JP2013221495A - Roller rocker arm type three-dimensional cam continuous and stepless variable valve gear - Google Patents
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Description
本発明は、二輪車或いは自動車等における内燃機関において、高さ、作用角、タイミングが連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に押圧されてバルブを進退させるローラロッカアーム(スイングアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じバルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置に関するものである。The present invention relates to an internal combustion engine in a two-wheeled vehicle, an automobile, or the like, which is formed so that the height, the working angle, and the timing are continuously changed, rotates integrally with the camshaft, and is axially movable and presses against the cam surface. The present invention relates to a valve operating apparatus that includes a roller rocker arm (swing arm) that moves the valve back and forth, and continuously and continuously controls the valve lift amount, operating angle, and timing in accordance with the accelerator opening and the traveling state.
ローラロッカアーム式3次元カム連続無断可変動弁装置としては、カムに線接触し接触線角度の変化に追従するローラフォロワを、揺動軸部とバルブ押圧部との間に設けスイングアーム式とした特許文献1、2が開示されている。
また、カムに点接触するローラフォロワを揺動軸部とバルブ押圧部との間に設けスイングアーム式とした特許文献3、4、5、6が開示されている。
また、気筒間のリフト量調整(同調)を、アクセルシャフトに対しアクセルフォークの軸方向位置を変えて調整し、カムロブの軸方向位置を変えることで行う特許文献7、8が開示されている。
また、ローラフォロワ外周面の無リフト時微振動叩かれによるフレッティングコロージョン摩耗を防止する方法として特許文献9が開示されている。
機械式連続無段可変動弁装置で実用化されているものとしては、回転カムと揺動式の往復カムを用い往復カムの中心又は回転カムフォロワの位置を動かすことにより、往復カムをロストモーションさせることでリフトと作用角を同時に可変するものがあるが、機構が複雑となり重量、コスト高となると共に、往復運動部重量増加、剛性低下によるメカロス増加、高回転化困難を招いている。また、適切な開閉タイミングを得る為にVVTが必要で、その応答速度の遅さにより、スロットルバルブ廃止によるレスポンス向上を帳消ししてしまう欠点があった。さらに、ロストモーションによりリフト高さを制御する方式故、低リフト域のリフトカーブが最大リフト時のリフトカーブにより決まってしまうことにより、求める出力に最適なリフトカーブを得ることが困難であり、また、全リフト域でランプ作用角、高さが同じとなり低リフト域ではランプ量が大きめとなり、ポンピングロス低減効果が阻害されていた。A mechanical continuous continuously variable valve operating device that has been put into practical use is that the reciprocating cam is lost by moving the center of the reciprocating cam or the position of the rotating cam follower using a rotating cam and a swinging reciprocating cam. In some cases, the lift and the working angle can be varied simultaneously, but the mechanism becomes complicated and the weight and cost are increased. In addition, the weight of the reciprocating motion part is increased, the mechanical loss is increased due to the decrease in rigidity, and high rotation is difficult. In addition, VVT is necessary to obtain an appropriate opening / closing timing, and due to the slow response speed, the response improvement due to the abolition of the throttle valve is negated. Furthermore, because the lift height is controlled by lost motion, the lift curve in the low lift range is determined by the lift curve at the maximum lift, making it difficult to obtain the optimum lift curve for the desired output. The ramp working angle and height are the same in the entire lift range, and the amount of ramp is larger in the low lift range, which hinders the pumping loss reduction effect.
それらの欠点を改良できるものとして3次元カムを用いるものが提案されており、カムに接触しバルブを進退させるローラフォロワをバルブステム軸方向にスライドさせる直打式と、ローラフォロワをロッカアームに設置し揺動させるロッカアーム式がある。前者はより剛性が高く、往復運動部重量を軽くできるので、高回転化が可能でメカロスも低減できるが、吸、排気それぞれにカムシャフトが必要になりコスト面で不利になることと、カム山が高くなるので軸方向傾斜がきつくなり、対策としてカムの軸方向長さを長くするか、ローラフォロワのカム軸方向のRを小さくする必要がある。カムロブを長くするにはシリンダピッチを広げる必要がありエンジンが大型化してしまい、ローラフォロワのRを小さくすると面圧が上がるのでバルブの開閉加速度をその分抑える必要がでてきて開口時間面積が減少してしまう。また、バルブ軸やローラフォロワの上側にカムが配置されるのでタペットクリアランス調整がしにくい欠点がある。後者は剛性、往復運動部重量面では前者より少し不利となるが、レバー比分カム山が低くなり傾斜が弱くなるので作用角変化量を大きくとれると共に、バルブ軸上側からカムがずれるのでタペットクリアランス調整がし易くなる利点がある。また、カム軸を一本に出きるようになるので、シリンダヘッドの小型、軽量化、コストダウンが可能になる。In order to remedy these drawbacks, there has been proposed one using a three-dimensional cam. A direct hitting type that slides a roller follower that contacts the cam and advances and retracts the valve in the axial direction of the valve stem, and a roller follower installed on the rocker arm. There is a rocker arm type that swings. The former is more rigid and can reduce the weight of the reciprocating motion part, so it is possible to increase the rotation speed and reduce mechanical loss, but it requires a camshaft for each of intake and exhaust, which is disadvantageous in terms of cost. Therefore, it is necessary to increase the axial length of the cam or to reduce the R of the roller follower in the cam axial direction as a countermeasure. To lengthen the cam lobe, it is necessary to widen the cylinder pitch, which increases the size of the engine. If the roller follower R is decreased, the surface pressure increases, so it is necessary to reduce the valve opening and closing acceleration accordingly, and the opening time area decreases. Resulting in. In addition, since the cam is disposed above the valve shaft and the roller follower, there is a drawback that it is difficult to adjust the tappet clearance. The latter is slightly disadvantageous in terms of rigidity and weight of the reciprocating part. There is an advantage that it is easy to remove. Further, since the camshaft can come out in one, the cylinder head can be reduced in size, weight and cost.
前述後者の一部利点を有する特許文献1、2に開示された様な、カムに線接触し接触線角度の変化に追従するローラフォロワを、揺動軸部とバルブ押圧部との間に設けスイングアーム式とした連続無断可変動弁装置が開示されているが、カム軸方向のカム山形状を直線にする必要がありカム山形状設定に制限が大きく、各カム山高さに最適なリフトカーブ、タイミング、ランプ量を任意に設定することが出来ない欠点がある。
前述後者の全利点を有するものとして、カムに点接触するローラフォロワを揺動軸部とバルブ押圧部との間に設けスイングアーム式とした特許文献3,4,5,6が開示されているが、連続無断可変動弁装置を採用する最大の理由である吸気バルブの無段階リフト化によりノンスロットルバルブとしポンピングロス低減効果を得る為の必須条件である、気筒間のリフト量誤差を最少限に抑えるタペットクリアランス調整、同調(気筒間リフト量調整)の両方を確実に行えるものではない。
タペットクリアランス調整に関しては、特許文献1、3、4はシム調で段階的でミクロンオーダーでの調整は困難である。特許文献2、5はアジャストスクリュ、特許文献6はロッカアーム揺動軸を変位させるもので無段階調整が可能でミクロンオーダーでの調整を可能としている。
同調に関しては、特許文献1、3、4、6は精度を出すか部品交換するしかなく、特許文献2、5は同調についての記述は無いがローラフォロワ側部又はフォークボス部にワッシャがあるのでそれをシムとして必要な精度で同調可能ではあるが、動弁系部品を取り外し分解後調整が必要で非常に手間が掛り効率的ではない。
同調をカムロブをスライドさせるアクセルシャフトのフォーク位置を変えることで調整するものとして、特許文献7、8が開示されているが、特許文献7はフォークをアクセルシャフトに対しスライド可能にし微調整可能としたもので精度良く調整は出来るが剛性不足で運転時リフトがばらついてしまい、特許文献8はフォークボス部両側のナットにて位置を変えるもので剛性は高いがナットロック時に位置が少しずれるので調整しにくい欠点がある。
また、3次元カムに点接触するローラフォロワを採用することで、無リフト時クリアンスによりカムとローラフォロワ接触部に微振動叩かれによるフレッティングコロージョン摩耗が発生し、形状変化によるリフト量変動、タペットクリアランス増加による騒音増大を招く問題があり、対策として球状外周面の横に円筒面を繋げて設け無リフト時には円筒面にてカムとローラフォロワが線接触することで面圧を下げフレッティングコロージョン摩耗を防止する特許文献9が開示されているが、特許文献9の様にローラフォロワ両側に延長したアーム先端部で左右バルブを進退させるものは、左右のバルブスプリング反力でカムのベースサークル円筒面とローラフォロワ円筒面を沿わせる力が働きアライメント誤差を吸収するので円筒面を設けた効果がでるが、ロッカアーム式とするとアライメント誤差を吸収できず誤差により円筒面の両端一点でしか当たらないので点接触となり円筒面を設けても効果がでない。A roller follower, which is in line contact with the cam and follows the change in the contact line angle, is provided between the swinging shaft portion and the valve pressing portion, as disclosed in
Regarding tappet clearance adjustment,
As for synchronization,
In addition, by adopting a roller follower that makes point contact with the three-dimensional cam, fretting corrosion wear due to slight vibration hitting the cam and roller follower contact part due to clearance when there is no lift occurs, lift amount fluctuation due to shape change, tappet There is a problem that increases noise due to increased clearance, and as a countermeasure, a cylindrical surface is connected to the side of the spherical outer peripheral surface. When there is no lift, the cam and the roller follower are in line contact with the cylindrical surface to reduce the surface pressure and fretting corrosion wear. Patent Document 9 is disclosed, which, like Patent Document 9, moves the left and right valves at the arm tip extended on both sides of the roller follower. And the roller follower cylindrical surface acts to absorb alignment errors, so a cylindrical surface is provided. Effect out, but out effect can be provided a cylindrical surface becomes point contact because it strikes only across one point of the cylindrical surface by the error can not be absorbed alignment error when the rocker arm type.
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたもので、高さ、作用角、タイミングが連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に押圧されてバルブを進退させるローラロッカアーム(スイングアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じバルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置において、シリンダヘッドをシリンダに組付後、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなくタペットクリアランス及び同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施可能にすると共に、ローラロッカアーム(スイングアーム)化により対策が必要となる無リフト時の微振動叩かれによるフレッティングコロージョンの防止、及び吸気ポートのシリンダ軸に対する傾斜角をより小さくし吸気効率向上及び吸気タンブル流強化による燃焼効率の向上を図り、さらに3次元カムによる無段階連続リフト可変を吸気側のみとすることでSOHC化を実現しシリンダヘッドの小型、軽量化、コストダウンを図ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above-described problems. The cam lobe is formed so that the height, the working angle, and the timing are continuously changed, and rotates integrally with the camshaft and is relatively movable in the axial direction. In a valve operating apparatus that includes a roller rocker arm (swing arm) that is pressed against the cam surface to advance and retract the valve, and continuously and variably controls the lift amount, operating angle, and timing of the valve in accordance with the accelerator opening and the traveling state. After assembling the cylinder head to the cylinder, tappet clearance and tuning (adjustment of lift amount between cylinders) is precise without reassembling the valve system parts until all the valve system parts are assembled and before the head cover is assembled. In addition to making it possible to implement it efficiently, it is possible to apply fine vibration when there is no lift, which requires countermeasures by using a roller rocker arm (swing arm). To prevent fretting corrosion, reduce the angle of inclination of the intake port with respect to the cylinder axis, improve intake efficiency and combustion efficiency by strengthening the intake tumble flow, and further stepless continuous lift variable by 3D cam only on the intake side The purpose of this is to achieve SOHC and to reduce the size, weight and cost of the cylinder head.
前述の課題を解決する為の請求項1の発明は、高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に点接触し押圧されてバルブを進退させるローラロッカアーム(スイングアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをカムシャフト軸方向にスライドさせることで、バルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置において、リフト高さをローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置を変えることで調整することを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置調整をシムにて行うことを特徴とする。
3次元カムを用いた連続無断可変動弁装置において、バルブリフタとしてローラロッカアーム(スイングアーム)を採用することにより、剛性、往復運動部重量面では直打式より少し不利となるが、レバー比分カム山が低くなり傾斜が弱くなるので作用角変化量を大きくとれると共に、バルブ軸上側からカムがずれるのでタペットクリアランス調整がし易くなる利点がある。また、カム軸を一本に出きるようになるので、シリンダヘッドの小型、軽量化、コストダウンが可能になる。
しかし、ローラロッカアーム(スイングアーム)とすることでレバー比分リフト量のバラツキが大きくなるので、揺動軸の軸方向クリアランスを出来る限り小さく抑える必要がある。クリアランス調整はシム調にて行うのが現実的で、段階的なクリアランス調整となってしまうが、カム山傾斜角が小さく軸方向変位の1/4前後のリフト差で段階的に変わるので、シム調を0.01mm差で行えばリフト量は2.5μ前後で調整可能で、軸方向クリアランスも0.02mm程度にすればリフト量のバラツキは5μ前後に抑えることができる。シムをローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸両側に配置し厚さを調整することで、ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置を調整することによりミクロンオーダーでのリフト量調整(同調)を可能とするものである。The invention of
The invention of
By adopting a roller rocker arm (swing arm) as a valve lifter in a continuously variable variable valve device using a three-dimensional cam, the rigidity and reciprocating part weight are slightly disadvantageous compared to the direct stroke type, but the cam ratio of the lever ratio And the inclination becomes weak, so that the amount of change in the operating angle can be increased, and the cam is displaced from the upper side of the valve shaft, so that the tappet clearance can be easily adjusted. Further, since the camshaft can come out in one, the cylinder head can be reduced in size, weight and cost.
However, since the roller rocker arm (swing arm) is used to increase the variation in the lift amount by the lever ratio, it is necessary to keep the axial clearance of the swing shaft as small as possible. It is realistic to adjust the clearance in a shim-like manner, and it becomes a stepwise clearance adjustment, but the cam crest inclination angle is small and changes stepwise by a lift difference of about 1/4 of the axial displacement. If the adjustment is performed with a difference of 0.01 mm, the lift amount can be adjusted to about 2.5 μm, and if the axial clearance is about 0.02 mm, the variation in the lift amount can be suppressed to about 5 μm. Adjusting the position of the roller rocker arm (swing arm) in the swing axis direction by adjusting the thickness by placing shims on both sides of the swing shaft of the roller rocker arm (swing arm). ) Is possible.
また、請求項3の発明は、前記シムを馬蹄形とし、係止片にてロッカアームシャフトからのシムの抜け、回転を防止することを特徴とする。
シムを馬蹄形とすることで、ロッカアームシャフトにローラロッカアーム(スイングアーム)に組付けた状態で挿入可能となるので、シリンダヘッドをシリンダに組付後、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなく同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施できる。シリンダヘッドをシリンダに組付けシリンダヘッドが変形した後で調整することにより、より正確な同調ができる。The invention of
By making the shim into a horseshoe shape, it can be inserted into the rocker arm shaft while being assembled to the roller rocker arm (swing arm). By the previous state, tuning (cylinder lift amount adjustment) can be performed precisely and efficiently without re-disassembling the valve operating system parts. More accurate tuning can be achieved by attaching the cylinder head to the cylinder and adjusting the cylinder head after it is deformed.
また、請求項4の発明は、ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置調整を、ロッカアームシャフトの軸方向に連設した一対のスペーサを、ロッカアームシャフトの軸回りに相対的に回動させることで、相互の合せ面に設けた傾斜カムによりロッカアームシャフト軸方向のスペーサ外側面間寸法が変化するようにし、係止片にてスペーサ相互の位相を固定することで軸方向寸法を固定することを特徴とする。
シリンダヘッドをシリンダに組付けシリンダヘッドが変形した後で、係止片以外の動弁系部品を全て組立し再分解することなく、スペーサ相互の位相を変え係止片にて固定することで、ローラロッカアーム(スイングアーム)揺動軸の軸方向クリアランス調整及び同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施できる。According to a fourth aspect of the present invention, adjustment of the position of the roller rocker arm (swing arm) in the swing axis direction is performed by relatively rotating a pair of spacers arranged in the axial direction of the rocker arm shaft around the axis of the rocker arm shaft. Therefore, the dimension between the spacer outer surfaces in the rocker arm shaft axial direction is changed by the inclined cams provided on the mating surfaces, and the axial dimension is fixed by fixing the phase of the spacers with the locking piece. It is characterized by.
After the cylinder head is assembled to the cylinder and the cylinder head is deformed, the phase of the spacers are changed and fixed with the locking piece without reassembling and reassembling all valve system parts other than the locking piece. Roller rocker arm (swing arm) Axial clearance adjustment and synchronization (inter-cylinder lift adjustment) of the swing axis can be performed precisely and efficiently.
また、請求項5の発明は、請求項1の発明において、ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向の位置固定をロッカアームシャフトにて行い、ロッカアームシャフトの軸方向固定をアクセルシャフトスライドアクチュエータユニットのシリンダヘッドへの固定部付近としたことを特徴とする。
ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向の位置固定をシリンダヘッドまたはカムシャフトハウジングにて行うと、材質の違いによる熱膨張差によりローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸部のクリアランスが増加しバルブリフト量のバラツキが増加したり、ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置のずれが発生しバルブリフト量がずれてしまう問題が発生するが、アクセルシャフトと同材質のロッカアームシャフトにてローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置固定を行い、ロッカアームシャフトの軸方向固定をアクセルシャフトスライドアクチュエータユニットのシリンダヘッドへの固定部付近とすることによりローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸部のクリアランス増加を抑えつつ、ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置のずれを最少限に抑えることができ、気筒間のバルブリフト差を最少限に抑えエンジン運転できる。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the position of the roller rocker arm (swing arm) in the swing axis direction is fixed by the rocker arm shaft, and the rocker arm shaft is fixed in the axial direction by the accelerator shaft slide actuator unit. It is characterized by being in the vicinity of the fixed part to the cylinder head.
If the position of the roller rocker arm (swing arm) in the swing axis direction is fixed with the cylinder head or camshaft housing, the clearance of the swing shaft of the roller rocker arm (swing arm) increases due to the difference in thermal expansion caused by the difference in material. There is a problem that the valve lift amount varies, and the position of the roller rocker arm (swing arm) shifts in the swing axis direction, causing the valve lift amount to shift. The position of the roller rocker arm (swing arm) is fixed in the direction of the swing axis, and the position of the rocker arm shaft is fixed in the vicinity of the fixed part of the accelerator shaft slide actuator unit to the cylinder head. Clearance increase Suppressed while the deviation of the oscillation axis direction position of the roller rocker arm (swing arm) can be suppressed to a minimum, engine operation suppressing valve lift difference between the cylinders to a minimum.
また、請求項6の発明は、高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に点接触し押圧されてバルブを進退させるローラロッカアーム(スイングアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをカムシャフト軸方向にスライドさせることで、バルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置において、吸、排気カムシャフトをカムシャフト軸方向より視て、片方のバルブのバルブステム軸線に対し両側に配置し、それぞれのロッカアームシャフトをカムシャフトに対しシリンダヘッド合せ面側(下側)に配置したことを特徴とする。
また、請求項7の発明は、請求項6の発明において、吸、排気カムシャフトをカムシャフト軸方向より視て、排気バルブステム軸線に対し両側に配置し、点火プラグホール(インジェクタホール)を吸気バルブ側に吸気バルブステム軸に略平行に配置したことを特徴とする。
狭角バルブエンジンであれば特許文献4の様にローラロッカアーム(スイングアーム)揺動軸を吸、排気バルブ軸Vバンク外に配置しても、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、シリンダヘッド吸、排気方向幅も狭くできるが、標準的な吸、排気バルブ軸Vバンクエンジンでは、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度は大きく、シリンダヘッド吸、排気方向幅は広くなってしまう。吸、排気カムシャフトをカムシャフト軸方向より視て、排気バルブステム軸線に対し両側に配置し、点火プラグホール(インジェクタホール)を吸気バルブ側に吸気バルブステム軸に略平行に配置することにより、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、吸気効率及びタンブル流の向上が図れると共に、点火プラグホール(インジェクタホール)が邪魔をしないので、吸気ポート側より冷却が必要な排気ポート側の左右排気バルブのバルブシート付近の排気ポート間に水通路を設け易くなる。Further, the invention of claim 6 is formed such that the height, working angle, and timing are continuously changed on the cam surface inclined in the camshaft axial direction, and rotates integrally with the camshaft and is relatively movable in the axial direction. The cam lobe is equipped with a roller rocker arm (swing arm) that makes point contact with the cam surface and is pressed to advance and retreat the valve, and by sliding the cam lobe in the camshaft axial direction according to the accelerator opening and travel conditions, In a valve operating device that continuously and continuously controls the working angle and timing, the intake and exhaust camshafts are arranged on both sides of the valve stem axis of one of the valves as viewed from the camshaft axial direction. It is arranged on the cylinder head mating surface side (lower side) with respect to the camshaft.
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the intake and exhaust camshafts are arranged on both sides of the exhaust valve stem axis when viewed from the camshaft axial direction, and the spark plug hole (injector hole) is taken into the intake air. It is characterized in that it is arranged substantially parallel to the intake valve stem shaft on the valve side.
In the case of a narrow angle valve engine, even if the roller rocker arm (swing arm) swing shaft is sucked and arranged outside the V valve bank as in
また、請求項8の発明は、請求項6、7の発明において、吸、排気バルブ軸Vバンク外のカムシャフトの軸中心とVバンク内のロッカアームシャフトの軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面としたことを特徴とする。
ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となり、ロッカアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなるので、吸気側に採用することでより正確な吸気量制御ができる。
また、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のカムシャフト軸(ロッカアームシャフト軸)中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低く、吸、排気方向のシリンダヘッド幅を狭くでき、シリンダヘッドの小型、軽量化が図れる。The invention according to
By using the rocker arm shaft axis center as the mating surface of the cylinder head and the lower camshaft housing, the rocker arm shaft can be tightened without radial clearance by assembling the lower camshaft housing, and the rocker arm flutter can be suppressed and the valve lift amount accordingly. Therefore, the intake air amount can be controlled more accurately by adopting it on the intake side.
In addition, because of the ease of processing, the cylinder head and lower camshaft housing mating surface is the cylinder head cover mating surface, so the center of the camshaft shaft (rocker arm shaft shaft) near the cylinder head mating surface is the cylinder head cover. By using the mating surfaces, the cylinder head height that requires a thick metal material can be reduced, the cylinder head width in the intake and exhaust directions can be reduced, and the cylinder head can be made smaller and lighter.
また、請求項9の発明は、請求項6、7、8,13,16の発明において、アクセルシャフトの軸中心とVバンク内のカムシャフトの軸中心を下カムシャフトハウジングと上カムシャフトハウジングの合せ面としたことを特徴とする。
シリンダヘッドにVバンク外のカムシャフトユニットと馬蹄形シムを除いたVバンク内のロッカアームユニットを下カムシャフトハウジングにて組付後、吸、排気カムユニットに挟まれたバルブのタペットクリアランス調整時にアクセルシャフトユニットが未組付けで邪魔にならず、タペットクリアランス調整後にアクセルシャフトユニット及びVバンク内カムシャフトユニットを組付けることができるので、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなく同調(気筒間リフト量合せ調整)を精密にしかも効率良く実施することが可能となる。Further, the invention of claim 9 is the invention of
After the camshaft unit outside the V bank and the rocker arm unit in the V bank excluding the horseshoe shim are assembled to the cylinder head in the lower camshaft housing, the accelerator shaft is adjusted when adjusting the tappet clearance of the valve sandwiched between the intake and exhaust cam units. The unit is not assembled and does not get in the way, and after adjusting the tappet clearance, the accelerator shaft unit and camshaft unit in the V bank can be assembled, so that all the valve system parts are assembled and before the head cover is assembled. Thus, it is possible to perform the synchronization (adjustment of lift amount between cylinders) precisely and efficiently without re-disassembling the valve system parts.
また、請求項10の発明は、請求項6、7の発明において、吸気ローラロッカアームの 左右バルブリフトアーム部先端付近を連結したことを特徴とする。
連結によりロッカアームのアーム形状がロの字状となり剛性が向上すると共に、同調(気筒間リフト量合せ調整)時に動弁系部品を全て組立た後に、左右アジャストスクリュの中央一か所でのリフト量測定が可能となり、左右バルブリフトの平均値が測定できるのでより正確な気筒間リフト量合せができる。The invention of
By connecting, the shape of the rocker arm becomes a square shape and the rigidity is improved, and the lift amount at the center of the left and right adjustment screws after assembling all valve system parts during synchronization (adjustment of lift amount between cylinders) Measurement is possible, and the average value of the left and right valve lifts can be measured, so that the cylinder lift amount can be adjusted more accurately.
また、請求項11の発明は、高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に点接触し押圧されてバルブを進退させるローラロッカアーム(スイングアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをカムシャフト軸方向にスライドさせることで、吸気バルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御し、排気バルブは平カム面に線接触し押圧されてバルブを進退させるローラスイングアームとした動弁装置において、吸、排気カムを同一カムシャフト上に設けると共に、吸気カムロブが最大リフト側にスライドする側に排気カムを配置したことを特徴とする。
吸気カムロブが最大リフト側にスライドした時の排気カムに近い側の吸気カムロブのカム山が低リフト側のカム山となり低い為、吸気カムロブが排気スイングアームのローラフォロワ支持部アームとカムシャフト軸方向でオーバーラップしても接触しにくいので、吸気カムロブのスライド量をその分大きくとれカム山の傾斜を小さくでき、より精密なリフト制御が可能となる。Further, the invention of
When the intake cam lobe slides to the maximum lift side, the cam crest of the intake cam lobe close to the exhaust cam becomes the low lift side cam crest and is low, so the intake cam lobe is in the roller swinger support arm of the exhaust swing arm and the camshaft axial direction. Since it is difficult to contact even if it overlaps, the amount of sliding of the intake cam lobe can be increased accordingly, the inclination of the cam crest can be reduced, and more precise lift control becomes possible.
また、請求項12の発明は、請求項11の発明において、排気カムのベースサークル径を吸気カムロブのベースサークル径より大きくしたことを特徴とする。
吸気カムロブの低リフト側のカム山の高さをより高く設定しても、排気スイングアームのローラフォロワ支持部アームとカムシャフト軸方向でオーバーラップ時に接触しにくくでき、またローラフォロワ支持部アームの外形もローラフォロワ径に近づけることが可能となり強度、剛性向上を図れる。The invention of
Even if the height of the cam crest on the low lift side of the intake cam lobe is set higher, it is difficult to contact the roller follower support arm of the exhaust swing arm and the cam shaft in the axial direction, and the roller follower support arm The outer shape can be made closer to the roller follower diameter, and the strength and rigidity can be improved.
また、請求項13の発明は、請求項11の発明において、カムシャフトを片方のバルブ付近の吸、排気バルブVバンク内に設け、ロッカアームシャフトを一本とし、カムシャフトに対しシリンダヘッド合せ面側のカムシャフト軸方向より視て、シリンダ軸中心付近に配置し、カムシャフト側のバルブは押圧部と揺動軸部の間にローラフォロワを有するスイングアームにて、他方のバルブは押圧部とローラフォロワの間に揺動軸部を有するロッカアームにて進退させ、ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面としたことを特徴とする。
カムシャフトとロッカアームシャフトを吸、排気方向にずらして配置することにより、吸、排気方向のシリンダヘッド幅は広くなるが、シリンダヘッド高さを低くでき、ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となり、ロッカアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなるので、吸気側に採用することにより、より正確な吸気量制御ができる。
また、カムシャフト及びロッカアームシャフトを一本としたことで、鉄系部品の削減によるコスト、重量軽減が図れると共に、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低くシリンダヘッドの小型、軽量化が図れ、しかもシリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、吸気効率及びタンブル流の向上が図れる。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the eleventh aspect of the present invention, the camshaft is provided in the suction and exhaust valve V bank near one of the valves, the rocker arm shaft is one, and the camshaft is on the cylinder head mating surface side The camshaft side valve is a swing arm having a roller follower between the pressing portion and the swinging shaft portion, and the other valve is a pressing portion and a roller. The rocker arm having a swinging shaft portion between the followers is advanced and retracted, and the center of the rocker arm shaft is used as a mating surface of the cylinder head and the lower camshaft housing.
By disposing the camshaft and rocker arm shaft in the intake and exhaust directions, the cylinder head width in the intake and exhaust directions becomes wider, but the cylinder head height can be reduced, and the cylinder head and lower camshaft are centered on the rocker arm shaft axis. By using the mating surface of the housing, it is possible to tighten the rocker arm shaft without radial clearance by assembling the lower camshaft housing. By doing so, more accurate intake air amount control can be performed.
Also, the camshaft and rocker arm shaft are combined into one, so that the cost and weight can be reduced by reducing the number of iron parts, and the cylinder head and lower camshaft housing mating surface is the cylinder head cover mating surface for ease of processing. Therefore, by using the center of the rocker arm shaft near the cylinder head mating surface as the cylinder head cover mating surface, the cylinder head height that requires a thick metal material is reduced and the cylinder head is reduced in size and weight. In addition, the angle of the intake port with respect to the cylinder shaft can be reduced, and the intake efficiency and the tumble flow can be improved.
また、請求項14の発明は、請求項13の発明において、バルブ押圧部をアジャストスクリュとし、アクセルシャフトをバルブステム軸線に対しカムシャフトの反対側に配置したことを特徴とする。
アジャストスクリュの調整、締付け工具をアクセルシャフトとカムシャフトの間を通すことが可能となり、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態で、動弁系部品を再分解することなくタペットクリアランス調整を精密にしかも効率良く実施することができる。The invention of
Adjustment screw adjustment and tightening tool can be passed between the accelerator shaft and camshaft. Tappet without reassembling the valve system parts before assembling all valve system parts and mounting the head cover Clearance adjustment can be performed precisely and efficiently.
また、請求項15の発明は、請求項13の発明において、吸、排気ロッカアームにおいて、揺動軸部を軸方向で左右に分割して設け、分割された揺動軸部の片方にローラフォロワアーム部を配置すると共に、左右バルブリフトアーム部先端付近を連結し、分割された揺動軸部の間に他方のロッカアームの片方の揺動軸部を配置したことを特徴とする。
バルブをリフトするロッカアーム揺動軸部二ヶ所を長いスパンにできるので、バタツキが抑えられ3次元カムとローラフォロワとの接触位置の変動及び左右バルブリフトのバタツキを小さくでき、左右バルブの合計リフト量のバラツキを小さくできる。特に吸気側はバルブのリフト量にて吸気量を制御し出力を制御するのでリフト量のバラツキを小さく抑えることが必須条件となる。
また、分割した揺動軸部の間に他のロッカアームの片方の揺動軸部を配置することにより、二つのロッカアーム組付時の揺動軸部総幅は一方のロッカアームの片方の揺動軸部幅と、他のロッカアームの二つの揺動軸部の外側側面部の幅を足したものとなるので、揺動軸部間のピツチ交差の影響を受けずにシム調でき、ロッカアームの揺動軸方向のバタツキを最少に抑えることができる。
また、左右バルブリフトアーム部先端付近を連結したことによりロッカアームのアーム形状がロの字状となり剛性が向上すると共に、同調(気筒間リフト量合せ調整)時に動弁系部品を全て組立た後に左右アジャストスクリュの中央一か所でのリフト量測定が可能となり、左右バルブリフトの平均値が測定できるのでより正確な気筒間リフト量合せができる。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect of the present invention, in the intake / exhaust rocker arm, the swing shaft portion is divided into left and right portions in the axial direction, and the roller follower arm is provided on one of the divided swing shaft portions. And a portion of the left and right valve lift arms near the tip, and one of the rocking shafts of the other rocker arm is disposed between the divided rocking shafts.
Since the two rocker arm swinging shafts that lift the valve can have a long span, fluctuations can be suppressed, fluctuations in the contact position between the 3D cam and the roller follower, and fluctuations in the left and right valve lift can be reduced, and the total lift of the left and right valves Can reduce the variation. In particular, on the intake side, the intake amount is controlled by the lift amount of the valve and the output is controlled. Therefore, it is essential to keep the variation in the lift amount small.
Also, by arranging one rocking shaft part of the other rocker arm between the divided rocking shaft parts, the total rocking shaft part width when two rocker arms are assembled is one rocker shaft of one rocker arm. This is the sum of the width of the part and the width of the outer side surface of the two rocking shafts of the other rocker arm, so that the shim can be adjusted without being affected by the pitch crossing between the rocking shafts. Axial flutter can be minimized.
Also, by connecting the vicinity of the tip of the left and right valve lift arms, the arm shape of the rocker arm becomes a square shape and the rigidity is improved, and at the same time (after adjusting the lift amount between cylinders), The lift amount can be measured at one central point of the adjusting screw, and the average value of the left and right valve lifts can be measured, so that the cylinder lift amount can be more accurately adjusted.
また、請求項16の発明は、請求項11の発明において、カムシャフトをカムシャフト軸方向より視てシリンダ軸中心付近に配置、ロッカアームシャフトを一本とし、カムシャフトに対しシリンダヘッド合せ面側のカムシャフト軸方向より視てシリンダ軸中心付近に配置し、バルブ押圧部と揺動軸部の間にローラフォロワを有するスイングアームにて両方のバルブを進退させ、ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面としたことを特徴とする。
カムシャフトとロッカアームシャフトがシリンダ軸方向に並ぶので、シリンダヘッド高さが請求項13の発明より高くなるが、吸、排気方向のシリンダヘッド幅を狭くできコンパクトなシリンダヘッドに出来ると共に、ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となり、ロッカアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなるので、吸気側に採用することにより、より正確な吸気量制御ができる。
また、カムシャフト及びロッカアームシャフトを一本としたことで、鉄系部品の削減によるコスト、重量軽減が図れると共に、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低く、吸、排気方向のシリンダヘッド幅を狭くできることにより、シリンダヘッドの小型、軽量化が図れ、しかもシリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、吸気効率及びタンブル流の向上が図れる。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the eleventh aspect of the present invention, the camshaft is disposed in the vicinity of the center of the cylinder shaft when viewed from the camshaft axial direction, the rocker arm shaft is provided as one, and the camshaft is located on the cylinder head mating surface side. As seen from the camshaft axis direction, it is placed near the center of the cylinder axis, and both valves are advanced and retracted by a swing arm that has a roller follower between the valve pressing part and the swinging axis part, and the center of the rocker arm shaft axis is below the cylinder head. The mating surface of the camshaft housing is used.
Since the camshaft and the rocker arm shaft are arranged in the cylinder axis direction, the cylinder head height is higher than that of the invention of
Also, the camshaft and rocker arm shaft are combined into one, so that the cost and weight can be reduced by reducing the number of iron parts, and the cylinder head and lower camshaft housing mating surface is the cylinder head cover mating surface for ease of processing. Therefore, by using the center of the rocker arm shaft near the cylinder head mating surface as the cylinder head cover mating surface, the cylinder head height requiring a thick metal material is reduced, and the cylinder in the suction and exhaust directions By reducing the head width, the cylinder head can be reduced in size and weight, and the angle of the intake port with respect to the cylinder axis can be reduced, so that the intake efficiency and the tumble flow can be improved.
また、請求項17の発明は、請求項16、18の発明において、吸、排気スイングアームにおいて揺動軸部を軸方向で左右に分割して設け、分割された揺動軸部の片方にローラフォロワアーム部を配置すると共に、吸気スイングアーム左右揺動軸部付近を連結し、分割された揺動軸部の間に排気スイングアームの片方の揺動軸部を配置したことを特徴とする。
バルブをリフトするスイングアーム揺動軸部二ヶ所を長いスパンにできるので、バタツキが抑えられ3次元カムとローラフォロワとの接触位置の変動及び左右バルブリフトのバタツキを小さくでき、左右バルブの合計リフト量のバラツキを小さくできる。
特に吸気側はバルブのリフト量にて吸気量を制御し出力を制御するのでリフト量のバラツキを小さく抑えることが必須条件となる。
また、分割した揺動軸部の間に他のロッカアームの片方の揺動軸部を配置することにより、二つのロッカアーム組付時の揺動軸部総幅は一方のロッカアームの片方の揺動軸部幅と、他のロッカアームの二つの揺動軸部の外側側面部の幅を足したものとなるので、揺動軸部間のピツチ交差の影響を受けずにシム調できるので、ロッカアームの揺動軸方向のバタツキを最少に抑えることができる。
また、連結部を左右揺動軸付近としたことにより同調(気筒間リフト量合せ調整)時に左右アジャストスクリュの中央一か所でのリフト量測定ができなくなり、両方のアジャストスクリュ端での測定が必要となるが、揺動先端部重量が軽くなり高回転エンジンに向く。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the sixteenth and eighteenth aspects of the present invention, the suction and exhaust swing arms are provided with the swing shaft portion divided into left and right in the axial direction, and a roller is provided on one of the divided swing shaft portions. A follower arm portion is disposed, the vicinity of the left and right swing shaft portions of the intake swing arm is connected, and one swing shaft portion of the exhaust swing arm is disposed between the divided swing shaft portions.
Swing arm swinging shaft part that lifts the valve can have a long span, flutter is suppressed, fluctuation of contact position between 3D cam and roller follower and flutter of left and right valve lift can be reduced, and total lift of left and right valves The amount variation can be reduced.
In particular, on the intake side, the intake amount is controlled by the lift amount of the valve and the output is controlled. Therefore, it is essential to keep the variation in the lift amount small.
Also, by arranging one rocking shaft part of another rocker arm between the divided rocking shaft parts, the total rocking shaft part width when two rocker arms are assembled is one rocking shaft of one rocker arm. Since the width of the part and the width of the outer side surface of the two rocking shafts of the other rocker arm are added, shimming can be performed without being affected by the pitch crossing between the rocking shafts. Fluctuations in the direction of the dynamic axis can be minimized.
In addition, since the connecting part is in the vicinity of the left and right rocking shafts, it is not possible to measure the lift amount at one center of the left and right adjustment screws during synchronization (adjustment of the lift amount between cylinders), and measurement at both adjustment screw ends is not possible. Although necessary, the weight of the rocking tip is light and suitable for high-speed engines.
また、請求項18の発明は、高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に点接触し押圧されてバルブを進退させるローラロッカアーム(スイングアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをカムシャフト軸方向にスライドさせることで、バルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置において、カムロブをスライドさせるアクセルシャフトをカムシャフトと同軸上に設け、アクセルシャフトに固定したキーにカムロブを固定し、カムシャフトの軸方向にあけた長溝にてキー及びカムロブのカムシャフトに対する回転を規制しつつ、キー及びカムロブのカムシャフト軸方向スライドのガイドとしたことを特徴とする。
請求項6の発明の様に二本のカムシャフトの間にアクセルシャフトを配置したものは、カムロブのスライド抵抗がフォークの両側に掛るので、発生モーメントが小さくアクセルシャフトを拗らせようとする力が弱いので、アクセルシャフト軸受部に発生する抵抗力が小さく小動力でスムーズにスライドさせることができるが、一本のカムシャフト上のカムロブのスライドをアクセルシャフトに固定したフォークにて行うとカムロブのスライド抵抗がそのままモーメントとなるのでアクセルシャフト軸受部に発生する抵抗力が大きくカムロブをスライドさせる動力が大きくなってしまう。その対策としてカムシャフトと同軸上にアクセルシャフトを設けることで発生モーメントを大幅に低減できるFurther, the invention of
In the case where the accelerator shaft is arranged between the two camshafts as in the invention of claim 6, since the sliding resistance of the cam lobe is applied to both sides of the fork, the generated moment is small and the force to cause the accelerator shaft to bend. Since the resistance generated in the accelerator shaft bearing is small, it can be slid smoothly with small power. However, if the cam lobe slide on one camshaft is carried out with a fork fixed to the accelerator shaft, Since the sliding resistance becomes a moment as it is, the resistance force generated in the accelerator shaft bearing portion is large, and the power for sliding the cam lobe is increased. As a countermeasure, the generated moment can be greatly reduced by installing the accelerator shaft on the same axis as the camshaft.
また、請求項19の発明は、請求項18の発明において、アクセルシャフトに対し動かない様確実固定されたキーに対し、カムロブは径方向、位相方向に微小に動くことが可能なクリアランスを設け、キー軸方向には動きを最少限とするよう固定したことを特徴とする。
キーに対しカムロブを径方向、位相方向に微小に動く様にすることで、関係する部品のアライメント誤差を吸収し、カムロブをカムシャフト上でスムーズにスライドさせることが可能になると共に、キー軸方向には動きを最少限とするよう固定することによりリフト量のバタツキを最少限に抑えることができる。Further, the invention of
By making the cam lobe move slightly in the radial direction and phase direction with respect to the key, it is possible to absorb the alignment error of the related parts and to make the cam lobe slide smoothly on the camshaft, and in the key axis direction. By fixing the movement to the minimum, the fluctuation of the lift amount can be suppressed to the minimum.
また、請求項20の発明は、請求項18の発明において、アクセルシャフトスライドアクチュエータのシャフトの回転を規制しつつスライドをガイドするシャフトとしてロッカアームシャフトを共用することを特徴とする。
アクセルシャフトスライドアクチュエータのスライドガイドシャフトが不要となる。The invention of
The slide guide shaft of the accelerator shaft slide actuator becomes unnecessary.
また、請求項21の発明は、請求項18の発明において、ロッカアームシャフトをアクセルシャフトスライドアクチュエータの駆動ギヤ列のアイドルギヤの軸受シャフトとして共用することを特徴とする。
アイドルギヤシャフトが不要となる。The invention of
An idle gear shaft is not required.
また、請求項22の発明は、高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に点接触し押圧されてバルブを進退させるローラロッカアーム(スイングアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをカムシャフト軸方向にスライドさせることで、吸気バルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御し、排気バルブは平カム面に線接触し押圧されてバルブを進退させるローラスイングアームとした動弁装置において、吸、排気カムを同一カムシャフト上に設けると共に、吸気カムロブが最大リフト側にスライドする側に吸気カムロブのストローク範囲に重ねて排気カムを配置したことを特徴とする。
吸気カムロブのストロークをより大きくできると共に、排気側に強制開閉カムを採用できる。The invention of
The stroke of the intake cam lobe can be increased, and a forced opening / closing cam can be adopted on the exhaust side.
また、請求項23の発明は、請求項22の発明において、排気カムに重なる部分の吸気カム山と排気カム山(強制開閉カムでは開カム山)の位相を概ね合せたことを特徴とする。
吸気カムロブを最大リフト側にスライドさせた時、排気カム(強制開閉カムでは開カム)のカム面より強度が確保できる肉厚にて内側を肉抜きした部分に吸気カムロブのカム山を臨ませることで排気カムのベースサークル径の増加を最少限にでき、より高回転化、メカロス低減が可能となる。The invention of
When the intake cam lobe is slid to the maximum lift side, the cam ridge of the intake cam lobe should face the part where the inner side is thickened to ensure the strength from the cam surface of the exhaust cam (open cam for forced opening cam) As a result, the increase in the diameter of the base circle of the exhaust cam can be minimized, and higher rotation and mechanical loss can be achieved.
また、請求項24の発明は、請求項22の発明において、排気カムを強制開閉としたことを特徴とする。
排気側を強制開閉とすることで、シリンダヘッドをシリンダに組付後、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなくタペットクリアランス調整及び同調(気筒間リフト量調整)をすることは出来なくなるが、シム調にて排気側のタペットクリアランスを調整した後で、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなく吸気側のタペットクリアランス調整及び同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施できる。
強制開閉化により同等作用角なら開口面積を拡大でき、有効面積(開口面積と流量係数の積)を同等にする場合は作用角を狭くすることが可能となるので、出力増加、燃費、排ガス低減対策への選択自由度が増す。The invention of
By forcibly opening and closing the exhaust side, tappet clearance adjustment can be performed without reassembling the valve system parts until all the valve system parts are assembled and the head cover is assembled after the cylinder head is assembled to the cylinder. And it is impossible to synchronize (lift adjustment between cylinders), but after adjusting the tappet clearance on the exhaust side with shim tone, until the state before assembling all valve system parts and assembling the head cover, Intake side tappet clearance adjustment and tuning (inter-cylinder lift adjustment) can be performed precisely and efficiently without re-disassembling the valve system parts.
If the working angle is the same, the opening area can be expanded by forced opening and closing. If the effective area (product of the opening area and the flow coefficient) is made equal, the working angle can be narrowed, increasing output, reducing fuel consumption, and reducing exhaust gas. Increased freedom of choice for countermeasures.
また、請求項25の発明は、請求項24の発明において、カムシャフト軸に平行方向より視て、点火プラグホール(インジェクタホール)側のローラフォロワに接触するカムを吸気カムロブより遠ざけ、点火プラグホール(インジェクタホール)が無い側のローラフォロワに接触するカムを吸気カムロブに近づけて配置したことを特徴とする。
点火プラグホール(インジェクタホール)側のバルブリフトアーム部と点火プラグホールチューブ(インジェクタホールチューブ)とのクリアランスが確保し易く、点火プラグホール(インジェクタホール)が無い側のバルブリフトアーム部をロッカアームシャフト軸方向で点火プラグホールチューブ(インジェクタホールチューブ)と重なる位置に配置できるのでシリンダピッチの狭い小型エンジンでも排気強制開閉カムを採用できる。According to a twenty-fifth aspect of the invention, in the twenty-fourth aspect of the invention, when viewed from the direction parallel to the camshaft shaft, the cam contacting the roller follower on the spark plug hole (injector hole) side is moved away from the intake cam lobe. The cam contacting the roller follower without the (injector hole) is disposed close to the intake cam lobe.
The clearance between the valve lift arm on the spark plug hole (injector hole) side and the spark plug hole tube (injector hole tube) is easy to secure, and the valve lift arm on the side without the spark plug hole (injector hole) is connected to the rocker arm shaft shaft. Because it can be arranged in a position that overlaps the spark plug hole tube (injector hole tube) in the direction, the exhaust forced opening / closing cam can be adopted even in a small engine with a narrow cylinder pitch.
また、請求項26の発明は、高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に点接触し押圧されてバルブを進退させるローラロッカアーム(スイングアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをカムシャフト軸方向にスライドさせることで、バルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置において、カム面に点接触するローラフォロワ外周断面形状を、最大外径部を最大Rとし、Rはカムシャフトユニットとロッカアームユニットのアライメント誤差を吸収できる最大Rに設定され、カム山高さ及び作用角が増加する軸方向でRを2次曲線にて外径を小さくした樽形としたことを特徴とする。
アライメントが固定されアライメント誤差を吸収する機能が殆ど無いロッカアーム式タペットローラフォロワ外周面の無リフト時のフレッティングコロージョン摩耗を防止できる。In the invention of
It is possible to prevent fretting corrosion wear when the rocker arm type tappet roller follower outer peripheral surface has no lift when the alignment is fixed and there is almost no function of absorbing alignment errors.
本発明により、3次元カムに押圧されてバルブを進退させるローラロッカアーム(スイングアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じバルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置において、シリンダヘッドをシリンダに組付後、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなくタペットクリアランス及び同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施可能にすると共に、吸気ポートのシリンダ軸に対する傾斜角をより小さくし吸気効率向上及びタンブル流強化による燃焼効率の向上が図れ、さらに3次元カムによる無段階連続リフト可変を吸気側のみとすることでSOHC化を実現し、シリンダヘッドの小型、軽量化、コストダウンを図れる動弁装置を提供できる。According to the present invention, there is provided a roller rocker arm (swing arm) that is pressed by a three-dimensional cam to advance and retract the valve, and continuously and variably controls the lift amount, operating angle, and timing of the valve in accordance with the accelerator opening and the traveling state. In the valve device, tappet clearance and synchronism (lift amount between cylinders) without re-disassembling the valve system parts until all the valve system parts are assembled and the head cover is assembled after the cylinder head is assembled to the cylinder. Adjustment) can be carried out precisely and efficiently, and the inclination angle of the intake port relative to the cylinder axis can be made smaller to improve intake efficiency and combustion efficiency by strengthening the tumble flow. By making the variable only on the intake side, SOHC is realized, and the cylinder head is reduced in size, weight and cost. It is possible to provide a Rudoben apparatus.
以下、図面により、本発明による動弁装置及びそれを備えた内燃機関の好適な実施形態を説明する。本発明による動弁装置は二輪車や自動車等に搭載される各種ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンに適用可能である。Hereinafter, preferred embodiments of a valve gear according to the present invention and an internal combustion engine including the same will be described with reference to the drawings. The valve gear according to the present invention is applicable to various gasoline engines and diesel engines mounted on motorcycles and automobiles.
第一実施形態の動弁装置は請求項1〜10の具体的実施例で、吸気側においてカムシャフトユニット10と、ロッカアームユニット20と、バルブユニット30とを含み、排気側においてカムシャフトユニット10EXと、ロッカアームユニット20EXと、バルブユニット30EXとを含む。
また、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをスライドさせるアクセルシャフトユニット40を含む。(図1−1〜6参照)The valve operating apparatus according to the first embodiment is a specific example of
Moreover, the
吸気カムシャフトユニット10及び排気カムシャフトユニット10EXはカムシャフト軸に平行方向より視て、排気バルブステム軸線に対し両側に配置、吸気カムシャフトユニット10は吸、排気バルブ軸Vバンク内に、排気カムシャフトユニット10EXはVバンク外に配置されている。吸気ロッカアームユニット20、排気スイングアームユニット20EXは吸、排気カムシャフトユニット10、10EXに対しシリンダヘッド合せ面側(下側)に、点火プラグホール(インジェクタホール)1IGは吸気バルブユニット30側にバルブステム軸に略平行に配置されている。(図1−2参照)。
揺動軸を逃げて吸気ポートを配置する必要があるが、狭角バルブエンジンであれば特許文献4の様にローラロッカアーム(スイングアーム)揺動軸を吸、排気バルブ軸Vバンク外に配置しても、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、シリンダヘッド吸、排気方向幅も狭くできるが、標準的な吸、排気バルブ軸Vバンクエンジンでは、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度は大きく、シリンダヘッド吸、排気方向幅は広くなってしまう。吸、排気カムシャフトをカムシャフト軸方向より視て、排気バルブステム軸線に対し両側に配置し、点火プラグホール(インジェクタホール)を吸気バルブ側に吸気バルブステム軸に略平行に配置することにより、吸気側Vバンク外側に邪魔となる動弁部品配置が無く、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、吸気効率及びタンブル流の向上が図れると共に、点火プラグホール(インジェクタホール)が邪魔をしないので、吸気ポート側より冷却が必要な排気ポート側の左右排気バルブのバルブシート付近の排気ポート間に水通路を設け易くなる。尚、本実施例では吸、排気カムシャフトを排気バルブ軸両側に配置しているが、吸気系レイアウトの都合でシリンダ軸に対する吸気ポートの角度を大きくとる場合は吸、排気カムシャフトを吸気バルブ軸両側に配置しても良い。The
Although it is necessary to dispose the swing shaft and dispose the intake port, in the case of a narrow-angle valve engine, the roller rocker arm (swing arm) swing shaft is sucked and disposed outside the exhaust valve shaft V bank as in
吸気カムシャフトユニット10において、吸気カムシャフト11は下カムシャフトハウジング2L及び上カムシャフトハウジング2Uに回転自在に軸支される。吸気カムシャフト11には各気筒毎に各気筒の点火時期に対応した位相にてカムロブスライドガイドキー14がキー溝に挿入固定されており、吸気カムロブ12のカムシャフトに対するカムロブの位相を規制しつつ、スライドをガイドしている。(図1−2参照)
吸気カムロブ12は高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成された3次元カムで、スライドするに従ってリフト量、作用角が大きくなると共にタイミングも変化させ得るよう設定されている。故に、図1−1の様にスライド方向側のカム山が低くスライド方向反対側になるに従い徐々に高く形成される。スライド方向の反対側にはアクセルフォークガイドベアリング13のインナレースが吸気カムロブ12のボス部に圧入固定されている。(図1−1参照)
図5−10に低リフト側から高リフト側までの間を軸方向等間隔に輪切りした時のリフトカーブ例を示しているが、リフト特性(リフト量、作用角、タイミング)を一定に変化させておらず、出力に最適なリフト量、作用角、タイミングを選択している。In the intake
The
Fig. 5-10 shows an example of a lift curve when the wheel is cut from the low lift side to the high lift side at equal intervals in the axial direction. The lift characteristics (lift amount, working angle, timing) are changed constantly. The optimal lift amount, working angle, and timing for the output are selected.
カムシャフトの材質は炭素鋼を熱処理したもので充分だが、軽量、小型、高回転化を狙うのであれば浸炭鋼とするのが良い。但し、カムロブはローラフォロワとの接触が点接触であり、しかもロッカアーム式とすることで直打式より往復運動部重量が重くなる傾向にあり重量軽減が重要であるので、ローラフォロワ部を小型化する必要がある。その為にはカムとの許容接触ヘルツ応力を高める必要があり、カムロブの材質は許容接触ヘルツ応力の高い浸炭鋼又はベアリング鋼等を採用する必要があり、さらに特殊熱処理やショットピーニング等の処理を行い耐ヘルツ応力、コロガリ摩耗耐久性の向上を図るのが望ましい。The material of the camshaft is sufficient if carbon steel is heat-treated, but carburized steel is better if light weight, small size, and high rotation are aimed at. However, the cam lobe is a point contact with the roller follower, and the rocker arm type tends to increase the weight of the reciprocating motion part more than the direct hit type, so weight reduction is important, so the roller follower part is downsized. There is a need to. To that end, it is necessary to increase the allowable contact hertz stress with the cam, and the cam lobe must be made of carburized steel or bearing steel with a high allowable contact hertz stress, as well as special heat treatment and shot peening. It is desirable to improve the Hertzian stress resistance and the wear resistance of the roller wear.
吸気カムシャフトユニット10と排気カムシャフトユニット10EXとの軸間距離が短く双方へのドリブンスプロケット装着が不可能故に、吸気カムシャフト11の一端にのみドリブンスプロケット15が配置されており、その外側にギヤ列を設けた構造としている。
吸気カムシャフト11の一端に設けられたスプライン軸にドライブギヤ17が、ドリブンスプロケット15と共に挿入されワッシャ18ボルト19にて固定されている。
排気カムシャフト11EXには段付軸11EXa部に第一ドリブンギヤ61がキー63にて回転固定、ワッシャ64、サークリップ65にて軸方向固定されている。第一ドリブンギヤ61の側部に段付軸11EXa部と同芯に設けられたボス部61EXaに回転自在に装着された第二ドリブンギヤ62がスプリング66にて位相を変える力が付与されており、第一ドリブンギヤ61と第二ドリブンギヤ62とでドライブギヤ17を挟み込みバックラッシュを無くし歯打ち音を防止する所謂シザースギヤとしている。尚、第二ドリブンギヤ62及びスプリング66はワッシャ64、サークリップ65にて軸方向抜け止めされている。また、第一ドリブンギヤ61のボス部にはカム位相検出センサ用の突起であるピン67が圧入固定され、位相センサユニット71にて位相を検出しその出力信号にて点火時期を制御している。両カムシャフト共に他の一端にはプラグ16が圧入固着されており中空穴を塞ぎ油路を形成し、両カムシャフト軸受部、カムロブを潤滑している。(図1−1、2参照)
ドリブンスプロケット15とクランクシャフト(以下図示せず)の一端に形成されるドライブスプロケットとの間にカムチェーンがチェーンガイド、チェーンテンショナ、チェーンアジャスタ等により適正走行するよう巻回装架される。Therefore impossible driven sprocket mounted to the center distance is short both the
A
On the
A cam chain is wound and mounted between a driven
なお、排気カムシャフトユニット10EXは、吸気カムシャフトユニット10と基本構成が同様であるが、排気カムロブ12EXの具体的な諸元については吸気カムロブ12と異なり、図5−10に示すように低リフト側(二点鎖線)から高リフト側(実線)まで無段階に変化させているがリフト量、作用角、タイミングの変化は少ない。The
吸気ロッカアームユニット20、排気スイングアームユニット20EXは図1−2に示すように、吸、排気カムシャフトユニット10、10EXよりシリンダヘッド合せ面に近い側(下側)の、カムシャフト軸に平行方向より視て、吸、排気バルブ軸Vバンク内の吸気バルブユニットに近い側に吸気ロッカアームユニット20を、吸、排気バルブ軸Vバンク外に排気スイングアームユニット20EXが配置され、排気カムシャフト11EXの軸中心と吸気ロッカアームシャフト27INの軸中心をシリンダヘッド1と下カムシャフトハウジング2Lの合せ面としている。
吸気ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となり、ロッカアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなり、吸気側に採用することでより正確な吸気量制御ができる。
また、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のカムシャフト軸(ロッカアームシャフト軸)中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低くでき、シリンダヘッドの小型、軽量化が図れる。As shown in FIG. 1-2, the intake
By using the center of the intake rocker arm shaft as the mating surface of the cylinder head and lower camshaft housing, it is possible to tighten the rocker arm shaft without radial clearance by assembling the lower camshaft housing. The variation in the amount is reduced, and the intake air amount can be controlled more accurately by adopting it on the intake side.
In addition, because of the ease of processing, the cylinder head and lower camshaft housing mating surface is the cylinder head cover mating surface, so the center of the camshaft shaft (rocker arm shaft shaft) near the cylinder head mating surface is the cylinder head cover. By using the mating surfaces, the height of the cylinder head that requires a thick metal material can be lowered, and the size and weight of the cylinder head can be reduced.
吸気ロッカアーム21は図1−3に示すように、先端部に圧入固着されたピン21−2にニードルベアリング21−3を介して回転自在に軸支され、各カムに点接触するローラフォロワ21−4を有するカムフォロワアーム部21aと、吸気バルブユニット30のステム頂部をアジャストスクリュ22を介し押圧しバルブを進退させるバルブリフトアーム部21bを、カムシャフト軸に平行方向より視て、L字状に一体形成すると共に、カムシャフト軸に平行に配置された吸気ロッカアームシャフト27INに揺動自在に軸支した所謂ローラロッカアームで、吸気ロッカアームシャフト27INの軸中心はバルブ軸方向でステム頂面の略ストローク範囲内に配置されている。(図1−2参照)
尚、全ての実施形態においてローラフォロワ21−4には側面にオイル溝が施され、外部からのオイルミストをニードルベアリング21−3に導き潤滑している。(図1−4参照)
本実施例では、ローラロッカアームの重量軽減の為にローラフォロワの軸受としてニードルベアリングを採用している。ボールベアリングや調芯ベアリングとした場合はカム山傾斜による斜め荷重が掛っても問題無いが、ニードルベアリングでは軸端一点に荷重が掛りニードルを大きくしても許容負荷容量以内に収めることが困難で軸受として成り立たない。故に、ローラフォロワとカムフォロワアーム部との側面部クリアランスを最少限に詰め、ローラフォロワの倒れをニードルベアリングのクラウニングにて吸収できるレベルにする必要がある。高回転化を追求しないエンジンであればボールベアリングや調芯ベアリングを採用しローラフォロワとカムフォロワアーム部との側面部クリアランス管理を省略することができる。
また、本実施例では、バルブステム頂面に対するアジャストスクリュ接触点のバルブ軸直角方向移動量をなるべく小さくしバルブ軸を抉る力を抑える為に、ステム頂面のストローク中心付近にロッカアーム揺動軸芯を配置しているが、バルブリフトアーム部揺動角が小さく接触点のバルブ軸直角方向移動量小さい場合や、バルブ軸径大、低回転エンジン等拗れに対する強度がある場合は、レイアウトの都合で揺動軸芯をストローク範囲より多少外に外してもよい。
ローラフォロワ及びニードルベアリングは、カム及びピンとの接触ヘルツ応力を許容範囲に収めると共に、ベアリング部寿命を設定耐久時間以上にする為に加速度の大きさに合った寸法にする必要があるが、メカロス低減、高回転化の観点より出来る限り小型化を図る必要がある。故に、ローラフォロワ、ニードルベアリング、ピンの材質はベアリング鋼や浸炭鋼を用いるのが一般的であるが、それに特殊熱処理やショットピーニング等の処理を追加し、耐ヘルツ応力、コロガリ摩耗耐久性の向上を図るべきである。As shown in FIG. 1-3, the
In all the embodiments, the roller follower 21-4 is provided with an oil groove on the side surface, and oil mist from the outside is guided to the needle bearing 21-3 and lubricated. (See Fig. 1-4)
In this embodiment, a needle bearing is employed as a roller follower bearing in order to reduce the weight of the roller rocker arm. In the case of a ball bearing or alignment bearing, there is no problem even if an oblique load is applied due to the inclination of the cam crest. It does not hold as a bearing. Therefore, it is necessary to minimize the side clearance between the roller follower and the cam follower arm so as to absorb the tilt of the roller follower by the crowning of the needle bearing. If the engine does not pursue high rotation, ball bearings and alignment bearings can be used, and the side clearance management between the roller follower and the cam follower arm can be omitted.
Also, in this embodiment, in order to minimize the amount of movement of the adjustment screw contact point with respect to the valve stem top surface in the direction perpendicular to the valve shaft and to suppress the force of turning the valve shaft, However, if the swing angle of the valve lift arm is small and the amount of movement of the contact point in the direction perpendicular to the valve shaft is small, or if the valve shaft has a large diameter and is strong against drooling such as a low-speed engine, the layout The swing axis may be removed slightly outside the stroke range.
Roller followers and needle bearings must have contact hertz stresses within the allowable range of cams and pins, and must be dimensioned according to the magnitude of acceleration to make the bearing life longer than the set endurance time. Therefore, it is necessary to reduce the size as much as possible from the viewpoint of high rotation. Therefore, it is common to use bearing steel or carburized steel as the material for roller followers, needle bearings, and pins. However, special heat treatment and shot peening have been added to improve hertz stress resistance and wear resistance. Should be planned.
バルブリフトアーム部21bは揺動軸部21cの軸方向左右バルブ軸付近に櫛状に形成されており、(右バルブリフトアーム部21bRと左バルブリフトアーム部21bLの二本)バルブステム軸付近の先端部にアジャストスクリュボス21dを設け、左右ボス間をアーム21eで連結しバルブリフトアーム部を口の字状としている。(図1−3参照)
連結によりロッカアームのバルブリフトアーム形状がロの字状となり剛性が向上すると共に、同調(気筒間リフト量合せ調整)時に動弁系部品を全て組立た後に左右アジャストスクリュの中央一か所でのリフト量測定が可能となり、左右バルブリフトの平均値が測定できるのでより正確な気筒間リフト量合せができる。
By connecting, the shape of the valve lift arm of the rocker arm becomes a square shape and the rigidity is improved. At the same time (the cylinder lift amount adjustment adjustment), all the valve system parts are assembled and lifted at one central position of the left and right adjustment screws. The amount can be measured, and the average value of the left and right valve lifts can be measured, so that the cylinder lift amount can be more accurately adjusted.
吸気ロッカアーム21の揺動軸方向の位置固定は揺動軸部21cの両側にスラストワッシャ24その両外側に馬蹄形シム25、吸気ロッカアームシャフト27INのサークリップ溝に係止したサークリップ26又は吸気ロッカアームシャフト27IN段付部27INaを配置し、馬蹄形シム25の厚さを調整することで揺動軸部21cの軸方向クリアランスを調整すると共に、吸気ロッカアーム21の揺動軸方向位置を調整する。
馬蹄形シム25は一部に凹部25aを設け、凹部25aに係止片51の先端突起51aを臨ませボルト51−2にて係止片51を固定しシムの抜け、回転を防止している。
尚、本実施例では馬蹄形シム及び係止片を小型、軽量とする為に凹部に突起を臨ませることで抜け、回転防止を図っているが、馬蹄形シムと係止片の接触部形状を直線等にすることもできる。(図1−3、6〜8参照)
サークリップ26はシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに設けたサークリップ位相決めボス1−5、2LR−2、2LC−2にて位相を決め、カムロブ、アクセルフォークガイドベアリングとの接触を防止している。また、係止片51は下カムシャフトハウジング2Lに設けた段差2LR−3、2LC−3、2LL−3にてボルト締付け時の回転を防止し位置決めされている。(図1−7、8参照)
バルブリフタとしてローラロッカアーム(スイングアーム)を採用することにより、剛性、往復運動部重量面では直打式より少し不利となるが、レバー比分カム山が低くなり傾斜が弱くなるので作用角変化量を大きくとれると共に、バルブ軸上側からカムがずれるのでタペットクリアランス調整がし易くなる利点がある。
しかし、ローラロッカアーム(スイングアーム)とすることでレバー比分リフト量のバラツキが大きくなるので、揺動軸の軸方向クリアランスを出来る限り小さく抑える必要がある。クリアランス調整はシム調にて行うのが現実的で、段階的なクリアランス調整となってしまうが、カム山傾斜角が小さく軸方向の変位の1/4前後のリフト差で段階的に変わるので、シム調を0.01mm差で行えばリフト量は2.5μ前後で調整可能で、軸方向クリアランスも0.02mm程度にすればリフト量のバラツキは5μ前後に抑えることができ、ミクロンオーダーでのリフト量調整(同調)を可能とするものである。
また、シムを馬蹄形とすることで、ロッカアームシャフトにローラロッカアーム(スイングアーム)に組付けた状態で挿入可能となるので、シリンダヘッドをシリンダに組付後、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなく同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施できる。Horseshoe shims 25 on both
Horseshoe shims 25 a
In this embodiment, in order to make the horseshoe-shaped shim and the locking piece small and light, the protrusion is placed in the recess to prevent rotation, but the contact shape between the horseshoe-shaped shim and the locking piece is linear. Etc. (See Figures 1-3 and 6-8)
Adopting a roller rocker arm (swing arm) as a valve lifter is slightly disadvantageous in terms of rigidity and reciprocating part weight in comparison with the direct hitting type, but the cam angle is lowered and the inclination is weakened by the lever ratio, so the operating angle change is increased In addition, the cam is displaced from the upper side of the valve shaft, so that the tappet clearance can be easily adjusted.
However, since the roller rocker arm (swing arm) is used to increase the variation in the lift amount by the lever ratio, it is necessary to keep the axial clearance of the swing shaft as small as possible. It is realistic to adjust the clearance in a shim-like manner, and it will be a stepwise clearance adjustment, but the cam mountain inclination angle is small and changes stepwise by a lift difference of about 1/4 of the axial displacement. If the shim tone is 0.01mm difference, the lift amount can be adjusted around 2.5μ. If the axial clearance is about 0.02mm, the variation in the lift amount can be suppressed to around 5μ. The lift amount can be adjusted (tuned).
In addition, since the shim has a horseshoe shape, it can be inserted into the rocker arm shaft with the roller rocker arm (swing arm) assembled, so after assembling the cylinder head to the cylinder, assemble all valve system parts and cover the head cover. By the time before assembly, the tuning (inter-cylinder lift adjustment) can be performed precisely and efficiently without re-disassembling the valve system parts.
吸気ロッカアーム21の揺動軸方向の位置固定を一対のスペーサを軸回りに相対的に回動させることで外側面間寸法を調整し、係止片にてスペーサ相互の位相を固定することで、揺動軸部21cの軸方向クリアランスを調整すると共に、吸気ロッカアーム21の揺動軸方向位置を調整する請求項4の具体的実施例を図1−10に示す。
揺動軸部21cの両側に一対のスペーサ24、25を配置、その外側に吸気ロッカアームシャフト27INのサークリップ溝に係止したサークリップ26又は吸気ロッカアームシャフト27IN段付部27INaを配置し、スペーサ24、25の少なくとも一方を吸気ロッカアームシャフト27INの軸回りに相対的に回動させることで、相互の合せ面に設けた傾斜カム24a、25aによりロッカアームシャフト軸方向のスペーサ外側面間寸法Tが変化するようにし、外側面間寸法Tを調整することで揺動軸部21cの軸方向クリアランスを調整すると共に、吸気ロッカアーム21の揺動軸方向位置を調整する。
スペーサ24、25は外周にセレーション24b、25bを設け、係止片51の先端突起51aを臨ませボルト51−2にて係止片51を固定し、スペーサ相互の位相を固定することで軸方向寸法を固定する。(図1−10の断面BB図は図1−7のスラストワッシャ24、馬蹄形シム25を傾斜カム付スペーサ24、25に変えたものである。)本実施例ではセレーション24b、25bの山数を120とし、傾斜カム24a、25aの傾斜を120°で軸方向0.4mmに設定、スペーサ24、25を相対的に一山ずらすと外側面間寸法Tの変化量tを0.01mmとしており、馬蹄形シムと同等の精度で調整可能としている。尚、傾斜カム山は軸方向負荷を3点で安定して受ける為に120°間隔の3山としており、調整角は90°、外側面間調整寸法tは0.3mm程度になる。揺動軸位置調整量としてはこの程度で充分だが、関係部品の加工精度によってはクリアランス調整も含めると足りなくなる場合が考えられるが、その場合はスペーサの厚さを変えたものを用意し予めクリアランス調整しておけば良い。
サークリップ26はシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに設けたサークリップ位相決めボス1−5、2LR−2、2LC−2にて位相を決め、カムロブ、アクセルフォークガイドベアリングとの接触を防止している。また、係止片51は下カムシャフトハウジング2Lに設けた段差2LR−3、2LC−3、2LL−3にてボルト締付け時の回転を防止し位置決めされている。
シリンダヘッドをシリンダに組付けシリンダヘッドが変形した後で、係止片以外の動弁系部品を全て組立し丙分解することなく、スペーサ相互の位相を変え係止片にて固定することで、ローラロッカアーム(スイングアーム)揺動軸の軸方向クリアランス調整及び同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施できる。By fixing the position of the
Placing a pair of
The
After the cylinder head is assembled to the cylinder and the cylinder head is deformed, all the valve system parts other than the locking piece are assembled and disassembled, and the phase of the spacer is changed and fixed with the locking piece. Roller rocker arm (swing arm) Axial clearance adjustment and synchronization (inter-cylinder lift adjustment) of the swing axis can be performed precisely and efficiently.
吸気ロッカアームシャフト27INはシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに設けられた軸受穴に径方向クリアランス無しに挟み込み締付けされ、アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44のハウジング44−7取付付近に設けた段付部27INaとベベル形サークリップ28(サークリップ溝の片面が傾斜しておりサークリップを係止することでサークリップが軸方向にずれるもの)にて軸方向クリアランス無しでシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに組付けられている。(図1−1、2、3、6参照)
ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向の位置固定をシリンダヘッドまたはカムシャフトハウジングにて行うと、材質の違いによる熱膨張差によりローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸部のクリアランスが増加しバルブリフト量のバラツキが増加したり、ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置のずれが発生しバルブリフト量がずれてしまう問題が発生するが、アクセルシャフトと同材質のロッカアームシャフトにてローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置固定を行い、ロッカアームシャフトの軸方向固定をアクセルシャフトスライドアクチュエータユニットのシリンダヘッドへの固定部付近とすることによりローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸部のクリアランス増加を抑え、ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸方向位置のずれを最少限に抑えることができ、気筒間のバルブリフト差を最少限に抑えエンジン運転できる。
また、吸気ロッカアームシャフト27INは中空構造とし、片端をプラグ27−2にて栓をし潤滑油路を形成、シリンダヘッド、カムシャフトハウジングに形成された潤滑油路を通り供給されるオイルにて、吸気ロッカアーム21の揺動軸部21cを潤滑すると共に、ニードルベアリング21−3及びカム山部、ローラフォロワ21−4にオイルジェット噴射潤滑している。(図1−3、6参照)The intake
If the position of the roller rocker arm (swing arm) in the swing axis direction is fixed with the cylinder head or camshaft housing, the clearance of the swing shaft of the roller rocker arm (swing arm) increases due to the difference in thermal expansion caused by the difference in material. There is a problem that the valve lift amount varies, and the position of the roller rocker arm (swing arm) shifts in the swing axis direction, causing the valve lift amount to shift. The position of the roller rocker arm (swing arm) is fixed in the direction of the swing axis, and the position of the rocker arm shaft is fixed in the vicinity of the fixed part of the accelerator shaft slide actuator unit to the cylinder head. Clearance increase Suppress the deviation in the oscillation axis direction position of the roller rocker arm (swing arm) can be suppressed to a minimum, engine operation suppressing valve lift difference between the cylinders to a minimum.
The intake
排気スイングアーム21EXは図1−4に示すように、先端部に圧入固着されたピン21−2にニードルベアリング21−3を介して回転自在に軸支され、各カムに点接触するローラフォロワ21−4を有するカムフォロワアーム部21EXaを、排気バルブユニット30EXのステム頂部をアジャストスクリュ22を介し押圧しバルブを進退させるバルブリフトアーム部21EXbと揺動軸部21EXcとの間に設け、カムシャフト軸に平行方向より視てT字状に一体形成すると共に、カムシャフト軸に平行に配置された排気ロッカアームシャフト27EXに揺動自在に軸支した所謂ローラスイングアームで、排気ロッカアームシャフト27EXの軸中心はバルブ軸方向でステム頂面の略ストローク範囲内に配置される。(図1−2参照)
本実施例では、バルブステム頂面に対するアジャストスクリュ接触点のバルブ軸直角方向移動量が小さいのでレイアウトの都合(下カムシャフトハウジングの高さ確保及び上下合せ面の平行化及びシリンダ軸への直角化)で揺動軸芯をストローク範囲の最大リフト付近としている。As shown in FIG. 1-4, the
In this embodiment, the amount of movement of the adjustment screw contact point with respect to the valve stem top surface in the direction perpendicular to the valve axis is small, so the layout is convenient (ensure the height of the lower camshaft housing, make the upper and lower mating surfaces parallel, and make the cylinder shaft perpendicular) ) The swing axis is near the maximum lift in the stroke range.
バルブリフトアーム部21EXbは揺動軸部21EXcの軸方向カムフォロワアーム部21EXa付近に櫛状に形成されており、(右バルブリフトアーム部21EXbRと左バルブリフトアーム部21EXbLの二本)バルブステム軸付近の先端部にアジャストスクリュボス21EXdを設けている。(図1−4参照)Valve lift arm 21 EXB is formed in a comb shape in the vicinity of the axial cam follower arm 21 EXa of the pivot shaft portion 21 EXc, two (right valve lift arm 21 EXbR and the left valve lift arm section 21 EXBL ) An adjusting
排気スイングアーム21EXの揺動軸方向の位置固定は揺動軸部21EXcの両側にスラストワッシャ兼用シム24EXを配置し、その厚さ調整にてシリンダヘッド1の排気ロッカアームシャフト軸受間とのクリアランスを適正に調整する。排気ロッカアームシャフト27EXはシリンダヘッド1に設けられた軸受穴に挿入され、ストッパボルト29にて抜け止めされている。また、排気ロッカアームシャフト27EXは中空構造とし、潤滑油路を形成、シリンダヘッドに形成された潤滑油路を通り供給されるオイルにて、排気スイングアーム21EXの揺動軸部21EXcを潤滑すると共に、ニードルベアリング21−3及びカム山部、ローラフォロワ21−4にオイルジェット噴射潤滑している。(図1−4参照)
排気リフトカーブは低出力から高出力間のリフト、作用角、タイミング差が小さいのでカム山傾斜角が小さく、リフトカーブ差による性能への影響も小さく、リフトのバラツキや気筒間の差が出ても影響が少ないので、同調(気筒間リフト量調整)は不要であり単純な構造としコスト低減を図っている。The position of the
The exhaust lift curve has a small lift between the low output and high output, the working angle, and the timing difference, so the cam angle is small, the effect on the performance due to the lift curve difference is small, and there are variations in lift and differences between cylinders. Therefore, there is no need for synchronization (adjustment of lift amount between cylinders), and a simple structure is used to reduce costs.
吸気バルブユニット30は、図1−2に示すように、吸気バルブステム31aが吸気バルブガイド1−3によってガイドされる二つの吸気バルブ31を備える。
吸気バルブ31がリフトすることにより、吸気ポート1INを介してエアクリーナ、インテークパイプ(図示せず)から導かれ主にバルブリフト量により流量を制御された空気と、吸気通路または燃焼室にインジェクタ(図示せず)から噴霧される燃料との混合気が各気筒に導入される。
By the
吸気バルブ31はバルブステム31aの頂部付近のコッタ溝に係止した円錐状二つ割りコッタ33に、筒部内側にコッタに係合するテーパ部を有し鍔部下面には円筒状ガイド34aを設けたリテーナ34を係合し、シリンダヘッド1のバルブガイド1−3圧入部上側のバルブスプリングシート38との間に円筒状ガイド34a及びバルブスプリングシート38の円筒状ガイド38aによりガイドされるコイルスプリングのバルブスプリング39が収められ、シリンダヘッド1に進退自在に組付けられている。(図1−2参照)The
なお、排気バルブユニット30EXは、吸気バルブユニット30と基本構成が同様であり、説明は省略する。但し、排気バルブ31EXの具体的な諸元については吸気バルブ31と異なる。
この場合、シリンダ内の燃焼ガスは排気ポート1EXを介して、排気管(図示せず)を通って排出される。Note that the
In this case, the combustion gas in the cylinder is exhausted through an exhaust pipe (not shown) via the
アクセルシャフトユニット40は吸気カムシャフトユニット10と排気カムシャフトユニット10EXとの間に両カムシャフトに平行に、吸気カムシャフト11の軸中心を合せ面とした上下カムシャフトハウジング合せ面上に軸中心を配置し、軸方向にスライド可能に支持されている。(図1−2参照)
シリンダヘッドにVバンク外の排気カムシャフトユニットと馬蹄形シムを除いたVバンク内の吸気ロッカアームユニットを下カムシャフトハウジングにて組付後、アクセルシャフトユニット組付前に排気バルブのタペットクリアランス調整をすることにより、アジャストスクリュ上方に邪魔になるものが無いので、ボックスレンチタイプの調整、締付工具にて精密にしかも容易に効率良くタペットクリアランス調整ができ、タペットクリアランス調整後にアクセルシャフトユニット及びVバンク内吸気カムシャフトユニットを組付け、その後吸気バルブのタペットクリアランス調整及び同調を実施することにより、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなく同調(気筒間リフト量合せ調整)を実施することができる。Axis center parallel to the both cam shafts, in was mating surfaces the axis center of the
Adjust the exhaust valve shaft tappet clearance before installing the accelerator shaft unit after assembling the intake rocker arm unit inside the V bank except the exhaust camshaft unit outside the V bank and the horseshoe shim to the cylinder head with the lower camshaft housing. Because there is nothing obstructing the upper part of the adjusting screw, adjustment of the box wrench type and the tightening tool can be used to adjust the tappet clearance precisely and easily. After adjusting the tappet clearance, the accelerator shaft unit and V bank By assembling the intake camshaft unit and then adjusting and tuning the intake valve tappet clearance, reassembling the valve system parts until all the valve system parts are assembled and before the head cover is installed. No synchronization (matching lift between cylinders) It can be carried out integer).
アクセルシャフト41にはアクセルフォーク42が圧入固着されており、その先端爪部がアクセルフォークガイドベアリング13のアウタレース溝部に係合され吸、排気カムロブ12、12EXをスライドさせる。アクセルシャフト41の片端にはT字状ブラケット先端両側にボルト43−2をアクセルシャフト軸に平行に圧入固着したジョイントブラケット43が圧入固着され、アクセルシャフト同軸延長線上に配置されたアクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44の雄ネジシャフト44−1の片端に圧入固着されたT字状ブラケット先端両側にボルト穴を有するジョイントブラケット44−2とを、ナット43−3にてアクセルシャフト41と雄ネジシャフト44−1両軸の偏芯を吸収しつつ、両ジョイントブラケット間の隙間を最少限に調整しダブルナット締結している。T字状ブラケット先端のボルト43−2及びアクセルフォークガイドベアリング13のアウタレース溝部に係合されたアクセルフォーク42によりアクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44の雄ネジシャフト44−1の回転が規制されることで雌ネジボス部44−3の回転により雄ネジシャフト44−1が軸方向に進退する。
左アクセルフォーク42Lにはアクセルシャフトスライドセンサ72の検出アーム73先端を係合する溝が設けられており、アクセルシャフト41のスライド量を検出アーム73の位相変化により検出しアクセルモータ45を制御している。(図1−5参照)An accelerator fork 42 is press-fitted and fixed to the
The left accelerator fork 42 L is provided with a groove for engaging the tip of the
アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44はハウジング44−7にてシリンダヘッド1に固定され、雌ネジボス部44−3にキー44−5及びサークリップ44−6にてドリブンギヤ44−4が固定されている。雌ネジボス部44−3はベアリング44−8a、44−8bにて回転自在に軸支されており、ベアリング44−8aは雌ネジボス部44−3に圧入され、ハウジング44−7の段付部とベベル形サークリップ44−9にて軸方向隙間無しにてハウジング44−7に固定されると共に、4点接触ベアリングとすることで雌ネジボス部44−3の軸方向ガタを最少限に抑えている。
尚、本実施例ではメカロス低減を図る為ボールネジ式としているが、台形ネジを採用しても良い。
シリンダヘッド1に固定されたアクセルモータ45の出力軸にスプライン及びサークリップ45−3にて固定されたドライブギヤ45−2がドリブンギヤ44−4に噛合いアクセル開度や走行状況に対応したアクセルモータ45の出力軸の回転がアクセルシャフト41、つまりは吸、排気カムロブ12、12EXのスライド運動に変換される。(図1−5参照)The accelerator shaft
In this embodiment, a ball screw type is used to reduce mechanical loss, but a trapezoidal screw may be adopted.
A drive gear 45-2 fixed to the output shaft of the
シリンダヘッド1及びシリンダヘッドカバー3にあけられた穴に、点火プラグホールチューブ(インジェクタホールチューブ)81を挿入し、Oリング82にて液封することで点火プラグホール(インジェクタホール)1IGを形成し、吸気バルブユニット30側に吸気バルブ軸に略平行に、吸気ロッカアーム21のロの字状に形成されたバルブリフトアームの中に配置されている。(図1−2参照)
点火プラグホール(インジェクタホール)が邪魔をしないので、吸気ポート側より冷却が必要な排気ポート側の左右排気バルブのバルブシート付近の排気ポート間に水通路を設け易くなる。An ignition plug hole tube (injector hole tube) 81 is inserted into a hole formed in the
Since the spark plug hole (injector hole) does not interfere, it is easy to provide a water passage between the exhaust ports near the valve seats of the left and right exhaust valves on the exhaust port side that need to be cooled from the intake port side.
第二実施形態による動弁装置は請求項11〜15の具体的実施例で、第一実施形態が吸、排気共に3次元カムシャフト及びロッカアームユニットを設けた所謂DOHCであったのに対し、排気側を3次元カムから平カムに変更し吸、排気カムを同一カムシャフト上に設けると共に、吸気カムロブが最大リフト側にスライドする側に排気カムを配置し、カムシャフトを片方のバルブ付近の吸、排気バルブVバンク内に設け、ロッカアームシャフトを一本とし、カムシャフトに対しシリンダヘッド合せ面側の、カムシャフト軸方向より視てシリンダ軸中心付近に配置し、カムシャフト側のバルブは押圧部と揺動軸部の間にローラフォロワを有するスイングアームにて、他方のバルブは押圧部とローラフォロワの間に揺動軸部を有するロッカアームにて進退させ、ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とした所謂SOHCで、カムシャフトユニット10と、ロッカアームユニット20と、吸気バルブユニット30、排気バルブユニット30EXとを含む。また、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをスライドさせるアクセルシャフトユニット40を含む。(図2−1〜5参照)
これらのうち第一実施形態と基本的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
カムシャフトとロッカアームシャフトを吸、排気方向にずらして配置することにより、吸、排気方向のシリンダヘッド幅は広くなるが、シリンダヘッド高さを低くでき、ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となり、ロッカアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなるので、吸気側に採用することにより、より正確な吸気量制御ができる。
また、カムシャフト及びロッカアームシャフトを一本としたことで、鉄系部品の削減によるコスト、重量軽減が図れると共に、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低くシリンダヘッドの小型、軽量化が図れ、しかも吸気側Vバンク外側に邪魔となる動弁部品配置が無く、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、吸気効率及びタンブル流の向上が図れる。The valve operating apparatus according to the second embodiment is a specific example of
Of these, the description of the basically same one as in the first embodiment will be omitted or simplified as appropriate.
By disposing the camshaft and rocker arm shaft in the intake and exhaust directions, the cylinder head width in the intake and exhaust directions becomes wider, but the cylinder head height can be reduced, and the cylinder head and lower camshaft are centered on the rocker arm shaft axis. By using the mating surface of the housing, it is possible to tighten the rocker arm shaft without radial clearance by assembling the lower camshaft housing. By doing so, more accurate intake air amount control can be performed.
Also, the camshaft and rocker arm shaft are combined into one, so that the cost and weight can be reduced by reducing the number of iron parts. Therefore, by using the center of the rocker arm shaft near the cylinder head mating surface as the cylinder head cover mating surface, the cylinder head height that requires a thick metal material is reduced and the cylinder head is reduced in size and weight. In addition, there is no disturbing valve component arrangement outside the intake V bank, the angle of the intake port with respect to the cylinder axis can be reduced, and intake efficiency and tumble flow can be improved.
カムシャフトユニット10はアクセルシャフトユニット40と共に、カムシャフト軸に平行方向より視て、排気バルブステム軸線に対し両側に配置、カムシャフトユニット10は吸、排気バルブ軸Vバンク内に、アクセルシャフトユニット40はVバンク外に配置されている。ロッカアームユニット20はカムシャフトユニット10に対しシリンダヘッド合せ面側(下側)に、点火プラグホール(インジェクタホール)1IGは吸気バルブユニット30側にバルブステム軸に略平行に配置されている。(図2−2参照)
狭角バルブエンジンであれば特許文献4の様にローラロッカアーム(スイングアーム)揺動軸を吸、排気バルブ軸Vバンク外に配置しても、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、シリンダヘッド吸、排気方向幅も狭くできるが、標準的な吸、排気バルブ軸Vバンクエンジンでは、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度は大きく、シリンダヘッド吸、排気方向幅は広くなってしまう。カムシャフト及びアクセルシャフトをカムシャフト軸方向より視て、排気バルブステム軸線に対し両側に配置し、点火プラグホール(インジェクタホール)を吸気バルブ側に吸気バルブステム軸に略平行に配置することにより、吸気側Vバンク外側に邪魔となる動弁部品配置が無く、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、吸気効率及びタンブル流の向上が図れると共に、点火プラグホール(インジェクタホール)が邪魔をしないので、吸気ポート側より冷却が必要な排気ポート側の左右排気バルブのバルブシート付近の排気ポート間に水通路を設け易くなる。尚、本実施例ではカムシャフト及びアクセルシャフトを排気バルブ軸両側に配置しているが、吸気系レイアウトの都合でシリンダ軸に対する吸気ポートの角度を大きくとる場合は吸、排気カムシャフトを吸気バルブ軸両側に配置しても良い。The
In the case of a narrow angle valve engine, even if the roller rocker arm (swing arm) swing shaft is sucked and arranged outside the V valve bank as in
カムシャフトユニット10において、カムシャフト11は下カムシャフトハウジング2L及び上カムシャフトハウジング2Uに回転自在に軸支される。カムシャフト11には各気筒毎に各気筒の点火時期に対応した位相にてカムロブスライドガイドキー14がキー溝に挿入されており、吸気カムロブ12のカムシャフトに対するカムロブの位相を規制しつつ、スライドをガイドしている。
吸気カムロブ12は、高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成された3次元カムで、スライドするに従ってリフト量、作用角が大きくなると共にタイミングも変化させ得るよう設定されている。故に、図2−1の様にスライド方向側のカム山が低くスライド方向反対側になるに従い徐々に高く形成される。スライド方向の反対側にはアクセルフォークガイドベアリング13のインナレースが吸気カムロブのボス部に圧入固定されている。排気カム12EXは各気筒毎に各気筒の点火時期に対応した位相にて吸気カムロブ12が最大リフト側にスライドする側に圧入固着されている。また、排気カム12EXのベースサークル径は吸気カムロブ12のベースサークル径より大きく設定されている。(図2−1、2参照)
(リフトカーブ例は図5−10の実線)
吸気カムロブが最大リフト側にスライドした時の排気カムに近い側の吸気カムロブのカム山が低リフト側のカム山となり低い為、吸気カムロブが排気スイングアームのローラフォロワ支持部アームとカムシャフト軸方向でオーバーラップしても接触しにくいので、吸気カムロブのスライド量をその分大きくとれカム山の傾斜を小さくでき、より精密なリフト制御が可能となる。また、排気カムのベースサークル径を吸気カムロブより大きくすることで、吸気カムロブの低リフト側のカム山の高さをより高く設定しても排気スイングアームのローラフォロワ支持部アームとカムシャフト軸方向でオーバーラップしても接触しにくくでき、またローラフォロワ支持部アームの外形もローラフォロワ径に近づけることが可能となり強度、剛性向上を図れる。(図2−8参照)In the
The
(Example of lift curve is solid line in Fig. 5-10)
When the intake cam lobe slides to the maximum lift side, the cam crest of the intake cam lobe close to the exhaust cam becomes the low lift side cam crest and is low, so the intake cam lobe is in the roller swinger support arm of the exhaust swing arm and the camshaft axial direction. Since it is difficult to contact even if it overlaps, the amount of sliding of the intake cam lobe can be increased accordingly, the inclination of the cam crest can be reduced, and more precise lift control becomes possible. Also, by setting the exhaust cam base circle diameter larger than the intake cam lobe, the cam follower shaft and camshaft axial direction of the exhaust swing arm can be set even if the cam lift on the low lift side of the intake cam lobe is set higher. It is possible to make it difficult to contact even if they overlap, and the outer shape of the roller follower support part arm can be brought close to the diameter of the roller follower, and the strength and rigidity can be improved. (See Figure 2-8)
カムシャフト11の一端に設けられた段付軸11aにドリブンスプロケット15が圧入固着され、ボス部にはカム位相検出センサ用の突起であるピン67が圧入固定され、位相センサユニット71にて位相を検出しその出力信号にて点火時期を制御している。
他の一端にはプラグ16が圧入固着されており中空穴を塞ぎ油路を形成し、カムシャフト軸受部、吸気カムロブを潤滑している。(図2−1、2参照)
ドリブンスプロケット15とクランクシャフト(以下図示せず)の一端に形成されるドライブスプロケットとの間にカムチェーンがチェーンガイド、チェーンテンショナ、チェーンアジャスタ等により適正走行するよう巻回装架される。A driven
A
A cam chain is wound and mounted between a driven
ロッカアームユニット20は図2−2に示すように、カムシャフトユニット10よりシリンダヘッド合せ面に近い側(下側)の、カムシャフト軸に平行方向より視て、シリンダ軸中心付近に配置され、ロッカアームシャフト27の軸中心をシリンダヘッド1と下カムシャフトハウジング2Lの合せ面としている。
ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となるのでロッカアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなり、吸気側ではより正確な吸気量制御ができる。
また、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低くでき、シリンダヘッドの小型、軽量化が図れる。As shown in FIG. 2B, the
By setting the rocker arm shaft axis center to the mating surface of the cylinder head and lower camshaft housing, the rocker arm shaft can be tightened without radial clearance by assembling the lower camshaft housing. The variation in the amount is reduced, and more accurate intake amount control can be performed on the intake side.
In addition, the cylinder head and the lower camshaft housing mating surface is used as the cylinder head cover mating surface for ease of processing, so the center of the rocker arm shaft near the cylinder head mating surface should be the cylinder head cover mating surface. Thus, the height of the cylinder head that requires a thick metal material can be reduced, and the cylinder head can be reduced in size and weight.
吸気ロッカアーム21は図2−4に示すように、先端部に圧入固着されたピン21−2にニードルベアリング21−3を介して回転自在に軸支され、各カムに点接触するローラフォロワ21−4を有するカムフォロワアーム部21aと、吸気バルブユニット30のステム頂部をアジャストスクリュ22を介し押圧しバルブを進退させるバルブリフトアーム部21bを、カムシャフト軸に平行方向より視て、L字状に一体形成すると共に、カムシャフト軸に平行に配置されたロッカアームシャフト27に揺動自在に軸支した所謂ローラロッカアームで、ロッカアームシャフト27の軸中心はバルブ軸方向でステム頂面の略ストローク範囲内に配置されている。(図2−2参照)
本実施例では、バルブステム頂面に対するアジャストスクリュ接触点のバルブ軸直角方向移動量をなるべく小さくしバルブ軸を抉る力を抑える為に、ステム頂面のストローク中心付近にロッカアーム揺動軸芯を配置しているが、バルブリフトアーム部揺動角が小さく接触点のバルブ軸直角方向移動量小さい場合や、バルブ軸径大、低回転エンジン等拗れに対する強度がある場合は、レイアウトの都合で揺動軸芯をストローク範囲より多少外に外してもよい。As shown in FIG. 2-4, the
In this embodiment, a rocker arm swinging shaft center is arranged near the center of the stroke on the top surface of the stem in order to minimize the amount of movement of the adjustment screw contact point with respect to the top surface of the valve stem in the direction perpendicular to the valve shaft and to suppress the force of turning the valve shaft. However, if the swing angle of the valve lift arm is small and the amount of movement of the contact point in the direction perpendicular to the valve shaft is small, or if the valve shaft has a large diameter and is strong against drooling such as a low-speed engine, it will swing for convenience of layout. The dynamic axis may be removed slightly outside the stroke range.
バルブリフトアーム部21bは軸方向で左右に分割して設けられた揺動軸部21cR、21cLより櫛状に形成されており(右バルブリフトアーム部21bRと左バルブリフトアーム部21bLの二本)、バルブステム軸付近の先端部にアジャストスクリュボス21dを設け、左右ボス間をアーム21eで連結すると共に、揺動軸部21cR、21cL間もアーム21fで連結しバルブリフトアーム部をロの字状としている。(図2−3参照)
連結によりロッカアームのバルブリフトアーム形状がロの字状となり剛性が向上すると共に、同調(気筒間リフト量合せ調整)時に動弁系部品を全て組立た後に左右アジャストスクリュの中央一か所でのリフト量測定が可能となり、左右バルブリフトの平均値が測定できるのでより正確な気筒間リフト量合せができる。
また、バルブをリフトするロッカアーム揺動軸部二ヶ所を長いスパンにできるので、バタツキが抑えられ3次元カムとローラフォロワとの接触位置の変動及び左右バルブリフトのバタツキを小さくでき、左右バルブの合計リフト量のバラツキを小さくできる。特に吸気側はバルブのリフト量にて吸気量を制御し出力を制御するのでリフト量のバラツキを小さく抑えることが必須条件となる。
また、分割した揺動軸部の間に排気スイングアームの片方の揺動軸部を配置することにより、吸気ロッカアーム、排気スイングアーム組付時の揺動軸部総幅は排気スイングアームの片方の揺動軸部幅と、吸気ロッカアームの二つの揺動軸部の外側側面部の幅を足したものとなるので、揺動軸部間のピツチ交差の影響を受けずにシム調でき、ロッカアームの揺動軸方向のバタツキを最少に抑えることができる。The valve
By connecting, the shape of the valve lift arm of the rocker arm becomes a square shape and the rigidity is improved. At the same time (the cylinder lift amount adjustment adjustment), all the valve system parts are assembled and lifted at one central position of the left and right adjustment screws. The amount can be measured, and the average value of the left and right valve lifts can be measured, so that the cylinder lift amount can be more accurately adjusted.
In addition, since the two rocker arm swinging shafts that lift the valve can have a long span, the fluttering can be suppressed, the fluctuation of the contact position between the 3D cam and the roller follower, and the fluttering of the left and right valve lifts can be reduced. Variations in lift amount can be reduced. In particular, on the intake side, the intake amount is controlled by the lift amount of the valve and the output is controlled. Therefore, it is essential to keep the variation in the lift amount small.
Further, by arranging one swinging shaft part of the exhaust swing arm between the divided swinging shaft parts, the total width of the swinging shaft part when the intake rocker arm and the exhaust swing arm are assembled is one of the exhaust swing arm. Since it is the sum of the width of the rocking shaft and the width of the outer side surface of the two rocking shafts of the intake rocker arm, shim adjustment can be performed without being affected by the pitch crossing between the rocking shafts. Fluctuation in the swing axis direction can be minimized.
排気スイングアーム21EXは図2−3に示す様に、軸方向で左右に分割して設けられた揺動軸部21EXcR、21EXcLより櫛状に形成されたバルブリフトアーム部21EXbの左バルブリフトアーム部21EXbLの揺動軸部21EXcLとバルブステム軸付近の先端部に設けたアジャストスクリュボス21EXdとの中間に圧入固着されたピン21EX−2にニードルベアリング21EX−3を介して回転自在に軸支され、各カムに線接触するローラフォロワ21EX−4を有し、両アジャストスクリュボス間及び両揺動軸部間を連結しアーム形状をロの字状に形成し、カムシャフト軸に平行に配置されたロッカアームシャフト27に揺動自在に軸支した所謂ローラスイングアームで、ロッカアームシャフト27の軸中心はバルブ軸方向で排気バルブステム頂面の略ストローク範囲内に配置されている。
尚、全ての実施形態においてローラフォロワ21EX−4には側面にオイル溝が施され、外部からのオイルミストをニードルベアリング21EX−3に導き潤滑している。(図2−8参照)
排気スイングアーム21EXの右揺動軸部21EXcRは吸気ロッカアーム21の揺動軸部21cR、21cL間に配置されている。
カムシャフトユニットとアクセルシャフトユニットを、カムシャフト軸に平行方向より視て、排気バルブステム軸線に対し両側に配置すると共に、バルブ押圧部をアジャストスクリュとすることにより、ボックスレンチタイプの調整、締付け工具をアクセルシャフトとカムシャフトの間を通すことが可能となり、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態で、動弁系部品を再分解することなくタペットクリアランス調整を精密にしかも容易に効率良く実施可能となる。The
In all the embodiments, the
The right
The camshaft unit and accelerator shaft unit are arranged on both sides of the exhaust valve stem axis as viewed from the direction parallel to the camshaft axis, and the box pressing wrench is used as an adjustment screw to adjust and tighten the box wrench type. Can be passed between the accelerator shaft and the camshaft, and the tappet clearance can be adjusted precisely and easily without reassembling the valve system parts before assembling all the valve system parts and mounting the head cover. Can be implemented efficiently.
吸気ロッカアーム21及び排気スイングアーム21EXの揺動軸方向の位置固定は、排気スイングアーム左揺動軸部21EXcLと吸気ロッカアーム揺動軸部21cRの両外側にスラストワッシャ24その両外側に馬蹄形シム25、ロッカアームシャフト27のサークリップ溝に係止したサークリップ26又はロッカアームシャフト27段付部27aを配置し、馬蹄形シム25の厚さを調整することで揺動軸部の軸方向クリアランスを調整すると共に、吸気ロッカアーム21の揺動軸方向位置を調整する。
馬蹄形シム25は一部に凹部25aを設け、凹部25aに係止片51の先端突起51aを臨ませボルト51−2にて係止片51を固定しシムの抜け、回転を防止している。
サークリップ26はシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに設けたサークリップ位相決めボス1−5及び係止片先端突起51aにて位相を決めカムロブ、アクセルフォークガイドベアリングとの接触を防止している。また、係止片51は下カムシャフトハウジング2Lに設けた段差2LR−3、2LC−3、2LL−3にてボルト締付け時の回転を防止し位置決めされている。(図2−3、6、7参照)
揺動軸の揺動軸方向の位置固定を、吸気ロッカアームの両揺動軸外側面と排気スイングアームの片側揺動軸部を突き合せ隙間を無くした状態でシム調することにより、双方の軸方向ガタツキを最少に抑えられる。吸気側リフトのバラツキを抑えることができことにより、精密な出力制御が可能となる。The positions of the
Horseshoe shims 25 a
The position of the rocking shaft in the rocking shaft direction is fixed by shimming both the rocking shaft outer surfaces of the intake rocker arm and the one-side rocking shaft of the exhaust swing arm without any gaps. Directional backlash can be minimized. Precise output control becomes possible by suppressing variations in the intake side lift.
ロッカアームシャフト27はシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに設けられた軸受穴に径方向クリアランス無しに挟み込み締付けされ、アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44のハウジング44−7取付付近に設けた段付部27aとベベル形サークリップ28にて軸方向クリアランス無しでシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに組付けられている。(図2−1〜4参照)
また、ロッカアームシャフト27は中空構造とし、片端をプラグ27−2にて栓をし潤滑油路を形成、シリンダヘッド、カムシャフトハウジングに形成された潤滑油路を通り供給されるオイルにて、吸気ロッカアーム21の揺動軸部21c及び排気スイングアーム21EXの揺動軸部21EXcを潤滑すると共に、ニードルベアリング21−3、21EX−3及びカム山部、ローラフォロワ21−4、21EX−4にオイルジェット噴射潤滑している。(図2−3、4参照)
The
吸気バルブユニット30、排気バルブユニット30EX共に、第一実施形態と、詳細諸元は違うが基本的には同様であり、説明は省略する。The
アクセルシャフトユニット40は第一実施形態と、詳細諸元は違うが基本的には同様であり、説明は省略する。The
第三実施形態による動弁装置は請求項16、17の具体的実施例で、第二実施形態に対し、カムシャフトユニット及びロッカアームシャフトユニットの配置を双方共シリンダ軸付近に変え、吸、排気共スイングアーム式ロッカアームとしたもので、カムシャフトユニット10と、スイングアームユニット20と、吸気バルブユニット30、排気バルブユニット30EXとを含む。
また、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをスライドさせるアクセルシャフトユニット40を含む。(図3−1〜5参照)
これらのうち第二実施形態と基本的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
カムシャフトとロッカアームシャフトがシリンダ軸方向に並ぶので、シリンダヘッド高さが第二実施形態より高くなるが、吸、排気方向のシリンダヘッド幅を狭くできコンパクトなシリンダヘッドに出来ると共に、ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となり、ロッカアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなるので、吸気側に採用することにより、より正確な吸気量制御ができる。
また、カムシャフト及びロッカアームシャフトを一本としたことで、鉄系部品の削減によるコスト、重量軽減が図れると共に、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低く、吸、排気方向のシリンダヘッド幅を狭くできることにより、シリンダヘッドの小型、軽量化が図れ、しかも吸気側Vバンク外側に邪魔となる動弁部品配置が無く、シリンダ軸に対する吸気ポートの角度を小さくでき、吸気効率及びタンブル流の向上が図れる。The valve operating apparatus according to the third embodiment is a specific example of
Moreover, the
Of these, the description of the basically same one as in the second embodiment will be omitted or simplified as appropriate.
Since the camshaft and the rocker arm shaft are aligned in the cylinder axis direction, the cylinder head height is higher than in the second embodiment, but the cylinder head width in the intake and exhaust directions can be narrowed to a compact cylinder head, and the rocker arm shaft axis center Is the mating surface of the cylinder head and lower camshaft housing, the rocker arm shaft can be tightened without radial clearance by assembling the lower camshaft housing, and rocker arm flutter can be suppressed, and the variation in valve lift is reduced accordingly. Therefore, by adopting on the intake side, more accurate intake air amount control can be performed.
Also, the camshaft and rocker arm shaft are combined into one, so that the cost and weight can be reduced by reducing the number of iron parts, and the cylinder head and lower camshaft housing mating surface is the cylinder head cover mating surface for ease of processing. Therefore, by using the center of the rocker arm shaft near the cylinder head mating surface as the cylinder head cover mating surface, the cylinder head height requiring a thick metal material is reduced, and the cylinder in the suction and exhaust directions By reducing the head width, the cylinder head can be made smaller and lighter, and there is no obstructing valve part on the outside of the intake side V bank. The angle of the intake port relative to the cylinder axis can be reduced, and the intake efficiency and tumble flow can be reduced. Can be improved.
カムシャフトユニット10は、カムシャフト軸に平行方向より視て、シリンダ軸中心付近に配置、排気バルブユニット30EX側にバルブステム軸に略平行に配置された点火プラグホール(インジェクタホール)1IGの反対側に配置されたアクセルシャフトユニット40と共に、その軸中心を上、下カムシャフトハウジング2U、2Lの合せ面としている。(図3−2参照)。
カムシャフトユニット10は、第二実施形態と、詳細諸元は違うが基本的には同様であり、説明は省略する。The
The
スイングアームユニット20は図3−2に示すように、カムシャフトユニット10に対しシリンダヘッド合せ面側(下側)の、カムシャフト軸に平行方向より視て、シリンダ軸中心付近に配置し、ロッカアームシャフト27の軸中心をシリンダヘッド1と下カムシャフトハウジング2Lの合せ面としている。
ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となるのでロッカアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなり、吸気側ではより正確な吸気量制御ができる。
また、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低くでき、シリンダヘッドの小型、軽量化が図れる。As shown in FIG. 3-2, the
By setting the rocker arm shaft axis center to the mating surface of the cylinder head and lower camshaft housing, the rocker arm shaft can be tightened without radial clearance by assembling the lower camshaft housing. The variation in the amount is reduced, and more accurate intake amount control can be performed on the intake side.
In addition, the cylinder head and the lower camshaft housing mating surface is used as the cylinder head cover mating surface for ease of processing, so the center of the rocker arm shaft near the cylinder head mating surface should be the cylinder head cover mating surface. Thus, the height of the cylinder head that requires a thick metal material can be reduced, and the cylinder head can be reduced in size and weight.
吸気スイングアーム21は図3−10に示すように、先端部に圧入固着されたピン21−2にニードルベアリング21−3を介して回転自在に軸支され、各カムに点接触するローラフォロワ21−4を有するカムフォロワアーム部21aと、吸気バルブユニット30のステム頂部をアジャストスクリュ22を介し押圧しバルブを進退させるバルブリフトアーム部21bを、カムシャフト軸に平行方向より視て、T字状に一体形成すると共に、カムシャフト軸に平行に配置されたロッカアームシャフト27に揺動自在に軸支した所謂ローラスイングアームで、ロッカアームシャフト27の軸中心はバルブ軸方向でステム頂面の略ストローク範囲内に配置されている。(図3−2参照)As shown in FIG. 3-10, the
バルブリフトアーム部21bは軸方向で左右に分割して設けアームで連結した揺動軸部21cR、21cLの片方の21cLより、カムフォロワアーム部21a揺動軸方向位置付近で櫛状に形成されており(右バルブリフトアーム部21bRと左バルブリフトアーム部21bLの二本)、バルブステム軸付近の先端部にアジャストスクリュボス21dを設けている。(図3−3参照)
バルブをリフトするスイングアーム揺動軸部二ヶ所を長いスパンにできるので、バタツキが抑えられ3次元カムとローラフォロワとの接触位置の変動及び左右バルブリフトのバタツキを小さくでき、左右バルブの合計リフト量のバラツキを小さくできる。
特に吸気側はバルブのリフト量にて吸気量を制御し出力を制御するのでリフト量のバラツキを小さく抑えることが必須条件となる。
また、連結部を左右揺動軸付近としたことにより同調(気筒間リフト量合せ調整)時に左右アジャストスクリュの中央でのリフト量測定ができなくなり、両方のアジャストスクリュ端二ヶ所での測定が必要となるが、揺動先端部重量が軽くなり高回転エンジンに向く。
Swing arm swinging shaft part that lifts the valve can have a long span, flutter is suppressed, fluctuation of contact position between 3D cam and roller follower and flutter of left and right valve lift can be reduced, and total lift of left and right valves The amount variation can be reduced.
In particular, on the intake side, the intake amount is controlled by the lift amount of the valve and the output is controlled. Therefore, it is essential to keep the variation in the lift amount small.
In addition, since the connecting part is close to the left and right pivot shafts, it is not possible to measure the lift amount at the center of the left and right adjustment screws during synchronization (adjustment of the lift amount between cylinders), and it is necessary to measure at both ends of both adjustment screws. However, the weight of the rocking tip is light and suitable for high speed engines.
排気スイングアーム21EXは図3−11に示す様に、先端部に圧入固着されたピン21EX−2にニードルベアリング21EX−3を介して回転自在に軸支され、各カムに線接触するローラフォロワ21EX−4を有するカムフォロワアーム部21EXaと、排気バルブユニット30EXのステム頂部をアジャストスクリュ22を介し押圧しバルブを進退させるバルブリフトアーム部21EXbを、カムシャフト軸に平行方向より視て、T字状に一体形成すると共に、カムシャフト軸に平行に配置されたロッカアームシャフト27に揺動自在に軸支した所謂ローラスイングアームで、ロッカアームシャフト27の軸中心はバルブ軸方向でステム頂面の略ストローク範囲内に配置されている。(図3−2参照)As shown in FIG. 3-11, the
バルブリフトアーム部21EXbは軸方向で左右に分割して設けられた揺動軸部21EXcR、21EXcLより、揺動軸方向左右バルブ軸付近で櫛状に形成されており(右バルブリフトアーム部21EXbRと左バルブリフトアーム部21EXbLの二本)、バルブステム軸付近の先端部にアジャストスクリュボス21EXdを設けアームにて連結している。(図3−3参照)
本実施例では左右揺動軸間をアームで連結しないコの字状アームとしているが、第四実施例の様にアームで連結し剛性、強度を向上させるロの字状アームとしてもよい。
排気スイングアーム21EXの右揺動軸部21EXcRは吸気スイングアーム21の揺動軸部21cR、21cL間に配置されている。
分割した揺動軸部の間に他のロッカアームの片方の揺動軸部を配置することにより、二つのロッカアーム組付時の揺動軸部総幅は一方のロッカアームの片方の揺動軸部幅と、他のロッカアームの二つの揺動軸部の外側側面部の幅を足したものとなるので、揺動軸部間のピツチ交差の影響を受けずにシム調でき、ロッカアームの揺動軸方向のバタツキを最少に抑えることができる。The valve
In this embodiment, the U-shaped arm is not connected between the left and right oscillating shafts by an arm. However, as in the fourth embodiment, a U-shaped arm that is connected by an arm and improves rigidity and strength may be used.
The right
By placing one rocking shaft part of another rocker arm between the divided rocking shaft parts, the total rocking shaft part width when two rocker arms are assembled is the width of one rocking shaft part of one rocker arm. Since the width of the outer side surface of the two rocking shafts of the other rocker arm is added, shimming can be performed without being affected by the pitch crossing between the rocking shafts. Can be minimized.
吸気ロッカアーム21及び排気スイングアーム21EXの揺動軸方向の位置固定は、第二実施形態と同様故説明は省略する。The fixing of the position of the
ロッカアームシャフト27はシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに設けられた軸受穴に径方向クリアランス無しに挟み込み締付けされ、アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44のハウジング44−7取付付近に設けた段付部27aとベベル形サークリップ28にて軸方向クリアランス無しでシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに組付けられている。(図3−2、4、5参照)
また、ロッカアームシャフト27は中空構造とし、片端をプラグ27−2にて栓をし潤滑油路を形成、シリンダヘッド、カムシャフトハウジングに形成された潤滑油路を通り供給されるオイルにて、吸気ロッカアーム21の揺動軸部21c及び排気スイングアーム21EXの揺動軸部21EXcを潤滑すると共に、ニードルベアリング21−3、21EX−3及びカム山部、ローラフォロワ21−4、21EX−4にオイルジェット噴射潤滑している。(図3−3参照)
The
吸気バルブユニット30、排気バルブユニット30EX共に、第一実施形態と、詳細諸元は違うが基本的には同様であり、説明は省略する。The
アクセルシャフトユニット40はシリンダヘッドカバー合せ面上を軸芯としたアイドルギヤ46、アイドルギヤシャフト47、保持器付ニードルベアリング48を追加した以外は第一実施形態と、詳細諸元は違うが基本的には同様であり、説明は省略する。(図3−5参照)The
第四実施形態による動弁装置は請求項18〜21の具体的実施例で、第三実施形態がアクセルシャフトユニットをカムシャフトユニットと別軸のフォーク式であるのに対し、アクセルシャフトユニットをカムシャフトユニットと同軸配置に変更するもので、カムシャフトユニット10と、スイングアームユニット20と、吸気バルブユニット30、排気バルブユニット30EXとを含む。また、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをスライドさせるアクセルシャフトユニット40を含む。(図4−1〜4参照)
これらのうち第三実施形態と基本的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。The valve operating apparatus according to the fourth embodiment is a specific example of
Of these, the description of the basically same one as in the third embodiment will be omitted or simplified as appropriate.
カムシャフトユニット10は、中心穴にアクセルシャフト41を配置しキー41−2を介し吸気カムロブ12をアクセルシャフト41に固定しスライドさせるもので、第三実施形態と同様部分の説明は省略する。中心穴を油路として使えないので、軸受部の潤滑はロッカアームシャフトの中心穴の油路より下カムシャフトハウジング2Lの油路を経由して各軸受部を潤滑する構造としている。(図4−4参照)The
カムシャフトユニット10において、カムシャフト11は下カムシャフトハウジング2L及び上カムシャフトハウジング2Uに回転自在に軸支される。カムシャフト11には各気筒毎に各気筒の点火時期に対応した位相にてアクセルシャフト41のキー41−2を軸方向にスライドガイドするキー溝が設けられており、キー41−2を介してアクセルシャフト41に固定された吸気カムロブ12のカムシャフトに対するカムロブの位相を規制しつつ、スライドをガイドしている。
吸気カムロブ12は高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成された3次元カムで、スライドするに従ってリフト量、作用角が大きくなると共にタイミングも変化させ得るよう設定されている。故に、図4−4の様にスライド方向側のカム山が低くスライド方向反対側になるに従い徐々に高く形成される。スライド方向の反対側で鍔付ピン41−4の鍔と吸気カムロブ12端面でキー41−2の立ち上り部41−2aを軸方向クリアランス無しに挟み込むように吸気カムロブ12の穴に鍔付ピン41−4を圧入し、キー41−2に対する吸気カムロブ12の軸方向ガタを最少限に抑えると共に、位相方向及び径方向には微小のクリアランスを設けている。
第一実施例の発明の様に二本のカムシャフトの間にアクセルシャフトを配置したものは、カムロブのスライド抵抗がフォークの両側に掛るので、発生モーメントが小さくアクセルシャフトを拗らせようとする力が弱いので、アクセルシャフト軸受部に発生する抵抗力が小さく小動力でスムーズにスライドさせることができるが、一本のカムシャフト上のカムロブのスライドをアクセルシャフトに固定したフォークにて行うとカムロブのスライド抵抗がそのままモーメントとなるのでアクセルシャフト軸受部に発生する抵抗力が大きくカムロブをスライドさせる動力が大きくなってしまう。その対策としてカムシャフトと同軸上にアクセルシャフトを設けることで発生モーメントを大幅に低減できる。
また、キーに対しカムロブを径方向、位相方向に微小に動く様にすることで、関係する部品のアライメント誤差を吸収し、カムロブをカムシャフト上でスムーズにスライドさせることが可能になると共に、キー軸方向には動きを最少限とするよう固定することによりリフト量のバタツキを最少限に抑えることができる。
排気カム12EXは各気筒毎に各気筒の点火時期に対応した位相にて吸気カムロブ12が最大リフト側にスライドする側に圧入固着されている。また、排気カム12EXのベースサークル径は吸気カムロブ12のベースサークル径より大きく設定されている。(図4−2、4参照)In the
The
In the case where the accelerator shaft is arranged between the two camshafts as in the first embodiment, the sliding resistance of the cam lobe is applied to both sides of the fork. Because the force is weak, the resistance generated on the accelerator shaft bearing is small and it can be slid smoothly with low power. However, if the cam lobe slide on one camshaft is carried out with a fork fixed to the accelerator shaft, Since the sliding resistance of this becomes a moment as it is, the resistance force generated in the accelerator shaft bearing portion is large, and the power for sliding the cam lobe is increased. As a countermeasure, the generated moment can be greatly reduced by providing the accelerator shaft coaxially with the camshaft.
In addition, by making the cam lobe move slightly in the radial direction and phase direction with respect to the key, it is possible to absorb the alignment error of related parts and to slide the cam lobe smoothly on the camshaft. By fixing the movement to the minimum in the axial direction, the fluctuation of the lift amount can be suppressed to the minimum.
The
スイングアームユニット20は、ロッカアームシャフト27を軸方向固定部から先を延長し、アクセルシャフトスライドアクチュエータの回転規制とスライドガイド及びアイドルギヤ軸受シャフトを兼ねた以外は、第三実施形態と詳細諸元は違うが基本的には同様であり、説明は省略する。(図4−4参照)
アクセルシャフトスライドアクチュエータのスライドガイドシャフト及びアイドルギャシャフトが不要となる。The
The slide guide shaft and idle gear shaft of the accelerator shaft slide actuator are not required.
吸気バルブユニット30、排気バルブユニット30EX共に、第一実施形態と、詳細諸元は違うが基本的には同様であり、説明は省略する。The
アクセルシャフトユニット40はカムシャフトユニット10の中心穴に配置され軸方向にスライド可能に支持されている。
動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態で、アジャストスクリュ22の上方に動弁系部品が無いので、ボックスレンチタイプのタペットクリアランス調整工具にて容易に効率よくしかも精密にタペットクリアランス調整ができ、その後馬蹄形シムによる同調(気筒間リフト量合せ調整)が可能故動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態で、動弁系部品を再分解することなく同調(気筒間リフト量合せ調整)を精密にしかも効率良く実施することができる。The
There is no valve system component above the adjusting
アクセルシャフト41には、各気筒毎に各気筒の点火時期に対応した位相にて彫られたキー溝に、キー41−2が挿入されボルト41−3にて固定されている。キー41−2を介してアクセルシャフト41に固定された吸気カムロブ12が、カムシャフト11に設けられたキー41−2を軸方向にスライドガイドするキー溝により、キー41−2がガイドされカムシャフトに対する位相を規制されつつ、スライドする。
また、アクセルシャフト41の片端の段付軸部にはベアリング41−5が挿入されベベル形サークリップ41−6にてインナレースを軸方向ガタ無く固定されている。ベアリング41−5のアウタレースにはアクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44の雄ネジシャフト44−1に圧入固定され雄ネジシャフト44−1の回転を規制しつつスライドをガイドするジョイントブラケット44−2が圧入固定されている。ジョイントブラケット44−2にはアクセルシャフトスライドセンサ72の検出アーム73先端を係合する溝が設けられており、アクセルシャフト41のスライド量を検出アーム73の位相変化により検出しアクセルモータ45を制御している。(図4−4、9参照)In the
Further, a bearing 41-5 is inserted into a stepped shaft portion at one end of the
アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44はハウジング44−7にてシリンダヘッド1に固定され、雌ネジボス部44−3にキー44−5及びサークリップ44−6にてドリブンギヤ44−4が固定されている。雌ネジボス部44−3はベアリング44−8a、44−8bにて回転自在に軸支されており、ベアリング44−8aは雌ネジボス部44−3に圧入されると共にハウジング44−7の段付部とベベル形サークリップ44−9にて軸方向隙間無しにてハウジング44−7に固定されると共に、4点接触ベアリングとすることで雌ネジボス部44−3の軸方向ガタを最少限に抑えている。尚、本実施例ではメカロス低減を図る為ボールネジ式としているが、台形ネジを採用しても良い。
シリンダヘッド1に固定されたアクセルモータ45の出力軸にスプライン及びサークリップ45−3にて固定されたドライブギヤ45−2がロッカアームシャフト27軸上の保持器付ニードルベアリング48に回転自在に軸支されたアイドルギヤ46を介し、ドリブンギヤ44−4に噛合いアクセル開度や走行状況に対応したアクセルモータ45の出力軸の回転がアクセルシャフト41、つまりは吸気カムロブ12のスライド運動に変換される。(図4−1、4参照)The accelerator shaft
A drive gear 45-2 fixed to the output shaft of the
第五実施形態による動弁装置は請求項22〜25の具体的実施例で、第四実施形態の排気カムを強制開閉カムに変更したもので、カムシャフトユニット10と、スイングアームユニット20と、吸気バルブユニット30、排気バルブユニット30EXとを含む。また、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをスライドさせるアクセルシャフトユニット40を含む。(図5−1〜4参照)
これらのうち第四実施形態と基本的に同一のものについては、適宜その説明を断面図も含め省略もしくは簡略化するものとする。
排気側を強制開閉とすることで、シリンダヘッドをシリンダに組付後、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなくタペットクリアランス調整及び同調(気筒間リフト量調整)をすることは出来なくなるが、シム調にて排気側のタペットクリアランスを調整した後で、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなく吸気側のタペットクリアランス調整及び同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施できる。The valve operating apparatus according to the fifth embodiment is a specific example of
Of these, the description of the basically same as the fourth embodiment will be omitted or simplified as appropriate, including the sectional view.
By forcibly opening and closing the exhaust side, tappet clearance adjustment can be performed without reassembling the valve system parts until all the valve system parts are assembled and the head cover is assembled after the cylinder head is assembled to the cylinder. And it is impossible to synchronize (lift adjustment between cylinders), but after adjusting the tappet clearance on the exhaust side with shim tone, until the state before assembling all valve system parts and assembling the head cover, Intake side tappet clearance adjustment and tuning (inter-cylinder lift adjustment) can be performed precisely and efficiently without re-disassembling the valve system parts.
カムシャフトユニット10は第四実施形態に対し排気カムを強制開閉カムに変更した以外は基本的に同様故、排気カムのみについて説明する。排気カムはベースサークル径を第二〜四実施形態よりさらに大きくし吸気カムロブ12のストローク範囲に重ねて配置し、カムシャフト軸に平行方向より視て、点火プラグホール(インジェクタホール)1IG側のローラフォロワ21EX−4に接触するカム(本実施例では排気開弁カム12EXO)を吸気カムロブ12より遠ざけて、点火プラグホール(インジェクタホール)1IGの無い側のローラフォロワ21EX−4に接触するカム(本実施例では排気閉弁カム12EXC)を吸気カムロブ12側に配置すると共に、排気カムに重なる部分の吸気カム山と排気開カム山の位相を概ね合せ、吸気カムロブストロークに重なる範囲はカム面より強度が確保できる肉厚にて内側を肉抜きし、肉抜き部分に最大リフト側にスライドさせた時の吸気カムロブのカム山を臨ませている。(図5−2、4、7参照)
吸気カムロブのストロークをより大きくできると共に、排気側に強制開閉カムを採用でき、吸気カムロブを最大リフト側にスライドさせた時、排気カム(強制開閉カムでは開カム)のカム面より強度が確保できる肉厚にて内側を肉抜きした部分に吸気カムロブのカム山を臨ませることで排気カムのベースサークル径の増加を最少限にでき、より高回転化、メカロス低減が可能となる。また、排気側を強制開閉とすることで、同等作用角なら開口面積を拡大でき、有効面積(開口面積と流量係数の積)を同等にする場合は作用角を狭くすることが可能となるので、出力増加、燃費、排ガス低減対策への選択自由度が増す。
(図5−10において、排気リフトカーブの実線がバルブ戻しスプリング付時で破線が強制開閉時の一例である。)
点火プラグホール(インジェクタホール)側のバルブリフトアーム部と点火プラグホールチューブ(インジェクタホールチューブ)とのクリアランスが確保し易く、点火プラグホール(インジェクタホール)が無い側のバルブリフトアーム部をロッカアームシャフト軸方向で点火プラグホールチューブ(インジェクタホールチューブ)と重なる位置に配置できるのでシリンダピッチの狭い小型エンジンでも排気強制開閉カムを採用できる。Since the
The stroke of the intake cam lobe can be increased, and a forced open / close cam can be used on the exhaust side. When the intake cam lobe is slid to the maximum lift side, strength can be secured from the cam surface of the exhaust cam (open cam for the forced open / close cam). By increasing the cam cam of the intake cam lobe over the thickened part, the increase in the base circle diameter of the exhaust cam can be minimized, and higher rotation and lower mechanical loss can be achieved. In addition, if the exhaust side is forced to open and close, the opening area can be expanded if the working angle is the same, and the working angle can be reduced if the effective area (the product of the opening area and the flow coefficient) is made equivalent. , Increase output, fuel efficiency, freedom to choose exhaust gas reduction measures.
(In FIG. 5-10, the solid line of the exhaust lift curve is an example when a valve return spring is attached, and the broken line is an example of forced opening and closing.)
The clearance between the valve lift arm on the spark plug hole (injector hole) side and the spark plug hole tube (injector hole tube) is easy to secure, and the valve lift arm on the side without the spark plug hole (injector hole) is connected to the rocker arm shaft shaft. Because it can be arranged in a position that overlaps the spark plug hole tube (injector hole tube) in the direction, the exhaust forced opening / closing cam can be adopted even in a small engine with a narrow cylinder pitch.
スイングアームユニット20は第四実施形態に対し排気側を強制開閉に対応し変更するもので、吸気側及びロッカアームシャフト関係は第四実施形態と同様故説明を省略する。
排気スイングアーム21EXは図5−3、6示すように、先端部に圧入固着されたピン21EX−2にニードルベアリング21EX−3を介して回転自在に軸支され、各カムに線接触するローラフォロワ21EX−4を有する開弁カムフォロワアーム部21EXaOと閉弁カムフォロワアーム部21EXaCを、カムシャフト軸に平行方向より視て、カムを挟むV字状に一体形成すると共に、排気バルブユニット30EXのリテーナ部の上下鍔内にシムを介して係合しバルブをリフトさせるバルブリフトアーム部21EXbとも一体とし、カムシャフト軸に平行に配置されたロッカアームシャフト27に揺動自在に軸支されており、ロッカアームシャフト27の軸芯はバルブ軸方向でリテーナ鍔部上下接触面間中心の略ストローク範囲内に配置される。(図5−2参照)The
As shown in FIGS. 5-3 and 6, the
バルブリフトアーム部21EXbは、揺動軸部21EXcの軸方向左右バルブ軸付近で二本の櫛状に形成されており、先端部リテーナ付近でさらに二股に分かれリテーナ筒部左右の鍔部の上下シムに接触係合すると共に、連結アーム21EXeにて連結されている。鍔部との間に配置されたシムとの接点は略バルブ軸を通り揺動軸部21EXcに平行な線上とする。揺動軸部21EXcは軸方向で左右のバルブリフトアーム部付近に分割して設けられ、左右の揺動軸部21EXcR、21EXcLの間に吸気スイングアーム21の左揺動軸部21cLが配置され、右揺動軸部21EXcRの右側部に吸気スイングアーム21の右揺動軸部21cRが配置され、ロッカアームシャフト27に揺動自在に軸支されている。左右の揺動軸部21EXcR、21EXcLは連結アーム21EXfにて連結されており、バルブリフトアーム部21EXb、揺動軸部21EXc、連結アーム21EXe、21EXfにてロの字状に形成され、その中に点火プラグホール(インジェクタホール)1IGが排気吸気バルブユニット30EXに略平行に配置されている。(図5−3、6参照)The valve
吸気バルブユニット30は第四実施形態と同様故説明を省略する。
排気バルブユニット30EXは、図5−2に示すように、排気バルブステム31EXaが排気バルブガイド1−3EXによってガイドされる二つの排気バルブ31EXを備える。
排気気バルブ31EXがリフトすることにより、シリンダ内の燃焼ガスは排気ポート1EXを介して、排気管(図示せず)を通って排出される。Since the
As shown in FIG. 5B, the
When the
図5−2に示す実施例は係止片(33EX)としてバルブ戻しスプリング付動弁装置に一般的に使われている円錐状二つ割りコッタを用いたもので、各排気バルブステム31EXaの頂部付近のコッタ溝に係止したコッタ33EXに、筒部下内側にコッタに係合するテーパ部を有し、上内側に雌ねじを、下外側に鍔を設けた下側リテーナ34EXに、止めネジ35EXを締めつけることで排気バルブ31EXに固定し、止めネジ35EXに鍔付ナット36EXを締め付けることで上下鍔付のリテーナ部を形成している。
係止片(33EX)は下側リテーナの軸方向固定が出きればよいので円形断面の合口付リング又は円形断面の半円状係止片を用いてもよい。
鍔とバルブリフトスイングアーム部のリテーナ接触部の間にシム挿入を可能としつつ、雄ネジに対し二つのナットで締め付けることで弛みにくくしている。
バルブリフトアーム部21EXb先端とリテーナ部の上下鍔部との間に平ワッシャ状のシム37EXを配置し、その厚さを調整することで、アライメント誤差の調整及び適正クリアランスの確保をしている。(図5−2参照)
なお、平ワッシャ状のシム37EXでは角度誤差を吸収する機能が無いので、バルブリフトアーム部21EXb先端との当たりが端部にならないよう、バルブリフトアーム部21EXb先端にはクラウニングが付けられている。但し、リテーナ上下鍔部のバルブリフトアーム部端との接触面の角度精度を良くしても、接触部二ケ所の片方でしか当たらず、バルブを拗らせてリフトする確率が高いので、バルブステム軸の細い小型エンジンや、高回転エンジンでは他の対策が必要となる場合がある。In the embodiment shown in FIG. 5-2, a conical split cotter generally used in a valve operating device with a valve return spring is used as a locking piece (33 EX ), and the top of each exhaust valve stem 31 EXa is used. A
Since the locking piece (33 EX ) only needs to be fixed in the axial direction of the lower retainer, a ring with a circular cross section or a semicircular locking piece with a circular cross section may be used.
The shim can be inserted between the cage and the retainer contact part of the valve lift swing arm part, and it is made difficult to loosen by tightening the male screw with two nuts.
A flat washer shim 37 EX is placed between the tip of the
Since there is no function of absorbing a flat washer-like shim 37 EX in the angle error, so that the contact between the
図5−9が角度誤差を吸収、バルブを拗らせてリフトすることの無いようにし、バルブステム軸の細い小型エンジンや、高回転エンジンに対応する角度誤差吸収シムを示す。シム37EXのリテーナ鍔側接触面37EXaを山型とし接触をロッカアーム揺動軸に略直角な線状とし、シム37EXとバルブリフトアーム部21EXb先端のシム接触部との接触線に対し、バルブ軸方向より視て略直交させると共に、直交を保持するストッパ37EXbを設けることにより、前方向の角度誤差を吸収し、バルブリフトアーム部21EXb先端にクラウニングが無くても常に、シム37EXとバルブリフトアーム部21EXb先端のシム接触部の接触が線状に保たれ、接触ヘルツ応力を減らし摩耗を低減できる。
下側リテーナ34EX及び鍔付ナット36EXの材質は鋼とするのが一般的であるが、メカロス低減、高回転化の為にチタンやアルミとする時は、シム37EXと下側リテーナ34EX及び鍔付ナット36EXの間に鋼のワッシャを追加し、リテーナ鍔側接触面37EXaの山型部との接触ヘルツ応力に耐えられるようにする。FIG. 5-9 shows an angle error absorbing shim that absorbs an angle error, prevents the valve from being lifted and lifted, and corresponds to a small engine with a thin valve stem shaft and a high-speed engine. Shim 37 retainer flange side contact surface 37 EXa of EX contact the mound a substantially perpendicular linear to the rocker arm pivot shaft with respect to the contact line between the shim 37 EX and
The
下側リテーナ34EXの鍔部下面には円筒状ガイド34EXaが設けられ、シリンダヘッド1の排気バルブガイド1−3EX圧入部上側の排気バルブスプリングシート38EXとの間に円筒状ガイド34EXa及び排気バルブガイド1−3EXによりガイドされる排気バルブスプリング39EXが収められている。排気バルブスプリング39EXはコイルスプリングでバルブ傘部とバルブシートとのシール機能のみを有するバネ荷重の弱いものとする。(図5−2参照)The flange lower surface of the lower retainer 34 EX is provided a cylindrical guide 34 EXa, cylindrical guide 34 EXa between the exhaust valve spring seat 38 EX of the exhaust valve guide 1-3 EX press-fitting portion
第六実施形態は請求項26の具体的実施例で、3次元カムに点接触するローラロッカアーム(スイングアーム)のローラフォロワ外周断面形状に関するもので、無リフト時に発生するフレッティングコロージョン対策として第一から第五実施形態の動弁装置全てに適用する必要がある。
第六実施形態のローラフォロワは、最大外径部を最大Rとし、Rはカムシャフトユニットとロッカアームユニットのアライメント誤差を吸収できる最大Rに設定され、カム山高さ及び作用角が増加する軸方向でRを2次曲線にて外径を小さくした樽形としている。(図6−1参照)
本実施例では、最大R部(無リフト時のカムベースサークル円筒面接触部)幅Lの両端部A’、B’点での最大外径からの落ち量dを下記計算式にて計算し、最大R部幅Lの中央Cを最大外径としA’、B’、C点を結んだRを最大Rに設定、B’点のローラフォロワ軸中心を中心とし最大外径の1/2を半径としたR’上のカム山最大傾斜角α接触点D(リフト時の接触端)に向けて2次曲線で繋げた形状としている。(図6−1の実線)
d=(カムロブの軸穴に対するベースサークル円筒面の軸方向倒れ+カムシャフトとロッカアームシャフトの曲がりを含めた平行誤差+ローラロッカアーム(スイングアーム)の揺動軸穴に対するローラフォロワの軸方向倒れ)の最大値を幅Lに換算した値例えば( )内のアライメント誤差合計が100mmスパンで0.1mmで最大R部幅Lを2mmとするとdは0.002mmとなり最大Rは250mmとなる。
3次元カムに点接触するローラフォロワを採用することで、無リフト時の接触Rが小さいと、クリアランスによりカムとローラフォロワ接触部に微振動叩かれによるフレッティングコロージョン摩耗が発生し、形状変化によるリフト量変動、タペットクリアランス増加による騒音増大を招く問題があり、対策として図6−1の二点鎖線の様に球状外周面の横に円筒面を繋げて設け無リフト時には円筒面にてカムとローラフォロワが線接触することで面圧を下げフレッティングコロージョン摩耗を防止する特許文献9が開示されているが、特許文献9の様にローラフォロワ両側に延長したアーム先端部で左右バルブを進退させるものは、天秤機能のあるアーム両端を左右のバルブスプリング反力でカムとローラフォロワ円筒面を押し付けることにより、カムとローラフォロワ円筒面を沿わせる力が働きアライメント誤差を吸収するので円筒面を設けた効果がでるが、ロッカアーム式とするとアライメントが固定されアライメント誤差を吸収する機能が殆ど無いので、誤差により図6−1の円筒面の両端A、B点でしか当たらず点接触となって摩耗量が多くなり、特にB点の摩耗はバルブリフト量の変動原因となるので対策が必要となる。(各軸受部クリアランス及びニードルベアリングのクラウニングはアライメント誤差を吸収するが効果は小さい)本案を採用することで、アライメント誤差を吸収できるが、全域点接触となり無リフト時に線接触とならない。
しかし、Rが大きく線接触に近い面圧に出来るので、無リフト時のフレッティングコロージョン摩耗を防止できると共に、B点の曲率変化も小さくできるのでB点の摩耗も防止できる。The sixth embodiment is a specific example of
In the roller follower of the sixth embodiment, the maximum outer diameter portion is set to the maximum R, R is set to the maximum R that can absorb the alignment error between the camshaft unit and the rocker arm unit, and in the axial direction in which the cam peak height and the working angle increase. R has a barrel shape with a reduced outer diameter by a quadratic curve. (See Figure 6-1)
In this embodiment, the drop amount d from the maximum outer diameter at both ends A ′ and B ′ of the maximum R portion (cam base circle cylindrical surface contact portion when there is no lift) width L is calculated by the following formula. The center C of the maximum R section width L is the maximum outer diameter, the R connecting the points A ′, B ′ and C is set to the maximum R, and the center of the roller follower shaft at the point B ′ is the center of the maximum outer diameter. Is a shape connected by a quadratic curve toward the contact point D (the contact end during lift) on the cam mountain maximum inclination angle α on R ′. (Solid line in Fig. 6-1)
d = (Axial tilt of the base circle cylindrical surface with respect to the shaft hole of the cam lobe + parallel error including bending of the cam shaft and the rocker arm shaft + an axial tilt of the roller follower with respect to the swing shaft hole of the roller rocker arm (swing arm)) A value obtained by converting the maximum value into a width L, for example, if the total alignment error in () is 100 mm span and 0.1 mm and the maximum R portion width L is 2 mm, d is 0.002 mm and the maximum R is 250 mm.
By adopting a roller follower that makes point contact with the three-dimensional cam, if the contact R when there is no lift is small, fretting corrosion wear due to slight vibration hitting the cam and the roller follower contact portion occurs due to clearance, and due to shape change There is a problem that increases noise due to fluctuations in lift amount and increase in tappet clearance. As a countermeasure, a cylindrical surface is connected to the side of the spherical outer surface as shown by the two-dot chain line in Fig. 6-1. Patent Document 9 discloses that the roller follower is brought into line contact to lower the surface pressure and prevent fretting corrosion wear. For the thing, the cam and the roller follower cylindrical surface are pressed by the left and right valve spring reaction force on both ends of the arm with a balance function. Therefore, the force that moves the cam and the roller follower cylindrical surface works and absorbs the alignment error, so the effect of providing the cylindrical surface can be obtained. Therefore, contact is made only at both ends A and B of the cylindrical surface in FIG. 6A, resulting in point contact and an increased amount of wear. In particular, wear at point B causes fluctuations in the valve lift amount, so a countermeasure is required. (Each bearing clearance and needle bearing crowning absorbs alignment errors, but the effect is small.) By adopting this plan, alignment errors can be absorbed, but they are all-point contact and not line contact when there is no lift.
However, since the surface pressure can be made close to line contact with a large R, fretting corrosion wear when there is no lift can be prevented, and the change in curvature at the B point can be reduced, so that wear at the B point can also be prevented.
以下、実施形態例図は動弁装置の収まるシリンダヘッドブロック部にて説明し、動弁装置を駆動するカムチェーン関係は図示、説明共に省略する。本実施形態で説明するエンジンユニットは並列2気筒であって、各気筒において吸気側(IN)、排気側(EX)それぞれに2つのバルブを有する。但し、本発明は2気筒に限定されるものでは無く、単気筒及び3気筒以上の多気筒内燃機関に採用可能である。
なお、各図では必要に応じて一部図面化を省略している。第二から第五実施形態については第一実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いる。Hereinafter, the embodiment diagram will be described in the cylinder head block portion in which the valve operating apparatus is accommodated, and the cam chain related to driving the valve operating apparatus will be omitted in the illustration and description. The engine unit described in the present embodiment is a parallel two-cylinder, and each cylinder has two valves on each of the intake side (IN) and the exhaust side (EX). However, the present invention is not limited to two cylinders, and can be applied to a single cylinder and a multi-cylinder internal combustion engine having three or more cylinders.
In each drawing, some drawings are omitted as necessary. About 2nd to 5th embodiment, the same code | symbol is used for the same or corresponding member as 1st embodiment.
1 シリンダヘッド 1IN 吸気ポート 1EX 排気ポート
1IG 点火プラグホール(インジェクタホール)
1−2 吸気バルブシート
1−2EX 排気バルブシート
1−3 吸気バルブガイド
1−3EX 排気バルブガイド
1−4 砂抜き穴プラグ
1−5 サークリップ位相決めボス
2 カムシャフトハウジング
2L 下カムシャフトハウジング 2LR 下右カムシャフトハウジング
2LC 下中カムシャフトハウジング
2LL 下左カムシャフトハウジング
2LR−2サークリップ位相決めボス
2LC−2サークリップ位相決めボス
2LR−3 段差
2LC−3 段差
2LL−3 段差
2U 上カムシャフトハウジング 2UR 上右カムシャフトハウジング
2UC 上中カムシャフトハウジング
2UL 上左カムシャフトハウジング
2−1 ボルト
2−2 ノックピン
3 シリンダヘッドカバー
3−2 シリンダヘッドカバーガスケット
3−3 シリンダヘッドカバーボルト
3−4 シリンダヘッドカバーシールワッシャ
4 アクセルシャフトユニットキャップ
4−1 Oリング
10 吸気カムシャフトユニット
11 吸気カムシャフト 11a 段付軸
10EX 排気カムシャフトユニット
11EX 排気カムシャフト 11EXa 段付軸
12 吸気カムロブ
12EX 排気カム(ロブ) 12EXO 排気開弁カム
12EXC 排気閉弁カム
13 アクセルフォークガイドベアリング
14 カムロブスライドガイドキー
15 ドリブンスプロケット
16 プラグ
17 ドライブギヤ
18 ワッシャ
19 ボルト
20 (吸気)ロッカアームユニット(スイングアームユニット)
21 吸気ロッカアーム 21a カムフォロワアーム部
21b バルブリフトアーム部
21bR 右バルブリフトアーム部
21bL 左バルブリフトアーム部
21c 揺動軸部
21cR 右揺動軸部
21cL 左揺動軸部
21d アジャストスクリュボス
21e 連結アーム
21f 連結アーム
21−2 ピン
21−3 ニードルベアリング
21−4 ローラフォロワ
20EX 排気スイングアームユニット
21EX 排気スイングアーム 21EXa カムフォロワアーム部
21EXaO 開弁カムフォロワアーム部
21EXaC 閉弁カムフォロワアーム部
21EXb バルブリフトアーム部
21EXbR 右バルブリフトアーム部
21EXbL 左バルブリフトアーム部
21EXc 揺動軸部
21EXcR 右揺動軸部
21EXcL 左揺動軸部
21EXd アジャストスクリュボス
21EXe 連結アーム
21EXf 連結アーム
21EX−2 ピン
21EX−3 ニードルベアリング
21EX−4 ローラフォロワ
22 アジャストスクリュ
23 ナット
24 スラストワッシャ(スペーサ)24a 傾斜カム
24b セレーション
24EX スラストワッシャ兼用シム
25 馬蹄形シム(スペーサ) 25a 凹部(傾斜カム)
25b セレーション
26 サークリップ
27 ロッカアームシャフト 27a 段付部
27IN 吸気ロッカアームシャフト
27INa 段付部
27EX 排気ロッカアームシャフト
27−2 プラグ
28 ベベル形サークリップ
29 ストッパボルト
30 吸気バルブユニット
31 吸気バルブ 31a 吸気バルブステム
30EX 排気バルブユニット
31EX 排気バルブ 31EXa 排気バルブステム
32 バルブステムシール
33 コッタ
33EX 係止片(コッタ)
34 リテーナ 34a 円筒状ガイド
34EX 下側リテーナ 34EXa 円筒状ガイド
35EX 止めネジ
36EX 鍔付ナット
37EX シム 37EXa リテーナ鍔側接触面
37EXb ストッパ
38 バルブスプリングシート 38a 円筒状ガイド
38EX 排気バルブスプリングシート
39 バルブスプリング
39EX 排気バルブスプリング
40 アクセルシャフトユニット
41 アクセルシャフト
41−2 キー 41−2a 立ち上り部
41−3 ボルト
41−4 鍔付ピン
41−5 ベアリング
41−6 ベベル形サークリップ
42 アクセルフォーク 42R 右アクセルフォーク
42L 左アクセルフォーク
43 ジョイントブラケット
43−2 ボルト
43−3 ナット
44 アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット
44−1 雄ネジシャフト
44−2 ジョイントブラケット
44−3 雌ネジボス部 44−3a スペーサ
44−4 ドリブンギヤ
44−5 キー
44−6 サークリップ
44−7 ハウジング 44−7U 上ハウジング
44−7L 下ハウジング
44−7K ノックピン
44−7B ボルト
44−8a ベアリング
44−8b ベアリング
44−9 ベベル形サークリップ
45 アクセルモータ
45−2 ドライブギヤ
45−3 サークリップ
45−4 ボルト
45−5 Oリング
46 アイドルギヤ
47 アイドルギヤシャフト
48 保持器付ニードルベアリング
49 スラストワッシャ
51 係止片 51a 先端突起
51−2 ボルト
61 第一ドリブンギヤ 61EXa ボス部
62 第二ドリブンギヤ
63 キー
64 ワッシャ
65 サークリップ
66 スプリング
67 ピン
71 位相センサユニット
72 アクセルシャフトスライドセンサ
72−1 ボルト
72−2 Oリング
73 検出アーム
81 点火プラグホールチューブ(インジェクタホールチューブ)
82 Oリング
T スペーサ外側面間寸法
t スペーサ外側面間寸法変化量1
1 IG ignition plug hole (injector hole)
1-2 Intake Valve Seat 1-2 EX Exhaust Valve Seat 1-3 Intake Valve Guide 1-3 EX Exhaust Valve Guide 1-4 Dust Hole Plug 1-5 Circlip
2 LC lower middle camshaft housing
2 LL lower left camshaft housing
2 LR- 2 circlip phasing boss
2 LC- 2 circlip phasing boss
2 LR -3 steps
2 LC -3 steps
2 LL- 3
2 UC upper middle camshaft housing
2 UL upper left camshaft housing 2-1 Bolt 2-2
12 EXC exhaust
21
21 b Valve lift arm
21 bR right valve lift arm
21 bL left valve lift arm
21 c swing shaft
21 cR right swing shaft
21 cL left swing shaft
21 d adjusting screw boss
21 e Connecting arm
21 f connecting arm 21-2 pin 21-3 needle bearing 21-4
21 EXaO valve opening cam follower arm
21 EXaC valve closing cam follower arm
21 EXb valve lift arm
21 EXbR right valve lift arm
21 EXbL left valve lift arm
21 EXc swing shaft
21 EXcR right swing shaft
21 EXcL left swing shaft
21 EXd Adjust Screw Bos
21 EXE connecting arm
21 EXf connecting
24 b
25 b
27 IN intake rocker arm shaft
27 INa stepped part
27 EX exhaust rocker arm shaft 27-2
34 Retainer 34 a Cylindrical guide 34 EX
37 EXb
42 L
44-7L Lower housing
44-7K dowel pin
44-7B bolt 44-8 a bearing 44-8 b bearing 44-9
82 O-ring T Spacer outer surface dimension t Spacer outer surface dimension change
Claims (26)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012107077A JP2013221495A (en) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | Roller rocker arm type three-dimensional cam continuous and stepless variable valve gear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012107077A JP2013221495A (en) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | Roller rocker arm type three-dimensional cam continuous and stepless variable valve gear |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2012107077A Pending JP2013221495A (en) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | Roller rocker arm type three-dimensional cam continuous and stepless variable valve gear |
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2012
- 2012-04-17 JP JP2012107077A patent/JP2013221495A/en active Pending
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