JP2018035689A - エンジンの頭上弁作動機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成により有効に隙間調整を実現するエンジンの頭上弁作動機構を提供する。
【解決手段】エンジンの頭上弁作動機構は、シリンダヘッド13と、シリンダヘッド13に回転可能に支持されると共に1又は複数のバルブカムが設けられ、このバルブカムを介して吸気側又は排気側のバルブを開閉操作するカムシャフトと、カムシャフトのバルブカムによって揺動され、バルブに作用して開閉するロッカアーム25と、シリンダヘッド13に支持されると共にロッカアームを揺動可能に支持するロッカアームシャフト26とを備える。ロッカアームシャフト26は、ロッカアーム25を支持する支持部47とシリンダヘッド13に支持される固定軸部26aとを備え、支持部47は、ロッカアーム25の回転軸L2が固定軸部26aの中心軸線L1に対して平行且つ僅かに離間する様に形成される。
【選択図】図6
【解決手段】エンジンの頭上弁作動機構は、シリンダヘッド13と、シリンダヘッド13に回転可能に支持されると共に1又は複数のバルブカムが設けられ、このバルブカムを介して吸気側又は排気側のバルブを開閉操作するカムシャフトと、カムシャフトのバルブカムによって揺動され、バルブに作用して開閉するロッカアーム25と、シリンダヘッド13に支持されると共にロッカアームを揺動可能に支持するロッカアームシャフト26とを備える。ロッカアームシャフト26は、ロッカアーム25を支持する支持部47とシリンダヘッド13に支持される固定軸部26aとを備え、支持部47は、ロッカアーム25の回転軸L2が固定軸部26aの中心軸線L1に対して平行且つ僅かに離間する様に形成される。
【選択図】図6
Description
本発明は、自動二輪車等の車両に搭載されるエンジンに使用されて好適な頭上弁作動機構に関する。
従来、例えば特許文献1に係る内燃機関は、シリンダヘッドにカムシャフトとロッカアームを軸支するロッカアームシャフトとが互いに平行に設けられ、シリンダヘッドを上方から覆うシリンダヘッドカバーに2次空気の供給を制御する2次空気弁室が形成され、シリンダ軸線に対してカムシャフトとロッカアームシャフトが互いに反対側にオフセットして配置され、2次空気弁室がシリンダ軸線に対してロッカアームシャフト側に形成されるというものである。
従来の内燃機関では、吸気側のバルブ上方にカムシャフトが配置されてタペットを直接押し込む一方、排気側のバルブはロッカアームを介して開操作を行う構造である。ここで、ロッカアームに揺動幅規制用の接触部材(スリッパ)を設ける場合、その先端には相手部材(揺動規制部)との間隔を調整するための部材(アジャストスクリュ等)が新たに必要となるが、ロッカアームにアジャストスクリュ等の部品が追加されることで、ロッカアームの揺動時の慣性質量が大きくなり、エンジンの高回転化の阻害要因となる。また、アジャストスクリュ等の追加により構造が複雑化し、隙間調整作業等が煩雑化する等の問題がある。
本発明は上記の問題に鑑み、簡易な構成により有効に隙間調整を実現するエンジンの頭上弁作動機構を提供することを目的とする。
本発明のエンジンの頭上弁作動機構は、シリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに回転可能に支持されると共に1又は複数のバルブカムが設けられ、このバルブカムを介して吸気側又は排気側のバルブを開閉操作するカムシャフトと、前記カムシャフトのバルブカムによって揺動され、前記バルブに作用して開閉するロッカアームと、前記シリンダヘッドに支持されると共に前記ロッカアームを揺動可能に支持するロッカアームシャフトと、を備えるエンジンの頭上弁作動機構であって、前記ロッカアームは、前記ロッカアームシャフトに軸支されて揺動中心となるピボット部と、前記バルブカムからの押圧を受ける接触部と、前記バルブ側に突出して揺動時にそのバルブを押圧する押圧部と、前記ロッカアームから外側に突出するように形成されたスリッパと、を備え、前記エンジンの頭上弁作動機構は、前記スリッパと対向する位置に、前記ロッカアームが揺動して所定の位置に達する時に前記スリッパが接触する揺動規制部を有し、前記ロッカアームシャフトは、前記ロッカアームを支持する支持部と前記シリンダヘッドに支持される固定軸部とを備え、前記支持部は、前記ロッカアームの回転軸が前記固定軸部の中心軸線に対して平行且つ離間する様に形成されることを特徴とする。
本発明のロッカアーム支持構造により、追加部品を用いなくともロッカアームの位置調整を可能にし、ロッカアームの実質的な慣性重量の増加がなく、簡易な構成により有効に、ロッカアームに設けられたスリッパのストッパカムに対する隙間調整を実現することができる。
以下、図面に基づき、本発明によるエンジンの頭上弁作動機構における好適な実施の形態を説明する。
本発明は自動二輪車等に搭載されるエンジンに好適に適用され、この実施形態では図1に示すような自動二輪車100の例とする。図1は、本実施形態に係る自動二輪車100の左側面図である。先ず、図1を用いて自動二輪車100の全体構成について説明する。なお、以下の説明において図1を含めた各図で、必要に応じて車両の前方を矢印Frにより、車両の後方を矢印Rrによりそれぞれ示し、また、車両の側方右側を矢印Rにより、車両の側方左側を矢印Lによりそれぞれ示す。
本発明は自動二輪車等に搭載されるエンジンに好適に適用され、この実施形態では図1に示すような自動二輪車100の例とする。図1は、本実施形態に係る自動二輪車100の左側面図である。先ず、図1を用いて自動二輪車100の全体構成について説明する。なお、以下の説明において図1を含めた各図で、必要に応じて車両の前方を矢印Frにより、車両の後方を矢印Rrによりそれぞれ示し、また、車両の側方右側を矢印Rにより、車両の側方左側を矢印Lによりそれぞれ示す。
図1の自動二輪車100は、典型的には所謂オフロード用であってよく、その車体前方上部にはステアリングヘッドパイプ101が配置されており、該ステアリングヘッドパイプ101内には不図示のステアリング軸が回動可能に挿通している。そして、このステアリング軸の上端にはハンドル102が結着されており、同ステアリング軸の下端にはフロントフォーク103が取り付けられ、該フロントフォーク103の下端には操向輪である前輪104が回転可能に軸支されている。
また、ステアリングヘッドパイプ101からは左右一対構成でなるメインフレーム105が、車体後方に向かって斜め下方に傾斜して延出すると共に、ダウンチューブ106が略垂直下方に延びている。そして、ダウンチューブ106は下部付近でロアフレーム106Aとして左右に分岐し、これら一対のロアフレーム106Aは下方に延びた後に、車体後方に向かって略直角に曲げられ、その後端部は左右一対のボディフレーム107を介してメインフレーム105の各後端部に連結されている。
左右一対のメインフレーム105とダウンチューブ106及びロアフレーム106Aとボディフレーム107とによって囲まれる空間には、駆動源である水冷式のエンジン10が搭載されている。エンジン10の上方には後述するようにエアクリーナあるいは燃料タンク等が配され、車体上部に前後方向にシート108が配されている。また、エンジン10の前方にはラジエータ109が配置されている。
車体の前後方向略中央の下部に設けられた左右一対のボディフレーム107には、スイングアーム110の前端部がピボット軸111によって上下に揺動可能に支持される。スイングアーム110の後端部には駆動輪である後輪112が回転可能に軸支されている。詳細図示等を省略するが、スイングアーム110は、リンク機構113とこれに連結されたショックアブソーバ(後輪懸架装置)を介して車体に懸架されている。スイングアーム110の前方に配置したエンジン10の出力端にはドライブスプロケットが取り付けられると共に、後輪112の車軸にはスプロケットが軸着し、これらドライブスプロケット及びスプロケットにはチェーンが巻回され、相互に接続される。
本発明のエンジンの頭上弁作動機構は、かかる自動二輪車100等の車両に搭載されるエンジンに適用される。図2は、本実施形態の適用例としての例えば自動二輪車のエンジン10の左側面図である。先ず、図2を用いてエンジン10の全体構成について説明する。なお、以下の説明において図2を含めた各図で、必要に応じて車両の前方を矢印Frにより、車両の後方を矢印Rrによりそれぞれ示し、また、車両の側方右側を矢印Rにより、車両の側方左側を矢印Lによりそれぞれ示す。
エンジン10は、例えば単気筒SOHCガソリンエンジン等であってよい。本実施形態では2つの吸気バルブ30と2つの排気バルブ31を持つ、所謂4バルブのエンジンの例とする(図6参照)。図2のエンジン10の基本構成において、クランクケース11の上部に順次シリンダブロック12、シリンダヘッド13及びシリンダヘッドカバー14が一体的に結合してなり、シリンダ軸線Zが略鉛直方向を指向する。クランクケース11のクランク室にはクランクシャフト15(図2においてその軸線により略記する)が回転自在に軸支される。一方、図示等を省略するが、シリンダブロック12のシリンダボア16(図4参照)内にはピストンがシリンダ軸線Z方向に移動可能に嵌装される。クランクシャフト15のクランクピンとピストンのピストンピンは、コネクティングロッドを介して相互に連結され、ピストンがシリンダボア16内でシリンダ軸線Z方向に沿って往復運動することで、クランクシャフト15が回転駆動されるようになっている。
クランクケース11の後部にはトランスミッションケース17が一体的に結合し、該トランスミッションケース17内には図示等を省略するが、多段式変速システムとして構成される変速装置が配置構成される。クランクケース11内に配置されたクランクシャフト15と変速装置とが相互に連結され、エンジン10の出力はその変速装置を介して、所望の変速比に変速された状態で、最終出力端であるドライブスプロケットに伝達される。
エンジン10には、なお図示等を省略するが、エアクリーナから送給される清浄な空気(吸気)を供給する吸気系、燃料供給装置から燃料を供給する燃料系、シリンダ内での燃焼後の排気ガスをエンジン10から排出する排気系を有する。また、吸気系及び排気系のそれぞれ吸気バルブ及び排気バルブを駆動制御する動弁系、エンジン10を冷却する冷却系及びエンジン10の可動部を潤滑する潤滑系を有する。更に、それらの各系を所定のシーケンスに沿って適正に作動制御する制御系(ECU;Engine Control Unit)が付属し、制御系の制御により複数の機能系が上述の補機類等と協働し、これによりエンジン10全体として円滑作動が遂行される。
図3は、シリンダヘッドカバー14が取り外されたシリンダヘッド13まわりを上方から見た図である。図4は図3のI−I線に沿う断面図、図5は図3のII−II線に沿う断面図である。
エンジン10の吸気系において本例ではシリンダヘッド13の後部側に吸気ポート18が開口する。エアクリーナからスロットルバルブを介して、浄化された空気が吸気ポート18に供給される。この吸気ポート18にはスロットルボディ19(図2等参照)が接続され、スロットルボディ19内の吸気通路がスロットルバルブにより開閉され、吸気流量が制御される。スロットルバルブの下流側には燃料噴射用のインジェクタが装着され、燃料系の燃料タンクの燃料が燃料ポンプによりインジェクタに供給される。空気と燃料を混合してなる混合気が、吸気ポート18を通過して燃焼室20(図4参照)に流入する。燃焼室20には点火プラグ21が装着されており、点火プラグ21により着火されて混合気が燃焼室20内で燃焼・爆発する。
エンジン10の吸気系において本例ではシリンダヘッド13の後部側に吸気ポート18が開口する。エアクリーナからスロットルバルブを介して、浄化された空気が吸気ポート18に供給される。この吸気ポート18にはスロットルボディ19(図2等参照)が接続され、スロットルボディ19内の吸気通路がスロットルバルブにより開閉され、吸気流量が制御される。スロットルバルブの下流側には燃料噴射用のインジェクタが装着され、燃料系の燃料タンクの燃料が燃料ポンプによりインジェクタに供給される。空気と燃料を混合してなる混合気が、吸気ポート18を通過して燃焼室20(図4参照)に流入する。燃焼室20には点火プラグ21が装着されており、点火プラグ21により着火されて混合気が燃焼室20内で燃焼・爆発する。
排気系において本例ではシリンダヘッド12の前部側にて排気ポート22が開口し、この排気ポート22が燃焼室20に連通する。燃焼室20内で燃焼・爆発した混合気は、排気ガスとして排気ポート22を介してエンジン10から排出される。
ちなみに本例では、シリンダヘッド13の後部側にて開口する吸気ポート18の口径は、シリンダヘッド12の前部側にて開口する排気ポート22の口径よりも大きく形成されている。
シリンダヘッド12において図3に示されるように、本発明に係る頭上弁作動機構23が配置構成される。頭上作動機構23はエンジン10の動弁系を構成し、その基本構成においてシリンダヘッド13に回転可能に支持されると共に1又は複数のバルブカムが設けられ、このバルブカムを介して吸気側又は排気側のバルブを開閉するカムシャフト24と、カムシャフト24のバルブカムによって揺動され、バルブに作用して開閉操作するロッカアーム25と、シリンダヘッド13に支持されると共にロッカアーム25を揺動可能に支持するロッカアームシャフト26とを備える。
カムシャフト24はこの例ではシリンダヘッド13の排出側に偏倚して、即ちシリンダヘッド13の前部側において左右方向に横架され、その左右両端部においてベアリング27により回転自在に支持される。カムシャフト24の駆動機構として、カムシャフト24の左軸端部にはカムスプロケット28が取り付けられ、このカムスプロケット28は、図示しないカムタイミングチェーンを介してクランクシャフト15と連結される。この場合、クランクシャフト15の左側軸端部にはドライブスプロケットが取り付けられ、このドライブスプロケットとカムスプロケット28との間にカムタイミングチェーンが巻回装架される。このカムタイミングチェーンはカムタイミングチェーン室29内で、クランクシャフト15を駆動源として駆動されて走行し、これによりカムシャフト24がクランクシャフト15に同期して回転駆動される。
カムシャフト24には単一の吸気側バルブカム32とその左右両側に配置された一対の排気側バルブカム33が回転一体に設けられる。本例では吸気バルブ30にはロッカアーム駆動方式が適用され、即ちロッカアーム25とこれを揺動可能に支持するロッカアームシャフト26とを備える。ロッカアームシャフト26は図3及び図4等に示されるようにカムシャフト24の後側にて、且つカムシャフト24と略同一高さ位置に配置され、その左右両端部に設けられる固定軸部26a,26aが軸支部34を介してシリンダヘッド13に支持される。
ロッカアーム25は図6にも示すように、ロッカアームシャフト26に回転自在に軸支されて揺動中心となるピボット部35と、ピボット部35から吸気側バルブカム32側に突出して該バルブカム32から押圧を受ける接触部36と、ピボット部35から吸気バルブ30側にアーム状に突出し、該吸気バルブ30の頂部に接触して揺動時にその吸気バルブ30を押圧する押圧部37とを有する。
接触部36は、ロッカアーム25の排気側の端部に回転自在に取り付けたタペットローラ36Aにより構成される。
押圧部37は図3に示されるように2つの吸気バルブ30を指向して、ピボット部35から二股状に分岐して延出し(図6をも参照)、それぞれの先端部が吸気バルブ30の吸気バルブステム38の上端部に当接する。
押圧部37は図3に示されるように2つの吸気バルブ30を指向して、ピボット部35から二股状に分岐して延出し(図6をも参照)、それぞれの先端部が吸気バルブ30の吸気バルブステム38の上端部に当接する。
吸気バルブ30は、その吸気バルブステム38がバルブガイドによってガイドされることで、吸気バルブステム38と共にその軸方向に往復動可能である。詳細図示を省略するが、吸気バルブステム38は、上下のスプリングシートの間に装着された吸気バルブスプリング39の弾力により常時上方へ付勢される。吸気バルブスプリング39の弾力に抗して押圧部37が吸気バルブステム38を押し下げることで、吸気バルブステム38が下方へ付勢され、即ち吸気バルブ30が開くようになっている。
また、本例では排気バルブ31には直打駆動方式が適用され、即ち排気バルブ31は実質的に排気側バルブカム33によって直接的に駆動される。
排気バルブ31はその排気バルブステム40がバルブガイドによってガイドされることで、排気バルブステム40と共にその軸方向に往復動する。詳細図示を省略するが、排気バルブステム40は、上下のスプリングシートの間に装着された排気バルブスプリング41の弾力により常時上方へ付勢される。排気バルブスプリング41の弾力に抗して排気側バルブカム33が排気バルブステム40を押し下げることで、排気バルブステム40が下方へ付勢され、即ち排気バルブ31が開くようになっている。
なお、排気側バルブカム33と排気バルブステム40の上端部との間には図4を参照して、支軸42aを介してシリンダヘッド13に揺動可能に支持されたフィンガフォロワ42が設けられ、排気側バルブカム33がフィンガフォロワ42を押圧することで排気バルブステム40が押し下げられる。
排気バルブ31はその排気バルブステム40がバルブガイドによってガイドされることで、排気バルブステム40と共にその軸方向に往復動する。詳細図示を省略するが、排気バルブステム40は、上下のスプリングシートの間に装着された排気バルブスプリング41の弾力により常時上方へ付勢される。排気バルブスプリング41の弾力に抗して排気側バルブカム33が排気バルブステム40を押し下げることで、排気バルブステム40が下方へ付勢され、即ち排気バルブ31が開くようになっている。
なお、排気側バルブカム33と排気バルブステム40の上端部との間には図4を参照して、支軸42aを介してシリンダヘッド13に揺動可能に支持されたフィンガフォロワ42が設けられ、排気側バルブカム33がフィンガフォロワ42を押圧することで排気バルブステム40が押し下げられる。
ちなみに本例では、上述の様に吸気ポート18の口径が排気ポート22の口径よりも大きく形成されており、それに対応して吸気バルブ30は排気バルブ31よりも大径に形成されている。
頭上弁作動機構23の基本動作において、前述のカムタイミングチェーンがカムタイミングチェーン室29内で走行することにより、クランクシャフト15の回転に同期してシリンダヘッド13内でカムシャフト24が回転駆動される。これによりカムシャフト24の吸気側バルブカム32と排気側バルブカム33がそれぞれ吸気バルブ30及び排気バルブ31を所定のタイミングで開閉駆動する。
更に、本発明の頭上弁作動機構23において、図7に示されるように、ロッカアーム25は、ピボット部35からその軸方向外側にてカムシャフト24側に突出するスリッパ43を備える一方、カムシャフト24は図4を参照して、スリッパ43と対向する位置にストッパカム44を備える。
この場合、図8に示されるように、スリッパ43は、ロッカアーム回転軸方向視において、ロッカアーム25の回転軸L2とカムシャフト中心軸Lcとを結ぶ仮想線を挟んで、ロッカアーム25の接触部36とは反対側に設けられる。これにより接触部36が吸気側バルブカム32によって押圧されてロッカアーム25が揺動するときに、スリッパ43はストッパカム44に接近する。
ストッパカム44には、その外周面に形成され、ロッカアーム25が揺動して所定の位置に達する時、例えばロッカアーム25が吸気側バルブカム32の頂部32aに対応する最大揺動位置を超えて揺動した時にスリッパ43が接触する、揺動規制部としてのストッパ部45が設けられる。
より具体的にはストッパカム44のストッパ部45は、吸気側バルブカム32の頂部32aを含むカム山32Aの範囲(図8において一点鎖線により示す)においてロッカアーム25が揺動する場合に、スリッパ43とストッパ部45との間隔が所定範囲内に保たれるように連続面として形成される。
ストッパ部45は、吸気側バルブカム32のカム山32Aに対応する第1の部位45Aと、吸気側バルブカム32のカム山32A以外の範囲に対応する第2の部位45Bとを含んでいる。第2の部位45Bは略円周状に形成され、第1の部位45Aは第2の部位45Bの円周の内側であって、吸気側バルブカム32の頂部32aに対応する位置において半径が最小となるように形成される。
上記の場合、ストッパ部45はストッパカム44の全周域に設けられ、ロッカアーム25が揺動しない場合も含むカムシャフト26の全ての回転位置でスリッパ43とストッパ部45との間隔が所定範囲内に保たれるように形成される。
また、図8に示す様に、スリッパ43は、ロッカアーム回転軸方向視において、ロッカアーム25の回転軸L2とカムシャフト中心軸Lcとを結ぶ仮想線を挟んで、ロッカアーム25の該バルブカム32から押圧を受ける接触部36とは反対側に設けられる。この様にカムシャフトに迫り出して形成される両者を振り分け配置することで、相互の干渉が避けられ、スリッパ43とストッパ部45との間隔の設定自由度が向上する。
なお本例では、スリッパ43は吸気側のロッカアーム25に設けられる。一般的に吸気バルブ30は排気バルブ31に較べて大型であり、吸気側のバルブ可動部の重量は排気側よりも大きくなる。従って吸気側の方が慣性の影響を受け易くなるが、この吸気側のロッカアームに上述のスリッパを設けることで、この慣性の影響を抑えることができる。
本例では上述のようにロッカアーム25にはスリッパ43を設けると共に、カムシャフト24側のスリッパ43と対向する位置には、ロッカアーム25の揺動規制部としてのストッパ部45が形成されたストッパカム44を備える。
この構造によって、エンジン10の高回転時に動弁機構即ち頭上弁作動機構23の可動部(ロッカアーム25等)の慣性力がバルブスプリング39から受ける反力よりも大きくなってロッカアーム25が吸気側バルブカム32のカムロブから離れる、所謂バルブジャンプを起こした場合に、ロッカアーム25のスリッパ43とストッパ部45とが接触してロッカアーム25の更なる揺動を規制し、バルブジャンプが過度に大きくならないようにする。
この構造によって、エンジン10の高回転時に動弁機構即ち頭上弁作動機構23の可動部(ロッカアーム25等)の慣性力がバルブスプリング39から受ける反力よりも大きくなってロッカアーム25が吸気側バルブカム32のカムロブから離れる、所謂バルブジャンプを起こした場合に、ロッカアーム25のスリッパ43とストッパ部45とが接触してロッカアーム25の更なる揺動を規制し、バルブジャンプが過度に大きくならないようにする。
本例ではこの構造により、ロッカアーム25と吸気側バルブカム32とが一定隙間以上離れた際に、スリッパ43がストッパ部45に接触し、ロッカアーム25が過度のジャンプをしない様に動きを規制することで、そのジャンプを僅かな範囲内に収めるようにしている。
ここで比較のために、従来の動弁機構を適用した場合を図9Bに示す(本例の場合と同一符号を用いて説明する)と、そもそもスリッパ43及びストッパ部45を持たないため、上述のバルブジャンプが発生した際に、ロッカアーム25が慣性力によって過大に揺動し、矢印Aのように大ジャンプしてしまい、その慣性力がバルブ30の動作を不安定にしてしまう可能性が有る。これを回避するために、従来はバルブジャンプを起こさない程度までエンジン10の最大回転数を抑えて設計することが一般的であった。
これに対して本発明では、ロッカアーム25のスリッパ43と、ストッパ部45が形成されたストッパカム44を設け、ロッカアーム25が過度のジャンプをしない様に途中で制止する(微小なジャンプは許容する)ことで、その後に吸気バルブ30へと掛るロッカアーム25の慣性質量を実質的にゼロ(0)にすることができる。これにより吸気バルブ30が開閉時に受けるロッカアーム25からの慣性力の影響が軽減され、エンジン10が高回転であっても、より安定的なバルブ作動が可能になる。
従って、動弁装置が適正作動可能となるエンジン10の回転数領域が高回転側に拡がることとなって、エンジンの更なる高回転化が可能になる。
従って、動弁装置が適正作動可能となるエンジン10の回転数領域が高回転側に拡がることとなって、エンジンの更なる高回転化が可能になる。
また、エンジン10の回転数が上昇し、従来の構造ではジャンプ量が増加する場合であっても、そのジャンプ量を一定量以下に抑えられるため、吸気バルブ30が閉じる際にシリンダヘッド13のバルブシートから受ける衝撃を小さく抑えることができる。同様に吸気バルブ30によって戻されるロッカアーム25が吸気側バルブカム32に戻る際に穏やかに当接するので、吸気側バルブカム32への衝撃も小さく抑えることができる。
さて、本発明の頭上弁作動機構23において特に、カムシャフト24は、1つのシリンダヘッド12内において1つのみ設けられ、図4のようにカムシャフト24の軸方向視において、該カムシャフト24の軸中心がシリンダ軸線Zに対して排気バルブ31側に偏倚する。
ここで、図4に示すように吸気バルブ30及び排気バルブ31の挟み角θとする。吸気バルブ30(吸気バルブステム38)の軸線Liのシリンダ軸線Zに対する傾斜角度αと、排気バルブ31(排気バルブステム40)の軸線Leのシリンダ軸線Zに対する傾斜角度βとの和が挟み角θとなる。ここで本例においては、α<βとなる様に、すなわち吸気バルブ30の軸線Liの傾斜角度が小さく、排気バルブ31の軸線Leに較べてシリンダ軸線Zに近接する様に形成されている。
また、カムシャフト24は、その全体がシリンダ軸線Zに対して排気バルブ31側に位置して設けられる。
また、図4のようにカムシャフト24はその軸方向視において、その一部が排気バルブ31の軸線Leに対して重なるように設けられる。
また、本発明の頭上弁作動機構23は、カムシャフト24から吸気側バルブカム32を介して吸気バルブ30に作用して開閉するロッカアーム25と、このロッカアーム25を回転可能に支持するロッカアームシャフト26とを備える。
この場合、ロッカアーム26はシリンダ軸線Zを挟んで、吸気バルブ30に対する操作部である押圧部37が吸気側に、また、吸気側バルブカム32との接触部36が排気側に設けられる。
この場合、ロッカアーム26はシリンダ軸線Zを挟んで、吸気バルブ30に対する操作部である押圧部37が吸気側に、また、吸気側バルブカム32との接触部36が排気側に設けられる。
また、ロッカアーム25はその軸方向視において、ロッカアームシャフト26の軸中心がシリンダ軸線Zに対して排気バルブ31側に偏倚する。
更に、本発明の頭上弁作動機構23は、ロッカアーム25の回転軸が、ロッカアームシャフト26のシリンダヘッド側固定軸部26aの中心軸線に対して、平行且つ僅かに離間している、ロッカアーム25の支持構造を有する。
図10は、ロッカアーム25及びロッカアーム25を回転可能に支持するロッカアームシャフト26を表す斜視図であり、図11は、ロッカアームシャフト26の軸方向から見た側面視である。ここで図11に示す様に、ロッカアームシャフト26は、シリンダヘッド側固定軸部26aの中心軸線L1に対してロッカアーム25の回転軸L2が僅かに上方に離間する様に形成されている。
図12は、ロッカアームシャフト26のシリンダヘッド側固定軸部26aの回転に伴うロッカアーム25のピボット部35、接触部36、押圧部37及びスリッパ43の動作を示す側面図である。
図13は、ロッカアーム25の支持構造まわりを示す図11のIII−III線に沿う断面図である。ロッカアームシャフト26の両端部は軸支部34により支持され、該軸支部34に上側から被さるキャップ46によって締結固定される。
また、ロッカアーム25のピボット部35は、ロッカアームシャフト26に設けた一対の支持部47により回転自在に軸支される。
また、ロッカアーム25のピボット部35は、ロッカアームシャフト26に設けた一対の支持部47により回転自在に軸支される。
支持部47は、ロッカアーム25の回転軸L2がロッカアームシャフト26の固定軸部26aの中心軸線L1に対して平行且つ僅かに離間(オフセット)する様に形成される。この場合、ロッカアームシャフト26の軸方向視においては、ロッカアーム25の回転軸L2がロッカアームシャフト26の固定軸部26aの中心軸線L1に対して偏心することとなる。よって、ロッカアームシャフト26は、ロッカアーム25の支持部に、所謂「エキセントリック支持構造」を持つこととなる。
また、中心軸線L1に対する回転軸L2のオフセット方向は、ロッカアームシャフト26の固定時の位置を変えることで適宜調整可能である。例えば図10及び図11に示す様に、ロッカアームシャフト26の一方の軸端部に溝部26bを設け、その溝部26bに工具を入れて中心軸線L1周りに回転させることで、ロッカアーム25の回転軸L2が中心軸線L1周りに移動する。これに伴ってロッカアーム25のピボット部35、接触部36、押圧部37及びスリッパ43もまた中心軸線L1周りに回転移動する(図12参照)。この様にロッカアームシャフト26を回転させて調節する構造とすることで、シリンダヘッド13に支持された状態であっても容易に調整が可能になる。
または図14に示すように、ロッカアームシャフト26の軸端部に半径方向にアジャスト孔48が形成され、このアジャスト孔48に挿入可能なアジャスタ49を有する構造であってもよい。アジャスト孔48に挿入したアジャスタ49を図14の矢印Bのように適宜回動させることで、中心軸線L1に対する回転軸L2のオフセット方向を調整することができる。
または図14に示すように、ロッカアームシャフト26の軸端部に半径方向にアジャスト孔48が形成され、このアジャスト孔48に挿入可能なアジャスタ49を有する構造であってもよい。アジャスト孔48に挿入したアジャスタ49を図14の矢印Bのように適宜回動させることで、中心軸線L1に対する回転軸L2のオフセット方向を調整することができる。
次に、本発明の頭上弁作動機構23における主要な作用効果について説明する。本例では上述のように、ロッカアーム25はピボット部35を介して、ロッカアームシャフト26の支持部47に回転自在に軸支される。支持部47は、ロッカアーム25の回転軸L2がロッカアームシャフト26の固定軸部26aの中心軸線L1に対して平行且つ僅かに離間(オフセット)する様に形成される。
このとき、ロッカアームシャフト26をシリンダヘッド13に対して適宜回動させて固定することで、中心軸線L1に対する回転軸L2のオフセット方向を調整することができる。この調整によりロッカアーム25に設けられたスリッパ43のストッパカム44に対する位置調整を可能にし、容易に両者間の隙間調整を行うことができ、前述したロッカアーム25及び吸気バルブ30(または排気バルブ31)のジャンプ抑制機能をより正確且つ適正に実行することができる。
このとき、ロッカアームシャフト26をシリンダヘッド13に対して適宜回動させて固定することで、中心軸線L1に対する回転軸L2のオフセット方向を調整することができる。この調整によりロッカアーム25に設けられたスリッパ43のストッパカム44に対する位置調整を可能にし、容易に両者間の隙間調整を行うことができ、前述したロッカアーム25及び吸気バルブ30(または排気バルブ31)のジャンプ抑制機能をより正確且つ適正に実行することができる。
この様なロッカアーム25の支持構造によれば、ロッカアーム25の実質的な慣性重量の増加がなく、簡易な構成により有効に隙間調整を実現することができる。
本発明の構造によれば、ロッカアーム25をシリンダヘッド13から取り外すことなく、ロッカアームシャフト26を適宜回動させるだけで隙間調整が可能となる等の利点がある。また、従来用いられるスクリュ式の隙間調整に比較して、本発明の構造によればスクリュ等を用いないため、ロッカアーム25の重量が増加せず、バルブジャンプ低減等の利点がある。
本発明の構造によれば、ロッカアーム25をシリンダヘッド13から取り外すことなく、ロッカアームシャフト26を適宜回動させるだけで隙間調整が可能となる等の利点がある。また、従来用いられるスクリュ式の隙間調整に比較して、本発明の構造によればスクリュ等を用いないため、ロッカアーム25の重量が増加せず、バルブジャンプ低減等の利点がある。
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
本発明の実施形態においてカムシャフト24が排気側に配置される例で説明したが、カムシャフト24を吸気側に配置する場合にも適用可能である。
また、カムシャフトを吸気側及び排気側の中間位置適所に配置する場合にも本発明を有効に適用可能であり、本実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
本発明の実施形態においてカムシャフト24が排気側に配置される例で説明したが、カムシャフト24を吸気側に配置する場合にも適用可能である。
また、カムシャフトを吸気側及び排気側の中間位置適所に配置する場合にも本発明を有効に適用可能であり、本実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
10 エンジン、11 クランクケース、12 シリンダブロック、13 シリンダヘッド、14 シリンダヘッドカバー、15 クランクシャフト、16 シリンダボア、17 トランスミッションケース、18 吸気ポート、19 スロットルボディ、20 燃焼室、21 点火プラグ、22 排気ポート、23 頭上作動機構、24 カムシャフト、25 ロッカアーム、26 ロッカアームシャフト、26a 固定軸部、27 ベアリング、28 カムスプロケット、29 カムタイミングチェーン室、30 吸気バルブ、31 排気バルブ、32 吸気側バルブカム、33 排気側バルブカム、34 軸支部、35 ピボット部、36 接触部、37 押圧部、38 バルブステム、39 バルブスプリング、40 バルブステム、41 バルブスプリング、42 フィンガフォロワ、43 スリッパ、44 ストッパカム、45 ストッパ部、46 キャップ、47 支持部、48 アジャスト孔、49 アジャスタ。
Claims (5)
- シリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドに回転可能に支持されると共に1又は複数のバルブカムが設けられ、このバルブカムを介して吸気側又は排気側のバルブを開閉操作するカムシャフトと、
前記カムシャフトのバルブカムによって揺動され、前記バルブに作用して開閉するロッカアームと、
前記シリンダヘッドに支持されて前記ロッカアームを揺動可能に支持するロッカアームシャフトと、を備えるエンジンの頭上弁作動機構であって、
前記ロッカアームは、前記ロッカアームシャフトに軸支されて揺動中心となるピボット部と、前記バルブカムからの押圧を受ける接触部と、前記バルブ側に突出して揺動時にそのバルブを押圧する押圧部と、前記ロッカアームから外側に突出するように形成されたスリッパと、を備え、
前記エンジンの頭上弁作動機構は、前記スリッパと対向する位置に、前記ロッカアームが揺動して所定の位置に達する時に前記スリッパが接触する揺動規制部を有し、
前記ロッカアームシャフトは、前記ロッカアームを支持する支持部と前記シリンダヘッドに支持される固定軸部とを備え、
前記支持部は、前記ロッカアームの回転軸が前記固定軸部の中心軸線に対して平行且つ離間する様に形成されることを特徴とするエンジンの頭上弁作動機構。 - 前記スリッパは、前記カムシャフト側に向って突出するように形成され、
前記カムシャフトは、前記スリッパと対向する位置にストッパカムを備え、
前記ストッパカムは、前記揺動規制部としてのストッパ部を有することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの頭上弁作動機構。 - 前記ストッパ部は、前記ロッカアームが前記バルブカムの頂部に対応する最大揺動位置を超えた揺動位置となる場合に、前記スリッパに接触することを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジンの頭上弁作動機構。
- 前記ロッカアームシャフトは、前記シリンダヘッドへの取付角度が変更可能であり、
前記スリッパは、前記ロッカアームシャフトの取付角度変更に応じて、前記ストッパ部に対する間隔が変化することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジンの頭上弁作動機構。 - 前記スリッパは、吸気側のバルブを開閉する前記ロッカアームに設けられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンの頭上弁作動機構。
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