JP3931044B2 - エンジンのカムシャフトピン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのカムシャフトピンに関し、特に、動弁カムをシリンダヘッド側に配したＯＨＣエンジンにおけるカムシャフトピンの抜け止めおよび回り止め構造に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
草刈機や動力噴霧機、発電機等の動力源として、ＯＨＶ（頭上弁）型やＯＨＣ（頭上カム軸）型の汎用エンジンが広く用いられている。このうちＯＨＣエンジンでは、動弁用のカムシャフトはシリンダヘッド側に配設され、チェーンやコグベルト等によりクランクシャフトと同期して駆動される。カムシャフトには動弁カムが設けられており、シリンダヘッドに取り付けられたカムシャフトピンに回転自在に支持されている。動弁カムにはロッカーシャフトを中心に揺動自在に設けられたロッカーアームが摺接しており、動弁カムの回転に伴ってロッカーアームが揺動して吸排気バルブの開閉が行われる。
【０００３】
従来、このようなＯＨＣエンジンでは、カムシャフトピン自体の抜け止めは、シリンダヘッド上に取り付けられるロッカカバーによって行われている。そこではまず、カムシャフトピンの端部を一部切り欠くことによりＤ形断面を有する係合部を形成し、これをシリンダヘッド側面から突出させる。一方、ロッカカバー側には、カムシャフトピン突出位置に対応する部位に、ロッカカバーの下縁から下方に向けてカムシャフトピン係止用の凸部を形成する。この凸部は、ロッカカバーをシリンダヘッド上に取り付けると、その先端部がちょうどカムシャフトピンのＤカット平面部に当接するよう設定されている。すなわち、カムシャフトピンはロッカカバーの凸部によって係止されてその軸方向の動きが制約されるようになり、これによりカムシャフトピンの抜け止めが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロッカカバーの下端にカムシャフトピン係止用の凸部を形成する場合、ロッカカバー形状が複雑化するため、板取りや金型製造などの製造上の面において不利になるという問題があった。このため、ロッカカバーの単価が上昇し、エンジンのコストアップの一因ともなるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、カムシャフトピンを容易かつ確実に係止し得るようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のエンジンのカムシャフトピンは、エンジンのシリンダヘッド側に配設され、動弁用のカムシャフトを回転自在に支持するカムシャフトピンであって、前記カムシャフトピンの端部に前記カムシャフトピンの一部を切り欠いて形成され、前記シリンダヘッドの側面から突出して配設される係合部と、前記シリンダヘッド側面の前記カムシャフトピンと偏心した位置に設けられ、前記カムシャフトピンの係合部と係合して、前記カムシャフトピンの軸方向への抜け止めを行うカムシャフトピン係止部材とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、カムシャフトピン係止部材をシリンダヘッドに取り付けるのみで、カムシャフトピンの抜け止めおよび回り止めを行うことができる。このため、ロッカカバーにカムシャフトピン係止用の凸部を設ける必要がなく、ロッカカバーの構成が簡略化され、コストの低減を図ることが可能となる。
【０００８】
この場合、前記係合部を、平面部を有するＤ字形断面に形成し、前記カムシャフトピン係止部材として、前記平面部に当接する部位を有するボルト部材を用いても良い。これにより、Ｄカットとボルトによる簡易な構成にてカムシャフトピンの抜け止めおよび回り止めを行うことができ、さらにコスト低減に資することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるカムシャフトピンを適用したＯＨＣエンジンの構成を示す説明図、図２は図１のエンジンの外観図、図３は図１のエンジンにおけるシリンダ軸線方向の断面図である。
【００１０】
図１のエンジンは、単気筒４サイクルガソリンエンジンであり、シリンダ軸線ＣＬが天地方向に対し角度θだけ傾斜したいわゆる傾斜型のＯＨＣエンジンとなっている。当該エンジンでは、エンジン本体１は、シリンダ２の下側にクランクケース３を一体に成形した構成となっており、鉄や、アルミニウム合金等の軽合金によって形成される。シリンダ２の上側にはアルミニウム合金等のシリンダヘッド４が取り付けられている。また、シリンダヘッド４の上側には、板金製若しくは合成樹脂製のロッカーカバー５が載置されている。
【００１１】
クランクケース３は、図１において右側の側面が大きく開口しており、メインベアリングケース取付面６となっている。メインベアリングケース取付面６には、アルミニウム合金等のメインベアリングケース７が取り付けられる。これにより、クランクケース３内にクランク室８が形成されると共に、その下部に潤滑オイル９が貯留されるオイルパン１０が形成される。
【００１２】
ベアリングケース７には、メインベアリング１１ａが圧入固定され、このベアリング１１ａによりクランクシャフト１２の一端側が支持される。また、メインベアリング１１ａの外側にはオイルシール１３ａが圧入固定されている。
【００１３】
クランクケース３のメインベアリングケース取付面６と反対側の壁面１４には、メインベアリング１１ｂが圧入固定されている。そして、このメインベアリング１１ｂによってクランクシャフト１２の他端側が支持される。また、メインベアリング１１ｂの外側にもオイルシール１３ｂが配されており、両オイルシール１３ａ,１３ｂにより、オイルパン１０に貯留されたオイル９がクランクシャフト１２部分からクランクケース３外に漏出しないようになっている。
【００１４】
壁面１４からクランクケース３の外部に延伸したクランクシャフト１２の端部には、フライホイール１５および冷却ファン１６が取り付けられている。この冷却ファン１６は、クランクケース３の外側、筐体５７の内側に配置され、クランクシャフト１２と共に回転して筐体５７外部から冷却風を導入する。そして、この導入した冷却風によりエンジン本体１やシリンダヘッド４等の冷却を行う。さらに、筐体５７の外側には、リコイル装置１７が配設されており、リコイルレバー１７ａを手動にて引っ張ることによりクランクシャフト１２が回転され、エンジンが始動するようになっている。
【００１５】
シリンダ２の内部にはシリンダボア１８が形成されている。シリンダボア１８内には、ピストン１９が摺動自在に嵌合されている。シリンダボア１８の上端側はシリンダヘッド４によって閉塞されており、ピストン１９の頂面とシリンダヘッド４の底壁面２０とにより燃焼室２１が形成されている。なお、燃焼室２１の上部には、吸気バルブ２２や、図示しない排気バルブ、点火プラグ等が臨まされている。
【００１６】
ピストン１９には、ピストンピン２３を介してコンロッド２４の小端部２５が回転自在に連結されている。また、コンロッド２４の大端部２６には、クランクシャフト１２のクランクピン２７が回転自在に連結されている。これにより、ピストン１９の上下動に伴って、クランクシャフト１２が回転する。一方、シリンダヘッド４内には、シリンダ軸線ＣＬ上に、クランクシャフト１２と平行にカムシャフト２８が配設されている。カムシャフト２８には、動弁カム２９とスプロケット３１とが一体に形成されており、カムシャフトピン６１に回転自在に支持されている。そして、調時動弁系３０により、動弁カム２９はクランクシャフト１２と同期して駆動される。
【００１７】
ここで、本発明においてはカムシャフトピン６１が、シリンダヘッド４の側面に取り付けられたフランジボルト（カムシャフトピン係止部材、ボルト部材）６２によって抜け止めおよび回り止めされている。図４,５は、図１のエンジンにおけるカムシャフトピンを示す説明図であり、図４はシリンダヘッド上面方向から見た状態を、図５はシリンダヘッド側面方向（図４における矢視Ａ方向）から見た状態を示している。なお、図５においては、シリンダヘッド４の形状は簡略化して示されている。
【００１８】
図４に示すように、カムシャフトピン６１の端部には、ピンの一部を切り欠いて係合部６３が形成されている。この係合部６３は、図５に示すように、断面がＤ字形に形成されたＤカット形状となっており、弦状に形成され軸方向に延在する平面部６４と、平面部６４の最奥部に形成され径方向に延在する断面部６５とから構成されている。また、係合部６３は、カムシャフトピン取付孔６６からシリンダヘッド４の側面に突出して配設され、このとき断面部６５は、カムシャフトピン取付孔６６の開口面と面一若しくは若干内側に位置するよう設定されている。
【００１９】
これに対し、シリンダヘッド４の側面には、カムシャフトピン６１と距離ｅだけ偏心した位置に、フランジボルト６２が取り付けられている。このフランジボルト６２にはフランジ部６７が形成されており、フランジボルト６２をシリンダヘッド４に取り付けると、フランジ部６７がカムシャフトピン取付孔６６にかかるようになっている。従って、フランジ部６７は、図４に示すように、その下面側が係合部６３の断面部６５に当接し、フランジ部６７と係合部６３が係合する形となる。すなわち、カムシャフトピン６１は、フランジ部６７によって係止されて軸方向の動きが規制され、シリンダヘッド４から抜け出ないよう抜け止めされる。
【００２０】
また、フランジ部６７は、カムシャフトピン６１が回転すると、図５に一点鎖線にて示すように、係合部６３の平面部６４と当接し係合する位置関係にある。すなわち、カムシャフトピン６１は、フランジ部６７によって係止されて回転方向の動きも規制され、カムシャフト２８と共に連れ回りしないよう回り止めされる。
【００２１】
このように本発明においては、フランジボルト６２をシリンダヘッド４に取り付けるのみで、カムシャフトピン６１の抜け止めおよび回り止めを行うことができる。従って、ロッカカバー５にカムシャフトピン係止用の凸部を設ける必要がなく、ロッカカバー５の構成が簡略化され、コストの低減を図ることが可能となる。
【００２２】
一方、クランクシャフト１２には、スプロケット３２が固着されている。また、シリンダ２とシリンダヘッド４には、チェーン室５０,５１が形成されており、両スプロケット３１,３２の間は、これらのチェーン室５０,５１内に配設されたチェーン３３にて連結されている。そして、これらのスプロケット３１,３２およびチェーン３３により調時動弁系３０が形成される。なお、スプロケット３１の歯数は、スプロケット３２の歯数の２倍となっており、クランクシャフト１２が２回転すると動弁カム２９が１回転するようになっている。また、チェーン３３は、チェーンテンショナ５５によって適宜張力が付与されている。
【００２３】
動弁カム２９にはカム面２９ａが形成されており、このカム面２９ａにはロッカーアーム３４の一端側に形成されたスリッパ３５が摺接している。ロッカーアーム３４は、揺動式のものが吸気用と排気用に２個設けられている。これらのロッカーアーム３４は、それぞれロッカーサポート５９に支持されたロッカーシャフト３６を中心として揺動自在に取り付けられている。ロッカーアーム３４の他端側は、吸気バルブ２２や図示しない排気バルブの先端部とアジャストスクリュウ５６を介して接続されている。そして、動弁カム２９によりロッカーアーム３４が揺動すると、吸気バルブ２２や排気バルブが駆動される。また、吸気バルブ２２や排気バルブは、バルブスプリング３７により閉弁方向に付勢されており、これにより、吸気バルブ２２等が動弁カム２９の回転に伴って開閉される。
【００２４】
次に、調時動弁系３０は、コンロッド２４の大端部２６に設けられたスクレーパ３８によって潤滑される。スクレーパ３８は、図３に示すように、大端部２６の下側部材３９から下方、すなわち、クランクシャフト１２の径方向に延伸形成され、図３に一点鎖線にて示すような軌跡を描きつつ、クランクシャフト１２の回転に伴って揺動運動する。そしてこれにより、オイルパン１０に溜まったオイル９が掻き上げられ、スクレーパ３８が油面４０から出る際にオイル９がチェーン３３に跳ねかけられ、調時動弁系３０の潤滑が行われる。
【００２５】
スクレーパ３８は、略Ｌ字形の断面を有しており、底壁４１と、底壁４１の一端側に底壁４１と一体に立設された側壁４２とから構成されている。なお、本実施の形態では、底壁４１と側壁４２との間の角度は９０°に形成されているが、両者の角度は直角には限定されず、６０°〜９０°程度の間で適宜選択し得る。
【００２６】
このようなスクレーパ３８の揺動運動に伴い、底壁４１によってオイル９が掻き上げられると共に、底壁４１によって掻き上げられたオイル９が、側壁４２に案内されて側壁４２とは反対側に跳ね上げられる。すなわち、スクレーパ３８の側方にもオイル９の飛沫が３次元的に斜めに跳ね上げられ、チェーンテンショナ５５の根本部分近傍方向へ飛ばされる。また、その一部はクランクケース３の内壁に当たってチェーン３３方向に跳ね返る。従って、スクレーパ３８に対し、メインベアリングケース７側にオフセットして配置されたチェーン３３にオイル９の飛沫をかけることができ、チェーン３３にオイル９を確実に供給できる。
【００２７】
このようにしてチェーン３３に跳ねかけられたオイル９は、チェーン３３の移動と共にシリンダヘッド４側に運ばれ、スプロケット３１の潤滑も行われる。また、スプロケット３２もチェーン３３に付着したオイル９によって潤滑される。
【００２８】
ところで、チェーン３３に付着したオイル９は、その一部がシリンダヘッド４側にて遠心力によって振り飛ばされる。すなわち、チェーン３３がスプロケット３１に巻き付く際に、その一部がスプロケット３１の円周方向に飛ばされチェーン３３から分離する。当該エンジンでは、スプロケット３１の上方にはロッカーカバー５が配設されており、オイル９の飛沫はロッカーカバー５の天井面５３に当たる。そして、天井面５３に付着したオイル９は、天井面５３に沿って下方に流れ、チェーン室５１,５０を伝ってオイルパン１０に戻される。
【００２９】
また、ロッカーカバー５の天井面５３の一部には、図１に示すように、凸部５４が形成されており、天井面５３に付着したオイル９がこの凸部５４から滴下するようにもなっている。この凸部５４は、動弁カム２９とスリッパ３５との摺接部の上方に位置しており、ここから滴下するオイル９によって前記摺接部が潤滑されるようになっている。
【００３０】
シリンダヘッド４の内部にはさらに、チェーン室５１とは別に気液分離室４３が設けられている。また、ロッカーカバー５内には、この気液分離室４３とリードバルブ４４を介して連通した気液分離室４５が形成されている。さらに、気液分離室４５は、ブローバイ通路４６を介してエアクリーナ４７に接続されている。なお、エアクリーナ４７は、気化器４８を介してシリンダヘッド４内の吸気ポート４９に接続されている。
【００３１】
これらの気液分離室４３,４５は、クランク室８内に貯留されるブローバイガスをエアクリーナ４７に還流させる際に、ブローバイガスに含まれるオイル９のミスト分を分離させるためのものである。当該エンジンでは、気液分離室４３は、シリンダボア１８とは別に形成されたチェーン室５０に開口している。すなわち、シリンダ２のチェーン室５０上端部には、ガス導入口５２が設けられており、チェーン室５０に流入したブローバイガスは、ガス導入口５２を介して気液分離室４３内に流入する。そして、気液分離室４３内を流通することにより、その中のオイルミスト分が気液分離室４３の壁面に付着し、ブローバイガスとオイルミストの分離が行われる。この際、気液分離室４３内にて分離されたオイル分は、気液分離室４３およびチェーン室５０の壁面を伝ってオイルパン１０に戻される。
【００３２】
また、リードバルブ４４を経てロッカーカバー５内に流入したブローバイガスは、さらに、気液分離室４５内にてオイルミスト分の分離が行われる。つまり、気液分離室４５に入ったブローバイガス中のオイルミスト分が、気液分離室４５の壁面に付着し、さらに気液分離が行われる。なお、ロッカーカバー５の下面側には、図示しないオイルリターン孔が設けられており、気液分離室４５の壁面に付着したオイル分は、そこからチェーン室５１,５０に流出し、チェーン室５１,５０の壁面を伝ってオイルパン１０に戻される。
【００３３】
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前述の実施の形態では、カムシャフトピン係止部材としてフランジボルトを使用した例を示したが、フランジ部に代えてワッシャを使用しても良く、さらに、他の板状や棒状の係止部材を適用することもできる。また、カムシャフトピン係止部材をシリンダヘッドに取り付ける形態もネジには限定されず、ピン形状の係止部材を打ち込む形態など、他の方式を採用することも可能である。
【００３４】
一方、前述の実施の形態では、傾斜型エンジンに本発明を適用したものを示したが、シリンダ軸線が天地方向に沿って配置された通常のエンジンに本発明を適用することも勿論可能である。また、単気筒の空冷エンジンを例として示したが、本発明を多気筒の空冷エンジンや、単気筒または多気筒の水冷エンジンに適用することも可能である。
【００３５】
さらに、シリンダ２とクランクケース３を一体に形成した例を示したがこれらを分離形成することも可能であり、シリンダヘッド４とシリンダ２とを一体に形成するようにしても良い。加えて、調時動弁系３０を、スプロケット３１,３２とチェーン３３にて構成した例を示したが、これをコグプーリとコグベルトやタイミングプーリとタイミングベルトなど、他の公知の調時動弁系を適用することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のカムシャフトピンによれば、カムシャフトピンの端部に係合部を形成すると共に、シリンダヘッド側面に設けられ係合部と係合するカムシャフトピン係止部材を設けたので、カムシャフトピン係止部材をシリンダヘッドに取り付けるだけで、カムシャフトピンの抜け止めおよび回り止めを行うことができる。従って、従来のようにロッカカバーにカムシャフトピン係止用の凸部を設ける必要がなく、ロッカカバーの構成が簡略化され、コストの低減を図ることが可能となる。
【００３７】
また、係合部を平面部を有するＤ字形断面に形成すると共に、カムシャフトピン係止部材として、平面部に当接する部位を有するボルト部材を用いることにより、Ｄカットとボルトによる簡易な構成にてカムシャフトピンの抜け止めおよび回り止めを行うことができ、さらにコスト低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるカムシャフトピンを適用したＯＨＣエンジンの構成を示す説明図である。
【図２】図１のエンジンの外観図である。
【図３】図１のエンジンにおけるシリンダ軸線方向の断面図である。
【図４】図１のエンジンにおけるカムシャフトピンを示す説明図であり、シリンダヘッド上面方向から見た状態を示している。
【図５】図１のエンジンにおけるカムシャフトピンを示す説明図であり、シリンダヘッド側面方向（図４における矢視Ａ方向）から見た状態を示している。
【符号の説明】
４ シリンダヘッド
２８ カムシャフト
２９ 動弁カム
６１ カムシャフトピン
６２ フランジボルト（カムシャフトピン係止部材、ボルト部材）
６３ 係合部
６４ 平面部
６７ フランジ部

Claims (2)

1. エンジンのシリンダヘッド側に配設され、動弁用のカムシャフトを回転自在に支持するエンジンのカムシャフトピンであって、
   前記カムシャフトピンの端部に前記カムシャフトピンの一部を切り欠いて形成され、前記シリンダヘッドの側面から突出して配設される係合部と、
   前記シリンダヘッド側面の前記カムシャフトピンと偏心した位置に設けられ、前記カムシャフトピンの係合部と係合して、前記カムシャフトピンの軸方向への抜け止めを行うカムシャフトピン係止部材とを有することを特徴とするエンジンのカムシャフトピン。
2. 請求項１記載のエンジンのカムシャフトピンにおいて、前記係合部は、平面部を有するＤ字形断面に形成され、前記カムシャフトピン係止部材は、前記平面部に当接する部位を有するボルト部材であることを特徴とするエンジンのカムシャフトピン。

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