JP3993305B2 - Engine valve gear - Google Patents

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JP3993305B2
JP3993305B2 JP17706398A JP17706398A JP3993305B2 JP 3993305 B2 JP3993305 B2 JP 3993305B2 JP 17706398 A JP17706398 A JP 17706398A JP 17706398 A JP17706398 A JP 17706398A JP 3993305 B2 JP3993305 B2 JP 3993305B2
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賢悟 西
雄二 西城
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射状に配設した吸・排気弁を吸気カム軸と排気カム軸とによって駆動するエンジンの動弁装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、燃焼効率を向上させるために燃焼室を半球状に形成したエンジンとしては、1気筒当たり例えば4本の吸・排気弁を放射状に配設したものがある。この種のエンジンに用いる動弁装置は、吸・排気弁の開閉方向がカム軸の軸線方向とは直交する方向から見て1本ずつ異なるため、カム軸の回転を各弁に伝達するために複雑な構造を採っている(例えば、特開昭59−29709号公報参照)。
【0003】
この公報に開示された動弁装置は、シリンダヘッドの中央部に1本のカム軸を回転自在に支持させるとともに、このカム軸のカムのカム面をカム軸の軸線方向と平行になるように形成し、このカム面と吸・排気弁との間に1本の吸・排気弁当たり二つのロッカーアームを介装する構造を採っている。
【0004】
前記二つのロッカーアームのうち一方の第1のロッカーアームは、カム軸と平行になるように支架させた第1の支軸に揺動自在に支持させ、一端部を前記カム面に接触させるとともに、他端部を吸・排気弁側に延設している。他方の第2のロッカーアームは、吸気弁または排気弁の軸線方向と直交する方向に支架させた第2の支軸に揺動自在に支持させ、揺動端部の下面を吸・排気弁に添接させている。この揺動端部における吸・排気弁とは反対側(上面)に前記第1のロッカーアームの他端部を添接させている。すなわち、この動弁装置は、カム面の平行移動を二つのロッカーアームによって吸・排気弁の軸線方向と平行な平行運動に変える構造を採っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述したように構成した動弁装置は、ロッカーアームの数が多いために製造コストが高くなるとともに大型化するという問題があった。吸・排気弁1本当たりロッカーアームを1本としてコストダウンおよび小型化を図るためには、カム面を吸・排気弁の軸線方向と直交するように傾斜させて形成してカムをいわゆる三次元カムとし、前記カム面が前記第2のロッカーアームに摺接する構造を採ることが考えられる。
【0006】
しかし、これを実現させるためには、三次元カムとロッカーアームとの接触部分の潤滑が問題になる。前記接触部分の潤滑は、三次元カムのカム面とロッカーアームの摺接面の間に潤滑油の油膜が形成されることによってなされる。この油膜は、前記両者が線接触状態で接触することによって保持され、前記両者の接触状態が点接触になると途切れてしまうことが知られている。
【0007】
すなわち、三次元カムを工業製品として製造すると、カム面の製造誤差があることに起因してカム面と前記摺接面との接触状態が点接触になり易く、前記油膜が途切れることによって摺接部分が摩耗してしまうからである。三次元カムのカム面を高精度に形成するためには、研削作業の時間がきわめて長くなり、著しくコストアップになってしまう。
【0008】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、潤滑性が低下したりコストアップになるのを阻止しながら三次元カムを使用し、従来の動弁装置に較べてロッカーアームの数量を低減してコスト低減および小型化を図ることができるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエンジンの動弁装置は、複数の吸気弁または排気弁を一つの気筒に放射状に配設し、シリンダヘッドに固定されたロッカーピンに嵌合する基部を有しかつこの基部を前記シリンダヘッドに前記ロッカーピンを介して回動自在に支持させた吸・排気弁毎のロッカーアームと、このロッカーアームに摺接する三次元カムを有する吸気カム軸または排気カム軸によって吸気弁または排気弁を駆動する構造とし、前記ロッカーピンと前記ロッカーアームの基部との嵌合部分には、前記基部におけるロッカーピンが嵌合するピン孔と前記ロッカーピンとの隙間が前記ピン孔の軸線方向の中央部分から開口端側に向かうにしたがって次第に広くなるようにテーパ面が形成され、前記ロッカーアームは、前記テーパ面によって規制される傾斜角度だけ前記ロッカーピンにこのロッカーピンの軸線方向と直交する方向に傾動自在に連結されているものである。
【0010】
本発明によれば、ロッカーアームが三次元カムのカム面に追従するようにロッカーピンに対して傾動するから、前記カム面はロッカーアームの摺接面に全周にわたって線接触の状態で接触する。
【0011】
他の発明に係るエンジンの動弁装置は、上述した発明に係るエンジンの動弁装置において、ロッカーアームに三次元カムが接触する位置をロッカーアームが吸・排気弁に接触する位置よりロッカーピン側に位置付けたものである。
この発明によれば、三次元カムがロッカーアームにおける吸・排気弁と対応する部位に接触する構造を採る場合に較べ、吸・排気弁の開閉量が同じであれば三次元カムのリフト量を相対的に低く設定することができる。
【0012】
他の発明に係るエンジンの動弁装置は、上述した発明に係るエンジンの動弁装置において、ロッカーピンをカム軸の軸線に対してシリンダ軸線方向から見て傾斜させたものである。
この発明によれば、ロッカーアームが吸気弁または排気弁の開閉方向に沿って揺動するようになる。
【0013】
【発明の実施の形態】
第1の実施の形態
以下、本発明に係るエンジンの動弁装置の一実施の形態を図1ないし図5によって詳細に説明する。
図1は本発明に係る動弁装置を採用したエンジンの断面図、図2はシリンダヘッドの平面図で、図2においては図1の破断位置をI−I線によって示している。図3は本発明に係る動弁装置の構成を示す斜視図、図4はロッカーアームを示す図で、同図(a)は平面図、同図(b)は側面図、同図(c)はスリッパ側から見た状態を示す正面図である。図5はロッカーアームの基部の断面図で、同図は図4(b)におけるV−V線断面図である。
【0014】
これらの図において、符号1で示すものは、この実施の形態によるエンジンのシリンダヘッドである。このシリンダヘッド1は、水冷式単気筒DOHC型エンジンに装備するもので、燃焼室2を略半球状に形成し、この燃焼室2に連通する吸気ポート3と排気ポート4を二つずつ形成している。これらのポート3,4の間、すなわち燃焼室2の中央に、図示していない点火プラグを取付けている。
【0015】
吸気ポート3を開閉する2本の吸気弁5,5と、排気ポート4を開閉する2本の排気弁6,6は、図2に示すように、シリンダの軸線方向から見て弁軸5a,6aが燃焼室2から放射状に延びるように配設している。これらの吸・排気弁5,6は、後述する動弁装置7によって駆動される。なお、シリンダの軸線を図1中に一点鎖線Cで示す。
【0016】
なお、図1において吸・排気弁5,6の弁軸5a,6aが貫通する符号8で示すものは、吸・排気弁5,6を閉側へ付勢するバルブスプリング(図示せず)を保持するためのスプリング保持部材である。このスプリング保持部材8は、吸・排気弁5,6が貫通する底部(図1においては上部)を有する有底円筒状に形成し、シリンダヘッド1に固定した保持筒9に摺動自在に嵌合させている。バルブスプリングは、前記スプリング保持部材8の内側底面とシリンダヘッド1との間に弾装している。
【0017】
前記吸・排気弁5,6を駆動する動弁装置7は、吸気カム軸11および排気カム軸12と、これらのカム軸11,12の三次元カム13が摺接する吸・排気弁毎のロッカーアーム14とから構成している。
【0018】
吸気カム軸11および排気カム軸12は、吸・排気弁5,6と対応する部位に三次元カム13を設け、シリンダヘッド1に従来周知の支持構造によって回転自在に支持させている。これらのカム軸11,12をシリンダヘッド1とともに軸支するカムキャップを図1および図2において符号15で示す。また、これらのカム軸11,12は、一端部(図においては下端部)にタイミングチェーン用スプロケット16を固定し、このスプロケット16とクランク軸(図示せず)との間に巻掛けたタイミングチェーン(図示せず)を介してクランク軸の回転が伝達される構造を採っている。
【0019】
前記両カム軸11,12を回転自在に支持する軸受や、三次元カム13とロッカーアーム14との摺接部分の潤滑は、カム軸11,12内に形成した潤滑油通路(図示せず)から摺接部分に潤滑油を供給することによって実施している。
【0020】
前記三次元カム13は、図2および図3に示すように、軸線方向の一端から他端に向けて径が次第に小さくなるようにカム面13aを傾斜させて形成している。カム面13aの傾斜角度は、カム軸11,12の軸線に対する吸・排気弁5,6の弁軸5a,6aの傾斜角度と対応させ、図1においてロッカーアーム14に摺接するカム面13aが吸・排気弁5,6の軸線と直交する平面と接触部において平行になるように設定している。
【0021】
前記ロッカーアーム14は、図4に示すように、円筒状のボス17と、このボス17から一方向に突出するアーム18とを一体に成形するとともに、カム軸11,12の前記三次元カム13が摺接するスリッパ19を前記アーム18に固着することによって形成している。また、このロッカーアーム14は、図1および図2に示すように、前記ボス17に外径が一定の円柱からなるロッカーピン20を嵌合させ、このロッカーピン20を介してシリンダヘッド1に回動自在に支持させている。前記ボス17が本発明に係るロッカーアーム14の基部を構成している。
【0022】
これらのロッカーアーム14およびロッカーピン20も、カム軸11,12の軸線方向に対して傾斜する吸・排気弁5,6に対応するように傾斜させている。すなわち、前記カム面13aと同様に、吸・排気弁5,6の軸線と直交する平面と平行になるように傾斜させている。詳述すると、ロッカーピン20は、図2に示すようにシリンダの軸線方向から見た状態において、吸・排気弁5,6の傾斜に対応させてカム軸11,12の軸線に対して角度αだけ傾斜させている。この角度αは、この実施の形態では1°程度に設定している。また、カム軸11,12の並設方向から見た状態(図3参照)においても、カム軸11,12の軸線に対してロッカーピン20を傾斜させている。図3において左側の吸気弁5用のロッカーピン20および排気弁6用のロッカーピン20と、他方の2本のロッカーピン20は、カム軸11,12の並設方向から見た状態で略ハ字状になるように傾斜している。このようにロッカーピン20を傾斜させることによって、ロッカーアーム14が吸・排気弁5,6の開閉方向に沿って揺動するようになり、吸・排気弁5,6を無理な曲げ荷重が加わることがないように配設することができる。
【0023】
このロッカーピン20のシリンダヘッド1への固定は、ロッカーピン20のシリンダ軸線C側の一端を、シリンダヘッド1に一体に形成した中央突出部21(図2参照)に嵌合させるとともに、他端をロッカーピン用ホルダー22に嵌合させる構造を採っている。このロッカーピン用ホルダー22は、シリンダヘッド1とは別体に形成し、固定ボルト23によってシリンダヘッド1に固定している。
【0024】
ロッカーアーム14のアーム18は、図1に示すように吸・排気弁5,6の弁軸先端に設けたエンドキャップ24に対接する押圧用突起18aを先端部に一体に形成し、この押圧用突起18aとは反対側(図1において上側)に前記スリッパ19を固着している。このスリッパ19は、カム軸側が凸になるとともにカム軸11,12の軸線方向に延びるようにいわゆる蒲鉾状に形成している。
【0025】
この実施の形態においては、ロッカーアーム14の長さおよび取付位置と、前記カム軸11,12の取付位置とを、ロッカーアーム14の押圧用突起18aと前記エンドキャップ24との接触点から回動中心(ロッカーピン20の軸心)までの距離R1より、前記スリッパ19と三次元カム13との接触点から回動中心までの距離R2の方が短くなるように設定している。
【0026】
ロッカーアーム14の前記ボス17におけるロッカーピン20を嵌合させるピン孔25は、図5に示すように、軸線方向の中央部分を内径が一定になるように形成するとともに、この中央部分から開口端側の部分を、開口端側に向かうにしたがって内径が次第に大きくなるように形成している。内径が一定の中央部分を図5中に符号21aで示し、内径が漸次変化するテーパ孔になる部分を符号21bで示す。このテーパ孔部分21bの孔壁面の傾斜角度θは、例えば0.5〜2°程度に設定する。
【0027】
このようにピン孔25の開口側をテーパ孔になるように形成することによって、ピン孔25にロッカーピン20を嵌合させた状態でロッカーアーム14がロッカーピン20の軸線方向とは直交する方向に傾動できるようになる。
【0028】
また、このロッカーアーム14は、前記ボス17の軸方向の端面に図4に示すように突部26を複数形成している。これらの突部26は、シリンダヘッド1の前記中央突出部21の端面と、前記ロッカーピン用ホルダー22の端面とに当接するように形成している。このように突部26をボス17の端面に形成することによって、ロッカーアーム14がロッカーピン20に対して傾動する方向を規制することができる。すなわち、図4に示すように、前記突部26をボス17の両側部(カム軸11,12の軸線およびシリンダ軸線Cの両方と直交する方向の両側部)に形成することによって、ロッカーアーム14は図4(c)において時計方向または反時計方向に傾動できるようになる。
【0029】
上述したように構成した動弁装置7は、吸気カム軸11および排気カム軸12の回転が三次元カム13からロッカーアーム14に伝達され、このロッカーアーム14がロッカーピン20を中心にして回動することによって吸・排気弁5,6が開閉する。三次元カム13とロッカーアーム14のスリッパ19との摺接部分は、カム面13aが傾斜する角度と、スリッパ19の摺接面が傾斜する角度とが一致するときに潤滑油の油膜が保持されて潤滑が良好になされる。
【0030】
三次元カム13の製造誤差によってカム面13aの角度と前記摺接面の角度が一致しない場合、すなわち図4(c)中に二点鎖線で示すように、前記両面の接触状態が点接触になって両面の間に隙間Sが形成される場合には、この隙間Sがなくなるようにロッカーアーム14がロッカーピン20に対して傾動する。言い換えれば、ロッカーアーム14が三次元カム13のカム面13aに追従するようにロッカーピン20に対して傾動し、前記カム面13aが前記スリッパ19の摺接面に全周にわたって線接触の状態で接触するようになる。
【0031】
したがって、この動弁装置7によれば、三次元カム13を高い精度をもって形成しなくてもカム面13aとスリッパ19の摺接面との間に潤滑油の油膜を確実に保持することができる。
【0032】
第2の実施の形態
ロッカーアーム14をロッカーピン20に傾動自在に連結するためには、図6に示すようにボス17とロッカーピン20との間に連結用コマを介装する構造を採ることができる。
【0033】
図6は、本発明に係るエンジンの動弁装置の他の実施の形態の要部を拡大して示す断面図で、同図これらの図に前記図1ないし図5で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【0034】
図6に示すロッカーアーム14は、ロッカーピン20に円筒状のコマ31を介して連結している。このコマ31は、内周面31aを内径が一定になるように形成し、外周面31bを軸線方向の中央部から軸線方向の端部に向かうにしたがって外径が次第に小さくなるテーパ面になるよう形成しており、内周面31aにロッカーピン20を嵌合させるとともに、外周部をロッカーアーム14のピン孔25に嵌合させている。なお、この実施の形態では、前記コマ31の外周面31bにおける軸線方向の中央部に外径が一定になる部分を形成している。
【0035】
この実施の形態を採ることにより、上述した第1の実施の形態を採る場合に較べて動弁装置7の製造が簡単になる。これは、コマ31の外周面31bにテーパー面を形成する作業は、ロッカーアーム14のピン孔25にテーパ面を形成する作業に較べて簡単だからである。
【0036】
なお、上述した各実施の形態では、吸気弁5と排気弁6の全てを放射状に配設する例を示したが、2本の吸気弁5,5のみを放射状に配設し、2本の排気弁6,6を互いに平行になるように配設することもできるし、これとは反対に2本の排気弁6,6を放射状に配設し、2本の吸気弁を互いに平行になるように配設することもできる。また、吸気弁5や排気弁6の本数は適宜変更することができる。例えば吸気弁5を3本とし、排気弁6を2本とすることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ロッカーアームが三次元カムのカム面に追従するようにロッカーピンに対して傾動するから、前記カム面はロッカーアームの摺接面に全周にわたって線接触の状態で接触する。
【0038】
したがって、三次元カムを高い精度をもって形成しなくてもカム面とロッカーアームの摺接面との間に潤滑油の油膜を確実に保持することができる。このため、本発明に係るエンジンの動弁装置は、三次元カムの生産性と摺接部分の耐久性の両方を高めながら三次元カムを使用してロッカーアームの数量を低減することができるから、コスト低減および小型化を図ることができる。
【0039】
ロッカーアームに三次元カムが接触する位置をロッカーピン側に位置付けた他の発明によれば、三次元カムがロッカーアームにおける吸・排気弁と対応する部位や、吸・排気弁よりロッカーピンとは反対側の部位に接触する構造を採る場合に較べ、吸・排気弁の開閉量が同じであれば三次元カムのリフト量を相対的に低く設定することができるとともに、ロッカーアームの長さを短く形成することができる。
【0040】
したがって、三次元カムとロッカーアームの慣性質量を相対的に小さくすることができるから、高回転型エンジンに適した動弁装置を提供することができる。
【0041】
ロッカーピンをカム軸に対して傾斜させる他の発明によれば、ロッカーアームが吸気弁または排気弁の開閉方向に沿って揺動するようになるから、吸気弁または排気弁を無理な曲げ荷重が加わることがないように配設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る動弁装置を採用したエンジンの断面図である。
【図2】 シリンダヘッドの平面図である。
【図3】 本発明に係る動弁装置の構成を示す斜視図である。
【図4】 ロッカーアームを示す図である。
【図5】 ロッカーアームの基部の断面図である。
【図6】 本発明に係るエンジンの動弁装置の他の実施の形態の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
1…シリンダヘッド、5…吸気弁、6…排気弁、11…吸気カム軸、12…排気カム軸、13…三次元カム、13a…カム面、14…ロッカーアーム、17…ボス、18…アーム、19…スリッパ、20…ロッカーピン、25…ピン孔。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve operating apparatus for an engine in which intake and exhaust valves arranged radially are driven by an intake cam shaft and an exhaust cam shaft.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an engine in which a combustion chamber is formed in a hemispherical shape in order to improve combustion efficiency, there is an engine in which, for example, four intake / exhaust valves are radially arranged per cylinder. The valve operating device used for this type of engine has different intake and exhaust valve opening and closing directions one by one as viewed from the direction perpendicular to the axial direction of the camshaft, so that the rotation of the camshaft is transmitted to each valve. It has a complicated structure (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-29709).
[0003]
In the valve operating device disclosed in this publication, one camshaft is rotatably supported at the center of the cylinder head, and the cam surface of the camshaft is parallel to the axial direction of the camshaft. In this structure, two rocker arms are interposed per intake / exhaust valve between the cam surface and the intake / exhaust valve.
[0004]
One first rocker arm of the two rocker arms is swingably supported by a first support shaft that is supported so as to be parallel to the cam shaft, and has one end in contact with the cam surface. The other end extends to the intake / exhaust valve side. The other second rocker arm is swingably supported by a second support shaft supported in a direction perpendicular to the axial direction of the intake valve or exhaust valve, and the lower surface of the swing end is used as the intake / exhaust valve. I have been attached. The other end portion of the first rocker arm is attached to the swing end portion on the opposite side (upper surface) from the intake / exhaust valve. That is, this valve operating apparatus adopts a structure in which the parallel movement of the cam surface is changed by two rocker arms into a parallel movement parallel to the axial direction of the intake / exhaust valves.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the valve operating apparatus configured as described above has a problem that the manufacturing cost increases and the size increases because the number of rocker arms is large. In order to reduce the cost and size by using one rocker arm per intake / exhaust valve, the cam surface is formed so as to be inclined perpendicular to the axial direction of the intake / exhaust valve so that the cam is a three-dimensional one. It is conceivable to adopt a structure in which the cam surface is in sliding contact with the second rocker arm.
[0006]
However, in order to realize this, lubrication of the contact portion between the three-dimensional cam and the rocker arm becomes a problem. The contact portion is lubricated by forming a lubricating oil film between the cam surface of the three-dimensional cam and the sliding contact surface of the rocker arm. It is known that the oil film is held by contact between the two in a line contact state, and breaks when the contact state between the two becomes a point contact.
[0007]
That is, when a three-dimensional cam is manufactured as an industrial product, the contact state between the cam surface and the sliding contact surface is likely to be point contact due to the manufacturing error of the cam surface, and the oil film is interrupted to cause sliding contact. This is because the part is worn out. In order to form the cam surface of the three-dimensional cam with high accuracy, the grinding operation takes a very long time and the cost is significantly increased.
[0008]
The present invention has been made to solve such problems, and uses a three-dimensional cam while preventing a decrease in lubricity and an increase in cost, and a rocker arm compared to a conventional valve operating device. An object of the present invention is to make it possible to reduce the quantity and reduce cost and size.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A valve operating apparatus for an engine according to the present invention has a base portion in which a plurality of intake valves or exhaust valves are radially arranged in one cylinder and fitted to a rocker pin fixed to a cylinder head. An intake valve or an exhaust valve by an intake cam shaft or an exhaust cam shaft having a rocker arm for each intake / exhaust valve that is rotatably supported by the cylinder head via the rocker pin, and a three-dimensional cam that is in sliding contact with the rocker arm. In the fitting portion between the rocker pin and the base portion of the rocker arm, the gap between the pin hole into which the rocker pin is fitted in the base portion and the rocker pin is from the central portion in the axial direction of the pin hole. A tapered surface is formed so as to gradually become wider toward the opening end side, and the rocker arm is inclined at an angle regulated by the tapered surface. Only in a direction perpendicular to the axial direction of the rocker pin in the rocker pin is what is tiltably connected.
[0010]
According to the present invention, since the rocker arm tilts with respect to the rocker pin so as to follow the cam surface of the three-dimensional cam, the cam surface contacts the sliding contact surface of the rocker arm in a line contact state over the entire circumference. .
[0011]
The valve operating apparatus for an engine according to another aspect of the invention is the valve operating apparatus for the engine according to the above-described invention, wherein the position where the three-dimensional cam contacts the rocker arm is closer to the rocker pin than the position where the rocker arm contacts the intake / exhaust valve. Is positioned.
According to the present invention, the lift amount of the three-dimensional cam can be increased if the opening / closing amount of the intake / exhaust valve is the same as compared with the case where the three-dimensional cam contacts the portion corresponding to the intake / exhaust valve in the rocker arm. It can be set relatively low.
[0012]
The valve operating apparatus for an engine according to another aspect of the invention is the valve operating apparatus for an engine according to the above-described invention, wherein the rocker pin is inclined with respect to the axis of the cam shaft when viewed from the cylinder axial direction.
According to the present invention, the rocker arm swings along the opening / closing direction of the intake valve or the exhaust valve.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First Embodiment Hereinafter, an embodiment of a valve operating apparatus for an engine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an engine that employs a valve gear according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of a cylinder head, and in FIG. 2, the fracture position of FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the valve gear according to the present invention, FIG. 4 is a view showing a rocker arm, FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a side view, and FIG. These are front views which show the state seen from the slipper side. FIG. 5 is a cross-sectional view of the base of the rocker arm, which is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG.
[0014]
In these drawings, what is denoted by reference numeral 1 is the cylinder head of the engine according to this embodiment. This cylinder head 1 is equipped with a water-cooled single-cylinder DOHC type engine. A combustion chamber 2 is formed in a substantially hemispherical shape, and two intake ports 3 and two exhaust ports 4 communicating with the combustion chamber 2 are formed. ing. A spark plug (not shown) is attached between the ports 3 and 4, that is, in the center of the combustion chamber 2.
[0015]
As shown in FIG. 2, the two intake valves 5 and 5 that open and close the intake port 3 and the two exhaust valves 6 and 6 that open and close the exhaust port 4 have a valve shaft 5a, 6 a is arranged to extend radially from the combustion chamber 2. These intake / exhaust valves 5 and 6 are driven by a valve gear 7 described later. The axis of the cylinder is indicated by a one-dot chain line C in FIG.
[0016]
In FIG. 1, the reference numeral 8 through which the valve shafts 5a and 6a of the intake / exhaust valves 5 and 6 pass is a valve spring (not shown) for urging the intake / exhaust valves 5 and 6 to the closed side. A spring holding member for holding. The spring holding member 8 is formed in a bottomed cylindrical shape having a bottom portion (upper portion in FIG. 1) through which the intake / exhaust valves 5 and 6 pass, and is slidably fitted into a holding cylinder 9 fixed to the cylinder head 1. It is combined. The valve spring is elastically mounted between the inner bottom surface of the spring holding member 8 and the cylinder head 1.
[0017]
The valve operating device 7 for driving the intake / exhaust valves 5 and 6 includes a locker for each intake / exhaust valve in which the intake camshaft 11 and the exhaust camshaft 12 are in sliding contact with the three-dimensional cam 13 of the camshafts 11 and 12. It comprises an arm 14.
[0018]
The intake camshaft 11 and the exhaust camshaft 12 are provided with a three-dimensional cam 13 at a portion corresponding to the intake / exhaust valves 5 and 6, and are rotatably supported on the cylinder head 1 by a conventionally known support structure. A cam cap that pivotally supports the cam shafts 11 and 12 together with the cylinder head 1 is denoted by reference numeral 15 in FIGS. The cam shafts 11 and 12 have a timing chain sprocket 16 fixed to one end (the lower end in FIG. 2 ), and the timing when the sprocket 16 is wound between the crankshaft (not shown). A structure is adopted in which the rotation of the crankshaft is transmitted via a chain (not shown).
[0019]
Lubricating oil passages (not shown) formed in the cam shafts 11 and 12 are used to lubricate the bearings that rotatably support the cam shafts 11 and 12 and the sliding contact portions between the three-dimensional cam 13 and the rocker arm 14. It is carried out by supplying lubricating oil to the sliding contact portion.
[0020]
As shown in FIGS. 2 and 3, the three-dimensional cam 13 is formed by inclining the cam surface 13a so that the diameter gradually decreases from one end in the axial direction toward the other end. The inclination angle of the cam surface 13a corresponds to the inclination angle of the valve shafts 5a and 6a of the intake / exhaust valves 5 and 6 with respect to the axis of the cam shafts 11 and 12, and the cam surface 13a slidingly contacting the rocker arm 14 in FIG. -It is set to be parallel to the plane perpendicular to the axis of the exhaust valves 5 and 6 and the contact portion.
[0021]
As shown in FIG. 4, the rocker arm 14 is integrally formed with a cylindrical boss 17 and an arm 18 projecting in one direction from the boss 17, and the three-dimensional cam 13 of the cam shafts 11 and 12. A slipper 19 that is in sliding contact with the arm 18 is fixed. As shown in FIGS. 1 and 2, the rocker arm 14 has a rocker pin 20 made of a cylinder having a constant outer diameter fitted to the boss 17, and is rotated around the cylinder head 1 via the rocker pin 20. It is supported freely. The boss 17 constitutes the base of the rocker arm 14 according to the present invention.
[0022]
The rocker arm 14 and the rocker pin 20 are also inclined so as to correspond to the intake / exhaust valves 5 and 6 that are inclined with respect to the axial direction of the cam shafts 11 and 12. That is, like the cam surface 13a, it is inclined so as to be parallel to a plane orthogonal to the axis of the intake / exhaust valves 5 and 6. More specifically, the rocker pin 20 has an angle α with respect to the axis of the cam shafts 11 and 12 corresponding to the inclination of the intake / exhaust valves 5 and 6 when viewed from the cylinder axial direction as shown in FIG. Just tilted. This angle α is set to about 1 ° in this embodiment. In addition, the rocker pin 20 is inclined with respect to the axis of the cam shafts 11 and 12 even when viewed from the juxtaposed direction of the cam shafts 11 and 12 (see FIG. 3). In FIG. 3, the rocker pin 20 for the intake valve 5 and the rocker pin 20 for the exhaust valve 6 on the left side, and the other two rocker pins 20 are substantially in the state viewed from the direction in which the cam shafts 11 and 12 are juxtaposed. Inclined to form a letter. By tilting the rocker pin 20 in this manner, the rocker arm 14 swings along the opening / closing direction of the intake / exhaust valves 5, 6 and an excessive bending load is applied to the intake / exhaust valves 5, 6. It can arrange so that it may not occur.
[0023]
The rocker pin 20 is fixed to the cylinder head 1 by fitting one end of the rocker pin 20 on the cylinder axis C side into a central protrusion 21 (see FIG. 2) formed integrally with the cylinder head 1 and the other end. Is adopted to fit into the rocker pin holder 22. The rocker pin holder 22 is formed separately from the cylinder head 1 and is fixed to the cylinder head 1 with fixing bolts 23.
[0024]
As shown in FIG. 1, the arm 18 of the rocker arm 14 is integrally formed with a pressing projection 18 a that contacts an end cap 24 provided at the tip of the valve shaft of the intake / exhaust valves 5, 6. The slipper 19 is fixed to the side opposite to the protrusion 18a (upper side in FIG. 1). The slipper 19 is formed in a so-called bowl shape so that the cam shaft side is convex and extends in the axial direction of the cam shafts 11 and 12.
[0025]
In this embodiment, the length and mounting position of the rocker arm 14 and the mounting position of the cam shafts 11 and 12 are rotated from the contact point between the pressing projection 18 a of the rocker arm 14 and the end cap 24. The distance R2 from the contact point between the slipper 19 and the three-dimensional cam 13 to the center of rotation is set shorter than the distance R1 to the center (the axis of the rocker pin 20).
[0026]
As shown in FIG. 5, the pin hole 25 for fitting the rocker pin 20 in the boss 17 of the rocker arm 14 is formed such that the central portion in the axial direction has a constant inner diameter, and the open end extends from the central portion. The inner portion is formed such that the inner diameter gradually increases toward the opening end side. A central portion having a constant inner diameter is indicated by reference numeral 21a in FIG. 5, and a portion that becomes a tapered hole whose inner diameter gradually changes is indicated by reference numeral 21b. The inclination angle θ of the hole wall surface of the tapered hole portion 21b is set to, for example, about 0.5 to 2 °.
[0027]
Thus, by forming the opening side of the pin hole 25 to be a tapered hole, the rocker arm 14 is orthogonal to the axial direction of the rocker pin 20 with the rocker pin 20 fitted in the pin hole 25. Can be tilted.
[0028]
Further, the rocker arm 14 has a plurality of protrusions 26 formed on the end face in the axial direction of the boss 17 as shown in FIG. These protrusions 26 are formed so as to come into contact with the end surface of the central protrusion 21 of the cylinder head 1 and the end surface of the rocker pin holder 22. Thus, by forming the protrusion 26 on the end surface of the boss 17, the direction in which the rocker arm 14 tilts with respect to the rocker pin 20 can be regulated. That is, as shown in FIG. 4, the protrusions 26 are formed on both side portions of the boss 17 (both side portions in a direction orthogonal to both the axis of the cam shafts 11 and 12 and the cylinder axis C). Can be tilted clockwise or counterclockwise in FIG.
[0029]
In the valve operating apparatus 7 configured as described above, the rotation of the intake cam shaft 11 and the exhaust cam shaft 12 is transmitted from the three-dimensional cam 13 to the rocker arm 14, and the rocker arm 14 rotates around the rocker pin 20. As a result, the intake and exhaust valves 5 and 6 are opened and closed. The sliding contact portion between the three-dimensional cam 13 and the slipper 19 of the rocker arm 14 holds the oil film of the lubricating oil when the angle at which the cam surface 13a is inclined coincides with the angle at which the sliding surface of the slipper 19 is inclined. The lubrication is good.
[0030]
When the angle of the cam surface 13a does not coincide with the angle of the sliding contact surface due to a manufacturing error of the three-dimensional cam 13, that is, as shown by a two-dot chain line in FIG. When the gap S is formed between both surfaces, the rocker arm 14 tilts with respect to the rocker pin 20 so that the gap S disappears. In other words, the rocker arm 14 tilts with respect to the rocker pin 20 so as to follow the cam surface 13a of the three-dimensional cam 13, and the cam surface 13a is in line contact with the sliding surface of the slipper 19 over the entire circumference. Come into contact.
[0031]
Therefore, according to this valve operating device 7, the oil film of the lubricating oil can be reliably held between the cam surface 13a and the sliding surface of the slipper 19 without forming the three-dimensional cam 13 with high accuracy. .
[0032]
Second Embodiment In order to connect the rocker arm 14 to the rocker pin 20 in a tiltable manner, a structure in which a connecting piece is interposed between the boss 17 and the rocker pin 20 as shown in FIG. 6 is adopted. Can do.
[0033]
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of another embodiment of the valve operating apparatus for an engine according to the present invention. These figures are the same as those described in FIGS. Equivalent members are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0034]
The rocker arm 14 shown in FIG. 6 is connected to the rocker pin 20 via a cylindrical piece 31. The top 31 is formed so that the inner peripheral surface 31a has a constant inner diameter, and the outer peripheral surface 31b becomes a tapered surface whose outer diameter gradually decreases from the central portion in the axial direction toward the end portion in the axial direction. The rocker pin 20 is fitted to the inner peripheral surface 31 a and the outer peripheral portion is fitted to the pin hole 25 of the rocker arm 14. In this embodiment, a portion having a constant outer diameter is formed in the central portion of the outer peripheral surface 31b of the top 31 in the axial direction.
[0035]
By adopting this embodiment, the manufacture of the valve gear 7 is simplified as compared to the case of adopting the first embodiment described above. This is because the operation of forming the tapered surface on the outer peripheral surface 31 b of the top 31 is simpler than the operation of forming the tapered surface in the pin hole 25 of the rocker arm 14.
[0036]
In each of the above-described embodiments, an example in which all of the intake valves 5 and the exhaust valves 6 are arranged radially has been shown. However, only two intake valves 5, 5 are arranged radially, The exhaust valves 6 and 6 can be arranged so as to be parallel to each other, and conversely, the two exhaust valves 6 and 6 are arranged radially and the two intake valves are parallel to each other. It can also be arranged. The number of intake valves 5 and exhaust valves 6 can be changed as appropriate. For example, the number of intake valves 5 can be three and the number of exhaust valves 6 can be two.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the rocker arm tilts with respect to the rocker pin so as to follow the cam surface of the three-dimensional cam, the cam surface is in line contact with the sliding surface of the rocker arm over the entire circumference. Contact in the state of.
[0038]
Therefore, the oil film of the lubricating oil can be reliably held between the cam surface and the sliding surface of the rocker arm without forming the three-dimensional cam with high accuracy. For this reason, the valve gear for an engine according to the present invention can reduce the number of rocker arms using the three-dimensional cam while improving both the productivity of the three-dimensional cam and the durability of the sliding contact portion. Cost reduction and downsizing can be achieved.
[0039]
According to another invention in which the position where the three-dimensional cam contacts the rocker arm is positioned on the rocker pin side, the part where the three-dimensional cam corresponds to the intake / exhaust valve on the rocker arm, or the opposite of the rocker pin than the intake / exhaust valve Compared to the structure that contacts the side part, if the open / close amount of the intake and exhaust valves is the same, the lift amount of the three-dimensional cam can be set relatively low, and the length of the rocker arm can be shortened. Can be formed.
[0040]
Therefore, since the inertial masses of the three-dimensional cam and the rocker arm can be made relatively small, it is possible to provide a valve gear suitable for a high-speed engine.
[0041]
According to another invention in which the rocker pin is inclined with respect to the camshaft, the rocker arm swings along the opening / closing direction of the intake valve or the exhaust valve, so that an excessive bending load is applied to the intake valve or the exhaust valve. It can arrange | position so that it may not add.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an engine employing a valve gear according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a cylinder head.
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the valve gear according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a rocker arm.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a base portion of a rocker arm.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of another embodiment of the valve gear for an engine according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder head, 5 ... Intake valve, 6 ... Exhaust valve, 11 ... Intake cam shaft, 12 ... Exhaust cam shaft, 13 ... Three-dimensional cam, 13a ... Cam surface, 14 ... Rocker arm, 17 ... Boss, 18 ... Arm , 19 ... slippers, 20 ... rocker pins, 25 ... pin holes.

Claims (3)

複数の吸気弁または複数の排気弁を一つの気筒に放射状に配設し、シリンダヘッドに固定されたロッカーピンに嵌合する基部を有しかつこの基部を前記シリンダヘッドに前記ロッカーピンを介して回動自在に支持させた吸・排気弁毎のロッカーアームと、このロッカーアームの揺動端部に摺接する三次元カムを形成した吸気カム軸または排気カム軸によって前記吸気弁または排気弁を駆動するエンジンの動弁装置であって、
前記ロッカーピンと前記ロッカーアームの基部との嵌合部分には、前記基部におけるロッカーピンが嵌合するピン孔と前記ロッカーピンとの隙間が前記ピン孔の軸線方向の中央部分から開口端側に向かうにしたがって次第に広くなるようにテーパ面が形成され、
前記ロッカーアームは、前記テーパ面によって規制される傾斜角度だけ前記ロッカーピンにこのロッカーピンの軸線方向と直交する方向に傾動自在に連結されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
A plurality of intake valves or a plurality of exhaust valves are arranged radially in one cylinder, and have a base portion that fits into a rocker pin fixed to the cylinder head, and this base portion is connected to the cylinder head via the rocker pin. and the rocker arm for each intake and exhaust valve is rotatably supported, drive the intake valve or the exhaust valve by the intake camshaft or an exhaust camshaft to form a sliding contact three-dimensional cam to the swing end portion of the rocker arm A valve operating device for the engine,
In the fitting portion between the rocker pin and the base portion of the rocker arm, the gap between the pin hole into which the rocker pin in the base portion fits and the rocker pin is directed from the central portion in the axial direction of the pin hole toward the opening end side. Therefore, a tapered surface is formed so as to gradually become wider,
The engine valve operating apparatus according to claim 1, wherein the rocker arm is connected to the rocker pin by an inclination angle regulated by the tapered surface so as to be tiltable in a direction perpendicular to the axial direction of the rocker pin.
請求項1記載のエンジンの動弁装置において、ロッカーアームに三次元カムが接触する位置をロッカーアームが吸・排気弁に接触する位置よりロッカーピン側に位置付けたことを特徴とするエンジンの動弁装置。  2. The valve operating apparatus for an engine according to claim 1, wherein the position where the three-dimensional cam contacts the rocker arm is positioned closer to the rocker pin than the position where the rocker arm contacts the intake / exhaust valve. apparatus. 請求項1または請求項2記載のエンジンの動弁装置において、ロッカーピンをカム軸の軸線に対してシリンダ軸線方向から見て傾斜させたことを特徴とするエンジンの動弁装置。  3. The valve operating apparatus for an engine according to claim 1, wherein the rocker pin is inclined with respect to the axis of the cam shaft when viewed from the cylinder axial direction.
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