JP4003985B2 - 動弁機構におけるカム軸のスラスト受け構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４サイクルエンジンの動弁機構に関し、より詳しくは、シリンダヘッドに支承されたカム軸のその軸方向への移動を規制するカム軸のスラスト受け構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記動弁機構におけるカム軸のスラスト受け構造には、従来、特開平９‐９６２４９号公報で示されるものがある。
【０００３】
これによれば、４サイクルエンジンの動弁機構には、吸、排気弁側とカム係合するカム軸がその軸心回りに回転自在となるようシリンダヘッドに支承され、上記カム軸に動力伝達用の回転輪が取り付けられている。この回転輪は、この回転輪の径方向の中央部を構成して上記カム軸に外嵌して固着されるボス部と、上記回転輪の径方向の外縁部を構成して上記ボス部に取り付けられるリム部と、このリム部の外周部に形成されてクランク軸側からの動力を入力する歯部とを有している。上記カム軸の軸方向で互いに対向する一対の対向面を有する凹部が上記シリンダヘッド側に成形され、上記回転輪のボス部の各外側面が上記各対向面にそれぞれ摺接可能となるよう上記ボス部が上記凹部に嵌入させられている。
【０００４】
そして、上記エンジンの駆動により上記クランク軸が回転するとき、これに上記回転輪を介しカム軸が連動して回転し、このカム軸にカム係合する上記各吸、排気弁が所定のクランク角で開閉弁動作して、上記エンジンの駆動が続けられるようになっている。
【０００５】
上記の場合、カム軸は、このカム軸とカム係合する吸、排気弁側やクランク軸側から外力を受けて、その軸方向に移動（スラスト）しようとすることがあるが、この移動は、上記回転輪のボス部の各外側面が上記凹部の各対向面に摺接することにより規制され、もって、上記回転輪はその軸方向の所定位置に保持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の技術では、上記凹部は上記回転輪のボス部までを嵌入させるものであるため、その深さ寸法が大きくなり、よって、その分、凹部の成形が煩雑になるおそれがある。
【０００７】
また、上記凹部と、回転輪との嵌入寸法が大きくなる分、上記シリンダヘッドと、回転輪との互いの組み付け作業が煩雑になるおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、４サイクルエンジンの動弁機構において、カム軸がこれに対する外力でその軸方向に移動しようとすることを規制させようとする場合に、この動弁機構の成形が容易にできるようにすると共に、構成が簡単になるようにし、かつ、上記動弁機構の組み立て作業が容易にできるようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の動弁機構におけるカム軸のスラスト受け構造は、次の如くである。
【００１０】
請求項１の発明は、リフター（吸、排気弁側）９とカム係合するカム軸１１をその軸心１０回りに回転自在となるようシリンダヘッド５に支承させ、上記カム軸１１に動力伝達用の回転輪２２を取り付け、この回転輪２２が、この回転輪２２の径方向の中央部を構成して上記カム軸１１に固着されるボス部２８と、上記回転輪２２の径方向の外縁部を構成して上記ボス部２８に取り付けられるリム部２９と、このリム部２９の外周部に形成されてクランク軸側からの動力を入力する歯部３０とを有した４サイクルエンジンの動弁機構において、
【００１１】
上記カム軸１１の軸方向で互いに対向する一対の対向面３２，３２を有する凹部３３を上記シリンダヘッド５側に成形し、上記回転輪２２のリム部２９の各外側面が上記各対向面３２，３２にそれぞれ摺接可能となるよう上記リム部２９を上記凹部３３に嵌入させ、
【００１２】
上記シリンダ２の軸心３に沿った視線でみて、上記回転輪２２のリム部２９の外側端部を上記凹部３３に嵌入させ、かつ、上記シリンダ２の側面視で、上記シリンダ２の軸心３に沿った方向における上記カム軸１１のカム軸本体１９の上、下端に挟まれた範囲内に上記各対向面３２，３２を配置したものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記凹部３３を上記シリンダヘッド５に直接成形したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
【００１６】
図１〜４は、第１の実施の形態を示している。
【００１７】
符号１は自動車や自動二輪車等の車両に搭載される４サイクル内燃機関であるエンジンで、そのシリンダ２の軸心３を便宜上垂直とさせ、かつ、ある一方向に延びる矢印Ｆｒを前方として図示してある。
【００１８】
上記シリンダ２はアルミ鋳造製で、その下側に位置する不図示のクランクケースから上方に向って突設される不図示のシリンダ本体と、このシリンダ本体の上端部に取り付けられるシリンダヘッド５と、このシリンダヘッド５の上端部に締結具６ａにより締結されるシリンダヘッドカバー６とを備え、上記シリンダヘッドカバー６には不図示の吸、排気弁が開閉弁動作可能となるよう支承されている。
【００１９】
上記クランクケースに支承されたクランク軸に連動して上記吸、排気弁をそれぞれ開閉弁動作させる動弁機構７が設けられている。
【００２０】
上記動弁機構７は、上記シリンダヘッド５とシリンダヘッドカバー６との間に形成された動弁カム室８を有し、また、上記シリンダヘッド５に支承される吸、排気弁側の部材であるリフター９，９を有している。また、上記動弁カム室８内で、上記シリンダヘッド５の上面側には、各軸心１０がほぼ水平方向かつ前後方向に延びる吸、排気カム軸１１，１１がそれぞれその軸心１０回りに回転自在となるよう軸受１２，１２により支承されている。これら各軸受１２は上記カム軸１１をその上下方向から挟む下部材１４、上部材１５と、これらを互いに締結させる締結具１６とを有し、上記下部材１４は上記シリンダヘッドカバー６に一体成形されている。
【００２１】
上記各カム軸１１は、断面円形のカム軸本体１９と、これら各カム軸本体１９に成形されるカムノーズ２０とを有し、上記各カム軸１１はその軸心１０回りに回転することにより、上記各カムノーズ２０が上記各リフター９とカム係合することとされている。
【００２２】
上記軸受１２の近傍で、上記各カム軸１１の自由端である後端部に動力伝達用の歯車である回転輪２２が、締結具２３により取り付けられ、これらカム軸１１と、回転輪２２とは同じ軸心１０上に位置させられている。一方、上記クランク軸に連動する回転軸２５が上記シリンダヘッド５の下部に支承され、この回転軸２５には上記各回転輪２２にそれぞれ噛合する歯車である他の回転輪２６が取り付けられている。
【００２３】
上記各回転輪２２は、この回転輪２２の径方向の中央部を構成して上記カム軸１１に直接外嵌して上記締結具２３により固着されるボス部２８と、上記回転輪２２の径方向の外縁部を構成して上記ボス部２８に取り付けられるリム部２９と、このリム部２９の外周部に形成されて上記クランク軸側からの動力を入力する歯部３０とを有している。
【００２４】
上記カム軸１１の軸方向で互いに対向する一対の対向面３２，３２を有する凹部３３が上記シリンダヘッド５側に成形され、上記回転輪２２のリム部２９の各外側面が上記各対向面３２，３２にそれぞれ摺接可能となるよう上記リム部２９が上記凹部３３に嵌入させられている。
【００２５】
そして、エンジン１の駆動時に回転する上記カム軸１１は、このカム軸１１とカム係合するリフター９やクランク軸側から外力を受けて、その軸方向に移動（スラスト）しようとすることがあるが、この移動は、上記回転輪２２の各リム部２９の外側面が上記凹部３３の各対向面３２，３２に摺接することにより規制され、もって、上記回転輪２２とカム軸１１はその軸方向で所定位置に保持されて、所望のカム係合が確保される。
【００２６】
上記の場合、カム軸１１の軸方向の移動を規制するのは、リム部２９の各外側面が上記凹部３３の各対向面３２，３２に摺接することによって達成されるのであって、上記リム部２９は上記回転輪２２の径方向の外縁部を構成するものである。このため、上記凹部３３は、回転輪２２の径方向の中央部を構成するボス部２８までを嵌入させるようにしていた従来のものに比べて、その深さ寸法は浅くて済むこととなる。
【００２７】
よって、上記したように凹部３３が浅くて足りる分、この凹部３３の成形が容易にでき、つまり、カム軸１１の軸方向への移動を規制するための凹部３３を備える動弁機構７の成形が容易にできることとなる。
【００２８】
また、上記したように、凹部３３に嵌入させられる回転輪２２のリム部２９は、この回転輪２２の径方向の外端部に位置しているため、上記凹部３３と回転輪２２との嵌入寸法は、上記した従来のものに比べ短くて足りることとなる。
【００２９】
よって、上記したように、嵌入寸法が短くて足りる分、凹部３３を成形してあるシリンダヘッド５と、回転輪２２との互いの組み付け作業が容易にでき、つまり、動弁機構７の組み立て作業が容易にできることとなる。
【００３０】
また、上記凹部３３はシリンダヘッド５に直接成形されている。
【００３１】
このため、上記シリンダヘッド５とは別部材として、上記凹部３３を成形するための部材を設け、この部材を上記シリンダヘッド５に取り付けるようにすることに比べて、動弁機構７の部品点数が少なくなり、もって、その構成が簡単になると共に、この動弁機構７の成形が容易となり、かつ、上記部材３５の組み付けが不要となる分、上記動弁機構７の組み立て作業も容易にできることとなる。
【００３２】
また、図１で示すように、上記シリンダ２の軸心３に沿った視線でみて（平面視で）、上記回転輪２２のリム部２９の外側端部が上記凹部３３に嵌入させられている。
【００３３】
即ち、上記カム軸１１の各カムノーズ２０がリフター９とカム係合するとき、このカム軸１１は、通常、上記リフター９からシリンダ２の軸心３に沿った方向（上方に向う方向）の外力を受けることとなり、この外力で弾性的に撓むこととなる。すると、図３、４で示す上記シリンダ２の側面視で、上記カム軸１１の撓みに伴い、このカム軸１１に取り付けられている回転輪２２は、ほぼ垂直姿勢である元の状態に対し傾斜することになる。この際、上記したシリンダ２の側面視で、上記回転輪２２の上、下端部が上記カム軸１１の軸方向で変位量がより大きくなり、その一方、上記回転輪２２の上下方向の中央部は上記変位量が少なく抑えられる。つまり、上記シリンダ２の軸心３に沿った視線でみたときの（平面視での）、上記したリム部２９の外側端部は上記したリム部２９の上下方向の中央部に相当するものであって、上記変位量が少なく抑えられる。
【００３４】
そこで、前記したように、上記シリンダ２の軸心３に沿った視線でみて、上記回転輪２２のリム部２９の外側端部を上記凹部３３に嵌入させたのであり、このため、上記したように、カム係合によりカム軸１１が撓んでこれに伴い上記回転輪２２が変位するとき、この変位量を吸収するために設けられる上記リム部２９の外端部と各対向面３２，３２間の隙間寸法は短くさせることができる。
【００３５】
よって、上記隙間寸法が短い分、上記回転輪２２と共にカム軸１１をその軸方向の所望位置により正確に保持させることができる。
【００３６】
なお、以上は図示の例によるが、上記シリンダヘッド５を、その後端が開口してこの開口を通して上記各回転輪２２を後方に露出可能な本体部と、上記開口を開閉自在に閉じるカバー体とで構成してもよい。
【００３７】
以下の各図は、第２、第３の実施の形態を示している。これら各実施の形態は、前記第１の実施の形態と構成、作用において多くの点で共通している。そこで、これら共通するものについては、図面に共通の符号を付してその重複した説明を省略し、異なる点につき主に説明する。
【００３８】
（第２の実施の形態）
【００３９】
図５は、第２の実施の形態を示している。
【００４０】
これによれば、上記各回転輪２２が鎖車とされ、前記第１の実施の形態における他の回転輪２６に代え、上記各回転輪２２に巻き掛けられて上記クランク軸からの動力を上記各回転輪２２に伝達するチェーン３８を備えている。
【００４１】
なお、上記チェーン３８はタイミングベルトでもよい。
【００４２】
（第３の実施の形態）
【００４３】
図６は、第３の実施の形態を示している。
【００４４】
これによれば、上記シリンダヘッド５とは別部材として、上記凹部３３を成形するための部材３５が設けられ、この部材３５は上記シリンダヘッド５に締結具３６により締結により取り付けられている。
【００４５】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【００４６】
請求項１の発明は、吸、排気弁側とカム係合するカム軸をその軸心回りに回転自在となるようシリンダヘッドに支承させ、上記カム軸に動力伝達用の回転輪を取り付け、この回転輪が、この回転輪の径方向の中央部を構成して上記カム軸に固着されるボス部と、上記回転輪の径方向の外縁部を構成して上記ボス部に取り付けられるリム部と、このリム部の外周部に形成されてクランク軸側からの動力を入力する歯部とを有した４サイクルエンジンの動弁機構において、
【００４７】
上記カム軸の軸方向で互いに対向する一対の対向面を有する凹部を上記シリンダヘッド側に成形し、上記回転輪のリム部の各外側面が上記各対向面にそれぞれ摺接可能となるよう上記リム部を上記凹部に嵌入させてある。
【００４８】
このため、エンジンの駆動時に回転する上記カム軸は、このカム軸とカム係合する吸、排気弁側やクランク軸側から外力を受けて、その軸方向に移動（スラスト）しようとすることがあるが、この移動は、上記回転輪の各リム部の外側面が上記凹部の各対向面に摺接することにより規制され、もって、上記回転輪とカム軸はその軸方向で所定位置に保持されて、所望のカム係合が確保される。
【００４９】
上記の場合、カム軸の軸方向の移動を規制するのは、リム部の各外側面が上記凹部の各対向面に摺接することによって達成されるのであって、上記リム部は上記回転輪の径方向の外縁部を構成するものである。このため、上記凹部は、回転輪の径方向の中央部を構成するボス部までを嵌入させるようにしていた従来のものに比べて、その深さ寸法は浅くて済むこととなる。
【００５０】
よって、上記したように凹部が浅くて足りる分、この凹部の成形が容易にでき、つまり、カム軸の軸方向への移動を規制するための凹部を備える動弁機構の成形が容易にできることとなる。
【００５１】
また、上記したように、凹部に嵌入させられる回転輪のリム部は、この回転輪の径方向の外端部に位置しているため、上記凹部と回転輪との嵌入寸法は、上記した従来のものに比べ短くて足りることとなる。
【００５２】
よって、上記したように、嵌入寸法が短くて足りる分、凹部を成形してあるシリンダヘッドと、回転輪との互いの組み付け作業が容易にでき、つまり、動弁機構の組み立て作業が容易にできることとなる。
【００５３】
また、上記シリンダの軸心に沿った視線でみて、上記回転輪のリム部の外側端部を上記凹部に嵌入させ、かつ、上記シリンダの側面視で、上記シリンダの軸心に沿った方向における上記カム軸のカム軸本体の上、下端に挟まれた範囲内に上記各対向面を配置してあり、次の効果が生じる。
【００５４】
即ち、上記カム軸が吸、排気弁側とカム係合するとき、このカム軸は、通常、上記吸、排気弁側からシリンダの軸心に沿った方向の外力を受けることとなり、この外力で弾性的に撓むこととなる。すると、上記シリンダの側面視で、上記カム軸の撓みに伴い、このカム軸に取り付けられている回転輪は、元の状態に対し傾斜することになる。この際、上記したシリンダの側面視で、上記回転輪の上、下端部が上記カム軸の軸方向で変位量がより大きくなり、その一方、上記回転輪の上下方向の中央部は上記変位量が少なく抑えられる。つまり、上記シリンダの軸心に沿った視線でみたときの、上記したリム部の外側端部は上記したリム部の上下方向の中央部に相当するものであって、上記変位量が少なく抑えられる。
【００５５】
そこで、前記したように、上記シリンダの軸心に沿った視線でみて、上記回転輪のリム部の外側端部を上記凹部に嵌入させたのであり、このため、上記したように、カム係合によりカム軸が撓んでこれに伴い上記回転輪が変位するとき、この変位量を吸収するために設けられる上記リム部の外端部と各対向面間の隙間寸法は短くさせることができる。
【００５６】
よって、上記隙間寸法が短い分、上記回転輪と共にカム軸をその軸方向の所望位置により正確に保持させることができる。
【００５７】
請求項２の発明は、上記凹部をシリンダヘッドに直接成形してある。
【００５８】
このため、上記シリンダヘッドとは別部材として、上記凹部を成形するための部材を設け、この部材を上記シリンダヘッドに取り付けるようにすることに比べて、動弁機構の部品点数が少なくなり、もって、その構成が簡単になると共に、この動弁機構の成形が容易となり、かつ、上記部材の組み付けが不要となる分、上記動弁機構の組み立て作業も容易にできることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態で、動弁機構の平面部分破断図である。
【図２】 第１の実施の形態で、図１の２‐２線矢視断面図である。
【図３】 第１の実施の形態で、図１の３‐３線矢視断面図である。
【図４】 第１の実施の形態で、図１の４‐４線矢視拡大断面図である。
【図５】 第２の実施の形態で、図１に相当する図である。
【図６】 第３の実施の形態で、図１の部分拡大図に相当する図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ シリンダ
３ 軸心
５ シリンダヘッド
６ シリンダヘッドカバー
７ 動弁機構
９ リフター（吸、排気弁側）
１０ 軸心
１１ カム軸
２２ 回転輪
２８ ボス部
２９ リム部
３０ 歯部
３２ 対向面
３３ 凹部
３５ 部材

Claims (2)

1. 吸、排気弁側とカム係合するカム軸をその軸心回りに回転自在となるようシリンダヘッドに支承させ、上記カム軸に動力伝達用の回転輪を取り付け、この回転輪が、この回転輪の径方向の中央部を構成して上記カム軸に固着されるボス部と、上記回転輪の径方向の外縁部を構成して上記ボス部に取り付けられるリム部と、このリム部の外周部に形成されてクランク軸側からの動力を入力する歯部とを有した４サイクルエンジンの動弁機構において、
   上記カム軸の軸方向で互いに対向する一対の対向面を有する凹部を上記シリンダヘッド側に成形し、上記回転輪のリム部の各外側面が上記各対向面にそれぞれ摺接可能となるよう上記リム部を上記凹部に嵌入させ、
   上記シリンダの軸心に沿った視線でみて、上記回転輪のリム部の外側端部を上記凹部に嵌入させ、かつ、上記シリンダの側面視で、上記シリンダの軸心に沿った方向における上記カム軸のカム軸本体の上、下端に挟まれた範囲内に上記各対向面を配置した動弁機構におけるカム軸のスラスト受け構造。
2. 上記凹部を上記シリンダヘッドに直接成形した請求項１に記載の動弁機構におけるカム軸のスラスト受け構造。

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