JP4014185B2 - エンジンのプッシュロッドカバー構造 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、OHV型式のバルブシステムを備えたレシプロエンジンに関し、特に、そのようなエンジンにおいて吸・排気バルブ駆動用の各プッシュロッドを覆うために設けられるプッシュロッドカバーの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
4サイクルエンジンのバルブシステムについては、エンジンの高速回転化に対応するために、バルブ駆動用のカム軸をシリンダヘッドの上方に配置するオーバーヘッドカム(OHC)型式が主流となっているものの、OHC型式によれば、カム軸とクランク軸を連動させるためのチェーンやベルトが長くなってしまい、該チェーンやベルトに対してテンショナーやバイブレーションダンパー等を設けることが必要となる。
【0003】
そのため、排気量が大きく高速回転を必要としないようなエンジンでは、例えば、自動二輪車用の水平対向2気筒エンジンやV型2気筒エンジンにおいて、燃焼室の上方に位置する吸・排気バルブとクランク軸の近傍に位置するカム軸を、バルブ側のロッカーアームとカム軸側のタペットを介してプッシュロッドにより連係させるようにしたオーバーヘッドカム(OHV)型式のバルブシステムが未だ採用されている。
【0004】
そのようなクランク軸の近傍にカム軸を配置して長いプッシュロッドを使用した(ハイカム方式ではない)OHV型式のエンジンでは、吸気側と排気側の各プッシュロッドのそれぞれは、吸気側と排気側のそれぞれのロッカーアームから、シリンダヘッドの壁部を貫通し、途中がプッシュロッドカバーにより覆われた状態で、クランクケースの壁部を貫通して、クランクケース内のカム軸に形成されたそれぞれのカム面に当接するタペットに至るように配置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなOHVエンジンでは、吸気側と排気側の各ロッカーアームに当接する2本のプッシュロッドは、シリンダヘッドの壁部を抜けてからクランクケース内に入るまでの間、エンジン本体の外側に露出する部分が別々のプッシュロッドカバーによりそれぞれ覆われていることから、それぞれのプッシュロッドカバーをエンジン本体に対して着脱(シリンダヘッドとクランクケースの間に着脱)する作業が面倒なものとなっている。
【0006】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、バルブシステムがOHV型式のエンジンにおいて、プッシュロッドカバーのエンジン本体に対する着脱を簡単に行なうことができるようにすることを課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、燃焼室の上方の位置する吸・排気バルブとクランク軸の近傍に位置するカム軸をプッシュロッドにより連係させるようにしたOHVエンジンにおいて、ヘッドボルトによりシリンダブロックと一体的に連結されるシリンダヘッド本体に対して、ロッカーアームを取り付けるためのロッカーアーム取付部材が別体で着脱可能に連結されており、吸気バルブ側と排気バルブ側の各ロッカーアームに当接する2本のプッシュロッドが、シリンダヘッドとクランクケースの間で、1本のプッシュロッドカバーによって覆われていると共に、プッシュロッドカバーの上端側がロッカーアーム取付部材によって保持されることで、シリンダヘッド側の部材であるロッカーアーム取付部材とクランクケース側の部材とによってプッシュロッドカバーが挟持されていることを特徴とするものである。
【0008】
上記のような構成によれば、2本のプッシュロッドのそれぞれに対して別々にプッシュロッドカバーを設けるような場合と比べて、プッシュロッドカバーのエンジン本体に対する着脱を簡単に行なうことができる。また、シリンダヘッド本体をシリンダブロックに対して一体的に連結したままの状態で、ロッカーアーム取付部材だけを着脱することによって、プッシュロッドカバーを着脱することができるため、各プッシュロッドや各ロッカーアームのメンテナンス作業等を簡単に行なうことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエンジンのプッシュロッドカバー構造の一実施形態について図面に基づいて説明する。
【0010】
図1および図2は、本発明のプッシュロッドカバー構造が適用されているエンジンの全体を概略的に示すもので、図1は、カバーとなる部材を部分的に切り欠いた状態でエンジン全体を側方から見たものであり、図2は、一方(前側)の気筒のシリンダ軸線からクランク軸と変速装置の各軸と後輪駆動用の出力軸を通るようなエンジン全体の断面を示すものである。また、図3は、そのようなエンジンが搭載された自動二輪車の全体を示すものである。(なお、図1ではエンジンの右側が示されており、図3ではエンジンの左側が示されている。)
【0011】
本実施形態のエンジン1は、2つの気筒がV字状に配置されているV型2気筒で空冷式の4サイクルエンジンであり、各気筒毎に燃焼室の上方に吸気バルブと排気バルブがそれぞれ2個ずつ設けられたOHV型式の4バルブエンジンであって、図3に示すように、V字状に配置された2つの気筒の位置関係が車体の前後方向となるように自動二輪車に搭載されるものである。
【0012】
そのようなV型2気筒の自動二輪車用4サイクルエンジン1では、図1に示すように、V字状に配置された各気筒の間にキャブレター2が配置されており、キャブレター2とは反対側に各気筒の排気管接続部3が開口されていて、各気筒に共通するクランク軸4を収納するクランクケース15に対して、その前方にオルタネーター5やスターターモーター6が配置されている。
【0013】
また、図2に示すように、クランク軸4の後方にギア式の変速装置7が配置されており、クランク軸4とギアで連係される変速装置7のメイン軸8には、その一端側にクラッチ9が設置され、変速装置7のカウンター軸10には、チェーン11を介して後輪駆動用出力軸12が連係されていて、後輪駆動用出力軸12の一端側には、後輪をベルト駆動するためのドライブプーリー13が固着されている。
【0014】
各気筒に共通のクランク軸4を収納するクランクケース15は、変速装置7を収納するミッションケース部分が一体的に形成されたミッションケース一体型のクランクケースであって、そのようなクランクケース15に対して、ピストン16を摺動可能に収納するシリンダ孔を形成したシリンダブロック17が、各気筒毎に、下面に燃焼室が凹設されたシリンダヘッド本体19をその上に重ねた状態で、ヘッドボルト18によりシリンダヘッド本体19と共に一体的に連結されている。
【0015】
図4は、シリンダヘッドとヘッドカバーの部分を分解して示すものであり、また、図5(A)は、シリンダヘッド本体を上方から見たものであり、図5(B)は、ロッカーアームが取り付けられた状態のシリンダヘッドを上方から見たものである。
【0016】
本実施形態のエンジン1では、図4に示すように、各気筒毎のシリンダヘッドのそれぞれは、シリンダヘッド本体19とその上方に連結されるロッカーアーム取付部材20の各部材により構成され、また、シリンダヘッドの上方を覆うためのヘッドカバーは、ロッカーアーム取付部材20の上に配置される枠状の下方部材21と、下方部材21の上方開放部を覆うような蓋状の上方部材22の各部材によって構成されている。
【0017】
シリンダヘッド本体19には、図5(A)に示すように、2個の吸気バルブのための各バルブ挿着孔23と、2個の排気バルブのための各バルブ挿着孔24がそれぞれ形成され、また、各吸気バルブと各排気バルブの間で燃焼室の両側に設置される2個の点火プラグを挿着するための各プラグ挿着孔25が形成されていて、シリンダヘッド本体19の一側面では、エンジン空冷用のフィンに対して、後で述べるようなロッカーアーム取付部材20のプッシュロッド案内部20cを嵌め込むための凹部26が形成されている。
【0018】
シリンダヘッド本体19の上面に連結されるロッカーアーム取付部材20には、図5(B)に示すように、吸気側のロッカーアーム31を揺動自在に支持するための一対のロッカーアーム支持部20aと、排気側のロッカーアーム32を揺動自在に支持するための一対のロッカーアーム支持部20bとがそれぞれ一体的に立設されていると共に、各ロッカーアーム31,32の端部にあるプッシュロッド当接用アーム部分31a,32aの位置に対応して、円筒状のプッシュロッド案内部20cが一体的に垂下形成されている。
【0019】
各軸27,28により各ロッカーアーム支持部20a,20bに対して揺動可能に取り付けられる吸気側と排気側の各ロッカーアーム31,32のそれぞれには、ロッカーアーム取付部材20のプッシュロッド案内部20cと対応する位置に、それぞれプッシュロッド当接用アーム部分31a,32aが形成されていると共に、シリンダヘッド本体19の各バルブ挿着孔23,24と対応する位置に、バルブステム当接用の各アーム部分31b,31cおよび32b,32cがそれぞれ形成されている。
【0020】
そして、吸気側と排気側の各ロッカーアーム31,32において、それぞれのバルブステム当接用アーム部分の一方31b,32bに対して、バルブステムへの当接状態を同じ側の他方のアーム部分32b,32cと一致するように調整するための調整用部材(アームの先端に螺合されバルブのステムヘッドに当接するネジ部材と、該ネジ部材の螺合を固定するためのナット)31d,32dがそれぞれ設けられている。
【0021】
シリンダブロック17の上方に連結される各部材の組み付けについては、先ず、シリンダブロック17の上面にガスケット(図示せず)を介してシリンダヘッド本体19を重ねて、ヘッドボルト18によりシリンダブロック17とシリンダヘッド本体19をクランクケース15に対して共締めすることでそれらを一体的に連結する。
【0022】
次いで、そのようにシリンダブロック17と連結されたシリンダヘッド本体19に対して、各ロッカーアーム31,32を取り付けた状態のロッカーアーム取付部材20を、ガスケット(図示せず)を介してシリンダヘッド本体19の上に重ねてから、更にその上にヘッドカバーの下方部材21をガスケット(図示せず)を介して重ねた後、ヘッドカバーの下方部材21とロッカーアーム取付部材20をシリンダヘッド本体19に対して少ない数のボルトで共締めしてそれらを仮止めする。
【0023】
そして、各ロッカーアーム31,32の状態を調整した後で、ヘッドカバーの上方部材22をガスケット(図示せず)を介して下方部材21の上に重ねて、各ロッカーアーム31,32の上方を上方部材22により蓋してから、ヘッドカバーの上方部材22と下方部材21およびロッカーアーム取付部材20を多数のボルトでシリンダヘッド本体19に対して共締めすることでそれらを一体的に連結する。
【0024】
図6は、一つ(後側)の気筒の上部におけるロッカーアームとプッシュロッドと吸・排気バルブの配置関係を示すものであり、図7は、両方の気筒の下部における各プッシュロッドと各カム軸の配置関係を示すものである。
また、図8は、クランク室の外側でクランクケースの壁部に一体的に形成されるカム室の部分を示すものであり、図9は、カム室の開放側を閉じるカム蓋部材について、その(A)外面側と(B)裏面側をそれぞれ示すものである。
また、図10は、一つ(後側)の気筒におけるクランク軸から各プッシュロッドに至る部分をカム軸やクランク軸の軸心に沿った断面によって示すものであり、図11は、クランク軸と各気筒のカム軸の連係関係を各軸の軸心を通るような断面によって示すものである。
【0025】
V字状に配置された各気筒毎に、図6に示すように、ロッカーアーム取付部材20を介して吸気バルブ33と排気バルブ34の上方にそれぞれ配置される吸気側と排気側の各ロッカーアーム31,32は、吸気側と排気側の各プッシュロッド35,36の上端部がそれぞれ当接しており、各プッシュロッド35,36の下端部は、図10に示すように、タペットクリアランス(即ちバルブクリアランス)を自動的に調整することができるオイルタペット37,38を介して、各気筒毎のカム軸40A(40B)の吸気用カム面41および排気用カム面42とそれぞれ連係されている。
【0026】
それにより、各気筒毎に、カム軸40A(40B)の回転により、該カム軸40A(40B)に形成されたそれぞれのカム面41,42に応じて、それぞれのオイルタペット37,38を介して、各プッシュロッド35,36が上下動し、各プッシュロッド35,36の上下動に応じて各ロッカーアーム31,32が揺動し、各ロッカーアーム31,32の揺動に応じて吸気側と排気側の各バルブ33,34がそれぞれ異なったタイミングで上下方向に開閉駆動される。
【0027】
図7に示すように、2つの気筒のそれぞれに対して設けられる各カム軸40A,40Bは、クランクケース15の壁部を貫通してクランク室の外側に突出したクランク軸4の端部に対して、各軸の軸線方向が平行で各軸を結ぶ線がクランク軸4を下端とした逆三角形状となるように、クランク軸4の上方近傍に配置されている。
【0028】
クランクケース15の壁部の外面側(クランク室とは反対側)には、図8に示すように、クランク軸4の軸受部44と各カム軸40A,40Bの軸受部45A,45Bを囲むように、カム室47を画成するための突出壁部15aが一体的に形成されており、図9に示すような別体のカム室蓋部材48により、該カム室47が閉蓋されるようになっていて、図11に示すように、各カム軸40A,40Bは、各ギア部材52,53,54を介して、カム室47内でクランクケース15の壁部とカム室蓋部材48により回転自在に支持されている。
【0029】
クランク軸4と各カム軸40A,40Bの連係構造については、図9(A)および図11に示すように、カム室蓋部材48の外面側(カム室47の外側)でクランク軸4と一方のカム軸40Aがギア部材51,52を介して連係されており、図9(B)および図11に示すように、カム室蓋部材48の裏面側(カム室47の内部)で一方のカム軸40Aと他方のカム軸40Bがギア部材53,54を介して連係されていて、それにより、クランク軸4の回転に連動して一方のカム軸40Aと他方のカム軸40Bが逆方向に回転するようになっている。
【0030】
そのように互いに逆方向に回転する各カム軸40A,40Bに対して、図8および図9(B)に示すように、各カム軸40A,40Bのカム面にオイルを供給するためのオイル散布管55が、カム室47の内部で両方のカム軸40A,40Bの間の上側に配置されている。
【0031】
オイル散布管55は、図示していないが、各カム軸40A,40Bの軸線と平行した状態で、クランクケース壁部15とカム室蓋部材48に渡って配設されており、該オイル散布管55から散布されたオイルは、図7に示すように、各カム軸40A,40Bの逆方向の回転に連れて、両方のカム軸40A,40Bのそれぞれのカム面41,42のオイルタペット37,38との摺接部分に効率良く供給される。
【0032】
クランク軸4の回転に連動する各カム軸40A,40Bに対して、吸気側と排気側の各プッシュロッド35,36の下端部を受ける各オイルタペット37,38は、図7に示すように、各気筒毎のタペット保持部材57によって保持されており、各気筒毎のタペット保持部材57のそれぞれは、図10に示すように、クランクケース15の外面側に一体的に形成されたカム室47の上壁部(クランクケースの突出壁部15a)にそれぞれ挿着された状態で、クランクケース15に対して着脱可能に固定されている。
【0033】
そして、各気筒毎のタペット保持部材57のそれぞれでは、各オイルタペット37,38が、吸気側のプッシュロッド35と排気側のプッシュロッド36のそれぞれの下端部を受けると共に、一本のカム軸40A(40B)に形成された吸気用と排気用の各カム面41,42にそれぞれのオイルタペット37,38の下端部が当接するように、カム軸40A(40B)の軸線方向に沿って並んだ状態で、それぞれ別々に摺動自在なように保持されている。
【0034】
なお、各オイルタペット37,38の保持については、上記のように別体のタペット保持部材57を設けることなく、図2に示すように、カム室47の上壁部(クランクケースの突出壁部15a)自体により各オイルタペット37,38を直接保持させるようにすることも可能である。
【0035】
オイルタペット37,38自体の構造については、特に図示していないが、内部にコイルスプリングとチェックボールとオイルを収納した従来から一般的に知られたオートアジャスター構造のものであって、そのようなオイルタペット37,38により、プッシュロッド35,36が熱で膨張しても(閉じた状態の)各バルブ33,34と燃焼室開口部の間に隙間ができないように、しかも、プッシュロッド35,36が冷えて縮んでもプッシュロッド35,36がロッカーアーム31,32と常に接触して各バルブ33,34の開閉が確実に行なわれるように、プッシュロッド35,36とロッカーアーム31,32の間のバルブクリアランスが自動的に調整されることとなる。
【0036】
本実施形態のエンジン1の各カム軸40A,40Bには、図10および図11に示すように、排気用カム面42の側のオイルタペット38に対して突起部材43を進退させるように、カム軸40A(40B)の軸方向に進退するロッド部材46が、カム軸40A(40B)の軸心部に摺動自在に挿着されている。
【0037】
各カム軸40A,40Bの突起部材43とロッド46部材は、エンジンの圧縮圧力を一時的に抜くことでエンジンの始動をしやすくするためのデコンプ機構を構成するためのものであって、カム室47の側方に配置されているソレノイド65の先端作動部の進出に応じて、カム室蓋部材48の外側を覆うカバー部材49の裏面側に回動自在に軸支されたデコンプ用レバー部材(図示せず)を介して、各カム軸40A,40Bのロッド部材46が押され、ロッド部材46の軸方向の移動に応じて突起部材43がカム軸40A(40B)から排気側のオイルタペット38に向かって突出することとなる。(ソレノイド65の先端作動部が引っ込むのに応じて、突起部材43はカム軸40A(40B)内に引っ込む。)
【0038】
上記のような構造のオートデコンプ機構によれば、エンジンの始動時にソレノイド65の作動させて、カム軸40A(40B)から突起部材43を突出させることにより、各気筒において、突起部材43がカム面としてオイルタペット38に作用することで、排気側のプッシュロッド36とロッカーアーム32を介して、圧縮工程で排気バルブ34が開くようになり、その結果、エンジンの始動時に圧縮圧力を一時的に抜くことで始動がやりやすくなる。
【0039】
ところで、上記のような本実施形態のエンジン1では、各気筒毎に、シリンダヘッド側のロッカーアーム取付部材20に形成された円筒状のプッシュロッド案内部20cと、クランクケース15の外側に画成されたカム室47の上壁部に挿着されるタペット保持部材57との間に、該プッシュロッド案内部20cとタペット保持部材57とによって挟持するような状態で、円筒状のプッシュロッドカバー58が取り付けられており、各気筒のプッシュロッドカバー58のそれぞれは、各気筒毎に設けられた吸気側と排気側の2本のプッシュロッド35,36の両方を覆っている。
【0040】
なお、例えば、図7に示すように、プッシュロッドカバー58の下端部に、環状のOリング保持部材が一体的にロー付けして、該Oリング保持部材の下端部に弾性体のスペーサーを取り付けておくことで、Oリング保持部材に保持されたOリングと弾性体のスペーサーによって、プッシュロッドカバー58の下端部とタペット保持部材57との間の密封性が保持されている。
【0041】
上記のような本実施形態のエンジンのプッシュロッドカバー構造によれば、吸気バルブ側と排気バルブ側の2本で一組となっているプッシュロッド35,36を、各組毎に1本の円筒状のプッシュロッドカバー58により覆っていることで、2本のプッシュロッド35,36のそれぞれに対して別々にプッシュロッドカバーを設ける場合と比べて、プッシュロッドカバー38のエンジン本体に対する着脱が簡単なものとなる。
【0042】
特に、本実施形態では、プッシュロッドカバー58の上端部を、ロッカーアーム取付部材20に形成されたプッシュロッド案内部20cによって挟持していることにより、シリンダヘッド本体19をシリンダブロック17に対して一体的に連結したままの状態で、ロッカーアーム取付部材20だけを着脱することによって、プッシュロッドカバー58を着脱することができるため、各プッシュロッド35,36や各ロッカーアーム31,32のメンテナンス作業等を簡単に行なうことができる。
【0043】
また、本実施形態のエンジン1では、プッシュロッドカバー58の下端部を、クランクケース15の外面側(クランク室の外側)で着脱可能なタペット保持部材57とによって挟持していることにより、プッシュロッドカバー58を取り外すと、タペット保持部材57をクランクケース15から簡単に取り外すことができ、それによってタペット保持部材57に保持されている各オイルタペット37,38のメンテナンス作業等を簡単に行なうことができる。
【0044】
以上、本発明のエンジンのプッシュロッドカバー構造の一実施形態について説明したが、本発明は、例えば、対象となるエンジンは上記の実施形態に示したようなV型2気筒エンジンに限られるものではない等、上記の実施形態に示したような具体的な構造にのみ限定されるものでないことは言うまでもない。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したような本発明のエンジンのプッシュロッドカバー構造によれば、吸気バルブ側と排気バルブ側の2本のプッシュロッドを1本のプッシュロッドカバーにより覆っていることで、2本のプッシュロッドのそれぞれに対して別々にプッシュロッドカバーを設ける場合と比べて、プッシュロッドカバーのエンジン本体に対する着脱を簡単に行なうことができる。また、シリンダヘッド本体をシリンダブロックに対して一体的に連結したままの状態で、ロッカーアーム取付部材だけを着脱することによって、プッシュロッドカバーを着脱することができるため、各プッシュロッドや各ロッカーアームのメンテナンス作業等を簡単に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプッシュロッドカバー構造の一実施形態に係るV型2気筒のOHVエンジンの概略について、カバーとなる部材を部分的に切り欠いて右側から見た状態を示す側面説明図。
【図2】図1に示したエンジンの一方の気筒のシリンダ軸線からクランク軸と変速装置の各軸と後輪駆動用の出力軸を通るような断面説明図。
【図3】図1に示したエンジンが搭載されている自動二輪車の左側から見た状態を示す側面図。
【図4】図1に示したエンジンのシリンダヘッドとヘッドカバーの部分を分解して示す分解側面図。
【図5】図4に示したエンジンのシリンダヘッドについて、(A)シリンダヘッド本体を示す上面図,および(B)ロッカーアームを取り付けた状態のロッカーアーム取付部材を示す上面図。
【図6】図1に示したエンジンの一つの気筒におけるロッカーアームとプッシュロッドと吸・排気バルブの配置関係を示す側面説明図。
【図7】図1に示したエンジンにおける二つの気筒の各プッシュロッドと各カム軸の配置関係を示す説明図。
【図8】図1に示したエンジンにおいてクランクケースの壁部に一体的に形成されたカム室の部分を示す側面図。
【図9】図8に示したカム室の開放側を閉じるカム蓋部材について、(A)その外面側を示す前面図,および(B)その裏面側を示す後面図。
【図10】図1に示したエンジンの一つの気筒における各プッシュロッドとカム軸の配置関係を示す断面図。
【図11】図1に示したエンジンにおけるクランク軸と各カム軸と連係関係を示す各軸の軸心を通る断面図。
【符号の説明】
1 エンジン
4 クランク軸
15 クランクケース
17 シリンダブロック
18 ヘッドボルト
19 シリンダヘッド本体
20 ロッカーアーム取付部材(シリンダヘッド側の部材)
31 ロッカーアーム(吸気側)
32 ロッカーアーム(排気側)
33 吸気バルブ
34 排気バルブ
35 プッシュロッド(吸気側)
36 プッシュロッド(排気側)
40A カム軸
40B カム軸
57 タペット保持部材(クランクケース側の部材)
58 プッシュロッドカバー

Claims (2)

  1. 燃焼室の上方の位置する吸・排気バルブとクランク軸の近傍に位置するカム軸をプッシュロッドにより連係させるようにしたOHVエンジンにおいて、ヘッドボルトによりシリンダブロックと一体的に連結されるシリンダヘッド本体に対して、ロッカーアームを取り付けるためのロッカーアーム取付部材が別体で着脱可能に連結されており、吸気バルブ側と排気バルブ側の各ロッカーアームに当接する2本のプッシュロッドが、シリンダヘッドとクランクケースの間で、1本のプッシュロッドカバーによって覆われていると共に、プッシュロッドカバーの上端側がロッカーアーム取付部材によって保持されることで、シリンダヘッド側の部材であるロッカーアーム取付部材とクランクケース側の部材とによってプッシュロッドカバーが挟持されていることを特徴とするエンジンのプッシュロッドカバー構造。
  2. エンジンが自動二輪車用のV型エンジンであることを特徴とする請求項に記載のエンジンのプッシュロッドカバー構造。
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