JP4180447B2 - 内燃機関のデコンプ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４ストロークサイクル内燃機関の始動時に、圧縮圧力を低減して始動を容易にするデコンプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動弁装置の一例は、シリンダヘッドにボルトにより締結されるカム軸ホルダに、一対の玉軸受を介して回転自在に支持されるカム軸と、一対の吸気弁を開閉させる一対のバルブリフタと、カム軸の回転軸線と平行な軸線を有してカム軸ホルダに固定保持されたロッカ軸と、同ロッカ軸に揺動自在に支持されるロッカアームとを備えている。カム軸には、同一の所定のカム面を有する一対の吸気カムと、両吸気カムの間のほぼ中央に位置し所定のカム面を有する１個の排気カムとが形成されている。
【０００３】
上記一対の吸気カムは、上記一対のバルブリフタの各頂面に摺接し、該バルブリフタを前記カム面に応じて摺動させて、一対の吸気弁を所定の開閉時期およびリフト量で開閉する。
【０００４】
上記ロッカアームのカム軸側には、上記１個の排気カムに転がり接触するローラが回転自在に保持され、他方の側には二叉の分岐部が形成され、各分岐部の先端部が一対の排気弁のステム上端面と当接し、前記排気カムのカム面に応じて、両排気弁を所定の開閉時期およびリフト量で開閉する。
【０００５】
従来のデコンプ装置は、上記カム軸を支持する軸受の一方の外側に、遠心ウエイトとこれに連動するデコンプカムを設け、該デコンプカムに一端のスリッパを接して揺動駆動されるデコンプアームを設け、該デコンプアームの他端で上記ロッカアーム分岐部の一方の先端を駆動して、排気弁をデコンプ開閉駆動するようになっていた。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４２６３１号公報（図２）。
【０００７】
【解決しようとする課題】
従来のデコンプ装置では、デコンプカムが軸受の外側に配置されていたため、デコンプカムから排気弁を開閉駆動する分岐部先端へ伸びるデコンプアームが必要となり、構造が複雑化し、またシリンダヘッドも大型化していた。本発明は、簡単な構造でかつ小型のデコンプ装置を提供しようとするものである。
【０００８】
本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、吸気弁を開閉する吸気カムおよび排気弁を開閉する排気カムを備えるカム軸と、前記吸気カムおよび排気カムをカム軸軸線方向に挟んで上記カム軸を支持する一対のカム軸用軸受部とが設けられているシリンダヘッドを有する内燃機関のデコンプ装置において、上記カム軸端部に配置された遠心ウエイトと、上記排気カム付近に配置されたデコンプカムと、上記遠心ウエイトと上記デコンプカムとを一体的に連結する回動軸とを有するデコンプ部材を備え、上記デコンプ部材の回動軸は、上記カム軸の回転軸線に平行でそれからずれた位置で上記カム軸に形成されたデコンプ部材挿入孔内に回転可能に支持され、上記デコンプ部材挿入孔は、上記回動軸と一体をなすデコンプカムのデコンプ作動面が出没する開口部をもつデコンプカム収容穴を備えるとともに、上記デコンプカム収容穴は、上記デコンプ作動面が突出してデコンプ動作を行うときに、上記デコンプ作動面の反対側のデコンプカム支持面に当接してデコンプカムを支持する平面状底面を備え、上記デコンプ部材回動軸は、上記遠心ウエイト側の位置に、上記デコンプ部材挿入孔に軸受支持される軸受部を有し、上記デコンプカムを支持する上記平面状底面と上記軸受部とは、上記カム軸の軸方向に関して吸気カムを挟んで配置されることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、上記のように、遠心ウエイトがカム軸端部に配置され、上記遠心ウエイトに回動軸を介して連結されたデコンプカムが、上記カム軸端部に近い軸受部を貫通した先の、排気カム付近に配置されているので、従来のようなデコンプアームは不要となり、構造が簡単となり、シリンダヘッドを小型化することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のデコンプ装置において、上記一対のカム軸用軸受部の一方の軸受部の外側に、クランク軸の動力を上記カム軸へ伝達する動力伝達部材が配置され、上記動力伝達部材設置側とは反対側の軸受部の近くに、上記吸気カムが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は上記のように、デコンプ部材の回動軸を支持する軸受部が吸気弁用カムの両側の離れた位置に形成されているので、軸受間隔を大きく確保でき、デコンプ装置の耐久性が向上する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関のデコンプ装置において、上記カム軸用軸受部は、シリンダヘッド上に支持された内外径が共通の軸受部材を備えることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、軸受部材を共通化しているので、部品の種類を低減でき、組み立て性が向上する。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のデコンプ装置において、上記デコンプカムは、デコンプ作動時に上記排気カムの面から突出するデコンプ作動面を有することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関のデコンプ装置において、上記デコンプカムの回動軸は、上記カム軸の中心と上記デコンプ作動時の作動面との間の範囲に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る内燃機関の動弁室の縦断面図である。本発明のデコンプ装置が適用される内燃機関は、自動２輪車に搭載される頭上カム軸型の単気筒往復動式４ストロークサイクル内燃機関である。矢印Ｆは上記内燃機関を車体に搭載した時の前方を指している。ピストン（図示されず）が往復動自在に嵌装されているシリンダブロック（図示されず）の上端面に結合されたシリンダヘッド１と、その上端面に結合されたシリンダヘッドカバー２との間に、動弁室３が形成されている。また、シリンダヘッド１の下面とピストンとの間には燃焼室４が形成されている。
【００１５】
シリンダヘッド１の車体後側（図１で左側）に吸気ポート５が形成され、内部で二叉に分かれ、燃焼室４に開口する一対の吸気口６となっている。シリンダヘッド１の車体前側（図１で右側）には排気ポート７が形成され、内部で二叉に別れ、燃焼室４に開口する１対の排気口８となっている。
【００１６】
両吸気口６をそれぞれ開閉する１対の吸気弁９と、両排気口８をそれぞれ開閉する１対の排気弁10が、シリンダヘッド１に圧入された弁スリーブ11，12にそれぞれ摺動自在に嵌装されている。吸気弁９と排気弁10は、各弁ばね13、14のばね力により、それぞれが対応する吸気口６および排気口８を閉じるように付勢されている。吸気ポート５の上流側には、吸気管（図示されず）が接続され、その先に燃焼室４に供給するための混合気を形成する気化器（図示されず）が取り付けられる。排気ポート７の下流側開口には、燃焼室４から燃焼ガスを排出するための排気管（図示されず）が接続される。
【００１７】
図２は上記内燃機関のシリンダヘッドカバーを除去して、動弁室の内部を上から見た図である。図１、図２を併せて参照しながら述べる。動弁室３に収容されている動弁装置は、カム軸中心線位置から上下に２分割され、シリンダヘッド１に形成された下側カム軸ホルダ15と、これにボルト17により締結される上側カム軸ホルダ16とに、内外径共通の一対の玉軸受18、19を介して回転自在に支持されるカム軸20と、一対の吸気弁９を開閉させる一対のバルブリフタ21と、カム軸20の回転軸線と平行な軸線を有して上下のカム軸ホルダ15、16によって固定保持されたロッカ軸22と、同ロッカ軸22に揺動自在に支持されるロッカアーム23とを備えている。
【００１８】
カム軸20は、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸の回転軸線と平行な回転軸線を有し、該クランク軸に結合された駆動スプロケットとカム軸20の左端部に結合された従動スプロケット26との間に掛け渡されタイミングチェーンを介して、クランク軸の動力により、クランク軸の１／２の回転数で回転駆動される。
【００１９】
カム軸20には、同一の所定のカム面を有する一対の吸気カム27、28と、両吸気カム27、28の間のほぼ中央に位置し所定のカム面を有する１個の排気カム29とが形成されている。一対の吸気カム27、28は、シリンダヘッド１に形成されたガイド筒30（図１）内に摺動自在に嵌合された上記バルブリフタ21の頂面に摺接し、該バルブリフタ21を前記カム面に応じて摺動させて、一対の吸気弁９を所定の開閉時期およびリフト量で開閉する。
【００２０】
ロッカアーム23の、カム軸20側には、排気カム29に転がり接触するローラ31がローラ軸32によって回転自在に保持され、他方の側には二叉の分岐部23ａ，23ｂが形成され、各分岐部23ａ，23ｂの先端部が一対の排気弁10の弁ステム上端面10ａと当接している。そして、排気カム29は、当接するローラ31を介してロッカアーム23を前記カム面に応じて揺動させて、両排気弁10を所定の開閉時期およびリフト量で開閉する。
【００２１】
図３は図２に示したカム軸20と、それに連なる従動スプロケット26、玉軸受18、19等からなる部分の拡大縦断面図である。カム軸20には、その回転軸線に平行にデコンプ部材挿通孔40が設けられ、その中にデコンプ部材41が回動自在に挿入されている。デコンプ部材41の形状の詳細は後述するが、このデコンプ部材41は、遠心ウエイト42とデコンプカム43と上記両者を連結するよう一体的に形成された回動軸44とから成るものである。デコンプ部材41は、カム軸20の端にボルト45で締着された抜け止めプレート46で抜けが防止されている。一対の玉軸受18、19の間に、右側から順に吸気カム27、排気カム29、吸気カム28の各カム山が設けてある。吸気カム27のカム山に設けられた貫通孔27ａは、カム軸20と従動スプロケット26とを結合する時の回転方向位相位置決めに用いる孔である。
【００２２】
図４は図３に示したカム軸20の縦断面図である。図において、デコンプ部材挿通孔40の奥端部にデコンプカム収容穴48が形成され、同収容穴48にデコンプカム43が収容される。カム軸20の右端のボルト穴は前記抜け止めプレート締着用ボルト45の装着穴47である。カム軸20の右端面中央の漏斗状穴は、抜け止めプレート46の一部をなす回動防止爪の係止用穴50である。カム軸20の右端部は、デコンプ部材41の遠心ウエイト42が回動範囲の両端で当接するストッパ部51である。カム軸20の中心部には、軽量化のための中空部20ａが設けてある。
【００２３】
図４の、Ｖ矢視図を図５に、ＶＩ−ＶＩ断面図を図６に、ＶＩＩ−ＶＩＩ断面図を図７に、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図を図８に、ＩＸ−ＩＸ断面図を図９に、Ｘ−Ｘ断面図を図１０に、ＸＩ矢視図を図１１に示した。図４、図９および図１１に見られるように、排気カム29の一部を穿って形成されたデコンプカム収容穴48の底部には平面状底面48ａが形成されている。デコンプカム収容穴48の開口部48ｂ（図９）からデコンプカムが出没する。図４、図５、図６に見られるように、カム軸20の右端部には、デコンプ部材41の遠心ウエイト42が回動範囲の両端で当接するためのストッパ部51が形成されている。
【００２４】
図１２は図３に示したデコンプ部材41の拡大縦断面図である。図１３は図１２の遠心ウエイト42を右側から見たＸＩＩＩ矢視図である。図１４は図１２のデコンプカムのＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。遠心ウエイト42とデコンプカム43とは、これらの部分と一体的に形成された円形断面の回動軸44で連結されている。デコンプカム43は、デコンプカム外周円柱面43ｘと同一の曲面から成るデコンプ作動面43ａと、排気カム外周面29ａと同一の曲面となるよう切り欠かれて形成されたデコンプ解除面43ｂと、デコンプカム外周円柱面43ｘと同一の曲面から成るデコンプカム支持面43ｃと、デコンプカム43の外周の一部を切欠いて形成された逃げ面43ｄとを備えている。排気カム29に対するデコンプカム43の相対的位置関係および上記各面の作用については後述する。
【００２５】
図１５は、カム軸20と遠心ウエイト42をカム軸20の右方から見た図である。デコンプ部材抜け止めプレート46は、図の煩雑を避けるために図示省略してある。
【００２６】
図１６は、図１５のＸＶＩ矢視図である。デコンプ部材の回動軸44には捩りコイルばね52が設けてある。捩りコイルばね52は、内燃機関が停止している時には、遠心ウエイト42のアームを、図１５に示すストッパ部51の低速回転時ストッパ面51ａの方向に付勢している。
【００２７】
図１５および図１６はカム軸20が、上記捩りコイルばね52の捩りばね力調整によって設定されたデコンプ動作解除回転速度以下の低速回転または停止している時の状態を示している。クランク軸の回転に伴って従動スプロケット26が回転すると、カム軸20は矢印Ｗ方向に回転する。カム軸20が上記のように設定された回転速度以下の低速回転している時には、遠心ウエイト42は上記捩りコイルばね52の弾発力によって、図１５に示すように、アームの一側面42ａがストッパ部51の一側面の低速回転時ストッパ面51ａに当接して停止している。
【００２８】
図１７は、機関回転数が上昇して、カム軸20が、上記のように設定されたデコンプ動作解除回転速度以上の高速回転をしている時の、カム軸20と遠心ウエイト42をカム軸20の右方から見た図である。遠心ウエイト42は、それに加わる遠心力によって、カム軸20が上記設定回転速度を超過した時、上記捩りコイルばね52の弾発力に抗してカム軸20に対して相対的に回動し、遠心ウエイト42のウエイト部とは反対側のアームの端部42ｂが、ストッパ部51の上記とは異なる一側面の高速回転時ストッパ面51ｂに当接した位置で停止する。この例では、遠心ウエイト42は９０度回動して停止している。
【００２９】
図１８および図１９はいずれも、排気カム29と遠心ウエイト42とデコンプカム43との相互の位置関係を示す図であり、図１８はカム軸20が低速回転している時、図１９はカム軸20が高速回転している時の状態を示している。遠心ウエイト42とデコンプカム43とは連動しているので、遠心ウエイト42の回動前後でこれらの相互の位置関係は変わらない。遠心ウエイト42が回動すると、デコンプカム43と排気カム29との相互の位置関係は変わる。
【００３０】
カム軸20が低速回転している時には、図１８に示すように、デコンプカムの円柱状外周面43ｘの一部によって形成されるデコンプ作動面43ａが、排気カム外周面29ａより外方へ突出しており、これがロッカーアーム23のローラ31（図１）を押し上げ、両排気弁10を所定の開閉時期およびリフト量でデコンプ開閉する。
【００３１】
デコンプ作動面43ａにローラ31が当接している時には、デコンプカム43はローラ31から押圧力を受ける。この時、デコンプカム43のデコンプ作動面43ａとは反対側に形成されているデコンプカム支持面43ｃが、デコンプカム収容穴48の平面状底面48ａに当接して、デコンプカム43を支える。デコンプカム支持面43ｃは、デコンプカム外周円柱面43ｘの一部によって形成された面である。上記デコンプカム支持面43ｃと平面状底面48ａとの組み合せたものは、一種の軸受を構成している。
【００３２】
機関回転数が上昇して、カム軸20が高速回転を始めると、遠心ウエイト42に連動してデコンプカム43がカム軸20に対して、すなわち排気カム29に対して相対的に回動し、図１９の状態となる。この時、デコンプカム43の外周の一部を排気カム外周面29ａと一致するよう切欠いて形成されたデコンプ解除面43ｂが、デコンプカム収容穴48の開口部48ｂの方向へ向く。デコンプ解除面43ｂは排気カム外周面29ａより外方へは突出していないので、デコンプカム43はロッカアーム23のローラ31を押すことは出来ない。したがって、これによってデコンプ動作が解除された状態となる。
【００３３】
デコンプカム43の上記デコンプ解除面43ｂとは反対の側に、デコンプカム43の外周の一部を切欠いて形成された逃げ面43ｄが形成されている。カム軸20が高速回転している時には、デコンプ解除面43ｂは排気カム外周面29ａより外方へは突出していないので、デコンプカム43にはローラ31からの押圧力が加わらない。したがって、前述のカム軸20が低速回転していた時に、デコンプカム支持面43ｃと平面状底面48ａとの組み合せで構成されていた一種の軸受は不要となる。むしろ、デコンプカム43が低速回転状態の位置から高速回転状態の位置へ回動する時、スムーズに回動できるようにすることが重要となる。このため、逃げ面43ｄを形成して、デコンプカム43がデコンプカム収容穴48の平面状底面48ａに接触しないようにして、摩擦抵抗の減少を図ってある。
【００３４】
以上詳述したように、本実施形態においては、遠心ウエイト42がカム軸20の端部に配置され、上記遠心ウエイト42に回動軸44を介して連結されたデコンプカム43が、上記カム軸端部に近い軸受18を貫通して排気カム29のカム山部まで延びて配置されているので、従来のようなデコンプカムの位置からロッカアーム先端部へ伸びるデコンプアームは不要となる。これによって、本実施形態では、構造が簡単となり、シリンダヘッドを小型化することができる。
【００３５】
本実施形態では、デコンプ部材の回動軸44の右端部で回動軸44を支持する軸受部44ａ（図３、図１２）と、デコンプカム支持面43ｃとデコンプカム収容穴の底面48ａとで構成されデコンプカム43を支える一種の軸受（図１８）とが、吸気カムのカム山部の左右に離して形成してあるので、軸受間隔を大きく確保でき、デコンプ装置の耐久性を向上させている。
【００３６】
本実施形態のカム軸ホルダは、カム軸20の中心線位置から上下に２分割され、シリンダヘッド１に形成された下側カム軸ホルダ15と、これにボルト17により締結される上側カム軸ホルダ16とからなる２分割形式のホルダであるから、内外径共通の一対の玉軸受18、19を介してカム軸20を支持することができる。このようにして、軸受部材を共通化しているので、部品の種類を低減でき、組み立て性が向上している。
【００３７】
本実施形態のデコンプカム43は、ロッカアーム23のローラ31に接する排気カム29に組み合せ、デコンプカム43に上記ローラ31が直接当接するようにしてある。したがって、従来のように、スリッパでデコンプカムに接する構造のものと異なり、デコンプカムの山部分の滑り磨耗を低減できる。また、これによってデコンプカムのカム山を小型化し、また、デコンプカムを支持する軸受の小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明名の一実施形態に係る内燃機関の動弁室の縦断面図である。
【図２】上記内燃機関のシリンダヘッドカバーを除去して、動弁室の内部を上から見た図である。
【図３】カム軸と、それに連なっている部材の縦断面図である。
【図４】カム軸の拡大断面図である。
【図５】図４のＶ矢視図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。
【図９】図４のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図４のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図４のＸＩ矢視図である。
【図１２】デコンプ部材の拡大断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ矢視図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。
【図１５】カム軸、およびそれに連なっている部材を、カム軸の右方から見た図である。カム軸の、停止中および低速回転中のデコンプ部材の位置を示している。
【図１６】図１５のＸＶＩ矢視図である。
【図１７】カム軸、およびそれに連なっている部材を、カム軸の右方から見た図である。カム軸の、高速回転中のデコンプ部材の位置を示している。
【図１８】排気弁とデコンプカムと遠心ウエイトとの位置関係を示す図であり、カム軸が低速回転している時の位置を示している。
【図１９】排気弁とデコンプカムと遠心ウエイトとの位置関係を示す図であり、カム軸が高速回転している時の位置を示している。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド、２…シリンダヘッドカバー、３…動弁室、４…燃焼室、５…吸気ポート、６…吸気口、７…排気ポート、８…排気口、９…吸気弁、10…排気弁、10ａ…排気弁ステム上端面、11…弁スリーブ、12…弁スリーブ、13…弁ばね、14…弁ばね、15…下側カム軸ホルダ、16…上側カム軸ホルダ、17…ボルト、18…玉軸受、19…玉軸受、20…カム軸、20ａ…中空部、21…バルブリフタ、22…ロッカ軸、23…ロッカアーム、23ａ…分岐部、23ｂ…分岐部、26…従動スプロケット、27…吸気カム、27ａ…貫通孔、28…吸気カム、29…排気カム、29ａ…排気カム外周面、30…ガイド筒、31…ローラ、32…ローラ軸、40…デコンプ部材挿通孔、41…デコンプ部材、42…遠心ウエイト、42ａ…アームの一側面、42ｂ…ウエイト部とは反対側のアームの端部、43…デコンプカム、43ｘ…デコンプカム外周円柱面、43ａ…デコンプ作動面、43ｂ…デコンプ解除面、43ｃ…デコンプカム支持面、43ｄ…逃げ面、44…回動軸、44ａ…回動軸44の軸受部、45…ボルト、46…デコンプ部材抜け止めプレート、47…抜け止めプレート締着用ボルト穴、48…デコンプカム収容穴、48ａ…平面状底面、48ｂ…開口部、50…抜け止めプレート回動防止爪係止用穴、51…ストッパ部、51ａ…低速回転時ストッパ面、51ｂ…高速回転時ストッパ面、52…捩りコイルばね。
【発明の属する技術分野】
本発明は、４ストロークサイクル内燃機関の始動時に、圧縮圧力を低減して始動を容易にするデコンプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動弁装置の一例は、シリンダヘッドにボルトにより締結されるカム軸ホルダに、一対の玉軸受を介して回転自在に支持されるカム軸と、一対の吸気弁を開閉させる一対のバルブリフタと、カム軸の回転軸線と平行な軸線を有してカム軸ホルダに固定保持されたロッカ軸と、同ロッカ軸に揺動自在に支持されるロッカアームとを備えている。カム軸には、同一の所定のカム面を有する一対の吸気カムと、両吸気カムの間のほぼ中央に位置し所定のカム面を有する１個の排気カムとが形成されている。
【０００３】
上記一対の吸気カムは、上記一対のバルブリフタの各頂面に摺接し、該バルブリフタを前記カム面に応じて摺動させて、一対の吸気弁を所定の開閉時期およびリフト量で開閉する。
【０００４】
上記ロッカアームのカム軸側には、上記１個の排気カムに転がり接触するローラが回転自在に保持され、他方の側には二叉の分岐部が形成され、各分岐部の先端部が一対の排気弁のステム上端面と当接し、前記排気カムのカム面に応じて、両排気弁を所定の開閉時期およびリフト量で開閉する。
【０００５】
従来のデコンプ装置は、上記カム軸を支持する軸受の一方の外側に、遠心ウエイトとこれに連動するデコンプカムを設け、該デコンプカムに一端のスリッパを接して揺動駆動されるデコンプアームを設け、該デコンプアームの他端で上記ロッカアーム分岐部の一方の先端を駆動して、排気弁をデコンプ開閉駆動するようになっていた。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４２６３１号公報（図２）。
【０００７】
【解決しようとする課題】
従来のデコンプ装置では、デコンプカムが軸受の外側に配置されていたため、デコンプカムから排気弁を開閉駆動する分岐部先端へ伸びるデコンプアームが必要となり、構造が複雑化し、またシリンダヘッドも大型化していた。本発明は、簡単な構造でかつ小型のデコンプ装置を提供しようとするものである。
【０００８】
本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、吸気弁を開閉する吸気カムおよび排気弁を開閉する排気カムを備えるカム軸と、前記吸気カムおよび排気カムをカム軸軸線方向に挟んで上記カム軸を支持する一対のカム軸用軸受部とが設けられているシリンダヘッドを有する内燃機関のデコンプ装置において、上記カム軸端部に配置された遠心ウエイトと、上記排気カム付近に配置されたデコンプカムと、上記遠心ウエイトと上記デコンプカムとを一体的に連結する回動軸とを有するデコンプ部材を備え、上記デコンプ部材の回動軸は、上記カム軸の回転軸線に平行でそれからずれた位置で上記カム軸に形成されたデコンプ部材挿入孔内に回転可能に支持され、上記デコンプ部材挿入孔は、上記回動軸と一体をなすデコンプカムのデコンプ作動面が出没する開口部をもつデコンプカム収容穴を備えるとともに、上記デコンプカム収容穴は、上記デコンプ作動面が突出してデコンプ動作を行うときに、上記デコンプ作動面の反対側のデコンプカム支持面に当接してデコンプカムを支持する平面状底面を備え、上記デコンプ部材回動軸は、上記遠心ウエイト側の位置に、上記デコンプ部材挿入孔に軸受支持される軸受部を有し、上記デコンプカムを支持する上記平面状底面と上記軸受部とは、上記カム軸の軸方向に関して吸気カムを挟んで配置されることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、上記のように、遠心ウエイトがカム軸端部に配置され、上記遠心ウエイトに回動軸を介して連結されたデコンプカムが、上記カム軸端部に近い軸受部を貫通した先の、排気カム付近に配置されているので、従来のようなデコンプアームは不要となり、構造が簡単となり、シリンダヘッドを小型化することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のデコンプ装置において、上記一対のカム軸用軸受部の一方の軸受部の外側に、クランク軸の動力を上記カム軸へ伝達する動力伝達部材が配置され、上記動力伝達部材設置側とは反対側の軸受部の近くに、上記吸気カムが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は上記のように、デコンプ部材の回動軸を支持する軸受部が吸気弁用カムの両側の離れた位置に形成されているので、軸受間隔を大きく確保でき、デコンプ装置の耐久性が向上する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関のデコンプ装置において、上記カム軸用軸受部は、シリンダヘッド上に支持された内外径が共通の軸受部材を備えることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、軸受部材を共通化しているので、部品の種類を低減でき、組み立て性が向上する。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のデコンプ装置において、上記デコンプカムは、デコンプ作動時に上記排気カムの面から突出するデコンプ作動面を有することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関のデコンプ装置において、上記デコンプカムの回動軸は、上記カム軸の中心と上記デコンプ作動時の作動面との間の範囲に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る内燃機関の動弁室の縦断面図である。本発明のデコンプ装置が適用される内燃機関は、自動２輪車に搭載される頭上カム軸型の単気筒往復動式４ストロークサイクル内燃機関である。矢印Ｆは上記内燃機関を車体に搭載した時の前方を指している。ピストン（図示されず）が往復動自在に嵌装されているシリンダブロック（図示されず）の上端面に結合されたシリンダヘッド１と、その上端面に結合されたシリンダヘッドカバー２との間に、動弁室３が形成されている。また、シリンダヘッド１の下面とピストンとの間には燃焼室４が形成されている。
【００１５】
シリンダヘッド１の車体後側（図１で左側）に吸気ポート５が形成され、内部で二叉に分かれ、燃焼室４に開口する一対の吸気口６となっている。シリンダヘッド１の車体前側（図１で右側）には排気ポート７が形成され、内部で二叉に別れ、燃焼室４に開口する１対の排気口８となっている。
【００１６】
両吸気口６をそれぞれ開閉する１対の吸気弁９と、両排気口８をそれぞれ開閉する１対の排気弁10が、シリンダヘッド１に圧入された弁スリーブ11，12にそれぞれ摺動自在に嵌装されている。吸気弁９と排気弁10は、各弁ばね13、14のばね力により、それぞれが対応する吸気口６および排気口８を閉じるように付勢されている。吸気ポート５の上流側には、吸気管（図示されず）が接続され、その先に燃焼室４に供給するための混合気を形成する気化器（図示されず）が取り付けられる。排気ポート７の下流側開口には、燃焼室４から燃焼ガスを排出するための排気管（図示されず）が接続される。
【００１７】
図２は上記内燃機関のシリンダヘッドカバーを除去して、動弁室の内部を上から見た図である。図１、図２を併せて参照しながら述べる。動弁室３に収容されている動弁装置は、カム軸中心線位置から上下に２分割され、シリンダヘッド１に形成された下側カム軸ホルダ15と、これにボルト17により締結される上側カム軸ホルダ16とに、内外径共通の一対の玉軸受18、19を介して回転自在に支持されるカム軸20と、一対の吸気弁９を開閉させる一対のバルブリフタ21と、カム軸20の回転軸線と平行な軸線を有して上下のカム軸ホルダ15、16によって固定保持されたロッカ軸22と、同ロッカ軸22に揺動自在に支持されるロッカアーム23とを備えている。
【００１８】
カム軸20は、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸の回転軸線と平行な回転軸線を有し、該クランク軸に結合された駆動スプロケットとカム軸20の左端部に結合された従動スプロケット26との間に掛け渡されタイミングチェーンを介して、クランク軸の動力により、クランク軸の１／２の回転数で回転駆動される。
【００１９】
カム軸20には、同一の所定のカム面を有する一対の吸気カム27、28と、両吸気カム27、28の間のほぼ中央に位置し所定のカム面を有する１個の排気カム29とが形成されている。一対の吸気カム27、28は、シリンダヘッド１に形成されたガイド筒30（図１）内に摺動自在に嵌合された上記バルブリフタ21の頂面に摺接し、該バルブリフタ21を前記カム面に応じて摺動させて、一対の吸気弁９を所定の開閉時期およびリフト量で開閉する。
【００２０】
ロッカアーム23の、カム軸20側には、排気カム29に転がり接触するローラ31がローラ軸32によって回転自在に保持され、他方の側には二叉の分岐部23ａ，23ｂが形成され、各分岐部23ａ，23ｂの先端部が一対の排気弁10の弁ステム上端面10ａと当接している。そして、排気カム29は、当接するローラ31を介してロッカアーム23を前記カム面に応じて揺動させて、両排気弁10を所定の開閉時期およびリフト量で開閉する。
【００２１】
図３は図２に示したカム軸20と、それに連なる従動スプロケット26、玉軸受18、19等からなる部分の拡大縦断面図である。カム軸20には、その回転軸線に平行にデコンプ部材挿通孔40が設けられ、その中にデコンプ部材41が回動自在に挿入されている。デコンプ部材41の形状の詳細は後述するが、このデコンプ部材41は、遠心ウエイト42とデコンプカム43と上記両者を連結するよう一体的に形成された回動軸44とから成るものである。デコンプ部材41は、カム軸20の端にボルト45で締着された抜け止めプレート46で抜けが防止されている。一対の玉軸受18、19の間に、右側から順に吸気カム27、排気カム29、吸気カム28の各カム山が設けてある。吸気カム27のカム山に設けられた貫通孔27ａは、カム軸20と従動スプロケット26とを結合する時の回転方向位相位置決めに用いる孔である。
【００２２】
図４は図３に示したカム軸20の縦断面図である。図において、デコンプ部材挿通孔40の奥端部にデコンプカム収容穴48が形成され、同収容穴48にデコンプカム43が収容される。カム軸20の右端のボルト穴は前記抜け止めプレート締着用ボルト45の装着穴47である。カム軸20の右端面中央の漏斗状穴は、抜け止めプレート46の一部をなす回動防止爪の係止用穴50である。カム軸20の右端部は、デコンプ部材41の遠心ウエイト42が回動範囲の両端で当接するストッパ部51である。カム軸20の中心部には、軽量化のための中空部20ａが設けてある。
【００２３】
図４の、Ｖ矢視図を図５に、ＶＩ−ＶＩ断面図を図６に、ＶＩＩ−ＶＩＩ断面図を図７に、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図を図８に、ＩＸ−ＩＸ断面図を図９に、Ｘ−Ｘ断面図を図１０に、ＸＩ矢視図を図１１に示した。図４、図９および図１１に見られるように、排気カム29の一部を穿って形成されたデコンプカム収容穴48の底部には平面状底面48ａが形成されている。デコンプカム収容穴48の開口部48ｂ（図９）からデコンプカムが出没する。図４、図５、図６に見られるように、カム軸20の右端部には、デコンプ部材41の遠心ウエイト42が回動範囲の両端で当接するためのストッパ部51が形成されている。
【００２４】
図１２は図３に示したデコンプ部材41の拡大縦断面図である。図１３は図１２の遠心ウエイト42を右側から見たＸＩＩＩ矢視図である。図１４は図１２のデコンプカムのＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。遠心ウエイト42とデコンプカム43とは、これらの部分と一体的に形成された円形断面の回動軸44で連結されている。デコンプカム43は、デコンプカム外周円柱面43ｘと同一の曲面から成るデコンプ作動面43ａと、排気カム外周面29ａと同一の曲面となるよう切り欠かれて形成されたデコンプ解除面43ｂと、デコンプカム外周円柱面43ｘと同一の曲面から成るデコンプカム支持面43ｃと、デコンプカム43の外周の一部を切欠いて形成された逃げ面43ｄとを備えている。排気カム29に対するデコンプカム43の相対的位置関係および上記各面の作用については後述する。
【００２５】
図１５は、カム軸20と遠心ウエイト42をカム軸20の右方から見た図である。デコンプ部材抜け止めプレート46は、図の煩雑を避けるために図示省略してある。
【００２６】
図１６は、図１５のＸＶＩ矢視図である。デコンプ部材の回動軸44には捩りコイルばね52が設けてある。捩りコイルばね52は、内燃機関が停止している時には、遠心ウエイト42のアームを、図１５に示すストッパ部51の低速回転時ストッパ面51ａの方向に付勢している。
【００２７】
図１５および図１６はカム軸20が、上記捩りコイルばね52の捩りばね力調整によって設定されたデコンプ動作解除回転速度以下の低速回転または停止している時の状態を示している。クランク軸の回転に伴って従動スプロケット26が回転すると、カム軸20は矢印Ｗ方向に回転する。カム軸20が上記のように設定された回転速度以下の低速回転している時には、遠心ウエイト42は上記捩りコイルばね52の弾発力によって、図１５に示すように、アームの一側面42ａがストッパ部51の一側面の低速回転時ストッパ面51ａに当接して停止している。
【００２８】
図１７は、機関回転数が上昇して、カム軸20が、上記のように設定されたデコンプ動作解除回転速度以上の高速回転をしている時の、カム軸20と遠心ウエイト42をカム軸20の右方から見た図である。遠心ウエイト42は、それに加わる遠心力によって、カム軸20が上記設定回転速度を超過した時、上記捩りコイルばね52の弾発力に抗してカム軸20に対して相対的に回動し、遠心ウエイト42のウエイト部とは反対側のアームの端部42ｂが、ストッパ部51の上記とは異なる一側面の高速回転時ストッパ面51ｂに当接した位置で停止する。この例では、遠心ウエイト42は９０度回動して停止している。
【００２９】
図１８および図１９はいずれも、排気カム29と遠心ウエイト42とデコンプカム43との相互の位置関係を示す図であり、図１８はカム軸20が低速回転している時、図１９はカム軸20が高速回転している時の状態を示している。遠心ウエイト42とデコンプカム43とは連動しているので、遠心ウエイト42の回動前後でこれらの相互の位置関係は変わらない。遠心ウエイト42が回動すると、デコンプカム43と排気カム29との相互の位置関係は変わる。
【００３０】
カム軸20が低速回転している時には、図１８に示すように、デコンプカムの円柱状外周面43ｘの一部によって形成されるデコンプ作動面43ａが、排気カム外周面29ａより外方へ突出しており、これがロッカーアーム23のローラ31（図１）を押し上げ、両排気弁10を所定の開閉時期およびリフト量でデコンプ開閉する。
【００３１】
デコンプ作動面43ａにローラ31が当接している時には、デコンプカム43はローラ31から押圧力を受ける。この時、デコンプカム43のデコンプ作動面43ａとは反対側に形成されているデコンプカム支持面43ｃが、デコンプカム収容穴48の平面状底面48ａに当接して、デコンプカム43を支える。デコンプカム支持面43ｃは、デコンプカム外周円柱面43ｘの一部によって形成された面である。上記デコンプカム支持面43ｃと平面状底面48ａとの組み合せたものは、一種の軸受を構成している。
【００３２】
機関回転数が上昇して、カム軸20が高速回転を始めると、遠心ウエイト42に連動してデコンプカム43がカム軸20に対して、すなわち排気カム29に対して相対的に回動し、図１９の状態となる。この時、デコンプカム43の外周の一部を排気カム外周面29ａと一致するよう切欠いて形成されたデコンプ解除面43ｂが、デコンプカム収容穴48の開口部48ｂの方向へ向く。デコンプ解除面43ｂは排気カム外周面29ａより外方へは突出していないので、デコンプカム43はロッカアーム23のローラ31を押すことは出来ない。したがって、これによってデコンプ動作が解除された状態となる。
【００３３】
デコンプカム43の上記デコンプ解除面43ｂとは反対の側に、デコンプカム43の外周の一部を切欠いて形成された逃げ面43ｄが形成されている。カム軸20が高速回転している時には、デコンプ解除面43ｂは排気カム外周面29ａより外方へは突出していないので、デコンプカム43にはローラ31からの押圧力が加わらない。したがって、前述のカム軸20が低速回転していた時に、デコンプカム支持面43ｃと平面状底面48ａとの組み合せで構成されていた一種の軸受は不要となる。むしろ、デコンプカム43が低速回転状態の位置から高速回転状態の位置へ回動する時、スムーズに回動できるようにすることが重要となる。このため、逃げ面43ｄを形成して、デコンプカム43がデコンプカム収容穴48の平面状底面48ａに接触しないようにして、摩擦抵抗の減少を図ってある。
【００３４】
以上詳述したように、本実施形態においては、遠心ウエイト42がカム軸20の端部に配置され、上記遠心ウエイト42に回動軸44を介して連結されたデコンプカム43が、上記カム軸端部に近い軸受18を貫通して排気カム29のカム山部まで延びて配置されているので、従来のようなデコンプカムの位置からロッカアーム先端部へ伸びるデコンプアームは不要となる。これによって、本実施形態では、構造が簡単となり、シリンダヘッドを小型化することができる。
【００３５】
本実施形態では、デコンプ部材の回動軸44の右端部で回動軸44を支持する軸受部44ａ（図３、図１２）と、デコンプカム支持面43ｃとデコンプカム収容穴の底面48ａとで構成されデコンプカム43を支える一種の軸受（図１８）とが、吸気カムのカム山部の左右に離して形成してあるので、軸受間隔を大きく確保でき、デコンプ装置の耐久性を向上させている。
【００３６】
本実施形態のカム軸ホルダは、カム軸20の中心線位置から上下に２分割され、シリンダヘッド１に形成された下側カム軸ホルダ15と、これにボルト17により締結される上側カム軸ホルダ16とからなる２分割形式のホルダであるから、内外径共通の一対の玉軸受18、19を介してカム軸20を支持することができる。このようにして、軸受部材を共通化しているので、部品の種類を低減でき、組み立て性が向上している。
【００３７】
本実施形態のデコンプカム43は、ロッカアーム23のローラ31に接する排気カム29に組み合せ、デコンプカム43に上記ローラ31が直接当接するようにしてある。したがって、従来のように、スリッパでデコンプカムに接する構造のものと異なり、デコンプカムの山部分の滑り磨耗を低減できる。また、これによってデコンプカムのカム山を小型化し、また、デコンプカムを支持する軸受の小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明名の一実施形態に係る内燃機関の動弁室の縦断面図である。
【図２】上記内燃機関のシリンダヘッドカバーを除去して、動弁室の内部を上から見た図である。
【図３】カム軸と、それに連なっている部材の縦断面図である。
【図４】カム軸の拡大断面図である。
【図５】図４のＶ矢視図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。
【図９】図４のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図４のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図４のＸＩ矢視図である。
【図１２】デコンプ部材の拡大断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ矢視図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。
【図１５】カム軸、およびそれに連なっている部材を、カム軸の右方から見た図である。カム軸の、停止中および低速回転中のデコンプ部材の位置を示している。
【図１６】図１５のＸＶＩ矢視図である。
【図１７】カム軸、およびそれに連なっている部材を、カム軸の右方から見た図である。カム軸の、高速回転中のデコンプ部材の位置を示している。
【図１８】排気弁とデコンプカムと遠心ウエイトとの位置関係を示す図であり、カム軸が低速回転している時の位置を示している。
【図１９】排気弁とデコンプカムと遠心ウエイトとの位置関係を示す図であり、カム軸が高速回転している時の位置を示している。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド、２…シリンダヘッドカバー、３…動弁室、４…燃焼室、５…吸気ポート、６…吸気口、７…排気ポート、８…排気口、９…吸気弁、10…排気弁、10ａ…排気弁ステム上端面、11…弁スリーブ、12…弁スリーブ、13…弁ばね、14…弁ばね、15…下側カム軸ホルダ、16…上側カム軸ホルダ、17…ボルト、18…玉軸受、19…玉軸受、20…カム軸、20ａ…中空部、21…バルブリフタ、22…ロッカ軸、23…ロッカアーム、23ａ…分岐部、23ｂ…分岐部、26…従動スプロケット、27…吸気カム、27ａ…貫通孔、28…吸気カム、29…排気カム、29ａ…排気カム外周面、30…ガイド筒、31…ローラ、32…ローラ軸、40…デコンプ部材挿通孔、41…デコンプ部材、42…遠心ウエイト、42ａ…アームの一側面、42ｂ…ウエイト部とは反対側のアームの端部、43…デコンプカム、43ｘ…デコンプカム外周円柱面、43ａ…デコンプ作動面、43ｂ…デコンプ解除面、43ｃ…デコンプカム支持面、43ｄ…逃げ面、44…回動軸、44ａ…回動軸44の軸受部、45…ボルト、46…デコンプ部材抜け止めプレート、47…抜け止めプレート締着用ボルト穴、48…デコンプカム収容穴、48ａ…平面状底面、48ｂ…開口部、50…抜け止めプレート回動防止爪係止用穴、51…ストッパ部、51ａ…低速回転時ストッパ面、51ｂ…高速回転時ストッパ面、52…捩りコイルばね。
Claims (5)
- 吸気弁を開閉する吸気カムおよび排気弁を開閉する排気カムを備えるカム軸と、前記吸気カムおよび排気カムをカム軸軸線方向に挟んで上記カム軸を支持する一対のカム軸用軸受部とが設けられているシリンダヘッドを有する内燃機関のデコンプ装置において、
上記カム軸端部に配置された遠心ウエイトと、上記排気カム付近に配置されたデコンプカムと、上記遠心ウエイトと上記デコンプカムとを一体的に連結する回動軸とを有するデコンプ部材を備え、
上記デコンプ部材の回動軸は、上記カム軸の回転軸線に平行でそれからずれた位置で上記カム軸に形成されたデコンプ部材挿入孔内に回転可能に支持され、
上記デコンプ部材挿入孔は、上記回動軸と一体をなすデコンプカムのデコンプ作動面が出没する開口部をもつデコンプカム収容穴を備えるとともに、上記デコンプカム収容穴は、上記デコンプ作動面が突出してデコンプ動作を行うときに、上記デコンプ作動面の反対側のデコンプカム支持面に当接してデコンプカムを支持する平面状底面を備え、
上記デコンプ部材回動軸は、上記遠心ウエイト側の位置に、上記デコンプ部材挿入孔に軸受支持される軸受部を有し、
上記デコンプカムを支持する上記平面状底面と上記軸受部とは、上記カム軸の軸方向に関して吸気カムを挟んで配置される
ことを特徴とする内燃機関のデコンプ装置。 - 上記一対のカム軸用軸受部の一方の軸受部の外側に、クランク軸の動力を上記カム軸へ伝達する動力伝達部材が配置され、上記動力伝達部材設置側とは反対側の軸受部の近くに、上記吸気カムが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のデコンプ装置。
- 上記カム軸用軸受部は、シリンダヘッド上に支持された内外径が共通の軸受部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のデコンプ装置。
- 上記デコンプカムは、デコンプ作動時に上記排気カムの面から突出するデコンプ作動面を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のデコンプ装置。
- 上記デコンプカムの回動軸は、上記カム軸の中心と上記デコンプ作動時の作動面との間の範囲に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のデコンプ装置。
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