JP4208329B2

JP4208329B2 - ４サイクル内燃機関のデコンプ装置

Info

Publication number: JP4208329B2
Application number: JP06158699A
Authority: JP
Inventors: 智典井熊; 宣生鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: CA2298986A1; US6250271B1; JP2000257411A; CA2298986C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願発明は、例えば船外機に搭載される４サイクル内燃機関において、機関始動時に、圧縮行程でのシリンダ内の圧縮圧力を減圧することにより、始動を容易にするためのデコンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リコイルスタータなどの人力による始動装置を備えた４サイクル内燃機関には、機関始動時に、圧縮行程でのシリンダ内の圧縮圧力を減圧して始動を容易にするためのデコンプ装置が設けられたものがある。そして、そのようなデコンプ装置として、カム軸に設けられて、該カム軸の径方向外方に突出するデコンプピンを備えたものが知られている。この種のデコンプ装置では、機関始動時に、カム軸の径方向外方に突出したデコンプピンが、圧縮行程時に排気弁を小リフト量開弁させることで、機関始動時のシリンダ内の圧縮圧力が抜けるようになっている。
【０００３】
例えば、特開平９−４９４０８号公報に記載された内燃機関のデコンプ装置は、遠心力によりデコンプ軸を回動してデコンプピンを突出させるものである。この内燃機関は、船外機に搭載された４サイクル内燃機関であって、リコイルスタータを備えている。そして、デコンプ装置は、カム軸の内部に回動自在に設けられたデコンプ軸、デコンプピンおよび遠心クラッチ機構を備えている。デコンプ軸には、排気側のカムに近接した位置の外周の一部に切欠きが形成され、該切欠きに対向する位置のカム軸に、ピン孔が形成されている。そして、ピン孔にはデコンプピンがカム軸の径方向に摺動自在に挿入されている。遠心クラッチ機構は、クランク軸のプーリに巻き掛けられたタイミングベルトが巻き掛けられるカム軸のプーリの外側部に設けられていて、支持ピンに回動自在に支持された一対のウエイトを備えている。ウエイトは、該ウエイトに発生する遠心力により、スプリングのバネ力に抗して外方に開くように回動し、同時に該ウエイトに係合するデコンプ軸が、カム軸内で回動するようになっている。
【０００４】
このようなデコンプ装置において、機関始動時は、機関回転数が小さいため、ウエイトに発生する遠心力も小さく、ウエイトがバネ力に抗して回動することはない。この状態では、デコンプピンは、デコンプ軸の切欠きが形成されていない外周部分に当接しているため、デコンプピンの先端部がカム軸の表面（カムのベース円部に相当）より所定長さ突出して、圧縮行程時に排気弁が少し開弁され、圧縮圧力が抜けるようになっている。
【０００５】
機関の始動後は、機関回転数が上昇し、遠心力によりウエイトが回動して、同時に、該ウエイトと係合するデコンプ軸も、その切欠きがデコンプピンに対向する位置まで回動する。この状態では、デコンプピンは、該切欠きに嵌入して、カム軸の表面から突出していないため、圧縮行程時に排気弁が開弁されることはない。
【０００６】
また、特開平８−２１２２１号公報に記載された内燃機関の減圧装置（デコンプ装置に相当）は、油圧により作動軸（デコンプ軸に相当）を往復動させてピン（デコンプピンに相当）を移動させるものである。減圧装置は、カムシャフトの内部に軸方向に往復動自在に設けられた作動軸、ピンおよびピストンを備えている。該ピンは、作動軸に、排気弁カム部分の円筒形の面（ベース円部に相当）から突出した状態で固定され、さらにカムシャフトに形成されたスロット内に収容されている。該ピストンは、内燃機関により駆動されるオイルポンプに発生する油圧を受けて、作動軸の端部と当接し、作動軸を螺旋バネのバネ力に抗して軸方向に変位させるようになっている。
【０００７】
このような減圧装置において、機関始動時は、機関回転数が小さいため、ピストンに作用する油圧も小さく、ピストンが作動軸に当接しても、作動軸がバネ力に抗して変位することはない。この状態では、ピンはスロットの排気弁カム部分の端部に位置しているため、円筒形の面から突出しているピンにより、圧縮行程時に排気弁が少し開弁され、圧縮圧力が抜けるようになっている。
【０００８】
機関の始動後は、機関回転数が上昇し、オイルポンプに発生する油圧が上昇して、ピストンがバネ力に抗して作動軸を軸方向に変位させる。この状態では、ピンは、スロットの、排気弁カム部分から離れた側の端部であって、ロッカーアームと係合しない位置にあるため、圧縮行程時に排気弁が開弁されることはない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウエイトに発生する遠心力を利用してデコンプピンを移動させるデコンプ装置においては、機関回転数が設定値を越えたときデコンプ作動を解除するようにできるものの、その解除を確実に行うためには、ウエイトを重くするか、モーメントアームを長くして、所要の作動力を得なければならず、ウエイトが大型化する傾向がある。そのため、このデコンプ装置は、油圧を利用したデコンプ装置に比べて、シリンダヘッド内のカム軸周りにより大きなスペースを確保する必要が生じて、内燃機関の大型化・重量増を招いていた。
【００１０】
また、内燃機関により駆動されるオイルポンプに発生する油圧を利用してデコンプピンを移動させるデコンプ装置は、油圧が設定値を越えたときデコンプ作動を解除するものであり、小型・軽量である。ところが、油圧が前記設定値に達するときの機関回転数は、油温によって変化するため、このデコンプ装置においては、いかなる油温においても、機関回転数が設定値を越えたときにデコンプ作動が解除されるようにすることは困難である。
【００１１】
本出願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、小型でかつ軽量であって、しかも設定された機関回転数を越えたとき確実にデコンプ作動を解除して、安定した機関始動を可能とするデコンプ装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段および効果】
本出願の請求項１記載の発明は、排気弁を開弁駆動する排気カムが形成されるとともに回転駆動されるカム軸の内部に軸方向に形成された軸穴と、該軸穴に形成されて圧油が供給される油圧室と、前記軸穴に嵌合されて前記油圧室の油圧に応じて第１位置および第２位置を占めるデコンプ軸と、該デコンプ軸の前記第１位置で圧縮行程時に前記排気弁を開弁駆動し、前記デコンプ軸の前記第２位置で前記排気弁の開弁駆動を停止するデコンプピンと、機関回転数が設定始動回転数以下のとき、前記油圧室の油圧を前記デコンプ軸が前記第１位置を占める油圧とし、機関回転数が前記設定始動回転数を越えたとき、前記油圧室の油圧を前記デコンプ軸が前記第２位置を占める油圧にする油圧制御バルブとを備え、前記油圧室には、内燃機関により駆動されるオイルポンプにより圧送された前記圧油が供給され、前記オイルポンプが発生する油圧は、機関回転数が前記設定始動回転数に達する前に、前記デコンプ軸を前記第２位置に移動させることができる大きさに設定されており、前記油圧室は、該油圧室の圧油を前記カム軸の外部に流出させるリーク穴を有し、前記油圧制御バルブは、機関回転数が前記設定始動回転数以下のとき前記リーク穴を開放し、機関回転数が前記設定始動回転数を越えたとき前記リーク穴を閉塞し、前記油圧室には、前記油圧制御バルブによる前記リーク穴の開閉の如何に係わらず、前記オイルポンプから圧送された前記圧油が供給されており、前記油圧室を形成している前記カム軸の部分には、前記カム軸を貫通する貫通穴が径方向に形成されており、前記貫通穴は、直径方向に対向する前記カム軸の外周から前記油圧室に至る一対の穴からなり、前記一対の穴の一方の穴は、前記リーク穴であり、前記一対の穴の他方の穴は、前記油圧制御バルブを案内するための案内穴であり、前記案内穴には、前記油圧制御バルブの弁本体部が前記油圧室を横切るように嵌合されている４サイクル内燃機関のデコンプ装置である。
【００１３】
このような請求項１記載の発明によれば、油圧により位置が制御されるデコンプ軸により、デコンプピンによる排気弁の開弁駆動が制御されるので、ウエイトに発生する遠心力を利用してデコンプピンを移動させるデコンプ装置に比べて、小型・軽量のデコンプ装置とすることができる。しかも、オイルポンプが発生する油圧は、設定始動回転数に達する前に、デコンプ軸を前記第２位置に移動させることができる大きさに設定されており、デコンプ軸の位置を決める油圧室の油圧が、機関回転数に応じて作動する油圧制御バルブにより制御されるため、機関回転数が設定始動回転数を越えると油圧制御バルブが作動して、油圧室の油圧を、デコンプ軸が第２位置を占めるような油圧となるように制御し、デコンプピンによる排気弁の開弁駆動が停止されるので、設定された機関回転数において確実にデコンプ作動を解除できるため、安定した機関始動が可能となる。
【００１４】
また、前記油圧室は、該油圧室の圧油を前記カム軸の外部に流出させるリーク穴を有し、前記油圧制御バルブは、機関回転数が前記設定始動回転数以下のとき前記リーク穴を開放し、機関回転数が前記設定始動回転数を越えたとき前記リーク穴を閉塞し、前記油圧室には、前記油圧制御バルブによる前記リーク穴の開閉の如何に係わらず、前記オイルポンプから圧送された前記圧油が供給されていることにより、油圧室の油圧の発生および解除を、リーク穴の開閉のみで簡単に行うことができるとともに、リーク穴から流出した圧油をカム軸近傍の潤滑に利用できる。
【００１５】
請求項２記載の発明のように、請求項１記載の４サイクル内燃機関のデコンプ装置において、前記油圧制御バルブは、前記カム軸に固定された支持ピンに回動自在に支持されて機関回転数に応じて発生する遠心力により回動するウエイトに連動して、機関回転数が前記設定始動回転数以下のときの前記ウエイトの挙動により前記リーク穴を開放し、機関回転数が前記設定始動回転数を越えたときの前記ウエイトの挙動により前記リーク穴を閉塞することにより、ウエイトを利用した簡単な構造により、油圧制御バルブを機関回転数に応じて作動させることができる。また、ウエイトは、油圧制御バルブを駆動できる程度のものであればよいため、小型のものでよく、ウエイトを使用しているにも拘わらず、小型・軽量のデコンプ装置とすることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明のように、請求項１または請求項２記載の４サイクル内燃機関のデコンプ装置において、前記デコンプピンは、前記カム軸にその径方向に形成されたピン穴に挿入されており、前記ピン穴は、該ピン穴に前記デコンプピンを挿入するための挿入穴と共に、前記カム軸を前記径方向に貫通する貫通穴を構成し、前記デコンプ軸は、軸方向に往復動自在で、しかも前記第２位置を占めるとき前記ピン穴と対向する位置に形成された環状溝を有し、さらに前記デコンプピンは、前記デコンプ軸が前記第１位置を占めるとき前記デコンプ軸の外周に当接して前記排気カムのベース円部より径方向外方に突出し、前記デコンプ軸が前記第２位置を占めるとき前記環状溝に嵌入して前記排気カムのベース円部より径方向内方に後退することにより、ピン穴に挿入されたデコンプピンが嵌入する第２位置にあるデコンプ軸に形成された溝が、環状溝であることにより、カム軸の周方向の特定位置において径方向に形成されたピン穴に対して、デコンプ軸の位置は、その周方向位置には無関係に、その軸方向の位置のみ合わせればよいことから、デコンプ軸の位置決めが容易であり、さらにデコンプ軸がカム軸に対して回動したとしても、デコンプピンが確実に溝内に嵌入できる。
【００１７】
請求項４記載の発明のように、請求項１または請求項２記載の４サイクル内燃機関のデコンプ装置において、前記油圧室には、前記オイルポンプにより圧送された圧油が絞り部材を介して供給されることにより、リーク穴から流出する圧油の流量と、機関回転数に比例する油圧を発生するオイルポンプから絞り部材を介して油圧室に供給される圧油の流量とを適切に設定することにより、設定始動回転数に達する前に、オイルポンプに発生する油圧が、デコンプ軸を移動させることが可能な大きさとなっていても、油圧制御バルブがリーク穴を開放しているときは、油圧室の油圧を、デコンプ軸が確実に第１位置を占めるような油圧にすることが容易にでき、油圧制御バルブがリーク穴を閉じたときは、油圧室の油圧を、デコンプ軸が速やかに第２位置を占めるような油圧にすることができる。
【００１８】
なお、この明細書において、始動回転数とは、始動装置により始動された内燃機関が、完爆した後、自力運転可能となる機関回転数を意味する。そして、設定始動回転数とは、デコンプ装置によるデコンプ作動を解除するために予め設定した始動回転数を意味する。
【００１９】
【発明の実施形態】
以下、本出願発明の一実施形態を図１ないし図７を参照して説明する。
図１ないし図７に図示された本出願発明の一実施形態は、船外機に搭載される、リコイルスタータ付きの４サイクル２気筒内燃機関のデコンプ装置である。
【００２０】
まず、図１に図示されたカム軸１を参照して、カム軸１を中心に、吸気弁および排気弁の動弁機構について説明する。
シリンダヘッド２に設けられて、鉛直方向に延びるカム軸１には、その上端部にドリブンプーリ３が取り付けられ、やはり鉛直方向に延びるクランク軸（図示されず）の上端部には、ドライブプーリが取り付けられている。該ドリブンプーリ３および該ドライブプーリ間には、タイミングベルトが掛け渡されていて、カム軸１は、このタイミングベルトを介して伝達されるクランク軸のトルクにより、クランク軸の回転と同期して回転駆動される。
【００２１】
カム軸１には、ドリブンプーリ３の取り付け部の下方に隣接して上ジャーナル部４ａが、さらにカム軸１の下端部に下ジャーナル部４ｂがそれぞれ形成されている。そして、カム軸１は、これら両ジャーナル部４ａ，４ｂにおいて、シリンダヘッド２に回転自在に支持されている。また、上ジャーナル部４ａの上部外周とシリンダヘッド２との間には、オイルシール５が設けられている。さらに、上ジャーナル部４ａの下端には、シリンダヘッド２に当接してカム軸１の上方への移動を阻止する鍔状の上スラスト受け部６ａが形成され、下ジャーナル部４ｂの上端には、シリンダヘッド２に当接してカム軸１の下方への移動を阻止する鍔状の下スラスト受け部６ｂが形成されている。
【００２２】
そして、両スラスト受け部６ａ，６ｂの間のカム軸１には、二つの気筒に対応して上カム形成部７ａおよび下カム形成部７ｂが設けられている。各カム形成部７ａ，７ｂは、カム軸１の軸線を中心とする円弧状のベース円部と、ベース円部より径方向外方に突出したノーズ部とを有している。そして、各カム形成部７ａ，７ｂにおいて、軸方向の上部分が排気カム８を形成しており、軸方向の下部分が吸気カム９を形成している。なお、両カム形成部７ａ，７ｂの間には、内燃機関の燃料ポンプ駆動用カム１０が形成されている。
【００２３】
また、シリンダヘッド２には、各気筒に対応して吸気弁および排気弁が１個ずつ設けられている。さらに、シリンダヘッド２には、それら吸気弁および排気弁に対応して吸気ロッカーアームおよび排気ロッカーアーム１１が、略９０度（または略２７０度）の位相差を持って、ロッカーアーム軸に回動自在に取り付けられている。この実施形態では、排気カム８および吸気カム９を一つのカムプロフィールで共用しているため、ロッカーアームのスリッパー面を例えば前述のような位相差をもって配置している。
【００２４】
それゆえ、カム軸１が、タイミングベルトを介して伝達されるクランク軸のトルクにより回転駆動されると、吸気ロッカーアームの一端および排気ロッカーアーム１１の一端にそれぞれ当接する吸気カム９および排気カム８が、各ロッカーアームを回動させて、吸気ロッカーアームの他端および排気ロッカーアーム１１の他端にそれぞれ当接する吸気弁および排気弁を、各カム８，９のノーズ部の突出長さに対応したリフト量でそれぞれ開弁駆動するようになっている。
【００２５】
つぎに、デコンプ装置の詳細な構造を説明する。
図１は、デコンプ作動時のデコンプ装置の断面図であり、図２は、デコンプ非作動時のデコンプ装置の断面図である。なお、図１および図２においては、破断線を境に異なる周方向位置での断面が示されている。
【００２６】
カム軸１の内部には、カム軸１と同軸にその軸方向に延びる軸穴２１が形成されている。軸穴２１は、カム軸１の下端面から上ジャーナル部４ａに渡って形成され、その上端は閉塞され、その下端は開口している。この軸穴２１は、後述するデコンプ軸２５が嵌合される小径部２１ａと、小径部２１ａより径の大きい大径部２１ｂとを有する段付きの穴となっている。そして、大径部２１ｂは、カム軸１の下端面から下スラスト受け部６ｂに至る長さで軸方向に延びている。
【００２７】
さらに、カム軸１の、各排気カム８の上方に近接して、排気ロッカーアーム１１が当接可能な位置に、カム形成部７ａ，７ｂのノーズ部の径方向に最も突出した点のカム軸１周方向位置と同じ周方向位置において、カム軸軸線と直交する中心線を有する貫通穴が、カム形成部７ａ，７ｂのノーズ部側からカム形成部７ａ，７ｂのベース円部側に、カム軸１をその径方向に貫通して形成されている。図５および図６にも図示されるように、貫通穴のベース円部側の穴は、後述するデコンプピン２４が収容されるピン穴２２を構成しており、小径部２２ａと、小径部２２ａより径の大きい大径部２２ｂとを有する段付きの穴である。大径部２２ｂは、軸穴２１の小径部２１ａの周壁面より所定長さ径方向外方に延びた位置まで形成されており、小径部２２ａは、大径部２２ｂの延びた位置からカム軸１の外周の開口まで形成されている。また、それら貫通穴のノーズ部側の穴は、デコンプピンをピン穴２２に挿入するための挿入穴２３を構成しており、ピン穴２２の大径部２２ｂと同じ径を有していて、カム軸１の外周から軸穴２１に至る穴である。
【００２８】
各ピン穴２２には、デコンプピン２４が挿入されていて、該デコンプピン２４は、ピン穴２２の軸方向（カム軸１の径方向）に摺動自在である。デコンプピン２４は、ピン穴２２の小径部２２ａおよび大径部２２ｂに対応して、小径部２４ａと、小径部２４ａより径の大きい大径部２４ｂとを有する段付きのピンである。大径部２４ｂの軸方向長さは、大径部２４ｂの底面が、後述するデコンプ軸２５の大径部の外周に当接した状態で、デコンプピン２４の段部２４ｃがピン穴２２の段部２２ｃに当接する長さとされる。また、デコンプピン２４の軸方向長さは、大径部２４ｂの底面が、デコンプ軸２５の大径部２５ｂの外周に当接した状態で、小径部２４ａの先端が、各カム形成部７ａ，７ｂ（排気カム８）のベース円部より径方向外方に所定長さ突出するようにされている。この所定長さは、排気弁のリフト量を決めるものであり、機関始動時において、圧縮行程時になすべきシリンダ内の減圧の程度を考慮して適宜決定される。
【００２９】
図１および図２に図示されるように、軸穴２１の小径部２１ａには、デコンプ軸２５がカム軸１の軸方向に摺動して往復動自在に嵌合されている。デコンプ軸２５は、その上端部に形成された小径部２５ａと、それより下方位の、小径部２５ａより径の大きい大径部２５ｂとを有する段付きの軸である。そして、軸穴２１の閉塞された上端とデコンプ軸２５の段部２５ｃとの間には、小径部２５ａを囲んで遊嵌された状態で、軸スプリング２６が縮設されている。デコンプ軸２５は、この軸スプリング２６のバネ力により、その下端面が抜け止めピン２７に当接するように付勢されている。そして、抜け止めピン２７に当接しているときのデコンプ軸２５の位置が、デコンプ軸２５の第１位置である。なお、抜け止めピン２７は、下カム形成部７ｂの吸気カム９の下方で、軸穴２１を直径方向に横切る態様で、カム軸１に固定されている。
【００３０】
デコンプ軸２５の下端面は、後述する油圧室３０の油圧を受ける受圧面となっていて、この下端面に作用する油圧に基づく力が、軸スプリング２６のバネ力より大きくなると、デコンプ軸２５は上方に移動して、小径部２５ａの上端面が軸穴２１の上端に当接した状態で停止する。そして、小径部２５ａの上端面が上端に当接しているときのデコンプ軸２５の位置が、デコンプ軸２５の第２位置である。
【００３１】
第２位置にあるデコンプ軸２５の大径部２５ｂには、ピン穴２２に対向する位置に、環状溝２８が形成されている。この環状溝２８には、デコンプピン２４による排気弁の開弁駆動を停止するために、排気ロッカーアーム１１に当接したデコンプピン２４が嵌入するようになっている。それゆえ、環状溝２８の深さは、環状溝２８にデコンプピン２４が嵌入して、環状溝２８の底壁面にデコンプピン２４の大径部２４ｂの底面が当接した状態で、デコンプピン２４の先端面がカム形成部７ａ，７ｂ（排気カム８）のベース円部より径方向内方に後退した位置となる深さに設定されている。なお、環状溝２８の底壁面にデコンプピン２４の大径部２４ｂの底面が当接しているとき、デコンプピン２４の大径部２４ｂの一部は、ピン穴２２の大径部２２ｂに嵌合している。
【００３２】
このように、デコンプピン２４が嵌入するデコンプ軸２５の溝が環状溝２８であるため、カム軸１の周方向の特定位置に形成されたピン穴２２に対して、デコンプ軸２５の位置は、その周方向位置には無関係に、その軸方向の位置のみ合わせればよいことから、ピン穴２２に対するデコンプ軸２５の位置決めが容易であり、さらにデコンプ軸２５がカム軸１に対して回動したとしても、デコンプピン２４が確実に溝内に嵌入できる。さらに、環状溝２８の上側壁面は、環状溝２８の底壁面からデコンプ軸２５の外周に向かって斜め上方に傾斜していて、デコンプ軸２５が第１位置と第２位置との間で往復動する際に、デコンプピン２４が環状溝２８に出入りするとき、この傾斜した上側壁面を利用してスムーズに出入りできるようになっている。
【００３３】
軸穴２１において、軸穴２１の段部２１ｃには絞り部材２９が配置され、さらにデコンプ軸２５の下端面と絞り部材２９の上端面との間には油圧室３０が形成されている。この油圧室３０には、内燃機関により駆動されるオイルポンプから圧送された圧油が、シリンダヘッド２に形成されたオイル通路３１を介して、さらに絞り部材２９のオリフィスを通って供給される。このオイルポンプは、機関回転数に比例する油圧を発生するものであり、デコンプ作動を解除する機関回転数である設定始動回転数に達する前に、その油温に関わらず、発生する油圧が、デコンプ軸２５を軸スプリング２６のバネ力に抗して移動させることができる大きさとなるように設定してある。なお、オイルポンプは、例えばトロコイド式ポンプであって、そのローターの軸をカム軸１の下端に合わせるようにして、カム軸１に直結されて駆動されるものであってもよい。
【００３４】
そして、油圧室３０に流入する圧油の流量は、絞り部材２９に形成されたオリフィスの大きさを変えることにより、調整可能である。したがって、後述するリーク穴３３から流出する圧油の流量と、絞り部材２９を介して油圧室３０に供給される圧油の流量を適切に設定することにより、設定始動回転数に達する前に、オイルポンプに発生する油圧が、デコンプ軸２５を軸スプリング２６のバネ力に抗して移動できる大きさとなるように設定してあっても、後述する油圧制御バルブ３２がリーク穴３３を開放しているときは、油圧室３０の油圧を、デコンプ軸２５が確実に第１位置を占めるような油圧にすることができる。そして、油圧制御バルブ３２がリーク穴３３を閉じたときは、既に、デコンプ軸２５を移動させることができる大きさとなっている油圧を有する圧油で油圧室３０が満たされるため、デコンプ軸２５が速やかに第２位置を占めるように移動する。
【００３５】
図３および図４にも図示されるように、油圧制御バルブ３２は、円柱形状の弁本体部３２ａと、弁本体部３２ａの一端に形成された円錐形状をした弁部３２ｂと、弁本体部３２ａの他端に形成された切欠き部３２ｃとからなる。この油圧制御バルブ３２の弁本体部３２ａは油圧室３０を横切るようにしてカム軸１に形成された後述する穴に嵌合されている。そして、切欠き部３２ｃは、カム軸１の外部に位置していて、油圧制御バルブ３２の軸方向に平行な平面が形成されるように、円柱の一部を切除したものであり（図７参照）、それによって形成された平面部に後述するウエイト３５の係合溝３５ｄに係合し、カム軸軸線と平行に延びる係合ピン３２ｄが植設されている。
【００３６】
一方、油圧室３０を形成しているカム軸１の部分には、抜け止めピン２７の設置位置より下方に、カム軸軸線と直交する中心線を有し、カム軸１を貫通する貫通穴が径方向に形成されている。貫通穴は、直径方向に対向するカム軸１の外周から油圧室３０に至る一対の穴からなる。そして、この貫通穴の一方の穴は、油圧室３０の圧油をカム軸１の外部に流出させるためのリーク穴３３を構成しており、油圧制御バルブ３２の弁部３２ｂが着座する弁座を有していて、油圧制御バルブ３２により開閉されるようになっている。このため、油圧室３０には、油圧制御バルブ３２によるリーク穴３３の開閉とは無関係に、前記オイルポンプから圧送された圧油が絞り部材２９を通って供給されている。
また、貫通穴の他方の穴には、この油圧制御バルブ３２の弁本体部３２ａが摺動して往復動自在に嵌合されており、この他方の穴は油圧制御バルブ３２を案内するための案内穴３４となっている。なお、案内穴３４の周壁面と弁本体部３２ａの外周面との間にはシール部材を設けることもできる。
【００３７】
つぎに、図３および図７を参照して、ウエイト３５について説明する。ウエイト３５は、ウエイト部３５ａとボス部３５ｂとアーム部３５ｃとからなる。ボス部３５ｂには、一端が下スラスト受け部６ｂに、他端が下カム形成部７ｂのノーズ部に固定された支持ピン３６が挿入されていて、ウエイト３５は、この支持ピン３６に回動自在に支持されている。支持ピン３６は、カム軸軸線と平行となるように配置され、下スラスト受け部６ｂに形成された穴を貫通して、下カム形成部７ｂのノーズ部下端に形成された有底の穴に挿入されている。ボス部３５ｂの上端面は下カム形成部７ｂの吸気カム９の下端面に当接しており、ボス部３５ｂの下端面は、下スラスト受け部６ｂの上端面に当接している。そのため、ウエイト３５は上下方向にぶれることなく回動が可能である。下スラスト受け部６ｂ寄りのボス部３５ｂの周囲には、ウエイトスプリング３７が遊嵌されている。ウエイトスプリング３７の一端は、カム軸１の外周に当接し、その他端はウエイト部３５ａの端部に当接していて、その捩りバネ力により、ウエイト３５は、ウエイト部３５ａの内周がカム軸１の外周に当接するように付勢されている。
【００３８】
また、ウエイト部３５ａは、リングをその中心線を含む平面で略半分にした半リングの形状をしていて、下スラスト受け部６ｂおよび下カム形成部７ｂとの間にあって、ボス部３５ｂからカム軸１の外周に沿って延びている。ウエイト部３５ａには、ウエイトスプリング３７のバネ力によりウエイト部３５ａの内周がカム軸１の外周に当接している状態で、リーク穴３３に対向する部分に、リーク穴３３から流出するオイルの流れを妨げないようにするための流出溝３５ｅが、径方向に形成されている。
【００３９】
アーム部３５ｃは、ボス部３５ｂから、ウエイト部３５ａが形成されている方向とは逆方向にカム軸１の外周に沿って延びており、その先端部には、油圧制御バルブ３２の係合ピン３２ｄと係合する断面がコ字状の係合溝３５ｄが形成されている。
【００４０】
したがって、この係合溝３５ｄと係合ピン３２ｄの係合により、油圧制御バルブ３２は、後述するように、カム軸１の回転に応じて発生する遠心力により支持ピン３６周りに回動し得るウエイト３５の挙動に連動して、リーク穴３３を開閉するようになっている。
【００４１】
すなわち、機関回転数が設定始動回転数以下のときは、ウエイト部３５ａに発生する遠心力による支持ピン３６周りのモーメントは、ウエイトスプリング３７のバネ力による支持ピン３６周りのモーメントより大きくないため、流出溝３５ｅがリーク穴３３と整合し、そしてウエイト部３５ａの内周がカム軸１の外周と当接している状態で、ウエイト３５はカム軸１に対して静止している。このとき、係合溝３５ｄと係合ピン３２ｄとは、油圧制御バルブ３２がリーク穴３３を開放する態様で係合している。
【００４２】
そして、機関回転数が設定始動回転数を越えると、ウエイト部３５ａに発生する遠心力による支持ピン３６周りのモーメントが、ウエイトスプリング３７のバネ力による支持ピン３６周りのモーメントより大きくなって、ウエイト部３５ａの内周がカム軸１の外周から離れる方向に、ウエイト３５が回動する。このときは、係合溝３５ｄと係合ピン３２ｄとの係合により、ウエイト３５のアーム部３５ｃが、カム軸１の外周に接近する方向へ回動することにより、油圧制御バルブ３２が弁座に向けて移動してリーク穴３３を閉塞する。
【００４３】
このように、ウエイト３５は、機関回転数を検知する機構を構成し、さらに油圧制御バルブ３２を駆動する機構を構成している。
【００４４】
つぎに、図１ないし図７を参照して、この実施形態の動作を説明する。
内燃機関の停止時は、ウエイトスプリング３７の捩りバネ力により、ウエイト部３５ａの内周はカム軸１の外周に押し付けられ、かつ油圧制御バルブ３２は弁座から離れた位置に保持されるため、リーク穴３３は開放されている。また、デコンプ軸２５は、軸スプリング２６のバネ力により第１位置を占めている。
【００４５】
内燃機関が、リコイルスタータにより始動されると、クランク軸の回転がタイミングベルトを介してカム軸１に伝達されて、カム軸１が回転駆動されると同時に、オイルポンプも駆動される。オイルポンプより圧送された圧油は、オイル通路３１を経てカム軸１の下端に供給され、さらに絞り部材２９を通って油圧室３０に流入する。
【００４６】
一方、この始動期間中の機関回転数でのカム軸１の回転によりウエイト部３５ａに発生する遠心力は小さく、該遠心力に基づいてウエイト３５に作用する支持ピン３６周りのモーメントは、ウエイトスプリング３７の捩りバネ力によるモーメントよりも小さいため、ウエイト３５および油圧制御バルブ３２は内燃機関停止時の状態のままとなっている。そのため、図３に図示されるように、油圧室３０に流入した圧油は、開放されているリーク穴３３から流出している。そして、この流出した圧油は、カム軸１の近傍の潤滑に利用できる。
【００４７】
また、オイルポンプに発生する油圧は、機関回転数に比例して上昇するが、油圧室３０に流入する圧油の流量は、開放しているリーク穴３３から流出する圧油の流量を考慮して、絞り部材２９により調整されているため、油圧室３０の油圧は、デコンプ軸２５が軸方向に移動することがない程度の油圧としている。すなわち、オイルポンプに発生する油圧が、軸スプリング２６のバネ力に抗して、デコンプ軸２５を移動させるに大きさに達していないときはもちろんであるが、前述のように、設定始動回転数に達する前に、オイルポンプに発生する油圧が、デコンプ軸２５を移動させることが可能な大きさとなったときにも、その大きさの油圧を有する圧油は、リーク穴３３から流出する圧油の流量を考慮して設定された絞り部材２９のオリフィスを介して油圧室３０に導入されているため、リーク穴３３が開放されている限り、油圧室３０には軸スプリング２６のバネ力に打ち勝ってデコンプ軸２５を上方に移動させる大きさの油圧が存在しない。その結果、デコンプ軸２５は図１に図示された第１位置にあり、デコンプピン２４はデコンプ軸２５の外周に当接して、デコンプピン２４の小径部２４ａの先端面がカム形成部７ａ，７ｂのベース円部より径方向外方に所定長さ突出している。そして、図５に図示されるように、内燃機関の圧縮行程時に、このデコンプピン２４のこの所定長さに対応したリフト量で排気弁が開弁されるため、シリンダ内の圧縮圧力が抜けて減圧される。
【００４８】
その後、機関が始動して自力運転可能となり、機関回転数が設定始動回転数に達し、それを越えると、図４に図示されるように、ウエイト部３５ａに発生する遠心力に基づいてウエイト３５に作用する支持ピン３６周りのモーメントが、ウエイトスプリング３７の捩りバネ力によるモーメントよりも大きくなるため、ウエイト３５が支持ピン３６の周りに回動し、同時に、ウエイト３５が係合溝３５ｄを介して係合ピン３２ｄを押圧することで、油圧制御バルブ３２の弁部３２ｂが弁座に向かって移動してリーク穴３３を閉塞する。
【００４９】
この時、オイルポンプに発生する油圧は、既にデコンプ軸２５を軸スプリング２６のバネ力に抗して移動させることができる大きさに達しているため、油圧室３０はその大きさの油圧を持った圧油により満たされるので、デコンプ軸２５は、軸スプリング２６のバネ力に抗して速やかに上方に移動して、図２に図示される第２位置を占める。この状態では、デコンプピン２４の大径部２４ｂの底部が環状溝２８と対向している。したがって、ピストンが圧縮行程中に、排気ロッカーアーム１１がデコンプピン２４の先端に当接すると、図６に図示されるように、デコンプピン２４は環状溝２８に嵌入するので、排気弁が開弁することはない。その結果、デコンプ作動が解除される。
【００５０】
以後、設定始動回転数を越えた状態での内燃機関の運転時は、ウエイト３５に発生する遠心力によるモーメントにより、油圧制御バルブ３２は弁座に向けてウエイト３５に押圧され続けるので、リーク穴３３の閉塞状態が維持される。
【００５１】
前記実施形態は以上のように構成されているので、次の効果を奏する。
オイルポンプの圧油が供給される油圧室３０の油圧によりデコンプ軸２５の位置が制御されて、デコンプピン２４による排気弁の開弁駆動が制御されるので、遠心力により回動するウエイト３５がデコンプピン２４を移動させるデコンプ装置に比べて、小型・軽量のデコンプ装置とすることができる。しかも、デコンプ軸２５の位置を決める油圧室３０の油圧は、機関回転数に応じて回動するウエイト３５の挙動を油圧制御バルブ３２と連動させることで、機関回転数に応じて油圧制御バルブ３２が制御されるため、機関回転数が設定始動回転数を越えると油圧制御バルブ３２が作動して、油圧室３０の油圧を、デコンプ軸２５が第２位置を占めるような油圧となるように制御し、デコンプピン２４による排気弁の開弁駆動が停止されるので、設定された機関回転数において確実にデコンプ作動を解除できるため、安定した機関始動が可能となる。
【００５２】
ウエイト３５がカム軸１に固定された支持ピン３６に回動自在に支持され、機関回転数に応じて発生する遠心力により回動するウエイト３５の挙動を油圧制御バルブ３２と連動させたので、ウエイト３５を利用した簡単な構造により、油圧制御バルブ３２を機関回転数に応じて作動させることができる。また、ウエイト３５は、油圧制御バルブ３２を駆動できる程度のものであればよいため、小型のものでよく、ウエイト３５を使用しているにも拘わらず、小型・軽量のデコンプ装置とすることができる。
【００５３】
油圧室３０の圧油をカム軸１の外部に流出させるリーク穴３３を油圧制御バルブ３２で開閉することにより、油圧室３０の油圧を制御するので、油圧室３０の油圧の発生および解除を、リーク穴３３の開閉のみで簡単に行うことができるとともに、リーク穴３３から流出した圧油をカム軸１の近傍の潤滑に利用できる。
【００５４】
デコンプ軸２５に形成された溝が、環状溝２８であることにより、カム軸１の周方向の特定位置において径方向に形成されたピン穴２２に対して、デコンプ軸２５の位置は、その周方向位置には無関係に、その軸方向の位置のみ合わせればよいことから、デコンプ軸２５の位置決めが容易であり、さらにデコンプ軸２５がカム軸１に対して回動したとしても、デコンプピン２４が確実に溝内に嵌入できる。
【００５５】
デコンプ軸２５の環状溝２８の上側壁面は、環状溝２８の底壁面からデコンプ軸２５の外周に向かって斜め上方に傾斜しているので、デコンプ軸２５が第１位置と第２位置との間で往復動する際に、デコンプピン２４が環状溝２８に出入りするとき、この傾斜した上側壁面を利用してスムーズに出入りできるようになっている。
【００５６】
リーク穴３３を有する油圧室３０には、内燃機関により駆動されるオイルポンプからの圧油を絞り部材２９を介して供給しているため、リーク穴３３から流出する圧油の流量と、機関回転数に比例する油圧を発生するオイルポンプから絞り部材２９を介して油圧室３０に供給される圧油の流量とを適切に設定することにより、設定始動回転数に達する前に、オイルポンプに発生する油圧が、デコンプ軸２５を移動させることが可能な大きさとなっていても、油圧制御バルブ３２がリーク穴３３を開放しているときは、油圧室３０の油圧を、デコンプ軸２５が確実に第１位置を占めるような油圧にすることが容易にでき、油圧制御バルブ３２がリーク穴３３を閉じたときは、油圧室３０の油圧を、デコンプ軸２５が速やかに第２位置を占めるような油圧にすることができる。
【００５７】
なお、前記実施形態では、内燃機関は、船外機に搭載されたが、船外機以外に、車両またはその他の機器に搭載されてもよい。また、始動装置は、リコイルスタータであったが、キックスタータであってもよい。
【００５８】
前記実施形態では、カム軸１は排気カム８と吸気カム９とが形成されているものであったが、排気カムのみが形成されているカム軸であってもよい。
【００５９】
前記実施形態では、デコンプピン２４の大径部２４ｂの軸方向長さは、大径部２４ｂの底面がデコンプ軸２５の大径部２５ｂの外周に当接した状態で、デコンプピン２４の段部２４ｃがピン穴２２の段部２２ｃに当接する長さとされていたが、大径部２４ｂの底面がデコンプ軸２５の大径部２５ｂの外周に当接した状態で、デコンプピン２４の段部２４ｃとピン穴２２の段部２２ｃとの間に間隙が形成されるようにして、この間隙に、デコンプピン２４を径方向内方に付勢するスプリングを設けてもよい。そのようにすると、そのスプリングにより、デコンプピン２４を環状溝２８の底壁面に押しつけておくことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願発明の一実施形態である４サイクル内燃機関のデコンプ装置の、デコンプ作動時の断面図である。
【図２】図１の４サイクル内燃機関のデコンプ装置の、デコンプ非作動時の断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図３のＶＩＩ方向矢視図である。
【符号の説明】
１…カム軸、２…シリンダヘッド、３…ドリブンプーリ、４ａ，４ｂ…ジャーナル部、５…オイルシール、６ａ，６ｂ…スラスト受け部、７ａ，７ｂ…カム形成部、８…排気カム、９…吸気カム、１０…燃料ポンプ駆動用カム、１１…排気ロッカーアーム、
２１…軸穴、２２…ピン穴、２３…挿入穴、２４…デコンプピン、２５…デコンプ軸、２６…軸スプリング、２７…抜け止めピン、２８…環状溝、２９…絞り部材、３０…油圧室、３１…オイル通路、３２…油圧制御バルブ、３３…リーク穴、３４…案内穴、３５…ウエイト、３６…支持ピン、３７…ウエイトスプリング。

Claims

排気弁を開弁駆動する排気カムが形成されるとともに回転駆動されるカム軸の内部に軸方向に形成された軸穴と、
該軸穴に形成されて圧油が供給される油圧室と、
前記軸穴に嵌合されて前記油圧室の油圧に応じて第１位置および第２位置を占めるデコンプ軸と、
該デコンプ軸の前記第１位置で圧縮行程時に前記排気弁を開弁駆動し、前記デコンプ軸の前記第２位置で前記排気弁の開弁駆動を停止するデコンプピンと、
機関回転数が設定始動回転数以下のとき、前記油圧室の油圧を前記デコンプ軸が前記第１位置を占める油圧とし、機関回転数が前記設定始動回転数を越えたとき、前記油圧室の油圧を前記デコンプ軸が前記第２位置を占める油圧にする油圧制御バルブとを備え、
前記油圧室には、内燃機関により駆動されるオイルポンプにより圧送された前記圧油が供給され、
前記オイルポンプが発生する油圧は、機関回転数が前記設定始動回転数に達する前に、前記デコンプ軸を前記第２位置に移動させることができる大きさに設定されており、
前記油圧室は、該油圧室の圧油を前記カム軸の外部に流出させるリーク穴を有し、
前記油圧制御バルブは、機関回転数が前記設定始動回転数以下のとき前記リーク穴を開放し、機関回転数が前記設定始動回転数を越えたとき前記リーク穴を閉塞し、
前記油圧室には、前記油圧制御バルブによる前記リーク穴の開閉の如何に係わらず、前記オイルポンプから圧送された前記圧油が供給されており、
前記油圧室を形成している前記カム軸の部分には、前記カム軸を貫通する貫通穴が径方向に形成されており、
前記貫通穴は、直径方向に対向する前記カム軸の外周から前記油圧室に至る一対の穴からなり、
前記一対の穴の一方の穴は、前記リーク穴であり、
前記一対の穴の他方の穴は、前記油圧制御バルブを案内するための案内穴であり、
前記案内穴には、前記油圧制御バルブの弁本体部が前記油圧室を横切るように嵌合されていることを特徴とする４サイクル内燃機関のデコンプ装置。
前記油圧制御バルブは、前記カム軸に固定された支持ピンに回動自在に支持されて機関回転数に応じて発生する遠心力により回動するウエイトに連動して、機関回転数が前記設定始動回転数以下のときの前記ウエイトの挙動により前記リーク穴を開放し、機関回転数が前記設定始動回転数を越えたときの前記ウエイトの挙動により前記リーク穴を閉塞することを特徴とする請求項１記載の４サイクル内燃機関のデコンプ装置。
前記デコンプピンは、前記カム軸にその径方向に形成されたピン穴に挿入されており、
前記ピン穴は、該ピン穴に前記デコンプピンを挿入するための挿入穴と共に、前記カム軸を前記径方向に貫通する貫通穴を構成し、
前記デコンプ軸は、軸方向に往復動自在で、しかも前記第２位置を占めるとき前記ピン穴と対向する位置に形成された環状溝を有し、
さらに前記デコンプピンは、前記デコンプ軸が前記第１位置を占めるとき前記デコンプ軸の外周に当接して前記排気カムのベース円部より径方向外方に突出し、前記デコンプ軸が前記第２位置を占めるとき前記環状溝に嵌入して前記排気カムのベース円部より径方向内方に後退することを特徴とする請求項１または請求項２記載の４サイクル内燃機関のデコンプ装置。
前記油圧室には、前記オイルポンプにより圧送された圧油が絞り部材を介して供給されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の４サイクル内燃機関のデコンプ装置。