JP4532026B2 - 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】
本願発明は、内燃機関の圧縮行程時に燃焼室の圧縮圧力を抜くことにより、始動性等を向上させることができる内燃機関のデコンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関のデコンプ装置として、たとえば特公平２−２５００７号公報に記載されている遠心錘式デコンプ装置がある。この遠心錘式デコンプ装置は、図１０のように、排気カム面１１０を有するカム軸１０１において、カム軸１０１の軸端部に、遠心力によりカム軸径方向の外方に開く複数の遠心錘１０３，１０４を回動自在に取り付け、一つの遠心錘１０４にデコンプカム部１０５を設けると共に、両遠心錘１０３，１０４をばね（図示せず）により径方向の内方に付勢してある。
【０００３】
機関始動時には、デコンプカム部１０５により、圧縮行程時に排気側タペット１０６を所定量Ｌ１だけ排気カム面１１０の基礎面より押し上げ、これにより燃焼室の圧縮圧力を抜いている。機関回転数が実使用回転数まで上昇すると、遠心力により遠心錘１０３，１０４がばねに抗して外方向に開くことにより、デコンプカム部１０５が排気カム面１１０の基礎面内に引っ込み、デコンプ作用が解除されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記にような遠心錘式デコンプ装置を備えた内燃機関では、次のような課題がある。
（１）デコンプ動作回転数は、遠心錘１０３，１０４の遠心力とばねの釣り合いにより決定されるが、これはデコンプ装置組付時の当初の設定により一義的に決定され、途中で変更することは困難である。変更しようとすれば、たとえばデコンプ装置を一旦分解して遠心錘１０３，１０４の重量を変更するか、ばねの荷重を変更しなければならず、変更に手間がかかる。
【０００５】
（２）デコンプ動作終了回転数は、通常、始動時回転数（スタータによる回転時）よりも高く、アイドリング回転数よりも低く設定されていることが多いが、アイドリング回転数が始動時回転数に接近している場合に、製作時における遠心錘の取付け位置、寸法又はばね荷重等のばらつきにより、デコンプ動作回転数にばらつきが生じると、始動後のアイドリング回転時にもデコンプ作用が継続することがある。
【０００６】
ちなみに遠心錘式デコンプ装置では、水平に配置されているカム軸１０１に対して遠心錘１０３，１０４が垂直面内で回転することになるため、遠心錘１０３，１０４が下降している時と上昇している時では重力の影響により遠心力が変化し、上記デコンプ動作回転数を所望の値に設定することがむつかしくなる。
【０００７】
（３）単気筒内燃機関の場合は、遠心錘式デコンプ装置を一個備えるだけで良いが、Ｖ型２気筒内燃機関にように各気筒がそれぞれ独立して存在しているような内燃機関では、各気筒用のカム軸それぞれに遠心錘式デコンプ装置を備えなければならず、部品点数及び重量が増加すると共に、内燃機関が大型化する。
【０００８】
（４）遠心錘式デコンプ装置では、組付当初に設定されたデコンプ動作回転数に基づいた制御しか行なえず、別の回転数値あるいは回転数以外の条件で制御することはできない。たとえば内燃機関の停止操作時に利用する場合であって、アイドリング回転数よりも高い回転数でデコンプを作動させたい場合、又は反対に、デコンプを解除した状態で機関停止まで移行したい場合等に対応することができない。
【０００９】
【発明の目的】
本願発明は、デコンプ装置をコンパクトに配置できるようにすると共に、デコンプが作動する各種条件を広げることができる内燃機関のデコンプ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願請求項１記載の発明にかかる内燃機関のデコンプ装置は、複数の気筒を備えると共に各気筒用に複数のカム軸を備え、前記各カム軸の外周に、圧縮行程に対応する前記カム軸の周方向範囲内に位置して圧縮行程時に排気側タペットを押上可能なデコンプ用の押上部材をそれぞれ配置し、前記各押上部材は、前記各カム軸の外周にカム軸芯方向に直線状に形成された各溝に、カム軸芯方向に移動操作可能に嵌合すると共に、各排気カム面に当接する各排気側タペットの底面範囲内に突入するデコンプ作用位置から上記底面範囲外に退くデコンプ非作用位置の間で移動自在となっており、前記複数のカム軸に対してカム軸芯方向の一方端側に共通のアクチュエータを配置し、該アクチュエータを前記複数のカム軸の前記各押上部材に連動連結し、１つの前記アクチュエータにより複数の気筒をデコンプするようにし、前記各カム軸の軸芯孔にそれぞれ円柱状のガイドロッドをカム軸芯方向移動可能に嵌合し、前記各ガイドロッドと前記各押上部材とを、それぞれ連結部材により一体的に軸芯方向移動可能に連結し、前記各ガイドロッドを、一つの前記アクチュエータで移動操作することにより、連結部材を介して各押上部材をカム軸芯方向に移動するようにしている。
【００１１】
これにより、簡単な構造でコンパクトにデコンプ装置を備えることができ、また、デコンプ作動回転数を調節することも遠心錘式に比べると簡単に行なえるようになり、さらに回転数以外の条件でデコンプ装置をＯＮ、ＯＦＦ切り換えるようにすることも可能となる。加えて、複数気筒内燃機関において、デコンプ装置用の部品を節約し、かつ、内燃機関をコンパクトにすることができる。
【００１３】
回転するカム軸の外周に配置した押上部材に対して、ガイドロッドはカム軸と一緒に自転するので、外部からのガイドロッドの移動操作を円滑に行なうことができる。
【００１４】
請求項２記載の発明にかかる内燃機関のデコンプ装置は、請求項１記載の内燃機関のデコンプ装置において、アクチュエータとしてソレノイドを備え、該ソレノイドをその可動鉄芯がカム軸と直交する姿勢に配置してあることを特徴としている。
【００１５】
これにより、内燃機関のカム軸芯方向の幅をコンパクトにすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［内燃機関全体及び吸、排気弁機構］
図１は本願発明が適用される自動二輪車用Ｖ型２気筒内燃機関及びその吸、排気弁機構の概要を示しており、仮想線で示す内燃機関は、クランクケース３の上側に前傾姿勢の第１気筒（前気筒）１と後傾姿勢の第２気筒（後気筒）２を備え、各気筒１，２のシリンダヘッド５にはそれぞれ吸気弁８と排気弁９が配置され、ヘッドカバー６内には吸気弁８と排気弁９にそれぞれ係合するロッカーム１１，１２が配置されている。
【００１９】
クランクケース３内には、クランク軸１６の上方に第１気筒用のカム軸１７と第２気筒用のカム軸１８が前後に間隔をおいて平行に配置されており、各カム軸１７，１８の軸端（右端）に固着されたチェーンスプロケット２３，２４は、カム駆動チェーン２５によりクランク軸１６のチェーンスプロケット２２に連動連結しており、クランク軸１６の回転が１／２に減速されて各カム軸１７，１８に伝達されるようになっている。
【００２０】
各気筒１，２の排気側ロッカーアーム１２，１２は、それぞれ排気側プッシュロッド２１，２１及び排気側タペット３１、３１を介して第１，第２気筒用カム軸１７，１８に連動し、各気筒１，２の吸気側ロッカーアーム１１，１１は、それぞれ吸気側プッシュロッド２０，２０及び吸気側タペット３０，３０（図１では排気側タペット３１で隠れている）を介してそれぞれ第１，第２気筒用のカム軸１７，１８に連動している。
【００２１】
図２は図１のII-II断面拡大図であり、各カム軸１７，１８のクランクケース内側の端部（左端部）は軸受２７，２７を介してそれぞれクランクケース３に支持され、右端部はクランクケース３の右端壁に固定されたカム軸支持ケース２８に軸受２９，２９を介して支持されている。各カム軸１７，１８の途中には右から順に排気カム面３６、３６と吸気カム面３５，３５がそれぞれ形成されている。排気カム面３６，３６には排気側タペット３１，３１が当接し、吸気カム面３５，３５には吸気側タペット３０，３０が当接している。カム軸支持ケース２８の右端面には両カム軸１７，１８の右端部を覆うカム軸カバー４０が締結されている。
【００２２】
［デコンプ装置］
図６は第１気筒用カム軸１７の断面図であり、カム軸１７に形成された軸芯孔４１には断面円形のガイドロッド４２がカム軸芯方向移動可能に嵌合している。カム軸１７の外周面にはカム軸芯方向の直線状の溝４３が形成され、該溝４３に、デコンプ用の押上部材として、押上ロッド４４がカム軸芯方向移動可能に嵌合している。両ロッド４２，４４はカム軸１７の右端面より右方に突出しており、カム軸芯方向と直角な連結ピン４５により軸芯方向一体移動可能に連結されている。
【００２３】
押上ロッド４４は、図６のようにその左端部分が排気側タペット３１の底面３１ａの範囲内に突入するデコンプ作用位置から、図７のように排気側タペット３１の底面３１aの範囲からカム軸芯方向に外れるデコンプ非作用位置に亘って、ストロークＳだけカム軸芯方向に移動自在となっている。押上ロッド４４の左側１／３程度は断面形状が真円に形成されているが、右側２／３程度は軸受２９に接触しないように、カム軸径方向の外方側の部分を平面状に切り取っており、断面形状が部分円状になっている。
【００２４】
図８は図６のVIII-VIII断面図であり、溝４３及び押上ロッド４４は、少なくとも圧縮行程に対応する周方向の範囲内に配置されており、該実施の形態では排気カム面３６のカム頂部Ｐ１から概ね１８０°の角度を隔てた基礎面上に形成されており、かつ、基礎面に対してカム軸径方向の外方に所定量Ｌ１だけ張り出している。この張出量Ｌ１は、たとえば０．５mm〜１mm程度である。Ｑ１はデコンプ作用開始位置、Ｑ２はデコンプ作用終了位置を示し、回転角θ１の範囲で１回のデコンプ動作が行なわれる。
【００２５】
なお、吸気カム面３５のカム頂部Ｐ２は、前記排気カム面３６のカム頂部Ｐ１に対して回転方向Ｒの後方側に概ね９０°程度ずれて位置している。
【００２６】
図２に戻り、第２気筒用のカム軸１８も第１気筒用のカム軸１７と同じ構造となっており、外周面にカム軸芯方向移動可能な押上ロッド４４を備え、軸芯部にカム軸芯方向移動可能なガイドロッド４２を備え、両ロッド４２，４３は連結ピン４５により連結されている。
【００２７】
第１，第２気筒用の両ガイドロッド４２，４２の右端部には環状溝４７，４７が形成され、該環状溝４７、４７には両ガイドロッド４２，４２間に亘る伝達レバー４６が係合しており、伝達レバー４６の前後方向幅の中央部には伝達ロッド４９が係合すると共に、伝達レバー４６及び伝達ロッド４９を軸芯方向の右方に付勢するリターンばね５０が当接している。リターンばね５０はカム軸支持ケース２８に形成されたばね収納凹部５２内に縮設されている。伝達ロッド４９はカム軸芯方向の右方に延び、カム軸カバー４０に形成されたボス部４０ａに、カム軸芯方向移動可能に支持されている。ボス部４０ａと伝達ロッド４９の間にはシール５３が嵌着されている。
【００２８】
図３は図２のIII-III断面図であり、伝達レバー４６の前後端部には下向きに開くＵ形切欠き５４、５４が形成されており、該Ｕ形切欠き５４、５４が両ガイドロッド４２，４２の各環状溝４７、４７に嵌合しており、これにより各ガイドロッド４２，４２はカム軸芯方向には伝達レバー４６と一体的に移動するが、各カム軸芯Ｏ１、Ｏ２回りには伝達レバー４６に対して回転自在となっている。すなわちガイドロッド４２，４２はそれぞれ各カム軸１７，１８と共にカム軸芯回りに回転（自転）できるようになっている。
【００２９】
図９はカム軸支持ケース２８の右側面図であり、カム軸支持ケース２８の下半部には、前後のカム軸支持孔５６間に対応する前後方向位置にソレノイド取付座５７が形成されており、該取付座５７は上下方向に長い長方形状に形成されると共に、めねじ孔５８を有する複数（たとえば４個）の取付ボス部５９が形成されている。
【００３０】
図４は図３のIV-IV断面図であり、カム軸支持ケース２８のソレノイド取付座５７にはアクチュエータとして電磁式のソレノイド６１が載置されており、その可動鉄芯（移動ロッド）６２がカム軸芯方向と直角で、かつ、上向きに突出する姿勢で配置され、上下一対の締結具６４により取付座５７に固定されている。締結具６４は前記取付ボス部５９にボルト６９により締着されている。
【００３１】
上側の締結具６４にはレバーホルダー６５が一体に形成されており、該レバーホルダー６５には支持ピン６６を介してＬ字形のベルクランク６７が回動自在に支持されている。ベルクランク６７は上方に延びる第１の腕部６７ａと、カム軸芯Ｏ２と概平行に可動鉄芯６２側（左側）に延びる第２の腕部６７ｂを一体に備えており、第１の腕部６７ａの上端部は伝達ロッド４９の右端面に係合し、第２の腕部６７ｂの先端部は、可動鉄芯６２の上端部に設けられた係合ピン６８に係合している。
【００３２】
可動鉄芯６２の上端部は割り溝７０が形成されることにより二股状に形成されており、該割り溝７０を直角に横切るように前記係合ピン６８が架設され、割り溝７０内にベルクランク６７の第２の腕部６７ｂが差し込まれている。
【００３３】
カム軸支持ケース２８の右端面には、ソレノイド６１、ベルクランク６７及びカム軸カバー４０を覆うソレノイドカバー７２が締着されている。
【００３４】
［ソレノイドの機能］
図５において、ソレノイド６１がＯＮ時（通電時）には、可動鉄芯６２は実線で示すように下方に引っ込み、係合ピン６８を介してベルクランク６７を矢印Ｂ１方向に回動するようになっている。ベルクランク６７の矢印Ｂ１方向への回動により、伝達ロッド４９及び伝達レバー４６をリターンばね５０に抗して左方に押し込み、図２の両ガイドロッド４２、４２及び両押上ロッド４４，４４を、左方のデコンプ作用位置まで押し込むようになっている。
【００３５】
一方、図５のソレノイド６１がＯＦＦ時（非通電時）には、可動鉄芯６２は仮想線で示すように上方に突出し、割り溝７０の底縁でベルクランク６７を矢印Ｂ２方向に回動し、伝達ロッド４９に対する押込み力を解除するようになっている。これにより、リターンばね５０の弾性力により伝達ロッド４９及び伝達レバー４６が右方に戻り、図２の両ガイドロッド４２，４２及び両押上ロッド４４、４４を、右方のデコンプ非作用位置まで戻すようになっている。
【００３６】
［ソレノイドの制御］
図５において、ソレノイド６１にはこれを各種条件によってＯＮ、ＯＦＦ制御するためにコントローラ８０が接続し、該コントローラ８０には、機関回転数検出装置８１が接続すると共にデコンプ作動回転数の設定調節部８２が接続している。また、これらに加えて、任意にソレノイド６１をＯＮ、ＯＦＦ操作できる手動式切換スイッチ８３、車速センサー８４あるいは減速度検出装置８５等を接続することもできる。
【００３７】
設定調節部８２により、デコンプ作動回転数Ｎ１を所望の値に設定することができ、設定されたデコンプ作動回転数Ｎ１以下ではソレノイド６１はＯＮとなり、設定されたデコンプ作動回転数Ｎ１を越えるとソレノイド６１はＯＦＦとなるように制御する。
【００３８】
デコンプ作動回転数Ｎ１は、通常は、始動性の向上を図るべく、アイドリング回転数よりは低く、スタータモータによる始動時回転数よりは大きく設定されている。
【００３９】
【作用】
［機関始動時］
スタータによる機関始動時は、機関回転数はデコンプ作動回転数Ｎ１より低い状態であるので、図５のソレノイド６１は実線で示すように下方に引っ込んだＯＮ状態となり、ベルクランク６７、伝達ロッド４９及び伝達レバー４６を介し、図２の両ガイドロッド４２，４２及び両押上ロッド４４、４４を左方のデコンプ作用位置まで移動する。
【００４０】
そうすると、圧縮行程時には、図６のように押上ロッド４４により排気側タペット３１が基礎面よりも所定量Ｌ１だけリフトされ、図１の排気側プッシュロッド２１、２１及び排気側ロッカーアーム１２，１２を介して各排気弁９，９が開き、気筒内の圧縮圧力を抜く。
【００４１】
［実使用回転時］
機関が始動して自己回転し、実使用回転数（アイドリング回転時〜全負荷回転時）になると、機関回転数はデコンプ作動回転数Ｎ１を越えているので、図５のソレノイド６１は仮想線で示すように上方に突出してＯＦＦ状態となり、ベルクランク６７を矢印Ｂ２方向に回動して、伝達ロッド４９に対する押込み力を解除する。
【００４２】
これにより、リターンばね５０の弾性力により伝達ロッド４９及び伝達レバー４６が右方に戻り、両ガイドロッド４２，４２及び両押上ロッド４４、４４を右方のデコンプ非作用位置まで移動し、デコンプを解除する。
【００４３】
そうすると、図７に示すように圧縮行程時でも押上ロッド４４と排気側タペット３１は当接せず、気筒内の圧縮圧力は抜けない。
【００４４】
【その他の実施の形態】
（１）請求項１及び請求項２に記載のスライド方式の押上ロッド４４を利用する構造は、図示のようなＶ形２気筒内燃機関以外の複数気筒内燃機関あるいは単気筒内燃機関にも適用可能である。
【００４５】
（２）押上ロッド４４を駆動するためのアクチュエータは、ソレノイド６１に限定されるものではなく、回転モータ、リニアモータあるいは油圧式シリンダ等を利用することもできる。
【００４６】
（３）押上部材として前記実施の形態では断面円形の押上ロッド４４を用いているが、プレート状の押上部材等を利用することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
（１）請求項１記載の発明のように、カム軸の外周に、カム軸芯軸方向移動可能にデコンプ用の押上ロッド４４等の押上部材を配置し、排気側タペット３１の底面範囲内に突入するデコンプ作用位置から上記底面範囲外に退くデコンプ非作用位置の間で移動するようにしていると、従来の遠心錘式デコンプ装置を備える構造に比べ、簡単な構造でコンパクトにデコンプ装置を備えることができる。また、デコンプ作動回転数を調節することも遠心錘式に比べると簡単に行なうようにすることができ、さらに、回転数以外の条件でデコンプ装置をＯＮ、ＯＦＦ切り換えるようにすることも可能となる。
【００４８】
（２）請求項２記載の発明のように、カム軸の軸芯孔４１に円柱状のガイドロッド４２をカム軸芯方向移動可能に嵌合し、該ガイドロッド４２と前記押上ロッド４４を、一体的に軸芯方向移動可能に連結ピン４５等により連結し、ガイドロッド４２を移動操作することにより、押上ロッド４４をカム軸芯方向に移動するようにしていると、回転するカム軸の外周に配置した押上ロッド４４に対して、ガイドロッド４２はカム軸と一緒に自転するので、外部からのガイドロッドの移動操作を円滑に行なうことができる。
【００４９】
（３）請求項３記載の発明のように、複数の気筒を備えると共に各気筒用にそれぞれカム軸１７，１８を備え、各カム軸１７，１８には、カム軸１７，１８の外周に、圧縮行程に対応する周方向範囲内に位置して圧縮行程時に排気側タペット３１，３１を押上可能なデコンプ用押上ロッド４４、４４を配置し、隣り合う２本のカム軸１７，１８に対してカム軸芯方向の一方端側に共通のソレノイド６１等のアクチュエータを配置し、該ソレノイド６１を両カム軸１７，１８の押上ロッド４４、４４に連動連結し、１つのソレノイド６１の駆動により２つの気筒をデコンプするようにしていると、複数気筒内燃機関において、デコンプ装置用の部品を節約し、かつ、内燃機関をコンパクトにすることができる。
【００５０】
（４）請求項４記載の発明のように、アクチュエータとしてソレノイド６１を備え、該ソレノイド６１をその可動鉄芯６２がカム軸１７，１８と直交するように配置してあると、内燃機関のカム軸芯方向の幅をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明に係るデコンプ装置が適用されるＶ型２気筒内燃機関及び吸、排気弁機構の概略を示す右側面図である。
【図２】 図１のII-II断面拡大図に相当し、本願発明によるデコンプ装置が取り付けられたカム軸の水平断面図である。
【図３】 図２のIII-III断面図である。
【図４】 図３のIV-IV断面図である。
【図５】 図３のV-V断面図である。
【図６】 デコンプ時の状態を示す図４のVI-VI断面拡大図である。
【図７】 デコンプ解除時の状態を示す図４のVI-VI断面拡大図である。
【図８】 図６のVIII-VIII断面図である。
【図９】 カム軸支持ケースの右側面図である。
【図１０】 従来の遠心錘式デコンプ装置の側面図である。
【符号の説明】
１，２ 第１，第２気筒
３ クランクケース
８ 吸気弁
９ 排気弁
１６ クランク軸
１７、１８ カム軸
２８ カム軸支持ケース
３０ 吸気側タペット
３１ 排気側タペット
３５ 吸気カム面
３６ 排気カム面
４２ ガイドロッド
４４ 押上ロッド（押上部材）
４６ 伝達レバー
４９ 伝達ロッド
５０ リターンばね
６１ ソレノイド（アクチュエータの一例）
６２ 可動鉄芯
６７ ベルクランク
【発明の属する技術分野】
本願発明は、内燃機関の圧縮行程時に燃焼室の圧縮圧力を抜くことにより、始動性等を向上させることができる内燃機関のデコンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関のデコンプ装置として、たとえば特公平２−２５００７号公報に記載されている遠心錘式デコンプ装置がある。この遠心錘式デコンプ装置は、図１０のように、排気カム面１１０を有するカム軸１０１において、カム軸１０１の軸端部に、遠心力によりカム軸径方向の外方に開く複数の遠心錘１０３，１０４を回動自在に取り付け、一つの遠心錘１０４にデコンプカム部１０５を設けると共に、両遠心錘１０３，１０４をばね（図示せず）により径方向の内方に付勢してある。
【０００３】
機関始動時には、デコンプカム部１０５により、圧縮行程時に排気側タペット１０６を所定量Ｌ１だけ排気カム面１１０の基礎面より押し上げ、これにより燃焼室の圧縮圧力を抜いている。機関回転数が実使用回転数まで上昇すると、遠心力により遠心錘１０３，１０４がばねに抗して外方向に開くことにより、デコンプカム部１０５が排気カム面１１０の基礎面内に引っ込み、デコンプ作用が解除されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記にような遠心錘式デコンプ装置を備えた内燃機関では、次のような課題がある。
（１）デコンプ動作回転数は、遠心錘１０３，１０４の遠心力とばねの釣り合いにより決定されるが、これはデコンプ装置組付時の当初の設定により一義的に決定され、途中で変更することは困難である。変更しようとすれば、たとえばデコンプ装置を一旦分解して遠心錘１０３，１０４の重量を変更するか、ばねの荷重を変更しなければならず、変更に手間がかかる。
【０００５】
（２）デコンプ動作終了回転数は、通常、始動時回転数（スタータによる回転時）よりも高く、アイドリング回転数よりも低く設定されていることが多いが、アイドリング回転数が始動時回転数に接近している場合に、製作時における遠心錘の取付け位置、寸法又はばね荷重等のばらつきにより、デコンプ動作回転数にばらつきが生じると、始動後のアイドリング回転時にもデコンプ作用が継続することがある。
【０００６】
ちなみに遠心錘式デコンプ装置では、水平に配置されているカム軸１０１に対して遠心錘１０３，１０４が垂直面内で回転することになるため、遠心錘１０３，１０４が下降している時と上昇している時では重力の影響により遠心力が変化し、上記デコンプ動作回転数を所望の値に設定することがむつかしくなる。
【０００７】
（３）単気筒内燃機関の場合は、遠心錘式デコンプ装置を一個備えるだけで良いが、Ｖ型２気筒内燃機関にように各気筒がそれぞれ独立して存在しているような内燃機関では、各気筒用のカム軸それぞれに遠心錘式デコンプ装置を備えなければならず、部品点数及び重量が増加すると共に、内燃機関が大型化する。
【０００８】
（４）遠心錘式デコンプ装置では、組付当初に設定されたデコンプ動作回転数に基づいた制御しか行なえず、別の回転数値あるいは回転数以外の条件で制御することはできない。たとえば内燃機関の停止操作時に利用する場合であって、アイドリング回転数よりも高い回転数でデコンプを作動させたい場合、又は反対に、デコンプを解除した状態で機関停止まで移行したい場合等に対応することができない。
【０００９】
【発明の目的】
本願発明は、デコンプ装置をコンパクトに配置できるようにすると共に、デコンプが作動する各種条件を広げることができる内燃機関のデコンプ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願請求項１記載の発明にかかる内燃機関のデコンプ装置は、複数の気筒を備えると共に各気筒用に複数のカム軸を備え、前記各カム軸の外周に、圧縮行程に対応する前記カム軸の周方向範囲内に位置して圧縮行程時に排気側タペットを押上可能なデコンプ用の押上部材をそれぞれ配置し、前記各押上部材は、前記各カム軸の外周にカム軸芯方向に直線状に形成された各溝に、カム軸芯方向に移動操作可能に嵌合すると共に、各排気カム面に当接する各排気側タペットの底面範囲内に突入するデコンプ作用位置から上記底面範囲外に退くデコンプ非作用位置の間で移動自在となっており、前記複数のカム軸に対してカム軸芯方向の一方端側に共通のアクチュエータを配置し、該アクチュエータを前記複数のカム軸の前記各押上部材に連動連結し、１つの前記アクチュエータにより複数の気筒をデコンプするようにし、前記各カム軸の軸芯孔にそれぞれ円柱状のガイドロッドをカム軸芯方向移動可能に嵌合し、前記各ガイドロッドと前記各押上部材とを、それぞれ連結部材により一体的に軸芯方向移動可能に連結し、前記各ガイドロッドを、一つの前記アクチュエータで移動操作することにより、連結部材を介して各押上部材をカム軸芯方向に移動するようにしている。
【００１１】
これにより、簡単な構造でコンパクトにデコンプ装置を備えることができ、また、デコンプ作動回転数を調節することも遠心錘式に比べると簡単に行なえるようになり、さらに回転数以外の条件でデコンプ装置をＯＮ、ＯＦＦ切り換えるようにすることも可能となる。加えて、複数気筒内燃機関において、デコンプ装置用の部品を節約し、かつ、内燃機関をコンパクトにすることができる。
【００１３】
回転するカム軸の外周に配置した押上部材に対して、ガイドロッドはカム軸と一緒に自転するので、外部からのガイドロッドの移動操作を円滑に行なうことができる。
【００１４】
請求項２記載の発明にかかる内燃機関のデコンプ装置は、請求項１記載の内燃機関のデコンプ装置において、アクチュエータとしてソレノイドを備え、該ソレノイドをその可動鉄芯がカム軸と直交する姿勢に配置してあることを特徴としている。
【００１５】
これにより、内燃機関のカム軸芯方向の幅をコンパクトにすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［内燃機関全体及び吸、排気弁機構］
図１は本願発明が適用される自動二輪車用Ｖ型２気筒内燃機関及びその吸、排気弁機構の概要を示しており、仮想線で示す内燃機関は、クランクケース３の上側に前傾姿勢の第１気筒（前気筒）１と後傾姿勢の第２気筒（後気筒）２を備え、各気筒１，２のシリンダヘッド５にはそれぞれ吸気弁８と排気弁９が配置され、ヘッドカバー６内には吸気弁８と排気弁９にそれぞれ係合するロッカーム１１，１２が配置されている。
【００１９】
クランクケース３内には、クランク軸１６の上方に第１気筒用のカム軸１７と第２気筒用のカム軸１８が前後に間隔をおいて平行に配置されており、各カム軸１７，１８の軸端（右端）に固着されたチェーンスプロケット２３，２４は、カム駆動チェーン２５によりクランク軸１６のチェーンスプロケット２２に連動連結しており、クランク軸１６の回転が１／２に減速されて各カム軸１７，１８に伝達されるようになっている。
【００２０】
各気筒１，２の排気側ロッカーアーム１２，１２は、それぞれ排気側プッシュロッド２１，２１及び排気側タペット３１、３１を介して第１，第２気筒用カム軸１７，１８に連動し、各気筒１，２の吸気側ロッカーアーム１１，１１は、それぞれ吸気側プッシュロッド２０，２０及び吸気側タペット３０，３０（図１では排気側タペット３１で隠れている）を介してそれぞれ第１，第２気筒用のカム軸１７，１８に連動している。
【００２１】
図２は図１のII-II断面拡大図であり、各カム軸１７，１８のクランクケース内側の端部（左端部）は軸受２７，２７を介してそれぞれクランクケース３に支持され、右端部はクランクケース３の右端壁に固定されたカム軸支持ケース２８に軸受２９，２９を介して支持されている。各カム軸１７，１８の途中には右から順に排気カム面３６、３６と吸気カム面３５，３５がそれぞれ形成されている。排気カム面３６，３６には排気側タペット３１，３１が当接し、吸気カム面３５，３５には吸気側タペット３０，３０が当接している。カム軸支持ケース２８の右端面には両カム軸１７，１８の右端部を覆うカム軸カバー４０が締結されている。
【００２２】
［デコンプ装置］
図６は第１気筒用カム軸１７の断面図であり、カム軸１７に形成された軸芯孔４１には断面円形のガイドロッド４２がカム軸芯方向移動可能に嵌合している。カム軸１７の外周面にはカム軸芯方向の直線状の溝４３が形成され、該溝４３に、デコンプ用の押上部材として、押上ロッド４４がカム軸芯方向移動可能に嵌合している。両ロッド４２，４４はカム軸１７の右端面より右方に突出しており、カム軸芯方向と直角な連結ピン４５により軸芯方向一体移動可能に連結されている。
【００２３】
押上ロッド４４は、図６のようにその左端部分が排気側タペット３１の底面３１ａの範囲内に突入するデコンプ作用位置から、図７のように排気側タペット３１の底面３１aの範囲からカム軸芯方向に外れるデコンプ非作用位置に亘って、ストロークＳだけカム軸芯方向に移動自在となっている。押上ロッド４４の左側１／３程度は断面形状が真円に形成されているが、右側２／３程度は軸受２９に接触しないように、カム軸径方向の外方側の部分を平面状に切り取っており、断面形状が部分円状になっている。
【００２４】
図８は図６のVIII-VIII断面図であり、溝４３及び押上ロッド４４は、少なくとも圧縮行程に対応する周方向の範囲内に配置されており、該実施の形態では排気カム面３６のカム頂部Ｐ１から概ね１８０°の角度を隔てた基礎面上に形成されており、かつ、基礎面に対してカム軸径方向の外方に所定量Ｌ１だけ張り出している。この張出量Ｌ１は、たとえば０．５mm〜１mm程度である。Ｑ１はデコンプ作用開始位置、Ｑ２はデコンプ作用終了位置を示し、回転角θ１の範囲で１回のデコンプ動作が行なわれる。
【００２５】
なお、吸気カム面３５のカム頂部Ｐ２は、前記排気カム面３６のカム頂部Ｐ１に対して回転方向Ｒの後方側に概ね９０°程度ずれて位置している。
【００２６】
図２に戻り、第２気筒用のカム軸１８も第１気筒用のカム軸１７と同じ構造となっており、外周面にカム軸芯方向移動可能な押上ロッド４４を備え、軸芯部にカム軸芯方向移動可能なガイドロッド４２を備え、両ロッド４２，４３は連結ピン４５により連結されている。
【００２７】
第１，第２気筒用の両ガイドロッド４２，４２の右端部には環状溝４７，４７が形成され、該環状溝４７、４７には両ガイドロッド４２，４２間に亘る伝達レバー４６が係合しており、伝達レバー４６の前後方向幅の中央部には伝達ロッド４９が係合すると共に、伝達レバー４６及び伝達ロッド４９を軸芯方向の右方に付勢するリターンばね５０が当接している。リターンばね５０はカム軸支持ケース２８に形成されたばね収納凹部５２内に縮設されている。伝達ロッド４９はカム軸芯方向の右方に延び、カム軸カバー４０に形成されたボス部４０ａに、カム軸芯方向移動可能に支持されている。ボス部４０ａと伝達ロッド４９の間にはシール５３が嵌着されている。
【００２８】
図３は図２のIII-III断面図であり、伝達レバー４６の前後端部には下向きに開くＵ形切欠き５４、５４が形成されており、該Ｕ形切欠き５４、５４が両ガイドロッド４２，４２の各環状溝４７、４７に嵌合しており、これにより各ガイドロッド４２，４２はカム軸芯方向には伝達レバー４６と一体的に移動するが、各カム軸芯Ｏ１、Ｏ２回りには伝達レバー４６に対して回転自在となっている。すなわちガイドロッド４２，４２はそれぞれ各カム軸１７，１８と共にカム軸芯回りに回転（自転）できるようになっている。
【００２９】
図９はカム軸支持ケース２８の右側面図であり、カム軸支持ケース２８の下半部には、前後のカム軸支持孔５６間に対応する前後方向位置にソレノイド取付座５７が形成されており、該取付座５７は上下方向に長い長方形状に形成されると共に、めねじ孔５８を有する複数（たとえば４個）の取付ボス部５９が形成されている。
【００３０】
図４は図３のIV-IV断面図であり、カム軸支持ケース２８のソレノイド取付座５７にはアクチュエータとして電磁式のソレノイド６１が載置されており、その可動鉄芯（移動ロッド）６２がカム軸芯方向と直角で、かつ、上向きに突出する姿勢で配置され、上下一対の締結具６４により取付座５７に固定されている。締結具６４は前記取付ボス部５９にボルト６９により締着されている。
【００３１】
上側の締結具６４にはレバーホルダー６５が一体に形成されており、該レバーホルダー６５には支持ピン６６を介してＬ字形のベルクランク６７が回動自在に支持されている。ベルクランク６７は上方に延びる第１の腕部６７ａと、カム軸芯Ｏ２と概平行に可動鉄芯６２側（左側）に延びる第２の腕部６７ｂを一体に備えており、第１の腕部６７ａの上端部は伝達ロッド４９の右端面に係合し、第２の腕部６７ｂの先端部は、可動鉄芯６２の上端部に設けられた係合ピン６８に係合している。
【００３２】
可動鉄芯６２の上端部は割り溝７０が形成されることにより二股状に形成されており、該割り溝７０を直角に横切るように前記係合ピン６８が架設され、割り溝７０内にベルクランク６７の第２の腕部６７ｂが差し込まれている。
【００３３】
カム軸支持ケース２８の右端面には、ソレノイド６１、ベルクランク６７及びカム軸カバー４０を覆うソレノイドカバー７２が締着されている。
【００３４】
［ソレノイドの機能］
図５において、ソレノイド６１がＯＮ時（通電時）には、可動鉄芯６２は実線で示すように下方に引っ込み、係合ピン６８を介してベルクランク６７を矢印Ｂ１方向に回動するようになっている。ベルクランク６７の矢印Ｂ１方向への回動により、伝達ロッド４９及び伝達レバー４６をリターンばね５０に抗して左方に押し込み、図２の両ガイドロッド４２、４２及び両押上ロッド４４，４４を、左方のデコンプ作用位置まで押し込むようになっている。
【００３５】
一方、図５のソレノイド６１がＯＦＦ時（非通電時）には、可動鉄芯６２は仮想線で示すように上方に突出し、割り溝７０の底縁でベルクランク６７を矢印Ｂ２方向に回動し、伝達ロッド４９に対する押込み力を解除するようになっている。これにより、リターンばね５０の弾性力により伝達ロッド４９及び伝達レバー４６が右方に戻り、図２の両ガイドロッド４２，４２及び両押上ロッド４４、４４を、右方のデコンプ非作用位置まで戻すようになっている。
【００３６】
［ソレノイドの制御］
図５において、ソレノイド６１にはこれを各種条件によってＯＮ、ＯＦＦ制御するためにコントローラ８０が接続し、該コントローラ８０には、機関回転数検出装置８１が接続すると共にデコンプ作動回転数の設定調節部８２が接続している。また、これらに加えて、任意にソレノイド６１をＯＮ、ＯＦＦ操作できる手動式切換スイッチ８３、車速センサー８４あるいは減速度検出装置８５等を接続することもできる。
【００３７】
設定調節部８２により、デコンプ作動回転数Ｎ１を所望の値に設定することができ、設定されたデコンプ作動回転数Ｎ１以下ではソレノイド６１はＯＮとなり、設定されたデコンプ作動回転数Ｎ１を越えるとソレノイド６１はＯＦＦとなるように制御する。
【００３８】
デコンプ作動回転数Ｎ１は、通常は、始動性の向上を図るべく、アイドリング回転数よりは低く、スタータモータによる始動時回転数よりは大きく設定されている。
【００３９】
【作用】
［機関始動時］
スタータによる機関始動時は、機関回転数はデコンプ作動回転数Ｎ１より低い状態であるので、図５のソレノイド６１は実線で示すように下方に引っ込んだＯＮ状態となり、ベルクランク６７、伝達ロッド４９及び伝達レバー４６を介し、図２の両ガイドロッド４２，４２及び両押上ロッド４４、４４を左方のデコンプ作用位置まで移動する。
【００４０】
そうすると、圧縮行程時には、図６のように押上ロッド４４により排気側タペット３１が基礎面よりも所定量Ｌ１だけリフトされ、図１の排気側プッシュロッド２１、２１及び排気側ロッカーアーム１２，１２を介して各排気弁９，９が開き、気筒内の圧縮圧力を抜く。
【００４１】
［実使用回転時］
機関が始動して自己回転し、実使用回転数（アイドリング回転時〜全負荷回転時）になると、機関回転数はデコンプ作動回転数Ｎ１を越えているので、図５のソレノイド６１は仮想線で示すように上方に突出してＯＦＦ状態となり、ベルクランク６７を矢印Ｂ２方向に回動して、伝達ロッド４９に対する押込み力を解除する。
【００４２】
これにより、リターンばね５０の弾性力により伝達ロッド４９及び伝達レバー４６が右方に戻り、両ガイドロッド４２，４２及び両押上ロッド４４、４４を右方のデコンプ非作用位置まで移動し、デコンプを解除する。
【００４３】
そうすると、図７に示すように圧縮行程時でも押上ロッド４４と排気側タペット３１は当接せず、気筒内の圧縮圧力は抜けない。
【００４４】
【その他の実施の形態】
（１）請求項１及び請求項２に記載のスライド方式の押上ロッド４４を利用する構造は、図示のようなＶ形２気筒内燃機関以外の複数気筒内燃機関あるいは単気筒内燃機関にも適用可能である。
【００４５】
（２）押上ロッド４４を駆動するためのアクチュエータは、ソレノイド６１に限定されるものではなく、回転モータ、リニアモータあるいは油圧式シリンダ等を利用することもできる。
【００４６】
（３）押上部材として前記実施の形態では断面円形の押上ロッド４４を用いているが、プレート状の押上部材等を利用することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
（１）請求項１記載の発明のように、カム軸の外周に、カム軸芯軸方向移動可能にデコンプ用の押上ロッド４４等の押上部材を配置し、排気側タペット３１の底面範囲内に突入するデコンプ作用位置から上記底面範囲外に退くデコンプ非作用位置の間で移動するようにしていると、従来の遠心錘式デコンプ装置を備える構造に比べ、簡単な構造でコンパクトにデコンプ装置を備えることができる。また、デコンプ作動回転数を調節することも遠心錘式に比べると簡単に行なうようにすることができ、さらに、回転数以外の条件でデコンプ装置をＯＮ、ＯＦＦ切り換えるようにすることも可能となる。
【００４８】
（２）請求項２記載の発明のように、カム軸の軸芯孔４１に円柱状のガイドロッド４２をカム軸芯方向移動可能に嵌合し、該ガイドロッド４２と前記押上ロッド４４を、一体的に軸芯方向移動可能に連結ピン４５等により連結し、ガイドロッド４２を移動操作することにより、押上ロッド４４をカム軸芯方向に移動するようにしていると、回転するカム軸の外周に配置した押上ロッド４４に対して、ガイドロッド４２はカム軸と一緒に自転するので、外部からのガイドロッドの移動操作を円滑に行なうことができる。
【００４９】
（３）請求項３記載の発明のように、複数の気筒を備えると共に各気筒用にそれぞれカム軸１７，１８を備え、各カム軸１７，１８には、カム軸１７，１８の外周に、圧縮行程に対応する周方向範囲内に位置して圧縮行程時に排気側タペット３１，３１を押上可能なデコンプ用押上ロッド４４、４４を配置し、隣り合う２本のカム軸１７，１８に対してカム軸芯方向の一方端側に共通のソレノイド６１等のアクチュエータを配置し、該ソレノイド６１を両カム軸１７，１８の押上ロッド４４、４４に連動連結し、１つのソレノイド６１の駆動により２つの気筒をデコンプするようにしていると、複数気筒内燃機関において、デコンプ装置用の部品を節約し、かつ、内燃機関をコンパクトにすることができる。
【００５０】
（４）請求項４記載の発明のように、アクチュエータとしてソレノイド６１を備え、該ソレノイド６１をその可動鉄芯６２がカム軸１７，１８と直交するように配置してあると、内燃機関のカム軸芯方向の幅をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明に係るデコンプ装置が適用されるＶ型２気筒内燃機関及び吸、排気弁機構の概略を示す右側面図である。
【図２】 図１のII-II断面拡大図に相当し、本願発明によるデコンプ装置が取り付けられたカム軸の水平断面図である。
【図３】 図２のIII-III断面図である。
【図４】 図３のIV-IV断面図である。
【図５】 図３のV-V断面図である。
【図６】 デコンプ時の状態を示す図４のVI-VI断面拡大図である。
【図７】 デコンプ解除時の状態を示す図４のVI-VI断面拡大図である。
【図８】 図６のVIII-VIII断面図である。
【図９】 カム軸支持ケースの右側面図である。
【図１０】 従来の遠心錘式デコンプ装置の側面図である。
【符号の説明】
１，２ 第１，第２気筒
３ クランクケース
８ 吸気弁
９ 排気弁
１６ クランク軸
１７、１８ カム軸
２８ カム軸支持ケース
３０ 吸気側タペット
３１ 排気側タペット
３５ 吸気カム面
３６ 排気カム面
４２ ガイドロッド
４４ 押上ロッド（押上部材）
４６ 伝達レバー
４９ 伝達ロッド
５０ リターンばね
６１ ソレノイド（アクチュエータの一例）
６２ 可動鉄芯
６７ ベルクランク
Claims (2)
- 複数の気筒を備えると共に各気筒用に複数のカム軸を備え、
前記各カム軸の外周に、圧縮行程に対応する前記カム軸の周方向範囲内に位置して圧縮行程時に排気側タペットを押上可能なデコンプ用の押上部材をそれぞれ配置し、
前記各押上部材は、前記各カム軸の外周にカム軸芯方向に直線状に形成された各溝に、カム軸芯方向に移動操作可能に嵌合すると共に、各排気カム面に当接する各排気側タペットの底面範囲内に突入するデコンプ作用位置から上記底面範囲外に退くデコンプ非作用位置の間で移動自在となっており、
前記複数のカム軸に対してカム軸芯方向の一方端側に共通のアクチュエータを配置し、
該アクチュエータを前記複数のカム軸の前記各押上部材に連動連結し、１つの前記アクチュエータにより複数の気筒をデコンプするようにし、
前記各カム軸の軸芯孔にそれぞれ円柱状のガイドロッドをカム軸芯方向移動可能に嵌合し、
前記各ガイドロッドと前記各押上部材とを、それぞれ連結部材により一体的に軸芯方向移動可能に連結し、
前記各ガイドロッドを、一つの前記アクチュエータで移動操作することにより、連結部材を介して各押上部材をカム軸芯方向に移動するようにしていることを特徴とする内燃機関のデコンプ装置。 - 請求項１記載の内燃機関のデコンプ装置において、
前記アクチュエータとしてソレノイドを備え、該ソレノイドをその可動鉄芯がカム軸と直交する姿勢に配置してあることを特徴とする内燃機関のデコンプ装置。
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