以下、本発明に係る4サイクルエンジンの実施の形態について、図1から図14を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る4サイクルエンジンを搭載した自動二輪車を示した左側面図である。
図1に示すように、自動二輪車1は、骨組みを構成する車体フレーム2を備える。車体フレーム2は、前側に設置されるヘッドパイプ3と、ヘッドパイプ3から後側斜め下方に向かって延出された左右一対のメインフレーム4と、ヘッドパイプ3から下方に向かって延出されたダウンチューブ5と、ダウンチューブ5の下端に接続された前端側を有し後方に向かって延出された左右一対のロアチューブ7と、メインフレーム4の後端に接続された上端とロアチューブ7の後端に接続された下端とを有するピボットフレーム8と、を備える。
ヘッドパイプ3は、車体フレーム2の前側に配置されたステアリング機構11を回動自在に軸支する。
ステアリング機構11は、車体フレーム2に対し左右方向に回動自在に軸支される。ステアリング機構11は、ヘッドパイプ3に回動自在に軸支されたステアリングヘッド12と、ステアリングヘッド12に設けられた左右一対のフロントフォーク13と、フロントフォーク13の下部に回転自在に軸支された前輪14と、フロントフォーク13に設けられ前輪14の上部を覆うフロントフェンダ15と、ステアリングヘッド12の上方に設けられたハンドルバー17と、を備える。ステアリング機構11は、ハンドルバー17に加わる操舵によって前輪14を左右に回動させる。
左右一対のピボットフレーム8は、車体フレーム2の後側に配置された後輪懸架装置18を車体フレーム2の上下方向に揺動自在に軸支する。
後輪懸架装置18は、ピボットフレーム8の下端部に架設されたピボット軸19に枢着される。後輪懸架装置18は、ピボット軸19に枢着された前端を有するスイングアーム21と、スイングアーム21の後端に回動自在に軸支された後輪22と、スイングアーム21を車体フレーム2に弾性的に支持させるサスペンション23と、を備える。
また、自動二輪車1は、メインフレーム4とダウンチューブ5とロアチューブ7とピボットブフレーム24とによって囲まれた空間内にエンジン26を備える。
エンジン26は、DOHC式の動弁装置を有するシリンダヘッド27を備えた4サイクルエンジンである。エンジン26は、排気管28に接続される。排気管28は、エンジン26の右側方を回り込んで車体フレーム2の後方に延設される。排気管28の後端は、排気マフラー29に連結される。エンジン26の動力は、ドライブスプロケット(図示省略)と、チェーン31と、ドリブンスプロケット32とを順次に介して後輪22に伝達される。
さらに、自動二輪車1は、エンジン26の上方に配置された燃料タンク33と、燃料タンク33の後方に配置されたライダー用の着座シート35と、着座シート35の下部および後部の周囲を覆う後部フレームカバー36と、着座シート35の後部から車体フレーム2後方へ向かって延設され後輪22の上部を覆うリヤフェンダ37と、を備える。
図2は、本発明の実施形態に係る4サイクルエンジンのシリンダヘッドを示した断面図である。なお、図2は、図4のII−II線に沿う断面図である。
図2に示すように、エンジン26のシリンダヘッド27は、シリンダブロック38との間に形成された燃焼室39と、燃焼室39に連通された2つの吸気ポート40と、燃焼室39に連通された2つの排気ポート41と、を有する。吸気ポート40および排気ポート41は、燃焼室39との接続部分のそれぞれにバルブシート42、33を備える。
また、シリンダヘッド27は、吸気ポート40に設けられた2つの吸気バルブ44と、排気ポート41に設けられた2つの排気バルブ47と、吸気バルブ44および排気バルブ47のそれぞれを開閉させるDOHC式の動弁装置50を備える。
吸気バルブ44は、吸気ポート40を開閉させる。吸気バルブ44は、傘形状の弁体45と、弁体45から略上方に向かって延設されたバルブステム46と、を備える。一方、シリンダヘッド27は、バルブステム46が摺動自在に挿通されたステムガイド51を備える。
排気バルブ47は、排気ポート41を開閉させる。排気バルブ47は、傘状の弁体48と、弁体48から略上方に向かって延設されたバルブステム49と、を備える。一方、シリンダヘッド27は、バルブステム49が摺動自在に挿通されたステムガイド52を備える。
そして、シリンダヘッド27の側面視において、吸気バルブ44および排気バルブ47は、バルブステム46、49が略V字形状を描くように配設される。
動弁装置50は、シリンダヘッド27に回転自在に軸支された吸気側カムシャフト54と、吸気側カムシャフト54に設けられた2つの吸気側カム55と、吸気側カム55のプロフィールに従い吸気バルブ44をリフトさせる吸気側タペット56と、吸気バルブ44を閉じる方向に付勢させる吸気側バルブスプリング57と、シリンダヘッド27に回転自在に軸支された排気側カムシャフト61と、排気側カムシャフト61に設けられた2つの排気側カム62と、排気側カム62のプロフィールに従い排気バルブ47をリフトさせる排気側タペット63と、排気バルブ47を閉じる方向に付勢させる排気側バルブスプリング64と、を備える。
吸気側カムシャフト54は、吸気バルブ44の上方に位置されシリンダヘッド27およびヘッドカバー66によって回転自在に軸支される。吸気側カムシャフト54の軸芯は、吸気バルブ44のバルブステム46の略延長線上に配置される。
吸気側カム55は、吸気側カムシャフト54に一体に形成される。また、吸気側カム55は、それぞれの吸気バルブ44をリフト可能な適宜の位置に設けられる。
吸気側タペット56は、吸気バルブ44と吸気側カム55との間に挟まれ、吸気側カム55の回転運動を吸気バルブ44の往復運動に変換させる。
吸気側バルブスプリング57は、バルブステム46の上端部に設けられたスプリングリテーナ68とステムガイド51に遊嵌されたスプリングシート71との間に設けられる。吸気側バルブスプリング57は、スプリングリテーナ68を介して吸気バルブ44を閉じる方向に付勢させる。吸気バルブ44の弁体45は、吸気側バルブスプリング57の付勢力によってバルブシート42に押圧され吸気ポート40を閉じる。
排気側カムシャフト61は、排気バルブ47の上方に位置されシリンダヘッド27およびヘッドカバー66によって回転自在に軸支される。排気側カムシャフト61の軸芯は、排気バルブ47のバルブステム49の略延長線上に配置される。吸気側カムシャフト54および排気側カムシャフト61は、相互の軸芯が略平行になるよう配置される。
排気側カム62は、排気側カムシャフト61に一体に形成される。また、排気側カム62は、それぞれの排気バルブ47をリフト可能な適宜の位置に設けられる。
排気側タペット63は、排気バルブ47と排気側カム62との間に挟まれ、排気側カム62の回転運動を排気バルブ47の往復運動に変換させる。
排気側バルブスプリング64は、バルブステム49の上端部に設けられたスプリングリテーナ72とステムガイド52に遊嵌されたスプリングシート73との間に設けられる。排気側バルブスプリング64は、スプリングリテーナ72を介して排気バルブ47を閉じる方向に付勢させる。排気バルブ47の弁体48は、排気側バルブスプリング64の付勢力によってバルブシート43に押圧され排気ポート41を閉じる。
動弁装置50は、吸気側カムシャフト54および吸気側カム55を一体に回転させ吸気側タペット56を介して吸気バルブ44を開かせる。また、動弁装置50は、排気側カムシャフト61および排気側カム62を一体に回転させ排気側タペット63を介して排気バルブ47を開かせる。
なお、動弁装置50は、吸気側タペット56および排気側タペット63を介して吸気バルブ44および排気バルブ47を直接駆動させるいわゆる直打式であるが、これに限られるわけではなく、ロッカーアーム式のものでも良い。
図3は、本発明の実施形態に係る4サイクルエンジンのシリンダヘッドを示した断面図である。なお、図3は、図4のIII−III線に沿う断面図である。
図3に示すように、エンジン26の吸気側カムシャフト54および排気側カムシャフト61は、一方の端部にカムスプロケット74、75を備える。
カムスプロケット74、75は、カムチェーン76を介してクランクシャフト(図示省略)に設けられたカムドライブスプロケット(図示省略)に連結される。
エンジン26の運転にともなうクランクシャフトの回転は、カムチェーンを介して動弁装置50、具体的には吸気側カムシャフト54および排気側カムシャフト61に伝達され吸気バルブ44および排気バルブ47を開閉させる。
そして、動弁装置50は、カムスプロケット75側の端部に遠心ウェイト式のデコンプレッション装置である第一デコンプレッション装置78(以下、「第一デコンプ装置78」という。)を備える。
ここで、排気側カムシャフト61の正転方向は、定常運転状態のエンジン26のクランクシャフトからカムチェーン76を介してカムスプロケット75が回転される方向(図3中、実線矢R)である。
なお、図3は、排気側カムシャフト61の回転によって排気側カムシャフト61の軸芯から第一デコンプ装置78のデコンプアーム79の重心が離れた状態(デコンプアーム79の展開位置)を実線で示し、排気側カムシャフト61の回転が停止し排気側カムシャフト61の軸芯にデコンプアーム79の重心が近づいた状態(デコンプアーム79の収納位置)を破線で示す。
図4は、本発明の実施形態に係る4サイクルエンジンのシリンダヘッドを示した断面図である。なお、図4は、排気側カムシャフト61の長手軸方向の断面を示した図であり、図3のIV−IV線に沿う断面図である。
図4に示すように、エンジン26のシリンダヘッド27は、排気側カムシャフト61の軸方向に沿って配置された2つの排気バルブ47a、47bと、動弁装置50と、を備える。
動弁装置50は、シリンダヘッド27に回転自在に軸支された排気側カムシャフト61と、排気側カムシャフト61の一方の端部に設けられたカムスプロケット75と、カムスプロケット75に近い側に配置された排気バルブ47aを開閉させる排気側カム62aと、カムスプロケット75から遠い側に配置された排気バルブ47bを開閉させる排気側カム62bと、排気バルブ47aを開いて燃焼室39内を減圧する第一デコンプ装置78と、排気バルブ47bを開いて燃焼室39内を減圧する第二デコンプレッション装置81(以下、「第二デコンプ装置81」という。)と、排気側カム62aのプロフィールに従い排気バルブ47aをリフトさせる排気側タペット63aと、排気側カム62bのプロフィールに従い排気バルブ47bをリフトさせる排気側タペット63bと、を備える。
排気側カムシャフト61は、カムスプロケット75と排気側カム62aとの間および排気側カム62aと排気側カム62bとの間をシリンダヘッド27に軸支される。さらに詳しくは、排気側カムシャフト61は、カムスプロケット75と排気側カム62aとの間に設けられた玉軸受83と、排気側カム62aと排気側カム62bとの間に設けられた滑り軸受84とによって軸支される。
また、排気側カムシャフト61は、その周面に凹没させて形成されたデコンプカム収納部86を有する。デコンプカム収納部86は、排気側カム62aからカムスプロケット75が設けたれた排気側カムシャフト61の一方の端部に渡って設けられる。
さらに、排気側カムシャフト61は、他方の端部に穿孔されたクラッチ収容孔87を有する。
第一デコンプ装置78および第二デコンプ装置81は、排気バルブ47a、47bを挟んでその両端にそれぞれ配置される。さらに、詳しくは、第一デコンプ装置78は排気側カム62aの直近から排気側カムシャフト61の一方の端部に渡って設けられ、第二デコンプ装置81は排気側カム62bが設けられた排気側カムシャフト61の他方の端部に設けられ、排気バルブ47a、47bを挟み込む。
遠心ウェイト式の第一デコンプ装置78は、エンジン26の始動時に排気バルブ47aを若干量リフトさせて燃焼室39内の圧縮を低減させる。
第一デコンプ装置78は、排気側カムシャフト61の長手軸方向視で半月形状に形成された第一デコンプカム91と、第一デコンプカム91が一方の端部に一体に形成されたデコンプカムシャフト92と、デコンプカムシャフト92の他方の端部に設けられたデコンプアーム79と、排気側カムシャフト61の回転によって発生する遠心力に抗する方向へデコンプアーム79を付勢させるコイルスプリング93と、を備える。
第一デコンプカム91は、デコンプカムシャフト92の回転にともなって半月形状の弧状部分(突出部分)をデコンプカム収納部86から出没させ、排気バルブ47aを若干量リフトさせて燃焼室39内の圧縮を低減させる。第一デコンプカム91の半月形状の弧状部分(突出部分)は、デコンプカム収納部86から突出されたとき、排気側カム62aのベースサークルよりも突出するよう構成される。これによって、弧状部分(突出部分)は、排気側カム62aのカムプロフィールにおいてバルブリフト量がゼロになる区間で排気バルブ47aを若干量リフトさせて燃焼室39内の圧縮を低減させる。他方、第一デコンプカム91の半月形状の弦部分は、常にデコンプカム収納部86に納められる。
デコンプカムシャフト92は、デコンプカム収納部86に配置され、排気側カム62aの直近からカムスプロケット75を貫通し排気側カムシャフト61の一方の端部に渡って設けられる。換言すれば、カムスプロケット75は、第一デコンプカム91とデコンプアーム79との間に配置される。また、デコンプカムシャフト92は、排気側カムシャフト61および玉軸受83の内輪83aによって回転自在に軸支される。
デコンプアーム79は、排気側カムシャフト61の軸芯およびデコンプカムシャフト92の軸芯に対してそれぞれの径方向外側に位置された重心を有する。デコンプアーム79は、排気側カムシャフト61の回転によって働く遠心力によってデコンプカムシャフト92の軸芯を中心にしつつ排気側カムシャフト61の軸芯からデコンプアーム79の重心が離れる方向に揺動される。第一デコンプ装置78は、このデコンプアーム79の揺動によってデコンプカムシャフト92を回動させ第一デコンプカム91の弧状部分をデコンプカム収納部86から出没させる。
具体的には、デコンプアーム79は、排気側カムシャフト61の回転によって展開位置に位置されると、第一デコンプカム91の弧状部分をデコンプカム収納部86に没入させる。他方、デコンプアーム79は、排気側カムシャフト61の回転が停止し収納位置に位置されると、第一デコンプカム91の弧状部分をデコンプカム収納部86に突出させる(図4に示した状態)。
コイルスプリング93は、排気側カムシャフト61の回転数(単位時間当たりの回転数または回転速度)が所定の大きさを超えるまでデコンプアーム79の揺動を制限し、デコンプアーム79の重心を排気側カムシャフト61の軸芯に近づける。
第二デコンプ装置81は、クラッチ収容孔87に収容されたワンウェイクラッチ部94を備えたワンウェイクラッチ式のデコンプレッション装置である。
排気側タペット63aは、排気側カム62aの外周が当接されるとともに、第一デコンプ装置78の第一デコンプカム91が当接可能な大きさの押圧面95を有する。
排気側タペット63bは、排気側カム62bの外周が当接されるとともに、第二デコンプ装置81の第二デコンプカム96が当接可能な大きさの押圧面97を有する。
図5は、本発明の実施形態に係る4サイクルエンジンの第二デコンプ装置を拡大して示した断面図である。
図5に示すように、エンジン26の第二デコンプ装置81は、排気側カムシャフト61のクラッチ収容孔87に収容されたワンウェイクラッチ部94と、ワンウェイクラッチ部94に一方向のみ回転自在に軸支された第二デコンプカム96と、排気側カムシャフト61が正転したとき第二デコンプカム96の回転を規制する正転規制機構98(回転規制機構)と、を備える。
ワンウェイクラッチ部94は、排気側カムシャフト61に固定される。また、ワンウェイクラッチ部94は、排気側カムシャフト61に固定された筒状のシェル101と、シェル101の両端部にそれぞれ設けられた軸受102と、両軸受102に挟まれた位置に設けられたワンウェイクラッチ103と、を備える。軸受102は、第二デコンプカム96を回転自在に軸支する。一方、ワンウェイクラッチ103は、排気側カムシャフト61が正転しているとき、第二デコンプカム96に排気側カムシャフト61の正転トルクを殆ど伝達せず、第二デコンプカム96と排気側カムシャフト61とを相対的に回転可能にする。他方、ワンウェイクラッチ103は、排気側カムシャフト61が逆転しているとき、第二デコンプカム96に排気側カムシャフト61の逆転トルクを伝達し、第二デコンプカム96と排気側カムシャフト61とを一体的に回転させる。
第二デコンプカム96は、排気側カムシャフト61の他方の端部の先端に配置される。また、第二デコンプカム96は、ワンウェイクラッチ部94に軸支された軸部105と、軸部105の端部に一体に形成されたカム部106と、軸部105に設けられた第二デコンプカム96の抜け止め輪107と、を備える。カム部106は、排気側カム62bに隣接させて設けられる。
正転規制機構98は、第二デコンプカム96(詳しくはカム部106)に一体形成され径方向に開口されたピン孔108(孔)を有するピンホルダ部111と、ピン孔108に出没自在に収容されたストッパピン112と、ストッパピン112をピンホルダ部111の径外方向に付勢させるスプリング113(付勢部材)と、ピン孔108を部分的に覆うようにピンホルダ部111に嵌め込まれたスナップリング114と、シリンダヘッド27側に設けられたストッパ116と、を備える。
図6および図7は、本発明の実施形態に係る4サイクルエンジンの第二デコンプ装置を排気側カムシャフトの長手軸方向視で示した図である。また、図6は、排気側カムシャフトの正転状態における第二デコンプ装置を示した図であり、図7は、排気側カムシャフトの逆転状態における第二デコンプ装置を示した図である。
図6に示すように、エンジン26の第二デコンプ装置81は、排気側カム62bのベースサークル(図6中、破線B)よりも突出させて形成された突出部106aを備える。
突出部106aは、カム部106の外周部に所定範囲に渡り略一定の高さで一体に形成される。突出部106aは、排気側タペット63bに当接された状態において排気バルブ47bを所定量リフトさせて燃焼室39内の圧縮を低減させる。さらに、突出部106aは、正転規制機構98のストッパピン112の出没位相からみて略逆位相に配置される。
正転規制機構98のストッパ116は、シリンダヘッド27とヘッドカバー66との合わせ面に形成される。
正転規制機構98のストッパピン112は、その先端に傾斜面112aを有する。傾斜面112aは、排気側カムシャフト61の逆転方向(図7中、実線矢Rr)を臨む。
第二デコンプ装置81は、第二デコンプカム96の突出部106aとストッパピン112とストッパ116との位相関係として、ストッパピン112がストッパ116に当接されカム部106の回転(正転)が規制されたとき、突出部106aが排気側カム62bの正転方向の進行側であり、かつ排気側タペット63bの近傍(直下流側)に位置されるよう構成される。これによって、第二デコンプ装置81は、排気側カムシャフト61が逆転したとき、第二デコンプカム96の突出部106aに排気側タペット63bを確実に押圧させる。
そして、図6および図7に示すように、第二デコンプ装置81は、排気側カムシャフト61の正転状態(図6中、実線矢R。すなわち、クランクシャフトの正転状態。)において、第二デコンプカム96のカム部106が排気側タペット63bに当接されることなく待機状態(図6に示した状態)となり、排気側カムシャフト61の逆転状態(図7中、実線矢Rr。すなわち、クランクシャフトの逆転状態。)において、第二デコンプカム96のカム部106が排気側タペット63bに当接されて作動状態(図7に示した状態)となる。
具体的には、図6に示すように、第二デコンプ装置81は、待機状態において正転規制機構98のストッパピン112がストッパ116に当接され、第二デコンプカム96とシリンダヘッド27との相対的な回転運動が拘束される。第二デコンプ装置81と排気側カムシャフト61とは、相対的に回転可能な状態になる。
このとき、カム部106の突出部106aは、排気側タペット63bに当接されることのない位相に位置される。本実施形態の第二デコンプ装置81は、シリンダヘッド27とヘッドカバー66(先の図にいれておくこと)との合わせ面に正転規制機構98のストッパ116を備え、正転規制機構98のストッパピン112の出没位相からみて略逆位相にカム部106の突出部106aを備えることで、待機状態において排気側タペット63bに当接されることのない位相にカム部106の突出部106aを位置させる。
他方、図7に示すように、第二デコンプ装置81は、作動状態において排気側カムシャフト61とともに第二デコンプカム96が連れ回され(すなわち、排気側カムシャフト61と第二デコンプカム96との相対的な回転運動が拘束される。)、カム部106の突出部106aで排気側タペット63bを押圧し、排気バルブ47bを若干量リフトさせて燃焼室39内の圧縮を低減させる。
排気側カムシャフト61が1回転以上の回転を継続させるとストッパピン112はストッパ116に再接近するが、排気側カムシャフト61の逆転方向(図7中、実線矢Rr)を臨む傾斜面112aによってピン孔108に没入され、ストッパ116を乗り越える。これによって、正転規制機構98は、排気側カムシャフト61の逆転方向に回転する第二デコンプカム96の回転を妨げない。
図8から図11は、本発明の実施形態に係る4サイクルエンジンの第二デコンプ装置のストッパピンを示した図である。図8は、ストッパピン112を示した斜視図である。図9は、ストッパピン112を示した平面図であり、図10は、ストッパピン112を示した正面図であり、図11は、ストッパピン112を示した側面図である。
図8から図11に示すように、第二デコンプ装置81のストッパピン112は、その自由端部に形成された傾斜面112aと、傾斜面112aの近傍の側面を切り欠いて形成された抜け止め面112bおよび回り止め面112cと、を有する。
抜け止め面112bは、ピン孔108においてストッパピン112の突出方向を臨む。
回り止め面112cは、ピン孔108においてストッパピン112の突出方向に沿うとともに傾斜面112aに交差される。
ストッパピン112は、ピンホルダ部111のピン孔108に配置された状態において、ピンホルダ部111に嵌め込まれたスナップリング114に抜け止め面112bが当接されると、ピン孔108からの脱落が規制される。
また、ストッパピン112は、ピンホルダ部111のピン孔108に配置された状態において、ピンホルダ部111に嵌め込まれたスナップリング114の側面に回り止め面112cが当接され回り止めが成される。このストッパピン112の回り止めによって、傾斜面112aは確実に排気側カムシャフト61の逆転方向(図7中、実線矢Rr)を臨む。
図12は、本発明の実施形態に係る4サイクルエンジンの第二デコンプ装置のワンウェイクラッチ部を示した長手軸直交方向の断面図である。
図12に示すように、第二デコンプ装置81のワンウェイクラッチ部94は、排気側カムシャフト61のクラッチ収容孔87に固定されたシェル101と、シェル101に設けられたワンウェイクラッチ103と、を備える。
シェル101は、周方向に拡開され内周側に開口された楔溝101aを有する。楔溝101aは、排気側カムシャフト61の逆転方向(図12中、実線矢Rr)に向かって拡開される。
ワンウェイクラッチ103は、シェル101の楔溝101aに遊嵌されたローラ118と、ローラ118を楔溝101aの広い側から狭い側(すなわち、排気側カムシャフト61の正転方向、図12中、実線矢R)へ向かって付勢させる板バネなどの付勢部材119と、を備える。
このように構成されたワンウェイクラッチ103は、排気側カムシャフト61と一体的に回転する。
そして、ワンウェイクラッチ103のローラ118は、排気側カムシャフト61の正転状態(図12中、実線矢R。すなわち、クランクシャフトの正転状態。)において、排気側カムシャフト61の回転にともなう遠心力によって付勢部材119の付勢力に抗して楔溝101aの広い側へ移動し、第二デコンプカム96の軸部105から浮き上がりまたは極めて小さい力で軸部105に当接される。これによってワンウェイクラッチ103は、ワンウェイクラッチ部94と第二デコンプカム96とのロックを解除させる。
他方、ワンウェイクラッチ103のローラ118は、排気側カムシャフト61の逆転状態(図12中、実線矢Rr。すなわち、クランクシャフトの逆転状態。)において、付勢部材119の付勢力によって楔溝101aの狭い側へ移動し軸部105とワンウェイクラッチ部94とをロックさせる。これによってワンウェイクラッチ103は、ワンウェイクラッチ部94と第二デコンプカム96とをロックさせ第二デコンプカム96を排気側カムシャフト61と一体的に逆転させる。
図13および図14は、本発明の実施形態に係る4サイクルエンジンの第二デコンプ装置の他の例を示した断面図である。図13は、第二デコンプ装置81Aを排気側カムシャフト61の長手軸方向断面視で示した断面図である。図14は、第二デコンプ装置81Aを排気側カムシャフト61の長手軸方向視で示した図である。
なお、図13および図14において第二デコンプ装置81と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図13および図14に示すように、第二デコンプ装置81Aは、排気側カムシャフト61が正転したとき第二デコンプカム96の回転を規制する正転規制機構98A(回転規制機構)を備える。
正転規制機構98Aは、第二デコンプカム96(詳しくはカム部106)に一体形成された円板状の基部121と、基部121の側面の一部から突出させて形成された係止突部122と、シリンダヘッド27に固定されたストッパ片123と、を備える。
係止突部122は、排気側カムシャフト61の正転方向(図14中、実線矢R)に先行させて径方向に切り立った係止面122aと、係止面122aの頂部から基部121の側面に連続的に形成された傾斜面122bと、を有する。
ストッパ片123は、くの字状に折り曲げられた板バネであり、排気側カムシャフト61の径方向に延びる弾性支持部123aと、弾性支持部123aに連続させて排気側カムシャフト61の接線方向に延びる係止片部123bと、を備える。
弾性支持部123aは、シリンダヘッド27によって保持され、中立位置から排気側カムシャフト61の逆転方向(図14中、実線矢Rr)に向かう弾性変形が許容され、中立位置から排気側カムシャフト61の正転方向(図14中、実線矢R)に向かう弾性変形が規制される。
係止片部123bは、弾性支持部123aが中立位置にあるとき、係止突部122の係止面122aに対して略垂直に突き当たり、第二デコンプカム96の正転を規制する。
このように構成された正転規制機構98Aは、排気側カムシャフト61が正転したとき、係止面122aにストッパ片123を突き当てて第二デコンプカム96の正転を規制する。
他方、正転規制機構98Aは、排気側カムシャフト61が逆転したとき、係止突部122の傾斜面122bに係止片部123bを乗り上げさせ弾性支持部123aを曲げ変形させることによって、係止突部122にストッパ片123を乗り越えさせて第二デコンプカム96の逆転を可能にする。
次に、エンジン26の第一デコンプ装置78および第二デコンプ装置81の動作を説明する。
エンジン26が定常運転状態から停止した場合は、燃焼室39内の圧力上昇によって圧縮行程の上死点手前でクランクシャフトの回転が停止する。そして、クランクシャフトが停止した後、燃焼室39内の圧力によってピストン(図示省略)が押し下げられる。これにともない、クランクシャフトは僅かに逆転して静止する。このとき、クランクシャフトの逆転にともない排気側カムシャフト61もクランクシャフトの回転角の2分の1の角度だけ逆転して静止する。
これにともない、第二デコンプ装置81は、ワンウェイクラッチ103によって第二デコンプカム96を排気側カムシャフト61と一体的に回転(逆転)させ、カム部106の突出部106aで排気側タペット63bを押圧し排気バルブ47bを若干量リフトさせて燃焼室39内の圧縮を低減させる(図7)。
他方、第一デコンプ装置78は、排気側カムシャフト61の静止にともない遠心力を失ったデコンプアーム79をコイルスプリング93によって収納位置に位置させ、第一デコンプカム91の弧状部分(突出部分)をデコンプカム収納部86から突出させ、排気バルブ47aを若干量リフトさせて燃焼室39内の圧縮を低減させる(例えば、図18参照)。
このとき、第一デコンプ装置78は、エンジン26の停止直前の状態によっては、デコンプアーム79の応答が遅れ、第一デコンプカム91の弧状部分がデコンプカム収納部86から突出する以前に排気側カム62aと排気側タペット63aとが当接した状態となり、デコンプアーム79を収納位置に位置させることができない場合がある(例えば、図19参照)。このような場合であっても、燃焼室39の圧力は、第二デコンプ装置81によって確実に減圧される。
この後、エンジン26が停止状態から運転を開始する場合は、スタータモータ(図示省略)またはキックによる始動装置によりクランクシャフトが正転を始める。このとき、クランクシャフトの正転にともない排気側カムシャフト61も回転を始め、排気側カム62が排気側タペット63に接近する。
このとき、排気側カム62が排気側タペット63の押圧を開始するまでの間、排気側タペット63が第二デコンプカム96の突出部106aに当接されているので、第二デコンプカム96は、排気側カムシャフト61の正転とは無関係に静止したままの状態となる。
そして、さらに排気側カムシャフト61が正転すると、排気側カム62bが排気側タペット63bを押圧し排気バルブ47bを開く。このとき、第二デコンプカム96の突出部106aは排気側タペット63から離間され第二デコンプカム96の拘束が解かれる。この後、第二デコンプカム96は、ワンウェイクラッチ103から伝達される僅かな正転トルクによって排気側カムシャフト61とともに正転方向へ連れ回った後に、正転規制機構98、98Aによって適宜の位相で停止する。これによって、第二デコンプ装置81のデコンプレッション機能は解除される(図6)。
他方、第一デコンプ装置78は、エンジン26が始動し排気側カムシャフト61が所定の回転数に達するまでの間、デコンプアーム79を収納位置に位置させるので、デコンプカム収納部86から突出させた第一デコンプカム91の弧状部分によって排気バルブ47aを若干量リフトさせて燃焼室39内の圧縮を低減させる(例えば、図18参照)。
そして、第一デコンプ装置78は、排気側カムシャフト61が所定の回転数に達すると、デコンプアーム79を展開位置に位置させる。これによって、第一デコンプ装置78のデコンプレッション機能は解除される(例えば、図17参照)。
このようにして、エンジン26は、定常運転状態から停止状態へ、また停止状態から定常運転状態へと円滑に移行する。
このように構成された本実施形態に係るエンジン26は、その停止時に排気バルブ47bを確実に開き燃焼室39内を減圧可能なワンウェイクラッチ式の第二デコンプ装置81を備えたことで、仮に遠心ウェイト式の第一デコンプ装置78のデコンプアーム79が収納状態にならなくても、その再始動時に始動性が損なわれることがない。
また、本実施形態に係るエンジン26は、第二デコンプ装置81のワンウェイクラッチ部94を排気側カムシャフト61に固定したことによって、エンジン26の定常運転状態時に、ワンウェイクラッチ部94を回転させておくことができる。これによって、エンジン26の定常運転状態におけるワンウェイクラッチ103のローラ118は、常に第二デコンプカム96の軸部105から遠ざかろうとする。ワンウェイクラッチ部94と第二デコンプカム96とはエンジン26の運転時、相対的に回転し続けるが、本実施形態に係るエンジン26は、ワンウェイクラッチ103のローラ118による機械的な損失を極力小さくすることができる。また、第二デコンプカム96の軸部105とワンウェイクラッチ103のローラ118との摩擦力が小さくなるので、相互のストレスを低減させることができる。
さらに、本実施形態に係るエンジン26は、排気側カムシャフト61の自由端に穿孔されたクラッチ収容孔87にワンウェイクラッチ部94を収容させたので、排気側カム62や排気バルブ47などの配置上の制約にならない。また、本実施形態に係るエンジン26は、ワンウェイクラッチ部94を設けるために排気側カムシャフト61の軸長を長くする必要が無く、排気側カムシャフト61の質量の増加を抑えることが可能であり、かつ強度の面でも好ましい。さらに、本実施形態に係るエンジン26は、第一デコンプ装置78および第二デコンプ装置81を設けても排気側カムシャフト61の軸長を長くする必要が無く、大型化することがない。
また、本実施形態に係るエンジン26は、正転規制機構98および第二デコンプカム96が一体に設けられた第二デコンプ装置81を備えるため、ストッパピン112やスプリング113等の部品をシリンダヘッド27側に設ける必要が無く、組立を容易なものにできる。また、正転規制機構98は、スナップリング114によってストッパピン112の回り止めおよび抜け止めを容易に構成できる。
さらに、本実施形態に係るエンジン26は、正転規制機構98Aによれば、より簡便な構造によって第二デコンプカム96の回転を規制できる。
なお、本実施形態に係るエンジン26は、第一デコンプ装置78および第二デコンプ装置81の両方を備えたものとしたが、第一デコンプ装置78を廃止して上述した構成の第二デコンプ装置81のみを備えるエンジン26としても良い。
したがって、本発明に係るエンジン26によれば、エンジン26の停止時に燃焼室39を確実に減圧できる。また、その際、小型で機械損失の小さい構成のデコンプ装置(第二デコンプ装置81)とすることができる。