JP6219537B2 - 内燃機関のデコンプ機構 - Google Patents
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Description
クランクシャフトに同期して回転するカムシャフトのカムロブの作用で揺動する吸気ロッカアームと排気ロッカアームが、それぞれ吸気バルブと排気バルブを作動して燃焼室に臨む吸気ポートの開口と排気ポートの開口をそれぞれ所定のタイミングで開閉する動弁機構を備え、前記排気ロッカアームに作用するデコンプカム部を備え、かつ同デコンプカム部が機関の回転に伴う遠心力に応じて前記カムシャフトの中心軸に関して径方向に出没するように構成されたコンプ部材が、前記カムロブに設けられ、機関回転数が低いときに、前記デコンプカム部を径方向外側に突出して前記排気ロッカアームに作用させて前記排気バルブを揺動して前記排気ポートの開口を開き、機関回転数が高くなると、前記デコンプカム部を径方向内側に没する内燃機関のデコンプ機構において、
前記デコンプ部材は、前記カムロブに揺動中心で枢支される基端部から前記カムシャフトの回転方向とは反対方向に延出するデコンプウエイト部を備え、同デコンプウエイト部の先端部に前記デコンプカム部が形成され、前記デコンプ部材は、そのデコンプウエイト部を径方向内側に付勢する付勢手段に付勢されて取る停止位置から前記カムロブの側面に沿って揺動可能とされ、前記コンプカム部は、径方向外側に突出するとともに、前記排気ロッカアームに作用するデコンプカム面を有し、同デコンプカム面は、同デコンプカム面上の任意の点の、前記デコンプ部材の前記揺動中心周りの揺動軌跡である円弧が、前記デコンプ部材の前記停止位置における前記点を通る前記カムシャフトの回転中心周りでの仮想円の円弧の径方向内側にあるように、前記カムロブに対して相対位置が決められ、径方向外側に突出した前記デコンプカム部のデコンプカム面は、同デコンプカム面上の前記点における法線が、前記デコンプ部材の前記揺動中心または同揺動中心より前記カムシャフトの回転方向にずれた位置を通る面形状に形成されることを特徴とする内燃機関のデコンプ機構を提供する。
そして、デコンプウエイト部の先端部に形成されたデコンプカム部が、カムロブのカム山とカムシャフトの軸部に関して略反対側に位置するので、円弧状のデコンプウエイト部はカムシャフトの軸部の周りを略半周程周回して遠心力により揺動するに必要な重量は容易に確保できるとともに、デコンプカム部をカム山とカムシャフトの軸部に関して略反対側に位置してデコンプを確実に行うようにすることができる。
そして、排気ロッカアームのローラ軸受部に突出形成された突起部が、デコンプカム被接触部であることから、排気ロッカアームのローラ軸受保持部に突起部を形成する簡単な構造で、デコンプカム被接触部を設けることができる。
本実施の形態のデコンプ機構を備える内燃機関10は、自動二輪車に搭載されるSOHC型2バルブの単気筒4ストローク内燃機関であり、車体(図示せず)に対してクランクシャフト12を車体幅方向に指向させ、気筒を若干前傾させて起立した姿勢で車体に懸架される。
なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、本実施の形態に係る自動二輪車の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとする。
図中矢印FRは車両前方を、LHは車両左方を、RHは車両右方を、RRは車両後方をそれぞれ示す。
内燃機関10のクランクシャフト12を回転自在に軸支するクランクケース11は、クランクシャフト12の後方に配設されるメインシャフト13とカウンタシャフト14の間に変速歯車機構15が構成されており、カウンタシャフト14は出力軸である。
クランクケース11の上に重ねられるシリンダブロック16,シリンダヘッド17,シリンダヘッドカバー18は、クランクケース11から若干前傾した姿勢で上方に延出している(図1参照)。
シリンダヘッド17には、天井面にシリンダボア16bの中心軸線であるシリンダ軸線Cyに関して互いに反対位置に1つずつ吸気弁口23と排気弁口24が燃焼室22に臨んで開口されるとともに、吸気弁口23と排気弁口24から各々吸気ポート23pと排気ポート24pが互いに離れる方向に湾曲しながら延出して形成されている。
この1本のロッカアームシャフト41に吸気ロッカアーム43と排気ロッカアーム44が、互いに隣接して揺動自在に軸支されている。
なお、図中、カムロブ32は、散点模様が施されている。
図2および図4を参照して、吸気ロッカアーム43は、中間の揺動軸支部43a、バルブ側アーム部43vおよびカム側アーム部43cからなり、バルブ側アーム部43vは、揺動軸支部43aから後方に向かって、シリンダ軸線Cyの後方に位置する吸気バルブ25の上端に向けて延出し、他方、カム側アーム部43cは、揺動軸支部43aから前方に延出し、排気ロッカアーム44側に屈曲部43e(図4)で屈曲して、カムシャフト31の軸方向で排気ロッカアーム44側に偏った位置にあるカムロブ32のカム周面に向かって延びている。
なお、吸気側ローラ43rの左側面と排気側ローラ44rの左側面は、カムロブ32の左側面と略同一面上にある。
吸気ロッカアーム43と排気ロッカアーム44をともに揺動させるカムシャフト31のカムロブ32の左側面に、図2、図3および図4に示されるようにデコンプ部材51が設けられており、排気ロッカアーム44のカム側アーム部44cのローラ44rを支持する左側のローラ軸受部44ccには、デコンプ部材51と同じカムシャフト軸線方向位置にあって、カムシャフト31に向けて突出したデコンプカム被接触部である突起部44pが形成されている。
そして、図6に示されるように、デコンプ部材51は、全体がカムロブ32のカムプロファイルの内側であって、さらにカムロブ32のベース円Bcの径方向内側にある。
支軸52を中心に揺動するデコンプ部材51は、中央当接面51wcと先端当接面51wsがカムシャフト31の軸部に当接することにより揺動範囲が規制される。
図6の実線で示すデコンプ部材51が、中央当接面51wcがカムシャフト31の軸部に当接したときの状態を示している。
図6の2点鎖線で示すデコンプ部材51が、先端当接面51wsがカムシャフト31の軸部に当接したときの状態を示している。
カムシャフト31の回転による遠心力が小さく、デコンプ部材51がトーションスプリング55の付勢力によりデコンプウエイト部51wの中央当接面51wcをカムシャフト31の軸部に当接しているとき、すなわちデコンプ部材51が図6において実線で示す状態にあるとき、径方向外側に突出したデコンプカム部51cは、カムロブ32の略ベース円Bcに接する位置にあって、カムロブ32とともに回転するデコンプ部材51の径方向外側に突出したデコンプカム部51cのみが、排気ロッカアーム44のカム側アーム部44cのカムロブ32の左側面に沿ってベース円Bcより若干内側に突出した突起部44pに摺接する。
図6を参照して、径方向外側に突出したデコンプカム部51cにおける排気ロッカアーム44の突起部44pに摺接して作用する図6に太線で示すデコンプカム面Scは、カムロブ32に対して次のような相対位置にある。同デコンプカム面Scの任意の点Pのデコンプ部材51の揺動中心(支軸52)周りでの揺動軌跡を円弧Rsとし、一方、デコンプ部材51がトーションスプリング55の付勢力の下でデコンプウエイト部51wの中央当接面51wcをカムシャフト31の軸部に当接している停止位置における前記任意の点Pの回転方向近傍範囲で、同任意の点Pを通る、カムシャフト31の回転中心(カム軸線Cx)周りの仮想円の円弧を円弧Rrとした場合、円弧Rsが円弧Rrの径方向内側になるように、デコンプカム面Scのカムロブ32に対する相対位置が決められている。
デコンプカム部51cのデコンプカム面Scが径方向内側に没したときは、図6に2点鎖線で示すように、排気ロッカアーム44の突起部44pはデコンプカム面Scに接することがなく、排気ロッカアーム44を揺動させることがない。
一方、カムシャフト31の回転による遠心力が大きくなって、デコンプ部材51が、トーションスプリング55の付勢力に抗して図6で時計回りに支軸52周りに回動すると、デコンプカム面Sc上の点Pのデコンプ部材51の揺動中心(支軸52)周りでの揺動軌跡である円弧Rsが、デコンプカム面Sc上の点Pのカムシャフト回転中心(カム軸線Cx)周りの仮想円である前記円弧Rrより径方向内側の軌跡をとることで、デコンプカム面Scは径方向内側に没し、デコンプカム面Scが排気ロッカアーム44の突起部44pに接することがなく、デコンプ作用は起きない。
そして、デコンプウエイト部51wの先端部に形成されるデコンプカム部51cがカムロブ32のカム山32aとカムシャフト31の軸部に関して略反対側に位置するので、円弧状のデコンプウエイト部51wはカムシャフト31の軸部の周りを略半周程周回して遠心力により揺動するに必要な重量は容易に確保できるとともに、デコンプカム部51cをカム山32aとカムシャフト31の軸部に関して略反対側に位置してデコンプを確実に行うようにすることができる。
そして、排気ロッカアーム44のローラ軸受部44ccに突出形成された突起部44pを、デコンプカム被接触部とするので、排気ロッカアーム44のローラ軸受部44ccに突起部44pを形成する簡単な構造で、デコンプカム被接触部を設けることができる。
図8は、吸気側ローラ43rと排気側ローラ44rが、ともに左側のローラ軸受部43cc,44ccにより片持ち支持された別の形態を示す。
なお、排気側ローラ44rを支持する左側のローラ軸受部44ccには、デコンプ部材51のデコンプカム部51cが接触する突起部44pが形成されている。
吸気側ローラ43rと排気側ローラ44Rが、上記形態とは逆に右側のローラ軸受部43cc,44ccにより片持ち支持されるとともに、排気側ローラ44Rは軸方向幅が大きくなっている。
そして、デコンプ部材51のデコンプカム部51Cは、上記実施の態様のデコンプカム部51cに比べて径方向外側により大きく突出している。
図10に示されるように、カムシャフト31の回転による遠心力が小さく、デコンプ部材51のデコンプウエイト部51wがトーションスプリング55の付勢力によりカムシャフト31の軸部に当接して停止しているとき、径方向外側に突出したデコンプカム部51Cは、カムロブ32のベース円Bcより外側にはみ出している。
また、カムロブ32に接触する排気側ローラ44Rが、デコンプ部材51のデコンプカム部51Cにも転がり接触して排気ロッカアーム44に作用するので、デコンプカム部51Cとの接触による摺動抵抗を下げることができるとともに、デコンプカム部51に接触する専用のカム被接触部を設ける必要がなく加工工数を削減することができる。
例えば、クランクケース側にカムシャフトが設けられ、同カムシャフトの回転をプッシュロッドがシリンダヘッド側のバルブに伝達し作動させる動弁機構を備えた内燃機関にも適用できる。
なお、各機器の左右の配置は、説明の便宜上、図示のものに特定して記載したが、上記実施形態に示すものと左右逆となる配置のものであってもよく、本発明に含まれる。
10…内燃機関、11…クランクケース、12…クランクシャフト、13…メインシャフト、14…カウンタシャフト、15…変速歯車機構、16…シリンダブロック、17…シリンダヘッド、18…シリンダヘッドカバー、20…ピストン、21…コンロッド、22…燃焼室、23…吸気弁口、24…排気弁口、25…吸気バルブ、26…排気バルブ、
30…動弁機構、31…カムシャフト、32…カムロブ、33…、34…カムチェーンスプロケット、35…カムチェーン、41…ロッカアームシャフト、
43…吸気ロッカアーム、43v…バルブ側アーム部、43t…調整ネジ、43c…カム側アーム部、43cc…ローラ軸受部、43r…吸気側ローラ、
44…排気ロッカアーム、44v…バルブ側アーム部、44t…調整ネジ、44c…カム側アーム部、44cc…ローラ軸受部、44p…突起部、44r,44R…排気側ローラ、
50…デコンプ機構、51…デコンプ部材、51a…基端部、51w…デコンプウエイト部、51c,51C…デコンプカム部、52…支軸、55…トーションスプリング。
Claims (11)
- クランクシャフト(12)に同期して回転するカムシャフト(31)のカムロブ(32)の作用で揺動する吸気ロッカアーム(43)と排気ロッカアーム(44)が、それぞれ吸気バルブ(25)と排気バルブ(26)を作動して燃焼室(22)に臨む吸気ポート(23p)の開口(23)と排気ポート(24p)の開口(24)それぞれ所定のタイミングで開閉する動弁機構(30)を備え、
前記排気ロッカアーム(44)に作用するデコンプカム部(51c)を備えるとともに、同デコンプカム部(51c)が機関の回転に伴う遠心力に応じて前記カムシャフト(31)の中心軸(Cx)に関して径方向に出没するように構成されたデコンプ部材(51)が、前記カムロブ(32)に設けられ、前記デコンプ部材(51)は、それを付勢して前記カムシャフト(31)に当接させる付勢手段(55)に付勢されて取る停止位置から前記カムロブ(32)の側面に沿って揺動可能とされ、
機関回転数が低いときに、前記デコンプカム部(51c)を径方向外側に突出して前記排気ロッカアーム(44)に作用させて前記排気バルブ(26)を揺動して前記排気ポート(24p)の開口を開き、機関回転数が高くなると、前記デコンプカム部(51c)を径方向内側に没する内燃機関(10)のデコンプ機構(50)において、
前記デコンプ部材(51)は、前記カムロブ(32)に揺動中心(52)で枢支される基端部(51a)から前記カムシャフト(31)の回転方向とは反対方向に円弧状に延出するデコンプウエイト部(51w)を備え、同デコンプウエイト部(51w)の先端部に前記デコンプカム部(51c)が形成され、
前記デコンプ部材(51)は、前記デコンプウエイト部(51w)および前記デコンプカム部(51c)を含めて前記カムロブ(32)のプロファイルの径方向内側であって、前記カムロブ(32)のベース円(Bc)の径方向内側に延在し、前記デコンプカム部(51c)は前記カムシャフト(31)の外周面に沿って延在するとともに、機関回転数が高い状態で径方向内側に没する位置で前記カムシャフト(31)の軸部に当接支持される先端当接面(51ws)を有し、
前記デコンプカム部(51c)は、前記停止位置で前記排気ロッカアーム(44)に作用するデコンプカム面(Sc)を有し、同デコンプカム面(Sc)は、同デコンプカム面(Sc)上の任意の点(P)の、前記デコンプ部材(51)の前記揺動中心(52)周りの揺動軌跡である円弧(Rs)が、前記デコンプ部材(51)の前記停止位置における前記点(P)を通る前記カムシャフト(31)の回転中心(Cx)周りでの仮想円の円弧(Rr)の径方向内側にあるように、前記カムロブ(32)に対して相対位置が決められ、
前記デコンプカム部(51c)のデコンプカム面(Sc)は、同デコンプカム面(Sc)上の前記点(P)における法線(L)が、前記デコンプ部材(51c)の前記揺動中心(52)または同揺動中心(52)より前記カムシャフト(31)の回転方向にずれた位置を通る湾曲面形状に形成されることを特徴とする内燃機関のデコンプ機構。 - 前記デコンプ部材(51)は、前記カムシャフト(31)の軸方向に一定の厚みを有する板状部材であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のデコンプ機構。
- 前記デコンプ部材(51)の前記デコンプウエイト部(51w)は、前記カムロブ(32)の側面に軸支される前記基端部(51a)から前記カムシャフト(31)の軸部の周囲を前記カムシャフト(31)の回転方向とは反対方向に円弧状に前記カムロブ(32)の側面に沿って延びることを特徴とする請求項2記載の内燃機関のデコンプ機構。
- 前記デコンプ部材(51)は、前記基端部(51a)が前記カムロブ(32)のカム山(32a)の側面に軸支され、前記デコンプウエイト部(51w)の先端部に形成された前記デコンプカム部(51c)が前記カムロブ(32)のカム山(32a)と前記カムシャフト(31)の軸部に関して略反対側に位置することを特徴とする請求項3記載の内燃機関のデコンプ機構。
- 前記デコンプウエイト部(51w)の一部が前記カムシャフト(31)の軸部に接する前記停止位置で、前記デコンプ部材(51)の揺動範囲が規制されることを特徴とする請求項3または請求項4記載の内燃機関のデコンプ機構。
- 前記吸気ロッカアーム(43)と前記排気ロッカアーム(44)は、共通のロッカアームシャフト(41)に揺動自在に軸支されることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の内燃機関のデコンプ機構。
- 前記吸気ロッカアーム(43)と前記排気ロッカアーム(44)は、共通の前記カムシャフト(31)が作用して揺動することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項記載の内燃機関のデコンプ機構。
- 前記吸気ロッカアーム(43)と前記排気ロッカアーム(44)は、前記カムシャフト(31)の共通の前記カムロブ(32)が作用して揺動することを特徴とする請求項7項記載の内燃機関のデコンプ機構。
- 前記吸気ロッカアーム(43)と前記排気ロッカアーム(44)は、前記カムロブ(32)が接触して作用する各カム被接触部(43r,44r)を備え、同各カム被接触部(43r,44r)は、前記カムロブ(32)の軸方向幅内に収まり、前記排気ロッカアーム(44)における前記デコンプカム部(51c)が接触して作用するデコンプカム被接触部(44p)は、前記排気ロッカアーム(44)の前記カム被接触部(44r)に隣接して位置していることを特徴とする請求項8記載の内燃機関のデコンプ機構。
- 前記各カム被接触部は、前記吸気ロッカアーム(43)と前記排気ロッカアーム(44)の各ローラ軸受部(43cc,44cc)にそれぞれ軸支された吸気側ローラ(43r)と排気側ローラ(44r)であり、
前記デコンプカム被接触部は、前記排気ロッカアーム(44)の前記ローラ軸受部(44cc)に突出形成された突起部(44p)であることを特徴とする請求項9記載の内燃機関のデコンプ機構。 - 前記吸気ロッカアーム(43)と前記排気ロッカアーム(44)の各端部にそれぞれ吸気側ローラ(43r)と排気側ローラ(44r)が軸支され、
前記吸気側ローラ(43r)は、前記カムロブ(32)に接触し、
前記排気側ローラ(44r)は、前記カムロブ(32)と前記カムロブ(32)のベース円(Bc)より径方向に突出した前記デコンプカム部(51c)とに接触することを特徴とする請求項8記載の内燃機関のデコンプ機構。
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