JP6327018B2 - Engine valve structure - Google Patents
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Description
この発明は、吸排気弁を開閉動作させるエンジンの動弁構造に関する。 The present invention relates to a valve operating structure for an engine that opens and closes intake and exhaust valves.
従来から、エンジンの吸排気弁を開閉動作させる動弁構造として、カムシャフトとタペットを用いた構造がある。 Conventionally, there is a structure using a camshaft and a tappet as a valve operating structure for opening and closing an intake / exhaust valve of an engine.
通常、吸排気弁の弁体としては、それぞれ軸状のバルブステムの一端に弁体部である傘部が設けられたバルブ(以下、「バルブ部材」と称する。)が用いられる。バルブ部材は、バルブスプリングによって、傘部が弁孔を閉じる方向に付勢されている。傘部が弁孔に接離することによって、吸排気弁は開閉する。 In general, as the valve body of the intake / exhaust valve, a valve (hereinafter referred to as a “valve member”) in which an umbrella part which is a valve body part is provided at one end of a shaft-like valve stem is used. The valve member is urged by a valve spring in a direction in which the umbrella portion closes the valve hole. The intake / exhaust valve opens and closes when the umbrella portion contacts and separates from the valve hole.
タペットは、バルブステムの他端、すなわち、傘部を設けた側の反対側の端部(以下、「ステムエンド」と称する。)に配置される。その形状は、平面視円形の端壁部と、その端壁部の周縁からバルブ部材側に立ち上がる円筒状の周壁部とを有するカップ状である。 The tappet is disposed at the other end of the valve stem, that is, the end opposite to the side where the umbrella portion is provided (hereinafter referred to as “stem end”). The shape is a cup shape having a circular end wall portion in plan view and a cylindrical peripheral wall portion that rises from the periphery of the end wall portion toward the valve member.
タペットの端壁部の外面に、エンジンのクランク軸の回転とともに回転するカムシャフトに設けられたカムローブが当接する。カムローブのカム面が、タペットを介してバルブステムの他端をバルブスプリングの付勢力に抗して押圧すれば、吸気弁や排気弁を開弁する。また、カム面による押圧が弱まれば、バルブ部材はバルブスプリングの付勢力によって移動し、吸気弁や排気弁を閉弁する(例えば、特許文献1参照)。 A cam lobe provided on a camshaft that rotates as the crankshaft of the engine rotates contacts the outer surface of the end wall of the tappet. When the cam surface of the cam lobe presses the other end of the valve stem against the urging force of the valve spring via the tappet, the intake valve and the exhaust valve are opened. Further, if the pressure on the cam surface is weakened, the valve member is moved by the urging force of the valve spring, and the intake valve and the exhaust valve are closed (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1のエンジンの動弁構造では、カムローブの幅方向中心線、すなわち、カムローブにおけるカムシャフトの軸方向に対する中心線が、タペットの中心線に対して、カムシャフトの軸方向に沿って一方へ偏心して配置されている。
In the valve operating structure of the engine of
このため、運転中に、カムローブのカム面とタペットの端壁部との間に発生した大きな摩擦力により、タペットは、シリンダに設けられたガイド孔内で一方向へ回転するようになっている。また、タペットの回転により、そのタペットの内面に当接するバルブステムにも回転力が生じ、バルブ部材は軸周りに回転するようになっている。 For this reason, during operation, the tappet is rotated in one direction within the guide hole provided in the cylinder due to a large frictional force generated between the cam surface of the cam lobe and the end wall portion of the tappet. . Further, the rotation of the tappet also generates a rotational force in the valve stem that contacts the inner surface of the tappet, so that the valve member rotates around the axis.
しかし、バルブステムの軸心が、タペットの中心線に対して、カムローブの偏心方向と同方向へ偏心して配置されているので、タペットに作用する荷重は、タペットの中心線に対してその偏心側で大きくなり、対側は小さくなる傾向がある。
このような荷重の偏りは、タペットの円滑な回転を阻害し、カムローブやタペットに偏摩耗を発生させる原因となる場合がある。
However, since the axis of the valve stem is arranged in the same direction as the eccentric direction of the cam lobe with respect to the centerline of the tappet, the load acting on the tappet is on the eccentric side with respect to the centerline of the tappet. There is a tendency for the opposite side to become larger.
Such an uneven load may hinder the smooth rotation of the tappet and cause uneven wear on the cam lobe or tappet.
そこで、この発明の課題は、カムローブやタペットに生じる偏摩耗を抑制することである。 Therefore, an object of the present invention is to suppress uneven wear that occurs in cam lobes and tappets.
上記の課題を解決するために、この発明は、軸状のバルブステムの一端にバルブの弁孔に接離する傘部が設けられるバルブ部材と、前記バルブステムの他端に設けられ前記他端が当接する端壁部とその端壁部の周縁から前記傘部側へ立ち上がる周壁部とからなるタペットと、前記タペットの端壁部外面に摺接するカムローブが設けられたカムシャフトとを備え、前記カムローブにおける前記カムシャフトの軸方向に対するカムローブ中心線を、前記タペットの前記端壁部外面の中心を通る端壁部外面中心線に対して、前記カムシャフトの軸方向に沿って偏心させ、前記バルブステムの軸心を、前記タペットの前記端壁部外面中心線に対して、前記カムローブ中心線が偏心する側と逆側に配置したエンジンの動弁構造とした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a valve member in which an umbrella portion that contacts and separates from a valve hole of a valve is provided at one end of a shaft-shaped valve stem, and the other end provided in the other end of the valve stem. A tappet consisting of an end wall part that comes into contact with and a peripheral wall part that rises from the periphery of the end wall part to the umbrella part side, and a camshaft provided with a cam lobe that is in sliding contact with the outer surface of the end wall part of the tappet, A cam lobe center line of the cam lobe with respect to the axial direction of the cam shaft is decentered along an axial direction of the cam shaft with respect to an end wall outer surface center line passing through the center of the end wall outer surface of the tappet, and the valve An engine valve-operating structure is provided in which the axis of the stem is arranged on the side opposite to the side where the cam lobe center line is decentered with respect to the end wall outer surface center line of the tappet.
この構成において、前記カムシャフトは吸気側と排気側にそれぞれ設けられ、前記各カムシャフトは少なくとも一つのカムローブを備えており、吸気側の前記カムシャフトは、前記カムローブのカムローブ中心線を、対応する前記タペットの端壁部外面中心線に対して、前記カムシャフトの軸方向に沿って一方向に偏心させて配置され、排気側の前記カムシャフトは、前記カムローブのカムローブ中心線を、対応する前記タペットの端壁部外面中心線に対して、前記カムシャフトの軸方向に沿って他方向に偏心させて配置されている構成とできる。 In this configuration, the camshaft is provided on each of the intake side and the exhaust side, each camshaft is provided with at least one cam lobe, and the camshaft on the intake side corresponds to the cam lobe center line of the cam lobe. With respect to the outer wall center line of the end wall portion of the tappet, the cam shaft on the exhaust side corresponds to the cam lobe center line corresponding to the cam lobe. With respect to the outer wall center line of the end wall portion of the tappet, it can be configured to be decentered in the other direction along the axial direction of the camshaft.
また、前記カムシャフトは吸気側と排気側にそれぞれ設けられ、前記各カムシャフトは同一の気筒に対応する複数のカムローブを備えており、吸気側の前記カムシャフトは、前記複数のカムローブの各カムローブ中心線を、対応する前記タペットの端壁部外面中心線に対して、それぞれ前記カムシャフトの軸方向に沿って一方向に偏心させて配置され、排気側の前記カムシャフトは、前記複数のカムローブの各カムローブ中心線を、対応する前記タペットの端壁部外面中心線に対して、それぞれ前記カムシャフトの軸方向に沿って他方向に偏心させて配置されている構成とできる。 The camshaft is provided on each of the intake side and the exhaust side, and each camshaft includes a plurality of cam lobes corresponding to the same cylinder, and the camshaft on the intake side includes each cam lobe of the plurality of cam lobes. A center line is arranged to be eccentric in one direction along the axial direction of the camshaft with respect to the corresponding outer wall centerline of the end wall portion of the tappet, and the camshaft on the exhaust side includes the plurality of cam lobes. Each cam lobe center line is arranged so as to be decentered in the other direction along the axial direction of the cam shaft with respect to the corresponding end wall outer surface center line of the tappet.
これらの各構成において、前記タペットの前記端壁部外面は中央部が外周部よりも凸に形成されている構成を採用することができる。また、前記カムローブのカム面は前記カムシャフトの軸方向における中央部が両端部よりも凸に形成されている構成を採用することができる。このタペットの端壁部外面の凸形状と、カムローブのカム面の凸形状は、いずれか一方を採用することもできるが、その両方を併用して採用することが望ましい。 In each of these configurations, the outer surface of the end wall portion of the tappet may be configured such that the center portion is formed to be more convex than the outer peripheral portion. Further, the cam surface of the cam lobe may employ a configuration in which a central portion in the axial direction of the cam shaft is formed to be more convex than both end portions. Either one of the convex shape of the outer surface of the end wall portion of the tappet and the convex shape of the cam surface of the cam lobe can be employed, but it is desirable to employ both of them in combination.
この発明は、カムローブにおけるカムシャフトの軸方向に対するカムローブ中心線を、タペットの端壁部外面の中心を通る端壁部外面中心線に対して、カムシャフトの軸方向に沿って偏心させ、バルブステムの軸心を、タペットの端壁部外面中心線に対して、カムローブ中心線が偏心する側と逆側に配置したので、タペットに作用する荷重の偏りを抑制することができる。これにより、カムローブを円滑に回転させるとともに、カムローブやタペットへの偏摩耗の発生を抑制することができる。 According to the present invention, the cam lobe center line with respect to the axial direction of the cam shaft in the cam lobe is eccentric along the axial direction of the cam shaft with respect to the end wall outer surface center line passing through the center of the end wall outer surface of the tappet. Is arranged on the side opposite to the side on which the cam lobe center line is eccentric with respect to the outer wall center line of the end wall of the tappet, so that the bias of the load acting on the tappet can be suppressed. As a result, the cam lobe can be rotated smoothly and the occurrence of uneven wear on the cam lobe and tappet can be suppressed.
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図面では、この発明に直接関係する部材、手段のみを示し、他の部材等については図示省略している。また、エンジンは、特に指定する実施形態を除いて、単気筒であってもよいし、複数のシリンダ1を備えた多気筒であってもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, only members and means directly related to the present invention are shown, and other members and the like are not shown. Further, the engine may be a single cylinder or a multi-cylinder having a plurality of
カムシャフトSは、図1に示すように、軸部材からなるシャフト部材10と、そのシャフト部材10に固定されるカム部材12とを備える。
As shown in FIG. 1, the camshaft S includes a
カム部材12は、複数のカムローブ11を一体の部材で形成した金属製の部材である。この実施形態では、軸方向に隣接する二つのカムローブ11を一体の部材で形成している。また、シャフト部材10は、カム部材12とは別部材からなる金属製の部材である。カム部材12は、カムローブ11の数が、エンジンのバルブの数と同数になるように、適宜の数配置される。
The
シャフト部材10は、軸方向全長に亘って断面円形の一様な断面形状を有している。このシャフト部材10の軸方向一端には大径部21が形成されており、この大径部21にスプロケットやプーリ等が固定される。
The
この実施形態では、図1に示すように、軸方向に隣り合うカムローブ11は、カムジャーナル14を介して接続され、カムジャーナル14の外周にはカムジャーナルキャップ20が配置されている。カムジャーナルキャップ20は、シャフト部材10の軸方向に沿って複数配置される。
In this embodiment, as shown in FIG. 1,
カムシャフトSは、これらのカムジャーナルキャップ20及びカムジャーナル14を介して、シリンダヘッドに回転可能に支持されている。
The cam shaft S is rotatably supported by the cylinder head via the
カム部材12は、シャフト部材10上に設けたキー溝13aと、カム部材12のシャフト挿通孔内面に設けたキー溝13bとに、1本のキー13を挿通することにより、シャフト部材10と一体化されている。この一体化により、カム部材12はシャフト部材10に対して相対回転不能、軸方向相対移動不能である。
The
このカムシャフトSが配置されるエンジンの例を、図3に示す。エンジンのシリンダ1には、燃焼室2に通じるポート3と、このポート3の弁孔4を開閉するバルブ部材5が設けられている。ポート3は吸気ポートと排気ポートとがある。吸気ポート内には、その吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射装置(図示せず)が設けられ、吸気ポート内の吸入空気に燃料を噴射し混合気を形成する。
An example of an engine in which the camshaft S is arranged is shown in FIG. The
吸気ポート及び排気ポートを開閉するバルブ構造は、バルブ部材5と、そのバルブ部材5を弁孔4の閉弁方向に付勢するバルブスプリング6とを備える。バルブ部材5は、軸状のバルブステム5bと、そのバルブステム5bの一端にバルブの弁孔4に接離する傘部5aとを備える。バルブステム5bは、シリンダ1に形成されたバルブ挿通孔に挿通され、シリンダ1に対して軸方向へ進退自在である。
The valve structure that opens and closes the intake port and the exhaust port includes a
バルブスプリング6は、その下端、すなわち、燃焼室2に近い側の端部がバルブスプリングシートを介してシリンダ1に支持され、その上端、すなわち、シリンダヘッド側の端部は、リテーナ8及びコッタ9を介してバルブステム5bに固定されている。
The lower end of the
バルブステム5bの他端側には、そのバルブステム5bの他端(ステムエンド)の端面が当接するタペット7が配置される。タペット7は、平面視円形の端壁部7aと、その端壁部7aの周縁からバルブ部材5側に立ち上がる円筒状の周壁部7bとを有するカップ状の部材である。
A
タペット7は、シリンダヘッド内に形成されたガイド孔に嵌り、そのガイド孔の内面に摺動する。ステムエンド5cは、タペット7の端壁部7aの内面に設けた凸部7cに当接し、また、その端壁部7aの外面7dに、エンジンのクランク軸の回転とともに回転するカムローブ11が当接する。
The
カムローブ11が回転すると、そのカムローブ11の外周のカム面11aは、対応するタペット7の端壁部7aの外面7dにそれぞれ摺接する。カムの作用により、タペット7を介してバルブステム5bがバルブスプリング6の付勢力に抗して押圧されれば、バルブ部材5が下降して弁孔4を開放させる。カムの作用による押圧力が弱まれば、バルブ部材5は、バルブスプリング6の弾性力によって上昇し、弁孔4を閉鎖する。このように、カムローブ11の回転によって、バルブ部材5は、所定のタイミングでポート3を開閉する。
When the
カムローブ11を備えたカムシャフトSへの動力の伝達は、カムシャフトSの大径部21に設けたスプロケットやプーリ等と、クランクシャフト側に設けたスプロケットやプーリ等との間をタイミングチェーンやベルト等で連結することにより行われている。
Transmission of power to the camshaft S provided with the
タペット7の端壁部7aの外面7dには、それぞれクラウニング(凸状面)が形成されている。すなわち、タペット7の端壁部7aの外面7dは、それぞれ中央部が外周部よりも凸に形成されている。このクラウニングは、図1に示すように、タペット7の中心線(平面視における端壁部7aの中心を通り、バルブステム5bの軸心方向に伸びる線)上に頂部を備え、その頂部から端壁部7aと周壁部7bとの稜線に向かって、全周に亘って徐々に傘部5a側へ傾斜している。その傾斜面は、正面視の断面において、頂部から稜線に向かって円弧形状である。タペット7の端壁部7aの外面7dに設けられるクラウニングの中心線である端壁部外面中心線(端壁部7aの外面7dのクラウニングの頂部を通り、バルブステム5bの軸心方向に伸びる線で、以下、クラウニング中心線bと称する。)は、このタペット7の中心線に一致している。
On the
また、カムローブ11のカム面11aにもクラウニングが形成されている。すなわち、カムローブ11のカム面11aは、カムシャフトSの軸方向における中央部が両端部よりも凸に形成されている。このクラウニングは、カム面11aのカムシャフトSの軸方向に対する中心線上に頂部を備え、その頂部からカム面11aの軸方向端部に向かって、軸周り全周に亘って徐々にカムシャフトSの軸心側へ傾斜している。その傾斜面は、正面視の断面において、頂部からカム面11aの軸方向端部に向かって円弧形状であり、カムローブ11の断面は全体として樽型を成している。カムローブ11のカム面11aに設けられるクラウニングの中心線であるカム面中心線c(カムローブ11におけるクラウニングの頂部を通り、バルブステム5bの軸心方向に伸びる線で、以下、カム側クラウニング中心線cと称する。)は、カム面11aのカムシャフトSの軸方向に対する中心線(以下、カムローブ中心線と称する。)に一致している。
A crowning is also formed on the
ここで、一つのカム部材12が備える二つのカムローブ11におけるカム側クラウニング中心線c,cは、対応する各タペット7のクラウニング中心線b,b同士の間に配置されている。
Here, the cam-side crowning center lines c and c in the two
このように、タペット7側のクラウニング中心線bと、カムローブ11側のカム側クラウニング中心線cとをオフセットすることにより、二つのカムローブ11は、いずれも両側のタペット7のクラウニングの頂部間に挟まれた配置となる。このため、カムローブ11は、タペット7のクラウニングの頂部を乗り越えることができず、カム部材12が、スラスト方向へ移動することが規制される。すなわち、カムローブ11が、カムシャフトSの軸方向へ移動することを防止することができる。
Thus, by offsetting the crowning center line b on the
また、バルブステム5bの軸心aを、対応するタペット7のクラウニング中心線bに対して、そのタペット7に摺接するカムローブ11が偏心する側と逆側に偏心させて配置している。
Further, the axis a of the
図1において、図中左側のバルブステム5bの軸心aは、対応する左側のタペット7のクラウニング中心線bに対して、カムローブ11のカム側クラウニング中心線cの位置する側の反対側に配置されている。また、図中右側のバルブステム5bの軸心aは、対応する右側のタペット7のクラウニング中心線bに対して、カムローブ11のカム側クラウニング中心線cが位置する側の反対側に配置されている。
In FIG. 1, the axis a of the
このように、バルブステム5bの軸心aを、タペット7のクラウニング中心線bに対して、すなわち、タペット7の中心線に対して、カムローブ11と逆方向にオフセットさせたので、クラウニング中心線bを挟んで、タペット7に作用する荷重のバランスがよくなる。カムローブ11からタペット7への力の作用点と、タペット7からバルブステム5bへの力の作用点とが、クラウニング中心線bを挟んで両側に位置するからである。
Thus, the axis a of the
この荷重バランスの向上により、タペット7の回転性も向上し、タペット7の摩耗低減に寄与することができる。
タペット7に対してカムローブ11をオフセットさせたことに伴い、バルブステム5bをカムローブ11とは反対側へオフセットし、過大な荷重が一箇所に集中することを回避したことが、タペット7の回転を円滑にする上で有効に作用している。
By improving the load balance, the rotation of the
As the
上記の実施形態の変形例として、例えば、一つのカム部材12が備える二つのカムローブ11におけるカム側クラウニング中心線c,cを、それぞれ、対応する各タペット7のクラウニング中心線b,b同士の間よりも外側に配置したものも考えられる。二つのカムローブ11のカム側クラウニング中心線c,cの間に、タペット7のクラウニング中心線b,bが挟まれた配置である。
As a modification of the above embodiment, for example, the cam-side crowning center lines c and c in the two
このように、タペット7側のクラウニング中心線bと、カムローブ11側のカム側クラウニング中心線cとをオフセットすることにより、二つのカムローブ11は、いずれも二つのタペット7のクラウニングの頂部間の外側への配置となる。このため、カムローブ11は、タペット7のクラウニングの頂部を乗り越えることができず、カム部材12が、スラスト方向へ移動することが規制される。すなわち、カムローブ11が、カムシャフトSの軸方向へ移動することを防止することができる。
In this way, by offsetting the crowning center line b on the
なお、これらの実施形態では、カムローブ11のカム側クラウニング中心線cを、カム面11aのカムシャフトSの軸方向に対する中心線であるカムローブ中心線に一致させていたが、カムローブ11のカム側クラウニング中心線cが、カム面11aのカムローブ中心線に一致していない態様も考えられる。
In these embodiments, the cam-side crowning center line c of the
さらに、カムローブ11のカム面11aに、クラウニングを設けない態様を採用することもできる。
Furthermore, it is possible to adopt a mode in which no crowning is provided on the
この場合、タペット7の端壁部7aの外面7dには、それぞれクラウニングが形成されているので、カム部材12が備える二つのカムローブ11のカム面11aにおけるカムシャフトSの軸方向に対する中心線である各カムローブ中心線を、対応する各タペット7のクラウニングの頂部を通るクラウニング中心線b,b同士の間に配置するとよい。二つのカムローブ11のカムローブ中心線が、いずれも両側のタペット7のクラウニングの頂部間に挟まれた配置となる。
In this case, since the
あるいは、カム部材12が備える二つのカムローブ11のカム面11aにおけるカムシャフトSの軸方向に対する各カムローブ中心線を、対応する各タペット7のクラウニング中心線b,b同士の間よりも外側に配置するとよい。二つのカムローブ11のカムローブ中心線の間に、タペット7のクラウニング中心線b,bが挟まれた配置である。
Alternatively, when the cam lobe center lines with respect to the axial direction of the cam shaft S on the cam surfaces 11a of the two
このように、カム面11aにクラウニングを設けない構成においても、カム部材12が、スラスト方向へ移動することを規制することができる。
Thus, even in a configuration in which no crowning is provided on the
この実施形態の分割式のカムシャフトSを組立てる際には、まず、二つのカムローブ11を備えたカム部材12の軸方向孔に、軸部材からなるシャフト部材10を挿通する。カム部材12の軸方向孔へのシャフト部材10の挿通は、焼き嵌め等によって行ってよい。カム部材12が所定の軸方向位置、軸周り方位に配置されたら、キー溝13a,13b内にキー13を圧入することにより、シャフト部材10にカム部材12を固定する。その後、次なるカム部材12の取り付けを行う。軸方向に隣接するカム部材12,12間にスペーサや一体型カムジャーナル等を配置する場合は、そのスペーサや一体型カムジャーナル等を配置した後、次のカム部材12の取り付けを行う。
When assembling the split camshaft S of this embodiment, first, the
カム部材12のカムローブ11,11間のカムジャーナル外周にカムジャーナルキャップ20を配置する場合は、カムローブ11が比較的大径であるので、分割型カムジャーナルキャップを用いる。シャフト部材10にカム部材12を固定した後、カムローブ11,11間のカムジャーナル14にカムジャーナルキャップ20を宛がい、カムシャフトSをシリンダヘッド内の予め定められた箇所にボルト等を用いて固定する。
When the
他の実施形態を図2に示す。上記の実施形態では、軸方向に隣接する二つのカムローブ11を一体のカム部材12で形成し、それを、カム部材12とは別部材からなるシャフト部材10で結合したが、この実施形態は、カム部材12を用いずに、カムローブ11とシャフト部材10とを一体の部材として、カムシャフトSを構成したものである。
Another embodiment is shown in FIG. In the above embodiment, the two
ここでは、軸方向に隣接する二つのカムローブ11における各クラウニングの頂部を通るカム側クラウニング中心線c,cは、それぞれ、対応する各タペット7のクラウニングの頂部を通るクラウニング中心線b,bに対して、カムシャフトSの軸方向に沿って同一の側(図では左側)に偏心して配置されている。
Here, the cam side crowning center lines c and c passing through the tops of the crownings of the two
また、バルブステム5bの軸心aは、対応する各タペット7のクラウニング中心線b,bに対して、そのタペット7に摺接するカムローブ11が偏心する側と逆側(図では右側)に偏心して配置されている。
Further, the axis a of the
すなわち、図2において、図中左側のバルブステム5bの軸心aは、対応する左側のタペット7のクラウニング中心線bに対して、カムローブ11のカム側クラウニング中心線cの位置する側の反対側に配置されている。また、図中右側のバルブステム5bの軸心aも、対応する右側のタペット7のクラウニング中心線bに対して、カムローブ11のカム側クラウニング中心線cが位置する側の反対側に配置されている。
That is, in FIG. 2, the axis a of the
この実施形態においても、バルブステム5bの軸心aを、タペット7のクラウニング中心線bに対して、すなわち、タペット7の中心線に対して、カムローブ11と逆方向にオフセットしているので、タペット7に作用する荷重のバランスがよくなる。これにより、タペット7の回転性が向上し、タペット7の摩耗低減に寄与することができる。
Also in this embodiment, the axis a of the
上記の各実施形態において、カムシャフトSの軸方向に沿って隣り合うバルブ部材5及びタペット7は、エンジンの同一の気筒において並列する吸気バルブ同士、又は、エンジンの同一の気筒において並列する排気バルブ同士とすることもできるし、あるいは、エンジンの隣り合う気筒の吸気バルブ同士、又は、エンジンの隣り合う気筒の排気バルブ同士としてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
図4(a)は、カムローブ11やバルブステム5bを偏心させる対象となるタペット7、すなわち、カムシャフトSの軸方向に沿って隣り合う上記タペット7が、エンジンの同一の気筒に対応する吸気バルブ、又は、排気バルブのものである場合を、模式図に示している。
FIG. 4A shows an intake valve in which a
このエンジンは、カムシャフトSが吸気側と排気側にそれぞれ設けられたダブルオーバーヘッドカム形式であり、また、一つの気筒に吸気バルブ、排気バルブを二つずつ備えた4バルブ形式である。吸気側、排気側の各カムシャフトSは、バルブの数に対応して、同一の気筒に対応する複数の(実施形態では二つ)のカムローブ11を備えている。
This engine is a double overhead cam type in which camshafts S are provided on the intake side and the exhaust side, respectively, and is a four-valve type in which one cylinder has two intake valves and two exhaust valves. Each of the intake-side and exhaust-side camshafts S includes a plurality of (two in the embodiment)
図中左側の吸気側の各バルブにおいて、隣り合う複数のカムローブ11の各カムローブ中心線c,cは、対応するタペット7;(A)(B)の端壁部外面中心線b,bに対して、それぞれカムシャフトSの軸方向に沿って同一の側(図中上方)に偏心して配置されている。
In each valve on the intake side on the left side in the figure, the cam lobe center lines c and c of the plurality of
また、隣り合う複数のバルブステム5bの軸心a,aは、対応するタペット7;(A)(B)の端壁部外面中心線b,bに対して、それぞれカムシャフトSの軸方向に沿って、カムローブ11が偏心する側と反対側(図中下方)に偏心して配置されている。
Further, the axial centers a and a of the plurality of adjacent valve stems 5b are respectively in the axial direction of the camshaft S with respect to the end wall portion outer surface center lines b and b of the corresponding
図中右側の排気側の各バルブにおいて、隣り合う複数のカムローブ11の各カムローブ中心線c,cは、対応するタペット7;(C)(D)の端壁部外面中心線b,bに対して、それぞれカムシャフトSの軸方向に沿って同一の側(図中下方)に偏心して配置されている。すなわち、吸気側のバルブにおいて、カムローブ11が偏心する側と逆側に偏心している。
In each valve on the exhaust side on the right side in the figure, the cam lobe center lines c and c of the plurality of
また、隣り合う複数のバルブステム5bの軸心a,aは、対応するタペット7;(C)(D)の端壁部外面中心線b,bに対して、それぞれカムシャフトSの軸方向に沿って、カムローブ11が偏心する側と反対側(図中上方)に偏心して配置されている。すなわち、吸気側のバルブにおいて、バルブステム5bが偏心する側と逆側に偏心している。
Further, the axial centers a and a of the plurality of adjacent valve stems 5b are respectively in the axial direction of the camshaft S with respect to the outer wall center lines b and b of the end wall portions of the corresponding
このように、同一の気筒に対し、吸気側と排気側とでタペット7に対してカムローブ11が偏心する側を逆方向とし、また、吸気側と排気側とでタペット7に対してバルブステム5bが偏心する側を逆方向としたので、一つの気筒内における荷重のバランスがよくなり、部材の偏摩耗の抑制をさらに顕著なものとすることができる。
Thus, for the same cylinder, the side on which the
なお、端壁部外面中心線bに対するカムローブ中心線cの偏心量WA,WB,WC,WDは、全て等しく設定することが望ましい。また、端壁部外面中心線bに対するバルブステム5bの軸心aの偏心量WA’,WB’,WC’,WD’は、全て等しく設定することが望ましい。また、同じタペット7に対するカムローブ中心線cの偏心量WAと、バルブステム5bの軸心aの偏心量WA’は、互いに等しく設定することが望ましい。偏心量WBと偏心量WB’、偏心量WCと偏心量WC’、偏心量WDと偏心量WD’との関係についても同様である。各図では、理解がしやすいように、タペット7の外径に対して各偏心量を大きく記載しているが、実際の偏心量は、1mmにも満たない僅かな寸法である。
Incidentally, the eccentricity amount W A of the cam lobe centerline c against the end wall outer surface center line b, W B, W C, W D is preferably set all equal. Further, the eccentricity of the axis a of the
図4(b)は、カムローブ11やバルブステム5bを偏心させる対象となるタペット7、すなわち、カムシャフトSの軸方向に沿って隣り合う上記タペット7が、エンジンの隣り合う気筒に対応する吸気バルブ、又は、排気バルブに対するものである場合を、模式図に示している。
FIG. 4B shows an intake valve in which a
このエンジンは、カムシャフトSが吸気側と排気側にそれぞれ設けられたダブルオーバーヘッドカム形式であり、また、一つの気筒に吸気バルブ、排気バルブを一つずつ備えた2バルブ形式である。吸気側、排気側の各カムシャフトSは、同一の気筒に対応する一つのカムローブ11を備えている。
This engine is a double overhead cam type in which camshafts S are provided on the intake side and the exhaust side, respectively, and a two-valve type in which one cylinder has one intake valve and one exhaust valve. Each of the intake-side and exhaust-side camshafts S includes one
図中左側の吸気側の各バルブにおいて、隣り合う複数のカムローブ11の各カムローブ中心線c,cは、対応するタペット7;(A)(B)の端壁部外面中心線b,bに対して、それぞれカムシャフトSの軸方向に沿って同一の側(図中上方)に偏心して配置されている。
In each valve on the intake side on the left side in the figure, the cam lobe center lines c and c of the plurality of
また、隣り合う複数のバルブステム5bの軸心a,aは、対応するタペット7;(A)(B)の端壁部外面中心線b,bに対して、それぞれカムシャフトSの軸方向に沿って、カムローブ11が偏心する側と反対側(図中下方)に偏心して配置されている。
Further, the axial centers a and a of the plurality of adjacent valve stems 5b are respectively in the axial direction of the camshaft S with respect to the end wall portion outer surface center lines b and b of the corresponding
図中右側の排気側の各バルブにおいて、隣り合う複数のカムローブ11の各カムローブ中心線c,cは、対応するタペット7;(C)(D)の端壁部外面中心線b,bに対して、それぞれカムシャフトSの軸方向に沿って同一の側(図中下方)に偏心して配置されている。すなわち、吸気側のバルブにおいて、カムローブ11が偏心する側と逆側に偏心している。
In each valve on the exhaust side on the right side in the figure, the cam lobe center lines c and c of the plurality of
また、隣り合う複数のバルブステム5bの軸心a,aは、対応するタペット7;(C)(D)の端壁部外面中心線b,bに対して、それぞれカムシャフトSの軸方向に沿って、カムローブ11が偏心する側と反対側(図中上方)に偏心して配置されている。すなわち、吸気側のバルブにおいて、バルブステム5bが偏心する側と逆側に偏心している。
Further, the axial centers a and a of the plurality of adjacent valve stems 5b are respectively in the axial direction of the camshaft S with respect to the outer wall center lines b and b of the end wall portions of the corresponding
このように、カムシャフトSの軸方向に沿って隣り合う気筒に対し、吸気側と排気側とでタペット7に対してカムローブ11が偏心する側を逆方向とし、また、吸気側と排気側とでタペット7に対してバルブステム5bが偏心する側を逆方向としたので、隣り合う気筒間における荷重のバランスがよくなり、部材の偏摩耗の抑制をさらに顕著なものとすることができる。
Thus, with respect to the cylinders adjacent to each other along the axial direction of the camshaft S, the side on which the
なお、端壁部外面中心線bに対するカムローブ中心線cの偏心量WA,WB,WC,WD、また、端壁部外面中心線bに対するバルブステム5bの軸心aの偏心量WA’,WB’,WC’,WD’の設定については、前述の説明と同様である。
The eccentric amount W A , W B , W C , W D of the cam lobe center line c with respect to the end wall outer surface center line b, and the eccentric amount W of the shaft center a of the
図4(b)の実施形態では、複数の気筒を備えたエンジンにおいて、上記バルブステム5b、タペット7、カムローブ11間の偏心構造を採用した二つの気筒を表記しているが、例えば、単気筒のエンジンにおいて、上記図4(b)の一つの気筒における偏心構造を採用することもできる。
In the embodiment of FIG. 4 (b), in an engine having a plurality of cylinders, two cylinders adopting an eccentric structure between the
この発明では、バルブステム5bの軸心aを、タペット7の中心線に対して、カムローブ11と逆方向にオフセットさせたので、タペット7に作用する荷重のバランスがよくなる。これにより、タペット7の回転性が向上し、タペット摩耗低減に寄与することができる。タペット7に対してカムローブ11をオフセットさせたことに伴い、バルブステム5bをカムローブ11とは反対側へオフセットし、過大な荷重が一箇所に集中することを回避したことが、タペット7の回転を円滑にする上で有効に作用している。
In this invention, since the axis a of the
1 シリンダ
2 燃焼室
3 ポート
4 弁孔
5 バルブ部材(バルブ)
5a 傘部
5b バルブステム
5c ステムエンド
7 タペット
7a 端壁部
7b 周壁部
7d 外面
10 シャフト部材
11 カムローブ
11a カム面
12 カム部材
13 キー
14 カムジャーナル
20 カムジャーナルキャップ
S カムシャフト
1
Claims (5)
前記バルブステムの他端に設けられ前記他端が当接する端壁部とその端壁部の周縁から前記傘部側へ立ち上がる周壁部とからなるタペットと、
前記タペットの端壁部外面に摺接するカムローブが設けられたカムシャフトとを備え、
前記カムローブにおける前記カムシャフトの軸方向に対するカムローブ中心線を、前記タペットの前記端壁部外面の中心を通る端壁部外面中心線に対して、前記カムシャフトの軸方向に沿って偏心させ、
前記バルブステムの軸心を、前記タペットの前記端壁部外面中心線に対して、前記カムローブ中心線が偏心する側と逆側に配置したエンジンの動弁構造。 A valve member provided with an umbrella part that contacts and separates from the valve hole of the valve at one end of the shaft-shaped valve stem;
A tappet comprising an end wall portion provided at the other end of the valve stem, and the peripheral wall portion rising from the peripheral edge of the end wall portion toward the umbrella portion;
A camshaft provided with a cam lobe in sliding contact with the outer surface of the end wall of the tappet,
The cam lobe center line of the cam lobe with respect to the axial direction of the cam shaft is decentered along the axial direction of the cam shaft with respect to the end wall outer surface center line passing through the center of the end wall outer surface of the tappet.
A valve operating structure for an engine in which an axis of the valve stem is disposed on a side opposite to a side on which the cam lobe center line is eccentric with respect to the end wall outer surface center line of the tappet.
前記各カムシャフトは少なくとも一つのカムローブを備えており、
吸気側の前記カムシャフトは、前記カムローブのカムローブ中心線を、対応する前記タペットの端壁部外面中心線に対して、前記カムシャフトの軸方向に沿って一方向に偏心させて配置され、
排気側の前記カムシャフトは、前記カムローブのカムローブ中心線を、対応する前記タペットの端壁部外面中心線に対して、前記カムシャフトの軸方向に沿って他方向に偏心させて配置されている請求項1に記載のエンジンの動弁構造。 The camshaft is provided on each of the intake side and the exhaust side,
Each camshaft comprises at least one cam lobe;
The camshaft on the intake side is arranged such that the cam lobe center line of the cam lobe is decentered in one direction along the axial direction of the cam shaft with respect to the corresponding end wall outer surface center line of the tappet,
The camshaft on the exhaust side is arranged such that the cam lobe center line of the cam lobe is decentered in the other direction along the axial direction of the cam shaft with respect to the outer wall center line of the corresponding end wall of the tappet. The valve operating structure for an engine according to claim 1.
前記各カムシャフトは同一の気筒に対応する複数のカムローブを備えており、
吸気側の前記カムシャフトは、前記複数のカムローブの各カムローブ中心線を、対応する前記タペットの端壁部外面中心線に対して、それぞれ前記カムシャフトの軸方向に沿って一方向に偏心させて配置され、
排気側の前記カムシャフトは、前記複数のカムローブの各カムローブ中心線を、対応する前記タペットの端壁部外面中心線に対して、それぞれ前記カムシャフトの軸方向に沿って他方向に偏心させて配置されている請求項1に記載のエンジンの動弁構造。 The camshaft is provided on each of the intake side and the exhaust side,
Each camshaft includes a plurality of cam lobes corresponding to the same cylinder,
The intake side camshaft is configured such that each cam lobe center line of the plurality of cam lobes is decentered in one direction along the axial direction of the camshaft with respect to the corresponding end wall outer surface center line of the tappet. Arranged,
The camshaft on the exhaust side is configured such that each cam lobe center line of the plurality of cam lobes is decentered in the other direction along the axial direction of the cam shaft with respect to the corresponding end wall outer surface center line of the tappet. The valve operating structure for an engine according to claim 1, wherein the valve operating structure is disposed.
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