KR20040026600A - 오버헤드캠형 내연기관 - Google Patents

오버헤드캠형 내연기관 Download PDF

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KR20040026600A
KR20040026600A KR1020030059869A KR20030059869A KR20040026600A KR 20040026600 A KR20040026600 A KR 20040026600A KR 1020030059869 A KR1020030059869 A KR 1020030059869A KR 20030059869 A KR20030059869 A KR 20030059869A KR 20040026600 A KR20040026600 A KR 20040026600A
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camshaft
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internal combustion
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감베다카시
다와라다유이치
사토도모야스
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 크랭크샤프트에 연동하여 회전하는 캠 샤프트를 실린더 헤드 상에 마련한 OHC형 내연기관에 있어서, 실린더 헤드 커버나 실린더 헤드 커버와 같이, 별개로 제작된 부재의 접합면을 이용하여 반할(半割) 형상 캠 샤프트 베어링 유지부를 형성하는 제작에 번거로운 종래의 구조를 개선하고, 베어링 유지부의 제작 및 캠 샤프트 설치 작업을 쉽게 한다.
캠 샤프트를 회전자유롭게 지지하는 캠 샤프트 홀더를 상기 실린더 헤드나 실린더 헤드 커버와는 별체로 작성하여, 실린더를 관통하는 스터드 볼트로 함께 체결한다.

Description

오버헤드캠형 내연기관{OHC TYPE INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 캠 샤프트를 실린더 헤드 상에 마련한 OHC형 내연기관에 관한 것으로, 특히 캠 샤프트를 회전자유롭게 지지하는 구조에 관하는 것이다.
종래의 캠 샤프트 지지구조는, 실린더 헤드 커버와 실린더 헤드와의 접합면 사이에 상하 반할(半割) 형상의 베어링 유지부를 형성하여, 구름 베어링을 통해 캠 샤프트를 회전자유롭게 지지하고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조. ).
다른 캠 샤프트 지지구조로서, 실린더 헤드 커버와는 별체의 캠 샤프트 상부 지지체를 마련하고, 이 캠 샤프트 상부 지지체와 실린더 헤드와의 접합면의 사이에 상하 반할 형상의 베어링 유지부를 형성하고, 구름 베어링을 통해 캠 샤프트를 회전자유롭게 지지하고 있었다. 실린더 헤드 커버는, 캠 샤프트를 포함하는 동(動)밸브기구가 장착된 후에, 이들을 덮도록 실린더 헤드에 설치되고 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조. ).
[특허문헌 1]
일본국 실공평2-16002호 공보 (제1도)
[특허문헌 2]
일본국 실공소57-45387호 공보(제1도).
종래 기술에 있어서는, 실린더 헤드 커버와 실린더 헤드와의 접합면 사이, 또는 캠 샤프트 상부 유지체와 실린더 헤드와의 접합면 사이에, 상하 반할 형상의 베어링 유지부를 형성하고 있었다. 이처럼 별개로 제작된 부재의 접합면에 베어링 유지부를 형성하기 위해서는, 일단 접합면을 맞춰서 조립하고, 거기에 베어링 유지부를 설치하고, 그것을 분해하는 번거로운 공정을 요하고, 조립하는 경우에는, 반할 형상으로 형성된 한쪽의 부재의 오목부에 베어링을 통해 캠 샤프트를 장착한 후, 다시 다른 쪽의 부재를 조립한다는 공정이 필요하였다.
본 발명은 상기 종래 기술의 결점을 해소하여, 종래와 같이, 별개로 제작된 부재의 접합면에 반할 형상 베어링 유지부를 형성하는 것을 그만두고, 실린더 헤드 커버나 실린더 헤드 커버와는 독립의 캠 샤프트 홀더에 의해서 베어링을 지지하도록 하여, 베어링 유지부의 제작 및 캠 샤프트 설치 작업을 쉽게 하고자 하는 것이다.
본 발명은 상기 과제를 해결한 것으로, 청구항1에 기재의 발명은, 크랭크샤프트에 연동하여 회전하는 캠 샤프트를 실린더 헤드 상에 마련한 OHC형 내연기관에 있어서, 상기 캠 샤프트를 회전자유롭게 지지하는 캠 샤프트 홀더를 상기 실린더헤드와는 별체로 작성하여, 실린더를 관통하는 스터드 볼트로 함께 체결하여 고정한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 상기한 바와 같이, 캠 샤프트 홀더를 실린더 헤드와는 별체로 작성하기 때문에, 종래와 같이, 제작에 번고로운 상하 반할 형상 베어링 유지부를 형성할 필요가 없고, 제작이 용이한 형상의 베어링 유지부로 할 수 있다. 또한, 실린더를 관통하는 스터드 볼트로 캠 샤프트 홀더를 함께 체결하여 고정하기 때문에, 견고한 고정이 가능하다.
또한 청구항 2에 기재의 발명은, 청구항 1에 기재의 OHC형 내연기관에 있어서, 상기 캠 샤프트 홀더에는 로커 아암 샤프트 지지부가 일체로 형성되고, 상기 캠 샤프트 홀더의 체결 위치는 상기 로커 아암 샤프트 지지부보다 상면인 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같이, 캠 샤프트 홀더에는, 로커 아암 샤프트 지지부가 일체로 형성되어 있기 때문에, 캠 샤프트의 장착과 로커 아암 샤프트의 장착을 연속한 공정에서 간단히 행할 수 있다. 또한, 알루미늄 합금으로 제작되는 캠 샤프트 홀더는 열팽창이 크기 때문에, 로커 아암 샤프트 지지부 보다 하방에서 고정한 경우에는, 열팽창에 의해 캠 샤프트와 로커 아암 샤프트 간격이 변하고, 로커 아암의 위치가 틀어져 버려, 태핏 클리어런스(tappet clearance)가 커지는 등의 문제가 발생하지만, 캠 샤프트 홀더의 체결 위치를, 로커 아암 샤프트 지지부 보다 상면으로 하고 있기 때문에, 이러한 문제는 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 1 실시형태에 관한 자동이륜차용 OHC형 단기통 내연기관의 주요부의 횡단면을 후방에서 본 도면이다.
도 2는 상기 내연기관의 상부에 마련되어 있는 흡배기 밸브 및 동(動)밸브기구의 종단면을 우측에서 본 도면이다
도 3은 상기 내연기관의 동밸브실의 내부를 위에서 본 수평 단면도이다.
도 4는 캠 샤프트 홀더의 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V 단면도이다.
도 6은 도 4의 VI-VI 단면도이다.
도 7은 도 4의 VII-VII 단면도이다.
도 8은 캠 샤프트 홀더의 설치부의 종단면을 우측에서 본 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 좌측 크랭크 케이스2 : 우측 크랭크 케이스
3 : 좌측 크랭크 케이스 커버4 : 우측 크랭크 케이스 커버
5 : 실린더 블록 6 : 실린더 헤드
7 : 실린더 헤드 커버8 : 크랭크 샤프트
9 : 크랭크 핀 10 : 구름 베어링
11 : 구름 베어링 12 : 커넥팅 로드
13 : 피스톤 14 : 연소실
15 : 점화 플러그20 : 동(動)밸브실
21 : 캠 샤프트 홀더21a : 좌측부분
21b : 우측부분 21c : 앞측 연결부
21d : 뒷측 연결부 22 : 캠 샤프트
23 : 캠 체인실 24 : 구동 스프로켓
25 : 피동 스프로켓 26 : 캠 체인
27 : 배기 포트28 : 배기밸브
28a : 배기밸브의 축부 29 : 흡기 포트
30 : 흡기밸브 30a : 흡기밸브의 축부
31 : 밸브 용수철 32 : 밸브 용수철
34 : 배기용 캠35 : 흡기용 캠
36 : 배기용 로커 아암 37 : 배기용 로커 아암 샤프트
38 : 태핏39 : 롤러 축
40 : 배기용 롤러41 : 흡기용 로커 아암
42 : 흡기용 로커 아암 샤프트43 : 태핏
44 : 롤러 축 45 : 흡기용 롤러
46 : 캠 샤프트 지지구멍
47 : 배기용 로커 아암 샤프트 지지구멍
48 : 흡기용 로커 아암 샤프트 지지구멍
49 : 장척 자루 너트 삽입 관통 구멍
50 : 스터드 볼트51 : 장척 자루 너트
52 : 와셔53 : 스터드 볼트 삽입 관통 구멍
54 : 스터드 볼트 삽입 관통 구멍
도 1은 본 발명의 1 실시형태에 따른 자동이륜차용 OHC형 단기통 내연기관의 주요부의 횡단면을 후방에서 본 도면이다. 도면에 있어서, 이 내연기관의 외각은 좌측 크랭크 케이스(1), 우측 크랭크 케이스(2), 좌측 크랭크 케이스 커버(3), 우측 크랭크 케이스 커버(4), 실린더 블록(5), 실린더 헤드(6), 실린더 헤드 커버(7)로 구성되어 있다. 크랭크샤프트(8)는 좌우의 부분으로 이루어지고, 크랭크 핀(9)에 의해서 일체화되어 있다. 크랭크 샤프트(8)는, 좌측 크랭크 케이스(1)와 우측 크랭크 케이스(2)에 각각 구름 베어링(10, 11)을 통해 회전가능하게 지지되어 있다. 크랭크 핀(9)에는 커넥팅 로드(12)를 통해 피스톤(13)이 접속되고, 이 피스톤은 실린더 블록(5)의 안에서 상하운동을 한다. 실린더 헤드(6)의 하면에 연소실(14)이 형성되어 있다. 실린더 헤드(6)에는 점화 플러그(15)가 장착되고, 그 선단이 상기 연소실(14)에 향하고 있다.
실린더 헤드(6)와 실린더 헤드 커버(7) 사이의 동밸브실(20)에 형성된 캠 샤프트 홀더(21)에 동밸브기구의 캠 샤프트(22)가 회전가능하게 지지되어 있다. 내연기관의 좌측부에, 캠 샤프트(22)의 좌단부 공간에서 좌측 크랭크 케이스(1)의 내부까지를 관통하는 캠 체인실(23)이 마련되어 있다. 크랭크 샤프트(8)의 좌측부분에 구동 스프로켓(24)이 끼워져 있고, 캠 샤프트(22)의 좌단부에는 피동 스프로켓(25)이 고정되고, 이 양 스프로켓에는, 캠 체인(26)이 가설되어 있다. 이에 의해서, 크랭크 샤프트(8)의 회전구동력을 캠 샤프트(22)로 전달하고, 실린더 헤드(6)에 배치되어 있는 후술의 흡기밸브를 소정 타이밍으로 구동할 수가 있다.
도 2는 상기 내연기관의 상부에 마련되어 있는 흡배기밸브 및 동밸브기구의종단면을 우측에서 본 도면으로, 화살표(F)는 전방을 가리키고 있다. 도면에 있어서, 실린더 헤드(6)에는 연소실(14)에 이어지는 배기 포트(27)와 흡기 포트(29)가 형성되어 있다. 배기 포트(27)의 내측단에는 이 통로를 개폐하는 배기밸브(28)가 마련되어 있다. 배기 포트(27)의 외측단에는 도시 생략한 배기관이 연속하고 있다. 또한, 흡기 포트(29)의 내측단에는 이 통로를 개폐하는 흡기밸브(30)가 마련되어 있다. 흡기 포트(29)의 외측단에는 도시 생략한 기화기가 연속하고 있다.
배기밸브(28)는 실린더 헤드(6)의 전방 주위에 그 축부(28a)가 전방 경사하도록 마련되고, 축부(28a)의 상부 돌출부에는 배기밸브(28)를 닫는 방향으로 가압하는 밸브 용수철(31)이 장착되어 있다. 흡기밸브(30)는 실린더 헤드(6)의 후방 주위에 그 축부(30a)가 후방 경사하도록 마련되고, 축부(30a)의 상부 돌출부에는 흡기밸브(30)를 닫는 방향으로 가압하는 밸브용수철(32)이 장착되어 있다.
도 3은 동밸브실(20)의 내부를 위에서 본 수평단면도로, 화살표(F)는 전방을 가리키고 있다. 이하의 설명은, 도 2 및 도 3을 참조하면서 기술한다. 실린더 헤드(6)와 실린더 헤드 커버(7)에 의해 동밸브실(20)이 형성되고, 여기에 캠 샤프트(22) 및 상기 배기밸브(28)와 흡기밸브(30)를 개폐하는 동밸브기구가 수용되어 있다. 배기밸브(28)와 흡기밸브(30)로 형성되는 V자형의 공간에, 내연기관의 전후방향에 대하여 직교하는 캠 샤프트(22)가 캠 샤프트 홀더(21)에 회전가능하게 지지되어 있다. 캠 샤프트 홀더(2l)는, 후술하는 바와 같이, 좌측부분(21a), 우측부분(21b), 앞측 연결부(21c), 뒷측 연결부(21d)를 구비한 일체의 부재이다. 도 3에는 캠 샤프트 홀더(21)의 좌측부분(21a)과 우측부분(21b)이 보인다. 캠 샤프트홀더(21)에 지지되어 있는 캠 샤프트(22)에는, 배기밸브(28)를 개폐구동하는 배기용 캠(34)과, 흡기밸브(30)를 개폐구동하는 흡기용 캠(35)이 형성되어 있다.
배기밸브(28)의 상방에는 배기용 로커 아암(36)이 배기용 로커 아암 샤프트(37)에 요동가능하게 지지되고, 그 일단은 태핏(38)을 통해 배기밸브의 축부(28a)의 상단(28b)에 접하고, 타단은 롤러 축(39)에 지지된 배기용 롤러(40)를 통해 배기용 캠(34)에 접하고 있다. 흡기밸브(30)의 상방에는 흡기용 로커 아암(41)이 흡기용 로커 아암 샤프트(42)에 요동가능하게 지지되고, 그 일단은 태핏(43)을 통해 흡기밸브의 축부(30a)의 상단(30b)에 접하고, 타단은 롤러 축(44)에 지지된 흡기용 롤러(45)를 통해 흡기용 캠(35)에 접하고 있다. 동밸브기구는 상기한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 캠 샤프트(22)의 회전에 따라서 소정의 타이밍으로 흡배기 밸브를 개폐할 수 있다. 또, 도 3에는, 배기용 로커 아암 샤프트(37), 롤러 축(39), 흡기용 로커 아암 샤프트(42), 롤러 축(44)은 중심선만을 도시하고, 중심선에 부호를 붙여져 있다.
도 4는 캠 샤프트 홀더(21)의 평면도, 도 5은 도 4의 V-V 단면도, 도 6은 도 4의 VI-VI 단면도, 도 7은 도 4의 VII-VII 단면도이다. 캠 샤프트 홀더(21)는, 좌측부분(21a), 우측부분(21b), 앞측 연결부(21c), 및 뒷측 연결부(21d)로 이루어지는 일체의 부재이다. 좌측부분(21a)과 우측부분(21b)은, 이들을 일직선상에 관통하는 캠 샤프트 지지구멍(46), 배기용 로커 아암 샤프트 지지구멍(47), 및 흡기용 로커 아암 샤프트 지지구멍(48)이 각각 마련되어 있다. 구멍의 위치를 도시한 부호는, 구멍의 중심선에 붙여져 있다. 이에 의해서, 각 축이 지지된다. 캠샤프트(22)는 구름 베어링을 통해 상기 캠 샤프트 지지구멍(46)에 지지된다. 로커 아암 샤프트(37, 42)는 고정축이고, 이 고정축의 주위를 로커 아암(36, 41)이 요동한다. 이 캠 샤프트 홀더(21)의 샤프트 지지구멍은, 종래와 같은 반할 구조가 아니기 때문에, 캠 샤프트 홀더의 한쪽의 측에서 차체 프레임을 삽입한다. 또한, 이 부재의 모서리의 4개소에는, 장척 자루 너트 삽입 관통 구멍(49)이 마련되어 있다.
도 8은 캠 샤프트 홀더(21)의 장착 구조를 도시한 내연기관의 종단면을 우측에서 본 도면이고, 캠 샤프트 홀더(21)는, 좌측부분(21a)의 단면을 도시하고 있다. 화살표(F)는 전방을 가리키고 있다. 상기 캠 샤프트 홀더의 좌측부분(21a)에는, 캠 샤프트 지지구멍(46), 배기용 로커 아암 샤프트 지지구멍(47), 흡기용 로커 아암 샤프트 지지구멍(48)이 도시되어 있다.
좌측 크랭크 케이스(1)에는 2개의 스터드 볼트(50)가 끼워져 있고, 스터드 볼트(50)의 상부는, 실린더 블록 측부의 스터드 볼트 삽입구멍(53)과 실린더 헤드 측부의 스터드 볼트 삽입구멍(54)에 삽입 관통되어 있다. 도시는 생략하였지만, 도 8과 같이, 내연기관의 우측의 우측 크랭크 케이스에도 2개의 스터드 볼트(50)가 끼워져 있고, 실린더 블록(5)과 실린더 헤드(6)의 우측의 스터드 볼트 삽입구멍에 십입 관통되어 있다.
캠 샤프트 홀더(21)는 상기의 상태에서 실린더 헤드의 위에 놓이고, 4개소의 장척 자루 너트 삽입 관통구멍(49)에 삽입 관통된 장척자루 너트(51)를, 상기 4개의 스터드 볼트(50)의 헤드부의 수나사에 각각 나사 결합되어 체결된다. 체결면은 캠 샤프트 홀더의 상면, 즉 로커 아암 샤프트 지지부 보다 상측이다. 캠 샤프트홀더(21)의 상면과 장척자루 너트(51)의 헤드부 사이에는 와셔(52)가 장착된다. 실린더 헤드 커버(7)는, 이들 동밸브기구의 부착이 끝난 후에, 실린더 헤드(6)에 설치된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 실시형태의 공냉식 내연기관에서는, 실린더 헤드와는 별체의 캠 샤프트 홀더를 이용하여, 반할 구조를 채용하지 않고, 단순한 원구멍에 의한 캠 샤프트 지지방식으로 하고 있기 때문에, 샤프트 지지부의 제작이 용이하고, 또한, 샤프트의 설치 작업도 용이하다.
또한, 캠 샤프트 홀더에는, 로커 아암 샤프트 지지부가 일체로 형성되어 있기 때문에, 캠 샤프트의 장착과 로커 아암 샤프트의 장착을 연속한 공정에서 간단히 할 수 있다.
또한, 캠 샤프트 홀더의 체결 위치를, 로커 아암 샤프트 지지부 보다 상측으로 하고 있기 때문에, 열팽창에 의한 로커 아암의 위치의 틀어짐이나, 그에 의하는 태핏 클리어런스가 변화하는 등의 문제는 발생하지 않는다.

Claims (2)

  1. 크랭크샤프트에 연동하여 회전하는 캠 샤프트를 실린더 헤드 상에 마련한 OHC형 내연기관에 있어서,
    상기 캠 샤프트를 회전자유롭게 지지하는 캠 샤프트 홀더를 상기 실린더 헤드와는 별체로 작성하여, 실린더를 관통하는 스터드 볼트로 함께 체결하여 고정한 것을 특징으로 하는 OHC형 내연기관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캠 샤프트 홀더에는 로커 아암 샤프트 지지부가 일체로 형성되고, 상기 캠 샤프트 홀더의 체결 위치는 상기 로커 아암 샤프트 지지부 보다 상면인 것을 특징으로 하는 OHC형 내연기관.
KR1020030059869A 2002-09-24 2003-08-28 오버헤드캠형 내연기관 KR20040026600A (ko)

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