WO2021199354A1 - 内燃機関の動弁機構 - Google Patents

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WO2021199354A1
WO2021199354A1 PCT/JP2020/014950 JP2020014950W WO2021199354A1 WO 2021199354 A1 WO2021199354 A1 WO 2021199354A1 JP 2020014950 W JP2020014950 W JP 2020014950W WO 2021199354 A1 WO2021199354 A1 WO 2021199354A1
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WO
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rocker arm
cam
shaft
return
valve
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/014950
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大野 直人
黒川 雅也
石田 周一
豊三郎 柏
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18Rocking arms or levers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20Adjusting or compensating clearance

Definitions

  • the present invention relates to a valve operating mechanism of an internal combustion engine.
  • Patent Document 1 discloses an internal combustion engine valve operating mechanism in which a rocker arm shaft is used as an eccentric shaft and the eccentric shaft is rotated from the outside of a cylinder head to facilitate tappet clearance adjustment. There is.
  • the shaft will not rotate due to friction between the shaft and the holder. If the spring force is strong, the shaft will rotate too much and the tappet clearance will be too tight, which will affect when the valve is closed. The friction suppresses the rotation of the shaft by the reaction force from the valve or the cam, and affects the setting of the spring force. A delicate balance is established between the friction and the spring force, but this balance may be lost due to the influence of the vibration of the internal combustion engine or the vibration of the rocker arm. In this case, the rocker arm shaft may rotate unintentionally, which may affect the automatic adjustment of the tappet clearance.
  • An object of the present invention is to suppress unintended rotation of the rocker arm shaft while making it possible to adjust the tappet clearance by using an eccentric shaft for the rocker arm shaft in the valve operating mechanism of the internal combustion engine.
  • a first aspect of the present invention includes a cam shaft (41) rotatably supported by the engine body (17) and a rocker arm shaft (51, 52) rotatably supported by the engine body (17).
  • An engine valve (27, 28) movably supported by the engine body (17) and a rocker swayably supported by the engine body (17) via a rocker arm shaft (51, 52).
  • the rocker arm (47,48) includes an arm (47,48), and the rocker arm (47,48) has a first engaging portion (47d, 48d) that abuts on the cam shaft (41) and the engine valve (27,28).
  • a valve operating mechanism (40) of an internal combustion engine (10) including a second engaging portion (47e, 48e) that comes into contact with the rocker arm shaft (51, 52).
  • a second support shaft portion (51d, 52d) supported by the rocker arm (47, 48) and offset from the first axis (C41, C42) of the support shaft portion (51d, 52d).
  • An eccentric shaft portion (51c, 52c) having an axis (C51, C52) is provided, and the valve operating mechanism (40) is rotated to apply a circumferential urging force to the rocker arm shaft (51, 52).
  • the rocker arm shaft (51, 52) is further provided with a urging member (53, 54), and the rocker arm shaft (51, 52) receives the urging force of the rotating urging member (53, 54) and is the first of the support shaft portions (51d, 52d). It rotates around the axis (C41, C42) and changes the support position of the rocker arm (47, 48) by the eccentric shaft portion (51c, 52c).
  • a side urging member (65) that urges the rocker arm shafts (51, 52) in the direction orthogonal to the axis is further provided.
  • the rocker arm (47,48) extends between the camshaft (41) and the engine valve (27,28), with an intermediate portion (47a, 48a). Supported by the rocker arm shaft (51, 52), the side urging member (65) is attached to the rocker arm (47, 48) from each of the cam shaft (41) and the engine valve (27, 28).
  • the rocker arm shafts (51, 52) are urged in the radial direction by a force having a component along the resultant force (Fg) of each load (Fc, Fv) input to.
  • the engine body (17) includes a cam holder (42) that supports both sides of the cam shaft (41) and the rocker arm shaft (51, 52) in the axial direction.
  • the side urging member (65) is a first side urging member (65a) and a second side urging member (65a) that are in contact with the structural portions (42L, 42R) on both sides of the cam holder (42) in the axial direction. It includes a member (65b).
  • the engine body (17) includes a cam holder (42) that supports both sides of the cam shaft (41) and the rocker arm shaft (51, 52) in the axial direction.
  • the side urging member (65) is provided on the outer side in the axial direction with respect to the cam holder (42).
  • the rocker arm shaft (51, 52) extends circumferentially to a support shaft portion (51d, 52d) supported by the cam holder (42) and laterally biased. It is provided with circumferential grooves (51f, 52f) for engaging the member (65).
  • a sixth aspect of the present invention is a rotational drive provided on the rocker arm shaft (51, 52) against the urging force of the rotary urging member (53, 54) on the rocker arm shaft (51, 52).
  • a return member (63, 64) capable of applying a force and a return member (63, 64) provided on the cam shaft (41) to operate the return member (63, 64) to apply a rotational driving force to the rocker arm shaft (51, 52). It is provided with a return cam (61, 62) that can be imparted.
  • the return cam (61, 62) rotates integrally with the cam shaft (41), and the return member (63, 64) is slidably contacted to operate the return member.
  • (63, 64) is provided so as to be inclined in a direction following the rotational direction of the camshaft (41) with respect to the radial direction of the camshaft (41).
  • An eighth aspect of the present invention is a cam sprocket (43a) that transmits rotational power to the cam shaft (41) and a flange portion (49) that fastens the cam sprocket (43a) to the cam shaft (41). , And the return cams (61, 62) are integrally formed on the flange portion (49).
  • the engine body (17) is a cylinder head (17), and the cylinder head (17) is a bolt insertion through which a stud bolt (19) for fastening to the crankcase side is inserted.
  • a portion (17a) is provided, and at least one of the return member (63,64) and the rotation urging member (53,54) is arranged so as to overlap the bolt insertion portion (17a) in a top view.
  • the bolt insertion portion (17a) that overlaps with at least one of the return member (63,64) and the rotation urging member (53,54) in a top view is formed by another bolt insertion portion (17a). Compared with 17a), the height of the upper end is lower.
  • the rocker arm shaft forms an eccentric shaft, and a rotational urging member applies an urging force in the circumferential direction (rotational direction) to the rocker arm shaft. Then, the rocker arm shaft rotates about the support shaft portion, and the rotation direction position (offset position) of the rocker arm support portion (eccentric shaft portion) is changed. As a result, the rocker arm can be brought close to and separated from the camshaft and the engine valve, and the tappet clearance can be increased or decreased. If the urging direction of the rotary urging member is the direction of closing the tappet clearance, the tappet clearance can be automatically adjusted (clearance filling).
  • the rocker arm shaft stops rotating by the balance between the urging force of the rotational urging member acting in the circumferential direction (rotational direction) and the friction between the engine body and the shaft. At this time, if the friction fluctuates due to the vibration of the internal combustion engine or the rocker arm, it causes insufficient rotation or over-rotation of the rocker arm shaft. On the other hand, by urging the rocker arm shaft in the radial direction to stabilize the friction, the rotation of the rocker arm shaft can be satisfactorily controlled.
  • the side urging member urges the rocker arm shaft in a direction close to the resultant force of each reaction force from the camshaft and the engine valve.
  • each side urging member is brought close to each structure part of the cam holder, such as inserting or abutting each side urging member into each structure part of the cam holder.
  • the influence on the peripheral parts of the cam holder can be suppressed.
  • the side urging member is arranged outside the cam holder in the axial direction, the side urging member is laterally attached as compared with the case where the side urging member is arranged so as to be inserted into the cam holder. It is easy to secure the bending allowance of the urging member, and the degree of freedom in setting the urging force can be increased. If the side urging member is arranged along the outer surface of the cam holder, the side urging member can be arranged compactly.
  • the side urging member engages with the circumferential groove of the rocker arm shaft to define the engagement position of the side urging member in the axial direction, and the rocker arm shaft. Can be stably urged. If the circumferential groove is a full-circumferential groove, the degree of freedom in setting the urging direction of the side urging member can be increased, and the side urging member can be stably engaged even if the rocker arm shaft rotates. can.
  • the rocker arm shaft is rotated against the urging force of the rotary urging member by using the return member provided on the rocker arm shaft and the return cam provided on the cam shaft.
  • the rocker arm shaft returns to the initial state before rotation due to the action of the rotation urging member, and the tappet clearance is the urging force of the rotation urging member. It returns to the default setting value before packing. In this way, it is possible to prevent the rotary urging member from repeating only the operation in the direction of closing the tappet clearance, and to maintain the tappet clearance at an appropriate value.
  • the sliding resistance of the return arm is the friction of the rotation of the camshaft (brake). ) Can be made difficult.
  • the return cam is integrally formed on the flange portion that rotates integrally with the cam shaft, the return cam can be easily and integrally rotatable on the cam shaft by using the flange portion. ..
  • the return member and the rotation urging member can be efficiently arranged by utilizing the space above the bolt insertion portion of the cylinder head.
  • the height of the upper end of the bolt insertion portion that overlaps with at least one of the return member and the rotation urging member in the top view is lowered, so that the return member and the rotation urging member are above the bolt insertion portion.
  • a space for arranging the members can be secured, and the return member and the rotation urging member can be efficiently arranged.
  • FIG. 1 is a view taken along the line II of FIG. 1 (top view along the cylinder axis). It is an arrow view corresponding to FIG. 2 including a partial cross section of the valve operation mechanism of the engine. It is a left side view of the valve drive mechanism. It is a left side view of the return mechanism of the valve drive mechanism. It is an action explanatory view which shows the force acting on the rocker arm shaft of the said valve mechanism. It is a graph which shows the lift timing of the cam of the said valve mechanism. It is a front view of the 1st side urging member on the left side of the valve drive mechanism.
  • FIG. 8A It is an enlarged view of the VIIIB part of FIG. 8A. It is a front view of the 2nd side urging member on the right side of the valve drive mechanism. It is an enlarged view of the IXB part of FIG. 9A. It is sectional drawing along the stud bolt located on the left side of the cylinder head of the engine. It is sectional drawing along the axis of the camshaft of the said engine. It is a left side view which shows the direction of the force acting on the rocker arm shaft of the said engine.
  • the engine (internal combustion engine) 10 of the present embodiment includes a cylinder portion 15 that stands up on a crankcase (not shown).
  • the cylinder portion 15 is laminated with a cylinder body 16, a cylinder head 17, and a head cover 18 in this order from the crankcase side.
  • the engine 10 is an air-cooled single-cylinder engine and is used as a prime mover for a small vehicle such as a motorcycle.
  • the engine 10 is mounted on a vehicle along the rotation center axis of a crankshaft (not shown) along the left-right direction of the vehicle.
  • orientations such as front, rear, left, and right used in the explanation of the present embodiment are the same as the orientations in the above vehicle. Further, an arrow FR indicating the front of the vehicle, an arrow LH indicating the left side of the vehicle, and an arrow UP indicating the upper part of the vehicle are shown at appropriate positions in the figure used in the description of the present embodiment.
  • the middle line C2 in the figure indicates an axis (cylinder axis) along the upright direction of the cylinder portion 15.
  • a cylindrical cylinder sleeve 15a is integrally inserted into the cylinder body 16.
  • a piston 21 is fitted and inserted in the cylinder sleeve 15a so as to be reciprocating.
  • the piston 21 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 22.
  • a combustion chamber 23 is formed between the upper surface of the piston 21 and the surface of the cylinder head 17 facing the piston 21.
  • the upper portion of the cylinder head 17 is formed in a concave shape that opens toward the head cover 18.
  • the cylinder head 17 and the head cover 18 form a valve operating chamber 24 for accommodating the valve operating mechanism 40.
  • the cylinder head 17 is formed with an intake port 25 and an exhaust port 26, one end of which opens into the combustion chamber 23 and the other end of which opens on the outer surface of the cylinder head 17.
  • An annular intake valve seat 25b is fixedly installed in the opening (combustion chamber side opening) 25a of the intake port 25 on the combustion chamber 23 side, and the intake valve 27 is arranged so as to be openable and closable.
  • An annular exhaust valve seat 26b is fixedly installed in the opening (combustion chamber side opening) 26a of the exhaust port 26 on the combustion chamber 23 side, and the exhaust valve 28 is arranged so as to be openable and closable.
  • the intake valve 27 includes a disc-shaped valve head 27a that matches the intake valve seat 25b, and a rod-shaped valve stem 27b that extends in the normal direction from the center of the upper surface of the valve head 27a facing the intake port 25. I have.
  • the valve stem 27b is reciprocally inserted into the valve guide 27c press-fitted into the cylinder head 17.
  • the tip end side of the valve stem 27b penetrates the valve guide 27c and reaches the inside of the valve operating chamber 24.
  • a first retainer 27d that supports the upper end of the valve spring 27e is attached to the tip (upper end) of the valve stem 27b.
  • a second retainer 27f that supports the lower end of the valve spring 27e is attached around the valve guide 27c on the valve chamber 24 side of the cylinder head 17.
  • the valve spring 27e is a compression coil spring that winds around the valve stem 27b and is contracted between the first retainer 27d and the second retainer 27f.
  • the elastic force of the valve spring 27e urges the intake valve 27 upward to close the combustion chamber side opening 25a of the intake port 25.
  • the intake valve 27 strokes downward (combustion chamber 23 side) against the urging force of the valve spring 27e to open the combustion chamber side opening 25a of the intake port 25.
  • the exhaust valve 28 includes a disc-shaped valve head 28a that matches the exhaust valve seat 26b, and a rod-shaped valve stem 28b that extends in the normal direction from the center of the upper surface of the valve head 28a facing the exhaust port 26. I have.
  • the valve stem 28b is reciprocally inserted into the valve guide 28c press-fitted into the cylinder head 17.
  • the tip end side of the valve stem 28b penetrates the valve guide 28c and reaches the inside of the valve operating chamber 24.
  • a first retainer 28d that supports the upper end of the valve spring 28e is attached to the tip (upper end) of the valve stem 28b.
  • a second retainer 28f that supports the lower end of the valve spring 28e is attached around the valve guide 28c on the valve chamber 24 side of the cylinder head 17.
  • the valve spring 28e is a compression coil spring that winds around the valve stem 28b and is contracted between the first retainer 28d and the second retainer 28f.
  • the elastic force of the valve spring 28e urges the exhaust valve 28 upward and closes the combustion chamber side opening 26a of the exhaust port 26.
  • the exhaust valve 28 strokes downward (combustion chamber 23 side) against the urging force of the valve spring 28e to open the combustion chamber side opening 26a of the exhaust port 26.
  • valve stem 27b of the intake valve 27 and the valve stem 28b of the exhaust valve 28 are arranged so as to be inclined with respect to the cylinder axis C2.
  • the valve stem 27b of the intake valve 27 and the valve stem 28b of the exhaust valve 28 are arranged so as to form a V shape in the left-right direction (axial view of the crankshaft).
  • a camshaft 41 of the valve operating mechanism 40 is arranged between the valve stem 27b of the intake valve 27 and the valve stem 28b of the exhaust valve 28.
  • the cam shaft 41 is arranged along the rotation center axis (cam axis) C3 in the left-right direction.
  • the arrow F in FIG. 1 indicates the rotation direction of the camshaft 41 when the engine 10 is operating.
  • the "axial direction” means the axial direction (horizontal direction) of the camshaft 41 unless otherwise specified.
  • the cam shaft 41 is rotatably supported by a cam holder 42 fixed to the cylinder head 17 about the cam axis C3.
  • the cam holder 42 is integrally formed with, for example, the cylinder head 17.
  • the cam holder 42 stands upward from the inner bottom surface of the cylinder head 17.
  • the cam holder 42 may be separated from the cylinder head 17 and fixed to the cylinder head 17 by fastening or the like.
  • the cam holder 42 may be regarded as a part of the cylinder head 17, regardless of whether it is integrated with or separate from the cylinder head 17.
  • the cylinder head 17 is fastened and fixed to the crankcase (not shown) together with the cylinder body 16 by using a plurality of (4) stud bolts 19.
  • reference numeral 17a is a bolt insertion portion through which the stud bolt 19 in the cylinder head 17 is inserted
  • reference numeral 17b is a bolt insertion hole
  • reference numeral 17c is a fastening seat surface at the upper end of the bolt insertion portion 17a
  • reference numeral 19n is a stud bolt on the fastening seat surface 17c. 19 Fastening nuts to be screwed are shown respectively.
  • the camshaft 41 can be rotationally driven in cooperation with the crankshaft via, for example, a chain-type transmission mechanism 43.
  • reference numeral 43a is a cam driven sprocket attached to the left end of the camshaft 41
  • reference numeral 43b is an endless cam chain wound around the cam driven sprocket 43a
  • reference numeral 44 is formed on the left side of the cylinder portion 15 to transmit a transmission mechanism.
  • Each of the cam chain chambers accommodating 43 is shown.
  • the cam driven sprocket 43a is attached to the camshaft 41 via the sprocket flange 49.
  • the sprocket flange 49 includes a press-fitting portion 49a that forms a press-fitting hole for press-fitting the camshaft 41, and a flange body 49b that is formed with an enlarged diameter on the outer peripheral side of the press-fitting portion 49a.
  • a cam driven sprocket 43a is attached to the flange body 49b from the outside (left side) in the axial direction.
  • the cam driven sprocket 43a is fastened and fixed to the flange body 49b by a plurality of bolts 49c screwed from the outside in the axial direction.
  • Return cams 61 and 62 of the return mechanism 60 which will be described later, are provided on the outer peripheral side of the flange body 49b so as to be integrally rotatable.
  • the return cams 61 and 62 are integrally formed on the outer peripheral side of the flange body 49b, for example.
  • Reference numerals 41L and 41R in the drawing indicate ball bearings that support the left and right sides of the camshaft 41 on the cam holder 42, respectively.
  • the intake valve 27 and the exhaust valve 28 are opened and closed by a valve operating mechanism 40 including a camshaft 41.
  • the valve operating mechanism 40 includes a camshaft 41 having an intake cam 45 and an exhaust cam 46, an intake rocker arm 47 extending between the intake cam 45 and the stem tip of the intake valve 27, and a stem of the exhaust cam 46 and the exhaust valve 28.
  • An exhaust rocker arm 48 extending between the tip and an intake rocker arm shaft 51 extending parallel to the camshaft 41 to swingably support the intake rocker arm 47, and an exhaust rocker arm 48 extending parallel to the camshaft 41.
  • the exhaust rocker arm shaft 52 is provided so as to swingably support the shaft 52.
  • the axially intermediate portion of the camshaft 41 faces the open portion between the left and right blocks 42L and 42R of the cam holder 42.
  • An intake cam 45 and an exhaust cam 46 are provided side by side in an axially intermediate portion of the camshaft 41, for example, from the left side.
  • the intake cam 45 includes an arc-shaped base circle portion 45a centered on the cam axis C3, and a cam ridge portion 45b that increases the radial dimension with respect to the base circle portion 45a. ..
  • the intake cam 45 has a smooth elliptical shape in the axial direction and forms an endlessly continuous cam surface.
  • the exhaust cam 46 includes an arc-shaped base circle portion 46a centered on the cam axis C3, and a cam ridge portion 46b that increases the radial dimension with respect to the base circle portion 46a.
  • the exhaust cam 46 has a smooth elliptical shape in the axial direction to form an endlessly continuous cam surface.
  • the intake rocker arm 47 has a cylindrical base 47a through which the intake rocker arm shaft 51 is inserted, an input arm portion 47b extending upward from the base 47a of the intake cam 45, and the base 47a toward the stem tip of the intake valve 27.
  • the output arm portion 47c extending from the above is integrally formed.
  • a cam roller 47d that is in contact with the outer peripheral surface (cam surface) of the intake cam 45 is rotatably supported at the tip of the input arm portion 47b.
  • a tappet bolt 47e that comes into contact with the stem tip of the intake valve 27 is fixedly supported at the tip of the output arm 47c.
  • the exhaust rocker arm 48 has a cylindrical base 48a through which the exhaust rocker arm shaft 52 is inserted, an input arm 48b extending upward from the base 48a of the exhaust cam 46, and the base 48a toward the stem tip of the exhaust valve 28.
  • the output arm portion 48c that extends is integrally formed.
  • a cam roller 48d that is in contact with the outer peripheral surface (cam surface) of the exhaust cam 46 is rotatably supported at the tip of the input arm portion 48b.
  • a tappet bolt 48e that comes into contact with the stem tip of the exhaust valve 28 is fixedly supported at the tip of the output arm 48c.
  • the intake rocker arm shaft 51 has a thick shaft portion 51a supported by the left bearing portion 42a on the left side (cam chain 43b side) of the cam holder 42 and the right side of the cam holder 42 (opposite to the cam chain 43b).
  • the eccentric shaft portion 51c provided between the thin shaft portion 51b supported by the right bearing portion 42b on the side) and the thick shaft portion 51a and the thin shaft portion 51b and supporting the intake rocker arm 47 through the base portion 47a. And have.
  • the eccentric shaft portion 51c supports the base portion 47a of the intake rocker arm 47 via, for example, a needle bearing 47f.
  • the thick shaft portion 51a and the thin shaft portion 51b may be collectively referred to as a support shaft portion 51d.
  • the thick shaft portion 51a and the thin shaft portion 51b form a columnar shape coaxial with each other.
  • the eccentric shaft portion 51c is displaced parallel to the thick shaft portion 51a and the thin shaft portion 51b by a distance E on one side in the radial direction. That is, the central axis C51 of the eccentric shaft portion 51c is offset by the distance E with respect to the central axis (the central axis of the entire intake rocker arm shaft 51) C41 of the thick shaft portion 51a and the thin shaft portion 51b.
  • the intake rocker arm shaft 51 is rotated around the axis C41 to change the rotational position of the eccentric shaft portion 51c (the center position of the rotational support of the intake rocker arm 47 by the eccentric shaft portion 51c).
  • the rocker arm 47 is brought close to and separated from the intake valve 27, and the tappet clearance (valve clearance) cl1 can be adjusted.
  • the eccentric shaft portion 51c is within the outer diameter of the thick shaft portion 51a in the axial direction.
  • the thin shaft portion 51b is contained within the outer diameter of the eccentric shaft portion 51c in the axial direction. That is, the intake rocker arm shaft 51 has the maximum diameter of the outer diameter of the thick shaft portion 51a.
  • the eccentric shaft portion 51c and the thin shaft portion 51b do not protrude beyond the outer diameter of the thickest thick shaft portion 51a of the intake rocker arm shaft 51. Therefore, when the intake rocker arm shaft 51 is assembled to the cam holder 42, the intake rocker arm shaft 51 can be inserted from the left bearing portion 42a corresponding to the thick shaft portion 51a toward the right bearing portion 42b.
  • the yield of materials when manufacturing the intake rocker arm shaft 51 is improved. Further, since the thin shaft portion 51b fits within the outer diameter of the eccentric shaft portion 51c, the base portion 47a of the intake rocker arm 47 can be fitted from the thin shaft portion 51b side.
  • the exhaust rocker arm shaft 52 has a thick shaft portion 52a supported by the left bearing portion 42c on the left side (cam chain 43b side) of the cam holder 42 and a right bearing portion on the right side (opposite side of the cam chain 43b) of the cam holder 42. It includes a thin shaft portion 52b supported by 42d, and an eccentric shaft portion 52c provided between the thick shaft portion 52a and the thin shaft portion 52b and supported through the base portion 48a of the exhaust rocker arm 48. ..
  • the eccentric shaft portion 52c supports the base portion 48a of the exhaust rocker arm 48 via, for example, a needle bearing 48f.
  • the thick shaft portion 52a and the thin shaft portion 52b may be collectively referred to as a support shaft portion 52d.
  • the thick shaft portion 52a and the thin shaft portion 52b form a columnar shape coaxial with each other.
  • the eccentric shaft portion 52c is displaced parallel to the thick shaft portion 52a and the thin shaft portion 52b by a distance E'on one side in the radial direction. That is, the central axis C52 of the eccentric shaft portion 52c is offset by a distance E'with respect to the central axis (the central axis of the entire exhaust rocker arm shaft 52) C42 of the thick shaft portion 52a and the thin shaft portion 52b.
  • the exhaust rocker arm shaft 52 is rotated around the axis C42, and the rotational position of the eccentric shaft portion 52c (the center position of the rotational support of the exhaust rocker arm 48 by the eccentric shaft portion 52c) is changed to exhaust.
  • the rocker arm 48 is brought closer to and separated from the exhaust valve 28, and the tappet clearance (valve clearance) cl2 can be adjusted.
  • the eccentric shaft portion 52c is within the outer diameter of the thick shaft portion 52a in the axial direction.
  • the thin shaft portion 52b is contained within the outer diameter of the eccentric shaft portion 52c in the axial direction. That is, the exhaust rocker arm shaft 52 has the maximum diameter of the outer diameter of the thick shaft portion 52a.
  • the eccentric shaft portion 52c and the thin shaft portion 52b do not protrude beyond the outer diameter of the thickest thick shaft portion 52a of the exhaust rocker arm shaft 52. Therefore, when the exhaust rocker arm shaft 52 is assembled to the cam holder 42, the exhaust rocker arm shaft 52 can be inserted from the left bearing portion 42c corresponding to the thick shaft portion 52a toward the right bearing portion 42d.
  • the yield of materials when manufacturing the exhaust rocker arm shaft 52 is improved. Further, since the thin shaft portion 52b fits within the outer diameter of the eccentric shaft portion 52c, the base portion 48a of the exhaust rocker arm 48 can be fitted from the thin shaft portion 52b side.
  • the cam holder 42 constitutes left and right blocks 42L and 42R that support the cam shaft 41 and the left and right side portions of the pair of rocker arm shafts 51 and 52, respectively.
  • the left and right blocks 42L and 42R are separated from each other in the axial direction of the camshaft 41.
  • the intake cam 45 and the exhaust cam 46 are arranged in the open portions of the left and right blocks 42L and 42R.
  • the left block 42L is provided over the left bearing portions 42a and 42c arranged in the front-rear direction.
  • the right block 42R is provided over the right bearing portions 42b and 42d arranged in the front-rear direction.
  • the state in which the axes C41 and C51 are aligned on a plane orthogonal to, for example, the cylinder axis C2 in the axial direction of the intake rocker arm shaft 51 is defined as the initial state of the intake rocker arm shaft 51.
  • the eccentric shaft portion 51c (rocker arm support shaft) and the support shaft portion 51d (rocker arm shaft rotation shaft) are at the same height in the cylinder axis C2 direction.
  • a specified tappet clearance cl1 is set between the tappet bolt 47e of the intake rocker arm 47 and the stem tip of the intake valve 27.
  • the intake rocker arm shaft 51 rotates (normal rotation) from the initial state, and the eccentric shaft portion 51c is displaced downward (cylinder body 16 side) to close the tappet clearance cl1 (set it to "0").
  • the tappet clearance cl1 can be widened by rotating (reversing) the intake rocker arm shaft 51 from the initial state and displacing the eccentric shaft portion 51c upward (opposite to the cylinder body 16).
  • the state in which the axes C42 and C52 are aligned on a plane orthogonal to, for example, the cylinder axis C2 in the axial direction of the exhaust rocker arm shaft 52 is defined as the initial state of the exhaust rocker arm shaft 52.
  • the eccentric shaft portion 52c (rocker arm support shaft) and the support shaft portion 52d (rocker arm shaft rotation shaft) are at the same height in the cylinder axis C2 direction.
  • a specified tappet clearance cl2 is set between the tappet bolt 48e of the exhaust rocker arm 48 and the stem tip of the exhaust valve 28.
  • the exhaust rocker arm shaft 52 rotates (normal rotation) from the initial state, and the eccentric shaft portion 52c is displaced downward (cylinder body 16 side) to close the tappet clearance cl2 (set it to "0").
  • the tappet clearance cl2 can be widened by rotating (reversing) the exhaust rocker arm shaft 52 from the initial state and displacing the eccentric shaft portion 52c upward (opposite to the cylinder body 16).
  • an intake torsion spring (rotational urging member) 53 is attached to, for example, the end of the intake rocker arm shaft 51 on the cam chain 43b side (left side of the thick shaft portion 51a).
  • the intake torsion spring 53 is a torsion coil spring that winds around the intake rocker arm shaft 51, and one of the coil ends is locked to the outside of the cam holder 42 in the axial direction (left side of the left block 42L) to form a coil. The other end is locked to the intake rocker arm shaft 51.
  • the intake torsion spring 53 applies a rotational urging force to the intake rocker arm shaft 51 in one direction (for example, a clockwise direction in FIG. 4 and a forward rotation direction) around the axis C41.
  • the intake rocker arm shaft 51 is urged by the urging force of the intake torsion spring 53 so as to displace the eccentric shaft portion 51c downward (cylinder body 16 side) from the initial state.
  • An exhaust torsion spring (rotational urging member) 54 is attached to, for example, the end of the exhaust rocker arm shaft 52 on the cam chain 43b side (left side of the thick shaft portion 51a).
  • the exhaust torsion spring 54 is a torsion coil spring that winds around the exhaust rocker arm shaft 52, and one of the coil ends is locked to the outside of the cam holder 42 in the axial direction (left side of the left block 42L), and the coil end. The other is locked to the exhaust rocker arm shaft 52.
  • the exhaust torsion spring 54 applies a rotational urging force to the exhaust rocker arm shaft 52 in one direction (for example, a clockwise direction in FIG. 4 and a normal rotation direction) around the axis C42.
  • the exhaust rocker arm shaft 52 is urged by the urging force of the exhaust torsion spring 54 so as to displace the eccentric shaft portion 52c downward (cylinder body 16 side) from the initial state.
  • a return mechanism 60 is provided on the outside (left side) of the left block 42L in the cam axial direction and on the inside (right side) of the cam driven sprocket 43a in the cam axial direction.
  • the return mechanism 60 rotates the intake rocker arm shaft 51 and the exhaust rocker arm shaft 52 in a direction (reverse direction) that opposes the urging force of the torsion springs 53 and 54 mounted on the intake rocker arm shaft 51 and the exhaust rocker arm shaft 52, respectively.
  • the return mechanism 60 is provided at each end of the intake return cam 61 and the exhaust return cam 62 provided at the left end portion (sprocket flange 49) of the cam shaft 41, and the intake rocker arm shaft 51 and the exhaust rocker arm shaft 52.
  • the intake return arm 63 and the exhaust return arm 64 are provided.
  • the intake return arm 63 has a base end fixed to the end of the intake rocker arm shaft 51. At the tip of the intake return arm 63, a slipper portion 63d that is in sliding contact with the outer peripheral surface (cam surface) of the intake return cam 61 is provided.
  • the intake return arm 63 shown in FIG. 5 is a state when the intake rocker arm shaft 51 is in the initial state. This state is set as the initial state of the intake return arm 63.
  • the exhaust return arm 64 has a base end fixed to the end of the exhaust rocker arm shaft 52. A slipper portion 64d that is in sliding contact with the outer peripheral surface (cam surface) of the exhaust return cam 62 is provided at the tip of the exhaust return arm 64.
  • the exhaust return arm 64 shown in FIG. 5 is a state when the exhaust rocker arm shaft 52 is in the initial state. This state is the initial state of the exhaust return arm 64.
  • the intake return arm 63 is provided so as to be inclined in a direction following the rotation direction F of the cam shaft 41 with respect to the radial direction of the intake return cam 61 and the cam shaft 41.
  • the reference line k1 extending from the base end ta1 on the axis C41 of the rocker arm shaft 51 to the tip (contact) tb1 in sliding contact with the return cam 61 is relative to the radial direction of the camshaft 41.
  • the camshaft 41 is provided so as to be inclined in a direction following the rotation direction F of the camshaft 41.
  • the intake return arm 63 has the following effects as compared with the case where the intake return arm 63 is inclined in the direction opposite to the rotation direction F of the camshaft 41 (in the reverse direction (arrow CF direction in the drawing)). It is possible to prevent the sliding contact resistance to the return cam 61 from being amplified by the servo effect.
  • the exhaust return arm 64 is also provided so as to be inclined in a direction following the rotation direction F of the cam shaft 41 with respect to the radial direction of the exhaust return cam 62 and the cam shaft 41, similarly to the intake return arm 63.
  • a reference line k2 extending from the base end ta2 on the axis C42 of the rocker arm shaft 52 to the tip (contact) tb2 in sliding contact with the return cam 62 is directed with respect to the radial direction of the camshaft 41.
  • the camshaft 41 is provided so as to be inclined in a direction following the rotation direction F of the camshaft 41.
  • the intake return cam 61 has an arcuate return base circle 61a centered on the cam axis C3 and a return cam ridge portion whose radial dimension is increased with respect to the return base circle 61a. 61b and.
  • the return cam ridge 61b rides on the intake return arm 63 when the intake rocker arm 47 comes into contact with H1 in a range (a range that does not overlap in the rotational direction) avoiding the cam ridge 45b of the intake cam 45 in the axial direction. That is, the intake cam 45 and the intake return cam 61 are lifted at different timings (for example, 20 degrees or more).
  • the return cam ridge 61b has a height at which the slipper portion 63d rides on when the intake return arm 63 is in the initial state.
  • the intake rocker arm shaft 51 rotates (reverses) from the initial state, displaces the eccentric shaft portion 51c upward (opposite to the cylinder body 16), and tappet clearance cl1. Temporarily spread.
  • the slipper portion 63d is separated from the return base circular portion 61a in the radial direction.
  • the exhaust return cam 62 includes an arc-shaped return base circular portion 62a centered on the cam axis C3, and a return cam ridge portion 62b whose radial dimension is increased with respect to the return base circular portion 62a.
  • the return cam ridge 62b rides on the exhaust return arm 64 when the exhaust rocker arm 48 comes into contact with the range of the exhaust cam 46 avoiding the cam ridge 46b (a range that does not overlap in the rotational direction) in the axial direction. That is, the exhaust cam 46 and the exhaust return cam 62 are lifted at different timings (for example, 20 degrees or more).
  • the return cam ridge portion 62b has a height at which the slipper portion 64d rides on when the exhaust return arm 64 is in the initial state.
  • the return cam ridge 62b passes the engagement position with the intake return arm 63, and the rotational driving force applied to the intake rocker arm shaft 51 is eliminated. Then, the intake rocker arm shaft 51 rotates forward due to the urging force of the intake torsion spring 53, and the tappet clearance cl1 is closed.
  • the cam roller 48d of the exhaust rocker arm 48 descends from the cam peak portion 46b of the exhaust cam 46 and is transferred to the base circle portion 46a. At this time, the exhaust rocker arm 48 is transferred to the range H2 avoiding the cam peak portion 46b of the exhaust cam 46 in the rotation direction of the cam shaft 41.
  • the slipper portion 64d of the exhaust return arm 64 rides on the return cam mountain portion 62b of the exhaust return cam 62. Then, a rotational driving force in the direction opposite to the urging force of the exhaust torsion spring 54 is applied to the exhaust rocker arm shaft 52, and the exhaust rocker arm shaft 52 reverses from the initial state to temporarily widen the tappet clearance cl2.
  • the return cam ridge 62b passes the engagement position with the exhaust return arm 64, and the rotational driving force applied to the exhaust rocker arm shaft 52 is eliminated. Then, the exhaust rocker arm shaft 52 rotates forward due to the urging force of the exhaust torsion spring 54, and the tappet clearance cl2 is closed.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 receive spring force from the valve springs 27e and 28e when the valves 27 and 28 are opened to displace the eccentric shaft portions 51c and 52c to the side opposite to the cylinder body 16. It is conceivable to rotate like this. However, due to the spring force in the direction orthogonal to the rocker arm shafts 51 and 52, the friction between the rocker arm shafts 51 and 52 and the cam holder 42 and the urging force of the torsion springs 53 and 54 are resisted. It is difficult to rotate the rocker arm shafts 51 and 52.
  • the spring reaction force (valve spring load) of the valve spring 27e when the valve 27 is pressed and opened by the tip (corresponding to the force point) of the tappet bolt 47e is F1
  • the rotation center (fulcrum point) of the cam roller 47d is L2
  • the deviation due to the valve spring load F1 is calculated by the following equation 1.
  • F2 F1 * L1 / L2 ... Equation 1
  • T1 F2 * E ... Equation 2 (E is the eccentric distance of the eccentric shaft portion 51c)
  • the friction torque (friction torque) T2 around the diameter D3 of the eccentric shaft portion 51c due to the valve spring load F1 is calculated by the following equation 3.
  • T2 F2 * ⁇ * D3 / 2 ... Equation 3 ( ⁇ is the coefficient of friction around the eccentric shaft 51c)
  • the friction torque T2 also has a reverse rotation.
  • the residual torque Ta obtained by subtracting various friction torques including the support shaft portion friction torque Tf from the total torque T3 due to the valve spring load F1 is calculated by the following equation 6.
  • To is the friction addition torque by the friction addition mechanism to the rocker arm shaft 51)
  • each value is set so as to satisfy the following equation 10. (T1'+ Tf + To) -T1> 0 ... Equation 10
  • this torque T1 is the urging torque T1'of the torsion spring 53 and the support shaft friction torque. It does not exceed the total value of Tf and the friction added torque To. Therefore, it is possible to prevent the rocker arm shaft 51 from rotating in the direction of unintentionally expanding the tappet clearance cl1 and cl2 against the urging force of the torsion spring 53 due to the rocker arm 47 swinging. Can be done.
  • the friction torque received by the support shaft portions 51d and 52d of the rocker arm shafts 51 and 52 will be described by taking the intake rocker arm shaft 51 as an example.
  • a friction torque based on the frictional resistance between the outer peripheral surface of the support shaft portion 51d and the inner peripheral surfaces of the left and right bearing portions 42a and 42b of the cam holder 42 is generated.
  • This friction torque is based on the radial load between the outer peripheral surface of the support shaft portion 51d and the inner peripheral surfaces of the bearing portions 42a and 42b (also in the direction orthogonal to the cam axis C3).
  • the radial load is likely to fluctuate due to the influence of the vibration of the engine 10 and the vibration of the rocker arm 47.
  • the radial load is a load that presses the outer peripheral surfaces of the support shaft portions 51d and 52d and the inner peripheral surfaces of the bearing portions 42a and 42b against each other. Due to the vibration of the engine 10 and the rocker arm 47, the state in which the pressing is strengthened and the state in which the pressing is weakened periodically change. That is, the radial load changes periodically. The friction torque changes due to the change in the load in the radial direction.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 are laterally biased in a direction orthogonal to the cam axis C3 (axis orthogonal direction). It includes a member 65.
  • the lateral urging member 65 urges the support shaft portions 51d and 52d of the rocker arm shafts 51 and 52 in the direction orthogonal to the axis (corresponding to the radial direction), whereby the friction torque can be stabilized. That is, unintended rotation of the rocker arm shafts 51 and 52 can be suppressed, and the tappet clearance can be automatically adjusted (clearance filling) with high accuracy.
  • the side urging member 65 includes a first side urging member 65a that urges the left side portion (thick shaft portion 52a) of each rocker arm shaft 51, 52 and a right side portion (thin) of each rocker arm shaft 51, 52. It includes a second side urging member 65b that urges the shaft portion 52b).
  • the side urging members 65a and 65b are formed by, for example, bending a spring steel wire rod in an M shape along a plane.
  • the pair of side urging members 65a and 65b are provided apart from each other in the cam axial direction.
  • the pair of side urging members 65a and 65b have different configurations, for example.
  • the pair of side urging members 65a and 65b may have a common configuration with each other.
  • Each side urging member 65 is arranged along a plane orthogonal to the cam axial direction.
  • Each side urging member 65 is symmetrical with respect to a symmetry axis 65c that passes through the cam axis C3 and is parallel to the cylinder axis C2 in the direction of the cam axis.
  • Each side urging member 65 includes a pair of legs 66. Each leg 66 is composed of a wire rod extending downward.
  • the pair of leg portions 66 of the first side urging member 65a may be indicated by reference numeral 66a
  • the pair of leg portions 66 of the second side urging member 65b may be indicated by reference numeral 66b.
  • the first side urging member 65a is attached to the left block 42L of the cam holder 42.
  • the second side urging member 65b is attached to the right block 42R of the cam holder 42.
  • Each side urging member 65a The pair of legs 66a and 66b of 65b are separated from each other in the arrangement direction of both rocker arm shafts 51 and 52 (the front-rear direction of the cylinder head 17), respectively.
  • the legs 66a and 66b can be elastically deformed from an open state in which the lower end side is located outside the alignment direction with respect to the cylinder axial direction to a state in which the lower end side is extended along the cylinder axial direction.
  • the 65b is attached to the left and right blocks 41L and 41R of the cam holder 42, respectively, in a state where the pair of legs 66a and 66b are elastically deformed as described above.
  • the side urging members 65a and 65b are arranged between the rocker arm shafts 51 and 52, for example, and urge them. It is used as a common urging member for the side urging members 65a and 65b and both rocker arm shafts 51 and 52.
  • the side urging members 65a and 65b may be separately provided for each of the rocker arm shafts 51 and 52.
  • a pair of front and rear insertion holes 42e are bored in the left block 42L of the cam holder 42.
  • the first side urging member 65a is attached to the left block 42L with the pair of legs 66a inserted into the pair of insertion holes 42e of the left block 42L. At this time, the pair of leg portions 66a are in an elastically deformed state as described above.
  • Each insertion hole 42e extends along the cylinder axial direction.
  • Each insertion hole 42e is formed to have a diameter larger than that of the wire rod of the first side urging member 65a.
  • Each insertion hole 42e allows the leg portion 66a to be loosely fitted so as to allow the inserted leg portion 66a to bend.
  • the first side urging member 65a is fixed to the cam holder 42 by, for example, a fixing member 67a bolted to the cylinder head 17 from above.
  • Support shafts 51d and 52d are arranged close to each other outside the insertion holes 42e in the alignment direction.
  • Each insertion hole 42e cuts out a part of the inner peripheral surface of the left bearings 42a and 42c and communicates with the inner peripheral side of the left bearings 42a and 42c.
  • the leg portion 66 inserted into each insertion hole 42e is elastically pressed against the outer peripheral portions of the thick shaft portions 51a and 52a of both rocker arm shafts 51 and 52.
  • the thick shaft portions 51a and 52a of both rocker arm shafts 51 and 52 are urged by the first side urging member 65a in the direction orthogonal to the axis.
  • Circumferential grooves 51f and 52f extending in the circumferential direction are formed in the thick shaft portions 51a and 52a of the rocker arm shafts 51 and 52.
  • the circumferential grooves 51f and 52f are formed at positions where the first side urging member 65a engages in the cam axial direction (positions that overlap the first side urging member 65a in the cam axial direction).
  • the circumferential grooves 51f and 52f are, for example, all-circumferential grooves formed over the entire circumference of the thick shaft portions 51a and 52a.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 can be reliably urged in the direction orthogonal to the axis by the first side urging member 65a. Since the circumferential grooves 51f and 52f are formed in the thick shaft portions 51a and 52a, it is easy to secure the depth of the circumferential grooves 51f and 52f.
  • the second side urging member 65b is attached to the right block 42R of the cam holder 42 along the outer surface 42f on the outer side (right side) in the cam axial direction. At this time, the pair of leg portions 66b are in an elastically deformed state as described above.
  • the second side urging member 65 is fixed to the cam holder 42 by, for example, a fixing member 67b bolted to the cylinder head 17 from above.
  • Support shafts 51d and 52d (thin shafts 51b and 52b) on the right side of both rocker arm shafts 51 and 52 are arranged close to each other on the outside of the pair of leg portions 66b in the alignment direction.
  • the pair of leg portions 66b are elastically pressed against the outer peripheral portions of the thin shaft portions 51b and 52b of both rocker arm shafts 51 and 52, respectively.
  • the thin shaft portions 51b and 52b of both rocker arm shafts 51 and 52 are urged in the direction orthogonal to the axis.
  • rocker arms 47 and 48 extend in the front-rear direction of the cylinder head 17 across between the camshaft 41 and the intake / exhaust valves 27 and 28, respectively.
  • intermediate portions base portions 47a, 48a in the front-rear direction are supported by rocker arm shafts 51, 52, respectively.
  • the reaction force (cam surface load) Fc from the camshaft 41 and the reaction force (valve spring load) Fv from the intake valve 27 are input to both ends of the rocker arm 47, respectively.
  • the resultant force Fg of each reaction force Fc and Fv is input to the rocker arm 47. Due to the relative arrangement of the camshaft 41, the intake valve 27, and the rocker arm 47, the vector of the resultant force Fg is upward (direction toward the head cover 18 in the cylinder axial direction). That is, the vector of the resultant force Fg points toward the upper side (head cover 18 side) of the cylinder head 17 in the front-rear direction (front-back direction orthogonal to the cylinder axis C2).
  • the side urging member 65 simply urges both rocker arm shafts 51 and 52 in the alignment direction (the front-rear direction orthogonal to the cylinder axis C2). Not.
  • the side urging member 65 urges both rocker arm shafts 51 and 52 in the direction orthogonal to the axis by a force having an upward component along the resultant force vector Fg.
  • the side urging member 65 urges both rocker arm shafts 51 and 52 upward by, for example, devising the shape of the leg 66.
  • a wire rod is attached to the engaging portion of the leg 66a with the rocker arm shafts 51 and 52.
  • a recess 68 notched in a side view arc shape is formed.
  • the leg portion 66a brings the upward surface 68a of the recess 68 into contact with the outer peripheral surfaces of the rocker arm shafts 51 and 52.
  • the first side urging member 65a urges the rocker arm shafts 51 and 52 in the upward radial direction.
  • the angle of the urging force Fsa of the first side urging member 65a approaches the angle of the resultant force vector Fg.
  • the component Fsa'along the resultant force vector Fg in the urging force Fsa is the former when the urging force Fsa is decomposed into a force directed in the direction along the resultant force vector Fg and a force orthogonal to the resultant force vector Fg.
  • the direction of the urging force Fsa is preferably a range ⁇ distributed by 45 degrees on both sides of the resultant force Fg at an angle of the center of the axis C41.
  • the component Fsa ′ along the resultant force vector Fg in the urging force Fsa is equal to or greater than the component Fsa ′′ orthogonal to the resultant force vector Fg.
  • a wire rod is attached to the engaging portion of the leg 66b with the rocker arm shafts 51 and 52.
  • An inclined portion 69 bent outward in the alignment direction is formed.
  • the leg portion 66b brings the upward surface 69a of the inclined portion 69 into contact with the outer peripheral surfaces of the rocker arm shafts 51 and 52.
  • the second side urging member 65b urges the rocker arm shafts 51 and 52 in the upward radial direction.
  • the angle of the urging force Fsb of the second side urging member 65b approaches the angle of the resultant force vector Fg.
  • the component Fsb'along the resultant force vector Fg in the urging force Fsb is the former when the urging force Fsb is decomposed into a force directed in the direction along the resultant force vector Fg and a force in the direction orthogonal to the resultant force vector Fg.
  • the direction of the urging force Fsb is preferably a range ⁇ distributed by 45 degrees on both sides of the resultant force Fg at an angle of the center of the axis C41.
  • the component Fsb'along the resultant force vector Fg in the urging force Fsb is equal to or greater than the component Fsb ′′ orthogonal to the resultant force vector Fg.
  • the configurations of the side urging members 65a and 65b and the configurations of the cam holder 42 and the camshaft 41 side corresponding thereto are not limited to the embodiments.
  • the left and right configurations may be exchanged or the left and right configurations may be unified.
  • At least one of the return arms 63, 64 and the torsion springs 53, 54 is the bolt on the left side of the cylinder head 17. It is arranged so as to overlap the insertion portion 17a in a top view along the cylinder axial direction.
  • the plurality of bolt insertion portions 17a are provided with a fastening seat surface 17c parallel to a plane orthogonal to the cylinder axis.
  • the plurality of bolt insertion portions 17a are usually arranged with the fastening seat surfaces 17c at the same height in the cylinder axial direction.
  • Each bolt insertion portion 17a is formed in a substantially cylindrical shape below the fastening seat surface 17c (cylinder body side).
  • the cylinder head 17 forms a space open to the head cover 18 side above the fastening seat surface 17c of each bolt insertion portion 17a.
  • the height of the fastening seat surface 17c of the bolt insertion portion 17a on one side (left side) in the cam axial direction is higher than the height of the fastening seat surface 17c of the bolt insertion portion 17a on the other side (right side) in the cam axial direction. It is low. As a result, a space for arranging parts is secured above the fastening seat surface 17c of the bolt insertion portion 17a on one side (left side) in the cam axial direction. As a result, the return arms 63, 64 and the torsion springs 53, 54 can be arranged above the fastening seat surface 17c of the bolt insertion portion 17a on one side (left side) in the cam axial direction.
  • the height of the upper end of the bolt insertion portion 17a on the left side is lowered, but the present invention is not limited to this.
  • the height of the upper end of the bolt insertion portion 17a may be lowered as appropriate according to the arrangement of the return arms 63, 64 and the torsion springs 53, 54.
  • the valve operating mechanism 40 of the engine 10 in the above embodiment includes a cam shaft 41 rotatably supported by the cylinder head 17, and a rocker arm shaft 51 rotatably supported by the cylinder head 17. 52, intake / exhaust valves 27 and 28 movably supported by the cylinder head 17, and rocker arms 47 and 48 swayably supported by the cylinder head 17 via rocker arm shafts 51 and 52.
  • the rocker arms 47 and 48 include first engaging portions 47d and 48d that abut on the cam shaft 41 and second engaging portions 47e and 48e that abut on the intake and exhaust valves 27 and 28.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 support the support shaft portions 51d and 52d supported by the cylinder head 17 and the rocker arms 47 and 48, and also support the rocker arms 47 and 48.
  • the support shafts 51d and 52d are provided with eccentric shafts 51c and 52c having second shafts C51 and C52 offset from the first shafts C41 and C42, and the valve operating mechanism 40 includes the rocker arm shafts 51 and 52.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 are further provided with urging members (twisting springs 53 and 54) that apply urging force in the circumferential direction to the rocker arm shafts 51 and 52 by receiving the urging force of the torsion springs 53 and 54.
  • the parts 51d and 52d rotate around the first axes C41 and C42 to change the support positions of the rocker arms 47 and 48 by the eccentric shaft parts 51c and 52c, and the valve operating mechanism 40 is the rocker.
  • a side urging member 65 that urges the arm shafts 51 and 52 in the direction perpendicular to the axis is further provided.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 form an eccentric shaft, and the rocker arm shafts 51 and 52 are subjected to a circumferential (rotational) urging force by the torsion springs 53 and 54. Then, the rocker arm shafts 51 and 52 rotate around the support shaft portions 51d and 52d to change the rotational position (offset position) of the rocker arm support portions (eccentric shaft portions 51c and 52c). As a result, the rocker arms 47 and 48 can be brought close to and separated from the camshaft 41 and the intake / exhaust valves 27 and 28, and the tappet clearances cl1 and cl2 can be increased or decreased.
  • the urging direction of the torsion springs 53 and 54 is the direction in which the tappet clearances cl1 and cl2 are packed, the tappet clearances cl1 and cl2 can be automatically adjusted (clearance packing).
  • the side urging member 65 that urges the rocker arm shafts 51 and 52 in the direction orthogonal to the axis, the friction of the rocker arm shafts 51 and 52 in the rotational direction can be stabilized. That is, the rocker arm shafts 51 and 52 rotate by the balance between the urging force of the torsion springs 53 and 54 acting in the circumferential direction (rotational direction) and the friction between the cylinder head 17 and the rocker arm shafts 51 and 52. To stop.
  • the rocker arms 47 and 48 extend between the camshaft 41 and each of the intake and exhaust valves 27 and 28, and intermediate portions (bases 47a and 48a). ) Is supported by each of the rocker arm shafts 51 and 52, and the side urging member 65 is input to the intake and exhaust rocker arms 47 and 48 from each of the camshaft 41 and the intake and exhaust valves 27 and 28.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 are urged in the radial direction by a force having a component along the resultant force Fg of each load (reaction force) Fc and Fv.
  • the side urging member 65 urges the rocker arm shafts 51 and 52 in a direction close to the resultant force Fg of the reaction forces Fc and Fv from the camshaft 41 and the intake / exhaust valves 27 and 28. ..
  • the contact state between the rocker arm shafts 51 and 52 and the cam holder 42 at the support positions of the rocker arm shafts 51 and 52 is kept constant by the urging force of the side urging member 65.
  • friction is stable at the support positions of the rocker arm shafts 51 and 52, and the rotation of the rocker arm shafts 51 and 52 can be satisfactorily controlled.
  • the cylinder head 17 includes a cam holder 42 that supports both sides of the cam shaft 41 and the rocker arm shafts 51 and 52 in the axial direction, and is provided with the side.
  • the urging member 65 includes a pair of first and second lateral urging members 65a and 65b that are in contact with the block portions 42L and 42R on both sides of the cam holder 42 in the axial direction.
  • the side urging members 65a, 65b are inserted into or brought into contact with the block portions 42L, 42R of the cam holder 42, and the side urging members 65a, 65b are attached to the cam holder 42. It can be provided close to each block portion 42L, 42R. As a result, the influence on the peripheral parts of the cam holder 42 can be suppressed.
  • the cylinder head 17 includes a cam holder 42 that supports both sides of the cam shaft 41 and the rocker arm shafts 51 and 52 in the axial direction, and is provided with the side.
  • the urging member 65 (second side urging member 65b) is provided outside the cam holder 42 in the axial direction. According to this configuration, since the side urging member 65 is arranged outside the cam holder 42 in the axial direction, the side urging member 65 is arranged so as to be inserted into the cam holder 42, so that the side urging member 65 is arranged so as to be inserted into the cam holder 42. It is easy to secure the bending allowance of the member 65, and the degree of freedom in setting the urging force can be increased. If the side urging member 65 is arranged along the outer surface 42f of the cam holder 42, the side urging member 65 can be arranged compactly.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 extend circumferentially to the support shaft portions 51d and 52d supported by the cam holder 42 and the side urging member 65.
  • Circumferential grooves 51f and 52f for engaging (the first side biasing member 65a) are provided.
  • the side urging member 65 engages with the circumferential grooves 51f and 52f of the rocker arm shafts 51 and 52 to define the engaging position of the side urging member 65 in the axial direction.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 can be stably urged.
  • the degree of freedom in setting the urging direction of the side urging member 65 is increased, and the side urging is stable even if the rocker arm shafts 51 and 52 rotate.
  • the member 65 can be engaged.
  • a rotational driving force is provided on the rocker arm shafts 51 and 52 and is applied to the rocker arm shafts 51 and 52 against the urging force of the torsion springs 53 and 54.
  • the rocker arms 47 and 48 may interfere with each other.
  • the rocker arm shafts 51 and 52 are twisted by the torsion springs 53 and 54 by using the return arms 63 and 64 provided on the rocker arm shafts 51 and 52 and the return cams 61 and 62 provided on the cam shaft 41. Rotate against the urging force.
  • the camshaft 41 rotates (each time one cycle of the engine 10)
  • the rocker arm shafts 51 and 52 return to the initial state before rotation by the action of the torsion springs 53 and 54, and the tappet clearance cl1 and The cl2 returns to the specified set value before being packed by the urging force of the torsion springs 53 and 54.
  • the torsion springs 53 and 54 can prevent the tappet clearances cl1 and cl2 from being repeated only in the direction of closing the tappet clearances cl1 and cl2, and the tappet clearances cl1 and cl2 can be maintained at appropriate values.
  • the return cams 61 and 62 rotate integrally with the camshaft 41, and the return arms 63 and 64 are slidably contacted to operate the return arms 63
  • reference lines k1 and k2 extending from the base ends ta1 and ta2 on the axes C41 and C42 of the rocker arm shafts 51 and 52 to the tips tb1 and tb2 in sliding contact with the return cams 61 and 62 are the reference lines k1 and k2 of the camshaft 41. It is provided so as to be inclined in a direction that follows the rotation direction F of the camshaft 41 with respect to the radial direction.
  • the return arms 63 and 64 are inclined and extended in a direction following the rotation direction of the camshaft and are in sliding contact with the return cams 61 and 62, so that the sliding resistance of the return arms 63 and 64 is the rotation of the camshaft. It can be made difficult to become friction (brake).
  • the valve operating mechanism 40 of the internal combustion engine 10 includes a cam driven sprocket 43a for transmitting rotational power to the cam shaft 41 and a sprocket flange 49 for fastening the cam driven sprocket 43a to the cam shaft 41.
  • the return cams 61 and 62 are integrally formed on the sprocket flange 49. According to this configuration, the return cams 61 and 62 are integrally formed with the sprocket flange 49 that rotates integrally with the camshaft. Therefore, the return cams 61 and 62 are provided on the camshaft so as to be easily integrally rotatable by using the sprocket flange 49. be able to.
  • the cylinder head 17 includes a bolt insertion portion 17a for inserting a stud bolt 19 for fastening to the crankcase side, and the return arms 63 and 64 and the screwing. At least one of the springs 53 and 54 is arranged so as to overlap the bolt insertion portion 17a in a top view. According to this configuration, the return arms 63 and 64 and the torsion springs 53 and 54 can be efficiently arranged by utilizing the space above the bolt insertion portion 17a of the cylinder head.
  • the bolt insertion portion 17a that overlaps with at least one of the return arms 63, 64 and the torsion springs 53, 54 in a top view is compared with the other bolt insertion portions 17a.
  • the height of the upper end is lowered.
  • the height of the upper end of the bolt insertion portion 17a that overlaps with at least one of the return arms 63, 64 and the torsion springs 53, 54 in the top view is lowered, so that the return arm 63 is placed above the bolt insertion portion 17a.
  • 64 and the torsion springs 53 and 54 can be arranged, and the return arms 63 and 64 and the torsion springs 53 and 54 can be efficiently arranged.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • a small vehicle such as a motorcycle to an internal combustion engine
  • the driver of the saddle-riding vehicle has a vehicle body. Includes all vehicles that straddle, not only motorcycles (including motorized bicycles and scooter-type vehicles), but also three-wheeled vehicles (including front two-wheeled and rear one-wheeled vehicles in addition to front and rear two-wheeled vehicles) or four. Wheeled vehicles are also included. It can also be applied to various transportation devices such as passenger cars other than saddle-riding vehicles.
  • the rocker arm may be configured such that the slipper surface instead of the cam roller is slidably contacted with the cam surface.
  • the rocker arm may be configured to press the valve with a pressing portion instead of the tappet bolt.
  • the rocker arm may be provided with a sliding bearing such as a metal bush instead of a rolling bearing such as a needle bearing.
  • a cam roller in which the return member replaces the slipper surface may be transferred to the return cam.
  • the configuration is not limited to a configuration in which both of the pair of return members follow the rotation direction of the camshaft, and a configuration in which one of the pair of return arms follows the reverse direction of the camshaft (for example, a configuration in which both return arms are symmetrically arranged) may be used.
  • a single return cam is configured at a position where the timing does not overlap with the exhaust cam and intake cam, and one return cam is shared by two return members. You may use it.
  • the configuration in the above embodiment is an example of the present invention, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, such as replacing the constituent elements of the embodiment with well-known constituent elements.

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Abstract

この内燃機関の動弁機構では、ロッカーアームシャフト(51,52)は、支持軸部(51d,52d)の第一軸線(C41,C42)からオフセットした第二軸線(C51,C52)を有する偏芯軸部(51c,52c)を備えている。当該動弁機構(40)は、前記ロッカーアームシャフト(51,52)に周方向の付勢力を加える回転付勢部材(53,54)をさらに備えている。前記ロッカーアームシャフト(51,52)は、前記回転付勢部材(53,54)の付勢力を受けて前記支持軸部(51d,52d)の第一軸線(C41,C42)回りに回転し、前記偏芯軸部(51c,52c)によるロッカーアーム(47,48)の支持位置を変化させる。当該動弁機構(40)は、前記ロッカーアームシャフト(51,52)を軸直交方向に付勢する側方付勢部材(65)をさらに備えている。

Description

内燃機関の動弁機構
 本発明は、内燃機関の動弁機構に関する。
 例えば、特許文献1には、ロッカーアームシャフトを偏芯軸とし、この偏芯軸をシリンダヘッドの外部から回転させることで、タペットクリアランス調整を容易にした、内燃機関の動弁機構が開示されている。
特開2003-160085号公報
 内燃機関の動弁機構において、部品の摩耗等によりタペットクリアランスが狂うと、内燃機関の運転に支障が生じる。このため、例えば定期整備によってタペットクリアランスを調整する必要があるが、煩雑である。
 このため、ロッカーアームシャフトに回転方向の付勢力を付与するスプリングを装着し、タペットクリアランスを自動で調整可能とする構成が考えられる。しかし、この構成には以下の課題が考えられる。
 すなわち、前記スプリングのばね力が弱いと、シャフトとホルダーとの間のフリクションでシャフトの回転がなされない。前記ばね力が強いと、シャフトが回り過ぎてタペットクリアランスを詰めすぎ、閉弁時に影響してしまう。
 前記フリクションは、バルブやカムからの反力でシャフトが回転することを抑えるとともに、前記ばね力の設定に影響する。前記フリクションと前記ばね力との間には微妙なバランスが成り立っているが、このバランスは内燃機関の振動やロッカーアームの揺動の影響で崩れることがある。この場合、ロッカーアームシャフトが意図しない回転を起こしてしまい、タペットクリアランスの自動調整に影響することが考えられる。
 本発明は、内燃機関の動弁機構において、ロッカーアームシャフトに偏芯軸を用いてタペットクリアランスを調整可能としながら、ロッカーアームシャフトの意図しない回転を抑制することを目的とする。
 本発明の第一の態様は、機関本体(17)に回転可能に支持されるカムシャフト(41)と、前記機関本体(17)に回転可能に支持されるロッカーアームシャフト(51,52)と、前記機関本体(17)に開閉動可能に支持される機関弁(27,28)と、前記機関本体(17)にロッカーアームシャフト(51,52)を介して揺動可能に支持されるロッカーアーム(47,48)と、を備え、前記ロッカーアーム(47,48)は、前記カムシャフト(41)に当接する第一係合部(47d,48d)と、前記機関弁(27,28)に当接する第二係合部(47e,48e)と、を備える内燃機関(10)の動弁機構(40)であって、前記ロッカーアームシャフト(51,52)は、前記機関本体(17)に支持される支持軸部(51d,52d)と、前記ロッカーアーム(47,48)を支持するとともに、前記支持軸部(51d,52d)の第一軸線(C41,C42)からオフセットした第二軸線(C51,C52)を有する偏芯軸部(51c,52c)と、を備え、当該動弁機構(40)は、前記ロッカーアームシャフト(51,52)に周方向の付勢力を加える回転付勢部材(53,54)をさらに備え、前記ロッカーアームシャフト(51,52)は、前記回転付勢部材(53,54)の付勢力を受けて前記支持軸部(51d,52d)の第一軸線(C41,C42)回りに回転し、前記偏芯軸部(51c,52c)による前記ロッカーアーム(47,48)の支持位置を変化させるものであり、当該動弁機構(40)は、前記ロッカーアームシャフト(51,52)を軸直交方向に付勢する側方付勢部材(65)をさらに備えている。
 本発明の第二の態様は、前記ロッカーアーム(47,48)は、前記カムシャフト(41)と前記機関弁(27,28)との間に渡って延び、中間部(47a,48a)が前記ロッカーアームシャフト(51,52)に支持され、前記側方付勢部材(65)は、前記カムシャフト(41)および前記機関弁(27,28)の各々から前記ロッカーアーム(47,48)に入力される各荷重(Fc,Fv)の合力(Fg)に沿う成分を有する力で、前記ロッカーアームシャフト(51,52)を径方向に付勢している。
 本発明の第三の態様は、前記機関本体(17)は、前記カムシャフト(41)および前記ロッカーアームシャフト(51,52)の軸方向の両側部を支持するカムホルダー(42)を備え、前記側方付勢部材(65)は、前記カムホルダー(42)の前記軸方向両側の構造部(42L,42R)と各々接する第一側方付勢部材(65a)および第二側方付勢部材(65b)を備えている。
 本発明の第四の態様は、前記機関本体(17)は、前記カムシャフト(41)および前記ロッカーアームシャフト(51,52)の軸方向の両側部を支持するカムホルダー(42)を備え、前記側方付勢部材(65)は、前記カムホルダー(42)よりも前記軸方向外側に設けられている。
 本発明の第五の態様は、前記ロッカーアームシャフト(51,52)は、前記カムホルダー(42)に支持される支持軸部(51d,52d)に、周方向に延びて前記側方付勢部材(65)を係合させる円周溝(51f,52f)を備えている。
 本発明の第六の態様は、前記ロッカーアームシャフト(51,52)に設けられ、前記ロッカーアームシャフト(51,52)に前記回転付勢部材(53,54)の付勢力に抗する回転駆動力を付与可能な戻し部材(63,64)と、前記カムシャフト(41)に設けられ、前記戻し部材(63,64)を作動させて前記ロッカーアームシャフト(51,52)に回転駆動力を付与可能な戻しカム(61,62)と、を備えている。
 本発明の第七の態様は、前記戻しカム(61,62)は、前記カムシャフト(41)と一体に回転し、前記戻し部材(63,64)を摺接させて作動させ、前記戻し部材(63,64)は、前記カムシャフト(41)の径方向に対し、前記カムシャフト(41)の回転方向に倣う向きに傾斜して設けられている。
 本発明の第八の態様は、前記カムシャフト(41)へ回転動力を伝達するカムスプロケット(43a)と、前記カムシャフト(41)へ前記カムスプロケット(43a)を締結するフランジ部(49)と、を備え、前記フランジ部(49)に前記戻しカム(61,62)が一体形成されている。
 本発明の第九の態様は、前記機関本体(17)はシリンダヘッド(17)であり、前記シリンダヘッド(17)は、クランクケース側と締結するためのスタッドボルト(19)を挿通するボルト挿通部(17a)を備え、前記戻し部材(63,64)および前記回転付勢部材(53,54)の少なくとも一つは、前記ボルト挿通部(17a)と上面視にて重なるように配置されている。
 本発明の第十の態様は、前記戻し部材(63,64)および回転付勢部材(53,54)の少なくとも一つと上面視で重なる前記ボルト挿通部(17a)は、他のボルト挿通部(17a)と比べて、上端高さを低くしている。
 本発明の第一の態様によれば、ロッカーアームシャフトが偏芯軸をなし、このロッカーアームシャフトに回転付勢部材によって周方向(回転方向)の付勢力が付与される。すると、ロッカーアームシャフトが支持軸部を中心に回転し、ロッカーアーム支持部(偏芯軸部)の回転方向位置(オフセット位置)を変化させる。これにより、ロッカーアームをカムシャフトおよび機関弁に接近離反させ、タペットクリアランスを増減させることが可能となる。回転付勢部材の付勢方向がタペットクリアランスを詰める方向であれば、タペットクリアランスの自動調整(クリアランス詰め)を行うことができる。
 そして、ロッカーアームシャフトを軸直交方向で付勢する側方付勢部材を設けることで、ロッカーアームシャフトの回転方向のフリクションを安定させることができる。すなわち、ロッカーアームシャフトは、周方向(回転方向)に作用する回転付勢部材の付勢力と、機関本体およびシャフト間のフリクションと、のバランスによって回転を停止させる。このとき、内燃機関の振動やロッカーアームの揺動によって前記フリクションが変動すると、ロッカーアームシャフトの回転不足や過回転の原因となる。これに対し、ロッカーアームシャフトを径方向に付勢して前記フリクションを安定させることで、ロッカーアームシャフトの回転を良好に制御することができる。
 本発明の第二の態様によれば、側方付勢部材は、カムシャフトおよび機関弁からの各反力の合力に近似した方向にロッカーアームシャフトを付勢する。これにより、側方付勢部材の付勢力によって、ロッカーアームシャフトの支持位置におけるロッカーアームシャフトと機関本体との接触状態が一定的に保たれる。これにより、ロッカーアームシャフトの支持位置でフリクションが安定し、ロッカーアームシャフトの回転を良好に制御することができる。
 本発明の第三の態様によれば、各側方付勢部材をカムホルダーの各構造部に差し込んだり当接させたりする等、各側方付勢部材をカムホルダーの各構造部に近接して設けることができる。これにより、カムホルダーの周辺部品への影響を抑えることができる。
 本発明の第四の態様によれば、側方付勢部材をカムホルダーの軸方向外側に配置するので、側方付勢部材をカムホルダーに差し込むように配置する場合と比べて、側方付勢部材の撓み代を確保しやすく、付勢力の設定自由度を高めることができる。側方付勢部材をカムホルダーの外側面に沿うように配置すれば、側方付勢部材をコンパクトに配置することができる。
 本発明の第五の態様によれば、側方付勢部材がロッカーアームシャフトの円周溝に係合することで、側方付勢部材の係合位置を軸方向で規定し、ロッカーアームシャフトを安定して付勢することができる。円周溝を全周溝とすれば、側方付勢部材の付勢方向の設定自由度を高め、かつロッカーアームシャフトが回転しても安定して側方付勢部材を係合させることができる。
 本発明の第六の態様によれば、内燃機関の冷間始動時に回転付勢部材によってタペットクリアランスを詰めた後、内燃機関の温度が上昇して各部品が熱膨張すると、機関弁の閉時でもロッカーアームが干渉する虞がある。上記構成では、ロッカーアームシャフトに設けた戻し部材とカムシャフトに設けた戻しカムとを用いて、ロッカーアームシャフトを回転付勢部材の付勢力に抗して回転させる。これにより、カムシャフトの回転の都度(内燃機関の一サイクルの都度)、ロッカーアームシャフトが回転付勢部材の作用で回転する前の初期状態に戻り、タペットクリアランスが回転付勢部材の付勢力で詰められる前の規定の設定値に戻る。このように、回転付勢部材によってタペットクリアランスを詰める方向への動作のみが繰り返されることを防ぎ、タペットクリアランスを適切な値に維持することができる。
 本発明の第七の態様によれば、戻し部材がカムシャフトの回転方向に倣う向きに傾斜して延びて戻しカムに摺接するので、戻しアームの摺動抵抗がカムシャフトの回転のフリクション(ブレーキ)となり難くすることができる。
 本発明の第八の態様によれば、カムシャフトと一体回転するフランジ部に戻しカムを一体形成するので、フランジ部を利用して戻しカムをカムシャフトに容易に一体回転可能に設けることができる。
 本発明の第九の態様によれば、シリンダヘッドのボルト挿通部の上方空間を利用して、戻し部材および回転付勢部材を効率よく配置することができる。
 本発明の第十の態様によれば、戻し部材および回転付勢部材の少なくとも一つと上面視で重なるボルト挿通部の上端高さを低くするので、ボルト挿通部の上方に戻し部材および回転付勢部材の配置スペースを確保し、戻し部材および回転付勢部材を効率よく配置することができる。
本発明の実施形態におけるエンジンのシリンダ部の一部断面を含む左側面図である。 図1のII矢視図(シリンダ軸線に沿う上面図)である。 上記エンジンの動弁機構の一部断面を含む図2に相当する矢視図である。 上記動弁機構の左側面図である。 上記動弁機構の戻し機構の左側面図である。 上記動弁機構のロッカーアームシャフトに作用する力を示す作用説明図である。 上記動弁機構のカムのリフトタイミングを示すグラフである。 上記動弁機構の左側の第一側方付勢部材の正面図である。 図8AのVIIIB部拡大図である。 上記動弁機構の右側の第二側方付勢部材の正面図である。 図9AのIXB部拡大図である。 上記エンジンのシリンダヘッドの左側に位置するスタッドボルトに沿う断面図である。 上記エンジンのカムシャフトの軸線に沿う断面図である。 上記エンジンのロッカーアームシャフトに作用する力の向きを示す左側面図である。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
 図1に示すように、本実施形態のエンジン(内燃機関)10は、不図示のクランクケース上に起立するシリンダ部15を備えている。シリンダ部15は、クランクケース側から順に、シリンダ本体16、シリンダヘッド17およびヘッドカバー18を積層している。例えば、エンジン10は、空冷単気筒エンジンであり、自動二輪車等の小型車両の原動機に用いられる。例えば、エンジン10は、不図示のクランクシャフトの回転中心軸線を、車両左右方向に沿わせて車載されている。
 本実施形態の説明に用いる前後左右等の向きは、特に記載が無ければ上記車両における向きと同一とする。また、本実施形態の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印FR、車両左方を示す矢印LH、車両上方を示す矢印UPが示されている。図中線C2はシリンダ部15の起立方向に沿う軸線(シリンダ軸線)を示している。
 シリンダ本体16内には、円筒状のシリンダスリーブ15aが一体的にインサートされている。シリンダスリーブ15a内には、ピストン21が往復動可能に嵌挿されている。ピストン21は、コネクティングロッド22を介して不図示のクランクシャフトに連結されている。ピストン21の上面とシリンダヘッド17におけるピストン21との対向面との間には、燃焼室23が形成されている。シリンダヘッド17の上部は、ヘッドカバー18側に開放する凹状に形成されている。シリンダヘッド17とヘッドカバー18とにより、動弁機構40を収容する動弁室24が形成されている。
 シリンダヘッド17には、一端が燃焼室23に開口するとともに他端がシリンダヘッド17の外面に開口する吸気ポート25および排気ポート26がそれぞれ形成されている。吸気ポート25の燃焼室23側の開口(燃焼室側開口)25aには、環状の吸気バルブシート25bが固設されるとともに、吸気バルブ27が開閉可能に配置されている。排気ポート26の燃焼室23側の開口(燃焼室側開口)26aには、環状の排気バルブシート26bが固設されるとともに、排気バルブ28が開閉可能に配置されている。
 吸気バルブ27は、吸気バルブシート25bに整合する円板状のバルブヘッド27aと、バルブヘッド27aの吸気ポート25内に臨む上面の中央から法線方向に延出する棒状のバルブステム27bと、を備えている。バルブステム27bは、シリンダヘッド17に圧入されたバルブガイド27cに往復動可能に挿通されている。バルブステム27bの先端側は、バルブガイド27cを貫通して動弁室24内に至っている。
 バルブステム27bの先端部(上端部)には、バルブスプリング27eの上端を支持する第一リテーナ27dが取り付けられている。シリンダヘッド17の動弁室24側におけるバルブガイド27cの周囲には、バルブスプリング27eの下端を支持する第二リテーナ27fが取り付けられている。バルブスプリング27eは、バルブステム27bの周囲を巻回する圧縮コイルスプリングであり、第一リテーナ27dおよび第二リテーナ27fの間に縮設されている。バルブスプリング27eの弾発力により、吸気バルブ27が上方に付勢され、吸気ポート25の燃焼室側開口25aを閉塞する。吸気バルブ27は、バルブスプリング27eの付勢力に抗して下方(燃焼室23側)にストロークすることで、吸気ポート25の燃焼室側開口25aを開放する。
 排気バルブ28は、排気バルブシート26bに整合する円板状のバルブヘッド28aと、バルブヘッド28aの排気ポート26内に臨む上面の中央から法線方向に延出する棒状のバルブステム28bと、を備えている。バルブステム28bは、シリンダヘッド17に圧入されたバルブガイド28cに往復動可能に挿通されている。バルブステム28bの先端側は、バルブガイド28cを貫通して動弁室24内に至っている。
 バルブステム28bの先端部(上端部)には、バルブスプリング28eの上端を支持する第一リテーナ28dが取り付けられている。シリンダヘッド17の動弁室24側におけるバルブガイド28cの周囲には、バルブスプリング28eの下端を支持する第二リテーナ28fが取り付けられている。バルブスプリング28eは、バルブステム28bの周囲を巻回する圧縮コイルスプリングであり、第一リテーナ28dおよび第二リテーナ28fの間に縮設されている。バルブスプリング28eの弾発力により、排気バルブ28が上方に付勢され、排気ポート26の燃焼室側開口26aを閉塞する。排気バルブ28は、バルブスプリング28eの付勢力に抗して下方(燃焼室23側)にストロークすることで、排気ポート26の燃焼室側開口26aを開放する。
 吸気バルブ27のバルブステム27bおよび排気バルブ28のバルブステム28bは、シリンダ軸線C2に対して傾斜して配置されている。吸気バルブ27のバルブステム27bおよび排気バルブ28のバルブステム28bは、左右方向視(クランクシャフトの軸方向視)でV字状をなすように配置されている。吸気バルブ27のバルブステム27bおよび排気バルブ28のバルブステム28bの間には、動弁機構40のカムシャフト41が配置されている。カムシャフト41は、回転中心軸線(カム軸線)C3を左右方向に沿わせて配置されている。図1中矢印Fはエンジン10運転時のカムシャフト41の回転方向を示している。
 以下、シリンダヘッド17内の構成について説明する。以下の説明において「軸方向」とは、特に記載がなければカムシャフト41の軸方向(左右方向)を意味する。
 図2、図3を併せて参照し、カムシャフト41は、シリンダヘッド17に固定されたカムホルダー42に、カム軸線C3を中心に回転可能に支持されている。カムホルダー42は、例えばシリンダヘッド17に一体形成されている。カムホルダー42は、シリンダヘッド17の内部底面から上方へ起立している。カムホルダー42は、シリンダヘッド17と別体をなし、シリンダヘッド17に締結等により固定されてもよい。カムホルダー42は、シリンダヘッド17と一体か別体かによらず、シリンダヘッド17の一部と捉えてもよい。
 図10を参照し、シリンダヘッド17は、複数(4本)のスタッドボルト19を用いて、シリンダ本体16とともにクランクケース(不図示)に締結固定される。図中符号17aはシリンダヘッド17におけるスタッドボルト19を挿通するボルト挿通部、符号17bはボルト挿通孔、符号17cはボルト挿通部17a上端の締結座面、符号19nは締結座面17c上でスタッドボルト19螺着される締結ナットをそれぞれ示している。
 カムシャフト41は、例えばチェーン式の伝動機構43を介して、クランクシャフトと連係して回転駆動可能である。図中符号43aはカムシャフト41の左端部に取り付けられたカムドリブンスプロケット、符号43bはカムドリブンスプロケット43aに巻き掛けられる無端状のカムチェーン、符号44はシリンダ部15の左側に形成されて伝動機構43を収容するカムチェーン室、をそれぞれ示している。
 図11を併せて参照し、カムドリブンスプロケット43aは、スプロケットフランジ49を介してカムシャフト41に取り付けられている。スプロケットフランジ49は、カムシャフト41を圧入する圧入孔を形成する圧入部49aと、圧入部49aの外周側に拡径形成されるフランジ本体49bと、を備えている。フランジ本体49bには、カムドリブンスプロケット43aが軸方向外側(左側)から取り付けられている。カムドリブンスプロケット43aは、軸方向外側から螺着された複数のボルト49cによって、フランジ本体49bに締結固定されている。フランジ本体49bの外周側には、後述する戻し機構60の戻しカム61,62が一体回転可能に設けられている。戻しカム61,62は、例えばフランジ本体49bの外周側に一体形成されている。図中符号41L,41Rはカムシャフト41の左右側部をカムホルダー42に支持させるボールベアリングをそれぞれ示している。
 図1~図4に示すように、吸気バルブ27および排気バルブ28は、カムシャフト41を含む動弁機構40によって開閉駆動される。
 動弁機構40は、吸気カム45および排気カム46を有するカムシャフト41と、吸気カム45と吸気バルブ27のステム先端との間に渡る吸気ロッカーアーム47と、排気カム46と排気バルブ28のステム先端との間に渡る排気ロッカーアーム48と、カムシャフト41と平行に延びて吸気ロッカーアーム47を揺動可能に支持する吸気ロッカーアームシャフト51と、カムシャフト41と平行に延びて排気ロッカーアーム48を揺動可能に支持する排気ロッカーアームシャフト52と、を備えている。
 カムシャフト41の軸方向の中間部は、カムホルダー42の左右ブロック42L,42R間の開放部内に臨んでいる。カムシャフト41の軸方向の中間部には、例えば左側から順に吸気カム45および排気カム46が並んで設けられている。
 図4を参照し、吸気カム45は、カム軸線C3を中心とする円弧状のベース円部45aと、ベース円部45aに対して径方向寸法を増大させるカム山部45bと、を備えている。吸気カム45は、軸方向視で滑らかな楕円状をなして無端状に連続するカム面を形成している。
 排気カム46は、カム軸線C3を中心とする円弧状のベース円部46aと、ベース円部46aに対して径方向寸法を増大させるカム山部46bと、を備えている。排気カム46は、軸方向視で滑らかな楕円状をなして無端状に連続するカム面を形成している。
 吸気ロッカーアーム47は、吸気ロッカーアームシャフト51を挿通する円筒状の基部47aと、基部47aから吸気カム45の上方に向けて延びる入力アーム部47bと、基部47aから吸気バルブ27のステム先端に向けて延びる出力アーム部47cと、を一体形成している。入力アーム部47bの先端部には、吸気カム45の外周面(カム面)に転接するカムローラ47dが回転可能に支持されている。出力アーム部47cの先端部には、吸気バルブ27のステム先端に当接するタペットボルト47eが固定的に支持されている。
 排気ロッカーアーム48は、排気ロッカーアームシャフト52を挿通する円筒状の基部48aと、基部48aから排気カム46の上方に向けて延びる入力アーム部48bと、基部48aから排気バルブ28のステム先端に向けて延びる出力アーム部48cと、を一体形成している。入力アーム部48bの先端部には、排気カム46の外周面(カム面)に転接するカムローラ48dが回転可能に支持されている。出力アーム部48cの先端部には、排気バルブ28のステム先端に当接するタペットボルト48eが固定的に支持されている。
 図3を参照し、吸気ロッカーアームシャフト51は、カムホルダー42の左側(カムチェーン43b側)の左軸受け部42aに支持される太軸部51aと、カムホルダー42の右側(カムチェーン43bと反対側)の右軸受け部42bに支持される細軸部51bと、太軸部51aおよび細軸部51bの間に設けられて吸気ロッカーアーム47の基部47aを貫通して支持する偏芯軸部51cと、を備えている。偏芯軸部51cは、例えばニードルベアリング47fを介して、吸気ロッカーアーム47の基部47aを支持している。太軸部51aおよび細軸部51bを支持軸部51dと総称することがある。
 太軸部51aおよび細軸部51bは、互いに同軸の円柱状をなしている。偏芯軸部51cは、太軸部51aおよび細軸部51bに対して、径方向一側に距離Eだけ平行にずれている。つまり、偏芯軸部51cの中心軸線C51は、太軸部51aおよび細軸部51bの中心軸線(吸気ロッカーアームシャフト51全体の中心軸線)C41に対して、距離Eだけオフセットしている。
 これにより、吸気ロッカーアームシャフト51を軸線C41回りに回転させ、偏芯軸部51cの回転方向位置(偏芯軸部51cによる吸気ロッカーアーム47の回転支持の中心位置)を変化させることで、吸気ロッカーアーム47を吸気バルブ27に対して接近離反させ、タペットクリアランス(バルブクリアランス)cl1を調整可能である。
 偏芯軸部51cは、軸方向視で太軸部51aの外径内に収まっている。細軸部51bは、軸方向視で偏芯軸部51cの外径内に収まっている。つまり、吸気ロッカーアームシャフト51は、太軸部51aの外径を最大径としている。これにより、吸気ロッカーアームシャフト51の内の最も太い太軸部51aの外径を越えて、偏芯軸部51cおよび細軸部51bがはみ出すことがない。このため、吸気ロッカーアームシャフト51をカムホルダー42に組み付ける際、太軸部51aに対応する左軸受け部42aから右軸受け部42bに向けて吸気ロッカーアームシャフト51を挿通可能となる。また、吸気ロッカーアームシャフト51を製造する際の材料の歩留まりを向上させる。また、細軸部51bが偏芯軸部51cの外径内に収まることで、細軸部51b側から吸気ロッカーアーム47の基部47aを嵌装可能となる。
 排気ロッカーアームシャフト52は、カムホルダー42の左側(カムチェーン43b側)の左軸受け部42cに支持される太軸部52aと、カムホルダー42の右側(カムチェーン43bと反対側)の右軸受け部42dに支持される細軸部52bと、太軸部52aおよび細軸部52bの間に設けられて排気ロッカーアーム48の基部48aを貫通して支持する偏芯軸部52cと、を備えている。偏芯軸部52cは、例えばニードルベアリング48fを介して、排気ロッカーアーム48の基部48aを支持している。太軸部52aおよび細軸部52bを支持軸部52dと総称することがある。
 太軸部52aおよび細軸部52bは、互いに同軸の円柱状をなしている。偏芯軸部52cは、太軸部52aおよび細軸部52bに対して、径方向一側に距離E’だけ平行にずれている。つまり、偏芯軸部52cの中心軸線C52は、太軸部52aおよび細軸部52bの中心軸線(排気ロッカーアームシャフト52全体の中心軸線)C42に対して、距離E’だけオフセットしている。
 これにより、排気ロッカーアームシャフト52を軸線C42回りに回転させ、偏芯軸部52cの回転方向位置(偏芯軸部52cによる排気ロッカーアーム48の回転支持の中心位置)を変化させることで、排気ロッカーアーム48を排気バルブ28に対して接近離反させ、タペットクリアランス(バルブクリアランス)cl2を調整可能である。
 偏芯軸部52cは、軸方向視で太軸部52aの外径内に収まっている。細軸部52bは、軸方向視で偏芯軸部52cの外径内に収まっている。つまり、排気ロッカーアームシャフト52は、太軸部52aの外径を最大径としている。これにより、排気ロッカーアームシャフト52の内の最も太い太軸部52aの外径を越えて、偏芯軸部52cおよび細軸部52bがはみ出すことがない。このため、排気ロッカーアームシャフト52をカムホルダー42に組み付ける際、太軸部52aに対応する左軸受け部42cから右軸受け部42dに向けて排気ロッカーアームシャフト52を挿通可能となる。また、排気ロッカーアームシャフト52を製造する際の材料の歩留まりを向上させる。また、細軸部52bが偏芯軸部52cの外径内に収まることで、細軸部52b側から排気ロッカーアーム48の基部48aを嵌装可能となる。
 カムホルダー42は、カムシャフト41ならびに一対のロッカーアームシャフト51,52の左右側部をそれぞれ支持する左右ブロック42L,42Rを構成している。左右ブロック42L,42Rは、カムシャフト41の軸方向で互いに離間している。左右ブロック42L,42Rの開放部内に、吸気カム45および排気カム46が配置されている。左ブロック42Lは、前後に並ぶ左軸受け部42a,42cに渡って設けられている。右ブロック42Rは、前後に並ぶ右軸受け部42b,42dに渡って設けられている。
 図4を参照し、吸気ロッカーアームシャフト51の軸方向視で、軸線C41,C51が例えばシリンダ軸線C2と直交する平面上に並ぶ状態を、吸気ロッカーアームシャフト51の初期状態とする。吸気ロッカーアームシャフト51の初期状態において、偏芯軸部51c(ロッカーアーム支持軸)と支持軸部51d(ロッカーアームシャフト回転軸)とは、シリンダ軸線C2方向で同一高さにある。このとき、吸気ロッカーアーム47のタペットボルト47eと吸気バルブ27のステム先端との間には、規定のタペットクリアランスcl1が設定されている。そして、吸気ロッカーアームシャフト51が初期状態から回転(正転)し、偏芯軸部51cを下方(シリンダ本体16側)に変位させることで、タペットクリアランスcl1を詰める(「0」にする)ことが可能である。また、吸気ロッカーアームシャフト51が初期状態から回転(逆転)し、偏芯軸部51cを上方(シリンダ本体16と反対側)に変位させることで、タペットクリアランスcl1を広げることが可能である。
 また、排気ロッカーアームシャフト52の軸方向視で、軸線C42,C52が例えばシリンダ軸線C2と直交する平面上に並ぶ状態を、排気ロッカーアームシャフト52の初期状態とする。排気ロッカーアームシャフト52の初期状態において、偏芯軸部52c(ロッカーアーム支持軸)と支持軸部52d(ロッカーアームシャフト回転軸)とは、シリンダ軸線C2方向で同一高さにある。このとき、排気ロッカーアーム48のタペットボルト48eと排気バルブ28のステム先端との間には、規定のタペットクリアランスcl2が設定されている。そして、排気ロッカーアームシャフト52が初期状態から回転(正転)し、偏芯軸部52cを下方(シリンダ本体16側)に変位させることで、タペットクリアランスcl2を詰める(「0」にする)ことが可能である。また、排気ロッカーアームシャフト52が初期状態から回転(逆転)し、偏芯軸部52cを上方(シリンダ本体16と反対側)に変位させることで、タペットクリアランスcl2を広げることが可能である。
 図2、図3を併せて参照し、吸気ロッカーアームシャフト51の例えばカムチェーン43b側の端部(太軸部51aの左側)には、吸気捩じりバネ(回転付勢部材)53が装着されている。吸気捩じりバネ53は、吸気ロッカーアームシャフト51の周囲を巻回するトーションコイルスプリングであり、コイル端の一方をカムホルダー42の軸方向外側(左ブロック42Lの左側)に係止し、コイル端の他方を吸気ロッカーアームシャフト51に係止している。吸気捩じりバネ53は、吸気ロッカーアームシャフト51に対し、軸線C41回りで一方向(例えば図4中右回り方向、正転方向)への回転付勢力を付与している。吸気ロッカーアームシャフト51は、吸気捩じりバネ53の付勢力により、前記初期状態よりも偏芯軸部51cを下方(シリンダ本体16側)に変位させるように付勢されている。
 排気ロッカーアームシャフト52の例えばカムチェーン43b側の端部(太軸部51aの左側)には、排気捩じりバネ(回転付勢部材)54が装着されている。排気捩じりバネ54は、排気ロッカーアームシャフト52の周囲を巻回するトーションコイルバネであり、コイル端の一方をカムホルダー42の軸方向外側(左ブロック42Lの左側)に係止し、コイル端の他方を排気ロッカーアームシャフト52に係止している。排気捩じりバネ54は、排気ロッカーアームシャフト52に対し、軸線C42回りで一方向(例えば図4中右回り方向、正転方向)への回転付勢力を付与している。排気ロッカーアームシャフト52は、排気捩じりバネ54の付勢力により、前記初期状態よりも偏芯軸部52cを下方(シリンダ本体16側)に変位させるように付勢されている。
 図2、図3、図5を参照し、左ブロック42Lよりもカム軸方向外側(左側)でカムドリブンスプロケット43aよりもカム軸方向内側(右側)には、戻し機構60が設けられている。戻し機構60は、吸気ロッカーアームシャフト51および排気ロッカーアームシャフト52を、各々に装着された捩じりバネ53,54の付勢力に抗する方向(逆転方向)に回転させる。戻し機構60は、カムシャフト41の左端部(スプロケットフランジ49)に設けられた吸気戻しカム61および排気戻しカム62と、吸気ロッカーアームシャフト51および排気ロッカーアームシャフト52の各々の端部に設けられた吸気戻しアーム63および排気戻しアーム64と、を備えている。
 吸気戻しアーム63は、吸気ロッカーアームシャフト51の端部に基端部を固定している。吸気戻しアーム63の先端部には、吸気戻しカム61の外周面(カム面)に摺接するスリッパ部63dが設けられている。図5に示す吸気戻しアーム63は、吸気ロッカーアームシャフト51が初期状態にあるときの状態である。この状態を吸気戻しアーム63の初期状態とする。
 排気戻しアーム64は、排気ロッカーアームシャフト52の端部に基端部を固定している。排気戻しアーム64の先端部には、排気戻しカム62の外周面(カム面)に摺接するスリッパ部64dが設けられている。図5に示す排気戻しアーム64は、排気ロッカーアームシャフト52が初期状態にあるときの状態である。この状態を排気戻しアーム64の初期状態とする。
 図5を参照し、吸気戻しアーム63は、吸気戻しカム61およびカムシャフト41の径方向に対し、カムシャフト41の回転方向Fに倣う向きに傾斜して設けられている。詳細には、吸気戻しアーム63は、ロッカーアームシャフト51の軸線C41上の基端ta1から戻しカム61に摺接する先端(接点)tb1まで延びる基準線k1が、カムシャフト41の径方向に対し、カムシャフト41の回転方向Fに倣う向きに傾斜して設けられている。
 これにより、吸気戻しアーム63がカムシャフト41の回転方向Fに逆らう向き(逆転方向(図中矢印CF方向)に傾斜する場合に比べて、以下の効果を奏する。すなわち、吸気戻しアーム63の吸気戻しカム61への摺接抵抗がサーボ効果により増幅されることを抑えることができる。
 また、排気戻しアーム64も吸気戻しアーム63と同様に、排気戻しカム62およびカムシャフト41の径方向に対し、カムシャフト41の回転方向Fに倣う向きに傾斜して設けられている。詳細には、排気戻しアーム64は、ロッカーアームシャフト52の軸線C42上の基端ta2から戻しカム62に摺接する先端(接点)tb2まで延びる基準線k2が、カムシャフト41の径方向に対し、カムシャフト41の回転方向Fに倣う向きに傾斜して設けられている。
 これにより、排気戻しアーム64がカムシャフト41の回転方向に逆らう向き(逆転方向CF)に傾斜する場合に比べて、以下の効果を奏する。すなわち、排気戻しアーム64の排気戻しカム62への摺接抵抗がサーボ効果により増幅されることを抑えることができる。
 図5、図7を参照し、吸気戻しカム61は、カム軸線C3を中心とする円弧状の戻しベース円部61aと、戻しベース円部61aに対して径方向寸法を増大させる戻しカム山部61bと、を備えている。戻しカム山部61bは、吸気ロッカーアーム47が軸方向視で吸気カム45のカム山部45bを避けた範囲(回転方向で重ならない範囲)H1に当接するとき、吸気戻しアーム63を乗り上げさせる。つまり、吸気カム45と吸気戻しカム61とは、互いにリフトするタイミングがずれている(例えば20度以上)。戻しカム山部61bは、吸気戻しアーム63が初期状態にあるとき、スリッパ部63dを乗り上げさせる高さを有している。スリッパ部63dが戻しカム山部61bに乗り上げると、吸気ロッカーアームシャフト51が初期状態から回転(逆転)し、偏芯軸部51cを上方(シリンダ本体16と反対側)に変位させ、タペットクリアランスcl1を一時的に広げる。吸気戻しアーム63が初期状態にあるとき、スリッパ部63dは戻しベース円部61aからは径方向で離間する。
 排気戻しカム62は、カム軸線C3を中心とする円弧状の戻しベース円部62aと、戻しベース円部62aに対して径方向寸法を増大させた戻しカム山部62bと、を備えている。戻しカム山部62bは、排気ロッカーアーム48が軸方向視で排気カム46のカム山部46bを避けた範囲(回転方向で重ならない範囲)に当接するとき、排気戻しアーム64を乗り上げさせる。つまり、排気カム46と排気戻しカム62とは、互いにリフトするタイミングがずれている(例えば20度以上)。戻しカム山部62bは、排気戻しアーム64が初期状態にあるとき、スリッパ部64dを乗り上げさせる高さを有している。スリッパ部64dが戻しカム山部62bに乗り上げると、排気ロッカーアームシャフト52が初期状態から回転(逆転)し、偏芯軸部52cを上方(シリンダ本体16と反対側)に変位させ、タペットクリアランスcl2を一時的に広げる。排気戻しアーム64が初期状態にあるとき、スリッパ部64dは戻しベース円部62aからは径方向で離間する。
 係る構成において、エンジン10の吸気工程が終わると、吸気ロッカーアーム47のカムローラ47dが吸気カム45のカム山部45bから下りてベース円部45aに転接する。このとき、吸気ロッカーアーム47がカムシャフト41の回転方向における吸気カム45のカム山部45bを避けた範囲H1に転接する。やがて、吸気戻しカム61の戻しカム山部62bに吸気戻しアーム63のスリッパ部63dが乗り上げる。すると、吸気ロッカーアームシャフト51に吸気捩じりバネ53の付勢力と逆方向の回転駆動力が付与され、吸気ロッカーアームシャフト51が初期状態から逆転してタペットクリアランスcl1を一時的に広げる。
 その後、次の吸気工程が始まる前に、戻しカム山部62bが吸気戻しアーム63との係合位置を通り過ぎ、吸気ロッカーアームシャフト51への回転駆動力の付与を無くす。すると、吸気ロッカーアームシャフト51が吸気捩じりバネ53の付勢力によって正転し、タペットクリアランスcl1を詰める。
 また、エンジン10の排気工程が終わると、排気ロッカーアーム48のカムローラ48dが排気カム46のカム山部46bから下りてベース円部46aに転接する。このとき、排気ロッカーアーム48がカムシャフト41の回転方向における排気カム46のカム山部46bを避けた範囲H2に転接する。やがて、排気戻しカム62の戻しカム山部62bに排気戻しアーム64のスリッパ部64dが乗り上げる。すると、排気ロッカーアームシャフト52に排気捩じりバネ54の付勢力と逆方向の回転駆動力が付与され、排気ロッカーアームシャフト52が初期状態から逆転してタペットクリアランスcl2を一時的に広げる。
 その後、次の排気工程が始まる前に、戻しカム山部62bが排気戻しアーム64との係合位置を通り過ぎ、排気ロッカーアームシャフト52への回転駆動力の付与を無くす。すると、排気ロッカーアームシャフト52が排気捩じりバネ54の付勢力によって正転し、タペットクリアランスcl2を詰める。
 このように、エンジン10では、カムシャフト41が一回転する毎に(すなわち一サイクル毎に)、吸気バルブ27および排気バルブ28の各々のタペットクリアランスcl1,cl2を広げる動作と詰める動作とを繰り返す。このため、タペットクリアランスcl1,cl2を詰める方向への動作のみが繰り返される場合に比べて、タペットクリアランスcl1,cl2を適切な値に維持することが可能となる。
 つまり、例えばエンジン10の冷間時に、各ロッカーアームシャフト51,52が回転してタペットクリアランスcl1,cl2を「0」にしてしまうと、エンジン10の暖気後に各ロッカーアーム47,48と各バルブ27,28とが干渉してしまう虞がある。すなわち、各タペットクリアランスcl1,cl2を詰める側への一方向の動作のみでは、タペットクリアランスcl1,cl2を広げることが難しく、各部品の熱膨張やバルブシートの摩耗等に対応することができない。このため、バルブ閉時に各ロッカーアーム47,48が吸排気カム45,46のベース円部45a,46a上に接しているときにも、各ロッカーアーム47,48と各バルブ27,28とが干渉する虞があり、エンジン10の運転上好ましくない。
 各ロッカーアームシャフト51,52は、各バルブ27,28を開いた際に各バルブスプリング27e,28eからバネ力を受けることで、偏芯軸部51c,52cをシリンダ本体16と反対側に変位させるよう回転することが考えられる。しかし、各ロッカーアームシャフト51,52と直交する方向のバネ力によって、各ロッカーアームシャフト51,52とカムホルダー42等とのフリクションや各捩じりバネ53,54の付勢力に抗して各ロッカーアームシャフト51,52を回転させることは難しい。
 以下、各ロッカーアームシャフト51,52に作用する力について検討した内容を説明する。各ロッカーアームシャフト51,52に作用する力は互いに同様であり、以下の説明では吸気ロッカーアームシャフト51を例に説明する。
 図6を参照し、まず、タペットボルト47eの先端(力点に相当)でバルブ27を押圧し開いた際のバルブスプリング27eのバネ反力(バルブスプリング荷重)をF1、カムローラ47dの回転中心(支点に相当)から偏芯軸部51cの軸心C51(作用点に相当)までの距離をL2、カムローラ47dの回転中心からタペットボルト47eの先端までの距離をL1とすると、バルブスプリング荷重F1による偏芯軸部51cを押し上げようとする力(偏芯軸押し上げ力)F2は、下記式1で求められる。
F2=F1*L1/L2・・・式1
 また、偏芯軸押し上げ力F2によるロッカーアームシャフト51を回転させようとする力(偏芯軸押し上げトルク)T1は、下記式2で求められる。
T1=F2*E・・・式2
(Eは偏芯軸部51cの偏芯距離)
 また、バルブスプリング荷重F1による偏芯軸部51cの直径D3回りのフリクショントルク(摩擦トルク)T2は、下記式3で求められる。
T2=F2*μ*D3/2・・・式3
(μは偏芯軸部51c外周の摩擦係数)
 なお、フリクショントルクT2は逆回転も有る。
 また、バルブスプリング荷重F1によるトルクの総和T3は、下記式4で求められる。
T3=T1+T2=F2(E+μ*D3/2)・・・式4
 また、バルブスプリング荷重F1による太軸部51aの直径D1回りのフリクショントルク、および細軸部51bの直径D2回りのフリクショントルクの合計(支持軸摩擦トルク)Tfは、下記式5で求められる。
Tf=((D1+D2)/2)*(F2/2)*μ=F2*μ*(D1+D2)/4・・・式5
(太軸部51aおよび細軸部51bにはバルブスプリング荷重F1が1/2ずつ加わるものとする)
 また、バルブスプリング荷重F1によるトルクの総和T3から支持軸部フリクショントルクTfを含む種々フリクショントルクを引いた残存トルクTaは、下記式6で求められる。
Ta=T3-Tf-To=F2(E+μ(2D3-D1-D2)/4)-To=F1*L1/L2(E+μ(2D3-D1-D2)/4)-To・・・式6
(Toはロッカーアームシャフト51に対するフリクション付加機構によるフリクション付加トルク)
 Toは、ロッカーアーム支持部(偏芯軸部51c)に受ける摩擦トルク(偏芯軸摩擦トルク)T2、および支持軸部51dに受ける摩擦トルクなどを含む。
 つまり、バルブスプリング荷重F1によるトルクからロッカーアームシャフト51の各軸部51a,51b,51c,51dの抵抗を引いた分が残存トルクTaとなる。
 次に、捩じりバネ53のトルクによる偏芯軸部51cを押し下げる方向に回転させようとする力(ロッカーアーム押し付けトルク)F2’は、下記式7で求められる。
F2’=T1’/E・・・式7
(T1’は捩じりバネ53によるバネ付勢トルク)
 また、ロッカーアーム押し付けトルクF2’による摩擦トルクTf’は、下記式8で求められる。
Tf’=(D1+D2)/2*F2’/2*μ=T1’((D1+D2)/(4E)*μ)・・・式8
 また、T1’-Tf’の残存トルクTrは、下記式9で求められる。
Tr=T1’-Tf’-To=T1’(1-μ(D1+D2)/(4E))-To・・・式9
 つまり、捩じりバネ53によるトルクからロッカーアームシャフト51の各軸部51a,51b,51c,51dの抵抗を引いた分が残存トルクTrとなる。
 このTrが正の場合のみ(Tr>0)、ロッカーアームシャフト51が回転し、Trが負の場合は動かない。つまり、Trが負の場合、捩じりバネ53のトルクでロッカーアームシャフト51が回転できないため、ロッカーアーム47をバルブ27に押し付けられない。
 そして、捩じりバネ53による残存トルクTrが、バルブスプリング荷重F1による残存トルクTaに押し勝てば(Tr-Ta>0)、捩じりバネ53のトルクでロッカーアームシャフト51が回転し、ロッカーアーム47をバルブ27に押し付けることが可能である。
 さらに、本実施形態では、下記式10を満たすように各値が設定されている。
(T1’+Tf+To)-T1>0・・・式10
 これにより、バルブスプリング27e,28eからの反力により、ロッカーアームシャフト51が偏芯軸押し上げトルクT1を受けても、このトルクT1が捩じりバネ53の付勢トルクT1’、支持軸摩擦トルクTf、およびフリクション付加トルクToの合計値を越えなくなる。このため、ロッカーアームシャフト51がロッカーアーム47の揺動に連れ回り、捩じりバネ53の付勢力に抗して意図せずタペットクリアランスcl1,cl2を広げる方向に回転してしまうことを防ぐことができる。
 ここで、各ロッカーアームシャフト51,52の支持軸部51d,52dに受ける摩擦トルクについて吸気ロッカーアームシャフト51を例に説明する。
 ロッカーアームシャフト51の回転時、支持軸部51dの外周面とカムホルダー42の左右軸受け部42a,42bの内周面との間には、これらの間の摩擦抵抗に基づく摩擦トルクが生じる。この摩擦トルクは、支持軸部51dの外周面および軸受け部42a,42bの内周面の間の径方向(カム軸線C3と直交する方向でもある)の荷重に基づく。
 前記径方向の荷重は、エンジン10の振動やロッカーアーム47の揺動の影響を受けて変動しやすい。前記径方向の荷重は、支持軸部51d,52dの外周面と軸受け部42a,42bの内周面とを互いに押し付ける荷重である。エンジン10の振動やロッカーアーム47の揺動によって、前記押し付けが強まる状態と弱まる状態とが周期的に変化する。すなわち、前記径方向の荷重が周期的に変化する。この径方向の荷重の変化によって、前記摩擦トルクが変化する。
 各ロッカーアームシャフト51,52に作用するトルク(前記摩擦トルクを含む)がバランス状態(正逆方向で釣り合った状態)にあるとき、各ロッカーアームシャフト51,52の回転が停止する。各ロッカーアームシャフト51,52に作用するトルクがアンバランス状態(正逆方向のつり合いが崩れた状態)にあるとき、各ロッカーアームシャフト51,52が回転する。各ロッカーアームシャフト51,52に作用するトルク(前記摩擦トルクを含む)を静的にバランスさせても、エンジン運転時にはアンバランスが生じることがある。すなわち、エンジン運転時には、各ロッカーアームシャフト51,52が意図せず回転することがある。
<側方付勢部材>
 図2、図3、図8A、図9Aを参照し、本実施形態では、各ロッカーアームシャフト51,52をカム軸線C3に対して直交する方向(軸直交方向)に付勢する側方付勢部材65を備えている。この側方付勢部材65により、各ロッカーアームシャフト51,52の支持軸部51d,52dを軸直交方向(径方向に相当)に付勢することで、前記摩擦トルクを安定させることができる。すなわち、各ロッカーアームシャフト51,52の意図しない回転を抑制し、タペットクリアランスの自動調整(クリアランス詰め)を精度よく行うことができる。
 側方付勢部材65は、各ロッカーアームシャフト51,52の左側部(太軸部52a)を付勢する第一側方付勢部材65aと、各ロッカーアームシャフト51,52の右側部(細軸部52b)を付勢する第二側方付勢部材65bと、を備えている。
 図8A、図9Aを参照し、各側方付勢部材65a,65bは、例えばバネ鋼の線材を平面に沿ってM字状に屈曲させて形成されている。一対の側方付勢部材65a,65bは、カム軸方向に離間して設けられている。一対の側方付勢部材65a,65bは、例えば互いに異なる構成とされている。一対の側方付勢部材65a,65bは、互いに共通の構成とされてもよい。各側方付勢部材65は、カム軸方向と直交する平面に沿って配置されている。各側方付勢部材65は、カム軸方向視でカム軸線C3を通りかつシリンダ軸線C2と平行な対称軸65cに関して対称をなしている。
 各側方付勢部材65は、それぞれ一対の脚部66を備えている。各脚部66は、下方に延びる線材で構成されている。以下、第一側方付勢部材65aの一対の脚部66を符号66a、第二側方付勢部材65bの一対の脚部66を符号66bで示すことがある。第一側方付勢部材65aは、カムホルダー42の左ブロック42Lに取り付けられている。第二側方付勢部材65bは、カムホルダー42の右ブロック42Rに取り付けられている。
 各側方付勢部材65a.65bの一対の脚部66a,66bは、それぞれ両ロッカーアームシャフト51,52の並び方向(シリンダヘッド17の前後方向)で互いに離間している。各脚部66a,66bは、シリンダ軸方向に対し、下端側ほど並び方向外側に位置するように開いた状態から、下端側をシリンダ軸方向に沿うように延ばした状態へ弾性変形可能である。各側方付勢部材65a.65bは、一対の脚部66a,66bを前述の如く弾性変形させた状態で、カムホルダー42の左右ブロック41L,41Rにそれぞれ取り付けられている。
 各側方付勢部材65a,65bは、例えば両ロッカーアームシャフト51,52の間に配置されてこれらを付勢する。各側方付勢部材65a,65b、両ロッカーアームシャフト51,52に共通の付勢部材として用いられている。各側方付勢部材65a,65bは、ロッカーアームシャフト51,52毎に別体に設けられてもよい。
 カムホルダー42の左ブロック42Lには、前後一対の挿通孔42eが穿設されている。第一側方付勢部材65aは、左ブロック42Lの一対の挿通孔42eに一対の脚部66aを差し込んだ状態で、左ブロック42Lに取り付けられている。このとき、一対の脚部66aは、前述の如く弾性変形した状態にある。各挿通孔42eは、シリンダ軸方向に沿うように延びている。各挿通孔42eは、第一側方付勢部材65aの線材よりも大径に形成されている。各挿通孔42eは、挿通した脚部66aの撓みを許容するように脚部66aを遊嵌させている。第一側方付勢部材65aは、例えばシリンダヘッド17に上方からボルト締結された固定部材67aによって、カムホルダー42に固定されている。
 各挿通孔42eの並び方向外側には、それぞれ両ロッカーアームシャフト51,52の左側の支持軸部51d,52d(太軸部51a,52a)が近接配置している。各挿通孔42eは、左軸受け42a,42cの内周面の一部を切り欠き、左軸受け42a,42cの内周側と連通している。各挿通孔42eに挿通した脚部66は、両ロッカーアームシャフト51,52の太軸部51a,52aの外周部に弾性的に圧接される。これにより、両ロッカーアームシャフト51,52の太軸部51a,52aが第一側方付勢部材65aによって軸直交方向に付勢される。
 各ロッカーアームシャフト51,52の太軸部51a,52aには、周方向に延びる円周溝51f,52fが形成されている。円周溝51f,52fは、カム軸方向で第一側方付勢部材65aが係合する位置(カム軸方向で第一側方付勢部材65aと重なる位置)に形成されている。円周溝51f,52fは、例えば太軸部51a,52aの全周に渡って形成される全周溝である。これにより、第一側方付勢部材65aと各ロッカーアームシャフト51,52との係合位置がカム軸方向で規定される。これにより、第一側方付勢部材65aの位置ズレの発生が抑えられる。したがって、第一側方付勢部材65aによって各ロッカーアームシャフト51,52を軸直交方向で確実に付勢可能となる。円周溝51f,52fは太軸部51a,52aに形成されるので、円周溝51f,52fの深さを確保しやすい。
 第二側方付勢部材65bは、カムホルダー42の右ブロック42Rに対して、カム軸方向外側(右側)の外側面42fに沿うように取り付けられている。このとき、一対の脚部66bは、前述の如く弾性変形した状態にある。第二側方付勢部材65は、例えばシリンダヘッド17に上方からボルト締結された固定部材67bによって、カムホルダー42に固定されている。
 一対の脚部66bの並び方向外側には、それぞれ両ロッカーアームシャフト51,52の右側の支持軸部51d,52d(細軸部51b,52b)が近接配置されている。一対の脚部66bは、それぞれ両ロッカーアームシャフト51,52の細軸部51b,52bの外周部に弾性的に圧接される。これにより、両ロッカーアームシャフト51,52の細軸部51b,52bが軸直交方向に付勢される。
 ここで、各ロッカーアーム47,48は、それぞれカムシャフト41と吸排気バルブ27,28との間に渡って、シリンダヘッド17の前後方向に延びている。各ロッカーアーム47,48は、前後方向の中間部(基部47a,48a)がそれぞれロッカーアームシャフト51,52に支持されている。
 以下、各ロッカーアーム47,48に作用する力について説明する。各ロッカーアーム47,48に作用する力は互いに同様であり、以下の説明では、図12に示す吸気ロッカーアーム47を例に説明する。
 ロッカーアーム47の両端部には、それぞれカムシャフト41からの反力(カム面荷重)Fcおよび吸気バルブ27からの反力(バルブスプリング荷重)Fvが入力される。ロッカーアーム47には、各反力Fc,Fvの合力Fgが入力される。カムシャフト41、吸気バルブ27およびロッカーアーム47の相対配置により、合力Fgのベクトルは上向き(シリンダ軸方向でヘッドカバー18側の向き)となる。すなわち、合力Fgのベクトルは、シリンダヘッド17の前後方向(シリンダ軸線C2と直交する前後方向)よりも上方側(ヘッドカバー18側)を指向している。
 図8A、図8B、図9A、図9Bを併せて参照し、側方付勢部材65は、両ロッカーアームシャフト51,52を単に並び方向(シリンダ軸線C2と直交する前後方向)に付勢するのではない。側方付勢部材65は、合力ベクトルFgに沿う上向きの成分を有する力で、両ロッカーアームシャフト51,52を軸直交方向に付勢する。側方付勢部材65は、例えば脚部66の形状等の工夫により、両ロッカーアームシャフト51,52を上向きに付勢する。
 図8A、図8Bに示すように、カム軸方向一側(左側)の第一側方付勢部材65aの例では、脚部66aにおけるロッカーアームシャフト51,52への係合部分に、線材を側面視円弧状に切り欠いた凹部68が形成されている。脚部66aは、凹部68の上向き面68aをロッカーアームシャフト51,52の外周面に当接させる。第一側方付勢部材65aは、ロッカーアームシャフト51,52を上向きの径方向に付勢する。第一側方付勢部材65aの付勢力Fsaの角度は、合力ベクトルFgの角度に近付く。これにより、支持軸部51d,52dは、常に上向きに付勢され、支持軸部51d,52dとカムホルダー42との接触状態が一定的に保たれ、前記摩擦トルクが安定させやすくなる。
 付勢力Fsaにおける合力ベクトルFgに沿う成分Fsa’は、付勢力Fsaを合力ベクトルFgに沿う方向を向く力と合力ベクトルFgに直交する方向する力とに分解した場合の前者である。付勢力Fsaの向きは、軸線C41中心の角度で合力Fgの両側に45度ずつ振り分けた範囲θであるとよい。この場合、付勢力Fsaにおける合力ベクトルFgに沿う成分Fsa’が、合力ベクトルFgに直交する成分Fsa”以上となる。
 図8A、図8Bの構成は、脚部66aの所定位置に凹部68を形成するのみでよく、簡素な構成でロッカーアームシャフト51,52を上向きに付勢する。また、カムホルダー42に脚部66aを挿入するので、カムホルダー42外部への第一側方付勢部材65aの張り出しが少なくて済む。
 図9A、図9Bに示すように、カム軸方向他側(右側)の第二側方付勢部材65bの例では、脚部66bにおけるロッカーアームシャフト51,52への係合部分に、線材を並び方向外側に屈曲させた傾斜部69が形成されている。脚部66bは、傾斜部69の上向き面69aをロッカーアームシャフト51,52の外周面に当接させる。第二側方付勢部材65bは、ロッカーアームシャフト51,52を上向きの径方向に付勢する。第二側方付勢部材65bの付勢力Fsbの角度は、合力ベクトルFgの角度に近付く。これにより、支持軸部51d,52dが常に上向きに付勢され、支持軸部51d,52dとカムホルダー42との接触状態が一定的に保たれ、前記摩擦トルクが安定させやすくなる。
 付勢力Fsbにおける合力ベクトルFgに沿う成分Fsb’は、付勢力Fsbを合力ベクトルFgに沿う方向を向く力と合力ベクトルFgに直交する方向の力とに分解した場合の前者である。付勢力Fsbの向きは、軸線C41中心の角度で合力Fgの両側に45度ずつ振り分けた範囲θであるとよい。この場合、付勢力Fsbにおける合力ベクトルFgに沿う成分Fsb’が、合力ベクトルFgに直交する成分Fsb”以上となる。
 図9A、図9Bの構成は、脚部66bを屈曲させて傾斜部69を形成するので、上向き面69aの長さを確保しやすく、第二側方付勢部材65の部品公差や取り付け公差を吸収しやすい。また、第二側方付勢部材65bを右ブロック42Rの外側面42fに沿うように取り付けるので、カムホルダー42外部への第二側方付勢部材65bの張り出しが少なくて済む。
 なお、各側方付勢部材65a,65bの構成およびこれらに対応するカムホルダー42およびカムシャフト41側の構成は実施形態に限らない。例えば左右の構成を入れ替えたり左右何れかの構成に統一したりしてもよい。
 図2、図3、図10に示すように、前記戻しアーム63,64および捩じりバネ53,54の少なくとも一つ(戻し機構60の少なくとも一部)は、シリンダヘッド17の左側の前記ボルト挿通部17aと、シリンダ軸方向に沿う上面視で重なるように配置されている。複数のボルト挿通部17aは、締結座面17cをシリンダ軸線と直交する平面と平行に設けている。複数のボルト挿通部17aは、通常、締結座面17cをシリンダ軸方向で同一高さに配置している。各ボルト挿通部17aは、締結座面17cの下方(シリンダ本体側)で概ね円筒状に形成されている。シリンダヘッド17は、各ボルト挿通部17aの締結座面17cの上方に、ヘッドカバー18側に開放する空間を形成している。
 本実施形態では、カム軸方向一側(左側)のボルト挿通部17aの締結座面17cの高さを、カム軸方向他側(右側)のボルト挿通部17aの締結座面17cの高さよりも低くしている。これにより、カム軸方向一側(左側)のボルト挿通部17aの締結座面17cの上方に部品配置スペースが確保される。これにより、カム軸方向一側(左側)のボルト挿通部17aの締結座面17cの上方に、前記戻しアーム63,64および捩じりバネ53,54が配置可能となる。なお、実施形態では左側のボルト挿通部17aの上端高さを低くしているが、これに限らない。例えば戻しアーム63,64および捩じりバネ53,54の配置に応じて適宜のボルト挿通部17aの上端高さを低くしてもよい。
 以上説明したように、上記実施形態におけるエンジン10の動弁機構40は、シリンダヘッド17に回転可能に支持されるカムシャフト41と、前記シリンダヘッド17に回転可能に支持されるロッカーアームシャフト51,52と、前記シリンダヘッド17に開閉動可能に支持される吸排気バルブ27,28と、前記シリンダヘッド17にロッカーアームシャフト51,52を介して揺動可能に支持されるロッカーアーム47,48と、を備え、前記ロッカーアーム47,48は、前記カムシャフト41に当接する第一係合部47d,48dと、前記吸排気バルブ27,28に当接する第二係合部47e,48eと、を備える内燃機関10の動弁機構40であって、前記ロッカーアームシャフト51,52は、前記シリンダヘッド17に支持される支持軸部51d,52dと、前記ロッカーアーム47,48を支持するとともに、前記支持軸部51d,52dの第一軸線C41,C42からオフセットした第二軸線C51,C52を有する偏芯軸部51c,52cと、を備え、当該動弁機構40は、前記ロッカーアームシャフト51,52に周方向の付勢力を加える付勢部材(捩じりバネ53,54)をさらに備え、前記ロッカーアームシャフト51,52は、前記捩じりバネ53,54の付勢力を受けて前記支持軸部51d,52dの第一軸線C41,C42回りに回転し、前記偏芯軸部51c,52cによる前記ロッカーアーム47,48の支持位置を変化させるものであり、当該動弁機構40は、前記ロッカーアームシャフト51,52を軸直交方向に付勢する側方付勢部材65をさらに備えている。
 この構成によれば、ロッカーアームシャフト51,52が偏芯軸をなし、このロッカーアームシャフト51,52に捩じりバネ53,54によって周方向(回転方向)の付勢力が付与される。すると、ロッカーアームシャフト51,52が支持軸部51d,52dを中心に回転し、ロッカーアーム支持部(偏芯軸部51c,52c)の回転方向位置(オフセット位置)を変化させる。これにより、ロッカーアーム47,48をカムシャフト41および吸排気バルブ27,28に接近離反させ、タペットクリアランスcl1,cl2を増減させることが可能となる。捩じりバネ53,54の付勢方向がタペットクリアランスcl1,cl2を詰める方向であれば、タペットクリアランスcl1,cl2の自動調整(クリアランス詰め)を行うことができる。
 そして、ロッカーアームシャフト51,52を軸直交方向で付勢する側方付勢部材65を設けることで、ロッカーアームシャフト51,52の回転方向のフリクションを安定させることができる。すなわち、ロッカーアームシャフト51,52は、周方向(回転方向)に作用する捩じりバネ53,54の付勢力と、シリンダヘッド17およびロッカーアームシャフト51,52間のフリクションと、のバランスによって回転を停止させる。このとき、エンジン10の振動やロッカーアーム47,48の揺動によって前記フリクションが変動すると、ロッカーアームシャフト51,52の回転不足や過回転の原因となる。これに対し、ロッカーアームシャフト51,52を径方向に付勢して前記フリクションを安定させることで、ロッカーアームシャフト51,52の回転を良好に制御することができる。
 実施形態における内燃機関10の動弁機構40において、前記ロッカーアーム47,48は、前記カムシャフト41と前記吸排気バルブ27,28の各々との間に渡って延び、中間部(基部47a,48a)が前記ロッカーアームシャフト51,52の各々に支持され、前記側方付勢部材65は、前記カムシャフト41および前記吸排気バルブ27,28の各々から吸排気ロッカーアーム47,48に入力される各荷重(反力)Fc,Fvの合力Fgに沿う成分を有する力で、前記ロッカーアームシャフト51,52を径方向に付勢している。
 この構成によれば、側方付勢部材65は、カムシャフト41および吸排気バルブ27,28からの各反力Fc,Fvの合力Fgに近似した方向にロッカーアームシャフト51,52を付勢する。これにより、側方付勢部材65の付勢力によって、ロッカーアームシャフト51,52の支持位置におけるロッカーアームシャフト51,52とカムホルダー42との接触状態が一定的に保たれる。これにより、ロッカーアームシャフト51,52の支持位置でフリクションが安定し、ロッカーアームシャフト51,52の回転を良好に制御することができる。
 実施形態における内燃機関10の動弁機構40において、前記シリンダヘッド17は、前記カムシャフト41および前記ロッカーアームシャフト51,52の軸方向の両側部を支持するカムホルダー42を備え、前記側方付勢部材65は、前記カムホルダー42の前記軸方向両側のブロック部42L,42Rと各々接する一対の第一および第二側方付勢部材65a,65bを備えている。
 この構成によれば、各側方付勢部材65a,65bをカムホルダー42の各ブロック部42L,42Rに差し込んだり当接させたりする等、各側方付勢部材65a,65bをカムホルダー42の各ブロック部42L,42Rに近接して設けることができる。これにより、カムホルダー42の周辺部品への影響を抑えることができる。
 実施形態における内燃機関10の動弁機構40において、前記シリンダヘッド17は、前記カムシャフト41および前記ロッカーアームシャフト51,52の軸方向の両側部を支持するカムホルダー42を備え、前記側方付勢部材65(第二側方付勢部材65b)は、前記カムホルダー42よりも前記軸方向外側に設けられている。
 この構成によれば、側方付勢部材65をカムホルダー42の軸方向外側に配置するので、側方付勢部材65をカムホルダー42に差し込むように配置する場合と比べて、側方付勢部材65の撓み代を確保しやすく、付勢力の設定自由度を高めることができる。側方付勢部材65をカムホルダー42の外側面42fに沿うように配置すれば、側方付勢部材65をコンパクトに配置することができる。
 実施形態における内燃機関10の動弁機構40において、前記ロッカーアームシャフト51,52は、前記カムホルダー42に支持される支持軸部51d,52dに、周方向に延びて前記側方付勢部材65(第一側方付勢部材65a)を係合させる円周溝51f,52fを備えている。
 この構成によれば、側方付勢部材65がロッカーアームシャフト51,52の円周溝51f,52fに係合することで、側方付勢部材65の係合位置を軸方向で規定し、ロッカーアームシャフト51,52を安定して付勢することができる。円周溝51f,52fを全周溝とすれば、側方付勢部材65の付勢方向の設定自由度を高め、かつロッカーアームシャフト51,52が回転しても安定して側方付勢部材65を係合させることができる。
 実施形態における内燃機関10の動弁機構40において、前記ロッカーアームシャフト51,52に設けられ、前記ロッカーアームシャフト51,52に前記捩じりバネ53,54の付勢力に抗する回転駆動力を付与可能な戻しアーム63,64と、前記カムシャフト41に設けられ、前記戻しアーム63,64を作動させて前記ロッカーアームシャフト51,52に回転駆動力を付与可能な戻しカム61,62と、を備えている。
 エンジン10の冷間始動時に捩じりバネ53,54によってタペットクリアランスcl1,cl2を詰めた後、エンジン10の温度が上昇して各部品が熱膨張すると、吸排気バルブ27,28の閉時でもロッカーアーム47,48が干渉する虞がある。上記構成では、ロッカーアームシャフト51,52に設けた戻しアーム63,64とカムシャフト41に設けた戻しカム61,62とを用いて、ロッカーアームシャフト51,52を捩じりバネ53,54の付勢力に抗して回転させる。これにより、カムシャフト41の回転の都度(エンジン10の一サイクルの都度)、ロッカーアームシャフト51,52が捩じりバネ53,54の作用で回転する前の初期状態に戻り、タペットクリアランスcl1,cl2が捩じりバネ53,54の付勢力で詰められる前の規定の設定値に戻る。このように、捩じりバネ53,54によってタペットクリアランスcl1,cl2を詰める方向への動作のみが繰り返されることを防ぎ、タペットクリアランスcl1,cl2を適切な値に維持することができる。
 実施形態における内燃機関10の動弁機構40において、前記戻しカム61,62は、前記カムシャフト41と一体に回転し、前記戻しアーム63,64を摺接させて作動させ、前記戻しアーム63,64は、前記ロッカーアームシャフト51,52の軸線C41,C42上の基端ta1,ta2から前記戻しカム61,62に摺接する先端tb1,tb2まで延びる基準線k1、k2が、前記カムシャフト41の径方向に対し、前記カムシャフト41の回転方向Fに倣う向きに傾斜して設けられている。
 この構成によれば、戻しアーム63,64がカムシャフトの回転方向に倣う向きに傾斜して延びて戻しカム61,62に摺接するので、戻しアーム63,64の摺動抵抗がカムシャフトの回転のフリクション(ブレーキ)となり難くすることができる。
 実施形態における内燃機関10の動弁機構40において、前記カムシャフト41へ回転動力を伝達するカムドリブンスプロケット43aと、前記カムシャフト41へ前記カムドリブンスプロケット43aを締結するスプロケットフランジ49と、を備え、前記スプロケットフランジ49に前記戻しカム61,62が一体形成されている。
 この構成によれば、カムシャフトと一体回転するスプロケットフランジ49に戻しカム61,62を一体形成するので、スプロケットフランジ49を利用して戻しカム61,62をカムシャフトに容易に一体回転可能に設けることができる。
 実施形態における内燃機関10の動弁機構40において、前記シリンダヘッド17は、クランクケース側と締結するためのスタッドボルト19を挿通するボルト挿通部17aを備え、前記戻しアーム63,64および前記捩じりバネ53,54の少なくとも一つは、前記ボルト挿通部17aと上面視にて重なるように配置されている。
 この構成によれば、シリンダヘッドのボルト挿通部17aの上方空間を利用して、戻しアーム63,64および捩じりバネ53,54を効率よく配置することができる。
 実施形態における内燃機関10の動弁機構40において、前記戻しアーム63,64および捩じりバネ53,54の少なくとも一つと上面視で重なる前記ボルト挿通部17aは、他のボルト挿通部17aと比べて、上端高さを低くしている。
 この構成によれば、戻しアーム63,64および捩じりバネ53,54の少なくとも一つと上面視で重なるボルト挿通部17aの上端高さを低くするので、ボルト挿通部17aの上方に戻しアーム63,64および捩じりバネ53,54の配置スペースを確保し、戻しアーム63,64および捩じりバネ53,54を効率よく配置することができる。
 なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、自動二輪車等の小型車両(鞍乗り型車両)の内燃機関への適用に関し、前記鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車(原動機付自転車及びスクータ型車両を含む)のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれる。また、鞍乗り型車両以外の乗用車等、種々の輸送機器への適用も可能である。
 吸排気バルブの少なくとも一方を複数備える内燃機関に適用してもよい。カムシャフトを複数備える内燃機関に適用してもよい。力点および作用点の間に支点があるシーソー式のロッカーアームを備える内燃機関に限らず、支点が一端側、力点および作用点が他端側にあるスイングアーム式のロッカーアームを備える内燃機関に適用してもよい。
 ロッカーアームがカムローラに代わるスリッパ面をカム面に摺接させる構成でもよい。ロッカーアームがタペットボルトに代わる押圧部でバルブを押圧する構成でもよい。ロッカーアームがニードルベアリング等の転がり軸受けに代わりメタルブッシュ等の滑り軸受けを備える構成でもよい。
 戻し部材がスリッパ面に代わるカムローラを戻しカムに転接させる構成でもよい。一対の戻し部材の両方がカムシャフトの回転方向に倣う構成に限らず、一対の戻しアームの一方がカムシャフトの逆転方向に倣う構成(例えば両戻しアームが対称に配置される構成)でもよい。
 例えば、戻しカムを吸気、排気で各々構成するのではなく、単一の戻しカムを排気カム、吸気カムとタイミングが重複しない位置に構成し、一つの戻しカムを二つの戻し部材で共用して使用しても良い。
 そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
10 内燃機関
17 シリンダヘッド(機関本体)
17a ボルト挿通部
19 スタッドボルト
27 吸気バルブ(機関弁)
28 排気バルブ(機関弁)
40 動弁機構
41 カムシャフト
42 カムホルダー
42L,42R 左右ブロック(構造部)
43a カムドリブンスプロケット(カムスプロケット)
47,48 ロッカーアーム
47a,48a 基部(中間部)
47d,48d カムローラ(第一係合部)
47e,48e タペットボルト(第二係合部)
49 フランジ部
51,52 ロッカーアームシャフト
51a,52a 太軸部
51b,52b 細軸部
51c,52c 偏芯軸部
51d,52d 支持軸部
51f,52f 円周溝
53,54 捩じりバネ(回転付勢部材)
60 戻し機構
61,62 戻しカム
63,64 戻しアーム(戻し部材)
65 側方付勢部材
65a 第一側方付勢部材
65b 第二側方付勢部材
C41,C42 第一軸線
C51,C52 第二軸線
F 回転方向
Fc,Fv 荷重
Fg 合力
Fsa,Fsb 付勢力
Fsa’,Fsb’ 合力ベクトルに沿う成分
Fsa”,Fsb” 合力ベクトルに直交する成分

Claims (10)

  1.  機関本体(17)に回転可能に支持されるカムシャフト(41)と、
     前記機関本体(17)に回転可能に支持されるロッカーアームシャフト(51,52)と、
     前記機関本体(17)に開閉動可能に支持される機関弁(27,28)と、
     前記機関本体(17)にロッカーアームシャフト(51,52)を介して揺動可能に支持されるロッカーアーム(47,48)と、
    を備え、
     前記ロッカーアーム(47,48)は、前記カムシャフト(41)に当接する第一係合部(47d,48d)と、前記機関弁(27,28)に当接する第二係合部(47e,48e)と、を備える内燃機関(10)の動弁機構(40)であって、
     前記ロッカーアームシャフト(51,52)は、前記機関本体(17)に支持される支持軸部(51d,52d)と、前記ロッカーアーム(47,48)を支持するとともに、前記支持軸部(51d,52d)の第一軸線(C41,C42)からオフセットした第二軸線(C51,C52)を有する偏芯軸部(51c,52c)と、を備え、
     当該動弁機構(40)は、前記ロッカーアームシャフト(51,52)に周方向の付勢力を加える回転付勢部材(53,54)をさらに備え、
     前記ロッカーアームシャフト(51,52)は、前記回転付勢部材(53,54)の付勢力を受けて前記支持軸部(51d,52d)の第一軸線(C41,C42)回りに回転し、前記偏芯軸部(51c,52c)による前記ロッカーアーム(47,48)の支持位置を変化させるものであり、
     当該動弁機構(40)は、前記ロッカーアームシャフト(51,52)を軸直交方向に付勢する側方付勢部材(65)をさらに備えている、内燃機関の動弁機構。
  2.  前記ロッカーアーム(47,48)は、前記カムシャフト(41)と前記機関弁(27,28)との間に渡って延び、中間部(47a,48a)が前記ロッカーアームシャフト(51,52)に支持され、
     前記側方付勢部材(65)は、前記カムシャフト(41)および前記機関弁(27,28)の各々から前記ロッカーアーム(47,48)に入力される各荷重(Fc,Fv)の合力(Fg)に沿う成分を有する力で、前記ロッカーアームシャフト(51,52)を径方向に付勢している、請求項1に記載の内燃機関の動弁機構。
  3.  前記機関本体(17)は、前記カムシャフト(41)および前記ロッカーアームシャフト(51,52)の軸方向の両側部を支持するカムホルダー(42)を備え、
     前記側方付勢部材(65)は、前記カムホルダー(42)の前記軸方向両側の構造部(42L,42R)と各々接する第一側方付勢部材(65a)および第二側方付勢部材(65b)を備えている、請求項1又は2に記載の内燃機関の動弁機構。
  4.  前記機関本体(17)は、前記カムシャフト(41)および前記ロッカーアームシャフト(51,52)の軸方向の両側部を支持するカムホルダー(42)を備え、
     前記側方付勢部材(65)は、前記カムホルダー(42)よりも前記軸方向外側に設けられている、請求項3に記載の内燃機関の動弁機構。
  5.  前記ロッカーアームシャフト(51,52)は、前記カムホルダー(42)に支持される支持軸部(51d,52d)に、周方向に延びて前記側方付勢部材(65)を係合させる円周溝(51f,52f)を備えている、請求項3又は4に記載の内燃機関の動弁機構。
  6.  前記ロッカーアームシャフト(51,52)に設けられ、前記ロッカーアームシャフト(51,52)に前記回転付勢部材(53,54)の付勢力に抗する回転駆動力を付与可能な戻し部材(63,64)と、
     前記カムシャフト(41)に設けられ、前記戻し部材(63,64)を作動させて前記ロッカーアームシャフト(51,52)に回転駆動力を付与可能な戻しカム(61,62)と、を備えている、請求項1から5の何れか一項に記載の内燃機関の動弁機構。
  7.  前記戻しカム(61,62)は、前記カムシャフト(41)と一体に回転し、前記戻し部材(63,64)を摺接させて作動させ、
     前記戻し部材(63,64)は、前記カムシャフト(41)の径方向に対し、前記カムシャフト(41)の回転方向に倣う向きに傾斜して設けられている、請求項6に記載の内燃機関の動弁機構。
  8.  前記カムシャフト(41)へ回転動力を伝達するカムスプロケット(43a)と、
     前記カムシャフト(41)へ前記カムスプロケット(43a)を締結するフランジ部(49)と、を備え、
     前記フランジ部(49)に前記戻しカム(61,62)が一体形成されている、請求項6又は7に記載の内燃機関の動弁機構。
  9.  前記機関本体(17)はシリンダヘッド(17)であり、
     前記シリンダヘッド(17)は、クランクケース側と締結するためのスタッドボルト(19)を挿通するボルト挿通部(17a)を備え、
     前記戻し部材(63,64)および前記回転付勢部材(53,54)の少なくとも一つは、前記ボルト挿通部(17a)と上面視にて重なるように配置されている、請求項6から8の何れか一項に記載の内燃機関の動弁機構。
  10.  前記戻し部材(63,64)および回転付勢部材(53,54)の少なくとも一つと上面視で重なる前記ボルト挿通部(17a)は、他のボルト挿通部(17a)と比べて、上端高さを低くしている、請求項9に記載の内燃機関の動弁機構。
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JP2003160085A (ja) * 2001-11-22 2003-06-03 Honda Motor Co Ltd スクータ型自動二輪車
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