JP4687598B2

JP4687598B2 - Valve operating device and internal combustion engine provided with the same

Info

Publication number: JP4687598B2
Application number: JP2006201912A
Authority: JP
Inventors: 幸作山内
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2026-07-25
Also published as: JP2008025539A

Description

本発明は、自動二輪車或いは自動車などにおける内燃機関において、アクセル開度に応じてバルブのリフト量、リフトタイミング及び作用角を可変制御する動弁装置に関するものである。 The present invention relates to a valve operating apparatus that variably controls a lift amount, a lift timing, and a working angle of a valve in accordance with an accelerator opening in an internal combustion engine in a motorcycle or an automobile.

最近の内燃機関において、可変位相とカム切換の組合せが出始め、その後作用角及びリフト量を連続可変する３次元カムを使用する方式の動弁装置が提案されている。例えば直打式円筒タペットの頂部に接触角変化に対する追従機構を設け、３次元カムを軸方向にスライドさせることにより、バルブリフト量を無段階に可変するものがある。 In recent internal combustion engines, a combination of variable phase and cam switching has started, and then a valve operating system using a three-dimensional cam that continuously varies the operating angle and lift amount has been proposed. For example, there is a type in which a follow-up mechanism for contact angle change is provided at the top of a direct hitting cylindrical tappet, and a valve lift amount is varied steplessly by sliding a three-dimensional cam in the axial direction.

この種の動弁装置において気筒あたり４つの吸排気バルブを備え、更にそれらのバルブの作動タイミングを変更する機構を持つものが開発されている。例えば吸気側のカム位相を可変制御し、排気側とのオーバラップ量をエンジン回転数に応じて変化させることで、燃焼効率を向上させるようにしている。 This type of valve operating device has been developed that includes four intake / exhaust valves per cylinder and further has a mechanism for changing the operation timing of these valves. For example, the combustion phase is improved by variably controlling the cam phase on the intake side and changing the overlap amount with the exhaust side according to the engine speed.

例えば特許文献１には３次元カムを用いた動弁装置が開示されている。また、特許文献２にはローラータペットの外周のうちカムと接触しない片側部分を軽量化する目的で薄肉化した構成が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a valve gear using a three-dimensional cam. Further, Patent Document 2 discloses a configuration in which one side portion that does not contact the cam in the outer periphery of the roller tappet is thinned for the purpose of reducing the weight.

特開２００３−００３８１１号公報JP 2003-003811 A 特開２００４−２１１５９６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-211596

従来の例えば特許文献２に記載の動弁装置では、薄肉化した部分とそうでない部分との境界線が、隣り合う２本のバルブステム間の中心線上に位置する。このためローラータペットと３次元カムとの接触点は２本のバルブステム間中心線からオフセットした位置に設定され、そのままではバルブリフト量が不均一にならざるを得ない。バルブリフト量が不均一になると、燃焼効率や出力等を向上する上で必ずしも適当でない。 In the conventional valve operating apparatus described in Patent Document 2, for example, the boundary line between the thinned portion and the non-thinned portion is located on the center line between two adjacent valve stems. For this reason, the contact point between the roller tappet and the three-dimensional cam is set at a position offset from the center line between the two valve stems, and the valve lift amount must be non-uniform. A non-uniform valve lift amount is not necessarily suitable for improving combustion efficiency and output.

本発明はかかる実情に鑑み、特にバルブリフト量の均一化を図り、燃焼効率等を向上し得る動弁装置及びこれを備えた内燃機関を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a valve gear that can improve the efficiency of combustion and the like, and an internal combustion engine equipped with the same.

本発明の動弁装置は、カム軸方向にスライド可能な立体カムを持ち、１つのカムで複数のバルブを進退させるバルブリフタを備えた動弁装置において、前記バルブリフタはローラータペットを有し、カム軸方向任意位置での前記立体カムのカム高さ最大時における該ローラータペットと前記立体カムとの接触点を複数のバルブステム間の中心線上に配置したことを特徴とする。 Valve actuating apparatus of the present invention has a slidable three-dimensional cam in the cam axial direction, the valve operating device provided with a valve lifter for advancing and retracting the plurality of valves in one cam, said valve lifter having a roller tappet, the cam shaft The contact point between the roller tappet and the three-dimensional cam at the maximum cam height of the three-dimensional cam at any position in the direction is arranged on a center line between a plurality of valve stems.

また、本発明による動弁装置において、前記複数のバルブ間の中心線を挟んで、前記バルブリフタが無リフト状態にあるときの前記立体カムに対向するバルブとは反対側に偏倚させて、前記ローラータペットの頂点を配置したことを特徴とする。 Further, in the valve operating apparatus according to the present invention, the roller is biased to the opposite side of the valve facing the three-dimensional cam when the valve lifter is in a non-lift state across the center line between the plurality of valves. It is characterized by arranging the tops of tappets.

また、本発明による動弁装置において、前記立体カムが吸気側カムであることを特徴とする。 In the valve gear according to the present invention, the three-dimensional cam is an intake side cam.

また、本発明の内燃機関は、吸気バルブ及び排気バルブにより吸排気を制御するようにした内燃機関であって、吸気側又は排気側に上記いずれかの動弁装置を備えたことを特徴とする。 The internal combustion engine of the present invention is an internal combustion engine in which intake and exhaust are controlled by an intake valve and an exhaust valve, and is provided with any of the above valve operating devices on the intake side or the exhaust side. .

本発明によれば、この種のエンジンにおいてアクセル開度に応じてバルブリフト量及び作用角を無段階可変制御する。この場合、簡素な構成で簡単な操作により複数気筒の同調を図ることができる。 According to the present invention, in this type of engine, the valve lift amount and the operating angle are variably controlled in accordance with the accelerator opening. In this case, a plurality of cylinders can be synchronized by a simple operation with a simple configuration.

特にローラータペットと３次元カムとの接触点がバルブステム間中心線上に配置し、これによりバルブリフタによるバルブ押圧力が不均一になる。この結果、バルブリフト量を均等にして、所望の吸気量制御を実現することができる。 In particular, the contact point between the roller tappet and the three-dimensional cam is arranged on the center line between the valve stems, so that the valve pressing force by the valve lifter becomes uneven. As a result, it is possible to achieve the desired intake air amount control by equalizing the valve lift amount.

以下、図面に基づき、本発明による動弁装置及びこれを備えた内燃機関の好適な実施の形態を説明する。
本発明による動弁装置は、自動二輪車或いは四輪自動車に搭載される各種のガソリンエンジンに対して有効に適用可能であり、この実施形態では例えば図１に示すように自動二輪車のエンジンの例とする。 Hereinafter, preferred embodiments of a valve gear according to the present invention and an internal combustion engine including the same will be described with reference to the drawings.
The valve gear according to the present invention can be effectively applied to various gasoline engines mounted on a motorcycle or a four-wheeled vehicle. In this embodiment, for example, as shown in FIG. To do.

ここで先ず、本実施形態に係る自動二輪車１００の全体構成を説明する。図１において鋼製或いはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されると共に、前輪１０６上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。 First, the overall configuration of the motorcycle 100 according to the present embodiment will be described. In FIG. 1, two left and right front forks 103 supported by a steering head pipe 102 so as to be pivotable to the left and right are provided at a front portion of a body frame 101 made of steel or aluminum alloy. A handle bar 104 is fixed to the upper end of the front fork 103, and grips 105 are provided at both ends of the handle bar 104. A front wheel 106 is rotatably supported at the lower portion of the front fork 103, and a front fender 107 is fixed so as to cover the upper portion of the front wheel 106. The front wheel 106 has a brake disc 108 that rotates integrally with the front wheel 106.

車体フレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が揺動可能に設けられると共に、車体フレーム１０１とスイングアーム１０９の間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持され、後輪１１１はチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動されるようになっている。 A swing arm 109 is swingably provided at the rear part of the body frame 101, and a rear shock absorber 110 is mounted between the body frame 101 and the swing arm 109. A rear wheel 111 is rotatably supported at the rear end of the swing arm 109, and the rear wheel 111 is rotationally driven via a driven sprocket 113 around which a chain 112 is wound.

車体フレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１(実線部)には、エアクリーナ１１４に結合する吸気管１１５から混合気が供給されると共に、燃焼後の排気ガスが排気管１１６を通って排気される。エアクリーナ１１４は容量確保のためにエンジンユニット１の後方、かつ燃料タンク１１７及びシート１１８の下方にある大きなスペース内に設置される。そのため吸気管１１５はエンジンユニット１の後部側に結合させ、排気管１１６はエンジンユニット１の前部側に結合される。また、エンジンユニット１の上方には、燃料タンク１１７が搭載され、燃料タンク１１７の後方にシート１１８及びシートカウル１１９が連設される。 The engine unit 1 (solid line portion) mounted on the vehicle body frame 101 is supplied with an air-fuel mixture from an intake pipe 115 coupled to an air cleaner 114, and exhaust gas after combustion is exhausted through an exhaust pipe 116. The air cleaner 114 is installed in a large space behind the engine unit 1 and below the fuel tank 117 and the seat 118 to secure capacity. Therefore, the intake pipe 115 is coupled to the rear side of the engine unit 1, and the exhaust pipe 116 is coupled to the front side of the engine unit 1. A fuel tank 117 is mounted above the engine unit 1, and a seat 118 and a seat cowl 119 are connected to the rear of the fuel tank 117.

ここで、エンジンユニット１におけるシリンダヘッド２乃至シリンダヘッドカバー２ａの所定部位には、後述するアクセルモータ４４が装着される。アクセルモータ４４は、例えばシリンダヘッドカバー２ａの側部に突設されるが、燃料タンク１１７やその他エンジン周辺の部品もしくは部材と相互に干渉しないように配置される。 Here, an accelerator motor 44, which will be described later, is mounted on predetermined portions of the cylinder head 2 to the cylinder head cover 2a in the engine unit 1. The accelerator motor 44 is provided, for example, on the side of the cylinder head cover 2a, but is disposed so as not to interfere with the fuel tank 117 and other parts or members around the engine.

更に図１において、１２０はヘッドランプ、１２１はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２２はステー１２３を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。また、車体フレーム１０１の下部にはメインスタンド１２４が揺動自在に取付けられ、後輪１１１を接地させたり地面から浮かせたりできる。車体フレーム１０１は、前部に設けたヘッドパイプ１０２から後斜め下方へ向けて延設され、エンジンユニット１の下方を包むように湾曲した後、スイングアーム１０９の軸支部であるピボット１０９ａを形成してタンクレール１０１ａ及びシートレール１０１ｂに連結している。 Further, in FIG. 1, 120 is a head lamp, 121 is a meter unit including a speedometer, tachometer, or various indicator lamps, and 122 is a rearview mirror supported by the handlebar 104 via a stay 123. A main stand 124 is swingably attached to the lower part of the body frame 101, and the rear wheel 111 can be grounded or floated from the ground. The vehicle body frame 101 extends obliquely downward and rearward from the head pipe 102 provided at the front portion, and is bent so as to wrap under the engine unit 1, and then forms a pivot 109 a that is a shaft support portion of the swing arm 109. The tank rail 101a and the seat rail 101b are connected.

この車体フレーム１０１には、フロントフェンダ１０７との干渉を避けるべく車体フレームと平行にラジエータ１２５が設けられると共に、このラジエータ１２５から車体フレーム１０１に沿って冷却水ホース１２６が配設され、排気管１１６と干渉することなくエンジンユニット１に連通している。 The vehicle body frame 101 is provided with a radiator 125 in parallel with the vehicle body frame to avoid interference with the front fender 107, and a cooling water hose 126 is provided along the vehicle body frame 101 from the radiator 125, and an exhaust pipe 116. It communicates with the engine unit 1 without interfering with.

次に、図２はこの実施形態における動弁装置を示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。内燃機関であるエンジンユニット１のシリンダ内でピストンが上下に往復動すると共に、ピストンの上部に配置されたシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。本実施形態で説明するエンジンユニット１は例えば並列２気筒（車幅方向）エンジンであって、各気筒において吸気側（ＩＮ）及び排気側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブを有する。 Next, FIG. 2 is a plan view showing the valve gear in this embodiment, FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB in FIG. A piston reciprocates up and down in a cylinder of an engine unit 1 that is an internal combustion engine, and a valve operating device is housed in a cylinder head 2 disposed on the top of the piston. The engine unit 1 described in the present embodiment is, for example, a parallel two-cylinder (vehicle width direction) engine, and has two valves on each of the intake side (IN) and the exhaust side (EX) in each cylinder.

本実施形態の動弁装置は、吸気側においてカム／カムシャフトユニット１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配置されるバルブリフタユニット（もしくはタペットユニット）２０と、吸気制御するバルブユニット３０とを含む。また、排気側においてカム／カムシャフトユニット１０_EXと、カム／カムシャフトユニット１０_EXの下側に配置されるタペットユニット２０_EXと、排気制御するバルブユニット３０_EXとを含む。 The valve gear of the present embodiment includes a cam / camshaft unit 10 on the intake side, a valve lifter unit (or tappet unit) 20 disposed below the cam / camshaft unit 10, and a valve unit 30 that controls intake. including. Further, the exhaust side includes a cam / camshaft unit 10 _EX , a tappet unit 20 _EX disposed below the cam / camshaft unit 10 _EX , and a valve unit 30 _{EX for} exhaust control.

更に、アクセル開度に応じてカム／カムシャフトユニット１０，１０_EXのカム１３，１３_EXを変位させるアクセルシャフトユニット４０を含むが、この実施形態では吸気側のカム／カムシャフトユニット１０と排気側のカム／カムシャフトユニット１０_EXとの間に配置され、吸気側及び排気側で共用される。また、２気筒に対して単一のアクセルシャフトが使用される。 Further, an accelerator shaft unit 40 for displacing the cams 13 and 13 _EX of the cam / camshaft units 10 and 10 _EX according to the accelerator opening is included. In this embodiment, the intake side cam / camshaft unit 10 and the exhaust side are included. The cam / camshaft unit 10 _EX is shared between the intake side and the exhaust side. A single accelerator shaft is used for two cylinders.

吸気側のカム／カムシャフトユニット１０において、図２に示すようにシリンダヘッド２内でベアリング１２，１２′を介して回転自在に支持されるカムシャフト１１を備え、この例ではカムシャフト１１は２気筒にまたがって延設される。カムシャフト１１の一端にはスプロケット１５が固着し、排気側のカムシャフト１１_Exの一端にも同様なスプロケット１５_Exが固着しており、図５に示したようにこれらのスプロケット１５，１５_Exとクランクシャフト（図示せず）の一端に固着するドライブスプロケット３との間には、カムチェーン４が巻回装架される。なお、図５に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６及びテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。 The intake-side cam / camshaft unit 10 includes a camshaft 11 rotatably supported via bearings 12 and 12 'in the cylinder head 2 as shown in FIG. It extends across the cylinder. One end of the cam shaft 11 fixed sprockets 15, one end similarly sprocket 15 _Ex camshaft 11 _Ex of the exhaust side is fixed, and these sprockets 15, 15 _Ex as shown in FIG. 5 A cam chain 4 is wound around a drive sprocket 3 fixed to one end of a crankshaft (not shown). As shown in FIG. 5, a chain guide 5, a chain tensioner 6, a tensioner adjuster 7 and the like are included so that the cam chain 4 travels properly.

カムシャフト１１にはその軸方向にカム１３がスライド可能に装着される。この例ではカムシャフト１１とカム１３との間にキー１４が介在し、カム１３とカムシャフト１１の相対回転が規制されると共に、カム１３がカムシャフト１１に沿って直線運動（リニアモーション）するようになっている。なお、カムシャフト１１は概して中空構造を有し、その中空内部が潤滑油路となってカム１３の内径部等に注油することができる。 A cam 13 is slidably mounted on the cam shaft 11 in the axial direction. In this example, a key 14 is interposed between the camshaft 11 and the cam 13, the relative rotation between the cam 13 and the camshaft 11 is restricted, and the cam 13 linearly moves (linear motion) along the camshaft 11. It is like that. The camshaft 11 generally has a hollow structure, and the inside of the hollow serves as a lubricating oil passage and can lubricate the inner diameter portion of the cam 13.

ここで、カム１３は「３次元カム」として構成され、長手方向（カムシャフト１１の軸方向）に傾斜するカム面１３ａを有し、バルブリフト量を連続的に変化させる形状とされる。この場合、カム高さと同時にカム作用角及びリフトタイミングも変化し、即ちバルブリフト量が大きくなるのに従ってカム作用角も大きくなり、更にはバルブのリフトタイミングも変化させ得るように設定される。 Here, the cam 13 is configured as a “three-dimensional cam”, has a cam surface 13 a that is inclined in the longitudinal direction (the axial direction of the cam shaft 11), and has a shape that continuously changes the valve lift amount. In this case, the cam operating angle and the lift timing change simultaneously with the cam height, that is, the cam operating angle increases as the valve lift amount increases, and the valve lift timing can also be changed.

なお、排気側のカム／カムシャフトユニット１０_EXは、図４或いは図５に示すように吸気側のカム／カムシャフトユニット１０と基本構成が同様であるが、カム１３_EXの具体的な諸元についてはカム１３と異なる。 Incidentally, the cam / camshaft unit 10 _EX the exhaust side, although the same basic configuration as the cam / cam shaft unit 10 of the intake side as shown in FIG. 4 or FIG. 5, the specific specifications of the cam 13 _EX Is different from the cam 13.

吸気側のバルブリフタユニット２０において、図４に示すように外周面が略球状面（なお、その具体的形状については後述する）とされたローラータペット２１を備え、その外周面がカム１３に接触する。ローラータペット２１内にはアーム２２が配置される。ローラータペット２１の内周面は球状面とされており、この内周面とアーム２２中央の大径部との間にボール２４が介在する。従って、ボール２４を介してローラータペット２１が回転可能に支持される。 As shown in FIG. 4, the intake-side valve lifter unit 20 includes a roller tappet 21 whose outer peripheral surface is a substantially spherical surface (the specific shape will be described later), and the outer peripheral surface contacts the cam 13. . An arm 22 is disposed in the roller tappet 21. The inner peripheral surface of the roller tappet 21 is a spherical surface, and a ball 24 is interposed between the inner peripheral surface and the large diameter portion at the center of the arm 22. Accordingly, the roller tappet 21 is rotatably supported via the ball 24.

アーム２２を覆うようにタペットガイド２３が配置される。タペットガイド２３は、正面方向（図３）から見ると逆凹形状部分を有し、図４に示すようにその両端開口からアーム２２の両端部が突出する。タペットガイド２３は、取付ボルト２５によってシリンダヘッド２に固定される。 A tappet guide 23 is arranged so as to cover the arm 22. The tappet guide 23 has a reverse concave portion when viewed from the front direction (FIG. 3), and both end portions of the arm 22 protrude from both end openings as shown in FIG. The tappet guide 23 is fixed to the cylinder head 2 by mounting bolts 25.

また、タペットガイド２３にはガイド孔２３ａ（図３参照）が形成されており、このガイド孔２３ａの内側にローラータペット２１が配置される。ガイド孔２３ａはバルブステムの軸方向に沿って形成され、これによりローラータペット２１がバルブステムの軸方向にのみ移動可能となる。ローラータペット２１がカム１３のカム面１３ａに押圧されることにより、バルブを進退させるバルブリフタとして機能する。アーム２２の両端部には、後述するバルブユニットのタペットシムに当接する押圧部が設けられる。なお、この押圧部は図４に示されるように、アジャストスクリュ２６の先端（下端）によって構成される。 Further, a guide hole 23a (see FIG. 3) is formed in the tappet guide 23, and the roller tappet 21 is disposed inside the guide hole 23a. The guide hole 23a is formed along the axial direction of the valve stem, so that the roller tappet 21 can move only in the axial direction of the valve stem. When the roller tappet 21 is pressed against the cam surface 13 a of the cam 13, it functions as a valve lifter that moves the valve back and forth. The both ends of the arm 22 are provided with pressing portions that come into contact with tappet shims of a valve unit, which will be described later. In addition, this press part is comprised by the front-end | tip (lower end) of the adjustment screw 26, as FIG. 4 shows.

排気側のタペットユニット２０_EXは、図６にも示されるように吸気側のタペットユニット２０と基本構成が同様である。 The exhaust-side tappet unit 20 _EX has the same basic configuration as the intake-side tappet unit 20 as shown in FIG.

吸気側のバルブユニット３０において、図３及び図４に示されるようにバルブステム３１ａがバルブガイド３２によってガイドされる２つの吸気バルブ３１を備える。吸気バルブ３１がリフトすることにより、吸気ポート３３を介してエアクリーナ１１４（図１）から導かれる空気と吸気ポート３３の下流側に配置されるインジェクタ（図示せず）から噴霧される燃料との混合気が各気筒の燃焼室に導入される。 As shown in FIGS. 3 and 4, the valve unit 30 on the intake side includes two intake valves 31 in which a valve stem 31 a is guided by a valve guide 32. When the intake valve 31 is lifted, the air introduced from the air cleaner 114 (FIG. 1) via the intake port 33 and the fuel sprayed from an injector (not shown) disposed on the downstream side of the intake port 33 are mixed. Qi is introduced into the combustion chamber of each cylinder.

各バルブステム３１ａの端部にはコッタ３４を介してバルブリテーナ３５が設けられ、バルブリテーナ３５にはバルブシート３６との間に装着されたバルブスプリング３７の弾性力が作用する。更にバルブステム３１ａの上端が、前述したアーム２２の押圧部により押圧される。 A valve retainer 35 is provided at the end of each valve stem 31a via a cotter 34. The valve retainer 35 is subjected to the elastic force of a valve spring 37 mounted between the valve seat 36 and the valve retainer 35. Furthermore, the upper end of the valve stem 31a is pressed by the pressing portion of the arm 22 described above.

なお、排気側のバルブユニット３０_EXは、図３に示されるように吸気側のバルブユニット３０と基本構成が同様である。 The exhaust-side valve unit 30 _EX has the same basic configuration as the intake-side valve unit 30 as shown in FIG.

次ぎにアクセルシャフトユニット４０において、図２或いは図３に示すようにカムシャフト１１及び１１_EX間に平行に配置されたアクセルシャフト４１と、アクセルシャフト４１に支持されると共にカム１３，１３_EXに連結するアクセルフォーク４２とを備える。 Next, in the accelerator shaft unit 40, as shown in FIG. 2 or 3, an accelerator shaft 41 arranged in parallel between the cam shafts 11 and 11 _EX , and supported by the accelerator shaft 41 and connected to the cams 13 and 13 _EX . An accelerator fork 42 is provided.

ここで、本実施形態では２気筒のうち一方の基準となる側の気筒に配設される基準側アクセルフォーク４２Ａと、他方の調整される側の気筒に配設される調整側アクセルフォーク４２Ｂを有し、調整側アクセルフォーク４２Ｂを調整可能とする。 Here, in the present embodiment, a reference-side accelerator fork 42A disposed in one of the two cylinders serving as a reference and an adjustment-side accelerator fork 42B disposed in the other cylinder to be adjusted are provided. The adjustment side accelerator fork 42B can be adjusted.

アクセルシャフト４１は軸方向にスライド可能に支持され、一端側で送りネジ４１ａを介してドリブンギヤ４３（べベルギヤ）と螺合する。ドリブンギヤ４３はシリンダヘッド２に回転自在に支持され、図７のようにアクセルモータ４４（図１参照）の出力軸に固着するドライブギヤ４５（べベルギヤ）と噛合する。従って、アクセルモータ４４の作動でアクセルシャフト４１が軸方向に所望量スライド移動させることができる。 The accelerator shaft 41 is supported so as to be slidable in the axial direction, and is engaged with a driven gear 43 (bevel gear) via a feed screw 41a at one end side. The driven gear 43 is rotatably supported by the cylinder head 2 and meshes with a drive gear 45 (bevel gear) fixed to the output shaft of the accelerator motor 44 (see FIG. 1) as shown in FIG. Therefore, the accelerator shaft 41 can be slid by a desired amount in the axial direction by the operation of the accelerator motor 44.

２つのアクセルフォーク４２は、アクセルシャフト４１と直交方向にカムシャフト１１，１１_EX側へ延出し、それら両側に二股状の先端部を有する。また、カム１３，１３_EXの端部には、ベアリング４６，４６_EXを介して回転自在にされたフォークガイド４７，４７_EXを備える。アクセルフォーク４２の二股状の各先端は、フォークガイド４７，４７_EXの係合溝に係合する。これによりアクセルシャフト４１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、カム１３，１３_EXがカムシャフト１１，１１_EXに沿ってそれぞれスライドする。 The two accelerator forks 42 extend in the direction orthogonal to the accelerator shaft 41 toward the camshafts 11 and 11 _EX, and have bifurcated tip portions on both sides thereof. Further, fork guides 47 and 47 _EX which are rotatable via bearings 46 and 46 _EX are provided at the ends of the cams 13 and 13 _EX . Each bifurcated tip of the accelerator fork 42 is engaged with the engaging groove of the fork guides 47 and 47 _EX . As a result, the cams 13 and 13 _EX slide along the cam shafts 11 and 11 _EX in synchronization with or in synchronization with the accelerator shaft 41 sliding in the axial direction.

上記の場合、基準側アクセルフォーク４２Ａは、アクセルシャフト４１の所定位置に固定して設けられる一方、調整側アクセルフォーク４２Ｂはアクセルシャフト４１に対してスライド可能に設けられる。この場合、調整側アクセルフォーク４２Ｂを位置調整する調整機構を備える。この調整機構により調整側アクセルフォーク４２Ｂをアクセルシャフト４１に沿った所定位置に位置規制し得るようになっている。 In the above case, the reference side accelerator fork 42 </ b> A is fixedly provided at a predetermined position of the accelerator shaft 41, while the adjustment side accelerator fork 42 </ b> B is provided slidably with respect to the accelerator shaft 41. In this case, an adjustment mechanism for adjusting the position of the adjustment-side accelerator fork 42B is provided. With this adjustment mechanism, the adjustment-side accelerator fork 42B can be regulated to a predetermined position along the accelerator shaft 41.

上記調整機構の具体的構成では、図２に示されるように調整側アクセルフォーク４２Ｂの両側でアクセルシャフト４１に螺合する一対のアジャストナット４８及び固定用ナット４９を有する。アジャストナット４８によってアクセルフォーク４２Ｂを位置決めして、固定用ナット４９によって固定することでアクセルフォーク４２Ａ及びアクセルフォーク４２Ｂ間の相対位置を調整することができる。 As shown in FIG. 2, the specific configuration of the adjusting mechanism includes a pair of adjusting nuts 48 and fixing nuts 49 that are screwed onto the accelerator shaft 41 on both sides of the adjusting-side accelerator fork 42 </ b> B. The relative position between the accelerator fork 42A and the accelerator fork 42B can be adjusted by positioning the accelerator fork 42B with the adjusting nut 48 and fixing it with the fixing nut 49.

アクセルモータ４４の配設側と反対側の吸気側において、図３に示したようにシリンダヘッドカバー２ａを利用してカムスライド量検出センサ５０が搭載される。この例ではセンサとしてロータリエンコーダを用い、その回転軸５０ａにセンサレバー５１が取り付けられる。詳細構造については省略するが、センサレバー５１の先端はフォークガイド４７の係合溝と摺接係合するようになっている。そして、吸気側のカム１３のスライドによりセンサレバー５１が揺動し、ロータリエンコーダによってその揺動角を検出し、この検出データに基づいてカムスライド量を把握するようにしている。 On the intake side opposite to the side where the accelerator motor 44 is disposed, the cam slide amount detection sensor 50 is mounted using the cylinder head cover 2a as shown in FIG. In this example, a rotary encoder is used as a sensor, and a sensor lever 51 is attached to the rotating shaft 50a. Although the detailed structure is omitted, the tip of the sensor lever 51 is slidably engaged with the engaging groove of the fork guide 47. The sensor lever 51 is swung by the slide of the cam 13 on the intake side, the swing angle is detected by the rotary encoder, and the cam slide amount is grasped based on this detection data.

ここで、上記構成の動弁装置においてアクセルグリップ（もしくはアクセルペダル）を操作すると、アクセルモータ４４が作動し、アクセルモータ４４の出力軸の回転によってドリブンギヤ４３を介してアクセルシャフト４１がスライドする。各気筒において、カム１３，１３_EXはアクセルフォーク４２を介してアクセルシャフト４１の動きに連動してカムシャフト１１，１１_EXに沿ってスライドする。この実施形態では吸気側に加えて排気側においてもアクセル開度に応じてバルブリフト量及び作用角を無段階可変制御する。 Here, when the accelerator grip (or the accelerator pedal) is operated in the valve gear having the above-described configuration, the accelerator motor 44 is operated, and the accelerator shaft 41 is slid through the driven gear 43 by the rotation of the output shaft of the accelerator motor 44. In each cylinder, the cams 13 and 13 _EX slide along the cam shafts 11 and 11 _EX in conjunction with the movement of the accelerator shaft 41 via the accelerator fork 42. In this embodiment, the valve lift amount and the operating angle are variably controlled in accordance with the accelerator opening on the exhaust side as well as on the intake side.

このように吸排気量をアイドル回転域から全開域までコントロールし、エンジン回転数（又は車両速度）に最も適した吸排気を行うことができる。例えばエンジン低速時にはローラータペット２１はカム１３，１３_EXのカム面１３ａ，１３ａ_EXに対してカム高さの比較的低い部位に当接する。この状態で加速、即ちアクセルを開くと、アクセルモータ４４の作動によりドリブンギヤ４３が回転して、アクセルシャフト４１は図２の矢印Ｘ方向にスライドする。カム１３，１３_EXはアクセルフォーク４２を介してアクセルシャフト４１の動きに連動してカムシャフト１１，１１_EXに沿って同様に矢印Ｘ方向にスライドする。カム１３，１３_EXのスライドによりローラータペット２１，２１_EXは次第にカム高さの比較的高い部位に当接し、バルブリフト量が増大する。一方、減速時にはアクセルを戻すことで、上記とは逆の動作でバルブリフト量を減少させる。 In this way, the intake / exhaust amount is controlled from the idle rotation range to the fully open range, and intake / exhaust that is most suitable for the engine speed (or vehicle speed) can be performed. For example, when the engine low speed roller tappet 21 comes into contact with the relatively low part of the cam height relative to the cam surfaces 13a, 13a _EX cam 13, 13 _EX. When acceleration is performed in this state, that is, when the accelerator is opened, the driven gear 43 is rotated by the operation of the accelerator motor 44, and the accelerator shaft 41 slides in the direction of arrow X in FIG. The cams 13 and 13 _EX slide in the direction of the arrow X along the cam shafts 11 and 11 _EX in conjunction with the movement of the accelerator shaft 41 via the accelerator fork 42. As the cams 13 and 13 _EX slide, the roller tappets 21 and 21 _EX gradually come into contact with the relatively high cam height, and the valve lift increases. On the other hand, by returning the accelerator at the time of deceleration, the valve lift amount is reduced by the reverse operation to the above.

前述したようにバルブリフタユニット２０は、バルブステム３１ａを押圧可能なアーム２２と、アーム２２に対して回転可能なローラータペット２１とを備え、図８（ａ）に示されるようにアーム２２はバルブステム３１ａとのクリアランスを調整可能なアジャストスクリュ２６Ａ，２６Ｂを先端部に締結する。 As described above, the valve lifter unit 20 includes the arm 22 that can press the valve stem 31a and the roller tappet 21 that can rotate with respect to the arm 22, and the arm 22 includes the valve stem as shown in FIG. Adjust screws 26A and 26B that can adjust the clearance with 31a are fastened to the tip.

この場合、一方のアジャストスクリュ２６Ａは、アーム２２の上側でナット２７Ａによって固定され、他方のアジャストスクリュ２６Ｂは、アーム２２の下側でナット２７Ｂによって固定される。図４から分るようにカム１３のカムロブの高速側に配置されるナット２７Ｂは、アーム２２の下側から螺着しカム１３側へ突出しないようにしている。なお、各アジャストスクリュ２６Ａ，２６Ｂに対して、付勢部材としてスプリング（コイルスプリング）２８を有する。スプリング２８は、一方の端部をバルブステム３１ａ上部に設けられるコッタ３４に当接させると共に、他方の端部をアーム２２側に当接させる。この場合、アジャストスクリュ２６Ａ側においてスプリング２８の上端はアーム２２の下面に当接し、アジャストスクリュ２６Ｂ側ではスプリング２８の上端はナット２７Ｂの下面に当接する。 In this case, one adjustment screw 26A is fixed on the upper side of the arm 22 by a nut 27A, and the other adjustment screw 26B is fixed on the lower side of the arm 22 by a nut 27B. As can be seen from FIG. 4, the nut 27 </ b> B disposed on the high speed side of the cam lobe of the cam 13 is screwed from the lower side of the arm 22 so as not to protrude toward the cam 13. Note that a spring (coil spring) 28 is provided as an urging member for each of the adjusting screws 26A and 26B. The spring 28 has one end abutted against a cotter 34 provided on the valve stem 31a, and the other end abutted against the arm 22 side. In this case, the upper end of the spring 28 contacts the lower surface of the arm 22 on the adjustment screw 26A side, and the upper end of the spring 28 contacts the lower surface of the nut 27B on the adjustment screw 26B side.

本発明のバルブリフタにおいて、ローラータペット２１とアーム２２とこれら両部材間に介在される複数のボール２４とを有している。ローラータペット２１はカム１３のカムロブに沿って回転しながら、リフト特性に従い進退動し、バルブリフタが一体となって進退動するとき、アーム２２の両端がそれぞれバルブステム３１ａを押し下げる。 The valve lifter of the present invention has a roller tappet 21, an arm 22, and a plurality of balls 24 interposed between these two members. The roller tappet 21 advances and retreats according to the lift characteristics while rotating along the cam lobe of the cam 13, and when the valve lifter advances and retreats integrally, both ends of the arm 22 respectively push down the valve stem 31 a.

本発明において特に、ローラータペット２１とカム１３との接触点を複数のバルブステム３１ａ間の中心線上に配置する。この場合、図８（ａ）の例のように隣接する吸気バルブ３１間の中心線を挟んで、バルブリフタが無リフト状態にあるときのカム１３に対向する吸気バルブ３１（図８（ａ）において右側のバルブステム３１ａ側）とは反対側に偏倚させて、ローラータペットの頂点を配置する。 Particularly in the present invention, the contact point between the roller tappet 21 and the cam 13 is arranged on the center line between the plurality of valve stems 31a. In this case, as in the example of FIG. 8A, the intake valve 31 facing the cam 13 when the valve lifter is in the non-lift state across the center line between the adjacent intake valves 31 (in FIG. 8A). The apex of the roller tappet is arranged so as to be biased to the opposite side to the right side valve stem 31a side).

具体的には例えば、図８（ａ）に示されるようにローラータペット２１の中心からカム１３のカムロブの低速側に適度に偏倚した曲率中心Ｏとし（偏倚量Ａ）、この曲率中心Ｏに対する円弧（半径ｒ）によりローラータペット２１の外周面が形成される。そして、ローラータペット２１の中央部からオフセットして頂点Ｐを設定する。 Specifically, for example, as shown in FIG. 8A, the center of curvature O is appropriately deviated from the center of the roller tappet 21 toward the low speed side of the cam lobe of the cam 13 (bias amount A), and the arc with respect to this center of curvature O The outer peripheral surface of the roller tappet 21 is formed by (radius r). Then, the vertex P is set by being offset from the center portion of the roller tappet 21.

ところで、この種の３次元カムにおいてカムロブの傾斜は一定であり、ローラータペット（アウターローラ）と３次元カムとの接触点は、ローラータペット頂点よりもカムロブに対向する側の面上となっている。ローラータペットの断面形状が頂点を中心に左右均等の場合は、ローラータペットの頂点が２本のバルブステム間の中心線上に位置することとなる。従って、ローラータペットと３次元カムとの接触点はバルブステム間中心線とはオフセットした位置（バルブステム間中心線よりもカムロブ側）に置かれる。 By the way, in this type of three-dimensional cam, the inclination of the cam lobe is constant, and the contact point between the roller tappet (outer roller) and the three-dimensional cam is on the surface facing the cam lobe from the top of the roller tappet. . When the cross-sectional shape of the roller tappet is equal to the left and right around the apex, the apex of the roller tappet is positioned on the center line between the two valve stems. Therefore, the contact point between the roller tappet and the three-dimensional cam is placed at a position offset from the center line between the valve stems (on the cam lobe side with respect to the center line between the valve stems).

２本のバルブステム間中心線上に接触点が存在しないと、バルブリフタによるバルブ押圧力が不均一になる。バルブリフト量が不均一であると、そのままでは所望の吸気量制御ができなくなってしまう。 If there is no contact point on the center line between the two valve stems, the valve pressing force by the valve lifter becomes non-uniform. If the valve lift amount is not uniform, the desired intake air amount control cannot be performed as it is.

そこで、本発明ではローラータペット２１とカム１３との接触点を２本のバルブステム３１ａ間の中心線上に設定するべく、上述のようにローラータペット２１の頂点Ｐを２本のバルブステム３１ａ間の中心からオフセットさせる。これによりバルブリフト間でのリフト量を均一にすることができる。具体的にはバルブ無リフト時にカムロブの位置する側のバルブステム３１ａ（図８（ａ）右側）とは反対側のバルブステム３１ａ（図８（ａ）左側）側に偏倚させてローラータペット２１の頂点Ｐを配置し、ローラータペット２１とカム１３との接触点が２本のバルブステム間中心線上に位置するようにしている。 Therefore, in the present invention, the apex P of the roller tappet 21 is set between the two valve stems 31a as described above in order to set the contact point between the roller tappet 21 and the cam 13 on the center line between the two valve stems 31a. Offset from the center. Thereby, the lift amount between valve lifts can be made uniform. Specifically, when the valve is not lifted, the roller stem 31 is biased toward the valve stem 31a (left side in FIG. 8 (a)) opposite to the valve stem 31a (right side in FIG. 8 (a)) on the cam lobe side. The apex P is arranged so that the contact point between the roller tappet 21 and the cam 13 is located on the center line between the two valve stems.

このように２本のバルブステム３１ａ間の中心線上にローラータペット２１及びカム１３の接触点を設定することで、バルブリフト量の均一化を図り、燃焼効率等を向上することができる。 Thus, by setting the contact point of the roller tappet 21 and the cam 13 on the center line between the two valve stems 31a, the valve lift amount can be made uniform, and the combustion efficiency and the like can be improved.

以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば上記実施形態で説明した具体的な数値例等は、必ずしもこれに限定されず、必要に応じて変更可能である。また、各実施形態において、２気筒エンジンの場合の例を説明したが、本発明は３気筒以上の多気筒エンジンに対しても有効に適用可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated with various embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention.
For example, the specific numerical examples described in the above embodiment are not necessarily limited to this, and can be changed as necessary. In each embodiment, an example of a two-cylinder engine has been described. However, the present invention can be effectively applied to a multi-cylinder engine having three or more cylinders.

本発明の適用例に係るエンジンまわりを含む自動二輪車の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the motorcycle containing the engine periphery which concerns on the example of application of this invention. 本発明の実施形態における動弁装置の平面図である。It is a top view of the valve operating apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における動弁装置の要部構成を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 2 which shows the principal part structure of the valve gear in embodiment of this invention. 図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB line of FIG. 本発明の動弁装置に係るクランクシャフト駆動系を示す図である。It is a figure which shows the crankshaft drive system which concerns on the valve gear of this invention. 図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the CC line of FIG. 本発明に係るアクセルモータまわりの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example around the accelerator motor based on this invention. 本発明のバルブリフタまわりを示す側断面図及び平面図である。It is the side sectional view and top view showing the valve lifter circumference of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１エンジンユニット
２シリンダヘッド
３ドライブスプロケット
４カムチェーン
５チェーンガイド
６チェーンテンショナ
７テンショナアジャスタ
１１カムシャフト
１３カム
１５スプロケット
２１ローラータペット
２２アーム
２３タペットガイド
３１吸気バルブ
３２バルブガイド
３５バルブリテーナ
３７バルブスプリング
４１アクセルシャフト
４２アクセルフォーク
４４アクセルモータ 1 Engine unit 2 Cylinder head 3 Drive sprocket 4 Cam chain 5 Chain guide 6 Chain tensioner 7 Tension adjuster 11 Cam shaft 13 Cam 15 Sprocket 21 Roller tappet 22 Arm 23 Tappet guide 31 Intake valve 32 Valve guide 35 Valve retainer 37 Valve spring 41 Accelerator Shaft 42 Accelerator fork 44 Accelerator motor

Claims

カム軸方向にスライド可能な立体カムを持ち、１つのカムで複数のバルブを進退させるバルブリフタを備えた動弁装置において、
前記バルブリフタはローラータペットを有し、カム軸方向任意位置での前記立体カムのカム高さ最大時における該ローラータペットと前記立体カムとの接触点を複数のバルブステム間の中心線上に配置したことを特徴とする動弁装置。 In a valve operating apparatus having a three-dimensional cam that can slide in the cam shaft direction and a valve lifter that moves a plurality of valves back and forth with one cam,
The valve lifter has a roller tappet, and a contact point between the roller tappet and the three-dimensional cam at the maximum cam height of the three-dimensional cam at an arbitrary position in the cam shaft direction is arranged on a center line between a plurality of valve stems. A valve gear characterized by the above.

前記複数のバルブ間の中心線を挟んで、前記バルブリフタが無リフト状態にあるときの前記立体カムに対向するバルブとは反対側に偏倚させて、前記ローラータペットの頂点を配置したことを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。 The apex of the roller tappet is arranged so as to be biased to the opposite side of the valve facing the three-dimensional cam when the valve lifter is in a non-lift state across the center line between the plurality of valves. The valve gear according to claim 1.

前記立体カムが吸気側カムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の動弁装置。 3. The valve gear according to claim 1, wherein the three-dimensional cam is an intake side cam.

吸気バルブ及び排気バルブにより吸排気を制御するようにした内燃機関であって、
吸気側又は排気側に請求項１〜３のいずれか１項に記載の動弁装置を備えたことを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine configured to control intake and exhaust by an intake valve and an exhaust valve,
An internal combustion engine comprising the valve gear according to any one of claims 1 to 3 on an intake side or an exhaust side.