(57)【要約】【課題】  動弁カムの打音を低減させることが可能なエンジンの動弁装置を提供する。【解決手段】  スプロケット３１には、その一端部が回り止め部３２を貫通して張り出し面３２ａから所定の長さ突出するようにスリーブ３４が嵌入されている。このスリーブ３４に対して、スプロケット３１が備える回り止め部３２の切り欠き面３２ｃと動弁カム３５の張り出し部３７の段差面３７ｂとが相互に対向して配置されるように、張り出し部３７が設けられる端部側から動弁カム３５を圧入する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の回転に同期して回転駆動されるカムシャフトと、燃焼室に開口するポートを開閉する弁体とを有するエンジンの動弁装置であって、
前記弁体を開閉駆動するカム面が設けられ、前記カムシャフトに取り付けられる樹脂製の動弁カムの端部に張り出し部を設け、
前記カムシャフトに取り付けられ前記クランク軸により回転駆動される従動側回転体に、前記張り出し部に噛み合う回り止め部を設けることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの動弁装置において、前記カムシャフトと前記動弁カム及び前記従動側回転体との間にスリーブを圧入することを特徴とするエンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃焼室に開口するポートを開閉する弁体を駆動させる動弁カムの打音を低減させることが可能なエンジンの動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機や動力噴霧器等に用いられる汎用エンジンを始めとする４サイクルエンジンの動弁装置は、燃焼室に開口する吸気ポートを開閉する吸気弁と、排気ポートを開閉する排気ポートを開閉する排気弁とを有しており、クランク軸に同期して調時伝動系を介して回転駆動されるカムシャフトにより吸気弁と排気弁のそれぞれの弁体を駆動するようにしている。この調時伝動系は、クランク軸に取り付けられるスプロケットやタイミングプーリ等の駆動側回転体と、カムシャフトに取り付けられるスプロケットやタイミングプーリ等の従動側回転体とを有し、両方の回転体はチェーンやタイミングベルト等の動力伝達要素によって連結される。
【０００３】
動弁カム及び従動側回転体のそれぞれを金属により形成すると重量が増加するとともに、動弁カムにより弁体を駆動させる際に生じる衝突音つまり打音が大きくなりエンジンの騒音や振動の一因となる。そこで、高剛性が必要なスプロケットなどの従動側回転体を鋳鉄や鋳鋼、鉄系焼結材料等の金属材料によって形成する一方で、動弁カムをポリアセタールやポリアミド、ポリカーボネート等の合成樹脂材料によって形成することにより、動弁カムの打音を減少させるようにした技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２００８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
所定のタイミングで弁体を駆動させるためには動弁カムがスプロケットなどの従動側回転体に対して相対的に回転しないようにする必要があり、特許文献１に示される場合には、合成樹脂製の動弁カムを回り止め用の樹脂連通孔が形成されたスプロケットなどの従動側回転体と一体として射出成形するようにしている。  
【０００５】
ところで、動弁カムとスプロケットなどの従動側回転体とを別体としておき、所定のカムシャフトや従動側回転体に対して種々の動弁カムを取り付けられるようにすれば、エンジンの設計条件に応じて出力やタイミング等のセッティングを動弁カムの選択により変更することが可能となり、また、種々の動弁カムに対してカムシャフトや従動側回転体を使い回すことができるが、この場合でも、動弁カムがスプロケットなどの従動側回転体に対して相対的に回転しないようにする必要がある。
【０００６】
本発明の目的は動弁カムの打音を低減させることが可能なエンジンの動弁装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は動弁カムを後付けすることができ、動弁カムの相対的な回転を防止するようにしたエンジンの動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエンジンの動弁装置は、クランク軸の回転に同期して回転駆動されるカムシャフトと、燃焼室に開口するポートを開閉する弁体とを有するエンジンの動弁装置であって、前記弁体を開閉駆動するカム面が設けられ、前記カムシャフトに取り付けられる樹脂製の動弁カムの端部に張り出し部を設け、前記カムシャフトに取り付けられ前記クランク軸により回転駆動される従動側回転体に、前記張り出し部に噛み合う回り止め部を設けることを特徴とする。
【０００９】
本発明のエンジンの動弁装置は、前記カムシャフトと前記動弁カム及び前記従動側回転体との間にスリーブを圧入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、動弁カムに設けられる張り出し部が従動側回転体に設けられる回り止め部に接触することにより、動弁カムの従動側回転体に対する相対的な回転が防止される。動弁カムは合成樹脂製であって打音を低減させることができ、エンジンの騒音及び振動を低減させることができるとともに、装置全体の軽量化が達成される。
【００１１】
本発明によれば、従動側回転体に固定されたスリーブに対して動弁カムを圧入することにより従動側回転体に対する動弁カムの固定が行われるので、所定のカムシャフトや従動側回転体に対して種々の動弁カムを簡単に取り付けることができ、出力やタイミング等のセッティングを動弁カムの選択により変更することが可能となり、また、種々の動弁カムに対してカムシャフトや従動側回転体を使い回すことができ経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（Ａ）は本発明のエンジンの動弁装置が装着された汎用エンジンを示す概略図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）における１Ｂ−１Ｂ線に沿う方向の概略図である。
【００１３】
図１に示すように、この汎用エンジンはクランク軸１０が回転自在に装着されるクランクケース１１を有し、クランクケース１１はケース本体１１ａとこれに取り付けられるケースカバー１１ｂとにより構成されており、クランクケース１１にはシリンダ１２が設けられている。シリンダ１２のシリンダボア１３内には往復動自在にピストン１４が組み込まれ、ピストン１４はクランク軸１０にコネクティングロッド１５を介して連結されている。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、クランクケース１１に取り付けられるエンジンカバー１６には支持軸１７が固定され、この支持軸１７にはリコイルプーリ１８が回転自在に装着され、このリコイルプーリ１８にはリコイルノブ１９が先端に設けられたリコイルロープ２０が巻き付けられている。リコイルプーリ１８にはクランク軸１０に取り付けられたフライホイール２１に対して係合自在の係合部材２２が設けられており、リコイルロープ２０を引き出してリコイルプーリ１８を回転させると係合部材２２がフライホイール２１に係合してクランク軸１０が手動により駆動されエンジンを始動させることができる。
【００１５】
この汎用エンジンを用いて発電機を駆動する場合にはクランク軸１０に発電機が連設されることになり、動力噴霧器を駆動する場合にはクランク軸１０に噴霧器のシャフトが連結されることになる。なお、クランク軸１０に固設されたフライホイール２１にはエンジン周りに冷却風を生成するための冷却ファン２３が取り付けられている。
【００１６】
図１（Ｂ）に示すように、シリンダ１２に取り付けられるシリンダヘッド２４には、シリンダ１２内の燃焼室２５に混合気を供給するために燃焼室２５に開口する吸気ポートを開閉する吸気弁２６と、燃焼室２５内の燃焼排ガスを外部に排出するために燃焼室２５に開口する排気ポートを開閉する排気弁２７が設けられている。これらの弁体２６，２７を駆動するために、図１に示すように、シリンダヘッド２４に回転自在に装着されたカムシャフト２８には本発明の一実施の形態であるエンジンの動弁装置３０が装着されている。
【００１７】
図２（Ａ）は本発明の一実施の形態であるエンジンの動弁装置の分解斜視図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示す部材の組み立て状態を示す斜視図である。
【００１８】
エンジンの動弁装置３０は、カムシャフト２８に設けられカムシャフト２８を回転駆動させる従動側回転体としてのスプロケット３１を有しており、スプロケット３１の一方の端面３１ａには回り止め部３２が突出して設けられており、この回り止め部３２によって、スプロケット３１の一端面側には、端面３１ａ、張り出し面３２ａ、及び端面３１ａと張り出し面３２ａとに連なる段差面３２ｂが形成される。図示する場合には、段差面３２ｂの一部は平坦な切り欠き面３２ｃとなっており、また、張り出し面３２ａ上にはスプロケット３１及び回り止め部３２のそれぞれを貫通する貫通孔３３が開口している。スプロケット３１及び回り止め部３２のそれぞれは剛性の高い鋳鉄や鋳鋼、鉄系焼結材料等の金属材料によって形成され、これらの部材は焼結などの加工方法により一体として形成される。
【００１９】
この貫通孔３３にはスリーブ３４を嵌入させることができ、図示するスリーブ３４はその一端部が回り止め部３２を貫通して張り出し面３２ａから所定の長さ突出するように貫通孔３３に対して嵌入され、嵌入されたスリーブ３４はスプロケット３１に対して固定され一体として回転するようになっている。
【００２０】
また、エンジンの動弁装置３０は、吸気弁２６及び排気弁２７の開閉のタイミングを定めるカム面３５ａを備える動弁カム３５を有しており、この動弁カム３５の内部にはスリーブ３４が圧入される貫通孔３６が形成されている。この動弁カム３５の貫通孔３６が開口する一方の端部には、端面３５ｂから張り出す張り出し部３７が、例えば動弁カム３５の端部を切り欠くことにより形成されており、この張り出し部３７によって、動弁カム３５の一端面側には端面３５ｂ、張り出し面３７ａ、及び端面３５ｂと張り出し面３７ａとに連なる段差面３７ｂが形成される。図示する場合には、段差面３７ｂは平坦な切り欠き面となっている。このような形状を備える動弁カム３５は、ポリアセタールやポリアミド、ポリカーボネート等の合成樹脂材料によって形成される。
【００２１】
この動弁カム３５を、スプロケット３１に固定され張り出し面３２ａから所定の長さ突出するスリーブ３４に対して、張り出し部３７が設けられる端部側から圧入することにより、動弁カム３５はスリーブ３４に対して固定される。この際、スプロケット３１が備える回り止め部３２の切り欠き面３２ｃと動弁カム３５の張り出し部３７の段差面３７ｂとが相互に対向して配置されるように動弁カム３５を圧入する。これによって、動弁カム３５がスプロケット３１に対して相対的に回転しようとすると切り欠き面３２ｃと段差面３７ｂとが相互に接触して噛み合うことにより、その相対的な回転が防止される。このような回り止め部３２や張り出し部３７は構造が単純で製作が簡単である。また、動弁カム３５とスプロケット３１とは別体として設けられ、スリーブ３４に対して動弁カム３５を圧入することによりスプロケット３１に対して動弁カム３５を固定するので、特定のスリーブ３４に対して、カム面形状などの異なる種々の動弁カム３５を選択して取り付けることができ、エンジンの設計条件に応じて出力やタイミング等のセッティングを動弁カム３５の選択により変更することが可能となる。
【００２２】
図示するスリーブ３４の内部にはカムシャフト２８がスリーブ３４の両端から突出した状態で嵌入されるようになっており、カムシャフト２８の両端はシリンダヘッド２４に回転自在に装着されており、カムシャフト２８、スプロケット３１、スリーブ３４、及び動弁カム３５のそれぞれは一体として回転するようになっている。図１に示すように、このスプロケット３１とクランク軸１０に固定されたスプロケット３８との間には動力伝達要素としてのチェーン３９が巻き掛けられており、カムシャフト２８側のスプロケット３１の直径（歯数）はクランク軸１０側のスプロケット３８の直径（歯数）の２倍となっており、エンジンが駆動されてクランク軸１０が回転すると、これに同期してカムシャフト２８がクランク軸１０の２分の１の回転数で回転駆動されることになる。
【００２３】
シリンダヘッド２４には、カムシャフト２８に平行してロッカシャフト４０が設けられており、このロッカシャフト４０にはそれぞれ揺動自在にロッカアーム４１，４２が装着され、吸気弁用のロッカアーム４１は動弁カム３５のカム面３５ａに接触するカム接触部４１ａと、吸気弁２６に係合する作動部４１ｂとを有しており、同様に排気弁用のロッカアーム４２は動弁カム３５のカム面３５ａに接触するカム接触部４２ａと、排気弁２７に係合する作動部４２ｂとを有しており、吸気弁２６及び排気弁２７のそれぞれの開閉のタイミングがカム面３５ａの形状により定められている。
【００２４】
本発明にあっては、動弁カム３５が合成樹脂製であることから、動弁カム３５により弁体２６，２７を駆動させるときに生じる打音を低減させることができ、エンジンの騒音及び振動を低減させることができるとともに、装置全体の軽量化が達成される。また、スプロケット３１などの従動側回転体を金属製とし剛性を高くすることで調時伝動系の信頼性を確保することができる。
【００２５】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、前記実施の形態においてはスリーブ３４には一つの吸排気弁用の動弁カム３５が圧入されているが、吸気弁用の動弁カムと排気弁用の動弁カムのそれぞれを圧入して、２種の動弁カムをカムシャフト２８に設けるようにしても良い。
【００２６】
加えて、スプロケット３１などの従動側回転体が直接嵌入され固定されたカムシャフト２８に対して動弁カム３５を圧入するようにしても良く、この場合にはスリーブ３４を用いることなく本発明のエンジンの動弁装置を構成することができる。一方、シリンダヘッド２４に支持軸を固定し、この支持軸にスリーブ３４を回転自在に装着することによりスリーブ３４をカムシャフトとして用いることもできる。
【００２７】
更に、本発明は、クランクケースに配置されたカムシャフトに接触するプッシュロッドとロッカアームを介して吸排気弁を駆動させるようにしたＯＨＶ型のエンジンや、ロッカアームを用いることなく動弁カムにより吸排気弁を直接駆動するようにした弁リフタ型のエンジンや、１本のカムシャフトに吸排気弁用の動弁カムを設けることなく吸気弁用のカムシャフトと排気弁用のカムシャフトとを有するＤＯＨＣ型のエンジンなどにも適用することができる。
【００２８】
従動側回転体としてはチェーン３９が巻き掛けられるスプロケット３１に代えて、タイミングベルトが巻き掛けられるタイミングプーリを用いたり、複数の歯車を介してクランク軸１０に噛み合うタイミングギヤを用いても良い。エンジンは単気筒に限られず、更に、汎用エンジン以外の種々のエンジンにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（Ａ）は本発明のエンジンの動弁装置が装着された汎用エンジンを示す概略図であり、（Ｂ）は（Ａ）における１Ｂ−１Ｂ線に沿う方向の概略図である。
【図２】（Ａ）は本発明の一実施の形態であるエンジンの動弁装置の分解斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す部材の組み立て状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  クランク軸
１１  クランクケース
１１ａ  ケース本体
１１ｂ  ケースカバー
１２  シリンダ
１３  シリンダボア
１４  ピストン
１５  コネクティングロッド
１６  エンジンカバー
１７  支持軸
１８  リコイルプーリ
１９  リコイルノブ
２０  リコイルロープ
２１  フライホイール
２２  係合部材
２３  冷却ファン
２４  シリンダヘッド
２５  燃焼室
２６  吸気弁
２７  排気弁
２８  カムシャフト
３０  動弁装置
３１  スプロケット
３１ａ  端面
３２  回り止め部
３２ａ  張り出し面
３２ｂ  段差面
３２ｃ  切り欠き面
３３  貫通孔
３４  スリーブ
３５  動弁カム
３５ａ  カム面
３５ｂ  端面
３６  貫通孔
３７  張り出し部
３７ａ  張り出し面
３７ｂ  段差面
３８  スプロケット
３９  チェーン
４０  ロッカシャフト
４１  ロッカアーム
４１ａ  カム接触部
４１ｂ  作動部
４２  ロッカアーム
４２ａ  カム接触部
４２ｂ  作動部
【図１】
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【図２】
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