搖臂異音防止結構的製作方法

2023-05-23 11:28:31 3

專利名稱：搖臂異音防止結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種搖臂異音防止結構，尤指一種適用於、汽缸的搖臂異音防止 結構。
背景技術：
一般頂置凸輪軸式引擎，是採用位於汽缸頭內的凸輪軸帶動凸輪旋轉，進而透 過搖臂及閥門連杆控制進氣閥門、排氣閥門的開啟與關閉，同時控制油氣進入汽缸 的燃燒室內而加以燃燒，以及促使引對頃利運轉並進而將廢氣排出。
為了正確控制油氣進入汽缸的燃燒室、以及促使引擎運轉並進而將廢氣排出的
正吋作動，搖臂必須能夠精確傳遞凸輪輪廓(Cam Profile)的揚程變化，以適時達成 "進、壓、爆、排』的內燃機引擎作動行程。
此外，由冷車狀態激活引擎至熱車過程中，會導致汽缸頭內溫度急遽升高，此 溫度落差所產生的熱脹冷縮效應將使得弓i擎汽缸頭的閥門間隙產生變化，並因此容 易造成閥門開啟與關閉時，搖臂產生異音。
為了改善此種搖臂異音的情形，習知的解決方式是加裝一扭轉彈簧於搖臂軸孔 的支撐凸緣，利用扭轉彈簧本身的彈性預力以防止搖臂的異音問題。
請參閱圖5所示，是習知汽缸內部的滑塊式(SUpper)搖臂異音防止結構立體圖。 圖中顯示有一習知的滑塊式的搖臂9'1，其中段是向外凸設有一支撐凸熟O。此外， 一搖臂軸912，其固設在汽缸頭內部。支撐凸熟0中央貫設有一搖臂軸孔911,搖臂 91透過搖臂軸子L911而樞設在搖臂軸912上。在支撐凸緣90的兩端分設有一凸輪端 913、及一閥門端914。
為了防止汽缸內部的溫度落差導致搖臂91的閥門端914敲擊汽缸的閥門連杆(圖 未示)而產生異音，習知作法是在支撐凸糹熟0上繞設一扭轉彈 2，利用扭轉彈熟2 的彈性預力(如箭號所示方向)迫使搖臂91的閥門端914長時頂抵於汽缸的閥門連杆 (圖未示)、以避免搖臂91發出敲擊聲響、引發使用者不必要的疑慮。
然而，隨著引擎輕量化、體積小型化的設計趨勢，汽缸也需隨之減少體積以配 合達成上述目的。搖臂的設計也傾向縮小整體體積，去除掉原本外凸的支撐凸緣， 以減少搖臂整體體積、並同時達到輕量化的目的。
此外，如圖5所示習知的滑塊式搖臂，是以滑動運動方式直接與凸輪輪廓接觸， 除了容易造成接觸面疲勞、即磨耗問題之外，也因為接觸面的滑動摩擦造成明顯的 能量損失，近來已漸漸停用。
取而代之的是滾輪從動式(Roller Follower)搖臂，其在搖臂的凸輪端樞設一凸輪 滾輪，以能夠與凸輪保持滾動接觸，以改善習知滑塊式搖臂的接觸面磨耗、及能量 耗損等問題。
然而此種滾輪從動式搖臂，其轉動質量慣性矩(Mass Inertia Momentum)較高，使 其在相同轉速下所傳遞的慣性力相對增加。再且，無論是"水平引擎"或是"直立 引擎"中，滾輪從動式搖臂均會因為其質心明顯偏向滾輪側(亦即凸輪側)，相對地也 造成搖臂另一端的閥門端時常脫離閥門連杆頂端，而發出敲擊異音。長此以往，引 擎的敲擊異音將愈發嚴重，實有改善的必要。
因此，為了因應未來的弓摩設計趨勢，習知汽缸的搖臂異音防止結構勢必要重 新檢討加以改良。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種搖臂異音防止結構， 一方面能夠達成習知搖臂異 音防止結構的所有功效外，更進一步配合達成搖臂輕量化、小型化。
本實用新型的目的是這樣實現的， 一種搖臂異音防止結構，其組設於一汽缸頭 內，此汽缸頭內凹設有至少一內？L，此至少一內孔的外周緣並軸向凸伸有一環凸緣； 搖臂異音防止結構包括有至少一搖臂軸、至少一搖臂、及至少一扭轉彈性件；其中， 上述搖臂軸對應固設於汽缸頭的至少一內孔內、並向外延伸；另外，上述搖臂具有 一搖臂軸孔、 一凸輪端、及一閥門端，搖臂軸孔貫設於搖臂的中段處、並對應樞設 於上述搖臂軸上，凸輪端、與閥門端分設於搖臂軸孔的兩端；其特徵在於上述扭轉 彈'性件具有一螺旋段、 一搖臂端、及一固定端，螺旋段環繞套設於汽缸頭的至少一 環凸緣上，而搖臂端自螺旋段一端延伸而出、並固定於上述搖臂上，該固定端自螺 旋段的另外一端延伸而出、並固設於汽缸頭上。
承上所述，扭轉彈性件可提供一彈性預力促使上述搖臂以其對應樞設的搖臂軸 為軸心、而朝向一第一方向相對旋轉。
其中，本實用新型的汽缸頭更具有至少一操作窗口，其對應上述搖臂的位置而 開設於汽缸頭上，俾方便操作人員進行汽門間隙調整的作業。又，上述扭轉彈性件 的固定端可固設於前述操作窗口的端緣上。
此外，本實用新型的扭轉彈性件的搖臂端可對應跨設固定在搖臂上、鄰近於閥 門端之處，俾形成較大的扭轉力矩。當然，也可跨設固定於搖臂鄰近於凸輪端處， 但扭轉彈性件具有一反向的扭力。
另外，本實用新型的搖臂更具有一平整段，其由搖臂軸孔的周緣延伸而成。上 述扭轉彈性件可提供一軸向預張力，以促使扭轉彈性件的螺旋段分別軸向抵靠於前 述搖臂的平整段、及汽缸頭的環凸緣的一根部上。由扭轉彈性件的軸向預張力抑制 搖臂的側向晃動、 一併減少能量的傳遞損耗。此外，更能配合熱鍛成形加工法的制 造特性，可延著搖臂軸的軸向衝制，減少搖臂不必要的側面加工。
再者，本實用新型的汽缸頭內更可包括有至少一閥門連杆，其滑設於汽缸頭本 體內、並進行軸向的往復運動，且此閥門連杆具有一桿頂端。此外，上述第一方向 是指扭轉彈性件所提供的彈性預力為一預壓力、並促使搖臂的閥門端旋轉以趨近壓 合於閥門連杆的杆頂端的方向。使搖臂的閥門端頂抵於閥門連杆的杆頂端，消除因 汽缸內部的溫度落差導致搖臂的閥門端敲擊閥門連杆的杆頂端所產生的異音。
此外，承上所述，上述第一方向也可指扭轉彈性件的彈性預力為一預張力、並 促使搖臂的閥門端旋轉以撐張遠離於閥門連杆的杆頂端的方向。進而促使搖臂的凸 輪端、與汽缸頭內部的一凸輪之間的間距為零。
再且，本實用新型的搖臂更具有一凸輪滾輪，其樞設在凸輪端上，俾與汽缸頭 內的凸輪形成滾動接觸、減低能量耗損及接面磨耗。
此外，本實用新型的扭轉彈性件可為一扭轉彈簧、或其它等效扭轉彈性體也可。
最後，本實用新型的至少一搖臂可包括有一進氣搖臂、及一排氣搖臂，以對應 酉己合四行程弓摩的作動。
本實用新型的優點是，本實用新型透過汽缸頭內部本身形成的環凸緣，使扭轉 彈性件可直接對應繞設於汽缸頭的環凸緣上，同時達成扭轉彈性件的定位、及以環 凸緣作為施力支點的目的。除了配合弓摩輕量化所需的不具支撐凸緣的搖臂設計， 能夠達成習知搖臂異音防止結構的所有功效外，更進一步配合達成搖臂輕量化、減 小轉動慣量小型化的目的。


圖1是本實用新型第一較佳實施例的汽缸頭剖視圖。
圖2是本實用新型第一較佳實施例的汽缸頭立體剖視圖。
圖3是本實用新型第一較佳實施例的汽缸頭部分俯,見圖。 圖4是本實用新型第二較佳實施例的汽缸頭剖視圖。
圖5是習知搖臂異音防止結構立體圖。
符號說明
汽缸頭l
根部121
進氣搖臂31，71
閥門端312,712,914
排氣搖臂32
排氣閥連杆402
螺旋段50
固定端52
內孔IIO 操作窗口13 搖臂軸孑L310,911 凸輪滾輪314,711 閥門連杆4，8
扭轉彈簧500，6,92
凸輪軸82
搖臂91
環凸緣12
搖臂軸3，912
凸輪端311,913
平整段319
進氣閥連杆401
扭轉彈性件5
搖臂端51,61
凸輪82具體實施方式
請同時參閱圖l、圖2、及圖3所示本實用新型第一較佳實施例的汽缸頭剖視圖、 汽缸頭立體剖視圖、及部分俯視圖。
女口圖所示，本實施例的搖臂異音防止結構組設於一汽缸頭l內，汽缸頭l內分別 凹設有二內孔110(如圖2所示，唯因部分剖視的緣故，故圖面僅顯示一個內孔IIO)， 內孔110的外周緣並軸向凸伸有一環凸緣12(如圖2所示)。i餅寺別注意二內孔110，其 分別固設有一搖臂軸3(如圖2所示)，搖臂軸3由汽缸頭1的內孔1 IO而向外延伸。
其中，本實施例的汽缸頭1內滑設有二個閥門連杆4，分別為一進氣閥連杆401、 及一排氣閥連杆402，其在汽缸頭l內進行軸嚮往復運動(如圖l所示)。
此外，對繊氣閥連杆401、及排氣閥連杆402，汽缸頭1內組設有一進氣搖臂31、 及一排氣搖臂32。進氣搖臂31、及排氣搖臂32分別樞設上述二搖臂軸3上，而能夠以 搖臂軸3為軸心不停往復旋轉，以傳遞動力至進氣閥連杆401、及排氣閥連杆402，進 而使弓l擎的燃燒室順禾院成進氣、及排氣的行程。其中，以圖2右邊的進氣搖臂31來說，其具有一搖臂軸孔310、 一凸輪端311、及 一閥門端312。搖臂軸孔310貫設於進氣搖臂31的中段處、並對應樞設於搖臂軸3上。 凸輪端311 、及閥門端312分設於搖臂軸孔310的兩端。
此外，扭轉彈性件5在本實施例中為一扭轉彈簧500，其可提供一彈性預力P。當 然，視使用者需要，扭轉彈性件5也可採用其它等效彈性體作為替代，在此不再贅述。
其中，以圖2左邊的扭轉彈簧500為例，其包括一螺旋段50、 一搖臂端51、及一 固定端52(如圖3所示)。螺旋段50環繞套設於汽缸頭1的環凸緣12上，搖臂端51自螺旋 段50—端延伸而出、並固定於進氣搖臂31上，固定端52自該螺旋段50另一端延伸而 出、並固設於汽缸頭l上(如圖l所示)。
如此，扭轉彈簧500可提供一彈性預壓力P1、促使進氣搖臂31以其對應樞設的搖 臂軸3為軸心、而朝向一定的第一方向A相對旋轉(如圖1箭號所示的方向)，進而讓進 氣搖臂31的閥門端312旋轉以趨近長時間壓合於進氣閥連杆401的一桿頂端41(如圖1 所示)，以避免敲擊異音。
藉此，扭轉彈簧500的螺旋段50可直接對應環套繞設在汽缸頭1內所形成的環凸 緣12上、以作為施力支點，毋須定位於習知搖臂上的支撐凸緣，可同時達成扭轉彈 影00的定位、及以環凸緣12作為施力支點的目的。除了育躂成習知搖臂異音防止結 構所有功效之外，更進一步配合達成搖臂輕量化、及小型化的目的。
其中，如圖1所示，本實施例的汽缸頭1更具有二汽門間隙調整的操作窗口13， 其分別對艦氣搖臂31、及排氣搖臂32的位置、而開設於該汽缸頭l上。而扭轉彈簧 500的固定端52可固設於操作窗口l:3的端緣上，以方便操作人員由操作窗口 13進行扭 轉彈簧500的更換。
再者，如圖2、及圖3所示，本實施例的扭轉彈簧500的搖臂端51對應跨設固定於 進氣搖臂31上、且鄰近於閥門端312之處，以形成較大的力矩。當然，視需要扭轉彈 簧的搖臂端也可跨設鄰近於搖臂的凸輪端，但是扭轉彈簧提供一反向扭力。
此外，以本實施例的進氣搖臂31為例(如圖3所示)，其更具有一凸輪滾輪314，凸 輪滾輪314樞設於凸輪端311上。以能與凸輪形成滾動接觸、減低能量耗損。
另外，本實施例的進氣搖臂31更包括有一平整段319，其由搖臂軸孔310的周緣 延伸而成。扭轉彈簧500的螺旋段50能提供一軸向張力P9(如圖3所示)，以促使扭轉彈 簧500的螺旋段50分別軸向抵靠於進氣搖臂31的平整段319、及汽缸頭1的環凸緣12的 —根部121上(如圖2、及圖3所示)。藉由扭轉彈簧500的螺旋段50所提供的軸向張力P9，
以抑制進氣搖臂31的側向晃動、減少能量傳遞損耗。此外，更能符合熱鍛成形加工
的製造特性，延搖臂軸的軸向衝製成平整段319，可減少搖臂不必要的側面加工。
請再參閱圖4所示本實用新型第二較佳實施例的汽缸頭剖視圖，本實施例的構造 大致與前例相同，唯在扭轉彈簧6的搖臂端61裝設之處不同。
以右方的進氣搖臂71為例，本實施例的扭轉彈簧6能提供一彈性預張力P2，促使 進氣搖臂71朝一定方向B相對旋椅如圖4的箭號方向)。進而使進氣搖臂71的閥門端 712旋轉以撐張遠離閥門連杆8的杆頂端81，而使凸輪軸82的凸輪821、與進氣搖臂71 的凸輪滾輪71 l之間的間距為零，以能有效傳遞凸輪軸82的旋轉動力。
權利要求1.一種搖臂異音防止結構，其組設於一汽缸頭內，該汽缸頭內凹設有至少一內孔，該至少一內孔的外周緣並軸向凸伸有一環凸緣；其中，該搖臂異音防止結構包括有至少一搖臂軸，其對應固設於該汽缸頭的該至少一內孔內、並向外延伸；至少一搖臂，包括有一搖臂軸孔、一凸輪端、及一閥門端，該搖臂軸孔貫設於該至少一搖臂的中段處、並對應樞設於該至少一搖臂軸上，該凸輪端、與該閥門端分設於該搖臂軸孔的兩端；以及至少一扭轉彈性件，提供一彈性預力促使該至少一搖臂以其對應的該至少一搖臂軸為軸心朝向一第一方向相對旋轉；其特徵在於該至少一扭轉彈性件包括一螺旋段、一搖臂端、及一固定端，該螺旋段環繞套設於該汽缸頭的該至少一環凸緣上，該搖臂端是自該螺旋段一端延伸而出、並固定於該至少一搖臂上，該固定端是自該螺旋段另一端延伸而出、並固設於該汽缸頭上。
2. 根據權禾腰求l所述的搖臂異音防止結構，其特徵在於該汽缸頭更包括有至少 一操作窗口，其對應該至少一搖臂的位置而開設於該汽缸頭上，該至少一扭轉彈性 件的該固定端固設於該操作窗口的端緣上。
3. 根據權利要求l所述的搖臂異音防止結構，其特徵在於該至少一扭轉彈性件的 該搖臂端對應跨設扣持於該至少一搖臂上、且鄰近於該閥門端之處。
4. 根據權利要求l所述的搖臂異音防止結構，其特徵在於該至少一搖臂更包括有 一平整段，其由該搖臂軸孔的周緣延伸而成，該至少一扭轉彈性件提供一軸向張力 促使該至少一扭轉彈性件的該螺旋段分別軸向抵靠於該至少一搖臂的該平整段、及 該汽缸頭的該至少一環凸緣的一根部上。
5. 根據權利要求l所述的搖臂異音防止結構，其特徵在於該汽缸頭更包括有至少 一閥門連杆，其滑設於該汽缸頭內，該至少一閥門連杆包括有一桿頂端；該第一方 向是指該至少一搖臂的該閥門端旋轉以趨近壓合於該至少一閥門連杆的該杆頂端的 方向。
6. 根據權利要求5所述的搖臂異音防止結構，其特徵在於該至少一閥門連杆包括 有一進氣閥連杆、及一排氣閥連杆。
7. 根據權利要求l所述的搖臂異音防止結構，其特徵在於該汽缸頭更包括有至少 一閥門連杆，其滑設於該汽缸頭內，該至少一閥門連杆包括有一桿頂端；該第一方 向是指該至少一搖臂的該閥門端旋轉以撐張遠離於該至少一閥門連杆的該杆頂端的 方向。
8. 根據權利要求l所述的搖臂異音防止結構，其特徵在於該至少一搖臂更包括一 凸輪滾輪，其樞設於該凸輪端上。
9. 根據權利要求l所述的搖臂異音防止結構，其特徵在於該至少一扭轉彈性件為 一扭轉彈簧。
專利摘要本實用新型是一種搖臂異音防止結構，組設於汽缸頭內，汽缸頭內形成有一環凸緣。本實用新型具有一搖臂軸、一進氣搖臂、及一扭轉彈簧。進氣搖臂樞設在搖臂軸上，扭轉彈簧具有一螺旋段，其環套繞設在環凸緣上以作為施力支點。扭轉彈簧並提供一彈性預壓力、促使進氣搖臂朝向一定的方向相對旋轉，進而讓進氣搖臂旋轉以趨近長時間壓合於汽缸頭內的閥門連杆，以避免敲擊異音。本實用新型能夠配合引擎輕量化所需的不具支撐凸緣的搖臂設計，除了能夠達成習知搖臂異音防止結構的所有功效外，更進一步配合達成搖臂輕量化、小型化的目的。
文檔編號F01L1/18GK201003416SQ20072000231
公開日2008年1月9日 申請日期2007年2月1日 優先權日2007年2月1日
發明者張念義, 洪國基, 王友穎, 邵治齊 申請人:三陽工業股份有限公司