JP2000345812A - バルブリフタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要なバルブリフト量が確保できる径のタペ
ット部とすると共に、ガイド部の小径化によりバルブリ
フタの小型軽量化を図る。 【解決手段】 内燃機関のシリンダヘッド１１の上方に
配置されたカム２と吸気バルブ１７（排気バルブ１８）
との間に配置されるバルブリフタ１において、カム２に
接触するタペット部３と、シリンダヘッド１１に摺動自
在に収容されるガイド部４とを有し、ガイド部４の径を
タペット部３の径よりも小径に形成し、必要なバルブリ
フト量が確保できる径のタペット部３とすると共に、ガ
イド部４の小径化によりバルブリフタ１の小型軽量化を
図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のバルブ
を駆動するための直打式のバルブリフタに関し、十分な
リフト量を確保した状態で小型軽量化を企図したもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】直打式のバルブリフタが、従来から例え
ば、特開平10-331709 号公報等で知られている。直打式
のバルブリフタは、内燃機関のシリンダヘッドの上方に
配置されたカムに接触するタペット部と、シリンダヘッ
ドに摺動自在に収容されるガイド部とを有している。そ
して、バルブリフタはカムとバルブとの間に配置され、
カムの回転によりタペット部がカム山に押圧されガイド
部がシリンダヘッドを摺動する。これにより、バルブが
バルブリフタと一体的に軸方向に動かされ、吸気ポート
もしくは排気ポートが開閉される。

【０００３】カム山が接するタペット部は円形の略平面
をなし、カム山とは線接触となるため、接触位置がタペ
ット部の径内から外れず許容接触荷重となるようにカム
プロフィールが設計されている。直打式のバルブリフタ
を備えた内燃機関では、吸入空気量を増加させて出力性
能の向上を図るために、バルブ開弁面積の増大が図られ
ている。バルブ開弁面積を増大させて要求性能に十分対
応するためには、バルブのリフト量を多くする必要があ
り、バルブの十分なリフト量が確保できるように、タペ
ット部の径が設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】バルブの要求されるリ
フト量を確保するためには、それに応じてタペット部の
径を設定する必要がある。タペット部の径を大きくする
とそれに応じてガイド部が大径になり、バルブリフタが
大型化してしまう。内燃機関のシリンダヘッド回りには
種々の機構や構造物が存在するため、バルブリフタも設
置場所等に制約が生じている。このため、バルブリフタ
の大型化には限度があり、制約されたスペースの中でバ
ルブリフタを配置してバルブのリフト量をいかに確保す
るかが問題になっていた。特に、小型の内燃機関の場合
にこの問題は顕著となっていた。

【０００５】また、バルブリフタの単純な大型化は動弁
系の慣性重量の増大につながり、性能確保が困難になる
虞があった。また、動弁系の慣性重量が増大すると、バ
ルブを閉付勢するためのばね系のばね力を大きくする必
要があり、タペット部とカムとの接触圧が高くなって摩
耗等の問題が生じてしまう。

【０００６】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、制約されたスペースの中でバルブのリフト量を十分
に確保することができるバルブリフタを提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、内燃機関のシリンダヘッドの上方に配置さ
れたカムとバルブとの間に配置されるバルブリフタにお
いて、カムに接触するタペット部と、シリンダヘッドに
摺動自在に収容されるガイド部とを有し、ガイド部の径
をタペット部の径よりも小径に形成し、必要なリフト量
が確保できる径のタペット部とすると共に、ガイド部の
小径化によりバルブリフタの小型軽量化を図るようにし
たものである。

【０００８】好ましくは、バルブリフタを傾斜して配置
することで、シリンダヘッドボルトの座面間の距離をタ
ペット部の幅よりも短くしても、ガイド部の幅がシリン
ダヘッドボルトの座面間の距離に収まるので、バルブリ
フタに干渉することなくシリンダヘッドボルトの締め付
け作業が行えるため、小型であっても必要なバルブリフ
ト量の確保が可能な内燃機関を実現できる。また、タン
ブル流を生成するため高リフトが必要な縦型の吸気ポー
トのバルブにも同様なことがいえる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態例に
係るバルブリフタの概略構成、図２にはバルブリフタが
適用される内燃機関の要部構成、図３には図２中の平面
視状況を示してある。

【００１０】図１に基づいてバルブリフタの構成を説明
する。図１に示すように、バルブリフタ１は、内燃機関
のシリンダヘッド１１の上方に配置されたカム２に接触
するタペット部３を備え、タペット部３はカム２のカム
山に接する部分が円形の略平面をなしており、タペット
部３とカム２のカム山とは線接触となる。また、バルブ
リフタ１は、タペット部３の下部に連続して中空円筒状
のガイド部４を備え、ガイド部４はシリンダヘッド１１
に摺動自在に収容されている。ガイド部４の径ｒはタペ
ット部３の径Ｒよりも小径に形成されている。

【００１１】このため、必要なバルブリフト量、即ち、
所定値以上のタンブル比や所望の流量が得られるバルブ
リフト量が確保できる径Ｒのタペット部３とされると共
に、ガイド部４の小径化によりバルブリフタ１の小型軽
量化が図られている。つまり、シリンダヘッド１１の周
辺のバルブ関係の専有面積を小さくしながら、高いエン
ジン性能を確保したリフト量が得られる径Ｒのタペット
部３とすることが可能になる。また、バルブ関係部品を
コンパクトに収容することができ、スペース的に有利に
なって他の部品のレイアウトの自由度も増す。また、バ
ルブリフタ１の小型軽量化により、高速化に対応するこ
とが可能になる。

【００１２】バルブリフタ１のガイド部４内にはバルブ
５の軸部の頂部が当接して配され、バルブ５は図示しな
いばねによって上方側に付勢されている。つまり、バル
ブリフタ１は、カム２とバルブ５との間に配置されてい
る。カム２の回転によりカム山がタペット部３に接触し
てバルブリフタ１が押し下げられ、バルブ５はばねの付
勢力に抗してバルブリフタ１と共に押し下げられて開弁
動作する。バルブリフタ１の小型軽量化により、動弁系
の慣性荷重が小さくなるため、ばねのばね力を大きくす
る必要がなく、カム２とタペット部３の摩耗が発生しに
くくなる。

【００１３】図２、図３に基づいてバルブリフタ１を備
えた内燃機関を説明する。図２に示すように、内燃機関
のシリンダブロック１２にはシリンダ１３が設けられ、
シリンダ１３にはピストン１４が往復動自在に備えられ
ている。ピストン１４の頂面には凹状のキャビティ14a
が形成され、キャビティ14a により吸気に略真上に向か
う逆タンブル流が生成されるようになっている。シリン
ダ１３の燃焼室１０には吸気バルブシート１５及び排気
バルブシート１６が設けられ、吸気バルブシート１５は
吸気バルブ１７（バルブ５）により開閉自在となり、排
気バルブシート１６は排気バルブ１８（バルブ５）によ
り開閉自在となっている。

【００１４】シリンダブロック１２とシリンダヘッド１
１とはヘッドボルト９で結合されている。シリンダヘッ
ド１１にはバルブリフタ１が吸気バルブ１７（排気バル
ブ１８）の軸線に沿って傾斜して配置され、ガイド部４
がシリンダヘッド１１に摺動自在に支持されている。バ
ルブリフタ１には吸気バルブ１７（排気バルブ１８）が
リテーナ１９及びばね２０を介して閉弁方向に付勢され
た状態で配設され、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８
は所定の挟角θを持ってシリンダヘッド１１に設けられ
ている。尚、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８の挟角
θは、同じであっても異なっていてもよい。

【００１５】バルブリフタ１は、ガイド部４の径ｒ（図
１参照）がタペット部３の径Ｒ（図１参照）よりも小径
に形成され、かつ、傾斜して配置されることで平面視に
おけるスペースを任意に確保することが可能になり、吸
気バルブ１７及び排気バルブ１８の挟角θの設計自由度
が増している。尚、図２に排気バルブ１８を例に挙げて
示したように、バルブリフタ１との間にシム３１を介在
させることも可能である。

【００１６】シリンダヘッド１１には、吸気バルブシー
ト１５につながる吸気ポート２１が直立して配置される
と共に、排気バルブシート１６につながる排気ポート２
２が設けられている。吸気ポート２１が直立して配置さ
れると共に、吸気バルブ１７が所定の挟角θを持って設
けられているので、吸気ポート２１からの吸気は略真下
に向かってシリンダ１３内へ流入可能となり、ピストン
１４のキャビティ14aにより略真上に向かう逆タンブル
流が生成されるようになっている。燃焼室１０には燃料
が直接噴射され、吸気の逆タンブル流により層状燃焼が
可能になっている。

【００１７】図３に示すように、バルブリフタ１のタペ
ット部３の径Ｒを吸気バルブ１７（排気バルブ１８）の
軸動方向に延長した仮想円柱と、ヘッドボルト９のボル
ト座面加工径ｄとが、平面視で重なった状態で配置さ
れ、ヘッドボルト９を軸上から見た時にバルブリフトの
ない状態でヘッドボルト９はタペット部３とは重なって
いない状態になっている。即ち、ヘッドボルト９のピッ
チをｐとし、タペット部３のピッチをＰとした場合、Ｐ
＋Ｒ＞ｐ−ｄ の関係となっている。

【００１８】バルブリフタ１が傾斜して配置されている
ので、仮想円柱とボルト座面加工径ｄとが平面視で重な
っていても、ヘッドボルト９がバルブリフタ１に干渉す
ることなくヘッドボルト９を締め付けることができる。
仮想円柱とボルト座面加工径ｄとを平面視で重なるよう
にしたことで、ヘッドボルト９のピッチｐを小さくする
ことができ、小排気量の内燃機関であっても、高いエン
ジン性能を確保したバルブリフト量（高リフト量）を実
現することができる。

【００１９】尚、上述した実施形態例では、バルブリフ
タ１を傾斜して設け、燃焼室１０に直接燃料を噴射する
形式の内燃機関に適用した例を挙げて説明したが、内燃
機関の形式は実施形態例のものに限定されるものではな
く、バルブリフタ１のタペット部３がカム２によって押
し下げられるものであれば、バルブリフタ１を直立状態
に設け、燃焼室１０に混合気を導入する形式の内燃機関
等に適用することも可能である。また、バルブリフタ１
のピッチＰ及びヘッドボルト９のピッチｐの関係は上述
した例に限らず、仮想円柱とボルト座面加工径ｄとが平
面視で重ならない状態にすることも可能である。

【００２０】上述したバルブリフタ１は、内燃機関のシ
リンダヘッド１１の上方に配置されたカム２と吸気バル
ブ１７（排気バルブ１８）との間に配置されるバルブリ
フタ１において、カム２に接触するタペット部３と、シ
リンダヘッド１１に摺動自在に収容されるガイド部４と
を有し、ガイド部４の径ｒをタペット部３の径Ｒよりも
小径に形成したので、所定値以上のタンブル比や所望の
流量が得られる必要なバルブリフト量が確保できる径Ｒ
のタペット部３とすると共に、ガイド部４の小径化によ
りバルブリフタ１の小型軽量化を図ることが可能にな
る。

【００２１】このため、シリンダヘッド１１の周辺のバ
ルブ関係の専有面積を小さくしながら、高いエンジン性
能を確保することが可能になり、また、バルブ関係部品
をコンパクトに収容することができ、スペース的に有利
になって他の部品のレイアウトの自由度も増す。また、
バルブリフタ１の小型軽量化により、高速化に対応する
ことが可能になる。

【００２２】また、バルブリフタ１を傾斜して配置する
ことで、ヘッドボルト９の座面間の距離ｐをタペット部
３の幅（Ｐ＋Ｄ）よりも短くしても、タペット部３に干
渉することなくヘッドボルト９の締め付け作業が行え
る。このため、小型であっても必要なバルブリフト量の
確保が可能な内燃機関を実現できる。また、吸気バルブ
１７に挟角θを持たせることができるので、略真上に逆
タンブル流を生成する縦型の吸気ポートを備え、燃焼室
１０に燃料を直接噴射する内燃機関にも適用可能にな
る。尚、高リフトを必要としない内燃機関では、リフト
量を変えることなく更なる小型軽量化が図れることはい
うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】本発明のバルブリフタは、内燃機関のシ
リンダヘッドの上方に配置されたカムとバルブとの間に
配置されるバルブリフタにおいて、カムに接触するタペ
ット部と、シリンダヘッドに摺動自在に収容されるガイ
ド部とを有し、ガイド部の径をタペット部の径よりも小
径に形成したので、必要なリフト量が確保できる径のタ
ペット部とすると共に、ガイド部の小径化によりバルブ
リフタの小型軽量化を図ることができる。

【００２４】この結果、シリンダヘッドの周辺のバルブ
関係の専有面積を小さくしながら、高いエンジン性能を
確保することが可能になり、また、バルブ関係部品をコ
ンパクトに収容することができ、スペース的に有利にな
って他の部品のレイアウトの自由度も増し、また、バル
ブリフタの小型軽量化により、高速化に対応することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例に係るバルブリフタの概
略構成図。

【図２】バルブリフタが適用される内燃機関の要部構成
図。

【図３】図２中の平面視状況説明図。

【符号の説明】

１ バルブリフタ ２ カム ３ タペット部 ４ ガイド部 ５ バルブ ９ ヘッドボルト １０ 燃焼室 １１ シリンダヘッド １２ シリンダブロック １３ シリンダ １４ ピストン １５ 吸気バルブシート １６ 排気バルブシート １７ 吸気バルブ １８ 排気バルブ １９ リテーナ ２０ ばね ２１ 吸気ポート ２２ 排気ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のシリンダヘッドの上方に配置
   されたカムに接触するタペット部と、前記シリンダヘッ
   ドに摺動自在に収容されるガイド部とを有し、前記カム
   とバルブとの間に配置されるバルブリフタにおいて、前
   記ガイド部の径を前記タペット部の径よりも小径に形成
   したことを特徴とするバルブリフタ。