JP2005139932A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成によりロッカーアーム側から弁体外周を伝わって燃焼室内へリークするオイル量を軽減する。
【解決手段】ロッカーアーム９の調整ねじ１７が取付けられる座面部９−１ａに、調整ねじ１７を中心として座面部９−１ａから両側面側及び先端側で下方に湾曲された側壁部９−１ｂを一体的に連設し、バルブコッタ１４及びスプリングリテーナ１５を傘状に覆うフード部を形成する。これにより、バルブコッタ１４及びスプリングリテーナ１５の上面にロッカーアーム９側からオイルが滴下して溜ることを防止し、バルブコッタ１４の割りの隙間からステムシール１３を通ってバルブガイド１２とバルブステム５ａとの間のクリアランスから燃焼室内に入り込むオイル量を軽減することができ、オイル消費量の増加を抑制し、オイルの燃焼による排気エミッションの悪化を回避することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃焼室に開口してシリンダヘッドに形成されたポートを開閉する弁体をロッカーアームを介して駆動するエンジンの動弁装置に関する。

一般に、エンジンの動弁装置として、ロッカーアームの揺動運動によって吸排気バルブを開閉動作させる形式のものがあり、発電機や作業機、スノーモビル等の原動機として使用される汎用エンジンにおいて多く採用されている。

図３は、ロッカーアームによって駆動される吸排気バルブ周辺の構造を示すものであり、バルブステム５０がシリンダヘッド１００に固設されたバルブガイド５１の貫通孔５１ａ内に摺動自在に挿通され、バルブガイド５１の上部に装着されるステムシール５２により、バルブステム５０の軸外周が弾性的に押圧されてシールされている。

また、バルブステム５０の上端側（ステムエンド）に設けられた溝部には、バルブコッタ（割環）５３を介してスプリングリテーナ５４が装着され、このスプリングリテーナ５４とシリンダヘッド１００の座面との間に介装されたバルブスプリング５５により、バルブヘッド５６がバルブシート５７に押圧されると共に、ステムエンドの上端面がロッカーアーム５８の一端に設けられた調整ねじ５９に当接して押圧している。

この場合、バルブガイド５１とバルブステム５０との間をシールするステムシール５２には、ステム外周面に油膜を形成して焼付けを防止するため、ある程度のオイルリーク量が許容されている。しかしながら、ステムシール５２は、ゴム材等によって形成されているため、経年変化による劣化や磨耗等が生じることは避けられず、オイルリーク量が過多になる虞がある。

特に、図３のようなバルブ周辺の部品が動弁室内に露出している構造においては、スプリングリテーナ５４やバルブコッタ５３、バルブステム５０の上端にオイルが溜まり易く、図３中に矢印で示すように、オイル６０がバルブコッタ５３の割りの隙間からステムシール５２を通ってバルブガイド５１とバルブステム５０との間のクリアランスから燃焼室内に入り込む、いわゆる「オイル下がり」が発生する虞があり、この「オイル下がり」が発生すると、オイル消費量の増加、オイルの燃焼による排気エミッションの悪化を招く。

このため、従来から、バルブガイドとバルブステムとの間のオイル下がりを防止する各種の提案がなされており、例えば、特許文献１には、バルブガイドとステムとの双方に螺旋状の溝を設けることで油膜を確保し、中途に設けた油溜りからオイル通路、逆止弁を介してオイルを動弁室に戻すことでバルブガイドとステム間の潤滑を確保しつつ、バルブガイドとステム間のオイルリーク量が過多となることを防止する技術が開示されている。

また、特許文献２には、ステム部を、第１のスリーブ、第２のスリーブ、及び第１，第２の少なくとも一方に形成された環状の切欠部内に配置されたシールリングにより構成することで、バルブガイドとステム間の潤滑を確保しつつ、バルブガイドとステム間のオイルリーク量の過多を防止する技術が開示されている。

更に、特許文献３には、バルブガイド上部のステムの周囲にベアリングを介してオイルシールを装着することで、バルブガイドとステム間の潤滑を確保しつつ、バルブガイドとステム間のオイルリーク量の過多を防止する技術が開示されている。
特開平７−３３２０３８号公報 特開平８−２８２２２号公報 特開平１０−１７６５１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術は、バルブガイドとステムとの双方に螺旋状の溝を設けるため、複雑な加工を要して加工工数が増加し、また、オイル通路や逆止弁を介してオイルを動弁室に戻すことから構成が複雑化するという難点があり、コスト上昇を招く原因となる。

同様に、特許文献２や特許文献３に開示の技術も、バルブ周辺の構成が複雑化し、部品点数の増加と共に組立工数の増加を招き、コスト上昇の原因となる。更に、特許文献３に開示の技術では、高速で往復動作するバルブステムにオイルシール及びベアリングで対処しているため、耐久性に難がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡素な構成によりロッカーアーム側から弁体外周を伝わって燃焼室内へリークするオイル量を軽減することのできるエンジンの動弁装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明によるエンジンの動弁装置は、燃焼室に開口してシリンダヘッドに形成されたポートを開閉する弁体をロッカーアームを介して駆動するエンジンの動弁装置であって、上記ロッカーアームに、上記ロッカーアームの下部で上記弁体の上部に取付けられる周辺部品を傘状に覆うフード部を備えたことを特徴とする。

その際、上記周辺部品を、上記弁体を閉弁方向に付勢するスプリングを受けて上記弁体に取付けられるスプリングリテーナと、このスプリングリテーナを上記弁体に取付けるためのバルブコッタとする場合には、上記フード部によって上記スプリングリテーナと上記バルブコッタとを傘状に覆うことができる。

本発明のエンジンの動弁装置は、ロッカーアームに、弁体の上部に取付けられる周辺部品を傘状に覆うフード部を備えるのみの簡素な構成で、ロッカーアーム側から弁体外周を伝わって燃焼室内へリークするオイル量を軽減することができ、オイル消費量の増加を抑制すると共に、オイルの燃焼による排気エミッションの悪化を回避することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１及び図２は本発明の実施の一形態に係わり、図１はエンジンの動弁室の要部断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１においては、符号１は、エンジンのシリンダヘッドであり、このシリンダヘッド１に、燃焼室２に開口する吸気ポート３と排気ポート４とが形成され、それぞれ、弁体としての吸気バルブ５、排気バルブ６によって開閉される。各バルブ５，６は、それぞれ、シリンダヘッド１の動弁室内に配設されるバルブスプリング７，７によって閉弁方向に付勢され、各バルブ５，６のステムエンドが、シリンダヘッド１に取付けられたロッカーシャフト８に揺動自在に軸支されるロッカーアーム９，９の一端に当接されている。ロッカーアーム９，９の他端には、シリンダヘッド１に軸支されるカムシャフト１０のカム１１に摺接するスリッパ部が設けられている。

カム１１は、チェーン或いはギヤによりクランクシャフトに連結されてクランクシャフトの１／２の速度で同期回転するように設定されており、カム１１が回転するとロッカーアーム９，９が揺動し、このロッカーアーム９，９の揺動により吸気バルブ５及び排気バルブ６が開閉駆動される。このシリンダヘッド１の動弁室における吸気バルブ５及び排気バルブ６周辺の構造は、詳細には、図２に示される。尚、ここでは、吸気バルブ５で代表して説明するが、排気バルブ６の周辺の構造も同様である。

図２に示すように、吸気バルブ５は、そのバルブステム５ａがシリンダヘッド１に固設されたバルブガイド１２の貫通孔１２ａ内に摺動自在に挿通され、バルブガイド１２の上部に装着されるゴム材等からなるステムシール１３により、バルブステム５ａの軸外周が弾性的に押圧されてシールされている。また、バルブステム５ａの上端側（ステムエンド）に設けられた溝部に、バルブコッタ（割環）１４を介してスプリングリテーナ１５が装着され、このスプリングリテーナ１５とシリンダヘッド１の座面との間に介装されたバルブスプリング７により、バルブヘッド５ｂがバルブシート１６に押圧されて吸気ポート３が閉じられると共に、ステムエンドの上端面がロッカーアーム９の一端に設けられた調整ねじ１７を押圧している。

ロッカーアーム９は、板金材をプレス加工する等して形成され、図１，２に示すように、ロッカーシャフト８を支点としてバルブ（吸気バルブ５、排気バルブ６）側に延出されるアーム部９−１の先端側に、バルブコッタ１４及びスプリングリテーナ１５を傘状に覆うフード部を備えている。このフード部は、シリンダヘッド１の動弁室内で露呈するバルブコッタ１４及びスプリングリテーナ１５の上面にロッカーアーム９側からオイルが滴下して溜ることを防止するものであり、本形態においては、ロッカーアーム９のバルブ側にフード部が一体的に形成されている。

すなわち、本形態のロッカーアーム９は、アーム部９−１先端側の調整ねじ１７が取付けられる座面部９−１ａに、調整ねじ１７を中心として座面部９−１ａから両側面側及び先端側で下方に湾曲された側壁部９−１ｂが一体的に連設され、座面部９−１ａと側壁部９−１ｂとにより、バルブコッタ１４及びスプリングリテーナ１５を傘状に覆うフード部が形成されている。

尚、フード部を別部材で形成してロッカーアームに一体的に備えるようにしても良く、例えば、皿状に形成されたフード部を、アーム部９−１先端側の調整ねじ１７によってロッカーアームに共締めして一体化するようにしても良い。この場合、部品点数が増加するが、従来のロッカーアームを用いることが可能であり、コスト上昇を最小限に抑えることができる。

以上のロッカーアーム９を備える動弁機構では、吸気バルブ５や排気バルブ６の上部に取付けられるバルブコッタ１４及びスプリングリテーナ１５がロッカーアーム９のフード部によって傘状に覆われているため、シリンダヘッド１の動弁室内に供給される潤滑オイルがロッカーアーム９のフード部に遮られ、スプリングリテーナ１５及びロッカーアーム９の上面に溜ることが防止される。

これにより、バルブガイド１２の上部に装着されるステムシール１３に、経年変化による劣化や磨耗等が生じても、ロッカーアーム９にバルブコッタ１４及びスプリングリテーナ１５を傘状に覆うフード部を備えるのみの簡素な構成で、バルブコッタ１４の割りの隙間からステムシール１３を通ってバルブガイド１２とバルブステム５ａとの間のクリアランスから燃焼室内に入り込むオイル量を大幅に軽減することができ、オイル消費量の増加を抑制し、オイルの燃焼による排気エミッションの悪化を回避することができる。

エンジンの動弁室の要部断面図 図１のＡ−Ａ線断面図 従来のバルブ周辺の構成を示す断面図

符号の説明

１ シリンダヘッド
２ 燃焼室
３ 吸気ポート
４ 排気ポート
５ 吸気バルブ
５ａ バルブステム
５ｂ バルブヘッド
６ 排気バルブ
７ バルブスプリング
９ ロッカーアーム
９−１ａ 座面部（フード部）
９−１ｂ 側壁部（フード部）
１４ バルブコッタ
１５ スプリングリテーナ
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (2)

1. 燃焼室に開口してシリンダヘッドに形成されたポートを開閉する弁体をロッカーアームを介して駆動するエンジンの動弁装置であって、
   上記ロッカーアームに、上記ロッカーアームの下部で上記弁体の上部に取付けられる周辺部品を傘状に覆うフード部を備えたことを特徴とするエンジンの動弁装置。
2. 上記周辺部品を、上記弁体を閉弁方向に付勢するスプリングを受けて上記弁体に取付けられるスプリングリテーナと、このスプリングリテーナを上記弁体に取付けるためのバルブコッタとし、
   上記フード部によって上記スプリングリテーナと上記バルブコッタとを傘状に覆うことを特徴とする請求項１記載のエンジンの動弁装置。

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