JP2006152911A - Valve train for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁腕によって1つのバルブブリッジを介して2つの弁を同時に作動させるようにした、エンジンの動弁機構に関する。 The present invention relates to a valve operating mechanism for an engine in which two valves are simultaneously operated by a valve arm via one valve bridge.
1つのシリンダに2つの吸気バルブ及び排気バルブを設け、2つの吸気バルブ又は排気バルブに1つのバルブブリッジを当接させ、弁腕によりバルブブリッジを介して2つのバルブを同時に作動させるタイプのエンジンが公知である。このエンジンでは、一般に、バルブブリッジとは別体のガイドロッドをシリンダヘッドに立設し、ガイドロッドに軸方向移動自在にバルブブリッジを嵌合し、弁腕の揺動とともにバルブブリッジがガイドロッド上を摺動するようにされている。従来、このタイプのエンジンは、比較的大きなエンジンに採用されることが多かった。 There is an engine of a type in which two intake valves and exhaust valves are provided in one cylinder, one valve bridge is brought into contact with two intake valves or exhaust valves, and two valves are operated simultaneously via the valve bridge by a valve arm. It is known. In this engine, generally, a guide rod separate from the valve bridge is erected on the cylinder head, and the valve bridge is fitted to the guide rod so as to be movable in the axial direction. To be slid. Conventionally, this type of engine has often been employed in relatively large engines.
ところが、近年は、小型エンジンに対しても当該タイプの採用が進んでいることから、動弁機構の小型軽量化が望まれている。また、サイズに関係なく低廉化が望まれている。 However, in recent years, since the adoption of this type is also advanced for small engines, it is desired to reduce the size and weight of the valve operating mechanism. In addition, low cost is desired regardless of size.
下記特許文献1〜4には、動弁機構の小型軽量化、低廉化を実現する方法として、上記ガイドロッドを省略した技術が開示されている。 The following Patent Documents 1 to 4 disclose a technique in which the guide rod is omitted as a method for realizing a reduction in size and weight of the valve operating mechanism.
上記各特許文献は、ガイドロッドを省略してもバルブブリッジを支持できるよう工夫しているが、いずれも不充分であり、それぞれ次のような問題が依然として残っていた。 Although each said patent document is devised so that a valve bridge can be supported even if a guide rod is abbreviate | omitted, all are inadequate and the following problems still remain, respectively.
特許文献1及び2は、バルブブリッジと弁腕とを凹凸の球面で面接触させたもの、特許文献3は、バルブブリッジと弁腕との間にプッシュロッドを介在させ、該プッシュロッドとバルブブリッジとを凹凸の球面で面接触させたものとなっている。この場合、バルブブリッジが、弁腕に対して球面の中心を支点として自由に動き得るため、バルブブリッジが2つのバルブの並設方向に傾き易く、これによって2つのバルブのリフト量に差が生じ、エンジン性能の変動を来す恐れがあった。また、バルブブリッジが2つのバルブの並設方向に直交する方向にも傾き易く、この傾きによりバルブに曲げ力が働き、円滑な動作を妨げる恐れがあった。 In Patent Documents 1 and 2, a valve bridge and a valve arm are brought into surface contact with an uneven spherical surface, and in Patent Document 3, a push rod is interposed between the valve bridge and the valve arm, and the push rod and the valve bridge are arranged. Are in surface contact with an irregular spherical surface. In this case, since the valve bridge can move freely with the center of the spherical surface as a fulcrum with respect to the valve arm, the valve bridge easily tilts in the direction in which the two valves are juxtaposed, thereby causing a difference in the lift amount of the two valves. There was a risk of engine performance fluctuations. In addition, the valve bridge tends to be inclined in a direction perpendicular to the direction in which the two valves are arranged side by side, and this inclination may cause a bending force to act on the valve and hinder smooth operation.
また、特許文献1〜3では、バルブブリッジの両端部の下面に平坦な凹底面を有する凹部を形成し、各凹部に各バルブの上端部を嵌合しており、バルブの上端面は、凹底面に面接触する平坦面に形成されていた。このため、摩耗等に起因して2つのバルブの高さが異なった場合にバルブブリッジが傾くと、凹底面とバルブ上端面とが点接触することになり、さらに摩耗し易くなるという問題があった。 Moreover, in patent documents 1-3, the recessed part which has a flat concave bottom face is formed in the lower surface of the both ends of a valve bridge, the upper end part of each valve is fitted to each recessed part, and the upper end surface of a valve is concave. It was formed on a flat surface in surface contact with the bottom surface. For this reason, if the height of the two valves is different due to wear or the like and the valve bridge is tilted, the concave bottom surface and the top end surface of the valve will be in point contact with each other, and there is a problem that they are more easily worn. It was.
特許文献4及び5は、バルブブリッジの両端部の下面に平坦な凹底面を有する凹部を形成し、各凹部にバルブの上端部を嵌合している。バルブの上端部は球面状に形成されており、凹底面に対して点接触している。このため、バルブとバルブブリッジとの接触圧が高くなり、摩耗が激しくなるという問題があった。また、バルブとバルブブリッジとの間にガタが生じ易く、2つのバルブの摺動抵抗が異なる場合等にバルブブリッジが傾き易くなり、バルブブリッジに対するバルブの追従性も悪くなるという問題があった。 In Patent Documents 4 and 5, concave portions having flat concave bottom surfaces are formed on the lower surfaces of both end portions of the valve bridge, and the upper end portion of the valve is fitted in each concave portion. The upper end of the bulb is formed in a spherical shape and is in point contact with the concave bottom surface. For this reason, there has been a problem that the contact pressure between the valve and the valve bridge is increased, resulting in severe wear. Further, there is a problem that rattling is likely to occur between the valve and the valve bridge, and the valve bridge tends to be inclined when the sliding resistances of the two valves are different.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブとバルブブリッジとの当接を面接触にして摩耗を抑制するとともに、バルブブリッジの傾きを可及的に抑制することである。また、バルブブリッジの2つの被当接面を、2つのバルブの位置に適応させ、面接触状態を維持できるようにすることである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to suppress wear by making the contact between the valve and the valve bridge into a surface contact and to suppress the inclination of the valve bridge as much as possible. It is. Further, the two contact surfaces of the valve bridge are adapted to the positions of the two valves so that the surface contact state can be maintained.
請求項1記載の発明は、弁腕の揺動によって1つのバルブブリッジを往復動させ、バルブブリッジに当接した2つのバルブを同時に作動させるようにしたエンジンの動弁機構であって、前記バルブブリッジが、弁腕と2つのバルブとの間に支持されたガイドレスタイプとされているものにおいて、各バルブのバルブブリッジに対する当接面が、凹状又は凸状の球面に形成され、バルブブリッジの各バルブに対する被当接面が、バルブの当接面に面接触する凸状又は凹状の球面に形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a valve operating mechanism for an engine in which one valve bridge is reciprocated by swinging a valve arm, and two valves in contact with the valve bridge are operated simultaneously. When the bridge is of a guideless type supported between the valve arm and the two valves, the contact surface of each valve with respect to the valve bridge is formed as a concave or convex spherical surface. A contact surface with respect to each valve is formed as a convex or concave spherical surface that is in surface contact with the contact surface of the valve.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記弁腕に押圧面が設けられ、前記バルブブリッジに、前記押圧面が当接する被押圧面が設けられ、押圧面又は被押圧面の一方が平坦面とされ、他方が円筒面とされ、押圧面と被押圧面とが互いに線接触されており、平坦面と円筒面との接触線の方向が、2つのバルブの並設方向に交差する方向に設定されている。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the valve arm is provided with a pressing surface, and the valve bridge is provided with a pressed surface with which the pressing surface abuts, and the pressing surface or the pressed surface One of the surfaces is a flat surface, the other is a cylindrical surface, the pressing surface and the pressed surface are in line contact with each other, and the direction of the contact line between the flat surface and the cylindrical surface is parallel to the two valves. It is set in a direction that intersects the direction.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記バルブブリッジにおける2つの被当接面の間隔が拡縮自在に設けられている。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the interval between the two abutted surfaces of the valve bridge is provided so as to be expandable / contractible.
請求項4記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記バルブブリッジが、本体部と、該本体部に対して2つのバルブの並設方向に移動自在に設けられたスライダとを有しており、該スライダに、一方の被当接面が形成されている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the valve bridge includes a main body portion and a slider provided so as to be movable in the juxtaposition direction of the two valves with respect to the main body portion. One contacted surface is formed on the slider.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、バルブブリッジの本体部とスライダとの間の摩擦抵抗が、バルブブリッジの被押圧面と弁腕の押圧面との間の摩擦抵抗よりも大きくされている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention of the fourth aspect, the frictional resistance between the body portion of the valve bridge and the slider is greater than the frictional resistance between the pressed surface of the valve bridge and the pressing surface of the valve arm. Has also been enlarged.
請求項1の発明によれば、2つのバルブの当接面とバルブブリッジの被当接面とを常に面接触状態とすることができ、摩耗を抑制することができる。また、両者間のガタを少なくし、バルブブリッジの傾きを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the contact surfaces of the two valves and the contacted surface of the valve bridge can always be in a surface contact state, and wear can be suppressed. In addition, the backlash between the two can be reduced and the inclination of the valve bridge can be prevented.
請求項2の発明によれば、バルブブリッジが、2つのバルブの並設方向に直交する方向に傾くのを防止できる。 According to invention of Claim 2, it can prevent that a valve bridge inclines in the direction orthogonal to the parallel arrangement direction of two valves.
請求項3の発明によれば、2つのバルブの当接面の間隔に応じて、バルブブリッジの被当接面の間隔を変えることができる。このため、2つのバルブの高さが異なった場合やバルブブリッジが熱膨張した場合等であっても、バルブの当接面とバルブブリッジの被当接面との面接触を維持することができる。 According to the invention of claim 3, the interval between the contact surfaces of the valve bridge can be changed according to the interval between the contact surfaces of the two valves. For this reason, even when the heights of the two valves are different or when the valve bridge is thermally expanded, the surface contact between the contact surface of the valve and the contacted surface of the valve bridge can be maintained. .
請求項4の発明によれば、請求項3の発明を好適に実現できる。 According to the invention of claim 4, the invention of claim 3 can be suitably realized.
請求項5の発明によれば、弁腕によるバルブブリッジの往復動作をスムーズに行えるとともに、スライダと本体部との間の摩擦抵抗によって、バルブブリッジの往復動作に起因したスライダの動きが抑制される。このため、バルブとバルブブリッジの相対位置関係を変えずに、バルブブリッジの姿勢を一定に保ったまま2つのバルブを同時に作動させることができる。 According to the invention of claim 5, the reciprocating motion of the valve bridge by the valve arm can be smoothly performed, and the movement of the slider due to the reciprocating motion of the valve bridge is suppressed by the frictional resistance between the slider and the main body. . For this reason, two valves can be operated simultaneously while keeping the posture of the valve bridge constant without changing the relative positional relationship between the valve and the valve bridge.
図1は、本発明の実施形態にかかるエンジンの動弁機構の正面断面図である。エンジン10は、1つのシリンダに2つの吸気バルブ、排気バルブを備えた4バルブエンジンとされている。シリンダブロックの上部にはシリンダヘッド11がボルト等により締結され、シリンダヘッド11の上側にはカバー12が締結されている。
FIG. 1 is a front sectional view of an engine valve mechanism according to an embodiment of the present invention. The
カバー12内には、弁腕室13が形成されており、弁腕室13には、弁腕軸14が架設され、弁腕軸14に弁腕15が揺動自在に支持されている。該弁腕15の一端部には、アジャストねじ16が螺合され、アジャストねじ16の下端にプッシュロッド17の上端が球継手により接続されている。プッシュロッド17は、シリンダヘッド11を通過して下方のクランクケース内に延び、タペット等を介して下端がカム18に当接されている。
A
弁腕15の他端部には押圧部19が形成され、該押圧部19の下側にバルブブリッジ20が配置されている。バルブブリッジ20の左右両側(長手方向両側)下方には、2つのバルブ21(吸気バルブ又は排気バルブ)が平行に並設されている。従って、バルブブリッジ20は、2つのバルブ21に跨るように配置されている。
A
バルブ21は、シリンダヘッド11に上下摺動自在に支持された弁棒22と、該弁棒22の下端部に設けられた弁体23とを有しており、弁棒22の上部に取り付けたバネ受座24とシリンダヘッド11の上面との間に介装された圧縮バネ25によって上方に付勢され、これによって弁体23を閉じている。弁棒22の上端は、バルブブリッジ20の左右両側の下部に当接されている。
The
なお、本発明のバルブブリッジ20は、ガイド部材によってガイドされることなく、バルブ21と弁腕15との間で支持された、ガイドレスタイプとされている。
The
図2は、動弁機構の要部の正面図、図3は、図2のIII−III断面図、図4は、図2のIV矢視図である。弁腕15の押圧部19は、下向きの押圧面26を有している。該押圧面26は、弁腕軸芯と平行な軸心を中心とする円筒面に形成されている。一方、バルブブリッジ20の左右中央の上面には、上向きの被押圧面27が形成され、該被押圧面27は、平坦面とされている。被押圧面27には押圧面26が当接し、両者は互いに線接触するようになっている。
2 is a front view of the main part of the valve operating mechanism, FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2, and FIG. The
バルブブリッジ20の左右両側には、バルブ21に対する被当接部28が設けられている。該被当接部28は、バルブブリッジ20の下面から上方に窪んだ凹部29を有しており、該凹部29の底面(被当接面30)は、凹状に窪んだ球面となっている。
On both the left and right sides of the
左右一方(左側)の被当接部28は、左右方向に移動自在に構成されている。すなわち、図5に示すように、バルブブリッジ20は、本体部31と、スライダ32とを有しており、本体部31の下面には、左右方向の溝(ガイド部)33が形成され、該溝33にスライダ32が左右摺動自在に嵌合している。このスライダ32は、左側の被当接部28を構成し、該スライダ32の下面に凹部29が形成されている。溝33は、本体部31の左端側に開放している。
One of the left and right (left) contacted
左右他方(右側)の被当接部28は、本体部31に対して直接形成されている。
The left and right other (right) contacted
バルブ21の弁棒22の上端部は、バルブブリッジ20に対する当接部34とされており、該当接部34は、前記凹部29に嵌合可能となっている。当接部34の先端面(当接面35)は、被当接面30の球面に合致(同一径)した凸状の球面とされており、当該当接面35と被当接面30とは面接触するようになっている。
An upper end portion of the
凹部29の下端部分(開口部分)の外径は、当接部34の外径よりも若干大きく、凹部29に当接部34を嵌合した状態で、凹部29と当接部34との間には隙間tが形成されている。
The outer diameter of the lower end portion (opening portion) of the
〔本実施形態の作用効果〕
以上の構成において、図1に示すように、エンジン10のクランクシャフトによりカム18が回転されると、プッシュロッド17を介して弁腕15が弁腕軸14を中心に揺動し、弁腕15の押圧部19がバルブブリッジ20を往復動させる。2つのバルブ21は、圧縮バネ25に抗してバルブブリッジ20に押圧されることで下方に摺動し、弁体23を開く。
[Effects of this embodiment]
In the above configuration, as shown in FIG. 1, when the
この際、図2に示すように、バルブブリッジ20の被当接面30とバルブ21の当接面35とは、球面による面接触となっているので、点接触又は線接触の場合に比べて接触圧が小さくなり、摩耗が抑制される。また、面接触によってバルブブリッジ20とバルブ21との間のガタが少なくなるため、バルブブリッジ20に対するバルブ21の追従性が良好となり、バルブブリッジ20が、バルブ並設方向に傾いたり(矢印A)、バルブ並設方向に直交する方向に傾いたり(図3矢印B)することも防止できる。
At this time, as shown in FIG. 2, the contacted
但し、バルブブリッジ20とバルブ21との間には、径方向の隙間tが形成されているため、若干のバルブブリッジ20の傾きが許容され、傾いた際にバルブ20に無理な力が加わらないようになっている。バルブブリッジ20が若干傾いたとしても、球面による面接触であるため、面接触状態を維持できる。
However, since a radial gap t is formed between the
エンジン10の作動により温度が上昇すると、バルブブリッジ20が熱膨張し、2つの被当接面30の間隔が広がることがある。この場合、一方の被当接面30がスライダ32に形成されているため、当該スライダ32が2つのバルブ21の間隔に適合するように左右に摺動することによって、バルブ21の当接面35とバルブブリッジ20の被当接面30との面接触が維持されるようになっている。
When the temperature rises due to the operation of the
また、摩耗等によって2つのバルブ21の上端の高さが異なった場合は、当該上端の間隔が変動するが、この場合にも、スライダ32が摺動することによってバルブ21の上端間隔に被当接面30の間隔を適合できるようになっている。
In addition, when the heights of the upper ends of the two
図4に示すように、弁腕15とバルブブリッジ20とは、平面視でやや傾斜した関係で配置されており、弁腕15の円筒状の押圧面26と、バルブブリッジ20の被押圧面27との線接触の方向(接触線の方向)は、2つのバルブ21の並設方向に交差している。これによって、バルブブリッジ20が、バルブ並設方向に直交する方向へ傾く(倒れる)ことが防止されている。
As shown in FIG. 4, the
弁腕15の押圧面26とバルブブリッジ20の被押圧面27との間の摩擦係数は、スライダ32と本体部31との間の摩擦係数よりも小さくなっている。このため、弁腕15の揺動に伴う押圧面26と被押圧面27との接触位置の移動(摺動)がスムーズとなる。他方、スライダ32は、本体部31に対する摩擦抵抗が大きくなっているため、弁腕15によるバルブブリッジ20の押圧動作によって、本体部31に対して移動せず、バルブブリッジ20とバルブ21との相対位置関係も変わらない。したがって、バルブブリッジ20は一定の姿勢のまま往復動し、2つのバルブ21のリフト量に差が生じることもほとんどない。
The friction coefficient between the
〔他の実施形態〕
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、バルブ21の当接面35を、凹状の球面に形成し、バルブブリッジ20の被当接面30を、凸状の球面に形成することができる。また、弁腕15の押圧面26を平坦面に形成し、バルブブリッジ20の被押圧面27を円筒面に形成することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed in design. For example, the
上記実施形態では、バルブブリッジ20のスライダ32を本体部31の溝33に嵌合しているが、本体部31に凸条のレールを形成し、スライダ側にレールに嵌合する溝33を形成してもよい。また、スライダ32は、一方の被当接部28として設けているが、双方の被当接部28として設けることができる。但し、この場合、本体部31に対して両方の被当接部28が移動することになり、位置決めが困難となることから、片方の被当接部28のみをスライダ32により構成するのが好ましい。
In the above embodiment, the
バルブブリッジ20の2つの被当接面30の間隔を拡縮自在にする構成として、上記スライダ32による直線的な移動以外のものを採用することもできる。
A configuration other than the linear movement by the
10 エンジン
15 弁腕
19 押圧部
20 バルブブリッジ
21 バルブ
26 押圧面
27 被押圧面
30 被当接面
31 本体部
32 スライダ
35 当接面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
各バルブのバルブブリッジに対する当接面が、凹状又は凸状の球面に形成され、バルブブリッジの各バルブに対する被当接面が、バルブの当接面に面接触する凸状又は凹状の球面に形成されていることを特徴とする、エンジンの動弁機構。 1. A valve operating mechanism for an engine in which one valve bridge is reciprocated by swinging a valve arm and two valves in contact with the valve bridge are operated simultaneously. In what is a guideless type supported between two valves,
The contact surface of each valve with respect to the valve bridge is formed into a concave or convex spherical surface, and the contact surface with respect to each valve of the valve bridge is formed into a convex or concave spherical surface that is in surface contact with the contact surface of the valve. The valve operating mechanism of the engine, characterized in that
5. The valve operating mechanism for an engine according to claim 4, wherein the frictional resistance between the main body of the valve bridge and the slider is larger than the frictional resistance between the pressed surface of the valve bridge and the pressing surface of the valve arm. .
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