JP2012072688A - 内燃機関における動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、バルブリフト量の安定した内燃機関の動弁装置を提供する。
【解決手段】カムシャフト１のカム１５に摺接して往復運動するタペット２と、カム１５からタペット２を介してバルブステム９にバルブ開閉力を伝達する動力伝達経路の途中に設けられたラッシュアジャスタ１６とを有し、ラッシュアジャスタ１６は、雌ねじ１７を有するナット部材１８と、雄ねじ１９を有するアジャストスクリュ２０と、アジャストスクリュ２０を付勢するリターンスプリング２１とからなる内燃機関の動弁装置において、カム１５の幅方向中心とタペット２の中心とをずらして配置することでタペット２に回転力が発生するようにし、ラッシュアジャスタ１６に伝達する回転力の方向がアジャストスクリュ２０をナット部材１８から突出させる方向となるように雄ねじ１９と雌ねじ１７の巻き方向を選択する。
【選択図】図２

Description

この発明は、内燃機関の吸排気バルブを動作させる動弁装置に関する。

内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブを動作させる動弁装置は、一般に、回転駆動されるカムシャフトと、そのカムシャフトのカムに摺接して往復運動するカム従動部材とを有し、前記カムからカム従動部材を介して吸気バルブまたは排気バルブのバルブステムにバルブ開閉力を伝達する。

このような動弁装置が適用される内燃機関として、例えば、カムシャフトのカムに摺接して往復運動するリフタボディを有し、そのリフタボディでバルブステムを押し下げるようにしたＤＯＨＣ（ダブル・オーバー・ヘッド・カムシャフト）エンジンや、カムシャフトのカムに摺接して往復運動するタペットを有し、そのタペットからプッシュロッド、ロッカアームを介して伝達するバルブ開閉力により、バルブステムを押し下げるようにしたＯＨＶ（オーバー・ヘッド・バルブ）エンジンなどがある。

これらの内燃機関は、エンジン作動中、動弁装置の構成部材間に生じる熱膨張差によって、動弁装置の構成部材間の隙間が変化し、その隙間の変化によって異音や圧縮漏れを生じるおそれがある。また、動弁装置の摺動部が摩耗しても、動弁装置の構成部材間の隙間が変化し、その隙間の変化によって異音を生じるおそれがある。

この異音や圧縮漏れを防止するため、一般に、構成部材間の隙間の変化を吸収するラッシュアジャスタがカムからバルブステムまでのバルブ開閉力の動力伝達経路の途中に設けられる。

このようなラッシュアジャスタとして、例えば、エンジンオイルを作動流体として用いる油圧式ラッシュアジャスタが知られている。しかしながら、油圧式ラッシュアジャスタは、エンジン回転数による油圧の変化や、エンジンオイルに含まれるコンタミや気泡の影響を受けやすい。また、構造が複雑で、製造・組立てに多くの工数を必要とし、コスト的に不利である。

この問題を解決するラッシュアジャスタとして、特許文献１〜３に記載されるような機械式のラッシュアジャスタがある。機械式ラッシュアジャスタは、雌ねじを内周に有するナット部材と、前記雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するアジャストスクリュと、そのアジャストスクリュをナット部材から突出する方向に付勢するリターンスプリングとからなり、動弁装置の熱膨張などによって動弁装置の構成部材間の隙間が変化したときは、その隙間の変化に応じて、アジャストスクリュがナット部材内を回転しながら軸方向に移動することで、動弁装置の構成部材間の隙間を調整する。

ここで、特許文献１，２では、ナット部材から突出する方向の軸方向力をアジャストスクリュに付与する圧縮コイルばねをリターンスプリングとして用いている。また、特許文献３では、ナット部材から突出する方向の回転力をアジャストスクリュに付与するねじりばねをリターンスプリングとして用いている。

ところで、ＤＯＨＣエンジンに機械式ラッシュアジャスタを採用した場合、カムと、カムに摺接するリフタボディとの間の芯ずれにより、リフタボディに回転力が発生し、その回転力がラッシュアジャスタに伝わることがある。また、ＯＨＶエンジンに機械式ラッシュアジャスタを採用した場合においても、カムと、カムに摺接するタペットとの間の芯ずれにより、タペットに回転力が発生し、その回転力がプッシュロッドを介してラッシュアジャスタに伝わることがある。

このようにしてラッシュアジャスタに回転力が伝わった場合、その回転力の方向が、アジャストスクリュをナット部材から突出させる方向であれば、動弁装置の構成部材間の隙間がゼロに保たれて問題は生じないが、ラッシュアジャスタに伝わる回転力の方向が、アジャストスクリュをナット部材に押し込む方向であった場合、カムが回転するごとにアジャストスクリュが押し込み方向に移動し、その結果、動弁装置の構成部材間の隙間が拡大し、バルブリフトロスが生じる問題がある。そして、バルブリフトロスの大きさがカムに設定されたランプ高さを超えると、バルブがバルブシートに衝撃的に着座して異音が生じるおそれや、最悪の場合、バルブが破損するおそれがある。

そこで、ＤＯＨＣエンジンにおいて、リフタボディに発生した回転力がラッシュアジャスタに伝わるのを防止するために、特許文献４に記載されたラッシュアジャスタが提案されている。このラッシュアジャスタは、アジャストスクリュとバルブステムとの間にスペーサ部材を介在させ、そのスペーサ部材を、ナット部材に対して軸方向には移動可能、かつ、回転方向には拘束することによって、リフタボディの回転がアジャストスクリュに伝わるのを遮断している。

特公昭６２−３３４０１号公報 特表昭６１−５０２５５３号公報 特開平５−１０１０９号公報 特開２００３−２２７３１７号公報

しかしながら、このようなスペーサ部材を組み込むと、動弁装置の部品点数が増えるばかりでなく、スペーサ部材をナット部材に対して軸方向に移動可能かつ回転方向に拘束するための構造が複雑となるので、各部品の加工コストおよび組立コストが増大するという問題があった。

この発明が解決しようとする課題は、低コストで、バルブリフト量の安定した内燃機関の動弁装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、回転駆動されるカムシャフトと、そのカムシャフトのカムに摺接して往復運動するカム従動部材と、前記カムからカム従動部材を介して吸気バルブまたは排気バルブのバルブステムにバルブ開閉力を伝達する動力伝達経路の途中に設けられたラッシュアジャスタとを有し、そのラッシュアジャスタは、雌ねじを内周に有するナット部材と、前記雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するアジャストスクリュと、そのアジャストスクリュをナット部材から突出する方向に付勢するリターンスプリングとからなる内燃機関の動弁装置において、前記カムの幅方向中心と前記カム従動部材の中心とをずらして配置することでカム従動部材に回転力が発生するようにし、その回転力が前記ラッシュアジャスタに伝達するように前記動力伝達経路を構成し、ラッシュアジャスタに伝達する前記回転力の方向が前記アジャストスクリュをナット部材から突出させる方向となるように前記雄ねじと雌ねじの巻き方向を選択した。

このようにすると、カム従動部材からラッシュアジャスタに伝達する回転力の方向が、アジャストスクリュをナット部材から突出させる方向となるので、カム従動部材からラッシュアジャスタに伝達する回転力に起因するバルブリフトロスの問題が生じず、安定したバルブリフト量を得ることができる。また、カム従動部材からラッシュアジャスタへの回転力の伝達を遮断するスペーサ部材が不要なので、構造が単純であり、低コストである。

この発明は、例えば、次の動弁装置に適用することができる。
１）前記カム従動部材は、前記カムに摺接するカム摺接面を下端に有する上下にスライド可能に支持されたタペットであり、そのタペットの上方に中央部を支点として揺動可能に支持されたロッカアームを設け、前記タペットから動力を伝達して前記ロッカアームの一端部を押し上げるプッシュロッドを設け、前記ロッカアームの他端部で前記バルブステムを押し下げるようにしたＯＨＶエンジンの動弁装置。
２）前記カム従動部材は、シリンダヘッドに形成されたガイド孔で上下にスライド可能に支持された筒部と、その筒部の上端に設けられた端板とからなるリフタボディであり、前記カムに摺接するカム摺接面を前記端板の上面に設け、前記筒部内に前記バルブステムの上端を配置し、前記カムがリフタボディを介して前記バルブステムを押し下げるようにしたＤＯＨＣエンジンの動弁装置。

上記１）の動弁装置にこの発明を適用する場合、前記ラッシュアジャスタは、前記ロッカアームのプッシュロッドで押し上げられる側の端部に、前記アジャストスクリュのナット部材からの突出方向が下向きとなるように組み込み、そのアジャストスクリュのナット部材からの突出端を前記プッシュロッドの上端に当接させた構成を採用することができる。

また、上記２）の動弁装置にこの発明を適用する場合、前記ラッシュアジャスタは、前記端板の下面に前記アジャストスクリュのナット部材からの突出方向が下向きとなるように組み付け、そのアジャストスクリュのナット部材からの突出端を前記バルブステムの上端に当接させた構成を採用することができる。

前記ラッシュアジャスタの雄ねじと雌ねじは、アジャストスクリュをナット部材内に押し込む方向の軸方向荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角よりも大きい鋸歯ねじを採用することができる。

前記リターンスプリングとしては、前記ナット部材から突出する方向の軸方向力をアジャストスクリュに付与する圧縮コイルばねを採用してもよく、前記ナット部材から突出する方向の回転力をアジャストスクリュに付与するねじりばねを採用してもよい。

複数の吸気バルブと排気バルブとを有する内燃機関の動弁装置にこの発明を適用する場合、雄ねじと雌ねじが右ねじのラッシュアジャスタと、雄ねじと雌ねじが左ねじのラッシュアジャスタとが混在すると、動弁装置を組み立てる際に、右ねじのラッシュアジャスタと左ねじのラッシュアジャスタとを間違えて逆に組み付けてしまう恐れがある。そのため、前記吸気バルブに対応する各ラッシュアジャスタの雄ねじと雌ねじのねじの巻き方向を統一し、前記排気バルブに対応する各ラッシュアジャスタの雄ねじと雌ねじのねじの巻き方向を統一すると好ましい。

この場合、前記吸気バルブに対応する各ラッシュアジャスタの雄ねじと雌ねじのねじの巻き方向と、前記排気バルブに対応する各ラッシュアジャスタの雄ねじと雌ねじのねじの巻き方向とを反対方向とすることができる。

この発明の動弁装置は、カム従動部材からラッシュアジャスタに伝達する回転力の方向が、アジャストスクリュをナット部材から突出させる方向なので、カム従動部材からラッシュアジャスタに伝達する回転力に起因するバルブリフトロスの問題が生じず、安定したバルブリフト量を得ることができる。また、カム従動部材からラッシュアジャスタへの回転力の伝達を遮断するスペーサ部材が不要なので、構造が単純であり、低コストである。

この発明の第１実施形態の動弁装置を示す正面図 図１のII−II線に沿った拡大断面図 図２のIII−III線に沿った拡大断面図 図２のIV−IV線に沿った拡大断面図 図２に示す動弁装置の変形例を示す図 この発明の第２実施形態の動弁装置を示す正面図 図６のリフタボディ近傍を右方向から見た拡大断面図 図７に示すアジャストスクリュの拡大図 図７に示す動弁装置の変形例を示す図 図９に示すアジャストスクリュの拡大図

図１に、この発明の第１実施形態のＯＨＶ（オーバー・ヘッド・バルブ）エンジンの動弁装置を示す。この動弁装置は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に同調して回転駆動されるカムシャフト１と、上下にスライド可能に支持されたタペット２と、ロッカシャフト３を中心に揺動可能に支持されたロッカアーム４と、タペット２とロッカアーム４の間の動力伝達を行なうプッシュロッド５と、シリンダヘッド６の吸気ポート（または排気ポート）７を開閉するバルブ８とを有する。

バルブ８には、バルブ８から上方に延びるバルブステム９が一体に設けられている。バルブステム９は、シリンダヘッド６に固定された筒状のバルブステムガイド１０で上下にスライド可能に支持されている。バルブステム９の上部外周には、楔状のコッタ１１を介して環状のスプリングリテーナ１２が固定されている。スプリングリテーナ１２の下面とシリンダヘッド６の上面の間には、バルブスプリング１３が組み込まれている。バルブスプリング１３は、スプリングリテーナ１２を介してバルブステム９を上方に付勢し、その付勢力によってバルブ８をバルブシート１４に着座させている。

カムシャフト１には、カム１５が一体に形成されている。カム１５は、ベースサークル１５ｂと、ベースサークル１５ｂに対して隆起したカム山部１５ａとを外周に有する。タペット２は、カム１５の外周に摺接する平坦なカム摺接面２ａを下端に有し、カム１５の輪郭に追従して往復運動するようになっている。

タペット２の上方に配置されたロッカアーム４は、その中央部がロッカシャフト３で支持され、ロッカシャフト３を支点として揺動可能となっている。また、ロッカアーム４の一端部は、ラッシュアジャスタ１６が組み込まれ、ロッカアーム４の他端部は、バルブステム９の上端に接触している。

プッシュロッド５は、その下端に形成された半球状の凸面５ｂが、タペット２の上端に形成された半球状の凹面２ｂで支持されており、タペット２が往復運動したときに、タペット２と共にプッシュロッド５の下端が往復運動するようになっている。プッシュロッド５の上端は、ラッシュアジャスタ１６を介してロッカアーム４の一端部を支持しており、タペット２が上昇したときに、プッシュロッド５がそのタペット２の動力を伝達してロッカアーム４の一端部を押し上げ、ロッカアーム４の他端部がバルブステム９を押し下げるようになっている。ここで、バルブ８のバルブ開閉力は、カム１５からタペット２、プッシュロッド５、ロッカアーム４を順に介してバルブステム９に伝達し、その動力伝達経路の途中にラッシュアジャスタ１６が設けられている。

図２に示すように、ラッシュアジャスタ１６は、雌ねじ１７を内周に有する筒状のナット部材１８と、雌ねじ１７にねじ係合する雄ねじ１９を外周に有するアジャストスクリュ２０と、そのアジャストスクリュ２０をナット部材１８から突出する方向に付勢するリターンスプリング２１とからなる。アジャストスクリュ２０のナット部材１８からの突出端には凸球面２０ａが形成され、その凸球面２０ａがプッシュロッド５の上端に形成された凹球面５ａに当接している。

ナット部材１８は、ロッカアーム４の端部を上下に貫通する嵌合孔２２に挿通して設けられている。ナット部材１８の下端には、ロッカアーム４の下面に当接するフランジ２３が一体に設けられている。図４に示すように、フランジ２３の外周には平坦面２３ａが形成されており、この平坦面２３ａが、ロッカアーム４の下面に形成されたストッパ面４ａに係合してナット部材１８を回り止めしている。ナット部材１８の回り止めは、ナット部材１８とロッカアーム４をピンで連結する等、他の方法で行なってもよい。

図２に示すように、ナット部材１８の嵌合孔２２から上方への突出部分には、ナット部材１８を嵌合孔２２から抜け止めする止め輪２４が装着されている。また、止め輪２４とロッカアーム４の間には、ナット部材１８の軸方向のガタを吸収するために波ばね２５が組み込まれている。

リターンスプリング２１はねじりコイルばねである。リターンスプリング２１は、その下端が、ナット部材１８の外周に形成された係止孔２６に係止し、上端が、図３に示すように、アジャストスクリュ２０の上端に形成された係止溝２７に係止しており、そのねじり変形によって、アジャストスクリュ２０がナット部材１８から下向きに突出する方向の回転力をアジャストスクリュ２０に付与している。

図２に示すように、雄ねじ１９と雌ねじ１７は、アジャストスクリュ２０をナット部材１８内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク２８のフランク角が、遊び側フランク２９のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されている。

雄ねじ１９と雌ねじ１７のリード角をαとし、圧力側フランク２８のフランク角をθとすると、リード角αの大きさは、フランク角θと、雄ねじ１９と雌ねじ１７の間の静摩擦係数μとに対してｔａｎα・ｃｏｓθ＜μを満たすように設定されている。すなわち、圧力側フランク２８のフランク角θと雄ねじ１９と雌ねじ１７のリード角αとによって決定される押込み側の自立摩擦係数（＝ｔａｎα・ｃｏｓθ）は、雄ねじ１９と雌ねじ１７の間の静摩擦係数μよりも小さい。そのため、押し込み方向の静荷重がアジャストスクリュ２０に負荷されたとき、雄ねじ１９と雌ねじ１７の圧力側フランク２８，２８間の摩擦抵抗によってアジャストスクリュ２０の回転が阻止される。

タペット２のカム摺接面２ａの直径は、カム１５の幅よりも大きい。そして、タペット２のカム摺接面２ａの中心は、カム１５のカム山部１５ａの幅方向の中心に対してずらして配置されている。その結果、カム１５が回転したときに、カム山部１５ａとタペット２の間に作用する摩擦力が、タペット２の軸線に対して非対称となり、タペット２に軸線回りの回転力が発生するようになっている。ここで、タペット２とカム１５のずれの方向は、タペット２に発生する回転力の向きが上から見て時計回りとなる方向とされている。

タペット２に発生した回転力は、図１に示す凹面２ｂと凸面５ｂの間の摩擦によってタペット２からプッシュロッド５に伝達し、さらに、図２に示す凹球面５ａと凸球面２０ａの間の摩擦によってプッシュロッド５からアジャストスクリュ２０に伝達する。このとき、アジャストスクリュ２０に伝達する回転力の方向は、上から見て時計回りである。そして、雄ねじ１９と雌ねじ１７のねじの巻き方向は、上から見てアジャストスクリュ２０を時計回りに回転させたときにアジャストスクリュ２０がナット部材１８から下向きに突出する方向、すなわち、右ねじの方向となっている。

次に、上述した動弁装置の動作例を説明する。

エンジンの作動によりカムシャフト１が回転して、カム１５のカム山部１５ａがタペット２を押し上げると、バルブ８がバルブシート１４から離れて、吸気ポート７を開く。このとき、アジャストスクリュ２０に押し込み方向の軸方向荷重が負荷されるが、雄ねじ１９の圧力側フランク２８が雌ねじ１７の圧力側フランク２８で受け止められて、アジャストスクリュ２０の軸方向位置が固定される。

更にカム１５が回転して、カム山部１５ａがタペット２の位置を過ぎると、バルブスプリング１３の付勢力によってバルブステム９が上昇し、バルブ８がバルブシート１４に着座して、吸気ポート７を閉じる。

厳密には、カム１５のカム山部１５ａがタペット２を押し上げるときに、雄ねじ１９と雌ねじ１７の圧力側フランク２８，２８間に僅かな滑りが生じ、その滑りによってアジャストスクリュ２０は押し込み方向に僅かに移動するが、カム山部１５ａがタペット２の位置を過ぎて、押し込み方向の荷重が解除されたときに、アジャストスクリュ２０は、リターンスプリング２１から負荷される荷重によって突出方向に移動し、元の位置に戻る。

冷機時のエンジン始動直後には、動弁装置の構成部材のうち、バルブ（特に排気バルブ）８とバルブステム９が最初に温度上昇して熱膨張するので、他の構成部材との熱膨張差によってバルブ８とバルブシート１４の間に隙間が生じる可能性が生じる。しかし、このとき、カム１５のベースサークル１５ｂがタペット２の位置にあるときにも、バルブスプリング１３の付勢力がアジャストスクリュ２０に作用するため、カム１５のカム山部１５ａがタペット２を押し上げるときのアジャストスクリュ２０の押し込み量よりも、更にカム１５が回転して押し込み方向の荷重が解除されたときのアジャストスクリュ２０の突出量が小さくなる。その結果、カム１５が回転するごとに、アジャストスクリュ２０が押し込み方向に徐々に移動し、バルブ８とバルブシート１４の間に隙間が生じない。

また、バルブステム９とロッカアーム４の接触部や、アジャストスクリュ２０とプッシュロッド５の接触部や、プッシュロッド５とタペット２の接触部や、タペット２とカム１５の接触部などが摩耗したときは、その摩耗した分、動弁装置の構成部材間に隙間が生じ、バルブ８のバルブリフト量が不足する可能性が生じる。しかし、このとき、カム１５のカム山部１５ａがタペット２を押し上げるときのアジャストスクリュ２０の押し込み量よりも、更にカム１５が回転して押し込み方向の荷重が解除されたときのアジャストスクリュ２０の突出量が大きくなる。その結果、カム１５が回転するごとに、アジャストスクリュ２０が突出方向に徐々に移動するので、動弁装置の構成部材間の隙間はゼロに保たれ、バルブ８のバルブリフトロスが生じない。

この動弁装置は、カム１５の幅方向中心とタペット２の中心とをずらして配置することでタペット２に回転力が発生するようにし、タペット２からラッシュアジャスタ１６に伝達する回転力の方向が、アジャストスクリュ２０をナット部材１８から突出させる方向となっているので、タペット２からラッシュアジャスタ１６に伝達する回転力に起因するバルブリフトロスの問題が生じず、安定したバルブリフト量を得ることができる。また、タペット２からラッシュアジャスタ１６への回転力の伝達を遮断するスペーサ部材が不要なので、構造が単純であり、低コストである。

上記実施形態では、雄ねじ１９と雌ねじ１７が右ねじのラッシュアジャスタ１６を組み込んだ動弁装置について説明したが、この発明は、図５に示すように、雄ねじ１９と雌ねじ１７が左ねじのラッシュアジャスタ１６を組み込んだ動弁装置に適用することもできる。この場合、タペット２からアジャストスクリュ２０に伝達する回転力の方向が上から見て反時計回りとなるように、タペット２とカム１５のずれの方向は、タペット２に発生する回転力の向きが上から見て反時計回りとなる方向にする必要がある。

複数の吸気バルブ８を有する内燃機関の動弁装置にこの発明を適用する場合、雄ねじ１９と雌ねじ１７が右ねじのラッシュアジャスタ１６と、雄ねじ１９と雌ねじ１７が左ねじのラッシュアジャスタ１６とが混在すると、動弁装置を組み立てる際に、右ねじのラッシュアジャスタ１６と左ねじのラッシュアジャスタ１６とを間違えて逆に組み付けてしまう恐れがある。そのため、各ラッシュアジャスタ１６の雄ねじ１９と雌ねじ１７のねじの巻き方向を統一すると好ましい。排気バルブ８についても同様である。この場合、吸気側と排気側とでロッカアーム４の寸法もしくは形状を異ならせ、吸気側のラッシュアジャスタ１６のねじの巻き方向と、排気側のラッシュアジャスタ１６のねじの巻き方向とを反対方向とすることができる。

上記実施形態では、アジャストスクリュ２０の押し込み方向の移動量を抑えてバルブリフト量をより安定させるために、ラッシュアジャスタ１６の雄ねじ１９と雌ねじ１７を鋸歯ねじとしているが、雄ねじ１９と雌ねじ１７は、上下対称の三角ねじや台形ねじを採用することも可能である。

また、上記実施形態では、ナット部材１８から突出する方向の回転力をアジャストスクリュ２０に付与するねじりばねとしてねじりコイルばねを採用したが、ねじりコイルばねにかえて、ぜんまいばね等、他のねじりばねを採用してもよい。また、ねじりばねにかえて、ナット部材１８から突出する方向の軸方向力をアジャストスクリュ２０に付与する圧縮コイルばねを採用してもよい。

図６に、この発明の第２実施形態のＤＯＨＣ（ダブル・オーバー・ヘッド・カムシャフト）エンジンの動弁装置を示す。この動弁装置は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に同調して回転駆動されるカムシャフト３１と、カムシャフト３１のカム３２に摺接して往復運動するリフタボディ３３と、シリンダヘッド３４の吸気ポート（または排気ポート）３５を開閉するバルブ３６とを有する。

バルブ３６には、第１実施形態と同様のバルブステム３７が一体に設けられている。バルブステム３７の上部外周にはスプリングリテーナ３８が固定されている。スプリングリテーナ３８は、バルブスプリング３９によって上方に付勢され、その付勢力によってバルブ３６をバルブシート４０に着座させている。

図７に示すように、リフタボディ３３は、シリンダヘッド３４に形成されたガイド孔４１で上下にスライド可能に支持された筒部４２と、その筒部４２の上端に設けられた端板４３とからなり、筒部４２内にバルブステム３７の上端を収容するように配置されている。

端板４３の上面には、カム３２の外周に摺接する平坦なカム摺接面４３ａが形成されており、カム３２の輪郭に追従してリフタボディ３３が往復運動するようになっている。端板４３の下面にはラッシュアジャスタ４４が組み付けられ、リフタボディ３３が往復運動したときに、リフタボディ３３がラッシュアジャスタ４４を介してバルブステム３７を押し下げるようになっている。ここで、バルブ３６のバルブ開閉力は、カム３２からリフタボディ３３を介してバルブステム３７に伝達し、その動力伝達経路の途中にラッシュアジャスタ４４が設けられている。

ラッシュアジャスタ４４は、雌ねじ４５を内周に有する筒状のナット部材４６と、雌ねじ４５にねじ係合する雄ねじ４７を外周に有するアジャストスクリュ４８と、そのアジャストスクリュ４８をナット部材４６から突出する方向に付勢するリターンスプリング４９とからなる。ナット部材４６は、端板４３の下面に止め輪５０で固定されている。

リターンスプリング４９は圧縮コイルばねである。リターンスプリング４９は、上端が端板４３で支持され、下端がアジャストスクリュ４８を押圧しており、その圧縮変形によって、アジャストスクリュ４８がナット部材４６から下向きに突出する方向の軸方向力をアジャストスクリュ４８に付与している。アジャストスクリュ４８のナット部材４６からの突出端は、バルブステム３７の上端に当接している。

雄ねじ４７と雌ねじ４５は、アジャストスクリュ４８をナット部材４６内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク５１のフランク角が、遊び側フランク５２のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されている（図８参照）。

図７に示すように、リフタボディ３３のカム摺接面４３ａの直径は、カム３２の幅よりも大きい。そして、リフタボディ３３のカム摺接面４３ａの中心は、カム３２の幅方向の中心に対してずらして配置されている。その結果、カム３２が回転したときに、カム山部３２ａとリフタボディ３３の間に作用する摩擦力が、リフタボディ３３の軸線に対して非対称となり、リフタボディ３３に軸線回りの回転力が発生するようになっている。ここで、リフタボディ３３とカム３２のずれの方向は、リフタボディ３３に発生する回転力の向きが上から見て時計回りとなる方向とされている。

リフタボディ３３に発生した回転力は、リフタボディ３３からナット部材４６に伝達する。このとき、ナット部材４６に伝達する回転力の方向は、上から見て時計回りである。そして、雄ねじ４７と雌ねじ４５のねじの巻き方向は、上から見てナット部材４６を時計回りに回転させたときにアジャストスクリュ４８がナット部材４６から下向きに突出する方向、すなわち、左ねじの方向となっている（図８参照）。

次に、上述した動弁装置の動作例を説明する。

エンジンの作動によりカムシャフト３１が回転して、カム３２のカム山部３２ａがリフタボディ３３を押し下げると、バルブ３６がバルブシート４０から離れて、吸気ポート３５を開く。このとき、アジャストスクリュ４８に押し込み方向の軸方向荷重が負荷されるが、雄ねじ４７の圧力側フランク５１が雌ねじ４５の圧力側フランク５１で受け止められて、アジャストスクリュ４８の軸方向位置が固定される。

更にカム３２が回転して、カム山部３２ａがリフタボディ３３の位置を過ぎると、バルブスプリング３９の付勢力によってバルブステム３７が上昇し、バルブ３６がバルブシート４０に着座して、吸気ポート３５を閉じる。

厳密には、カム３２のカム山部３２ａがリフタボディ３３を押し下げるときに、雄ねじ４７と雌ねじ４５の圧力側フランク５１，５１間に僅かな滑りが生じ、その滑りによってアジャストスクリュ４８は押し込み方向に僅かに移動するが、カム山部３２ａがリフタボディ３３の位置を過ぎて、押し込み方向の荷重が解除されたときに、アジャストスクリュ４８は、リターンスプリング４９から負荷される荷重によって突出方向に移動し、元の位置に戻る。

そして、第１実施形態と同様、動弁装置の熱膨張などによって動弁装置の構成部材間の隙間が変化すると、その隙間の変化に応じて、アジャストスクリュ４８がナット部材４６内を回転しながら軸方向に移動することで、動弁装置の構成部材間の隙間を調整する。

この動弁装置は、カム３２の幅方向中心とリフタボディ３３の中心とをずらして配置することでリフタボディ３３に回転力が発生するようにし、リフタボディ３３からラッシュアジャスタ４４に伝達する回転力の方向が、アジャストスクリュ４８をナット部材４６から突出させる方向となっているので、リフタボディ３３からラッシュアジャスタ４４に伝達する回転力に起因するバルブリフトロスの問題が生じず、安定したバルブリフト量を得ることができる。また、リフタボディ３３からラッシュアジャスタ４４への回転力の伝達を遮断するスペーサ部材が不要なので、構造が単純であり、低コストである。

上記実施形態では、雄ねじ４７と雌ねじ４５が左ねじのラッシュアジャスタ４４を組み込んだ動弁装置について説明したが、図９，１０に示すように、雄ねじ４７と雌ねじ４５が右ねじのラッシュアジャスタ４４を組み込むこともできる。この場合、リフタボディ３３とカム３２のずれの方向は、リフタボディ３３に発生する回転力の向きが上から見て反時計回りとなる方向とする。

雄ねじ４７と雌ねじ４５が右ねじのラッシュアジャスタ４４と、雄ねじ４７と雌ねじ４５が左ねじのラッシュアジャスタ４４とが混在すると、動弁装置を組み立てる際に、右ねじのラッシュアジャスタ４４と左ねじのラッシュアジャスタ４４とを間違えて逆に組み付けてしまう恐れがある。そのため、吸気側の各ラッシュアジャスタ４４の雄ねじ４７と雌ねじ４５のねじの巻き方向を統一すると好ましい。排気側についても同様である。この場合、吸気側と排気側とでリフタボディ３３の寸法もしくは形状を異ならせ、吸気側のラッシュアジャスタ４４のねじの巻き方向と、排気側のラッシュアジャスタ４４のねじの巻き方向とを反対方向とすることもできる。

１ カムシャフト
２ タペット
２ａ カム摺接面
４ ロッカアーム
５ プッシュロッド
８ バルブ
９ バルブステム
１５ カム
１６ ラッシュアジャスタ
１７ 雌ねじ
１８ ナット部材
１９ 雄ねじ
２０ アジャストスクリュ
２１ リターンスプリング
２８ 圧力側フランク
２９ 遊び側フランク
３１ カムシャフト
３２ カム
３３ リフタボディ
３４ シリンダヘッド
３６ バルブ
３７ バルブステム
４１ ガイド孔
４２ 筒部
４３ 端板
４３ａ カム摺接面
４４ ラッシュアジャスタ
４５ 雌ねじ
４６ ナット部材
４７ 雄ねじ
４８ アジャストスクリュ
４９ リターンスプリング
５１ 圧力側フランク
５２ 遊び側フランク

Claims (10)

1. 回転駆動されるカムシャフト（１）と、そのカムシャフト（１）のカム（１５）に摺接して往復運動するカム従動部材（２）と、前記カム（１５）からカム従動部材（２）を介して吸気バルブ（８）または排気バルブ（８）のバルブステム（９）にバルブ開閉力を伝達する動力伝達経路の途中に設けられたラッシュアジャスタ（１６）とを有し、そのラッシュアジャスタ（１６）は、雌ねじ（１７）を内周に有するナット部材（１８）と、前記雌ねじ（１７）にねじ係合する雄ねじ（１９）を外周に有するアジャストスクリュ（２０）と、そのアジャストスクリュ（２０）をナット部材（１８）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（２１）とからなる内燃機関の動弁装置において、
   前記カム（１５）の幅方向中心と前記カム従動部材（２）の中心とをずらして配置することでカム従動部材（２）に回転力が発生するようにし、その回転力が前記ラッシュアジャスタに伝達するように前記動力伝達経路を構成し、ラッシュアジャスタ（１６）に伝達する前記回転力の方向が前記アジャストスクリュ（２０）をナット部材（１８）から突出させる方向となるように前記雄ねじ（１９）と雌ねじ（１７）の巻き方向を選択したことを特徴とする内燃機関における動弁装置。
2. 前記カム従動部材は、前記カム（１５）に摺接するカム摺接面（２ａ）を下端に有する上下にスライド可能に支持されたタペット（２）であり、そのタペット（２）の上方に中央部を支点として揺動可能に支持されたロッカアーム（４）を設け、前記タペット（２）から動力を伝達して前記ロッカアーム（４）の一端部を押し上げるプッシュロッド（５）を設け、前記ロッカアーム（４）の他端部で前記バルブステム（９）を押し下げるようにした請求項１に記載の内燃機関における動弁装置。
3. 前記ラッシュアジャスタ（１６）は、前記ロッカアーム（４）のプッシュロッド（５）で押し上げられる側の端部に、前記アジャストスクリュ（２０）のナット部材（１８）からの突出方向が下向きとなるように組み込まれ、そのアジャストスクリュ（２０）のナット部材（１８）からの突出端を前記プッシュロッド（５）の上端に当接させた請求項２に記載の内燃機関における動弁装置。
4. 前記カム従動部材は、シリンダヘッド（３４）に形成されたガイド孔（４１）で上下にスライド可能に支持された筒部（４２）と、その筒部（４２）の上端に設けられた端板（４３）とからなるリフタボディ（３３）であり、前記カム（３２）に摺接するカム摺接面（４３ａ）を前記端板（４３）の上面に設け、前記筒部（４２）内に前記バルブステム（３７）の上端を配置し、前記カム（３２）がリフタボディ（３３）を介して前記バルブステム（３７）を押し下げるようにした請求項１に記載の内燃機関における動弁装置。
5. 前記ラッシュアジャスタ（４４）は、前記端板（４３）の下面に前記アジャストスクリュ（４８）のナット部材（４６）からの突出方向が下向きとなるように組み付けられ、そのアジャストスクリュ（４８）のナット部材（４６）からの突出端を前記バルブステム（３７）の上端に当接させた請求項４に記載の内燃機関における動弁装置。
6. 前記ラッシュアジャスタ（１６）の雄ねじ（１９）と雌ねじ（１７）は、アジャストスクリュ（２０）をナット部材（１８）内に押し込む方向の軸方向荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク（２８）のフランク角が遊び側フランク（２９）のフランク角よりも大きい鋸歯ねじである請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関における動弁装置。
7. 前記リターンスプリング（４９）は、前記ナット部材（４６）から突出する方向の軸方向力をアジャストスクリュ（４８）に付与する圧縮コイルばねである請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関における動弁装置。
8. 前記リターンスプリング（２１）は、前記ナット部材（１８）から突出する方向の回転力をアジャストスクリュ（２０）に付与するねじりばねである請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関における動弁装置。
9. 複数の前記吸気バルブ（８）と排気バルブ（８）とを有し、前記吸気バルブ（８）に対応する各ラッシュアジャスタ（１６）の雄ねじ（１９）と雌ねじ（１７）のねじの巻き方向を統一し、前記排気バルブ（８）に対応する各ラッシュアジャスタ（１６）の雄ねじ（１９）と雌ねじ（１７）のねじの巻き方向を統一した請求項１から８のいずれかに記載の内燃機関における動弁装置。
10. 前記吸気バルブ（８）に対応する各ラッシュアジャスタ（１６）の雄ねじ（１９）と雌ねじ（１７）のねじの巻き方向と、前記排気バルブ（８）に対応する各ラッシュアジャスタ（１６）の雄ねじ（１９）と雌ねじ（１７）のねじの巻き方向とを反対方向とした請求項９に記載の内燃機関における動弁装置。

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