JP3378699B2 - 内燃機関の休止機構付き動弁機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動弁機構に
関し、詳しくは複数の吸排気弁のうちの所望の吸排気弁
を所定時に休止させる機構を備えた動弁機構に係るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種の休止機構付き動弁機構は、内燃
機関の実使用時における燃料消費量を低減するのに有効
である。本出願人は、特開昭６３−１６１１２号公報に
おいて、図７及び図８に示すように、倒立カップ状のリ
フタ５１とは別体に形成した軽合金又は合成樹脂製のピ
ストンガイド５２をそのリフタ５１の内部に組付け、そ
のピストンガイド５２に形成したシリンダ孔５３に略丸
棒状のピストン５４を往復動可能に嵌挿してなる休止機
構付き動弁機構を提案した。このピストン５４に透設し
たステム孔５５に吸排気弁５６のステム端部５７が進入
したときに、そのステム孔５５によってバルブストロー
クが吸収され、吸排気弁５６が休止状態となるように構
成したものである。なお、類似の技術として、実開昭６
１−１３４５０４号公報に開示されたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記動弁機構において
は、ピストン５４の高さを少なくともバルブストローク
分にする必要があり、動弁機構が高さ方向に嵩張るとい
う問題があった。

【０００４】そこで、本出願人は、特願平６−２２５９
５５号（本願出願時において未公開）において、図９に
示すように、ピストン６４に吸排気弁６６のステム端部
６７が進入可能な第一進入孔６５を設け、リフタ６１の
端壁に第一進入孔６５への進入を経たステム端部６７が
続いて進入可能な第二進入孔６９を設けてなる休止機構
付き動弁機構を提案している。この先行例の動弁機構に
よれば、ピストン６４を薄肉板形状に形成でき、動弁機
構を高さ方向にコンパクト化することができた。

【０００５】しかし、バルブクリアランスを調整するた
めには、適当な厚さのアウターシム６８を選択してリフ
タ６１の端壁に装着する必要があり、そうすると上記コ
ンパクト化にも拘らず、高さ方向に嵩張り、重量も増加
するという問題があった。

【０００６】また、略円板状のピストンガイド６２の上
面にシリンダ溝６３を凹設し、該シリンダ溝６３にピス
トン６４を摺動可能に挿入し、リフタ６１の内部にピス
トンガイド６２を圧入固定していたため、その圧入によ
り、ピストンガイド６２はシリンダ溝６３が狭くなる方
向に圧縮変形し、シリンダ溝６３とピストン６４との間
のクリアランスは無くなる方向に変化し、ピストン６４
が円滑に摺動しなくなって作動不良になる可能性があっ
た。

【０００７】本発明の第一の目的は、上記課題を解決
し、バルブクリアランスを調整できるにも拘らず、高さ
方向にコンパクトに形成でき、軽量化を図ることもでき
る休止機構付き動弁機構を提供することにある。本発明
の第二の目的は、組付時の圧入に起因する休止機構の作
動不良を防止することができる休止機構付き動弁機構を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第一の発明の動弁機構は、シリンダヘッドのリフタ
ガイド穴に摺動可能に挿入されてカムのカム作用を吸排
気弁に伝達する倒立カップ状のリフタと、リフタの内部
で吸排気弁の軸芯方向と略直交する方向に往復動するピ
ストンとを備え、ピストンに吸排気弁のステム端部が進
入可能な第一進入孔を設け、ピストンを変位させたとき
にステム端部が当接するピストン下面のステム端部当接
部位に所定深さの調整凹部を凹設して同ステム端部当接
部位の厚さを調整することにより、バルブクリアランス
を調整するようにしたことを特徴としている。

【０００９】また、第二の発明の動弁機構は、シリンダ
ヘッドのリフタガイド穴に摺動可能に挿入されてカムの
カム作用を吸排気弁に伝達する倒立カップ状のリフタ
と、リフタの内部で吸排気弁の軸芯方向と略直交する方
向に往復動するピストンとを備え、ピストンに吸排気弁
のステム端部が進入可能な第一進入孔を設け、リフタの
端壁の厚さを調整することにより、バルブクリアランス
を調整するようにしたことを特徴としている。

【００１０】また、第三の発明の動弁機構は、第一の発
明において、リフタの端壁の下面にシリンダ溝を凹設
し、シリンダ溝にピストンを摺動可能に挿入し、ピスト
ンをシリンダ溝から外れないようにするピストンガイド
をリフタの内部に圧入固定したことを特徴としている。

【００１１】第一、第二及び第三の発明において、ピス
トンは薄肉板形状に形成することが好ましい。

【００１２】第一及び第二の発明において、リフタの端
壁に第一進入孔への進入を経たステム端部が続いて進入
可能な第二進入孔を設けることが好ましい。また、カム
に第二進入孔への進入を経たステム端部が続いて進入可
能な進入溝を設けることもできる。

【００１３】第三の発明において、リフタの端壁に第一
進入孔への進入を経たステム端部が続いて進入可能な第
二進入孔を設けることが好ましい。また、リフタの端壁
にアウターシムを装着し、アウターシムに第二進入孔へ
の進入を経たステム端部が続いて進入可能な第三進入孔
を設けることもできる。また、カムに第二進入孔又は第
三進入孔への進入を経たステム端部が続いて進入可能な
進入溝を設けることもできる。

【００１４】第一の発明における「ピストンのステム端
部当接部位の厚さを調整する」具体的手段としては、次
の手段を例示できる。 各種厚さのステム端部当接部位を有する多数のピス
トンを用意しておき、そこから適当なピストンを選択し
てリフタの内部に装着する。 各種厚さのステム端部当接部位を有するピストンを
それぞれリフタの内部に装着して、多数のリフタを用意
しておき、そこから適当なリフタを選択する。 リフタの内部に装着したピストンのステム端部当接
部位に、各種厚さのインナーシムを選択して嵌める。

【００１５】第二の発明における「リフタの端壁の厚さ
を調整する」具体的手段としては、リフタの端壁の上面
を機械加工（切削、研削、研磨等）、化学加工（エッチ
ング等）又は特殊加工（放電加工等）する方法を例示で
きる。

【００１６】第三の発明におけるリターンスプリングと
しては、背の低いねじりコイルばね、板ばね等を例示で
きる。ねじりコイルばねとは、ばね線材をコイル状に巻
くとともにその両端を伸ばしてなり、ねじり方向に弾性
を発揮するばねをいう。リターンスプリング取付溝に対
してリターンスプリングを止めるための外れ防止手段を
設けることも好ましい。

【００１７】さらに、第三の発明において、リフタの端
壁の下面にリターンスプリング取付溝を凹設し、該リタ
ーンスプリング取付溝にピストンを一方向へ付勢するリ
ターンスプリングを嵌着することもできる。

【００１８】

【作用】本発明の動弁機構において、吸排気弁の休止時
には、ステム端部がピストンの第一進入孔へ進入し、バ
ルブストロークが吸収される。また、吸排気弁の作動時
には、ステム端部がピストンのステム端部当接部位に当
接する。

【００１９】そして、第一の発明では、ピストンのステ
ム端部当接部位の厚さを調整することによりバルブクリ
アランスを調整し、第二の発明では、リフタの端壁の厚
さを調整することによりバルブクリアランスを調整する
ので、いずれもアウターシムが不要になり、動弁機構を
高さ方向にコンパクトに形成できる。また、動弁機構を
軽量化できるため、内燃機関の高速回転に対する動弁機
構の追従性が向上する。

【００２０】また、第三の発明の動弁機構では、リフタ
の端壁の下面にシリンダ溝を凹設し、シリンダ溝にピス
トンを摺動可能に挿入し、ピストンガイドをリフタの内
部に圧入固定したので、その圧入により、リフタの端壁
はシリンダ溝が広くなる方向に拡張変形する。従って、
シリンダ溝とピストンとの間のクリアランスが無くなる
方向に変化することはなく、ピストンは円滑に摺動す
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を具体化した内燃機関の休止機
構付き動弁機構の実施例について、図面を参照して説明
する。

【００２２】まず、図１〜図５は第一実施例の休止機構
付き動弁機構を示す。図１及び図３は同動弁機構の全体
を示し、内燃機関のシリンダヘッド１には上部から順に
リフタガイド穴２、バルブスプリング室３及び流気路４
が穿設され、バルブスプリング室３と流気路４との境壁
にはパイプ状のバルブガイド５が装着されている。バル
ブガイド５には吸排気弁６のステム部７が摺動可能に嵌
挿され、このステム部７はリフタガイド穴２内にまで延
びている。ステム部７の上端のステム端部７ａよりやや
下部には、リテーナ８がコッタ９を介して取付けられて
おり、このリテーナ８とバルブスプリング室３の内底部
との間には、吸排気弁６を上方へ付勢するためのバルブ
スプリング１０が介装されている。

【００２３】リフタガイド穴２内には、図４に示すよう
な上端の端壁１２と周囲の周壁１３とからなる倒立カッ
プ状のリフタ１１が摺動可能に挿入されている。端壁１
２の中央部にはステム端部７ａが進入可能な円形の第二
進入孔１４が上下方向に貫設されている。端壁１２の上
面はカム１９と摺接するようになっており、カム１９の
幅は第二進入孔１４の直径より大きいため、カム１９が
第二進入孔１４に進入することはない。また、周壁１３
の外周面の図における右端部にはリフタ油溝１５が形成
され、さらに周壁１３にはこのリフタ油溝１５と後述す
るピストンガイド油溝２５とを連通させるリフタ第一連
通孔１６が透設されている。

【００２４】リフタ１１の内部には、周壁２０１付きの
略円板状をなすアルミニウム合金製のピストンガイド２
０が圧入固定され、その平らな上面が端壁１２に接して
いる。周壁２０１の下端面とバルブスプリング室３の底
段部との間には、ロストモーションスプリング２１が介
装され、ピストンガイド２０を上方へ弱く付勢してい
る。

【００２５】端壁１２の下面には、ステム部７の軸芯方
向と直交する方向に延びる浅いシリンダ溝２２が凹設さ
れるとともに、このシリンダ溝２２の図における左端部
の両側には、シリンダ溝２２より深い一対のリターンス
プリング取付溝２３が凹設されている。シリンダ溝２２
はピストンガイド２０の上面と共にシリンダ穴を構成し
ている。ピストンガイド２０の中央部にはステム端部７
ａが常に挿入する上下方向のステム孔２４が貫設され、
このステム孔２４はシリンダ溝２２と交差している。ま
た、ピストンガイド２０の図における右端部には、前記
リフタ第一連通孔１６と連通するピストンガイド油溝２
５が形成されている。さらに、端壁１２の図における右
端部には、ピストンガイド油溝２５と後述する圧力室３
２とを連通させるリフタ第二連通孔２６が透設されてい
る。なお、ピストンガイド２０の周壁２０１はリフタ１
１の周壁１３に圧接していて、その間のシール性は高い
ので、ピストンガイド油溝２５内の油圧低下を防止でき
る。

【００２６】シリンダ溝２２には、偏平形状のピストン
３０が左右方向に摺動可能に挿入されている。ピストン
３０の図における左端面は平面円弧状に形成され、図に
おける右端面はシリンダ溝２２の右端面と同じく平面隅
丸状に形成されている。前記一対のリターンスプリング
取付溝２３には、ばね線材をコイル状に巻くとともにそ
の両端を平面から見て交差するようにＶ字状に伸ばして
なる背の低いねじりコイルばねを用いた一対のリターン
スプリング３１が嵌着され、各々のリターンスプリング
３１の一端がピストン３０の左端面に当接し、他端がリ
ターンスプリング取付溝２３の図における左端面に当接
することにより、ピストン３０を右方向へ付勢してい
る。このリターンスプリング３１は背を低く形成できる
ので、高さ方向のスペースを最小限にするのに適してい
る。

【００２７】一方、ピストン３０の右端面とシリンダ溝
２２の右端面との間は圧力室３２となっており、リフタ
油溝１５→リフタ第一連通孔１６→ピストンガイド油溝
２５→リフタ第二連通孔２６→圧力室３２の経路でエン
ジンオイルが圧送されたときに、ピストン３０がリター
ンスプリング３１の反発力に抗して左方向に変位し、ま
た、圧力室３２から逆の経路でエンジンオイルが排出さ
れたときに、ピストン３０がリターンスプリング３１の
反発力によって右方向に変位するようになっている。

【００２８】ピストン３０の右部には、ステム端部７ａ
が進入可能な円形の第一進入孔３３が上下方向に貫設さ
れている。そして、ピストン３０を上記のようにして左
方向に変位させたときに、第一進入孔３３はステム孔２
４及び第二進入孔１４と合致し、これらにステム端部７
ａが進入するようになっている。また、ピストン３０を
上記のようにして右方向に変位させたときに、第一進入
孔３３はステム孔２４及び第二進入孔１４と食違い、ス
テム端部７ａはピストン３０の下面に当接するようにな
っている。このピストン３０のステム端部当接部位には
所定深さの調整凹部３４が凹設され、同部位の厚さを調
整することによりバルブクリアランスを調整できるよう
になっている。

【００２９】なお、カム１９のノーズ部の幅方向中央部
には、第二進入孔１４への進入を経たステム端部７ａが
続いて進入可能な進入溝４１が形成されている。

【００３０】シリンダヘッド１にはリフタ油溝１５へ開
口する油流路３５が設けられ、その油流路３５へは、エ
ンジンオイルがポンプ３６により、切換弁３７を途中に
有する給油管３８を通じて供給されるようになってい
る。また、圧力室３２からは、エンジンオイルが切換弁
３７と排油管３９とを経由してオイルパン４０に排出さ
れるようになっている。なお、切換弁３７はコンピュー
タ（図示略）により制御される。

【００３１】本実施例の休止機構付き動弁機構は、次の
ように作用する。まず、内燃機関の高負荷時に吸排気弁
６を作動させるときは、切換弁３７はコンピュータの指
令により圧力室３２とオイルパン４０とが連通するよう
に切換えられている。そのため、図１及び図２に示すよ
うに、圧力室３２には圧力がかからないので、リターン
スプリング３１の付勢力によりピストン３０は右方向ヘ
変位する。この状態でカム１９が回転すると、リフタ１
１、ピストンガイド２０及びピストン３０を介し、この
ピストン３０の下面（調整凹部３４）に当接したステム
端部７ａが下方へ押されて、吸排気弁６が開かれたり、
バルブスプリング１０の付勢力で、吸排気弁６が閉じら
れたりする。

【００３２】この際のバルブクリアランスは、次のよう
にして調整できる。 各種深さの調整凹部３４によって各種厚さのステム
端部当接部位を有する多数のピストン３０を用意してお
き、そこから適当なピストン３０を選択してリフタ１１
のシリンダ溝２２に挿入し、ピストンガイド２０を圧入
する。 各種深さの調整凹部３４によって各種厚さのステム
端部当接部位を有するピストン３０をそれぞれリフタ１
１のシリンダ溝２２に挿入するとともに、ピストンガイ
ド２０を圧入して、多数のリフタ１１を用意しておき、
そこから適当なリフタ１１を選択する。

【００３３】次に、内燃機関の低負荷時に吸排気弁６を
休止させるときは、切換弁３７がコンピュータの指令に
より圧力室３２とポンプ３６とが連通するように切換え
られる。そのため、図３及び図４に示すように、前記経
路で圧力室３２にエンジンオイルが圧送されて圧力がか
かるので、ピストン３０は左方向に変位する。すると、
ステム端部７ａは、ピストン３０の下面から外れて第一
進入孔３３へ進入し、続いて第二進入孔１４へ進入し、
続いて進入溝４１へ進入し得るようになる。この状態で
カム１９が回転すると、リフタ１１、ピストンガイド２
０及びピストン３０は下方へ押されるが、ステム端部７
ａは前記のように第一進入孔３３、第二進入孔１４及び
進入溝４１へ進入する。また、ロストモーションスプリ
ング２１は自身の圧縮と復帰を繰返すだけで、バルブス
プリング１０を圧縮させることはない。このため、カム
１９のカム作用は吸排気弁６に伝達されず、バルブスト
ロークは吸収され、その吸排気弁６は休止状態となる。

【００３４】以上のように、本実施例の休止機構付き動
弁機構によれば、第一進入孔３３、第二進入孔１４及び
進入溝４１によってバルブストロークを吸収するので、
ピストンのステム孔のみによってバルブストロークを吸
収していた図７及び図８の従来例と比べて、ピストン３
０の高さを低くでき、動弁機構を高さ方向にコンパクト
に形成できる。さらに、アウターシムを廃止し、ピスト
ン３０の厚さによってバルブクリアランスを調整するの
で、アウターシムを用いていた図９の先行例と比べて、
動弁機構をアウターシム分だけコンパクトに形成でき
る。また、動弁機構を軽量化できるため、内燃機関の高
速回転に対する動弁機構の追従性が向上する。

【００３５】また、リフタ１１の端壁１２の下面にシリ
ンダ溝２２を凹設し、シリンダ溝２２にピストン３０を
摺動可能に挿入し、ピストンガイド２０をリフタ１１の
内部に圧入固定したので、その圧入により、リフタ１１
の端壁１２はシリンダ溝２２が広くなる方向に拡張変形
する。従って、シリンダ溝２２とピストン３０との間の
クリアランス２７（図２）は増加はしても無くなる方向
に変化することはなく、ピストン３０は円滑に摺動す
る。また、ピストンガイド２０にシリンダ溝やリターン
スプリング取付溝を形成しなくてもよいことから、図９
の先行例と比べて、ピストンガイド２０の薄肉化及び軽
量化が可能である。なお、単にアウターシムを廃止し、
端壁１２の下面にシリンダ溝２２を凹設しただけでは、
リフタ１１の強度が低下するため、シリンダ溝２２の周
囲の肉を厚くして、必要な強度を確保している。

【００３６】次に、図６に示す第二実施例の休止機構付
き動弁機構は、ピストン３０のステム端部当接部位に調
整凹部を形成するのではなく、リフタ１１の端壁１２の
厚さを調整することにより、バルブクリアランスを調整
するようにした点においてのみ、第一実施例と相違して
いる。具体的には、端壁１２の上面を切削加工して、端
壁１２の厚さを調整する。この実施例によっても第一実
施例と同様の効果が得られる。

【００３７】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から
逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもでき
る。 （１）吸排気弁６の作動用の油圧回路と休止用の油圧回
路とを各々設け、その油圧によりピストン３０を双方向
に高速で変位させること。 （２）カム１９の進入溝４１を廃止して、ステム端部７
ａが端壁１２の第二進入孔１４から突出しないようにす
ること。 （３）端壁１２の第二進入孔１４を廃止して、ピストン
３０の第一進入孔３３のみによってバルブストロークを
吸収すること。これにより、ピストン３０の高さは高く
なるが、アウターシムの廃止によるコンパクト化は可能
である。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１記載の発明
に係る休止機構付き動弁機構によれば、バルブクリアラ
ンスを調整できるにも拘らず、高さ方向にコンパクトに
形成でき、軽量化を図ることもできる。

【００３９】上記の効果に加え、請求項２又は３記載の
発明に係る休止機構付き動弁機構によれば、組付時の圧
入に起因する休止機構の作動不良を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第一実施例の動弁機構の吸
排気弁作動時における断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】同動弁機構の吸排気弁休止時における断面図で
ある。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】同動弁機構のカムの側面図である。

【図６】第二実施例の動弁機構の吸排気弁作動時におけ
る断面図である。

【図７】従来例の動弁機構を示す断面図である。

【図８】同動弁機構を別の切断方向によって示す断面図
である。

【図９】本発明に先立つ先行例の動弁機構を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ２ リフタガイド穴 ６ 吸排気弁 １１ リフタ １２ 端壁 １４ 第二進入孔 １９ カム ２０ ピストンガイド ２２ シリンダ溝 ２３ リターンスプリング取付溝 ３０ ピストン ３１ リターンスプリング ３３ 第一進入孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 13/00 302 H01L 1/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドのリフタガイド穴に摺動
   可能に挿入されてカムのカム作用を吸排気弁に伝達する
   倒立カップ状のリフタと、前記リフタの内部で前記吸排
   気弁の軸芯方向と略直交する方向に往復動するピストン
   とを備え、前記ピストンに前記吸排気弁のステム端部が
   進入可能な第一進入孔を設け、前記ピストンを変位させ
   たときに前記ステム端部が当接するピストン下面のステ
   ム端部当接部位に所定深さの調整凹部を凹設して同ステ
   ム端部当接部位の厚さを調整することにより、バルブク
   リアランスを調整するようにしたことを特徴とする内燃
   機関の休止機構付き動弁機構。
2. 【請求項２】 前記リフタの端壁の下面にシリンダ溝を
   凹設し、前記シリンダ溝に前記ピストンを摺動可能に挿
   入し、前記ピストンを前記シリンダ溝から外れないよう
   にするピストンガイドを前記リフタの内部に圧入固定し
   たことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の休止機構
   付き動弁機構。
3. 【請求項３】 前記リフタの端壁の下面にリターンスプ
   リング取付溝を凹設し、前記リターンスプリング取付溝
   に前記ピストンを一方向へ付勢するリターンスプリング
   を嵌着したことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の
   休止機構付き動弁機構。