JP3814462B2

JP3814462B2 - 内燃機関のバルブリフタ

Info

Publication number: JP3814462B2
Application number: JP2000159487A
Authority: JP
Inventors: 博昭今井; 宏一上原; 誠次鶴田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: DE60121859D1; DE60121859T2; EP1160420A2; JP2001342810A; EP1160420B1; US20010047782A1; EP1160420A3; US6397806B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸排気バルブとこのバルブを押圧するカムとの間に介装されるバルブリフタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の内燃機関のバルブリフタとしては、特開平９−２８７４２８号公報に記載されているものが知られている。この従来例の内燃機関のバルブリフタは、図６に示すように、有底円筒状のリフタ本体１００の頂部壁１０１の上面に凹部を設け、この凹部にバルブクリアランス調整用のシム１０２を収容した内燃機関のバルブリフタであって、前記シム１０２と、凹部の底壁の対応する位置に夫々貫通孔１０３を形成すると共に、凹部の底壁上面に、このシム１０２と凹部の各貫通孔１０３、１０３を連通する環状溝１０４を形成し、シム１０２の上面に滴下した潤滑油を、シム１０２と凹部の貫通孔１０３を通してスプリングリテーナ１０５に滴下させ、バルブスプリング１０６の作動でスプリングリテーナ１０５から跳ね上げられた潤滑油をバルブステム１０７とバルブリフタとの接触部に供給するようにしたものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の内燃機関のバルブリフタにあっては、上述のように、バルブクリアランス調整用のシム１０２は、バルブリフタ本体１００に対して別体に設けられたものであるため、カム１０８の回転に伴う該カム１０８と調整シム１０２との間の摺動部に生じるフリクションによってこの調整シム１０２だけが回転し、バルブリフタ本体１００自体は回転しない。即ち、調整シム１０２が回転する際に該調整シム１０２とバルブリフタ本体１００との間のフリクションにより、バルブリフタ本体１００にも回転力が伝達されるが、バルブリフタ本体１００外周と該バルブリフタ本体１００の摺動をガイドするシリンダヘッド１０９のガイド孔との間のフリクションの方が大きいため、バルブリフタ本体１００はほとんど回転せず、潤滑油がほぼ一定した個所に滴下されることになる。
ここで、バルブリフタが傾斜して配置されていて、貫通孔１０３の出口が最下端部に位置した状態でバルブリフタが回転しなかった場合においては、貫通孔１０３の出口からの潤滑油のほとんどがバルブリフタの内面に伝わって滴下してしまい、例えスプリングリテーナ１０５に滴下してもごく少量となり、従って、バルブステム１０７とバルブリフタとの接触部分およびスプリングリテーナ１０５の潤滑が十分に行えなくなってしまうことがあるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、バルブリフタが傾斜して配置されていても、バルブステムとバルブリフタとの接触部分およびスプリングリテーナ部分の潤滑が十分に行える内燃機関のバルブリフタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、シリンダヘッドに対し摺動する円筒状本体部と該円筒状本体部の上面開口部を閉塞すると共にカムが当接する頂部壁とで構成され、該頂部壁の下面軸心部に当接し重力方向に対し傾斜状に配置されるバルブステムに取り付けられバルブスプリングの上端部を支持するスプリングリテーナを内包するバルブリフタを有する内燃機関のバルブリフタ潤滑装置において、前記バルブリフタは一部材により一体に形成され、前記バルブリフタ内面における前記頂部壁と前記円筒状本体部の内面との間に接続形成された円弧状部と、前記頂部壁に貫通して開口された潤滑油供給孔と、を有し、前記カムの回転に基づいて発生するフリクションによりバルブリフタ自体が回転しこの回転により前記潤滑油供給孔の出口が回転するように構成され、前記潤滑油供給孔は、前記円弧状部よりも前記円筒状本体部の軸心部側であって、かつ、前記カムシャフトのカムが前記潤滑油供給孔を通過する際の面圧が、前記潤滑油供給孔以外を通過する際の最大面圧を越えない位置に形成され、前記スプリングリテーナが円筒状本体部に収納されると共に、前記潤滑油供給孔と前記スプリングリテーナとが軸方向に重なるように配置されていることとした。
【０００７】
請求項２記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、請求項１または２に記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置において、前記潤滑油供給孔が前記円弧状部に接する状態で形成されていることとした。
【０００８】
請求項３記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、請求項１または２に記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置において、前記潤滑油供給孔が前記頂部壁の平面部を貫通すると共に前記円弧状部分に接する状態で形成されていることとした。
【０００９】
請求項４記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、請求項３に記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置において、前記潤滑油供給孔が前記頂部壁の円周方向対象位置に複数設けられていることとした。
【００１０】
請求項５記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、請求項１ないし４いずれかに記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置において、前記潤滑油供給孔の入口の開口縁部が円弧状に形成されていることとした。
【００１３】
【作用】
この発明請求項１記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、上述のように構成したことで、カムが潤滑油供給孔を通過する際の面圧を小さくしつつ、潤滑油の大部分がスプリングリテーナに滴下され、これにより、バルブステムとバルブリフタとの接触部分およびスプリングリテーナ部分の潤滑が十分に行えるようになる。
【００１４】
また、上述のように、バルブリフタ部分が１部材により一体に形成されているため、バルブリフタを回転させることができるようになる。また、従来例におけるようにシムを備えないため、部品点数およびシ厶をバルブリフタに固定するための工数を削減できるようになる。
【００１５】
また、上述のように、潤滑油供給孔は少なくとも円弧状部分には開口していないため、潤滑油がバルブリフタの内面に伝わって滴下するのを、さらに防止することができるようになる。
【００１６】
請求項２記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、上述のように、潤滑油供給孔が円弧状部分に接する状態で形成されることにより、潤滑油がバルブリフタの内面に伝わって滴下するのを防止可能な範囲で潤滑油供給孔の入口を最大限に外周縁部に位置させることができ、これにより、カムが潤滑油供給孔の入口に接する際の面圧上昇を極力小さくすることができるようになる。
【００１７】
請求項３記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、上述のように、潤滑油供給孔の出口が頂部壁の円周方向に所定間隔をおいて複数形成されることで、一つの潤滑油供給孔の出口が一時的に重力方向最下端部に位置した状態においても、他の潤滑油供給孔の出口はそれ以外の位置にあるため、バルブリフタの全ての回転位置において常にスプリングリテーナに潤滑油を滴下させることができるようになる。
【００１９】
請求項４記載の内燃機関のバルブリフタは、上述のように、潤滑油供給孔の出口が頂部壁の円周方向対称位置に複数設けられているため、一つの潤滑油供給孔の出口が重力方向最下端部に位置した時には、他の潤滑油供給孔の出口は必ず重力方向最上端部に位置することになり、これにより、バルブステムとバルブリフタとの接触部分およびスプリングリテーナの潤滑を確実に行うことができるようになる。
【００２０】
請求項５記載の内燃機関のバルブリフタは、上述のように、潤滑油供給孔の入口が頂部壁の上面に形成されたものにおいて、該潤滑油供給孔の入口の開口縁部が円弧状に形成されることで、カムが潤滑油供給孔の入口に接する際の面圧の急激な上昇を抑制することができるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（発明の実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の構成を図１に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、発明の実施の形態１の内燃機関のバルブリフタを含む機関弁（吸気弁および排気弁）を示す縦断面図、図２は同バルブリフタを示す縦断面図、図３は同バルブリフタの底面図であり、これらの図において、１はシリンダヘッド、２はバルブリフタ、３はバルブステム、４はバルブスプリング、５はスプリングリテーナ、６は動弁用のカム、７はカムシャフト、８は吸気バルブ、９は排気バルブを示す。
【００２３】
さらに詳述すると、前記バルブリフタ２は、吸気バルブ８または排気バルブ９のバルブステム３とカム６との間にそれぞれ介装されるもので、円筒状本体部２１と該円筒状本体部２１の上面開口部を閉塞すると共にその上面にカム６が当接する頂部壁２２とで構成されていて、前記円筒状本体部２１が、シリンダヘッド１に重力方向に対し傾斜状に形成されたガイド穴１１に摺動自在に装着されると共に、カム６の回転に基づいて頂部壁２２の上面との間で発生するフリクションによりバルブリフタ２自体が回転するように構成されている。
【００２４】
前記バルブステム３は、シリンダヘッド１に重力方向に対し傾斜状に形成されたガイド穴１２に摺動自在に装着され、かつ、その軸心線が前記バルブリフタ２の軸心線と同軸となるように設けられている。
そして、前記バルブリフタ２の頂部壁２２の下面中心部にはボス部２２ａが形成されていて、このボス部２２ａの端面（下面）にバルブステム３の上端面が当接するように配置されている。
【００２５】
前記バルブステム３は、その上端部近傍に環状溝３１が形成され、この環状溝３１部分にバルブコレット３２を介してスプリングリテーナ５が取り付けられていて、このスプリングリテーナ５とシリンダヘッド１との間にバルブスプリング４が圧縮状態で装着され、このバルブスプリング４の反発力（付勢力）で吸気バルブ８または排気バルブ９を閉弁方向に付勢している。
【００２６】
前記バルブリフタ２は、図２および図３にその詳細を示すように、バルブリフタ２内面における頂部壁２２と円筒状本体部２１との間が円弧Ｒに接続形成されていて、頂部壁２２の平面部を貫通すると共にその下端出口が前記円弧Ｒ部分に接する状態で潤滑油供給孔２３が形成されており、カム６部分（カムジャーナル部等）から頂部壁２２の上面に滴下された潤滑油Ｌを各潤滑油供給孔２３を経由して頂部壁２２の下面側に導入するようになっている。
【００２７】
そして、前記各潤滑油供給孔２３は、頂部壁２２の軸心部を中心として円周方向対称位置の２箇所に設けられている。また、図４の（ｂ）に示すように、各潤滑油供給孔２３における潤滑油の入口となる上端開口縁部は円弧ｒに面取り加工されている。
【００２８】
次に、この発明の実施の形態１のバルブリフタの作用・効果を説明する。
この発明の実施の形態１のバルブリフタ２は上述のように構成されるため、内燃機関の運転により、カム６が回転すると、バルブスプリング４の付勢力に抗してバルブリフタ２を下方へ押圧し、このバルブリフタ２およびバルブステム３を介して吸気バルブ８または排気バルブ９を開閉動作させる。
【００２９】
その際、前記バルブリフタ２と吸気バルブ８または排気バルブ９は、バルブリフタ２のボス部２２ａの下端面とバルブステム３の上端面との当接部分を介して荷重の伝達が行われ、この当接部分にはカム６側から滴下された潤滑油Ｌが供給される。即ち、バルブリフタ２の頂部壁２２の上面に滴下された潤滑油Ｌは、各潤滑油供給孔２３を経由してバルブリフタ２の内部に導入され、その一部は頂部壁２２の下面を伝ってボス部２２ａの下端面とバルブステム３の上端面との当接部分に供給され、残りの一部はスプリングリテーナ５の上面に滴下され、バルブスプリング４の作動でスプリングリテーナ５から跳ね上げられ霧状となった潤滑油Ｌが前記当接部分に供給される。
【００３０】
また、この時、カム６の回転に基づいて、頂部壁２２の上面との間に発生するフリクションにより、バルブリフタ２自体が回転し、これにより、潤滑油供給孔２３が回転するため、例えバルブリフタ２が傾斜していても、潤滑油Ｌの大部分が必ずスプリングリテーナ５に滴下され、これにより、ボス部２２ａの下端面とバルブステム３の上端面との当接部分およびスプリングリテーナ５部分の潤滑が十分に行えるようになるという効果が得られる。
【００３１】
また、バルブリフタ２が１部材により一体に形成されているため、バルブリフタ２を確実に回転させることができるようになる。また、従来例におけるようにシムを備えないため、部品点数およびシ厶をバルブリフタ２に固定するための工数を削減できるようになる。
【００３２】
また、バルブリフタ２は、上述のように、潤滑油供給孔２３が平面部に形成され、かつ、その出口が少なくとも円弧Ｒ部分には開口していないため、潤滑油Ｌがバルブリフタ２の内面に伝わって滴下するのを防止し、これにより、潤滑油Ｌの大部分をボス部２３の下端面とバルブステム３の上端面との当接部分およびスプリングリテーナ５部分に確実に供給させることができるようになる。
【００３３】
また、前記各潤滑油供給孔２３が、頂部壁２２の軸心部を中心として円周方向対称位置の２箇所に設けられているため、一つの潤滑油供給孔２３の出口が重力方向最下端部に位置した時には、他の潤滑油供給孔２３の出口は必ず重力方向最上端部に位置することになり、これにより、ボス部２２ａの下端面とバルブステム３の上端面との当接部分およびスプリングリテーナ５の潤滑を確実に行うことができるようになる。
【００３４】
また、バルブリフタ２は、上述のように、潤滑油供給孔２３が円弧Ｒ部分に接する状態で形成されることにより、潤滑油Ｌがバルブリフタ２の内面に伝わって滴下するのを防止可能な範囲で潤滑油供給孔２３の入口を最大限に外周縁部に位置させることができ、これにより、カム６が潤滑油供給孔２３の入口に接する際の面圧上昇を極力小さくすることができるようになる。
【００３５】
即ち、図５はトラベルと面圧との関係を示す特性図であり、この特性図の２点鎖線、一点鎖線、および点線で示すように、潤滑油供給孔２３の位置が頂部壁２２の外周縁部側に近付くに従って、カム６が潤滑油供給孔２３の入口に接する際の面圧上昇を小さくすることができるようになる。
【００３６】
また、図４の（ｂ）に示すように、各潤滑油供給孔２３における潤滑油の入口となる上端開口縁部は円弧ｒに面取り加工されているため、カム６が潤滑油供給孔２３の入口に接する際の面圧上昇を極力小さくすることができるようになると共に、図４の（ａ）に示すような面取りでは、開口部にエッジが形成されるため、該エッジ部の面圧が急激に上昇して油膜切れを起こし、これによりさらに面圧が上昇するのに対し、図４の（ｂ）に示すように、円弧ｒに面取り加工されることにより、面圧の急激な上昇が抑制され、これにより、油膜切れを防止できる。
【００３７】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。なお、この他の発明の実施の形態の説明に当たっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分は省略しもしくは同一の符号を付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４０】
以上発明の実施の形態を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００４１】
例えば、発明の実施の形態では、前記潤滑油供給孔２３が、頂部壁２２の軸心部を中心として円周方向対称位置の２箇所に設けられた例を示したが、バルブリフタ２自体が回転するため、潤滑油供給孔２３は１箇所のみであってもよい。
また、潤滑油供給孔２３を複数設ける場合であっても、必ずしも対象位置に設けなくてもよく、さらに３個以上の場合は周方向等間隔のもとに設けることが望ましい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明請求項１記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、バルブリフタは一部材により一体に形成され、前記バルブリフタ内面における頂部壁と円筒状本体部の内面との間に接続形成された円弧状部と、頂部壁に貫通して開口された潤滑油供給孔と、を有し、前記カムの回転に基づいて発生するフリクションによりバルブリフタ自体が回転しこの回転により前記潤滑油供給孔の出口が回転するように構成され、前記潤滑油供給孔は、前記円弧状部よりも前記円筒状本体部の軸心部側であって、かつ、カムシャフトのカムが前記潤滑油供給孔を通過する際の面圧が、前記潤滑油供給孔以外を通過する際の最大面圧を越えない位置に形成され、前記スプリングリテーナが円筒状本体部に収納されると共に、前記潤滑油供給孔とスプリングリテーナと軸方向に重なるように配置されているため、カムが潤滑油供給孔を通過する際の面圧を小さくしつつ、潤滑油の大部分がスプリングリテーナに滴下され、これにより、バルブステムとバルブリフタとの接触部分およびスプリングリテーナ部分の潤滑が十分に行えるようになるという効果が得られる。
【００４５】
また、前記バルブリフタが１部材により一体に形成されていることで、バルブリフタを回転させることができるようになると共に、従来例におけるようにシムを備えないため、部品点数およびシ厶をバルブリフタに固定するための工数を削減できるようになる。
【００４６】
また、前記バルブリフタ内面における頂部壁と円筒状本体部との間が円弧状に接続形成され、前記潤滑油供給孔が前記円弧状部よりも前記円筒状本体部の軸心部側に形成されている手段としたことで、潤滑油供給孔の出口は少なくとも円弧状部分には開口していないため、潤滑油がバルブリフタの内面に伝わって滴下するのを、さらに防止することができるようになる。
【００４７】
請求項２記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、請求項１記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置において、前記潤滑油供給孔が前記円弧状部分に接する状態で形成されている手段としたことで、潤滑油がバルブリフタの内面に伝わって滴下するのを防止可能な範囲で潤滑油供給孔の入口を最大限に外周縁部に位置させることができ、これにより、カムが潤滑油供給孔の入口に接する際の面圧上昇を極力小さくすることができるようになる。
【００４８】
請求項３記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、請求項１または２に記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置において、前記潤滑油供給孔の出口が前記頂部壁の円周方向に所定間隔をおいて複数形成されている手段としたことで、一つの潤滑油供給孔の出口が一時的に重力方向最下端部に位置した状態においても、他の潤滑油供給孔の出口はそれ以外の位置にあるため、バルブリフタの全ての回転位置において常にスプリングリテーナに潤滑油を滴下させることができるようになる。
【００５０】
請求項４記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、請求項３記載の内燃機関のバルブリフタにおいて、前記潤滑油供給孔の出口が前記頂部壁の円周方向対称位置に複数設けられている手段としたことで、一つの潤滑油供給孔の出口が重力方向最下端部に位置した時には、他の潤滑油供給孔の出口は必ず重力方向最上端部に位置することになり、これにより、バルブステムとバルブリフタとの接触部分およびスプリングリテーナの潤滑を確実に行うことができるようになる。
【００５１】
請求項５記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置において、前記潤滑油供給孔の入口が前記頂部壁の上面に形成され、該潤滑油供給孔の入口の開口縁部が円弧状に形成されている手段としたことで、カムが潤滑油供給孔の入口に接する際の面圧の急激な上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１の内燃機関のバルブリフタを含む機関弁（吸気弁および排気弁）を示す縦断面図である。
【図２】発明の実施の形態１の内燃機関のバルブリフタを示す縦断面図である。
【図３】同バルブリフタの底面図である。
【図４】バルブリフタにおける潤滑油供給孔の詳細を示す要部拡大断面図（（ａ）は他の例、（ｂ）は本発明の実施の形態１）である。
【図５】発明の実施の形態１の内燃機関のバルブリフタにおけるトラベルと面圧との関係を示す特性図である。
【図６】従来例の内燃機関のバルブリフタを含む機関弁を示す縦断面図である。

Claims

シリンダヘッドに対し摺動する円筒状本体部と該円筒状本体部の上面開口部を閉塞すると共にカムが当接する頂部壁とで構成され、該頂部壁の下面軸心部に当接し重力方向に対し傾斜状に配置されるバルブステムに取り付けられバルブスプリングの上端部を支持するスプリングリテーナを内包するバルブリフタを有する内燃機関のバルブリフタ潤滑装置において、
前記バルブリフタは一部材により一体に形成され、
前記バルブリフタ内面における前記頂部壁と前記円筒状本体部の内面との間に接続形成された円弧状部と、
前記頂部壁に貫通して開口された潤滑油供給孔と、
を有し、
前記カムの回転に基づいて発生するフリクションによりバルブリフタ自体が回転しこの回転により前記潤滑油供給孔の出口が回転するように構成され、
前記潤滑油供給孔は、前記円弧状部よりも前記円筒状本体部の軸心部側であって、かつ、前記カムシャフトのカムが前記潤滑油供給孔を通過する際の面圧が、前記潤滑油供給孔以外を通過する際の最大面圧を越えない位置に形成され、
前記スプリングリテーナが円筒状本体部に収納されると共に、前記潤滑油供給孔と前記スプリングリテーナとが軸方向に重なるように配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブリフタ潤滑装置。
前記潤滑油供給孔が前記円弧状部に接する状態で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置。
前記潤滑油供給孔が前記頂部壁の円周方向に所定間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置。
前記潤滑油供給孔が前記頂部壁の円周方向対象位置に複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置。
前記潤滑油供給孔の入口の開口縁部が円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の内燃機関のバルブリフタ潤滑装置。