JPH02157409A - ４サイクル内燃機関の動弁機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は４サイクル内燃機関の動弁機構に係ゎり、特に
、燃焼室と吸気または排気通路との間に介装される開閉
弁を、機関に連動するカム軸上のカムにてバルブリフタ
ーを介して直押しする形式の動弁機構に関するものであ
る。

〔発明がなされる背景〕

４サイクル内燃機関の動弁機構として、吸排気弁を開閉
動作するのに、ロッカーアームを用いず、カム軸の回転
をバルブリフターを介して直接吸排気弁に伝えて開閉さ
せる形式（いわゆる、直押しタイプ）のものがある。

この種の動弁機構では、バルブリフターがカム軸に押さ
れて移動する際、軸心方向と直交する横方向の成分力も
受けるため、バルブリフターがこの成分力によって倒れ
たり曲がったりしないよう、バルブリフターの外周を円
筒状に形成したりフタ−ガイドで覆ってガイドしている
。そして、このリフターガイドの下端は、大きく開口さ
せてカム室等の空間に開放しているのが通例である。こ
れは、バルブリフターが上下動する際に、ガイド内への
空気の侵入・排出による出力損失を防ぐため、並びに、
良好なオイル潤滑を行なうためである。

本発明は、上記バルブリフターがリフターガイド内を軸
線方向に往復動じている点に着目してなされたもので、
その目的とするところは、この部分を空気ポンプとして
積極的に利用しようとする点にある。

〔目的を達成するための手段〕

本発明に係る４サイクル内燃機関の動弁機構は、燃焼室
と吸気または排気通路との間に介装される開閉弁を、機
関に連動するカム軸上のカムにてバルブリフターを介し
て直押しする４サイクル内燃機関の動弁機構において、
弁軸口りに設けられるリフターガイド部分を有底筒状に
形成し、この内方に前記バルブリフターを摺動自在に嵌
装してポンプ室を構成し、吸入方向にのみ開弁する一方
向弁を介して該ポンプ室を大気に連通ずる一方、排気方
向にのみ開弁する一方向弁を介して同ポンプ室を所定の
空気溜め室に連通してなるとを特徴とするものである。

〔作用　〕 機関が作動し、バルブリフターが往復動すると、バルブ
リフターをリフターガイドに嵌装させて成るポンプ室に
正圧負圧つ（交互に作用する圧力変動が起こる。この圧
力変動（ボンピング作用）に伴いポンプ室内に外気が導
入され、この導入された空気は、逐一連通路を介して空
気溜め室に送られる。

そして、空気溜め室に所定圧の空気が溜まることとなる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実箋例を第１図ないし第４図を参照し
ながら説明する。

第１図はり、Ｏ，Ｉ（、Ｃタイプの動弁機構を備えた並
列４気筒４サイクル内燃機関の縦断面図、第２図は第１
図の■−■線に沿う断面図である。

図において符号ｌはシリンダヘッドを示す。シリンダヘ
ッドｌは、吸気通路２および排気通路３を有するととも
に、これら吸・排気通路２．３と燃焼室Ｓとの間に介装
される吸気弁（開閉弁）４および排気弁（開閉弁）５と
、これら弁４．５の軸部４ａ、５ａを軸方向に摺動自在
に保持する弁軸ガイド６と、前記軸部４　ａ、　５　ａ
に外装され弁４．５を常時閉方向に向けて弾発するバル
ブスプリング７とを有するもので、上部にはシリンダへ
ラドカバー８が取り付けられる。

前記軸部４ａ、５ａの延長線上には、機関と同期して（
図示しないクランク軸の２倍の回転速度で）回転される
、２本のカム軸９．１０が配設される。

カム軸９．１０と吸・排気弁４．５との間には、抑圧板
１１ａを有する有底円筒状のバルブリフター１１が介装
される。バルブリフターｊｌは、円筒状に形成されたス
カート部１１ｂを、シリンダヘッドｌと一体に設けられ
た有底円筒状のりフタ−ガイド１２に嵌装されることに
より、軸線方向に移動自在となっている。リフターガイ
ド１２は吸・排気弁の軸部４　ａ、　５　ａ回りに、弁
軸ガイド６に対して同軸上に設けられる。また、吸・排
気弁の軸部４　ａ、　６　ａの先端部にはバルブコツタ
ー１５を介して皿状のスプリングリテーナ１６が固定さ
れ、このスプリングリテーナ１６とシリンダヘッド１と
の間に、下端部をスプリング配設部１７の底面１７ａに
支持されて、前記バルブスプリング７　Ｍ配される。

上記したバルブスプリング７、カム軸９．ｌＯ、バルブ
リフター１１等によって、いわゆる直押しタイプの動弁
機ＷＩｌ　８か構成され、この動弁機構１８によって、
カム軸９．１０の回転に伴い、バルブリフター１１を介
してバルブスプリング７を圧縮しつつ前記吸気弁４や排
気弁５を開放操作し、また、カム軸８．９の押圧力を解
除することにより、前記吸気弁４や排気弁５の閉塞操作
を行うようになっている。上記シリンダヘッド！は、周
知のように往復動される駆動用ピストン１９が組み込ま
れるシリンダブロック２０の上方に設けられる。

上記リフターガイド１２の側部ガイド壁は、バルブスプ
リング７の下部を収納するスプリング収納部とつながっ
ている。そして、このリフターガイド１２には、前記し
たようにバルブリフター１１　ｈ（嵌装され、両者によ
って、密閉空間であるポンプ室２５が形成される。なお
、この図示例では、ポンプ室２５は各吸排気弁４．５毎
に設けられ、合計１６個設けられている（第２図では吸
・排気系のうち吸気系のみしか表していない）。

ポンプ室２５の気密性を高めるため、弁軸部４ａ（５ａ
）と弁軸ガイド６（７）上端との間には、柔軟性材料か
らなるステムシール２６が介装され、また、バルブリフ
ターｉｋの外周にはシールリング２７が複数（図では２
個であるが、１個あるいは３個以上であってもよい）組
み付けられる。シールリング２７には例えば周知のピス
トンリングの如きものが利用される。

また、ポンプ室２５は、シリンダヘッドｌの側壁を貫通
する連通孔２８を介して大気と連通している。連通孔２
Ｂには、吸入方向（ポンプ室２５側に流入する方向）に
のみ開弁する一方向弁２９が介装される。一方向弁２９
は、種々考えられるが、ここでは、弁座を有する円筒状
のバルブケーシング２９ａと、ボールバルブ２９ｂと、
該ボールバルブ２９ａを閉弁方向へ付勢するバルブスプ
リング２９ｃとからなる構成のものが利用されている。

また、第２図中３０は、シリンダヘッドｌの側部に設け
られた空気溜まり室であり、この室３０は前記各ポンプ
室２５に、シリンダヘッドｌに縦横に穿設された空気通
路３１を介してそれぞれ連通している。この空気通路３
１にはポンプ室２５側から見て、排気方向にのみ開弁す
る一方向弁３２が介装されている。この一方向弁３２も
前記−方向弁と同様な構成のものが利用される。

なお、バルブガイド６と吸気弁４・５との潤滑は、従来
、バルブリフター１１内のオイルがステムシール２６か
ら若干漏れることにより行なわれていたが、ここでは、
バルブリフター１１内にはオイルが侵入しないため、上
記潤滑は行なえず、別の工夫がなされている。

すなわち、第３図に示すように、ポンプ室２５を避ける
よう、シリンダヘッド１には先端が弁お軸ガイド６の外
周溝６ａにつながるオイル供給孔Ｉｆ３ゝ′２が設けら
れ、この外周溝６ａから潤滑オイルを供給することによ
り、弁軸部４ａ・５ａと弁軸ガイド６との潤滑が行なえ
るようになっている。なお、オイル供給孔３２の基端側
は、図示しないオイル供給源につながっている。

また、リフターガイド１２に対するバルブリフター１１
の動きを円滑にするため、リフターガイド１２の側壁に
給油孔３４を設ける等の工夫もなされている。

次に、上記動弁機構１８の動きについて説明する。　カ
ム軸９が回転駆動されると、このカム軸９のカム９ａに
よってバルブリフター１１に付設された抑１王板ＩＬａ
が押圧され、バルブスプリング７に抗して排気弁４・５
の開放操作が行なわれ、また、カム９ａからの押圧力を
解除することにより排気弁４・５の閉塞操作が行なわれ
る。

このとき、バルブリフター１１が往復動するため、該バ
ルブリフター！ｌをリフターガイド１２に嵌装させて成
るポンプ室２５に圧力変動が起こる。このポンプ室２５
が負圧になると、一方向弁３２は閉じ、他側の一方向弁
２９は開いて、連通路２８からポンプ室２５内に外気が
導入される。

逆にポンプ室２５が正圧になると、一方向弁２８は閉じ
、一方向弁３２は開いて、ポンプ室２０内の空気が通路
３１を通って空気溜まり室３０に送られる。このように
ポンプ室２５の圧力変動に伴ってボンピング作用を生じ
、ポンプ室２５がら空気が逐一通路２９．３１を介して
空気溜め室３０に送られ、その結果、空気溜まり室３０
には所定圧の空気が貯蔵される。

上記空気溜まり室３０は高圧空気供給源として利用され
、例えば、可変吸・排気気管具システム、可変バルブタ
イミングシステム、燃料供給システ１１等任意のものに
利用される。また、上記空気供給源は、機関が高回転に
なればなるほど、より多量かつ高圧の空気が供給できる
特徴がある。

また、この動弁機構１８では機関運転時において、常に
ポンプ室２５内に外部空気が流入することとなり、この
部分の冷却が効率よく行なえる。

したがって、ポンプ室２５の周囲に位置する吸排気弁４
．５、バルブスプリング７、バルブリフター１１等の温
度も効率良く下げることができ、これら部品の耐久性が
上がる利点がある。

さらに、外部空気がポンプ室２５に流入し、そこから空
気溜まり室３０に供給されるとき、空気が一方向弁２９
．３２内部の狭小な空気通路や、連通路２８．３１を通
る際の流路抵抗によってダンピング作用が生じる。この
ため、吸・排気弁４゜５およびバルブリフター１１が高
速でバルブバウンス等を生じる場合でも、それを早期に
減衰させることができ、バウンスによる性能低下や損傷
を少なくすることができる。

なお、実施例において示した各構成部材の諸形状および
寸法等は一例であって、設計要求あるいは適用るすエン
ジンの種類等に基づき種々変更可能であることは言うま
でもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る４サイクル内燃機関の
動弁機構によれば、バルブリフターの往復動を利用して
、機関の回転速度の応じて圧力および量が変化する、空
気供給源を得ることができる。

また、機関運転時、リフターガイドとバルブリフターと
によって構成されるポンプ室を、外気を通過させること
によって常に冷却することができ、周囲に位置する部品
の耐久性向上が図れる。

さらに、外部空気が一方向弁等によって形成される空気
通路を通過するとき、該通路の流路抵抗がダンピング作
用を生じさせることなり、バルブバウンスが発生しても
早期に減衰させることができ、バウンスによる性能低下
や損傷も少なくすることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は４サイクル内
燃機関の要部の縦断面図、第２図は第１図の■−■線に
沿う断面図、第３図は第１図とは異なる而で切断した断
面図、第４図は第３図のＩｖ−Ｉｖ線に沿う断面図であ
る。 １・・・・・・シリンダヘッド、２・・・・・・吸気通
路、３・・・・・・排気通路、　　　　４・・・・・・
吸気弁（開閉弁）、５・・・・・・排気弁（開閉弁）　
６・・・・・・弁軸ガイド、９、ｌＯ・・・・・・カム
軸、 １２・・・・・・リフターガイ ２５・・・・・・ポンプ室、 ２９・・・・・・一方向弁、 ３１・・・・・・空気通路、 Ｓ・・・・・・燃焼室。 ド、 １１・・・・・・バルブリフター １８・・・・・・動弁機構、 ２８・・・・・・連通孔、 ３０・・・・・・空気溜まり室、 ３２・・・・・・一方向弁、 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃焼室と吸気または排気通路との間に介装される開閉弁
   を、機関に連動するカム軸上のカムにてバルブリフター
   を介して直押しする４サイクル内燃機関の動弁機構にお
   いて、 前記開放弁の周囲に設けられるリフターガイドを有底筒
   状に形成し、この内方に前記バルブリフターを摺動自在
   に嵌装してポンプ室を構成し、吸入方向にのみ開弁する
   一方向弁を介して該ポンプ室を大気に連通する一方、排
   気方向にのみ開弁する一方向弁を介して同ポンプ室を所
   定の空気溜め室に連通してなることを特徴とする４サイ
   クル内燃機関の動弁機構。