JPH02286805A - 内燃機関の動弁装置 - 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】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、弁軸部の先端に弁体部が設けられて成る機関
弁が、閉弁方向に弾発付勢されながら機関本体に開閉可
能に支承され、弁軸部後端には、該機関弁を開弁方向に
駆動するための駆動部材が連動、連結される内燃機関の
動弁装置に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる装置は、たとえば特開昭６４−３６９０６
号公報等により良く知られている。

（３）発明が解決しようとする課題 ところで上記従来のものでは、弁ばねにより機関弁を閉
弁方向に付勢し、そのばね付勢力に抗して駆動部材によ
り機関弁を開弁方向に駆動するようにしている。ところ
が、このようなばね力を用いたものでは、弁ばねの固有
振動数に限界があるために機関の高回転に対応した機関
弁の作動が困難となることがある。

そこで、第３図に示すように空気ばねを用いて機関弁を
閉弁方向に付勢した先行技術も実現されている。この先
行技術では、カム４０により駆動される有底円筒状のり
フタ３５が機関本体１に設けられるガイド孔３６に摺動
自在に嵌合されながら吸気弁５あるいは排気弁における
弁軸部５ａの後端に当接され、弁軸部５ａの途中に固定
されるピストン３７が、その前面を空気圧室３８に臨ま
せてスリーブ３９に摺動自在に嵌合される。

このような先行技術によると、空気圧室３８の空気圧に
より吸気弁５あるいは排気弁が閉弁方向に付勢され、固
有振動数による共振限界を考慮しな（てもよいので機関
をより高回転で運転することが可能となる。ところが、
ピストン３７は平板状に形成されており、吸気弁５ある
いは排気弁の開閉作動に伴うピストン３７のストローク
を確保するためには、スリーブ３９の軸方向長さを比較
的太き（する必要がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、機
関の高回転化を可能としてコンパクトに構成した内燃機
関の動弁装置を提供することを目的とする。

Ｂ９発明の構成 （１）課題を解決するための手段 本発明によれば、機関本体に固定されるスリーブには、
弁軸部を気密的にかつ移動自在に貫通させる案内孔を底
部に有する有底の摺動穴が設けられ、有底二重円筒状に
形成されながら弁軸部の後端寄りに固定されるピストン
が、閉塞端を軸方向外方側にして前記摺動穴底部との間
に空気圧室を形成すべく摺動穴内に摺動可能に嵌合され
る。

Ｃ）作用 上記構成によれば、駆動部材で弁軸部が押圧されるのに
応じてピストンにより空気圧室容積を収縮させながら機
関弁が開弁方向に駆動され、その収縮に伴って発生する
空気圧室の空気圧が機関弁を閉弁方向に付勢することに
なる。しかもピストンが有底二重円筒状に形成されてい
ることから該ピストン内に空気圧室の一部を形成するこ
とができる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明する。

先ず本発明の第１実施例を示す第１図において、機関本
体１には、燃焼室２の天井面に臨んで配設される吸気弁
口３に通じる吸気ボート４が穿設されており、機関弁と
しての吸気弁５が該吸気弁口３を開閉すべく機関本体１
に設けられたガイド筒６により上下移動自在に案内され
る。すなわち吸気弁５は、ガイド筒６内に摺動自在に挿
通される弁軸部５ａの先端に、吸気弁口３を開閉可能な
弁体部５ｂが設けられて成り、弁軸部５ａが上下に駆動
される。

機関本体ｌの上方には、図示しないクランク軸に連動、
連結される動弁カム軸７が、吸気弁５における弁軸部５
ａとは直交する軸線まわりに回転自在に配設されており
、該動弁カム軸７には、吸気弁５の閉弁時期に対応する
ベース内部８ａと、吸気弁５の開弁時期に対応する高位
部８ｂとを有するカム８が一体に設けられる。

また吸気弁５における弁軸部５ａと動弁カム軸７との間
には、動弁カム軸７と平行な軸線を有する支軸９が固定
配置される。而して吸気弁５の弁軸部５ａおよびカム８
間には駆動部材としてのロッカアーム１２が介設されて
おり、該ロッカアーム１２の中間部が前記支軸９により
揺動自在に支承される。このロッカアーム１２の一端部
はカム８に上方から摺接され、ロッカアーム１２の他端
には吸気弁５における弁軸部５ａの後端に摺接するベア
リング１１が軸支される。

一方、吸気弁５に対応する位置で機関本体ｌの上部には
スリーブＩＯが固定される。このスリーブＩＯには、上
方に開口した有底の摺動穴１０ａが弁軸部５ａと同軸に
穿設されており、該摺動穴１０ａの底部には、弁軸部５
ａのガイド筒６から上方に突出した部分を移動自在に貫
通させる案内孔ｉｏｂが穿設される。

また弁軸部５ａの後端寄りの部分には、摺動穴１０ａの
底部との間に空気圧室１３を形成しながらシール部材１
４を介して摺動穴１０ａに摺動自在に嵌合されるピスト
ン１６が固定される。このピストン１６は、外筒部１６
ａと、該外筒部１６ａと同軸に配置される内筒部１６ｈ
と、外筒部１６ａおよび内筒部１６ｂの一端間を連結す
る平板状の連結板部１６ｃとから成る有底二重円筒状に
形成され、連結板部１６ｃを軸方向外方・側にして摺動
穴１０ａに嵌合される。しかも外筒部Ｌ６ａの他端寄り
すなわちピストン１６の開口端寄り外面にはシール部材
１４を嵌着する環伏溝１７が設けられる。

弁軸部５ａの後端寄りの部分には、環状の係合溝１８が
設けられており、該保合溝１８に係合する２つ割りコツ
タ１９を介してピストン１６が弁軸部５ａの後端寄り部
分に固定される。すなわちピストン１６における内筒部
１６ｂには、空気圧室１３側に向かうにつれて小径とな
るテーパ状に形成された貫通孔２０が設けられており、
コツタ１９の外面も空気圧室１３側に向かうにつれて小
径となるテーパ状に形成される。而して保合溝１８に係
合するコツタ１９を外方側から貫通孔２０に圧入するこ
とによりピストン１６が弁軸部５ａに同軸に固定される
。

ところで、案内孔１０ｂおよび弁軸部５ａ間、ならびに
機関本体１およびスリーブｌＯの接合面間を経て空気圧
室１３の空気が洩れることを防止するために、機関本体
ｌおよびスリーブ１０の接合面間には、ガイド筒６を囲
繞するＯリング２１が介設される。また空気圧室１３の
空気がコツタ１９と弁軸部５ａ外面および貫通孔２０内
面との間から外部に洩れることを防止するために、ピス
トン１６における内筒部１６ｂの内端には弁軸用シール
部材２２が装着される。

また空気圧室１３には、チエツク弁２３を備える管路２
４を介して加圧空気供給源２５が接続される。このチエ
゛ツク弁２３は、空気圧室１３内の空気圧が加圧空気供
給源２５の空気圧よりも一定圧以上低くなるのに応じて
加圧空気供給源２５から空気圧室１３内への空気の流通
のみを許容すべく構成されるものであり、たとえば加圧
空気供給源２５からは５ｋｇ／ｃｊの加圧空気が供給さ
れ、チエツク弁２３は空気圧室１３内圧力が４　ｋｇ　
／　ｃ４以下となったときに開弁する。

また空気圧室１３には、スリーブＩＯに穿設されるリリ
ーフ通路２９を介してリリーフ弁３０が接続される。こ
のリリーフ弁３０は、空気圧室１３内に所定量の潤滑油
が溜まったときの空気圧室１３内最高圧力に対応した開
弁圧（たとえば１６ｋｇ／ｃｊ）で開弁ずべく設定され
るものであり、リリーフ通路２９は、空気圧室１３内に
前記所定量だけ溜まった潤滑油の油面２より下方かつ案
内孔１０ｂよりも上方位置で空気圧室１３内に連通すべ
くスリーブｌＯに穿設される。

リリーフ弁３０は、外側面に開放してスリーブ１０に穿
設された通路３１と前記リリーフ通路２９との間に介設
されるべくスリーブ１０に配設されるものであり、リリ
ーフ通路２９および通路３１間を連通、遮断可能な球状
の弁体３２と、該弁体３２を閉弁方向に付勢するばね３
３とを備える。

ところで、スリーブＩＯにおける底部中央には、案内孔
１０ｂを貫通して空気圧室１３内に突入する弁軸部５ａ
を囲繞するようにして凹部３４が設けられる。

次にこの実施例の作用について説明すると、動弁カム軸
７がクランク軸により回転駆動されると、ロッカアーム
１２は、その一端部とカム８との摺接により揺動し、ロ
ッカアーム１２の一端部がカム８の高位部８ｂに摺接す
ると弁軸部５ａがベアリング１１を介して下方に押圧駆
動され、吸気弁５が開弁作動する。

この際、弁軸部５ａの後端寄りの部分に固定されている
ピストン１６も空気圧室１３の容積を収縮させながら下
方に押圧駆動され、該空気圧室１３に空気圧が生じる。

それにより吸気弁５は該空気圧により上方すなわち閉弁
方向に付勢されることになり、カム８は空気圧による閉
弁方向の付勢力に抗して吸気弁５を開弁駆動することに
なる。

したがってベース内部８ａがロッカアーム１２に摺接す
る位置までカム８が回転すると、ピストン１６は空気圧
室１３の空気圧によりロッカアーム１２の一端がベース
内部８ａに摺接するように上昇し、吸気弁５が閉弁する
。

このように空気圧により吸気弁５を閉弁方向に付勢した
構造によると、弁ばねを用いて閉弁付勢するものに比べ
ると、固有振動数による共振限界を考慮しな（でもよい
ので機関をより高回転で運転することが可能となる。

しかもかかる動弁装置によると、ロッカアーム１２は、
ベアリング１１を介して弁軸部５ａを下方に押圧するも
のであり、ベアリング１１は弁軸部５ａに軸方向と直交
する方向の力を作用させることはない。したがってピス
トン１６からスリーブ１０に作用する力も小さく抑えら
れ、スリーブｌＯの強度を特に大きく設定することが不
要となる。

さらにピストン１６は、有底二重円筒状に形成されるも
のであり、ピストン１６内部に空気圧室１３の一部を形
成することができる。しかもシール部材１４はピストン
１６の開口端寄り外面に嵌着されているので、空気圧室
１３の容積を充分に確保しながらスリ゛−ブ１０の軸方
向長さを短縮することができ、全体のコンパクト化に寄
与することができる。

ところで、ピストン１６および摺動穴１０ａ内面間に供
給される潤滑油が空気圧室１３内に溜まってくると、吸
気弁５の最大開弁時における空気圧室１３内の最高圧力
も上昇してくる。而して空気圧室１３内に所定量以上の
潤滑油が溜ま°す、空気圧室１３内の前記最高圧力がリ
リーフ弁３０の開弁圧を超えると、リリーフ弁３０が開
弁する。

このリリーフ弁３０の開弁時には、リリーフ通路２９が
所定量の潤滑油油面ｌよりも下方位置で空気圧室１３内
に連通しているので、主として潤滑油がリリーフ通路２
９、リリーフ弁３０および通路３１を経て外部に放出さ
れることになり、空気圧室１３内の空気が無闇に放出さ
れることが避けられる。

しかもリリーフ通路２９は案内孔１０ｂよりも上方位置
で空気圧室１３内に連通しており、案内孔１０ｂの上方
位置で摺動穴１０ａの底部には凹部３４が設けられてい
るので、弁軸部５ａおよび案内孔１０ｂ内面間の潤滑に
必要な潤滑油が凹部３４に留まることになり、弁軸部５
ａおよびスリ−ブｌＯ間の潤滑を充分に果たすことがで
きる。

さらに空気圧室１３内の空気が洩れ等により減少したと
きにはチエツク弁２３を介して加圧空気供給源２５から
加圧空気が空気圧室１３内に供給されるので、空気圧室
１３内の最低圧力を維持することができ、吸気弁５を確
実に閉弁させるだけの付勢力を確保することができる。

第２図は本発明の他の実施例を示すものであり、上記実
施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。

スリーブ１０における摺動穴１０ａの上部には、駆動部
材としての有底円筒状リフタ２６が、その閉塞端を外方
位置として摺動自在に嵌合され、該リフタ２６の閉塞端
外面にはカム８が摺接され、リフタ２６の閉塞端内面は
吸気弁５の弁軸部５ａ後端に当接される。

また吸気弁５における弁軸部５ａの後端寄りの部分に固
定されるとともにシール部材１４を介して摺動穴１０ａ
に摺動自在に嵌合されているピストン１６は、リフタ２
６との間に空室２７を形成しながら該リフタ２６内に挿
入される。しかもピストン１６における外筒部１６ａの
外径はりフタ２６内面との間に環状の微小間隙を形成す
る程度に設定される。

さらに摺動穴１０ａ内面には、上端が外部に連通ずるよ
うにして軸方向に延びる連通溝２８が設けられており、
該連通溝２８の下端位置は、カム８のベース内部８ａに
リフタ２６が摺接して吸気弁５が閉弁状態にあるとき、
すなわ５ピストン１６が最上方位置にあるときにシール
部材１４よりも上方位置でリフタ２６およびピストン１
６間の微小間隙を介して空室２７に連通すべく設定され
る。

この実施例では、リフタ２６がカム８により下方に押圧
されるのに応じて吸気弁５がピストン１６を下方に押下
げながら開弁作動する。而して空室２７が加圧状態にな
ったり、減圧状態になったすすることを連通溝２８の働
きにより回避し、吸気弁５の円滑な開閉作動を得ること
ができる。

しかも第３図で示した先行技術と比べると、リフタ２６
がスリーブ１０により案内されるので、吸気弁５の上方
位置にリフタ２６を案内する構造を設ける必要がなく、
ピストン１６が有底二重円筒状となっていることと相俟
って全体のコンパクト化に寄与することができる。

以上の実施例では、機関弁としての吸気弁５を取り上げ
て説明したが、本発明は、排気弁の動弁装置についても
適用可能である。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明によれば、機関本体に固定されるス
リーブには、弁軸部を気密的にかつ移動自在に貫通させ
る案内孔を底部に有する有底の摺動穴が設けられ、有底
二重円筒状に形成されながら弁軸部の後端寄りに固定さ
れるピストンが、閉塞端を軸方向外方側にして前記摺動
穴底部との間に空気圧室を形成すべく摺動穴内に摺動可
能に嵌合されるので、ピストン内に空気圧室の一部を形
成するようにしてスリーブの軸方向長さを短縮すること
ができ、全体のコンパクト化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断側面図、第２図は本発
明の他の実施例の縦断側面図、第３図は先行技術の縦断
側面図である。 １・・・機関本体、５・・・機関弁としての吸気弁、５
ａ・・・弁軸部、５ｂ・・・弁体部、ｌＯ・・・スリー
ブ、１０ａ・・・摺動穴、１０ｂ・・・案内孔、１２・
・・駆動部材としてのロッカアーム、１３・・・空気圧
室、１６・・・ピストン、 ２６・・・駆動部材としてのりフタ 特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社 代 理 人 弁 理 士 落 合 健 同 田 中 隆 秀 第１ 図 ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁軸部の先端に弁体部が設けられて成る機関弁が、閉弁
   方向に弾発付勢されながら機関本体に開閉可能に支承さ
   れ、弁軸部後端には、該機関弁を開弁方向に駆動するた
   めの駆動部材が連動、連結される内燃機関の動弁装置に
   おいて、機関本体に固定されるスリーブには、弁軸部を
   気密的にかつ移動自在に貫通させる案内孔を底部に有す
   る有底の摺動穴が設けられ、有底二重円筒状に形成され
   ながら弁軸部の後端寄りに固定されるピストンが、閉塞
   端を軸方向外方側にして前記摺動穴底部との間に空気圧
   室を形成すべく摺動穴内に摺動可能に嵌合されることを
   特徴とする内燃機関の動弁装置。