JPH0510110A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部品点数、重量及びコストの低減を図ることが
可能な内燃機関の動弁装置を提供する。 【構成】シリンダヘッド１とロッカアーム９との間に
は、一対の取付部１４を有するバルブリフタ１２が配設
され、各取付部１４にバルブステム２ａが挿通されてい
る。バルブリフタ１２には、ロッカアーム９による押圧
力とバルブスプリング１５による付勢力とが作用する。
各バルブステム２ａの頭部外周にスペーサ１７が外嵌さ
れている。各取付部１４及びスペーサ１７を上下から挟
み込むように、バルブステム２ａの雌ねじ２ｂには、調
整ナット１８及びロックナット１９が螺合されている。
さらに、各取付部１４と各調整ナット１８との間におい
てスペーサ１７の外周に皿ばね２０が介装されている。
この皿ばね２０は、吸気バルブ２の閉弁時にバルブスプ
リング１５からの付勢力を受けて適度に撓んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一つのロッカアームによ
り複数の吸気バルブ又は複数の排気バルブを開閉させる
内燃機関の動弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、内燃機関の吸・排気バルブの
駆動方式にはＯＨＶ、ＯＨＣ、ＤＯＨＣ等があり、いず
れの方式においても、通常カムシャフトよりもバルブ側
の動弁系の部品が、ひとつのバルブにつき一組ずつ用い
られている。こうした構成は、内燃機関のシリンダ径に
対してバルブ径を大きくすることができず、また重量低
減や部品点数の削減といった内燃機関の性能向上を妨げ
ている。

【０００３】前記問題点を改善するものとして、例えば
実開昭５５−１７２６０４号公報には、ブリッジを用い
ることにより、バルブリフタ及びバルブスプリングを共
用するようにした技術が開示されている。

【０００４】すなわち、図４に示すように、シリンダヘ
ッド３１に取付けられたリフタガイド３２上には、ばね
受け部材３３が上下方向への摺動可能に支持されてい
る。このばね受け部材３３の上にはブリッジ３４が重ね
られ、両者は止めねじ３５により締結されて一体となっ
ている。そして、これらのばね受け部材３３、ブリッジ
３４及び止めねじ３５によってバルブリフタ３６が構成
されている。このバルブリフタ３６には、バルブスプリ
ング３７による付勢力と、ロッカアーム３８による押圧
力とが作用する。

【０００５】ばね受け部材３３には左右一対のバルブ３
９の頭部が挿通されている。各バルブ３９の頭部にはコ
ッタ４０及びコッタ受け４１がそれぞれ取付けられてい
る。また、各コッタ受け４１とばね受け部材３３との間
には波型ばね座金４２が介装され、この波型ばね座金４
２がバルブ３９を上方へ付勢している。さらに、前記ブ
リッジ３４には各バルブ３９に対応して調整ねじ４３及
びロックナット４４が装着されており、その調整ねじ４
３下端とバルブ３９頭部との間隙を調整可能である。

【０００６】この動弁装置では、ロッカアーム３８によ
りブリッジ３４が周期的に押し下げられると、そのブリ
ッジ３４が所定距離下動した後に各調整ねじ４３を介し
て各バルブ３９頭部が押圧され、その結果、両バルブ３
９が下方へリフトして開弁する。

【０００７】前記構成の動弁装置によると、二つのバル
ブ３９に対し共通の一つのバルブスプリング３７を用い
ているため、各バルブにバルブスプリングを設けた場合
に比べ、両バルブ３９の間隔を小さくできる。これによ
り、一定のシリンダ径においてバルブ径を大きくするこ
とが可能となり、内燃機関の高出力化を図ることができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術においては、両バルブ３９の間隔は狭くできるもの
の、部品点数、重量及びコストの面において不利であ
る。これは、バルブ３９の頭部をバルブリフタ３６に連
結する目的でコッタ４０及びコッタ受け４１を採用した
ことによる。

【０００９】つまり、これらのコッタ４０及びコッタ受
け４１を用いた連結構造は、バルブリフタ３６が各バル
ブ３９を引き上げる際には有効に作用するが、同バルブ
３９を押し下げる際には連結の役割を果たさない。従っ
て、それを補うために従来技術では、調整ねじ４３で直
接各バルブ３９の頭部を押し下げている。そのため、調
整ねじ４３及びロックナット４４が各バルブ３９に一組
ずつ必要となる。

【００１０】しかも、この調整ねじ４３を各バルブ３９
直上に設けるために、ブリッジ３４とばね受け部材３３
とを別部材とし、バルブ３９にばね受け部材３３を装着
した後、このばね受け部材３３にブリッジ３４を止めね
じ３５で締付けている。このため、バルブリフタ３６だ
けでも三種類の部材を要する。これらのことから、動弁
系の部品点数は、通常の内燃機関での一つのバルブにつ
きバルブスプリング、バルブリフタ等を一つずつ用いた
方式と比べてあまり変わらない。

【００１１】このように部品点数が多いことは、重量増
加やコスト上昇を招くこととなる。特に、前記従来技術
ではブリッジ３４をばね受け部材３３に止めねじ３５で
締結しているので、ばね受け部材３３には雌ねじを確保
するための厚みが必要となり、このことがばね受け部材
３３の重量増加の一因となっている。

【００１２】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は部品点数、重量及びコストの低減
を図ることが可能な内燃機関の動弁装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、シリンダヘッドに設けられた複数のバルブ
を一つのロッカアームにより開閉駆動する内燃機関の動
弁装置であって、一部材からなり、かつ前記シリンダヘ
ッドとロッカアームとの間に配設され、そのロッカアー
ムにより周期的に押圧されるとともに、前記各バルブの
バルブステムが挿通されたバルブリフタと、前記シリン
ダヘッドと前記バルブリフタとの間に介在され、そのバ
ルブリフタをロッカアーム側へ付勢する一つのバルブス
プリングと、前記バルブリフタに挿通されたバルブステ
ムにおいて、同バルブリフタよりもバルブスプリング側
に設けられ、前記ロッカアームの押圧力をバルブに伝達
して開弁させる押圧力伝達部材と、前記バルブリフタに
挿通されたバルブステムにおいて、同バルブリフタより
もロッカアーム側に設けられ、前記バルブスプリングの
付勢力をバルブに伝達して閉弁させる付勢力伝達部材
と、前記バルブリフタと前記付勢力伝達部材との間に介
装され、バルブ閉弁時における前記シリンダヘッドに対
するバルブの相対位置の変化を吸収するためのばね部材
とを備えている。

【００１４】

【作用】バルブスプリングの付勢力はバルブリフタ、ば
ね部材及び付勢力伝達部材を介しバルブに作用する。ま
た、ロッカアームの押圧力はバルブリフタ及び押圧力伝
達部材を介しバルブに作用する。そして、前記ロッカア
ームの押圧力が大きくなるとバルブがリフトし開弁す
る。また、ロッカアームの押圧力が小さくなるとバルブ
が閉弁する。

【００１５】このように、バルブリフタと、そのバルブ
リフタを挟み込むようにバルブに取付けられた押圧力伝
達部材、付勢力伝達部材、ばね部材とを介して、ロッカ
アームの押圧力及びバルブスプリングの付勢力がバルブ
に伝達される。従って、従来技術とは異なって、調整ね
じ及びロックナットをバルブ毎に設ける必要がないばか
りか、バルブリフタも一つの部材で構成することが可能
となる。このため、従来技術より部品点数、重量及びコ
ストの面で有利となる。

【００１６】なお、バルブ等が磨耗して、閉弁状態での
バルブのシリンダヘッドに対する相対位置が変化したり
しても、その変化は前記ばね部材が撓むことによって吸
収される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図３に従って説明する。図１に示すように、内燃機関の
シリンダヘッド１には、左右一対の吸気バルブ２が上下
方向への摺動可能に挿入されている。各吸気バルブ２
は、対応するバルブシート３に対し接触又は離間するこ
とにより、各吸気通路４を閉塞又は開放する。前記両吸
気バルブ２の上方にはカムシャフト５が回転可能に支持
され、そのカムシャフト５に両吸バルブ開閉用のカム６
が形成されている。前記カムシャフト５と両吸気バルブ
２との間には本実施例の動弁装置７が設けられ、この動
弁装置７によってカムシャフト５の回転が両吸気バルブ
２に伝達されて、同吸気バルブ２が開閉駆動される。

【００１８】前記動弁装置７について詳述すると、図１
及び図２に示すように、前記カムシャフト５の下方には
ロッカシャフト８が配設され、そのロッカシャフト８に
ロッカアーム９の後端部（図２の左端部）が揺動可能に
支持されている。ロッカアーム９のほぼ中央部にはロー
ラ１０が回転可能に支持され、カム６の回転によりロー
ラ１０に対し周期的に押圧力（押し下げ力）が作用する
ようになっている。

【００１９】一方、前記シリンダヘッド１上部におい
て、前記両吸気バルブ２間の中間部分には棒状のリフタ
ガイド１１が立設されている。このリフタガイド１１上
にはバルブリフタ１２が上下動可能に取付けられてい
る。すなわち、このバルブリフタ１２は、下面を開口し
た円筒状の本体部１３と、その本体部１３上端から左右
へ延出する一対の薄板状取付部１４とから構成され、こ
の本体部１３が前記リフタガイド１１に摺動可能に外嵌
されている。また、シリンダヘッド１とバルブリフタ１
２の両取付部１４との間において、リフタガイド１１及
び本体部１３の外周には一つのバルブスプリング１５が
圧縮状態で設けられている。そのため、バルブリフタ１
２には、バルブスプリング１５による付勢力（押し上げ
力）が下方から常時作用するとともに、カム６による押
圧力がロッカアーム９を介して上方から周期的に作用す
ることになる。

【００２０】前記バルブリフタ１２には、前記左右一対
の吸気バルブ２が次のようにして連結されている。図３
に示すように、バルブリフタ１２の両取付部１４にはそ
れぞれ孔１６が透設され、各孔１６に各吸気バルブ２の
バルブステム２ａが挿通されている。各バルブステム２
ａの頭部には雌ねじ２ｂが螺刻されており、この雌ねじ
２ｂの外周に所定の高さを有する円筒状スペーサ１７が
外嵌されている。スペーサ１７の外径は、前記孔１６の
内径よりも若干小さく設定されている。

【００２１】前記各取付部１４及びスペーサ１７を上下
から挟み込むように、バルブステム２ａの雌ねじ２ｂに
は、バルブスプリング１５の付勢力を各吸気バルブ２に
伝えて閉弁させる付勢力伝達部材としての調整ナット１
８、及びロッカアーム９の押圧力を各吸気バルブ２に伝
えて開弁させる押圧力伝達部材としてのロックナット１
９が螺合されている。そして、スペーサ１７により調整
ナット１８及びロックナット１９が所定間隔離間され、
その間隔内で吸気バルブ２がバルブリフタ１２に対し上
下動可能となっている。

【００２２】さらに、前記各取付部１４と各調整ナット
１８との間において前記スペーサ１７の外周には、ばね
部材としての皿ばね２０が介装されている。この皿ばね
２０は、吸気バルブ２の閉弁時にバルブスプリング１５
の付勢力を受けて適度に撓んでいる。そして、この撓み
により、各取付部１４下面とロックナット１９上面との
間に僅かな間隙Ｇが生じている。これらの皿ばね２０の
撓みと間隙Ｇとは、吸気バルブ２やバルブシート３が磨
耗して、閉弁時の吸気バルブ２のシリンダヘッド１に対
する相対位置が上方方向へ変化した場合に、その変化を
吸収して吸気バルブ２のシール性を良好に維持する。

【００２３】なお、図１及び図２に示すように、前記ロ
ッカアーム９の前端部には調整ねじ２１が下方から螺入
され、ロックナット２２により締付固定されている。調
整ねじ２１は、吸気バルブ２閉弁時におけるロッカアー
ム９のローラ１０とカム６との間隙を調整するためのも
のである。

【００２４】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果について説明する。吸気バルブ２がバルブ
シート３に密着して吸気通路４が閉じられる閉弁時に
は、カム６がロッカアーム９のローラ１０から若干離間
する。また、このときバルブリフタ１２は、皿ばね２０
とバルブスプリング１５のそれぞれの荷重が釣り合った
高さに位置する。

【００２５】カムシャフト５の回転にともない、図１及
び図２に示すように、カム６とローラ１０との間隙がな
くなると、カム６がロッカアーム９を押し下げ始め、そ
れと同時にロッカアーム９前端の調整ねじ２１がバルブ
リフタ１２を押し下げる。これにより、バルブリフタ１
２がバルブスプリング１５の付勢力に抗して下動し始め
る。そして、バルブリフタ１２の取付部１４下面とロッ
クナット１９上面との間に間隙Ｇがなくなると、バルブ
リフタ１２がロックナット１９を押し下げ、その結果、
吸気バルブ２が開き始める。

【００２６】また、前記のように吸気通路４が開かれた
開弁状態から同吸気通路４を閉じる際には、前記と逆の
動作が行われる。つまり、カムシャフト５の回転が進む
に従ってカム６の揚程が小さくなると、バルブスプリン
グ１５の付勢力によってバルブリフタ１２が押し上げら
れる。そして、バルブリフタ１２の取付部１４はロック
ナット１９から上方へ離間し、皿ばね２０を撓ませなが
ら調整ナット１８を押圧する。その結果、バルブリフタ
１２に連結された両吸気バルブ２が上動する。この上動
は吸気バルブ２がバルブシート３に当接したところで、
それ以上の上動が阻止され、吸気通路４が閉塞される。
このようにして、一つのロッカアーム９により二つの吸
気バルブ２が開閉駆動される。

【００２７】前記したように本実施例では、バルブリフ
タ１２、スペーサ１７、調整ナット１８、ロックナット
１９、皿ばね２０等によって、ロッカアーム９の押圧力
及びバルブスプリング１５の付勢力を吸気バルブ２に伝
達させるようにした。従って、バルブ３９をバルブリフ
タ３６に連結するためにコッタ４０及びコッタ受け４１
を用い、調整ねじ４３及びロックナット４４を各吸気バ
ルブ２に一組ずつ設けた従来技術とは異なり、本実施例
ではこのような調整ねじ４３及びロックナット４４が不
要となる。

【００２８】なお、本実施例ではロッカアーム９の前端
部に調整ねじ２１及びロックナット２２を一組設けてい
るが、これらは吸気バルブ２が閉じているときのロッカ
アーム９とカム６との間隙を調整するためのものであ
り、従来技術のような吸気バルブ２を押し下げる機能は
ない。

【００２９】また、従来技術においてブリッジ３４、ば
ね受け部材３３、止めねじ３５といった複数の部品から
構成され、形状が複雑で、大きさ、重量も嵩みがちだっ
たバルブリフタ３６を、本実施例では単純な形状の一つ
のバルブリフタ１２で置き換えている。このバルブリフ
タ１２には、従来技術における止めねじ３５螺入用の雌
ねじが不要であるため、取付部１４等の板厚を小さくし
て重量増加を抑えることができる。

【００３０】このように、本実施例では従来技術におけ
る調整ねじ４３及びロックナット４４を不要とした点、
及びバルブリフタ１２を一部材で構成した点から、部品
点数の削減、構造の簡略化、重量の軽減及びコストの低
減を図ることができる。

【００３１】さらに、本実施例の動弁装置７を適用する
と内燃機関の全高を低く抑えることができる。すなわ
ち、従来技術ではばね受け部材３３上にブリッジ３４を
重ねた構造を採っているので、そのバルブリフタ３６が
高くなる。これに対し、本実施例では一つの部材でバル
ブリフタ１２を構成しており、しかも取付部１４を薄板
状に形成しているので、そのバルブリフタ１２の高さを
低くできる。これにともない、カムシャフト５等も低い
位置に設けることができ、内燃機関全体の高さを低くで
きる。従って、エンジンルームの空間を有効利用でき、
他装置の設置スペースの設計自由度が増す、あるいは、
車体（ボディ、ボンネット等）の設計自由度が増す。

【００３２】さらに、前記従来技術では波型ばね座金４
２を交換する必要が生じた場合、止めねじ３５、調整ね
じ４３、ロックナット４４、コッタ４０、コッタ受け４
１等、多数の部品を分解しなければならないのに対し、
本実施例では調整ナット１８をバルブステム２ａ頭部か
ら取り外すだけでよく、従って、皿ばね２０が損傷した
とき等の交換が容易となる。

【００３３】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、例えば以下のように発明の趣旨から
逸脱しない範囲で任意に変更してもよい。 （１）本発明を、複数の排気バルブを開閉駆動するため
の動弁装置に具体化してもよい。 （２）本発明は、一つのロッカアーム９により三つ以上
の吸気バルブ又は排気バルブを開閉する動弁装置に適用
することもできる。 （３）本発明におけるばね部材としては、皿ばね以外に
も波型ばね座金を用いることもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、一
部材でバルブリフタを構成するとともに、そのバルブリ
フタを両側から挟み込むように、各バルブステムに押圧
力伝達部材、付勢力伝達部材及びばね部材を取付けたの
で、従来技術に比べ部品点数、重量、コストの低減を図
ることができ、さらには内燃機関全体の高さを低くでき
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例の内燃機関の動弁
装置を示す部分断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線方向の断面図である。

【図３】図１においてバルブリフタと吸気バルブとの連
結部分を拡大して示す断面図である。

【図４】従来の内燃機関の動弁装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…シリンダヘッド、２…吸気バルブ、２ａ…バルブス
テム、９…ロッカアーム、１２…バルブリフタ、１５…
バルブスプリング、１８…付勢力伝達部材としての調整
ナット、１９…押圧力伝達部材としてのロックナット、
２０…ばね部材としての皿ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 晋平 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 シリンダヘッドに設けられた複数のバル
   ブを一つのロッカアームにより開閉駆動する内燃機関の
   動弁装置であって、 一部材からなり、かつ前記シリンダヘッドとロッカアー
   ムとの間に配設され、そのロッカアームにより周期的に
   押圧されるとともに、前記各バルブのバルブステムが挿
   通されたバルブリフタと、 前記シリンダヘッドと前記バルブリフタとの間に介在さ
   れ、そのバルブリフタをロッカアーム側へ付勢する一つ
   のバルブスプリングと、 前記バルブリフタに挿通されたバルブステムにおいて、
   同バルブリフタよりもバルブスプリング側に設けられ、
   前記ロッカアームの押圧力をバルブに伝達して開弁させ
   る押圧力伝達部材と、 前記バルブリフタに挿通されたバルブステムにおいて、
   同バルブリフタよりもロッカアーム側に設けられ、前記
   バルブスプリングの付勢力をバルブに伝達して閉弁させ
   る付勢力伝達部材と、 前記バルブリフタと前記付勢力伝達部材との間に介装さ
   れ、バルブ閉弁時における前記シリンダヘッドに対する
   バルブの相対位置の変化を吸収するためのばね部材と を備えたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。