JPH053688Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は例えば内燃機関において、吸，排気
弁の開弁及び閉弁を共に強制的に行う強制開閉式
動弁機構に関する。

［従来の技術］ 一般に、内燃機関の吸，排気弁の作動を司る動
弁機構は、開弁動作のみカムの回転を利用してカ
ムにより直接あるいはロツカアームを介する等し
て強制的に行うが、閉弁動作についてはスプリン
グの弾性力を利用し戻すようにしている。このよ
うな通常の動弁機構は、弁の戻りが一定圧力のス
プリングに頼つているので、機関の回転速度があ
る値を超え高速域に達すると、回転速度の如何に
拘らず弁の戻りに要する時間が一定になる等動弁
特性が悪化して運転性が低下する問題がある。

このため、閉弁動作においてもカムの回転を利
用して強制的に弁を戻すようにして、上記問題の
解消を図つた所謂強制開閉式動弁機構が提案され
ている（昭和42年12月25日 株式会社山海堂発行
「実用自動車工学エンジン編」参照）。

このような強制開閉式動弁機構としては、次の
ようなものが実用化されている。すなわち、開弁
動作はカムによる直動形であり、閉弁動作はカム
の回転に伴う鋏状ロツカアームの回動によるも
の。これは、鋏状ロツカアームの支点がカム軸方
向に延長された長い二重偏心円筒で構成され、鋏
状ロツカアームのカムに接する側と弁に接する側
とを互いに反転させることにより支点軸中心を移
動させ、カムとロツカアームとの間のクリアラン
スの調整を行う。

また、他の例としては、開き用、閉じ用両カム
にそれぞれ接触する開き用，閉じ用両ロツカアー
ムを弁軸の両側に対向配置させたものがあり、こ
れは開き用ロツカアームを端部に回動中心をもつ
たフインガ形とし、閉じ用ロツカアームを中央に
回動中心をもつたヨーク形としてある。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、前者の実用例は閉じ用の鋏状ロツカ
アームの支点軸が二重偏心円筒で且つカム軸方向
に延長されているため、構造が複雑である上大き
なスペースを必要とする。

一方、後者については、弁軸の両側にロツカア
ームを設けるため、大きなスペースが必要であ
る。

何れにしても、上記二つの実用例に共通して言
えることは、動弁機構の専有スペースが大きく、
したがつて、例えば最近特に増えつつある高出力
化に対応した１気筒当り４つの弁を備えた機関へ
の採用は、難しいものとなつている。

この考案は上記のような実情に鑑み創案された
もので、コンパクト化した強制開閉式動弁機構の
提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題を解決するためにこの考案は、強制開
閉式動弁機構における開き用カムと閉じ用カムと
にそれぞれ接触する開き用ロツカアームと閉じ用
ロツカアームとを互いに位置調整可能に一体化
し、この一体化したロツカアームを第１の球面軸
受を介して機関本体に揺動可能に支持し、各ロツ
カアームの端部を互いに共通の回転中心を有する
第２，第３の球面軸受を介して弁軸端部にそれぞ
れ支持すると共に、この第２，第３の球面軸受と
弁軸端部側とを弁軸と直交する方向にスライド可
能に設ける構成とした。

［作用］ 開き用ロツカアームは、開き用カムの回転に伴
つて第１の球面軸受を中心に揺動し、第２の球面
軸受を介して弁軸端部に対し回転及びスライドし
て弁を押し下げ開弁させる。一方、閉じ用ロツカ
アームは、閉じ用カムの回転に伴つて開き用ロツ
カアームと同様に第１の球面軸受を中心に揺動
し、第３の球面軸受を介して弁軸端部に対し回転
及びスライドして弁を押し上げ閉弁させる。

［実施例］ 以下、図面に基づきこの考案の実施例を説明す
る。

添付図面は、内燃機関の強制開閉式動弁機構に
係わるもので、開き用ロツカアーム１と、この開
き用ロツカアーム１を挟むように二又状に分岐し
た閉じ用ロツカアーム３とは第３図に示す六角穴
付偏心ボルト５及びナツト７により相互に固定さ
れ、一体化して同時に揺動し弁（吸，排気弁）９
を第１図中で上下動させる。この一体化した両ロ
ツカアーム１，３の揺動中心は、開き用ロツカア
ーム１の一端が回転支持される第１の球面軸受１
１である。第１の球面軸受１１の下部には雄ねじ
部１３が形成され、この雄ねじ部１３が機関本体
１５側にロツクナツト１７を介して螺合固定され
る。更に、第１の球面軸受１１の上端には、開き
用ロツカアーム１に形成された貫通孔１９を介し
て六角レンチが挿入される六角穴２１が形成され
ている。

開き用ロツカアーム１の他端と偏心ボルト５と
の間の開き用ロツカアーム１の上面には、第２図
に示すカム軸２３に設けられた開き用カム２５が
摺動可能に接触する一方、閉じ用ロツカアーム３
の偏心ボルト５を境にして弁９と反対側の二又状
の先端側部には、開き用カム２５を挟むようにし
てカム軸２３上に設けられた２つの閉じ用カム２
７がそれぞれ摺動可能に接触している。

開き用カム２５は周縁に断面が円形の非作用部
２９と非作用部２９より径方向に突出した作用部
３１とを有し、作用部３１が開き用ロツカアーム
１に接触したときに開弁動作となる。一方、閉じ
用カム２７は周縁に断面が円形の作用部３３と円
形部位を切欠いた非作用部３５とを有し、作用部
３３が閉じ用ロツカアーム３に接触したときに閉
弁動作となる。

前記開き用ロツカアーム１の他端凹部３６は、
第２の球面軸受３７に回転可能に支持されてい
る。第２の球面軸受３７の下面にはスライド面３
９が形成され、そのスライド面３９と弁軸４１の
端面４３とは互いにスライド可能となつている。
これにより、第２の球面軸受３７と開き用ロツカ
アーム１とが相互に回転すると同時に、第２の球
面軸受３７が弁軸４１に対しスライドする。

一方、閉じ用ロツカアーム３の弁軸４１側端部
は、前記第２の球面軸受３７と回転中心が共通な
第３の球面軸受４５に回転可能に支持されてい
る。第３の球面軸受４５は、弁軸４１にコレツト
４７を介して固定されたリテーナ４９と、閉じロ
ツカアーム３の凹曲面部５１との間に介装され、
コレツト４７の上部に形成されたフランジ５３の
下面５５にスライド可能に接触するスライド面５
７が形成されている。これにより、第３の球面軸
受４５と閉じ用ロツカアーム３とが相互に回転す
ると同時に、第３の球面軸受４５がリテーナ４９
に対してスライドする。

以上のような、第２，第３の球面軸受３７，４
５を介しての回転及びスライド運動により、相互
に一体化した開き用ロツカアーム１と閉じ用ロツ
カアーム３との第１の球面軸受１１を中心とした
揺動運動に対する弁９の上下方向の直線運動が可
能となる。

前記リテーナ４９の下部と機関本体側との間に
は弁９を閉方向（第１図中で上方）に付勢するス
プリング５９が弾装されている。このスプリング
５９により弁９が機関本体側の弁座に対し着座し
密着することになる。このとき、開き用カム２５
と開き用ロツカアーム１との間、及び閉じ用カム
２７と閉じ用ロツカアーム３との間には共にクリ
アランスがあり、このためカムとロツカアーム、
特に閉じ用カム２７及びロツカアーム３とが相互
に弁閉時に強く押されず無理な力を受けることは
ない。

上記クリアランスの調整は次のようにして行
う。まず、開き側については、第１図の弁閉状態
においてロツクナツト１７を回転させることで第
１の球面軸受１１を上下させ、開き側ロツカアー
ム１と開き用カム２５との間の適正クリアランス
を得る。また、閉じ側については、六角穴付偏心
ボルト５を回転させることにより行う。この偏心
ボルト５は、開き用ロツカアーム１の両側に位置
する閉じ用ロツカアーム３に挿入され偏心ボルト
５の中心軸線６１上に位置する第１，第２の支持
部６３，６５と、この第１，第２の支持部６３，
６５に対し若干中心軸６７が偏心して開き用ロツ
カアーム１に挿入される第３の支持部６９とを有
する。このため、偏心ボルト５を回転させれば、
中心軸線６１を中心に第３の支持部６９が回転す
る結果、閉じ用ロツカアーム３は開き用ロツカア
ーム１に対して回動し閉じ用カム２７とのクリア
ランス調整が可能となる、調整後はナツト７を締
結し、両ロツカアーム１，３を固定する。

前記偏心ボルト５の頭部７１側の第１の支持部
６３は、中央の第３の支持部６９より大径であ
り、第１の支持部６３の軸線方向の投影面積内に
第３の支持部６９が含まれている。また、第３の
支持部６９は、ねじ部７３側の第２の支持部６５
より大径であり、第３の支持部６９の軸線方向の
投影面積内に第２の支持部６５が含まれている。
これら、径の異なる各支持部６３，６５，６９の
径に合わせて開き用、閉じ用各ロツカアーム１，
３には、第１，第２，第３の挿入孔７５，７７，
７９が形成されている。これにより、偏心軸部
（第３の支持部６９）が形成された偏心ボルト５
の開き用、閉じ用各ロツカアーム１，３への挿入
が可能となる。

次に、以上のような構成の動弁機構の動作を説
明する。第１図は、閉弁状態であり、このとき開
き用ロツカアーム１は開き用カム２５の非作用部
２９に、また閉じ用ロツカアーム３は閉じ用カム
２７の作用部３３にそれぞれ当接している。

この状態からカム軸２３が矢印（反時計）方向
に回転し開き用カム２５の作用部３１が開き用ロ
ツカアーム１に達すると、これと同時に閉じ用カ
ム２７の非作用部３５が閉じ用ロツカアーム３に
達し、この動作時に開き用カム２５の作用部３１
は開き用ロツカアーム１に押し下げる方向の力を
与える。この結果、一体となつた開き用，閉じ用
各ロツカアーム１，３は第１の球面軸受１１を中
心に第１図中で時計方向に揺動する。この揺動に
伴つて弁９は下降して開弁する。このとき、第２
の球面軸受３７と開き用ロツカアーム１の先端凹
部３６とは相互に回転すると共に、第２の球面軸
受３７のスライド面３９と弁軸端面４３とは相互
にスライドし、一方第３の球面軸受４５と閉じ用
ロツカアーム３の凹曲面部５１とが相互に回転す
ると共に、リテーナ４９のフランジ下面５５と第
３の球面軸受４５のスライド面５７とがスライド
する。

この状態からカム軸２３が更に矢印方向に回転
すると、閉じ用カム２７の作用部３３が閉じ用ロ
ツカアーム３に達すると同時に、開き用カム２５
の非作用部２９が開き用ロツカアーム１に達し、
この動作時に閉じ用カム２７の作用部３３が閉じ
用ロツカアーム３を押圧するので、一体となつた
開き用，閉じ用各ロツカアーム１，３は第１の球
面軸受１１を中心に第１図中で反時計方向に揺動
する。この揺動に伴つて弁９は上昇して閉弁す
る。

このとき、開き用ロツカアーム１と開き用カム
２５との間、及び閉じ用ロツカアーム３と閉じ用
カム２７との間は共にクリアランスが存在してお
り、弁９の図外の弁座への密着はスプリング５９
の作用でなされる。このため、閉弁時での各ロツ
カアームとカムとの接触部、特に閉じ用ロツカア
ーム３と閉じ用カム２７との接触部には無理な力
が加わらず、この接触部の摩耗は防止される。

以上のように、この強制開閉式動弁機構は、開
き用、閉じ用各ロツカアーム１，３を一体化して
一つの支点すなわち第１の球面軸受１１で揺動さ
せ且つこの一体化した各ロツカアームの弁軸側を
共通の回転中心を有する第２，第３の球面軸受３
７，４５で回転及びスライド可能としたので、コ
ンパクト化が達成でき、例えば１気筒当り４つの
弁を備えた高出力機関への採用も可能となる。

［考案の効果］ 以上のようにこの考案によれば、開き用，閉じ
用各ロツカアームを一体化し、一つの球面軸受を
中心に一体となつた各ロツカアームを揺動させる
ようにしたため、コンパクト化が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

添付図面はこの考案の一実施例に係わり、第１
図は強制開閉式動弁機構の開き用のカム及びロツ
カアームに沿つて切断された断面図、第２図は強
制開閉式動弁機構の斜視図、第３図は六角穴付偏
心ボルトの斜視図である。 １……開き用ロツカアーム、３……閉じ用ロツ
カアーム、９……弁、１１……第１の球面軸受、
１５……機関本体、２５……開き用カム、２７…
…閉じ用カム、３７……第２の球面軸受、４１…
…弁軸、４５……第３の球面軸受。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁の開閉をカムの回転により強制的に行う強制
   開閉式動弁機構において、開き用カムと閉じ用カ
   ムとにそれぞれ接触する開き用ロツカアームと閉
   じ用ロツカアームとを互いに位置調整可能に一体
   化し、この一体化した各ロツカアームを第１の球
   面軸受を介して機関本体に揺動可能に支持し、各
   ロツカアームの端部を互いに共通の回転中心を有
   する第２，第３の球面軸受を介して弁軸端部にそ
   れぞれ支持すると共に、この第２，第３の球面軸
   受と弁軸端部側とを弁軸と直交する方向にスライ
   ド可能に設けたことを特徴とする強制開閉式動弁
   機構。