JPH0564402U - 内燃機関の動弁機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】各バルブステム８ａの傾斜配置に対応するよう
にカム１２ａ，１２ｂ自体に改良を加え、運動部分を効
果的に重量軽減して、エンジン出力の向上を図りつつ、
バルブリフタ１４の耐久性の向上を図ることを可能とす
る。 【構成】各バルブステム８ａを、吸気用カムシャフト１
０の軸芯ｍと直交する平面Ｘに対して傾斜させて配置し
た内燃機関の動弁機構として、上記各バルブステム８ａ
上端と吸気用カムシャフト１０のカム１２ａ，１２ｂと
の間に、各バルブステム８ａ上端に対して支持されたバ
ルブリフタ１４を設け、上記カム１２ａ，１２ｂを、各
バルブステム８ａの軸芯ｑ1 ，ｑ2 とそれぞれ直交する
方向からバルブリフタ１４の上面に対してカム面１８
ａ，１８ｂを摺接させるよう，吸気用カムシャフト１０
の軸芯ｍに対して互いに対向する向きに近付くに従い小
径となる略円錐形状に形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の動弁機構に関し、特に、カムシャフトのカムとの当接に より挙動するバルブリフタなどの運動部分の重量軽減対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、内燃機関の動弁機構として、例えば特開昭６０−１２５７０８号公 報に開示されるように、バルブステムをカムシャフトの軸芯と直交する平面に対 して傾斜させて配置し、上記バルブステムの端部とカムシャフトとの間に、上記 カムシャフトのカムとの摺接によりカムシャフトの軸芯と直交する方向へ挙動す るバルブリフタを備えるとともに、上記バルブステムの端部とバルブリフタとの 間に、バルブリフタの挙動をバルブステム方向へのバルブの挙動つまり開閉駆動 に変換させる半球状の接触部を有するシム部材を設けたものは知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、近来の傾向としての燃焼効率に優れた気筒当たり複数のバルブを有 するエンジンにおいては、複数のバルブステムを上記のようにカムシャフトの軸 芯と直交する平面に対して傾斜するように適切に配列して、円滑なスワール形成 を行いつつ点火プラグの効果的な配置などによる狙いに応じた最適な燃焼形態を 実現させることが切望されている。

【０００４】 しかしながら、上記従来のものの場合、バルブリフタの挙動をバルブステム方 向へのバルブの開閉駆動に変換させる互いの接触が、該両者間に設けられた接触 部を有するシム部材により行われるため、該シム部材によって、カムシャフトの カムとの当接により挙動するバルブリフタを含めた運動部分の重量が増加し、複 数のバルブステムを上記傾斜配列にしても、エンジンの出力向上が図り得られな いという欠点があった。

【０００５】 本考案はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、バルブ ステムの傾斜配置に対応するようにカム自体に改良を加えることにより、運動部 分を効果的に重量軽減して、エンジン出力の向上を図ろうとするものである。

【０００６】 更に、上記カム自体の改良により、バルブリフタのカムとの当接面を変更して 、バルブリフタの耐久性の向上を図ることも目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、請求項１記載の考案が講じた解決手段は、バルブス テムを、カムシャフトの軸芯と直交する平面に対して傾斜させて配置した内燃機 関の動弁機構を前提とする。そして、上記バルブステムの端部とカムシャフトと の間に、上記バルブステムの端部に対して支持されたバルブリフタを設け、上記 カムシャフトに、上記バルブリフタとの摺動面を形成するカムをカムシャフトの 軸芯に対して略円錐形状に形成する構成としたものである。

【０００８】 また、請求項２記載の考案が講じた解決手段は、上記請求項１記載の考案のカ ムを限定し、カムシャフト内に供給されるオイルにより、カムシャフトの軸芯方 向へカムをスライド可能に設けて、該カムに油圧式ラッシュアジャスタとしての 機能を備える構成としたものである。

【０００９】

【作用】

上記の構成により、請求項１記載の考案では、近来の傾向となる燃焼効率に優 れた気筒当たり複数のバルブを有するエンジンに、複数のバルブステムを傾斜配 列する場合には、円滑なスワール形成を行いつつ点火プラグの効果的な配置など による狙いに応じた最適な燃焼形態が実現される。

【００１０】 その場合、バルブリフタとの摺動面を形成するカムは、カムシャフトの軸芯に 対して略円錐形状に形成されているので、バルブリフタの挙動をバルブステム方 向へのバルブの開閉駆動に変換させる上で、バルブリフタとバルブステムとの間 に接触部を有するシム部材を設ける必要がなく、カムシャフトのカムとの当接に より挙動するバルブリフタを含めた運動部分の重量が効果的に減少する。

【００１１】 しかも、バルブステムの端部とカムシャフトとの間においてバルブステムの端 部に支持されたバルブリフタは、略円錐形状のカムによる，カムシャフト軸芯方 向の当たり面に生じる速度差により、バルブステムの端部に対してその軸芯回り に回動し、バルブリフタの磨耗が抑制される。

【００１２】 また、請求項２記載の考案では、略円錐形状のカムは、カムシャフト内に供給 されるオイルによってカムシャフトの軸芯方向へスライド移動することにより、 動弁系のバルブクリアランスを自動調整するための油圧式ラッシュアジャスタと して機能するので、通常、カムとバルブリフタとの間に配されてバルブリフタと 共に挙動する運動部分側に属する油圧式ラッシュアジャスタが、カム側つまり非 運動部分側に属することになり、このような油圧式ラッシュアジャスタが設けら れている動弁機構においては、その運動部分の重量がより効果的に減少される。

【００１３】 しかも、上記の如く油圧式ラッシュアジャスタの駆動源として供されるオイル は、カムシャフト内に供給される，例えばカムシャフト潤滑用などに供される既 存のオイル通路からのオイルの一部が共用されることにより、シリンダヘッド内 に油圧式ラッシュアジャスタ専用のオイル通路などを別途設ける必要がなく、シ リンダヘッドが大巾に軽量化されると共にコンパクト化されることになる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１５】 第１図は本考案の一実施例に係わる直接駆動式の動弁機構を内燃機関としての ４バルブ式エンジンのシリンダヘッドに適用したものを示す。同図において、１ はシリンダ（ボア）２が形成されたシリンダブロック、３はシリンダブロック１ 上にガスケット４を介して接合されたシリンダヘッドであって、上記シリンダ２ とシリンダヘッド３下面とで燃焼室５が形成されている。上記シリンダヘッド３ には、燃焼室５に開口する２つの吸気ポート６，６が形成されているとともに、 該燃焼室５に開口する２つの排気ポート（図示せず）が形成されている。上記各 吸気ポート６の燃焼室５への開口部には該開口部を開閉する吸気バルブ８，８が 、図示しない各排気ポートの燃焼室への開口部には該開口部を開閉する排気バル ブがそれぞれ配設されている。

【００１６】 また、上記シリンダヘッド３上には、該シリンダヘッド３の短手方向の両側端 （図では左右側端）を各々気筒列方向に延び、クランクシャフト（図示せず）に より回転駆動される吸気用カムシャフト１０および排気用カムシャフト（図示せ ず）が配設されている。上記吸気用カムシャフト１０は、上記シリンダヘッド３ に設けた半円形状の軸受部３ａと吸気用カムシャフト１０を覆うようにシリンダ ヘッド３に取付けられるカムキャップ１１とによって回転自在に支承されており 、さらに該カムキャップ１１上には図示しないシリンダヘッドカバーが被冠され ている。上記吸気用カムシャフト１０には、上記各吸気バルブ８に対応するカム １２ａ，１２ｂがそれぞれ形成されている。そして、上記各吸気バルブ８のバル ブステム８ａは、上記吸気用カムシャフト１０の軸芯ｍと直交する平面Ｘに関し て上端が互いに離れるように傾斜、つまり各バルブステム８ａを平面Ｘとの対向 方向（図では左右方向）および平面Ｘとの直交方向（図で示す方向）にそれぞれ 傾斜させて配列されている。

【００１７】 そして、上記シリンダヘッド３の上部（図では吸気側のみ示す）には、上記吸 気用カムシャフト１０のカム１２ａ，１２ｂと各吸気バルブ８のバルブステム８ ａ上端との間に介在された断面略コ字状のバルブリフタ１４，１４が介在されて おり、該各バルブリフタ１４の上面へのカム１２ａ，１２ｂのカム面１８ａ，１ ８ｂの摺接、および各吸気バルブ８のバルブステム８ａ上端への当接によって各 吸気バルブ８を開閉制御する吸気側の直接駆動式の動弁機構１３を構成している 。また、上記各バルブリフタ１４は、上記各吸気バルブ８のバルブステム８ａ上 端に対しその軸芯ｑ1 ，ｑ2 回りに摺動自在に支持されている。そして、上記カ ム１２ａ，１２ｂは、上記各吸気バルブ８のバルブステム８ａの傾斜に対して該 バルブステム８ａの軸芯ｑ1 ，ｑ2 とそれぞれ直交する方向からバルブリフタ１ ４との摺動面を形成するカム面１８ａ，１８ｂを摺接させるよう，吸気用カムシ ャフト１０の軸芯ｍに対して互いに対向する向きに近付くに従い小径となる略円 錐形状に形成されている。また、上記動弁機構１３によって開閉駆動される各吸 気バルブ８は、バルブガイド１５を介してシリンダヘッド３に摺動自在に支持さ れ、かつバルブスプリング１６によって常時閉弁方向に付勢されている。尚、排 気バルブを開閉制御する図示しない排気側の動弁機構は、上記吸気側の直接駆動 式の動弁機構１３と同一構造となるのでその説明を省略する。

【００１８】 また、上記吸気用カムシャフト１０内には、その軸芯ｍ方向へ延びるオイル通 路２１が設けられており、このオイル通路２１内に供給されるオイルは、上記軸 受部３ａおよびカムキャップ１１などへのカムシャフト軸受潤滑用として供され ている。また、上記カム１２ａ，１２ｂは、上記吸気用カムシャフト１０に対し て互いに近付く軸芯ｍ方向にスライド移動可能となるようスプライン嵌合されて いる。さらに、図２および図３にも示すように、上記吸気用カムシャフト１０と 各カム１２ａ，１２ｂとの間には、各カム１２ａ，１２ｂを吸気用カムシャフト １０の軸芯ｍに対して互いに近付く方向に付勢、つまり各カム１２ａ，１２ｂの カム面１８ａ，１８ｂ（摺動面）をバルブリフタ１４の上面に対して摺接（後述 するバルブクリアランスを０に保つように摺接）させる方向へ付勢する付勢スプ リング２０ａ，２０ｂ（図２および図３ではカム１２ａ側の付勢スプリング２０ ａのみ示す）が設けられている。そして、上記カム１２ａ，１２ｂに対応するオ イル通路２１には、カム１２ａ，１２ｂの内周面に対して連通する連通路２２ａ ，２２ｂが形成されていて、この連通路２２ａ，２２ｂを介して供給されるオイ ル通路２１からのオイルにより、カム１２ａ，１２ｂをそれぞれスライド移動さ せて、バルブリフタ１４の上面と吸気用カムシャフト１０のカム１２ａ，１２ｂ のカム面１８ａ，１８ｂとの間に生じる隙間なくしてバルブクリアランスを０に 保つように自動調整する油圧式ラッシュアジャスタとしての機能がカム１２ａ， １２ｂに備えられている。また、上記各連通路２２ａ，２２ｂ内には、該各連通 路２２ａ，２２ｂを開閉するチェックバルブボール２３と、該チェックバルブボ ール２３を閉弁方向（吸気用カムシャフト１０の軸芯ｍに対して直交する径方向 内方側）へ付勢するチェックバルブスプリング２４とからなるチェックバルブ２ ５が配設されている。よって、バルブリフタ１４と吸気用カムシャフト１０のカ ム１２ａ，１２ｂのカム面１８ａ，１８ｂとの間に隙間が生じると、チェックバ ルブ２５下流側の連通路２２ａ，２２ｂ内の油圧の低下によりチェックバルブボ ール２３がカム１２ａ，１２ｂ側（図では上方）に向って移動し、これによりチ ェックバルブ２５が開弁してオイル通路２１のオイルが連通路２２ａ，２２ｂ内 つまりチェックバルブ２５下流側の連通路２２ａ，２２ｂ内に流入し、それによ って、カム１２ａ，１２ｂが上記隙間を埋めるように互いに近付く方向に付勢ス プリング２０ａ，２０ｂを伸長させながら図３に示す矢印方向へスライド移動す るとともに、チェックバルブ２５下流側の連通路２２ａ，２２ｂ内の圧力の上昇 によりチェックバルブ２５が閉弁して該チェックバルブ２５下流側の連通路２２ ａ，２２ｂ内へのオイル流入が停止されるように構成されている。尚、このチェ ックバルブ２５下流側の連通路２２ａ，２２ｂ内に流入したオイルは、カム１２ ａ，１２ｂのカム面１８ａ，１８ｂに径方向から負荷がかかっても、チェックバ ルブ２５の密閉作用によりオイル通路２１に逆流することはなく、チェックバル ブ２５下流側の連通路２２ａ，２２ｂ内に閉じ込められたまま吸気用カムシャフ ト１０の軸芯ｍ方向へスライド移動不能に剛体化し、このことにより吸気用カム シャフト１０からの荷重は吸気バルブ８に確実に伝達される。また、チェックバ ルブ２５は、エンジン始動時に高い圧がかかるオイル通路２１のオイルがチェッ クバルブ２５下流側の連通路２２ａ，２２ｂ内に流入しないようにした安全機構 としての機能も有している。

【００１９】 尚、図２中３１は、吸気用カムシャフト１０に対してカム１２ａを組付ける際 に付勢スプリング２０ａによるカム１２ａのスライド移動を規制しておくための 止め輪である。

【００２０】 したがって、上記実施例では、近来の傾向とするところの燃焼効率に優れた気 筒当たり４つの吸排気バルブを有するエンジンのシリンダヘッド３に、各吸排気 バルブ８のバルブステム８ａを傾斜配列する場合には、円滑なスワール形成を行 いつつ点火プラグの効果的な配置などによる狙いに応じた最適な燃焼形態が実現 される。

【００２１】 その場合、カム１２ａ，１２ｂは、各吸気バルブ８のバルブステム８ａの軸芯 ｑ1 ，ｑ2 とそれぞれ直交する方向からバルブリフタ１４の上面に対してカム面 １８ａ，１８ｂを摺接させるよう，吸気用カムシャフト１０の軸芯ｍに対して互 いに対向する向きに近付くに従い小径となる略円錐形状に形成されていることに より、各バルブリフタ１４の挙動をバルブステム８ａの軸芯ｑ1 ，ｑ2 方向への 各吸気バルブ８の開閉駆動に変換させる上で、バルブリフタとバルブステムとの 間に接触部を有するシム部材を設ける必要がなく、吸気用カムシャフト１０のカ ム１２ａ，１２ｂとの摺接により挙動する各バルブリフタ１４を含めた運動部分 の重量が効果的に減少する。しかも、上記略円錐形状のカム１２ａ，１２ｂは、 オイル通路２１内に供給されるカムシャフト軸受潤滑用のオイルにより、連通路 ２２ａ，２２ｂを介してカム１２ａ，１２ｂをそれぞれスライド移動させる油圧 式ラッシュアジャスタとして機能機能するので、カムとバルブリフタとの間に配 されてバルブリフタと共に挙動する油圧式ラッシュアジャスタがカム側つまり非 運動部分側に属することになり、運動部分の重量がより効果的に減少される。こ の結果、複数のバルブステムの傾斜配列による狙いに応じた最適な燃焼形態を実 現させつつ、エンジン出力の向上を効果的に図ることができる。

【００２２】 また、各吸気バルブ８のバルブステム８ａの端部とカム１２ａ，１２ｂとの間 においてバルブステム８ａ上端に対しその軸芯回りに摺動自在に支持されたバル ブリフタ１４は、略円錐形状のカム１２ａ，１２ｂのカム面１８ａ，１８ｂによ る，吸気用カムシャフト１０方向の当たり面に生じる速度差により、バルブステ ム８ａの端部に対してその軸芯回りに回動し、バルブリフタ１４の磨耗が抑制さ れることになり、バルブリフタ１４の耐久性の向上を図ることができる。

【００２３】 さらに、上記の如く油圧式ラッシュアジャスタとして機能するカム１２ａ，１ ２ｂをそれぞれスライド移動させる駆動源として、既存するオイル通路２１内に 供給されるカムシャフト軸受潤滑用のオイルの一部が連通路２２ａ，２２ｂを介 して共用されることにより、シリンダヘッド３内に油圧式ラッシュアジャスタ専 用のオイル通路などを別途設ける必要がなく、シリンダヘッド３の大巾な軽量化 およびコンパクト化を図ることができる。

【００２４】 尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包 含するものである。例えば、上記実施例では、油圧式ラッシュアジャスタとして 機能するカム１２ａ，１２ｂをそれぞれスライド移動させる駆動源としてオイル 通路２１内に供給されるカムシャフト軸受潤滑用のオイルを共用したが、カムを それぞれスライド移動させる駆動源としてオイルは、カムシャフト軸受潤滑用の オイルの一部でなくともよく、吸気用カムシャフト内に形成された他の目的に利 用されるオイル通路からのオイルであっても良い。

【００２５】 また、上記実施例では、一気筒当りに吸気バルブ８および排気バルブをそれぞ れ２つづつ設けた４弁式の動弁機構１３について述べたが、吸気弁および排気弁 がそれぞれ２つづつ以上設けられた多弁式のものにも適用できる。

【００２６】

【考案の効果】

以上の如く、請求項１記載の考案における内燃機関の動弁機構によれば、バル ブステムの端部に支持したバルブリフタとの摺動面を形成するカムをカムシャフ トの軸芯に対して略円錐形状に形成したことにより、バルブリフタの挙動をバル ブステム方向へのバルブの開閉駆動に変換させるシム部材を不要にして、運動部 分の重量を減少させたので、複数のバルブステムの傾斜配列による狙いに応じた 最適な燃焼形態を実現させつつ、エンジン出力の向上を効果的に図ることができ る。しかも、上記の如く略円錐形状のカムにより、バルブリフタがカムシャフト 方向の当たり面に生じる速度差によって軸芯回りに回動して、バルブリフタの磨 耗を抑制するので、バルブリフタの耐久性の向上を図ることができる。

【００２７】 また、請求項２記載の考案における内燃機関の動弁機構によれば、略円錐形状 のカムに、既存するカムシャフト内のオイル通路からのオイルによって駆動する 油圧式ラッシュアジャスタとしての機能を備えたので、通常カム側に属する油圧 式ラッシュアジャスタを備えた動弁機構の運動部分の重量を減少させて、複数の バルブステムの傾斜配列による狙いに応じた最適な燃焼形態を実現させつつ、エ ンジン出力の向上をより効果的に図ることができるとともに、シリンダヘッド内 に油圧式ラッシュアジャスタ専用のオイル通路などを不要にしてシリンダヘッド の大巾な軽量化およびコンパクト化を共に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸気用カムシャフトの軸芯方向で切断した吸気
用動弁機構の縦断面図である。

【図２】図１の左側のカムの組付け状態におけるチェッ
クバルブの説明図である。

【図３】カムのスライド移動状態における図２相当図で
ある。

【符号の説明】

８ａ バルブステム １０ 吸気用カムシャフト（カムシャフト） １２ａ，１２ｂ カム １３ 動弁機構 １４ バルブリフタ ｍ 吸気用カムシャフトの軸芯 ｑ1 ，ｑ2 バルブステムの軸芯 Ｘ 平面

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブステムを、カムシャフトの軸線と
   直交する平面に対して傾斜させて配置した内燃機関の動
   弁機構において、上記バルブステムの端部とカムシャフ
   トとの間には、バルブステムの端部に対して支持された
   バルブリフタが設けられ、上記カムシャフトには、上記
   バルブリフタとの摺動面を形成するカムがカムシャフト
   の軸芯に対して略円錐形状に形成されていることを特徴
   とする内燃機関の動弁機構。
2. 【請求項２】 カムは、カムシャフト内に供給されるオ
   イルにより、カムシャフトの軸芯方向へスライド可能に
   設けられていて、上記カムは油圧式ラッシュアジャスタ
   としての機能を有するものであることを特徴とする請求
   項１記載の内燃機関の動弁機構。