JPH057447Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関の吸気弁、排気弁に装着さ
れて同弁を回転させ、その偏摩耗を防止する弁の
回転装置に関するものである。

〔従来の技術〕

内燃機関の吸気弁や排気弁は機関の作動中に頻
繁に開閉動作を繰返すためにこれらの弁の製作誤
差や組付け誤差等の原因によりシリンダヘツドの
弁座との間で偏摩耗を生じることがある。このよ
うな偏摩耗を放置しておくと、ついにはシリンダ
内の完全密封化が困難となる。したがつて吸、排
気弁を回転させて偏摩耗を防止する必要がある。
この弁を回転させる方法として、弁の弁軸上端に
当接しこれを開放させるロツカーアームの作動に
連動して弁をその軸線周りに回転させる方法が知
られている（特開昭57−44803号公報、特公昭58
−55323号公報参照）。上記特公昭57−44803号に
記載されている弁の回転装置はロツカーアーム
の、弁に当接する面を球面状となし、このロツカ
ーアームの弁への作用点を前記弁の軸線からロツ
カーシヤフトの軸線方向に所定量偏倚させて配置
しロツカーアームの作動により前記弁がその軸線
周りに回転するような構成となつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような構成の弁の回転装
置では、ロツカーアームは弁がシリンダヘツド部
の弁座に着座する直前まで弁に回転力を与えてお
り、その結果弁は回転しながら弁座に着座するの
で、弁と弁座の摩耗が激しいという問題点があつ
た。また、ロツカーアームは弁と常に点接触であ
るので弁のロツカーアームと接触する端面の摩耗
も激しいという問題点があつた。

本考案は以上の様な問題点に鑑みてなされるも
ので、弁の着座時に弁の回転を阻止して過度の摩
耗を防止することができ、かつロツカーアームの
弁との接触面の摩耗を防止することができる。弁
の回転装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するために、本考案は次のよ
うな構成とした。すなわち、本考案は内燃機関の
燃焼室に開口する吸排気口を開閉する吸排気弁
と、前記吸排気弁を閉方向に常時付勢するスプリ
ングと、内燃機関と同期して回転駆動され、前記
吸排気弁の端面上に当接しながら作用して前記吸
排気弁を前記スプリングに抗してリフトさせる当
り面が形成された駆動機構とを備え、前記駆動機
構の当り面は、前記吸排気弁のリフト量がある一
定量以下のときに前記前記吸排気弁の端面に当接
する部分に形成され、前記吸排気弁の端面に対し
て、前記吸排気弁の軸線を中心に略均等に作用す
る第１当り面と、前記吸排気弁のリフト量が前記
一定量以上のときに前記前記吸排気弁の端面に当
接する部分に形成され、前記吸排気弁の端面に対
して、前記吸排気弁の軸線から前記駆動機構の回
転軸線方向に所定量偏倚した作用点に作用する第
２当り面とを備えることを特徴とする内燃機関の
弁回転装置という技術的手段を採用する。

なお、本考案の好適な実施例では、駆動機構は
内燃機関と同期して回転するカムと、このカムに
より揺動駆動されるロツカーアームと、そのロツ
カーアームに形成された当り面とにより構成され
る。また、第１当り面は、吸排気弁の端面に対し
て線接触する円筒面により構成され、第２当り面
は、吸排気弁の端面に対して点接触する中環面に
より構成される。

〔作用〕

上記の本考案の構成によると、吸排気弁はスプ
リングによつて常時閉方向に付勢される。そし
て、駆動機構の当り面は、回転駆動される駆動機
構の回転に伴つて吸排気弁の端面上に当接し、吸
排気弁の端面に作用して、スプリングの付勢力に
抗して吸排気弁をリフトさせ開弁させる。

ここで、当り面は第１当り面と第２当り面とを
有し、吸排気弁のリフト量がある一定量以下の時
に吸排気弁の端面に当接する部分には第１当り面
が形成され、吸排気弁のリフト量がある一定量以
上の時に吸排気弁の端面に当接する部分には第２
当り面が形成されている。このため、吸排気弁を
閉弁状態からリフトさせて開弁させるとき、吸排
気弁の端面には、始めは第１当り面が作用し、そ
の後、吸排気弁が一定量リフトしてから第２当り
面が作用する。また、吸排気弁を開弁状態から閉
弁させるとき、吸排気弁の端面には、第２当り面
が作用した後、吸排気弁のリフト量が一定量以下
になると第１当り面が作用する。

さらに本考案では、第１当り面は、吸排気弁の
端面に対して、吸排気弁の軸線を中心に略均等に
作用し、第２当り面は、吸排気弁の端面に対し
て、前記吸排気弁の軸線から前記駆動機構の回転
軸線方向に所定量偏倚した作用点に作用するよう
構成されている。このため、第２当り面が吸排気
弁の端面に作用している時には、その作用点が吸
排気弁の軸線から偏倚した位置にあるため、駆動
機構の回転に伴う当り面の移動により、吸排気弁
にはその軸線を中心とした回転力が作用し、吸排
気弁は回転する。一方、第１当り面が吸排気弁の
端面に作用している時には、吸排気弁の軸線に対
して略均等に当り面が作用するため、吸排気弁を
回転させる力は第２当り面に比べて小さくなる
か、あるいは作用しない。

従つて、吸排気弁のリフト量が一定量以下の時
には第１当り面が吸排気弁の端面に作用して吸排
気弁の回転が抑制され、吸排気弁のリフト量が一
定量以上の時には第２当り面が吸排気弁の端面に
作用して吸排気弁を回転させる。このため、吸排
気弁が閉弁し弁座に当接する時には吸排気弁の回
転が抑えられるので、吸排気弁と弁座との磨耗が
低減される。

〔実施例〕

次に、第１図〜第３図を用いて本考案の実施例
を説明する。第１図は本考案の実施例を示す縦断
面図である。

最初に、第１図を用いて本実施例の構成を説明
する。第１図において、ロツカーアーム１は機関
の回転と同期して回転する図示しないカムの作用
により、ロツカーシヤフト２を中心に揺動して吸
排気弁３を同図の上下方向に駆動する。ロツカー
アーム１の吸排気弁３に当接する当り面１０１
は、後述する円筒面１０１ａと円環面１０１ｂと
から成り、吸排気弁３の中心軸線３０２に対して
ロツカーシヤフト２の軸線方向に所定量δだけ偏
倚し当り面１０１の作用点３０３で吸排気弁３の
端面３０１に当接している。

次に、この当り面１０１の円筒面１０１ａと円
環面１０１ｂを第２図及び第３図を用いて説明す
る。第２図は第１図のロツカーアーム１の先端部
分の斜視図、第３図は第１図の図中下方から見た
ロツカーアーム１の当り面１０１の正面図であ
る。

第３図に示すように、ロツカーアーム１の当り
面１０１は下方から見ると四角形形状で、同図中
上半分が円環面１０１ｂ、下半分が円筒面１０１
ａである。この円筒面１０１ａと円環面１０１ｂ
は、第２図に示される当り面１０１の内側部分で
ある円筒面１０１ａと、当り面１０１の外側部分
である円環面１０１ｂと一致する。円筒面１０１
ａは円筒側面形状であり、吸排気弁３の端面３０
１に線接触で当接する。つまり、円筒面１０１ａ
においては第３図中二点鎖線で示される線接触線
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃのように順次線接
触で吸排気弁３の端面３０１に当接し、この吸排
気弁３の中心軸線３０２に対して均等に作用す
る。円環面１０１ｂは、円筒面１０１ａと同一の
外周半径あるいは同一の断面半径を有する円環
（円型断面を有する円型リング）の最外周面形状
であり、吸排気弁３の端面３０１に点接触で当接
する。つまり、円環面１０１ｂにおいては第３図
中当り面１０１の中心軸線１０２ａよりδだけ偏
倚して一点鎖線で示される点接触線１０２ｂに沿
つて順次点接触で吸排気弁３の端面３０１に当接
する。この円筒面１０１ａ及び円環面１０１ｂ
は、吸排気弁３のリフト量が全リフト量の２分の
１より小さい場合には円筒面１０１ａが吸排気弁
３の端面３０１に当接し、吸排気弁３のリフト量
が全リフト量の２分の１以上の場合には円環面１
０１ｂが吸排気弁３の端面３０１に当接するよう
になつている。また、第３図において接触線１０
２ｂは、ロツカーアーム１の当り面１０１の中心
線１０２ａから図中右方向に所定量δだけ偏倚し
ており、その接触線１０２ｂに沿つて当り面１０
１は吸排気弁３の端面３０１に当接する。

ロツカーシヤフト２は内燃機関内に固定されて
いて、ロツカーアーム１をロツカーシヤフト２を
軸とする方向に回転自在に支持する。吸排気弁３
はバルブガイド５により吸排気弁３の中心軸線３
０２を中心に回転自在に、かつ中心軸線３０２方
向に摺動自在に支持されている。また、ロツカー
アーム１により力を受けていない時には、吸排気
弁３はリテーナ６を介してスプリング７により第
１図の上方に付勢されシリンダヘツド９の弁座８
に密着し、図示しない燃焼室を密閉する。リテー
ナ６はコツター４により吸排気弁３に固着され、
スプリング７の力を吸排気弁３に伝達する。

次に、本実施例の作動を第１図を用いて説明す
る。第１図において、本実施例では図示しないカ
ムによりロツカーアーム１が揺動し、吸排気弁３
は第１図中下方へ変位する。その際、吸排気弁３
のリフト量が全リフト量の２分の１より小さい場
合には、ロツカーアーム１の吸排気弁３との当り
面１０１の円筒面１０１ａが線接触により吸排気
弁３の端面３０１に当接し吸排気弁３を下方へ変
位させるが、リフト量が全リフト量の２分の１以
上になると、ロツカーアーム１の吸排気弁３との
当り面１０１の円環面１０１ｂが点接触により吸
排気弁３の端面３０１に当接する。ここで、円環
面１０１は吸排気弁３の中心軸線３０２に対して
ロツカーシヤフト２の軸方向へ所定量δだけ偏倚
して当接しているので、ロツカーアーム１により
吸排気弁３を中心軸線３０２廻りに回転させよう
とする力が働く。従つて、内燃機関が高速回転と
なり、スプリング７のサージングが発生すると、
スプリング７とリテーナ６との間の荷重が大きく
変動し、荷重が減少すると、前述したようにロツ
カーアーム１によつて吸排気弁３に回転作用が働
くので、吸排気弁３は回転し弁座８との当り位置
を変える。このように吸排気弁３を回転させるこ
とにより、吸排気弁３及び弁座８の局部的過熱・
異物付着・偏摩耗が防止できる。

その後、吸排気弁３が閉行程後半になり、再び
リフト量が全リフト量の２分の１より小さくなる
と、ロツカーアーム１の当り面１０１が円筒面１
０１ａとなり線接触により中心軸線３０２に対し
て均等に吸排気弁３の端面３０１に当接するの
で、吸排気弁３は弁座８への着座時において回転
しにくくなり、着座時の回転による吸排気弁３及
び弁座８の摩耗を減少させる。また、線接触によ
りロツカーアーム１の当り面１０１は吸排気弁３
の端面３０１に当接するため、点接触に比べてロ
ツカーアーム１と吸排気弁３との接触による摩耗
を防止することができる。

なお、本実施例では内燃機関の高速回転におけ
るスプリング７のサージングによる荷重変動を利
用して吸排気弁３を回転させているが、リテーナ
６の代わりに第４図に示されるリテーナ６′を使
用することにより、内燃機関が低速回転でも吸排
気弁３を回転させることができる。すなわち第４
図において、リテーナ６′はスプリング７の荷重
を受けるスラストベアリング６０２と、スラスト
ベアリング６０２を案内し荷重を吸排気弁３へ伝
達するリテーナ本体６０１とから構成され、スラ
ストベアリング６０２がリテーナ本体６０１とス
プリング７との間に介在しているので、吸排気弁
３とスプリング７との間の回転抵抗は低減され、
機関の低速回転時においても吸排気弁３の回転を
円滑に行うことができる。また、スラストベアリ
ング６０２の作用により、スプリング７のサージ
ングによる戻り振動が吸排気弁３に伝わらないた
め、円筒面１０１ａによる回転防止効果を倍増さ
せ、着座時の吸排気弁３の回転による吸排気弁３
及び弁座８の摩耗を一層防止することができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によると、吸排気弁
のリフト量が一定量以下の時には第１当り面が吸
排気弁の端面に作用して吸排気弁の回転が抑制さ
れ、吸排気弁のリフト量が一体量以上の時には第
２当り面が吸排気弁の端面に作用して吸排気弁を
回転させる。このため、吸排気弁を回転させるこ
とにより吸排気弁およびその弁座の偏磨耗を防止
することができるとともに、吸排気弁が閉弁し弁
座に当接する時には第１当り面により吸排気弁の
回転が抑制されるので、着座時の吸排気弁と弁座
との磨耗を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本考案の実施例に関するも
ので、第１図は本実施例の概要を示す縦断面図、
第２図は本実施例のロツカーアームの先端部分の
斜視図、第３図は本実施例のロツカーアームの当
り面の正面図である。第４図は、本考案の他の実
施例に関するもので本実施例の概要を示す縦断面
図である。 １……ロツカーアーム、１０１……当り面、１
０１ａ……円筒面、１０１ｂ……円環面、２……
ロツカーシヤフト、３……吸排気弁、７……スプ
リング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内燃機関の燃焼室に開口する吸排気口を開閉
   する吸排気弁と、 前記吸排気弁を閉方向に常時付勢するスプリ
   ングと、 内燃機関と同期して回転駆動され、前記吸排
   気弁の端面上に当接しながら作用して前記吸排
   気弁を前記スプリングに抗してリフトさせる当
   り面が形成された駆動機構と を備え、 前記駆動機構の当り面は、 前記吸排気弁のリフト量がある一定量以下の
   ときに前記前記吸排気弁の端面に当接する部分
   に形成され、前記吸排気弁の端面に対して、前
   記吸排気弁の軸線を中心に略均等に作用する第
   １当り面と、 前記吸排気弁のリフト量が前記一定量以下の
   ときに前記前記吸排気弁の端面に当接する部分
   に形成され、前記吸排気弁の端面に対して、前
   記吸排気弁の軸線から前記駆動機構の回転軸線
   方向に所定量偏倚した作用点に作用する第２当
   り面と を備えることを特徴とする内燃機関の弁回転装
   置。 (2) 前記駆動機構は、内燃機関に同期して回転す
   るカムと、ロツカーシヤフトに揺動支持され、
   前記カムによつて揺動駆動されて前記吸排気弁
   の端面に当接しながら作用して前記吸排気弁を
   前記スプリングに抗してリフトさせる当り面が
   形成されたロツカーアームとを備えることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   の内燃機関の弁回転装置。 (3) 前記第１当り面は、前記吸排気弁の端面に対
   して線接触する円筒面として形成されることを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項また
   は第２項のいずれかに記載の内燃機関の弁回転
   装置。 (4) 前記第２当り面は、前記吸排気弁の端面に対
   して点接触する円環面として形成されることを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項また
   は第２項のいずれかに記載の内燃機関の弁回転
   装置。