JPH07208121A - 転がり軸受付バルブリフタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 慣性質量の増大を抑え、エンジンの高回転化
を可能としつつ、燃料消費量の低減を図る。 【構成】 バルブリフタ本体２ａの内面にバルブの基端
部を結合する。このバルブリフタ本体２ａの外面側に枢
軸４ａを設け、この枢軸４ａの周囲にローラフォロア５
を、ころ６、６を介して支承する。上記バルブリフタ本
体２ａを、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽
合金、或は耐熱性合成樹脂の様に、軽量な材料により造
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る転がり軸受付バル
ブリフタ装置は、エンジンのバルブ（吸気バルブ及び排
気バルブ）を開閉すべく、カムシャフトの動きをバルブ
に伝える為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】往復ピストン型エンジンの場合、クラン
クシャフトに同期して回転するカムシャフトに設けたカ
ムによりバルブリフタを軸方向に移動させ、このバルブ
リフタの動きに応じて、吸気バルブ及び排気バルブを開
閉する。特に、ＤＯＨＣエンジンの場合には、各バルブ
の基端部をその内面側に結合した状態で、ガイド孔の内
側で軸方向に変位するバルブリフタを設け、このバルブ
リフタと上記カムの外周面とを直接対向させている。
又、各バルブには圧縮ばねにより、給気口或は排気口を
閉じる方向の弾力を付与している。エンジンの運転時に
は、上記カムシャフトの回転に伴って上記バルブリフタ
が軸方向に往復移動し、上記各バルブにより、給気口及
び排気口を開閉する。

【０００３】ＤＯＨＣエンジンの場合には、各バルブの
基端部を小型軽量のバルブリフタに固定し、このバルブ
リフタの外端面とカムの外周面とを直接係合させる事
で、バルブの開閉に伴って往復移動する部分の軽量化
（慣性質量の軽減）を図り、エンジンの高回転化、高レ
スポンス化を可能としている。一般のＤＯＨＣエンジン
の場合には、上記バルブリフタの外端面と上記カムの外
周面とは摺接させ、エンジンの運転時にはこれら両面同
士が互いに摩擦し合う様にしている。摩擦面には潤滑油
（エンジンオイル）を供給している。

【０００４】ところが、バルブリフタの外端面とカムの
外周面とを摩擦係合させた場合には、これら両面同士の
摩擦に基づく動力損失が大きくなり、エンジンの燃料消
費率量が増大（燃費が悪化）してしまう。この為従来か
ら、例えば実開平２−４３４０４号公報等に記載されて
いる様に、バルブリフタ側にローラフォロアを、転がり
軸受を介して回転自在に支承し、このローラフォロアと
カムの外周面とを当接させる事が考えられ、更に一部の
エンジンで実施されている。

【０００５】この公報に記載された転がり軸受付バルブ
リフタ装置は、図６〜１４に示す様に構成されている。
先ず、図６〜７に示した第１例の構造では、エンジンを
構成するシリンダヘッドの一部に短円筒状のガイド筒部
１を形成し、このガイド筒部１の内側であるガイド孔に
短円柱状のバルブリフタ本体２を、軸方向（図６〜７の
上下方向）に亙る移動自在に嵌装している。バルブリフ
タ本体２の外端面には、１対のヨーク３、３に掛け渡す
様に枢軸４を設けている。そしてこの枢軸４の周囲にロ
ーラフォロア５を、複数のころ６、６から成る転がり軸
受７により、回転自在に支承している。

【０００６】そして、このローラフォロア５の外周面
を、エンジンのカムシャフトに形成したカム（図示せ
ず）の外周面に当接自在としている。従って、カムシャ
フトの回転に伴ってローラフォロア５が軽い力で回転
し、カムの偏心に基づいてバルブリフタ本体２が、その
軸方向に移動して、このバルブリフタ本体２にその基端
部を結合したバルブが、エンジンの給気口或は排気口を
開閉する。

【０００７】又、上記ガイド筒部１の外端面には、上記
バルブリフタ本体２の回転を防止する為の板材８をねじ
止め固定している。この板材８は、ステンレス鋼板等の
金属板をクランク状に折り曲げる事で造られている。こ
の様な板材８をガイド筒部１の端面に固定した状態に於
いて、この板材８の一部を成す抑え部９は、上記ヨーク
３の外側面に近接して、このバルブリフタ本体２の回転
を阻止する。

【０００８】次に、図８〜１０に示した第２例の構造で
は、それぞれが短円柱状のバルブリフタ本体２、２を嵌
装した、隣り合う１対のガイド筒部１、１の間に、カム
シャフト３４の中間部を回転自在に支持する為の支持部
１０を設けている。そして、この支持部１０に被せる様
にして設けられた板材１１によって、各ガイド筒部１、
１に嵌装されたバルブリフタ本体２、２の回り止めを図
っている。上記支持部１０は、カム３３、３３を設けた
カムシャフト３４をがたつきなく、しかも回転自在に支
持する為、基部１２と蓋部１３との二分割構造となって
いる。そして、カムシャフト３４の中間部を両部１２、
１３で挟んだ状態で、これら基部１２と蓋部１３とをボ
ルト１４、１４により結合している。

【０００９】上記板材１１は、やはりステンレス鋼板等
の金属材を曲げ形成する事で、図８に示す様に造られて
いる。即ち、上記蓋部１３とほぼ同じ幅寸法を有する取
付部１５の両端縁から下方に向けて、それぞれが二又状
に形成された折り曲げ部１６、１６を設けている。各折
り曲げ部１６、１６の両先端部は、それぞれ外方に向け
少しクランク型に折り曲げる事で、各折り曲げ部１６、
１６の先端部に２個所ずつ、板材１１全体で合計４個所
の抑え部１７、１７を形成している。

【００１０】この様な板材１１は、図９〜１０に示す様
に蓋部１３の端面に固定し、上記折り曲げ部１６、１６
の先端部に形成された抑え部１７、１７をヨーク３、３
の外側面両端部にそれぞれ近接させる。この結果、各バ
ルブリフタ本体２、２が捻り方向に回転する事が阻止さ
れる。

【００１１】更に、図１１〜１４に示した第３例の場合
には、２個ずつ組になったガイド筒部１、１にそれぞれ
嵌装されたバルブリフタ本体２、２の回り止めを図る板
材１８を、総て一体化する事で、バルブリフタの組立作
業の能率化を図れる様にしている。上記板材１８は、そ
れぞれが四角枠状に形成された４個の板材素子１９、１
９同士を連結部２０、２０で連結し、各連結部２０、２
０及び板材１８の両端部の突出部２１、２１に通孔２
２、２２を形成している。又、各板材素子１９、１９の
内周縁両端部には、それぞれ同方向に向けて抑え部２
３、２３を折り曲げ形成している。

【００１２】この様な板材１８は、前記支持部１０にカ
ムシャフト３４の中間部を支持するのに先立ち、各通孔
２２、２２に挿通したねじ２４、２４により、エンジン
のシリンダヘッドに固定する。この様に、板材１８をシ
リンダヘッドに固定した状態に於いて、各板材素子１
９、１９は、２個ずつ組になったガイド筒部１、１を囲
む位置に存在し、各板材素子１９、１９の内周縁両端部
に形成された抑え部２３、２３は、支持部１０を介して
隣り合うガイド筒部１、１に嵌装されたバルブリフタ本
体２、２の端面に形成したヨーク３の外側面両端部にそ
れぞれ近接した状態となる。この為各抑え部２３、２３
が、各バルブリフタ本体２、２が軸方向に移動するのは
許容するが、各バルブリフタ本体２、２が捻り方向に回
転するのは阻止する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の転が
り軸受付バルブリフタ装置の場合には、鋼製のバルブリ
フタ本体２、２の外端面にローラフォロア５を支承した
だけである為、バルブリフタの慣性質量が嵩み、燃料消
費量の軽減を図れる反面、エンジンの高回転化を図れな
くなる。

【００１４】即ち、バルブリフタ装置全体としての慣性
質量が、ヨーク３、３、枢軸４、ローラフォロア５の分
だけ嵩み、このバルブリフタ装置を高速で往復移動させ
る事が難しくなる。慣性質量の増大に拘らず高速化を図
る場合には、バルブを閉鎖方向に押圧するばねの弾力を
強くしなければならず、このバルブを開放方向に変位さ
せる為に要する力が大きくなって燃料消費量が増大する
為、上記ローラフォロア５を設けた意味がなくなる。

【００１５】本発明の転がり軸受付バルブリフタ装置
は、装置全体としての慣性質量の増大を抑えつつ転がり
軸受により支承されたローラフォロアの設置を可能とす
る事により、エンジンの高回転化を可能とし、しかも燃
料消費量の低減を図るものである。

【００１６】

【課題を解決する為の手段】本発明の転がり軸受付バル
ブリフタ装置は、前述した従来の転がり軸受付バルブリ
フタ装置と同様に、バルブの基端部をその内面側に結合
した状態で、ガイド孔の内側で軸方向に変位するバルブ
リフタ本体と、このバルブリフタ本体の外面側に、上記
軸方向と直角な方向に支持された枢軸と、この枢軸の周
囲に、複数の転動体を介して回転自在に支承された円筒
状のローラフォロアとを備え、このローラフォロアの外
周面とカムの外周面とを当接自在としている。

【００１７】特に、本発明の転がり軸受付バルブリフタ
装置に於いては、前記バルブリフタ本体が、アルミニウ
ム合金、マグネシウム合金等の軽合金と耐熱性合成樹脂
との少なくとも一方により造られている事を特徴として
いる。

【００１８】

【作用】上述の様に構成される本発明の転がり軸受付バ
ルブリフタ装置によれば、バルブリフタ本体の軽量化に
より、枢軸、転動体、ローラフォロアを加えた装置全体
の慣性質量の増大を抑える事ができる。この為、ローラ
フォロアを付加する事による燃料消費量の軽減を、エン
ジンの高回転化を可能としたまま実現できる。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の第一実施例を示している。前
述の図６〜７に示した従来構造の第１例と同様に、シリ
ンダヘッドの一部に短円筒状のガイド筒部１を形成し、
このガイド筒部１の内側であるガイド孔に短円柱状のバ
ルブリフタ本体２ａを、軸方向に亙る移動自在に嵌装し
ている。本発明の場合に上記バルブリフタ本体２ａは、
アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金、或は
耐熱性合成樹脂を単独で、或は組み合わせて造る。

【００２０】この様なバルブリフタ本体２ａの外端面に
は、１対のヨーク３、３に掛け渡す様に、軸受鋼、或は
セラミック等の硬質材料により中空円筒状に形成された
枢軸４ａを設けている。この枢軸４ａの両端部は上記各
ヨーク３、３に形成した円孔の周縁部にかしめ付けて
（枢軸４ａが軸受鋼製の場合）、回転防止を図ってい
る。この場合、枢軸４ａの両端部を除いてころ６、６の
転動面と当接する部分を、高周波焼き入れにより硬化さ
せておく。枢軸４ａがセラミック製の場合には、ヨーク
３、３側をかしめる等、別途の回り止め方法を用いる。

【００２１】そして、この枢軸４ａの周囲に、軸受鋼、
或はセラミック等により円筒状に造られたローラフォロ
ア５を、複数のころ６、６から成る転がり軸受７によ
り、回転自在に支承している。又、これら複数のころ
６、６の両端面と上記各ヨーク３、３の内側面との間に
は、それぞれ円輪状のワッシャ２５、２５を設けてい
る。これら各ワッシャ２５、２５は、上記各ころ６、６
の両端面とヨーク３、３の内側面とが擦れ合う事で、上
述の様に比較的軟質な材料により造られたヨーク３、３
の内側面が摩耗する事を防止している。

【００２２】エンジンとして組み立てた場合には、この
ローラフォロア５の外周面を、エンジンのカムシャフト
に形成したカムの外周面に当接させる。エンジンの運転
時には、カムシャフトの回転に伴ってローラフォロア５
が軽い力で回転し、カムの偏心に基づいてバルブリフタ
本体２ａが、その軸方向に移動して、このバルブリフタ
にその基端部を結合したバルブが、エンジンの給気口或
は排気口を開閉する。尚、上記ガイド筒部１の外端面に
は、上記バルブリフタ本体２ａの回転を防止する為の板
材８をねじ止め固定している。

【００２３】上述の様に構成される本発明の転がり軸受
付バルブリフタ装置によれば、バルブリフタ本体２ａが
軽合金、或は耐熱性合成樹脂と言った軽量な材質により
造られている為、鋼により造られた従来のバルブリフタ
本体２（図６、７、９、１０、１３、１４）に比べて軽
量化を図れる。この結果、枢軸４ａ、ころ６、６、ロー
ラフォロア５を加えた装置全体の慣性質量の増大を抑え
る事ができる。この為、ローラフォロアを付加する事に
よる燃料消費量の軽減を、エンジンの高回転化を可能と
したまま実現できる。

【００２４】特に、図示の実施例の場合には、枢軸４ａ
が中空円筒状である分、この枢軸４ａの重量が軽く済
み、転がり軸受付バルブリフタ装置全体の慣性質量を抑
えることができる。又、ローラフォロア５ところ６、６
との少なくとも一方を、軸受鋼に比べて軽量なセラミッ
ク製とすれば、装置全体の慣性質量をより抑えることが
できる。更に、前記ワッシャ２５、２５を、軽量で滑り
易い、ナイロン、ポリ四弗化エチレン等により造れば、
このワッシャ２５、２５を設ける事による質量増大も抑
える事ができる。

【００２５】次に、図２〜４は本発明の第二実施例を示
している。本実施例の場合には、バルブリフタ本体２ｂ
の外端面で１対のヨーク３、３の間部分に凹部２６を設
けている。そして、枢軸４ａの周囲に転がり軸受７によ
り支承されたローラフォロア５の一部を、この凹部２６
に進入させている。この様に構成する事で、バルブリフ
タ本体２ｂの高さ寸法ｈを小さく抑えている。

【００２６】更に本実施例の場合には、ガイド筒部１の
内周面に止着した板ばね２７とバルブリフタ本体２ｂの
外周面に形成した凹溝２８との係合により、このバルブ
リフタ本体２ｂの回転防止を図っている。この回り止め
構造は、実開昭６０−６６８０６号公報に記載されたも
のである。上記板ばね２７は、凸字形のばね板を円弧状
に曲げ形成した如きもので、軸方向に突出した突部２９
を有し、自身の弾性によって、上記ガイド筒部１の内周
面に止着されている。一方、上記凹溝２８は、上記バル
ブリフタ本体２ｂの周方向に亙る環状部から軸方向に突
出部３０を設けたものである。

【００２７】上記バルブリフタ本体２ｂの回り止めは、
上記突部２９と突出部３０との係合により図られる。
尚、エンジンの運転に伴って上記バルブリフタ本体２ｂ
が軸方向に変位した場合でも、上記板ばね２７はガイド
筒部１の内側で移動する事はない。従って、上記凹溝２
８の幅は、上記板ばね２７の幅よりも十分に広くしてい
る。その他の構成及び作用は、前述した第一実施例と同
様である。

【００２８】次に、図５は本発明の第三実施例を示して
いる。本実施例の場合には、バルブリフタ本体２ｂの外
周面に、軸方向に長いガイド溝３１を形成すると共に、
このガイド溝３１に、ガイド筒１の内周面から突出した
ガイドピン３２を係合させている。本実施例の場合に
は、これらガイド溝３１とガイドピン３２との係合に基
づき、上記バルブリフタ本体２ｂの回転防止を図ってい
る。その他の構成及び作用は、上述の第二実施例と同様
である。

【００２９】尚、以上に述べた各実施例に於いて、バル
ブリフタ本体２ａ、２ｂの回転防止の為の構造として、
前述した図８〜１４に示した構造を採用可能である事は
勿論である。

【００３０】

【発明の効果】本発明の転がり軸受付バルブリフタ装置
は、以上に述べた通り構成され作用する為、カムとバル
ブリフタとの係合部の摩擦損失を軽減し、エンジン運転
時の燃料消費量を低減しつつ、エンジンの高回転化（高
性能化）が可能となる。従って本発明は、高性能、低燃
費のエンジンの実現に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す断面図。

【図２】同第二実施例を示す断面図。

【図３】第二実施例に組み込まれるローラフォロア及び
バルブリフタ本体の斜視図。

【図４】同じく板ばねの斜視図。

【図５】本発明の第三実施例を示す断面図。

【図６】従来構造の第１例を示す斜視図。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図。

【図８】従来構造の第２例に組み込む板材の斜視図。

【図９】従来構造の第２例を示す断面図。

【図１０】同平面図。

【図１１】従来構造の第３例に組み込む板材の平面図。

【図１２】図１１のＢ−Ｂ断面図。

【図１３】従来構造の第３例を示す部分斜視図。

【図１４】図１３のＣ−Ｃ断面図。

【符号の説明】

１ ガイド筒部 ２、２ａ、２ｂ バルブリフタ本体 ３ ヨーク ４、４ａ 枢軸 ５ ローラフォロア ６ ころ ７ 転がり軸受 ８ 板材 ９ 抑え部 １０ 支持部 １１ 板材 １２ 基部 １３ 蓋部 １４ ボルト １５ 取付部 １６ 折り曲げ部 １７ 抑え部 １８ 板材 １９ 板材素子 ２０ 連結部 ２１ 突出部 ２２ 通孔 ２３ 抑え部 ２４ ねじ ２５ ワッシャ ２６ 凹部 ２７ 板ばね ２８ 凹溝 ２９ 突部 ３０ 突出部 ３１ ガイド溝 ３２ ガイドピン ３３ カム ３４ カムシャフト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブの基端部をその内面側に結合した
   状態で、ガイド孔の内側で軸方向に変位するバルブリフ
   タ本体と、このバルブリフタ本体の外面側に、上記軸方
   向と直角な方向に支持された枢軸と、この枢軸の周囲
   に、複数の転動体を介して回転自在に支承された円筒状
   のローラフォロアとを備え、このローラフォロアの外周
   面とカムの外周面とを当接自在とした転がり軸受付バル
   ブリフタ装置に於いて、前記バルブリフタ本体が、軽合
   金と耐熱性合成樹脂との少なくとも一方により造られて
   いる事を特徴とする転がり軸受付バルブリフタ装置。
2. 【請求項２】 枢軸が中空円筒状である、請求項１に記
   載した転がり軸受付バルブリフタ装置。
3. 【請求項３】 ローラフォロアと転動体との少なくとも
   一方がセラミック製である、請求項１〜２の何れかに記
   載した転がり軸受付バルブリフタ装置。
4. 【請求項４】 バルブリフタ本体の外端面で１対のヨー
   クの間部分に凹部が存在し、カムフォロアの一部がこの
   凹部に進入している、請求項１〜３の何れかに記載した
   転がり軸受付バルブリフタ装置。