JPH10159513A - Valve driving mechanism of engine - Google Patents

Valve driving mechanism of engine

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Publication number
JPH10159513A
JPH10159513A JP32182996A JP32182996A JPH10159513A JP H10159513 A JPH10159513 A JP H10159513A JP 32182996 A JP32182996 A JP 32182996A JP 32182996 A JP32182996 A JP 32182996A JP H10159513 A JPH10159513 A JP H10159513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cam
valve
engine
rocker arm
engaging portion
Prior art date
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Pending
Application number
JP32182996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akifumi Hoshino
昌文 星野
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of JPH10159513A publication Critical patent/JPH10159513A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately drive a valve by forcibly opening and closing the valve by means of a cam and eliminating a spring. SOLUTION: In this valve driving mechanism, a center side came face 14a is made match to the outer peripheral face in an existing cam, and a cam groove 14 whose outer peripheral side cam face 14b is similar to the cam face 14a is formed in the side face. A driven member 15 with roller, which is provided in side of the end section of a stem 8a in a valve 8 is fitted in the cam groove 14, and the driven member 15 is incorporated so as to be movable along the cam groove 14 in relation to the cam groove 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、4サイクルエンジンに
おいて、クランクシャフトの回転数に対し二分の一の減
速比にて前記クランクシャフトの回転に連動して回転さ
れるカムにより、直接、或いはプッシュロッド、及び又
はロッカーアームを介してバルブを開閉動作させるエン
ジンのバルブ駆動機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a four-stroke engine, which is driven directly or by a cam which is rotated in conjunction with the rotation of a crankshaft at a speed reduction ratio of one half of the rotation speed of the crankshaft. The present invention relates to a valve drive mechanism of an engine that opens and closes a valve via a rod and / or a rocker arm.

【0002】[0002]

【従来の技術】4サイクルエンジンは、クランクシャフ
トが二回転する間に、吸入、圧縮、爆発、排気の4工程
を行ない、それを繰り返すことで運転されるが、吸入及
び排気の際には、吸排気用の各バルブを開閉動作させる
必要がある。前記バルブの開閉動作手段にはカムが有効
に利用されていて、近年の自動車エンジンの場合、スプ
リングによって閉方向へ付勢されているバルブを、クラ
ンクシャフトの近くに配置されたカムにより、プッシュ
ロッド、ロッカアーム等を介して間接的に押し開かせる
ロッカーアーム方式、カムシャフトをシリンダヘッドに
配置し、ロッカアームを介して或は介さないでバルブを
押し開くオーバーヘッドカム(OHC)方式、吸排気夫
々のバルブに対して独立したカムシャフトを設け、カム
面で直接バルブを押し開くダブルオーバーヘッドカム
(DOHC)方式が知られている。自動車用のガソリン
エンジンでは、高速回転の要求に応えるべく、OHC、
或いはDOHC方式が圧倒的に多い。又、ディーゼルエ
ンジンにあってもOHC方式の採用が進んでおり、高速
回転を必要としない産業機械用や大型船舶用としては、
依然としてロッカーアーム方式が主流で、いずれの方式
も現役として活躍している。
2. Description of the Related Art A four-stroke engine is operated by repeating four steps of suction, compression, explosion, and exhaust during two revolutions of a crankshaft, and is repeatedly operated. It is necessary to open and close each intake / exhaust valve. A cam is effectively used for the opening and closing operation means of the valve, and in the case of a recent automobile engine, a valve urged in a closing direction by a spring is pushed by a cam arranged near a crankshaft. A rocker arm system that pushes and opens indirectly via a rocker arm, etc., an overhead cam (OHC) system in which a camshaft is arranged on a cylinder head and pushes a valve through or not through a rocker arm, and intake and exhaust valves A double overhead cam (DOHC) system is known in which an independent camshaft is provided and a valve is pushed directly on the cam surface. In gasoline engines for automobiles, OHC,
Alternatively, the DOHC method is predominantly used. In addition, the adoption of the OHC method for diesel engines is progressing, and for industrial machines and large ships that do not require high-speed rotation,
The rocker arm system is still the mainstream, and both systems are active.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】バルブはカム面で押し
開かれるが、閉動作は100%をスプリング力に依存し
ているため、スプリング力に抗してバルブを無理に押し
開くためのエネルギロスが発生し、このエネルギロスに
よって出力低下を招き、燃料消費量にも影響するし、ス
プリングが折損すれば、バルブの制御が不能となる。
又、高速運転においては、スプリングによるバルブの引
き戻し速度がクランクシャフトの回転に追従できず、バ
ルブタイミングが正確に実行されなくなる。
The valve is pushed and opened by the cam surface. However, since the closing operation is 100% dependent on the spring force, energy loss for forcibly pushing and opening the valve against the spring force is caused. This energy loss causes a decrease in output, affects the fuel consumption, and if the spring breaks, control of the valve becomes impossible.
Also, in high-speed operation, the valve retraction speed by the spring cannot follow the rotation of the crankshaft, and the valve timing cannot be accurately executed.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、エネルギロス
の低減と、バルブ動作の確実性を追求したバルブ機構の
提供にあり、その構成は、クランクシャフトの回転数に
対し二分の一の減速比にて前記クランクシャフトの回転
に連動して回転されるカムにより、バルブを直接開閉動
作するエンジンのバルブ駆動機構にあって、前記バルブ
におけるバルブステムの端部側方に係合部を突設する一
方、カムには、前記係合部をバルブの閉作動方向に引き
寄せ動作するカム面と、前記係合部或いはバルブステム
をバルブの開作動方向に押しつけ動作するカム面とを形
成したこと、及び、クランクシャフトの回転数に対し二
分の一の減速比にて前記クランクシャフトの回転に連動
して回転されるカムにより、ロッカーアームを介してバ
ルブを開閉動作するエンジンのバルブ駆動機構にあっ
て、前記ロッカーアームの端部側方に係合部を突設する
一方、カム面には、前記係合部をバルブの閉作動方向に
引き寄せ動作するカム面と、前記係合部或いはロッカー
アームをバルブの開作動方向に押しつけ動作するカム面
とを形成したこと、並びに、クランクシャフトの回転数
に対し二分の一の減速比にて前記クランクシャフトの回
転に連動して回転されるカムにより、プッシュロッド及
びロッカーアームを介してバルブを開閉動作するエンジ
ンのバルブ駆動機構にあって、前記ロッカーアームの端
部側方に係合部を突設する一方、カムには、前記係合部
をバルブの閉作動方向に引き寄せ動作するカム面と、前
記係合部或いはロッカーアームの端部をバルブの開作動
方向に押しつけ動作するカム面とを形成したことにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to provide a valve mechanism which pursues a reduction in energy loss and a reliable valve operation. In a valve drive mechanism of an engine that directly opens and closes a valve by a cam that is rotated in conjunction with the rotation of the crankshaft at a ratio, an engaging portion protrudes from an end of the valve stem of the valve. On the other hand, the cam has a cam surface that pulls the engaging portion in the valve closing direction and a cam surface that presses the engaging portion or the valve stem in the valve opening direction. The valve is opened and closed via a rocker arm by a cam which is rotated in conjunction with the rotation of the crankshaft at a speed reduction ratio of one half of the rotation speed of the crankshaft. In the valve drive mechanism of the engine, while an engaging portion protrudes from the end of the rocker arm, a cam surface that pulls the engaging portion in the valve closing direction on the cam surface, The engaging portion or the rocker arm is formed with a cam surface which presses and operates in the opening direction of the valve, and interlocks with the rotation of the crankshaft at a speed reduction ratio of one half with respect to the rotation speed of the crankshaft. In a valve drive mechanism of an engine that opens and closes a valve via a push rod and a rocker arm by a cam that is rotated by a cam, an engaging portion protrudes from an end side of the rocker arm, while the cam has A cam surface that operates to pull the engaging portion in the valve closing direction and a cam surface that presses the engaging portion or the end of the rocker arm in the valve opening direction. Lies in that it has.

【0005】そして前記係合部を1つのみを突設し、そ
の係合部を、カムの側面に凹設されたカム溝に対し、そ
のカム溝内に嵌め込んだ状態でカム溝に沿い相対的に移
動可能に組み付け、又、前記カムのカム溝を、両内壁が
常時係合部に接触する幅とし、そのカム溝の両内壁をカ
ム面として利用する確動タイプとしたり、前記係合部を
動作方向に2つ並べて突設し、それらの係合部を、カム
の側面に突設されたカム壁に対し、そのカム壁を挟み込
んだ状態でカム壁に沿い相対的に移動可能に組み付けた
り、前記係合部を回動自在なローラ付きの従動子とした
り、前記係合部を回動自在なピニオン歯車とし、何れか
一方のカム面にそのピニオン歯車と噛合するラックを形
成したり、前記カムを、カム溝における両内壁のうちの
中心側の壁を軸方向に延設し、その延設部に押しつけカ
ム面を形成し、その押しつけカム面をバルブステム、ロ
ッカーアーム、コネクティングロッドの端部或いはロッ
カーアームの背面に当接せしめ、前記押しつけカム面で
バルブの押し下げ動作を支援或いは実行するようにした
り、前記係合部を、既存のバルブ、ロッカーアーム、コ
ネクティングロッドに対して着脱可能としたり、前記係
合部を左右両側に形成し、左右にカムを配置することが
できる。
[0005] Only one of the engaging portions is protruded, and the engaging portion is fitted along the cam groove in a state in which the engaging portion is fitted into the cam groove formed in the side surface of the cam. The cam groove of the cam has a width such that both inner walls are always in contact with the engaging portion, and the cam groove of the cam is a positive-acting type in which both inner walls of the cam groove are used as a cam surface. Two joints are juxtaposed in the operating direction, and the engaging portions can be moved relative to the cam wall protruding from the side of the cam along the cam wall with the cam wall interposed therebetween. Or the engaging portion is a follower with a rotatable roller, or the engaging portion is a rotatable pinion gear, and one of the cam surfaces is formed with a rack that meshes with the pinion gear. Or the cam is set so that the center side wall of both inner walls in the cam groove is , A pressing cam surface is formed on the extending portion, and the pressing cam surface is brought into contact with the valve stem, the rocker arm, the end of the connecting rod or the back surface of the rocker arm, and the pressing cam surface is used for the valve. Supporting or executing the pushing-down operation, making the engaging portion detachable from the existing valve, rocker arm, connecting rod, and forming the engaging portion on both the left and right sides and disposing the cams on the left and right can do.

【0006】[0006]

【作用】請求項1乃至3の構成によれば、カムの回転に
伴ない、カム面でプッシュロッド、ロッカーアーム、バ
ルブステムの何れかがバルブを開作動する方向に移動す
るよう押し付けられると共に、プッシュロッド、ロッカ
ーアーム、バルブステムの何れかがバルブを閉作動する
方向に移動するよう強制的に引き寄せられ、それによっ
てバルブは確実に開閉動作される。そして、請求項4の
構成によれば、係合部がカム溝内に嵌め込まれて外れる
ことがなく、特に請求項5の確動タイプでは、従動子が
カム溝の両内壁に挟まれて、軸方向にバウンドせず、カ
ム曲線に忠実な動きとなる。又、請求項6の構成によっ
ても、係合部でカム壁を挟み込むことにより、外れるこ
とがなく、請求項7の構成によれば、回転により摩擦抵
抗が軽減され、請求項8の構成によれば、噛み合いによ
って動作の確実性が増す。更に、請求項9の構成によれ
ば、バルブステムやロッカーアーム、コネクティングロ
ッド自体を有効に利用でき、請求項10の構成によれ
ば、既存のバルブを流用できるし、請求項11の構成に
よれば、二つの係合部により強度も二倍になるから信頼
性に富む。これら各請求項の構成を、実施対象となるエ
ンジンに最適な形態となるよう選択してバルブの追従性
を高めれば、そのエンジンの性能をより向上させること
ができる。
According to the constructions of claims 1 to 3, any one of the push rod, the rocker arm and the valve stem is pressed on the cam surface so as to move in the opening direction of the valve with the rotation of the cam. One of the push rod, the rocker arm and the valve stem is forcibly pulled to move in the direction to close the valve, whereby the valve is reliably opened and closed. According to the configuration of the fourth aspect, the engaging portion is not fitted into and disengaged from the cam groove. In particular, in the positive type of the fifth aspect, the follower is sandwiched between both inner walls of the cam groove, It does not bounce in the axial direction, and the movement is faithful to the cam curve. Also, according to the configuration of claim 6, the cam wall is sandwiched between the engagement portions so that the cam wall does not come off. According to the configuration of claim 7, the frictional resistance is reduced by the rotation, and the configuration of claim 8 provides For example, the engagement increases the reliability of the operation. Further, according to the configuration of claim 9, the valve stem, the rocker arm, and the connecting rod itself can be effectively used. According to the configuration of claim 10, the existing valve can be used, and according to the configuration of claim 11, In this case, since the strength is doubled by the two engaging portions, the reliability is high. The performance of the engine can be further improved by selecting the configuration of each of the claims so as to have an optimal form for the engine to be implemented and improving the followability of the valve.

【0007】[0007]

【実施例】本発明に係るバルブ機構の実施例を図面に基
づいて説明する。先ず、カムによりバルブを直接開閉作
動させるDOHC方式のエンジンに実施した一例から説
明すると、図1において1はシリンダブロック2に形成
された上下開放のシリンダであり、このシリンダ1内に
はピストン3が往復運動自在に組み込まれ、屋根型凹部
を有したシリンダヘッド4で前記シリンダの上端面を閉
塞することにより、ピストン3が上死点位置にて、その
ピストン3の上面とシリンダヘッド4との間に燃焼室5
が形成される。前記シリンダヘッド4には、燃焼室5に
対して開口した吸気ポート6及び排気ポート7が形成さ
れ、それら吸気及び排気ポート6,7の開口部にはバル
ブシート6a,7aが周設されている。又、シリンダヘ
ッド4には、吸気バルブ8と排気バルブ9とを、夫々ス
テム8a,9aを各吸排気ポート6,7の開口面に対し
て直交するよう組み込むと共に、ステム8a,9aの延
長上に夫々カムシャフト10,11を配置し、それら各
カムシャフト10,11に設けられたカム12,13に
よって、前記各バルブ8,9を進退運動せしめ、それら
バルブ8,9における傘部8b,9bを夫々バルブシー
ト6a,7aに密着させ、或はバルブシート6a,7a
から離反させることによって各ポート6,7が開閉動作
可能となっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a valve mechanism according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, a description will be given of an example of a DOHC type engine in which a valve is directly opened and closed by a cam. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vertically open cylinder formed in a cylinder block 2, and a piston 3 is provided in the cylinder 1. By closing the upper end surface of the cylinder with a cylinder head 4 having a roof-shaped recess, which is reciprocally movable, the piston 3 moves between the upper surface of the piston 3 and the cylinder head 4 at the top dead center position. Combustion chamber 5
Is formed. An intake port 6 and an exhaust port 7 are formed in the cylinder head 4 and open to the combustion chamber 5. Valve seats 6 a and 7 a are provided around openings of the intake and exhaust ports 6 and 7. . Further, the intake valve 8 and the exhaust valve 9 are incorporated in the cylinder head 4 so that the stems 8a, 9a are respectively orthogonal to the opening surfaces of the intake and exhaust ports 6, 7, and the stems 8a, 9a are extended. The camshafts 10 and 11 are arranged respectively, and the valves 8 and 9 are moved forward and backward by cams 12 and 13 provided on the camshafts 10 and 11, respectively, and the umbrella portions 8b and 9b of the valves 8 and 9 are arranged. To the valve seats 6a, 7a respectively, or the valve seats 6a, 7a
The ports 6 and 7 can be opened and closed by moving them apart from each other.

【0008】尚、吸気バルブ8と排気バルブ9の各駆動
機構における基本構造は共通するので、以下、吸気バル
ブ8側のみについて説明する。図2において、カム12
は、カムシャフト10と一体回転可能に設けられた正面
溝カムで、側面に形成されたカム溝14は、中心側の内
側壁であるカム面14aを既成のカムにおける外周面に
一致させると共に、外周側の内側壁であるカム面14b
を、前記内側壁14aのカム面と相似形とすることで、
一定の溝幅を確保した確動タイプとなっている。一方、
吸気バルブ8におけるステム8aの基端部には、前記カ
ム溝14に係合可能な係合部として、係合させた場合カ
ム溝14の両内側壁に常時接触する径のローラ付きの従
動子15が回転自在に取り付けられており、その従動子
15を前記カム12のカム溝14に、両壁面が従動子1
5と常に接触しながら前記カム溝14に沿い相対的に移
動可能に組み付けられている。
Since the basic structures of the drive mechanisms of the intake valve 8 and the exhaust valve 9 are common, only the intake valve 8 side will be described below. In FIG.
Is a front groove cam provided so as to be able to rotate integrally with the camshaft 10, and the cam groove 14 formed on the side surface matches the cam surface 14a, which is the inner wall on the center side, with the outer peripheral surface of the existing cam, Cam surface 14b which is the inner wall on the outer peripheral side
Is similar to the cam surface of the inner wall 14a,
This is a positive acting type that secures a certain groove width. on the other hand,
At the base end of the stem 8 a of the intake valve 8, as an engaging portion engageable with the cam groove 14, a follower with a roller having a diameter which is always in contact with both inner side walls of the cam groove 14 when engaged. The follower 15 is rotatably mounted on the cam groove 14 of the cam 12, and both the wall surfaces of the follower 1
5 while being constantly in contact with the cam groove 14.

【0009】このように構成されたバルブ駆動機構で
は、カムシャフト10の回転に伴って、両カム面14
a,14bで挟まれた従動子15がカム溝14に誘導さ
れ、ステム8aの軸方向に進退運動するので、吸気バル
ブ8は、強制的、且つ確実に吸気ポート6の開閉を行な
う(図3のa,b)。そしてこのバルブ駆動機構は、バ
ルブを閉作動方向へ付勢するスプリングを必要としない
ので、エネルギロスの要因が1つ減り、カムシャフトの
回転を抵抗なく行なえる。排気バルブも同様であること
は言うまでもない。
In the valve driving mechanism configured as described above, the cam surfaces 14 are rotated with the rotation of the camshaft 10.
Since the follower 15 sandwiched between a and b is guided by the cam groove 14 and moves forward and backward in the axial direction of the stem 8a, the intake valve 8 forcibly and surely opens and closes the intake port 6 (FIG. 3). A, b). Since this valve drive mechanism does not require a spring for urging the valve in the closing operation direction, one factor of energy loss is reduced, and the rotation of the camshaft can be performed without resistance. It goes without saying that the same applies to the exhaust valve.

【0010】前記実施例では、正面溝カムのカム溝が全
周に亘って形成されている確動タイプを説明したが、カ
ム溝は、少なくとも、中心側の内側壁に、従動子に対し
てバルブを押し下げる方向、即ち開作動方向に押し付け
るカム面が、又、外周側の内側壁に、従動子に対してバ
ルブを引き上げる方向、即ち閉作動方向に押し付けるカ
ム面が夫々形成されていれば充分であって、図示はしな
いが、従動子の径をカム溝の溝幅より小さくし、中心側
の内側壁面のみで従動子をバルブが開作動する方向に押
し付ける一方、外周側の内側壁面のみで、従動子をバル
ブが閉作動方向に押し付けるようにしたり、又、外周側
の内側壁であるカム面14bにおける吸気バルブ8を開
作動方向に押し付ける不要なカム面を省略し、図4の
(a),(b)に示す如く、カム溝14の外周側を一部
開放することにより、開動作させる場合に従動子15を
中心側の内側壁であるカム面14aのみで押し付けるよ
うに変更し、カムの小型化を図ることができる。尚、カ
ムの側面は左右対称形の玉子形ばかりでなく、バルブタ
イミングの変更や摺動抵抗の低減を図るべく適宜非対称
の形状に形成に変更され、カム溝の幅も一定とは限らな
いし、カム面にしてもテーパを付与して係合度を高める
ことができる。
In the above-described embodiment, the positive type in which the cam groove of the front groove cam is formed over the entire circumference has been described, but the cam groove is provided at least on the inner wall on the center side with respect to the follower. It is sufficient if the cam surface for pressing the valve in the direction of pushing down, that is, the opening operation direction, and the cam surface for pressing the valve with respect to the follower, that is, the cam surface for pushing in the closing operation direction, are formed on the inner wall on the outer peripheral side. Although not shown, the diameter of the follower is made smaller than the groove width of the cam groove, and the follower is pressed in the direction in which the valve opens by only the center inner wall surface, while only the outer circumferential inner wall surface is pressed. An unnecessary cam surface for pressing the intake valve 8 in the opening operation direction on the cam surface 14b which is the inner wall on the outer peripheral side by omitting the follower from the valve in the closing operation direction or omitting an unnecessary cam surface in FIG. ) And (b) As described above, by partially opening the outer peripheral side of the cam groove 14, when the opening operation is performed, the follower 15 is changed so as to be pressed only by the cam surface 14a which is the inner side wall on the center side, and the size of the cam is reduced. Can be. In addition, the side surface of the cam is not limited to the symmetrical egg shape, but is appropriately changed to an asymmetric shape in order to change the valve timing and reduce the sliding resistance, and the width of the cam groove is not always constant, The cam surface can also be tapered to increase the degree of engagement.

【0011】係合部は、実施例に示すようにローラ付き
の従動子とし、カム面に対する摩擦抵抗を軽減すること
が望ましいが、係合部をステムと一体に形成してローラ
レスとしたり、係合部をステムの軸を中心に回動自在に
組み付けて、バルブを開閉動作中に回転できるようにす
ることもでき、又、図5に例示するように、ステム8a
の軸方向に離反させ、カム溝14の各内壁面専用に小径
の従動子15’,15’を格別に設けたり、図6に例示
するように、両従動子15’,15’相互を互いに離反
するよう付勢するスプリング16を介在させたりするこ
ともできる。
It is desirable that the engaging portion is a follower with a roller as shown in the embodiment to reduce frictional resistance against the cam surface. However, the engaging portion is formed integrally with the stem to be rollerless. The joint portion can be rotatably assembled around the stem axis so that the valve can be rotated during the opening and closing operation. As shown in FIG.
In the axial direction, the followers 15 ′ and 15 ′ having a small diameter are provided specifically for each inner wall surface of the cam groove 14, and the followers 15 ′ and 15 ′ are mutually connected as illustrated in FIG. It is also possible to interpose a spring 16 for urging to separate.

【0012】又、図7に示す如く、カム溝14内に係合
させる従動子15に加え、カム12の外周面をトレース
する副従動子17を、動作方向に並べて設け、それら従
動子15と副従動子17とでカム溝14の外周側面とカ
ムの外周との厚み部分を挟むように組み付けたり、図8
に示すように、従動子15と副従動子17とで、円盤状
のカム12の側面に形成したカム壁18を挟むように組
み付け、カム壁18に沿って相対的に移動可能とするこ
とにより、動作の確実性を高めたり、更には図9の
(a),(b)に示すように、カム溝14における中心
側内側壁のカム面14aを軸方向に延長した段付き形状
とし、外側内側壁のカム面14bで従動子15を引き上
げる一方、延長部分に形成されたカム面14cでステム
8aの先端を直接を押圧したり、図示はしないが、中心
側内壁のカム面によっても従動子の押し下げ動作を可能
とし、延長部分に形成されたカム面14cで前記押し下
げ動作を支援するようにもできる。後者の場合、ステム
の先端と従動子の外周とが同じレベルになければ、延長
部分に形成されるカム面は、中心側内側壁の延長上から
中心側にずれ込んで形成される。そしてその場合、図1
0に示すように、係合部を回動自在なピニオン歯19と
し、カム溝14における外側の内側壁にラック20を設
け、それらピニオン歯19とラック20とを噛合させる
ことにより、バルブ動作の確実性を高めることができ
る。
As shown in FIG. 7, in addition to a follower 15 to be engaged in the cam groove 14, a sub follower 17 for tracing the outer peripheral surface of the cam 12 is provided side by side in the operation direction. As shown in FIG. 8, the auxiliary follower 17 is assembled so as to sandwich the thickness between the outer peripheral side surface of the cam groove 14 and the outer periphery of the cam.
As shown in (1), the follower 15 and the sub follower 17 are assembled so as to sandwich a cam wall 18 formed on the side surface of the disc-shaped cam 12 so as to be relatively movable along the cam wall 18. As shown in FIGS. 9A and 9B, the cam surface 14a of the inner side wall of the cam groove 14 has a stepped shape extending in the axial direction, and While the follower 15 is pulled up by the cam surface 14b on the inner side wall, the tip of the stem 8a is directly pressed by the cam surface 14c formed on the extended portion. And the cam surface 14c formed on the extension portion can support the pressing operation. In the latter case, if the tip of the stem and the outer periphery of the follower are not at the same level, the cam surface formed on the extended portion is formed so as to be shifted from the extension of the central inner wall toward the central side. And in that case, FIG.
As shown in FIG. 0, the engagement portion is a rotatable pinion tooth 19, a rack 20 is provided on the outer inner side wall of the cam groove 14, and the pinion tooth 19 and the rack 20 are engaged with each other, so that the valve operation of the valve operation is performed. Certainty can be increased.

【0013】これらの実施例において、カム面の形状、
カム溝や従動子の数、大きさ、形態等は、本発明の前記
目的の達成される範囲内において適宜変更して差し支え
ない。前記実施例は、DOHCエンジンについて説明し
たが、図11に例示するように、一本のカムシャフトに
設けられたカム12,13により両バルブ8,9を直接
駆動可能なサイドバルブ式エンジンや、図12に例示す
るように、シリンダの上方にカム12,13を配置し、
そのカム12,13と各バルブ8,9との間にロッカー
アーム21,21を介在させた0HC式エンジン、或い
は図13に例示するように、クランクシャフトの側方に
カム12,(13)を配置し、そのカム12,(13)
によりプッシュロッド22及びロッカーアーム21を介
してバルブ8,(9)を開閉動作させるプッシュロッド
式エンジンににも採用でき、前記OHC式のエンジンに
あっては、図14の(a),(b)に示すように、カム
12,(13)をロッカーアーム21の上方に配置した
り、ロッカーアーム21の背面をカム面14cで直接押
し下げするようにもできる。
In these embodiments, the shape of the cam surface,
The number, size, form, and the like of the cam grooves and followers may be appropriately changed within the range in which the object of the present invention is achieved. In the above embodiment, the DOHC engine has been described. However, as illustrated in FIG. 11, a side-valve engine in which both valves 8, 9 can be directly driven by cams 12, 13 provided on a single camshaft, As illustrated in FIG. 12, the cams 12, 13 are arranged above the cylinder,
A 0HC engine in which rocker arms 21 and 21 are interposed between the cams 12 and 13 and the valves 8 and 9 or, as illustrated in FIG. Arranged and its cam 12, (13)
Thus, the present invention can also be applied to a push rod type engine that opens and closes the valves 8 and 9 via the push rod 22 and the rocker arm 21. In the case of the OHC type engine, FIGS. ), The cams 12 and (13) can be arranged above the rocker arm 21 or the back surface of the rocker arm 21 can be directly pushed down by the cam surface 14c.

【0014】そして係合部を、既存のバルブ、ロッカー
アーム、プッシュロッドに対して着脱可能にすれば既存
の部材を流用でき、着脱可能とするのは係合部のみに限
らず、前記各バルブ、ロッカーアーム、プッシュロッド
におけるカムとの当接部分と一体化された部材も含まれ
る。又、図15の(a)に例示するように、ステム8a
を挟むように一対のカム12,12を配置すると共に、
ステム8aの両側に夫々従動子15,15を取り付け、
それらの従動子15,15を前記カム12,12の対向
面に夫々設けられたカム溝14,14に係合させ、二つ
のカムで一1つのバルブを駆動させたり、図15の
(b)に例示するように、カム12の両側面にカム溝を
設け、一つのカムで二つのバルブをそれぞれ個々に駆動
させたり、吸気バルブを複数有したエンジンでは、二つ
のバルブを同時に駆動させることも可能で、これらの場
合、前記実施の態様で示した各種のバリエーションと組
み合わせることもできる。更に、カム面とそのカム面に
接する係合部にはテーパを設け、係合部とカム面とが軸
方向にずれないようにすることもできる。
If the engaging portion is made detachable from the existing valve, rocker arm, and push rod, the existing member can be used. The detachable member is not limited to the engaging portion. , A rocker arm, and a member integrated with a contact portion of the push rod with the cam. Further, as exemplified in FIG.
And a pair of cams 12 are arranged so as to sandwich
The followers 15, 15 are attached to both sides of the stem 8a, respectively.
The followers 15, 15 are engaged with cam grooves 14, 14 provided on the facing surfaces of the cams 12, 12, respectively, and one cam is driven by two cams, and FIG. As shown in FIG. 2, cam grooves are provided on both side surfaces of the cam 12, and two valves are individually driven by one cam, or in an engine having a plurality of intake valves, two valves may be simultaneously driven. It is possible, in these cases, to combine with the various variations shown in the above embodiments. Further, the cam surface and the engaging portion in contact with the cam surface may be provided with a taper so that the engaging portion and the cam surface do not shift in the axial direction.

【0015】尚、本発明はスプリングの使用を否定する
ものでなく、補助的にバルブを閉方向に付勢する付勢手
段を付加しても差し支えなく、付勢手段にはコイルスプ
リング、板バネ、捻りバネ等から自由に選択できる。
又、ロッカーアームやプッシュロッドを使用する方式で
は、付勢手段を省略した場合、バルブステムとロッカー
アーム、或いはブッシュロッドとロッカーアームとの相
互間には枢着、或いは係止手段を設け、バルブの引き上
げ動作時にそれらが離反することを防止し、DOHC方
式では、付勢手段を省略し、スプリングレス構造とする
のが望ましい。
The present invention does not deny the use of a spring, and may add an urging means for urging the valve in the closing direction. The urging means may be a coil spring or a leaf spring. , Torsion springs and the like.
In the method using a rocker arm or a push rod, when the urging means is omitted, a pivoting or locking means is provided between the valve stem and the rocker arm or between the bush rod and the rocker arm, and the valve is provided. In the DOHC method, it is desirable that the urging means be omitted and a springless structure be adopted.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、バルブの開
閉動作をカムのみによって強制的に行なえるから、駆動
機構からエネルギロスの要因であるスプリングをなくす
ことが可能となり、バルブは確実に動作する。又確動タ
イプの正面溝カムを利用すれば、高回転でもバルブがバ
ウンドする踊り現象が抑制される。更に、前記実施の態
様に示される各種のバリエーションから、用途にあった
構造を選択することで、バルブ動作の改善や、信頼性を
高めることができる。そして本発明のバルブ駆動機構
は、既成のエンジンにおけるシリンダヘッドの一部設計
変更により対応でき、カムシャフトの駆動系等はそのま
ま流用することができる。
As described above, according to the present invention, since the opening and closing operation of the valve can be forcibly performed only by the cam, it is possible to eliminate the spring which is a factor of energy loss from the driving mechanism, and the valve can be reliably mounted. Operate. In addition, if a positive-acting front groove cam is used, the dancing phenomenon in which the valve bounces even at a high rotation can be suppressed. Further, by selecting a structure suitable for the application from the various variations shown in the above embodiment, the valve operation can be improved and the reliability can be increased. The valve drive mechanism of the present invention can cope with a partial design change of the cylinder head in an existing engine, and the drive system of the camshaft can be used as it is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るバルブ機構を備えたエンジンの
部分説明図である。
FIG. 1 is a partial explanatory view of an engine provided with a valve mechanism according to the present invention.

【図2】 カムとバルブとの関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a cam and a valve.

【図3】 (a),(b)はバルブ動作の説明図であ
る。
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of a valve operation.

【図4】 (a),(b)はカムの変更例を示す説明図
である。
FIGS. 4A and 4B are explanatory views showing a modified example of a cam.

【図5】 小径の従動子を2つ設けた変更例の説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory view of a modification in which two small diameter followers are provided.

【図6】 二つの従動子間にスプリングを介在させた変
更例の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view of a modified example in which a spring is interposed between two followers.

【図7】 副従動子を追加し、従動子と副従動子とでカ
ム溝の外側側面とカムの外周との厚み部分を挟むように
組み付けた変更例の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view of a modified example in which a sub follower is added and the follower and the sub follower are assembled so as to sandwich a thickness portion between an outer side surface of a cam groove and an outer periphery of a cam.

【図8】 副従動子を追加し、従動子と副従動子とでカ
ム壁を挟むように組み付けた変更例の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view of a modified example in which a sub follower is added and the follower and the sub follower are assembled so as to sandwich a cam wall.

【図9】 (a),(b)はカム溝における中心側の内
側壁を軸方向に延長した変更例の説明図である。
FIGS. 9A and 9B are explanatory views of a modified example in which the inner wall on the center side of the cam groove is extended in the axial direction.

【図10】 係合部をピニオン歯とした変更例の説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory view of a modified example in which the engaging portions are formed as pinion teeth.

【図11】 サイドバルブ式エンジンに実施した説明図
である。
FIG. 11 is an explanatory diagram implemented for a side-valve engine.

【図12】 OHC式エンジンに実施した説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an operation of the OHC engine.

【図13】 プッシュロッド式エンジンに実施した説明
図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram implemented for a push rod engine.

【図14】 カムがロッカーアームの上方に配置された
OHC式エンジンに実施した説明図である。
FIG. 14 is an explanatory view of an OHC engine in which a cam is arranged above a rocker arm.

【図15】 (a)は、二つのカムで一つのバルブを駆
動させる変更例を、(b)は、一つのカムで二つのバル
ブを駆動させる変更例を示した説明図である。
15A is an explanatory diagram showing a modified example in which one cam drives two valves, and FIG. 15B is an explanatory diagram showing a modified example in which one cam drives two valves.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・シリンダ、2・・シリンダブロック、3・・ピス
トン、4・・シリンダヘッド、5・・燃焼室、6・・吸
気ポート、7・・排気ポート、8・・吸気バルブ、8a
・・ステム、8b・・傘部、9・・排気バルブ、9a・
・ステム、9b・・傘部、10,11・・カムシャフ
ト、12,13・・カム、14・・カム溝、14a,1
4b,14c・・カム面、15・・従動子、15’・・
小径の従動子、16・・スプリング、17・・副従動
子、18・・カム壁、19・・ピニオン歯、20・・ラ
ック、21・・ロッカーアーム、22・プッシュロッ
ド。
1, cylinder, 2 cylinder block, 3 piston, 4 cylinder head, 5 combustion chamber, 6 intake port, 7 exhaust port, 8 intake valve, 8a
..Stem, 8b ·· Umbrella part, 9 ·· Exhaust valve, 9a ·
· Stem, 9b ··· Umbrella part, 10, 11 ··· Camshaft, 12, 13 ·· Cam, 14 ·· Cam groove, 14a, 1
4b, 14c ... cam surface, 15 ... follower, 15 '...
Small diameter followers, 16 springs, 17 followers, 18 cam walls, 19 pinion teeth, 20 racks, 21 rocker arms, 22 push rods.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クランクシャフトの回転数に対し二分の
一の減速比にて前記クランクシャフトの回転に連動して
回転されるカムにより、バルブを直接開閉動作するエン
ジンのバルブ駆動機構にあって、前記バルブにおけるバ
ルブステムの端部側方に係合部を突設する一方、カムに
は、前記係合部をバルブの閉作動方向に引き寄せ動作す
るカム面と、前記係合部或いはバルブステムをバルブの
開作動方向に押しつけ動作するカム面とを形成したエン
ジンのバルブ駆動機構。
1. A valve drive mechanism for an engine which directly opens and closes a valve by a cam rotated in conjunction with the rotation of the crankshaft at a speed reduction ratio of one half of the rotation speed of the crankshaft, An engaging portion protrudes from the end of the valve stem of the valve, and the cam has a cam surface that pulls the engaging portion in the valve closing direction and the engaging portion or the valve stem. An engine valve drive mechanism having a cam surface that presses and operates in the valve opening direction.
【請求項2】 クランクシャフトの回転数に対し二分の
一の減速比にて前記クランクシャフトの回転に連動して
回転されるカムにより、ロッカーアームを介してバルブ
を開閉動作するエンジンのバルブ駆動機構にあって、前
記ロッカーアームの端部側方に係合部を突設する一方、
カム面には、前記係合部をバルブの閉作動方向に引き寄
せ動作するカム面と、前記係合部或いはロッカーアーム
をバルブの開作動方向に押しつけ動作するカム面とを形
成したエンジンのバルブ駆動機構。
2. A valve driving mechanism for an engine that opens and closes a valve via a rocker arm by a cam rotated in conjunction with the rotation of the crankshaft at a reduction ratio of one-half the rotation speed of the crankshaft. In the meantime, while an engaging portion is protruded on the side of the end of the rocker arm,
The valve drive of an engine having a cam surface formed with a cam surface that pulls the engagement portion in the valve closing direction and a cam surface that presses the engagement portion or rocker arm in the valve opening direction. mechanism.
【請求項3】 クランクシャフトの回転数に対し二分の
一の減速比にて前記クランクシャフトの回転に連動して
回転されるカムにより、プッシュロッド及びロッカーア
ームを介してバルブを開閉動作するエンジンのバルブ駆
動機構にあって、前記ロッカーアームの端部側方に係合
部を突設する一方、カムには、前記係合部をバルブの閉
作動方向に引き寄せ動作するカム面と、前記係合部或い
はロッカーアームの端部をバルブの開作動方向に押しつ
け動作するカム面とを形成したエンジンのバルブ駆動機
構。
3. An engine which opens and closes a valve via a push rod and a rocker arm by means of a cam which is rotated in conjunction with the rotation of the crankshaft at a reduction ratio of one half of the rotation speed of the crankshaft. In the valve drive mechanism, an engaging portion is provided to project from an end of the rocker arm, and the cam has a cam surface that pulls the engaging portion in a valve closing direction and the engaging surface. A valve drive mechanism for an engine having a cam surface that presses an end portion of a rocker arm or a rocker arm in a valve opening direction.
【請求項4】 前記係合部は1つのみを突設し、その係
合部を、カムの側面に凹設されたカム溝に対し、そのカ
ム溝内に嵌め込んだ状態でカム溝に沿い相対的に移動可
能に組み付けた請求項1乃至3の何れかに記載したエン
ジンのバルブ機構。
4. The method according to claim 1, wherein only one of said engaging portions protrudes, and said engaging portion is inserted into said cam groove in a cam groove recessed in a side surface of the cam. The engine valve mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve mechanism is mounted so as to be relatively movable along the engine.
【請求項5】 前記カムは、カム溝を両内壁が常時係合
部に接触する幅とし、そのカム溝の両内壁をカム面とし
て利用する確動タイプである請求項4に記載したエンジ
ンのカム駆動機構。
5. The engine according to claim 4, wherein the cam is a positive-acting type in which a cam groove has a width such that both inner walls are always in contact with the engagement portion, and both inner walls of the cam groove are used as cam surfaces. Cam drive mechanism.
【請求項6】 前記係合部を動作方向に2つ並べて突設
し、それらの係合部を、カムの側面に突設されたカム壁
に対し、そのカム壁を挟み込んだ状態でカム壁に沿い相
対的に移動可能に組み付けた請求項1乃至3の何れかに
記載したエンジンのバルブ機構。
6. A cam wall in which two engaging portions are arranged and protruded in the operation direction, and the engaging portions are sandwiched by a cam wall protruding from a side surface of a cam. The valve mechanism for an engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve mechanism is mounted so as to be relatively movable along the axis.
【請求項7】 前記係合部を回動自在なローラ付きの従
動子とした請求項1〜6の何れかに記載したエンジンの
バルブ機構。
7. A valve mechanism for an engine according to claim 1, wherein said engaging portion is a follower with a rotatable roller.
【請求項8】 前記係合部を回動自在なピニオン歯車と
し、何れか一方のカム面にそのピニオン歯車と噛合する
ラックを形成した請求項1〜4及び6の何れかに記載し
たエンジンのバルブ機構。
8. The engine according to claim 1, wherein said engaging portion is a rotatable pinion gear, and a rack meshing with said pinion gear is formed on one of the cam surfaces. Valve mechanism.
【請求項9】 前記カムが、カム溝における両内壁のう
ちの中心側の壁を軸方向に延設し、その延設部に押しつ
けカム面を形成し、その押しつけカム面をバルブステ
ム、ロッカーアーム、コネクティングロッドの端部或い
はロッカーアームの背面に当接せしめ、前記押しつけカ
ム面でバルブの押し下げ動作を支援或いは実行する請求
項1〜7のいずれかに記載したエンジンのバルブ機構。
9. The cam extends in the axial direction from a center wall of both inner walls of the cam groove, and forms a pressing cam surface on the extending portion. The pressing cam surface is formed by a valve stem and a rocker. The valve mechanism of an engine according to any one of claims 1 to 7, wherein said valve cam is abutted against an end of an arm, a connecting rod or a back surface of a rocker arm to support or execute a valve pressing operation by said pressing cam surface.
【請求項10】 前記係合部が、既存のバルブ、ロッカ
ーアーム、コネクティングロッドに対して着脱可能とな
っている請求項1〜8の何れかに記載したエンジンのバ
ルブ駆動機構。
10. The valve drive mechanism for an engine according to claim 1, wherein said engagement portion is detachable from an existing valve, rocker arm, and connecting rod.
【請求項11】 前記係合部を左右両側に形成し、左右
にカムを配置した請求項1〜9の何れかに記載したエン
ジンのバルブ駆動機構。
11. The valve drive mechanism for an engine according to claim 1, wherein the engagement portions are formed on both left and right sides, and cams are arranged on left and right sides.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2817907A1 (en) * 2000-12-11 2002-06-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Control device for i.c. engine inlet and exhaust valve comprises camshaft with two half-cams with peripheral groove between them in which connecting part to valve slides freely
WO2015080379A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 권인하 Non-spring overhead crankshaft system
CN114017156A (en) * 2021-08-07 2022-02-08 王美霞 Tunnel type concave wheel rotor valve actuating mechanism
CN114017154A (en) * 2021-08-07 2022-02-08 王美霞 Groove type cam valve-free spring valve actuating mechanism

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FR2817907A1 (en) * 2000-12-11 2002-06-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Control device for i.c. engine inlet and exhaust valve comprises camshaft with two half-cams with peripheral groove between them in which connecting part to valve slides freely
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