JPH1018812A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動弁装置の軸方向寸法の短縮化を図り、エン
ジンの小型・軽量化を可能にする。 【構成】 バルブリフタ１６に支持したローラ２１の外
周面をカム２８の外周面と当接させ、カムシャフト３０
の回転に基づいて弁体３を往復移動させる。上記ローラ
２１の一部を、上記弁体３を閉鎖方向に付勢する為のバ
ルブスプリング１０の直径方向内側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るエンジンの動弁装
置は、自動車の走行用等として使用されるエンジンの吸
気口又は排気口を開閉する為の弁を、クランクシャフト
の回転に同期して往復移動させる。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸気弁及び排気弁は、クラン
クシャフトの回転と同期して往復移動し、吸気口又は排
気口を開閉しなければならない。この様な吸気弁及び排
気弁を往復移動させる為の動弁装置には、上記クランク
シャフトの回転と同期して回転するカムシャフトと、こ
のカムシャフトの中間部に支持されてこのカムシャフト
と共に回転するカムと、このカムの外周面の変位に基づ
いて上記吸気弁又は排気弁を往復移動させるバルブリフ
タとを備えたものがある。尚、これら吸気弁及び排気弁
は、シリンダヘッドとの間に設けたバルブスプリングに
より、上記吸気口又は排気口を閉じる方向に付勢してい
る。上記バルブリフタは、上記カムシャフトの回転に伴
って上記吸気弁及び排気弁を、上記バルブスプリングの
弾力に抗して変位させる。

【０００３】又、近年のエンジンでは、このバルブリフ
タに枢軸を支持すると共に、この枢軸の周囲にローラを
回転自在に支持し、バルブリフタと上記カムシャフトと
の係合部を転がり接触させる事が提案されている。この
様に、バルブリフタと上記カムシャフトの係合部を転が
り接触させる事により、この係合部に作用する摩擦力を
低減し、燃料消費率を向上させる事ができる。尚、この
様なローラを組み込んだ動弁装置の基本構造に就いて
は、実開昭６２−１５２００２号公報、同６３−２２３
０６号公報等に記載されている様に、従来から広く知ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記各公報に記載され
た構造を含め、従来から知られている、ローラによる摩
擦力低減を図ったエンジンの動弁装置の場合には、この
ローラとバルブスプリングとを、吸気弁及び排気弁の軸
方向に亙り直列に配列していた。上記ローラの外径は、
或る程度の寸法を有する為、このローラとバルブスプリ
ングとを直列に配置すると、上記吸気弁及び排気弁の軸
方向に亙る、動弁機構の長さ寸法が大きくなる事が避け
られない。この長さ寸法の増大は、エンジンの大型化に
つながる為、好ましくない。本発明のエンジンの動弁機
構は、この様な事情に鑑みて発明したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のエンジンの動弁
装置は、前述した公報等に記載されて従来から知られて
いるエンジンの動弁装置と同様に、バルブリフタと、ロ
ーラと、カムと、バルブスプリングとを備え、上記カム
の外周面と上記ローラの外周面とを当接させる事によ
り、上記弁体を上記クランクシャフトの回転に同期させ
て往復移動させるる。このうちのバルブリフタは、エン
ジンの燃焼室に通じる口を開閉する弁体と同期して往復
移動する。又、上記ローラは、上記バルブリフタに支持
した枢軸の周囲に回転自在に支持されている。又、上記
カムは、上記エンジンのクランクシャフトと同期して回
転するカムシャフトに支持されて、このカムシャフトと
共に回転する。更に、上記バルブスプリングは、上記弁
体に上記燃焼室に通じる口を閉じる方向の弾力を付与す
べく、この弁体の周囲に配置されている。特に、本発明
のエンジンの動弁装置に於いては、上記ローラの少なく
とも一部を、上記バルブスプリングの直径方向内側に配
置している。

【０００６】

【作用】上述の様に構成される本発明のエンジンの動弁
装置の場合には、ローラの少なくとも一部をバルブスプ
リングの直径方向内側に配置する事により、弁体の軸方
向に亙る長さ寸法を小さくできる。この為、摩擦力低減
を目的としてローラを組み込んだ動弁装置、並びにこの
動弁装置を組み込んだエンジンの小型・軽量化を図れ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。例えばアルミニウム合金により
造られたエンジンのシリンダヘッド１には、より硬質の
金属により円管状に造られたバルブガイド２をインサー
トし、このバルブガイド２の内側に弁体３を構成するバ
ルブステム４を、軸方向（図１、３の上下方向。尚、上
下は図面による。例えば、水平対向エンジン等に設置す
る動弁機構の場合、設置状態と図面の状態との上下方向
とは一致しない。）に亙る摺動自在に挿通している。上
記弁体３は、所謂きのこ弁と呼ばれるもので、上記バル
ブステム４の摺動に基づき、このバルブステム４の下端
部に設けた弁部５により、吸気口（排気口）６を開閉す
る。尚、上記バルブガイド２の上端部にはバルブガイド
シール７を設け、このバルブガイド２の内周面と上記バ
ルブステム４の外周面との間の隙間を通じて、上記吸気
口（排気口）６を流通する混合気（排気）が外部に漏洩
する事を防止している。

【０００８】又、上記バルブステム４の基端部には、コ
ッタ８を介してスプリングシート９を支持し、このスプ
リングシート９と上記シリンダヘッド１との間に、圧縮
コイルばねであるバルブスプリング１０を設けている。
従って上記弁体３の弁部５は、外力が作用しない限り、
上記吸気口（排気口）６を閉じたままとする。本発明の
動弁装置を構成するスプリングシート９は、円筒部１１
の下端開口部に底板部１２を設ける事により、全体を有
底円筒状に形成している。上記コッタ８は、この底板部
１２の中心部に形成したテーパ孔１３の内周面と、係止
溝１４を形成した上記バルブステム４の上端部外周面と
の間に設けている。又、上記円筒部１１の上端部外周面
には鍔部１５を、全周に亙って設け、この鍔部１５の下
面と前記シリンダヘッド１との間に、上記バルブスプリ
ング１０を設けている。

【０００９】更に、上記スプリングシート９を構成する
円筒部１１の内側には、バルブリフタ１６の一部を挿入
している。このバルブリフタ１６は、上記スプリングシ
ート９を、上記鍔部１５ごとその内側に挿入自在な円筒
部１７と、この円筒部１７の内側に、この円筒部１７と
同心に設けられた保持部１８と、この保持部１８と上記
円筒部１７との上端縁同士を連結する連結部１９とから
構成している。又、上記保持部１８の中央部には、長矩
形若しくは略小判形の断面形状を有する凹部２０を形成
し、この凹部２０の内側にローラ２１を、回転自在に支
持している。

【００１０】即ち、上記円筒部１７の一部に形成した通
孔２２を通じてこの円筒部１７の内側に挿入した枢軸２
３を上記保持部１８に、上記凹部２０を直角に横断する
状態で、上記バルブリフタ１６の直径方向に亙り固定し
ている。そして、この枢軸２３の中間部で上記凹部２０
の内側に位置する部分に上記ローラ２１を、内輪２４と
複数のニードル２５、２５とを備えたニードル軸受２６
により、回転自在に支持している。この状態で上記ロー
ラ２１は、その上端部のみが、上記バルブリフタ１６の
上面から突出している。又、上記スプリングシート９の
上端部に形成した鍔部１５は、ほぼ上記枢軸２３の両端
面に対向する位置に存在する。従って、上記ローラ２１
の下半部は、上記バルブスプリング１０の上部内側に存
在する状態となる。

【００１１】更に、上記バルブリフタ１６の保持部１８
の下面にはシム板３１を添着し、このシム板３１の下面
と前記バルブステム４の上端面とを当接させている。従
って上記弁体３は、カムシャフト３０に固定したカム２
８の回転に伴い、このカム２８の大径部分が上記ローラ
２１の外周面に当接した状態で、上記バルブスプリング
１０の弾力に抗して押し下げられ、前記吸気口（排気
口）６を開放する。これに対して、上記カム２８の小径
部分が上記ローラ２１の外周面に当接した状態で、上記
弁体３は上記バルブスプリング１０の弾力に基づいて引
き上げられ、上記吸気口（排気口）６を閉鎖する。

【００１２】尚、上記ローラ２１の軸方向一端部（図
１、３の右端部）外周面には、外向フランジ状の鍔部２
７を、全周に亙り設けている。エンジンの動弁装置を組
み立てた状態でこの鍔部２７は、カム２８の片側面と係
合し、上記バルブリフタ１６が回転するのを防止する。
即ち、動弁機構を組み立てた状態で上記バルブリフタ１
６は、上記シリンダヘッド１の一部に形成した案内孔２
９内に、軸方向（図３の上下方向）に亙る変位自在に嵌
装する。この案内孔２９の内周面及び上記バルブリフタ
１６の外周面は、何れも円筒面である。従って、何らの
対策も施さなかった場合には、上記バルブリフタ１６は
上記案内孔２９の内側で回転する。これに対して図示の
例では、カムシャフト３０の中間部外周面に固設したカ
ム２８の外周面と上記ローラ２１の外周面とを当接させ
た状態で、上記カム２８の一部外周寄り部分が、上記鍔
部２７と係合する。従って、上記バルブリフタ１６が上
記案内孔２９の内側で回転する事はなくなる。この結
果、上記枢軸２３とカムシャフト３０とを平行なままの
状態に維持できて、上記ローラ２１の外周面とカム２８
の外周面とを線接触させ、これら両外周面同士の接触面
に過大な面圧が作用する事を防止できる。

【００１３】上述の様に構成される本発明のエンジンの
動弁装置の場合には、ローラ２１の下半部をバルブスプ
リング１０の直径方向内側に配置している為、従来構造
の様に、これら両部材２１、１０を上下方向に亙り互い
に直列に配置した場合に比べて、動弁装置全体としての
長さ寸法を小さくできる。この為、摩擦力低減を目的と
してローラ２１を組み込んだ動弁装置、並びにこの動弁
装置を組み込んだエンジンの小型・軽量化を図れる。

【００１４】次に、図４は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の場合には、スプリングシート９
の上端部に形成した鍔部１５を、ローラ２１を枢支する
為の枢軸２３の中心よりも上方に位置させている。この
為、上記スプリングシート９とバルブリフタ１６とが軸
方向に重畳している長さ寸法を、上述した第１例の場合
よりも大きくして、動弁装置全体としての長さ寸法をよ
り小さくし、摩擦力低減を目的としてローラ２１を組み
込んだ動弁装置、並びにこの動弁装置を組み込んだエン
ジンの小型・軽量化をより図れる。その他の構成及び作
用は、前述した第１例の場合と同様である。

【００１５】次に、図５は、本発明の実施の形態の第３
例を示している。本例の場合には、シリンダヘッド１に
形成した案内孔２９の内周面とバルブリフタ１６を構成
する円筒部１７の外周面との間に、前記実開昭６２−１
５２００２号公報、同６３−２２３０６号公報に記載さ
れている様な、リニアボールベアリング３２を設けてい
る。このリニアボールベアリング３２により、上記案内
孔２９内で上記バルブリフタ１６が往復移動する為に要
する力を軽減（摩擦力を低減）し、弁体３により吸気口
（排気口）６を開閉させる為に要する力を、より低減で
きる。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合
と同様である。

【００１６】次に、図６〜７は、本発明の実施の形態の
第４例を示している。本例の場合には、弁体３と共に往
復移動する部分の小型・軽量化によりエンジンの高出力
化を図るべく、スプリングシート９（図１、３、４、５
参照）を省略している。その代わりに、バルブステム４
の上端部にバルブリフタ１６を、コッタ８を介して連結
している。そして、バルブスプリング１０の上端部を、
バルブリフタ１６を構成する連結部１９の下面に当接さ
せている。カム２８と係合するローラ２１は、ブラケッ
ト３３を介して、上記バルブリフタ１６の上面に形成し
た凹部２０内に保持している。

【００１７】上記ブラケット３３は、金属板をコ字形に
折り曲げる事により構成しており、互いに平行な１対の
支持板部３４、３４を有する。そして、これら両支持板
部３４、３４同士の間に掛け渡した枢軸２３の中間部周
囲に上記ローラ２１を、ニードル軸受２６により、回転
自在に支承している。又、上記両支持板部３４、３４の
下端縁同士を連結する連結板部３５の下面と、バルブス
テム４の上端面との間には、シム板３１を挟持してい
る。このシム板３１は、弁体３の全行程に亙って上記連
結板部３５の下面とバルブステム４の上端面との間で隙
間なく挟持される様に、その厚さ寸法を規制している。

【００１８】上述の様に構成される本例の場合には、ス
プリングシート９を省略する事による軽量化に基づき、
弁体３と共に往復移動する部分の慣性質量を低減し、エ
ンジンの高出力化を図れる。尚、カム２８から上記ロー
ラ２１に伝えられた押圧力は、上記バルブリフタ１６を
介する事なく、上記バルブステム４に伝えられる。従っ
て、上記バルブリフタ１６とバルブステム４とを連結し
ているコッタ８にはバルブリフタ１６中心部のテーパ孔
１３により、常に締め付け方向の力が加えられて、この
コッタ８が弛む事がなくなる。その他の構成及び作用
は、前述した第１例の場合と同様である。

【００１９】次に、図８は、本発明の実施の形態の第５
例を示している。本例の場合には、バルブリフタ１６を
構成する連結部１９を、ブラケット３３を構成する１対
の支持板部３４、３４の上端部近くに位置させている。
これに伴って、バルブスプリング１０の上端部が、ロー
ラ２１を枢支する為の枢軸２３の中心よりも上方に位置
している。この為、上記バルブスプリング１０とローラ
２１とが軸方向に重畳している長さ寸法を、上述した第
４例の場合よりも大きくして、動弁装置全体としての長
さ寸法をより小さくし、摩擦力低減を目的としてローラ
２１を組み込んだ動弁装置、並びにこの動弁装置を組み
込んだエンジンの小型・軽量化をより図れる。その他の
構成及び作用は、上述した第４例の場合と同様である。

【００２０】次に、図９は、本発明の実施の形態の第６
例を示している。本例の場合には、ローラ２１の端部外
周面に形成した鍔部２７（図１〜８）を省略し、代わり
に、ブラケット３３を構成する１対の支持板部３４、３
４ａのうちの一方（図９の右方）の支持板部３４ａを、
上記ローラ２１の外周面よりも上方に突出させている。
そして、この支持板部３４ａの上端部片側面とカム２８
の片側面とを係合させる事により、バルブリフタ１６が
回転する事を防止している。その他の構成及び作用は、
上述した第５例の場合と同様である。

【００２１】次に、図１０は、本発明の実施の形態の第
７例を示している。本例の場合には、シリンダヘッド１
に形成した案内孔２９の内周面とバルブリフタ１６を構
成する円筒部１７の外周面との間にリニアボールベアリ
ング３２を設けている。このリニアボールベアリング３
２により、上記案内孔２９内で上記バルブリフタ１６が
往復移動する為に要する力を軽減し、弁体３により吸気
口（排気口）６を開閉させる為に要する力を、より低減
できる。その他の構成及び作用は、前述した第５例の場
合と同様である。

【００２２】

【発明の効果】本発明のエンジンの動弁装置は、以上に
述べた通り構成され作用するので、弁体の軸方向に亙る
長さ寸法を小さくし、摩擦力低減を目的としてローラを
組み込んだ動弁装置、並びにこの動弁装置を組み込んだ
エンジンの小型・軽量化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す縦断面図。

【図２】一部を省略して図１の上方から見た図。

【図３】エンジンに組み込んだ状態を示す、図１と同様
の図。

【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す縦断面図。

【図５】同第３例を示す、図３と同様の図。

【図６】同第４例を示す縦断面図。

【図７】一部を省略して図６の上方から見た図。

【図８】本発明の実施の形態の第５例を示す縦断面図。

【図９】同第６例を示す縦断面図。

【図１０】同第７例を示す、図３と同様の図。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ２ バルブガイド ３ 弁体 ４ バルブステム ５ 弁部 ６ 吸気口（排気口） ７ バルブガイドシール ８ コッタ ９ スプリングシート １０ バルブスプリング １１ 円筒部 １２ 底板部 １３ テーパ孔 １４ 係止溝 １５ 鍔部 １６ バルブリフタ １７ 円筒部 １８ 保持部 １９ 連結部 ２０ 凹部 ２１ ローラ ２２ 通孔 ２３ 枢軸 ２４ 内輪 ２５ ニードル ２６ ニードル軸受 ２７ 鍔部 ２８ カム ２９ 室内孔 ３０ カムシャフト ３１ シム板 ３２ リニアボールベアリング ３３ ブラケット ３４、３４ａ 支持板部 ３５ 連結板部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの燃焼室に通じる口を開閉する
   弁体と同期して往復移動するバルブリフタと、このバル
   ブリフタに支持した枢軸の周囲に回転自在に支持された
   ローラと、上記エンジンのクランクシャフトと同期して
   回転するカムシャフトに支持されてこのカムシャフトと
   共に回転するカムと、上記弁体に上記燃焼室に通じる口
   を閉じる方向の弾力を付与すべく、この弁体の周囲に配
   置されたバルブスプリングとを備え、上記カムの外周面
   と上記ローラの外周面とを当接させる事により、上記弁
   体を上記クランクシャフトの回転に同期させて往復移動
   させるエンジンの動弁装置に於いて、上記ローラの少な
   くとも一部を、上記バルブスプリングの直径方向内側に
   配置した事を特徴とするエンジンの動弁装置。