JPH11148320A - ダイレクト型動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム合金製シリンダヘッドと鉄製バ
ルブの熱膨張係数の相違によってバルブクリアランスが
マイナスの値をとるように変化してもバルブを精度よく
開閉させるようにした動弁装置を提供する。 【解決手段】 カム５とバルブスプリング２１によって
カム側に押圧されたバルブステム３ａ間にバルブリフタ
６を組込む。バルブリフタ６に形成されたねじ孔１２に
アジャストボルト１３をねじ係合する。アジャストボル
ト１３が回転しつつバルブステム３ａに向けて移動する
ようアジャストボルト１３にスプリング１５の弾性力を
付与する。アジャストボルト１３とねじ孔１２のねじ係
合部間にカム５のランプ高さより小さく、シリンダヘッ
ドとバルブの熱膨張差を吸収できる大きさの軸方向すき
まδを形成し、その軸方向すきまδによってバルブクリ
アランスがマイナス値をとるように変化しても、その変
化量を上記軸方向すきまδにより吸収して、カム５のベ
ース円５ｃでバルブ３の押し込まれるのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カムの回転によ
りバルブを直接押し下げて開弁させるようにしたダイレ
クト型動弁機構に組込まれるバルブリフタに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カムの回転によって吸気バルブ
や排気バルブを直接的に押し下げるようにしたダイレク
ト型動弁機構においては、上記カムとバルブステムの上
端間にバルブリフタを組込み、そのバルブリフタをバル
ブステムに付与されるバルブスプリングの弾力によりカ
ムに押し付け、上記カムとの接触によって押し下げられ
るバルブリフタを介してバルブステムを押し下げるよう
にしている。

【０００３】上記バルブリフタとして、実開平３−８６
０３号公報に記載されたものが従来から知られている。
このバルブリフタは、カムとバルブとの間に組み込まれ
る案内キャップの閉塞端板の下面にナット部材を当接
し、そのナット部材にねじ係合したアジャストボルトの
下端に係止用プレートを取付け、その係止用プレートに
リターンスプリングのばね力を付与してアジャストボル
トに突出方向の回転力を与え、上記アジャストボルトの
下端をバルブステムに当接させるようにしている。

【０００４】上記バルブリフタを用いた動弁装置におい
ては、温度変化に伴う熱膨張によってアルミニウム合金
から成るシリンダヘッドと鉄から成るバルブの熱膨張係
数の相違により、カムとバルブリフタ間にプラスの値を
とるバルブクリアランスが形成されると、リターンスプ
リングの弾力により、アジャストボルトが回転しつつバ
ルブステム側に移動して上記バルブクリアランスの変化
を吸収する。このため、バルブをきわめて高精度に開閉
させることができるという特徴を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記動弁装
置においては、エンジンが高温で停止し、それより冷却
すると、シリンダヘッドとバルブの熱膨張係数の相違か
らカムのベース円とバルブリフタ間に負の値をとるバル
ブクリアランスが形成され、バルブのバルブステムがカ
ムのベース円で押されてバルブが開放状態に保持される
ことがあった。

【０００６】通常、ナット部材とアジャストボルトのね
じ係合部間には軸方向すきまがあり、その軸方向すきま
が大きい場合、その軸方向すきまによってバルブクリア
ランスの変化を吸収することができるが、従来のバルブ
リフタにおいては上記軸方向すきまの大きさが特定され
ていないため、上記のように、バルブが開放状態に保持
されることがあった。

【０００７】この場合、エンジンの再始動時、シリンダ
内の圧力は上昇せず燃焼されないことになり、バルブを
高精度に開閉させるうえにおいて改善すべき点が残され
ていた。

【０００８】この発明の課題は、アルミニウム合金製シ
リンダヘッドと鉄製バルブの熱膨張係数の相違によりカ
ムとバルブステム間に負のバルブクリアランスが形成さ
れた場合でもバルブを常に精度よく開閉させることがで
きるようにしたダイレクト型動弁装置を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、アルミニウム合金製シリン
ダヘッドによってスライド自在に支持された鉄製バルブ
ステムとカムとの間に上部が閉塞するキャップ状のバル
ブリフタを組込んで軸方向にスライド自在に支持し、そ
のバルブリフタがカムに押し付けられる方向にバルブス
テムをバルブスプリングにより押圧し、上記バルブリフ
タにはバルブステムと同軸上にねじ孔を設け、そのねじ
孔にねじ係合したアジャストボルトが回転しつつバルブ
ステム側に移動するよう上記アジャストボルトにスプリ
ングの弾力を付与したダイレクト型動弁装置において、
前記ねじ孔とアジャストボルトのねじ係合部間に軸方向
すきまを形成し、その軸方向すきまを、前記カムに形成
されたランプの高さより小さく、シリンダヘッドとバル
ブの熱膨張差を吸収できる大きさとした構成を採用した
のである。

【００１０】上記のように構成すれば、エンジンが高温
で停止し、冷却による収縮によってカムのベース円とバ
ルブリフタ間にマイナスの値をとるバルブクリアランス
が形成されると、そのバルブクリアランスの変化をねじ
孔とアジャストボルト間のねじ係合部間に形成された軸
方向すきまによって吸収することができ、バルブが開放
状態に保持されるのを防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は吸気口開閉用の動弁装置
を示す。アルミニウム合金から成るシリンダヘッド１に
吸気口２が形成され、その吸気口２を開閉する鉄製のバ
ルブ３は、バルブステム３ａを有し、そのバルブステム
３ａはシリンダヘッド１に取付けられたステムガイド４
によって軸方向にスライド自在に支持されている。

【００１２】バルブステム３ａと、その上方に設けられ
たカム５との間にはアルミニウム合金から成るバルブリ
フタ６が組込まれている。バルブリフタ６は上部が閉塞
するキャップ状をなし、シリンダヘッド１に形成された
ガイド孔７内にスライド自在に挿入されている。

【００１３】バルブリフタ６における上部閉塞端板８の
上面には凹部９が形成され、その凹部９内に硬質の材料
から成るシム１０が嵌合されている。

【００１４】また、閉塞端板８の下面には突出部１１が
形成され、その突出部１１に形成されたねじ孔１２にア
ジャストボルト１３がねじ係合されている。図２に示す
ように、アジャストボルト１３は上端面で開口する収納
孔１４を有し、その収納孔１４内にスプリング１５とス
プリングシート１６とが組込まれ、上記スプリングシー
ト１６の下端に形成された球状表面１７が収納孔１４の
閉塞端と点接触している。

【００１５】なお、スプリングシート１６をスプリング
１５とシム１０との間に組込むようにしてもよい。

【００１６】ねじ孔１２とアジャストボルト１３のねじ
山は、バルブステム３ａからアジャストボルト１３に負
荷される軸方向の押し込み力を受ける圧力側フランク１
８のフランク角が遊び側フランク１９のフランク角より
大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじ山のフランク角と
リード角の関係から、アジャストボルト１３はスプリン
グ１５の弾力によって回転しつつ下方向に移動するよう
になっている。また、アジャストボルト１３は、バルブ
ステム３ａから押し込み力を受けると、その押し込み力
は圧力側フランクで受けられて軸方向に移動せず、上記
押し込み力がスプリング１５の弾力により大きくなる
と、カムの回転振動により、そのスプリング１５の弾力
と押し込み力とが釣り合う位置まで回転しつつ上方向に
移動するようになっている。

【００１７】また、ねじ孔１２とアジャストボルト１３
のねじ係合部間には軸方向すきまδが形成されている。
この軸方向すきまδは、カム５に形成されたランプの高
さより小さく、シリンダヘッド１とバルブ３の熱膨張差
を吸収できる大きさとされている。

【００１８】図３に示すように、カム５に形成されたラ
ンプ５ａは、図１に示すバルブ３が吸気口２のバルブシ
ート２ａに衝撃的に当接するのを防止するものであり、
その高さは０．５ｍｍ程度とされている。このため、ね
じ係合部間の軸方向すきまδの最大値は０．５ｍｍ未満
とされている。

【００１９】図１に示すように、バルブステム３ａの上
端部にはスプリングシート２０が取付けられている。ス
プリングシート２０はその下方に設けられたバルブスプ
リング２１によって上向きに押圧され、その押圧によっ
てバルブステム３ａの上端はアジャストボルト１３の下
端に押し付けられている。

【００２０】いま、カム５が回転し、そのカム５の突出
部５ｂによってバルブリフタ６が押し下げられると、ア
ジャストボルト１３によりバルブステム３ａが押し下げ
られ、バルブ３が下降して吸気口２を開放する。カム５
のベース円５ｃがシムと対向すると、バルブスプリング
２１の弾力によりバルブ３およびバルブリフタ６が上昇
し、吸気口２が閉じられる。

【００２１】上記のようなバルブ３の開閉において、エ
ンジンの温度上昇に伴う熱膨張によって、カム５の中心
と吸気口２のバルブシート２ａ間の距離が長くなる。

【００２２】また、バルブ３およびバルブステム３ａも
熱膨張によって長さが長くなるが、バルブ３の熱膨張係
数はシリンダヘッド１の熱膨張係数より小さいため、バ
ルブ３がバルブシート２ａに当接する閉鎖状態におい
て、カム５のベース円５ｃとバルブリフタ６におけるシ
ム１０の上面間にプラスの値をとるバルブクリアランス
が形成される。このとき、スプリング１５の弾力により
アジャストボルト１３が回転しつつ下方向に移動して上
記バルブクリアランスを吸収する。

【００２３】次に、エンジンが高温状態で停止し、それ
より冷却すると、シリンダヘッド１とバルブ３の熱膨張
係数の相違によって、バルブリフタ６とカム５のベース
円５ｃ間のバルブクリアランスがマイナスの値をとるよ
うに変化する。

【００２４】このとき、バルブリフタ６のねじ孔１２と
アジャストボルト１３のねじ係合部間の軸方向すきまが
ない場合、バルブリフタ６はカム５のベース円５ｃで押
され、バルブ３は開放状態に保持される。

【００２５】実施の形態では、ねじ孔１２とアジャスト
ボルト１３のねじ係合部間に軸方向すきまδを設けてい
るため、その軸方向すきまδによってバルブクリアラン
スの変化を吸収することができる。

【００２６】ここで、カム５の中心とバルブシート２ａ
間の距離Ｌを１００ｍｍとし、エンジンが９０℃で停止
して０℃まで冷却すると、 アルミの熱膨張係数：２３×１０^-6 鉄の熱膨張係数 ：１１×１０^-6 であるため、クリアランスＣは、 Ｃ＝（２３−１１）×１０^-6×１００×９０＝０．１０
８ となる。

【００２７】このとき、ねじ孔１２とアジャストボルト
１３のねじ係合部間に０．１以上０．５ｍｍ未満の軸方
向すきまδを設けておくことにより、その軸方向すきま
δによって上記バルブクリアランスの変化を吸収するこ
とができる。

【００２８】また、軸方向すきまδの最大値をカム５の
ランプ５ａの高さより低い値としたことにより、そのラ
ンプ５ａにバルブリフタ６のシム１０が接触する状態で
バルブ３がバルブシート２ａに接触するため、バルブ３
がバルブシート２ａに衝撃的に当接せず、バルブ３の着
座時に異音が発生するのを防止することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、バ
ルブリフタのねじ孔とアジャストボルトのねじ係合部間
にカムに形成されたランプの高さより低く、シリンダヘ
ッドとバルブの熱膨張を吸収できる大きさの軸方向すき
まを形成したことにより、温度変化によってカムとバル
ブリフタ間にマイナスの値をとるバルブクリアランスが
形成された場合、そのバルブクリアランスの変化を上記
軸方向すきまによって吸収することができる。このた
め、エンジンが高温で停止し、それより冷却してもバル
ブはカムのベース円で押し下げられて開放状態で保持さ
れるという不都合の発生はなく、バルブを常に高精度に
作動させることができる。

【００３０】また、軸方向すきまの最大値をカムに形成
されたランプの高さ未満としたことにより、カムのベー
ス円とバルブリフタ間にプラスの値をとるバルブクリア
ランスが形成されても、そのバルブクリアランスと軸方
向すきまを加えた値はランプの高さを超えることがな
い。このため、カムに形成されたランプによってバルブ
は確実に制御され、バルブシートに衝撃的に当接するこ
とがなく、着座時に異音が発生することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る動弁装置の実施の形態を示す縦
断正面図

【図２】同上のバルブリフタの部分を示す拡大断面図

【図３】同上のカム曲線を示す図

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ３ バルブ ３ａ バルブステム ５ カム ５ａ ランプ ６ バルブリフタ １２ ねじ孔 １３ アジャストボルト １５ スプリング ２１ バルブスプリング δ 軸方向すきま

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金製シリンダヘッドによ
   ってスライド自在に支持された鉄製バルブステムとカム
   との間に上部が閉塞するキャップ状のバルブリフタを組
   込んで軸方向にスライド自在に支持し、そのバルブリフ
   タがカムに押し付けられる方向にバルブステムをバルブ
   スプリングにより押圧し、上記バルブリフタにはバルブ
   ステムと同軸上にねじ孔を設け、そのねじ孔にねじ係合
   したアジャストボルトが回転しつつバルブステム側に移
   動するよう上記アジャストボルトにスプリングの弾力を
   付与したダイレクト型動弁装置において、前記ねじ孔と
   アジャストボルトのねじ係合部間に軸方向すきまを形成
   し、その軸方向すきまを、前記カムに形成されたランプ
   の高さより小さく、シリンダヘッドとバルブの熱膨張差
   を吸収できる大きさとしたことを特徴とするダイレクト
   型動弁装置。