JPS6214689B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は弁ローテータに関し、特にジーゼル機
関のような内燃機関における弁用の弁ローテータ
に関する。このような装置は点火機関において用
途が増大している。

内燃機関の弁を回転させる弁ローテータの目的
は２つある。その第１は弁、特に排気弁を回転す
ることであり、高温の排気ガスが各行程ごとに弁
フエースの異なる部分に直接衝突する。これは弁
の焼け、したがつて圧縮ロスを最小にし、弁と弁
座の寿命を長くする。従来ジーゼル機関の再生修
理を120000−160000Km（75000−100000マイル）
の使用後に行うのが普通であつたが、最近では機
関は何等の理由によつても480000Km（300000マイ
ル）の使用前の再生修理を必要としないことが要
望されている。弁ローテータの使用が弁と弁座に
及ぼす優れた効果によつて改良された機関寿命の
達成を助長している。

一つの型式の弁ローテータは弁開放行程におい
て弁を回転させるもので、従来技術には種々のも
のがある。

弁ローテータの他の型式のものは、各サイクル
ごとに高温排気に対し異なる弁フエースを提示す
るためばかりでなく、弁が閉鎖の際に弁フエース
を弁座に対し回転させることにより弁座を掃除す
るため使用されている。この型式の弁ローテータ
は弁閉鎖行程の際に作動して、カーボン付着物を
弁座からぬぐい取つて、例えば排ガスの噴出、ま
たは流入する空気−燃料混合気によつて燃焼室か
ら吹き飛ばしてしまうものである。

弁開放行程において弁を回転させる型式の弁ロ
ーテータにおいては、弁ばねは、弁閉鎖位置にお
いてその最大長さまで伸長するので、弁ローテー
タの部品には最小の力しか作用させない。変位可
能要素、例えば球は、ローテータ本体のポケツト
の浅い方の端部に位置している。弁が開放する
際、弁ばねは、圧縮され、ローテータの部品に作
用する力を増大させて該部品を一緒に強く押圧す
る。弁ばねの増大する力を受けて、変位可能要素
は、ローテータ本体のポケツト内で浅い端部から
深い端部へ移動してローテータ・キヤツプと弁棒
を回転させる。したがつて、弁も回転する。しか
しながら、弁の弁フエースは弁座から離れている
から、弁座は掃除されない。弁が閉じる際、弁ば
ねの作用力は減少する。変位可能要素は、ポケツ
ト内に配置されたコイルばねの作用を受けて、ポ
ケツトの深い方の端部から浅い方の端部へ移動す
る。変位可能要素が浅い方の端部に到達するちよ
うどその時に、弁は弁座に接触する。ローテータ
の部品は、できるだけ離れて保持され、弁と弁座
が係合する際、ローテータ・キヤツプの大幅な回
転は不可能である。

弁閉鎖行程において弁を回転させる型式の弁ロ
ーテータにおいては、例えば、第１図、第２図等
に示すように、弁ばねは、弁閉鎖位置においてロ
ーテータの部品に対し最小の力を作用させる。し
かしながら、変位可能要素、例えば球は、ローテ
ータ・キヤツプとローテータ本体との間に位置し
た円錐状のばね弁座により作用される押圧力によ
りローテータ本体のポケツトの深い方の端部に位
置している。弁が開放する際、弁ばねにより作用
される増大するばね力は、ばね座金を平らにす
る。ばね座金から変位可能要素に作用するばね力
は、減少し、変位可能要素、例えば球は、ポケツ
トの浅い方の端部へ移動する。弁が閉じる際、弁
ばねからばね座金に作用するばね力は、除荷さ
れ、ばね座金は、変位可能要素にばね力を作用さ
せて変位可能要素をポケツトの浅い方の端部へ移
動させ、ローテータ・キヤツプを回転させる。し
たがつて、弁は弁座に対し回転し、弁フエースが
弁座を掃除する。

これら従来技術の構造は、弁ローテータの本
体、ローテータ・キヤツプ、該キヤツプと該本体
の間で共同作用する変位可能要素、およびすきま
アジヤスタを除いて、例えばさら座金にようなば
ね座金を含む基本的要素により特徴づけられる。
弁ばねは通常一方の端部をローテータ・キヤツプ
に係合させた状態で位置している。弁ローテータ
の本体は通常はシリンダ・ヘツドに載置してい
る。変位可能要素は、側方に荷重を受けたコイル
型ガーター・スプリングか、または周方向に延在
する個別のポケツト内に担持された一連の鋼球で
あつてよく、各ポケツトは鋼球が沿つて動く傾斜
したランプを有する。鋼球をランプの上方へ向け
て押圧するため、個々のコイルばねが設けられ
る。鋼球はランプに沿つた各位置でローテータ本
体の表面より上方へ突出してばね座金と接触す
る。このような従来技術の装置におけるばね座金
は、その一方の周縁がキヤツプと接触し、他方の
周縁が弁ローテータの本体に通常接触するように
配置されている。鋼球の軌道はばね座金の両方の
周縁の間に位置する。

弁の開放中に、揺れ腕による弁ばね荷重の増大
により鋼球にかかる荷重が増大するにつれて、ロ
ーテータ・キヤツプがローテータ本体へ向かつて
動かされ、鋼球がコイルばねの偏倚力に打ち勝つ
てランプに沿つて押し下げられる。ランプに沿つ
た鋼球の運動は、摩擦で保持されたローテータ本
体に対しばね座金を回転させる。この弁軸線のま
わりのばね座金の運動は、これが摩擦係合してい
るキヤツプに回転運動を伝達する。弁の末端部付
近で保持器に対し着座した弁ばねはローテータ・
キヤツプに摩擦係合しているので回転する。弁ば
ねの回転運動は弁棒に固着したばね保持器を介し
て弁に伝達される。弁が再着座するとき、サイク
ルが開始したときとは異なる角度位置にあるすき
まアジヤスタとは異なつた弁ローテータは弁開放
および弁閉鎖サイクルの間に、所定方向へ必要有
効回転を行う。一方向への必要有効回転を行うた
めに、一方向クラツチ装置を用いて反対回転を防
ぐ。これらの弁開放ローテータにおいて、ローテ
ータ本体とローテータ・キヤツプはばね座金の両
側に配置される。

第１図と第２図は、弁閉鎖行程において作動
し、かつ複数個のばね座金および１個のベアリン
グ・レースにより特徴づけられる市販の構造を示
す。これら弁閉鎖型式の弁ローテータでは、弁ロ
ーテータの本体とローテータ・キヤツプがばね座
金の同じ側に設けられる。

本発明の主な目的は、従来の弁閉鎖行程で作動
する構造、特に第１図と第２図に示す従来構造
を、その部品を少なくすることにより簡易化し、
その製作費を安くすることにある。こうして改良
された構造は軸線方向の寸法がより小さくでき、
かつほこりによる汚れを受けにくくなる。これら
の目的を達成するため、弁開放行程中に作動可能
な弁ローテータの製作に通常用いられる構造と同
じ構造を有するローテータ本体は「支点」を設け
ることにより変更可能である。この支点は、通常
キヤツプからばね座金および変位可能要素を介し
てローテータ本体へ移る弁ばね荷重を、キヤツプ
からばね弁座およびローテータ本体へ直接移る状
態へ変換する。したがつて、該荷重は変位可能要
素から解放され、そしてキヤツプと本体は相対的
に回転しないようにばね座金により把握される。
荷重が変位可能要素から解放されると、変位可能
要素はキヤツプと本体に対し異なつた位置へ変位
する。（例えば、鋼球がランプに沿つて押し上げ
られる）。キヤツプと本体が相対的に動いて離れ
るにつれて、弁ばね荷重がばね座金から再び変位
可能要素に作用し、ばね座金が「支点」から離れ
ると、変位要素は大きな荷重の下にばね座金と接
触し、反対方向へ変位する（例えば、鋼球がラン
プに沿つて押し下げられる）。これはキヤツプを
本体のクラツチ連結を外し、以下に詳細に述べる
ようにキヤツプと本体の間の相対回転を可能にす
る。

弁行程の間に変位可能要素に掛かる荷重を解放
し、その変位可能要素が異なる位置を占めるのを
可能にする装置を設けることが本発明を従来技術
から区別する。

本発明によれば、長手方向の軸線に沿つて開放
位置と閉鎖位置の間を往復動可能であり、かつ前
記軸線のまわりに回転可能な内燃機関の弁用の弁
ローテータにおいて、交互に増減する力に応じて
相互に対し軸線方向に可動な第１部品と第２部
品、前記双方の部品が軸線方向に相対的に動く際
に前記第１部品と第２部品の間に相対回転を付与
する装置を含み、前記相対回転付与装置は変位可
能装置、前記部品の一方にあつて前記変位可能装
置を収容するポケツト装置、前記長手方向の軸線
を取り囲み、かつ前記第１部品と第２部品との間
で共同作用し、かつ前記変位可能装置と接触して
前記変位可能装置を介して前記双方の部品の間で
軸線方向の負荷を伝達するばね座金、および前記
部品の中の一方と前記ばね座金との間で共同作用
して少なくとも前記双方の部品の相対運動距離の
一部の間に前記変位可能装置から前記ばね座金の
負荷を除荷する装置を含み、前記除荷装置は前記
変位可能装置を収容する前記部品の表面から軸線
方向に突出し、また前記除荷装置は前記ばね座金
に対し支点を形成し、前記ばね座金は、前記内燃
機関の弁が毎回その開放位置へ動く間に、前記支
点のまわりに枢動して前記変位可能装置にかかる
負荷を除荷するようになつており、前記支点は前
記ポケツト装置と前記ばね座金の内縁または外縁
との間に配置されていること特徴とする弁ローテ
ータが提供される。

該支点は一方の部品、例えば弁ローテータの本
体と一体であつてよく、または一方の該部品とば
ね座金の間に挿入される別個の要素、例えば別個
のリングであつてもよい。好ましくは、該支点ば
ね座金の内縁と外縁と中央に配置される。

本発明はその好適な実施例および従来技術の例
を示す添付図面を参照して良く理解される。

第１図と第２図を参照すると、市販の従来技術
の弁ローテータが断面で示されている。弁ローテ
ータは弁閉鎖行程の際に作動可能である。弁ロー
テータ１０は下面１４を機関のシリンダ・ヘツド
に着座するようにした本体１２を含む。本体１２
は、弁棒、多くの場合、弁案内部分を取り囲む寸
法の軸線方向の孔１６を備えている。本体１２は
突起２０のようなキー部材によりキー止めしたカ
ラー１８を備え、該キー部材はカラー１８と本体
１２の間の相対回転を阻止する。カラー１８はそ
の周方向に設置される一連のポケツト２２を備
え、各ポケツトは変位可能部材、例えば鋼球２４
を受け入れている。ポケツト２２は、カラー１８
の下面からの鋼球２４の突出程度を制御するラン
プ（図示せず）を備える。

第１図と第２図に示す構造はまた本体１２に対
し軸線方向に可動であり、かつ弁棒の軸線のまわ
りに回転可能なキヤツプ２６を備える。このキヤ
ツプ２６は表面２８に載置する弁ばね（図示せ
ず）用の座として作用し、その下部リツプ３２と
摩擦接触するばね座金３０に対し可変の力を加え
る。第１図と第２図の弁ローテータは弁ばね（図
示せず）を回転させることにより弁を回転させ、
該弁ばねは一方で弁棒の末端部に固定された弁ば
ね保持器を回転させる。それゆえ、弁ローテータ
１０のキヤツプ２６の回転が行われると、弁が回
転させられる。ばね座金３０も回転する。ばね座
金３０は下部リツプ、即ち縁部３２に摩擦係合し
ているので、ばね座金の回転を可能にする適当な
ベアリング３６上に内周部３４を設置することが
必要であることが分つている。第１図において、
ベアリング３６はころ軸受とレースである。第２
図において、ベアリング装置は適当な周方向の球
レース４２に担持される一連の鋼球４０上に設置
された第２のばね座金３８から成る。キヤツプ２
６とカラー１８はばね座金３０の同じ側にある。

第１図と第２図の従来の構造は市販されてお
り、実質的にメイの米国特許第3710768号に教示
されているように作動する。それは、簡単化さ
れ、安価に作られ、軸線方向の寸法のより小さい
構造である。

比較的小型の内燃機関は弁ばねの空所を限定さ
れ、通常の弁開放ローテータの代りに、第１図と
第２図に示す型式の弁閉鎖ローテータを受け入れ
ることができなかつた。それは、軸線方向の寸法
のより小さい本発明の構造を受け入れるであろ
う。本発明の弁閉鎖ローテータは、適正な荷重を
達成する弁ばねを変える必要なく、現在使用され
ている弁開放ローテータの代りに挿入しうる利点
を有する。図示の市販の従来技術の構造は適正な
荷重を保持する弁ばねを変えたり、軸線方向の全
体高さを変更する必要なく、代替することができ
ない。

特に第３図から第８図を参照すると、本発明を
実施する弁ローテータを含む弁組立体が示され
る。第３図は排気口５２を有するシリンダ・ヘツ
ド５０の破断断面図である。排気口５２は、弁ガ
サ５６と弁棒５８を有する弁５４によつて閉塞さ
れる。弁を第３図に示すように弁閉鎖位置へ押圧
するため、「キーパー」６４によつて弁棒５８の
末端部に周知のように固定されたばね保持器６２
に一端を着座された弁ばね６０が設けられる。弁
ばね６０はシリンダ・ヘツド５０とばね保持器６
２の間で圧縮される。本発明において、全体を６
６で指示される弁ローテータ組立体はシリンダ・
ヘツド５０と弁ばね６０の下端６８の間にはさま
れている。構成によつては、弁ローテータ組立体
はばね保持器６２と弁ばね６０の上端の間にはさ
まれる。

弁ローテータ組立体６６は、シリンダ・ヘツド
５０に対し着座係合するようにされた弁ローテー
タの第１部品、即ち本体７０、および弁ばね６０
の下端６８の座を提供する弁ローテータの第２部
品、即ちキヤツプ７２から成る。キヤツプ７２
は、弁５４が揺れ腕またはカム（図示せず）によ
り開放位置と閉鎖位置の間を動かされるにつれ
て、弁ばね６０によりキヤツプ７２に作用する荷
重の増減に応じて本体７０に対し軸線方向に動け
るような寸法にされている。

キヤツプ７２は、本体７０の外周部７６より僅
かに小さな内径を有するリツプ部分７４を備え
る。キヤツプ７２の内周部は、弁案内部分８０の
まわりに動きばめする寸法のスリーブ部分７８を
備える。

前記のようにキヤツプ７２と本体７０は、弁ば
ね６０により作用する荷重の変化に応じて動かさ
れて相互に接近または離間する。キヤツプ７２と
本体７０を押圧して軸線方向に引き離すサラ型の
ばね座金８２がキヤツプ７２と本体７０の間には
さまれている。キヤツプ７２と本体７０はばね座
金８２の両側に位置している。

第３図に実施例において、ばね座金８２の内周
部８４はキヤツプ７２のフランジ部分８６の下側
に係合するように位置している。外周部８８は変
位可能装置を構成する変位可能要素と摩擦係合し
て、これに荷重を伝達するようにされている。第
３図に示すように、変位可能要素は複数個の周方
向に位置された鋼球９０を含む。第４図と第５図
によく示すように、鋼球９０は本体７０の上面に
形成された周方向の個々のポケツト装置、即ちポ
ケツト９２内に担持される。ポケツト９２は例え
ばフライス切削、スタンピング、鍛造などの適当
な手段により形成してよい。ポケツト９２は第４
図に示すような円弧形状を有し、そしてランプ９
４（第５図）を備え、このランプに沿つて鋼球９
０は転動または摺動する。鋼球９０をポケツト９
２の浅い端部９６へ向かつて押圧するため、変位
可能装置を構成する弾力装置、即ちコイルばね９
８が設けられ、一端で鋼球９０と接触し、他端で
ポケツト９２の端壁１００と接触する。以下に述
べるように、ばね座金８２から荷重が解放される
と、コイルばね９８は鋼球９０をランプ９４に沿
つて浅い端部９６へ向つて押し上げる。一般に、
５個ないし７個、例えば６個のポケツト９２が設
けられ、それぞれが１つの鋼球９０とコイルばね
９８を収容し、該コイル弾力装置であるコイルば
ね９８が鋼球９０をポケツト９２の浅い端部９６
へ向かつて戻す。鋼球９０がそれぞれのコイルば
ね９８によりランプに沿つて押し上げられる力の
軸線方向の合力は、交互に増減する弁ばね６０の
力の中の最小の力より小さい。したがつて、第３
図に示す弁閉鎖状態においては、弁ばね６０の力
が、各コイルばね９８の軸線方向の合力より大き
いため、鋼球９０はポケツト９２の深い方の端部
に位置する。

本発明の弁ローテータの本体７０はまた除荷装
置、即ち支点を備え、この支点は第３図の実施例
において本体７０の頂点１０３から軸線方向に突
出する一体の環状１０２リムである。環状リム１
０２とばね座金８２の共同作用は第６図から第８
図に最もよく示される。ばね座金８２の外径はポ
ケツトのピツチ径より大きい。ここで、第１部品
である本体７０と第２部品であるキヤツプ７２の
間に相対回転を付与する装置は変位可能装置（鋼
球９０とコイルばね９８）、ポケツト装置（ポケ
ツト９２）、ばね座金８２および除荷装置（環状
リム１０２）を含むことが了解されよう。第６図
は、弁フエース５７が弁座５９から離れるときの
弁開放モードにおける弁５４を示す。この状態に
おいて、弁ばね６０にかかる荷重は増大し、サラ
ばね８２の平均ならし荷重とコイルばね９８の軸
線方向の合力の和を超え、そこでキヤツプ７２は
弁ローテータの本体７０を着座させたシリンダ・
ヘツド５０を本体７０へ向つて推し進められる。
本体７０へ向かう７２の運動はそれら両部品７
２，７０の間の軸線方向の間隔を小さくし、ばね
座金８２を鋼球９０のまわりに枢動させ、支点、
即ち環状リム１０２に急速に接触させる。弁ロー
テータが弁の閉鎖時点で、またはその近くで、即
ち、ちようど弁の開放開始の時に、カムまたは揺
れ腕により荷重をかけられるとき、ばね座金８２
は支点、即ち環状リム１０２に接触しなければな
らない。この接触は第６図に示される。鋼球９０
は第３図に示す弁閉鎖位置の時と同様にポケツト
９２の最下、即ち最深部分にあるが、ばね座金８
２に係合しうるのに充分な量だけ本体７０の表面
１０３より上方へ依然として突出している。

第７図において、本体７０へ向かうキヤツプ７
２の軸線方向の動きは、ばね座金８２により鋼球
９０に加えられる負荷を解放して環状リム１０２
に伝達するのに充分な量である。第７図におい
て、ばね座金８２は、環状リム１０２により鋼球
９０の表面から離れているのが示される。この作
用は、ばね座金８２を介して本体７０をキヤツプ
７２に「クラツチ係合」させ、これらの部品の間
の相対回転を阻止する。鋼球９０からのばね座金
８２の分離は実際には生じないが、明確にするた
めにこのように示される。負荷が鋼球９０から解
放されると、コイルばね９８はポケツト９２の浅
い端部９６までランプ９４に沿つて鋼球９０を自
由に押し上げる。

第８図において、鋼球９０はポケツト９２から
の最大突出個所にあり、即ちポケツト９２の浅い
端部９６に位置する。弁５４が弁作動カムの動き
に応じて再着座を開始するにつれて、弁ばね６０
にかかる最大値またはそれに近い荷重は、キヤツ
プ７２と本体７０との離隔運動により環状リム１
０２から既に離れているばね座金８２を介し鋼球
９０（このとき、表面１０３からさらに突出して
いる）に再び伝達される。この作用は本体７０に
対して回転するようにキヤツプ７２を解放する。
このとき得られる荷重状態の下で、鋼球９０は再
び負荷を受け、浅い端部９６における新たな占有
位置からランプ９４に沿つて押し下げられる。ラ
ンプに沿つて降下する際、鋼球はコイルばね９８
の押圧力に打ち勝ち、ばね座金８２を回転しよう
とする反作用力をばね座金８２に作用させる。こ
の反作用力は、内周部８４の摩擦接触線８３を介
してキヤツプ７２の部分８６に伝達される。鋼球
がランプに沿つて転動して降下させられる反作用
力は、ばね座金８２の回転をランプ９４の傾斜の
方向に生じさせる（この回転は時計方向でも反時
計方向でもよい）。キヤツプ７２の回転は弁ばね
６０に伝達され、キーパ６４で弁棒５８に固定さ
れたばね保持器６２へ弁ばね６０から伝達され
る。このようにして、ポケツト９２のランプ９４
に沿つて移動する鋼球の回転作用は弁５４に伝達
される。

図示の実施例において、前記回転作用は弁の閉
鎖ストロークの際に生じ、この型式の構造に通常
のように開放ストロークの際には生じないことが
認められよう。支点、即ち環状リム１０２の介在
がなければ、第３図から第８図に示す構造は、キ
ヤツプ７２が弁ローテータの本体７０に向かつて
軸線方向へ移動するにつれて開放ストロークの
際、弁５４の回転を生じさせるように作動する。
また、「一方向クラツチ」作用は所定方向への弁
の有効回転を生じることが認められよう。このよ
うに「クラツチ係合」する部品はキヤツプ７２、
本体７０およびばね座金８２である。

環状リム１０２を設けた本体７０およびコイル
ばね９８のばね定数の変更を除けば、弁ローテー
タを構成するのに必要な他の部品は、この装置が
弁の開放ストロークの際、または閉鎖ストローク
の際に作動可能な弁ローテータとして使用される
としても同じである。両型式の弁ローテータを供
給する際の所要の在庫品についての効果は明らか
である。

通常の開放型の弁ローテータのコイルばね９８
のばね定数は、鋼球９０がポケツト９２の浅い端
部に位置した状態で弁が閉じている時に、ばね座
金８２と共同してキヤツプ７２と本体７０を押し
離す軸線方向の合力を作用させるのに充分である
ことに注目すべきである。閉鎖型の弁ローテータ
においては、弁が閉鎖している時に、鋼球がポケ
ツトの深い端部にある状態で、コイルばねのばね
定数は、ばね座金８２および弁ばね６０の負荷に
打ち勝つて鋼球９０をポケツト９２のランプ９４
に沿つて押し上げるのに不十分であることに注目
すべきである。弁閉鎖型の弁ローテータにおい
て、コイルばねのばね定数が、前記のように設定
されると、鋼球９０は、第３図に示すような弁の
閉鎖状態ではポケツト９２の深い方の端部に位置
することが了解されよう本発明の閉鎖型の弁ロー
テータでは、コイルばね９８が鋼球９０を押し上
げる力の軸線方向の合力は、ばね座金の平均なら
し荷重の60％以下、例えば約30％である。ばね座
金８２は、鋼球９０がポケツト９２の深い端部に
ある際、キヤツプ７２と本体７０を押し離すのに
充分な平均ならし荷重を有する。

また、本発明の原理は、変位可能要素が周方向
に離隔した個個の円弧状のポケツト９２内に担持
された一連の鋼球である代りに、側方に負荷を受
けたコイル型のガーターばね１０４である場合に
も実施可能である。ガーターばね１０４は弁ロー
テータの本体７０の表面に切削された周方向の溝
１０６内に担持される。第９図、第１０図および
第１１図に示す弁ローテータの作動モードは第３
図から第８図に示す弁ローテータの作動モードと
本質的に同じである。しかしながら、鋼球が個個
のポケツト９２内で変位する代りに、側方に負荷
されたガーターばね１０４の荷重は、その巻線を
キヤツプ７０に対してより鋭角に傾斜させる。弁
ばね６０にかかる荷重が解放されると、ばね荷重
がキヤツプ７２から解放される際、「零滑り」荷
重がばね座金８２を所定方向に押圧する状態で、
ガーターばね１０４に貯えられたねじり力が、ば
ね座金８２にかかる。弁５４の回転は第３図から
第８図に関連して説明したのと同様に行なわれ
る。

第１２図から第１４図は本発明の他の実施例を
示し、鋼球９０のような変位可能要素は環状リム
１０２の半径よりも小さい半径上に位置する。第
３図から第８図において、変位可能要素は支点、
即ち環状リム１０２の半径よりも大きい半径上に
あつた。第１２図から第１４図に示す実施例で
は、ばね座金８２に第６図から第８図に示すもの
とは逆の位置にある。鋼球９０は内周部８４でば
ね座金８２に接触し、外周部８８はキヤツプ７２
に円周方向で摩擦接触する。ばね座金８２を心出
しさせるため、内周端縁８３はキヤツプ７２に向
かつて軸線方向に突出した一体のカラー部分７３
に着座する。組立てを容易にするため、本体７０
の内側面７５の直径は弁案内部分８０の外径より
も僅かに大きい。

第１３図は、弁が開放位置にある際の装置の状
態を示し、ばね座金８２が環状リム１０２に係合
している。この状態で、負荷は鋼球９０から解放
され、ポケツト９２（第５図）内のコイルばね９
８は第３図から第８図に関連して述べたのと同様
にポケツト９２の浅い端部９６に向かつて鋼球を
押圧することができる。負荷が、弁ばね６０によ
り作用される荷重の減少に応じて本体７０から離
隔するキヤツプ７２の運動によつて鋼球９０に再
度加わるとき、ばね座金８２の回転、その結果の
キヤツプ７２、弁ばね６０、ばね保持器６２およ
び弁棒５８の回転は前記のように生じることがで
きる。

添付図面を示す構造では、自由状態におけるば
ね座金８２の平均ならし荷重は、弁の閉鎖の際に
弁ばね６０により生じる最小荷重と、弁の開放の
際に弁ばね６０により生じる最大荷重との間にな
ければならない。ばね座金８２の次第に拡大する
軸線方向の荷重と、コイルばね９８の力の軸線方
向の成分合力は、弁が弁閉鎖位置にある際、弁ば
ね６０により生じる最小荷重と均衡しなければな
らない。前記軸線方向の合力が大きいと、この合
力は、弁ばね６０を圧縮して、鋼球をポケツトの
底から上昇させようとする傾向がある。鋼球９０
は、ポケツト９２の底にあるとき、ばね座金の周
辺を最初に支持する。ばね座金８２の次第に増加
する軸線方向の力と、コイルばね９８により生じ
る軸線方向の力の総和は、弁が完成に開放される
際、弁ばね６０により生じる荷重に同様に均衡し
なければならない。弁の開放の際、ばね座金８２
が平らな状態からたわむのを阻止するため、平均
ならし荷重は、環状リムに支持される際、弁の開
放荷重よりも大きい値にあるように設計される。
好ましくは、この条件の下での平均ならし荷重は
弁開放の弁ばね荷重よりも約10％大きい。

IHCV−345Eリグエンジンを使用する特定のエ
ンジン試験では、弁ばねにかかる弁開放荷重は
86.18Kg（190 lbf）であり、弁閉鎖荷重は28.58Kg
（63 lbf）であつた。弁ばねは、ダンパをする右
巻きコイルばねであつた。このエンジンでは、約
6rpmの弁回転速度が600rpmのカム軸の速度で得
られ、弁回転速度は1000rpmのカム軸の速度では
約9rpmの最大値に上昇し、カム軸の速度が
2000rpmまで上昇するにつれてほゞ線形に減少
し、2000rpmのカム軸の速度では約1.71rpmが得
られた。この試験では、コイルばね９８が使用さ
れた。最良の結果は、ばね座金の外径にかかるコ
イルばね（R4−４−７）の軸線方向の合力が約
19.05Kg（42 lbf）のときに得られた。使用され
たばね座金は72.58Kg（160 lbf）の平均ならし荷
重を有するRO−551−５の基準ばね座金であつ
た。鋼球は、送が６個あり、直径が４・76mm
（0.1875″）であつた。弁ローテータの全体寸法は
外径が47.6mm（1.875″）であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は弁閉鎖ストロークの際に作動可能な市
販の構造の一形態の断面図；第２図は弁閉鎖スト
ロークの際に作動可能な他の市販の弁ローテータ
の断面図；第３図は弁閉鎖ストロークの際に作動
可能な本発明の弁ローテータを有する弁組立体の
破断断面図；第３Ａ図は弁ローテータの本体に一
体の支点構造を示す第３図の拡大詳細図；第４図
は、第３図の線４−４で指示する面に現われる本
発明の弁ローテータの破断断面図；第５図は変位
可能要素とその付勢装置を示す線５−５に沿つた
拡大破断断面図；第６図は弁が開放を開始する際
の構成要素の状態を示す本発明の弁ローテータを
有する弁組立体の破断断面図；第７図は弁の往復
運動中に構成要素の異なる状態を示す第６図の弁
ローテータの破断断面図；第８図は弁の閉鎖の直
前の第６図の弁ローテータの破断断面図；第９図
は変位可能要素として側方負荷のガータ型コイル
ばねを使用する本発明の弁ローテータの破断断面
図；第１０図はガータ型コイルばねを示すために
部分的に切除した弁ローテータのキヤツプを備え
た第９図の弁ローテータの断面図；第１１図は線
１１−１１で指示する面に現われる第１０図の弁
ローテータの拡大断面図；第１２図は本発明の変
更された弁ローテータを有する弁組立体の破断断
面図；第１３図は弁の完全開放の際の第１２図の
組立体の破断断面図；第１４図は弁ローテータが
弁閉鎖状態に近づく際の第１２図と第１３図の弁
ローテータの破断断面図である。 図において、５０……シリンダヘツド、５４…
…弁、５６……弁ガサ、５８……弁棒、５９……
弁座、６０……弁ばね、６２……ばね保持器、６
６……弁ローテータ組立体、７０……弁ローテー
タの本体、７２……キヤツプ、８２……ばね座
金、８４……内周部、８８……外周部、９０……
鋼球、９２……ポケツト、９４……ランプ、９６
……ポケツトの浅い端部、９８……コイルばね、
１００……ポケツトの端壁、１０２……環状リ
ム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向の軸線に沿つて開放位置と閉鎖位置
   の間を往復可能であり、かつ前記軸線のまわりに
   回転可能な内燃機関の弁用の弁ローテータにおい
   て、交互に増減する力に応じて相互に対し軸線方
   向に可動な第１部品と第２部品、前記双方の部品
   が軸線方向に相対的に動く際に前記第１部品と第
   ２部品の間に相対回転を付与する装置を含み、前
   記相対回転付与装置は変位可能装置、前記部品の
   一方にあつて前記変位可能装置を収容するポケツ
   ト装置、前記長手方向の軸線を取り囲み、かつ前
   記第１部品と第２部品との間で共同作用し、かつ
   前記変位可能装置と接触して前記変位可能装置を
   介して前記双方の部品の間で軸線方向の負荷を伝
   達するばね座金、および前記部品の中の一方と前
   記ばね座金との間で共同作用して少なくとも前記
   双方の部品の相対運動距離の一部の間に前記変位
   可能装置から前記ばね座金の負荷を除荷する装置
   を含み、前記除荷装置は前記変位可能装置を収容
   する前記部品の表面から軸線方向に突出し、また
   前記除荷装置は前記ばね座金に対し支点を形成
   し、前記ばね座金は、前記内燃機関の弁が毎回そ
   の開放位置へ動く間に、前記支点のまわりに枢動
   して前記変位可能装置にかかる負荷を除荷するよ
   うになつており、前記支点は前記ポケツト装置と
   前記ばね座金の内縁または外縁との間に配置され
   ていることを特徴とする弁ローテータ。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の弁ローテータ
   において、前記除荷装置が前記部品の一方に設け
   られた軸線方向に突出する環状リムである弁ロー
   テータ。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の弁ローテータ
   において、該環状リムが前記変位可能装置の半径
   方向の内方にある弁ローテータ。 ４ 特許請求の範囲第２項に記載の弁ローテータ
   において、該環状リムが該変位可能装置の半径方
   向の外方にある弁ローテータ。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の弁ローテータ
   において、前記変位可能装置はそれぞれが軸線方
   向に傾斜したランプを有する個々のポケツト内に
   配置された複数個の円周方向に配置された球と弾
   力装置であり、前記球は前記ランプに沿つて動
   き、該バネ座金にかかる負荷が該変位可能装置か
   ら解放されたとき、前記弾力装置が個々の該ポケ
   ツトの端壁と前記球との間で共同作用して前記球
   を前記ポケツトの浅い方の端部へ向かつて押圧す
   る弁ローテータ。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の弁ローテータ
   において、該変位可能装置が側方に負荷された
   360゜のガーター型コイルばねである弁ローテー
   タ。 ７ 特許請求の範囲第５項に記載の弁ローテータ
   において、前記複数個の弾力装置が前記複数個の
   球を押圧する力の前記軸線の方向における合力が
   前記交互に増減する力の中の最小の力より小さい
   弁ローテータ。