JPS6233401B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は弁開閉機構の弁すきま調整装置に関
するものである。

内燃機関の弁装置において手作業により定期的
にネジ山を調整して行う機械的の弁すきま調整装
置はよく知られている。また関連して作動する２
部品の間に圧油を満たし、圧油の分量を変えて磨
滅分を補うようにした自動調整の油圧タペツトも
よく知られている。油圧タペツトにおいてはタペ
ツトの２つの部品間の動きがタペツトの内部に対
する液圧連結部を制御し、そこでトラツプされた
油の量を、従つて弁すきまを調整する。

油圧タペツトについては英国特許510864号があ
り、並目ネジを用いて液体的結合とタペツト内部
の油の容量とを制御して調整するものである。こ
のネジによつて弁機構において必要とするすきま
が保持される。またネジ山の一側が摩擦を少なく
するために急勾配の側面になつていて、弁作動荷
重が取り除かれたとき軸方向のバネ荷重に応じて
ネジ部が相対的に回動して調整が行われる。反対
側の側面は急角度をなし幅広い平面を設けて弁作
動方向にネジ山のすきまを塞ぐことにより油通路
が閉め切られる。油通路が閉じると、タペツト内
で液体的閉止が行われ、タペツト内の油圧によつ
てタペツトの２部品間に弁作動荷重を伝えるよう
になつている。

これに対して本発明の目的とするところは、簡
単な機械的構成（液体的のものに対して）による
内燃機関の弁機構の弁すきま調整装置を提供する
にある。

この発明は内燃機関の弁機構に関し、機構の２
要素間に自動的に働くすきま調整装置を設け、こ
れらの要素は軸方向に予めきめられた自由な遊隙
をもつて協同して働くネジ部を有し、これらの要
素には要素間に伝達される弁作動力にある意味で
は対抗するバネ荷重が働いているものであり、弁
作動力の伝達が行なわれないときネジ部にバネ荷
重が働らき要素を相対的に回動させてこの機構の
すきまをネジ山の軸方向の遊隙に等しいように形
成し、一方向の軸方向荷重により接触するネジ部
の接触面の摩擦力を他方の接触面の摩擦力より大
きくするようにしてある。従つて弁作動力の作用
によるネジの接触面が大きい摩擦力の方である場
合は作動力がネジ部間に伝えられるから、この摩
擦力によつて弁が作動している間、要素間の相対
的回動が行なわれないものである。

本発明と前記の従来例との基本的な相違は、こ
の発明においては弁作動中にネジ山間に大きな摩
擦力が働らき、正確な調整が保持されて確実な弁
作動が行われることである。これは従来のものが
大量の油をネジ部に直接に供給しタペツト内の油
圧がネジ部の２部品間の固着を防ぐするようにし
てあるのと対照的である。

そして基本的なことはないが、弁作動中に部品
間の相対的な回動を防ぐすべての摩擦力はネジ山
間の大きい摩擦力によつてまかなわれるのであ
る。

バネによる軸方向荷重は１つの要素に第２ネジ
部を介して作用し、該第２ネジ部は前記バネによ
り発生する当該要素の他の要素に対する相対的回
動とは反対方向の当該要素の回動を抑制するよう
に形成するのが望ましい。

協同して働らくネジ山は鋸歯ネジ山が望まし
い。各ネジ山は緩傾斜面と急勾配面（ねじの軸に
対してほとんど垂直な）とを有している。

鋸歯ネジ山を一方向に回動するとき、鋸歯ネジ
山のくさび作用によつて互に接触する緩傾斜面に
よつて大きい摩擦力を生じ。そして他方向に回動
するとき鋸歯ネジ山は互に接触するその急勾配面
により小さい摩擦力を生じる。

オーバーヘツドカム軸の配置により有効空間が
不足するため、一般にプツシユロツド機構よりオ
ーバーヘツドカム軸機構の方が手動による弁すき
ま調整は困難である。このことが自動すきま調整
装置を特に要求し、而も適当に簡潔な装置として
構成されることが必要がある。

本発明の別の実施例によると内燃機関のオーバ
ーヘツドカム軸作動弁用の弁作動機構が設けら
れ、該弁作動機構はバケツト型タペツトとタペツ
トを押す調整スリーブと弁軸との間の自動すきま
調整装置とを含み、弁軸、該調整スリーブとは互
いに係合するネジ山を有し、調整スリーブは弁軸
に対して調整スリーブと弁軸との間の弁作動力の
伝達と反対方向にバネ荷重されている。

タペツトの端部には、調整スリーブを手動で回
動する接近孔を設けるのが望ましい。

調整スリーブとステムとの間の相対的な回動に
よつてバネが影響されないようにボール部材をバ
ネと調整スリーブとの間に設けるのが望ましい。

カムとタペツトとの係合は弁すきまを増大する
方向にタペツトと調整装置のスリーブとを回動す
るようにするのが望ましい。この回動は、カムが
弁を閉じる位置にありタペツトに係わるカムの面
が片寄りの状態にあるときにのみ行われるのが望
ましい。この片寄りはカムの走行面に面取り部を
設けることにより得られる。

弁機構の全高を最小にするために、主弁軸はで
きるだけタペツトの内に収めることが望ましい。
これによつて機構の高さが最小になる。調整装置
がバケツトの内部に設けてあることはバネがタペ
ツト内の反力部まで普通に延びるのを阻止する。
しかしこの発明の実施例によれば、弁バネを受け
るスリーブは調整装置のスリーブより弁の頭部に
近いところで弁軸に固定され、調整装置のスリー
ブを取り巻いて延びてバケツト内に弁バネの反力
部となる外側フランジを形成している。

２つの要素は１つの回動可能要素と１つの非回
動要素とすることができ、その回動可能要素は抗
回動部材を介して別の１つの回動可能要素により
作動され、該抗回動部材は非回動要素に対して回
転しないが軸方向可動に保持される。普通の弁機
構では、例えばカムとの僅かの偏心係合によりタ
ペツトのような幾つかの要素は回転される傾向が
あり、若し斯かる回転傾向が自動すきま調整装置
に伝達されると、前記２つの要素の望まれない相
対回転を生ずる可能性がある。抗回動部材はその
ような回転傾向が伝達されるのを防ぐが、なお軸
方向の移動による調整はできる。

抗回動部材は前記のネジ部とネジ巻方向が同一
であるがピツチの小さい第２ネジ部を介して回動
可能要素を支持できる。この第２ネジ部は回動可
能要素にネジ部の高摩擦でのネジ係合部分によつ
て生じる回転傾向に反対方向の回転を与え、従つ
て弁作動機構が軸方向荷重により調節外に回転す
る傾向を減じる。この第２ネジ部は一般のＶ形ネ
ジで形成してもよい。

第１図に示す実施例において、弁作動機構１０
はネジ部１６で係合する非回動要素である第１要
素１２と、回動可能要素である第２要素１４との
２要素を有している。第２要素１４はプツシユロ
ツド２２のソケツト２０に収まるボール１８を有
する。プツシユロツド２２はカム軸（図示しな
い）に設けたカム２４の作動により往復動する。

プツシユロツド２２の往復動は第２要素１４の
ネジ部１６を介して第１要素１２に伝えられる。
第１要素１２はロツカーアームであつて、軸２６
に枢支され、軸２６のまわりをプツシユロツド２
２の軸心に平行な一平面上においてのみ運動す
る。第１要素１２の連接部２８は内燃機関の開閉
弁の弁軸（図示しない）に当接している。この弁
は通常の弁バネ（図示しない）を備えている。

第２要素１４について便宜上３部分に分けて説
明する。第１部分１８は前に述べたようにプツシ
ユロツド２２のソケツト２０に当接している。第
２部分３０はネジ部であつて第１要素１２のネジ
部１６に係合している。第２部分３０のネジ３２
は鋸歯ネジであつてその作動は後に述べる。

第２要素１４の第３部分３４は細目ネジである
が標準形のネジ山をもつネジとして形成するのが
好ましい。前記第３部分３４がネジ込まれたネジ
３８を有する胴部３６がバネ部材４０に熔接など
により固着される。第３部分３４のネジと胴部３
６のネジ３８は第２ネジ部を形成する。バネ部材
４０は胴部３６と第１要素１２との間にあつて作
動し第１要素１２の取付座４２に締め具４４によ
つて固定される。この構造により第２要素１４が
回転しても、胴部３６は回転せずに保持されるこ
とができ、胴部３６が固定されれたバネ部材４０
は要素１４の回転に回動されるこなく保持され
る。

この調整機構は一般的に内燃機関の弁機構にお
いて過剰弁すきまを除去するため自動的に調整す
るものである。その作動方法を第２図ないし第４
図について説明する。ここで便宜上第１要素１２
はナツトとして示され第２要素１４はネジとして
示される。

カムが第２図に示す回転位置にあるときネジ部
３０には弁作動荷重がかかつていない。それでバ
ネ部材４０の力によりネジ部３０の第１ネジ面、
例えば急勾配面４６ナツト１２の第１ネジ面、例
えば急勾配面４８とを接触させている。ネジ部３
０の第２ネジ面、例えば緩傾斜面５０とナツト１
２の第２ネジ面、例えば緩傾斜面５２とは軸方向
にすきまがあり、これが弁機構に必要なすきまで
ある。そのほかにはすきまがないことを図示する
ために弁機構はカム２４と接触させてある。

カムが回転するとプツシユロツド２２を介して
第２要素１４に荷重がかかる。この荷重は両要素
の連絡部（ネジ部１６，３０）に伝えられる。ネ
ジ部１６，３０は軸線に平行に、この場合は垂直
上方に相対的に動き、第３図に示すようにネジ部
３０の急勾配面４６とナツト１２の急勾配面４８
との間にすきま５４ができる。ネジ部３０の緩傾
斜面５０とナツト１２の緩傾斜面５２とは接触し
鋸歯ネジからなるその特殊形状によつてしつかり
とクサビ止めされる。両要素間の相対回転運動は
この鋸歯ネジのクサビ作動によつて防止される。
その結果として荷重はプツシユロツド２２から第
１要素１２と第２要素１４とを介して連設部２８
に伝えられそれから弁に伝えられる。

ネジ部３０が上方に動き、ネジ部３０の急勾配
面４６とナツト１２の急勾配面４８との間にすき
ま５４ができるまで、両急勾配面４６，４８が接
触しない中間の時期がある。そこでたとえばカム
２４がプツシユロツド２２に偏心的に働らくと
き、上昇するネジ部３０を回動しようとするトル
クを生じ、弁すきまは増すようになる。第３部分
３４のネジは胴部３６のネジ３８に対して相対回
転可能であるが、このネジ部３０の回動は胴部３
６のネジ３８に対するバネ部材４０の作動によつ
て抑制される。

第４図は磨滅が発生しているが調整をしていな
い場合の概念上の状態を示している。この磨滅は
調整機構とカム２４との中間面５６に起こり第４
図において中間面の間隙として図示されている。
この状態において弁機構の全すきまは、ネジ部１
６における所望のすきまと中間面５６における付
加のすきまとを加えたものになる。

この状態においてバネ部材４０の作用により第
２要素１４が下方に力を受けネジ部３０の摩擦力
の小さい面である急勾配面４６が第１要素１２の
ネジ部１６の急勾配面４８に接触している。ネジ
部３２の粗さと結びついても摩擦力は非常に小さ
くバネ力の影響によつて第２要素１４を回動させ
下方に動かす。この運動は調整機構とカム２４が
接して中間面５６における間隙がなくなる第２図
に示すような状態になるまで続く。そのあと弁機
構は新たな磨滅を生じ再びすきまを増大するよう
になるまで、第２図、第３図に示すようになつて
作動する。実際には生じた磨滅に従つて調整が漸
次に行われ、中間面５６において示されたような
本質的な過大なすきまを生じることはない。この
ようにして弁機構は自ら調整され磨滅は補償され
る。

勿論この調整作業において第２要素１４を回動
可能にするとともにこれに関連して胴部３６のネ
ジ３８（抗回動要素）の摩擦力を小さくしておく
必要がある。これに対しては、すきまが保持され
機構が正常に作動しているときに第２要素１４が
偶然に回動しないようにネジ３８に適度の摩擦力
を持たせることが望ましい。実際上ネジ３８には
摩擦力の大小の折合いが必要であり、これは普通
のネジおよび細目ネジによつて得られる。

第５図および第６図はオーバーヘツドカム軸を
有する内燃機関の弁装置における本発明の実施例
である。

弁６１は頭部６２と軸部６３とを備えシリンダ
ヘツド鋳物６４において普通の方法で案内されて
いる。このシリンダヘツドにはタペツト案内６５
が設けてありその内をバケツト形タペツト６６が
摺動する。オーバーヘツドカム軸６８に設けられ
たカム６７は普通の方法でタペツト６６に作動
し、従つて弁６１を作動する。主弁バネ６９は、
カム６７が回転して弁を閉止状態に戻す普通の目
的に用いられる。弁バネ６９の反作用点の詳細に
ついては次に述べる。

前記の機構は普通のものであるが、この発明は
弁軸６３とタペツト６６との間に設ける調整機構
に関するもので弁機構のすきまを自動的に調整す
るものである。

内方において、ネジ調整スリーブ７１は弁軸６
３の上部の外側に設けられたネジ部７２と協働す
る。このネジ部７２は第２図、第３図、第４図に
ついて述べたネジ部３０に相応するもので、特に
軸方向のすきまを組込み、相対的に回動するとき
一方の接触面は摩擦力が大きく他方の接触面は摩
擦力が小さいようにしてある。

弁軸６３の上部には孔７３が設けてありその内
部に調整バネ７４が収めてある。この調整バネ７
４の一端は孔７３の底部に他端はボール７５を介
在して調整スリーブ７１の閉鎖端部７６に圧接さ
れる。こうしてこの調整バネ７４は調整スリーブ
７１に対して弁軸６３を下方へ相対的に動かすよ
うに作用してネジ部７２の摩擦力の小さい接触面
において互いに接触するようにし、ネジ部を回転
させて過剰すきまを除去するようにしてある。

調整スリーブ７１の閉鎖端部７６はタペツト６
６を支えており張出部７７と一体になつている。
張出部７７に近接してタペツトに接近孔７８が設
けてあり弁機構を調整するときスリーブ７１を手
動で回動できるようにしてある。

主弁バネの反力を受けるスリーブ７９は調整装
置の調整スリーブ７１を取り巻いており、その下
端において普通のコレツト８１により弁軸６３に
固定される。スリーブ７９はタペツト６６の内部
で軸方向に延び、その上端は外側に拡がり、主弁
バネ６９の反力を受けるフランジ８２と一体にな
つている。主弁バネ６９はフランジ８２とシリン
ダヘツドの取付座との間で作動する。このように
して弁機構の高さに全く高さを付加することなく
弁バネ６９の標準高さがほぼ保持されることがで
きる。

第６図に示すように、カム面に面取り８３が設
けてあり、タペツト６６が回転状態にあるカム６
７に接触するとき、カムはタペツトにその中心か
ら片寄つた位置において接触する。従つてカムの
回転によつてタペツトは回動させられるようにな
る。

この調整機構のすきまを増大する作動は大体に
おいて第１図ないし第４図について記述した通り
であるが、簡単に説明する。まずこの機構のすき
まは大きく取つてあり、カムは図示の位置にあり
弁は着座している。バネ７４は調整スリーブ７１
を上方に動かし、調整スリーブ７１は摩擦力の小
さい接触面でネジ７２と接触するので、ネジの効
果によつて弁軸６３を回動させる。この作動によ
つてタペツト６６図の上方に移動しカム６７に接
触し、この機構の唯一のすきまは弁軸６３と調整
スリーブ７１とが係合するネジのすきまであるよ
うになる。この弁機構の標準の作動においてはネ
ジ７２の摩擦力の大きい接触面で調整スリーブ７
１と接触した状態で軸方向に荷重がかけられ、軸
方向の動きは調整スリーブ７１とネジ７２を介し
てタペツト６６から弁６１に伝えられ通常の方法
で弁が開けられる。過大のすきまが発生するとス
リーブ７１と弁軸６３との間の相対的回動によつ
て調整機構が自動的に働く。

第５図、第６図に示す機構は弁機構のすきまが
必要とする最小以下に減るようなとき、すきまを
増すようにすることもできる。この効果は、カム
６７によつてタペツト６６を回動させてそれによ
つて調整スリーブ７１をすきまが増す方向に回動
させるように、カム６７に面取り８３を形成する
ことにより得られる。このタペツト６６を回動さ
せようとする力は弁が完全に着座していてタペツ
ト６６とカム６７の間に働く力が調整装置のバネ
７４のみであるときに発生する。カムの回転毎に
発生するこの僅かな回転傾向が、すきまが過小に
なるのを防止するようにすきまを増大する方向へ
の充分な偏りを生じる。このすきまは両ネジ部間
のすきまに等しいものであるから過度に大きくは
ならず、カム６７とタペツト６６との間には面取
り８３によつてタペツトが回動するだけで他の接
触はない。

第７図の実施例は内燃機関の弁作動機構２１０
を示しており、鋸歯ネジ（次に述べる）からなる
ネジ２１６を備えた非回動要素２１２と、前記ネ
ジ２１６とかみ合うネジ２３２を有する回動可能
要素２１４とが共存している。回動可能要素２１
４は雄ネジ部でその下端に頭部２１５がある。頭
部２１５は抗回動要素２１７を介してプツシユロ
ツド２２２に向かつている。プツシユロツド２２
２の上端は、抗回動要素２１７の球面を支える球
面のソケツトシート２２０と一体になつている。
抗回動要素２１７は上方に延びてスリーブ２１９
と一体になり、その上端に設けた耳部２２１と２
２３を非回動要素２１２にそれぞれ設けた凹部２
５２と２２７とに挿入している。この凹部に耳部
２２１と２２３とを入れることにより、非回動要
素２１２に対応し抗回動要素２１７が回動しない
ようにしている。プツシユロツド２２２と回動可
能要素２１４の間に非回動要素を介在させること
によりプツシユロツドを回動させようとする傾向
は回動可能要素に伝わらない。

回動可能要素２１４と抗回動要素２１７との間
は、次に述べるような方法により回動可能要素の
回動により及ぼされる摩擦力を制御するようにし
てある。たとえば抗回動要素２１７の鋭い縁を有
する穴２３１に、回動可能要素の頭部の円錐面２
２９を当接することにより摩擦力が制御される。

プツシユロツド２２２の往復運動はカム軸（図
示しない）に設けたカム２２４の回転によつて行
われる。プツシユロツド２２２の往復運動は回動
可能要素２１４のネジ２３２を介して非回動要素
２１２に伝えられる。非回動要素２１２はロツカ
ーアームであつて軸２２６に枢支され、軸２２６
のまわりをプツシユロツド２２２の軸心に平行な
一平面上においてのみ自由に運動する。すきま調
整に対してロツカーアーム２１２は非回動要素に
なつている。非回動要素２１２の連接部２２８は
内燃機関の開閉弁の弁軸（図示しない）に当接し
ている。この弁は通常の弁バネ（図示しない）を
備えている。

板バネ２４０はロツカーアーム２１２の取付座
２４２においてネジ２４４により固定されてい
る。板バネ２４０は回動可能要素２１４の連接部
２３４に当接しロツカーアームに対して回動可能
要素２１４を下方に押圧するようになつている。

回動可能要素２１４と非回動要素２１２とは係
合する鋸歯ネジによつて弁装置のすきまを自動的
に調整するようになつている。そしてその作動方
法は第１図とそれに係わる第２図ないし第４図に
示す実施例と同様である。

ネジの面４６と４８（第２図ないし第４図に示
す）との間にすきま５４を形成するためにネジが
上方に動くとき、両ネジ面が接触しない中間の時
期がある。この時期において接触はしないが、他
の時期においてカム２２４はプツシユロツド２２
２を回動しようとする。そしてこのような回動が
調整機構の回動可能要素２１４に伝わる弁機構の
調整状態を阻害することになる。この回動させよ
うとする傾向は抗回動要素２１７に及ぶが、回動
しないロツカーアーム２１２には回動が伝わらず
この回動の傾向は回動可能要素２１４に進むこと
がない。回動可能要素２１４は調整状態を阻害す
る見せかけの回動を受けることがない。

回動可能要素２１４と抗回動要素２１７との間
には回動に抗する摩擦力が働く。この機構に弁作
動荷重がかかりネジ部間の大きい摩擦力にこの摩
擦力が加わるとき有効に働き、この機構の所要の
調整状態を保持するのを助ける。

第８図に示す実施例は、抗回動要素１１７と回
動要素１１４との間の中間面に鋸歯ネジ１３２に
対して同一ネジ巻方向からなる普通ネジが構成さ
れ、第１図のネジ３４と同様の作用及び効果が得
られる。普通ネジ１３１のピツチは鋸歯ネジ１３
２のピツチより小さいから、鋸歯ネジを調整する
にあたり普通ネジ１３１の逆調整は鋸歯ネジの調
整より小さいことになる。鋸歯ネジでより大きな
調整範囲が必要とされるが調整が摩耗を補うに効
果的である。第７図の例の回動可能要素２１４の
頭部２１５と抗回動要素２１７との間の単純接触
の代わりに普通のネジ１３１を使用することは軸
方向の荷重が加えられると、鋸歯には図の上から
力が加えられ、抗回動要素１１７には図の下から
力が加えられるので、鋸歯による回転の方向とは
反対の方向に回動可能要素１３２は回転する傾向
にある。ネジ１３１はさらに弁操作の間調節の必
要とされる状態を保持する傾向にある。

第７図及び第８図の例ではカムによりタペツト
に加えられる回転力は回動可能要素には伝わらな
いので、非回動要素に回転力が伝達されないのに
対し、第１図の例では回転力が回動可能要素に伝
わるがその回動は抗回動要素により制御され、実
質的には何れの例も同じ作用・効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
この調整装置の一部破断した正面図、第２図ない
し第４図は２要素の相対位置を示す断面図、第５
図は別の実施例による調整装置の断面図、第６図
は第５図の方向から見た側面図、第７図はさら
に別の実施例による調整装置の一部破断した正面
図、第８図は第７図に示す装置の変形例の一部破
断した斜視図である。 １２……要素、１４……要素、１６……ネジ、
３８……ネジ、４０……バネ、６３……弁軸、６
６……タペツト、６７……カム、７１……スリー
ブ、７２……ネジ、７４……バネ、７５……ボー
ル、７８……接近孔、７９……スリーブ、８２…
…フランジ、８３……面取り、１３１……ネジ、
１４０……バネ、２１４……回動可能要素、、２
１９……反回動部材、２２２……回動可能要素、
２４０……バネ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁に開閉方向の動きを与えるために回転可能
   なカムを有する内燃機関の弁開閉装置に使用する
   弁すきま調整装置において、 カムから弁に開閉方向の力を伝達するために配
   置された第１と第２の２つの要素を有し、該２つ
   の要素には予め定めた弁軸方向の自由遊隙をもつ
   て互いに噛み合う鋸歯ネジ山が形成され、 前記第１要素と第２要素との間に弁作動力の伝
   達方向とは反対方向の力を弁軸方向に加える軸方
   向弾性バネを有し、 前記鋸歯ネジ山は第１ネジ面と第２ネジ面を有
   し、前記カムによる弁作動力の下で互いに接触す
   る第２ネジ面の摩擦力が前記軸方向弾性バネ力の
   下で接触する第１ネジ面の摩擦力より大になるよ
   うに形成し、前記第２ネジ面の摩擦力が前記カム
   による弁作動力の作用で係合するとき前記要素間
   の相対回転を阻止するように設定され、前記第１
   ネジ面の摩擦力が前記カムによる弁作動力が作用
   せずに前記軸方向弾性バネ力のみの作用下で接触
   する場合に前記要素間に回転を許容し、前記カム
   による弁作動力も作用する場合には前記要素間の
   回転を阻止するように設定されており、弁作動力
   がかからないとき前記軸方向弾性バネの力により
   前記鋸歯ネジ山は互いに軸方向に係合し、互いに
   係合する鋸歯ネジ山間の反作用により前記２つの
   要素間に相対回転を生じて前記２つの要素間の間
   隙が鋸歯ネジ山間の予め定めた弁軸方向の自由遊
   隙に等しくなるようにしたことを特徴とする弁す
   きま調整装置。