JPH02283806A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ８発明の目的 （１）　　産業上の利用分野 本発明は、弁軸部の先端に弁体部が設けられて成る機関
弁が、閉弁方向に弾発付勢されながら機関本体に開閉可
能に支承され、弁軸部後端には、該機関弁を開弁方向に
駆動するための駆動部材が連動、連結される内燃機関の
動弁装置に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる装置は、たとえば特開昭６４−３６９０６
号公報等により良く知られている。

（３）発明が解決しようとする課題 ところで上記従来のものでは、弁ばねにより機関弁を閉
弁方向に付勢し、そのばね付勢力に抗して駆動部材によ
り機関弁を開弁方向に駆動するようにしている。ところ
が、このようなばね力を用いたものでは、弁ばねの固有
振動数に限界があるために機関の高回転に対応した機関
弁の作動が困難となることがある。

そこで、第５図に示すように空気ばねを用いて機関弁を
閉弁方向に付勢した先行技術も実現されている。この先
行技術では、駆動部材としてのカム８により駆動される
有底円筒状のりフタ１２が機関本体１に設けられるガイ
ド孔３５に摺動自在に嵌合されながら吸気弁５あるいは
排気弁における弁軸部５ａの後端に当接され、弁軸部５
ａの途中に固定されるピストン１６が、その前面を空気
圧室１３に臨ませてスリーブ゛１０に摺動自在に嵌合さ
れる。

このような先行技術の構成によると、空気圧室１３の空
気圧により吸気弁５あるいは排気弁が閉弁方向に付勢さ
れ、固有振動数による共振限界を考慮しなくてもよいの
で機関をより高回転で運転することが可能となる。とこ
ろが、機関本体１においてスリーブ１０の上方位置には
、吸気弁５あるいは排気弁の弁軸部５ａを案内する部分
を設けなければならず、その分だけ全体高さが高くなる
。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、機
関の高回転化を可能としてコンパクトに構成した内燃機
関の動弁装置を提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１）　　課題を解決するための手段 本発明の第１の特徴によれば、機関本体に固定されるス
リーブには、弁軸部を気密的にかつ移動自在に貫通させ
る案内孔を底部に有する有底の摺動穴が設けられ、摺動
穴内に摺動自在に嵌合される有底円筒状リフタが駆動部
材および弁軸部の後端間に介設され、前記摺動穴底部と
の間に空気圧室を形成しながら摺動穴内にシール部材を
介して嵌合されるとともに前記リフタに挿入されるピス
トンが弁軸部の後端寄りに固定される。

また本発明の第２の特徴によれば、上記第１の特徴の構
成に加えて、摺動穴内側面には、前記シール部材よりも
リフタ側で該リフタおよびピストン間に連通し得る連通
溝が外部に開放して穿設され。

（２）作用 上記第１の特徴の構成によれば、駆動部材でリフタが押
圧されるのに応じてピストンにより空気圧室容積を収縮
させながら機関弁が開弁方向に駆動され、その収縮に伴
って発生する空気圧室の空気圧が機関弁を閉弁方向に付
勢することになる。

しかもピストンの一部が挿入されるリフタがスリーブの
摺動穴に摺動自在に嵌合されているので、リフタを案内
する部分を機関弁の上方位置に特別に設けることが不要
となる。

また上記第２の特徴の構成によれば、リフタおよびピス
トン間に生じる空室を連通溝により外部に連通させるこ
とができ、該空室の加圧、減圧を回避することができる
。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、機関本体１には、燃焼室２の天
井面に臨んで配設される吸気弁口３に通じる吸気ボート
４が穿設されており、機関弁としての吸気弁５が該吸気
弁口３を開閉すべく機関本体ｌに設けられたガイド筒６
により上下移動自在に案内される。すなわち吸気弁５は
、ガイド筒６内に摺動自在に挿通される弁軸部５ａの先
端に、吸気弁口３を開閉可能な弁体部５ｂが設けられて
成り、弁軸部５ａが上下に駆動される。

吸気弁５における弁軸部５ａの上方位置には、該弁軸部
５ａとは直交する軸線を有する動弁カム軸７が回転自在
に配設されており、該動弁カム軸７は図示しないクラン
ク軸により回転駆動される。

しかも該動弁カム軸７には、吸気弁５の閉弁時期に対応
するベース内部８ａと、吸気弁５の閉弁時期に対応する
高位部８ｂとを有する駆動部材としてのカム８が一体に
設けられる。

一方、吸気弁５に対応する位置で機関本体１の上部には
スリーブ１０が固定される。このスリーブ１０には、上
方に開口した有底の摺動穴１１が弁軸部５ａと同軸に穿
設されており、該摺動穴１１の底部には、弁軸部５ａの
ガイド筒６から上方に突出した部分を移動自在に貫通さ
せる案内孔９が穿設される。しかも該摺動穴１１内には
、有底円筒状に形成されるリフタ１２が、その閉塞端を
上方位置として摺動自在に嵌合される。而して該リフタ
１２の閉塞端外面はカム８に摺接され、リフタ１２の閉
塞端内面は吸気弁５における弁軸部５ａの後端すなわち
上端に当接される。したがってカム８および弁軸部５ａ
間にリフタ１２が介設されることになる。

また弁軸部５ａの後端寄りの部分には、摺動穴１１の底
部との間に空気圧室１３を形成しながら弾性材料から成
るシール部材１４を介して摺動穴１１に嵌合されるとと
もにリフタ１２閉塞端との間に空室１５を形成しながら
リフタ１２に挿入されるピストン１６が固定される。こ
のピストン１６は、シール部材１４を嵌着する環状溝１
７を外面に有する外筒部１６ａと、核外筒部１６ａと同
軸に配置される内筒部１６ｂと、外筒部１６ａおよび内
筒部１６ｂの一端間を連結する平板状の連結板部１６ｃ
とから成る有底二重円筒状に形成され、連結板部１６ｃ
をリフタ１２側にして摺動穴１１に嵌合される。しかも
外筒部１６ａのりフタ１２に挿入される部分の外径は、
リフタ１２内面との間に環状の微小間隙を形成する程度
に設定される。

弁軸部５ａの後端寄りの部分には、環状の係合溝１８が
設けられており、該係合溝１８に係合する２つ割りコツ
タ１９を介してピストン１６が弁軸部５ａの後端寄り部
分に固定される。すなわちピストン１６における内筒部
１６ｂには、空気圧室１３側に向かうにつれて小径とな
るテーパ状に形成された貫通孔２０が設けられており、
コツタ１９の外面も空気圧室１３側に向かうにつれて小
径となるテーバ状に形成される。而して係合溝１８に係
合するコツタ１９を空室１５側から貫通孔２０に圧入す
ることによりピストン１６が弁軸部５ａに同軸に固定さ
れる。

ところで、案内孔９および弁軸部５ａ間、ならびに機関
本体１およびスリーブ１０の接合面間を経て空気圧室１
３の空気が洩れることを防止するために、機関本体１お
よびスリーブ１０の接合面間には、ガイド筒６を囲繞す
るＯリング２１が介設される。また空気圧室１３の空気
がコツタ１９と弁軸部５ａ外面および貫通孔２０内面と
の間から空室１５に洩れることを防止するために、ピス
トン１６における内筒部１６ｂの内端には弁軸用シール
部材２２が装着される。該シール部材２２は、第２図で
示すように、弁軸部５ａをその外面に密接しながら貫通
させるべく略円筒状に形成される円筒部２２ａの空気圧
室１３側端部に半径方向外方に張出すフランジ部２２ｂ
が一体に設けられて成るものであり、弾性材料により形
成される。

しかも円筒部２２ａｅ外面は、貫通孔２０に対応してフ
ランジ部２２ｂ側に向かうにつれて小径となるテーバ状
に形成される。

第３図において、ピストン！６における外筒部１６ａ外
面に設けられる環状溝１７に嵌着されるシール部材１４
は、環状溝１７内に嵌着される横断面略し字状の支持部
１４ａに、空気圧室１３内の圧力を受けて摺動穴１１内
面に最外周が摺接すべく下方に向かうにつれて大径とな
るように形成されるリップ部１４ｂの小径端が連設され
て成るものであり、空気圧室１３に向かって開口した横
断面略Ｕ字状に形成される。

第４図において、スリーブ１０における摺動穴１１内面
には、上端が外部に連通ずるようにして軸方向に延びる
連通溝２３が穿設される。しかも該連通溝２３の下端位
置は、カム８のベース内部８ａにリフタ１２が摺接して
吸気弁５が閉弁状態にあるとき、すなわちピストン１６
が最上方位置にあるときに、シール部材１４よりも上方
位置でリフタ１２およびピストン１６間を介して空室１
５に連通すべく設定される。

スリーブｌＯには、チエツク弁２５を備える管路２６を
介して加圧空気供給源２７が接続される。

このチエツク弁２５は、空気圧室１３内の空気圧が加圧
空気供給源２７の空気圧よりも一定圧以上低くなるのに
応じて加圧空気供給源２７がら空気圧室１３内への空気
の流通のみを許容すべ（構成されるものであり、たとえ
ば加圧空気供給源２７からは５　ｋｇ　／　ｃｄの加圧
空気が供給され、チエツク弁２５は空気圧室１３内圧力
が４ｋｇ／ｃｄ以下となったときに開弁する。

また空気圧室１３には、スリーブ１０に穿設されるリリ
ーフ通路２８を介してリリーフ弁２９が接続される。こ
のリリーフ弁２９は、空気圧室１３内に所定量の潤滑油
が溜まったときの空気圧室１３内最高圧力に対応した開
弁圧（たとえば１６ｋｇ　／　ｃｄ　）で開弁すべく設
定されるものであり、リリーフ通路２８は、空気圧室１
３内に前記所定量だけ溜まった潤滑油の油面ｌより下方
かつ案内孔９よりも上方位置で空気圧室１３内に連通す
べくスリーブ１０に穿設される。

リリーフ弁２９は、外側面に開放してス・リーブ１０に
穿設された通路３０と前記リリーフ通路２Ｂとの間に介
設されるべくスリーブｌＯに配設されるものであり、リ
リーフ通路２８および通路３０間を連通、遮断可能な球
状の弁体３１と、該弁体３１を閉弁方向に付勢するばね
３２とを備える。

ところで、スリーブｌＯにおける底部中央には、案内孔
９を貫通して空気圧室１３内に突入する弁軸部５ａを囲
繞するようにして凹部３３が設けられる。

次にこの実施例の作用について説明すると、動弁カム軸
７がクランク軸により回転駆動されると、リフタ１２は
、カム８の高位部８ｂへの摺接に応じて下方に押圧駆動
され、それにより吸気弁５の弁軸部５ａが下方に押圧駆
動され、吸気弁５が開弁作動する。

この際、弁軸部５ａの後端寄りの部分に固定されている
ピストン１６も空気圧室１３の容積を収縮させながら下
方に押圧駆動され、該空気圧室１３に空気圧が生じる。

それにより吸気弁５は該空気圧により上方すなわち閉弁
方向に付勢されることになり、カム８は空気圧による閉
弁方向の付勢力に抗して吸気弁５を開弁駆動することに
なる。

したがってベース内部８ａがリフタ１２に摺接する位置
までカム８が回転すると、リフタ１２は空気圧室１３の
空気圧によりベース内部８ａに摺接するように上昇し、
吸気弁５が閉弁する。

このように空気圧により吸気弁５を閉弁方向に付勢した
構造によると、弁ばねを用いて閉弁付勢するものに比べ
ると、固有振動数による共振限界を考慮しなくてもよい
ので機関をより高回転で運転することが可能となる。

しかもかかる動弁装置によると、ピストン１６を嵌合し
ているスリーブ１０の摺動穴１１にリフタ１２も摺動自
在に嵌合しているので、スリーフ１０の上方位置にリフ
タ１２を案内する構造を設けたものと比べると、全体の
コンパクト化が可能となり、弁軸部５ａの長さを短縮し
てより高回転に対応することができる。

また吸気弁５が閉弁状態にあるときに、空室１５はリフ
タ１２およびピストン１６間の間隙および連通溝２３を
介して外部に連通しており、したがって空室１５内の圧
力が異常に上昇し、リフタ１２の浮き上がりによる踊り
や騒音の発生を防止することができる。さらにリフタ１
２の組付は時に空室１５がら空気を抜くことも可能であ
り、該組付時に空室１５の圧力が上昇してピストン】６
が弁軸部５ａから離脱することも回避され、リフタ１２
の取り外し時には空室１５内への空気の導入により該空
室１５が減圧されることを回避して取り外し作業を容易
とすることができる。

さらに、弁軸用シール部材２２はピストン１６の貫通孔
２０に、該貫通孔２０に対応して略円筒状に形成される
円筒部２２ａを空気圧室１３側から弾性嵌合してピスト
ン１６の内筒部１６ｂ内端に装着されるものであり、着
脱操作が容易であるとともに、ピストン１６側に特別の
形状の取付は部を設ける必要がないので、構造の単純化
を図ることができ、重量軽減および加工工数低減に寄与
することができる。しかも弁軸用シール部材２２は、ピ
ストン１６への取付状態で弾発力を発揮するものであり
、ピストン１６を弁軸部５ａに保持することができるの
で、組付は時にコツタ１９を貫通孔２０に圧入する操作
が容易となる。しかも弁軸用シール部材２２は、空気圧
室１３内の空気圧により内筒部１６ｂの内端にフランジ
部２２ｂが密接され、充分なシール作用を発揮する。

ところで、連通溝２３は、カム８およびリフタ１２の摺
接面に向けて供給される潤滑油の一部を、摺動穴１１内
面およびピストン１６間の潤滑油として摺動穴１１内に
導入する機能をも果たすものである。而してピストン１
６外面に嵌着されているシール部材１４は、空気圧室１
３側に向かって開口した横断面略Ｕ字状に形成され、リ
ップ部１４ｂの最外周が摺動穴１１内面に摺接されるの
で、ピストン１６が下降するときすなわち吸気弁５が開
弁作動するときに該リップ部１４ｂは連通溝２３から導
入される潤滑油を下方に向けて掻落とし、ピストン１６
が上昇するときすなわち吸気弁５が閉弁するときにはリ
ップ部１４ｂは摺動穴１１内面に付着した油膜を乗り越
えるように作動する。

したがって摺動穴１１内への潤滑油の供給が円滑に行な
われ、ピストン１６および摺動穴１１内面間の潤滑が良
好となる。

このようにして供給される潤滑油が空気圧室１３内に溜
まってくると、吸気弁５の最大開弁時における空気圧室
１３内の最高圧力も上昇してくる。

而して空気圧室１３内に所定量以上の潤滑油が溜まり、
空気圧室１３内の前記最高圧力がリリーフ弁２９の開弁
圧を超えると、リリーフ弁２９が開弁する。このリリー
フ弁２９の開弁時には、リリーフ通路２８が所定量の潤
滑油油面２よりも下方位置で空気圧室１３内に連通して
いるので、主として潤滑油がリリーフ通路２８、リリー
フ弁２９および通路３０を経て外部に放出されることに
なり、空気圧室１３内の空気が無闇に放出されることが
避けられる。

しかもリリーフ通路２８は案内孔９よりも上方位置で空
気圧室１３内に連通しており、案内孔９の上方位置で摺
動穴１１の底部には凹部３３が設けられているので、弁
軸部５ａおよび案内孔９内面間の潤滑に必要な潤滑油が
凹部３３、に留まることになり、弁軸部５ａおよびスリ
ーブ１０間の潤滑を充分に果たすことができる。

さらに空気圧室１３内の空気が洩れ等により減少したと
きにはチエツク弁２５を介して加圧空気供給源２７から
加圧空気が空気圧室１３内に供給されるので、空気圧室
１３内の最低圧力を維持することができ、吸気弁５を確
実に閉弁させるだけの付勢力を確保することができる。

以上の実施例では、リフタ１２を摺動穴１１に摺動自在
に嵌合したが、リフタ１２を案内する部分をスリーブ１
０の上方位置に設けてもよい。その際、弁軸用シール部
材２２がピストン１６の最下方位置に配置されることも
あるが、そのような場合には、コツタ１９を貫通孔２０
に上方から圧入する際に弁軸用シール部材２２が摺動穴
１１の底部に弾発的に接触して緩衝作用を果たすことが
できる。

以上の実施例では、機関弁としての吸気弁５を取り上げ
て説明したが、本発明は、排気弁の動弁装置についても
適用可能である。またカムをリフタに直接摺接させる代
わりに、カムからの動力を駆動部材としてのロッカアー
ムを介してリフタに与えるようにした動弁装置について
も本発明を適用可能である。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明の第１の特徴によれば、機関本体に
固定されるスリーブには、弁軸部を気密的にかつ移動自
在に貫通させる案内孔を底部に有する有底の摺動穴が設
けられ、摺動穴内に摺動自在に嵌合される有底円筒状リ
フタが駆動部材および弁軸部の後端間に介設され、前記
摺動穴底部との間に空気圧室を形成しながら摺動穴内に
シール部材を介して嵌合されるとともに前記リフタに挿
入されるピストンが弁軸部の後端寄りに固定されるので
、機関弁の弁軸部を案内する部分をスリーブの上方位置
に設けることを不要として全体高さを低くすることがで
き、弁軸部の長さを短縮してより高回転に対応すること
ができる。

また本発明の第２の特徴によれば、摺動穴内側面には、
シール部材よりもリフタ側で該リフタおよびピストン間
に連通し得る連通溝が外部に開放して穿設されるので、
ピストンおよびリフタ間に生じる空室の加圧および減圧
を回避して、リフタの摺動穴への着脱櫟作を容易とする
とともにリフタの浮き上がりによる踊りおよび騒音発生
を防止することができ、さらに連通溝から摺動穴内に潤
滑油を供給することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第１図は全体縦断側面図、第２図は弁軸用シール部
材の拡大縦断面図、第３図は第１図の■部拡大図、第４
回は第１図のＩＶ−ＩＶ線矢視図、第５図は先行技術の
縦断側面図である。 ｌ・・・機関本体、５・・・機関弁としての吸気弁、５
ａ・・・弁軸部、５ｂ・・・弁体部、８・・・駆動部材
としてのカム、９・・・案内孔、１０・・・スリーブ、
１１・・・摺動穴、１２・・・リフタ、１３・・・空気
圧室、１４・・・シール部材、１６・・・ピストン、２
３・・・連通溝時 許 出 願 人 本田技研工業株式会社 代 理 人 ブを 理 士 落　　　合　　　　　　　健 同 １）　　中　　　隆　　　秀 第４図 第５図 第１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁軸部の先端に弁体部が設けられて成る機関弁が
   、閉弁方向に弾発付勢されながら機関本体に開閉可能に
   支承され、弁軸部後端には、該機関弁を開弁方向に駆動
   するための駆動部材が連動、連結される内燃機関の動弁
   装置において、機関本体に固定されるスリーブには、弁
   軸部を気密的にかつ移動自在に貫通させる案内孔を底部
   に有する有底の摺動穴が設けられ、摺動穴内に摺動自在
   に嵌合される有底円筒状リフタが駆動部材および弁軸部
   の後端間に介設され、前記摺動穴底部との間に空気圧室
   を形成しながら摺動穴内にシール部材を介して嵌合され
   るとともに前記リフタに挿入されるピストンが弁軸部の
   後端寄りに固定されることを特徴とする内燃機関の動弁
   装置。
2. （２）摺動穴内側面には、前記シール部材よりもリフタ
   側で該リフタおよびピストン間に連通し得る連通溝が外
   部に開放して穿設されることを特徴とする第（１）項記
   載の内燃機関の動弁装置。