JPH02283811A - 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】 Ａ１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
弁が機関本体に開閉可能に支承され、弁軸部後端には駆
動部材が当接され、機関弁を閉弁方向に付勢する空気圧
を発生する空気圧室に臨むピストンがコツタを介して弁
軸部中間部に固定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、たとえば実開昭６３−１４８０８
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、かかる装置は、ピストンが臨む空気圧室の空
気圧により機関弁を閉弁方向に付勢し、弁ばねを用いた
動弁装置で考慮すべき弁ばねの固有振動数による共振限
界の問題を解消して、より高回転での運転を可能とする
ものである。ところが、ピストンは弁軸部の中間部に固
定されるものであり、その固定部において空気圧室から
の空気の洩れを防止するためのシール部材を弁軸部およ
びピストン間に介設する必要がある。上記従来のものに
は、そのシール構造が開示されてはいないが、一般的に
はＯリングが弁軸部およびピストン間に介設される。し
かるに、０リングを用いると、弁軸部外面あるいはピス
トンの貫通孔内面のいずれか一方に０リングを嵌着する
ための溝を設ける必要があり、加工工数が増えることに
なるとともに０リングの着脱操作も煩雑である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、着
脱容易にかつ単純な構成で弁軸部およびピストン間に介
設されるシール部材を備え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 本発明によれば、ピストン中央部には、コッタを圧入す
べく一端側が大径となるテーパ状の貫通孔が穿設され、
該貫通孔の他端に弾発的に嵌合すべく略円筒状に形成さ
れる円筒部に前記ピストン中央部に接触するフランジ部
が設けられて成る弾性材料製弁軸用シール部材が、貫通
孔内面および弁軸部外面間に介設される。

（２）　　作用 上記構成によれば、弁軸用シール部材はピストンの貫通
孔に、略円筒状の円筒部を弾性嵌合して装着されるもの
であり、着脱湿作が容易であるとともに、弁軸部あるい
はピストンに特別の形状の取付は部を設けることが不要
となる。

（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ｌ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１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
・り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の開弁時期に対応する
高位部８ｂとを有するカム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駆動部材としてのりフタ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５
ａ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を形成しなから
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、該外筒部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、環状の保合溝１８が
設けられており、該保合溝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
るテーバ状に形成された貫通孔２０が設けられており、
コ・７り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。而して保合溝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ＩＯ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
よび戊リーブ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２２ａの外面は、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１６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。しがも該連通溝２３の下端位
置は、カム８のヘース内部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１０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ｆＡ２７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く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　／　ｃｎｌの加
圧空気が供給され、チェック弁２５は空気圧室１３内圧
力が４　ｋｇ　／　ｃｒＡ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／ｃ４）で開弁ずべく設定され
るものであり、リリーフ通路２８は、空気圧室１３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２８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３
２とを備える。

ところで、スリーブＩＯ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、スリーブ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１６
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（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２日は案内孔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ｌ
Ｏ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。

また本発明は、排気弁の動弁装置についても適用可能で
ある。さらに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。

Ｃ２発明の効果 以上のように本発明によれば、ピストン中央部には、コ
ッタを圧入ずべく一端側が大径となるテーパ状の貫通孔
が穿設され、該貫通孔の他端に弾発的に嵌合すべく略円
筒状に形成される円筒部に前記ピストン中央部に接触す
るフランジ部が設けられて成る弾性材料製弁軸用シール
部材が、貫通孔内面および弁軸部外面間に介設されるの
で、弁軸用シール部材の着脱操作が容易であり、しかも
構造の単純化、重量および加工工数の低減に寄与するこ
とができ、さらにコッタの組付は操作も容易となる。

【図面の簡単な説明】

図面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ｍ部拡大図、第４図は第１図のＩ
Ｖ−ｒＶ線矢視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁軸部の先端に弁体部が設けられて成る機関弁が機関本
   体に開閉可能に支承され、弁軸部後端には駆動部材が当
   接され、機関弁を閉弁方向に付勢する空気圧を発生する
   空気圧室に臨むピストンがコッタを介して弁軸部中間部
   に固定される内燃機関の動弁装置において、ピストン中
   央部には、コッタを圧入すべく一端側が大径となるテー
   パ状の貫通孔が穿設され、該貫通孔の他端に弾発的に嵌
   合すべく略円筒状に形成される円筒部に前記ピストン中
   央部に接触するフランジ部が設けられて成る弾性材料製
   弁軸用シール部材が、貫通孔内面および弁軸部外面間に
   介設されることを特徴とする内燃機関の動弁装置。