JPH04276107A - エンジンの弁を作動させるための装置 - Google Patents

エンジンの弁を作動させるための装置

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JPH04276107A
JPH04276107A JP3332163A JP33216391A JPH04276107A JP H04276107 A JPH04276107 A JP H04276107A JP 3332163 A JP3332163 A JP 3332163A JP 33216391 A JP33216391 A JP 33216391A JP H04276107 A JPH04276107 A JP H04276107A
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JP
Japan
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lifter
lifter element
valve
cam
tappet
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JP3332163A
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English (en)
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Michael E Mccarroll
マイケル・エドワード・マックキャロル
Mark J Spath
マーク・ジェームス・スパス
Mark A Shost
マーク・アンソニー・ショースト
Timothy W Kunz
ティモシー・ウィルトン・クンツ
Guy E Giannone
ガイ・アーネスト・ジャノン
John Castellana
ジョン・キャステラーナ
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Motors Liquidation Co
Original Assignee
General Motors Corp
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Publication date
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジン内で１以上の弁
を作動させるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの吸気弁及び排気弁は、理想的
には、所望のエンジン作動を得るために適正な時間に正
確な量及び期間だけ開くように、カム及び帰還バネによ
り作動せしめられる。１つのエンジン状態（例えば、低
速状態）に対する最適なカムプロフィールは他のエンジ
ン状態（例えば、高速状態）に対する最適なカムプロフ
ィールとは全く異なるので、エンジン速度、負荷その他
のエンジンパラメータの関数として開弁状態を変えるた
めの種々の機構が提案されてきた。
【０００３】従来技術の一例では、それぞれ別個のリフ
ターと共に低リフトカム及び高リフトカムを設定し、各
リフターをキャリヤブロックに別々に装着して個々の弁
に作用させるようにしている。特に、単一の高リフトタ
ペットの両側に２つの低リフトタペットを設けて、２つ
の弁をそれぞれ独立的に作動させている。低リフトタペ
ットは弁に常に連結され、高リフトタペットはエンジン
の低速作動期間中はアイドル状態となる。高速状態に対
しては、係止機構が低リフトタペットと高リフトタペッ
トとを結合し、高リフトカムの作動が低リフトカムの作
用を無効にし、低リフトタペットと弁とを一緒に動かす
ように制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記係止機構は低リフ
トタペット内に位置するピンを有し、両方のタペットを
結合する場合は、これらのピンを高リフトタペット内の
孔に滑入しなければならない。従って、３つの共働する
タペットに厳密な公差が要求される。更に、各３つのタ
ペットに対して正確に位置決めしたボアを有さねばなら
ないカムキャリヤにも厳密な公差が要求される。
【０００５】本発明はエンジンの弁を作動させるための
改善した装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段並びに作用効果】本発明の
一形態によれば、第１の低量運動を提供する第１カム手
段及び第２の高量運動を提供する第２カム手段を有する
カムシャフトと；このカムシャフトに隣接して支持体に
より支持され、第１及び第２カム手段により選択的に作
動せしめられる２段式の弁リフターであって、内部にボ
アを備え支持体上で往復摺動するように第１及び第２カ
ム手段のうちの一方により動かされる第１リフター素子
、及び第１及び第２カム手段のうちの他方により第１リ
フター素子のボア内で往復運動せしめられる第２リフタ
ー素子を有する弁リフターと；第１リフター素子に第２
リフター素子を選択的に係止するようになった係止手段
と；を備え、もって、係止手段が係止状態にあるときに
は、第１及び第２リフター素子が第２カム手段により運
動可能となり、係止手段が非係止状態にあるときには、
第１及び第２リフター素子のうちの一方が第１カム手段
により運動可能となるように構成したことを特徴とする
、エンジン内の１以上の弁を作動させるための装置が提
供される。
【０００７】一実施例において、２段式のリフター作動
による弁作動機構は弁リフターを可動な状態で保持する
キャリヤ手段と；このキャリヤ手段に支持され、高リフ
トカム手段と低リフトカム手段とを有するカムシャフト
と；高リフトカム手段及び低リフトカム手段により選択
的に作動せしめられるようにキャリヤ手段に支持された
２段式の弁リフターとを具備する。弁リフターは低リフ
トカム手段と係合するようにキャリヤ手段上で往復運動
できるように装着された第１リフター素子と、第１リフ
ター素子内に設けたボアと、高リフトカム手段と係合す
るようにボア内で往復運動できるようにボア内に装着さ
れた第２リフター素子と、第１リフター素子に第２リフ
ター素子を選択的に係合させるための係止手段とを有し
、これにより、係止手段が係止状態にあるときには、第
１リフター素子が高リフトカム手段により制御され、係
止手段が非係止状態にあるときには、第１リフター素子
が低リフトカム手段により制御されるようになっている
。
【０００８】本発明は各組のカムに対して２つのみのタ
ペットを有する２段式のカム機構を提供でき、この場合
、一方のみのタペットがカムキャリヤにより摺動支持さ
れる。ピンを孔内に滑入することなく一緒に係止される
２つのタペットを有するリフター組立体を提供すること
もできる。また、正確に容易に機械加工できる２段式の
カム構造のためのカムシャフト形状も提供できる。
【０００９】また、本発明は正確な公差でのキャリヤ及
びリフターの製造を容易にし、２つの弁を作動させるの
に単一のリフターを使用するので弁の同期作動を改善で
き、２段式のリフターのためのラッシュ調整能力を改善
でき、高リフトタペット及び低リフトタペットの係止を
も改善できる。
【００１０】
【実施例】シリンダ毎に４つの弁を有し、吸気弁が一体
となって作動し排気弁も一体となって作動し、各対の弁
を単一のリフターで作動させるようなオーバーヘッドカ
ムシャフトエンジン用に特に設計した弁作動装置につい
て説明する。リフター上で作動する一組の２個の低リフ
トカムと１個の高リフトカムが吸気弁又は排気弁を作動
させる。以下に説明する緒実施例は本発明を限定するも
のでないことは言うまでもない。例えば、リフターはシ
リンダ毎に２つの弁を有するエンジンにおける２段式の
弁制御に対して単一の弁を作動させるために使用しても
よい。また、例えば、カムインヘッドエンジンやプッシ
ュロッドを有するカムインブロックエンジンに採用して
もよい。
【００１１】図１ー７には本発明の第１実施例を示す。 図１、２を参照すると、シリンダヘッド（図示せず）に
支持されたカムシャフトキャリヤ１０はカバー１４で閉
じた上方側部１２を有する。キャリヤ１０及びカバー１
４は共働してカムシャフトコンパートメント１６を画定
し、このコンパートメントはその接合部を適当な手段に
よりシールされ、内部にオーバーヘッドカムシャフト１
８を収納している。
【００１２】カムシャフトはキャリヤ１０及びカバー１
４のそれぞれのウエブ２０、２２に回転支持されている
。ウエブの一部を機械加工することによりカムシャフト
軸受（図示せず）を形成してもよいし、必要なら、別個
のインサート（挿入体）を使用してカムシャフト軸受を
形成してもよい。カムシャフト１８は複数個の低リフト
カム２４及び高リフトカム２６を有する。低リフトカム
２４は高リフトカム２６の両側で対となって配置されて
いる。
【００１３】各組のカム２４、２６の下方において、キ
ャリヤ１０は細長いボア２８を有し、このボアは半円筒
状の両端部３０と、カムシャフト１８に平行に延びた主
軸とを有する。半円筒状の両端部は１８０度の角度より
大きな円弧を有するのが好ましい。両端部３０間で、ボ
アは中間部分３１を有し、この中間部分はその腰部で各
端部３０に接続し、（端部３０の直径に匹敵するかそれ
より大きな幅を有する）中央部３４を一層大きくするす
るような円筒状表面となって外側に湾曲している。
【００１４】弁リフター３２はボア２８内に位置し、こ
のボア内で摺動往復運動できる。図３に示すように、弁
リフター３２は２つのリフター素子即ちタペットを有す
る。外側のタペット３６はその上端でカム２４に係合し
、内側のタペット３８はその上表面でカム２６に係合す
る。外側タペット３６の底部は一対の弁４０のステムに
当接する。外側タペット３６は細長くなっていて、ボア
２８内で長手方向（カムシャフトに実質上平行な方向）
に嵌め込まれ、ボア２８の両端部３０に摺動係合する半
円筒状の両端部４２を有する。タペット３６の中間部分
４４はボア２８の中間部分３１に幾分類似した形状を有
するが、図２に明示するように、ボア２８の中間部分と
タペット３６の中間部分との間に間隙を残すように、中
間部分３１より小さな幅を有する。従って、ボア２８と
タペット３６とは、正しい公差で容易に製造できる半円
筒状両端部３０、４２でのみ相互接触する。この結果と
して生じる半円筒軸受表面は任意の方向で横スラストを
吸収でき、安定した作動を保証する。カムの作用により
タペット３６に加えられた横方向の力は離間した軸受表
面の両端部での横スラストにより吸収される。ボア２８
及びタペット３６が細長いので、タペット３６は回転し
ない。更に、すべての主表面が円筒状なので、ボア２８
の機械加工その他の製造が容易になる。
【００１５】図４、５、６は垂下スカート部４８を支持
する頂部４６を有するタペット３６を示し、このスカー
ト部はタペット３６の上表面４６の周辺部のまわりで延
びている。ボア壁部分５１により形成したタペット３６
の中央部での細長いボア５０はカムシャフトの軸線に対
して垂直に延びる主軸を有する。ボア５０は平坦な側部
５４により連結された半円筒状の両端部５２を有する。 内側タペット３８はボア５０と同じ形状を有し、ボア５
０内に摺動嵌合している。タペット３８は頂部５６と、
ボア５０に係合する側壁５８とを有する。
【００１６】金属シートでつくったバネリテーナ６０は
ボア５０の底部を横切って延び、ボア壁部分５１の底部
に、例えば溶接により又は壁部分５１のリブ上に折り曲
げられるコーナタブ即ち隅突起（図示せず）を使用する
ことにより、固定される。リテーナ６０は直立フランジ
６４により包囲された中央開口６２を有する。
【００１７】タペット３８内に位置したコイルバネ６６
はフランジ６４のまわりに嵌合し、一端でリテーナ６０
に着座し、他端でタペットの頂部５６に当接し、タペッ
ト３８を上方に偏倚してカム２６に当接させる。従って
、係止機構（後述）が無い場合は、内側タペット３８は
高リフトカム２６の作用の下にボア５０内で自由に往復
運動する。
【００１８】内側及び外側タペットを選択的に一緒に係
止するために係止機構を設け、この係止機構はタペット
３６内に形成されボア壁部分５１からそれぞれの端部４
２へ延びる一対の円筒状みぞ６８を有する。各みぞ６８
は段付きボアを有し、これにより、肩部７０と、みぞの
内端での減径部分７２とを提供する。各みぞ６８内に摺
動装着された係止ピン７４は減径部分７２内に摺動嵌合
した本体部分と、関連するみぞ６８の外端部内に摺動嵌
合するヘッド７６とを有する。ピン７４の本体部分のま
わりに位置したコイルバネ７８は肩部７０及びヘッド７
６に当接し、ピンを外方へ偏倚する。各みぞ６８の外端
部内に設けた環状ストッパ８０はみぞ６８から出ないよ
うにピン７４の運動を制限し、ピンをみぞ６８内に保持
させる。各みぞの外端部は外側タペット３６の端部４２
内の垂直方向に細長いオイル通路８２で終端しており、
この通路はキャリヤ１０（後述）のオイルギャラリーに
連通している。
【００１９】内側タペット３８の側壁５８はサドル状の
ストッパ８４を構成するような形状を呈している。スト
ッパ８４は、タペット３８がその上限位置に位置してい
るときは、ピン７４が内側タペット３８内へ伸長すると
きにピン７４と抵触しないように、みぞ６８の上方に位
置する。通路８２へのオイル圧力の供給によりピン７４
が伸長したときに、ストッパ８４がピン７４に係合し、
その結果、内側タペットはボア５０内でもはや往復運動
できず、外側タペット３６は内側タペット３８に係止さ
れて、高リフトカム２６の作用の下に一緒に動くことに
なる。
【００２０】図５に示すように、高リフトカム２６の円
形部分８６は低リフトカム２４の円形部分８８より小さ
く、高リフトカム２６のプロフィールは２つの低リフト
カム２４のプロフィールの内側に収まっている。これは
明確な製造上の利点を与える。その理由は、２つの低リ
フトカム２４を同一形状のものとするのが望ましく、精
度を改善するために高リフトカム２６と抵触することな
くこれらの低リフトカムを同時に研磨できるからである
。円形部分８６が円形部分８８より小さいので、タペッ
ト３８及びタペット３６が共に対応するカム２４、２６
の円形部分に接触したときには、タペット３８はタペッ
ト３６の上方に着座する。
【００２１】摩耗パッド９０、９２は低リフトタペット
３６及び高リフトタペット３８の頂部に設けたくぼみ内
に位置する。カムは摩耗パッドと摺動接触する。摩耗パ
ッドは最適の摩耗のために合金でつくるのが好ましい。
【００２２】パッド９２はまた、高リフトタペット３８
のためのラッシュを補償するためにも使用される。この
補償は不当なクリアランス即ち間隙を吸収するのに十分
なパッド厚さを選定することにより達成される。もちろ
ん、摩耗パッド９０も低リフトカムにおけるラッシュを
補償するように選定することができるが、タペット３６
の底部と弁４０の頂部との間に挿入したラッシュキャッ
プ９４を使用し、このキャップを低リフトラッシュを補
償するような寸法とするのが好ましい。各ラッシュキャ
ップ９４は弁ステムの上端部を収容するくぼみ９６を下
面に備えた円筒状素子で構成する。ラッシュキャップは
リフター３２に固定されないが、図４には弁列を組立て
たときのキャップの位置を示す。従って、キャップは外
側タペット３６の両端部４２から等距離だけ離れてボア
５０の外側に位置する。これにより、リフター３２上の
力はバランスする傾向を有する。弁４０はリフター３２
の中心部から等距離だけ離れている。カム力はリフター
３２の中心部における高リフトカム２６又は中央部から
等距離離れた低リフトカム２４により与えられる。図１
、２、７を参照すると、キャリヤ１０内のオイル通路１
００へは加圧エンジンオイルが連続的に供給され、カム
シャフトの軸受を潤滑する。キャリヤ１０内の第２のオ
イル通路１０２は外側タペット３６内の通路８２へオイ
ルを供給し、係止機構７４を潤滑する。通路１００から
のオイル圧力は、ソレノイドを付勢したときに、ソレノ
イド制御弁１０４を介して通路１０２へ導入される。 去勢状態では、ソレノイド制御弁１０４は通路１００を
通路１０２から隔離し、オイル圧力を通路１０２からド
レン１０６へ逃がす。オイル通路１０２の主要部分はド
レン１０６よりも下方に位置し、このオイル通路から過
剰なオイルが排出されるのを阻止し、これにより、通路
をオイルで満たし、ソレノイド制御弁１０４の付勢時に
圧力を迅速に提供できるようにする。
【００２３】従って、弁１０４を付勢すると、オイル圧
力が係止ピン７４を（両方のタペットが対応するカムの
円形部分に接触しているときにサドル状のストッパ８４
の下方で）内側タペット３８内へ伸長（進入）させる。 高リフトカム２６のプロフィールが低リフトカム２４の
プロフィールよりも一層高いリフトを提供するので、高
リフトカム２６は外側及び内側のタペット３６、３８の
運動を制御し、図１に示すような弁４０の最大開度を提
供する。
【００２４】弁１０４を去勢すると、圧力が解除され、
バネ７８が、タペットが対応するカムの円形部分に接触
しているときのストッパ８４からピン７４を引き戻し、
タペットの係止を解除し、その結果、低リフトカム２４
のみが効力を発揮して、外側タペット３６及び弁４０を
移動させる。係止が解除されると、内側タペット３８は
高リフトカム２６に応答して更に移動するが、ボア５０
内で単にアイドル運動するだけで、外側タペット３６に
影響を及ぼさない。弁を作動させるカムの角度に関係な
く、高リフトと低リフトとの切換えは、両方のタペット
が対応する円形部分に係合しているときにのみ生じ、こ
れによって、弁列素子の不当なノイズや摩耗を生じさせ
るような急激な衝撃や弁列素子の急激な速度変化を防止
する。
【００２５】別の係止機構を備えた同様なタペットの構
成を図８ー１１に示す。外側タペットの形状は上述の外
側タペットと同じであり、カムに接触する摩耗パッド９
０、９２を備えている。外側タペット１１０はその底部
近傍でタペット本体を横切るウエブ１１２と、このウエ
ブ内に形成され円筒状スリーブ１１６の下端部を保持す
る中央開口１１４とを有する。スリーブ１１６の上端部
は内側タペット１１８内へ延びている。スリーブ１１６
は閉じた下端と、この下端内に形成したオイル通路１２
０とを有し、このオイル通路は半径方向のポート１２２
を介してウエブ１１２内のオイル通路１２４に接続し、
これらのオイル通路１２４は（図８に明示するように）
タペット１１０の両端部へ延びている。スリーブ１１６
内で軸方向に摺動可能なスプール１２６は内側ステム１
２７と、スリーブのボアを横切って延びた半径方向に延
びる上方フランジ１２８と、スリーブのボアを横切って
延びた下方ヘッド１３０とを有し、下方ヘッドはステム
１２７の方へ傾斜した上方傾斜表面１３２を有する。横
方向の開口１３４（１つのみ示す）は、スプール１２６
がスリーブ１１６内でその下方位置にあるときに、ステ
ム１２７の両側でスリーブ１１６内に位置している。ボ
ール（球）１３６は各開口内に部分的に収納され、ボー
ルの直径はスリーブ１１６の厚さより大きくなっていて
、ボール１３６は上方フランジ１２８と傾斜表面１３２
との間でステム１２７に隣接して部分的に位置できるよ
うにしている。スプール１２６の頂部と内側タペット１
１８の頂部の内表面との間で圧縮されたコイルバネ１３
８はスプールをその下方位置へ偏倚する。
【００２６】入れ子式にスリーブ１１６を摺動包囲する
外側スリーブ１４０はウエブ１１２上に着座したコイル
バネ１４２により内側タペット１１８の頂部に当接せし
められる。内側タペット１１８が高リフトカム２６の円
形部分に接触しているとき、スリーブ１４０の下端はス
リーブ１１６の開口１３４の中心線のすぐ下で終端し、
内側の環状逃し部分を有し、この逃し部分は上方及び内
方に傾斜していてポケット１４４を形成し、このポケッ
トはボール１３６がスリーブ１１６の外へ押し出された
ときにボールを部分的に収納するようになっている（図
１１）。
【００２７】作動において、通路１２４にオイル圧力が
供給されていないときは、スプール１２６はその下方位
置にあり、ボール１３６はスリーブ１１６の境界内に位
置するかポケット１４４の傾斜壁により押し入れられて
いる。次いで、高リフトカム２６が内側タペット１１８
を押し下げると、外側スリーブ１４０が内側スリーブ１
１６上で自由に入れ子運動を行い（図１０）、タペット
１１０の運動は低リフトカムにより制御される。
【００２８】しかし、通路１２４及び通路１２０内にオ
イル圧力が供給されると、スプールはその圧力によりス
リーブ１１６内で上方に押され、傾斜表面１３２がボー
ル１３６を内側スリーブ１１６から押し出し、ポケット
１４４内へ部分的に進入させる（カム２４、２６の円形
部分が対応するパッド９０、９２に接触している場合）
。次いで、ボールは内側スリーブ１１６の開口１３４及
び外側スリーブ１４０のポケット１４４に係合し、スリ
ーブと開口を一緒に係止し、これにより、図１１に示す
ようにタペット１１０、１１８を一緒に係止する。 この場合、外側タペット１１０は高リフトカムの制御の
下で動くことになる。
【００２９】図１２は、図８ー１１について上述した係
止機構と実質上同じ係止機構を使用しているが別の特徴
を有するリフター１５０を示す。カムキャリヤのボア内
に収容されている外側タペット１５２は、ヘッド１５６
から延びタペット１５２の両端近傍の垂直ボア１５８内
で摺動する２つのポスト（柱）１５４上で垂直運動でき
るように支持されている。ポスト１５４は外側タペット
１５２の底部に係合した弁４０の外側に位置している。 弁バネ４０′はカムシャフト１８のカム２４′、２６′
に接するようにリフター１５０を押圧する力を提供する
。
【００３０】この実施例において、高リフトカム２６′
の一部は低リフトカム２４′の包絡線を越えて延びてい
る。摩耗パッドの代わりに、ローラホロワ１６０が外側
タペット１５２及び内側タペット１６２に装着され、カ
ムと低摩擦接触する。内側タペット１６２は外側タペッ
ト１５２のボア１６６内で往復摺動可能な外側スリーブ
１６４を有する。ローラホロワ１６０はスリーブ１６４
の孔１７０を貫通して圧縮バネ１７２まで延びるローラ
軸１６８によりスリーブ１６４の頂部近傍に装着され、
このバネはローラ軸に作用してタペット１６２をカム２
６′に当接させる。バネ１７２は外側タペット１５２の
ボア１６６を取り巻く環状溝（グルーブ）１７４内に収
納してある。
【００３１】係止機構は図８のものと類似している。ウ
エブ１７６はスリーブの内部を横切って延び、スプール
１２６を内側スリーブ１１６′の底部に当接させるバネ
１３８のためのバネ座を提供する。外側スリーブ１６４
の下端はポケット１４４を有し、このポケットはスリー
ブ１６４の開口内に部分的に位置するボール１３６を部
分的に収納できる。スリーブ１１６′の底部に設けた孔
１７８はタペット１５２を貫通してボア１５８まで延び
るオイル通路１８０に連通している。各ポスト１５４は
ヘッド１５６のオイルギャラリー（図示せず）に接続す
るオイル通路１８２を有する。オイル圧力が供給される
と、スプール１２６が上方に動き、ボールをポケット１
４４内へ部分的に押し込み、外側タペットに関して運動
できないように外側スリーブを係止し、これにより、高
リフトカム２６′がリフターの運動を制御する。オイル
圧力が解除されると、ボールは内側スリーブ１１６′内
へ戻り、外側タペット１５２内での内側タペット１６２
の自由な往復運動を許容する。
【００３２】タペットのための係止機構の他の実施例を
図１３に示す。細長い外側タペット１９０は第１実施例
とほぼ同じ方法で往復摺動可能な内側タペット１９４を
収納するボア１９２を有する。ボア１９２の外側でタペ
ット１９０の各端部に設けたウエブ１９６は内側タペッ
ト１９４の下方でボアを横切って延びるブリッジ素子１
９８を支持する。ブリッジ素子１９８は一方のウエブ１
９６を貫通してタペット１９０の端部まで延びるオイル
通路２０２に接続した一端を有する円筒状通路２００を
具備する。バネ２０４はブリッジ素子１９８と内側タペ
ット１９４の頂部との間で圧縮され、タペット１９４を
上方へ偏倚する。シリンダ２０６はバネ２０４の内側で
ブリッジ素子から上方に延び、タペット１９４の頂部の
下方で終端していてタペット１９４の運動を許容する。
【００３３】中空のピストン２０８はシリンダ２０６の
上端内に摺動装着されていてシリンダ２０６の下端に室
２０９を提供し、ピストン２０８内部のバネ２１０によ
りシリンダ２０６内へ下方にバネ偏倚せしめられている
。通路の頂部に設けた小さな開口２１２は、室２０９内
へのみ流体の流入を許容するように位置した逆止め弁２
１４を介して、シリンダ２０６を通路に接続している。
【００３４】ドレン通路２１６はオイル通路２０２の反
対側で室２０９を通路２００の端部に接続し、排気ポー
ト２１８はドレン２１６と通路２００との接続部の近傍
でこの通路内に位置する。シャトル弁は、開口２１２を
通る流体流れを遮断する第１位置とドレン２１６からの
流体流れを遮断する第２位置との間を円筒状通路２００
内で摺動可能なピン２２０を有する。ピン２２０と通路
２００の端部におけるプラグ２２４との間で通路２００
内に位置したバネ２２２はピンを第１位置へ偏倚する。
【００３５】作動において、オイル通路２０２を通して
オイル圧力が供給されないときは、ピン２２０は第１位
置へバネ偏倚せしめられ、室２０９から流体を排出させ
、ピストン２０８をシリンダ２０６内へ押圧する。この
状態では、内側タペット１９４は高リフトカム（図示せ
ず）の作用の下にボア１９２内で自由に往復運動し、こ
れにより、外側タペット１９０は低リフトカムのみによ
り制御される。
【００３６】オイル圧力が供給されると、この圧力によ
り、ピン２２０が第２位置へ動かされ、逆止め弁２１４
を介しての室２０９内への流体の流入を可能にする。内
側タペット１９４が高リフトカムの基礎円に接触して逆
止め弁をその座から変位させたときに、室内へ流体が流
入する。カム上のローブがタペット１９４に接触してこ
れを押し下げたときに、逆止め弁は開口２１２を通して
の室からの流体流れを阻止する。従って、室２０９は流
体で満たされて２つのタペットを一緒に係止し、高リフ
トカムの作用はラッシュキャップ２２６を介して外側タ
ペット及び弁へ伝達される。
【００３７】別の係止機構を備えた更なる実施例を図１
４、１５に示す。細長い外側タペット２３０は往復運動
可能な内側タペット２３４を収納した横断方向に細長い
ボア２３２を有する。ボア２３２を形成する壁２３６の
底端には、リテーナ２３８が溶接止め又はクリンプ止め
してある。リテーナ２３８はその中央部の両側に２つの
離間した開口２４０を備え、直立フランジ２４２が各開
口を取り巻いている。リテーナ２３８に着座しフランジ
２４２のまわりに位置したコイルバネ２４４は内側タペ
ットの頂部に当接し、このタペットを外側タペット２３
０に関して上方へ押圧する。
【００３８】係止機構は外側タペット２３０を貫通して
その端から端まで延びるボア２４６を有する。ボア２４
６は第１の摺動可能なピン２４８を収納しており、この
ピンはタペット２３４の一側でボア２４６の外端をシー
ルするプラグ２５０により保持される。ピン２４８の一
端がプラグ２５０に当接したとき、ピンの他端はボア２
３２と内側タペット２３４との接面と共面になる。タペ
ットがカム２４、２６の円形部分に接触しているときに
第１ピンと整合する第２のピン２５２は内側タペット２
３４の壁に設けた開口２５４内に摺動装着され、第２ピ
ン２５２の長さは、このピンの両端がタペット２３４の
壁と共面になれるように、タペット２３４の幅に等しく
なっている。第３の摺動可能なピン２５６はタペット２
３４の他側に隣接してボア２４６内に位置し、ボア２４
６の外端で管状プラグ２６０により保持されたコイルバ
ネ２５８により第２ピンの方へ偏倚せしめられている。 ボア２４６に対して傾斜したオイル通路２６２はプラグ
２５０の内端でボア２４６と交差し、プラグ２５０の下
方の地点でタペット２３０の端部へ延びている。
【００３９】作動において、オイル通路２６２が第１ピ
ンの外端にオイル圧力を供給し、このピン及び他のピン
をバネ２５８の方へ押圧する。その結果、第１及び第２
ピン２４８、２５２がタペット２３０、２３４間の接面
をまたぎ（ブリッジし）、これらのタペットを一緒に係
止する。オイル圧力を解除すると、バネ２５８がピンを
プラグ２５０の方へ押し戻し、これにより、ピンの端部
がタペットの接面と共面となり、内側タペット２３４が
外側タペット内で自由に往復運動する。
【００４０】図１６ないし図１８に示す実施例は第１実
施例に一層似ているが、この実施例では、固定の液圧ラ
ッシュアジャスタと、異なるオイル通路構造とを有する
。外側の細長いタペット２７０は内側タペット２７４を
摺動収納する横断方向に細長いボア２７２を有する。 ボア２７２の底部に固定したバネリテーナ２７６はこの
リテーナと内側タペット２７４の頂部との間にバネ２７
８を保持し、外側タペット２７０に関して内側タペット
を上方へ押圧し、高リフトカムに係合させる。外側タペ
ットの両端に設けた長手方向のボア２８０は摺動可能な
ピン２８２を収納し、これらのピンは内側タペット２７
４の壁に設けた孔２８４と整合し、ピンが前進したとき
にピンが孔に進入できるようになっている。必要なら、
内側タペットの下面にストッパを設けて、孔２８４の代
わりにピンに係合させてもよい。ボア２８０の外端はプ
ラグ２８６でシールし、ピンを保持すると共に流体漏洩
を阻止する。各ピン２８２はこれを取り巻くバネ２８８
により外方へ偏倚せしめられている。外側タペットの各
端部に設けた傾斜オイル通路２９０はプラグの内端で対
応するボア２８０と交差し、プラグ２８６の下方の地点
で外側タペットの端部まで延びる。係止機構は第１実施
例のものと同じ方法で作動する。オイル通路２９０にオ
イル圧力を供給すると、ピン２８２が押されて内側タペ
ット２７４と係合し、両方のタペットを一緒に係止する
。
【００４１】普通の構造の一対の液圧ラッシュアジャス
タ２９２が外側タペット２７０の本体内に組み込んであ
る。ボア２８０の下方で、閉端シリンダ２９４がタペッ
トと一体に形成されている。各シリンダ２９４は閉端ピ
ストン２９６を摺動収納し、ピストンはその閉端で弁ス
テム（図示せず）に係合する。ピストン２９６の開端は
プランジャ２９８を収納し、このプランジャはタペット
２７０の本体と係合する。プランジャはその上端が中空
でリザーバ室３００を形成し、この室へはオイル通路３
０２（図１７）から圧力オイルが供給される。図１８に
明示するように、プランジャ２９８はその下端近傍に横
断壁３０４を有し、この壁３０４を貫通してオリフィス
３０６が延びている。オリフィス３０６を通る流れを制
御するボール逆止め弁は函体３０８によりオリフィスの
下方で保持されたボール３０７と、オリフィスの下側の
まわりに位置した弁座３１０と、函体とボールとの間に
位置し、ボールを弁座に着座させてオリフィスを通る流
れを阻止するバネ３１２とを有する。プランジャの横断
壁３０４とピストン２９６の底部との間の空間は高圧室
３１４を形成する。高圧室３１４内のコイルバネ３１６
はピストン２９６に関してプランジャ２９８を上方へ押
圧している。
【００４２】リフターがカムの円形部分に接触している
間にラッシュが存在する場合は、バネ３１６がプランジ
ャ２９８及びピストン２９６を互いに離れるように押圧
してラッシュを除去し、オリフィス３０６を通って流れ
る流体が高圧室３１４を充満状態に維持する。弁開放作
動期間中ピストン２９６とプランジャ２９８との摺接表
面からの流体の損失（漏洩）はラッシュ調整作動期間中
のオリフィス３０６を通る流体流れにより補償される。
【００４３】機械的なラッシュアジャスタを有する、図
１２の弁リフターと同様の弁リフターを図１９に示す。 外側タペット２７０は内側タペット２７４を収納し、水
平なボア２８０を有する。係止ピン３１８は孔２８４に
整合し（または、ストッパのすぐ下方に位置し）、通路
２９０を通して導入された流体圧力の下に係止位置へ摺
動できる。外側タペットの下方表面３２０はピン３１８
のすぐ下方で水平ボア２８０まで延びる一対の垂直ネジ
孔３２２を有する。各孔３２２はラッシュアジャスタ３
２４を保持し、このラッシュアジャスタは弁ステム（図
示せず）に係合するための円筒状でボタン状の本体３２
６と、ネジ孔３２２内に螺入される垂直ネジステム３２
８とを有する。
【００４４】ネジステム３２８の軸方向に本体３２６を
移動させるようにアジャスタ３２４を回転させることに
より、ラッシュを補償できること明らかである。このよ
うな回転を許容するため、アジャスタのステム３２８の
上端はアレンレンチを受入れるための六角形のソケット
３３０を有する。このようなレンチを挿入するため、各
係止ピン３１８は、ピンの任意の軸方向位置に対してス
テム３２８に整合するスロット３３２を有し、外側タペ
ット２７０の上表面はステム３２８に整合した孔３３４
を有する。タペット２７０の頂部に設けた摩耗パッド３
３６は孔を覆うが、ラッシュアジャスタへ工具を接近さ
せる必要がある場合に、孔から離れる。図２０は２段式
のリフター機構を組み込むために普通のリフター機構を
修正したエンジンの一部を示す。丸いボア内で摺動する
普通の直接作動型式の元のリフター３４０、関連する弁
組立体３４１及びカムカバー１４は、元のエンジンのも
のと同じである。エンジンを修正するために、カムカバ
ー１４を一時的に取り外し、カムキャリヤ及びカムシャ
フトをリフター３２′を有する新たなカムキャリヤ３４
２及び新たなカムシャフト１８に交換する。リフター３
２′は、図１、２のボア２８と類似でキャリヤ３４２の
一部のみを貫通して延びる細長いボア２８′内でキャリ
ヤ３４２の上方部分に収容されている。キャリヤの下方
部分内に位置しボア２８′に整合してこれに接続した一
対の丸いボア３４４は元のリフター３４０を収納してい
る。ボア３４４及びリフター３４０は細長いボア２８′
の両端部から等距離だけ離れている。２段式のリフター
３２′は、係止ピン７４を有し、リフター３４０に整合
しこれらと作動接触する一対の下方の付属部材３４６を
設けた点を除いて図１ー６のリフター３２と同じである
。細長いリフター３２′が係止ピン７４の位置に応じて
高リフトカム又は低リフトカムにより作動せしめられた
とき、元のリフター３４０は同量だけ作動せしめられる
。
【図面の簡単な説明】
【図１】カムシャフト及び弁リフターを有するカムキャ
リヤ及びカバーの一実施例の前部の断面立面図である。
【図２】カムシャフト及びカバーを取り外した状態での
図１の組立体の平面図である。
【図３】図１のリフター及び弁の斜視図である。
【図４】図３のリフターの断面立面図である。
【図５】図３のリフターの断面端面図である。
【図６】図３のリフターの底面図である。
【図７】図１の組立体の断面端面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る弁リフターの断面立
面図である。
【図９】弁が閉じた状態での図８のリフターの断面端面
図である。
【図１０】低リフト弁が開いた状態での図８のリフター
の断面端面図である。
【図１１】高リフト弁が開いた状態での図８のリフター
の断面端面図である。
【図１２】本発明の第３実施例に係るカムシャフト、弁
リフター、弁及びエンジンヘッドの部分断面立面図であ
る。
【図１３】本発明の第４実施例に係る弁リフターの断面
端面図である。
【図１４】本発明の第５実施例に係る弁リフターの断面
立面図である。
【図１５】図１４の弁リフターの断面端面図である。
【図１６】本発明の第６実施例に係る弁リフターの断面
立面図である。
【図１７】図１６のリフターの底面図である。
【図１８】図１６のリフターのための液圧ラッシュアジ
ャスタの詳細断面図である。
【図１９】本発明の第７実施例に係る弁リフターの断面
立面図である。
【図２０】従来の弁列を２段式に変更するためのカム、
キャリヤ及びリフター組立体の一実施例の部分断面立面
図である。
【符号の説明】
１０　　キャリヤ（支持体） １８　　カムシャフト ２４　　低リフトカム ２６　　高リフトカム ３０　　端部 ３２　　弁リフター ３６　　外側タペット ３８　　内側タペット ４２　　端部 ５０　　ボア ７４　　係止ピン ８６、８８　　円形部分 ９０、９２　　摩耗パッド １１０、１９０、２３０、２７０　　外側タペット（第
１リフター素子） １１６、１４０　　スリーブ １１８、１９４、２３４、２７４　　内側タペット（第
２リフター素子） １２６　　スプール １３２　　傾斜表面 １３４　　開口 １３６　　ボール １４４　　ポケット ２００　　通路 ２０６　　シリンダ ２０８　　ピストン ２０９　　室 ２１４　　ボール逆止め弁 ２１６　　ドレン ２２０　　ピン ２２２　　バネ ２３８、２７６　　リテーナ ２４８、２８２　　ピン ２９２　　ラッシュアジャスタ ３２４　　ラッシュアジャスタ ３２８　　ネジステム ３３０　　ソケット ３３２　　スロット ３３４　　孔 ３４０　　リフター ３４４　　ボア

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　エンジン内の１以上の弁を作動させる
    ための装置において、第１の低量運動を提供する第１カ
    ム手段（２４）及び第２の高量運動を提供する第２カム
    手段（２６）を有するカムシャフト（１８）と；このカ
    ムシャフトに隣接して支持体（１０）により支持され、
    前記第１及び第２カム手段により選択的に作動せしめら
    れる２段式の弁リフター（３２）であって、内部にボア
    （５４）を備え前記支持体上で往復摺動するように前記
    第１及び第２カム手段のうちの一方により動かされる第
    １リフター素子（３６）、及び前記第１及び第２カム手
    段のうちの他方により前記第１リフター素子の前記ボア
    内で往復運動せしめられる第２リフター素子（３８）を
    有する弁リフターと；前記第１リフター素子（３６）に
    前記第２リフター素子（３８）を選択的に係止するよう
    になった係止手段（７４）と；を備え、前記係止手段が
    係止状態にあるときには、前記第１及び第２リフター素
    子が前記第２カム手段（２６）により運動可能となり、
    前記係止手段が非係止状態にあるときには、前記第１及
    び第２リフター素子のうちの一方が前記第１カム手段（
    ２４）により運動可能となるように構成したことを特徴
    とする弁作動装置。
  2. 【請求項２】　　前記第１リフター素子（３６）が前記
    第１カム手段（２４）により動かされるようになってお
    り、前記第２リフター素子（３８）が前記第２カム手段
    （２６）により動かされるようになっていることを特徴
    とする請求項１の弁作動装置。
  3. 【請求項３】　　前記第１リフター素子（３６）が楕円
    形の形状を呈しており、前記ボア（５０）に関して同第
    １リフター素子の両側に位置し離間したカム接触部分（
    ９０）を有し；前記第２カム手段（２６）が前記第２リ
    フター素子（３８）に当接するようになった単一の第２
    カム（２６）を有し；前記第１カム手段（２４）が、前
    記第２カムの両側に位置し前記第１リフター素子の前記
    カム接触部分に当接するようになった一対の第１カム（
    ２４）を有することを特徴とする請求項１又は２の弁作
    動装置。
  4. 【請求項４】　　前記各第１カム（２４）のプロフィー
    ルが第１円形部分を有し；前記第２カムのプロフィール
    が前記第１カムのプロフィール内に位置しており、かつ
    、前記第１円形部分よりも小径の第２円形部分を有し；
    前記第１及び第２リフター素子が対応する前記第１及び
    第２円形部分に接触しているときに、該第２リフター素
    子が該第１リフター素子の接触部分を越えて延びること
    を特徴とする請求項３の弁作動装置。
  5. 【請求項５】　　前記第２リフター素子（３８）がカム
    接触部分（９２）を有し；前記第２リフター素子の接触
    部分は、前記第１及び第２リフター素子が対応する前記
    第１及び第２カムの前記第１及び第２円形部分にそれぞ
    れ接触しているときに、該第１リフター素子の接触部分
    を越えて延びることを特徴とする請求項４の弁作動装置
    。
  6. 【請求項６】　　前記係止手段が前記第２リフター素子
    （１１８）と一緒に動くことのできる第１スリーブ（１
    ４０）と、前記第１リフター素子（１１０）に固定され
    前記第１スリーブ内で入れ子式に摺動できる第２スリー
    ブ（１１６）とを有し；この第２スリーブが開口（１３
    ４）を備え；前記第１スリーブは、前記第１及び第２リ
    フター素子が前記第１及び第２円形部分に当接している
    か又は前記第１及び第２カム手段の円形部分に当接して
    いるときに、前記開口（１３４）に整合するポケット（
    １４４）を有し；前記開口に部分的に位置するようにな
    った係止部材（１３６）を設け；前記第２スリーブ内に
    位置し、前記第１リフター素子に前記第２リフター素子
    を係止するために前記第１及び第２スリーブを一緒に係
    止するように前記係止部材を前記ポケット内へ移動させ
    るようになったアクチュエータ（１２６）を設けたこと
    を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の弁作
    動装置。
  7. 【請求項７】　　前記アクチュエータ（１２６）が前記
    第２スリーブ（１１６）内で軸方向に摺動できるスプー
    ルを有し、このスプールは、前記第１及び第２スリーブ
    が係止されない非係止位置の方へ偏倚されていて、同第
    １及び第２スリーブが一緒に係止される係止位置へ液圧
    的に移動可能となっており；前記スプールが前記係止部
    材を部分的に収納するためのみぞと、前記係止位置への
    前記スプールの移動時に前記係止部材を前記ポケット内
    へ押圧するように同ポケットの方へ傾斜した表面（１３
    ２）とを有することを特徴とする請求項６の弁作動装置
    。
  8. 【請求項８】　　前記係止手段が、前記第１リフター素
    子（１９０）に支持され前記第２リフター素子（１９４
    ）内に位置し、閉端部と同第２リフター素子に対面した
    開端部とを備えたシリンダ（２０６）；このシリンダ内
    に摺動装着され前記第２リフター素子上に当接するよう
    になっており、前記シリンダの前記閉端部との間に室（
    ２０９）を形成するピストン（２０８）；及び、前記第
    １及び第２リフター素子を一緒に係止すべく前記ピスト
    ンを該第２リフター素子に当接保持させるために前記室
    を液圧流体で満たすための第１弁（２１４）と、前記シ
    リンダに結合され、前記第１リフター素子と第２リフタ
    ー素子との係合を解除するために前記室からの液圧流体
    の排出を許容する第２弁（２２０）と、前記第１リフタ
    ー素子と第２リフター素子との係止解除又は係止を行う
    ために前記第２弁を開閉させる手段とを備えた液圧アク
    チュエータ；を有することを特徴とする請求項１ないし
    ５のいずれかに記載の弁作動装置。
  9. 【請求項９】　　第１端部を介して前記室（２０９）へ
    液圧流体を供給し第２端部を介して同室から液圧流体を
    排出するようになった円筒状の通路（２００）と、前記
    室から前記通路の前記第２端部へ延びるドレン（２１６
    ）とを備え；前記第２弁が前記円筒状の通路内で可動な
    ピン（２２０）を有し、このピンは、流体圧力により、
    前記ドレンを閉じ前記室への液圧流体の流入を許容する
    第１位置へ動かされ、流体圧力が存在しないときにはバ
    ネ偏倚手段（２２２）により、前記ドレンを開き前記室
    からの液圧流体の流出を許容する第２位置へ動かされる
    ようになっており、もって液圧流体により前記第１リフ
    ターと第２リフター素子との相対的な係止及び係止解除
    を可能としたことを特徴とする請求項８の弁作動装置。
  10. 【請求項１０】　　前記係止手段が前記第１リフター素
    子（２３０；２７０）内に摺動装着され前記第２リフタ
    ー素子（２３４；２７４）内へ延びるようになったピン
    （２４８；２８２）を有し；前記第２リフター素子が、
    前記ピンがこの第２リフター素子内へ延びたときに前記
    第１及び第２リフター素子を一緒に係止するように同ピ
    ンに当接するようになったストッパ（２３８；２７６）
    を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
    に記載の弁作動装置。
  11. 【請求項１１】　　前記第２リフター素子がラッシュを
    調整するための手段（２９２）を有し、この手段が前記
    第２リフター素子の表面上に設けられ前記第２カム手段
    に当接するための摩耗パッドを有し、この摩耗パッドの
    厚さをラッシュを補償するように選定したことを特徴と
    する請求項１ないし１０のいずれかに記載の弁作動装置
    。
  12. 【請求項１２】　　前記第１リフター素子（３６）が楕
    円形の形状を呈し、前記支持体（１０）が前記第１リフ
    ター素子を摺動収納した楕円形の開口（２８）を備え；
    前記第１リフター素子（３６）の前記ボア（５０）が楕
    円形の形状を呈し、その長手方向軸線が該第１リフター
    素子の長手方向軸線に対し実質上直角となっており；前
    記第２リフター素子が楕円形の形状を呈していることを
    特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の弁作
    動装置。
  13. 【請求項１３】　　前記支持体が前記楕円形の開口（２
    ８）から延びた細長いボア（３４４）に整合しこれに接
    続した１以上の円筒状のボアを有し；前記第１リフター
    素子に係合する実質上円筒状のタペット（３４０）を前
    記各円筒状のボア内に設けたことを特徴とする請求項１
    ２の弁作動装置。
  14. 【請求項１４】　　前記楕円形の開口のそれぞれの端部
    から実質上等距離だけ離間した２つの円筒状のボア（３
    ４４）を備えたことを特徴とする請求項１３の弁作動装
    置。
  15. 【請求項１５】　　前記楕円形の開口（２８）及び前記
    第１リフター素子（３６）が、一緒に押圧されたときに
    相互に摺動当接し、前記支持体に関する前記第１及び第
    ２リフター素子の運動を案内するようになった適合する
    半円筒状の端部（３０、４２）を有することを特徴とす
    る請求項１２、１３又は１４の弁作動装置。
  16. 【請求項１６】　　前記カムシャフト（１８）に関して
    前記弁リフター（３２）の両側で、前記第１リフター素
    子の表面に１以上のネジ開口（３２２）を設け；該各ネ
    ジ開口内に固定されるネジステムを有するラッシュアジ
    ャスタ（３２４）を備え；該ネジステムを回転させるこ
    とにより該ラッシュアジャスタを調整できるようにした
    ことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載
    の弁作動装置。
  17. 【請求項１７】　　前記ラッシュアジャスタの前記ネジ
    ステムがこれを調整するために工具係合部分を有し；前
    記第１リフター素子が前記工具係合部分に実質上整合し
    た１以上の工具接近開口を有することを特徴とする請求
    項１６の弁作動装置。
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