JPH0617610A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】内燃機関の動弁装置において、カムとカムフォ
ロアとの間の滑りを低減させて両者の間のフリクション
を更に有効に低減させる。 【構成】内燃機関における吸気バルブ４とカムシャフト
２上のカム３との間にバルブリフタ９を設ける。カム３
とバルブリフタ９との間にカムフォロア１５を介在させ
ると共に、そのカムフォロア１５をバルブリフタ９上に
て、ベアリング化によって回転可能とする。カムフォロ
ア１５におけるカム３の回転方向Ａの側の端部１５ａを
カム３に近接するように、カムフォロア１５をバルブリ
フタ９上にて角度θだけ傾斜させて配置する。従って、
カムフォロア１５を傾斜させていることから、カム３の
回転トルクがカムフォロア１５に対し垂直に近い方向で
有効に作用してカムフォロア１５が回転し易くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の吸排気用バ
ルブを開閉するために設けられる動弁装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば実開
平２−６１１０２号公報においては、有蓋円筒状をなす
バルブリフタとカムシャフト上のカムとの間に介在され
たアウターシム（カムフォロア）がバルブリフタ上にて
回転可能であることが開示されている。即ち、この従来
の技術では、バルブリフタの上壁部中心にガイド部が突
設され、カムフォロアの中心にはそれに対応する凹部が
設けられている。そして、凹部がガイド部に嵌合された
状態でカムフォロアがバルブリフタの上壁部にて支持さ
れている。又、カムはカムフォロアの上面中心から若干
ずれた部位に当接して配置されている。従って、カムが
回転される際には、それに伴いカムフォロアに回転力が
付与され、カムフォロアがガイド部を中心として回転さ
れる。これによって、カムフォロアとカムとの間のフリ
クションが低減されるようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では、カムフォロアを回転可能とすることでカム
フォロアとカムとの間のフリクションを低減しているも
のの、カムとカムフォロアとの間には、必然的に多少の
滑りが発生していた。従って、カムとカムフォロアとの
間のフリクションを低減させる意味では充分ではなかっ
た。

【０００４】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、カムとバルブリフタとの間
に介在されたカムフォロアをカムの回転に伴って回転可
能としたものにおいて、カムとカムフォロアとの間の滑
りを低減させて両者の間のフリクションを更に有効に低
減させることの可能な内燃機関の動弁装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、内燃機関における吸排気用
のバルブとカムシャフト上のカムとの間に設けられたバ
ルブリフタと、カムとバルブリフタとの間に介在され、
バルブリフタ上にて回転可能に設けられたカムフォロア
とを備えた内燃機関の動弁装置において、カムフォロア
におけるカムの回転方向側の端部がカムに近接するよう
に、カムフォロアをバルブリフタ上にて傾斜させて配置
している。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、カムフォロアにおけるカ
ムの回転方向側の端部がカムに近接するように、カムフ
ォロアを傾斜させていることから、カムの回転トルクが
カムフォロアに対し垂直に近い方向で有効に作用してカ
ムフォロアが回転し易くなる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明における内燃機関の動弁装置
を具体化した一実施例を図１〜図３に基づいて詳細に説
明する。

【０００８】図１はこの実施例における動弁装置を示す
断面図である。内燃機関を構成するシリンダヘッド１の
上方には、図示しないクランクシャフトに連動して回転
駆動されるカムシャフト２が配設され、そのカムシャフ
ト２上には、基礎円３ａ及びノーズ３ｂからなるカム３
が一体に設けられている。カム３の直下においてシリン
ダヘッド１には、吸排気用のバルブとしての吸気バルブ
４に対応して大小のガイド穴５，６が上下斜め方向に直
列に形成されると共に、両ガイド穴５，６の間には空洞
７が形成されている。又、シリンダヘッド１には、吸気
バルブ４によって開閉される吸気ポート８が形成されて
いる。

【０００９】上記した上側のガイド穴５には、有蓋円筒
状をなす直打式のバルブリフタ９が上下方向へ摺動可能
に組み付けられている。又、下側のガイド穴６には、吸
気バルブ４から延びるステム１０を摺動可能に案内する
ステムガイド１１が組み付けられている。更に、空洞７
の底壁７ａには、座金１２がステムガイド１１を中心に
して装着されている。そして、ステムガイド１１を貫通
して上方へ延びるステム１０の上部には、コタック１３
及びリテーナ１４が装着され、ステム１０の上端はバル
ブリフタ９の底壁９ａに当接されている。一方、バルブ
リフタ９の上面には円形の凹部９ｂが形成されており、
その凹部９ｂには、カム３とバルブリフタ９との間に介
在される円板状のカムフォロア１５が回転可能に配置さ
れている。そして、ステム１０の周りにて、リテーナ１
４と座金１２との間にはコイルスプリング１６が装着さ
れており、同スプリング１６により吸気バルブ４及びバ
ルブリフタ９と共にカムフォロア１５がカム３に当接す
る方向、即ち吸気バルブ４により吸気ポート８が閉じら
れる方向へ付勢されている。

【００１０】この実施例では、バルブリフタ９上におけ
るカムフォロア１５を円滑に回転させるために、両者
９，１５の間がベアリング化されると共に、カムフォロ
ア１５がカム３に対して傾いて配置されている。

【００１１】即ち、図２に示すように、バルブリフタ９
の凹部９ｂの中央には、軸受凹部１７が形成されてい
る。又、その軸受凹部１７の周りには、複数のボール１
８を収容してなる凹溝１９が形成されている。更に、凹
部９ｂの底面は、バルブリフタ９の中心軸線Ｌに対して
所定の角度θだけ傾けられて形成されている。この実施
例では、角度θが「１°」程度に設定されている。一
方、カムフォロア１５は均一な肉厚に形成され、上記し
た凹部９ｂの傾き角度θに整合して凹部９ｂに嵌合され
るように外周面のカットが斜めに施されている。又、カ
ムフォロア１５の下面中央には、バルブリフタ９の中心
軸線Ｌと平行をなすように下方へ突出する軸２０が形成
され、その軸２０の周りには、上記した各ボール１８に
対応する凹溝２１が形成されている。そして、図１に示
すように、カムフォロア１５がバルブリフタ９の凹部９
ｂに嵌め合わされた状態で、カムフォロア１５が軸２０
を中心に回転可能となっている。又、その軸２０の周り
で、バルブリフタ９とカムフォロア１５との間に複数の
ボール１８が介在されている。更に、カムフォロア１５
におけるカム３の回転方向Ａの側の端部１５ａがカム３
に近接するように、カムフォロア１５がバルブリフタ９
上にて角度θだけ傾斜した状態で配置されている。

【００１２】加えて、この実施例では、カム３の回転に
伴ってカムフォロア１５に回転力を付与するようになっ
ている。即ち、図３に示すようにカムフォロア１５及び
カム３等を上から見た状態において、カム３はカムフォ
ロア１５の中心からずれた状態で配置されている。つま
り、カム３の幅方向中心線Ｌ１がカムフォロア１５の中
心線Ｌ２からカムシャフト２の軸方向に沿って所定の間
隔Ｗだけずれた状態で配置されている。

【００１３】尚、この実施例では、カム３とカムフォロ
ア１５との間の潤滑を行うために、カムシャフト２には
図示しないオイル通路が形成され、そのオイル通路を通
じて両者３，１５の間に潤滑オイルが供給されるように
なっている。

【００１４】次に、上記のように構成した動弁装置の作
用について説明する。今、図１において、カムシャフト
２の回転に伴いカム３が回転方向Ａへ回転されると、そ
のカムプロフィルに従いながらカム３がカムフォロア１
５に摺接する。これにより、カムフォロア１５と共にて
バルブリフタ９及び吸気バルブ４が一体となって、コイ
ルスプリング１６の付勢力に抗して周期的に押し下げら
れ、吸気ポート８が開閉される。

【００１５】このときには、カム３がカムフォロア１５
の中心からずれた状態で摺接しながら回転されることか
ら、カムフォロア１５には図３に矢印Ｂで示す方向の回
転力が付与され、カムフォロア１５が回転される。又、
この実施例では、バルブリフタ９とカムフォロア１５と
の間が、軸２０及び複数のボール１８等によりベアリン
グ化されているので、カムフォロア１５が円滑に回転さ
れ、カムフォロア１５を高速で回転させることができ
る。そして、カムフォロア１５を高速回転させ得ること
から、カム３とカムフォロア１５との間に供給される潤
滑オイル量が増えて境界潤滑状態が回避され、両者３，
１５の間に生じる油膜を厚くすることができる。実験結
果によれば、カムフォロアを固定した場合と比較して、
この実施例では、カム３とカムフォロア１５との間の油
膜の厚さを「約１．７倍」にすることができた。その結
果、カム３とカムフォロア１５との間のフリクションを
低減させることができ、延いては内燃機関での燃費の向
上を図ることができる。

【００１６】しかも、この実施例では、カムフォロア１
５におけるカム３の回転方向Ａの側の端部１５ａがカム
３に近接するように、カムフォロア１５を傾斜させてい
る。そのため、カム３の回転トルクがノーズ３ｂからカ
ムフォロア１５に対し垂直に近い方向で有効に作用し
て、カムフォロア１５が回転し易くなる。その結果、カ
ム３とカムフォロア１５との間に若干残る滑りを極力低
減させることができる。又、それによってカム３とカム
フォロア１５との間のフリクションを更に有効に低減さ
せることができ、延いてはカム３及びカムフォロア１５
の寿命を延ばすことができる。更に、カム３の回転トル
クがカムフォロア１５に対し垂直に近い方向で作用する
ことから、カムフォロア１５での応力が垂直に近い方向
で作用し、カムフォロア１５の軸２０への負担が軽減さ
れ、その寿命を延ばすことができる。

【００１７】併せて、カム３とカムフォロア１５との間
の油膜を厚くできることによる付随的な効果として、内
燃機関のアイドル低回転化を図ることができる。又、カ
ム３のノーズ３ｂの曲率をより小さく設定することがで
きる。更には、コイルスプリング１６のばね荷重（付勢
力）を増大させることができ、吸気バルブ４が閉じられ
たときのシール性を向上させることができる。或いは、
同程度の膜厚比（面粗度に対する最小油膜厚さの比）を
確保する場合には、面粗度を相対的に粗くすることがで
き、その分だけカム３及びカムフォロア１５の加工上の
手間を省くことができる。

【００１８】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、バルブリフタ９上にてカムフォ
ロア１５を回転可能とするために、バルブリフタ９とカ
ムフォロア１５との間を軸２０及び複数のボール１８等
によりベアリング化したが、バルブリフタとカムフォロ
アとの間をローラ化してもよい。

【００１９】（２）前記実施例では、吸気バルブ４のス
テム１０を上下斜め方向に配置した場合に具体化した
が、ステムを垂直方向に配置した場合に具体化すること
もできる。

【００２０】（３）前記実施例では、吸気バルブ４に対
応した動弁装置としたが、排気バブに対応した動弁装置
としてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、カムとバルブリフタとの間に介在されたカムフォロ
アをカムの回転に伴って回転可能としたものにおいて、
カムフォロアにおけるカムの回転方向側の端部がカムに
近接するように、カムフォロアを傾斜させているので、
カムの回転トルクがカムフォロアに対し垂直に近い方向
で有効に作用してカムフォロアが回転し易くなり、カム
とカムフォロアとの間の滑りを低減させることができ、
もってカムとカムフォロアとの間のフリクションを更に
有効に低減させることができるという優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例における動弁装
置を示す断面図である。

【図２】一実施例において、バルブリフタとカムフォロ
アとの組み付け状態、両者の間のベアリング化の構成を
拡大して示す断面図である。

【図３】一実施例において、カムフォロア及びカム等を
上から見た状態を示す平面図である。

【符号の説明】

２…カムシャフト、３…カム、４…吸気バルブ、９…バ
ルブリフタ、１５…カムフォロア、１５ａ…端部、θ…
角度、Ａ…回転方向。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関における吸排気用のバルブとカ
   ムシャフト上のカムとの間に設けられたバルブリフタ
   と、 前記カムと前記バルブリフタとの間に介在され、前記バ
   ルブリフタ上にて回転可能に設けられたカムフォロアと
   を備えた内燃機関の動弁装置において、 前記カムフォロアにおける前記カムの回転方向側の端部
   が前記カムに近接するように、前記カムフォロアを前記
   バルブリフタ上にて傾斜させて配置したことを特徴とす
   る内燃機関の動弁装置。