JPH07224611A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はアウタシム付バルブリフタを備える
弁機構をカムにより駆動する内燃機関の動弁装置に関
し、カムの軽量化とシムの脱落防止とを共に実現するこ
とを目的とする。 【構成】 弁体１０の端部に連結してバルブリフタ１６
を設ける。バルブリフタ１６を介して弁体１０を閉弁方
向に付勢するバルブスプリング１２を設ける。バルブリ
フタ１６の表面に寸法公差の調整を行うべくシム２０を
組み付ける。シム２０の上面にカムピース２２が当接す
るようにカムシャフト２４を配設する。カムピース２２
のベース円部２２ａの肉厚をカムノーズ部２２ｂより薄
肉化して軽量化を図る。ベース円部２２ａ側の側面に開
口するオイル通路２６及びオイル噴射口２８を設ける。
オイル通路２６に所定油圧を発生するオイル供給源３０
を連通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動弁装置に
係り、特にアウタシム付バルブリフタを備える弁機構を
カムにより駆動する内燃機関の動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より内燃機関の吸排気弁の駆動機構
（動弁機構ともいう）として、カム機構が知られてい
る。この動弁機構の例が実開昭６０−１２８９０４号公
報に示されている。この公報に開示された技術は、カム
ピースのベース円部の肉厚をカムピースのカムノーズ部
の肉厚より薄く形成することにより、カムピースの強
度、面圧を損なうことなく、カムシャフトの軽量化を図
るものである（図３参照）。

【０００３】また、直打式の動弁機構には、リフタが用
いられる。このリフタには、カムとバルブリフタのクリ
アランスを適正に保つためにシムが併用される。この場
合、シムの交換を容易にするため、シムをリフタとカム
との間に配設する場合がある。このように配設されるシ
ムは、アウタシムと呼ばれる。

【０００４】このようなアウタシムを有する直打式の動
弁機構に前述実開昭６０−１２８９０４号公報に開示さ
れたカムシャフトを用いることも考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のカ
ムシャフトにおいて図３（Ｂ）に示す形態は、カム２の
中ぐり加工が困難であること、ベース円部２ａを２分割
するため所望の剛性を確保するために必要な総肉厚が図
３（Ｃ）に示すベース円部４ａに比べて厚くなること、
また、寸法誤差を相殺すべくアウタシムを組み付ける際
のサービス性が図３（Ｃ）に示す形態に劣ること、等の
不利益を有している。

【０００６】このため、従来カムを肉薄化して軽量化を
図るにあたっては、現実には上記図３（Ｃ）に示す形状
が採用されていたが、上記図３（Ｃ）に示すカム４につ
いても、以下の如き問題があった。

【０００７】すなわち、アウタシムは、バルブリフタに
嵌合保持されると共にバルブリフタとカム４との間で挟
持されており、実質的にはバルブリフタ上に固定された
状態となるはずである。ところが、内燃機関が高回転領
域で運転している場合、すなわちバルブリフタが高速運
動している場合には、アウタシムに異常振動が伝達し、
アウタシムとバルブリフタとの実質的な固定状態が崩れ
る場合がある。

【０００８】特にカム４が非リフト区間にある場合、す
なわちカム４のベース円部４ａがアウタシムに当接して
いる場合には、バルブリフタとカム４との間に作用する
挟持力が小さく、アウタシムがバルブリフタから浮き上
がることがある。この場合、ベース円部４ａがアウタシ
ムに対して十分な厚みを有していれば、その浮き上がり
を防止することができるが、上記従来のカム４のように
ベース円部４ａを薄肉化した場合、浮き上がりに対する
抗力は明らかに低下する。また、浮き上がりに際してア
ウタシムが傾き、シムとリフタの係合状態が悪化し、偏
摩耗する可能性もある。

【０００９】このため、上記従来のカム４を用いて動弁
装置を構成する場合、アウタシムの脱落を防止し得る程
度にはベース円部４ａの肉厚を確保しておくことが必要
であり、結局十分な軽量化を図ることができないという
問題を有していた。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、カムのベース円部をカムノーズ部に比べて薄肉
化すると共に、ベース円部がアウタシムと接触する際に
アウタシム表面に向けて噴射されるオイルの圧力によ
り、アウタシムの浮き上がりを防止することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、アウタシ
ム付バルブリフタを備える弁機構をカムにより駆動する
内燃機関の動弁装置であって、カムノーズ部に比べてベ
ース円部の肉厚を薄く形成したカムと、少なくとも前記
カムのベース円部が前記アウタシムに対向する際に前記
アウタシム表面にオイルを噴射するオイル噴射手段とを
備える内燃機関の動弁装置により達成される。

【００１２】

【作用】本発明に係る内燃機関の動弁装置において、前
記カムは、リフト区間において前記アウタシムに当接す
る前記カムノーズ部は十分な肉厚を有し、従って十分な
剛性を有している。また、非リフト区間において前記ア
ウタシムと摺動するに過ぎない前記ベース円部について
は肉薄化による軽量化が図られている。

【００１３】一方、前記オイル噴射手段は、前記アウタ
シムが前記ベース円部と当接する際に前記アウタシムの
表面にオイルを噴射する。噴射されたオイルは、前記ア
ウタシムを前記バルブリフタ側に付勢し、前記アウタシ
ムの浮き上がりを防止する。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である内燃機関の
動弁装置の構成図を示す。同図（Ａ）において弁体１０
は、内燃機関の吸気弁、又は排気弁を構成する弁体であ
り、図示しないバルブシートに着座、又は離座して吸気
ポート、又は排気ポートの導通状態を制御すべく設けら
れている。

【００１５】バルブスプリング１２は、その一端がシリ
ンダヘッド１４に、他端はバルブスプリングリテーナ１
１に当接している。バルブスプリングリテーナ１１は、
バルブステムにコッタ１３を介して取付けられている。
バルブリフタ１６はバルブステムとカムシャフト２４の
カムピース２２とに挟持され、シリンダヘッドに形成さ
れたリフタボア１８をカムピース２２の回転に伴い摺動
可能に配設される。

【００１６】バルブリフタ１６は、その上面に前記した
アウタシムに相当するシム２０を備えている。シム２０
は、弁体１０や後述するカムピース２２等の寸法公差を
吸収してバルブリフタ１６とカムピース２２との位置関
係を調整する部材であり、バルブリフタ１６に嵌合保持
される。

【００１７】カムピース２２は、内燃機関の回転と共に
回転するカムシャフト２４と一体に設けられており、そ
の側面図である図１（Ｂ）に示すように、ベース円部２
２ａとカムノーズ部２２ｂとから構成される。

【００１８】ベース円部２２ａは、カムシャフト２４と
同軸円形状に形成されており、カムシャフト２４が回転
するに際してシム２０の表面と摺動する。この際、カム
ピース２２は何ら実質的な仕事をせず、バルブリフタ１
６は図１（Ａ）に示す如くその上方変位端に保持され、
弁体１０は閉弁した状態に保持される。

【００１９】カムノーズ部２２ｂは、カムシャフト２４
の回転中心からその外形までの距離がピーク点に向けて
徐々に長くなるように形成されている。従って、カムノ
ーズ２２ｂがシム２０に当接した状態でカムシャフト２
４が回転すると、カムピース２２は、シム２０と摺動し
つつバルブリフタ１６を徐々に押し下げて弁体１０を開
弁させるように機能する。

【００２０】ところで、本実施例の内燃機関の動弁装置
においては、図１に示すようにベース円部２２ａの肉厚
をカムノーズ部２２ｂの肉厚に比べて薄く形成してい
る。上記の如くベース円部２２ａでは、バルブスプリン
グ１２からの反力をシム２０、カムピース２２はほとん
ど受けないため、カムノーズ部２２ｂと同等の強度は不
要であることから、薄肉化による軽量化を図るためであ
る。

【００２１】しかしながら、かかる薄肉化を図った場合
は、シム２０の脱落防止について配慮する必要があるこ
とは前記した通りである。つまり、本実施例の動弁装置
の如くバルブリフタ１６をカムピース２２とバルブステ
ムとの間で挟持する構成においては、内燃機関が、バル
ブスプリング１２のバネ定数とバルブリフタ１６、弁体
１０、バルブスプリングリテーナ１１、コッタ１３、シ
ム２０等の質量によって決まる共振周波数となる速度で
バルブを駆動するエンジン回転数になると、バルブスプ
リングが、異常振動（共振）し、バルブリフタ１６、シ
ム２０がカムピース２２の回転に追従しなくなる場合が
ある。

【００２２】かかる異常振動が発生すると、その振動は
バルブリフタ１６を通してシム２０へと伝達され、本来
はバルブリフタ１６に嵌合保持されるシム２０に浮き上
がりを発生させる。このようなシム２０の浮き上がり
は、特にカムピース２２とバルブリフタ１６との間に作
用する挟持力が低下する非リフト区間で起こり易く、本
実施例の如く非リフト区間においてシム２０に当接する
ベース円部２２ａを薄肉化した構成では、浮き上がろう
とするシム２０の挙動をカムピース２２のみで十分に規
制することはできない。

【００２３】本実施例の動弁装置は、かかる弊害を除去
すべく、少なくともベース円部２２ａがシム２０に当接
する際には、シム２０表面に適当な圧力でオイルが噴射
されるように構成した点に特徴を有するものである。

【００２４】ここで、本実施例においては、カムシャフ
ト２４の中心部にオイル通路２６を設け、また、一端が
このオイル通路２６内に開口し他端がベース円部２２ａ
側側面に開口するオイル噴射口２８を設け、更にオイル
通路２６を所定の油圧を発生するオイル供給源（オイル
ポンプ等）に連通することにより上記の機能を実現して
いる。尚、本実施例においては、これらオイル通路２
６、オイル噴射口２８、及びオイル供給源３０が前記し
たオイル噴射手段に相当する。

【００２５】かかる構成によれば、カムシャフト２４が
回転して、シム２０にベース円部２２ａが当接する状況
となると、同時にオイル噴射口２８がシム２０に対向す
ることになる。そして、シム２０は、オイル噴射口２８
から噴射されるオイルの噴射圧でバルブリフタ１６側へ
付勢され、ベース円部２２ａには十分な肉厚が確保され
ていないにも関わらずその浮き上がりが防止される。

【００２６】このように、本実施例の内燃機関の動弁装
置によれば、オイルの噴射圧によってシム２０の脱落防
止が図られており、カムピース２２による規制が不十分
でもシム２０がバルブリフタ１６から浮き上がり、ひい
ては脱落することがない。このため、ベース円部２２ａ
の肉厚を、要求される剛性のみを考慮して設定すること
ができ、従来の動弁装置に比べて高い信頼性を確保しつ
つ多大な軽量化を実現することができる。

【００２７】ところで、本実施例の内燃機関の動弁装置
は、積極的にシム２０表面にオイルを噴射する構成であ
ることから、従来の装置に比べてシム２０とカムピース
２２との摺動部をより有効に冷却することができると共
に、両者の摺動により生ずる摺動損失をより有効に低減
させることができる。

【００２８】このため、本実施例の装置によれば、シム
２０及びカムピース２２の摩耗が抑制されることにな
り、両者の耐久性が向上すると共に、内燃機関の出力特
性の向上による低燃費化を図ることができる。

【００２９】更に、本実施例の装置によれば、シム２０
の表面に随時オイルが噴射されることからバルブリフタ
１６とリフタボア１８との間にオイルが停滞することが
なく、オイルスラッジの発生防止に有効である。

【００３０】すなわち、積極的にシム２０表面にオイル
噴射を行わない場合、バルブリフタ１６、及びリフタボ
ア１８の形状によっては、シム２０上面にオイルが停滞
する場合がある。このようにオイルに停滞が生じると、
停滞したオイルが長期間継続的に高温状態に晒されてオ
イルスラッジを生ずる場合がある。かかるオイルスラッ
ジは、オイルの潤滑特性を劣化させる原因となり、また
フィルタを詰まらせて適正な潤滑を阻害する原因となり
好ましいものではない。

【００３１】これに対して本実施例の装置は、バルブリ
フタ１６とシリンダボア１８との間にオイルの停滞を招
くことがなく、上記の如きオイルスラッジを発生させる
ことがない。このように、本実施例の内燃機関の動弁装
置は、かかる観点からも内燃機関の信頼性、及び耐久性
の向上に有効である。

【００３２】尚、上記実施例においては、カムピース２
２を形状を、良好な加工性の確保等の観点より図１に示
す如き形状、すなわちベース円部２２ａの肉厚を両側か
ら薄肉化してカムノーズ部２２ｂの中央付近でベース円
部２２ａが一体成形される形状としているが、これに限
るものではなく中ぐり加工を要しない形状であればよ
い。

【００３３】すなわち、例えば図２に示すように、ベー
ス円部３２ａを一方の側からのみ薄肉化し、ベース円部
３２ａをカムノーズ部３２ｂの一方に偏って形成した形
状のカム３２を用いる構成としてもよい。

【００３４】本発明では、前述のような実施例に限ら
ず、特にバルブリフタのシムにカムピースがベース円部
が当接した状態で、シムに対し、ほぼシムの摺動面に均
一に力が加わるように配慮して、薄肉のカムピースの当
接位置とオイル噴出孔の位置を選択することも可能であ
る。

【００３５】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、アウタシム
をオイル噴射で付勢することとにより、アウタシムの浮
き上がり防止について配慮することなくベース円部の肉
厚を十分に薄肉化することができる。このため、本発明
に係る内燃機関の動弁装置は、従来の内燃機関の動弁装
置に比べて動作上高い信頼性を確保し得ると共に、更に
効果的な軽量化を実現することができるという特長を有
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である内燃機関の動弁装置の
全体構成図である。

【図２】本実施例の内燃機関の動弁装置に好適なカムの
他の例の構成図である。

【図３】従来の内燃機関の動弁装置に用いるカムの構成
図である。

【符号の説明】

１０ 弁体 １２ バルブスプリング １６ バルブリフタ １８ シリンダボア ２０ シム ２２，３２ カム ２２ａ，３２ａ ベース円部 ２２ｂ，３２ｂ カムノーズ部 ２４ カムシャフト ２６ オイル通路 ２８ オイル噴射口 ３０ オイル供給源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アウタシム付バルブリフタを備える弁機
   構をカムにより駆動する内燃機関の動弁装置であって、 カムノーズ部に比べてベース円部の肉厚を薄く形成した
   カムと、 少なくとも前記カムのベース円部が前記アウタシムに対
   向する際に前記アウタシム表面にオイルを噴射するオイ
   ル噴射手段とを備えることを特徴とする内燃機関の動弁
   装置。