JPH08177418A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関において、バルブの回転が一方向に
積極的に付与されるようにして、バルブ回転の安定化を
図ると共に、組立性並びに整備性の向上を図ることを目
的とする。 【構成】 バルブスプリングシート１０を構成するアッ
パーシート１１とロアシート１２とを、両者の嵌合によ
り、互いにバルブ中心軸方向及び該中心軸を中心とする
周方向に摺動可能に組み付け、組み付け状態において両
者間に形成される油室Ａに、オイルを流入及び流出可能
に介在させるようにし、かつオイル流出を行うオリフィ
ス１３の流通抵抗により、アッパーシート１１とロアシ
ート１２の接触時間をバルブ開時と閉時で変化させるよ
うにし、バルブの回転を滑らかにする付勢力が一方向に
積極的に付与されるようにした。

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
関し、特に、弁（バルブ）の回転を滑らかに行う技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の動弁装置として、図１
４に示すようなものがある（実開昭５９−１０２９１１
号公報参照）。この動弁装置は、バルブのリフト時にバ
ルブの効果的な回転によって、バルブの温度を均一化さ
せるものにおいて、バルブ回転を滑らかに行うようにし
たものである。

【０００３】その構造は、バルブ３９のバルブステム３
８頭部に装着されたリテーナ３１の内部をシリンダとし
て構成し、このシリンダ内に、バルブステム３８頭部に
結合され、上下方向に貫通する小孔３２を設けたピスト
ン３３と、このピストン３３の上部側に位置し、バネ３
４により下方に弾性付勢されてシリンダ内周面に沿って
液密に摺動する隔壁３５とを挿入し、シリンダ内のピス
トン３３上部と下部とに画成されて前記ピストン３３の
小孔３２により互いに連通される一対の可変容積油室３
６，３７を設けた構成となっている。尚、前記ピストン
３３とバルブステム３８とは一体成形される。

【０００４】かかる構成の動弁装置においては、バルブ
３９を滑らかに回転させるべくバルブ３９に付与される
付勢力は、バルブ３９作動時におけるピストン３３の小
孔３２をオイルが通過する際の流通抵抗で与えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の動弁装置にあっては、バルブ３９
はリテーナ３１と別々に動き易く、上述したように、バ
ルブ３９に付与される付勢力は、ピストン３３の小孔３
２をオイルが通過する際の流通抵抗のみで与えられ、更
に、一対の可変容積油室３６，３７を形成する隔壁３５
がバネ３４により付勢される構成であるため、カム作動
による回転力がバルブ３９に伝わり難く、又、バルブ３
９開時期及び閉時期に夫々流通抵抗による逆方向の回転
力がバルブに働くため、バルブ３９の回転が小さくなっ
てしまい、十分に目的を達せられない。

【０００６】更に、バルブ３９開時期にバネ３４に力が
加わると、可変容積油室の容積が変化し易いためにバル
ブ３９の回転力が変化し易く、不安定なバルブ３９の回
転となる。又、ピストン３３がバルブ３９に一体成形さ
れた構成であるから、組付性や整備性に劣るという欠点
もある。

【０００７】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、バルブの回転が一方向に積極的に付与される
ようにして、バルブ回転の安定化を図ると共に、組立性
並びに整備性の向上を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、バルブをロッカーアームを介して開閉動作さ
せる内燃機関の動弁装置において、バルブスプリングシ
ートを、バルブスプリングと当接する側のリング状のア
ッパーシートとシリンダヘッド座面に当接する側のリン
グ状のロアシートとから構成し、前記アッパーシートと
ロアシートとを、両者の嵌合により、互いにバルブ中心
軸方向及び該中心軸を中心とする周方向に摺動可能に組
み付けられ、かつ組み付け状態において両者間に油室が
形成される構成とし、前記油室には、アッパーシートと
ロアシート相互の摺動を滑らかに行わしめるべくオイル
を流入及び流出可能に介在させた。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記ロアシート
を、シリンダヘッドに形成されたオイル供給通路からの
オイルの流入口を有し、前記アッパーシート及びロアシ
ートの少なくとも一方に油室からオイルを流出させるオ
リフィスを設けた構成とした。請求項３記載の発明は、
バルブをロッカーアームを介して開閉動作させる内燃機
関の動弁装置において、バルブスプリングシートを、バ
ルブスプリングと当接する側のリング状のアッパーシー
トとシリンダヘッド座面に当接する側のリング状のロア
シートとから構成し、前記アッパーシート及びロアシー
トのいずれか一方は、上部のリング状シート部と、下部
のリング状ピストン部と、シート部とピストン部とを連
結するリング状連結部とから構成され、前記アッパーシ
ート及びロアシートの他方は、内部に空間部を有する中
空箱体から構成され、前記アッパーシートとロアシート
とは、一方のピストン部を他方の空間部に嵌挿すると共
に、連結部を他方の中空箱体の上部壁に形成された開口
部に嵌挿することにより、互いにバルブ中心軸方向及び
該中心軸を中心とする周方向に摺動可能に組み付けら
れ、アッパーシートとロアシートとの組み付け状態にお
いて、ピストン部が摺動する中空箱体の油室には、オイ
ルが封入され、前記ピストン部には、オイル流出用のオ
リフィスが形成され、前記ピストン部が摺動する油室に
は、アッパーシート戻し用のスプリングが介装されるよ
うにした。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明において、アッパーシート
とロアシート相互の摺動が滑らかになり、バルブ回転が
安定化される。請求項２記載の発明において、オイル流
出を行うオリフィスの流通抵抗により、アッパーシート
とロアシートの接触時間がバルブ開時と閉時で変化し、
バルブの回転を滑らかにする付勢力が一方向に積極的に
付与され、より効果的にアッパーシートとロアシート相
互の摺動を滑らかにすることができると共に、バルブ回
転を安定化できる。又、バルブ着座時において、オリフ
ィスの作用により比較的衝撃を緩和しつつバルブを着座
させることができる。

【００１１】請求項３記載の発明において、バルブの回
転を滑らかにする付勢力が一方向に積極的に付与され、
アッパーシートとロアシート相互の摺動を滑らかにする
ことができ、バルブ回転を安定化できると共に、アッパ
ーシートとロアシートとの間に形成され油室にオイルを
封入するようにしたから、オイルの流入をオイル供給源
から行わせる必要がなく、バルブスプリングシート単体
で構成できるため、組付性並びに整備性を向上できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、請求項１及び２記載の発明の第１の実施
例を示している。図において、内燃機関のバルブ機構と
して、吸気ポートａと燃焼室ｂとの連通口である吸気口
ｃを、その軸方向に摺動させることにより開閉する吸気
バルブ９側を示しており、シリンダヘッド１４に形成さ
れた取付孔１４ａに吸気バルブ９のバルブステム９ａを
軸方向に摺動案内するバルブガイド２７が嵌合されてい
る。

【００１３】又、この実施例においては、一端部がシリ
ンダヘッド１４に図示しないピボットを介して揺動可能
に支承されると共に、他端部がバルブステム９ａ上端部
に当接され、バルブ９を吸気口ｃを閉じるべくカム２４
Ａの動作に追従して押圧作動するロッカーアーム２４
と、バルブ２を吸気口ｃを開くべく押し戻すバルブスプ
リング１８と、バルブスプリング１８の上端部と係合す
るリテーナ１と、該リテーナ１とバルブステム９ａ端部
とを係合するコッタ２６と、シリンダヘッド１４に形成
されて、スプリング座面を内底面に形成する溝１４ｂに
収納配置され、バルブスプリング１８の下端部と当接す
るリング状のバルブスプリングシート１０とが設けられ
ている。

【００１４】かかる構成は排気バルブにおいても同様で
あり、以下、バルブと称して、吸気バルブと排気バルブ
の両方を指すこととする。ここで、前記バルブスプリン
グシート１０は、図２に示すような構成となっている。
即ち、バルブスプリングシート１０は、バルブスプリン
グ１８と当接する側のリング状のアッパーシート１１と
シリンダヘッド１４座面に当接する側のリング状のロア
シート１２とから構成される。

【００１５】前記アッパーシート１１は、内・外２重構
造の内周壁１１ａと外周壁１１ｂと、内周壁１１ａと外
周壁１１ｂ夫々の間に形成されるリング状の空間部を塞
ぐ天壁１１ｃとから構成される。又、前記ロアシート１
２は、内・外２重構造の内周壁１２ａと外周壁１２ｂ
と、内周壁１２ａと外周壁１２ｂ夫々の間に形成される
リング状の空間部を塞ぐ底壁１２ｃとから構成される。

【００１６】これらアッパーシート１１とロアシート１
２とは、該アッパーシート１１の内周壁１１ａと外周壁
１１ｂとの間に、ロアシート１２を嵌入することによ
り、互いにバルブ中心軸方向及び該中心軸を中心とする
周方向に摺動可能に組み付けられる。かかるアッパーシ
ート１１とロアシート１２との組み付け状態において
は、両者間に油室Ａが形成される。

【００１７】そして、アッパーシート１１の内周壁１１
ａと外周壁１１ｂの天壁１１ｃ近傍位置には、バルブス
プリングシート１０の油室Ａ内外を連通するオイル流出
用のオリフィス１３が形成されている。又、ロアシート
１２の底壁１２ｃには、オイル流入口１７が形成されて
いる。一方、シリンダヘッド１４には、図示しないオイ
ル供給源からのオイル供給通路１６が形成されており、
このオイル供給通路１６の下流側開口端は、前記ロアシ
ート１２の底壁１２ｃのオイル流入口１７に連通接続さ
れる。このオイル通路１６には、オイル供給源からオイ
ル流入口１７に向かうオイル流れのみを許容するチェッ
クバルブ１５が介装される。

【００１８】かかる構成においては、前記オイル通路１
６からのオイルがオイル流入口１７を介して油室Ａに供
給可能であり、該油室Ａにオイルを満たすことが可能で
ある。この場合、オイルの圧力はバルブスプリング１８
のセット荷重より適宜大きく、バルブスプリング１８最
大荷重よりも小さくなるように設定する。次に、かかる
構成の作用について説明する。

【００１９】バルブ９の着座時には、オイル供給通路１
６からのオイルがオイル流入口１７を通じて油室Ａに供
給され、オリフィス１３から流出される。この際、オイ
ル圧力によりアッパーシート１１は所定位置まで押し上
げられる（図２参照）。バルブ９の開弁動作時におい
て、バルブスプリング荷重がオイル圧力以下の開弁初期
では、アッパーシート１１はオイルの圧力により押圧さ
れて移動しない。

【００２０】バルブスプリング荷重がオイル圧力よりも
大きい開弁中期・後期では、アッパーシート１１がバル
ブスプリング１８の弾性力により押圧されて下方に移動
し始めるが、オリフィス１３からオイルが緩やかに流出
するので、比較的緩慢に移動し、バルブスプリング荷重
がオイル圧力と等しくなった時点でも、アッパーシート
１１はまだロアシート１２には接触しない（図３参
照）。

【００２１】又、この間、カム２４Ａの作動の影響によ
り、バルブ９に回転力が付与されて、アッパーシート１
１はロアシート１２に対して周方向に摺動回転する。最
終的には、アッパーシート１１はロアシート１２と接触
して、軸方向及び周方向の摺動は停止する（図４参
照）。一方、バルブ９の閉弁動作時において、バルブス
プリング荷重がオイル圧力より大きい閉弁初期では、バ
ルブスプリング荷重によりアッパーシート１１は移動し
ない。バルブスプリング荷重がオイル圧力以下の閉弁中
期・後期では、バルブスプリング荷重がオイル圧力より
も小さくなった時点でアッパーシート１１は移動し始
め、開弁時とは逆方向の回転力が付与されるが、ロアシ
ート１２と離れている時間が短いため、元の位置までは
戻らない。又、バルブ９の着座時でもオリフィス１３の
影響により比較的衝撃が緩和されつつ着座が行われる。

【００２２】図５及び図６は上記実施例の作用を補足説
明するバルブスプリングシートの作動行程を示す図であ
り、図５はスプリング荷重とアッパーシート上下方向変
位の関係を示している。又、図６はアッパーシートの作
動期間を説明する図である。次に、請求項１及び２記載
の発明の第２の実施例を図７〜図９に基づいて説明す
る。

【００２３】この実施例は、図１〜図４の実施例のよう
にアッパーシート１１とロアシート１２間に形成される
油室Ａにオイルを出し入れする構成のものにおいて、バ
ルブスプリングシート１０の小型化を図ったものであ
る。即ち、バルブスプリングシート４０は、アッパーシ
ート４１とロアシート４２とから構成される。

【００２４】前記アッパーシート４１は、リング状の板
部材から構成される。又、前記ロアシート４２は、内・
外２重構造の内周壁４２ａと外周壁４２ｂと、内周壁４
２ａと外周壁４２ｂ夫々の間に形成されるリング状の空
間部を塞ぐ底壁４２ｃとから構成される。これらアッパ
ーシート４１とロアシート４２とは、該ロアシート４２
の内周壁４２ａと外周壁４２ｂとの間に、アッパーシー
ト４１を嵌入することにより、互いにバルブ中心軸方向
及び該中心軸を中心とする周方向に摺動可能に組み付け
られる。

【００２５】かかるアッパーシート４１とロアシート４
２との組み付け状態においては、両者間に油圧Ａが形成
される。そして、ロアシート４２の内周壁４２ａと外周
壁４２ｂの底壁４２ｃ近傍位置には、バルブスプリング
シート４０の油室Ａ内外を連通するオイル流出用のオリ
フィス４３が形成されている。又、ロアシート４２の底
壁４２ｃには、オイル流入口４７が形成されている。

【００２６】図１〜図４の実施例と同様のオイル供給通
路１６の下流側開口端は、前記オイル流入口４７に連通
接続される。次に、かかる構成の作用については図１〜
図４の実施例と同様であり、開弁前は、バルブスプリン
グ荷重がオイル圧力以下であるから、アッパーシート４
１は移動しない（図７参照）。又、バルブスプリング荷
重がオイル圧力よりも大きい開弁中期・後期では、アッ
パーシート４１がバルブスプリング１８の弾性力により
押圧されて下方に移動し始めるが、アッパーシート４１
はまだロアシート４２には接触しない（図８参照）。

【００２７】最終的には、図９に示すように、アッパー
シート４１はロアシート４２と接触して、軸方向及び周
方向の摺動は停止する。かかる請求項１及び２記載の発
明の実施例によると、アッパーシートとロアシートと
を、両者の嵌合により、互いにバルブ中心軸方向及び該
中心軸を中心とする周方向に摺動可能に組み付け、組み
付け状態において両者間に形成される油室に、オイルを
流入及び流出可能に介在させるようにし、かつオイル流
出を行うオリフィスの流通抵抗により、アッパーシート
とロアシートの接触時間をバルブ開時と閉時で変化させ
るようにしたから、バルブの回転を滑らかにする付勢力
が一方向に積極的に付与され、アッパーシートとロアシ
ート相互の摺動を滑らかにすることができると共に、バ
ルブ回転を安定化できる。

【００２８】又、バルブ着座時において、オリフィスの
作用により比較的衝撃を緩和しつつバルブを着座させる
ことができる。特に、第２の実施例によると、アッパー
シート４１をリング状の板部材から構成して、ロアシー
ト４２内部に嵌合するようにしたから、アッパーシート
４１とロアシート４２相互の摺動面での摩擦抵抗を低減
でき、しかもバルブスプリングシート４０の小型化を図
れるという利点がある。

【００２９】次に、請求項３記載の発明の実施例を図１
０〜図１３に基づいて説明する。この実施例は、バルブ
スプリングシート５０を、アッパーシート５１とロアシ
ート５２との組付体により中空に形成し、この中空部
に、アッパーシート５１とロアシート５２間の摺動動作
を滑らかにするオイルを密封したものである。即ち、ア
ッパーシート５１は、上部のリング状シート部２０と、
下部のリング状ピストン部１９と、シート部２０とピス
トン部１９とを連結するリング状連結部２１とから構成
される。

【００３０】前記ロアシート５２は、中空箱形断面に構
成される。又、このロアシート５２の天壁にはリング状
の開口部５２ａが周方向に沿って形成される。これらア
ッパーシート５１とロアシート５２とは、該アッパーシ
ート５１のピストン部１９をロアシート５２の中空部に
嵌挿すると共に、連結部２１を開口部５２ａに嵌挿する
ことにより、互いにバルブ中心軸方向及び該中心軸を中
心とする周方向に摺動可能に組み付けられる。

【００３１】かかるアッパーシート５１とロアシート５
２との組み付け状態において、ピストン部１９が摺動す
る油室Ａには、オイルが封入される。そして、ピストン
部１９には、オイル流出用のオリフィス５３が形成さ
れ、又、ピストン部１９底面とロアシート５２底壁上面
との間の内周側と外周側には、夫々アッパーシート戻し
用のスプリング２２，２３が介装される。

【００３２】かかる構成においては、バルブ９の開弁前
は、バルブスプリング荷重がスプリング２２，２３の押
圧力とオイル圧力以下であり、図１１に示すように、ア
ッパーシート５１は移動しない。バルブスプリング荷重
がスプリング２２，２３の押圧力とオイル圧力よりも大
きい開弁中期・後期では、アッパーシート５１がバルブ
スプリング１８の弾性力により押圧されて下方に移動し
始めるが、オリフィス５３からオイルが緩やかに流出す
るので、比較的緩慢に移動し、バルブスプリング荷重が
スプリング２２，２３の押圧力とオイル圧力と等しくな
った時点でも、アッパーシート５１はまだロアシートに
は接触しない（図１２参照）。

【００３３】又、この間、カム２４Ａの作動の影響によ
り、バルブ９に回転力が付与されて、アッパーシート５
１はロアシート５２に対して周方向に摺動回転する。最
終的には、図１３に示すように、アッパーシート５１は
ロアシート５２と接触して、軸方向及び周方向の摺動は
停止する。かかる請求項３記載の発明の実施例において
も、バルブ９の回転を滑らかにする付勢力が一方向に積
極的に付与され、アッパーシート５１とロアシート５２
相互の摺動を滑らかにすることができ、バルブ９の回転
を安定化できると共に、アッパーシート５１とロアシー
ト５２との間に形成される油室Ａにオイルを封入するよ
うにしたから、オイルの流入をオイル供給源から行わせ
る必要がなく、バルブスプリングシート５０単体で構成
できるため、組付性並びに整備性を向上できるという利
点がある。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、アッパーシートとロアシート相互の摺動を
滑らかでき、バルブ回転を安定化することができる。請
求項２記載の発明によれば、オイル流出を行うオリフィ
スの流通抵抗により、アッパーシートとロアシートの接
触時間がバルブ開時と閉時で変化し、バルブの回転を滑
らかにする付勢力が一方向に積極的に付与され、より効
果的にアッパーシートとロアシート相互の摺動を滑らか
にすることができると共に、バルブ回転を安定化でき、
又、バルブ着座時において、オリフィスの作用により比
較的衝撃を緩和しつつバルブを着座させることができ
る。

【００３５】請求項３記載の発明によれば、バルブの回
転を滑らかにする付勢力が一方向に積極的に付与され、
アッパーシートとロアシート相互の摺動を滑らかにする
ことができ、バルブ回転を安定化できると共に、アッパ
ーシートとロアシートとの間に形成され空間部にオイル
を封入するようにしたから、オイルの流入をオイル供給
源から行わせる必要がなく、バルブスプリングシート単
体で構成できるため、組付性並びに整備性を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１及び２記載の発明の第１の実施例を
示す断面図

【図２】 同上実施例のバルブスプリングシートの詳細
を示す拡大断面図で、開弁前を示す図

【図３】 同上実施例のバルブスプリングシートの詳細
を示す拡大断面図で、開弁時を示す図

【図４】 同上実施例のバルブスプリングシートの詳細
を示す拡大断面図で、最大リフト付近時を示す図

【図５】 同上実施例の作用を補足説明するバルブスプ
リングシートの作動行程を示す図であり、スプリング荷
重とアッパーシート上下方向変位の関係を示す図

【図６】 アッパーシートの作動期間を説明する図

【図７】 請求項１及び２記載の発明の第２の実施例の
バルブスプリングシートの詳細を示す拡大断面図で、開
弁前を示す図

【図８】 同上実施例のバルブスプリングシートの詳細
を示す拡大断面図で、開弁時を示す図

【図９】 同上実施例のバルブスプリングシートの詳細
を示す拡大断面図で、最大リフト付近時を示す図

【図10】 請求項３記載の発明の実施例を示す断面図

【図11】 同上実施例のバルブスプリングシートの詳細
を示す拡大断面図で、開弁前を示す図

【図12】 同上実施例のバルブスプリングシートの詳細
を示す拡大断面図で、開弁時を示す図

【図13】 同上実施例のバルブスプリングシートの詳細
を示す拡大断面図で、最大リフト付近時を示す図

【図14】 従来の内燃機関の動弁装置を示す図

【符号の説明】

９ バルブ １０ バルブスプリングシート １１ アッパーシート １２ ロアシート １３ オリフィス １４ シリンダヘッド １６ オイル供給通路 １７ オイル流入口 １８ バルブスプリング １９ ピストン部 ２０ シート部 ２１ 連結部 ２２，２３ スプリング ４０ バルブスプリングシート ４１ アッパーシート ４２ ロアシート ４３ オリフィス ４７ オイル流入口 ５０ バルブスプリングシート ５１ アッパーシート ５２ ロアシート ５３ オリフィス Ａ 油室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブをロッカーアームを介して開閉動作
   させる内燃機関の動弁装置において、 バルブスプリングシートを、バルブスプリングと当接す
   る側のリング状のアッパーシートとシリンダヘッド座面
   に当接する側のリング状のロアシートとから構成し、 前記アッパーシートとロアシートとを、両者の嵌合によ
   り、互いにバルブ中心軸方向及び該中心軸を中心とする
   周方向に摺動可能に組み付けられ、かつ組み付け状態に
   おいて両者間に油室が形成される構成とし、 前記油室には、アッパーシートとロアシート相互の摺動
   を滑らかに行わしめるべくオイルを流入及び流出可能に
   介在させたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】前記ロアシートは、シリンダヘッドに形成
   されたオイル供給通路からのオイルの流入口を有し、前
   記アッパーシート及びロアシートの少なくとも一方に油
   室からオイルを流出させるオリフィスを設けたことを特
   徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。
3. 【請求項３】バルブをロッカーアームを介して開閉動作
   させる内燃機関の動弁装置において、 バルブスプリングシートを、バルブスプリングと当接す
   る側のリング状のアッパーシートとシリンダヘッド座面
   に当接する側のリング状のロアシートとから構成し、 前記アッパーシート及びロアシートのいずれか一方は、
   上部のリング状シート部と、下部のリング状ピストン部
   と、シート部とピストン部とを連結するリング状連結部
   とから構成され、 前記アッパーシート及びロアシートの他方は、内部に空
   間部を有する中空箱体から構成され、 前記アッパーシートとロアシートとは、一方のピストン
   部を他方の空間部に嵌挿すると共に、連結部を他方の中
   空箱体の上部壁に形成された開口部に嵌挿することによ
   り、互いにバルブ中心軸方向及び該中心軸を中心とする
   周方向に摺動可能に組み付けられ、 アッパーシートとロアシートとの組み付け状態におい
   て、ピストン部が摺動する中空箱体の油室には、オイル
   が封入され、 前記ピストン部には、オイル流出用のオリフィスが形成
   され、 前記ピストン部が摺動する油室には、アッパーシート戻
   し用のスプリングが介装されることを特徴とする内燃機
   関の動弁装置。