JPH09222007A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステム先端部の偏摩耗を抑えステムの寿命を
向上させ、軸方向長さを小さくすること。 【構成】 ステム１５の軸心と同一の軸心をもつ有底円
筒形状のスライダー３２の外底をステム１５に当接さ
せ、スライダー３２に環状溝３２１を形成し、プレート
３４をステムに軸心に対して直交する方向へ摺動自在に
且つ環状溝３２１に進入可能に配設し、更にスライダー
３２の内底でスプリング３３を支持し、スプリングが圧
縮された場合にはスライダー３２の筒内部に収納できる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸排気弁を停止さ
せる弁停止機構をもつエンジンの動弁装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のエンジンの動弁装置とし
ては、例えば特開平６−１０６３７号公報に示されるも
のが知られている。これは、エンジン燃焼室に開口する
吸気孔又は排気孔を開閉する吸排気弁と、吸排気弁に連
結されたバルブステムと、カムシャフトに支持されたカ
ムと、カムとバルブステムとの間に配設され吸排気弁を
閉状態のまま維持することが可能な弁停止機構とを有す
るものである。ここで、弁停止機構は、シリンダヘッド
内に吸排気弁の軸方向に摺動自在に配設されたボデー
と、ボデー内に形成されステムの軸心と直交する軸心を
有するボデー孔と、ステムの軸心方向に延在するステム
入脱孔を有し、一端に作用する油圧によりボデー孔内を
摺動してステム先端部がステム入脱孔に進入可能な第１
位置へ付勢されるプランジャと、プランジャを油圧に対
抗するよう付勢すると共に油圧が作用していないときに
プランジャをステム先端部がステム入脱孔に進入不能な
第２位置へ維持するスプリングと、吸排気弁の動作時に
バルブステムの先端と当接するようにプランジャに取り
付けられた耐摩耗性材料製のスライダーと、吸排気弁を
閉塞させる方向にバルブステムを付勢するバルブスプリ
ングとから構成されている。

【０００３】上記した装置では、この耐摩耗性材料製の
スライダーによりプランジャとバルブステム先端部との
接触を回避し、プランジャの偏摩耗やその軸心が偏向す
るのを防止しようとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した装
置では、プランジャとバルブステム先端部との接触は回
避できるものの、バルブステムの軸心と直交する方向に
プランジャと共に移動するスライダーとバルブステム先
端部とが接触する構成であるため、スライダーからバル
ブステムの軸心と直交する方向への荷重がステム先端部
へ作用してバルブステム先端部が偏摩耗し、その結果、
長期間使用するとバルブステムの先端部が削られる恐れ
がある。そのため、バルブステムを長期間使用するに伴
い、吸排気弁のリフト量が次第に小さくなっていくこと
から、適性のリフト量を確保できないという問題点があ
る。つまり、バルブステムの寿命が短くなるという問題
点がある。

【０００５】そこで本発明は、バルブステム先端部の偏
摩耗を抑えてバルブステムの寿命を向上させることを、
その技術的課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために請求項１の発明において講じた技術的手段は、
エンジンの燃焼室に開口する吸気孔又は排気孔を開閉す
る吸排気弁と、吸排気弁を閉塞させる方向にステムを付
勢する第１スプリングと、カムと、カムと吸排気弁との
間に配設された弁停止機構とを有し、弁停止機構が、エ
ンジンのシリンダヘッド内に形成された孔内に吸排気弁
の軸方向に移動自在に配設され、カムに当接するボデー
と、孔内に吸排気弁の軸方向に移動自在に且つボデーに
対して相対移動可能に配設され、外底部がステム先端部
に当接する有底円筒形状のスライダーと、一端がボデー
に支持され、他端がスライダーの内底部に支持された第
２スプリングと、ボデーとスライダーとの間の相対移動
を規制可能とする相対移動規制手段から構成したことで
ある。

【０００７】相対移動規制手段によりボデーとスライダ
ーとの相対移動が規制されている場合には、カムがボデ
ーと係合すると、ボデーがスライダー及びステムと共に
第１スプリングの付勢力に抗して移動し、その結果、吸
排気弁が開閉作動する。

【０００８】一方、相対移動規制手段によりボデーとス
ライダーとの相対移動の規制が解除された場合には、カ
ムがボデーと係合してボデーが吸排気弁を開放させる方
向に移動しても、そのボデーに作用する力はスライダー
及びステムには伝達されないため、第１スプリングによ
りステムがスライダーを押圧しながら吸排気弁を閉塞さ
せる方向に移動する。その結果、吸排気弁が常時休止し
たままとなる。

【０００９】上記技術的手段によれば、吸排気弁の軸方
向に移動するスライダー及びステム先端部間を接触させ
たので、ステム先端部にステムの軸心とは直交する方向
への荷重が加わることはなく、その結果、ステム先端部
の偏摩耗が抑えられ、ステム先端部が削られることはな
い。従って、バルブステムの寿命が向上する。

【００１０】更に、スライダーを有底円筒形状とし内底
に第２スプリングの一端を支持することにより、スプリ
ングが圧縮された場合のスプリング長さをスライダー内
部に収納でき、弁停止機構の軸長を短縮することができ
るものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態を図面に
基づいて説明する。

【００１２】図１〜図５を参照してエンジンの動弁装置
について説明する。ここで、図１〜図３は、吸排気弁の
動作時（開閉時）におけるエンジンの動弁装置を示し、
図４，図５は、吸排気弁の休止時（停止時）におけるエ
ンジンの動弁装置を示す。

【００１３】図１に示すエンジンの動弁装置１０は、図
示しないカムシャフトに支持されたカム１１と、エンジ
ンのシリンダヘッド１２に形成されたシート面１３に着
脱することで図示しないエンジン燃焼室内に開口する吸
気孔又は排気孔（図示せず）を開閉する吸排気弁１４
と、吸排気弁１４に連結されたバルブステム（ステム）
１５と、バルブステム１５の外周上にコッタ１６を介し
て固定されたリテーナ１７に一端が係合し、吸排気弁１
４を閉塞させる方向へバルブステム１５を付勢する弁ス
プリング（第１スプリング）１８と、カム１１とバルブ
ステム１５との間に配された弁停止機構１９とから構成
されている。尚、バルブステム１５は耐熱性材料（例え
ば耐熱鋼）から成る。

【００１４】弁停止機構１９において、エンジンのシリ
ンダヘッド１２内に吸排気弁１４の軸方向に延在するよ
うに形成されたシリンダ孔１２ａ内には、有底円筒状の
アウタボデー２０が摺動自在に配設され、アウタボデー
２０の上面にはカム１１との係合面をもつ円盤状のアウ
タシム２１が配置されている。このアウタシム２１は、
カム１１のベース円と弁停止機構１９との間のクリアラ
ンスを調整するもので、アウタシム２１の外径はシリン
ダ孔１２ａの径よりも僅かに小さくなっている。

【００１５】アウタボデー２０の内部空間２２内には、
上下に分割された２つのインナボデー２３，２４がアウ
タボデー２０と一体的に移動自在に配設されている。下
側インナボデー２４とシリンダ孔１２ａの底面との間に
は、スプリング２５が配設され、両インナボデー２３，
２４をアウタボデー２０に押圧する方向（即ち吸排気弁
１４を閉塞させる方向）へ付勢している。尚、スプリン
グ２５と下側インナボデー２４との間には、スプリング
受座２６が配設されている。上側インナボデー２３は、
回り止めピン２７を介してアウタボデー２０に対して相
対回転不能に支持されている。下側インナボデー２４に
は、バルブステム１５の軸心と一致する軸心をもつ第１
スライダ案内孔２８が形成され、上側インナボデー２３
には、バルブステム１４の軸心と一致する軸心をもち且
つ第１スライダー案内孔２８の径よりも大きい径を有す
る第２スライダー案内孔２９が形成されている。又、両
インナボデー２３，２４間には、バルブステム１５の軸
心とは直交する軸心をもつボデー孔が形成され、第１，
第２スライダー案内孔２８，２９間に交差している。
尚、上記したアウタボデー２０及びインナボデー２３，
２４により本発明のボデーが構成される。又、上記した
両インナボデー２３，２４を一体構造にしても良く、ア
ウタボデー２０と両インナボデー２３，２４とを一体構
造にしても良い。

【００１６】第１，第２スライダー案内孔２８，２９内
には、バルブステム１５と常時当接するようにスライダ
ー３２が摺動自在に案内され、このスライダー３２は、
アウタボデー２０の底面との間に配設されたスプリング
（第２スプリング）３３により吸排気弁１４を開放させ
る方向に付勢されている。このスプリング３３の付勢力
は弁スプリング１８の付勢力よりも小さくなるように設
定されている。詳しくは、スライダー３２の形状が、断
面略Ｕ字状の有底円筒形状であり、その外周部のフラン
ジ部に環状溝３２１を形成しており、内底部３２２でス
プリング３３の一端を支持しており、外底部３２３がバ
ルブステム１５と当接している。

【００１７】環状溝３２１は、スライダー３２の径方向
に開口し、ボデー孔と重合可能で且つボデー孔の軸方向
幅と略同一の開口幅をもつ。スライダー３２の外周は、
第１スライダー案内孔２８の径と略同一の径をもってい
る。スライダー３２のフランジ部は、その外周面が環状
溝３２１の上面を形成するようにスライダー３２の径方
向に突出したもので、その外径は第２スライダー案内孔
２９の径と略同一である。尚、スライダーは耐摩耗性材
料（例えば浸炭材）から成る。

【００１８】図３に示すように、前述したボデー孔内に
はスライダー３２の環状溝３２１の開口幅つまりボデー
孔の吸排気弁軸方向幅と略同一の厚さをもつプレート３
４が摺動自在に案内されている。このプレート３４には
吸排気弁１４の軸方向に貫通する貫通孔３５が形成さ
れ、この貫通孔３５の径はスライダー３２の外周径と略
同一になっている。プレート３４は、自身がスライダー
３２に形成された環状溝３２１に進入する（即ちボデー
孔３１及び環状溝３２１にまたがる）第１位置（図１，
図２，図３の状態）から自身が環状溝３２１から脱する
第２位置（図４，図５の状態）まで移動するようになっ
ている。ここで、プレート３４が第１位置に存在すると
きには、図１及び図２に示す如く、貫通孔３５の軸心が
スライダー３２の軸心に対してずれているため、スライ
ダー３２はバルブステム１５と共にインナボデー２３，
２４に対して相対移動不能になっている。一方、プレー
ト３４が第２位置に存在するときには、図５に示す如
く、貫通孔３５の軸心がスライダー３２の軸心と一致す
るため、図４に示す如くスライダー３２はバルブステム
１５と共にインナボデー２３，２４に対して相対移動可
能となる。尚、プレート３４は耐摩耗性材料（例えば浸
炭材）から成る。

【００１９】プレート３４の左端とアウタボデー２０と
の間には油圧室３６が形成され、図示しないオイルパン
内の油圧が油圧ポンプなどによりシリンダヘッド１２に
形成された油圧通路３７、アウタボデー２０に形成され
た環状の溝３８及び通路３９を介して供給されるように
なっている。油圧室３６へ供給される油圧は、エンジン
回転数，エンジン負荷等のエンジンの運転状態に応じて
決定され、図３の状態と図５の状態を任意に切り替えら
れることができる。

【００２０】一方、プレート３４の右端とアウタボデー
２１との間にはスプリング室４０が形成され、このスプ
リング室４０はボデー孔の軸方向幅よりも大きな軸方向
幅をもつように両インナボデー２３，２４を加工するこ
とで形成される。このスプリング室４０内にはスプリン
グ４１が配設され、プレート３４を油圧に対抗する方向
即ち油圧室３６の容積を減少させる方向に付勢してい
る。ここで、スプリング４１の付勢力は油圧による力よ
りも小さくなるよう設定されており、油圧室３６内に油
圧が作用していないときには、スプリング４１の付勢力
によりプレート３４は図１〜図３に示す第１位置へ維持
される。

【００２１】次に、環状溝３２１とプレート３４との嵌
合部について、第２、第３の実施の形態を説明する。図
６に示す第２の実施の形態においては、スライダー３２
のフランジ部で形成する環状溝３２１を３２１ａ，３２
１ｂのようにテーパー部を形成し、プレート３４の環状
溝３２１との嵌合部にこれに嵌合するテーパー部３４
ａ，３４ｂを設けている。図７に示す第３の実施の形態
においては、スライダー３２のフランジ部で形成する環
状溝３２１のテーパー角度を図６に対して反対方向に向
けている。

【００２２】上記の如く構成されたエンジンの動弁装置
１０の作動について説明する。

【００２３】エンジンが始動されると図示しないカムシ
ャフトが回転し始め、その結果カム１１が回転駆動され
る。まず、吸排気弁１４を常時開閉動作させたい場合、
油圧室３６に油圧を供給し図３の状態に切り替える。そ
の結果、プレート３４が第１位置となり、プレート３４
の一部がスライダー３２に形成された環状溝３２１に進
入し（即ちプレート３４がボデー孔及び環状溝３２１に
またがり）、その結果、プレート３４は図１及び図２に
示す如く第１位置にて停止する。これにより、スライダ
ー３２とプレート３４つまりアウタボデー２０及びイン
ナボデー２３，２４との間の相対移動が阻止される。

【００２４】従って、カム１１がベース円でアウタシム
２１に接している図１の状態から回転が進んでカム面で
アウタシム２１に接するとと、アウタボデー２０及びイ
ンナボデー２３，２４がスライダー３２と共に弁スプリ
ング１８及びスプリング２５の付勢力に抗して図示下方
に沈み始める（図２参照）。つまり、アウタシム２１が
カム１１のカム面と係合している間は、その力はアウタ
ボデー２０→インナボデー２３→プレート３４→スライ
ダー３２→バルブステム１５→吸排気弁１４と伝達さ
れ、カム面のカムプロフィールに応じて吸排気弁１４が
弁スプリング１８の付勢力に抗して図示下方へと移動
し、吸排気弁がシート面１３から離間して吸気又は排気
が行われる。このとき、アウタボデー２１はシリンダ孔
１５ａに対して回転することもあるが、その場合、アウ
タシム２０が円盤状であるために、カム１１はアウタシ
ム２１と常時係合することとなり、そのときのカム面の
係合領域の面積が常に一定となる。

【００２５】一方、吸排気弁１４の作動を休止させたい
場合、油圧室３６にスプリング４１に抗する油圧を入れ
てプレート３４を図５の状態にスライドさせる。その結
果、プレート３４が第１位置から第２位置に向けて移動
し、プレート３４の一部が環状溝３２１から脱し、プレ
ート３４は図５に示す如くその貫通穴３５の軸心がバル
ブステム１５つまりスライダー３２の軸心と一致した第
２位置で停止する。これにより、スライダー３２とプレ
ート３４つまりアウタボデー２０及びインナボデー２
３，２４との間の相対移動が可能となる。

【００２６】従って、カム１１がベース円でアウタシム
２１に接している状態から回転が進んでカム面でアウタ
シム２１に接し始めても、カム１１の力はアウタボデー
２０及びインナボデー２３，２４に伝達されるものの、
スライダー３２及びバルブステム１５には伝達されな
い。その結果、弁スプリング１８の付勢力によりスライ
ダー３２はバルブステム１５に押され、スライダー３２
が第１スライダー案内孔２８及び貫通孔３５に、フラン
ジ部が第２スライダー案内孔２９に夫々案内されなが
ら、スプリング３３の付勢力に抗して図示上方に移動す
る（図４参照）。このように、カム１１による力が吸排
気弁１４に伝達されないので、吸排気弁１４は閉状態即
ちシート面１３に着座した状態に維持され、吸気又は排
気は行われない。このときも、カム１１はアウタシム２
１と常時係合することとなり、そのときのカム面の係合
領域の面積が常に一定となる。

【００２７】以上示したように、この実施例では、互い
に直交する方向に移動するバルブステム１５とプレート
３４との間にバルブステム１５に当接するスライダーを
介在させたので、バルブステム１５先端部とプレート３
４の接触が回避されることから、バルブステム１５先端
部の偏摩耗を抑えることができ、長期間使用してもバル
ブステム１５先端部が削られることはない。従って、バ
ルブステム１５の寿命が向上する。

【００２８】又、スライダー３２を有底円筒形状とし、
スプリング３３の一端をスライダー３２の内底部３２２
で保持するようにしたので、図４に示すようにスプリン
グ３３が圧縮した場合のスプリングをスライダー３２の
内部に収納できるので、弁停止機構の軸方向長さを短く
することができる。

【００２９】又、図６に示すように、スライダー３２の
環状溝３２１及びプレート３４の係合部にテーパ部を設
けたことにより、係合の解除が容易になり第１位置から
第２位置へ切り替えのレスポンスが良くなる。図７に示
すように、プレート３４は第１の実施の形態と同様に平
板とし、スライダー３２の環状溝３２１のみにテーパ部
を形成することにより、係合部の接触面積が小さくな
り、第１位置から第２位置への切り替えの際に、係合部
がプレートを移動させるオイル等の介在により付着し、
係合部が離れにくくなるという現象が発生しない。

【００３０】なお、上記の第１位置から第２位置へ切り
替えのレスポンスの向上に関する実施の形態について
は、様々な実施の形態が考えられ、第６図に示した形態
程大きなテーパではなく、スライダー３２の環状溝３２
１の先端部とプレート３４の上面とにそれぞれ若干のテ
ーパ面を形成することで、同様の効果が得られるもので
ある。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明は、以下の如く効果を有
する。

【００３２】吸排気弁の軸方向に移動するスライダーと
ステム先端部を接触させたので、ステム先端部にステム
の軸心とは直交する方向への荷重が加わることはなく、
その結果、ステム先端部の偏摩耗を抑えることができ
る。従って、ステムを長期間使用しても、ステム先端部
が削られることはない。

【００３３】又、スライダーを有底円筒形状とし、スプ
リングの一端をスライダーの内底部で保持するようにし
たので、スプリングが圧縮した場合のスプリングをスラ
イダーの内部に収納できるので、弁停止機構の軸方向長
さを短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係るエンジンの動弁装置（吸排気
弁の作動時）のカムがベース面における断面図である。

【図２】第１実施例に係るエンジンの動弁装置（吸排気
弁の作動時）のカム面が当接したときのの断面図であ
る。

【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】第１実施例に係るエンジンの動弁装置（吸排気
弁の休止時）の断面図である。

【図５】図４におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図６】第２実施例のプレートが第１位置に存在してい
るときのスライダーとプレートとの拡大断面図である。

【図７】第３実施例のプレートが第１位置に存在してい
るときのスライダーとプレートとの拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ エンジンの動弁装置 １１ カム １２ シリンダヘッド １２ａ シリンダ孔（孔） １４ 吸排気弁 １５ バルブステム（ステム） １８ 弁スプリング（第１スプリング） １９ 弁停止機構 ２０ アウタボデー ２３，２４ インナボデー ２６ スプリング（第４スプリング） ３２ スライダー ３２１ 環状溝 ３２２ スライダーの内底 ３２３ スライダーの外底 ３３ スプリング ３４ プレート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの燃焼室に開口する吸気孔又は
   排気孔を開閉する吸排気弁と、前記吸排気弁を閉塞させ
   る方向に前記ステムを付勢する第１スプリングと、カム
   と、前記カムと前記吸排気弁との間に配設された弁停止
   機構とを有し、前記弁停止機構が、エンジンのシリンダ
   ヘッド内に形成された孔内に前記吸排気弁の軸方向に移
   動自在に配設され、前記カムに当接するボデーと、前記
   孔内に前記吸排気弁の軸方向に移動自在に且つ前記ボデ
   ーに対して相対移動可能に配設され、外底部が前記ステ
   ム先端部に当接する有底円筒形状のスライダーと、一端
   が前記ボデーに支持され、他端がスライダーの内底部に
   支持された第２スプリングと、前記ボデーと前記スライ
   ダーとの間の相対移動を規制可能とする相対移動規制手
   段とを有するエンジンの動弁装置。