JPH1061415A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体３の軸方向に亙る高さ寸法を小さく抑
え、エンジンの小型・軽量化を可能にする。 【解決手段】 カム２１により１対のローラ１４、１４
を押圧し、これらローラ１４、１４を支持した枢軸１３
を介して、弁体３を押圧する。バルブステム４の端部と
ローラ１４、１４の一部とを、枢軸１３の軸方向に関し
て重畳させている。従って、バルブステム４の上端面と
カム２１の外周面との距離を縮める事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るエンジンの動
弁装置は、自動車の走行用等として使用されるエンジン
の吸気口又は排気口を開閉する為の弁を、クランクシャ
フトの回転に同期して往復移動させる。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸気弁及び排気弁は、クラン
クシャフトの回転と同期して往復移動し、吸気口又は排
気口を開閉しなければならない。この様な吸気弁及び排
気弁を往復移動させる為の動弁装置には、上記クランク
シャフトの回転と同期して回転するカムシャフトと、こ
のカムシャフトの中間部に支持されてこのカムシャフト
と共に回転するカムと、このカムの外周面の変位に基づ
いて上記吸気弁又は排気弁を往復移動させるバルブリフ
タとを備えたものがある。尚、これら吸気弁及び排気弁
は、シリンダヘッドとの間に設けたバルブスプリングに
より、上記吸気口又は排気口を閉じる方向に付勢してい
る。上記バルブリフタは、上記カムシャフトの回転に伴
って上記吸気弁及び排気弁を、上記バルブスプリングの
弾力に抗して変位させる。

【０００３】又、近年のエンジンでは、このバルブリフ
タに枢軸を支持すると共に、この枢軸の周囲にローラを
回転自在に支持し、バルブリフタと上記カムとの係合部
を転がり接触させる事が行なわれている。この様に、バ
ルブリフタと上記カムの係合部を転がり接触させる事に
より、この係合部に作用する摩擦力を低減し、燃料消費
率を向上させる事ができる。尚、この様なローラを組み
込んだ動弁装置の基本構造に就いては、実開昭６２−１
５２００２号公報、同６３−２２３０６号公報、実開平
４−４４４０５号公報等に記載されている様に、従来か
ら広く知られている。

【０００４】上記各公報に記載された構造は何れも、エ
ンジンの燃焼室に通じる口を開閉する弁体と同期して往
復移動するバルブリフタと、上記エンジンのクランクシ
ャフトと同期して回転するカムシャフトに支持されてこ
のカムシャフトと共に回転するカムと、上記弁体に上記
燃焼室に通じる口を閉じる方向の弾力を付与するバルブ
スプリングとを備える。又、上記各公報に記載された構
造のうち、実開昭６２−１５２００２号公報及び同６３
−２２３０６号公報に記載されたエンジンの動弁装置
は、上記バルブリフタに支持した枢軸の周囲にローラを
回転自在に支持しており、上記カムの外周面と上記ロー
ラの外周面とを当接させる事により、上記弁体を上記ク
ランクシャフトの回転に同期させて往復移動自在として
いる。エンジンの運転時には上記ローラが、回転しつつ
上記カムの動きを上記弁体に伝達する。これらローラの
外周面とカムの外周面との接触状態は、ほぼ完全な転が
り接触となる。

【０００５】一方、上記実開平４−４４４０５号公報等
に記載されたエンジンの動弁装置は、上記バルブリフタ
の頂面（軸方向一端面で弁体と反対側の面）にスラスト
転がり軸受を設け、上記カムの外周面を、このスラスト
転がり軸受の中心から外れた位置に当接させている。エ
ンジンの運転時には上記スラスト転がり軸受が、上記弁
体の中心軸を中心とする方向に回転しつつ、上記カムの
動きを上記弁体に伝達する。これらスラスト転がり軸受
の表面とカムの外周面との接触状態は、転がり接触と滑
り接触とが混在した状態となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】実開昭６２−１５２０
０２号公報及び同６３−２２３０６号公報に記載された
エンジンの動弁装置の場合には、カムとローラと弁体と
を、この弁体の軸方向に亙って互いに直列に配置してい
る。従って、これら弁体とカムとの間隔を、上記ローラ
の外径よりも大きくしなければならない。従って、この
構造をＯＨＣ、ＤＯＨＣ型のエンジンに適用した場合、
上記動弁装置の高さ寸法が大きくなる分、エンジンの高
さ寸法も大きくならざるを得ない。

【０００７】一方、上記実開平４−４４４０５号公報等
に記載されたエンジンの動弁装置の場合には、弁体とカ
ムとの間隔を縮め、エンジンの高さ寸法を小さくできる
反面、スラスト転がり軸受の表面とカムの外周面とが滑
り接触するので、これらスラスト転がり軸受の表面とカ
ムの外周面との接触部での摩擦損失が大きくなる。この
結果、エンジンの出力及び燃費性能が低下する為、好ま
しくない。本発明のエンジンの動弁機構は、この様な事
情に鑑みて、エンジンの出力及び燃費性能を十分に確保
しつつ、高さ寸法を小さくすべく発明したものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のエンジンの動弁
装置は、前述した実開昭６２−１５２００２号公報及び
同６３−２２３０６号公報等に記載されて従来から知ら
れているエンジンの動弁装置と同様に、エンジンの燃焼
室に通じる口を開閉する弁体と同期して往復移動するバ
ルブリフタと、このバルブリフタに支持した枢軸の周囲
に回転自在に支持されたローラと、上記エンジンのクラ
ンクシャフトと同期して回転するカムシャフトに支持さ
れてこのカムシャフトと共に回転するカムと、上記弁体
に上記燃焼室に通じる口を閉じる方向の弾力を付与する
バルブスプリングとを備える。そして、上記カムの外周
面と上記ローラの外周面とを当接させる事により、上記
弁体を上記クランクシャフトの回転に同期させて往復移
動させる。特に、本発明のエンジンの動弁装置に於いて
は、上記ローラを上記枢軸の軸方向に間隔をあけて１対
設けており、上記弁体は、上記枢軸の中間部で上記１対
のローラの間部分により押圧自在としている。

【０００９】

【作用】上述の様に構成される本発明のエンジンの動弁
装置の場合には、１対のローラの一部と弁体の一部と
を、これら１対のローラを枢支している枢軸の軸方向に
亙って重畳させて配置する事により、弁体の軸方向に亙
る高さ寸法を小さくできる。この為、摩擦力低減を目的
としてローラを組み込んだ動弁装置、並びにこの動弁装
置を組み込んだエンジンの小型・軽量化を図れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。例えばアルミニウム合金により
造られたエンジンのシリンダヘッド１には、より硬質の
金属により円管状に造られたバルブガイド２をインサー
トし、このバルブガイド２の内側に弁体３を構成するバ
ルブステム４を、軸方向（図１の上下方向。尚、上下は
図面による。例えば、水平対向エンジン等に設置する動
弁機構の場合、設置状態と図面の状態との上下方向とは
一致しない。）に亙る摺動自在に挿通している。上記弁
体３は、所謂きのこ弁と呼ばれるもので、上記バルブス
テム４の摺動に基づき、このバルブステム４の下端部に
設けた弁部５により、吸気口（排気口）６を開閉する。
尚、上記バルブガイド２の上端部にはバルブガイドシー
ル７を設け、このバルブガイド２の内周面と上記バルブ
ステム４の外周面との間の隙間を通じて、上記吸気口
（排気口）６を流通する混合気（排気）が外部に漏洩す
る事を防止している。

【００１１】又、上記バルブステム４の基端部には、コ
ッタ８を介してスプリングシート９を支持し、このスプ
リングシート９と上記シリンダヘッド１との間に、圧縮
コイルばねであるバルブスプリング１０を設けている。
従って上記弁体３の弁部５は、外力が作用しない限り、
上記吸気口（排気口）６を閉じたままとする。

【００１２】更に、上記シリンダヘッド１の一部で上記
バルブガイド２に関して上記吸気口（排気口）６と反対
側部分には、案内孔１１を形成している。この案内孔１
１は、上記バルブステム４とほぼ同心に形成されてい
る。そして、この案内孔１１内にバルブリフタ１２を、
軸方向に亙る変位自在に嵌装している。このバルブリフ
タ１２は、アルミニウム合金等の軽金属により円筒状に
形成しており、上部に支持した枢軸１３の中間部に１対
のローラ１４、１４を、回転自在に支持している。

【００１３】上記バルブリフタ１２は、外周面形状を円
筒面としている。又、上半部内周面には互いに平行な１
対の平坦面１５、１５を形成する事により、この上半部
の内周面形状を略小判形としている。そして、上記バル
ブリフタ１２の一部で上記各平坦面１５、１５の幅方向
中央部に相当する部分に、長Ｕ字形で上記バルブリフタ
１２の上端縁に開口する切り欠き１６、１６を形成して
いる。そして、これら両切り欠き１６、１６に、上記枢
軸１３の両端部を支持固定している。この枢軸１３は、
軸受鋼等の硬質金属により造られており、その両端部を
上記各切り欠き１６、１６の奥端に嵌め込んだ状態で、
これら各切り欠き１６、１６の一部を上記両端部にかし
め付ける事により、上記バルブリフタ１２の上部内側
で、このバルブリフタ１２の直径方向に固定している。

【００１４】上記枢軸１３は、中央部を除く部分を円筒
状の外周面を有する小径部１７、１７とし、中央部を、
欠円筒状の外周面を有する大径部１８としている。この
大径部１８の一部には平坦面１９を形成しており、上記
枢軸１３は、この平坦面１９を上記バルブステム４の上
端面に対向させた状態で、上記バルブリフタ１２に支持
固定している。又、上記枢軸１３の中間部２個所位置で
それぞれ上記大径部１８と上記バルブリフタ１２の内周
面に形成した平坦面１５、１５との間部分には、それぞ
れ上記各ローラ１４、１４を、ラジアルニードル軸受２
０、２０を介して、回転自在に支持している。

【００１５】この様に、上記各ローラ１４、１４を中間
部２個所位置に支持した枢軸１３の中央部で、上記大径
部１８の下面を構成する平坦面１９には、前記バルブス
テム４の上端面を当接させている。又、上記枢軸１３に
支持された状態で上記各ローラ１４、１４の上端面は、
上記バルブリフタ１２の上端開口縁よりも、少し下方に
存在する。従って、図示しないカムシャフトの外周面に
支持されてこのカムシャフトと共に回転するカム２１の
外周面と上記各ローラ１４、１４の外周面とを当接させ
た状態で、上記カム２１の軸方向両端面の一部と上記バ
ルブリフタ１２の内周面に形成した平坦面１５、１５と
が係合する。そして、この係合に基づき、上記バルブリ
フタ１２が前記案内溝１１の内側で回転する事がなくな
る。又、この状態で、上記枢軸１３とカムシャフトとが
平行になる。従って、上記カム２１の外周面と上記各ロ
ーラ１４、１４の外周面とは線接触しつつ転がり接触す
る。従って、接触部に過大な面圧が作用する事も、接触
部に大きな摩擦抵抗が作用する事もない。

【００１６】上述の様に構成される本発明のエンジンの
動弁装置により弁体３を軸方向に往復移動させ、この弁
体３の弁部５により、前記給気口（排気口）６を開閉す
る際の作用は、次の通りである。即ち、エンジンの運転
時には、図示しないカムシャフトと共に回転するカム２
１の外周面の偏心運動に基づき、このカム２１による上
記１対のローラ１４、１４の押圧量が変化する。そし
て、これら各ローラ１４、１４の外周面が、上記カム２
１の大径部に対向した瞬間には、これら各ローラ１４、
１４及び枢軸１３を介して上記弁体３を、前記バルブス
プリング１０の弾力に抗して下降させ、上記給気口（排
気口）６を開放する。これに対して、これら各ローラ１
４、１４の外周面が、上記カム２１の小径部に対向した
瞬間には上記弁体３が、上記バルブスプリング１０の弾
力により上昇し、上記給気口（排気口）６を閉鎖する。
尚、バルブクリアランスは、上記枢軸１３の一部に形成
した前記平坦面１９の位置（枢軸１３の中心から平坦面
１９までの距離）により調整する。

【００１７】特に、本発明のエンジンの動弁装置の場合
には、上記１対のローラ１４、１４の一部、即ち上記枢
軸１３よりも下方に突出した部分と、上記弁体３の一
部、即ち前記バルブステム４の上端部とを、これら１対
のローラ１４、１４を枢支している枢軸１３の軸方向に
亙り重畳させて配置している。従って、前述の実開昭６
２−１５２００２号公報及び同６３−２２３０６号公報
等に記載された構造の様に、上記カム２１の外周面と上
記バルブステム４の上端面とを、上記ローラ１４、１４
の外径よりも離隔させる必要がない。この結果、上記弁
体３の軸方向に亙るエンジンの動弁装置の高さ寸法を小
さくできる。この為、摩擦力低減を目的としてローラ１
４、１４を組み込んだ動弁装置、並びにこの動弁装置を
組み込んだエンジンの小型・軽量化を図れる。

【００１８】次に、図３〜４は、本発明の実施の形態の
第２例を示している。本例の場合には、１対のローラ１
４、１４を回転自在に支持する為の枢軸１３ａを、その
全長に亙って直径が変化しない、単なる直棒状に形成し
ている。そして、この枢軸１３ａの両端部を、バルブリ
フタ１２ａの上部直径方向反対位置に形成した円孔２
２、２２の内側に、これら各円孔２２、２２の一部を上
記枢軸１３ａの外周面に向けかしめ付ける等により、支
持固定している。この様にしてバルブリフタ１２ａに支
持固定した、上記枢軸１３ａの中央部には、バルブステ
ム４の上端面を突き当てる為の突き当て部材２３を、か
しめ付け等により外嵌固定している。この突き当て部材
２３の外周面は、上述した第１例の枢軸１３の中央部に
形成した大径部１８の外周面と同様に、一部に平坦面１
９ａを有する欠円筒状としている。そして、上記枢軸１
３ａを上記バルブリフタ１２ａに、上記突き当て部材２
３を上記枢軸１３ａに、それぞれ固定した状態で、上記
平坦面１９ａを下方に向け、この平坦面１９ａと上記バ
ルブステム４の上端面とを当接させている。又、バルブ
クリアランスは、上記突き当て部材２３の一部で上記平
坦面１９ａの位置（平坦面１９ａ部分での突き当て部材
２３の厚さ）により調整する。その他の構成及び作用
は、前述した第１例の場合と同様である。

【００１９】

【発明の効果】本発明のエンジンの動弁装置は、以上に
述べた通り構成され作用するので、弁体の軸方向に亙る
長さ寸法を小さくし、摩擦力低減を目的としてローラを
組み込んだ動弁装置、並びにこの動弁装置を組み込んだ
エンジンの小型・軽量化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す縦断面図。

【図２】一部を省略して図１の上方から見た図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す縦断面図。

【図４】一部を省略して図３の上方から見た図。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ２ バルブガイド ３ 弁体 ４ バルブステム ５ 弁部 ６ 吸気口（排気口） ７ バルブガイドシール ８ コッタ ９ スプリングシート １０ バルブスプリング １１ 案内孔 １２、１２ａ バルブリフタ １３、１３ａ 枢軸 １４ ローラ １５ 平坦面 １６ 切り欠き １７ 小径部 １８ 大径部 １９、１９ａ 平坦面 ２０ ラジアルニードル軸受 ２１ カム ２２ 円孔 ２３ 突き当て部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの燃焼室に通じる口を開閉する
   弁体と同期して往復移動するバルブリフタと、このバル
   ブリフタに支持した枢軸の周囲に回転自在に支持された
   ローラと、上記エンジンのクランクシャフトと同期して
   回転するカムシャフトに支持されてこのカムシャフトと
   共に回転するカムと、上記弁体に上記燃焼室に通じる口
   を閉じる方向の弾力を付与するバルブスプリングとを備
   え、上記カムの外周面と上記ローラの外周面とを当接さ
   せる事により、上記弁体を上記クランクシャフトの回転
   に同期させて往復移動させるエンジンの動弁装置に於い
   て、上記ローラを上記枢軸の軸方向に間隔をあけて１対
   設けており、上記弁体は、上記枢軸の中間部で上記１対
   のローラの間部分により押圧自在とした事を特徴とする
   エンジンの動弁装置。