JPS6196111A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ｆｒ、業Ｉ−の利用分野） 本発明は、内燃は閏の動弁装置に関する。

（ｖＬ末の技術） 一般に、吸排気弁のバルブシートに対する良好な着座性
を確保するためには、吸排気弁を少しづつ回転させれば
良いことが知られており、そこでロッカーアームを吸＊
’Ａ弁の弁軸の軸心に対してオフセットして設けること
により、吸排気弁の開ｆｆ＋駆動時に回転運動を同時に
付与して弁端部の偏摩耗を防いだり、バルブフェースの
当たりを滑らかにするものがあった（特公昭５７−４４
８０３号公報参照）。

従来例えば第８図に示すように、篤匍列方向の中央位ｒ
！ＩＫについて燃焼室の吸排気弁１．Ｅを前後対称的に
配設した多％筒内燃ｆｉｒ！１１があり、これはカム軸
やａツカ−柚にかかる荷重が中央位ｒ！ｔＫについて前
後対称的になるため動弁系の振動が少なく、また排気弁
Ｅを内側に集めることにより排気マニホールド２０の全
幅Ｌ２が小さくなり、熱ひずみを小さく抑えられる。な
お、図中２１はシリンダヘッド、２２は吸気マニホール
ド、２３は絞弁である。

このように前後対称的に形成された多気前内燃成関１に
あっては、燃焼室の対称性に動弁系のディメンジ１ンを
合わせるという思想でロッカーアームのオフセットされ
る位ＩＩ関係、も中央位ｆｉＫについて前後対称的に設
けらる一方、吸排気弁１．Ｅに介装されるバルブスプリ
ングは共通部品を使いたいという理由から中央位！Ｋに
ついて前後の気筒でバルブスプリングを変えることなく
全部同一となっていた。

（発明が解決し上うとｒる問題点） しかしながら、本発明者はロッカーアームのオ７セノト
ノｊ自とバルブスプリングの巻き方向は動弁系から生じ
る＠音と相関関係があることを発見した。以ｆこれにつ
いて説明する。

第９図に示すようにロッカー紬１６の中心から吸排気弁
１．Ｅの弁軸５の細心Ｏに降ろした垂線Ｔが中心軸Ｏに
交わる点をＣとし、弁端部１３が１■が位置からこの０
点まで到達する距離なＨとすると、ａツカ−軸１６を中
心として回転連動するロッカーアーム８から弁軸５に作
用する駆動力の方向は弁軸５の軸心０に対して０点を境
にして反転する。したがって上記駆動力の水平方向の分
力（軸心Ｏに対して直交方向の分力）はＣ，Ｉ：！、に
達するまではロッカー？ｌｌ＋１６から遠ざかる方向に
！Ｉｆ！、０点以後は逆にロッカー紬１６に近づく方向
に働く。

したがって、第１０ｔｌｉｉ１．第１１図に示すように
ロッカー紬１６からロッカーアーム８の先端部８Ａを見
て先端部８Ａが吸排気弁１．Ｅの中心軸Ｏより右側にオ
フセットされた場合、吸排気弁Ｉ。

Ｅが開弁する過程でバルブリフ）ＸがＨより小さい間で
は、チップ１８から伝達される水平分力はロッカー紬１
６から遠ざかる方向に作用して吸排気弁１．Ｅに平面図
上左回り（反時計回り方向）の回転力を付与する。これ
に対してバルブリフ）ＸがＨより大さくなると、チップ
１８から伝達される水平分力はロッカー紬１６に近づく
方向に変化し、逆に吸ｎ％弁１．Ｅを平面図上右回り（
時計回り方向）の回転力を付与する。なお、図中２５は
カム軸、２６はラッシェアノヤスタである。

ところで、この吸排気弁Ｉ、Ｅが開弁する過程で、コイ
ル状のバルブスプリング９は輪方向に圧縮されるととも
に、巻き数が減る方向に回転変位を起こそうとする。

しかしながら、前述のとおりバルブスプリング９の巻き
方向は気筒によって違えることをしてないので、上記Ｐ
ｔＳｉ２図に示すオフセットの関係でイＴ８きのバルブ
スプリングが使われることがあり、この場合第１１図に
白抜き矢印で示すようにバルブスプリング９はＪｌ、縮
に（ｆい平面図上右回りに回転変位しようとするが、上
記したようにバルブリフトＸが１１より小さい範囲では
ロッカーアーム８によりツバ−シー１１４を介して平面
図上左回りの回転力が付与されるため、回転変位するこ
とができずに回転エネルギーがＷ積される。そして吸排
気弁Ｉ、Ｅが開弁する過程で、バルブリフ）Ｘが■１を
越えた瞬間ロッカーアーム８に付与される回転力が逆忙
するため、このバルブスプリング９に蓄積された回転エ
ネルギーが急激に解放されて新たな回転モーメントの釣
合いへと移行する。この’ＡＷＡな釣合い変化がバルブ
ガイドと弁軸の打音を発生させ、動弁系の騒音を増大さ
せていたのである。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、動弁系
から生じるこのような騒音を低減することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、シリンダヘッドの乎面投影上、ロッカーアー
ムの先端部を弁軸の軸心からオフセットして当接させる
とともに、弁軸に介装されるバルブスプリングの巻き方
向を、上記オフセット方向と逆巻きに設定することを特
徴と亥る。

具体的には本発明は、各気筒に設けられる＠排気弁およ
びロッカーアームな気筒の列方向の中央位置について前
後対称的に配設した多気前内燃機関において、シリンダ
ヘッドの平面投影上ロアカー軸側からロッカーアームの
先端部を見て、ロッカーアームの先端部を弁軸の細心よ
り右側にオフセットした吸排気弁じは左巻さ１こ形成し
たバルブスプリングを介装し、同じくロッカーアームの
先端部を弁軸の細心より左側にオ７セ−／　）した吸排
気弁には右巻きに形成したバルブスプリングを介装する
。

このように、ロッカーアームがオフセクトされる方向に
対してバルブスプリングの巻き方向を限定することによ
り、弁揚程初期１こバルブスプリングに回転エネルギー
を蓄積させず、動弁系から生しる騒音を可氏城ｒる二と
ができる。

（叉鴇例） 以Ｆ、本発明の実権例を添付図面に基づし１て説明Ｆ’
ｓうなオ（、従来例と１４−・構成ｇｔ二１±Ｉｌ？Ｉ
−符ちを付す。

！Ｉ’Ｓ１図に示すように、６気筒内燃機関１番二お−
１で、シリングへンド２の平面投影」−各気筒＃１〜＃
６の吸排気弁１．Ｅおよびロッカーアーム８を列り向の
中央位置Ｋにつ１１で前後方向書こ対称的；二配設する
。

阪ｖｒ気弁Ｔ、Ｅの弁軸３に対してロッカーアーム８を
オフセットする。

中央位ｆｉＫ上り前方の筒＠　ｌ　、２．３で１東ロツ
力−輸１１３ｇＡからロッカーアーム先ａ部８Ａを見て
先ｊ１部８Ａが＠、ＪＩｒ気弁１．Ｅの中心軸０より右
側にオフセットする一方、気筒＠４，５．６でＣよロッ
カー軸１６から先端部８Ａを見て先端部８Ａ力ぜ吸排気
弁１．Ｅの中心軸Ｏより左側にオフセットする。したが
ってロンカー７−ム８も中央位１１１Ｋｌこついて前後
対称的に配設される。

第２図に示すように中央位ｒａＫより前方の気筒＃１．
２．３の吸排気弁Ｉ、Ｅには左巻きζ：形成したバルブ
スプリング９を介装する一方、第３図１こ示すように中
火位ｒ！ＩＫより後方の気ｖｉ＃　４　、５　、６の吸
排気弁ＩｊＥには右巻きに形成しｒ：、／（ルプスプリ
ング９を介装する。すなわち、ａ−）カーアーム８のは
先！１部８Ａを弁軸３の軸心Ｏｈ勤らオフセットした方
向に対してｌイルプ入プＩＪングの巻き方向が逆巻きに
なるように設定する。

次に動作についで説明する。

まず気筒＠　ｔ　ｓ　２１３では、ロッカー軸１６カ・
ら先端＄８Ａを見て先端部８Ａ６ζ吸排気弁！、Ｈの中
心軸Ｏより右側にオフセットされてｔするなめ、第１１
図に実線の矢印で示すよう一二弁Ｉ％程初ｊｌｌＩｓ＝
。

チップ１Ｂから弁軸３に伝達される水平分力番こもとづ
いて前述の通り吸排気弁Ｉ、Ｅに右回り方向の回転力を
付与する一方、左巻きのノ（ルブスプ１Ｊング９は圧縮
される過程で巻き数カＣ減る方向に変形しようとするの
で＠排気弁［、Ｅｌこ第１１図に点線の矢印で示すよう
に平面図上右回りの回転力を付り１ろに のように、吸彷π弁［、Ｅはａツカ−アーム８と・ぐル
ブスプリングＣ］から共に平面図上右回りの回転力を付
ｌ＋されろたδに、弁揚程初期にバルブスプリング９に
回転力を！ｌ積することがな（吸排気弁１．Ｅは滑らか
に回転し、弁掲程途中にチップ１日により水１１分力の
方向が変わるときに生じる力の釣ひい変化は［、ＮＩさ
れ、弁軸３がパルプがイｌ′６に激しく衝突するのを防
いで、＠音を低減することがｔ′きる。

これに対して、７ｃ筒＄　４．５．６は、ロッカーアー
ム８のオフセットされる方向とバルブスプリング９の８
き方向は、共ｌ二級排気弁１．Ｅに平面図゛上左回りの
回転力を付与するように設けられているため、吸排気弁
Ｉ、Ｅはその弁掲程初期に左回りに滑らかに回転し、＠
音の低減がはかれる。

第４図、第５図に示す池の実施例は、１本の吸排気弁［
、Ｅに２本のバルブスプリングを介装したグプルパルブ
スプリング式のものに本発明を適用したものであるが、
ロッカーアーム８のオフセットされる関係はｔｊＳ１図
に示す′）！、施例と同じく中火位置Ｋについて対称的
に配設する。

気筒１＄　１．２．３では第４図に示すように７ウター
バルブスプリング１０を左８外に形成する一方、インナ
ーバルブスプリング１１を右巻きに形成する。

気筒＃４．５．６ではｔＡＳ図に示するように７ウター
バルプスプリング１０を右８さに形成する−か、インナ
ーバルブスプリング１１を左巻きに形成する。

これにより、弁揚程初期に７７ターバルプスプリング１
０が付与する回転力の方向はロッカーアーム８が付与す
る回転力の方向と一致する一方、インナーバルブスプリ
ング１１の付与する回転力の方向はこれと逆になるが、
インナーバルブスプリング１１はモーメンジアームが小
さく、かつ通常アウターバルブスプリング１０に比べて
１＜ネ定数が小さく形成されるため、７・７ターバルプ
スプリング１０に回転工率ルギーをＭ積しない方が騒音
の低減がはかれる。

第６図、第７図に小す旭の実施例は、７ウターバルブス
プリング１０とインナーバルブスプリング１１の８さ方
向を同じに形成し、気前＄１．２゜３ではアウターバル
ブスプリング１０とインナーバルブスプリング１１を共
に左巻きに形成し、気前＃４．５．６ではアウターバル
ブスプリング１０とインナーバルブスプリング１１を八
に右巻きに形成する。

これにより、弁揚程初期に７ウターバルプスプリング１
０とインナーバルブスプリング１１は共に回転力がＭＭ
ｔされることなく、吸排気弁１．Ｅが一層滑らかに回転
し、チップ１８と弁端部１３の間でに生じる騒音を更に
低減できる。

なお、本発明では！層間の気前列方向に対して、中央位
置を基準に前後方向に対称としであるので、動弁ｆｉ６
１ｊのバランスが損なわれることなく、また排気マニホ
ールドの小型化に伴う熱膨張の抑制により取付は部分の
耐久性向上などが確保される。

（発明の効果） 以上のように本発明は、ロッカーアームのオフセット方
向に対してバルブスプリングの８さ方向を限定したため
、弁揚程時に吸排気弁の回転およびバルブスプリングの
回転変位が滑らかに行われ、騒音の低減がはかれ、また
機関の高速化等の性能向上に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の〜実施例を示す平面図、ｔｔＳ２図ぼ
同図Ａ−Ａ線に沿う断面図、第３図は同図Ｂ−Ｂ＃ｉに
沿う断面図である。第４図は他の実施例を示す第１図Ａ
−Ａ＃ｉに沿う断面図、ｆｆ１５図は同　　　゛じ＜　
Ｂ−Ｂに沿う断面図である。第６図は更に他の実施例を
示す第１図Ａ−Ａ＃ａに沿う断面図、第７図は同じ＜Ｂ
−Ｂ＃ｉに沿う断面図である。！ＩＩ）８図は従来例を
示す機関の平面図、第９図は部分斜視図、第１０図は同
じく平面図、第１１図は同じく側面図である。 】・・・機関、°３・・・弁軸、８・・・ロッカーアー
ム、８Ａ・・・ロッカーアーム先端部、９・・・バルブ
スプリング、】Ｏ・・・７ウターバルブスプリング、１
１・・・インナーバルブスプリング、１６・・・ロッカ
ー柚、１８・・・ナツプ、Ｉり・・・排気弁、■・・・
吸気弁、０・・・軸心特徴出願人　　　　　　日産自動
車株式会社第３図 第４図 第５図 第６回 第７図 第８図 第９図 第１／図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダヘッドの平面投影上ロッカーアームの先端部を
   弁軸の弁端部へ弁軸の軸心からオフセットして当接させ
   るとともに、弁軸に介装されるバルブスプリングの巻き
   方向を、上記オフセット方向と逆巻きに設定したことを
   特徴とする内燃機関の動弁装置。