(57)【要約】【課題】弁座と該弁座と着脱する弁傘部の磨耗を低減させる内燃機関の弁装置を提供する。【解決手段】エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒の端部に位置する弁傘部と、該弁傘部の外周に形成されるシート面と着脱する弁座と、該弁座と冷却水を収容する水室とを具備するシリンダヘッドとを備え、前記弁座に弁傘部のシート面が着脱されガス通路を開閉する往復動内燃機関の弁装置において、前記シリンダヘッドに潤滑油を収容する冷却油室と、該冷却油室から潤滑油を供給させる油通路とを備え、前記弁座が着脱される該弁傘部のシート面に前記油通路を介して潤滑油が供給される。【選択図】図４
2010077950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒の端部に位置する弁傘部と、該弁傘部の外周に形成されるシート面と着脱する弁座と、該弁座と冷却水を収容する水室とを具備するシリンダヘッドとを備え、前記弁座に弁傘部のシート面が着脱されガス通路を開閉する往復動内燃機関の弁装置において、
前記シリンダヘッドに潤滑油を収容する冷却油室と、該冷却油室から潤滑油を供給させる油通路とを備え、前記弁座が着脱される該弁傘部のシート面に前記油通路を介して潤滑油が供給されることを特徴とする内燃機関の弁装置。
【請求項２】
前記冷却油室が前記弁座の近傍に位置するとともに、前記油通路が該冷却油室と前記弁座とを連結して形成され、該油通路を介して潤滑油が該弁座と着脱する弁傘部のシート面に供給されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の弁装置。
【請求項３】
前記弁棒を中空軸に形成し、前記冷却油室から潤滑油を供給させる油通路は、前記弁棒の中空部を通って前記弁傘部まで延在されるとともに該弁傘部でその外周に形成されるシート面に向って分流されて形成され、前記油通路を介して潤滑油が前記弁座と着脱する弁傘部のシート面に供給されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒の端部に位置する弁傘部と、該弁傘部の外周に形成されるシート面と着脱する弁座と、該弁座と冷却水を収容する水室とを具備するシリンダヘッドとを備え、前記弁座に弁傘部のシート面が着脱されガス通路を開閉する内燃機関の弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの給気弁動弁装置あるいは排気弁動弁装置においては、クランク軸により回転駆動される給気カムあるいは排気カムの運動を、給気弁あるいは排気弁の弁棒の先端部に取り付けたタペットを介して該給気弁あるいは排気弁に伝達して、該給気弁あるいは排気弁を開閉するように構成されている。
【０００３】
ここで、従来の弁装置について図７を用いて説明する。図７は従来の弁装置の弁傘部近傍を示す概略断面図である。
給気弁あるいは排気弁といった弁装置は、図７に示すように、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒５４と、該弁棒５４の端部に位置する弁傘部５２と、該弁傘部の外周に形成されるシート面５６と、該シート面５６と着脱する弁座５８と、冷却水を収容する水室５３とで構成されている。
弁装置は、弁座５８に弁傘部のシート面５６が着脱され、ガス通路を開閉している。
【０００４】
これら給気弁あるいは排気弁は、図７のように、その弁傘部が開閉時に弁座と接触するため、その影響によって長時間運転すると表面に磨耗が生じる。
【０００５】
このようにして磨耗される弁は、一定以上磨耗するとそれ以上使用することができず、交換が必要となりコストが発生する。このコストを低減するため、また弁の長寿命化を図るために磨耗対策が必要となる。この磨耗対策として、特許文献１（特表平４−５０６３８８号公報）が開示されている。
【０００６】
特許文献１は、弁棒と、開・閉位置間の往復工程を行う弁を組付けるための弁案内路と、弁座と、前記弁座に弁が押付けられるように予張力を与えるばね部材とを備えた弁を有する形式の内燃機関の弁装置において、前記弁棒に比して横断面直径がより大きい弁軸と、前記弁軸が前記弁行程の間に内部を運動可能の弁軸案内路と、前記弁行程の間に容積が変化する制動室を共同で造り出す前記弁軸の上面及び案内路の一部と、前記制動室へオイルを導入する供給通路と、前記制動室からオイルを逃がす逃がし通路を有しており、前記供給通路と逃がし通路とが、それぞれ弁軸案内路内に横から開口している。
【０００７】
【特許文献１】特表平４−５０６３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１においては、弁の着座時の速度を油圧による減衰で制御しているものの、長時間運転することによる磨耗の発生は避けられず、特に磨耗が激しい弁座と該弁座と着脱する弁傘部の長寿命化を図るために、磨耗速度を低減させる必要がある。
従って、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、弁座と該弁座と着脱する弁傘部の磨耗を低減させる内燃機関の弁装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、かかる目的を達成するため、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒の端部に位置する弁傘部と、該弁傘部の外周に形成されるシート面と着脱する弁座と、該弁座と冷却水を収容する水室とを具備するシリンダヘッドとを備え、前記弁座に弁傘部のシート面が着脱されガス通路を開閉する往復動内燃機関の弁装置において、
前記シリンダヘッドに潤滑油を収容する冷却油室と、該冷却油室から潤滑油を供給させる油通路とを備え、前記弁座が着脱される該弁傘部のシート面に前記油通路を介して潤滑油が供給されることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記シリンダヘッドに潤滑油を収容する冷却油室と、該冷却油室から潤滑油を供給させる油通路とを備え、前記弁座が着脱される該弁傘部のシート面に前記油通路を介して潤滑油が供給されることにより、弁座に染み出された潤滑油が該弁座と弁傘部のシート面との摺接抵抗を減少させるので、弁座と弁傘部の磨耗を低減することができる。
このとき、弁座に供給する潤滑油は染み出す程度の極微量でよく、極微量であっても磨耗を低減させることができる。また、油通路の長さ、油通路の径、冷却油室の差圧の関係により、大体適切な量の油を制御無しに流すことができる。
【００１１】
前記冷却油室が前記弁座の近傍に位置するとともに、前記油通路が該冷却油室と前記弁座とを連結して形成され、該油通路を介して潤滑油が該弁座と着脱する弁傘部のシート面に供給されることを特徴とする。
このように、前記油通路が該冷却油室と前記弁座とを連結して形成されることにより、弁座と着脱する弁傘部のシート面へ潤滑油を供給する油通路を容易に形成することができ、弁座に染み出された潤滑油が該弁座と弁傘部のシート面との摺接抵抗を減少させるので、弁座と弁傘部の磨耗を低減することができる。
なお、シリンダヘッドに設けられた水室に収容される冷却水を冷却用の油とした冷却油室を用いてもよい。
【００１２】
前記弁棒を中空軸に形成し、前記冷却油室から潤滑油を供給させる油通路は、前記弁棒の中空部を通って前記弁傘部まで延在されるとともに該弁傘部でその外周に形成されるシート面に向って分流されて形成され、前記油通路を介して潤滑油が前記弁座と着脱する弁傘部のシート面に供給されることを特徴とする。
【００１３】
このように、前記冷却油室から潤滑油を供給させる油通路は、前記弁棒の中空部を通って前記弁傘部まで延在されるとともに該弁傘部でその外周に形成されるシート面に向って分流されて形成されるので、油経路を形成しやすい弁棒の中空部を用いて弁傘部のシート面へ潤滑油を供給する油通路を形成することができる。よって、潤滑油が該弁座と弁傘部のシート面との摺接抵抗を減少させ、弁座と弁傘部の磨耗を低減することができる。
このときの弁傘部で分流される油通路は、弁座接触部に向って放射状に貫通されており、その油通路の数は油通路の長さ、油通路の径、冷却油室の差圧の関係により、選択されることが望ましい。弁座に供給する潤滑油は染み出す程度の極微量でよく、極微量であっても磨耗を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上記載のごとく本発明によれば、前記シリンダヘッドに潤滑油を収容する冷却油室と、該冷却油室から潤滑油を供給させる油通路とを備え、前記弁座が着脱される該弁傘部のシート面に前記油通路を介して潤滑油が供給されることにより、弁座に染み出された潤滑油が該弁座と弁傘部のシート面との摺接抵抗を減少させるので、弁座と弁傘部の磨耗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の一実施形態に係る往復動内燃機関の弁装置近傍の縦断面図、図２は図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図、図３は図２のポンプ経路を示す概略図、図４は実施形態１に係る弁装置の弁傘部近傍を示す図であり、（ａ）は断面概略図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図、図５は実施形態２に係る弁装置の油通路を示す概略図であり、（ａ）接触時、（ｂ）は離間時を示す。また、図６は実施形態２に係る弁装置の弁傘部近傍を示す図であり、（ａ）は断面概略図、（ｂ）は（ａ）におけるＺ−Ｚ線に沿う断面図である。
【００１６】
まず、図１を用いて本発明の一実施形態に係る往復動内燃機関の弁装置について説明する。なお、以下の実施の形態において、図中に示した同じ構成の部分には説明を省略するため同じ符号を示している。
図１は本発明の一実施形態に係る往復動内燃機関の弁装置近傍の縦断面図であり、１００はエンジン、１１０はシリンダヘッド、１１２は該エンジン１００のシリンダ内に形成された燃焼室である。１０３は各シリンダヘッド１０１に形成された排気ポート、１０４は前記排気ポート１０３を開閉する排気弁、１０１は給気ポート、１０２は給気弁を示し、本実施形態では１シリンダに排気弁１０４を２個、給気弁を２個有する４弁式の動弁装置をそなえている。１１３は弁ばねである。
【００１７】
１０９は図示しない排気カムに連結されるプッシュロッド（押し棒）、１０７はロッカーアームである。１０５は前記排気弁１０４、給気弁１０２の上端部が固定されたブリッジで、該ブリッジ１０５は、前記シリンダヘッド１１０の上面に固定された支持軸１１１に案内されて、前記排気弁１０４、給気弁１０２とともに往復動するようになっている。
前記ロッカーアーム１０７の前記ブリッジ１０５側は、調整ねじ１１４がねじ込まれ、該調整ねじ１１４の先端部はタペット１０６を介して前記ブリッジ１０５の上面に連結されている。前記タペット１０６の下部は一定のタペットクリアランスを形成して前記ブリッジ１０５の上面にのっている。
【００１８】
かかる弁装置において、図示しないクランク軸により排気カムが回転駆動され、ブッシュロッド１０９の往復動によってロッカーアーム１０７がロッカーブラケット（図示しない）の支持軸廻りに揺動せしめられ、調整ねじ１１４及びタペット１０６を介してブリッジ１０５及び排気弁１０４が弁ばね１１３のばね力に抗して押し下げられて該排気弁１０４が弁座から離れて開弁する。
【００１９】
次に、図２，図３を用いて本発明の一実施形態に係る冷却水循環について説明する。図２は図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図、図３は図２のポンプ経路を示す概略図である。
図２で示すシリンダヘッド２８は、２つの給気弁１０２と、２つの排気弁１０４と、副室２２と、給気弁・排気弁と副室をつなぎ冷却水を循環させる冷却通路２４とで構成されている。
図２に示すように、シリンダ（図示せず）を冷却して循環された冷却水は、シリンダヘッド２８の上方に配置される冷却通路２４を介して給気弁１０２、排気弁１０４、副室２２に送られる。
また、図３のように、シリンダヘッド２８は給気弁１０２、排気弁１０４をつなぐポンプ２６を有しており、ポンプ２６を駆動させて冷却水を循環させている。
【００２０】
（実施形態１）
図４は実施形態１に係る弁装置の弁傘部近傍を示す図であり、（ａ）は断面概略図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図を示す。本実施形態に係る弁装置は、給気弁でも排気弁でもよい。
かかる実施形態において、図４（ａ）に示す弁装置は、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒３４と、該弁棒３４の端部に位置する弁傘部３２と、該弁傘部３２の外周に形成されるシート面３６と、該シート面３６と着脱する弁座３８と、冷却用の油（潤滑油）を収容する冷却油室３３とで構成されている。
【００２１】
また、該潤滑油を弁座３８とシート面３６の接触部に供給させるための油通路３１が、冷却油室３３と弁座３８を連結するように形成されており、図４（ｂ）のように、弁傘部３２の外周のシート面３６に形成されている。
このとき、油通路３１の内径はφ５０μｍ以下とした。本実施形態によれば、弁座３８とシート面３６の接触部に供給される潤滑油は、毛細血管現象で僅かでも染み出れば摺接抵抗を減少させることが可能である。油通路３６の数は、弁座３８と、該弁座３８と着脱する弁傘部３２の磨耗を低減させることができれば数は問わない。このようにして、弁座と弁傘部の磨耗を低減することができる。
【００２２】
さらに、油通路３１の長さ、油通路３１の径、冷却油室３３の差圧の関係により、大体適切な量の油を制御無しに流すこともできる。
また、図示しないが、シリンダヘッドに設けられた水室に収容される冷却水を冷却用の油とした冷却油室を用いれば、弁座３８と着脱する弁傘部３２のシート面３６へ潤滑油を供給する油通路を容易に形成することができる。なお、冷却水は図２，図３で述べたような冷却通路を通って得られる。
【００２３】
（実施形態２）
次に、図５，図６を用いて実施形態２について説明する。なお、以下に述べる実施形態２において、図４に示した実施形態１と同じ構成の部分には説明を省略するため同じ符号を示している。
図５は、実施形態２に係る弁装置の油通路を示す概略図であり、（ａ）接触時、（ｂ）は離間時を示す。本実施形態では、弁棒３４内を中空に形成しており、図５（ａ）では弁座３８と弁傘部３２のシート面３６が接触しており、冷却油室３５に収容される潤滑油は弁棒３４の中まで到達しない。
【００２４】
一方、図５（ｂ）では弁座３８と弁傘部３２のシート面３６が離間しており、冷却油室３５に収容される潤滑油は、図中の矢印のように油通路３９を通って中空に形成される弁棒３４の中へ流れる。その後、潤滑油は弁傘部３２で分流されて油通路３７を介して弁座３８と着脱する弁傘部３２のシート面３６に供給される。
なお、潤滑油は上述したように弁棒３４を通って供給することもできるが、弁案内１２に伝わせて供給することもできる。
【００２５】
図６は実施形態２に係る弁装置の弁傘部近傍を示す図であり、（ａ）は断面概略図、（ｂ）は（ａ）におけるＺ−Ｚ線に沿う断面図を示す。本実施形態に係る弁装置は、給気弁でも排気弁でもよい。
かかる実施形態において、図６（ａ）に示す弁装置は、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒３４と、該弁棒３４の端部に位置する弁傘部３２と、該弁傘部３２の外周に形成されるシート面３６と、該シート面３６と着脱する弁座３８とで構成されている。
【００２６】
また、冷却油室３５（図５参照）から弁棒３４内を経て流れてきた潤滑油を弁座３８とシート面３６の接触部に供給させるための油通路３７が形成されており、図６（ｂ）に示すように、該油通路３７は弁傘部３２で放射状に分流されてシート面３６まで延在されている。
なお、本実施形態では、中空に形成した弁棒内の内径をφ２〜３ｍｍとした。また、弁傘部内の油通路３７の内径をφ５０〜１００μｍとした。
【００２７】
さらに、実施形態１と同様に、油通路の長さ、油通路の径、冷却油室の差圧、また弁棒内の設計により、大体適切な量の油を制御無しに流すこともできる。
このようにして、弁座と弁傘部の磨耗を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によれば、弁座と該弁座と着脱する弁傘部の磨耗を低減させる内燃機関の弁装置への適用に際して有益である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る往復動内燃機関の弁装置近傍の縦断面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】図２のポンプ経路を示す概略図である。
【図４】実施形態１に係る弁装置の弁傘部近傍を示す図であり、（ａ）は断面概略図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図５】実施形態２に係る弁装置の油通路を示す概略図であり、（ａ）接触時、（ｂ）は離間時である。
【図６】実施形態２に係る弁装置の弁傘部近傍を示す図であり、（ａ）は断面概略図、（ｂ）は（ａ）におけるＺ−Ｚ線に沿う断面図である。
【図７】従来の弁装置の弁傘部近傍を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
３１，３７    油通路
３２          弁傘部
３３，３５    冷却油室
３４          弁棒
３６          シート面
３８          弁座
１００        エンジン
１０２        給気弁
１０４        排気弁
１１２        燃焼室
【図１】
2010077950.tif 000003
【図２】
2010077950.tif 000004
【図３】
2010077950.tif 000005
【図４】
2010077950.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010077950.tif 000008
【図７】
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