(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動弁カムとの当接面を有する直動バケットと、
該直動バケットとバルブステムとの間に介在して前記動弁カムからの作動力を伝達するインナーシムと、を備え、
該インナーシムは、前記直動バケットの内部に設けられ前記当接面に沿ってかつ直動バケットの軸芯を通って延びるキリ穴内に着脱自在に配置されて前記バルブステムの先端に当接し、
前記インナーシムは、前記直動バケットのキリ穴内に挿入され、その内面に係合するキー部材と、前記キリ穴内でキー部材の下側に配置され、直動バケットに弾性的に係合することによって、前記キー部材を直動バケットの前記キリ穴の内面に対して係合状態に維持するためのピン部材とを備え、
前記キー部材は、上面が所定の曲率を有する円弧面の細長い蒲鉾状の部材であり、
前記ピン部材は、一対の脚を有するＶ字状の細長い形状をしており、前記一対の脚は外側に突出部、先端部に湾曲したフック部を備え、
前記直動バケットの前記キリ穴に連通して、縦キリ穴が形成され、
前記ピン部材の前記突出部が前記縦キリ穴に係合し、前記キー部材の後端部に前記ピン部材の前記フック部が係合して、前記ピン部材を係合状態に維持することを特徴とするエンジンの直動バケット式動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの動弁装置に関しとくに、カムからのバルブの開閉作動力を直接バルブステムに伝達する直接駆動式のバケットを備えた動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの吸気弁及び排気弁は、その運転サイクルにおいて所定のタイミングで開閉動作されるようになっている。そして、バルブの開弁特性はエンジンの出力特性に大きな影響を及ぼすので、バルブ特性は精密に制御する必要がある。
ところでエンジンの開閉動作は動弁装置によって制御されるようになっておりバルブ特性は、動弁装置の作動によって決まる。動弁装置は、エンジンのクランク軸の回転と同期して回転するカムシャフトと、このカムシャフト上に設けられたカムとを備えている。カムは、所定形状のカムプロフィールを有しており、バルブステムの先端に取り付けられたタペットあるいはバケットの表面に接触することによって、開弁動力がバルブに伝達され、バルブはカムプロフィールに従って開弁する。これによって、バルブは予め定められ開弁特性を与えるように動作することとなる。この場合、直動バケット式動弁装置においては、バルブステムの上にカムとの当接面を備えたバケットが取り付けられ、カムと開弁用動力は、このバケットを介してバルブステムに伝達され、これによって、バルブが開閉する。
【０００３】
なお、動弁カムのカム部以外のベースサークルとバケットの表面すなわちカムとの当接面との間には、僅かな弁すき間が設けられる。弁すき間を設けないとエンジンの運転中に動弁装置の温度が上昇して熱膨張のためにバルブが閉じなくなって、燃焼室内のガスが漏れる恐れがあるからである。
しかし、この弁すき間が大きくなり過ぎると、所定のバルブ特性が得られなくなるととともに、いわゆるタペット音が大きくなってノイズが生じるという問題が生じる。したがって弁すき間は、所定の範囲内に制御しておく必要がある。しかし、弁すき間は、製造時の個体差によってあるいは、経年使用による摩耗等によって変化するため適当に調節する工程が必要となる。
弁すき間を調整することができるようにした動弁装置は公知である。公知の弁すき間調整機構としては、上記バケットの頂面に弁すき間調整用の部材すなわちシム（アウターシム）を所定の厚さに調整して挿入することにより弁すき間を適当な範囲に調節するものと、バケットの下面側とバルブステムの先端との間にシム（インナーシム）を挿入して調整するものとがある。
アウターシムを用いる方法は、カム機構を分解することなくシムの交換作業を行なうことができるため作業性が良いという利点がある。しかし、アウターシムをバケットの頂面に止めて置くためにバケットの周縁部にガイド部を形成しておく必要があるため、この部分はカムとの当接面の一部として使用できなくなりその分当接面が小さくなって、バルブの揚程曲線が小さくなる結果となる。
【０００４】
インナーシムを用いる方法は、アウターシムの場合と異なりバルブの特性上の問題はないが、バケットを取り外してシムを交換しなければならず、バケットの取り外しには、カム機構全体を分解せざるを得ないことから交換作業性が悪いという問題がある。
このような観点から特開昭５６−７７５０６号公報には、交換性を向上させたインナーシムを用いる形式の動弁装置が開示されている。この開示された装置では、バケットの周面にインナーシムを保持する部材を設けこの保持部材を介してバケットを取り外すことなくインナーシムを交換できるようにしている。
【０００５】
【解決すべき課題】
しかし、上記公報に開示される動弁装置では、インナーシムの保持部材の構造及びその組み付け構造が複雑であるため、この機構を設けるための工数がかかるという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような事情に鑑みて構成されたもので、比較的簡単な工程でシムの脱着を行なうことができ、しかもバルブ特性上悪影響のないエンジンの直動バケット式動弁装置を提供することを目的とする。
本発明は、動弁カムとの当接面を有する直動バケットと、
該直動バケットとバルブステムとの間に介在して前記動弁カムからの作動力を伝達するインナーシムと、を備え、
該インナーシムは、前記直動バケットの内部に設けられ前記当接面に沿ってかつ直動バケットの軸芯を通って延びる横キリ穴内に着脱自在に配置されて前記バルブステムの先端に当接していることを特徴とするエンジンの直動バケット式動弁装置である。
好ましい形態では、上記動弁装置は、前記インナーシムが前記直動バケットのキリ穴内に挿入され、その内面に係合するキー部材と、前記キリ穴内に挿入され前記キー部材を直動バケットの前記キリ穴の内面に対して係合状態に維持するためのピン部材とを備えている。
【０００７】
また、別の形態では、前記インナーシムが単一部材で形成される。すなわち上記キー部材及びピン部材が一体化したインナーシムが構成される。
上記の２つの部材でインナーシムが構成される場合には、前記ピン部材がキー部材の下側に配置され、直動バケットに弾性的に係合することによってキー部材をキリ穴の内面に対して係合状態に維持するようになっている。
たとえば、バケットの内部に上記の横キリ穴と交差するとともに横キリ穴に連通しこの横キリ穴から張り出すような位置関係でかつバケットの頂面の手前まで延びる縦キリ穴を開ける。一方、ピン部材は、平面視において開脚状あるいはＶ字状の細長い形状をしており、その少なくとも一方の脚には外側に突出する突出部が形成されている。そしてピン部材は常態すなわち無負荷状態では、横キリ穴の径よりも大きい幅を有するが、一対の脚を閉じるように弾性的に縮めることができるこの状態で横キリ穴の径よりも小さくなって内部に挿入することかできる。所定位置まで挿入したのち脚を離すとピン部材は弾性復元力によって拡がり一対の脚の両側が横キリ穴の内壁に当接する。このとき、上記の脚に設けられた突出部が横キリ穴に連通して設けられる縦キリ穴による凹部に入り込み係合する。これによって、ピン部材はバケットに対して抜き差し不能に係合することとなる。
【０００８】
キー部材は、その上面が横キリ穴の内面の曲率と一致する円弧面を有する細長い蒲鉾状の部材であり、上記のようにバケットの横及び縦キリ穴に係合したピン部材によって横キリ穴の上部の内面に接するような状態で保持されている。そして、キー部材の高さは、外部で調整可能であるので所定の厚さのキー部材を用いることによって、インナーシムの厚さを適宜変えることができ、したがって、弁すき間を適当に調整することができる。
なお、ピン部材の一対の脚の先端には、一端下方に湾曲してその後上方に延びる湾曲したフック部が形成されており、キー部材及びピン部材がバケットの横キー部材に所定位置まで挿入された状態のときには、キー部材の後端面に対して上記ピン部材のフック部が係合しておりキー部材の横キリ穴からの抜けが生じないようになっている。
このような状態でキー部材、及びピン部材はバケットのキリ穴内にセットされた状態となる。
そして、バルブステムの上端はバケットの所定位置にセットされたピン部材の下面に当接する。これによって、バルブ駆動力はカムからバケット、上記キー部材及びピン部材からなるインナーシムを介してバルブステムに伝達される。
【０００９】
なお、キー部材には、好ましくは、上下方向に貫通する貫通穴が設けられており、適当な治具を用いてこの貫通穴に係合させることによってキー部材をバケットから引き抜くことができる。また、ピン部材は上記の縦キリ穴による凹部に弾性的に係合しているので、これをとり出す場合には、適当な治具によって一対の脚の先端を挟み込み、これを閉じるようにしてから引き抜くようにすれば良い。また、単一のインナーシムによって弁すき間を調整する場合には、バケットに対して対向する周面から一対の横キリ穴をバケットの下面側の中央部がバルブステムの受け部として残るように形成する。そして、横キリ穴に連通する縦キリ穴を設けて、上記と同様にインナーシムの係合部を形成する。一方インナーシムにはこれと係合する突出部が上記同様に設けられる。インナーシムは、上記のピン部材のような形状をしており、対向する横キリ穴の間に残っている中央のバルブ受け部の下側に位置するように挿入される。所定位置まで挿入されたときインナーシムは上記バケットに形成された係合部に突出部が係合することによって抜き差し不能に位置決めされる。そして、バルブステムは、このインナーシムの下面に当接するようになっている。インナーシムの厚さは適宜調整することが可能であり、これによって、弁すき間を調整することができる。
【００１０】
なおこのインナーシムの抜き取りは、上記のピン部材の抜き取りに使用するのと同様な治具を用いて行なうことができる。
【００１１】
【発明を実施するための形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１を参照すると本発明を適用することができるエンジンの直動バケット式動弁装置の断面図が示されている。
図示の動弁装置１はシリンダヘッド２の上方に一対の動弁用カムシャフト３、４が配置されるいわゆるＤＯＨＣタイプの動弁装置であって、吸気弁５を駆動するための吸気弁用動弁機構と、排気弁６を駆動する排気弁用動弁機構とを備えている。
吸気弁５は吸気ポート７を開閉するようになっており、その燃焼室への開口部に配置されたバルブシート８に着座する弁体５１とその弁体５１に直交する方向に延びるバルブステム５２とを有している。バルブステム５２の途中には、ステムガイド５３がシリンダヘッド２に支持されており、バルブステム５２を摺動自在に支持している。バルブステム５２のさらに上方には小径部５４が形成されており、この小径部５４には、スプリングリテーナ５５が係合するようになっておりこのスプリングリテーナ５５とシリンダヘッド２に形成された受け部との間には、スプリング５６がセットされている。そして、バルブステム５２の先端部には、断面コの字状の円筒形状のバケット９が被せられており、バケットの頂面９０は、カム１０が摺接するようになっている。上記のカムシャフト３は、シリンダヘッド２に設けられた軸受け部に回転自在に支持されている。該軸受け部の上半分はシリンダヘッド２にボルト１２によって取り付けられたカムキャップ１３によって構成されている。本例のバケット９にはインナーシムを構成するキー部材１４、ピン部材１５が挿入可能になっており、カム１０のベースサークル部１０１との間の弁すき間を調整できるようになっている。カムはバルブが所定の揚程曲線を描いて動作するように所定のカムプロフィールを有している。さらにシリンダヘッド２には、動弁装置を潤滑するためのオイルを供給するオイル通路１６が設けられている。
【００１２】
また排気用動弁機構が同様な構成で設けられている。すなわち、排気用動弁機構は、排気ポート１７の燃焼室との開口部に配置されたバルブシート１８に着座する排気弁本体６１と、その弁体から上方の延びるバルブステム６２、ステムガイド６３、スプリング６４、スプリングリテーナ６５、吸気弁のものと同様な構成のバケット９を備えている。または排気用カムシャフト４には所定形状のカム２０が取り付けられ、該カムはバルブ特性を与える所定形状をカムプロフィールを有する。さらに、上記カムのベースサークル部とバケット９との弁すき間を調整するためのキー部材１４、及びピン部材１５からなるインナーシムを備えている。
該カムシャフト４は、ボルト２１でシリンダヘッド２に固定されたカムキャップ２２を含む軸受け機構によって回転自在にシリンダヘッドに支持されている。さらに、吸気弁用動弁機構と同様にオイル通路２３が設けられている。
本発明の１つの実施の形態においては、弁すき間を調整するためのインナーシムはキー部材１４と、ピン部材１５との２つの部材によって構成される。
キー部材１４は、図２〜５に示すように、その上面が所定の曲率を有する円弧面を有する細長い蒲鉾状の部材である。図示のキー部材１４は縦横方向に対称の形状をしており、両端部には、１対の貫通穴１４１、１４２が設けられている。
【００１３】
キー部材の高さは、外部で調整可能でありしたがって、所定の高さのキー部材を用いることによって、インナーシムの厚さを適宜変えることができ、したがって、弁すき間を適当に調整することができるようになっている。
ピン部材１５は、図６〜図８に示すように、平面視において開脚状あるいはＶ字状の細長い形状をしており、一対の脚１５１、１５２には外側に突出する突出部１５３、１５４が設けられている。さらに、ピン部材１５の一対の脚の先端には、一端下方に湾曲してその後上方に延びる湾曲したフック１５５、１５６部が形成されている。
また、図９ないし図１１を参照すると、バケット９の内部には、カム１０との当接面９０の下方には肉部９７が形成され、該肉部９７内には該当接面９０に沿ってかつ直動バケット９の軸芯を通って横方向に延びる横キリ穴９１が円筒周壁９４に形成されている。さらに、横キリ穴９１の途中には、この横キリ穴９１に連通しかつ平面視において横キリ穴９１の径よりも僅かに突出した位置関係で一対の縦キリ穴９２、９３が形成される。この縦キリ穴９２、９３は、バケット９の下面側から上方に向かって形成され、頂面９０の手前で止まっている。さらにバケット９の中央部の下側には横キリ穴９１と直交して上方に延びる受け部９８が形成されており、この受け部９８はバルブステム６２に対応した径を有する円筒凹部を形成しており、該受け部９８がバルブステム６２の頂部を受け入れるようになっている。
【００１４】
次に、キー部材１４、ピン部材１５を挿入して所定高さのインナーシムをバケットに組み込む手順について説明する。
先ず図１２に示すようにピン部材１５の上にキー部材１４を円弧面１４４を上にして載せ、この状態で図１３に示すようにシリンダヘッド２に取り付けた状態のままになっているバケット９の横キリ穴９１に挿入する。
ピン部材は常態すなわち無負荷状態では、横キリ穴９１の径よりも大きい幅を有するので、突出部が横キリ穴９１の入口に当たる。このとき、一対の脚１５１、１５２を閉じるように弾性的に縮めることによって、突出部１５３、１５４の含む脚の幅を横キリ穴９１の径よりも小さくし、さらに押し込む。
所定位置までピン部材１５を挿入したのち脚１５１、１５２を離すとピン部材１５は弾性復元力によって拡がり一対の脚１５１、１５２の両側が横キリ穴９１の内壁に当接する。このとき、上記の脚１５１、１５２に設けられた突出部１５３、１５４が横キリ穴９１に連通して設けられる縦キリ穴９２、９３による凹部に入り込み係合する。これによって、ピン部材１５はバケット９に対して抜き差し不能に係合することとなる。
【００１５】
そして、キー部材１４とともにピン部材１５がバケットの横キリ穴９１に所定位置まで挿入されると、キー部材１４の後端面１４１に対して上記ピン部材のフック部が係合するのでキー部材の横キリ穴９１からの抜けが生じることはない。したがって、図９及び図１４に示すような状態でキー部材１４、及びピン部材１５はバケット９のキリ穴９１内にセットされる。
この状態で、バルブステム５２の上端はバケット９の所定位置にセットされたピン部材１５の下面に当接する。これによって、カム１０のベースサークル１０１とバケット９の頂面９０との間の弁すき間が所定の範囲内に調整された状態で、カム１０が動作することになり、バルブ駆動力はカム１０からバケット９、上記キー部材１４及びピン部材１５からなるインナーシムを介してバルブステム５２に伝達される。
次に、上記のようにしてバケット９内にセットしたピン部材１５及びキー部材１４を取り出す方法について説明する。
まず、ピン部材１５を取り出すにあたっては、図１５に示すようなピンセットのような挟み治具２４を用いる。そして、図１６及び図１７に示すようにシリンダヘッド２に取り付けられた状態になっているバケット９に横キリ穴９１に挟み治具を挿入してピン部材１５の脚１５１、１５２の先端を挟み、脚１５１、１５２を閉じるように付勢する。これによって、突出部１５３、１５４が縦キリ穴の凹部との係合からはずれ、図１８に示すように横キリ穴９１から引き抜くことができる。次に、キー部材１４を取り出すに当たっては、図１９に示すように、鍵状に曲がったフックを有する治具２５を用いる。まず、図２０に示すように治具を横キリ穴９１に挿入して上記フックをキー部材１４の貫通穴１４１に係合させる。次に、図２１に示すように治具２５を手前に引いて、横キリ穴９１から引き出す。
【００１６】
次に本発明に関する参考例について説明する。
図２２〜図２５を参照すると、図示の場合では単一のインナーシム２６によって弁すき間を調整するのに使用される。
図示のインナーシム２６は、上記の実施形態のピン部材と同様の形状をしている。すなわち、弾性的に閉じることができるようになった一対の脚２６１、２６２とこの脚２６１、２６２の途中に設けられた突出部２６３、２６４とを備えている。また、脚２６１、２６２の先端部には、取り出し用治具が係合するためのフック部２６４、２６５を備えている。
バケット９には、前記の実施形態と異なり、対向する周壁９４の両側から頂面９０に沿ってバケットの軸芯に向けて一対の横キリ穴９５、９６が形成される。
一方の横キリ穴９５の途中には、前実施形態と同様の一対の縦キリ穴９２、９３が形成される。横キリ穴９５内においてこの縦キリ穴９２、９３による凹部はインナーシム２６が所定の挿入状態になったときにその突出部２６３、２６４と係合するためのものである。
横キリ穴９５、９６を開けるためにバケット９には頂面９０の下方の中心部を通る肉部９７が形成され、この肉部９７に一対の横キリ穴９５、９６が設けられる。平面視においてバケットの中心部には下側から頂面の側に円筒凹部が形成され凹部の中央は平面を有する受け部９８を構成している。この本実施形態におけるインナーシム２６は、該受け部の面９８に接触するように挿入される。所定位置まで挿入されたときインナーシム２６は上記バケット９に形成された縦キリ穴９２、９３係合部に突出部２６２、２６４が係合することによって抜き差し不能に位置決めされる。そして、バルブステム５２は、このインナーシム２６の下面に当接するようになっている。インナーシム２６の厚さは適宜調整することが可能であり、これによって、弁すき間を調整することができる。
【００１７】
なおこのインナーシム２６の抜き取りは、上記のピン部材の抜き取りに使用するのと同様な治具を用いて行なうことができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、バケットの加工は基本的にキリ穴加工のみによって行なうことかでき、作業が簡単である。また、インナーシムを構成する部材を比較的簡単な構造を有しているので加工が簡単である。さらに、その交換作業も容易である。しかも、使用中に外れる心配もなく、また本発明のインナーシムは強度的にも十分であるので長期にわたる信頼性を確保することかできる。
また、本発明はインナーシムを提供するものであるので、アウターシムが有するようなバルブ特性を損なうといった問題もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つ実施の形態にかかるエンジンの直動バケット式動弁装置の断面図、
【図２】キー部材の側面図、
【図３】キー部材の平面図、
【図４】キー部材の端面図、
【図５】キー部材の斜視図、
【図６】ピン部材の平面図、
【図７】ピン部材の側面図、
【図８】ピン部材の斜視図、
【図９】バケット、及び取り付け状態にあるピン部材、キー部材の状態を示す断面図、
【図１０】バケットの底面図、
【図１１】図９のＡーＡ断面図、
【図１２】ピン部材及びキー部材の組み込み状態を示す斜視図、
【図１３】ピン部材及びキー部材の挿入状態を示す斜視図、
【図１４】ピン部材及びキー部材の横キリ穴への挿入状態を示すＢ−Ｂ断面図、
【図１５】ピン部材取り出し用挟み治具の斜視図、
【図１６】ピン部材の取り出し状態を示す斜視図、
【図１７】ピン部材の取り出し状態を示す断面図、
【図１８】ピン部材の取り出し状態を示す斜視図、
【図１９】キー部材取り出し用治具の斜視図、
【図２０】キー部材の取り出し状態を示す断面図、
【図２１】キー部材の取り出し状態を示す斜視図、
【図２２】本発明に関する参考例にかかるバケット及びインナーシムの取り付け状態を示す断面図、
【図２３】図２２のバケットの底面図、
【図２４】図２２のＣ−Ｃ断面図、
【図２５】図２２のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１  動弁装置
２  シリンダヘッド
３  カムシャフト
４  カムシャフト
５  吸気弁
６  排気弁
７  吸気ポート
９  バケット
１０  カム
１４  キー部材
１５  ピン部材。
【図１】
0003593685.tif 000002
【図２】
0003593685.tif 000003
【図３】
0003593685.tif 000004
【図４】
0003593685.tif 000005
【図５】
0003593685.tif 000006
【図６】
0003593685.tif 000007
【図７】
0003593685.tif 000008
【図８】
0003593685.tif 000009
【図９】
0003593685.tif 000010
【図１０】
0003593685.tif 000011
【図１１】
0003593685.tif 000012
【図１２】
0003593685.tif 000013
【図１３】
0003593685.tif 000014
【図１４】
0003593685.tif 000015
【図１５】
0003593685.tif 000016
【図１６】
0003593685.tif 000017
【図１７】
0003593685.tif 000018
【図１８】
0003593685.tif 000019
【図１９】
0003593685.tif 000020
【図２０】
0003593685.tif 000021
【図２１】
0003593685.tif 000022
【図２２】
0003593685.tif 000023
【図２３】
0003593685.tif 000024
【図２４】
0003593685.tif 000025
【図２５】
0003593685.tif 000026