(57)【要約】    【課題】  バルブとバルブブリッジとの当接を面接触にして摩耗を抑制し、バルブブリッジの傾きを可及的に防止する。    【解決手段】  弁腕１５の揺動によって１つのバルブブリッジ２０を往復動させ、バルブブリッジ２０に当接した２つのバルブ２１を同時に作動させるようにしたエンジンの動弁機構であって、バルブブリッジ２０が、弁腕１５と２つのバルブ２１との間に支持されたガイドレスタイプであるものにおいて、各バルブ２１のバルブブリッジ２０に対する当接面３５が、凹状又は凸状の球面に形成され、バルブブリッジ２０の各バルブ２１に対する被当接面３０が、バルブ２１の当接面３５に面接触する凸状又は凹状の球面に形成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁腕の揺動によって１つのバルブブリッジを往復動させ、該バルブブリッジに当接した２つのバルブを同時に作動させるようにしたエンジンの動弁機構であって、前記バルブブリッジが、弁腕と２つのバルブとの間で支持されたガイドレスタイプとされているものにおいて、
各バルブのバルブブリッジに対する当接面が、凹状又は凸状の球面に形成され、バルブブリッジの各バルブに対する被当接面が、バルブの当接面に面接触する凸状又は凹状の球面に形成されていることを特徴とする、エンジンの動弁機構。
【請求項２】
前記弁腕に押圧面が設けられ、前記バルブブリッジに、前記押圧面が当接する被押圧面が設けられ、押圧面又は被押圧面の一方が平坦面とされ、他方が円筒面とされ、押圧面と被押圧面とが互いに線接触されており、平坦面と円筒面との接触線の方向が、２つのバルブの並設方向に交差する方向に設定されている、請求項１に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項３】
前記バルブブリッジにおける２つの被当接面の間隔が拡縮自在に設けられている、請求項１又は２に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項４】
前記バルブブリッジが、本体部と、該本体部に対して２つのバルブの並設方向に移動自在に設けられたスライダとを有しており、該スライダに、一方の被当接面が形成されている、請求項３に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項５】
バルブブリッジの本体部とスライダとの間の摩擦抵抗が、バルブブリッジの被押圧面と弁腕の押圧面との間の摩擦抵抗よりも大きくされている、請求項４記載のエンジンの動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁腕によって１つのバルブブリッジを介して２つの弁を同時に作動させるようにした、エンジンの動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つのシリンダに２つの吸気バルブ及び排気バルブを設け、２つの吸気バルブ又は排気バルブに１つのバルブブリッジを当接させ、弁腕によりバルブブリッジを介して２つのバルブを同時に作動させるタイプのエンジンが公知である。このエンジンでは、一般に、バルブブリッジとは別体のガイドロッドをシリンダヘッドに立設し、ガイドロッドに軸方向移動自在にバルブブリッジを嵌合し、弁腕の揺動とともにバルブブリッジがガイドロッド上を摺動するようにされている。従来、このタイプのエンジンは、比較的大きなエンジンに採用されることが多かった。
【０００３】
ところが、近年は、小型エンジンに対しても当該タイプの採用が進んでいることから、動弁機構の小型軽量化が望まれている。また、サイズに関係なく低廉化が望まれている。
【０００４】
下記特許文献１〜４には、動弁機構の小型軽量化、低廉化を実現する方法として、上記ガイドロッドを省略した技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８０４１７号公報
【特許文献２】特開平１１−２８０４２０号公報
【特許文献３】特開２００３−５６３１７号公報
【特許文献４】特開平８−１７０５０６号公報
【特許文献５】特開２００１−１５２８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記各特許文献は、ガイドロッドを省略してもバルブブリッジを支持できるよう工夫しているが、いずれも不充分であり、それぞれ次のような問題が依然として残っていた。
【０００７】
特許文献１及び２は、バルブブリッジと弁腕とを凹凸の球面で面接触させたもの、特許文献３は、バルブブリッジと弁腕との間にプッシュロッドを介在させ、該プッシュロッドとバルブブリッジとを凹凸の球面で面接触させたものとなっている。この場合、バルブブリッジが、弁腕に対して球面の中心を支点として自由に動き得るため、バルブブリッジが２つのバルブの並設方向に傾き易く、これによって２つのバルブのリフト量に差が生じ、エンジン性能の変動を来す恐れがあった。また、バルブブリッジが２つのバルブの並設方向に直交する方向にも傾き易く、この傾きによりバルブに曲げ力が働き、円滑な動作を妨げる恐れがあった。
【０００８】
また、特許文献１〜３では、バルブブリッジの両端部の下面に平坦な凹底面を有する凹部を形成し、各凹部に各バルブの上端部を嵌合しており、バルブの上端面は、凹底面に面接触する平坦面に形成されていた。このため、摩耗等に起因して２つのバルブの高さが異なった場合にバルブブリッジが傾くと、凹底面とバルブ上端面とが点接触することになり、さらに摩耗し易くなるという問題があった。
【０００９】
特許文献４及び５は、バルブブリッジの両端部の下面に平坦な凹底面を有する凹部を形成し、各凹部にバルブの上端部を嵌合している。バルブの上端部は球面状に形成されており、凹底面に対して点接触している。このため、バルブとバルブブリッジとの接触圧が高くなり、摩耗が激しくなるという問題があった。また、バルブとバルブブリッジとの間にガタが生じ易く、２つのバルブの摺動抵抗が異なる場合等にバルブブリッジが傾き易くなり、バルブブリッジに対するバルブの追従性も悪くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブとバルブブリッジとの当接を面接触にして摩耗を抑制するとともに、バルブブリッジの傾きを可及的に抑制することである。また、バルブブリッジの２つの被当接面を、２つのバルブの位置に適応させ、面接触状態を維持できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、弁腕の揺動によって１つのバルブブリッジを往復動させ、バルブブリッジに当接した２つのバルブを同時に作動させるようにしたエンジンの動弁機構であって、前記バルブブリッジが、弁腕と２つのバルブとの間に支持されたガイドレスタイプとされているものにおいて、各バルブのバルブブリッジに対する当接面が、凹状又は凸状の球面に形成され、バルブブリッジの各バルブに対する被当接面が、バルブの当接面に面接触する凸状又は凹状の球面に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記弁腕に押圧面が設けられ、前記バルブブリッジに、前記押圧面が当接する被押圧面が設けられ、押圧面又は被押圧面の一方が平坦面とされ、他方が円筒面とされ、押圧面と被押圧面とが互いに線接触されており、平坦面と円筒面との接触線の方向が、２つのバルブの並設方向に交差する方向に設定されている。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記バルブブリッジにおける２つの被当接面の間隔が拡縮自在に設けられている。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記バルブブリッジが、本体部と、該本体部に対して２つのバルブの並設方向に移動自在に設けられたスライダとを有しており、該スライダに、一方の被当接面が形成されている。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、バルブブリッジの本体部とスライダとの間の摩擦抵抗が、バルブブリッジの被押圧面と弁腕の押圧面との間の摩擦抵抗よりも大きくされている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、２つのバルブの当接面とバルブブリッジの被当接面とを常に面接触状態とすることができ、摩耗を抑制することができる。また、両者間のガタを少なくし、バルブブリッジの傾きを防止することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、バルブブリッジが、２つのバルブの並設方向に直交する方向に傾くのを防止できる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、２つのバルブの当接面の間隔に応じて、バルブブリッジの被当接面の間隔を変えることができる。このため、２つのバルブの高さが異なった場合やバルブブリッジが熱膨張した場合等であっても、バルブの当接面とバルブブリッジの被当接面との面接触を維持することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明を好適に実現できる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、弁腕によるバルブブリッジの往復動作をスムーズに行えるとともに、スライダと本体部との間の摩擦抵抗によって、バルブブリッジの往復動作に起因したスライダの動きが抑制される。このため、バルブとバルブブリッジの相対位置関係を変えずに、バルブブリッジの姿勢を一定に保ったまま２つのバルブを同時に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施形態にかかるエンジンの動弁機構の正面断面図である。エンジン１０は、１つのシリンダに２つの吸気バルブ、排気バルブを備えた４バルブエンジンとされている。シリンダブロックの上部にはシリンダヘッド１１がボルト等により締結され、シリンダヘッド１１の上側にはカバー１２が締結されている。
【００２２】
カバー１２内には、弁腕室１３が形成されており、弁腕室１３には、弁腕軸１４が架設され、弁腕軸１４に弁腕１５が揺動自在に支持されている。該弁腕１５の一端部には、アジャストねじ１６が螺合され、アジャストねじ１６の下端にプッシュロッド１７の上端が球継手により接続されている。プッシュロッド１７は、シリンダヘッド１１を通過して下方のクランクケース内に延び、タペット等を介して下端がカム１８に当接されている。
【００２３】
弁腕１５の他端部には押圧部１９が形成され、該押圧部１９の下側にバルブブリッジ２０が配置されている。バルブブリッジ２０の左右両側（長手方向両側）下方には、２つのバルブ２１（吸気バルブ又は排気バルブ）が平行に並設されている。従って、バルブブリッジ２０は、２つのバルブ２１に跨るように配置されている。
【００２４】
バルブ２１は、シリンダヘッド１１に上下摺動自在に支持された弁棒２２と、該弁棒２２の下端部に設けられた弁体２３とを有しており、弁棒２２の上部に取り付けたバネ受座２４とシリンダヘッド１１の上面との間に介装された圧縮バネ２５によって上方に付勢され、これによって弁体２３を閉じている。弁棒２２の上端は、バルブブリッジ２０の左右両側の下部に当接されている。
【００２５】
なお、本発明のバルブブリッジ２０は、ガイド部材によってガイドされることなく、バルブ２１と弁腕１５との間で支持された、ガイドレスタイプとされている。
【００２６】
図２は、動弁機構の要部の正面図、図３は、図２のIII−III断面図、図４は、図２のIV矢視図である。弁腕１５の押圧部１９は、下向きの押圧面２６を有している。該押圧面２６は、弁腕軸芯と平行な軸心を中心とする円筒面に形成されている。一方、バルブブリッジ２０の左右中央の上面には、上向きの被押圧面２７が形成され、該被押圧面２７は、平坦面とされている。被押圧面２７には押圧面２６が当接し、両者は互いに線接触するようになっている。
【００２７】
バルブブリッジ２０の左右両側には、バルブ２１に対する被当接部２８が設けられている。該被当接部２８は、バルブブリッジ２０の下面から上方に窪んだ凹部２９を有しており、該凹部２９の底面（被当接面３０）は、凹状に窪んだ球面となっている。
【００２８】
左右一方（左側）の被当接部２８は、左右方向に移動自在に構成されている。すなわち、図５に示すように、バルブブリッジ２０は、本体部３１と、スライダ３２とを有しており、本体部３１の下面には、左右方向の溝（ガイド部）３３が形成され、該溝３３にスライダ３２が左右摺動自在に嵌合している。このスライダ３２は、左側の被当接部２８を構成し、該スライダ３２の下面に凹部２９が形成されている。溝３３は、本体部３１の左端側に開放している。
【００２９】
左右他方（右側）の被当接部２８は、本体部３１に対して直接形成されている。
【００３０】
バルブ２１の弁棒２２の上端部は、バルブブリッジ２０に対する当接部３４とされており、該当接部３４は、前記凹部２９に嵌合可能となっている。当接部３４の先端面（当接面３５）は、被当接面３０の球面に合致（同一径）した凸状の球面とされており、当該当接面３５と被当接面３０とは面接触するようになっている。
【００３１】
凹部２９の下端部分（開口部分）の外径は、当接部３４の外径よりも若干大きく、凹部２９に当接部３４を嵌合した状態で、凹部２９と当接部３４との間には隙間ｔが形成されている。
【００３２】
〔本実施形態の作用効果〕
以上の構成において、図１に示すように、エンジン１０のクランクシャフトによりカム１８が回転されると、プッシュロッド１７を介して弁腕１５が弁腕軸１４を中心に揺動し、弁腕１５の押圧部１９がバルブブリッジ２０を往復動させる。２つのバルブ２１は、圧縮バネ２５に抗してバルブブリッジ２０に押圧されることで下方に摺動し、弁体２３を開く。
【００３３】
この際、図２に示すように、バルブブリッジ２０の被当接面３０とバルブ２１の当接面３５とは、球面による面接触となっているので、点接触又は線接触の場合に比べて接触圧が小さくなり、摩耗が抑制される。また、面接触によってバルブブリッジ２０とバルブ２１との間のガタが少なくなるため、バルブブリッジ２０に対するバルブ２１の追従性が良好となり、バルブブリッジ２０が、バルブ並設方向に傾いたり（矢印Ａ）、バルブ並設方向に直交する方向に傾いたり（図３矢印Ｂ）することも防止できる。
【００３４】
但し、バルブブリッジ２０とバルブ２１との間には、径方向の隙間ｔが形成されているため、若干のバルブブリッジ２０の傾きが許容され、傾いた際にバルブ２０に無理な力が加わらないようになっている。バルブブリッジ２０が若干傾いたとしても、球面による面接触であるため、面接触状態を維持できる。
【００３５】
エンジン１０の作動により温度が上昇すると、バルブブリッジ２０が熱膨張し、２つの被当接面３０の間隔が広がることがある。この場合、一方の被当接面３０がスライダ３２に形成されているため、当該スライダ３２が２つのバルブ２１の間隔に適合するように左右に摺動することによって、バルブ２１の当接面３５とバルブブリッジ２０の被当接面３０との面接触が維持されるようになっている。
【００３６】
また、摩耗等によって２つのバルブ２１の上端の高さが異なった場合は、当該上端の間隔が変動するが、この場合にも、スライダ３２が摺動することによってバルブ２１の上端間隔に被当接面３０の間隔を適合できるようになっている。
【００３７】
図４に示すように、弁腕１５とバルブブリッジ２０とは、平面視でやや傾斜した関係で配置されており、弁腕１５の円筒状の押圧面２６と、バルブブリッジ２０の被押圧面２７との線接触の方向（接触線の方向）は、２つのバルブ２１の並設方向に交差している。これによって、バルブブリッジ２０が、バルブ並設方向に直交する方向へ傾く（倒れる）ことが防止されている。
【００３８】
弁腕１５の押圧面２６とバルブブリッジ２０の被押圧面２７との間の摩擦係数は、スライダ３２と本体部３１との間の摩擦係数よりも小さくなっている。このため、弁腕１５の揺動に伴う押圧面２６と被押圧面２７との接触位置の移動（摺動）がスムーズとなる。他方、スライダ３２は、本体部３１に対する摩擦抵抗が大きくなっているため、弁腕１５によるバルブブリッジ２０の押圧動作によって、本体部３１に対して移動せず、バルブブリッジ２０とバルブ２１との相対位置関係も変わらない。したがって、バルブブリッジ２０は一定の姿勢のまま往復動し、２つのバルブ２１のリフト量に差が生じることもほとんどない。
【００３９】
〔他の実施形態〕
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、バルブ２１の当接面３５を、凹状の球面に形成し、バルブブリッジ２０の被当接面３０を、凸状の球面に形成することができる。また、弁腕１５の押圧面２６を平坦面に形成し、バルブブリッジ２０の被押圧面２７を円筒面に形成することができる。
【００４０】
上記実施形態では、バルブブリッジ２０のスライダ３２を本体部３１の溝３３に嵌合しているが、本体部３１に凸条のレールを形成し、スライダ側にレールに嵌合する溝３３を形成してもよい。また、スライダ３２は、一方の被当接部２８として設けているが、双方の被当接部２８として設けることができる。但し、この場合、本体部３１に対して両方の被当接部２８が移動することになり、位置決めが困難となることから、片方の被当接部２８のみをスライダ３２により構成するのが好ましい。
【００４１】
バルブブリッジ２０の２つの被当接面３０の間隔を拡縮自在にする構成として、上記スライダ３２による直線的な移動以外のものを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態にかかるエンジン１０の動弁機構の正面断面図である。
【図２】動弁機構の要部の正面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図２のIV矢視図である。
【図５】バルブブリッジの一端部の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  エンジン
１５  弁腕
１９  押圧部
２０  バルブブリッジ
２１  バルブ
２６  押圧面
２７  被押圧面
３０  被当接面
３１  本体部
３２  スライダ
３５  当接面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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