(57)【要約】【課題】製作ばらつきにより、ジャーナルが、対応する軸受上面に接触していない気筒が生じていても、ジャーナルが、対応する軸受上面に接触している気筒と同じタイミングでバルブを開閉し得る動弁機構を提供する。【解決手段】ジャーナルとカムとを一体に形成した一本のカムシャフトと、前記ジャーナルの数と同数の軸受であって前記ジャーナルを回転自在に支持する軸受と、バルブと、バルブスプリングと、前記バルブの軸端と前記カムとの間に介在するバルブリフターとを有し、前記カムのリフト部が前記バルブリフターに当接した後バルブリフターを押し下げることによって前記バルブを開かせる動弁機構において、軸受の上面に接触していない前記ジャーナルを、前記カムによるバルブリフター（４３）の押し下げを阻止して当該軸受の上面に押しつける手段（４５）を設ける。【選択図】図４
2008138615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャーナルとカムとを一体に形成した一本のカムシャフトと、
前記ジャーナルの数と同数の軸受であって前記ジャーナルを回転自在に支持する軸受と、
前記カムの下方にあってポートを開閉するバルブと、
このバルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、
前記バルブの軸端と前記カムとの間に介在するバルブリフターと
を有し、
前記カムのリフト部が前記バルブリフターに当接した後バルブリフターを押し下げることによって前記バルブを開かせる動弁機構において、
軸受の上面に接触していない前記ジャーナルを、前記カムによるバルブリフターの押し下げを阻止して当該軸受の上面に押しつける阻止・押しつけ手段
を設けることを特徴とする動弁機構。
【請求項２】
ジャーナルとカムとを一体に形成した一本のカムシャフトと、
前記ジャーナルの数と同数の軸受であって前記ジャーナルを回転自在に支持する軸受と、
前記カムの下方にあってポートを開閉するバルブと、
このバルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、
前記バルブの軸端と前記カムとの間に介在するバルブリフターと
を有し、
前記カムのリフト部が前記バルブリフターに当接した後バルブリフターを押し下げることによって前記バルブを開かせる動弁機構において、
前記カムが前記バルブリフターに当接していない状態で前記ジャーナルの上端と、当該ジャーナルを支持する軸受の上面とが非接触のときに、前記カムによるバルブリフターの押し下げを阻止する阻止手段
を設けることを特徴とする動弁機構。
【請求項３】
前記阻止・押しつけ手段は、
前記バルブリフター下面の中央に、下方に向けて所定の長さで突出する円筒状のボスを設け、このボス下端を円盤状部材を介してバルブ軸端と当接させ、ボスの内部にボス長さよりも全長の長いコイルスプリングを収納したものであることを特徴とする請求項１に記載の動弁機構。
【請求項４】
前記阻止・押しつけ手段は、
スプリングリテーナを備え、
前記バルブリフターの下面の中央に下方に向けて所定の長さで突出するボスを設けてバルブ軸端と当接させる一方、断面Ｌ字状のリーフスプリングと、断面逆Ｌ字状のリーフスプリングとを前記スプリングリテーナの左右に配置してスプリングリテーナの下面に当接させつつ閉弁方向に付勢する共に、これらのリーフスプリングの閉弁方向への付勢力により、軸受の上面に接触していない前記ジャーナルを、前記カムによる前記バルブリフターの押し下げを阻止して当該軸受の上面に押しつけ、
かつ、前記リーフスプリングは前記バルブリフターに穿設した上下方向の孔を貫通させて位置させ、前記リーフスプリングの上端をシリンダヘッドに固定すると共に、前記リーフスプリングの下端部と、前記バルブリフター下面とのバルブ軸方向間隔が、バルブの最大リフト量よりも大きくなるようにするものであることを特徴とする請求項１に記載の動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はエンジン（内燃機関）の動弁機構、特にバルブクリアランスの調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジャーナルとカムとを一体に形成した一本のカムシャフトと、前記ジャーナルの数と同数の軸受であって前記ジャーナルを回転自在に支持する軸受と、前記カムの下方にあってポートを開閉するバルブと、このバルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、前記バルブの軸端と前記カムとの間に介在するバルブリフターとを有し、前記カムのリフト部が前記バルブリフターに当接した後バルブリフターを押し下げることによって前記バルブを開かせる動弁機構がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−７２０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記の各軸受の片側を構成する半円柱状のくぼみは機械加工によって一方向から順次形成されるため、複数個の軸受の全ての軸心位置が一致しない事態が生じ得る。複数個の軸受間での軸心位置のずれがあると（同軸度がばらつくと）、バルブスプリングの反力がかかってもジャーナルが、対応する軸受の上面に接触しない。ところが、現状ではこうした事態が生じていても、ジャーナルが、対応する軸受上面に接触していると仮定してバルブリフターの選択が行われているので、軸心位置間のずれ分がバルブクリアランスのばらつきになってしまう。
【０００４】
このように気筒間でバルブクリアランスのばらつきが生じると、バルブクリアランスのばらつきの生じている気筒のバルブタイミングが、バルブクリアランスのばらつきのない気筒と異なることとなる。
【０００５】
そこで本発明は、製作ばらつきにより、ジャーナルが、対応する軸受上面に接触していない気筒が生じていても、ジャーナルが、対応する軸受上面に接触している気筒と同じタイミングでバルブを開閉し得る動弁機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ジャーナル（１２〜１４）とカム（１６〜２１）とを一体に形成した一本のカムシャフト（１１）と、前記ジャーナル（１２〜１４）の数と同数の軸受（２〜４）であって前記ジャーナル（１２〜１４）を回転自在に支持する軸受（２〜４）と、前記カム（１６〜２１）の下方にあってポートを開閉するバルブ（３１）と、このバルブ（３１）を閉弁方向に付勢するバルブスプリング（４２）と、前記バルブ（３１）の軸端と前記カム（１６〜２１）との間に介在するバルブリフター（４３）とを有し、前記カム（１８）のリフト部（１８ｂ）が前記バルブリフター（４３）に当接した後バルブリフター（４３）を押し下げることによって前記バルブ（３１）を開かせる動弁機構において、軸受の上面に接触していない前記ジャーナル（１３）を、前記カム（１８）によるバルブリフター（４３）の押し下げを阻止して当該軸受（３）の上面（３ａ）に押しつける阻止・押しつけ手段を設ける。
【０００７】
また、本発明は、ジャーナル（１２〜１４）とカム（１６〜２１）とを一体に形成した一本のカムシャフト（１１）と、前記ジャーナル（１２〜１４）の数と同数の軸受（２〜４）であって前記ジャーナル（１２〜１４）を回転自在に支持する軸受（２〜４）と、前記カム（１６〜２１）の下方にあってポートを開閉するバルブ（３１）と、このバルブ（３１）を閉弁方向に付勢するバルブスプリング（４２）と、前記バルブ（３１）の軸端と前記カム（１６〜２１）との間に介在するバルブリフター（４３）とを有し、前記カム（１８）のリフト部（１８ｂ）が前記バルブリフター（４３）に当接した後バルブリフター（４３）を押し下げることによって前記バルブ（３１）を開かせる動弁機構において、前記カム（１８）が前記バルブリフター（４３）に当接していない状態で前記ジャーナル（１３）の上端と、当該ジャーナルを支持する軸受（３）の上面（３ａ）とが非接触のときに、前記カム（１８）によるバルブリフター（４３）の押し下げを阻止する阻止手段を設ける。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ジャーナル（１２〜１４）とカム（１６〜２１）とを一体に形成した一本のカムシャフト（１１）と、前記ジャーナル（１２〜１４）の数と同数の軸受（２〜４）であって前記ジャーナル（１２〜１４）を回転自在に支持する軸受（２〜４）と、前記カム（１６〜２１）の下方にあってポートを開閉するバルブ（３１）と、このバルブ（３１）を閉弁方向に付勢するバルブスプリング（４２）と、前記バルブ（３１）の軸端と前記カム（１６〜２１）との間に介在するバルブリフター（４３）とを有し、前記カム（１８）のリフト部（１８ｂ）が前記バルブリフター（４３）に当接した後バルブリフター（４３）を押し下げることによって前記バルブ（３１）を開かせる動弁機構において、軸受の上面に接触していない前記ジャーナル（１３）を、前記カム（１８）によるバルブリフター（４３）の押し下げを阻止して当該軸受（３）の上面（３ａ）に押しつける阻止・押しつけ手段または前記カム（１８）が前記バルブリフター（４３）に当接していない状態で前記ジャーナル（１３）の上端と、当該ジャーナルを支持する軸受（３）の上面（３ａ）とが非接触のときに、前記カム（１８）によるバルブリフター（４３）の押し下げを阻止する阻止手段を設けるので、バルブクリアランスのばらつきが生じている気筒においても、バルブクリアランスのばらつきが生じていない気筒と同じタイミングでバルブを開閉することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１はエンジンを横から見たときのカムシャフトとカムシャフトの軸受との配置をモデルで示したものである。
【００１１】
図１に示したように、カムシャフト１１には３つのジャーナル１２、１３、１４が所定の間隔で左右方向に形成されており、シリンダヘッド１に設けられる半円柱状のくぼみ（二つ割り式軸受の片側）にこのジャーナル１２、１３、１４をそれぞれ対応させて位置させ、ジャーナル１２、１３、１４の上に図示しないベアリングキャップをそれぞれ被せて当該キャップをシリンダヘッド１に固定することで二つ割り式軸受２、３、４が構成され、このようにして構成される３つの軸受２、３、４により各ジャーナル１２、１３、１４（従ってカムシャフト１１）が回転自在に支持される。ただし、図１には各ベアリングキャップを外した状態を示している。
【００１２】
カムシャフト１１には各ジャーナル１２、１３、１４を挟んで左右に配置されたカム１６、１７、１８、１９、２０、２１が一体に形成されており、各カムの下方には所定の間隔をおいてバルブが配置される。ここで、バルブとは吸気ポートを開閉する吸気バルブまたは排気ポートを開閉する排気バルブのことである。
【００１３】
図２は６個のカムの中から、一つのカム１８を採り出しエンジンの前方（左方）よりみた図である。図２に示したように、カム１８はベースサークル部１８ａとリフト部１８ｂからなる板カムであり、カムのベースサークル１８ａとバルブ３１の軸端３１ａとの間に所定の間隔が設けられている。他の５個のカム１６、１７、１９、２０、２１についても、バルブとの関係は図２に示したのと同様である。
【００１４】
図４に示したように、バルブ軸端３１ａの近傍にスプリングリテーナ４１が取り付けられ、このスプリングリテーナ４１とシリンダヘッドとの間に配設されるバルブスプリング４２によって常時閉方向（図で上方）にバルブ３１が付勢され、吸気ポートや排気ポートを閉じている。シムレスタイプ場合、カム１８とバルブ軸端３１ａとの間にバルブリフター４３（シムはない）が介装され、カムのリフト部１８ｂがこのバルブリフター４３の上面に当接した後、バルブスプリング４２の付勢力に抗してバルブ３１を下方に押し下げ、これによって吸気ポートや排気ポートが開かれるようになっている。実際には、バルブスプリング４２とバルブ３１とを固定させるコッタがあるが、図４には省略して示していない。
【００１５】
図１においてカムシャフト１１の左端と右端を省略して示していないが、例えばカムシャフト１１の前端（図で左端）にスプロケットを有し、このスプロケットに巻掛けられた図示しないチェーンを介してクランクシャフトに連動している。図１のカムシャフト１１は、具体的には、Ｖ型エンジンの右バンクの３気筒分の吸気バルブまたは排気バルブを担当するものである。１気筒当たり２つの吸気バルブと２つの排気バルブ有するので、図１において左より１番気筒、３番気筒、５番気筒の順に並んでいるものとすると、クランクシャフトによって駆動されるカムシャフト１１を介し、左側に位置する一対のカム１６、１７によって１番気筒の２本の吸気バルブまたは２本の排気バルブが、中央に位置する一対のカム１８、１９によって３番気筒の２本の吸気バルブまたは２本の排気バルブが、右側に位置する一対のカム２０、２１によって５番気筒の２本の吸気バルブまたは２本の排気バルブがそれぞれ開閉駆動される。
【００１６】
ここで、バルブは図１において上下方向に動くものとしてバルブクリアランスについて説明する。ここで、バルブクリアランスとは、カムのベースサークルと、バルブが閉弁状態にあるときのバルブリフター上面との間の距離のことあり、バルブクリアランスは設計上で予め目標値が定められている。このため、バルブの組み付け時には、バルブスプリングの反力（付勢力）により、ジャーナル１２、１３、１４が図１に示したように各軸受２、３、４の上面２ａ、３ａ、４ａに隙間無く接触していると仮定して、図２に示したようにカムのベースサークル１８ａから、閉弁状態にあるバルブの軸端３１ａまでのバルブ軸方向距離Ａを計測し、この同じく閉弁状態にあるバルブ３１に対してバルブリフターを組み付けた状態でカムのベースサークル１８ａからこのバルブリフター上面までのバルブ軸方向距離が上記のバルブクリアランス目標値となるように、予め準備してある様々な厚さのバルブリフターの中から最適なものを選択して組み付けることとなる。このような組み付け時の操作を全てのバルブに対して実行することで、６本のバルブを全て組み付けたときには、６本あるどのバルブにおいてもバルブクリアランスが目標値に調整されていることになるのである。
【００１７】
さて、上記各軸受２、３、４の片側を構成する半円柱状のくぼみは機械加工によって一方向から順次形成されるため、図３に示したように３つの軸受２、３、４の全ての軸心位置が一致しない事態が生じ得る。すなわち、図１に示した軸受２、３、４の配置は理想的なものであり、実際には図３のように左右に位置する２つの軸受２、４の軸心位置はＢで一致しているが、中央に位置する軸受３の軸心位置はＣとなり、Ｂよりも上方に所定距離Ｄだけずれている。このように一本のカムシャフト１１を支持するための複数の軸受２、３、４の間で軸心位置のずれ（Ｄ）があると（同軸度がばらつくと）、３番気筒では、バルブスプリング４２の反力（付勢力）がかかってもジャーナル１３が、対応する軸受３の上面３ａに接触しない。ところが、現状ではこうした事態が生じていても、軸受３についてもジャーナル１３が、対応する軸受上面３ａに接触していると仮定してバルブリフターの選択が行われるので、軸心位置ＢとＣとの間のずれ分（Ｃ）が３番気筒のバルブクリアランスのばらつきになってしまう。３番気筒にバルブクリアランスのばらつきが生じていると、３番気筒のバルブタイミングが１番気筒、５番気筒と異なることとなり、排気エミッションが悪くなる。
【００１８】
そこで本発明の第１実施形態では、軸受３の上面３ａと接触していないジャーナル１３を、カム１８によるバルブリフター４３の押し下げを阻止して軸受３の上面３ａに押しつける手段を設ける。具体的には図４において、上記のようにして選択されるバルブリフター４３の下面４３ａの中央に、下方に向けて所定の長さＥで突出する円筒状のボス４３ｂを設け、このボス４３ｂ下端を円盤状部材４６を介してバルブ軸端３１ａと当接させ、ボス４３ｂの内部にボス長さＥよりも全長の長いコイルスプリング４５を収納する。
【００１９】
ここで、ボス長さＥとしては様々のものを用意しておき、図３に示した所定距離Ｄとほぼ一致するボス長さを有するバルブリフター４３を選択して組み付けることが好ましい。図３に示した所定距離Ｄは予め計測しておく。
【００２０】
このように構成したとき、カム１８のリフト部１３ｂがバルブリフター４３上面に当接した後に、カム１８がバルブリフター４３を押してもコイルスプリング４５の閉弁方向（図で上方）への反力（付勢力）によりバルブリフター４３が同じ位置を維持する。すると、カム１８がなおも回り続けるには、カムシャフト１１の一部が弾性変形するしかなく、この場合に、ジャーナル１３が上方へと弾性変形しながら軸受３の上面３ａへと当接してゆくことで、カム１８の回転継続が可能となる。そして、ジャーナル１３が軸受３の上面３ａに当接した後にはそれ以上はジャーナル１３が上方に弾性変形することができない。従って、ジャーナル１３が弾性変形して軸受３の上面３ａに当接した後には、カム１８がコイルスプリング４５を押し縮めることになり、バルブリフター４３がこのコイルスプリング４５が縮んだ分だけ押し下げられる。ただし、このときバルブ３１は静止したままで開弁しない。
【００２１】
コイルスプリング４５の長さがボス長さＥまで縮んだ状態、つまり図４に示す状態となった後には、コイルスプリング４５はそれ以上縮むことができないため、なおもカム１８が回転すると、今度はバルブリフター４３が、ボス４３ｂ、バルブ３１と一体となって押し下げられることになり、この時点でバルブ３１が初めて開弁する。カムシャフト用軸受２、３、４の製作バラツキにより、ジャーナル１３が、これに対応する軸受の上面３ａに当接していないことがあっても、ジャーナル１３が、これに対応する軸受３の上面３ａに当接した状態でバルブ３１のリフトが始まるのである。すなわち、カム１８がバルブリフター４３に当接してから、軸受３の上面３ａとの間に間隙を有するジャーナル１３が弾性変形して軸受３の上面３ａに押しつけられるまで、カム１８によるバルブリフター４３の押し下げが阻止されるように、コイルスプリング４２のバネ定数を設定しておくのである。
【００２２】
このように、本実施形態によれば、バルブクリアランスのばらつきが生じている３番気筒について、カム１８がバルブリフター４３を押してもまずはバルブ３１が開かないようにして、軸受３との間に間隙を有するジャーナル１３が軸受３の上面３ａに接触してからバルブ３１が開き始めるようにするので、バルブクリアランスのばらつきが生じている３番気筒においても、バルブクリアランスのばらつきが生じていない２つの気筒（１番気筒、５番気筒）と同じタイミングでバルブを開閉することができる。
【００２３】
第１実施形態では、カム１８によるバルブリフター４３の押し下げを阻止してジャーナル１３を軸受３の上面３ａに押しつける手段の主要部がコイルスプリング４５である場合で説明したが、これに限られるものでなく、リーフスプリングでもかまわない。この場合を第２実施形態として図５に示すと、第２実施形態は、バルブリフター４３の下面４３ａの中央に下方に向けて所定の長さで突出する、先端をカットした円錐状のボス５１を設けてバルブ軸端３１ａと当接させる一方、断面Ｌ字状のリーフスプリング５２と、断面逆Ｌ字状のリーフスプリング５３とをスプリングリテーナ４１の左右に配置してスプリングリテーナ４１の下面に当接させつつ閉弁方向に付勢する共に、このリーフスプリング５２、５３の閉弁方向への付勢力により、カム１８によるバルブリフター４３の押し下げを阻止してジャーナル１３を軸受３の上面３ａに押しつけるようにするものである。ここで、ボス５１の長さは図４に示したボス長さＥと同等の長さとする。
【００２４】
上記のリーフスプリング５２、５３はバルブリフター４３に穿設した上下方向の孔４３ｃを貫通させて位置させ、リーフスプリング５２、５３の上端をシリンダヘッドに固定すると共に、リーフスプリング５２、５３の下端部と、バルブリフター下面４３ａとのバルブ軸方向間隔が、バルブ３１の最大リフト量よりも大きくなるようにする。
【００２５】
このように構成したとき、カム１８のリフト部１３ｂがバルブリフター４３上面に当接した後に、カム１８がバルブリフター４３を押し下げようとしてもリーフスプリング５２、５３の閉弁方向（図で上方）への反力（付勢力）によりバルブリフター４３が同じ位置を維持する。すると、カム１８がなおも回り続けるには、カムシャフト１１の一部が弾性変形するしかなく、この場合に、ジャーナル１３が上方へと弾性変形しながら軸受３の上面３ａへと当接してゆくことで、カム１８の回転継続が可能となる。そして、ジャーナル１３が軸受３の上面３ａに当接した後にはそれ以上はジャーナル１３が上方に弾性変形することができない。従って、ジャーナル１３が弾性変形して軸受３の上面３ａに当接した後には、カム１８がリーフプリング５２、５３を開弁方向（下方）に押し伸ばすことになり、バルブリフター４３がこのリーフスプリング５２、５３の伸びた分だけ押し下げられる。ただし、このときバルブ３１は静止したままでまだ開弁しない。
【００２６】
その後のカム１８の回転によりリーフスプリング５２、５３がスプリングリテーナ４１を持ち堪えられなくなったとき、リーフスプリング５２、５３とスプリングリテーナ４１との係合が外れる。この状態では、リーフスプリング５２、５３がないのと同じである。従って、なおもカム１８が回転すると、バルブリフター４３が、突起５１、バルブ３１と一体となって押し下げられることになり、この時点でバルブ３１が初めて開弁する。カムシャフト用軸受２、３、４の製作バラツキによりジャーナル１３が、これに対応する軸受の上面３ａに当接していないことがあっても、ジャーナル１３が、これに対応する軸受３の上面３ａに当接した状態でバルブ３１のリフトが始まるのである。すなわち、カム１８がバルブリフター４３に当接してから、軸受３の上面３ａとの間に間隙を有するジャーナル１３が弾性変形して軸受３の上面３ａに押しつけられるまで、カム１８によるバルブリフター４３の押し下げが阻止されるように、リーフスプリング５２、５３のバネ定数を設定しておくのである。
【００２７】
このように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、バルブクリアランスのばらつきが生じている３番気筒について、カム１８がバルブリフター４３を押してもまずはバルブ３１が開かないようにして、軸受３との間に間隙を有するジャーナル１３が軸受３の上面３ａに接触してからバルブ３１が開き始めるようにするので、バルブクリアランスのばらつきが生じている３番気筒においても、バルブクリアランスのばらつきが生じていない２つの気筒（１番気筒、５番気筒）と同じタイミングでバルブを開閉することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】カムシャフト用軸受に同軸度のバラツキがない場合のカムシャフトと軸受の関係を示す概略側面図。
【図２】カムとバルブ軸との位置関係を示す概略図。
【図３】カムシャフト用軸受に同軸度のバラツキがある場合のカムシャフトと軸受の関係を示す概略側面図。
【図４】第１実施形態のバルブ周りの概略構成図。
【図５】第２実施形態のバルブ周りの概略構成図。
【符号の説明】
【００２９】
２、３、４  軸受
１１  カムシャフト
１２、１３、１４  ジャーナル
１６、１７、１８、１９、２０、２１  カム
３１  バルブ
４２  バルブスプリング
４３  バルブリフター
４３ｂ  ボス
４５  コイルスプリング
４６  円盤状部材
５１  ボス
５２、５３  リーフスプリング
【図１】
2008138615.tif 000003
【図２】
2008138615.tif 000004
【図３】
2008138615.tif 000005
【図４】
2008138615.tif 000006
【図５】
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