(57)【要約】【課題】  制御油圧の漏れによる損失を抑制して応答性を向上し、耐久性の高いバルブ休止機構付きバルブリフタを提供する。【解決手段】  バルブリフタ本体２０は、カムと接触する冠面２２およびスカート２４を有し、スカート２４には油導入口１３が形成され、冠面底部２６の略中央に突出するボス部２８には凹状部３０ａ、３０ｂが形成されている。バルブ休止機構４０は、シリンダー室４８が形成されたピストン保持部４４と、シリンダー室４８内に摺動可能に収容される可動ピストン４２とを有する。ピストン保持部４４の突起部６０には、凸状部６２ａ、６２ｂが形成されている。凹状部３０ａ、３０ｂと凸状部６２ａ、６２ｂとを組み合わせることで、バルブリフタ本体２０とバルブ休止機構４０との相対的回転を規制する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブとカムとの間に配置され、油圧によりバルブ動作を休止させるバルブ休止機構を備えた内燃機関のバルブリフタにおいて、
バルブリフタ本体は、カムと接触する冠面および冠面からほぼ垂直に延在する側壁を有する倒立カップ形状を有し、前記側壁には油導入口が形成され、前記冠面底部の略中央には突出したボス部が形成され、当該ボス部には第１の係合部が形成され、
バルブ休止機構は、シリンダー室が形成されたピストン保持部と、シリンダー室内に摺動可能に収容される可動ピストンと、可動ピストンを一定方向に付勢するバネ部材とを有し、ピストン保持部および可動ピストンの各々にはバルブステム挿入孔が形成され、ピストン保持部の前記ボス部と接触する部分には第２の係合部が形成され、
バルブリフタ本体内にバルブ休止機構が装着されたとき、前記ボス部の第１の係合部とピストン保持部の第２の係合部とが係合することによりバルブリフタ本体とバルブ休止機構との相対的回転が規制され、かつピストン保持部のシリンダー室が前記油導入口に整合され、
可動ピストンが第１の位置にあるとき、可動ピストンのバルブステム挿入孔がピストン保持部のバルブステム挿入孔に整合し、可動ピストンが第２の位置にあるとき、可動ピストンのバルブステム挿入孔がピストン保持部のバルブステム挿入孔に非整合である、
バルブ休止機構付きバルブリフタ。
【請求項２】
前記第１の係合部と第２の係合部は、互いに相補的な形状である、請求項１に記載のバルブリフタ。
【請求項３】
前記第１の係合部は、凹状部または切欠部を有し、第２の係合部は、前記凹状部または切欠部に組み合わせられる凸状部を有する、請求項１または２に記載のバルブリフタ。
【請求項４】
第１の係合部は、凸状部を有し、第２の係合部は、前記凸状部に係合する凹状部または切欠部を有する、請求項１または２に記載のバルブリフタ。
【請求項５】
前記凹状部または切欠部は、バルブリフタの中心軸と平行な第１の面を少なくとも１つ含み、前記凸状部は、前記第１の面と接触する第２の面を少なくとも１つ含む、請求項１ないし４いずれか１つに記載のバルブ休止機構付きバルブリフタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の動弁機構におけるバルブ休止機構を備えたバルブリフタに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の直打式動弁機構において、排気ガス中のＣＯ2低減や低燃費と高出力の両立を図る一手段として、バルブリフタのバルブ休止機構が知られている。例えば、特許文献１および特許文献２には、吸・排気バルブ（弁）のバルブステムとカムとの間に配置されるバルブリフタにおいて、バルブステムが進入可能な挿通孔を備えるとともに、ピストンガイド内をバルブステムと直交する方向に油圧により往復動可能な円筒型の可動ピストンを備えたバルブ休止機構をバルブリフタ本体のスカートの内側に組み付けたバルブリフタが開示されている。
【０００３】
特許文献１によるバルブ休止機構は、図６に示すように、カム１００と当接するバルブリフタ本体１１０と、バルブリフタ本体１１０の内部に装着されるバルブ休止機構１２０とを備え、バルブ休止機構１２０内のプランジャ１２２を油圧によりスライドさせることで、バルブステム１３０の動作を制御している。バルブ休止機構１２０は、図７に示すようにプランジャ１２２をシリンダー孔１４２内に収容するプランジャ保持体１４０を含み、このプランジャ保持体１４０には、バルブリフタ本体１１０のスカート内周と相対する外周部に環状の油溝１４４が形成されている。これにより、バルブのリフト動作による外力などによりバルブリフタ本体１１０とバルブ休止機構１２０とが相対的に回転し、バルブリフタ本体１１０のスカートに設けられた油導入口１１２（図６を参照）の位置とバルブ休止機構の油導入口の位置が一致しないときでも、環状油溝１４４を通じて制御油圧を油圧室まで常時連通させている。
【０００４】
一方、特許文献２によるバルブ休止機構は、バルブリフタ本体の外周から打ち込まれたピンによりピストンガイドをバルブリフタ本体に固定する構造を開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１８４３２７号
【特許文献２】特開昭６３−１６１１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によるバルブリフタは、バルブのリフト動作による外力などによりバルブリフタ本体とバルブ休止機構が相対的に回転可能な構造であり、バルブ休止機構がバルブリフタ本体の外部で組み立てられ、バルブリフタ本体のスカート内側に適度な隙間（クリアランス）をもって装着される。このため、バルブ休止を制御する油圧が付与されると、バルブ休止機構装着のために設定されたバルブ休止機構外周とバルブリフタ本体スカート内周との間の隙間から環状油溝の油が全周にわたって上下方向に漏れを生じ、バルブ休止の応答性の低下や潤滑系で使用されるポンプ圧力が低下する問題があった。
【０００７】
バルブ休止機構外周とバルブリフタ本体スカート内周との間の隙間が大きいほど油の漏出量が増加するため、この隙間を小さくする対応が考えられるが、隙間を縮小させるためにはバルブリフタ内周面及びバルブ休止機構外周の双方について加工精度の向上を必要とし、加工コストの増大と同時にバルブ休止機構の組み付けが難しくなるなど装着性に問題が生じる。
【０００８】
また、所定のポンプ圧力を維持して油圧を確保するためにポンプ容量を大きくすると、エンジン効率の低下や燃費の悪化につながる問題がある。更に、バルブ休止機構外周とバルブリフタ本体スカート内周との間の隙間から漏出した油がシリンダーヘッドのロッカーカバー内に多量に飛散し残留すると、これを動弁系の動作部分で攪拌することになり、駆動ロスの増加や油温の上昇などが生じることや、ロッカーカバー内でオイルミストが多量に発生し、ブローバイガスと共に吸入系に流出してオイルの消費量が増えるなどの問題もある。これらの漏出した油による問題を防止するためには、ロッカーカバー内からオイルパン側への油戻し流路を大きく設定することが考えられるが、油戻し流路を大きく設定するとエンジンのコンパクト化が困難となり、エンジン効率の低下や燃費の悪化につながる。
【０００９】
一方、特許文献２によるバルブリフタは、バルブリフタ本体外周からバルブリフタ本体内側に組み込まれたバルブ休止機構（ピストンガイド）までピンを打ち込み固定する構造であるが、動作時に繰り返される振動などにより打ち込まれたピンが緩み、バルブリフタ外周に突出或いはバルブリフタ本体から脱落して、シリンダボアや他の部品にダメージを与えエンジンの耐久性を低下させる可能性があり、また、構成部品数の増加によるコスト増大するなどの問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来の課題を解決し、制御油圧の漏れによる損失を抑制して応答性を向上し、耐久性の高いバルブ休止機構付きバルブリフタを提供することである。
さらに本発明の目的は、加工コストを低減し、かつエンジン効率および燃費の向上を図るバルブ休止機構付きバルブリフタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のバルブ休止機構付きバルブリフタは、バルブとカムとの間に配置され、カムのリフト動作のバルブへの伝達を制御する機能を有し、油圧制御により可動ピストンを動作させ、可動ピストンの位置によってバルブの開閉動作を休止状態と動作状態に切り替えることでバルブを休止させるバルブ休止機構をバルブリフタ本体の内周側に装着している。バルブリフタ本体は、冠面底部にボス部を備え、ボス部には、凹状部または凸状部が形成される。一方、バルブ休止機構は、その上部に突起部を備え、突起部には凸状部または凹状部が形成される。バルブ休止機構をバルブリフタ本体内に装着したとき、ボス部の凹状部または凸状部が、突起部の凸状部または凹状部に組み合わされ、バルブリフタ本体とバルブ休止機構の相対的な回転が規制される。同時に、バルブリフタ本体の側壁に設けられた油導入口とバルブ休止機構のシリンダー室の位置が整合され、油導入口から油圧によりシリンダー室内に可動ピストンの位置を可変することができる。
【００１２】
好ましくは、バルブリフタ本体の冠面底部に突出した略円柱状または略円錐台状のボス部が形成され、その外周側面に、バルブリフタの中心軸と平行な少なくとも１つの面をもつ凹状部または切欠部が形成され、この凹状部または切欠部は、バルブ休止機構の突起部に形成された凸状部と組み合わせられる。また、これとは逆に、バルブ休止機構の突起部を略環状とし、その外周側面にバルブリフタの中心軸と平行な少なくとも１つの面をもつ凹状部または切欠部が形成され、この凹状部または切欠部が、バルブリフタ本体の冠面底部のボス部に形成された凸状部と組み合わせるようにしてもよい。さらに、バルブリフタ本体のボス部に凹状部と凸状部の双方を形成し、バルブ休止機構の突起部に凸状部と凹状部の双方を形成し、互いの凹状部と凸状部とを組み合わせた複合構造とすることもできる。
【００１３】
凹状部または切欠部は、凸状部と組み合わせることができる相補的な形状であればよく、凹状部または切欠部と凸状部とがバルブリフタ中心軸と平行な面を１つ以上有するのが好ましい。凹状部または切欠部が、バルブリフタ中心軸と平行な面が凹状二面幅であり、凸状部が凹状二面幅に対応する凸状二面幅であることが性能および製造性の面でより好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のバルブ休止機構付きバルブリフタは、バルブリフタ本体の冠面底部に突出したボス部に形成された第１の係合部とバルブ休止機構のピストン保持部に形成された第２の係合部とを組み合わせることで、バルブのリフト動作による外力などによって生じるバルブリフタ本体とバルブ休止機構との相対的な回転を規制することが可能となる。さらに、バルブリフタ本体の側壁に設けられた油導入口とバルブ休止機構のシリンダー室の位置を整合させた構造とすることにより、バルブ休止機構外周に制御油圧をシリンダー室（油圧室）まで連通させるための環状油溝を設ける必要がなくなり、制御油圧をシリンダー室（油圧室）に確実に供給することができる。これにより、従来技術のように環状油溝の隙間からの油漏れによる制御油圧の低下が防止され、バルブ休止機構の可動ピストンの応答性が向上し、スムースで確実な動作性を確保し、エンジン効率や燃費の低下を抑制することが可能となる。
【００１５】
さらに、シリンダーヘッドのロッカーカバー内に充満するオイル密度の低減により、駆動ロスや油温上昇を抑制でき、オイルの消費を抑制できるとともに、固定ピンを必要としないためピンの突出や脱落による問題を生じることがなく耐久性が向上できる。さらに、環状の油溝を形成するためのフランジ部をバルブ休止機構の外周全体に形成する必要が無くなり、バルブ休止機構の軽量化によって、より高速化や駆動の高効率化を促進し、エンジン効率や燃費の向上を図ることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係るバルブ休止機構を備えたバルブリフタの実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１７】
図１（ａ）は、本発明の実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタを中心軸に沿って切断したときの概略縦断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すバルブリフタを中心軸を中心に９０°回転させて油導入口の方向から見たときの概略縦断面図である。図２および図３は、それぞれバルブリフタ本体とバルブ休止機構とを示しており、図２（ａ）は、バルブリフタ本体を中心軸に沿って切断したときの縦断面図、図２（ｂ）は、バルブリフタ本体を下面側から見たときの平面図、図３（ａ）は、バルブ休止機構の平面図、図３（ｂ）、（ｃ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
【００１８】
バルブリフタ本体２０は、図２に示すように、カムと摺動する円形状の冠面２２と冠面２２から垂直方向に延びるスカート２４を有する倒立カップ状に形成されている。冠面２２の裏側の冠面底部２６の中心部に、略円柱状または略円錐状に突設したボス部２８が形成されている。ボス部２８の外周面には、バルブリフタ中心軸に平行であり、かつ中心軸に対して対称な一対の凹状部（または切欠部）３０ａ、３０ｂが形成されている。凹状部３０ａ、３０ｂの２つの平面によってボス部２８は、幅Ｗ１、高さＨ１に加工される。また、バルブリフタ本体２０のスカート２４には油導入口３２が形成されている。
【００１９】
バルブ休止機構４０は、図３に示すように、可動ピストン４２と、可動ピストン４２を摺動自在に収容するためのピストン保持部４４と、コイルスプリング４６とを備えている。ピストン保持部４４には、その長手方向に延びるシリンダー室４８が形成されている。ピストン保持部４４のシリンダー室４８を囲む領域は厚くなっているが、それ以外の外周部は薄板状に加工されている。シリンダー室４８内にバルブステム軸と垂直な方向に摺動可能に可動ピストン４２が収容され、シリンダー室４８内の可動ピストン４２の一方の端部に油圧室５０が形成されている。また、可動ピストン４２の他方の端部に、コイルスプリング４６を受容するための凹状のスプリング受け部５２が形成されている。コイルスプリング４６は、可動ピストン４２のスプリング受け部５２とシリンダー室４８の奥端部との間に配置され、可動ピストン４２をＸ１方向に付勢している。さらに可動ピストン４２には、バルブステムを挿入できる大きさの垂直方向に貫通するバルブステム用挿入孔５４が形成されている。
【００２０】
ピストン保持部４４の端部には、シリンダー室４８に連通する排出孔５６が形成され、シリンダー室４８内に溜まった油等が排出孔５６を介して外部へ排出される。また、ピストン保持部４４の上部のほぼ中央には、略環状の突起部６０が形成され、この突起部６０の中央には、シリンダー室４８に貫通する円形状のバルブステム用挿入孔５８ａが形成されている。さらに突起部６０の両外周面には、一対の略円弧状の凸状部６２ａ、６２ｂが形成されている。凸状部６２ａ、６２ｂは、バルブリフタ中心軸に平行であり、かつ中心軸に対して対称な面を含み、凸状部６２ａ、６２ｂの対向する面の幅はＷ２、高さはＨ２に加工されている。
【００２１】
ピストン保持部４４の下部には、バルブステムを挿入可能な円形状のバルブステム用挿入孔５８ｂが形成されている。バルブステム挿入孔５８ｂは、バルブステム挿入孔５８ａの中心と一致する位置に形成され、かつシリンダー室４８に貫通している。バルブステム挿通孔５８ｂのエッジ部には、Ｃ面取りまたはＲ面取り等を設けてもよい。
【００２２】
上記のように構成されたバルブリフタ本体２０とバルブ休止機構４０を組み付けることで、図１に示すバルブ休止機構付きバルブリフタが得られる。バルブリフタ本体２０の内周側にバルブ休止機構４０を装着したとき、バルブ休止機構４０の突起部６０がバルブリフタ本体２０のボス部２８に当接し、突起部６０の一対の凸状部６２ａ、６２ｂがボス部２８の凹状部３０ａ、３０ｂに組合わされる。これにより、カム駆動によりバルブリフタ本体２０に回転運動が与えられても、バルブリフタ本体２０とバルブ休止機構４０の相対的な回転が規制される。
【００２３】
相対回転を規制するためのボス部２８の凹状部３０ａ、３０ｂの高さＨ１と、突起部６０の凸状部６２ａ、６２ｂの高さＨ２は、バルブクリアランス調整代に対して、上限側（プラス側）ではバルブ休止機構４０の凸状部６２ａ、６２ｂがバルブリフタ本体２０のボス部２８の凹上部３０ａ、３０ｂから外れないように設定されるとともに、下限側（マイナス側）では、バルブ休止機構４０の凸状部６２ａ、６２ｂがバルブリフタ本体２０のボス部２８の冠面底部２６に接触しないように設定される。また、凹状部３０ａ、３０ｂの幅Ｗ１は、凸状部６２ａ、６２ｂの幅Ｗ２より僅かに小さくされ（Ｗ１＜Ｗ２）、凹状部と凸状部が嵌り合う関係にある。
【００２４】
さらに、ボス部２８と突起部６０とが組み合わされたとき、バルブ休止機構４０のシリンダー室４８がバルブリフタ本体２０の油導入口３２に整合され、シリンダー室４８内に油圧室５０が形成されるようになっている。
【００２５】
図１に示したバルブリフタにおいては、バルブ休止状態のときには一定の油圧が作用しないため、可動ピストン４２は、スプリング４６によりＸ１方向に付勢されて油導入口３２側に位置する（図３（ｃ）に示す状態）。このとき、可動ピストン４２のバルブステム挿入孔５４が、可動ピストン保持部４４の上下のバルブステム挿入孔５８ａ、５８ｂに一致し、バルブステム挿入孔５４、５８ａ、５８ｂ内にバルブステムが挿入される。従って、カムによる作用が給排気バルブへ伝達されず、バルブ動作が休止される。
【００２６】
一方、制御油圧が油導入口３２から油圧室５０に与えられると、その油圧により可動ピストン４２がコイルスプリング４６に抗してシリンダー室４８内をＸ２方向に移動し、図１または図３（ｂ）に示すような状態となる。このとき、可動ピストン４２のバルブステム挿入孔５４がピストン保持部４４の上下のバルブステム挿入孔５８ａ、５８ｂから外れ、両バルブステム挿入孔５４、５８ａ、５８ｂとが一致しない非整合状態となり、バルブステム挿通孔５８ａが可動ピストン４２によって閉塞される。これにより、バルブステムが可動ピストン４２と接触し、カムによる作用が給排気バルブへ伝達される。
【００２７】
なお、これとは逆に油圧が供給され、可動ピストン４２が移動したときに、可動ピストン４２のバルブステム挿入孔５４をピストン保持部のバルブステム挿通孔５８ａ、５８ｂに一致させ、バルブ動作を休止するようにしてもよい。
【００２８】
上述したバルブリフタ本体２０の材質には、ＳＣＭ材を浸炭処理したものを用いることができる。また、他の鋼材、鋳物、鉄系合金、チタン合金、アルミ合金及び高強度樹脂等や、前記材質に浸炭、窒化、イオンプレート及びＤＬＣ等の表面処理を選択して行ったものを用いることもできる。一方、バルブ休止機構４０のピストン保持部４４は、鉄系合金、チタン合金、アルミ合金及び高強度樹脂などを射出成形や精密鋳造などによってニアネット成形したものを用いることができ、前記材質に浸炭、窒化等の熱処理や表面処理を施して用いてもよい。可動ピストン４２にも、鋼材、鋳物、鉄系合金、チタン合金、アルミ合金及び高強度樹脂等を用いることができる。
【００２９】
また上記実施例では、バルブリフタ本体のボス部２８に凹状部または切欠部を形成し、ピストン保持部４４の突起部６０に凸状部を形成するようにしたが、これと反対に、ボス部２８に凸状部を形成し、ピストン保持部４４の突起部６０に凹状部または切欠部を形成するようにしてもよい。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタの概略縦断面図であり、図５は、第２の実施例のバルブ休止機構の平面図とその断面図である。第２の実施例に係るバルブリフタの基本構造は、第１の実施例と同様であるが、第２の実施例では、バルブリフタ本体２０のボス部２８に形成される凹状部または切欠部７０を単一のものとし、バルブ休止機構４０の突起部６０に形成される凸状部７２を単一のものとする点で、第１の実施例と構成を異にする。すなわち、凹状部７０は、バルブリフタ中心軸に平行な面を１つ有し、凸状部７２は、凹状部７０の面と接触する１つの面を有している。凹状部７０と凸状部７２とを組み合わせることで、バルブリフタ本体２０とバルブ休止機構４０との相対的な回転を規制する。なお、上記の組合せとは反対となるように、ボス部２８に凸状部を形成し、突起部６０に凹状部を形成しても良い。
【００３１】
さらに第２の実施例では、ボス部２８に単一の凹状部７０、突起部６０に単一の凸状部を形成したが、ボス部２８に凹状部と凸状部の双方を形成し、突起部６０に凸状部と凹状部の双方を形成し、これらの凹状部と凸状部を互いに組み合わせるようにしてもよい。
【００３２】
以上説明したように、本発明の実施例によれば。バルブリフタ本体２０とバルブ休止機構４０との相対回転を規制する構造としたことで、バルブリフタ本体２０のスカート２４に設けられた油導入口３２とバルブ休止機構４０のシリンダー室４８の位置を整合させることができ、従来のようにバルブ休止機構の外周全体に油循環用の環状油溝を形成することなく油圧の供給が可能となる。これにより、バルブ休止機構４０の外周全体に環状油溝を形成した場合に生じるバルブリフタ本体スカート内周部とバルブ休止機構部外周との隙間からの油漏れを減少させ、潤滑系のポンプ圧力の低下を防止し、より効率よく油圧付与が可能となり応答性がより向上する。また、漏れた油がロッカーカバー内に残留し、攪拌されて油温上昇やミスト化によりオイル消費が増加するのを抑制できる。
【００３３】
本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係るバルブ休止機構付きバルブリフタは、内燃機関の動弁機構に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１（ａ）は、本実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタの概略縦断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）を９０度回転したときの概略縦断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタのバルブリフタ本体の構成を示す縦断面図、図２（ｂ）はバルブリフタ本体を下方方見た平面図である。
【図３】図３（ａ）は、本実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタのバルブ休止機構の平面図、図３（ｂ）は、可動ピストンが油圧によりＸ２方向にスライドされたときのバルブ休止機構の断面図、図３（ｃ）は、可動ピストンがスプリングによりＸ１方向にスライドされたときのバルブ休止機構の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタの概略断面図である。
【図５】図５（ａ）は、第２の実施例に係るバルブ休止機構付きバルブリフタのバルブ休止機構の平面図、図５（ｂ）は、バルブ休止機構の断面図である。
【図６】従来のバルブ休止機構付きバルブリフタの概略図である。
【図７】従来のバルブ休止機構付きバルブリフタのバルブ休止機構の斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０：バルブリフタ                  ２０：バルブリフタ本体
２２：冠面                          ２４：スカート
２６：冠面底部                      ２８：ボス部
３０ａ、３０ｂ：凹状部（切欠部）    ３２：油導入口
４０：バルブ休止機構                ４２：可動ピストン
４４：ピストン保持部                ４６：コイルスプリング
４８：シリンダー室                  ５０：油圧室
５２：スプリング受け部              ５４：バルブステム挿入孔
５６：排出孔                        ５８ａ、５８ｂ：バルブステム挿入孔
６０：突起部                        ６２ａ、６２ｂ：凸状部
７０：凹状部（切欠部）              ７２：凸状部
【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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【図６】
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【図７】
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