(57)【要約】【課題】バルブの高い冷却効果を得ることができるバルブ冷却システムを提供することを課題とする。【解決手段】バルブ冷却システム（１）は、バルブ本体（２）、このバルブ本体（２）のステムエンド（２ａ）の近傍に配置されるコッタ（３）、このコッタ（３）を介してステムエンド（２ａ）近傍に装着されるリテーナ（４）を備えている。コッタ（３）の上面とリテーナ（４）とによって囲まれた領域は、オイル溜まり（５）を形成している。コッタ（３）は、二分割され、それぞれ内周側に周方向の溝が形成された分割コッタ（３ａ、３ｂ）からなる。ロック状態となった分割（３ａ、３ｂ）の間に形成される隙間は、オイル流下溝（１５）となる。オイル溜まり（５）内のオイルはバルブステムを伝わり熱を奪いながら流下する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ本体と、
当該バルブ本体のステムエンド近傍に配置されるコッタと、
当該コッタを介して前記バルブ本体のステムエンド近傍に装着されるリテーナと、
前記コッタと前記リテーナとによって形成されるオイル溜まりと、
当該オイル溜まり内のオイルを前記バルブ本体のバルブステムに沿って流下させるオイル流下手段と、
を、備えたことを特徴とするバルブ冷却システム。
【請求項２】
請求項１記載のバルブ冷却システムにおいて、
前記バルブ本体のステムエンドと当接するように設置されるバルブリフターを備え、
当該バルブリフターは、天板にオイル落とし孔が形成されたことを特徴とするバルブ冷却システム。
【請求項３】
請求項１記載のバルブ冷却システムにおいて、
前記オイル流下手段は、前記オイル溜まり内のオイルが前記バルブ本体のバルブ傘部側へ流下するように前記コッタに形成されたオイル流下溝であることを特徴としたバルブ冷却システム。
【請求項４】
請求項１記載のバルブ冷却システムにおいて、
前記オイル流下手段は、前記オイル溜まり内のオイルが前記バルブ本体のバルブ傘部側へ流下するように前記コッタの内周側に形成されたオイル流下溝であることを特徴としたバルブ冷却システム。
【請求項５】
請求項１記載のバルブ冷却システムにおいて、
前記コッタは、複数の分割コッタからなり、
当該複数の分割コッタ同士を接触させた状態で前記リテーナを前記ステムエンドに装着するとともに、
前記オイル流下手段を前記分割コッタに形成したオイル流下溝としたことを特徴とするバルブ冷却システム。
【請求項６】
請求項１記載のバルブ冷却システムにおいて、
前記オイル流下手段は、前記バルブ本体のバルブステムに形成されたオイル流下溝であることを特徴としたバルブ冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの筒内への吸排気を行うバルブを冷却するバルブ冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの燃焼室への吸排気を行う動弁系は、種々の方式があるが、例えば、直打方式と称される方式がある。この直打方式の動弁系は、クランクシャフトの回転がタイミングベルト等を介してカムと一体となったカムシャフトへ伝えられ、このカムシャフトの回転によってカムの押圧力をステムエンドにバルブリフターが装着された吸気バルブ及び排気バルブへ伝達するように構成されている。
【０００３】
このような直打方式の動弁系は、スプリングの上側に配置される部材が少なく、エンジンの高回転化に対応しやすいが、ステムエンドに装着されたバルブリフターは一般的に逆カップ状であり、このため、バルブリフターの内部空間にオイルが供給されにくい。バルブリフターの内部空間にはステムエンド、リテーナ、スプリング等が存在するが、これらの部位へのオイルの供給はシリンダヘッド内に収容される各パーツが動作することによる下方や側方からのオイルの飛散であったり、別途設置されるオイルジェット装置を用いたりするものとなる。
【０００４】
このように、バルブリフターの内部空間に位置するステムエンド近傍へのオイル供給性を改善する提案として、特許文献１の提案がある。特許文献１にはリテーナの上向き面にオイル溜まりを形成したエンジン動弁系の潤滑装置が開示されている。特許文献１には、この発明の効果としてリテーナのオイル溜まりが受け入れたオイルをステムエンドとタペットの内壁との互いの接触部の隙間に飛散させて供給でき、互いの接触部の潤滑を改善でき、磨耗を抑制できる旨、記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−６３９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、吸排気バルブは、エンジンで燃焼室で発生した熱の放熱にも寄与している。すなわち、一般に、エンジンの燃焼室で発生した熱の一部は、吸排気バルブからバルブステムガイド、オイルシール、バルブリフターなどを介してシリンダヘッド側に放熱される。しかし、この放熱が速やかに行われずにこれら吸排気バルブの温度が過度に上昇すると、例えば燃焼状態が悪化し、ノッキングやプレイグニッションのような異常燃焼が誘発され、ひいては熱効率の低下が引き起こされる場合がある。
【０００７】
このような問題、すなわち、吸排気バルブの冷却の問題に対し、特許文献１に開示されたエンジン動弁系の潤滑装置は、さらなる改良の余地を有している。また、別途、オイルジェット装置を用いてバルブの冷却をしようとすると、オイルポンプの容量増加が必要となり、さらに、その装着スペース確保の困難性やコスト増の問題を生じうる。
【０００８】
そこで、本発明は、バルブの高い冷却効果を得ることができるバルブ冷却システム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】
かかる課題を解決するための、本発明のバルブ冷却システムは、バルブ本体と、当該バルブ本体のステムエンド近傍に配置されるコッタと、当該コッタを介して前記バルブ本体のステムエンド近傍に装着されるリテーナと、前記コッタと前記リテーナとによって形成されるオイル溜まりと、当該オイル溜まり内のオイルを前記バルブ本体のバルブステムに沿って流下させるオイル流下手段と、を、備えたことを特徴とする（請求項１）。このような構成とすることにより、バルブステムを伝って流下するオイルがバルブ本体から熱を奪い、バルブ本体を冷却することができる。熱を奪ったオイルはオイルパンへ戻される。
【００１０】
このようなバルブ冷却システムでは、前記バルブ本体のステムエンドと当接するように設置されるバルブリフターを備え、当該バルブリフターは、天板にオイル落とし孔が形成された構成とすることができる（請求項２）。このような構成とすることにより、オイル落とし孔を通じたオイル溜まりへのオイルの供給を行うことができる。
【００１１】
また、このようなバルブ冷却システムにおける前記オイル流下手段は、前記オイル溜まり内のオイルが前記バルブ本体のバルブ傘部側へ流下するように前記コッタに形成されたオイル流下溝とすることができる（請求項３）。コッタは、通常、２つに分割されており、この分割されたコッタによってステムエンドを挟み込み、リテーナを嵌着することによってステムエンドに装着される。コッタは、分割したコッタをロックされた状態で互いに接触させないようにして隙間を形成し、この隙間をオイル流下溝とすることができる。なお、本明細書において、以下、分割されたコッタのそれぞれを分割コッタと称する。
【００１２】
前記オイル流下手段は、さらに、前記オイル溜まり内のオイルが前記バルブ本体のバルブ傘部側へ流下するように前記コッタの内周側に形成されたオイル流下溝とすることができる（請求項４）。コッタの内周側に例えば、バルブ本体の軸方向に沿った溝を設け、この溝をオイル流下溝としてオイル溜まり内のオイルをバルブステムに伝わせて流下させることができる。
【００１３】
さらに、本発明のバルブ冷却システムでは、前記コッタは、複数の分割コッタからなり、当該複数の分割コッタ同士を接触させた状態で前記リテーナを前記ステムエンドに装着するとともに、前記オイル流下手段を前記分割コッタに形成したオイル流下溝とした構成とすることができる（請求項５）。いわゆるフリーバルブと称される方式を実現するためのコッタに溝を設け、この溝をオイル流下溝としてオイル溜まり内のオイルをバルブステムに伝わせて流下させる構成である。
【００１４】
また、本発明のバルブ冷却システムでは、前記オイル流下手段は、前記バルブ本体のバルブステムに形成されたオイル流下溝とする構成とすることもできる（請求項６）。バルブステム側に溝を設け、この溝をオイル流下溝としてオイル溜まり内のオイルをバルブステムに伝わせて流下させる構成である。このようにバルブステムに溝を設けると、バルブステムの表面積が拡大されるため、オイルと熱交換される熱量を増加させることができ、冷却効率を向上させることことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、オイルがバルブステムを伝って流下するようにしたのでバルブ本体における潤滑だけでなく、効率的な冷却を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明のバルブ冷却システム１の概略構成を一部の構成要素を断面として示した説明図である。バルブ冷却システム１は、バルブ本体２、このバルブ本体２のステムエンド２ａの近傍に配置されるコッタ３、このコッタ３を介してバルブ本体２のステムエンド２ａ近傍に装着されるリテーナ４を備えている。コッタ３の上面とリテーナ４とによって囲まれた領域は、オイル溜まり５を形成している。
【００１８】
ステムエンド１ａの上側にはシリンダヘッド６に設けられたガイド孔６ａに嵌め込むように装着されたキャップ状のバルブリフター７がステムエンド１ａと当接するように配置されている。このバルブリフター７には、その天板７ａにオイル落とし孔７ａ１が形成されている。このようなバルブリフター７にはカムシャフト８と一体化されたカム９が当接し、その押圧力をバルブ本体２へ伝達する。
【００１９】
バルブ本体２は、シリンダヘッド６のアッパーデッキ１０に装着されたバルブステムガイド１１に摺動自在に支持されている。アッパーデッキ１０には、スプリング受け１３が装着されており、リテーナ４との間でスプリング１４を教示している。
【００２０】
コッタ３は、二分割され、それぞれ内周側に周方向の溝が形成された分割コッタ３ａ、３ｂからなり、ステムエンド１ａに設けた環状の溝に内周側に設けた溝を噛み合わせた状態でステムエンド１ａに取り付けられる。ステムエンド１ａに取り付けた状態のコッタ３の外周側はテーパ形状をなす。一方、リテーナ４の内周側は、コッタ３の外周形状に対応したテーパ形状が形成されており、両者を組み合わせることによってリテーナ４は、ステムエンド１ａに装着される。このようなリテーナ４の上端側は上方に延設されオイル溜まり５を形成する側壁４ａが設けられている。一方、コッタ３は、その内周面がステムエンド１ａの外周面に接触した状態でロック状態となる。このとき、分割コッタ３ａと分割コッタ３ｂとは接触しておらず、両者の間には隙間が形成されている。この隙間は、本発明におけるオイル流下手段、すなわちオイル流下溝１５に相当する。なお、オイル流下溝は、分割コッタ３ａ、３ｂの内周側に設けてもよい。
【００２１】
次に、以上のように構成されるバルブ冷却システム１のバルブ本体１の冷却について図２を参照しつつ説明する。バルブ冷却システム１では、シリンダヘッド６内に供給されるオイルが、シリンダヘッド６内に配置される各構成要素が動作することにより飛散し、飛散したオイルがオイル溜まり５内に溜まる。オイル溜まり５は、キャップ状のバルブリフター７に囲まれた空間に位置しているが、バルブリフター７の天板７ａにはオイル落とし孔７ａ１が形成されていることから、矢示Ａで示すようにオイル落とし孔７ａ１を通じてオイルがオイル溜まり５内に滴下する。オイル溜まり５内に貯留したオイルは、矢示Ｂで示すようにオイル流下溝１５からバルブステム２ｃを伝ってバルブ傘部２ｂ側へ流下する。流下したオイルはバルブ本体２から熱を奪い、図示しないオイルパンへ戻される。これにより、バルブ本体２を冷却することができる。オイルはバルブステム２ｃを伝わって流れ落ちるため、まずバルブステム１ｃが冷却される。バルブステム２ｃが冷却されると高温となるバルブ傘部１ｂ側から矢示Ｃで示すようにバルブステム２ｃ側へ熱が移動し、この熱はバルブステム２ｃにおいてオイルに奪われ、バルブ本体２全体の冷却が促進される。バルブ本体２の温度が低下すると点火進角を進めることが可能となり、エンジンの性能向上、燃費向上を実現することができる。
【実施例２】
【００２２】
次に本発明の実施例２について、図３、図４を参照しつつ説明する。実施例２のバルブ冷却システム２１は、実施例１のバルブ冷却システム１とは異なり、いわゆるフリーバルブ方式のバルブシステムにおけるバルブ冷却システムとなっている。フリーバルブ方式のバルブシステムは、バルブ本体がコッタに対して自由に回転することができる。このようなフリーバルブ方式のバルブシステムを構成するコッタ２２は、に分割された分割コッタ２２ａ、２２ｂからなり、これらの分割コッタ２２ａ、２２ｂ同士を接触させた状態でリテーナ４をステムエンド１ａに装着している。この分割コッタ２２ａ、２２ｂについて図４を参照しつつ説明する。分割コッタ２２ａの内周側には、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すようにステムエンド１ａに設けた環状の溝に噛み合わせる周方向の溝２２ａ１が形成されている。また、分割コッタ２２ｂと当接する当接面２２ａ１が形成されている。分割コッタ２２ｂも同様の形状をなしている。分割コッタ２２ａ、２２ｂは図４（ｃ）に示すように当接面２２ａ１、２２ｂ１を密着させた形でステムエンド１ａに取り付けられる。このため、分割コッタ２２ａ、２２ｂの内周面は、ステムエンド１ａの外周面に密着することがなく、バルブ本体１はコッタ２２に対して自由に回転することができる。
【００２３】
このようにフリーバルブ方式のバルブシステムを構成するコッタ２２は、分割コッタ２２ａ、２２ｂ間に隙間が形成されず、実施例１のバルブ冷却システム１のようなオイル流下溝を形成することができない。そこで、本実施例のバルブ冷却システム２１では、分割コッタ２２ａ、２２ｂの内周側にバルブ本体１の軸方向に一致するオイル流下溝２３を形成した構成としている。
【００２４】
なお、他の構成は実施例１と同様であるので、共通する構成要素には図面中、同一の参照番号を付してその詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【００２５】
次に、本発明の実施例３について図５を参照しつつ説明する。実施例３は、オイル流下溝の他の形態を示すものである。図５は、バルブ本体３０のバルブステム３１を断面として示したものである。バルブステム３１の外周側にはオイル流下溝３２が形成されている。すなわち図５（ａ）や図５（ｂ）に示すように断面の形状を花形や星形に成形することによって周囲に溝を形成し、この溝をオイル流下溝３２としている。このような構成とすることにより、実施例１や実施例２と同様にオイル溜まり内のオイルがバルブステム３１を伝って流下し、バルブ本体３０を冷却することができる。このように、バルブステム３１にオイル流下溝３２を形成すると、バルブステム３１の表面積が拡大するため、冷却効率を向上させることができる。
なお、バルブステム３１の断面形状は、バルブ本体３０の強度が確保することとができ、摺動に影響を及ぼさないようなものであれば種々の形状を採用することができる。
【００２６】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１のバルブ冷却システムの概略構成を一部の構成要素を断面として示した説明図である。
【図２】バルブ冷却システムにおける冷却の様子を示す説明図である。
【図３】実施例２のバルブ冷却システムの概略構成を一部の構成要素を断面として示した説明図である。
【図４】（ａ）は分割コッタの平面図、（ｂ）は分割コッタの正面図、（ｃ）は二つの分割コッタを組み合わせた状態の平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はいずれも他の実施例のバルブステムの断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１、２１  バルブ冷却システム
２、３０  バルブ本体
２ａ  ステムエンド
２ｂ  バルブ傘部
２ｃ、３１  バルブステム
３、２２  コッタ
３ａ、３ｂ、２２ａ、２２ｂ  分割コッタ
４  リテーナ
４ａ  側壁
５  オイル溜まり
６  シリンダヘッド
７  バルブリフター
７ａ１  オイル落とし孔
８  カムシャフト
９  カム
１０  アッパーデッキ
１１  バルブステムガイド
１３  スプリング受け
１４  スプリング
１５、２３、３２  オイル流下溝
【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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