(57)【要約】【課題】バルブリフタに当接するステムエンドの軌道を修正して、バルブがバルブシートに片当りしないように着座するエンジンの動弁構造を提供する。【解決手段】バルブリフタ５が摺動するリフタガイド支持孔９は、バルブ軌道の中心線ＣＬに対して、カム６の回転方向と逆方向に所定角度傾斜しているので、カム６の回転により、バルブリフタ５が傾斜部９ａに押し付けられステムエンド４がバルブ２軌道からずれようとするが、同時にバルブリフタ５は傾斜部９ａに沿って下降するため、ステムエンド４がバルブ２軌道の中心線ＣＬに重なり、バルブステム３の傾斜が修正されると共に、バルブ２のバルブシート１０へ片当りを防止できる。【選択図】        図１
2004232490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダヘッドに軸支されるバルブのバルブステムのステムエンドにバルブリフタを取り付けて設け、このバルブリフタを前記シリンダヘッドのリフタガイド支持孔に軸方向に摺動可能に支持して設けると共に、このバルブリフタをカムシャフトのカムによりシムを介して直接的に駆動するエンジンの動弁構造において、
前記リフタガイド支持孔を、その中心線がバルブ軌道の中心線に対し、前記カムの回転方向と逆方向に所定角度で傾斜するように形成したことを特徴とするエンジンの動弁構造。
【請求項２】
エンジンのシリンダヘッドに軸支されるバルブのバルブステムのステムエンドにバルブリフタを取り付けて設け、このバルブリフタを前記シリンダヘッドのリフタガイド支持孔に軸方向に摺動可能に支持して設けると共にこのバルブリフタをカムシャフトのカムによりシムを介して直接的に駆動するエンジンの動弁構造において、
前記リフタガイド支持孔に、前記カムの回転方向と逆方向に傾斜する傾斜部を設け、前記バルブリフタが前記リフタガイド支持孔を下降する際に、前記カムの回転により前記バルブリフタが、前記リフタガイド支持孔の前記傾斜部に押し付けられて、前記バルブステムが、バルブ軌道の中心線に対し前記傾斜部の傾斜側に傾くと共に、該バルブステムの傾きは、前記傾斜部により前記傾斜部の傾斜側と反対側に修正されることを特徴とするエンジンの動弁構造。
【請求項３】
エンジンのシリンダヘッドに軸支されるバルブのバルブステムのステムエンドにバルブリフタを取り付けて設け、このバルブリフタを前記シリンダヘッドのリフタガイド支持孔に軸方向に摺動可能に支持して設けると共に、このバルブリフタをカムシャフトのカムによりシムを介して直接的に駆動するエンジンの動弁構造において、
前記バルブリフタが下降する際に、前記バルブステムの前記ステムエンドがバルブ軌道の中心線からずれないように、前記カムの回転方向と逆方向に前記リフタガイド支持孔を傾斜させたことを特徴とするエンジンの動弁構造。
【請求項４】
前記傾斜の角度は、前記リフタガイド支持孔と前記バルブリフタとの間のクリアランスと、前記バルブリフタの最大移動量とによって決定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの動弁構造。
【請求項５】
前記バルブリフタと前記バルブステムとの当接部は、前記バルブリフタ側を半球状凹部に形成すると共に、前記バルブステム側は半球状凸部に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの動弁構造。
【請求項６】
前記バルブリフタ側の半球状の半径を、前記バルブステム側の半球状の半径より大きく形成したことを特徴とする請求項５に記載のエンジンの動弁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの動弁構造、特に、カムシャフトのカムの回転により、バルブリフタがリフタガイド支持孔内を摺動する際、バルブステムのステムエンドの軌道を適性に維持するエンジンの動弁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジンの動弁構造を図４及び図５に基いて説明する。
従来のエンジンの動弁構造は、図４に示すように、エンジンのシリンダヘッド１のバルブステムガイド８に軸支されるバルブ２のバルブステム３のステムエンド４にバルブリフタ５が取り付けられ、このバルブリフタ５は、シリンダヘッド１に設けたリフタガイド支持孔５０に軸方向に摺動可能に支持されている。バルブリフタ５の上面にはシム（図示省略）が載置され、カムシャフト７のカム６が回転する際、カム６がシム上を摺動することにより、シムを介してバルブリフタ５がリフタガイド支持孔５０内を摺動し、バルブ２をバルブシート１０から離着座させて、吸排気孔（図示省略）の開閉を行っている。
また、バルブリフタ５は、リフタガイド支持孔５０内に、所定のクリアランスを設け軸方向に摺動可能に支持されているが、このリフタガイド支持孔５０は、その中心線が、バルブステムガイド８の中心線、すなわちバルブ軌道の中心線ＣＬとほぼ同一直線上となるように形成されている。
【０００３】
次に、カムシャフト７のカム６が回転する際、従来の動弁構造の動きを図４に基いて、図５も参照しながら説明する。
図５は、カムとバルブリフタとの接点（黒塗部分）の移動を矢印と共に示す図であり、カム６が回転すると、カム６とバルブリフタ５との接点は、図５の（ａ）開き始め→（ｂ）開き途中→（ｃ）閉じ始め→（ｄ）閉じ途中→（ｅ）閉じる寸前の位置に変化する。
従来の動弁構造は、図４（ａ）の閉弁状態からカム６が回転すると、バルブリフタ５とカム６との接点が、図５（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の位置に順次移動し、バルブリフタ５には、カム６の回転方向にモーメントＭが生じ、図４（ｂ）に示すように、バルブリフタ５は、リフタガイド支持孔５０とのクリアランス分だけ移動し、リフタガイド支持孔５０の内周面の一端に片当りの状態で接触すると共に、バルブステム３が、カム６の回転方向と逆方向に傾斜しながらリフタガイド支持孔５０内を下降する。
【０００４】
さらに図４（ｂ）の状態からカム６が回転すると、バルブリフタ５とカム６との接点は、図５（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）の位置に順次移動し、図４（ｃ）に示す閉弁直前の状態では、バルブリフタ５やバルブステム３は、傾斜した状態でバルブスプリング（図示省略）の付勢力により上昇して、閉弁時には、バルブ２が傾いた状態でバルブシート１０に着座することになる。このため、バルブ２がバルブシート１０に片当りして騒音や偏摩耗が発生する虞があった。
【０００５】
そこで、バルブ着座時のバルブシートの偏摩耗やバルブへの異常入力を低減するために、シリンダヘッドのバルブリフタボア孔に摺動自在に挿入されたバルブリフタを備えたエンジンの動弁装置において、バルブリフタの中心線に対し、バルブリフタボア孔の中心線を、カムの回転方向に所定角度傾斜させて配置したエンジンの動弁装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１７９３０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の動弁装置では、図４（ｂ）に示すように、カム６が回転すると、バルブリフタ５がリフタガイド支持孔５０の内周面の一端に、片当りの状態で接触すると共に、バルブステム３が、カム６の回転方向と逆方向に傾斜しながら下降し、さらにカム６が回転すると、図４（ｃ）に示す閉弁直前の状態では、バルブステム３やバルブリフタ５は傾いた状態で上昇し、閉弁時には、バルブ２が傾いた状態でバルブシート１０に着座するため、動弁系騒音、バルブシートの偏摩耗及び耐久性低下等の問題が生じる虞があった。
【０００８】
また、特許文献１のエンジンの動弁装置は、バルブリフタの中心線に対して、バルブリフタボア孔の中心線を、カムの回転方向に所定角度傾斜させて配置しており、バルブステムがバルブガイド内を傾斜しながら下降すると共に、上昇時には、バルブステムのバルブガイドに対する傾斜が修正され、バルブ傘部がバルブシートに傾斜せず着座しているが、この発明は、バルブリフタボア孔内で、バルブリフタが、カムの回転方向と逆方向へ移動する量が大きくなり、バルブステムとバルブリフタとの当接部が、バルブの軌道から大きく外れる虞があり、まだ改善の余地がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、バルブリフタがリフタガイド支持孔内を摺動する際、バルブリフタに当接するステムエンドの軌道を修正して、バルブがバルブシートに片当りしないように着座するエンジンの動弁構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、  エンジンのシリンダヘッドに軸支されるバルブのバルブステムのステムエンドにバルブリフタを取り付けて設け、このバルブリフタを前記シリンダヘッドのリフタガイド支持孔に軸方向に摺動可能に支持して設けると共に、このバルブリフタをカムシャフトのカムによりシムを介して直接的に駆動するエンジンの動弁構造において、前記リフタガイド支持孔を、その中心線がバルブ軌道の中心線に対し、前記カムの回転方向と逆方向に所定角度で傾斜するように形成したことを特徴とするものである。
このように構成することにより、カムの回転によってバルブが開く途中で、バルブリフタが、カムの回転に押されてリフタガイド支持孔の内側面に押し付けられることにより、ステムエンドがバルブ軌道からずれようとするが、同時にカムの回転方向と逆方向に傾斜させたリフタガイド支持孔に沿ってバルブリフタが下降するので、ステムエンドがバルブ軌道の中心線付近まで修正され、バルブがバルブシートに傾くことなく着座できる。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、エンジンのシリンダヘッドに軸支されるバルブのバルブステムのステムエンドにバルブリフタを取り付けて設け、このバルブリフタを前記シリンダヘッドのリフタガイド支持孔に軸方向に摺動可能に支持して設けると共にこのバルブリフタをカムシャフトのカムによりシムを介して直接的に駆動するエンジンの動弁構造において、前記リフタガイド支持孔に、前記カムの回転方向と逆方向に傾斜する傾斜部を設け、前記バルブリフタが前記リフタガイド支持孔を下降する際に、前記カムの回転により前記バルブリフタが、前記リフタガイド支持孔の前記傾斜部に押し付けられて、前記バルブステムが、バルブ軌道の中心線に対し前記傾斜部の傾斜側に傾くと共に、該バルブステムの傾きは、前記傾斜部により前記傾斜部の傾斜側と反対側に修正されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、カムの回転によりバルブリフタがリフタガイド支持孔内を下降する際、バルブリフタが、リフタガイド支持孔の傾斜部に押し付けられ、バルブステムが、バルブ軌道の中心線に対し傾斜部の傾斜側に傾こうとするが、バルブリフタがリフタガイド支持孔のカムの回転方向と逆方向に傾斜させた傾斜部に沿って下降するので、バルブステムの傾きがバルブ軌道の中心線方向に修正され、バルブがバルブシートに傾くことなく着座できる。
【００１２】
請求項３に記載した発明は、エンジンのシリンダヘッドに軸支されるバルブのバルブステムのステムエンドにバルブリフタを取り付けて設け、このバルブリフタを前記シリンダヘッドのリフタガイド支持孔に軸方向に摺動可能に支持して設けると共に、このバルブリフタをカムシャフトのカムによりシムを介して直接的に駆動するエンジンの動弁構造において、前記バルブリフタが下降する際に、前記バルブステムの前記ステムエンドがバルブ軌道の中心線からずれないように、前記カムの回転方向と逆方向に前記リフタガイド支持孔を傾斜させたことを特徴とするものである。
このように構成することにより、カムの回転によりバルブリフタがリフタガイド支持孔内を下降する際に、バルブステムのステムエンドが、バルブ軌道の中心線からずれようとするが、リフタガイド支持孔をカムの回転方向と逆方向に傾斜させているので、ステムエンドが、バルブ軌道の中心線付近まで修正され、バルブがバルブシートに傾くことなく着座できる。
【００１３】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれかに記載した発明において、前記傾斜の角度は、前記リフタガイド支持孔と前記バルブリフタとの間のクリアランスと、前記バルブリフタの最大移動量とによって決定されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、リフタガイド支持孔の傾斜角度の基準が明瞭となり、リフタガイド支持孔を的確に傾斜させることができる。
【００１４】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれかに記載した発明において、前記バルブリフタと前記バルブステムとの当接部は、前記バルブリフタ側を半球状凹部に形成すると共に、前記バルブステム側は半球状凸部に形成されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、バルブリフタとバルブステムとの当接部の面圧を低減できる。
【００１５】
請求項６に記載した発明は、請求項５のいずれかに記載した発明において、前記バルブリフタ側の半球状の半径を、前記バルブステム側の半球状の半径より大きく形成したことを特徴とするものである。
このように構成することにより、当接部の摩耗をより効果的に防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁構造を図１〜図３に基いて詳細に説明する。なお、本発明の実施の形態の説明において従来例と同一部材及び相当する部品は、同一の符号を使用して説明する。
本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁装置は、図１に示すように、エンジンのシリンダヘッド１に固定したバルブステムガイド８に軸支されるバルブ２のバルブステム３のステムエンド４を、バルブリフタ５の下部に取り付けている。このバルブリフタ５は、シリンダヘッド１のリフタガイド支持孔９に軸方向に摺動可能に支持して設けている。そして、カムシャフト７のカム６の回転により、バルブリフタ５がその上部に載置されるシム（図示省略）を介して、リフタガイド支持孔９内を上下に摺動して、バルブステム３の下端のバルブ２が、バルブシート１０に着離座する構成となっている。
【００１７】
バルブリフタ５は、リフタガイド支持孔９内に、所定のクリアランスを設け軸方向に摺動自在に挿入されている。バルブリフタ５の上部にはシムが載置されており、ほぼ中央部にはバルブステム３のステムエンド４が当接している。
シムの上方には、カムシャフト７と一体に連結されたカム６が配設され、カムシャフト７のカム６が矢印の方向に回転して、シムの上面を摺動することにより、シムを介してバルブリフタ５がリフタガイド支持孔９内を上下方向に摺動可能に支持されている。
【００１８】
バルブステム３は、上端にステムエンド４を構成し、下端にはバルブシート１０に離着座して、吸排気孔（図示省略）を開閉するバルブ２を一体に形成している。
【００１９】
シリンダヘッド１に形成されるバブルリフタ支持孔９は、図１及び図２に示すように、カム６の回転方向と逆方向に、バルブ軌跡の中心線ＣＬ、すなわちバルブステムガイド８の中心線に対し所定の角度θで傾斜して形成されている。この傾斜角度θは、バルブリフタ５が下方に移動する最大移動量をｙｍ及びバルブリフタ５とリフタガイド支持孔９とのクリアランスをΔｄとすると、傾斜角度θ＝Ａｔａｎ−１（Δｄ／ｙｍ）で設定されている。なお、バルブリフタ５を摺動させる力が強く、ステムエンド４の傾きの修正を早い時期に行いたい場合には、傾斜角度θ＝Ａｔａｎ−１（２Δｄ／ｙｍ）で設定してもよい。
【００２０】
次に、バルブリフタ５とバルブステム３のステムエンド４との当接部１１を図１及び図３に基いて説明する。
バルブリフタ５と、バルブステム３のステムエンド４との当接部１１は、バルブリフタ５側を半球状凹部５ａに形成すると共に、ステムエンド４側を半球状凸部４ａに形成している。
ここで、バルブリフタ５に形成した半球状凹部５ａの半径Ｒは、ステムエンド４に形成した半球状凸部４ａの半径ｒより大きく設定されている。
【００２１】
次に、このように構成された本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁装置の動きを、図５を参照しながら図１に基いて説明する。
図１（ａ）に示す閉弁状態では、バルブリフタ５の側部の下部が、リフタガイド支持孔９の回転方向前側の傾斜部９ａ（左壁部）に接する状態となっている。図１（ａ）に示す閉弁状態から、カム６が矢印の方向に回転を始めると、バルブリフタ５とカム６との接点が、図５（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の位置に順次移動し、バルブリフタ５には、カム６の回転方向にモーメントＭが生じ、図１（ｂ）に示すように、このモーメントＭによりバルブリフタ５は、リフタガイド支持孔９の回転方向前側の傾斜部９ａに押し付けられると共に、バルブステム３のステムエンド４が回転方向前側の傾斜部９ａの傾斜側にずれようとするのに伴いバルブ２の軌道がバルブステムガイド８の軸方向からずれようとするが、同時にバルブリフタ５がリフタガイド支持孔９の回転方向前側の傾斜部９ａに沿って下降するため、ステムエンド４が回転方向後側の傾斜部９ｂ（右壁部）へ移動しようとするのに伴いバルブステム３の軌道がバルブ軌道の中心線ＣＬと重なるように修正される。
すなわち、従来、図５に示すバルブの開き途中（ｂ）から閉じ始め（ｃ）において、ステムエンド４が回転方向前側へクリアランスの分だけ移動したままバルブリフタ５が下降していたが、リフタガイド支持孔９をカム６の回転方向と逆方向に傾斜させることにより、ステムエンド４が移動した直後に、ステムエンド４は、リフタガイド支持孔９のカム６の回転方向前側の傾斜部９ａによりカム６の回転方向後側に修正される。このように、ステムエンド４の軌道は、バルブ軌道の中心線ＣＬを蛇行するように動き、大きなずれを起こさなくなる。特に、図５に示すバルブの閉じ始め（ｃ）においてステムエンド４のずれが起こらず、また閉じ途中（ｄ）から閉じる寸前（ｅ）においてはカム６の回転によりバルブリフタ５がリフタガイド支持孔９の側面に押し付けられるようなことはない。この結果、バルブステム３の軌道が、バルブ軌道の中心線ＣＬに沿って移動するためバルブ２がバルブシート１０へ片当りするのを防止できる。
【００２２】
上述したように、図１（ｂ）の状態からカム６が回転すると、バルブリフタ５とカム６との接点は、図５（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）の位置に順次移動し、図１（ｃ）に示す閉弁直前の状態のように、バルブスプリング（図示省略）の付勢力により、バルブリフタ５が上昇し、バルブステム３の軌道が、バルブ軌道の中心線ＣＬに沿って移動するため、バルブ２は傾くことなくバルブシート１０に着座できる。
【００２３】
本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁装置によれば、バルブリフタ５が摺動するリフタガイド支持孔９が、バルブ軌道の中心線ＣＬに対して、カム６の回転方向と逆方向に所定の角度θで傾斜して形成されており、バルブリフタ５がこのリフタガイド支持孔９の回転方向前側の傾斜部９ａに沿って下降するため、バルブステム３のステムエンド４のずれが、リフタガイド支持孔９のカム６の回転方向前側の傾斜部９ａによってカム６の回転方向後側へ修正され、その結果、バルブステム３がバルブ軌道の中心線ＣＬから大きく外れることなく下降できる。そして、図５に示すバルブの閉じ始め（ｃ）から閉じる寸前（ｅ）においては、バルブリフタ５がリフタガイド支持孔９の側面に押し付けられることがなく、バルブステム３の軌道がバルブ軌道の中心線ＣＬに沿って移動するので、バルブ２がバルブシート１０に片当りすることなく着座することができる。ここで、上述した動作は連続的なものであるので、ステムエンド４の軌道は、常にバルブ軌道の中心線ＣＬから逸脱することなく、バルブ支持孔９内を摺動することになる。
【００２４】
また、バルブリフタ５と、バルブステム３のステムエンド４との当接部１１は、バルブリフタ５側を、半径Ｒの半球状凹部５ａに形成すると共に、ステムエンド４側を、半径ｒの半球状凸部４ａに形成し、両者の半径Ｒ、ｒが半径Ｒ＞半径ｒに設定されているので、この当接部１１の面圧を低減できると共に、当接部１１の摩耗をより効果的に防止することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１乃至３に記載した発明によれば、バルブリフタを摺動自在に支持するリフタガイド支持孔を、カムの回転方向と逆方向に所定角度傾斜させて形成したので、バルブリフタがこの傾斜部に沿って下降する際に、バルブステムの傾き、及びステムエンドがバルブ軌道からずれるのを修正でき、閉弁時には、バルブがバルブシートに片当りせず着座できる。そのため、動弁系騒音及びバルブシートの偏摩耗を防止することができ、耐久性を向上することができる。
【００２６】
請求項４に記載した発明によれば、リフタガイド支持孔の傾斜の角度は、リフタガイド支持孔とバルブリフタとの間のクリアランスと、バルブリフタの下降側最大移動量とにより決定されるので、リフタガイド支持孔を的確に傾斜させることができる。
【００２７】
請求項５に記載した発明によれば、バルブリフタとバルブステムとの当接部の面圧を低減できるので、当接部の摩耗を防止でき、バルブリフタとステムエンドとの間の力の伝達を効率良く行うことができる。
【００２８】
請求項６に記載した発明によれば、バルブステムの当接部である半球状凸部が、バルブリフタの当接部である半球状凹部より小さい面積で当接するので、当接部の摩耗をより効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁構造の動きを段階的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁構造の構成部品であるリフタガイド支持孔の傾斜を示す拡大図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁構造の構成部品であるバルブリフタとバルブステムとの当接部を示す拡大図である。
【図４】図４は、従来のエンジンの動弁構造の動きを段階的に示す図である。
【図５】図５は、エンジンの動弁構造の構成部品であるバルブリフタとカムとの接点位置の変化を示す図である。
【符号の説明】
１          シリンダヘッド
２          バルブ
３          バルブステム
４          ステムエンド
４ａ        半球状凸部
５          バルブリフタ
５ａ        半球状凹部
６          カム
７          カムシャフト
９          リフタガイド支持孔
９ａ        傾斜部
１０        バルブシート
１１        当接部
ＣＬ        バルブ軌道の中心線
【図１】
2004232490.tif 000003
【図２】
2004232490.tif 000004
【図３】
2004232490.tif 000005
【図４】
2004232490.tif 000006
【図５】
2004232490.tif 000007