(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の動弁機構に用いられる直打式のバルブリフタにおいて、バルブリフタ頂部にローラを回転可能に軸支し、該ローラの外周面上部をカム摺接面とし、前記ローラの外周面下部をバルブ押付面としたことを特徴とするバルブリフタ。
【請求項２】
請求項１記載のバルブリフタをシリンダヘッドに往復動可能に設けた動弁機構であって、前記バルブリフタとシリンダヘッドとの間に、前記バルブリフタ全体又は少なくとも前記ローラがバルブリフタ中心線の周りに回るのを止める回り止め構造又は回り止め形状を設けたことを特徴とする動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁機構に用いられる直打式のバルブリフタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７〜図９に示すように、一般的なバルブリフタ５０は、円筒状の側壁部５１とその上端を閉鎖する円板状の端壁部５２とが鋼材の鍛造加工等により一体成形されてなり、倒立カップ状をなしている。
図７及び図８のバルブリフタ５０は、端壁部５２の上面をカム６０が摺接するカム摺接面とする一方、端壁部５２の下面をバルブ６１を押し付けるバルブ押付面としたものである。端壁部５２の下面とバルブ６１のステム端面との間にはバルブクリアランス調整用のインナシム５３を介装する。
図９のバルブリフタ５０は、端壁部５２の上面とカム６０との間にバルブクリアランス調整用のアウタシム５４を介装し、該アウタシム５４の上面をカム６０が摺接するカム摺接面とする一方、端壁部５２の下面をバルブ６１を押し付けるバルブ押付面としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、内燃機関の低燃費化のニーズが高まってきたため、バルブリフタについても低フリクション化を狙い、前記端壁部５２やアウタシム５４を表面処理したり表面粗度を向上させたりする改善を加えてきた。この改善によりある程度の低フリクション化は得られたが、限界があり、図１０に示すように、改善後のバルブリフタでもローラ付きロッカアームには遠く及ばなかった。
【０００４】
また、端壁部５２のカム摺接面やバルブ押付面には高い耐摩耗性が必要とされるため、前記鍛造加工後にバルブリフタ全体に熱処理（浸炭焼入れや軟窒化処理）を施して硬化させ、耐摩耗性を高めている。ところが、側壁部５１には端壁部５２ほどの硬化は必要でないにも拘わらず端壁部５２と共に熱処理されていたため、側壁部５１が熱応力により変形しやすいとか、熱処理後の研削時に黒皮残りが発生するおそれがあるとか、硬化する一方で靭性が低下し衝撃荷重に弱くなるとかという問題があり、熱処理品質管理と造り込みとが大変であった。
【０００５】
本発明の目的は、上記の問題を解決し、十分な低フリクション化を図ることができるだけでなく、カム摺接面やバルブ押付面の耐摩耗性を高めることができ、且つ、バルブリフタの熱処理品質管理と造り込みとを簡素化することができるバルブリフタ及び動弁機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバルブリフタは、内燃機関の動弁機構に用いられる直打式のバルブリフタにおいて、バルブリフタ頂部にローラを回転可能に軸支し、該ローラの外周面上部をカム摺接面とし、前記ローラの外周面下部をバルブ押付面としたことを特徴とする。
【０００８】
次に、本発明に係る動弁機構は、上記のバルブリフタをシリンダヘッドに往復動可能に設けた動弁機構であって、前記バルブリフタとシリンダヘッドとの間に、バルブリフタ全体又は少なくともローラがバルブリフタ中心線の周りに回るのを止める回り止め構造又は回り止め形状を設けたことを特徴とする。
【０００９】
回り止め構造としては、特に限定されないが、次の態様を例示できる。
▲１▼  バルブリフタをシリンダヘッドのリフタガイド穴に往復摺動可能に挿入する場合、バルブリフタの外周とリフタガイド穴の内周とに、前記往復摺動方向には相対摺動可能であるがバルブリフタ中心線の周りには相対変位不能である凸部と凹部とを相対的に設けること。
▲２▼  バルブリフタとシリンダヘッドとに相対的に設けられた、二組以上のピンと該ピンの摺動をガイドするスリーブとの組み合わせ
【００１０】
回り止め形状としては、特に限定されないが、次の態様を例示できる。
▲１▼  バルブリフタをシリンダヘッドのリフタガイド穴に往復摺動可能に挿入する場合、バルブリフタを平面長円形又は平面楕円形に形成し、リフタガイド穴を断面長円穴又は断面楕円穴とすること。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に示す第一実施形態のバルブリフタ１０は、円筒状の側壁部１１とその上端の端壁部１２とが鋼材から鍛造加工等により一体成形されるとともに、バルブリフタ頂部である端壁部１２にローラ２０が回転可能に軸支されてなる。
【００１２】
端壁部１２は側壁部１１より厚く形成され、端壁部１２の中央部には平面略長方形のローラ配置穴１３が上下に貫設されている。ローラ配置穴１３の短手方向すぐ両側（図では前側及び後側）の端壁部１２の上面にはローラフォーク１４が一体的に立設され、両ローラフォーク１４の下部には取付孔１５が前後に貫設されている。図示例のローラフォーク１４は、ローラ２０の半径よりやや小さい半径をもつ正面略半円形の壁である。取付孔１５の中心線は端壁部１２の上面と略同一レベル（高さ）に位置しているため、該取付孔１５に後述する軸支ピンを通せるように、両取付孔１５の開口のすぐ両側（図では前側及び後側）の端壁部１２の上面には取付孔１５の下半分に略連続する断面略半円形の溝１６が凹設されている。
【００１３】
そして、ローラ配置穴１３にアウタローラ２０ａとインナローラ２０ｂとからなる二重構造のローラ２０が配置され、該ローラ２０の中心孔２１と両ローラフォーク１４の取付孔１５とが合わされた状態でこれらの孔に軸支ピン２２が通され、軸支ピン２２の両端が両ローラフォーク１４にカシメ止めされている。ローラ２０は軸支ピン２２との間のクリアランスにより回転可能であるとともに、アウタローラ２０ａとインナローラ２０ｂとの間のクリアランスにより回転可能である。こうして回転可能に軸支されたローラ２０は、その外周面上部の略半周が端壁部１２の上面より上方に突出して、カム１が摺接するカム摺接面となっている。ローラ２０の回転中心線は、カム１の回転中心線と略平行である。また、ローラ２０の外周面下部はわずかに端壁部１２の下面より下方に突出して、バルブ２を押し付けるバルブ押付面となっている。
【００１４】
なお、ローラ２０の外周面下部とバルブ２のステム端面との間にはバルブクリアランス調整用のインナシム３が介装される。
【００１５】
このバルブリフタ１０はシリンダヘッド５に形成されたリフタガイド穴６に往復摺動可能に挿入されて動弁機構として使用されるが、ローラ２０の回転中心線はカム１の回転中心線と常に略平行である必要がある。そこで、ローラ２０を含むバルブリフタ１０全体がバルブリフタ中心線の周りに回るのを止める回り止め構造として、側壁部１１の外周の一箇所とリフタガイド穴６の内周の一箇所とに、前記往復摺動方向には相対摺動可能であるがバルブリフタ中心線の周りには相対変位不能である凸部１７と凹溝７とが設けられている。
【００１６】
本実施形態のバルブリフタ１０及び動弁機構によれば、回転可能に軸支したローラ２０の外周面上部をカム１が摺接するカム摺接面としたので、ローラ付きロッカアームに匹敵する低フリクション化を図ることができるとともに、バルブリフタ特有の高い剛性を併せ持つ動弁機構を構成することができる。
【００１７】
しかも、本実施形態ではローラ２０の外周面上部の略半周を端壁部１２の上面より上方に突出させてカム摺接面としたので、カム１の摺接範囲を広く取ることができ、大きいリフト量に対応することができる。
【００１８】
また、高い耐摩耗性が必要とされるカム摺接面やバルブ押付面をローラ２０に受け持たせるので、ローラフォーク１４に軸支する前のローラ２０に十分な熱処理（浸炭焼入れや軟窒化処理）を施して硬化させ、耐摩耗性を高めれば済み、側壁部１１及び端壁部１２の熱処理は軽く行うか又は省略すればよい。このため、側壁部１１が熱応力により変形したり、熱処理後の研削時に黒皮残りが発生したり、靭性が低下して衝撃荷重に弱くなったりといった問題はほとんど起こらず、熱処理の品質管理と造り込みとを簡素化することができる。
【００１９】
次に、図３に示す第二実施形態のバルブリフタ１０は（動弁機構は図示略）、ローラ２０を前記アウタローラ２０ａに相当する一重ローラとし、前記インナローラ２０ｂに代えて多数のニードル２３（又はボール）を設けた点においてのみ第一実施形態と相違するものである。
【００２０】
また、図４に示す第三実施形態のバルブリフタ１０は（動弁機構は図示略）、ローラ２０を前記アウタローラ２０ａとインナローラ２０ｂとを一体化したに相当する一重ローラとした点においてのみ第一実施形態と相違するものである。
【００２１】
また、図５及び図６に示す参考発明である第四実施形態のバルブリフタ１０及び動弁機構は、ローラ２０の外周面下部をバルブ押付面とするのではなく、ローラ２０のすぐ下方に側壁部１１の中間部を閉鎖する中間壁２４（ローラ２０には接触しない）を形成し（図示例では一体形成）、該中間壁２４の下面をバルブ押付面とした点においてのみ第一実施形態と相違するものである。
【００２２】
これらの第二〜四実施形態によっても、第一実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００２３】
なお、本発明又は参考発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）第四実施形態の中間壁２４は、第二実施形態や第三実施形態において形成することもできる。
（２）端壁部１２及びローラフォーク１４の形状を変更すること。つまり、ローラ２０を確実に軸支できるものであれば、端壁部１２及びローラフォーク１４の形状は特に限定されず、例えば端壁部とローラフォークとに峻別できないような一体形のブロック状フォークでもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明に係るバルブリフタ及び動弁機構によれば、十分な低フリクション化を図ることができるだけでなく、カム摺接面やバルブ押付面の耐摩耗性を高めることができ、且つ、バルブリフタの熱処理品質管理と造り込みとを簡素化することができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態のバルブリフタ及び動弁機構の断面図である。
【図２】同バルブリフタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は斜視図である。
【図３】第二実施形態のバルブリフタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】第三実施形態のバルブリフタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】第四実施形態のバルブリフタ及び動弁機構の断面図である。
【図６】同バルブリフタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図７】従来例のバルブリフタ及び動弁機構の断面図である。
【図８】同バルブリフタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図９】別の従来例のバルブリフタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１０】従来例のバルブリフタとローラ付きロッカアームとのフリクションを比較して示すグラフである。
【符号の説明】
１    カム
２    バルブ
３    インナシム
５    シリンダヘッド
６    リフタガイド穴
７    凹溝
１０    バルブリフタ
１１    側壁部
１２    端壁部
１３    ローラ配置穴
１４    ローラフォーク
１５    取付孔
１６    溝
１７    凸部
２０    ローラ
２１    中心孔
２２    軸支ピン
２３    ニードル
２４    中間壁
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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