(57)【要約】【課題】バルブリフタを安定して強制回転させることができるバルブ開閉機構を提供すること。【解決手段】バルブ開閉機構１は、シリンダヘッド７１の吸排気口７１１を開閉するバルブ２と、バルブ２を吸排気口７１１を閉じる方向に付勢するバルブ付勢用コイルバネ２３と、エンジン７のカムシャフト７２に設けられたカム７３と、バルブ２のバルブステム部２１の先端部２１１に被せた状態でカム７３と当接するバルブリフタ３とを有している。バルブ付勢用コイルバネ２３は、バルブステム部２１の先端部２１１における外周に固定したリテーナ２２と、シリンダヘッド７１との間に配設してある。バルブリフタ３とシリンダヘッド７１との間には、当該バルブリフタ３に周方向に向けた回転力を付与する回転力発生用バネ６１が配設してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの吸排気口を開閉するバルブと、該バルブを上記吸排気口を閉じる方向に付勢するバルブ付勢用コイルバネと、エンジンのカムシャフトに設けられたカムと、上記バルブのバルブステム部の先端部に被せた状態で上記カムと当接するバルブリフタとを有するバルブ開閉機構において、
上記バルブ付勢用コイルバネは、上記バルブステム部の先端部における外周に固定したリテーナと、上記シリンダヘッドとの間に配設してあり、
上記バルブリフタと上記シリンダヘッドとの間には、当該バルブリフタに周方向に向けた回転力を付与する回転力発生用バネが配設してあることを特徴とするバルブ開閉機構。
【請求項２】
請求項１において、上記回転力発生用バネは、上記バルブリフタの周方向に中心軸方向を向けて配設したコイルバネであることを特徴とするバルブ開閉機構。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記バルブリフタは、カップ形状を有するリフタ上部と、該リフタ上部の下方に係合するリフタ下部とに分割形成してあり、
上記リフタ上部は、上記カムに当接すると共に上記バルブステム部の先端部に当接するリフタ当接部と、該リフタ当接部から下方へ立設したリフタ側壁部とからなり、
上記リフタ下部は、上記バルブステム部の先端部を挿通させる内周ボディ部と、該内周ボディ部の外周に配設した外周リテーナ部とからなると共に、該外周リテーナ部と上記内周ボディ部との間には、上記回転力発生用バネを収容するリング状収容室を形成しており、
上記リフタ上部と上記リフタ下部とは、いずれか一方に形成した突起部と、他方に形成した凹部との係合によって一体的に回転するよう構成してあることを特徴とするバルブ開閉機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記バルブリフタと上記シリンダヘッドとの間には、上記回転力発生用バネに対して上記バルブの開閉方向に向けて直列に、ストローク用コイルバネが配設してあることを特徴とするバルブ開閉機構。
【請求項５】
請求項４において、上記ストローク用コイルバネは、上記リフタ下部と上記シリンダヘッドとの間に配設してあることを特徴とするバルブ開閉機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムと当接するバルブリフタを用いて、シリンダヘッドの吸排気用のバルブを開閉させるバルブ開閉機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のエンジン（レシプロエンジン）に使用されるバルブ開閉機構は、エンジンのカムシャフトに設けられたカムの回転を受けて、吸気又は排気を行うバルブを開閉させて、エンジンの燃焼による吸気又は排気を行うよう構成されている。
例えば、特許文献１の内燃機関用バルブローテータにおいては、エンジンバルブの軸端部（バルブステム部の先端部）に、ローテータ本体を止着し、このローテータ本体に回転力付与部材としてのコイルばねを収容する凹溝を形成している。また、ローテータ本体の凹溝に収容したコイルばねと、エンジンバルブを閉じる方向に付勢する弁ばねとの間には、皿ばねを配設している。
【０００３】
そして、エンジンバルブが開き、弁ばねの弾性荷重によって皿ばねが撓むと、コイルばねが皿ばねに押圧されて一方に倒れる。こうして、コイルばねが元の状態に復帰する力を利用して、ローテータ本体を水平方向に強制回転させている。これにより、皿ばね及び凹溝の潤滑性を向上させて、各部材の接触部に生じる摩耗を最小限にしている。
【０００４】
しかしながら、上記従来のバルブ開閉機構においては、エンジンバルブを強制回転させることを目的としている。
また、例えば、図６に示すごとく、直打式のバルブ開閉機構（動弁機構）９においては、カム９７３の外周面を、エンジンバルブ９２のバルブステム部９２１の先端部に配設したバルブリフタ９３に当接させ、カム９７３の回動を受けて直接エンジンバルブ９２を開閉させている。
【０００５】
そして、このバルブ開閉機構（動弁機構）９においては、バルブリフタ９３を強制回転させるために、バルブリフタ９３の当接面の中心からオフセットした位置に、カム９７３の外周面を当接させることが考えられる。しかしながら、この方法においては、カム９７３とバルブリフタ９３との間に大きな摩擦を生じながら、バルブリフタ９３を回転させる。そのため、バルブリフタ９３を安定して強制回転させるためには、更なる工夫が必要とされる。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０５３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、バルブリフタを安定して強制回転させることができるバルブ開閉機構を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、シリンダヘッドの吸排気口を開閉するバルブと、該バルブを上記吸排気口を閉じる方向に付勢するバルブ付勢用コイルバネと、エンジンのカムシャフトに設けられたカムと、上記バルブのバルブステム部の先端部に被せた状態で上記カムと当接するバルブリフタとを有するバルブ開閉機構において、
上記バルブ付勢用コイルバネは、上記バルブステム部の先端部における外周に固定したリテーナと、上記シリンダヘッドとの間に配設してあり、
上記バルブリフタと上記シリンダヘッドとの間には、当該バルブリフタに周方向に向けた回転力を付与する回転力発生用バネが配設してあることを特徴とするバルブ開閉機構にある（請求項１）。
【０００９】
本発明のバルブ開閉機構は、バルブリフタとシリンダヘッドとの間に回転力発生用バネを配設したことにより、バルブの開閉を行う際に、バルブリフタを強制的に回転させて、このバルブリフタに生ずる摩耗を効果的に抑制するものである。
本発明のバルブ開閉機構においては、カムの外周面における短径部がバルブリフタに当接するときには、バルブは、バルブ付勢用コイルバネの付勢力を受けて、シリンダヘッドの吸排気口を閉じている。そして、カムが回転し、カムの外周面における長径部がバルブリフタに当接するときには、バルブがバルブ付勢用コイルバネを弾性変形させながら吸排気口を開ける。また、このときには、バルブリフタが回転力発生用バネを弾性変形させる。
【００１０】
そして、カムがさらに回転し、カムの外周面においてバルブリフタに当接する部分が長径部から短径部に向かうときには、バルブ付勢用コイルバネの弾性変形が復帰する力によって、バルブが吸排気口を閉じると共に、回転力発生用バネの弾性変形が復帰する力によって、バルブリフタに回転力が付与される。
このように、本発明のバルブ開閉機構によれば、回転力発生用バネを用いたことにより、バルブリフタを安定して強制回転させることができ、このバルブリフタに生ずる摩耗を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記回転力発生用バネは、上記バルブリフタの周方向に中心軸方向を向けて配設したコイルバネであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、コイルバネにおけるバネ巻き部分が、バルブリフタの軸方向に向けて潰れるようにして傾倒し、この傾倒が元の状態に復帰するときに生ずる力を利用して、バルブリフタを強制回転させることができる。そのため、バルブ開閉機構の構成を簡単にすることができる。
【００１２】
また、上記バルブリフタは、カップ形状を有するリフタ上部と、該リフタ上部の下方に係合するリフタ下部とに分割形成してあり、上記リフタ上部は、上記カムに当接すると共に上記バルブステム部の先端部に当接するリフタ当接部と、該リフタ当接部から下方へ立設したリフタ側壁部とからなり、上記リフタ下部は、上記バルブステム部の先端部を挿通させる内周ボディ部と、該内周ボディ部の外周に配設した外周リテーナ部とからなると共に、該外周リテーナ部と上記内周ボディ部との間には、上記回転力発生用バネを収容するリング状収容室を形成しており、上記リフタ上部と上記リフタ下部とは、いずれか一方に形成した突起部と、他方に形成した凹部との係合によって一体的に回転するよう構成してあることが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この場合には、バルブリフタがカムによって押される際に、外周リテーナ部に対して内周ボディ部がスライドすることにより、リング状収容部内に収容する回転力発生用バネを弾性変形させることができる。これにより、回転力発生用バネを安定して弾性変形させることができ、バルブリフタを一層安定して強制回転させることができる。
【００１４】
また、この場合には、バルブ、リテーナ、バルブ付勢用コイルバネ、リフタ下部及び回転力発生用バネ等をシリンダヘッドに組み付けた後、リフタ下部の上方からこのリフタ下部にリフタ上部を係合させることによって、バルブ開閉機構の組付を行うことができる。そのため、この組付性を向上させることができる。
【００１５】
また、上記バルブリフタと上記シリンダヘッドとの間には、上記回転力発生用バネに対して上記バルブの開閉方向に向けて直列に、ストローク用コイルバネが配設してあることが好ましい（請求項４）。
この場合には、特に回転力発生用バネにコイルバネを使用したときなど、回転力発生用バネのバルブリフタの軸方向への弾性変形量を大きくとれないときに有効である。すなわち、バルブリフタがカムによって押され、バルブが吸排気口を開けるときには、バルブ付勢用コイルバネが弾性変形すると共に、回転力発生用バネも弾性変形する。
【００１６】
このとき、回転力発生用バネにストローク用コイルバネが直列に配設してあることにより、バルブリフタは、回転力発生用バネとストローク用コイルバネとの両方を弾性変形させながら、バルブを押して、吸排気口を開けることができる。そのため、回転力発生用バネによる軸方向へのストロークの不足分を、ストローク用コイルバネによって補うことができ、バルブリフタを一層安定して強制回転させることができる。
【００１７】
また、上記ストローク用コイルバネは、上記リフタ下部と上記シリンダヘッドとの間に配設してあることが好ましい（請求項５）。
この場合には、ストローク用コイルバネの配設が容易であり、ストローク用コイルバネを安定して弾性変形させることができる。
【実施例】
【００１８】
以下に、本発明のバルブ開閉機構にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例のバルブ開閉機構１は、図１に示すごとく、シリンダヘッド７１の吸排気口７１１（吸気口又は排気口のことをいう。）を開閉するバルブ２と、このバルブ２を吸排気口７１１を閉じる方向に付勢するバルブ付勢用コイルバネ２３と、エンジン７のカムシャフト７２に設けられたカム７３と、バルブ２のバルブステム部２１の先端部２１１に被せた状態でカム７３と当接するバルブリフタ３とを有している。
【００１９】
同図に示すごとく、バルブ付勢用コイルバネ２３は、バルブステム部２１の先端部２１１における外周に固定したリテーナ２２と、シリンダヘッド７１との間に配設してある。また、バルブリフタ３とシリンダヘッド７１との間には、当該バルブリフタ３に周方向Ｃに向けた回転力を付与する回転力発生用バネ６１が配設してある。
そして、バルブ開閉機構１は、回転力発生用バネ６１がバルブリフタ３に押されて弾性変形する際に生ずる回転力によってバルブリフタ３を回転させるよう構成してある。
【００２０】
以下に、本例のバルブ開閉機構１につき、図１〜図５と共に詳説する。
本例のバルブ開閉機構１（動弁機構）は、バルブリフタ３とシリンダヘッド７１との間に回転力発生用バネ６１を配設したことにより、バルブ２の開閉を行う際に、バルブリフタ３を強制的に回転させて、このバルブリフタ３に生ずる摩耗を効果的に抑制するものである。また、本例のバルブ開閉機構１は、カム７３の回動を受けて、ロッカアーム等を用いずに直接バルブ２を開閉させる直打式のものである。
【００２１】
図２、図３に示すごとく、本例のバルブリフタ３は、カップ形状を有するリフタ上部４と、このリフタ上部４の下方に係合するリフタ下部５とに分割形成してある。
リフタ上部４は、カム７３に当接すると共にバルブステム部２１の先端部２１１に当接するリフタ当接部４１と、このリフタ当接部４１から下方へ円環状に立設したリフタ側壁部４２とからなる。また、リフタ当接部４１の外側上面は、カム７３の外周面に当接する平坦状に形成してあり、リフタ当接部４１の内側下面には、バルブステム部２１の先端部２１１と当接する当接突起部４１１が形成してある。
【００２２】
また、図１に示すごとく、バルブリフタ３は、シリンダヘッド７１に形成した摺動穴７１２内に配置してあり、この摺動穴７１２に対して摺動するよう構成してある。リテーナ２２は、リフタ上部４内に配置されており、コッタ２２１を介してバルブステム部２１の先端部２１１に固定してある。
【００２３】
図２に示すごとく、リフタ下部５は、バルブステム部２１の先端部２１１及びバルブ付勢用コイルバネ２３を挿通させる内周ボディ部５１と、この内周ボディ部５１の外周に配設した外周リテーナ部５２とからなる。外周リテーナ部５２と内周ボディ部５１との間には、回転力発生用バネ６１を収容するリング状収容室５３が形成してある。そして、内周ボディ部５１は、外周リテーナ部５２に対して摺動可能であり、外周リテーナ部５２に対して摺動下ときには、回転力発生用バネ６１を弾性変形させるよう構成してある。なお、リング状収容室５３内にはワッシャ５４を配置して、回転力発生用バネ６１の摩耗を低減させることができる。
【００２４】
また、図２、図３に示すごとく、リフタ上部４におけるリフタ側壁部４２の下端面には、その軸方向Ｌに向けて突起部４２１が複数形成してあり、リフタ下部５における内周ボディ部５１の上端面には、上記突起部４２１と係合する凹部５１１が複数形成してある。リフタ上部４とリフタ下部５とは、突起部４２１と凹部５１１とが係合することによって、一体的に回転するよう構成してある。
【００２５】
また、図２に示すごとく、本例の回転力発生用バネ６１は、バルブリフタ３の周方向Ｃに中心軸方向を向けて配設したコイルバネである。そして、本例においては、図４に示すごとく、コイルバネにおけるバネ巻き部分が、バルブリフタ３の軸方向Ｌに向けて潰れるようにして傾倒し、この傾倒が元の状態に復帰するときに生ずる力を利用して、バルブリフタ３を強制回転させることができる。
【００２６】
また、図１に示すごとく、リフタ下部５における外周リテーナ部５２とシリンダヘッド７１との間には、回転力発生用バネ６１に対してバルブ２の開閉方向に向けて直列に、ストローク用コイルバネ６２が配設してある。このストローク用コイルバネ６２は、バルブ付勢用コイルバネ２３の外周側に配設してある。
【００２７】
次に、上記バルブ開閉機構１の動作及び作用効果につき説明する。
本例のバルブ開閉機構１においては、図１に示すごとく、カム７３の外周面における短径部７３１がバルブリフタ３に当接するときには、バルブ２は、バルブ付勢用コイルバネ２３の付勢力を受けて、シリンダヘッド７１の吸排気口７１１を閉じている。そして、カム７３が回転し、カム７３の外周面における長径部７３２がバルブリフタ３に当接するときには、バルブ２がバルブ付勢用コイルバネ２３を弾性変形させながら吸排気口７１１を開ける。
【００２８】
また、図４に示すごとく、このバルブ２が吸排気口７１１を開けるときには、カム７３によってバルブリフタ３が押され、外周リテーナ部５２に対して内周ボディ部５１がスライドすることにより、リング状収容室５３内に収容する回転力発生用バネ６１が弾性変形する。また、このときには、バルブリフタ３のリフタ下部５によってストローク用コイルバネ６２が押され、ストローク用コイルバネ６２も弾性変形する。そのため、回転力発生用バネ６１による軸方向Ｌへのストロークの不足分を、ストローク用コイルバネ６２によって補うことができる。
【００２９】
そして、カム７３がさらに回転し、カム７３の外周面においてバルブリフタ３に当接する部分が長径部７３２から短径部７３１に向かうときには、バルブ付勢用コイルバネ２３の弾性変形が復帰する力によって、バルブ２が吸排気口７１１を閉じる。また、このときには、回転力発生用バネ６１の弾性変形が復帰する力が、外周リテーナ部５２と内周ボディ部５１との間に作用し、外周リテーナ部５２に対して内周ボディ部５１及びこれに係合するリフタ上部４を回転させることができる。
このように、本例のバルブ開閉機構１によれば、回転力発生用バネ６１を用いたことにより、バルブリフタ３を安定して強制回転させることができ、このバルブリフタ３に生ずる摩耗を効果的に抑制することができる。
【００３０】
なお、ストローク用コイルバネ６２に対して外周リテーナ部５２が滑ってしまい、回転力発生用バネ６１による回転力を内周ボディ部５１に適切に作用させることが困難な場合には、例えば、図５に示すごとく、外周リテーナ部５２の下面に陥没部５２１を形成し、この陥没部５２１にストローク用コイルバネ６２の上端部を嵌入しておくことができる。また、シリンダヘッド７１の上面に陥没部７１３を形成し、この陥没部７１３にストローク用コイルバネ６２の下端部を嵌入しておくこともできる。
【００３１】
また、ストローク用コイルバネ６２を弾性変形させたときには、このストローク用コイルバネ６２にも、バルブリフタ３の周方向Ｃに向けた回転力を発生させることができる。そのため、例えば、バルブリフタ３に大きな回転力を付与したい場合には、回転力発生用バネ６１による回転力の作用方向と、ストローク用コイルバネ６２による回転力の作用方向とを合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例における、バルブが吸排気口を閉じた状態のバルブ開閉機構を示す断面説明図。
【図２】実施例における、バルブリフタを示す断面説明図。
【図３】実施例における、バルブリフタを示す斜視図。
【図４】実施例における、バルブが吸排気口を開けた状態のバルブ開閉機構を示す断面説明図。
【図５】実施例における、他のバルブ開閉機構を示す断面説明図。
【図６】従来例における、バルブ開閉機構を示す説明図。
【符号の説明】
【００３３】
１  バルブ開閉機構
２  バルブ
２１  バルブステム部
２３  バルブ付勢用コイルバネ
３  バルブリフタ
４  リフタ上部
４１  リフタ当接部
４２  リフタ側壁部
４２１  突起部
５  リフタ下部
５１  内周ボディ部
５１１  凹部
５２  外周リテーナ部
５３  リング状収容室
６１  回転力発生用バネ
６２  ストローク用コイルバネ
７  エンジン
７１  シリンダヘッド
７１１  吸排気口
７２  カムシャフト
７３  カム
【図１】
2007162652.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007162652.tif 000006
【図５】
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【図６】
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