JPH11280420A - エンジンの動弁機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロッカアームの揺動に伴うバルブブリッジの往
復運動により、２つのバルブを同期的に開閉するエンジ
ンの動弁機構において、バルブブリッジの動きをガイド
ピンなしでも安定よく支持できるようにする。 【解決手段】バルブブリッジ１２の片側に一方のバルブ
１１のステムエンド部２５と小クリアランスでタイトに
嵌合する丸穴２０を、その反対側にもう一方のバルブ１
１のステムエンド部２５とバルブ間距離方向にルーズで
バルブ間距離と直交する方向は小クリアランスでタイト
に嵌合する長穴２１を設ける。各穴２０，２１とバルブ
ステム部２５との嵌め合い代を深めに設定する。各バル
ブ１１のステムエンド部２５にその端面から外周へ亘る
全体に対して表面硬化処理を実施する。バルブブリッジ
１２の丸穴２０および長穴２１の出口角部をそれぞれ出
口側へ円弧状に拡径する湾曲面２９，３２を形成する。
各バルブ１１のステムエンド角部をそれぞれ端面側へ円
弧状に縮径する湾曲面３３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの動弁機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】４バルブエンジンの動弁機構において
は、２つのバルブ（１組の吸気バルブまたは１組の排気
バルブ）に跨がるバルブブリッジと、エンジンのクラン
クシャフトに同期して回転するカムシャフトと、その回
転に基づいて揺動するロッカアームを備え、ロッカアー
ムの揺動に伴うバルブブリッジの往復運動により、２つ
のバルブを同期的に開閉するようになっている。その場
合、２つ１組のバルブ間の中心にガイドピンが配置さ
れ、バルブブリッジはこのガイドピンを介してバルブ開
閉方向へ摺動自由に支持される。

【０００３】なお、このような技術の実例としての従来
例としては、実開平６ー１４４１０号公報、特開平９ー
２９１８０４号公報、などがある。また、前述したガイ
ドピンを廃止した技術も知られている（たとえば、実開
平５ー９２４０６号公報）。しかし、いずれも以下の課
題を解決できないでいた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フリクションの低減や
コストの低下などを促進する上から、バルブブリッジの
ガイドピンを省略することが望まれるが、ガイドピンが
無くなるとバルブブリッジの動きが不安定化するため、
バルブ動作の同期性を損なう可能性が考えられる。ま
た、単にガイドピンを廃止しただけでは、動弁機構の各
部品のスムーズな動作、耐久性に不都合が生じてしまっ
ていた。

【０００５】この発明はこのような問題点を解決する対
策手段の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、ロッカ
アームの揺動に伴うバルブブリッジの往復運動により、
２つのバルブを同期的に開閉するエンジンの動弁機構に
おいて、バルブブリッジの片側に一方のバルブのステム
エンド部と小クリアランスでタイトに嵌合する丸穴を、
その反対側にもう一方のバルブのステムエンド部とバル
ブ間距離方向にルーズでバルブ間距離と直交する方向は
小クリアランスでタイトに嵌合する長穴を設ける一方、
各穴とバルブステム部との嵌め合い代を深めに設定した
ことを特徴とする。

【０００７】第２の発明では、第１の発明において、各
バルブのステムエンド部にその端面から外周へ及ぶ全体
に表面硬化処理を実施したことを特徴とする。

【０００８】第３の発明では、第１の発明において、バ
ルブブリッジの丸穴および長穴の出口角部をそれぞれ出
口側へ円弧状に拡径する湾曲面を形成したことを特徴と
する。

【０００９】第４の発明では、第１の発明において、各
バルブのステムエンド角部をそれぞれ端面側へ円弧状に
縮径する湾曲面を形成したことを特徴とする。

【００１０】

【発明の効果】第１の発明では、バルブブリッジの片側
に丸穴を介して一方のバルブのステムエンド部が小クリ
アランスでタイトに嵌合するとともに、その反対側に長
穴を介してもう一方のバルブのステムエンド部がバルブ
間距離方向にルーズでバルブ間距離と直交する方向に小
クリアランスでタイトに嵌合する。このため、バルブブ
リッジのガタが改善され、バルブブリッジの傾きを小さ
く抑えられる。嵌め合い代を深めに設定することによ
り、これらの効果は促進され、コジリ量も低減できる。
その結果、バルブブリッジは２つのバルブで安定的に支
持されるため、バルブブリッジのガイドピンを省略する
ことが可能になる。シリンダヘッドの寸法公差は、バル
ブ間距離方向にルーズな長穴で許容される。

【００１１】第２の発明では、各バルブのステムエンド
部はバルブブリッジと深めに嵌合するが、その端面ばか
りでなく、嵌め合い代を形成する外周についても、これ
らへの表面硬化処理により、バルブブリッジのガイドピ
ンなしのバルブ側面当たりにも耐える高い耐摩耗性を確
保できる。

【００１２】第３の発明では、バルブブリッジの出口部
において、円弧状の湾曲部により、各バルブのステムエ
ンド部の当たりが改善され、コジリ量の低減を促進でき
る。

【００１３】第４の発明では、バルブブリッジの丸穴お
よび長穴の奥部において、円弧状の湾曲面により、各バ
ルブのステムエンド部の当たりが改善され、コジリ量の
低減を促進できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１において、１０は４バルブエ
ンジンのシリンダヘッド、１１は２つ１組の排気バル
ブ、１２はこれらバルブ１１に跨がるバルブブリッジで
あり、ロッカアーム１３の揺動に伴うバルブブリッジ１
２の往復運動により、２つのバルブ１１が同期的に開閉
する。１４はプッシュロッドであり、図示しないカムシ
ャフトがエンジンのクランクシャフトに同期して回転す
ると、その回転はカム面に接するタペット（図９の４
７）を介してプッシュロッド１４の往復運動に変換さ
れ、ロッカアーム１３を支点ｐを中心に揺動させる。１
５はバルブスプリングであり、各バルブ１１のスプリン
グシート１６とシリンダヘッド１０の壁面との間に介装
される。１８はバルブ１１のシートリング（弁座を形成
する）、１７はバルブガイド、１９はロッカシャフトで
ある。

【００１５】バルブブリッジ１２は図２〜図４のように
形成される。両端部の下面にそれぞれ嵌合穴２０，２１
が設けられ、中央部（バルブ１１間の中心に位置する）
の上面に後述するキャップ３０を摺動自在に支持する平
滑面２２が形成される。その一方の嵌合穴２０は、バル
ブ１１のステムエンド部２５と小クリアランスでタイト
に嵌合する丸穴に形成される。もう一方の嵌合穴２１
は、バルブ１１のステムエンド部２５とバルブ間距離方
向にルーズでバルブ間距離方向と直交する方向に小クリ
アランスでタイトに嵌合する長穴に形成される。長穴２
１はバルブ間距離方向へオフセットされる２つの丸穴２
０と、これらの間を互いの接線方向へ継げる直線部２０
ａと、から作られる（図４参照）。

【００１６】これらの嵌合穴２０，２１は、従来（バル
ブ間の中心でバルブブリッジをバルブ開閉方向へ摺動自
由に支持するガイドピンを備える）よりも深めに形成さ
れる。図５はＣ部（図２参照）の拡大図であり、丸穴２
０の奥部はセンタ穴２６を備える底面２７の周縁に溝状
の研磨逃げ部２８が設けられる。また、丸穴２０の出口
角部を面取りすることにより、その部分の穴径を出口側
へ拡大する半径Ｒの湾曲面２９が形成される。図６はＤ
部（図２参照）の拡大図であり、長穴２１の奥部を面取
りすることにより、穴径を底面側へ縮小する半径Ｒの湾
曲面３１が形成される。また、長穴２１の出口角部を面
取りすることにより、その部分の穴径を出口側へ拡大す
る半径Ｒの湾曲面３２が形成される。

【００１７】各バルブ１１は図１のようにバルブヘッド
１１ａとバルブステム１１ｂとからなり、シリンダヘッ
ド１０のバルブガイド１７にバルブステム１１ｂを介し
て摺動自由に支持される。バルブステムエンド部２５は
図７のように長さ寸法ｎが嵌合穴２０，２１の深さ寸法
ｓよりも大きく設定される。エンド角部を面取りするこ
とにより、外径を端面側へ縮小する半径Ｒの湾曲面３３
が形成される。また、エンド部２５の耐摩耗性を高める
ため、その全面（端面および外周）に高周波焼き入れが
施される。

【００１８】バルブブリッジ１２は一方のバルブ１１の
ステムエンド部２５と丸穴２０を介して小クリアランス
でタイトに嵌合するとともに、もう一方のバルブ１１の
ステムエンド部２５と長穴２１を介してバルブ間距離方
向にルーズでバルブ間距離と直交する方向は小クリアラ
ンスでタイトに嵌合する。このため、バルブブリッジ１
２のガタが改善され、バルブブリッジ１２の傾きを小さ
く抑えられる。各穴２０，２１の深さ寸法ｓ（嵌め合い
代）を大きめに設定することにより、これらの効果は促
進され、コジリ量も低減できる。その結果、バルブブリ
ッジ１２は２つのバルブ２０，２１で安定的に支持され
るため、バルブ１１間の中心でバルブブリッジ１２を支
持するガイドピンを省略することが可能になる。シリン
ダヘッド１０の寸法公差は、バルブ間距離方向にルーズ
な長穴２１で許容される。

【００１９】バルブブリッジ１２のガイドピンが省略さ
れると、バルブブリッジ１２の形状がシンプルになり、
ピン穴（ガイドピンとの摺動面）も要らないため、バル
ブブリッジの表面硬化処理については、従来のタイトラ
イト（窒化処理）＋高周波焼き入れを、コスト的に有利
な全体浸炭処理に変更できる。各バルブ２０，２１のス
テムエンド部２５は、高周波焼き入れにより、バルブブ
リッジ１２のガイドピンなしのバルブ側面あたりに耐え
る高い耐摩耗性が確保される。各穴２０，２１とこれら
に嵌合するステムエンド部２５との間において、半径Ｒ
の湾曲面２９，３１，３２、３３により、バルブ側面あ
たりが改善され、コジリ量の低減を促進できる。

【００２０】バルブブリッジ１２とロッカアーム１３と
の間に働くコジリ力を低減するため、図８にも表すよう
に、これらのコンタクト部にキャップ方式が採用され
る。３０は凸部３０ａと球面接触する凹部３０ｂを備え
るキャップであり、バルブブリッジ１２の平滑面２２で
摺動自在に支持される。ロッカアーム１３のバルブ側に
アジャストスクリュ４０が取り付けられ、その先端に凸
部３０ａが形成される。ロッカアーム１３のプッシュロ
ッド側については、プッシュロッド１４の上端部と球面
接触する凹部３５が形成される。４１はアジャストスク
リュ４０の緩み止め用のロックナット、４２はキャップ
３０の抜け止めピン、４３はキャップ３０や係合凹部３
５へ潤滑油を供給する油道、４４はロッカアーム１３の
軸穴を形成するブッシュであり、ロッカシャフト１９と
の間に介装される。

【００２１】図１において、プッシュロッド１４がカム
シャフト回転に伴ってストローク（往復運動）すると、
ロッカアーム１３はその支点ｐを中心に揺動し、アジャ
ストスクリュ４０およびキャップ３０を介してバルブブ
リッジ１２をバルブ開閉方向へ往復させる。その際、キ
ャップ３０の凹部３０ｂと凸部３０ａとの間に滑りを生
じるため、バルブブリッジ１２とロッカアーム１３との
コンタクト位置の変位量（トラベル量）を最小限に抑え
られる。このため、ロッカアーム１３とバルブブリッジ
１２と間に働くコジリ力が低減され、バルブブリッジ１
２の往復動を安定化できる。

【００２２】アジャストスクリュ４０のとキャップ３０
の間は球面接触であり、バルブブリッジ１２とキャップ
３０との間も面接触のため、バルブブリッジ１２とロッ
カアーム１３との間（コンタクト部）における、耐面圧
性を良好に確保できる。また、プッシュロッド１４の上
端部にロッカアーム１３側と球面接触する凹部３５を設
けるのに較べると、図９のようにプッシュロッド１４の
形状がシンプルになり、プッシュロッド１４およびロッ
カアーム１３の原価を低減する効果も得られる。図９に
おいて、４５はロッカアーム１３の凹部３５と球面接触
する凸部、４６はタペット側の凹部４７と同じく球面接
触する凸部である。

【００２３】図１０は４バルブエンジンの２つ１組の吸
気バルブ４８について、これらを同期的に開閉する動弁
機構の構成を表すものであり、バルブブリッジのガイド
ピンを省略するため、前記と同様の構成が適用される。
図１０において、図１と機能的に同じ部品に同じ符号を
付け、重複説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】４バルブエンジンにおいて、排気側の動弁機構
を表す構成図である。

【図２】同じくバルブブリッジの断面図である。

【図３】同じくバルブブリッジの平面図である。

【図４】同じくバルブブリッジの底面図である。

【図５】同じくＣ部の拡大図である。

【図６】同じくＤ部の拡大図である。

【図７】同じくバルブステムエンド部の構成説明図であ
る。

【図８】同じくロッカアームの構成図である。

【図９】同じくプッシュロッドの構成説明図である。

【図１０】４バルブエンジンについて、吸気側の動弁機
構を表す構成図である。

【符号の説明】

１１ 排気バルブ １２ バルブブリッジ １３ ロッカアーム １４ プッシュロッド １５ バルブスプリング １７ バルブガイド １８ シートリング １９ ロッカシャフト ２０ 丸穴 ２１ 長穴 ２２ 平滑面 ２５ バルブステムエンド部 ２９，３１，３２、３３ 半径Ｒの湾曲面 ３０ キャップ ３０ａ 凸部 ３０ｂ 凹部 ３５ 凹部 ４０ アジャストスクリュ ４５，４７ 凸部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロッカアームの揺動に伴うバルブブリッジ
   の往復運動により、２つのバルブを同期的に開閉するエ
   ンジンの動弁機構において、バルブブリッジの片側に一
   方のバルブのステムエンド部と小クリアランスでタイト
   に嵌合する丸穴を、その反対側にもう一方のバルブのス
   テムエンド部とバルブ間距離方向にルーズでバルブ間距
   離と直交する方向は小クリアランスでタイトに嵌合する
   長穴を設ける一方、各穴とバルブステム部との嵌め合い
   代を深めに設定したことを特徴とするエンジンの動弁機
   構。
2. 【請求項２】各バルブのステムエンド部にその端面から
   外周へ及ぶ全体に表面硬化処理を実施したことを特徴と
   する請求項１に記載の動弁機構。
3. 【請求項３】バルブブリッジの丸穴および長穴の出口角
   部をそれぞれ出口側へ円弧状に拡径する湾曲面を形成し
   たことを特徴とする請求項１に記載の動弁機構。
4. 【請求項４】各バルブのステムエンド角部をそれぞれ端
   面側へ円弧状に縮径する湾曲面を形成したことを特徴と
   する請求項１に記載の動弁機構。