JP3362866B2 - 動弁装置およびバルブリフタ - Google Patents
動弁装置およびバルブリフタInfo
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- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/14—Tappets; Push rods
- F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2301/00—Using particular materials
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レシプロエンジンの動
弁機構において利用される動弁装置およびバルブリフタ
に関するものである。
弁機構において利用される動弁装置およびバルブリフタ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レシプロエンジンの動弁機構において
は、図１２に直動式の動弁装置５１の構造として示すよ
うに、バルブ５２の軸端部とカムシャフトのカム５３と
の間に、バルブリフタ５４およびシム５５を介在させ、
カムシャフトのカム５３が矢印Ｘ方向に回転してシム５
５に摺動接触することによって、シム５５およびバルブ
リフタ５４をシリンダヘッド５６のボア内周面に沿って
降下させ、これと同時にバルブ５２をバルブガイド５７
に沿って降下させて弁を開き、カム５３のカムノーズ部
分がシム５５の表面で摺動接触したあとはスプリング５
８の反発力によってバルブ５２を上昇させることにより
弁を閉じるものとしていた。
は、図１２に直動式の動弁装置５１の構造として示すよ
うに、バルブ５２の軸端部とカムシャフトのカム５３と
の間に、バルブリフタ５４およびシム５５を介在させ、
カムシャフトのカム５３が矢印Ｘ方向に回転してシム５
５に摺動接触することによって、シム５５およびバルブ
リフタ５４をシリンダヘッド５６のボア内周面に沿って
降下させ、これと同時にバルブ５２をバルブガイド５７
に沿って降下させて弁を開き、カム５３のカムノーズ部
分がシム５５の表面で摺動接触したあとはスプリング５
８の反発力によってバルブ５２を上昇させることにより
弁を閉じるものとしていた。
【０００３】この場合、シム５５はバルブリフタ５４の
摩耗を防止するために設けてあり、バルブリフタ５４は
シリンダヘッド５６のボア内周面で回動可能になってい
る。
摩耗を防止するために設けてあり、バルブリフタ５４は
シリンダヘッド５６のボア内周面で回動可能になってい
る。
【０００４】図１３および図１４は、シム５５およびバ
ルブリフタ５４の詳細を示すものであって、図１４に示
すバルブリフタ５４は円筒形状をなすと共に、円筒軸方
向と直交する方向に仕切部５４ａを有し、仕切部５４ａ
の片側がシム配設面５４ｂに形成してあると共に反対側
にバルブ軸端部押圧部５４ｃが形成してあり、シム配設
面５４ｂの周囲にシム係止用堤部５４ｄが設けてあると
共に、仕切部５４ａの下方にはシリンダヘッド５６のボ
ア内周面に沿うスカート部５４ｅが設けてある。
ルブリフタ５４の詳細を示すものであって、図１４に示
すバルブリフタ５４は円筒形状をなすと共に、円筒軸方
向と直交する方向に仕切部５４ａを有し、仕切部５４ａ
の片側がシム配設面５４ｂに形成してあると共に反対側
にバルブ軸端部押圧部５４ｃが形成してあり、シム配設
面５４ｂの周囲にシム係止用堤部５４ｄが設けてあると
共に、仕切部５４ａの下方にはシリンダヘッド５６のボ
ア内周面に沿うスカート部５４ｅが設けてある。
【０００５】また、図１３に示すシム５５は円形をな
し、バルブリフタ５４のシム配設面５４ｂに配設されて
シム係止用堤部５４ｄで保持されるものとなっている。
し、バルブリフタ５４のシム配設面５４ｂに配設されて
シム係止用堤部５４ｄで保持されるものとなっている。
【０００６】このような構造をもつ動弁装置５１におい
て、バルブリフタ５４は軽量であってかつまた強度に優
れていることが必要であり、さらに、シリンダヘッド５
６のボア内周面に沿って摺動するため耐摩耗性にも優れ
ていることが必要である。
て、バルブリフタ５４は軽量であってかつまた強度に優
れていることが必要であり、さらに、シリンダヘッド５
６のボア内周面に沿って摺動するため耐摩耗性にも優れ
ていることが必要である。
【０００７】そこで、従来の場合には、バルブリフタ５
４の素材として、強度および耐摩耗性を重視して鉄鋼材
料に浸炭処理を施したものが用いられているが、軽量化
のためにアルミニム合金の採用もなされるようになって
いる。
４の素材として、強度および耐摩耗性を重視して鉄鋼材
料に浸炭処理を施したものが用いられているが、軽量化
のためにアルミニム合金の採用もなされるようになって
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】他方、近年において
は、フリクションの軽減および高回転化による出力向上
をねらいとするエンジンの動弁系における慣性重量の低
減が重要な要素となっており、バルブリフタの重量減少
が要求されている。
は、フリクションの軽減および高回転化による出力向上
をねらいとするエンジンの動弁系における慣性重量の低
減が重要な要素となっており、バルブリフタの重量減少
が要求されている。
【０００９】そのため、従来の金属材料に比べて比強度
が大きい繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製のバルブリフタの適
用が検討されている。
が大きい繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製のバルブリフタの適
用が検討されている。
【００１０】しかしながら、繊維強化樹脂製のバルブリ
フタは、量産性を有する射出，押出等の成形手法によっ
て成形した場合に、バルブリフタ５４のシム係止用堤部
５４ｄの強度が不十分なものとなりやすく、カム５３が
図１３の（Ｂ）に矢印Ｙで示す方向に摺動した場合に
は、シム５５の右半分が点線で示すように荷重付与側に
なると共にバルブリフタ５４のシム係止用堤部５４ｄの
内周面右半分が同じく点線で示すように荷重受け側とな
って、このシム係止用堤部５４ｄの右半分の部分におい
て使用時に亀裂が入ったり破壊したりする可能性があ
り、バルブリフタ５４を繊維強化樹脂製とする場合の改
善要素となっていて、このような不具合を解消すること
が課題となっていた。
フタは、量産性を有する射出，押出等の成形手法によっ
て成形した場合に、バルブリフタ５４のシム係止用堤部
５４ｄの強度が不十分なものとなりやすく、カム５３が
図１３の（Ｂ）に矢印Ｙで示す方向に摺動した場合に
は、シム５５の右半分が点線で示すように荷重付与側に
なると共にバルブリフタ５４のシム係止用堤部５４ｄの
内周面右半分が同じく点線で示すように荷重受け側とな
って、このシム係止用堤部５４ｄの右半分の部分におい
て使用時に亀裂が入ったり破壊したりする可能性があ
り、バルブリフタ５４を繊維強化樹脂製とする場合の改
善要素となっていて、このような不具合を解消すること
が課題となっていた。
【００１１】
【発明の目的】本発明は、上述した従来の課題にかんが
みてなされたものであって、繊維強化樹脂製のバルブリ
フタの耐荷重性能を向上し、使用時に亀裂が入ったり破
壊したりすることがない耐久性の良好な軽量のバルブリ
フタおよびこれを使用した動弁装置を提供することを目
的としている。
みてなされたものであって、繊維強化樹脂製のバルブリ
フタの耐荷重性能を向上し、使用時に亀裂が入ったり破
壊したりすることがない耐久性の良好な軽量のバルブリ
フタおよびこれを使用した動弁装置を提供することを目
的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる動弁装置
は、円筒形状をなすと共に円筒軸方向と交差する方向に
仕切部を有する繊維強化樹脂製のバルブリフタをそな
え、繊維強化樹脂製の仕切部の片側にはカムが摺動接触
する円形のシムを配設すると共に反対側でバルブ軸端部
を押圧する動弁装置において、バルブリフタは、仕切部
の周囲にシムを保持するシム係止用堤部を備え、前記シ
ムの前記仕切部への配設面側に、環状をなすシム側接触
壁面を同心円状に形成すると共に、仕切部のシム配設面
側に、環状をなすシム受け用接触壁面を同心円状に形成
し、前記環状をなすシム側接触壁面と前記環状をなすシ
ム受け用接触壁面とを係合させる構成としたことを特徴
としており、実施態様において、シムの仕切部への配設
面側に、環状をなすシム側接触壁面を同心円状に少なく
とも一面形成すると共に、仕切部のシム配設面側に、環
状をなすシム受け用接触壁面を同心円状に少なくとも一
面形成し、シムは、バルブリフタに対して、シム係止用
堤部の内周面に係合する外周面と、シム受け用接触壁面
に係合する少なくとも一面のシム側接触壁面との少なく
とも二面で係合している構成としたことを特徴としてい
る。
は、円筒形状をなすと共に円筒軸方向と交差する方向に
仕切部を有する繊維強化樹脂製のバルブリフタをそな
え、繊維強化樹脂製の仕切部の片側にはカムが摺動接触
する円形のシムを配設すると共に反対側でバルブ軸端部
を押圧する動弁装置において、バルブリフタは、仕切部
の周囲にシムを保持するシム係止用堤部を備え、前記シ
ムの前記仕切部への配設面側に、環状をなすシム側接触
壁面を同心円状に形成すると共に、仕切部のシム配設面
側に、環状をなすシム受け用接触壁面を同心円状に形成
し、前記環状をなすシム側接触壁面と前記環状をなすシ
ム受け用接触壁面とを係合させる構成としたことを特徴
としており、実施態様において、シムの仕切部への配設
面側に、環状をなすシム側接触壁面を同心円状に少なく
とも一面形成すると共に、仕切部のシム配設面側に、環
状をなすシム受け用接触壁面を同心円状に少なくとも一
面形成し、シムは、バルブリフタに対して、シム係止用
堤部の内周面に係合する外周面と、シム受け用接触壁面
に係合する少なくとも一面のシム側接触壁面との少なく
とも二面で係合している構成としたことを特徴としてい
る。
【００１３】また、本発明に係わるバルブリフタは、円
筒形状をなすと共に円筒軸方向と交差する方向に仕切部
を有し、前記仕切部の片側に円形のシムを配設すると共
に反対側でバルブ軸端部を押圧する繊維強化樹脂製のバ
ルブリフタにおいて、繊維強化樹脂製の仕切部の周囲
に、シムを保持するシム係止用堤部を備えると共に、仕
切部のシム配設面側に、前記シムの前記仕切部への配設
面側に同心円状に形成した環状をなすシム側接触壁面と
係合する環状をなすシム受け用接触壁面を同心円状に形
成した構成としたことを特徴としており、実施態様にお
いては、仕切部のシム配設面側に、シムの仕切部への配
設面側に同心円状に少なくとも一面形成した環状をなす
シム側接触壁面と係合する環状をなすシム受け用接触壁
面を同心円状に少なくとも一面形成し、シムの外周面に
係合するシム係止用堤部の内周面と、シム側接触壁面に
係合する少なくとも一面のシム受け用接触壁面との少な
くとも二面でシムと係合する構成とし、また、少なくと
も一面形成した環状をなすシム受け用接触壁面の２分の
１円周長さの合計がバルブリフタ外周長さの０．２０倍
から０．９０倍である構成としたことを特徴としてい
る。
筒形状をなすと共に円筒軸方向と交差する方向に仕切部
を有し、前記仕切部の片側に円形のシムを配設すると共
に反対側でバルブ軸端部を押圧する繊維強化樹脂製のバ
ルブリフタにおいて、繊維強化樹脂製の仕切部の周囲
に、シムを保持するシム係止用堤部を備えると共に、仕
切部のシム配設面側に、前記シムの前記仕切部への配設
面側に同心円状に形成した環状をなすシム側接触壁面と
係合する環状をなすシム受け用接触壁面を同心円状に形
成した構成としたことを特徴としており、実施態様にお
いては、仕切部のシム配設面側に、シムの仕切部への配
設面側に同心円状に少なくとも一面形成した環状をなす
シム側接触壁面と係合する環状をなすシム受け用接触壁
面を同心円状に少なくとも一面形成し、シムの外周面に
係合するシム係止用堤部の内周面と、シム側接触壁面に
係合する少なくとも一面のシム受け用接触壁面との少な
くとも二面でシムと係合する構成とし、また、少なくと
も一面形成した環状をなすシム受け用接触壁面の２分の
１円周長さの合計がバルブリフタ外周長さの０．２０倍
から０．９０倍である構成としたことを特徴としてい
る。
【００１４】
【発明の作用】本発明に係わる動弁装置および繊維強化
樹脂製のバルブリフタでは、シムの外周面と、バルブリ
フタのシム係止用堤部の内周面とを係合させると共に、
シムに形成した環状をなすシム側接触壁面と、バルブリ
フタの仕切部に形成した環状をなすシム受け用接触壁面
とを係合させ、少なくとも二面でシムとバルブリフタと
が係合接触するようにしているので、互いの接触面にお
ける荷重の均一化ないしは分散化がはかられるようにな
って、バルブリフタの耐荷重性能が向上することとな
る。また、バルブリフタは比強度の高い繊維強化樹脂製
のものとなっているので、エンジン動弁系の慣性重量の
低減化が実現されるものとなる。
樹脂製のバルブリフタでは、シムの外周面と、バルブリ
フタのシム係止用堤部の内周面とを係合させると共に、
シムに形成した環状をなすシム側接触壁面と、バルブリ
フタの仕切部に形成した環状をなすシム受け用接触壁面
とを係合させ、少なくとも二面でシムとバルブリフタと
が係合接触するようにしているので、互いの接触面にお
ける荷重の均一化ないしは分散化がはかられるようにな
って、バルブリフタの耐荷重性能が向上することとな
る。また、バルブリフタは比強度の高い繊維強化樹脂製
のものとなっているので、エンジン動弁系の慣性重量の
低減化が実現されるものとなる。
【００１５】
【実施例】図１および図２は、本発明に係わる動弁装置
およびバルブリフタの一実施例を示すものであって、図
１２に示した動弁装置５１においても使用されうるもの
であり、図１４に示したバルブリフタ５４および図１３
に示したシム５５の代わりに図２に示すバルブリフタ４
および図１に示すシム５を用いることができる。
およびバルブリフタの一実施例を示すものであって、図
１２に示した動弁装置５１においても使用されうるもの
であり、図１４に示したバルブリフタ５４および図１３
に示したシム５５の代わりに図２に示すバルブリフタ４
および図１に示すシム５を用いることができる。
【００１６】そして、図２に示すバルブリフタ４は、円
筒形状をなすと共に、円筒軸方向と直交する方向に仕切
部４ａを有し、仕切部４ａの片側がシム配設面４ｂに形
成してあると共に反対側にバルブ軸端部押圧部４ｃが形
成してあり、仕切部４ａのシム配設面４ｂの周囲にシム
５を保持するシム係止用堤部４ｄが設けてあると共に仕
切部４ａの下方には図１２に示したシリンダヘッド５６
のボア内周面に沿うスカート部４ｅが形成してある。
筒形状をなすと共に、円筒軸方向と直交する方向に仕切
部４ａを有し、仕切部４ａの片側がシム配設面４ｂに形
成してあると共に反対側にバルブ軸端部押圧部４ｃが形
成してあり、仕切部４ａのシム配設面４ｂの周囲にシム
５を保持するシム係止用堤部４ｄが設けてあると共に仕
切部４ａの下方には図１２に示したシリンダヘッド５６
のボア内周面に沿うスカート部４ｅが形成してある。
【００１７】また、前記シム配設面４ｂには、環状をな
す二つの同心円状突出部４ｆ，４ｇが間隔をおいて形成
してあって、これら二つの同心円状突出部４ｆ，４ｇの
内周面と外周面およびシム係止用堤部４ｄの内周面が、
環状をなすシム受け用接触壁面４ｆ−Ａ，４ｆ−Ｂ，４
ｇ−Ａ，４ｇ−Ｂ，４ｄ−Ａになっている。
す二つの同心円状突出部４ｆ，４ｇが間隔をおいて形成
してあって、これら二つの同心円状突出部４ｆ，４ｇの
内周面と外周面およびシム係止用堤部４ｄの内周面が、
環状をなすシム受け用接触壁面４ｆ−Ａ，４ｆ−Ｂ，４
ｇ−Ａ，４ｇ−Ｂ，４ｄ−Ａになっている。
【００１８】このような構造をなすバルブリフタ４は繊
維強化樹脂製のものとして形成されており、例えば、前
記バルブリフタ４を構成する樹脂としては、ポリイミド
（ＰＩ），ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）等のいわゆ
るスーパーエンジニアリングプラスチックと称されるも
のを使用することができ、また、強化繊維には炭素繊維
やガラス繊維等の汎用のものを使用することができ、樹
脂に対する繊維の含有量は成形性および物性上から３０
〜５０重量％の範囲とすることが好ましい。
維強化樹脂製のものとして形成されており、例えば、前
記バルブリフタ４を構成する樹脂としては、ポリイミド
（ＰＩ），ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）等のいわゆ
るスーパーエンジニアリングプラスチックと称されるも
のを使用することができ、また、強化繊維には炭素繊維
やガラス繊維等の汎用のものを使用することができ、樹
脂に対する繊維の含有量は成形性および物性上から３０
〜５０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００１９】また、図１に示すシム５は円形をなし、シ
ム５の仕切部４ａへの配設面側には、環状をなす同心円
状溝部５ｆ，５ｇが間隔をおいて形成してあって、これ
ら二つの同心円状溝部５ｆ，５ｇの内周面と外周面およ
び当該シム５の外周面が、環状をなすシム側接触壁面５
ｆ−Ａ，５ｆ−Ｂ，５ｇ−Ａ，５ｇ−Ｂ，５−Ａになっ
ており、このような構造をなすシム５は鋼製のものとし
ている。
ム５の仕切部４ａへの配設面側には、環状をなす同心円
状溝部５ｆ，５ｇが間隔をおいて形成してあって、これ
ら二つの同心円状溝部５ｆ，５ｇの内周面と外周面およ
び当該シム５の外周面が、環状をなすシム側接触壁面５
ｆ−Ａ，５ｆ−Ｂ，５ｇ−Ａ，５ｇ−Ｂ，５−Ａになっ
ており、このような構造をなすシム５は鋼製のものとし
ている。
【００２０】この実施例において、同心円状突出部４
ｆ，４ｇの高さは、これら突出部４ｆ，４ｇのＲ形状も
しくは面取りを考慮して、０．５ｍｍから外周のシム係
止用堤部４ｄの高さまでとするのが好ましく、突出部４
ｆ，４ｇの角部は可能な限りのＲ形状もしくは面取りを
行うのが良い。
ｆ，４ｇの高さは、これら突出部４ｆ，４ｇのＲ形状も
しくは面取りを考慮して、０．５ｍｍから外周のシム係
止用堤部４ｄの高さまでとするのが好ましく、突出部４
ｆ，４ｇの角部は可能な限りのＲ形状もしくは面取りを
行うのが良い。
【００２１】そして、バルブリフタ４の仕切部４ａにシ
ム５を配設した状態では、環状をなす同心円状突出部４
ｆ，４ｇと環状をなす同心円状溝部５ｆ，５ｇとが嵌合
し、図１の（Ｂ）に矢印Ｙで示す方向にカム５３が摺動
接触した場合には、図２の（Ｂ）に破線で示すように、
中心線より左側の部分で、同心円状突出部４ｆ，４ｇに
より形成された外周側のシム受け用接触壁面４ｆ−Ｂ，
４ｇ−Ｂと、図１の（Ａ）に破線で示すように、中心線
より左側の部分で、同心円状溝部５ｆ，５ｇにより形成
された外周側のシム側接触壁面５ｆ−Ｂ，５ｇ−Ｂとが
強く係合すると共に、同じく図２の（Ｂ）に破線で示す
ように、中心線より右側の部分で、同心円状突出部４
ｆ，４ｇにより形成された内周側のシム受け用接触壁面
４ｆ−Ａ，４ｇ−Ａおよび堤部４ｄにおいて形成された
内周側のシム受け用接触壁面４ｄ−Ａと、同じく図１の
（Ａ）に破線で示すように、中心線より右側の部分で、
同心円状溝部５ｆ，５ｇにより形成された内周側のシム
側接触壁面５ｆ−Ａ，５ｇ−Ａおよびシム５の外周部に
おけるシム側接触壁面５−Ａとが強く係合することとな
る。
ム５を配設した状態では、環状をなす同心円状突出部４
ｆ，４ｇと環状をなす同心円状溝部５ｆ，５ｇとが嵌合
し、図１の（Ｂ）に矢印Ｙで示す方向にカム５３が摺動
接触した場合には、図２の（Ｂ）に破線で示すように、
中心線より左側の部分で、同心円状突出部４ｆ，４ｇに
より形成された外周側のシム受け用接触壁面４ｆ−Ｂ，
４ｇ−Ｂと、図１の（Ａ）に破線で示すように、中心線
より左側の部分で、同心円状溝部５ｆ，５ｇにより形成
された外周側のシム側接触壁面５ｆ−Ｂ，５ｇ−Ｂとが
強く係合すると共に、同じく図２の（Ｂ）に破線で示す
ように、中心線より右側の部分で、同心円状突出部４
ｆ，４ｇにより形成された内周側のシム受け用接触壁面
４ｆ−Ａ，４ｇ−Ａおよび堤部４ｄにおいて形成された
内周側のシム受け用接触壁面４ｄ−Ａと、同じく図１の
（Ａ）に破線で示すように、中心線より右側の部分で、
同心円状溝部５ｆ，５ｇにより形成された内周側のシム
側接触壁面５ｆ−Ａ，５ｇ−Ａおよびシム５の外周部に
おけるシム側接触壁面５−Ａとが強く係合することとな
る。
【００２２】したがって、従来の場合に比べて接触面積
がかなり広くなるため、単位面積あたりの負荷がかなり
小さくなるので、バルブリフタ５を繊維強化樹脂製のも
のとしたときでも従来の金属製バルブリフタに劣らない
耐荷重能を有するものとなる。
がかなり広くなるため、単位面積あたりの負荷がかなり
小さくなるので、バルブリフタ５を繊維強化樹脂製のも
のとしたときでも従来の金属製バルブリフタに劣らない
耐荷重能を有するものとなる。
【００２３】次に、図３に示す測定手法を用いることに
よって、バルブリフタ４におけるシム受け用接触壁面４
ｄ−Ａ，４ｆ−Ａ，４ｆ−Ｂ，４ｇ−Ａ，４ｇ−Ｂの強
度を比較検討した。
よって、バルブリフタ４におけるシム受け用接触壁面４
ｄ−Ａ，４ｆ−Ａ，４ｆ−Ｂ，４ｇ−Ａ，４ｇ−Ｂの強
度を比較検討した。
【００２４】図３に示すように、この測定手法では、バ
ルブリフタ４のシム配設面４ｂ側を横向きにして固定治
具１０からＬ＝５ｍｍだけ突出させて固定し、シム配設
面４ｂにはシム５の仕切部４ａへの配設面側と同じ形状
の押し治具１１を嵌合して固定治具１２で固定し、押し
治具１１において矢印Ｐ方向に荷重Ｗを加えることによ
って、シム受け用接触壁面の強度を調べた。
ルブリフタ４のシム配設面４ｂ側を横向きにして固定治
具１０からＬ＝５ｍｍだけ突出させて固定し、シム配設
面４ｂにはシム５の仕切部４ａへの配設面側と同じ形状
の押し治具１１を嵌合して固定治具１２で固定し、押し
治具１１において矢印Ｐ方向に荷重Ｗを加えることによ
って、シム受け用接触壁面の強度を調べた。
【００２５】図４は、シム係止用堤部４ｄおよび同心円
状突出部４ｆ，４ｇ（シム受け用接触壁面を形成する補
強リブ）の厚みと１５０℃における耐荷重能の関係を調
べた結果を示したもので、補強リブの厚みが大きくなる
につれ耐荷重能の増加率は減少することがわかる。
状突出部４ｆ，４ｇ（シム受け用接触壁面を形成する補
強リブ）の厚みと１５０℃における耐荷重能の関係を調
べた結果を示したもので、補強リブの厚みが大きくなる
につれ耐荷重能の増加率は減少することがわかる。
【００２６】この測定において、バルブリフタ４のシム
受け用接触壁面の破壊状況をみると、前記シム受け用接
触壁面の１／２周に沿って破断しており、外周長さを一
定にして前記壁面の１／２周を増加すると耐荷重能が増
大することがわかった。そこで、補強リブの厚みを２．
５ｍｍ以上（ここでは３．２ｍｍ）および１．５±０．
２ｍｍとしてバルブリフタ４の外周長さ（外径；３０ｍ
ｍ）に対するシム受け用接触壁面の１／２周の倍率と耐
荷重能との関係を求めた。この結果を図５に示す。
受け用接触壁面の破壊状況をみると、前記シム受け用接
触壁面の１／２周に沿って破断しており、外周長さを一
定にして前記壁面の１／２周を増加すると耐荷重能が増
大することがわかった。そこで、補強リブの厚みを２．
５ｍｍ以上（ここでは３．２ｍｍ）および１．５±０．
２ｍｍとしてバルブリフタ４の外周長さ（外径；３０ｍ
ｍ）に対するシム受け用接触壁面の１／２周の倍率と耐
荷重能との関係を求めた。この結果を図５に示す。
【００２７】この結果、シム受け用接触壁面１面押しの
場合（図５の○印の場合）、耐荷重能は比較的低い値で
限界があるが、シム受け用接触壁面を２面以上同時に押
した場合（図５の□印の場合）、バルブリフタ４の外周
長さに対するシム受け用接触壁面１／２周の合計長さの
倍率が０．３５倍から０．４０倍以上になると、耐荷重
能が急激に向上することがわかった。
場合（図５の○印の場合）、耐荷重能は比較的低い値で
限界があるが、シム受け用接触壁面を２面以上同時に押
した場合（図５の□印の場合）、バルブリフタ４の外周
長さに対するシム受け用接触壁面１／２周の合計長さの
倍率が０．３５倍から０．４０倍以上になると、耐荷重
能が急激に向上することがわかった。
【００２８】表１ないし表４に、繊維強化樹脂（ＦＲ
Ｐ）製バルブリフタのシム受け部分の耐荷重能およびモ
ータリングテスト結果を掲げたが、図１４に示したよう
な従来型冠面形状（シム配設面５４ｂ）をなすバルブリ
フタの場合、耐荷重能は約２００ｋｇｆしかなく、モー
タリングテストによってシム受け部分は全て破壊した。
Ｐ）製バルブリフタのシム受け部分の耐荷重能およびモ
ータリングテスト結果を掲げたが、図１４に示したよう
な従来型冠面形状（シム配設面５４ｂ）をなすバルブリ
フタの場合、耐荷重能は約２００ｋｇｆしかなく、モー
タリングテストによってシム受け部分は全て破壊した。
【００２９】これに対して、図２に示したようなバルブ
リフタ冠面（シム配設面４ｂ）に補強リブ（同心円状突
出部４ｆ，４ｇ）を設けた場合、バルブリフタ４の外周
長さに対するシム受け用接触壁面１／２周の倍率が０．
１０倍から０．２１倍の時にシム受け部分の耐荷重能は
かなり向上したが、モータリングテストにより亀裂およ
び破損を生じた。
リフタ冠面（シム配設面４ｂ）に補強リブ（同心円状突
出部４ｆ，４ｇ）を設けた場合、バルブリフタ４の外周
長さに対するシム受け用接触壁面１／２周の倍率が０．
１０倍から０．２１倍の時にシム受け部分の耐荷重能は
かなり向上したが、モータリングテストにより亀裂およ
び破損を生じた。
【００３０】そして、上記倍率が０．２０倍から１．０
５倍になると、耐荷重能は５４０ｋｇｆから１，３４０
ｋｇｆへと向上し、モータリングテスト結果においても
異常が認められなかった。ただし、図５で判るように、
倍率が０．９０倍を超えると耐荷重能に変化がない。こ
れは、シム受け部分にある荷重以上の負荷がかかると、
補強リブの１／２周の大きさよりもシム受け部分の極部
（荷重の中心部）の耐荷重能に左右されるため、補強リ
ブの１／２周の大きさに関係なく耐荷重能は向上しない
ものと考えられる。また、倍率が０．２０倍未満の場合
には実用上破損する。したがって、バルブリフタの外周
長さに対するシム受け用接触壁面１／２周の倍率は０．
２０倍から０．９０倍、より好ましくは０．２７倍から
０．９０倍とするのが良いことがわかった。そして、バ
ルブリフタ４の外径は、実用上から３５ｍｍ以下とする
のがよい。
５倍になると、耐荷重能は５４０ｋｇｆから１，３４０
ｋｇｆへと向上し、モータリングテスト結果においても
異常が認められなかった。ただし、図５で判るように、
倍率が０．９０倍を超えると耐荷重能に変化がない。こ
れは、シム受け部分にある荷重以上の負荷がかかると、
補強リブの１／２周の大きさよりもシム受け部分の極部
（荷重の中心部）の耐荷重能に左右されるため、補強リ
ブの１／２周の大きさに関係なく耐荷重能は向上しない
ものと考えられる。また、倍率が０．２０倍未満の場合
には実用上破損する。したがって、バルブリフタの外周
長さに対するシム受け用接触壁面１／２周の倍率は０．
２０倍から０．９０倍、より好ましくは０．２７倍から
０．９０倍とするのが良いことがわかった。そして、バ
ルブリフタ４の外径は、実用上から３５ｍｍ以下とする
のがよい。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】図６〜図８および図１１には、本発明の他
の実施例を示す。また、図９および図１０には、バルブ
リフタがシム係止用堤部をもたない場合の参考例を示
す。
の実施例を示す。また、図９および図１０には、バルブ
リフタがシム係止用堤部をもたない場合の参考例を示
す。
【００３６】上記した図１および図２に示した実施例で
は、バルブリフタ４に二つの同心円状突出部４ｆ，４ｇ
を形成すると共に、シム５には前記二つの同心円状突出
部４ｆ，４ｇに嵌合する二つの同心円状溝部５ｆ，５ｇ
を形成した場合を示しているが、図６ないし図１１では
これらの突出部および溝部の形状を変化させた場合を示
している。
は、バルブリフタ４に二つの同心円状突出部４ｆ，４ｇ
を形成すると共に、シム５には前記二つの同心円状突出
部４ｆ，４ｇに嵌合する二つの同心円状溝部５ｆ，５ｇ
を形成した場合を示しているが、図６ないし図１１では
これらの突出部および溝部の形状を変化させた場合を示
している。
【００３７】これらのうち、図６の場合、バルブリフタ
４に形成した中央の同心円状突出部４ｆは環状をなして
いないと共に、シム５に形成した中央の同心円状溝部５
ｆも環状をなしていないものとしている。なお、シム受
け用接触壁面やシム側接触壁面は環状をなしている。
４に形成した中央の同心円状突出部４ｆは環状をなして
いないと共に、シム５に形成した中央の同心円状溝部５
ｆも環状をなしていないものとしている。なお、シム受
け用接触壁面やシム側接触壁面は環状をなしている。
【００３８】また、図７の場合、バルブリフタ４には一
つの環状をなす同心円状突出部４ｆを形成すると共に、
シム５にも一つの環状をなす同心円状溝部５ｆを形成す
るものとしている。
つの環状をなす同心円状突出部４ｆを形成すると共に、
シム５にも一つの環状をなす同心円状溝部５ｆを形成す
るものとしている。
【００３９】さらに、図８の場合、バルブリフタ４には
一つの環状をなさない同心円状突出部４ｆを形成すると
共に、シム５にも一つの環状をなさない同心円状溝部５
ｆを形成するものとしている。なお、図６に示すものと
同様に、シム受け用接触壁面やシム側接触壁面は環状を
なしている。
一つの環状をなさない同心円状突出部４ｆを形成すると
共に、シム５にも一つの環状をなさない同心円状溝部５
ｆを形成するものとしている。なお、図６に示すものと
同様に、シム受け用接触壁面やシム側接触壁面は環状を
なしている。
【００４０】さらにまた、図９の場合、図７に示したバ
ルブリフタ４において、従来からあったシム係止用堤部
４ｄをなくし、突出部４ｆおよび溝部５ｆだけで係合さ
せるようにしている。
ルブリフタ４において、従来からあったシム係止用堤部
４ｄをなくし、突出部４ｆおよび溝部５ｆだけで係合さ
せるようにしている。
【００４１】さらにまた、図１０の場合にも、図６に示
したバルブリフタ４において、従来からあったシム係止
用堤部４ｄをなくし、突出部４ｆ，４ｇおよび溝部５
ｆ，５ｇだけで係合させるようにしている。
したバルブリフタ４において、従来からあったシム係止
用堤部４ｄをなくし、突出部４ｆ，４ｇおよび溝部５
ｆ，５ｇだけで係合させるようにしている。
【００４２】さらにまた、図１１の場合には、図１およ
び図２に示したシム５およびバルブリフタ４にそれぞれ
形成した同心円状溝部５ｆ，５ｇおよび同心円状突出部
４ｆ，４ｇにおいて、それぞれの溝壁面および突出壁面
を若干傾斜状のものとして、シム５の交換を容易にでき
るようにした実施例を示している。
び図２に示したシム５およびバルブリフタ４にそれぞれ
形成した同心円状溝部５ｆ，５ｇおよび同心円状突出部
４ｆ，４ｇにおいて、それぞれの溝壁面および突出壁面
を若干傾斜状のものとして、シム５の交換を容易にでき
るようにした実施例を示している。
【００４３】そのほか、上記各実施例では、バルブリフ
タ４に一つ以上の同心円状突出部４ｆ，４ｇを形成し、
シム５には前記同心円状突出部４ｆ，４ｇに嵌合する一
つ以上の同心円状溝部５ｆ，５ｇを形成する場合を示し
たが、凹凸関係を反対にし、バルブリフタ４に一つ以上
の同心円状溝部を形成し、シム５には前記同心円状溝部
に嵌合する一つ以上の同心円状突出部を形成して、両者
を嵌合状態とし、特許請求の範囲に記載のように、環状
をなすシム側接触壁面と環状をなすシム受け用接触壁面
とを係合させるようにすることも可能である。
タ４に一つ以上の同心円状突出部４ｆ，４ｇを形成し、
シム５には前記同心円状突出部４ｆ，４ｇに嵌合する一
つ以上の同心円状溝部５ｆ，５ｇを形成する場合を示し
たが、凹凸関係を反対にし、バルブリフタ４に一つ以上
の同心円状溝部を形成し、シム５には前記同心円状溝部
に嵌合する一つ以上の同心円状突出部を形成して、両者
を嵌合状態とし、特許請求の範囲に記載のように、環状
をなすシム側接触壁面と環状をなすシム受け用接触壁面
とを係合させるようにすることも可能である。
【００４４】
【発明の効果】本発明に係わる動弁装置およびバルブリ
フタでは、シムの繊維強化樹脂製バルブリフタ仕切部へ
の配設面側に、環状をなすシム側接触壁面を同心円状に
形成すると共に、仕切部のシム配設面側に、環状をなす
シム受け用接触壁面を同心円状に形成し、バルブリフタ
のシム係止用堤部の内周面とシムの外周面とを係合接触
させると共に、前記環状をなすシム側接触壁面と前記環
状をなすシム受け用接触壁面とを係合接触させる構成と
したから、接触面における荷重の均一化ならびに分散化
がはかられるようになって、バルブリフタの耐荷重性能
が著しく向上したものとなり、バルブリフタとして比強
度の高い繊維強化樹脂を使用したときでも亀裂や破損を
生じることなく長期の使用に十分耐えうるものとなり、
バルブリフタの素材上からの軽量化が実現されると共
に、バルブリフタの外周壁にかかる負荷が軽減されるた
め、外周壁の肉厚を小さくするか場合によってはなくす
ことができ、ひいてはシム径を比較的大きくすることが
でき、バルブリフタの外径を比較的縮小し得るため、軽
量化および設計上の自由度の増加をはたすことができ、
設計上および素材上におけるバルブリフタの軽量化によ
ってエンジン動弁系の慣性重量をさらに低減することが
可能になるという著大なる効果がもたらされる。
フタでは、シムの繊維強化樹脂製バルブリフタ仕切部へ
の配設面側に、環状をなすシム側接触壁面を同心円状に
形成すると共に、仕切部のシム配設面側に、環状をなす
シム受け用接触壁面を同心円状に形成し、バルブリフタ
のシム係止用堤部の内周面とシムの外周面とを係合接触
させると共に、前記環状をなすシム側接触壁面と前記環
状をなすシム受け用接触壁面とを係合接触させる構成と
したから、接触面における荷重の均一化ならびに分散化
がはかられるようになって、バルブリフタの耐荷重性能
が著しく向上したものとなり、バルブリフタとして比強
度の高い繊維強化樹脂を使用したときでも亀裂や破損を
生じることなく長期の使用に十分耐えうるものとなり、
バルブリフタの素材上からの軽量化が実現されると共
に、バルブリフタの外周壁にかかる負荷が軽減されるた
め、外周壁の肉厚を小さくするか場合によってはなくす
ことができ、ひいてはシム径を比較的大きくすることが
でき、バルブリフタの外径を比較的縮小し得るため、軽
量化および設計上の自由度の増加をはたすことができ、
設計上および素材上におけるバルブリフタの軽量化によ
ってエンジン動弁系の慣性重量をさらに低減することが
可能になるという著大なる効果がもたらされる。
【図１】本発明の実施例によるシムを示し、図（Ａ）は
図（Ｂ）のＡ方向より見た水平断面説明図、図（Ｂ）は
縦断面説明図である。
図（Ｂ）のＡ方向より見た水平断面説明図、図（Ｂ）は
縦断面説明図である。
【図２】本発明の実施例によるバルブリフタを示し、図
（Ａ）は縦断面説明図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ方向よ
り見た水平断面説明図である。
（Ａ）は縦断面説明図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ方向よ
り見た水平断面説明図である。
【図３】バルブリフタにおけるシム受け用接触壁面の強
度測定手法を示す断面説明図である。
度測定手法を示す断面説明図である。
【図４】シム受け用接触壁面を形成する補強リブの厚み
と補強リブの１５０℃耐荷重能との関係を調べた結果を
示すグラフである。
と補強リブの１５０℃耐荷重能との関係を調べた結果を
示すグラフである。
【図５】シム受け用接触壁面を形成する補強リブのシム
受け用接触壁面１／２周のバルブリフタ外周に対する倍
率と補強リブの１５０℃耐荷重能との関係を調べた結果
を示すグラフである。
受け用接触壁面１／２周のバルブリフタ外周に対する倍
率と補強リブの１５０℃耐荷重能との関係を調べた結果
を示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施例によるバルブリフタおよび
シムの縦断面説明図である。
シムの縦断面説明図である。
【図７】本発明のさらに他の実施例によるバルブリフタ
およびシムの縦断面説明図である。
およびシムの縦断面説明図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例によるバルブリフタ
およびシムの縦断面説明図である。
およびシムの縦断面説明図である。
【図９】参考例としてシム係止用堤部をもたないバルブ
リフタおよびシムを示す縦断面説明図である。
リフタおよびシムを示す縦断面説明図である。
【図１０】参考例としてシム係止用堤部をもたないバル
ブリフタおよびシムを示す縦断面説明図である。
ブリフタおよびシムを示す縦断面説明図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例によるバルブリフ
タおよびシムの縦断面説明図である。
タおよびシムの縦断面説明図である。
【図１２】直動式動弁装置の構造を例示する断面説明図
である。
である。
【図１３】従来のシムを示し、図（Ａ）は図（Ｂ）のＡ
方向より見た底面説明図、図（Ｂ）は縦断面説明図であ
る。
方向より見た底面説明図、図（Ｂ）は縦断面説明図であ
る。
【図１４】従来のバルブリフタを示し、図（Ａ）は縦断
面説明図、図（Ｂ）は図（Ａ）の方向より見た水平断面
説明図である。
面説明図、図（Ｂ）は図（Ａ）の方向より見た水平断面
説明図である。
４ 繊維強化樹脂製のバルブリフタ
４ａ バルブリフタの仕切部
４ｂ バルブリフタのシム配設面
４ｃ バルブリフタのバルブ軸端部押圧部
４ｄ バルブリフタのシム係止用堤部
４ｄ−Ａ シム受け用接触壁面
４ｅ バルブリフタのスカート部
４ｆ バルブリフタの同心円状突出部
４ｆ−Ａ，４ｆ−Ｂ シム受け用接触壁面
４ｇ バルブリフタの同心円状突出部
４ｇ−Ａ，４ｇ−Ｂ シム受け用接触壁面
５ シム
５−Ａ シム側接触壁面
５ｆ シムの同心円状溝部
５ｆ−Ａ，５ｆ−Ｂ シム側接触壁面
５ｇ シムの同心円状溝部
５ｇ−Ａ，５ｇ−Ｂ シム側接触壁面
５１ 動弁装置
５２ バルブ
５３ カムシャフトのカム
５４ バルブリフタ
５５ シム
５６ シリンダヘッド
５７ バルブガイド
５８ スプリング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 実開 昭62−137308（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−150508（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−19007（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−110207（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−67008（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01L 1/14
F01L 1/20
Claims (5)
- 【請求項１】 円筒形状をなすと共に円筒軸方向と交差
する方向に仕切部を有する繊維強化樹脂製のバルブリフ
タをそなえ、繊維強化樹脂製の仕切部の片側にはカムが
摺動接触する円形のシムを配設すると共に反対側でバル
ブ軸端部を押圧する動弁装置において、バルブリフタ
は、仕切部の周囲にシムを保持するシム係止用堤部を備
え、シムの仕切部への配設面側に、環状をなすシム側接
触壁面を同心円状に形成すると共に、仕切部のシム配設
面側に、環状をなすシム受け用接触壁面を同心円状に形
成し、シム側接触壁面とシム受け用接触壁面とを係合さ
せることを特徴とする動弁装置。 - 【請求項２】 シムの仕切部への配設面側に、環状をな
すシム側接触壁面を同心円状に少なくとも一面形成する
と共に、仕切部のシム配設面側に、環状をなすシム受け
用接触壁面を同心円状に少なくとも一面形成し、シム
は、バルブリフタに対して、シム係止用堤部の内周面に
係合する外周面と、シム受け用接触壁面に係合する少な
くとも一面のシム側接触壁面との少なくとも二面で係合
していることを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。 - 【請求項３】 円筒形状をなすと共に円筒軸方向と交差
する方向に仕切部を有し、仕切部の片側に円形のシムを
配設すると共に反対側でバルブ軸端部を押圧する繊維強
化樹脂製のバルブリフタにおいて、繊維強化樹脂製の仕
切部の周囲に、シムを保持するシム係止用堤部を備える
と共に、仕切部のシム配設面側に、シムの仕切部への配
設面側に同心円状に形成した環状をなすシム側接触壁面
と係合する環状をなすシム受け用接触壁面を同心円状に
形成したことを特徴とするバルブリフタ。 - 【請求項４】 仕切部のシム配設面側に、シムの仕切部
への配設面側に同心円状に少なくとも一面形成した環状
をなすシム側接触壁面と係合する環状をなすシム受け用
接触壁面を同心円状に少なくとも一面形成し、シムの外
周面に係合するシム係止用堤部の内周面と、シム側接触
壁面に係合する少なくとも一面のシム受け用接触壁面と
の少なくとも二面でシムと係合することを特徴とする請
求項３に記載のバルブリフタ。 - 【請求項５】 少なくとも一面形成した環状をなすシム
受け用接触壁面の２分の１円周長さの合計がバルブリフ
タ外周長さの０．２０倍から０．９０倍である請求項３
または４に記載のバルブリフタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08362492A JP3362866B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 動弁装置およびバルブリフタ |
| US08/034,369 US5284112A (en) | 1992-04-06 | 1993-03-19 | Valve operating mechanism including valve lifter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08362492A JP3362866B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 動弁装置およびバルブリフタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288017A JPH05288017A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3362866B2 true JP3362866B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=13807637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08362492A Expired - Fee Related JP3362866B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 動弁装置およびバルブリフタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5284112A (ja) |
| JP (1) | JP3362866B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2603114Y2 (ja) * | 1992-09-09 | 2000-02-28 | 株式会社ユニシアジェックス | 動弁用バルブリフタ |
| US5445119A (en) * | 1994-12-09 | 1995-08-29 | Chrysler Corporation | Tappet and shim assembly for internal combustion engine |
| JPH08303216A (ja) * | 1995-05-08 | 1996-11-19 | Fuji Oozx Inc | 内燃機関用タペットの製造方法 |
| JPH08303218A (ja) * | 1995-05-08 | 1996-11-19 | Fuji Oozx Inc | 内燃機関用タペット及びその製造方法 |
| US5662076A (en) * | 1996-04-19 | 1997-09-02 | Fuji Oozx Inc. | Tappet in an internal combustion engine |
| EP1004752A3 (en) | 1996-04-24 | 2000-07-19 | Fuji Oozx Inc. | Tappet in an internal combustion engine |
| EP0841472B1 (en) * | 1996-11-06 | 2000-12-06 | Fuji Oozx Inc. | Tappet in an internal combustion engine and a method of manufacturing the tappet |
| JPH10148106A (ja) * | 1996-11-19 | 1998-06-02 | Fuji Oozx Inc | アルミニウム製内燃機関用タペット及びその製法 |
| DE10332362A1 (de) * | 2003-07-17 | 2005-02-03 | Ina-Schaeffler Kg | Hydraulisches Abstützelement |
| US9217407B2 (en) * | 2013-03-05 | 2015-12-22 | GM Global Technology Operations LLC | Mechanical lifter |
| CN103573318A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-02-12 | 昆山市大久电子有限公司 | 一种发动机用气门挺杆装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3675631A (en) * | 1970-06-03 | 1972-07-11 | William J Hixson | Adjustable cam follower |
| US4367701A (en) * | 1979-12-05 | 1983-01-11 | Eaton Corporation | Acting valve gear |
| US4430970A (en) * | 1982-06-11 | 1984-02-14 | Standard Oil Company (Indiana) | Composite tappet |
| DE3415228A1 (de) * | 1984-04-21 | 1985-10-31 | Audi AG, 8070 Ingolstadt | Ventilstoessel fuer die ventilsteuerung einer brennkraftmaschine |
| DE3429169C1 (de) * | 1984-08-08 | 1986-01-16 | Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf | Steuerelement fuer den Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors |
-
1992
- 1992-04-06 JP JP08362492A patent/JP3362866B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-03-19 US US08/034,369 patent/US5284112A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5284112A (en) | 1994-02-08 |
| JPH05288017A (ja) | 1993-11-02 |
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