JP2003065021A - 内燃機関用タペット - Google Patents

内燃機関用タペット

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JP2003065021A
JP2003065021A JP2001259776A JP2001259776A JP2003065021A JP 2003065021 A JP2003065021 A JP 2003065021A JP 2001259776 A JP2001259776 A JP 2001259776A JP 2001259776 A JP2001259776 A JP 2001259776A JP 2003065021 A JP2003065021 A JP 2003065021A
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tappet
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combustion engine
cam
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Haruki Kobayashi
治樹 小林
Junichi Fukuda
淳一 福田
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Fuji Oozx Inc
Fuji Valve Co Ltd
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    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14Tappets; Push rods
    • F01L1/16Silencing impact; Reducing wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14Tappets; Push rods
    • F01L1/143Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タペットにおける頂壁の上面を効果的に潤滑
して、カムとの接触面の摩擦抵抗を低減する。 【解決手段】 シリンダヘッドに組付けられたエンジン
バルブ5の上端部と、その上方のカム4との間に設けら
れる、筒部1aの上面が頂壁1bにより閉塞された有頂
円筒形をなす内燃機関用タペット1において、前記頂壁
1bの上面中央部に、前記カム4の幅よりも小寸の凹状
の油溜まり3を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
直動型の動弁機構に用いられるタペットに係り、特に、
カムとの接触面の摩擦抵抗を低減しうるようにしたタペ
ットに関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関における直動型の動弁機構に用
いられるタペットの中には、全体をスチールにより有頂
円筒形に形成したものや、アルミニウム合金により形成
した有頂円筒形をなすタペット本体の上面に、大径の有
底孔を形成し、この有底孔内に硬質金属製のシムを嵌合
したものなどがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】最近、地球環境保全の
観点から、二酸化炭素の排出規制が強化される傾向があ
り、自動車においては、燃費をより一層向上させること
が強く求められている。
【0004】自動車の燃費向上対策の1つとして、エン
ジンの機械的損失、特に、比較的大きなウエイトを占め
る動弁系の摩擦損失を可能な限り低減することが考えら
れる。
【0005】しかし、タペットの上面をカムの回転によ
り押圧し、エンジンバルブを直接駆動するようになって
いる直動型の動弁機構においては、特に、エンジンの
低、中速回転領域でのタペット上面とカムとの摺動摩擦
抵抗が大きい。
【0006】この摩擦抵抗を低減するためには、タペッ
ト上面とカムとの接触面を効果的に潤滑することが望ま
しいが、従来のタペットでは、その上面が平坦面をなし
ているため、潤滑油の保油性が低く、摩擦抵抗を大きく
低減させるのは難しい。
【0007】特に、V型エンジン等、タペットの軸線が
傾斜して組付けられているものにおいては、タペットの
上面の潤滑油の保油性はさらに低くなるため、カムとの
摩擦抵抗が大きくなる傾向があり、かつ接触面の摩耗を
早めたりすることもある。
【0008】また、従来のスチール製のタペットは重
く、慣性質量が大きいため、出力や燃費等の低下要因と
なっている。タペット本体をアルミニウム合金製とした
従来のタペットにおいては、軽量化が図れる反面、コス
ト高となる問題がある。
【0009】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、頂壁の上面を効果的に潤滑して、カムとの摩擦抵
抗を低減させうるようにするとともに、軽量でかつ安価
な内燃機関用タペットを提供することを目的としてい
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (1) シリンダヘッドに組付けられたエンジンバルブの
上端部と、その上方のカムとの間に設けられる、筒部の
上面が頂壁により閉塞された有頂円筒形をなす内燃機関
用タペットにおいて、前記頂壁の上面中央部に、前記カ
ムの幅よりも小寸の凹状の油溜まりを設ける。
【0011】(2) 上記(1)項において、頂壁と筒部と
を、板金により一体成形し、かつ頂壁の中央部を下向き
に凹入させて膨出部を形成することにより、その上方に
形成される凹部を油溜まりとする。
【0012】(3) 上記(2)項において、膨出部の下面
にエンジンバルブの上端を当接させる。
【0013】(4) 上記(2)または(3)項において、膨
出部の底面に、油溜まりと連通する油孔を設ける。
【0014】(5) シリンダヘッドに組付けられたエン
ジンバルブの上端部と、その上方のカムとの間に設けら
れる、筒部の上面が頂壁により閉塞された有頂円筒形を
なす内燃機関用タペットにおいて、前記頂壁の上面中央
部に凹孔を設け、この凹孔内に、含油性のある焼結金属
製のチップを、頂壁の上面と同一面をなすように嵌合す
る。
【0015】(6) 上記(5)項において、頂壁と筒部と
を板金により一体成形し、かつ頂壁の中央部を下向きに
凹入させて膨出部を形成することにより、その上方に形
成される凹部内にチップを嵌合する。
【0016】(7) 上記(6)項において、膨出部の底面
を開口し、その開口を通して、エンジンバルブの上端を
チップの下面に当接させる。
【0017】(8) 上記(2)〜(4)項または(6)項、
(7)項のいずれかにおいて、筒部内に、軽合金よりなる
円板状の補強板を、頂壁の下面に当接させるとともに、
膨出部の外周面に圧入するようにして圧嵌する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
に基づいて説明する。図1及び図2は、本発明の第1の
実施形態を示すもので、タペット(1)は、筒部(1a)の上
面が頂壁(1b)により閉塞された有頂円筒形をなし、かつ
頂壁(1b)の上面中央部には、頂壁(1b)の中央部を下向き
に凹入させて、有底円筒状の膨出部(2)を形成すること
により、上面が開口された凹状の油溜まり(3)が設けら
れている。
【0019】上記タペット(1)は、0.5〜2.5mmの厚
さの鋼板、例えば冷間圧延鋼板を板金プレス加工(深絞
り加工)することにより、一体成形されている。
【0020】油溜まり(3)の内径は、図2に示すよう
に、頂壁(1b)の上面に摺接するカム(4)の幅よりも小寸
とされ、カム(4)の外周面が油溜まり(3)内に落ち込ま
ないようにしてある。
【0021】膨出部(2)の下面には、エンジンバルブ
(5)の上端が当接するようになっている。従って、膨出
部(2)の頂壁(1b)の上面よりの突出寸法を、プレスの段
階で適宜に設定することにより、弁隙間調整用のシムや
チップ等を用いなくても、弁隙間を最適に調整すること
ができる。なお、タペット(1)の全体に、浸炭等の硬化
処理を施し、耐摩耗性や強度を向上させるようにしても
よい。
【0022】第1の実施形態のタペット(1)において、
油溜まり(3)に溜まった潤滑油(6)は、タペット(1)が
カム(4)により勢いよく押し下げられる際の慣性により
溢出し、頂壁(1b)の上面に飛散する。
【0023】また、油溜まり(3)には、タペット(1)が
上昇する際において、シリンダヘッドのタペットボアの
内壁等に付着した潤滑油が掻き集められて流れ込み、保
油される。
【0024】従って、タペット(1)が上下運動を繰り返
すことにより、頂壁(1b)の上面には常に十分な量の潤滑
油が存在し、頂壁(1b)とカム(4)との接触面が効果的に
潤滑される。その結果、互いの接触面の摩擦抵抗が低減
されるとともに、摩耗も軽減される。
【0025】図3は、本発明の第2の実施形態を示すも
ので、上記第1の実施形態のタペットにおける膨出部
(2)の底面中央に、小径の油孔(2a)を穿設してある。こ
のようにすると、油溜まり(3)の潤滑油(6)の一部が、
油孔(2a)を通してエンジンバルブ(5)と膨出部(2)との
当接面に流出し、互いの接触面を潤滑するので、それら
の摩耗を軽減することができる。
【0026】図4は、本発明の第3の実施形態を示すも
ので、頂壁(1b)の中央に下向きの球面状の膨出部(7)を
形成することにより、その上面を円弧状の油溜まり(8)
としてある。膨出部(7)の下面には、エンジンバルブ
(5)の上端が当接するようになっている。
【0027】このような形状の油溜まり(8)としても、
上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
ただし、上記実施形態の油溜まり(3)に比して、潤滑油
の保油量が少なく、かつ溢出し易いため、タペット(1)
の軸線がほぼ垂直をなす直立型の動弁機構に適用するの
が望ましい。なお、この実施形態においても、膨出部
(7)の下端に、上記と同様の油孔を設けてもよいことは
勿論である。
【0028】図5は、本発明の第4の実施形態を示す。
この実施形態のタペット(1)は、アルミニウム合金等の
軽合金よりなる円板状の補強板(9)を、図1と同形をな
すタペットにおける筒部(1a)内に圧入するとともに、中
心に穿設された通孔(9a)を膨出部(2)の外周面に圧入す
ることにより、頂壁(1b)の下面に当接させて装着してあ
る。
【0029】補強板(9)の厚さは、膨出部(2)の突出寸
法よりも若干小寸としてある。このような補強板(9)を
圧入すると、タペット(1)の重量は若干増加するが、頂
壁(1b)及び膨出部(2)の強度が大幅に高まり、タペット
(1)の剛性を向上させることができる。
【0030】図6は、本発明の第5の実施形態を示す。
この実施形態のタペット(1)は、頂壁(1b)の中央に、上
記膨出部(2)よりも若干大径の有底円筒状の膨出部(10)
を下向きに突設し、その上面の凹孔(11)内に、耐摩耗性
を有する焼結金属製のチップ(12)を、その上面と頂壁(1
b)の上面とが同一面をなすように圧嵌してある。
【0031】膨出部(10)の下面には、エンジンバルブ
(5)の上端が当接している。このような焼結金属製のチ
ップ(12)を、頂壁(1b)の上面中央に嵌合すると、チップ
(12)は多孔質であって、その無数の空孔内に潤滑油が含
浸されて、保油性が向上されているため、上記実施形態
と同様、頂壁(1b)とカム(4)との接触面の摩擦抵抗を低
減させることができる。
【0032】また、チップ(12)は補強作用も有するた
め、頂壁(1b)の強度を高めることができる。さらに、頂
壁(1b)の上面とチップ(12)の上面とは同一面をなしてい
るため、カム(4)の回転に支障はなく、カム(4)の幅を
必要最小限としうるなど、設計の自由度が増す。
【0033】図7は、本発明の第6の実施形態を示すも
ので、上記図5に示すタペット(1)における膨出部(10)
の下面の中央部を、円形に開口(13)し、この開口(13)を
通して、エンジンバルブ(5)の上端をチップ(12)の下面
に当接させたものである。
【0034】このようにすると、潤滑性の乏しいエンジ
ンバルブ(5)の上端面が、含油されたチップ(12)により
効果的に潤滑されるため、その部分の摩耗を軽減するこ
とができる。
【0035】図8は、本発明の第7の実施形態を示すも
ので、図6と同形をなすタペットにおける筒部(1a)内及
び膨出部(10)の外周面に、図4に示すのと同様の補強板
(9)を圧入してある。
【0036】このような補強板(9)を圧入すると、チッ
プ(12)との相乗効果により、頂壁(1b)の曲げ強度をより
向上させることができる。なお、図示は省略するが、上
記補強板(9)を、図5に示す実施形態のタペット(1)に
圧入してもよいことは勿論である。
【0037】上記実施形態のタペットは、いずれも、板
金により一体成形したものとしているが、他の金型等に
より頂壁(1b)の厚さを厚目に形成した際には、頂壁(1b)
の中央部を下向きに膨出させることなく、頂壁の上面中
央部に、油溜まりやチップ嵌合用の凹孔を設けることも
ある。また、この際には、補強板(9)は省略してもよ
い。
【0038】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、油溜まり
に流入した潤滑油が、タペットの下降時に溢出して頂壁
の上面に飛散し、それとカムとの接触面を効果的に潤滑
するので、互いの接触面の摩擦抵抗が低減され、燃費を
向上させることができる。また、頂壁とカムとの接触面
の摩耗も軽減することができる。
【0039】請求項2記載の発明によれば、タペットの
軽量化が図れるだけでなく、製造コストも低減され、か
つ油溜まりをプレスと同時に簡単に形成することができ
る。
【0040】請求項3記載の発明によれば、膨出部の突
出寸法をプレスの段階で適宜に設定することにより、弁
隙間は最適に調整され、弁隙間調整用のシムやチップ等
が不要となる。
【0041】請求項4記載の発明によれば、油溜まり内
の潤滑油の一部が、膨出部の油孔を通してエンジンバル
ブと膨出部との当接面に流出し、互いの接触面を潤滑す
るので、それらの部分の摩耗を軽減することができる。
【0042】請求項5記載の発明によれば、多孔質であ
るチップに潤滑油が含浸され、保油性が向上するので、
頂壁とカムとの接触面の摩擦抵抗が低減され、燃費の向
上につながる。
【0043】請求項6記載の発明によれば、タペットの
軽量化とコスト低減が図れるとともに、頂壁が、それに
形成された膨出部に嵌合したチップにより補強される。
【0044】請求項7記載の発明によれば、エンジンバ
ルブの上端面が、含油されたチップにより効果的に潤滑
されるので、摩耗が軽減される。
【0045】請求項8記載の発明によれば、重量増加を
最小限に抑えて、板金により成形したタペットの頂壁と
膨出部の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す中央縦断正面図
である。
【図2】同じく、図1の平面図である。
【図3】同じく、第2の実施形態を示す中央縦断正面図
である。
【図4】同じく、第3の実施形態を示す中央縦断正面図
である。
【図5】同じく、第4の実施形態を示す中央縦断正面図
である。
【図6】同じく、第5の実施形態を示す中央縦断正面図
である。
【図7】同じく、第6の実施形態を示す中央縦断正面図
である。
【図8】同じく、第7の実施形態を示す中央縦断正面図
である。
【符号の説明】
(1)タペット (1a)筒部 (1b)頂壁 (2)膨出部 (2a)油孔 (3)油溜まり (4)カム (5)エンジンバルブ (6)潤滑油 (7)膨出部 (8)油溜まり (9)補強板 (9a)通孔 (10)膨出部 (11)凹孔 (12)チップ (13)開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G013 BA01 BC14 CA00 3G016 AA06 AA19 BA45 BA47 BB04 BB06 BB35 BB40 CA04 CA10 CA35 CA52 EA08 EA09 FA06 FA07 FA11 FA29 FA37 GA02

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッドに組付けられたエンジン
    バルブの上端部と、その上方のカムとの間に設けられ
    る、筒部の上面が頂壁により閉塞された有頂円筒形をな
    す内燃機関用タペットにおいて、前記頂壁の上面中央部
    に、前記カムの幅よりも小寸の凹状の油溜まりを設けた
    ことを特徴とする内燃機関用タペット。
  2. 【請求項2】 頂壁と筒部とを、板金により一体成形
    し、かつ頂壁の中央部を下向きに凹入させて膨出部を形
    成することにより、その上方に形成される凹部を油溜ま
    りとした請求項1記載の内燃機関用タペット。
  3. 【請求項3】 膨出部の下面にエンジンバルブの上端を
    当接させてなる請求項2記載の内燃機関用タペット。
  4. 【請求項4】 膨出部の底面に、油溜まりと連通する油
    孔を設けてなる請求項2または3記載の内燃機関用タペ
    ット。
  5. 【請求項5】 シリンダヘッドに組付けられたエンジン
    バルブの上端部と、その上方のカムとの間に設けられ
    る、筒部の上面が頂壁により閉塞された有頂円筒形をな
    す内燃機関用タペットにおいて、前記頂壁の上面中央部
    に凹孔を設け、この凹孔内に、含油性のある焼結金属製
    のチップを、頂壁の上面と同一面をなすように嵌合した
    ことを特徴とする内燃機関用タペット。
  6. 【請求項6】 頂壁と筒部とを板金により一体成形し、
    かつ頂壁の中央部を下向きに凹入させて膨出部を形成す
    ることにより、その上方に形成される凹部内にチップを
    嵌合した請求項5記載の内燃機関用タペット。
  7. 【請求項7】 膨出部の底面を開口し、その開口を通し
    て、エンジンバルブの上端をチップの下面に当接させて
    なる請求項6記載の内燃機関用タペット。
  8. 【請求項8】 筒部内に、軽合金よりなる円板状の補強
    板を、頂壁の下面に当接させるとともに、膨出部の外周
    面に圧入するようにして圧嵌してなる請求項2〜4また
    は6、7のいずれかに記載の内燃機関用タペット。
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