JP2004301107A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単で低コストな方法によって、耐磨耗性を向上させる内燃機関の動弁装置を提供すること。
【解決手段】バルブ頂部６ａに、上面にシム２０を有したタペット１０を備えた弁機構を、カム４により駆動する内燃機関の動弁装置である。シム２０の下面に凸部２２を設けると共にタペット１０の上面に凸部２２を収容可能な凹部１６を設ける。この際、凹部１６はタペット１０を貫通して、タペット１０の上方からシム２０を取付けるとき、タペット１０の下面から凸部２２を突出させて、バルブ頂部６ａと当接させる。このため、硬度の高いシム１０を直接バルブ６と当接できる。また、シム１０がタペット２０を貫通することによって、これら部材の間にオイルを圧送することが容易となる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、内燃機関Ｅに用いる動弁装置を示す図であり、シリンダヘッド１の上部にカムシャフト２、３を回動可能に軸支している。これらカムシャフト２、３には夫々カム４、５が形成され、図示しないクランクシャフトの回転と同期してカムシャフト２、３を回転させると、カム４、５の回転を夫々バルブ６、７に伝達してバルブ６、７を開閉作動させている。内燃機関の燃焼室Ａには点火装置が組み込まれて、所定のタイミングにより、圧縮混合気の点火を行っている。尚、図６に示したシリンダヘッド１は傾斜して示しているが、これはエンジンルームのスペースの有効利用を図るために、内燃機関Ｅをインテーク側またはエキゾーソト側へ傾斜して搭載する場合を示している。
図７は、図６に示した動弁装置を単体で取り出して示す図であり、特に、カム４（５）の運動をバルブ６（７）の運動にダイレクト方式に伝達する装置を示している。この装置では、図７に示すように、タペット（バルブリフタ）１０の上方にシム２０を配設して、間隔や組付けかたさを調節して、カム４（５）と当接する。また、タペット１０は下方でバルブ６（７）と当接するが、この際、バルブ６（７）はスプリング８によって付勢されながら、バルブガイド（案内管）９によって軸支される。このように、動弁装置を構成する各構成要素（部品）は夫々接触して機能するため、内燃機関Ｅの性能を低下させないためにも、これら部品の耐磨耗性を保つことが必要となる。特に、タペット１０とバルブ６（７）、即ちバルブ頂部（バルブシステムエンド）は互いに接触し摺動するため、高剛性と潤滑とが必要になる。一般的に、この給油方法として、オイル通路からオイルを給油する強制式や、シリンダヘッド１内に溜まったオイルを飛散させる飛沫式等がある。しかしながら、特に図６に示したように、インテーク側またはエキゾーソト側へ内燃機関Ｅを傾斜させる場合には、シリンダヘッド１上部に位置する動弁装置のタペット１０及びバルブ６（７）は、飛沫式では潤滑が十分に得られず磨耗するおそれが高まるため、強制式が望ましい。
【０００３】
ここで、図８を参照して、従来のタペット１０とシム２０について詳述する。図８の（Ａ１）及び（Ａ２）に示すように、タペット１０は上面に略円筒形状の溝１１を形成し、この内部に図８の（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すシム２０を没入させて位置決めする。また、タペット１０は下面にバルブ６（７）のバルブ頂部との当接面１２を凸状に形成して備える場合がある。この際、タペット１０とシム２０との間には微小量のクリアランス１３が形成される。ただし、このクリアランス１３をそのままこれら部材のオイルの供給路として利用することは難しく、このため、バルブ頂部にオイルを圧送させるだけでは、タペット１０とシム２０との間に十分にオイルが行きわたらずに、潤滑が不十分となる場合がある。
尚、タペットとシムとの組付状態を向上させるものとして、シムの下面に凹部または凸部を形成すると共にタペットの上面に対に噛合する凸部または凹部を形成して備える場合がある（例えば、特許文献１及び２参照）。しかしながら、これら特許文献１及び２に記載の従来例は、図８に示した例と同様に、潤滑路を十分に備えるものではない。
このため、近年、例えば、図９に示す形態のように、積極的にオイルを循環させるタペット１０とシム２０を利用する場合がある。この形態では、タペット１０は上面に溝１１を形成し、この内部にシム２０を没入させる際、オイルを供給するための通路を形成して、強制式に潤滑する場合の潤滑効果を高めている。具体的には、タペット１０は、中心からオフセットして、軸方向に孔１４を貫通させて設けると共に、この上面に略円周状に走る、比較的底の浅い溝（凹部）１５を形成する。また、タペット１０に孔１４を形成するのと合わせて、シム２０に孔２１を貫通させて設けて、この中にオイルが流動できるようにする。このため、孔１４または２１からオイルを圧送して、溝１５に沿ってタペット１０とシム２０との間にオイルを行きわたらして、双方の部材を潤滑、冷却するようにオイル供給路を形成することが可能となる。しかしながら、この場合、孔１４、２１や溝１５を形成するための作業を要する。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６３−８７２０３号公報
【特許文献２】
実開平４−７９９０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、簡単で低コストな方法によって、耐磨耗性を向上させる内燃機関の動弁装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明においては、バルブ頂部に、上面にシムを有したタペットを備えた弁機構を、カムにより駆動する内燃機関の動弁装置であって、前記シムの下面に凸部を設けると共に、前記タペットの上面に前記凸部を収容可能な凹部を前記タペットの上面を貫通して設け、前記シムの凸部と前記バルブ頂部とを当接させることを特徴とする。
この構成では、タペットの凹部内にシムの凸部を嵌合させることでシムとタペットとの位置決めを確実にし、かつ硬度の高い素材からなるシムを直接バルブ頂部と接触させて、シムとバルブとの当接面にオイルを供給して、動弁装置の耐磨耗性を向上させることができる。
【０００７】
次に、請求項２に記載した発明においては、請求項１に記載されたものにおいて、前記タペットと前記シムとの間にはオイルを供給可能なクリアランスが設けられていることを特徴とする。
この構成では、タペットとシムとの間に設けられるクリアランスを利用してオイル供給を行うように、簡単で低コストな方法によりシムとバルブ頂部との当接面へのオイル供給を行うことによって、動弁装置の耐磨耗性を向上させることができる。
【０００８】
本発明に係る内燃機関の動弁装置は基本的には以上のように構成されるが、使用する内燃機関の種類については限定しない。また、好ましくはシムを硬度の高い素材から構成するが、この素材は任意である。また、シムは一方の面でカムと当接し、反対側の面でバルブと当接するが、この際、任意の手段から、これら当接面の強度を高めるようにしてもよい。また、シムの下方に凸部を形成して、タペットに形成する凹部との間にオイルを圧送するが、このオイルの種類は任意である。さらに、凸部と凹部の形状は略円筒形状に限定されず、他、任意の形状に形成できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る内燃機関の動弁装置を添付した図を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るダイレクト方式の動弁装置を示す図であり、バルブ６のバルブ頂部６ａに、上面にシム２０を有したタペット１０を備えた弁機構を、カム４により駆動することを示している。また、この動弁装置を構成するタペット１０とシム２０を図２に取り出して示している。尚、図１は、従来の技術で参照した図７と対比して示しており、また理解の容易化を図るため、共通する部材については同一の参照番号で示している。
図１に示すように、タペット１０は本体を略円筒形状に形成して、カム４とバルブ６との間に位置決めされる。また、タペット１０は上面に略円筒形状の溝１１を形成し、この内部に薄板状の本体を有するシム２０を没入させて位置決めさせる。好ましくは、シム２０は硬度の高い素材から形成されて、本体を略円板形状に形成する。この際、図示した実施の形態では、シム２０の下方に、中央から軸方向に延びる凸部（突出部）２２を形成すると共に、この凸部２２を収容可能な凹部（孔部）１６をタペット１０に形成する。ただし、凹部１６はタペット１０の上面から本体を貫通して、凹部１６内に嵌合される凸部２２はこの先端２３をタペット１０から微小高さ突出させて、バルブ６のバルブ頂部６ａと当接させる。このため、硬度の高い素材から形成されるシム１０を直接バルブ６のバルブ頂部６ａと接触させて、シム１０の凸部２２とバルブ頂部６ａとの間にオイルを供給して、動弁装置のバルブ頂部の耐磨耗性を向上できる。尚、好ましくは凸部２２と凹部１６は夫々断面を略円形状に形成するが、凸部２２と凹部１６は夫々他の形状に形成することは可能である。また、凸部２２の突出高さは任意であって、適宜実施の形態に従って定められる。
【００１０】
この際、タペット１０とシム２０との間にはクリアランス１３を設ける。尚、このクリアランス１３は従来のものと同様であって、この具体的な大きさは適宜実施の形態に従って定められる。ただし、従来の技術で公知のクリアランス１３は、図８に示したように、このままの形態ではオイルを供給する通路として機能するには不十分であったのに対して、本発明に係る実施の形態では、シム２０の一部２２がタペット１０の凹部１６を貫通することにより、タペット１０とシム２０との間に設けられるクリアランス１３はこれら部品１０、２０との間にオイルを十分に行きわたらすことができる。このため、本発明に係る実施の形態では、例えば、図９に示した従来例のように、タペット１０やシム２０にオイルを供給するための孔１４、２１や溝１５を設けなくとも、簡単で低コストな方法から潤滑路を構成して、動弁装置のバルブ頂部の耐磨耗性を向上できる。
故に、本発明に係る実施の形態では、タペット１０とシム２０との形状を変更することで、タペット１０とシム２０の接触面へのオイル供給を容易にするので、簡単で低コストな方法から動弁装置のバルブ頂部の耐磨耗性を向上させることができる。
【００１１】
尚、本発明の実施の形態に係る内燃機関の動弁装置は、図１〜図３に示した実施の形態に限定されず、他、様々な修正や変更が可能である。
例えば、本発明に係る他の実施の形態では、図４の（Ａ）に示すように、シム２０に凸部２２を形成する際、この境界部にテーパ面２７ａを形成すると共に、対向する側の凹部１６にテーパ面１７ａを形成してもよい。この場合、タペット１０内にシム２０を没入する際、テーパ面１７ａ、２７ａから双方の部材を当接させることで、当接部付近に加わる圧力を低下させることができる。また、このようにテーパ面１７ａ、２７ａを形成することで、オイルの流れを良好にできる。
また、本発明に係る他の実施の形態では、図４の（Ｂ）に示すように、シム２０に凸部２２を形成する際、この境界部にフィレット（丸み）２７ｂを形成すると共に、対向する側の凹部１６にフィレット１７ｂを形成してもよい。この場合、タペット１０内にシム２０を没入する際、同様に、当接部付近に加わる圧力を低下させることができ、また、オイルの流れを良好にできる。
さらに、本発明に係る他の実施の形態では、図４の（Ｃ）に示すように、シム２０に凸部２２を形成する際、この境界部に拡径部２７ｃを形成して、この付近のシムの強度を高めるようにしてもよい。ただし、この際、対向する側の凹部１６にも同様の形状１７ｃを形成する。
【００１２】
さらに、本発明に係る他の実施の形態では、図５に示すように、タペット１０の上面に溝１１を形成して、シム２０を没入させて位置決めさせる際、この溝１１の上にさらに潤滑用の溝２８を形成して、タペット１０とシム２０との間に供給するオイルの潤滑効果をより一層高めるようにしてもよい。好ましくは、この溝２８は略円周方向に沿って形成されて、タペット１０とシム２０との間にオイルを供給することを容易にするが、この数と大きさ並びに深さは適宜実施の形態に従って定められる。この潤滑用の溝２８は、図９に示した形態で用いる溝１５と同様に形成してもよい。ただし、図５に示した実施の形態は、図９に示したものと異なり、オイルを供給する孔１４または２１の形成を不要とする。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成された内燃機関の動弁装置であるから、請求項１に記載した発明によれば、タペットの凹部内にシムの凸部を嵌合させることでシムとタペットとの位置決めを確実にし、かつ硬度の高い素材からなるシムを直接バルブ頂部と接触させて、シムとバルブとの当接面にオイルを供給して、動弁装置の耐磨耗性を向上させることが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載した発明によれば、上記効果に加え、タペットとシムとの間に設けられるクリアランスを利用してオイル供給を行うように、簡単で低コストな方法によりシムとバルブ頂部との当接面へのオイル供給を行うことによって、動弁装置の耐磨耗性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の動弁装置を示す図である。
【図２】図１に示したタペットとシムとを取り出して示す図である。
【図３】図１に示したタペットの平面図（Ａ１）と図３の（Ａ１）のＸ−Ｘに沿った断面図（Ａ２）と、図１に示したシムの平面図（Ｂ１）と図３の（Ｂ１）のＸ−Ｘに沿った断面図（Ｂ２）とを示す図である。
【図４】図２と同様であるが、しかし、他の実施の形態を夫々（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に分けて示す図である。
【図５】図２と同様であるが、しかし、さらなる他の実施の形態を示す図である。
【図６】傾斜して備えられる内燃機関を示す図である。
【図７】図６に示した内燃機関に備えられる動弁装置を示す図である。
【図８】図７に示したタペットの平面図（Ａ１）と図８の（Ａ１）のＸ−Ｘに沿った断面図（Ａ２）と、図７に示したシムの平面図（Ｂ１）と図８の（Ｂ１）のＸ−Ｘに沿った断面図（Ｂ２）とを示す図である。
【図９】図８と同様であるが、しかし、積極的にオイルを供給する構造を持った、タペットの平面図（Ａ１）と図９の（Ａ１）のＸ−Ｘに沿った断面図（Ａ２）と、シムの平面図（Ｂ１）と図９の（Ｂ１）のＸ−Ｘに沿った断面図（Ｂ２）とを示す図である。
【符号の説明】
Ｅ 内燃機関
１ シリンダヘッド
２、３ カムシャフト
４、５ カム
６、７ バルブ
８ スプリング
９ バルブガイド（案内管）
１０ タペット
１６ 凹部（孔部）
２０ シム
２２ 凸部（突出部）

Claims (2)

1. バルブ頂部に、上面にシムを有したタペットを備えた弁機構を、カムにより駆動する内燃機関の動弁装置であって、
   前記シムの下面に凸部を設けると共に、前記タペットの上面に前記凸部を収容可能な凹部を前記タペットの上面を貫通して設け、前記シムの凸部と前記バルブ頂部とを当接させることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 前記タペットと前記シムとの間にはオイルを供給可能なクリアランスが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。

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