JP2005180229A - タペットガイド - Google Patents

Abstract

【課題】 回転するカム軸のカムがタペットガイドの上端面と干渉することなく、タペットの上面上にオイルを効果的に溜めることができるようにすると共に、タペットガイドの剛性を確保する。
【解決手段】 回転するカム軸２７のカム３２が駆動する図示しないタペットが、タペットガイド２９によりその軸方向に案内され、タペットガイド２９の上端面はタペットの上死点位置よりも高く形成されているが、カム軸２７の中心線に略垂直方向の部分に下方への凹部が形成されて、上記上端面がカム３２の回転軌跡と干渉しないように構成されていると共に、上記凹部が形成されているタペットガイド２９の部分では、上部肉厚が下部肉厚より大きく形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、とくに、エンジンのシリンダヘッドに形成され、カムにより駆動されてそれぞれ吸排気弁を往復動させるタペットを案内するためのタペットガイドに関する。

従来のエンジンにおいては、図７に例示されているように、シリンダヘッド１に取り付けられたカム軸２の回転によりカム軸２のカム３が、コイルばね４のばね力に抗して略円筒状のタペットガイド５の軸方向にタペット６を直線的に往復動させることにより、吸気弁７または排気弁８を開閉作動させているが、タペットガイド５の上端面が回転するカム３と干渉しないように、タペットガイド５の軸方向において、タペットガイド５の上端面が図示するタペット６の上死点位置（タペット６がカム３のベース円と接している状態）より低く設定されているので、タペット６の上面上に十分のオイルを溜めることが難しいため、タペットガイド５の内周面とタペット６の外周面との間の全体的な潤滑を確保するのが容易でないという問題があった。

また、タペットガイド５の軸方向にタペット６を安定的に往復動させるためには、タペットガイド５の軸長を大きく確保することが有効であるので、図７に２点鎖線で示されているように下死点位置にあるタペット６の下端近傍までタペットガイド５を下方へ延ばすようにすると、タペットガイド５の下方でシリンダヘッド１に形成されるオイルジャケット９の高さを比較的小さくせざるをえず、このため、シリンダヘッド１の鋳造時にオイルジャケット９の空間を形成させるための中子が薄くなって、その中子の強度を確保することが難しかった。

一方、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に順次それぞれ模式的に示されているように、カム軸２の回転に伴ってタペット６頂面の最外周部にカム３の山部が当接しているとき、タペットガイド５とタペット６との間に存在する隙間によりタペット６が傾いて、とくにタペット６の頂面周縁がカム軸２及びタペットガイド５の軸方向と直角にタペットガイド５の内周面へ当たり、タペットガイド５には局部的に大きな負荷が作用することとなるので、この負荷を支持するため図９に示されているように、タペットガイド５の周面と点火プラグホルダ１０の壁面とをリブ１１で連結して補強したものが知られている。
しかしながら、点火プラグホルダ１０の周辺は元々構造が複雑であるので、上記の場合には、シリンダヘッド１上面の構造が一層複雑化されることとなって、単に重量が増加するばかりでなく、各部の隙間を小さく形成せざるをえなくなる結果、シリンダヘッド１の鋳造時に各隙間空間を形成させるための中子が薄くなって、この面からも中子の強度を確保することが難しくなるという問題があった。

特許第２８４１３０７号公報 実公平８−８２８５号公報

本発明は、回転するカム軸のカムがタペットガイドの上端面と干渉することなく、タペットの上面上にオイルを効果的に溜めることができるようにすると共に、タペットガイドの剛性を確保しようとするものである。

このため、本発明にかかるタペットガイドは、シリンダヘッドにおいて、吸気弁駆動用または排気弁駆動用のカム軸を回動自在に支持する軸受部と連続して、カム軸の中心線方向に軸受部を挟んで軸受部の両側にそれぞれ形成され、カム軸のカムにより直接駆動されるタペットをその軸方向に沿って直線的に案内し、かつ、上端面が上記軸方向でタペットの上死点位置よりも高く形成されると共に、上端面のうち、上記中心線方向と直交する方向の部分に下方への凹部が形成され、さらに、上記凹部が形成された部分の上部肉厚が下部肉厚より大きく形成されている。

本発明にかかるタペットガイドは、その上端面がタペットの軸方向においてタペットの上死点位置よりも高く形成されているため、タペットの上面上にオイルを容易に溜めることが可能となるので、タペットガイドの内周面とタペットの外周面との間を常に良好に潤滑させることができ、しかも、上端面がタペットの軸方向においてタペットの上死点位置よりも高く形成されていても、上端面のうちカム軸の中心線方向と直交する方向の部分に下方への凹部が形成されているため、カム軸の回転に伴うカムの回転軌跡と上端面が干渉することを容易に回避できて、カムによるタペットの駆動に支障を来すことを防止することが可能となる。 また、カムによるタペットの駆動に際しタペットの傾きによる荷重をタペットガイドの上記凹部が形成された部分が受けることになるが、この部分ではタペットガイドの上部肉厚が下部肉厚より大きく形成されているため、タペットガイドには上記荷重を支持できる剛性を容易に確保できる結果、補強構造を別途設置する必要がなくなって、シリンダヘッドの重量増加を抑制できる長所がある。

以下、本発明の実施例について説明する。

図１〜図６において、吸気２弁及び排気２弁式４シリンダエンジンのシリンダヘッド２０には、上方側壁２１により囲まれた内底面２２から上方へ突出するように軸受部２３、２４が形成され、軸受部２３、２４と軸受部２３、２４にボルト止めされたキャップ２５、２６とによって、吸気弁駆動用カム軸２７及び排気弁駆動用カム軸２８が互いに平行でそれぞれ回動自在に取り付けられている。

また、カム軸２７、２８の中心線方向に軸受部２３、２４を挟んで軸受部２３、２４の両側に、すなわち、各シリンダ毎に、それぞれ上方側壁２１及び軸受部２３、２４と連続して各一対の略円筒状タペットガイド２９、３０が一体形成されている。

各タペットガイド２９にはそれぞれタペット３１がその軸方向に摺動自在に嵌挿され、タペット３１はカム軸２７のカム３２によりコイルばね３３のばね力に抗し上記軸方向に沿いタペットガイド２９で直線的に案内されて往復動することにより、吸気弁３４を開閉作動させている。

同様にして、各タペットガイド３０にはそれぞれタペット４１がその軸方向に摺動自在に嵌挿され、タペット４１はカム軸２８のカム４２によりコイルばね４３のばね力に抗し上記軸方向に沿いタペットガイド３０で直線的に案内されて往復動することにより、吸気弁４４を開閉作動させている。

また、各シリンダ毎に、排気２弁及び排気２弁の中心部でシリンダヘッド２０の内底面２２に上方へ突出するボス部５０が設けられ、筒状の点火プラグガイド５１の下端がボス部５０に固定されている。

タペットガイド２９、３０の各上端面６１、６２は、シリンダヘッド２０の上方側壁２１より一段低く、かつ、タペットガイド２９、３０の軸方向において、それぞれタペット３１、４１の上死点位置より高く設定されているが、上端面６１、６２のうち、カム軸２７、２８の中心線方向とそれぞれ直交する方向の部分（カム軸２７、２８間に挟まれた側の部分）に、それぞれ下方への切欠き（凹部）６３、６４が形成されていて、それぞれカム軸２７、２８の回転に伴うカム３２、４２の回転軌跡に上端面６１、６２が干渉しないように構成されている。

また、タペットガイド２９、３０の下端面６５、６６は、タペットガイド２９、３０の軸方向において、それぞれ回転するカム３２、４２がタペット３１、４１上面の最外周部に当接して、タペット３１、４１がカム３２、４２により押し下げ始められるときにおけるタペット３１、４１の下端部位置付近にくるように設定されていて、各上端面６１、６２がタペット３１、４１の上死点位置より高く設定されているため結果的に、下端面６５、６６とシリンダヘッド２０の内底面２２との間に比較的大きな間隔が形成されて、タペットガイド２９、３０の下方にはそれぞれ比較的大きい空間のオイルジャケット８０、８１が形成されている。

さらに、図２及び図６に示されているように、タペットガイド２９、３０においてそれぞれ凹部６３、６４が形成された部分の上部６７、６８は、それらの下部よりも肉厚が大きく形成されている。

また、各一対のタペットガイド２９、３０は、図４及び図５に示されているように、それぞれそれらの周壁の連接部分における下部６９、７０のみがシリンダヘッド２０と一体的に連結されていると共に、図１及び図２に示されているように、タペットガイド２９、３０の上記各連接部分が、カム軸２７、２８の直角方向における点火プラグガイドボス部５０の対角線位置で、それぞれ点火プラグガイドボス部５０と連続して一体形成されている。

すなわち、タペットガイド２９、３０の上端面６１、６２が、タペットガイド２９、３０の軸方向において、それぞれタペット３１、４１の上死点位置より高く設定されているため、タペット３１、４１、または、カム３２、４２に供給されたオイルを上端面６１、６２の内周側で容易に受け止めることができる等の作用により、タペット３１、４１の上面上にオイルを確実に溜めることが可能となるので、タペットガイド２９、３０の内周面とタペット３１、４１の外周面との間を常に良好に潤滑させて、タペット３１、４１のスムースな作動を確保することができる。

しかも、上記のように、タペットガイド２９、３０の上端面６１、６２が比較的高く設定されていても、上端面６１、６２にそれぞれ凹部６３、６４が形成されていて、それぞれカム軸２７、２８の回転に伴うカム３２、４２の回転軌跡に上端面６１、６２が干渉することを容易に回避できるので、カム３２、４２によるタペット３１、４１の駆動に支障を来すことを防止することが可能となる。

また、タペットガイド２９、３０の上端面６１、６２にそれぞれ凹部６３、６４が形成されていても、その部分の上部６７、６８における肉厚が下部と比較して大きく形成され、凹部６３、６４が形成されていないタペットガイド２９、３０の他の部分と同等の断面積を確保することが容易にできることにより、簡単な構造でタペットガイド２９、３０の全周にわたって十分の剛性を付与することができると共に、凹部６３、６４が形成されていない上端面６１、６２の部分と凹部６３、６４との接続個所、及び、凹部６３、６４内の屈曲面個所がいずれも大きな屈曲半径で連続形成されていて、凹部６３、６４の形成による応力集中の発生を防止することができる。

さらに、タペットガイド２９、３０の上端面６１、６２が比較的高く設定されていて、タペットガイド２９、３０の軸長をそれだけ大きく確保することができるため、タペットガイド２９、３０の軸方向において、タペット３１、４１がカム３２、４２により押し下げ始められるときにおけるタペット３１、４１の下端部位置付近にタペットガイド２９、３０の下端面６５、６６がくるように、タペットガイド２９、３０の下端面６５、６６を比較的高く設定することが許容されて、タペットガイド２９、３０の下方にはそれぞれシリンダヘッド内底面２２との間に比較的大きい空間のオイルジャケット８０、８１を形成することが可能となるので、シリンダヘッド２０の鋳造時にオイルジャケット８０、８１の空間を形成させるための中子を厚く形成して、中子の強度を確保することが容易となる利点がある。

他方、タペットガイド２９、３０は、それぞれ軸受部２３、２４を挟んで軸受部２３、２４の両側に上方側壁２１及び軸受部２３、２４と連続して一体形成されていると共に、それぞれそれらの周壁の連接部分がカム軸２７、２８の直角方向における点火プラグガイドボス部５０の対角線位置で点火プラグガイドボス部５０と連続して一体形成されていて、タペットガイド２９、３０の剛性を容易に高めることができるため、タペットガイド２９、３０自体の軽量化を図ることが可能となる。

また、各一対のタペットガイド２９、３０は、それぞれそれらの周壁の連接部分における下部６９、７０のみがシリンダヘッド２０と一体的に連結されていて、従来装置と比較すると、タペットガイド２９、３０を支持するための余肉部分がきわめて少なく、従って、シリンダヘッド２０の大幅な軽量化を図ることができる上に、元々構造が複雑である点火プラグガイド５１及びボス部５０周辺の複雑化を抑制して、各部間の隙間を比較的大きくできるため、シリンダヘッド２０の鋳造時に使用される中子を厚く形成できることにより、この面からも中子の強度を確保することが容易となる長所がある。

本発明の実施例における概略平面図。 図１のII−II矢視縦断面拡大図。 図１の III−III 矢視縦断面拡大図。 図３のIV−IV断面図。 図３のＶ−Ｖ断面図。 図４及び図５のVI矢視拡大図。 従来装置の要部縦断面図。 上記従来装置の作用説明図。 従来装置の一部上面図。

符号の説明

１ シリンダヘッド
２３、２４ 軸受部
２７、２８ カム軸
２９、３０ タペットガイド
３１、４１ タペット
３２、４２ カム
３４ 吸気弁
４４ 排気弁
５０ ボス部
５１ 点火プラグガイド
６１、６２ 上端面
６３、６４ 凹部
６５、６６ 下端面
６７、６８ 上部
６９、７０ 連接部分下部
８０、８１ オイルジャケット

Claims (3)

1. シリンダヘッドにおいて、吸気弁駆動用または排気弁駆動用のカム軸を回動自在に支持する軸受部と連続して、上記カム軸の中心線方向に上記軸受部を挟んで上記軸受部の両側にそれぞれ形成され、上記カム軸のカムにより直接駆動されるタペットをその軸方向に沿って直線的に案内し、かつ、上端面が上記軸方向で上記タペットの上死点位置よりも高く形成されると共に、上記上端面のうち、上記中心線方向と直交する方向の部分に下方への凹部が形成され、さらに、上記凹部が形成された部分の上部肉厚が下部肉厚より大きく形成されたタペットガイド。
2. 請求項１において、下端面が、上記軸方向において、上記カムによる上記タペットのカムリフト開始時における上記タペットの下端面位置付近と一致するように形成されたタペットガイド。
3. 請求項１または請求項２において、上記軸受部を挟んで上記軸受部の両側にそれぞれ隣接して形成された周壁の連接部分の下部が、上記シリンダヘッドに設けられて点火プラグガイドが嵌挿されるボス部と連続的に一体形成されたタペットガイド。

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