JP3962477B2

JP3962477B2 - 頭上弁式エンジンの潤滑装置

Info

Publication number: JP3962477B2
Application number: JP05880398A
Authority: JP
Inventors: 弘吉河内; 和之小林; 彰吾中村; 勇夫片山; 繁一岡田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JPH11241613A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、頭上弁式エンジン、特に頭上弁式小型汎用エンジンにおける動弁機構の潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
頭上弁式エンジン（以下ＯＨＶエンジンという）においては、クランク室と動弁機構が収納される動弁機構室とを連通するブリーザ通路を設け、このブリーザ通路を利用してオイルデイッパ等によって掻き上げられてクランク室内に浮遊している飛沫潤滑油を、ピストンの下降によって生ずる呼気と共に、前記動弁機構室内に導くことによって、該動弁機構を潤滑することが行なわれている。
【０００３】
かかる小型汎用エンジンにおける動弁機構の潤滑装置の従来技術として実公昭６３−１５５３０号にて提案された技術があり、その詳細を図９〜図１１に示す。
これらの図において、このエンジンはシリンダを水平よりもやや上方に傾斜させた傾斜型ＯＨＶエンジンであり、クランク室１０１と動弁機構室１０２とを連通するブリーザ通路１３１は、シリンダバレル１１６とシリンダヘッド１１８の壁内に形成されている。
【０００４】
該ブリーザ通路１３１の動弁機構室１０２の端部１３１ａは、吸気弁１５１の上方位置から排気弁１５２の弁棒１５２ａとロッカアーム１６２との当接部に向かって開口するとともに、分岐通路１３１ｂは、吸気弁１５１の弁棒１５１ａのロッカアーム１６１との当接部に向かって開口している。
【０００５】
かかるＯＨＶエンジンは上記のように構成されているので、ピストン１０７の下降によって生じる呼気と共に、オイルデイッパ１１５によって掻き上げられてクランク室１０１内に浮遊する飛沫潤滑油は、上記ブリーザ通路１３１内に導入され、その大部分が前記ブリーザ通路１３１の直線状端部１３１ａを通って排気弁１５２側の動弁機構即ち弁棒１５２ａとロッカアーム１６２との当接部付近に吹き掛けられることにより、多量の潤滑油が供給される。また一部の潤滑油は、分岐通路１３１ｂを経て吸気弁１５１側の動弁機構即ち弁棒１５１ａとロッカアーム１６１との当接部付近に吹き掛けられて吸気弁側の動弁機構に達することにより、少量の潤滑油が供給される。
【０００６】
また、前記動弁機構室１０２内に入った呼気は、ブリーザバルブ１０８を通ることにより潤滑油が分離されてブリーザ室１０９に入り、ブリーザ管１３２を通って気化器１１１に戻され、潤滑油は動弁機構室１０２の内面に沿って下方に流れプッシュロッド１２２及びタペット１２１の周囲の隙間を通ってクランク室１０１内に回収される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来のＯＨＶエンジンにおいては、図１０に示すように、吸気弁１５１と排気弁１５２とは、互いに平行に配設され、また動弁機構室１０２内に突出されている前記２つの動弁１５１、１５２の距離は比較的近くなっている。さらに前記クランク室１０１と動弁機構室１０２とを通過するブリーザ通路１３１は、シリンダバレル１１６と及びシリンダヘッド１１８の壁内の厚肉部に形成されている。
【０００８】
然るに近年、かかるＯＨＶエンジンにあっては、燃焼室上部の形状は、燃焼効率向上のため、ペントルーフ型の燃焼室が用いられるようになってきている。かかるペントルーフ型燃焼室のエンジンにおいては、吸気弁と排気弁とはシリンダバレルの軸と一定の角度と有して外側に向かって広がる構造であるため、動弁機構室内に突出する吸気弁と排気弁との先端部の間隔が大きくなり、また重量軽減のため構成部品の肉厚は薄く形成され、各部のスペースも狭くなっている。従って、かかる従来技術においては、ブリーザ通路の形成を簡単かつ部品点数を増加することなく容易になすことができず、このため、排気弁の潤滑が不足して排気弁の寿命を低下させるという問題点がある。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ペントルーフ型燃焼室を有する頭上弁式エンジンであっても、動弁機構室におけるブリーザ通路を部品点数を増加することなく容易に形成し、かつ動弁機構全体に充分な量の潤滑油を供給可能な頭上弁式エンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、その第１発明として、シリンダヘッドに吸気弁と排気弁とを組み込み、該シリンダヘッドの上部に前記吸気弁及び排気弁を駆動する動弁機構が収納される動弁機構室を備え、該動弁機構室から前記シリンダヘッド及びシリンダ内を貫通してクランク室に連通される第１のブリーザ通路を設けてなる頭上弁式エンジンにおいて、前記シリンダヘッドの前記動弁機構室に臨む動弁室面の前記吸気弁のばね座部近傍に前記第１のブリーザ通路の開口部を設け、該開口部と前記排気弁の周辺とを、前記シリンダヘッドの動弁室面に刻設されて一端が前記開口部に連通される溝と、該溝の他端に連通されて前記シリンダヘッドの動弁室面から上方へ立設された案内壁とシリンダヘッドの外壁との間に形成されたトンネル状通路とにより形成された第２のブリーザ通路を設け、さらに前記第２のブリーザ通路は、前記吸気弁用弁ばねのばね座及び排気弁開弁ばねのばね座の周囲に前記シリンダヘッドの動弁室面から夫々突設されたリング状リブに囲まれた空間と該リング状リブの一部を切欠いて前記溝及びトンネル状通路とを連通して形成されてなることを特徴とする頭上弁式エンジンの潤滑装置を提案する。
【００１１】
また第２発明は、前記第１発明に加えて、前記シリンダヘッドの上面とヘッドカバーとの間に介装されるパッキンの一部を、前記案内壁の上部から突出させて前記第２のブリーザ通路の上部を覆うように構成したことにある。
【００１３】
かかる発明によれば、クランク室内の飛沫潤滑油は第１のブリーザ通路を通って動弁機構室の開口部から吸気弁のばね座周辺に流出し、該吸気弁周辺からシリンダヘッドの動弁室面に形成された溝及び案内壁とシリンダヘッドの外壁とに囲まれたトンネル状通路からなる第２のブリーザ通路を通って排気弁の周辺に導かれる。
【００１４】
従ってかかる発明によれば、吸気弁周りは勿論、熱的に厳しい条件にある排気弁周りに第２のブリーザ通路を通って充分な量の潤滑油を供給することができ、動弁機構全体の潤滑がむらなくなされる。
【００１５】
また、前記第２のブリーザ通路は、シリンダヘッドの動弁室面を利用するとともにパッキンの突出部によって構成できるので、かかるブリーザ通路を設けるための格別の部品を必要としないので、部品点数の低減が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１７】
図１は本発明が適用される汎用ＯＨＶエンジンの横断面図、図２は図１のエンジンにおける動弁機構部の平面図（ヘッドカバーを除いた平面図）、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
本発明が適用される汎用４サイクルＯＨＶエンジンは、図１に示すように、ペントルーフ型燃焼室３０を有するシリンダヘッド８に、各１個の吸気弁１４及び排気弁１４ａを弁の中心同士が軸対称になるように放射状に配置している。
【００１８】
図１〜図３において、２はシリンダ、５はクランク軸、６はコネクチングロッド、７はピストン、８はペントルーフ型の燃焼室３０を有するアルミダイキャスト製のシリンダヘッドである。９は該シリンダヘッド８の上部に取付けられたヘッドカバー、１４及び１４ａは前記シリンダヘッド８に各１個、軸対称にかつ放射線状に配設された吸気弁及び排気弁である。
１５はプッシュロッド、３２はプッシュロッド室、１６はタペット、１８は前記吸気弁１４及び排気弁１４ａ用の弁ばね、１９は該弁ばね１８の付勢力を前記吸・排気弁１４、１４ａに伝えるばね受、２１は吸気弁用のロッカアーム、２１’は前記ロッカアーム２１と対称形状をした排気弁用のロッカアーム、２２はロッカアーム軸受台、２３は１対の平行なロッカアーム軸で、これらの部材１４、１４ａ、１５、１６、１８、１９、２１、２１’、２２、２３と動弁カム１７により動弁機構７４を構成している。
【００１９】
前記ロッカアーム軸受台２２は、４個のボルト２５でシリンダヘッド８に取付けられるとともに、その軸方向において、前記平行な１対のロッカアーム軸２３を両持ちにて固定して支えている。前記ロッカアーム軸２３，２３には筒状の吸気弁用のロッカアーム２１と、排気弁用のロッカアーム２１’とが軸対称位置に軸方向を拘束されて回転自在に支持されている。前記筒状のロッカアーム２１、２１’の一方の端部には、前記プッシュロッド１５により押在されるアーム２１ｂ、２１’ｂが連結され、また他方の端部には、吸・排気弁１４，１４ａを作動させるアーム２１ｃ、２１’ｃが連結されている。
【００２０】
前記アーム２１ｃ、２１‘ｃの先端部には動弁機構７４のクリアランスを調整する調整ねじ２４が螺合され、該調整ねじ２４の先端には前記プッシュロッド１５の球形状の先端面に受ける球面軸受（不図示）が設けられている。また、前記アーム２１ｃ、２１’ｃの先端の前記吸・排気弁１４、１４ａと当接する部分には、耐摩耗性材料からなる半円筒状の当て金２１ａ，２１’ａが取付けられている。
前記シリンダヘッド８の前記ロッカアーム軸受台２２の取付面とヘッドカバー９の取付面とは、図３のＦにて示すように同一面、つまり面一となっている。
【００２１】
かかるエンジンの運転時において、前記動弁機構７４は、調時歯車（不図示）によりクランク軸５の回転数の１／２に減速されて回転するカム軸１７ａに取付けられた動弁カム１７により、タペット１６、プッシュロッド１５、ロッカアーム２１、２１’を介して、予め設定されたタイミングで以って前記吸・排気弁１４、１４ａを開閉する。
前記ロッカアーム２１、２１’はロッカアーム軸２３に支持されて、梃子作動により揺動し、前記プッシュロッド１５の往復動を吸・排気弁１４、１４ａに伝えるが、前記弁ばね１８は動弁カム１７による弁開閉のストロークを正確に吸・排気弁に伝達するため、吸・排気弁１４、１４ａが閉じる方向に強い付勢力（取付荷重）で付勢されている。
【００２２】
このため、前記ロッカアーム２１、２１’は前記付勢力に対して充分な軸受面積を持つように比較的大径の前記ロッカアーム軸２３を回転軸としている。また、エンジンの運転中はシリンダ２及びシリンダヘッド８は、温度上昇により熱膨張をするため、前記動弁機構７４の連接部に無理な力が掛からないように、冷態時にエンジンにより指定されたタペットクリアランスを設定し、エンジンの組立時に、前記調整ねじ２４によってクリアランスを調整している。
【００２３】
図４〜図８は本発明の実施形態を示し、図４は図１〜図３に示すようなＯＨＶエンジンの動弁機構の組立平面図（ヘッドカバーを取除いた図）、図５はシリンダヘッドの平面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面を９０°回転して示した図、図７は図５のＣ−Ｃ線断面図、図８はばね受座板の部品図である。
尚、図４及び図５は図２に対して１８０°回転図示している。
【００２４】
図４において、１４は吸気弁、１４ａは排気弁、７４は動弁機構である。該動弁機構７４は、シリンダヘッド８の上部とヘッドカバー９とにより形成された動弁機構室９２に収納された、前記ロッカアーム軸受台２２、ロッカアーム軸２３，２３、ロッカアーム２１、２１’、調整ねじ２４，２４、弁ばね１８，１８、並びにプッシュロッド１５、タペット１６、動弁カム１７等により構成されている。
【００２５】
８ａは前記シリンダヘッド８の外壁で、前記動弁機構室９２を形成し、上面には前記ヘッドカバー９（図１参照）とパッキン９３（図４に斜線で示す）を介して結合される合せ面８ａ１を有する（図６参照）。
８ｂは前記外壁８ａの上面に４個穿けられたヘッドカバー９締付用のめねじ、８ｃは前記ロッカーアーム軸受台２２の取付け用の４個のめねじ、８ｄは該軸受台２２取付用の円柱、８ｅは点火プラグ３１（図１参照）取付用のめねじである。
【００２６】
また、９３ｂは前記パッキン９３の前記円柱８ｄとの干渉阻止用の円形状の切欠き、９３ａは該パッキン９３の突出部であり、後述するブリーザ通路９５を上側から覆うように穿設されている。また該突出部９３ａは、前記円形状の切欠き９３ｂが前記円柱８ｄの外周に嵌められることによって位置決めされるとともに、前記ロッカアーム軸受台２２を円柱８ｄに固定する際に該軸受台２２の下部での抜けが阻止されるようになっている。
【００２７】
図５において、８ｆは前記吸気弁１４の弁ばね１８用のばね座、８ｈは前記排気弁１４ａの弁ばね１８用のばね座である。
８ｇは前記ばね座８ｆの周りに上方に突出して形成されたリング状リブで、前記吸気弁１４側の弁ばね１８の位置決めをなすものである。また８ｉは前記ばね座８ｈの周りに上方に突出して形成されたリング状リブで、前記排気弁１４ａ側の弁ばね１８の位置決めをなすものである。
前記吸気弁側のリング状リブ８ｇ及び排気弁側のリング状リブ８ｉには、後述する角溝８ｍ及びばね受座板７６を設けるために、各２箇所の切欠き８Ｓが形成されている（図６参照）。
【００２８】
８ｊは前記ロッカアーム軸受台２２取付用の円柱８ｄに連設された衝立状の仕切壁で、前記円柱８ｄから吸気弁１４及び排気弁１４ａの方向に直状に、前記リング状リブ８ｇ及び８ｉに近接する部位まで延びた比較的薄肉の壁で、その高さを図６に示すように前記外壁８ａの上面８ａ１よりも僅かに低く形成している。
【００２９】
９４はブリーザ通路で、シリンダヘッド８内及びシリンダ２内を上下に直管状に貫通して設けられ、クランク室１０１に連通されている。
そして該ブリーザ通路９４の上端は、図５〜図６に示すように、吸気弁１４の弁ばね１８の位置決め用リング状リブ８ｇの外側に設けられた開口部８ｋに連通され、該開口部８ｋを介して動弁機構室９２と連通している。
【００３０】
８ｍは前記シリンダヘッド８の動弁機構室９２に臨む上面即ち動弁室面に形成された角溝で、前記吸気弁１４側のリング状リブ８ｇの一部を切欠いて（８ｓは切欠部）、平面が吸気弁側のばね座８ｆから排気弁側のばね座８ｈに向くようにＳ字状に形成されている。そして該角溝８ｍは、一端が前記開口部８ｋに連通され、他端側が図７に示すように、シリンダヘッド８の上面に中央突起部８ｕの手前で中央側が高くなるような適当な勾配を付して該中央突起部８ｕの上側空間に連通されている。
【００３１】
前記角溝８ｍは、この実施形態のような汎用小型ＯＨＶエンジンでは３ｍｍ〜５ｍｍの深さに形成するのが好適である。
以上により、前記開口部８ｋから角溝８ｍ、及び前記仕切壁８ｊの底部に連なる中央突起部８ｕ上側で、前記仕切壁８ｊとシリンダヘッドの外壁８ａとに囲まれたトンネル状の空間を経て排気弁１４ａ側のばね座８ｈに至るトンネル状のブリーザ通路９５を形成する。
【００３２】
図４〜図８において７６は吸気弁１４側のばね受座板である。
図８（ａ）（正面図）及び（ｂ）（平面図）において、前記ばね受座板７６はワッシャ部７６ａ、突出部７６ｂ、及び立上り部７６ｃより形成されている。該ワッシャ部７６ａは前記吸気弁１４側のリング状リブ８ｇ内に嵌合されて、吸気弁１４が装着されると弁ばね１８の弾力によりばね座８ｆに押圧され、また、該突出部７６ｂ及び立上り部７６ｃの一部は前記リング状リブ８ｇの切欠き部８ｓから外側に突出されて、前記ブリーザ通路９４の開口部８ｋ及びＳ字状の角溝８ｍの上側を覆うようになっている。また、前記仕切壁８ｊの側端とシリンダヘッド８の外壁８ａとの間の隙間を前記立上り部７６ｃが覆うようになっている。
【００３３】
かかる構成からなる動弁機構の潤滑装置を備えたＯＨＶエンジンの運転時には、図１において、ピストン７が下降するとクランク室１０１内の容積が小さくなり、オイルデイッパ１１５（図参照）によって掻き上げられて該クランク室１０１内に浮遊している飛沫潤滑油が、図７の矢印Ｄ及び図６の矢印Ｅで示すようにクランク室１０１内の呼気と共にブリーザ通路９４内を通ってシリンダヘッド８の開口部８ｋに達する。
【００３４】
そして該飛沫は、ここでその方向を横方向に転じ、Ｓ字状の角溝８ｍを通って角溝８ｍの先端開口部から出て、衝立状の仕切壁８ｊとシリンダヘッド８の外壁８ａとの間に形成される前記ブリーザ通路９５を通って排気弁１４ａの方向に吹付けられる。また、前記呼気の一部は前記ばね受座板７６の立上り部７６ｃの隙間から逆流し、これに含まれた潤滑油が吸気弁１４にも適当量吹き付けられ、これによって該吸気弁１４の潤滑がなされる。
【００３５】
以上のように、かかる実施形態においては、シリンダヘッド８の吸気弁１４側の弁ばね１８用のばね座８ｆ部と排気弁１４ａ側の弁ばね１８用のばね座８ｈとの間に角溝８ｍ及びトンネル状通路からなるブリーザ通路９５を形成し、該ブリーザ通路９５をクランク室１０１に連通するブリーザ通路９４に開口部８ｋを介して接続したことにより、クランク室１０１内の飛沫潤滑油が動弁機構室９２内の吸気弁１４側から排気弁１４ａ側へと確実に供給され、吸気弁１４側は勿論、熱的に厳しい条件下にある排気弁１４ａ側にも充分な量の潤滑油を供給することができる。
【００３６】
またかかるブリーザ通路９５はシリンダヘッド８の動弁機構室９２に臨む上面形状及びパッキン９３の形状によって構成できるので、格別な部品を必要とせず部品点数の低減がなされる。
【００３７】
【発明の効果】
以上記載のごとく、本発明によれば、クランク室からの飛沫潤滑油を吸気弁用弁ばねのばね座近傍の開口部から該開口部に連通される溝及び案内壁とシリンダヘッドの外壁に囲まれたトンネル状通路からなる第２のブリーザ通路を通して排気弁近傍に導くことにより、吸気弁周りは勿論、熱的に厳しい条件下にある排気弁周りに充分な量の潤滑油を供給することができ、動弁機構全体の潤滑をむらなくなすことができる。
【００３８】
また、前記ブリーザ通路は、シリンダヘッドの動弁室面を利用するとともにパッキンの突出部によって構成できるので、かかるブリーザ通路を設けるための格別な部材を必要とせず、また狭い動弁機構室内での組立性も良好となり、従って、部品点数を増加することなく低コストで以って動弁機構の完全な潤滑をなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される汎用頭上弁式エンジンのシリンダ中心線に沿う横断面図である。
【図２】上記エンジンの動弁機構のヘッドカバーを除いた平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる汎用頭上弁式エンジンの動弁機構の組立平面図で、ヘッドカバーを除いた図である。
【図５】上記実施形態におけるシリンダヘッドの平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】上記実施形態におけるばね受座板を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図９】従来技術に係る汎用頭上弁式エンジンのシリンダ中心線に沿う横断面図である。
【図１０】上記従来技術にかかる縦断面図である。
【図１１】上記従来技術における動弁機構の平面図である。
【符号の説明】
２シリンダ
８シリンダヘッド
８ａ外壁
８ｄ円柱
８ｆ、８ｈばね座
８ｇ、８ｉリング状リブ
８ｊ仕切壁
８ｋ開口部
８ｍ角溝
１４吸気弁
１４ａ排気弁
１８弁ばね
３０燃焼室
７４動弁機構
７６ばね受座板
９２動弁機構室
９３パッキン
９３ａ突出部
９４ブリーザ通路（第１）
９５ブリーザ通路（第２）

Claims

シリンダヘッドに吸気弁と排気弁とを組み込み、該シリンダヘッドの上部に前記吸気弁及び排気弁を駆動する動弁機構が収納される動弁機構室を備え、
該動弁機構室から前記シリンダヘッド及びシリンダ内を貫通してクランク室に連通される第１のブリーザ通路を設けてなる頭上弁式エンジンにおいて、
前記シリンダヘッドの前記動弁機構室に臨む動弁室面の前記吸気弁のばね座部近傍に前記第１のブリーザ通路の開口部を設け、
該開口部と前記排気弁の周辺とを、前記シリンダヘッドの動弁室面に刻設されて一端が前記開口部に連通される溝と、
該溝の他端に連通されて前記シリンダヘッドの動弁室面から上方へ立設された案内壁とシリンダヘッドの外壁との間に形成されたトンネル状通路とにより形成された第２のブリーザ通路を設け、さらに前記第２のブリーザ通路は、前記吸気弁用弁ばねのばね座及び排気弁開弁ばねのばね座の周囲に前記シリンダヘッドの動弁室面から夫々突設されたリング状リブに囲まれた空間と該リング状リブの一部を切欠いて前記溝及びトンネル状通路とを連通して形成されてなることを特徴とする頭上弁式エンジンの潤滑装置。
前記シリンダヘッドの上面とヘッドカバーとに間に介装されるパッキンの一部を、前記案内壁の上部から突出させて前記第２のブリーザ通路の上部を覆うように構成されてなる請求項１記載の頭上弁式エンジンの潤滑装置。