JP4355633B2 - 頭上弁エンジン - Google Patents

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Description

本発明は、頭上弁エンジンに関し、詳しくは、動弁カムとタペットの潤滑性能を高めることができる頭上弁エンジンに関するものである。
従来の頭上弁エンジンとして、本発明と同様、シリンダヘッドにプッシュロッド挿通孔を設け、シリンダブロックにプッシュロッド挿通室を設け、プッシュロッド挿通孔とプッシュロッド挿通室とを連通させ、プッシュロッド挿通室の底壁からタペットガイド孔を下向きに導出し、タペットガイド孔の下方に動弁カムを配置し、動弁カムに載置したタペットの昇降をタペットガイド孔で案内し、タペットに載置したプッシュロッドをプッシュロッド挿通室とプッシュロッド挿通孔に一連に挿通させ、プッシュロッド挿通室の底壁からクランクケース内に向けてオイル流出孔を設けたものがある(例えば、特許文献１参照)。
この種の頭上弁エンジンでは、シリンダヘッド上に供給されたオイルを、プッシュロッド挿通孔とプッシュロッド挿通室とオイル流出孔とを順に通過させ、クランクケース内を経てオイルパンに復帰させることができる。
しかし、上記従来の頭上弁エンジンでは、オイル流出孔の出口を動弁カムのカム面の真上から外れた位置に開口し、オイル流出孔の出口から流出するオイルが動弁カムのカム面に降りかかることがないため、問題が生じている。
特開２００１−２６３０３０号公報(図２参照)
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》 動弁カムとタペットの潤滑性能が低い。
オイル流出孔の出口から流出するオイルが動弁カムのカム面に降りかかることがないため、オイル流出孔から流出するオイルは、動弁カムとタペットの潤滑に利用されることがなく、これら動弁カムとタペットの潤滑をクランクケース内のオイルミストのみで行っている。このため、これら動弁カムとタペットの潤滑性能が低く、これらが摩耗しやすい。
本発明は、上記問題点を解決することができる頭上弁エンジン、すなわち、動弁カムとタペットの潤滑性能を高めることができる頭上弁エンジンを提供することを課題とする。
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、シリンダヘッド(１)にプッシュロッド挿通孔(２)を設け、シリンダブロック(３)にプッシュロッド挿通室(４)を設け、プッシュロッド挿通孔(２)とプッシュロッド挿通室(４)とを連通させ、
図４(Ａ)または図５(Ａ)に例示するように、プッシュロッド挿通室(４)の底壁(５)からタペットガイド孔(６)を下向きに導出し、タペットガイド孔(６)の下方に動弁カム(７)を配置し、動弁カム(７)に載置したタペット(８)の昇降をタペットガイド孔(６)で案内し、タペット(８)に載置したプッシュロッド(９)をプッシュロッド挿通室(４)とプッシュロッド挿通孔(２)に一連に挿通させ、プッシュロッド挿通室(４)の底壁からクランクケース(１０)内に向けてオイル流出孔(１１)を設けた、頭上弁エンジンにおいて、
図４(Ａ)または図５(Ａ)に例示するように、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)を動弁カム(７)のカム面の上方で開口させ、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出するオイル(１２)が動弁カム(７)のカム面に降りかかるようにし、
クランク軸(１３)の架設方向を前後方向、シリンダブロック(３)の幅方向を左右横方向として、図３に例示するように、シリンダ(１４)の横に前後方向にのびる脇水路(１５)を設け、この脇水路(１５)を介してラジエータから流出する冷却水(１６)をシリンダジャケット(１７)に導入するに当たり、前記オイル流出孔(１１)の周壁(１８)を脇水路(１５)に臨ませ、
図３に例示するように、タペットガイド孔(６)と脇水路(１５)との間にオイル流出孔(１１)を設け、前後一対のオイル流出孔(１１)(１１)の間に脇水路(１５)からシリンダジャケット(１７)に向かう水路出口(２４)を設け、オイル流出孔(１１)の周壁(１８)が脇水路(１５)と水路出口(２４)の両方に臨むようにし、
図３、図４(Ａ)(Ｂ)に例示するように、タペットガイド孔(６)の上開口周縁部にガイド溝(２２)を設け、このガイド溝(２２)でタペットガイド孔(６)の上開口から溢れるオイル(２３)が、上側から見て脇水路(１５)に沿って前後方向にのびるオイル流出孔(１１)の水路出口(２４)寄りの部分(１１ｂ)に案内されるようにした、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、シリンダヘッド(１)にプッシュロッド挿通孔(２)を設け、シリンダブロック(３)にプッシュロッド挿通室(４)を設け、プッシュロッド挿通孔(２)とプッシュロッド挿通室(４)とを連通させ、
図５(Ａ)に例示するように、プッシュロッド挿通室(４)の底壁(５)からタペットガイド孔(６)を下向きに導出し、タペットガイド孔(６)の下方に動弁カム(７)を配置し、動弁カム(７)に載置したタペット(８)の昇降をタペットガイド孔(６)で案内し、タペット(８)に載置したプッシュロッド(９)をプッシュロッド挿通室(４)とプッシュロッド挿通孔(２)に一連に挿通させ、プッシュロッド挿通室(４)の底壁(５)からクランクケース(１０)内に向けてオイル流出孔(１１)を設けた、頭上弁エンジンにおいて、
図５(Ａ)に例示するように、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)を動弁カム(７)のカム面の上方で開口させ、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出するオイル(１２)が動弁カム(７)のカム面に降りかかるようにし、
図５(Ａ)に例示するように、クランク軸(１３)の架設方向を前後方向、シリンダブロック(３)の幅方向を左右横方向として、シリンダ(１４)の横に前後方向にのびる脇水路(１５)を設け、この脇水路(１５)を介してラジエータから流出する冷却水(１６)をシリンダジャケット(１７)に導入するに当たり、前記オイル流出孔(１１)の周壁(１８)を脇水路(１５)に臨ませ、
図５(Ａ)に例示するように、脇水路(１５)の壁(２５)をシリンダ(１４)から離れる向きに突出状に湾曲させ、この湾曲した壁(２５)に沿って湾曲したオイル流出孔(１１)を形成した、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
（請求項１に係る発明）
《効果１》 動弁カムとタペットの潤滑性能が高い。
図４(Ａ)または図５(Ａ)に例示するように、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)を動弁カム(７)のカム面の上方で開口させ、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出するオイル(１２)が動弁カム(７)のカム面に降りかかるようにしたため、動弁カム(７)とタペット(８)の潤滑性能が高く、これらが摩耗しにくい。
《効果２》 オイルは潤滑に適する粘度で動弁カムのカム面に供給される。
図３に例示するように、オイル流出孔(１１)の周壁(１８)を脇水路(１５)に臨ませたため、オイル流出孔(１１)から流出するオイル(１２)は、脇水路(１５)を通過する冷却水(１６)によって冷却され、潤滑に適する粘度で動弁カム(７)のカム面に供給される。
《効果３》 オイルがオイル流出孔に効率的に流入する。
図４(Ａ)(Ｂ)に例示するように、タペットガイド孔(６)の上開口周縁部にガイド溝(２２)を設け、このガイド溝(２２)でタペットガイド孔(６)の上開口から溢れるオイル(２３)がオイル流出孔(１１)に案内されるようにしたため、タペットガイド孔(５)の上開口から溢れるオイル(２３)がオイル流出孔(１１)に効率的に流入する。
《効果４》 オイルが効率的に冷却される。
図３に例示するように、タペットガイド孔(６)と脇水路(１５)との間にオイル流出孔(１１)を設け、前後一対のオイル流出孔(１１)(１１)の間に脇水路(１５)からシリンダジャケット(１７)に向かう水路出口(２４)を設け、オイル流出孔(１１)の周壁(１８)が脇水路(１５)と水路出口(２４)の両方に臨むようにしたため、タペットガイド孔(６)の周壁(１８)の放熱面積が広がり、タペットガイド孔(６)内を通過するオイルが効率的に冷却される。
（請求項２に係る発明）
請求項１に係る発明の効果１、２に加え、次の効果を奏する。
《効果５》 オイルが効率的に冷却される。
図５(Ａ)に例示するように、脇水路(１５)の壁(２５)をシリンダ(１４)から離れる向きに突出状に湾曲させ、この湾曲した壁(２５)に沿って湾曲したオイル流出孔(１１)を形成したため、この湾曲した壁(２５)がオイル流出孔(１１)の周壁(１８)となり、タペットガイド孔(６)の周壁(１８)の放熱面積が広がり、タペットガイド孔(６)内を通過するオイルが効率的に冷却される。
（請求項３に係る発明）
請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果６》 オイルが効率的に動弁カムのカム面に供給される。
図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、脇水路(１５)の下方でオイル流出孔(１１)の出口部(２６)を横向きに形成するに当たり、出口周肉下部にガイド用切欠部(２７)を設け、オイル流出孔(１１)の出口から流出するオイル(１２)がガイド用切欠部(２７)で動弁カム(７)のカム面に案内されるようにしたため、オイル流出孔(１１)のオイルが効率的に動弁カム(７)のカム面に供給される。
(請求項４に係る発明)
請求項２または請求項３に係る発明の効果に加え、前記効果３を奏する。
(請求項５に係る発明)
請求項２から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加え、前記効果４を奏する。
（請求項６に係る発明）
請求項１から請求項５のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果７》 動弁カムとタペットが効率よく潤滑される。
図４(Ａ)または図５(Ａ)に例示するように、動弁カム(７)がタペット(８)を押し上げる手前の姿勢にある時に、動弁カム(７)の押し上げ面(２１)がオイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)にその下方から臨み、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出したオイル(１２)が動弁カム(７)の押し上げ面(２１)に降りかかるようにしたため、最も接圧の高くなる動弁カム(７)の押し上げ面(２１)に効率的にオイル(１２)が供給され、動弁カム(７)とタペット(８)が効率よく潤滑される。
（請求項７に係る発明）
請求項１から請求項６のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果８》 動弁カムとタペットの潤滑性能の向上が顕著に表れる。
図４(Ａ)または図５(Ａ)に例示するように、クランク軸(１３)の右上でシリンダ(１４)の右横に動弁カム(７)を配置し、動弁カム(７)の上部にタペット(８)を載置した観察状態で、クランク軸(１３)の回転方向(２０)を時計廻り方向としたエンジンでは、クランク軸(１３)からリークするオイルが動弁カム(７)に跳ねかかることがない。このため、動弁カム(７)とタペット(８)にオイルが供給されにくいこの種のエンジンに本発明を適用すると、動弁カム(７)とタペット(８)の潤滑性能の向上が顕著に表れる。
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４はいずれも本発明の第１実施形態に係る頭上弁エンジンを説明する図で、この実施形態では水冷式で多気筒の縦型頭上弁ディーゼルエンジンを用いて説明する。
このエンジンの概要は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダブロック(３)を備えている。シリンダブロック(３)は、上部のシリンダ(１４)と下部のクランクケース(１０)とから成り、これらは一体成型されている。シリンダ(１４)の周囲はシリンダジャケット(１７)で囲まれている。シリンダブロック(１４)の上部にシリンダヘッド(１)を組み付け、シリンダヘッド(１)の上部にヘッドカバー(２８)を組み付けている。クランクケース(１０)の下部にオイルパン(２９)を組み付けている。シリンダヘッド(１)に吸気ポート(３０)と排気ポート(３１)とを形成し、これらの弁口を吸気弁(３２)と排気弁(図外)で開閉するようになっている。吸気弁(３２)と排気弁とは動弁装置により開閉される。
動弁装置の構成は、次の通りである。
図１に示すように、クランクケース(１)内に動弁カム(７)を配置している。ヘッドカバー(２８)内にロッカアーム(３３)を収容している。シリンダヘッド(１)にプッシュロッド挿通孔(２)を設け、シリンダブロック(３)にプッシュロッド挿通室(４)を設け、プッシュロッド挿通孔(２)とプッシュロッド挿通室(４)とを連通させている。図４(Ａ)に示すように、プッシュロッド挿通室(４)の底壁(５)からタペットガイド孔(６)を下向きに導出し、タペットガイド孔(６)の下方に動弁カム(７)を配置し、動弁カム(７)に載置したタペット(８)の昇降をタペットガイド孔(６)で案内し、タペット(８)に載置したプッシュロッド(９)をプッシュロッド挿通室(４)とプッシュロッド挿通孔(２)に一連に挿通させている。図１に示すように、プッシュロッド(９)の上端にロッカアーム(３３)の入力部を当接させている。
動弁装置の潤滑構造は、次の通りである。
図４(Ａ)に示すように、プッシュロッド挿通室(４)の底壁(５)からクランクケース(１０)内に向けてオイル流出孔(１１)を設けている。オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)を動弁カム(７)のカム面の上方で開口させ、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出するオイル(１２)が動弁カム(７)のカム面に降りかかるようにしている。具体的には、動弁カム(７)がタペット(８)を押し上げる手前の姿勢にある時に、動弁カム(７)の押し上げ面(２１)がオイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)にその下方から臨み、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出したオイル(１２)が動弁カム(７)の押し上げ面(２１)に降りかかるようにしている。また、図２、図４(Ａ)(Ｂ)に示すように、タペットガイド孔(６)の上開口周縁部にガイド溝(２２)を設け、このガイド溝(２２)でタペットガイド孔(６)の上開口から溢れるオイル(２３)が、図２、図３に示すように、上側から見て脇水路(１５)に沿って前後方向にのびるオイル流出孔(１１)の水路出口(２４)寄りの部分(１１ｂ)に案内されるようにしている。
オイルの冷却構造は、次の通りである。
クランク軸(１３)の架設方向を前後方向、シリンダブロック(３)の幅方向を左右横方向として、図３に示すように、シリンダ(１４)の横に前後方向にのびる脇水路(１５)を設け、この脇水路(１５)を介してラジエータから流出する冷却水(１６)をシリンダジャケット(１７)に導入するに当たり、オイル流出孔(１１)の周壁(１８)を脇水路(１５)に臨ませている。具体的には、タペットガイド孔(６)と脇水路(１５)との間にオイル流出孔(１１)を設け、前後一対のオイル流出孔(１１)(１１)の間に脇水路(１５)からシリンダジャケット(１７)に向かう水路出口(２４)を設け、オイル流出孔(１１)の周壁(１８)が脇水路(１５)と水路出口(２４)の両方に臨むようにしている。
図５に示す第２実施形態のエンジンは、次の点で第１実施形態と相違する。
図５(Ａ)に示すように、脇水路(１５)の壁(２５)をシリンダ(１４)から離れる向きに突出状に湾曲させ、この湾曲した壁(２５)に沿って湾曲したオイル流出孔(１１)を形成している。脇水路(１５)の下方でオイル流出孔(１１)の出口部(２６)を横向きに形成するに当たり、出口周肉下部にガイド用切欠部(２７)を設け、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出するオイル(１２)がガイド用切欠部(２７)で動弁カム(７)のカム面に案内されるようにしている。
他の構造は、第１実施形態と同じであり、図５中、第１実施形態と同じ要素には、同一の符号を付しておく。
なお、このエンジンは、第１実施形態と第２実施形態のいずれも、図４(Ａ)、図５(Ａ)に示すように、クランク軸中心軸線(１９)と平行な向きに見て、シリンダ(１４)を上下方向に向け、クランク軸(１３)の右上でシリンダ(１４)の右横に動弁カム(７)を配置し、動弁カム(７)の上部にタペット(８)を載置した観察状態で、クランク軸(１３)の回転方向(２０)を時計廻り方向としている。
本発明の第１実施形態に係るエンジンの縦断正面図である。 図１のエンジンに用いるシリンダブロックの平面図である。 図２のシリンダブロックの横断平面図である。 図４(Ａ)は図３のVI−VI線断面図、図４(Ｂ)は図４(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。 図５(Ａ)は本発明の第２実施形態に係るエンジンの図４(Ａ)相当図、図５(Ｂ)は図５(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。
(１)…シリンダヘッド、(２)…プッシュロッド挿通孔、(３)…シリンダブロック、(４)…プッシュロッド挿通室、(５)…底壁、(６)…タペットガイド孔、(７)…動弁カム、(８)…タペット、(９)…プッシュロッド、(１０)…クランクケース、(１１)…オイル流出孔、(１１ａ)…出口、(１２)…オイル、(１３)…クランク軸、(１４)…シリンダ、(１５)…脇水路、(１６)…冷却水、(１７)…シリンダジャケット、(１８)…周壁、(１９)…クランク軸中心軸線、(２０)…回転方向、(２１)…押し上げ面、(２２)…ガイド溝、(２３)…オイル、(２４)…水路出口、(２５)…壁、(２６)…出口部、(２７)…ガイド用切欠部。

Claims (7)

  1. シリンダヘッド(１)にプッシュロッド挿通孔(２)を設け、シリンダブロック(３)にプッシュロッド挿通室(４)を設け、プッシュロッド挿通孔(２)とプッシュロッド挿通室(４)とを連通させ、
    プッシュロッド挿通室(４)の底壁(５)からタペットガイド孔(６)を下向きに導出し、タペットガイド孔(６)の下方に動弁カム(７)を配置し、動弁カム(７)に載置したタペット(８)の昇降をタペットガイド孔(６)で案内し、タペット(８)に載置したプッシュロッド(９)をプッシュロッド挿通室(４)とプッシュロッド挿通孔(２)に一連に挿通させ、プッシュロッド挿通室(４)の底壁(５)からクランクケース(１０)内に向けてオイル流出孔(１１)を設けた、頭上弁エンジンにおいて、
    オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)を動弁カム(７)のカム面の上方で開口させ、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出するオイル(１２)が動弁カム(７)のカム面に降りかかるようにし、
    クランク軸(１３)の架設方向を前後方向、シリンダブロック(３)の幅方向を左右横方向として、シリンダ(１４)の横に前後方向にのびる脇水路(１５)を設け、この脇水路(１５)を介してラジエータから流出する冷却水(１６)をシリンダジャケット(１７)に導入するに当たり、前記オイル流出孔(１１)の周壁(１８)を脇水路(１５)に臨ませ、
    タペットガイド孔(６)と脇水路(１５)との間にオイル流出孔(１１)を設け、前後一対のオイル流出孔(１１)(１１)の間に脇水路(１５)からシリンダジャケット(１７)に向かう水路出口(２４)を設け、オイル流出孔(１１)の周壁(１８)が脇水路(１５)と水路出口(２４)の両方に臨むようにし、
    タペットガイド孔(６)の上開口周縁部にガイド溝(２２)を設け、このガイド溝(２２)でタペットガイド孔(６)の上開口から溢れるオイル(２３)が、上側から見て脇水路(１５)に沿って前後方向にのびるオイル流出孔(１１)の水路出口(２４)寄りの部分(１１ｂ)に案内されるようにした、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
  2. シリンダヘッド(１)にプッシュロッド挿通孔(２)を設け、シリンダブロック(３)にプッシュロッド挿通室(４)を設け、プッシュロッド挿通孔(２)とプッシュロッド挿通室(４)とを連通させ、
    プッシュロッド挿通室(４)の底壁(５)からタペットガイド孔(６)を下向きに導出し、タペットガイド孔(６)の下方に動弁カム(７)を配置し、動弁カム(７)に載置したタペット(８)の昇降をタペットガイド孔(６)で案内し、タペット(８)に載置したプッシュロッド(９)をプッシュロッド挿通室(４)とプッシュロッド挿通孔(２)に一連に挿通させ、プッシュロッド挿通室(４)の底壁(５)からクランクケース(１０)内に向けてオイル流出孔(１１)を設けた、頭上弁エンジンにおいて、
    オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)を動弁カム(７)のカム面の上方で開口させ、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出するオイル(１２)が動弁カム(７)のカム面に降りかかるようにし、
    クランク軸(１３)の架設方向を前後方向、シリンダブロック(３)の幅方向を左右横方向として、シリンダ(１４)の横に前後方向にのびる脇水路(１５)を設け、この脇水路(１５)を介してラジエータから流出する冷却水(１６)をシリンダジャケット(１７)に導入するに当たり、前記オイル流出孔(１１)の周壁(１８)を脇水路(１５)に臨ませ、
    脇水路(１５)の壁(２５)をシリンダ(１４)から離れる向きに突出状に湾曲させ、この湾曲した壁(２５)に沿って湾曲したオイル流出孔(１１)を形成した、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
  3. 請求項２に記載した頭上弁エンジンにおいて、
    脇水路(１５)の下方でオイル流出孔(１１)の出口部(２６)を横向きに形成するに当たり、出口周肉下部にガイド用切欠部(２７)を設け、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出するオイル(１２)がガイド用切欠部(２７)で動弁カム(７)のカム面に案内されるようにした、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
  4. 請求項２または請求項３に記載した頭上弁エンジンにおいて、
    タペットガイド孔(５)の上開口周縁部にガイド溝(２２)を設け、このガイド溝(２２)でタペットガイド孔(５)の上開口から溢れるオイル(２３)がオイル流出孔(１１)に案内されるようにした、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
  5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載した頭上弁エンジンにおいて、
    タペットガイド孔(６)と脇水路(１５)との間にオイル流出孔(１１)を設け、前後一対のオイル流出孔(１１)(１１)の間に脇水路(１５)からシリンダジャケット(１７)に向かう水路出口(２４)を設け、オイル流出孔(１１)の周壁(１８)が脇水路(１５)と水路出口(２４)の両方に臨むようにした、ことを特徴とする頭上弁エンジン
  6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載した頭上弁エンジンにおいて、
    動弁カム(７)がタペット(８)を押し上げる手前の姿勢にある時に、動弁カム(７)の押し上げ面(２１)がオイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)にその下方から臨み、オイル流出孔(１１)の出口(１１ａ)から流出したオイル(１２)が動弁カム(７)の押し上げ面(２１)に降りかかるようにした、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
  7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載した頭上弁エンジンにおいて、
    クランク軸中心軸線(１９)と平行な向きに見て、シリンダ(１４)を上下方向に向け、クランク軸(１３)の右上でシリンダ(１４)の右横に動弁カム(７)を配置し、動弁カム(７)の上部にタペット(８)を載置した観察状態で、クランク軸(１３)の回転方向(２０)を時計廻り方向としたエンジンに適用することを特徴とする頭上弁エンジン。
JP2004241967A 2004-08-23 2004-08-23 頭上弁エンジン Expired - Fee Related JP4355633B2 (ja)

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