JP7415103B2 - エンジン - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等のエンジンに関する。

エンジン、例えばディーゼルエンジンは、ロッカーアームシャフトとロッカーアームブラケットとを備えている。ロッカーアームブラケットは、ロッカーアームシャフトを支える機能を有する。ロッカーアームシャフトには、ロッカーアームブラケットに潤滑用のオイルを供給する経路が設けられている。オイルは、ロッカーアームシャフトとロッカーアームブラケットとの勘合隙間に供給され、ロッカーアームブラケットの周辺の構成要素の潤滑を行う。特許文献１には、エンジンのロッカーアームブラケットの構造例が開示されている。

ディーゼルエンジンには、１気筒当たり合計４弁の吸排気弁が設けられているものがある。１気筒当たり合計４弁の吸排気弁がディーゼルエンジンに設けられていると、１気筒当たり合計３弁以下の吸排気弁が設けられているディーゼルエンジンに比べて、吸排気弁を動作させる際に、タペットに加わる力が増大する。タペットに加わる力が増大すると、タペットの摺動部の摩耗が増える。従って、タペットの摺動部の摩耗を抑制するための摩耗対策が求められる。

特開２００５－２６４８４４号公報

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、吸排気弁の数が増加しても、タペットの摺動部の摩耗を低減することができるエンジンを提供することを目的とする。

前記課題は、ロッカーアームシャフトを支持するロッカーアームブラケットを備えるエンジンであって、前記ロッカーアームブラケットは、前記ロッカーアームシャフトから供給される潤滑用のオイルをタペットの摺動部に対して供給するオイル供給経路を有し、前記オイル供給経路は、前記ロッカーアームブラケットにおいて前記タペットの摺動部に向けて前記オイルを供給するために斜め下向きに傾斜して形成されていることを特徴とする本発明に係るエンジンにより解決される。

本発明に係るエンジンによれば、ロッカーアームブラケットは、ロッカーアームシャフトから供給される潤滑用のオイルをタペットの摺動部に対して供給するオイル供給経路を有する。オイル供給経路は、ロッカーアームブラケットにおいてタペットの摺動部に向けて斜め下向きに傾斜して形成されている。従って、潤滑用のオイルは、斜め下向きに傾斜したオイル供給経路を通じてタペットの摺動部にスムーズに供給される。これにより、吸排気弁の数が増加してタペットに加わる力が増大しても、タペットの摺動部の摩耗を低減することができる。

本発明に係るエンジンにおいて、好ましくは、前記タペットの摺動部は、前記タペットと前記タペットを摺動させるタペット孔とを含むことを特徴とする。
本発明に係るエンジンによれば、タペットの摺動部に含まれるタペット孔とタペットとの摩耗を低減できる。

本発明に係るエンジンにおいて、好ましくは、前記オイル供給経路は、前記ロッカーアームブラケットに設けられた貫通孔であって前記ロッカーアームシャフトを支持する貫通孔につながるように形成された切り欠き部であることを特徴とする。
本発明に係るエンジンによれば、ロッカーアームブラケットにおいて斜め下向きに切り欠き部を形成するだけで、低コストで容易にオイル供給経路を得ることができる。

本発明に係るエンジンにおいて、好ましくは、前記ロッカーアームブラケットは、前記オイル供給経路と前記タペット孔との間の前記オイルが通過する領域に形成され前記オイルを保持するために表面積を増加させたオイル保持領域部を有することを特徴とする。
本発明に係るエンジンによれば、ロッカーアームブラケットは、オイル供給経路とタペット孔との間のオイルが通過する領域に形成されたオイル保持領域部を有する。オイル保持領域部は、オイルを保持するために表面積を増加させた部分である。このため、オイル保持領域部は、オイルを付着させて保持するための表面積を容易に増やせる。このため、エンジンがスタートとストップとを繰り返す際に、エンジンをストップさせてもオイル保持領域部からオイルをタペット孔とタペットとへ供給できる。そのため、タペット孔およびタペットへのオイルの供給切れを低減することができる。

本発明に係るエンジンにおいて、好ましくは、前記オイル保持領域部は、前記タペット孔の上部に位置する前記ロッカーアームブラケットの壁面に形成されていることを特徴とする。
本発明に係るエンジンによれば、ロッカーアームブラケットの壁面のオイル保持領域部は、オイルを付着させて保持する表面積を増やせる。このため、エンジンがスタートとストップとを繰り返す際に、エンジンをストップさせてもオイル保持領域部からオイルをタペット孔とタペットとへ供給できる。そのため、タペット孔およびタペットへのオイルの供給切れを低減することができる。

本発明に係るエンジンにおいて、好ましくは、前記オイル保持領域部は、複数の突起部が配列されることにより前記表面積を増加させた領域であることを特徴とする。
本発明に係るエンジンによれば、オイル保持領域部は、複数の突起部を配列するだけで、オイルを付着させて保持する表面積を低コストで容易に増やすことができる。

本発明によれば、吸排気弁の数が増加しても、タペットの摺動部の摩耗を低減することができるエンジンを提供することができる。

本発明の実施形態に係るエンジンの一例としてディーゼルエンジンを示す図である。 図１に示すエンジンの領域Ｒの構造を拡大して示す図である。 ロッカーアームブラケットを示す正面図である。 ロッカーアームブラケットを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態のロッカーアームブラケットを示す図である。 図５のロッカーアームブラケットを有するエンジンの領域Ｒの構造を拡大して示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
＜エンジン１の構成例＞
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの一例としてディーゼルエンジンを示している。図１に示すエンジン１は、例えばコモンレール式のディーゼルエンジンであり、エンジン１は、例えば産業用ディーゼルエンジンである。エンジン１は、例えばターボチャージ付きの過給式の高出力な４気筒エンジンである。エンジン１は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような各用途の機器に搭載される。

図１に示すエンジン１は、図面の簡単化のために、断面を示すハッチングの図示を省略している。エンジン１は、例えば多気筒頭上弁式のディーゼルエンジンであり、２つの吸気弁と２つの排気弁を有する４弁の直噴型のディーゼルエンジンである。エンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、ヘッドカバー４と、を備えており、シリンダブロック２の下部とオイルパンの図示は省略している。

ヘッドカバー４は、シリンダヘッド３の上に組付けられていて、ロッカーアームブラケット４０やロッカーアームシャフト３０等を収容している。シリンダブロック２は、上部のシリンダ５と、下部のクランクケース６と、を有する。ピストン８は、シリンダ５内に配置されている。クランク軸９は、クランクケース６内に配置されている。ピストン８は、コンロッド１０を介してクランク軸９に連結されている。

シリンダ５は、動弁カム室１１を有する。動弁カム室１１には、動弁カム軸１２とカム１２Ｃが収容されている。タペット１３がタペット孔１４に沿って上下動可能になっている。タペット１３とタペット孔１４は、タペットの摺動部に相当する。タペット１３の下部は、動弁カム軸１２のカム１２Ｃに載っている。プッシュロッド１５は、プッシュロッド挿通孔１６に通っている。ロッカーアーム１７は、ヘッドカバー４内に配置されている。プッシュロッド１５の半球状の上端支持部１５Ｔは、ロッカーアーム１７の一端部側の半球状の下端受け部１７Ｒを受けて支持している。動弁カム軸１２のカム１２Ｃが回転することで、タペット１３はタペット孔１４内で上下動して、プッシュロッド１５は、プッシュロッド挿通孔１６内で上下動して、ロッカーアーム１７の下端受け部１７Ｒを上下動させる。

ロッカーアーム１７は、ロッカーアームシャフト３０に固定されており、ロッカーアーム１７は、ロッカーアームシャフト３０を中心にして揺動可能である。ロッカーアーム１７の他端部は、吸気ロッカーブリッジ３１に連結されている。吸気ロッカーブリッジ３１は、ボス３２に固定されている。吸気ロッカーブリッジ３１は、吸気弁３３，３３の上端部を固定している。スプリング３４，３４が、シリンダヘッド３と、吸気ロッカーブリッジ３１との間に配置されている。

図１に示す状態では、吸気弁３３，３３は、スプリング３４，３４の付勢力により押し上げられていて、吸気弁３３，３３は吸気口３５，３５を閉じている。動弁カム軸１２とカム１２Ｃが回転すると、プッシュロッド１５が押し上げられる。プッシュロッド１５が押し上げられると、プッシュロッド１５の押し上げた力は、ロッカーアーム１７に伝わり、ロッカーアーム１７は、ロッカーアームシャフト３０を中心にして動く。これにより、２つの吸気弁３３，３３は、ロッカーアーム１７によりスプリング３４，３４の付勢力に抗して押し下げられることにより、吸気弁３３，３３は吸気口３５，３５をそれぞれ開くようになっている。上述した構造例は、吸気弁３３，３３の上下移動による開閉動作機構であるが、図示しない２つの排気弁の開閉動作機構も同様な構造を有している。図１では、ロッカーアームブラケット４０は、ロッカーアーム１７の後側にある。
なお、図１において、エンジン１のクランク軸９の軸方向をＸ方向として、エンジン１の幅方向をＹ方向とし、そしてエンジン１の上下方向をＺ方向としている。

図１に示すヘッドカバー４内にある潤滑用のオイル（潤滑油）は、一例として、次のようなオイル戻し経路で、図示しないオイルパン側に落下するようになっている。オイル戻し経路は、プッシュロッド挿通孔１６と、タペット１３の内部と、オイル流出孔２１と、動弁カム室１１と、オイル落下孔２２を有している。オイル流出孔２１は、タペット１３に設けられている。オイル落下孔２２は、動弁カム室１１からクランクケース６まで設けられている。これにより、ヘッドカバー４内にある潤滑用のオイルは、プッシュロッド挿通孔１６と、タペット１３の内部と、オイル流出孔２１と、動弁カム室１１と、オイル落下孔２２と、クランクケース６内を通って、オイルパン内に戻すことができる。シリンダヘッド３の４気筒の各気筒は、図示を省略しているが、吸気通路と排気通路に接続されている。

図２は、図１に示すエンジン１の領域Ｒの構造を拡大して示している。
図２に示すように、ロッカーアームシャフト３０は、ロッカーアームブラケット４０により回転可能に支持されている。ロッカーアームブラケット４０は、シリンダヘッド３に固定されている。ロッカーアームブラケット４０の構造例は、図３と図４に示している。図３は、ロッカーアームブラケット４０を示す正面図であり、図４は、ロッカーアームブラケット４０を示す斜視図である。

＜ロッカーアームブラケット４０＞
図３と図４に示すように、ロッカーアームブラケット４０は、断面円形の貫通孔４１と、切り欠き部状のオイル供給経路５０を有する。図２に示すロッカーアームシャフト３０は、図３と図４に示す貫通孔４１に支持されている。ロッカーアームシャフト３０は、図示を省略しているが、例えば軸方向に沿って潤滑用のオイルを案内するオイル案内通路を内部に有している。オイル供給経路５０は、貫通孔４１に連続して形成されており、オイル供給経路５０は、貫通孔４１の半径方向に沿って延びるようにして形成されている。オイル供給経路５０は、ロッカーアームシャフト３０を支持するためのシャフト支持用の貫通孔４１に対して形成された切り欠き部である。しかも、オイル供給経路５０は、貫通孔４１から斜め下向きに伸びるようにして形成されている。

図２から図４に示すオイル供給経路５０は、図３に示すように、Ｙ－Ｚ平面において、Ｙ方向に対して所定の角度θだけ斜め下向きに傾けて形成されている。角度θは、図２に示すヘッドカバー４内にある潤滑用のオイル１００が、ロッカーアームシャフト３０のオイル案内通路からオイル供給経路５０を経て、プッシュロッド１５とプッシュロッド挿通孔１６の内周面と、図１に示すタペット１３とタペット孔１４内へ、重力により滞りなくスムーズに供給できる角度の数値であれば、特に限定されない。

このように、オイル供給経路５０が、図３と図４に示すように、所定の角度θだけ斜め下向きに傾けて形成されていることから、オイル供給経路５０の先端部５１は、プッシュロッド１５の上端支持部１５Ｔに向いており、上端支持部１５Ｔに近接した位置に達している。

これにより、潤滑用のオイル１００は、プッシュロッド１５の上端支持部１５Ｔからプッシュロッド１５を伝わって流れていき、プッシュロッド挿通孔１６の内周面と、タペット１３とタペット孔１４の内周面へスムーズに供給できる。従って、タペット１３の外周面とタペット孔１４の内周面の摩耗を低減することができる。すなわち、オイル１００のスムーズで確実な供給により、プッシュロッド挿通孔１６の内周面はオイルにより濡れ、タペット１３の外周面とタペット孔１４の内周面における潤滑性が向上し、タペット１３の外周面とタペット孔１４の内周面の耐摩耗性を向上でき、図１に示すエンジン１の長寿命化が図れる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図５と図６を参照して説明する。
図５は、本発明の第２実施形態のロッカーアームブラケット４０Ａを示しており、図６は、エンジンの領域Ｒの構造を拡大して示している。図５と図６に示す第２実施形態のロッカーアームブラケット４０Ａの要素が、図２と図３に示す第１実施形態のロッカーアームブラケット４０の要素と同様の個所には同じ符号を記して、その説明を省略する。

図５と図６に示すロッカーアームブラケット４０Ａが図２と図３に示すロッカーアームブラケット４０と異なる点は、次の通りである。ロッカーアームブラケット４０Ａの表面には、オイル保持領域部６０が形成されている。オイル保持領域部６０は、オイル供給経路５０の先端部５１と、プッシュロッド挿通孔１６と、の間のオイル１００が通過する領域であって、ロッカーアームブラケット４０Ａの壁面４０Ｓに形成されている。

オイル保持領域部６０は、オイル１００を壁面４０Ｓにおいて一時的に保持するために表面積を増加させた部分である。例えば、図５と図６に示すように、オイル保持領域部６０は、ロッカーアームブラケット４０Ａの壁面４０Ｓに形成されている。オイル保持領域部６０は、オイル１００を一時的に保持するために、複数の突起部６１をＹ－Ｚ平面において、所定の配列パターンで配列することにより、壁面４０Ｓの表面積を増加させている。突起部６１は、壁面４０Ｓにおいて例えば千鳥状に配置することができる。突起部６１の形状は、図示例では半円形状になっているが、これに限らず、三角錐形状、三角柱形状等の各種の形状を採用することができる。

潤滑用のオイル１００は、プッシュロッド１５の上端支持部１５Ｔからプッシュロッド１５を伝わって流れるとともに（図２参照）、図６に示すように、オイル保持領域部６０の各突起部６１に沿っても流れる。このため、オイル保持領域部６０におけるオイル１００の表面付着によるオイル１００の量が増える。

上述したように、ロッカーアームブラケット４０Ａの表面では、オイル保持領域部６０におけるオイル１００の表面付着によるオイル１００の量を増やすことができる。このため、例えば図１に示すエンジン１がストップした時に、オイル保持領域部６０に保持されているオイル１００が、タペット１３の外周面とタペット孔１４の内周面へ供給可能である。エンジン１がスタートとストップを繰り返す際に、エンジン１をストップさせてもオイル保持領域部６０から潤滑用のオイル１００をタペット孔とタペットへ供給できる。このため、タペット１３の外周面とタペット孔１４の内周面へのオイル１００の供給切れを低減することができる。

従って、例えばスタートとストップを繰り返す機器において、エンジンの特にプッシュロッド挿通孔１６の内周面と、タペット１３の外周面とタペット孔１４の内周面の潤滑性を向上して、タペット１３の外周面とタペット孔１４の内周面の摩耗を低減することができる。すなわち、オイル１００のスムーズで確実な供給により、タペット孔１４の内周面における潤滑性が向上し、耐摩耗性を向上できることから、図１に示すエンジン１の長寿命化が図れる。

以上説明したように、本発明の実施形態のエンジン１においては、タペットの摺動部であるタペット孔１４の内周面とタペット１３の外周面の摩耗を低減できる。オイル供給経路５０は、ロッカーアームブラケット４０，４０Ａにおいて斜め下方向に切り欠き部を形成するだけで、低コストで容易に得ることができる。ロッカーアームブラケット４０Ａには、オイル供給経路５０の先端部５１と、プッシュロッド挿通孔１６と、の間のオイル１００が通過する領域に、オイル保持領域部６０が形成されている。このため、オイル保持領域部６０は、オイル１００を付着させて一時的保持（貯留）する表面積を容易に増やせる。

ロッカーアームブラケット４０Ａの壁面４０Ｓのオイル保持領域部６０は、オイル１００を付着させて一時的に保持（貯留）するための表面積を増やせる。このため、エンジン１がスタートとストップを繰り返す際に、エンジンをストップさせてもオイル保持領域部６０からオイル１００をタペット孔１４とタペット１３へ供給できるので、タペット孔１４とタペット１３へのオイル１００の供給切れを低減することができる。オイル保持領域部は６０、例えば複数の突起部６１を配列するだけで、複数の突起部６１でオイルを保持する表面積を、低コストで容易に増やすことができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。
図示例では、エンジンとして例えば４気筒の産業用ディーゼルエンジンを例に挙げているが、これに限らず、本発明のエンジンは、ガソリンエンジンや、ハイブリッド型のエンジン等にも適用でき、大型から小型のエンジンに適用できる。

図５と図６に示す例では、オイル保持領域部６０は、複数の突起部６１を配列することで構成されているが、これに限らず、例えばオイル保持領域部６０は、複数の凹部を配列することにより構成したり、複数の突起部と複数の凹部を組み合わせることで構成しても良い。また、オイル保持領域部６０の突起部や凹部の形状は、図５と図６に示すように点状であったり、線状であっても良い。

１：エンジン、 ２：シリンダブロック、 ３：シリンダヘッド、 ４：ヘッドカバー、 ５：シリンダ、 ６：クランクケース、 ８：ピストン、 ９：クランク軸、 １０：コンロッド、 １１：動弁カム室、 １２：動弁カム軸、 １２Ｃ：カム、 １３：タペット、 １４：タペット孔、 １５：プッシュロッド、 １５Ｔ：上端支持部、 １６：プッシュロッド挿通孔、 １７：ロッカーアーム、 １７Ｒ：下端受け部、 ２１：オイル流出孔、 ２２：オイル落下孔、 ３０：ロッカーアームシャフト、 ３１：吸気ロッカーブリッジ、 ３２：ボス、 ３３：吸気弁、 ３４：スプリング、 ３５：吸気口、 ４０：ロッカーアームブラケット、 ４０Ａ：ロッカーアームブラケット、 ４０Ｓ：壁面、 ４１：貫通孔、 ５０：オイル供給経路、 ５１：先端部、 ６０：オイル保持領域部、 ６１：突起部、 １００：オイル、 Ｒ：領域

Claims (4)

1. ロッカーアームシャフトを支持するロッカーアームブラケットを備えるエンジンであって、
   前記ロッカーアームブラケットは、前記ロッカーアームシャフトから供給される潤滑用のオイルをタペットの摺動部に対して供給するオイル供給経路を有し、
   前記タペットの摺動部は、前記タペットと前記タペットを摺動させるタペット孔とを含み、
   前記オイル供給経路は、前記ロッカーアームブラケットにおいて前記タペットの摺動部に向けて前記オイルを供給するために斜め下向きに傾斜して形成され、前記ロッカーアームブラケットに設けられた貫通孔であって前記ロッカーアームシャフトを支持する貫通孔につながるように形成された切り欠き部であることを特徴とするエンジン。
2. 前記ロッカーアームブラケットは、前記オイル供給経路と前記タペット孔との間の前記オイルが通過する領域に形成され前記オイルを保持するために表面積を増加させたオイル保持領域部を有することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記オイル保持領域部は、前記タペット孔の上部に位置する前記ロッカーアームブラケットの壁面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
4. 前記オイル保持領域部は、複数の突起部が配列されることにより前記表面積を増加させた領域であることを特徴とする請求項２または３に記載のエンジン。
   

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