JPH049478Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は平タペツトの改良に関し、特に、内燃
機関の動弁系等に使用され、カムの回転運動を往
復運動に変換する平タペツトの改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、回転運動するカムにその底面で接触し
て、回転運動を往復運動に変換する平タペツトで
は、カムとタペツトとの良好な潤滑を得ることを
目的に、カム側に若干（4′〜7′程度）のテーパを
付したり、タペツトの底面を単一の曲率を持つ球
面状に形成したり、さらにはカムとタペツトの中
心をオフセツトさせている。

これはカムプロフイル上カム・タペツト間の相
対滑り速度が０になる所が必ずあり、このとき、
油膜切れを発生し、信頼性上好ましくないからで
ある。これを対策する目的で、タペツト軸中心の
回転を助長し、油膜厚さの保持を担つている。

一方、タペツトの最外周径は、カムのリフトカ
ーブにおいて最大速度と関連があり、実際のリフ
トにおいて、カム速度が最大の時、タペツトは外
周部近傍で接している。また、最大リフト時はタ
ペツトの中央部で接している。

なお、タペツトの最大リフト時のカムとコンタ
クトストレス（ヘルツ応力）によりタペツトの底
面の曲率半径を決定すると、その値はかなり大き
く（1000〜10000Rぐらい）なつてしまう。

ここで、第３図に示すような従来の球面曲率半
径が単一の平タペツト１（この例では2500Rの単
一）の問題点について見てみる。このタペツト１
で中央部２の突出量が47μ程度であり、カムの最
大速度近傍でのカム３とタペツト１の状態は第４
図に示すようになる。

このような状態でカム３とタペツト１とが当た
り続け、仮に中央部２が47μ摩耗してカム３の底
面が平坦になつたとすると、カム３はタペツト１
に第５図に斜線で示すように当たる（但しこの時
タペツト１はその軸線方向には回転しないものと
する）。

すると、カム３とタペツト１とは第５図のＺ部
に示すようにエツジ当たりをするようになり、さ
らにタペツト１の摩耗が進むと第６図に示すよう
にエツジ当たりするようになつたり、タペツト１
の底面が凹状に摩耗したり、さらには第７図に示
すようにカム３側にも局部的に摩耗箇所Ｍが生じ
るようになり、この後、カム３の速度が大きい部
分において、タペツト１の角部が完全な金属接触
を起こし、機械加工相当を行うようになる。

この結果、カム３とタペツト１との接触部から
金属粉が発生し、油膜部に混入するとこれがカム
ノーズ部に巻き込まれ、よりタペツト１の底面を
凹状にしたり、カム３に異常摩耗が加速度的に進
展するという問題がある。

以上の問題を防ぐため、タペツト１の底面の
径を大きくする。より摩耗しても底面が凸状で
あるように曲率半径を小さくする、カム３のプ
ロフイルを変更して最大速度を低くするなどの対
策が考えられるが、はスペース的に問題があ
り、はカムのノーズ部の接触応力が過大となる
問題があり、はエンジン組立の性能により制限
がある、といずれの手法にも制限や問題があり、
思うに任せない。

また、実開昭56−54204号公報に示されるよう
に、タペツトの底面に凹面を形成すると共に、こ
れに接触するカムを卵型とした動弁機構が見られ
るが、この機構は実際の加工が難しく、コスト高
になつて実用的ではないという問題がある。

一方、実開昭59−107907号公報にタペツトの接
触面と側周面が交わる角隅部を微小な曲率半径で
面取りして湾曲面を形成したものが提案されてい
る。しかし、このタペツトはカムの摩耗を防止す
る目的で提案されたものであり、タペツトのリフ
ト開始時及び終了時にカム山に当たるタペツトの
角隅部を円滑に接触させようとするものであつ
て、タペツトの接触面の摩耗に配慮したものでは
ない。

そして、このタペツトの接触面は、平面または
単一曲率の曲面によつて形成されているため、例
えば、この接触面の曲率半径2500Rで、中央部の
突出量が47μ程度の単一曲率の曲面である場合
に、この接触面が250〜300μ程度摩耗とすると、
角隅部の微小な曲率半径の湾曲面をも摩耗してし
まい、タペツトとカムが鋭くエツジ当たりをする
ようになり、異常摩耗が加速度的に進行してしま
うという問題があつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、前記従来の平タペツトの有す
る問題点を解消し、タペツトのカムとの当接面の
形状を改良することにより、カムとタペツトとの
エツジ当たりによる加速度的摩耗を防止できる耐
久性に優れた平タペツトを提供することである。

〔考案の構成〕

前記目的を達成するための本考案に係る平タペ
ツトは、回転運動するカムに摺接してリフトする
タペツトの接触面を凸状の複合曲面に形成すると
共に、この複合曲面は、タペツトの軸方向の中心
線上の複数の点からの曲率半径を、この底面の中
心部から外周部に向かつて小さくすることによつ
て形成した構成である。

〔実施例〕

以下、添付図面を用いて本考案の実施例を説明
する。

第１図及び第２図は本考案の平タペツト１０の
一実施例を示すものである。

図において、１１は平タペツト１０のプツシユ
ロツド受部、１２は胴部、１３がこの胴部１２の
下端部に設けられたフランジ部１４の、カム３と
当接する底面を示している。

平タペツト１０の中央部のカムノーズ部に接触
し、最大ヘルツ応力が発生する場所は、曲率半径
Ｒを充分大きい値のR₁にし、むしろヘルツ応力
は低減方向とし、中央から外周にかけて前記曲率
半径Ｒの値をＲ＝R₂、Ｒ＝R₃（但しR₁＞R₂＞R₃）
のように小さくしていく。外周で接するという事
は、カム３側の曲率半径が大きい事であり、タペ
ツト１０の曲率半径Ｒは極端に小さくしてもヘル
ツ応力的には全く問題にならない。

これによつて、例えば前述の従来例のような底
面が球面でその突出量が47μのタペツト１に対し
て、250〜300μ程度まで平タペツト１０が摩耗し
ても、エツジ当たりが発生しない平タペツト１０
は充分可能になる。このとき、もちろんカム側の
平タペツト１０のフランジ部１４の外径を変更す
る必要はない。

〔考案の効果〕

本考案の平タペツトは、回転運動するカムに摺
接してリフトするタペツトの接触面を凸状の複合
曲面に形成すると共に、この複合曲面は、タペツ
トの軸方向の中心線上の複数の点からの曲率半径
を、この接触面の中心部から外周部に向かつて小
さくすることによつて形成したので、以下の効果
を奏することができる。

カムに摺接するタペツトの接触面は、異なる曲
率の曲面が連続した複合曲面として形成されてお
り、この複合曲面はタペツトがリフトを開始して
から終了するまでの間中、タペツトの接触面を円
滑にカム山に接触させることができるので、この
接触面の中央部の曲率半径の大きな曲面が摩耗し
ても、外周部の曲率半径の小さな曲面までは摩耗
が及ばないため、タペツトとカムとのエツジ当た
りが発生せず、カム、タペツト間のエツジ当たり
による加速度的摩耗が防止され、平タペツトの耐
久性が向上するという効果がある。また、カム、
タペツトの設計上の制限が拡大されるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の平タペツトの一実施例の斜視
図、第２図は第１図の平タペツトの縦断面図、第
３図は従来のタペツトの縦断面図、第４図は第３
図のタペツトとカムとの当接状態を示す説明図、
第５図は底面が平坦になつた状態のタペツトにカ
ムが当接する様子を示す説明図、第６図は摩耗し
た状態のタペツトにカムが当接する状態を示す説
明図、第７図はタペツトの摩耗によつて局部摩耗
が発生した状態のカムの斜視図である。 １……タペツト、３……カム、１０……本考案
の平タペツト、１３……底面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転運動するカムに摺接してリフトするタペツ
   トの接触面を凸状の複合曲面に形成すると共に、
   この複合曲面は、タペツトの軸方向の中心線上の
   複数の点からの曲率半径を、この接触面の中心部
   から外周部に向かって小さくすることによつて形
   成した平タペツト。