JP2006063955A - エンジン動弁系の潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装着スペース確保やコスト増の問題を招くことなく、ステムエンドとタペットの内壁との互いの接触部の潤滑を改善でき、磨耗を抑制できるエンジン１動弁系の潤滑装置を提供することにある。
【解決手段】 シリンダヘッド２に支持され燃焼室Ｃを開閉するバルブ（排気弁）４と、シリンダヘッド２内に摺動可能に支持されたタペット５と、同タペット５の頂壁５０１を介しバルブ４に開方向の押圧力Ｆｏを加えるカム（排気カム）７とを備えたエンジン動弁系の潤滑装置において、リテーナ２５の上向き面にオイル溜り２２を形成したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カムからの開弁方向の押圧力をバルブに伝えて開弁作動させるエンジン動弁系の潤滑装置に関し、特にカムからの押圧力をタペットを介してバルブに伝えるエンジン動弁系の潤滑装置に関する。

エンジン動弁系はクランク軸の回転をカム軸側に伝え、カム軸と一体のカムが生じる押圧力を動弁部材を用いて吸気弁及び排気弁にその開閉駆動力として伝えるよう形成される。
このようなエンジン動弁系のうち、例えば、図７に示す直動型動弁装置が知られている。

この直動型動弁装置では、シリンダヘッド１００内に形成されたガイド孔１１０に沿って摺動する逆カップ状のタペット１２０を用い、これをバルブ１３０のステムエンド１３１に取り付ける。これによりカム１４０の押圧力の内のずれ成分（ステムエンドの軸線と直交する成分）をステムエンド１３１が直接受けることを無くしてそのぶれを防ぐと共にカム１４０からの押圧力（ステムエンドの軸線方向成分）をタペット１２０の頂壁１２１を介してステムエンド１３１が直接的に受けるようにしている。

この直動型動弁装置はばね上部材が少なく、エンジンの高回転化に対応しやすく、その採用が増加している。ところで、直動型動弁装置で用いるタペット１２０は逆カップ状であり、このため、タペット１２０の内部空間にオイルが落下してくることはなく、この内部空間に位置するタペット内壁１２２、ステムエンド１３１、リテーナ１５０、スプリング１６０の上部等の相互に当接する部位に対しての潤滑油の供給は、下方や側方から飛散してくるオイルにより成されるのみである。なお、これに加えて、別途にオイルジェット装置を用いてオイル供給を行うこともある。

なお、直動型動弁装置で用いるタペットの外周面の潤滑性を向上できる技術の一例が特開平８−１４０２１号公報（特許文献１）に開示されている。

特開平８−１４０２１号公報

ところで、上述のように、直動型動弁装置では逆カップ状のタペットを用いるため、頂壁１２１の内壁面とステムエンド１３１との当接部や、ステムエンド１３１の近傍に取り付けられたリテーナ１５０、コッタ１７０、スプリング１６０の上部等がタペットの内部空間に位置する。このため、これら部材は上方からのオイル供給を受けることができず、側方や下方からの飛散オイルを受けることにより互いの摺接面の潤滑を行っており、潤滑油の油量不足を招きやすいという問題がある。特に、タペット頂壁１２１の内壁面とステムエンド１３１が当接する互いの接触部の隙間は飛散オイルの到達量が少なく、互いの接触部の潤滑性が低下し、磨耗が過度に進む傾向にあり、改善が望まれている。

なお、別途にオイルジェット装置を用いた場合、その装着スペース確保の困難性やコスト増を招くといった問題を生じやすい。更に、特許文献１の技術ではタペットの外周壁の潤滑性を改善することができるが、タペットの内壁面とステムエンドとの当接部やその周りの潤滑性を改善することはできない。
本発明は、上述のような問題を解消するものであり、装着スペース確保やコスト増の問題を招くことなく、ステムエンドとタペットの内壁との互いの接触部の潤滑を改善でき、磨耗を抑制できるエンジン動弁系の潤滑装置を提供することにある。

請求項１の発明は、シリンダヘッドに支持され燃焼室を開閉するバルブと、同バルブのステムエンド近傍に取り付けられるリテーナと、上記シリンダヘッド内に摺動可能に支持されたタペットと、同タペットの頂壁を介し上記バルブに開方向の押圧力を加えるカムとを備えたエンジン動弁系の潤滑装置において、上記リテーナの上向き面にオイル溜りを形成したことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のエンジン動弁系の潤滑装置において、上記タペットの頂壁には上記オイル溜りと対向する貫通孔２３が形成されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のエンジン動弁系の潤滑装置において、上記オイル溜りは上記リテーナの外周縁より上向きに延出するフランジ部で形成されたことを特徴とする。

本発明は、バルブのステムエンドがタペットで覆われていても、タペット下方や側方から飛散してくるオイルを上下動するステムエンド近傍のリテーナのオイル溜りが受け入れると共にそのオイルをステムエンドとタペットの内壁との互いの接触部の隙間に飛散させて供給でき、互いの接触部の潤滑を改善でき、磨耗を抑制できる。特に、ステムエンドがタペットの頂壁を介しカムと対向配備された直動型動弁装置であっても、同様の作用効果が得られる。

しかも、本発明は、タペットの頂壁の貫通孔２３より流下するオイルをオイル溜りが容易に受け取り、そのオイルをステムエンドとタペットの内壁との互いの接触部の隙間に飛散により十分に供給することができ、互いの接触部の潤滑をより改善でき、磨耗をより確実に抑制できる。
更に、本発明は、リテーナの外周縁のフランジ部が比較的大きな容量のオイル溜りを形成でき、ステムエンドとタペットの内壁との互いの接触部の隙間に供給するオイル量を容易に確保できる。

図１、２にはこの発明の一実施形態としてのエンジン動弁系の潤滑装置を装着したエンジン１のシリンダヘッド２と、その内部に配備される吸、排気側の動弁系と、同吸、排気系に駆動される吸、排気弁３、４を示した。
図１、２に示すエンジンの動弁系は吸、排気弁３、４のステムエンド３０１、４０１がタペット５の頂壁を介し吸、排気カム６、７と対向する直動型動弁装置である。この直動型動弁装置を収容するシリンダヘッド２はその下壁２０１をシリンダブロック８の上向き面に重ねられ、互いが一体的に締結されることで、エンジン本体の要部を形成している。エンジン本体はシリンダヘッド２の長手方向（図１、２で紙面垂直方向）に複数の気筒を順次配設する多気筒エンジンを成すもので、シリンダヘッド２の下壁２０１に形成された各燃焼室Ｃ（図１、２には１つの燃焼室を示す）との対向壁ｆａには吸、排気ポート９、１０がそれぞれ形成される。各燃焼室Ｃの吸気ポート９は吸気弁３が開閉駆動することで吸気を燃焼室Ｃに適時に導入し、排気ポート１０は排気弁３が開閉駆動することで、排気を燃焼室Ｃから排出させる機能を備える。

シリンダヘッド２はその下壁２０１の上側に複数のポート形成壁やウォータージャケット形成壁としての機能を有するアッパーデッキ１１を備え、アッパーデッキ１１の上側に動弁系の収容空間１２を形成している。なお、エンジン１はＤＯＨＣ式エンジンであり、収容空間１２にはシリンダヘッド２の長手方向（図１、２で紙面垂直方向）に延びる一対の吸、排気カム軸１３、１４が所定間隔を介し平行に配備される。吸、排気カム軸１３、１４はその複数箇所が軸受け部材１５を介してシリンダヘッド２の内壁側に枢支されており、不図示の回転伝達系を介しクランク軸（不図示）に連結され、クランク軸の１／２の回転速度で回転駆動される。

吸気弁３は吸気側の動弁部材により、排気弁４は排気側の動弁部材により夫々開閉駆動され、同様の潤滑装置が付設されることより、以下、ここでは排気側の動弁系を主に説明する。
図１に示すように、燃焼室Ｃの排気ポート１０を開閉する排気弁４はそのバルブステム４０２がバルブガイド１６を介してアッパーデッキ１１側にステム長手方向に摺動自在に支持されている。排気弁４の突端のステムエンド４０１は逆カップ状のタペット５に覆われ、タペット５の頂壁５０１の内壁に凸設されたボス部５０２に当接する。タペット５はシリンダヘッド２内のアッパーデッキ１１及び側壁１７側より突き出すガイド部１８に形成されたガイド孔１９に沿って円筒部５０３が摺動可能に支持されている。

タペット５の頂壁５０１の上面ｆｔには排気カム軸１４と一体回転する排気カム７のカム面が摺動可能に当接する。しかも、タペット５の頂壁５０１のカム面との摺接域Ｅはタペット５がタペット中心線（ここではバルブ中心線Ｌと一致している）回りに回転することより円形を成し（図４（ａ）参照）、その外側域であって後述するオイル溜り２２と対向する部位に貫通孔２３が形成されている。貫通穴２３は上方から落下してくるオイルをタペット５の内部に導入し、オイル溜り２２に滴下することが可能な油路を成すもので、ここには１つ形成されているが、場合により２つ以上形成されてもよい。

排気弁４はその傘部４０３により排気ポート１０を開閉する。排気弁４のステムエンド４０１はスプリング２４の閉弁方向の付勢力Ｆｃをリテーナ２５及びコッタ２６を介し受けるように形成される。即ち、ステムエンド４０１の近傍には環状凹溝２７が形成され、同溝にバルブ軸方向に沿って２つ割されるコッタ２６が嵌着される。両コッタ２６は環状凹溝２７に嵌合することでその外周面をテーパー面ｆｋとするよう形成されている。テーパー面ｆｋはここにリテーナ２５の中央のテーパー穴２５１が係合することで、リテーナ２５を環状凹溝２７にコッタ２６を介し係止させることができる。

ここで、リテーナ２５は軽量化を図るべくアルミ合金で形成される。図１、図３及び図４（ｂ）に示すように、リテーナ２５はテーパー穴２５１の形成された円板状の主部２５２と、主部２５２の外周縁の下面に形成されスプリング２４の上端を係止する環状ばね受け部２５３と、主部の外周縁より上向きに延出する環状フランジ部２５４とを備える。

環状ばね受け部２５３を介し排気弁４に閉弁方向の付勢力Ｆｃを付与するスプリング２４はその下端をアッパーデッキ１１側に形成されたばね受け部２８に当接させている。図１に示すように、ばね受け部２８及びその近傍のアッパーデッキ１１にはオイルが飛散し、落下してくる。これらのオイルは窪み部分ｄに滞留し、これがエンジン１振動等により排気弁４の回りにも飛散する。

図３、図４（ｂ）に示すように、リテーナ２５の主部２５２はその上面と環状フランジ部２５４とで丸皿状をなし、上方を開放したオイル溜り２２を形成している。なお、バルブが倒れ角αを持っている場合には、油面ｆｏがリテーナ２５の主部２５２の上面に対して傾き収容されることより、オイル溜り２２の油量はオイル溜り２２の収容量より少なくなり、この点を考慮して環状フランジ部２５４の高さｈが設定される。更に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、リテーナ２５ａは、環状フランジ部２５４ａの一部に切欠部ｇを設け、フランジ部の高さｈ１を低くして、重量調整を行うようにしてもよい。

図３に示すように、リテーナ２５の主部２５２の直径ｄ０はタペット５の円筒部５０３の内径Ｄ１より小さく形成され、両者間に環状の隙間Ｓが確保されている。この環状隙間Ｓはリテーナ２５とタペット５の頂壁５０１間のタペット内頂部空間Ｅｔにアッパーデッキ１１やばね受け部２８からの飛散オイルが侵入することを容易化しており、タペット内頂部空間Ｅｔと対向する摺接部への潤滑油の供給に寄与している。

リテーナ２５の上面のオイル溜り２２はタペット５の頂壁５０１の内壁面と所定間隔をあけて対向しており、このタペット内頂部空間Ｅｔに下方や側方から飛散してくるオイルや、タペット５の貫通穴２３から落下してくるオイルを受け入れることができる。
なお、図１、２のエンジン１は、上述のような排気弁４に動弁系の潤滑装置を配備していたが、吸気弁３側にもこれと左右対称に近い構造を備える潤滑装置が付設されるが、ここでは重複説明を略す。

上述のエンジン１が駆動すると、直動型動弁装置の駆動により吸、排気弁３、４が各スプリング２４の付勢力Ｆｃのみを受ける回転域で吸、排気ポート１０を閉鎖し、各スプリング２４の付勢力Ｆｃに抗して吸、排気カム６、７の押圧力Ｆｏを受ける回転域で吸、排気ポート９、１０を開放する。そして、吸、排気ポート９、１０の開閉が適正回転時期に成されることでエンジン１の各燃焼室Ｃは所定の燃焼サイクルを実行させて出力を発生させる。

このようなエンジン１はその駆動時に、不図示のオイル循環系から吸、排カム軸１３、１４側にオイルが常時供給されており、供給されたオイルはアッパーデッキ１１に落下し、不図示のオイル流下路側に流動する。この際、ばね受け部２８やその他の部位の窪み部分ｄにオイルは滞留し、滞留オイルの一部がエンジン振動やスプリング２４作動等の影響で、タペット５内に飛散し、特に、環状隙間Ｓを通してタペット内頂部空間Ｅｔに達し、リテーナ２５のオイル溜り２２に達する。このオイル溜り２２にはタペット５の貫通穴２３を通過してくるオイルも流入し、比較的十分なオイルが常時保持される。このため、オイル溜り２２はその滞留するオイルをステムエンド４０１とタペット５側のボス部５０２との互いの接触部の隙間ｔに容易に飛散させて供給でき、互いの接触部の潤滑を改善でき、同部の潤滑不足による過剰磨耗を抑制できる。

特に、図１、２のエンジンの動弁系は直動型動弁装置であり、逆カップ状のタペット５によりステムエンド４０１近傍への飛散オイルの供給量が比較的少ないにもかかわらず、本発明の潤滑装置では、一度リテーナ２５より上のタペット内頂部空間Ｅｔに跳ね上げられたオイルや、貫通穴２３を通過してくるオイルをオイル溜り２２で受けるので、下に落ちにくくでき、オイル溜り２２に蓄積されたオイルをリテーナ２５及びタペット５の上下動に応じてステムエンド３０１、４０１とタペット５のボス部５０２との隙間ｔに十分飛散させ供給することができ、直動型動弁装置であっても互いの接触部の潤滑を改善でき、磨耗を抑制できる。

上述のところにおいて、タペット５はその頂壁５０１に貫通穴２３を形成され、リテーナ２５のオイル溜り２２へのオイル供給量の十分な量の確保を図っていたが、下方や側方からオイル溜り２２に達する飛散オイルの量が多いエンジン１であれば、この貫通穴を排除してもよい。更に、タペット５の頂壁５０１の貫通穴２３を排除し、不図示のオイルジェット装置をばね受け部２８の近傍に配設して、オイル溜り２２へのオイル供給量を確保してもよい。この場合、オイル溜りを持たない従来のリテーナを用いた場合と比べて、タペット内頂部空間Ｅｔからのオイルの落下が抑制されることより、オイルジェット装置の小型化を図ることができる。

上述のところにおいて、オイル溜り２２はリテーナ２５の外周縁より上向きに延出する環状フランジ部２５４で形成されていたが、図６に示すように、リテーナ２５ｂの本体２５２ｂをすり鉢状の上向き面ｆｎとして形成し、そこにオイル溜り２２ｂを形成してもよく、この場合も図１のリテーナ２５と同様の作用、効果が得られる。

本発明は直動型動弁装置に適応されるとして説明されていたが、タペットを備え、タペットとカムとの間に他の動弁部材が介在するタイプの動弁装置を備えたエンジンにも本発明を同様に適用できる。

本発明の一実施形態としてのエンジン動弁系の潤滑装置を備えたエンジンのシリンダヘッドの要部切欠断面図である。 図１のエンジン動弁系の潤滑装置を備えたエンジンの概略構成図である。 図１のエンジン動弁系で用いるタペット及びリテーナの要部切欠拡大断面図である。 図１のエンジン動弁系で用いるタペット及びリテーナリテーナを示し、（ａ）はタペットの拡大平面図、（ｂ）はリテーナの拡大平面図である。 図１のエンジン動弁系で用いるリテーナの変形例を示し、（ａ）は変形例リテーナの側面図、（ｂ）は平面図である。 図１のエンジン動弁系で用いるリテーナの他の変形例の側面図である。 従来の直動型動弁装置が装着されたシリンダヘッドの要部切欠断面図である。

符号の説明

１ エンジン
２ シリンダヘッド
４ バルブ（排気弁）
５ タペット
５０１ 頂壁
２２ オイル溜り
２３ 貫通穴
２５ リテーナ
２５４ 環状フランジ部
ｃ 燃焼室
Ｆｏ 押圧力

Claims (3)

1. シリンダヘッドに支持され燃焼室を開閉するバルブと、同バルブのステムエンド近傍に取り付けられるリテーナと、上記シリンダヘッド内に摺動可能に支持されたタペットと、同タペットの頂壁を介し上記バルブに開方向の押圧力を加えるカムとを備えたエンジン動弁系の潤滑装置において、
   上記リテーナの上向き面にオイル溜りを形成したことを特徴とするエンジン動弁系の潤滑装置。
2. 請求項１記載のエンジン動弁系の潤滑装置において、
   上記タペットの頂壁には上記オイル溜りと対向する貫通孔が形成されたことを特徴とするエンジン動弁系の潤滑装置。
3. 請求項１又は２に記載のエンジン動弁系の潤滑装置において、
   上記オイル溜りは上記リテーナの外周縁より上向きに延出するフランジ部で形成されたことを特徴とするエンジン動弁系の潤滑装置。
   

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