JP2008240633A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プッシュロッドの曲げ剛性を，その重量増を極力抑えながら強化して，カム軸に対するエンジンバルブの追従性を良好にする。
【解決手段】カム軸６により作動されるタペット１７と，ロッカ軸９に揺動自在に支持されて，一端部をエンジンバルブ２，３の頭部に連接させるロッカアーム１０と，このロッカアーム１０の他端部とタペット１７間を連結するプッシュロッド７とを備え，このプッシュロッド７には，潤滑オイルが通過する中空部２５ａを設けた，エンジンの動弁装置において，プッシュロッド７を，中空部２５ａを有する円筒部２５及び，この円筒部２５の外周面に放射状に突設されて円筒部２５の軸方向に延びる複数の放射状リブ２６よりなるロッド本体７ａと，前記中空部２５ａと連通するオイル孔３２を有して，ロッド本体７ａの両端に嵌合，固着されるエンド部材７ｂとで構成した。
【選択図】 図３

Description

本発明は，エンジンの動弁装置に関し，特に，エンジンのシリンダヘッドに取り付けられるエンジンバルブを閉じ方向に付勢するバルブスプリングと，エンジン本体に支持されるカム軸と，エンジン本体に昇降可能に支持されてカム軸により作動されるタペットと，シリンダヘッドにロッカ軸を介して揺動自在に支持されて，一端部をエンジンバルブの頭部に連接させるロッカアームと，このロッカアームの他端部とタペット間を連結するプッシュロッドとを備え，このプッシュロッドには，潤滑オイルが通過する中空部を設けたものゝ改良に関する。

かゝるエンジンの動弁装置は，特許文献１参照に開示されるように，既に知られている。
特開平１１−２５７０２９号公報

従来のかゝるエンジンの動弁装置では，プッシュロッドの主要部を単純な中空パイプで構成していたので，プッシュロッドの曲げ剛性が低く，エンジンの高速運転中にプッシュロッドに横振動が生じる。このとき，プッシュロッドの曲がりは，プッシュロッドの有効長の減少を招き，プッシュロッドの縦剛性が低下した場合と同様な現象が発生し，カム軸に対するエンジンバルブの追従性が低下することになる。そこで，プッシュロッドの曲げ剛性を強化すべく，プッシュロッドを大径に形成したり，その肉厚を厚くすることも行われているが，そうすると，プッシュロッドの重量増を招き，この場合もカム軸に対するエンジンバルブの追従性を悪化させることになる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，プッシュロッドの曲げ剛性を，その重量増を極力抑えながら強化して，カム軸に対するエンジンバルブの追従性を良好にし得る，前記エンジンの動弁装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，エンジンのシリンダヘッドに取り付けられるエンジンバルブを閉じ方向に付勢するバルブスプリングと，エンジン本体に支持されるカム軸と，エンジン本体に昇降可能に支持されてカム軸により作動されるタペットと，シリンダヘッドにロッカ軸を介して揺動自在に支持されて，一端部をエンジンバルブの頭部に連接させるロッカアームと，このロッカアームの他端部とタペット間を連結するプッシュロッドとを備え，このプッシュロッドには，潤滑オイルが通過する中空部を設けた，エンジンの動弁装置において，プッシュロッドを，前記中空部を有する円筒部及び，この円筒部の外周面に放射状に突設されて円筒部の軸方向に延びる複数の放射状リブよりなるロッド本体と，前記中空部と連通するオイル孔を有して，ロッド本体の両端に嵌合，固着されるエンド部材とで構成したことを第１の特徴とする。

尚，前記エンジンバルブは，後述する本発明の実施例中の吸気バルブ２及び排気バルブ３に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記ロッド本体には，前記リブの先端部から前記円筒部の周方向に屈曲する補助リブを一体に形成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記ロッド本体には，前記複数の放射状リブの先端部を相互に連結するように，前記円筒部を囲繞する外側円筒部を一体に形成したことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第３の特徴の何れかに加えて，前記ロッド本体を押し出し成形により一体に形成したことを第４の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第４の特徴の何れかに加えて，前記ロッカアームの一端部を，ブリッジ部材を介して一対のエンジンバルブに連接したことを第５の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，エンジンバルブの開弁時には，プッシュロッドは，一対のバルブスプリングの総合反発力をブリッジ部材及びロッカアームを介して圧縮荷重として受け，閉弁時には，その圧縮荷重から開放されるので，エンジンの運転中は，その圧縮荷重を繰り返し受けることになるが，プッシュロッドのロッド本体は，中空部を有する円筒部の外周面から放射状に突出して円筒部の軸方向に延びる複数条の放射状リブを一体に形成して構成されるので，特に複数の放射状リブにより，ロッド本体の曲げ剛性を効果的に強化して，上記圧縮荷重に強固に抗することができ，したがってプッシュロッドの撓みを防いで，横振動の発生を確実に防ぐことができる。これにより，円筒部の小径化と，その中空部を満たすオイル量の減少が可能となり，プッシュロッドの剛性強化及び軽量化を同時に図り，吸気カムに対する吸気弁の応答性を高めることができる。

しかもロッド本体の円筒部の両端部には，エンド部材が嵌合，固着されるので，エンド部材を耐摩耗製の高い金属製として，タペット及びロッカアームとの首振り摺動に対する耐久性を高めることができる。

本発明の第２の特徴によれば，補助リブが放射状リブの剛性を強化するので，放射状リブによるロッド本体の曲げ剛性を一層強化することができる。

本発明の第３の特徴によれば，外側円筒部が放射状リブの剛性を，より効果的に強化して，放射状リブによるロッド本体の曲げ剛性を，より一層強化することができる。

本発明の第４の特徴によれば，ロッド本体を容易に製作することができる。

本発明の第５の特徴によれば，プッシュロッドは，一対のエンジンバルブを閉じ方向に付勢する一対のバルブスプリングの大なる総合反発力を圧縮荷重として受けることになるが，その荷重に充分に耐え，横振動を起こすことがない。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の実施例に係るディーゼルエンジンの動弁装置の斜視図，図２は図１の２矢視図，図３は上記動弁装置におけるプッシュロッドの縦断面，図４は図３の４−４線断面図，図５は本発明の別の実施例を示す，図４との対応図である。

先ず，図１において，ディーゼルエンジンのシリンダヘッド１には，各一対の吸気バルブ２，２及び排気バルブ３，３が燃焼室１ａに開口する各一対の吸気ポート及び排気ポート（何れも図示省略）が設けられる。符号４，４は，これら吸気バルブ２，２及び排気バルブ３，３をそれぞれ開閉駆動する動弁装置を示すもので，それらの構成は基本的に同一であるので，それらを代表して，吸気バルブ２，２側の動弁装置４について以下に説明する。

一対の吸気バルブ２，２は，傘型で，各バルブステム２ａ，２ａを平行にして配置される。動弁装置４は，吸気バルブ２，２の各バルブステム２ａ，２ａに，それを閉弁方向に付勢するように装着されるバルブスプリング５，５と，シリンダヘッド１下方のエンジン本体に回転自在に支持されて不図示のクランク軸から２分の１の減速比をもって駆動されるカム軸６と，エンジン本体に昇降自在に支持されて，カム軸６上の吸気カム６ｉにより作動されるタペット１７と，このタペット１７に下端部を当接させて上方に延びるプッシュロッド７と，両吸気バルブ２，２のバルブステム２ａ，２ａの頭部間に橋渡しされるブリッジ部材８と，シリンダヘッド１に支持されるロッカ軸９に揺動自在に支持されて，プッシュロッド７の上端部とブリッジ部材８との間を連動連結するロッカアーム１０とで構成される。タペット１７の下端部には，吸気カム６ｉの外周面上を相対的に転動し得るローラ１８が軸支される。

図１及び図２に示すように，ブリッジ部材８は，その長手方向中央部に下方に突出するボス８ａを一体に有し，このボス８ａが，両吸気バルブ２，２の中央位置でそれらと平行にシリンダヘッド１に固着されるガイド軸１６に昇降自在に支持される。このブリッジ部材８の一端部には，このブリッジ部材８と両バルブステム２ａ，２ａ頭部との同時当接を確保するための調整ボルト１５が取り付けられる。

またブリッジ部材８の上面には，両吸気バルブ２，２の中点に対応する位置に平坦な受圧面２０が***形成され，ロッカアーム１０の，プッシュロッド７と反対側の端部は，上記受圧面２０に当接するように配置される。

ロッカ軸９は，両吸気バルブ２，２の配列方向線Ａに対して斜めに配置される。ロッカ軸９及び吸気バルブ２，２のこのような配置は，ロッカ軸９を燃焼室１ａ中心部へ極力近接させることになり，動弁装置４のコンパクト化に寄与し得る。

尚，カム軸６には，エンジン本体に支持されるジャーナル２３を挟んで吸気カム６ｉ及び排気カム６ｅが形成されている。

図１，図３及び図４に示すように，前記プッシュロッド７は，中空部２５ａを有する円筒部２５を備えロッド本体７ａと，その円筒部２５の両端に圧入して固着される一対のエンド部材７ｂ，７ｂとで構成される。ロッド本体７ａは，円筒部２５の外周面から放射状に突出して円筒部２５の軸方向に延びる複数条（図示例では４条）の放射状リブ２６，２６…を一体に形成して構成され，各放射状リブ２６，２６…の先端には，円筒部２５の周方向に張り出して放射状リブ２６，２６…と共にＴ字状断面を形成する補助リブ２５ａが一体に連設される。このロッド本体７ａは，Ａｌ合金等の軽合金の押し出し成形により形成される。

各エンド部材７ｂは，杆部３０と，この杆部３０にフランジ部３１を介して一体に連設される球状端部２９とより構成され，その杆部３０は前記円筒部２５の端部内周面に圧入して固着され，その圧入深さは，フランジ部３１が円筒部２５の端面に当接することにより規制される。このエンド部材７ｂには，耐摩耗性の高い金属製であり，中心部には，前記円筒部２５の中空部２５ａと連通するオイル孔３２が穿設される。円筒部２５の端部は，これに圧入したエンド部材７ｂにより剛性が強化されるので，その強化分，円筒部２５端部周りの放射状リブ２６，２６…をテーパ状に削って，プッシュロッド７の軽量化を極力図るようにしている。

こうして円筒部２５の両端に固着されるエンド部材７ｂ，７ｂの球状端部２９，２９は，タペット１７及びロッカアーム１０にそれぞれ形成される半球状凹部１３，１４に首振り可能に当接するように配置される。而して，円筒部２５の中空部２５ａ及び両エンド部材７ｂ，７ｂのオイル孔３２，３２は，タペット１７側からロッカアーム１０側へ，もしくはロッカアーム１０側からタペット１７側への潤滑オイルの輸送に供される。

次に，この実施例の作用について説明する。

エンジンの吸気行程では，吸気カム６ｉがタペット１７を介してプッシュロッド７を押し上げると，ロッカアーム１０がロッカ軸９周りに揺動して受圧面２０を押圧し，ブリッジ部材８を下降させ，両吸気バルブ２，２をバルブスプリング５，５の付勢力に抗して開かせる。その際，両吸気バルブ２，２の頭部に同時当接状態にあるブリッジ部材８は，ガイド軸１６に沿って下降することで，両吸気バルブ２，２を同時に開弁することができる。

ところで，上記一対の吸気バルブ２，２の開弁時には，プッシュロッド７は，一対のバルブスプリング５，５の総合反発力をブリッジ部材８及びロッカアーム１０を介して圧縮荷重として受け，閉弁時には，その圧縮荷重から開放されるので，エンジンの運転中は，その圧縮荷重を繰り返し受けることになるが，プッシュロッド７のロッド本体７ａは，中空部２５ａを有する円筒部２５の外周面から放射状に突出して円筒部２５の軸方向に延びる複数条の放射状リブ２６，２６…を一体に形成して構成されるので，特に複数の放射状リブ２６，２６…により，ロッド本体７ａの曲げ剛性を効果的に強化して，上記圧縮荷重に強固に抗することができ，したがってプッシュロッド７の撓みを防いで，横振動の発生を確実に防ぐことができる。これにより，円筒部２５の小径化と，その中空部２５ａを満たすオイル量の減少が可能となり，プッシュロッド７の剛性強化及び軽量化を同時に図り，吸気カム８ｉに対する吸気バルブ２，２の応答性を高めることができる。

さらに，各放射状リブ２６の先端には，円筒部２５の周方向に張り出して各放射状リブ２６と共にＴ字状断面を形成する補助リブ２７が一体に連設されるので，補助リブ２５ａが放射状リブ２６の剛性を強化して，放射状リブ２６，２６…によるロッド本体７ａの曲げ剛性を一層強化することができる。

しかもロッド本体７ａは押し出し成形により形成されるので，これを容易に製作することができる。その上，ロッド本体７ａの円筒部２５の両端部には，エンド部材７ｂ，７ｂが嵌合，固着されるので，エンド部材７ｂを耐摩耗製の高い金属製として，タペット１７及びロッカアーム１０との首振り摺動に対する耐久性を高めることができる。

次に，図５に示す本発明の別の実施例について説明する。

この別の実施例は，前実施例における補助リブ２５ａに代えて，ロッド本体７ａには，複数の放射状リブ２６，２６…の先端部を相互に連結するよう，円筒部２５を同心状に囲繞する外側円筒部２５を一体に形成したものであり，この場合もロッド本体７ａは，軽合金の押し出し成形により形成される。その他の構成は，前実施例と同様の構成であるので，図４中，前実施例と対応する部分には，同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。この別の実施例によれば，外側円筒部２５が放射状リブ２６，２６…の剛性を，より効果的に強化して，放射状リブ２６，２６…によるロッド本体７ａの曲げ剛性を，より一層強化することができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は電気点火式エンジンへの適用も可能である。またエンド部材７ｂを円筒部２５に固着する際には，フランジ部３１を円筒部２５先端に溶接してもよい。

本発明の実施例に係るディーゼルエンジンの動弁装置の斜視図。 図１の２矢視図。 上記動弁装置におけるプッシュロッドの縦断面。 上記動弁装置におけるプッシュロッドの縦断面。 本発明の別の実施例を示す，図４との対応図。

符号の説明

１・・・・シリンダヘッド
２・・・・エンジンバルブ（吸気バルブ）
３・・・・エンジンバルブ（排気バルブ）
４・・・・動弁装置
６・・・・カム軸
７・・・・プッシュロッド
７ａ・・・ロッド本体
７ｂ・・・エンド部材
８・・・・ブリッジ部材
９・・・・ロッカ軸
１０・・・ロッカアーム
１７・・・タペット
２５・・・円筒部
２５ａ・・中空部
２６・・・放射状リブ
２７・・・補助リブ
３２・・・オイル孔
３３・・・外側円筒部

Claims (5)

1. エンジンのシリンダヘッド（１）に取り付けられるエンジンバルブ（２，３）を閉じ方向に付勢するバルブスプリング（５）と，エンジン本体に支持されるカム軸（６）と，エンジン本体に昇降可能に支持されてカム軸（６）により作動されるタペット（１７）と，シリンダヘッド（１）にロッカ軸（９）を介して揺動自在に支持されて，一端部をエンジンバルブ（２，３）の頭部に連接させるロッカアーム（１０）と，このロッカアーム（１０）の他端部とタペット（１７）間を連結するプッシュロッド（７）とを備え，このプッシュロッド（７）には，潤滑オイルが通過する中空部（２５ａ）を設けた，エンジンの動弁装置において，
   プッシュロッド（７）を，前記中空部（２５ａ）を有する円筒部（２５）及び，この円筒部（２５）の外周面に放射状に突設されて円筒部（２５）の軸方向に延びる複数の放射状リブ（２６）よりなるロッド本体（７ａ）と，前記中空部（２５ａ）と連通するオイル孔（３２）を有して，ロッド本体（７ａ）の両端に嵌合，固着されるエンド部材（７ｂ）とで構成したことを特徴とする，エンジンの動弁装置。
2. 請求項１記載のエンジンの動弁装置において，
   前記ロッド本体（７ａ）には，前記リブ（２６）の先端部から前記円筒部（２５）の周方向に屈曲する補助リブ（２７）を一体に形成したことを特徴とする，エンジンの動弁装置。
3. 請求項１記載のエンジンの動弁装置において，
   前記ロッド本体（７ａ）には，前記複数の放射状リブ（２６）の先端部を相互に連結するように，前記円筒部（２５）を囲繞する外側円筒部（３３）を一体に形成したことを特徴とする，エンジンの動弁装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のエンジンの動弁装置において，
   前記ロッド本体（７ａ）を押し出し成形により一体に形成したことを特徴とする，エンジンの動弁装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のエンジンの動弁装置において，
   前記ロッカアーム（１０）の一端部を，ブリッジ（８）を介して一対のエンジンバルブ（２，２；３，３）に連接したことを特徴とする，エンジンの動弁装置。

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