JPH0321721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自己調節式油圧タペツト特にロツカ
の中介のないカムからの直接制御により弁の制御
が行われる熱機関に適するタペツトに関する。こ
のタペツトは回転速度の極めて高い自動車用とし
て特に適している。

公知のように内燃機関の弁の開閉制御を行う部
材すわなちカムやタペツトは互いに加圧下で滑動
して摩耗するが、特にカムより摩耗し易い材料で
製するのが便利なタペツトの素子のキヤツプは動
作中に摩耗して遊びを生じ、これが弁の完全開放
を防げることがある。従つて周期的にシムによる
調節を行い、できればキヤツプを交換する必要が
ある。その上カムと弁との接触状態は機関の動作
状態によつて変り、そのカムと弁との間に介在す
る機械的連鎖部材の熱膨張に依存する。しかしこ
の接触状態に変動を生じたときそれを直ちに連続
的かつ自動的に調節する機構は存在し、これはタ
ペツト上に設けられた実質的に油圧式のものであ
る。

従来法のタペツトはカム軸上のカムと接触し得
る底壁と側壁を有し、エンジンのシリンダーヘツ
ドに形成されたシート内を軸方向に可動の第１の
カツプ型部材と、この第１の部材内を軸方向に可
動で、側壁とその第１の部材の上記壁面と空隙を
形成し得る第２のカツプ型部材とを含み、上記空
隙内には第２のカツプ型部材を第１のカツプ型部
材に対して軸方向外方に変位し得るスプリングが
設けられ、その第２のカツプ型部材の端壁が弁の
心捧に接触するように支持されている。このよう
にして形成された空隙は上記カツプ型部材に形成
された導孔により加圧油源に連通し、この導孔に
は遮断部材が設けられている。

この遮断部材はその空隙内に設けた実質的に環
状の弾性変形可能の平板より成り、この平板の内
周領域が第２とカツプ型部材の端壁に固定され、
その外周部がその空隙内に開口する導孔端部を閉
塞するようになつている。この平板を第２のカツ
プ型部材の端壁に固定するため、普通２つのカツ
プ型部材の端壁間にスプリングを設け、このスプ
リングをカツプ状に成形し、その内周縁が上記丙
板の内周部に衝合し、外周縁が第１のカツプ型部
材の端壁に衝合し得るようになつている。

上述のタペツトには若干の欠点がある。特に上
記遮断部材の油の封止が比較的厳重の要するた
め、若干量の油が上記空隙から漏れて、エンジン
イ停止後短時間で空になり、これを充満させるた
めに（隙間の完全にない状態）比較的長時間を要
する。このような遮断部材で得られる封止状態
は、空隙内の油圧が比較的高く、エンジンの平均
動作状態でのみ得られる油圧に相等する場合だけ
許容することができる。

その上このタペツトの構造は複雑で高価である
が、それほど信頼度は高くない。事実特に弁手段
の薄板とこれを正しい動作位置に保持するカツプ
型スプリングで構成される構体は、形状寸法が極
めて正確を要し、２つのカツプ型部材間に精密に
５位置決めする必要のある２つの弾性部材を含ん
でいる上、第２のカツプ型部材の端壁上に形成さ
れた上記平板用シートとその平板自身とが互いに
正しく共働するために高度の表面仕上げと形状寸
法の厳密な公差を必要とし、そのためラツピング
を行う必要がある。最後にこの薄板は円筒形に変
形されて疲労応力を受け、これによつて破壊され
ることがある。

この発明の目的は構造が極めて簡単で動作が正
確であつて上述の欠点のない上述の形式の油圧タ
ペツトを提供することである。

この発明による自己調節式油圧タペツトは、カ
ム軸上のカムに接触し得る少なくとも１つの端壁
と側壁とを有し、エンジンのシリンダーヘツドに
形成されたシート内を軸方向に可動の第１の素子
と、この第１の素子内の空洞をそれと空隙を形成
するように軸方向に可動で、弁の心棒と接触し得
る第２の素子とを含み、その空隙はその第２の素
子に形成された少なくとも１本の導孔により加圧
流体源に連通し、その導孔にはこの加圧流体の上
記空隙への流入は許すが流出は許さないような一
方向逆止め弁が接続されている。この逆止め弁
は、対応する密閉用シートと共働する球体と、第
２の素子の上端壁における導孔の流体供給孔をな
している部分に形成した空洞と、で構成されてい
る。この空洞は、第１の素子の端壁と向かい合う
向きを有し、上記球体を完全に受入れ得るだけの
大きさを持ちかつ球体と共働する密閉用シートを
形成する円錐上の内面を持つている。供給孔の寸
法は密閉用シートの寸法よりも小さく、球体の直
径は供給孔の寸法および上記密閉シート下部の寸
法よりも大きく構成されていて、球体の昇降に応
じて上記空隙と供給孔との間に完全に開閉するこ
とができる。しかも、上記空隙の高さすなわち第
１と第２の両素子の対向端壁間の距離および相対
的な形状位置は、球体が上記の密閉用シートから
脱出できないようになつていることを特徴として
いる。

次にこの発明を添付図面を参照しつつその実施
例についてさらに詳細に説明する。

第１図において、この発明のタペツト１は、カ
ム軸３のカム２とスプリング構体５の作用により
タペツト自身に対して正しく保持された弁の心棒
４との間に介在する。このような弁の制御方式が
「直接型」で、ロツカの介在がなく、この発明の
タペツトが特に適する型である。このタペツトは
実質的に平坦な端壁７とエンジンブロツクに形成
されたシート９内を滑動し得る側壁８の有するカ
ツプ型本体を持つ第１の可動素子６を含んでい
る。端壁７はカム２に接続し得るキヤツプ（図示
せず）を備えることもできる。このタベツトはさ
らに第１図ないし第４図の実施例では同様に側壁
１３と弁の心棒４に接触し得る端壁１４とを有
し、第１の素子内を滑動し得るカツプ型本体１０
を備え、第１の素子の壁面７，８と実質的に円筒
形の空隙１５を形成する第２の可動素子を含んで
いる。

空隙１５は第２のカツプ型本体１０の端壁１４
に軸をこの壁面の半径方向に向けて形成された第
１の導孔１６と、この本体の側壁１３に形成さ
れ、同様にその側壁に形成された環状凹溝１８に
開口する第２の導孔１７と、第１のカツプ型本体
６の側壁８に形成され、凹溝１８を側壁８の周り
のエンジンブロツクに形成された環状凹溝２０を
介して通常エンジン潤滑油を含む加圧液体源に接
続する開孔１９とから成る管路を介してその液体
源に連通している。空隙１５と導孔１６の間に
は、液体源から空隙１５への液体の流れは許すが
空隙１５からの流出は許さない一方向性の逆止め
弁が設けられている。

この発明によれば、この逆止め弁は、導孔１６
を介する管路の空隙１５への開口度を制御する働
きをし、球体２３と、密閉用シート（以下、シー
トという）２４と、円筒形空洞２５とで構成され
ている。この空洞２５は、端壁１４と実質的に同
軸的に形成されており、その下部に円錐状内面で
構成される上記シート２４であり、この部分を介
して導孔１６の空隙１５への液体供給孔をなす部
分に連なつている。空洞２５は、球体２３より大
径で球体２３をシート２４で支えた形で充分に収
容できる寸法を持つている。球体２３の直径は、
シート２４の下端部（導孔１６の供給孔部に接続
する部分）よりも大径である。

第１のカツプ型本体６の端壁７の内面には肩部
を形成する環状隆起部２６が形成され、第２のカ
ツプ型本体１０を第１の本体に完全に挿入しても
両者の端壁７，１４が互いに接触せず、球体２３
がシート２４から変位し得る余裕を残すように、
第２の本体の端壁１４に対するストツパとして働
らく。

第１のカツプ型本体６と第２のカツプ型本体１
０との間に形成される空隙１５の高さは、球体２
３がシートをもつ空洞から脱出することがないよ
うに、球体２３の直径よりも小さい。両本体は、
その様な形状と配置関係に選ばれている。

第２図の実施例では、球体２３のシート２４が
端壁１４の周辺付近に設けられ、第２のカツプ型
本体の側壁１３に形成された導孔２７を介して第
１の環状凹溝１８に連通している。この端壁には
複数個のシート２４とこれに対応する球体２３を
設けることもできることは自明である。

第３図に詳細図には球体２３に対するシートの
変形が示されている。この場合はシートが実質的
に円錐面２８から成り、その母線がその円錐面の
軸と所定の角を成している。この角は好ましくは
10〜20°で、球体２３がその円錐面２８に食い込
まないように余り小さ過ぎてはならない。

第４図は２つのカツプ型本体６，１０の両端壁
７，１４間のストツパ手段の変形を示すもので、
この場合は第１のカツプ型本体６の端型７に環状
隆起部２６を形成する代りに、中央隆起部２９が
形成されている。この端壁７の代りに他方のカツ
プ型本体の端壁１４に同様の隆起部を同じ目的で
形成することもできることは自明である。

なお、上記各例とも第１のカツプ型本体と第２
のカツプ型本体との間に形成される空隙内に、両
本体を互に離隔させる方向の力を働かすスプリン
グを設けることもできる。

上述のタペツトは次のように動作するが、これ
をまず第１図、第２図に示す両実施例について説
明する。

タペツトが静止位置にあるとき空隙１５内には
液体がなく（または大気圧の少量しかなく）、２
つのカツプ型本体６，１０の側壁８，１３の対向
面間の環状空間を通つて浸出することにより空隙
を出てしまつている。エンジンが始動すると直ち
に加圧油がエンジンブロツクの環状凹溝２０に到
達し、ここから開孔１９、環状凹溝１８および導
孔１６，１７または２７を介して球体２３により
閉塞されたシート２４に達する。この球体はシー
ト上に自身の重量の作用で乗つているだけである
から上昇して油を空隙１５内に入れる。この空隙
１５に入る油の量はタペツトとカム２の間隙をな
くするに足る距離だけ２つのカツプ型本体を互い
に軸方向に分離するに要するものである。

弁が開く間、カム２からタペツトに印加される
力によつて空隙１５内の油圧が上昇して球体２３
をそのシート２４に圧迫し、油が空隙から逸出す
るのを防ぐ。従つてこのとき空隙内の油は２つの
カツプ型本体を正しい軸方向相対位置に維持し得
る油圧軸受として働らく。

この発明のタペツトがエンジンの第１の動作期
間（空隙１５が油で充満している）中カムと弁と
の間の遊びをなくする点および空隙自体から油を
排出する点の双方で前述の従来法のタペツトより
性能がよいことが判つた。

事実この空隙の充満に要する時間は極めて短か
く、前述の従来法のタペツトの同じ空隙の充満に
要する時間より遥かに短かい（約1/2である）。そ
の上このタペツトは、エンジンが低速でのみ運転
されているときのように油圧が極めて低く、前述
の従来法のタペツトの空隙を満たすに足りないよ
うな場合でも、完全に空隙を満たすことができ
る。この優れた性能はこの発明によるタペツトに
装備した遮断部材と、その部材との慣性の影響が
小さいために、あらゆる条件下で完全な封止が行
われることによると思われる。またこの封止効果
はエンジンが停止したときに生ずるような空隙１
５内に圧力がない状態でも、他の遮断部材で得ら
れるより優れており、また遥かに大きいため、こ
のような状態では遮断部材からの漏洩は全くな
く、２つの素子６，１０の滑動面間に生ずる浸出
によつて長時間後にしか空隙が空にならないこと
が判つた。

すなわち上述のタペツトの構造は極めて簡単で
柔軟性部材を完全に省くことができる上、その部
品の構造は現在の技術水準から見て何の問題もな
く、これら部品のうち高精度に加工せねばならぬ
範囲は極めて限られており、特にこの観点から最
も厳密さを要する部分は球体２３用のシート２４
で構成されていて極く限られた部分に止まり、そ
の上容易に手で触れることができ、しかも単純で
きちんとした幾何学的形状を有することが明らか
である。

この発明のタペツトはその構造が極めて簡単
で、動作中に弾性変形して疲労破壊を起すような
部材がないため、その動作は長時間に亘つて正確
である。

この発明のタペツトの上述の各部品はこの発明
の技術的範囲内で種々改変し得ることはいうまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のタペツトの第１の実施例の
縦断面図、第２図はこの発明のタペツトの第２の
実施例の第１図と同様の縦断面図、第３図および
第４図は第１図および第２図のタペツトの２つの
変形を詳細に示す断面図である。 １……タペツト、２……カム、３……カム軸、
４……弁の心棒、６……第１の素子、７……端
壁、８……側壁、１０……第２の素子、１３……
側壁、１４……端壁、１５……空隙、１６……導
孔、２３……球体、２４……シート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カム軸に取付けられたカムと共働することが
   できる少なくとも１つの端壁と側壁とを有し、エ
   ンジンのシリンダーヘツドに形成されたシート内
   を軸方向に可動の第１の素子と； 上記第１の素子の端壁に向き合う形で近接した
   上端壁を有し、弁の心棒と共働するように上記第
   １の素子内を案内手段に沿つて軸方向に可動であ
   り、しかも上記両端壁は相互間に空隙を形成する
   ように構成された、第２の素子と； 上記両素子に形成されていて上記空隙を加圧液
   体源に接続する導孔と； 上記導孔と流体的に接続されていて上記の加圧
   液体の上記空隙への流入は許すがそこからの流出
   は許さない少なくとも１個の一方向逆止め弁と； を具備する自己調節式油圧タペツトであつて： 上記の逆止め弁が、 対応する密閉用シートと共働する球体と； 上記第２の素子の上端壁における上記導孔の供
   給孔をなす部分の上端に設けられた空洞と；を有
   して成り、 上記空洞は、上記第１の素子の端壁に向かい合
   つていて、内部で上記球体が自在に浮動できるよ
   うな拡大した球体収容部を形成して実質的に上記
   球体を完全に収容できるように構成され、しかも
   上記密閉用シートを形成する円錐状の内面を有す
   るものであり、 上記供給孔は上記密閉用シートの寸法よりも実
   質的に小さな寸法を有し、また上記球体の直径は
   上記の供給孔および上記密閉用シートの下端部寸
   法よりも大きく、それによつて球体が上方に移動
   して液体の流通を可能としまた上記円錐状の密閉
   用シートと接する形に下方に移動して上記空隙を
   流体密に密閉できるようにされ； 上記第１および第２の両素子は、両素子間の上
   記空隙の高さが常に上記球体の直径よりも小さく
   てこの球体が上記球体収容部から脱出しないよう
   な形状および結合関係を有することを特徴とする
   自己調節式油圧タペツト。 ２ 上記第２の素子がまた端壁と側壁を有し、そ
   の側壁が上記第１の素子の側壁と滑動自在に嵌合
   し、上記空隙が上記両素子の端壁と上記第１の素
   子の側壁の間に形成され、上記一方向逆止め弁の
   上記密閉用シートが上記第２の素子の端壁上に形
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲１
   項に記載のタペツト。 ３ 上記密閉用シートが上記第２の素子の端壁の
   中心に設けらてれいることを特徴とする特許請求
   の範囲１または２項に記載のタペツト。 ４ 上記密閉用シートが上記第２の素子の端壁の
   周辺部に設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲１または２項に記載のタペツト。 ５ 上記密閉用シートが実質的に円錐形の表面を
   有し、この表面は上記球体の収容部を構成し得る
   と共に上記供給孔がこの円錐形表面に開口してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲１、２、３ま
   たは４項に記載とタペツト。 ６ 上記密閉用シートが、上記球体より直径が大
   きくてその球体を少なくとも一部収容し得る実質
   的に円筒形の表面を有し、この円筒形表面が上記
   円錐形表面と同軸であることを特徴とする特許請
   求の範囲５項に記載のタペツト。 ７ 上記第の素子の上記端壁上には上記第２の素
   子の端壁が上記第１の素子の端壁に近付いたとき
   その第２の素子の端壁のストツパを構成し得る円
   環状隆起部が形成され、この円環状隆起部の高さ
   は、上記両端壁が互いに最短距離にあるとき上記
   球体の上記円錐形表面からの変位を許容する程度
   であることを特徴とする特許請求の範囲１、２、
   ３、４、５または６項に記載のタペツト。 ８ 上記第１の素子の上記端壁上には上記第２の
   素子が上記第１の素子に近付いたときその第２の
   素子の端壁のストツパを構成し得る中央隆起部が
   形成され、この中央隆起部の高さは、上記両端壁
   が互いに最短距離にあるとき上記球体の上記円錐
   形表面からの変化を許容する程度であることを特
   徴とする特許請求の範囲１、２、３、４、５、６
   または７項に記載のタペツト。 ９ 上記第１および第２の素子の間にこの両素子
   により形成された上記空隙内に、上記第２の素子
   が上記第１の素子の端壁から離れる方向に、上記
   両素子の一方を他方に対して変位させ得る少なく
   とも１個のスプリングが挿入されていることを特
   徴とする特許請求の範囲１、２、３、４、５、
   ６、７または８項に記載のタペツト。