JPH0229209Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関の動弁系の潤滑装置に関
し、とくに動弁系に潤滑油を供給する潤滑油路の
構造に関する。 ［従来の技術］ 内燃機関の動弁系には、カムフエース部、カム
ジヤーナル部等いくつかの摺動部が存在する。こ
れら動弁系摺動部の摩擦損失は、機関全体の摩擦
損失に対し大きなウエイトを占める。したがつ
て、機関の出力向上、燃費の向上のためには、動
弁系の摩擦損失が低く抑えられなければならず、
そのためには良好な潤滑状態が要求される。 従来の動弁系の潤滑には、他の部位と同様に、
油温が80℃ないし90℃の比較的高温の潤滑油が供
給されてきた。しかし、動弁系の摺動部には大き
な荷重がかかりやすく、高温の潤滑油では粘度が
低くなり、境界潤滑的になりやすい。したがつ
て、境界潤滑状態を避け摩擦損失を低減するため
には、潤滑油の粘度は大きい方が有利である。潤
滑油の粘度を高くするには、潤滑油の温度を下げ
ればよく、これに対処するために、従来から動弁
系に冷却した潤滑油を供給するようにした構造が
提案されている（たとえば、特開昭58−135312号
公報、実開昭57−92812号公報、実開昭57−
162910号公報、実開昭58−6908号公報）。 ［考案が解決しようとする課題］ ところで、動弁系の中でも、荷重の大きいカム
フエース部では、潤滑油の粘度が大きいほど境界
潤滑状態が避けられるため、摩擦損失の低減に有
利になるが、カムジヤーナル部では、高回転域に
なると流体潤滑的になるので、むしろ潤滑油の粘
度を下げた方が摩擦損失が少なくなることが明ら
かにされている（たとえばアメリカ合衆国自動車
技術会報告VOL.830165号）。 したがつて、機関の運転状態により各部へ供給
する潤滑油の粘度を変化させるようにすれば、摩
擦損失の低減を促進させることができる。 なお、従来の潤滑装置では、カムフエース部へ
の潤滑油の供給は、カムシヤフト内に供給された
潤滑油をカムシヤフトの外周面に開口する小孔か
ら吐出させるようにしていたが、カムフエース部
とカムジヤーナル部とへ供給する潤滑油の温度を
変える場合は、カムフエース部への潤滑油の供給
方法が問題となる。すなわち、カムフエース部に
は、カムシヤフト内の通路を経由せずに潤滑油を
良好に供給しなければならなくなるという新たな
課題が生じる。 本考案は、上記の問題に着目し、機関の運転状
態に応じて動弁系各部へ供給する潤滑油の粘度を
制御し、全運転領域で最も効率よく動弁系の摩擦
損失を低減して、機関の出力、燃費の向上をはか
るとともに、カムフエース部に潤滑油を良好に供
給することのできる潤滑装置を提供することを目
的とする。 ［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本考案に係る動弁系の潤滑装置
は、内燃機関の動弁系に潤滑油を供給するオイル
通路を、動弁系のカムフエース部に潤滑油を供給
するカムフエース系通路と、動弁系のカムフエー
ス部以外に潤滑油を供給するジヤーナル系通路と
に分岐させ、前記オイル通路に潤滑油を冷却する
冷却装置を設けるとともに、該冷却装置を設けた
部分をバイパスするバイパス通路を設け、前記カ
ムフエース系通路に、機関の暖機時には前記バイ
パス通路と連通し機関の暖機後は前記冷却装置を
通過したオイル通路と連通する第１の制御弁を設
け、前記ジヤーナル系通路に、機関の暖機時およ
び高回転時には前記バイパス通路と連通し機関の
暖機時および高回転時以外は前記冷却装置を通過
したオイル通路と連通する第２の制御弁を設け、
前記カムフエース系通路に、カムフエース部に向
けて潤滑油をオイルジエツトとして噴射させるジ
エツトを設けたものから成る。 ［作用］ このような動弁系の潤滑装置においては、暖機
時には、とくに潤滑油を冷却する必要がないの
で、冷却装置を通さない低温の粘度の高い潤滑油
がカムフエース部およびジヤーナル系に供給され
る。暖機後は、すべての回転数域で潤滑油粘度の
高い方が有利であるカムフエース部に、常に冷却
装置を通した低温高粘度の潤滑油が第１の制御弁
の切換制御により供給され、カムフエース部での
境界潤滑が避けられる。一方、ジヤーナル系に
は、低回転域では冷却装置を通した潤滑油が供給
されるが、高回転域では流体潤滑が支配的になる
ため、冷却しないバイパス通路からの潤滑油が供
給されるよう第２の制御弁が制御され、高回転域
でのジヤーナル系の摩擦損失が低減される。した
がつて、カムフエース部での境界潤滑状態が回避
されつつ、それ以外の部分での良好な潤滑状態が
確保されることになり、運転状態に応じて動弁系
の摩擦損失が効率よく低減される。 また、カムフエース系通路に、カムフエース部
に向けて潤滑油をオイルジエツトとして噴射させ
るジエツトを設けているため、潤滑面に潤滑油を
十分に付着させることができ、潤滑面における潤
滑状態は十分に確保される。さらに、ジエツトか
ら噴射される潤滑油は常時、冷却された粘度の高
いものであるため、噴射してもミスト状になるこ
とはなく、シリンダヘツド内でのオイルミストの
増加も抑制される。 ［実施例］ 以下に本考案の動弁系の潤滑装置の望ましい実
施例を図面を参照して説明する。 第１図は、本考案の一実施例に係る動弁系の潤
滑装置における潤滑油路の系統を示している。こ
の第１図の潤滑油路は、たとえば第２図に示す従
来の一般的な内燃機関の潤滑油経路のうち、オイ
ルパン１からオイルストレーナ２、オイルポンプ
３を介して圧送され、クランクシヤフト系の潤滑
油経路と分岐された後の動弁系のオイル通路４
（たとえば図のＡの部分）に構成される。 オイル通路４は、カムフエース部５に潤滑油を
供給するカムフエース系通路６と、それ以外のジ
ヤーナル部７等に潤滑油を供給するジヤーナル系
通路８とに分岐されており、潤滑油はそれぞれの
分岐通路６，８から動弁系に供給される。 カムフエース系通路６からカムフエース部５に
潤滑油を供給する手段は、第３図に示す従来の潤
滑油供給機構のような、ジヤーナル部７と兼用の
カムシヤフト９内のオイル通路１０から小孔１１
を通しての供給ではなく、たとえば第４図に示す
ように、ジエツト１２付のパイプ１３を設け、ジ
ヤーナル系と別個の供給系として構成される。す
なわち、第４図に示す例では、カムシヤフト９内
のオイル通路１０は、ジヤーナル部等用とされ、
カムフエース部用の小孔は設けられない。そし
て、パイプ１３のジエツト１２から、カム１４、
ロツカアーム１５等のカムフエース部５にカムフ
エース系通路６からの潤滑油３０がオイルジエツ
トとして供給される。 再び第１図に戻り、オイル通路４には、冷却装
置１６が設けられるとともに、この冷却装置１６
が設けられた部分をバイパスするバイパス通路１
７が設けられている。本実施例では、冷却装置１
６は、カムフエース系通路６とジヤーナル系通路
８との分岐前の部分に設けられている。この冷却
装置１６は、たとえば第５図に示すような、既に
量産されている２重管式冷却器から構成され、冷
媒１８としては、燃料を用いることが好ましい。
ただし、冷却器としては、任意の形式のもの、た
とえば空冷のラジエータ式のものであつてもよ
い。 バイパス通路１７は、二つに分岐された後、そ
れぞれカムフエース系通路６とジヤーナル系通路
８に接続されている。このそれぞれのバイパス通
路１７とカムフエース系通路６およびジヤーナル
系通路８との合流部には、それぞれ第１の制御弁
１９、第２の制御弁２０が設けられている。各制
御弁１９，２０は、後述の如く、機関の運転状態
（暖機状態および機関の回転数）に応じて、動弁
系すなわちカムフエース系通路６とジヤーナル系
通路８に供給する潤滑油を、冷却装置１６を通過
してきた潤滑油と、冷却装置１６を通過しないバ
イパス通路１７からの潤滑油とに切換える。 つまり、カムフエース系通路６に設けられる第
１の制御弁１９は、機関の暖機時にはバイパス通
路１７と連通し、機関の暖機後は冷却装置１６を
通過したオイル通路４と連通する機能を有してい
る。ジヤーナル系通路８に設けられる第２の制御
弁２０は、機関の暖機時および高回転時にはバイ
パス通路１７と連通し、機関の暖機時および高回
転以外は冷却装置１６を通過したオイル通路４と
連通する機能を有している。 この第１の制御弁１９および第２の制御弁２０
は、本実施例ではマイクロコンピユータ２１に接
続されており、マイクロコンピユータ２１の指令
信号に基いて作動される。マイクロコンピユータ
２１には、少なくとも、エンジン回転数検出セン
サ（図示略）からのエンジン回転数信号２２と、
潤滑油温度検出センサ（図示略）からのオイル温
度信号２３、たとえばカムフエース系に設けたセ
ンサからのオイル温度信号が入力されている。マ
イクロコンピユータ２１内には、予め各制御弁１
９，２０を制御するためのマツプが記憶されてい
る。マツプの内容を、表−１に示す。 すなわち、マイクロコンピユータ２１で暖機中
か暖機が終了したか（たとえばオイル温度で40℃
を判定の目安とする）を判断し、さらにエンジン
回転数を判断し、これらの判断によるマイクロコ
ンピユータ２１の指令に基づき、第１の制御弁１
９および第２の制御弁２０は表−１のように作動
される。

【表】 なお、表−１において、制御弁オフとは、第１
図における各制御弁１９，２０の白色印同士が開
となることであり、制御弁オフとは黒色印同士が
開となることを意味する。すなわち、第１の制御
弁１９と第２の制御弁２０がオフの状態では、バ
イパス通路１７からの冷却されない潤滑油がカム
フエース系通路６およびジヤーナル系通路８に供
給され、各制御弁１９，２０がオンの状態では冷
却装置１６を通過した潤滑油がカムフエース系通
路６およびジヤーナル系通路８に供給される。 なお、各制御弁１９，２０の開閉作動のタイミ
ングは、本実施例では電気回路上の都合から僅か
にずらされている。つまり、第１の制御弁１９と
第２の制御弁２０は、コンピユータ２１によつて
独立して制御されるので、プログラムの変更によ
りタイミングをずらして作動させることは可能で
あり、これによつて２つの制御弁１９，２０を同
時に作動させた場合よりも、制御回路に流れる電
流を抑制することができる。なお、各制御弁１
９，２０は、同一のタイミングで作動させても、
また多少の時間差をとつて作動させても、潤滑性
能に大きな影響は生じない。 つぎに、上記の動弁系の潤滑装置における作用
について説明する。 冷間時および暖機中には、冷却装置１６を通す
までもなく潤滑油は低温状態となつているので、
コンピユータ２１からの司令により、第１の制御
弁１９および第２の制御弁２０がオフとされ、バ
イパス通路１７から低温で粘度の高い潤滑油がカ
ムフエース系通路６およびジヤーナル系通路８に
供給される。 暖機後には、オイルポンプから供給されてくる
潤滑油の温度は相当上がつているが、カムフエー
ス部５では、全回転数域で粘度の大きい方が有利
であるので、全回転数域で第１の制御弁１９がオ
ンとされ、カムフエース系通路６には常に冷却装
置１６を通過した低温の高粘度潤滑油が供給され
る。そして、この高粘度の潤滑油は、ジエツト１
２からカムフエース部５に向けてオイルジエツト
として噴射され、潤滑面に十分に潤滑油が付着さ
れる。その結果、摺動部負荷の大きいカムフエー
ス部５にあつても、境界潤滑状態が避けられる。 また、ジエツト１２から噴射される潤滑油は、
常時、冷却され、粘度が高くなつているので、噴
射してもミスト状になることはなく、シリンダヘ
ツド内でのオイルミストの増加も抑制される。 一方、ジヤーナル系については、低回転数ない
し中回転数域では、第２の制御弁２０がオンとさ
れ、冷却装置１６を通した低温の粘度の高い潤滑
油が供給される。そのため、上述と同様に境界潤
滑状態が避けられる。そして、機関が高回転数域
になると、ジヤーナル部７では流体潤滑が支配的
になるため、第２の制御弁２０がオフとされ、バ
イパス通路１７から比較的高温低粘度の潤滑油が
供給される。このように、流体潤滑が確保されな
がら低粘度の潤滑油が供給されるので、ジヤーナ
ル部７の摩擦損失は低減される。 なお、この切換回転数の目安は、エンジンによ
つて異なるが、たとえば最高回転数6000rpmのも
のならば、4000rpm程度が好ましい。 また、第５図に示したような冷却装置１６を用
い、冷媒１８として燃料を使用する場合には、燃
料がオイルとの熱交換により加熱されることにな
るので、従来よりも噴射燃料の微粒化を促進する
ことができ、より燃焼状態を改善することができ
るという２次的な効果が得られる。 ［考案の効果］ したがつて、本考案によるときは、暖機時、暖
機後、および機関の回転数に応じて第１の制御弁
および第２の制御弁を切換え、動弁系のカムフエ
ース系、ジヤーナル系にそれぞれ最も適切な粘度
の潤滑油を供給することができるようにしたの
で、カムフエース部が境界潤滑状態になることを
回避しながら、全運転領域で最も効率よく動弁系
の摩擦損失を低減することができ、機関の出力の
向上とともに燃費の改善をはかることができると
いう効果が得られる。 また、カムフエース系通路に、カムフエース部
に向けて潤滑油をオイルジエツトとして噴射させ
るジエツトを設けるようにしたので、カムフエー
ス部の潤滑面に潤滑油を十分に付着させることが
でき、カムフエース部における潤滑状態を良好に
維持することができる。さらに、ジエツトから噴
射される潤滑油は、常時、冷却された粘度の高い
ものであるため、シリンダヘツド内でのオイルミ
ストの増加が抑制され、冷却しない潤滑油を噴射
させる場合に比べて吸気系へのオイルミストの吸
込み量を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る動弁系の潤滑
装置の潤滑油路の系統図、第２図は第１図の装置
が適用される位置を示す従来の一般的な潤滑油路
の系統図、第３図は従来のカムフエース部への潤
滑油供給機構の一例を示すカムフエース部まわり
の拡大縦断面図、第４図は本考案の一実施例に係
るカムフエース部まわりの拡大縦断面図、第５図
は冷却装置の一例を示す拡大概略構成図、であ
る。 ４……オイル通路、５……カムフエース部、６
……カムフエース系通路、７……ジヤーナル部、
８……ジヤーナル系通路、９……カムシヤフト、
１０……オイル通路、１２……ジエツト、１３…
…パイプ、１４……カム、１５……ロツカアー
ム、１６……冷却装置、１７……バイパス通路、
１８……冷媒、１９……第１の制御弁、２０……
第２の制御弁、２１……マイクロコンピユータ、
２２……エンジン回転数信号、２３……オイル温
度信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の動弁系に潤滑油を供給するオイル通
   路を、動弁系のカムフエース部に潤滑油を供給す
   るカムフエース系通路と、動弁系のカムフエース
   部以外に潤滑油を供給するジヤーナル系通路とに
   分岐させ、前記オイル通路に潤滑油を冷却する冷
   却装置を設けるとともに、該冷却装置を設けた部
   分をバイパスするバイパス通路を設け、前記カム
   フエース系通路に、機関の暖機時には前記バイパ
   ス通路と連通し機関の暖機後は前記冷却装置を通
   過したオイル通路と連通する第１の制御弁を設
   け、前記ジヤーナル系通路に、機関の暖機時およ
   び高回転時には前記バイパス通路と連通し機関の
   暖機時および高回転時以外は前記冷却装置を通過
   したオイル通路と連通する第２の制御弁を設け、
   前記カムフエース系通路に、カムフエース部に向
   けて潤滑油をオイルジエツトとして噴射させるジ
   エツトを設けたことを特徴とする動弁系の潤滑装
   置。