JPH08193507A - 内燃機関の動弁系潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カムノーズ部１５ａ，第１カムフォロア１０
間の摺接部と、主ロッカアーム６先端部６ａ，シム１１
間の当接部との双方の潤滑を一つの潤滑油供給孔３４で
もって達成し、最小限の潤滑油供給量で効率良く潤滑す
る。 【構成】 ロッカシャフト９により揺動可能に支持され
た主ロッカアーム６は、背面に第１カムフォロア１０を
有し、かつ先端部６ａが吸気弁１のシム１１に当接して
いる。カムシャフト１４の上方には、潤滑油供給パイプ
３１が設けられており、主ロッカアーム６の先端部６ａ
を指向するように、潤滑油供給孔３４が開口形成されて
いる。潤滑油供給孔３４から先端部６ａへ至る潤滑油軌
跡Ｌは、低速型カム１５のベースサークル部１５ｂとは
干渉しないが、カムシャフト１４の回転に伴い、カムノ
ーズ部１５ａが横切ることができる位置関係となってい
る。これにより潤滑油は、先端部６ａとカムノーズ部１
５ａとに交互に衝突する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気弁も
しくは排気弁（以下、両者を総称して吸排気弁と記す）
を開閉駆動する動弁系の潤滑装置、特にロッカアーム先
端部と吸排気弁との当接部、並びにロッカアームのカム
フォロアとカムとの摺接部の双方を潤滑する潤滑装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の動弁機構は、一般に、カムリ
フトを揺動可能なロッカアームを介して吸気弁や排気弁
に伝達し、バルブスプリングにて閉方向に付勢されてい
る吸気弁，排気弁を押し開く構成となっているが、バル
ブリフト時には、ロッカアーム先端部と吸排気弁との当
接部、並びにカムフォロアとカムとの摺接部の双方に大
きな面圧が作用するので、これらの箇所を積極的に潤滑
する必要がある。

【０００３】例えば、実開昭６１−１６０２１０号公報
には、カムシャフトの上方に該カムシャフトと平行に潤
滑油供給パイプを設けるとともに、複数個のカムのそれ
ぞれに対応して上記潤滑油供給パイプに潤滑油供給孔を
開口形成し、各カムへ向けて潤滑油を噴出するようにし
た構成が示されている。この装置では、ロッカアーム先
端部と吸排気弁との当接部に対する潤滑は考慮されてお
らず、例えば、ロッカカバー内の空間に存在するオイル
ミストによって潤滑される形となる。

【０００４】また実開昭６３−１８３４０７号公報に
は、ロッカアーム先端部とカムとのそれぞれに対して潤
滑油供給孔を開口形成し、ロッカアーム先端部と吸排気
弁との当接部、並びにカムとカムフォロアとの摺接部の
それぞれへ向けて潤滑油を供給するようにした構成が示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ようにロッカアーム先端部と吸排気弁との当接部の潤滑
をオイルミストに依存する構成では、確実な潤滑がなさ
れず、例えば機関高速域などにおいて潤滑が不十分とな
る可能性がある。

【０００６】また、後者のようにロッカアーム先端部と
カムとに対し個別に潤滑油供給孔を設けて潤滑するよう
にした構成では、一つのロッカアームに対し複数の潤滑
油供給孔が必要であり、加工工数が増加するのは勿論の
こと、動弁系の潤滑のために必要な潤滑油供給量が非常
に多くなり、オイルポンプの大型化が必要になる等の不
具合がある。

【０００７】またいずれの構成においても、一つの潤滑
部に対し潤滑油が連続的に供給されるので、必ずしも多
量の潤滑油が必要とされない面圧の低い時期においても
潤滑油が供給され続けることになり、潤滑油供給量の無
駄が多い。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、基
端部が揺動可能に支持され、かつ先端部が吸排気弁のバ
ルブステム端部を押圧するとともに、背面のカムフォロ
アがカムと摺接するロッカアームを備えてなる内燃機関
の動弁系において、上記カムの上方に潤滑油供給パイプ
を設け、該潤滑油供給パイプに開口形成された潤滑油供
給孔を、上記吸排気弁と当接する上記ロッカアーム先端
部へ指向させるとともに、上記潤滑油供給孔から上記ロ
ッカアーム先端部へ至る潤滑油の軌跡を、上記カムのカ
ムノーズ部が、その回転に伴って横切るように構成した
ことを特徴としている。

【０００９】また請求項２の発明は、プロフィルの異な
る第１，第２カムが並んで形成されたカムシャフトと、
基端部が揺動可能に支持され、かつ先端部が吸排気弁の
バルブステム端部を押圧するとともに、背面のカムフォ
ロアが第１カムと摺接する主ロッカアームと、この主ロ
ッカアームに隣接して揺動可能に支持され、かつ第２カ
ムに従動する副ロッカアームと、この副ロッカアームと
上記主ロッカアームとを選択的に連結状態もしくは離脱
状態とする連結機構と、を備えてなる内燃機関の動弁系
において、上記カムシャフトの上方に潤滑油供給パイプ
を設け、該潤滑油供給パイプに開口形成された潤滑油供
給孔を、上記吸排気弁と当接する上記主ロッカアーム先
端部へ指向させるとともに、上記潤滑油供給孔から上記
主ロッカアーム先端部へ至る潤滑油の軌跡を、上記第１
カムのカムノーズ部が、その回転に伴って横切るように
構成したことを特徴としている。

【００１０】また請求項３の発明は、上記潤滑油供給孔
が指向するロッカアーム先端部もしくは主ロッカアーム
先端部を、上記潤滑油供給孔へ向かって凸となった断面
形状に形成した。

【００１１】

【作用】内燃機関のオイルポンプにより加圧されて上記
潤滑油供給パイプへ導かれた潤滑油は、上記潤滑油供給
孔から噴出する。この潤滑油供給孔は、ロッカアーム先
端部へ指向しているので、潤滑油はロッカアーム先端部
へ向かって進もうとする。ここで、カムの回転に伴っ
て、カムノーズ部がその潤滑油の軌跡を間欠的に横切
る。そのため、カムノーズ部が潤滑油軌跡を横切った状
態においては、潤滑油はカムノーズ部に衝突し、該カム
ノーズ部に付着する。このカムノーズ部に付着した潤滑
油によって、バルブリフト時におけるカムノーズ部とカ
ムフォロアとの間の潤滑がなされる。また、潤滑油軌跡
に近接するカム表面がカムノーズ部以外のベースサーク
ル部分となると、潤滑油軌跡はカムと交差しない。従っ
て、潤滑油供給孔から噴出した潤滑油は、カムに遮られ
る事なくロッカアーム先端部へ向かい、該ロッカアーム
先端部と吸排気弁との当接部を潤滑する。

【００１２】すなわち、潤滑油供給孔から連続的に噴出
する潤滑油の流れを、カムノーズ部が間欠的に横切り、
該カムノーズ部とロッカアーム先端部の双方へ潤滑油が
分配される形となる。

【００１３】また請求項２の構成では、主ロッカアーム
と副ロッカアームとを備えた可変動弁機構において、吸
排気弁を押圧する主ロッカアーム側について上述した潤
滑作用がなされる。

【００１４】更に請求項３では、ロッカアーム先端部も
しくは主ロッカアーム先端部へ上記潤滑油供給孔から吹
き掛けられた潤滑油が、凸形状をなす先端部の表面に沿
って下方へ回り込み、吸排気弁との当接部へ速やかに供
給される。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１６】図１〜図１０は、この発明をカム切換型の
可変動弁機構を備えた内燃機関に適用した一実施例を示
しており、図９，図１０に示すように、シリンダヘッド
３に、吸気ポート４を開閉する吸気弁１と、排気ポート
５を開閉する排気弁２とが設けられている。この実施例
では、各気筒毎に一対の吸気弁１および一対の排気弁２
が設けられており、主，副ロッカアーム６，７からなる
一つの可変動弁機構が一対の吸気弁１もしくは排気弁２
を同時に駆動している。

【００１７】始めに、主，副ロッカアーム６，７からな
る可変動弁機構について説明すると、主ロッカアーム６
は、図３，図４に示すように、先端側が二股状に分岐し
た略Ｙ字形をなし、その基端部の略円筒状をなすロッカ
シャフト嵌合部８がロッカシャフト９に揺動可能に嵌合
している。そして、二股状に分岐した部分の背面に、硬
質金属からなる第１カムフォロア１０がそれぞれ固着さ
れている。この主ロッカアーム６の二股状に分岐したそ
れぞれの先端部６ａが、図４，図２に示すように下方へ
向かって折曲されており、それぞれ吸気弁１（あるいは
排気弁２）のバルブステム端部にシム１１を介して当接
している。尚、図９，図１０に示すように、吸気側およ
び排気側の各ロッカシャフト９がそれぞれシリンダヘッ
ド３の外側寄りに配置され、吸気弁１，排気弁２を押圧
する先端部６ａがそれぞれシリンダヘッド３の内側寄り
に位置している。

【００１８】また、上記の一対の第１カムフォロア１０
に挟まれた形となる主ロッカアーム６の中央部は下方へ
くぼんでおり、ここに副ロッカアーム７が設けられてい
る。つまり、一対の第１カムフォロア１０の間に副ロッ
カアーム７が配置されている。この副ロッカアーム７
は、主ロッカアーム６の基端部上面に設けられた副ロッ
カシャフト１２に揺動可能に支持されている。副ロッカ
アーム７は、主ロッカアーム６に比較して短く形成さ
れ、その先端部背面には、硬質金属からなる第２カムフ
ォロア１３が設けられている。図３に示すように、この
第２カムフォロア１３は、上記第１カムフォロア１０と
並んだ位置にある。また、この副ロッカアーム７は、吸
気弁１，排気弁２に直接には当接していない。

【００１９】ロッカシャフト９の上方に配置されるカム
シャフト１４には、主ロッカアーム６の第１カムフォロ
ア１０に摺接するバルブリフト量の小さな低速型カム１
５と、副ロッカアーム７の第２カムフォロア１３に摺接
するバルブリフト量の大きな高速型カム１６とが並んで
形成されている。上記低速型カム１５は、一対の第１カ
ムフォロア１０に対応して一対設けられており、この一
対の低速型カム１５の間に、高速型カム１６が配置され
ている。このカムシャフト１４は、図１等に示すよう
に、シリンダヘッド３にカムブラケット１７を介して回
転自在に支持されている。

【００２０】尚、副ロッカアーム７は、図５に示すよう
に、リテーナ１８を介し主ロッカアーム６凹部上面に圧
接するロストモーションスプリング１９によって上方へ
回動付勢されており、主ロッカアーム６から離脱した状
態であっても高速型カム１６との摺接状態が保たれるよ
うになっている。

【００２１】また、上記主，副ロッカアーム６，７を選
択的に連結させる連結機構として、副ロッカアーム７の
下方に連結レバー２０が設けられている。この連結レバ
ー２０は、主ロッカアーム６底部に設けたピン２１によ
って回動可能に支持されており、その上端部２０ａが副
ロッカアーム７下面の係合段部２２に係合可能となって
いる（図５，図７参照）。そして、この連結レバー２０
は、突起部２０ｃ（図２参照）にリテーナ２３を介して
圧接するリターンスプリング２４により係合解除方向へ
常時付勢されているとともに、その下端部２０ｂに対向
して、油圧プランジャ２５が配置されており、該プラン
ジャ２５が突出すると、係合方向へ回動するようになっ
ている（図７参照）。上記プランジャ２５が摺動可能に
嵌合する油圧シリンダ２６には、主ロッカアーム６内の
油孔２７およびロッカシャフト９の油孔２８を介して、
ロッカシャフト９内の油圧供給通路２９から油圧が供給
可能となっている。

【００２２】従って、上記構成では油圧供給通路２９を
通して油圧シリンダ２６へ所定の油圧を供給すると、連
結レバー２０が図７のように係合方向へ回動し、副ロッ
カアーム７の係合段部２２に係合する。これにより、副
ロッカアーム７が高速型カム１６により下方へ押圧され
た際に、主ロッカアーム６が一体に作動するようにな
り、吸気弁１もしくは排気弁２が高速型カム１６のプロ
フィルに沿って開閉するようになる。また油圧を解放す
ると、連結レバー２０がリターンスプリング２４によっ
て図５のように係合解除方向へ回動し、上端部２０ａが
係合段部２２から離れる。そのため、副ロッカアーム７
が主ロッカアーム６から切り離された状態となり、吸気
弁１等は主ロッカアーム６を介して低速型カム１５のプ
ロフィルに沿って開閉するようになる。

【００２３】尚、上記の連結レバー２０に変えて、連結
機構として公知の摺動型連結ピンを用いることも可能で
ある。

【００２４】次に、上述した可変動弁機構の潤滑装置と
して、図１に示すように、カムシャフト１４の更に上方
に、金属パイプからなる潤滑油供給パイプ３１が配設さ
れている。この潤滑油供給パイプ３１は、内燃機関の前
端の気筒から後端の気筒に亙って連続しており、かつカ
ムシャフト１４およびロッカシャフト９と平行に配置さ
れている。この潤滑油供給パイプ３１には、複数個のブ
ラケット３２が溶接されており、このブラケット３２
が、上記カムブラケット１７を固定するボルト３３によ
って共締めされている。尚、図９，図１０に示すよう
に、吸気側，排気側の双方にそれぞれ潤滑油供給パイプ
３１が設けられているが、両者を全体として略Ｕ字形を
なす一本の連続したものに構成しても良く、あるいは一
対の潤滑油供給パイプ３１を平行に設けるようにしても
良い。

【００２５】上記潤滑油供給パイプ３１内に形成される
潤滑油供給通路３１ａは、シリンダヘッド３内部のオイ
ルギャラリ（図示せず）に連通しており、図示せぬオイ
ルポンプにて加圧された潤滑油が導かれるようになって
いる。

【００２６】ここで上記潤滑油供給パイプ３１は、図１
に示すように、吸気弁１もしくは排気弁２の中心線の延
長線上にほぼ位置している。そして、この潤滑油供給パ
イプ３１の下面側には、図２に示すように、各気筒の一
つの可変動弁機構について３個の潤滑油供給孔３４，３
５が開口形成されている。詳しくは、一対の低速型カム
１５に対応してその上方に一対の潤滑油供給孔３４が形
成され、かつ高速型カム１６に対応して中央に一つの潤
滑油供給孔３５が形成されている。中央の高速型カム１
６に対応する潤滑油供給孔３５は、高速型カム１６へ向
かって、例えばカムシャフト１４の中心軸を指向して形
成されている。これに対し、低速型カム１５に対応する
位置に設けられた一対の潤滑油供給孔３４は、カムシャ
フト１４側へは直接には向かっておらず、吸排気弁１，
２のシム１１と当接する主ロッカアーム６先端部６ａを
指向するように形成されている。

【００２７】そして、この潤滑油供給孔３４の形成方向
に沿って得られる潤滑油の軌跡Ｌつまり潤滑油供給孔３
４から主ロッカアーム６先端部６ａへ至る潤滑油軌跡Ｌ
は、低速型カム１５のベースサークルに、カムリフト量
の範囲内の距離を保ちつつ近接している。つまり、潤滑
油供給孔３４からの潤滑油軌跡Ｌが低速型カム１５のベ
ースサークル部１５ｂとは交差せず、またカムノーズ部
１５ａに対しては、該カムノーズ部１５ａが上記潤滑油
軌跡Ｌを横切ることができるように各部の位置関係が設
定されている。

【００２８】次に、上記実施例の潤滑作用について説明
する。

【００２９】上記潤滑油供給パイプ３１内の潤滑油供給
通路３１ａには、上述したように適宜な油圧の潤滑油が
導入され、その潤滑油が、各潤滑油供給孔３４，３５か
らオイルジェットとなって噴出する。中央の潤滑油供給
孔３５からは高速型カム１６へ向けて常時潤滑油が噴出
し、これによって高速型カム１６と第２カムフォロア１
３との間の摺接部が良好に潤滑される。

【００３０】これに対し低速型カム１５に対応する潤滑
油供給孔３４からは主ロッカアーム６の先端部６ａへ向
けて潤滑油が噴出する。そして、図９に示すように、潤
滑油軌跡Ｌに低速型カム１５のベースサークル部１５ｂ
が接近している状態では、潤滑油供給孔３４から噴出し
た潤滑油の流れが低速型カム１５に妨げられることなく
主ロッカアーム６先端部６ａへ向かう。そのため、この
先端部６ａとシム１１との間が確実に潤滑される。尚、
潤滑油軌跡Ｌは吸気弁１，排気弁２の軸線にほぼ沿って
いるので、バルブリフト中も主ロッカアーム６先端部６
ａに潤滑油が確実に衝突する。ここで、上記先端部６ａ
とシム１１との当接部における面圧が最も高くなるの
は、バルブリフト中の期間であるが、低速型カム１５の
カムノーズ部１５ａが主ロッカアーム６の第１カムフォ
ロア１０を押し下げている状態では、潤滑油軌跡Ｌとカ
ムノーズ部１５ａとが干渉することがないので、この面
圧が高い期間つまり潤滑が最も必要な期間において、先
端部６ａとシム１１との間に確実に潤滑油を供給するこ
とができる。

【００３１】また低速型カム１５が回転し、図１０に示
すように、カムノーズ部１５ａがシリダヘッド３中央側
を向くと、潤滑油供給孔３４からの潤滑油軌跡Ｌをカム
ノーズ部１５ａが横切る。そのため、潤滑油供給孔３４
から噴出した潤滑油は、低速型カム１５のカムノーズ部
１５ａに衝突し、ここに付着する。この付着した潤滑油
によって、該カムノーズ部１５ａと第１カムフォロア１
０との間の摺接部が潤滑される。このカムノーズ部１５
ａへの潤滑油の供給は、間欠的に行われる形となるが、
カムシャフト１４の１回転毎に新たにカムノーズ部１５
ａに潤滑油が与えられるので、十分良好に潤滑すること
ができる。また、カムノーズ部１５ａ以外のベースサー
クル部１５ｂについては、主にオイルミストによって潤
滑される形となるが、このベースサークル部１５ｂが第
１カムフォロア１０に当接している状態では、両者の面
圧は略０であるので、潤滑性能の上で何等支障はない。

【００３２】このように上記実施例によれば、潤滑油供
給孔３４から連続的に噴出する潤滑油を、主ロッカアー
ム６先端部６ａの潤滑と、カムノーズ部１５ａの潤滑と
に交互に分配して利用することができ、双方を確実に潤
滑できる。特に、それぞれの箇所について面圧が高くな
る期間および面圧が高くなる部分を主に潤滑するので、
潤滑油供給量を最小限にしつつ双方で確実な潤滑を行う
ことができる。

【００３３】尚、主ロッカアーム６の先端部６ａに衝突
した潤滑油は、この先端部６ａの周囲の壁面を伝わって
シム１１との間に流れ込む形となる。図８に示す実施例
のように、上記主ロッカアーム６の先端部６ａを、潤滑
油供給孔３４へ向かって凸となった断面形状に形成すれ
ば、ここに衝突した潤滑油をシム１１との間に一層円滑
に導入することができる。

【００３４】以上、この発明をカム切換型可変動弁機構
に適用した一実施例を説明したが、この発明はこれに限
定されるものではなく、ロッカアームを用いた動弁系に
広く適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の動弁系潤滑装置によれば、一つの潤滑
油供給孔でもってカム，カムフォロア間と、ロッカアー
ム先端部，吸排気弁間との双方を効率良く潤滑すること
ができる。従って、潤滑油供給パイプ全体に設けられる
潤滑油供給孔の個数を削減でき、オイルポンプ容量を増
大させることなく最小限の潤滑油供給量でもって双方の
強制潤滑を達成できる。特に、面圧が実際に高くなる期
間および部分を考慮してそれぞれに潤滑油が分配される
ので、潤滑油供給量を効果的に減少させることができ
る。

【００３６】また請求項２のような可変動弁機構を用い
た場合には、潤滑が必要となるカムの個数が非常に多く
なるため、多数の潤滑油供給孔が必要となって油圧低下
を生じ易いが、同様に主ロッカアーム先端部と第１カム
の双方へ潤滑油を分配することにより、油圧低下を招く
事なく確実な潤滑が可能となる。

【００３７】また請求項３の構成によれば、ロッカアー
ムもしくは主ロッカアーム先端部と吸排気弁との当接部
に潤滑油を円滑に導くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る潤滑装置の一実施例を示すシリ
ンダヘッド要部の断面図。

【図２】この実施例における動弁機構と潤滑油供給孔と
の位置関係を示す要部の側面図。

【図３】動弁機構のみを示す平面図。

【図４】主ロッカアームのみを示す斜視図。

【図５】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図６】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【図７】連結レバーの係合状態を示す図５と同様の断面
図。

【図８】主ロッカアーム先端部の異なる実施例を示す要
部斜視図。

【図９】潤滑油が主ロッカアーム先端部へ供給されてい
る状態を示す断面図。

【図１０】潤滑油が低速型カムのカムノーズ部へ供給さ
れている状態を示す断面図。

【符号の説明】

１…吸気弁 ６…主ロッカアーム ７…副ロッカアーム １０…第１カムフォロア １１…シム １４…カムシャフト １５…低速型カム １５ａ…カムノーズ部 １６…高速型カム ２０…連結レバー ３１…潤滑油供給パイプ ３４…潤滑油供給孔 ３５…潤滑油供給孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端部が揺動可能に支持され、かつ先端
   部が吸排気弁のバルブステム端部を押圧するとともに、
   背面のカムフォロアがカムと摺接するロッカアームを備
   えてなる内燃機関の動弁系において、上記カムの上方に
   潤滑油供給パイプを設け、該潤滑油供給パイプに開口形
   成された潤滑油供給孔を、上記吸排気弁と当接する上記
   ロッカアーム先端部へ指向させるとともに、上記潤滑油
   供給孔から上記ロッカアーム先端部へ至る潤滑油の軌跡
   を、上記カムのカムノーズ部が、その回転に伴って横切
   るように構成したことを特徴とする内燃機関の動弁系潤
   滑装置。
2. 【請求項２】 プロフィルの異なる第１，第２カムが並
   んで形成されたカムシャフトと、基端部が揺動可能に支
   持され、かつ先端部が吸排気弁のバルブステム端部を押
   圧するとともに、背面のカムフォロアが第１カムと摺接
   する主ロッカアームと、この主ロッカアームに隣接して
   揺動可能に支持され、かつ第２カムに従動する副ロッカ
   アームと、この副ロッカアームと上記主ロッカアームと
   を選択的に連結状態もしくは離脱状態とする連結機構
   と、を備えてなる内燃機関の動弁系において、上記カム
   シャフトの上方に潤滑油供給パイプを設け、該潤滑油供
   給パイプに開口形成された潤滑油供給孔を、上記吸排気
   弁と当接する上記主ロッカアーム先端部へ指向させると
   ともに、上記潤滑油供給孔から上記主ロッカアーム先端
   部へ至る潤滑油の軌跡を、上記第１カムのカムノーズ部
   が、その回転に伴って横切るように構成したことを特徴
   とする内燃機関の動弁系潤滑装置。
3. 【請求項３】 上記潤滑油供給孔が指向するロッカアー
   ム先端部もしくは主ロッカアーム先端部を、上記潤滑油
   供給孔へ向かって凸となった断面形状に形成したことを
   特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の動弁系
   潤滑装置。