JP2012026416A - 動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな給油経路を確保する。
【解決手段】ピボット３０は、垂直方向に対して傾斜する方向に延び、シリンダヘッド２０の取付孔２７内に挿入され、挿入状態において、シリンダヘッド２０のオイルギャラリー２８に臨むとともに、シリンダヘッド２０の外部に露出する頭部３４を有する。ロッカアーム４０は、水平方向に対して傾斜する方向に延び、上端部が、頭部３４に当接する支点部４４とされるとともに、下端部が、バルブ２３に当接するパッド部４５とされ、かつ支点部４４とパッド部４５との間に、カム９０によって回転するローラ４２が組み込まれている。ピボット３０が取付孔２７内に挿入された状態で、オイルギャラリー２８に連通するとともに、頭部３４の摺動面３５へ向けて下向きに傾斜して延びる導油路が、ピボット３０の外面に沿って配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、動弁装置に関する。

従来の動弁装置が特許文献１に例示されている。動弁装置のシリンダヘッドには、開弁位置と閉弁位置とに変位可能なバルブが取り付けられ、かつバルブの近傍位置に形成された取付孔内に、支持部材としてのピボットが挿入されている。ピボットの頂部は、支承部とされ、シリンダヘッドの外部に配置されている。また、シリンダヘッドの外部にはロッカアームが配置されている。ロッカアームは、アーム本体と、アーム本体に組み込まれて、カムに従動可能に当接するローラとからなる。アーム本体の一端部は、ピボットの支承部に当接する支点部とされ、アーム本体の他端部は、バルブに当接するパッド部とされている。
カムが回転すると、アーム本体が支点部を略支点として揺動変位し、それに伴いパッド部が変位して、バルブの開閉動作が行われる。

また、例えば、取付孔の内周面には、オイルギャラリーが開口して形成されており、さらに、ピボットは、中空とされていて、オイルギャラリーに連通する連通孔を有しているとともに、その頂点に、内外を貫通する給油孔を有している。オイルギャラリーを流通するオイルの一部は、ピボット内に流入された後、給油孔から流出されて支承部と支点部との間を潤滑するようになっている。

さらに、水平対向エンジンやＶ型エンジン等においては、ピボットの長さ方向が水平方向又は水平方向に対してやや傾斜する方向に向けられ、アーム本体の長さ方向が垂直方向又は垂直方向に対してやや傾斜する方向に向けられるため、支承部と支点部との間を潤滑したオイルの一部が、自重によって滑落して、カムとローラとの間、及びパッド部とバルブとの間をも潤滑するようになっている。

特開２００５−２３９３３号公報

ところで、上記従来の動弁装置において、万一、給油孔が塵埃等で詰まったりすると、支承部と支点部との間にオイルを供給することができず、両者の摺動領域が磨耗するおそれがある。このため、摺動領域にオイルを確実に供給することが求められている。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、摺動領域への給油の確実性を高めることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、外面に取付孔が開口するとともに、前記取付孔の内周面にオイルギャラリーが開口し、かつバルブが開閉可能に取り付けられたシリンダヘッドと、垂直方向に対して傾斜する方向に延び、又は水平方向に延び、前記取付孔内に挿入され、挿入状態において、前記シリンダヘッドの外部に臨む支承部を有する支持部材と、水平方向に対して傾斜する方向に延び、又は垂直方向に延び、上端部が、前記支承部に当接する支点部とされるとともに、下端部が、前記バルブに当接するパッド部とされ、かつ前記支点部と前記パッド部との間に、カムによって回転するローラが組み込まれ、前記ローラが回転するのに伴い、前記支点部を略支点として揺動変位し、前記パッド部を介して前記バルブの開閉を行うロッカアームと、前記支持部材の外面に沿って配置され、前記支持部材が前記取付孔内に挿入された状態で、前記オイルギャラリーに連通するとともに、前記支承部と前記支点部との摺動領域へ向けて下向きに傾斜して延び、又は水平方向に延びる導油路とを備えるところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記支持部材内に、前記オイルギャラリーからのオイルが流入されない構造であるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記導油路が、前記支持部材の外面と前記取付孔の内周面との間に配置されて前記オイルギャラリーに連通する第１導油溝と、前記支承部の外面に配置されて前記第１導油溝に連通する第２導油溝とからなるところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記支承部の外面に、前記支点部と摺動する摺動面が含まれ、前記第２導油溝の終端が、前記摺動面の手前に開口しているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項３又は４に記載のものにおいて、前記第２導油溝が、前記支承部の外面に複数並列に配置されているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれか１項に記載のものにおいて、前記第１導油溝が、前記取付孔の内周面において、前記オイルギャラリーから前記シリンダヘッドの外面にかけて延びる形態とされているところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項３ないし５のいずれか１項に記載のものにおいて、前記支持部材の外面に、この外面を周回する環状溝が含まれ、前記第１導油溝が、前記支持部材の外面において、前記環状溝とその複数位置で交差連結されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
オイルギャラリーを流通するオイルの一部は、支持部材の外面に沿って配置された導油路に沿って流れて、支承部と支点部との摺動領域に至り、ここを潤滑した後、さらに、カムとローラとの間、及びパッド部とバルブとの間を順次潤滑することができる。このため、摺動領域への給油の確実性が高められる。

＜請求項２の発明＞
仮に、支持部材が無底の中空筒状をなしていると、支持部材がその内部に流入するオイルによって浮き上がり、ロッカアームの支点位置が変動して、バルブの開閉動作に支障をきたすおそれがある。しかるに本発明によれば、支持部材内にオイルが流入することがなく、支持部材の浮き上がりが防止される。

＜請求項３の発明＞
オイルギャラリーを流通するオイルの一部は、第１導油溝から第２導油溝を経て支承部と支点部との摺動領域に円滑に至ることができる。

＜請求項４の発明＞
第２導油溝が、摺動面の手前で開口しているから、摺動面にオイルを確実に供給できるとともに、摺動面の円滑性が担保される。

＜請求項５の発明＞
オイルギャラリーからのオイルの流出に伴って支持部材が回転しても、いずれかの第２導油溝をオイルギャラリーと対応する位置に配置させることができる。

＜請求項６の発明＞
オイルギャラリーからのオイルの流出に伴って支持部材が回転しても、オイルギャラリーと第１導油溝が非連通となることがない。

＜請求項７の発明＞
オイルギャラリーからのオイルの流出に伴って支持部材が回転しても、環状溝を介することにより、オイルギャラリーと第１導油溝が非連通となるのを回避できる。

本発明の実施形態１に係る動弁装置の全体図である。 動弁装置への給油構造を示す要部拡大図である。 ピボットの頭部の拡大図である。 実施形態２に係る動弁装置への給油構造を示す要部拡大図である。 実施形態３に係る動弁装置への給油構造を示す要部拡大図である。 実施形態４に係る動弁装置への給油構造を示す要部拡大図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図３によって説明する。実施形態１に係る動弁装置１０は、水平対向エンジンに適用される場合を例示するものであって、シリンダヘッド２０、支持部材としてのピボット３０、及びロッカアーム４０を備える。

シリンダヘッド２０の外面には、図１に示すように、通気路２１（吸気ポート又は排気ポート）と連通するガイド孔２２が開口して形成されている。ガイド孔２２には、バルブ２３のバルブステム２４が軸方向に移動可能に組み込まれている。バルブステム２４は、シリンダヘッド２０の外面から突出する位置に突端部２５を有し、バルブステム２４の周りには、バルブスプリング２６が配置されている。バルブ２３は、バルブスプリング２６によって常には通気路２１を閉止する方向（閉弁方向）に保持されている。

また、シリンダヘッド２０の外面には、有底の取付孔２７が開口して形成されている。シリンダヘッド２０の内部には、動弁装置１０の潤滑等のためのオイルが流通するオイルギャラリー２８が形成されている。オイルギャラリー２８の周壁は、取付孔２７の内周面に開口している。さらに、シリンダヘッド２０の内部には、取付孔２７と交差する方向に延びて、取付孔２７の底部側の内周面に開口するとともに、シリンダヘッド２０の外面に開口する空気孔２９が形成されている。

ピボット３０は、金属製であって内部が詰まった中実の略円柱状をなし、シリンダヘッド２０の取付孔２７内に挿入されている。詳しくはピボット３０は、底面から高さ方向に同径で延びる胴部３１と、胴部３１の延出端から高さ方向に次第に縮径しつつ延びるテーパ状の肩部３２と、肩部３２の延出端から高さ方向に同径で延びる首部３３と、首部３３の延出端から頂端にかけて次第に縮径しつつ延びる略半球状の頭部３４とからなる。ピボット３０が取付孔２７内に挿入された状態で、肩部３２、首部３３、及び頭部３４は、シリンダヘッド２０の外部に臨むように配置されており、これらが、本発明の支承部を構成している。また、頭部３４の外周面は、円滑な球面とされ、ここに、本発明の摺動面３５が構成されている。

ロッカアーム４０は、金属製であって、アーム本体４１と、アーム本体４１に取り付けられたローラ４２とからなる。アーム本体４１は、前後方向に長い左右一対の側壁部４３と、両側壁部４３の後端部同士を連結する支点部４４と、両側壁部４３の前端部同士を連結するパッド部４５とから一体に構成されている。支点部４４は、ピボット３０の頭部３４に沿って膨出する略半球状の嵌合部４６を有している。パッド部４５は、バルブステム２４の突端部２５を押圧するものであって、前方へせり上がった形態のパッド面４７を有している。

両側壁部４３間で、かつ支点部４４とパッド部４５との間には、ローラ４２の収容空間が開口している。収容空間に収容されたローラ４２は、左右方向の支持軸４８を中心として、アーム本体４１に回転可能に支持されている。ローラ４２は、アーム本体４１から突出する部分を有し、その突出部分の外周面に、ローラ４２の回転中心と平行な回転軸９１を有する略卵形のカム９０が当接している。

上記構成において、ピボット３０の長さ方向（延び方向）、取付孔２７の深さ方向、及びバルブステム２４の長さ方向（延び方向）は、垂直軸に対して４５度以上の傾斜角をもって傾斜する方向に向けられている。このため、ピボット３０は、水平軸寄りの軸線に沿ってほぼ横置きされることとなる。この場合、頭部３４が、ピボット３０の上端部を構成し、突端部２５が、バルブステム２４の上端部を構成している。そして、ロッカアーム４０の長さ方向は、水平軸に対して４５度以上の傾斜角をもって傾斜する方向に向けられている。このため、ロッカアーム４０は、垂直軸寄りの軸線に沿ってほぼ縦置きされることとなる。この場合、支点部４４が、ロッカアーム４０の上端部を構成し、パッド部４５が、ロッカアーム４０の下端部を構成している。また、カム９０とローラ４２は、それぞれ横方向に並列に配置されている。

ここで、カム９０が回転すると、ロッカアーム４０がピボット３０の頭部３４及び嵌合部４６を略支点として横方向に揺動変位し、このロッカアーム４０の揺動に伴って、バルブ２３が、バルブスプリング２６のばね力に抗して開弁方向に変位する動作と、バルブスプリング２６のばね力に従って閉弁方向に変位する動作とを交互に繰り返すようになっている。

続いて、動弁装置１０への給油構造について説明する。
シリンダヘッド２０の取付孔２７の内周面には、図２に示すように、単一の第１導油溝６０が開口して形成されている。第１導油溝６０は、断面３角形状をなし、取付孔２７の深さ方向に真直ぐ延びる形態とされている。第１導油溝６０の始端は、オイルギャラリー２８の周壁に連通して開口しており、第１導油溝６０の終端は、シリンダヘッド２０の外面に臨んでいる。そして、第１導油溝６０は、その始端から終端にかけて、前上がりに傾斜して配置されている。

また、ピボット３０の外周面には、このピボット３０が取付孔２７内に挿入された状態で、肩部３２の基端から首部３３の延出端にかけて、水平軸８０に対して前下がりに傾斜する複数の第２導油溝７０が開口して形成されている。各第２導油溝７０は、断面３角形状をなし（図３を参照）、肩部３２の基端から首部３３の延出端にかけて真直ぐ延びる形態とされている。各第２導油溝７０の終端は、頭部３４の摺動面３５の手前で開口している。また、各第２導油溝７０は、肩部３２の外周面及び首部３３の外周面の全周に亘って互いにほぼ平行に並列配置されている。このため、ピボット３０が取付孔２７内に挿入された状態で、いずれかの第２導油溝７０の始端が、第１導油溝６０の途中位置に連通して配置されるようになっている。なお、第１、第２導油溝６０、７０によって本発明の導油路が構成されている。

次に、動弁装置１０への給油経路について説明する。
オイルギャラリー２８を流動するオイルの一部は、第１導油溝６０内に流入し、第１導油溝６０に沿って流れて、第２導油溝７０の始端に至る。そして、オイルは、第２導油溝７０の始端から終端にかけて、第２導油溝７０に沿って流れて、頭部３４の摺動面３５に至る（図２の矢印を参照）。この場合、オイルは、その自重及び表面張力の助けを得て、第２導油溝７０の終端側に至ることが可能となる。

ロッカアーム４０の揺動に伴い、嵌合部４６が頭部３４の摺動面３５を摺動すると、オイルが摺動面３５のほぼ全体に亘って展延される。次いで、オイルは、頭部３４からアーム本体４１の後部に沿って流れてローラ４２の外周面に付着し、ローラ４２の回転に伴い、ローラ４２の外周面及びカム９０の外周面のほぼ全体に亘って付着する。さらに、オイルは、ローラ４２の外周面からアーム本体４１の前部に沿って流れて、パッド部４５のパッド面４７及びバルブステム２４の突端部２５に付着する。この場合、オイルは、自重によって頭部３４からパッド部４５へと滑落することが可能となる。かくして、オイルギャラリー２８から第１、第２導油溝６０、７０を経由して流れるオイルによって、頭部３４と支点部４４との間、ローラ４２とカム９０との間、及びパッド部４５とバルブ２３との間の各摺動領域が順次潤滑されることとなる。

以上説明したように、実施形態１の動弁装置１０は、ピボット３０の外周面に沿って配置され、ピボット３０が取付孔２７内に挿入された状態で、オイルギャラリー２８に連通するとともに、頭部３４と支点部４４との摺動領域（頭部３４の摺動面３５）へ向けて下向きに傾斜して延びる第１、第２導油溝６０、７０を有している。このため、オイルギャラリー２８を流通するオイルが、第１、第２導油溝６０、７０を流れて、頭部３４と支点部４４との間、カム９０とローラ４２との間、及びパッド部４５とバルブ２３との間を順次潤滑することが可能となる。したがって、塵埃等の詰まりが回避され、各摺動領域への給油の確実性が高められる。

また、仮に、ピボット３０が無底の中空筒状をなしていると、ピボット３０がその内部に流入するオイルによって取付孔２７内から浮き上がり、ロッカアーム４０の支点位置が変動して、バルブ２３の開閉動作に支障をきたすおそれがある。しかるに実施形態１によれば、ピボット３０内にオイルが流入することがなく、ピボット３０の浮き上がりが防止される。

また、オイルギャラリー２８を流通するオイルの一部は、第１導油溝６０から第２導油溝７０を経て頭部３４と支点部４４との摺動領域に円滑に至ることができる。

また、第２導油溝７０が、摺動面３５の手前で開口しているから、摺動面３５にオイルを確実に供給できるとともに、摺動面３５の円滑性が担保される。

さらに、第２導油溝７０が頭部３４の外周面及び首部３３の外周面に複数並列に配置されているから、オイルギャラリー２８からのオイルの流出に伴ってピボット３０が軸周りに回転しても、いずれかの第２導油溝７０をオイルギャラリー２８と対応する位置に配置させることができる。

さらにまた、第１導油溝６０が取付孔２７の内周面に形成されているから、オイルギャラリー２８からのオイルの流出に伴ってピボット３０が軸周りに回転しても、オイルギャラリー２８と第１導油溝６０が互いに非連通となることがない。

＜実施形態２＞
図４は、本発明の実施形態２を示す。実施形態２では、導油路の形態が実施形態１とは異なる。その他は、実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の構成には同一符合を付し、重複する説明は省略する。

ピボット３０の胴部３１の外周面には、オイルギャラリー２８とほぼ同じ高さ位置に、この外周面を周回する環状溝３８が開口して形成されている。

第１導油溝６０Ａは、取付孔２７の内周面には形成されず、胴部３１の外周面の全周に亘って複数並列に、かつ互いにほぼ平行に、配置されている。そして、各第１導油溝６０Ａの始端は、環状溝３８の上側縁の複数位置に交差連結されている。また、各第１導油溝６０Ａの終端は、胴部３１の延出端（肩部３２の基端）に臨み、ここで第２導油溝７０Ａの始端に連通している。第２導油溝７０Ａは、実施形態１と同様に、直線状に延びる複数の溝からなり、ピボット３０が取付孔２７内に挿入された状態で、頭部３４の摺動面３５へ向けて前下がりに傾斜する形態とされている。図示する場合、第１、第２導油溝６０Ａ、７０Ａは、周方向に間隔をあけて３つ配置されている。

オイルギャラリー２８から流出されたオイルは、環状溝３８に沿って流れるとともに、環状溝３８から各第１導油溝６０Ａに沿って流れ、さらに各第２導油溝７０Ａに沿って流れて、摺動面３５に至り、頭部３４と支点部４４との間を潤滑する（図４の矢印を参照）。その後、実施形態１と同様の経路で、ローラ４２とカム９０との間、及びパッド部４５とバルブ２３との間が潤滑される。

実施形態２によれば、オイルギャラリー２８からのオイルの流出に伴ってピボット３０が回転しても、環状溝３８を介することによって、オイルギャラリー２８と第１導油溝６０Ａが非連通となるのを回避できる。また、取付孔２７の内周面に、第１導油溝６０Ａを形成しなくて済む分、取付孔２７の内面形状が簡素化される。

＜実施形態３＞
図５は、本発明の実施形態３を示す。実施形態３では、ピボット３０の上部の構造が実施形態１とは異なる。その他は、実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の構成には同一符合を付し、重複する説明は省略する。

ピボット３０は、底面から高さ方向に同径で延びる胴部３１と、胴部３１の延出端から頂端にかけて次第に縮径しつつ延びる略ベル状の頭部３４Ａとからなる。つまり、ピボット３０は、肩部３２及び首部３３を有していない。頭部３４Ａの外周面は、全体に亘って曲面状をなしている。また、頭部３４Ａの外周面と嵌合部４６の内周面との摺動領域は、摺動面３５とされている。ピボット３０が取付孔２７内に挿入された状態では、頭部３４Ａがシリンダヘッド２０の外部に臨むように配置され、ここが、本発明の支承部を構成している。

第２導油溝７０Ｂは、実施形態と同様に、頭部３４Ａの外周面の全周に亘って複数並列に配置され、ピボット３０が取付孔２７内に挿入された状態で、摺動面３５へ向けて前下がりに傾斜する形態とされている。

実施形態２によれば、第２導油溝７０Ｂが途中で形状を急変させることなく全長に亘って円滑に連続しているから、第２導油溝７０Ｂを流れるオイルが途中で停滞することがなく、オイルの流動性が向上する。

＜実施形態４＞
図６は、本発明の実施形態４を示す。実施形態４では、第２導油溝７０Ｃの形状が実施形態１とは異なる。その他は、実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

ピボット３０の外周面には、このピボット３０が取付孔２７内に挿入された状態で、肩部３２の基端から終端にかけて曲線状に延びる複数の第２導油溝７０Ｃが開口して形成されている。各第２導油溝７０Ｃは互いに平行に配置され、全体として平面視螺旋状を呈している。なお、図示する場合、第２導油溝７０Ｃは、首部３３の基端から延出端に亘る部分において、直線状に延びる形態とされているが、この部分も含めて曲線状の延びる形態として構わない。

実施形態４によれば、オイルギャラリー２８からのオイルの流出に伴ってピボット３０が軸回りに回転した場合に、その回転方向に沿うようにして各第２導油溝７０Ｃが形成されていることにより、オイルが各第２導油溝７０Ｃに沿って円滑に流れて各摺動領域へとより確実に供給される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）ピボットの長さ方向は水平方向に向けられていてもよい。
（２）ロッカアームの長さ方向は垂直方向に向けられていてもよい。
（３）本発明は、けっして給油孔を有する中空筒状のピボットからなる支持部材の適用を否定するものではない。
（４）第２導油溝の終端部が、頭部の摺動面に少しは入り込む形態であってもよい。
（５）第１、第２導油溝の少なくとも一方は、曲線状に延びる形態であってもよい。
（６）第１、第２導油溝の少なくとも一方は、断面円弧形状又は断面４角形状をなすものであってもよい。

１０…動弁装置
２０…シリンダヘッド
２３…バルブ
２７…取付孔
２８…オイルギャラリー
３０…ピボット（支持部材）
３５…摺動面
３８…環状溝
４０…ロッカアーム
４２…ローラ
４４…支点部
４５…パッド部
６０、６０Ａ…第１導油溝
７０、７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ…第２導油溝

Claims (7)

1. 外面に取付孔が開口するとともに、前記取付孔の内周面にオイルギャラリーが開口し、かつバルブが開閉可能に取り付けられたシリンダヘッドと、
   垂直方向に対して傾斜する方向に延び、又は水平方向に延び、前記取付孔内に挿入され、挿入状態において、前記シリンダヘッドの外部に臨む支承部を有する支持部材と、
   水平方向に対して傾斜する方向に延び、又は垂直方向に延び、上端部が、前記支承部に当接する支点部とされるとともに、下端部が、前記バルブに当接するパッド部とされ、かつ前記支点部と前記パッド部との間に、カムによって回転するローラが組み込まれ、前記ローラが回転するのに伴い、前記支点部を略支点として揺動変位し、前記パッド部を介して前記バルブの開閉を行うロッカアームと、
   前記支持部材の外面に沿って配置され、前記支持部材が前記取付孔内に挿入された状態で、前記オイルギャラリーに連通するとともに、前記支承部と前記支点部との摺動領域へ向けて下向きに傾斜して延び、又は水平方向に延びる導油路とを備える動弁装置。
2. 前記支持部材内に、前記オイルギャラリーからのオイルが流入されない構造である請求項１記載の動弁装置。
3. 前記導油路が、前記支持部材の外面と前記取付孔の内周面との間に配置されて前記オイルギャラリーに連通する第１導油溝と、前記支承部の外面に配置されて前記第１導油溝に連通する第２導油溝とからなる請求項１又は２記載の動弁装置。
4. 前記支承部の外面に、前記支点部と摺動する摺動面が含まれ、前記第２導油溝の終端が、前記摺動面の手前に開口している請求項３記載の動弁装置。
5. 前記第２導油溝が、前記支承部の外面に複数並列に配置されている請求項３又は４記載の動弁装置。
6. 前記第１導油溝が、前記取付孔の内周面において、前記オイルギャラリーから前記シリンダヘッドの外面にかけて延びる形態とされている請求項３ないし５のいずれか１項記載の動弁装置。
7. 前記支持部材の外面に、この外面を周回する環状溝が含まれ、前記第１導油溝が、前記支持部材の外面において、前記環状溝とその複数位置で交差連結されている請求項３ないし５のいずれか１項記載の動弁装置。

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