JP2012167647A - カムハウジング - Google Patents

Abstract

【課題】長孔のメイン油路を廃止し、型構造を簡素化して金型コストを低減させる。
【解決手段】本発明のカムハウジング３は、両カムシャフト２が貫通してこれらのカムシャフト２を摺動可能に支持する支持壁３Ａがカムシャフト２の軸方向に並んで複数設けられ、支持壁３Ａにおけるカムシャフト２の摺動支持面３２にオイルが順次供給されるメインハウジング３０，３１と、支持壁３Ａにおける両カムシャフト２の間に配設されラッシュアジャスタ１８が装着される装着凹部４０が設けられたサブハウジング４とを備え、ハウジング本体３０には、摺動支持面３２からオーバーフローして流出したオイルを回収してサブハウジング４へ送り込むメイン供給路３３，３４，３５が設けられており、サブハウジング４には、同供給路３３，３４，３５から送り込まれたオイルを蓄えつつ装着凹部４０へ供給するオイル貯留部４２が設けられている構成とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、カムハウジングに関する。

従来、ラッシュアジャスタにオイルを供給するメイン油路をカムハウジングに設けたものとして、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。メイン油路は、カムハウジングに組み付けられるカムシャフトと並んで配置され、カムシャフトの軸方向に延びる長孔として成形されている。このような長孔を鋳造するに際しては、長孔を鋳抜きによって型抜きすべく、鋳抜きピンを用いる必要がある。

特開２００８−７５４８２号公報

しかしながら、鋳抜きピンが長くなると、型構造が複雑化するばかりか、金型コストが増加してしまう。

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、長孔のメイン油路を廃止し、型構造を簡素化して金型コストを低減させることを目的とする。

本発明は、一対のカムシャフトが回動可能に並設されたカムハウジングであって、両カムシャフトが貫通してこれらのカムシャフトを摺動可能に支持する支持壁がカムシャフトの軸方向に並んで複数設けられ、支持壁におけるカムシャフトの摺動支持面にオイルが順次供給されるメインハウジングと、支持壁における両カムシャフトの間に配設されラッシュアジャスタが装着される装着凹部が設けられたサブハウジングとを備え、メインハウジングには、摺動支持面から流出したオイルを回収してサブハウジングへ送り込むメイン供給路が設けられており、サブハウジングには、メイン供給路から送り込まれたオイルを蓄えつつ装着凹部内へ供給するオイル貯留部が設けられている構成としたところに特徴を有する。

このような構成によると、摺動支持面から流出したオイルを回収して、回収されたオイルを、メイン供給路とオイル貯留部を介して装着凹部内に供給することができる。このように、長孔のメイン油路を廃止することができ、型構造を簡素化して金型コストを低減させることができる。

また、オイル貯留部にオイルを蓄えておくことができるので、エンジンを停止させてオイルポンプによるオイルの供給が停止した状態でも装着凹部内にオイルを供給することができる。したがって、ラッシュアジャスタ内でオイルの液面が低下することを防止できる。

本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
メインハウジングは、カムシャフトを支持するハウジング本体と、ハウジング本体とともにカムシャフトを挟み込むカムキャップとを備えて構成され、ハウジング本体の摺動支持面には、第１供給路が周方向に延びて凹設され、ハウジング本体におけるカムキャップとの合わせ面には、第１供給路に連なる第２供給路が凹設され、ハウジング本体側の支持壁の外面には、第２供給路に連なる第３供給路が凹設され、これら第１、第２、および第３供給路によってメイン供給路が構成されている構成としてもよい。
このような構成によると、鋳抜きピンを用いることなく第１、第２、および第３供給路を設けることができ、型構造を簡素化することができる。

サブハウジングの外面には、第３供給路に連なるサブ供給路が凹設されており、このサブ供給路と装着凹部との間にオイル貯留部が設けられている構成としてもよい。
このような構成によると、第３供給路からサブ供給路を介してオイル貯留部にオイルを供給することができる。

オイル貯留部は、サブハウジングに一つ設けられ、かつ、両カムシャフトに対応する両サブ供給路に共用とされている構成としてもよい。
このような構成によると、両サブ供給路に共用のオイル貯留部を設けることができるため、サブハウジングの型構造を簡素化することができる。

オイル貯留部の上端開口には、オイルの流出を防ぐキャップが装着されている構成としてもよい。
このような構成によると、エンジンおよび車両の振動やスラントによるオイルこぼれをキャップによって防ぐことができる。

オイル貯留部の上端における開口縁部には、オイルの流出を防ぐ傾斜面が形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、オイルが傾斜面に飛散した場合でも、このオイルをオイル貯留部に戻すことができる。

本発明によれば、長孔のメイン油路を廃止することができ、型構造を簡素化して金型コストを低減させることができる。

実施形態１におけるカムハウジングの斜視図 カムハウジングの分解斜視図 ハウジング本体の平面図 カムハウジングの内部構造を示す断面図 図１における支持壁を拡大して示す拡大斜視図 装着凹部にラッシュアジャスタが装着された状態を示す断面図 実施形態２におけるキャップの装着状態を示す断面図 実施形態３における傾斜面を示す断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６の図面を参照しながら説明する。本実施形態では、自動車用のＤＯＨＣ（ダブルオーバーヘッドカム）タイプエンジンを構成するカムハウジング３を例示している。このカムハウジング３は、シリンダヘッド１とは別体で設けられている。また、カムハウジング３は、一対のカムシャフト２を回動可能に支持した状態でシリンダヘッド１にボルト締めされている。

シリンダヘッド１は、複数のシリンダが並んで配されているシリンダブロック（図示せず）の上面においてヘッドガスケット（図示せず）を介してボルト締めにより固定されている。このシリンダヘッド１は、後述する両バルブ１０，１１を移動可能に支持するバルブ収容部１Ａと、バルブ収容部１Ａの外周壁から連続して立ち上がる外壁１Ｂとから構成されている。

カムハウジング３は、図２に示すように、両カムシャフト２を下方から支持するハウジング本体３０、両カムシャフト２を上方から押さえる複数のカムキャップ３１、カムキャップ３１をハウジング本体３０にボルト締結する複数の締結ボルトＢ、後述するサブハウジング４などを備えて構成されている。両カムシャフト２は、図１に示すように、対向状態で並設された図示４つの支持壁３Ａを貫通するように配設されている。ハウジング本体３０には、各支持壁３Ａを連結させる一対の連結壁３Ｂが設けられている。両連結壁３Ｂは、それぞれ、支持壁３Ａの幅方向両側に配されており、カムシャフト２の軸方向に長い板状とされている。また、連結壁３Ｂの断面形状は、上下方向に長い略方形とされている。

バルブ収容部１Ａの下面には、図示左側の吸気通路８と図示右側の排気通路９とが開口している。シリンダと吸気通路８を連通する吸気ポート１２の開口縁部には、吸気ポート１２を開閉可能な吸気バルブ１０が設けられている。同じく、シリンダと排気通路９を連通する排気ポート１３の開口縁部には、排気ポート１３を開閉可能な排気バルブ１１が設けられている。なお、両バルブ１０，１１の構成はいずれも同一であって、以下の説明において重複する場合は、吸気バルブ１０を代表として説明するものとし、以下単にバルブ１０という。

バルブ１０は、円板状の弁部材１０Ａと、丸棒状のバルブステム１０Ｂとから構成されている。シリンダヘッド１の内部には、バルブステム１０Ｂを貫通させる貫通孔１９が設けられており、この貫通孔１９には、筒状のバルブガイド７が組み込まれている。バルブガイド７は、貫通孔１９の内周面とバルブステム１０Ｂの外周面とに密着している。バルブステム１０Ｂは、バルブガイド７に対して摺動可能に保持されている。これにより、吸気通路８の内部から貫通孔１９を通って外部にオイルが漏れ出すことを規制している。

バルブステム１０Ｂの上端は、バルブガイド７を貫通してシリンダヘッド１の上方へ突出している。バルブステム１０Ｂの上端やや下方には、円板状のばね押さえ１４が固着されている。一方、シリンダヘッド１の上面において貫通孔１９の開口縁部は、ばね受け部１９Ａとされており、ばね押さえ１４とばね受け部１９Ａとの間には、バルブスプリング１５が圧縮状態で組み込まれている。このバルブスプリング１５のばね力によって、常にはバルブ１０の弁部材１０Ａが吸気ポート１２を閉止するように付勢されている。

カムシャフト２は、図４における図示左側の吸気側カムシャフト２Ａと、図示右側の排気側カムシャフト２Ｂとからなる。両カムシャフト２Ａ，２Ｂは並列して一対配されている。なお、両カムシャフト２Ａ，２Ｂの構成はいずれも同一であって、以下の説明において重複する場合は、吸気側カムシャフト２Ａを代表として説明するものとし、以下単にカムシャフト２という。カムシャフト２は、軸方向に沿って複数のカム１６を有している。各カム１６は、各シリンダと対応する位置に配され、カムシャフト２の軸心から一方向に突出するカムロブ１６Ａを有している。

バルブ１０とカム１６との間には、ロッカアーム１７が配されている。このロッカアーム１７の略中央部には、カム１６の回転運動に伴って従動可能な従動部１７Ａが設けられている。また、ロッカアーム１７の両端部には、後述するラッシュアジャスタ１８に対する受け面１７Ｂとバルブ側接点１７Ｃとが設けられている。従動部１７Ａは、常時カム１６と接触した状態とされており、カム１６の回転運動に伴って回転可能とされている。

バルブ１０の閉弁時においてバルブ側接点１７Ｃとバルブステム１０Ｂの上端との間には、所定のバルブクリアランスが設定されているものの、ラッシュアジャスタ１８がバルブクリアランスを自動的に調整することで、バルブ側接点１７Ｃとバルブステム１０Ｂの上端とが常時接触するようにされている。これにより、ロッカアーム１７は、受け面１７Ｂを支点としてバルブ側接点１７Ｃが揺動変位可能とされ、従動部１７Ａによってカム１６の回転運動を往復運動に変換し、バルブ側接点１７Ｃを通じてバルブ１０に対して開閉動作を行わせることが可能となっている。

カムシャフト２は、中実シャフトとされている。カムハウジング３の内部には、オイルを供給する油路（図示せず）が形成されており、この油路は、摺動支持面３２に連通している。この油路から摺動支持面３２にオイルが順次供給されることでカムシャフト２の外周面およびこれに摺動する摺動支持面３２に油膜が形成され、円滑な回転動作が実現されている。

また、カムシャフト２の上方には、エンジンルーム内を循環するオイルのオイル通路（図示せず）の一部が配索されている。このオイル通路のうち各カム１６と対応する位置には、開口が設けられており、この開口から各カム１６に向けてオイルが適宜供給されている。したがって、カム１６の外周面に油膜が形成されて、カム１６とロッカアーム１７との焼き付き防止やこれらの冷却などが行われるようになっている。

ハウジング本体３０における両カムシャフト２の間には、サブハウジング４が配設されている。このサブハウジング４は、略方形のブロック状とされており、鋳造などの成形手段によってハウジング本体３０と一体に設けられている。サブハウジング４の上面には、ラッシュアジャスタ１８が装着される装着凹部４０が設けられている。サブハウジング４には、両カムシャフト２の並び方向に並んだ一対の装着凹部４０が設けられている。１つのサブハウジング４における装着凹部４０の数は、カムシャフト２の本数と一致している。装着凹部４０は、有底の円孔形状をなしている。

ラッシュアジャスタ１８は、図６に示すように、有底の筒状をなすボディ２５と、ボディ２５の内部を上下方向に移動可能でかつ中空構造をなすプランジャ２６とを備えて構成されている。ボディ２５の外径は、装着凹部４０の内径とほぼ同じかこれよりもやや小さめに設定されている。ボディ２５の外周面と装着凹部４０の内周面との間にはオイルが充填されているため、ボディ２５は、装着凹部４０の内部で回動可能である。

ボディ２５の外周面には、全周に亘って縮径された第１縮径部２５Ａが周設されている。第１縮径部２５Ａの外周面と内周面との間には、ボディ２５の内外を連通させる第１連通路２５Ｂが貫通して設けられている。また、ボディ２５の下端部における周縁部は弧状をなしており、この弧状をなす周縁部の内側部分は、装着凹部４０の底面と摺動可能に面接触している。

プランジャ２６内には、低圧室２７が設けられており、低圧室２７を構成する天井壁２３には、ロッカアーム１７の受け面１７Ｂにオイルを供給する供給口２３Ａが貫通して設けられている。一方、ボディ２５の内部におけるプランジャ２６の下方には、高圧室２８が設けられている。低圧室２７を構成する底壁２４には、弁口２９が貫通して設けられており、高圧室２８は、弁口２９を介して低圧室２７と連通している。高圧室２８には、大小２種類のスプリング２１，２２と球形のチェックボール２０とが配されている。チェックボール２０は、両スプリング２１，２２によって弁口２９を閉止する方向に付勢され、弁口２９の高圧室２８側の開口縁部に密着している。これにより、低圧室２７と高圧室２８が区画されている。

プランジャ２６の外周面において第１連通路２５Ｂと対応する高さ位置には、全周に亘って縮径された第２縮径部２６Ａが周設されている。第２縮径部２６Ａの外周面と内周面との間には、プランジャ２６の内外を連通させる第２連通路２６Ｂが貫通して設けられている。したがって、装着凹部４０に供給されたオイルは、第１縮径部２５Ａ、第１連通路２５Ｂ、第２縮径部２６Ａ、および第２連通路２６Ｂを経由して低圧室２７に送り込まれる。さらに、低圧室２７に送り込まれたオイルは、弁口２９を通って高圧室２８に送り込まれる。すなわち、プランジャ２６が上昇するときには、高圧室２８の内圧が低圧室２７の内圧よりも低くなって高圧室２８にオイルが流入するものの、プランジャ２６が下降するときには、弁口２９がチェックボール２０によって閉止されることになり、プランジャ２６の外周面とボディ２５の内周面との間を通って高圧室２８のオイルが第２縮径部２６Ａ内にリークするようになっている。

さて、図５に示すように、支持壁３Ａにおけるカムシャフト２との摺動支持面３２には、第１供給路３３が周方向に延びて凹設されている。また、第１供給路３３におけるサブハウジング４側の端部には、第２供給路３４が連設されている。この第２供給路３４は、ハウジング本体３０におけるカムキャップ３１との合わせ面に凹設されており、第１供給路３３の端部から両カムシャフト２の並び方向に延びた後、直角に曲げられてサブハウジング４側に向かう略Ｌ字状とされている。さらに、第２供給路３４におけるサブハウジング４側の端部には、第３供給路３５が連設されている。この第３供給路３５は、ハウジング本体３０におけるサブハウジング４側の側面に凹設されており、第２供給路３４の端部から下方に延びる直線状とされている。

カムシャフト２を摺動支持面３２に支持させると、第１供給路３３がカムシャフト２によって上方から覆われるため、ハウジング本体３０の内部に形成された長孔として油路が構成される。同様に、ハウジング本体３０の合わせ面にカムキャップ３１を載置すると、第２供給路３４がカムキャップ３１によって上方から覆われるため、ハウジング本体３０の内部に形成された長孔として油路が構成される。一方、第３供給路３５は、サブハウジング４側に開設された溝状の油路として構成されている。

ここで、カムシャフト２の外周面にはオイルが順次供給されているため、このオイルは、第１供給路３３からオーバフローして第２供給路３４に流出することになる。すなわち、第２供給路３４は、第１供給路３３から流出したオイルを回収するとともに、このオイルを第３供給路３５に送り込むように作用する。そして、第２供給路３４から流出したオイルは、第３供給路３５を通ってサブハウジング４の装着凹部４０へ送り込まれる。

ところで、サブハウジング４の上面には、一対のサブ供給路４１が凹設されている。このサブ供給路４１の一端は、第３供給路３５に連なる形態とされており、サブ供給路４１の他端は、装着凹部４０に連なる形態とされている。サブ供給路４１は、上方に開設された溝状の油路として構成されている。また、サブハウジング４の上面には、両サブ供給路４１の他端同士を連結するようにしてオイル貯留部４２が凹設されている。

オイル貯留部４２は、図６に示すように、サブハウジング４の上下方向における中央付近に至る深さをもって形成されている。ラッシュアジャスタ１８の第１縮径部２５Ａは、オイル貯留部４２に臨んで配置されている。オイル貯留部４２は、一つのサブハウジング４に一つだけ設けられ、両サブ供給路４１に共用とされている。オイル貯留部４２は、第３供給路３５から送り込まれたオイルを蓄えつつ装着凹部４０へ供給し、このオイルが第１縮径部２５Ａ、第１連通路２５Ｂ、第２縮径部２６Ａ、および第２連通路２６Ｂを通って低圧室２７に送り込まれることになる。

本実施形態は以上のような構成であって、続いてその作用を説明する。まず、ラッシュアジャスタ１８を装着凹部４０内に装着する場合について説明する。このとき、装着凹部４０内に残留する空気は、オイル貯留部４２を通って外部に逃げることになるため、ラッシュアジャスタ１８を装着凹部４０の底面まで確実に挿入することができる。

次に、オイルの流出経路について説明する。ハウジング本体３０の摺動支持面３２には、カムシャフト２内から順次供給されるオイルによって常には油膜が形成されており、第１供給路３３内にもオイルが充填された状態となる。第１供給路３３からオーバーフローして流出したオイルは、第２供給路３４を同オイルで充填しつつ第３供給路３５へと送られる。第３供給路３５を通るオイルは、サブ供給路４１に送られ、オイル貯留部４２に貯留される。そして、オイル貯留部４２から装着凹部４０内にオイルが供給されることで、ラッシュアジャスタ１８の内部にオイルが充填された状態となる。

以上のように本実施形態では、オイル貯留部４２にオイルを蓄えつつ装着凹部４０内へオイルを供給するようにしたため、長期間エンジンを停止した場合であっても低圧室２７のオイルの液面が低下することはなく、エンジン始動時に高圧室２８にエアが吸い込まれて異音が発生することを防止できる。また、装着凹部４０内にオイルを供給する手段として、長孔のメイン油路を廃止することができるため、長孔のメイン油路を成形する鋳抜きピンを廃止して型構造を簡素化するとともに金型コストを低減させることができる。

また、ハウジング本体３０とカムキャップ３１の合わせ面に第１供給路３３と第２供給路３４を設けたため、鋳抜きピンを用いることなく、第１供給路３３と第２供給路３４を形成することができる。また、サブ供給路４１を介してオイル貯留部４２にオイルを供給するようにしたから、第３供給路３５からオイル貯留部４２にオイルが直接供給されることでオイル貯留部４２におけるオイルの液面が揺れるなどしてオイル貯留部４２からオイルが飛散することを防止しやすい。また、両サブ供給路４１に共用のオイル貯留部４２を設けたから、型構造を簡素化することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７の図面を参照しながら説明する。本実施形態は、オイル貯留部４２の上端開口に、オイルの流出を防ぐキャップ５０を装着したものであって、その他の構成については実施形態１と同じである。また、実施形態１と同じ構成については、実施形態１と同一の符号を用いるものとする。キャップ５０は、図示はしないものの、例えばボルト締結することによってサブハウジング４の上面に固定してもよい。このようなキャップ５０を設置すると、車両の振動やスラントなどによるオイルこぼれを防ぐことができる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図８の図面を参照しながら説明する。本実施形態は、サブ供給路４１の代わりに、オイル貯留部４２の上端における開口縁部に、オイルの流出を防ぐ傾斜面４３を設けたものであって、その他の構成については実施形態１と同じである。また、実施形態１と同じ構成については、実施形態１と同一の符号を用いるものとする。傾斜面４３は、ハウジング本体３０におけるサブハウジング４側の面からサブハウジング４の上面にかけて斜め下方に延びる形態とされている。このような傾斜面４３を設けると、車両の振動などによってオイルが傾斜面４３に飛散した場合でも、このオイルをオイル貯留部４２に戻すことができる。

＜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）上記実施形態ではサブハウジング４をハウジング本体３０と一体に設けているものの、本発明によると、サブハウジングをハウジング本体３０とは別体に設けておき、このサブハウジングをハウジング本体３０に対してボルト締結してもよい。

（２）上記実施形態ではオイル貯留部４２が上方に開口する形態で設けられているものの、本発明によると、ハウジング本体３０とは別体でサブハウジングを形成するとともに、このサブハウジングの上面から側面にかけて開口する溝を形成し、この溝のうち側方に開口する部分をハウジング本体３０によって塞ぐようにサブハウジングをハウジング本体３０に組み付けることで上方のみに開口するオイル貯留部を設けてもよい。

（３）上記実施形態では両サブ供給路４１に共用のオイル貯留部４２を設けているものの、本発明によると、両サブ供給路４１にそれぞれオイル貯留部を設けてもよい。

（４）実施形態１および２ではサブ供給路４１を設けているものの、本発明によると、サブ供給路４１を設けなくてもよく、第３供給路３５からオイル貯留部に直接オイルが流入するようにしてもよい。

（５）上記実施形態ではカムシャフト２が中実シャフトとされているものの、本発明によると、中空シャフトとしてもよい。その場合には、中空シャフトの内部に油路を形成し、この油路から摺動支持面３２にオイルを順次供給してもよい。

（６）上記実施形態では支持壁３Ａの片側のみにサブハウジング４を設けたものを例示しているものの、支持壁３Ａの両側にそれぞれサブハウジング４を設けたもの（いわゆるＤＯＨＣ４バルブ）も本発明に含まれる。この場合において、隣り合う支持壁３Ａ間に配置された一対のサブハウジング４を互いに連結させることで一体となったサブハウジングを形成してもよい。

２…カムシャフト
３…カムハウジング
３Ａ…支持壁
４…サブハウジング
１８…ラッシュアジャスタ
３０…ハウジング本体（メインハウジング）
３１…カムキャップ（メインハウジング）
３２…摺動支持面
３３…第１供給路（メイン供給路）
３４…第２供給路（メイン供給路）
３５…第３供給路（メイン供給路）
４０…装着凹部
４１…サブ供給路
５０…キャップ

Claims (6)

1. 一対のカムシャフトが回動可能に並設されたカムハウジングであって、
   両カムシャフトが貫通してこれらのカムシャフトを摺動可能に支持する支持壁が前記カムシャフトの軸方向に並んで複数設けられ、前記支持壁における前記カムシャフトの摺動支持面にオイルが順次供給されるメインハウジングと、
   前記支持壁における前記両カムシャフトの間に配設されラッシュアジャスタが装着される装着凹部が設けられたサブハウジングとを備え、
   前記メインハウジングには、前記摺動支持面から流出した前記オイルを回収して前記サブハウジングへ送り込むメイン供給路が設けられており、
   前記サブハウジングには、前記メイン供給路から送り込まれた前記オイルを蓄えつつ前記装着凹部内へ供給するオイル貯留部が設けられているカムハウジング。
2. 前記メインハウジングは、前記カムシャフトを支持するハウジング本体と、前記ハウジング本体とともに前記カムシャフトを挟み込むカムキャップとを備えて構成され、
   前記ハウジング本体の前記摺動支持面には、第１供給路が周方向に延びて凹設され、前記ハウジング本体における前記カムキャップとの合わせ面には、前記第１供給路に連なる第２供給路が凹設され、前記ハウジング本体側の前記支持壁の外面には、前記第２供給路に連なる第３供給路が凹設され、これら第１、第２、および第３供給路によって前記メイン供給路が構成されていることを特徴とする請求項１に記載のカムハウジング。
3. 前記サブハウジングの外面には、前記第３供給路に連なるサブ供給路が凹設されており、このサブ供給路と前記装着凹部との間に前記オイル貯留部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のカムハウジング。
4. 前記オイル貯留部は、前記サブハウジングに一つ設けられ、前記両カムシャフトに対応する両サブ供給路に共用とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のカムハウジング。
5. 前記オイル貯留部の上端開口には、オイルの流出を防ぐキャップが装着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のカムハウジング。
6. 前記オイル貯留部の上端における開口縁部には、オイルの流出を防ぐ傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のカムハウジング。

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