JP2019190333A - 動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に潤滑油をカムに付着させることができる動弁装置を提供すること。【解決手段】動弁装置１は、ハウジング２とカムシャフト３とカム４とロッカアーム５とを有する。ロッカアーム５は、ハウジング２に軸支された被軸支部５１と、被軸支部５１よりも上側においてカム４が当接する被当接面５２１を備えた揺動端部５２とを有する。ハウジング２は、被軸支部５１の周囲に、潤滑油ｇが溜まるオイルバス７を形成してなる。オイルバス７は、上方に開口した噴射口７１を有する。ロッカアーム５の被軸支部５１の外面と、オイルバス７の内面との間に、潤滑油が溜まるよう構成されている。ロッカアーム５の回動に伴い、被軸支部５１の外面の一部が、オイルバス７中の潤滑油ｇの少なくとも一部を圧縮することで、潤滑油ｇを噴射口７１から噴射させるよう構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、カムとロッカアームとを有する動弁装置に関する。

例えば、自動車エンジン等の内燃機関における、吸気弁や排気弁等を動作させる動弁装置として、カムとロッカアームとを用いたものがある。
かかる動弁装置は、ハウジングに軸支されると共に回転するカムシャフトと、カムシャフトに固定されたカムと、カムに押圧されて揺動するロッカアームと、を有する。揺動するロッカアームによって、吸気弁や排気弁等を、進退させる。

動弁装置においては、例えば、ハウジングとカムシャフトとの間の摺動面（カムジャーナル部）等、摺動部分に潤滑油が供給される。それとともに、カムとロッカアームとの摺動面にも、潤滑油を供給することが必要である。その一方で、改めてカムとロッカアームとの摺動面への潤滑油の供給経路を改めて配設することは、コスト面等において不利となる。

例えば、特許文献１には、ロッカアームに、油溜まり部として凹部を設けた構成が開示されている。この文献に開示された構成は、ロッカアームの揺動に伴って、凹部に溜まった潤滑油が飛散することで、その一部がカムやロッカアームに付着することを期待している。

特許第２８６０７２３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された構成によると、潤滑油の飛散方向はランダムであり、カムやロッカアームの所望の位置に、潤滑油を充分に付着させることが困難となるおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、効率的に潤滑油をカムに付着させることができる動弁装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、ハウジングと、
該ハウジングに軸支されると共に回転するカムシャフトと、
該カムシャフトに固定されたカムと、
上記ハウジングに軸支されると共に上記カムに押圧されて揺動するロッカアームと、を有し、
上記ロッカアームは、上記ハウジングに軸支された被軸支部と、該被軸支部よりも上側において上記カムが当接する被当接面を備えた揺動端部とを有し、
上記ハウジングは、上記ロッカアームの上記被軸支部の周囲に、潤滑油が溜まるオイルバスを形成してなり、
該オイルバスは、上方に開口した噴射口を有し、
上記ロッカアームの上記被軸支部の外面と、上記オイルバスの内面との間に、潤滑油が溜まるよう構成されており、
上記ロッカアームの回動に伴い、上記被軸支部の外面の一部が、上記オイルバス中の潤滑油の少なくとも一部を圧縮することで、潤滑油を上記噴射口から噴射させるよう構成されている、動弁装置にある。

上記動弁装置においては、上記ハウジングが、上記噴射口を備えた上記オイルバスを有する。そして、上記ロッカアームの回動に伴い、上記被軸支部の外面の一部が、オイルバス中の潤滑油の少なくとも一部を圧縮することで、潤滑油を上記噴射口から噴射させるよう構成されている。これにより、ロッカアームの回動に伴い、オイルバス中の潤滑油が、噴射口から所定の方向へ噴射されることとなる。それゆえ、効率的にオイルバスの上方、すなわち、カムに向って、潤滑油を噴射することができる。その結果、カムの表面における所望の位置に、効率的に、潤滑油を供給することができる。

以上のごとく、上記態様によれば、効率的に潤滑油をカムに付着させることができる動弁装置を提供することができる。

実施形態１における、動弁装置の平面図。 図１のII矢視図。 図１のIII−III線矢視断面図。 実施形態１における、図３の状態に続く、カムの回転とロッカアームの揺動を示す断面説明図。 実施形態１における、図４の状態に続く、カムの回転とロッカアームの揺動を示す断面説明図。 図２のVI−VI線矢視断面斜視図。 実施形態１における、ロッカアーム及びオイルバスの断面説明図。 図７のVIII−VIII線矢視断面図。 実施形態１における、潤滑油が圧縮され始める状態の、ロッカアーム及びオイルバスの断面説明図。 実施形態１における、潤滑油が噴射される状態の、ロッカアーム及びオイルバスを示す断面説明図。

上記ロッカアームは、上記ハウジングに取り付けられたロッカシャフトに、回動可能に軸支されており、上記ロッカシャフトは、軸方向に沿って形成された軸方向通路を内部に有すると共に、上記ロッカアームの上記被軸支部へ向かって開口した、シャフト径方向孔を有し、上記被軸支部は、上記ロッカシャフト側と上記オイルバス側とに貫通したアーム径方向孔を有し、上記シャフト径方向孔と上記アーム径方向孔とは、上記ロッカアームの回動範囲の一部において、互いに連通するよう構成されているものとすることができる。

この場合には、潤滑油を、上記ロッカシャフトにおける軸方向通路及びシャフト径方向孔とアーム径方向孔とを介して、オイルバスに効率的に集めることができる。その結果、ロッカアームの回動に伴い、効率的に潤滑油をカムに付着させることができる。

また、上記ロッカアームは、上記被軸支部の外周面に、外周側へ突出した突出部を有する。この場合には、オイルバスにおいて、より多くの潤滑油を圧縮すると共に噴射口から噴射させやすくなる。すなわち、被軸支部とオイルバスの内面との間のクリアランスが、突出部が設けてある箇所と、それ以外の箇所とにおいて、差が設けられる。そうすると、ロッカアームの回動に伴う、突出部の回動によって、潤滑油を効率的に圧縮し、噴射させることができる。

また、上記オイルバスは、上記ロッカアームを挟んで、上記噴射口と反対側において、上方へ開口した上方開口部を有し、該上方開口部は、上記噴射口よりも開口面積が大きいものとすることができる。この場合には、上方開口部から、効率的に、潤滑油をオイルバスに導入することができる。

また、上記噴射口は、上記ハウジングに穿設された細孔であるものとすることができる。この場合には、ロッカアームの回動に伴って、噴射口から潤滑油を勢いよく噴射しやすくなる。

（実施形態１）
動弁装置の実施形態につき、図１〜図１０を参照して、説明する。
本実施形態の動弁装置１は、図１〜図３に示すごとく、ハウジング２と、カムシャフト３と、カム４と、ロッカアーム５と、を有する。

カムシャフト３は、ハウジング２に軸支されると共に回転する。カム４は、カムシャフト３に固定されている。ロッカアーム５は、図２〜図６に示すごとく、ハウジング２に軸支されると共にカム４に押圧されて揺動する。

図３〜図５に示すごとく、ロッカアーム５は、ハウジング２に軸支された被軸支部５１と、被軸支部５１よりも上側においてカム４が当接する被当接面５２１を備えた揺動端部５２とを有する。
ハウジング２は、ロッカアーム５の被軸支部５１の周囲に、潤滑油ｇが溜まるオイルバス７を形成してなる。
オイルバス７は、上方に開口した噴射口７１を有する。

ロッカアーム５の被軸支部５１の外面と、オイルバス７の内面との間に、潤滑油ｇが溜まるよう構成されている。
ロッカアーム５の回動に伴い、被軸支部５１の外面の一部が、オイルバス７中の潤滑油ｇの少なくとも一部を圧縮することで、潤滑油ｇを噴射口７１から噴射させるよう構成されている。

動弁装置１においては、回転するカム４に押圧されて、ロッカアーム５が揺動する。揺動するロッカアーム５の揺動端部５２によって、図示を省略するバルブを押圧することで、バルブを進退させることができるよう構成されている。すなわち、ロッカアーム５は、揺動端部５２における、カム４が当接する被当接面５２１と反対側の面において、バルブを押圧する。バルブとしては、例えば、内燃機関の吸気弁、排気弁等とすることができる。なお、本形態においては、バルブの進退方向は、略水平方向となる。

図２〜図６に示すごとく、ロッカアーム５は、ハウジング２に取り付けられたロッカシャフト６に、回動可能に軸支されている。ロッカシャフト６は、軸方向に沿って形成された軸方向通路６１を内部に有する。また、ロッカシャフト６は、ロッカアーム５の被軸支部５１へ向かって開口した、シャフト径方向孔６２を有する。

被軸支部５１は、ロッカシャフト６側とオイルバス７側とに貫通したアーム径方向孔５１１を有する。シャフト径方向孔６２とアーム径方向孔５１１とは、図３、図７に示すごとく、ロッカアーム５の回動範囲の一部において、互いに連通するよう構成されている。

ロッカアーム５は、被軸支部５１の外周面に、外周側へ突出した突出部５３を有する。突出部５３は、ロッカアーム５の回動方向における、噴射口７１側を向いた押圧面５３１を有する。突出部５３の突出端は、オイルバス７の内周面に近接している。ただし、突出部５３とオイルバス７の内周面とは、互いに接触しないように構成してある。

オイルバス７は、ロッカアーム５の回動軸の方向から見たとき、略半円形状となる形状を有する。このオイルバス７の内側に、ロッカアーム５の被軸支部５１の少なくとも一部が配置されている。本形態においては、ロッカシャフト６が、オイルバス７の上面（開口面）よりも下側に配置されている。

図７に示すごとく、ロッカアーム５の被軸支部５１の外周面のうち、回動方向における押圧面５３１よりも噴射口７１側の部分は、回動中心からの距離が、突出部５３よりも小さい。これにより、この部分における被軸支部５１の外周面とオイルバス７の内周面との間に、クリアランスが形成されている。このクリアランスは、回動方向における、押圧面５３１と噴射口７１の下端部との間に形成される。このクリアランスによる空間を、便宜的に、オイル充填空間７３という。オイル充填空間７３は、ロッカアーム５の回動に伴って、大きさが変動することとなる。

ロッカアーム５の被軸支部５１の外周面は、突出部５３の突出端から、ロッカアーム５の回動方向における噴射口７１と反対側へ向かって、徐々に回動中心に近づくような曲面状に形成されている。

ロッカアーム５は、回動方向において、突出部５３よりも噴射口７１側となる位置に、アーム径方向孔５１１が形成されている。また、図７に示すごとく、ロッカアーム５がバルブ側へ押圧されていない状態においては、突出部５３が、鉛直方向の下側を向くよう構成されている。すなわち、この状態においては、突出部５３がオイルバス７の下端部付近に配置されている。

オイルバス７は、ロッカアーム５を挟んで、噴射口７１と反対側において、上方へ開口した上方開口部７２を有する。図８に示すごとく、上方開口部７２は、噴射口７１よりも開口面積が大きい。上方開口部７２は、オイルバス７の内面の一部の上端とロッカアーム５の輪郭の一部とによって、輪郭が形成される。それゆえ、ロッカアーム５の揺動に伴い、上方開口部７２の大きさは、多少変動する。ただし、本形態においては、その変動は小さい。

一方、図７、図８に示すごとく、噴射口７１は、ハウジング２に穿設された細孔である。細孔からなる噴射口７１は、オイルバス７の本体部につながるように、ハウジング２の一部に形成されている。そして、噴射口７１は、ハウジング２から上方に開口している。図３〜図５に示すごとく、噴射口７１における、上側の延長線上に、カム４の外周面が配置されている。なお、本形態においては、噴射口７１を構成する細孔は、鉛直方向に沿って穿設されている。

図１、図２に示すごとく、ハウジング２は、カムシャフト３を保持したカムキャリア２１１を備えた本体部２１と、ロッカアーム５（ロッカシャフト６）を保持したロッカ保持部２２とを有する、本体部２１とロッカ保持部２２とは、図示を省略するボルト等によって互いに固定されている。ロッカ保持部２２は、ロッカシャフト６を固定してなり、ロッカシャフト６に対して、ロッカアーム５が回転可能に軸支されている。

本形態においては、図６に示すごとく、一つのロッカシャフト６に、２つのロッカアーム５が軸支されている。２つのロッカアーム５は、互いに独立して回動することができるよう取り付けられている。ロッカシャフト６は、軸方向が水平方向となるように配設されている。

上述のように、ロッカシャフト６には、軸方向通路６１が形成されている。ロッカシャフト６は、略円筒形状を有する。そして、軸方向通路６１の両端部は閉塞されている。また、ロッカシャフト６は、軸方向の両端部の間において、上方に開口した上面切欠部６３を有する。上面切欠部６３は、ハウジング２におけるロッカ保持部２２から上面側に露出している。

そして、図１に示すごとく、上面切欠部６３の上方に、カムシャフト３を保持するカムキャリア２１１が配置されている。そして、カムシャフト３におけるカムジャーナルと、ハウジング２におけるカムキャリア２１１との摺動部が、上面切欠部６３の上方に配置されている。これにより、カムジャーナルとカムキャリア２１１との間から漏れた潤滑油ｇが、図６に示すごとく、カムキャリア２１１の表面を伝って、上面切欠部６３に落下する。そして、潤滑油ｇは、上面切欠部６３からオイルバス７に導入される。

ただし、カムシャフト３（カムジャーナル）の位置は、上面切欠部６３に対して、鉛直方向に重なる位置ではなく、斜め上方の位置に配置されている。そこで、カムキャリア２１１の表面には、潤滑油ｇを上面切欠部６３へ向かわせる溝やリブなどの凹凸を設けることも考えられる。

ロッカアーム５は、ロッカシャフト６における両端部付近における外周面に取り付けられている。すなわち、ロッカアーム５の被軸支部５１は、ロッカシャフト６の両端部付近を、外周から囲むように配設されている。ロッカシャフト６のシャフト径方向孔６２は、ロッカアーム５が取り付けられた箇所に形成されている。そして、シャフト径方向孔６２は、軸方向通路６１１に対して、鉛直方向の下側に配設されている。

次に、本形態の動弁装置１における、潤滑油ｇの循環経路につき、説明する。
上述のように、カムシャフト３のカムジャーナルとカムキャリア２１１との間の摺動部には、潤滑油ｇが供給されている。そして、この摺動部から漏れた潤滑油ｇは、図６に示すごとく、カムキャリア２１１の表面を伝って、下方へ落下する。

カムキャリア２１１の下方には、上述のように、ロッカシャフト６の上面切欠部６３が配置されている。それゆえ、カムキャリア２１１から落下した潤滑油ｇは、上面切欠部６３からロッカシャフト６の軸方向通路６１に導入される。軸方向通路６１に導入された潤滑油ｇは、シャフト径方向孔６２に達する。

シャフト径方向孔６２は、ロッカアーム５の回動範囲の一部において、アーム径方向孔５１１と連通する。すなわち、図７に示すごとく、ロッカアーム５の回動範囲のうち、突出部５３が噴射口７１から最も遠い位置となる状態において、シャフト径方向孔６２とアーム径方向孔５１１とが繋がる。これにより、軸方向通路６１における潤滑油ｇは、シャフト径方向孔６２及びアーム径方向孔５１１を通過して、オイルバス７のオイル充填空間７３に供給される。また、潤滑油ｇは、上方開口部７２からもオイルバス７に供給される。

次いで、図９、図１０に示すごとく、ロッカアーム５の揺動に伴い、突出部５３が噴射口７１側へ近づく。これにより、アーム径方向孔５１１とシャフト径方向孔６２とが連通しなくなる。すなわち、軸方向通路６１とオイル充填空間７３とが分離される。それとともに、オイル充填空間７３の容積が小さくなる。オイル充填空間７３は、噴射口７１を介して外部と繋がっているものの、噴射口７１は狭いため、ロッカアーム５の回動に伴うオイル充填空間７３の体積減少によって、オイル充填空間７３における潤滑油ｇが圧縮される。

この加圧状態の潤滑油ｇが、図１０に示すごとく、噴射口７１から上方へ噴射されることとなる。噴射された潤滑油ｇは、噴射口７１の上方に位置するカム４（図５参照）の表面に付着することとなる。そして、カム４とロッカアーム５の被当接面５２１との間に、潤滑油ｇが供給され、両者間の潤滑が、効果的に実現される。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記動弁装置１においては、ハウジング２が、噴射口７１を備えたオイルバス７を有する。そして、ロッカアーム５の回動に伴い、被軸支部５１の外面の一部が、オイルバス７中の潤滑油ｇの少なくとも一部を圧縮することで、潤滑油ｇを噴射口７１から噴射させるよう構成されている。これにより、上述のように、ロッカアーム５の回動に伴い、オイルバス７中の潤滑油ｇが、噴射口７１から所定の方向へ噴射されることとなる。それゆえ、効率的にオイルバス７の上方、すなわち、カム４に向って、潤滑油ｇを噴射することができる。その結果、カム４の表面における所望の位置に、効率的に、潤滑油ｇを供給することができる。

また、ロッカシャフト６は、軸方向通路６１とシャフト径方向孔６２とを有し、被軸支部５１は、アーム径方向孔５１１を有する。そして、シャフト径方向孔６２とアーム径方向孔５１１とは、ロッカアーム５の回動範囲の一部において、互いに連通するよう構成されている。これにより、潤滑油ｇを、軸方向通路６１及びシャフト径方向孔６２とアーム径方向孔５１１とを介して、オイルバス７に効率的に集めることができる。その結果、ロッカアーム５の回動に伴い、効率的に潤滑油ｇをカム４に付着させることができる。

また、ロッカアーム５は、被軸支部５１の外周面に突出部５３を有する。これにより、オイルバス７において、より多くの潤滑油ｇを圧縮すると共に噴射口７１から噴射させやすくなる。すなわち、被軸支部５１とオイルバス７の内面との間のクリアランスが、突出部５３が設けてある箇所と、それ以外の箇所とにおいて、差が設けられる。そうすると、ロッカアーム５の回動に伴う、突出部５３の回動によって、潤滑油ｇを効率的に圧縮し、噴射させることができる。

また、オイルバス７は、上方開口部７２を有する。上方開口部７２は、噴射口７１よりも開口面積が大きい。これにより、上方開口部７２から、効率的に、潤滑油ｇをオイルバス７に導入することができる。また、噴射口７１は、ハウジング２に、垂直方向に穿設された細孔である。これにより、ロッカアーム５の回動に伴って、噴射口７１から潤滑油ｇを勢いよく噴射しやすくなる。

以上のごとく、本実施形態によれば、効率的に潤滑油をカムに付着させることができる動弁装置を提供することができる。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ 動弁装置
２ ハウジング
３ カムシャフト
４ カム
５ ロッカアーム
５１ 被軸支部
５２ 揺動端部
５２１ 被当接面
７ オイルバス
７１ 噴射口
ｇ 潤滑油

Claims (5)

1. ハウジングと、
   該ハウジングに軸支されると共に回転するカムシャフトと、
   該カムシャフトに固定されたカムと、
   上記ハウジングに軸支されると共に上記カムに押圧されて揺動するロッカアームと、を有し、
   上記ロッカアームは、上記ハウジングに軸支された被軸支部と、該被軸支部よりも上側において上記カムが当接する被当接面を備えた揺動端部とを有し、
   上記ハウジングは、上記ロッカアームの上記被軸支部の周囲に、潤滑油が溜まるオイルバスを形成してなり、
   該オイルバスは、上方に開口した噴射口を有し、
   上記ロッカアームの上記被軸支部の外面と、上記オイルバスの内面との間に、潤滑油が溜まるよう構成されており、
   上記ロッカアームの回動に伴い、上記被軸支部の外面の一部が、上記オイルバス中の潤滑油の少なくとも一部を圧縮することで、潤滑油を上記噴射口から噴射させるよう構成されている、動弁装置。
2. 上記ロッカアームは、上記ハウジングに取り付けられたロッカシャフトに、回動可能に軸支されており、上記ロッカシャフトは、軸方向に沿って形成された軸方向通路を内部に有すると共に、上記ロッカアームの上記被軸支部へ向かって開口した、シャフト径方向孔を有し、上記被軸支部は、上記ロッカシャフト側と上記オイルバス側とに貫通したアーム径方向孔を有し、上記シャフト径方向孔と上記アーム径方向孔とは、上記ロッカアームの回動範囲の一部において、互いに連通するよう構成されている、請求項１に記載の動弁装置。
3. 上記ロッカアームは、上記被軸支部の外周面に、外周側へ突出した突出部を有する、請求項１又は２に記載の動弁装置。
4. 上記オイルバスは、上記ロッカアームを挟んで、上記噴射口と反対側において、上方へ開口した上方開口部を有し、該上方開口部は、上記噴射口よりも開口面積が大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の動弁装置。
5. 上記噴射口は、上記ハウジングに穿設された細孔である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の動弁装置。

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