JP2020045873A

JP2020045873A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2020045873A
Application number: JP2018176601A
Authority: JP
Inventors: 英昭下川; Hideaki Shimokawa; 祐也中山; Yuya Nakayama
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2020-03-26

Abstract

【課題】特別のオイル通路を設けることなく、簡単な構造によってカムロブの潤滑を可能ならしめる。【解決手段】カム軸２のジャーナル部４は、軸受け部６とカムキャップ７とで回転自在に保持されている。カム軸２と軸受け部６とカムキャップ７とに、カムロブ５に向けて傾斜した傾斜面１０，１１を形成し、カムキャップ７の傾斜面１１に、傾斜面１０，１１の間に膜の状態で存在しているオイルを上向きに飛散させるオイル誘導溝１２が形成されている。バッフルプレート３の下面には、下方から飛散してきたオイルをカムロブ５の真上に伝わせるシャワーガイド部１３が設けられている。カム軸２の回転によって飛散したオイルをカムロブ５の潤滑に利用するものであるため、構造は簡単でコストも抑制できる。【選択図】図１

Description

本発明は、カムシャワー機能を備えた内燃機関に関するものである。

内燃機関において、カム軸のカムロブにカムシャワー装置によってオイルを供給することが行われている。その例として、特許文献１には、ヘッドカバーにバッフルプレートを設けた場合において、バッフルプレートの下面にカムシャワープレートを固定し、バッフルプレートとカムシャワープレートとの合わせ面にカムシャワー通路を形成して、カムシャワー通路からカム軸にオイルを流下させることが開示されている。

特開２０１４−２３８０３２号公報

特許文献１の構成では、明示されていないが、バッフルプレートとカムシャワープレートとの合わせ面に形成されたカムシャワー通路には、オイルポンプで圧送されたオイルが供給されていると推測される。従って、例えば、シリンダヘッドとヘッドカバーとに、カムシャワー通路に連通したオイル通路を形成するなどせねばならず、このため、カムシャワー装置は複雑化してコストが嵩むという問題があった。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものであり、簡易な構造でカムロブの潤滑を実現しようとするものである。

本願発明は、
「シリンダヘッドとこれに固定されたヘッドカバー、及び、前記シリンダヘッドに設けた軸受け部とこれに固定されたカムキャップとによって回転自在に保持されたカム軸を備えており、前記カム軸には、カムを駆動するカムロブが形成されている」
という基本構成である。

そして、上記基本構成において、
「前記カム軸とカムキャップ、又は、前記カム軸と軸受け部とに、前記カム軸の回転によってオイルを上方に飛散させるオイル跳ね上げ部が形成されている一方、
前記ヘッドカバーの天井部か、又は、前記ヘッドカバーに設けたバッフルプレートの下面に、前記オイル跳ね上げ部によって上向きに飛散したオイルを集めて前記カムロブの上方に誘導し滴下させるシャワーガイド部が設けられている」
という構成になっている。

カム軸のジャーナル部は、シリンダヘッドに設けた軸受け部とこれに固定されたカムキャップとによって回転自在に保持されているが、ジャーナル部の摺動面にはオイルが常に供給されており、オイルはジャーナル部の摺動面から、軸受け部及びカムキャップの外側に溢れ出ている。

そして、本願発明は、まず、軸受け部及びカムキャップの外側に溢れ出たオイルをオイル跳ね上げ部によって上向きに飛散させるものであり、上向きに飛散したオイル粒は、ヘッドカバー又はバッフルプレートに形成されたシャワーガイド部によって、カムロブの上方に集められて、油滴となってカムロブに滴下する。これにより、カムロブを潤滑することができる。

このように、本願発明は、オイルが圧送されるオイル通路は不要であり、簡単な構造でカムロブを潤滑できる。従って、コストを抑制できると共に、オイルの圧損はないため、メカロスを低減して燃費の向上にも貢献できる。

第１実施形態を示す図で、（Ａ）は側方から見た断面図で図２（Ａ）のIA-IA 視断面図、（Ｂ）はカム軸の軸心を含む平面で切断した断面図である。（Ａ）は図１（Ｂ）のIIA-IIA 視断面図、（Ｂ）は図１（Ｂ）のIIB-IIB 視底面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図、（Ｄ）はシャワーガイド部の変形例を示す図である。（Ａ）はシャワーガイド部の別例である第２実施形態を下方から見た斜視図、（Ｂ）はオイル跳ね上げ部の別例である第３実施形態を側方から見た断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視平面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ視断面図である。

(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１，２に示す第１実施形態を説明する。

内燃機関は、シリンダヘッド１と図示しないヘッドカバー、バルブを開閉するためのカム軸２、ヘッドカバーに固定された合成樹脂製のバッフルプレート３を備えている。カム軸２は、複数のジャーナル部４と、隣り合ったジャーナル部４の間に配置された一対ずつのカムロブ５とを有しており、各ジャーナル部４は、シリンダヘッド１に形成した軸受け部６とその上面に固定されたカムキャップ７とにより、回転自在に保持されている。

カムキャップ７及び軸受け部６には、オイルを供給する溝８が形成されている。なお、オイルは、カム軸２に形成した中心穴から供給される場合もある。カムロブ５とカムキャップ７との間の部分は、カムロブ５のベース円と略同じ程度の外径の中間部９になっている。

そして、カム軸２のジャーナル部４に、中間部９の外周に向けて拡径した第１傾斜面１０を形成する一方、軸受け部６とカムキャップ７とにも、ジャーナル部４の第１傾斜面１０に重なる第２傾斜面１１を形成している。更に、カムキャップ７のうちカム軸２が上向きに周回する部位に、第２傾斜面の一部を抉った状態で、カム軸２のほぼ真上部に向かって延びるオイル誘導溝１２を形成している。

オイル誘導溝１２は、カム軸２の軸心方向から見て、ジャーナル部４の１つの点を通る接線の方向に長い形態である。すなわち、ジャーナル部４の外周に接する接線は無数にあるが、カム軸２が上向きに回転するエリアに位置すると共に、カム軸２の軸心のほぼ真上においてバッフルプレート３に当たる点を通る接線の方向に長い形態になっている。

そして、オイル誘導溝１２は、カム軸２の軸心と直交した方向から見ると、第１及び第２の傾斜面１０，１１と略同じ角度になっている。そして、カム軸２の回転により、オイルがジャーナル部４から傾斜面１０，１１の箇所に流れていくが、傾斜面１０，１１の重合部はオイル誘導溝１２の箇所で開口しているため、カムキャップ７及び軸受け部６から溢れたオイルは、カム軸２の回転による遠心力により、オイル誘導溝１２の延長線方向に飛散していく。

従って、本実施形態では、傾斜面１０，１１とオイル誘導溝１２とが、請求項に記載したオイル跳ね上げ部を構成している。なお、カム軸２の傾斜面１０とカムキャップ７及び軸受け部６の傾斜面１１との間に、若干の溝幅のオイル溜まり空間を形成することが可能である。オイル溜まり空間の形成手段としては、両傾斜面１０，１１の角度は同じのままで互いの間隔を広げる方法と、２つの傾斜面１０，１１の角度を変える方法とがある。

また、オイル溜まり空間を形成する場合、溝幅が、カム軸２の回転方向に向けて、オイル誘導溝１２を超えたところが最も小さく、オイル誘導溝１２に向けて徐々に大きくなるように設定することも可能である。この場合は、より多くのオイルをオイル誘導溝１２から飛散させることができる。

バッフルプレート３のうちカムロブ５の上方の部位に、オイル誘導溝１２によって飛散したオイルを受けるシャワーガイド部１３が、一体に形成されている（別体に形成してもよい。）。

シャワーガイド部１３はバッフルプレート３の下面から下向きに突出した状態に形成されており、下面は、カムロブ５の真上に向けて低くなる傾斜面になっている。換言すると、シャワーガイド部１３が、カムロブ５の真上に向けて厚さが厚くなるように不等厚に形成されている。オイル誘導溝１２の延長線は、カムロブ５の真上からカムキャップ７の側に寄った部位に位置している。従って、オイル誘導溝１２から上向きに飛散したオイルは、シャワーガイド部１３のうち、カムロブ５の真上から離れた端部に当たるように設定されている。

そして、図２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、シャワーガイド部１３の下面には、オイルが表面張力によって付着し得る幅の第１ガイド溝１４及び第２ガイド溝１５が形成されている。シャワーガイド部１３のうちカムロブ５の中心の真上部位には、ガイド溝１４，１５の溝幅寸法よりも大きい内径の集合凹所１６が形成されており、集合凹所１６から３本の第１ガイド溝１４が、互いの間隔を広げながら延びており、３本の第１ガイド溝１４の先端に、平面視でカム軸２と直交した姿勢の第２ガイド溝１５が連通している。

図２（Ｄ）に示す変形例では、シャワーガイド部１３に、集合凹所１６と３本の第１ガイド溝１４とが形成されているだけであり、第２ガイド溝１５は形成されていない。なお、いずれの例においても、第１ガイド溝１４の本数は３本に限るものではなく、１本又は２本若しくは４本以上であってもよい。

以上の構成において、カム軸２の回転に伴ってオイル誘導溝１２からシャワーガイド部１３に向けて飛散したオイルの一部は、ガイド溝１４，１５に付着して、表面張力により、落下することなく、傾斜面のガイド作用によって第１ガイド溝１４を集合凹所１６に向けて流れていき、集合凹所１６で集まって油滴になる。すると、重力が表面張力に勝って、油滴は落下してカムロブ５に付着する。これにより、カムロブ５の潤滑が行われる。

図２（Ｂ）のように第２ガイド溝１５を設けると、オイルを集める機能が高くなるため、好適である。実施形態では、シャワーガイド部１３はバッフルプレート３の下方に突出させたが、下向きに突出させずに、単にバッフルプレート３の下面にガイド溝１４，１５や集合凹所１６を形成することも可能である。この場合も、カムロブ５の中心の真上部が最も低くなるように傾斜させるのが好ましい。

シャワーガイド部１３の下面は水平面として、第１ガイド溝１４の深さを変えることにより、オイルが集合凹所１６に向けて流れるように設定することも可能である。

(2).他の実施形態
図２（Ａ）に示す第２実施形態では、シャワーガイド部１３として、複数本のリブ１８と、これらリブ１８が一体に繋がったボス１９とを形成している。リブ１８は、ボス１９から離れるに従って高さが低くなるように、下面が傾斜している。他方、ボス１９は、その下部がリブ１８よりも下方に突出している。リブ１８の枚数は任意に設定できる。

この実施形態では、下方から飛散してきたオイル粒が各リブ１８に付着すると、傾斜した下端縁を伝ってボス１９に向けて流れていき、ボス１９においてオイル粒は集合して油滴となり、ボス１９からカムロブ５に向けて伝い落ちる。この実施形態では、オイルの補集面積を大きくできるため、高いカムシャワー効果を発揮すると期待される。リブ１８の下端にフランジを形成すると、オイルの補集効果を更に向上できる。

図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示す第３実施形態は、オイル跳ね上げ部の別例である。この実施形態では、シリンダヘッド１の軸受け部６に、カム軸２の中間部９が部分的に漬かる上向き開口のオイル溜まり２０を形成している一方、カム軸２の中間部９のうちオイル溜まり２０に位置した部位に、オイルを上向きに跳ね上げるフィン２１が、周方向に離反して複数個形成されている。なお、フィン２１は１個だけでよい。

この実施形態では、オイルはカム軸２のフィン２１で強制的に掻き上げられるため、オイルの跳ね上げ効果が優れていると思料される。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、オイル跳ね上げ部及びシャワーガイド部とも、他にも様々に具体化できる。例えば、オイル跳ね上げ部としては、カム軸２の中間部９に、カムキャップ７及び軸受け部６に近づけた状態のフランジを形成し、フランジによってオイルを上向きに飛散させることができる。シャワーガイド部は、ヘッドカバーの天井部に形成してもよい。

本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１シリンダヘッド
２カム軸
３バッフルプレート
４ジャーナル部
５カムロブ
６軸受け部
７カムキャップ
９カム軸の中間部
１０オイル跳ね上げ部を構成する第１傾斜面
１１オイル跳ね上げ部を構成する第２傾斜面
１２オイル跳ね上げ部を構成するオイル誘導溝
１３シャワーガイド部
１４，１５ガイド溝
１６集合凹所

Claims

シリンダヘッドとこれに固定されたヘッドカバー、及び、前記シリンダヘッドに設けた軸受け部とこれに固定されたカムキャップとによって回転自在に保持されたカム軸を備えており、前記カム軸には、カムを駆動するカムロブが形成されている構成であって、
前記カム軸とカムキャップ、又は、前記カム軸と軸受け部とに、前記カム軸の回転によってオイルを上方に飛散させるオイル跳ね上げ部が形成されている一方、
前記ヘッドカバーの天井部か、又は、前記ヘッドカバーに設けたバッフルプレートの下面に、前記オイル跳ね上げ部によって上向きに飛散したオイルを集めて前記カムロブの上方に誘導し滴下させるシャワーガイド部が設けられている、
内燃機関。