JP6763829B2 - 動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、産業用ディーゼルエンジンや車両用ＯＨＶエンジンなどの動弁装置に係り、詳しくは、ロッカーアームをプッシュロッドで動かす構造を有するエンジンにおける動弁装置に関するものである。

ロッカーアームをプッシュロッドで動かす構造を有する一般的な４サイクルエンジンにおいては、給排バルブやロッカーアームなどを有する動弁装置はシリンダヘッドの上側に配置されており、ロッカーアームを動かすプッシュロッドは、クランク軸の回転により上下向きの姿勢で配備されている。このような構造の例としては、特許文献１において開示されるものが知られている。

動弁装置では、バルブとロッカーアームとの接触部、プッシュロッドとロッカーアームとの接触部、ロッカーアームの枢支部といった複数の摺動箇所が存在している。それら各所の摺動部には、エンジン回転に伴って潤滑油（エンジンオイル）が供給されるように構成されている。

動弁装置への潤滑油の供給構造としては、オイルポンプからの潤滑油をロッカーアームの枢支軸へ供給し、その枢支部からの漏れ油の飛散により、バルブとロッカーアームとの接触部やプッシュロッドとロッカーアームとの接触部に潤滑油供給される、というものが知られている。

このような供給構造の一例として、特許文献２において開示されるものが挙げられる。この公報による動弁装置では、ロッカーアームに、ロッカーアームのバルブ側揺動アーム部の上面とロッカーアーム枢支部とを斜めに繋ぐ内部油路を設け、その内部油路の開口部から潤滑油を飛散させ、動弁装置における各摺動部へオイル供給させている。

特開平８−２８４６２０号公報 特開２００４−２５１１６７号公報

しかしながら、特許文献２が採る構成による潤滑油の供給構造では、潤滑油の多くがバルブとロッカーアームとの摺動部に過剰供給される傾向があり、プッシュロッドとロッカーアームとの接触部への潤滑油供給が不足気味になり易い、という問題があった。この問題により、常に潤滑油を要するラッシュアジャスタがプッシュロッドの下部に配備される構造（特許文献１の図１を参照）では、ラッシュアジャスタへの潤滑不足も招き易い。

本発明の目的は、バルブとロッカーアームとの接触部、プッシュロッドとロッカーアームとの接触部、ロッカーアームの枢支部へバランスよく潤滑油供給できるように改善された動弁装置を提供する点にある。

本発明は、動弁装置において、
ロッカーアーム８とプッシュロッド９との当接部Ｔ１に潤滑油を供給するオイル供給手段Ｓ１が設けられ、前記当接部Ｔ１は、前記ロッカーアーム８のプッシュロッド受け面２５と前記プッシュロッド９のロッカーアーム受け面９ａとの当接により構成され、
前記プッシュロッド受け面２５と前記ロッカーアーム受け面９ａとの何れか一方９ａが凹曲面に、かつ、何れか他方２５が凸曲面にそれぞれ形成され、前記凸曲面２５の曲率が前記凹曲面９ａの曲率よりも大に設定され、
前記オイル供給手段Ｓ１は、前記プッシュロッド受け面２５に開口し、かつ、前記ロッカーアーム８における枢支軸１６との潤滑部に連通する状態で前記ロッカーアーム８に設けられる内部油路１７を有して構成され、
前記ロッカーアーム８に形成される枢支孔８Ｃに前記枢支軸１６が内嵌され、前記枢支軸１６には、潤滑油が供給される中心孔１６Ａ及び前記中心孔１６Ａを通って径方向に貫通する径孔１６ａが形成され、
前記内部油路１７は、前記ロッカーアーム８のプッシュロッド側となる基端側面８ａと前記枢支孔８Ｃとに亘って貫通形成される斜め孔１７を有し、
前記ロッカーアーム８に、前記枢支孔８Ｃに開口する上下向きの縦孔２１が形成され、
前記枢支孔８Ｃに、前記斜め孔１７には開口し、かつ、前記縦孔２１には開口しない部分周溝としての内周溝２０が形成されていることを特徴とする。

第２の本発明は、本発明による動弁装置において、
前記プッシュロッド受け面２５は、前記ロッカーアーム８に出退可能に螺装されている軸部材２２の先端面により形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、プッシュロッド受け面とロッカーアーム受け面との当接部が、凹曲面とこれより曲率の大きい凸曲面との当接部に構成されているから、プッシュロッド受け面とロッカーアーム受け面とは線接触で当接されている。故に、当接部に供給されてくる潤滑油が、ロッカーアーム受け面とプッシュロッド受け面との間から径外側に向けて適度に潤滑油が漏れ出るようになり、その漏れ出た適量の潤滑油が周囲に飛散され、動弁装置の各摺動部に供給されるようになる。

上述の機能は、タペット受け面とプッシュロッド受け面とが凹凸曲面で当接するプッシュロッドとタペットとの当接部においても同様に発揮されるようになる。
その結果、バルブとロッカーアームとの接触部、プッシュロッドとロッカーアームとの接触部、ロッカーアームの枢支部へバランスよく潤滑油供給できるように改善された動弁装置を提供することができる。

また、ロッカーアームにおける枢支軸嵌合用の枢支孔に、プッシュロッド受け面とロッカーアーム受け面との当接部に連通されるようにロッカーアームに形成された斜め孔には開口し、かつ、ロッカーアームの縦孔には開口させない部分周溝とされた内周溝が形成されているので、縦孔から潤滑油が出過ぎになることがなく、潤滑油を斜め孔と縦孔とにバランスよく分配することができる。

エンジンの動弁装置を示す要部の縦断側面図 ロッカーアームのプッシュロッド側の端部付近を示す側面図 タペットのプッシュロッド側の端部付近を示す側面図 プッシュロッドとロッカーアームとの当接部を示す拡大側面図 タペットとプッシュロッドとの当接部を示す拡大側面図

以下に、本発明による動弁装置の実施の形態を、ＯＨＶ型の産業用ディーゼルエンジンの場合について図面を参照しながら説明する。図４、図５においては、軸部材２２及びタペット１１（ラッシュアジャスタ１２）を、プッシュロッド９の中心軸線Ｚに沿う姿勢として描いてある。

図１に示されるように、シリンダブロック１の上部にシリンダヘッド２が取り付けられ、シリンダヘッド２の上部にシリンダヘッドカバー３が取り付けられている。シリンダヘッド２内には吸気ポート４と排気ポート（図示省略）とプッシュロッド挿通孔５とが設けられている。吸気ポート４には吸気弁口６が設けられ、この吸気弁口６を開閉する吸気バルブ７が配置されている。

シリンダヘッド２の上部にはロッカーアームブラケット（図示省略）が取り付けられ、そのロッカーアームブラケットに枢支軸１６を介してロッカーアーム８が軸心Ｑを中心に揺動可能となるように枢支されている。プッシュロッド挿通孔５にはプッシュロッド９が挿通されている。ロッカーアームブラケットとロッカーアーム８とは、シリンダヘッドカバー３内に収容されている。

図１に示されるように、シリンダ壁１ａを有するシリンダブロック１には、軸心Ｐで回転可能なカム１０、このカム１０により突き上げ駆動されるタペット１１が内装されている。タペット１１は、円筒状のタペット室１ｔにスライド移動可能に内嵌されており、タペット１１の内部に設けられているラッシュアジャスタ１２を介してプッシュロッド９を突き上げ駆動可能に構成されている。カム１０は、クランク軸（図示省略）により駆動回転される。

カム１０が回転すると、カム１０の凸部１０ａがタペット底１１ａを押すことでタペット１１が上下に往復スライド移動され、その動きがプッシュロッド９によりロッカーアーム８を駆動揺動し、ロッカーアーム８が吸気バルブ７を往復駆動移動させる。これら吸気バルブ７、排気バルブ（図示省略）、ロッカーアーム８、プッシュロッド９などを有して、エンジンの回転により給排気バルブ７を開閉駆動させる動弁装置Ａが構成されている。次に、動弁装置Ａの詳細な構造について説明する。

図１に示されるように、吸気バルブ７は、そのバルブ軸７ａがスライドブッシュ１３を介してシリンダヘッド２に往復スライド移動可能に内嵌されている。バルブ軸７ａの上端部に取付けられているバネ座１４とシリンダヘッド２の受け座２ａとの間には、バルブ軸７ａを囲繞する状態のコイルバネ１５が装備されている。コイルバネ１５の弾性により、吸気バルブ７は常閉状態となるように上昇方向に付勢されている。

図１に示されるように、枢支軸１６には、潤滑油が供給される中心孔１６Ａ及び中心孔１６Ａを通って径方向に貫通する径孔１６ａが形成されている。枢支軸１６に外嵌されているロッカーアーム８は、プッシュロッド側となる基端アーム部８Ａと、給排気側となる先端アーム部８Ｂとを備えている。先端アーム部８Ｂの先端には、バルブ軸７ａに套嵌された被せ部材７ｂの上面（符記省略）を押して相対摺動する押圧面８ｂが形成されている。

図１及び図２に示されるように、基端アーム部８Ａには、枢支軸１６が内嵌される枢支孔８Ｃと基端側面８ａとに亘って貫通する潤滑油の通り道である斜め孔１７、及び軸部材（後述）２２を支持するための雌ネジ孔１９が形成されている。枢支孔８Ｃの基端アーム部８Ａ側のある程度の周方向長さ（例：軸心Ｑ周りの９０度の角度範囲程度）を有する内周溝２０が形成されており、その内周溝２０に斜め孔１７が開口されている。また、ロッカーアーム８には、枢支孔８Ｃに開口する上下向きの縦孔２１も形成されている。

図１及び図２に示されるように、基端アーム部８Ａの雌ネジ孔１９には軸部材であるねじ軸２２が螺装されている。ねじ軸２２には、雌ネジ孔１９に螺合する雄ねじ２２ａが長手方向の大部分に形成されるとともに、マイナスドライバーなどによって回し操作可能とするための調節溝２２ｂが上端に形成されている。つまり、ねじ軸２２は、基端アーム部８Ａに対して上下方向に出退して位置調節可能にロッカーアーム８に支持されている。なお、２２ｒはロックナットである。

ねじ軸２２の長手方向中間部には、外径が雄ねじ２２ａの谷径よりも若干小さくて幅広の外周溝２３、及び外周溝２３に断面十字状に開口するように貫通形成された一対の径方向孔２４，２４が形成されている。ねじ軸２２の調節溝２２ｂが存在する側と反対の側の端には、凸曲面状のプッシュロッド受け面２５が形成されるとともに、プッシュロッド受け面２５に開口して径方向孔２４，２４に連通する中心油路２６が形成されている。つまり、プッシュロッド受け面２５は、ロッカーアーム８に出退可能に螺装されている軸部材（ねじ軸）２２の先端面により形成されている。

図１，２に示される組付け状態では、雌ネジ孔１９と外周溝２３とで形成される周状空間部（符記省略）に斜め孔（内部油路）１７が開口しており、ある程度ねじ軸２２を出退調節しても周状空間部と斜め孔１７とが連通するように外周溝２３の幅寸法が設定されている。なお、斜め孔１７における基端側面８ａと雌ネジ孔１９とに間の部分には、斜め孔１７の基端側面８ａの側端を閉塞するためのボール栓１８が装備されている。

図１〜図３に示されるように、両端部が開先された長尺状のプッシュロッド９は、その長手方向の一端（上端）にロッカーアーム受け面９ａを備える一端湾曲部９Ａが、他端（下端）にタペット受け面９ｂを備える他端湾曲部９Ｂがそれぞれ設けられている。いずれの受け面９ａ，９ｂも凹曲面に形成されている。両受け面９ａ，９ｂのそれぞれに開口してロッド軸部９Ｃを貫通する内部オイル路２７が、プッシュロッド９に形成されている。

図２及び図４に示されるように、ねじ軸２２のプッシュロッド受け面２５の曲率は、ロッカーアーム受け面９ａの曲率よりも大に設定されている。内部オイル路２７により中心部が欠如されたすり鉢状のロッカーアーム受け面９ａは、プッシュロッド９の中心軸線Ｚ上に位置しない点を中心とする第１半径ｒ１を有して、湾曲した略Ｖ字形の断面形状を呈する特異な凹状湾曲面に形成されている。そして、プッシュロッド受け面２５は、第１半径ｒ１よりも若干小さい第２半径ｒ２（ｒ１＞ｒ２）を有する湾曲凸面に形成されている。

従って、ロッカーアーム受け面９ａとプッシュロッド受け面２５との当接でなる第１当接部（当接部）Ｔ１においては、ロッカーアーム受け面９ａとプッシュロッド受け面２５とは面接触ではなく周状の線接触により当接する構成とされている。加えて、断面形状における線接触点Ｘの径方向の両側に、ロッカーアーム受け面９ａとプッシュロッド受け面２５との間の間隔が、線接触点Ｘから径方向へ遠のくに従って離れる状態が齎されている。

枢支軸１６に供給されてくる潤滑油は、斜め孔１７→周状空間部（符記省略）→径方向孔２４→中心油路２６→第１当接部Ｔ１→内部オイル路２７と流れていくようになり、それらの各構造部により第１オイル供給手段（オイル供給手段）Ｓ１が構成されている。線接触しているロッカーアーム受け面９ａとプッシュロッド受け面２５との間から径外側に向けて適度に潤滑油が漏れ出るようになり、その漏れ出た適量の潤滑油が第１当接部Ｔ１の動きに伴って周囲に飛散され、動弁装置Ａの各摺動部に供給されるようになる。

つまり、ロッカーアーム８とプッシュロッド９との当接部Ｔ１に潤滑油を供給する第１オイル供給手段Ｓ１が設けられ、当接部Ｔ１は、ロッカーアーム８のプッシュロッド受け面２５とプッシュロッド９のロッカーアーム受け面９ａとの当接により構成されている。そして、プッシュロッド受け面２５とロッカーアーム受け面９ａとの何れか一方９ａが凹曲面に、かつ、何れか他方２５が凸曲面にそれぞれ形成され、凸曲面２５の曲率が凹曲面９ａの曲率よりも大に設定されている。第１オイル供給手段Ｓ１は、プッシュロッド受け面２５に開口し、かつ、ロッカーアーム８における枢支軸１６との潤滑部に連通する状態でロッカーアームに設けられる内部油路１７，２４，２６を有して構成されている。

図１、図２に示されるように、ロッカーアーム８の枢支孔８Ｃに形成されている内周溝２０は、前述のとおり、斜め孔１７に連通させての軸心Ｑ周りの所定角度範囲に形成されており、全周溝ではない。もし、内周溝２０を全周溝にすると、加工はやり易いが、縦孔２１から潤滑油が出過ぎになり、斜め孔１７とのオイル分配のバランスが宜しくないことが分かった。そこで、内周溝２０を、斜め孔１７には開口し、かつ、縦孔２１には開口させない部分周溝とする工夫により、中心孔１６Ａから供給されてくる潤滑油を斜め孔１７と縦孔２１とにバランスよく分配することができる。

図３及び図５に示されるように、ラッシュアジャスタ１２は、タペット体１１Ａに相対スライド移動可能に内嵌されるプランジャ２８、プランジャ２８に相対スライド移動可能に内嵌されているアジャスタ体２９、チェックバルブ３０、コイルバネ３１などを備えて構成されている。コイルバネ３１は、ボールゲージ３０Ａの外周フランジ（符記省略）を介してプランジャ２８とアジャスタ体２９との間に予圧縮状態で装備されている。チェックバルブ３０は、前述のボールゲージ３０Ａと、アジャスタ体２９下端の中心孔２９ａの開閉が可能なチェックボール３０Ｃと、これら両者３０Ａ，３０Ｃの間に予圧縮状態で介装されるコイル状のボールバネ３０Ｂとを備えて構成されている。

図３，図５に示されるように、略筒形状を呈するアジャスタ体２９の頂面は、上方突出する凸曲面であるプッシュロッド受け面３２に形成されており、その中心には内部空間２９Ａに連通するチェック孔２９ｂが形成されている。プランジャ２８及びアジャスタ体２９それぞれの周面には、互に連通する位置関係の挿通孔２８ａ，２９ｃが形成され、またタペット体１１Ａの細径周壁１１ｂを径内外に貫く通し孔３３が形成されている。ラッシュアジャスタ１２は、断面上向き開放コ字状の断面形状を有するタペット体１１Ａに内装される状態でタペット１１に設けられている。

図３，図５に示されるように、アジャスタ体２９のプッシュロッド受け面３２の曲率は、プッシュロッド９のタペット受け面９ｂの曲率よりも大に設定されている。内部オイル路２７により中心部が欠如されたすり鉢状のタペット受け面９ｂは、プッシュロッド９の中心軸線Ｚ上に位置しない点を中心とする第３半径ｒ３を有して、湾曲した略Ｖ字形の断面形状を呈する特異な凹状湾曲面に形成されている。そして、プッシュロッド受け面３２は、第３半径ｒ３よりも若干小さい第４半径ｒ４（ｒ３＞ｒ４）を有する湾曲凸面に形成されている。

従って、タペット受け面９ｂとプッシュロッド受け面３２との当接でなる第２当接部（当接部）Ｔ２においては、タペット受け面９ｂとプッシュロッド受け面３２とは面接触ではなく周状の線接触により当接する構成とされている。加えて、断面形状における線接触点Ｙの径方向の両側に、タペット受け面９ｂとプッシュロッド受け面３２との間の間隔が、線接触点Ｙから径方向へ遠のくに従って離れる状態が齎されている。

プッシュロッド９の内部オイル路２７に供給されてくる潤滑油は第２当接部Ｔ２に供給され、タペット受け面９ｂとプッシュロッド受け面３２とを潤滑させるとともに、チェック孔２９ｂから内部空間２９Ａへも供給されて、ラッシュアジャスタ１２による公知のアジャスタ機能が発揮可能とされている。これらの各構造部２７，Ｔ２，２９ｂなどにより第２オイル供給手段（オイル供給手段）Ｓ２が構成されている。

第２当接部Ｔ２が第２オイル供給手段Ｓ２により潤滑される際には、線接触しているタペット受け面９ｂとプッシュロッド受け面３２との間から径外側に向けて適度に潤滑油が漏れ出て、タペット体１１Ａの内側部へ円滑に供給される。従って、潤滑油がアジャスタ体２９の内部空間２９Ａへ供給され過ぎず、かつ、周囲により多く飛散されるようになり、バランスよく潤滑油の供給が行われる利点がある。

つまり、プッシュロッド９とタペット１１との当接部Ｔ２に潤滑油を供給するオイル供給手段Ｓ２が設けられ、当接部Ｔ２は、プッシュロッド９のタペット受け面９ｂとタペット１１のプッシュロッド受け面３２との当接により構成されている。そして、タペット受け面９ｂとプッシュロッド受け面３２との何れか一方９ｂが凹曲面に、かつ、何れか他方３２が凹曲面にそれぞれ形成され、凸曲面３２の曲率が凹曲面９ｂの曲率よりも大に設定されている。オイル供給手段Ｓ２は、タペット受け面９ｂに開口し、かつ、プッシュロッド９の長手方向に貫いて形成される内部オイル路（内部油路）２７を有して構成されている。

プッシュロッド９は、タペット受け面９ｂが存在する側の端部とは反対側の端部（ロッカーアーム受け面９ａ）がタペット受け面９ｂが存在する側の端部よりも上となる縦向き姿勢で設けられており、内部オイル路２７を重力により下方移動してくる潤滑油が当接部Ｔ２に供給される構成とされている。

〔別実施形態〕
ロッカーアーム受け面９ａ及びタペット受け面９ｂが、共にＶ字状の仮想断面形状を有する特異な凹状湾曲面に形成されているが、断面形状がＵ字状となる単一の曲率による凹曲面に形成してもよい。

８ ロッカーアーム
８Ｃ 枢支孔
８ａ 基端側面
９ プッシュロッド
９ａ ロッカーアーム受け面
９ｂ タペット受け面
１１ タペット
１６ 枢支軸
１６Ａ 中心孔
１６ａ 径孔
１７ 内部油路（斜め孔）
２０ 内周溝
２１ 縦孔
２２ 軸部材
２５ プッシュロッド受け面
２７ 内部油路
３２ プッシュロッド受け面
Ｓ１ 第１オイル供給手段（オイル供給手段）
Ｓ２ 第２オイル供給手段（オイル供給手段）
Ｔ１ 第１当接部（当接部）
Ｔ２ 第２当接部（当接部）

Claims (2)

1. ロッカーアームとプッシュロッドとの当接部に潤滑油を供給するオイル供給手段が設けられ、前記当接部は、前記ロッカーアームのプッシュロッド受け面と前記プッシュロッドのロッカーアーム受け面との当接により構成され、
   前記プッシュロッド受け面と前記ロッカーアーム受け面との何れか一方が凹曲面に、かつ、何れか他方が凸曲面にそれぞれ形成され、前記凸曲面の曲率が前記凹曲面の曲率よりも大に設定され、
   前記オイル供給手段は、前記プッシュロッド受け面に開口し、かつ、前記ロッカーアームにおける枢支軸との潤滑部に連通する状態で前記ロッカーアームに設けられる内部油路を有して構成され、
   前記ロッカーアームに形成される枢支孔に前記枢支軸が内嵌され、前記枢支軸には、潤滑油が供給される中心孔及び前記中心孔を通って径方向に貫通する径孔が形成され、
   前記内部油路は、前記ロッカーアームのプッシュロッド側となる基端側面と前記枢支孔とに亘って貫通形成される斜め孔を有し、
   前記ロッカーアームに、前記枢支孔に開口する上下向きの縦孔が形成され、
   前記枢支孔に、前記斜め孔には開口し、かつ、前記縦孔には開口しない部分周溝としての内周溝が形成されている動弁装置。
2. 前記プッシュロッド受け面は、前記ロッカーアームに出退可能に螺装されている軸部材の先端面により形成されている請求項１に記載の動弁装置。

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