JPH0610103Y2

JPH0610103Y2 - 内燃機関の動弁装置

Info

Publication number: JPH0610103Y2
Application number: JP1986161157U
Authority: JP
Inventors: 豊又吉; 重夫村中; 茂亀ケ谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2001-10-20
Also published as: JPS6365808U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、内燃機関の動弁装置に関し、特にその動弁系
の耐久性向上を図った内燃機関の動弁装置に関する。

（従来の技術）近時、内燃機関の動弁装置においては、その動弁系を部
品数の少ない簡素なものとして軽量化し、高速化を図る
試みがなされている。また、このようにして高速化を図
る場合、耐久性を確保する上でスイングアームとカムと
の係合部の構造が非常に重要になる。

従来のこの種の内燃機関の動弁装置としては、例えば特
開昭５９−１０３９０７号公報に記載されたもの（以
下、前者という）、または、実開昭６１−６６０９号公
報に記載されたもの（以下、後者という）がある。

前者の従来例は、Ｙ字形ロッカーアームとラッシュアジ
ャスターとを併用したものであり、Ｙ字形ロッカーアー
ムの２つの先端部に係合する２つのバルブステムヘッド
の高さを自動的に調整し、開閉弁のタペットクリアラン
スを常時ゼロに保つようにしている。

後者の従来例は、ロッカーアーム本体にローラを取り付
けたものであり、ローラとロッカーアーム本体の接触部
位をローラ支持ピンの近傍にしてこのローラの回転抵抗
による負荷を軽減するようにしている。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、前者の従来例にあっては、ロッカーアー
ムの上面部とカムが摺動する構成となっていたため、カ
ムとの摺動部でロッカーアームに動弁方向と直交する方
向の不要な力が加わり、その摺動部の振動等によってロ
ッカーアームの揺動支点部の耐久性が低下し易いという
課題を抱えていた。

また、後者の従来例にあっては、上述の不必要な力を小
さくしてカムからロッカーアームに下向きの力だけを有
効に伝達することができるが、このローラの支持部にお
ける潤滑が不十分で焼き付きを起こし易いという課題を
抱えていた。

これらの従来の２つの課題に対し、ロッカーアームの本
体に例えば摩擦抵抗の少ないニードル付きローラを取り
付けるとともに、そのニードル及びローラに給油する給
油溝を設けることが考えられる。

しかし、このように単に従来例を寄せ集めた程度のもの
では、内燃機関の運転中に前記ニードルが給油溝に噛み
込んで動弁装置が破損してしまうという問題が残る。す
なわち、ニードルはその端部が面取りされたり表面仕上
げ時に角が取れたりしており、そのニードルが横断面積
の大半に相当する面積で給油溝に対向すると、運転を続
けるうちにニードル端部がよりだれてしまい、たとえニ
ードルよりローラ内方まで延在しない給油溝であって
も、あるいは幅の狭い給油溝であっても、ニードルが給
油溝に噛み込み易くなるのである。

また、前記給油溝をローラ内方まで延在しない先細りの
ものにすることで、噛み込み防止が期待できるが、その
場合には、給油溝内の潤滑油の流れが悪くなることか
ら、潤滑不足を招き易いという問題が残ってしまう。

そこで、本考案は、給油溝の形状とその配置、並びにそ
の給油溝への潤滑油の供給方式を工夫することにより、
ニードルが給油溝に噛み込むのを確実に防止しつつ、潤
滑不足を確実に防止するようにして、耐久性の高い動弁
装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）本考案は、上記の課題解決のため、シリンダヘッド側の
支持部材に揺動自在に支持された揺動支点部と該揺動支
点部から内燃機関の吸気弁又は排気弁の弁軸端部に向か
って延設された腕部とを有するスイングアームと、スイ
ングアームの中間部に設けられ、カム軸のカアムに接触
してスイングアームを該カムに従動させるカムフォロア
と、を備え、前記カムの回転時にカムフォロアを介して
スイングアームを押圧し、前記吸気弁又は排気弁を開閉
する内燃機関の動弁装置であって、前記スイングアーム
に支持されたローラ軸に複数のニードルを介しローラを
取り付けて前記カムフォロアを構成し、該ローラおよび
複数のニードルを収納するスイングアームのローラ収納
孔の側壁部に該ローラが前記カムのベースサークル面と
接触する位置の下方に位置しローラ外周側からニードル
の途中まで下方側に向かって開口幅が狭くなるよう溝を
形成して該溝の下端部を複数のニードルのうち何れか１
つのニードルにのみ対向するよう延設するとともに、前
記揺動支点部を前記ローラが前記カムのベースサークル
面と接触する位置より下方に配設し、該揺動支点部から
前記ローラが前記カムのベースサークル面と接触する位
置に向かって指向し前記ローラに所定圧の潤滑油を導く
潤滑油供給通路を前記スイングアームに設けている。

（作用）本考案では、スイングアームに設けられた潤滑油供給通
路により、カムのベースサークル面とローラとの接触位
置のすぐ手前に位置しているローラの周面に向かって所
定圧の潤滑油が導かれることで、その潤滑油がカム軸と
ローラとの転動によりローラ軸方向に押し出されるとと
もに、この潤滑油が開口幅の最も大きい前記溝の上端部
に確実に取り込まれ、自重によって溝の下端部側、すな
わちニードル側へと確実に供給される。したがって、潤
滑不足が確実に防止される。

また、ローラ収納孔の側壁部に形成された溝が、ローラ
外周側からニードルの途中まで下方（内方）に向かって
その開口幅を狭くするように形成され、その溝の下端部
が複数のニードルのうち何れか１つのニードルにのみ対
向する。したがって、ローラ内のニードルのうち何れの
ニードルも、その側面の大半が前記溝に対向することは
なく、ニードルがこの溝に噛み込むことが確実に防止さ
れる。

（実施例）以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１〜６図は本考案に係る内燃機関の動弁装置の一実施
例を示す図であり、スイングアームとして略Ｙ字形のも
のを用いた例を示している。

まず、構成を説明する。なお、この内燃機関の各気筒に
はそれぞれ構成の同様な２つの吸気弁及び排気弁が設け
られているため、吸気弁側のみについて説明し、排気側
の説明を省略する。

第１、２図において、11ａ、11ｂは同種の２つの吸気弁
であり、吸気弁11ａ、11ｂはバルブスプリング12ａ、12
ｂにより常時閉弁方向に付勢されている。吸気弁11ａ、
11ｂの上方にはカム軸13が設けられており、カム軸13に
は吸気弁用カム14が形成されている。また、吸気弁11
ａ、11ｂの外側のシリンダヘッド15には支持部材として
の油圧リフタ16が設けられている。

油圧リフタ16はスイングアーム17の一端に連結する球状
のシート部16ａを有しており、このシート部16ａに対向
するスイングアーム17の一端側の揺動支点部17ａが凹状
の球面座に形成され、スイングアーム17はこの凹状球面
座において油圧リフタ16の球状のシート部16ａを被冠し
ている。また、油圧リフタ16は、シリンダヘッド15に形
成された図示しないオイル通路から所定圧のオイル（潤
滑油）を供給され、これによってカム14とカムフォロア
18との接触面の偏差を常にゼロにするようスイングアー
ム17の揺動支点部17ａを揺動自在に保持する。すなわ
ち、油圧リフタ16は上記両者のクリアランスを自動調節
する。なお、この揺動支点の位置調節は油圧リフタ16に
限らず、例えばエンドピボットを用い、その位置をネジ
により変えるようにして行ってもよい。

スイングアーム17は、一端側の揺動支点部17ａと、吸気
弁11ａ、11ｂのリテーナ19ａ、19ｂに向かって延在する
他端側の一対の弁側端部17ｂ、17ｃ（腕部）とを有する
略Ｙ字形状のものであり、このスイングアーム17の弁側
端部17ｂ、17ｃは吸気弁11ａ、11ｂの弁軸基端部に当接
する端部として半円状に形成されている。また、スイン
グアーム17の弁側端部17ｂ、17ｃには、第３図にその断
面図を示すように、吸気弁11ａ、11ｂの弁軸基端部と当
接する部分にこれらの弁軸基端部を挟む鍔部20ａ、20ｂ
が設けられている。

一方、スイングアーム17の中間部にはカムフォロア18が
設けられている。このカムフォロア18は、ローラ軸18
ａ、ローラ18ｂを有するいわゆるローラカムフォロアと
して構成されており、ローラ軸18ａとローラ18ｂの間に
は複数のニードル18ｃがコロ部材として組み込まれてい
る。また、カムフォロア18はスイングアーム17の中間部
に形成されたローラ収納孔17ｇ内に設けられており、ロ
ーラ収納孔17ｇにはその長手方向一端面にオイル通路21
（潤滑油供給通路）が開口している。このオイル通路21
は、スイングアーム17の揺動支点部17ａ（前記凹状球面
座）からカム14のベースサークル面（第１図で符合13を
引き出したカム軸本体の外周面）とローラ18ｂが接触す
る位置に向かって指向しており、このオイル通路21を通
して油圧リフタ16のシート部16ａ側からのオイル（潤滑
油）がカム軸13とローラ18ｂが接触する位置の若干手前
側のローラ18ｂの周面に供給される。

なお、カムフォロア18をスイングアーム17に装着する際
には、まず、ローラ18ｂをスイングアーム17のローラ収
納孔17ｇに収納し、ローラ軸18ａをローラ収納孔17ｇの
側壁部17ｄ，17ｅに穿設されたローラ軸孔17ｆを通して
このローラ18ｂ内に挿入した後、ローラ軸18ａの両端を
カシメてスイングアーム17本体に固定することで、ロー
ラ18ｂを回転自在に支持させるようにしている。

一方、第４図に示すように、カムフォロア18のローラ18
ｂの両端に対向するローラ収納孔17ｇの側壁部17ｄ、17
ｅには、上端部（外方）が最も大きく開口し、以後下端
部（内方）に向かうに従って除々に開口幅が狭くなるよ
うに、一対の給油用の溝22が形成されている。これらの
溝22は、上方の開口端からニードル18ｃの側面の途中ま
で開口している。また、第５図に示すように、各溝22の
下端部である開口先端22ａは、ニードル18ｃの直径より
も狭く、１つのニードル18ｃの側面の一部とのみオーバ
ーラップ（対向）するように延設されており、回転する
ニードル18ｃが各溝22に噛み込むのを防止する溝構造に
なっている。なお、この溝22の加工方法としては、例え
ば第６図に示すようにドリル30によりスイングアーム17
の側壁部17ｄ、17ｅを半円錐状に切削加工することがで
き、この加工は容易である。但し、これに限らず、例え
ばスイングアーム17に型として予め溝22を設けるように
してもよいし、溝22と同様な機能を持たせるために、ス
イングアーム17のローラ収納孔17ｇの側壁部17ｄ、17ｅ
の一部を下方側ほど開口幅が狭くなるよう面取り加工す
ることもできる。

次に、作用を説明する。

カム軸１３の回転に伴って吸気弁用カム14がこれと一体
的に回転駆動されると、カム14によりスイングアーム17
が油圧リフタ16のシート部16ａを中心に揺動し、このス
イングアーム17の各弁側端部17ｂ、17ｃを介して吸気弁
11ａ、11ｂに力が伝達され、各吸気弁11ａ、11ｂが同時
に開閉駆動される。この場合、バルブクリアランスの調
整は油圧リフタ16のシート部16ａの位置を油圧で第１図
中上下方向に自動調整することにより行われる。したが
って、バルブクリアランスの調整が簡単なものとなり、
メンテナンス工数が大幅に削減される。また、加工誤差
等により２つの吸気弁11ａ、11ｂの弁軸端部に高さ方向
の段差が生じた場合でも、スイングアーム17を揺動支点
部17ａを中心に傾けることにより、２つの吸気弁11ａ、
11ｂのバルブクリアランスが調整される。このとき、ス
イングアーム17は油圧リフタ16及び２つの吸気弁11ａ、
11ｂに３点接触しつつ支持されてカム14により揺動され
るため、スイングアーム17と各吸気弁11ａ、11ｂとのガ
タはない。さらに、スイングアーム17の弁側端部17ｂ、
17ｃに吸気弁11ａ、11ｂを挟むように鍔部20ａ、20ｂを
設けているので、スイングアーム17が吸気弁11ａ、11ｂ
の弁軸端部から外れるのが防止され、動作が安定する。

一方、ここでカムフォロア18の周辺に着目すると、スイ
ングアーム17には、その揺動支点部17ａからカム14のベ
ースサークル面とローラ18ｂが接触する位置に向かって
指向するオイル通路21が設けられ、油圧リフタ16からこ
のオイル通路21を通してカム軸13とローラ18ｂが接触す
る位置の手前側のローラ18ｂの周面に所定圧のオイルが
導かれる（例えば、噴射される）。したがって、オイル
通路21を通して導かれたオイルが、カムフォロア18に付
着し、ローラ18ｂの周囲に付着したオイルの一部がロー
ラ18ｂの周面の接線方向でかつ回転方向へ飛散すること
で、カム14とローラ18ｂの潤滑がスムーズに行われる。

さらに、このオイルの他の一部は、カム軸13ととカムフ
ォロア18のローラ18ｂとの接触部に沿ってローラ18ｂの
軸方向に押し広げられ、ローラ収納孔17ｇの側壁部17
ｄ、17ｅ側へと運ばれた後、自重により下方に移動しな
がらローラ18ｂの両端面とこれに対向する側壁部17ｄ、
17ｅとの間に入り込むことになる。

このとき、カムフォロア18と側壁部17ｄ、17ｅとのクリ
アランスが大きければ、このローラ収納孔17ｇへ運ばれ
たオイルは上記クリアランスからニードル18ｃへ十分に
供給されて潤滑に供され、ニードル18ｃの焼き付き等が
防止される。しかし、単にこのクリアランスを広くする
と、ローラ18ｂが第４図中の左右方向に振動し易くな
り、ローラ収納孔17ｇの側壁部17ｄ、17ｅに衝突して騒
音を発生するおそれがある。また、上記クリアランスを
狭くすると、ローラ18ｂとカム14の接触部に沿ってロー
ラ収納孔17ｇの側壁部17ｄ、17ｅ側へ運ばれたオイル
が、ニードル18ｃへ十分に供給されず、ニードル18ｃの
潤滑不足から焼き付き等を起こすおそれがある。

そこで、本実施例においては、前記クリアランスを狭い
所定範囲の値に設定する（具体的には、カムフォロア18
と側壁部17ｄ、17ｅとのクリアランスは、例えば両側合
計で０．１mm〜０．２mm程度としている）とともに、カ
ムフォロア18のローラ18ｂとカム14のベースサークル面
との接触位置（第２図のＢ−Ｂ′線上）でスイングアー
ム17のローラ収納孔17ｇの側壁部17ｄ、17ｅに所定形状
の溝22を設けている。すなわち、ローラ収納孔17ｇの側
壁部17ｄ、17ｅに、それぞれ上端部で開口幅が広くニー
ドル18ｃに対向する下端部で開口幅の狭い給油用の溝22
を設けている。したがって、カムフォロア18のローラ18
ｂの振動を抑制しつつ、自重によってローラ18ｂの両端
面と側壁部17ｄ、17ｅとの間に入り込んでくるオイルを
確実にニードル18ｃの端部に導き、優れた給油効果を発
揮させることができる。

さらに、本実施例においては、上述のように、溝22を、
ローラ収納孔17ｇの側壁部17ｄ、17ｅに、ローラ18ｂの
外周側からニードル18ｃの途中まで、下方（内方）に向
かってその開口幅を狭くするように形成し、該孔22の開
口先端22ａ（下端部）が複数のニードル18ｃのうち何れ
か１つのニードル18ｃの側面にのみ対向するように延設
されているから、何れのニードル18ｃもその側面部の大
半が溝22に対向するということはなく、ニードル18ｃの
溝22への噛み込みが確実に防止される。

このように、本実施例においては、給油用の溝22の形状
とそのカム軸13に対する配設位置、並びにその溝22への
潤滑油の供給方式を工夫することにより、ニードルが給
油溝に噛み込むのを確実に防止するとともに、潤滑不足
を確実に防止することができる。この結果、きわめて耐
久性の高い動弁装置となる。

（効果）本考案によれば、スイングアームに設けた潤滑油供給通
路によりカムのベースサークル面とローラとの接触位置
より手前側のローラ周面に所定圧の潤滑油を導くととも
に、その接触位置の下方に位置するようスイングアーム
のローラ収納孔の側壁部にローラ外周側からニードルの
途中まで下方に向かってその開口幅を狭くするような溝
を形成しているので、前記接触位置に向かって供給され
た潤滑油をカム軸とローラとの転動によりローラ軸方向
に押し出すとともに、この潤滑油を開口幅の最も大きい
前記溝の上端部に確実に取り込んでニードル側へと確実
に供給することができ、ニードルの潤滑不足を確実に防
止することができる。また、前記溝の下端部が複数のニ
ードルのうち何れか１つのニードルの側面にのみ対向す
るようにしているので、ニードルの端部が給油溝に噛み
込むのを確実に防止することができる。この結果、きわ
めて耐久性の高い動弁装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本考案に係る内燃機関の動弁装置の一実施
例を示す図であり、第１図はその要部構成図、第２図は
そのスイングアームの平面図、第３図は第１図のＡ−
Ａ′矢視断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ′矢視断面
図、第５図は第４図のＣ−Ｃ′矢視断面図、第６図はそ
のスイングアームに施す溝加工を説明する摸式図であ
る。 11ａ、11ｂ……吸気弁、 13……カム軸、 14……カム、 16……油圧リフタ（支持部材）、 17……スイングアーム、 17ａ……揺動支点部、 17ｂ、17ｃ……弁側端部（腕部）、 17ｄ、17ｅ……側壁部、 17ｇ……ローラ収納孔、 18……カムフォロア、 18ａ……ローラ軸、 18ｂ……ローラ、 18ｃ……ニードル、 20ａ、20ｂ……鍔部、 21……オイル通路（潤滑油供給通路）、 22……溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−232309（ＪＰ，Ａ) 実願昭59−105983号（実開昭61− 21810号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】シリンダヘッド側の支持部材に揺動自在に
支持された揺動支点部と該揺動支点部から内燃機関の吸
気弁又は排気弁の弁軸端部に向かって延設された腕部と
を有するスイングアームと、スイングアームの中間部に
設けられ、カム軸のカムに接触してスイングアームを該
カムに従動させるカムフォロアと、を備え、前記カムの
回転時にカムフォロアを介してスイングアームを押圧
し、前記吸気弁又は排気弁を開閉する内燃機関の動弁装
置であって、前記スイングアームに支持されたローラ軸に複数のニー
ドルを介しローラを取り付けて前記カムフォロアを構成
し、該ローラおよび複数のニードルを収納するスイングアー
ムのローラ収納孔の側壁部に、該ローラが前記カムのベ
ースサークル面と接触する位置の下方に位置し、ローラ
外周側からニードルの途中まで下方側に向かって開口幅
が狭くなるよう溝を形成して、該溝の下端部を複数のニ
ードルのうち何れか１つのニードルにのみ対向するよう
延設するとともに、前記揺動支点部を前記ローラが前記カムのベースサーク
ル面と接触する位置より下方に配設し、該揺動支点部から前記ローラが前記カムのベースサーク
ル面と接触する位置に向かって指向し、前記ローラに所
定圧の潤滑油を導く潤滑油供給通路を前記スイングアー
ムに設けたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。