(57)【要約】【課題】ローラ軸とローラとの間の十分な潤滑状態を確保した車両用カム機構を提供する。【解決手段】内外を連通する給油孔１０ａが形成された中空管状のカムシャフト１０と、ベース部１１ａとカムノーズ１１ｂを有し、カムノーズ１１ｂにその先端側に向けて開口する凹状の切欠き部１１ｃが形成されており、カムシャフト１０と一体にその軸周りに回転するカムローブ１１と、カムシャフト１０と平行にかつ切欠き部１１ｃを跨ぐようにカムノーズ１１ｂに設けられた、内外を連通する排油孔１２ａが形成された中空管状のローラ軸１２と、ローラ軸１２に設けられたローラ１３と、を有し、カムローブ１１に、給油孔１０ａから供給された潤滑油をローラ１３側に導く導油路１１ｅが形成されており、ローラ１３が、その外周側からローラ軸１２に至る潤滑油の流路を形成する、ローラ１３の回転方向に並ぶ複数の導油部材１３ａを有する構成とする。【選択図】図２
2020118063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブ又は排気バルブを駆動する車両用カム機構において、
内外を連通する給油孔が形成された中空管状のカムシャフトと、
ベース部とカムノーズを有し、該カムノーズにその先端側に向けて開口する凹状の切欠き部が形成されており、前記カムシャフトと一体にその軸周りに回転するカムローブと、
前記カムシャフトと平行にかつ前記切欠き部を跨ぐように前記カムノーズに設けられた、内外を連通する排油孔が形成された中空管状のローラ軸と、
前記ローラ軸に回転自在に設けられたローラと、
を有し、
前記カムローブに、前記給油孔から供給された潤滑油を前記ローラ側に導く導油路が形成されており、
前記ローラが、該ローラの外周側から前記ローラ軸に至る潤滑油の流路を形成する、該ローラの回転方向に並ぶ複数の導油部材を有することを特徴とする車両用カム機構。
【請求項２】
前記複数の導油部材が、前記ローラの軸方向からの側面視において、該ローラの外周側から回転軸心に向けて、その回転方向に沿うように傾斜している
請求項１に記載の車両用カム機構。
【請求項３】
前記導油部材の回転方向の肉厚を、前記ローラの内側よりも外側で相対的に大きくした
請求項２に記載の車両用カム機構。
【請求項４】
前記複数の導油部材が、前記ローラの軸方向からの側面視において、該ローラの外周側から回転軸心に向けて、その回転方向とは逆向きに傾斜している
請求項１に記載の車両用カム機構。
【請求項５】
前記導油路が、前記カムローブの軸方向からの側面視において、前記カムシャフトの軸心と前記ローラ軸の軸心を結ぶ線上から、前記ローラの回転方向に沿うように傾斜している
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用カム機構。
【請求項６】
前記切欠き部の前記ベース部側の内壁と前記ローラの外周との間の隙間の大きさが、前記導油路の傾斜方向側において、該傾斜方向の反対側よりも相対的に小さい
請求項５に記載の車両用カム機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用カム機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用カム機構は、エンジンの吸排気ポートに設けられた吸排気用のバルブを駆動するための機構である。このカム機構として、例えば特許文献１に示すように、カムローブのカムノーズにローラを設け、このローラをバルブ（タペット）に当接させることによってこのバルブを駆動するローラ式のカム機構が採用されることがある。このようにすると、ローラが転がりながらバルブ（タペット）を押圧するため、両者間の摩擦を低減して燃費の向上を図ることができる。
【０００３】
このローラ式のカム機構においては、ローラ軸と、このローラ軸に挿し込まれるローラとの間の潤滑が不十分であると、かじり、固着、摩耗等の問題が生じる虞がある。そこで、特許文献１に係る構成においては、中空のカムシャフトを通じてローラの表面に潤滑油を供給することによって、潤滑に係る問題の解消を図っている（特許文献１の段落００３２〜００３５、図１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９０２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係る構成においては、図５（ａ）（ｂ）に示すように、カムシャフト１００内を通って供給された潤滑油が、カムローブ１０１のカムノーズ１０２に設けられたローラ１０３の表面に供給されるが、このローラ１０３はタペット１０４との間の摺動によって回転するとともに、カムローブ１０１自体もカムシャフト１００の軸周りに回転しているために（図５（ａ）中の矢印ｒ’、Ｒ’参照）、これらの回転に伴う遠心力によって、ローラ１０３の表面に供給された潤滑油の多くがそのままカム機構の外に飛ばされてしまう（図５（ａ）（ｂ）中の矢印ｆ’参照）。このため、ローラ軸１０５とローラ１０３の間の隙間に潤滑油が供給されにくく、その潤滑が不足気味となりやすい。
【０００６】
そこで、この発明は、ローラ軸とローラとの間の十分な潤滑状態を確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明においては、吸気バルブ又は排気バルブを駆動する車両用カム機構において、内外を連通する給油孔が形成された中空管状のカムシャフトと、ベース部とカムノーズを有し、該カムノーズにその先端側に向けて開口する凹状の切欠き部が形成されており、前記カムシャフトと一体にその軸周りに回転するカムローブと、前記カムシャフトと平行にかつ前記切欠き部を跨ぐように前記カムノーズに設けられた、内外を連通する排油孔が形成された中空管状のローラ軸と、前記ローラ軸に回転自在に設けられたローラと、を有し、前記カムローブに、前記給油孔から供給された潤滑油を前記ローラ側に導く導油路が形成されており、前記ローラが、該ローラの外周側から前記ローラ軸に至る潤滑油の流路を形成する、該ローラの回転方向に並ぶ複数の導油部材を有することを特徴とする車両用カム機構を構成した。
【０００８】
前記構成においては、前記複数の導油部材が、前記ローラの軸方向からの側面視において、該ローラの外周側から回転軸心に向けて、その回転方向に沿うように傾斜しているのが好ましい。
【０００９】
前記構成においては、前記導油部材の回転方向の肉厚を、前記ローラの内側よりも外側で相対的に大きくするのが好ましい。
【００１０】
前記構成においては、前記複数の導油部材が、前記ローラの軸方向からの側面視において、該ローラの外周側から回転軸心に向けて、その回転方向とは逆向きに傾斜しているようにすることもできる。
【００１１】
前記各構成においては、前記導油路が、前記カムローブの軸方向からの側面視において、前記カムシャフトの軸心と前記ローラ軸の軸心を結ぶ線上から、前記ローラの回転方向に沿うように傾斜しているのが好ましい。
【００１２】
前記導油路を傾斜した構成においては、前記切欠き部の前記ベース部側の内壁と前記ローラの外周との間の隙間の大きさが、前記導油路の傾斜方向側において、該傾斜方向の反対側よりも相対的に小さいのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明では、カムシャフトを経由して潤滑油をカムローブに供給するローラ式の車両用カム機構において、そのローラに複数の導油部材を設け、隣り合う導油部材の間に、このローラの外周側からローラ軸に至る潤滑油の流路を形成する構成とした。このようにすると、ローラ軸とローラとの間に直接潤滑油を供給して、その十分な潤滑状態を確保することができ、ローラをスムーズに回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係る車両用カム機構を採用したバルブ機構の断面図である。
【図２】図１に示す車両用カム機構の第一実施形態の（ａ）断面図、（ｂ）側面図である。
【図３】図２に示す車両用カム機構の要部の断面図である。
【図４】この発明に係る車両用カム機構の第二実施形態の断面図である。
【図５】従来の車両用カム機構の（ａ）断面図、（ｂ）側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の第一実施形態に係る車両用カム機構１（以下、カム機構１と略称する。）を採用したバルブ機構２を図１に示す。このバルブ機構は、車両用のエンジンの吸排気ポート３に設けられており、カム機構１によって吸排気用のバルブ４を駆動している。
【００１６】
このバルブ４のバルブステム４ａは、シリンダヘッド５に設けられたバルブガイド６に挿通され、その軸方向に案内される。バルブステム４ａの上端部側にはバルブスプリング７、スプリングシート８、および、タペット９が設けられている。バルブ４は、バルブスプリング７によって、カム機構１に向けて付勢されている。バルブスプリング７の下端側はシリンダヘッド５側に、上端側はスプリングシート８側にそれぞれ固定されている。
【００１７】
カム機構１は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、カムシャフト１０、カムローブ１１、ローラ軸１２、及び、ローラ１３を主要な構成要素としている。
【００１８】
カムシャフト１０は、中空の管状部材であり、カムローブ１１の取り付け位置に対応して、このカムシャフト１０の内外を連通するスリット状の給油孔１０ａが形成されている。このカムシャフト１０の内部には、エンジン（図示せず）の油圧によって潤滑油が供給されており、この潤滑油が、給油孔１０ａを通って、カムシャフト１０に取り付けられたカムローブ１１に供給される。
【００１９】
カムローブ１１は、外径が一定のベース部１１ａと、このベース部１１ａから径方向外向きに突出して形成されたカムノーズ１１ｂとを有する。ベース部１１ａの中央には貫通孔が形成されており、この貫通孔にカムシャフト１０が挿入されている。カムノーズ１１ｂには、その先端側に向けて開口する凹状の切欠き部１１ｃが形成されている。そして、この切欠き部１１ｃのカムローブ１１軸方向の両端に、ローラ軸１２を嵌め込む嵌合孔が形成されたローラ軸支持部１１ｄが形成されている。カムローブ１１は、カムシャフト１０と一体にその軸周りに回転する。
【００２０】
カムローブ１１には、給油孔１０ａと連通し、この給油孔１０ａから供給された潤滑油をローラ１３側に導く導油路１１ｅが形成されている。この導油路１１ｅは、カムローブ１１の軸方向からの側面視において、カムシャフト１０の軸心とローラ軸１２の軸心を結ぶ線上から、ローラ１３の回転方向（図２（ａ）中の矢印ｒ参照）に沿うように傾斜している。図３に示すように、切欠き部１１ｃのベース部１１ａ側の内壁とローラ１３の外周との間の隙間の大きさは、導油路１１ｅの傾斜方向側（図３中の符号ｇ１参照）において、該傾斜方向の反対側（図３中の符号ｇ２参照）よりも相対的に小さくなっている（ｇ１＜ｇ２）。
【００２１】
ローラ軸１２は、カムシャフト１０と平行に、かつ、切欠き部１１ｃを跨ぐように、ローラ軸支持部１１ｄに形成された嵌合孔に嵌め込まれる。ローラ軸１２は、中空の管状部材であり、このローラ軸１２の内外を連通するスリット状の排油孔１２ａが形成されている。この排油孔１２ａは、このローラ軸１２の軸方向からの側面視において、このローラ軸１２の外周側からその軸心方向に向けて、ローラ１３の回転方向とは逆向きに傾斜している。排油孔１２ａからローラ軸１２内に流入した潤滑油は、このローラ軸１２の両端開口からカム機構１の外に排出される。スリット状とした排油孔１２ａのスリット幅を、ローラ軸１２の軸方向中央部で大きくすることにより、排油孔１２ａからローラ軸１２内への潤滑油の流入効率を高めることができる。
【００２２】
ローラ１３は、ローラ軸１２に回転自在に設けられている。ローラ１３には、このローラ１３の回転方向の全周に亘って並ぶ、複数の導油部材１３ａが設けられている。各導油部材１３ａの軸方向両端は、その両端に設けられた円環状の保持部材１３ｂに固定されている。回転方向に隣り合う導油部材１３ａの間には、ローラ１３の外周側からローラ軸１２に至る潤滑油の流路が形成されている。
【００２３】
導油部材１３ａは、ローラ１３の軸方向からの側面視において、このローラ１３の外周側から回転軸心に向けて、その回転方向に沿うように傾斜している。すなわち、導油部材１３ａの傾斜方向と、ローラ軸１２に形成された排油孔１２ａの傾斜方向は、互いに逆向きとなっている。また、導油部材１３ａは、その回転方向の肉厚ｔが、ローラ１３の内側よりも外側で相対的に大きく（図３参照）、その断面形状が翼状である。このため、回転方向に隣り合う導油部材１３ａ、１３ａの間に形成される潤滑油の流路の前記回転方向の幅ｓは、ローラ１３の外周側から回転軸心に亘って、ほぼ一定となっている（図３参照）。
【００２４】
上記のように、ローラ１３に導油部材１３ａを設けるとともに、ローラ軸１２に中空の管状部材を採用してこのローラ軸１２に排油孔１２ａを形成することにより、中実のローラ及びローラ軸を採用した場合と比較して、これらの部材の軽量化を図ることができる。
【００２５】
次に、このカム機構１の作用について説明する。カムシャフト１０に形成された給油孔１０ａから供給された潤滑油は、カムローブ１１に形成された導油路１１ｅを通ってローラ１３に向けて噴射される（図２（ａ）中の矢印ｆ１参照）。この導油路１１ｅは、カムシャフト１０の軸心とローラ軸１２の軸心を結ぶ線上から、ローラ１３の回転方向に沿うように傾斜しているので、導油路１１ｅから噴射された潤滑油は、ローラ１３の一方側（図３において右半分側）に当たる。そして、その潤滑油が、隣り合う導油部材１３ａ、１３ａの間に形成された隙間に流入し、この潤滑油の供給圧によってローラ１３に回転力が与えられる。このため、ローラ１３とタペット９との当接に伴う摩擦のみがローラ１３に与えられる場合と比較して、このローラ１３をスムーズに回転させることができる。
【００２６】
しかも、切欠き部１１ｃの内壁とローラ１３の外周との間の隙間の大きさを、導油路１１ｅの傾斜方向側（図３中の符号ｇ１参照）において、該傾斜方向の反対側（図３中の符号ｇ２参照）よりも相対的に小さくしたので、その狭い隙間を通過する際に潤滑油の流速が高まり、ローラ１３を一層スムーズに回転させることができる。
【００２７】
また、回転方向に隣り合う導油部材１３ａ、１３ａの間に形成される潤滑油の流路の幅ｓを、ローラ１３の外周側から回転軸心に亘ってほぼ一定としたので、この流路内に、ローラ軸１２の潤滑に必要な十分な量の潤滑油を一時的に溜めることができる。このため、ローラ軸１２とローラ１３との間の十分な潤滑状態を確保することができる。
【００２８】
流路内の潤滑油は、ローラ１３の回転に伴ってローラ軸１２を潤滑しつつタペット９側に運ばれる。そして、その回転に伴う遠心力によって、流路内に溜められた潤滑油の一部がタペット９に向けてカム機構１の外に飛ばされ（図２（ａ）中の矢印ｆ２参照）、タペット９とローラ１３との間が潤滑される。遠心力によって飛ばされなかった潤滑油は、そのまま流路内に留まる。そして、この潤滑油の一部はローラ軸１２に形成された排油孔１２ａからこのローラ軸１２内に流れ込み（図２（ａ）中の矢印ｆ３参照）、ローラ軸１２の両端開口からカム機構１の外に排出される（図２（ｂ）中の矢印ｆ４参照）。
【００２９】
また、ローラ軸１２の軸方向からの側面視において、導油部材１３ａの傾斜方向と、ローラ軸１２に形成された排油孔１２ａの傾斜方向とを互いに逆向きとしたので、排油孔１２ａからローラ軸１２内に入り込んだ潤滑油が、ローラ１３側に逆流するのを防止することができる。
【００３０】
この第一実施形態においては、ローラ１３の回転方向と導油部材１３ａの外周への延長方向とが鈍角をなすため、この導油部材１３ａの外周側端部とタペット９が摺動する際に、この外周側端部がタペット９の表面を撫でる状態となり、かじりを生じにくい。このため、導油部材１３ａの欠損やタペット９の傷付きを防止することができる。
【００３１】
この発明の第二実施形態に係るカム機構１を図４に示す。この第二実施形態に係るカム機構１は、その基本構成は第一実施形態に係るカム機構１と共通するが、ローラ１３とローラ軸１２の構成が第一実施形態に係るものと異なっている。
【００３２】
すなわち、第二実施形態においては、ローラ１３に設けられた複数の導油部材１３ａは、ローラ１３の軸方向からの側面視において、このローラ１３の外周側から回転軸心に向けて、その回転方向（図４中の矢印ｒ参照）とは逆向きに傾斜している。そして、ローラ軸１２に形成された排油孔１２ａは、このローラ軸１２の軸方向からの側面視において、このローラ軸１２の外周側からその軸心方向に向けて、ローラ１３の回転方向に沿うように傾斜している。
【００３３】
導油路１１ｅから潤滑油が噴射されると（図４中の矢印ｆ１参照）、その供給圧によってローラ１３に回転力が与えられる。導油部材１３ａの傾斜方向が第一実施形態とは逆なので、この供給圧によって潤滑油が隣り合う導油部材１３ａ、１３ａの間に形成された隙間に入り込む作用は小さいが、噴射された潤滑油の一部はその隙間に溜められる。そして、その一部がタペット９に向けてカム機構１の外に飛ばされ（図４中の矢印ｆ２参照）、タペット９とローラ１３との間が潤滑される。
【００３４】
この第二実施形態においては、ローラ１３の回転方向と導油部材１３ａの外周への延長方向とが鋭角をなすため、この導油部材１３ａの外周側端部とタペット９が摺動する際に、このタペット９の表面に付着している潤滑油の一部を掻き取ってその隙間に一時的に溜めておくことができる。このため、この潤滑油によってローラ軸１２とローラ１３との間の十分な潤滑状態を確保することができる。
【００３５】
また、導油部材１３ａの外周側端部とタペット９が摺動する際に、タペット９の表面に付着している異物を削ぎ取りながら回収することができる。この異物は、最終的に潤滑油とともに排油孔１２ａに流れ込み（図４中の矢印ｆ３参照）、ローラ軸１２の開口両端から排出される。このため、タペット９の表面の清浄な状態を維持することができる。
【００３６】
上記において説明したカム機構１は、この発明を説明するための単なる例示に過ぎず、ローラ軸１２とローラ１３との間の十分な潤滑状態を確保する、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、導油部材１３ａの形状、傾斜角度、設置数、導油路１１ｅの傾斜角度等の各構成要素に適宜変更を加えることができる。
【００３７】
また、上記のカム機構１は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の全てのレシプロエンジンに適用することができ、汎用性が高い。また、新規のエンジンだけでなく、既存機種に対しても、カムローブ１１の簡単な形状変更によって広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  車両用カム機構（カム機構）
２  バルブ機構
３  吸排気ポート
４  バルブ
５  シリンダヘッド
６  バルブガイド
７  バルブスプリング
８  スプリングシート
９  タペット
１０  カムシャフト
１０ａ  給油孔
１１  カムローブ
１１ａ  ベース部
１１ｂ  カムノーズ
１１ｃ  切欠き部
１１ｄ  ローラ軸支持部
１１ｅ  導油路
１２  ローラ軸
１２ａ  排油孔
１３  ローラ
１３ａ  導油部材
１３ｂ  保持部材
【図１】
2020118063.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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