(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部が揺動可能に支持され、かつ先端部が吸排気弁のバルブステム端部を押圧するとともに、背面のカムフォロアがカムと摺接するロッカアームを備えてなる内燃機関の動弁系において、上記カムの上方に潤滑油供給パイプを設け、潤滑油がオイルジェットとして噴出するように該潤滑油供給パイプに開口形成された潤滑油供給孔を、上記オイルジェットが上記吸排気弁と当接する上記ロッカアーム先端部へ向かうように該ロッカアーム先端部へ指向させるとともに、上記潤滑油供給孔から上記ロッカアーム先端部へオイルジェットとして向かう潤滑油の直線状の軌跡が、上記カムのベースサークル部分とは交差せずに、カムノーズ部が、その回転に伴って横切るように、各部の位置関係を設定したことを特徴とする内燃機関の動弁系潤滑装置。
【請求項２】
プロフィルの異なる第１，第２カムが並んで形成されたカムシャフトと、基端部が揺動可能に支持され、かつ先端部が吸排気弁のバルブステム端部を押圧するとともに、背面のカムフォロアが第１カムと摺接する主ロッカアームと、この主ロッカアームに隣接して揺動可能に支持され、かつ第２カムに従動する副ロッカアームと、この副ロッカアームと上記主ロッカアームとを選択的に連結状態もしくは離脱状態とする連結機構と、を備えてなる内燃機関の動弁系において、上記カムシャフトの上方に潤滑油供給パイプを設け、潤滑油がオイルジェットとして噴出するように該潤滑油供給パイプに開口形成された潤滑油供給孔を、上記オイルジェットが上記吸排気弁と当接する上記主ロッカアーム先端部へ向かうように該主ロッカアーム先端部へ指向させるとともに、上記潤滑油供給孔から上記主ロッカアーム先端部へオイルジェットとして向かう潤滑油の直線状の軌跡が、上記第１カムのベースサークル部分とは交差せずに、カムノーズ部が、その回転に伴って横切るように各部の位置関係を設定したことを特徴とする内燃機関の動弁系潤滑装置。
【請求項３】
上記潤滑油供給孔が指向するロッカアーム先端部もしくは主ロッカアーム先端部を、上記潤滑油供給孔へ向かって凸となった断面形状に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の動弁系潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、内燃機関の吸気弁もしくは排気弁（以下、両者を総称して吸排気弁と記す）を開閉駆動する動弁系の潤滑装置、特にロッカアーム先端部と吸排気弁との当接部、並びにロッカアームのカムフォロアとカムとの摺接部の双方を潤滑する潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の動弁機構は、一般に、カムリフトを揺動可能なロッカアームを介して吸気弁や排気弁に伝達し、バルブスプリングにて閉方向に付勢されている吸気弁，排気弁を押し開く構成となっているが、バルブリフト時には、ロッカアーム先端部と吸排気弁との当接部、並びにカムフォロアとカムとの摺接部の双方に大きな面圧が作用するので、これらの箇所を積極的に潤滑する必要がある。
【０００３】
例えば、実開昭６１−１６０２１０号公報には、カムシャフトの上方に該カムシャフトと平行に潤滑油供給パイプを設けるとともに、複数個のカムのそれぞれに対応して上記潤滑油供給パイプに潤滑油供給孔を開口形成し、各カムへ向けて潤滑油を噴出するようにした構成が示されている。この装置では、ロッカアーム先端部と吸排気弁との当接部に対する潤滑は考慮されておらず、例えば、ロッカカバー内の空間に存在するオイルミストによって潤滑される形となる。
【０００４】
また実開昭６３−１８３４０７号公報には、ロッカアーム先端部とカムとのそれぞれに対して潤滑油供給孔を開口形成し、ロッカアーム先端部と吸排気弁との当接部、並びにカムとカムフォロアとの摺接部のそれぞれへ向けて潤滑油を供給するようにした構成が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のようにロッカアーム先端部と吸排気弁との当接部の潤滑をオイルミストに依存する構成では、確実な潤滑がなされず、例えば機関高速域などにおいて潤滑が不十分となる可能性がある。
【０００６】
また、後者のようにロッカアーム先端部とカムとに対し個別に潤滑油供給孔を設けて潤滑するようにした構成では、一つのロッカアームに対し複数の潤滑油供給孔が必要であり、加工工数が増加するのは勿論のこと、動弁系の潤滑のために必要な潤滑油供給量が非常に多くなり、オイルポンプの大型化が必要になる等の不具合がある。
【０００７】
またいずれの構成においても、一つの潤滑部に対し潤滑油が連続的に供給されるので、必ずしも多量の潤滑油が必要とされない面圧の低い時期においても潤滑油が供給され続けることになり、潤滑油供給量の無駄が多い。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、基端部が揺動可能に支持され、かつ先端部が吸排気弁のバルブステム端部を押圧するとともに、背面のカムフォロアがカムと摺接するロッカアームを備えてなる内燃機関の動弁系において、上記カムの上方に潤滑油供給パイプを設け、潤滑油がオイルジェットとして噴出するように該潤滑油供給パイプに開口形成された潤滑油供給孔を、上記オイルジェットが上記吸排気弁と当接する上記ロッカアーム先端部へ向かうように該ロッカアーム先端部へ指向させるとともに、上記潤滑油供給孔から上記ロッカアーム先端部へオイルジェットとして向かう潤滑油の直線状の軌跡が、上記カムのベースサークル部分とは交差せずに、カムノーズ部が、その回転に伴って横切るように、各部の位置関係を設定したことを特徴としている。
【０００９】
また請求項２の発明は、プロフィルの異なる第１，第２カムが並んで形成されたカムシャフトと、基端部が揺動可能に支持され、かつ先端部が吸排気弁のバルブステム端部を押圧するとともに、背面のカムフォロアが第１カムと摺接する主ロッカアームと、この主ロッカアームに隣接して揺動可能に支持され、かつ第２カムに従動する副ロッカアームと、この副ロッカアームと上記主ロッカアームとを選択的に連結状態もしくは離脱状態とする連結機構と、を備えてなる内燃機関の動弁系において、上記カムシャフトの上方に潤滑油供給パイプを設け、潤滑油がオイルジェットとして噴出するように該潤滑油供給パイプに開口形成された潤滑油供給孔を、上記オイルジェットが上記吸排気弁と当接する上記主ロッカアーム先端部へ向かうように該主ロッカアーム先端部へ指向させるとともに、上記潤滑油供給孔から上記主ロッカアーム先端部へオイルジェットとして向かう潤滑油の直線状の軌跡が、上記第１カムのベースサークル部分とは交差せずに、カムノーズ部が、その回転に伴って横切るように各部の位置関係を設定したことを特徴としている。
【００１０】
また請求項３の発明は、上記潤滑油供給孔が指向するロッカアーム先端部もしくは主ロッカアーム先端部を、上記潤滑油供給孔へ向かって凸となった断面形状に形成した。
【００１１】
【作用】
内燃機関のオイルポンプにより加圧されて上記潤滑油供給パイプへ導かれた潤滑油は、上記潤滑油供給孔から噴出する。この潤滑油供給孔は、ロッカアーム先端部へ指向しているので、潤滑油はロッカアーム先端部へ向かって進もうとする。ここで、カムの回転に伴って、カムノーズ部がその潤滑油の軌跡を間欠的に横切る。そのため、カムノーズ部が潤滑油軌跡を横切った状態においては、潤滑油はカムノーズ部に衝突し、該カムノーズ部に付着する。このカムノーズ部に付着した潤滑油によって、バルブリフト時におけるカムノーズ部とカムフォロアとの間の潤滑がなされる。また、潤滑油軌跡に近接するカム表面がカムノーズ部以外のベースサークル部分となると、潤滑油軌跡はカムと交差しない。従って、潤滑油供給孔から噴出した潤滑油は、カムに遮られる事なくロッカアーム先端部へ向かい、該ロッカアーム先端部と吸排気弁との当接部を潤滑する。
【００１２】
すなわち、潤滑油供給孔から連続的に噴出する潤滑油の流れを、カムノーズ部が間欠的に横切り、該カムノーズ部とロッカアーム先端部の双方へ潤滑油が分配される形となる。
【００１３】
また請求項２の構成では、主ロッカアームと副ロッカアームとを備えた可変動弁機構において、吸排気弁を押圧する主ロッカアーム側について上述した潤滑作用がなされる。
【００１４】
更に請求項３では、ロッカアーム先端部もしくは主ロッカアーム先端部へ上記潤滑油供給孔から吹き掛けられた潤滑油が、凸形状をなす先端部の表面に沿って下方へ回り込み、吸排気弁との当接部へ速やかに供給される。
【００１５】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１〜図１０は、この発明をカム切換型の可変動弁機構を備えた内燃機関に適用した一実施例を示しており、図９，図１０に示すように、シリンダヘッド３に、吸気ポート４を開閉する吸気弁１と、排気ポート５を開閉する排気弁２とが設けられている。この実施例では、各気筒毎に一対の吸気弁１および一対の排気弁２が設けられており、主，副ロッカアーム６，７からなる一つの可変動弁機構が一対の吸気弁１もしくは排気弁２を同時に駆動している。
【００１７】
始めに、主，副ロッカアーム６，７からなる可変動弁機構について説明すると、主ロッカアーム６は、図３，図４に示すように、先端側が二股状に分岐した略Ｙ字形をなし、その基端部の略円筒状をなすロッカシャフト嵌合部８がロッカシャフト９に揺動可能に嵌合している。そして、二股状に分岐した部分の背面に、硬質金属からなる第１カムフォロア１０がそれぞれ固着されている。この主ロッカアーム６の二股状に分岐したそれぞれの先端部６ａが、図４，図２に示すように下方へ向かって折曲されており、それぞれ吸気弁１（あるいは排気弁２）のバルブステム端部にシム１１を介して当接している。尚、図９，図１０に示すように、吸気側および排気側の各ロッカシャフト９がそれぞれシリンダヘッド３の外側寄りに配置され、吸気弁１，排気弁２を押圧する先端部６ａがそれぞれシリンダヘッド３の内側寄りに位置している。
【００１８】
また、上記の一対の第１カムフォロア１０に挟まれた形となる主ロッカアーム６の中央部は下方へくぼんでおり、ここに副ロッカアーム７が設けられている。つまり、一対の第１カムフォロア１０の間に副ロッカアーム７が配置されている。この副ロッカアーム７は、主ロッカアーム６の基端部上面に設けられた副ロッカシャフト１２に揺動可能に支持されている。副ロッカアーム７は、主ロッカアーム６に比較して短く形成され、その先端部背面には、硬質金属からなる第２カムフォロア１３が設けられている。図３に示すように、この第２カムフォロア１３は、上記第１カムフォロア１０と並んだ位置にある。また、この副ロッカアーム７は、吸気弁１，排気弁２に直接には当接していない。
【００１９】
ロッカシャフト９の上方に配置されるカムシャフト１４には、主ロッカアーム６の第１カムフォロア１０に摺接するバルブリフト量の小さな低速型カム１５と、副ロッカアーム７の第２カムフォロア１３に摺接するバルブリフト量の大きな高速型カム１６とが並んで形成されている。上記低速型カム１５は、一対の第１カムフォロア１０に対応して一対設けられており、この一対の低速型カム１５の間に、高速型カム１６が配置されている。このカムシャフト１４は、図１等に示すように、シリンダヘッド３にカムブラケット１７を介して回転自在に支持されている。
【００２０】
尚、副ロッカアーム７は、図５に示すように、リテーナ１８を介し主ロッカアーム６凹部上面に圧接するロストモーションスプリング１９によって上方へ回動付勢されており、主ロッカアーム６から離脱した状態であっても高速型カム１６との摺接状態が保たれるようになっている。
【００２１】
また、上記主，副ロッカアーム６，７を選択的に連結させる連結機構として、副ロッカアーム７の下方に連結レバー２０が設けられている。この連結レバー２０は、主ロッカアーム６底部に設けたピン２１によって回動可能に支持されており、その上端部２０ａが副ロッカアーム７下面の係合段部２２に係合可能となっている（図５，図７参照）。そして、この連結レバー２０は、突起部２０ｃ（図２参照）にリテーナ２３を介して圧接するリターンスプリング２４により係合解除方向へ常時付勢されているとともに、その下端部２０ｂに対向して、油圧プランジャ２５が配置されており、該プランジャ２５が突出すると、係合方向へ回動するようになっている（図７参照）。上記プランジャ２５が摺動可能に嵌合する油圧シリンダ２６には、主ロッカアーム６内の油孔２７およびロッカシャフト９の油孔２８を介して、ロッカシャフト９内の油圧供給通路２９から油圧が供給可能となっている。
【００２２】
従って、上記構成では油圧供給通路２９を通して油圧シリンダ２６へ所定の油圧を供給すると、連結レバー２０が図７のように係合方向へ回動し、副ロッカアーム７の係合段部２２に係合する。これにより、副ロッカアーム７が高速型カム１６により下方へ押圧された際に、主ロッカアーム６が一体に作動するようになり、吸気弁１もしくは排気弁２が高速型カム１６のプロフィルに沿って開閉するようになる。また油圧を解放すると、連結レバー２０がリターンスプリング２４によって図５のように係合解除方向へ回動し、上端部２０ａが係合段部２２から離れる。そのため、副ロッカアーム７が主ロッカアーム６から切り離された状態となり、吸気弁１等は主ロッカアーム６を介して低速型カム１５のプロフィルに沿って開閉するようになる。
【００２３】
尚、上記の連結レバー２０に変えて、連結機構として公知の摺動型連結ピンを用いることも可能である。
【００２４】
次に、上述した可変動弁機構の潤滑装置として、図１に示すように、カムシャフト１４の更に上方に、金属パイプからなる潤滑油供給パイプ３１が配設されている。この潤滑油供給パイプ３１は、内燃機関の前端の気筒から後端の気筒に亙って連続しており、かつカムシャフト１４およびロッカシャフト９と平行に配置されている。この潤滑油供給パイプ３１には、複数個のブラケット３２が溶接されており、このブラケット３２が、上記カムブラケット１７を固定するボルト３３によって共締めされている。尚、図９，図１０に示すように、吸気側，排気側の双方にそれぞれ潤滑油供給パイプ３１が設けられているが、両者を全体として略Ｕ字形をなす一本の連続したものに構成しても良く、あるいは一対の潤滑油供給パイプ３１を平行に設けるようにしても良い。
【００２５】
上記潤滑油供給パイプ３１内に形成される潤滑油供給通路３１ａは、シリンダヘッド３内部のオイルギャラリ（図示せず）に連通しており、図示せぬオイルポンプにて加圧された潤滑油が導かれるようになっている。
【００２６】
ここで上記潤滑油供給パイプ３１は、図１に示すように、吸気弁１もしくは排気弁２の中心線の延長線上にほぼ位置している。そして、この潤滑油供給パイプ３１の下面側には、図２に示すように、各気筒の一つの可変動弁機構について３個の潤滑油供給孔３４，３５が開口形成されている。詳しくは、一対の低速型カム１５に対応してその上方に一対の潤滑油供給孔３４が形成され、かつ高速型カム１６に対応して中央に一つの潤滑油供給孔３５が形成されている。中央の高速型カム１６に対応する潤滑油供給孔３５は、高速型カム１６へ向かって、例えばカムシャフト１４の中心軸を指向して形成されている。これに対し、低速型カム１５に対応する位置に設けられた一対の潤滑油供給孔３４は、カムシャフト１４側へは直接には向かっておらず、吸排気弁１，２のシム１１と当接する主ロッカアーム６先端部６ａを指向するように形成されている。
【００２７】
そして、この潤滑油供給孔３４の形成方向に沿って得られる潤滑油の軌跡Ｌつまり潤滑油供給孔３４から主ロッカアーム６先端部６ａへ至る潤滑油軌跡Ｌは、低速型カム１５のベースサークルに、カムリフト量の範囲内の距離を保ちつつ近接している。つまり、潤滑油供給孔３４からの潤滑油軌跡Ｌが低速型カム１５のベースサークル部１５ｂとは交差せず、またカムノーズ部１５ａに対しては、該カムノーズ部１５ａが上記潤滑油軌跡Ｌを横切ることができるように各部の位置関係が設定されている。
【００２８】
次に、上記実施例の潤滑作用について説明する。
【００２９】
上記潤滑油供給パイプ３１内の潤滑油供給通路３１ａには、上述したように適宜な油圧の潤滑油が導入され、その潤滑油が、各潤滑油供給孔３４，３５からオイルジェットとなって噴出する。中央の潤滑油供給孔３５からは高速型カム１６へ向けて常時潤滑油が噴出し、これによって高速型カム１６と第２カムフォロア１３との間の摺接部が良好に潤滑される。
【００３０】
これに対し低速型カム１５に対応する潤滑油供給孔３４からは主ロッカアーム６の先端部６ａへ向けて潤滑油が噴出する。そして、図９に示すように、潤滑油軌跡Ｌに低速型カム１５のベースサークル部１５ｂが接近している状態では、潤滑油供給孔３４から噴出した潤滑油の流れが低速型カム１５に妨げられることなく主ロッカアーム６先端部６ａへ向かう。そのため、この先端部６ａとシム１１との間が確実に潤滑される。尚、潤滑油軌跡Ｌは吸気弁１，排気弁２の軸線にほぼ沿っているので、バルブリフト中も主ロッカアーム６先端部６ａに潤滑油が確実に衝突する。ここで、上記先端部６ａとシム１１との当接部における面圧が最も高くなるのは、バルブリフト中の期間であるが、低速型カム１５のカムノーズ部１５ａが主ロッカアーム６の第１カムフォロア１０を押し下げている状態では、潤滑油軌跡Ｌとカムノーズ部１５ａとが干渉することがないので、この面圧が高い期間つまり潤滑が最も必要な期間において、先端部６ａとシム１１との間に確実に潤滑油を供給することができる。
【００３１】
また低速型カム１５が回転し、図１０に示すように、カムノーズ部１５ａがシリダヘッド３中央側を向くと、潤滑油供給孔３４からの潤滑油軌跡Ｌをカムノーズ部１５ａが横切る。そのため、潤滑油供給孔３４から噴出した潤滑油は、低速型カム１５のカムノーズ部１５ａに衝突し、ここに付着する。この付着した潤滑油によって、該カムノーズ部１５ａと第１カムフォロア１０との間の摺接部が潤滑される。このカムノーズ部１５ａへの潤滑油の供給は、間欠的に行われる形となるが、カムシャフト１４の１回転毎に新たにカムノーズ部１５ａに潤滑油が与えられるので、十分良好に潤滑することができる。また、カムノーズ部１５ａ以外のベースサークル部１５ｂについては、主にオイルミストによって潤滑される形となるが、このベースサークル部１５ｂが第１カムフォロア１０に当接している状態では、両者の面圧は略０であるので、潤滑性能の上で何等支障はない。
【００３２】
このように上記実施例によれば、潤滑油供給孔３４から連続的に噴出する潤滑油を、主ロッカアーム６先端部６ａの潤滑と、カムノーズ部１５ａの潤滑とに交互に分配して利用することができ、双方を確実に潤滑できる。特に、それぞれの箇所について面圧が高くなる期間および面圧が高くなる部分を主に潤滑するので、潤滑油供給量を最小限にしつつ双方で確実な潤滑を行うことができる。
【００３３】
尚、主ロッカアーム６の先端部６ａに衝突した潤滑油は、この先端部６ａの周囲の壁面を伝わってシム１１との間に流れ込む形となる。図８に示す実施例のように、上記主ロッカアーム６の先端部６ａを、潤滑油供給孔３４へ向かって凸となった断面形状に形成すれば、ここに衝突した潤滑油をシム１１との間に一層円滑に導入することができる。
【００３４】
以上、この発明をカム切換型可変動弁機構に適用した一実施例を説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、ロッカアームを用いた動弁系に広く適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関の動弁系潤滑装置によれば、一つの潤滑油供給孔でもってカム，カムフォロア間と、ロッカアーム先端部，吸排気弁間との双方を効率良く潤滑することができる。従って、潤滑油供給パイプ全体に設けられる潤滑油供給孔の個数を削減でき、オイルポンプ容量を増大させることなく最小限の潤滑油供給量でもって双方の強制潤滑を達成できる。特に、面圧が実際に高くなる期間および部分を考慮してそれぞれに潤滑油が分配されるので、潤滑油供給量を効果的に減少させることができる。
【００３６】
また請求項２のような可変動弁機構を用いた場合には、潤滑が必要となるカムの個数が非常に多くなるため、多数の潤滑油供給孔が必要となって油圧低下を生じ易いが、同様に主ロッカアーム先端部と第１カムの双方へ潤滑油を分配することにより、油圧低下を招く事なく確実な潤滑が可能となる。
【００３７】
また請求項３の構成によれば、ロッカアームもしくは主ロッカアーム先端部と吸排気弁との当接部に潤滑油を円滑に導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る潤滑装置の一実施例を示すシリンダヘッド要部の断面図。
【図２】この実施例における動弁機構と潤滑油供給孔との位置関係を示す要部の側面図。
【図３】動弁機構のみを示す平面図。
【図４】主ロッカアームのみを示す斜視図。
【図５】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図６】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図７】連結レバーの係合状態を示す図５と同様の断面図。
【図８】主ロッカアーム先端部の異なる実施例を示す要部斜視図。
【図９】潤滑油が主ロッカアーム先端部へ供給されている状態を示す断面図。
【図１０】潤滑油が低速型カムのカムノーズ部へ供給されている状態を示す断面図。
【符号の説明】
１…吸気弁
６…主ロッカアーム
７…副ロッカアーム
１０…第１カムフォロア
１１…シム
１４…カムシャフト
１５…低速型カム
１５ａ…カムノーズ部
１６…高速型カム
２０…連結レバー
３１…潤滑油供給パイプ
３４…潤滑油供給孔
３５…潤滑油供給孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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