(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに設けられたカム軸と、前記シリンダヘッドに設けられたバルブ毎に前記カム軸に設けられた複数のカム部と、前記カム軸を回転自在に支持するカムキャップと、を備え、前記カム部の周面が摺接する摺接部材を介して前記カム部の回転運動を前記バルブの開閉動作に変換する動弁機構の潤滑装置において、
前記カム軸内部に形成された潤滑油の油路と、
互いに隣接する前記カム部のうち、一方の前記カム部の前記周面に開口すると共に前記油路と連通した潤滑油の噴出孔と、
前記シリンダヘッドの上部を覆うシリンダヘッドカバーの天井壁又はオイル分離室の底壁をなすバッフルプレートにおける前記互いに隣接するカム部の上方に位置する部分にカム軸方向に延びて設けられ、前記一方のカム部に設けられた前記噴出孔が前記摺接部材に指向しない位置にある場合に前記噴出孔から噴出される潤滑油を、前記一方のカム部の上方で捕集すると共に前記カムキャップを跨いで該一方のカム部に隣接する他方の前記カム部の前記周面へと導く窪み部と、を備え、
前記窪み部は、カム軸方向と直交する方向の断面形状が門型をなし、
前記窪み部の幅は、前記一方のカム部側から前記他方のカム部側に向かって狭くなっており、
前記窪み部の前記他方のカム部側の端部には下方に延びる突起部が設けられたことを特徴とする潤滑装置。
【請求項２】
前記窪み部の底面に、前記一方のカム部側から前記他方のカム部側に向かって延びる複数の線状突起部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の潤滑装置。
【請求項３】
前記互いに隣接する前記カム部が、
同一気筒の２つの吸気用の前記バルブに対応するカム部、又は、
同一気筒の２つの排気用の前記バルブに対応するカム部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの動弁機構の潤滑装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの動弁機構は、カム軸と軸受けの間やカム部とロッカアーム或いはバルブリフタとの間の摺動部位を潤滑する必要がある。動弁機構の潤滑装置として、例えば、特許文献１には、単気筒エンジンのクランク軸の出力をカム軸に伝達するチェーンから飛散する潤滑油を捕集し、動弁機構に導くオイルガイド部を、シリンダヘッドカバー（ロッカーカバー）の内壁天井面に形成したものが開示されている。しかし、この潤滑装置ではチェーンから離間した部位に潤滑油を導くことは困難である。したがって、多気筒エンジンの動弁機構に適用することは困難である。
【特許文献１】特開２００１−３２９８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多気筒エンジンの動弁機構の潤滑装置としては、カム軸内に潤滑油の油路を形成する一方、カム軸の軸部やカム部の周面に開口すると共にカム軸内の油路と連通した噴出孔を設けたものが実用化されている。この潤滑装置では、各摺動部位に、より確実に潤滑油を供給することができる。
【０００４】
しかし、カム部の周面に開口した噴出孔から潤滑油を噴出して、カム部の周面とロッカアーム等との潤滑を行う場合、カム軸の回転に伴うカム部の位置の変化により、噴出孔が摺動部位に指向している場合と指向していない場合が生じる。カム部の位置が、噴出孔が摺動部位に指向している範囲においては、摺動部位に潤滑油が供給されるが、指向していない範囲においては、摺動部位に直接潤滑油が供給されず、潤滑油は動弁室内に噴射され、無駄が生じる。吸排気バルブ数が増加すると、それに応じて噴出孔が増加し、無駄に噴出される油量も増加する。油量の増加は、潤滑油を圧送するポンプの負担を増加させることになるが、ポンプは一般にエンジンで駆動されるため、エンジンの負担増加を招き、燃費を悪化させる要因となる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、潤滑油の油量を低減しつつ、カム部の周面の潤滑性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、  シリンダヘッドに設けられたカム軸と、前記シリンダヘッドに設けられたバルブ毎に前記カム軸に設けられた複数のカム部と、前記カム軸を回転自在に支持するカムキャップと、を備え、前記カム部の周面が摺接する摺接部材を介して前記カム部の回転運動を前記バルブの開閉動作に変換する動弁機構の潤滑装置において、前記カム軸内部に形成された潤滑油の油路と、互いに隣接する前記カム部のうち、一方の前記カム部の前記周面に開口すると共に前記油路と連通した潤滑油の噴出孔と、前記シリンダヘッドの上部を覆うシリンダヘッドカバーの天井壁又はオイル分離室の底壁をなすバッフルプレートにおける前記互いに隣接するカム部の上方に位置する部分にカム軸方向に延びて設けられ、前記一方のカム部に設けられた前記噴出孔が前記摺接部材に指向しない位置にある場合に前記噴出孔から噴出される潤滑油を、前記一方のカム部の上方で捕集すると共に前記カムキャップを跨いで該一方のカム部に隣接する他方の前記カム部の前記周面へと導く窪み部と、を備え、前記窪み部は、カム軸方向と直交する方向の断面形状が門型をなし、前記窪み部の幅は、前記一方のカム部側から前記他方のカム部側に向かって狭くなっており、前記窪み部の前記他方のカム部側の端部には下方に延びる突起部が設けられたことを特徴とする潤滑装置が提供される。
【０００７】
本発明の潤滑装置では、互いに隣接する一方の前記カム部については、前記噴出孔を設けて潤滑油を供給する一方、他方の前記カム部については前記噴出孔を設けないことにより、前記噴出孔の数を削減して潤滑油の油量を低減することができる。他方の前記カム部には、一方の前記カム部の前記噴出孔から動弁室内に噴射される潤滑油を前記窪み部によって導くことにより、その周面と前記摺接部材との間の潤滑性を確保することができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記窪み部の幅が、前記一方のカム部側から前記他方のカム部側に向かって狭くなるようにしたことで、前記噴出孔から噴出する潤滑油の捕集量を向上する一方、捕集した潤滑油を前記他方のカム部へ、より的確に導くことができる。
【０００９】
また、本発明においては、窪み部を、シリンダヘッドカバー又はシリンダヘッドカバー内に形成されるオイル分離室を構成するバッフルプレートに形成するようにしたことで、部品点数を低減することができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記窪み部の底面に、前記一方のカム部側から前記他方のカム部側に向かって延びる複数の線状突起部を形成してもよい。この構成によれば、前記窪み部で捕集した潤滑油を、前記他方のカム部側へ、より確実に導くことができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記互いに隣接する前記カム部が、同一気筒の２つの吸気用の前記バルブに対応するカム部、又は、同一気筒の２つの排気用の前記バルブに対応するカム部であってもよい。この構成によれば、前記窪み部の長さをより短くでき、他方の前記カム部へ、より確実に潤滑油を導くことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上述べた通り、本発明によれば、潤滑油の油量を低減しつつ、カム部の周面の潤滑性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る潤滑装置を、１気筒あたり吸気バルブを２つ、排気バルブを２つ設けたＤＯＨＣ型の動弁機構を有する直列４気筒ディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る潤滑装置を適用したディーゼルエンジンのシリンダヘッド１０周辺の部分断面図であり、気筒列方向に直交する方向の断面図である。図２は図１の線Ｉ−Ｉに沿う断面図であり、図３は図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。なお、各図においては、動弁機構のうち、カム軸２０以外の構成は図示が省略されている。
【００１５】
図１を参照して、シリンダヘッド１０は燃料噴射弁（不図示）が装填される収容スペース１１、グロープラグ（不図示）が装填される収容スペース１２、ウォータジャケット１３が内部に形成されており、その下方に設けられる不図示のシリンダブロックと燃焼室を形成する。図２を参照して、シリンダヘッド１０には、各気筒毎に２つの吸気ポート１４が内部に形成され、また、シリンダブロック（不図示）とシリンダヘッド１０とを連結するボルトの孔１５が内部に形成されている。図３を参照して、シリンダヘッド１０には、各気筒毎に２つの排気ポート１６が内部に形成されている。
【００１６】
図１乃至図３を参照して、シリンダヘッド１０の上部には、吸気バルブ用のカム軸２０ａと、排気バルブ用のカム軸２０ｂとが設けられている。カム軸２０ａ及びカム軸２０ｂは、それぞれ、シリンダヘッド１０の上部に形成した下側軸受け部１７ａ、１７ｂと、カムキャップ３０ａ、３０ｂとに回転自在に軸支されている。カム軸２０ａ及びカム軸２０ｂのエンジン前方側端部には、互いに噛み合うギヤ２１ａ、２１ｂが設けられており、カム軸２０ｂのエンジン前方側端部にスプロケット（不図示）を設けて、クランク軸（不図示）からのエンジン出力がチェーン等を介して伝達され、カム軸２０ａ及びカム軸２０ｂが回転駆動される。
【００１７】
カム軸２０ａ及びカム軸２０ｂには、それぞれ複数のカム部２２ａ、２２ｂが設けられており、本実施形態の場合、カム部２２ａ、２２ｂはカム軸２０ａ及びカム軸２０ｂにそれぞれ一体成型されている。カム部２２ａ、２２ｂは、カム軸２０ａ及びカム軸２０ｂの軸方向に離間して、１気筒毎に２つずつ設けられている。
【００１８】
カム軸２０ａ及びカム軸２０ｂの内部には、それぞれ、その軸方向に渡って潤滑油の油路２３ａ、２３ｂが設けられている。また、カム軸２０ａ及びカム軸２０ｂには、油路２３ａ、２３ｂに連通した噴出孔２４ａ及び２５ａ、並びに、噴出孔２４ｂ及び２５ｂが形成されている。
【００１９】
噴出孔２４ａ及び２４ｂは、下側軸受け部１７ａ、１７ｂと、カムキャップ３０ａ、３０ｂとに軸支される部分において、カム軸２０ａの周面に開口しており、この軸支部分に潤滑油を供給する。噴出孔２５ａ及び２５ｂは、カム部２２ａ、２２ｂの周面に開口しており、カム部２２ａ、２２ｂの周面が摺接する摺接部材として後述するロッカーアームとの間に潤滑油を供給する。本実施形態では、噴出孔２５ａ及び２５ｂは、１気筒毎の、互いに隣接する２つのカム部２２ａ、２２ｂに対して、その一方（エンジン後方側のカム部２２ａ、２２ｂ）にのみ形成されている。
【００２０】
カム軸２０ａ及びカム軸２０ｂの内部には、また、エンジン前方側の端部近傍に、油路２３ａ、２３ｂに連通した潤滑油の導入孔２６ａ、２６ｂが設けられており、エンジンにより駆動される油圧ポンプ（不図示）から、シリンダヘッド１０内の不図示の油路及びこの導入孔２６ａ、２６ｂを介して、油路２３ａ、２３ｂに潤滑油が供給される。
【００２１】
次に、図１を参照して、シリンダヘッド１０の上面は、シリンダヘッドカバー４０で覆われている。シリンダヘッドカバー４０は、吸気側の動弁機構を覆う領域４０ａと、排気側の動弁機構を覆う領域４０ｂと、を有し、その下面周縁にはシリンダヘッド１０との間に介在するシール部材４１が設けられている。まず、領域４０ａの構成について説明する。
【００２２】
領域４０ａは、吸気側の動弁機構室の天井壁をなしている。図４はシリンダヘッドカバー４０の下面図である。領域４０ａには、各気筒毎に、その下面が上方へ窪んだ窪み部５０ａが形成されている。図２に示すように、窪み部５０ａは、カム軸２０ａ方向のその断面形状が楔状の山形をなしており、エンジン後方側の斜面がエンジン前方側の斜面よりも相対的に急な角度になっている。断面山形の窪み部５０ａのその頂部は、噴出孔２５ａの上方に位置している。また、窪み部５０ａのエンジン前方側の端部には、下方へ突起した突起部５１ａが設けられている。突起部５１ａは、各気筒のエンジン前方側のカム部２２ａの上方に位置している。また、図１に示すように、窪み部５０ａは、そのカム軸２０ａ方向と直交する方向の断面形状は、門型をなしている。
【００２３】
図１及び図４に示すように、窪み部５０ａの底面には、各気筒の一方のカム部２２ａ側から他方のカム部２２ｂ側に向かって延び（換言すればカム軸２０ａの軸方向に延び）、下方へ突出した複数の線状突起部５２ａが形成されている。線状突起部５２ａは、直線状のもの、途中で曲折したもの、が混在している。また、図４に示すように、窪み部５０ａの幅は、各気筒のエンジン後方側のカム部２２ａ側からエンジン前方側のカム部２２ａ側に向かって徐々に狭くなっている。
【００２４】
次に、シリンダヘッドカバー４０の領域４０ｂの構成について説明する。図１及び図３を参照して、領域４０ｂは、排気側の動弁機構室を囲包すると共に、オイル分離室を形成している。領域４０ｂの内部には、バッフルプレート４２が配設され、バッフルプレート４２は、オイル分離室の底壁をなすと共に排気側の動弁機構室の天井壁をなしている。
【００２５】
図３を参照して、気筒内で発生したブローバイガス（未燃ガス）は、バッフルプレート４２に形成した導入孔４２ａを通過してエンジン前方側から、又は、バッフルプレート４２のエンジン後方側の端部とシリンダヘッドカバー４０との空隙４２ｂを通過してエンジン後方側から、バッフルプレート４２とシリンダヘッドカバー４０とにより囲包されたオイル分離室に流入する。
【００２６】
シリンダヘッドカバー４０には、下方に突出する邪魔板４３がエンジン前後方向に離間して２つ設けられている。邪魔板４３の下端とバッフルプレート４２との間には僅かな空隙が形成されており、ブローバイガスが各室を流通可能となっている。各邪魔板４３に隣接して、バッフルプレート４２には、上方に突出した仕切壁４２ｃがエンジン前後方向に離間して２つ設けられている。各仕切壁４２ｃには、その一部にブローバイガスが通過する孔が設けられており、邪魔板４３と仕切壁４２ｃとにより、ブローバイガスの各室間の流通に抵抗を与えるようにしている。
【００２７】
そして、邪魔板４３と仕切壁４２ｃにブローバイガスが衝突することにより、気液分離がなされる。気液分離されて生じる液体は、バッフルプレート４２に設けた溝４２ｄに流れ込み、捕集される。図５はバッフルプレート４２の下面図である。溝４２ｄの端部にはスリット４２ｄ’が設けられており、溝４２ｄに捕集された液体は、スリット４２ｄ’から排気側の動弁機構室へ流れ出る。一方、ブローバイガスから分離された気体は、オイル分離室の中央の室に設けた排気管４４から排気され、例えば、吸気通路に還流される。
【００２８】
次に、バッフルプレート４２には、上述した窪み５０ａと同様の窪み５０ｂが設けられている。窪み５０ｂは各気筒毎に、バッフルプレート４２の下面が上方へ窪んで形成されている。図３に示すように、窪み部５０ｂは、カム軸２０ｂ方向のその断面形状が楔状の山形をなしており、エンジン後方側の斜面がエンジン前方側の斜面よりも相対的に急な角度になっている。断面山形の窪み部５０ｂのその頂部は、噴出孔２５ｂの上方に位置している。また、窪み部５０ｂのエンジン前方側の端部には、下方へ突起した突起部５１ｂが設けられている。突起部５１ｂは、各気筒のエンジン前方側のカム部２２ｂの上方に位置している。また、図１に示すように、窪み部５０ｂは、そのカム軸２０ａ方向と直交する方向の断面形状は、門型をなしている。
【００２９】
図１及び図５に示すように、窪み部５０ｂの底面には、各気筒の一方のカム部２２ｂ側から他方のカム部２２ｂ側に向かって延び（換言すればカム軸２０ｂの軸方向に延び）、下方へ突出した複数の線状突起部５２ｂが形成されている。線状突起部５２ｂは、直線状のもの、途中で曲折したもの、が混在している。また、図５に示すように、窪み部５０ｂの幅は、各気筒のエンジン後方側のカム部２２ｂ側からエンジン前方側のカム部２２ｂ側に向かって徐々に狭くなっている。
【００３０】
次に、図６を参照して、噴出孔２５ａ及び２５ｂ並びに窪み部５０ａ及び５０ｂによるカム部２２ａ及び２２ｂの周面の潤滑作用について説明する。図６（ａ）乃至（ｃ）はカム部２２ａ及び２２ｂの周面の潤滑作用の説明図である。図６及び以下の説明においては、吸気側及び排気側を共通に説明し、カム部２２ａ及び２２ｂ、油路２３ａ及び２３ｂ、噴出孔２５ａ及び２５ｂ、窪み部５０ａ及び５０ｂ、カム軸２０ａ及び２０ｂ等を、それぞれ総称して、カム部２２、油路２３、噴出孔２５、窪み部５０、カム軸２０等ともいう。
【００３１】
図６（ａ）乃至（ｃ）に示すように、本実施形態の動弁機構は、カム部２２の周面が摺接する摺動部材としてローラ付きのロッカーアーム１００を介して吸気又は排気用のバルブ１０１を駆動する。なお、ここではロッカーアーム１００を用いた方式例に挙げれるが、例えば、タペットを用いた直動式でもよい。
【００３２】
ロッカーアーム１００はその一方端部がＨＬＡ（ハイドロリックラッシュアジャスタ）１０２のプランジャ先端に軸支され、当該端部を揺動中心として揺動可能となっている。ロッカーアーム１００の他方端部にはバルブ１０１のバルブステムに当接している。しかして、カム軸２０の回転に伴うカム部２２の回転運動がロッカーアーム１００を介してバルブ１０１の吸気又は排気ポートの開閉動作に変換される。つまり、カム部２２の回転運動によるロッカーアーム１００の揺動運動により、バルブ１００はスプリング１０３に抗して下方へ移動し、また、スプリング１０３の復帰力により上方へ移動する。こうしたバルブ１０１のリフト動作により吸気又は排気ポートが開閉されことになる。
【００３３】
ここで、噴出孔２５を形成したカム部２２の回転運動により、噴出孔２５から噴射される潤滑油の噴射方向が変化する。図６（ａ）に示すように、カム部２２が、その噴出孔２５がロッカーアーム１００に指向した位置（位相）にある場合には、潤滑油がロッカーアーム１００との摺動箇所に噴出され、噴出孔２５を形成したカム部２２とロッカーアーム１００との間が潤滑される。一方、カム部２２が、その噴出孔２５がロッカーアーム１００に指向しない位置（位相）にある場合には、潤滑油が動弁機構室内に噴出され、無駄になる。しかし、本実施形態では窪み部５０を設けたことにより、図６（ｂ）に示すように、噴出孔２５がロッカーアーム１００に指向しない位置（位相）にある場合には、噴出された潤滑油が窪み部５０により捕集され、図６（ｃ）に示すように同一気筒の隣接する、噴出孔２５を設けていないカム部２２の周面に導かれる。
【００３４】
図７（ａ）は、窪み部５０による潤滑油の捕集、誘導態様を示す図である。同図に示すように、噴出孔２５から噴出された潤滑油（矢印ｄ１）は、窪み部５０の頂部近傍に衝突し、捕集され、一部は、矢印ｄ２に示すように飛散し、残りは矢印ｄ３で示すように窪み部５０の底面をつたって突起部５１側へ向かい、下方へ流れ落ちる。その結果、噴出孔２５を設けていないカム部２２の周面に導かれ、当該カム部２２とロッカーアーム１００との間も潤滑される。
【００３５】
ここで、上述したとおり、窪み部５０の幅は、噴出孔２５を設けた一方のカム部２２側から他方のカム部２２側に向かって徐々に狭くなっている。したがって、噴出孔２５から噴出された潤滑油は幅広の部分で捕集され、捕集量を向上することができる一方、徐々に幅が狭くなることで、捕集した潤滑油を噴出孔２５のない他方のカム部２２へ、より的確に導くことができる。更に、窪み部５０の底面には、上述した線状突起部５２が形成されているので、捕集した潤滑油を噴出孔２５のない他方のカム部２２へ案内され易いようにしており、より確実に潤滑油を他方のカム部２２へ導くことができる。更に、突起部５１による油切り作用により、窪み部５０により導かれた潤滑油が他方のカム部２２上へ滴下され易くなり、捕集した潤滑油をより多く他方のカム部２２へ供給することができる。
【００３６】
このように本実施形態では、互いに隣接する一方のカム部２２については、噴出孔２５を設けて潤滑油を供給する一方、他方のカム部２２については噴出孔２５を設けないことにより、噴出孔２５の数を削減して潤滑油の油量を低減することができる。他方のカム部２２には、一方のカム部２２の噴出孔２５から動弁室内に噴射される潤滑油を窪み部５０によって導くことにより、その周面とロッカーアーム１００との間の潤滑性を確保することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、窪み部５０ａをシリンダヘッドカバー４０に一体形成し、窪み部５０ｂをバッフルプレート４２に一体形成した。窪み部５０ａ、５０ｂは、それぞれ別体の壁体に形成することもできるが、本実施形態のように、シリンダヘッドカバー４０やバッフルプレート４２を壁体として用いることにより、壁体を他の構成と共用でき、部品点数を低減することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、噴出孔２５を設けたカム部２２と、これを設けないカム部２２との組み合わせを、同一気筒の２つの吸気用のバルブに対応するカム部２２ａ、同一気筒の２つの排気用のバルブに対応するカム部２２ｂとしたので、窪み部５０の長さをより短くでき、他方のカム部２２へ、より確実に潤滑油を導くことができる。
【００３９】
＜他の実施形態＞
上記実施形態では、噴出孔２５から噴出された潤滑油を窪み部５０の頂部近傍に衝突するように構成したが（図７（ａ））、窪み部５０の斜面に潤滑油を衝突させることで、より積極的に潤滑油を噴出孔２５のないカム部２２へ導くように窪み部５０を構成してもよい。
【００４０】
図７（ｂ）はその一例であり、窪み部５０’の斜面に噴出孔２５からの潤滑油（矢印ｄ１）が衝突するようにし、同図左側へより積極的に潤滑油が導かれるようにしたものである。図７（ｃ）もその一例であり、窪み部５０”の断面形状を楕円弧状に形成し、噴出孔２５からの潤滑油（矢印ｄ１）が同図左側へより積極的に導かれるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る潤滑装置を適用したディーゼルエンジンのシリンダヘッド１０周辺の部分断面図であり、気筒列方向に直交する方向の断面図である。
【図２】図１の線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。
【図３】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。
【図４】シリンダヘッドカバー４０の下面図である。
【図５】バッフルプレート４２の下面図である。
【図６】（ａ）乃至（ｃ）はカム部２２ａ及び２２ｂの周面の潤滑作用の説明図である。
【図７】（ａ）は、窪み部５０による潤滑油の捕集、誘導態様を示す図、（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る窪み部５０’の断面形状を示す図、（ｃ）は本発明の他の実施形態に係る窪み部５０’’の断面形状を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ シリンダヘッド
２０ａ、２０ｂ カム軸
２２ａ、２２ｂ カム部
２３ａ、２３ｂ 油路
２５ａ、２５ｂ 噴出孔
４０ シリンダヘッドカバー
４２ バッフルプレート
５０ａ、５０ｂ 窪み部
１００ ロッカーアーム
１０１ バルブ
【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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