内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置
【課題】 故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストを大幅に削減できるものとする。
【解決手段】 吸排気を行なう主弁（１１）と、吸排気路（３，４）を切り替える副弁（２１）と、主弁の動作の復旧動作を行なわせる主弁空気ピストン（１４）と、副弁の切り替え動作の復旧動作を行なわせる副弁空気ピストン（２４）と、主弁空気ピストン及び副弁空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室（２６）と、主弁ステム（１２）と副弁ステム（２２）との間に介装されたシール（３０）と、潤滑油を空気ばね室内へ強制給油する給油部とを備え、給油部は、油圧管制機構（１０）から供給される潤滑油の油圧が所定圧（Ｐ0 ）を超えたときに開弁する逆止弁（３４）と、外筒部（３６）とこの外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部（３７）とを有すると共に潤滑油をこの微小隙間を通して空気ばね室内へ供給するノズル（３５）とを備える。
【解決手段】 吸排気を行なう主弁（１１）と、吸排気路（３，４）を切り替える副弁（２１）と、主弁の動作の復旧動作を行なわせる主弁空気ピストン（１４）と、副弁の切り替え動作の復旧動作を行なわせる副弁空気ピストン（２４）と、主弁空気ピストン及び副弁空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室（２６）と、主弁ステム（１２）と副弁ステム（２２）との間に介装されたシール（３０）と、潤滑油を空気ばね室内へ強制給油する給油部とを備え、給油部は、油圧管制機構（１０）から供給される潤滑油の油圧が所定圧（Ｐ0 ）を超えたときに開弁する逆止弁（３４）と、外筒部（３６）とこの外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部（３７）とを有すると共に潤滑油をこの微小隙間を通して空気ばね室内へ供給するノズル（３５）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の一例としての低速ディーゼル機関では、図７に示すように、吸排気弁の開弁動作は、高圧の油圧によって作動する油圧シリンダ１０１が弁ステム１０２を図示下方に押動することにより行なわれる。また、その閉弁動作は、弁ステム１０２に取り付けられた空気ピストン１０３が弁ステム１０２を図示上方に引き上げることにより行われる。すなわち、この低速ディーゼル機関では、空気ピストン１０３の下方に形成された空気ばね室１０４内の空気が、主弁の閉弁動作の作動源となっている。
【０００３】
また、弁ステム１０２は、ケーシング１０５に固定されている円管状のステム支持部１０６の中を摺動自在に内嵌する。また、弁ステム１０２とステム支持部１０６との間には特殊シールリング１０７が介装され、このシールリング１０７によって空気ばね室１０４内の空気が、弁ステム１０２とステム支持部１０６との間から漏れしないようにしている。
【０００４】
弁ステム１０２とステム支持部１０６との間には、吸排気弁側から機関ガスが進入しやすい。このため、弁ステム１０２には硬質クロムメッキ等の摩耗防止対策が施されてはいる。しかし、それでもなお、弁ステム１０２のシールリング１０７が慴動する部分に、慴動による異常摩耗が発生するという問題がある。
【０００５】
このため、従来の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置においては、主弁の油圧管制機構から供給される高圧の潤滑油を図示上部に設けた制御弁１１０に導き、この制御弁１１０が、高圧の潤滑油をシールリング近傍の弁ステム１０２とステム支持部１０６との間に供給することにより、このシールリングの潤滑を行っている。
【０００６】
図８及び図９に示すように、制御弁１１０では、主弁の油圧管制機構から高圧の機関潤滑油が供給されると、その油圧によって、図９の給油ピストン１１１がばね１１２の付勢力に抗して作動する。これにより、切替部１１３の溝１１４の連通位置が、図８の押出しシリンダ１１５の側へ連通するように切り換えられる。これにより、高圧の潤滑油が、図８のばね１１６の付勢力に抗して押出しシリンダ１１５の内部に進入し、これを充填させる。
【０００７】
主弁の開弁動作の終了により、主弁の油圧管制機構から供給されていた高圧の油圧が途切れると、図９の切替部１１３の溝１１４の連通位置が、ばね１１２の付勢力によってシールリングへ通じる油路側へ切り換えられる。これと共に、図８の押出しシリンダ１１５の内部に充填されていた高圧の潤滑油が、ばね１１６の付勢力によって、このシールリングへ通じる油路へ供給される。シールリングへの潤滑油の供給は、主弁の１開弁動作について１回だけ瞬時に、かつ微量なものが行われる。
【０００８】
この一方、内燃機関の一例としての中速ディーゼル機関では、特公平８−１６４４３号（特許第２１１７０８７号）公報に開示されているように、シリンダへの燃料の供給及びシリンダからのガスの排気を行なう主弁と、この主弁に通じる吸気路と排気路とをそれぞれ給気時及び排気時に切り替える副弁とを備え、これによって、一つの主弁によって吸排気の双方を可能としたものがある。
【０００９】
このように副弁を有している機関では、高圧の油圧によって作動する油圧シリンダが主弁ステム及び副弁ステムをそれぞれ押動することにより、その主たる動作を行なうと共に、主弁及び副弁の戻り動作は、主弁ステム及び副弁ステムにそれぞれ取り付けられた２つの空気ピストンによって行われる。そして、この主弁空気ピストンと副弁空気ピストンが共働して一つの空気ばね室を形成し、主弁及び副弁の戻り動作の作動源を形成している。
【００１０】
また、上述の主弁ステムは、中空に形成された副弁ステムの内部を気密に、かつ摺動自在に内嵌し、この主弁ステムと副弁ステムとの間には、上述の低速ディーゼル機関の場合と同様に特殊シールリングが介装され、このシールリングによって空気ばね室中の空気が主弁ステムと副弁ステムとの間から漏れないようにしている。
【００１１】
ただし、このシールリングは、往復相対運動する主弁ステムと副弁ステムとの間に介装されており、上述の低速ディーゼル機関の場合のように、ケーシング等に固定されているわけではない。したがって、シールリングへの直接潤滑が構造的に難しく、従来の中速ディーゼル機関では特別な潤滑装置は設けられておらず、主弁空気ピストンの周りから空気ばね室内に進入してくるわずかな潤滑油を利用し、この潤滑油が主弁ステムに付着することにより、シールリングへの潤滑が行われている。
【特許文献１】特公平８−１６４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のように、従来の低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置は、主弁の油圧管制機構から供給される高圧の機関潤滑油を、給油ピストン１１１、切替部１１３、押出しシリンダ１１５等からなる制御弁１１０によって、弁ステム１０２とステム支持部１０６との間に介装されたシールリング１０７へ供給し、その潤滑を行っている。
【００１３】
しかしながら、この制御弁１１０は、給油ピストン１１１や押出しシリンダ１１５等の可動部のほか、ばね１１２，１１６、ピストンストッパ等の多数の部品で構成されている。このため、作動不良等の故障が発生しやすいと共に、製作及び整備コストが極めて高くなるという問題がある。
【００１４】
この一方、従来の主弁と副弁とを有する中速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置においては、上述のように、往復相対運動する主弁ステムと副弁ステムとの間に介装されたシールリングへの直接潤滑が構造的に難しく、特別な潤滑装置は設けられていない。このため、主弁空気ピストンの周りから空気ばね室内に進入してくるわずかな潤滑油を利用し、この潤滑油によって潤滑が行われているにすぎない。
【００１５】
しかしながら、空気ばね室内に進入してくる潤滑油はもともと微量にも拘わらず、その潤滑油は空気ばね室内に溜まることなく、そのまま副弁空気ピストンの周囲から漏れだしてしまい、シールリングの部分は潤滑油不足の状態になりやすい。このため、主弁ステムには硬質クロムメッキ等の摩耗防止対策が実施されてはいるが、今後の機関の出力増大等を考慮すると異常摩耗の発生が懸念されるという問題がある。
【００１６】
したがって、このような主弁と副弁とを有する内燃機関についても、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストが安価な潤滑装置の導入が不可欠である。
【００１７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、装置の構成が簡素で部品数が少なく、よって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストを大幅に削減することができる、内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、油圧管制機構により動作して内燃機関の機関シリンダの吸排気を行なう主弁と、機関シリンダへ通ずる吸排気路を主弁の動作に応じて切り替える副弁と、主弁のステムに固定されて主弁の動作の復旧動作を行なわせる主弁空気ピストンと、副弁のステムに固定されて副弁の切り替え動作の復旧動作を行なわせる副弁空気ピストンと、主弁空気ピストンと副弁空気ピストンとケーシングの空気シリンダとにより形成されて主弁空気ピストン及び副弁空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室と、主弁ステムと副弁ステムとの間に介装されて空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシールとを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、油圧管制機構から供給される潤滑油を空気ばね室内へ強制給油するための給油部をさらに備え、この給油部は、油圧管制機構から供給される潤滑油の油圧が所定圧を超えたときに開弁して潤滑油をシールへ供給する逆止弁と、外筒部とこの外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部とを有すると共に逆止弁から供給された潤滑油をこの微小隙間を通して上記油路へ供給するノズルとを備えたことにある。
【００１９】
又は、本発明が採用する手段は、油圧管制機構により動作して内燃機関の機関シリンダの吸排気を行なう吸排気弁と、吸排気弁のステムに固定されて吸排気弁の動作の復旧動作を行わせる空気ピストンと、空気ピストンとケーシングの空気シリンダとにより形成されて空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室と、吸排気弁ステムとケーシングとの間に介装されて空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシールと、ケーシング内に配設されてシール近傍の吸排気弁ステム上へ潤滑油を供給する油路と、油圧管制機構から供給される潤滑油を油路へ給油するための給油部とを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、給油部は、油圧管制機構から供給される潤滑油の油圧が所定圧を超えたときに開弁して潤滑油をシールへ供給する逆止弁と、外筒部とこの外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部とを有すると共に逆止弁から供給された潤滑油をこの微小隙間を通して空気ばね室内へ供給するノズルとを備えたことにある。
【００２０】
本発明の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、給油部は、逆止弁と、外筒部及び内嵌部を有するノズルとを備えて成るから、上述の従来の低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置と比べて、装置の構成が簡素化されると共に、部品数を大幅に減少させることができる。
【００２１】
特に、慴動ないし可動部品の数が極めて少なくなる。また、逆止弁として汎用のものを利用することもできる。したがって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストが極めて安価になる。
【００２２】
上述の主弁と副弁とを有する内燃機関の場合には、空気ばね室内に供給された潤滑油は、空気ピストンの往復動作等によって空気ばね室内で霧状になり、主弁ステム又は吸排気弁ステムに付着する。これにより、主弁ステムと副弁ステムとの間、又は、吸排気弁ステムとケーシングとの間に介装されたシールへ充分な量の潤滑油が供給され、吸排気弁ステムの異常摩耗が良好に防止される。
【００２３】
上記給油部へ潤滑油を供給する油圧管制機構は、主弁又は吸排気弁を動作させる油圧管制機構であることが望ましい。これにより、主弁又は吸排気弁を動作させる油圧管制機構と、給油部へ潤滑油を供給する油圧管制機構とを統合することができ、油圧管制機構の簡素化を図ることができる。
【００２４】
上記給油部は、油圧管制機構による主弁又は吸排気弁の動作時に潤滑油を空気ばね室内へ供給することが望ましい。これにより、給油部へ潤滑油を供給するための新たな油圧制
御が不要になる。また、給油部へ潤滑油を供給する油圧管制機構が、上述の主弁又は吸排気弁を動作させる油圧管制機構である場合には、主弁又は吸排気弁の動作時の油圧管制機構が発生する高い油圧をそのまま利用することができる。
【００２５】
上記給油部は、ノズルの上流側にフィルタを備えることが望ましい。ノズルは、外筒部と内嵌部との間の微小隙間を通して、潤滑油を空気ばね室内へ供給する。この微小隙間に異物混入による詰まりが発生しないように、ノズルの上流側にフィルタを備える必要がある。このフィルタを備えることによって、ノズルの詰まりを未然に防止することができる。
【００２６】
上記外筒部は、内形がシリンダ状に形成され、内嵌部は、外形が円柱状に形成される事が望ましい。断面形状が単純なもの同士の組み合わせにすることにより、製作及び隙間幅の調節が容易になる。
【００２７】
上述の主弁と副弁とを有する内燃機関の場合には、空気ばね室内に収容されている潤滑油の余剰分を外部へ排出させるための安全弁を備えることが望ましい。空気ばね室内に余剰の潤滑油が滞っていると、油漏れや給気への混入の可能性がある。安全弁を備えることにより、このような問題の発生を未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置は、油圧管制機構により動作して内燃機関の機関シリンダの吸排気を行なう主弁と、機関シリンダへ通ずる吸排気路を主弁の動作に応じて切り替える副弁と、主弁のステムに固定されて主弁の動作の復旧動作を行なわせる主弁空気ピストンと、副弁のステムに固定されて副弁の切り替え動作の復旧動作を行なわせる副弁空気ピストンと、主弁空気ピストンと副弁空気ピストンとケーシングの空気シリンダとにより形成されて主弁空気ピストン及び副弁空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室と、主弁ステムと副弁ステムとの間に介装されて空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシールとを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、油圧管制機構から供給される潤滑油を空気ばね室内へ強制給油するための給油部をさらに備え、この給油部は、油圧管制機構から供給される潤滑油の油圧が所定圧を超えたときに開弁して潤滑油をシールへ供給する逆止弁と、内筒部とこの内筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部とを有すると共に逆止弁から供給された潤滑油をこの微小隙間を通して空気ばね室内へ供給するノズルとを備える。
【００２９】
又は、本発明の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置は、油圧管制機構により動作して内燃機関の機関シリンダの吸排気を行なう吸排気弁と、吸排気弁のステムに固定されて吸排気弁の動作の復旧動作を行わせる空気ピストンと、空気ピストンとケーシングの空気シリンダとにより形成されて空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室と、吸排気弁ステムとケーシングとの間に介装されて空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシールと、ケーシング内に配設されてシール近傍の吸排気弁ステム上へ潤滑油を供給する油路と、油圧管制機構から供給される潤滑油を油路へ給油するための給油部とを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、給油部は、油圧管制機構から供給される潤滑油の油圧が所定圧を超えたときに開弁して潤滑油をシールへ供給する逆止弁と、外筒部とこの外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部とを有すると共に逆止弁から供給された潤滑油をこの微小隙間を通して空気ばね室内へ供給するノズルとを備える。
【００３０】
したがって、本発明の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置は、装置の構成が簡素で部品数が少なく、よって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストを大幅に削減することができる、という優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明に係る内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置を実施するための最良の形態を、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施の形態を示す簡略図、図２は、給油装置の詳細を示す正面断面図、図３は、逆止弁を示す正面断面図、図４は、ノズルを示す正面断面図、図５は、給油装置の動作を示すグラフ、図６は、第２の実施の形態を示す正面断面図である。
【００３２】
第１の実施の形態として、内燃機関の一例としての主弁と副弁を有する中速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置について説明する。
【００３３】
図１に示すように、中速ディーゼル機関１の機関シリンダ２の吸排気を行なう主弁１１が配設される。この主弁１１は油圧管制機構１０により動作する。別の油圧管制機構２０により動作して、機関シリンダ２へ通ずる吸気路３及び排気路４を主弁１１の動作に応じて切り替えるための副弁２１を配設する。
【００３４】
副弁２１は、主弁１１とは別の油圧管制機構２０により動作する。主弁１１は、主弁油圧シリンダ１３により主弁ステム１２を介して開弁し、副弁２１は、副弁油圧シリンダ２３により副弁ステム２２を介して、吸排気路３，４の切り替えを行なう。
【００３５】
主弁ステム１２に主弁空気ピストン１４が固定される。主弁空気ピストン１４は主弁１１の復旧動作を行なうものである。副弁２１のステム２２に副弁空気ピストン２４が固定される。副弁空気ピストン２４は副弁２１の復旧動作を行なうものである。
【００３６】
主弁空気ピストン１４と、副弁空気ピストン２４と、ケーシングに固定された空気シリンダ２７とにより、一つの空気ばね室２６が形成される。空気ばね室２６は、主弁空気ピストン１４と副弁空気ピストン２４の作動空気を収容し、この作動空気が主弁１１の上記復旧動作と、副弁２１の上記復旧動作とを行わせる。
【００３７】
図２に示すように、主弁ステム１２と副弁ステム２２との間に、特殊シールリング（シール）３０が介装される。シールリング３０は、リテイナ３１によって副弁ステム２２に固定されている。このため、シールリング３０のシール面は、主弁ステム１２と副弁ステム２２との往復相対運動に対応して、主弁ステム１２上を摺動する。このシールリング３０が空気ばね室２６からの空気漏れを防止する。
【００３８】
機関１の潤滑油が、図１の油圧管制機構１０からケーシング４０のほぼ中央部に配設された潤滑油入口３２に供給される。潤滑油入口３２に供給された潤滑油は、ケーシング４０内の油路３３を通って主弁油圧シリンダ１３に供給され、主弁１１を開弁させる。
【００３９】
油路３３は途中で分岐し、分岐路に逆止弁（給油部）３４が配設される。後述するように、逆止弁３４は、主弁１１の油圧管制機構１０からの油圧が所定圧Ｐ0 を超えたときに開弁する。
【００４０】
逆止弁３４の一例を、図３に示す。この逆止弁３４は、ボディ４５と、コイルばね４７と、このコイルばね４７に付勢されてボディ４５のシート４６にシートするボベット４８と、コイルばね４７を固定するリテイナ４８とからなる。したがって、摺動ないし可動部品はボベット４８のみであり、構成が単純で部品数も少ない。このため、故障が少なく信頼性も高い。
【００４１】
ノズル（給油部）３５がケーシング４０に取り付けられる。このノズル３５は、空気ばね室２６内へ潤滑油を供給するためのものであり、図４に示すように、内形がシリンダ状
の外筒部３６と、この外筒部３６に内嵌する外形が円柱状の内嵌部３７とを有する。このように、外筒部３６と内嵌部３７の断面形状を単純なものにすることにより、その製作と隙間幅の調節が容易になる。ただし、外筒部と内嵌部の断面形状は、必ずしも円形に限定されるものではない。
【００４２】
外筒部３６と内嵌部３７との間には、２μ程度の微小隙間が形成される。ノズル３５の上流側に、フィルタ３８が配設される。空気ばね室２６の底部に安全弁３９が配設され、ケーシング４０に固定される。
【００４３】
上述の中速ディーゼル機関１の吸排気弁ステムの給油装置の作動について説明する。図２において、副弁２１は、空気ばね室２６内の作動空気によって、機関シリンダ２と排気路４とを連通させる位置にある。
【００４４】
図５の実線で示すように、主弁１１の油圧管制機構１０が高圧の油圧を発生させると、主弁油圧シリンダ１３内の油圧が急上昇する。この高い油圧によって主弁油圧シリンダ１３が作動して、主弁１１が開弁する。主弁１１が開弁している間、油圧は当初圧力よりも低くなるが、所定圧Ｐ0 を超えるほぼ一定圧で推移する。
【００４５】
この主弁１１の動作に対応して、図５の二点鎖線で示すように、副弁２１が副弁２１の油圧管制機構２０からの油圧により動作して、機関シリンダ２と吸気路３とを連通させる。これにより、機関１では機関シリンダ２への給気が行われる。
【００４６】
この一方、主弁１１の油圧管制機構１０からの油圧が所定圧Ｐ0 を超えている間、図２の逆止弁３４が開弁する。これにより、高圧の潤滑油が図４のフィルタ３８を通ってノズル３５へ供給される。ノズル３５へ供給された潤滑油は、外筒部３６と内嵌部３７との間の微小隙間を通して、図２の空気ばね室２６内へ滴下（供給）される。
【００４７】
空気ばね室２６内へ滴下された潤滑油は、主弁空気ピストン１４及び副弁空気ピストン２４の往復動作によって空気ばね室２６内で霧状になり、主弁ステム１２上に付着する。主弁ステム１２の往復動作によって、主弁ステム１２と副弁ステム２２との間に介装されたシールリング３０への潤滑が行われる。
【００４８】
空気ばね室２６内へ滴下される潤滑油は、外筒部３６と内嵌部３７との間の隙間が２μ程度と微小であるから、主弁１１の油圧管制機構１０からの油圧が高圧にも拘わらず、極く微量である。しかしながら、このように空気ばね室２６内へ潤滑油を強制給油することにより、従来に比べて充分な量の潤滑油がシールリング３０へ供給され、主弁ステム１２の異常摩耗が良好に防止される。
【００４９】
図４のフィルタ３８が潤滑油中の異物を濾過し、ノズル３５の外筒部３６と内嵌部３７との間の微小隙間に詰まりが生じないようにしている。安全弁３９が空気ばね室２６内に収容されている潤滑油の余剰分を外部へ排出させる。これにより、空気ばね室２６からの油漏れや給気への潤滑油の混入を未然に防止することができる。
【００５０】
図５に示すように、主弁１１の油圧管制機構１０からの油圧が、主弁１１の動作に対応して所定圧Ｐ0 以下になると、図２の逆止弁３４が閉弁する。これにより、ノズル３５から空気ばね室２６内への潤滑油の供給が停止される。
【００５１】
これと共に、副弁２１の油圧管制機構２０からの油圧の供給が断たれて、副弁２１は、副弁空気ピストン２４の作動によって再び機関シリンダ２と排気路４とを連通させる位置に戻る。
【００５２】
このように、１回の主弁１１の開弁動作によって空気ばね室２６内への供給される潤滑油の量は、主としてノズル３５の外筒部３６と内嵌部３７との間の隙間幅によって調節されるが、主弁１１の油圧管制機構１０から供給される油圧値や、所定圧Ｐ0 の設定方法などによっても変動する。
【００５３】
上述の中速ディーゼル機関１の吸排気弁ステムの給油装置によれば、主弁１１の油圧管制機構１０から供給される潤滑油を空気ばね室２６内へ強制給油するための給油部を備え、この給油部は逆止弁３４と、外筒部３６及び内嵌部３７を有するノズル３５とを備えて成るから、装置の構成が極めて簡素なものとなり、部品数も少ない。
【００５４】
特に、摺動ないし可動部品の数が極めて少ない。また、逆止弁として汎用のものを利用することもできる。したがって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストが極めて安価になる。さらに、ノズル３５へ潤滑油を供給するための油圧管制機構は、主弁１１を動作させる油圧管制機構１０であるから、別に油圧管制機構を設ける場合と比べて、装置の一層の簡素化を図ることができる。
【００５５】
また、主弁１１の油圧管制機構１０による油圧の供給時に潤滑油をノズル３５へ供給するから、主弁１１を動作させるための極めて高い油圧をそのまま利用することができると共に、ノズル３５へ潤滑油を供給するための油圧管制機構１０に対する新たな油圧制御が不要になる。これにより、装置の簡素化と部品数の削減とをさらに推し進めることができる。
【００５６】
第２の実施の形態として、内燃機関の一例としての、吸排気弁のみによって吸排気を行なう低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置について説明する。
【００５７】
低速ディーゼル機関５０は、油圧管制機構５１により動作する図示しない吸排気弁を有する。また、吸排気弁の油圧管制機構による上記動作の復旧動作を行わせるための空気ピストン５３を有し、空気ピストン５３は吸排気弁のステム５２に固定されている。したがって、この低速ディーゼル機関５０は、上述の中速ディーゼル機関１の場合と異なり、図２の副弁２１、副弁ステム２２、副弁油圧シリンダ２３、副弁空気ピストン２４に相当するものはない。
【００５８】
空気ばね室５４が、空気ピストン５３と、ケーシング５５の空気シリンダ５６とにより形成され、上記空気ピストン５３の作動空気を収容する。特殊シールリング（シール）５７が、吸排気弁ステム５２と、ケーシング５５，６５に固定されたステム支持部５８との間に介装され、空気ばね室５４からの空気漏れを防止している。このシールリング５７はリテイナ６６によってステム支持部５８に、すなわち、ケーシング５５，６５側に取り付けられている。
【００５９】
油路６４が、ケーシング５５の内部を横切るように配設される。油路６４は、ステム支持部５８を貫通してシールリング５７の近傍の吸排気弁ステム５２まで延び、潤滑油を吸排気弁ステム５２上へ供給することができる。
【００６０】
上部に逆止弁（給油部）５９が配設される。後述するように、逆止弁５９は、吸排気弁の油圧管制機構５１からの油圧が所定圧Ｐ0 を超えたときに開弁する。ノズル（給油部）６０が逆止弁（給油部）５９と油路６４との間に介装される。
【００６１】
ノズル６０は、上述の図４に示すノズル３５と同様に、内形がシリンダ状の外筒部６１と、この外筒部６１に内嵌する外形が円柱状の内嵌部６２とを有する。外筒部６１と内嵌
部６２との間には、２μ程度の微小隙間が形成されている。ノズル６０の上流側には、フィルタ６３が配設される。
【００６２】
この低速ディーゼル機関５０の吸排気弁ステムの給油装置の作動について、上述の中速ディーゼル機関１の吸排気弁ステムの給油装置との相違を中心に説明する。
【００６３】
吸排気弁の油圧管制機構５１が高圧の油圧を発生させると、この油圧管制機構５１からの油圧が所定圧Ｐ0 を超えている間だけ、逆止弁５９が開弁する。これにより、高圧の潤滑油がフィルタ６３を通ってノズル６０へ供給される。ノズル６０へ供給された潤滑油は、外筒部６１と内嵌部６２との間の微小隙間を通してその流量が調節されたのち、油路６４へ供給される。
【００６４】
油路６４の断面積は、ノズル６０の外筒部６１と内嵌部６２との間の微小隙間の断面積よりも大きく形成されているから、ノズル６０を通過した潤滑油が、下流側の油路６４によってさらに流量の制限を受けることはない。
【００６５】
油路６４からシール５７近傍の吸排気弁ステム５２上へ押し出された潤滑油は、この吸排気弁ステム５２の表面に付着する。この吸排気弁ステム５２の表面に付着した潤滑油によって、吸排気弁ステム５２の往復動作時に、シールリング５７と吸排気弁ステム５２の間の潤滑が行われる。
【００６６】
このように、上述の低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置によれば、給油部が、逆止弁５９と、外筒部６１及び内嵌部６２を有するノズル６０とを備えて成るから、従来の低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置に比べて、装置の構成が簡素で部品数も少ない。
【００６７】
特に、摺動ないし可動部品数は極めて少ない。また、逆止弁として汎用のものを利用することもできる。したがって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストを大幅に削減することができる。その他は、上述の中速ディーゼル機関１の吸排気弁ステムの給油装置の場合と同様であるから、その説明を省略する。
【００６８】
なお、本発明は上述の一実施の形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能であり、本発明の範囲から除外されるものではないことは勿論である。例えば、内燃機関は、必ずしも上述の中速ディーゼル機関や低速ディーゼル機関に限定されるものではなく、様々な内燃機関に対して実施することができる。また、この給油装置へ油圧を供給するための油圧管制機構は、必ずしも主弁や吸排気弁の油圧管制機構に限定されるものではなく、独立の又はその他の油圧管制機構を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置の第１の実施の形態を示す簡略図である。
【図２】給油装置の詳細を示す正面断面図である。
【図３】逆止弁を示す正面断面図である。
【図４】ノズルを示す正面断面図である。
【図５】給油装置の動作を示すグラフである。
【図６】第２の実施の形態を示す正面断面図である。
【図７】従来の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置を示す正面断面図である。
【図８】図６の制御部を示す断面図である。
【図９】図７の矢線Ａ−Ａから見た制御部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 中速ディーゼル機関（内燃機関）
２ 機関シリンダ
３ 吸気路
４ 排気路
１０ 油圧管制機構
１１ 主弁
１２ 主弁ステム
１３ 主弁油圧シリンダ
１４ 主弁空気ピストン
２０ 油圧管制機構
２１ 副弁
２２ 副弁ステム
２３ 副弁油圧シリンダ
２４ 副弁空気ピストン
２６ 空気ばね室
２７ 空気シリンダ
３０ シールリング（シール）
３１ リテイナ
３２ 潤滑油入口
３３ 内部油路
３４ 逆止弁（給油部）
３５ ノズル（給油部）
３６ 外筒部
３７ 内嵌部
３８ フィルタ
３９ 安全弁
４０ ケーシング
５０ 低速ディーゼル機関（内燃機関）
５１ 油圧管制機構
５２ 吸排気弁ステム
５３ 空気ピストン
５４ 空気ばね室
５５ ケーシング
５６ 空気シリンダ
５７ シールリング（シール）
５８ ステム支持部
５９ 逆止弁（給油部）
６０ ノズル（給油部）
６１ 外筒部
６２ 内嵌部
６３ フィルタ
６４ 油路
６５ ケーシング
６６ リテイナ
１０１ 油圧シリンダ
１０２ 弁ステム
１０３ 空気ピストン
１０４ 空気ばね室
１０５ ケーシング
１０６ ステム支持部
１０７ シールリング
１１０ 制御弁
１１１ 給油ピストン
１１２ ばね
１１３ 切替部
１１４ 溝
１１５ 押出しシリンダ
１１６ ばね
Ｐ0 所定圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の一例としての低速ディーゼル機関では、図７に示すように、吸排気弁の開弁動作は、高圧の油圧によって作動する油圧シリンダ１０１が弁ステム１０２を図示下方に押動することにより行なわれる。また、その閉弁動作は、弁ステム１０２に取り付けられた空気ピストン１０３が弁ステム１０２を図示上方に引き上げることにより行われる。すなわち、この低速ディーゼル機関では、空気ピストン１０３の下方に形成された空気ばね室１０４内の空気が、主弁の閉弁動作の作動源となっている。
【０００３】
また、弁ステム１０２は、ケーシング１０５に固定されている円管状のステム支持部１０６の中を摺動自在に内嵌する。また、弁ステム１０２とステム支持部１０６との間には特殊シールリング１０７が介装され、このシールリング１０７によって空気ばね室１０４内の空気が、弁ステム１０２とステム支持部１０６との間から漏れしないようにしている。
【０００４】
弁ステム１０２とステム支持部１０６との間には、吸排気弁側から機関ガスが進入しやすい。このため、弁ステム１０２には硬質クロムメッキ等の摩耗防止対策が施されてはいる。しかし、それでもなお、弁ステム１０２のシールリング１０７が慴動する部分に、慴動による異常摩耗が発生するという問題がある。
【０００５】
このため、従来の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置においては、主弁の油圧管制機構から供給される高圧の潤滑油を図示上部に設けた制御弁１１０に導き、この制御弁１１０が、高圧の潤滑油をシールリング近傍の弁ステム１０２とステム支持部１０６との間に供給することにより、このシールリングの潤滑を行っている。
【０００６】
図８及び図９に示すように、制御弁１１０では、主弁の油圧管制機構から高圧の機関潤滑油が供給されると、その油圧によって、図９の給油ピストン１１１がばね１１２の付勢力に抗して作動する。これにより、切替部１１３の溝１１４の連通位置が、図８の押出しシリンダ１１５の側へ連通するように切り換えられる。これにより、高圧の潤滑油が、図８のばね１１６の付勢力に抗して押出しシリンダ１１５の内部に進入し、これを充填させる。
【０００７】
主弁の開弁動作の終了により、主弁の油圧管制機構から供給されていた高圧の油圧が途切れると、図９の切替部１１３の溝１１４の連通位置が、ばね１１２の付勢力によってシールリングへ通じる油路側へ切り換えられる。これと共に、図８の押出しシリンダ１１５の内部に充填されていた高圧の潤滑油が、ばね１１６の付勢力によって、このシールリングへ通じる油路へ供給される。シールリングへの潤滑油の供給は、主弁の１開弁動作について１回だけ瞬時に、かつ微量なものが行われる。
【０００８】
この一方、内燃機関の一例としての中速ディーゼル機関では、特公平８−１６４４３号（特許第２１１７０８７号）公報に開示されているように、シリンダへの燃料の供給及びシリンダからのガスの排気を行なう主弁と、この主弁に通じる吸気路と排気路とをそれぞれ給気時及び排気時に切り替える副弁とを備え、これによって、一つの主弁によって吸排気の双方を可能としたものがある。
【０００９】
このように副弁を有している機関では、高圧の油圧によって作動する油圧シリンダが主弁ステム及び副弁ステムをそれぞれ押動することにより、その主たる動作を行なうと共に、主弁及び副弁の戻り動作は、主弁ステム及び副弁ステムにそれぞれ取り付けられた２つの空気ピストンによって行われる。そして、この主弁空気ピストンと副弁空気ピストンが共働して一つの空気ばね室を形成し、主弁及び副弁の戻り動作の作動源を形成している。
【００１０】
また、上述の主弁ステムは、中空に形成された副弁ステムの内部を気密に、かつ摺動自在に内嵌し、この主弁ステムと副弁ステムとの間には、上述の低速ディーゼル機関の場合と同様に特殊シールリングが介装され、このシールリングによって空気ばね室中の空気が主弁ステムと副弁ステムとの間から漏れないようにしている。
【００１１】
ただし、このシールリングは、往復相対運動する主弁ステムと副弁ステムとの間に介装されており、上述の低速ディーゼル機関の場合のように、ケーシング等に固定されているわけではない。したがって、シールリングへの直接潤滑が構造的に難しく、従来の中速ディーゼル機関では特別な潤滑装置は設けられておらず、主弁空気ピストンの周りから空気ばね室内に進入してくるわずかな潤滑油を利用し、この潤滑油が主弁ステムに付着することにより、シールリングへの潤滑が行われている。
【特許文献１】特公平８−１６４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のように、従来の低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置は、主弁の油圧管制機構から供給される高圧の機関潤滑油を、給油ピストン１１１、切替部１１３、押出しシリンダ１１５等からなる制御弁１１０によって、弁ステム１０２とステム支持部１０６との間に介装されたシールリング１０７へ供給し、その潤滑を行っている。
【００１３】
しかしながら、この制御弁１１０は、給油ピストン１１１や押出しシリンダ１１５等の可動部のほか、ばね１１２，１１６、ピストンストッパ等の多数の部品で構成されている。このため、作動不良等の故障が発生しやすいと共に、製作及び整備コストが極めて高くなるという問題がある。
【００１４】
この一方、従来の主弁と副弁とを有する中速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置においては、上述のように、往復相対運動する主弁ステムと副弁ステムとの間に介装されたシールリングへの直接潤滑が構造的に難しく、特別な潤滑装置は設けられていない。このため、主弁空気ピストンの周りから空気ばね室内に進入してくるわずかな潤滑油を利用し、この潤滑油によって潤滑が行われているにすぎない。
【００１５】
しかしながら、空気ばね室内に進入してくる潤滑油はもともと微量にも拘わらず、その潤滑油は空気ばね室内に溜まることなく、そのまま副弁空気ピストンの周囲から漏れだしてしまい、シールリングの部分は潤滑油不足の状態になりやすい。このため、主弁ステムには硬質クロムメッキ等の摩耗防止対策が実施されてはいるが、今後の機関の出力増大等を考慮すると異常摩耗の発生が懸念されるという問題がある。
【００１６】
したがって、このような主弁と副弁とを有する内燃機関についても、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストが安価な潤滑装置の導入が不可欠である。
【００１７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、装置の構成が簡素で部品数が少なく、よって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストを大幅に削減することができる、内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、油圧管制機構により動作して内燃機関の機関シリンダの吸排気を行なう主弁と、機関シリンダへ通ずる吸排気路を主弁の動作に応じて切り替える副弁と、主弁のステムに固定されて主弁の動作の復旧動作を行なわせる主弁空気ピストンと、副弁のステムに固定されて副弁の切り替え動作の復旧動作を行なわせる副弁空気ピストンと、主弁空気ピストンと副弁空気ピストンとケーシングの空気シリンダとにより形成されて主弁空気ピストン及び副弁空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室と、主弁ステムと副弁ステムとの間に介装されて空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシールとを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、油圧管制機構から供給される潤滑油を空気ばね室内へ強制給油するための給油部をさらに備え、この給油部は、油圧管制機構から供給される潤滑油の油圧が所定圧を超えたときに開弁して潤滑油をシールへ供給する逆止弁と、外筒部とこの外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部とを有すると共に逆止弁から供給された潤滑油をこの微小隙間を通して上記油路へ供給するノズルとを備えたことにある。
【００１９】
又は、本発明が採用する手段は、油圧管制機構により動作して内燃機関の機関シリンダの吸排気を行なう吸排気弁と、吸排気弁のステムに固定されて吸排気弁の動作の復旧動作を行わせる空気ピストンと、空気ピストンとケーシングの空気シリンダとにより形成されて空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室と、吸排気弁ステムとケーシングとの間に介装されて空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシールと、ケーシング内に配設されてシール近傍の吸排気弁ステム上へ潤滑油を供給する油路と、油圧管制機構から供給される潤滑油を油路へ給油するための給油部とを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、給油部は、油圧管制機構から供給される潤滑油の油圧が所定圧を超えたときに開弁して潤滑油をシールへ供給する逆止弁と、外筒部とこの外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部とを有すると共に逆止弁から供給された潤滑油をこの微小隙間を通して空気ばね室内へ供給するノズルとを備えたことにある。
【００２０】
本発明の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、給油部は、逆止弁と、外筒部及び内嵌部を有するノズルとを備えて成るから、上述の従来の低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置と比べて、装置の構成が簡素化されると共に、部品数を大幅に減少させることができる。
【００２１】
特に、慴動ないし可動部品の数が極めて少なくなる。また、逆止弁として汎用のものを利用することもできる。したがって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストが極めて安価になる。
【００２２】
上述の主弁と副弁とを有する内燃機関の場合には、空気ばね室内に供給された潤滑油は、空気ピストンの往復動作等によって空気ばね室内で霧状になり、主弁ステム又は吸排気弁ステムに付着する。これにより、主弁ステムと副弁ステムとの間、又は、吸排気弁ステムとケーシングとの間に介装されたシールへ充分な量の潤滑油が供給され、吸排気弁ステムの異常摩耗が良好に防止される。
【００２３】
上記給油部へ潤滑油を供給する油圧管制機構は、主弁又は吸排気弁を動作させる油圧管制機構であることが望ましい。これにより、主弁又は吸排気弁を動作させる油圧管制機構と、給油部へ潤滑油を供給する油圧管制機構とを統合することができ、油圧管制機構の簡素化を図ることができる。
【００２４】
上記給油部は、油圧管制機構による主弁又は吸排気弁の動作時に潤滑油を空気ばね室内へ供給することが望ましい。これにより、給油部へ潤滑油を供給するための新たな油圧制
御が不要になる。また、給油部へ潤滑油を供給する油圧管制機構が、上述の主弁又は吸排気弁を動作させる油圧管制機構である場合には、主弁又は吸排気弁の動作時の油圧管制機構が発生する高い油圧をそのまま利用することができる。
【００２５】
上記給油部は、ノズルの上流側にフィルタを備えることが望ましい。ノズルは、外筒部と内嵌部との間の微小隙間を通して、潤滑油を空気ばね室内へ供給する。この微小隙間に異物混入による詰まりが発生しないように、ノズルの上流側にフィルタを備える必要がある。このフィルタを備えることによって、ノズルの詰まりを未然に防止することができる。
【００２６】
上記外筒部は、内形がシリンダ状に形成され、内嵌部は、外形が円柱状に形成される事が望ましい。断面形状が単純なもの同士の組み合わせにすることにより、製作及び隙間幅の調節が容易になる。
【００２７】
上述の主弁と副弁とを有する内燃機関の場合には、空気ばね室内に収容されている潤滑油の余剰分を外部へ排出させるための安全弁を備えることが望ましい。空気ばね室内に余剰の潤滑油が滞っていると、油漏れや給気への混入の可能性がある。安全弁を備えることにより、このような問題の発生を未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置は、油圧管制機構により動作して内燃機関の機関シリンダの吸排気を行なう主弁と、機関シリンダへ通ずる吸排気路を主弁の動作に応じて切り替える副弁と、主弁のステムに固定されて主弁の動作の復旧動作を行なわせる主弁空気ピストンと、副弁のステムに固定されて副弁の切り替え動作の復旧動作を行なわせる副弁空気ピストンと、主弁空気ピストンと副弁空気ピストンとケーシングの空気シリンダとにより形成されて主弁空気ピストン及び副弁空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室と、主弁ステムと副弁ステムとの間に介装されて空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシールとを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、油圧管制機構から供給される潤滑油を空気ばね室内へ強制給油するための給油部をさらに備え、この給油部は、油圧管制機構から供給される潤滑油の油圧が所定圧を超えたときに開弁して潤滑油をシールへ供給する逆止弁と、内筒部とこの内筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部とを有すると共に逆止弁から供給された潤滑油をこの微小隙間を通して空気ばね室内へ供給するノズルとを備える。
【００２９】
又は、本発明の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置は、油圧管制機構により動作して内燃機関の機関シリンダの吸排気を行なう吸排気弁と、吸排気弁のステムに固定されて吸排気弁の動作の復旧動作を行わせる空気ピストンと、空気ピストンとケーシングの空気シリンダとにより形成されて空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室と、吸排気弁ステムとケーシングとの間に介装されて空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシールと、ケーシング内に配設されてシール近傍の吸排気弁ステム上へ潤滑油を供給する油路と、油圧管制機構から供給される潤滑油を油路へ給油するための給油部とを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、給油部は、油圧管制機構から供給される潤滑油の油圧が所定圧を超えたときに開弁して潤滑油をシールへ供給する逆止弁と、外筒部とこの外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部とを有すると共に逆止弁から供給された潤滑油をこの微小隙間を通して空気ばね室内へ供給するノズルとを備える。
【００３０】
したがって、本発明の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置は、装置の構成が簡素で部品数が少なく、よって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストを大幅に削減することができる、という優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明に係る内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置を実施するための最良の形態を、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施の形態を示す簡略図、図２は、給油装置の詳細を示す正面断面図、図３は、逆止弁を示す正面断面図、図４は、ノズルを示す正面断面図、図５は、給油装置の動作を示すグラフ、図６は、第２の実施の形態を示す正面断面図である。
【００３２】
第１の実施の形態として、内燃機関の一例としての主弁と副弁を有する中速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置について説明する。
【００３３】
図１に示すように、中速ディーゼル機関１の機関シリンダ２の吸排気を行なう主弁１１が配設される。この主弁１１は油圧管制機構１０により動作する。別の油圧管制機構２０により動作して、機関シリンダ２へ通ずる吸気路３及び排気路４を主弁１１の動作に応じて切り替えるための副弁２１を配設する。
【００３４】
副弁２１は、主弁１１とは別の油圧管制機構２０により動作する。主弁１１は、主弁油圧シリンダ１３により主弁ステム１２を介して開弁し、副弁２１は、副弁油圧シリンダ２３により副弁ステム２２を介して、吸排気路３，４の切り替えを行なう。
【００３５】
主弁ステム１２に主弁空気ピストン１４が固定される。主弁空気ピストン１４は主弁１１の復旧動作を行なうものである。副弁２１のステム２２に副弁空気ピストン２４が固定される。副弁空気ピストン２４は副弁２１の復旧動作を行なうものである。
【００３６】
主弁空気ピストン１４と、副弁空気ピストン２４と、ケーシングに固定された空気シリンダ２７とにより、一つの空気ばね室２６が形成される。空気ばね室２６は、主弁空気ピストン１４と副弁空気ピストン２４の作動空気を収容し、この作動空気が主弁１１の上記復旧動作と、副弁２１の上記復旧動作とを行わせる。
【００３７】
図２に示すように、主弁ステム１２と副弁ステム２２との間に、特殊シールリング（シール）３０が介装される。シールリング３０は、リテイナ３１によって副弁ステム２２に固定されている。このため、シールリング３０のシール面は、主弁ステム１２と副弁ステム２２との往復相対運動に対応して、主弁ステム１２上を摺動する。このシールリング３０が空気ばね室２６からの空気漏れを防止する。
【００３８】
機関１の潤滑油が、図１の油圧管制機構１０からケーシング４０のほぼ中央部に配設された潤滑油入口３２に供給される。潤滑油入口３２に供給された潤滑油は、ケーシング４０内の油路３３を通って主弁油圧シリンダ１３に供給され、主弁１１を開弁させる。
【００３９】
油路３３は途中で分岐し、分岐路に逆止弁（給油部）３４が配設される。後述するように、逆止弁３４は、主弁１１の油圧管制機構１０からの油圧が所定圧Ｐ0 を超えたときに開弁する。
【００４０】
逆止弁３４の一例を、図３に示す。この逆止弁３４は、ボディ４５と、コイルばね４７と、このコイルばね４７に付勢されてボディ４５のシート４６にシートするボベット４８と、コイルばね４７を固定するリテイナ４８とからなる。したがって、摺動ないし可動部品はボベット４８のみであり、構成が単純で部品数も少ない。このため、故障が少なく信頼性も高い。
【００４１】
ノズル（給油部）３５がケーシング４０に取り付けられる。このノズル３５は、空気ばね室２６内へ潤滑油を供給するためのものであり、図４に示すように、内形がシリンダ状
の外筒部３６と、この外筒部３６に内嵌する外形が円柱状の内嵌部３７とを有する。このように、外筒部３６と内嵌部３７の断面形状を単純なものにすることにより、その製作と隙間幅の調節が容易になる。ただし、外筒部と内嵌部の断面形状は、必ずしも円形に限定されるものではない。
【００４２】
外筒部３６と内嵌部３７との間には、２μ程度の微小隙間が形成される。ノズル３５の上流側に、フィルタ３８が配設される。空気ばね室２６の底部に安全弁３９が配設され、ケーシング４０に固定される。
【００４３】
上述の中速ディーゼル機関１の吸排気弁ステムの給油装置の作動について説明する。図２において、副弁２１は、空気ばね室２６内の作動空気によって、機関シリンダ２と排気路４とを連通させる位置にある。
【００４４】
図５の実線で示すように、主弁１１の油圧管制機構１０が高圧の油圧を発生させると、主弁油圧シリンダ１３内の油圧が急上昇する。この高い油圧によって主弁油圧シリンダ１３が作動して、主弁１１が開弁する。主弁１１が開弁している間、油圧は当初圧力よりも低くなるが、所定圧Ｐ0 を超えるほぼ一定圧で推移する。
【００４５】
この主弁１１の動作に対応して、図５の二点鎖線で示すように、副弁２１が副弁２１の油圧管制機構２０からの油圧により動作して、機関シリンダ２と吸気路３とを連通させる。これにより、機関１では機関シリンダ２への給気が行われる。
【００４６】
この一方、主弁１１の油圧管制機構１０からの油圧が所定圧Ｐ0 を超えている間、図２の逆止弁３４が開弁する。これにより、高圧の潤滑油が図４のフィルタ３８を通ってノズル３５へ供給される。ノズル３５へ供給された潤滑油は、外筒部３６と内嵌部３７との間の微小隙間を通して、図２の空気ばね室２６内へ滴下（供給）される。
【００４７】
空気ばね室２６内へ滴下された潤滑油は、主弁空気ピストン１４及び副弁空気ピストン２４の往復動作によって空気ばね室２６内で霧状になり、主弁ステム１２上に付着する。主弁ステム１２の往復動作によって、主弁ステム１２と副弁ステム２２との間に介装されたシールリング３０への潤滑が行われる。
【００４８】
空気ばね室２６内へ滴下される潤滑油は、外筒部３６と内嵌部３７との間の隙間が２μ程度と微小であるから、主弁１１の油圧管制機構１０からの油圧が高圧にも拘わらず、極く微量である。しかしながら、このように空気ばね室２６内へ潤滑油を強制給油することにより、従来に比べて充分な量の潤滑油がシールリング３０へ供給され、主弁ステム１２の異常摩耗が良好に防止される。
【００４９】
図４のフィルタ３８が潤滑油中の異物を濾過し、ノズル３５の外筒部３６と内嵌部３７との間の微小隙間に詰まりが生じないようにしている。安全弁３９が空気ばね室２６内に収容されている潤滑油の余剰分を外部へ排出させる。これにより、空気ばね室２６からの油漏れや給気への潤滑油の混入を未然に防止することができる。
【００５０】
図５に示すように、主弁１１の油圧管制機構１０からの油圧が、主弁１１の動作に対応して所定圧Ｐ0 以下になると、図２の逆止弁３４が閉弁する。これにより、ノズル３５から空気ばね室２６内への潤滑油の供給が停止される。
【００５１】
これと共に、副弁２１の油圧管制機構２０からの油圧の供給が断たれて、副弁２１は、副弁空気ピストン２４の作動によって再び機関シリンダ２と排気路４とを連通させる位置に戻る。
【００５２】
このように、１回の主弁１１の開弁動作によって空気ばね室２６内への供給される潤滑油の量は、主としてノズル３５の外筒部３６と内嵌部３７との間の隙間幅によって調節されるが、主弁１１の油圧管制機構１０から供給される油圧値や、所定圧Ｐ0 の設定方法などによっても変動する。
【００５３】
上述の中速ディーゼル機関１の吸排気弁ステムの給油装置によれば、主弁１１の油圧管制機構１０から供給される潤滑油を空気ばね室２６内へ強制給油するための給油部を備え、この給油部は逆止弁３４と、外筒部３６及び内嵌部３７を有するノズル３５とを備えて成るから、装置の構成が極めて簡素なものとなり、部品数も少ない。
【００５４】
特に、摺動ないし可動部品の数が極めて少ない。また、逆止弁として汎用のものを利用することもできる。したがって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストが極めて安価になる。さらに、ノズル３５へ潤滑油を供給するための油圧管制機構は、主弁１１を動作させる油圧管制機構１０であるから、別に油圧管制機構を設ける場合と比べて、装置の一層の簡素化を図ることができる。
【００５５】
また、主弁１１の油圧管制機構１０による油圧の供給時に潤滑油をノズル３５へ供給するから、主弁１１を動作させるための極めて高い油圧をそのまま利用することができると共に、ノズル３５へ潤滑油を供給するための油圧管制機構１０に対する新たな油圧制御が不要になる。これにより、装置の簡素化と部品数の削減とをさらに推し進めることができる。
【００５６】
第２の実施の形態として、内燃機関の一例としての、吸排気弁のみによって吸排気を行なう低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置について説明する。
【００５７】
低速ディーゼル機関５０は、油圧管制機構５１により動作する図示しない吸排気弁を有する。また、吸排気弁の油圧管制機構による上記動作の復旧動作を行わせるための空気ピストン５３を有し、空気ピストン５３は吸排気弁のステム５２に固定されている。したがって、この低速ディーゼル機関５０は、上述の中速ディーゼル機関１の場合と異なり、図２の副弁２１、副弁ステム２２、副弁油圧シリンダ２３、副弁空気ピストン２４に相当するものはない。
【００５８】
空気ばね室５４が、空気ピストン５３と、ケーシング５５の空気シリンダ５６とにより形成され、上記空気ピストン５３の作動空気を収容する。特殊シールリング（シール）５７が、吸排気弁ステム５２と、ケーシング５５，６５に固定されたステム支持部５８との間に介装され、空気ばね室５４からの空気漏れを防止している。このシールリング５７はリテイナ６６によってステム支持部５８に、すなわち、ケーシング５５，６５側に取り付けられている。
【００５９】
油路６４が、ケーシング５５の内部を横切るように配設される。油路６４は、ステム支持部５８を貫通してシールリング５７の近傍の吸排気弁ステム５２まで延び、潤滑油を吸排気弁ステム５２上へ供給することができる。
【００６０】
上部に逆止弁（給油部）５９が配設される。後述するように、逆止弁５９は、吸排気弁の油圧管制機構５１からの油圧が所定圧Ｐ0 を超えたときに開弁する。ノズル（給油部）６０が逆止弁（給油部）５９と油路６４との間に介装される。
【００６１】
ノズル６０は、上述の図４に示すノズル３５と同様に、内形がシリンダ状の外筒部６１と、この外筒部６１に内嵌する外形が円柱状の内嵌部６２とを有する。外筒部６１と内嵌
部６２との間には、２μ程度の微小隙間が形成されている。ノズル６０の上流側には、フィルタ６３が配設される。
【００６２】
この低速ディーゼル機関５０の吸排気弁ステムの給油装置の作動について、上述の中速ディーゼル機関１の吸排気弁ステムの給油装置との相違を中心に説明する。
【００６３】
吸排気弁の油圧管制機構５１が高圧の油圧を発生させると、この油圧管制機構５１からの油圧が所定圧Ｐ0 を超えている間だけ、逆止弁５９が開弁する。これにより、高圧の潤滑油がフィルタ６３を通ってノズル６０へ供給される。ノズル６０へ供給された潤滑油は、外筒部６１と内嵌部６２との間の微小隙間を通してその流量が調節されたのち、油路６４へ供給される。
【００６４】
油路６４の断面積は、ノズル６０の外筒部６１と内嵌部６２との間の微小隙間の断面積よりも大きく形成されているから、ノズル６０を通過した潤滑油が、下流側の油路６４によってさらに流量の制限を受けることはない。
【００６５】
油路６４からシール５７近傍の吸排気弁ステム５２上へ押し出された潤滑油は、この吸排気弁ステム５２の表面に付着する。この吸排気弁ステム５２の表面に付着した潤滑油によって、吸排気弁ステム５２の往復動作時に、シールリング５７と吸排気弁ステム５２の間の潤滑が行われる。
【００６６】
このように、上述の低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置によれば、給油部が、逆止弁５９と、外筒部６１及び内嵌部６２を有するノズル６０とを備えて成るから、従来の低速ディーゼル機関の吸排気弁ステムの給油装置に比べて、装置の構成が簡素で部品数も少ない。
【００６７】
特に、摺動ないし可動部品数は極めて少ない。また、逆止弁として汎用のものを利用することもできる。したがって、故障の発生が少なく信頼性が高いと共に、製造及び整備コストを大幅に削減することができる。その他は、上述の中速ディーゼル機関１の吸排気弁ステムの給油装置の場合と同様であるから、その説明を省略する。
【００６８】
なお、本発明は上述の一実施の形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能であり、本発明の範囲から除外されるものではないことは勿論である。例えば、内燃機関は、必ずしも上述の中速ディーゼル機関や低速ディーゼル機関に限定されるものではなく、様々な内燃機関に対して実施することができる。また、この給油装置へ油圧を供給するための油圧管制機構は、必ずしも主弁や吸排気弁の油圧管制機構に限定されるものではなく、独立の又はその他の油圧管制機構を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置の第１の実施の形態を示す簡略図である。
【図２】給油装置の詳細を示す正面断面図である。
【図３】逆止弁を示す正面断面図である。
【図４】ノズルを示す正面断面図である。
【図５】給油装置の動作を示すグラフである。
【図６】第２の実施の形態を示す正面断面図である。
【図７】従来の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置を示す正面断面図である。
【図８】図６の制御部を示す断面図である。
【図９】図７の矢線Ａ−Ａから見た制御部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 中速ディーゼル機関（内燃機関）
２ 機関シリンダ
３ 吸気路
４ 排気路
１０ 油圧管制機構
１１ 主弁
１２ 主弁ステム
１３ 主弁油圧シリンダ
１４ 主弁空気ピストン
２０ 油圧管制機構
２１ 副弁
２２ 副弁ステム
２３ 副弁油圧シリンダ
２４ 副弁空気ピストン
２６ 空気ばね室
２７ 空気シリンダ
３０ シールリング（シール）
３１ リテイナ
３２ 潤滑油入口
３３ 内部油路
３４ 逆止弁（給油部）
３５ ノズル（給油部）
３６ 外筒部
３７ 内嵌部
３８ フィルタ
３９ 安全弁
４０ ケーシング
５０ 低速ディーゼル機関（内燃機関）
５１ 油圧管制機構
５２ 吸排気弁ステム
５３ 空気ピストン
５４ 空気ばね室
５５ ケーシング
５６ 空気シリンダ
５７ シールリング（シール）
５８ ステム支持部
５９ 逆止弁（給油部）
６０ ノズル（給油部）
６１ 外筒部
６２ 内嵌部
６３ フィルタ
６４ 油路
６５ ケーシング
６６ リテイナ
１０１ 油圧シリンダ
１０２ 弁ステム
１０３ 空気ピストン
１０４ 空気ばね室
１０５ ケーシング
１０６ ステム支持部
１０７ シールリング
１１０ 制御弁
１１１ 給油ピストン
１１２ ばね
１１３ 切替部
１１４ 溝
１１５ 押出しシリンダ
１１６ ばね
Ｐ0 所定圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧管制機構（１０）により動作して内燃機関（１）の機関シリンダ（２）の吸排気を行なう主弁（１１）と、前記機関シリンダへ通ずる吸排気路（３，４）を前記主弁の動作に応じて切り替える副弁（２１）と、前記主弁のステム（１２）に固定されて前記主弁の前記動作の復旧動作を行なわせる主弁空気ピストン（１４）と、前記副弁のステム（２２）に固定されて前記副弁の前記切り替え動作の復旧動作を行なわせる副弁空気ピストン（２４）と、前記主弁空気ピストンと前記副弁空気ピストンとケーシング（４０）の空気シリンダ（２７）とにより形成されて前記主弁空気ピストン及び前記副弁空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室（２６）と、前記主弁ステムと前記副弁ステムとの間に介装されて前記空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシール（３０）とを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、油圧管制機構から供給される潤滑油を前記空気ばね室内へ強制給油するための給油部をさらに備え、前記給油部は、前記油圧管制機構から供給される前記潤滑油の油圧が所定圧（Ｐ0 ）を超えたときに開弁して前記潤滑油を前記シールへ供給する逆止弁（３４）と、外筒部（３６）と前記外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部（３７）とを有すると共に前記逆止弁から供給された前記潤滑油を前記微小隙間を通して前記空気ばね室内へ供給するノズル（３５）とを備えたことを特徴とする内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項２】
前記給油部へ前記潤滑油を供給する前記油圧管制機構は、前記主弁（１１）を動作させる前記油圧管制機構（１０）であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項３】
前記給油部は、前記油圧管制機構（１０）による前記主弁の前記動作時に前記潤滑油を前記空気ばね室（２６）内へ供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項４】
油圧管制機構（５１）により動作して内燃機関（５０）の機関シリンダの吸排気を行なう吸排気弁と、前記吸排気弁のステム（５２）に固定されて前記吸排気弁の前記動作の復旧動作を行わせる空気ピストン（５３）と、前記空気ピストンとケーシング（５５）の空気シリンダ（５６）とにより形成されて前記空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室（５４）と、前記吸排気弁ステムと前記ケーシングとの間に介装されて前記空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシール（５７）と、前記ケーシング内に配設されて前記シール近傍の前記吸排気弁ステム上へ潤滑油を供給する油路（６４）と、油圧管制機構から供給される潤滑油を前記油路へ給油するための給油部とを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、前記給油部は、前記油圧管制機構から供給される前記潤滑油の油圧が所定圧（Ｐ0 ）を超えたときに開弁して前記潤滑油を前記シールへ供給する逆止弁（５９）と、外筒部（６１）と前記外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部（６２）とを有すると共に前記逆止弁から供給された前記潤滑油を前記微小隙間を通して前記油路へ供給するノズル（６０）とを備えたことを特徴とする内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項５】
前記給油部へ前記潤滑油を供給する前記油圧管制機構は、前記吸排気を動作させる前記油圧管制機構（５１）であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項６】
前記給油部は、前記油圧管制機構（５１）による前記吸排気弁の前記動作時に前記潤滑油を前記空気ばね室（５４）内へ供給することを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項７】
前記給油部は、前記ノズル（３５，６０）の上流側にフィルタ（３８，６３）を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項８】
前記外筒部（３６，６１）は、内形がシリンダ状に形成され、前記内嵌部（３７，６２）は、外形が円柱状に形成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項９】
前記空気ばね室（２６）内に収容されている前記潤滑油の余剰分を外部へ
排出させるための安全弁（３９）を備えたことを特徴とする請求項１，２，３，７，８のいずれかに記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項１】
油圧管制機構（１０）により動作して内燃機関（１）の機関シリンダ（２）の吸排気を行なう主弁（１１）と、前記機関シリンダへ通ずる吸排気路（３，４）を前記主弁の動作に応じて切り替える副弁（２１）と、前記主弁のステム（１２）に固定されて前記主弁の前記動作の復旧動作を行なわせる主弁空気ピストン（１４）と、前記副弁のステム（２２）に固定されて前記副弁の前記切り替え動作の復旧動作を行なわせる副弁空気ピストン（２４）と、前記主弁空気ピストンと前記副弁空気ピストンとケーシング（４０）の空気シリンダ（２７）とにより形成されて前記主弁空気ピストン及び前記副弁空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室（２６）と、前記主弁ステムと前記副弁ステムとの間に介装されて前記空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシール（３０）とを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、油圧管制機構から供給される潤滑油を前記空気ばね室内へ強制給油するための給油部をさらに備え、前記給油部は、前記油圧管制機構から供給される前記潤滑油の油圧が所定圧（Ｐ0 ）を超えたときに開弁して前記潤滑油を前記シールへ供給する逆止弁（３４）と、外筒部（３６）と前記外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部（３７）とを有すると共に前記逆止弁から供給された前記潤滑油を前記微小隙間を通して前記空気ばね室内へ供給するノズル（３５）とを備えたことを特徴とする内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項２】
前記給油部へ前記潤滑油を供給する前記油圧管制機構は、前記主弁（１１）を動作させる前記油圧管制機構（１０）であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項３】
前記給油部は、前記油圧管制機構（１０）による前記主弁の前記動作時に前記潤滑油を前記空気ばね室（２６）内へ供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項４】
油圧管制機構（５１）により動作して内燃機関（５０）の機関シリンダの吸排気を行なう吸排気弁と、前記吸排気弁のステム（５２）に固定されて前記吸排気弁の前記動作の復旧動作を行わせる空気ピストン（５３）と、前記空気ピストンとケーシング（５５）の空気シリンダ（５６）とにより形成されて前記空気ピストンの作動空気を収容する空気ばね室（５４）と、前記吸排気弁ステムと前記ケーシングとの間に介装されて前記空気ばね室からの空気漏れを防止するためのシール（５７）と、前記ケーシング内に配設されて前記シール近傍の前記吸排気弁ステム上へ潤滑油を供給する油路（６４）と、油圧管制機構から供給される潤滑油を前記油路へ給油するための給油部とを備えた内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置において、前記給油部は、前記油圧管制機構から供給される前記潤滑油の油圧が所定圧（Ｐ0 ）を超えたときに開弁して前記潤滑油を前記シールへ供給する逆止弁（５９）と、外筒部（６１）と前記外筒部に微小隙間を設けて内嵌する内嵌部（６２）とを有すると共に前記逆止弁から供給された前記潤滑油を前記微小隙間を通して前記油路へ供給するノズル（６０）とを備えたことを特徴とする内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項５】
前記給油部へ前記潤滑油を供給する前記油圧管制機構は、前記吸排気を動作させる前記油圧管制機構（５１）であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項６】
前記給油部は、前記油圧管制機構（５１）による前記吸排気弁の前記動作時に前記潤滑油を前記空気ばね室（５４）内へ供給することを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項７】
前記給油部は、前記ノズル（３５，６０）の上流側にフィルタ（３８，６３）を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項８】
前記外筒部（３６，６１）は、内形がシリンダ状に形成され、前記内嵌部（３７，６２）は、外形が円柱状に形成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【請求項９】
前記空気ばね室（２６）内に収容されている前記潤滑油の余剰分を外部へ
排出させるための安全弁（３９）を備えたことを特徴とする請求項１，２，３，７，８のいずれかに記載の内燃機関の吸排気弁ステムの給油装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２４８７２０（Ｐ２００８−２４８７２０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８８２１８（Ｐ２００７−８８２１８）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【Ｆターム（参考）】
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