JP2009197732A - Valve train - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関が回転するのに従いバルブを駆動する動弁機構に関する。 The present invention relates to a valve mechanism that drives a valve as an internal combustion engine rotates.
動弁機構の中には、図6に示す従来例(特許文献1)の動弁機構90のように、同一シリンダ5(気筒)に対して設置された一対のバルブ8,8を駆動する一対のロッカアーム92,92を備え、各ロッカアーム92が、上部半球型のラッシュアジャスタ93の上に直接載置されて支持されたものがある。
ところが、上記従来例では、各ロッカアーム92が上部半球型のラッシュアジャスタ93によって一点で支持されているため、該ロッカアーム92がその幅方向に傾き易く、そのことが編摩耗等の原因となってしまうおそれがある。また、更に、該従来例では、一対のラッシュアジャスタ93,93が相互に独立しているため、該一対のラッシュアジャスタ93,93間でリークダウン量に違いが生じ、それによって、例えば、一対のロッカアーム92,92が一対のバルブ8,8をリフト量を揃えて開閉する設定になっている場合には、該リフト量が該一対のバルブ8,8間で相互にずれてしまい、また、例えば、一対のロッカアーム92,92が一対のバルブ8,8をバルブ間に所定のリフト量差をおいて開閉する設定になっている場合には、該所定のリフト量差がずれてしまい、燃費が悪化してしまうおそれがある。
However, in the above conventional example, each
そこで、ロッカアームを幅方向へ傾き難くし、また、バルブ間でのリフト量のずれ、又はバルブ間に設定されている所定のリフト量差のずれ等を小さくすることを目的とする。 Accordingly, it is an object to make it difficult to tilt the rocker arm in the width direction, and to reduce a deviation in lift amount between valves or a difference in a predetermined difference in lift amount set between valves.
上記目的を達成するため、本発明の動弁機構は、一対のラッシュアジャスタが間隔をおいて設置され、該一対のラッシュアジャスタに一本のロッカシャフトが支持され、該一本のロッカシャフトに、同一気筒に対する複数のバルブを駆動する一又は複数のロッカアームが揺動可能に軸支されてなる。 In order to achieve the above object, in the valve operating mechanism of the present invention, a pair of lash adjusters are installed at intervals, and a single rocker shaft is supported by the pair of lash adjusters. One or a plurality of rocker arms for driving a plurality of valves for the same cylinder are pivotally supported.
ここで、前記一又は複数のロッカアームは、特に限定されないが、前記複数のバルブをリフト量を揃えて開閉する設定になっている場合や、前記複数のバルブをバルブ間に所定のリフト量差をおいて開閉する設定になってる場合が例として挙げられる。 Here, the one or the plurality of rocker arms are not particularly limited, but when the plurality of valves are set to open and close with the same lift amount, or when the plurality of valves have a predetermined lift amount difference between the valves. As an example, there is a case where it is set to open and close.
また、前記一本のロッカシャフトに軸支される前記ロッカアームの数及び形態は、特に限定されないが、次の(ア)(イ)の場合が例として挙げられる。
(ア)前記一本のロッカシャフトに、複数のバルブを駆動する一のロッカアームが軸支されている場合
(イ)前記一本のロッカシャフトに、各バルブをそれぞれ駆動する複数のロッカアームが軸支されている場合
Further, the number and form of the rocker arms that are pivotally supported by the single rocker shaft are not particularly limited, but the following cases (a) and (b) are given as examples.
(A) When one rocker arm that drives a plurality of valves is pivotally supported on the one rocker shaft (a) A plurality of rocker arms that respectively drive each valve are pivotally supported on the one rocker shaft. If
また、前記一対のラッシュアジャスタによる前記一本のロッカシャフトの支持は、特に限定されないが、次の(ウ)(エ)の場合が例として挙げられる。
(ウ)前記一対のラッシュアジャスタの各プランジャの上端部が半球状に形成され、一対の該プランジャの上端部の上に前記一本のロッカシャフトが載置されている場合
(エ)前記一対のラッシュアジャスタの各プランジャには貫通穴が設けられ、一対の該貫通穴に前記一本のロッカシャフトが挿入されている場合
Further, the support of the one rocker shaft by the pair of lash adjusters is not particularly limited, but the following cases (c) and (d) can be given as examples.
(C) The upper ends of the plungers of the pair of lash adjusters are formed in a hemispherical shape, and the one rocker shaft is placed on the upper ends of the pair of plungers. When each plunger of the lash adjuster is provided with a through hole, and the single rocker shaft is inserted into the pair of through holes
本発明によれば、ロッカアームが一本のロッカシャフトを介して一対のラッシュアジャスタに支持されるため、該ロッカアームは、幅方向へ傾き難くなる。また、該一対のラッシュアジャスタは該一本のロッカシャフトによって橋渡しされるため、両ラッシュアジャスタは連動し易く、よって、両ラッシュアジャスタ間にリークダウン量の違いが生じ難い。そのため、ロッカアームが複数のバルブをリフト量を揃えて開閉する設定になっている場合には、該リフト量がバルブ間でずれ難く、また、ロッカアームが複数のバルブをバルブ間に所定のリフト量差をおいて開閉する設定になっている場合には、該所定のリフト量差がずれ難い。 According to the present invention, since the rocker arm is supported by the pair of lash adjusters via the single rocker shaft, the rocker arm is difficult to tilt in the width direction. Further, since the pair of lash adjusters are bridged by the single rocker shaft, the two lash adjusters are easily interlocked, and therefore, a difference in the amount of leak-down is unlikely to occur between the two lash adjusters. Therefore, when the rocker arm is set to open and close multiple valves with the same lift amount, the lift amount is difficult to shift between the valves, and the rocker arm moves the multiple valves between the valves with a predetermined difference in lift amount. If it is set to open and close before the predetermined lift amount difference is difficult to shift.
本発明の動弁機構9は、一対のラッシュアジャスタ30a,30bが間隔をおいて設置され、各ラッシュアジャスタのプランジャ31に貫通穴状の支持穴32が設けられている。その一対のラッシュアジャスタ30a,30bの支持穴32,32に一本のロッカシャフト40が挿入されることによって、該一対のラッシュアジャスタ30a,30bに該一本のロッカシャフト40が支持されている。そして、該一本のロッカシャフト40に、同一シリンダ5に対する一対のバルブ8,8を駆動するロッカアーム20が揺動可能に軸支されている。
In the
本実施例の図1〜図4に示す動弁機構9は、内燃機関の運転状況に応じてバルブの駆動状態を段階的に変更する可変式の動弁機構である。この動弁機構9は、本実施例では、複数あるシリンダ(気筒)のうちの半数のシリンダ5に対してのみ設置されており、各動弁機構9は、各シリンダ5に対して2本ずつ設けられた吸気用のバルブ8,8をリフト量を揃えて駆動する。この動弁機構9は、内燃機関の回転に従い回転する回転カム10と、回転カム10とバルブ8,8と間に揺動可能に介装され、バルブ8,8を開く方向へ付勢するロッカアーム20と、バルブ8,8を閉じる方向へ付勢するバルブスプリング60,60と、ロッカアーム20の状態を切り換える切換機構50とを含み構成され、該ロッカアーム20の状態を切り換えることにより、バルブ8,8を内燃機関の回転に従い駆動する駆動実行状態とその駆動を停止する駆動停止状態との間でバルブ8,8の駆動状態を変更する。
The
回転カム10は、内燃機関が回転するのに従い回転駆動されるカムシャフト10xに設けられており、基本部分となる断面形状が真円のベース円11と、該ベース円11から突出したカムノーズ12とを含み構成されている。そして、この回転カム10の外周面には、ロッカアーム20に当接するカム面が形成されている。
The
ロッカアーム20は、2つのバルブ8,8をリフト量を揃えて同時に駆動する2弁一体型のアームであって、回転カム10に当接する入力部材21と、バルブ8,8に当接する一対の出力部材26a,26bとからなり、一対のラッシュアジャスタ30a,30bに一本のロッカシャフト40を介して揺動可能に支持されている。
The
詳しくは、入力部材21は、一対の出力部材26a,26bの相互間に設けられたインナアームであって、基端部に、ロッカシャフト40に揺動可能に軸支されるための貫通穴状の支点穴22を備え、先端部に、回転カム10に回転可能に当接する入力ローラ23を備えている。また、この入力部材21とシリンダヘッド6との間には、該入力部材21を回転カム10に付勢するロストモーションスプリング25が取り付けられている。
Specifically, the
また、一対の出力部材26a,26bは、入力部材21の両側に設けられた、該入力部材21よりも先端側に長いアウタアームであって、各出力部材は、基端部に、ロッカシャフト40に揺動可能に軸支されるための貫通穴状の支点穴27を備え、先端部に、バルブ8のステムエンド8eに当接する曲面状の出力面28を備えている。
The pair of
また、一対のラッシュアジャスタ30a,30bは、各プランジャ31の上部に貫通穴状の支持穴32を備えた上部リング型の油圧式のラッシュアジャスタであって、シリンダヘッド6に相互に間隔をおいて設置されている。各ラッシュアジャスタは、プランジャ31が下降(リークダウン)した際には、ボディ33の内部でプランジャ31に押圧される高圧油室34と、該高圧油室34に逆止弁36を介して連通し得る、プランジャ31の内部に設けられた低圧油室35と、プランジャ31を上方へ押し返すスプリング37とを備え、該プランジャ31が下降した際には、高圧油室34のオイルが、ボディ33とプランジャ31と間のクリアランスを経て低圧油室35へリークする仕組みとなっている。この一対のラッシュアジャスタ30a,30bのプランジャ31,31の相互間に入力部材21と一対の出力部材26a,26bとが配され、該一対のプランジャ31,31の支持穴32,32と該一対の出力部材26a,26bの支点穴27,27と該入力部材21の支点穴22とに、一本のロッカシャフト40が挿通されることによって、該一対のプランジャ31,31に、該一本のロッカシャフト40が支持されるとともに、該一本のロッカシャフト40に、入力部材21と一対の出力部材26a,26bとが揺動可能に軸支されている。
The pair of
そのロッカシャフト40に対しては、該ロッカシャフト40をプランジャ31に固定するシャフト固定部41と、ロッカアーム20の該ロッカシャフト40に対する該シャフトの周方向への相対変位を許容しつつも、該ロッカアーム20を該ロッカシャフト40に該シャフトの長さ方向へ相対変位不能に係止するアーム係止部46とが設けられている。詳しくは、シャフト固定部41は、一方のラッシュアジャスタ30aとロッカシャフト40との間にのみ設けられており、他方のラッシュアジャスタ30bとロッカシャフト40との間には設けられていない。このシャフト固定部41は、該一方のラッシュアジャスタ30aの上端から支持穴32に貫通する形で設けられた挿通穴43と、該挿通穴43に連通するようにロッカシャフト40に設けられた雌ねじ状の螺刻穴44と、該一方のラッシュアジャスタ30aの上方から挿通穴43を挿通して螺刻穴44に螺合したボルト42とを含み構成されている。また、アーム係止部46は、ロッカシャフト40の外周部におけるロッカアーム20の両側方に位置する部分に該外周部に沿って環状に凹設された取付溝48,48に、ロッカシャフト40の側面に当接するCリング47,47が取り付けられることによって構成されている。
The
切換機構50は、入力部材21と出力部材26a,26bとを相互に相対揺動不能に連結した連結状態とその連結を解除した非連結状態との間で切換を行う機構であって、動弁機構9は、該切換により前述の駆動実行状態と駆動停止状態との間でバルブ8,8の駆動状態を変更する。この切換機構50は、ロッカアーム20の内部に、入力部材21と出力部材26a,26bとの相互間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に取り付けられた連結ピン51a,51bと、該連結ピン51a,51bを油圧で一方向へ付勢する油圧機構52と、該連結ピン51a,51bを復元力で前述の一方向とは反対側の他方向へ付勢するスプリング56とを含み構成されている。詳しくは、この切換機構50は、図4(a)に示すように、油圧機構52の油圧で連結ピン51a,51bを一方向へ駆動することによって、非連結状態とし、図4(b)に示すように、該油圧を緩めスプリング56の復元力で連結ピン51a,51bを他方向へ駆動することによって、連結状態とする。
The
連結ピン51a,51bは、入力ローラ23の軸線上にて軸線方向へ変位可能に設けられており、一方の出力部材26aと入力部材21との相互間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に設けられた第一連結ピン51aと、入力部材21と他方の出力部材26bとの相互間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に設けられた第二連結ピン51bとを含み構成されている。なお、第二連結ピン51bは、入力ローラ23の軸穴を挿通することによって、該入力ローラ23をベアリング24を介して軸支している。それにより、入力ローラ23を軸支するローラシャフトを別途設ける必要性が省かれ、入力部材21の構造が簡素化されている。
The connecting pins 51a and 51b are provided so as to be displaceable in the axial direction on the axis of the
油圧機構52は、連結ピン51a,51bを油圧で駆動する、他方の出力部材26bの内部に設けられた油圧室53と、該油圧室53と第二連結ピン51bとの間に介装された、油圧室53を閉塞する油圧ピン54と、シリンダヘッド6、他方のラッシュアジャスタ30b、ロッカシャフト40及び他方の出力部材26bの内部を経由して設けられた、油圧室53に油圧を供給する油路55とを含み構成されている。そのため、油路55は、シリンダヘッド6側の油路(図示略)と、他方のラッシュアジャスタ30b側の油路55pと、ロッカシャフト40側の油路55qと、他方の出力部材26b側の油路55rとを含み構成されている。そして、他方の出力部材26b側の油路55rの開口は、該他方の出力部材26bが揺動しても常にロッカシャフト40側の油路55qの開口と連通するよう、該揺動する範囲に対応して支点穴27の周方向に長く開口している。
The
本実施例では、ロッカアーム20が一本のロッカシャフト40を介して一対のラッシュアジャスタ30a,30bに支持されているため、一本のラッシュアジャスタに支持されている場合に比べて、該ロッカアーム20が幅方向へ傾き難い。また、それとともに、一対のラッシュアジャスタ30a,30bはロッカシャフト40によって橋渡しされるているため、該一対のラッシュアジャスタ30a,30bのリークダウン量の差が小さい。そのため、ロッカアーム20による一対のバルブ8,8のリフト量がバルブ間でずれ難い。
In the present embodiment, since the
また、本実施例では、ロッカアーム20がロッカシャフト40を介して上部リング型のラッシュアジャスタ30a,30bに支持されているため、上部半球型のラッシュアジャスタの上に直接載置されて支持されている場合に比べて、ロッカアーム20が、ばらけ難い。
In the present embodiment, the
また、本実施例では、シャフト固定部41があるため、ラッシュアジャスタ30a,30bに対するロッカシャフト40の回動及び該シャフトの長さ方向への変位が規制され、摩耗の増加及び運動性の悪化が軽減される。また、それに加え、該回動及び変位が規制されることによって、他方のラッシュアジャスタ30b側の油路55pとロッカシャフト40側の油路55qとの油路どうしのラップ量が、安定して確保される。
Further, in this embodiment, since the
また、本実施例では、アーム係止部46があるため、ロッカアーム20のロッカシャフト40に対する該シャフトの長さ方向への変位が規制され、該ロッカシャフト40によるロッカアーム20の支持が安定化される。また、それに加え、該変位が規制されることによって、ロッカシャフト40側の油路55qと他方の出力部材26b側の油路55rとの油路どうしのラップ量が、安定して確保される。
Further, in this embodiment, since the
また、本実施例では、切換機構50は、ロッカアーム20の内部に油圧室53を備えているため、ロッカアーム20の外部に、連結ピン51a,51bを駆動するピン駆動機構を別途設ける必要性がなく、よって、該切換機構50の構造が簡単になっている。また、該切換機構50の油路55は、油圧式のラッシュアジャスタ30bを経由しているため、該切換機構50のための油路55とラッシュアジャスタ30bのための油路との間での油路の共有化が可能な範囲内で極力図られ、このことからも、動弁機構9の構造が簡単になっている。
In the present embodiment, since the
なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもでき、例えば、ロッカシャフト40に2弁一体型の可変式のロッカアーム20を支持する代わりに、図5(a)に示すように、2弁一体型の非可変式のロッカアーム70を支持したり、図5(b)に示すように、一対のバルブ8,8をそれぞれ駆動する一対の1弁型の非可変式のロッカアーム80,80を支持し、カムシャフト10xに、一の回転カム10の代わりに、一対のロッカアーム80,80をそれぞれ駆動する一対の回転カムを設けてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be modified and embodied without departing from the spirit of the invention. For example, the
5 シリンダ(気筒)
8 バルブ
9 動弁機構
10 回転カム
20 ロッカアーム
30a 一方のラッシュアジャスタ
30b 他方のラッシュアジャスタ
40 ロッカシャフト
70 ロッカアーム
80 ロッカアーム
5 cylinders
8
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