JP2004084623A - バルブメカニズム - Google Patents
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Abstract
【課題】左右のバルブの高さのばらつきが少なく、両方バルブのストロークが一定であるエンジンのバブルメカニズムを提供。
【解決手段】シリンダヘッドに立設したガイドピンをロッカーブリッジの脚部に設けたガイド孔に昇降自在に挿入する一方、ロッカーブリッジのアームの先端部分に設けられたシリンダ部の内部に昇降自在に取り付けられたピストンの下面をバルブステム上端面に対向させて該ピストンの上面に油室を形成し、圧油供給手段に接続された油圧ポートをガイドピンの周面に設け、エンジンの運転状態に応答して前記ロッカーブリッジを昇降駆動させ、バルブの開閉駆動を行う際、左右バルブの高さばらつきを調整するた手段がいずれかのシリンダ部に設けられ、該調整手段は、前記シリンダ部に嵌合し内部に前記ピストンが昇降自在に取り付けられるシリンダ部嵌合手段と、前記シリンダ部嵌合手段を所定の高さに調整し固定する調整固定手段とを有する。
【選択図】 図１
【解決手段】シリンダヘッドに立設したガイドピンをロッカーブリッジの脚部に設けたガイド孔に昇降自在に挿入する一方、ロッカーブリッジのアームの先端部分に設けられたシリンダ部の内部に昇降自在に取り付けられたピストンの下面をバルブステム上端面に対向させて該ピストンの上面に油室を形成し、圧油供給手段に接続された油圧ポートをガイドピンの周面に設け、エンジンの運転状態に応答して前記ロッカーブリッジを昇降駆動させ、バルブの開閉駆動を行う際、左右バルブの高さばらつきを調整するた手段がいずれかのシリンダ部に設けられ、該調整手段は、前記シリンダ部に嵌合し内部に前記ピストンが昇降自在に取り付けられるシリンダ部嵌合手段と、前記シリンダ部嵌合手段を所定の高さに調整し固定する調整固定手段とを有する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッカーブリッジの昇降駆動が良好であるバルブメカニズムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
膨張行程の途中で排気バルブを補助的に開弁させることによりピストンに加わる膨張力を軽減してエンジンブレーキの効きを改善するようにした圧縮開放型ブレーキ、あるいは、吸入行程の途中で排気バルブを一時的に開弁させることにより排気ポートに残留する排気の一部をシリンダ内に戻して燃焼温度を制御するようにした内部ＥＧＲはよく知られている。
【０００３】
このように排気バルブを補助的に開閉させるために、特開平９−１１２２３４号公報には、ロッカーブリッジの昇降駆動を制御するバルブメカニズムにおいて、ロッカーブリッジを昇降駆動させるカムの他、エンジンの運転状態に応じて油圧ポートを圧油供給手段とオイルパンに切換接続する制御弁を設けることにより、制御弁を開閉制御するのみでエンジンの運転状態に応じてバルブの開弁特性を変更することができるメカニズムが開示されている。
【０００４】
しかしながら、一般的に部品の寸法差や、シリンダヘッドにロッカーブリッジが組み込まれる際に生じる寸法差等の蓄積により、左右のバルブの高さにばらつきが生じることが多く、このような左右のバルブの高さのばらつきにより、ガイド孔に挿入されているガイドピンの斜め当たりを引き起こし、こじりや摺動摩擦の増大から偏磨耗等が発生した。さらに、ピストンを昇降移動させる際、そのストロークは油圧およびスプリング力等により決定されるため、両者のピストンのストロークが一定しないといった問題もあった。このような問題点により、ロッカーブリッジの良好な昇降駆動が妨げれ、バルブの開閉駆動の精密な制御が困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンの運転状態に応じてバルブの開弁特性を変更できるバルブメカニズムにおいて、左右のバルブの高さのばらつきが少なく、両方のバルブのストロークが一定であるバブルメカニズムを提供することを主目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、シリンダヘッドに昇降自在に取り付けたロッカーブリッジを介してバルブを開閉駆動するようにしたエンジンのバルブメカニズムにおいて、シリンダヘッドに立設したガイドピンをロッカーブリッジの脚部に設けたガイド孔に昇降自在に挿入する一方、ロッカーブリッジのアームの先端部分に設けられたシリンダ部の内部に昇降自在に取り付けられたピストンの下面をバルブのステムの上端面に対向させて該ピストンの上面に油室を形成し、圧油供給手段に接続された油圧ポートをガイドピンの周面に設け、ロッカーブリッジの上昇位置において油圧ポートに対向すべくガイド孔の内周面に設けた制御ポートを上記油室に接続するとともに、エンジンの運転状態に応答して油圧ポートを圧油供給手段とオイルパンに切換接続する制御弁を設け、上記ロッカーブリッジを昇降駆動させ、バルブの開閉駆動を行う際、左右のバルブの高さのばらつきを調整するための高さ方向調整手段がいずれかのシリンダ部に設けられ、上記高さ方向調整手段は、上記シリンダ部に嵌合し内部に上記ピストンが昇降自在に取り付けられるシリンダ部嵌合手段と、上記シリンダ部嵌合手段を所定の高さに調整し固定する調整固定手段とを有することを特徴とするバルブメカニズムを提供する。
【０００７】
本発明においては、部品ごとの寸法差や、ロッカーブリッジがシリンダヘッドに組み込まれた際に生じる寸法の差等により発生する左右のバルブの高さのばらつきを調整する高さ方向調整手段を設けることにより、両方のバルブの最上端位置を同じ高さに調節することができる。すなわち、左右のバルブの高さのばらつきは、ガイド孔に昇降自在に挿入されているガイドピンが昇降移動する際に、こじりを生じさせたり、摺動摩擦の増大、偏磨耗といった不都合を生じさせる要因であったが、本発明においては、高さ方向調整手段を設けることにより、これらの不都合が解消され、良好なバルブの開閉駆動を可能とするのである。
【０００８】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記シリンダ部嵌合手段または上記シリンダ部には、上記ピストンが昇降駆動する際に、その最上端位置と、最下端位置とを決定するストッパーが設けられていることが好ましい。ピストンが昇降駆動する際、その最上端位置と最下端位置とを決定する上部ストッパーおよび下部ストッパーを設けることにより、油圧およびスプリング等により支配されていた左右のピストンのストロークを、両方のピストンで一定とすることができ、さらに、所望のストロークに調整することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエンジンのバルブメカニズムについてその一実施態様を図面を用いて説明する。図１は本発明に係るバルブメカニズムの一実施態様を示す概略断面図である。図２は、本発明におけるロッカブリッジの一例を示す概略断面図である。
【００１０】
まず、図１に示すように、エンジンのシリンダヘッド１の上面にガイドピン２を立設し、ロッカーブリッジ３の脚部３ａに設けたガイド孔３ｂにガイドピン２を昇降自在に挿入してロッカーブリッジ３をシリンダヘッド１に昇降自在に取り付ける。そして、ガイドピン２を挟んだ対向位置にそれぞれポペット型の排気バルブ４を取り付けるとともに、脚部３ａの上端から図中左右に伸びるアーム３ｃの先端を排気バルブ４のステム４ａの延長線上に臨ませている。
【００１１】
アーム３ｃの先端部分に設けられているシリンダ部５には排気バルブ４のステム４ａの上端面に下面を対向させたピストン６を昇降自在に取り付けることにより、ピストン６の上面に油室７を形成している。
【００１２】
前記ガイドピン２の上端近傍周面には油圧ポート８を設ける一方、ロッカーブリッジ３が上端位置に保持されているときに油圧ポート８に対向する制御ポート９をガイド孔３ｂの内周面に設けている。そして、制御ポート９と油室７をロッカーブリッジ３に設けた油路２１を介して接続することにより、ロッカーブリッジ３が上端位置に保持されているときは油圧ポート８が制御ポート９および油路２１を介して油室７に接続されるようにしている。
【００１３】
このような本実施態様におけるバルブメカニズムにおいて、油圧が供給されていない場合、ピストン６は、シリンダ部５の上方に押し上げられている。この際、ピストン６の上端面の高さは、左右のピストン６によってばらつきが生じる場合がある。これは、部品の寸法差や、シリンダヘッド１にロッカーブリッジ３を取り付ける際に生じる寸法差等の蓄積により発生するものである。
【００１４】
このようなばらつきは、ガイド孔３ｂに挿入されているガイドピン２が昇降駆動する際に、こじれ、摺動摩擦の増大、偏磨耗といった不都合を生じさせるため、ロッカーブリッジ３の良好な昇降駆動を妨げ、排気バルブ４の開閉駆動において精密な制御を困難とするのである。
【００１５】
そこで、本実施態様においては、このようなバルブの高さのばらつきを解消するため、高さ方向調整手段１０を設けている。以下、この高さ方向調整手段について説明する。
【００１６】
本実施態様における高さ方向調整手段は、少なくとも一方のシリンダ部に設けられており、シリンダ部に嵌合し内部にピストンが昇降自在に取り付けられるシリンダ部嵌合手段と、シリンダ部嵌合手段を所定の高さに調整し固定する調整固定手段とを有するものである。
【００１７】
このような高さ方向調整手段について図２を用いて具体的に説明する。図２に示すように、左右のピストン６ａ、６ｂが最上端に位置する時その上端面の高さのばらつきを調整する高さ方向調整手段１０が一方のシリンダ部５ａに設けられている。このような高さ方向調整手段１０は、上述した調整固定手段として、アーム３ｃの上面から油室７にかけて貫通されているアジャストスクリュー１０ａと、アジャストスクリュー１０ａをアーム３ｃの上面に固定するナット１０ｂとを有している。さらに、上述したシリンダ部嵌合手段として、アジャストスクリュー１０ａの油室７側の先端部分に連結され、シリンダ部５ａ内に嵌合されている外筒１０ｃを有している。また、外筒１０ｃの内周面には、ピストン６ａが昇降する際の最上端位置を決定する上部ストッパー１１ａが設けられており、一方、高さ方向調整手段１０が設けられていないシリンダ部５ｂにおいても、ピストン６ｂの最上端位置を決定する上部ストッパー１１ｂが設けられている。
【００１８】
このような高さ方向調整手段１０においては、アジャストスクリュー１０ａが上下に移動すると同時に外筒１０ｃも上下に移動するため、左右の上部ストッパー１１ａ、１１ｂの高さを同じ高さに調節することができる。これにより左右のピストン６ａ、６ｂが最上端位置にある時の高さのばらつきを解消することができるのである。
【００１９】
このような本実施態様における高さ方向調整手段について、シリンダ部嵌合手段および調整固定手段に分けて以下詳細に説明する。
【００２０】
まず、シリンダ部嵌合手段としては、シリンダ部に嵌合され、その内部をピストンが昇降自在に駆動できる手段であれば特に限定はされない。具体的には、図２に示すように、円筒状の外筒１０ｃを用いる手段や、または、後述する調整固定手段とシリンダ部嵌合手段とを一体とする場合として、外筒の外周面とシリンダ部の内周面とが、螺合するような外筒を用いる手段等を挙げることができる。その中でも、図２に示すような円筒状の外筒１０ｃを用いる手段であることが好ましい。簡便な方法であり、製造が容易であるからである。
【００２１】
さらに、調整固定手段としては、上述したシリンダ部嵌合手段を所望の位置に調節し、固定することが可能な手段であれば特に限定はされない。具体的には、図２に示すように、シリンダ部嵌合手段である外筒１０ｃと接続されているアジャストスクリュー１０ａと、当該アジャストスクリュー１０ａを所定の位置で固定するナット１０ｂとの組み合わせや、または上述した外筒の外周面とシリンダ部の内周面とが螺合している部分等を挙げることができる。その中でも、アジャストスクリュー１０ａとナット１０ｂとの組み合わせであることが好ましい。上述したシリンダ部嵌合手段である円筒状の外筒１０ｃと併せて用いることにより、容易にピストン６ａ、６ｂの高さのばらつきを調整し固定することができるからである。
【００２２】
このようにシリンダ部嵌合手段と、調整固定手段とを有する本発明における高さ方向調整手段は、少なくとも一方のシリンダ部に設けられていればよい。少なくとも一方のシリンダ部に高さ方向調整手段を設けることにより、両方のバルブの高さを調整することが可能だからである。
【００２３】
さらに、本実施態様においては、図２に示すように、左右のピストン６ａ、６ｂが昇降駆動する際のストロークを一定とするために、ピストン６ａ、６ｂの最下端位置を決定する下部ストッパー１２ａ，１２ｂが設けられている。下部ストッパー１２ａは、高さ方向調整手段１０の外筒１０ｃの下部に設けられており、下部ストッパー１２ｂは、シリンダ部５ｂの下部に設けられている。
【００２４】
このようにピストンの最上端位置および最下端位置を決定する上部ストッパーおよび下部ストッパーを設けることにより、油圧およびスプリング力等により決定されていたストロークを、両方のストッパーにより規定することができるため、所望のストロークとすることができる。
【００２５】
従来、上部ストッパーおよび下部ストッパーが設けられていない場合には、以下のようにしてピストンのストロークは決定されていた。すなわち、カム１６が回転してロッカアーム１５を図１中反時計回りの方向に揺動させると、ロッカブリッジ３が押し下げられる。これに伴い、ピストン６も下降してステム４ａを押し下げようとするが、ピストン６は排気バルブ４の開弁付勢力で上昇位置に保持されようとしている。従って、ロッカブリッジ３の下降ストロークが油圧ポート８と制御ポート９との重なりストローク（以下、コントロールストロークｄという。）よりも小さい間は、油室７のオイルは油路２１から制御ポート９および油圧ポート８に逆流するため、ロッカブリッジ３の下降に伴ってピストン６が上昇する。しかしながら、ロッカブリッジ３の下降ストロークが制御ポートおよび油圧ポートのコントロールストロークｄよりも大きくなると、制御ポート９が閉ざされる。従って、油室７は油密状態となるため、この際のピストン６の位置が最上端位置となる。また、ピストン６の最下端位置も同様の原理により決定される。この場合は、逆にロッカアーム１５が図１中時計回りの方向に揺動し、ロッカブリッジ３の上昇ストロークが大きくなると、制御ポート９が閉ざされ、油室７は油密状態となる。この際のピストンの位置が最下端位置となる。
【００２６】
このようにピストン６の最上端位置および最下端位置は、コントロールストロークｄに応じて変化する油圧により主に決定されていたが、本発明においては、予め、シリンダ部５または高さ方向調整手段１０の内部に上部ストッパー１１、下部ストッパー１２を設けることにより、このような油圧等に左右されることなく、常に同位置で最上端位置および最下端位置を決定することができる。以下、この上部ストッパーおよび下部ストッパーについて説明する。
【００２７】
まず、ピストンの最上端位置を決定する上部ストッパーとしては、ピストンの上端面に当接し、それ以上ピストンが押し上げられることを阻止することができるものであれば特に限定はされない。具体的には、高さ方向調整手段に上部ストッパーを設ける場合には、図２に示すように、外筒１０ｃの内周面に外筒１０ｃの径方向内側に張り出すように凸部を形成する場合等を挙げることができる。さらに、シリンダ部に上部ストッパーを設ける場合には、図２に示すようにシリンダ部５ｂの上方に形成されている油室７の側壁をシリンダ部５ｂの径方向内側に張り出すように形成する場合や、径方向内側に張り出す凸部をシリンダ部の内周面に設ける場合等を挙げることができる。
【００２８】
一方、ピストンの最下端位置を決定する下部ストッパーとしては、ピストンの下端面に当接し、ピストンがそれ以上押し下げられることを阻止することができるものであれば特に限定はされない。図２に示すように、外筒１０ｃまたはシリンダ部５ｂの下方端部に、径方向内側に張り出す凸部を設ける場合や、ピストン６の内径よりも開口部分の内径が狭いワッシャーを配設する場合等を挙げることができる。
【００２９】
また、コントロールストロークｄとしては、上述した上部ストッパー１１および下部ストッパー１２により決定されるピストン６のストロークよりも長く設けられていれば特に限定はされない。コントロールストロークｄをピストン６のストロークよりも短くすると、ピストン６が上部ストッパー１１または下部ストッパーに当接する以前に、制御ポート９が閉ざされて、油室７が油密状態となり、コントロールストロークｄに応じた油圧の変化によりピストン６のストロークが決定されてしまうからである。
【００３０】
このような高さ方向調整手段およびストッパーを有するロッカブリッジを用いたバルブメカニズムにおいては、図１に示すように、エンジンの運転にともなって駆動される油圧ポンプ２０を圧油供給手段として設け、この油圧ポンプ２０の吐出口に制御弁１３のポンプポート１３ａを接続している。制御弁１３にはポンプポート１３ａの他に開放ポート１３ｂおよび出力ポート１３ｃを設けている。そして、開放ポート１３ｂをエンジンのオイルパン１４に開放させるとともに、出力ポート１３ｃをガイドピン２に設けた油路２２を介して油圧ポート８に接続している。なお、制御弁１３は図示しないコントローラの指令により油圧ポート８を油圧ポンプ２０の吐出口とオイルパン１４に切換接続する。
【００３１】
ロッカーブリッジ３の上方に配設したロッカアーム１５の一端部下面をロッカーブリッジ３の中央部上面に当接させている。ロッカアーム１５の他端先端部にはローラ１５ａを介してカム１６を当接させることにより、エンジンの運転にともなってカム１６が回転駆動されると、ロッカアーム１５およびロッカーブリッジ３を介してステム４ａが押し下げられて排気バルブ４が開かれるようにしている。
【００３２】
カム１６は、リフト量を発生するノーズ１６ａを備えている。ノーズ１６ａにより従来公知の排気行程においてロッカアーム１５、ロッカーブリッジ３およびピストン６などを介して排気バルブ４を開弁作動させる。１５ｂはロッカシャフト、１７はサクションフィルタ、１８は制御弁１３に並列に接続した逆止弁、１９はエアブリーザであり、油圧ポンプ２０の内部あるいは制御弁１３より油圧ポンプ２０側の油路に図示しないリリーフバルブを設けることにより、制御弁１３のポンプポート１３ａに供給される油圧が所定値を越えないようにしている。
【００３３】
上記の構成からなるエンジンのバルブメカニズムにおいて、エンジンの運転にともなって油圧ポンプ２０が駆動されると、オイルパン１４のオイルが油圧ポンプ２０から吐出されて制御弁１３のポンプポート１３ａに供給される。また、エンジンが通常の状態で運転されているときは制御弁１３のポンプポート１３ａが閉じられて出力ポート１３ｃが開放ポート１３ｂに接続されている。従って、油圧ポンプ２０から吐出されたオイルは逆止弁１８を通って油圧ポート８に供給されるが、制御弁１３の出力ポート１３ｃが開放ポート１３ｂに接続されているために、油圧ポンプ２０から吐出されたオイルは逆止弁１８を通ってオイルパン１４に戻されて油室７の圧力は大気圧とほぼ等しくなっている。
【００３４】
この状態でカム１６が回転してロッカアーム１５を図１中反時計回りの方向に揺動させると、ロッカーブリッジ３が押し下げられる。すると、ロッカーブリッジ３とともにピストン６が下降してステム４ａを押し下げようとするが、ピストン６は排気バルブ４の開弁付勢力で上昇位置に保持されようとしている。
【００３５】
従って、ピストン６が上部ストッパー１１に当接する以前は、ロッカーブリッジ３の下降にともなってピストン６が相対的に上昇し、油室７のオイルは油路２１から制御ポート９および油圧ポート８に逆流する。そして、ガイドピン２に設けた油路２２から制御弁１３を通ってオイルがオイルパン１４に流出するために、排気バルブ４は閉弁状態に保持される。
【００３６】
ロッカアーム１５の揺動角度が大きくなってロッカーブリッジ３の下降ストロークが大きくなると、ピストン６は上部ストッパー１１に当接し、ロッカーブリッジ３と一体的に下降するために、ロッカーブリッジ３の下降にともなってステム４ａが押し下げられて排気バルブ４が開かれる。
【００３７】
ところが、図示しないコントローラからの指令により制御弁１３が閉弁作動して出力ポート１３ｃがポンプポート１３ａに接続されているときは、エンジンの運転中は油圧ポンプ２０の吐出圧力が油圧ポート８に供給保持されている。従って、この場合は制御ポート９からオイルが流出しないために、ピストンが上部ストッパー１１に当接する以前に油室７は油密状態となり、ロッカーブリッジ３の下降当初からピストン６は、ステム４ａを押し下げることになり、排気バルブ４はカム１６のプロフィールに従って開弁駆動される。
【００３８】
また、上記実施態様では排気バルブ４を開閉駆動するバルブメカニズムに本発明を適用しているが、これを吸気バルブのバルブメカニズムに適用してエンジンの運転状態に応答して吸気バルブの開弁時期を最適制御することもできる。さらに、上記実施態様においては油圧ポンプで圧油供給手段を構成しているが、エンジンに装備されているオイルポンプで圧油供給手段を構成することもできる。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、部品ごとの寸法差や、ロッカーブリッジがシリンダヘッドに組み込まれた際に生じる寸法の差等により発生する左右のバルブの高さのばらつきを調整する高さ方向調整手段を設けることにより、両方のバルブの最上端位置を同じ高さに調節することができる。すなわち、左右のバルブの高さのばらつきは、ガイド孔に昇降自在に挿入されているガイドピンが昇降移動する際に、こじりを生じさせたり、摺動摩擦の増大、偏磨耗といった不都合を生じさせる要因であったが、本発明においては、高さ方向調整手段を設けることにより、これらの不都合が解消され、良好なバルブの開閉駆動を可能とするといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバルブメカニズムの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明におけるロッカーブリッジの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ … シリンダヘッド
２ … ガイドピン
３ … ロッカーブリッジ
３ａ … 脚部
３ｂ … ガイド孔
３ｃ … アーム
４ … 排気バルブ
４ａ … ステム
５ … シリンダ部
６ … ピストン
７ … 油室
８ … 油圧ポート
９ … 制御ポート
１０ … 高さ方向調整手段
１１ … 上部ストッパー
１２ … 下部ストッパー
１３ … 制御弁
１４ … オイルパン
２０ … 油圧ポンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッカーブリッジの昇降駆動が良好であるバルブメカニズムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
膨張行程の途中で排気バルブを補助的に開弁させることによりピストンに加わる膨張力を軽減してエンジンブレーキの効きを改善するようにした圧縮開放型ブレーキ、あるいは、吸入行程の途中で排気バルブを一時的に開弁させることにより排気ポートに残留する排気の一部をシリンダ内に戻して燃焼温度を制御するようにした内部ＥＧＲはよく知られている。
【０００３】
このように排気バルブを補助的に開閉させるために、特開平９−１１２２３４号公報には、ロッカーブリッジの昇降駆動を制御するバルブメカニズムにおいて、ロッカーブリッジを昇降駆動させるカムの他、エンジンの運転状態に応じて油圧ポートを圧油供給手段とオイルパンに切換接続する制御弁を設けることにより、制御弁を開閉制御するのみでエンジンの運転状態に応じてバルブの開弁特性を変更することができるメカニズムが開示されている。
【０００４】
しかしながら、一般的に部品の寸法差や、シリンダヘッドにロッカーブリッジが組み込まれる際に生じる寸法差等の蓄積により、左右のバルブの高さにばらつきが生じることが多く、このような左右のバルブの高さのばらつきにより、ガイド孔に挿入されているガイドピンの斜め当たりを引き起こし、こじりや摺動摩擦の増大から偏磨耗等が発生した。さらに、ピストンを昇降移動させる際、そのストロークは油圧およびスプリング力等により決定されるため、両者のピストンのストロークが一定しないといった問題もあった。このような問題点により、ロッカーブリッジの良好な昇降駆動が妨げれ、バルブの開閉駆動の精密な制御が困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンの運転状態に応じてバルブの開弁特性を変更できるバルブメカニズムにおいて、左右のバルブの高さのばらつきが少なく、両方のバルブのストロークが一定であるバブルメカニズムを提供することを主目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、シリンダヘッドに昇降自在に取り付けたロッカーブリッジを介してバルブを開閉駆動するようにしたエンジンのバルブメカニズムにおいて、シリンダヘッドに立設したガイドピンをロッカーブリッジの脚部に設けたガイド孔に昇降自在に挿入する一方、ロッカーブリッジのアームの先端部分に設けられたシリンダ部の内部に昇降自在に取り付けられたピストンの下面をバルブのステムの上端面に対向させて該ピストンの上面に油室を形成し、圧油供給手段に接続された油圧ポートをガイドピンの周面に設け、ロッカーブリッジの上昇位置において油圧ポートに対向すべくガイド孔の内周面に設けた制御ポートを上記油室に接続するとともに、エンジンの運転状態に応答して油圧ポートを圧油供給手段とオイルパンに切換接続する制御弁を設け、上記ロッカーブリッジを昇降駆動させ、バルブの開閉駆動を行う際、左右のバルブの高さのばらつきを調整するための高さ方向調整手段がいずれかのシリンダ部に設けられ、上記高さ方向調整手段は、上記シリンダ部に嵌合し内部に上記ピストンが昇降自在に取り付けられるシリンダ部嵌合手段と、上記シリンダ部嵌合手段を所定の高さに調整し固定する調整固定手段とを有することを特徴とするバルブメカニズムを提供する。
【０００７】
本発明においては、部品ごとの寸法差や、ロッカーブリッジがシリンダヘッドに組み込まれた際に生じる寸法の差等により発生する左右のバルブの高さのばらつきを調整する高さ方向調整手段を設けることにより、両方のバルブの最上端位置を同じ高さに調節することができる。すなわち、左右のバルブの高さのばらつきは、ガイド孔に昇降自在に挿入されているガイドピンが昇降移動する際に、こじりを生じさせたり、摺動摩擦の増大、偏磨耗といった不都合を生じさせる要因であったが、本発明においては、高さ方向調整手段を設けることにより、これらの不都合が解消され、良好なバルブの開閉駆動を可能とするのである。
【０００８】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記シリンダ部嵌合手段または上記シリンダ部には、上記ピストンが昇降駆動する際に、その最上端位置と、最下端位置とを決定するストッパーが設けられていることが好ましい。ピストンが昇降駆動する際、その最上端位置と最下端位置とを決定する上部ストッパーおよび下部ストッパーを設けることにより、油圧およびスプリング等により支配されていた左右のピストンのストロークを、両方のピストンで一定とすることができ、さらに、所望のストロークに調整することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエンジンのバルブメカニズムについてその一実施態様を図面を用いて説明する。図１は本発明に係るバルブメカニズムの一実施態様を示す概略断面図である。図２は、本発明におけるロッカブリッジの一例を示す概略断面図である。
【００１０】
まず、図１に示すように、エンジンのシリンダヘッド１の上面にガイドピン２を立設し、ロッカーブリッジ３の脚部３ａに設けたガイド孔３ｂにガイドピン２を昇降自在に挿入してロッカーブリッジ３をシリンダヘッド１に昇降自在に取り付ける。そして、ガイドピン２を挟んだ対向位置にそれぞれポペット型の排気バルブ４を取り付けるとともに、脚部３ａの上端から図中左右に伸びるアーム３ｃの先端を排気バルブ４のステム４ａの延長線上に臨ませている。
【００１１】
アーム３ｃの先端部分に設けられているシリンダ部５には排気バルブ４のステム４ａの上端面に下面を対向させたピストン６を昇降自在に取り付けることにより、ピストン６の上面に油室７を形成している。
【００１２】
前記ガイドピン２の上端近傍周面には油圧ポート８を設ける一方、ロッカーブリッジ３が上端位置に保持されているときに油圧ポート８に対向する制御ポート９をガイド孔３ｂの内周面に設けている。そして、制御ポート９と油室７をロッカーブリッジ３に設けた油路２１を介して接続することにより、ロッカーブリッジ３が上端位置に保持されているときは油圧ポート８が制御ポート９および油路２１を介して油室７に接続されるようにしている。
【００１３】
このような本実施態様におけるバルブメカニズムにおいて、油圧が供給されていない場合、ピストン６は、シリンダ部５の上方に押し上げられている。この際、ピストン６の上端面の高さは、左右のピストン６によってばらつきが生じる場合がある。これは、部品の寸法差や、シリンダヘッド１にロッカーブリッジ３を取り付ける際に生じる寸法差等の蓄積により発生するものである。
【００１４】
このようなばらつきは、ガイド孔３ｂに挿入されているガイドピン２が昇降駆動する際に、こじれ、摺動摩擦の増大、偏磨耗といった不都合を生じさせるため、ロッカーブリッジ３の良好な昇降駆動を妨げ、排気バルブ４の開閉駆動において精密な制御を困難とするのである。
【００１５】
そこで、本実施態様においては、このようなバルブの高さのばらつきを解消するため、高さ方向調整手段１０を設けている。以下、この高さ方向調整手段について説明する。
【００１６】
本実施態様における高さ方向調整手段は、少なくとも一方のシリンダ部に設けられており、シリンダ部に嵌合し内部にピストンが昇降自在に取り付けられるシリンダ部嵌合手段と、シリンダ部嵌合手段を所定の高さに調整し固定する調整固定手段とを有するものである。
【００１７】
このような高さ方向調整手段について図２を用いて具体的に説明する。図２に示すように、左右のピストン６ａ、６ｂが最上端に位置する時その上端面の高さのばらつきを調整する高さ方向調整手段１０が一方のシリンダ部５ａに設けられている。このような高さ方向調整手段１０は、上述した調整固定手段として、アーム３ｃの上面から油室７にかけて貫通されているアジャストスクリュー１０ａと、アジャストスクリュー１０ａをアーム３ｃの上面に固定するナット１０ｂとを有している。さらに、上述したシリンダ部嵌合手段として、アジャストスクリュー１０ａの油室７側の先端部分に連結され、シリンダ部５ａ内に嵌合されている外筒１０ｃを有している。また、外筒１０ｃの内周面には、ピストン６ａが昇降する際の最上端位置を決定する上部ストッパー１１ａが設けられており、一方、高さ方向調整手段１０が設けられていないシリンダ部５ｂにおいても、ピストン６ｂの最上端位置を決定する上部ストッパー１１ｂが設けられている。
【００１８】
このような高さ方向調整手段１０においては、アジャストスクリュー１０ａが上下に移動すると同時に外筒１０ｃも上下に移動するため、左右の上部ストッパー１１ａ、１１ｂの高さを同じ高さに調節することができる。これにより左右のピストン６ａ、６ｂが最上端位置にある時の高さのばらつきを解消することができるのである。
【００１９】
このような本実施態様における高さ方向調整手段について、シリンダ部嵌合手段および調整固定手段に分けて以下詳細に説明する。
【００２０】
まず、シリンダ部嵌合手段としては、シリンダ部に嵌合され、その内部をピストンが昇降自在に駆動できる手段であれば特に限定はされない。具体的には、図２に示すように、円筒状の外筒１０ｃを用いる手段や、または、後述する調整固定手段とシリンダ部嵌合手段とを一体とする場合として、外筒の外周面とシリンダ部の内周面とが、螺合するような外筒を用いる手段等を挙げることができる。その中でも、図２に示すような円筒状の外筒１０ｃを用いる手段であることが好ましい。簡便な方法であり、製造が容易であるからである。
【００２１】
さらに、調整固定手段としては、上述したシリンダ部嵌合手段を所望の位置に調節し、固定することが可能な手段であれば特に限定はされない。具体的には、図２に示すように、シリンダ部嵌合手段である外筒１０ｃと接続されているアジャストスクリュー１０ａと、当該アジャストスクリュー１０ａを所定の位置で固定するナット１０ｂとの組み合わせや、または上述した外筒の外周面とシリンダ部の内周面とが螺合している部分等を挙げることができる。その中でも、アジャストスクリュー１０ａとナット１０ｂとの組み合わせであることが好ましい。上述したシリンダ部嵌合手段である円筒状の外筒１０ｃと併せて用いることにより、容易にピストン６ａ、６ｂの高さのばらつきを調整し固定することができるからである。
【００２２】
このようにシリンダ部嵌合手段と、調整固定手段とを有する本発明における高さ方向調整手段は、少なくとも一方のシリンダ部に設けられていればよい。少なくとも一方のシリンダ部に高さ方向調整手段を設けることにより、両方のバルブの高さを調整することが可能だからである。
【００２３】
さらに、本実施態様においては、図２に示すように、左右のピストン６ａ、６ｂが昇降駆動する際のストロークを一定とするために、ピストン６ａ、６ｂの最下端位置を決定する下部ストッパー１２ａ，１２ｂが設けられている。下部ストッパー１２ａは、高さ方向調整手段１０の外筒１０ｃの下部に設けられており、下部ストッパー１２ｂは、シリンダ部５ｂの下部に設けられている。
【００２４】
このようにピストンの最上端位置および最下端位置を決定する上部ストッパーおよび下部ストッパーを設けることにより、油圧およびスプリング力等により決定されていたストロークを、両方のストッパーにより規定することができるため、所望のストロークとすることができる。
【００２５】
従来、上部ストッパーおよび下部ストッパーが設けられていない場合には、以下のようにしてピストンのストロークは決定されていた。すなわち、カム１６が回転してロッカアーム１５を図１中反時計回りの方向に揺動させると、ロッカブリッジ３が押し下げられる。これに伴い、ピストン６も下降してステム４ａを押し下げようとするが、ピストン６は排気バルブ４の開弁付勢力で上昇位置に保持されようとしている。従って、ロッカブリッジ３の下降ストロークが油圧ポート８と制御ポート９との重なりストローク（以下、コントロールストロークｄという。）よりも小さい間は、油室７のオイルは油路２１から制御ポート９および油圧ポート８に逆流するため、ロッカブリッジ３の下降に伴ってピストン６が上昇する。しかしながら、ロッカブリッジ３の下降ストロークが制御ポートおよび油圧ポートのコントロールストロークｄよりも大きくなると、制御ポート９が閉ざされる。従って、油室７は油密状態となるため、この際のピストン６の位置が最上端位置となる。また、ピストン６の最下端位置も同様の原理により決定される。この場合は、逆にロッカアーム１５が図１中時計回りの方向に揺動し、ロッカブリッジ３の上昇ストロークが大きくなると、制御ポート９が閉ざされ、油室７は油密状態となる。この際のピストンの位置が最下端位置となる。
【００２６】
このようにピストン６の最上端位置および最下端位置は、コントロールストロークｄに応じて変化する油圧により主に決定されていたが、本発明においては、予め、シリンダ部５または高さ方向調整手段１０の内部に上部ストッパー１１、下部ストッパー１２を設けることにより、このような油圧等に左右されることなく、常に同位置で最上端位置および最下端位置を決定することができる。以下、この上部ストッパーおよび下部ストッパーについて説明する。
【００２７】
まず、ピストンの最上端位置を決定する上部ストッパーとしては、ピストンの上端面に当接し、それ以上ピストンが押し上げられることを阻止することができるものであれば特に限定はされない。具体的には、高さ方向調整手段に上部ストッパーを設ける場合には、図２に示すように、外筒１０ｃの内周面に外筒１０ｃの径方向内側に張り出すように凸部を形成する場合等を挙げることができる。さらに、シリンダ部に上部ストッパーを設ける場合には、図２に示すようにシリンダ部５ｂの上方に形成されている油室７の側壁をシリンダ部５ｂの径方向内側に張り出すように形成する場合や、径方向内側に張り出す凸部をシリンダ部の内周面に設ける場合等を挙げることができる。
【００２８】
一方、ピストンの最下端位置を決定する下部ストッパーとしては、ピストンの下端面に当接し、ピストンがそれ以上押し下げられることを阻止することができるものであれば特に限定はされない。図２に示すように、外筒１０ｃまたはシリンダ部５ｂの下方端部に、径方向内側に張り出す凸部を設ける場合や、ピストン６の内径よりも開口部分の内径が狭いワッシャーを配設する場合等を挙げることができる。
【００２９】
また、コントロールストロークｄとしては、上述した上部ストッパー１１および下部ストッパー１２により決定されるピストン６のストロークよりも長く設けられていれば特に限定はされない。コントロールストロークｄをピストン６のストロークよりも短くすると、ピストン６が上部ストッパー１１または下部ストッパーに当接する以前に、制御ポート９が閉ざされて、油室７が油密状態となり、コントロールストロークｄに応じた油圧の変化によりピストン６のストロークが決定されてしまうからである。
【００３０】
このような高さ方向調整手段およびストッパーを有するロッカブリッジを用いたバルブメカニズムにおいては、図１に示すように、エンジンの運転にともなって駆動される油圧ポンプ２０を圧油供給手段として設け、この油圧ポンプ２０の吐出口に制御弁１３のポンプポート１３ａを接続している。制御弁１３にはポンプポート１３ａの他に開放ポート１３ｂおよび出力ポート１３ｃを設けている。そして、開放ポート１３ｂをエンジンのオイルパン１４に開放させるとともに、出力ポート１３ｃをガイドピン２に設けた油路２２を介して油圧ポート８に接続している。なお、制御弁１３は図示しないコントローラの指令により油圧ポート８を油圧ポンプ２０の吐出口とオイルパン１４に切換接続する。
【００３１】
ロッカーブリッジ３の上方に配設したロッカアーム１５の一端部下面をロッカーブリッジ３の中央部上面に当接させている。ロッカアーム１５の他端先端部にはローラ１５ａを介してカム１６を当接させることにより、エンジンの運転にともなってカム１６が回転駆動されると、ロッカアーム１５およびロッカーブリッジ３を介してステム４ａが押し下げられて排気バルブ４が開かれるようにしている。
【００３２】
カム１６は、リフト量を発生するノーズ１６ａを備えている。ノーズ１６ａにより従来公知の排気行程においてロッカアーム１５、ロッカーブリッジ３およびピストン６などを介して排気バルブ４を開弁作動させる。１５ｂはロッカシャフト、１７はサクションフィルタ、１８は制御弁１３に並列に接続した逆止弁、１９はエアブリーザであり、油圧ポンプ２０の内部あるいは制御弁１３より油圧ポンプ２０側の油路に図示しないリリーフバルブを設けることにより、制御弁１３のポンプポート１３ａに供給される油圧が所定値を越えないようにしている。
【００３３】
上記の構成からなるエンジンのバルブメカニズムにおいて、エンジンの運転にともなって油圧ポンプ２０が駆動されると、オイルパン１４のオイルが油圧ポンプ２０から吐出されて制御弁１３のポンプポート１３ａに供給される。また、エンジンが通常の状態で運転されているときは制御弁１３のポンプポート１３ａが閉じられて出力ポート１３ｃが開放ポート１３ｂに接続されている。従って、油圧ポンプ２０から吐出されたオイルは逆止弁１８を通って油圧ポート８に供給されるが、制御弁１３の出力ポート１３ｃが開放ポート１３ｂに接続されているために、油圧ポンプ２０から吐出されたオイルは逆止弁１８を通ってオイルパン１４に戻されて油室７の圧力は大気圧とほぼ等しくなっている。
【００３４】
この状態でカム１６が回転してロッカアーム１５を図１中反時計回りの方向に揺動させると、ロッカーブリッジ３が押し下げられる。すると、ロッカーブリッジ３とともにピストン６が下降してステム４ａを押し下げようとするが、ピストン６は排気バルブ４の開弁付勢力で上昇位置に保持されようとしている。
【００３５】
従って、ピストン６が上部ストッパー１１に当接する以前は、ロッカーブリッジ３の下降にともなってピストン６が相対的に上昇し、油室７のオイルは油路２１から制御ポート９および油圧ポート８に逆流する。そして、ガイドピン２に設けた油路２２から制御弁１３を通ってオイルがオイルパン１４に流出するために、排気バルブ４は閉弁状態に保持される。
【００３６】
ロッカアーム１５の揺動角度が大きくなってロッカーブリッジ３の下降ストロークが大きくなると、ピストン６は上部ストッパー１１に当接し、ロッカーブリッジ３と一体的に下降するために、ロッカーブリッジ３の下降にともなってステム４ａが押し下げられて排気バルブ４が開かれる。
【００３７】
ところが、図示しないコントローラからの指令により制御弁１３が閉弁作動して出力ポート１３ｃがポンプポート１３ａに接続されているときは、エンジンの運転中は油圧ポンプ２０の吐出圧力が油圧ポート８に供給保持されている。従って、この場合は制御ポート９からオイルが流出しないために、ピストンが上部ストッパー１１に当接する以前に油室７は油密状態となり、ロッカーブリッジ３の下降当初からピストン６は、ステム４ａを押し下げることになり、排気バルブ４はカム１６のプロフィールに従って開弁駆動される。
【００３８】
また、上記実施態様では排気バルブ４を開閉駆動するバルブメカニズムに本発明を適用しているが、これを吸気バルブのバルブメカニズムに適用してエンジンの運転状態に応答して吸気バルブの開弁時期を最適制御することもできる。さらに、上記実施態様においては油圧ポンプで圧油供給手段を構成しているが、エンジンに装備されているオイルポンプで圧油供給手段を構成することもできる。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、部品ごとの寸法差や、ロッカーブリッジがシリンダヘッドに組み込まれた際に生じる寸法の差等により発生する左右のバルブの高さのばらつきを調整する高さ方向調整手段を設けることにより、両方のバルブの最上端位置を同じ高さに調節することができる。すなわち、左右のバルブの高さのばらつきは、ガイド孔に昇降自在に挿入されているガイドピンが昇降移動する際に、こじりを生じさせたり、摺動摩擦の増大、偏磨耗といった不都合を生じさせる要因であったが、本発明においては、高さ方向調整手段を設けることにより、これらの不都合が解消され、良好なバルブの開閉駆動を可能とするといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバルブメカニズムの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明におけるロッカーブリッジの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ … シリンダヘッド
２ … ガイドピン
３ … ロッカーブリッジ
３ａ … 脚部
３ｂ … ガイド孔
３ｃ … アーム
４ … 排気バルブ
４ａ … ステム
５ … シリンダ部
６ … ピストン
７ … 油室
８ … 油圧ポート
９ … 制御ポート
１０ … 高さ方向調整手段
１１ … 上部ストッパー
１２ … 下部ストッパー
１３ … 制御弁
１４ … オイルパン
２０ … 油圧ポンプ
Claims (2)
- シリンダヘッドに昇降自在に取り付けたロッカーブリッジを介してバルブを開閉駆動するようにしたエンジンのバルブメカニズムにおいて、シリンダヘッドに立設したガイドピンをロッカーブリッジの脚部に設けたガイド孔に昇降自在に挿入する一方、ロッカーブリッジのアームの先端部分に設けられたシリンダ部の内部に昇降自在に取り付けられたピストンの下面をバルブのステムの上端面に対向させて該ピストンの上面に油室を形成し、圧油供給手段に接続された油圧ポートをガイドピンの周面に設け、ロッカーブリッジの上昇位置において油圧ポートに対向すべくガイド孔の内周面に設けた制御ポートを前記油室に接続するとともに、エンジンの運転状態に応答して油圧ポートを圧油供給手段とオイルパンに切換接続する制御弁を設け、
前記ロッカーブリッジを昇降駆動させ、バルブの開閉駆動を行う際、左右のバルブの高さのばらつきを調整するための高さ方向調整手段がいずれかのシリンダ部に設けられ、前記高さ方向調整手段は、前記シリンダ部に嵌合し内部に前記ピストンが昇降自在に取り付けられるシリンダ部嵌合手段と、前記シリンダ部嵌合手段を所定の高さに調整し固定する調整固定手段とを有することを特徴とするバルブメカニズム。 - 前記シリンダ部嵌合手段または前記シリンダ部には、前記ピストンが昇降駆動する際に、その最上端位置と、最下端位置とを決定するストッパーが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバルブメカニズム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002249648A JP2004084623A (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | バルブメカニズム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002249648A JP2004084623A (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | バルブメカニズム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004084623A true JP2004084623A (ja) | 2004-03-18 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2002249648A Pending JP2004084623A (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | バルブメカニズム |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103688028A (zh) * | 2011-07-22 | 2014-03-26 | 雷诺卡车公司 | 阀致动机构和包括这种阀致动机构的机动车辆 |
-
2002
- 2002-08-28 JP JP2002249648A patent/JP2004084623A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103688028A (zh) * | 2011-07-22 | 2014-03-26 | 雷诺卡车公司 | 阀致动机构和包括这种阀致动机构的机动车辆 |
| CN103688028B (zh) * | 2011-07-22 | 2016-10-19 | 沃尔沃卡车集团 | 阀致动机构和包括这种阀致动机构的机动车辆 |
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