JP2006328976A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カムシャフトに設けられるカムに接触するカム当接部を有するロッカアームの基端部がシリンダヘッドに回動自在に支承され、該ロッカアームの先端部が機関弁に当接される内燃機関の動弁装置において、可動部の重量増加を招かない構成で機関弁のバルブクリアランスおよびリフト量を機関運転中に調整可能とする。
【解決手段】シリンダヘッド５に結合されるヘッドカバー６の外部からの操作に応じて機関運転中にロッカアーム２４の揺動支点を変化させることを可能とした支持手段２５が、ロッカアーム２４の基端部を揺動自在に支承するようにしてシリンダヘッド５に設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カムシャフトに設けられるカムに接触するカム当接部を有するロッカアームの基端部がシリンダヘッドに回動自在に支承され、該ロッカアームの先端部が機関弁に当接される内燃機関の動弁装置に関する。

固定のロッカシャフトによって基端部が回動可能に支承されるとともにカムシャフトのカムに従動して揺動するロッカアームの先端部が、機関弁に当接されるようにした動弁装置が、たとえば特許文献１によって既に知られている。
特開２００３−９７２２７号公報

ところで、機関弁およびロッカアーム間のバルブクリアランスや機関弁のリフト量はごく小さなものであり、前記バルブクリアランスやリフト量にばらつきが生じると、吸気もしくは排気量に大きなばらつきが生じる可能性があり、高精度の工作や、剛性の高い構造および調整機構等で対処することが求められるが、そのような対処によってバルブクリアランスおよびリフト量のばらつきをなくしても、ピストンおよびシリンダボアの形状、ピストンリングの状態、吸気もしくは排気の流通抵抗のばらつき等によって吸気もしくは排気量にばらつきが残ったままとなる。

そこで機関の運転によって実際の吸気もしくは排気量を確認しつつ機関弁のバルブクリアランスおよびリフト量を調整することが必要であり、その場合、機関運転中にバルブクリアランスおよびリフト量を調整可能とした機構を設けることで可動部の重量増加を招かないようにすることが求められる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、可動部の重量増加を招かない構成で機関弁のバルブクリアランスおよびリフト量を機関運転中に調整可能とした内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、カムシャフトに設けられるカムに接触するカム当接部を有するロッカアームの基端部がシリンダヘッドに回動自在に支承され、該ロッカアームの先端部が機関弁に当接される内燃機関の動弁装置において、前記シリンダヘッドにに結合されるヘッドカバーの外部からの操作に応じて機関運転中に前記ロッカアームの揺動支点を変化させることを可能とした支持手段が、前記ロッカアームの基端部を揺動自在に支承するようにして前記シリンダヘッドに設けられることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記支持手段は、前記ロッカアームの基端部を揺動可能に支承するロッカシャフトと、該ロッカシャフトを支持するホルダと、前記ロッカシャフトの一直径線に沿う軸線を有して該ロッカシャフトおよび前記ホルダを貫通して前記ホルダに螺合されるアジャストスクリュウとを備え、アジャストスクリュウの先端部が軸線まわりの回動を可能としつつ軸線方向の移動を阻止されるようにしてシリンダヘッドに支承されることを特徴とする。

さらに請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記ヘッドカバーに、前記支持手段の揺動支点を変化させる操作を行うための操作孔が設けられ、該操作孔が、前記ヘッドカバーに弾発係合する蓋部材で開閉可能に閉じられることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ロッカアームの基端部を支持する支持手段が、機関運転中に揺動支点を変化させることを可能として構成されるものであるので、機関運転中にロッカアームの揺動支点を変化させることで機関弁のバルブクリアランスおよびリフト量を調整することができる。しかも支持手段は、ロッカアームの基端部を揺動可能に支承するものであり、ロッカアームの先端側に設けられるものではないので、ロッカアームの可動側重量増大を回避して機関の限界回転数増大に寄与することができる。

また請求項２記載の発明によれば、ヘッドカバーの外部からアジャストスクリュウを回転操作する簡単な操作で、ロッカシャフトを保持するホルダをアジャストスクリュウの軸線方向に変位させてロッカアームの揺動支点を変化させることができ、ロッカアームの揺動支点を確実に変化させることができる。

さらに請求項３記載の発明によれば、ヘッドカバーの外部から支持手段を操作するために必要な操作孔を、着脱操作を容易として蓋部材で塞ぐことができ、しかも蓋部材を設けることによる重量増加を回避することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は内燃機関の要部縦断側面図、図２は図１の２矢示部拡大図、図３は図２の３−３線断面図、図４は支持手段の縦断斜視図である。

先ず図１において、内燃機関のシリンダヘッド５には、点火プラグ７を中央部に臨ませた燃焼室８の天井面に臨む一対の吸気弁口９…と、前記燃焼室８に臨む一対の排気弁口１０…と、両吸気弁口９…に共通に通じてシリンダヘッド５の一側壁に開口する吸気ポート１１と、両排気弁口１０…に共通に通じてシリンダヘッド５の他側壁に開口する排気ポート１２とが、気筒毎にそれぞれ設けられる。

シリンダヘッド５には、吸気弁口９…を開閉可能な吸気弁１３…のステム１３ａ…を開閉作動方向にガイドするガイド筒１４…が設けられ、図示しない吸気側動弁装置により、吸気弁１３…が開閉駆動される。

またシリンダヘッド５には排気弁口１０…を開閉可能な機関弁としての排気弁１５…のステム１５ａ…を開閉作動方向にガイドするガイド筒１６…が設けられ、前記排気弁１５のステム１５ａの上端部に固定されるばね受け部材１７と、ガイド筒１６を囲んでシリンダヘッド５の上面に当接されるばね受け部材１８との間に、排気弁１５を閉弁方向に付勢する弁ばね１９が縮設される。

排気弁１５…を開閉駆動する動弁装置は、カム２１が設けられるカムシャフト２２と、前記カム２１に接触するカム当接部であるローラ２３を有するロッカアーム２４とを備えるものであり、ロッカアーム２４の基端部は、支持手段２５を介してシリンダヘッド５に支承され、ロッカアーム２４の先端部が一対の排気弁１５…のステム１５ａ…の上端に当接される。

図２および図３を併せて参照して、ロッカアーム２４は、カムシャフト２２の軸線に直交する平面に沿って相互に平行な一対の側壁２４ａ，２４ａと、一対の排気弁１５…側で両側壁２４ａ，２４ａ間を結ぶ先端側連結壁２４ｂと、先端側連結壁２４ｂから両側に延出される一対の弁連結腕２４ｃ，２４ｃと、前記両排気弁１５…と反対側で前記両側壁２４ａ…間を結ぶ基端側連結壁２４ｄと、先端側および基端側連結壁２４ｂ，２４ｄ間の中間部で前記両側壁２４ａ…の下部間を結ぶ中間連結壁２４ｅとを一体に有する。

前記両側壁２４ａ…の下部外面は、ロッカアーム２４の両側でシリンダヘッド５に設けられる規制壁２６，２６に近接対向しており、前記両弁連結腕２４ｃ…は一対の排気弁１５…のステム１５ａ…の上端にそれぞれ当接される。また前記ローラ２３は、先端側連結壁２４ｂおよび中間連結壁２４ｅ間に配置されるとともに両端が前記両側壁２４ａ…に支持される支軸２７にニードルベアリング２８を介して回転自在に軸支される。

図４を併せて参照して、支持手段２５は、シリンダヘッド５に結合されるヘッドカバー６の外部からの操作に応じて機関運転中にロッカアーム２４の揺動支点を変化させることを可能としてシリンダヘッド５に設けられるものであり、ロッカアーム２４の基端部を揺動可能に支承するロッカシャフト２９と、該ロッカシャフト２９を支持するホルダ３０と、前記ロッカシャフト２９の一直径線に沿う軸線を有して該ロッカシャフト２９および前記ホルダ３０を貫通して前記ホルダ３０に螺合されるアジャストスクリュウ３１とを備える。

ロッカシャフト２９は、ロッカアーム２４の基端側連結壁２４ｄおよび中間連結壁２４ｅ間に配置されるものであり、このロッカシャフト２９の両端部にロッカアーム２４が備える両側壁２４ａ，２４ａが回動可能に支承される。またホルダ３０は、前記ロッカシャフト２９を囲繞して保持する円筒状の保持部３０ａと、該保持部３０ａに直角に連設されて下方に延びる円筒状の支持部３０ｂとを一体に備えるものであり、前記支持部３０ｂは、シリンダヘッド５に設けられる有底の支持孔３２に摺動可能に嵌合される。

前記支持部３０ｂには、一端を保持部３０ａの内面に開口せしめる第１挿入孔３４と、第１挿入孔３４よりも大径にして第１挿入孔３４の他端に同軸に連なるとともに他端を支持部３０ｂの下端に開口せしめたねじ孔３５とが同軸に設けられており、保持部３０ａの上端には、第１挿入孔３４よりも小径である第２挿入孔３６が第１挿入孔３４と同軸に設けられる。

アジャストスクリュウ３１は、一端がホルダ３０の上端よりも上方に突出するようにして第２挿入孔３６に軸方向の相対移動を可能として挿入される第１ねじ軸部３１ａと、第１挿入孔３４に軸方向の相対移動を可能として挿入されるとともに一端が第１ねじ軸部３１ａの他端に同軸に連なる軸部３１ｂと、前記ねじ孔３５に螺合するようにして一端が軸部３１ｂの他端に同軸に連なる第２ねじ軸部３１ｃと、ホルダ３０における支持部３０ｂの下端に対向するようにして第２ねじ軸部３１ｃの他端に同軸に連なる支持円盤部３１ｄとを一体に備えるものであり、支持円盤部３１ｄは、支持孔３２内への挿入を可能としつつ第２ねじ軸部３１ｃよりも大径に形成されており、支持孔３２の閉塞端に軸線まわりの回転を可能として摺接、支持される。

一方、ホルダ３０の保持部３０ａに挿入、保持される前記ロッカシャフト２９は、円筒状に形成されるものであり、このロッカシャフト２９には、アジャストスクリュウ３１の第１ねじ軸部３１ａおよび軸部３１ｂを挿通せしめるようにして一直径線上に配置される一対の挿通孔３７，３７が設けられる。

すなわちアジャストスクリュウ３１は、ロッカシャフト２９の一直径線に沿う軸線を有して該ロッカシャフト２９およびホルダ３０を貫通するとともに該ホルダ３０のねじ孔３５に螺合されるものであり、アジャストスクリュウ３１の先端部すなわち支持円盤部３１ｄが軸線まわりの回動を可能としてシリンダヘッド５に支承される。しかもロッカシャフト２９を介してホルダ３０に連結されているロッカアーム２４は、弁ばね１９で閉弁方向に付勢された排気弁１５およびカム２１で上下から挟まれるものであり、支持孔３２内で支持円盤部３１ｄが軸線方向に移動することはなく、ロッカアーム２４の両側壁２４ａ…の下部外面がシリンダヘッド５の規制壁２６…に近接対向していることでアジャストスクリュウ３１の軸線まわりに回転することはない。したがってアジャストスクリュウ３１の回転操作に応じてホルダ３０はアジャストスクリュウ３１の軸線に沿って上下に移動することになり、ホルダ３０に保持されたロッカシャフト２９の軸線すなわちロッカアーム２４の揺動支点が、アジャストスクリュウ３１の回転に応じたホルダ３０の上下動に応じて変位することになる。

ところでアジャストスクリュウ３１の上端すなわち第１ねじ軸部３１ａの一端には、図示しない工具を係合してアジャストスクリュウ３１を回転操作するための係合溝３８が設けられており、ホルダ３０からの第１ねじ軸部３１ａの突出部には、アジャストスクリュウ３１の軸線に沿う方向でのアジャストスクリュウ３１およびホルダ３０の相対位置を維持するためのロックナット３９が、ホルダ３０の上端に当接、係合するようにして螺合される。

一方、ヘッドカバー６の外部から前記アジャストスクリュウ３１およびロックナット３９を回転操作することを可能とするための操作孔４０が、支持手段２５の上方でヘッドカバー６に設けられており、この操作孔４０は、機関の運転中に操作孔４０に工具を挿入してアジャストスクリュウ３１およびロックナット３９を回転操作する際にシリンダヘッド５およびヘッドカバー６間の空間に飛散しているオイル飛沫がヘッドカバー６から外部に飛び散ってしまうことを避けるために、前記工具との間に隙間が極力生じないように形成されることが望ましい。

しかも前記操作孔４０は、蓋部材４１で開閉可能に閉じられるものであり、この蓋部材４１は、その外周に環状凹部４２を有して弾性部材により係合されるものであり、環状凹部４２を操作孔４０の周縁に係合するようにしてヘッドカバー６に弾発係合される。

次にこの第１実施例の作用について説明すると、ヘッドカバー６の外部からの操作に応じて機関運転中にロッカアーム２４の揺動支点を変化させることを可能とした支持手段２５が、ロッカアーム２４の基端部を揺動自在に支承するようにしてシリンダヘッド５に設けられるので、機関運転中にロッカアーム２４の揺動支点を変化させることで排気弁１５…のバルブクリアランスを調整することができる。而して一般に排気弁１５…はピストンの上死点を過ぎても開いているものであり、バルブクリアランスを調整することで開弁時のバルブリフトおよび閉弁タイミングが変化し、圧縮圧力に影響するので、圧縮圧力に応じて吸気弁１３…のリフト量を機関運転中に調整するとともに排気弁１５…のバルブクリアランス調整を行うことで、各気筒毎の吸気量のばらつきを抑える制御をより細かく行うことができる。

しかもロッカアーム２４は一対の排気弁１５…に当接する弁連結部２４ｃ…を一体に備えるものであり、一度の調整で一対の排気弁１５…の調整を行うことができるので、調整工数の低減を図ることができる。

また支持手段２５は、ロッカアーム２４の基端部を揺動可能に支承するものであり、ロッカアーム２４の先端側に設けられるものではないので、ロッカアーム２４の可動側重量増大を回避して機関の限界回転数増大に寄与することができる。

また支持手段２５は、ロッカアーム２４の基端部を揺動可能に支承するロッカシャフト２９と、該ロッカシャフト２９を支持するホルダ３０と、ロッカシャフト２９の一直径線に沿う軸線を有して該ロッカシャフト２９およびホルダ３０を貫通してホルダ３０に螺合されるアジャストスクリュウ３１とを備え、アジャストスクリュウ３１の先端部が軸線まわりの回動を可能としつつ軸線方向の移動を阻止されるようにしてシリンダヘッド５に支承されるので、ヘッドカバー６の外部からアジャストスクリュウ３１を回転操作する簡単な操作で、ロッカシャフト２９を保持するホルダ３０をアジャストスクリュウ３１の軸線方向に変位させてロッカアーム２４の揺動支点を変化させることができ、ロッカアーム２４の揺動支点を確実に変化させることができる。

さらにヘッドカバー６には、支持手段２５の揺動支点を変化させる操作を行うための操作孔４０が設けられ、該操作孔４０が、ヘッドカバー６に弾発係合する蓋部材４１で開閉可能に閉じられるので、操作孔４０を、着脱操作を容易として蓋部材４１で塞ぐことができ、しかも蓋部材４１を設けることによる重量増加を回避することができる。

本発明の第２実施例として、図５で示すように、ヘッドカバー６の外部から前記アジャストスクリュウ３１およびロックナット３９を回転操作することを可能とすべくヘッドカバー６に設けられる操作孔４０′が、ヘッドカバー６に螺合される蓋部材４２で開閉可能に閉じられるようにしてもよい。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上記実施例では、排気弁１５を機関弁として取り上げて説明したが、吸気弁に関連して本発明を実施することもできる。

第１実施例の内燃機関の要部縦断側面図である。 図１の２矢示部拡大図である。 図２の３−３線断面図である。 支持手段の縦断斜視図である。 第２実施例の内燃機関の要部縦断側面図である。

符号の説明

５・・・シリンダヘッド
６・・・ヘッドカバー
１５・・・機関弁である排気弁
２１・・・カム
２２・・・カムシャフト
２３・・・カム当接部であるローラ
２４・・・ロッカアーム
２５・・・支持手段
２９・・・ロッカシャフト
３０・・・ホルダ
３１・・・アジャストスクリュウ
４０・・・操作孔
４１・・・蓋部材

Claims (3)

1. カムシャフト（２２）に設けられるカム（２１）に接触するカム当接部（２３）を有するロッカアーム（２４）の基端部がシリンダヘッド（５）に回動自在に支承され、該ロッカアーム（２４）の先端部が機関弁（１５）に当接される内燃機関の動弁装置において、前記シリンダヘッド（５）に結合されるヘッドカバー（６）の外部からの操作に応じて機関運転中に前記ロッカアーム（２４）の揺動支点を変化させることを可能とした支持手段（２５）が、前記ロッカアーム（２４）の基端部を揺動自在に支承するようにして前記シリンダヘッド（５）に設けられることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 前記支持手段（２５）は、前記ロッカアーム（２４）の基端部を揺動可能に支承するロッカシャフト（２９）と、該ロッカシャフト（２９）を支持するホルダ（３０）と、前記ロッカシャフト（２９）の一直径線に沿う軸線を有して該ロッカシャフト（２９）および前記ホルダ（３０）を貫通するとともに前記ホルダ（３０）に螺合されるアジャストスクリュウ（３１）とを備え、アジャストスクリュウ（３１）の先端部が軸線まわりの回動を可能としつつ軸線方向の移動を阻止されるようにしてシリンダヘッド（５）に支承されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。
3. 前記ヘッドカバー（６）に、前記支持手段（２５）の揺動支点を変化させる操作を行うための操作孔（４０）が設けられ、該操作孔（４０）が、前記ヘッドカバー（６）に弾発係合する蓋部材（４１）で開閉可能に閉じられることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の動弁装置。

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