JP2012122372A - ロッカアームユニット - Google Patents

Abstract

【課題】クリップの廃止により、コスト高となるのを抑える。
【解決手段】ロッカアームユニットは、長さ方向に延出され、長さ方向の中間部にローラ４０が回転可能に装着され、ローラ４０に当接するカム６０の回転に伴って揺動変位するロッカアーム１０と、ロッカアーム１０の長さ方向の第１端部１１に当接してロッカアーム１０の揺動変位に伴って押動されるバルブ８０と、ロッカアーム１０の長さ方向の第２端部１２を支持してロッカアーム１０の揺動支点を構成する支持部材とを備える。第１端部１１及びバルブ８０の相互の当接面、または、第２端部１２及び支持部材の相互の当接面が、ロッカアーム１０の抜け方向で互いに当接可能な抜止面２０、８７として構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロッカアームユニットに関する。

特許文献１には、従来のロッカアームユニットが開示されている。このものは、長さ方向に延びるロッカアームと、ロッカアームの長さ方向の第１端部に当接可能なバルブと、ロッカアームの長さ方向の第２端部を支持可能な支持部材とを備えている。ロッカアームの長さ方向の中間部にはローラが回転可能に支持され、ローラはカムに当接している。カムが駆動すると、ローラが回転し、それに伴ってロッカアームが支持部材の頂部を支点として揺動変位する。すると、ロッカアームの第１端部にバルブが押動されて開かれる。また、ロッカアームの第２端部と支持部材との間にはクリップが取り付けられ、クリップを介してロッカアームと支持部材とが一体に連結されている。これにより、ロッカアームの支持部材からの脱落が防止され、ロッカアームユニットのシリンダヘッドへの組み付け作業性が改善される。

特開２００９−２１５９１９号公報

ところで、上記従来のロッカアームユニットの場合、ロッカアーム、支持部材、バルブ以外に動弁機構に直接関与しないクリップが備わるため、その分、部品点数が増えて、コストが高くつくという問題がある。また、使用時にクリップが破損して周辺部品等に巻き込まれる可能性があり、そうすると、周辺部品等に不具合をきたすおそれがある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コスト高となるのを抑えるとともに、クリップ破損時の損失リスクを回避することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、長さ方向に延出され、長さ方向の中間部にローラが回転可能に装着され、前記ローラに当接するカムの回転に伴って揺動変位するロッカアームと、前記ロッカアームの長さ方向の第１端部に当接して前記ロッカアームの揺動変位に伴って押動されるバルブと、前記ロッカアームの長さ方向の第２端部を支持して前記ロッカアームの揺動支点を構成する支持部材とを備えたロッカアームユニットであって、前記第１端部及び前記バルブの相互の当接面、または、前記第２端部及び前記支持部材の相互の当接面が、前記ロッカアームの抜け方向で互いに当接可能な抜止面とされているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記抜止面が、前記ロッカアームの長さ方向及び揺動変位方向に対して交差する向きに傾くテーパ形状とされているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記バルブが、棒状のバルブステムとその頂部に冠着されるキャップとを有し、前記キャップの外面に前記抜止面が構成されているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記バルブが、棒状のバルブステムを有し、前記バルブステムの頂部の外面に前記抜止面が構成されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
第１端部及びバルブの相互の当接面、または、第２端部及び支持部材の相互の当接面が、ロッカアームの抜け方向で互いに当接可能な抜止面とされているため、シリンダヘッド等への組み付け時に、ロッカアームが、バルブ又は支持部材から脱落するのが防止され、組み付け作業性が改善される。また、ロッカアームユニットからクリップが省略されることにより、コスト高となるのが抑えられるとともに、クリップ破損時の損失リスクを回避することが可能となる。

＜請求項２の発明＞
抜止面がロッカアームの長さ方向及び揺動変位方向に対して交差する向きに傾くテーパ形状とされているため、成形時の加工性に優れる。

＜請求項３の発明＞
キャップの外面に抜止面が構成されているため、バルブステムに特別な加工を施さなくて済み、既存のバルブステムを利用できる。

＜請求項４の発明＞
バルブステムの頂部の外面に抜止面が構成されているため、バルブステムのうちの頂部以外の部分には特別な加工を施さなくて済み、バルブの動弁機構に悪影響を及ぼすことがない。

本発明の実施形態１に係るロッカアームユニット全体の断面図である。 ロッカアームの第１端部とバルブとが係合する状態をあらわす拡大断面図である。 実施形態２に係るロッカアームユニットの第２相当図である。 実施形態３に係るロッカアームユニットにおいて、ロッカアームの第２端部と支持部材とが係合する状態をあらわす拡大断面図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１及び図２によって説明する。
まず、内燃機関の動弁装置について説明する。図１に示すように、シリンダヘッド９０には、通気路９１（吸気ポート又は排気ポート）が形成され、かつ通気路９１に連通してシリンダヘッド９０の上面に開口するステム孔９２が形成されている。シリンダヘッド９０のステム孔９２にはバルブ８０が装着されている。バルブ８０は、通気路９１に臨む通気口９３を開弁する開弁位置と、通気口９３を閉弁する閉弁位置との間を、上下方向に往復動可能とされている。そして、バルブ８０は、常にはバルブスプリング７０によって閉弁方向（上方）に付勢され、その上端部がステム孔９２の上端開口から上方に突き出ている。

シリンダヘッド９０の上方にはバルブ８０を駆動するロッカアーム１０とカム６０とが配設されている。シリンダヘッド９０の上面には、ラッシュアジャスタ５０（支持部材）を嵌入可能な取付凹部９４が開口して形成されている。また、シリンダヘッド９０の内部にはオイルギャラリー９５が形成され、オイルギャラリー９５が取付凹部９４の内部に臨んでいる。

ラッシュアジャスタ５０は、上下方向に延びる筒状のプランジャ５１と、プランジャ５１を上下方向に摺動可能に収容する筒状のボディ５２とを有している。ボディ５２は、取付凹部９４内に嵌合して収容される。プランジャ５１の上端部には、ロッカアーム１０を支持可能な半球凸面状の支承部５３が形成されている。プランジャ５１内及びボディ５２内にはオイルギャラリー９５からオイルが導入され、双方間を流通するオイルの油圧変動に基づいて、プランジャ５１がボディ５２に対して上下動することにより、支承部５３におけるロッカアーム１０の支持位置が変動調整されるようになっている。

ロッカアーム１０は、前端部（図示向かって右側の端部であって、以下、第１端部１１という）から後端部（図示向かって左側の端部であって、以下、第２端部１２という）にかけて長さ方向（前後方向）に延びる形態とされている。ロッカアーム１０の長さ方向中間部には、ローラ４０が回転可能に支持されている。ローラ４０の上端は、カム６０に対して下方から当接している。カム６０は、ほぼ卵形をなし、ローラ４０の回転軸４１と平行な回転軸６１に軸支されている。

ロッカアーム１０の長さ方向の第１端部１１は、バルブ８０の上端部に当接し、ロッカアーム１０の長さ方向の第２端部１２は、プランジャ５１の支承部５３に当接している。このため、ロッカアーム１０は、バルブ８０の上端部とラッシュアジャスタ５０の上端部とに跨って支持される。そして、ロッカアーム１０の第２端部１２には、支承部５３を内嵌可能な半球凹面状の軸受け部１３が膨出して形成されている。軸受け部１３の内面は、後述するロッカアーム１０の揺動時に支承部５３の摺動面５４に摺動可能な摺動面１４とされている。

また、ロッカアーム１０の第１端部１１には、バルブ８０を押圧可能な押圧部１５が形成されている。押圧部１５は、図２に示すように、幅方向に沿った本体壁１６と、本体壁１６の幅方向両端から下方に突出する一対のガイド壁１７とからなり、その内部にバルブ８０の上端部（後述するキャップ８２）が嵌合可能な嵌合凹部１８が形成されている。嵌合凹部１８は、ロッカアーム１０の前端に開口する形態とされている。また、押圧部１５は、長さ方向に延びるとともに、本体壁１６の長さ方向中間部を下向きに突き出させて湾曲する形態とされている。そして、本体壁１６の内面には、バルブ８０の上端部と対向する位置に、押圧面１９が形成されている。本体壁１６の押圧面１９は、嵌合凹部１８内に挿入されたキャップ８２の上端面に当接してこれを押圧可能とされる。

両ガイド壁１７は、本体壁１６への連結部分から先端（下端）にかけて漸次内向きに傾くテーパ状の形態とされている。両ガイド壁１７の内面は、下端へ行くに従って次第に近づくテーパ状の抜止面２０とされている。本実施形態の場合、両ガイド壁１７は、本体壁１６との連結部分を支点として内側へ曲げ加工されてなる。

バルブ８０は、ほぼ上下方向に延びる丸棒状のバルブステム８１と、バルブステム８１の上端部（頂部）に冠着されるコップ状のキャップ８２とを備えている。バルブステム８１の下端部には、通気口９３を開閉可能なラッパ状の弁部８３が径方向に張り出して形成されている。

キャップ８２は、バルブステム８１に一体に固定され、焼入れ等の熱処理が施されることによって耐摩耗性が高められている。そして、キャップ８２は、ロッカアーム１０の押圧部１５に当接して押圧され得る受圧部８４と、受圧部８４の周縁から立ち下がる環状の筒部８５とからなる。キャップ８２内には、バルブステム８１の上端部が挿入される挿入凹部８６が形成されている。

筒部８５には、両ガイド壁１７と対向する両側外面に、受圧部８４との連結部分から先端（下端）にかけて漸次内向きに傾くテーパ状の抜止面８７が形成されている。ロッカアーム１０の抜止面２０及びキャップ８２の抜止面８７は、互いにほぼ平行に配置され、ロッカアーム１０のキャップ８２からの抜け方向で当接可能とされている。

次に、本実施形態に係るロッカアームユニットの組付方法及び動作について説明する。
ロッカアーム１０の第１端部１１の嵌合凹部１８に対しその前端開口を通してバルブ８０の上端部におけるキャップ８２が前方からスライドして装着され、かつラッシュアジャスタ５０の支承部５３にロッカアーム１０の軸受け部１３が載せられる。これにより、ロッカアーム１０がラッシュアジャスタ５０及びバルブ８０に跨設される。組み付けに際し、ロッカアーム１０が持ち上げられると、ロッカアーム１０の第１端部１１の抜止面２０及びバルブ８０の抜止面８７が互いに当接して、ロッカアーム１０のバルブ８０からの抜けが阻止される。

続いて、内燃機関の駆動によりカム６０が回転すると、それに伴ってローラ４０が従動回転するとともに、ロッカアーム１０が支承部５３を支点として上下方向に揺動し、バルブ８０の開閉動作が行われる。つまり、ロッカアーム１０がカム６０により押し下げ方向の力を受けた場合には、押圧部１５の押圧面１９が受圧部８４を押圧し、バルブスプリング７０の付勢力に抗してバルブ８０を押し下げる。すると、バルブ８０の弁部８３が下降して通気口９３が開けられる。

一方、カム６０による押し下げ力が解消された場合には、バルブスプリング７０の弾性復元力によって、ロッカアーム１０の押圧部１５がバルブ８０から離れる向きに変位し、弁部８３が上昇して通気口９３が閉じられる。この間、ロッカアーム１０の第１端部１１の抜止面２０及びバルブ８０の抜止面８７は互いほぼ非干渉状態に保たれ、ロッカアーム１０の揺動動作の円滑性が担保される。

以上説明したように、本実施形態によれば、ロッカアーム１０の第１端部１１の抜止面２０及びバルブ８０の抜止面８７が互いに当接することにより、組み付け時に、ロッカアーム１０がバルブ８０から脱落するのが防止され、組み付け作業性が改善される。この場合、連結手段としてのクリップが省略される分、コスト高となるのが抑えられ、かつクリップ破損時の損失リスクを回避することが可能となる。

また、ロッカアーム１０の第１端部１１の抜止面２０及びバルブ８０の抜止面８７がロッカアーム１０の長さ方向及び揺動変位方向に対して交差する向きに傾くテーパ形状とされているため、成形時の加工性に優れる。

さらに、キャップ８２の筒部８５の両側外面に抜止面８７が構成されているため、バルブステム８１に特別な加工を施さなくて済み、既存のバルブステム８１を利用できる。

＜実施形態２＞
図３は、本発明の実施形態２を示す。実施形態２では、バルブ８０Ａがキャップ８２を有さない点で実施形態１とは異なる。
バルブステム８１Ａの上端部（頂部）は、押圧部１５の嵌合凹部１８に挿入されて本体壁１６の押圧面１９に当接している。そして、バルブステム８１Ａの上端部には、押圧部１５の両ガイド壁１７と対向する位置に、上端から下端にかけて漸次内向きに傾くテーパ状の抜止面８８が形成されている。これにより、ロッカアーム１０の抜止面２０及びバルブステム８１Ａの抜止面８８は、ロッカアーム１０のバルブ８０Ａからの抜け方向となる上下方向で当接可能とされる。したがって、組み付け時に、ロッカアーム１０がバルブ８０Ａから離脱するのが防止される。なお、ロッカアーム１０側の形態は、実施形態１とほぼ同様であるため、実施形態１と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

実施形態２によれば、実施形態１と同様、クリップが省略されているため、コスト高となるのが抑えられるとともに、クリップ破損時の損失リスクが回避される。また、バルブステム８１Ａの上端部の外面に抜止面８８が形成され、バルブステム８１Ａの上端部以外の部分には構造変更がないため、バルブ８０の動弁機構に支障をきたすこともない。

＜実施形態３＞
図４は、本発明の実施形態３を示す。実施形態３では、抜止面２９、５９の形成位置が実施形態１、２とは異なる。
すなわち、実施形態３の抜止面２９、５９は、ロッカアーム１０Ａの第２端部１２Ａとラッシュアジャスタ５０Ａの上端部とに構成されている。プランジャ５１Ａの上端部には、環状溝５８が周回して形成されている。支承部５３Ａは、環状溝５８の上方に配置されている。プランジャ５１Ａの環状溝５８の上面は、ロッカアーム１０Ａの揺動変位方向と略直交するフラット面とされ、ここにラッシュアジャスタ５０Ａの抜止面５９が構成されている。

ロッカアーム１０Ａの軸受け部１３Ａの下端部には、張出部２８が内向きに張り出して形成されている。張出部２８は、軸受け部１３Ａの下端部の両側縁に対をなして配置されている。張出部２８の上面は、ロッカアーム１０Ａの揺動変位方向と略直交するフラット面とされ、ここにロッカアーム１０Ａの第２端部１２Ａの抜止面２９が構成されている。このため、ロッカアーム１０Ａの第２端部１２Ａの抜止面２９及びラッシュアジャスタ５０Ａの抜止面５９は、上下方向で対向して配置され、ロッカアーム１０Ａの抜け方向で互いに当接可能とされる。また、ロッカアーム１０Ａの第２端部１２Ａの抜止面２９及びラッシュアジャスタ５０Ａの抜止面５９の間は、常には隙間が空いており、この隙間範囲で、ロッカアーム１０Ａの揺動変位が許容されるようになっている。

ロッカアーム１０Ａがラッシュアジャスタ５０Ａから離れる向きに変位すると、両抜止面２９、５９が互いに当接して、ロッカアーム１０Ａのラッシュアジャスタ５０Ａからの離脱が規制される。この場合に、実施形態３では、実施形態１、２と同様、クリップが省略されているため、コスト高となるのが抑えられるとともに、クリップ破損時の損失リスクが回避される。また、ラッシュアジャスタ５０Ａの抜止面５９が支承部５３Ａの形成位置から外れているため、ロッカアーム１０Ａの軸受け部１３Ａの摺動面１４Ａが支承部５３Ａの摺動面５４Ａを円滑に摺動することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）支持部材が、ロッカアームに対する支点位置を略一定位置とするピボットとされてもよい。
（２）実施形態１では、ロッカアームの第１端部の抜止面とバルブの抜止面とが互いにロッカアームの揺動変位方向と略直交する方向で当接可能なフラット面とされてもよい。
（３）実施形態２では、ロッカアームの第２端部の抜止面とラッシュアジャスタの抜止面とが互いにロッカアームの長さ方向及び揺動変位方向と交差する向きに傾くテーパ面とされてもよい。

１０…ロッカアーム
１１…第１端部
１２、１２Ａ…第２端部
２０…抜止面（ロッカアームの第１端部の抜止面）
２９…抜止面（ロッカアームの第２端部の抜止面）
４０…ローラ
５０、５０Ａ…ラッシュアジャスタ（支持部材）
５９…抜止面（ラッシュアジャスタの抜止面）
６０…カム
８０、８０Ａ…バルブ
８１、８１Ａ…バルブステム
８２…キャップ
８７…抜止面（キャップの抜止面）
８８…抜止面（バルブステムの抜止面）
９０…シリンダヘッド

Claims (4)

1. 長さ方向に延出され、長さ方向の中間部にローラが回転可能に装着され、前記ローラに当接するカムの回転に伴って揺動変位するロッカアームと、
   前記ロッカアームの長さ方向の第１端部に当接して前記ロッカアームの揺動変位に伴って押動されるバルブと、
   前記ロッカアームの長さ方向の第２端部を支持して前記ロッカアームの揺動支点を構成する支持部材とを備えたロッカアームユニットであって、
   前記第１端部及び前記バルブの相互の当接面、または、前記第２端部及び前記支持部材の相互の当接面が、前記ロッカアームの抜け方向で互いに当接可能な抜止面とされていることを特徴とするロッカアームユニット。
2. 前記抜止面が、前記ロッカアームの長さ方向及び揺動変位方向に対して交差する向きに傾くテーパ形状とされている請求項１記載のロッカアームユニット。
3. 前記バルブが、棒状のバルブステムとその頂部に冠着されるキャップとを有し、前記キャップの外面に前記抜止面が構成されている請求項１又は２記載のロッカアームユニット。
4. 前記バルブが、棒状のバルブステムを有し、前記バルブステムの頂部の外面に前記抜止面が構成されている請求項１又は２記載のロッカアームユニット。

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