JP2018062861A - シリンダヘッドの動弁機構 - Google Patents

Abstract

【課題】スクリュとピボットの双方に加わる衝撃荷重を緩和することでスクリュの破損を回避する。
【解決手段】本明細書によって開示されるシリンダヘッド１の動弁機構１０は、中央部にローラ２１を有するローラアーム２０と、軸部３１の端部に球状部３３が設けられたスクリュ３０であって、ローラアーム２０の一端部２２に軸部３１が固定されたスクリュ３０と、ローラアーム２０の他端部２４に当接するバルブ４０と、ローラ２１に接触することでローラアーム２０の他端部２４を揺動させるカム５０と、球状部３３を受ける受け部６２を有するピボット６０と、シリンダヘッド１に設けられ、ピボット６０が装着された装着凹部２と、球状部３３が受け部６２から離間しないように保持する保持部７２を有し、ピボット６０とともに装着凹部２に装着されたクリップ７０とを備えた構成とした。
【選択図】図１

Description

本明細書によって開示される技術は、シリンダヘッドの動弁機構に関する。

従来、ロッカーアームにより弁の開閉を行うシリンダヘッドの動弁機構として、例えば特開２００７−１７７７０８号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。この動弁機構はエンドピボットタイプであり、ロッカーアーム、ロッカーアームの中央部に設けられたローラの上方に配置されるカム等を備え、ロッカーアームの揺動によってバルブを開閉可能とされている。ロッカーアームの一端部には、アジャストスクリューがナットによって位置決め固定されている。このアジャストスクリューは半球面状の凸曲部を有し、この凸曲部がピボット受けの凹曲面に嵌合している。

特開２００７−１７７７０８号公報

しかしながら、上記の動弁機構をスラントエンジンに適用すると、バルブレイアウトと重力の関係で、カムベース区間中ではアジャストスクリューの凸曲部がピボット受けの凹曲面から一時的に離間し、次のカムリフト区間の際にアジャストスクリューの凸曲部がピボット受けの凹曲面に衝突することになる。したがって、アジャストスクリューとピボット受けの双方に衝撃荷重が加わることになるため、アジャストスクリューが破損する懸念がある。

本明細書によって開示されるシリンダヘッドの動弁機構は、中央部にローラを有するローラアームと、軸部の端部に球状部が設けられたスクリュであって、前記ローラアームの一端部に前記軸部が固定されたスクリュと、前記ローラアームの他端部に当接するバルブと、前記ローラに接触することで前記ローラアームの他端部を揺動させるカムと、前記球状部を受ける受け部を有するピボットと、シリンダヘッドに設けられ、前記ピボットが装着された装着凹部と、前記球状部が前記受け部から離間しないように保持する保持部を有し、前記ピボットとともに前記装着凹部に装着されたクリップとを備えた構成とした。

このような構成によると、カムが回転することによってローラが回転し、ローラアームの一端部に固定されたスクリュを支点として他端部が揺動することになる。ここで、従来の動弁機構ではカムベース区間中にスクリュの球状部がピボットの受け部から離間する場合があるところ、上記の動弁機構ではクリップの保持部によりスクリュの球状部がピボットの受け部から離間しないように保持されているため、次のカムリフト区間の際に球状部が受け部に衝突することはないものとされている。したがって、スクリュとピボットの双方に加わる衝撃荷重を緩和することでスクリュの破損を回避することができる。

本明細書によって開示されるシリンダヘッドの動弁機構は、以下の構成としてもよい。
前記クリップは、前記ピボットを前記装着凹部に装着する前において前記ピボットの側面よりも側方に突出する突出部と、前記突出部よりも前記ピボットに近い側に配された前記保持部とを有しており、前記ピボットを前記装着凹部に装着した際に前記突出部が前記装着凹部の内壁に干渉することで前記保持部が前記球状部に接触する構成としてもよい。
このような構成によると、ピボットを装着凹部に装着することによって保持部を球状部に接触させることができる。言い換えると、ピボットを装着凹部に装着する前においては、保持部が球状部から離れた位置にあるため、スクリュをピボットに装着しやすくなる。

前記装着凹部の内壁には、前記突出部が収容されることで前記ピボットが前記装着凹部から脱落することを防ぐ脱落防止溝が設けられている構成としてもよい。
このような構成によると、突出部を脱落防止溝に収容することでクリップが装着凹部から脱落することを防止し、保持部が球状部に接触することでピボットが装着凹部から脱落することを防止できる。

前記クリップは、対向状態をなして配置された一対の前記保持部を有しており、前記ピボットが前記装着凹部に装着される前における前記一対の保持部の間には、前記球状部を前記受け部に組み付けるための組付用開口が設けられており、前記組付用開口の開口径は、前記球状部の最大径よりも小さい構成としてもよい。
このような構成によると、クリップをピボットに装着し、一対の保持部の間に設けられた組付用開口からスクリュの球状部をピボットの受け部に装着した際、組付用開口の開口径が球状部の最大径よりも小さいため、一対の保持部によって球状部を受け部に仮保持することができる。

前記ピボットの外面には、前記クリップを装着するためのクリップ用装着溝が設けられており、前記クリップは突起部を有し、前記クリップ用装着溝の底壁には、前記突起部が圧入固定される固定孔が設けられている構成としてもよい。
このような構成によると、クリップをピボットのクリップ用装着溝に装着し、突起部を固定孔に圧入することでクリップをクリップ用装着溝に固定できる。

本明細書によって開示される技術によれば、スクリュとピボットの双方に加わる衝撃荷重を緩和することでスクリュの破損を回避することができる。

実施形態１におけるシリンダヘッドの動弁機構を示した断面図 スクリュとピボットとクリップとを組み付ける前の状態を示した斜視図 ピボットが装着凹部に装着される途中の状態を示した断面図 ピボットが装着凹部に装着された状態を示した断面図 実施形態２におけるクリップの一対の突出部が装着凹部の一対の脱落防止溝に収容された状態を示した断面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１から図４の図面を参照しながら説明する。実施形態１におけるシリンダヘッド１の動弁機構１０は、図１に示すように、ローラアーム２０と、スクリュ３０と、バルブ４０と、カム５０と、ピボット６０と、クリップ７０とを備えて構成されている。

ローラアーム２０は、バルブ４０の端部からピボット６０に向けて延びる形態とされ、その延出方向における中央部にはローラ２１が回転可能に設けられている。ローラ２１にカム５０が接触しており、カム５０の回転によりローラ２１が回転し、ローラアーム２０に固定されているスクリュ３０の球状部３３を支点として他端部２４が揺動することでバルブ４０が軸方向に移動するようになっている。

ローラアーム２０の一端部２２には、スクリュ３０の軸部３１が固定される固定孔２３が貫通して設けられている。スクリュ３０は、軸部３１が固定孔２３に対して位置決めされた状態でナット３２により固定されている。スクリュ３０におけるナット３２と反対側には球状部３３が設けられている。球状部３３は球状をなし、軸部３１の端部に設けられている。

ローラアーム２０の他端部２４は略円弧状をなし、他端部２４の外周面側がバルブキャップ４１の外面に当接している。バルブキャップ４１はキャップ状をなし、バルブキャップ４１の内面がバルブ４０を構成するバルブステム４２の端部に当接している。また、バルブステム４２の端部には、ばね受け４３が固定されている。ばね受け４３には、バルブスプリング４４の端部が常時接触している。

カム５０は全体として卵型をなしてカムシャフト５３に連結され、カムベース５１とカムロブ５２を備えて構成されている。カムベース５１は、カムシャフト５３と同軸に配された円弧状をなすのに対し、カムロブ５２は、カムベース５１に連なってカムベース５１よりも径方向外側に突出する形態をなしている。

カムシャフト５３の回転に伴ってカム５０が回転し、カム５０の回転に伴ってローラ２１が回転する。カムベース５１がローラ２１に接触するカムベース区間では、ローラアーム２０の他端部２４が揺動せず一定の高さに保たれるものの、カムロブ５２がローラ２１に接触するカムリフト区間では、ローラアーム２０の他端部２４が揺動してバルブスプリング４４を収縮させつつバルブ４０が燃焼室側へと押し込まれる。

ピボット６０は、図２に示すように、略円柱状をなし、ピボット６０の軸方向における一端部６１には、スクリュ３０の球状部３３を受ける半球面状の受け部６２が凹設されている。ピボット６０の両側面から他端部６３にかけての範囲には、クリップ用装着溝６４が凹設されている。クリップ用装着溝６４は全体として略門形をなし、受け部６２側の両端部には、径方向内側に傾斜する一対の切り欠き６５が設けられている。また、ピボット６０の他端部６３におけるクリップ用装着溝６４の底壁には、固定孔６６が設けられている。固定孔６６は、受け部６２と他端部６３の間を軸方向に貫通する形態をなしている。

クリップ７０は金属板をプレス加工したものであり、図２に示すように、略門形をなして上方に開口する形態をなすクリップ本体７１と、クリップ本体７１の両端部に設けられた一対の保持部７２とを備えて構成されている。一対の保持部７２は略Ｌ字状をなし、互いに対向する配置で内側に向けられている。保持部７２において側方に突出した直角部分は突出部７３とされている。また、クリップ本体７１の底面から上方に突出した円柱形状部分は突起部７４とされている。

クリップ７０をピボット６０に装着すると、図３に示すように、クリップ本体７１がクリップ用装着溝６４に収容され、突起部７４が固定孔６６に圧入されてクリップ７０がピボット６０に固定される。一方、一対の保持部７２は、クリップ用装着溝６４から突出した状態となる。一対の保持部７２の先端７２Ａの間には、組付用開口７５が設けられている。組付用開口７５の開口径Ｄ１は、球状部３３の最大径Ｄ２よりも小さいものとされている。

スクリュ３０の球状部３３をピボット６０の受け部６２に装着する際には、球状部３３が一対の保持部７２を外側に撓ませつつ組付用開口７５を通過する。そして、球状部３３が組付用開口７５を通過した後は、一対の保持部７２が弾性的に復帰して元の姿勢に戻る。このため、スクリュ３０とピボット６０は、一対の保持部７２によって仮保持された状態となり、スクリュ３０とピボット６０とクリップ７０とを予め組み付けた状態で一体として扱うことができる。

図３および図４に示すように、スクリュ３０とピボット６０とクリップ７０とを一体として、図３の矢線方向に向けてシリンダヘッド１に設けられた装着凹部２に押し込むと、一対の突出部７３が装着凹部２の内壁に干渉することで、一対の保持部７２が互いに近づく方向に変位して球状部３３に接触する。一対の保持部７２は、球状部３３に対して受け部６２とは反対側から接触しているため、球状部３３が受け部６２から離間しないように保持することができる。このため、スラントエンジンにおけるバルブレイアウトと重力の関係に関わりなく、球状部３３と受け部６２の間にクリアランスが形成されないようにすることができる。なお、一対の保持部７２は、クリップ用装着溝６４と一対の切り欠き６５に収容され、一対の切り欠き６５から突出した部分が球状部３３に接触する。

以上のように本実施形態では、カム５０が回転することによってローラ２１が回転し、ローラアーム２０の一端部２２に固定されたスクリュ３０を支点として他端部２４が揺動することになる。ここで、従来の動弁機構ではカムベース区間中にスクリュの球状部がピボットの受け部から離間する場合があるところ、上記の動弁機構ではクリップ７０の保持部７２によりスクリュ３０の球状部３３がピボット６０の受け部６２から離間しないように保持されているため、次のカムリフト区間の際に球状部３３が受け部６２に衝突することはないものとされている。したがって、スクリュ３０とピボット６０の双方に加わる衝撃荷重を緩和することでスクリュ３０の破損を回避することができる。

クリップ７０は、ピボット６０を装着凹部２に装着する前においてピボット６０の側面よりも側方に突出する突出部７３と、突出部７３よりもピボット６０に近い側に配された保持部７２とを有しており、ピボット６０を装着凹部２に装着した際に突出部７３が装着凹部２の内壁に干渉することで保持部７２が球状部３３に接触する構成としてもよい。
このような構成によると、ピボット６０を装着凹部２に装着することによって保持部７２を球状部３３に接触させることができる。言い換えると、ピボット６０を装着凹部２に装着する前においては、保持部７２が球状部３３から離れた位置にあるため、スクリュ３０をピボット６０に装着しやすくなる。

クリップ７０は、対向状態をなして配置された一対の保持部７２を有しており、ピボット６０が装着凹部２に装着される前における一対の保持部７２の間には、球状部３３を受け部６２に組み付けるための組付用開口７５が設けられており、組付用開口７５の開口径Ｄ１は、球状部３３の最大径Ｄ２よりも小さい構成としてもよい。
このような構成によると、クリップ７０をピボット６０に装着し、一対の保持部７２の間に設けられた組付用開口７５からスクリュ３０の球状部３３をピボット６０の受け部６２に装着した際、組付用開口７５の開口径Ｄ１が球状部３３の最大径Ｄ２よりも小さいため、一対の保持部７２によって球状部３３を受け部６２に仮保持することができる。

ピボット６０の外面には、クリップ７０を装着するためのクリップ用装着溝６４が設けられており、クリップ７０は突起部７４を有し、クリップ用装着溝６４の底壁には、突起部７４が圧入固定される固定孔６６が設けられている構成としてもよい。
このような構成によると、クリップ７０をピボット６０のクリップ用装着溝６４に装着し、突起部７４を固定孔６６に圧入することでクリップ７０をクリップ用装着溝６４に固定できる。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２を図５の図面を参照しながら説明する。実施形態２における動弁機構１１は、実施形態１の装着凹部２の構成を一部変更したものであって、その他の構成については同じである。本実施形態における装着凹部３の内壁には、突出部７３が収容されることでピボット６０が装着凹部３から脱落することを防ぐ脱落防止溝４が設けられている。クリップ７０の保持部７２は、そのばね弾性によって互いに離間する方向に移動しようとするから、突出部７３が脱落防止溝４に嵌まり込んで収容される。

突出部７３は、脱落防止溝４の開口部に引っ掛かって係止されるため、クリップ７０が装着凹部３から脱落することを防止できる。また、一対の保持部７２が球状部３３を受け部６２に保持しているため、球状部３３を介して受け部６２の移動が阻止される。さらに、受け部６２の移動が阻止されることでピボット６０が装着凹部３に保持されることになる。

以上のように本実施形態では、突出部７３を脱落防止溝４に収容することでクリップ７０が装着凹部３から脱落することを防止し、保持部７２が球状部３３に接触することでピボット６０が装着凹部３から脱落することを防止できる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記動弁機構１０、１１は、吸気側と排気側のいずれにも適用することができる。

（２）上記実施形態では、一対の保持部７２を有するクリップ７０を例示しているものの、保持部の形状や数は限定されず、一つの保持部で球状部３３を保持できるような形状の保持部にしてもよい。

（３）上記実施形態では、ピボット６０を装着凹部２、３に装着することによってクリップ７０が弾性変形し、一対の保持部７２が球状部３３に接触するものとしたが、ピボット６０を装着凹部２、３に装着する前の状態で一対の保持部が球状部３３に接触するものとしてもよい。

（４）上記実施形態では、突起部７４が固定孔６６に圧入されることでクリップ７０をピボット６０に固定しているものの、突起部７４の代わりにクリップを固定孔にねじ止めすることでピボット６０に固定してもよい。あるいは、突起部７４の代わりにクリップ本体７１がピボット６０を左右両側から弾性的に挟むことでクリップ７０がピボット６０に固定されるようにしてもよい。

１…シリンダヘッド
２、３…装着凹部
４…脱落防止溝
１０、１１…動弁機構
２０…ローラアーム
２１…ローラ
２２…一端部
２４…他端部
３０…スクリュ
３１…軸部
３３…球状部
４０…バルブ
５０…カム
６０…ピボット
６２…受け部
６４…クリップ用装着溝
６６…固定孔
７０…クリップ
７２…保持部
７３…突出部
７４…突起部
７５…組付用開口
Ｄ１…組付用開口の開口径
Ｄ２…球状部の最大径

Claims (5)

1. 中央部にローラを有するローラアームと、
   軸部の端部に球状部が設けられたスクリュであって、前記ローラアームの一端部に前記軸部が固定されたスクリュと、
   前記ローラアームの他端部に当接するバルブと、
   前記ローラに接触することで前記ローラアームの他端部を揺動させるカムと、
   前記球状部を受ける受け部を有するピボットと、
   シリンダヘッドに設けられ、前記ピボットが装着された装着凹部と、
   前記球状部が前記受け部から離間しないように保持する保持部を有し、前記ピボットとともに前記装着凹部に装着されたクリップとを備えたシリンダヘッドの動弁機構。
2. 前記クリップは、前記ピボットを前記装着凹部に装着する前において前記ピボットの側面よりも側方に突出する突出部と、前記突出部よりも前記ピボットに近い側に配された前記保持部とを有しており、
   前記ピボットを前記装着凹部に装着した際に前記突出部が前記装着凹部の内壁に干渉することで前記保持部が前記球状部に接触する請求項１に記載のシリンダヘッドの動弁機構。
3. 前記装着凹部の内壁には、前記突出部が収容されることで前記ピボットが前記装着凹部から脱落することを防ぐ脱落防止溝が設けられている請求項２に記載のシリンダヘッドの動弁機構。
4. 前記クリップは、対向状態をなして配置された一対の前記保持部を有しており、前記ピボットが前記装着凹部に装着される前における前記一対の保持部の間には、前記球状部を前記受け部に組み付けるための組付用開口が設けられており、前記組付用開口の開口径は、前記球状部の最大径よりも小さい請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシリンダヘッドの動弁機構。
5. 前記ピボットの外面には、前記クリップを装着するためのクリップ用装着溝が設けられており、前記クリップは突起部を有し、前記クリップ用装着溝の底壁には、前記突起部が圧入固定される固定孔が設けられている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシリンダヘッドの動弁機構。

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