JP2018168738A - ロッカーアーム支持構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】コンパクトな構成で、タペットクリアランスを調整可能なロッカーアーム支持構造を提供する。【解決手段】ロッカーアーム支持構造において、ロッカーアームシャフト16は、ロッカーアーム15を貫通するアーム支持部16bとシャフトホルダ10に支持されるホルダ当接部16aとを有し、駆動機構18により軸方向にスライド可能に支持される。駆動機構18によってロッカーアームシャフト16が軸方向にスライドするとき、シャフトホルダ10に設けられたガイド部材20とホルダ当接部16aに設けられ中心軸線SCに対して傾斜して延びる溝部16gとが摺動することでロッカーアームシャフト16が回転し、偏心したアーム支持部16bの回転に伴ってロッカーアーム15とカム面14とのタペットクリアランスが調整される。【選択図】図2

Description

本発明は、内燃機関におけるロッカーアーム支持構造に関する。
従来の内燃機関におけるロッカーアーム支持構造においては、タペットクリアランスを調整するのに機械式の調整構造を備えたものがある。この機械式の調整構造として、例えば、特許文献1には、ロッカーアームを支持するローラベアリングの内部に偏心したロッカーアームシャフトを設け、このロッカーアームシャフトをトーションバネにて回転方向に付勢し、ロッカーアームをカムシャフトに押し付けることで、タペットクリアランスを調整可能にした技術が記載されている(例えば、特許文献1参照)。
特開昭63−230916号公報
しかしながら、上記従来技術においては、ロッカーアームの側部に設けられたストッパ部材を用いてカムシャフトへの押し付け方向の揺動回転位置を規制する構造となっている。このため、ストッパ部材の回動領域を確保する必要があり、小型化を図る上で障害となっていた。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクトな構成で、タペットクリアランスを調整可能なロッカーアーム支持構造を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、
カムシャフトの回転に伴ってカム面と摺動し揺動することで内燃機関の動弁駆動を行うロッカーアームと、
前記ロッカーアームを揺動可能に支持するロッカーアームシャフトと、
前記ロッカーアームシャフトを回転可能に支持するシャフトホルダと、
を備えるロッカーアーム支持構造であって、
前記ロッカーアームシャフトは、ロッカーアームを貫通するアーム支持部と前記シャフトホルダに支持されるホルダ当接部とを有し、駆動機構により軸方向にスライド可能に支持され、
前記アーム支持部の支持部中心軸線は、前記ホルダ当接部の中心軸線とは偏心して設けられ、
前記ロッカーアームシャフトは、前記ホルダ当接部に前記中心軸線に対して傾斜して延びる溝部を有し、
前記シャフトホルダは、前記溝部にスライド可能に嵌入するガイド部材を有し、
前記駆動機構によって前記ロッカーアームシャフトが軸方向にスライドするとき、前記ガイド部材と前記溝部とが摺動することで前記ロッカーアームシャフトが回転し、前記アーム支持部の回転に伴って前記ロッカーアームと前記カム面とのタペットクリアランスが調整されることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記ロッカーアームシャフトは、前記アーム支持部を挟んで前記ホルダ当接部とは反対側に前記駆動機構に当接する駆動機構当接部を有し、
前記ロッカーアームシャフトは、前記駆動機構当接部から前記ホルダ当接部に向かって外径が大きくなるように形成されていることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の構成に加えて、
前記シャフトホルダは、前記ホルダ当接部を保持するとともに前記ガイド部材が設けられた第1シャフトホルダ部と、前記駆動機構が設けられた第2シャフトホルダ部とを有し、
前記駆動機構は、前記ロッカーアームシャフトを前記第1シャフトホルダ部に向かって付勢する弾性部材であることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の構成に加えて、
前記シャフトホルダは、該シャフトホルダの下部を構成する下ホルダ部に、該シャフトホルダの上部を構成する上ホルダ部を締結することで構成されていることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の構成に加えて、
前記シャフトホルダは、前記ガイド部材を該シャフトホルダの外側から挿入可能な貫通孔を有し、
前記ロッカーアームシャフトは、前記カムシャフトに平行に吸気側及び排気側に並設され、
前記吸気側及び前記排気側の両方に設けられたそれぞれの前記ガイド部材が、前記シャフトホルダに取り付けられる1つの係止部材にて係止されていることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、駆動機構によってロッカーアームシャフトが軸方向にスライドするとき、ガイド部材と溝部とが摺動することでロッカーアームシャフトが回転し、偏心したアーム支持部の回転に伴ってロッカーアームとカム面とのタペットクリアランスが調整される。これにより、コンパクトな構成で、ロッカーアームとカム面とのタペットクリアランスを調整することができる。また、溝部の大きさ、形状によってロッカーアームの上下方向への揺動限度を容易に設定することができる。
請求項2の発明によれば、ロッカーアームシャフトは、一端側の駆動機構当接部から他端側のホルダ当接部に向かって外径が大きくなるように形成されているので、ロッカーアームシャフトを組み込む際に、誤った向きに装着できず、誤組みを防止できる。
請求項3の発明によれば、駆動機構がロッカーアームシャフトを第1シャフトホルダ部に向かって付勢する弾性部材なので、駆動機構を簡易に構成できる。また、弾性部材は、第2シャフトホルダ部に内装できるので、駆動機構がシャフトホルダの外側に露出せず省スペース化を図ることができる。
請求項4の発明によれば、シャフトホルダは、このシャフトホルダの下部を構成する下ホルダ部に、上部を構成する上ホルダ部を締結することで構成されているので、ロッカーアームシャフトを組み込むときのシャフト形状の制限が無くなり、ロッカーアームシャフトの形状を自由に設定でき、また、ロッカーアームシャフトの組み付けを向上できる。
請求項5の発明によれば、シャフトホルダは、ガイド部材をシャフトホルダの外側から挿入可能な貫通孔を有しているので、ガイド部材をシャフトホルダの外側から取付けでき組立性がよい。また、吸気側及び排気側に設けられたガイド部材が、シャフトホルダに取り付けられる1つの係止部材にて係止されているので、吸気側及び排気側の両方を同時に固定可能な構造にでき、部品点数を削減できる。
本発明の第1実施形態に係るロッカーアーム支持構造の要部を分解して示す概略構成図である。 上ホルダ部を取り外して上方から見たロッカーアーム支持構造の概略平面図である。 ロッカーアームシャフトとシャフトホルダを分解した状態における図2のB−B線断面図である。 変形例に係るロッカーアームシャフトとシャフトホルダを分解した状態における図2のB−B線断面図である。 (a)は、ロッカーアームシャフトを長手方向から見た側面図、(b)は、ロッカーアームシャフトの平面図、(c)は、ロッカーアームシャフトのホルダ当接部の斜視図である。 シャフトホルダを上方から見た平面図である。 図2のA−A線に沿った断面図である。 図1に示すロッカーアーム支持構造のロッカーアームシャフトに形成された溝部とガイド部材との嵌合状態を示す概略斜視図である。 本発明の第2実施形態に係るロッカーアーム支持構造におけるロッカーアームシャフトに形成された溝部とガイド部材との嵌合状態を示す概略斜視図である。 本発明の第3実施形態に係るロッカーアーム支持構造の要部断面図である。 図9のロッカーアーム支持構造におけるロッカーアームシャフトとシャフトホルダを分解した状態におけるロッカーアームシャフトの軸線に沿った断面図である。
以下、本発明の各実施形態のロッカーアーム支持構造について、図1〜図10を参照して説明する。
<第1実施形態>
先ず、第1実施形態のロッカーアーム支持構造について、図1〜図7を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、内燃機関のシリンダーヘッド2には、吸気弁バルブ11及び排気バルブ12が設けられており、この吸気弁バルブ11及び排気バルブ12を駆動するロッカーアーム15がシリンダーヘッド2の上部に設けられている。このロッカーアーム15は、カムシャフト13の回転に伴ってその一端側15aがカム面14と摺動し揺動することで、他端側15bが揺動する。この他端側15bの揺動が、吸気弁バルブ11及び排気バルブ12のステム上端を押圧することで、ロッカーアーム15が動弁駆動を行う。また、ロッカーアーム15には、カム面14と摺動する一端側15aに、回転可能なローラ15arが設けられ、一方、他端側15bには、ステム上端とのクリアランスを調整可能なアジャスタ15baが設けられている。
ロッカーアーム15は、ロッカーアーム15を貫通するロッカーアームシャフト16に揺動可能に支持される。ロッカーアームシャフト16は、その両端部がシリンダーヘッド2上に固定されたシャフトホルダ10に回転可能且つスライド可能に支持されている。このシャフトホルダ10は、シリンダーヘッド2の上部に取り付けられ、ボルト穴10iを挿通する締結ボルト50にてこのシャフトホルダ10の下部を構成する下ホルダ部10dに、シャフトホルダ10の上部を構成する上ホルダ部10uを締結することで構成されている。
図5も参照して、シャフトホルダ10は、ロッカーアームシャフト16のシャフト一端側(図2、図5において右側)を保持する第1シャフトホルダ部10aと、ロッカーアームシャフト16のシャフト他端側(図2、図5において左側)を保持する第2シャフトホルダ部10cとが、一対のホルダ連結部10bで連結されている。上ホルダ部10uと下ホルダ部10dとを締結することで、第1シャフトホルダ部10a及び第2シャフトホルダ部10cには、ロッカーアームシャフト16が配置される装着孔10gが形成される。なお、ホルダ連結部10bは、装着孔10gに配置されるロッカーアームシャフト16の下方で第1シャフトホルダ部10aと第2シャフトホルダ部10cとを連結する。
ロッカーアームシャフト16は、図2に示すように、シャフト中央部のアーム支持部16bがロッカーアーム15を貫通し保持する。また、シャフト一端側(図2において右側)には、シャフトホルダ10の第1シャフトホルダ部10aに回転可能且つスライド可能に支持されると共に後述する溝部16gを備える大径のホルダ当接部16aを有し、シャフト他端側には、シャフトホルダ10の第2シャフトホルダ部10cに回転可能且つスライド可能に支持されると共に、後述する駆動機構としての弾性部材18が当接する弾性部材当接部16cを有する。ロッカーアームシャフト16は、カムシャフト13に平行に吸気側2i及び排気側2eに並設されている。
ロッカーアームシャフト16は、ホルダ当接部16a、アーム支持部16b、及び弾性部材当接部16cが弾性部材当接部16cからホルダ当接部16aに向かって外径が大きくなるように形成されている。即ち、ホルダ当接部16aが最も大径で、アーム支持部16bがホルダ当接部16aよりも小径で、さらに弾性部材当接部16cがアーム支持部16bよりもさらに小径となっている。弾性部材当接部16cよりも先端側(図中左側)には、該弾性部材当接部16cよりも小径のシャフト先端部16fが形成されているが、このシャフト先端部16fは、必要に応じて設ければよく、特に無くてもよい。
弾性部材当接部16cには、一端部が第2シャフトホルダ部10cの内壁面10iwに支持される弾性部材18の他端部が配置される。したがって、弾性部材18により、ロッカーアームシャフト16は常にホルダ当接部16a側へ付勢されるように構成されている。
ホルダ当接部16aには、ホルダ当接部16aの中心軸線SC(ロッカーアームシャフト16の中心軸線SCでもある)に対して傾斜して延びる溝部16gが形成されている。この溝部16gには、シャフトホルダ10の第1シャフトホルダ部10aに設けられるピン状のガイド部材20が嵌入する。
ガイド部材20は、図2及び図3Aに示すように、横断面が円形であり、溝部16gに嵌入する本体部20aに対して小径に形成された小径部20bを上端部に有している。
溝部16gは、図4(b)及び(c)に示すように、中空状のホルダ当接部16aの上面に形成された上溝部16gfと下面に形成された下溝部16gbとから構成され、平面視で上溝部16gfと下溝部16gbとが交差するように構成されている。このように溝部16gは、上溝部16gfと下溝部16gbとが交差するよう構造となっていることで、ロッカーアームシャフト16がその軸方向にスライドしたときに、溝部16gに嵌入するガイド部材20に沿って溝部16gが案内され、ロッカーアームシャフト16が回動する。
シャフトホルダ10の第1シャフトホルダ部10aには、ガイド部材20を該シャフトホルダ10の外側から挿入可能な貫通孔10hが形成されている(図3A参照)。なお、この貫通孔10hは、図5に示すように、並設された吸気側2i及び排気側2eのロッカーアームシャフト16に対応するように並設されている。
ロッカーアームシャフト16の組み込みに際して、ロッカーアームシャフト16は、例えば、シャフトホルダ10の下ホルダ部10dに上ホルダ部10uを固定する前に下ホルダ部10dに組み込まれる。なお、ロッカーアームシャフト16は、第2シャフトホルダ部10cの内壁面10iwとロッカーアームシャフト16との間に配置される弾性部材18によって装着孔10gから飛び出す方向に付勢されるため、ガイド部材20を差し込む前に、仮止ピン26を貫通孔10hよりも後方に位置する仮止め用孔26hに挿入することで、ロッカーアームシャフト16が飛び出さないように仮固定できる(図3A参照)。
ガイド部材20は、シャフトホルダ10の下ホルダ部10dに上ホルダ部10uを固定した後、貫通孔10hから溝部16gを貫通するように挿入され、図6に示すように、シャフトホルダ10から小径部20bが突出した状態で装着される。ガイド部材20は、シャフトホルダ10の上ホルダ部10uに取り付けられる1つの係止部材21を介して位置決めされる。
係止部材21は、図7に示すように、板状部材であり、長手方向の両端に、ガイド部材20を係止する係止部21kが切り欠かれている。また、係止部材21は、固定ネジ22が挿入される2つの取付孔21hを有し、固定ネジ22によってシャフトホルダ10の上ホルダ部10uに固定される。
したがって、シャフトホルダ10の外側から挿入された2つのガイド部材20は、係止部材21の両端の係止部21kによって小径部20bが係止されることで、溝部16g内に嵌入した状態でシャフトホルダ10に固定される。
このように構成されたロッカーアーム支持構造では、弾性部材18の付勢力によって常にロッカーアームシャフト16がホルダ当接部16a側へ付勢されている。そして、ガイド部材20によって溝部16gが案内されることでロッカーアームシャフト16には回転力が与えられる。図1及び図4(b)に示すように、ロッカーアームシャフト16のアーム支持部16bは、その中心軸線である支持部中心軸線ACが、ホルダ当接部16aの中心軸線SC(ロッカーアームシャフト16の中心軸線)と所定距離だけ偏心しているため、ロッカーアームシャフト16が回動すると、アーム支持部16bの回転に伴ってアーム支持部16bに支持されたロッカーアーム15を上下方向に移動させることができる。この結果、ロッカーアーム15の一端側15aとカム面14とのタペットクリアランスが調整される。
このように本実施形態においては、弾性部材18の付勢力によってロッカーアームシャフト16が軸方向にスライドするとき、ガイド部材20と溝部16gとが摺動することでロッカーアームシャフト16が回転し、偏心したアーム支持部16bの回転に伴ってロッカーアーム15とカム面14とのタペットクリアランスが調整される。これにより、コンパクトな構成で、ロッカーアーム15とカム面14とのタペットクリアランスを調整することができる。また、溝部16gの大きさ、形状によってロッカーアーム15の上下方向への揺動限度を容易に設定することができる。
また、本実施形態において、ロッカーアームシャフト16は、一端側の弾性部材当接部16cから他端側のホルダ当接部16aに向かって外径が大きくなるように形成されているので、ロッカーアームシャフト16を組み込む際に、誤った向きに装着できず、誤組みを防止できる。
また、本実施形態において、駆動機構がロッカーアームシャフト16を第1シャフトホルダ部10aに向かって付勢する弾性部材18なので、駆動機構を簡易に構成できる。また、弾性部材18は、第2シャフトホルダ部10cに内装できるので、弾性部材18がシャフトホルダ10の外側に露出せず省スペース化を図ることができる。
また、本実施形態において、シャフトホルダ10は、シャフトホルダ10の下部を構成する下ホルダ部10dに、シャフトホルダ10の上部を構成する上ホルダ部10uを締結することで構成されているので、ロッカーアームシャフト16を組み込むときのシャフト形状の制限が無くなり、ロッカーアームシャフト16の形状を自由に設定でき、また、ロッカーアームシャフト16の組み付けを向上できる。
なお、図3Bの変形例で示すように、シャフトホルダ10が下ホルダ部10dと上ホルダ部10uとに分解されておらず一体に形成されていてもよい。シャフトホルダ10が一体に形成されている場合であっても、ロッカーアームシャフト16を装着孔10gに側方から挿入することでロッカーアームシャフト16をシャフトホルダ10に適切に配置することができる。このように、シャフトホルダ10を一体に形成することで、締結ボルト50を不要にできるだけでなく、下ホルダ部10dと上ホルダ部10uの締結作業を削減できる。
また、本実施形態において、シャフトホルダ10は、ガイド部材20をシャフトホルダ10の外側から挿入可能な貫通孔10hを有しているので、ガイド部材20をシャフトホルダ10の外側から取付けでき組立性がよい。また、吸気側2i及び排気側2eに設けられた2つのガイド部材20が、シャフトホルダ10に取り付けられる1つの係止部材21にて係止されているので、吸気側2i及び排気側2eの両方を同時に固定可能な構造にでき、部品点数を削減できる。
<第2実施形態>
以下、本発明の第2実施形態について、図8を参照して説明する。なお、図8は、本発明の第2実施形態に係るロッカーアーム支持構造におけるロッカーアームシャフトの溝部とガイド部材との嵌合状態を示す概略斜視図である。また、図8において、第1実施形態と共通する構成要素には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のロッカーアーム支持構造において、第1実施形態と相違する点は、図8に示すように、ガイド部材20がロッカーアームシャフト16を貫通しない構造である。すなわち、溝部16gがロッカーアームシャフト16を貫通しない外周面上に形成されており、この溝部16gにガイド部材20が嵌入する。
<第3実施形態>
以下、本発明の第3実施形態について、図9及び図10を参照して説明する。なお、図9は、本発明の第3実施形態に係るロッカーアーム支持構造の要部断面図であり、図10は図9のロッカーアーム支持構造におけるロッカーアームシャフトとシャフトホルダを分解した状態におけるロッカーアームシャフトの軸線に沿った断面図である。また、図9及び図10において、第1実施形態と共通する構成要素には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のロッカーアーム支持構造において、第1実施形態と相違する点は、図9及び図10に示すように、ロッカーアームシャフト16において、弾性部材18が当接する弾性部材当接部16cの外径がホルダ当接部16aと同じ外径に構成されている点である。また、弾性部材当接部16cの外径がホルダ当接部16aと同じ外径に構成されていることで、シャフトホルダ10は、第1シャフトホルダ部10aの装着孔10gの孔径d1が第2シャフトホルダ部10cの装着孔10gの孔径d1と同じ寸法となっている。
弾性部材当接部16cの外径とホルダ当接部16aの外径とを同じ寸法にすることで、ロッカーアームシャフト16及びシャフトホルダ10の形状を簡素化でき、加工工程を少なくすることができる。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、適宜変更できる。例えば、上記実施形態では、駆動機構として弾性部材18を用いた構造としたが、これに限らず、例えばアクチュエータ等を用いてもよい。
また、上記実施形態においては、係止部材21は、その両端に切り欠かれた係止部21kがガイド部材20の本体部20aを引っ掛けるように保持したが、これに限らず、貫通孔である係止部21kがガイド部材20の本体部20aを保持してもよい。
また、上記実施形態においては、シャフトホルダ10に対してガイド部材20を装着する構成としたが、本発明はこれに限るものではなく、シャフトホルダ10とガイド部材20とが一体に形成された構造であってもよい。
2i 吸気側
2e 排気側
10 シャフトホルダ
10a 第1シャフトホルダ部
10c 第2シャフトホルダ部
10d 下ホルダ部
10u 上ホルダ部
10h 貫通孔
13 カムシャフト
14 カム面
15 ロッカーアーム
16 ロッカーアームシャフト
16a ホルダ当接部
16b アーム支持部
16c 弾性部材当接部(駆動機構当接部)
16g 溝部
18 弾性部材(駆動機構)
20 ガイド部材
21 係止部材
AC 支持部中心軸線
SC 中心軸線

Claims (5)

  1. カムシャフト(13)の回転に伴ってカム面(14)と摺動し揺動することで内燃機関の動弁駆動を行うロッカーアーム(15)と、
    前記ロッカーアーム(15)を揺動可能に支持するロッカーアームシャフト(16)と、
    前記ロッカーアームシャフト(16)を回転可能に支持するシャフトホルダ(10)と、を備えるロッカーアーム支持構造であって、
    前記ロッカーアームシャフト(16)は、ロッカーアーム(15)を貫通するアーム支持部(16b)と前記シャフトホルダ(10)に支持されるホルダ当接部(16a)とを有し、駆動機構(18)により軸方向にスライド可能に支持され、
    前記アーム支持部(16b)の支持部中心軸線(AC)は、前記ホルダ当接部(16a)の中心軸線(SC)とは偏心して設けられ、
    前記ロッカーアームシャフト(16)は、前記ホルダ当接部(16a)に前記中心軸線(SC)に対して傾斜して延びる溝部(16g)を有し、
    前記シャフトホルダ(10)は、前記溝部(16g)にスライド可能に嵌入するガイド部材(20)を有し、
    前記駆動機構によって前記ロッカーアームシャフト(16)が軸方向にスライドするとき、前記ガイド部材(20)と前記溝部(16g)とが摺動することで前記ロッカーアームシャフト(16)が回転し、前記アーム支持部(16b)の回転に伴って前記ロッカーアーム(15)と前記カム面(14)とのタペットクリアランスが調整される、ことを特徴とするロッカーアーム支持構造。
  2. 前記ロッカーアームシャフト(16)は、前記アーム支持部(16b)を挟んで前記ホルダ当接部(16a)とは反対側に前記駆動機構に当接する駆動機構当接部(16c)を有し、
    前記ロッカーアームシャフト(16)は、前記駆動機構当接部(16c)から前記ホルダ当接部(16a)に向かって外径が大きくなるように形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のロッカーアーム支持構造。
  3. 前記シャフトホルダ(10)は、前記ホルダ当接部(16a)を保持するとともに前記ガイド部材(20)が設けられた第1シャフトホルダ部(10a)と、前記駆動機構が設けられた第2シャフトホルダ部(10c)とを有し、
    前記駆動機構は、前記ロッカーアームシャフト(16)を前記第1シャフトホルダ部(10a)に向かって付勢する弾性部材(18)である、ことを特徴とする請求項1または2に記載のロッカーアーム支持構造。
  4. 前記シャフトホルダ(10)は、該シャフトホルダ(10)の下部を構成する下ホルダ部(10d)に、該シャフトホルダ(10)の上部を構成する上ホルダ部(10u)を締結することで構成されている、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のロッカーアーム支持構造。
  5. 前記シャフトホルダ(10)は、前記ガイド部材(20)を該シャフトホルダ(10)の外側から挿入可能な貫通孔(10h)を有し、
    前記ロッカーアームシャフト(16)は、前記カムシャフト(13)に平行に吸気側(2i)及び排気側(2e)に並設され、
    前記吸気側(2i)及び前記排気側(2e)の両方に設けられたそれぞれの前記ガイド部材(20)が、前記シャフトホルダ(10)に取り付けられる1つの係止部材(21)にて係止されている、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のロッカーアーム支持構造。
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CN113464234A (zh) * 2021-07-14 2021-10-01 江门市大长江集团有限公司 一种带径向安装孔的摇臂轴、安装结构、发动机及摩托车
WO2021199354A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 本田技研工業株式会社 内燃機関の動弁機構

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