JP2021050649A - 動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動弁装置のピボットの先端部に取り付けられたソケットが油圧で外れるのを防止する。【解決手段】動弁装置は、球面状の先端部６ａ、その後端側に接続されロッカアームに固定される本体部を有するピボット６と、先端部６ａ側を収容する凹状の収容部７ａと、収容部７ａの内周面側に形成される環状溝７３とを有し、先端部６ａ側に被せられた状態で、バルブブリッジに当接されるソケット７と、先端部６ａの後端側の周りを取り囲むような環状をなし、外縁側が環状溝７３に嵌められる形でソケット７に取り付けられるＯリング１０とを備える。Ｏリング１０は、環状溝７３と先端部６ａの後端側の外周面６５との間に配されるリング本体部１０ａと、リング本体部１０ａの周りに形成され、空間Ｓ１と外部を連通させる連通部Ｓ２，Ｓ３とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、動弁装置に関する。

内燃機関（エンジン）は、吸排気用のバルブを駆動させるための動弁装置を備えている。この種の動弁装置では、例えば、特許文献１に示されるように、カムシャフトの回転により、アーム軸に固定されるロッカアームが揺動され、そのロッカアームに固定されるピボット（アジャストスクリュ）が上下動される。ピボットの先端には、ソケット（キャップ）が取り付けられており、そのようなピボットの上下動により、ソケットを介してバルブブリッジ（ブリッジ）が上下動される。そして、バルブブリッジの両側に固定される一対の吸気用のバルブ（又は排気用のバルブ）が同時に上下動される。

前記ピボットの先端は、球面状に形成され、その球面状の先端部（球面部）が、ソケットに設けられた凹部に嵌合される形で、ピボットの先端にソケットが取り付けられている。また、凹部には、環状溝が形成されており、その環状溝に、ゴム、樹脂等からなる環状のシールリングが嵌合する形で取り付けられている。このシールリングは、凹部からの先端部の抜けを防止すると共に、先端部とソケットの凹部との間に密閉空間を形成する機能を有する。

また、前記ピボットは、ロッカアームの一端に形成される螺子穴に、螺合する形で固定されている。前記ロッカアームには、アーム軸を介して供給される潤滑用オイルポンプからのエンジンオイルを螺子穴に導く第１のオイル通路が形成されている。また、前記ピボットには、一端がロッカアームに形成される第１のオイル通路に連通され、かつ他端が凹部の環状溝より内側の凹部に連通する第２のオイル通路が形成されている。そして、動弁装置（内燃機関）の実働時に、エンジンオイルは、第１のオイル通路及び第２のオイル通路を通り、ピボットの先端部とソケットの凹部との間に形成される密閉空間に常時供給される。

特開平８−２０００１９号公報

実働時において、ピボットの先端部とソケットの凹部との間の空間（密閉空間）に、大きな圧力（油圧）が掛かった場合に、シールリングが外側へ押し出される形で凹部の環状溝から外れる虞があった。シールリングが外れると、メンテナンス時等において、内燃機関を分解した際に、ソケットがピボットの先端部（球面部）から外れてしまい、内燃機関内等に落下する虞があった。そのように落下したソケットが、内燃機関等の不具合の原因となる虞があり、問題となっていた。

本発明の目的は、動弁装置におけるピボットの先端部に取り付けられたソケットが油圧で外れるのを防止することである。

本発明に係る動弁装置は、揺動可能な状態で支持されるロッカアームと、球面状の先端部と、後端側に接続され前記ロッカアームに固定される本体部とを有するピボットと、前記ピボットの前記先端部側を収容する凹状の収容部と、前記収容部の内周面側に形成される環状溝とを有し、前記先端部側に被せられた状態で、バルブブリッジに当接されるソケットと、前記収容部に収容された前記先端部の後端側の周りを取り囲むような環状をなし、外縁側が前記環状溝に嵌められる形で前記ソケットに取り付けられるＯリングとを備え、前記ロッカアームは、オイルポンプより供給されるオイルを通過させる第１オイル通路を有し、前記ピボットは、一端が前記第１オイル通路の下流側と連通し、他端が前記収容部と前記先端部との間に形成される空間に連通する第２オイル通路を有し、前記Ｏリングは、前記環状溝と前記先端部の後端側の外周面との間に配されるリング本体部と、前記リング本体部の周りに形成され、前記空間と前記収容部の外部とを連通させる連通部とを有する。

前記動弁装置において、前記リング本体部は、大径部と、前記大径部に接続し、前記大径部よりも小径な小径部とを有し、前記連通部は、前記小径部における前記リング本体部の周りに形成されることが好ましい。

前記動弁装置において、前記連通部は、前記リング本体部の周面に配される溝部によって形成されることが好ましい。

前記動弁装置において、前記溝部は、前記リング本体部の周面に螺旋状に形成されることが好ましい。

本発明によれば、動弁装置におけるピボットの先端部に取り付けられたソケットが油圧で外れるのを防止することができる。

実施形態１に係る動弁装置の断面図 動弁装置のピボット及びソケット付近の拡大図 Ｏリングの平面図 ソケットの環状溝に嵌められているＯリングと、収容部に収容されているピボットの接続部付近の拡大断面図 実施形態２に係るＯリングの平面図 実施形態３に係るＯリングの平面図 実施形態４に係るＯリングの平面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１〜図４を参照しつつ説明する。本実施形態では、オーバーヘッドカム式のエンジン（内燃機関）の動弁装置１について説明する。

図１は、実施形態１に係る動弁装置１の断面図である。図１において符号２は、ロッカアームを示しており、このロッカアーム２は、アーム軸３に揺動自在な状態で支持されている。

ロッカアーム２は、図１において左右方向に延びた長手状をなしており、その一方の端部（図１の右側の端部）２ａに、ローラ４が回転自在な状態で支持されている。そして、ローラ４には、カムシャフト５が当接されている。また、ロッカアーム２の他方の端部（図１の左側の端部）２ｂには、ピボット６が固定されている。ピボット６は、先端側が下方を向く形で、後端側がロッカアーム２に固定されている。本実施形態のロッカアーム２は、所謂、エレファントフット式であり、下方を向くピボット６の先端部６ａ（図２参照）に、ソケット（キャップ）７が被せられている。そして、そのソケット７の下端がバルブブリッジ８の上面に当接されている。

バルブブリッジ８の中央には、穴部８１が形成され、この穴部８１に、シリンダ８２に固定される案内ピン８３が挿入されている。図１におけるバルブブリッジ８の左右両側には、一対の吸気用のバルブ（又は排気用のバルブ）８４，８５の上端がそれぞれ固定されている。バルブブリッジ８の両側と、シリンダ８２との間には、バルブ８４，８５の各上部が挿通される２つの戻しスプリング８６，８７が配置され、各戻しスプリング８６，８７の上端にそれぞれ押圧部材８８，８９が配置されている。

図２は、動弁装置１のピボット６及びソケット７付近の拡大図である。図２に示されるように、ロッカアーム２の端部２ａに、概ね上下方向に貫通する形で、雌螺子面を含む螺子穴２１ａが形成されている。ピボット６は、全体的には、概ね上下方向に延びた長手状（棒状）をなしており、その先端部６ａは、球面状（半球面状）に形成されている。先端部６ａの後端側に接続するピボット６の本体部６ｂは、全体的には、長手状（棒状）をなしており、その外周面に雄螺子面を備えている。ピボット６は、先端部６ａが下方を向くように、後端（本体部６ｂの後端）６ｃ側から螺子穴２１ａに挿入されつつ、本体部６ｂの雄螺子面を螺子穴２１ａの雌螺子面に螺合させる形で、ロッカアーム２の端部２ａの所定箇所に取り付けられる。ピボット６の後端６ｃは、ロッカアーム２の端部２ａから上方へ突き出しており、その突き出したピボット６の後端（本体部６ｂの後端）６ｃに、ナット９が螺着されることで、ピボット６がロッカアーム２の端部２ａに固定されている。

ピボット６の先端部６ａは、ソケット７に形成された凹状の収容部７ａに収容される。ソケット７は、金属又は合金からなる金属系材料を所定形状に加工したものからなり、全体的には、上方に開口した容器状をなしている。ソケット７は、バルブブリッジ８の上面に当接（載置）される底部７１と、この底部７１の周縁から立ち上がった筒状の周壁部７２とを備えている。周壁部７２の内周面及び底部７１の上面によって囲まれた部分が、ピボット６の先端部６ａ側を収容する収容部７ａとなっている。収容部７ａの底側は、球面状（半球面状）に凹んだような形をなしている。

ピボット６の本体部６ｂのうち、先端部６ａと接続する部分は、それよりも後側の部分（雄螺子面を有する部分）よりも細くなっている。この細くなった部分を、特に、先側本体部６１と称する。また、先側本体部６１の外径は、先端部６ａの最大径よりも小さくされている。ソケット７の収容部７ａは、ピボット６の先端部６ａを収容しつつ、先側本体部６１の一部も収容する形となっている。

収容部７ａの内周面側において、先側本体部６１とピボット６の先端部６ａとの接続部６２の周り（先端部６ａの後端側の周り）を取り囲む箇所に、環状溝７３が形成されている。環状溝７３は、ソケット７の周壁部７２の内周面７２ａ側に設けられている。そして、環状溝７３には、Ｏリング１０が嵌められている。Ｏリング１０は、ゴム、樹脂等の弾性材料が環状に形成されたものからなり、その外縁側が、環状溝７３に接する形で嵌められている。

Ｏリング１０は、ピボット６の先端部６ａ側がソケット７の収容部７ａに収容された状態において、環状溝７３と、接続部６２付近（先端部６ａの後端側）のピボット６の外周面との間に配置される。また、Ｏリング１０は、環状溝７３とピボット６の前記外周面との間で挟まれた形となっている。ピボット６の先端部６ａの最大径は、Ｏリング１０の内径よりも大きく設定されており、ソケット７の取付時に、ピボット６の先端部６ａは、Ｏリング１０を広げるように弾性変形させながら、Ｏリング１０内を通過する形となる。

Ｏリング１０は、ソケット７の収容部７ａから、ピボット６の先端部６ａが抜け出るのを防止する機能を備える。なお、Ｏリング１０は、収容部７ａとピボット６の先端部６ａとの間に形成される空間Ｓ１（図４参照）を完全に密閉するものではなく、後述するように、収容部７ａ内と外部とを連通させる構造を備えている。

図３は、Ｏリング１０の平面図である。Ｏリング１０は、図３に示されるように、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Ｏリング１０は、正円状（円環状）のリング本体部１０ａを有する。リング本体部１０ａは、ソケット７の環状溝７３と、ピボット６の先端部６ａの後端側の外周面との間に形成される空間に配される大径の大径部１０ｂと、大径部１０ｂよりも小径の小径部１０ｃとを備えている。小径部１０ｃは、環状溝７３と先端部６ａの後端側の外周面との間に、収容部７ａと外部とを連通させる隙間が形成されるように、環状溝７３と先端部６ａの後端側（接続部６２付近）の外周面との間に配される。

大径部１０ｂは、複数個（本実施形態の場合、４個）からなり、それらは互いに間隔を保ちつつ環状に並んだ形となっている。そして、それらの大径部１０ｂを繋ぐ形で、複数個（本実施形態の場合、４個）の小径部１０ｃが配置されている。つまり、大径部１０ｂ及び小径部１０ｃは、交互に並びつつ、互いに接続した形となっている。大径部１０ｂと小径部１０ｃとが接続する部分は、段差状になっている。小径部１０ｃは、環状溝７３及びピボット６の先端部６ａの後端側（接続部６２付近）の外周面に対して、接触しない部分である。

図２等に示されるように、ロッカアーム２の内部には、第１オイル通路２１ｂが形成されている。そして、ピボット６の内部には、一端がロッカアーム２に形成された第１オイル通路２１ｂと連通し、かつ他端が環状溝７３よりも奥側（底側）にある収容部７ａと連通する第２オイル通路６３が形成されている。図示されない潤滑用オイルポンプからアーム軸３を介して供給されたエンジンオイル（オイル）は、第１オイル通路２１ｂを通って、ピボット６が螺着されている螺子穴２１ａへ供給される。そして、螺子穴２１ａに供給されたエンジンオイルの一部は、第２オイル通路６３を通って、ピボット６の先端部６ａにある第２オイル通路６３の開口端から吐出されて、収容部７ａ内に供給される。

本実施形態の動弁装置１では、カムシャフト５の回転により、アーム軸３に固定されるロッカアーム２が揺動され、そのロッカアーム２に固定されるピボット６が上下動される。そして、ピボット６の上下動により、ソケット７を介してバルブブリッジ８が上下動され、ブリッジ８の両側に固定される一対の吸気用のバルブ（又は排気用のバルブ）８４，８５が同時に上下動される。

また、動弁装置１の実働時において、アーム軸３を介して供給される潤滑用オイルポンプからのエンジンオイルが、第１オイル通路２１ｂ及び第２オイル通路６３を通り、ピボット６の先端部６ａとソケット７の収容部７ａとの間の空間に常時供給される。

図４は、ソケット７の環状溝７３に嵌められているＯリング１０と、収容部７ａに収容されているピボット６の接続部６２付近の拡大断面図である。ピボット６の先端部６ａとソケット７の収容部７ａとの間に形成される空間Ｓ１にエンジンオイルが常時供給されると、空間Ｓ１内の圧力（油圧）が高くなる場合が懸念される。ただし、本実施形態の動弁装置１では、環状溝７３と先端部６ａの後端側の外周面６５（接続部６２付近）との間に、収容部７ａ内の空間Ｓ１と外部とを連通させる連通部Ｓ２，Ｓ３が形成されているため、それらの連通部Ｓ２，Ｓ３を利用して、空間Ｓ１内の圧力を外部へ逃がすことができる。そのため、本実施形態の動弁装置１では、空間Ｓ１内の圧力（油圧）により、Ｏリング１０が環状溝７３から押し出される形で外れることが防止される。

連通部Ｓ２，Ｓ３は、Ｏリング１０の小径部１０ｃにおけるリング本体部１０ａの周りに形成される部分である。Ｏリング１０の外縁側にある連通部Ｓ２は、環状溝７３と面する小径部１０ｃの周りに形成される部分である。また、Ｏリング１０の内縁側にある連通部Ｓ３は、ピボット６の後端側（接続部６２付近）の外周面６５と面する小径部１０ｃの周りに形成される部分である。なお、本実施形態の場合、連通部Ｓ２，Ｓ３同士は、互いに繋がっており、小径部１０ｃの周りで１つの環状の空間を形成している。図４には、空間Ｓ１内の圧力（油圧、エンジンオイル）が連通部Ｓ２を通って外部へ逃げる様子が、矢印（符号２０）によって模式的に示されている。なお、図４に示されるように、Ｏリング１０の断面は、円形状である。

＜実施形態２＞
次いで、本発明の実施形態２を、図５を参照しつつ説明する。図５は、実施形態２に係るＯリング１０Ａの平面図である。本実施形態は、上記実施形態１と比べて、Ｏリング１０Ａの構成のみが異なっている。そのため、図１等を適宜、参照しつつ、Ｏリング１０Ａの構成について説明する（以降の実施形態についても同様）。

本実施形態のＯリング１０Ａは、実施形態１と同様、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Ｏリング１０Ａは、実施形態１と同様、正円状（円環状）のリング本体部１０Ａａを有する。リング本体部１０Ａａは、複数個の大径の大径部１０Ａｂと、複数個の小径の小径部１０Ａｃとが、互いに間隔を保ちつつ環状に繋がった形となっている。ただし、本実施形態の場合、小径部１０Ａｃは、Ｏリング１０Ａの内縁側に片寄った状態で配されている。Ｏリング１０Ａが、ソケット７の環状溝７３に取り付けられた際、小径部１０Ａｃと環状溝７３との間に隙間が形成される。そして、環状溝７３と面するそのような小径部１０Ａｃの周りに、収容部７ａ内の空間Ｓ１と外部とを連通させる連通部Ｓ４が形成される。つまり、連通部Ｓ４は、小径部１０Ａｃにおけるリング本体部１０Ａａの周りに形成される部分である。このように、Ｏリング１０Ａの小径部１０Ａｃは、内縁側に片寄った状態であってもよい。

＜実施形態３＞
次いで、本発明の実施形態３を、図６を参照しつつ説明する。図６は、実施形態３に係るＯリング１０Ｂの平面図である。本実施形態のＯリング１０Ｂは、実施形態１と同様、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Ｏリング１０Ｂは、実施形態１と同様、正円状（円環状）のリング本体部１０Ｂａを有する。リング本体部１０Ｂａは、複数個の大径の大径部１０Ｂｂと、複数個の小径の小径部１０Ｂｃとが、互いに間隔を保ちつつ環状に繋がった形となっている。ただし、本実施形態の場合、小径部１０Ｂｃは、Ｏリング１０Ｂの外縁側に片寄った状態で配されている。Ｏリング１０Ｂが、ソケット７の環状溝７３に取り付けられた際、小径部１０Ｂｃと、先端部６ａの後端側の外周面６５（接続部６２付近）との間に、収容部７ａ内の空間Ｓ１と外部とを連通させる連通部Ｓ５が形成される。つまり、連通部Ｓ５は、小径部１０Ｂｃにおけるリング本体部１０Ｂａの周りに形成される部分である。このように、Ｏリング１０Ｂの小径部１０Ｂｃは、外縁側に片寄った状態であってもよい。

＜実施形態４＞
次いで、本発明の実施形態４を、図７を参照しつつ説明する。図７は、実施形態４に係るＯリング１０Ｃの平面図である。本実施形態のＯリング１０Ｃは、実施形態１と同様、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Ｏリング１０Ｃは、環状に繋がった１つのリング本体部１０Ｃａと、その周面に螺旋状に形成される凹状の１つの繋がった溝部１１とを備えている。

Ｏリング１０Ｃが、ソケット７の環状溝７３に取り付けられた際、溝部１１と環状溝７３との間、及び溝部１１と先端部６ａの後端側の外周面６５（接続部６２付近）との間に、収容部７ａ内の空間Ｓ１と外部とを連通させる複数個の連通部Ｓ６が形成される。本実施形態の場合、リング本体部１０Ｃａが環状に繋がっており、その外径は、概ね均一に揃えられている。つまり、本実施形態の場合、上記実施形態１等に示される小径部のような、外径の小さい部分を含んでおらず、強度的に優れた構造となっている。本実施形態のように、溝部１１を利用して、収容部７ａ内の空間Ｓ１と外部とを連通させる連通部Ｓ６を形成してもよい。

なお、他の実施形態においては、本発明の目的を損なわない限り、溝部１１が複数個に分離された状態であってもよい。

１…動弁装置、２…ロッカアーム、２１ｂ…第１オイル通路、３…アーム軸、４…ローラ、５…カムシャフト、６…ピボット、６ａ…先端部、６ｂ…本体部、６ｃ…後端、６３…第２オイル通路、７…ソケット、７ａ…収容部、７３…環状溝、８…バルブブリッジ、９…ナット、１０…Ｏリング、１０ａ…リング本体部、１０ｂ…大径部、１０ｃ…小径部、Ｓ１…空間、Ｓ２，Ｓ３…連通部

Claims (4)

1. 揺動可能な状態で支持されるロッカアームと、
   球面状の先端部と、前記先端部の後端側に接続され前記ロッカアームに固定される本体部とを有するピボットと、
   前記先端部側を収容する凹状の収容部と、前記収容部の内周面側に形成される環状溝とを有し、前記先端部側に被せられた状態で、バルブブリッジに当接されるソケットと、
   前記収容部に収容された前記先端部の後端側の周りを取り囲むような環状をなし、外縁側が前記環状溝に嵌められる形で前記ソケットに取り付けられるＯリングとを備え、
   前記ロッカアームは、オイルポンプより供給されるオイルを通過させる第１オイル通路を有し、
   前記ピボットは、一端が前記第１オイル通路の下流側と連通し、他端が前記収容部と前記先端部との間に形成される空間に連通する第２オイル通路を有し、
   前記Ｏリングは、前記環状溝と前記先端部の後端側の外周面との間に配されるリング本体部と、前記リング本体部の周りに形成され、前記空間と前記収容部の外部とを連通させる連通部とを有する動弁装置。
2. 前記リング本体部は、大径部と、前記大径部に接続し、前記大径部よりも小径な小径部とを有し、
   前記連通部は、前記小径部における前記リング本体部の周りに形成される請求項１に記載の動弁装置。
3. 前記連通部は、前記リング本体部の周面に配される溝部によって形成される請求項１に記載の動弁装置。
4. 前記溝部は、前記リング本体部の周面に螺旋状に形成される請求項３に記載の動弁装置。

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