JP4238151B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、動弁カムに従動して揺動するロッカアームが、油圧タペットを介して機関弁に当接するエンジンの動弁装置に関する。

機関弁に当接する油圧タペットがロッカアームに設けられる動弁装置が、特許文献１等で既に知られている。
特開平６−２６４７０８号公報

ところで、ロッカアームに油圧タペットが設けられる従来の動弁装置では、磨耗や温度変化を吸収してタペットクリアランスが「０」に保持されるのであるが、動弁装置各部の製作誤差および組付け誤差等はそのまま残ってしまうので、機関弁のリフト量にバラツキが生じてしまう。また動弁カムが設けられるカムシャフトに動的な振れが生じると、油圧タペットによる機関弁の突き上げが生じてしまう可能性があり、そのような突き上げをなくすために、従来では、動弁カムのベース円半径を周方向に沿って徐々に変化させたり、油圧タペットの初期沈み量を管理することで対処するようにしているが、工作や製造管理が難しく、個体間で動作にバラツキが生じると言う問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ロッカアームから油圧タペットを介して機関弁を開閉駆動する上で、煩雑な工作や製造管理を不要としつつ機関弁のリフト量を容易にかつ精度よく調節し得るようにしたエンジン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、動弁カムが設けられるカムシャフトが、エンジン本体に設けたカムホルダに回転可能に支承され、動弁カムに従動して揺動するロッカアームが、油圧タペットを介して機関弁に当接するエンジンの動弁装置において、前記油圧タペットが嵌装される前記ロッカアームに、油圧タペットを受ける受け部材が摺動自在に嵌合されるとともに、前記油圧タペットとは反対側から前記受け部材に対向する規制部が設けられ、機関弁の閉弁状態での前記規制部および前記受け部材間の間隔を調節するアジャストスクリューが、機関弁の閉弁時に前記受け部材に当接すべく進退位置を調節可能として、前記カムホルダに設けたスクリュー保持部に螺合されることを特徴とする。

さらに請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記機関弁のリフト量を無段階に可変とするリフト可変機構を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、機関弁の閉弁状態でロッカアームの規制部および受け部材間に間隔がある状態では、ロッカアームの開弁方向の揺動動作が開始してから規制部が受け部材に当接するまでは油圧タペットから機関弁に開弁方向の力が作用することはなく、したがって機関弁の閉弁状態で受け部材に当接するアジャストスクリューの進退位置を定めて前記規制部および受け部材間の間隔を調節することにより、動弁装置各部の製作誤差および組付け誤差等があっても機関弁のリフト量にバラツキが生じないように、機関弁のリフト量を精度よくかつ容易に調節することができる。しかもカムシャフトに動的な振れが生じたときに、前記規制部および受け部材間の間隔分だけロッカアームが揺動しても油圧タペットによる機関弁の突き上げが生じることはなく、煩雑な工作や製造管理を不要として油圧タペットによる機関弁の突き上げを防止することができる。

また、エンジン本体に設けられていてカムシャフトを支持するために剛性を比較的高くしているカムホルダに、アジャストスクリューを螺合するスクリュー保持部が設けられることにより、アジャストスクリューの支持剛性を高めることができる。

さらに請求項２記載の発明によれば、リフト可変機構によって機関弁のリフト量が微小となったときでも、精度よく微小リフト量を達成することが可能であり、リフト可変機構を有する動弁装置に有利となる。

図１〜図４は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンの一部縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図である。

先ず図１において、エンジンのエンジン本体５が備えるシリンダヘッド６には、機関弁である一対の吸気弁７……の開閉作動をガイドすべく吸気弁７…のステム７ａ…を摺動可能に嵌合せしめるガイド筒８…が設けられ、ガイド筒８…から突出したステム７ａ…の上部に固定されるリテーナ９…およびシリンダヘッド６間には、吸気弁７…を閉弁方向に付勢する弁ばね１０…が設けられる。

吸気弁７…を開閉駆動する動弁装置は、動弁カム１１に従動して揺動するとともに油圧タペット１２…を介して機関弁７…に当接するロッカアーム１３を備えるものであり、前記動弁カム１１はカムシャフト１４に設けられる。シリンダヘッド６に設けられた下部ホルダ１６には、該ホルダ１６とともにカムホルダ１５を構成する上部ホルダ１７が上方から結合されており、前記カムシャフト１４は、上部および下部ホルダ１６，１７間に挟まれるようにしてカムホルダ１５で回転自在に支承される。

この動弁装置は、機関弁６のリフト量を無段階に変化させ得るリフト可変機構１８を備えており、該リフト可変機構１８は、一端部に油圧タペット１２…が装着されるロッカアーム１３の他端部に一端部が回動可能に連結される第１リンクアーム１９と、第１リンクアーム１９の他端部をエンジン本体５の固定位置に回動可能に支承する固定支軸２１と、第１リンクアーム１９の下方に配置されるとともに前記ロッカアーム１３の他端部に一端部が回動可能に連結される第２リンクアーム２０と、第２リンクアーム２０の他端部を回動可能に支承する可動支軸２２とを備える。

ロッカアーム１３の一端部には、一対の吸気弁７…におけるステム７ａ…の上端に上方から当接する油圧タペット１２…を装着せしめる弁連結部１３ａが設けられる。またロッカアーム１３の他端部には、第１支持部１３ｂと、第１支持部１３ｂの下方に配置される第２支持部１３ｃとが相互に連なって設けられ、第１および第２支持部１３ｂ，１３ｃは、吸気弁７…とは反対側に開いた略Ｕ字状に形成される。

ロッカアーム１３の第１支持部１３ｂには、カムシャフト１４の動弁カム１１に転がり接触するローラ２３が第１連結軸２４およびローラベアリング２５を介して軸支されており、ローラ２３は略Ｕ字状である第１支持部３１ｂに挟まれるように配置される。

第１リンクアーム１９の一端部はロッカアーム１３の第１支持部１３ｂを両側から挟むようにして略Ｕ字状に形成されており、ローラ２３をロッカアーム１３に軸支する第１連結軸２４を介して第１支持部１３ｂに回動可能に連結される。すなわち第１リンクアーム１９の一端部のロッカアーム１３への回動可能な連結、ならびに前記ローラ２３のロッカアーム１３への軸支が共通の第１連結軸２４で達成されることになり、それにより部品点数の低減化を図るとともに動弁装置のコンパクト化に寄与することができる。

第１リンクアーム１９の他端部の両側で、カムホルダ１５…における下部ホルダ１６…には第１リンクアーム１９側に突出する支持ボス１６ａがそれぞれ突出されており、それらの支持ボス１６ａ…を貫通するようにして前記下部ホルダ１６…で支持される固定支軸２１で第１リンクアーム１９の他端部が回動可能に支承され、固定支軸２１の軸線に沿う方向での第１リンクアーム１９の移動は両支持ボス１６ａ…で規制される。

第１リンクアーム１９の下方に配置される第２リンクアーム２０の一端部は、ロッカアーム１３の第２支持部１３ｃに挟まれるように配置され、第２連結軸２６を介して第２支持部１３ｃに回動可能に連結される。

このようなリフト可変機構１８において、可動支軸２２は、図示しない駆動手段によってその位置を無段階に変位駆動されるものであり、その可動支軸２２の変位によって吸気弁７…のリフト量が無段階に変化することになる。

図３および図４において、ロッカアーム１３における弁連結部１３ａの両側には上端を閉塞した有底の装着穴２７…が設けられ、装着穴２７…の閉塞端中央部には貫通孔２８…が穿設されており、貫通孔２８…の周囲の閉塞端内面は環状の規制部２９…として機能する。

油圧タペット１２は、下端を閉じた有底円筒状にして装着穴２７に摺動可能に嵌合されるプランジャ３０と、該プランジャ３０の下端閉塞部を覆うように装着されて前記摺動穴２７の下部に一部を摺動可能に嵌合せしめたキャップ状のチップ３１と、前記プランジャ３０に相対摺動可能に嵌合される円筒部材３２と、プランジャ３０および円筒部材３２間に縮設される戻しばね３３と、チェック弁３４とを備える。

円筒部材３２の下端寄りには、前記プランジャ３０の下端閉塞部との間に油圧室３５を形成する隔壁３６が、該隔壁３６よりも上方で円筒部材３２内に形成される油溜め室３７を前記油圧室３５から隔てるようにして一体に設けられ、前記戻しばね３３は、プランジャ３０の下部閉塞端および隔壁３６間に設けられる。

前記チェック弁３４は、油溜め室３７および油圧室３５間を連通し得るようにして隔壁３６の中央部に穿設される弁孔３８を、油圧室３５側から閉鎖可能な球状の弁体３９が、前記戻しばね３３で隔壁３６側に押しつけられて油圧室３６内に収容されているケージ４０に浮動状に収容されて成るものであり、円筒部材３２が油圧室３５の容積を増大するようにしてプランジャ３０に対して上方に相対移動したときに、前記チェック弁３４は、油圧室３５から油溜め室３７側へのオイル戻りを許容するようにして開弁する。

このような油圧タペット１２は、該油圧タペット１２よりも内方で前記装着穴２７に摺動可能に嵌合される受け部材４１で受けられるものであり、この受け部材４１は、前記円筒部材３２の上端を閉塞端に当接させるようにして装着穴２７に摺動可能に嵌合される有底円筒部４１ａと、前記貫通孔２８を移動自在に貫通するようにして前記有底円筒部４１ａの中央部に同軸にかつ一体に設けられる軸部４１ｂとを備える。

前記受け部材４１の有底円筒部４１ａおよびプランジャ３０の上端との間で装着穴２７内には環状通路４２が形成されており、この環状通路４２を油溜め室３７に通じさせる複数の連通孔４３…が円筒部材３２に設けられる。

前記受け部材４１において、貫通孔２８から上方に吐出した軸部４１ｂの上端には吸気弁７の閉弁時にアジャストスクリュー４４が当接される。吸気弁７の閉弁状態で、油圧タペット１２とは反対側から受け部材４１の有底円筒部４１ａに対向するようにして装着穴２７の閉塞端に設けられている規制部２９と受け部材４１の有底円筒部４１ａとの間の間隔を前記アジャストスクリュー４４で調節するようにして、前記アジャストスクリュー４４が進退位置を調節可能としてエンジン本体５に螺合される。

しかもカムシャフト１４を回転可能に支承してエンジン本体５に設けられるカムホルダ１５の下部ホルダ１６にスクリュー保持部４５が設けられており、前記アジャストスクリュー４は、スクリュー保持部４５に螺合される。

前記油圧タペット１２…にオイルを供給するために、固定支軸２１内には図示しないオイル供給源に通じるオイル供給路４６が設けられ、第１リンクアーム１９の一端部における左右一側には第１連結軸２４を囲繞してロッカアーム１３とは反対側に突出する円筒状のボス部４７が一体に設けられ、ロッカアーム１３には、油路形成部材４８がボルト４９により取付けられる。

前記油路形成部材４８は、第１リンクアーム１９の一端部のロッカアーム１３への摺接部から外れた位置ではロッカアーム１３の側面に密接するようにしてロッカアーム１３に取付けられるものであり、該油路形成部材４８には、前記ボス部４７を嵌合せしめる嵌合孔５０が設けられるとともに、ロッカアーム１３の側面に油密に嵌合するように突出した突部５１が突設される。

第１リンクアーム１９には、固定支軸２１内のオイル供給路４６に通じる第１油路５２が設けられ、第１油路５２に通じる環状の第２油路５３が第１リンクアーム１９の前記ボス部４７および第１連結軸２４間に形成される。また第２油路５３に一端を通じさせる第３油路５４がその他端を前記突部５１内に配置するようにして油路形成部材４８に設けられ、第３油路５４および油圧タペット１２…の環状通路４２…間を結ぶ第４油路５５がロッカアーム１３に設けられる。

次にこの実施例の作用について説明すると、リフト可変機構１８の可動支軸２２を無段階に変位させることで吸気弁７…のリフト量を無段階に変化させることが可能であり、しかも第１および第２リンクアーム１９，２０の一端部がロッカアーム１３に回動可能として直接連結されており、両リンクアーム１９，２０を配置するスペースを少なくして動弁装置のコンパクト化を図ることができ、動弁カム１１からの動力がロッカアーム１３のローラ２３に直接伝達されるので動弁カム１１に対する優れた追従性を確保することができる。

またロッカアーム１３は油圧タペット１２…を介して吸気弁７…に当接するものであり、このロッカアーム１３に、油圧タペット１２を受ける受け部材４１が摺動自在に嵌合されるとともに、油圧タペット１２とは反対側から受け部材４１に対向する規制部２９が設けられ、吸気弁７…の閉弁状態での規制部２９および受け部材４１間の間隔を調節するアジャストスクリュー４４が、吸気弁７の閉弁時に受け部材４１に当接すべく進退位置を調節可能としてエンジン本体５に螺合されている。

而して吸気弁７…の閉弁状態でロッカアーム１３の規制部２９および受け部材４１間に間隔がある状態では、ロッカアーム１３の開弁方向の揺動動作が開始してから規制部２９が受け部材４１に当接するまでは油圧タペット１２から吸気弁７に開弁方向の力が作用することはなく、したがって吸気弁７の閉弁状態で受け部材４１に当接するアジャストスクリュー４４の進退位置を定めて規制部２９および受け部材４１間の間隔を調節することにより、動弁装置各部の製作誤差および組付け誤差等があっても吸気弁７のリフト量にバラツキが生じないように、吸気弁７のリフト量を精度よくかつ容易に調節することができる。この結果、リフト可変機構１８によって吸気弁７のリフト量が微小となったときでも、精度よく微小リフト量を達成することが可能であり、リフト可変機構１８を有する動弁装置に有利となる。

しかもカムシャフト１４に動的な振れが生じるのに応じて、規制部２９および受け部材４１間の間隔分だけロッカアーム１３が揺動しても、油圧タペット１２による吸気弁７の突き上げが生じることはなく、煩雑な工作や製造管理を不要として油圧タペット１２による吸気弁７の突き上げを防止することができる。

またカムシャフト１４を回転可能に支承してエンジン本体１１に設けられるカムホルダ１５に、アジャストスクリュー４４を螺合せしめるスクリュー保持部４５が設けられるので、アジャストスクリュー４４の支持剛性を高めることができる。

ところで前記油圧タペット１２にはオイルを供給することが必要であるが、ロッカアーム１３の側面に摺接するとともに第１連結軸２４を介して該ロッカアーム１３に回動可能に連結される第１リンクアーム１９の一端部に、第１連結軸２４を囲繞してロッカアーム１３とは反対側に突出する円筒状のボス部４７が一体に設けられ、ボス部４７を嵌合せしめる嵌合孔５０を有する油路形成部材４８が、第１リンクアーム１９の一端部のロッカアーム１３への摺接部から外れた位置でロッカアーム１３の側面に密接するようにしてロッカアーム１３に取付けられ、固定支軸２１内に同軸に設けられるオイル供給路４６に通じる第１油路５２が第１リンクアーム１９に設けられ、第１油路５２に通じる環状の第２油路５３が第１リンクアーム１９の前記ボス部４７および第１連結軸２４間に形成され、第２油路５３に通じる第３油路５４が油路形成部材４８に設けられ、第３油路５４および油圧タペット１２間を結ぶ第４油路５５がロッカアーム１３に設けられる。

このような油路構成によれば、第１リンクアーム１９は固定支軸２１の軸線まわりに回動するものであり、固定支軸２１内のオイル供給路４６を第１リンクアーム１９内の第１油路５２に漏れを少なくして通じさせることは容易であり、第１リンクアーム１９のボス部４７および第１連結軸２４間に漏れを少なくして第１油路５２に通じる第２油路５３を形成すること、前記ボス部４７に対して第１連結軸２４の軸線まわりに相対回動する油路形成部材４８に設けられる第３油路５４を第２油路５３に漏れを少なくして通じさせること、ならびに油圧タペット１２に通じてロッカアーム１３に設けられる第４油路５５を、ロッカアーム１３とともに揺動する油路形成部材４８の第３油路５４に漏れを少なくして通じさせることも容易であり、簡単な油路構成で固定支軸２１から油圧タペット１２にオイルを確実に供給することが可能であり、しかも第２油路５３のオイルで第１リンクアーム１９および第１連結軸２４間を潤滑することができる。

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。

エンジンの一部縦断面図である。 図１の２−２線断面図である。 図２の３−３線断面図である。 図２の４−４線断面図である。

符号の説明

５・・・・エンジン本体
７・・・・機関弁としての吸気弁
１１・・・動弁カム
１２・・・油圧タペット
１３・・・ロッカアーム
１４・・・カムシャフト
１５・・・カムホルダ
１８・・・リフト可変機構
２９・・・規制部
４１・・・受け部材
４４・・・アジャストスクリュー
４５・・・スクリュー保持部

Claims (2)

1. 動弁カム（１１）が設けられるカムシャフト（１４）が、エンジン本体（５）に設けたカムホルダ（１５）に回転可能に支承され、動弁カム（１１）に従動して揺動するロッカアーム（１３）が、油圧タペット（１２）を介して機関弁（７）に当接するエンジンの動弁装置において、
   前記油圧タペット（１２）が嵌装される前記ロッカアーム（１３）に、油圧タペット（１２）を受ける受け部材（４１）が摺動自在に嵌合されるとともに、前記油圧タペット（１２）とは反対側から前記受け部材（４１）に対向する規制部（２９）が設けられ、
   機関弁（７）の閉弁状態での前記規制部（２９）および前記受け部材（４１）間の間隔を調節するアジャストスクリュー（４４）が、機関弁（７）の閉弁時に前記受け部材（４１）に当接すべく進退位置を調節可能として、前記カムホルダ（１５）に設けたスクリュー保持部（４５）に螺合されることを特徴とするエンジンの動弁装置。
2. 前記機関弁（７）のリフト量を無段階に可変とするリフト可変機構（１８）を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの動弁装置。

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