JP4611964B2

JP4611964B2 - ロッカアーム組付モジュール

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Publication number: JP4611964B2
Application number: JP2006328601A
Authority: JP
Inventors: 真之山本; 雅英櫻井; 智己三好; 直樹平松
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2026-12-05
Also published as: US7779803B2; EP1930559A3; EP1930559B1; US20080127923A1; ATE531902T1; EP1930559A2; JP2008138645A

Description

本発明は、エンジンのバルブ開閉機構に用い、ハウジングに、ピボット、ロッカアーム及びカムシャフトを組み付けてなるロッカアーム組付モジュールに関する。

自動車等のレシプロエンジンに使用されるバルブ開閉機構は、カムシャフトにおけるカムの回転を受けてロッカアームを揺動させることにより、吸気又は排気を行うエンジンバルブを開閉させて、エンジンの燃焼による吸気又は排気を行うよう構成されている。また、ＯＨＣ（オーバーヘッドカム）方式のエンジンにおいては、ロッカアームは、その一端を、揺動支点を形成するピボット上に係合させると共に、その他端を、エンジンバルブのステム先端部上に係合させている。また、ロッカアームは、一対の支持壁の間に支持したローラを、その上方に位置する上記カムと当接させている。こうして、エンジンを動作させるときには、ロッカアームは、カムとピボット及びエンジンバルブとの間に挟持された状態で揺動して、エンジンバルブを開閉させている。

ところで、上記従来のバルブ開閉機構においては、ピボット、ロッカアーム及びカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに直接組み付けている。そのため、これらの部品をシリンダヘッドとは別に組み付けてモジュール化することは行われていない。また、ロッカアームの組付を行う際に、その下方にエンジンバルブが存在しない場合には、ロッカアームは、その姿勢が安定しないために脱落してしまうおそれがあった。

なお、特許文献１においては、カムフォロアの取外し時にプッシュロッドの下面を受け止めることができる案内壁をシリンダヘッドに形成した内燃機関について開示されている。しかしながら、特許文献１においても、上記従来のバルブ開閉機構と同様に、上記モジュール化の工夫及びロッカアームの脱落防止を行う工夫はなされていない。

特開昭６１−２７９７１０号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ロッカアームの脱落を防止して、ハウジングに対してカムシャフト、ロッカアーム及びピボットを組み付けてモジュール化することができるロッカアーム組付モジュールを提供しようとするものである。

第１の発明は、エンジンバルブをスライド可能に配設してなるシリンダヘッドに配置するハウジングと、
該ハウジングに対して回転可能に支持されたカムシャフトと、
該カムシャフトに設けたカムの回転を受けて揺動することにより、上記エンジンバルブの開閉を行うロッカアームと、
上記ハウジングに固定すると共に、上記ロッカアームの一端を摺動可能に支持して、該ロッカアームの揺動支点を形成するピボットとを有しており、
上記ハウジングには、上記ロッカアームの作動時における揺動範囲よりも下方位置に、上記ピボット上に一端を配置した上記ロッカアームが脱落しないように支えるための脱落防止手段が設けてあり、
上記ハウジングにおいて、上記カムシャフトにおける上記カムと、上記ピボット及び上記脱落防止手段との間に上記ロッカアームを配置してモジュール化し、該ロッカアームの脱落を防止した状態で上記シリンダヘッドに配置するよう構成したことを特徴とするロッカアーム組付モジュールにある（請求項１）。

本発明のロッカアーム組付モジュールは、ハウジングに対して、カムシャフト、ロッカアーム及びピボットを組み付けてなる。そして、この組付を行った状態のハウジングをシリンダヘッドに配置することにより、シリンダヘッドにスライド可能に配設したエンジンバルブのステム先端部と、ハウジングにおけるロッカアームとを係合させることができる。これにより、エンジンにおけるバルブ開閉機構を形成することができる。

また、ロッカアーム組付モジュールは、シリンダヘッドとは別体に組付を行うことができ、単体で運搬等が可能である。また、ハウジングには、上記脱落防止手段が設けてある。そして、ハウジングに対して、カムシャフト、ロッカアーム及びピボットを組み付ける際には、カムシャフトにおけるカムと、ピボット及び脱落防止手段との間にロッカアームを配置する。これにより、ロッカアームは、ピボットと脱落防止手段とによって下方から支えられ、カムによって上方へ外れてしまうことが防止される。そのため、ロッカアーム組付モジュールにおいて、ロッカアームがハウジングから脱落してしまうことを防止することができる。

また、ロッカアーム組付モジュールは、ロッカアームの脱落を防止して、エンジンバルブをスライド可能に配設したシリンダヘッドに配置することができる。これにより、ロッカアーム組付モジュールをシリンダヘッドに容易に組み付けることができる。
そして、ハウジングにおける脱落防止手段は、ロッカアームの作動時における揺動範囲よりも下方位置に設けてある。これにより、ロッカアームとエンジンバルブのステム先端部とが係合したときには、脱落防止手段がロッカアームの揺動動作の障害になることを防止することができる。

それ故、本発明のロッカアーム組付モジュールによれば、ロッカアームの脱落を防止して、ハウジングに対してカムシャフト、ロッカアーム及びピボットを組み付けてモジュール化することができる。

第２の発明は、エンジンバルブをスライド可能に配設してなるシリンダヘッドに配置するハウジングと、
該ハウジングに対して回転可能に支持されたカムシャフトと、
該カムシャフトに設けたカムの回転を受けて揺動することにより、上記エンジンバルブの開閉を行うロッカアームと、
上記ハウジングに固定すると共に、上記ロッカアームの一端を摺動可能に支持して、該ロッカアームの揺動支点を形成するピボットとを有しており、
上記ハウジングには、上記ロッカアームの作動時における揺動範囲内に、上記ピボット上に一端を配置した上記ロッカアームが脱落しないように支えるための抜差脱落防止手段が設けてあり、
上記ハウジングにおいて、上記カムシャフトにおける上記カムと、上記ピボット及び上記抜差脱落防止手段との間に上記ロッカアームを配置してモジュール化し、該ロッカアームの脱落を防止した状態で上記シリンダヘッドに配置するよう構成してあり、かつ該シリンダヘッドに配置した後に、上記ハウジングから上記抜差脱落防止手段を抜き出すよう構成したことを特徴とするロッカアーム組付モジュールにある（請求項３）。

本発明のロッカアーム組付モジュールも、ハウジングに対して、カムシャフト、ロッカアーム及びピボットを組み付けてなる。そして、この組付を行った状態のハウジングをシリンダヘッドに配置することにより、シリンダヘッドにスライド可能に配設したエンジンバルブのステム先端部と、ハウジングにおけるロッカアームとを係合させることができる。これにより、エンジンにおけるバルブ開閉機構を形成することができる。

また、ロッカアーム組付モジュールは、シリンダヘッドとは別体に組付を行うことができ、単体で運搬等が可能である。また、ハウジングには、上記抜差脱落防止手段が設けてある。そして、ハウジングに対して、カムシャフト、ロッカアーム及びピボットを組み付ける際には、カムシャフトにおけるカムと、ピボット及び抜差脱落防止手段との間にロッカアームを配置する。これにより、ロッカアームは、ピボットと抜差脱落防止手段とによって下方から支えられ、カムによって上方へ外れてしまうことが防止される。そのため、ロッカアーム組付モジュールにおいて、ロッカアームがハウジングから脱落してしまうことを防止することができる。

また、ロッカアーム組付モジュールは、ロッカアームの脱落を防止して、エンジンバルブをスライド可能に配設したシリンダヘッドに配置することができる。これにより、ロッカアーム組付モジュールをシリンダヘッドに容易に組み付けることができる。
また、ハウジングにおける抜差脱落防止手段は、ロッカアームの作動時における揺動範囲内に設けてある一方、ハウジングに対して抜差しが可能である。そして、ロッカアーム組付モジュールをシリンダヘッドに配置し、ロッカアームとエンジンバルブのステム先端部とが係合したときには、ハウジングから抜差脱落防止手段を抜き出す。これにより、抜差脱落防止手段がロッカアームの揺動動作の障害になることを防止することができる。

上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記ハウジングは、上記ピボットを複数個固定してなると共に、該ピボットの個数に対応して上記ロッカアームを複数個まとめて配置するよう構成し、上記脱落防止手段は、上記複数個のロッカアームの配置箇所に対応して上記ハウジングに複数個形成した脱落防止突起とすることが好ましい（請求項２）。
この場合には、各脱落防止突起により各ロッカアームの脱落を防止して、ハウジングに対して複数個のロッカアーム及びピボットを組み付けてなるロッカアーム組付モジュールを形成することができる。

また、第２の発明において、上記カムシャフトには、上記カムを複数個設け、上記ハウジングには、上記カムの個数に対応して上記ロッカアームを上記カムシャフトの軸方向に沿って複数個並列配置し、上記抜差脱落防止手段は、上記カムシャフトに平行に上記ハウジングに設けて、上記複数個のロッカアームの脱落防止をまとめて行うことができる抜差脱落防止ピンとすることが好ましい（請求項４）。
この場合には、同じ抜差脱落防止ピンにより、複数個のロッカアームの脱落をまとめて防止することができ、使用する抜差脱落防止ピンの本数を減らすことができる。また、この場合にも、抜差脱落防止ピンにより複数個のロッカアームの脱落を防止して、ハウジングに対して複数個のロッカアーム及びピボットを組み付けてなるロッカアーム組付モジュールを形成することができる。

以下に、本発明のロッカアーム組付モジュールにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例のロッカアーム組付モジュール１は、図１に示すごとく、ハウジング２に対して、カムシャフト３、ロッカアーム４及びピボット５を組み付けてなる。ハウジング２は、エンジンバルブ７をスライド可能に配設してなるシリンダヘッド６の凹部６１内に配置する形状に形成してある（図３、図４参照）。カムシャフト３は、ハウジング２に対して回転可能に支持されている。ロッカアーム４は、カムシャフト３に設けたカム３１の回転を受けて揺動することにより、エンジンバルブ７の開閉を行うよう構成されている。ピボット５は、ハウジング２に固定してロッカアーム４の一端を摺動可能に支持し、ロッカアーム４の揺動支点を形成するよう構成されている。

図２に示すごとく、ハウジング２には、ロッカアーム４の作動時における揺動範囲Ｘよりも下方位置に、ピボット５上に一端を配置したロッカアーム４が脱落しないように支えるための脱落防止手段２１が設けてある。そして、同図に示すごとく、ロッカアーム組付モジュール１は、ハウジング２において、カムシャフト３におけるカム３１と、ピボット５及び脱落防止手段２１との間にロッカアーム４を配置してモジュール化し、図１、図３に示すごとく、ロッカアーム４の脱落を防止した状態でシリンダヘッド６の凹部６１内に配置するよう構成してある。

以下に、本例のロッカアーム組付モジュール１につき、図１〜図５と共に詳説する。
本例のロッカアーム組付モジュール１は、ＯＨＣ（オーバーヘッドカム）方式のエンジンのシリンダヘッド６に用いるものである。
図１に示すごとく、シリンダヘッド６には、エンジンの吸排気口６２（吸気口６２Ａ又は排気口６２Ｂ）を開閉するようスライド可能なエンジンバルブ７が配設されている。本例のシリンダヘッド６は、４バルブ３気筒のエンジンを形成するものであり、図４に示すごとく、各気筒には、吸気バルブとしてのエンジンバルブ７Ａが２本と、排気バルブとしてのエンジンバルブ７Ｂが２本配設されている。
また、各エンジンバルブ７は、コイルバネ７２によって吸排気口６２を閉じる方向に付勢されている。

図１、図２に示すごとく、ハウジング２は、ピボット５を複数個固定してなると共に、ピボット５の個数に対応してロッカアーム４を複数個まとめて配置するよう構成してある。ハウジング２において、カムシャフト３、ロッカアーム４及びピボット５は、吸気側と排気側とに分かれてそれぞれ配列されている。
カムシャフト３は、吸気口６２Ａに配設した吸気バルブ７Ａを開閉するロッカアーム４を揺動させる吸気側カムシャフト３Ａと、排気口６２Ｂに配設した排気バルブ７Ｂを開閉するロッカアーム４を揺動させる排気側カムシャフト３Ｂとがある。そして、吸気側カムシャフト３Ａには、吸気側ロッカアーム４Ａの配置個数に応じて複数個のカム３１が設けてあり、排気側カムシャフト３Ｂには、排気側ロッカアーム４Ｂの配置個数に応じて複数個のカム３１が設けてある。

図２に示すごとく、ハウジング２には、ピボット５を固定するピボット保持部２４と、カムシャフト３を回転可能に支持する軸受部２３とが形成されている。図４に示すごとく、軸受部２３は、各カムシャフト３の軸方向の複数箇所をそれぞれ支持するよう複数箇所に形成されている。ハウジング２は、枠形状において互いに対向する一対の枠部２２同士の上部を軸受部２３によって連結して形成してある。
図２、図５に示すごとく、ハウジング２には、ロッカアーム４の横方向（ピボット５に係合する一端とエンジンバルブ７のステム先端部７１に係合する他端とを結ぶ揺動方向に直交する方向）のガイドを行う揺動ガイド２５が、各ロッカアーム４の配置箇所に対応して形成してある。

図４に示すごとく、ロッカアーム４及びピボット５は、カムシャフト３に設けたカム３１の個数に対応して、カムシャフト３の軸方向に沿ってハウジング２に複数個並列配置してある。図２に示すごとく、ピボット５は、その先端部５１が半球面凸状に形成されており、ロッカアーム４の一端は、ピボット５の半球面凸状の先端部５１を覆うように係合する半球面凹状に形成されている。

図２、図５に示すごとく、本例の脱落防止手段２１は、ハウジング２から突出して形成した脱落防止突起２１であり、脱落防止突起２１は、複数個のロッカアーム４の配置箇所に対応してハウジング２の複数箇所に形成してある。本例の脱落防止突起２１は、上記揺動ガイド２５の下部に形成してある。
なお、脱落防止突起２１は、揺動ガイド２５同士を連結するように形成することもでき、各揺動ガイド２５からロッカアーム４の下方位置に突出させて形成することもできる。

なお、図４、図５は、ロッカアーム組付モジュール１をシリンダヘッド６の凹部６１内に配置した状態を、上方から見た状態で示す。さらに、図４は、カムシャフト３及びカム３１の配設状態を示し、図５は、脱落防止突起２１の配設状態を示す。

図２に示すごとく、本例のロッカアーム４は、アーム本体４１と、このアーム本体４１に支持ピン４２１を介して配設したローラ４２とを有している。アーム本体４１は、平板を折り曲げて互いに対向するよう形成した一対の支持壁４１１を有しており、一対の支持壁４１１は、一端に形成した第１連結部４１２と他端に形成した第２連結部４１３とによって連結してある。第１連結部４１２は、ピボット５と係合するよう構成されており、第２連結部４１３は、エンジンバルブ７のステム先端部７１と係合するよう構成されている（図３参照）。

同図に示すごとく、アーム本体４１に配設したローラ４２は、その外周面が、カムシャフト３におけるカム３１の外周面に当接している。
そして、図１に示すごとく、ロッカアーム４は、カム３１の回転に伴って、ローラ４２を従動回転させると共にピボット５を中心にして上下に揺動し、エンジンバルブ７を開閉させるよう構成されている。

図２に示すごとく、本例のロッカアーム組付モジュール１は、ハウジング２に対して、カムシャフト３、ロッカアーム４及びピボット５を組み付けてなる。そして、図１、図３に示すごとく、この組付を行った状態のハウジング２をシリンダヘッド６に配置することにより、シリンダヘッド６にスライド可能に配設したエンジンバルブ７のステム先端部７１と、ハウジング２におけるロッカアーム４とを係合させることができる。これにより、エンジンにおけるバルブ開閉機構を形成することができる。

また、図２に示すごとく、ロッカアーム組付モジュール１は、シリンダヘッド６とは別体に組付を行うことができ、単体で運搬等が可能である。また、ハウジング２には、上記脱落防止突起２１が設けてある。そして、ハウジング２に対して、カムシャフト３、ロッカアーム４及びピボット５を組み付ける際には、カムシャフト３におけるカム３１と、ピボット５及び脱落防止突起２１との間にロッカアーム４を配置する。これにより、ロッカアーム４は、ピボット５と脱落防止突起２１とによって下方から支えられ、カム３１によって上方へ外れてしまうことが防止される。そのため、ロッカアーム組付モジュール１において、ロッカアーム４がハウジング２から脱落してしまうことを防止することができる。

また、ロッカアーム組付モジュール１は、ロッカアーム４の脱落を防止して、エンジンバルブ７をスライド可能に配設したシリンダヘッド６に配置することができる。これにより、ロッカアーム組付モジュール１をシリンダヘッド６に容易に組み付けることができる。
そして、ハウジング２における脱落防止突起２１は、ロッカアーム４の作動時における揺動範囲Ｘよりも下方位置に設けてある。これにより、ロッカアーム４とエンジンバルブ７のステム先端部７１とが係合したときには、脱落防止突起２１がロッカアーム４の揺動動作の障害になることを防止することができる。

それ故、本例のロッカアーム組付モジュール１によれば、ロッカアーム４の脱落を防止して、ハウジング２に対してカムシャフト３、ロッカアーム４及びピボット５を組み付けてモジュール化することができる。

（実施例２）
本例は、図６〜図８に示すごとく、ハウジング２において、上記脱落防止手段としての脱落防止突起２１を設ける代わりに、ハウジング２に対して抜差し可能な抜差脱落防止手段としての抜差脱落防止ピン２６を設けた例である。
本例のハウジング２には、ロッカアーム４の作動時における揺動範囲内に、ピボット５上に一端を配置したロッカアーム４が脱落しないように支えるための抜差脱落防止ピン２６が設けてある。

図７に示すごとく、本例のロッカアーム組付モジュール１は、ハウジング２において、カムシャフト３におけるカム３１と、ピボット５及び抜差脱落防止ピン２６との間にロッカアーム４を配置してモジュール化し、図６に示すごとく、ロッカアーム４の脱落を防止した状態でシリンダヘッド６に配置するよう構成してある。また、本例のロッカアーム組付モジュール１は、シリンダヘッド６に配置した後に、ハウジング２から抜差脱落防止ピン２６を抜き出すよう構成してある。

本例においても、ハウジング２は、ピボット５を複数個固定してなると共に、ピボット５の個数に対応してロッカアーム４を複数個まとめて配置するよう構成してある。また、図８に示すごとく、ロッカアーム４及びピボット５は、カムシャフト３に設けたカム３１の個数に対応して、カムシャフト３の軸方向に沿ってハウジング２に複数個並列配置してある。

同図に示すごとく、抜差脱落防止ピン２６は、カムシャフト３に平行にハウジング２に設けてあり、カムシャフト３に平行に配列した複数個のロッカアーム４の脱落防止を同時に行うよう構成してある。本例のハウジング２においては、吸気側カムシャフト３Ａと排気側カムシャフト３Ｂとに対応して、２本の抜差脱落防止ピン２６が抜差し可能に設けてある。

本例においては、各抜差脱落防止ピン２６により、複数個のロッカアーム４の脱落をまとめて防止することができ、使用する抜差脱落防止ピン２６の本数を減らすことができる。
また、ハウジング２における抜差脱落防止ピン２６は、ロッカアーム４の作動時における揺動範囲内に設けてある一方、ハウジング２に対して抜差しが可能である。そして、ロッカアーム組付モジュール１をシリンダヘッド６に配置し、ロッカアーム４とエンジンバルブ７のステム先端部７１とが係合したときには、ハウジング２から抜差脱落防止ピン２６を抜き出す。これにより、抜差脱落防止ピン２６がロッカアーム４の揺動動作の障害になることを防止することができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

実施例１における、ロッカアーム組付モジュールをシリンダヘッドの凹部内に配置した状態を示す断面説明図。実施例１における、ロッカアーム組付モジュールを示す断面説明図。実施例１における、エンジンバルブを配設したシリンダヘッドを示す断面説明図。実施例１における、ロッカアーム組付モジュールをシリンダヘッドの凹部内に配置した状態を示す平面説明図。実施例１における、ロッカアーム組付モジュールをシリンダヘッドの凹部内に配置した状態を示す平面説明図。実施例２における、ロッカアーム組付モジュールをシリンダヘッドの凹部内に配置した状態を示す断面説明図。実施例２における、ロッカアーム組付モジュールを示す断面説明図。実施例２における、ロッカアーム組付モジュールをシリンダヘッドの凹部内に配置した状態を示す平面説明図。

符号の説明

１ロッカアーム組付モジュール
２ハウジング
２１脱落防止手段（脱落防止突起）
２５揺動ガイド
２６抜差脱落防止手段（抜差脱落防止ピン）
３カムシャフト
３１カム
４ロッカアーム
５ピボット
６シリンダヘッド
６１凹部
６２吸排気口
７エンジンバルブ
７１ステム先端部

Claims

エンジンバルブをスライド可能に配設してなるシリンダヘッドに配置するハウジングと、
該ハウジングに対して回転可能に支持されたカムシャフトと、
該カムシャフトに設けたカムの回転を受けて揺動することにより、上記エンジンバルブの開閉を行うロッカアームと、
上記ハウジングに固定すると共に、上記ロッカアームの一端を摺動可能に支持して、該ロッカアームの揺動支点を形成するピボットとを有しており、
上記ハウジングには、上記ロッカアームの作動時における揺動範囲よりも下方位置に、上記ピボット上に一端を配置した上記ロッカアームが脱落しないように支えるための脱落防止手段が設けてあり、
上記ハウジングにおいて、上記カムシャフトにおける上記カムと、上記ピボット及び上記脱落防止手段との間に上記ロッカアームを配置してモジュール化し、該ロッカアームの脱落を防止した状態で上記シリンダヘッドに配置するよう構成したことを特徴とするロッカアーム組付モジュール。
請求項１において、上記ハウジングは、上記ピボットを複数個固定してなると共に、該ピボットの個数に対応して上記ロッカアームを複数個まとめて配置するよう構成してあり、
上記脱落防止手段は、上記複数個のロッカアームの配置箇所に対応して上記ハウジングに複数個形成した脱落防止突起であることを特徴とするロッカアーム組付モジュール。
エンジンバルブをスライド可能に配設してなるシリンダヘッドに配置するハウジングと、
該ハウジングに対して回転可能に支持されたカムシャフトと、
該カムシャフトに設けたカムの回転を受けて揺動することにより、上記エンジンバルブの開閉を行うロッカアームと、
上記ハウジングに固定すると共に、上記ロッカアームの一端を摺動可能に支持して、該ロッカアームの揺動支点を形成するピボットとを有しており、
上記ハウジングには、上記ロッカアームの作動時における揺動範囲内に、上記ピボット上に一端を配置した上記ロッカアームが脱落しないように支えるための抜差脱落防止手段が設けてあり、
上記ハウジングにおいて、上記カムシャフトにおける上記カムと、上記ピボット及び上記抜差脱落防止手段との間に上記ロッカアームを配置してモジュール化し、該ロッカアームの脱落を防止した状態で上記シリンダヘッドに配置するよう構成してあり、かつ該シリンダヘッドに配置した後に、上記ハウジングから上記抜差脱落防止手段を抜き出すよう構成したことを特徴とするロッカアーム組付モジュール。
請求項３において、上記カムシャフトには、上記カムが複数個設けてあり、
上記ハウジングには、上記カムの個数に対応して上記ロッカアームが上記カムシャフトの軸方向に沿って複数個並列配置してあり、
上記抜差脱落防止手段は、上記カムシャフトに平行に上記ハウジングに設けて、上記複数個のロッカアームの脱落防止をまとめて行うことができる抜差脱落防止ピンであることを特徴とするロッカアーム組付モジュール。