JP4787880B2 - 内燃機関の弁装置の切換可能なロッカーアーム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の弁装置の切換可能なロッカーアームであって、外側レバーと、該外側レバーの側壁の間に配置された内側レバーとを有しており、該内側レバーが、ピン上に支承されたローラを行程カムのための対応転動面として、そのアームの間に有しており、ロッカーアームの下面の一方の端部にはガス交換弁のための当接部が、他方の端部には旋回軸受が設けられており、前記両レバーが前記端部の一方で、共通の軸の上に延びており、該軸とは反対側の端部に、長手方向に延びる、カム基本円において互いに整合する収容部を有しており、収容部のうち少なくとも一方の内部に連結手段が配置されており、該連結手段は、レバーの連結のために所定の区分で、互いに向かい合って位置する収容部内へと移動可能である形式のものに関する。

背景技術
先行技術により公知のレバーで、カム基本円において連結手段のための複数の収容部の整合位置を得るためには、各外側レバーが、ほぼ横方向中央平面の領域で、対応する内側レバーに、Ｕ字形に下方から係合する当接部を有している。横方向で見て、外側レバーのアームのこのようなＵ字形の当接部の、必要な移行部曲率半径の基づき、このような形式のロッカーアームは比較的、幅が広く形成されなければならない。何故ならば、内側レバーは、曲率半径の範囲では、横方向Ｕ字形部の上面に当接できないからである。それでも、曲率半径の範囲で当接が行われる場合には、不要に高い材料負荷を考慮しなければならない。互いに向かい合って位置する収容部に対する連結手段の十分な整合が得られない状態が生じることもあり、これにより連結が実現できない恐れがある。

また、内側レバーの下面に係合する横方向Ｕ字形部によりロッカーアームは不要に深く形成されている。この場合、シリンダヘッド領域におけるアクセス性の問題が生じることがある。

さらなる欠点は、対応転動面としてのローラのためのピンが、内側レバーにかしめ嵌められなければならない、または別の方法で内側レバーに固定されなければならないことにある。これにより製造コストが高くなる。さらに、ローラとピンとは一度固定されたら再び解離することはできない。しかしながら、サービス時に、若しくは、クリアランスを調節するために、予め選別されたローラを組みにする場合に、解離したい場合がある。

発明の課題
従って本発明の課題は、上記欠点を解決するような冒頭で述べた形式のロッカーアームを提供することである。

課題を解決するための手段
この課題を解決するために本発明の構成では、ピンが内側レバーに「固定されずに」支承されており、それぞれ１つの付加部で、内側レバーのアームを僅かに越えて突出しており、連結時には、付加部の上面が、外側レバーの側壁の内面に設けられているストッパ面の下面に当接しているようにした。

これにより上記欠点は解決される。本発明の保護範囲は、いわゆる「横方向ロック」が使用されている切換可能なロッカーアームにおける解決手段に関する。有利には、外側レバーの側壁の内面から一体的に延びている内部のストッパ手段が設けられていることに基づき、上述したような、内側レバーに下方から係合するＵ字形の当接部を省くことができる。従って、ローラのためのピンは、内側レバーよりも僅かに幅が広く形成されていて、これにより、ピンの上面は、簡単な形式で、ストッパ面の下面に連結時に当接する。従って、カム基本円における連結手段のための収容部の整合が得られる。同時に、このようなストッパ手段により、カムに関してカム基本円における内側レバーの対応転動面へのアクセス性が実現される。このような手段により、構造的な過剰な規定は回避され、同時に基本円摩擦は減じられる。

「固定されずに」という記載は、どんな固定もなされていない、内側レバーにおける相応の収容部におけるピンの配置を意味している。従ってピンは外側の端面で、外側レバーの側壁の内面において自動的にセンタリングされる。

有利には、場合によっては別個に形成することもできるストッパ面の下面が、ピンの上面に対して相補的に形成されている。

ロッカーアームとしての「行程切換機」を設ける代わりに、「行程遮断機」を設けることもできる。即ち、レバー部分の連結解除の際には、ガス交換弁の開放は行われない。

有利には、ストッパ面は、外側レバーの側壁の内面から僅かにしか内方に突出していない。本発明の別の構成では、ストッパ面が、外側レバーの側壁の上面から一体的に延びていて良い。これは、滑動面として形成することができる、低行程カムのための対応転動面と一体的に形成することもでき、これにより横断面はこの領域でＴ字型またはＴ字型に類似のプロフィールとなっている。しかしながら、ストッパ面を、上記上面に対して間隔を置いて低く配置することもできる。

外側レバーに同様に、対応転動面としてローラを使用する、または、外側レバーにだけ対応転動面としてローラを設け、内側レバーに滑動面を設けることも保護範囲の解決手段に含まれる。

提案された上記ロストモーションばねは比較的コンパクトに形成される。さらに、このばねの一方の腕が、外側レバーの横方向ウエブの上面に当接することにより、連結解除の際に、シリンダヘッド方向における内側レバーのための「回動防止」が形成され、ピンの紛失が防止される。

ロストモーションばねとしてのねじりコイルばねの代わりに、場合によっては、圧縮コイルばね等を使用することもできる。ロッカーアームの旋回軸受として特に、球冠が考えられる。このような旋回軸受を介してロッカーアームを、液圧的なまたは機械的な支持エレメントのヘッド上に支承することができる。しかしながら場合によっては、ロッカーアームを旋回軸受等の上に配置することも考えられる。

液圧媒体が、支持エレメントのヘッド、旋回軸受、短い液圧媒体通路を介して直接的に、連結手段のための収容部に導入されるならば、少なくとも１つの方向で連結手段を移動させるためにロッカーアームへの液圧媒体の供給の有利な構成が得られる。この場合、ロッカーアームは、圧力がない状態で機械的にロックされるまたは機械的にロック解除されるように形成されている。

場合によっては本発明によるロッカーアームには、連結手段としての少なくとも１つのピストンのために別の負荷手段を設けることもでき、これは例えば、両側で液圧的な、電磁的な、磁気的なもの等である。

図面の詳細な説明
図には、内燃機関の弁装置のための切換可能なロッカーアーム１が示されている。このロッカーアーム１は外側レバー３を有している。外側レバー３の側壁２の間には内側レバー４が支承されている。この内側レバー４は、互いに間隔をおいて位置する２つのアーム７を有しており、これらのアーム７の間には、大行程カムのための対応転動面６としてのローラが延びている。このローラはこの場合、転動体を介して１つのピン５上に支承されていて、このピン５は「支持されずに」、即ち固定されずに内側レバー４内で延びている。

外側レバー３は、一方の端部１の下面８に、球冠として形成されている旋回軸受１２を有している。この旋回軸受１２を介して外側レバー３は、例えば液圧的な支持エレメントの頭部に旋回可能に支承可能である。外側レバー３は、他方の端部９では下面８に横方向ウエブ２５を有していて、この横方向ウエブ２５はガス交換弁のために当接部１０を有している。場合によっては、ロッカーアーム１は、複数の同じ作用をするガス交換弁の開放のために働くように形成することもできる。

さらに、外側レバー３は、旋回軸受１２の上側に、ここでは長手方向に延びる収容部１３を有している。この収容部１３には、連結されていない状態で例えばピストン状の連結手段１５が装着されている。他方の端部９には、軸１２ａが配置されており、この軸１２ａ上には、レバー３，４が互いに相対的に旋回可能に延びている。

特に図３により明らかであるように、内側レバー４のアーム７の内側には、軸１２ａ上に、ねじりコイルばね２２がロストモーションばね（Lost-Motion-Feder)として配置されている。この場合、このばねの少なくとも一方の腕２３（図１参照）が、上記横方向ウエブ２５の上面２４に支持されている。このばねの他方の腕２６は、内側レバー４の横梁２７に作用する。これにより、大行程カムの連結解除モードにおける内側レバー４の戻し案内が保証されている。

さらに図示されているように（特に図３参照）、外側レバー３の側壁２の上面２０は、少なくとも真ん中の領域で、セグメント状に外側に向かって突出しており、カムのための対応転動面２１としての滑動面を形成している。この対応転動面２１は、側壁２の内面１９から所定の区分で僅かに内方に突出するストッパ面１８を形成している。

ピン５は両側の付加部１５ａで僅かに、内側レバー４のアーム７を越えて突出している。内側レバー４の下面における収容部１４に対する収容部１３の整合位置を形成するために、ピン５の付加部１５ａの上面１６は、ストッパ面１８に設けられた相補的な下面１７に当接する。この場合、ここでは、孔への連結も考えられる。カム基本円通過時には、内側レバー４の、ローラとして形成された対応転動面６はカムと接触せず、外側レバー３の上記対応転動面２１がカムに支持されている。

本発明によるロッカーアームの縦断面図である。 図１のロッカーアームの外側レバーの縦断面図である。 ガス交換弁のための当接部の方向でのピンの領域におけるロッカーアームの横断面図である。

符号の説明

１ ロッカーアーム、 ２ 側壁、 ３ 外側レバー、 ４ 内側レバー、 ５ ピン、 ６ 対応転動面、 ７ アーム、 ８ 下面、 ９ 端部、 １０ 当接部、 １１ 端部、 １２ 旋回軸受、 １２ａ 軸、 １３ 収容部、 １４ 収容部、 １５ 連結手段、 １５ａ 付加部、 １６ 上面、 １７ 下面、 １８ ストッパ面、 １９ 内面、 ２０ 上面、 ２１ 対応転動面、 ２２ ねじりコイルばね、 ２３ 腕、 ２４ 上面、 ２５ 横方向ウエブ、 ２６ 腕、 ２７ 横梁、 ２８ 液圧媒体通路

Claims (7)

1. 内燃機関の弁装置の切換可能なロッカーアーム（１）であって、外側レバー（３）と、該外側レバーの側壁（２）の間に配置された内側レバー（４）とを有しており、該内側レバー（４）が、ピン（５）上に支承されたローラを行程カムのための対応転動面（６）として、そのアーム（７）の間に有しており、ロッカーアーム（１）の、前記行程カムとは反対側の下面（８）の一方の端部（９）にはガス交換弁のための当接部（１０）が、他方の端部（１１）には旋回軸受（１２）が設けられており、前記両レバー（３，４）が前記端部（９，１１）の一方で、共通の軸（１２ａ）の上に延びており、該軸（１２ａ）とは反対側の端部（９，１１）に、長手方向に延びる、カム基本円において互いに整合する収容部（１３，１４）を有しており、収容部（１３，１４）のうち少なくとも一方の内部に連結手段（１５）が配置されており、該連結手段（１５）は、レバー（３，４）の連結のために所定の区分で、互いに向かい合って位置する収容部（１４，１３）内へと移動可能である形式のものにおいて、
   ピン（５）が内側レバー（４）に「固定されずに」支承されており、それぞれ１つの付加部（１５ａ）で、内側レバー（４）のアーム（７）を僅かに越えて突出しており、連結時には、付加部（１５ａ）の、前記行程カムに向けられた上面（１６）が、外側レバー（３）の側壁（２）の内面（１９）に設けられているストッパ面（１８）の、前記行程カムとは反対側の下面（１７）に当接していることを特徴とする、内燃機関の弁装置の切換可能なロッカーアーム。
2. ストッパ面（１８）が、外側レバー（３）の側壁（２）の、前記行程カムに向けられた上面（２０）から一体的に延びており、ストッパ面（１８）の前記下面（１７）は、ピン（５）の付加部（１５ａ）に対して相補的である、請求項１記載のロッカーアーム。
3. 外側レバー（３）の各側壁（２）の前記上面（２０）が、別の行程カムのための対応転動面（２１）としての、突出するセグメント状の滑動面と一体的に形成されており、該対応転動面（２１）が、平滑な面として、前記上面（２０）から所定の区分で内部に向かって突出していて、相応のストッパ面（１８）を形成している、請求項２記載のロッカーアーム。
4. 外側レバー（３）の各側壁（２）の前記上面（２０）が、比較的低行程カムのための対応転動面（２１）としての滑動面を有して形成されており、内側レバー（４）におけるローラが、大行程カムのための対応転動面（６）として形成されており、内側レバー（４）の対応転動面（６）または外側レバー（３）の対応転動面（２１）がカム基本円において接触せずに位置している、請求項１記載のロッカーアーム。
5. ガス交換弁のための当接部（１０）と旋回軸受（１２）が外側レバー（３）に配置されており、軸（１２ａ）が当接部（１０）の側に延びている、請求項１記載のロッカーアーム。
6. 軸（１２ａ）が、内側レバー（４）のアーム（７）の間で、ロストモーションばねとしての少なくとも１つのねじりコイルばね（２２）によって取り囲まれており、該コイルばねの一方の端部側の腕（２３）は、外側レバー（３）の、前記長手方向に対して横方向に延びる横方向ウエブ（２５）の、前記行程カムに向けられた上面（２４）に作用しており、前記横方向ウエブ（２５）が、ガス交換弁のための当接部（１０）を他方の側に有しており、他方の側の腕（２６）は、内側レバー（４）の横梁（２７）に係合しており、該横梁（２７）が、レバー長手方向で見て、軸（１２ａ）を起点とした場合、対応転動面（６）としてのローラの手前に配置されている、請求項５記載のロッカーアーム。
7. 旋回軸受（１２）が、機械的または液圧的な支持エレメントの頭部上に載置するための球冠として形成されており、連結手段（１５）のための収容部（１３）が、ロッカーアーム（１）の長手方向中心線の領域で旋回軸受（１２）の、前記行程カムに向けられた上側に配置されており、少なくとも液圧的な支持エレメントを使用する場合には、旋回軸受（１２）から延びている液圧媒体通路（２８）によって交差されている、請求項１記載のロッカーアーム。

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