JP5093920B2

JP5093920B2 - ロッカアーム

Info

Publication number: JP5093920B2
Application number: JP2008025239A
Authority: JP
Inventors: 雅英櫻井; 直樹平松; 栄一野崎
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2028-02-05
Also published as: EP2088291A1; JP2009185661A; DE602009000108D1; EP2088291B1; US8191523B2; US20090194050A1

Description

本発明は、エンジンのバルブ開閉機構に用いるロッカアームに関する。

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、カムの回転を受けてロッカアームを揺動させることにより、エンジンバルブを開閉させて、エンジンにおける吸気又は排気を行うよう構成されている。また、例えば、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、一対の側壁部の間に、支持ピンによってローラを支持してなる。そして、このロッカアームは、カムの回転に伴ってローラを従動回転させながら揺動し、エンジンバルブを開閉させている。

また、エンジンには、ロッカアームの揺動支点を形成するためのピボット、ラッシュアジャスタ等の揺動支点部材を設け、ロッカアームの一端に設けた係合部を係合させている。ロッカアームの係合部の形状として、例えば、特許文献１に開示されるように、ピボットの球面状突出部に係合させるよう、ピボットとは反対方向へ球面状凹部を陥没形成したものがある。また、ロッカアームの係合部の形状として、例えば、特許文献２に開示されるように、ピボットの先端部に形成した球面状凹部に係合させるよう、ピボットの方向へ凸球面状に突出形成したものもある。

しかしながら、上記従来のロッカアームにおいては、揺動支点部材に係合する係合部は、一対の側壁部を連結する板面部から、一方向にのみ陥没又は突出させて形成している。そのため、揺動支点部材と係合部との揺動方向（ロッカアームが揺動する方向で、上下方向又は斜め上下方向）の位置関係が制約されてしまう。
また、特に、揺動支点部材の方向に起立する一対の側壁部を、係合部の両側部まで延長して形成した場合には、係合部における一対の側壁部が、揺動支点部材等のロッカアーム周辺の部材に干渉するおそれが生じる。よって、この場合には、ロッカアームの係合部における剛性を簡単に向上させることはできなかった。

特開２００３−１３８９１４号公報特開２００２−１６１７１７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、揺動時に周辺の部材と干渉し難くすることができ、設計自由度を向上させることができるロッカアームを提供しようとするものである。

本発明は、互いに対向するよう形成された一対の側壁部と、該一対の側壁部を連結すると共にエンジンに設けた揺動支点部材に係合する係合部と、上記一対の側壁部を連結すると共にエンジンバルブのステム先端部と摺動する摺動部とを備えたロッカアームにおいて、
該ロッカアームは、平板状の板金素材に対して折曲加工を行うことにより、上記一対の側壁部を、上記係合部及び上記摺動部に対して上記揺動支点部材と対向する方向に起立させており、
上記係合部と上記摺動部との間に形成された開口部に位置する上記一対の側壁部は、それぞれ上記係合部側から上記摺動部側まで延長形成してあり、
上記係合部は、上記一対の側壁部を連結する板面部と、該板面部から上記揺動支点部材と対向する方向に突出する突出部とを有しており、
該突出部は、上記板面部から起立する環状起立部の先端に底部を形成してなると共に、上記一対の側壁部と密着しており、かつ、上記揺動支点部材と対向する方向において、上記一対の側壁部と密着する長さは、該各側壁部の厚みよりも大きくなっており、
上記突出部には、上記揺動支点部材の球面状突出部に係合する球面状凹部が、上記底部から、上記突出部が突出する方向とは反対方向に向けて陥没形成してあることを特徴とするロッカアームにある（請求項１）。

本発明のロッカアームは、揺動支点部材に係合する係合部の形状に工夫を行い、揺動支点部材と係合部との揺動方向（ロッカアームが揺動する方向）の位置関係の制約を緩和している。
具体的には、本発明においては、揺動支点部材の球面状突出部に係合する球面状凹部は、一対の側壁部を連結する板面部から揺動支点部材と対向する方向に突出させた突出部に対して陥没形成している。これにより、ロッカアームを組み付けたエンジンにおいては、板面部の揺動方向における形成位置に対して、球面状凹部の揺動方向における形成位置を、揺動支点部材の側へ近づけることができる。そのため、特に、一対の側壁部が揺動支点部材等の周辺の部材に干渉し難くすることができる。

それ故、本発明のロッカアームによれば、ロッカアームが揺動する際に、揺動支点部材等の周辺部材と干渉し難くすることができ、ロッカアームの設計自由度を向上させることができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記揺動支点部材としては、球面状突出部を有するピボット、又は球面状突出部に付勢力を付与して、カムとロッカアームとの間、ロッカアームとエンジンバルブとの間の隙間を調整するようにしたラッシュアジャスタ等を用いることができる。

また、上記ロッカアームは、平板状の板金素材に対して折曲加工を行うことにより、上記係合部及び上記摺動部に対して上記一対の側壁部を上記揺動支点部材と対向する方向に起立させており、上記一対の側壁部は、上記係合部と上記摺動部との間に形成された開口部の左右両側の側部から、上記係合部及び上記摺動部の左右両側の側部まで延長形成してあり、上記突出部は、上記板面部から起立する環状起立部の先端に底部を形成してなり、上記球面状凹部は、上記底部から陥没形成してある。

これにより、平板状の板金素材に絞り加工、据え込み加工等を行って、突出部及び球面状凹部を容易に形成することができる。
また、係合部の左右両側の側部まで延長形成した一対の側壁部が、揺動支点部材等のロッカアームの周辺部材と干渉し難くすることができる。これにより、係合部の左右両側の側部に一対の側壁部を形成することが容易になり、この一対の側壁部の形成高さを高くすることによって、ロッカアームの剛性を効果的に向上させることができる。

以下に、本発明のロッカアームにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例のロッカアーム１は、図１、図２に示すごとく、互いに対向するよう形成された一対の側壁部２１と、一対の側壁部２１を連結すると共にエンジンのシリンダヘッド７に設けた揺動支点部材４に係合する係合部２２と、一対の側壁部２１を連結すると共にエンジンバルブ６３のステム先端部６３１と摺動する摺動部２６とを備えている。
図３に示すごとく、係合部２２は、一対の側壁部２１を連結する板面部２３と、板面部２３から揺動支点部材４に対向する方向に突出する突出部２４とを有している。突出部２４には、揺動支点部材４の球面状突出部４１に係合する球面状凹部２５が陥没形成してある。
ここで、図１は、ロッカアーム１を用いたバルブ開閉機構６を示し、図２、図４は、ロッカアーム１を示し、図３は、ロッカアーム１の係合部２２及び係合部２２に形成した一対の側壁部２１Ａを示す。

以下に、本例のロッカアーム１につき、図１〜図５と共に詳説する。
本例のロッカアーム１は、ＯＨＣ（オーバーヘッドカム）方式のレシプロエンジンにおけるバルブ開閉機構６に用いるものである。
図１に示すごとく、本例のバルブ開閉機構６は、エンジンの吸排気口（吸気口又は排気口）６０に配設されたエンジンバルブ６３と、エンジンのカムシャフト６１に設けられたカム６２の回転を受けて揺動し、エンジンバルブ６３をスライドさせて開閉させるロッカアーム１と、ロッカアーム１の揺動支点を形成する揺動支点部材４と、エンジンバルブ６３を閉方向に付勢するコイルバネ６４とを有して構成されている。
そして、ロッカアーム１は、カム６２の回転に伴って、ローラ３が従動回転すると共に揺動支点部材４を中心にして上下に揺動し、エンジンバルブ６３を開閉させるよう構成されている。

同図に示すごとく、揺動支点部材４は、カム６２とロッカアーム１との間、ロッカアーム１とエンジンバルブ６３のステム先端部６３１との間の隙間を自動調整可能な油圧ラッシュアジャスター（ＨＬＡ）を用いて構成してある。詳細は省略するが、油圧ラッシュアジャスターは、先端に球面状突出部４１を形成したプランジャ部４２と、プランジャ部４２を突出方向へ付勢するばねと、ばね及びプランジャ部４２を収容するボディ４３とを備えており、プランジャ部４２内に保持する潤滑油を、球面状突出部４１とロッカアーム１の球面状凹部２５との間の隙間へ供給するよう構成されている。

図２、図４に示すごとく、本例のロッカアーム１は、アーム本体２と、このアーム本体２における一対の側壁部２１に支持ピン３１を介して配設したローラ３とを有している。アーム本体２は、その長手方向の一端において係合部２２によって一対の側壁部２１を連結してなると共に、その長手方向の他端において摺動部２６によって一対の側壁部２１を連結してなる。また、係合部２２と摺動部２６との間には、ローラ３を配置するための開口部２７が形成されている。

また、アーム本体２は、平板状の板金素材２０に対して折曲加工を行って形成してある。本例のアーム本体２は、一対の側壁部２１を、係合部２２及び摺動部２６に対して一方側（揺動支点部材４の側）に起立させて形成した後、開口部２７に対する左右両側の側部に位置する一対の側壁部２１の部分を、係合部２２及び摺動部２６に対して他方側（揺動支点部材４とは反対側）へ突出変形させて形成したものである。

図２、図３に示すごとく、係合部２２における突出部２４は、平板状の板金素材２０の板面部２３に対して一対の側壁部２１を起立させた方向と同じ方向に突出させて形成してある。
摺動部２６は、ロッカアーム１の側方（一対の側壁部２１が対向する左右方向）から見た状態で、エンジンバルブ６３のステム先端部６３１と摺動する面が凸状になる曲面形状に形成してある。摺動部２６は、一対の側壁部２１を形成した状態の板金素材２０の板面に対して、据え込み加工等を行って形成することができる。
また、本例の一対の側壁部２１は、開口部２７に対する左右両側の側部から、係合部２２における突出部２４及び摺動部２６に対する左右両側の側部まで延長して形成してある。

本例の突出部２４は、板面部２３から起立する環状起立部２４１の先端に底部２４２を形成してなり、球面状凹部２５は、底部２４２から略半球面状に陥没形成してある。球面状凹部２５は、突出部２４を突出させた方向とは反対方向へ略半球面状に陥没している。
突出部２４は、図５に示すごとく、板面部２３に対して絞り加工、据え込み加工等を行って、板金素材２０の板面の一方側に向けて環状起立部２４１及び底部２４２を備えた突出部２４を形成し、その後、図３に示すごとく、底部２４２に対して据え込み加工等を行って、板面の他方側に向けて球面状凹部２５を陥没させて形成することができる。
また、突出部２４及び球面状凹部２５は、平板状の板金素材２０に対して一対の側壁部２１を形成する前に形成することができ、これとは逆に、平板状の板金素材２０に対して一対の側壁部２１を形成した後に形成することもできる。

本例のロッカアーム１は、揺動支点部材４に係合する係合部２２の形状に工夫を行い、揺動支点部材４と係合部２２との揺動方向（図１における上下方向）Ｈの位置関係の制約を緩和している。
具体的には、本例においては、揺動支点部材４の球面状突出部４１に係合する球面状凹部２５は、一対の側壁部２１を連結する板面部２３から揺動支点部材４に対向する方向に突出させた突出部２４に陥没形成している。これにより、ロッカアーム１を組み付けたバルブ開閉機構６においては、板面部２３の揺動方向Ｈにおける形成位置に対して、球面状凹部２５の揺動方向Ｈにおける形成位置を、揺動支点部材４の側へより近づけることができる。
そのため、ロッカアーム１は、カム６２の回転を受けて揺動する際に、一対の側壁部２１が揺動支点部材４等の周辺部材と干渉し難くすることができ、ロッカアーム１の設計自由度を向上させることができる。

また、球面状凹部２５を突出部２４に陥没形成したことにより、係合部２２の左右両側の側部まで延長形成した一対の側壁部２１Ａが、揺動支点部材４等のロッカアーム１の周辺部材と干渉し難くすることができる。これにより、図２、図３に示すごとく、係合部２２の左右両側の側部に一対の側壁部２１Ａを形成することが容易になり、この一対の側壁部２１Ａの形成高さを高くすることによって、ロッカアーム１の係合部２２における剛性を効果的に向上させることができる。

それ故、本例のロッカアーム１によれば、ロッカアーム１の設計自由度を向上させることができると共に、係合部２２における剛性を効果的に向上させることができる。

（従来のロッカアームとの比較）
図６は、従来のロッカアーム９を示し、図７は、従来のロッカアーム９の係合部９２２及び係合部９２２に形成した一対の側壁部９２１Ａを示す。
従来のロッカアーム９においては、係合部９２２における球面状凹部９２５を、板面部９２３に対して一対の側壁部９２１を立設する方向とは反対方向（カム６２に対向する方向）へ、突出部９２４を突出させることによって形成していた。

そのため、係合部９２２の左右両側の側部まで延長形成した側壁部９２１の高さを高くすると、この側壁部９２１が、ロッカアーム９の揺動時に、揺動支点部材４等の周辺の部材に干渉するおそれがある。したがって、従来のロッカアーム９においては、係合部９２２の剛性を向上させることができず、ロッカアーム９の設計自由度を向上させることもできなかった。

これに対し、本例のロッカアーム１においては、図２、図３に示したように、板面部２３に対して一対の側壁部２１を立設する方向と同じ方向（揺動支点部材４と対向する方向）へ、突出部２４を突出させることによって形成している。そして、この突出部２４に対して球面状凹部２５を形成している。
そのため、係合部２２の左右両側の側部まで延長形成した側壁部２１Ａの高さを高くすることが容易であり、ロッカアーム１の設計自由度を向上させることができる。

実施例における、ロッカアームを用いたバルブ開閉機構を示す断面説明図。実施例における、ロッカアームを示す図で、図４におけるＡ−Ａ線矢視相当の断面説明図。実施例における、係合部の周辺を示す図で、図４におけるＢ−Ｂ線矢視相当の断面説明図。実施例における、ロッカアームのアーム本体部を示す平面図。実施例における、突出部を形成する工程の途中を示す断面説明図。比較例における、ロッカアームを示す図で、図４におけるＡ−Ａ線矢視相当の断面説明図。比較例における、係合部の周辺を示す図で、図４におけるＢ−Ｂ線矢視相当の断面説明図。

符号の説明

１ロッカアーム
２アーム本体
２１側壁部
２２係合部
２３板面部
２４突出部
２５球面状凹部
２６摺動部
３ローラ
４揺動支点部材
４１球面状突出部
６バルブ開閉機構

Claims

互いに対向するよう形成された一対の側壁部と、該一対の側壁部を連結すると共にエンジンに設けた揺動支点部材に係合する係合部と、上記一対の側壁部を連結すると共にエンジンバルブのステム先端部と摺動する摺動部とを備えたロッカアームにおいて、
該ロッカアームは、平板状の板金素材に対して折曲加工を行うことにより、上記一対の側壁部を、上記係合部及び上記摺動部に対して上記揺動支点部材と対向する方向に起立させており、
上記係合部と上記摺動部との間に形成された開口部に位置する上記一対の側壁部は、それぞれ上記係合部側から上記摺動部側まで延長形成してあり、
上記係合部は、上記一対の側壁部を連結する板面部と、該板面部から上記揺動支点部材と対向する方向に突出する突出部とを有しており、
該突出部は、上記板面部から起立する環状起立部の先端に底部を形成してなると共に、上記一対の側壁部と密着しており、かつ、上記揺動支点部材と対向する方向において、上記一対の側壁部と密着する長さは、該各側壁部の厚みよりも大きくなっており、
上記突出部には、上記揺動支点部材の球面状突出部に係合する球面状凹部が、上記底部から、上記突出部が突出する方向とは反対方向に向けて陥没形成してあることを特徴とするロッカアーム。