JP5215091B2 - ロッカアームユニット - Google Patents

Description

本発明は、ロッカアームユニットに関するものである。

特許文献１には、シリンダヘッドに支持部材を取り付け、この支持部材に進退可能に設けたプランジャに対しロッカアームの支点側端部を当接させ、カムによりロッカアームを揺動させてバルブを開閉するようにしたエンジンの動弁装置が開示されている。

このような形態の動弁装置では、ロッカアームの支点側端部がプランジャに対して摺接可能に当接しているだけなので、駆動中にロッカアームがプランジャから外れる虞がある。また、ロッカアームをシリンダヘッドに組み付ける際に、ロッカアームがプランジャから外れ易く、組付け作業に手間取る虞もある。

その対策として、特許文献１には、ロッカアームの支点側端部にクリップを取り付け、このクリップにプランジャを係合する技術、即ちクリップによってロッカアームと支持部材とを連結する技術が開示されている。

一方、特許文献２には、ロッカアームに螺合したアジャストスクリュを、支持部材に当接させ、アジャストスクリュを回転させることにより、アジャストスクリュの支持部材側への突出寸法を変化させ、ロッカアームとカムとの隙間を調節するようにした動弁装置が開示されている。この動弁装置では、ロッカアームの寸法公差等により、支持部材とロッカアームとの間隔にバラツキが生じる場合がある。
特開２００２−１５５７１０公報 特開２００３−１５５９０３公報

特許文献１に記載されているクリップによる連結構造は、ロッカアームの揺動動作を許容するために、ロッカアームに取り付けたクリップが支持部材のプランジャに対して首振り状に相対変位できるようになっており、首振り状に相対変位する際には、ロッカアームと支持部材はクリップによって密着した状態に保たれている。

そのため、この特許文献１のクリップによる連結構造は、特許文献２のようにロッカアームと支持部材との間隔にバラツキが生じ得る動弁装置には適用できないという問題がある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ロッカアームと支持部材との間隔にバラツキが生じ得る動弁装置において、ロッカアームと支持部材とを連結できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、進退可能なアジャストスクリュを有し、シリンダヘッドに取り付けられる支持部材に対して前記アジャストスクリュを当接させた状態で組み付けられるロッカアームと、前記支持部材と前記ロッカアームとを連結するためのクリップとを備え、前記アジャストスクリュが、前記ロッカアームに貫通して形成した雌ネジ孔に螺合される雄ネジ部と、前記雄ネジ部よりも大径であって前記支持部材に当接される頭部とを備えた形態となっており、前記クリップは、前記雄ネジ部よりも大径であり且つ前記頭部よりも小径の係止孔を有していて、前記係止孔の孔縁を前記雄ネジ部側から前記頭部に係止させた形態で前記アジャストスクリュに組み付けられており、前記クリップには、前記支持部材の外周の嵌合溝に対し周方向において間隔を空けた複数位置において弾性的に係止可能な複数の弾性係止片が形成されたロッカアームユニットであって、前記クリップは、前記係止孔が形成された板状本体部を有し、前記弾性係止片は、前記板状本体部の外縁から斜め外方へ第１板部を延出させるとともに、前記第１板部の延出端から第２板部を前記板状本体部と略直角に延出させることで、屈曲して片持ち状に延出した形態とされており、前記第２板部の延出端部が前記嵌合溝に係止され、前記弾性係止片の最大幅寸法が、前記頭部の最大外径寸法と同じかそれよりも大きい寸法とされているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
ロッカアームと支持部材の間隔はアジャストスクリュの進退動作に伴って変化するのであるが、ロッカアームと支持部材とを連結する手段として、アジャストスクリュに組み付けたクリップを支持部材に嵌合させるようにしたので、ロッカアームと支持部材との間隔にバラツキが生じても、ロッカアームと支持部材とを連結状態に保持することができる。

また、係止孔の孔縁を雄ネジ部側から頭部に係止させる手段としては、係止孔の孔縁にスリット状の切欠部を形成し、クリップを変形させることにより係止孔を拡開させて頭部を通過させ、通過後にクリップを原形状に復元させる方法が考えられるが、クリップを変形させる方法は、作業性が悪い。その点、本発明では、アジャストスクリュを雌ネジ孔から外して、係止孔を雄ネジ部側から外嵌させることができるので、クリップを変形させる必要がなく、作業性に優れる。
また、クリップを支持部材に嵌合する際には、弾性係止片を弾性変形させながら嵌合溝に係止させるだけでよいので、嵌合時の作業性がよい。

また、ロッカアームが支持部材に対して異常な斜め姿勢をとったときには、弾性係止片が弾性撓みすることにより、弾性係止片と嵌合溝との係止状態が保たれる。

また、弾性係止片の最大幅寸法を、頭部の最大外径寸法と同じかそれよりも大きい寸法としたので、アジャストスクリュに組み付けたクリップが支持部材に嵌合されていない状態においては、弾性係止片により頭部を異物の干渉から保護することができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図６を参照して説明する。本実施形態における内燃機関の動弁装置について説明すると、動弁装置は、シリンダヘッド１０とバルブ１１とカム１４とピボット３０（本発明の構成要件である支持部材）とロッカアームユニットＡとを備えて構成されている。バルブ１１は、シリンダヘッド１０に対し開弁位置と閉弁位置との間で往復移動を可能に、且つバルブスプリング１２によって閉弁方向（図１における上方）へ付勢された状態で設けられ、バルブ１１の上端部がシリンダヘッド１０の上面から上方へ突出している。シリンダヘッド１０の上方には、概ね卵形をなして回転駆動されるカム１４が設けられている。水平方向におけるカム１４の位置は、バルブ１１と取付け凹部１３のほぼ中間である。また、カム１４の回転軸は、バルブ１１とピボット３０とを結ぶ方向と交差する方向となっている。

シリンダヘッド１０の上面におけるバルブ１１の近傍位置（図１における左方位置）には、ピボット３０を取り付けるための取付け凹部１３が形成されている。ピボット３０は、全体として円柱形をなし、その軸線をバルブ１１の移動方向と概ね平行な方向（略上下方向）を向けた状態で、取付け凹部１３内に落とし込んで圧入されることによりシリンダヘッド１０に組み付けられている。ピボット３０の上端面には、アジャストスクリュ２７の頭部２９を嵌合されるための球面状に凹んだ形態の支持凹部３１が形成されている。ロッカアーム２０は、支持凹部３１内の頭部２９を支点として上下方向に揺動し得るようになっている。また、ピボット３０の外周には、その上端部を全周に亘って連続して切欠した形態の嵌合溝３２が形成されており、この嵌合溝３２にはクリップ４０が嵌合されるようになっている。

次に、ロッカアームユニットＡについて説明する。ロッカアームユニットＡは、ロッカアーム２０と、このロッカアーム２０とピボット３０とを連結するためのクリップ４０とを一体的に組み付けた形態としたものである。

ロッカアーム２０は、金属製であり、アーム本体２１と、アーム本体２１に取り付けたローラ２５と、アーム本体２１に取り付けたアジャストスクリュ２７とを備えて構成されている。アーム本体２１は、略水平方向（バルブ１１とピボット３０とを結ぶ方向）に長い一対のアーム部２２と、両アーム部２２の一方の端部同士を連結する揺動端部２３と、両アーム部２２の他方の端部同士を連結する揺動支点部２４とを一体に形成した形態である。

両アーム部２２の間には、揺動端部２３と揺動支点部２４のほぼ中間位置に配置されたローラ２５が、カム１４の回動中心軸と平行な支持軸を中心として回転可能に支持されている。ローラ２５は、その上端部をアーム部２２よりも上方へ突出させた状態となっている。

揺動支点部２４には、概ね上下方向に貫通する雌ネジ孔２６が形成されている。雌ネジ孔２６には、金属製のアジャストスクリュ２７が取り付けられている。アジャストスクリュ２７は、雄ネジ部２８と、雄ネジ部２８の下端部に形成した頭部２９とを一体に形成したものである。頭部２９は、その上端部（雄ネジ部２８側の端部）が雄ネジ部２８と同心の円形をなす最大外径部２９ａとなっており、この最大外径部２９ａの外径寸法は雄ネジ部２８の外径よりも大きい寸法となっている。また、頭部２９のうち最大外径部２９ａよりも下方の領域は、下方に向かって次第に外径寸法が小さくなる略半球状をなし、この略半球状部分の外面は、ピボット３０の支持凹部３１に対して摺接可能な摺接面となっている。

かかるアジャストスクリュ２７は、雄ネジ部２８を雌ネジ孔２６に貫通状態で螺合させるとともに、頭部２９を揺動支点部２４よりも下方に位置させた状態で揺動支点部２４に取り付けられている。取り付けられたアジャストスクリュ２７は、揺動支点部２４に対して相対回転させることにより、揺動支点部２４に対して相対的に上下方向に螺進し、このアジャストスクリュ２７の螺進に伴って、頭部２９の高さ（揺動支点部２４からの頭部２９の突出寸法）を調節できるようになっている。

次に、クリップ４０について説明する。クリップ４０は、所定形状に打ち抜いた金属製の板材に曲げ加工を施して成形され、板状本体部４１と４つの弾性係止片４３とを一体に形成した形態である。板状本体部４１は、全体として概ね正方形をなし、その中央には円形に貫通する係止孔４２が形成されている。係止孔４２の内径（直径）寸法は、雄ネジ部２８の外径よりも僅かに大きく、且つ頭部２９の最大外径部２９ａの外径よりも小さい寸法とされている。

４つの弾性係止片４３は、形状と寸法が全て同じであり、板状本体部４１の４つの外縁から下方へ片持ち状に延出した形態となっている。つまり、係止孔４２と同心の円周上において、４つの弾性係止片４３は９０°の等角度ピッチで配置されていることになる。各弾性係止片４３は、板状本体部４１の外縁から斜め下外方へ延出する第１板部４４と、第１板部４４の延出端から板状本体部４１と略直角に下方へ延出する第２板部４５と、第２板部４５の延出端（下端）に形成された係止部４６とから構成される。

第１板部４４と板状本体部４１とのなす角度は、約３０°程度の比較的小さい角度であり、第１板部４４と第２板部４５とのなく角度は、約６０°である。第１板部４４の延出方向における全領域と、第２板部４５の略上半分の領域は、互いに同じ一定の幅であり、その幅寸法は、頭部２９の最大外径部２９ａの外径寸法とほぼ同じ寸法とされている。第２板部４５の略下半分領域は、下方に向かって次第に幅狭となる台形状をなしている。係止部４６は、第２板部４５の下端縁から内側へ突出するように略半円形に湾曲させた形態であり、第２板部４５の下端縁の全幅に亘って直線状に形成されている。したがって、係止部４６は、ピボット３０の外周（嵌合溝３２）に対して概ね接線状に当接する形態となる。また、係止部４６は、第２板部４５の略下半分領域と同様、下方に向かって次第に幅狭となる台形状をなしている。

かかるクリップ４０は、ロッカアーム２０とピボット３０とを連結するに際して、まず、ピボット３０よりも先にロッカアーム２０に組み付けられる。クリップ４０とロッカアーム２０との組付に際しては、まず、アジャストスクリュ２７をロッカアーム２０から外しておき、この状態で、係止孔４２に対して下から雄ネジ部２８を貫通させ、係止孔４２の孔縁を頭部２９の最大外径部２９ａに対して上から係止させる。これにより、クリップ４０が頭部２９に引っ掛かって吊り下げられた状態で仮組みされる。

この後、アジャストスクリュ２７を下方から雌ネジ孔２６に螺合し、揺動支点部２４に対して頭部２９の下方への突出寸法が、正規の寸法よりも小さくなるように、アジャストスクリュ２７のねじ込み量を調整する。調整後は、揺動支点部２４の上方からロックナット５０を雄ネジ部２８にねじ込んで、アジャストスクリュ２７を回転規制状態にロックする。以上により、ロッカアーム２０に対するクリップ４０の組付けが完了し、ロッカアームユニットＡが構成される。

クリップ４０をロッカアーム２０に組み付けた状態では、４つの弾性係止片４３が、四方から頭部２９を包囲するように配置され、また、各弾性係止片４３の最大幅は頭部２９の最大外径寸法よりも大きく設定されてる。したがって、アジャストスクリュ２７に組み付けたクリップ４０がピボット３０に嵌合されていない状態においては、この４つの弾性係止片４３によって、頭部２９は、異物の干渉から保護される。

次に、ロッカアームユニットＡをシリンダヘッド１０に取り付ける手順を説明する。予め、シリンダヘッド１０にはバルブ１１とピボット３０を取り付けておくが、カム１４はシリンダヘッド１０から外されている。この状態で、クリップ４０をピボット３０に係止させることにより、ロッカアーム２０をピボット３０に組み付ける。この組付けに際しては、ピボット３０に対し、アジャストスクリュ２７の頭部２９をピボット３０の支持凹部３１に接近させながら、４つの弾性係止片４３を拡開するように弾性変形させて、４つの係止部４６を嵌合溝３２に嵌合させる。この係止部４６（弾性係止片４３）と嵌合溝３２との嵌合により、ピボット３０とロッカアーム２０の揺動支点部２４とがクリップ４０を介して一体化される。

一体化された状態では、４つの弾性係止片４３が、周方向において９０°間隔を空けた四方からピボット３０の外周に当接するので、クリップ４０がピボット３０に対し、その軸線方向（上下方向）と交差する方向へ外れる虞はない。また、弾性係止片４３と嵌合溝３２との係止作用により、クリップ４０は、ピボット３０に対して軸線方向（略上下方向）への相対移動を規制されるが、係止部４６が嵌合溝３２に沿って摺動しながらクリップ４０がピボット３０に対して周方向（軸線回り）に相対回転することができる。

また、アジャストスクリュ２７の頭部２９が支持凹部３１内に嵌合され、頭部２９の摺接面が支持凹部３１の内面に当接する。この状態では、クリップ４０の板状本体部４１が頭部２９から僅かに上方に浮いた高さとなる。この板状本体部４１と頭部２９との間のクリアランス（高低差）は、ロッカアーム２０が支持凹部３１と頭部２９との嵌合部分を支点として揺動するときに、板状本体部４１と頭部２９とが干渉することを回避するために確保されたものである。

上記のようにしてロッカアーム２０の揺動支点部２４をピボット３０に組み付けた後、ロッカアーム２０の揺動端部２３をバルブ１１に載置する。この後、シリンダヘッド１０に対し、ロッカアーム２０の上方からカム１４を組み付ける。このとき、カム１４の下面とロッカアーム２０のローラ２５の上端との間には、動弁装置が作動するときに必要される僅かな隙間よりも、大きい間隔が空いている。そこで、カム１４とローラ２５との隙間を適正な寸法に調整するために、ロックナット５０を緩めてアジャストスクリュ２７を回転させ、頭部２９を揺動支点部２４に対して相対的に下方（ピボット３０側）へ突出させる。

ここで頭部２９はピボット３０の支持凹部３１内に当接しているので、揺動支点部２４がピボット３０に対して上方へ離間するように相対変位することになり、これに伴ってロッカアーム２０が上方へ変位するとともに、ローラ２５がカム１４に接近する。カム１４とローラ２５との隙間が適正に調整されたら、ロックナット５０を締め付けてアジャストスクリュ２７を回転不能状態にロックする。以上により、シリンダヘッド１０に対するロッカアームユニットＡの組付作業が完了する。

ロッカアーム２０の揺動支点部２４とピボット３０との間隔は、ロッカアーム２０の寸法公差等が原因となってバラツキが生じ得るのであるが、ロッカアーム２０の揺動支点部２４とピボット３０とを連結する手段として、ピボット３０に嵌合されるクリップ４０を、揺動支点部２４に直接係止するのではなく、揺動支点部２４に取り付けられているアジャストスクリュ２７に組み付けるようにしているので、揺動支点部２４とピボット３０との間隔にバラツキがあっても、そのバラツキを吸収してロッカアーム２０とピボット３０とを連結状態に保持することができる。

また、アジャストスクリュ２７は、ロッカアーム２０に貫通して形成した雌ネジ孔２６に螺合される雄ネジ部２８と、雄ネジ部２８よりも径が大きくて雄ネジ部２８におけるピボット３０側の端部に形成した頭部２９とを備えた形態である。このような形態のアジャストスクリュ２７に対し、係止孔４２の孔縁を雄ネジ部２８側から頭部２９に係止させた状態となるようにクリップ４０を組み付ける手段としては、係止孔の孔縁にスリット状の切欠部を形成し、クリップを弾性変形させることにより係止孔を拡開させてその上から頭部を通過させ、通過後にクリップを原形状に復元させる方法が考えられる。しかし、クリップを弾性変形させる方法は、作業性が悪い。その点、本実施形態では、アジャストスクリュ２７を雌ネジ孔２６から外して、係止孔４２を雄ネジ部２８側から外嵌させることができるので、クリップ４０を変形させる必要がなく、作業性に優れる。

また、クリップ４０には、ピボット３０の外周に形成した嵌合溝３２に対して弾性的に係止可能な弾性係止片４３が形成されているので、クリップ４０をピボット３０に嵌合する際には、弾性係止片４３を弾性変形させながら嵌合溝３２に係止させればよく、嵌合時の作業性がよい。

また、弾性係止片４３は、板状本体部４１から屈曲して片持ち状に延出した形態であって、弾性係止片４３の延出端部の係止部４６が嵌合溝３２に係止されるようになっている。これにより、ロッカアーム２０がピボット３０に対して異常な斜め姿勢をとっても、弾性係止片４３が弾性撓みすることにより、弾性係止片４３と嵌合溝３２との係止状態が保たれる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では支持部材の嵌合溝を全周に亘って連続して延びる形態としたが、複数の嵌合溝を、周方向において分断して形成してもよい。
（２）上記実施形態ではクリップとして金属を用いたが、クリップの材質としては、合成樹脂であってもよい。この場合、動弁装置の使用環境を考慮して、耐熱性及び耐油性に優れた合成樹脂とすることが望ましい。
（３）上記実施形態では周方向に間隔を空けて配置した弾性係止片の数を４つずつとしたが、弾性係止片の数は、３つ以下でも、５つ以上でもよい。
（４）上記実施形態では弾性係止片を当接部の外周に対して概ね接線状に当接する形態としたが、弾性係止片は、当接部の外周形状に合わせた弧状としてもよい。
（５）上記実施形態ではシリンダヘッドに対してピボットを圧入によって取り付けるようにしたが、シリンダヘッドに対するピボットの取付け形態としては、ピボットの外周に形成した雄ネジ部をシリンダヘッドの取付け凹部の内周に形成した雌ネジ部に螺合する形態としてもよく、隙間嵌めとしてもよい。
（６）上記実施形態ではロッカアームユニットをシリンダヘッドに組み付ける際には、予めピボットをシリンダヘッドに取り付けておくようにしたが、これに限らず、シリンダヘッドから外されているピボットとロッカアームユニットとをクリップによって一体化させておき、その後で、ロッカアームユニットとピボットをシリンダヘッドに組み付けるようにしてもよい。
（７）上記実施形態ではピボットに対してロッカアームが上方から当接するように組み付けられるようにしたが、本発明は、ピボットに対してロッカアームが水平に当接するように組み付けられる動弁装置、つまり、水平対向型のエンジンにも適用することができる。

実施形態１においてクリップが組み付けられたロッカアームユニットをシリンダヘッドに取り付けた状態をあらわす一部切欠側面図 ロッカアームからクリップとピボットを外した状態をあらわす一部切欠部分拡大側面図 ロッカアームにクリップを組み付けた状態をあらわす一部切欠部分拡大側面図 ロッカアームとクリップをピボットに組み付けた状態をあらわす一部切欠部分拡大側面図 クリップの正面図 クリップの平面図

符号の説明

Ａ…ロッカアームユニット
１０…シリンダヘッド
２０…ロッカアーム
２６…雌ネジ孔
２７…アジャストスクリュ
２８…雄ネジ部
２９…頭部
３０…ピボット（支持部材）
３２…嵌合溝
４０…クリップ
４２…係止孔
４３…弾性係止片

Claims (1)

1. 進退可能なアジャストスクリュを有し、シリンダヘッドに取り付けられる支持部材に対して前記アジャストスクリュを当接させた状態で組み付けられるロッカアームと、
   前記支持部材と前記ロッカアームとを連結するためのクリップとを備え、
   前記アジャストスクリュが、前記ロッカアームに貫通して形成した雌ネジ孔に螺合される雄ネジ部と、前記雄ネジ部よりも大径であって前記支持部材に当接される頭部とを備えた形態となっており、
   前記クリップは、前記雄ネジ部よりも大径であり且つ前記頭部よりも小径の係止孔を有していて、前記係止孔の孔縁を前記雄ネジ部側から前記頭部に係止させた形態で前記アジャストスクリュに組み付けられており、
   前記クリップには、前記支持部材の外周の嵌合溝に対し周方向において間隔を空けた複数位置において弾性的に係止可能な複数の弾性係止片が形成されたロッカアームユニットであって、
   前記クリップは、前記係止孔が形成された板状本体部を有し、
   前記弾性係止片は、前記板状本体部の外縁から斜め外方へ第１板部を延出させるとともに、前記第１板部の延出端から第２板部を前記板状本体部と略直角に延出させることで、屈曲して片持ち状に延出した形態とされており、
   前記第２板部の延出端部が前記嵌合溝に係止され、
   前記弾性係止片の最大幅寸法が、前記頭部の最大外径寸法と同じかそれよりも大きい寸法とされていることを特徴とするロッカアームユニット。

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