JP5355296B2

JP5355296B2 - ロッカアームユニット

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Publication number: JP5355296B2
Application number: JP2009189208A
Authority: JP
Inventors: 智己三好; 雅英櫻井; 直樹平松; 俊征佐々木
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2009-08-18
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-08-18
Also published as: HK1153255A1; EP2295738B1; ATE557163T1; US8561585B2; US20110041791A1; JP2011038496A; EP2295738A1

Description

本発明は、内燃機関の動弁装置を構成するロッカアームユニットに関するものである。

ロッカアームユニットとしては、特許文献１に記載のものが知られている。このものは、ロッカアームと、ロッカアームを揺動可能に支持するラッシュアジャスタと、ラッシュアジャスタ側とロッカアーム側とに渡されて両者を連結する板状のクリップとを備えている。ロッカアームは、カムの回転によって揺動されてバルブの開閉を行い、ラッシュアジャスタは、バルブクリアランスの自動調整を行い、クリップは、ラッシュアジャスタとロッカアームの一体的な取り扱いを可能とすることによってシリンダヘッド上への両者の組み付け性を改善する役割を担っている。

特開２００２−１５５７１０公報

ところで、上記のクリップはラッシュアジャスタとロッカアームの取付部分の形状に応じて金属板を打ち抜き、その後に曲げ加工される必要があった。このため、クリップの製造コストが高くつくという問題があった。

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、製造コストを低減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、支持部材と、前記支持部材の頂部に支持され、その支持位置を略支点として揺動されるロッカアームと、前記支持部材側と前記ロッカアーム側とに渡されて両者を連結する線材とを備え、前記線材の先端部は、前記ロッカアームの壁面に設けられた孔に差し込まれている構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記孔は前記ロッカアームの内側の壁面に開口し、前記線材の先端部は、前記孔に内側から差し込まれているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記孔は前記ロッカアームの外側の壁面に開口し、前記線材の先端部は、前記孔に外側から差し込まれているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、支持部材と、前記支持部材の頂部に支持され、その支持位置を略支点として揺動されるロッカアームと、前記支持部材側と前記ロッカアーム側とに渡されて両者を連結する線材とを備え、前記線材の先端部は、前記支持部材との間に前記ロッカアームを挟むように配される板材に固定されているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、支持部材と、前記支持部材の頂部に支持され、その支持位置を略支点として揺動されるロッカアームと、前記支持部材側と前記ロッカアーム側とに渡されて両者を連結する線材とを備え、前記ロッカアームにはローラを回転可能に支持する軸部材が設けられ、前記軸部材の両端部は前記ロッカアームの外側の壁面よりも外方に突出する突出部とされ、前記線材の先端部は、前記突出部に取り付けられるところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のものにおいて、前記線材は、前記支持部材の外周面に巻かれているところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のものにおいて、前記支持部材は、筒状のボディ、及び前記ボディ内に摺動可能に収容されるプランジャを有するラッシュアジャスタからなり、前記線材は、前記プランジャ側と前記ロッカアーム側とに渡されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
支持部材とロッカアームとを連結する部材が線材によって構成されているため、従来のクリップと違って、金属板を所定形状に打ち抜くといった作業が不要とされ、複雑な形状に加工する必要もなくなる。この結果、ロッカアームユニットを製造する際のコストが低減される。

また、線材の先端部がロッカアームの壁面に設けられた孔に差し込まれるから、線材のロッカアームへの取付形状が複雑にならずに済む。

＜請求項２の発明＞
線材の先端部がロッカアームの内側の壁面に開口する孔に内側から差し込まれるから、線材の先端部が外部異物と干渉してロッカアームから離脱するのを回避できる。

＜請求項３の発明＞
線材の先端部がロッカアームの外側の壁面に開口する孔に外側から差し込まれるから、その差し込み作業が容易になる。また、孔開け加工が容易になる。

＜請求項４の発明＞
支持部材とロッカアームとを連結する部材が線材によって構成されているため、従来のクリップと違って、金属板を所定形状に打ち抜くといった作業が不要とされ、複雑な形状に加工する必要もなくなる。この結果、ロッカアームユニットを製造する際のコストが低減される。また、線材の先端部が支持部材との間にロッカアームを挟むように配される板材に固定されているから、線材を取り付けるに際してロッカアームに特別な加工を施さなくて済む。

＜請求項５の発明＞
支持部材とロッカアームとを連結する部材が線材によって構成されているため、従来のクリップと違って、金属板を所定形状に打ち抜くといった作業が不要とされ、複雑な形状に加工する必要もなくなる。この結果、ロッカアームユニットを製造する際のコストが低減される。また、線材の先端部が軸部材の突出部に取り付けられるから、ロッカアームの壁面に孔開け加工を施さなくて済む。

＜請求項６の発明＞
線材が支持部材の外周面に巻かれているから、線材を取り付けるに際してプランジャに特別な加工を施さなくて済む。
＜請求項７の発明＞
支持部材がボディ及びプランジャを有するラッシュアジャスタからなり、線材がプランジャ側とロッカアーム側とに渡されているから、プランジャの移動に追従して線材も変位することになり、ロックアームの支持位置の変動に対応可能となる。

本発明の実施形態１に係るロッカアームユニットの要部破断側面図である。ロッカアームユニットの要部破断平面図である。ロッカアームユニットの分解斜視図である。ロッカアームユニットを含む動弁装置の断面図である。実施形態２に係るロッカアームユニットの側面図である。ロッカアームユニットの要部破断平面図である。実施形態３に係るロッカアームユニットの分解斜視図である。ロッカアームユニットの要部破断正面図である。実施形態４に係るロッカアームユニットの側面図である。ロッカアームユニットの要部破断平面図である。実施形態５に係るロッカアームユニットの側面図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図４によって説明する。本実施形態に係るロッカアームユニット１０は、内燃機関の動弁装置を構成するものであって、ロッカアーム２０、支持部材としてのラッシュアジャスタ４０及び線材８０を備えている。

まず動弁装置の全体構造について説明すると、図４に示すように、シリンダヘッド７０には、通気路７１（吸気ポート又は排気ポート）と、通気路７１に連通してシリンダヘッド７０の外面に開口するステム孔７２とが設けられている。ステム孔７２には通気路７１に臨む通気口を開閉するバルブ７３（吸気バルブ又は排気バルブ）が開弁位置と閉弁位置との間を往復動可能に組み付けられている。バルブ７３は常にはバルブスプリング７４によって閉弁方向（上方）に付勢され、またバルブ７３の上端部はステム孔７２の上端開口よりも上方に突出して配されている。

シリンダヘッド７０の上方にはバルブ７３を駆動するロッカアーム２０とカム７５とが設けられ、シリンダヘッド７０の外面に開口して設けられた取付孔７６にはラッシュアジャスタ４０が組み込まれ、ロッカアーム２０とラッシュアジャスタ４０との間には両者を連結する線材８０が設けられている。シリンダヘッド７０の内部にはオイル流路７７が設けられ、オイル流路７７の途中には取付孔７６の内面に臨むオイル口が設けられている。

ラッシュアジャスタ４０は、上端部でロッカアーム２０を支承する軸方向（上下方向）に細長いプランジャ４１と、プランジャ４１を軸方向に摺動可能に収容するとともに、取付孔７６に嵌め込まれるボディ４２とからなる。

ボディ４２は、軸方向に細長い有底筒状をなし、その周壁にはボディ孔４３がオイル口と対向して設けられている。ボディ４２の上端部の外周面には、プランジャ４１の抜け止めをなす環状のリテーナ４４が装着されている。

プランジャ４１は円筒状をなし、図３に示すように、その上端部（頂部）には半球凸面状に丸まった支持部４５が設けられている。支持部４５の中央（頂端）には、ロッカアーム２０に作業油を給油するための貫通孔４６が内外に貫通して設けられている。そして、プランジャ４１の外周面には、上下領域よりも一段落ちた凹部４７が全周に亘って設けられている。

図４に示すように、プランジャ４１の内部は低圧室４８とされ、プランジャ４１の底壁はボディ４２の内側下端部との間に高圧室４９を画成している。プランジャ４１の底壁には低圧室４８と高圧室４９とに連通する連通孔５０が内外に貫通して設けられている。また、プランジャ４１の周壁にはプランジャ孔５１がボディ孔４３と対向して設けられている。

高圧室４９内にはケージ５２が組み込まれ、ケージ５２はボディ４２の周壁の上面に接した第１スプリング５３の付勢力によってプランジャ４１の底壁の下面に押し付けられている。また、高圧室４９内には、ケージ５２に対して径方向（軸直交方向）への位置ずれを規制可能に収容されつつ連通孔５０の開閉を行う球状の逆止弁５４が設けられている。ケージ５２と逆止弁５４との間には第２スプリング５５が介挿されており、逆止弁５４は第２スプリング５５によって常時上方へ付勢されている。この逆止弁５４は低圧室４８内の液圧（油圧）が高圧室４９内の液圧よりも上昇した場合にのみ開弁するように構成されている。

ロッカアーム２０は、図３に示すように、アーム本体２１と、アーム本体２１の中間部に取り付けられるローラ２２と、ローラ２２を回転可能に支持する軸部材２３とからなる。

アーム本体２１の長さ方向の一端部には受け部２４が半球状に膨出して設けられ、受け部２４の下面は支持部４５が摺動する半球凹面状をなしている。アーム本体２１の長さ方向の他端部にはバルブ７３の上端に当接するバルブ当接部２５が設けられている。

また、アーム本体２１の長さ方向の中央部には、図２に示すように、上方及び下方に開放されたローラ収容部２６が設けられている。ローラ収容部２６は、長さ方向に沿って配される一対の壁部２７によって画成され、両壁部２７は、ローラ２２を挟んで互いに対向して配され、その長さ方向の一端部にて受け部２４を介して互いに連結され、その長さ方向の他端部にてバルブ当接部２５を介して連結されている。

両壁部２７には軸部材２３の両端部が貫通する軸孔２８が同軸で設けられている。また、両壁部２７の内面には、軸孔２８と受け部２４との間に、線材８０の両端部を受ける有底の孔２９が開口して設けられている。両孔２９は互いに同軸上に対向して配され、それぞれ同形同大であって軸孔２８よりも小さい円形の断面形状を有している。

ローラ２２は、円筒状をなし、その内側には軸部材２３の中間部が貫通するとともに、軸部材２３との間にはローラ２２の回転運動を許容するベアリング（図示せず）が介挿されている。また、ローラ２２の上端は、アーム本体２１の上端よりも上方に露出され、軸部材２３と平行な回転軸に支持された卵形のカム７５の外周面に下方から当接される。なお、本実施形態の場合、軸部材２３の両端部は、軸孔２８内に収められ、両壁部２７の外側面よりも外方へ突出することはない。

線材８０は、一本の金属製の線条（針金）を曲げ加工して形成され、所定のばね力をもってラッシュアジャスタ４０側とロッカアーム２０側とに渡されている。詳しくは線材８０は、プランジャ４１の凹部４７に対し、一周以上、好ましくは複数周に亘って巻き付けられる巻部８１と、巻部８１の両端からロッカアーム２０側に向けて延びる一対の延出部８２とからなる。両延出部８２は、図１及び図２に示すように、プランジャ４１の側面とロッカアーム２０の下面とで画成される略Ｌ字形の領域６０の内側に配され、互いに一定の間隔をあけて略水平に延びたあと略垂直に立ち上げられ、さらにその立ち上げ端が互いに離反する外向きに延びる形状とされている。この両延出部８２の立ち上げ端にて外向きに延びる部分は、壁部２７の孔２９内に内側から嵌合する係合部８３とされている。

次に、本実施形態に係るロッカアームユニット１０の組み付け方法及び作用を説明する。
ラッシュアジャスタ４０を組み上げた後、プランジャ４１に上方から線材８０を嵌め付ける。装着の過程では、巻部８１が支持部４５を摺動して弾性的に拡開変形され、正規の装着位置に至るや巻部８１が弾性的に復元して凹部４７を締め付け、これによって線材８０がプランジャ４１に巻回状態で固定される。もっとも、凹部４７に線材８０を直接巻き付け、線材８０のプランジャ４１への装着と同時に巻部８１を形成してもよい。

続いて、線材８０の両延出部８２を内向きに押して弾性的に縮幅変形させ、その状態を保つながらラッシュアジャスタ４０の支持部４５にロッカアーム２０の受け部２４を載せ、かつロッカアーム２０の壁部２７の両孔２９を両延出部８２の係合部８３と正対する位置に至らしめる。その状態で両延出部８２への押圧状態を解除すると、両延出部８２が弾性的に復元し、それに伴って両係合部８３が対応する孔２９内に進入する。これにより、線材８０の両係合部８３（両先端部）がロッカアーム２０に取り付けられ、ラッシュアジャスタ４０とロッカアーム２０とが線材８０を介して一体に連結されたロッカアームユニット１０が完成される。

次に、動弁装置に上記のロッカアームユニット１０を組み込む。組み込むにあたり、シリンダヘッド７０の取付孔７６に上方からラッシュアジャスタ４０を臨ませ、かつバルブ７３の上端に上方からロッカアーム２０のバルブ当接部２５を臨ませ、しかる後にロッカアームユニット１０の全体を降ろす。すると、ラッシュアジャスタ４０が取付孔７６に嵌め込まれるとともに、ロッカアーム２０のバルブ当接部２５がバルブ７３の上端に載せられ、もってロッカアーム２０の長さ方向の両端部が支持される。また、ロッカアーム２０のローラ２２にはカム７５が上方から当接する。

ロッカアームユニット１０の組み付け方法は上記に限らず、例えば、ラッシュアジャスタ４０をこれ単独でシリンダヘッド７０の取付孔７６に嵌入し、その後、ラッシュアジャスタ４０に線材８０を装着し、さらに線材８０の先端部にロッカアーム２０を取り付けるようにしてもよい。また、線材８０付きのラッシュアジャスタ４０をシリンダヘッド７０の取付孔７６に嵌入した後、線材８０の先端部にロッカアーム２０を取り付けるようにしてもよい。

動弁装置の駆動時には、カム７５の回転に伴ってロッカアーム２０が上下方向に揺動変位（首振り変位）し、支持部４５の半球凸面と受け部２４の半球凹面とが互いに摺接し合う。このとき、延出部８２が弾性的に変形することでロッカアーム２０の揺動変位が許容される。また、巻部８１が凹部４７との間にロッカアーム２０の長さ方向の隙間を保有するような長円形に形成されていれば、その隙間の範囲でロッカアーム２０の揺動変位が許容されるため、そのようにしてもよい。さらに、巻部８１の凹部４７への締め付け力を弱めて巻部８１が凹部４７内を上下方向に移動可能としてもよい。

以上説明したように本実施形態によれば、ラッシュアジャスタ４０とロッカアーム２０とを連結する部材が線材８０によって構成されているため、従来のクリップと違って、金属板を所定形状に打ち抜くといった作業が不要とされ、かつ複雑な形状に加工する必要もない。その結果、ロッカアームユニット１０を製造する際のコストが低減される。しかも、線材８０のばね力を利用することによって組み付け性が良好となるのに加え、ロッカアーム２０の揺動変位を許容することができる。

また、線材８０がプランジャ４１側とロッカアーム２０側とに渡されているから、プランジャ４１の移動に追従して線材８０も変位することになり、支持部４５の支持位置の変動に支障なく対応可能となる。また、線材８０がプランジャ４１の外周面に巻かれた巻部８１を有しているから、線材８０を取り付けるに際してプランジャ４１に特別な加工を施さなくて済む。

また、線材８０の先端部がロッカアーム２０の壁部２７に設けられた孔２９に差し込まれる係合部８３とされているから、線材８０のロッカアーム２０への取付形状が複雑にならずに済む。しかも、係合部８３が壁部２７の内面に開口する孔２９に内側から差し込まれるから、係合部８３が外部異物と干渉してロッカアーム２０から離脱するのを回避できる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図５及び図６によって説明する。実施形態２に係るロッカアームユニット１０Ａは、線材８０Ａのロッカアーム２０への取付形状が実施形態１とは異なる。その他は、実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の構造部位には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

線材８０Ａは、凹部４７に複数周に亘って巻回される巻部８１Ａと、巻部８１Ａの両端からロッカアーム２０の外面側に延びる延出部８２Ａとからなる。巻部８１Ａの両端部は、既述した略Ｌ字形の領域６０とは反対側にある凹部４７の側面に交差して配されている。延出部８２Ａは、巻部８１Ａの両端からプランジャ４１の外周面を廻り込むようにしてロッカアーム２０の外面側に導出され、その先端部が内向きに屈曲された係合部８３Ａとされている。

ロッカアーム２０の両壁部２７の外面には、受け部２４側の位置に、係合部８３Ａを受ける有底の孔２９Ａが開口して設けられている。両孔２９Ａは互いに同軸上に配され、それぞれ同形同大であって軸孔２８よりも小さい円形の断面形状を有している。

実施形態２によれば、両壁部２７の外面に開口する孔２９Ａには係合部８３Ａが外側から差し込まれるため、その差し込み作業が容易になる。また、孔２９Ａを成形する際の孔開け加工が容易になる。

＜実施形態３＞
図７及び図８は本発明の実施形態３を示す。実施形態３に係るロッカアームユニット１０Ｂは、線材８０Ｂが板材９０を介して間接的にロッカアームユニット１０に渡されている点で実施形態１及び２とは異なる。

線材８０Ｂは、凹部４７に一重巻きされる巻部８１Ｂと、巻部８１Ｂの径方向両端からロッカアーム２０の外面外方に立ち上がる一対の延出部８２Ｂとからなる。巻部８１Ｂは、ロッカアーム２０の長さ方向に長い長円形をなしている。巻部８１Ｂと凹部４７との間にはロッカアーム２０の長さ方向の隙間が保有され、この隙間の範囲でロッカアーム２０の揺動変位が許容されている。両延出部８２Ｂの先端部は板材９０に掛け止められる係合部８３Ｂとされている。

板材９０は金属製であって、矩形状の本体部９１と、本体部９１の両端から外方に突出する一対の係止受け部９２とからなり、本体部９１とプランジャ４１の支持部４５との間にロッカアーム２０の受け部２４を挟むように配される。本体部９１には受け部２４が適合して嵌る円形の位置決め孔９３が設けられている。係止受け部９２はＴ字形をなし、その括れ部９５には係合部８３Ｂが巻回され、これによって線材８０Ｂが板材９０に取り付けられる。

実施形態３によれば、ロッカアーム２０が板材９０とプランジャ４１の支持部４５との間に挟持された状態でラッシュアジャスタ４０との一体性を保つことができる。この場合、ラッシュアジャスタ４０とロッカアーム２０のいずれにも特別な加工が施されないため、汎用性が高められる。また、位置決め孔９３に受け部２４が嵌ることにより、ロッカアーム２０の板材９０への位置決めがなされ、ひいてはロッカアーム２０のプランジャ４１への位置決めがなされる。

＜実施形態４＞
図９及び図１０は本発明の実施形態４を示す。実施形態２に係るロッカアームユニット１０Ｃは、線材８０Ｃのロッカアーム２０への取付形状が実施形態１ないし３とは異なる。

ロッカアーム２０は、両壁部２７の軸孔２８を貫通する軸部材２３を有し、軸部材２３の両端部は、壁部２７の外面よりも外方に突出する円柱状の突出部３０を有している。

線材８０Ｃは、凹部４７に複数周に亘って巻回される巻部８１Ｃと、巻部８１Ｃの両端からロッカアーム２０の外面側に延びる延出部８２Ｃとからなる。延出部８２Ｃは巻部８１Ｃの両端から突出部３０に向けて斜め直線状に延びる形状とされ、その先端部が突出部３０の外周面に巻回される係合部８３Ｃとされている。したがって、係合部８３Ｃが突出部３０の外周面に巻回されることで線材８０Ｃがロッカアーム２０に取り付けられるようになっている。
実施形態４によれば、係合部８３Ｃが突出部３０に取り付けられるから、ロッカアーム２０の壁面に、孔２９、２９Ａを成形するための孔開け加工を施さなくて済む。

＜実施形態５＞
図１１は本発明の実施形態５を示す。実施形態５に係るロッカアームユニット１０Ｄは、支持部材として、ラッシュアジャスタ４０に代えてピボット５を用いており、その点で実施形態１とは異なる。
ピボット５は、単一の剛体であってシリンダヘッド７０の取付孔７６に挿入され、プランジャ４１と違って上下動を許容されていない。ピボット５の頂部にはロッカアーム２０を揺動可能に支持する支持部６が設けられている。また、ピボット５の外周面には凹部７が全周に亘って設けられ、この凹部７には線材８０が巻回されている。その他、線材８０の形態、及び線材８０のロッカアーム２０への取付形状等は実施形態１と同様である。

＜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形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施形態１〜４では、線材はボディに巻かれていてもよい。
（２）凹部を有しないプランジャ又はピボットの外周面に巻部が巻かれていてもよい。
（３）巻部は、プランジャ、ボディ、又はピボットの外周面を１周しないＣ字形状とされていてもよい。
（４）実施形態２〜３では、ラッシュアジャスタの代わりに実施形態５で例示したピボットを用いても構わない。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…ロッカアームユニット
２０…ロッカアーム
２９、２９Ａ…孔
４０…ラッシュアジャスタ（支持部材）
４１…プランジャ
４２…ボディ
８０、８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ…線材
５…ピボット（支持部材）

Claims

支持部材と、
前記支持部材の頂部に支持され、その支持位置を略支点として揺動されるロッカアームと、
前記支持部材側と前記ロッカアーム側とに渡されて両者を連結する線材とを備え、
前記線材の先端部は、前記ロッカアームの壁面に設けられた孔に差し込まれていることを特徴とするロッカアームユニット。
前記孔は前記ロッカアームの内側の壁面に開口し、前記線材の先端部は、前記孔に内側から差し込まれていることを特徴とする請求項１記載のロッカアームユニット。
前記孔は前記ロッカアームの外側の壁面に開口し、前記線材の先端部は、前記孔に外側から差し込まれていることを特徴とする請求項１記載のロッカアームユニット。
支持部材と、
前記支持部材の頂部に支持され、その支持位置を略支点として揺動されるロッカアームと、
前記支持部材側と前記ロッカアーム側とに渡されて両者を連結する線材とを備え、
前記線材の先端部は、前記支持部材との間に前記ロッカアームを挟むように配される板材に固定されていることを特徴とするロッカアームユニット。
支持部材と、
前記支持部材の頂部に支持され、その支持位置を略支点として揺動されるロッカアームと、
前記支持部材側と前記ロッカアーム側とに渡されて両者を連結する線材とを備え、
前記ロッカアームにはローラを回転可能に支持する軸部材が設けられ、前記軸部材の両端部は前記ロッカアームの外側の壁面よりも外方に突出する突出部とされ、前記線材の先端部は、前記突出部に取り付けられることを特徴とするロッカアームユニット。
前記線材は、前記支持部材の外周面に巻かれていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載のロッカアームユニット。
前記支持部材は、筒状のボディ、及び前記ボディ内に摺動可能に収容されるプランジャを有するラッシュアジャスタからなり、前記線材は、前記プランジャ側と前記ロッカアーム側とに渡されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載のロッカアームユニット。