JP5517915B2

JP5517915B2 - ロッカアームユニット

Info

Publication number: JP5517915B2
Application number: JP2010292332A
Authority: JP
Inventors: 敦史榊原; 正輝貴志
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP2012140871A

Description

本発明は、内燃機関の動弁装置に用いられるロッカアームユニットに関する。

特許文献１には、従来のロッカアームユニットが開示されている。このロッカアームユニットは、ロッカアームと、ラッシュアジャスタと、両者を連結するクリップとを備えている。ラッシュアジャスタは、シリンダヘッドに取り付けられている。ロッカアームは、長さ方向に延びる形態とされ、長さ方向の一端部がラッシュアジャスタに支持させられ、長さ方向の他端部がバルブに当接させられ、長さ方向の中間部に回転可能に装着されたローラがカムに当接させられている。カムが駆動すると、ローラが従動回転するとともに、ロッカアームがラッシュアジャスタの頂部を支点として揺動し、それに伴ってバルブが開閉動作を行うようになっている。

また、クリップは、ラッシュアジャスタに対してロッカアームの長さ方向とほぼ平行な向きに挿抜可能とされ、ラッシュアジャスタの上端部を弾性的に挟持可能な一対の弾性片を有している。シリンダヘッドへの組み付け時には、クリップを介することによってロッカアームがラッシュアジャスタから脱落するのが回避され、組み付け作業性が改善されるようになっている。

特開２０１０−２７５９２０号公報

ところで、上記従来のクリップは、比較的構成が複雑なため、製造コストが高くつくという問題がある。また、クリップは、ロッカアームの長さ方向と平行な向きに引っ張られることにより、両弾性片の撓み動作を伴いつつラッシュアジャスタから容易に離脱させられる。このため、クリップの組み付け信頼性に劣る嫌いがある。

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、製造コストが低く抑えられるとともに、組み付け信頼性が高められたクリップを有するロッカアームユニットを提供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、シリンダヘッドに取り付けられる支持部材と、長さ方向の一端部を前記支持部材に支持させるとともに、長さ方向の他端部をバルブに当接させ、かつ長さ方向の中間部をカムに当接させ、その状態で前記カムに揺動されて前記バルブの開閉動作を行うロッカアームと、前記支持部材と前記ロッカアームとを互いに連結する板状のクリップとを備えたロッカアームユニットであって、前記ロッカアームにおける長さ方向と直交する幅方向の両端縁には、前記長さ方向の一端部を、幅方向及び長さ方向と直交する高さ方向に貫通してなる凹溝が形成され、前記クリップは、ほぼＵ字形の嵌合溝を有する嵌合部と、前記嵌合部の幅方向の両端から高さ方向に突出する一対の係止片とからなり、前記両係止片は、前記凹溝内に高さ方向に挿入されて前記ロッカアームに係止され、前記支持部材は、前記両係止片が前記ロッカアームに係止された状態で、前記嵌合溝内に嵌合されて前記嵌合部に係止され、前記支持部材が前記嵌合溝内に嵌合される過程では、前記嵌合部が前記支持部材との当接によって前記嵌合溝の溝幅を拡げる向きに弾性的に拡開され、前記嵌合部が拡開される間、前記両係止片が前記凹溝内に収容された状態を維持する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、前記支持部材が前記嵌合部に係止された状態で、前記嵌合部における前記嵌合溝の開口縁部と、前記ロッカアームとの間に、前記ロッカアームの揺動変位を許容する変位許容空間が確保されるところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
クリップが板状であってほぼＵ字形の嵌合溝を有する嵌合部とその幅方向の両端から高さ方向に突出する一対の係止片とからなるため、全体として簡素な形状となり、製造コストが低く抑えられる。また、支持部材が嵌合溝内に嵌合される過程では、嵌合部が支持部材との当接によって嵌合溝の溝幅を拡げる向きに弾性的に拡開されるため、両係止片が凹溝から抜け出て、クリップがロッカアームから不用意に脱落するおそれがある。しかるに本発明によれば、嵌合部が拡開される間、両係止片が凹溝内に収容された状態を維持するため、クリップがロッカアームから不用意に脱落するのが防止される。その結果、クリップの組み付け信頼性が高められる。

＜請求項２の発明＞
支持部材が嵌合部に係止された状態で、嵌合部における嵌合溝の開口縁部とロッカアームとの間にロッカアームの揺動変位を許容する変位許容空間が確保されるため、ロッカアームが揺動する間、嵌合部における嵌合溝の開口縁によってロッカアームの摺動面が傷付くのが防止される。

本発明の実施形態１に係るロッカアームユニットを含む内燃機関の断面図である。ロッカアームユニットの断面図である。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正面図である。ロッカアームの側面図である。ロッカアームの平面図である。ロッカアームの断面図である。クリップが取り付けられたロッカアームの側面図である。クリップが取り付けられたロッカアームの要部破断正面図である。クリップが取り付けられたロッカアーム及びラッシュアジャスタの側面図である。クリップの斜視図である。クリップの嵌合部の嵌合溝内にラッシュアジャスタが嵌合される過程の状態をあらわす要部破断正面図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１２によって説明する。実施形態１に係るロッカアームユニット１０は、ロッカアーム２０と、ラッシュアジャスタ４０と、クリップ６０とを備えて構成される。そして、ロッカアームユニット１０は、内燃機関の動弁装置に組み込まれる。

図１に示すように、シリンダヘッド９０には、通気路９１（吸気ポート又は排気ポート）と、通気路９１に連通してシリンダヘッド９０の外面に開口するステム孔９２とが形成されている。シリンダヘッド９０のステム孔９２には通気路９を開閉するためのバルブ８０（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上下方向に往復動可能に装着されている。バルブ８０は、常にはバルブスプリング８１によって閉弁方向（上方）に付勢された状態とされている。バルブ８０の上端部は、シリンダヘッド９０の上面におけるステム孔９２の開口から上方に突出している。

ラッシュアジャスタ４０は、上下方向に細長いプランジャ４１と、プランジャ４１が上下方向に移動可能に収容されるボディ４２とからなる。ボディ４２は、シリンダヘッド９０の取付孔９３内に嵌合して挿入される。
図２及び図１０に示すように、プランジャ４１の上端部には、ほぼ半球面状の支承部４３が形成されている。支承部４３は、ロッカアーム２０の前端部（長さ方向の一端部）を支持可能とされ、その表面が凸曲面状の摺動面４４とされている。支承部４３の中央部（上端部）には、ロッカアーム２０に作動油を供給するための給油孔４５が上下方向に貫通して形成されている。

ボディ４２は、上下方向に細長い有底筒状をなし、その周壁にはシリンダヘッド９０のオイル流路９５に連通するボディ孔４６が貫通して形成されている。

プランジャ４１の周壁には、連通空間４７を介してボディ孔４６と連通するプランジャ孔４８が貫通して形成されている。プランジャ４１の周壁には、支承部４３の直下方に、クリップ６０が装着される装着溝４９が周方向に連続して形成されている。装着溝４９の上下両縁には、テーパ状に拡開する拡開面５０が全周に亘って形成されている。

プランジャ４１の内部は低圧室５１とされ、ボディ４２の内部の下端部にはプランジャ４１の底壁の下面との間に高圧室５２が区画して形成されている。プランジャ４１の底壁には、低圧室５１と高圧室５２とに連通する連通孔５３が貫通して形成されている。高圧室５２内には、連通孔５３を開閉可能な球状の逆止弁５４が挿入されている。

オイル流路９５を流れるオイルは、ボディ孔４６、連通空間４７、及びプランジャ孔４８を経て低圧室５１内に流入され、さらに連通孔５３から高圧室５２内へと流入される。低圧室５１内と高圧室５２内との間で液圧が変動すると、逆止弁５４が上下方向に変位して連通孔５３の開閉動作を行う。これにより、低圧室５１内と高圧室５２内との間でオイルが流動し、ロッカアーム２０に対する支承部４３の支持位置が変動するようになっている。

図５ないし図７に示すように、ロッカアーム２０は、前後方向（長さ方向）に細長いアーム本体２１を有している。アーム本体２１の前後方向中央部には、ローラ２２を回転可能に収容するローラ収容部２３が形成されている。ローラ２２の上端は、アーム本体２１の上端より上方に配置され、カム１００の外周面に下方から当接している。

アーム本体２１の後端部（長さ方向の他端部）には、パッド状のバルブ当接部２４が形成されている。バルブ当接部２４がバルブ８０の上端に上方から当接してこれを押圧することにより、バルブ８０がバルブスプリング８１の付勢力に抗して開弁されるようになっている。アーム本体２１の前端部には、プランジャ４１の支承部４３を嵌合状態で受けるほぼ半球ドーム状の支持受け部２５が膨出して形成されている。支持受け部２５の下面（内周面）には、支承部４３の摺動面４４と摺り合うことが可能な凹球面状の摺動受け面２６が形成されている。

また、アーム本体２１の前端部には、支持受け部２５の周囲を取り囲む板状の基部２７が形成されている。そして、基部２７の幅方向の両端縁には、一対の凹溝２８が上下方向（板厚方向であって、長さ方向及び幅方向と直交する高さ方向）に貫通して形成されている。凹溝２８は、平面視ほぼ矩形状をなし、アーム本体２１の幅方向両側外方に開放されている。そして、凹溝２８は、後述するように、少なくともラッシュアジャスタ４０の組み付け時に撓み変形する係止片６２の撓み量を超える深さをもって形成されている。

続いてクリップ６０について説明すると、クリップ６０は、ＳＫ（炭素工具鋼）又はＳＵＳ（ステンレス）等からなる金属製の板材であって、熱処理が施される等して、所定の硬度に調整され、かつ所定のバネ性が付与されている。そして、クリップ６０は、図１１に示すように、ほぼＵ字形の嵌合部６１と、嵌合部６１の幅方向の両端から上方（高さ方向）に突出する一対の係止片６２とからなる。

嵌合部６１は、前後方向に沿って互いにほぼ平行に延びる一対のアーム部６３と、両アーム部６３の前端同士を連ねて幅方向に延びる連結部６４とからなる。両係止片６２は、両アーム部６３の後端部の外縁から上方に起立する形態とされている。嵌合部６１における両アーム部６３及び連結部６４の間には、ほぼＵ字形の嵌合溝６５が後方に開放して形成されている。嵌合部６１の嵌合溝６５内には、プランジャ４１の上端部が嵌合状態で挿入される。このとき、両アーム部６３の内縁は、プランジャ４１の装着溝４９内に挿入されて係止可能とされる。

また、両アーム部６３のそれぞれには、図９に示すように、前後方向の全長に亘って延びる内向きテーパ状の段差部６６が形成されている。嵌合部６１において両段差部６６間に配置された内側領域は、両段差部６６の幅方向外方に配置された外側領域より一段落ちて配置されている。この内側領域は、連結部６４を含む嵌合溝６５の開口縁部とされている。

両係止片６２は、図８に示すように、側面視矩形状であって上下方向に長い帯板状をなし、ロッカアーム２０の両凹溝２８内に下方から嵌合して挿入される。係止片６２の前後幅は、凹溝２８の前後幅とほぼ同じ、又はこれより僅かに小さくされている。また、係止片６２の先端部には、ロッカアーム２０の基部２７の上面に当接して掛け止められる係止爪６７がほぼ直角に折り曲げ形成される。

本実施形態に係るロッカアームユニット１０の構造は上述の通りであり、続いて、その作用効果について説明する。
ロッカアーム２０の両凹溝２８内に下方からクリップ６０の両係止片６２を挿入する。クリップ６０における両アーム部６３の外側の部分がロッカアーム２０の基部２７の下面に当接したら（図８及び図９を参照）、続いて、両係止片６２の先端部を内側に折り曲げて係止爪６７を形成し、ロッカアーム２０にクリップ６０を離脱規制状態に保持させる。このとき、嵌合部６１における段差部６６の内側領域には、ロッカアーム２０の下面との間に、ロッカアーム２０の揺動変位を許容する変位許容空間６９が確保される。

次に、図１０に示すように、ロッカアーム２０の支持受け部２５の下方にプランジャ４１の支承部４３を正対させる。その状態で、支持受け部２５内にプランジャ４１の支承部４３を下方から差し込む。図１２に示すように、プランジャ４１の差し込み過程では、プランジャ４１の支承部４３の摺動面４４が嵌合部６１の嵌合溝６５の開口縁を摺動して、両アーム部６３が連結部６４を支点として嵌合溝６５の溝幅を拡げる向きに弾性的に拡開変形させられる。その間、両係止片６２は、凹溝２８内でその溝底面から離れる向きに変位させられるものの、凹溝２８内に収容された状態を維持する。このため、両係止片６２が凹溝２８内に前後方向への遊動を規制された状態に保持され、クリップ６０が前方へ脱落するのが防止される。

プランジャ４１の支承部４３が支持受け部２５内に正規深さで差し込まれると、クリップ６０の両アーム部６３が、弾性復帰してプランジャ４１の装着溝４９内に嵌り込む。かくして、図２ないし図４に示すように、プランジャ４１がクリップ６０を介してロッカアーム２０に離脱規制状態に保持される。

なお、上記したクリップ６０及びプランジャ４１の組み付け作業は、ラッシュアジャスタ４０のシリンダヘッド９０への取り付け前と取り付け後のいずれのタイミングで行ってもよい。

上記の場合、仮に、クリップ６０が前方に引っ張られると、両係止片６２の前端が両凹溝２８の内壁前面に当接して、クリップ６０の引き抜き動作が規制される。また、カム１００の駆動に伴ってロッカアーム２０が揺動すると、支承部４３の摺動面４４をロッカアーム２０が摺動するが、このとき、ロッカアーム２０の揺動変位は変位許容空間６９に吸収されるため、クリップ６０の嵌合溝６５の開口縁が支承部４３の摺動面４４を摺動するのが防止される。

以上説明したように、本実施形態によれば、クリップ６０が板状であってほぼＵ字形の嵌合溝６５を有する嵌合部６１とその幅方向の両端から高さ方向に突出する一対の係止片６２とからなるため、全体として簡素な形状となり、製造コストが低く抑えられる。

また、嵌合部６１が拡開される間、両係止片６２が凹溝２８内に収容された状態を維持するため、クリップ６０がロッカアーム２０から不用意に脱落するのが防止される。その結果、クリップ６０の組み付け信頼性が高められる。

さらに、ラッシュアジャスタ４０が嵌合部６１に係止された状態で、嵌合部６１における嵌合溝６５の開口縁部とロッカアーム２０との間に、ロッカアーム２０の揺動変位を許容する変位許容空間６９が確保されるため、ロッカアーム２０が揺動する間、嵌合部６１における嵌合溝６５の開口縁によってロッカアーム２０の摺動面４４が傷付くのが防止される。

＜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形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）係止爪は、クリップのロッカアームへの取り付け前にあらかじめ折り曲げられていてもよい。この場合、クリップがロッカアームに取り付けられる過程で、係止爪がロッカアームの凹溝の溝底面を摺動して係止片が弾性的に拡開され、クリップがロッカアームに正規に取り付けられるに伴い、係止片が弾性復帰して係止爪がロッカアームの上面に掛け止められればよい。
（２）ラッシュアジャスタの代わりに、ロッカアームを高さ方向のほぼ一定位置で支持するピボットを用いてもよい。

１０…ロッカアームユニット
２０…ロッカアーム
２８…凹溝
４０…ラッシュアジャスタ（支持部材）
６０…クリップ
６１…嵌合部
６２…係止片
６５…嵌合溝
６９…変位許容空間
８０…バルブ
９０…シリンダヘッド
１００…カム

Claims

シリンダヘッドに取り付けられる支持部材と、
長さ方向の一端部を前記支持部材に支持させるとともに、長さ方向の他端部をバルブに当接させ、かつ長さ方向の中間部をカムに当接させ、その状態で前記カムに揺動されて前記バルブの開閉動作を行うロッカアームと、
前記支持部材と前記ロッカアームとを互いに連結する板状のクリップとを備えたロッカアームユニットであって、
前記ロッカアームにおける長さ方向と直交する幅方向の両端縁には、前記長さ方向の一端部を、幅方向及び長さ方向と直交する高さ方向に貫通してなる凹溝が形成され、
前記クリップは、ほぼＵ字形の嵌合溝を有する嵌合部と、前記嵌合部の幅方向の両端から高さ方向に突出する一対の係止片とからなり、
前記両係止片は、前記凹溝内に高さ方向に挿入されて前記ロッカアームに係止され、
前記支持部材は、前記両係止片が前記ロッカアームに係止された状態で、前記嵌合溝内に嵌合されて前記嵌合部に係止され、
前記支持部材が前記嵌合溝内に嵌合される過程では、前記嵌合部が前記支持部材との当接によって前記嵌合溝の溝幅を拡げる向きに弾性的に拡開され、前記嵌合部が拡開される間、前記両係止片が前記凹溝内に収容された状態を維持することを特徴とするロッカアームユニット。
前記支持部材が嵌合部に係止された状態で、前記嵌合部における前記嵌合溝の開口縁部と、前記ロッカアームとの間に、前記ロッカアームの揺動変位を許容する変位許容空間が確保され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。