JP5917957B2

JP5917957B2 - 内燃機関の動弁装置

Info

Publication number: JP5917957B2
Application number: JP2012054435A
Authority: JP
Inventors: 大樹山本; 真之山根; 鈴木　博之; 博之鈴木
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2032-03-12
Also published as: JP2013189863A

Description

本発明は、内燃機関の動弁装置に関するものである。

従来から知られるエンジンの動弁装置には、その一端がラッシュアジャスタによって支持され、他端が給気あるいは排気用のバルブのバルブステムの先端に当接するロッカアームを設けたものがある。ロッカアームはカムの回転に伴いラッシュアジャスタによって支持される側を支点として傾動することで、バルブに開閉動作を行わせることができる。また、ロッカアームのバルブステム側では一対の対向壁が形成されてバルブステムの先端部に対して適当なラップ代をもって挟むようにし、バルブステムの上下動作を案内するようになっている。さらに、このようなものにおいては、組み付け作業の便宜のため、ロッカアームとラッシュアジャスタとをクリップを介して連結するようにし、全体をロッカアームユニットとして一体化することもなされてきた。このような技術を開示するものとして、下記特許文献１を挙げることができる。

特開２００２−１５５７１０号公報

しかし、上記のものではロッカアームユニットの組み付け作業の際に、ロッカアームが上記ラップ代を越えて大きく傾いてしまうと、ロッカアームの対向壁間からバルブステムの先端部が外れてしまい、ロッカアームユニットの組み付け作業に支障を来すおそれがあった。

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、組付け作業を容易に行うことができる内燃機関の動弁装置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、長さ方向の一端側に第１端部が形成され、他端側に第２端部が形成され、前記第１端部はシリンダヘッドに装着された支持部材に対しこの支持部材の軸線周りに回動可能でかつ支持部材を支点として傾動可能に支持され、前記第２端部は吸気用あるいは排気用バルブのバルブステムの先端に対しラップ代を有した状態で係止するロッカアームと、前記第１端部と前記支持部材との離脱を規制する離脱規制部と、前記第１端部側あるいは前記シリンダヘッド側の少なくともいずれかの側に配され、前記ロッカアームの傾動時には前記シリンダヘッド側あるいは前記第１端部側の少なくともいずれかの側に当接可能とすることで、前記ロッカアームの傾動動作を、前記第２端部と前記バルブステムの先端とが軸方向にラップした状態が維持される角度範囲内に規制する傾動規制部とを備え、前記離脱規制部は前記第１端部と前記支持部材とを連結可能な金属製の板材よりなるクリップであり、前記傾動規制部は前記クリップに一体に形成されて前記ロッカアームの傾動時には前記シリンダヘッド側に当接可能となっており、さらに、前記シリンダヘッドには、前記ロッカアームの傾動時には前記傾動規制部の先端部が突っ込まれて係止することで、前記ロッカアームが前記支持部材の軸心回りに回動する範囲を規制する回動規制溝が形成されているところに特徴を有する。

請求項１の発明によれば、組付け作業の際にロッカアームが傾動した場合においても、傾動規制部がシリンダヘッド側あるいは第１端部側の少なくともいずれかの側に当接することで、第２端部側はバルブステムの先端部とラップした係止状態に維持される。このため、ロッカアームがバルブステムから外れることが確実に回避されるため、組み付け作業を円滑に行うことができる。
また、傾動規制部がクリップを利用して形成されるため、部品点数も少なくて済み、製造コストの低減に寄与する。さらに、傾動規制部はシリンダヘッドの回動規制溝に係止することで、ロッカアームに対する傾動規制に加えて回動規制をも行うことができる。したがって、バルブステムの先端部とラップする部分の寸法を短く形成することができる。

参考例１における動弁装置の断面図同じくクリップ付きロッカアームを第２端部側から見た斜視図同じく第１端部側から見た斜視図クリップの斜視図クリップ付きロッカアームの底面図同じく側面図ロッカアームの傾動規制状態を示す断面図実施形態１における動弁装置の断面図同じくクリップ付きロッカアームの平面図参考例２における動弁装置の断面図参考例３における動弁装置の断面図

＜参考例１＞
図１から図７は本発明の参考例１を示している。図１はシリンダヘッド１に設けられた動弁装置を示している。本参考例１の動弁装置はロッカアーム２、ラッシュアジャスタ３（支持部材）およびこれらを連結するクリップ４（離脱規制部）によって一体化されたロッカアームユニットＵを備えている。

図１に示すように、シリンダヘッド１には、通気路５（吸気ポート又は排気ポート）と、通気路５に連通してシリンダヘッド１の外面に開口するステム孔６とが設けられている。ステム孔６には通気路５内に臨むポート７を開閉するバルブ８（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８はバルブステム１０を有し、常にはバルブスプリング９によって閉弁方向（上方）に付勢され、またバルブ８の上端部はステム孔６の上端開口よりも上方に突出している。

シリンダヘッド１の上方にはバルブ８を駆動するロッカアーム２とカム１１とが設けられ、シリンダヘッド１の外面に開口して設けられた取付孔１２にはラッシュアジャスタ３が組み込まれ、ロッカアーム２とラッシュアジャスタ３との間には両者を連結するクリップ４が設けられている。

ロッカアーム２は、アーム本体１３と、アーム本体１３の長手方向の中間部に配されるローラ１４と、ローラ１４を回転可能に支持するロッカシャフト１５とを備える。

アーム本体１３の長さ方向の一端部（第１端部１６）には受け部１７が半球状に膨出して設けられ、受け部１７の下面は半球凹面状に形成され、ラッシュアジャスタ３におけるプランジャ１８の先端面が同面に適合した状態で摺動可能としている。アーム本体１３の長さ方向の他端部（第２端部１９）にはバルブ８の上端に当接可能なバルブ当接部２０が設けられている。

また、アーム本体１３の長さ方向の中央部には、上方及び下方に開放されたローラ収容部２１が設けられている。ローラ収容部２１は、長さ方向に沿って配された一対の壁部２２間に形成されている。両壁部２２は、ローラ１４を挟んで互いに対向して配され、第１端部１６側は上記した受け部１７を介して互いに連結され、第２端部１９側は上記したバルブ当接部２０を介して連結されている。

バルブ当接部２０は、図１に示すように、両壁部２２における第２端部側の下端同士を連結している部位を両側壁を残した状態で上方へ膨出させることによって形成されている。このことにより、バルブ当接部２０の下側の両側壁は相対的に下方へ張り出しバルブガイドを形成する。このバルブガイドはバルブステムの先端部を挟むように対向するとともに、バルブステムの先端部に対し軸方向へ所定のラップ代が保有されるように形成されている。これにより、両バルブガイドはバルブの開閉動作を案内することができる。

なお、バルブ当接部２０の下面とバルブステム１０の先端面との間には、通常時（ロッカアーム２がカム１１によって押し下げ動作がなされていない時）に所定のクリアランスが保有されるように設定されている。

次に、ローラ１４周辺の構成について説明する。両壁部２２にはロッカシャフト１５の両端部が貫通する軸孔２３が同軸で設けられている。ローラ１４は、円筒状をなし、その内側にはロッカシャフト１５の中間部が貫通するとともに、ロッカシャフト１５との間にはローラ１４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１４の上端は、アーム本体１３の上端よりも僅かに上方へ突き出るようにしてある。そして、ロッカシャフト１５と平行な回転軸２５に支持された卵形のカム１１の外周面がローラ１４上を摺接することにより、ロッカアーム２全体はラッシュアジャスタ３のプランジャ１８の先端を支点として傾動して、バルブ８にポート７の開閉動作を行わせることができる。なお、本参考例の場合、ロッカシャフト１５の両端部は、軸孔２３内に収められ、両壁部２２の外側面よりも外方へ突出することはない。

続いて、クリップ４の周辺の構成について説明する。両壁部２２の上縁であって軸孔２３と受け部１７との間には、クリップ４の両端部を係止させるための一対の係止凹所２４が切欠き形成されている。

クリップ４は金属製の板材を折り曲げ形成したものである（図４参照）。クリップ４はラッシュアジャスタ３側とロッカアーム２側とに架け渡されることによって、両者を連結してロッカアームユニットＵを構成することができる。

クリップ４の全体構成は図４に示す通り、Ｕ字溝２７を有する一対の挟持アーム部２６と、この挟持アーム部２６の両端寄りの外縁から上方へ立ち上がるようにして形成された一対の係止アーム部２８と、挟持アーム部２６の折り返し部位の中央外縁から下方（ラッシュアジャスタ３方向）へ向けてほぼ直角に折り曲げられた傾動規制部２９とからなっている。

ロッカアーム２に対するクリップ４の取付けは、両挟持アーム部２６を第１端部における受け部１７周りの下面に密着させ、両係止アーム部２８の先端部を対応する係止凹所２４に引っ掛けるようにして係止させることによって可能となる。また、ラッシュアジャスタ３へのクリップ４の係止については次のようである。クリップ４がロッカアーム２に取り付けられた状態では、図５に示すように、挟持アーム部２６の対向する内縁が受け部１７内に張り出すようにしてある。このことによって、ラッシュアジャスタ３のプランジャ１８の先端部を受け部１７内に進入させた状態で、クリップ４をロッカアームの第１端部の側方から差し込む過程で、挟持アーム部２６はラッシュアジャスタ３におけるプランジャ１８の先端部外周面に形成された係止段部３０を挟み込んで係止する。かくして、ロッカアーム２とラッシュアジャスタ３とが抜け止め状態で一体化されたロッカアームユニットＵが構成される。また、この状態ではロッカアーム２はラッシュアジャスタ３の軸線回りに自由に回動することができる。

ロッカアームユニットＵがシリンダヘッド１に装着された後の状態では、クリップ４の傾動規制部２９の先端はシリンダヘッド１の取付孔１２近くの上面に向けて延び、シリンダヘッド１の上面とは所定のクリアランスが保有されるようにしてある。但し、このクリアランスは、図７に示すように、傾動規制部２９の先端がシリンダヘッド１の上面に突き当たった状態においても、バルブガイド３１とバルブステム１０の先端とのラップ状態が維持される寸法である。

次に、上記のように構成された参考例１の作用効果を具体的に説明する。ロッカアームユニットＵをシリンダヘッド１に組み込む作業では、ロッカアーム２とラッシュアジャスタ３との一体化作業がなされる。すなわち、既述したように、ラッシュアジャスタ３のプランジャ１８の先端部を受け部１７の内面に突き当てた状態で、ロッカアーム２における第１端部１６の側方からクリップ４を差し込む。これにより、クリップ４の両挟持アーム部２６はロッカアーム２の下面に沿いつつラッシュアジャスタ３の係止段部３０の下部を挟み付けつつ係止するため、ラッシュアジャスタ３はロッカアーム２に抜け止めされる。この後、係止アーム部２８を両壁部２２の外面に沿わせながら先端部を係止凹所２４において折り返してやれば、クリップ４を介してロッカアーム２とラッシュアジャスタ３とが一体化されたロッカアームユニットＵが得られる。

なお、このときにはロッカアーム２はラッシュアジャスタ３に対し軸線周りの自由な回動が許容されている。

上記のようにして得られたロッカアームユニットＵはカム１１等がシリンダヘッド１に装備される前にシリンダヘッド１への装着がなされる。まず、ラッシュアジャスタ３がシリンダヘッド１の取付孔１２へ挿入されるとともに、ロッカアーム２の両バルブガイド３１の間にバルブステム１０の先端部が位置するようにする。その際に、ロッカアーム２の第１端部１６側がシリンダヘッド１に接近する方向へ傾動すると、第２端部１９側においてはバルブガイド３１からバルブステム１０の先端部が外れてしまうことが懸念される。しかし、ロッカアーム２の傾動時にはクリップ４の傾動規制部２９の下端がシリンダヘッド１の上面に突き当たってこれ以上の傾動が規制された状態では、バルブガイド３１とバルブステム１０の先端部とのラップ状態が維持されている（図７参照）。このため、バルブステム１０はバルブガイド３１から外れてしまう事態は確実に回避される。したがって、ロッカアームユニットＵの組み付け作業の間に、バルブステムとバルブガイドとの再度の位置合わせ作業を強いられないため、組み付け作業を円滑に進行させることができる。

また、参考例１では傾動規制部２９を既存部品であるクリップ４に一体に形成したため、部品点数の増加も回避することができる、と言う効果も得られる。

＜実施形態１＞
図８及び図９は本発明の実施形態１を示している。実施形態１においては、シリンダヘッド１の上面に回動規制溝４０を凹設し、ロッカアーム２の傾動時に回動規制溝４０内にクリップ４の傾動規制部２９の先端が入り込むようにし、傾動規制とともに回り止めも併せて行うようにしたものである。

すなわち、回動規制溝４０の深さは、ロッカアーム２が傾動して傾動規制部２９の先端が回動規制溝４０の底面に突き当たった状態においても、バルブステム１０の先端部とバルブガイド３１とがラップする関係が維持される設定となっている。また、回動規制溝４０内に傾動規制部２９が進入した状態で、傾動規制部２９の側縁と回動規制溝４０内の側面との間の隙間は、バルブガイド３１とバルブステム１０の先端部との間の隙間とほぼ同じかやや小さめに設定されている。

このように構成された実施形態１によれば、傾動規制部２９が回動規制溝４０内に入り込むことで、参考例１と同様な傾動規制と共に、ロッカアーム２におけるラッシュアジャスタ３回りの回動をも規制することができる。この回動規制溝による回動規制の結果、回動規制溝４０の深さ分に対応する寸法分だけバルブガイド３１の高さ寸法を減らすことができる。したがって、ロッカアーム２自体を軽量化することができ、ロッカアーム２の動作を円滑化してバルブの開閉動作のレスポンスを高めることも期待できる。

＜参考例２＞
図１０は本発明の参考例２を示している。参考例２では傾動規制部５０をシリンダヘッド１側に設けている。具体的には、傾動規制部５０は金属板にて形成されるとともに、シリンダヘッド１の上面には取付溝５１が形成されている。傾動規制部５０はこの取付溝５１内へ下端部が圧入等されることにより、第１端部１６の下方において突出状態で取り付けられている。この傾動規制部５０はクリップ５２の下面に当接することにより、ロッカアーム２の傾動角度を規制可能である。
このように構成された参考例２においても、他の実施形態及び参考例と同様の作用効果を奏することができる。

＜参考例３＞
図１１は本発明の参考例３を示している。本参考例では、傾動規制部６０をロッカアーム６１の第１端部側において一体に垂下形成したものであり、シリンダヘッド１の上面に突き当たることで、ロッカアーム６１の傾動角度を規制することができる。

このように構成された参考例３においても他の実施形態及び参考例と同様の作用効果を発揮することができる。

＜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）傾動規制部はロッカアーム２側あるいはシリンダヘッド１側のいずれか一方側からのみ設ける場合に限らず、双方に設けるようにしてもよい。

（２）クリップは金属製の板材にて形成される場合に限らず、金属製の線材によって形成されるようにしてもよい。

１…シリンダヘッド
２，６１…ロッカアーム
３…ラッシュアジャスタ（支持部材）
４，５２…クリップ（離脱規制部）
１０…バルブステム
１６…第１端部
１９…第２端部
２９，５０，６０…傾動規制部
４０…回動規制溝

Claims

長さ方向の一端側に第１端部が形成され、他端側に第２端部が形成され、前記第１端部はシリンダヘッドに装着された支持部材に対しこの支持部材の軸線周りに回動可能でかつ支持部材を支点として傾動可能に支持され、前記第２端部は吸気用あるいは排気用バルブのバルブステムの先端に対しラップ代を有した状態で係止するロッカアームと、
前記第１端部と前記支持部材との離脱を規制する離脱規制部と、
前記第１端部側あるいは前記シリンダヘッド側の少なくともいずれかの側に配され、前記ロッカアームの傾動時には前記シリンダヘッド側あるいは前記第１端部側の少なくともいずれかの側に当接可能とすることで、前記ロッカアームの傾動動作を、前記第２端部と前記バルブステムの先端とが軸方向にラップした状態が維持される角度範囲内に規制する傾動規制部とを備え、
前記離脱規制部は前記第１端部と前記支持部材とを連結可能な金属製の板材よりなるクリップであり、前記傾動規制部は前記クリップに一体に形成されて前記ロッカアームの傾動時には前記シリンダヘッド側に当接可能となっており、
さらに、前記シリンダヘッドには、前記ロッカアームの傾動時には前記傾動規制部の先端部が突っ込まれて係止することで、前記ロッカアームが前記支持部材の軸心回りに回動する範囲を規制する回動規制溝が形成されていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。