JP6244473B2 - エンジンの動弁装置およびロッカーアームの製造方法 - Google Patents
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Description
カムシャフトは、高速用カムと、この高速用カムの両側に位置する二つの低速用カムとを有している。高速用カムは、低速用カムよりバルブリフト量が相対的に多くなる形状に形成されている。
メインアームは、カムシャフトの低速用カムが接触するスリッパを有しており、ロッカーシャフトに揺動自在に支持されている。このメインアームは、吸気弁または排気弁のバルブスプリングによって低速用カムに向けて付勢されている。
以下、本発明に係るエンジンの動弁装置およびロッカーアームの製造方法の一実施の形態を図1〜図14によって詳細に説明する。
1/2減筒運転形態は、運転される気筒が異なる第1の運転形態と第2の運転形態とにおいて実現可能である。第1の運転形態は、4つの気筒が並ぶ方向の一端に位置する気筒(第1気筒)と、一端から数えて4番目の気筒(第4気筒)とが運転される運転形態である。第2の運転形態は、4つの気筒が並ぶ方向の一端から数えて2番目の気筒(第2気筒)と、3番目の気筒(第3気筒)とが運転される運転形態である。
全気筒休止形態は、例えばアクセルオフ時に切替えられる。全気筒休止形態が採られると、各気筒において断熱圧縮と断熱膨張とが繰り返されるだけで燃焼室に対する吸気、排気の出入りがなくなるから、ポンピングロスを低減することができる。
隔壁22の上端部には、図1に示すように、吸気カムシャフト5を支持するための吸気側ジャーナル部23と、排気カムシャフト6を支持するための排気側ジャーナル部24とが形成されている。これらのジャーナル部23,24には、カムキャップ25が複数の取付用ボルト26(図2参照)によって取付けられている。
第1のロッカーシャフト支持部34は、図6に示すように、支持壁部32に取付けられる基部34aと、この基部34aから上方に突出した凸部34bとを有している。凸部34bには、ロッカーシャフト37の一端部が嵌合する2つの円形孔38が形成されている。
油圧ピストン46は、図4に示すように、シリンダ孔45から突出する押圧用プレート46aを有している。この押圧用プレート46aは、シリンダ孔45よりカムシャフトの軸線とは直交する方向に大きく形成されている。
ロッカーハウジング単体31の連結部36は、カムシャフト14の軸線方向に延びる板状に形成されている。この連結部36には、上述した支持壁部32の円形開口(不図示)に同心的に連なるよう円形穴36aが貫通形成されている。
第1のアーム片52aと第2のアーム片52bとの間には、ローラ51が挿入されている。このローラ51は、カム12に接触する回転体からなるカムフォロアを構成するものである。
第2のアーム半部72の中間部分には、貫通孔からなる第3のピン孔82が形成されている。第3のピン孔82には、詳細は後述するが、第1の切替ピン55の一部と第3の切替ピン56とが収容される。第3のピン孔82の一端部(第1のアーム半部71とは反対側に位置する端部)には、サークリップ83が設けられている。このサークリップ83は、請求項6記載の発明でいう「抜け止め部材」に相当するものである。
この円盤部77と突起76との間には、図3に示すように、第2のロッカーアーム54の弁押圧部53がシム19に接触している状態において、隙間d1が形成されている。突起76は、第2のロッカーアーム54が振動等によりカムシャフト14に向けて跳ねて揺動したときに円盤部77に当たり、それ以上の第2のロッカーアーム54の揺動を規制する。
第1のアーム半部71と第2のアーム半部72におけるロッカーシャフト37に支持される基部どうしは、第2の連結部74によって互いに連結されている。この実施の形態においては、第2の連結部74によって請求項3記載の発明でいう「連結部」が構成されている。
第2のアーム半部72における第1のロッカーアーム52と対向する内側面には、図示してはいないが、第1のアーム半部71と同様に凹部65が形成されている。第3のピン孔82は、この凹部65内に開口している。第1のアーム半部71の凹部65と、第2のアーム半部72の凹部65とは、ロッカーシャフト37の軸線方向から見て同一位置に、同一形状に形成されている。
揺動開始位置とは、カム12のベース円部12aにローラ51が接触しているときの第1のロッカーアーム52の位置である。最大揺動位置とは、ノーズ部12bの最も突出量が多くなる部位がローラ51と接触しているときの第1のロッカーアーム52の位置である。
第2のロッカーアーム54の第2のピン孔81と第3のピン孔82は、図8に示すように、第1のアーム半部71と第2のアーム半部72を横切るようにロッカーシャフト37の軸線と平行に延びている。
第2のピン孔81には、図8に示すように、第2の切替ピン56が移動自在に嵌合しているとともに、この第2の切替ピン56を第1のロッカーアーム52に向けて付勢するばね部材85が設けられている。第2の切替ピン56は、有底円筒状に形成されており、底部が第1の切替ピン55と対向する状態で第2のピン孔81内に挿入されている。
第3の切替ピン57の軸線方向の長さは、図8中に二点鎖線で示すように、第3のピン孔82の長さより僅かに短い。このため、油圧ピストン46が第2のアーム半部72に当たるまで前進したとしても、第3の切替ピン57の全体が第2のアーム半部72の中に収容され、第1の切替ピン55の両端部が第1のロッカーアーム52から略均等に突出する。
この実施の形態による第1〜第3の切替ピン55〜57の外径は、図3に示すように、第1のロッカーアーム52が第2のロッカーアーム54に対して揺動したとしても、軸線方向から見て一部が常に互いに対向する大きさに設定されている。
この切替機構3は、図4に示すように、第1の押圧部91と第2の押圧部92とを有している。第1の押圧部91は、第1〜第3の切替ピン55〜57における軸線方向の一端(第2の切替ピン56)を軸線方向の他端側に向けて押す。第2の押圧部92は、第1〜第3の切替ピン55〜57における軸線方向の他端(第3の切替ピン57)を軸線方向の一端側に向けて押す。この実施の形態による第1の押圧部91は、第2のロッカーアーム54に設けられたばね部材85によって構成されている。
第4のステップにおいては、図14に示すように、第1のロッカーアーム52と第2のロッカーアーム54とにロッカーシャフト37を通すための貫通孔58,75をドリル95で共加工する。言い換えれば、保持された第1のロッカーアーム52と第2のロッカーアーム54とにドリル95が通され、ロッカーシャフト37を通すための穴(貫通孔58,75)が加工される。
このような製造方法を採用することにより、エンジン組み立て状態において、第1のロッカーアーム52が第2のロッカーアーム54のストッパ78に当接したとき、すなわち吸気弁8または排気弁9が閉じているとき、各ロッカーアーム52,54のピン孔(第1〜第3のピン孔63,81,82)が高精度に整列する。
仮組ステップにおいては、ローラ51および第1の切替ピン55が組み付けられた第1のロッカーアーム52と、第2、第3の切替ピン56,57およびばね部材85が組み付けられた第2のロッカーアーム54とを組み合わせて一つの組立体を形成する。この際、第1の切替ピン55の凸部64を第2のロッカーアーム54の凹部65内に開口部84から挿入する。
第1〜第3の切替ピン55〜57は、同一軸線上に保持されていると、連結位置と非連結位置との間を容易に移動することができる。
したがって、この実施の形態によれば、第1のロッカーアーム52と第2のロッカーアーム54とが一体化される連結状態と、分離する非連結状態とを切替えるときに第1〜第3の切替ピン55〜57が容易かつ確実に移動するエンジンの動弁装置を提供することができる。
このため、この実施の形態によれば、第1のロッカーアーム52が第2のロッカーアーム54より復帰方向へ過度に揺動することを防ぐことができる。
このため、専らストッパ78として機能する部材を第2のロッカーアーム54に取り付ける場合と較べて省スペース化を図ることができるとともに、ストッパ78を簡易に得ることができる。
したがって、この実施の形態によれば、軽量化と低コスト化とを図りながらストッパ78を備えることができる。しかも、ストッパ78を兼用した第2の連結部74が基部に設けられているから、ロッカーシャフト回りの慣性モーメントを小さくできる。このため、この第2のロッカーアーム54は、ストッパ78を備えているにもかかわらず、高速で揺動することが可能なものとなる。
なお、ストッパ78を設ける位置は、第2の連結部74に限定されることはない。すなわち、ストッパ78は、第2のロッカーアーム54の第1、第2のアーム半部71,72や第1の連結部73に設けることができる。
このため、この実施の形態によれば、ストッパ78がデッドスペース内に設けられるから、動弁装置1が大型化することなくストッパ78を装備することができる。
このため、サークリップ83で第3の切替ピン57の抜け止めを行うことができるから、この第3の切替ピン57を第2のロッカーアーム54に組付ける作業を容易に行うことができる。また、油圧ピストン46が非作動状態で第1〜第3の切替ピン55〜57が連結位置にあるとき、第3の切替ピン57は第2のロッカーアーム54と共に上下に揺動する。しかし、その際、第3の切替ピン57が不必要に油圧ピストン46に押し付けられることがない。このため、この第3の切替ピン57と油圧ピストン46との接触部が磨耗し難い。
本発明に係るエンジンの動弁装置は、図15および図16に示すように構成することができる。図15および図16において、図1〜図14によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施の形態による第2のロッカーアーム54は、第1のカムフォロア101と第2のカムフォロア102とを備えている。これらのカムフォロア101,102は、それぞれ第1のロッカーアーム52のローラ51と同径のローラによって構成されている。
一方、この実施の形態によるカムシャフト14は、図16に示すように、第1のロッカーアーム52のローラ51に接触する第1のカム111と、第2のロッカーアーム54の第1、第2のカムフォロア101,102に接触する2つの第2のカム112とを備えている。第1のカム111は、ノーズ部111aとベース円部111bとを有している。第2のカム112は、ノーズ部112aとベース円部112bとを有している。
第2のカム112のノーズ部112aの突出量は、第1のカム111のノーズ部111aの突出量より少ない。
このため、この実施の形態によれば、吸気弁8または排気弁9のバルブリフト量が多くなる第1の駆動形態と、吸気弁8または排気弁9のバルブリフト量が少なくなる第2の駆動形態とを切替えることが可能なエンジンの動弁装置を提供することができる。
Claims (6)
- 吸気弁または排気弁を駆動するためのカムを有するカムシャフトと、
前記カムシャフトと平行なロッカーシャフトと、
前記ロッカーシャフトに揺動自在に支持され、前記カムによって押されて揺動する第1のロッカーアームと、
前記第1のロッカーアームが前記カムによって押されて揺動する方向とは逆方向である復帰方向へ前記第1のロッカーアームを付勢するばね部材と、
前記ロッカーシャフトに揺動自在に支持され、前記吸気弁または前記排気弁を押圧する弁押圧部が揺動端部に設けられた第2のロッカーアームと、
前記第1のロッカーアームおよび第2のロッカーアームにおける前記ロッカーシャフトから等距離の位置に、それぞれ前記ロッカーシャフトの軸線と平行に形成されたピン孔と、
前記ピン孔に前記ロッカーシャフトの軸線方向へ移動自在に設けられた切替ピンと、
前記切替ピンを前記軸線方向に移動させることにより、前記切替ピンが前記第1のロッカーアームと前記第2のロッカーアームとに跨がる連結状態と、前記切替ピンが前記両ロッカーアームに跨がることがない非連結状態とを切替える切替機構とを備え、
前記第2のロッカーアームは、前記非連結状態でかつ前記吸気弁または排気弁が閉じている状態において、前記復帰方向へ揺動する前記第1のロッカーアームが当接するストッパを有し、前記第1のロッカーアームが前記ストッパに当接したとき、全ての前記ピン孔が同一軸線上に位置付けられ、
前記切替ピンは、
前記第1のロッカーアームに設けられた第1の切替ピンを含み、かつ前記連結状態で同一軸線上に並ぶ複数のピンによって構成され、
前記第1の切替ピンの前記軸線方向の長さは、前記第1のロッカーアームの前記軸線方向の幅より長く、
前記第2のロッカーアームにおける前記第1のロッカーアームと対向する側壁には、前記第1の切替ピンにおける第1のロッカーアームより突出した凸部を収容する凹部が形成され、
前記凹部は、
前記第1のロッカーアームが前記ロッカーシャフトに支持されている状態であってかつ前記非連結状態において、前記凸部の通過を規制することなく前記第1のロッカーアームが前記第2のロッカーアームに対して揺動開始位置と最大揺動位置との間で揺動することを許容する非規制部と、
前記第1のロッカーアームが前記ロッカーシャフトに支持されている状態であってかつ前記非連結状態において、前記凸部の通過を規制することにより前記第1のロッカーアームが前記第2のロッカーアームに対して前記最大揺動位置を越えて揺動することを規制する規制部とを有し、
前記規制部は、前記第1のロッカーアームが前記ロッカーシャフトに支持されていない状態においては、前記凸部の通過を許容する形状に形成されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。 - 請求項1記載のエンジンの動弁装置において、
前記第1のロッカーアームが前記ストッパに当接することにより前記ばね部材のばね力が前記ストッパを介して前記第2のロッカーアームに伝達され、前記第2のロッカーアームが前記ばね部材のばね力によって前記復帰方向に付勢されることを特徴とするエンジンの動弁装置。 - 請求項1または請求項2記載のエンジンの動弁装置において、
前記第2のロッカーアームは、
前記第1のロッカーアームを前記軸線方向の両側から挟む位置に配設された一対のアーム半部と、
これらのアーム半部に一体形成され、両アーム半部における前記ロッカーシャフトに支持される基部どうしを連結する連結部とを有し、
前記ストッパは、前記連結部に設けられていることを特徴とするエンジンの動弁装置。 - 請求項3記載のエンジンの動弁装置において、
前記第1のロッカーアームは、前記カムが接触するカムフォロアを有し、
前記連結部は、前記第1のロッカーアームが前記ストッパに当接する第1のロッカーアームのストッパ当接位置において、前記ロッカーシャフトの軸方向から見て、前記カムと、前記カムフォロアと、前記ロッカーシャフトとによって囲まれる凹空間に位置していることを特徴とするエンジンの動弁装置。 - 請求項1ないし請求項4のうちいずれか一つに記載のエンジンの動弁装置において、
前記切替機構は、
前記切替ピンにおける軸線方向の一端を前記軸線方向の他端側に向けて押す第1の押圧部と、
前記切替ピンにおける軸線方向の他端を前記軸線方向の一端側に向けて押す第2の押圧部とを有し、
前記第1の押圧部と第2の押圧部のうち、いずれか一方の押圧部は、
前記カムシャフトを有するシリンダヘッドに固定された支持部材と、
前記支持部材に移動自在に設けられて前記切替ピンの先端を押す押圧子とを有し、
この押圧子によって押される前記切替ピンは、
前記ロッカーアームに移動自在に嵌合する大径部と、
この大径部から前記ロッカーアームの外に向けて突出して前記押圧子と対向する小径部とを有し、
この切替ピンを支持するロッカーアームは、前記大径部と小径部との境界部分に形成された段部に接触する抜け止め部材を備えていることを特徴とするエンジンの動弁装置。 - 請求項1ないし請求項5のうちいずれか一つに記載のエンジンの動弁装置に用いられ、前記第1のロッカーアームにおける前記カムが接触するカムフォロアが回転体で、この回転体が前記第1のロッカーアームの軸孔に嵌合される支軸に回転自在に支持され、かつ前記支軸には前記第1のロッカーアームの前記ピン孔となる中空部を有するロッカーアームの製造方法であって、
前記第1のロッカーアームの前記軸孔に嵌合する外径を有するとともに前記第2のロッカーアームのピン孔と内径が一致する円筒状治具が前記支軸の代わりに前記軸孔に嵌合される第1のステップと、
前記第2のロッカーアームの前記ピン孔と前記円筒状治具の中空部とに前記切替ピンの代わりに1本の棒状治具が嵌合される第2のステップと、
前記第1のロッカーアームが前記第2のロッカーアームの前記ストッパに当接した状態で保持される第3のステップと、
保持された前記第1のロッカーアームと第2のロッカーアームとにドリルが通され、前記ロッカーシャフトを通すための穴が加工される第4のステップとを有することを特徴とするロッカーアームの製造方法。
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