JPH08303219A - 弁制御機構とそのロッカアームアセンブリ - Google Patents

弁制御機構とそのロッカアームアセンブリ

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JPH08303219A
JPH08303219A JP8113664A JP11366496A JPH08303219A JP H08303219 A JPH08303219 A JP H08303219A JP 8113664 A JP8113664 A JP 8113664A JP 11366496 A JP11366496 A JP 11366496A JP H08303219 A JPH08303219 A JP H08303219A
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arm
assembly
rocker
control mechanism
rocker arm
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JP8113664A
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Darryl John Muir
ジョン ミュア ダリル
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Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18Rocking arms or levers
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の吸気もしくは排気弁の動作特性を
変えるシステムを得る。 【解決手段】 ポペット弁(24)と係合可能な第1の
ロッカアーム(22,22’)と、第1のロッカアーム
に対して枢支されカムローブ(20)と係合可能な第2
のロッカアーム(18,18’)と、ロッカアームを選
択的に相互接続する手段(16,28,28’)と、第
1のロッカアームを偏倚させて弁と係合させかつ第2の
ロッカアームを偏倚させてカムローブと係合させる手段
(26)とを含み、調整機構によりロッカアーム間の相
対枢動の範囲が制限されるタイプの弁制御機構(12,
12’)用調整機構(101,101’)である。実施
例では偏倚手段は第1および第2のロッカアーム間に作
用する圧縮スプリングであり、調整機構はスプリングと
同軸でアームに作用してスプリングの軸に沿ったアーム
の間隔を制御するねじを有する部材(102,108)
を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のさまざま
な動作モード中に内燃機関の吸気弁もしくは排気弁の動
作特性を変えるシステムに関し、特にこのようなシステ
ムの調整機構に関する。
【0002】
【従来の技術】吸気弁および/もしくは排気弁を、選択
的に作動および停止したりあるいは選定されたリフトプ
ロファイルで作動することができる多弁エンジン用可変
弁制御機構が従来技術で知られている。
【0003】一つの周知の機構が米国特許第4,15
1,817号に記載されており、そこには第1のカムプ
ロファイルと係合可能な1次ロッカアーム要素と、第2
のカムプロファイルと係合可能な2次ロッカアーム要素
と、1次および2次ロッカアーム要素を相互接続すなわ
ちラッチする手段とが開示されている。
【0004】参考のためにここに組み入れられている1
995年3月28日に出願された米国特許出願第41
2,474号には、エンジン弁を選択的に作動もしくは
停止するように特に作動することができる前述のタイプ
の機構が開示されており、それはカムと接触するローラ
を有する内部ロッカアームを含むラッチ可能なロッカア
ームアセンブリと、互いにぴったり組み合わされる関係
にある弁、内部および外部アームを係合し、かつ静止ラ
ッシュアジャスタの出力プランジャとすることができる
エンジンのシリンダヘッド上のピボット点とピボット接
触する外部ロッカアームと、内部および外部アームが互
いに有効にラッチされて、弁を起動するように作動する
ことができる活動位置と内部および外部アームが互いに
自由に移動して弁が作動しない非活動位置の間を移動可
能なスライディングラッチ部材とを具備している。アセ
ンブリはさらに内部および外部アーム間に作用して、内
部アームをカムと係合するように偏倚し外部アームを弁
と係合するように偏倚する偏倚スプリングを含み、内部
と外部アーム間の関係は、プランジャスプリングとラッ
シュアジャスタの油圧力とを相殺して、ロッカアームが
アンラッチ位置にある時にラッシュアジャスタがポンプ
アップしないことを保証するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記機構では、ラッチ
部材と内外ロッカアームとの係合点における間隙は、内
外ロッカアームとスライディングラッチ部材間の寸法お
よび公差を厳密に制御することにより維持される。小さ
い作動力で滑らかに係合および解除するために、ある量
の間隙が必要である。寸法および公差を慎重に維持する
ことにより最適な初期間隙を設定することができるが、
必要な製作上の精度はコスト的に手に負えないものとな
ることがある。
【0006】本発明の目的は、組立時に前記構造内で内
部および外部ロッカアームの相対角位置を調整して、精
密な寸法決めや極端に厳密な製作公差に頼ることなくア
センブリの係合界面において最適の間隙を設定すること
ができる手段を提供する。
【0007】本発明のもう一つの目的と効果は、添付の
図面と関連して考慮するとき、以下の記述から明らかと
なる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、偏倚ス
プリングが内外アームと係合する点において、内部およ
び外部ロッカアームの最大離れを制限するねじを備えた
ファスナー手段による調整が行われる。
【0009】
【発明の実施の形態】先ず図2を参照すれば、本発明の
弁制御機構12を組み込んだオーバヘッドカム型内燃機
関のシリンダヘッド10の一部が例示されている。ここ
に例示した制御機構12は、特にエンジン弁を選択的に
作動もしくは停止するようにしたタイプであり、弁を開
くように作動することができる活性モードと、弁が開か
ない非活性モード間を変移可能なロッカアームアセンブ
リ14、およびロッカアームアセンブリをその活性およ
び非活性モード間で変移させるように作動することがで
きるアクチュエータアセンブリ16を具備している。
【0010】ロッカアームアセンブリ14は、エンジン
の弁作動カム20と係合可能な内部アームアセンブリ1
8と、スプリング25により常時閉鎖されているポペッ
ト弁24と係合可能な外部アーム22と、内外アーム間
に作用して内部アームをカム20と係合するように偏倚
させ、外部アームを静止ラッシュアジャスタ32のプラ
ンジャ30と係合するように偏倚させる偏倚スプリング
26と、外部アーム上にスライド可能に受け止められ、
内部および外部アームを一緒にラッチして制御機構の活
性モードを規定するか、もしくはそれらをアンラッチし
て非活性モードを規定するラッチ部材28とを具備して
いる。実施例では外部アーム22はプランジャ30上に
枢支されており、内部アーム18は外部アーム22上に
枢支されている。ラッシュアジャスタ32の構造および
機能は周知であるためここでは詳細な説明は行わない。
ロッカアームアセンブリは固定ピボット点や油圧ラッシ
ュアジャスタ以外の間隙調整手段上に載置できることも
また明らかである。
【0011】内部および外部ロッカアーム間の関係を良
く理解するために、図3ないし図6の部品の詳細を参照
する。
【0012】図3および図4を参照して、内部アーム1
8は好ましくは一般的に平面がU字型で、隔てられた壁
部34および36、U字形の基底をなす接触要素38、
および中央背骨部40を有する押し型構造である。背骨
部40が、後記する外部アームと接触するソケット部4
2の形状をなすアームのピボット点とスプリング受入要
素44とを規定する。一線上にある孔46が壁部34お
よび36内に形成されてニードルローラアセンブリ48
の軸を受け入れる(図2参照)。後記するように、調整
アセンブリを受け入れる孔50が要素44内に形成され
ている。後に詳述するように、接触要素38により外部
アーム22およびラッチ部材28と相互作用するラッチ
表面が画定される。
【0013】図5および図6を参照して、外部アーム2
2は一般的に平面が矩形の部材であり隔てられた側壁5
2、54および先細り終端部56、58を有し、終端部
56によりスプリング受入要素が画定され、終端部58
により弁接触パッド62が画定される。側壁52および
54間にウエブ要素64が形成され、アームを組み立て
た時に内部アームのソケット部42とラッシュアジャス
タのプランジャ30間に受け止められるソケット部66
が画定される。側壁52および54は、溝68および7
0においてラッチ部材28を受け止めるための溝が切ら
れている。後記するように、終端部56には調整アーム
アセンブリを受け止めるための孔51が形成されてい
る。
【0014】再び図2を参照して、組立時に内部アーム
18の背骨部40が、外部アーム22のウエブ要素64
上に受け止められて、内部および外部アームは一緒にぴ
ったり重ねて組み合わされる。ニードルローラアセンブ
リ48は、ローラ軸を孔46内にスリップフィットさせ
て内部アームの壁部34,36間に受け入れられる。内
部アームが外部アームの側壁52,54間に受け止めら
れることにより、軸76は動作中は常に壁と接触するた
め、ニードルローラアセンブリを保持するのにステーキ
ング等の積極的な保持手段は不要となる。
【0015】組み立てられたロッカアームがエンジンに
取り付けられると、外部アーム22のソケット部66は
ラッシュアジャスタ32のプランジャ30の上に配置さ
れ、それにより内部アーム18のローラアセンブリ48
はカム20と接触し、外部アーム22の弁接触パッド6
2は、弁24と接触するようになる。スプリング26が
内外アーム間で要素44および56の上に配置される
と、内部アーム18は偏倚されて(ローラ48を介し
て)カム20と係合し、外部アーム22は偏倚されて弁
24およびプランジャ30と係合し、ラッシュアジャス
タの縦軸周りのロッカアームアセンブリ14の角位置
は、外部アーム22の先細り終端部58の壁間に捕捉さ
れている弁24のステム終端により保持される。
【0016】制御機構12は、ラッチ部材28によりそ
の活性および非活性モード間で変移される。図示する実
施例では、ラッチは外部アーム22上に載置され、内部
アームの接触要素38と係合可能なプレート形状であ
る。ラッチ部材28は外部アームの上面に沿ってスライ
ドし、内部アームの接触要素38と係合可能な中央領域
80を有する平坦なプレート要素78と、内部アームを
跨いで外部アームの溝68および70内に受け止められ
る一対の軸方向に延在するフィンガ要素82および84
を具備している。ラッチ部材はそのラッチされた位置へ
偏倚され、外部アームの終端部58を一部包囲するタブ
86および88により外部アーム上の適切な位置に保持
される。図1および図2では、ラッチ部材は中央領域8
0が内部アームと係合してその活性すなわち係合位置で
図示されている。この位置では、カム20が図2の破線
位置へ回転すると、ローラ48上のカム20の力はラッ
チ部材28を介して外部アーム22へ、および弁24へ
伝達され、弁はその開放位置まで動かされる。
【0017】アセンブリをその活性モードからその非活
性モードへ変移させるために、ラッチ部材28は、図2
に示すように、アクチュエータアセンブリ16により右
へ動かされスライドして内部アームとの係合が解除され
る。ラッチの係合が解除されると、内部アームに対する
カムの力は外部アームではなくスプリング26へ伝達さ
れ、弁は閉鎖位置にとどまる。
【0018】実施例では、ラッチ部材28を変移させる
のにさまざまな直線作動装置を使用できるためアクチュ
エータアセンブリは幾分略示されており、実際に利用さ
れる構造は、本機構を取り付ける特定のエンジンに関す
るスペースおよび搭載条件によって決まる。ここに示す
ように、アセンブリはエンジンに適切に取り付けられた
ブラケット部材90と、ブラケットに取り付けられたソ
レノイド92と、ピボット96においてブラケット上に
枢持されラッチ部材28内にスライド可能に受け止めら
れソレノイドの出力部材98により係合される作動ロッ
ド94と、ソレノイド92およびロッド94間に作用し
てラッチ部材を正規の係合位置へ偏倚させる圧縮スプリ
ング99とを具備している。弁の動きに適応させるため
に、ラッチ部材上に形成された球形ソケット要素を介し
てロッド94が受け止められ、ラッチ部材はアクチュエ
ータとラッチ間に不適当な間隔を生じることなく、実線
で示す弁閉鎖位置と破線で示す弁開放位置間をロッドに
沿ってスライドすることができる。
【0019】図2を参照して、本発明にしたがって、本
機構をエンジンに取り付ける前に、101に示す調整ア
センブリが内部アーム18の接触要素38とラッチ部材
28の中央領域80間の最大クリアランスを精密に設定
することができる。
【0020】調整アセンブリは、それぞれ、内部および
外部ロッカアーム18および22のスプリング受入要素
44および56を介して受け入れられるボルト102
と、およびボルト上にねじ込まれて外部アームへ当接す
るナット104とを具備し、ボルト102はまたスプリ
ング26の中心を決める働きもする。ボルトはアーム1
8に固定することもできる。組立時に、ボルト102上
のナット104の位置が調整されて、内部および外部ア
ームは互いに枢動して、最適クリアランスが得られるま
で、要素38とプレート78間の間隔を変える。実施例
では、ラッチ部材28の自由な動きを許し、機構内での
摩耗を見込む最小クリアランスが最適と考えられる。本
機構のアンラッチモードでは、調整アセンブリは、プラ
ンジャ30に対する偏倚スプリング26の負荷により生
じるラッシュアジャスタ32のリークダウンを制限して
ポジティブストップとして作用する。
【0021】図7を参照して、本発明の別の実施例を例
示する。本実施例は図1ないし図6に示すものと同様な
ローラアセンブリ48’および接触要素38’を含む内
部アームアセンブリ18’と、最初の実施例と同様なス
プリング受入要素56’を含み、さらに内部アームのス
プリング受入要素44’の下で停止/調整ねじ108に
接触する位置に突出するプレート要素106を含む外部
アーム22’とを具備している。ねじ108はスプリン
グ受入要素内へねじ込まれ、突起106内に形成された
対応するソケットと係合可能なボールエンド110を含
んでいる。この位置を維持するために、ねじはセルフロ
ッキング型とするか、もしくはロックナットを付加する
ことができる。
【0022】ねじ108は、外部アーム内に形成された
孔112内を通って近づくことができ、本機構をエンジ
ンへ組み立てる前に、接触要素38’とラッチ部材2
8’のプレート要素78’との界面に初期隙間を設定す
るのに使用される。内部アームの突起106とねじ10
8との係合も、前記実施例と同様に、ポジティブストッ
プとして作用する。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の弁制御機構
は、組立時に機構内の内部および外部ロッカアームの相
対角度位置を精密に調整可能な調整手段を設けたため、
内外ロッカアームとラッチ部材とが小さい作動力で滑ら
かに係合および解除できる間隙が容易に設定できるの
で、精密な寸法決めや極端に厳密な製作公差に頼ること
のない、従って製作コストの掛らない弁制御機構を提供
できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の部分平面図
【図2】図1の2−2線に沿った断面図
【図3】本発明の第1のロッカアームの平面図
【図4】図3の4−4線に沿った断面図
【図5】本発明の第2のロッカアームの平面図
【図6】図5の6−6線に沿った断面図
【図7】本発明の別の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 シリンダヘッド 12,12’ 弁制御機構 14 ロッカアームアセンブリ 16 アクチュエータアセンブリ 18,18’ 内部アームアセンブリ/第2のロッカ
アーム 20 弁作動カム 22,22’ 外部アーム/第1のロッカアーム 24 ポペット弁 25 スプリング 26 偏倚スプリング/偏倚手段 28,28’ ラッチ部材 30 プランジャ/可動出力部材 32 ラッシュアジャスタアセンブリ 34,36 壁部 38,38’ 接触要素 40 中央背骨部 42,66 ソケット部 44,44’ スプリング受入要素/第2のスプリン
グ受入面 46,50,51,112 孔 48,48’ ニードルローラアセンブリ/カム接触
要素 52,54 側壁 56,56’ 先細り終端部/第1のスプリング受入
面/スプリング受入要素 58 先細り終端部 62 弁接触パッド/弁接触要素 64 ウエッブ要素 68,70 溝 76 軸 78,78’ プレート要素 80 中央領域 82,84 フィンガ要素 86,88 タブ 90 ブラケット部材 92 ソレノイド 94 作動ロッド 96 ピボット 98 出力部材 99 圧縮スプリング 101,101’ 調整アセンブリ 102 ボルト/ねじを有する部材 104 ナット 106 突起/プレート要素 108 ねじを有する部材/停止−調整ねじ 110 ボールエンド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Eaton Center,Clevel and,Ohio 44114,U.S.A.

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッド(10)、ポペット弁
    (24)、およびその上にカムローブ(20)が形成さ
    れたカムシャフトを含む内燃機関用弁制御機構(12,
    12’)であって、前記制御機構は、前記ポペット弁と
    係合可能な第1のロッカアーム(22,22’)と、前
    記カムローブと係合可能な第2のロッカアーム(18,
    18’)とを具備し、前記第1および第2のロッカアー
    ムは前記シリンダヘッド上に載置されて、前記シリンダ
    ヘッドに対して枢動し、かつ互いに枢動し、前記制御機
    構はさらに前記第1のロッカアームを偏倚させて前記ポ
    ペット弁と係合させ、かつ前記第2のロッカアームを偏
    倚させて前記カムローブと係合させる手段(26)と、
    前記カムローブにより前記第2のロッカアームへ加えら
    れる力に応答して、前記第1および第2のロッカアーム
    を選択的に相互接続し、一致して回転させる手段(1
    6,28,28’)とを具備し、前記第1および第2の
    ロッカアーム間の相対枢動の範囲を、調整可能に制限す
    る手段(101,101’)を特徴とする弁制御機構。
  2. 【請求項2】 前記第1のロッカアームを偏倚して前記
    ポペット弁と係合させ、かつ前記第2のロッカアームを
    偏倚して前記カムローブと係合させる前記手段が、前記
    第1および第2のロッカアーム間に作用するスプリング
    (26)を具備する請求項1記載の弁制御機構。
  3. 【請求項3】 前記第1のロッカアームは、その上に弁
    接触要素(62)と、かつその上に前記弁接触要素から
    軸方向に間隔をとった第1のスプリング受入面(56,
    56’)とが形成されている第1の細長いアーム部材を
    具備し、前記第2のロッカアームは、その上にカム接触
    要素(48)と、かつその上に前記カム接触要素から軸
    方向に間隔をとった第2のスプリング受入面(44,4
    4’)とが形成されている第2の細長いアーム部材を具
    備し、かつ手段(42)により前記第1のアーム部材
    は、前記第1のアームの弁接触要素と第1のスプリング
    受入面間、および前記第2のアームのカム接触要素と第
    2のスプリング受入面間の軸周りで、前記第2のアーム
    部材に対して相対的に枢持され、前記スプリング(2
    6)は前記第1および第2のスプリング受入面間に受け
    入れられた圧縮スプリングを具備する請求項2記載の弁
    制御機構。
  4. 【請求項4】 前記第1および第2のロッカアーム間の
    相対枢動の範囲を調整可能に制限する手段(101,1
    01’)は、前記第1のスプリング受入面と前記第2の
    スプリング受入面間の間隔を制御する手段を具備する請
    求項3記載の弁制御機構。
  5. 【請求項5】 前記第1および第2のスプリング受入面
    間の間隔を制御する前記手段は、前記圧縮スプリングと
    同軸に前記第1および第2のアームに作用するねじを有
    する部材(102)を具備する、請求項4記載の弁制御
    機構。
  6. 【請求項6】 前記ねじを有する部材は、その頭を前記
    アームの一方と係合しながら前記第1および第2のアー
    ムを介して受け止められるボルト(102)を具備し、
    前記ボルト上にねじ込まれて前記アームの他方と係合す
    るナット(104)を含む請求項5記載の弁制御機構。
  7. 【請求項7】 前記第1および第2のアーム部材は互い
    に枢持されて鋏形アセンブリを画定し、前記弁接触要素
    (62)を含む前記第1のアーム部材の部分と、前記カ
    ム接触要素(48)を含む前記第2のアーム部材の部分
    とが、前記鋏形アセンブリの第1の隣接脚の対を画定
    し、前記第1のスプリング受入面(56,56’)を含
    む前記第1のアーム部材の部分と、前記第2のスプリン
    グ受入面(44,44’)を含む前記第2のアーム部材
    の部分とが、前記鋏形アセンブリの第2の隣接脚の対を
    画定する、請求項4記載の弁制御機構。
  8. 【請求項8】 前記第2の隣接脚の対は、前記第2のス
    プリング受入面(44’)に対向して前記第2のアーム
    部材から外向きに延在する突起(106)が形成された
    前記第1のアーム部材の一部で形成され、前記第1およ
    び第2のスプリング受入面間の間隔を制御する前記手段
    は、前記第2の部材と前記突起間に作用する手段(10
    1’)を具備する、請求項7記載の弁制御機構。
  9. 【請求項9】 前記第2の部材と前記突起間に作用する
    前記手段は、前記第2のアーム内へねじ込まれて前記突
    起へ当接する、ねじを有する部材(108)を具備す
    る、請求項8記載の弁制御機構。
  10. 【請求項10】 前記シリンダヘッド上に載置されたラ
    ッシュアジャスタアセンブリ(32)を含み、前記第1
    および第2のロッカアームが、前記ラッシュアジャスタ
    アセンブリの可動出力部材(30)周りに枢動するよう
    に載置されている、請求項1ないし9のいずれか1項に
    記載の弁制御機構。
  11. 【請求項11】 前記可動出力部材は、前記シリンダヘ
    ッド上に載置された油圧式ラッシュアジャスタの出力部
    材により規定される、請求項10記載の弁制御機構。
  12. 【請求項12】 第1のアーム部材(22)と、前記第
    1のアーム部材に対して枢動するように載置された第2
    のアーム部材(18)と、前記第1および第2のアーム
    部材間に作用して、前記第1のアーム部材を前記第2の
    アーム部材に対して第1の角方向へ動かすように作動す
    る偏倚手段(26)と、前記第1もしくは第2のアーム
    部材の一方のアーム部材上に載置され、前記第1もしく
    は第2のアーム部材の他方のアーム部材と係合し、前記
    第1のアーム部材の前記第2のアーム部材に対する、前
    記第1の角方向とは反対の、第2の角方向の動きを制限
    する第1の位置と、前記第1もしくは第2のアーム部材
    の他方のアーム部材と係合しない第2の位置との間を移
    動可能である手段(28)とを具備するロッカアームア
    センブリ(14)であって、前記第1および第2のアー
    ム部材間の前記第1の角方向における相対枢動範囲を、
    調整可能に制限する手段(101,101’)を特徴と
    するロッカアームアセンブリ(14)。
  13. 【請求項13】 前記第1および第2のアーム部材間に
    作用する前記偏倚手段(26)は、圧縮スプリングを具
    備する請求項12記載のロッカアームアセンブリ。
  14. 【請求項14】 前記第1および第2のアーム部材は、
    互いに枢持されて鋏形アセンブリを画定し、前記圧縮ス
    プリングは前記鋏形アセンブリの隣接脚間に受け止めら
    れる請求項13記載のロッカアームアセンブリ。
  15. 【請求項15】 前記第1および第2のアーム部材間の
    相対枢動範囲を調整可能に制限する手段が、前記隣接脚
    間の間隔を制御する手段を具備する請求項14記載のロ
    ッカアームアセンブリ。
  16. 【請求項16】 前記第1および第2の隣接脚間の間隔
    を制御する前記手段は、前記圧縮スプリングと同軸に前
    記第1および第2の隣接脚に作用するねじを有する部材
    (102,108)を具備する請求項15記載のロッカ
    アームアセンブリ。
  17. 【請求項17】 前記ねじを有する部材は、その頭を前
    記脚の一方と係合しながら前記第1および第2の隣接脚
    内へ受け止められるボルト(102)を具備し、前記ボ
    ルト上にねじ込まれて前記脚の他方と係合するナット
    (104)を含む請求項16記載のロッカアームアセン
    ブリ。
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