JP2009197732A

JP2009197732A - 動弁機構

Info

Publication number: JP2009197732A
Application number: JP2008041986A
Authority: JP
Inventors: Ken Sugiura; 憲杉浦; Shuichi Ezaki; 修一江▲崎▼
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: JP5252946B2

Abstract

【課題】ロッカアームを幅方向へ傾き難くし、また、バルブ間でのリフト量のずれを小さくする。
【解決手段】動弁機構９は、一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂが間隔をおいて設置され、各ラッシュアジャスタのプランジャ３１に貫通穴状の支持穴３２が設けられている。その一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂの支持穴３２，３２に一本のロッカシャフト４０が挿入されることによって、該一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂに該一本のロッカシャフト４０が支持されている。そして、該一本のロッカシャフト４０に、同一シリンダに対する一対のバルブ８，８を駆動するロッカアーム２０が揺動可能に軸支されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関が回転するのに従いバルブを駆動する動弁機構に関する。

動弁機構の中には、図６に示す従来例（特許文献１）の動弁機構９０のように、同一シリンダ５（気筒）に対して設置された一対のバルブ８，８を駆動する一対のロッカアーム９２，９２を備え、各ロッカアーム９２が、上部半球型のラッシュアジャスタ９３の上に直接載置されて支持されたものがある。
特開２００６−１６１６５６号公報

ところが、上記従来例では、各ロッカアーム９２が上部半球型のラッシュアジャスタ９３によって一点で支持されているため、該ロッカアーム９２がその幅方向に傾き易く、そのことが編摩耗等の原因となってしまうおそれがある。また、更に、該従来例では、一対のラッシュアジャスタ９３，９３が相互に独立しているため、該一対のラッシュアジャスタ９３，９３間でリークダウン量に違いが生じ、それによって、例えば、一対のロッカアーム９２，９２が一対のバルブ８，８をリフト量を揃えて開閉する設定になっている場合には、該リフト量が該一対のバルブ８，８間で相互にずれてしまい、また、例えば、一対のロッカアーム９２，９２が一対のバルブ８，８をバルブ間に所定のリフト量差をおいて開閉する設定になっている場合には、該所定のリフト量差がずれてしまい、燃費が悪化してしまうおそれがある。

そこで、ロッカアームを幅方向へ傾き難くし、また、バルブ間でのリフト量のずれ、又はバルブ間に設定されている所定のリフト量差のずれ等を小さくすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の動弁機構は、一対のラッシュアジャスタが間隔をおいて設置され、該一対のラッシュアジャスタに一本のロッカシャフトが支持され、該一本のロッカシャフトに、同一気筒に対する複数のバルブを駆動する一又は複数のロッカアームが揺動可能に軸支されてなる。

ここで、前記一又は複数のロッカアームは、特に限定されないが、前記複数のバルブをリフト量を揃えて開閉する設定になっている場合や、前記複数のバルブをバルブ間に所定のリフト量差をおいて開閉する設定になってる場合が例として挙げられる。

また、前記一本のロッカシャフトに軸支される前記ロッカアームの数及び形態は、特に限定されないが、次の（ア）（イ）の場合が例として挙げられる。
（ア）前記一本のロッカシャフトに、複数のバルブを駆動する一のロッカアームが軸支されている場合
（イ）前記一本のロッカシャフトに、各バルブをそれぞれ駆動する複数のロッカアームが軸支されている場合

また、前記一対のラッシュアジャスタによる前記一本のロッカシャフトの支持は、特に限定されないが、次の（ウ）（エ）の場合が例として挙げられる。
（ウ）前記一対のラッシュアジャスタの各プランジャの上端部が半球状に形成され、一対の該プランジャの上端部の上に前記一本のロッカシャフトが載置されている場合
（エ）前記一対のラッシュアジャスタの各プランジャには貫通穴が設けられ、一対の該貫通穴に前記一本のロッカシャフトが挿入されている場合

本発明によれば、ロッカアームが一本のロッカシャフトを介して一対のラッシュアジャスタに支持されるため、該ロッカアームは、幅方向へ傾き難くなる。また、該一対のラッシュアジャスタは該一本のロッカシャフトによって橋渡しされるため、両ラッシュアジャスタは連動し易く、よって、両ラッシュアジャスタ間にリークダウン量の違いが生じ難い。そのため、ロッカアームが複数のバルブをリフト量を揃えて開閉する設定になっている場合には、該リフト量がバルブ間でずれ難く、また、ロッカアームが複数のバルブをバルブ間に所定のリフト量差をおいて開閉する設定になっている場合には、該所定のリフト量差がずれ難い。

本発明の動弁機構９は、一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂが間隔をおいて設置され、各ラッシュアジャスタのプランジャ３１に貫通穴状の支持穴３２が設けられている。その一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂの支持穴３２，３２に一本のロッカシャフト４０が挿入されることによって、該一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂに該一本のロッカシャフト４０が支持されている。そして、該一本のロッカシャフト４０に、同一シリンダ５に対する一対のバルブ８，８を駆動するロッカアーム２０が揺動可能に軸支されている。

本実施例の図１〜図４に示す動弁機構９は、内燃機関の運転状況に応じてバルブの駆動状態を段階的に変更する可変式の動弁機構である。この動弁機構９は、本実施例では、複数あるシリンダ（気筒）のうちの半数のシリンダ５に対してのみ設置されており、各動弁機構９は、各シリンダ５に対して２本ずつ設けられた吸気用のバルブ８，８をリフト量を揃えて駆動する。この動弁機構９は、内燃機関の回転に従い回転する回転カム１０と、回転カム１０とバルブ８，８と間に揺動可能に介装され、バルブ８，８を開く方向へ付勢するロッカアーム２０と、バルブ８，８を閉じる方向へ付勢するバルブスプリング６０，６０と、ロッカアーム２０の状態を切り換える切換機構５０とを含み構成され、該ロッカアーム２０の状態を切り換えることにより、バルブ８，８を内燃機関の回転に従い駆動する駆動実行状態とその駆動を停止する駆動停止状態との間でバルブ８，８の駆動状態を変更する。

回転カム１０は、内燃機関が回転するのに従い回転駆動されるカムシャフト１０ｘに設けられており、基本部分となる断面形状が真円のベース円１１と、該ベース円１１から突出したカムノーズ１２とを含み構成されている。そして、この回転カム１０の外周面には、ロッカアーム２０に当接するカム面が形成されている。

ロッカアーム２０は、２つのバルブ８，８をリフト量を揃えて同時に駆動する２弁一体型のアームであって、回転カム１０に当接する入力部材２１と、バルブ８，８に当接する一対の出力部材２６ａ，２６ｂとからなり、一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂに一本のロッカシャフト４０を介して揺動可能に支持されている。

詳しくは、入力部材２１は、一対の出力部材２６ａ，２６ｂの相互間に設けられたインナアームであって、基端部に、ロッカシャフト４０に揺動可能に軸支されるための貫通穴状の支点穴２２を備え、先端部に、回転カム１０に回転可能に当接する入力ローラ２３を備えている。また、この入力部材２１とシリンダヘッド６との間には、該入力部材２１を回転カム１０に付勢するロストモーションスプリング２５が取り付けられている。

また、一対の出力部材２６ａ，２６ｂは、入力部材２１の両側に設けられた、該入力部材２１よりも先端側に長いアウタアームであって、各出力部材は、基端部に、ロッカシャフト４０に揺動可能に軸支されるための貫通穴状の支点穴２７を備え、先端部に、バルブ８のステムエンド８ｅに当接する曲面状の出力面２８を備えている。

また、一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂは、各プランジャ３１の上部に貫通穴状の支持穴３２を備えた上部リング型の油圧式のラッシュアジャスタであって、シリンダヘッド６に相互に間隔をおいて設置されている。各ラッシュアジャスタは、プランジャ３１が下降（リークダウン）した際には、ボディ３３の内部でプランジャ３１に押圧される高圧油室３４と、該高圧油室３４に逆止弁３６を介して連通し得る、プランジャ３１の内部に設けられた低圧油室３５と、プランジャ３１を上方へ押し返すスプリング３７とを備え、該プランジャ３１が下降した際には、高圧油室３４のオイルが、ボディ３３とプランジャ３１と間のクリアランスを経て低圧油室３５へリークする仕組みとなっている。この一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂのプランジャ３１，３１の相互間に入力部材２１と一対の出力部材２６ａ，２６ｂとが配され、該一対のプランジャ３１，３１の支持穴３２，３２と該一対の出力部材２６ａ，２６ｂの支点穴２７，２７と該入力部材２１の支点穴２２とに、一本のロッカシャフト４０が挿通されることによって、該一対のプランジャ３１，３１に、該一本のロッカシャフト４０が支持されるとともに、該一本のロッカシャフト４０に、入力部材２１と一対の出力部材２６ａ，２６ｂとが揺動可能に軸支されている。

そのロッカシャフト４０に対しては、該ロッカシャフト４０をプランジャ３１に固定するシャフト固定部４１と、ロッカアーム２０の該ロッカシャフト４０に対する該シャフトの周方向への相対変位を許容しつつも、該ロッカアーム２０を該ロッカシャフト４０に該シャフトの長さ方向へ相対変位不能に係止するアーム係止部４６とが設けられている。詳しくは、シャフト固定部４１は、一方のラッシュアジャスタ３０ａとロッカシャフト４０との間にのみ設けられており、他方のラッシュアジャスタ３０ｂとロッカシャフト４０との間には設けられていない。このシャフト固定部４１は、該一方のラッシュアジャスタ３０ａの上端から支持穴３２に貫通する形で設けられた挿通穴４３と、該挿通穴４３に連通するようにロッカシャフト４０に設けられた雌ねじ状の螺刻穴４４と、該一方のラッシュアジャスタ３０ａの上方から挿通穴４３を挿通して螺刻穴４４に螺合したボルト４２とを含み構成されている。また、アーム係止部４６は、ロッカシャフト４０の外周部におけるロッカアーム２０の両側方に位置する部分に該外周部に沿って環状に凹設された取付溝４８，４８に、ロッカシャフト４０の側面に当接するＣリング４７，４７が取り付けられることによって構成されている。

切換機構５０は、入力部材２１と出力部材２６ａ，２６ｂとを相互に相対揺動不能に連結した連結状態とその連結を解除した非連結状態との間で切換を行う機構であって、動弁機構９は、該切換により前述の駆動実行状態と駆動停止状態との間でバルブ８，８の駆動状態を変更する。この切換機構５０は、ロッカアーム２０の内部に、入力部材２１と出力部材２６ａ，２６ｂとの相互間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に取り付けられた連結ピン５１ａ，５１ｂと、該連結ピン５１ａ，５１ｂを油圧で一方向へ付勢する油圧機構５２と、該連結ピン５１ａ，５１ｂを復元力で前述の一方向とは反対側の他方向へ付勢するスプリング５６とを含み構成されている。詳しくは、この切換機構５０は、図４（ａ）に示すように、油圧機構５２の油圧で連結ピン５１ａ，５１ｂを一方向へ駆動することによって、非連結状態とし、図４（ｂ）に示すように、該油圧を緩めスプリング５６の復元力で連結ピン５１ａ，５１ｂを他方向へ駆動することによって、連結状態とする。

連結ピン５１ａ，５１ｂは、入力ローラ２３の軸線上にて軸線方向へ変位可能に設けられており、一方の出力部材２６ａと入力部材２１との相互間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に設けられた第一連結ピン５１ａと、入力部材２１と他方の出力部材２６ｂとの相互間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に設けられた第二連結ピン５１ｂとを含み構成されている。なお、第二連結ピン５１ｂは、入力ローラ２３の軸穴を挿通することによって、該入力ローラ２３をベアリング２４を介して軸支している。それにより、入力ローラ２３を軸支するローラシャフトを別途設ける必要性が省かれ、入力部材２１の構造が簡素化されている。

油圧機構５２は、連結ピン５１ａ，５１ｂを油圧で駆動する、他方の出力部材２６ｂの内部に設けられた油圧室５３と、該油圧室５３と第二連結ピン５１ｂとの間に介装された、油圧室５３を閉塞する油圧ピン５４と、シリンダヘッド６、他方のラッシュアジャスタ３０ｂ、ロッカシャフト４０及び他方の出力部材２６ｂの内部を経由して設けられた、油圧室５３に油圧を供給する油路５５とを含み構成されている。そのため、油路５５は、シリンダヘッド６側の油路（図示略）と、他方のラッシュアジャスタ３０ｂ側の油路５５ｐと、ロッカシャフト４０側の油路５５ｑと、他方の出力部材２６ｂ側の油路５５ｒとを含み構成されている。そして、他方の出力部材２６ｂ側の油路５５ｒの開口は、該他方の出力部材２６ｂが揺動しても常にロッカシャフト４０側の油路５５ｑの開口と連通するよう、該揺動する範囲に対応して支点穴２７の周方向に長く開口している。

本実施例では、ロッカアーム２０が一本のロッカシャフト４０を介して一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂに支持されているため、一本のラッシュアジャスタに支持されている場合に比べて、該ロッカアーム２０が幅方向へ傾き難い。また、それとともに、一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂはロッカシャフト４０によって橋渡しされるているため、該一対のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂのリークダウン量の差が小さい。そのため、ロッカアーム２０による一対のバルブ８，８のリフト量がバルブ間でずれ難い。

また、本実施例では、ロッカアーム２０がロッカシャフト４０を介して上部リング型のラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂに支持されているため、上部半球型のラッシュアジャスタの上に直接載置されて支持されている場合に比べて、ロッカアーム２０が、ばらけ難い。

また、本実施例では、シャフト固定部４１があるため、ラッシュアジャスタ３０ａ，３０ｂに対するロッカシャフト４０の回動及び該シャフトの長さ方向への変位が規制され、摩耗の増加及び運動性の悪化が軽減される。また、それに加え、該回動及び変位が規制されることによって、他方のラッシュアジャスタ３０ｂ側の油路５５ｐとロッカシャフト４０側の油路５５ｑとの油路どうしのラップ量が、安定して確保される。

また、本実施例では、アーム係止部４６があるため、ロッカアーム２０のロッカシャフト４０に対する該シャフトの長さ方向への変位が規制され、該ロッカシャフト４０によるロッカアーム２０の支持が安定化される。また、それに加え、該変位が規制されることによって、ロッカシャフト４０側の油路５５ｑと他方の出力部材２６ｂ側の油路５５ｒとの油路どうしのラップ量が、安定して確保される。

また、本実施例では、切換機構５０は、ロッカアーム２０の内部に油圧室５３を備えているため、ロッカアーム２０の外部に、連結ピン５１ａ，５１ｂを駆動するピン駆動機構を別途設ける必要性がなく、よって、該切換機構５０の構造が簡単になっている。また、該切換機構５０の油路５５は、油圧式のラッシュアジャスタ３０ｂを経由しているため、該切換機構５０のための油路５５とラッシュアジャスタ３０ｂのための油路との間での油路の共有化が可能な範囲内で極力図られ、このことからも、動弁機構９の構造が簡単になっている。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもでき、例えば、ロッカシャフト４０に２弁一体型の可変式のロッカアーム２０を支持する代わりに、図５（ａ）に示すように、２弁一体型の非可変式のロッカアーム７０を支持したり、図５（ｂ）に示すように、一対のバルブ８，８をそれぞれ駆動する一対の１弁型の非可変式のロッカアーム８０，８０を支持し、カムシャフト１０ｘに、一の回転カム１０の代わりに、一対のロッカアーム８０，８０をそれぞれ駆動する一対の回転カムを設けてもよい。

本発明の実施例の可変動弁機構を示す斜視図である。同実施例の可変動弁機構を示す分解斜視図である。同実施例の可変動弁機構を示す背面断面図である。同実施例において、（ａ）は入力アームと出力アームとが非連結状態の時の様子を示す平面断面図、（ｂ）は連結状態の時の様子を示す平面断面図である。同実施例の変更例を示す平面断面図である。従来例の可変動弁機構を示す斜視図である。

符号の説明

５シリンダ（気筒）
８バルブ
９動弁機構
１０回転カム
２０ロッカアーム
３０ａ一方のラッシュアジャスタ
３０ｂ他方のラッシュアジャスタ
４０ロッカシャフト
７０ロッカアーム
８０ロッカアーム

Claims

一対のラッシュアジャスタが間隔をおいて設置され、該一対のラッシュアジャスタに一本のロッカシャフトが支持され、該一本のロッカシャフトに、同一気筒に対する複数のバルブを駆動する一又は複数のロッカアームが揺動可能に軸支されてなる動弁機構。