JP2021050649A - 動弁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】動弁装置のピボットの先端部に取り付けられたソケットが油圧で外れるのを防止する。【解決手段】動弁装置は、球面状の先端部6a、その後端側に接続されロッカアームに固定される本体部を有するピボット6と、先端部6a側を収容する凹状の収容部7aと、収容部7aの内周面側に形成される環状溝73とを有し、先端部6a側に被せられた状態で、バルブブリッジに当接されるソケット7と、先端部6aの後端側の周りを取り囲むような環状をなし、外縁側が環状溝73に嵌められる形でソケット7に取り付けられるOリング10とを備える。Oリング10は、環状溝73と先端部6aの後端側の外周面65との間に配されるリング本体部10aと、リング本体部10aの周りに形成され、空間S1と外部を連通させる連通部S2,S3とを有する。【選択図】図4
Description
本発明は、動弁装置に関する。
内燃機関(エンジン)は、吸排気用のバルブを駆動させるための動弁装置を備えている。この種の動弁装置では、例えば、特許文献1に示されるように、カムシャフトの回転により、アーム軸に固定されるロッカアームが揺動され、そのロッカアームに固定されるピボット(アジャストスクリュ)が上下動される。ピボットの先端には、ソケット(キャップ)が取り付けられており、そのようなピボットの上下動により、ソケットを介してバルブブリッジ(ブリッジ)が上下動される。そして、バルブブリッジの両側に固定される一対の吸気用のバルブ(又は排気用のバルブ)が同時に上下動される。
前記ピボットの先端は、球面状に形成され、その球面状の先端部(球面部)が、ソケットに設けられた凹部に嵌合される形で、ピボットの先端にソケットが取り付けられている。また、凹部には、環状溝が形成されており、その環状溝に、ゴム、樹脂等からなる環状のシールリングが嵌合する形で取り付けられている。このシールリングは、凹部からの先端部の抜けを防止すると共に、先端部とソケットの凹部との間に密閉空間を形成する機能を有する。
また、前記ピボットは、ロッカアームの一端に形成される螺子穴に、螺合する形で固定されている。前記ロッカアームには、アーム軸を介して供給される潤滑用オイルポンプからのエンジンオイルを螺子穴に導く第1のオイル通路が形成されている。また、前記ピボットには、一端がロッカアームに形成される第1のオイル通路に連通され、かつ他端が凹部の環状溝より内側の凹部に連通する第2のオイル通路が形成されている。そして、動弁装置(内燃機関)の実働時に、エンジンオイルは、第1のオイル通路及び第2のオイル通路を通り、ピボットの先端部とソケットの凹部との間に形成される密閉空間に常時供給される。
実働時において、ピボットの先端部とソケットの凹部との間の空間(密閉空間)に、大きな圧力(油圧)が掛かった場合に、シールリングが外側へ押し出される形で凹部の環状溝から外れる虞があった。シールリングが外れると、メンテナンス時等において、内燃機関を分解した際に、ソケットがピボットの先端部(球面部)から外れてしまい、内燃機関内等に落下する虞があった。そのように落下したソケットが、内燃機関等の不具合の原因となる虞があり、問題となっていた。
本発明の目的は、動弁装置におけるピボットの先端部に取り付けられたソケットが油圧で外れるのを防止することである。
本発明に係る動弁装置は、揺動可能な状態で支持されるロッカアームと、球面状の先端部と、後端側に接続され前記ロッカアームに固定される本体部とを有するピボットと、前記ピボットの前記先端部側を収容する凹状の収容部と、前記収容部の内周面側に形成される環状溝とを有し、前記先端部側に被せられた状態で、バルブブリッジに当接されるソケットと、前記収容部に収容された前記先端部の後端側の周りを取り囲むような環状をなし、外縁側が前記環状溝に嵌められる形で前記ソケットに取り付けられるOリングとを備え、前記ロッカアームは、オイルポンプより供給されるオイルを通過させる第1オイル通路を有し、前記ピボットは、一端が前記第1オイル通路の下流側と連通し、他端が前記収容部と前記先端部との間に形成される空間に連通する第2オイル通路を有し、前記Oリングは、前記環状溝と前記先端部の後端側の外周面との間に配されるリング本体部と、前記リング本体部の周りに形成され、前記空間と前記収容部の外部とを連通させる連通部とを有する。
前記動弁装置において、前記リング本体部は、大径部と、前記大径部に接続し、前記大径部よりも小径な小径部とを有し、前記連通部は、前記小径部における前記リング本体部の周りに形成されることが好ましい。
前記動弁装置において、前記連通部は、前記リング本体部の周面に配される溝部によって形成されることが好ましい。
前記動弁装置において、前記溝部は、前記リング本体部の周面に螺旋状に形成されることが好ましい。
本発明によれば、動弁装置におけるピボットの先端部に取り付けられたソケットが油圧で外れるのを防止することができる。
<実施形態1>
本発明の実施形態1を、図1〜図4を参照しつつ説明する。本実施形態では、オーバーヘッドカム式のエンジン(内燃機関)の動弁装置1について説明する。
本発明の実施形態1を、図1〜図4を参照しつつ説明する。本実施形態では、オーバーヘッドカム式のエンジン(内燃機関)の動弁装置1について説明する。
図1は、実施形態1に係る動弁装置1の断面図である。図1において符号2は、ロッカアームを示しており、このロッカアーム2は、アーム軸3に揺動自在な状態で支持されている。
ロッカアーム2は、図1において左右方向に延びた長手状をなしており、その一方の端部(図1の右側の端部)2aに、ローラ4が回転自在な状態で支持されている。そして、ローラ4には、カムシャフト5が当接されている。また、ロッカアーム2の他方の端部(図1の左側の端部)2bには、ピボット6が固定されている。ピボット6は、先端側が下方を向く形で、後端側がロッカアーム2に固定されている。本実施形態のロッカアーム2は、所謂、エレファントフット式であり、下方を向くピボット6の先端部6a(図2参照)に、ソケット(キャップ)7が被せられている。そして、そのソケット7の下端がバルブブリッジ8の上面に当接されている。
バルブブリッジ8の中央には、穴部81が形成され、この穴部81に、シリンダ82に固定される案内ピン83が挿入されている。図1におけるバルブブリッジ8の左右両側には、一対の吸気用のバルブ(又は排気用のバルブ)84,85の上端がそれぞれ固定されている。バルブブリッジ8の両側と、シリンダ82との間には、バルブ84,85の各上部が挿通される2つの戻しスプリング86,87が配置され、各戻しスプリング86,87の上端にそれぞれ押圧部材88,89が配置されている。
図2は、動弁装置1のピボット6及びソケット7付近の拡大図である。図2に示されるように、ロッカアーム2の端部2aに、概ね上下方向に貫通する形で、雌螺子面を含む螺子穴21aが形成されている。ピボット6は、全体的には、概ね上下方向に延びた長手状(棒状)をなしており、その先端部6aは、球面状(半球面状)に形成されている。先端部6aの後端側に接続するピボット6の本体部6bは、全体的には、長手状(棒状)をなしており、その外周面に雄螺子面を備えている。ピボット6は、先端部6aが下方を向くように、後端(本体部6bの後端)6c側から螺子穴21aに挿入されつつ、本体部6bの雄螺子面を螺子穴21aの雌螺子面に螺合させる形で、ロッカアーム2の端部2aの所定箇所に取り付けられる。ピボット6の後端6cは、ロッカアーム2の端部2aから上方へ突き出しており、その突き出したピボット6の後端(本体部6bの後端)6cに、ナット9が螺着されることで、ピボット6がロッカアーム2の端部2aに固定されている。
ピボット6の先端部6aは、ソケット7に形成された凹状の収容部7aに収容される。ソケット7は、金属又は合金からなる金属系材料を所定形状に加工したものからなり、全体的には、上方に開口した容器状をなしている。ソケット7は、バルブブリッジ8の上面に当接(載置)される底部71と、この底部71の周縁から立ち上がった筒状の周壁部72とを備えている。周壁部72の内周面及び底部71の上面によって囲まれた部分が、ピボット6の先端部6a側を収容する収容部7aとなっている。収容部7aの底側は、球面状(半球面状)に凹んだような形をなしている。
ピボット6の本体部6bのうち、先端部6aと接続する部分は、それよりも後側の部分(雄螺子面を有する部分)よりも細くなっている。この細くなった部分を、特に、先側本体部61と称する。また、先側本体部61の外径は、先端部6aの最大径よりも小さくされている。ソケット7の収容部7aは、ピボット6の先端部6aを収容しつつ、先側本体部61の一部も収容する形となっている。
収容部7aの内周面側において、先側本体部61とピボット6の先端部6aとの接続部62の周り(先端部6aの後端側の周り)を取り囲む箇所に、環状溝73が形成されている。環状溝73は、ソケット7の周壁部72の内周面72a側に設けられている。そして、環状溝73には、Oリング10が嵌められている。Oリング10は、ゴム、樹脂等の弾性材料が環状に形成されたものからなり、その外縁側が、環状溝73に接する形で嵌められている。
Oリング10は、ピボット6の先端部6a側がソケット7の収容部7aに収容された状態において、環状溝73と、接続部62付近(先端部6aの後端側)のピボット6の外周面との間に配置される。また、Oリング10は、環状溝73とピボット6の前記外周面との間で挟まれた形となっている。ピボット6の先端部6aの最大径は、Oリング10の内径よりも大きく設定されており、ソケット7の取付時に、ピボット6の先端部6aは、Oリング10を広げるように弾性変形させながら、Oリング10内を通過する形となる。
Oリング10は、ソケット7の収容部7aから、ピボット6の先端部6aが抜け出るのを防止する機能を備える。なお、Oリング10は、収容部7aとピボット6の先端部6aとの間に形成される空間S1(図4参照)を完全に密閉するものではなく、後述するように、収容部7a内と外部とを連通させる構造を備えている。
図3は、Oリング10の平面図である。Oリング10は、図3に示されるように、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Oリング10は、正円状(円環状)のリング本体部10aを有する。リング本体部10aは、ソケット7の環状溝73と、ピボット6の先端部6aの後端側の外周面との間に形成される空間に配される大径の大径部10bと、大径部10bよりも小径の小径部10cとを備えている。小径部10cは、環状溝73と先端部6aの後端側の外周面との間に、収容部7aと外部とを連通させる隙間が形成されるように、環状溝73と先端部6aの後端側(接続部62付近)の外周面との間に配される。
大径部10bは、複数個(本実施形態の場合、4個)からなり、それらは互いに間隔を保ちつつ環状に並んだ形となっている。そして、それらの大径部10bを繋ぐ形で、複数個(本実施形態の場合、4個)の小径部10cが配置されている。つまり、大径部10b及び小径部10cは、交互に並びつつ、互いに接続した形となっている。大径部10bと小径部10cとが接続する部分は、段差状になっている。小径部10cは、環状溝73及びピボット6の先端部6aの後端側(接続部62付近)の外周面に対して、接触しない部分である。
図2等に示されるように、ロッカアーム2の内部には、第1オイル通路21bが形成されている。そして、ピボット6の内部には、一端がロッカアーム2に形成された第1オイル通路21bと連通し、かつ他端が環状溝73よりも奥側(底側)にある収容部7aと連通する第2オイル通路63が形成されている。図示されない潤滑用オイルポンプからアーム軸3を介して供給されたエンジンオイル(オイル)は、第1オイル通路21bを通って、ピボット6が螺着されている螺子穴21aへ供給される。そして、螺子穴21aに供給されたエンジンオイルの一部は、第2オイル通路63を通って、ピボット6の先端部6aにある第2オイル通路63の開口端から吐出されて、収容部7a内に供給される。
本実施形態の動弁装置1では、カムシャフト5の回転により、アーム軸3に固定されるロッカアーム2が揺動され、そのロッカアーム2に固定されるピボット6が上下動される。そして、ピボット6の上下動により、ソケット7を介してバルブブリッジ8が上下動され、ブリッジ8の両側に固定される一対の吸気用のバルブ(又は排気用のバルブ)84,85が同時に上下動される。
また、動弁装置1の実働時において、アーム軸3を介して供給される潤滑用オイルポンプからのエンジンオイルが、第1オイル通路21b及び第2オイル通路63を通り、ピボット6の先端部6aとソケット7の収容部7aとの間の空間に常時供給される。
図4は、ソケット7の環状溝73に嵌められているOリング10と、収容部7aに収容されているピボット6の接続部62付近の拡大断面図である。ピボット6の先端部6aとソケット7の収容部7aとの間に形成される空間S1にエンジンオイルが常時供給されると、空間S1内の圧力(油圧)が高くなる場合が懸念される。ただし、本実施形態の動弁装置1では、環状溝73と先端部6aの後端側の外周面65(接続部62付近)との間に、収容部7a内の空間S1と外部とを連通させる連通部S2,S3が形成されているため、それらの連通部S2,S3を利用して、空間S1内の圧力を外部へ逃がすことができる。そのため、本実施形態の動弁装置1では、空間S1内の圧力(油圧)により、Oリング10が環状溝73から押し出される形で外れることが防止される。
連通部S2,S3は、Oリング10の小径部10cにおけるリング本体部10aの周りに形成される部分である。Oリング10の外縁側にある連通部S2は、環状溝73と面する小径部10cの周りに形成される部分である。また、Oリング10の内縁側にある連通部S3は、ピボット6の後端側(接続部62付近)の外周面65と面する小径部10cの周りに形成される部分である。なお、本実施形態の場合、連通部S2,S3同士は、互いに繋がっており、小径部10cの周りで1つの環状の空間を形成している。図4には、空間S1内の圧力(油圧、エンジンオイル)が連通部S2を通って外部へ逃げる様子が、矢印(符号20)によって模式的に示されている。なお、図4に示されるように、Oリング10の断面は、円形状である。
<実施形態2>
次いで、本発明の実施形態2を、図5を参照しつつ説明する。図5は、実施形態2に係るOリング10Aの平面図である。本実施形態は、上記実施形態1と比べて、Oリング10Aの構成のみが異なっている。そのため、図1等を適宜、参照しつつ、Oリング10Aの構成について説明する(以降の実施形態についても同様)。
次いで、本発明の実施形態2を、図5を参照しつつ説明する。図5は、実施形態2に係るOリング10Aの平面図である。本実施形態は、上記実施形態1と比べて、Oリング10Aの構成のみが異なっている。そのため、図1等を適宜、参照しつつ、Oリング10Aの構成について説明する(以降の実施形態についても同様)。
本実施形態のOリング10Aは、実施形態1と同様、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Oリング10Aは、実施形態1と同様、正円状(円環状)のリング本体部10Aaを有する。リング本体部10Aaは、複数個の大径の大径部10Abと、複数個の小径の小径部10Acとが、互いに間隔を保ちつつ環状に繋がった形となっている。ただし、本実施形態の場合、小径部10Acは、Oリング10Aの内縁側に片寄った状態で配されている。Oリング10Aが、ソケット7の環状溝73に取り付けられた際、小径部10Acと環状溝73との間に隙間が形成される。そして、環状溝73と面するそのような小径部10Acの周りに、収容部7a内の空間S1と外部とを連通させる連通部S4が形成される。つまり、連通部S4は、小径部10Acにおけるリング本体部10Aaの周りに形成される部分である。このように、Oリング10Aの小径部10Acは、内縁側に片寄った状態であってもよい。
<実施形態3>
次いで、本発明の実施形態3を、図6を参照しつつ説明する。図6は、実施形態3に係るOリング10Bの平面図である。本実施形態のOリング10Bは、実施形態1と同様、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Oリング10Bは、実施形態1と同様、正円状(円環状)のリング本体部10Baを有する。リング本体部10Baは、複数個の大径の大径部10Bbと、複数個の小径の小径部10Bcとが、互いに間隔を保ちつつ環状に繋がった形となっている。ただし、本実施形態の場合、小径部10Bcは、Oリング10Bの外縁側に片寄った状態で配されている。Oリング10Bが、ソケット7の環状溝73に取り付けられた際、小径部10Bcと、先端部6aの後端側の外周面65(接続部62付近)との間に、収容部7a内の空間S1と外部とを連通させる連通部S5が形成される。つまり、連通部S5は、小径部10Bcにおけるリング本体部10Baの周りに形成される部分である。このように、Oリング10Bの小径部10Bcは、外縁側に片寄った状態であってもよい。
次いで、本発明の実施形態3を、図6を参照しつつ説明する。図6は、実施形態3に係るOリング10Bの平面図である。本実施形態のOリング10Bは、実施形態1と同様、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Oリング10Bは、実施形態1と同様、正円状(円環状)のリング本体部10Baを有する。リング本体部10Baは、複数個の大径の大径部10Bbと、複数個の小径の小径部10Bcとが、互いに間隔を保ちつつ環状に繋がった形となっている。ただし、本実施形態の場合、小径部10Bcは、Oリング10Bの外縁側に片寄った状態で配されている。Oリング10Bが、ソケット7の環状溝73に取り付けられた際、小径部10Bcと、先端部6aの後端側の外周面65(接続部62付近)との間に、収容部7a内の空間S1と外部とを連通させる連通部S5が形成される。つまり、連通部S5は、小径部10Bcにおけるリング本体部10Baの周りに形成される部分である。このように、Oリング10Bの小径部10Bcは、外縁側に片寄った状態であってもよい。
<実施形態4>
次いで、本発明の実施形態4を、図7を参照しつつ説明する。図7は、実施形態4に係るOリング10Cの平面図である。本実施形態のOリング10Cは、実施形態1と同様、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Oリング10Cは、環状に繋がった1つのリング本体部10Caと、その周面に螺旋状に形成される凹状の1つの繋がった溝部11とを備えている。
次いで、本発明の実施形態4を、図7を参照しつつ説明する。図7は、実施形態4に係るOリング10Cの平面図である。本実施形態のOリング10Cは、実施形態1と同様、平面視した際、全体的には、正円状をなしている。Oリング10Cは、環状に繋がった1つのリング本体部10Caと、その周面に螺旋状に形成される凹状の1つの繋がった溝部11とを備えている。
Oリング10Cが、ソケット7の環状溝73に取り付けられた際、溝部11と環状溝73との間、及び溝部11と先端部6aの後端側の外周面65(接続部62付近)との間に、収容部7a内の空間S1と外部とを連通させる複数個の連通部S6が形成される。本実施形態の場合、リング本体部10Caが環状に繋がっており、その外径は、概ね均一に揃えられている。つまり、本実施形態の場合、上記実施形態1等に示される小径部のような、外径の小さい部分を含んでおらず、強度的に優れた構造となっている。本実施形態のように、溝部11を利用して、収容部7a内の空間S1と外部とを連通させる連通部S6を形成してもよい。
なお、他の実施形態においては、本発明の目的を損なわない限り、溝部11が複数個に分離された状態であってもよい。
1…動弁装置、2…ロッカアーム、21b…第1オイル通路、3…アーム軸、4…ローラ、5…カムシャフト、6…ピボット、6a…先端部、6b…本体部、6c…後端、63…第2オイル通路、7…ソケット、7a…収容部、73…環状溝、8…バルブブリッジ、9…ナット、10…Oリング、10a…リング本体部、10b…大径部、10c…小径部、S1…空間、S2,S3…連通部
Claims (4)
- 揺動可能な状態で支持されるロッカアームと、
球面状の先端部と、前記先端部の後端側に接続され前記ロッカアームに固定される本体部とを有するピボットと、
前記先端部側を収容する凹状の収容部と、前記収容部の内周面側に形成される環状溝とを有し、前記先端部側に被せられた状態で、バルブブリッジに当接されるソケットと、
前記収容部に収容された前記先端部の後端側の周りを取り囲むような環状をなし、外縁側が前記環状溝に嵌められる形で前記ソケットに取り付けられるOリングとを備え、
前記ロッカアームは、オイルポンプより供給されるオイルを通過させる第1オイル通路を有し、
前記ピボットは、一端が前記第1オイル通路の下流側と連通し、他端が前記収容部と前記先端部との間に形成される空間に連通する第2オイル通路を有し、
前記Oリングは、前記環状溝と前記先端部の後端側の外周面との間に配されるリング本体部と、前記リング本体部の周りに形成され、前記空間と前記収容部の外部とを連通させる連通部とを有する動弁装置。 - 前記リング本体部は、大径部と、前記大径部に接続し、前記大径部よりも小径な小径部とを有し、
前記連通部は、前記小径部における前記リング本体部の周りに形成される請求項1に記載の動弁装置。 - 前記連通部は、前記リング本体部の周面に配される溝部によって形成される請求項1に記載の動弁装置。
- 前記溝部は、前記リング本体部の周面に螺旋状に形成される請求項3に記載の動弁装置。
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