(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気または排気バルブの軸端部に先端部が当接するリフターが外筒に対して摺動自在に内装され、上記外筒がロッカーアームの嵌装孔にバルブ側から嵌装されると共に、該外筒の底部に設けられた貫通通路を介してリフターに油圧を作用させる油圧通路が設けられ、前記外筒とリフターとの間に両者を引き離す方向に弾性体が介装されたハイドロリックラッシュアジャスタを備えたエンジンの動弁装置において、
側方から見て断面略コの字状に屈曲形成された板バネからなり、その下端部が前記外筒のバルブ側に係止される一方、上端部が前記ロッカーアームに係止され、外筒のバルブ側への移動を防止する規制部材を設けたことを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項２】
前記リフターの前記外筒に対する初期組み付け時のバルブの閉弁時におけるリフト量を、前記リフターの前記外筒に対する摺動の最大リフト量の１／２よりも小さいリフト量に設定したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの動弁装置。
【請求項３】
前記最大リフト量は、寸法公差における下限値であることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの動弁装置。
【請求項４】
前記リフターの初期組み付け時のリフト量の設定は、前記外筒を嵌装する嵌装孔の深さで調整することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの動弁装置。
【請求項５】
前記リフターの初期組み付け時のリフト量の設定は、前記外筒を嵌装する嵌装孔の底部と外筒端面との間に調整用シムを介装して調整することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイドロリックラッシュアジャスタ（以下ＨＬＡと称する）を備えたエンジンの動弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの動弁装置において、動弁機構中のクリアランスに伴って発生する打音の解消、上記クリアランスの調整作業を不要とすることから、油圧タペットとしてＨＬＡを設置することが、例えば、実開昭６２−８８８０４号、実開昭６２−７６２１１号等の先行例に見られるように知られている。
【０００３】
このＨＬＡは、基本的には、背部にチェック弁を介して油圧が供給されるリフターを摺動自在に設け、このリフターの先端部をリフトスプリングによって付勢した状態でバルブの軸端部に当接させて、カム軸の回転に伴ってチェック弁が閉じた状態でバルブの押し込み開弁作動を行う一方、バルブが閉じた状態ではリフターがリフトスプリングによって軸端部との間に隙間がないように移動して内部のオイル室にオイルが流入するようにして、常にクリアランスがない状態に作動するものである。
【０００４】
上記ＨＬＡは、先行例の前者の公報に見られるように、ロッカアームのバルブ側の一端部に形成したシリンダ状の摺動部に、リフターを摺動自在に挿入し、このリフターの先端部をバルブの軸端部に当接すると共に、リフター内部にチェック弁を介して油圧を供給するようにしたものがある。しかし、この構造では、リフターはロッカアームに形成された摺動部の壁面に対して直接接触して摺動することから、その壁面は耐磨耗性を有する必要があり、軽量化のためにロッカアームをアルミニウム合金で形成する場合にはそのための硬化処理等を行う必要があると共に、十分な耐磨耗性を得ることが困難である。
【０００５】
この点から、先行例の後者のように、ロッカアーム等の支持母材の嵌装孔に外筒を挿入し、この外筒の内部にリフターを摺動自在に装着するようにした構造が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、上記のような外筒を有するＨＬＡを設けた場合に、長時間の使用に伴う経時変化によってクリアランスが生じて打音が発生する問題がある。
【０００７】
具体的には、リフターを突出方向に付勢するリフトスプリングの経時変化によるへたりや、外筒と支持母材との間のＯリングの経時変化による劣化によって外筒の固定力が低下した場合には、バルブが閉弁状態となってＨＬＡのリフターに対する押圧力が解放され、内部のオイル室への油圧通路からのオイルが流入する前に、前記外筒が油圧通路の油圧によって移動して支持母材の嵌装孔の底部との間にクリアランスが生じる可能性がある。このときには、次に開弁するためにＨＬＡを介してバルブを押圧した際に、上記クリアランスを閉じるように外筒が移動して嵌装孔の底部と衝突する打音が発生する恐れがある。
【０００８】
なお、上記油圧による外筒の移動は、この外筒の支持母材への固定力を、かしめ等によって高めることにより阻止可能であるが、構造上の制約および外筒に対するリフターの摺動が阻害されることなどから、その構造は採用できない。
【０００９】
一方、前記ＨＬＡの通常の作動において、バルブをバルブスプリングに抗して開弁している際には、ＨＬＡ内に閉じこめられたオイルの一部は、リフターと外筒との隙間から洩れ出て、このリフターはその洩れ量に相当する分没入し、次にバルブが閉じた際に前記リフトスプリングによってリフターを突出移動させると共に内部のオイル室にオイルを導入することで上記の漏れたオイルを補充するように作動するものである。そして、長時間の運転に伴う動弁機構における各部の磨耗、例えばロッカーアーム軸受部等の摺動部分の磨耗により、リフターのリフト量（移動量）が増大する傾向になり、これに前述の洩れに対する移動量も加わってリフターのリフト量も増大することになり、ＨＬＡをコンパクトに構成しつつ経時変化後においても十分なリフト量を確保する必要がある。このリフト量が確保されないと、リフター先端とバルブ軸端部との間にクリアランスが生じて打音が発生することになり、各部の寸法交差等を考慮しても必要なリフト量を確保する必要がある。
【００１０】
また、エンジンの停止状態において、一部の気筒ではバルブを開いたタイミングで停止することがあり、この場合においてはＨＬＡのリフターにはバルブスプリングの付勢力が作用することで、内部のオイル室のオイルは前述のリフターと外筒との隙間から洩れ出して、リフターはリフト量がゼロの状態となる。そしてこの状態からエンジンが再始動されると、リフターのリフト量が大きいほど内部のオイル室には多量のオイルを導入する必要があり、油圧通路からのオイルの導入が遅れたり、オイルが劣化してオイルへの混入エア量が増大していると、内部オイル室の疑似剛性が不足してバルブの押し付け力が低下し、カムの回転に対するバルブリフトの追従性が悪化し、バルブとバルブシートとの着座音が発生する恐れがある。
【００１１】
そこで本発明は上記事情に鑑み、経時変化後においても上記のような打音、着座音が発生しないようにしたＨＬＡを備えたエンジンの動弁装置を提供せんとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明のエンジンの動弁装置は、吸気または排気バルブの軸端部に先端部が当接するリフターを外筒に対して摺動自在に内装し、外筒をロッカーアームの嵌装孔にバルブ側から嵌装すると共に、該外筒の底部に設けた貫通通路を介してリフターに油圧を作用させる油圧通路を設け、前記外筒とリフターとの間に両者を引き離す方向に弾性体を介装したハイドロリックラッシュアジャスタを備え、側方から見て断面略コの字状に屈曲形成された板バネからなり、その下端部が前記外筒のバルブ側に係止される一方、上端部が前記ロッカーアームに係止され、外筒のバルブ側への移動を防止する規制部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
そして、吸気または排気バルブの軸端部に先端部が当接するリフターを外筒に対して摺動自在に内装し、上記外筒をロッカアームの一端部に形成した嵌装孔にバルブ側から嵌装すると共に、該外筒の底部に設けた貫通通路を介してリフターに油圧を作用させる油圧通路を設け、前記外筒とリフターとの間に両者を引き離す方向に弾性体を介装したハイドロリックラッシュアジャスタを設け、前記リフターの前記外筒に対する初期組み付け時のバルブの閉弁時におけるリフト量を、前記リフターの前記外筒に対する摺動の最大リフト量の１／２よりも小さいリフト量に設定してもよい。
【００１４】
特に、前記最大リフト量は、寸法公差における下限値で設定するのが望ましい。そして、前記リフターの初期組み付け時のリフト量の設定は、前記外筒を嵌装する嵌装孔の深さで調整するか、前記外筒を嵌装する嵌装孔の底部と外筒端面との間に調整用シムを介装して調整することによって行える。
【００１５】
【発明の効果】
上記のような本発明のエンジンの動弁装置によれば、ＨＬＡにおける外筒と支持母材とに係止されて外筒のバルブ側への移動を防止する規制部材を設けたことにより、バルブ着座後にはリフターは弾性体による付勢力で移動して内部に油圧通路から油圧が導入され、弾性体のへたりやＯリングの劣化等の各部の経時変化によって外筒自体が支持母材に対して移動しやすくなってもその移動が前記規制部材によって規制され、上記油圧通路から作用する油圧によって外筒自体が支持母材に対して移動し嵌装孔の底部にクリアランスが形成されることなく、この移動が原因で発生する打音が防止でき、ＨＬＡの所期の機能が維持できるものである。
【００１６】
特に規制部材としてコの字状の板バネを使用したものでは、一端が外筒に他端が支持母材に係止して、この外筒の移動を防止することで、ＨＬＡを組み付けた後に装着が容易に行え、係止性能が向上できる。
【００１７】
また、ロッカアームの一端にＨＬＡを設けると共に、リフターの外筒に対する初期組み付け時のバルブ開弁時におけるリフト量を、最大リフト量の１／２よりも小さいリフト量に設定したことにより、リフターのバルブ側へのリフト移動に余裕が大きくあり、エンジンの運転に伴い経時変化としてロッカアーム軸受部等の磨耗によって前記リフターのリフト量が増大するか、オイルの劣化によって疑似剛性が低下した場合においても、これに追従してリフターが移動してカムの回転に対するバルブリフトの追従性を確保し、バルブとバルブシートとの着座音の発生を防止できる。
【００１８】
さらに、前記最大リフト量を寸法公差における下限値で設定すると、経時変化に対しより一層リフターの移動量が確保できる。そして、前記リフターの初期組み付け時のリフト量の設定は、嵌装孔の深さで調整することによって行え、また、嵌装孔の底部と外筒端面との間に調整用シムを介装することによっても簡単に行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す一つの実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１はオーバーヘッドカム方式のエンジンの動弁装置の要部断面正面図、図２はＨＬＡ部分の断面図である。
【００２０】
エンジンのシリンダヘッド１上にカムシャフト２が回転自在に支承され、このカムシャフト２はエンジンのクランクシャフト（図示せず）に同期して回転駆動され、所定形状のカム面２ａが設けられている。また、上記カムシャフト２と平行に延びるロッカーシャフト３がシリンダヘッド１上に支持され、このロッカーシャフト３に揺動可能にロッカーアーム４が支承され、該ロッカーアーム４の一端部４ａ（図では左端部）は上記カムシャフト２のカム面２ａに当接しており、カムシャフト２の回転によりロッカーアーム４が所定角度揺動されるようになっている。
【００２１】
一方、ロッカーアーム４の他端部４ｂ（図では右端部）には、後述のハイドロリックラッシュアジャスター５（ＨＬＡ）を介して、吸気または排気ポート６を開閉する吸気または排気用のバルブ７における軸端部７ａが当接しており、上記ロッカーアーム４の揺動に伴いバルブ７を閉弁方向に付勢するバルブスプリング８の付勢力に抗して押圧して開弁し、バルブ７をバルブスプリング８の付勢力でバルブシート９に着座させて所定のタイミングで開閉するように構成されている。
【００２２】
そして、上記ロッカーアーム４の他端部４ｂには、バルブ７に面する側に径の大きい嵌装孔１１が開口され、この嵌装孔１１の底部１１ａに段部を介して連続する径の小さい油圧通路１２が設けられている。上記油圧通路１２はさらにロッカーアーム４内部に設けられたオイル孔４ｃを介してロッカーシャフト３の中心油路３ａに連通して油圧が供給される。
【００２３】
前記ロッカーアーム４の嵌装孔１１にはＨＬＡ５が装着されるもので、この嵌装孔１１にはＨＬＡ５の外筒１５が嵌装される。図５にも示すように、上記外筒１５は先端部（下端部）が開放する有底筒状で、底部の中心部には貫通通路１５ａが開口され、底面１５ｂが前記嵌装孔１１の底部１１ａに当接するまで嵌装されている。この外筒１５の内部には、プランジャ状のリフター１６が摺動自在に挿入され、リフター１６の先端部１６ａが前記バルブ７の軸端部７ａと当接する。
【００２４】
上記リフター１６の後部には外筒１５の底部との間に、リフター１６の移動に対応して拡大、縮小するオイル室１８が構成され、このオイル室１８内にはリフター１６を突出方向、すなわちオイル室１８を拡大する方向に付勢する弾性体としてのリフトスプリング１７が縮装されると共に、前記貫通通路１５ａを開閉するボールによるチェック弁２０が配設され、このチェック弁２０はスプリング２１によって閉弁方向に付勢されている。
【００２５】
なお、前記外筒１５の外周部にはＯリング２３が装着されて嵌装孔１１の内周面との間のシールを行うと共に、このＯリング２３より上方の外筒１５には内外周を貫通するリターン通路２４が設けられ、リフター１６と外筒１５との間を漏れるオイルが油圧通路１２側に戻るように設けられている。
【００２６】
前記外筒１５の先端部には係止キャップ２５が固着され、この係止キャップ２５の内縁がリフター１６の段部１６ｃに係止して最突出位置が規制される。また、リフター１６の後端部１６ｂが外筒１５内面の係止段部１５ｃに当接して最後退位置が規制される。
【００２７】
上記のようなＨＬＡ５の装着に対し、さらに、このＨＬＡ５の外筒１５と支持母材としてのロッカーアーム４との両者に係止して、外筒１５のバルブ７側への突出方向への移動を規制する板バネによる規制部材１０が設置されている。
【００２８】
この規制部材１０は、図３に平面構造を示すように、板バネが側方から見て略コの字状に屈曲形成され、下端部１０ａが外筒１５の先端部に係止すると共に、この下端部１０ａの中央にはリフター１６の先端部１６ａが挿通する開口１０ｃが設けられ、上端部１０ｂはフォーク状に両側に分かれて延びロッカーアーム４の他端部４ｂの嵌装孔１１上部の外側段部４ｄに係止するように設けられ、上端部１０ｂの先端部は上方に屈曲している。この規制部材１０は自由状態では下端部１０ａと上端部１０ｂとの間隔が狭くなるように設けられ、図４に示すように装着するのに応じて下端部１０ａと上端部１０ｂとの間隔が拡がるようにセットされて、その弾性力が外筒１５を没入方向に付勢するように作用する。
【００２９】
図４の装着過程は、まず規制部材１０を斜め下方から、その下端部１０ａをＨＬＡ５の外筒１５先端に係止させた後、上端部１０ｂを上方に拡げるようにロッカーアーム４の外側段部４ｄ上に押し上げて装着するものである。
【００３０】
また、前記ＨＬＡ５においては、図５（Ａ）にリフター１６の移動範囲を示し、実線で示す状態がリフター１６の外周段部１６ｃが係止キャップ２５に係止した最突出位置（最大リフト位置）であり、この状態から鎖線で示すようにリフター１６の後端部１６ｂが外筒１５の内周係止段部１５ｃに当接した最後退位置（リフト量ゼロ位置）に移動する範囲Ａがリフター１６の最大リフト量となる。
【００３１】
そして、図５（Ｂ）に初期の組み付け状態を示すように、バルブ７がバルブシート９に着座した閉弁状態にある際に、上記バルブ７の軸端部７ａに当接して停止しているリフター１６の最後退位置から移動したリフト量Ｂが、上記最大リフト量Ａの１／２よりも小さい範囲となるように、リフター１６の初期組み付け位置が設定されている。換言すれば、リフター１６の突出方向への許容リフト量が、最大リフト量Ａの１／２以上と大きくなるように設定されている。
【００３２】
なお、前記最大リフト量Ａは、ＨＬＡ５の外筒１５、リフター１６、係止キャップ２５の寸法公差の影響を受けるものであるが、上記最大リフト量Ａの１／２という値は、この寸法公差における下限値で規定されるものである。
【００３３】
また、前記リフター１６の初期組み付けリフト量Ｂは、バルブ７の着座位置がバルブ７およびバルブシート９の形状によって規定される固定位置であることから、外筒１５のロッカーアーム４の嵌装孔１１に対する嵌装位置によって調整可能である。具体的には、図６に示すように、上記嵌装孔１１の深さＬの調整で前記リフター１６の初期組み込み状態の設定を行うことが可能である。
【００３４】
また、同様なことから、前記リフト量Ｂは嵌装孔１１の底部１１ａと外筒１５の底面１５ｂとの間に調整用シム３０を介装することによって調整可能である。この調整用シム３０の厚みを変更することによってさらに調整可能である。例えば、厚さｄの調整用シム３０を介装した場合には、外筒１５が突出方向にこのｄだけ移動することで、もとの最大リフト量Ａの範囲が、量は同一であるがＡ′に変化し、前記リフト量ＢはＢ′と小さい値に変更される。
【００３５】
上記のような動弁機構における作用を説明すれば、ＨＬＡ５の基本動作は、カムシャフト２の回転に伴って、カム面２ａの突部がロッカーアーム４の一端部４ａに摺接すると、ロッカーアーム４は図１で右回転するように揺動し、他端部４ｂがＨＬＡ５を介してバルブ７の軸端部７ａを押し下げるように開弁方向に付勢する。この場合、ＨＬＡ５では、チェック弁２０が確実に閉じるまでリフター１６が微小量後退した後、オイル室１８が密閉されてリフター１６の移動は停止され、このリフター１６によってバルブ７をバルブスプリング８に抗して開弁方向に移動させる。
【００３６】
所定期間開いた後にカムシャフト２が回転してカム面２ａの突部が経過すると、ロッカーアーム４は逆方向に回動して、バルブ７はバルブスプリング８の付勢力によって閉弁する。バルブ７がバルブシート９に着座すると、バルブスプリング８の付勢力はＨＬＡ５のリフター１６には作用しなくなり、このリフター１６は内部のリフトスプリング１７によって突出方向に付勢されてリフト移動し、チェック弁２０が開いて油圧通路１２から貫通通路１５ａを通って内部のオイル室１８に油圧が供給される。
【００３７】
なお、上記作動において、バルブ７を押し下げて開いている期間には、オイル室１８の圧力は上昇してリフター１６と外筒１５との隙間を通ってオイルが漏れるが、この漏れたオイル量についてもオイル室１８内に補充され、バルブ７の着座状態においては、常にリフター１６の先端部１６ａがバルブ７の軸端部７ａに当接し、この部分にクリアランスが発生しないようにしている。これにより、ロッカーアーム４を支持している部分のロッカーシャフト３の磨耗等による変位を、リフター１６の移動によって調整吸収するように作用する。
【００３８】
そして、上記のような基本作動に加えて、前述の規制部材１０の設置により、次のような打音防止作用を有する。前記油圧通路１２内の油圧は、貫通通路１５ａを通して外筒１５内部のオイル室１８に流入するように作用すると共に、外筒１５の底面１５ｂにも作用して外筒１５を嵌装孔１１から突出させるように付勢するものであり、リフター１６に対してバルブ７からの付勢力が低減したバルブ着座時に、オイル室１８への流入が遅れた場合などに上記油圧通路１２の油圧による外筒１５の突出移動により、外筒１５の底面１５ｂと嵌装孔１１の底部１１ａとの間にクリアランスが生起するのを、上記規制部材１０により外筒１５の移動を規制することで防止する。
【００３９】
上記外筒１５の底面１５ｂと嵌装孔１１の底部１１ａとの間にクリアランスが発生すると、バルブ７を開弁するためにロッカーアーム４が揺動してバルブ７の軸端部７ａを押圧した際に、その押圧によってリフター１６が没入すると共に、外筒１５が前記クリアランスをなくすように後退移動して、この外筒底面１５ｂと嵌装孔１１の底部１１ａとが衝突する打音が発生することになるが、前記規制部材１０によりこの打音の発生が未然に防止される。
【００４０】
また、上記のようなＨＬＡ５は、例えばロッカーシャフト３の磨耗、カム面２ａまたはロッカーアーム４の一端部の磨耗等の経時変化によっては、前記リフター１６のリフト量が増大する方向の変位を生じるものであり、このリフター１６は初期の組み付け状態においては突出方向への変位に余裕を持たせて設定していることで、長時間の運転後においても所定のＨＬＡ５の調整機能が得られ、リフター１６が最大リフト位置となってそれ以上の調整が行えずにバルブ７の軸端部７ａとの間にクリアランスが発生して打音が発生するのを有効に防止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一つの実施の形態によるエンジンの動弁装置の要部断面正面図
【図２】  ハイドロリックラッシュアジャスタを含むロッカアームの要部断面図
【図３】  規制部材とロッカーアームの装着前の状態を示す平面図
【図４】  規制部材の装着過程を示す正面図
【図５】  ハイドロリックラッシュアジャスタのリフターの移動範囲を示す断面図
【図６】  ハイドロリックラッシュアジャスタの初期組み付け位置の調整を示す断面図
【符号の説明】
１ シリンダヘッド
２ カムシャフト
３ ロッカーシャフト
４ ロッカーアーム（支持母材）
５ ハイドロリックラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）
７ 吸気または排気バルブ
７ａ 軸端部
８ バルブスプリング
１０ 規制部材
１１ 嵌装孔
１１ａ 底部
１２ 油圧通路
１５ 外筒
１５ａ 貫通通路
１６ リフター
１７ リフトスプリング（弾性部材）
１８ オイル室
２０ チェック弁
２５ 係止キャップ
３０ 調整用シム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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