(57)【要約】【課題】動弁装置を形成するロッカアームの揺動運動支点部における摩擦損失を低減化させる。【解決手段】ロッカアーム１の一端部１２側にはシリンダヘッド４に設けられた受け部材２に対して相対回転運動が可能なように支持されるピボット部材１１を有するとともに、他端部１３側には吸排気用バルブ３を形成するバルブ軸３１の先端部と相対滑り運動が可能なように係合するもう一方の端部を有する。ロッカアーム１の一端部１２側に設けられるピボット部材１１の先端部１１１と受け部材２の受け部２１との間には、上記先端部１１１との間にて転がり運動をする鋼球２５が設置される。ロッカアーム１の略中央部のところには、カム５と転がり接触するローラ１５が回転自在なように取付けられる。【選択図】                図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が回転自在なように支持されるとともに他端がバルブの軸先端部に係合して該バルブをその軸線方向に駆動するロッカアームを有する動弁装置において、上記ロッカアームを回転自在なように支持する回転支持部を、ロッカアーム側に設けられるピボット部材と、該ピボット部材の先端部が係合するものであって該ピボット部材の揺動運動を可能なように支持する受け部材と、からなるようにするとともに、これらピボット部材と受け部材との間に所定の転動体を設けるようにしたことを特徴とする動弁装置。
【請求項２】
請求項１記載の動弁装置において、上記ピボット部材の先端部に凸面部を形成させるとともに、上記受け部材側には凹面部を形成させ、このような凹面部のところに円環状の凹溝を設け、更に、当該凹溝内に上記ピボット部材の先端部に形成された凸面部との間において転がり接触をする複数の鋼球を設けるようにした構成からなることを特徴とする動弁装置。
【請求項３】
請求項１記載の動弁装置において、上記ピボット部材の先端部と受け部材の受け部との間に、自動調芯タイプの球軸受を設けるようにしたことを特徴とする動弁装置。
【請求項４】
請求項１記載の動弁装置において、上記ピボット部材の先端部と受け部材の受け部との間にコロ軸受を設けるようにしたことを特徴とする動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシプロエンジンにおける吸排気用バルブをロッカアームの揺動運動にて作動させ、これによって、上記バルブの吸排気作用を行わせるようにしたロッカアーム式の動弁装置に関するものであり、特に、上記ロッカアームの揺動運動時におけるピボット部の摩擦損失を少なくするようにした動弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動弁装置においては、例えば特開平１１−１５３００６号公報に記載される如く、動弁装置を形成するロッカアームにおける揺動運動の支点構造は、ロッカアームの一方の端部側に固定的に設けられる鋼球と、当該鋼球を受けるように形成されるものであってシリンダーヘッドの一部に設けられる凹面状の受け部材と、からなるものである。このような構成からなるものにおいて、上記動弁装置が作動して上記ロッカアームが揺動運動を開始すると、当該揺動運動の支点となる支持部（ピボット部）においては、上記ロッカアーム側に設けられた鋼球の凸面と受け部材側に形成された凹面との間において相対滑り運動が生ずることとなる。そして、このような相対滑り運動に対して、上記従来のものにおいては、摩擦損失を少なくするために、所定の潤滑油による潤滑が行われるようになっているものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５３００６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ピボット部における凸面と凹面とからなる接触部においては、面圧は高くなるが相対滑り速度は小さな値のままである。このようなピボット部のところに潤滑油を直接供給したとしても、十分な油膜厚さを確保するのは難しい。従って、上記従来のものにおいては、固体どうしの接触作用の生ずる割合が増加し、摩擦損失の増大化を招くおそれがある。また、従来のものにおいては、上記ピボット部の摺動速度は、ロッカアームのカムとの接触部における摺動速度に比べて一般的に１桁以上小さな値のものであるとされている。従って、摺動速度と摩擦力との積にて決まる摩擦動力の値も当該ピボット部においては小さな値のものであると思われていた。その結果、これまでは、上記ピボット部における摩擦力の低減化についてはあまり重要視されていなかった。しかしながら、この度、発明者等の研究により、ピボット部にて発生する摩擦動力の値も上記カムとの接触部における摩擦動力と略同程度のものであることが判明した。これらのことより、動弁系全体の摩擦損失を低減化させるためには、上記ピボット部における摩擦力も低減化させる必要がある。このような問題点を解決するために、ピボット部における凸面と凹面とからなる接触部のところに、所定の形態からなる転動体を介在させるようにし、これによってロッカアームの揺動運動時に生ずる摩擦損失を低減化させるようにしたロッカアーム式の動弁装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、一端が回転自在なように支持されるとともに他端がバルブの軸先端部に係合して当該バルブをその軸線方向に駆動するロッカアームを有する動弁装置に関して、上記ロッカアームを回転自在なように支持する回転支持部を、ロッカアーム側に設けられるピボット部材と、当該ピボット部材の先端部が係合するものであって当該ピボット部材の揺動運動を可能なように支持する受け部材と、からなるようにするとともに、これらピボット部材と受け部材との間に所定の転動体を設けるようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記回転支持部を形成するピボット部材の先端部と受け部材にて保持される転動体との間においては、転がり接触運動が形成されることとなる。このような転がり接触部を有する本回転支持部においては、相対滑り運動が低減化されることとなる。従って、このような相対滑り運動の低減化によって、本発明における回転支持部の摩擦損失量は大幅に低減化されることとなる。
【０００６】
次に、請求項２記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１記載のもの同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載の動弁装置に関して、上記ピボット部材の先端部に凸面部を形成させるとともに、上記受け部材側には凹面部を形成させ、このような凹面部のところに円環状の凹溝を設け、更に、当該凹溝内に上記ピボット部材の先端部に形成された凸面部との間において転がり接触をする複数の鋼球を設けるようにした構成を採ることとした。
【０００７】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいても、上記請求項１記載のものと同様、回転支持部における摩擦損失が大幅に低減化されるようになる。すなわち、本発明のものにおいては、受け部材の凹面部のところに円環状の凹溝を設けておくとともに、当該凹溝内に複数の鋼球を設置し、このような鋼球を介して上記ピボット部材の先端部側の荷重を受け部材にて受けるようにしたので、上記ピボット部材先端部に形成された凸面部に対しては、上記鋼球が転がり接触をするようになる。そして、このような鋼球が上記受け部材の凹溝表面との間において相対滑り運動をすることとなるので、本回転支持部における摩擦損失が大幅に低減化されるようになる。
【０００８】
次に、請求項３記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は、上記請求項１記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載の動弁装置に関して、上記ピボット部材の先端部と受け部材の受け部との間に、自動調芯タイプの球軸受を設けるようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいても、上記請求項１記載のものと同様、ロッカアームの回転支持部における摩擦損失の値が低減化されるようになる。すなわち、本発明のものにおいては、ピボット部材の先端側に設けられたインナレースと、受け部材側に設けられたアウタレースとの間には、所定の鋼球からなるものであって自動調芯機能を有するボールが設置されるようになっているので、上記ロッカアームの揺動運動に伴う上記ピボット部材の揺動運動に対して、上記ボールのところにおいては当該ボールを介した転がり運動が形成されることとなる。その結果、本回転支持部においては相対滑り運動が低減化され、摩擦損失の大幅な低減化が図られることとなる。
【０００９】
次に、請求項４記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は、上記請求項１記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載の動弁装置に関して、上記ピボット部材の先端部と受け部材の受け部との間にコロ軸受を設けるようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいても、上記請求項１記載のものと同様、摩擦損失の低減化が図られるようになる。すなわち、本発明のものにおいては、ピボット部材側には所定のテーパ状面を有するインナレースが取り付けられるとともに受け部材側には所定のカップアングルを有するアウタレースが取り付けられ、このようなインナレースのテーパ状面とアウタレースのカップアングルを有する面との間には、所定の転動面を有するコロが設けられ、当該コロが上記インナレースとアウタレースとの間を転がり運動するようになっているものである。従って、本発明のものにおいても、上記ピボット部材の揺動運動は、上記コロの転がり運動を介して受け部材側にて支持されるようになる。その結果、本発明のものにおいては、上記ロッカアームの揺動運動時において上記回転支持部における摩擦損失は大幅に低減化されるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１ないし図５を基に説明する。本実施の形態にかかるものは、図１に示す如く、カム５の作動に応じて揺動運動をするものであってその一端が吸排気用バルブ３を形成するバルブ軸３１の先端部に係合して、当該バルブ３を、そのバルブ軸３１の軸線方向に駆動するロッカアーム１を主に形成される動弁装置に関するものである。そして、このような構成からなる本動弁装置を形成するロッカアーム１は、具体的には図１に示す如く、一端部１２側にはシリンダヘッド４に設けられた受け部材２にて相対回転運動が可能なように支持されるピボット部材１１を有するとともに、他端部１３側には吸排気用バルブ３を形成するバルブ軸３１の先端部との間において滑り運動を主とした相対運動が可能なように係合するもう一方の端部を有するようになっているものである。そして、このような構成からなる上記一端部１２側には、上記ピボット部材１１の先端部１１１を支持するものであって、上記ピボット部材１１の揺動運動を可能なように支持する受け部材２にて形成される回転支持部９が設けられるようになっているものである。また、このようなレバー状の形態からなる本ロッカアーム１の略中央部のところには、カム５と転がり接触するローラ１５がＯ１５点を中心として回転自在なように取付けられるようになっているものである。
【００１１】
このような構成を採ることによって、本実施の形態のものにおいては、上記カム５が作動を開始すると、当該カム５と係合するローラ１５を介して、本ロッカアーム１は、当該ロッカアーム１の一方の端部（一端部）１２側に設けられたピボット部材１１等にて形成される回転支持部９の中心点（Ｏ１１）を支点にして揺動運動をすることとなる。この揺動運動によって、本ロッカアーム１の他端部１３側に係合するバルブ３のバルブ軸３１は、その軸線方向に駆動されることとなる。このバルブ軸３１の、その軸線方向への移動によって、本動弁装置が作動し、上記バルブ３は吸排気作用を開始することとなる。
【００１２】
このような動弁装置を形成する本ロッカアーム１の、その揺動運動の基点となる回転支持部９についての具体的な構造について、以下に説明する。まず、第一の実施形態に関するものは、図２に示す如く、ピボット部材１１と、当該ピボット部材１１の先端部１１１と係合するものであってシリンダヘッド４の一部に設けられる受け部材２（図１参照）と、からなることを基本とするものである。そして、このような受け部材２のところには上記ピボット部材１１の先端部１１１に形成された凸面部と係合するものであって凹面状の形態からなる受け部２１が形成されるようになっているものである。そして更に、このような凹面状の受け部２１のところには、円環状の凹溝２１１が設けられるようになっているものである。また、このような円環状凹溝２１１内には複数個の鋼球２５が設置されるようになっているものである。そして、このような鋼球２５と上記ピボット部材１１の先端部１１１のところに形成された凸面部とが転がり接触をするようになっているものである。
【００１３】
このような構成を採ることにより、本実施の形態のものにおいては、上記ピボット部材１１の図２に示す矢印方向への揺動運動に対して、凸面形態からなる先端部１１１と鋼球２５との間においては転がり運動が形成されることとなる。すなわち、図１に示すロッカアーム１の揺動運動に伴って上記ピボット部材１１が、図２に示す如く、回転中心点Ｏ１１を支点にして矢印方向に揺動運動を開始すると、受け部材２の凹溝２１１内に収容された鋼球２５はピボット部材１１の先端部１１１であって凸面形態からなるところとの間において転がり運動を開始することとなる。そして、このような鋼球２５は、上記受け部材２側に設けられた凹溝２１１内にて相対滑り運動をするようになる。その結果、上記ロッカアーム１の揺動運動時において、当該ロッカアーム１の一方の端部（一端部）１２側に形成された回転支持部９においては転がり運動が形成されることとなり、当該回転支持部９を支点にしたロッカアーム１の揺動運動時における摩擦損失は大幅に低減化されることとなる。ちなみに、本実施の形態のものにおける上記回転支持部９における摩擦力の値を従来の滑り接触をしている場合のものと比較してみると、例えば図５に示す如く、その値が大幅に低減化されているのが判る。
【００１４】
次に、本発明に関する第二の実施形態について図３を基に説明する。このものも、その基本的な点は上記第一の実施形態のものと同じである。その特徴とするところは、上記ピボット部材１１と受け部材２との間に自動調芯タイプの球軸受７を設けるようにしたことである。すなわち、本実施の形態のものは、図３に示す如く、ピボット部材１１の先端部１１１に嵌合されたインナレース７１と、受け部材２の受け部２１に嵌合されたアウタレース７２と、これらインナレース７１とアウタレース７２との間にあって転動運動をするものであって自動調芯機能を有するボール７５と、からなることを基本とするものである。
【００１５】
このような構成を採ることにより、本実施の形態のものにおいては、図１に示すロッカアーム１の揺動運動に伴って、回転支持部９を形成するピボット部材１１は、図３の矢印方向に、かつ、図３に示す回転中心点（Ｏ１１）を支点とした揺動運動をすることとなる。その結果、ボール７５は、上記回転中心点（Ｏ１１）を中心とした所定の円弧上を転がり運動することとなる。従って、本実施の形態のものにおいては、上記ロッカアーム１の揺動運動に対して、ピボット部材１１の矢印方向への揺動運動は、球軸受７の転がり運動によって支持されることとなる。その結果、上記ロッカアーム１の揺動運動時における回転支持部９における摩擦損失は、従来の滑り接触をするタイプのものに較べて大幅に低減化されることとなる。
【００１６】
次に、本発明にかかる第三の実施形態について図４を基に説明する。本実施の形態にかかるものも、その基本的な点は上記第一の実施形態にかかるものと同じである。その特徴とするところは、回転支持部９をコロ軸受８にて形成させるようにしたことである。すなわち、本実施の形態に関するものは、図４に示す如く、ピボット部材１１の先端部１１１に嵌合されるものであって所定のテーパ状面を有するインナレース８１と、受け部材２の受け部２１内に嵌合されるものであって所定のカップアングルからなる面をその内側に有するアウタレース８２と、これらインナレース８１とアウタレース８２との間にあって上記所定のカップアングルを有する面上を転動運動する複数のコロ８５と、からなることを基本とするものである。このような構成を採ることにより、本実施の形態のものにおいては、図１に示すロッカアーム１が回転支持部９を支点にして揺動運動を開始すると、上記回転支持部９を形成するピボット部材１１は揺動運動をすることとなる。具体的には、上記ピボット部材１１は、アウタレース８２のコロ転動面に形成される所定のカップアングルを有する凹面内の、その仮想中心点であるＯ１１点を中心とした揺動運動をすることとなる。この揺動運動に応じて、コロ８５の一部は上記アウタレース８２に形成される凹面上を転動運動することとなる。このようなコロ８５の転動運動によって上記ピボット部材１１の揺動運動が支持されることとなる。従って、本実施の形態のものにおいては、ロッカアーム１の揺動運動が上記ピボット部材１１の先端部１１１に設けられたコロ軸受８の転がり運動にて支持されるようになり、ロッカアーム１の揺動運動によって形成される摩擦損失は小さな値に抑制されることとなる。すなわち、本実施の形態のものにおいては摩擦損失の低減化が図られることとなる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、ロッカアームを有する動弁装置に関して、上記ロッカアームを回転自在なように支持する回転支持部を、ロッカアーム側に設けられるピボット部材と、当該ピボット部材の先端部が係合するものであって当該ピボット部材の揺動運動を可能なように支持する受け部材と、からなるようにするとともに、これらピボット部材と受け部材との間に所定の転動体を設けるようにした構成を採ることとしたので、上記回転支持部を形成するピボット部材の先端部と受け部材にて保持される転動体との間においては、転がり接触運動が形成されることとなり、相対滑り運動が低減化されるようになった。その結果、本発明における回転支持部における摩擦損失量は大幅に低減化されるようになった。
【００１８】
また、ロッカアームの一方の端部側に設けられるピボット部材の先端部に凸面部を形成させるとともに、上記受け部材側には凹面部を形成させ、このような凹面部のところに円環状の凹溝を設け、更に、当該凹溝内に上記ピボット部材の先端部に形成された凸面部との間において転がり接触をする複数の鋼球を設けるようにしたものにおいては、本動弁装置の作動時に、上記ピボット部材の先端部に形成された凸面部が上記鋼球と転がり接触をするようになり、全体の摩擦損失量が大幅に低減化されるようになった。
【００１９】
また、上記ピボット部材の先端部と受け部材の受け部との間に、自動調芯タイプの球軸受を設けるようにしたもの、あるいはコロ軸受を設けるようにしたものにおいても、ロッカアームの一方の端部側に形成される回転支持部において相対滑り運動が低減化され、摩擦損失の大幅な低減化が図られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の主要部を成す回転支持部についての、その第一の実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の主要部を成す回転支持部についての第二の実施形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の主要部を成す回転支持部についての第三の実施形態を示す縦断面図である。
【図５】第一の実施形態のものについての摩擦損失量の低減化状態を示す図（グラフ）である。
【符号の説明】
１    ロッカアーム
１１  ピボット部材
１１１  先端部
１２  一方の端部（一端部）
１３  もう一方の端部（他端部）
１５  ローラ
２  受け部材
２１  受け部
２１１  凹溝
２５  鋼球
３  バルブ
３１  バルブ軸
４  シリンダヘッド
５  カム
７  球軸受
７１  インナレース
７２  アウタレース
７５  自動調芯タイプボール
８  コロ軸受
８１  インナレース
８２  アウタレース
８５  コロ
９  回転支持部
【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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