(57)【要約】【課題】エンドピボット式ロッカーアームを用いた動弁装置の上下方向のコンパクト化を図る。【解決手段】一端に揺動支点を持ち他端に弁５に対する当接部を持ち中間にローラ１５を持つエンドピボット式のロッカーアーム１１を採用し、ロッカーアーム１１の上方に配設されたカム１２によって弁５を駆動する。ロッカーアーム１１は、互いに平行な両側壁２１，２１と、該両側壁２１，２１の上縁同士を連結する上面壁２２とによって下方が開放された断面略コ字状にするとともに、側面視で全体が下方へ凸になるように湾曲させ、上面壁２２の下面を上記弁５に当接する弁当接面にする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に揺動支点を持ち中間にローラフォロアを持ち他端が弁に当接するエンドピボット式のロッカーアームを備え、弁軸が上下方向に配設された弁を、ロッカーアーム上方に配設されたカムによって駆動するエンジンの動弁装置であって、
上記ロッカーアームは、互いに平行な両側壁と、該両側壁の上縁同士を連結する上面壁とによって下方が開放された断面略コ字状に形成されたものであり、側面視で全体が下方へ凸になるように湾曲し、上記他端の上面壁の下面が弁軸の端に接触する弁当接面に形成されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記ロッカーアームは、閉弁状態において、上記ローラフォロアのローラの中心が、上記エンドピボットの揺動中心と上記他端の上記弁軸の端に対する接触点とを結ぶ直線上に存するように、又は該直線よりも下方に存するように湾曲していることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
上記エンドピボットは、ピボット部材とピボット受け部材とによって構成され、
ピボット部材は、上部に軸部を有し下部にピボット部を有し、その軸部が上記ロッカーアーム一端の上面壁を貫通していてアジャスタナットによって該上面壁に固定され、
上記ピボット受け部材は、シリンダヘッド側に設けられ、上記ピボット部を受けるための下方へ凸になるように湾曲したピボット受面を有し、
上記ピボット受面の中心と上記ピボット部の揺動中心とを結ぶ軸線が、上側が上記弁軸から離れ下側が上記弁軸に近づくように傾斜していることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
上記ローラフォロアのローラは上記上面壁に形成された開口より上方へ臨み、
上記カムのベースサークル部の周面に、該カムの軸部を通るオイル通路に連通するオイル噴出口が開口していることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記エンジンは、各々の弁軸が気筒中心線と平行になるように直立した吸気弁と排気弁とを有する直噴ディーゼルエンジンであることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両などに用いられるエンジンでは、エネルギー環境が厳しくなってきていることを踏まえ、各種の機械抵抗を低減させて燃費の向上が図られている。動弁系では、カムシャフトのカムノーズとロッカーアームとの間の摺動抵抗をローラフォロアによって少なくする、所謂エンドピボット式のロッカーアームの採用が拡大しつつある。そのような動弁装置は例えば特許文献１，２に記載されている。また、ロッカーアームには、軽量化を図りつつその強度を確保するために、左右の側壁を連結壁によって繋いだ形状が採用され、弁軸に当接する部分では、左右の側壁と連結壁とがＨ型断面を形成するようになされている（特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２１０４１７号公報
【特許文献２】特開２００１−１２９６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のエンドピボット式ロッカーアームでは、弁軸とカムシャフトとの間にロッカーアームが配置されることから、シリンダヘッドの高さが大になってエンジン本体の大型化を招き易い。そのことはエンジンの車体への搭載に不都合を来す場合がある。
【０００４】
そこで、本発明は、ロッカーアームの構造に工夫を凝らし、動弁系の上下方向のコンパクト化を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために、ロッカーアームを側面視で全体が下方へ凸になるように湾曲させるとともに、弁軸に当接する部分を下方が開放した断面コ字形状にした。
【０００６】
請求項１に係る発明は、一端に揺動支点を持ち中間にローラフォロアを持ち他端が弁に当接するエンドピボット式のロッカーアームを備え、弁軸が上下方向に配設された弁を、ロッカーアーム上方に配設されたカムによって駆動するエンジンの動弁装置であって、
上記ロッカーアームは、互いに平行な両側壁と、該両側壁の上縁同士を連結する上面壁とによって下方が開放された断面略コ字状に形成されたものであり、側面視で全体が下方へ凸になるように湾曲し、上記他端の上面壁の下面が弁軸の端に接触する弁当接面に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
すなわち、ロッカーアームを側面視で全体が下方へ凸になるように湾曲させるとともに、両側壁を上側で繋ぐ上面壁の下面を弁当接面としたから、ローラフォロアのローラ位置が低く抑えられることになる。よって、弁軸とカムシャフトとの間にロッカーアームが配置される構造でありながら、弁軸とカムシャフトとの高低差が大きくならず、動弁系の上下方向のコンパクト化、ひいてはエンジンの上下方向のコンパクト化に有利になる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１において、
上記ロッカーアームは、閉弁状態において、上記ローラフォロアのローラの中心が、上記エンドピボットの揺動中心と上記他端の上記弁軸の端に対する接触点とを結ぶ直線上に存するように、又は該直線よりも下方に存するように湾曲していることを特徴とする。
【０００９】
従って、このような湾曲により、ローラ位置を低くすることができ、上述のコンパクト化に有利になる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２において、
上記エンドピボットは、ピボット部材とピボット受け部材とによって構成され、
ピボット部材は、上部に軸部を有し下部にピボット部を有し、その軸部が上記ロッカーアーム一端の上面壁を貫通していてアジャスタナットによって該上面壁に固定され、
上記ピボット受け部材は、シリンダヘッド側に設けられ、上記ピボット部を受けるための下方へ凸になるように湾曲したピボット受面を有し、
上記ピボット受面の中心と上記ピボット部の揺動中心とを結ぶ軸線が、上側が上記弁軸から離れ下側が上記弁軸に近づくように傾斜していることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、上記カムのノーズがエンドピボット側から弁側に回転移動するときに、上記ロッカーアームが開弁方向に押し下げられる場合、エンドピボットには、弁側に向かう略横方向の力が作用し、その力はピボット部をピボット受面から浮き上がらせる力となる。これに対して、本発明では、ピボット受面の軸線が上述の如く傾斜し、該受面の弁軸側の上縁が、その反対側の上縁よりも上方に位置している。よって、上記エンドピボットに作用する略横方向の力が、ピボット受面の弁軸側部分によって確実に受け止められ、その結果、上記横方向の力に起因するピボット部の浮き上がりが防止される。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
上記ローラフォロアのローラは上記上面壁に形成された開口より上方へ臨み、
上記カムのベースサークル部の周面に、該カムの軸部を通るオイル通路に連通するオイル噴出口が開口していることを特徴とする。
【００１３】
従って、シリンダヘッドにオイルギャラリーを設けずとも、カムの軸部を通るオイル通路によってローラの潤滑が図れ、シリンダヘッドの構造の簡素化に有利になる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記エンジンは、各々の弁軸が気筒中心線と平行になるように直立した吸気弁と排気弁とを有する直噴ディーゼルエンジンであることを特徴とする。
【００１５】
従って、上述の如き直立した吸排気弁のために上下方向の寸法が大きくなりがちな直噴ディーゼルエンジンに関して、本発明によれば、その動弁系の、ひいてはエンジン全体のコンパクト化に有利になる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、ローラフォロアを持つエンドピボット式のロッカーアームにおいて、該ロッカーアームは、互いに平行な両側壁と、該両側壁の上縁同士を連結する上面壁とによって下方が開放された断面略コ字状に形成されているとともに、側面視で全体が下方へ凸になるように湾曲し、上面壁の下面が弁当接面に形成されているから、弁軸とカムシャフトとの間にロッカーアームが配置される構造でありながら、カム弁軸とカムシャフトとの高低差が大きくならず、動弁系の上下方向のコンパクト化、ひいてはエンジンの上下方向のコンパクト化に有利になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る多気筒直列型筒内直噴式ディーゼルエンジンのシリンダヘッド１を示す。同図において、２は気筒、３は気筒２に開口した吸気ポート、４は同じく排気ポートであり、各々に吸気弁５及び排気弁６が設けられている。吸気弁５及び排気弁６は、弁軸５ａ，６ａが気筒中心線と平行になるように直立し、弁軸端部のスプリング受けとシリンダヘッド１との間に設けられたコイルスプリング８によって、吸気口及び排気口を閉じる方向に付勢されている。そして、これら弁５，６の上方にＤＯＨＣ（ダブルオーバーヘッドカム）形式の動弁装置が設けられている。
【００１９】
動弁装置には、エンドピボット式のロッカーアーム１１が採用され、このロッカーアーム１１が弁軸５ａ，６ａとカムシャフト１０のカム１２との間に設けられている。すなわち、ロッカーアーム１１は、一端（気筒中心から離れた側）がエンドピボット１３によってシリンダヘッド１に支持され、弁軸５ａ，６ａの端面に当接する弁当接部１４が他端（気筒中心寄り）に設けられ、中間にカム１２と接触するローラ１５が設けられている。エンドピボット１３は、ロッカーアーム１１に固定されたピボット部材１６と、シリンダヘッド１に固定されたピボット受け部材１７とによって構成されている。
【００２０】
以下、動弁装置を具体的に説明する。ロッカーアーム１１は、図２及び図３に示すように、左右の側壁２１，２１と、該両側壁２１，２１の上縁同士を連結する上面壁２２とによって、下方が開放された断面コ字状に形成されたものであり、側面視で全体が下方へ凸になるように湾曲している。そして、上面壁２２の中間部に開口２３が形成され、この開口２３の位置にローラ１５が配置されている。すなわち、ローラ１５は、図４にも示すように、軸２４によって両側壁２１，２１に回転自在に支持され、該ローラ１５の上部が開口２３より上方に臨んでいる。弁当接部１４は、図５に示すように、両側壁２１，２１間の上面壁２２の下面が弁軸５ａ，６ａの端面に当接する弁当接面１４ａに形成されている。この弁当接面１４ａは、図３に示すように、ロッカーアーム１１の端に行くに従って反り上がり、その結果、下方へ若干凸になるように湾曲している。
【００２１】
エンドピボット１３を構成するピボット部材１６は、図３に示すように、上部のねじ軸部１６ａと下部のピボット部１６ｂとよりなる。ピボット部１６ｂは、その下面が球面状の凸になるように曲面に形成されたものであり、頂面は平坦に形成されている。ねじ軸部１６ａは、ロッカーアーム１１の上面壁２２に形成されたねじ孔に下からねじ込まれて上方へ突出している。そうして、図１に示すように、ピボット部材１６は、ねじ軸部１６ａの突出部にアジャスタナット２５が適用されて、ロッカーアーム１１の上面壁２２に固定されている。
【００２２】
ロッカーアーム１１が側面視で全体が下方へ凸になるように湾曲している点について説明する。ロッカーアーム１１は、基本的には、図６に示すように、ピボット部材１６を支持する部位の中心Ａと、閉弁状態での弁当接面１４ａの弁軸５ａ，５ｂに対する接触点とを結ぶ直線Ｌ１よりも、ローラ１５の中心Ｃが下方に位置するように、下方に湾曲している。さらに、本実施形態では、ピボット部１６ｂの揺動中心Ｂと弁当接面１４ａの接触点とを結ぶ直線Ｌ２よりも、ローラ１５の中心Ｃが下方に位置するように、ロッカーアーム１１が下方に湾曲している。
【００２３】
一方、エンドピボット１３を構成するピボット受け部材１７は、図１に示すように、ねじ部と頭部とよりなるボルト状のものである。そして、そのねじ部がシリンダヘッド１にねじ込まれて固定され、その頭部頂面に下方へ凸になるように湾曲したピボット受面１７ａが形成されている。
【００２４】
ピボット受面１７ａは、半球状に形成されていて、このピボット受面の中心と上記エンドピボット１３の揺動中心（図６のＢ点）とを結ぶ軸線Ｌは、上側が上記弁軸５ａ，６ａから離れ、下側が上記弁軸５ａ，６ａに近づくように傾斜している。この軸線はピボット受け部材１７の軸線と一致している。また、この軸線の傾斜に対応させて、ロッカーアーム１１に固定されているピボット部材１６の軸線も同様に傾斜している。
【００２５】
また、図１に示すように、カムシャフト１０にはその軸心を軸方向に延びるオイル通路２６が形成され、カム１２には、オイル通路２６に連通してベースサークル部の周面に開口したオイル噴出口２７が形成されている。
【００２６】
上記吸気側及び排気側のカムシャフト１０は、エンジン１のクランクシャフトによりタイミングチェーンを介して、図１における反時計回りに回転する。従って、吸気弁側（図１の左側）では、カム１２のノーズがエンドピボット側から弁側に回転移動するときに、ロッカーアーム１１を開弁方向に押し下げることになり、排気側（図１の右側）では、カム１２のノーズが弁側からエンドピボット側に回転移動するときに、ロッカーアーム１１を開弁方向に押し下げることになる。
【００２７】
以上のように、本実施形態によれば、ロッカーアーム１１を側面視で全体が下方へ凸になるように湾曲させたから、弁軸５ａ，６ａとカムシャフト１０との間にロッカーアーム１１が配置される構造でありながら、ローラ１５の位置が低く抑えられ、動弁装置が上下方向においてコンパクトになる。特に、ロッカーアーム１１の断面形状を、両側壁２１，２１の上縁同士を上面壁２２で繋ぐコ字状とし、弁当接部１４では上面壁２２の下面を弁当接面１４ａとしたこと、そして、エンドピボットの揺動中心Ｂと弁当接面１４ａの接触点とを結ぶ直線Ｌ２よりもローラ１５の中心Ｃを下方に位置付けたことが、上記上下方向のコンパクト化に有効に働いており、エンジン１の上下方向のコンパクト化に有利になっている。
【００２８】
また、吸気弁側に関し、カム１２のノーズがエンドピボット側から弁側に回転移動するときに、エンドピボット１３には、弁側に向かう略横方向の力が作用し、その力はピボット部１６ｂをピボット受面１７ａから浮き上がらせる力となる。これに対して、本発明では、半球状ピボット受面１７ａの軸線が上述の如く傾斜し、該受面１７ａの弁軸５ａ側の上縁が、その反対側の上縁よりも上方に位置している。よって、上記エンドピボット１３に作用する略横方向の力が、ピボット受面１７ａの弁軸側の面によって確実に受け止められ、その結果、上記横方向の力に起因するピボット部１６ｂの浮き上がりが防止される。
【００２９】
また、上記実施形態の場合、カムシャフト１０の軸心を通るオイル通路２６のオイルが、カム１２のベースサークル部の周面に開口したオイル噴出口１７からローラ１５に供給される。これにより、ローラの１５の潤滑が図れ、シリンダヘッド１には当該潤滑のためのオイルギャラリーを設けなくともよくなり、シリンダヘッド１の構造の簡素化に有利になる。
【００３０】
なお、本発明は、ＤＯＨＣ直噴ディーゼルエンジンに限定されるものではない。例えばＳＯＨＣエンジンに適用することも可能である。
【００３１】
また、エンドピボット１３のピボット受け部材１７は傾斜して配設する一方で、ピボット部材１６は傾斜させないことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】エンジンのシリンダヘッド部の断面図である。
【図２】ロッカーアームの平面図である。
【図３】ロッカーアームの縦断面図である。
【図４】ロッカーアームのローラ部分の横断面図である。
【図５】ロッカーアームの弁当接部の横断面図である。
【図６】ロッカーアームの側面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    シリンダヘッド
２    気筒
５    吸気弁
６    排気弁
１１    ロッカーアーム
１２    カム
１３    エンドピボット
１４    弁当接部
１４ａ    弁当接面
１５    ローラ
１６    ピボット部材
１６ａ    軸部
１６ｂ    ピボット部
１７    ピボット受け部材
１７ａ    ピボット受面
２１    側壁
２２    上面壁
２３    開口
２５    アジャスタナット
２６    オイル通路
２７    オイル噴出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007085293.tif 000005
【図４】
2007085293.tif 000006
【図５】
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【図６】
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