(57)【要約】      （修正有）【課題】カム・ローブ及び／又はカム・フォロワに磨耗が発生したとしても、バルブ・アームを高精度に位置決めすることによって、カム・アームとバルブ・アームとの間の迅速かつ確実な係合及び係合解除を可能とする可変排気量エンジンのバルブ作動システムを提供する。【解決手段】バルブ作動システム１０は、カムシャフトによって駆動されるカム・アーム３８と、カム・アーム３８によって選択的に駆動されるバルブ・アーム４６を含むポペット・バルブを有する。油圧式のダンパー要素を備えたバルブ・アーム位置決め部材４８は、カム・アーム３８がバルブ・アーム４６を駆動しないときには、バルブ・ステムと当接した状態にてバルブ・アーム４６を位置調整可能に保持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変排気量エンジンのバルブ作動システムであって、
バルブ・ヘッド及びバルブ・ステムを有するポペット・バルブ、
複数のカム・ローブを有するカムシャフト、
上記カム・ローブの一つによって駆動されるカム・アーム
上記カム・アームによって選択的に駆動され、上記バルブ・ステムに当接することで上記ポペット・バルブを開弁するバルブ・アーム、及び、
上記バルブ・アームを位置調整可能に保持するバルブ・アーム位置決め部材を備え、
上記バルブ・アーム位置決め部材は、上記カム・アームが上記バルブ・アームを駆動しないときに、上記バルブ・ステムと当接した状態にて上記バルブ・アームを保持する、バルブ作動システム。
【請求項２】
上記バルブ・アーム位置決め部材は位置調整可能な当接部を備え、
上記当接部は、上記バルブ・アームの荷重支持面に当接するように構成される、請求項１に記載のバルブ作動システム。
【請求項３】
上記バルブ・アーム位置決め部材は、上記バルブ・アームにおける上記バルブ・ステムとの当接部近傍にて、上記バルブ・アームに当接する、請求項２に記載のバルブ作動システム。
【請求項４】
上記バルブ・アームには油圧式のラッシュ・アジャスタが組み込まれている、請求項１乃至３の何れか一つに記載のバルブ作動システム。
【請求項５】
上記バルブ・アーム位置決め部材は、上記ラッシュ・アジャスタによって上記バルブ・アームに加えられる力がバランスする位置にて、上記バルブ・アームに当接する、請求項４に記載のバルブ作動システム。
【請求項６】
上記当接部は、上記バルブ・ステムに当接する上記バルブ・アームに設けられた螺合調整可能な当接部材を備える、請求項２に記載のバルブ作動システム。
【請求項７】
上記当接部材は、エンジンのシリンダー・ヘッドに固定されたラダー・フレーム構造に取り付けられる、請求項６に記載のバルブ作動システム。
【請求項８】
上記当接部は、上記バルブ・ステムに当接する上記バルブ・アームの一部に設けられた位置調整可能な当接部材を備える、請求項２に記載のバルブ作動システム。
【請求項９】
上記ラダー・フレーム構造は、少なくとも一つのロッカー・シャフトを固定し、
上記カム・アームと上記バルブ・アームは上記ロッカー・シャフトに軸支される、請求項７に記載のバルブ作動システム。
【請求項１０】
上記バルブ・アーム位置決め部材は、油圧式のダンパー要素を備えた、位置調整可能な当接部を備え、
上記ダンパー要素は、上記バルブ・アームと、その上方に位置する上記当接部との間に、互いに当接した状態で組み込まれる、請求項１乃至９の何れか一つに記載のバルブ作動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つ又は複数のポペット・バルブを作動停止することによって、総気筒数よりも少ない数の気筒にてエンジン作動を行なう、往復動式内燃機関（エンジン）に関連する。
【背景技術】
【０００２】
可変排気量エンジンは、ここ数十年の間、多くの発明の主題となっている。一般的に、可変排気量エンジンは、油圧駆動式又は電磁駆動式のポペット・バルブ、及び、休止気筒においてそのポペット・バルブを作動停止させる極めて複雑な装置を備えている。総気筒数よりも少ない数の気筒にて作動することによって、スロットルを閉じているのと近い状態でのエンジン作動が可能になる。従って、エンジンの燃料経済性が向上するため、一般的に気筒休止を行なうことは好ましい。
【０００３】
二つ一組のロッカー・アームを一つのポペット・バルブに取り付けた可変排気量エンジンは公知である。この可変排気量エンジンにおいては、第一ロッカー・アームがカムシャフト上のカム・ローブに当接し、第二ロッカー・アームがポペット・バルブのバルブ・ステムに当接している。第一ロッカー・アーム及び第二ロッカー・アームは、通常は摺動可能なロック・ピンによって互いに連結されている。そのロック・ピンは、極めて短時間の間に、一方のロッカー・アームから他方のロッカー・アームへと精度良く動かす必要がある。必要に応じてこれら二つのロッカー・アームが連結されることによって、ポペット・バルブが動作可能となる。これら二つのロッカー・アームを精度良く連結するためには、それらの連結前に、ポペット・バルブに当接するロッカー・アームを高精度に位置決めすることが必要とされる。これに対してはロック・ピンを受ける開口の大きさを単純に増加するという解決策も考えられるものの、ノイズや耐久性の面で問題点を生じるため、有効な解決策とはなり得ない。
【０００４】
図６は従来のロッカー・アーム２００を示しており、このロッカーアーム２００は、円形状のカム・ローブ２０８に当接するカム・フォロワ２０４を有している。カム・フォロワ２０４及びカム・ローブ２０８は、ロッカー・アーム２００を高精度に位置決めすることによって、カムシャフト・アーム（不図示）によるロッカー・アーム２００の正確な動作を可能にすることが企図されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ロッカー・アーム２００においてカム・ローブ２０８又はカム・フォロワ２０４の何れかが磨耗したときには、問題点が生じる。すなわち、ロッカー・アーム２００が高精度に位置決めされ得ないため、カムシャフトから（ポペット・バルブ開弁のための）開弁駆動力を受ける第二ロッカー・アームに対する、ロック・ピンの迅速かつ確実な係合及び係合解除が不可能となる。
【０００６】
ロッカー・アームに当接するポペット・バルブを耐久性を維持した上で確実に位置決めするバルブ作動システムを提供することによって、可変排気量エンジンにおいてそれらロッカー・アームを精度良く迅速に連結するのを可能にするのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の観点によれば、往復動式内燃機関（エンジン）のバルブ作動システムは、バルブ・ヘッド及びバルブ・ステムを有するポペット・バルブと、複数のカム・ローブを有するカムシャフトを含む。カム・アームは、カム・ローブの一つによって駆動される。カム・アームによって選択的に駆動されるバルブ・アームは、バルブ・ステムに当接することでポペット・バルブを開弁する。バルブ・アーム位置決め部材は、カム・アームがバルブ・アームを駆動しないときに、バルブ・ステムと当接した状態にてバルブ・アームを位置調整可能に保持する。バルブ・アーム位置決め部材は位置調整可能な当接部を備え、その当接部は、バルブ・アームの荷重支持面に当接するように構成されるのが望ましい。
【０００８】
好ましい実施形態においては、バルブ・アーム位置決め部材は、バルブ・アームにおけるバルブ・ステムとの当接部近傍にて、バルブ・アームに当接する。
【０００９】
本発明の別の観点によれば、バルブ・アームには油圧式のラッシュ・アジャスタが組み込まれる。バルブ・アームには油圧式のダンパー要素もまた組み込まれ、バルブ・アームの上方に取り付けられた当接部はダンパー要素に当接するように構成される。このようにして、油圧式のダンパー要素が力を抑制するので、バルブ・ステムから離れる方向へのバルブ・アームの移動が制限される。
【００１０】
本発明の更に別の観点によれば、当接部は、バルブ・アームに設けられた螺合調整可能な当接部材を備える。当接部は、カム・アームとバルブ・アームを軸支するロッカー・シャフトを固定するラダー・フレーム構造に取り付けられ得る。
【００１１】
本発明の更に別の観点によれば、バルブ・アーム位置決め部材は、油圧式のダンパ要素を備えた、位置調整可能な当接部を備え、そのダンパー要素は、バルブ・アームと、その上方に位置する当接部との間に組み込まれる。この場合、油圧作動式のダンパー・キャップが、その中心にオイル通路を備えた円柱状の調整ボルトの下端に、摺動可能に取り付けられる。
【００１２】
本発明の別の観点によれば、バルブ・アームにおける位置調整可能な当接部は、バルブ・アームに組み込まれた油圧作動式のプランジャを有する油圧式ダンパーを備えた位置調整可能な当接部と、バルブ・アームの上方に取り付けられた位置調整可能な当接部材を含む。それによって、ポペット・バルブが閉弁位置に移動するときに、位置調整可能な当接部材はプランジャに当接する。
【００１３】
本発明のバルブ作動システムの利点は、バルブ・アームが高精度に位置決めされるので、カムシャフト上のカム・ローブの一つによって駆動されるカム・アームに対する、バルブ・アームの迅速かつ確実な係合及び係合解除が可能となる点にある。
【００１４】
本発明のバルブ作動システムの別の利点は、バルブ作動システムに油圧式のダンパー要素を用いることで、バルブ・アーム位置決め部材の作動に伴って発生するノイズが低減される点にある。
【００１５】
本発明のバルブ作動システムの更に別の利点は、バルブ・アームに組み込まれた油圧式のラッシュ・アジャスタと共に、バルブ作動システムが好適に使用され得る点にある。
【００１６】
本発明のバルブ作動システムの更に別の利点は、従来のバルブ作動システムに内在する磨耗時の問題点が解消され得る点にある。
【００１７】
他の利点は、本発明の特徴と共に、本明細書の開示内容を理解することにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に示すように、バルブ作動システム１０は、エンジンのシリンダー・ヘッド１４に取り付けられる。このバルブ作動システムは、それ自体が（シリンダー・ヘッド１４に固定された）ラダー・フレーム構造５２（図３）に取り付けられるものの、本技術分野の当業者であれば、本明細書の開示内容を鑑みて、本発明のバルブ作動システムは、図示されたラダー・フレーム構造以外の他の構成（例えば、バルブ・アーム位置決め部材４８の取付け位置を備えた、ビーム５４と同様の片持ちビーム又は取付けボスを有するカムシャフト・キャップ）と共に採用され得ることを理解するであろう。図１に示すバルブ・アーム位置決め部材４８は、螺合調整可能（軸方向に位置調整可能）な当接部材５６及びロック・ナット６０を含む。当接部材５６の下部には、バルブ・アーム４６上面に形成された荷重支持面に当接するヘッド部５８が設けられる。バルブ・アーム４６は、油圧式のラッシュ・アジャスタ６４（図４）を有し、そのラッシュ・アジャスタ４６はバルブ・ステム２６（図２）の先端に当接する。すなわち、当接部材５６は、バルブ・アーム４６におけるバルブ・ステム２６との当接部近傍位置にて、バルブ・アーム４６に当接するように構成されている。別の言い方をすると、当接部材５６は、ラッシュ・アジャスタ６４によってバルブ・アーム４６に加えられる力がバランスする（つり合う）ように選択された位置にて、バルブ・アーム４６に当接するように構成されている。図１におけるカム・アーム３８は図２により詳細に示される。本技術分野の当業者であれば、本明細書の開示内容を鑑みて、螺合調整可動な当接部材５６は、くさび又は他の調整装置を用いて調整可能な当接部材に置換され得ることを、理解するであろう。
【００１９】
図２に示すように、（ラダー・フレーム構造に固定された）ロッカー・シャフト４７を支点として、バルブ・アーム４６及びカム・アーム３８が取り付けられる（すなわち軸支される）。カム・アーム３８はローラー４２を備え、そのローラー４２はカムシャフト３０上に形成されたカム・ローブ３４に当接する。ロック・ピン１０４が、バルブ・アーム４６に形成された孔１００の中に挿入されて、カム・アーム３８に形成されたハウジング・キャビティ１１０と孔１００との間にわたって延びる場合（すなわちロック・ピン１０４が係合位置にある場合）に限って、カム・アーム３８がカム・ローブ３４から力を加えられるときに、カム・アーム３８の動作はバルブ・アーム４６に伝達される。通常時にはスプリング１０８がロック・ピン１０４を係合位置に保持するものの、オイル通路１１４を介してバルブ・アーム４６内にオイル圧力が供給されるときには、そのオイル圧力がロック・ピン１０４を押圧し、ロック・ピン１０４を係合解除位置（ロック・ピン１０４がハウジング・キャビティ１１０内のみに収容される位置）に保持することに留意すべきである。図２に示すバルブ・アーム４６は、バルブ・ステム２６の上端を押し下げて、ポペット・バルブ１８を開弁位置に移動させるように構成される。なお、バルブ・アーム位置決め部材４８は、図２には示されていない。
【００２０】
図１に示すバルブ・アーム位置決め部材４８には、それに付随して油圧式ダンパーは設けられていない。その代わり、バルブ・アーム位置決め部材４８の機能は、主に螺合調整可能な当接部材５６により達成され、その当接部材５６はバルブ・アーム４６の上面に機械的に当接する。図４及び図５は、本発明のバルブ作動システムに油圧式ダンパーを組み込んだ実施形態を示している。
【００２１】
図４において、油圧式のラッシュ・アジャスタ６４を備えたバルブ・アーム４６は、バルブ・アーム４６上部に形成されたプランジャ孔７４を備えている。油圧作動式のプランジャ７０は、プランジャ孔７４内に収容され、孔用スナップ・リング７８によってプランジャ孔７４内に保持される。プランジャ孔７４に供給されるオイルは、概ね同じ圧力にてラッシュ・アジャスタ６４に供給される。バルブ・アーム４６が（ポペット・バルブ１８の）閉弁位置にあるときには、ラッシュ・アジャスタ６４はバルブ・アーム４６を上方に駆動し、その結果、プランジャ７０はプランジャ孔７４内を下方に移動することになる。そのプランジャ７０の下方への移動は、プランジャ孔７４内のオイルの圧力に反して、場合によってはプランジャ７０がプランジャ孔７４内で底付きする位置まで行なわれる。そうすることで、調整可能な当接部材５６は、カム・アーム３８との高精度な結合及び結合解除を可能にする特定位置に、バルブ・アーム４６を保持することが可能になる。
【００２２】
図５に示す実施形態は、ダンパー・キャップ９０を備え、そのダンパー・キャップ９０は円筒状の調整ボルト５６の下端に摺動可能に取り付けられる。調整ボルト５６内に形成されたオイル通路８６は、加圧されたオイルをダンパー・キャップ９０内に供給する。これは、孔用スナップ・リング９４が、ダンパー・キャップ９０のそれ以上の（下方への）移動を規制するまで、そのダンパー・キャップ９０を押し下げることを可能にする。そのため、バルブ・アーム４６とカム・アーム３８との結合が解除された状態で、ラッシュ・アジャスタ６４がバルブ・アーム４６を押し上げるときには、オイル通路８６を通って、又は、調整ボルト５６とダンパー・キャップ９０内径との間の接合面を通ってオイルが流れることになる。従って、ロッカー・アーム又はバルブ・アーム４６が調整ボルト５６に実質的に緩やかに当接することになる。加えて、バルブ・アーム４６は、カム・アーム３８と精度良く結合又は結合解除するように、高精度に位置決めされることになる。以上のように、バルブ・アーム位置決め部材は、カム・アーム３８がバルブ・アーム４６を駆動しないときには、バルブ・アーム４６はバルブ・ステム２６と当接した状態にて保持されることになる。
【００２３】
上述の発明は関連する法的基準に従って記述されており、そのためその記述は、本発明の範囲を規定するものではなく、本質的に例示しているに過ぎない。記述された実施形態に対する変更及び修正は、本技術分野の当業者にとって明らかであり、それらは本発明の範囲に含まれるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に従った、可変排気量エンジンにおけるバルブ作動システムの斜視図である。
【図２】本発明のバルブ作動システムの上方からの一部斜視図である。
【図３】本発明のバルブ作動システムを組み込んだラダー・フレーム構造の斜視図である。
【図４】バルブ・アームに油圧式ダンパーを備えたバルブ作動システムの斜視図である。
【図５】バルブ・アーム位置決め部材に油圧式ダンパーを備えたバルブ作動システムの斜視図である。
【図６】従来のバルブ・アームである。
【符号の説明】
【００２５】
１０  バルブ作動システム
２６  バルブ・ステム
３０  カムシャフト
３４  カム・ローブ
３８  カム・アーム
４６  バルブ・アーム
４７  ロッカー・シャフト
４８  バルブ・アーム位置決め部材
５２  ラダー・フレーム構造
５６  調整ボルト（当接部材）
６０  ロック・ナット
６４  ラッシュ・アジャスタ
【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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