JPH0610099Y2 - ロツカ−ア−ムの支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、カムの変位をバルブに伝達するロッカーア
ームを、エンジンの頂部で揺動自在に支持するためのロ
ッカーアームの支持装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、頭上弁式エンジンでは、シリンダヘッドの上方
に設けられたロッカーアームにより、カムに接するプッ
シュロッドの上下変位をバルブに伝達して、バルブの開
閉を行っており、このロッカーアームの一例としては、
たとえば特開昭５９−１６６７５７号記載の舟形ロッカ
ーアームが知られている。上記舟形ロッカーアームは、
シリンダヘッドに立設された支持部材により揺動自在に
支持されるものであり、ロッカーアームシャフトを使用
しない点に特徴がある。

また、従来では、エンジンの冷機時に、ロッカーアーム
とバルブステムとの間に隙間（以下、タペットクリアラ
ンスという。）を設け、エンジン暖機時にバルブステム
の熱膨張によりバルブの開閉が正常に行なわれなくなる
のを防ぐようにしている。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、上記先行技術では、舟形ロッカーアームは板
金プレス成形により製造される場合が多く、また、低コ
ストの汎用エンジンでは、上記カムに接するプッシュロ
ッドを鉄で、シリンダおよびシリンダヘッドをアルミ・
ダイカストで製造する場合が多い。したがって、エンジ
ン冷機時に上記タペットクリアランスを、たとえば０．
１〜０．１５mmに設定した場合であっても、エンジン暖
機時における鉄製のプッシュロッドとアルミ・ダイカス
ト製のシリンダ、シリンダヘッドとの線膨張係数の差に
より、鉄製のプッシュロッドが相対的に短くなることに
より、上記タペットクリアランスは、たとえば０．５〜
１．０mmに増大する。つまり、ロッカーアームの他端部
と、バルブステムの上端部との間の隙間が大きくなる。

他方、上記ロッカーアームの一端部には、プッシュロッ
ドの上端部が当接しており、このプッシュロッドの下端
部がカムの摺動面に摺接されている。

このような状態で、上記カムを回転させると、プッシュ
ロッドが第３図の実線Ｌ１で示すリフト量でもって軸方
向へ往復運動し、その往行程で上記ロッカーアームの一
端部を押し上げ、このアームをその中央部の支点まわり
に揺動運動させて、上記カムの摺動面における所定のラ
ンプ部（助走部）Ｒ１の経過後に、上記アームの他端部
で上記バルブステムの上端部を押し下げてバルブを開放
する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、上述のように、ロッカーアームとバルブステ
ムとの隙間が大きくなると、上記アームの他端部がバル
ブステムの上端部に当接してバルブの開放を開始するま
での上記ランプ部の長さが、たとえばＲ１からＲ２のよ
うに長くなる。

このような長いランプ部の経過後に、上記アームの他端
部がバルブステムの上端部に当接した際、その当接時点
におけるカム回転角に対する実線Ｌ１で示すリフト量が
急峻であるから、ロッカーアームの他端部がバルブステ
ムの上端部に対し強い衝撃力でもって当接し、その当接
時に強い打音（タペット音）を発生する。

したがって、この強い打音は、車室内に伝播して、乗員
に不快感を与える。

また、上記ロッカーアームの他端部がバルブステムの上
端部に当接した時点において、上記ロッドはその両端部
下面がプッシュロッドとバルブステムに当接し、かつ、
その中央部上面がエンジンの頂部に固定された棒状のロ
ッカーアーム支持部材の頭部に当接する。

このような当接状態で、上述のように、ロッカーアーム
の他端部がバルブステムの上端部に対し強い衝撃力を付
勢すると、その反力でもって、上記ロッカーアームには
その中央部を支点とし、その両端部をほぼＶ字状に押し
上げる強い曲げ応力が作用する。その結果、上記ロッカ
ーアームは変形するおそれがある。

これを改善するために、カム回転角に対するカムのリフ
ト量を仮想線Ｌ２で示すように緩やかにし、上記ロッカ
ーアームの揺動を滑らかにして、ロッカーアームにかか
る衝撃力を弱めることが考えられる。ところが、このよ
うにすれば、カムのリフト量Ｌが変動することにより、
カムのリフト量そのものが破線Ｌ２で示されるように、
少なくなり、バルブの開閉のタイミングが異常となる。
しかも、破線Ｌ２におけるバルブの開き時間面積Ａが少
なくなり、エンジン性能が低下する場合が生じる。

さらに、カムのランプ部Ｒ２を長くしたままで実線Ｌ１
と同じリフト量Ｌを得ようとすれば、カムのベース円径
が異常に大きくなり、このため、クランクシャフトとカ
ムシャフト間の距離が大きくする必要が生じ、エンジン
の大型化を招く。

このことは、実開昭60-092708号公報で開示されている
頭上弁式エンジンのロッカーアーム揺動防止装置につい
てもほぼ同様の課題がある。

さらに、従来、米国特許第3,964,455号公報には、エン
ジンの頂部に固定された棒状の支持部材に、ほぼ舟形状
のロッカーアームがその中央部を揺動自在でかつ軸移動
可能に支持され、上記支持部材に圧縮スプリングを嵌装
し、このスプリングの下端をピボット部材を介して上記
アームの中央部上面に当接させるとともに、上記スプリ
ングの上端を上記支持部材の先端部に固定されたナット
に当接させ、さらに、上記ロッカーアームの中央部下面
をスペーサを介して上下動可能なピストンに揺動可能に
支持されてなるバルブ制御機構が開示されている。

上記構成において、ピストンが上記スプリングのばね力
の付勢を受けて下降位置に保持され、この下降位置で上
記ロッカーアームはその中央部がスペーサとピボット部
材とでその上下面から狭持されて揺動可能に支持されて
いる。

この状態で、カムを回転させると、前述したものとほぼ
同様にして、プッシュロッドが第３図の実線Ｌ１で示す
リフト量でもって軸方向へ往復運動し、その往行程で上
記ロッカーアームはその一端部が押し上げられ、スペー
サとピボット部材とで上下面が狭持された中央部を支点
にして揺動運動する。

この揺動運動により、上記アームの他端部でもって、バ
ルブステムの上端部を押し下げてバルブを開放する。

ところが、上記構成によれば、ロッカーアームの中央部
がスペーサとピボット部材とで狭持され、かつピストン
の下降位置に拘束され、所定の位置に規制保持されてい
るから、前述したように、各構成部材の熱膨張差によっ
て、ロッカーアームとバルブステムとの隙間が大きくな
ると、特開59-166757号公報について詳述したものとほ
ぼ同様に、ロッカーアームの他端部がバルブステムの上
端部に対し強い衝撃力でもって当接し、その当接時に強
い打音を発生させたり、ロッカーアームの変形をもたら
すおそれがある。

つぎに、上記ピストンが上記スプリングのばね力に抗し
て上昇位置に保持されると、その上昇位置において、上
記ロッカーアームの中央部がスペーサとピボット部材と
の狭持状態で揺動可能に支持される。

ところが、この状態では、カムを回転させても、プッシ
ュロッドがロッカーアームの一端部から充分に離間して
いるため、上記アームを揺動運動させることができな
い。したがって、バルブの開閉動作がなされないので、
このエンジンは不作動の状態に保持される。つまり、こ
のバルブ制御機構は、エンジンの動作と不作動を上記ピ
ストンの上下動作により達成することができる。

ところで、上記エンジンはその不作動状態において、ロ
ッカーアームの一端部がプッシュロッドから充分に離間
しているため、上記アームが不安定な揺動運動をするお
それがある。

そのため、上記プッシュロッドの先端部にプッシュロッ
ドプランジャを軸移動可能に嵌合し、このプランジャを
上記プッシュロッド内に収納した圧縮スプリングでもっ
て押し上げて、上記ロッカーアームの一端部に当接さ
せ、これによって、上記アームが不安定な揺動運動をす
るのを防止している。

つまり、上記構成によれば、エンジンの不動作状態を達
成するために、プッシュロッドの先端部にプッシュロッ
ドプランジャや圧縮スプリングを装備しなければなら
ず、その構造がきわめて複雑であるばかりでなく、エン
ジンの動作時には強い打音が発生し、かつ、ロッカーア
ームの変形のおそれがある。

なお、上記構成において、ロッカーアームの中央部がス
ペーサとピボット部材とで狭持されない構造、つまり、
上記スペーサおよびピストンを省略する構造とすること
は可能である。

しかしながら、このような構造にすると、カムを回転さ
せて、プッシュロッドを第３図の実線Ｌ１で示すリフト
量でもって軸方向へ往復運動させた場合、ロッカーアー
ムの支点が上記圧縮スプリングの変位で変動するため
に、上記カムのリフト量（実線Ｌ１）と、上記アームの
他端部でもって、バルブステムの上端部を押し下げる押
し下げ量とが相対的に一致せず、バルブの開閉のタイミ
ングが異常となり、エンジン性能が低下する。

この考案は、上記課題を解消するためになされたもの
で、打音の発生やロッカーアームの変形のおそれがな
く、かつ構造が簡単で、エンジン性能の良いロッカーア
ームの支持装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この考案によるロッカーアームの支持装置は、エンジン
の頂部に固定されたロッカーアーム支持部材に、ほぼ舟
形状のロッカーアームの中央部を揺動自在でかつ軸移動
可能に支持し、筒状のピボット部材を上記支持部材に軸
移動可能に嵌合して上記ロッカーアームの中央部上面に
当接させ、上記支持部材の先端部に上記ピボット部材の
軸移動位置を規制する調整部材を固定し、緩衝スプリン
グからなる弾性体の両端部を上記ピボット部材と調整部
材に圧接させたことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成において、ロッカーアームはその中央部がピボ
ット部材を介して、弾性体により支持部材の軸方向へ変
位可能に支持され、タペットクリアランスが零とされて
いる。

この状態で、カムを回転させると、プッシュロッドが所
定のリフト量でもって軸方向へ往復運動し、その往行程
で上記ロッカーアームはその一端部が押し上げられる。

この押し上げの過程で、上記アームはその他端部を支点
とし、緩衝スプリングのばね力に抗してピボット部材を
押し上げ、このピボット部材の上端部を調整部材に当接
させる。

つぎに、この当接後、上記アームは上記ピボット部材の
下端面を支点として揺動運動し、その他端部で上記バル
ブステムの上端部を押し下げてバルブを開放する。

すなわち、上記カムが回転され、上記アームの他端部で
上記バルブの開放を開始する所定のランプ部の経過時点
において、上記ピボット部材の上端部は、緩衝スプリン
グのばね力を受けながら調整部材に当接する。そのた
め、上記ロッカーアームの他端部はバルブステムの上端
部に対し衝撃力を受けることなく当接し、その当接にも
とづく打音の発生がない。

また、この当接時点において、ロッカーアームはその他
端部がバルブステムに衝撃力を付勢しないから、その変
形を有効に防止することができる。

さらに、上記カムのランプ部を短かくしたままで所定の
リフト量を得ることができるため、上記カムのリフト量
と、バルブステムの上端部を押し下げる押し下げ量とを
相対的に一致させることができる。したがって、上記バ
ルブの開閉のタイミングを正常に保持し、エンジン性能
を確保することができるとともに、上記カムのベース円
形を小さくして、エンジンの小型化を確保することがで
きる。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は、この考案に係るロッカーアームの支持装置を
備えた頭上弁式エンジンの縦断面図である。図におい
て、頭上弁式エンジン１の頂部には略Ｕ字状断面を有す
る舟形状のロッカーアーム５が設けられ、このロッカー
アーム５は、後で詳細を説明するように、ロッカーアー
ム支持部材３と、ピボット部材４と、弾性体であるコイ
ル状の緩衝スプリング２０と、調整部材であるアジャス
トナット２７とにより揺動自在に支持されている。

一方、シリンダロック６には、クランクシャフト７に連
動するカムシャフト８が回転自在に支持されており、こ
のカムシャフト８に設けられたカム９に連動するプッシ
ュロッド１０の上端部１０ａは、上記ロッカーアーム５
の一端部５ａに当接している。上記カム９の回転によっ
てプッシュロッド１０が上下変位し、これによりロッカ
ーアーム５が揺動自在とされる。なお、１１はプッシュ
ロッドサポートである。

また、シリンダブロック６には、バルブ１２がスプリン
グ１３およびリテーナ１４とともに組み込まれており、
バルブステム１５の上端部１５ａは、上記ロッカーアー
ム５の他端部５ｂに当接している。このバルブステム１
５には、上記バルブスプリング１３による押し上げ力
と、上記プッシュロッド１０の押し上げ力に基づくロッ
カーアーム５による押し下げ力とが交互に作用し、これ
によって、バルブ１２が開閉されるようになっている。
なお、１６はピストン、１７はコンロッド、１８は吸気
通路である。

上記シリンダヘッド２のヘッドカバー１９内には、上下
方向に延びたロッカーアーム支持部材３がシリンダヘッ
ド２にねじ込まれており、このロッカーアーム支持部材
３には、上記ロッカーアーム５が緩やかに嵌め込まれて
いる。ロッカーアーム５の中央には、上記両端部５ａ，
５ｂよりも下方に向けて湾曲した湾曲部２１が形成され
ている。この湾曲部２１には、上記ロッカーアーム支持
部材３が貫通した貫通孔２２が穿設されている。貫通孔
２２の内径は、ロッカーアーム支持部材３の外径よりも
大きく選ばれており、これによって、ロッカーアーム５
の揺動を許容している。

また、上記ロッカーアーム支持部材３には、第２図に示
されるように、筒状のピボット部材４が緩やかに嵌め込
まれるとともに、調整部材であるアジャストナット２７
が螺着されている。ピボット部材４の下端面２３は、上
記ロッカーアーム５の湾曲部２１に摺接している。この
下端面２３と湾曲部２１とは、同一の曲率に選ばれてお
り、これによって、ロッカーアーム５の揺動が滑らかと
なるように保たれている。また、ピボット部材４には、
ばね収容室２４が設けられており、このばね収容室２４
には、弾性体であるコイル状の緩衝スプリング２０が収
容されている。緩衝スプリング２０の両端部は、上記ピ
ボット部材４のばね受け部２５および上記アジャストナ
ット２７により支持されている。この緩衝スプリング２
０は、ロッカーアーム５に対して、ロッカーアーム５の
上記両端部５ａ，５ｂをプッシュロッド１０およびバル
ブステム１５の各上端部１０ａ，１５ａに常時当接させ
る方向に弾性力を付加する働きをする。また、アジャス
トナット２７は、上記緩衝スプリング２０の弾性力を調
整する働きをするものであり、固定ナット２８により位
置決めされている。

なお、上記バルブ１２、ロッカーアーム５およびプッシ
ュロッド１０は、吸気用と排気用とにそれぞれ１個づつ
設けられている。

上記構成において、緩衝スプリング20のばね力でもっ
て、ピボット部材４を介しロッカーアーム５が下方へ押
し下げられ、上記ロッカーアーム５の一端部５ａにはプ
ッシュロッド10の上端部10ａが当接され、かつ上記ロッ
カーアーム５の他端部５ｂにはバルブステム15の上端部
15ａが当接されて、タペットクリアランスが零とされて
いる。ここで、バルブ12を閉止状態に保持するために、
バルブスプリング13のばね力は緩衝スプリング20のそれ
よりも強く構成されている。

この状態で、カム９を回転させると、プッシュロッド10
がたとえば第３図の実線Ｌ１で示すリフト量でもって軸
方向へ往復運動し、その往行程で上記ロッカーアーム５
はその一端部５ａが押し上げられる。

この押し上げの過程で、まず、上記アーム５はその他端
部５ｂを支点とし、緩衝スプリング20のばね力に抗して
ピボット部材４を押し上げ、このピボット部材４の上端
部を調整部材２７に当接させる。

つぎに、この当接後、上記アーム５は上記ピボット部材
４の下端面２３を支点として揺動運動し、その他端部５
ｂで上記バルブステム15の上端部15ａを押し下げてバル
ブ12を開放する。

すなわち、上記カム９が回転され、上記アーム５の他端
部５ｂで上記バルブ12の開放を開始する所定のランプ部
Ｒ１（第３図）の経過時点において、上記ピボット部材
４の上端部は、緩衝スプリング20のばね力を受けながら
調整部材２７に当接する。そのため、上記ロッカーアー
ム５の他端部５ｂはバルブステム15の上端部15ａに対し
衝撃力を受けることなく当接し、その当接にもとづく打
音の発生がない。

また、この当接時点において、ロッカーアーム５はその
他端部５ｂがハルブステム15に衝撃力を付勢しないか
ら、その変形を有効に防止することができる。

さらに、カム９のランプ部Ｒ１を短かくしたままで実線
Ｌ１で示すリフト量を得ることができるため、上記カム
９のリフト量（実線Ｌ１）と、バルブステム15の上端部
15ａを押し下げる押し下げ量とを相対的に一致させるこ
とができる。したがって、上記バルブの開閉のタイミン
グを正常に保持し、エンジン性能を確保することができ
るとともに、上記カム９のベース円形を小さくして、エ
ンジンの小型化を確保することができる。

上述から明らかなように、仮りに、シリンダヘッド２と
シリンダブロック６間に亘って長く延びたプッシュロッ
ド１０を鉄製とし、シリンダヘッド２およびシリンダブ
ロック６をアルミ・ダイカスト製とした場合であって
も、エンジン暖機時における鉄とアルミニウムの線膨張
係数の差に起因して、従来技術で述べたようなタペット
クリアランスの増大を招くことが確実に防がれる。これ
により、エンジン運転中にロッカーアーム５がバルブス
テム１５を押し下げる際に打音が発生することが防が
れ、上記打音による乗員の不快感の解消が図られる。

また、上記ロッカーアーム５による押し下げの際に、緩
衝スプリング２０の作用により、ロッカーアーム５に大
きな衝撃力がかかるのが防がれる。したがって、低コス
トの板金プレス成形により製造したロッカーアーム５を
用いた場合であっても、ロッカーアーム５を変形するお
それがなくなる。

さらに、ロッカーアーム支持部材３に螺着したアジャス
トナット２７による緩衝スプリング２０の弾性力の調整
は、ヘッドカバー１９を取り外すだけで容易に行なうこ
とができる。

しかも、エンジンの冷機時に、暖機時におけるバルブス
テム１５の熱膨張を考慮して、タペットクリアランスを
予め設定する必要がない。したがって、エンジンの冷機
時においても上記バルブ１２の正常な開閉動作が維持さ
れ、エンジン性能の向上が図られる。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案によれば、タペットクリ
アランスの増大を防ぐようにしたので、ロッカーアーム
がバルブを押し下げる際の打音の発生を防ぐことができ
る。また、上記バルブの押し下げの際にロッカーアーム
に大きな衝撃力がかかるのが防がれるので、ロッカーア
ームの変形防止が図られる。また、エンジンの冷機時お
よび暖機時においてバルブの正常な開閉が達成されるの
で、エンジン性能が高く維持される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は
ロッカーアーム５付近の拡大断面図、第３図は従来技術
を説明するためのカム回転角とそのリフト量との関係を
示すグラフである。 １……頭上弁式エンジン、３……ロッカーアーム支持部
材、４……ピボット部材、５……ロッカーアーム、５
ａ，５ｂ……ロッカーアームの両端部、９……カム、１
０……プッシュロッド、１２……バルブ、１５……バル
ブステム、２０……弾性体、２７……調整部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許3964455（ＵＳ，Ａ) 実願 昭58−186376号（実開 昭60− 92708号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ) 実願 昭48−62166号（実開 昭50− 9609号）の願書に添付した明細書及び図面 の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの頂部に固定された棒状のロッカ
   ーアーム支持部材と、この支持部材に中央部が揺動自在
   でかつ軸移動可能に支持されたほぼ舟形状のロッカーア
   ームと、このロッカーアームの上面に当接して上記支持
   部材に軸移動可能に嵌合された筒状のピボット部材と、
   上記支持部材の先端部に軸移動調整可能に支持されて上
   記ピボット部材の軸移動位置を規制する調整部材と、両
   端部を上記ピボット部材と調整部材に圧接させた緩衝ス
   プリングからなる弾性体と、上記ロッカーアームの一端
   部下面に上端部が当接されかつカムの変位で軸移動して
   上記ロッカーアームを揺動させるプッシュロッドと、上
   記ロッカーアームの他端部下面に上端部が当接されかつ
   バルブの閉止方向へ常時ばね力が付勢されているバルブ
   ステムとを具備し、上記弾性体の弾性力によって、ロッ
   カーアームの両端部下面にプッシュロッドおよびバルブ
   ステムを常時当接させるとともに、上記バルブの開放動
   作時にピボット部材が調整部材に当接する衝撃力を緩衝
   させるように構成したことを特徴とするロッカーアーム
   の支持装置。