特許 6335811 クリアランスの調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6335811

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】クリアランスの調整方法

(51)【国際特許分類】

   F01L 1/20 20060101AFI20180521BHJP

   F01L 1/46 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   F01L1/20 A

   F01L1/46 A

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-25125(P2015-25125)

(22)【出願日】2015年2月12日

(65)【公開番号】特開2016-148270(P2016-148270A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2017年8月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000185488

【氏名又は名称】株式会社オティックス

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウーン ホンチョン

【審査官】 首藤 崇聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−１５７９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１７３１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−９５１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２８９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５４４５１１９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｌ １／２０

Ｆ０１Ｌ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のカムと当接可能なローラと、バルブのバルブステムに対してシムを介して当接するバルブ当接部と、を有するロッカアームにおいて、前記カムと前記ローラの間のクリアランスを調整するクリアランスの調整方法であって、
前記バルブ当接部に設けられた凹部に治具の突部を嵌合させた状態で、前記突部を回動中心として前記治具を前記バルブステム側に回動させ、前記治具の押圧部によって前記バルブステムに設けられた被押圧部を押圧することで、前記バルブステムを前記バルブ当接部から遠ざかる側に変位させ、前記バルブステムにおける前記バルブ当接部側の端部に取り付けられた前記シムと前記バルブ当接部との間に隙間を生じさせる隙間形成工程と、
前記隙間形成工程の後に行われ、前記シムを他のシムと交換するシム交換工程と、を備えるクリアランスの調整方法。

【請求項2】

前記被押圧部は、前記バルブステムに取り付けられるスプリングリテーナである請求項１に記載のクリアランスの調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クリアランスの調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用エンジンにおいて、カムからの押圧力をバルブに伝達するロッカアームを備えるものが知られている（例えば特許文献１）。ロッカアームは、カムに当接するローラ（回動部）を備えている。一般的に、エンジン停止時のカムとローラとの間には、所定のクリアランスが設定される。このクリアランスは、各部品の寸法誤差などによって製品毎に異なる。このため、クリアランスを所定の範囲内に設定するために、バルブステムにシムを取り付ける構成が知られている。シムはバルブステムとロッカアームの間に介在されるスペーサの機能を有しており、異なる厚さの複数のシムから、適切な厚さのシムを選択することで、カムとローラの間のクリアランスを調整することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−０７５４８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の構成では、クリアランスを調整する際にシムを交換する必要があり、シムを交換するためには、カムやロッカアームをカムハウジングから取り外す必要がある。このため、カムやロッカアームを着脱する作業が必要となり、作業工数が増加してしまう。

【0005】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、作業工数を低減させることが可能なクリアランスの調整方法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】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、車両のカムと当接可能なローラと、バルブのバルブステムに対してシムを介して当接するバルブ当接部と、を有するロッカアームにおいて、前記カムと前記ローラの間のクリアランスを調整するクリアランスの調整方法であって、前記バルブ当接部に設けられた凹部に治具の突部を嵌合させた状態で、前記突部を回動中心として前記治具を前記バルブステム側に回動させ、前記治具の押圧部によって前記バルブステムに設けられた被押圧部を押圧することで、前記バルブステムを前記バルブ当接部から遠ざかる側に変位させ、前記バルブステムにおける前記バルブ当接部側の端部に取り付けられた前記シムと前記バルブ当接部との間に隙間を生じさせる隙間形成工程と、前記隙間形成工程の後に行われ、前記シムを他のシムと交換するシム交換工程と、を備えることに特徴を有する。本発明では、治具を用いて、シムとバルブ当接部との間に隙間を生じさせることができる。これにより、ロッカアームやカムを取り外すことなく、シムの交換（着脱）を行うことができ、作業工数を低減させることができる。

【0007】

また、前記被押圧部は、前記バルブステムに取り付けられるスプリングリテーナであるものとすることができる。スプリングリテーナを押圧することで、専用の被押圧部を設ける必要がなく、より簡易な構成とすることができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、作業工数を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両用エンジンを示す断面図

【図2】隙間形成工程を示す断面図

【図3】シム交換工程を示す断面図

【図4】交換後のシムを取り付けた状態の車両用エンジンを示す断面図

【図5】ロッカアームを示す断面図（図１のＶ−Ｖ線で切断した図に対応）

【図6】隙間形成工程におけるロッカアームを示す断面図

【図7】シム交換工程におけるロッカアームを示す断面図

【図8】バルブ当接部を示す断面図（図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した図に対応）

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施形態を図１ないし図８によって説明する。本実施形態の車両用エンジン５は、図１に示すように、シリンダヘッド１と、シリンダヘッド１の上部に取り付けられるカムハウジング１７と、動弁装置２０と、を少なくとも備えている。シリンダヘッド１には、吸気ポート３を開閉する吸気バルブ１０と、排気ポートを開閉する排気バルブ（図示せず）と、がそれぞれ取り付けられている。以下、吸気バルブ１０及びこの吸気バルブ１０を開閉する吸気側の動弁装置２０について、詳しく説明する。なお、排気バルブおよび排気側の動弁装置については、吸気側と同様の構成であり、詳細は記載しない。

【0011】

吸気バルブ１０は、円板状の弁部材１１と、この弁部材１１の上面から上方に延びる丸棒状のバルブステム１２と、を備えている。弁部材１１は、シリンダヘッド１に設けられてシリンダ（図示せず）の内部空間と連通する吸気通路２に配され、シリンダと吸気通路２とを連通する吸気ポート３を開閉可能となっている。バルブステム１２は、吸気通路２の外壁を貫通しており、弁部材１１側とは逆側の端部が外側（図１の上側）に突出している。

【0012】

バルブステム１２の上端付近には、円板状のスプリングリテーナ１３が取り付けられている。シリンダヘッド１の外面（上面）とスプリングリテーナ１３との間には、バルブスプリング１４が自然長よりも圧縮された状態で組み込まれている。このバルブスプリング１４の弾性力によって、吸気バルブ１０は、ロッカアーム４０側（図１の上側）に付勢され、弁部材１１が吸気ポート３を閉塞するように付勢されている。

【0013】

動弁装置２０は、吸気バルブ１０の開閉を行うものとされる。動弁装置２０は、カム３１を有するカムシャフト３０と、ロッカアーム４０と、ピボット５０とを備えている。ロッカアーム４０は、カム３１の回転に従って揺動し、カム３１の回転運動を上下運動に変換して吸気バルブ１０に伝達する部材である。ピボット５０は、ロッカアーム４０の揺動支点を支える部材であり、例えば、カムハウジング１７に取り付けられている。

【0014】

カムシャフト３０は、中空の丸棒であって、バルブステム１２の先端からやや離れた位置に、バルブステム１２に対して垂直に配置され、カムハウジング１７とカムキャップ（図示せず）との間で回動可能に支持されている。カムシャフト３０には、カム３１が固定されている。カム３１は、正面視略卵形状をなす板状のカムであって、カムシャフト３０を挿通するためのシャフト孔３２を備えている。シャフト孔３２は、カム３１の一方の板面から他方の板面まで貫通する貫通孔である。カム３１は、カムシャフト３０に固定され、カムシャフト３０と共に回転可能となっている。カム３１は、回転中心（シャフト孔３２の中心）から外周面までの距離が一定の円形であるベース円部３３と、回転中心（シャフト孔３２の中心）から外周面までの距離がベース円部３３よりも大きなカムノーズ部（図示せず）とを有している。

【0015】

ロッカアーム４０は、カム３１の回転軸と直交する方向（図１の左右方向）に長い形状をなし、カム３１とバルブステム１２との間に配されている。ロッカアーム４０は、ローラ４９と、ローラ４９を回転可能に保持するアーム本体４１と、を備えている。アーム本体４１の一端部は、ピボット５０に揺動可能に支持される揺動支点部４２とされる。一方、アーム本体４１の他端部は、シム１５を介して吸気バルブ１０に当接するバルブ当接部４４とされる。

【0016】

シム１５は、例えば、円柱状をなしており、シム１５の裏面には、図８に示すように、バルブステム１２の上端部が嵌合される凹部１６が形成されている。凹部１６にバルブステム１２の上端部を嵌合させることで、シム１５がバルブステム１２の上端部に取り付けられる構成となっている。シム１５は、バルブステム１２とバルブ当接部４４の間に介在されるスペーサ部材である。シム１５は、厚さの異なる複数のシムのうち、適切なものが選択される。シム１５の厚さを調整することで、カム３１とローラ４９の間のクリアランスＳ１を調整することができる。なお、本実施形態のようなバルブステム１２に取り付けられるシム１５は、ステムキャップとも呼ばれる。

【0017】

揺動支点部４２は、ピボット５０の先端形状に倣う形状をなしており、その下面には、球状凹部４３（図１において破線で示す）が形成されている。球状凹部４３には、ピボット５０の先端部５１が嵌合される。バルブ当接部４４の下面は、図８に示すように、シム１５の上面に当接するバルブ受け面４５とされる。バルブ受け面４５は、シム１５側にわずかに突き出す曲面とされる。

【0018】

アーム本体４１は、図５に示すように、ローラ４９を挟む形で配される一対の側壁部４６、４６を有している。各側壁部４６は、ローラ４９の回転軸に対して垂直に配されている。一対の側壁部４６、４６の間には、支持軸４７が渡されている。支持軸４７の両端部は、各側壁部４６に形成された貫通孔４８にそれぞれ圧入されている。支持軸４７には、ニードルベアリングなどの軸受（図示略）を介してローラ４９が回転自在に装着されている。ローラ４９の上端は、側壁部４６の上面よりも高い位置に配されている。これにより、ローラ４９は、その上端において、カム３１の外周面に当接するものとされる。

【0019】

本実施形態では、カム３１のベース円部３３がローラ４９に対向している状態（ベース状態）では、吸気バルブ１０はバルブスプリング１４の付勢力により上方向に付勢され、閉状態（弁部材１１が吸気ポート３を塞いだ状態）となる。また、カム３１のカムノーズ部がローラ４９に当接している状態（リフト時）には、カム３１によりロッカアーム４０が押し下げられる。これに伴い、バルブ当接部４４により、吸気バルブ１０が押し下げられ、吸気バルブ１０が開状態となる。

【0020】

ローラ４９とカム３１との間には、クリアランスＳ１（バルブクリアランス、図１参照）が設定されており、エンジン動作時の各部品（バルブステム１２など）の熱膨張などに対応することが可能となっている。仮に、クリアランスＳ１が小さすぎると、バルブステム１２が熱膨張した際に、弁部材１１がわずかに開いてしまう。一方、クリアランスＳ１が大きすぎると、ローラ４９とカム３１が当接した際に異音が生じ易くなる。このため、クリアランスＳ１は、所定の数値範囲内で設定される。しかしながら、クリアランスＳ１は、カム３１やロッカアーム４０の寸法誤差に起因して変動するため、所定の数値範囲内となるように調整する必要がある。本実施形態では、シム１５の厚さを変更することで、クリアランスＳ１の値を変えることができる。

【0021】

次に、シム１５を交換し、クリアランスＳ１を調整するための構成について説明する。本実施形態では、専用の治具６０（工具）を用いて、クリアランスＳ１の調整作業を行う。治具６０は、図２に示すように、略Ｌ字状をなし、その一端部は、作業者に把持される把持部６１とされる。治具６０の他端部は、ロッカアーム４０に係止する係止部６２とされる。係止部６２の一部は、ロッカアーム４０側に突き出す突部６３とされる。一方、ロッカアーム４０の一対の側壁部４６、４６において、シム１５側の端部には、凹部４６Ａがそれぞれ形成されている。凹部４６Ａは、図１及び図５に示すように、側壁部４６の側面に形成され、下側且つロッカアーム４０の一端側（図１の右側）に開口するものとされる。突部６３は、２つの凹部４６Ａのうち、いずれか一方に対して嵌合可能となっている。凹部４６Ａの奥面４６Ａ１は、円弧状をなし、突部６３の外面は、これに倣う円弧状をなしている。

【0022】

次に、クリアランスＳ１を調整するための調整方法について説明する。本実施形態では、シム１５として、基準となる所定厚さのシムをバルブステム１２の上端部に取り付けておき、この状態におけるクリアランスＳ１をゲージなどを用いて測定する。

【0023】

（隙間形成工程）
次に、作業者は、図２に示すように、凹部４６Ａに治具６０の突部６３を嵌合させた状態で、治具６０の把持部６１を把持しつつ、突部６３を回動中心として治具６０をバルブステム１２側（図２の時計回り）に回動させる。これにより、治具６０の角部６４（押圧部）によってバルブステム１２のスプリングリテーナ１３（被押圧部）が下方に押圧され、バルブスプリング１４を圧縮させつつ、バルブステム１２がバルブ当接部４４から遠ざかる側に変位する。これにより、シム１５とバルブ当接部４４との間に隙間Ｓ２が生じる（図６参照）。なお、この状態では、ローラ４９がカム３１に押圧された状態となっている。

【0024】

（シム交換工程）
続いて、シム１５をバルブステム１２から取り外し、測定したクリアランスＳ１とクリアランスＳ１の目標値との差に基づいて選択されたシム（他のシム、符号１５Ｂを付す）をバルブステム１２に取り付ける（図３参照）。その後、図４及び図７に示すように、治具６０を凹部４６Ａから取り外すと、治具６０によるスプリングリテーナ１３の押圧が解除され、バルブスプリング１４が弾性復帰する。これにより、バルブステム１２が上方に変位し、シム１５Ｂがバルブ当接部４４のバルブ受け面４５に当接した状態となる。これにより、シム１５の交換作業が完了する。図６に示すように、シム１５Ｂの厚さ（詳しくは凹部１６の底面からシム１５Ｂの上面までの厚さＤ２）は、シム１５の厚さ（詳しくは凹部１６の底面からシム１５の上面までの厚さＤ１）と異なる値で設定されている。例えば、シム１５Ｂとして、シム１５の厚さＤ１よりも厚さＤ２が大きいものを取り付けることで、図４に示すように、ローラ４９とカム３１との間のクリアランスＳ１をより小さくすることができる。なお、クリアランスＳ１は、例えば、０．２〜０．３ｍｍの範囲内となるように調整されるが、この値に限定されるものではない。また、クリアランスＳ１がゼロとなるように調整してもよい。

【0025】

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、治具６０を用いて、シム１５とバルブ当接部４４との間に隙間Ｓ２を生じさせることができる。これにより、ロッカアーム４０やカム３１をカムハウジング１７から取り外すことなく、シム１５の取り付けや取り外しを行うことができ、作業工数を低減させることができる。

【0026】

また、本実施形態では、治具６０によって、バルブステム１２に取り付けられたスプリングリテーナ１３を押圧するものとしている。スプリングリテーナ１３を押圧することで、専用の被押圧部を設ける必要がなく、より簡易な構成とすることができる。また、本実施形態では、治具６０の把持部６１が力点、突部６３が支点、角部６４が作用点となるから、作業者は、バルブステム１２をより小さい力で変位させることができる。

【0027】

また、本実施形態では、治具６０の突部６３を凹部４６Ａに嵌合させた状態で治具６０を回動させている。これにより、治具６０をロッカアーム４０側に確実に固定させた状態で回動作業を行うことができる。また、凹部４６Ａの奥面４６Ａ１及び突部６３の表面は円弧状をなしている。これにより、突部６３を中心として、治具６０を回動させやすく、作業性をより高くすることができる。

【0028】

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、吸気バルブ１０を開閉する動弁装置２０について、クリアランスの調整方法を例示したが、これに限定されない。本発明の調整方法は、例えば、排気バルブ側の動弁装置について適用することも可能である。
（２）上記実施形態では、治具６０として、Ｌ字状をなすものを例示したが、これに限定されない。治具６０として、例えば、長手状をなすものを用いてもよい。

【符号の説明】

【0029】

１０…吸気バルブ（バルブ）、１２…バルブステム、１３…スプリングリテーナ（被押圧部）、１５…シム、１５Ｂ…シム（他のシム）、３１…カム、４０…ロッカアーム、４４…バルブ当接部、４６Ａ…凹部、４９…ローラ、６０…治具、６３…突部、６４…角部（治具の押圧部）、Ｓ１…クリアランス、Ｓ２…隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】