JP2004190552A - ロッカアーム内油路切換装置およびバルブメカニズム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、例えばバルブ開閉用等に用いられる作動油が他の部材に供給される潤滑油と同じロッカシャフト内の油路より供給された場合であっても、簡便な機構により問題無く切換を行うことができるロッカアーム内油路切換装置およびこの装置を用いたバルブメカニズムを提供することを主目的とするものである。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、ロッカアームのロッカシャフトには、上記ロッカシャフトを軸回りに回動させるロッカシャフト回動手段が設けられ、上記ロッカシャフト回動手段は、上記作動油用油圧ポートと上記制御ポートとを接続または切断するようにロッカシャフトを回動させ、上記潤滑油用油圧ポートと上記供給ポートとは、上記ロッカシャフト回動手段により回動されたロッカシャフトの位置に関わり無く常に接続されるように形成されていることを特徴とするロッカアーム内油路切換装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッカアーム内に設けられたロッカアーム内油路切換装置およびそれを用いたエンジンのバルブメカニズムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
膨張行程の途中で排気バルブを補助的に開弁させることによりピストンに加わる膨張力を軽減してエンジンブレーキの効きを改善するようにした圧縮開放型ブレーキ、あるいは、吸入行程の途中で排気バルブを一時的に開弁させることにより排気ポートに残留する排気の一部をシリンダ内に戻して燃焼温度を制御するようにした内部ＥＧＲはよく知られている。
【０００３】
このように排気バルブを補助的に開閉させるために、特許文献１には、ロッカアームのバルブを押圧する側の端部下面にシリンダおよびシリンダ内に収納されたピストンからなるシリンダ部を形成し、上記ピストン上面に形成される油室内に油圧を加えることによりピストンを押し下げ、これにより排気バルブに所定のリフト量を与えるシステムが開示されている。
【０００４】
しかしながら、この方法では、ピストンを作動させるための作動油をロッカシャフト内の油路を用いて提供しているので、ピストンを作動させる場合は外部の油圧供給手段から油圧が供給されるが、ピストンを作動させない場合は、ロッカシャフト内には油圧が供給されないことになる。
【０００５】
一方、この油路は、従来より例えばカムと接触するローラフォロアの軸周りの潤滑を得る等の種々の部材に対して潤滑油を供給するものであった。したがって、ピストンを作動させない状態では、これらの潤滑油の供給が途絶えてしまい、問題となる場合があった。
【０００６】
このような問題を解決するために、ロッカシャフトの油圧ポートを分割したり、またロッカシャフト内の油路に別のパイプを挿入して油路を分割したりする技術が開示されている（特許文献２および特許文献３参照）。
【０００７】
しかしながら、このような方法は極めて煩雑であり、製造上の問題、もしくはコスト面での問題を引き起こすものであった。
【０００８】
【特許文献１】
特表平８−５００８７２号公報
【特許文献２】
特許第２７４１８４４号公報
【特許文献３】
特公平３−１８００３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、例えばバルブ開閉用等に用いられる作動油が他の部材に供給される潤滑油と同じロッカシャフト内の油路より供給された場合であっても、簡便な機構により問題無く切換を行うことができるロッカアーム内油路切換装置およびこの装置を用いたバルブメカニズムを提供することを主目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、カムの回転に伴い揺動し得るようにロッカシャフトに軸支されたロッカアーム内に形成されたロッカアーム内油路切換装置であって、上記ロッカシャフトには、作動油用油圧ポートおよび潤滑油用油圧ポートがそれぞれロッカシャフト内油路を介して油圧供給手段に接続されて設けられており、上記作動油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、上記ロッカアーム内に形成されたロッカアーム内油路を介して作動油を必要な部位に供給する制御ポートが設けられ、上記潤滑油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、上記ロッカアーム内に形成された潤滑油油路を介して潤滑油を必要な部位に供給する供給ポートが形成されており、上記ロッカシャフトには、上記ロッカシャフトを軸回りに回動させるロッカシャフト回動手段が設けられ、上記ロッカシャフト回動手段は上記作動油用油圧ポートと上記制御ポートとを接続または切断するようにロッカシャフトを回動させ、上記潤滑油用油圧ポートと上記供給ポートとは、上記ロッカシャフト回動手段により回動されたロッカシャフトの位置に関わり無く常に接続されるように形成されていることを特徴とするロッカアーム内油路切換装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、例えばバルブの開閉等の作動油を用いることにより駆動させる種々の装置に対し、単にロッカシャフト回動手段によるロッカシャフトの回動により、上記種々の装置に対する作動油の油圧の供給を行ったり、停止したりすることができる。また、このようにロッカシャフトが回動しても、潤滑油を供給する上記潤滑油用油圧ポートと上記供給ポートとは接続するように形成されている。したがって、上記作動油に対する油圧の供給の有無にかかわらず、ロッカシャフト内油路に常に油圧を供給することが可能となり、供給ポートから常に各潤滑油供給箇所に潤滑油を供給することができる。
【００１２】
本発明はまた、請求項２に記載するように、カムシャフトに並設されたカムと、上記カムの回転に伴い基端部が揺動し得るようにロッカシャフトに軸支されたロッカアームと、上記ロッカアームの他端部の揺動に連動して開閉駆動を行うバルブとを有するエンジンのバルブメカニズムにおいて、上記ロッカアームの他端部下面には、シリンダと上記シリンダ内に収納されたピストンとを有するシリンダ部が形成され、上記ピストンの上面にはシリンダ内面との間に油室が形成され、上記ピストンの下面にはシート部を介して上記バルブのバルブステムを下方に押圧するボール部が形成されており、上記ロッカシャフトには、作動油用油圧ポートが上記ロッカアーム他端側に、潤滑油用油圧ポートが上記ロッカアーム基端側に、それぞれロッカシャフト内油路を介して油圧供給手段に接続されて設けられており、上記作動油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、上記ロッカアーム内に形成されたロッカアーム内油路を介して上記油室と接続する制御ポートが設けられ、上記潤滑油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、潤滑油を必要な部位に供給する供給ポートが形成されており、上記ロッカシャフトには、上記ロッカシャフトを軸回りに回動させるロッカシャフト回動手段が設けられ、上記ロッカシャフト回動手段は、エンジンの運転状態に応答して上記作動油用油圧ポートと上記制御ポートとを接続または切断するようにロッカシャフトを回動させ、上記潤滑油用油圧ポートと上記供給ポートとは、上記ロッカシャフト回動手段により回動されたロッカシャフトの位置に関わり無く常に接続されるように形成されていることを特徴とするバルブメカニズムを提供する。
【００１３】
本発明によれば、バルブを補助的に開閉するためのシリンダ部に供給される油圧が、単にロッカシャフト回動手段によるロッカシャフトの回動により接続／切断される。また、このようにロッカシャフトが回動しても、潤滑油を供給する上記潤滑油用油圧ポートと上記供給ポートとは接続するように形成されている。したがって、ロッカシャフト内油路に常に油圧を供給することが可能となり、供給ポートから常に各潤滑油供給箇所に潤滑油を供給することができる。
【００１４】
上記請求項２に記載された発明においては、請求項３に記載するように、上記シリンダ部に、上記シリンダ内部における上記ピストンの上端位置を決める上部ストッパと下端位置を決定する下部ストッパとが設けられていることが好ましい。このように上部ストッパおよび下部ストッパを設けることにより、これらのストッパによりストロークを所望の大きさに規定することができるからである。
【００１５】
上記請求項２または請求項３に記載された発明においては、請求項４に記載するように、上記油室と接続するように上記ピストンの上面から上記ボール部底部にかけて貫通孔が形成され、上記ボール部底部が、上記ピストンの動きに伴い上記シート部を介して上記バルブステムを押圧する際には、上記ボール部底部と上記シート部上面とが密着して上記貫通孔をシールするように形成されていることが好ましい。このような貫通孔が形成されていることにより、油室内のオイルの抜けが早く、応答性が向上するからである。
【００１６】
上記請求項２から請求項４までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項５に記載するように、上記下部ストッパ上面には、上記ピストンを上方へ押し上げるスプリングが設けられていることが好ましい。このようなスプリングを設けることにより、油室内への油圧の供給が解除され、かつ油密状態が解除された際に、即座にスプリングの作用により、ピストンを上方へ押し上げることができ、速やかにオイルを油室外へ排出させることができるため、より一層応答性を向上させることができるからである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のロッカアーム内油路切換装置について説明する。本発明のロッカアーム内油路切換装置は、カムの回転に伴い揺動し得るようにロッカシャフトに軸支されたロッカアーム内に形成されたロッカアーム内油路切換装置であって、上記ロッカシャフトには、作動油用油圧ポートおよび潤滑油用油圧ポートがそれぞれロッカシャフト内油路を介して油圧供給手段に接続されて設けられており、上記作動油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、上記ロッカアーム内に形成されたロッカアーム内油路を介して作動油を必要な部位に供給する制御ポートが設けられ、上記潤滑油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、上記ロッカアーム内に形成された潤滑油油路を介して潤滑油を必要な部位に供給する供給ポートが形成されており、上記ロッカシャフトには、上記ロッカシャフトを軸回りに回動させるロッカシャフト回動手段が設けられ、上記ロッカシャフト回動手段は上記作動油用油圧ポートと上記制御ポートとを接続または切断するようにロッカシャフトを回動させ、上記潤滑油用油圧ポートと上記供給ポートとは、上記ロッカシャフト回動手段により回動されたロッカシャフトの位置に関わり無く常に接続されるように形成されていることを特徴とする。
【００１８】
従来よりエンジンのヘッドの上方部分に配置されたロッカアーム等の種々の装置に対して潤滑油を供給するために、上記ロッカアームを軸支するロッカシャフト内に油路を形成し、この油路を潤滑油が必要とされる部位へ潤滑油の油路として用いる方法が採られていた。
【００１９】
一方、ロッカアーム周辺には、例えばエンジンの運転状態に応じてブレーキを補助すべく、所定のリフト量を排気バルブに与えるための装置等、油圧を供給することにより駆動する装置が配置される場合がある。
【００２０】
このような装置に供給される作動油も上記ロッカシャフト内油路により供給されれば、別途油路を設ける必要が無いことから好ましいといえる。しかしながら、上述した潤滑油と作動油とを同一のロッカシャフト内油路を用いて供給する場合は、以下のような問題が生じる。
【００２１】
すなわち、通常このような作動油に対する油圧の供給は、油圧供給手段により供給され、この油圧供給手段からロッカシャフト内油路への油圧供給を制御することにより、上記作動油により駆動される装置の駆動を制御している。したがって、装置を駆動しているときはロッカシャフト内油路に油圧供給手段から油圧が供給されているが、装置の駆動を停止するときは、油圧はロッカシャフト内油路に供給されないことになる。この場合、ロッカシャフト内油路を用いて潤滑油を供給していることから、潤滑油の供給も停止してしまうといった問題が生じるのである。
【００２２】
本発明は、このような問題点をロッカシャフト回動手段を設けることにより解決したものであり、ロッカシャフト内油路に常に油圧を供給していた場合でも、作動油により油圧が供給される装置の駆動をロッカシャフト回動手段の回動に伴うロッカシャフト内油路とロッカアーム内油路との接続／切断により制御したものであり、これにより潤滑油の供給を止めることなく作動油に対する油圧の供給を制御することができるようにしたものである。
【００２３】
以下、このようなロッカアーム内油路切換装置について、作動油をロッカアームに形成されたシリンダ部に供給することにより補助ブレーキを駆動するエンジンのバルブメカニズムに用いた例により説明する。
【００２４】
図１は、このようなバルブメカニズムの一実施態様を示すものであり、カムシャフトに並設されたカム１と、上記カム１の回転に伴い基端部３ａが揺動し得るようにロッカシャフト２に軸支されたロッカアーム３とが示されている。このロッカアーム３においては、カム１の回転に応じて基端部３ａが押し上げられると、ロッカアーム３の他端部３ｂは逆に押し下げられ、このロッカアーム３の揺動に連動してバルブステム４が昇降駆動し、バルブの開閉駆動が行われる。
【００２５】
さらに、本実施態様においては、ロッカアーム３の他端部３ｂ下面に、シリンダ部５が形成されている。このシリンダ部５は、シリンダ６と、このシリンダ６内に昇降自在に嵌合・収納されているピストン７とを有する。当該シリンダ部５を構成するピストン７の上面には、シリンダ６内面との間に油室８が形成され、当該油室８と制御ポート１０とはロッカアーム３内に形成されたロッカアーム内油路１１を介して接続されている。また、シリンダ６の内面には、ピストン７が昇降駆動する際に、ピストン７の上端位置を決める上部ストッパー１２ａと、下端位置を決定する下部ストッパー１２ｂとが設けられている。このように上部ストッパー１２ａおよび下部ストッパー１２ｂを設けることにより、これらのストッパーによりストロークを所望の大きさに規定することができる。
【００２６】
このようなピストン７のストロークを一定に規定する上部ストッパー１２ａ、下部ストッパー１２ｂとしては、ピストン７が所望のストローク範囲以外に昇降することを阻止できるものであれば特に限定はされない。具体的には、シリンダ部５の径方向内側に張り出すように凸部を設ける場合や、シリンダ部５の上方または下方の側壁をシリンダ部５の径方向内側に張り出すように形成する場合、さらにピストン７の内径よりも開口部分の内径が狭いワッシャーを設置する場合等を挙げることができる。
【００２７】
本実施態様においては、上記ピストン７の下面には、ピストンステム７ａを介して、底部が曲面状のボール部１３が設けられている。さらに、このようなボール部１３の下方には、ボール部１３底部を覆うように、シート部１４が配置されている。当該シート部１４は、外部から力が加えられていない状態において、ボール部１３底部とシート部１４内部との間に所定の空間が形成されるように配置されている。
【００２８】
一方、ロッカシャフト２のロッカアーム他端部３ｂ側周面には、ロッカシャフト内油路２１を介して油圧供給手段に接続している作動油油圧ポート９が設けられ、ロッカアーム側周面には、この作動油油圧ポート９に対向する位置に制御ポート１０が設けられている。そして、制御ポート１０と油室８とは、ロッカアーム３内に設けられたロッカアーム内油路１１を介して接続されている。上記作動油油圧ポート９と制御ポート１０とは、少なくともロッカアーム３の他端部３ｂが下降してシート部１４がバルブステム４を押し下げるとき以外、すなわち、排気バルブである場合は排気行程、吸気バルブである場合は吸気行程以外の工程において接続されるように、通常配置されるが、これに限定されるものではなく、全工程において接続されるように油圧ポートおよび制御ポートを形成してもよく、後述するようにカムに凹部を設ける場合は、その凹部の位置でのみ接続するように配置してもよい。
【００２９】
また、ロッカシャフト２のロッカアーム基端部３ａ側周面には、同様にロッカシャフト内油路２１を介して油圧供給手段に接続している潤滑油油圧ポート１５が形成されている。そして、この潤滑油油圧ポート１５に対向するロッカアーム３側周面には、供給ポート１６が形成されており、この供給ポート１６は、ロッカアーム３内に形成された潤滑油油路１７を介して、種々の潤滑油が必要とされる部位（図１の例では、カム１と接触するローラの軸）に潤滑油を供給する。
【００３０】
さらに、ロッカシャフト２には、ロッカシャフト２を回動させることができるロッカシャフト回動手段が設けられている。図１に示す例では、ロッカシャフト回動手段としてロッカシャフト２に固定して取り付けられたレバー１８が示されている。このレバー１８は、このレバー１８の先端を押圧可能なように配置されて取り付けられているアクチュエータ１９により駆動され、図１に示す位置から、図２に示す位置まで移動できるようにされている。
【００３１】
図１に示す位置では、作動油油圧ポート９と制御ポート１０とが接続している。したがって、エンジン駆動中は常に油圧が供給されているロッカシャフト内油路２１から油室８に油圧が加えられ、ピストン７が下降することにより、バルブに所定のリフト量を付与することができ、バルブが排気バルブである場合は、補助ブレーキが作動することになる。また、潤滑油油圧ポート１５と供給ポート１６とが接続しており、潤滑油油路１７を介して潤滑油が必要とされる部位に潤滑油を供給する。
【００３２】
一方、アクチュエータ１９を用いてレバー１８を図２に示す位置に移動させることにより、作動油油圧ポート９と制御ポート１０とが離れ、接続しない状態となる。これにより油室８にはロッカシャフト内油路２１から油圧が供給されない状態となり、例えば図示略の排出孔が開かれる等の油室８の油密状態が解除されことにより、ピストン７は上昇し、通常運転に復帰することになる。この場合でも、図２に示すように潤滑油油圧ポート１５と供給ポート１６とは接続しており、潤滑油油路１７を介して潤滑油が必要とされる部位に潤滑油を供給することができる。
【００３３】
このように、本発明においては、ロッカシャフト回動手段により、ロッカシャフトを回動させ、これにより作動油油圧ポートと制御ポートとの接続および遮断を行うようにしている。したがって、ロッカシャフト内油路内の油圧のＯＮ／ＯＦＦを行うことなく、油室８内への油圧の供給を制御することができる。
【００３４】
一方、上述したように、潤滑油を潤滑油が必要な部位に供給する潤滑油油圧ポートと供給ポートとは、ロッカシャフト回動手段によりロッカシャフトが回動した場合でも常に両者が接続できるように形成されている。すなわち、作動油油圧ポートと制御ポートが接続されている位置でも、ロッカシャフトが回動して作動油油圧ポートと制御ポートとが接続しない位置となった場合でも、潤滑油油圧ポートと供給ポートとは接続状態を保つように形成されているのである。また、上述したようにロッカシャフト内油路には常に油圧が供給されている。したがって、潤滑油はロッカシャフト内油路から潤滑油油圧ポート、供給ポート、さらには潤滑油油路を介して、潤滑油が必要な部位に常に供給することができるのである。
【００３５】
このように、ロッカシャフトの回動位置にかかわりなく潤滑油油圧ポートと供給ポートとを接続するためには、通常、各ポートの周方向長さを調節することにより行われるが、特にこれに限定されるものではない。
【００３６】
ロッカアーム３の他端部３ｂ下面に形成されたシリンダ部５は、シート部１４を介してバルブステム４と当接している。ロッカアーム３の基端部３ａ先端にはローラ等を介してカム１を当接させることにより、エンジンの運転にともなってカム１が回転駆動されると、ロッカアーム３は揺動する。このロッカアーム３の揺動と連動してロッカアーム３の他端部３ｂの下端に位置するボール部１３が昇降駆動し、このような昇降駆動するボール部１３により、シート部１４を介してバルブステム４が押し下げられてバルブが開かれる。
【００３７】
カム１は、吸気行程もしくは排気行程においてバルブを押し下げるノーズ１ａを備えている。ノーズ１ａにより吸気もしくは排気行程においてロッカアーム３などを介して吸気もしくは排気バルブを開弁作動させる。
【００３８】
また、本実施態様においては、図３に示すように、ピストン７の上面からボール部１３の底部にかけて貫通する貫通孔３１が形成されていることが好ましい。このような貫通孔３１は、ボール部１３底部がシート部１４を介してバルブステム４を押圧していない場合には、シート部１４内部とボール部１３底部との間には所定の空間が形成されているので、開放状態となる。一方、後述するように油室８が油密状態となり、この状態でボール部１３がシート部１４を介してバルブステム４を押圧する場合は、少なくとも貫通孔３１が形成されている部分のボール部１３底部とシート部１４内部とは密着するので、これにより貫通孔３１の下側はシールされることとなる。
【００３９】
このようにピストン７の上面からボール部１３底部にかけて貫通孔３１を設けることにより、例えば、油室８が油密状態にあり、ロッカアーム３の基端部３ａがカム１により押し上げられ、ボール部１３底部がシート部１４を介してバルブステム４を押圧している場合には、貫通孔３１はシート部１４内部によりシールされているため、油室８内のオイルが貫通孔３１から漏れるおそれがなく、油密状態を維持することができる。一方、このような状態から、油室８内の油圧の供給が停止され、油室８内の油密状態が解除された場合は、ボール部１３底部からシート部１４は離れ、貫通孔３１は開放となる。したがって、貫通孔３１からオイルが流出し、さらに、シート部１４は可動な状態でボール部１３に設けられているため、オイルは、ボール部１３とシート部１４との隙間から排出される。これにより、油室８は油密状態から速やかに油圧を低下させることができるため、通常運転への復帰に対する応答性を向上させることができるのである。
【００４０】
また、このように貫通孔３１を設けた場合において、ボール部１３底部が、ピストン７の動きに伴い、シート部１４を介してバルブステム４を押圧している際に、貫通孔３１をより良好にシールする手段としては、例えば、図３に示すように、シート部１４内部において少なくとも貫通孔３１が形成されているボール部１３底部と当接する部分に、シール材３２を設ける手段等を挙げることができる。このようにシール材３２を設けることにより、ボール部１３底部とシート部１４内部とが当接している際のシール性を向上させることができる。したがって、ボール部１３がピストン７の動きに伴い、シート部１４を介してバルブステム４を押圧している際に、貫通孔３１からの油漏れを十分に防止することができる。
【００４１】
さらに、本実施態様においては、図３に示すように、ピストン７の側面にＯ−リング３３を設けることが好ましい。ボール部１３がピストン７の動きに伴い、シート部１４を介してバルブステム４を押圧している際には、油室８に過度な油圧がかかる場合があり、このような過度な油圧は、シリンダ部５においてシリンダ６内面とピストン７とにおける摺動部分から油圧がリークするといった不都合を引き起こす可能性がある。しかしながら、このようにピストン７の側面にＯ−リング３３を設けることにより、Ｏ−リング３３がシリンダ６内面へ密着するため、特に、油室８が油密状態にある際に、シリンダ６内面とピストン７とにおける摺動部分からの油漏れを防止することができる。従って、ボール部１３がピストン７の動きに伴い、シート部１４を介してバルブステム４を押圧している際に、油室８内部の油圧の低下を防止することができる。
【００４２】
さらに、図４に示すように、ピストン７の最下端位置を決定する下部ストッパー１２ｂ上面には、スプリング３４が配置されていることが好ましい。このようなスプリング３４を設けることにより、油室８が油密状態にあり、ボール部１３がシート部１４を介してバルブステム４を押圧している状態から、油圧の供給が停止され、油室８の油密状態が解除されて、通常運転に復帰する際に、スプリング３４の作用により、素早くピストン７は上方へ押し上げられ、貫通孔３１から速やかにオイルを油室８外へ排出させることができるため、より一層ピストン７の応答性を向上させることができ、通常運転への復帰をスムースに行うことができるからである。
【００４３】
本実施態様においては、図５に示すように、上記カム１に、シリンダ部５において形成されるバルブのリフト量を吸収する凹部１ｂが形成されていてもよい。
【００４４】
カム１に上記シリンダ部５において形成される上記バルブのリフト量を吸収する凹部１ｂが形成することにより、カム１の凹部１ｂがロッカアーム３の基端部３ａと接する領域において圧油供給手段からの油圧を油室８に加えるようにすると、比較的小さな圧力で少なくともバルブのリフト量の距離分だけシリンダ６内のピストン７を押し上げることが可能となる。
【００４５】
上記の構成からなるエンジンのバルブメカニズムにおいて、エンジンの運転にともなって、図示略の油圧ポンプが駆動されると、油圧がロッカシャフト内油路２１に供給される。また、エンジンが通常の状態で運転されているときは、レバー１８は図２に示す位置にアクチュエータ１９により移動されており、作動油油圧ポート９と制御ポート１０とが接続されていないことから、ロッカシャフト内油路２１に供給された油圧は油室８には供給されず、油室８の圧力は大気圧とほぼ等しくなっている。
【００４６】
この状態で、図２示すカム１を回転させると、ロッカアーム３の他端部３ｂ下面が下がり、ボール部１３は、シート部１４を介してバルブステム４を押圧して押し下げようとするが、バルブステム４は排気バルブの開弁付勢力で上昇位置に保持されようとしている。したがって、ピストン７が上部ストッパー１２ａに当接するまでは、ピストン７の上昇にともなって油室８のオイルは、別途形成された排出孔（図示略）から排出される。これにより、バルブは閉弁状態に保持される。この際、例えば図３に示す実施態様のように、ピストン７の上面からボール部１３底部にかけて貫通孔３１が形成されている場合は、当該貫通孔３１からオイルが流出するようになる。
【００４７】
さらに、ロッカアーム３の揺動角度が大きくなってピストン７が上部ストッパー１２ａに当接すると、ピストン７はロッカアーム３と一体となって下降するために、シリンダ部５の下降にともなってバルブステム４が押し下げられて排気バルブが開かれる。
【００４８】
一方、排気バルブを所定のリフト量で開弁しておくことによりブレーキ力を得る場合は、以下のような制御が行われる。この点について、カムに凹部が形成されている図５に示す実施態様を用いて説明する。
【００４９】
すなわち、カム１を回転させて凹部１ｂがロッカアーム３のローラに接触した際に、レバー１８はアクチュエータ１９により、図５に示す位置とされ、これにより作動油油圧ポート９と制御ポート１０とは接続される。ここで、カムの形状が図５に示すように凹部１ｂを有するものであると、ロッカアーム３の基端部３ａのローラが凹部１ｂに接触していることから、ボール部１３底部は、シート部１４を介しても、バルブステム４の表面から離れた状態となっている。したがって、油室８に加わる油圧ポンプの吐出圧力が比較的小さい場合や、ピストン７の径が比較的小さい場合であっても、容易に凹部１ｂで他端部３ｂが上昇した距離分だけピストン７を下方に押し下げることができる。この量を必要なリフト量としておくことにより、上述したような油圧ポンプ２２の吐出圧力が小さい場合やピストン７の径が小さい場合であっても対応することが可能となる。そして、必要なリフト量分だけピストン７を押し下げた後、図２に示すようにレバー１８をアクチュエータ１９により移動させてロッカシャフト２を回動させて、作動油油圧ポート９と制御ポート１０とを接続させないようにすることにより、油室８は油密状態となる。したがって、その後は、油圧ポンプの吐出圧力やピストン７の径に関係なく、上記必要なリフト量分だけ排気バルブを押し下げた状態で、排気バルブはカム１のプロファイルにしたがって開弁駆動される。なお、このように油室８を油密状態とする場合は、上述した図示略の排出孔は閉鎖される。
【００５０】
本実施態様においては、特に上記バルブが排気バルブである場合には、カム１には吸気行程でバルブのリフト量を吸収するように上記凹部１ｂが形成されていることが好ましい。このように凹部１ｂを形成することにより、吸気行程におけるポンピングロスの大幅な減少を防止することができるからである。
【００５１】
また、レバー１８を図１または図５に示す状態で保持しておくことにより、エンジンの運転中は油圧ポンプの吐出圧力が作動油油圧ポート９に供給保持されている。従って、この場合も制御ポート１０からオイルが流出しないために、ピストン７が上部ストッパ１２ａに当接する以前に油室８は油密状態となり、シリンダ部５の下降当初から、バルブステム４を押し下げることになり、排気バルブはカム１のプロフィールに従って開弁駆動される。
【００５２】
なお、上記説明では、図５に示すカムに凹部１ｂが形成されている例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、凹部１ｂが形成されていないものであってもよい。この場合は、油室８に油圧を供給し、ピストンを押し下げた状態で油密状態とする時期は特に限定されるものではなく、いずれの時期であってもよい。ただし、通常は加える圧力の関係から、ロッカアーム３の他端部３ｂが下降してボール部１３がバルブステム４を押圧している工程以外の工程、すなわちバルブが排気バルブの場合は排気行程、吸気バルブの場合は吸気行程以外の工程において行われる。
【００５３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５４】
例えば、上記説明では、作動油により排気バルブを開閉駆動する例を用いてロッカアーム内油路切換装置の説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５５】
また、上記実施態様では主として排気バルブを開閉駆動するバルブメカニズムに適用しているが、これを吸気バルブのバルブメカニズムに適用してエンジンの運転状態に応答して吸気バルブの開弁時期を最適制御することもできる。さらに、上記実施態様においては油圧ポンプで圧油供給手段を構成しているが、エンジンに装備されているオイルポンプで圧油供給手段を構成することもできる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、例えばバルブの開閉等の作動油を用いることにより駆動させる種々の装置に対し、単にロッカシャフト回動手段によるロッカシャフトの回動により、上記種々の装置に対する作動油の油圧の供給を行ったり、停止したりすることができる。また、このようにロッカシャフトが回動しても、潤滑油を供給する上記潤滑油用油圧ポートと上記供給ポートとは接続するように形成されている。したがって、上記作動油に対する油圧の供給の有無にかかわらず、ロッカシャフト内油路に常に油圧を供給することが可能となり、供給ポートから常に各潤滑油供給箇所に潤滑油を供給することができるといった効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバルブメカニズムの一例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す本発明のバルブメカニズムのレバーが移動した状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明におけるシリンダ部、ボール部およびシート部の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明におけるシリンダ部、ボール部およびシート部の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明のバルブメカニズムの他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ … カム
２ … ロッカシャフト
３ … ロッカアーム
３ａ … 基端部
３ｂ … 他端部
４ … バルブステム
５ … シリンダ部
６ … シリンダ
７ … ピストン
８ … 油室
９ … 作動油油圧ポート
１０ … 制御ポート
１１ … ロッカアーム内油路
１２ａ … 上部ストッパー
１２ｂ … 下部ストッパー
１３ … ボール部
１４ … シート部
１５ … 潤滑油油圧ポート
１６ … 供給ポート
１７ …潤滑油油路
２１ …ロッカシャフト内油路
３１ …貫通孔

Claims (5)

1. カムの回転に伴い揺動し得るようにロッカシャフトに軸支されたロッカアーム内に形成されたロッカアーム内油路切換装置であって、
   前記ロッカシャフトには、作動油用油圧ポートおよび潤滑油用油圧ポートがそれぞれロッカシャフト内油路を介して油圧供給手段に接続されて設けられており、
   前記作動油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、前記ロッカアーム内に形成されたロッカアーム内油路を介して作動油を必要な部位に供給する制御ポートが設けられ、前記潤滑油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、前記ロッカアーム内に形成された潤滑油油路を介して潤滑油を必要な部位に供給する供給ポートが形成されており、
   前記ロッカシャフトには、前記ロッカシャフトを軸回りに回動させるロッカシャフト回動手段が設けられ、前記ロッカシャフト回動手段は前記作動油用油圧ポートと前記制御ポートとを接続または切断するようにロッカシャフトを回動させ、
   前記潤滑油用油圧ポートと前記供給ポートとは、前記ロッカシャフト回動手段により回動されたロッカシャフトの位置に関わり無く常に接続されるように形成されていることを特徴とするロッカアーム内油路切換装置。
2. カムシャフトに並設されたカムと、前記カムの回転に伴い基端部が揺動し得るようにロッカシャフトに軸支されたロッカアームと、前記ロッカアームの他端部の揺動に連動して開閉駆動を行うバルブとを有するエンジンのバルブメカニズムにおいて、
   前記ロッカアームの他端部下面には、シリンダと前記シリンダ内に収納されたピストンとを有するシリンダ部が形成され、前記ピストンの上面にはシリンダ内面との間に油室が形成され、前記ピストンの下面にはシート部を介して前記バルブのバルブステムを下方に押圧するボール部が形成されており、
   前記ロッカシャフトには、作動油用油圧ポートが前記ロッカアーム他端側に、潤滑油用油圧ポートが前記ロッカアーム基端側に、それぞれロッカシャフト内油路を介して油圧供給手段に接続されて設けられており、
   前記作動油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、前記ロッカアーム内に形成されたロッカアーム内油路を介して前記油室と接続する制御ポートが設けられ、前記潤滑油用油圧ポートに対向するロッカアーム側周面には、潤滑油を必要な部位に供給する供給ポートが形成されており、
   前記ロッカシャフトには、前記ロッカシャフトを軸回りに回動させるロッカシャフト回動手段が設けられ、前記ロッカシャフト回動手段は、エンジンの運転状態に応答して前記作動油用油圧ポートと前記制御ポートとを接続または切断するようにロッカシャフトを回動させ、
   前記潤滑油用油圧ポートと前記供給ポートとは、前記ロッカシャフト回動手段により回動されたロッカシャフトの位置に関わり無く常に接続されるように形成されていることを特徴とするバルブメカニズム。
3. 前記シリンダ部に、前記シリンダ内部における前記ピストンの上端位置を決める上部ストッパと下端位置を決定する下部ストッパとが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のバルブメカニズム。
4. 前記油室と接続するように前記ピストンの上面から前記ボール部底部にかけて貫通孔が形成され、前記ボール部底部が、前記ピストンの動きに伴い前記シート部を介して前記バルブステムを押圧する際には、前記ボール部底部と前記シート部上面とが密着して前記貫通孔をシールするように形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のバルブメカニズム。
5. 前記下部ストッパ上面には、前記ピストンを上方へ押し上げるスプリングが設けられていることを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれかの請求項に記載のバルブメカニズム。

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