JP2503737B2 - 自動車用動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車用動弁装置に関し、さらに詳しく
は、OHC式の動弁装置におけるロッカーアームの駆動構
造に関する。

（従来の技術） 周知のように、OHC式の動弁装置にあっては、シーソ
ー運動可能に支持してあるロッカーアームの揺動端の一
方を駆動カムに当接させ、そして揺動端の他方をバルブ
ステムエンドに対向させることで駆動カムによるバルブ
の往復運動を行って弁の開閉制御を行うようになってい
る。

ところで、上述した動弁装置において、近年、例え
ば、低速低負荷運転時には、燃費の低減を図り、そして
高速運転時には吸・排気効率を向上させる目的で低負荷
運転時にバルブの往復動を停止させて所謂、休筒させる
構造が提案されている。

すなわち、第14図は上述した弁停止構造の概略を説明
するための断面図であり、同図において、ロッカーアー
ムＡの揺動端の他方、つまり、バルブステムエンドＢに
対向する端部には、往復動可能なプランジャＣが設けて
あり、このプランジャＣは、このプランジャＣの往復方
向と直角な方向に移動可能とされて途中に第15図示のよ
うなプランジャＣの通過を許容する丸孔状切欠きD1を形
成されたストッパプレートＤと対向している。

上述したストッパプレートＤは、その移動方向の一端
を、ロッカーアームＡの回転中心上方でプランジャＣの
移動方向と直角な方向に摺動可能なピストンＥに連結さ
れており、このピストンＥは、図示しない油圧設定部に
接続された油圧通路Ｆ内部の圧力により駆動されるよう
になっている。

そして、上述したプランジャＣおよびピストンＥは、
圧縮バネＧ、Ｈの付勢により、通常態位として、プラン
ジャＣはバルブステムエンドＢに向け突出する態位を、
そしてピストンＥはストッパプレートＤの丸孔状切欠き
C1中心位置をプランジャＣの軸線に一致させない態位と
されている（例えば、株式会社山海堂発行、「ガソリン
・エンジンの構造」第161頁、「3.バルブ停止装置」の
欄）。

なお、第14図中、符号Ｉはロッカーシャフトを示して
いる。

従って、上述した構造においては、低速低負荷運転
時、油圧設定部からのオイルの圧送によってピストンＥ
が圧縮バネＨの付勢に抗して第16図において右側に摺動
し、この摺動に連動してストッパプレートＤが右側に移
動することで、第17図示のように、ストッパプレートＤ
の丸孔状切欠きD1をプランジャＣの軸線に一致させる。
従って、バルブ駆動用カムによりロッカーアームＡが揺
動した場合には（第16図中、符号θで示す角度を揺動し
た場合）、ロッカーアームＡの揺動がプランジャＣに伝
達されない状態を呈し、ここに、バルブステムエンドＢ
に対する往復駆動が行われず、バルブの開閉が停止され
ることになる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した構造にあっては、ロッカーアーム
の揺動支点位置から離れた位置に相当する揺動端にバル
ブステムを往復動させるためのプランジャを始めとする
バルブ駆動機構が配置してあることから、揺動端での重
量が大きくなり、これによって慣性質量も増大すること
で高速時でのバルブ駆動に対する応答性が悪くなる虞れ
があった。

また、揺動端に、上述した各種機構部品を装備するた
めに、揺動端での構造が複雑化し、例えば、バルブを隣
合わせて用いるようなDOHC式の動弁装置にこの構造を適
用しようとする場合には、スペースが足りないために、
初期の目的である低燃費化、吸・排気効率の改善を実現
できない場合もある。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の動弁装置に
おける問題に鑑み、簡単な構造ですみ、かつ、高速時の
バルブ開閉に対する応答性を改善できる構造を備えた動
弁装置を得ることにある。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明は、自動車用動弁装
置であって、バルブ駆動用カムを装着されているカムシ
ャフトと、上記カムシャフトに平行して配置されている
ロッカーシャフトに基端を一体的に取り付けられてい
て、バルブステムエンドに揺動端を対向させているメイ
ンロッカーアームと、上記ロッカーシャフトに基端が枢
着されて回転可能に支持され、上記バルブ駆動用カムと
当接するローラベアリングを揺動端に有するサブロッカ
ーアームと、上記サブロッカーアームの基端において直
径方向における中心位置からの一方に向けて貫通する係
合孔と、上記ロッカーシャフトの軸心部において軸方向
に沿って形成された油圧通路と、上記ロッカーシャフト
の内部において上記油圧通路と直交する状態で形成さ
れ、上記カムのベース円が上記ローラベアリングに対向
したときに上記係合孔と中心軸を一致させる状態とされ
ている貫通孔と、上記貫通孔内に装填されていて、該貫
通孔と上記係合孔との間を突没可能とされ、通常時、頭
部を上記貫通孔内に位置させ若しくは上記係合孔内に位
置させる態位のいずれか一方を設定され、上記油圧通路
への油圧変化に応じて上記態位を解除される連結プラン
ジャと、上記油圧通路に接続された油路をもちエンジン
の低速、高速運転に応じて該油圧通路への油圧設定を行
う手段とを備えて構成されていることを特徴としてい
る。

（作 用） 本発明によれば、ロッカーシャフト内部に位置する連
結プランジャの突没設定により、ロッカーシャフトとサ
ブロッカーアームとの一体化およびこの一体化の解除を
切り替えられることで、ロッカーシャフト位置でサブロ
ッカーアームへの駆動力の伝達制御が行える。

（実 施 例） 以下、第１図第１図乃至第13図において本発明実施例
の詳細を説明する。

第１図は本発明実施例による動弁装置をDOHC式に適用
した場合の一部断面とした要部を示す斜視図であり、ま
た、第３図は本発明実施例による動弁装置をOHC式に適
用した場合の第１図相当の斜視図である。

すなわち、第１図において、本発明実施例による動弁
装置１は、カムシャフト２とロッカーシャフト３とを備
え、カムシャフト２には、バルブ駆動用カム４が固定し
てある。

そして、ロッカーシャフト３には、第２図示のよう
に、一対のメインロッカーアーム５とこれらメインロッ
カーアーム５の間に位置するサブロッカーアーム６とが
設けてある。

上述したメインロッカーアーム５は、例えばスプライ
ン結合によって基端がロッカーシャフト３と一体化され
ており、揺動端は例えば、吸気バルブ７のバルブステム
エンドに当接している。

一方、サブロッカーアーム６は、基端をロッカーシャ
フト３に枢着されて回転可能とされており、揺動端には
ローラーベアリング８が取り付けてある。

そして、このサブロッカーアーム６における揺動端
は、第５図において、ローラーベアリング８の支持部と
は別にアーム部6Aが形成してあり、このアーム部6Aはシ
リンダヘッド９に設けてあるロストモーションスプリン
グ10の先端に位置するプランジャ11に当接して図中、時
計方向の回転付勢を与えられ、ローラーベアリング８を
バルブ駆動用カム４に圧接させるようになっている。

一方、サブロッカーアーム６には、第５図示のよう
に、中心部を境にしてその半径方向の一方に向け貫通す
る係合孔6Bが形成してある。

すなわち、この係合孔6Bは、後述する連結プランジャ
の突没通路を成すものとされている。

また、ロッカーシャフト３の内部には、第５図および
第７図示のように、軸中心部において軸方向に沿って油
圧通路3Aが形成されており、この油圧通路3Aにおける上
記係合孔6Bと対向する位置には、油圧通路3Aと直交する
状態で、第６図示のように、バルブ駆動用カム４のベー
ス円が上記ローラベアリング８に対向したときに中心位
置を一致させることのできる貫通孔3Bが形成してある。

そして、この貫通孔3B内には、この貫通孔3Bと上述し
た係合孔6Bとの間を突没可能な連結プランジャ12が装填
されている。

すなわち、連結プランジャ12は、第５図において、サ
ブロッカーアーム６に形成してある係合孔6B側を頭部と
し、例えば、上述した貫通孔3Bの長手方向における頭部
と反対側の端部に形成された鍔12Aとロッカーシャフト
３内の支持部との間に配置された圧縮バネ13によって、
通常時には第５図において下方に向け付勢されて頭部が
係合孔6Bから貫通孔3B内に向け没入する態位を設定され
ている。

一方、上述したロッカーシャフト３内の油圧通路3Aに
は、第８図に示す油圧設定手段14の出力路が接続してあ
る。

すなわち、油圧設定手段14は運転状態に応じて上述し
た油圧通路3A内の圧力を設定するためのものであり、電
磁駆動式方向切換弁14Aと制御部14Bとを主要部としてい
る。

そして、上述した電磁駆動式方向切換弁14Aは、オイ
ルポンプ15からの通路と大気圧開放圧を設定されている
帰還路とロッカーシャフト３内の油圧通路3Aとの３位置
をもち、励磁されない通常時にはオイルポンプ15からの
オイルが帰還路へ導入される態位を設定されている。な
お、第８図中、高速側に位置する電磁駆動式方向切換弁
14Aについては図示を省略してある。

従って、油圧通路3A内での圧力は低い状態に維持され
るので、連結プランジャ12は、圧縮バネ13の付勢によっ
て、第４図示のように係合孔6Bから脱した状態とされ
る。

一方、制御部14Bは、例えばマイクロコンピュータで
構成されており、入力部には、エンジン回転数センサ1
6、空燃比検出用のO₂センサ17および負荷状態検出用の
スロットルポジションセンサ18を始めとする運転状態検
出用のセンサが接続されており、これら各センサからの
入力に応じて低速状態および高速状態並びに負荷状態を
判別して低速、高速の両側に位置している電磁駆動式方
向切換弁14Aへの駆動信号を出力する。

従って、電磁駆動式方向切換弁14Aが励磁されると、
第９図示のように、オイルポンプ17からのオイルが油圧
通路3Aに供給されてその通路内の圧力を高める。

本実施例は以上のような構造であるから、切換手段14
における制御部14Bにおいて、エンジン回転数、空燃比
およびアクセル開度の入力情報に基づき、例えば、吸気
バルブ９を駆動する条件が満足された場合には、電磁駆
動式方向切換弁14Aが励磁される。従って、電磁駆動式
方向切換弁14Aにあっては、励磁されることで第８図の
状態から第９図に示すように、オイルポンプ15からのオ
イルを油圧通路3Aに向け圧送する態位に切換られ、油圧
通路3A内の圧力が高められる。

そして、ロッカーシャフト３内では、第６図および第
７図において二点鎖線で示す通常態位にある連結プラン
ジャ12が図において下面を押し上げられて、第６図およ
び第７図において実線で示すように、頭部をサブロッカ
ーアーム６の係合孔6Bに向け突出させることでロッカー
シャフト３とサブロッカーアーム６とが一体化される。

従って、サブロッカーアーム６がバルブ駆動用カム４
により駆動されることでロッカーシャフト３を介してメ
インロッカーアーム５へ駆動力の伝達が行われて吸気バ
ルブ４の往復動が実行される。

つまり、このようなバルブ駆動に対するカム４からサ
ブロッカーアーム６への駆動力の伝達切換はサブロッカ
ーアーム６の揺動支点であるロッカーシャフト３で行わ
れることになる。

本実施例によれば、ロッカーシャフトとサブロッカー
アームとの間に駆動力の断接機構を設けるようにしたの
で、DOHC、OHC式のいずれにも適用することができ、設
計上の自由度が拡大される。また、本実施例によれば、
連結プランジャの突没動作が、カムのベース円にローラ
ーベアリングが対向した時点のみに行われるようになっ
ているため、換言すれば、この状態以外は連結プランジ
ャの動作が行えないようになっているので、駆動力の断
接動作が妄りに行われるようなことを防止することがで
きる。

また、上述した実施例にあっては、連結プランジャの
通常態位をロッカーシャフトの貫通孔内に没入させた状
態とした構造を説明したが、通常状態をサブロッカーア
ームの係合孔に係合させた状態とすることも可能であ
る。

第10図以降の図面はこの場合を示す断面図であり、第
10図以降の図面において第１図乃至第９図に示したもの
と同じ構成部品については同符号により示してある。

すなわち、第10図はロッカーシャフト３に枢着されて
いるサブロッカーアームの枢着部の構造を示す断面図で
あり、同図において、サブロッカーアーム６の周面にお
ける貫通孔3Bの上部に相当する位置には係合孔6Bが形成
してあると共に、この係合孔6Bの末端部は係合孔6Bより
も大径とされた受け部が形成してありこの受け部には蓋
19が装填されている。そして、この蓋19は上面を受け部
をかしめることで固定してある。

一方、連結プランジャ20は、内部に油圧通路3Aと連通
する一端と蓋19と対向する頭部で開口する他端部とを有
する油路20Aが形成されていると共に、頭部と反対側の
底面部に下向き開口とされた有底の筒部20Bが形成して
あり、この有底筒部20B内には、第１のサブロッカーア
ーム７の内周面により係止されているバネ受け21との間
に圧縮バネ22が配置してある。

従って、連結プランジャ20は、圧縮バネ22の付勢を受
けて頭部を係合孔6Bに向け突出させる習性をもたせてあ
る。

なお、図中、バネ受け21およびこれを係止しているサ
ブロッカーアーム６に形成してある孔は圧縮バネ22の伸
縮を許容するための大気との連通部を示している。

本実施例は以上のような構造であるから、第10図およ
び第11図に示すように、油圧通路3A内のオイルの圧力が
上昇しない場合には、連結プランジャ20はその頭部を係
合孔6Bに突入させて係合している。従って、ロッカーシ
ャフト３とサブロッカーアーム６とは一体化された状態
とされてカムによる開閉制御を受ける態位とされるの
で、この通常態位は前述した実施例と逆に、駆動力の伝
達を接状態とされている。ちなみに、この態位が、低速
運転時あるいは高速運転時での態位とされる。

一方、油圧通路3A内のオイルの圧力が上昇すると、第
12図および第13図に示すように、連結プランジャ20の油
路20A内にもオイルが圧送され、頭部の開口から排出さ
れて頭部側を圧縮バネ22の付勢に抗して押し下げる。従
って、連結プランジャ20は、通常態位から頭部を貫通孔
3Bに向け没入させる態位に変化し、ロッカーシャフト３
とサブロッカーアーム６との間の駆動力の伝達を断状態
に設定する。

この態位は、駆動カムによるサブロッカーアームの揺
動駆動が行われない状態であるので、例えば、低負荷運
転時において選択される休筒部でのサブロッカーアーム
の駆動伝達解除に用いられる。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、ロッカーアームの揺動支点で
あるロッカーシャフトの内部にロッカーシャフトとロッ
カーアームとの一体化およびこの一体化を解除する機構
を設けたので、ロッカーアームの揺動端側にはプランジ
ャ等の作動部を設けないで済む。従って、揺動端では単
に、ローラベアリング等の構成部品を配置するだけでよ
いので、揺動端での重量を増大させることがなく、これ
によって、揺動端での慣性質量増加による高速応答性の
悪化を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による動弁装置をDOHC式に適用し
た場合の一部を断面とした要部の斜視図、第２図は第１
図中、符号IIで示す方向の矢視図、第３図は本発明実施
例による動弁装置をOHC式に適用した場合の一部を断面
として示した要部の斜視図、第４図は第３図中、符号IV
で示す方向の矢視図、第５図は第１図中、符号Ｖ−Ｖ線
で示す方向の矢視断面図、第６図は第５図に示した構造
の要部拡大断面図、第７図は第６図中、符号VII−VII線
で示す方向の矢視断面図、第８図および第９図は第１図
に示した要部に用いられる油圧設定手段の構成を説明す
るためのブロック図、第10図は第１図に示した要部の変
形例を示す第６図相当の断面図、第11図は第10図中、符
号XI−XI線で示す方向の矢視断面図、第12図は第10図に
示した変形例の作用を説明するための第10図相当の断面
図、第13図は第12図中、符号XIII−XIII線で示す方向の
矢視断面図、第14図は従来の動弁装置の構造を概略的に
説明するための断面図、第15図は第14図中、符号XVで示
す方向の矢視図、第16図は第14図に示した動弁装置の作
用を説明するための第14図相当の断面図、第17図は第16
図中、符号XVIIで示す方向の矢視断面図である。 １……動弁装置、２……カムシャフト、３……ロッカー
シャフト、3A……油圧通路、3B……貫通孔、４……バル
ブ駆動用カム、５……メインロッカーアーム、６……サ
ブロッカーアーム、6B……係合孔、７……バルブの一つ
である吸気バルブ、８……ローラーベアリング、12,20
……連結プランジャ、14……油圧設定手段、14A……電
磁駆動式方向切換弁、16B……制御部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車用動弁装置であって、 バルブ駆動用カムを装着されているカムシャフトと、 上記カムシャフトに平行して配置されているロッカーシ
   ャフトに基端を一体的に取り付けられていて、バルブス
   テムエンドに揺動端を対向させているメインロッカーア
   ームと、 上記ロッカーシャフトに基端が枢着されて回転可能に支
   持され、上記バルブ駆動用カムと当接するローラベアリ
   ングを揺動端に有するサブロッカーアームと、 上記サブロッカーアームの基端において直径方向におけ
   る中心位置からの一方に向けて貫通する係合孔と、 上記ロッカーシャフトの軸心部において軸方向に沿って
   形成された油圧通路と、 上記ロッカーシャフトの内部において上記油圧通路と直
   交する状態で形成され、上記カムのベース円が上記ロー
   ラベアリングに対向したときに上記係合孔と中心軸を一
   致させる状態とされている貫通孔と、 上記貫通孔内に装填されていて、該貫通孔と上記係合孔
   との間を突没可能とされ、通常時、頭部を上記貫通孔内
   に位置させ若しくは上記係合孔内に位置させる態位のい
   ずれか一方を設定され、上記油圧通路への油圧変化に応
   じて上記態位を解除される連結プランジャと、 上記油圧通路に接続された油路をもちエンジンの低速、
   高速運転に応じて該油圧通路への油圧設定を行う手段 とを備えて構成されていることを特徴とする自動車用動
   弁装置。