JP2503936B2 - エンジンの動弁機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの動弁機構に
関し、特にエンジンの運転状態に応じて休筒又はバルブ
タイミングを変更することが可能なエンジンに好適なエ
ンジンの動弁機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車は、一般道路をごく一般的に走行
しているときにはそれ程のパワーは必要でなく、搭載し
ているエンジンの持つパワーの半分も使用していれば良
い方である。従って、このような運転状態にあるときに
は、エンジンの一部を停止（休筒）させて余分な出力を
減らすことにより省エネを図ることが可能である。そこ
で、多気筒エンジンにおいては停止させたい気筒の動弁
機構を停止させると共に、燃料の供給も停止させる例え
ば、４気筒エンジンの場合には半分の２気筒を停止（休
筒）させるようにした可変気筒エンジンがある。かかる
可変気筒エンジンでは、動弁機構の機能を停止させたい
気筒のロッカアームを空振りさせて吸排気バルブの動き
を停止させるようにしている。

【０００３】図１１及び図１２は、４バルブ可変気筒エ
ンジンの動弁機構の吸気バルブ側の一例を示し、ロッカ
シャフト１にはロッカアーム２の基端２ａが回動可能に
嵌合されており、更に当該ロッカシャフト１のロッカア
ーム２の基端２ａの両側には２本のロッカアーム３，４
の各基端３ａ，４ａが嵌合固定されている。ロッカアー
ム２の先端にはローラ５が軸支されており、当該ローラ
は、カム６に転動可能に当接されている。また、ロッカ
アーム３，４の先端３ｂ，４ｂは、夫々アジャストスク
リュ７，８を介して夫々各吸気バルブ９のステムヘッド
９ａ（図１１に一側のバルブのみ図示）に当接してい
る。

【０００４】ロッカシャフト１、ロッカアーム２には図
１１に示すように直径方向に夫々ピストン孔（以下単に
「孔」という）１ａ，２ｃが穿設されており、ロッカシ
ャフト１の孔１ａにはピストン１３が軸方向に摺動可能
に嵌挿されており、当該ピストン１３の基端と孔１ａの
一側の開口端との間にはスプリング１４が縮設されてい
る。ピストン１３は、油圧が付与されないときにはスプ
リング１４のばね力により孔１ａから押し出されてその
先端がロッカアーム２の孔２ｃに嵌合し、ロッカアーム
２とロッカシャフト１とを結合する。この結果、カム６
の回転に伴いロッカアーム２、ロッカシャフト１を介し
てロッカアーム３，４が揺動して各バルブ９を駆動す
る。

【０００５】ピストン１３が油圧によりスプリング１４
のばね力に抗して孔１ａ内に押し込められると、その先
端がロッカアーム２の孔２ｃから外れて当該ロッカアー
ム２とロッカシャフト１との結合が解除される。この結
果、ロッカシャフト１がロッカアーム２に対して自由と
なり、カム６の回転に伴いロッカアーム２が揺動して
も、ロッカアーム３，４は揺動することなく停止してお
り、各バルブ９は、停止（閉弁）状態に保持される。従
って、これらのバルブ９の気筒は、停止（休筒）され
る。また、ロストモーションアセンブリ１６は、休筒時
におけるロッカアーム２の跳ね上がりを防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造の動弁機構においては、バルブ９が停止状態即ち、ロ
ッカアーム２の孔２ｃからピストン１３の先端が外れて
いる時に当該ロッカアーム２とロッカシャフト１との間
の摩擦力によりロッカシャフト１がロッカアーム２に連
れ回りする。即ち、カム６の上昇区間ではロッカシャフ
ト１と一体のロッカアーム３，４がバルブエンドに規制
されるために、ロッカシャフト１は回転しないが、ロッ
カアーム３，４は、跳ね上がる方向には自由であるため
にカム６の下降区間においてはロッカシャフト１が回転
し、ロッカアーム２の孔２ｃとピストン１３との位相が
ずれたままの状態となる。このずれは、カム６のベース
円区間でも維持され、ロッカアーム２の孔２ｃへのピス
トン１３の嵌合が困難となり、この結果、バルブ９の停
止状態から運転状態への復帰を円滑に行わせることが極
めて困難となり、場合によっては復帰が不可能となるこ
ともあるという問題がある。

【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、休筒又はバルブタイミングを変更することが可能な
エンジンの、動弁機構の休筒運転から全筒運転への復
帰、又はバルブタイミングの変更を円滑に行わせること
が可能なエンジンの動弁機構を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、先端がカムに当接し基端がロッカシャ
フトに回動可能に軸支された第１のロッカアームと、前
記ロッカシャフトとロッカアームの基端に夫々直径方向
に穿設されたピストン孔に嵌合され両者を結合又は解除
するピストンと、基端が前記ロッカシャフトに固定され
先端がバルブのステムヘッドに当接される第２のロッカ
アームとを備えるエンジンの動弁機構において、前記第
２のロッカアームの先端側と動弁機構の動きと無関係の
部位との間に介在され、当該第２のロッカアームの先端
を前記ステムヘッドに押圧させる付勢手段を設け、この
付勢手段を、バルブのリフト前あるいはリフト前からリ
フト初期においてのみ付勢力を作用させるものとし、ま
た前記付勢手段を、その付勢力がバルブのリフトに伴っ
て漸減するものとしたのである。

【０００９】

【作用】第２のロッカアームは、先端がばねなどの付勢
手段によりバルブのステムヘッドに押圧されており、休
筒時における跳ね上がりは防止される。これにより休筒
時において第１のロッカアームとロッカシャフトの各ピ
ストン孔が常時合致した状態に維持され、ロッカシャフ
トのピストン孔内に引き込まれているピストンが第１の
ロッカアームのピストン孔に容易に嵌合可能となる。こ
れにより休筒状態から運転状態への復帰が円滑に行なわ
れる。また、付勢手段の付勢力はバルブのリフト前もし
くはバルブリフトの初期のみ作用するので、リフト中の
バルブジャンプも防止される。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。尚、図５及び図６と同一部材には同一の符号
を付してその詳細な説明は省略する。図１及び図２にお
いて、基端３ａ，４ａが固定されたロッカアーム３，４
の何れか一方、例えば、ロッカアーム３の基端３ａの僅
か上方位置には支持部２０が設けられており、この支持
部２０は、動弁機構の動きと無関係な部位例えば、当該
動弁機構が配設されたシリンダヘッド（図示せず）に一
体に形成されている。付勢手段としてのばね２１は、例
えば、帯状の板ばねで、基端が支持部２０の端面にボル
ト２２により固定されており、当該基端の近傍において
湾曲しロッカアーム３の上面３ｃに沿って先端３ｂ方向
に延び、先端が当該上面３ｃの略中央に圧接されてい
る。

【００１１】このばね２１は、ロッカアーム３の上面３
ｃを押圧して当該ロッカアーム３及びロッカアーム４
を、ロッカシャフト１を中心として図中時計方向に回動
させるように押圧する。そして、このばね２１の初期荷
重は、ロッカアーム２とロッカシャフト１との間の摩擦
力によるトルクよりも大きい値に設定されており、ロッ
カシャフト１がロッカアーム２により連れ回りされるこ
とを防止している。

【００１２】さらに、このばね２１は、図３に示すよう
にバルブ９のリフト量が大きくなるにしたがって、つま
りロッカアーム３が下向きに回動するにしたがって、ば
ね力が弱くなり（漸減し）、あるリフト量以上はばね力
を作用させないものとしてある。

【００１３】ピストン１３は、油圧が付与されないとき
にはスプリング１４のばね力によりロッカシャフト１の
孔１ａから押し出されてその先端がロッカアーム２の孔
２ｃに嵌合し、ロッカアーム２とロッカシャフト１とを
結合する。この結果、カム６の回転に伴いロッカアーム
２、ロッカシャフト１を介してロッカアーム３，４が揺
動して各バルブ９を駆動する。

【００１４】休筒時には、ピストン１３が油圧によりス
プリング１４のばね力に抗してロッカシャフト１の孔１
ａ内に押し込められ、その先端がロッカアーム２の孔２
ｃから外れる。この結果、ロッカアーム２とロッカシャ
フト１との結合が解除され、ロッカシャフト１がロッカ
アーム２に対して自由となり、カム６の回転に伴いロッ
カアーム２が揺動しても、ロッカアーム３，４は、揺動
することなく停止したままとなり、各バルブ９は、停止
（閉弁）状態に保持される。従って、これらのバルブ９
の気筒は、停止（休筒）される。

【００１５】カム６の上昇区間ではロッカシャフト１と
一体のロッカアーム３，４がバルブエンドに規制される
ために、ロッカシャフト１は回転しない。また、ロッカ
アーム３，４は、ばね２１のばね力により各先端３ｂ，
４ｂが各バルブ９のステムヘッドに圧接されているため
にカム６の下降区間において跳ね上がることが防止さ
れ、従って、ロッカシャフト１がロッカアーム２により
連れ回りされることが防止される。この結果、休筒時の
カム６のベース円区間においてロッカアーム２の孔２ｃ
とピストン１３とは合致された状態に保持され、ピスト
ン１３は、その先端がロッカアーム２の孔２ｃに嵌合可
能な状態となっている。これによりバルブ９の停止状態
から運転状態への復帰を円滑に行わせることが可能とな
る。

【００１６】ばね２１の付勢方向はバルブスプリング３
１の付勢方向に対して反対であるため、ばね２１の付勢
力はバルブ９のリフト時に常にかかっているものとする
と、図５に示すように、バルブ駆動時には、バルブ９の
慣性力にばね力が加算されることになってバルブ９自体
が跳ね上がってしまい、所期の動弁特性が得られなくな
ってしまう。そのため、本考案では、前述の如くばね２
１のばね力が、リフト前あるいはリフト前とリフト初期
のみ働くようにしたのである。ロッカアーム２のローラ
５とカム６との関係でいえば、ローラ５がカム６のベー
ス円に接触しているときのみ、あるいはベース円及びリ
フト初期時のみ作用し、それ以外のところではばね力が
バルブ９のステムヘッド９ａに作用しないか、ほとんど
作用しないものとしたのである。

【００１７】その結果、図４に示すように、バルブ９が
リフトしたときにはばね２１によるばね力は一切かから
ず、バルブ９の跳ね上がりは防止されるのである。

【００１８】図６には、本発明の他の実施例を示す。図
６に示す動弁機構は、前記ばね２１に代えて圧縮ばね２
６を使用したもので、支持部２０にはロッカアーム３の
上方位置に当該ロッカアーム３の先端３ｂ近傍に臨んで
上下に孔２０ａが穿設されており、当該孔２０ａにはシ
リンダ２４が開口端を下方に向けて嵌合されており、更
に当該シリンダ２４にはシリンダ２５が閉塞端を下方に
向けて軸方向に摺動可能に嵌合され、これらのシリンダ
２４と２５との間に圧縮ばね２６が縮設されている。そ
して、シリンダ２５の閉塞端面中央に突設された突起２
５ａが、ロッカアーム３の上面３ｃの先端３ｂ近傍に突
設されたボス３ｄに圧接されている。シリンダ２４の開
口端の内側にはスナップリング３２がストッパとして設
けられている。

【００１９】したがって、シリンダ２５は、スプリング
２６のばね力によりロッカアーム３，４に図中時計方向
向きの押圧力を付与しているが、ロッカアーム３，４が
わずかに回動するとシリンダ２４の下端はスナップリン
グ３２に当ってそれ以上下降できなくなり、ロッカアー
ム３，４にばね力を作用することがなくなる。つまり、
図７に示すように、バルブ９のリフトの初期時のみばね
力が作用し、あとは全くかからないのである。

【００２０】よって、先の実施例同様、休筒時における
ロッカアーム３，４のカム６の下降区間における跳ね上
がりが防止され、ロッカシャフト１がロッカアーム２に
より連れ回りされることが防止されると共に、図８に示
すようにバルブ９の駆動時には、バルブ９に余計な付勢
力がかかることがないので、バルブ９の跳ね上がりは防
止され、所期の動弁特性が得られるのである。

【００２１】図９には、さらに他の実施例としてトーシ
ョンスプリングを用いたものを示す。つまり、ロッカア
ーム３の基端３ａにトーションスプリング３３を嵌装し
て一端を留めると共に、他端を固定の支持部２０に掛け
止めるのである。トーションスプリング３３を用いた場
合には、図１０中ａで示すように、バルブ９のリフト量
に応じてばね力が漸減するだけでなく、図中ｂで示すよ
うに、バルブ９のリフト量に応じてバルブ９を押圧する
ばね力は漸減消滅し、次いで逆方向のばね力つまりバル
ブスプリング３１と同じ方向のばね力が作用するように
することもできる。よって、バルブ９の開閉時、バルブ
９の跳ね上がりはより確実に防止される。

【００２２】ばね２１としては、上記以外に引張ばねな
どの使用も可能であり、また、付勢手段としても、ばね
以外のものの使用も可能である。尚、本実施例において
は、可変気筒エンジンの動弁機構に適用した場合につい
て記述したが、これに限るものではなく、エンジンの運
転状態に応じてバルブタイミングを変更することが可能
な動弁機構にも適用することが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、先
端がカムに当接し基端がロッカシャフトに回動可能に軸
支された第１のロッカアームと、前記ロッカシャフトと
ロッカアームの基端に夫々直径方向に穿設されたピスト
ン孔に嵌合され両者を結合又は解除するピストンと、基
端が前記ロッカシャフトに固定され先端がバルブのステ
ムヘッドに当接される第２のロッカアームとを備えるエ
ンジンの動弁機構において、前記第２のロッカアームの
先端側と動弁機構の動きと無関係の部位との間に介在さ
れ、当該第２のロッカアームの先端を前記ステムヘッド
に押圧させる付勢手段を設けた構造としたことにより、
休筒時のカムのベース円区間におけるロッカシャフトと
第１のロッカアームの各ピストン孔のずれが防止され、
ロッカシャフトのピストン孔内に引き込まれているピス
トンが第１のロッカアームのピストン孔に容易に嵌合可
能となり、休筒運転から全筒運転への復帰又はバルブタ
イミングの変更等を円滑化に行なうことが可能となると
いう効果がある。さらに、付勢手段は、バルブのリフト
前もしくはリフト初期までしか付勢力をかけないものと
したので、バルブの開閉時にバルブが跳ね上がったりす
ることがなくなり、また、摩擦の増加を招くこともない
ので、バルブスプリングを強くする必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンの動弁機構の一実施例を
示す断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】バルブリフト量とばね力との関係を示す線図で
ある。

【図４】バルブリフト量とバルブにかかる力との関係を
示す線図である。

【図５】ばね力が常にかかるとした場合の不具合の説明
図である。

【図６】他の実施例の要部断面図である。

【図７】バルブリフト量とばね力との関係を示す線図で
ある。

【図８】バルブリフト量とバルブにかかる力との関係を
示す線図である。

【図９】他の実施例の要部断面図である。

【図１０】バルブリフト量とばね力との関係を示す線図
である。

【図１１】従来のエンジンの動弁機構の一部断面図であ
る。

【図１２】図１１の平面図である。

【符号の説明】

１ ロッカシャフト ２，３，４ ロッカアーム ５ ローラ ６ カム ９ バルブ ２０ 支持部 ２１ ばね ２６ 圧縮ばね ３１ バルブスプリング ３２ スナップリング ３３ トーションスプリング

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端がカムに当接し基端がロッカシャフ
   トに回動可能に軸支された第１のロッカアームと、前記
   ロッカシャフトとロッカアームの基端に夫々直径方向に
   穿設されたピストン孔に嵌合され両者を結合又は解除す
   るピストンと、基端が前記ロッカシャフトに固定され先
   端がバルブのステムヘッドに当接される第２のロッカア
   ームとを備えるエンジンの動弁機構において、前記第２
   のロッカアームの先端側と動弁機構の動きと無関係の部
   位との間に介在され、当該第２のロッカアームの先端を
   前記ステムヘッドに押圧させる付勢手段を設け、この付
   勢手段を、バルブのリフト前あるいはリフト前からリフ
   ト初期においてのみ付勢力を作用させるものとしたこと
   を特徴とするエンジンの動弁機構。
2. 【請求項２】 前記付勢手段を、その付勢力がバルブの
   リフトに伴って漸減するものとしたことを特徴とする請
   求項１に記載のエンジンの動弁機構。