JP2511980B2 - エンジンのバルブ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明はエンジンのバルブ駆動装置に関わり、特にエ
ンジンの運転状態に応じてバルブの開閉作動特性を切替
えることができるエンジンのバルブ駆動装置に関する。

《従来の技術》 従来、この種のバルブ駆動装置として、例えば実開昭
61-58605号公報に開示されているものがある。このバル
ブ駆動装置は、各気筒毎に吸気バルブを２つづつ配設し
たエンジンにおいて、カムシャフトに低速用のカムプロ
フィールを有する低速用カムとこの低速用カムを内包す
る高速用のカムプロフィールを有する高速用カムとを形
成し、低速用カムにはこれの動きを両吸気バルブに伝達
する低速用ロッカーアームを摺接させるとともに、この
低速用ロッカーアームの側方には、高速用カムに摺接さ
れてその動きを上記低速用ロッカーアームに伝達する高
速用ロッカーアームを配設し、その低速用ロッカーアー
ムにはこれと高速用ロッカーアームとを連動状態または
非連動状態に切り替える油圧式切替手段を設けている。

油圧式切替手段は、高速用ロッカーアームに形成され
た油圧室と、この油圧室内に摺動自在に設けられて油圧
室内の圧力が高圧になると側方の低速用ロッカーアーム
に向けて突出されるプランジャーと、高速用と低速用の
ロッカーアームが共にそれぞれのカムのベースサークル
上に当接しているときの上記プランジャーの位置に対応
して低速用ロッカーアームに形成されたプランジャーの
嵌合孔と、この嵌合孔内に設けられて上記油圧室内の圧
力が低圧のときに上記プランジャーを油圧室側にリター
ンスプリングで押し戻すレシイバー等とでなる。

上記高速用ロッカーアームとロッカーシャフトとに
は、上記油圧室とロッカーシャフト内の油路とを結んで
その油路内を流れる潤滑油を作動油として上記油圧室内
に供給する給油通路が形成されており、この給油通路は
ボス部の内周面に形成した環状の溝部を介してロッカー
シャフト内の油路に常時連通されている。

また、ロッカーシャフトの油路内に供給される潤滑油
の圧力はエンジンの回転数に応じて圧力調整器によって
調圧されるようになっており、エンジンの低回転域では
潤滑油の供給油圧を低圧にして上記切替手段を非連動状
態に切り替えて吸気バルブを低速用ロッカーアームを介
して低速用カムで駆動する一方、エンジンの高回転域で
は潤滑油の供給油圧を高圧にして上記切替手段を連動側
に切り替えて吸気バルブを低速用ロッカーアームと高速
用ロッカーアームとを介して高速用カムで駆動し、これ
により吸気バルブをエンジンの回転数に応じた開閉タイ
ミングで開閉するようにしている。

《発明が解決しようとする問題点》 ところで、上記従来のバルブ駆動装置では、油圧室内
の圧力はカム軸の回転角度に係わらずエンジンの回転数
に応じて切替えられるので、プランジャーの作動期間が
カムリフトの開始直後にかかってしまうことがあり、こ
の場合において、特に油圧室内の圧力上昇の立上がりが
カムリフトの開始点の直前乃至直後の近傍で開始される
と、プランジャーが嵌合孔に対して充分に嵌入されずに
嵌合孔に多少引掛かった不完全な状態で低速用ロッカー
アームと高速用ロッカーアームとが連動状態になってし
まうことがある。

従って、この様な状態ではプランジャーが嵌合孔から
外れ易く、このためリフト量が大きくなったときに被動
側である低速用ロッカーアームが駆動側である高速用ロ
ッカーアームから離脱して低速用カム上に落下し、これ
による打音の発生及びその衝撃によりカムからバルブ間
に亘るバルブ駆動装置の耐久性の低下を招く虞れがあっ
た。

そのため従来では、プランジャーの先端部外周縁や嵌
合孔の入口に面取り加工等を施すことにより、プランジ
ャーの嵌入が容易になるように、もしくは微小量だけプ
ランジャーが嵌入した状態でリフトが開始されたときに
はプランジャーが油圧室内に押し戻され易くなるように
対処していたが、このような方法ではプランジャーと嵌
合孔との摩耗による形状変化や熱等による変形に対して
充分に対応しきれないという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、エンジンの運転状態に応じて被動側のロッ
カーアームと駆動側のロッカーアームとを係脱させて、
バルブの開閉作動の特性を切替えるようにするにおい
て、被動側のロッカーアームがリフト中に駆動側のロッ
カーアームから離脱することを可及的に防止できるエン
ジンのバルブ駆動装置を提供することにある。

《問題点を解決するための手段》 本発明は上記の問題点を解決するために、カム軸のカ
ムに一端を摺接させてロッカーシャフトに揺動自在に軸
支した駆動側ロッカーアームを設け、該駆動側ロッカー
アームの側方にはこれに隣接させて少なくとも一端がバ
ルブに当接された被動側ロッカーアームを上記ロッカー
シャフトに揺動自在に軸支させて設け、該被動側ロッカ
ーアームと上記駆動側ロッカーアームとのいずれか一方
にはエンジンの運転状態に応じて高油圧が供給される油
圧室を一体的に形成し、該油圧室内には該油圧室内が高
圧になると上記他方のロッカーアームに向けて突出さ
れ、かつ該油圧室内が低圧になると該油圧室内に押し戻
されるプランジャーを摺動自在に設け、上記他方のロッ
カーアームには上記プランジャーが嵌入される嵌合孔を
一体的に形成し、上記油圧室と嵌合孔との軸芯は上記ロ
ッカーシャフトの軸芯に平行で該ロッカーシャフトの軸
芯を通らない平面上に配設するとともにそのロッカーシ
ャフトの軸芯に対して所定角度傾斜させた。

《作用》 上記構成による本発明によれば、駆動側のロッカーア
ームと被動側のロッカーアームとが連動状態のときに駆
動側のロッカーアームがリフトされると、プランジャー
にはこれの軸方向に沿った分力が作用する。

このため、上記分力がプランジャーの嵌脱方向に作用
するように上記油圧室と嵌合孔との軸芯を傾斜させれ
ば、駆動側ロッカーアームのリフトが開始される直前乃
至直後にプランジャーの嵌入作動が立ち上がって、プラ
ンジャーが嵌合孔に若干引掛かった状態で駆動側と被動
側とのロッカーアームが連動状態になったときに、プラ
ンジャーを油圧室内に押し戻し易くすることができ、ま
た、反対に上記分力がプランジャーの嵌入方向に作用す
るように上記嵌合孔と油圧室との軸芯を傾斜させれば、
プランジャーを嵌合孔内に嵌入し易くすることができ
る。

従って、プランジャーが嵌合孔に若干引掛かった状態
で被動側のロッカーアームが駆動側のロッカーアームに
よってリフトされることを可及的に防止できるようにな
り、もってリフト量が大きくなったリフトの途中で被動
側のロッカーアームが駆動側のロッカーアームから離脱
されることを可及的に防止できるようになる。

《実施例》 以下に、本発明の好適な一実施例を添付図面に基づき
詳述する。

第１図〜第４図は本発明のエンジンのバルブ駆動装置
を３バルブ方式のエンジンの吸気バルブ側に適用した場
合の実施例を示しており、第１図は本発明の要部である
吸気バルブ側の平面図、第２図はその吸気バルブ側の側
断面図、第３図は第２図のIII-III線矢視断面図、第４
図はその全体構成を示す側断面図である。

図において、１は吸気バルブであり、この吸気バルブ
１は１気筒当たりに２つ設けられている。また、２は排
気バルブで、この排気バルブ２は１気筒当たりに１つ設
けられている。３はカム軸で、このカム軸３には１気筒
当たりに３つの吸気バルブ駆動用のカム4a・4b・５と１
つの排気バルブ駆動用のカム６とが設けられている。３
つの吸気バルブ駆動用のカム4a・4b・５のうち２つは低
速用のカムピロフィールを有する低速用カム4a・4bで、
残りの１つが低速用カム4a・4bよりもリフト量の大きい
高速用のカムプロフィールを有する高速用のカム５にな
っており、低速用カム4a・4bは各気筒ごとにその両側端
に配置され、それらの間に高速用カム５と排気バルブ駆
動用のカム６とが配置されている。

カム軸３の上方にはこれに沿ってその両側方にロッカ
ーシャフト７・８が設けられており、排気バルブ２側の
ロッカーシャフト７にはカム軸３の排気バルブ駆動用カ
ム６と排気バルブ２のバルブステム2aとの間に掛け渡さ
れて排気バルブ駆動用のロッカーアーム24が揺動自在に
設けられている。また、吸気バルブ１側のロッカーシャ
フト８にはこれに揺動自在に３つの吸気バルブ駆動用の
ロッカーアーム９・10・11が配設されている。

両側部に設けられる２つのロッカーアームは低速用の
ロッカーアーム９・10で、それらの一方の揺動端のアー
ム部9a・10aはローラ12を介してカム軸３の低速用カム4
a・4bに転がり接触されるとともに、他方の揺動端のア
ーム部9b・10bは油圧式ラッシュアジャスター13を介し
て吸気バルブ１・１のバルブステム1a・1aに当接され
て、それら低速用カム4a・4bと吸気バルブ１・１との間
に略直線的に掛け渡されて設けられている。また、その
各低速用ロッカーアーム９・10はそれぞれ対称に形成さ
れている。

一方、これら２つの低速用ロッカーアーム９・10の側
方に隣接してそれらの間に設けられるロッカーアームは
高速用のロッカーアーム11で、この高速用ロッカーアー
ム11はその一方のカム軸３側の揺動端のアーム部11aが
スリッパー14によりカム軸３の高速用カム５に滑り接触
されている。また、この高速用ロッカーアーム11には、
第３図に示すようにその他方のバルブ側の揺動端のアー
ム部11bに、この高速用ロッカーアーム11をエンジンの
回転数等の運転状態に応じて、その両側の低速用ロッカ
ーアーム９・10に係脱させて連動状態または非連動状態
に切り替える油圧室切替手段15が設けられている。

この油圧室切替手段15は、高速用ロッカーアーム11の
バルブ側のアーム部11b内に一体形成された油圧室16
と、この油圧室16内に摺動自在に設けられて油圧室16内
の圧力が高圧になると低速用ロッカーアーム９・10側に
向けて側方に突出されるプランジャー17、及び高速用ロ
ッカーアーム11と低速用のロッカーアーム９・10とが共
にそれぞれのカム4a・4b・５のベースサークル上に当接
しているときの上記プランジャー17の位置に対応してそ
の各低速用ロッカーアーム９・10にそれぞれ形成された
プランジャー17の嵌合孔18と、この嵌合孔18内に設けら
れて上記油圧室16内の圧力が低圧のときに上記プランジ
ャー17を油圧室16側にリターンスプリング19で押し戻す
レシーバー20等とでなる。

上記油圧室16内には、これとロッカーシャフト８内の
油路8aとを結んでこのロッカーシャフト８と高速用ロッ
カーアーム11とに形成された給油通路21を通じて、図示
していない圧力調整器でエンジン回転数に応じて調圧さ
れた潤滑油が作動油として供給されるようになってい
る。

ところで、第１図と第３図とに示すように、油圧室16
と嵌合孔18との軸芯16a・18aは低速用ロッカーアーム９
・10と高速用ロッカーアーム11とが共に各カム4a・4b・
５のカムベースサークル上に摺接している時に一致され
ているのであるが、このときそれらはロッカーシャフト
８の軸芯8bに平行でこのロッカーシャフト８の軸芯8bを
通らない平面上に位置され、かつこの平面内でロッカー
シャフト８の軸芯8bに対して所定角度傾斜されている。

すなわち、従来ではロッカーシャフトの軸芯を通る平
面内に、そのロッカーシャフトの軸芯と平行にして油圧
室と嵌合孔との軸芯を同軸に位置させていたわけである
が、本実施例では油圧室16と嵌合孔18との軸芯16a・18a
は、ロッカーシャフト８の軸芯8aに平行でかつそのロッ
カーシャフト８の軸芯8aを通る平面に直交する平面上に
同軸に配置され、かつそれら２つの平面が直交する軸22
（つまり、上記従来の油圧室と嵌合孔との軸芯に相当す
る。）に対して所定角度θ傾斜される。

この図示例の場合では、上記の従来の軸芯に相当する
軸22に対して、高速用ロッカーアーム11に形成する油圧
室16の軸芯16aはこれに対応する嵌合孔18と反対側がカ
ムリフトの上昇時の揺動方向（接線方向）に向けて所定
角度θ傾斜され、低速用ロッカーアーム９・10に形成す
る嵌合孔18の軸芯18aはこれに対応する油圧室16と反対
側がカムリフトの下降時の揺動方向（接線方向）に向け
て所定角度θ傾斜されている。

従って、このようにしてなる本実施例のバルブ駆動装
置では、エンジンの高速回転域では、圧力調整器で調圧
された高油圧の潤滑油がロッカーシャフト８の油路8aか
ら給油通路21を通じて高速用ロッカーアーム11の油圧室
16内に供給され、これによりプランジャー17が低速用ロ
ッカーアーム９・10の収容室18内に嵌入して高速用ロッ
カーアーム11が低速用ロッカーアーム９・10に係合し、
それらが一体的になって連動状態になる。すると、吸気
バルブ１・１はリフト量の大きい高速用カム５によって
開閉駆動されることになり、高速用ロッカーアーム11は
駆動側のロッカーアームになり、低速用ロッカーアーム
９・10は被動側のロッカーアームになる。

一方、エンジンの低回転時には、圧力調整器によって
油圧室16内に供給される潤滑油の圧力は低下され、プラ
ンジャー17はレシーバ20のリターンスプリング19によっ
て油圧室16内に押し戻され、これにより高速用ロッカー
アーム11が低速用ロッカーアーム９・10から離脱してそ
れらが非連動状態になる。すると、２つの吸気のバルブ
１・１は低速用カム4a・4bによって開閉駆動されること
になる。

ところで、ロッカーシャフト８内の油路8aに供給され
る潤滑油の圧力は、カム軸３の回転位置つまり高速用ロ
ッカーアーム11のリフト時あるいは非リフト時に関わり
なく、圧力調整器でエンジンの回転数に応じてその低速
回転域では油圧式切替手段15を非連動状態にする低圧力
に、高回転域ではその油圧室切替手段を連動状態にする
高圧力に調圧される。

このため、低速用ロッカーアーム９・10と高速用ロッ
カーアーム11とを連動状態に切替える場合に、油圧室16
内の圧力上昇の立上がりが高速用ロッカーアーム11のリ
フト開始点の直前あるいは直後になることがある。する
と、プランジャー17が嵌合孔18に微少量嵌入した若干引
掛かっただけの状態でそれらが係合し、低速用ロッカー
アーム９・10と高速用ロッカーアーム11とが外れ易い不
完全な状態で一体的になってそれらのリフトが開始され
てしまう。

しかしながら、本実施例では、ロッカーシャフト８の
軸芯8bに対して油圧室16と嵌合孔18との軸芯16a・18a
を、低速用ロッカーアーム９・10と高速用ロッカーアー
ム11との揺動方向の接線方向に沿わせて、プランジャー
17の嵌入方向をカムリフトの上昇時の揺動方向と逆向き
に傾斜させているので、低速用ロッカーアーム９・10が
高速用ロッカーアーム11と一体になってリフトされる
と、プランジャー17にはその軸方向に沿ってプランジャ
ー17を油圧室16内に押し戻すように分力が作用する。こ
のため、上記のようにプランジャー17が嵌合孔18に若干
引掛かった状態であると、プランジャー17は油圧室16内
に押し戻されて外れ易くなり、プランジャー17が嵌合孔
18に若干引掛かった状態で低速用ロッカーアーム９・10
が高速用ロッカーアーム11によってリフトされることを
可及的に防止できるようになる。

この結果、高速用カム５と低速用カム4a・4bとのリフ
ト量の相対差が大きくなったリフトの途中で低速用ロッ
カーアーム９・10が高速用ロッカーアーム11から離脱し
て、上記低速用カム4a・4b上に落下することを可及的に
防止できるようになり、これに伴なう打音の発生及びバ
ルブ駆動装置の耐久性の低下を防止できるようになる。

第５図に示すものは、本発明の変形実施例を示してい
る。この実施例が前記実施例と異なる点は油圧室16と嵌
合孔18との軸芯16a・18aの傾斜方向を前記実施例とは逆
方向にしたことにある（第３図参照）。このように逆方
向に所定角度θ傾斜させるようにすると、低速用ロッカ
ーアーム９・10と高速用ロッカーアーム11とが連動状態
になって低速用ロッカーアーム９・10が高速用ロッカー
アーム11によってリフトされると、プランジャー17には
その軸方向に沿ってその嵌入方向に分力が作用するよう
になる。

このため、プランジャー17が嵌合孔18に若干引掛かっ
た状態で、低速用ロッカーアーム９・10と高速用ロッカ
ーアーム11とが一体的になって高速用カム５でリフトさ
れたときに、プランジャー17を油圧室16内に嵌入し易く
することができ、もってリフト量が大きくなっても低速
用ロッカーアーム９・10が高速用ロッカーアーム11から
離脱することを可及的に防止できるようになる。

この結果、低速用ロッカーアーム９・10が低速用カム
4a・4b上に落下することを可及的に防止して、これに伴
う打音の発生及びバルブ駆動装置の耐久性の低下を防止
できるようになる。

なお、これまでの説明では低速用ロッカーアーム９・
10と高速用ロッカーアーム11とをエンジンの運転状態に
応じて係脱させて、バルブを開閉駆動させるカムを適宜
使い分けるようにした、いわゆるセレクトバルブタイミ
ング機構に本発明を適用した例を示したが、ロッカーア
ームを、カムに当接される駆動側のロッカーアームとバ
ルブ側に当接される被動側のロッカーアームとに完全に
分離して、所定の運転状態のときにはその駆動側と被動
側のロッカーアームの係合を離脱させてバルブの作動を
停止させるようにした、いわゆるバルブ停止機構に本発
明を採用するようにしても良い。

《効果》 以上要するに本発明によれば、駆動側のロッカーアー
ムと被動側のロッカーアームとに形成する油圧室と嵌合
孔との軸芯を、ロッカーシャフトの軸芯に平行でかつこ
のロッカーシャフトの軸芯を通らない平面上に同軸に位
置させて設け、かつそれら油圧室と嵌合孔との軸芯を、
上記平面上に位置して上記ロッカーシャフトの軸芯と平
行な軸に対して所定角度傾斜させたので、駆動側のロッ
カーアームと被動側のロッカーアームとが連動状態のと
きに駆動側のロッカーアームがリフトされると、プラン
ジャーには軸方向に沿った分力が作用する。

このため、上記分力がプランジャーの嵌脱方向に作用
するように上記油圧室と嵌合孔との軸芯を傾斜させれ
ば、駆動側ロッカーアームのリフトが開始される直前な
いし直後にプランジャーの嵌入作動が立ち上がって、プ
ランジャーが嵌合孔に若干引掛かった状態で駆動側と被
動側とのロッカーアームが連動状態になったときに、プ
ランジャーを油圧室内に押し戻し易くすることができ、
また、反対に上記分力がプランジャーの嵌入方向に作用
するように上記嵌合孔と油圧室との軸芯を傾斜させれ
ば、プランジャを嵌合孔内に嵌入し易くすることができ
る。

従って、プランジャーが嵌合孔に若干引掛かった状態
で被動側のロッカーアームが駆動側のロッカーアームに
よってリフトされることを可及的に防止できるようにな
り、この結果、リフト量が大きくなったリフトの途中で
被動側のロッカーアームが駆動側のロッカーアームから
離脱されることを可及的に防止してバルブ駆動装置の耐
久性の低下を防ぐことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明のエンジンのバルブ駆動装置を
３バルブ方式のエンジンの吸気バルブ側に適用した場合
の実施例を示し、第１図は本発明の要部の吸気バルブ側
の平面図、第２図は第１図の側断面図、第３図は第２図
中のIII-III線矢視断面図、第４図はバルブ駆動装置の
全体構成を示す側断面図、第５図は本発明の変形実施例
を示す要部断面図で第３図に相当する図である。 １……（吸気）バルブ ３……カム軸 ５……（高速用）カム ８……ロッカーシャフト 8b……ロッカーシャフトの軸芯 ９・10……被動側たる低速用ロッカーアーム 11……駆動側たる高速用ロッカーアーム 16……油圧室 16a……油圧室の軸芯 17……プランジャー 18……嵌合孔 18a……嵌合孔の軸芯

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カム軸のカムに一端が摺接されてロッカー
   シャフトに揺動自在に軸支された駆動側ロッカーアーム
   と、該駆動側ロッカーアームの側方に隣接して上記ロッ
   カーシャフトに揺動自在に軸支されて設けられ少なくと
   も一端がバルブに当接された被動側ロッカーアームと、
   該被動側ロッカーアームと上記駆動側ロッカーアームと
   のいずれか一方に一体的に形成されエンジンの運転状態
   に応じて高油圧が供給される油圧室と、該油圧室内に摺
   動自在に設けられ該油圧室内が高圧になると上記他方の
   ロッカーアームに向けて突出され、かつ該油圧室内が低
   圧になると該油圧室内に押し戻されるプランジャーと、
   上記他方のロッカーアームに一体的に形成され上記プラ
   ンジャーが嵌入される嵌合孔とを備え、上記油圧室と嵌
   合孔との軸芯は上記ロッカーシャフトの軸芯に平行で該
   ロッカーシャフトの軸芯を通らない平面上に設けられ、
   かつそのロッカーシャフトの軸芯に対して所定角度傾斜
   されていることを特徴とするエンジンのバルブ駆動装
   置。