JP2566953Y2 - エンジンの弁作動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、エンジンの弁作動装
置、特にエンジンの低回転時と高回転時とで弁リフト特
性を切換えるようにしたエンジンの弁作動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、低中速運転時の高トルク特性
と高速運転時の出力向上とを両立させる目的で、運転状
態に応じて吸気弁または排気弁のリフト特性を異なら
せ、これによって、吸排気のタイミングあるいは吸排気
量を制御することが知られている（例えば、特開昭６３
−１６７０１６号公報、特開昭６３−５７８０６号公報
等参照）。

【０００３】これらは、その揺動先端が弁に当接する低
速用ロッカアームと、この低速用ロッカアーム間に設け
られ弁との当接部位を持たない自由カムフォロアである
高速用ロッカアームとが、共通のロッカシャフトに揺動
可能に支持され、低速用ロッカアームには低速用カム
が、高速用ロッカアームには低速用カムよりも開弁角度
または弁リフト量が大きくなるプロフィールを有する高
速用カムが、それぞれ摺接されている。

【０００４】そして、高速用ロッカアームと低速用ロッ
カアームとには、ロッカシャフトから所定の距離だけ離
れた揺動部位において、ロッカシャフトと平行な方向
に、それぞれ、嵌合穴が形成されると共に、この嵌合穴
内にプランジャが嵌装されており、作動油圧に応動して
プランジャが嵌合穴に嵌まり、あるいは嵌合穴から抜け
ることで、２つのロッカアームが連結されたり、その連
結が解かれたりする連結切換機構が設けられている。

【０００５】ところで、かかる従来のものにあっては、
それぞれの嵌合穴に嵌装された複数のプランジャが、嵌
合穴が同軸上に整列したときに、油圧を受けたプランジ
ャが相手プランジャを押しながら相手の嵌合穴に嵌まり
こむように構成されているので、プランジャと高速用ロ
ッカアームおよび低速用ロッカアームの嵌合穴との加工
精度は極めて高いものが要求され、コスト上昇の一因と
なっている。というのも、加工精度を下げ両者のクリア
ランスを大きく許容すると、まず、作動油圧の保持が保
証されず、さらに、嵌合穴とプランジャとの片当りによ
る摩耗や音が発生し好ましくないからである。

【０００６】そこで、本出願人は従来の嵌合穴にプラン
ジャを挿入し連結する構造ではなく、ロッカアームに設
けたロストモーション機構を利用して連結切換えを行う
ようにした弁作動装置を提案した（特願平３−９７２３
８号）。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案は、嵌合穴を穿設する必要がなく、加工精度が低くて
よいから、コスト低減は図り得るものの、自由カムフォ
ロアと当接する第２カムとの隙間がその隙間を構成する
いくつかの関連寸法の製造上のバラツキによって決定さ
れるため、このバラツキを吸収するとともに、新たな摩
耗や騒音を防止する対策が求められている。

【０００８】そこで、本考案の目的は、かかる従来の問
題を解消し、製造上のバラツキを吸収するとともに、摩
耗や騒音を低減することができるエンジンの弁作動装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本考案は、一端が吸気弁あるいは排気弁に連係さ
れ第１カムで駆動されるロッカアームと、該ロッカアー
ムに揺動自在に支承され第２カムで駆動される自由カム
フォロアと、該自由カムフォロアに関連し前記ロッカア
ームに位置調整可能に設けられたロストモーション機構
と、前記自由カムフォロアに設けられ、前記ロストモー
ション機構に連係する第１位置と、前記ロッカアームに
連結する第２位置とに移動可能な連係部材と、前記連係
部材の前記ロッカアームと前記ロストモーション機構と
への連係を切換え可能な連係切換え手段と、を有するこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】本考案によれば、自由カムフォロアに関連して
ロストモーション機構が位置調整可能にロッカアームの
所定位置に設けられているため、例え製造上のバラツキ
により自由カムフォロアと第２カムとの間に隙間が生ず
るようなことがあっても、これはロストモーション機構
のロッカアームに対する位置を調整することにより吸収
することができる。従って、摩耗や騒音を低減すること
ができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細
に説明する。

【００１２】図１ないし図４は、１つの気筒について同
一の機能を有する２つの弁（吸気弁，排気弁のいずれで
も良く、図示のものは吸気弁とする。）を備えたエンジ
ンに対して本考案を適用した場合の実施例を示してい
る。

【００１３】これについて説明すると、各気筒には２本
の吸気弁９に対応した単一のロッカアーム１が設けられ
る。ロッカアーム１の基端は、各気筒に共通なロッカシ
ャフト３を介してシリンダヘッドに揺動自在に支持さ
れ、ロッカアーム１の先端は吸気弁９のステム頂部に当
接する。

【００１４】ロッカアーム１は平面視においてほぼ矩形
に形成され、ロッカアーム１には、ほぼその中央上面
に、単一の自由カムフォロア２が設けられている。そし
て、図２において、自由カムフォロア２の左側には第１
カムとしての低速用カム２１が当接する耐摩耗性材料か
らなるカムフォロア部１Ａが設けられ、右側には、後述
のプロップ４を駆動する油圧駆動部３０が形成されてい
る。この自由カムフォロア２の基端はサブロッカシャフ
ト１６を介してロッカアーム１に揺動自在（相対回転可
能）に支持されている。サブロッカシャフト１６は自由
カムフォロア２に形成された穴１７に摺動可能に嵌合す
る一方、ロッカアーム１に形成された支持壁１８の穴１
９に圧入支持されている。

【００１５】自由カムフォロア２は吸気弁９に当接する
部位を持たず、その先端には第２カムとしての高速用カ
ム２２に摺接するカムフォロア部２Ａが円弧状に突出し
て形成されている。

【００１６】ロッカアーム１において自由カムフォロア
２の先端部周辺には中抜き空間１Ｃが設けられ、また自
由カムフォロア２の直下から若干偏倚した位置には、ロ
ストモーション機構２５を設けるための部分円弧部１Ｂ
が形成されている。ロストモーション機構２５は、筒状
のロストモーションボディ２５Ａとこのボディ２５Ａ内
の段付孔２７に収容されるスプリング２６とスプリング
リテーナ２８，２９とから構成され、部分円弧部１Ｂと
ロストモーションボディ２５Ａとが別体で構成されてい
る。そして、ロストモーションボディ２５Ａの外周には
ネジ部２５Ｂが形成され、ロストモーションボディ２５
Ａは部分円弧部１Ｂに位置調整自在に螺合され、部分円
弧部１Ｂ内にねじ込まれたロストモーションボディ２５
Ａは、本実施例では、所定の位置でロックナット３５に
より固定される。コイル状のロストモーションスプリン
グ２６の下端は、段付孔２７に形成した環状溝に装着さ
れる係止リング２７Ａに係止された下部スプリングリテ
ーナ２８に支持され、その上端は段付孔２７に摺動自在
に嵌合する有底筒状の上部スプリングリテーナ２９を付
勢している。

【００１７】さらに、上部スプリングリテーナ２９はそ
の端縁にフランジ２９Ａが形成され、このフランジ２９
Ａが段付孔２７に形成した段部２７Ｂに係合することに
よりストッパが構成され、上部スプリングリテーナ２９
の段付孔２７からの突出量が規制されている。かくて、
上部スプリングリテーナ２９の上面とロストモーション
ボディ２５Ａの上端面との高さが等しく維持されること
になる。

【００１８】なお、ロストモーションボディ２５Ａの段
付孔２７は上部スプリングリテーナ２９の摺動面より拡
径されて、上部スプリングリテーナ２９との間に環状空
間２５Ｃが形成されており、自由カムフォロア２の揺動
に起因して後述のプロップ４が上部スプリングリテーナ
２９の上面を摺動するとき、ロストモーションボディ２
５Ａにプロップ４の第１脚部４Ａが衝突するのを防止す
る機能をはたしている。

【００１９】一方、前述の自由カムフォロア２はカムフ
ォロア部２Ａの下側に、サブロッカシャフト１６の軸線
と平行な鍵穴状の空洞２Ｂを設けた形態とされ、空洞２
Ｂ内に連係部材としてのプロップ４が軸方向に移動自在
に設けられている。プロップ４は基本的に有底円筒形状
をなし、外周部に径方向に突出した第１脚部４Ａおよび
第２脚部４Ｂが設けられている。そして、プロップ４の
内孔４Ｃには、一端がロッカアーム１に当接されたガイ
ド筒５が摺動自在に嵌合され、このガイド筒５の頭部と
内孔４Ｃの底部との間には、プロップ４を、図２におい
て、右方向に付勢するリターンスプリング６が縮設され
ている。

【００２０】一方、プロップ４の底部にはロッカアーム
１に設けられた油圧駆動部３０の作動プランジャ３１が
当接している。すなわち、ロッカアーム１には前述のメ
インロッカシャフト３の軸線と平行に、空間１Ｃに開口
する段付貫通孔３２が穿設され、その小径側に上述の作
動プランジャ３１が摺動自在に嵌装され、大径側には中
心部に突起が形成された栓体３３が嵌着されている。そ
して、作動プランジャ３１と栓体３３との間には油圧室
３４が構成される。

【００２１】油圧室３４に作動油圧を導く油通路はロッ
カアーム１およびメインロッカシャフト３の内部を通し
て設けられる。ロッカアーム１には油圧室３４に一端が
開口するとともに、他端がメインロッカシャフト３に対
する軸受面を貫通する通孔４１が形成されている。メイ
ンロッカシャフト３の内部にはオイルギャラリ４２が軸
方向に形成され、このオイルギャラリ４２は通孔４３お
よび環状溝４４を介してロッカアーム１の通孔４１と連
通している。ここで、油圧室３４に導かれる作動油圧お
よび前述のリターンスプリング６によって、プロップ４
の連係切換え手段を構成する。

【００２２】オイルギャラリ４２には、図示しない切換
弁を介して、オイルポンプの吐出油圧が所定の高速運転
時に導かれる。切換弁の作動を電子制御するコントロー
ルユニットは、エンジン回転信号，冷却水温信号，潤滑
油の温度信号，過給機による吸気の過給圧力信号，スロ
ットルバルブの開度信号等を入力して、これらの検出値
に基づいてエンジントルクの急激な変動を抑えつつ、後
述する低速用カム２１と高速用カム２２との切換えを円
滑に行うようになっている。

【００２３】低速用カム２１とこれに隣接する高速用カ
ム２２とは、それぞれ共通のカムシャフトに一体形成さ
れ、エンジンの低回転時と高回転時において要求される
弁リフト特性を満足するように異なる形状（大きさが異
なる相似形も含む。）に形成されている。つまり、高速
用カム２２は低速用カム２１と比べ、弁リフト量もしく
は開弁期間の少なくとも一方を大きくするプロフィール
を有している。ここでは、弁リフト量，開弁期間を共に
大きくしてある。

【００２４】なお、本実施例にあっては、図５に拡大し
て示すように、第１脚部４Ａの左端とロストモーション
ボディ２５Ａの段付孔２７の内周縁との距離ＬＡが、第
２脚部４Ｂの左端とロストモーションボディ２５Ａの外
周縁との距離ＬＢよりも大きくなるように寸法関係が定
められている。換言すると、第２脚部４Ｂの方が、第１
脚部４Ａよりも早くロッカアーム１との連結関係が達成
されるように設定されている。

【００２５】上記構成になる本実施例にあっては、その
組付けに際して、プロップ４を装着した自由カムフォロ
ア２をサブロッカシャフト１６を介してロッカアーム１
に揺動自在に取付ける。そして、自由カムフォロア２の
摺動面２Ａが高速カム２２に当接すべくロストモーショ
ン機構２５のロッカアーム１へのねじ込み量を変え、隙
間がなくなるように調整される。

【００２６】しかして、エンジンの低速運転時、ロッカ
アーム１は低速用カム２１のプロフィールに従って揺動
し、各吸気弁９の開閉駆動を行う。このとき、自由カム
フォロア２は高速用カム２２によって揺動されるもの
の、リターンスプリング６の付勢力により、プロップ４
は図２に示す位置にあり、その第１脚部４Ａのみが、ロ
ストモーション機構２５の上部スプリングリテーナ２９
に当接した、第１位置での連係状態にある。従って、第
１脚部４Ａから上部スプリングリテーナ２９に入力され
ても、ロストモーションスプリング２６が撓むのみで、
ロッカアーム１の動きが妨げられることはない。

【００２７】これに対して、エンジンの高速運転時に、
作動油圧がオイルギャラリ４２および油通路４１を介し
て油圧室３４に導かれると、作動プランジャ３１はプロ
ップ４をリターンスプリング６に抗って移動させ、図６
に示す第２位置にもたらす。この状態では、プロップ４
の第１脚部４Ａおよび第２脚部４Ｂが、それぞれロスト
モーションボディ２５Ａの上端面に係合することによ
り、ロストモーションボディ２５Ａが螺合されたロッカ
アーム１および自由カムフォロア２が連結され一体とな
って、メインロッカシャフト３を中心として揺動するこ
とになる。

【００２８】ここに、高速用カム２２は低速用カム２１
に比較して、弁開度および弁リフト量が共に大となるよ
うに形成されているから、自由カムフォロア２と一体化
された揺動時はロッカアーム１のカムフォロア部１Ａが
低速用カム２１から浮き上がり、各吸気弁９は高速用カ
ム２２のプロフィールに従って開閉駆動され、弁開度お
よび弁リフト量が共に大きくなる。

【００２９】一方、エンジンの高回転域から再び低回転
域に移ると、切換弁の作動により油圧室３４に導かれる
油圧が低下し、リターンスプリング６の弾性復元力によ
りプロップ４および作動プランジャ３１が元の位置に移
動して、ロッカアーム１の拘束が解除される。

【００３０】これにより、低速用カム２１のプロフィー
ルに基づくトルク特性と高速用カム２２のプロフィール
に基づくトルク特性が合成され、低回転域から高回転域
に亘ってトルクを高められる。

【００３１】ところで、前述した本実施例においては、
作動油圧の発生が十分でなく、プロップ４の第１位置か
ら第２位置への移動が不十分であった場合であっても、
第２脚部４Ｂの方が優先的にロッカアーム１に連結され
るので、自由カムフォロア２の傾きが発生しづらくな
る。ただし、第２脚部４Ｂのロストモーションボディ２
５Ａとの連結部は第１脚部４Ａの連結部に比べ、自由カ
ムフォロア２の中央寄りに存するからである。この結
果、自由カムフォロア２への片当りが防止され、異音の
発生が低減される。

【００３２】

【考案の効果】以上の説明から明らかなように、本考案
によれば、従来のロストモーション機構をロッカアーム
に一体的に設けたのに比べ、自由カムフォロアと高速用
カムとの隙間を構成する要因を別体化すると共に、位置
調整可能とすることによって吸収することができるた
め、摩耗や騒音を低減することができるばかりか、簡単
な構造であるためコストの低減を図ることも可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す動弁系の平面図であ
る。

【図２】図１のII−II線に沿う縦断面図であり、ロッカ
アームと自由カムフォロアとの連結解除状態を示す（低
速運転時）。

【図３】図１のIII −III 線に沿う横断面図である。

【図４】図１のIV−IV線に沿う横断面図である。

【図５】図２のロストモーション機構部の拡大図であ
る。

【図６】図１のII−II線に沿う縦断面図であり、ロッカ
アームと自由カムフォロアとの連結状態を示す（高速運
転時）。

【符号の説明】

１ ロッカアーム １Ｂ 部分円弧部 ２ 自由カムフォロア ３ メインロッカシャフト ４ プロップ（連係部材） ４Ａ 第１脚部 ４Ｂ 第２脚部 ６ リターンスプリング ９ 吸気弁 １６ サブロッカシャフト ２５ ロストモーション機構 ２５Ａ ロストモーションボディ ２５Ｂ ネジ部 ２６ ロストモーションスプリング ２７ 段付孔 ２８ 下部スプリングリテーナ ２９ 上部スプリングリテーナ ３１ 作動プランジャ ３５ ロックナット

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が吸気弁あるいは排気弁に連係され
   第１カムで駆動されるロッカアームと、 該ロッカアームに揺動自在に支承され第２カムで駆動さ
   れる自由カムフォロアと、 該自由カムフォロアに関連し前記ロッカアームに位置調
   整可能に設けられたロストモーション機構と、 前記自由カムフォロアに設けられ、前記ロストモーショ
   ン機構に連係する第１位置と、前記ロッカアームに連結
   する第２位置とに移動可能な連係部材と、 前記連係部材の前記ロッカアームと前記ロストモーショ
   ン機構とへの連係を切換え可能な連係切換え手段と、 を有することを特徴とするエンジンの弁作動装置。