JP2849769B2 - ４サイクルエンジンの動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、運転状況に応じて吸・排気バルブのリフ
ト量や開弁時期等を変化させることができる４サイクル
エンジンの動弁装置に係り、特に低速用カムが限界回転
数以上で回転しないようにフェイルセイフ機能を備えた
４サイクルエンジンの動弁装置に関する。

（従来の技術） 一般に、自動車および自動二輪車等の車両に搭載され
る４サイクルエンジンでは、燃焼室上方に吸・排気バル
ブが配設されており、これらのバルブは動弁装置によっ
て駆動される。すなわち、上記動弁装置は、エンジンの
クランクシャフトに連動するカムシャフトを備え、この
カムシャフトに形成されたカムによって上記吸・排気バ
ルブを所定のタイミングで上下動させている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記４サイクルエンジンは、低回転数域か
ら中・高回転数域にかけての広い回転数域内で高い出力
が得られること、つまりパワーバンドが広帯域であるこ
とが望ましい。

しかし、従来の動弁装置では、バルブの開閉タイミン
グおよびリフト量が固定されているため、特定のエンジ
ン回転数域でピーク値を有する出力特性しか得られず、
したがって低回転数域の出力特性に重点を置くか、もし
くは中・高回転数域の出力特性に重点を置くかの選択を
余儀なくされる。

この発明は、上述の事情を考慮してなされたものであ
り、広い回転数域内で出力を向上させることができると
共に、低速用カムの作動中にエンジンが低速用カムの限
界回転数以上で回転しないようにして装置の故障を回避
できる４サイクルエンジンの動弁装置を提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、回動可能に支持されるとともにエキセン
トリック大径部が形成されたロッカシャフトと、このロ
ッカシャフトに直接嵌挿されて分岐先端部が形成された
低速用ロッカアームと、この低速用ロッカアームの両側
に配置されて上記エキセントリック大径部に嵌挿された
中高速用ロッカアームと、上記低速用および中高速用ロ
ッカアームをそれぞれ駆動する低速用カムおよび中高速
用カムと、を有し、上記中高速用ロッカアームの先端部
が上記低速用ロッカアームの分岐先端部に重ね合される
とともに、上記中高速用カムのカムプロフィールが低速
用カムのカムプロフィールと異なって形成され、また、
上記ロッカシャフトの回動により上記低速用カムおよび
中高速用カムが選択的に作動され、このロッカシャフト
の回動位置を位置センサが検知し、点火制御装置がエン
ジン回転数信号および上記位置センサからの信号に基づ
いて、点火カット回転数の設定を切替えるよう制御する
ことを特徴とするものである。

（作用） したがって、この発明に係る４サイクルエンジンの動
弁装置によれば、ロッカシャフトを所定角度回転させて
エキセントリック大径部を回転させることにより、上記
中高速用ロッカアームのカムフロア面を低速用ロッカア
ームのカムフロア面に対し上下方向に相対的に位置変化
させる。中高速用ロッカアームのカムフロア面を低速用
ロッカアームのカムフロア面に対し下方へ位置変化させ
たときには、中高速用ロッカアームと中高速用カムとの
当接が解除され、低速用ロッカアームと低速用カムとが
当接して、４サイクルエンジンのバルブはこの低速用カ
ムにより駆動する。

また、中高速用ロッカアームのカムフロア面を低速用
ロッカアームのカムフロア面に対しほぼ上方へまたは同
一位置に位置変化させたときには、低速用ロッカアーム
と低速用カムとの当接が解除され、中高速用ロッカアー
ムと中高速用カムとがそれぞれ当接して、４サイクルエ
ンジンのバルブはこの中高速用カムにより作動する。

このようにロッカシャフトを回動させることによるカ
ムの選択によって、広い回転数域に亘りエンジン出力を
向上させることができる。

さらに、点火制御装置は、エンジンが低速回転数域に
あり、かつ、位置センサからの信号により低速用カムが
作動していると判断したときに、点火カット回転数を例
えば低速用カムの限界回転数に設定する。また、点火制
御装置は、エンジン回転数が中高速回転数域にあり、か
つ、位置センサからの信号により中高速用カムが作動し
ていると判断したときに、点火カット回転数を例えば中
高速用カムの限界回転数に設定する。

さらに、点火制御装置は、エンジン回転数が低速用お
よび中高速用カムの切換回転数以上であるにも拘らず、
位置センサからの信号により低速用カムが作動している
と判断したときには、異常と診断して、点火カット回転
数を例えば低速用カムの限界回転数に設定し、点火カッ
トを実施してエンジン回転数を低減する。

この結果、低速用ロッカアームを駆動する低速用カム
が、この低速用カムの限界回転数以上の回転数で回転す
るのを防止でき、動弁装置の故障を回避できる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第３図は、この発明に係る４サイクルエンジンの動弁
装置の第１実施例を示す斜視図、第10図は第３図の動弁
装置が適用されたシリンダヘッドの部分平面図である。

この動弁装置は、エンジンの１つのシリンダにおける
吸気側と排気側にそれぞれ配設される。したがって、第
３図〜第６図に示すバルブ1,2は吸気または排気を行な
うために配置されている。

この一実施例は、低速用カム３、並びにこの低速用カ
ム３の一側方および他側方にそれぞれ配置された中高速
用カム４および５を有したカムシャフト６（第11図、第
５図、第６図）と、カム3,4および５のそれぞれの下方
に位置された低速用ロッカアーム７、中高速用ロッカア
ーム８および９と、これらのロッカアーム7,8および９
の支持部7a,8aおよび9aが嵌挿され、かつ後述のロッカ
シャフト軸受部28（第11図）によって回動自在に支承さ
れたロッカシャフト11と、を備えて構成される。

低速用ロッカアーム７の先端は２方に分岐し、これら
の両分岐先端部7bは、図示しないエンジンの燃焼室を開
閉する上記バルブ１および２のステム頭部にそれぞれ当
接している。また、低速用ロッカアーム７の支持部7a
は、ロッカシャフト11に直接嵌挿されて、回動可能に設
けられる。

中高速用ロッカアーム８の支持部8aは、ロッカシャフ
ト11よりも大径の偏心ブッシュ12を介して、ロッカシャ
フト11に対し回動可能に嵌挿される。この偏心ブッシュ
12は、第５図に示す如く、軸心がロッカシャフト11の中
心から偏心しており、抜止めピン10によってロッカシャ
フト11に着脱自在に固定される。したがって、この偏心
ブッシュ12は、ロッカシャフト11におけるエキセントリ
ック大径部として機能する。

第４図に示す如く、中高速用ロッカシャフト９の支持
部9aも、上記偏心ブッシュ12と同一の形状を有しかつ同
一方向に偏心する偏心ブッシュ13を介して、ロッカシャ
フト11に対し回動可能に嵌挿される。この偏心ブッシュ
13も抜止めピン10によりロッカシャフト11に着脱自在に
固定され、エキセントリック大径部として機能する。

また、中高速用ロッカアーム８および９の各先端部8b
および9bの下面は、低速用ロッカアーム７の一方および
他方の分岐先端部7bに、シム14aを介してそれぞれ当接
される。これらの低速用ロッカアーム７の分岐部7bと中
高速用ロッカアーム８および９の先端部8bおよび9bとの
接触点は、バルブ１および２の略軸線上に設定される。

したがって、第５図に示すように、低速用カム３が低
速用ロッカアーム７のカムフロア面7cを押下して、その
各分岐先端部7bを下降させた場合、ロッカアーム８およ
び９の各先端部8bおよび9bは、重力によりこの分岐先端
部7bに追従して下降する。一方、第６図に示すように中
高速用カム４および５が中高速用ロッカアーム８および
９のカムフロア面8cおよび9cをそれぞれ押下した場合に
は、これらのロッカアーム８および９の先端部8bおよび
9bが低速用ロッカアーム７の各分岐先端部7bを押下する
ことから、この分岐先端部7bが強制的に下降される。

なお、このシム14aは、縦断面Ｔ字形状のシムであ
り、低速用ロッカアーム７の両分岐先端部7bに上方から
嵌装される。また、バルブ１および２のバルブステム頭
部には有蓋円筒形状のシム14bが被冠され、このシム14b
に、低速用ロッカアーム７の分岐先端部7b下面が当接す
る。これらのシム14aおよび14bは、バルブ１および２の
タペットクリアランス調整用に用いられる。

また、前記カム3,4および５のうち、中高速用カム４
および５は同一のカムプロフィールを有し、また低速用
カム３はこれらの中高速用カム４および５のカムプロフ
ィールとは異なるカムプロフィールを有する。つまり、
低速用カム３は、エンジンが低回転数域で運転されてい
るときに適したバルブリフト量および開閉弁時期が得ら
れるようにそのカムプロフィールが設定される。また、
中高速用カム４および５は、エンジンが中・高回転数域
で運転されているときに適したバルブリフト量および開
閉弁時期が得られるようにそのカムプロフィールが設定
される。

上記バルブリフト量は、バルブ１および２のストロー
ク長であり、カムリフト量に対応する。第７図には、低
速用カム３のカムプロフィールを実線Ａ（カムリフト量
la）で示し、また中高速用カム４および５のカムプロフ
ィールを破線Ｂ（カムリフトlb）で示している。この第
７図から明らかなように、中高速用カム４および５は、
低速用カム３よりも大きなバルブリフト量が得られるよ
うにそのカムプロフィールが設定されている。

なお、第７図の二点鎖線Ｃは、ロッカシャフト11を回
動して偏心ブッシュ12および13の厚肉頂部12aおよび13a
を斜め前方へ位置させたとき（第５図）の中高速用カム
４および５におけるカムプロフィールを示す。

ところで、第１図、第３図、第10図および第11図に示
すように、ロッカシャフト11の回動は、エンジンからの
油圧によって作動する油圧シリンダ15、およびこの油圧
シリンダ15を制御するイグナイタ（後述）50によってな
される。この油圧シリンダ15のピストン（図示せず）に
はラック16が連結され、このラック16が、ロッカシャフ
ト11の一端部に形成されたピニオン17に噛み合される。
また、油圧シリンダ15には、低速用油圧ポート18および
中高速用油圧ポート19がそれぞれ設けられ、それぞれの
ポート18,19に油圧切替ソレノイドバルブ51によって選
択的にエンジンからの油圧が導かれる。

イグナイタ50は、シグナルジェネレータ52からのエン
ジン回転数信号に基づいて油圧切替ソレノイドバルブ51
を操作し、低速用カム３並びに中高速用カム４および５
の切替を制御する。

つまり、イグナイタ50は、エンジン回転数が低回転数
域（約8000〜9000rpm以下）にあるときに油圧切替ソレ
ノイドバルブ51を制御して、低速用油圧ポート18へ油圧
を供給する。すると、油圧シリンダ15内のピストン（図
示せず）が押し戻され、ラック16も引き戻され、ピニオ
ン17は第３図の矢印Ｏ方向に回転されて、偏心ブッシュ
12および13は第５図に示すように、その厚肉頂部12aお
よび13aが斜め前方へ位置するよう回動して低速用カム
３へ切替える。また、イグナイタ50は、エンジン回転数
が中・高回転域（約8000〜9000rpm以上）にあるときに
は、中高速用油圧ポート19へ油圧が供給されるよう油圧
切替ソレノイドバルブ51を制御する。すると、油圧シリ
ンダ15内のピストンが押し出され、ラック16も押し出さ
れて、ピニオン17は第３図の矢印Ｐ方向へ回動され、偏
心ブッシュ12および13は第６図に示すように、その厚肉
頂部12aおよび13aが斜め後方へ位置するよう回動して中
高速用カム４および５へ切替える。

ここで、ロッカシャフト11の回動は、油圧シリンダ等
15,16,17の作動により、偏心ブッシュ12,13の厚肉頂部1
2aおよび13aが常時ロッカシャフト11の上半側で斜め前
方から斜め後方の範囲を回動する。

上述のようなロッカシャフト11および油圧シリンダ15
等は、第10図および第11図に示すシリンダヘッド21に配
置される。ロッカシャフト11は、シリンダヘッド21の車
両前後および左右に１本ずつ計４本配置され、車両左右
方向に延びて配設される。各ロッカシャフト11は、シリ
ンダヘッド21に形成されたロッカシャフト軸受部28によ
り回動可能に支持される。これらのロッカシャフト11の
上方に、カムシャフト６を支持する下半軸受孔22が形成
される。

また、この下半軸受孔22付近にはバルブガイド23が配
置され、スタッドボルト挿通孔24が形成される。さら
に、シリンダヘッド21の上部には、ヘッドカバー27との
合せ面25が形成され、またシリンダヘッド21の車両左右
方向中央位置にカムチェーン室26が形成される。

このカムチェーン室26内に油圧シリンダ15およびラッ
ク16が配置される。このラック16は、第11図に示すよう
に、ロッカシャフト11のピニオン17に上方から噛み合う
よう構成される。また、低速用ロッカアーム７、中高速
用ロッカアーム８および９は、１本のロッカシャフト11
に２組設置される。各組の低速用ロッカアーム７および
中高速用ロッカアーム８および９は、ロッカシャフト11
に介在された位置決めスプリング29によって、ロッカシ
ャフト11とともにその位置が規制される。

第11図中、符号30は軸受ハウジングであり、この軸受
ハウジング30に形成された上半軸受孔31と前記下半軸受
孔22とによりカムシャフト６が回転自在に軸支される。

この軸受ハウジング30には、カムシャフト６と平行し
て潤滑油路32が形成される。この潤滑油路32には潤滑油
供給路33が連通され、この潤滑油供給路33を経てカムシ
ャフト６を潤滑した潤滑油が潤滑油路32内へ導かれる。
軸受ハウジング30には潤滑油注油口34が、潤滑油路32に
連通して形成される。この潤滑油注油口34から潤滑油路
32内の潤滑油が下方へ注油されて、低速用カム３および
低速用ロッカアーム7;並びに中高速用カム4,5および中
高速用ロッカアーム8,9が潤滑される。さらに、この潤
滑油路32内の潤滑油は、潤滑油リターン路35を経て上半
軸受孔31へ至り、カムシャフト６の潤滑用として再び用
いられる。

第12図（Ａ）および（Ｂ）並びに第13図にも示すよう
に、シリンダヘッド21にフェイルセイフ機構が設置され
る。つまり、シリンダヘッド21には、下半軸受孔22に上
部開口を有するセンサ油供給路36が穿設される。このセ
ンサ油供給路36は鉛直下方へ延び、この下部開口がロッ
カシャフト11の周面に至る。このセンサ油供給路36によ
って、カムシャフト６を潤滑した潤滑油がセンサ油とし
てロッカシャフト11の方向へ導かれる。このロッカシャ
フト11にはセンサ油ON・OFF溝37が、ロッカシャフト11
の軸方向に沿って刻設される。このセンサ油ON・OFF溝3
7は、中高速用カム４および５が中高速用ロッカアーム
８および９を駆動させるべくロッカシャフト11が回動し
て停止した位置（中高速回転数域位置）において、セン
サ油供給路36と連通するよう形成される（第12図
（Ｂ））。

さらに、シリンダヘッド21には、ロッカシャフト11の
端部周面に沿ってセンサ油リング溝38が形成される。こ
のセンサ油リング溝38は、ロッカシャフト11の回転セン
サ油OH・OFF溝37と常時連通すると共に、センサ油作動
路39にも連通する。このセンサ油作動路39はシリンダヘ
ッド21に水平に穿設され、シリンダヘッド21に螺装され
た位置センサとしてのプレッシャスイッチ40へセンサ油
を導く。したがって、ロッカシャフト11の中高回転数域
位置においてのみ、センサ油供給路36内のセンサ油がセ
ンサ油ON・OFF溝37を通ってセンサ油リング溝38および
センサ油作動路39へ導かれ、プレッシャスイッチ40をON
操作させる。

上述のセンサ油ON・OFF溝37は、エキゾースト左側お
よび右側並びにインテーク左側および右側の４本のロッ
カシャフト11の端部に全て形成される。また、センサ油
供給路36、センサ油リング溝38およびセンサ油作動路39
も、これらのセンサ油ON・OFF溝37の近傍に同様に形成
される。さらに、プレッシャスイッチ40も、シリンダヘ
ッド21のエキゾースト左側および右側並びにインテーク
左側および右側に各１個ずつ計４個配置される。

これら４個のプレッシャスイッチ40内に、第１図に示
すように抵抗ｒが設置され、あるいは４個のプレッシャ
スイッチ40に接続されたハーネスに抵抗ｒが接続され
る。そして、これら抵抗ｒを含めた４個のプレッシャス
イッチ40が並列接続され、それらがワイヤハーネス53に
よりイグナイタ50におけるCPU（central processing un
it）の入力ポート（図示せず）に接続される。このと
き、並行に接続された４個の抵抗の全抵抗値Ｒは、Ｒ≒
r/4である。

点火制御装置としてのイグナイタ50は３つの機能を有
し、１つは、シグナルジェネレータ52からのエンジン回
転数信号に基づいてバッテリ54からイグニッションコイ
ル55および56ヘ流す一次電流をコントロールし、点火を
制御する。ここにイグニッションコイル55は第１および
第２気筒用であり、イグニッションコイル56およびは第
２および第３気筒用である。イグナイタ50の第２の機能
は、前述したように、シグナルジェネレータ52からのエ
ンジン回転数に基づいて油圧切替ソレノイドバルブ51を
操作させ、低速用カム３並びに中高速用カム４および５
の切替を実施する。第３の機能は、前述第１の機能とも
関連するが、エンジンの点火カット回転数を制御する機
能である。

この第３の機能を詳説する。

イグナイタ50は、４個全てのプレッシャスイッチ40が
OFF操作されたとき、シグナルジェネレータ52にて検出
されたエンジン回転数が低速回転数域（約8000〜9000rp
m以下）ならば、正常と判断し、点火カット回転数を例
えば低速用カム３の限界回転数（約11000rpm）に設定す
る。また、イグナイタ50は、４個全てのプレッシャスイ
ッチ40がON操作されて、これらのプレッシャスイッチ40
の全抵抗値ＲがＲ≒r/4となったとき、全ての中高速用
カム４および５が作動していると判断する。このとき、
シグナルジェネレータ52にて検出されたエンジン回転数
が中・高速回転数域（約8000〜9000rpm以上）であれば
正常と判断し、点火カット回転数を例えば中高速用カム
４および５の限界回転数（約15000rpm）に設定する。

さらに、イグナイタ50は、第２図のフローチャートに
示すように、シグナルジェネレータ52にて検出されたエ
ンジン回転数が低速用カム３の限界回転数Nuf（第２図
参照）に至り、かつ４個のいずれかのプレッシャスイッ
チ40がOFF操作されてプレッシャスイッチ40の全抵抗値
ＲがＲ≧r/3となり、いずれかの低速用カム３が作動中
であると判断したときには、異常であると診断する。そ
して、このときイグナイタ50は、点火カット回転数を例
えば低速用カム３の限界回転数に設定し、点火カットを
実施してエンジン回転数を低下させる。

次に、作用効果を説明する。

エンジンが低回転数域にあるときに、イグナイタ50の
制御による油圧シリンダ15の作動によって、ロッカシャ
フト11が第３図の矢印Ｏ方向に回動すると、偏心ブッシ
ュ12および13のそれぞれの厚肉頂部12aおよび13aが斜め
前方に位置する（第５図）。これにより、中高速用ロッ
カアーム８および９のカムフロア面8cおよび9cが低速用
ロッカアーム７のカムフロア面7cに対し相対的に下方へ
移動する。したがって、中高速用カム４および５の周面
と中高速用ロッカアーム８および９のカムフロア面8cお
よび9cとの間に隙間が形成されることになり、その結
果、中高速用カム４および５は空転する。

また、このとき、低速用ロッカアーム７は、バルブス
プリング20の付勢力によってロッカシャフト11の軸心を
中心として常時上方へ押し上げられているので、そのカ
ムフロア面7cが低速用カム３の周面と当接する。したが
って、カムシャフト６が回転すると、バルブ１および２
は第７図に示した低速用カム３のリフト特性Ａに基づい
て上下動する。つまり、バルブ１および２は、低エンジ
ン回転数域に適したバルブのリフト量を確保しつつ、燃
焼室を開閉する。

一方、エンジンが中・高回転域にあるときに、イグナ
イタ50の制御による油圧シリンダ15の作動によって、ロ
ッカシャフト１が第３図の矢印Ｐ方向に回転すると、偏
心ブッシュ12および13のそれぞれ厚肉頂部12aおよび13a
が斜め後方に位置する（第６図）。これにより、中高速
用ロッカアーム８および９のカムフロア面8cおよび9cが
低速用ロッカアーム７のカムフロア面7cに対して相対的
に略上方または同一位置まで移動し、このカムフロア面
8cおよび9cがそれぞれ中高速用カム４および５の周面に
当接する。

ここで、第７図に示したように、中高速用カム４およ
び５は低速用カム３よりもカムリフト量が大きく形成さ
れているので、第６図に示す状態下でカムシャフト６が
回転された場合、低速用カム３は空転し、一方、中高速
用カム４および５がそれぞれ中高速用ロッカアーム８お
よび９を介して、第７図のリフト特性Ｂに基づきバルブ
１および２を駆動する。この結果、バルブ１および２
は、エンジンの中・高回転数域に適したバルブリフト量
を確保しつつ、燃焼室を開閉する。

上記実施例によれば、低速用カム３にエンジンの低回
転数域に適したカムプロフィールが形成され、中高速用
カム４および５にエンジンの中・高回転数域に適したカ
ムプロフィールが形成され、さらにロッカシャフト11の
偏心ブッシュ12および13に中高速用ロッカアーム８およ
び９をそれぞれ回動自在に嵌挿し、ロッカシャフト11に
直接低速用ロッカアーム７を嵌挿して、ロッカシャフト
11の回動により、低速用カム３と低速用ロッカアーム７
との当接、中高速用カム４および５と中高速用ロッカア
ーム８および９とのそれぞれの当接を選択できるので、
バルブ１および２を低速用カム３あるいは中高速用カム
4,5にて選択的に駆動させることができる。したがっ
て、エンジンの低回転数域から中・高回転数域にかけて
の広い回転数域で、４サイクルエンジンの出力を向上さ
せることができる。

また、低速用カム３、中高速用カム４および５の選択
を偏心ブッシュ12および13の回動によって行なっている
ので、カム3,4,5の選択時に各部に大きなストレスが生
ずることがない。このため、カム3,4,5をスムーズに選
択することができる。

さらに、低速用カム３および低速用ロッカアーム７が
作動するエンジン低回転数域では、ロッカシャフト11が
第12図（Ａ）に示す低回転数域位置にあるので、センサ
油供給路36内のセンサ油は、ロッカシャフト11の周面に
より遮断される。このため、４個のプレッシャスイッチ
40はOFF状態となる。イグナイタ50は、４個のプレッシ
ャスイッチ40の全てがOFF操作されているとき、全ての
低速用カム３が作動していると判断する。そして、この
とき、イグナイタ50は、シグナルジェネレータ52からエ
ンジン低速回転数域（約8000〜9000rpm以下）である旨
の信号を入力しているので、正常であると判断し、点火
カット回転数を例えば低速用カム３の限界回転数（約11
000rpm以下）に設定して、エンジン回転数を制御する。

一方、中高速用カム４および５並びに中高速用ロッカ
アーム８および９が作動するエンジン中高回転数域で
は、ロッカシャフト11は第12（Ｂ）に示す中高回転数域
位置となる。この結果、センサ油供給路36とセンサ油ON
・OFF溝37とが連通し、センサ油供給路36内のセンサ油
はセンサ油ON・OFF溝37、センサ油リング溝38およびセ
ンサ油作動路39を通ってプレッシャスイッチ40へ至り、
このプレッシャスイッチ40をON操作させる。

イグナイタ50は、４個のプレッシャスイッチ40の全て
がON操作されて、全抵抗値ＲがＲ≒r/4となったとき、
全ての中高速用カム４および５が作動していると判断す
る。そして、このときには、シグナルジェネレータ52か
らエンジン中高回転数域（約8000〜9000rpm以上）であ
る旨の信号を入力しているので、イグナイタ50は正常で
あると判断し、点火カット回転数を中高速用カムの限界
回転数（約15000rpm）に設定して、エンジン回転数を制
御する。

また、シグナルジェネレータ52からエンジン回転数が
低速用カムの限界回転数に至った旨の信号がイグナイタ
50に入力されているとき、何らかの原因でいずれかのロ
ッカシャフト11が回転せず、いずれかのプレッシャスイ
ッチ40がON操作されていなかったとする。このとき、プ
レッシャスイッチ40の全抵抗値ＲがＲ≧r/3となるの
で、イグナイタ50は未だいずれかの低速用カム３が作動
していると判断し、異常であると診断する。このとき、
イグナイタ50は、点火カット回転数を例えば低速用カム
の限界回転数（約11000rpm）に設定して点火カットを実
施し、エンジン回転数を制御する。その結果、動弁装置
の故障を回避できる さらに、プレッシャスイッチ40が常時OFFのタイプで
あるため、このプレッシャスイッチ40に断線等があった
り、結線忘れがあったとき、点火カット回転数は低速用
カムの限界回転数に設定される。このため、エンジン回
転数が上昇せず、安全サイドに働く。

また、４個のプレッシャスイッチ40が並列に接続さ
れ、これらが１本のワイヤーハーネス53によりイグナイ
タ50のCPUに接続されるので、このイグナイタ50のCPU入
力ポートの数やワイヤーハーネスの本数を低減でき、コ
ストダウンを図ることができる。

第14図〜第19図は、この発明に係る４サイクルエンジ
ンの動弁装置の第２実施例におけるフェイルセイフ機構
を示す図である。この第２実施例において、前記実施例
と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省
略する。

シリンダヘッド21には、第14図および第15図に示すよ
うに、インテーク側ロッカシャフト11の端部およびこの
端部近傍に、前記実施例と同様なセンサ油供給路36、セ
ンサ油ON・OFF溝37、センサ油リング溝38およびセンサ
油作動路39が形成され、プレッシャスイッチ40が設置さ
れる。したがって、プレッシャスイッチ40は、シリンダ
ヘッド21のインテーク側に２個設置されることになる。

また、エキゾースト側のロッカシャフト端部近傍のシ
リンダヘッド21には、第16図に示すように、センサ油リ
ング溝41がセンサ油リング溝38と同様に形成される。そ
して、このセンサ油リング溝41とセンサ油リング溝38と
を連通するセンサ油連絡路42が、第17図〜第19図（Ａ）
および（Ｂ）に示すようにシリンダヘッド21に形成され
る。さらに、エキゾースト側のシリンダヘッド21端部に
は、センサ油ON・OFF溝43が形成され、このセンサ油ON
・OFF溝43と連通可能なセンサ油ドレン路44がシリンダ
ヘッド21に穿設される。

このセンサ油ドレン路44は、上部開口がシリンダヘッ
ド21の内部に開放するように形成される。また、センサ
油ON・OFF溝43はロッカシャフト11の低回転数域位置で
センサ油ドレン路44に連通し（第18図（Ａ））、ロッカ
シャフト11の中高回転数域位置でセンサ油ドレン路44と
連通しない位置に形成される（第18図（Ｂ））。

したがって、低速用カム３および低速用ロッカアーム
７が作動するエンジン低回転数域では、第18図（Ａ）お
よび第19図（Ａ）に示すように、インテーク側のロッカ
シャフト11におけるセンサ油ON・OFF溝37がセンサ油供
給路36と連通せず、エキゾースト側のロッカシャフト11
におけるセンサ油ON・OFF溝43がセンサ油ドレン路44と
連通するので、プレッシャスイッチ40に油圧が作用せ
ず、このプレッシャスイッチ40はOFF操作される。

一方、中高速用カム４および５並びに中高速用ロッカ
アーム８および９が作動するエンジン中高回転数域で
は、第18図（Ｂ）および第19図（Ｂ）に示すように、イ
ンテーク側のロッカシャフト11におけるセンサ油ON・OF
F溝37がセンサ油供給路36と連通し、エキゾースト側の
ロッカシャフト11におけるセンサ油ON・OFF溝43がセン
サ油ドレン路44と連通せず、このロッカシャフト11の周
面で遮断されるので、センサ油供給路36内のセンサ油
は、センサ油ON・OFF溝37、センサ油リング溝38、セン
サ油連絡路42およびセンサ油作動路39を経てプレッシャ
スイッチ40へ至り、このプレッシャスイッチ40をON操作
させる。

プレッシャスイッチ40は、シリンダヘッド21のインテ
ーク側左右に１個ずつ計２個設置され、第１図の実線で
示すように、これらのプレッシャスイッチ40に前記第１
実施例と同様にして抵抗値ｒが設置される。抵抗値ｒを
含めた２個のプレッシャスイッチ40は並列に接続され、
ワイヤハーネス53にてイグナイタ50のCPUに接続され
る。このときのプレッシャスイッチ40全体の全抵抗値Ｒ
は、Ｒ≒r/2である。

また、この場合、イグナイタ50は２個のプレッシャス
イッチ40が全てOFF操作されたとき、全ての低速用カム
３が作動していると判断する。そして、このとき、シグ
ナルジェネレータ52にて検出されたエンジン回転数が低
回転数域（約8000〜9000rpm以下）ならば、イグナイタ5
0は正常であると診断し、点火カット回転数を例えば低
速用カム３の限界回転数（約11000prm）に設定する。ま
た、イグナイタ50は、２個のプレッシャスイッチ40が全
てON操作されて、プレッシャスイッチ40の全抵抗値Ｒが
Ｒ≒r/2となったときに、全ての中高速用カム４および
５が作動していると判断する。そして、このとき、シグ
ナルジェネレータ52にて検出されたエンジン回転数が中
高回転数域（約8000〜9000rpm以上）であれば、イグナ
イタ50は正常であると診断し、点火カット回転数を中高
速用カム４および５の限界回転数（約15000rpm）に設定
する。

また、２個のいずれか一方のプレッシャスイッチ40が
OFF操作されて、プレッシャスイッチ40の全抵抗値Ｒが
Ｒ≧ｒとなったときには、イグナイタ50はいずれかの低
速用カム３が作動中であると判断する。そして、このと
き、シグナルジェネレータ52にて検出されたエンジン回
転数が低速用カム３の限界回転数Nuf（第２図参照）に
至っているときには、イグナイタ50では異常であると診
断し、点火カット回転数を例えば低速用カム３の限界回
転数に設定して、点火カットを実施しエンジン回転数を
低下させる。

したがって、この第２実施例の場合にも、作動中のカ
ムの種類によって点火カット回転数を切り替えることが
できる。しかも、低速用カム３のいずれかが作動中には
点火カット回転数をこの低速用カム３の限界回転数に設
定するので、エンジンが低速用カム３の限界回転数以上
に回転せず、動弁装置の故障も回避できる。また、プレ
ッシャスイッチ40が常時OFFタイプであり、ワイヤハー
ネス53も１本であるため、前記実施例と同様な効果を奏
する。しかも、この第２実施例では、シリンダヘッド21
にプレッシャスイッチ40を２個設置すればよいので、こ
の分コストの低減を図ることができる。

第20図は、この発明に係る４サイクルエンジンの動弁
装置の第３実施例におけるフェールセイフコントロール
装置を示す結線図である。この第３実施例において前記
第１実施例および第２実施例と同様な部分は、同一の符
号を付すことにより説明を省略する。

この第３実施例では、点火制御装置としてのイグナイ
タ60は、ワイヤハーネス61,62,63および64を用いて、あ
るいはワイヤハーネス60および61を用いて、各プレッシ
ャスイッチ40と直接接続する。このプレッシャスイッチ
40は、前記第１実施例のようにシリンダヘッド21に４個
設置されている場合と、第２実施例のようにシリンダヘ
ッド21に２個設置されている場合とがある。

イグナイタ60は、シグナルジェネレータ52からエンジ
ン回転数が低速回転数域にある旨の信号を受け、４個全
ての（あるいは２個全ての）プレッシャスイッチ40から
OFF信号を入力した場合には、全ての低速用カム３が作
動中であると判断し、正常であると診断して、点火カッ
ト回転数を低速用カム３の限界回転数（約11000rpm）に
設定する。また、イグナイタ60は、シグナルジェネレー
タ52からエンジン回転数が中高回転数域にある旨の信号
を受け、４個全ての（あるいは２個全ての）プレッシャ
スイッチ40からON操作信号を入力しているときには、全
ての中高速用カム４および５が作動中であると判断し、
正常であると診断して、点火カット回転数を中高速用カ
ム４および５の限界回転数（約15000rpm）に設定する。

さらに、イグナイタ60は第21図に示すように、エンジ
ン回転数が低速用カム３の限界回転数に至った旨の信号
をシグナルジェネレータ52から入力し、このとき、４
（あるいは２）個のプレッシャスイッチ40のうち少なく
とも１つのプレッシャスイッチ40がOFF操作している旨
の信号を入力すると、少なくとも１つの低速用カム３が
作動中であると判断し、異常であると診断する。そし
て、イグナイタ60は、点火カット回転数を低速用カム３
の限界回転数に設定し、点火カットを実施してエンジン
回転数を低下させる。

したがって、この第３実施例においても、イグナイタ
60のCPU入力ポートの数が増加する点を除けば、前記第
１および第２実施例と同様な効果を奏する。

なお、上記第１〜第３実施例では、中高速用カム４お
よび５のカムプロフィールが第７図の破線Ｂに示すもの
である場合を述べたが、この中高速用カム４および５の
カムプロフィールを第８図の破線Ｂ′あるいは第９図の
破線Ｂ″に示すものとして、エンジンの中・高回転時に
おけるバルブ１および２のリフトを変更してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る４サイクルエンジンの
動弁装置によれば、回動可能に支持されたロッカシャフ
トにエキセントリック大径部が形成され、、中高速用ロ
ッカアームがこのエキセントリック大径部に嵌挿される
と共に、低速用ロッカアームが中高速用ロッカアームの
間に配置されて直接ロッカシャフトに嵌挿されたことか
ら、ロッカシャフトの回動による上記カムの選択によっ
て、広い回転数域に亘りエンジン出力を向上させること
ができる。

また、ロッカシャフトの回動により低速用カムおよび
中高速用カムが選択的に作動され、このロッカシャフト
の回動位置を位置センサが検知し、点火制御装置がエン
ジン回転数信号および上記位置センサからの信号に基づ
いて、点火カット回転数の設定を切り替えるよう制御す
ることから、低速用カムの作動中にエンジンがこの低速
カムの限界回転数以上の回転数で回転しないようにで
き、動弁装置の故障を回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３図の動弁装置におけるフェイルセイフコン
トロール装置を示す結線図、第２図は第１図のイグナイ
タの作動を示すフローチャート、第３図はこの発明に係
る４サイクルエンジンの動弁装置の第１実施例を示す斜
視図、第４図は第３図の動弁装置の平面図、第５図およ
び第６図は第３図の動弁装置の作用を示す動作状態図、
第７図は第３図のカムのカムプロフィールを示す図、第
８図および第９図は第７図に示すカムプロフィールのそ
れぞれの変形例を示す図、第10図は第３図の動弁装置が
適用されたシリンダヘッドの部分平面図、第11図は第10
図のXI−XI線に沿う断面図、第12図（Ａ）および（Ｂ）
は第10図のXII−XII線に沿う断面図、第13図は第12図
（Ａ）および（Ｂ）に示すフェイルセイフ機構の油路を
示す斜視図、第14図はこの発明に係る４サイクルエンジ
ンの動弁装置の第２実施例が適用されたシリンダヘッド
を示す部分平面図、第15図、第16図および第17図は第14
図のXV−XV線、XVI−XVI線およびXVII−XVII線に沿う断
面図、第18図（Ａ）および（Ｂ）は第17図のフェイルセ
イフ機構を抽出して示す作動図、第19図（Ａ）および
（Ｂ）は第18図（Ａ）および（Ｂ）のフェイルセイフ機
構を示す作動状態斜視図、第20図はこの発明に係る４サ
イクルエンジンの動弁装置の第３実施例におけるフェイ
ルセイフコントロール装置を示す結線図、第21図は第20
図のイグナイタの作動を示すフローチャートである。 1,2……バルブ、３……低速用カム、4,5……中高速用カ
ム、７……低速用ロッカアーム、8,9……中高速用ロッ
カアーム、11……ロッカシャフト、12,13……偏心ブッ
シュ、36……センサ油供給路、37……センサ油ON・OFF
溝、38……センサ油リング溝、39……センサ油作動路、
40……プレッシャスイッチ、50……イグナイタ、52……
シグナルジェネレータ、53……ワイヤハーネス、55,56
……イグニッションコイル、Ａ……低速用カムのカムプ
ロフィール、Ｂ……中高速用カムのカムプロフィール。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回動可能に支持されるとともにエキセント
   リック大径部が形成されたロッカシャフトと、このロッ
   カシャフトに直接嵌挿されて分岐先端部が形成された低
   速用ロッカアームと、この低速用ロッカアームの両側に
   配置されて上記エキセントリック大径部に嵌挿された中
   高速用ロッカアームと、上記低速用および中高速用ロッ
   カアームをそれぞれ駆動する低速用カムおよび中高速用
   カムと、を有し、上記中高速用ロッカアームの先端部が
   上記低速用ロッカアームの分岐先端部に重ね合されると
   ともに、上記中高速用カムのカムプロフィールが低速用
   カムのカムプロフィールと異なって形成され、また、上
   記ロッカシャフトの回動により上記低速用カムおよび中
   高速用カムが選択的に作動され、このロッカシャフトの
   回動位置を位置センサが検知し、点火制御装置がエンジ
   ン回転数信号および上記位置センサからの信号に基づい
   て、点火カット回転数の設定を切替えるよう制御するこ
   とを特徴とする４サイクルエンジンの動弁装置。