JP2999571B2 - エンジンの弁作動装置 - Google Patents

エンジンの弁作動装置

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JP2999571B2 JP4939591A JP4939591A JP2999571B2 JP 2999571 B2 JP2999571 B2 JP 2999571B2 JP 4939591 A JP4939591 A JP 4939591A JP 4939591 A JP4939591 A JP 4939591A JP 2999571 B2 JP2999571 B2 JP 2999571B2
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吉彦 山田
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、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63−57805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2つ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ワで
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】従来、かかる弁作動装置において、組み付
け性の向上を図ったものとして、特開平1−17740
2号公報に記載の方法が知られている。
【0005】このものは、ロッカシャフトによる押し出
し可能な単一のダミーシャフトを各自由および駆動ロッ
カアームに挿通するとともに、組み付け治具で第1およ
び第2駆動ロッカアームを着脱可能に連結して各ロッカ
アームをユニット化し、そのユニット状態で各ロッカア
ームのロッカシャフトへの組み付けを行うようにしてい
る。
【0006】そして、カムシャフト組み込み前におけ
る、ロッカシャフトへの組み付け状態での自由ロッカア
ームの所定量を越える回動、いわゆる反転を防止するた
めに、駆動ロッカアームの間に配置される自由ロッカア
ームの側面に、肉抜きにより凹部を形成するとともに、
該凹部に入り込むスプリングピンを駆動ロッカアームの
対向側面に圧入固定している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の技術は、特別な組み付け治具を要したり、凹部の
形成やピンの圧入工程などを必要とし、面倒である上に
コストが嵩むという問題があった。
【0008】本発明の目的は、かかる従来の問題を解消
し、組み付け作業を簡単に行い得るとともにコスト低減
をはかることの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、本発明は一端が吸気弁あるいは排気弁に当接さ
れ、第1カムに駆動されてロッカシャフト回りに揺動す
るロッカアームと、該ロッカアームに支持された軸に揺
動可能にそのボス部が支承され、第2カムで駆動される
自由カムフォロアと、前記ロッカアームと自由カムフォ
ロアとの相互の連結および連結解除を切換え可能な連結
切換え手段と、前記自由カムフォロアを前記第2カムに
向けて付勢する付勢手段とを備えたエンジンの弁作動装
置において、前記自由カムフォロアのボス部に突出部を
設け、該自由カムフォロアの揺動量が所定量になるとき
該突出部が当接するストッパを前記ロッカアームに設け
たことを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、ロッカアームと自由カムフォ
ロアとをロッカシャフトに組み付けるに際しては、まず
自由カムフォロアのボス部にロッカアームに支持される
軸を挿通すればよい。
【0011】かかる状態で、付勢手段により自由カムフ
ォロアが付勢され、所定量を越えて回動しようとして
も、ボス部に設けられた突出部がロッカアームに設けた
ストッパに当接する。
【0012】従って、自由カムフォロアは所定量を越え
て揺動、すなわち反転することが防止される。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0014】図1,図2および図3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
ンジンに対して本発明を適用した場合の実施例を示して
いる。
【0015】これについて説明すると、各気筒には2本
の吸気弁9に対応した単一のメインロッカアーム1が設
けられる。メインロッカアーム1の基端は各気筒に共通
なメインロッカシャフト3を介してシリンダヘッドに揺
動自在に支持され、メインロッカアーム1の先端は吸気
弁9のステム頂部に当接する。
【0016】メインロッッカアーム1にはシャフト13
にニードルベアリング12を介してローラ14が回転自
在に支承され、このローラ14は第1カムとしての低速
用カム21に転接する。
【0017】メインロッカアーム1は平面視においてほ
ぼ矩形に形成され、メインロッカアーム1にはローラ1
4と並んで単一の自由カムフォロアとしてのサブロッカ
アーム2が設けられている。このサブロッカアーム2の
基端はサブロッカシャフト16を介してメインロッカア
ーム1に相対回転可能に連結されている。サブロッカシ
ャフト16はサブロッカアーム2に形成された穴17に
摺動可能に嵌合する一方、メインロッカアーム1に形成
された穴18に圧入されている。
【0018】サブロッカアーム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。
【0019】メインロッカアーム1にはサブロッカアー
ム2の直下に位置して、付勢手段としてのロストモーシ
ョンスプリング25を収容する円柱状の凹部26が形成
されている。コイル状のロストモーションスプリング2
5の下端は、凹部26に形成した環状溝26Aに装着さ
れる係止ワッシャ26Bに係止し、その上端は凹部26
に摺動自在に嵌合する有底筒状のスプリングリテーナ2
7を付勢している。
【0020】一方、前述のサブロッカアーム2にはその
ボス部に一体的に、上述のカムフォロア部2Aと逆側に
突出部2Bが設けられるとともに、下端部には突部2C
が設けられている。そして、突出部2Bはサブロッカア
ーム2のサブロッカシャフト16を中心とするカム22
向きの回動が所定量を越えるとロッカアーム1に形成さ
れたストッパ1Aに当接し、突部2Cはスプリングリテ
ーナ27の上面に当接可能に構成されている。
【0021】図4,図5に示すように、両ロッカアーム
1および2の相対回転を係止可能とする連結切換え手段
として、サブロッカアーム2には、第1プランジャ31
を摺動自在に嵌合させる穴32が形成され、メインロッ
カアーム1には、第2および第3のプランジャ33およ
び34を摺動自在に嵌合させる穴35および36がそれ
ぞれ形成されている。そして、第2プランジャ33の背
後に油室37が画成される一方、第3プランジャ34の
背後にはリターンスプリング38が介装される。
【0022】各穴32,35および36は所定位置で互
いに同軸方向に連続し、かつ同一径で形成される。図5
に示すように、油室37に導かれる作動油圧により第2
プランジャ33が穴35および32に、第1プランジャ
31が穴32および36に亘ってそれぞれ同時に嵌合す
ることにより、メインロッカアーム1とサブロッカアー
ム2が一体化するようになっている。
【0023】図4に示すように、リターンスプリング3
8の付勢力により第2プランジャ33の一端が穴35の
端面に一致した状態では、各プランジャ31,33およ
び34が各穴32,35および36にそれぞれ収まっ
て、メインロッカアーム1の揺動を拘束しないようにな
っている。
【0024】第3プランジャ34の嵌合する穴36の一
端にはリターンスプリング38の一端を係止する栓体3
9が圧入され、栓体39には必要に応じ空気抜き孔を開
口させてもよい。
【0025】油室37に作動油圧を導く油通路41はメ
インロッカアーム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。メインロッカアーム1には油室
37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43が形成され
ている。ロッカシャフト3の内部にはオイルギャラリ4
4が軸方向に形成され、このオイルギャラリ44から通
孔46および環状溝47を介してメインロッカアーム1
の通孔43と連通している。
【0026】オイルギャラリ44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の切換えを円滑に行う
ようになっている。
【0027】低速用カム21とこれに隣接する高速用カ
ム22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。
【0028】上記構成になる本実施例にあっては、エン
ジンの低速運転時、メインロッカアーム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、サブロッカアーム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
38の付勢力により各プランジャ33,31および34
が各穴35,32および36にそれぞれ収容された状態
にあり、メインロッカアーム1の動きが妨げられること
はない。
【0029】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44および油通路43を介して
油室37に導かれると、各プランジャ33,31および
34はリターンスプリング38に抗して移動し、第2プ
ランジャ33が穴35および32に亘って嵌合するとと
もに、第1プランジャ34が穴32および36に亘って
嵌合することにより、2つのロッカアーム1および2が
連結され一体となって揺動することになる。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、サブロッカアーム2と一体化された揺動時はメイン
ロッカアーム1のローラ14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。
【0030】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室37に導かれる油
圧が低下し、リターンスプリング38の弾性復元力によ
り各プランジャ33,31および34が元の位置に移動
して、メインロッカアーム1の拘束が解除される。
【0031】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。
【0032】また、本実施例にかかる弁作動装置を組み
付けるに際しては、まずロッカアーム1に対し、ロスト
モーションスプリング25とスプリングリテーナ27、
および第2プランジャ33とリターンスプリング38と
第3プランジャ34とをそれぞれ組み込んだ後に、第1
プランジャ31が組み込まれたサブロッカアーム2をロ
ッカアーム1の所定位置に置き、サブロッカアーム2に
形成された穴17に遊嵌する形態でサブロッカアームシ
ャフト16をロッカアーム1の穴18に圧入する。
【0033】すると、サブロッカアーム2はロストモー
ションスプリング25に付勢されて、図2において、反
時計回りに回動しようとするが、突出部2Bがロッカア
ーム1に形成されたストッパ1Aに当接し反転が防止さ
れる。この結果、サブロッカアーム2がサブアッセンブ
リされた状態でロッカアーム1を容易に搬送すること
や、その後のエンジンへの組み付けが容易に行われる。
【0034】また、本実施例においては、ロッカアーム
の揺動中心であるロッカシャフト3の近傍に突出部2B
を形成したので、サブロッカアーム2と一体化されるロ
ッカアーム1の慣性質量を増大させることがなく、弁の
高速運動性に支障を来さない。
【0035】さらに、突出部2Bがロッカアーム1に衝
突する際の速度は小さいので、突出部2Bは小さく形成
しても反転防止機能は十分に確保できる。
【0036】なお、サブロッカアーム2は、通常、鍛
造、精密鋳造、あるいは燒結などによって製造されるも
ので、突出部2Bを形成しても、その製造コストは変わ
らない。
【0037】
【発明の効果】以上の説明から明らかように、本発明に
よれば、自由カムフォロアのボス部に突出部を設け、該
自由カムフォロアの揺動量が所定量になるときに、該突
出部が当接するストッパを前記ロッカアームに設けたの
で、自由カムフォロアの反転を防止し、組み付け作業を
簡単に行い得るとともに、コスト低減を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明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線に沿う横断面図である。
【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線に沿う縦断面図であり、メ
インロッカアームとサブロッカアームとの連結解除状態
を示す。
【図5】図1のIV−IV線に沿う縦断面図であり、メ
インロッカアームとサブロッカアームとの連結状態を示
す。
【符号の説明】
1 メインロッカアーム 1A ストッパ 2 サブロッカアーム 2B 突出部 3 メインロッカシャフト 9 吸気弁 16 サブロッカシャフト 25 ロストモーションスプリング 27 スプリングリテーナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜木 茂 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 木村 徹 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 中村 信 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 又吉 豊 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−177402(JP,A) 特開 昭63−167016(JP,A) 特開 昭63−57805(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01L 13/00 301 F01L 1/18 F01L 1/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端が吸気弁あるいは排気弁に当接さ
    れ、第1カムに駆動されてロッカシャフト回りに揺動す
    るロッカアームと、該ロッカアームに支持された軸に揺
    動可能にそのボス部が支承され、第2カムで駆動される
    自由カムフォロアと、前記ロッカアームと自由カムフォ
    ロアとの相互の連結および連結解除を切換え可能な連結
    切換え手段と、前記自由カムフォロアを前記第2カムに
    向けて付勢する付勢手段とを備えたエンジンの弁作動装
    置において、前記自由カムフォロアのボス部に突出部を
    設け、該自由カムフォロアの揺動量が所定量になるとき
    該突出部が当接するストッパを前記ロッカアームに設け
    たことを特徴とするエンジンの弁作動装置。
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