JP3195496B2 - エンジンの弁作動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの弁作動装置
に関し、特に、エンジンの運転状態に応じて吸気弁や排
気弁の作動態様を可変にする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、特公平３−
１２６４２号公報参照）。

【０００３】本例は、エンジンの低速、高速等運転状態
に応じ対応するカム手段により駆動される複数のロッカ
アームを具え、これらのロッカアームを油圧により作動
される連結切換機構により選択的にアクティブな状態と
なして運転状態に応じて動弁機構に適切なバルブリフト
および弁開閉のタイミングが得られるようにしたもので
あって、更に本例では、低速用カムとそのロッカアーム
のカムフォロアとの摺接部および高速用カムとそのカム
フォロアとの摺接部をそれぞれ潤滑すべく、潤滑供給の
ための潤滑油通路を設け、運転状態に応じて適切に潤滑
油がそれぞれの摺接部に供給されるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、ロッカアームのカムフォロアとカムとの摺接
部については適切に潤滑されるものの、ロッカアーム先
端とバルブ軸の軸端部若しくは弁頭とが摺接する部分に
は潤滑するように構成されておらず、動弁負荷が大きい
ために磨耗し易い。そこでこのような磨耗を抑制するに
はあらたに専用の潤滑油通路を設けてやれば良いが、部
品点数の増大と共に、潤滑油量もそれだけ多くなり、コ
スト増を招くばかりでなく、油圧を利用して結合切換手
段を動作させるようにしたものにおいては、潤滑油量が
上記専用の潤滑油通路にまわされる分だけ油圧の低下を
もたらすことになり、円滑な切換動作に支障をきたす。

【０００５】また、通常、エンジンの高回転運転時には
潤滑油が霧状となってロッカカバー内を充満し、ロッカ
アームの摺接部を潤滑するが、低回転時には潤滑油が霧
状とならないためロッカアームの摺接部の潤滑不足が発
生してしまう。

【０００６】本発明の目的は、上述したような従来の問
題に着目し、その解決を図るべく、複数のロッカアーム
間を結合、非結合状態に切換えることによりエンジンの
運転状態に応じたバルブリフトおよびタイミングが得ら
れるようにした弁作動装置において、循環される油量を
増大させることなくロッカアームのカムフォロアとカム
との間の摺接部と共にロッカアームと吸排気弁との摺接
部をも潤滑可能としたエンジンの弁作動装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【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、第１カムと摺接することにより駆動さ
れ、先端部が吸気弁または排気弁の頭部に摺接する第１
ロッカアームと、該第１ロッカアームと連結された状態
で第２カムによる駆動される第２ロッカアームと、少な
くとも前記第１カムの前記第１ロッカアームとの摺接部
に潤滑油を供給する給油路と、前記第２ロッカアームと
対向する前記第１ロッカアームの側面に配設されて、前
記摺接部に導かれた潤滑油を前記弁の頭部と摺接する摺
接部に導く油路と、を具備したことを特徴とするもので
ある。

【０００８】

【作用】本発明によれば、カム軸のほぼ上方に配設され
た給油路からエンジンの運転中は潤滑油が第１カムと第
１ロッカアームとの摺接部および第２カムと第２ロッカ
アームとの摺接部に供給されるが、第２ロッカアームが
第１ロッカアームと連結されない状態のときでも少なく
とも第１ロッカアームと第１カムとの摺接部には給油路
から潤滑油が導かれることで、この摺接部に導かれた潤
滑油を第１ロッカアームに配設した油路により第１ロッ
カアームと摺接する吸気弁または排気弁頭部との摺接部
に導き、潤滑することができ、その摺接部間の磨耗を防
止し、動弁負荷の軽減を図ることができる。

【０００９】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。

【００１０】図１〜図４は本発明の一実施例を示す。

【００１１】なお、本例は、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。すな
わち、各気筒には２つの吸気弁２に対応した単一のメイ
ンロッカアーム（第１ロッカアーム）１が設けられてい
て、メインロッカアーム１の基端は、各気筒に共通な中
空のメインロッカシャフト３を介して不図示のシリンダ
ヘッドに揺動自在に支持されており、メインロッカアー
ム１の二股の腕部１Ｅ，１Ｅの各先端部１Ａは吸気弁２
のステム頂部に当接する。

【００１２】メインロッカアーム１は平面視においてほ
ぼ二股状に形成され、メインロッカアーム１の二股に形
成されたそれぞれの腕部１Ｅ，１Ｅのほぼ中央上方には
低速カムフォロア４が設けられている。

【００１３】５はメインロッカアーム１に二股に形成さ
れた股部上方に支持軸６によって揺動自在に支持される
サブロッカアーム（第２ロッカアーム）であり、７はサ
ブロッカアーム５の端部に設けた高速カムフォロアであ
る。なお、高速カムフォロア７と２つの低速カムフォロ
ア４とは図１〜図３に示すようにカム軸８の方向に配列
されている。９および１０はカム軸８と一体に形成され
た高速カムおよび低速カムであり、上述の高速カムフォ
ロア７および低速カムフォロア４は、高速カム９および
低速カム１０にそれぞれ摺接することで、駆動される。

【００１４】ついで、図４に従い、本発明にかかる高低
速切換え機構について説明しておく。

【００１５】なお、図４の（Ａ），（Ｂ）は低速作動状
態を、また、図４の（Ｃ）は高速作動状態をそれぞれ示
している。図４において、５Ｂはサブロッカアーム５に
穿設した第１プランジャ収納孔、１Ｂはメインロッカア
ーム１に穿設した第２プランジャ収納孔、また、図４の
（Ｂ）に示す１Ｃは同じくメインロッカアーム１に穿設
した第３プランジャ収納孔である。２１は第１プランジ
ャ収納孔５Ｂに摺動自在に嵌合された第１プランジャ、
２２は第１プランジャ２１の先端部をメインロッカアー
ム１の突き当て部１Ｄに向けて偏倚させているばね、２
３は第１プランジャ２１の行程を規制しているストッパ
リング、２４は空気抜である。

【００１６】一方、第２プランジャ収納孔１Ｂにはロッ
カシャフト３の中心部に設けたオイル通路３Ａからオイ
ルを導くためのオイル通路２５が連通されていて、収納
孔１Ｂに摺動自在に保たれる第２プランジャ２６が嵌挿
されている。１１はレバー部材であり、図１および図３
に示すようにメインロッカアーム１にレバー支持軸１２
に揺動自在に支持される。１３はレバー部材１１の一方
の端部に設けた係合端であり、１１Ｂは他方の端部に設
けた作動端である。図４の（Ｂ）に示す２７は第３プラ
ンジャ収納孔１Ｃに摺動自在に保たれる第３プランジ
ャ、２８は第３プランジャ２７をレバー部材１１に設け
た突起部１１Ａ（図１参照）に向けて偏倚させているば
ねである。

【００１７】続いて、本実施例の弁作動装置に設けられ
る潤滑油通路について、再び図１〜図３を参照しつつ説
明する。

【００１８】図１および図３に示すように、カム軸８の
ほぼ上方にあたる部分に給油管４１を設け、給油管４１
からカム９，１０まわりに潤滑油を供給してこれにより
カム９とカムフォロア７との間およびカム１０とカムフ
ォロア４との間にそれぞれ油膜を形成させるようにした
上、その潤滑油を更にロッカアーム１に設けた油溝４２
に導くようにする。

【００１９】油溝４２は図１〜図３に示すように本例の
場合、メインロッカアーム１に設けられている低速カム
フォロア４の腕部１Ｅ，１Ｅの内側面１Ｆに沿い、バル
ブ軸２Ａの頭部に向けて傾斜させた形で形成されてい
る。また、給油管４１には低速カム１０および高速カム
９に指向した給油孔４１Ａおよび４１Ｂが穿設してあ
る。

【００２０】つづいて、図４の（Ａ）〜（Ｃ）を参照し
つつ、本実施例による高速作動状態および低速作動状態
における動弁動作について説明する。

【００２１】いま、図４の（Ａ），（Ｂ）に示すような
低速作動状態にあるときは、ロッカシャフト３のオイル
通路３Ａを介して第２プランジャ２６に油圧が供給され
ることはなく、レバー部材１１は図４の（Ｂ）に示すよ
うにばね２８によって偏倚された第３プランジャにより
レバー支持軸１２を中心に時計回り方向へ回動された位
置に保たれる。かくして、サブロッカアーム５はメイン
ロッカアーム１に対する相対的な揺動が許容される状態
にあり、図５で高速カム９が高速カムフォロア７に摺接
しても第１プランジャ２１およびばね２２が高速カム９
のカムプロフィールを吸収するだけで弁軸２Ａは高速カ
ム９のカムプロフィールに従ったリフト動作は行わず、
低速カム１０が低速カムフォロア４に摺接することで、
弁２の弁軸２Ａが低速カム１０のカムプロフィールに従
ったリフト動作を行う。

【００２２】また、高速作動状態には不図示の制御部に
より、油圧供給手段を介してオイル通路３Ａに油圧が送
給され、その油圧によって第２プランジャ２６が図４の
（Ｃ）に示すように第２プランジャ収納室１Ｂから突出
し、レバー部材１１の作動端１１Ｂを押圧することで、
レバー部材１１を反時計周りの方向に回動させる。なお
この場合、レバー部材１１は第３プランジャ２７をばね
２８のばね力に抗して第３プランジャ収納孔１Ｃ内に押
し戻すように動作しつつサブロッカアーム５の係止端５
Ａに係合される。

【００２３】また、高速回転時から低速回転への切換時
においては、オイル通路３Ａに供給される油圧が停止さ
れ、第３プランジャ２７がばね２８のばね力によりレバ
ー部材１１を時計回りの方向に回動させる。よって、レ
バー部材１１の係合端１３がサブロッカアーム５の係止
端５Ａから引き外され、図４の（Ａ）に示すような低速
作動状態となる。

【００２４】以上のように構成された本発明の実施例で
は、潤滑油が、給油管４１の給油孔４１Ａおよび４１Ｂ
から図３の矢印で示すようにそれぞれの対応する高速カ
ム９および低速カム１０のカム面に導かれ、低速カム１
０とカムフォロア４との摺接面および高速カム９とカム
フォロア７との摺接面を潤滑する。そして、低速カム１
０とそのフォロア４との摺接面を潤滑した後、油溝４２
に沿ってバルブ軸２Ａの軸頭とメインロッカアーム先端
部１Ａとの摺接面に導かれ、ここに油膜を形成する。

【００２５】かくして、本実施例によれば、低速用カム
とそのカムフォロアの間および高速用カムとそのカムフ
ォロアとの間の摺接面をそれぞれ同一の給油管４１から
のオイルの供給により潤滑すると共に、特に低速作動時
には上記の潤滑に使用されたオイルおよび高速用カムと
低速用カムとの間から流下するオイルを、油溝４２に導
いてバルブ軸２Ａとロッカアーム１の先端部１Ａとの間
の摺接面を十分に潤滑することができ、弁頭潤滑のため
に特別に潤滑油通路を設けなくてすむ。

【００２６】以上述べたように本実施例によればメイン
ロッカアーム１とサブロッカアーム５との間の隙間（こ
の隙間はいわゆるデッドスペースとなっている。）に油
溝４２を形成したので、弁作動装置を大型化することが
なく、しかもメインロッカアームの弁頭部およびカムと
の摺接部を効果的に潤滑することができる。

【００２７】また、本実施例では、メインロッカアーム
１の腕部１Ｅ，Ｅの内側、すなわち、サブロッカアーム
５側に向って油溝４２，４２が突設されているが、腕部
１Ｅ，１Ｅの外側に突設することも可能であり、また油
溝４２，４２をメインロッカアームのカムフォロア４，
４から先端部１Ａに指向するようにメインロッカアーム
１の腕部１Ｅ，１Ｅに刻設することも可能である。

【００２８】なお、以上に述べた実施例では、カム軸の
上方に給油管を設けるようにしたが、かかる給油管の配
管位置は上述のような位置に限られるものではなく、カ
ムとロッカアームとの間の摺接面に潤滑が行われるよう
にオイルが供給される限りどのような位置に配置しても
よい。また、その給油についても摺接面に向けて側方か
らオイルを噴射させるようにしてもよい。ただし、この
あと、オイルができるだけ多く油溝を介してバルブ軸と
ロッカアームのカムフォロアとの間に導かれるようにす
る。

【００２９】図５は本発明の他の実施例を示す。この図
に示すように弁作動装置はシリンダヘッド１００内に載
置されており、一般にこの種の内燃機関（以下エンジン
と称す）は、車両の重心位置やエンジンレイアウト上の
問題から水平線Ｓ（地上面）に対して所定角度傾斜させ
て車両に搭載されている。この実施例では、エンジンが
水平線Ｓに対して５度傾斜されて車両に搭載されてお
り、従って本発明にかかる弁作動装置はメインロッカア
ーム１の先端部１Ａがメインロッカアーム１の基端部側
（メインロッカアーム１を支持するメインロッカシャフ
ト３側）より上方に位置するように傾斜して配置される
場合がある。従って本実施例のように油溝４２の傾斜角
度をエンジンの水平線Ｓに対する傾斜角度を鑑みて設定
するようにすれば、高速カム９および低速カム１０のベ
ースサークル部９Ａ，１０Ａがサブロッカアーンム５お
よびメインロッカアーム１のカムフォロア７，９に摺接
した状態にあっても、潤滑油を油溝４２に沿って導きな
がらバルブ２Ａの頭部に向けて常に流下させるようにす
ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、低速カム（第１カム）とそのカムフォロア（第１ロ
ッカアームのカムフォロア）との間の摺接部を潤滑し、
更にそのあとバルブ軸と第１ロッカアーム先端部との間
の摺接部をも潤滑することが、部品点数や潤滑通路を増
設したり、結合切換手段の作動油圧に支障をきたすよう
なことなく実施することができ、上記摺接部の磨耗を抑
制し、また動弁負荷の軽減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明弁作動装置の一例を一部破砕して示す構
成図である。

【図２】本発明にかかるロッカアームの構成を上面図
（Ａ）および斜視図（Ｂ）によって示す説明図である。

【図３】本発明による構成の一例をカム軸方向から見て
示す説明図である。

【図４】図１に示す実施例による低リフト時の動弁状態
を図２のＡ−Ａ線断面図（Ａ）および図１のＢ−Ｂ線断
面図（Ｂ）によって、また高リフト時の動弁状態を図２
のＡ−Ａ線断面図（Ｃ）によって示す説明図である。

【図５】本発明の他の実施例をカム軸方向から見て示す
説明図である。

【符号の説明】

１ メインロッカアーム（第１ロッカアーム） １Ａ （アーム）先端部 １Ｂ 第２プランジャ収納孔 １Ｃ 第３プランジャ収納孔 １Ｄ 突き当て部 ２ （吸気）弁 ３ ロッカシャフト ３Ａ オイル通路 ４ 低速カムフォロア ５ サブロッカアーム（第２ロッカアーム） ５Ａ 係止部 ６ 支持軸 ７ 高速カムフォロア ８ カム軸 ９ 高速カム ９Ａ，１０Ａ ベースサークル部 １０ 低速カム １１ レバー部材 １１Ａ 突起部 １１Ｂ 作動端 １２ レバー支持軸 １３ 係合端 ２１ 第１プランジャ ２２，２８ ばね ２５ オイル通路 ２６ 第２プランジャ ２７ 第３プランジャ ４１ 給油管 ４１Ａ，４１Ｂ 給油孔 ４２ 油溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 徹朗 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 竹村 信一 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 (56)参考文献 実開 平３−13408（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−59810（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−182209（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01M 9/10 F01M 1/06 F01M 1/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１カムと摺接することにより駆動さ
   れ、先端部が吸気弁または排気弁の頭部に摺接する第１
   ロッカアームと、 該第１ロッカアームと連結された状態で第２カムによる
   駆動される第２ロッカアームと、少なくとも 前記第１カムの前記第１ロッカアームとの摺
   接部に潤滑油を供給する給油路と、前記第２ロッカアームと対向する前記第１ロッカアーム
   の側面 に配設されて、前記摺接部に導かれた潤滑油を前
   記弁の頭部と摺接する摺接部に導く油路と、を具備した
   ことを特徴とするエンジンの弁作動装置。
2. 【請求項２】 前記油路は、前記第１ロッカアームの前
   記第１カムとの摺接部から前記吸気弁または排気弁の頭
   部との摺接部に向けて前記潤滑油が導かれるように傾斜
   することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの弁作
   動装置。