JP3299364B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，機関本体に揺動可能に
支承されたロッカアーム軸に一体化されたロッカアーム
と，前記ロッカアーム軸に揺動可能に支承された複数の
ロッカアームとが隣接配置され，それらのロッカアーム
のうち機関弁が連動，連結されたロッカアームと，カム
に当接されている他のロッカアームとの間に係脱手段が
設けられる内燃機関の動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，かかる動弁装置は，たとえば特開
平４−７２４０３号公報等により既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の動弁装置で
は，ロッカアーム軸に一体化されるとともに機関弁に連
動，連結されている駆動ロッカアームの両側に，前記ロ
ッカアーム軸で揺動可能に支承されるとともに相互に異
なるプロフィルのカムにそれぞれ当接した一対の従動ロ
ッカアームが隣接配置されており，ロッカアーム軸と両
従動ロッカアームとの間に，ロッカアーム軸の軸線と直
交する軸線を有する係合ピンを備えた係脱手段がそれぞ
れ設けられている。

【０００４】しかるに上記従来のような構成では，各係
脱手段の油圧室に個別に通じる油路をロッカアーム軸に
設けねばならず，該軸内の油路構成が複雑となり，しか
もロッカアーム軸と一対のロッカアームとの各間にそれ
ぞれ係脱手段が設けられるものであり，係脱構成が単純
であるとは言い難く，加工工数も比較的多くなる。

【０００５】本発明は，かかる事情に鑑みてなされたも
のであり，ロッカアーム軸と一体のロッカアームと，該
ロッカアーム軸で支承された複数のロッカアームとを備
える内燃機関の動弁装置において，ロッカアーム軸と一
体のロッカアームに対する他の２つのロッカアームの連
結および連結解除を，単一の係脱手段の係合ピンの摺動
ストロークの段階的変化により低速，中速，高速の都合
三段階に切換可能として構成の単純化および加工工数の
低減を図り，併せて，該係脱手段の係合ピンの切換移動
状態を容易に確認できるようにした，内燃機関の動弁装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために，請求項１記載の発明によれば，機関本体に揺
動可能に支承されたロッカアーム軸に一体化されると共
に機関弁に常に連動，連結される第１ロッカアームと，
その第１ロッカアームのロッカアーム軸方向一側に隣接
配置されてロッカアーム軸に揺動可能に支承される第２
ロッカアームと ，第１ロッカアームのロッカアーム軸方
向他側に隣接配置されてロッカアーム軸に揺動可能に支
承される第３ロッカアームと，第１ロッカアームに対応
した低速用カム，第３ロッカアームに対応し該低速用カ
ムよりもリフト量が高い中速用カム，および第２ロッカ
アームに対応し該中速用カムよりリフト量が高い高速用
カムを一体に有するカム軸とを備えた内燃機関の動弁装
置であって，第３ロッカアームには，ロッカアーム軸の
外周部に内面が摺接可能に重合する第１の重合連結部
が，また第２ロッカアームには，該第１の重合連結部の
外面に摺接可能に重合する第２の重合連結部がそれぞれ
一体に設けられ，ロッカアーム軸と第１，第２の重合連
結部との間には単一の係脱手段が設けられ，該係脱手段
は，ロッカアーム軸に設けられた油路に通じる油圧室
と，ロッカアーム軸の軸線に直交する軸線を有して油圧
室に一端を臨ませるとともに，第１，第２の重合連結部
に各々設けた係合孔に他端側を順次係合させることを可
能としてロッカアーム軸に摺動自在に嵌合される係合ピ
ンと，油圧室の油圧増大に応じて係合ピンの摺動ストロ
ークを段階的に変化させることを可能として油圧室の容
積を縮小する側に係合ピンを付勢する戻しばねとを備
え，第２の重合連結部の外面には，それに設けた係合孔
の外端が開口しており，機関の低速運転域では係合ピン
が第１，第２の重合連結部の各係合孔より離脱した係合
解除位置に置かれ，機関の中速運転域では係合ピンが第
１の重合連結部の係合孔と係合した第１係合位置に置か
れ，更に機関の高速運転域では係合ピンが第１，第２の
重合連結部の両係合孔と係合した第２係合位置に置かれ
るように，油圧室に供給される油圧の制御が行われるこ
とを特徴とする。

【０００７】また請求項２の発明は，請求項１の発明の
上記特徴に加えて，前記第１ロッカアームには，ロッカ
アーム軸から見て機関弁側において，低速用カムと接す
るローラが支持され，このローラと前記油圧室と前記係
合ピンと前記両係合孔とが，該ローラに対し油圧室を最
も近づけ且つ両係合孔を最も遠ざけて，ロッカアーム軸
と直交する同一平面上に配設され，該油圧室の，ロッカ
アーム軸方向の幅がローラのそれよりも小さいことを特
徴とする。

【０００８】

【実施例】以下，図面により本発明の実施例について説
明する。

【０００９】図１ないし図３は本発明の一実施例を示す
ものであり，図１は縦断側面図，図２は図１の２−２線
断面図，図３は図１の３−３線断面図である。

【００１０】機関本体Ｅに設けられた一対の機関弁とし
ての吸気弁Ｖ₁ ，Ｖ₂ は，機関の回転に同期して１／２
の回転比で駆動されるカム軸１５に一体に設けられた低
速用カム１７，高速用カム１９及び中速用カム１８と，
これらカムにそれぞれ対応しカム軸１５と平行な共通な
揺動軸線まわりに揺動可能として隣接配置される第１，
第２および第３ロッカアーム２１，２２，２３との働き
によって開閉作動される。

【００１１】カム軸１５は機関本体Ｅの上方で回転自在
に配設されており，このカム軸１５には，低速用カム１
７，中速用カム１８および高速用カム１９が，高速用カ
ム１９および中速用カム１８間に低速用カム１７を挟む
ようにして一体に設けられる。高速用カム１９は，カム
軸１５の軸線からの距離を一定としたベース円部１９ａ
から高位部１９ｂが半径方向外方に張出したプロフィル
を有する。また低速用カム１７は，前記高速用カム１９
のベース円部１９ａと同一半径のベース円部１７ａか
ら，カム軸１５の半径方向外方への張出し量および中心
角範囲を高速用カム１９の高位部１９ｂよりも小とした
高位部１７ｂが半径方向外方に張出したプロフィルを有
する。

【００１２】また中速用カム１８は，低速用カム１７お
よび高速用カム１９のベース円部１７ａ，１９ａと同一
半径のベース円部１８ａから高位部１８ｂが半径方向外
方に張出したプロフィルを有するものであり，該高位部
１８ｂは，高速用カム１９の高位部１９ｂよりも半径方
向外方への張出し量および中心角範囲を小さくするが，
低速用カム１７の高位部１７ｂよりも半径方向外方への
張出し量および中心角範囲を大きくした形状に形成され
る。

【００１３】第１ロッカアーム２１は，カム軸１５より
も下方で機関本体Ｅに回転自在に支承されるロッカアー
ム軸２０の中間部に一体に設けられるものであり，第１
ロッカアーム２１の一側に隣接する位置で第２ロッカア
ーム２２がロッカアーム軸２０に揺動可能に支承され，
さらに第１ロッカアーム２２の他側に隣接する位置で第
３ロッカアーム２３がロッカアーム軸２０に揺動可能に
支承される。しかも第１ロッカアーム２１に回転自在に
支承されたローラ２４を転がり接触せしめるようにして
カム軸１５に低速用カム１７が設けられ，第２ロッカア
ーム２２に回転自在に支承されたローラ２５を転がり接
触せしめるようにしてカム軸１５に高速用カム１９が設
けられ，第３ロッカアーム２３に回転自在に支承された
ローラ２６を転がり接触せしめるようにして中速用カム
１８がカム軸１５に設けられる。

【００１４】第１ロッカアーム２１には，両吸気弁
Ｖ₁ ，Ｖ₂ の上方位置まで延びる分岐腕４８が一体に設
けられており，この分岐腕４８には，各吸気弁Ｖ₁ ，Ｖ
₂ の上端に当接し得るタペットねじ３０，３０が進退可
能に螺着される。また第２および第３ロッカアーム２
２，２３は，機関本体Ｅとの間に設けられるロストモー
ション機構（図示せず）により，ローラ２５，２６を高
速用カム１９および中速用カム１８に転がり接触せしめ
る方向に弾発付勢されている。

【００１５】第１ロッカアーム２１と一体であるロッカ
アーム軸２０と，第２および第３ロッカアーム２２，２
３との間には，ロッカアーム軸２０に対して第２および
第３ロッカアーム２２，２３が自由に揺動可能である状
態と，ロッカアーム軸２０に第３ロッカアーム２３を連
結する状態と，ロッカアーム軸２０に第２および第３ロ
ッカアーム２２，２３をともに連結する状態とを３段階
に切換可能な係脱手段５０が設けられる。

【００１６】ロッカアーム軸２０で揺動可能に支承され
た第２および第３ロッカアーム２２，２３には，相互に
摺接してロッカアーム軸２０に重合する重合連結部５
１，５２がそれぞれ設けられる。前記係脱手段５０は，
第１，第２の重合連結部５２，５１との係合を解除した
係合解除位置から，第１の重合連結部５２に係合する第
１係合位置を経て重合連結部５２，５１にともに係合す
る第２係合位置へと摺動ストロークを段階的に変化させ
得るようにしてロッカアーム軸２０に摺動可能に嵌合さ
れる係合ピン５３と，係合ピン５３を係合解除位置側に
付勢すべく並列に配置された戻しばね５４，５５とを備
える。

【００１７】重合連結部５１，５２に対応する位置でロ
ッカアーム軸２０には，重合連結部５１，５２側から順
に，大径孔５６と，段部５７を介して大径孔５６に同軸
に連なる有底の小径孔５８とが，ロッカアーム軸２０の
一直径線上で同軸に設けられる。また係合ピン５３は，
大径孔５６に摺動自在に嵌合される大径部５９に小径部
６０が同軸に連設されて成るものである。而して該係合
ピン５３をロッカアーム軸２０に摺動自在に嵌合した状
態で，係合ピン５３の一端すなわち大径部５９と小径孔
５８の閉塞端との間には油圧室６１が形成され，ロッカ
アーム軸２０に穿設された油路６２が該油圧室６１に連
通される。

【００１８】一方，第１の重合連結部５２には，第１お
よび第３ロッカアーム２１，２３が低速用カム１７およ
び中速用カム１８のベース円部１７ａ，１８ａに当接し
た静止状態で前記係合ピン５３の小径部６０を係合させ
得る係合孔６３が設けられ，第２の重合連結部５１に
は，第２および第３ロッカアーム２２，２３が高速用カ
ム１９および中速用カム１８のベース円部１９ａ，１８
ａに当接した静止状態で前記係合ピン５３の小径部６０
を係合させ得る係合孔６４が設けられる。

【００１９】ロッカアーム軸２０における大径孔５６の
外端寄りには，止め輪６５が嵌着されており，並列であ
る戻しばね５４，５５が該止め輪６５および係合ピン５
３の大径部５９間に介装される。而して両戻しばね５
４，５５のうちの一方５４は，止め輪６５および大径部
５９間に縮設されて常時ばね力を発揮する状態にあるの
に対し，他方の戻しばね５４は，係合ピン５３がその大
径部５９を段部５７ち当接させて小径部６０を係合孔６
３から離脱させた係合解除位置にあるときには自由状態
にあってばね力を発揮せず，係合ピン５３がその小径部
６０を係合孔６３に係合させた状態で初めて止め輪６５
および大径部５９に両端を受けるようにしてばね力を発
揮するものである。

【００２０】而して第２の重合連結部５１の外面には，
それに設けた係合孔６４の外端が開口している。また低
速用カム１７と接するローラ２４は，ロッカアーム軸２
０から見て吸気弁Ｖ ₁ ，Ｖ ₂ 側で第１ロッカアーム２１
に支持され，このローラ２４と油圧室６１と係合ピン５
３と係合孔６３，６４とが，該ローラ６４に対し油圧室
６１を最も近づけ且つ両係合孔６３，６４を最も遠ざけ
て，ロッカアーム軸２０と直交する同一平面上に配設
（図２参照）される。そして油圧室６１のロッカアーム
軸２０軸方向の幅がローラ２４のそれよりも小さく形成
される。

【００２１】この実施例の作用について説明すると，機
関の低速運転域では油圧室６１の油圧は解放されてお
り，係脱手段５０の係合ピン５３は係合解除位置に在
る。したがって第１，第２および第３ロッカアーム２１
〜２３は相対揺動可能で状態に在り，両吸気弁Ｖ₁ ，Ｖ
₂ は低速用カム１７のプロフィルに応じた第１ロッカア
ーム２１の揺動作動に応じて開閉作動する。

【００２２】また機関の中速運転域では，油圧室６１に
油圧が作用せしめられ，係脱手段５０は戻しばね５４の
ばね力に抗して係合ピン５３が係合孔６３に係合するま
で作動する。この際，油圧室６１に作用させる油圧は，
係合ピン５３が係合孔６３に係合した状態で戻しばね５
４が発揮するばね力とバランスする油圧力を係合ピン５
３に与える程度に設定されている。而して係合ピン５３
の係合孔６３への係合によりロッカアーム軸２０すなわ
ち第１ロッカアーム２１は第３ロッカアーム２３に連結
された状態となり，両吸気弁Ｖ₁ ，Ｖ₂ は中速用カム１
８のプロフィルに応じた特性で開閉作動せしめられる。

【００２３】機関の高速運転域では，油圧室６１に上記
中速運転域よりも高圧の油圧が作用せしめられ，それに
より係脱手段５０の係合ピン５３が上記中速運転域より
も摺動ストロークを伸ばして，係合孔６３，６４にとも
に係合作動する。したがって第２および第３ロッカアー
ム２２，２３がロッカアーム軸２０すなわち第１ロッカ
アーム２１に連結された状態となり，両吸気弁Ｖ₁ ，Ｖ
₂ は高速用カム１９のプロフィルに応じた特性で開閉作
動せしめられる。

【００２４】このような動弁装置において，単一の係脱
手段５０により各ロッカアーム２１，２２，２３の連結
および連結解除を切換可能となり，吸気弁Ｖ₁ ，Ｖ₂ の
作動特性を複数たとえば３段階に変更せしめるための構
成が単純化され，加工工数も低減されることになる。

【００２５】以上，本発明の実施例を詳述したが，本発
明は上記実施例に限定されるものではなく，特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【００２６】たとえば本発明を排気弁の動弁装置に適用
することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように各請求項の発明によれば，
機関弁に常時連動，連結させる第１ロッカアームが一体
化され低速用カムに対応したロッカアーム軸の外周部
に，第１ロッカアームのロッカアーム軸方向一側に隣接
配置されてロッカアーム軸に揺動可能に支承され中速用
カムに対応した第３ロッカアームと一体の第１の重合連
結部を摺接可能に重合させ，更にその第１の重合連結部
の外面に，第１ロッカアームのロッカアーム軸方向他側
に隣接配置されてロッカアーム軸に揺動可能に支承され
高速用カムに対応した第２ロッカアームと一体の第２の
重合連結部を摺接可能に重合させ，それらロッカアーム
軸と第１，第２の重合連結部との間に設けた単一の係脱
手段（係合ピン）の摺動ストロークを段階的に変化させ
て該ピンを第１，第２の重合連結部の各係合孔へ順次係
合させることにより，低速・中速・高速用の３段階のリ
フト特性が得られるようにしたので，ロッカアーム相互
の係脱手段の構成の単純化，部品点数の削減を図ること
ができると共に，油圧室に通じる油路の構成も簡単とな
り，コスト節減が達成される。しかも第２の重合連結部
の外面に係合孔の外端が開口しているため，低速・中速
・高速域の各段階での係合ピンの移動状態を外部から比
較的容易に確認することができ，点検整備やメンテナン
ス作業上，有利である。更に対応するカムのリフト量が
比較的大きいために機関弁の開弁抵抗が比較的強く働く
ことになる第２ロッカアームの（即ち第２の）重合連結
部が，同開弁抵抗が比較的小さい第３ロッカアームの
（即ち第１の）重合連結部よりもロッカアーム軸の径方
向外寄りに在るため，レバー比の関係で該第２ロッカア
ームの重合連結部の荷重負担を効果的に軽減でき，従っ
て該重合連結部の肉厚低減を図りつつ十分な強度を確保
することができる。

【００２８】また特に請求項２記載の発明によれば，第
１ロッカアームには，ロッカアーム軸から見て機関弁側
において，低速用カムと接するローラが支持され，この
ローラと油圧室と係合ピンと係合孔とが，該ローラに対
し油圧室を最も近づけ且つ両係合孔を最も遠ざけて，ロ
ッカアーム軸と直交する同一平面上に配設されるので，
前述のように係合ピンの移動状態を外部から確認する際
にローラが邪魔となる心配がないばかりか，油圧室の油
圧を係合ピンのローラ側の端部に単に作用させるだけで
該ピンを係合孔との係合方向に付勢できることからロッ
カアーム軸内での油路構成が一層簡単となる。しかもロ
ッカアーム軸と直交する同一平面上にローラと油圧室と
係合ピンと係合孔とが配置されることで，第１ロッカア
ームをロッカアーム軸方向に小型化することができ，ま
た斯かる配置により油圧室がローラに比較的接近して
も，該油圧室の，ロッカアーム軸方向の幅をローラのそ
れよりも小さいので，ローラ支持壁の，油圧室接近に伴
う剛性低下を効果的に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の縦断側面図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】図１の３−３線断面図

【符号の説明】

１５・・・カム軸１７・・・低速用カム １８・・・中速用カム １９・・・高速用カム ２０・・・ロッカアーム軸 ２１・・・第１ロッカアーム ２２・・・第２ロッカアーム ２３・・・第３ロッカアーム ２４・・・ローラ ５０ ・・・係脱手段５３ ・・・係合ピン５ ４，５５・・・戻しばね６１ ・・・油圧室６２ ・・・油路６３，６４・・・係合孔 Ｅ・・・機関本体 Ｖ₁ ，Ｖ₂ ・・・機関弁としての吸気弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関本体（Ｅ）に揺動可能に支承された
   ロッカアーム軸（２０）に一体化されると共に機関弁
   （Ｖ ₁ ，Ｖ ₂ ）に常に連動，連結される第１ロッカアー
   ム（２１）と，その第１ロッカアーム（２１）のロッカアーム軸方向一
   側に隣接配置されてロッカアーム軸（２０）に揺動可能
   に支承される第２ロッカアーム（２２）と， 第１ロッカアーム（２１）のロッカアーム軸方向他側に
   隣接配置されてロッカアーム軸（２０）に揺動可能に支
   承される第３ロッカアーム（２３）と， 第１ロッカアーム（２１）に対応した低速用カム（１
   ７），第３ロッカアーム（２３）に対応し該低速用カム
   （１７）よりもリフト量が高い中速用カム（１８），お
   よび第２ロッカアーム（２２）に対応し該中速用カム
   （１８）よりリフト量が高い高速用カム（１９）を一体
   に有するカム軸（１５）とを備えた 内燃機関の動弁装置
   であって， 第３ロッカアーム（２３）には，ロッカアーム軸（２
   ０）の外周部に内面が摺接可能に重合する第１の重合連
   結部（５２）が，また第２ロッカアーム（２２）には，
   該第１の重合連結部（５２）の外面に摺接可能に重合す
   る第２の重合連結部（５１）がそれぞれ一体に 設けら
   れ， ロッカアーム軸（２０）と第１，第２の重合連結部（５
   ２，５１）との間には単一の係脱手段（５０）が設けら
   れ，該係脱手段（５０）は，ロッカアーム軸（２０）に
   設けられた油路（６２）に通じる油圧室（６１）と，ロ
   ッカアーム軸（２０）の軸線に直交する軸線を有して油
   圧室（６１）に一端を臨ませるとともに，第１，第２の
   重合連結部（５２，５１）に各々設けた係合孔（６３，
   ６４）に他端側を順次係合させることを可能としてロッ
   カアーム軸（２０）に摺動自在に嵌合される係合ピン
   （５３）と，油圧室（６１）の油圧増大に応じて係合ピ
   ン（５３）の摺動ストロークを段階的に変化させること
   を可能として油圧室（６１）の容積を縮小する側に係合
   ピン（５３）を付勢する戻しばね（５４，５５）とを備
   え， 第２の重合連結部（５１）の外面には，それに設けた係
   合孔（６４）の外端が開口しており， 機関の低速運転域では係合ピン（５３）が第１，第２の
   重合連結部（５２，５１）の各係合孔（６３，６４）よ
   り離脱した係合解除位置に置かれ，機関の中速運転域で
   は係合ピン（５３）が第１の重合連結部（５２）の係合
   孔（６３）と係合した第１係合位置に置かれ，更に機関
   の高速運転域では係合ピン（５３）が第１，第２の重合
   連結部（５２，５１）の両係合孔（６３，６４）と係合
   した第２係合位置に置かれるように，油圧室（６１）に
   供給される油圧の制御が行われる ことを特徴とする，内
   燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 前記第１ロッカアーム（２１）には，ロ
   ッカアーム軸（２０）から見て機関弁（Ｖ ₁ ，Ｖ ₂ ）側
   において，低速用カム（１７）と接するローラ（２４）
   が支持され， このローラ（２４）と前記油圧室（６１）と前記係合ピ
   ン（５３）と前記両係合孔（６３，６４）とが，該ロー
   ラ（６４）に対し油圧室（６１）を最も近づけ且つ両係
   合孔（６３，６４）を最も遠ざけて，ロッカアーム軸
   （２０）と直交する同一平面上に配設され， 該油圧室（６１）の，ロッカアーム軸（２０）方向の幅
   がローラ（２４）のそれよりも小さい ことを特徴とす
   る，請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。