JP3396412B2 - 可変動弁機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気バ
ルブ又は排気バルブの開閉タイミング、リフト量、休止
等を切り替える可変動弁機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変動弁機構として、図２２に示
す技術が知られている。２０１はロッカシャフト、２０
２は低速用カム２０３で揺動されて一方のバルブ２０４
を開閉する第一ロッカアーム、２０８は休止用カム２１
０で揺動される第二ロッカアーム、２０９は高速用カム
２１１で揺動される第三ロッカアームである。これらの
アームを利用して、他方のバルブ２０５の休止・作動を
低速・中速で切り替える低速・中速切替装置２０７ａ
と、両バルブ２０４，２０５の開閉タイミング又はリフ
ト量を中速・高速で切り替える中速・高速切替装置２０
７ｂとが設けられている。

【０００３】低速・中速切替装置２０７ａでは、第三ロ
ッカアーム２０９に低中切替ピン２１２が挿入され、第
一ロッカアーム２０２の油圧シリンダ室２１３に油圧ピ
ストン２１４が挿入され、第二ロッカアーム２０８のス
プリング室２１５にコイルスプリング２１６及びプッシ
ャ２１７が収容されている。また、中速・高速切替装置
２０７ｂでは、第三ロッカアーム２０９に中高切替ピン
２２０が挿入され、第一ロッカアーム２０２の油圧シリ
ンダ室２２１に油圧ピストン２２２が挿入され、第二ロ
ッカアーム２０８のスプリング室２２３にコイルスプリ
ング２２４及びプッシャ２２５が収容されている。

【０００４】そして、内燃機関の低速時には、低中切替
ピン２１２も中高切替ピン２２０も切離位置に配置さ
れ、各ロッカアーム２０２，２０８，２０９が切り離さ
れる。従って、第一ロッカアーム２０２は低速用カム２
０３により揺動され、一方のバルブ２０４を開閉する。
第二ロッカアーム２０８は休止用カム２１０により微揺
動され、第三ロッカアーム２０９は高速用カム２１１に
より空揺動される。

【０００５】また、内燃機関の中速時には、油圧ピスト
ン２１４が付勢され、低中切替ピン２１２が第一ロッカ
アーム２０２と第二ロッカアーム２０８とに跨る連結位
置に配置され、第一及び第二ロッカアーム２０２，２０
８が連結される。従って、第一及び第二ロッカアーム２
０２，２０８は、低速用カム２０３により一体に揺動さ
れ、両バルブ２０４，２０５を開閉する。

【０００６】また、内燃機関の高速時には、油圧ピスト
ン２２２が付勢されて第一ロッカアーム２０２と第三ロ
ッカアーム２０９とに跨る連結位置に配置されるととも
に、中高切替ピン２２０が第三ロッカアーム２０９と第
二ロッカアーム２０８とに跨る連結位置に配置され、全
ロッカアーム２０２，２０８，２０９が連結される。従
って、全ロッカアーム２０２，２０８，２０９は、高速
用カム２１１により一体に揺動され、両バルブ２０４，
２０５を開閉する。

【０００７】前記低速・中速の切替において、第二ロッ
カアーム２０８がリフトし始めるときに、丁度、低中切
替ピン２１２が第二ロッカアーム２０８のスプリング室
２１５に入り込むようなタイミングになると、低中切替
ピン２１２の先端縁とスプリング室２１５の開口縁とが
当たって、低中切替ピン２１２が後方へはじかれること
があった。このはじかれは、低中切替ピン２１２や第二
ロッカアーム２０８の寿命を低下させるとともに、異音
を発生させて運転者に不快感を与える。

【０００８】そこで、図２３に示すように、低速・中速
切替装置２０７ａに前記切替ピンのはじかれを防止する
タイミング機構を設けたものも知られている。同機構で
は、油圧ピストン２１４に二つの係合溝２２７，２２８
を設け、第一ロッカアーム２０２にスリット２２９を設
け、タイミングピン２３０の先端をスリット２２９を挿
通させて係合溝２２７，２２８に係合させる。また、低
中切替ピンを２１２ａと２１２ｂとに分割する。２３１
はタイミングピン２３０を付勢するバネであり、２３２
は油圧ピストン２１４を付勢するコイルスプリングであ
る。

【０００９】第二ロッカアーム２０８がリフトしていな
いときは、図２３（ａ）に示すようにタイミングピン２
３０の先端が係合溝２２７に係入しているため、油圧シ
リンダ室２１３に油圧がかかっても、油圧ピストン２１
４は移動しない。そして、リフト中になると、同図
（ｂ）に示すようにタイミングピン２３０の先端が係合
溝２２７から外れるため、前記油圧により油圧ピストン
２１４のみがわずかに移動するが、低中切替ピン２１２
ａ及び低中切替ピン２１２ｂはリフトに伴うずれのため
に移動しない。さらに、同図（ｃ）に示すようにリフト
量が０になり、前記ずれが無くなった瞬間に、同図
（ｄ）に示すように低中切替ピン２１２ａ及び低中切替
ピン２１２ｂが移動し、タイミングピン２３０の先端が
係合溝２２８に係入して、低速・中速の切替が完了す
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図２２及び
図２３の切替装置２０７ａ，２０７ｂには、次のような
問題があった。 低速・中速切替装置２０７ａと中速・高速切替装置
２０７ｂとによる二軸配列構造になっているため、スペ
ース上不利である。 コイルスプリング２１６，２２４が２本必要で、部
品点数が多い。 低速・中速切替装置２０７ａにタイミング機構を設
ける場合に、油圧ピストン２１４が第一ロッカアーム２
０２に内蔵されているため、タイミングピン２３０を第
一ロッカアーム２０２内へ導かなければならず、構造が
複雑になる。 低速・中速切替装置２０７ａにタイミング機構を設
けるためには、低中切替ピンの分割が必要となり、コイ
ルスプリング２３２も新たに必要となるため、さらに部
品点数が多くなる。 中速・高速切替装置２０７ｂにはタイミング機構が
無い。

【００１１】そこで、本発明の課題は、油圧により切替
ピンを駆動してバルブの作動を切り替える可変動弁機構
において、運動部分であるロッカアームの慣性重量を軽
減し、切替ピンの摺動のタイミングを取って切替ピンの
はじかれを防止し、さらにそのタイミング機構の構造を
簡単にすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の可変動弁機構は、サポートにロッカシャフ
トを挿通して支持し、バルブを押圧する第一ロッカアー
ムとバルブを直接には押圧しない第二ロッカアームとを
並べて前記ロッカシャフトに揺動可能に挿着し、前記第
一ロッカアーム及び第二ロッカアームに設けたピン孔に
両ロッカアームを相互に連結し又は切り離す切替ピンを
摺動可能に挿入し、該切替ピンを駆動する油圧ピストン
を前記サポートに形成した油圧シリンダ室に摺動可能に
収容し、前記第二ロッカアームと前記サポートとの間に
前記油圧ピストンの一部が露出する空間を設け、該空間
に露出した油圧ピストンに係合及び離脱して前記切替ピ
ンの摺動のタイミングを取るタイミングピンを設けたこ
とを特徴とする。

【００１３】前記切替ピンを、筒状の外ピンと該外ピン
に挿入された内ピンとからなる同心二重構造とし、該内
ピンを外ピンより長く設けることにより該外ピンと前記
油圧ピストンとの間に隙間が生じるようにし、前記タイ
ミングピンが該隙間に入り込んで前記油圧ピストンに係
合することが好ましい。

【００１４】第一ロッカアームとしては、次の（１）
（２）を例示できる。

【００１５】（１）一端部がロッカシャフトに揺動可能
に挿着され、他端部にバルブ押圧部を備え、中央部にカ
ムが当接する硬質チップ又はローラを備えたロッカアー
ム（スイングアーム）。

【００１６】（２）一端部にカムが当接する硬質チップ
又はローラを備え、他端部にバルブ押圧部を備え、中間
部がロッカシャフトに揺動可能に挿着されたロッカアー
ム。

【００１７】また、第一ロッカアーム及び第二ロッカア
ームの態様としては、次の（ａ）〜（ｅ）を例示でき
る。

【００１８】（ａ）低速・高速の２段階切替を行なう場
合には、第一ロッカアームを低速用ロッカアームとし、
第二ロッカアームを高速用ロッカアームとし、低速用ロ
ッカアームを揺動させる低速用カムと、高速用ロッカア
ームを揺動させる高速用カムとを設ける。

【００１９】（ｂ）低速・中速・高速の３段階切替を行
なう場合には第二ロッカアームを二つ設け、第一ロッカ
アームを低速用ロッカアームとし、一方の第二ロッカア
ームを中速用ロッカアームとし、他方の第二ロッカアー
ムを高速用ロッカアームとし、低速用ロッカアームを揺
動させる低速用カムと、中速用ロッカアームを揺動させ
る中速用カムと、高速用ロッカアームを揺動させる高速
用カムとを設ける。

【００２０】（ｃ）作動・休止の２段階切替を行なう場
合には、第一ロッカアームを出力側ロッカアームとし、
第二ロッカアームを入力側ロッカアームとし、入力側ロ
ッカアームを揺動させるカムを設ける。

【００２１】（ｄ）休止・低速・高速の３段階切替を行
なう場合には第二ロッカアームを二つ設け、上記（ａ）
（ｃ）を組み合わせる。すなわち、第一ロッカアームを
出力側ロッカアームとし、一方の第二ロッカアームを入
力側兼低速用ロッカアームとし、他方の第二ロッカアー
ムを入力側兼高速用ロッカアームとし、入力側兼低速用
ロッカアームを揺動させる低速用カムと、入力側兼高速
用ロッカアームを揺動させる高速用カムとを設ける。

【００２２】（ｅ）休止・低速・中速・高速の４段階切
替を行なう場合には第二ロッカアームを三つ設け、上記
（ｂ）（ｃ）を組み合わせる。すなわち、第一ロッカア
ームを出力側ロッカアームとし、一つ目の第二ロッカア
ームを入力側兼低速用ロッカアームとし、二つ目の第二
ロッカアームを入力側兼中速用ロッカアームとし、三つ
目の第二ロッカアームを入力側兼高速用ロッカアームと
し、入力側兼低速用ロッカアームを揺動させる低速用カ
ムと、入力側兼中速用ロッカアームを揺動させる中速用
カムと、入力側兼高速用ロッカアームを揺動させる高速
用カムとを設ける。

【００２３】前記第二ロッカアームが二つ以上ある場
合、該二つ以上の第二ロッカアーム及び前記第一ロッカ
アームに前記ピン孔を一軸配列するように設けることが
好ましい。

【００２４】本発明の可変動弁機構は、吸気バルブ又は
排気バルブの何れか一方に適用することもできるが、両
方に適用することが好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を１気筒当り吸気バ
ルブ２本、排気バルブ２本のいわゆる４バルブ式の４気
筒内燃機関における可変動弁機構に具体化した幾つかの
実施形態を図面に基づいて説明する。なお、吸気バルブ
でも排気バルブでも、切替装置の基本的な構成は同じな
ので、便宜上、一方のバルブ側の切替装置のみを図示し
て説明する。

【００２６】まず、図１〜図１９はバルブ７の開閉タイ
ミング及びリフト量を低速・中速・高速の３段階に切り
替える第一実施形態の可変動弁機構１を示している。図
１〜図３に示すように、この可変動弁機構１において
は、シリンダヘッド２の４つの各気筒を挟む位置に５つ
のサポート３がボルト４により取り付けられている。こ
れらのサポート３には、ロッカシャフト５が挿通・支持
されているとともに、カムシャフト８がキャップ９によ
り回転可能に支持されている。

【００２７】各サポート３間のロッカシャフト５には、
バルブ７を押圧するＴ字形の低速用ロッカアーム３６が
揺動可能に挿着されるとともに、バルブ７を直接には押
圧しない中速用ロッカアーム３２と高速用ロッカアーム
３３とが低速用ロッカアーム３６の左右に並べて揺動可
能に挿着されている。低速用ロッカアーム３６の中央部
にはローラ５９が回動可能に取り付けられ、先端部には
２本のバルブ７の上端を押圧する二つの調整ネジ１１が
設けられている。中速用ロッカアーム３２及び高速用ロ
ッカアーム３３の先端部には硬質チップ３２ａ，３３ａ
が設けられている。各ロッカアーム３２，３３，３６の
中央下部には連結用突部３２ｂ，３３ｂ，３６ｂが突設
されている。

【００２８】カムシャフト８には硬質チップ３２ａに当
接して中速用ロッカアーム３２を揺動させる中速用カム
３４と、硬質チップ３３ａに当接して高速用ロッカアー
ム３３を揺動させる高速用カム３５と、ローラ５９に当
接して低速用ロッカアーム３６を揺動させる低速用カム
３７とが設けられている。各カム３４，３５，３７には
それぞれ異なる作用角及びリフト量のノーズ部３４ａ，
３５ａ，３７ａが形成されている。低速用カム３７には
作用角及びリフト量の小さいノーズ部３７ａが形成さ
れ、中速用カム３４には作用角及びリフト量の中位のノ
ーズ部３４ａが形成され、高速用カム３５には作用角及
びリフト量の大きいノーズ部３５ａが形成されている。
中速用ロッカアーム３２及び高速用ロッカアーム３３
は、それぞれロストモーションスプリング１７によりカ
ムに当接する方向へ付勢されている。

【００２９】なお、中速用ロッカアーム３２と高速用ロ
ッカアーム３３、また、中速用カム３４と高速用カム３
５は、左右位置関係が隣り合う気筒において互い違いと
なるように配設されている。

【００３０】中速用ロッカアーム３２において、連結用
突部３２ｂのピン孔３８には、中速用ロッカアーム３２
と低速用ロッカアーム３６とを相互に連結し又は切り離
す第１切替ピン３９が摺動可能に挿入されている。第１
切替ピン３９は、筒状の第１外ピン３９ａとその内部に
挿入された棒状の第１内ピン３９ｂとからなる同心二重
構造となっている。両ピン３９ａ，３９ｂともピン孔３
８より長く形成されているが、さらに第１内ピン３９ｂ
は第１外ピン３９ａより若干長く形成されている。

【００３１】高速用ロッカアーム３３において、連結用
突部３３ｂのピン孔４０には、高速用ロッカアーム３３
と低速用ロッカアーム３６とを相互に連結し又は切り離
す第２切替ピン４１が摺動可能に挿入されている。第２
切替ピン４１はピン孔４０より長く形成されている。

【００３２】低速用ロッカアーム３６において、連結用
突部３６ｂのピン孔４２（スプリング室を兼ねる）に
は、切替ピン３９，４１を切離位置（切替ピン３９，４
１がそれぞれピン孔３８，４０の端面までに収まって、
低速用ロッカアーム３６のピン孔４２には進入しない位
置）に向けて付勢するコイルスプリング４３と左右のプ
ッシャ４４が収容されている。

【００３３】各サポート３には切替ピン３９，４１の揺
動を許容できる大きさ（径）の油圧シリンダ室４５が仕
切４６により左右に分割された状態で形成され、中速用
ロッカアーム３２側の油圧シリンダ室４５には第１切替
ピン３９を連結位置（中速用ロッカアーム３２のピン孔
３８と低速用ロッカアーム３６のピン孔４２との両方に
跨がる位置）に駆動する左右の第１油圧ピストン４７が
収容され、高速用ロッカアーム３３側の油圧シリンダ室
４５には第２切替ピン４１を連結位置（高速用ロッカア
ーム３３のピン孔４０と低速用ロッカアーム３６のピン
孔４２との両方に跨がる位置）に駆動する左右の第２油
圧ピストン４８が収容されている。

【００３４】各サポート３には左右の油圧シリンダ室４
５に作動油を供給する油孔４９が形成されている。中速
用ロッカアーム３２側の油孔４９と高速用ロッカアーム
３３側の油孔４９は、それぞれ独立した油圧配管２７を
介して切替バルブ１８及び油圧ポンプ２９に接続され、
切替バルブ１８により第１油圧ピストン４７の付勢と第
２油圧ピストン４８の付勢とが切替可能となっている。

【００３５】前記切替ピン３９，４１のはじかれを防止
するために、次のようなタイミング機構が設けられてい
る。中速用ロッカアーム３２のサポート向き側面と、高
速用ロッカアーム３３のサポート向き側面には、それぞ
れロッカシャフト５の約半周を囲むスペーサー部３２
ｃ，３３ｃが突設されており、該スペーサー部３２ｃ，
３３ｃがサポート３に当接することで、中速用ロッカア
ーム３２の一般部とサポート３との間、及び、高速用ロ
ッカアーム３３の一般部とサポート３との間に、それぞ
れ空間５２，５３が形成されている。これにより、第１
外ピン３９ａ及び第１内ピン３９ｂの一部はピン孔３８
から空間５２に突出して露出し、第２切替ピン４１の一
部はピン孔４０から空間５３に突出して露出している。
空間５２に突出した第１外ピン３９ａの外周端部には、
環状突部５４が設けられている。また、第１油圧ピスト
ン４７の外周途中部には、係合部としての環状溝５５が
設けられている。

【００３６】空間５２近傍のシリンダヘッド２にはガイ
ド孔５７を備えたガイド部材５６が設けられ、該ガイド
孔５７にはタイミングスプリング５８が装入されるとと
もに、タイミングピン６０の基端部が摺動可能に挿入さ
れている。タイミングピン６０は第１外ピン３９ａの摺
動のタイミングを取るためのもので、空間５２に向けて
延びているタイミングピン６０の先端部には、サポート
３寄りの第１突部６１と中速用ロッカアーム３２寄りの
第２突部６２とが二叉状に、係合部として設けられてい
る。タイミングピン６０はタイミングスプリング５８に
より押出方向に付勢されて第１外ピン３９ａに押し当て
られ、第１突部６１は第１油圧ピストン４７の係合部と
しての端面又は環状溝５５に係合及び離脱し、第２突部
６２は所定時に環状突部５４の周面に当接するようにな
っている。

【００３７】上記のように構成された可変動弁機構１
は、次のように作用する。内燃機関の低速時には、図３
及び図４に示すように、第１及び第２油圧ピストン４
７，４８が共に消勢され、第１外ピン３９ａ及び第１内
ピン３９ｂと第２切替ピン４１とがそれぞれコイルスプ
リング４３により切離位置に配置され、中速用ロッカア
ーム３２と高速用ロッカアーム３３とがそれぞれ低速用
ロッカアーム３６から切り離される。従って、低速用ロ
ッカアーム３６が低速用カム３７により単独で揺動さ
れ、バルブ７が低速用カム３７のカム形状に従って低速
用のタイミング及びリフト量で開閉される。このとき、
中速用ロッカアーム３２は中速用カム３４により空揺動
され、高速用ロッカアーム３３は高速用カム３５により
空揺動される。

【００３８】内燃機関の低速→中速の切替時には、次の
(1)〜(4)の順で切り替わる。 (1) 図４に矢印で示す方向に切替バルブ１８を切り替
え、油圧により第１油圧ピストン４７を付勢する。しか
し、図３及び図４に示すように、中速用ロッカアーム３
２がリフトしていないときは、タイミングピン６０の第
１突部６１が第１油圧ピストン４７の端面に係合してい
るため、第１油圧ピストン４７は移動しない。

【００３９】(2) この状態から、図５及び図６に示すよ
うに、中速用ロッカアーム３２がリフト中になると、第
１外ピン３９ａがタイミングピン６０を反付勢方向に押
し込み、第１突部６１が第１油圧ピストン４７の端面か
ら外れるため、第１油圧ピストン４７は若干移動して第
１内ピン３９ｂを若干移動させ、第１内ピン３９ｂは一
方のプッシャ４４を若干押し込む。しかし、中速用ロッ
カアーム３２と低速用ロッカアーム３６との間にはリフ
ト差に伴うずれがあるため、第１外ピン３９ａは移動せ
ず、各ロッカアーム３２，３３，３６は切り離されたま
まである。

【００４０】(3) この状態から、図７及び図８に示すよ
うに、中速用ロッカアーム３２のリフト量が０になり、
前記ずれが無くなった瞬間に、第１外ピン３９ａは移動
可能となる。また、第１突部６１は第１油圧ピストン４
７の端面から外れたままである。

【００４１】(4) この瞬間より、図９及び図１０に示す
ように、第１油圧ピストン４７は大きく移動して、第１
外ピン３９ａを前記連結位置に配置するため、中速用ロ
ッカアーム３２が低速用ロッカアーム３６に連結され、
低速→中速の切替が完了する。従って、中速用ロッカア
ーム３２と一体に低速用ロッカアーム３６が中速用カム
３４により揺動され、バルブ７が中速用カム３４のカム
形状に従って中速用のタイミング及びリフト量で開閉さ
れる。このとき、高速用ロッカアーム３３は高速用カム
３５により単独で空揺動される。また、第１突部６１が
第１油圧ピストン４７の端面に係合しており、環状突部
５４は第１突部６１と第２突部６２との間に位置してい
る。

【００４２】内燃機関の中速→高速の切替時には、次の
(5)〜(8)の順で切り替わる。 (5) 図１０に矢印で示す方向に切替バルブ１８を切り替
え、油圧により第２油圧ピストン４８を付勢する。しか
し、図９及び図１０に示すように、中速用ロッカアーム
３２がリフトしていないときは、第１突部６１が第１油
圧ピストン４７の環状溝５５に係合しているため、第２
油圧ピストン４８は移動しない。

【００４３】(6) この状態から、図１１及び図１２に示
すように、中速用ロッカアーム３２がリフト中になる
と、環状突部５４が第２突部６２に当接していて、第１
外ピン３９ａがタイミングピン６０を反付勢方向に押し
込み、第１突部６１が環状溝５５から外れるため、第１
油圧ピストン４７や第１外ピン３９ａ及び第１内ピン３
９ｂは移動可能となる。しかし、高速用ロッカアーム３
３と低速用ロッカアーム３６との間にはリフト差に伴う
ずれがあるため、第２外ピン３９ａは、プッシャ４４の
端面中央に突設した小突部６３の高さ分だけ微動するだ
けで、実質的には移動せず、高速用ロッカアーム３３と
低速用ロッカアーム３６とは切り離されたままである。

【００４４】(7) この状態から、図１３に示すように、
高速用ロッカアーム３３のリフト量が０になり、前記ず
れが無くなった瞬間に、第２切替ピン４１は移動可能と
なる。また、第１突部６１は環状溝５５から外れたまま
である。

【００４５】(8) この瞬間より、図１４に示すように、
第２油圧ピストン４８は大きく移動して、第２切替ピン
４１を前記連結位置に配置するため、高速用ロッカアー
ム３３が低速用ロッカアーム３６に連結される。また、
第１外ピン３９ａは前記切離位置に配置され、中速用ロ
ッカアーム３２と低速用ロッカアーム３６とは切り離さ
れる。これで中速→高速の切替が完了する。従って、高
速用ロッカアーム３３と一体に低速用ロッカアーム３６
が高速用カム３５により揺動され、バルブ７が高速用カ
ム３５のカム形状に従って高速用のタイミング及びリフ
ト量で開閉される。このとき、中速用ロッカアーム３２
は中速用カム３４により単独で空揺動される。

【００４６】内燃機関の高速→中速の切替時には、次の
(9)〜(12)の順で切り替わる。 (9) 図１４に矢印で示す方向に切替バルブ１８を切り替
え、油圧により第１油圧ピストン４７を付勢する。しか
し、図１４に示すように、中速用ロッカアーム３２がリ
フトしていないときは、第１突部６１が第１油圧ピスト
ン４７の端面に係合しているため、第１油圧ピストン４
７は移動しない。

【００４７】(10) この状態から、図１５に示すよう
に、中速用ロッカアーム３２がリフト中になると、第１
外ピン３９ａがタイミングピン６０を反付勢方向に押し
込み、第１突部６１が第１油圧ピストン４７の端面から
外れるため、第１油圧ピストン４７は若干移動して第１
内ピン３９ｂを若干移動させ、第１内ピン３９ｂは一方
のプッシャ４４を若干押し込む。しかし、中速用ロッカ
アーム３２と低速用ロッカアーム３６との間にはリフト
差に伴うずれがあるため、第１外ピン３９ａは移動せ
ず、中速用ロッカアーム３２と低速用ロッカアーム３６
とは切り離されたままである。

【００４８】(11) この状態から、図１６に示すよう
に、中速用ロッカアーム３２のリフト量が０になり、前
記ずれが無くなった瞬間に、第１外ピン３９ａは移動可
能となる。また、第１突部６１は第１油圧ピストン４７
の端面から外れたままである。

【００４９】(12) この瞬間より、図１７に示すよう
に、第１油圧ピストン４７は大きく移動して、第１外ピ
ン３９ａを前記連結位置に配置するため、中速用ロッカ
アーム３２が低速用ロッカアーム３６に連結される。ま
た、第２切替ピン４１は前記切離位置に配置され、高速
用ロッカアーム３３と低速用ロッカアーム３６とは切り
離される。これで、高速→中速の切替が完了する。

【００５０】内燃機関の中速→低速の切替時には、次の
(13)〜(16)の順で切り替わる。 (13) 図１７に矢印で示す方向に切替バルブ１８を切り
替え、第１及び第２油圧ピストン４７，４８を共に消勢
する。しかし、図１７に示すように、中速用ロッカアー
ム３２がリフトしていないときは、第１突部６１が環状
溝５５に係合しているため、第１油圧ピストン４７は移
動しない。

【００５１】(14) この状態から、図１８に示すよう
に、中速用ロッカアーム３２がリフト中になると、第２
突部６２が環状突部５４に当接していて、第１外ピン３
９ａがタイミングピン６０を反付勢方向に押し込み、第
１突部６１が環状溝５５から外れるため、第１油圧ピス
トン４７や第１外ピン３９ａ及び第１内ピン３９ｂは移
動可能となる。そして、第１内ピン３９ｂはコイルスプ
リング４３により若干移動するが、第１外ピン３９ａは
荷重がかかっているため移動しない。

【００５２】(15) この状態から、図１９に示すよう
に、高速用ロッカアーム３３のリフト量が０になり、前
記荷重が無くなった瞬間に、第１外ピン３９ａは移動可
能となる。また、第１突部６１は環状溝５５から外れた
ままである。

【００５３】(16) この瞬間より、前出の図４に示すよ
うに、第１外ピン３９ａは大きく移動して前記切離位置
に配置され、各ロッカアーム３２，３３，３６は切り離
され、中速→低速の切替が完了する。

【００５４】この可変動弁機構１によれば、次のような
効果が得られる。 サポート３に油圧シリンダ室４５が形成されて油圧
ピストン４７，４８が収容されているため、これらを運
動部分であるロッカアーム３２，３３，３６に収容する
必要が無く、ロッカアーム３２，３３，３６の慣性重量
を軽減して、バルブ７の応答性を向上させることができ
る。

【００５５】 油圧ピストン４７，４８を従来と比較
し大径に設計でき、低油圧時の駆動力を増強して、バル
ブ７を確実に切り替えることができる。

【００５６】 作動油の通路を運動部分であるロッカ
シャフト５や低速用ロッカアーム３６に設ける必要がな
く、固定部であるサポート３に油孔４９を設けて、油圧
回路を簡単に構成できる利点もある。

【００５７】 中速用ロッカアーム３２と高速用ロッ
カアーム３３とを、左右位置関係が隣り合う気筒におい
て互い違いとなるように配設することで、油圧配管２７
の本数に減らすことができ、コストを低減することがで
きる。

【００５８】 ロッカアーム３２，３３，３６が３本
あって、低速・中速切替と中速・高速切替とを行える構
成にも拘らず、ピン孔３８，４０，４２は一軸配列とな
っているので、図２２の従来例と比べて、スペース上有
利であり、コンパクトかつ軽量に構成することができ
る。また、コイルスプリング４３が１本必要で済むの
で、図２２の従来例と比べて、部品点数が少ない。

【００５９】 中速用ロッカアーム３２とサポート３
との間に空間５２を形成し、第１外ピン３９ａの一部を
ピン孔３８から空間５２に突出させたので、タイミング
ピン６０を、空間５２から第１外ピン３９ａの一部に当
接させたり油圧ピストン４７に係合させたりでき、タイ
ミングピン６０を中速用ロッカアーム３２内へ導く必要
が無いので、タイミング機構の構造が簡単になる。

【００６０】 上記タイミング機構は、図２３の従来
例と異なり、低速←→中速切替時のみならず中速←→高
速切替時にもタイミング作用を発揮する。そして、切替
ミスによる不快な音の発生は無くなり、部品の寿命も向
上する。

【００６１】 第１切替ピン３９を、筒状の第１外ピ
ン３９ａと第１内ピン３９ｂとからなる同心二重構造と
し、第１内ピン３９ｂを第１外ピン３９ａより長くした
ので、図２３の従来例では必要だった油圧ピストン２１
４を付勢するコイルスプリング２３２が不要になる。つ
まり、一つのコイルスプリング４３だけで上記の全作用
に対応できる。

【００６２】次に、図２０及び図２１はバルブ７の開閉
タイミング及びリフト量を低速・高速の２段階に切り替
える第二実施形態の可変動弁機構７０を示している。こ
の可変動弁機構７０は、第一実施形態における中速用ロ
ッカアーム３２及び中速用カム３４を高速用ロッカアー
ム７２及び高速用カム（図示略）に置き換え、第一実施
形態における高速用ロッカアーム３３及び高速用カム３
５を除いた点において、第一実施形態と相違している。
従って、第一実施形態と共通する部分については、図２
０及び図２１に第一実施形態と共通の符号を付して説明
の繰り返しを避ける。

【００６３】高速用ロッカアーム７２において、７２ａ
は硬質チップ、７２ｂは連結用突部、７２ｃはスペーサ
ー部である。低速用ロッカアーム３６及び高速用ロッカ
アーム７２は、両者の左右位置関係が隣り合う気筒にお
いて互い違いとなるように配設されているが、この配設
によって相違するはずの気筒間でのバルブ７の相互間隔
を等しくするために、低速用ロッカアーム３６には張出
部３６ｃが設けられている。

【００６４】本実施形態の可変動弁機構７０によれば、
内燃機関の低速→中速の切替時には、第一実施形態にお
ける(1)〜(4)（図３〜図１０）と同様の過程で、バルブ
７の開閉タイミング及びリフト量が切り替わる。また、
内燃機関の中速→低速の切替時には、第一実施形態にお
ける(13)〜(16)（図１７〜図１９）と同様の過程で、バ
ルブ７の開閉タイミング及びリフト量が切り替わる。

【００６５】なお、本発明は前記実施形態の構成に限定
されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨を
逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもでき
る。

【００６６】（１）気筒数が４以外の内燃機関用の可変
動弁機構に具体化すること。

【００６７】（２）前記実施形態以外の２段切替（例え
ばバルブ７を作動・休止の２段階に切り替えるもの）や
３段切替を行う可変動弁機構に具体化すること。

【００６８】（３）タイミングピン６０は、ロッカアー
ムの揺動方向に限られず、どの位置に設けてもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、油圧により切替ピンを駆動してバルブの作動を
切り替える可変動弁機構において、運動部分であるロッ
カアームの慣性重量を軽減でき、切替ピンの摺動のタイ
ミングを取って切替ピンのはじかれを防止でき、そのタ
イミング機構の構造を簡単にすることもできるという優
れた効果を奏する。

【００７０】上記効果に加え、請求項２の発明によれ
ば、油圧ピストンを付勢するスプリングが不要になる。

【００７１】また、請求項３の発明によれば、第二ロッ
カアームが二つ以上あり、バルブの作動を３段以上に切
り替える可変動弁機構であっても、コンパクトかつ軽量
に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係る可変動弁機構の全
体を示す平面図である。

【図２】同可変動弁機構の斜視図である。

【図３】内燃機関の低速時における同可変動弁機構のＩ
ＩＩ−ＩＩＩ線（図１）断面図である。

【図４】図３と同一時における同可変動弁機構の長手方
向断面図である。

【図５】内燃機関の低速→中速切替時における同可変動
弁機構の断面図である。

【図６】図５と同一時における同可変動弁機構の長手方
向断面図である。

【図７】図５の切替の途中時における同可変動弁機構の
断面図である。

【図８】図７と同一時における同可変動弁機構の長手方
向断面図である。

【図９】図５の切替の完了時における同可変動弁機構の
断面図である。

【図１０】図９と同一時における同可変動弁機構の長手
方向断面図である。

【図１１】内燃機関の中速→高速切替時における同可変
動弁機構の断面図である。

【図１２】図１１と同一時における同可変動弁機構の長
手方向断面図である。

【図１３】図１１の切替の途中時における同可変動弁機
構の長手方向断面図である。

【図１４】図１１の切替の完了時における同可変動弁機
構の長手方向断面図である。

【図１５】内燃機関の高速→中速切替時における同可変
動弁機構の長手方向断面図である。

【図１６】図１５の切替の途中時における同可変動弁機
構の長手方向断面図である。

【図１７】図１５の切替の完了時における同可変動弁機
構の長手方向断面図である。

【図１８】内燃機関の中速→低速切替時における同可変
動弁機構の長手方向断面図である。

【図１９】図１８の切替の途中時における同可変動弁機
構の長手方向断面図である。

【図２０】本発明の第二実施形態に係る可変動弁機構の
斜視図である。

【図２１】内燃機関の低速時における同可変動弁機構の
長手方向断面図である。

【図２２】従来の別の可変動弁機構を示す斜視図であ
る。

【図２３】同可変動弁機構に付加したタイミング機構の
作用を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 可変動弁機構 ２ シリンダヘッド ３ サポート ５ ロッカシャフト ７ バルブ ８ カムシャフト ３２ 中速用ロッカアーム ３３ 高速用ロッカアーム ３４ 中速用カム ３５ 高速用カム ３６ 低速用ロッカアーム ３７ 低速用カム ３８ ピン孔 ３９ 第１切替ピン ３９ａ 第１外ピン ３９ｂ 第１内ピン ４０ ピン孔 ４１ 第２切替ピン ４２ ピン孔 ４３ コイルスプリング ４４ プッシャ ４５ 油圧シリンダ室 ４７ 油圧ピストン ４８ 油圧ピストン ４９ 油孔 ５２ 空間 ５４ 環状突部 ５５ 環状溝 ６０ タイミングピン ６１ 第１突部 ６２ 第２突部 ７０ 可変動弁機構 ７２ 高速用ロッカアーム

フロントページの続き (72)発明者 藤井 浩樹 愛知県西尾市中畑町浜田下10番地 株式 会社オティックス内 (56)参考文献 特開 平８−284630（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−180519（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−134112（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−134111（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01L 13/00 301

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サポートにロッカシャフトを挿通して支
   持し、バルブを押圧する第一ロッカアームとバルブを直
   接には押圧しない第二ロッカアームとを並べて前記ロッ
   カシャフトに揺動可能に挿着し、前記第一ロッカアーム
   及び第二ロッカアームに設けたピン孔に両ロッカアーム
   を相互に連結し又は切り離す切替ピンを摺動可能に挿入
   し、該切替ピンを駆動する油圧ピストンを前記サポート
   に形成した油圧シリンダ室に摺動可能に収容し、前記第
   二ロッカアームと前記サポートとの間に前記油圧ピスト
   ンの一部が露出する空間を設け、該空間に露出した油圧
   ピストンに係合及び離脱して前記切替ピンの摺動のタイ
   ミングを取るタイミングピンを設けたことを特徴とする
   可変動弁機構。
2. 【請求項２】 前記切替ピンを、筒状の外ピンと該外ピ
   ンに挿入された内ピンとからなる同心二重構造とし、該
   内ピンを外ピンより長く設けることにより該外ピンと前
   記油圧ピストンとの間に隙間が生じるようにし、前記タ
   イミングピンが該隙間に入り込んで前記油圧ピストンに
   係合するようにした請求項１記載の可変動弁機構。
3. 【請求項３】 前記第二ロッカアームが二つ以上ある場
   合、該二つ以上の第二ロッカアーム及び前記第一ロッカ
   アームに前記ピン孔を一軸配列するように設けた請求項
   １又は２記載の可変動弁機構。