JPH04116211A - エンジンの弁作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はエンジンの弁作動装置、特にエンジンの運転
条件に応じて弁す７ト特性を切換えるものに関する。

（従来の技術） 従来から低中速運転時のトルクと高速運転時の出力向上
を両立するため、運転状態に応じて吸気弁または排気弁
のり７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）。

これについて説明すると、その揺動先端が弁に当接する
ロッカアームと、このロッカアームの片側に隣接して弁
との当接部位を持たないサブロッカアームとが共通の口
２カンヤ７Ｆに揺動可能に支持され、ロッカアームには
低速用カムが、サブロッカアームには低速用カムよりも
開弁角度または弁り７Ｆ量が大きくなるプロフィールを
有する高連用カムがそれぞれ摺接される。

ロッカシャフトから所定の距離だけ離れた揺動部位にお
いてロッカシャフトと平行な方向には、作動油圧に応動
するピンが嵌合孔に嵌まりあるいは嵌合孔から抜けるこ
とで、２つのロッカアームが結合されたりあるいはその
結合が解かれたりする。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような従来装置では、１つのロッカアー
ムに対して２つのサブ＋７−／　ｌ！Ｊ７−ムを相対変
位可能に設けて、一つの弁に対して３つのカムの切換え
を行う場合、２つのサブロッカアームに対応して複数の
結合ピンとそれを駆動する油圧通路が必要となり、特に
ロッカアームに対して結合ピンを介装するスペースが増
大するため、３つ以上のカムの切換えを難しくしていた
。

同じく、結合ピンの介装スペースが増大する二とにより
、ロッカアームに対しで、カムに転接するローラフォロ
ワを設ζすることが難しいという問題点があった。

この発明はこのような従来の問題点に着目し、カムに転
接するローラフォロワを備え、３つ以上のカムの切換え
を可能とする弁作動装置を提供することを目的とする。

（！！題を解決するための手段） この発明は、プロフィールの比較的に小さいカムに従動
して吸気弁または排気弁を開閉駆動するロッカアームと
、プロフィールの比較的に大きいカムに従動するサブロ
ッカアームと、カムに転接するひ一２７ｔロワをロッカ
アームまたはサブ口。

カアームに回転自在に結合するローラフォロワ軸と、こ
のロー２７すロワ軸に形成された嵌合孔と、この嵌合孔
に摺動自在に嵌合するピンと、エンノン運転条件に応じ
てこのピンまたはこのピンに当接する別のピンをロッカ
アームとサブロッカアームの間に渡って嵌合させる油圧
駆動手段とを備えた。

（作用） 上記構成に基づき、作動油圧に応動するピンが嵌合孔に
嵌まりあるいは嵌合孔から抜けることで、ロッカアーム
とサブロッカアームが互いに結合されたりあるいはその
結合が解かれ、カムの切換えが行われる。

ピンがローラフォロワ軸の内部に収装されることにより
、ピンとローラフォロワ輸の軸方向の長さを共に十分に
確保することと、これらのロッカアームまたはサブロッ
カアームに対する介装スペースを削減することを両立で
外る。その結果、ロッカアームまたはサブロッカアーム
がその揺動輪方向に大型化することが避けられ、限られ
たシリングヘッド上のスペースにおいて１つのロッカア
ーム１に対して２つ以上のサブロッカ７−ム２，３を設
けることが可能となり、３つ以上のカムによりエンジン
運転状態に応じて慇め細かい制御が行える。

（実施例） 第１図、第２図は、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）を備えたエンノンに対して本発
明を適用した場合の実施例を示している。

これについて説明すると、各気筒には２本の吸気弁９に
対応して単一のロッカアーム１が設けられる。ロッカア
ーム１．の基端は各気筒に共通なロッカシャフト１２を
介してシリンダヘッドに揺動自在に支持され、ロッカア
ーム１の先端には各吸気弁９のステム頂部に当接する一
対の油圧ラッシュ７ノヤスタ１０が設けられ、油通路４
１から導かれる作動油圧によりバルブクリアランスを自
動的に調節するようになっている。

ロッカアーム１にはローラフォロワ軸１３が圧入すれ、
このローラフォロワ軸１３にニードルベアリングを介し
てローラフォロワ４が回転自在に連結され、このローラ
フォロワ４がパーシャル用カム２１に転接してロッカア
ーム１を揺動させる。

ロッカアーム１の揺動により２本の吸気弁９がバルブス
プリング１８を圧縮しながら押し下げられて吸気ボート
を開くようになっている。

ロッカアーム１は平面図上はぼ矩形に形成され、ローラ
フォロワ４と並んで２つのサブロッカアーム２，３が設
けられる。各サブロッカアーム２，３の基端はサブロッ
カシャフト１６を介してロッカアーム１に相対回転可能
に連結される。

各サブロッカアーム２，３は吸気弁９に当接する部位を
持たず、それぞれの先端には低速用カム２２と高速用カ
ム２３に摺接するカム７すロア部２　Ａ、３　Ａが断面
円弧状に突出して形成され、その下側にはこのカム７才
ロア部２　Ａ、３　Ａを各カム２２．２３に押し付ける
ロストモーションスプリング７がそれぞれ介装される。

なお、各ロストモーションスプリング７と各サブロッカ
アーム２゜３の間にはロッカアーム１に摺動可能に嵌合
する筒状す７タ８が介装される。

エンノン運転条件に応じてロッカアーム１に対する各ロ
ッカアーム２，３の相対変位を係止するため、ロッカア
ーム１およびサブロッカアーム２の開にはピン３１，３
２．３３が、ロッカアーム１とサブロッカアーム３の開
にはピン３４，３５．３６がそれぞれロッカシャフト１
２がら所定の鉗離だけ離れた揺動部位においてロッカシ
ャフト１２と平行な方向に摺動自在に設けられる。

サブロッカアーム２には嵌合孔４２が形成される一方、
ロッカアーム１には嵌合孔４２を挾むようにして、２つ
の嵌合孔４３．４４がそれぞれ同一径で形成される。ロ
ーラ７ｔロワ４およびサブロッカアーム２が各カム２１
．２２のベースサークル部に接する回転角度範囲で、各
嵌合孔４２゜４３．４４は互いに同一軸上に並ぶように
形成される。

ピン３１はロッカ７−ム１の嵌合孔４３とサブロッカア
ーム２の嵌合孔４２に渡って嵌合可能に摺動する。この
ピン３１の一端に当接するピン３２はサブロッカアーム
２の嵌合孔４２とロッカアーム１の嵌合孔４４に渡って
嵌合可能に摺動する。

このピン３２の一端に当接するピン３３はロッカアーム
１の嵌合孔４４に摺動可能に嵌挿され、このピン３３の
一端にはリターンスプリング３７が着座し、このリター
ンスプリング３７の付勢力によりピン３１は栓体５０に
当接してロッカアーム１の嵌合孔４４に収まるとともに
、ピン３２がサブロッカアーム２の嵌合孔４２に収まる
非拘束位置に保持される。

各ピン３１，３２．３３の油圧駆動手段として、ロッカ
シャフト１２およびロッカアーム１の内部を通して油圧
通路３つが形成され、この油圧通路３９は嵌合孔４３の
端部に開口し、これから導かれる油圧力により各ピン３
１，３２．３３はリターンスプリング３７に抗して拘束
位置に摺動する。

ローラ７ｔロワ４を支持するローラフォロワ細１３の端
面がサブロッカアーム３の側面に対峙して配置され、ピ
ン３４，３５，３６はローラフォロワ紬１３と同軸上に
配置される。

第３図にも示すように、ローラフォロワ軸１３にはピン
３４を摺動可能に嵌挿させる嵌合孔４６が同心的に形成
され、ピン３４はローラフォロワ軸１３の内部に収装さ
れる。

サブロッカアーム３には嵌合孔４５が形成され、ロッカ
アーム１には嵌合孔４７が形成される。３つの嵌合孔４
６，４５．４７がそれぞれ同一径で形成され、ローラフ
ォロワ４およびサブロッカアーム３が各カム２１．２３
のベースサークル部に接する回転角度範囲で、各嵌合孔
４５，４６，４７は互いに同一軸上に並ぶように形成さ
れる。

ピン３４はローラフォロワ軸１３の嵌合孔４６とサブロ
ッカアーム３の嵌合孔４５に渡って嵌合可能に摺動する
。このピン３４の一端に当接するピン３５はサブロッカ
アーム３の嵌合孔４５とロッカアーム１の嵌合孔４７に
渡って嵌合可能に摺動する。このピン３５の一端に当接
するピン３６はロッカアーム１の嵌合孔４７に摺動可能
に嵌挿される。ピン３６の一端：こはリターンスプリン
グ３８が着座し、このリターンスプリング３８の付勢力
によりピン３４は嵌合孔４６の端面にに当接して嵌合孔
４６に収まるとともに、ピン３５がサブロッカアーム３
の嵌合孔４５に収まる非拘束位置に保持される。

各ピン３４，３５．３６の油圧駆動手段として、ロッカ
シャフト１２とロッカアーム１およびローラフォロワ軸
１３を通して油圧通路４ｏが配設され、これから導かれ
る油圧力により各ピン３４゜３５．３６はリターンスプ
リング３８に抗して拘束位置に摺動する。

油圧通路４０はローラフォロワ輸１３の嵌合孔４６の端
部に開口する通孔５１と、ロッヵアーム１に形成される
通孔５２と、ロッカシャ７）１２の外周に形成される環
状溝５３と、口７カシャフト１２に形成される通孔５４
および軸方向に延びる通孔５５から構成される。

各油圧通路３９．４０には図示しないオイルポンプの吐
出油圧が制御弁を介して導かれる。この油圧制御弁の作
動を電子制御するコントロールユニットはエンノン回転
信号、冷却水温信号、作動油の温度信号、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ノントルクの
８激な変動を抑えつつ、各カム２１，２２．２３の切換
えを円滑に行う。

各カム２１．２２．２３はそれぞれ共通のカムシャ７Ｆ
に一体形成され、エンジンのパーシャル時と高負荷低回
転時および高回転時において要求される弁す７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。

ここでは、パーシャル用カム２１、低速用カム２２、高
速用カム２３の・順で弁り７ト量、開弁期間を共に大き
くしである。これにより、最も小リフト量、小開弁期間
のカム２１を用ν）て部分負荷、アイドル運転時に用い
て燃費の向上をはかる一方、＾負荷低速運転時に中リフ
ト量、中間弁期間の低速用カム２２を用い、高負荷高速
運転時に太り７ト量、大開弁期間の高速用カム２３に切
換えて高出力化と両立させる。

次に作用について説明する。

エンジンのパーシャル運転時に、各油圧通路３９．４０
の作動油圧は最小値に保たれ、各リターンスプリング３
７．３８は伸張して、各ピン３１〜３６が各サブロッカ
アーム２，３の非拘束位置に収まり、ロッカアーム１の
動きを妨げない。これにより、ロッカアーム１はパーシ
ャル用カム２１のプロフィールに従って揺動し、各吸気
弁９を開閉駆動する。このとき、ローラフォロワ４はカ
ム２１に転接して、７リクシヨンを低減している。

エンノンの低速高負荷運転時に、油圧通路３９から導か
れる作動油圧が高められ、リターンスプリング３７を圧
縮しながら各ピン３１，３２．３３が摺動して、サブロ
ッカアーム２とロッカアーム１の間に渡って嵌合する拘
束位置に保持される。

これに対して他方のサブロッカアーム３に設けられる各
ピン３４，３５．３６はリターンスプリング３８の付勢
力により非拘束位置に収まって、ロッカアーム１の動き
を妨げない、これにより、ロッカアーム１はサブロッカ
アーム２と一体となって揺動し、サブロッカアーム２を
介して低連用カム２２のプロフィールに従って揺動し、
各吸気弁９を開閉駆動する。このとき、ローラフォロワ
４は低速用カム２１から浮終上がっている。

エンジンの高速高負荷運（時に、油圧通路４０に導かれ
る作動油圧が高められ、リターンスプリング３８を圧縮
しながら各ピン３４，３５．３６が移動して、サブロッ
カアーム３をロッカアーム１と一体となって揺動させる
拘束位置に保持される。

ロッカアーム１はサブロッカアーム３を介して高速用カ
ム２３のプロフィールに従って揺動し、各吸気弁９を開
閉駆動する。このとき、ローラフォロワ４およびサブロ
ッカアーム２は各カム２１゜２２から浮き上がっている
。

逆に各油圧通路４０．３９に導かれる作動油圧が順次低
下されることにより、各ピン３１〜３６が上記動作と逆
方向に動き、ロッカ７−ム１に対する各サブロッカアー
ム２，３の拘束が解除され、各カム２１，２２．２３の
切換えが行われる。

ロー２７すロワ４を支持するローラフォロワ軸１３と、
サブロッカアーム３を拘束可能とするピン３４，３５．
３６が同軸上に配置され、ピン３４がローラフォロワ軸
１３の内部に収装されることにより、ピン３４とローラ
フォロワ軸］３の軸方向の長さを十分に確保することと
、ロッカアーム１に対する介装スペースを削減すること
を両立できる。その結果、ロッカアーム１がロッカシャ
フト１２の軸方向に大型化することが避けられ、限られ
たシリングヘッド上のスペースにおいて１つのロッカア
ーム１に対して２つのサブロッカアーム２，３を介装す
ることが可能となり、３つのカム２１，２２．２３によ
りエンノン運転状態に応じてきめ細かい制御が行える。

第４図に示すように、ローラフォロワ４のローラフォロ
ワ軸１３に形成される嵌合孔４６をｔ長し、この嵌合孔
４６にリターンスプリング３８と、これに当接するピン
３４を介装しても良い。

油圧通路４０はロッカアーム１の嵌合孔４７に開口し、
この作動油圧により各ピン３４，３５．３６はリターン
スプリング３８に抗してサブロッカアーム３の拘束位置
に摺動する。ローラフォロワ軸１３には空気抜き孔５６
が開口して、ピン３４の摺動を妨げないようになってい
る。

この場合、ローラフォロワ軸１３にピン３４と共にリタ
ーンスプリング３８を収装することにより、さらにスペ
ースの有効利用がはかれる。

（発明の効果） この発明は、プロフィールの比較的に小さいカムに従動
して吸気弁または排気弁を開閉駆動するロッカアームと
、プロフィールの比較的に大きいカムに従動するサブロ
ッカアームと、カムに転接するローラフォロワをロッカ
アームまた１土サブロツカアームに回転自在に・結合す
るローラフォロワ輸と、このローラフォロワ紬に形成さ
れた嵌合孔と、この嵌合孔に摺動自在に嵌合するピンと
、このピンまたはこのピンに連動する別のピンをロッカ
アームとサブロッカアームの間に渡って嵌合させる油圧
駆動手段を備えたため、ロッカアームがロッカシャ７Ｆ
の軸方向に大型化することが避けられ、限られたシリン
グヘッド上のスペースにおいて３つ以上のカムを切換え
る弁作動装置の実用化に貢献できるとともに、可動質量
を低減してエンノンの高速化に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す動弁系の平面図、第２
図は同図Ａ−Ａ線に沿う横断面図、第３図は同図Ｂ−Ｂ
線に沿う横断面図である。第４図は他の実施例を示す平
面図である。 １・・・ロッカアーム、２，３・・・サブロッカアーム
、４・・・ローラフォロワ、７・・・ロストモーシシン
スプリング、９・・・吸気弁、１２・・・ロッカシャフ
ト、１３・・・ローラフォロワ軸、１６−・・サブロッ
カシャフト、３１〜３６・・・ピン、３７．３８・・・
リターンスプリング、３９．４０・・・作動油圧通路、
４２〜４７・・・嵌合孔。 特許出願人　　　　　日産自動車株式会社第　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　プロフィールの比較的に小さいカムに従動して吸気弁
   または排気弁を開閉駆動するロッカアームと、プロフィ
   ールの比較的に大きいカムに従動するサブロッカアーム
   と、カムに転接するローラフォロワをロッカアームまた
   はサブロッカアームに回転自在に結合するローラフォロ
   ワ軸と、このローラフォロワ軸に形成された嵌合孔と、
   この嵌合孔に摺動自在に嵌合するピンと、このピンまた
   はこのピンに当接する別のピンをロッカアームとサブロ
   ッカアームの間に渡って嵌合させる油圧駆動手段とを備
   えたことを特徴とするエンジンの弁作動装置。