JPH04325706A - ４サイクルエンジンの動弁装置 - 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】

【０００１】〔発明の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】この発明は、運転状況に応じて吸
・排気バルブのバルブリフト量や開弁時期等を変化させ
ることができる４サイクルエンジンの動弁装置に係り、
特にロッカシャフトを回動する油圧アクチュエータの組
付性を改良した４サイクルエンジンの動弁装置に関する
。

【０００３】

【従来の技術】一般に、自動車および自動二輪車等の車
両に搭載される４サイクルエンジンでは、燃焼室上方に
吸・排気バルブが配設されており、これらのバルブは動
弁装置によって駆動される。すなわち、上記動弁装置は
、エンジンのクランクシャフトに連動するカムシャフト
を備え、このカムシャフトに形成されたカムによって上
記吸・排気バルブを所定のタイミングで上下動させてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記４サイ
クルエンジンは、低回転数域から中・高回転数域にかけ
ての広い回転数域内で高い出力が得られること、つまり
パワーバンドが広帯域であることが望ましい。

【０００５】しかし、従来の動弁装置では、バルブの開
閉タイミングおよびリフト量が固定されているため、特
定のエンジン回転数域においてピーク値を有する出力特
性しか得られず、したがって低回転数域の出力特性に重
点を置くか、もしくは中・高回転数域の出力特性に重点
を置くかの選択を余儀なくされる。

【０００６】この発明は、上述の事情を考慮してなされ
たものであり、広い回転数域内でエンジン出力を向上さ
せることができると共に、ロッカシャフトを回動する油
圧アクチュエータの組付性を容易にするとともに、油圧
アクチュエータ作動中にロッカシャフトの不必要な微少
回動を防止できる４サイクルエンジンの動弁装置を提供
することを目的とする。 〔発明の構成〕

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、回動可能に
支持されるとともにエキセントリック大径部が形成され
、一端部にピニオンが、他端部に回動範囲を規制する回
動規制溝がそれぞれ形成されたロッカシャフトと、この
ロッカシャフトに直接嵌挿された第１のロッカアームと
、この第１のロッカアームの両側に配置されて上記エキ
セントリック大径部に嵌挿された第２および第３のロッ
カアームと、上記第１、第２および第３のロッカアーム
をそれぞれ作動する第１、第２および第３のカムと、シ
リンダ内に作動油の油圧によって摺動可能なピストンが
配置され、このピストンの先端部に上記ロッカシャフト
のピニオンに噛合い可能なラックが形成された油圧アク
チュエータと、を有し、上記第２および第３のカムが同
じカムプロフィールに形成され、上記第１のカムのカム
プロフィールが上記カムプロフィールと異なって形成さ
れ、また、上記油圧アクチュエータには、上記ピストン
を押戻し方向へ付勢するる付勢体が設置されるとともに
、上記ピストンの基端部には、上記シリンダ内に設置さ
れたピストンストッパに当接するストッパ当接部が突設
されて上記付勢体によるピストン押し戻し位置が規制さ
れ、このストッパ当接部の突出量は、上記油圧アクチュ
エータの組付時に、上記ピニオンおよびラックの最初に
噛合う歯のうち、上記ラックの歯のピストン押戻し方向
側歯先端部が、上記ピニオンの上記歯のピストン押出し
方向側歯面に接触するよう設定されたことを特徴とする
ものである。

【０００８】

【作用】したがって、この発明に係る４サイクルエンジ
ンの動弁装置によれば、ロッカシャフトを所定角度回動
させてエキセントリック大径部を回動させることにより
、上記第２および第３ロッカアームのカムフロア面を第
１ロッカアームのカムフロア面に対し上下方向に相対的
に位置変化させる。第１および第３ロッカアームのカム
フロア面を第１ロッカアームのカムフロア面に対し下方
へ位置変化させたときには、第２および第３ロッカアー
ムと第２および第３カムとの当接が解除され、第１ロッ
カアームと第１カムとが当接して、４サイクルエンジン
のバルブはこの第１カムにより駆動する。

【０００９】また、第２および第３ロッカアームのカム
フロア面を第１ロッカアームのカムフロア面に対しほぼ
上方へまたは同一位置に位置変化させたときには、第１
ロッカアームと第１カムとの当接が解除され、第２およ
び第３ロッカアームと第２および第３カムとがそれぞれ
当接して、４サイクルエンジンのバルブはこの第２およ
び第３のカムにより作動する。このようにロッカシャフ
トを回動させることによるカムの選択によって、広い回
転数域に亘りエンジン出力を向上させることができる。

【００１０】さらに、油圧アクチュエータの組付時には
、まず、ロッカシャフトの回動規制溝端に回動規制スト
ッパを当接して、ロッカシャフトの一方向の回動を規制
する。次に、油圧アクチュエータを、付勢体によってピ
ストンが押し戻されて、ピストン基端部のストッパ当接
部がシリンダ内のピストンストッパに当接した状態で組
み付ける。この組付時には、ピストンに形成されたラッ
クと、上記ロッカシャフトに形成されたピニオンとの最
初に噛み合う歯のうち、ラックの歯のピストン押戻し方
向側歯先端部が、ピニオンの上記歯のピストン押出し方
向側歯面に接触するので、組付後にはラックの上記歯先
端がピニオンの上記歯面に沿って押し込まれ、この結果
、ラックがピストン押出し方向へ微少量スライドする。 このため、ピストン基端のストッパ当接部がシリンダ内
のピストンストッパから離れ、ロッカシャフトの回動規
制溝端のみが回動規制ストッパに当接し続けて、ロッカ
シャフトの一方向の回動位置を規制する。

【００１１】このように、ロッカシャフトは、回動規制
ストッパのみによってその回動位置が規制されるので、
このロッカシャフトにはピニオンおよび回動規制ストッ
パ間でトーションが生じ、油圧アクチュエータの作動時
に、この回動規制位置においてロッカシャフトの不必要
な微少回動を防止できる。

【００１２】また、上述のように、ロッカシャフトの回
動規制溝端に回動規制ストッパが当接することのみによ
って、ロッカシャフトの一方向の回動規制を実現する油
圧アクチュエータの組付は、油圧アクチュエータを上方
から下方へ向って設置して、油圧アクチュエータのラッ
クをロッカシャフトのピニオンに噛み合せるだけで実施
できるので、油圧アクチュエータの組付を容易にするこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１４】図２は、この発明に係る４サイクルエンジ
ンの動弁装置の一実施例を示す斜視図、図６は図２の動
弁装置が適用されたシリンダヘッドの部分平面図、図７
、図８は図６のＶＩＩ　−ＶＩＩ　線、ＶＩＩＩ−ＶＩ
ＩＩ線にそれぞれ沿う断面図である。

【００１５】この動弁装置は、エンジンの１つのシリン
ダにおける吸気側と排気側にそれぞれ配設される。した
がって、図２〜図５に示すバルブ１，２は吸気または排
気を行なうために配置されている。

【００１６】この一実施例は、第１カムとしての低速用
カム３、並びにこの低速用カム３の一側方および他側方
にそれぞれ配置された第２カムとしての中高速用カム４
および第３カムとしての同じく中高速用カム５を有した
カムシャフト６（図４、図５）と、カム３，４および５
のそれぞれの下方に位置された第１ロッカアームとして
の低速用ロッカアーム７、第２ロッカアームとしての中
高速用ロッカアーム８および第３ロッカアームとしての
同じく中高速用ロッカアーム９と、これらのロッカアー
ム７，８および９の支持部７ａ，８ａおよび９ａが嵌挿
され、かつ後述のロッカシャフト軸受部１８（図８）に
よって回動自在に支承されたロッカシャフト１１と、を
備えて構成される。

【００１７】低速用ロッカアーム７の先端は２方に分岐
し、これらの両分岐先端部７ｂは、図示しないエンジン
の燃焼室を開閉する上記バルブ１および２のステム頭部
にそれぞれ当接している。また、低速用ロッカアーム７
の支持部７ａは、ロッカシャフト１１に直接嵌挿されて
、回動可能に設けられる。

【００１８】中高速用ロッカアーム８の支持部８ａは、
ロッカシャフト１１よりも大径の偏心ブッシュ１２を介
して、ロッカシャフト１１に対し回動可能に嵌挿される
。この偏心ブッシュ１２は、図４に示す如く、軸心がロ
ッカシャフト１１の中心から偏心しており、ブッシュピ
ン１０によってロッカシャフト１１に着脱自在に固定さ
れる。したがって、この偏心ブッシュ１２は、ロッカシ
ャフト１１におけるエキセントリック大径部として機能
する。

【００１９】図３に示す如く、中高速用ロッカアーム９
の支持部９ａも、上記偏心ブッシュ１２と同一の形状を
有しかつ同一方向に偏心する偏心ブッシュ１３を介して
、ロッカシャフト１１に対し回動可能に嵌挿される。 この偏心ブッシュ１３もブッシュピン１０によりロッカ
シャフト１１に着脱自在に固定され、エキセントリック
大径部として機能する。

【００２０】また、中高速用ロッカアーム８および９の
各先端部８ａおよび９ａの下面は、低速用ロッカアーム
７の一方および他方の分岐先端部７ｂに、シム１４ａを
介してそれぞれ当接される。これらの低速用ロッカアー
ム７の分岐先端部７ｂと中高速用ロッカアーム８および
９の先端部８ｂおよび９ｂとの接触点は、バルブ１およ
び２の略軸線上に設定される。

【００２１】したがって、図４に示すように、低速用カ
ム３が低速用ロッカアーム７のカムフロア面７ｃを押下
して、その各先端部７ｂを下降させた場合（低速用カム
３の作動時）には、ロッカアーム８および９の各先端部
８ｂおよび９ｂは、分岐先端部７ｂとともに押下される
には至らない。一方、図５に示すように中高速用カム４
および５が中高速用ロッカアーム８および９のカムフロ
ア面８ｃおよび９ｃをそれぞれ押下した場合（中高速用
カム８および９の作動時）には、これらのロッカアーム
８および９の先端部８ｂおよび９ｂが低速用ロッカアー
ム７の各分岐先端部７ｂを押下することから、この分岐
先端部７ｂは強制的に下降される。

【００２２】なお、このシム１４ａは、縦断面Ｔ字形状
のシムであり、低速用ロッカアーム７の両分岐先端部７
ｂに上方から嵌装される。また、バルブ１および２のバ
ルブステム頭部には有蓋円筒形状のシム１４ｂが被冠さ
れ、このシム１４ｂに、低速用ロッカアーム７の分岐先
端部７ｂ下面が当接する。これらのシム１４ａおよび１
４ｂは、バルブ１および２のタペットクリアランス調整
用に用いられる。

【００２３】また、前記カム３，４および５のうち、中
高速用カム４および５は同一のカムプロフィールを有し
、また低速用カム３はこれらの中高速用カム４および５
のカムプロフィールとは異なるカムプロフィールを有す
る。つまり、低速用カム３は、エンジンが低回転数域で
運転されているときに適したバルブリフト量および開閉
弁時期が得られるようにそのカムプロフィールが設定さ
れる。また、中高速用カム４および５は、エンジンが中
・高回転数域で運転されているときに適したバルブリフ
ト量および開閉弁時期が得られるようにそのカムプロフ
ィールが設定される。

【００２４】上記バルブリフト量は、バルブ１および２
のストローク長であり、カムリフト量に対応する。図１
４には、低速用カム３のカムプロフィールを実線Ａ（カ
ムリフト量ｌａ）で示し、また中高速用カム４および５
のカムプロフィールを破線Ｂ（カムリフト量ｌｂ）で示
している。この図１４から明らかなように、中高速用カ
ム４および５は、低速用カム３よりも大きなバルブリフ
ト量が得られるようにそのカムプロフィールが設定され
ている。

【００２５】なお、図１４の二点鎖線Ｃは、ロッカシャ
フト１１を回動して偏心ブッシュ１２および１３の厚肉
頂部１２ａおよび１３ａを図４に示すように斜め前方へ
位置させたとき（低速用カム３の作動時）の中高速用カ
ム４および５におけるカムプロフィールを示す。

【００２６】ところで、ロッカシャフト１１の回動は、
図２に示すように、エンジンオイルを作動油として作動
する油圧アクチュエータ１５によってなされる。この油
圧アクチュエータ１５は、図６および図８に示すように
、シリンダヘッド１６の車両左右方向中央位置にあるカ
ムチェーン室１７に設置される。

【００２７】また、ロッカシャフト１１は、シリンダヘ
ッド１６の車両前後および左右に１本ずつ計４本配置さ
れ、それぞれが車両左右方向に延びて配設される。各ロ
ッカシャフト１１は、シリンダヘッド１６に形成された
ロッカシャフト軸受部１８により、回動可能に支持され
る。そして、１本のロッカシャフト１１に、低速用ロッ
カアーム７並びに中高速用ロッカアーム８および９が２
組ずつ設置される。各組の低速用ロッカアーム７並びに
中高速用ロッカアーム８および９は、ロッカシャフト１
１に介装された位置決めスプリング１９によって、ロッ
カシャフト１１と共にその位置が規制される。

【００２８】なお、図６中の符号２０は、ロッカシャフ
ト軸受部１８の上部に形成されて、カムシャフト６を支
持する下半軸受孔である。また、符号２１はバルブガイ
ド、符号２２はスタッドボルト挿通孔である。さらに、
図８中の符号４５は、カムシャフト６用の軸受ハウジン
グである。

【００２９】上記油圧アクチュエータ１５は、図７、図
９および図１０に示すように、２つのシリンダ２３が並
設されたアクチュエータボディ２４と、１つのシリンダ
２３に２個ずつ収容されたピストン２５と、アクチュエ
ータボディ２４の上部を覆う蓋２６と、を有して構成さ
れる。この蓋２６は、蓋取付ボルト４４を用いてアクチ
ュエータボディ２４に固定される。

【００３０】ピストン２５は、シリンダ２３内を摺動可
能に設けられ、先端部にラック２７が一体形成される。 このラック２７は、ロッカシャフト１１の先端部に形成
されたピニオン２８に噛み合される。また、アクチュエ
ータボディ２４の上部には、図６、図７および図９に示
すように、２つのシリンダ２３の軸方向中央位置に連通
した中高速用油路３０が形成されると共に、２つのシリ
ンダ２３のそれぞれ両端部に連通された低速用油路２９
が形成される。蓋２６には低速用油路２９に連通した低
速用油圧ポート３１と、中高速用油路３０に連通した中
高速用油圧ポート３２とがそれぞれ形成される。

【００３１】一方、図７に示すように、シリンダヘッド
１６を覆うヘッドカバー３３Ａに油路切換ソレノイドバ
ルブ３３が設置される。この油路切換ソレノイドバルブ
３３は、低速用油圧ホース３４および中高速用油圧ホー
ス３５を介して低速用油圧ポート３１または中高速用油
圧ポート３２に選択的に油圧を供給する。

【００３２】つまり、油圧切換ソレノイドバルブ３３は
、バルブボディ３６内にスプールバルブ３７が配設され
、このスプールバルブ３７を電磁石３８の励磁および消
磁によって摺動させるものである。バルブボディ３６に
は、さらにオイルポンプ（図示せず）によって昇圧され
たエンジンオイルが作動油として流入する給油ポート３
９が形成される。また、バルブボディ３６にはリリーフ
ポート４０が形成されると共に、低速用給油ポート４１
および中高速用給油ポート４２も形成される。低速用給
油ポート４１と油圧アクチュエータ１５の低速用油圧ポ
ート３１とが低速用油圧ホース３４によって接続される
。また、中高速用給油ポート４２と油圧アクチュエータ
１５の中高速用油圧ポート３２とが中高速用油圧ホース
３５によって接続される。

【００３３】電磁石３８の励磁および消磁はエンジン回
転数に基づいて制御される。つまり、エンジン回転数の
上昇時には、エンジン回転数が例えば約９５００ｒ．ｐ
．ｍ．以下の低回転数域で電磁石３８が励磁し、約９５
００ｒ．ｐ．ｍ．以上の中高回転数域でこの電磁石３８
が消磁する。

【００３４】電磁石３８が励磁すると、スプールバルブ
３７が図７の矢印Ｑ方向に移動し、給油ポート３９と低
速用給油ポート４１とが連通し、かつ中高速用給油ポー
ト４２がリリーフポート４０に連通する。このため、作
動油は給油ポート３９から低速用給油ポート４１、低速
用油圧ホース３４および低速用油圧ポート３１を経て低
速用油路２９へ導入され、ピストン２５は図９に示す矢
印Ｍ方向に押し戻されて、ピニオン２８が矢印Ｏ方向に
回動する。これによりロッカシャフト１１が回動して、
図４に示すように、偏心ブッシュ１２および１３の厚肉
頂部１２ａおよび１３ａが斜め前方へ移動して、低速用
カム３が低速用ロッカアーム７を作動する。

【００３５】また、電磁石３８が消磁すると、ソレノイ
ドリターンスプリング４３の付勢力によってスプールバ
ルブ３７が図７に示す位置へ移動し、その結果、給油ポ
ート３９と中高速用給油ポート４２とが連通し、かつ低
速用給油ポート４１とリリーフポート４０とが連通する
。このため、作動油は給油ポート３９から中高速用給油
ポート４２、中高速用油圧ホース３５および中高速用油
圧ポート３２を経て中高速用油路３０へ導入され、ピス
トン２５は図７に示す矢印Ｎ方向へ押し出されて、ピニ
オン２８が矢印Ｐ方向に回動する。これによりロッカシ
ャフト１１が回動して、図５に示すように、偏心ブッシ
ュ１２および１３の厚肉頂部１２ａおよび１３ａが斜め
後方へ移動して、中高速用カム４および５が中高速用ロ
ッカアーム８および９を作動する。

【００３６】ところで、上記ロッカシャフト１１の基端
部には、図８および図１に示すように回動規制溝４６が
形成され、この回動規制溝４６に対応するシリンダヘッ
ド１６に、回動規制ストッパとしてのストッパスクリュ
ー４７が螺装される。上記回動規制溝４６は、ロッカシ
ャフト１１の周方向に沿い、ロッカシャフト１１の回動
角度範囲に亘って形成される。

【００３７】ストッパスクリュー４７は、この回動規制
溝４６の両端部４８Ａ（低速用端部）および４８Ｂ（中
高速用端部）に当接可能に設けられる。ロッカシャフト
１１が図９に示すＯ方向に回動したときには、ストッパ
スクリュー４７が図１に示すように低速用端部４８Ａに
当接して、ロッカシャフト１１のＯ方向の回動位置が規
制される。また、ロッカシャフト１１が図７に示すＰ方
向に回動したときには、ストッパスクリュー４７は図１
に示す中高速用端部４８Ｂに当接して、ロッカシャフト
１１のＰ方向の回動位置が規制される。これらいずれの
場合も、ロッカシャフト１１にはその軸方向において、
ストッパスクリュー４７およびピニオン２８間でトーシ
ョンが作用し、ロッカシャフト１１の回動規制時にはこ
のロッカシャフト１１が微少回動しないよう構成される
。

【００３８】また、油圧アクチュエータ１５には、図７
および図９に示すように、各シリンダ２３の軸方向両端
部にピストンガイド４９が嵌合される。このピストンガ
イド４９とピストン２５の大径部との間に、付勢体とし
てのピストンスプリング５０が介装される。このピスト
ンスプリング５０によって、ピストン２５には常時、特
に油圧アクチュエータ１５の組付時にピストン２５押戻
し方向（図９の矢印Ｍ方向）の付勢力が付与される。

【００３９】また、油圧アクチュエータ１５のシリンダ
２３には、図１１および図１２に示すように、その軸方
向中央位置にピストンストッパとしての環状のサークリ
ップ５１が嵌装される。さらに、ピストン２５の大径基
端部には、上記サークリップに当接可能なストッパ当接
部５２が一体に突設される。このストッパ当接部５２の
突出量ｈは油圧アクチュエータ１５をシリンダヘッド１
６に組み付ける組付時に、図１に示すように、ラック２
７およびピニオン２８の最初に噛み合う歯５３（ラック
側歯）および５４（ピニオン側歯）のうち、ラック側歯
５３のピニオン押戻し方向側歯先端部５３Ａが、ピニオ
ン側歯５４のピストン押出し方向（矢印Ｎ方向）側歯端
先端部５４Ａよりもピストン押出し方向側にあって、こ
のピニオン側歯５４のピストン押出し方向側歯面５４Ｂ
に接触するよう設定される。

【００４０】つまり、まずアクチュエータ１５は、図７
および図９に示すマウンティングプレート５５を介して
シリンダヘッド１６に設置される。このマウンティング
プレート５５は、矩形状であり、そのコーナ部にてプレ
ート取付ボルト５６によりシリンダヘッド１６に固定さ
れる。このマウンティングプレート５５には位置決めピ
ン５７が植設され、油圧アクチュエータ１５の組付に際
しては、この位置決めピン５７をアクチュエータボディ
２４の位置決めピン孔５８に挿入して位置決めされる。 その後、図６および図１２に示すアクチュエータボディ
２４の取付ボルト孔５９に取付ボルト（図示せず）を挿
通し、この取付ボルトの先端をマウンティングプレート
５５に螺合する。

【００４１】上述のようにして油圧アクチュエータ１５
を組み付けるが、このとき、油圧アクチュエータ１５の
ピストン２５はピストンスプリング５０によって矢印Ｍ
方向（図１および図９）に付勢され、ピストン２５の大
径基端部のストッパ当接部５２が図１１に示すようにサ
ークリップ５１に当接している。一方、この油圧アクチ
ュエータ１５の組付時には、ロッカシャフト１１は矢印
Ｏ方向（図９）に回動させて、図１に示すように回動規
制溝４６の低速用端部４８Ａがストッパスクリュー４７
に当接するよう設定される。

【００４２】このような状態で油圧アクチュエータを組
み付けるが、ストッパ当接部５２がサークリップ５１に
当接しているので、ラック２７とピニオン２８との最初
に噛み合う歯５３および５４は、ラック側歯５３の歯先
端部５３Ａがピニオン側歯５４の歯面５４Ｂに接触し得
る位置、すなわちピストン押戻し方向側歯先端部５３Ａ
とピストン押出し方向側歯先端部５４Ａとのラック２７
軸方向の寸法δが、零以上の正の値（ピストン２５の押
戻し方向を正とする）となる位置にある。したがって、
油圧アクチュエータ１５の組付時には、最初に噛み合う
ラック側歯５３の歯先端部５３Ａが最初に噛み合うピニ
オン側歯５４のピストン押出し方向側歯面５４Ｂに沿っ
て押し込まれるので、ラック２７はピストン押出し方向
（矢印Ｎ方向）へスライドし、ピストン２５のストッパ
当接部５２がサークリップ５１から離反する。この状態
では、ロッカシャフト１１における回動規制溝４６の低
速用端部４８Ａがストッパスクリュー４７に当接して、
これらストッパスクリュー４７および低速用端部４８Ａ
のみがロッカシャフト１１の回動規制機能を果す。

【００４３】なお、図７、図９および図１０に示す前記
ピストンガイド４９にはガイド鍔６０が、例えばダイカ
スト成形により一体に形成される。このガイド鍔６０は
、ピストン２５の小径部の図における上周面に摺動可能
に設けられる。一般に、ラック２７とピニオン２８との
噛合時には、ラック２７に駆動反力Ｆ（図７）がピニオ
ン２８から作用する。この駆動反力Ｆのラック２７軸方
向垂直成分ＦＶ　は、図における上方に作用する。した
がって、上記ガイド鍔６０によって、駆動反力Ｆの垂直
成分ＦＶ　を支持することになり、これによりピストン
２５のシリンダ２３内における摺動が円滑化される。

【００４４】例えば、ピストン２５の押出し時における
ストッパ当接部５２の端面と、ピストンガイド４９の表
面またはガイド鍔６０の先端までの距離をそれぞれＬ１
　，Ｌ２　（Ｌ１　＜Ｌ２　）とすると、ピストン２５
の大径基端部およびシリンダ２５間に作用する垂直方向
の荷重は、Ｌ１　／Ｌ２　に減少し、ピストン２５の軸
方向面圧も半減する。さらに、ラック２７およびピニオ
ン２８の噛合部におけるバックラッシュもＬ１　／Ｌ２
　に減少する。

【００４５】次に、作用効果を説明する。

【００４６】エンジンが低回転数域にあるときに、油路
切換ソレノイドバルブ３３の励磁により、図９に示すよ
うに油圧アクチュエータ１５のピストン２５が矢印Ｍ方
向に押し戻されて、ロッカシャフト１１が矢印Ｏ方向に
回動すると、偏心ブッシュ１２および１３のそれぞれの
厚肉頂部１２ａおよび１３ａが図４に示すように斜め前
方に位置する。これにより、中高速用ロッカアーム８お
よび９のカムフロア面８ｃおよび９ｃが低速用ロッカア
ーム７のカムフロア面７ｃに対し相対的に下方へ移動す
る。したがって、中高速用カム４および５の周面と中高
速用ロッカアーム８および９のカムフロア面８ｃおよび
９ｃとの間に隙間が形成されることになり、その結果、
中高速用カム４および５は空転する。

【００４７】また、このとき、低速用ロッカアーム７は
、バルブスプリング６１（図４）の付勢力によって、ロ
ッカシャフト１１の軸心を中心として常時上方へ押し上
げられているので、そのカムフロア面７ｃが低速用カム
３の周面と当接する。したがって、カムシャフト６が回
転すると、バルブ１および２は図１５に示した低速用カ
ム３のリフト特性Ａに基づいて上下動する。つまり、バ
ルブ１および２は、低エンジン回転数域に適したバルブ
のリフト量を確保しつつ、燃焼室を開閉する。

【００４８】一方、エンジンが中・高回転域にあるとき
に、図７に示す流路切換ソレノイドバルブ３３の消磁に
よって、油圧アクチュエータ１５のピストン２５が矢印
Ｎ方向に押し出されて、ロッカシャフト１１が矢印Ｐ方
向に回動すると、偏心ブッシュ１２および１３のそれぞ
れ厚肉頂部１２ａおよび１３ａが図５に示すように斜め
後方に位置する。これにより、中高速用ロッカアーム８
および９のカムフロア面８ｃおよび９ｃが低速用ロッカ
アーム７のカムフロア面７ｃに対して相対的に略上方ま
たは同一位置まで移動し、このカムフロア面８ｃおよび
９ｃがそれぞれ中高速用カム４および５の周面に当接す
る。

【００４９】ここで、図１５に示したように、中高速用
カム４および５は低速用カム３よりもカムリフト量が大
きく形成されているので、図５に示す状態下でカムシャ
フト６が回転された場合、低速用カム３は空転し、一方
、中高速用カム４および５がそれぞれ中高速用ロッカア
ーム８および９を介して、図１５のリフト特性Ｂに基づ
きバルブ１および２を駆動する。この結果、バルブ１お
よび２は、エンジンの中・高回転数域に適したバルブリ
フト量を確保しつつ、燃焼室を開閉する。

【００５０】上記実施例によれば、低速用カム３にエン
ジンの低回転数域に適したカムプロフィールが形成され
、中高速用カム４および５にエンジンの中・高回転数域
に適したカムプロフィールが形成され、さらにロッカシ
ャフト１１の偏心ブッシュ１２および１３に中高速用ロ
ッカアーム８および９をそれぞれ回動自在に嵌挿し、ロ
ッカシャフト１１に低速用ロッカアーム７を直接嵌挿し
て、ロッカシャフト１１の回動により、低速用カム３と
低速用ロッカアーム７との当接、中高速用カム４および
５と中高速用ロッカアーム８および９とのそれぞれの当
接を選択できるので、バルブ１および２を低速用カム３
あるいは中高速用カム４，５にて選択的に駆動させるこ
とができる。したがって、エンジンの低回転数域から中
・高回転数域にかけての広い回転数域で、４サイクルエ
ンジンの出力を向上させることができる。

【００５１】また、低速用カム３、中高速用カム４およ
び５の選択を偏心ブッシュ１２および１３の回動によっ
て行なっているので、カム３，４，５の選択時に各部に
大きなストレスが生ずることがない。このため、カム３
，４，５をスムーズに選択することができる。

【００５２】さらに、油圧アクチュエータ１５は、ピス
トンスプリング５０によってピストン２５が押し戻され
て、このピストン２５のストッパ当接部５２がシリンダ
２３のサークリップ５１に当接した状態でシリンダヘッ
ド１６に組み付けられる。このとき、ストッパ当接部５
２の突出量ｈは、最初に噛み合うラック側歯５３のピス
トン押戻し方向側歯先端部５３Ａが、ピニオン側歯５４
のピストン押出し方向側歯面５４Ｂに接触するよう寸法
δの値が零以上の正の値に設定されている。したがって
、油圧アクチュエータ１５の組付後には、ラック側歯５
３の歯先端部５３Ａがピニオン側歯５４の歯面５４Ｂに
沿って押し込まれて、ラック２７がピストン押出し方向
（矢印Ｎ方向）へ微少量スライドし、ピストン２５のス
トッパ当接部５２とサークリップ５１とが離反する。

【００５３】ここで、図１３に示すように、最初に噛み
合うラック側歯５３のピストン押戻し方向歯先端部５３
Ａと、最初に噛み合うピニオン側歯５４のピストン押出
し方向側歯先端部５４Ａとの寸法δ１　が零以下の負の
値であると、ラック側歯５３およびピニオン側歯５４の
歯先同士が衝突して、これらの歯を噛み合せることがで
きない。これらの歯５３および５４を噛み合せるために
は、ラック２７をピストン押出し方向（矢印Ｎ方向）へ
手動で引き出す方法があり、この場合油圧アクチュエー
タ１５の組付性が低下する。

【００５４】また、図１４に示すように、ラック側歯５
３のピストン押戻し方向側歯先端部５３Ａとピニオン側
歯５４のピストン押出し方向側歯先端部５４Ａとの寸法
δ２　が上記寸法δ１　よりも絶対値の大きな負の値で
あると、ラック側歯５３およびピニオン側歯５４の歯先
同士は衝突しないが、ラック側歯５３のピストン押出し
方向側歯先端部５３Ｂが、ピストン側歯５４のピストン
押し戻し方向側歯面５４Ｃに接触するので、ピニオン２
８を矢印Ｐ方向に微少回動させてしまう。このため、回
動規制溝４６の低速用端部４８Ａとストッパスクリュー
４７とが離反し、油圧アクチュエータ１５の作動中にお
ける矢印Ｏ方向のストッパ機能が、ピストン２５のスト
ッパ当接端部５２とサークリップ５１とによってなされ
ることになる。このため、ロッカシャフト１１に軸方向
に亘ってトーションが作用しなくなり、ロッカシャフト
１１の矢印Ｏ方向における停止位置において、ロッカシ
ャフト１１が微少回動し、低速用カム３の作動に悪影響
を及ぼすおそれがある。

【００５５】これらに対し、この実施例では、図１に示
すように、油圧アクチュエータ１５の組付時には、ピス
トン２５のストッパ当接部５２がサークリップ５１から
離反し、このため、ロッカシャフト１１の矢印Ｏ方向の
回動時に、ストッパスクリュー４７が回動規制溝４６の
低速用端部４８Ａに当接することによってロッカシャフ
ト１１が停止する。したがって、ロッカシャフト１１に
は、ストッパスクリュー４７とピニオン２８との間でそ
の軸方向にトーションが作用し、ロッカシャフト１１の
上記停止時に、このロッカシャフト１１の微少回動を防
止できる。この結果、ロッカシャフト１１の停止時にお
ける低速用カム３の作動を良好にできる。

【００５６】また、油圧アクチュエータ１５の組付時に
、上述のように、ロッカシャフト１１における回動規制
溝４６の低速用端部４８Ａにストッパスクリュー４７を
当接させて、ロッカシャフト１１の矢印Ｏ方向の回動規
制を実現する油圧アクチュエータ１５の組付は、この油
圧アクチュエータ１５を上方から下方へ向って設置して
、ラック２７をピニオン２８に上方から下方へ向って噛
み合せるだけで実現できる。このため、図１３の場合の
ように、ラック２７を手動でピストン押出し方向へ引き
出す必要がないので、油圧アクチュエータ１５の組付を
容易に実施できる。

【００５７】また、ピストンガイド４９にはガイド鍔６
０が形成され、このガイド鍔６０がラックに作用する駆
動反力Ｆのラック軸方向垂直成分ＦＶ　を支持するので
、ピストン２５の摺動を円滑化できる。

【００５８】なお、上記実施例では、中高速用カム４お
よび５のカムプロフィールが図１５の破線Ｂに示すもの
である場合につき述べたが、この中高速用カム４および
５のカムプロフィール図１６の破線Ｂ′あるいは図１７
の破線Ｂ″に示すものとして、エンジンの中・高速用回
転時におけるバルブ１および２のリフトを変更してもよ
い。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る４サイク
ルエンジンの動弁装置によれば、回動可能に支持された
ロッカシャフトにエキセントリック大径部が形成され、
第２および第３ロッカアームがこのエキセントリック大
径部に嵌挿されると共に、第１ロッカアームが第２およ
び第３ロッカアームの間に配置されて直接ロッカシャフ
トに嵌挿されたことから、ロッカシャフトの回動による
上記カムの選択によって、広い回転数域に亘りエンジン
出力を向上させることができる。

【００６０】また、油圧アクチュエータには、ピストン
を押戻し方向へ付勢する付勢体が設置されるとともに、
上記ピストンの基端部には、シリンダ内に設置されたピ
ストンストッパに当接するストッパ当接部が突設されて
上記付勢体によるピストン押戻し位置が規制され、この
ストッパ当接部の突出量は、上記油圧アクチュエータの
組付時に、上記ピニオンおよびラックの最初に噛み合う
歯のうち、上記ラックの歯のピストン押戻し方向側歯先
端部が、上記ピニオンの上記歯のピストン押出し方向側
歯面に接触するよう設定されたことから、ロッカシャフ
トを回動する油圧アクチュエータの組付性を容易に実施
できるとともに、油圧アクチュエータの作動中にロッカ
シャフトの不必要な微少回動も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２に示す油圧アクチュエータ組付時における
ラックおよびピニオンの歯と、ストッパスクリューおよ
び回動規制溝との関係を示す一部破断側面図。

【図２】この発明に係る４サイクルエンジンの動弁装置
の一実施例を示す斜視図。

【図３】図２の動弁装置の平面図。

【図４】図２の動弁装置の低速用カム作動状態を示す動
作状態図。

【図５】図２の動弁装置の中高速用カム作動状態を示す
動作状態図。

【図６】図２の動弁装置が適用されたシリンダヘッドの
部分平面図であり、吸・排気バルブおよびバルブスプリ
ングを省略して示す図。

【図７】図６のＶＩＩ　−ＶＩＩ　線に沿う断面図であ
り、中高速用カムを作動させるべく作動した油圧アクチ
ュエータを示す断面図。

【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図。

【図９】図１の油圧アクチュエータにおいて低速用カム
を作動させるべく作動した油圧アクチュエータを示す断
面図。

【図１０】図９の油圧アクチュエータの右側面図。

【図１１】図９のＸＩ部を拡大して示す断面図。

【図１２】図１０のＸＩＩ　−ＸＩＩ　線に沿う断面図
。

【図１３】図１に対応したラックおよびピニオンの歯と
ストッパスクリューおよび回動規制溝との関係を示す一
部破断側面図。

【図１４】図１に対応したラックおよびピニオンの歯と
ストッパスクリューおよび回動規制溝との他の関係を示
す一部破断側面図。

【図１５】図２のカムのカムプロフィールを示すグラフ
。

【図１６】図１５に示すカムプロフィールの第１変形例
を示すグラフ。

【図１７】図１５に示すカムプロフィールの第２変形例
を示すグラフ。

【符号の説明】

１，２　　バルブ ３　　低速用カム ４，５　　中高速用カム ７　　低速用ロッカアーム ８，９　　中高速用ロッカアーム １１　　ロッカシャフト １２，１３　　偏心ブッシュ １５　　油圧アクチュエータ ２３　　シリンダ ２５　　ピストン ２７　　ラック ２８　　ピニオン ４６　　回動規制溝 ４７　　ストッパスクリュー ５０　　ピストンスプリング ５１　　サークリップ ５２　　ストッパ当接部 ５３　　最初に噛み合うラック側歯 ５４　　最初に噛み合うピニオン側歯 ５３Ａ　　ラック側歯におけるピストン押戻し方向側歯
先端部 ５４Ａ　　ピニオン側歯におけるピストン押出し方向側
歯先端部 Ａ　　低速用カムのカムプロフィール Ｂ　　中高速用カムのカムプロフィールｈ　　ストッパ
当接部の突出量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回動可能に支持されるとともにエキセ
   ントリック大径部が形成され、一端部にピニオンが、他
   端部に回動範囲を規制する回動規制溝がそれぞれ形成さ
   れたロッカシャフトと、このロッカシャフトに直接嵌挿
   された第１のロッカアームと、この第１のロッカアーム
   の両側に配置されて上記エキセントリック大径部に嵌挿
   された第２および第３のロッカアームと、上記第１、第
   ２および第３のロッカアームをそれぞれ作動する第１、
   第２および第３のカムと、シリンダ内に作動油の油圧に
   よって摺動可能なピストンが配置され、このピストンの
   先端部に上記ロッカシャフトのピニオンに噛合い可能な
   ラックが形成された油圧アクチュエータと、を有し、上
   記第２および第３のカムが同じカムプロフィールに形成
   され、上記第１のカムのカムプロフィールが上記カムプ
   ロフィールと異なって形成され、また、上記油圧アクチ
   ュエータには、上記ピストンを押戻し方向へ付勢するる
   付勢体が設置されるとともに、上記ピストンの基端部に
   は、上記シリンダ内に設置されたピストンストッパに当
   接するストッパ当接部が突設されて上記付勢体によるピ
   ストン押し戻し位置が規制され、このストッパ当接部の
   突出量は、上記油圧アクチュエータの組付時に、上記ピ
   ニオンおよびラックの最初に噛合う歯のうち、上記ラッ
   クの歯のピストン押戻し方向側歯先端部が、上記ピニオ
   ンの上記歯のピストン押出し方向側歯面に接触するよう
   設定されたことを特徴とする４サイクルエンジンの動弁
   装置。