JPH0512611U - 内燃機関の弁作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロッカアームの上下方向の高さを低くし、シ
リンダヘッド上の限られたスペースに配置されるフォロ
アや吸・排気弁に対するスペース上の制約を少なくし、
弁作動装置のレイアウトの容易化、低慣性重量とする。 【構成】 フォロア２を、ロッカアーム１の揺動方向に
並行して往復動できるように、ロッカアーム１の所定位
置に設置し、フォロア２が常時高速カム８に押付けられ
るよう付勢するスプリング２２を、フォロア２の往復動
を係止可能とする連結駆動手段３０を構成するプランジ
ャ１１，１３，１４とロッカシャフト１との間に位置す
るよう、ロッカアーム１に組付けて、所謂横置きに構成
した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の低回転時と高回転時とで弁リフト特性を切換え可能にし てなる内燃機関の弁作動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種内燃機関における弁作動装置には、エンジンの低回転時と高回転 時とで弁リフト特性を切換え、吸気弁あるいは排気弁を開閉駆動するようにした 提案がなされており、例えば特開昭６２−１２１８１１号公報や特開昭６３−１ ００２１１号公報に記載されたものがあり、これによると、図７および図８に示 すように、揺動先端が例えば吸気弁に当接するロッカアーム５１と、このロッカ アーム５１にはさまれて吸気弁５７との当接部位を持たないフォロア５２とが共 通のロッカシャフト５５に揺動可能に支持されており、前記フォロア５２の端部 下面には、押圧手段としての有底円筒状のリフタ５９が当接されており、このリ フタ５９はロストモーションスプリング５４に付勢されて、フォロア５２を高速 用カム５３に押付けており、これらリフタ５９およびロストモーションスプリン グ５４は、シリンダヘッド６０に介装されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

したがって、上述した弁作動装置では、ロストモーションスプリング５４は、 シリンダーヘッド６０に取付けられて、互いに上下関係を持って配置されたフォ ロア５２とロッカアーム５１との間に介装した所謂縦置型になっているため、ロ ッカアーム５１の上下方向の高さが大きくなって弁作動装置のシリンダヘッド内 への収容性に難点があり、また慣性重量の増大という問題もあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる問題に鑑み、高速用カムと共にカムシャフトに形成した低速 用カムが摺接するロッカアームを、ロッカシャフトに揺動可能に支持させると共 に、前記高速用カムが摺接するフォロアを、前記ロッカアームに対して往復動で きるように、前記ロッカアームの所定位置に設置し、前記フォロアが常時前記高 速カムに押付けられるよう付勢するスプリングを、前記フォロアの往復動を係止 可能とする連結駆動手段を構成するプランジャと前記ロッカシャフトとの間に位 置するよう、前記ロッカアームに組付けて構成したものである。

【０００５】

【作用】

このような構成に基づいて、内燃機関の運転状態に応じて、ロッカアームとフ ォロアとをプランジャによって連結すれば、ロッカアームは高速用カムによって 揺動し、また、プランジャによる連結を解除すれば、ロッカアームは低速用カム によって揺動することとなる。ここで、フォロアを高速用カム側に付勢するスプ リングを、プランジャとロッカシャフトとの間に位置させているので、弁作動装 置の高さが必要以上の増大しない。

【０００６】 また、フォロアは、ロッカアームの所定位置に往復動可能に設置されているた め、フォロアとロッカアーム間との寸法のバラツキをシリンダヘッドに組付ける 前に確認して、吸・排気弁のリフト特性を容易に管理することができる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【０００８】 図１は本考案の一実施例を示す弁作動装置の平面図であり、１つの気筒に対し て同一機能を有する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適用した場合を示している。

【０００９】 これについて説明すると、各気筒には、２本の吸気弁９，９に対して単一のロ ッカアーム１が設けられる。上記ロッカアーム１の基端は各気筒に共通なロッカ シャフト３を介してシリンダヘッド（図示せず）に揺動自在に支持され、ロッカ アーム１の先端は吸気弁９，９のステム頂部に当接している。

【００１０】 上記ロッカアーム１には図２に示すように、シャフト４にニードルベアリング ５を介してローラ６が回転自在に連結され、このローラ６に低速用カム７を転接 させるようになっている。また、上記ロッカアーム１は平面図上ほぼ矩形に形成 され、ロッカアーム１には、図３に示すようにローラ６と並んで基端が円柱状に 成形された単一のフォロア２が設けられている。すなわち、このフォロア２は、 ロッカアーム１の所定位置、例えばロッカアーム１に形成された円孔１ａ内に、 ロッカアーム１の揺動方向に並行に上下方向往復動可能に嵌合設置されている。 上記フォロア２は吸気弁９に当接する部位を持たず、その円柱状の上端面には、 低速用カム７と相互に隣接してカムシャフト１０に形成された高速用カム８に摺 接する矩形状のカムフォロア２ａが円弧状に突出して形成される。

【００１１】 そして、図４、図５に示すように、上記ロッカアーム１の円孔１ａ内を上下方 向に往復動するのを係止可能とする連結駆動手段３０として、フォロア２にはプ ランジャ１１を摺動自在に嵌合させる孔１２が形成され、ロッカアーム１にはプ ランジャ１３，１４を摺動自在に嵌合させる孔１５，１６がそれぞれ形成され、 プランジャ１３の背後に油室１７が画成される一方、プランジャ１４の背後にリ ターンスプリング１８が介装されている。上記各孔１２，１５，１６は所定の位 置で互いに同軸方向に連続し、かつ同一径で形成され、油室１７に導入されるオ イルポンプからの作動油圧により図５に示すように、プランジャ１３が孔１５， １２に、プランジャ１１が孔１２，１６に亘ってそれぞれ嵌合することにより、 ロッカアーム１とフォロア２とが一体化するようになっている。また、図４に示 すように、リターンスプリング１８の付勢力により、プランジャ１３が孔１５の 一端に当接した状態では、各プランジャ１１，１３，１４が各孔１２，１５，１ ６にそれぞれ収まって、ロッカアーム１の揺動を拘束しないようになっている。 上記プランジャ１４の嵌合する孔１６の一端には栓体１９が圧入され、栓体１９ には空気抜き孔１９ａが開口する。

【００１２】 さらに、上記油室１７には、ロッカシャフト３の軸方向内部に形成したオイル ギャラリ３ａとロッカアーム１の通孔２０とが連通されており、オイルポンプの 作動油圧が図示しない切換弁を介して導入されるようになっている。

【００１３】 一方、上記フォロア２に形成されたカムフォロア２ａの両側方下面には凹溝２ ｂ，２ｂが形成されている。そして、上記ロッカアーム１に支持され、かつフォ ロアの２の側方に位置しているたシャフト２１には、トーションコイルスプリン グ２２が組付けられており、上記トーションコイルスプリング２２の両側フック ２２ａがフォロア２の凹溝２ｂ内に係合され、上記フォロア２を常時高速用カム ８側に押し付けるよう付勢している。そして、前記シャフト２１が収容されるロ ッカアーム１の凹部１ａには、切欠きを設けてスプリング揺動部１ｂ、１ｂを形 成しており、このスプリング揺動部１ｂ，１ｂは、トーションコイルスプリング ２２の揺動を所定位置まで規制しないようにしている。以上のように構成するこ とによって、トーションコイルスプリング２２は、フォロア２の往復動方向に対 して側方に位置してロッカアーム１に横置きに組付けられていることとなる。

【００１４】 また、上記ロッカシャフト３内のオイルギャラリ３ａには、図示しない切換弁 を介してオイルポンプの作動油圧が所定の高速運転時に導かれる。すなわち、切 換弁の作動を電子制御するコントロールユニットは、エンジン回転数、冷却水温 、潤滑油の温度、過給機による吸気の過給圧、スロットル開度等の信号を入力し て、これらの検出値に基づいてエンジントルクの急激な変動を抑えつつ、低速用 カム７と高速用カム８の切換えを円滑に行なうようになっている。

【００１５】 次にこのように構成された実施例に基づいて作用を説明する。

【００１６】 エンジンの運転によるカムシャフト１０の回転にともない、高速用カム８によ ってフォロア２が、トーションコイルスプリング２２をその付勢力に抗して係合 部２２ａを支点として揺動させるようになっている。したがって、トーションコ イルスプリング２２は、フォロア２のリターンスプリングとして働作することと なる。

【００１７】 ただ、このように、フォロア２はトーションコイルスプリング２２が揺動し、 その付勢力によって高速用カム８に押し付けられて上下に摺動されるものの、エ ンジンの低速運転時においては、連結駆動手段３０の各プランジャ１３，１１， １４が各孔１５，１２，１６にそれぞれ収まってロッカアーム１の動きを妨げる ことはないので、ロッカアーム１は低速用カム７のプロフィールに従って揺動し 、各吸気弁９，９を開閉駆動させるものでる。

【００１８】 これに対して、エンジンの高速運転時にオイルポンプからの作動油圧がロッカ シャフト３のオイルギャラリ３ａ及び通孔２０を介して油室１７に導かれると、 連結駆動手段３０の各プランジャ１３，１１、１４はリターンスプリング１８に 抗して移動し、プランジャ１３が各孔１５，１２に亘って嵌合すると共に、プラ ンジャ１１が各孔１２，１６に亘って嵌合することにより、両ロッカアーム１， ２が一体となって揺動する。ここに、高速用カム８は低速用カム７に比較して弁 の開き角度及びリフト量が共に大となるよう形成されているから、フォロア２と 一体化した揺動時はロッカアーム１のローラ１４が低速用カム７から離れて、各 吸気弁９，９は高速用カム８のプロフィールに従って開閉駆動され、弁の開き角 度及びリフト量が共に大きくなる。

【００１９】 この結果、図６に示すように低速用カム７と高速用カム８のプロフィールに基 づくトルク特性が合成され、低速域から、高速域に亘ってトルクを向上すること ができるようになっている。また、フォロア２を常時前記高速カム８に押付ける よう付勢するトーションコイルスプリング２２は、プランジャ１１，１３，１４ とロッカシャフト３との間に位置する所謂横置型となっていて、プランジャ１１ とロッカシャフト３との間におけるロッカアーム１の他の構成部品の設置に関係 のないデッドスペースを有効利用してトーションコイルスプリング２２を設ける ことができると共に、ロッカアーム１の上下方向の高さを低くできて、シリンダ ヘッド上の限られたスペースに配置されるフォロア２や吸気弁９或いは排気弁に 対するスペース上の制約を少なくでき、弁作動装置のレイアウトが容易となり、 且つ慣性重量の問題も解決できる。

【００２０】 なお、フォロア２を常時高速カム８に押付ける手段として、トーションコイル スプリング２２に限定されるものでなく、例えば板ばね等のスプリングを用いて も良い。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案による内燃機関の弁作動装置では、フォロアを常 時前記高速カムに押付けるよう付勢するスプリングは、フォロアの往復動を係止 可能とする連結駆動手段を構成するプランジャと前記ロッカシャフトとの間に位 置する所謂横置型となっている。この結果、プランジャとロッカシャフトとの間 におけるロッカアームの他の構成部品の設置に関係のないデッドスペースを有効 利用してスプリングを設けることができることになり、しかも、ロッカアームの 上下方向の高さを低くできて、シリンダヘッド上の限られたスペースに配置され るフォロアや吸・排気弁に対するスペース上の制約を少なくでき、弁作動装置の レイアウトが容易となり、且つ慣性重量の問題も解決できる。

【００２２】 また、高速用カムが摺接するフォロアは、従来のような有底円筒状のリフタ等 を介在させることなく、直接スプリングにより常時高速カムに押付けられる構成 を採ったため、部品点数を少なくすることができる。

【００２３】 また、フォロアは、ロッカアームの所定位置に往復動可能に設置されているた め、フォロアとロッカアームとの間の寸法のバラツキをシリンダヘッドに組付け る前に確認して、吸・排気弁のリフト特性を容易に管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す動弁系の平面図であ
る。

【図２】図１のII-II 線に沿う断面図である。

【図３】図１のIII-III 線に沿う断面図である。

【図４】図３のIV-IV 線に沿う断面図である。

【図５】作動を説明する図３のＥ−Ｅ線に沿う断面図で
ある。

【図６】エンジンのトルク特性図である。

【図７】従来の動弁系の平面図である。

【図８】図７のIIIV-IIIV 線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ ロッカアーム ２ フォロア ３ ロッカシャフト ７ 低速用カム ８ 高速用カム １０ カムシャフト １１ プランジャ １３ プランジャ １４ プランジャ ２２ トーションコイルスプリング（スプリング） ３０ 連結駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 又吉 豊 神奈川県横須賀市夏島町１番地 日産自動 車株式会社中央研究所内 (72)考案者 木村 徹 神奈川県横須賀市夏島町１番地 日産自動 車株式会社中央研究所内 (72)考案者 中村 信 神奈川県横須賀市夏島町１番地 日産自動 車株式会社中央研究所内 (72)考案者 桜木 茂 神奈川県横須賀市夏島町１番地 日産自動 車株式会社中央研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高速用カムと共にカムシャフトに形成し
   た低速用カムが摺接するロッカアームを、ロッカシャフ
   トに揺動可能に支持させると共に、前記高速用カムが摺
   接するフォロアを、前記ロッカアームに対し往復動でき
   るように、前記ロッカアームの所定位置に設置し、前記
   フォロアが常時前記高速カムに押付けられるよう付勢す
   るスプリングを、前記フォロアの往復動を係止可能とす
   る連結駆動手段を構成するプランジャと前記ロッカシャ
   フトとの間に位置するよう、前記ロッカアームに組付け
   て構成したことを特徴とする内燃機関の弁作動装置。