JPH05248218A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロッカーアームのフリクションが低減して作
動性の向上を図る。 【構成】 内燃機関の動弁装置において、低速用カム１
４及び高速用カム１５が装着されたカムシャフト１２，
１３とロッカーシャフト２１，２２とを設け、そのロッ
カーシャフト２１，２２に揺動端が吸気あるいは排気バ
ルブ７９，８０に対向するメインロッカーアーム３３を
一体に取付けると共に低速用ロッカーアーム３４及び高
速用ロッカーアーム３５を回転自在に取付けてロッカー
シャフト２１，２２内に各ロッカーアーム３４，３５と
の係脱を行うロックピン５２，５３及びその油圧制御装
置８６を設けると共に各ロッカーアーム３４，３５に付
勢力を付与するロストモーション４２，４３を設け、低
速用ロストモーションスプリング４６ａの付勢力を高速
用ロストモーションスプリング４６ｂの付勢力よりも大
きく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用エンジンなどに
設けられた吸気バルブ及び排気バルブの作動制御を行う
内燃機関の動弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンにおける吸気
バルブ及び排気バルブの開閉制御はエンジンの回転数や
アクセルの踏込み量などから得られる運転状態に対応し
て開閉時期が設定されている。そして、このような動弁
装置において、運転状態に応じて低速時には燃費の低減
を図り、高速時には効率的な吸気及び排気が行えるよう
にするためにカムのプロフィールを変化させるものが提
案されている。これは低速時あるいは高速時で吸気バル
ブ及び排気バルブの開閉タイミングやリフト量、開放期
間などを変えることで行っている。

【０００３】即ち、自動車用エンジンにおいて、高速用
カムと低速用カムとをカムシャフトに設け、高速用カム
は高速運転に対応したバルブ開閉タイミングを得ること
のできるカムプロフィールを有し、一方、低速用カムは
低速運転に対応したバルブ開閉タイミングを得ることの
できるカムプロフィールを有している。そして、エンジ
ンの運転中に、運転状態に応じて高速用カムあるいは低
速用カムとを選択的に使用することで、それに最適な吸
気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを得ることが
できるようになっている。

【０００４】また、このような自動車用エンジンにおい
て、アイドル運転時や低負荷運転時に、例えば、４気筒
エンジンであればそのうちの２気筒を停止して燃費の低
減を図った休筒機構が従来より提案されている。即ち、
動弁装置において、アイドル運転時や低負荷運転時にピ
ストンは作動しているが、吸気バルブ及び排気バルブの
作動を停止して燃料の供給を行わないようにするもので
ある。この吸気バルブ及び排気バルブの作動を停止する
休筒機構は、一般的に、ロッカーアームに切換機構を設
けてこの切換機構を油圧によって制御することで作動さ
せている。この場合、エンジンのメインオイルポンプか
ら油路を介して切換機構に油圧が供給されるようになっ
ている。

【０００５】図１３に従来の休筒機構を有する動弁装置
の平面、図１４に図１３のＥ−Ｅ断面を示す。

【０００６】休筒機構を有するエンジンにあって、例え
ば、４気筒エンジンであれば、２気筒が休筒機構付の動
弁装置であり、残りの２気筒は休筒機構なしの動弁装置
である。図１３および図１４に示すように、図示しない
シリンダヘッドには低速用カム２０１及び高速用カム２
０２が一体に形成された一対のカムシャフト２０３が平
行をなし回転自在に支持されており、一対のロッカーシ
ャフト２０４はカムシャフト２０３と平行をなして同じ
く回転自在に支持されている。そして、このロッカーシ
ャフト２０４にはメインロッカーアーム２０５の基端が
一体に取付けられると共に、低速用ロッカーアーム２０
６と高速用ロッカーアーム２０７の基端がそれぞれ回転
自在に取付けられている。メインロッカーアーム２０５
の揺動端は吸気バルブ３０１、排気バルブ３０２の上端
部に対向しており、また、低速用ロッカーアーム２０６
及び高速用ロッカーアーム２０７の揺動端には低速用カ
ム２０１及び高速用カム２０２が係合するローラベアリ
ング２０８，２０９がそれぞれ取付けられている。

【０００７】ロッカーシャフト２０４内には低速用ロッ
カーアーム２０６及び高速用ロッカーアーム２０７に対
応する位置にそれぞれ径方向に沿って低速用ロックピン
２１０と高速用ロックピン２１１が移動自在で、且つ、
低速用ロックピン２１０は低速用ロッカーアーム２０６
との係合方向に付勢支持され、高速用ロックピンは高速
用ロッカーアーム２０７との抜脱方向に付勢支持されて
いる。そして、ロッカーシャフト２０４には図示しない
低速側油圧通路及び高速側油圧通路が形成され、この低
速側及び高速側油圧通路には油圧を設定して各ロックピ
ン２１０，２１１の作動を制御する油圧制御手段が連結
されている。

【０００８】また、低速用ロッカーアーム２０６及び高
速用ロッカーアーム２０７にはローラベアリング２０
８，２０９が取付けられた揺動端とは反対側にそれぞれ
アーム部２１２，２１３が一体に形成され、このアーム
部２１２，２１３にはロストモーション２１４，２１５
が作用している。ロストモーション２１４，２１５はシ
リンダヘッド側に固定されたシリンダ２１６にプランジ
ャ２１７が移動自在に嵌合し、圧縮スプリング２１８が
介装されることによって構成され、プランジャ２１７の
先端部がアーム部２１２，２１３を押圧し、図１４にお
いて低速ロッカーアーム２０６を時計回り方向に、高速
ロッカーアーム２０７を反時計回り方向にそれぞれ付勢
している。

【０００９】従って、通常、低速用ロッカーアーム２０
６及び高速用ロッカーアーム２０７はロストモーション
２１４，２１５の付勢力によってローラベアリング２０
８，２０９がカムシャフト２０３の低速用カム２０１及
び高速用カム２０２の外周面に当接した状態となってお
り、低速用ロックピン２１０と低速用ロッカーアーム２
０６、及び高速用ロックピンと高速用ロッカーアーム２
０７とがそれぞれ係合してない状態であっても各ロッカ
ーアーム２０６，２０７がフリーに回転しないようにな
っている。

【００１０】而して、エンジンが低速走行状態のとき
は、ロックピン２１０によって低速用ロッカーアーム２
０６とロッカーシャフト２０４とは一体となり、カムシ
ャフト２０３が回転すると、低速用カム２０１によって
低速用ロッカーアーム２０６が揺動し、その駆動力がロ
ッカーシャフト２０４を介してメインロッカーアーム２
０５に伝達されて揺動し、揺動端が吸気バルブ３０１及
び排気バルブ３０２を駆動する。このようにしてエンジ
ンは低速運転される。

【００１１】エンジンが高速走行状態のときは、ロック
ピン２１０が抜け出て低速用ロッカーアーム２０６との
係合が解除される一方、ロックピン２１１が高速用ロッ
カーアーム２０７と係合する。従って、高速用カム２０
２によって高速用ロッカーアーム２０７が揺動し、メイ
ンロッカーアーム２０５が揺動して各バルブ３０１，３
０２を駆動し、エンジンは高速運転される。

【００１２】そして、エンジンがアイドル運転状態や低
負荷走行状態のときは、ロックピン２１０が抜け出て低
速用ロッカーアーム２０６との係合が解除され、低速用
カム２０１及び高速用カム２０２の駆動力はメインロッ
カーアーム２０５に伝達されず、この動弁装置は休筒す
る。このようにエンジンは残りの２つの動弁装置のみの
駆動によって運転される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のエンジ
ンの動弁装置にあって、高速運転状態にときにロックピ
ン２１０は低速側ロッカーアーム２０６と非係合状態に
あるが、低速運転への切換時のタイミングを一致するた
めに、低速用ロッカーアーム２０６には低速用ロストモ
ーション２１４が作用し、カムシャフト２０３やメイン
ロッカーアーム２０５（ロッカーシャフト２０４）の回
転に常時追従させている。一方、低速運転状態にときに
ロックピン２１１は高速用ロッカーアーム２０７と非係
合状態にあるが、高速運転への切換時のタイミングを一
致するために、高速用ロッカーアーム２０７には高速用
ロストモーション２１５が作用し、カムシャフト２０３
やメインロッカーアーム２０５（ロッカーシャフト２０
４）の回転に常時追従させている。

【００１４】このような各ロストモーション２１４，２
１５にあって、従来は同様の圧縮力を有する圧縮スプリ
ング２１８を使用し、各ロッカーアーム２０６，２０７
に付勢力を付与している。ところで、高速カム２０２は
吸気バルブ３０１及び排気バルブ３０２のリフト量が大
きいため、慣性力として働く加速度が小さくなり、高速
用ロストモーション２１５の付勢力は比較的小さいもの
でよい。一方、低速カム２０１はリフト量が小さいた
め、慣性力として働く加速度が大きくなり、低速用ロス
トモーション２１４の付勢力は比較的大きいものが必要
である。そのため、低速用及び高速用ロストモーション
２１４，２１５は共に低速側の付勢力の比較的大きいス
プリング仕様に合わせて同一のものとしている。

【００１５】ところが、低速用及び高速用ロストモーシ
ョン２１４，２１５ともに低速側の付勢力は比較的大き
いスプリング仕様に合わせて同一のもの使用すると、図
１５に示すように、低速側の慣性力は圧縮スプリング２
１８のスプリング力に沿うものの、高速側の慣性力は圧
縮スプリング２１８のスプリング力に沿わず、不要な付
勢力が作用してしまう。すると、高速用ロッカーアーム
２０７に無駄な力が作用し、ローカーシャフト２０４と
の摺動部などにフリクションが生じて作動不良の起因と
なる虞があった。

【００１６】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、各ロッカーアームなどのの作動性の向上を図
った内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の内燃機関の動弁装置は、低速用カム及び高
速用カムが装着されたカムシャフトと、該カムシャフト
にそれぞれ平行に配設されたロッカーシャフトと、基端
が前記ロッカーシャフトに一体に取付けられ揺動端が吸
気あるいは排気バルブの上端部に対向するメインロッカ
ーアームと、基端が前記ロッカーシャフトに回転自在に
取付けられ前記低速用カムが係合する低速用ロッカーア
ームと、基端が前記ロッカーシャフトに回転自在に取付
けられ前記高速用カムが係合する高速用ロッカーアーム
と、前記ロッカーシャフト内の径方向に沿う貫通孔に移
動自在で且つ前記低速用ロッカーアーム及び高速用ロッ
カーアームとの係脱を行うロックピンと、前記低速用ロ
ッカーアーム及び高速用ロッカーアームに前記低速用カ
ム及び高速用カムの係合方向と逆方向に付勢力を付与す
る低速用及び高速用ロストモーションスプリングと、前
記ロッカーシャフトの軸心部に軸方向に沿って設けられ
た油圧通路への油圧を設定して前記ロックピンの作動を
制御する油圧制御手段とを備えた内燃機関の動弁装置に
おいて、前記低速用ロストモーションスプリングの付勢
力を高速用ロストモーションスプリングの付勢力よりも
大きく設定したことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】低速用ロストモーションスプリングの付勢力を
高速用ロストモーションスプリングの付勢力よりも大き
く設定したことで、小さな慣性力が働く高速用ロッカー
アームには小さな付勢力を有するスプリングが作用し、
一方、大きな慣性力が働く低速用ロッカーアームには大
きな付勢力を有するスプリングが作用することとなり、
各ロッカーアームには不要な力が作用しなくなってフリ
クションが低減される。

【００１９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２０】図１に本発明の一実施例に係る内燃機関の
動弁装置を表すシリンダヘッドの要部（図２のＤ−Ｄ）
断面、図２に休筒機構付の動弁装置の平面、図３に図２
のＣ−Ｃ断面、図４にその動弁装置の分解斜視、図５に
動弁装置の切換機構を表す断面、図６に動弁装置の油圧
経路、図７に切替機構の作動説明、図８に休筒機構なし
の動弁装置の断面、図９にシリンダヘッドの要部（図１
０のＡ−Ａ）断面、図１０にシリンダヘッドの中央（図
１１のＢ−Ｂ）断面、図１１にシリンダヘッドの平面、
図１２にロストモーションの圧縮高さに対する荷重を表
すグラフを示す。

【００２１】本実施例の内燃機関はシリンダヘッドにカ
ムシャフトが２本あるダブル・オーバー・ヘッド・カム
シャフト式のエンジン（ＤＯＨＣ）であって、吸気が２
バルブ、排気が２バルブの４気筒エンジンである。

【００２２】図１乃至図３、図１１に示すように、シリ
ンダヘッド１１にはその長手方向に沿って互いに平行を
なす一対の吸気用カムシャフト１２と排気用カムシャフ
ト１３とが配設され、それぞれ各気筒ごとに小リフト量
をもつ低速用カム１４と大リフト量をもつ高速用カム１
５が一体に形成されている。そして、この一対のカムシ
ャフト１２，１３はカムシャフトハウジング１６の上部
と複数のカムキャップ１７によって挾持された状態でボ
ルト１８，１９によってシリンダヘッド１１の上部に固
定されることで、シリンダヘッド１１に回転自在に支持
される。

【００２３】また、シリンダヘッド１１にはその長手方
向に沿って互いに平行をなし、且つ、一対のカムシャフ
ト１２，１３と平行をなす一対の吸気用ロッカーシャフ
ト２１と排気用ロッカーシャフト２２がそれぞれ気筒ご
とに配設されている。そして、この一対のロッカーシャ
フト２１，２２はカムシャフトハウジング１６の下部と
複数のロッカーシャフトキャップ２３によって挾持され
た状態でボルト１９，２４によってシリンダヘッド１１
の下部に固定されることで、シリンダヘッド１１に回転
自在に支持される。なお、シリンダヘッド１１の上部に
はシリンダヘッドカバー２５が固定されている。

【００２４】各ロッカーシャフト２１，２２には高速運
転用のバルブ開閉タイミングと低速運転用のバルブ開閉
タイミングとに切り換えられる動弁装置と高速運転用の
バルブ開閉タイミングと低速運転用のバルブ開閉タイミ
ングとに切り換えられると共に低負荷運転時に休筒でき
る動弁装置とが装着されている。即ち、図１１に示すよ
うに、４気筒のうち上下の２気筒の動弁装置３１は休筒
機構を有し、中央の２気筒の動弁装置３２は休筒機構を
有していない。

【００２５】ここで休筒機構付の動弁装置３１について
説明する。図４に示すように、排気用ロッカーシャフト
２２には平面視がＴ字形状をしたメインロッカーアーム
３３とその両側にサブロッカーアームとして低速用ロッ
カーアーム３４及び高速用ロッカーアーム３５が装着さ
れている。メインロッカーアーム３３はその基端が、例
えば、スプライン結合などによってロッカーシャフト２
２に一体に固結され、その揺動端にはアジャストスクリ
ュー３６がアジャストナット３７によって取付けられ、
アジャストスクリュー３６の下端部が後述する排気バル
ブ８０の上端部に当接している。

【００２６】一方、低速用ロッカーアーム３４はその基
端がロッカーシャフト２２に枢着されて回転自在に支持
され、その揺動端にはローラベアリング３８が取付けら
れており、ローラベアリング３８には低速用カム１４が
係合できるようになっている。また、高速用ロッカーア
ーム３５も同様にその基端がロッカーシャフト２２に枢
着されて回転自在に支持され、その揺動端にはローラベ
アリング３９が取付けられてており、ローラベアリング
３９には高速用カム１５が係合できるようになってい
る。

【００２７】更に、図１に示すように、低速用ロッカー
アーム３４及び高速用ロッカーアーム３５にはローラベ
アリング３８，３９が取付けられた揺動端とは反対側に
それぞれアーム部４０，４１が一体に形成され、このア
ーム部４０，４１にはロストモーション４２，４３が作
用している。ロストモーション４２，４３はカムキャッ
プ１７に固定されたシリンダ４４及びプランジャ４５、
圧縮スプリング４６ａ，４６ｂによって構成され、プラ
ンジャ４５の先端部がアーム部４０，４１を押圧し、図
１において左側に示す各ロッカーアーム３４，３５を時
計回り方向に、右側に示す各ロッカーアーム３４，３５
を反時計回り方向にそれぞれ付勢している。

【００２８】このロストモーション４２，４３は両者と
もにほぼ同様の構成をなしているが、圧縮スプリング４
６ａ，４６ｂのスプリング仕様が異なっている。即ち、
高速カム１５は吸気バルブ７９及び排気バルブ８０のリ
フト量が大きいため、慣性力として働く加速度が小さく
なり、高速用ロストモーション４３の付勢力は比較的小
さいものでよいが、低速カム１４はリフト量が小さいた
め、慣性力として働く加速度が大きくなり、低速用ロス
トモーション４２の付勢力は比較的大きいものが必要で
ある。従って、低速用ロストモーション４２の圧縮スプ
リング４６ａの付勢力を高速用ロストモーション４３の
圧縮スプリング４６ｂの付勢力よりも大きく設定してい
る。具体的には、巻数や線径、あるいは、材料を変える
ことで行っている。

【００２９】従って、通常、低速用ロッカーアーム３４
及び高速用ロッカーアーム３５は低速用及び高速用ロス
トモーション４２，４３によってローラベアリング３
８，３９がカムシャフト１３の低速用カム１４及び高速
用カム１５の外周面に当接した状態となっており、カム
シャフト１３が回転すると、各カム１４，１５が作用し
て低速用ロッカーアーム３４及び高速用ロッカーアーム
３５を揺動することができるようになっている。

【００３０】図５に示すように、低速用ロッカーアーム
３４及び高速用ロッカーアーム３５は切換機構５０によ
ってロッカーシャフト２２と一体に回転することができ
るようになっている。ロッカーシャフト２２には低速用
ロッカーアーム３４に対応する位置にその径方向に沿っ
て貫通孔５１が形成され、この貫通孔５１にはロックピ
ン５２が移動自在に装着されると共に、スプリングシー
ト５３によって支持された圧縮スプリング５４によって
一方方向に付勢されている。一方、低速用ロッカーアー
ム３４にはロッカーシャフト２２の貫通孔５１に対応す
る位置に係合孔５５が形成され、この係合孔５５に圧縮
スプリング５４によって付勢されたロックピン５２が係
合している。そして、ロッカーシャフト２２にはその軸
方向に沿って貫通孔５１に連通する油圧通路５６が形成
され、ロックピン５２にはこの油圧通路５６に連通する
と共に係合孔５５に係合する側に開口する油路５７が形
成されている。

【００３１】また、ロッカーシャフト２２には高速用ロ
ッカーアーム３５に対応する位置にその径方向に沿って
貫通孔５８が形成され、この貫通孔５８にはロックピン
５９が移動自在に装着されると共に、圧縮スプリング６
０によって一方方向に付勢されている。一方、高速用ロ
ッカーアーム３５にはロッカーシャフト２２の貫通孔５
８に対応する位置に係合孔６１が形成され、ロックピン
５９は圧縮スプリング６０によって係合孔５９から抜け
出ている。そして、ロッカーシャフト２２にはその軸方
向に沿って貫通孔５８に連通する油圧通路６２が形成さ
れると共に貫通孔５８の係合孔５９とは反対側の端部に
連通する油路６３が形成されている。

【００３２】而して、通常、図７（ａ）に示すように、
低速用ロッカーアーム３４は圧縮スプリング５４によっ
て付勢されたロックピン５２が係合孔５５に係合するこ
とでロッカーシャフト２２と一体となり、このロッカー
シャフト２２を介してメインロッカーアーム３３と共に
回転できるようになっている。一方、高速用ロッカーア
ーム３５は圧縮スプリング６０によって付勢されたロッ
クピン５９が係合孔６１から抜け出ており、ロッカーシ
ャフト２２との係合は解除されてこのロッカーシャフト
２２と一体に回転しないようになっている。従って、低
速用カム１４及び高速用カム１５は低速用ロッカーアー
ム３４及び高速用ロッカーアーム３５を揺動させるが、
低速用ロッカーアーム３４の伝達された駆動力のみがロ
ッカーシャフト２２を介してメインロッカーアーム３３
に伝達され、このメインロッカーアーム３３を揺動する
ことができるようになっている。

【００３３】そして、ロッカーシャフト２２の各油圧通
路５６，６２に油圧を供給すると、図７（ｂ）に示すよ
うに、低速用ロッカーアーム３４にあっては、圧油が油
路５７を介して貫通孔５１の係合孔５５側に流れ、ロッ
クピン５２を圧縮スプリング５４の付勢力に抗して係合
孔５５から抜き出す。すると、低速用ロッカーアーム３
４とロッカーシャフト２２との係合が解除されて一体に
回転しないようになる。一方、高速用ロッカーアーム３
５にあっては、圧油が油路６３を介して貫通孔５８の係
合孔６１とは反対側に流れ、ロックピン５９を圧縮スプ
リング５４の付勢力に抗して係合孔６１に係合させる。
すると、高速用ロッカーアーム３５とロッカーシャフト
２２が係合し、両者が一体に回転できるようになる。従
って、低速用カム１４及び高速用カム１５は低速用ロッ
カーアーム３４及び高速用ロッカーアーム３５を揺動さ
せるが、高速用ロッカーアーム３５の伝達された駆動力
のみがロッカーシャフト２２を介してメインロッカーア
ーム３３に伝達され、このメインロッカーアーム３３を
揺動することができるようになっている。

【００３４】また、ロッカーシャフト２２の油圧通路５
６のみに油圧を供給すると、図７（ｃ）に示すように、
低速用ロッカーアーム３４にあっては、圧油が貫通孔５
１の係合孔５５側に流れてロックピン５２を係合孔５５
から抜き出し、低速用ロッカーアーム３４とロッカーシ
ャフト２２との係合が解除されて一体に回転しないよう
になる。一方、高速用ロッカーアーム３５にあっては、
圧縮スプリング６０によってロックピン５９が係合孔６
１から抜け出てロッカーシャフト２２との係合は解除さ
れており、両者は一体に回転しない。従って、低速用カ
ム１４及び高速用カム１５は低速用ロッカーアーム３４
及び高速用ロッカーアーム３５を揺動させるが、その駆
動力はロッカーシャフト２２には伝達されず、メインロ
ッカーアーム３３は作動せずに休筒状態とすることがで
きるようになっている。

【００３５】また、休筒機構なしの動弁装置３２におい
て、図８に示すように、排気用ロッカーシャフト２２に
は平面視がＴ字形状をした低速用ロッカーアーム６４及
び高速用ロッカーアーム６５が装着されている。低速用
ロッカーアーム６４はその基端がロッカーシャフト２２
に一体に固結されている。そして、低速用ロッカーアー
ム６４の揺動端にはローラベアリング６６が取付けられ
て低速用カム１４が係合できるようになっていると共
に、アジャストスクリュー６７がアジャストナット６８
によって取付けられ、アジャストスクリュー６７の下端
部が後述する排気バルブ８０の上端部に当接している。

【００３６】一方、高速用ロッカーアーム６５はその基
端がロッカーシャフト２２に枢着されて回転自在に支持
され、その揺動端にはローラベアリング６９が取付けら
れてており、ローラベアリング６９には高速用カム１５
が係合できるようになっている。また、高速用ロッカー
アーム６５にはローラベアリング６９が取付けられた揺
動端とは反対側にアーム部７０が一体に形成され、この
アーム部７０にはロストモーション７１が作用し、高速
用ロッカーアーム６５を一方方向に付勢している。更
に、高速用ロッカーアーム６５は切換機構７２によって
ロッカーシャフト２２と一体に回転することができるよ
うになっている。即ち、ロッカーシャフト２２には高速
用ロッカーアーム６５に対応する位置に貫通孔７３が形
成され、ロックピン７４が移動自在に装着されると共に
圧縮スプリング７５によって付勢支持されている。一
方、高速用ロッカーアーム６５には係合孔７６が形成さ
れ、ロックピン７４は圧縮スプリング７５によって係合
孔７６から抜け出ている。そして、ロッカーシャフト２
２にはその軸方向に沿って貫通孔７３に連通する油圧通
路７７が形成されると共に貫通孔７３の係合孔７６とは
反対側の端部に連通する油路７８が形成されている。

【００３７】而して、通常、高速用ロッカーアーム６５
は圧縮スプリング７５によってロックピン７４が係合孔
７６から抜け出ており、ロッカーシャフト２２との係合
は解除されてこのロッカーシャフト２２と一体に回転し
ないようになっている。従って、低速用カム１４及び高
速用カム１５は低速用ロッカーアーム６４及び高速用ロ
ッカーアーム６５を揺動させるが、低速用カム１４の駆
動力が後述する排気バルブ８０に伝達されてこの排気バ
ルブ８０を揺動することができるようになっている。そ
して、ロッカーシャフト２２の油圧通路７７に油圧を供
給すると、高速用ロッカーアーム６５にあっては、圧油
が油路７８を介して貫通孔７３の係合孔７６とは反対側
に流れてロックピン５９を係合孔７６に係合させる。す
ると、高速用ロッカーアーム６５とロッカーシャフト２
２が係合し、このロッカーシャフト２２と一体に回転で
きるようになる。従って、高速用カム１５が高速用ロッ
カーアーム３５を揺動させ、その駆動力がロッカーシャ
フト２２及び低速用ロッカーアーム６４を介して排気バ
ルブ８０に伝達されてこの排気バルブ８０を揺動するこ
とができるようになっている。

【００３８】なお、上述の動弁装置３１，３２の説明に
おいて、排気側についてのみ説明したが、吸気側につい
ても同様の構造となっており、吸気と排気のバルブ開閉
タイミングに合わせて各カムシャフト１２，１３のカム
１４，１５の周方向における形成位置のみ異ならせてあ
る。

【００３９】ところで、図１に示すように、吸気バルブ
７９及び排気バルブ８０はシリンダヘッド１１に移動自
在に装着され、バルブスプリング８１，８２によって吸
気ポート８３及び排気ポート８４を閉じている。従っ
て、前述したメインロッカーアーム３３（低速用ロッカ
ーアーム６４）の駆動によって吸気バルブ７９及び排気
バルブ８０の上端部を押圧することで、吸気ポート８３
及び排気ポート８４を開閉して燃焼室８５と連通するこ
とができるようになっている。

【００４０】図９乃至図１１に示すように、シリンダヘ
ッドの後部（図１１において上部）には前述した動弁装
置３１，３２の切換機構５０，７２を作動させるための
油圧制御装置８６が設けられている。この油圧制御装置
８６はオイルポンプ８７とアキュムレータ８８と高速切
換用オイルコントロールバルブ８９及び休筒切換用オイ
ルコントロールバルブ９０とから構成されている。

【００４１】オイルポンプ８７とアキュムレータ８８は
吸気用カムシャフト１２と排気用カムシャフト１３の間
に位置し、且つ、両者が上下に並んで配設されると共に
両者の軸心方向が水平方向をなしている。即ち、シリン
ダヘッド１１の最後部のカムキャップハウジング１６及
びカムキャップ１７の側部には上側にオイルポンプ８７
のシリンダ９１が水平移動自在に、且つ、圧縮スプリン
グ９２によって付勢支持されており、カバー９３を介し
てボルト９４によって固定されている。そして、オイル
ポンプ８７のシリンダ９１には圧縮スプリング９５を介
してプランジャ９６が作用し、このプランジャ９６は吸
気用カムシャフト１２の一端に一体に形成されたオイル
ポンプカム９７によって駆動することができるようにな
っている。このオイルポンプカム９７はカム部は休筒す
る気筒数以上、即ち、本実施例では休筒する気筒が２つ
であるために吸気用カムシャフト１２の外周部に２箇所
外方に突出して設けられている。

【００４２】また、カムキャップハウジング１６及びカ
ムキャップ１７の側部には下側にアキュムレータ８８の
シリンダ９８が水平移動自在で、且つ、圧縮スプリング
９９によって付勢支持されており、同じくカバー９３を
介してボルト９４によって固定されている。なお、オイ
ルポンプ８７のシリンダ９１とアキュムレータ８８のシ
リンダ９８の径は同じであり、共用することができる。
また、高速切換用オイルコントロールバルブ８９及び休
筒切換用オイルコントロールバルブ９０はシリンダヘッ
ド１１に取付けられている。

【００４３】図６及び図９、図１０に示すように、高速
切換用オイルコントロールバルブ８９は油路１００を介
して図示しないエンジンのメインオイルポンプに直接接
続されると共に油路１０１を介して油圧通路６２に接続
されている。また、休筒切換用オイルコントロールバル
ブ９０は油路１０２を介してアキュムレータ８８及びオ
イルポンプ８７、メインオイルポンプに接続されると共
に油路１０３を介して油圧通路５６に接続されている。
更に、各オイルコントロールバルブ８９，９０はエンジ
ンコントロールユニット１０４の制御信号によって作動
することができるようになっている。

【００４４】なお、動弁装置３２の切換機構７２も動弁
装置３１と同様に油圧制御装置８６によって作動するこ
とができるようになっており、ロッカーシャフト２２の
油圧通路７７には図示しない油路を介してオイルコント
ロールバルブ８９が連結されている。また、図２に示す
ように、シリンダヘッド１１には各気筒ごとに中空形状
のプラグチューブ１０５が立設されており、この各プラ
グチューブ１０５の内部にはそれぞれ点火プラグ１０６
が装着され、その先端部が各燃焼室８５内に臨んでい
る。

【００４５】以下、本実施例の４気筒エンジンの作動に
ついて説明する。図６に示すように、エンジンコントロ
ールユニット１０４は各種センサの検出結果によってエ
ンジンの運転状態を検出し、エンジンが低速走行状態で
あれば、それに合ったカムのプロフィールを選択する。
この場合、エンジンコントロールユニット１０４は各オ
イルコントロールバルブ８９，９０に制御信号を出力
し、各バルブ８９，９０を閉じる。すると、各油圧通路
５６，６２，７７に圧油は供給されず、動弁装置３１
は、図７（ａ）に示すように、ロックピン５２によって
低速用ロッカーアーム３４とロッカーシャフト２２とは
一体となり、高速用ロッカーアーム３５とロッカーシャ
フト２２との係合は解除される。従って、カムシャフト
１２，１３が回転すると、低速用カム１４によって低速
用ロッカーアーム３４が揺動し、その駆動力がロッカー
シャフト２２を介してメインロッカーアーム３３に伝達
されてこのメインロッカーアーム３３が揺動し、揺動端
の一対のアジャストスクリュー３６が吸気バルブ７９及
び排気バルブ８０を駆動する。一方、動弁装置３２は、
図８に示すように、高速用ロッカーアーム６５とロッカ
ーシャフト２２との係合は解除され、カムシャフト１
２，１３が回転すると、低速用カム１４によって低速用
ロッカーアーム６４が揺動し、揺動端の一対のアジャス
トスクリュー６７が吸気バルブ７９及び排気バルブ８０
を駆動する。このようにして吸気バルブ７９及び排気バ
ルブ８０は低速運転に対応したバルブ開閉タイミングで
駆動し、エンジンは低速運転される。

【００４６】エンジンコントロールユニット１０４がエ
ンジンの高速走行状態を検出すると、エンジンコントロ
ールユニット１０４は各オイルコントロールバルブ８
９，９０に制御信号を出力し、各バルブ８９，９０を開
ける。すると、油圧通路５６にはアシストオイルポンプ
８７によって圧油が供給される一方、油圧通路６２，７
７にはメインオイルポンプによってエンジンから直接圧
油が供給される。そして、エンジンの高速走行時におい
て、動弁装置３１は、図７（ｂ）に示すように、その圧
油によってロックピン５２が係合孔５５から抜き出て低
速用ロッカーアーム３４とロッカーシャフト２２との係
合が解除される。また、ロックピン５９が係合孔６１に
係合して高速用ロッカーアーム３５とロッカーシャフト
２２とが一体となる。従って、高速用カム１５によって
高速用ロッカーアーム３５が揺動し、更にメインロッカ
ーアーム３３が揺動して吸気バルブ７９及び排気バルブ
８０を駆動する。一方、動弁装置３２にあっては、供給
圧油によってロックピン５９が係合孔７６に係合して高
速用ロッカーアーム６５とロッカーシャフト２２とが一
体となる。従って、高速用カム１５によって高速用ロッ
カーアーム３５が揺動し、吸気バルブ７９及び排気バル
ブ８０を駆動する。このようにして吸気バルブ７９及び
排気バルブ８０は高速運転に対応したバルブ開閉タイミ
ングで駆動し、エンジンは高速運転される。

【００４７】そして、エンジンコントロールユニット１
０４がエンジンのアイドル運転状態や低負荷走行状態を
検出すると、４気筒のうちの２気筒を停止して燃費の低
減を図る。即ち、エンジンコントロールユニット１０４
は各オイルコントロールバルブ８９，９０に制御信号を
出力し、バルブ９０のみを開ける。すると、油圧通路５
６に圧油が供給され、動弁装置３１は、図７（ｃ）に示
すように、低速用ロッカーアーム３４とロッカーシャフ
ト２２との係合が解除される。従って、低速用カム１４
及び高速用カム１５の駆動力はメインロッカーアーム３
３に伝達されず、動弁装置３１は作動せずに休筒状態と
なる。一方、動弁装置３２は低速用カム１４によって低
速用ロッカーアーム６４が揺動して吸気バルブ７９及び
排気バルブ８０を駆動する。このようにしてエンジンは
動弁装置３２の吸気バルブ７９及び排気バルブ８０のみ
の駆動によって運転される。

【００４８】このように本実施例のエンジンの動弁装置
にあっては、低速用ロストモーション４２の圧縮スプリ
ング４６ａの付勢力を高速用ロストモーション４３の圧
縮スプリング４６ｂの付勢力よりも大きく設定してあ
る。従って、図１２に示すように、１点鎖線で示す低速
用ロッカーアーム３４に作用する慣性力は実線で示す圧
縮スプリング４６ａのスプリング力に沿うと共に、２点
鎖線で示す高速用ロッカーアーム３５に作用するの慣性
力は点線で示す圧縮スプリング４６ｂのスプリング力に
沿うこととなり、それぞれ必要な付勢力のみが各ロッカ
ーアーム３４，３５に作用することとなってフリクショ
ンが低減される。

【００４９】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明の内燃機関の動弁装置によれば、低速用カム
及び高速用カムが装着されたカムシャフトとロッカーシ
ャフトとを設け、そのロッカーシャフトに揺動端が吸気
あるいは排気バルブの上端部に対向するメインロッカー
アームを一体に取付けると共に低速用カムが係合する低
速用ロッカーアーム及び高速用カムが係合する高速用ロ
ッカーアームを回転自在に取付けてロッカーシャフト内
に低速用ロッカーアーム及び高速用ロッカーアームとの
係脱を行うロックピン及びそのロックピンの作動を制御
する油圧制御手段を設けると共に低速用ロッカーアーム
及び高速用ロッカーアームに付勢力を付与する低速用及
び高速用ロストモーションスプリングを設け、この低速
用ロストモーションスプリングの付勢力を高速用ロスト
モーションスプリングの付勢力よりも大きく設定したの
で、高速用ロッカーアームには小さな付勢力が作用する
一方、低速用ロッカーアームにはよれよりも大きな付勢
力が作用することとなり、各ロッカーアームには不要な
力が作用しなくなってフリクションが低減され、作動性
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の動弁装置を
表すシリンダヘッドの要部（図２のＤ−Ｄ）断面図であ
る。

【図２】休筒機構付の動弁装置の平面図である。

【図３】図２のＣ−Ｃ断面図である。

【図４】動弁装置の分解斜視図である。

【図５】動弁装置の切換機構を表す断面図である。

【図６】内燃機関の動弁装置の油圧経路図である。

【図７】切替機構の作動説明図である。

【図８】休筒機構なしの動弁装置の断面図である。

【図９】シリンダヘッドの要部（図１０のＡ−Ａ）断面
図である。

【図１０】シリンダヘッドの中央（図１１のＢ−Ｂ）断
面図である。

【図１１】シリンダヘッドの平面図である。

【図１２】ロストモーションの圧縮高さに対する荷重を
表すグラフである。

【図１３】従来の休筒機構を有する動弁装置の平面図で
ある。

【図１４】図１３のＥ−Ｅ断面図である。

【図１５】従来のロストモーションの圧縮高さに対する
荷重を表すグラフである。

【符号の説明】

１１ シリンダヘッド １２，１３ カムシャフト １４ 低速用カム １５ 高速用カム ２１，２２ ロッカーシャフト ３１，３２ 動弁装置 ３３ メインロッカーアーム ３４，６４ 低速用ロッカーアーム ３５，６５ 高速用ロッカーアーム ４２ 低速用ロストモーション ４３，７１ 高速用ロッカーアーム ４４ シリンダ ４５ プランジャ ４６ 圧縮スプリング ５０，７２ 切換機構 ５２，５９，７４ ロックピン ７９ 吸気バルブ ８０ 排気バルブ ８６ 油圧制御装置 １０４ エンジンコントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低速用カム及び高速用カムが装着された
   カムシャフトと、該カムシャフトにそれぞれ平行に配設
   されたロッカーシャフトと、基端が前記ロッカーシャフ
   トに一体に取付けられ揺動端が吸気あるいは排気バルブ
   の上端部に対向するメインロッカーアームと、基端が前
   記ロッカーシャフトに回転自在に取付けられ前記低速用
   カムが係合する低速用ロッカーアームと、基端が前記ロ
   ッカーシャフトに回転自在に取付けられ前記高速用カム
   が係合する高速用ロッカーアームと、前記ロッカーシャ
   フト内の径方向に沿う貫通孔に移動自在で且つ前記低速
   用ロッカーアーム及び高速用ロッカーアームとの係脱を
   行うロックピンと、前記低速用ロッカーアーム及び高速
   用ロッカーアームに前記低速用カム及び高速用カムの係
   合方向と逆方向に付勢力を付与する低速用及び高速用ロ
   ストモーションスプリングと、前記ロッカーシャフトの
   軸心部に軸方向に沿って設けられた油圧通路への油圧を
   設定して前記ロックピンの作動を制御する油圧制御手段
   とを備えた内燃機関の動弁装置において、前記低速用ロ
   ストモーションスプリングの付勢力を高速用ロストモー
   ションスプリングの付勢力よりも大きく設定したことを
   特徴とする内燃機関の動弁装置。