JPH0569963B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、運転状態に応じて吸、排気バルブの
リフト量や開弁期間を変えることのできるエンジ
ンの動弁装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの吸、排気バルブの作動特性を設定す
る場合に、低速時にはバルブオーバーラツプ期間
における排気の吹返しや吸気の吹抜けを抑制する
等により燃焼の安定性および燃費の向上を図るた
め、バルブリフト量および開弁期間を比較的小さ
くすることが望ましく、高速時には出力の向上等
のためバルブリフト量や開弁期間を大きくするこ
とが望ましい。

このような要求を満足するため、形状の異なる
２種のカムを設け、これらのカムのいずれかに選
択的にバルブを連係させ、かつその連係を運転状
態に応じて切替えるようにした動弁装置は従来に
おいても知られており、この種の動弁装置として
は、例えば実開昭57−182205号公報に示されてい
るようなものがある。この装置は、１個のバルブ
に対して低速型と高速型の２個のカムと１個のロ
ツカーアームとを有し、ロツカーアームのカム側
部分を２又状に形成してその一方の端部を低速型
カムへの当接部とするとともに、他方の端部に摺
動可能な高速カム当接部材およびその摺動を阻止
するストツパを装備し、このストツパを油圧シリ
ンダ等のアクチユエータにより連動機構を介して
作動するようにしている。そして上記アクチユエ
ータを運転状態に応じて制御することにより、低
速時には上記高速カム当接部材が遊動して高速型
カムの作動がバルブに伝達されず低速型カムでバ
ルブが作動され、高速時には上記高速カム当接部
材の摺動が阻止されて高速型カムの作動がバルブ
に伝達されるようにしている。

ところが、この装置では、ロツカーアームの高
速型カムに当接する部分に摺動可能な部材を設け
ているので、この部材とロツカーアーム端部との
間に摺動間隙が生じ、かつ、この部材にカムから
加わる力の方向がカムの回転に伴つて変化するこ
とにより、作動中にこの部材ががたつき易く、こ
のようながたつきがあると騒音が発生するととも
に摩耗が生じ易くなり、信頼性を低下させる。ま
たこの部材およびストツパーがロツカーシヤフト
から遠い位置にあるロツカーアーム端部に装備さ
れ、その上、アクチユエータや連動機構もロツカ
ーアームに装備されるため、構造が複雑化すると
ともに、ロツカーアームの慣性モーメントが大き
くなつて高速回転時に所謂バルブのジヤンピング
が生じ易くなり、これに起因してエンジン回転数
限界が低下する。

さらにこの装置では、カムシヤフトに並べられ
た２個のカムのうちのいずれか１個からロツカー
アームに力が加わるので、この力はロツカーアー
ムの一側方に偏つて作用し、これによつてロツカ
ーアームが傾き、ロツカーアームの作動がスムー
ズに行なわれなくなつたり、バルブとロツカーア
ームとの接触面に片当り摩耗が生じて信頼性を低
下させたりするという問題もあつた。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、運転状態に応
じてバルブリフト特性を変えるため形状の異なる
カムとバルブとの連係を切替えるようにする動弁
装置において、作動中に上記連係の切替部分にが
たつきが生じることを防止するとともに慣性モー
メントを小さくし、さらに作動中のロツカーアー
ムの傾きを防止して信頼性および動弁性能を向上
し、しかも構造を簡単にすることを目的とするも
のである。

（発明の構成） 本発明は、気筒ごとに吸気バルブもしくは排気
バルブの少なくとも一方のバルブに対し、形状の
異なる２種のカムを設け、これらのカムとバルブ
との間にロツカーアームを配置するとともに、こ
れらのカムに対し選択的に上記バルブを連係して
その連係を運転状態に応じて切替える切替機構を
設けたエンジンの動弁装置において、上記２種の
カムを、両サイドのカムが同一形状で中央のカム
が両サイドのカムと異なる形状となつたカムで構
成する一方、上記ロツカーアームを、上記両サイ
ドのカムに対する各当接部を一体に備えた第１ア
ームと、上記中央のカムおよびバルブに対する当
接部を備えた第２アームとで構成し、この両アー
ムをロツカーシヤフト回りに相対運動可能に支承
させ、この両アームの相対運動を阻止する接続状
態と両アームの相対運動を許容する非接続状態と
に切替え可能で運転状態に応じて切替作動される
セレクタを上記第１アームの幅方向中央部に設け
たものである。

つまり、上記セレクタによつて上記両アームが
接続状態とされたときは、上記両サイドのカムの
回転に伴い両アームが一体的に揺動してバルブを
作動し、上記両アームが非接続状態とされたとき
は、両サイドのカムの回転がバルブ側に伝達され
ずに中央のカムでバルブが作動されるようにし、
特に上記のように３個のカムを配置してバランス
良くロツカーアームに力が作用するようにすると
ともに、これらのカムに対して２分割のロツカー
アームと１個のセレクタとからなる構造で連係の
切替えが行われるようにしたものである。

（実施例） 第１図乃至第４図は、１気筒につき２個の吸気
バルブを備えたエンジンの吸気バルブに対して本
発明装置を適用した場合の一実施例を示してい
る。これらの図において、１は気筒で、２ａ，２
ｂは気筒１に装備された吸気バルブであり、排気
バルブとその駆動系については図示を省略してい
る。上記吸気バルブ２ａ，２ｂに対し、３個のカ
ム３ａ，３ｂ，４が共通のカムシヤフト５にに配
設されている。上記３個のカムは両サイドが同一
形状の高速型カム３ａ，３ｂ、中央が低速型カム
４となつており、低速型カム４はロツカーアーム
６の略幅方向中央に対応する位置に配置され、高
速型カム３ａ，３ｂは低速型カム４の両側に対称
的に配置されている。上記高速型カム３ａ，３ｂ
と低速型カム４とはそれぞれ高速時と低速時とに
おいて要求されるバルブリフ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、つまり、上記高速型カム３ａ，３ｂ
は低速型カム４と比べ、バルブリフト量もしくは
開弁期間の少なくとも一方を大きくするように、
カムノーズが大きくなつている。

これらのカム３ａ，３ｂ，４と気筒１との間に
配置されたロツカーアーム６は、両高速型カム３
ａ，３ｂに当接する左右一対のアーム部７ａ，７
ｂが上部の連結部分７ｃを介して一体に連設され
た第１アーム７と、両吸気バルブ２ａ，２ｂへの
当接部分８ａ，８ｂおよび低速型カム４への当接
部分８ｃを一体に備えた第２アーム８とに分割さ
れ、第２アーム８は第１アーム７の両アーム部７
ａ，７ｂの間に配置されている。そしてこの両ア
ーム７，８がロツカーシヤフト９回りに相対運動
可能となるように支承されている。

また、上記両アーム７，８を接続状態と非接状
態とに切替えるセレクタ１０が、第１アーム７の
幅方向中央部である上記連結部分７ｃの中央部に
設けられており、このセレクタ１０は、プランジ
ヤ１１およびレバー部材１２等により構成されて
いる。このセレクタ１０を具体的に説明すると、
第１アーム７の上部には第２アーム８の上部に向
かつて開口するガイド孔１３が形成され、このガ
イド孔１３に上記プランジヤ１１が移動可能に収
容され、このプランジヤ１１はガイド孔１３内の
スプリング１４によつて第２アーム８に当接する
ように付勢されており、プランジヤ１１の途中部
には小径の係合部１５が形成されている。また、
第１アーム７の上部には、上記レバー部材１２が
プランジヤ１１に直交してロツカーシヤフト９の
軸方向に移動可能に支承されており、このレバー
部材１２には、プランジヤ１１より若干大径のプ
ランジヤ挿通孔１６と上記係合部１５に対応する
大きさで上記プランジヤ挿通孔１６に連なつた係
止孔１７とが形成されている。こうして、上記レ
バー部材１２の係止孔１７がプランジヤ１１の係
合部１５に係合するロツク位置にレバー部材１２
が移動したときは、プランジヤ１１の摺動が阻止
されることにより、両アーム７，８の上部が互い
に接近する方向の相対運動が阻止され（このとき
が接続状態）、他方、係止孔１７が係合部１５か
ら離脱してプランジヤ挿通孔１６にプランジヤ１
１が挿通される非ロツク位置にレバー部材１２が
移動したときは、プランジヤ１１の摺動が許容さ
れることにより両アーム７，８の相対運動が許容
されるようにしている（このときが非接続状態）。

上記レバー部材１２の端部は第１アーム７の外
部に突出し、ロツカーシヤフト９の周囲に設けら
れた環状の油圧式のアクチユエータ２０にアーム
１２ａを介して連結されており、このアクチユエ
ータ２０は、その油圧室２１に図外のオイルポン
プからオイル通路２２を介してオイルが供給され
たときにはレバー部材１２を上記ロツク位置に向
けて移動させ、油圧室２１からオイルがリリーフ
されたときはリターンスプリング２３によりレバ
ー部材１２を上記非ロツク位置に向けて移動させ
るようになつている。そして、回転数信号２４等
を受ける制御回路２５によりオイル通路２２中の
制御バルブ２６を介して上記油圧室２１に対する
オイルの供給、排出が制御されることにより、運
転状態に応じ、例えば所定回転数以上の高速時に
はレバー部材１２がロツク位置に作動され、所定
回転数未満の低速時にはレバー部材１２が非ロツ
ク位置に作動されるようにしている。レバー部材
１２を作動するアクチユエータは上記の油圧式の
ものに限らず、ソレノイド等を用いてもよく、ま
た運転状態に応じたアクチユエータの制御は、エ
ンジン回転数と負荷とに応じて行なうようにして
もよい。

なお、第２アーム８の吸気バルブ２ａ，２ｂへ
各当接部分８ａ，８ｂには低速型カム４で吸気バ
ルブ２ａ，２ｂが作動されるときのバルブクリア
ランスを調整するためのアジヤストスクリユー２
７が取付けられ、その先端が吸気バルブ２ａ，２
ｂの軸端に当接しており、図ではこの吸気バルブ
２ａ，２ｂの軸端に対する当接位置（アジヤスト
スクリユー２７の中心O₁）がバルブ中心O₂より
も内側にオフセツトされている。このようにオフ
セツトしているのは、軸が気筒１に対して傾斜し
ている吸気バルブ２ａ，２ｂを作動されるにつれ
て徐々に回転させることにより偏摩耗を防止する
ためであり、また特に内側にオフセツトしている
のは、第２アーム８のバルブ側への突出量を小さ
くして慣性モーメントを軽減するためである。ま
た、プランジヤ１１に対向する第２アーム８の上
部には、高速型カム３ａ，３ｂが作動されるとき
のバルブクリアランスを調整するためのアジヤス
トスクリユー２８が設けられている。２９はシリ
ンダヘツド２９である。

この動弁装置によると、エンジンの高速時に
は、レバー部材１２がロツク位置に作動されてプ
ランジヤ１１の摺動が阻止されることにより、第
１アーム７が高速型カム３ａ，３ｂのカムノーズ
に押されて揺動したときに第２アーム８は低速型
カム４から離間して第１アーム７と一体に揺動す
るため、高速型カム３ａ，３ｂの回転に応じて吸
気バルブ２ａ，２ｂが作動される。一方、低速時
には、レバー部材１２が非ロツク位置とされてプ
ランジヤ１１の摺動が許容されることにより、高
速型カム３ａ，３ｂの回転に伴う第１アーム７の
揺動が上記プランジヤ１１で吸収されて第２アー
ム８に伝達されず、低速型カム４の回転に応じた
第２アーム８の揺動により吸気バルブ２ａ，２ｂ
が作動される。このようにして運転状態に適合す
るようにバルブリフト特性が変えられる。

そして、特に前記のように３個のカム３ａ，３
ｂ，４を配置して高速時には両サイドの２個の高
速型カム３ａ，３ｂで吸気バルブ２ａ，２ｂが作
動され、低速時に中央の低速型カム４で吸気バル
ブ２ａ，２ｂが作動されるようにするとともに、
セレクタ１０を第２アーム８の幅方向中央に配置
しているので、高速時および低速時のいずれにお
いても、ロツカーアーム６にバランスよく力が作
用してロツカーアーム６の傾きを防止することが
できる。

また、高速型カム３ａ，３ｂおよび低速型カム
４と吸気バルブ２ａ，２ｂとの連係を切替えるた
めのセレクタ１０が、上記両アーム７，８を接続
状態と非接続状態とに切替えるものであつて、前
記の実開昭57−182205号公報に示された従来装置
のようにカムに当接するものではないので、この
セレクタ１０のプランジヤ１１には常に一定方向
（ロツカーシヤフト９の接線方向）に力が作用し、
ロツカーアーム６の作動中にも上記プランジヤ１
１にがたつきが生じることがない。しかも、上記
のように３個のカム３ａ，３ｂ，４を配設する場
合に、もし従来装置のようにカム側端部に連係切
替手段を設けようとすると両高速型カム３ａ，３
ｂに対応させて２つの連係切替手段が必要となる
が、本発明では２分割されたロツカーアーム６の
一方のアーム７に組込まれた１つのセレクタ１０
で上記各カム３ａ，３ｂ，４と吸気バルブ２ａ，
２ｂとの連係を切替えることができるので、構造
が簡単になる。さらに、このセレクタ１０はロツ
カーシヤフト９近くに配置することができるの
で、カム側端部に配置する場合よりも慣性モーメ
ントを小さくすることが可能となり、これによ
り、高速時にも所謂バルブのジヤンピング（作動
中に慣性でロツカーアームおよびバルブがカムか
ら浮く現象）を防止することができる。

なお、上記実施例では、各カム３ａ，３ｂ，４
と吸気バルブ２ａ，２ｂとの間のバルブクリアラ
ンス調整用として、第２アーム８のバルブ側端部
と両アーム７，８の接続部とにそれぞれアジヤス
タスクリユー２７，２８を設けているが、これら
の代りに、第５図に示すように第２アーム８のバ
ルブ側端部に油圧式ラツシユアジヤスタ３０を設
けてもよい。この油圧式ラツシユアジヤスタ３０
は従来から知られたものであるため具体的構造の
図示および説明は省略するが、油圧を利用してバ
ルブクリアランスをゼロに調整しつつバルブを作
動することができるようになつており、これを上
記のように組込めば、高速型カム３ａ，３ｂによ
るバルブ作動時と低速型カム４によるバルブ作動
時のいずれについても自動的にバルブクリアラン
スが調整される。

また、上記実施例では１気筒に２個の吸気バル
ブ２ａ，２ｂを備えたエンジンに適用した場合を
示したが、第２アーム８の形状を変更することに
より１気筒に１個の吸気バルブを備えたエンジン
にも適用し得ることは勿論である。さらに本発明
装置は排気バルブに適用してもよく、あるいは吸
気バルブと排気バルブの双方にそれぞれ適用して
もよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、運転状態に応じてバル
ブリフト特性を変えるための構造として、両サイ
ドが同一形状で中央が異なる形状とした３個のカ
ムを配置するとともに、ロツカーアームを、両サ
イドのカムへの当接部を一体に備えたアームと中
央のカムおよびバルブへの当接部を備えたアーム
とに２分割し、その一方のアームに組込まれたセ
レクタによつて両アームを接続状態と非接続状態
とに切替えるようにしているので、作動中のロツ
カーアームの傾き、およびセレクタのがたつきを
防止して動弁性能および信頼性を高めることがで
き、かつ慣性モーメントを小さくしてエンジン回
転数限界を高めることもできる。しかも、上記３
個のカムとバルブとの間で連係を切替える機構
が、２分割されたロツカーアームと１つのセレク
タとからなる簡単な構造でありながら、上記のよ
うな効果を持たせることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す平面図、
第２図は第１図の−線断面図、第３図は第１
図の−線断面図、第４図はロツカーシヤフト
位置での縦断正面図、第５図は別の実施例を示す
第３図相当図である。 ２ａ，２ｂ……吸気バルブ、３ａ，３ｂ……両
サイドのカム、４……中央のカム、６……ロツカ
ーアーム、７……第１アーム、８……第２アー
ム、９……ロツカーシヤフト、１０……セレク
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気筒ごとに吸気バルブもしくは排気バルブの
   少なくとも一方のバルブに対し、形状の異なる２
   種のカムを設け、これらのカムとバルブとの間に
   ロツカーアームを配置するとともに、これらのカ
   ムに対し選択的に上記バルブを連係してその連係
   を運転状態に応じて切替える切替機構を設けたエ
   ンジンの動弁装置において、上記２種のカムを、
   両サイドのカムが同一形状で中央のカムが両サイ
   ドのカムと異なる形状となつたカムで構成する一
   方、上記ロツカーアームを、上記両サイドのカム
   に対する各当接部を一体に備えた第１アームと、
   上記中央のカムおよびバルブに対する当接部を備
   えた第２アームとで構成し、この両アームをロツ
   カーシヤフト回りに相対運動可能に支承させ、こ
   の両アームの相対運動を阻止する接続状態と両ア
   ームの相対運動を許容する非接続状態とに切替え
   可能で運転状態に応じて切替作動されるセレクタ
   を上記第１アームの幅方向中央部に設けたことを
   特徴とするエンジンの動弁装置。