JPH0571318A - 内燃機関のロツカアーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主ロッカアーム２におけるガイド孔１３等の
加工を容易にすると同時に、高い加工精度を要さずに係
合ピン２８等の位置関係が高精度に保たれるようにす
る。 【構成】 主ロッカアーム２は第１カムに当接するロー
ラカムフォロア５を有し、かつ円形のガイド孔１３内
に、第２カムに従動するプランジャ１７が上下動可能に
嵌合する。係合ピン２８の先端部２８ｂは常時プランジ
ャ１７周面から僅かに突出し、位置決め溝４０に嵌合す
る。押出ピン３４側の周面は平坦に加工されている。押
出ピン３４が突出すると、係合ピン２８が係合孔３８に
嵌合し、連結状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プロフィルの異なる
カムを選択的に利用することによってバルブリフト特性
を切り換え得るようにした内燃機関のバルブ駆動装置に
関し、特にそのロッカアームに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のバルブ駆動装置は、一般にカ
ムリフトをロッカアームやスイングアームを介して吸気
弁や排気弁に伝達し、バルブスプリングにて閉方向に付
勢されている吸気弁，排気弁を押し開く構成となってい
るが、例えば機関の低速域と高速域あるいは低負荷域と
高負荷域等ではそれぞれ好ましいバルブリフト特性が異
なるので、運転条件によりバルブリフト特性を切り換え
得るようにしたバルブ駆動装置が種々提案されている。

【０００３】その一例として、例えば特開昭６３−１０
６３０９号公報等において、プロフィルの異なる２種の
カムを並設しておき、それぞれに従動する主ロッカアー
ムおよび副ロッカアームを必要に応じて連結状態もしく
は離脱状態に切り換えるようにした構成のものが知られ
ている。すなわち、上記バルブ駆動装置においては、主
ロッカアームの一端部がロッカシャフトに揺動可能に支
持され、他端の揺動端部に設けたアジャストスクリュー
が吸排気弁のバルブステムエンドに対向している。この
主ロッカアームに隣接して同じくロッカシャフトに支持
された副ロッカアームが揺動可能に配設されているが、
該副ロッカアームは吸排気弁と直接には連係していな
い。またこれらのロッカアームの上方に位置するカムシ
ャフトには、主ロッカアームを押圧するバルブリフト量
の小さな第１カムと、副ロッカアームを押圧するバルブ
リフト量の大きな第２カムとが並んで形成されている。
そして、両ロッカアームは、油圧を用いて係合ピンを抜
き差しするようにした連結機構により必要に応じて連結
可能となっている。

【０００４】従って、主，副ロッカアームを切り離した
状態では、第１カムに従動して主ロッカアームが揺動
し、これによって吸排気弁が開閉される。また、主，副
ロッカアームを連結した状態では、第２カムに従動する
副ロッカアームの揺動に従って吸排気弁が開閉されるこ
とになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように主，副ロッカアームをロッカシャフトに支持
させ、これらを係合ピンの進退により連結するようにし
た構成では、各部加工精度が非常に高く要求されるとと
もに、ロッカアーム全体を予めサブアッセンブリするこ
とができずにロッカシャフトに順次組み付けることにな
るため、組立工数が掛かり、好ましくない。

【０００６】尚、副ロッカアームを揺動可能に支持する
副ロッカシャフトを主ロッカアーム上に設けて、主，副
ロッカアームを予めサブアッセンブリできるようにした
構成のものも一部で提案されているが、副ロッカシャフ
トがロッカシャフトの上方に配置されるため、ロッカア
ームの上下方向の寸法が大きくなり、カムシャフト等と
のレイアウト上の制約を受け易い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は副ロ
ッカアームに代えて上下動可能なプランジャを用い、か
つその構成および加工を簡単なものとした。すなわち、
この発明は、ロッカシャフトに一端部が揺動可能に支持
され、かつ先端部がバルブに連係するとともに、上方に
位置するカムシャフトのカムに従動して揺動する主ロッ
カアームと、この主ロッカアームに開口形成した円形の
ガイド孔内に上下動可能に嵌合し、かつ上記カムシャフ
トの他のカムに従動して上下動する１つあるいは複数の
円柱状プランジャと、このプランジャを直径方向に貫通
した摺動可能な係合ピンと、この係合ピンと直列に並ぶ
ように主ロッカアーム側に配設され、かつ油圧により突
出して係合ピンを押圧する押出ピンと、上記係合ピンを
上記押出ピン側へ付勢するリターンスプリングと、上記
押出ピンにより押し出された係合ピンの先端部が嵌合す
るようにガイド溝内周に形成された係合孔とを備えてな
る内燃機関のロッカアームにおいて、上記プランジャの
押出ピン側の周面が、係合ピンの一端面と同一面を呈す
るように平坦面に形成されているとともに、係合ピンの
他端がプランジャ周面から常時突出するように係合ピン
の長さが設定され、かつこの突出部分に対応してガイド
孔の係合孔側に位置決め溝がプランジャ軸方向に沿って
形成され、その一部に上記係合孔が凹設されていること
を特徴としている。

【０００８】

【作用】押出ピンが後退している状態では、該押出ピン
がプランジャに非係合状態であるとともに、係合ピンも
係合孔から抜け出ているため、プランジャが主ロッカア
ームに対し非連結状態となる。そのため、主ロッカアー
ムを駆動するカムのリフトに従ってバルブが開閉する。
このとき、係合ピン先端部はプランジャ周面から所定量
突出しており、ガイド孔の位置決め溝内を上下動する。
これによって、プランジャの周方向の位置決めが正確に
なされる。

【０００９】一方、油圧により押出ピンが突出すると、
該押出ピンがプランジャの係合ピン部分の孔に嵌入し、
プランジャと係合する。同時に、係合ピンが押し出さ
れ、その先端部が係合孔に嵌入する。従って、プランジ
ャと主ロッカアームとが連結状態となり、プランジャが
カムに押圧されると、その作動がバルブに伝達される。
つまり、プランジャを駆動するカムのリフトに従ってバ
ルブが開閉する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１１】この実施例は、同一気筒の一対のバルブ、
例えば一対の吸気弁１を１個のロッカアームでもって開
閉駆動するように構成したものであって、主ロッカアー
ム２は、図１に示すように上方から見て略矩形をなす幅
の広いものとなっており、一端部がロッカシャフト３に
揺動可能に支持されている。そして、一方の片寄った位
置に矩形の開口部４が設けられており、ここにローラカ
ムフォロア５が配設されている。このローラカムフォロ
ア５は、図２に示すように、カムフォロア軸６にローラ
ベアリング７を介して回転自在に支持されている。

【００１２】また上記主ロッカアーム２の先端部つまり
揺動端部の左右両側には、小型の油圧式ラッシュアジャ
スタ８がそれぞれ装着されており、該ラッシュアジャス
タ８を介して吸気弁１のバルブステムエンド１ａを押圧
するようになっている（図４参照）。尚、一方のラッシ
ュアジャスタ８の上部に、上方に突出した形で潤滑油の
リザーバ室９が形成されており、ロッカシャフト３内の
潤滑油通路１０から主ロッカアーム２内の油通路１１を
通して一旦リザーバ室９へ潤滑油が導入され、ここから
油通路１２を通して各ラッシュアジャスタ８へ供給され
るようになっている。

【００１３】一方、上記主ロッカアーム２のローラカム
フォロア５と反対側の部分には、図８に示すように、円
形のガイド孔１３が上下に貫通形成されており、ここに
円柱状のプランジャ１７が上下動可能に嵌合配置されて
いる。上記プランジャ１７は、上端面に円弧形に湾曲し
た矩形のカムフォロア部１８を有し、かつ下方からロス
トモーションスプリング１９によって上方に付勢されて
いる。上記ロストモーションスプリング１９の下端は、
リテーナ２０およびストッパリング２１を介して主ロッ
カアーム２に支持されている（図２，図３参照）。

【００１４】上記ローラカムフォロア５およびカムフォ
ロア部１８の上方には、図２に示すように、ロッカシャ
フト３と平行にカムシャフト２２が配設されており、該
カムシャフト２２に、プロフィルの異なる第１カム２３
と第２カム２４とが並んで形成されている。第１カム２
３は、主ロッカアーム２のローラカムフォロア５に当接
するもので、バルブリフト量の小さなプロフィルに形成
されている。第２カム２４は、プランジャ１７のカムフ
ォロア部１８に摺接するもので、相対的にバルブリフト
量の大きなプロフィルを有している。尚、ロストモーシ
ョンスプリング１９により付勢されているプランジャ１
７が上方へ抜け出ることのないように、略コ字状の金属
板からなるストッパプレート２５が設けられており、図
１に示すように、プランジャ１７の周辺部を押さえ付け
た状態でビス２６により固定されている。

【００１５】主ロッカアーム２とプランジャ１７とを連
結する連結機構としては、図２等に示すように、プラン
ジャ１７の直径方向に沿って断面円形の貫通孔２７が形
成されており、ここに有底円筒状の係合ピン２８が摺動
可能に収容されている。この係合ピン２８は、プランジ
ャ１７の径と略等しい長さを有するもので、一端が開口
したスプリング収容部２９が凹設されているとともに、
軸方向の中間部に長孔３０が貫通形成されている。そし
て、上記長孔３０を横切るようにシャフト状のスプリン
グストッパ３１が配設されており、該スプリングストッ
パ３１と係合ピン２８底部２８ａとの間にリターンスプ
リング３２が圧縮状態で配設されている。尚、上記スプ
リングストッパ３１は、プランジャ１７底部に設けた孔
に挿入することで片持ち状に支持されている。このリタ
ーンスプリング３２のばね力によって、係合ピン２８は
ローラカムフォロア５と反対側へ向けて付勢されてい
る。

【００１６】一方、上記係合ピン２８の底部２８ａが対
向する主ロッカアーム２側部には、プランジャ１７の貫
通孔２７と直列に連なるように円形のピン嵌合孔３３が
凹設されており、ここに円柱状の押出ピン３４が摺動可
能に嵌合している。上記押出ピン３４は係合ピン２８と
同一の径を有し、プランジャ１７の貫通孔２７内にも嵌
合可能となっている。尚、上記ピン嵌合孔３３は、加工
の都合上、貫通状態で機械加工され、かつ端部がプラグ
３５によって閉塞されている。そして、このピン嵌合孔
３３底部に所定の制御油圧を導くように、図９，図１０
に示すように主ロッカアーム２内に油圧供給通路３６が
設けられており、該油圧供給通路３６がロッカシャフト
３内の油圧供給通路３７に連通している。

【００１７】また、上記係合ピン２８の先端部２８ｂが
対向する側のガイド孔１３内面には、プランジャ１７の
貫通孔２７と直列に連なるように円形の係合孔３８が凹
設されている。この係合孔３８は、貫通孔２７と同一の
径を有し、係合ピン２８先端部２８ｂが嵌合可能となっ
ている。

【００１８】ここで、上記プランジャ１７は、図６，図
７に示すように、周面の一部、具体的には、係合ピン２
８の底部２８ａが臨む部分が削り落とされ、平坦面３９
となっている。この坦面３９は、少なくとも貫通孔２７
の径と同じかこれよりも広い幅で形成されており、これ
によって係合ピン２８の底部２８ａの端面と同一平面を
呈するようになっている。また、上記平坦面３９と係合
ピン２８の底部２８ａ側の端面とが一致している状態に
おいて、係合ピン２８先端部２８ｂが、図６に示すよう
に、プランジャ１７周面から僅かに突出するように、係
合ピン２８の長さが設定されている。尚、図９，図２に
示すように、リターンスプリング３２のばね力によって
係合ピン２８が押出ピン３４側に最も後退しているとき
に、係合ピン２８の底部２８ａ側の端面がプランジャ１
７の平坦面３９と一致するように押出ピン３４の長さ等
が設定されており、従って、係合ピン２８の先端部２８
ｂは常にプランジャ１７周面から僅かに突出している。

【００１９】そして、上記のようにプランジャ１７周面
から突出する係合ピン２８の先端部２８ｂに対応して、
主ロッカアーム２のガイド孔１３内面には、図８に示す
ように、係合ピン２８の直径と略等しい幅の位置決め溝
４０が、ガイド孔１３全長に亙ってブローチ加工されて
いる。この位置決め溝４０は、前述した係合孔３８と同
一の方向に位置しており、つまり、位置決め溝４０の底
面の一部に、更に係合孔３８が一段深く凹設された形と
なっている。

【００２０】図９，図１０は、上記係合ピン２８等の作
動を説明するためのもので、先ず、油圧供給通路３７，
３６を通して油圧が供給されていない状態では、図９に
示すように、係合ピン２８がリターンスプリング３２の
ばね力によって押出ピン３４側に後退している。従っ
て、係合ピン２８先端部２８ｂは係合孔３８から抜け出
ている。また、押出ピン３４は、やはりプランジャ１７
の貫通孔２７から抜け出ている。従って、プランジャ１
７が第２カム２４により押圧されても主ロッカアーム２
に対しプランジャ１７のみが自由に上下動する形とな
り、主ロッカアーム２の揺動はローラカムフォロア５に
当接する第１カム２３によって規定される。つまり、吸
気弁１は第１カム２３のカムプロフィルに従って開閉す
る。このとき、押出ピン３４の先端面はプランジャ１７
の平坦面３９に摺接するので、プランジャ１７の相対的
な上下動を阻害することはない。また、プランジャ１７
の周面から突出している係合ピン２８の先端部２８ｂは
位置決め溝４０内を上下に摺動する。この係合ピン２８
先端部２８ｂと位置決め溝４０との嵌合によってプラン
ジャ１７が周方向に高精度に位置決めされ、押出ピン３
４や係合孔３８との位置関係が狂うことがない。

【００２１】油圧供給通路３７，３６を通して油圧が与
えられると、押出ピン３４が突出し、同時に係合ピン２
８がリターンスプリング３２のばね力に抗して押し出さ
れる。そのため、図１０に示すように、押出ピン３４先
端部がプランジャ１７の貫通孔２７に嵌合し、かつ係合
ピン２８先端部２８ｂが係合孔３８に嵌合する。つま
り、プランジャ１７と主ロッカアーム２とが一体に連結
された状態となり、主ロッカアーム２全体が第２カム２
４に従動して揺動するようになる。従って、吸気弁１は
第２カム２４のカムプロフィルに従って開閉する。この
連結状態への切換時に、前述したように、押出ピン３４
と係合ピン２８と係合孔３８との位置関係が高精度に保
たれているので、その切換を非常にスムースに行うこと
ができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関のロッカアームにおいては、主ロッカア
ームに円柱状のプランジャを組み付けるようにしたた
め、予めロッカアーム全体をサブアッセンブリすること
ができ、組立が容易になるとともに、副ロッカアーム用
の副ロッカシャフトを具備するものに比して上下方向の
小型化が図れる。また、ガイド孔が円形となるため、そ
の加工が容易であるとともに、係合ピン自体を利用して
プランジャの位置決めがなされるので、高い加工精度を
要することなく高精度な位置決めが行え、連結時の切換
を確実かつスムースなものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るロッカアームの平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【図４】図１のＣ矢視図に沿った断面図。

【図５】図１のＤ矢視図。

【図６】プランジャを係合ピンの組込状態で示す平面
図。

【図７】同じく側面図。

【図８】主ロッカアームのみを示す平面図。

【図９】主ロッカアームとプランジャとを離脱状態とし
た状態の説明図。

【図１０】主ロッカアームとプランジャとを連結状態と
した状態の説明図。

【符号の説明】

２…主ロッカアーム ５…ローラカムフォロア １３…ガイド孔 １７…プランジャ ２８…係合ピン ３２…リターンスプリング ３４…押出ピン ３８…係合孔 ３９…平坦面 ４０…位置決め溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑辺 眞一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッカシャフトに一端部が揺動可能に支
   持され、かつ先端部がバルブに連係するとともに、上方
   に位置するカムシャフトのカムに従動して揺動する主ロ
   ッカアームと、この主ロッカアームに開口形成した円形
   のガイド孔内に上下動可能に嵌合し、かつ上記カムシャ
   フトの他のカムに従動して上下動する１つあるいは複数
   の円柱状プランジャと、このプランジャを直径方向に貫
   通した摺動可能な係合ピンと、この係合ピンと直列に並
   ぶように主ロッカアーム側に配設され、かつ油圧により
   突出して係合ピンを押圧する押出ピンと、上記係合ピン
   を上記押出ピン側へ付勢するリターンスプリングと、上
   記押出ピンにより押し出された係合ピンの先端部が嵌合
   するようにガイド溝内周に形成された係合孔とを備えて
   なる内燃機関のロッカアームにおいて、上記プランジャ
   の押出ピン側の周面が、係合ピンの一端面と同一面を呈
   するように平坦面に形成されているとともに、係合ピン
   の他端がプランジャ周面から常時突出するように係合ピ
   ンの長さが設定され、かつこの突出部分に対応してガイ
   ド孔の係合孔側に位置決め溝がプランジャ軸方向に沿っ
   て形成され、その一部に上記係合孔が凹設されているこ
   とを特徴とする内燃機関のロッカアーム。