JPH06221124A - エンジンの弁作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低高回転時で弁リフト特性を切換えるエンジ
ンの弁作動装置において、連係切換え部の高精度加工を
必要とせずコストを低減すると共に異常摩耗を防止す
る。 【構成】 一端が弁Ｖに連係され低速用カム２１で駆動
されるロッカアーム１と、低速用カム２１の両側に配置
された高速用カム２２にそれぞれ当接するカムフォロア
面２Ａ，２Ａをロッカアーム１の両側に有する自由カム
フォロア２とを有し、油圧作動プランジャ３１でロスト
モーション機構２５の機能を発揮させる第１位置と、自
由カムフォロア２に係合しロストモーション機構の機能
を停止させる第２位置とに切換え揺動されるＵ字状のレ
バー部材７がロッカアーム１に支承されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの弁作動装
置、特にエンジンの低回転時と高回転時とで弁リフト特
性を切換えるようにしたエンジンの弁作動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、低中速運転時の高トルク特性
と高速運転時の出力向上とを両立させる目的で、運転状
態に応じて吸気弁または排気弁のリフト特性を異なら
せ、これによって、吸排気のタイミングあるいは吸排気
量を制御することが知られている（例えば、特開昭６２
−３２２０６号公報参照）。

【０００３】これは、その揺動先端が弁軸に当接する低
速用ロッカアームと、この低速用ロッカアームに並列に
設けられ弁との当接部位を持たない自由カムフォロアで
ある高速用ロッカアームとが、共通のロッカシャフトに
揺動可能に支持され、低速用ロッカアームには低速用カ
ムが、高速用ロッカアームには低速用カムよりも開弁角
度または弁リフト量が大きくなるプロフィールを有する
高速用カムが、それぞれ摺接されている。

【０００４】そして、高速用ロッカアームと低速用ロッ
カアームとには、ロッカシャフトから所定の距離だけ離
れた揺動部位において、ロッカシャフトと平行な方向
に、それぞれ、嵌合穴が形成されると共に、この嵌合穴
内にプランジャが嵌装されており、作動油圧に応動して
プランジャが嵌合穴に嵌まり、あるいは嵌合穴から抜け
ることで、２つのロッカアームが連結されたり、その連
結が解かれたりする連結切換機構が設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のものにあっては、それぞれの嵌合穴に嵌装された
複数のプランジャが、嵌合穴が同軸上に整列したとき
に、油圧を受けたプランジャが相手プランジャを押しな
がら相手の嵌合穴に嵌まりこむように構成されているの
で、プランジャと高速用ロッカアームおよび低速用ロッ
カアームの嵌合穴との加工精度は極めて高いものが要求
され、コスト上昇の一因となっている。というのも、加
工精度を下げ両者のクリアランスを大きく許容すると、
まず、作動油圧の保持が保証されず、さらに、アームの
連結作用がスムーズに行われなかったり、嵌合穴とプラ
ンジャとの片当りによる摩耗や音が発生したり、弁の開
閉特性が不安定となり燃料条件が悪化し好ましくないか
らである。また、各ロッカアームの大型化が避けられ
ず、動弁系全体の慣性モーメントが増大するという問題
があった。また、単一の弁の開閉特性を切換える場合、
高速用ロッカアームと高速用カムとの間に片当りが生じ
異常摩耗が生ずる虞があるという問題もあった。

【０００６】本発明の目的は、かかる従来の問題を解消
し、高精度の加工を必要とせずコストを低減すると共に
慣性モーメントを小さくすることができ異常摩耗を防止
することができるエンジンの弁作動装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、ロッカシャフトに揺動自在に支承され
ると共に先端が吸気弁あるいは排気弁に連係され第１カ
ムで駆動されるロッカアームと、該ロッカアームに揺動
自在に支承され前記第１カムの両側に配置された第２カ
ムにそれぞれ当接するカムフォロア面を前記ロッカアー
ムの両側に有する自由カムフォロアと、該自由カムフォ
ロアと前記ロッカアームとの間に設けられたロストモー
ション機構と、前記ロッカアームに支承され、前記ロス
トモーション機構の機能を発揮させる第１位置と、前記
ロストモーション機構の機能を停止させる第２位置とに
揺動可能で略々Ｕ字状の連係部材と、前記ロッカアーム
に設けられ該連係部材の前記第１位置および第２位置へ
の切換えを行う連係切換え手段とを有することを特徴と
する。

【０００８】

【作用】本発明によれば、先端が吸気弁あるいは排気弁
の各々に対応して連係されているロッカアームに支承さ
れた略々Ｕ字状の連係部材を連係切換え手段でロストモ
ーションの機能を発揮させる第１位置に移動させること
によりロッカアームと自由カムフォロアとの連結が解除
され、またロストモーション機構の機能を停止させる第
２位置に移動させることによりロッカアームとカムフォ
ロア面をロッカアームの両側に有する自由カムフォロア
とが連結される。従って従来のようなプランジャや嵌合
穴等が不要となり、各構成部品の高精度な加工が要求さ
れず、また、片当りが防止されるので異常摩耗が生ずる
ことがない。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１０】図１ないし図４は、本発明の一実施例を示
す。ロッカアーム１の基端は、各気筒に共通な中空のメ
インロッカシャフト３を介してシリンダヘッドに揺動自
在に支持され、ロッカアーム１の先端は、例えば吸気弁
Ｖのステム頂部に当接する。

【００１１】ロッカアーム１には、ほぼその上方両側に
カムフォロア面２Ａ，２Ａが位置するように、自由カム
フォロア２が設けられている。そして、ロッカアーム１
には第１カムとしての低速用カム２１が当接するローラ
１１が設けられている。ローラ１１はロッカアーム１に
設けられた貫通孔１３に挿設されたベアリングシャフト
１２に、ニードルベアリング１４を介して回動自在に支
承されている（図２参照）。自由カムフォロア２は平面
視においてブリッジ部２Ｂにて連結された略々Ｈ字状に
形成され、その基端はサブロッカシャフト１６を介して
ロッカアーム１に揺動自在（相対回転可能）に支持され
ている。サブロッカシャフト１６は自由カムフォロア２
に形成された穴１７，１７に摺動可能に嵌合する一方、
ロッカアーム１に形成された支持壁１８，１８の穴１
９，１９に圧入支持されている。

【００１２】自由カムフォロア２は吸気弁Ｖに当接する
部位を持たず、その両先端には低速用カム２１の両側に
配置された第２カムとしての高速用カム２２，２２に摺
接する上述のカムフォロア面２Ａ，２Ａが円弧状に突出
して形成されている。

【００１３】ロッカアーム１において、自由カムフォロ
ア２のブリッジ部２Ｂの下側には、ロストモーション機
構２５を収容するための貫通孔２７が形成されている。
コイル状のロストモーションスプリング２６の基端は、
ロッカシャフト３の周面に支持され、その先端は貫通孔
２７に摺動自在に嵌合された有底筒状のスプリングリテ
ーナ２９を付勢している。スプリングリテーナ２９はそ
の頭部が上述の自由カムフォロア２のブリッジ部２Ｂに
当接している。

【００１４】さらに、前述の自由カムフォロア２には、
カムフォロア面２Ａの下側に、後述のレバー部材７が係
合する段部２Ｃと、これに連なる傾斜部２Ｄとが形成さ
れている。また、ロッカアーム１の下方側には、ロッカ
シャフト３の側方でロッカアーム１に形成された穴１
５，１５に圧入されたピン６に揺動自在に支承された連
係部材としてのレバー部材７が設けられている。

【００１５】レバー部材７は側面視において略々Ｕ字状
をなし（図２参照）、ピン６に巻装され一端がロッカア
ーム１に係止されたリターンスプリング９の他端がＵ字
状の基底部７Ａに係止されることで、前述の自由カムフ
ォロア２との係合が解除される方向に付勢されている。

【００１６】一方、レバー部材７の基底部７Ａにはロッ
カアーム１に設けられた油圧駆動部３０の作動プランジ
ャ３１が当接している。すなわち、ロッカアーム１には
前述のメインロッカシャフト３の軸線を含む平面と直交
する方向に、上述の作動プランジャ３１が摺動自在に嵌
装される円柱状の凹部３２が形成され、作動プランジャ
３１と凹部３２との間には油圧室３４が構成される。

【００１７】油圧室３４に作動油圧を導く油通路はロッ
カアーム１およびメインロッカシャフト３の内部を通し
て設けられる。ロッカアーム１には油圧室３４に一端が
開口するとともに、他端がメインロッカシャフト３に対
する軸受面を貫通する通孔４１が形成されている。メイ
ンロッカシャフト３の内部にはオイルギャラリ４２が軸
方向に形成され、このオイルギャラリ４２は通孔４３を
介してロッカアーム１の通孔４１と連通している。ここ
で、油圧室３４に導かれる作動油圧および前述のリター
ンスプリング９によって、レバー部材７の連係切換え手
段を構成する。

【００１８】オイルギャラリ４２には、図示しない切換
弁を介して、オイルポンプの吐出油圧が所定の高速運転
時に導かれる。切換弁の作動を電子制御するコントロー
ルユニットは、エンジン回転信号，冷却水温信号，潤滑
油の温度信号，過給機による吸気の過給圧力信号，スロ
ットルバルブの開度信号等を入力して、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、後
述する低速用カム２１と高速用カム２２との切換えを円
滑に行うようになっている。

【００１９】低速用カム２１と高速用カム２２，２２と
は、それぞれ共通のカムシャフト２０に一体形成され、
エンジンの低回転時と高回転時において要求される弁リ
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。）に形成されている。つまり、高速用カ
ム２２は低速用カム２１と比べ、弁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プロフィールを有
している。ここでは、弁リフト量，開弁期間を共に大き
くしてある。

【００２０】上記構成になる本実施例にあっては、エン
ジンの低速運転時、ロッカアーム１は低速用カム２１の
プロフィールに従って揺動し、吸気弁Ｖの開閉駆動を行
う。このとき、自由カムフォロア２は高速用カム２２に
よって揺動されるものの、リターンスプリング９の付勢
力により、レバー部材７は図３に実線で示す位置にあ
り、ロストモーション機構２５が機能を発揮する第１位
置での連係状態にあるので、自由カムフォロア２から入
力があっても、ロストモーションスプリング２６が撓む
のみで、ロッカアーム１の動きが妨げられることはな
い。

【００２１】これに対して、エンジンの高速運転時に、
作動油圧がオイルギャラリ４２および油通路４１を介し
て油圧室３４に導かれると、作動プランジャ３１はレバ
ー部材７をリターンスプリング９に抗って揺動させ、図
３に破線で示す第２位置にもたらす。この状態では、レ
バー部材７の上端部が、自由カムフォロア２の段部２Ｃ
に係合することにより、ロッカアーム１および自由カム
フォロア２が連結され一体となって、メインロッカシャ
フト３を中心として揺動することになる。

【００２２】ここに、高速用カム２２は低速用カム２１
に比較して、弁開度および弁リフト量が共に大となるよ
うに形成されているから、自由カムフォロア２がロッカ
アーム１と一体化された揺動時はロッカアーム１のロー
ラ１１が低速用カム２１から浮き上がり、吸気弁Ｖは高
速用カム２２のプロフィールに従って開閉駆動され、弁
開度および弁リフト量が共に大きくなる。

【００２３】一方、エンジンの高回転域から再び低回転
域に移ると、切換弁の作動により油圧室３４に導かれる
油圧が低下し、リターンスプリング９の弾性復元力によ
りレバー部材７および作動プランジャ３１が元の位置に
移動して、ロッカアーム１の拘束が解除される。

【００２４】これにより、低速用カム２１のプロフィー
ルに基づくトルク特性と高速用カム２２のプロフィール
に基づくトルク特性が合成され、低回転域から高回転域
に亘ってトルクを高められる。

【００２５】ところで、前述した本実施例においては、
作動油圧の発生が十分でなく、レバー部材７の第１位置
から第２位置への移動が不十分であった場合であって
も、レバー部材７の端部は自由カムフォロア２の傾斜部
２Ｄを滑りつつ、レバー部材７が揺動するので、ローラ
１１と低速用カム２１との衝突を緩和することができ、
異音の発生が低減される。

【００２６】さらに、本実施例によれば、レバー部材７
の端部と自由カムフォロア２の段部２Ｃとの係合および
離脱により連係切換えを行うようにしたので、高い精度
を必要とせず、安定した作動を行わせることができる。
また、ローラ１１の上面と自由カムフォロア２の上面の
高さ方向精度は、レバー部材７を交換することで容易に
出すことができるので工数の低減が可能であり、低コス
ト化をはかることができる。

【００２７】さらに、自由カムフォロア２がコンパクト
で、ロッカアーム１にロストモーション機構２５を収容
する貫通孔２７を形成したので軽量となり、ロストモー
ションスプリング２６も弱いものでよいから、スプリン
グリテーナ２９のストローク規制手段などを設けること
なく、カム２２と自由カムフォロア２とのフリクション
を小さくすることができる。

【００２８】また、自由カムフォロア２のカムフォロア
面２Ａをロッカアーム１の両端に配置しその両カムフォ
ロア面２Ａの下側とＵ字状のレバー部材７の端部とが当
接するようにしたので、高速用カム２２，２２で弁軸駆
動時も自由カムフォロア２の剛性が高く、局部的な面圧
過大を避けることができ異常摩耗の発生を抑えることが
可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、従来の嵌合穴にプランジャを挿入し連結する
ものに比べ、嵌合穴を穿設する必要がなくその加工精度
が低くてよいから、コストを低減することができる。ま
た、自由カムフォロア，連係部材などをロッカシャフト
中心に接近させて配置することが可能であり、等価慣性
質量を低減することができると共に異常摩耗を防止する
ことができる。さらに、全体的にコンパクトに構成でき
るので、各種シリンダヘッド形状に対する搭載自由度が
高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す動弁系の平面図であ
る。

【図２】図１のII−II線に沿う縦断面図である。

【図３】この発明の実施例を示す横断面図であり、ロッ
カアームと自由カムフォロアとの連結解除状態を示す。

【図４】図１のIV−IV線に沿うロッカアームのみの横断
面図である。

【符号の説明】

１ ロッカアーム ２ 自由カムフォロア ２Ａ カムフォロア面 ３ メインロッカシャフト ７ レバー部材（連係部材） ９ リターンスプリング ２１ 低速用カム（第１カム） ２２ 高速用カム（第２カム） ２５ ロストモーション機構 ２６ ロストモーションスプリング ２９ スプリングリテーナ ３０ 油圧駆動部 ３１ 作動プランジャ ３４ 油圧室 Ｖ 吸気弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッカシャフトに揺動自在に支承される
   と共に先端が吸気弁あるいは排気弁に連係され第１カム
   で駆動されるロッカアームと、 該ロッカアームに揺動自在に支承され前記第１カムの両
   側に配置された第２カムにそれぞれ当接するカムフォロ
   ア面を前記ロッカアームの両側に有する自由カムフォロ
   アと、 該自由カムフォロアと前記ロッカアームとの間に設けら
   れたロストモーション機構と、 前記ロッカアームに支承され、前記ロストモーション機
   構の機能を発揮させる第１位置と、前記ロストモーショ
   ン機構の機能を停止させる第２位置とに揺動可能で略々
   Ｕ字状の連係部材と、 前記ロッカアームに設けられ該連係部材の前記第１位置
   および第２位置への切換えを行う連係切換え手段とを有
   することを特徴とするエンジンの弁作動装置。