JPH06229216A - エンジンの弁作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各構成部品の高精度な加工が要求されず加工
作業の容易性とコストの低廉化を図ると共に、バルブク
リアランスを自動的に零調整可能とした。 【構成】 基端部６が、進退自在な油圧ピボット８に揺
動自在に支承され、一方、先端部９，９が吸気弁１，１
に当接したロッカアーム２を低速用カム４，４で駆動す
る。また、高速用カム５で駆動される自由カムフォロア
１２は、作動ピストン２６等の切換機構を介して作動す
るレバー部材１４によって前記ロッカアーム２と連結あ
るいは連結が解除されるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等のエンジンの
弁作動装置、特にエンジンの低回転時と高回転時とで弁
リフト特性を切り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６
３−１６７０１６号公報、特開昭６３−５７８０５号公
報等参照）。

【０００３】これらは、その揺動先端が弁に当接する低
速用ロッカアームと、この低速用ロッカアーム間に設け
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で離れ
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
プランジャが嵌挿されており、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】然し乍ら、斯かる従来
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及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
下げてプランジャと嵌合穴間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たりによる摩耗や音が発生
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
するという問題もあった。

【０００６】更に、低速用ロッカアームと弁との隙間つ
まりバルブクリアランスをアジャストスクリューによっ
て調整するようになっているため、メインテナンスが要
求されるばかりか、特にプランジャと嵌合穴との良好な
嵌合精度を維持する必要上、前記バルブクリアランスの
正確な調整作業が要求される。

【０００７】本発明の目的は、斯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ると共に、
バルブクリアランスのメインテナンスをフリーにできる
エンジンの弁作動装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、基端部が進退自在な油圧ピボットに揺動
自在に支承され、先端部が吸気弁あるいは排気弁に当接
しかつ第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第２カムで駆動される自由
カムフォロアと、該自由カムフォロアの一端面を第２カ
ム方向に付勢させる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位置とに揺動可能な連係部材と、
機関の運転状態に応じて前記連係部材の前記第１位置及
び第２位置への切り換えを行う連係切換手段とを備えた
ことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明によれば、ロッカアームに支承された連
係部材を連係切換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自由カムフォロアとが連結され
る。

【００１０】しかも、ロッカアームの基端部が油圧ピボ
ットによって枢支されているため、該油圧ピボットの進
退動を介してロッカアームの先端部と弁とのクリアラン
スが常時自動的に調整される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。

【００１２】図１〜図５は本発明の一実施例を示し、１
気筒当たり２つの吸気弁を備えたエンジンに適用してい
る。

【００１３】即ち、各気筒には、２本の吸気弁１，１に
対応した単一のロッカアーム２が設けられていると共
に、該ロッカアーム２はカムシャフト３に一体に設けら
れた第１カムたる一対の低速用カム４，４と、該低速用
カム４，４の間に配置された高速用カム５によって駆動
されている。

【００１４】前記低速用カム４，４とこれらの間の高速
用カム５とは、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５は低速用カム４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。

【００１５】前記ロッカアーム２は、略二股状に形成さ
れ、基端部６がシリンダヘッド７に保持された油圧ピボ
ット８に支持されて全体が揺動自在に設けられていると
共に、各先端部９，９の先端縁が吸気弁１，１のステム
頂部１ａ，１ａに当接している。

【００１６】また、ロッカアーム２は基端部６の下端面
に前記油圧ピボット８のプランジャ３５が当接する凹面
６ａが形成されていると共に、各先端部９，９の後端側
に、一対のローラ１０，１０が先端部９，９に貫通固定
されたベアリングシャフト１１，１１に回転自在に支持
されている。この各ローラ１０，１０は、図２及び図３
に示すように前記低速用カム４，４に当接している。

【００１７】更に、ロッカアーム２の両先端部９，９間
に形成された空間部には、単一の自由カムフォロア１２
と、該自由カムフォロア１２を高速用カム５に当接させ
るロストモーション機構１３と、該ロストモーション機
構１３を機能あるいは機能を停止させる連係部材たるレ
バー部材１４がコンパクトに収納されている。

【００１８】前記自由カムフォロア１２は、基端がロッ
カアーム２の基端部６に両端が圧入された枢軸１５を介
して回転自在に支承されていると共に、先端は吸気弁
１，１と当接する部位を有さず、上面に前記高速用カム
５に摺接するカムフォロア部１２ａが円弧状に突出形成
されている。また、この自由カムフォロア１２は、カム
フォロア部１２ａの下側に前記レバー部材１４が係合す
る段部１２ｂと、これに連なる傾斜部１２ｃが形成され
ている。

【００１９】前記ロストモーション機構１３は、カムフ
ォロア部１２ａの下部に有する円柱状の凹部１６に収納
されたロストモーションスプリング１３ａと、凹部１６
内からロストモーションスプリング１３ａのばね力でロ
ッカアーム基端部６の下部円弧面に弾接する有底円筒状
のスプリングリテーナ１３ｂとから構成されている。ま
た、このスプリングリテーナ１３ｂには、図３に示すよ
うに外部に連通する小孔１７が設けられると共に、円柱
状の凹部１６とスプリングリテーナ１３ｂの摺動面には
リング１８を介した係止機構が設けられている。小孔１
７は、ロストモーション機構１３内部のエア抜きに寄与
し、スプリングリテーナ１３ｂの摺動応答性をスムーズ
にすることができる。また、リング１８を介した係止機
構は、円柱状の凹部１６へスプリングリテーナ１３ｂを
組み付ける際の組付性を改善することができる。

【００２０】前記レバー部材１４は、略く字形状に形成
され、図２及び図３に示すようにロッカアーム２の中央
下部壁に両端が固定された枢支ピン１９に揺動自在に設
けられている。また、レバー部材１４は、図２及び図４
に示すように上側部に突起２０が一体に設けられてお
り、該突起２０が、ロッカアーム２に有する円柱状の凹
部２１に収納されたリターンスプリング２２のばね力に
よってスプリングリテーナ２３を介して押圧されて、上
端部１４ａと自由カムフォロア１２の段部１２ｂとの係
合を解除する方向に付勢されている。一方、レバー部材
１４の下端部１４ｂは、油圧駆動部２４によって押圧さ
れるようになっている。この油圧駆動部２４とリターン
スプリング２２等によって連係切換手段が構成される。

【００２１】即ち、前記油圧駆動部２４は、ロッカアー
ム基端部６の下壁端部に形成されたシリンダ２５内に摺
動自在に設けられて、前端面が前記下端部１４ｂに当接
する作動ピストン２６と、該作動ピストン２６の後端側
に形成された油圧室２７と、基端部６の下壁内に形成さ
れて該油圧室２７に作動油圧を供給する油圧通路２８と
を備えている。この油圧通路２８は、前記油圧ピボット
８を介してシリンダヘッド７内の油圧供給通路２９と連
通している。

【００２２】具体的に説明すれば、前記油圧ピボット８
は、油圧ラシュアジャスタとして機能し、シリンダヘッ
ド７の上端部に突設された保持孔３０内に圧入固定され
た有底円筒状のボディ３１と、該ボディ３１内の底部側
に設けられて、内部をリザーバ室３２と高圧室３３に隔
成する隔壁部材３４と、リザーバ室３２内に摺動自在に
設けられて球面状の先端部３５ａが凹面６ａに当接する
プランジャ３５とを主要素としている。

【００２３】前記リザーバ室３２と高圧室３３とは、隔
壁部材３４の連通孔３４ａを介して連通していると共
に、該連通孔３４ａが高圧室３３内のチェックバルブ３
６によって閉止されている。また、リザーバ室３２に
は、シリンダヘッド７内に形成された油圧導入通路３７
や、ボディ３１及び隔壁部材３４に夫々形成された側孔
３１ａ、３４ｂを介して油圧が導入されるようになって
いる。更に、プランジャ３５は、下端部にリザーバ室３
３とプランジャ３５内の油室３８とを液密的に隔成する
略円形状のキャップ３９が圧入固定されていると共に、
先端部３５ａの中央に油室３８と前述の油圧通路２８を
連通する油孔３５ｂが形成されている。一方、油室３８
は、プランジャ３５及びボディ３１に形成された油通路
孔４０を介して前記油圧供給通路２９に連通している。

【００２４】そして、前記油圧導入通路３７と油圧供給
通路２９には、図外のオイルメインギャラリを介して機
関潤滑用オイルポンプから作動油圧が圧送されるように
なっている。また、油圧供給通路２９の上流側には、図
外のコントロールユニットからの制御信号に基づいて開
閉する電磁弁が設けられている。前記コントロールユニ
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、電磁弁を
介して低速用カム４，４と高速用カム５，５との切り換
えを円滑に行うようになっている。

【００２５】以下、本実施例の作用について説明する。

【００２６】即ち、エンジンの低速運転時には、コント
ロールユニットからのＯＦＦ信号に基づいて電磁弁が閉
作動し、油圧室２７に作動油圧が供給されず、作動ピス
トン２６がレバー部材１４の下端部１４ｂを押圧しな
い。

【００２７】したがって、自由カムフォロア１２は、高
速用カム５によって揺動されるものの、レバー部材１４
がリターンスプリング２２のばね力で段部１２ｂとの係
合が解除されて、第１位置に保持されるため（図３実線
位置）、ロストモーション機構１３が機能を発揮し、ロ
ッカアーム２へ高速用カム５のリフトが伝達されない。

【００２８】このため、ロッカアーム２は、油圧ピボッ
ト８を支点として低速用カム４，４のプロフィールに従
って揺動し、各吸気弁１，１の開閉作動を行う。

【００２９】一方、エンジンの高速運転時には、電磁弁
が開作動し、オイルメインギャラリの作動油圧が油圧供
給通路２９，油通路孔４０，油室３８，油孔３５ｂ，油
圧通路２８を経て、油圧室２７に供給され作動ピストン
２６を進出させる。

【００３０】したがって、作動ピストン２６は、レバー
部材１４をリターンスプリング２２のばね力に抗して図
３中反時計方向に回動させて第２位置に保持する（図３
破線位置）。これによって、レバー部材１４の上端部１
４ａが、段部１２ｂに係合して、ロッカアーム２と自由
カムフォロア１２を連結するため、ロッカアーム２は油
圧ピボット８を支点として高速用カム５のプロフィール
に従って揺動する。つまり、高速用カム５は、低速用カ
ム４に比較して、弁開度及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１２がロ
ッカアーム２と一体化された揺動時は、該ロッカアーム
２のローラ１０が低速用カム４から浮き上がり、各吸気
弁１，１は高速用カム５のプロフィールに従って開閉駆
動され、弁開度及び弁リフト量が共に大きくなる。

【００３１】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２７に導かれる
油圧が低下し、リターンスプリング２２の弾性復元力に
よりレバー部材１４及び作動ピストン２６が元の位置に
移動して、ロッカアーム２の拘束が解除される。

【００３２】これにより、低速用カム４のプロフィール
に基づくトルク特性と高速用カム５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。

【００３３】前述のように、本実施例によれば、レバー
部材１４の上端部１４ａと自由カムフォロア１２の段部
１２ｂとの係合あるいは係合を解除することにより連係
切り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。

【００３４】また、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１４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１４の端部は自由カムフォロア１２の傾斜部
１２ｃを滑りつつ、レバー部材１４が揺動するので、ロ
ーラ１０と低速用カム４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。

【００３５】更に、ローラ１０の上面と自由カムフォロ
ア１２の上面の高さ精度は、レバー部材１４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、低コスト化を図ることができる。

【００３６】更にまた、自由カムフォロア１２がコンパ
クトで、これにロストモーション機構１３を収容する凹
部１６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１３ａも弱いものでよいから、スプリングリテ
ーナ１３ｂのストローク規制手段などを設けることな
く、高速用カム５と自由カムフォロア１２とのフリクシ
ョンを小さくすることができる。

【００３７】しかも、油圧ピボット８は、油圧導入通路
３７から側孔３１ａ、３４ｂを通ってリザーバ室３２に
流入した比較的低圧の油圧がチェックバルブ３６を押し
開いて高圧室３３に導入され、該油圧によりプランジャ
３５に先端部３５ａがロッカアーム２の基端部６を押し
上げて、先端部９，９を吸気弁１，１のステム頂部１
ａ，１ａに常時当接させる。したがって、バルブクリア
ランスが、低リフト時，高リフト時に拘わらず常に自動
的に零に調整される。

【００３８】この結果、バルブノイズが低減できると共
に、クリアランスの変化による燃焼の悪化が防止される
ことは勿論のこと、従来のようなアジャストスクリュー
による高精度な調整作業が全く不要になる。

【００３９】また、ロッカアーム２を油圧ピボット８で
支持することにより、ロッカシャフトや該ロッカシャフ
トの支持ブラケット等が不要になるため、エンジンの軽
量化が図れる。

【００４０】更に、油圧供給通路２９から油圧室２７ま
での油圧経路を、油圧ピボット８を利用することにより
別個に形成する場合に比較して構造の簡素化が図れる。

【００４１】更にまた、プランジャ３５の先端部３５ａ
が油圧通路２８内に臨み、常時潤滑油に接触しているた
め、基端部６の凹面６ａとの摺動性が良好になる。

【００４２】尚、本実施例では、低速用カム４との摺接
面をローラ１０で構成しているが、ローラ１０の代わり
にソリッドタイプのカムフォロア部として構成すること
も可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、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、各構成部品の高い加工精度が要求されないた
め、製造作業能率の向上とコストの低廉化が図れる。ま
た、自由カムフォロア，連係部材などをロッカアーム中
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。

【００４４】しかも、油圧ピボットによってバルブクリ
アランスが常時自動的に零調整されるため、該バルブク
リアランスによるバルブノイズやバルブクリアランスの
変化に伴う燃焼の悪化が防止されることは勿論のこと、
従来のような嵌合穴とプランジャの相対位置を考慮した
高精度なクリアランス調整作業が全く不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す動弁系の平面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿う横断面図であり、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２のＣ−Ｃ線に沿う一部横断面図である。

【図５】本実施例に供されるロッカアームの断面図であ
る。

【符号の説明】

１…吸気弁 ２…ロッカアーム ３…カムシャフト ４…低速用カム（第１カム） ５…高速用カム ６…基端部 ７…シリンダヘッド ８…油圧ピボット ９…先端部 １２…自由カムフォロア １２ａ…カムフォロア部（一端面） １３…ロストモーション機構 １４…レバー部材（連係部材） ２２…リターンスプリング（連係切換手段） ２４…油圧駆動部（連係切換手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端部が進退自在な油圧ピボットに揺動
   自在に支承され、先端部が吸気弁あるいは排気弁に当接
   しかつ第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第２カムで駆動される自由
   カムフォロアと、該自由カムフォロアの一端面を第２カ
   ム方向に付勢させる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位置とに揺動可能な連係部材と、機
   関の運転状態に応じて前記連係部材の前記第１位置及び
   第２位置への切り換えを行う連係切換手段とを備えたこ
   とを特徴とするエンジンの弁作動装置。