JPH0623524B2 - エンジンの動弁装置 - 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、低速時にバルブオーバーラッ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
連係され、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５７−１８２２０
５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個のロッカーアームとを有し、ロッカーアームのカ
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ッパを
装備し、このストッパを油圧シリンダ等のアクチュエー
タにより連動機構を介して作動するようにしている。そ
して上記アクチュ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、バルブに対して単に高速型カ
ムと低速型カムが１個ずつカムシャフトに並べて配置さ
れ、選択的にそのいずれ１個のカムで、ロッカーアーム
を介してバルブが作動されるようにしているので、この
いずれかのカムからの力はロッカーアームの一側方に偏
って作用し、これによってロッカーアームが傾き、ロッ
カーアームの作動がウムーズに行われなくなったり、バ
ルブとロッカーアーム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があった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、簡単な構造でバルブリ
フト特性を運転状態に応じて変えることができ、しかも
カムからの力がロッカーアームの一側方に偏って作用す
ることを防止してスムーズにバルブを作動させることが
でき、信頼性を向上することができるエンジンの動弁装
置を提供するものである。

（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ッカーアー
ムを配置するとともに、これら２種のカムの一方と他方
と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、共通のカム軸に配設
した両サイドのカムと中央のカムの３個のカムで構成
し、両サイドのカムを同一カムプロフィールに形成し、
中央のカムを上記両サイドのカムと異なるカムプロフィ
ールに形成したものである。

つまり、ロッカーアームを介してのカムとバルブとの連
係が、両サイドの２個のカムでバルブが作動される状態
と中央の１個のカムでバルブが作動される状態とに切替
えら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，２ｂ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を対し、３
個のカム３ａ，３ｂ，４が共通のカムシャフト５に配設
されるとともに、これらのカム３ａ，３ｂ，４と吸気バ
ルブ２ａ，２ｂとの間にはロッカーアーム６が配置され
ている。

上記３個のカムは両サイドが同一カムプロフィールとさ
れ、中央のカム４が両サイドのカム３ａ，３ｂと異なる
カムプロフィールに形成されており、当実施例では両サ
イドが高速型カム３ａ，３ｂ、中央が低速型カム４とな
っている。上記低速型カム４はロッカーアーム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
きくなっている。そして、カムシャフト５の軸端からみ
て低速型カム４のプロフィールが高速型カム３ａ，３ｂ
のプロフィールの内側に全て納まるようにこれらのカム
３ａ，３ｂ，４が形成されている。

また、上記ロッカーアーム６にはカムとバルブとの連係
を切替える切替機構が設けられている。当実施例ではこ
の切替機構として、上記ロッカーアーム６が、両高速型
カム３ａ，３ｂに当接する左右一対のアーム部７ａ，７
ｂおよび上部の連結部分７ｃを一体に備えた第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、この両アーム７，８がロッカ
ーシャフト９回りに相対運動可能となるように支承され
るとともに、その一方のアーム、例えば第１アーム７
に、プランジャ１１およびレバー部材１２等からなるセ
レクタ１０が組込まれている。

上記セレクタ１０は、上記両アーム７，８の相対運動を
阻止する接続状態と両ーム７，８の相対運動を許容する
非接続状態とに切替可能となっており、具体的には次の
ような構造となっている。すなわち、第１アーム７の上
部には第２アーム８の上部に向かって開口するガイド孔
１３が形成され、このガイド孔１３に上記プランジャ１
１が移動可能に収容され、このプランジャ１１はガイド
孔１３内のスプリング１４によって第２アーム８に当接
するように付勢されており、プランジャ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がプランジャ１１
に直交してロッカーシャフト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、プランジャ１
１より若干大径のプランジャォ挿通孔１６と上記係合部
１５に対応する大きさで上記プランジャ挿通孔１６に連
なった係止孔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がプランジャ１１の係合部
１５に係合するロック位置にレバー部材１２が移動した
ときは、プランジャ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ャ挿通孔１６に
プランジャ１１が挿通される非ロック位置にレバー部材
１２が移動したときは、プランジャ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、ロッカーシャフト９の周囲に回転可能に支承された
環状の油圧式のアクチュエータ２０にアーム１２ａを介
して連結されており、このアクチュエータ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
記ロッ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の上記非ロック位置に向けて移動させる
ようになっている。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がロック位置に作
動され、所定回転数未満の低速時にはレバー部材１２が
非ロック位置に作動されるようにしている。レバー部材
１２を作動するアクチュ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
応じたアクチュエータの制御は、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、２７は第２アーム８の一端に吸気バルブ２に対向
して設けられたアジャスタ、２８は第２アーム８の上部
にプランジャ１１に対向して設けられたアジャスタで、
これによりバルブクリアランスが調整されるようにして
いる。また、２９はシリンダヘッドである。

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がロック位置に作動されてプランジャ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が非ロック位置とされてプランジャ
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ャ
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、前記のよう各カム３ａ，３ｂ，４を配設し
たことにより、低速時には低速型カムからの力がロッカ
ーアーム６の略幅方向中央に作用し、高速時にも両高速
型カム３ａ，３ｂからの合力がロッカーアーム６の略幅
方向中央に作用するので、いずれの時もカムからの力が
ロッカーアーム６の一側方に偏ることがなく、ロッカー
アーム６の傾きを防止することができる。また、中央の
低速型カム４は両サイドの高速型カム３ａ，３ｂよりも
カムプロフィールが小さいため、カム加工時には、低速
型カム４に邪魔されることなく２個の高速型カム３ａ，
３ｂを軸方向に沿って同時加工することができ、これに
よって加工が容易になるとともに、両高速型カム３ａ，
３ｂを同一形状とする加工の精度が高められる。さら
に、２個の高速型カム３ａ，３ｂの幅を合せれば低速型
カム４の幅よりも大きくなるので、高速時のカムとロッ
カーアーム６との接触部分における面圧の上昇を抑制す
ることができる。従って、確実に両高速型カム３ａ，３
ｂをロッカーアーム６に同等に当接させることができ、
片当りを防止することができる。

なお、上記実施例では両サイドのカムを高速型、中央の
カムを低速型としたが、高速型のカムプロフィールを全
体的に縮小して、つまり、カムプロフィールのベースサ
ークル（真円部直径）と頂部を均等に縮小して、低速型
のカムプロフィールより小さくし、両サイドのカムを低
速型、中央のカムを高速型としてもよい。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。また本
発明装置は排気バルブに適用してもく、あるいは吸気バ
ルブと排気バルブのそれぞれに適用してもよい。

（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
特性を変えるためにロッカーアームを介して選択的にバ
ルブに連係される２種のカムを、両サイドの同一形状の
カムと中央のカムの３個のカムで構成しているので、両
サイドのカムでバルブが作動されるときと中央のカムで
バルブが作動されるときのいずれにおいてもカムからの
力がロッカーアームの一側方に偏って作用することがな
く、ロッカーアームの傾きを防止することができる。従
って、バルブ作動時の片当り摩耗を防止し、信頼性を向
上することができる。

【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II−II線断面図、第３図は第１図のIII−III線
断面図、第４図はロッカーシャフト位置での縦断正面図
である。 ２ａ，２ｂ……吸気バルブ、３ａ，３ｂ……高速型カ
ム、４……低速型カム、６……ロッカーアーム、１０…
…セレクタ（切替機構）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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ッカーア
   ームを配置するとともに、これら２種のカムの一方と他
   方と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、共通のカム軸に配
   設した両サイドのカムと中央のカムの３個のカムで構成
   し、両サイドのカムを同一カムプロフィールに形成し、
   中央のカムを上記両サイドのカムと異なるカムプロフィ
   ールに形成したことを特徴とするエンジンの動弁装置。