JPH06299826A

JPH06299826A - エンジンの動弁機構

Info

Publication number: JPH06299826A
Application number: JP7057794A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Azuma; 博文東; Toru Okada; 徹岡田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1994-10-25

Abstract

(57)【要約】【目的】休筒又はバルブタイミングを変更可能な動弁
機構に油圧式バルブラッシュアジャスタを採用する。【構成】先端２０ｂがバルブ４０のステムヘッドに当
接し基端がエンジン本体側に支持された第１のロッカア
ーム２０と、カムにより駆動される第２のロッカアーム
３０と、第１のロッカアームと第２のロッカアームとの
結合又は結合解除する連結切換機構とを備え、連結切換
機構により休筒又はバルブタイミングを変更させる動弁
機構の、ロッカアーム２０の先端２０ｂとステムヘッド
との間に油圧式バルブラッシュアジャスタを介在させる
と共に、ロッカアーム２０とカムシャフト４５との間に
油圧式バルブラッシュアジャスタのリフトアップを抑え
るストッパ手段２３、４７を設けた構成としたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの動弁機構に
関し、特にエンジンの運転状態に応じて休筒又はバルブ
タイミングを変更することが可能なエンジンの動弁機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの動弁機構の可変バルブタイミ
ング（ＶＶＴ）機構は、プロフィールの異なる低速用と
高速用の２種類のカムをカムシャフトに設定し、エンジ
ンの低速回転域では低速用カムで、高速回転域では高速
用カムでバルブを駆動するように油圧を利用して切り替
える機構である。低速用カムは、高速用カムよりも小さ
く、バルブのオーバラップとリフトとは共に小さくなっ
ている。この可変バルブタイミイグ機構の採用により、
エンジンの低回転域における使いやすさ即ち、低速高ト
ルクを保持しつつ高速回転域におけるエンジンの出力ト
ルクの向上を図ることができる。

【０００３】一方、自動車は、一般道路をごく一般的に
走行しているときにはそれ程のパワーは必要でなく、搭
載しているエンジンの持つパワーの半分も使用していれ
ば良い方である。従って、車両がこのような運転状態に
あるときには、エンジンの一部を停止（休筒）させて余
分な出力を減らすことにより省エネを図ることが可能で
ある。

【０００４】そこで、多気筒エンジンにおいては、停止
させたい気筒の動弁機構を停止させると共に、燃料の供
給も停止させる例えば、４気筒エンジンの場合には半分
の２気筒を停止（休筒）させるようにしたようにした可
変気筒エンジンがある。かかる可変気筒エンジンでは、
動弁機構の機能を停止させたい気筒のロッカアームを空
振りさせて吸排気バルブの動きを停止させるようにして
いる。

【０００５】可変バルブタイミング機構を備えた動弁機
構としては、図８及び図９に示すような構造のものがあ
る。この動弁機構は、ロッカシャフト１に基端２ａが固
定され、先端２ｂ、２ｂが二股に分かれたＴ形のプライ
マリロッカアーム（以下単に「ロッカアーム」という）
２と、ロッカシャフト１のロッカアーム２の基端２ａの
両側に各基端３ａ、４ａが回動可能に軸支された低速用
ロッカアーム３、高速用ロッカアーム４と、低速用カム
５と高速用カム６とを備えたカムシャフト７等により構
成されている。

【０００６】ロッカアーム２は、各先端２ｂ、２ｂに螺
着されたアジャストスクリュウ８、８を介して夫々バル
ブ例えば、吸気バルブ９、９の各ステムヘッドに当接
し、低速用ロッカアーム３、高速用ロッカアーム４は、
先端３ｂ、４ｂに軸支されたローラ１０、１１を介して
夫々低速用カム５、高速用カム６に当接する。そして、
ロッカシャフト１と低速用ロッカアーム３、高速用ロッ
カアーム４の各回動部には図９に示すように直径方向に
ピストン孔（以下単に「孔」という）１ａ、１ｂ、３
ｃ、４ｃが穿設されており、ロッカシャフト１の孔１
ａ、１ｂにはピストン１２、１３が軸方向に摺動可能に
嵌合され、スプリング１４、１５と油圧ＰＬ、ＰＨとの
協働によりピストン１２又はピストン１３を駆動して、
低速用ロッカアーム３又は高速用ロッカアーム４をロッ
カシャフト１に選択的に結合させるようになっている。

【０００７】エンジンが低速回転域にあるときには、油
圧ＰＬ、ＰＨが共に供給されず、ピストン１２は、スプ
リング１４のばね力によりロッカシャフト１の孔１ａか
ら押し出され、その先端が低速用ロッカアーム３の孔３
ｃに嵌合され、当該低速用ロッエアーム３がロッカシャ
フト１に結合される。一方、ピストン１３は、スプリン
グ１５のばね力によりロッカアーム１の孔１ｂ内に引き
込まれて高速用ロッカアーム４の孔４ｃから外れ、当該
高速用ロッカアーム４とロッカシャフト１との結合が解
除される。そして、低速用カム５、低速用ロッカアーム
３を介してロッカアーム２が揺動され、バルブ９、９が
駆動される。

【０００８】エンジンが高速回転域にあるときには、油
圧ＰＬ、ＰＨが供給され、ピストン１２は、油圧ＰＬに
よりスプリング１４のばね力に抗して孔１ａ内に引き込
まれ、その先端が低速用ロッカアーム３の孔３ｃから外
れ、当該低速用ロッカアーム３とロッカシャフト１との
結合が解除される。一方、ピストン１３は、油圧ＰＨに
よりスプリング１５のばね力に抗して孔１ｂから押し出
され、その先端が高速用ロッカアーム４の孔４ｃに嵌合
され、当該高速用ロッカアーム４がロッカシャフト１に
結合される。そして、高速用カム６、高速用ロッカアー
ム４を介してロッカアーム２が揺動され、バルブ９、９
が駆動される。このようにしてエンジンの運転状態に応
じてバルブタイミングが変更される。

【０００９】また、当該気筒を休筒させる場合には、ピ
ストン１２、１３を共にロッカシャフト１の孔１ａ、１
ｂ内に引き込ませて、ロッカシャフト１と低速用ロッカ
アーム３及び高速用ロッカアーム４との結合を解除す
る。これによりカムシャフト７が回転してもロッカアー
ム２が揺動されず、バルブ９、９が停止（閉弁）状態に
保持される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロッカアー
ム２の先端２ｂ、２ｂの各アジャストスクリュウ８、８
とバルブ９、９の各ステムヘッドとの間には熱膨張対策
として僅かなバルブクリアランスが設けられており、こ
れらのバルブクリアランスは、各アジャストスクリュウ
８、８により調整する。このバルブクリアランスは、狭
すぎると熱膨張で接触してしまい、反対に広すぎるとバ
ルブを叩く衝撃音が大きくなり、動弁系の騒音が大きく
なり、また、衝撃でバルブを破損する等の不具合があ
る。更にバルブタイミングのずれにも繋がりかねない。
従って、特に、前述したように低速、高速用のカムを設
け、エンジンの運転状態によりロッカアームを使い分け
る可変バルブタイミング機構を備える動弁機構において
は、バルブクリアランスを適正に調整することが必要不
可欠である。

【００１１】しかしながら、アジャストスクリュウによ
るバルブクリアランスの調整は、人手に頼っているため
に難しく、特にメンテナンス時における調整には熟練を
要し、且つ非常に手間がかかり作業性が悪という問題が
ある。バルブクリアランスを自動的に調整し、バルブと
カム、バルブとロッカアームの隙間をゼロにする油圧式
バルブラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）があるが、前述し
た動弁機構に当該油圧式バルブラッシュアジャスタ（以
下単に「ラッシュアジャスタ」という）をそのまま使用
することはできない。その理由は、運転状態から休筒に
切り替えるとロッカアーム２がフリーの状態となるため
にラッシュアジャスタがリフトアップし、このリフトア
ップによりロッカアーム２が回転し、ロッカシャフト１
のピストン孔１ａ、１ｂと低速、高速用のロッカアーム
３、４のピストン孔３ｃ、４ｃとの位相がずれてしま
い、休筒運転から全筒運転に切り替える際にピストン１
２、１３のピストン孔３ｃ、４ｃへの挿入が不可能とな
ってしまうという不具合がある。

【００１２】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、可変バルブタイミング機構を備えたエンジンの動弁
機構に油圧式ラッシュアジャスタを使用し、且つ休筒時
における当該油圧ラッシュアジャスタのリフトアップを
抑えることによりバルブクリアランスを自動的に調整可
能としたエンジンの動弁機構を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、先端がバルブのステムヘッドに当接
し基端がエンジン本体側に支持された第１のロッカアー
ムと、カムにより駆動される第２のロッカアームと、前
記第１のロッカアームと第２のロッカアームとの結合又
は結合解除する連結切換機構とを備えたエンジンの動弁
機構において、前記第１のロッカアームの先端とステム
ヘッドとの間に油圧式バルブラッシュアジャスタを介在
させると共に、当該ロッカアームとカムシャフトとの間
に前記油圧式バルブラッシュアジャスタのリフトアップ
を抑えるストッパ手段を設けた構造としたものである。

【００１４】

【作用】ストッパ手段は、休筒時における第１のロッカ
アームの油圧式バルブラッシュアジャスタのリフトアッ
プを抑え、当該第１のロッカアームと第２のロッカアー
ムとの位相のずれを防止する。これにより休筒運転から
全筒運転に移行する際に、連結切換機構が第１のロッカ
アームと第２のロッカアームとを確実に結合することが
可能となる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。図１乃至図３においてプライマリロッカアー
ム２０は、基端２０ａがロッカシャフト２１の略中央に
嵌合固定されおり、当該ロッカシャフト２１と一体的に
形成されてＴ形をなしている。このプライマリロッカア
ーム（以下単に「ロッカアーム」という）２０は、先端
が二股に分かれて２０ｂ、２０ｂとされており、各先端
２０ｂ、２０ｂには下面に開口する穴２０ｃ、２０ｃ
（図３）が穿設されている。また、このロッカアーム２
０の略中央の上面には溝２０ｄが設けられている。

【００１６】ロッカシャフト２１のロッカアーム２０の
基端２０ａの両側には直径方向にピストン孔２１ａ、２
１ｂが穿設されており、更に軸心には各端面側に油路２
１ｃ、２１ｄが穿設されている。これらの油路２１ｃ、
２１ｄの各一端は、夫々ピストン孔２１ａ、２１ｂに連
通され、各他端は、側面に開口されて当該ロッカシャフ
ト２１の両端を軸支する軸受２２、２２に設けられた油
路２２ａ、２２ｂを介して油圧源に接続されている。更
に、ロッカシャフト２１内には油路２１ｅ（図２）が軸
方向に沿って設けられており、当該油路２１ｅの一端
は、一端面に開口されて前記油圧源に接続され、他端は
ロッカアーム２０の各先端２０ｂ、２０ｂにおいて分岐
されて各穴２０ｃ、２０ｃに開口されている。

【００１７】ロッカアーム２０の中央の溝２０ｄにはス
トッパ例えば、ストッパローラ２３が軸支されており、
各先端２０ｂ、２０ｂの穴２０ｃ、２０ｃには油圧式バ
ルブラッシュアジャスタ（以下単に「ラッシュアジャス
タ」という）２４、２５（図２）が嵌挿されている。こ
れらのラッシュアジャスタ２４、２５は、夫々バルブ例
えば、吸気側のバルブ４０、４１のステムヘッドに当接
（図３）されている。これらのラッシュアジャスタ２
４、２５は、油路２１ｅの前記各他端に接続されてお
り、前記油圧源から所定の油圧Ｐが供給されるようにな
っている。

【００１８】ロッカシャフト２１にはロッカアーム２０
の基端２０ａの両側に低速用ロッカアーム３０、高速用
ロッカアーム３１の各基端３０ａ、３１ａが回動可能に
軸支されており、各先端３０ｂ、３１ｂには夫々ローラ
３２、３３が軸支されている。そして、これらの基端３
０ａ、３１ａには夫々直径方向にロッカシャフト２１の
各ピストン孔２１ａ、２１ｂと合致可能なピストン孔３
０ｃ、３１ｃが穿設されている。また、各基端３０ａ、
３１ａにはローラ３２、３３と反対側にロストモーショ
ンアセンブリ４２（図４）に当接する係止用の爪３０
ｄ、３１ｄが突設されている。そして、ロッカアーム２
０、３０、３１のローラ２３、３２、３３は、同一直線
上に配置されている。

【００１９】ロッカシャフト２１の各ピストン孔２１
ａ、２１ｂにはピストン３４、３５が軸方向に摺動可能
に嵌合されている。ピストン孔２１ａ内にはばね座３６
が嵌合されており、ピストン３４の基端とばね座３６と
の間にはスプリング３７が縮設されている。また、ピス
トン３５の基端に設けられたフランジとピストン孔２１
ｂに設けられた段差部との間にはスプリング３８が縮設
されている。そして、ピストン３４は、スプリング３７
のばね力によりピストン孔２１ａから押し出されてその
先端がロッカアーム３０のピストン孔３０ｃに嵌合され
ている。一方、ピストン３５は、スプリング３８のばね
力によりピストン孔２１ｂ内に引き込まれており、ロッ
カアーム３１のピストン孔３１ｃから外れている。

【００２０】カムシャフト４５は、低速用カム４６、ス
トッパカム４７、高速用カム４８が同軸上に一体的に設
けられており、低速用ロッカアーム３０、ロッカアーム
２０、高速用ロッカアーム３１の各ローラ３２、２３、
３３は、これらのカム４６、４７、４８に当接して転動
可能とされている。そして、低速用カム４６と高速用カ
ム４８の各ベース円は同径とされている。ストッパカム
４７は、真円の円筒カムで、その直径は、低速用カム４
６、高速用カム４８の各ベース円と同径とされている。

【００２１】さて、図４（ｂ）に示すように仮に低速用
カム４６と対応する低速用ロッカアーム３０のローラ３
２とが隙間なく接触し、逆に同図（ａ）に示すようにス
トッパカム４６とロッカアーム２０のローラ２３との間
に隙間δがある場合には、休筒時に、ラッシュアジャス
タ２４のリフトアップにより当該ロッカアーム２０と低
速用ロッカアーム３０との間に位相ずれが発生して、ピ
ストン３４の先端がロッカアーム３０のピストン孔３０
ｃの開口端に干渉し、この結果、ピストン３４の先端が
ピストン孔３０ｃに嵌合不能即ち、休筒運転から全筒運
転への切替が不可能となる。尚、高速側即ち、高速用カ
ム４８と高速用ロッカアーム３１とについても上記低速
側と同様であり、以下説明の都合上低速側について説明
する。

【００２２】そこで、図５（ａ）に示すようにストッパ
カム４７にロッカアーム２０のストッパローラ２３を押
し当てた状態において、同図（ｂ）に示すように低速用
カム４６とローラ３２との間に一定量の隙間Δをもたせ
るように、ローラ径を選別して調節する。この隙間Δ
は、最小値＝各カムのベース円の段差＋ストッパカムと
ストッパローラの生涯摩耗量、最大値＝最小値＋ローラ
径選別公差、のように決定される。

【００２３】次に、ピストン３４とピストン孔３０ｃと
の間隔を設定する。上述したようにして間隔Δを調整し
たロッカシャフトアセンブリを、シリンダヘッドに組み
込む（図６（ａ））と、休筒時に低速用ロッカアーム３
０は、隙間Δ分、ロストモーションアセンブリ４２のロ
ストモーションスプリングによってローラ３２が低速用
カム４６に当接するまで図中右方向に回転する。次い
で、休筒運転から全筒運転に移行する時に、低速用ロッ
カアーム３０のピストン孔３０ｃが小さいと、ピストン
３４の先端が当該ピストン孔３０ｃの開口端に干渉（同
図（ｂ））して嵌合できなくなる。

【００２４】そこで、ピストン３４とピストン孔３０ｃ
との隙間を大きくする。そして、その最小値は、低速カ
ムとローラ間の最大隙間＝調整時の最大隙間＋各カムベ
ース円の段差＋低速カムとローラの生涯摩耗量＋ロッカ
シャフト〜ロッカアーム摩耗量である。これをピストン
孔３０ｃの隙間に換算し、更にロッカシャフト２１とピ
ストン３４間のガタ（最小値）を差し引いた値とする。

【００２５】休筒運転から全筒運転に移行する際には、
上述と反対に低速カム４６がリフトしても間隔Δ分は、
低速用ロッカアーム３０が図７（ａ）（リフト前）、
（ｂ）（リフト初め）に示すように図中左方向に回転
し、ピストン３４の側面に当たるまでバルブは動かな
い。このリフトロスは、低速カム４６と低速用ロッカア
ーム３０のローラ３２との間の隙間によって引き起こさ
れ、その最大値は、（低速カムとローラ間の最大隙間＋
ロッカ比＋ピストンとピストン孔の摩耗量）となる。従
って、このリフトロスによる開弁のタイミング（オーバ
ラップ）のバラツキを減少し、アイドル安定性を図るた
めに低速カム４６の上り側ランプ速度を僅かに速めに設
定する。

【００２６】以下に作用を説明する。エンジンの低速運
転時には図２において油圧ＰＬ、ＰＨが供給されず、ピ
ストン３４は、スプリング３７のばね力によりピストン
孔２１ａから押し出されてその先端が低速用ロッカアー
ム３０のピストン孔３０ｃに嵌合し、ロッカシャフト２
１に低速用ロッカアーム３０を結合する。ロッカシャフ
ト２１は、ロッカアーム２０と一体に固定されており、
従って、低速用ロッカアーム３０とロッカアーム２０と
が結合される。

【００２７】一方、ピストン３５は、スプリング３８の
ばね力によりピストン孔２１ｂ内に引き込まれて、その
先端が高速用ロッカアーム３１のピストン孔３１ｃから
外れており、当該高速用ロッカアーム３１とロッカシャ
フト２１との結合が解除されている。そして、ロッカア
ーム２０は、低速用カム４６の回転に伴い低速用ロッカ
アーム３０と共に揺動され、バルブ４０、４１を駆動す
る。

【００２８】エンジンの高速運転時に油圧ＰＬ、ＰＨが
供給されると、ピストン３４がスプリング３７のばね力
に抗してロッカシャフト２１のピストン孔２１ａ内に引
き込まれ、その先端が低速用ロッカアーム３０のピスト
ン孔３０ｃから外れ、当該低速用ロッカアーム３０とロ
ッカシャフト２１との結合が解除される。一方、ピスト
ン３５が、スプリング３８のばね力に抗してロッカシャ
フト２１のピストン孔２１ｂから押し出され、その先端
が高速用ロッカアーム３１のピストン孔３１ｃに嵌合
し、当該高速用ロッカアーム３１がロッカシャフト２１
に結合される。これによりロッカアーム２０は、高速用
カム４８の回転に伴い高速用ロッカアーム３１と共に揺
動されてバルブ４０、４１を駆動する。このようにして
エンジンの運転状態に応じてバルブタイミングが変更さ
れる。

【００２９】さて、当該気筒を休筒（停止）させる場合
には、図２に示すピストン３４に油圧ＰＬを供給し、ピ
ストン３５への油圧ＰＨの供給を停止する。これにより
ピストン３４、３５が共にロッカシャフト２１のピスト
ン孔２１ａ、２１ｂ内に引き込まれ、低速用ロッカアー
ム３０、高速用ロッカアーム３１が共にロッカシャフト
２１との結合を解除される。これによりカムシャフト４
５が回転しても低速用ロッカアーム３０、高速用ロッカ
アーム３１の何れもが空振りとされバルブ４０、４１が
停止されて、休筒される。

【００３０】この休筒状態においてロッカアーム２０の
先端２０ｂ、２０ｂの各ラッシュアジャスタ２４、２５
がリフトアップして当該ロッカアーム２０を図５（ａ）
の右方向に回動させるべく作用する。しかしながら、ロ
ッカアーム２０は、ストッパローラ２３がカムシャフト
４５のストッパカム４７に当接して前記回動が規制され
る。この結果、ロッカシャフト２１のピストン孔２１
ａ、２１ｂと低速用ロッカアーム３０、高速用ロッカア
ーム３１の各ピストン孔３０ｃ、３１ｃとの位相のずれ
が防止される。即ち、休筒時におけるラッシュアジャス
タ２４、２５のリフトアップが抑えられる。これにより
ロッカシャフト２１のピストン孔２１ａ内に引き込まれ
ているピストン３４の先端が、低速用ロッカアーム３０
のピストン孔３０ｃに容易に嵌合することが可能とな
り、休筒運転から全筒運転への移行が確実に行なわれ
る。

【００３１】尚、上記実施例においてはロッカアーム２
１のストッパとしてローラ２３を設けた場合について記
述したが、これに限るものではなく、スリッパ面を形成
してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、先
端がバルブのステムヘッドに当接し基端がエンジン本体
側に支持された第１のロッカアームと、カムにより駆動
される第２のロッカアームと、前記第１のロッカアーム
と第２のロッカアームとの結合又は結合解除する連結切
換機構とを備えたエンジンの動弁機構において、前記第
１のロッカアームの先端とステムヘッドとの間に油圧式
バルブラッシュアジャスタを介在させると共に、当該ロ
ッカアームとカムシャフトとの間に前記油圧式バルブラ
ッシュアジャスタのリフトアップを抑えるストッパ手段
を設けた構造としたことにより、可変バルブタイミイグ
機構を備えた動弁機構に油圧式バルブラッシュアジャス
タを使用することができ、且つ休筒運転から全筒運転に
移行する際に前記連結切換機構により第１のロッカアー
ムと第２のロッカアームとを確実に結合することが可能
となり、この結果、休筒運転から全筒運転に確実に移行
させることが可能となる。しかも、油圧式バルブラッシ
ュアジャスタを使用することにより動弁径の騒音等の発
生を抑えつつバルブタイミング機構の機能を十分に発揮
させることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る可変バルブタイミング機構を備え
た動弁機構の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の矢線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。

【図３】図１の矢線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図であ
る。

【図４】図１の動弁機構の調整を示す図である。

【図５】図１の動弁機構の調整を示す図である。

【図６】図１の動弁機構の調整を示す図である。

【図７】図１の動弁機構の調整を示す図である。

【図８】従来の可変バルブタイミング機構を備えた動弁
機構の斜視図である。

【図９】図８の矢線ＩＸ−ＩＸに沿う断面図である。

【符号の説明】

２０ロッカアーム２１ロッカシャフト２２軸受２３ストッパローラ２４、２５油圧式バルブラッシュアジャスタ３０低速用ロッカアーム３１高速用ロッカアーム３２、３３ローラ３４、３５ピストン３７、３８スプリング４０、４１バルブ４２ロストモーションアセンブリ４５カムシャフト４６低速用カム４７ストッパカム４８高速用カム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端がバルブのステムヘッドに当接し基
端がエンジン本体側に支持された第１のロッカアーム
と、カムにより駆動される第２のロッカアームと、前記
第１のロッカアームと第２のロッカアームとの結合又は
結合解除する連結切換機構とを備えたエンジンの動弁機
構において、前記第１のロッカアームの先端とステムヘ
ッドとの間に油圧式バルブラッシュアジャスタを介在さ
せると共に、当該ロッカアームとカムシャフトとの間に
前記油圧式バルブラッシュアジャスタのリフトアップを
抑えるストッパ手段を設けたことを特徴とするエンジン
の動弁機構。
【請求項２】前記ストッパ手段は、前記第１のロッカ
アームの所定箇所に設けられたストッパと、前記カムシ
ャフトに設けられ前記ストッパに当接して前記ロッカア
ームの前記油圧式バルブラッシュアジャスタによる回動
を規制するストッパカムとにより構成したことを特徴と
する請求項１のエンジンの動弁機構。