JPH07116925B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１） 産業上の利用分野 本発明は、吸気弁あるいは排気弁に当接する油圧タペッ
トが設けられた低速用ロッカアームと、高速用ロッカア
ームとがカムシャフトの回転に応じて異なる態様で揺動
すべくロッカシャフトに枢支され、各ロッカアームに
は、高油圧の作用に応じた各ロッカアームの連結状態と
低油圧の作用に応じた連結解除状態とを切換可能な連結
切換機構が設けられる内燃機関の動弁装置に関する。

（２） 従来の技術 従来、かかる動弁装置は、たとえば特開昭61−81510号
公報により公知である。

（３） 発明が解決しようとする問題点 ところで、上記従来の技術では、油圧タペットおよび連
結切換機構に、ロッカシャフト内に設けた共通の油圧供
給路から油圧を供給している。しかるに連結切換機構で
油圧を切換えると、油圧タペットにその影響が及ぶの
で、連結切換機構および油圧タペットには油圧を個別に
供給することが望ましい。しかも高速用ロッカアームお
よびカムシャフトの摺接部は、低速運転時すなわち連結
切換機構に作用する油圧が低圧であって該連結切換機構
が連結解除状態に在るときには摺動負荷がそれ程大きく
ないので潤滑油を少量しか必要としないのに対し、高速
運転時すなわち連結切換機構に作用する油圧が高圧であ
って該連結切換機構が連結状態に在るときには摺動負荷
が大きいので比較的大量の潤滑油を必要とするものであ
り、機関の運転状態すなわち連結切換機構の作動状態に
応じて潤滑油を供給することが望ましい。

そこで本発明は、連結切換機構および油圧タペットに独
立して油圧を供給し得るようにするとともに、高速用ロ
ッカアームおよびカムシャフトの摺接部に機関の運転に
応じて潤滑油を供給するようにした内燃機関の動弁装置
を提供することを目的とする。

B.発明の構成 （１） 問題点を解決するための手段 本発明によれば、ロッカシャフト内には、流通断面積を
比較的小さくして油圧タペットに通じる第１油圧供給路
と、流通断面積を比較的大きくして連結切換機構に通じ
る第２油圧供給路とが設けられ、第２油圧供給路は、高
速用ロッカアームおよびカムシャフトの摺接部に向けて
潤滑油を供給するための高速用潤滑油路に接続される。

（２） 作用 上記構成によれば、油圧タペットには第１油圧供給路を
介して常時一定の油圧が供給され、第２油圧供給路を介
して油圧が供給される連結切換機構は、第２油圧供給路
の油圧が高、低に変化するのに応じて速やかに切換作動
する。しかも高速用ロッカアームおよびカムシャフトの
摺接部の摺動負荷が大きくなる高速運転時には高圧とな
る第２油圧供給路から比較的大量の潤滑油を前記摺接部
に供給して動弁負荷の低減を図ることができ、低速運転
時には低圧の第２油圧供給路から前記摺接部に比較的少
量の潤滑油が供給されるが、該摺接部の摺動負荷は低速
運転時には小さいので少量の潤滑油で充分である。

（３） 実施例 以下、図面により本発明を４気筒内燃機関に適用したと
きの一実施例について説明すると、先ず第１図におい
て、４気筒内燃機関の各気筒における吸気側には、先端
に油圧タペットＴをそれぞれ備える一対の低速用ロッカ
アーム7,9と、高速用ロッカアーム８とが配置されてお
り、これらのロッカアーム7,8,9はロッカシャフト６に
揺動自在に支承される。しかも各ロッカアーム7,8,9に
は、各ロッカアーム７〜９を連結する状態と、その連結
状態を解除する状態とを切換可能な連結切換機構10が各
気筒毎に配設されており、各油圧タペットT,Tには、第
１油圧供給路38から油圧が供給され、連結切換機構10に
は、第２油圧供給路39から油圧が供給される。

第２図、第３図および第４図を併せて参照して、機関本
体Ｅに各気筒毎に配設された一対の吸気弁1,1は、機関
のクランク軸Ｃから1/2の減速比で回転駆動されるカム
シャフト２に一体に設けられた低速用カム3,3および高
速用カム５と、カムシャフト２と平行なロッカシャフト
６に枢支された低速用ロッカアーム７、９および高速用
ロッカアーム８と、前記連結切換機構10との働きにより
開閉駆動される。

カムシャフト２は、機関本体Ｅの上方で回転自在に配置
されており、両低速用カム3,3は各吸気弁1,1に対応して
カムシャフト２に一体化され、高速用カム５は両低速用
カム3,3間でカムシャフト２に一体化される。

ロッカシャフト６は、カムシャフト２よりも下方で固定
配置される。このロッカシャフト６には、一方の低速用
カム３に摺接するカムスリッパ11を上部に有する低速用
ロッカアーム７と、他方の低速用カム３に摺接するカム
スリッパ13を上部に有する低速用ロッカアーム９と、高
速用カム５に摺接するカムスリッパ12を上部に有する高
速用ロッカアーム８とが、ロッカシャフト６の軸方向に
隣接してそれぞれ枢支される。

両低速用ロッカアーム7,9の先端上部には排出孔14がそ
れぞれ穿設されており、それらの排出孔14から油を排出
し得るようにして両低速用ロッカアーム7,9の先端部に
は油圧タペットＴがそれぞれ設けられる。両低速用ロッ
カアーム7,9は、機関本体Ｅとの間に介装した弁ばねＳ
で上方すなわち閉弁方向に付勢された吸気弁1,1の上端
に油圧タペットＴを介してそれぞれ当接する。

高速用ロッカアーム８は、機関本体Ｅとの間に設けた弾
発付勢手段15により、そのカムスリッパ12が高速用カム
５に常時摺接する方向に付勢される。この弾発付勢手段
15は、閉塞端を高速用ロッカアーム８の下面に摺接させ
た有底円筒状のリフタ16と、該リフタ16および機関本体
Ｅ間に介装されるリフタばね17とから成り、リフタ16は
機関本体Ｅに設けた有底穴18に摺動自在に嵌合される。

カムシャフト２の上方には、そのカムシャフト２を回転
自在に支承するカムホルダ（図示せず）間にわたって通
路形成体19が架設されており、この通路形成体19には、
低速用潤滑油路20と、高速用潤滑油路21とが相互に独立
して平行に穿設される。しかも低速用潤滑油路20に連通
する噴出孔22が、低速用カム3,3およびカムスリッパ11,
13の摺接部に対応する位置で通路形成体19の下部に穿設
される。また高速用カム５およびカムスリッパ12の摺接
部に向けてカムシャフト２の両側から潤滑油を噴出すべ
く配置された一対の潤滑油噴出管23が、高速用潤滑油路
21に連通して通路形成体19に接続される。

第５図を併せて参照して、連結切換機構10は、低速用ロ
ッカアーム７および高速用ロッカアーム８間を連結し得
る第１連結ピン24と、高速用ロッカアーム８および低速
用ロッカアーム９間を連結し得る第２連結ピン25と、第
１および第２連結ピン24,25の移動を規制するストッパ
ピン26と、各ピン24,25,26を連結解除側に付勢する戻し
ばね27とを備える。

低速用ロッカアーム７には、ロッカシャフト６と平行な
ガイド穴28が高速用ロッカアーム８側に開放して穿設さ
れており、このガイド穴28には第１連結ピン24が摺動可
能に嵌合され、ガイド穴28の閉塞端および第１連結ピン
24間には油圧室30が画成される。

高速用ロッカアーム８には、ガイド穴28に対応する同一
径のガイド孔31がその両側面間にわたってロッカシャフ
ト６と平行に穿設されており、このガイド孔31には第２
連結ピン25が摺動可能に嵌合される。

低速用ロッカアーム９には、ガイド孔31に対応する同一
径のガイド穴32がロッカシャフト６と平行にかつ高速用
ロッカアーム８側に開放して穿設されており、このガイ
ド穴32にはストッパピン26が摺動自在に嵌合される。こ
のストッパピン26に同軸に連設された小径の軸部34は、
ガイド穴32の閉塞端に穿設した案内孔35に移動自在に挿
通される。しかも軸部34を囲繞して前記閉塞端およびス
トッパピン26間に戻しばね27が介装され、この戻しばね
27のばね力により相互に同軸に当接した各ピン24,25,26
が連結解除側すなわち油圧室30側に向けて付勢される。

第６図を併せて参照して、ロッカシャフト６内には、流
通断面積の比較的小さい第１油圧供給路38と、流通断面
積の比較的大きい第２油圧供給路39とが、相互に平行に
して穿設される。しかも第１および第２油圧供給路38,3
9は、その軸線を結ぶ直線が鉛直方向に対して角度αた
とえば45度をなすように配置されており、このように配
置することによりロッカシャフト６の剛性を向上するこ
とができる。すなわち、両油圧供給路38,39の軸線を結
ぶ直線が鉛直方向に向いている場合に対して、角度αを
45度と設定することにより断面係数をたとえば14％向上
することができる。低速用ロッカアーム７には、油圧室
30に通じる油路40が穿設され、ロッカシャフト６の側壁
には第２油圧供給路39を低速用ロッカアーム７の揺動に
拘らず油路40に連通せしめる油孔42が穿設される。した
がって、油圧室30には第２油圧供給路39が常時連通され
る。また両低速用ロッカアーム7,9には、油圧タペット
T,Tに通じる油路43,44が設けられ、ロッカシャフト６の
側壁には、第１油圧供給路38に連通する油孔47,48がそ
れぞれ穿設される。しかもロッカシャフト６の外面に
は、両ロッカアーム7,9の揺動に拘らず油孔47,48を油路
43,44に連通せしめる凹部45,46がロッカシャフトの周方
向に長く延びて穿設される。したがって、第１油圧供給
路38は油圧タペットT,Tに常時連通し、油圧タペットT,T
に油圧が安定的に供給されることになる。

第２油圧供給路39すなわち油圧室30には、低油圧と高油
圧とが切換えて供給されるものであり、油圧室30の油圧
が低圧であるときには、第１連結ピン24、第２連結ピン
25およびストッパピン26は戻しばね27のばね力により連
結解除側に移動しており、この状態では第１および第２
連結ピン24,25の当接面は低速用ロッカアーム７および
高速用ロッカアーム８間に対応する位置にあり、また第
２連結ピン25およびストッハピン26の当接面は高速用ロ
ッカアーム８および低速用ロッカアーム９間に対応する
位置にあるので、各ロッカアーム７〜９は連結解除状態
にある。また油圧室30に高油圧が供給されると、第１連
結ピン24、第２連結ピン25およびストッパピン26は、戻
しばね27のばね力に抗して移動し、第１連結ピン24がガ
イド孔31に嵌合するとともに第２連結ピン25がガイド穴
32に嵌合して各ロッカアーム７〜９が連結される。

この第２油圧供給路39は、絞り50を備える油路51を介し
て前記高速用潤滑油路21に接続されており、したがって
高速用潤滑油路21には、第２油圧供給路39の油圧が絞り
50で絞られて供給される。

第１油圧供給路38には比較的低圧の油圧が供給されるも
のであり、この第１油圧供給路38には油圧を常時一定に
保ためのリリーフ弁52が接続される。しかもこのリリー
フ弁52の排出口に通じる油路53が低速用潤滑油路20に接
続される。すなわち第１油圧供給路38からリリーフ弁52
を介して放出される作動油が低速用潤滑油路20に供給さ
れることになる。

再び第１図において、オイルパン54から油を汲上げるオ
イルポンプ55の吐出口には、リリーフ弁56,オイルフィ
ルタ57およびオイルクーラ58を介してオイルギャラリ59
が接続されており、このオイルギャラリ59からは、クラ
ンクジャーナル部60に潤滑油を供給するために５つの分
岐油路61が分岐されるとともに、各気筒のピストンＰお
よびシリンダ間に潤滑油を噴出すべく配設された４つの
噴出ジェット62に潤滑油を供給するための分岐油路63が
分岐される。さらにこのオイルギャラリ59は、機関の運
転状態に応じて作動する制御弁64を介して第２油圧供給
路39および低速用潤滑油路20に接続されるとともに、絞
り65を介して第１油圧供給路38に接続される。

第５図において、制御弁64は、軸方向に間隔をあけた３
つの環状凹部66,67,68を内面に有するシリンダ体69に、
軸方向に間隔をあけた３つの環状溝70,71,72を外面に有
するプランジャ73が摺動自在に嵌合されて成る。シリン
ダ体69は、オイルギャラリ59に連なる入力ポート74が環
状凹部67に対応して穿設されるとともに、第２油圧供給
路39に通じる出力ポート75および低速用潤滑油路20に通
じる出力ポート76が環状凹部66,68に対応して穿設され
る。

プランジャ73は、機関の運転状態の変化に応じて図示し
ない駆動手段により軸方向に摺動駆動されるものであ
る。このプランジャ73の環状溝70,71間に設けられたラ
ンド77は、機関の低速運転時には環状凹部66,67間でシ
リンダ体69の内面に摺接し、機関の高速運転時には環状
凹部66に対応する位置にあるように形成される。また環
状溝71,72間でプランジャ73に設けられたランド78は、
機関の運転状態に拘らず環状凹部67,68間でシリンダ体6
9の内面に摺接するように形成される。しかもランド77
には、環状溝70,71間を結ぶ絞り孔79が穿設され、ラン
ド78には一端を環状溝71に開口させるとともに他端をラ
ンド78の外面に開口させた絞り孔80が穿設され、この絞
り孔80の他端は、機関の低速運転時には環状凹部68に連
通し、機関の高速運転時にはシリンダ体69の内面で閉塞
されるようにしてランド78の外面に開口される。

次にこの実施例の作用について説明すると、機関の低速
運転時には制御弁64のプランジャ73が第５図示の位置に
ある。この状態では、入力ポート74および出力ポート75
間は絞り孔79を介して連通しているので、オイルギャラ
リ59からの油圧が絞り孔79で絞られて第２油圧供給路39
に供給される。また第２油圧供給路39の油圧は絞り50で
絞られて高速用潤滑油路21に供給されており、比較的低
圧となった潤滑油が潤滑油噴出管23から高速用ロッカア
ーム８のカムスリッパ12および高速用カム５の摺接部に
向けて噴出される。このように絞り孔79で絞られた油圧
が潤滑油噴出管23から少量ずつ噴出されることにより、
第２油圧供給路39すなわち油圧室30の油圧は比較的低圧
となり、連結切換機構10は連結解除状態となる。したが
って各ロッカアーム７〜９は相互に相対角変位可能な状
態にあり、吸気弁1,1が、低速用カム3,3で揺動駆動され
る低速用ロッカアーム7,9により低速用カム３の形状に
応じたタイミングおよびリフト量で開閉作動する。

またこの際、第１油圧供給路38には、絞り65および絞り
孔80で絞られたオイルギャラリ59からの油圧が供給され
ており、その油圧が両油圧タペットT,Tに供給される。
しかも第１油圧供給路38にはリリーフ弁52が接続されて
おり、そのリリーフ弁52の働きにより第１油圧供給路38
の油圧がほぼ一定に保たれ、油圧タペットT,Tの作動が
安定化する。さらにリリーフ弁52から排出される油は低
速用潤滑油路20に供給されており、摺動負荷が比較的大
きくなる低速用カム3,3およびカムスリッパ11,13の摺接
部に向けて噴出孔22から潤滑油が噴出され、動弁負荷が
軽減される。

機関の高速運転にあたっては、制御弁64のプランジャ73
が第５図の上方に移動する。これにより、環状凹部66,6
7間が環状溝70を介して連通し、絞り孔80は遮断され
る。したがって、第２油圧供給路39には比較的高圧の油
圧が供給され、油圧室30にもその高油圧が供給される。
このため連結切換機構10が連結作動し、各ロッカアーム
７〜９が相互に連結される。このとき高速用カム５に摺
接した高速用ロッカアーム８の揺動量が最も大きいの
で、低速用ロッカアーム7,9は高速用ロッカアーム８と
ともに揺動し、両吸気弁1,1が高速用カム５の形状に応
じたタイミングおよびリフト量で開閉作動する。

このような連結切換機構10の連結作動時に、摺動負荷が
大きくなるのは、高速用カム５およびカムスリッパ12の
摺接部であり、その摺接部には、絞り50で絞られて比較
的低圧となった油が潤滑油噴出管23から噴出される。一
方、絞り孔80が遮断されることにより第１油圧供給路38
に供給される油量が減少し、したがって低速用潤滑油路
20に供給される油量も減少するが、低速用カム3,3およ
びカムスリッパ11,13の摺接部の摺動負荷が小さいの
で、噴出孔22からの潤滑油噴出量が減少しても支障がな
い。

以上の実施例では吸気弁の動弁装置について説明した
が、本発明を排気弁の動弁装置に適用することも可能で
ある。

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、ロッカシャフト内には、
流通断面積を比較的小さくして油圧タペットに通じる第
１油圧供給路と、流通断面積を比較的大きくして連結切
換機構に通じる第２油圧供給路とが設けられるので、油
圧タペットに第１油圧供給路を介して常時ほぼ一定の油
圧を供給して油圧タペットの作動を安定化することがで
き、第２油圧供給路の油圧を高、低に変化させることに
より連結切換機構の切換作動を円滑に行なうことができ
る。

また第２油圧供給路は、高速用ロッカアームおよびカム
シャフトの摺接部に向けて潤滑油を供給するための高速
用潤滑油路に接続されるので、高速用ロッカアームおよ
びカムシャフトの摺動負荷が大きくなる高速運転時に高
圧となる第２供給油路から比較的大量の潤滑油を前記摺
接部に供給して動弁負荷を軽減し、摺動負荷が小さくな
る低速運転時には比較的少量の潤滑油を供給するように
して機関の運転状態に応じた潤滑油の供給を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は全体油
圧回路図、第２図は或る気筒の吸気側動弁装置の平面
図、第３図は第２図のIII−III線断面図、第４図は第２
図のIV−IV線拡大断面図、第５図は連結切換機構および
制御弁の構成を示す断面図、第６図は第２図のVI−VI線
断面図である。 １……吸気弁、２……カムシャフト、６……ロッカシャ
フト、7,9……低速用ロッカアーム、８……高速用ロッ
カアーム、10……連結切換機構、20……低速用潤滑油
路、21……高速用潤滑油路、38……第１油圧供給路、39
……第２油圧供給路、50……絞り、52……リリーフ弁、
Ｔ……油圧タペット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｍ 9/10 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気弁（１）あるいは排気弁に当接する油
   圧タペット（Ｔ）が設けられた低速用ロッカアーム（7,
   9）と、高速用ロッカアーム（８）とがカムシャフト
   （２）の回転に応じて異なる態様で揺動すべくロッカシ
   ャフト（６）に枢支され、各ロッカアーム（７〜９）に
   は、高油圧の作用に応じた各ロッカアーム（７〜９）の
   連結状態と低油圧の作用に応じた連結解除状態とを切換
   可能な連結切換機構（10）が設けられる内燃機関の動弁
   装置において、ロッカシャフト（６）内には、流通断面
   積を比較的小さくして油圧タペット（Ｔ）に通じる第１
   油圧供給路（38）と、流通断面積を比較的大きくして連
   結切換機構（10）に通じる第２油圧供給路（39）とが設
   けられ、第２油圧供給路（39）は、高速用ロッカアーム
   （８）およびカムシャフト（２）の摺接部に向けて潤滑
   油を供給するための高速用潤滑油路（21）に接続される
   ことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】高速用潤滑油路（21）は絞り（50）を介し
   て第２油圧供給路（39）に接続されることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の内燃機関の動弁装置。
3. 【請求項３】第１油圧供給路（38）は、低速用ロッカア
   ーム（7,9）およびカムシャフト（２）の摺接部に向け
   て潤滑油を供給するための低速用潤滑油路（20）に接続
   されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項また
   は第（２）項記載載の内燃機関の動弁装置。
4. 【請求項４】低速用潤滑油路（20）はリリーフ弁（52）
   を介して第１油圧供給路（38）に接続されることを特徴
   とする特許請求の範囲第（３）項記載の内燃機関の動弁
   装置。