JPH07332051A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

内燃機関の動弁装置

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JPH07332051A
JPH07332051A JP6133334A JP13333494A JPH07332051A JP H07332051 A JPH07332051 A JP H07332051A JP 6133334 A JP6133334 A JP 6133334A JP 13333494 A JP13333494 A JP 13333494A JP H07332051 A JPH07332051 A JP H07332051A
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cam
shaft
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 吸排気用のバルブに当接する駆動ロッカアー
ム411,412と、バルブに当接しない自由ロッカアー
ム42と、これらロッカアームを互に連結及び連結解除
してバルブのリフト量や開閉タイミングを切換える切換
機構43とを備える動弁装置において、自由ロッカアー
ム42を動弁カムに当接するように付勢する付勢手段4
5をロッカアームシャフト44やロッカアームシャフト
の支持部に収納する。例えば、自由ロッカアーム42を
ロッカアームシャフト44に固定し、付勢手段45を該
シャフト44に収納したトーションばねで構成する。 【効果】 外部に付勢手段の配置スペースを確保する必
要がなく、動弁装置をコンパクトに構成できると共に、
付勢手段用の取付部材が不要になって、軽量化やコスト
ダウンを図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸排気用の
バルブを駆動する、動弁カムとロッカアームユニットと
を備える動弁装置に関し、特に、ロッカアームユニット
を、バルブに当接する駆動ロッカアームと、バルブに当
接しない自由ロッカアームと、両ロッカアームを相互に
連結及び連結解除してバルブのリフト量やバルブの開閉
タイミングを変更する切換機構とを備えるものに構成す
る動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の動弁装置においては、自由ロッ
カアームと駆動ロッカアームとの連結を解除すると、自
由ロッカアームにはバルブスプリングの付勢力が作用し
なくなるため、自由ロッカアームを動弁カムに当接する
ように付勢する付勢手段を設ける必要がある。従来は、
図16に示すように、ロッカアームユニットのロッカア
ームシャフトaを支持するカムホルダb間にブリッジ部
材cを設け、ばねd1で付勢されるピストンd2を有する
シリンダから成る付勢手段dをブリッジ部材cにピスト
ンd2が自由ロッカアームeに当接するように装着し
て、自由ロッカアームeを動弁カムf側に付勢し(特開
平4−1405号公報参照)、或いは図17に示すよう
に、上記と同様の構造の付勢手段dをシリンダヘッド上
に突設したボス部gに、ピストンd2が自由ロッカアー
ムeに当接するように装着して、自由ロッカアームeを
動弁カムf側に付勢している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記図16に示す従来
例では、付勢手段dを取付けるブリッジ部材cが必要に
なって、重量アップやコストアップの要因になると共
に、ロッカアームユニットの上方に付勢手段dの配置ス
ペースを確保する必要があるため、機関の高さ寸法が増
加する不具合がある。また、上記図17に示す従来例で
も、シリンダヘッド上に付勢手段dの取付用ボス部gを
突設する必要があって、重量アップの要因になり、更
に、隣接するバルブ間に付勢手段dの配置スペースを確
保する必要があるため、バルブのレイアウトに関する設
計の自由度が制約される不具合がある。また、何れの従
来例でも、付勢手段dの構造が複雑になってコストが高
くなる不具合がある。本発明は、以上の点に鑑み、付勢
手段を専用の取付部材を要することなくスペース効率良
く配置できるようにし、更には、付勢手段の構造も簡素
化できるようにした、軽量安価な動弁装置を提供するこ
とをその目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の特徴によれば、内燃機関の吸排気用
のバルブを駆動する、動弁カムとロッカアームユニット
とを備える動弁装置であって、ロッカアームユニット
を、バルブに当接する駆動ロッカアームと、バルブに当
接しない自由ロッカアームと、両ロッカアームを相互に
連結及び連結解除してバルブのリフト量やバルブの開閉
タイミングを変更する切換機構とを備えるものに構成す
ると共に、自由ロッカアームを動弁カムに当接するよう
に付勢手段で付勢するものにおいて、前記付勢手段をロ
ッカアームユニットの中空のロッカアームシャフトに収
納した。また、本発明の第2の特徴によれば、ロッカア
ームシャフトに自由ロッカアームを固定し、該ロッカア
ームシャフトを軸支する支持部に、該ロッカアームシャ
フトを介して自由ロッカアームを付勢するように、付勢
手段を収納した。
【0005】
【作用】ロッカアームシャフトやその支持部に付勢手段
を収納するため、外部に付勢手段の配置スペースを確保
する必要がなく、機関の高さ寸法を短縮できると共にバ
ルブレイアウトに関する設計の自由度が増し、更に、付
勢手段用の取付部材が不要になって、軽量化やコストダ
ウンを図れる。更に、付勢手段をロッカアームシャフト
に収納すれば、付勢手段を組込んだ状態でロッカアーム
ユニットをサブアッセンブリすることができ、動弁装置
の組立性が向上する。尚、このものにおいて、ロッカア
ームシャフトに自由ロッカアームを固定する場合は、付
勢手段をロッカアームシャフトに連結されるトーション
ばねで構成し、また、ロッカアームシャフトに自由ロッ
カアームを軸支する場合は、付勢手段をロッカアームシ
ャフトに形成した径方向の開口部を通して自由ロッカア
ームに連結されるトーションばねで構成すれば良く、何
れにしても付勢手段の構造を簡素化してコストダウンを
図れる。
【0006】
【実施例】図1を参照して、1は内燃機関のシリンダヘ
ッドを示し、該シリンダヘッド1上に動弁カム2と、吸
気バルブ3用のロッカアームユニット4と、排気バルブ
5用のロッカアームユニット6とを設けた。
【0007】吸気バルブ3は1対に設けられており、ロ
ッカアームユニット4は、図2に示す如く、各吸気バル
ブ3に当接する第1と第2の1対の駆動ロッカアーム4
1,412と、吸気バルブ3に当接しない中間の自由ロ
ッカアーム42と、自由ロッカアーム42と両駆動ロッ
カアーム411,412とを互いに連結及び連結解除する
切換機構43とで構成されている。両駆動ロッカアーム
411,412はシリンダヘッド1上のカムホルダ7,7
間に軸支したロッカアームシャフト44に揺動自在に軸
支されており、該各駆動ロッカアーム411,412をそ
の一端に取付けたアジャストスクリュー411a,412
aを介して各吸気バルブ3に当接させると共に、他端を
動弁カム2の低速カム部2aに当接させている。自由ロ
ッカアーム42はロッカアームシャフト44と一体に形
成されており、その端部を図3に示す如く動弁カム2の
高速カム部2bに当接させている。
【0008】前記切換機構43は、第1駆動ロッカアー
ム411に挿設した、自由ロッカアーム42に係脱自在
な第1連結ピン43aと、自由ロッカアーム42に挿設
した、第2駆動ロッカアーム412に係脱自在な第2連
結ピン43bと、第2駆動ロッカアーム412に挿設し
た、ばね43cで自由ロッカアーム42側に付勢される
規制ピン43dと、第1駆動ロッカアーム411に形成
した、第1連結ピン43aを自由ロッカアーム42側に
押圧する油室43eとで構成されており、カムホルダ7
に形成した油路43fからロッカアームシャフト44内
を介して油室43eに入力される油圧を上昇させたと
き、第1連結ピン43aが自由ロッカアーム42に係合
すると共に、第1連結ピン43aに押されて第2連結ピ
ン43bが第2駆動ロッカアーム412に係合し、両駆
動ロッカアーム411,412と自由ロッカアーム42と
が連結されるようにした。この状態では高速カム部2b
によって規定される、高速運転に適した比較的大きなリ
フト量で且つ開弁期間の長い開閉タイミングで吸気バル
ブ3が開閉される。また、油室43eの油圧を低下させ
ると、ばね43cの付勢力により規制ピン43dを介し
て第2連結ピン43bと第1連結ピン43aとが夫々自
由ロッカアーム42内と第1駆動ロッカアーム411
とに押し戻され、両駆動ロッカアーム411,412と自
由ロッカアーム42との連結が解除される。この状態で
は低速カム部2aによって規定される、低速運転に適し
た比較的小さなリフト量で且つ開弁期間の短い開閉タイ
ミングで吸気バルブ3が開閉される。
【0009】ところで、駆動ロッカアーム411,412
と自由ロッカアーム42との連結を解除すると、自由ロ
ッカアーム42には吸気バルブ3のバルブスプリング3
aの付勢力が作用しなくなるため、別途付勢手段45を
設けて自由ロッカアーム41を高速カム部2bに当接さ
せている。本実施例において、付勢手段45は中空のロ
ッカアームシャフト44に挿通した棒状のトーションば
ねで構成されており、該トーションばね45の両端部を
カムホルダ7,7に回り止めすると共に、トーションば
ね45の中間部をロッカアームシャフト44に回り止め
して連結し、トーションばね45によりロッカアームシ
ャフト44を介して自由ロッカアーム42を図3で反時
計方向に付勢し、自由ロッカアーム42の端部を高速カ
ム部2bに当接させるようにした。尚、本実施例ではト
ーションばね45の両端部と中間部とに夫々セレーショ
ン部45aを形成して、カムホルダ7,7とロッカアー
ムシャフト44とに回り止めしたが、ピンやキー等で回
り止めしても良く、更に、トーションばね45の中間部
をフリクション溶接でロッカアームシャフト44に固定
しても良い。
【0010】このように自由ロッカアーム42の付勢手
段45をロッカアームシャフト44に収納すれば、外部
に付勢手段の配置スペースを確保する必要がないため、
内燃機関の高さ寸法を短縮できると共にバルブのレイア
ウトに関する設計の自由度も増し、更に、付勢手段用の
専用の取付部材が不要になるため、軽量化やコストダウ
ンも図れる。また、ロッカアームユニット4を付勢手段
45を組込んだ状態でサブアッセンブリすることがで
き、動弁装置の組立性が向上する。
【0011】尚、上記実施例では付勢手段45として棒
状のトーションばねを用いたが、図4に示す如く一端を
カムホルダ7、他端をロッカアームシャフト44に連結
したコイル状のトーションばねを用いても良い。
【0012】また、上記実施例では自由ロッカアーム4
2をロッカアームシャフト44に固定したが、自由ロッ
カアーム42をロッカアームシャフト44に軸支する場
合は、図5及び図6に示す如くロッカアームシャフト4
4に径方向の開口部44aを形成し、ロッカアームシャ
フト44に収納したトーションばね45に自由ロッカア
ーム42をこれに取付けた連結子42aにより前記開口
部44aを通して連結すれば良い。尚、この実施例でト
ーションばね45は、両端をカムホルダ7,7に形成し
た溝7a,7aに係合して回り止めした板ばねで構成さ
れているが、図7に示すような線材から成るトーション
ばね45を用いても良い。
【0013】また、自由ロッカアーム42をロッカアー
ムシャフト44に固定する場合、ロッカアームシャフト
44を軸支する支持部たるカムホルダ7に、図8及び図
9に示す如く、ロッカアームシャフト44を回転付勢す
る付勢手段45を収納してもよい。この実施例で付勢手
段45は、ロッカアームシャフト44の端部の突起部4
4bに一端を当接させたコイルスプリングで構成されて
いるが、ゴム等の弾性体で構成することも可能である。
【0014】図10及び図11に示す実施例は、第1駆
動ロッカアーム411をこれに枢着したローラ411bを
介して動弁カム2の低速カム部に当接させると共に、自
由ロッカアーム42をこれに枢着したローラ42bを介
して動弁カム2の高速カム部2bに当接させ、一方、第
2駆動ロッカアーム412を動弁カム2の円形軸部に当
接させて、切換機構43により両駆動ロッカアーム41
1,412と自由ロッカアーム42とを連結したとき、1
対の吸気バルブが高速カム部2bによって規定されるリ
フト量及び開閉タイミングて開閉され、この連結を解除
したとき、第2駆動ロッカアーム412に対応する吸気
バルブが閉弁状態に保持され、第1駆動ロッカアーム4
1に対応する吸気バルブのみが低速カム部によって規
定されるリフト量及び開閉タイミングで開閉されるよう
にしたものである。
【0015】自由ロッカアーム42はロッカアームシャ
フト44に固定されており、自由ロッカアーム42の付
勢手段45は上記した図2の実施例と同様にロッカアー
ムシャフト44に収納したトーションばねで構成されて
おり、該トーションばね45の両端部と中間部とを夫々
セレーション部45aでカムホルダ7,7とロッカアー
ムシャフト44とに回り止めしている。
【0016】図12に示す実施例は、第1と第2の両駆
動ロッカアーム411,412を夫々ローラ411b,4
2bを介して動弁カムの各低速カム部に当接させると
共に、自由ロッカアーム42をローラ42b介して動弁
カムの高速カム部に当接させ、更に、切換機構43を構
成する第1連結ピン43aと第2連結ピン43bと規制
ピン43eとを夫々これらローラ411b,42b,4
2bと同軸上に挿設したものである。
【0017】このものでも自由ロッカアーム42はロッ
カアームシャフト44に固定されており、ロッカアーム
シャフト44に自由ロッカアーム42の付勢手段たるト
ーションばね45が収納されている。尚、このトーショ
ンばね45は一端と他端とが夫々セレーション部45a
でカムホルダ7とロッカアームシャフト44とに回り止
めされている。
【0018】図13乃至図15に示す実施例は、第1と
第2の1対の駆動ロッカアーム411,412と、第1と
第2の1対の自由ロッカアーム421,422とを交互に
配置し、各駆動ロッカアーム411,412を動弁カム2
の円形軸部に当接させると共に、第1自由ロッカアーム
421をローラ421bを介して動弁カム2の低速カム部
2aと、第2自由ロッカアーム422をローラ422bを
介して動弁カム2の高速カム部2bとに当接させ、更
に、第1駆動ロッカアーム411と第1自由ロッカアー
ム421とを互に連結及び連結解除する第1切換機構4
1と、第2駆動ロッカアーム412と第2自由ロッカア
ーム422とを互に連結及び連結解除する第2切換機構
432と、第1と第2の両駆動ロッカアーム411,41
2と第2自由ロッカアーム422とを互に連結及び連結解
除する第3切換機構433とを設けたものである。そし
て、第1切換機構431により第1駆動ロッカアーム4
1と自由ロッカアーム421とを連結して、第1駆動ロ
ッカアーム411に対応する一方の吸気バルブのみを低
速カム部2aにより開閉する状態と、第2切換機構43
2により第2駆動ロッカアーム412と第2自由ロッカア
ーム422とを連結して、第2駆動ロッカアーム412
対応する他方の吸気バルブのみを高速カム部2bにより
開閉する状態と、第1切換機構431と第2切換機構4
2とにより第1駆動ロッカアーム411と第1自由ロッ
カアーム421とを連結すると共に第2駆動ロッカアー
ム412と第2自由ロッカアーム422とを連結して、一
方の吸気バルブを低速カム部2a、他方の吸気バルブを
高速カム部2bにより開閉する状態と、第3切換機構4
3により両駆動ロッカアーム411,412を第2自由
ロッカアーム422に連結して、両吸気バルブを高速カ
ム部2bにより開閉する状態と、各駆動ロッカアーム4
1,412と各自由ロッカアーム421,422との連結
を全て解除して、1対の吸気バルブを共に閉弁保持する
気筒休止状態とに切換自在とした。
【0019】第1と第2の各切換機構431、432は、
第1と第2の各自由ロッカアーム421,422に挿設し
たピストン431a,432aと、各自由ロッカアーム4
1,422と第1と第2の各駆動ロッカアーム411
412とに跨って係合可能な連結ピン431b,432
と、各駆動ロッカアーム411,412に挿設したばね4
1c、432c付きの規制ピン431d、432dと、各
自由ロッカアーム421,422に形成した油室43
1e、432eとで構成されており、油室431e、432
eの油圧が低いときは連結ピン431b,432bを介し
て各自由ロッカアーム421,422と各駆動ロッカアー
ム411,412とが連結され、油室431e、432eの
油圧が上昇したときピストン431a,432aにより連
結ピン431b,432bが各駆動ロッカアーム411
412に押し込められ、各自由ロッカアーム421,42
2と各駆動ロッカアーム411,412との連結が解除さ
れる。
【0020】第3切換機構433は、第2駆動ロッカア
ーム412に挿設した第1連結ピン433aと、第2自由
ロッカアーム422に挿設した第2連結ピン433bと、
第1駆動ロッカアーム411に挿設したばね433c付き
の規制ピン433dと、第2駆動ロッカアーム412に形
成した油室433eとで構成されており、油室433eの
油圧が上昇したとき第1連結ピン433aが第2自由ロ
ッカアーム422に係合すると共に第2連結ピン433
が第1駆動ロッカアーム411に係合して、両駆動ロッ
カアーム411,412と第2自由ロッカアーム422
が連結される。
【0021】第2自由ロッカアーム422はロッカアー
ムシャフト44に固定されており、第2自由ロッカアー
ム422の付勢手段たる棒状のトーションばね45をロ
ッカアームシャフト44に挿通し、該トーションばね4
5の両端部と中間部とを夫々セレーション部45aでカ
ムホルダ7,7とロッカアームシャフト44とに回り止
めした。中間のセレーション部45aは第2自由ロッカ
アーム422の配置部に合致しており、ロッカアームシ
ャフト44内を該セレーション部45aによるロッカア
ームシャフト44とトーションばね45との連結部分で
軸方向一方と他方の2室に仕切ると共に、トーションば
ね45に軸方向の油孔45bを形成し、一方のカムホル
ダ7に形成した第1の油路43f1からロッカアームシ
ャフト44内の一方の室を介して第1切換機構431
油室431eと、他方のカムホルダ7に形成した第2の
油路43f2から油孔45bとセレーション部45aと
を介して第2切換機構432の油室432eと、他方のカ
ムホルダ7に形成した第3の油路43f3からロッカア
ームシャフト44内の他方の室を介して第3切換機構4
3の油室433eとに給油し得るようにした。
【0022】このようにトーションばね45を切換機構
用の配管部材や更にはロッカアームシャフト44内の仕
切部材とに兼用することで、バルブリフト量や開閉タイ
ミングの多段の切換が可能になる。また、トーションば
ね45の中間部をロッカアームシャフト44にフリクシ
ョン溶接等で連結する場合にも、トーションばね45の
油孔45bから中間の連結部分を介して第2切換機構4
2の油室432eに給油できる。
【0023】尚、上記の如く2つの自由ロッカアーム4
1,422を設ける場合、ロッカアームシャフト44に
2つの自由ロッカアーム用の2つの付勢手段を収納する
ことは困難であり、そこで上記実施例では、第2自由ロ
ッカアーム422用の付勢手段45をロッカアームシャ
フト44に収納し、第1自由ロッカアーム421用の従
来型付勢手段46を、図15に示す如く、シリンダヘッ
ド1上に突設したボス部1aに装着している。
【0024】以上、吸気バルブ用のロッカアームユニッ
ト4について説明したが、排気バルブ用のロッカアーム
ユニットにも同様に本発明を適用できる。
【0025】
【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、ロッカアームユニットの外部に自由ロッカア
ーム用の付勢手段の配置スペースを確保する必要がな
く、動弁装置をコンパクトに構成して内燃機関の高さ寸
法を短縮できると共にバルブのレイアウトに関する設計
の自由度が増し、更に、付勢手段用の専用の取付部材や
複雑な構造の付勢手段が不要となり、軽量化とコストダ
ウンとを図れる。また、ロッカアームシャフトに付勢手
段を収納することで、ロッカアームユニットを付勢手段
を組込んだ状態でサブアッセンブリすることができ、動
弁装置の組立性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明装置を具備するシリンダヘッドの一例
の断面図
【図2】 図1のII-II線截断平面図
【図3】 図2のIII-III線截断側面図
【図4】 第2実施例の截断平面図
【図5】 第3実施例の截断平面図
【図6】 図5のVI-VI線截断側面図
【図7】 第4実施例の截断平面図
【図8】 第5実施例の截断平面図
【図9】 図8のIX-IX線截断側面図
【図10】 第6実施例の截断平面図
【図11】 図10のXI-XI線截断側面図
【図12】 第7実施例の截断平面図
【図13】 第8実施例の截断平面図
【図14】 図13のXIV-XIV線截断側面図
【図15】 図13のXV-XV線截断側面図
【図16】 従来例の截断側面図
【図17】 他の従来例の截断側面図
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 2 動弁カム 4 吸気バルブ用ロッカアームユニット 411,412 駆動ロッカアーム 42,421,422 自由ロッカアーム 43,431,432,433 切換機構 44 ロッカアームシャフト 44a 開口部 45 付勢手段 7 カムホルダ(ロッカアームシャフトの支持部)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の吸排気用のバルブを駆動す
    る、動弁カムとロッカアームユニットとを備える動弁装
    置であって、ロッカアームユニットを、バルブに当接す
    る駆動ロッカアームと、バルブに当接しない自由ロッカ
    アームと、両ロッカアームを相互に連結及び連結解除し
    てバルブのリフト量やバルブの開閉タイミングを変更す
    る切換機構とを備えるものに構成すると共に、自由ロッ
    カアームを動弁カムに当接するように付勢手段で付勢す
    るものにおいて、前記付勢手段をロッカアームユニット
    の中空のロッカアームシャフトに収納したことを特徴と
    する内燃機関の動弁装置。
  2. 【請求項2】 前記ロッカアームシャフトに前記自由ロ
    ッカアームを固定し、前記付勢手段を該ロッカアームシ
    ャフトに連結されるトーションばねで構成したことを特
    徴とする請求項1に記載の内燃機関の動弁装置。
  3. 【請求項3】 前記ロッカアームシャフトに前記自由ロ
    ッカアームを軸支し、前記付勢手段を該ロッカアームシ
    ャフトに形成した径方向の開口部を通して該自由ロッカ
    アームに連結されるトーションばねで構成したことを特
    徴とする請求項1に記載の内燃機関の動弁装置。
  4. 【請求項4】内燃機関の吸排気用のバルブを駆動する、
    動弁カムとロッカアームユニットとを備える動弁装置で
    あって、ロッカアームユニットを、バルブに当接する駆
    動ロッカアームと、バルブに当接しない自由ロッカアー
    ムと、両ロッカアームを相互に連結及び連結解除してバ
    ルブのリフト量やバルブの開閉タイミングを変更する切
    換機構とを備えるものに構成すると共に、自由ロッカア
    ームを動弁カムに当接するように付勢手段で付勢するも
    のにおいて、ロッカアームユニットのロッカアームシャ
    フトに前記自由ロッカアームを固定し、該ロッカアーム
    シャフトを軸支する支持部に、該ロッカアームシャフト
    を介して自由ロッカアームを付勢するように、前記付勢
    手段を収納したことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
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