JPH08151913A - エンジンの弁作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低高回転時で弁リフト特性を切換えるエンジ
ンの弁作動装置において、耐久性の低下や応答性の悪化
を防ぐ。 【構成】 一端が弁Ｖに連係され低速用カム２１で駆動
されるロッカアーム１と、高速用カム２２で駆動される
自由カムフォロア２とを有し、自由カムフォロア２に
は、油圧作動プランジャ３１でロストモーション機構２
５の機能を発揮させる第１位置と、自由カムフォロア２
に係合し、ロストモーション機構の機能を停止させる第
２位置とに切換え揺動されるレバー部材７がロッカアー
ムに支承されている。作動プランジャ３１とレバー部材
７とは、それらの当接点が作動プランジャの中心から偏
位され、ストロークに伴い回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、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。

【０００３】このような目的を達成する一つの解決手段
として、高精度の加工を必要とせずコストを低減するこ
とができると共に慣性モーメントを小さくすることがで
きるエンジンの弁作動装置が知られている（例えば、特
開平５−１７１９０９号公報参照）。

【０００４】これは、ロッカシャフトに揺動自在に支承
されると共に先端が弁に連係され低速用カムで駆動され
るロッカアームに、高速用カムで駆動されるサブロッカ
アームをロストモーション機構を介在させて揺動自在に
支承し、さらに、ロッカアームに支承されロストモーシ
ョン機能を発揮させる第１位置とサブロッカアームに係
合してロストモーション機能を停止させる第２位置とに
揺動可能なレバー部材を設け、油圧で作動するプランジ
ャで切換駆動するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のものにあっては、油圧で作動するプランジャでも
ってレバー部材を切換駆動するようにしているので、例
えば作動油中に異物等が混入していた場合、これがプラ
ンジャとシリンダとの間に噛み込まれ、摺動面を傷付け
耐久性を低下させたり、最悪のときには、噛み込んだ異
物によってプランジャの作動不良により切換応答性の悪
化を招く恐れがあり、なお改善の余地があるものであっ
た。

【０００６】本発明の目的は、かかる従来の問題を解消
し、かかる作動不良や耐久性の低下を生じさせることの
ないエンジンの弁作動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、ロッカシャフトに揺動自在に支承され
ると共に先端が吸気弁あるいは排気弁に連係され第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、前記自由カムフォロアに関して設けられたロストモ
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、前記連係部材の前記第１位置
および第２位置への切換えを行う連係切換え手段と、を
有するエンジンの弁作動装置において、前記連係切換手
段の前記連係部材を駆動するプランジャと前記連係部材
とは、該プランジャの中心軸を含み前記連係部材の揺動
中心軸に直交する平面から偏位した位置で当接するよう
構成されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、ロッカアームに支承された連
係部材を油圧作動のプランジャを含む連係切換え手段で
もって、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。このとき、
プランジャと前記連係部材とは、該プランジャの中心軸
を含み前記連係部材の揺動中心軸に直交する平面から偏
位した位置で当接するよう構成されているので、プラン
ジャの作動に伴いプランジャには回転モーメントが作用
し、プランジャは作動の度毎に回転する。従って、異物
の噛み込みによる傷付きや作動不良が未然に防止され
る。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１０】図１ないし図４は、１つの気筒について同
一の機能を有する２つの弁（吸気弁，排気弁のいずれで
も良く、図示のものは吸気弁とする）を備えたエンジン
に対して本発明を適用した場合の実施例を示している。

【００１１】これについて説明すると、各気筒には２本
の吸気弁Ｖに対応した単一のロッカアーム１が設けられ
る。ロッカアーム１の基端は、各気筒に共通な中空のメ
インロッカシャフト３を介してシリンダヘッドに揺動自
在に支持され、ロッカアーム１の二股の各先端は吸気弁
Ｖのステム頂部に当接する。

【００１２】ロッカアーム１は平面視においてほぼ二股
状に形成され、ロッカアーム１には、ほぼその中央上方
に、単一の自由カムフォロア２が設けられている。そし
て、図２において、自由カムフォロア２の両側には第１
カムとしての低速用カム２１，２１が当接するローラ１
１，１１が設けられている。ローラ１１，１１はロッカ
アーム１に設けられた貫通孔１３に挿設されたベアリン
グシャフト１２に、ニードルベアリング１４を介して回
動自在に支承されている。この自由カムフォロア２の基
端はサブロッカシャフト１６を介してロッカアーム１に
相対回転可能に支持されている。サブロッカシャフト１
６は自由カムフォロア２に形成された穴１７に摺動可能
に嵌合する一方、ロッカアーム１に形成された支持壁１
８，１８の穴１９，１９に圧入支持されている。

【００１３】自由カムフォロア２は吸気弁９に当接する
部位を持たず、その先端には第２カムとしての高速用カ
ム２２に摺接するカムフォロア部２Ａが円弧状に突出し
て形成されている。

【００１４】ロッカアーム１において、自由カムフォロ
ア２の先端部周辺および後述のレバー部材を収容する空
間１Ａはロッカシャフト３が露出するまで切削されて形
成されており、これによりロッカシャフト３と吸気弁９
の弁軸との距離の短縮化を可能、すなわちロッカアーム
１のコンパクト化を可能としている。また自由カムフォ
ロア２の下側には、ロストモーション機構２５を収容す
るための円柱状の凹部２７が形成されている。コイル状
のロストモーションスプリング２６の基端は、凹部２７
の底面に支持され、その先端は凹部２７に摺動自在に嵌
合された有底筒状のスプリングリテーナ２９を付勢して
いる。

【００１５】スプリングリテーナ２９はその頭部が上述
の露出状態にあるロッカシャフト３に当接している。

【００１６】さらに、前述の自由カムフォロア２にはカ
ムフォロア部２Ａの下側に、後述のレバー部材が係合す
る段部２Ｂと、これに連なる傾斜部２Ｃとが形成されて
いる。また、ロッカアーム１の下方側には、ロッカシャ
フト３の側方でピン６に揺動自在に支承された連係部材
としてのレバー部材７が設けられている。

【００１７】レバー部材７の上部側方には突起７Ａが一
体に形成され（図２参照）、ロッカアーム１に形成され
た円柱状の凹部８に収容されたリターンスプリング９お
よびスプリングリテーナ１０（図４参照）でもって、前
述の自由カムフォロア２との係合が解除される方向に付
勢されている。

【００１８】一方、レバー部材７の下端部には、その揺
動中心であるピン６の軸方向に偏位されて突起７Ｂが一
体に形成され、ロッカアーム１に設けられた油圧駆動部
３０の作動プランジャ３１に当接している。作動プラン
ジャ３１とレバー部材７の突起７Ｂとは、作動プランジ
ャ３１の中心軸を含みレバー部材７の揺動中心軸、すな
わちピン６の中心軸に直交する平面から偏位した位置で
当接するよう構成されている。

【００１９】ロッカアーム１には前述のメインロッカシ
ャフト３の軸線と直交する方向に、上述の作動プランジ
ャ３１が摺動自在に嵌装される円柱状の凹部（シリン
ダ）３２が形成され、作動プランジャ３１と凹部３２と
の間には油圧室３４が構成される。

【００２０】油圧室３４に作動油圧を導く油通路はロッ
カアーム１およびメインロッカシャフト３の内部を通し
て設けられる。ロッカアーム１には油圧室３４に一端が
開口するとともに、他端がメインロッカシャフト３に対
する軸受面を貫通する通孔４１が形成されている。メイ
ンロッカシャフト３の内部にはオイルギャラリ４２が軸
方向に形成され、このオイルギャラリ４２は通孔４３を
介してロッカアーム１の通孔４１と連通している。ここ
で、油圧室３４に導かれる作動油圧、作動プランジャ３
１および前述のリターンスプリング９によって、レバー
部材７の連係切換え手段を構成する。

【００２１】オイルギャラリ４２には、図示しない切換
弁を介して、オイルポンプの吐出油圧が所定の高速運転
時に導かれる。切換弁の作動を電子制御するコントロー
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、後
述する低速用カム２１と高速用カム２２との切換えを円
滑に行うようになっている。

【００２２】低速用カム２１，２１とこれらの間の高速
用カム２２とは、それぞれ共通のカムシャフトに一体形
成され、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２２は低速用カム２１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。

【００２３】上記構成になる本実施例にあっては、エン
ジンの低速運転時、ロッカアーム１は低速用カム２１の
プロフィールに従って揺動し、各吸気弁Ｖの開閉駆動を
行う。このとき、自由カムフォロア２は高速用カム２２
によって揺動されるものの、リターンスプリング９の付
勢力により、レバー部材７は図３に実線で示す位置にあ
り、ロストモーション機構２５が機能を発揮する第１位
置での連係状態にある。従って、自由カムフォロア２か
ら入力があっても、ロストモーションスプリング２６が
撓むのみで、ロッカアーム１の動きが妨げられることは
ない。

【００２４】これに対して、エンジンの高速運転時に、
作動油圧がオイルギャラリ４２および油通路４１を介し
て油圧室３４に導かれると、作動プランジャ３１はレバ
ー部材７をリターンスプリング９に抗って揺動させ、図
３に破線で示す第２位置にもたらす。このとき作動プラ
ンジャ３１とレバー部材７の突起７Ｂとの当接点は、作
動プランジャ３１の移動（ストローク）に伴い移動す
る。そして、この当接点は作動プランジャ３１の中心軸
を含みレバー部材７の揺動中心軸に直交する平面から偏
位した位置にあるので、当接点の摩擦力により作動プラ
ンジャ３１のストロークに伴い作動プランジャ３１には
回転モーメントが作用し、作動プランジャ３１は作動の
度毎に回転する。なお、この状態では、レバー部材７の
端部が、自由カムフォロア２の段部２Ｂに係合すること
により、ロッカアーム１および自由カムフォロア２が連
結され一体となって、メインロッカシャフト３を中心と
して揺動することになる。

【００２５】ここに、高速用カム２２は低速用カム２１
に比較して、弁開度およ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２と一体化
された揺動時はロッカアーム１のカムフォロア部１Ａが
低速用カム２１から浮き上がり、各吸気弁９は高速用カ
ム２２のプロフィールに従って開閉駆動され、弁開度お
よび弁リフト量が共に大きくなる。

【００２６】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３４に導かれる
油圧が低下し、リターンスプリング９の弾性復元力によ
りレバー部材７および作動プランジャ３１が元の位置に
移動して、ロッカアーム１の拘束が解除される。

【００２７】これにより、低速用カム２１のプロフィー
ルに基づくトルク特性と高速用カム２２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。

【００２８】ところで、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７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７の端部は自由カムフォロア２の傾斜部
２Ｃを滑りつつ、レバー部材７が揺動するので、ローラ
１１と低速用カム２１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。

【００２９】さらに、本実施例によれば、レバー部材７
の端部と自由カムフォロア２の段部２Ｂとの係合および
離脱により連係切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。
また、ローラ１１の上面と自由カムフォロア２の上面の
高さ方向精度は、レバー部材７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
ト化をはかることができる。

【００３０】さらに、自由カムフォロア２がコンパクト
で、これにロストモーション機構２５を収容する凹部２
７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２６も弱いものでよいから、スプリングリテーナ２
９のストローク規制手段などを設けることなく、カム２
２と自由カムフォロア２とのフリクションを小さくする
ことができる。

【００３１】また、ローラ１１をロッカアーム１の両端
に配置したので、弁軸駆動のための剛性が高く、始動直
後などで作動油の粘性が高いような状況下においても高
速運転が可能である。

【００３２】

【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、連係切換手段の連係部材を駆動するプランジ
ャと前記連係部材とは、該プランジャの中心軸を含み前
記連係部材の揺動中心軸に直交する平面から偏位した位
置で当接するよう構成されているので、作動プランジャ
は作動の度に回転し、作動油中の異物が噛み込んだとし
ても、局部的な傷付や作動不良を引き起こすことを未然
に防止することができる。また、連結部材との当接部も
常に変わるので、偏磨耗を防止することができる。この
結果、耐久性の低下や応答性の悪化を防ぐことができ
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II−II線に沿う縦断面図である。

【図３】図２のIII −III 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IV−IV線に沿う一部横断面図である。

【符号の説明】

１ ロッカアーム ２ 自由カムフォロア ３ メインロッカシャフト ７ レバー部材（連係部材） ７Ｂ 突起 １１ ローラ １６ サブロッカシャフト ２５ ロストモーション機構 ２９ スプリングリテーナ ３１ 作動プランジャ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッカシャフトに揺動自在に支承される
   と共に先端が吸気弁あるいは排気弁に連係され第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、 前記自由カムフォロアに関して設けられたロストモーシ
   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、 前記連係部材の前記第１位置および第２位置への切換え
   を行う連係切換え手段と、を有するエンジンの弁作動装
   置において、 前記連係切換手段の前記連係部材を駆動するプランジャ
   と前記連係部材とは、該プランジャの中心軸を含み前記
   連係部材の揺動中心軸に直交する平面から偏位した位置
   で当接するよう構成されていることを特徴とするエンジ
   ンの弁作動装置。