JPH0874533A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロッカアームの位置精度を容易に確保できる
内燃機関の動弁装置を提供する。 【構成】 ロッカシャフト３を介して回転可能に支持さ
れるロッカアーム２と、ロッカアーム２を揺動させるこ
とにより弁を開閉駆動するカム２１と、ロッカアーム２
からその回転径方向に突出形成されるスラストフィン５
１と、スラストフィン５１に係合してロッカアーム２が
ロッカシャフト３の軸方向に移動することを規制するガ
イド溝５２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動弁装置の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の動弁装置として、例え
ば図６に示すようなものがある(特開昭６０−１３１２
号公報、参照)。

【０００３】これについて説明すると、２つのロッカア
ーム１０２，１０３がロッカシャフト１０３を介して揺
動可能に支持される。ロッカアーム１０２の上方には、
エンジン回転に同期して回転する図示しないカムが備え
られる。各ロッカアーム１０２，１０３はカムに追従し
て揺動することにより２つの弁１０９をそれぞれ開閉駆
動する。

【０００４】各ロッカアーム１０２，１０３の間には、
油圧に応動して両者を連結するカム切換え機構１０８が
備えられる。各ロッカアーム１０２，１０３が連結され
た状態で、２つの弁１０９が同期して開閉駆動される。
各ロッカアーム１０２，１０３の連結が解除された状態
で、一方の弁１０９が開閉作動を休止する。

【０００５】ロッカシャフト１０３およびロッカアーム
１０２に渡って油圧通路１０７が配設される。油圧通路
１０７を通してカム切換え機構１０８に作動油圧が導か
れる。

【０００６】各ロッカアーム１０２，１０３の軸受部端
面１１０が、シリンダヘッド１０５のボス部端面１１１
に摺接することにより、各ロッカアーム１０２，１０３
がロッカシャフト１０３の軸方向に移動することが規制
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カム切換え
機構１０８に作動油圧を導く油圧通路１０７は、ロッカ
シャフト１０３とロッカアーム１０２に渡って配設され
る構造のため、ロッカシャフト１０３の軸方向に対して
ロッカアーム１０２の取付け位置がずれた場合、カム切
換え機構１０８に導かれる作動油の流れが絞られ、カム
切換え機構１０８の作動応答性が悪化する。これを防止
するために、ロッカアーム１０２にはロッカシャフト１
０３の軸方向に対して高い位置精度が要求される。

【０００８】しかしながら、このような従来の内燃機関
の動弁装置にあっては、シリンダヘッド１０５のボス部
端面１１１をエンドミルの側面で切削する必要があるた
め、十分な仕上げ精度を確保することが難しく、しかも
仕上げ加工にかかる工数が多くなって、生産性が悪いと
いう問題点が考えられる。

【０００９】本発明は上記の問題点に着目し、ロッカア
ームの位置精度を容易に確保できる内燃機関の動弁装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の内燃機
関の動弁装置は、ロッカシャフトを介して回転可能に支
持されるロッカアームと、ロッカアームを揺動させるこ
とにより弁を開閉駆動するカムと、ロッカアームからそ
の回転径方向に突出形成されるスラストフィンと、スラ
ストフィンに係合してロッカアームがロッカシャフトの
軸方向に移動することを規制するガイド溝と、を備え
る。

【００１１】請求項２に記載の内燃機関の動弁装置は、
プロフィールの異なる複数のカムと、ロッカシャフトを
介して揺動可能に支持され、カムに追従して揺動するこ
とにより弁を開閉駆動するロッカアームと、ロッカアー
ムが追従するカムを油圧に応動して切換えるカム切換え
機構と、ロッカアームからその回転径方向に突出形成さ
れるスラストフィンと、スラストフィンに係合してロッ
カアームがロッカシャフトの軸方向に移動することを規
制するガイド溝と、を備える。

【００１２】請求項３に記載の内燃機関の動弁装置は、
請求項２に記載の発明において、前記ロッカアームにカ
ム切換え機構を作動させる油圧ピストンを備え、前記ガ
イド溝によって油圧ピストンの隙間から漏れ出たオイル
を溜める油溜室を画成する。

【００１３】請求項４に記載の内燃機関の動弁装置は、
請求項２または３に記載の発明において、前記ロッカア
ームのロッカシャフトに嵌合する軸受部の軸方向中心に
対して、ロッカアームに介装される前記カム切換え機構
の質量中心と逆方向に前記スラストフィンの質量中心を
オフセットする。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の内燃機関の動弁装置は、ロッ
カアームから回転径方向に突出するスラストフィンが、
ガイド溝に係合することにより、ロッカアームはロッカ
シャフトの軸方向に対して高い精度で位置決めされる。

【００１５】ガイド溝は、シリンダヘッド等にドリル加
工で形成することが可能であり、仕上げ加工にかかる工
数が少なく、生産性を高められる。

【００１６】請求項２に記載の内燃機関の動弁装置は、
ロッカアームから回転径方向に突出するスラストフィン
が、ガイド溝に係合することにより、ロッカアームはロ
ッカシャフトの軸方向に対して高い精度で位置決めされ
る。

【００１７】この結果、カム切換え機構に作動油圧を導
く油圧通路がロッカシャフトとロッカアームに渡って配
設される場合、ロッカシャフトの軸方向に対してロッカ
アームの取付け位置がずれて油圧通路からカム切換え機
構に導かれる作動油の流れが絞られることがなく、カム
の切換え応答性が悪化することを防止できる。

【００１８】請求項３に記載の内燃機関の動弁装置は、
ガイド溝によって画成される油溜室に、油圧ピストンの
隙間から漏れ出たオイルを溜めることにより、スラスト
フィンとガイド溝の摺動部が潤滑され、フリクションを
小さく抑えられる。

【００１９】請求項４に記載の内燃機関の動弁装置は、
ロッカアームのロッカシャフトに嵌合する軸受部の軸方
向中心に対して、ロッカアームに介装されるカム切換え
機構の質量中心と逆方向にスラストフィンの質量中心を
オフセットすることにより、ロッカアームとカム切換え
機構等が一体となって揺動する物体に働く慣性力が、ロ
ッカアームの軸受部中心に近づけ、ロッカアームの軸受
部に生じる面圧が均一化され、フリクションの低減がは
かれる。

【００２０】

【実施例】以下、１つの気筒について２本の吸気弁と２
本の排気弁を備えたエンジンに対して本発明を適用した
場合の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００２１】図４に示すように、吸気カムシャフト２０
は一対の低速カム２１と、各低速カム２１の間に位置し
た高速カム２２を有する。低速カム２１とこれに隣接す
る高速カム２２はそれぞれ共通のカムシャフト２０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、高速カム２２
は低速カム２１と比べ、弁リフト量および開弁期間を共
に大きくするプロフィールを有している。

【００２２】図３に示すように、各気筒には２本の吸気
弁９に対応して単一のメインロッカアーム１が設けられ
る。メインロッカアーム１の基端は各気筒に共通なロッ
カシャフト３を介してシリンダヘッド４に揺動可能に支
持される。メインロッカアーム１の先端は各吸気弁９の
ステム頂部に摺接し、メインロッカアーム１の揺動に伴
って各吸気弁９をバルブスプリング８を伸縮させながら
開閉駆動するようになっている。

【００２３】メインロッカアーム１には一対の低速カム
２１に摺接する一対のカムフォロワ部１４が設けられ、
各カムフォロワ部１４の間に単一のサブロッカアーム２
が設けられる。

【００２４】図５に示すように、サブロッカアーム２の
基端はサブロッカシャフト１６を介してメインロッカア
ーム１に相対回転可能に連結される。サブロッカシャフ
ト１６は、サブロッカアーム２に形成された穴１７とメ
インロッカアーム１に形成された穴１８にそれぞれ摺動
可能に嵌合され、その両端部にリング１９が嵌められ
て、抜け止めが行われる。

【００２５】サブロッカアーム２は吸気弁に当接する部
位を持たず、その先端には高速カム２２に摺接するカム
フォロア部２３が円弧状に突出して形成される。

【００２６】サブロッカアーム２を高速カム２２に追従
させるロストモーション機構として、サブロッカアーム
２に摺動自在に収装されるリフタ４１が設けられるとと
もに、メインロッカアーム１に当接するリフタ４１を介
してサブロッカアーム２を高速カム２２に押し付けるロ
ストモーションスプリング２５が介装される。

【００２７】メインロッカアーム１とサブロッカアーム
２の間には、両者の相対回転を係止して、各吸気弁９の
開閉作動に携わるカムを低速カム２１から高速カム２２
へと切換えるカム切換え機構が設けられる。

【００２８】このカム切換え機構として、メインロッカ
アーム１には、プロップ３１がシャフト３２を介して回
動可能に連結される。プロップ３１は、その一端がサブ
ロッカアーム２の下端に係合する係止位置と、その一端
がサブロッカアーム２の下端から外れる非係止位置に渡
って相対回転するようになっている。

【００２９】プロップ３１は、その一端がサブロッカア
ーム２の下端に係合することにより、メインロッカアー
ム１に対するサブロッカアーム２の相対回転を係止する
ようになっている。

【００３０】プロップ３１を非係止位置と係止位置とに
切換えるため、プロップ３１とメインロッカアーム１の
間には、プロップ３２を非係止位置に付勢するスプリン
グ３３が介装されるとともに、スプリング３３に抗して
サブロッカアーム２を係止位置に回動させる油圧ピスト
ン３０が設けられる。

【００３１】スプリング３３とピン３４は、メインロッ
カアーム１に形成された穴に摺動可能に収装され、ピン
３４がプロップ３１の一端に当接するようになってい
る。

【００３２】スプリング３３とピン３４は、サブロッカ
アーム２に対してオフセットして設けられる。プロップ
３１にはピン３４が当接するアーム部３５が横方向に突
出形成される。

【００３３】図１に示すように、メインロッカアーム１
には油圧ピストン３０を摺動自在に嵌合させる穴３６が
形成され、油圧ピストン３０の背後に油圧室３７が形成
される。

【００３４】油圧室３７に作動油圧を導く油圧通路３８
はメインロッカアーム１およびロッカシャフト３の内部
を通して設けられる。メインロッカアーム１には油圧室
３７に一端が開口するとともに、他端がロッカシャフト
３に対する軸受部３９に開口する通孔４２が形成され
る。ロッカシャフト３の内部にはオイルギャラリ４３が
軸方向に形成され、このオイルギャラリ４３が通孔４４
を介してメインロッカアーム１の通孔４２と連通してい
る。

【００３５】オイルギャラリ４３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、低速カム
２１と高速カム２２の切換えを円滑に行うようになって
いる。

【００３６】エンジンの低速運転時、メインロッカアー
ム１は低速カム２１のプロフィールに従って揺動し、各
吸気弁９をバルブスプリング８に抗して開閉駆動する。
このとき、サブロッカアーム２は高速カム２２によって
揺動されるものの、プロップ３１がサブロッカアーム２
に係合しない非係止位置に保持されることにより、メイ
ンロッカアーム１の動きを妨げることはない。

【００３７】エンジンの高速運転時、作動油圧が油圧通
路３８を介して油圧室３７に導かれると、図１に示すよ
うに、油圧ピストン３０はスプリング３３に抗してプロ
ップ３１を係止位置に移動し、プロップ３１の一端がメ
インロッカアーム１に係合することにより、２つのロッ
カーアーム１,２が一体となって揺動する。高速カム２
２は低速カム２１に比較して、弁の開き角度およびリフ
ト量が共に大となるように形成されているから、サブロ
ッカアーム２と一体化した揺動時は低速カム２１がメイ
ンロッカーアーム１のカムフォロワ部１４から浮き上が
り、各吸気弁９は高速カム２２のプロフィールに従って
開閉駆動され、弁の開き角度およびリフト量が共に大き
くなる。 一方、エンジンが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３７に導かれる油圧が低下
し、スプリング３３の弾性復元力によりプロップ３１が
非係止位置に回動して、サブロッカアーム２の拘束が解
除される。

【００３８】ところで、ロッカシャフト３の軸方向に対
してメインロッカアーム１の取付け位置がずれて、油圧
通路３８を構成するロッカシャフト３の通孔４４とメイ
ンロッカアーム１の通孔４２が係合する通路断面積が小
さくなると、この部分で油圧室３７に導かれる作動油の
流れが絞られるため、カム２１，２２の切換え応答性が
悪化する。これを防止するために、メインロッカアーム
１はロッカシャフト３の軸方向に対して高い取付け精度
が要求される。

【００３９】これに対処して、メインロッカアーム１か
ら回転径方向に突出するスラストフィン５１が設けら
れ、シリンダヘッド４にスラストフィン５１に係合する
ガイド溝５２が設けられる。

【００４０】スラストフィン５１は、メインロッカアー
ム１の下部から一体的に突出形成される。ロッカシャフ
ト３を嵌合させるボス部５７に連接するとともに、油圧
ピストン３０を嵌合させるボス部５８に連接するように
して、メインロッカアーム１に突出形成される。

【００４１】メインロッカアーム１はサブロッカアーム
２の中心を挟んで略対称的に形成されるが、スラストフ
ィン５１はメインロッカアーム１の質量中心を挟んでア
ーム部３５とスプリング３３およびピン３４に対して逆
方向にオフセットされ、メインロッカアーム１にサブロ
ッカアーム２が組み付けられた状態で質量中心がメイン
ロッカアーム１の中央部に来るように構成される。この
結果、メインロッカアーム１の軸受け穴３９とロッカシ
ャフト３の間に生じる面圧が均一化され、フリクション
の低減がはかれる。

【００４２】スラストフィン５１は、ロッカシャフト３
の中心軸と直交する一対のスラスト受け面５３を有す
る。メインロッカアーム１が単体の状態でスラスト受け
面５３は機械加工により所定精度で仕上げられる。

【００４３】ガイド溝５２はロッカシャフト３の中心軸
と直交する一対のスラスト面５５を有する。スラスト受
け面５５は機械加工により所定精度で仕上げられる。

【００４４】シリンダヘッド４は、メインロッカアーム
１の下方に位置して動弁室を画成するアッパーデッキ５
６はシリンダヘッド４の中央部側に向けて下降するよう
に傾斜して、カムシャフト２０等を潤滑した後にアッパ
ーデッキ５６上に流下するオイルをアッパーデッキ５６
上に開口する図示しないオイル落とし穴に集めるように
なっている。

【００４５】ガイド溝５２はアッパーデッキ５６に対し
て垂直方向に所定の深さを持って開口し、その内側に所
定量のオイルを溜める油溜室６１を画成する。

【００４６】油溜室６１に潤滑油を供給するため、油溜
室６１は油圧ピストン３０が嵌合するメインロッカアー
ム１に対する穴３６の開口縁部の直下に位置して開口
し、油圧ピストン３０と穴３６の隙間から漏れ出るオイ
ルが油溜室６１に落下するようになっている。

【００４７】なお、排気弁１０についても、吸気弁９と
同様の動弁装置が設けられている。

【００４８】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００４９】メインロッカアーム１から回転径方向に突
出するスラストフィン５１が、シリンダヘッド４に開口
したガイド溝５２に係合することにより、メインロッカ
アーム１はロッカシャフト３の軸方向に対して高い精度
で位置決めされる。

【００５０】この結果、ロッカシャフト３の軸方向に対
してメインロッカアーム１の取付け位置がずれて、油圧
通路３８を構成するロッカシャフト３の通孔４４とメイ
ンロッカアーム１の通孔４２が係合する通路部分で油圧
室３７に導かれる作動油の流れが絞られることがなく、
カム２１，２２の切換え応答性が悪化することを防止で
きる。

【００５１】スラストフィン５１のスラスト受け面５３
が、ガイド溝５２のスラスト面５５に摺接する面積は、
メインロッカアームのボス部端面がシリンダヘッド側に
摺接する従来構造に比べてかなり小さいため、メインロ
ッカアーム１の揺動に伴うフリクションの低減がはかれ
る。

【００５２】ガイド溝５２はシリンダヘッド４のアッパ
ーデッキ５６に矩形の断面を持って凹状に窪む構造のた
め、ドリル加工で形成することが可能となり、仕上げ加
工にかかる工数が少なく、生産性を高められる。

【００５３】スラストフィン５１は、メインロッカアー
ム１のロッカシャフト３を嵌合させるボス部５７および
油圧ピストン３０を嵌合させるボス部５８に連接して突
出形成される構造により、メインロッカアーム１のハウ
ジング剛性を有効に高められ、メインロッカアーム１の
軽量化が可能となる。

【００５４】スラストフィン５１がメインロッカアーム
１の質量中心に対してアーム部３５と逆方向にオフセッ
トされ、メインロッカアーム１にサブロッカアーム２が
組み付けられた状態で質量中心がメインロッカアーム１
の中央部に来るように構成されているため、メインロッ
カアーム１とサブロッカアーム２等が一体となって揺動
する物体に働く慣性力が、メインロッカアーム１の軸受
け穴３９の中央部に働くことになり、メインロッカアー
ム１の軸受部に生じる面圧が均一化され、フリクション
の低減がはかれる。

【００５５】ガイド溝５２によって画成される油溜室６
１は油圧ピストン３０が嵌合するメインロッカアーム１
に対する穴３６の開口縁部の直下に位置して開口してい
るため、油圧室３７から油圧ピストン３０と穴３６の隙
間から漏れ出たオイルがメインロッカアーム１から振り
落とされて油溜室６１に溜まる。このようにして、ガイ
ド溝５２にオイルが供給されることにより、スラストフ
ィン５１との摺接部が潤滑され、フリクションの低減が
はかれる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の内
燃機関の動弁装置は、ロッカシャフトを介して回転可能
に支持されるロッカアームと、ロッカアームを揺動させ
ることにより弁を開閉駆動するカムと、ロッカアームか
らその回転径方向に突出形成されるスラストフィンと、
スラストフィンに係合してロッカアームがロッカシャフ
トの軸方向に移動することを規制するガイド溝とを備え
たため、ロッカアームはロッカシャフトの軸方向に対し
て高い精度で位置決めされる。また、ガイド溝は、シリ
ンダヘッド等にドリル加工で形成することが可能であ
り、仕上げ加工にかかる工数が少なく、生産性を高めら
れる。

【００５７】請求項２に記載の内燃機関の動弁装置は、
プロフィールの異なる複数のカムと、ロッカシャフトを
介して揺動可能に支持され、カムに追従して揺動するこ
とにより弁を開閉駆動するロッカアームと、ロッカアー
ムが追従するカムを油圧に応動して切換えるカム切換え
機構と、ロッカアームからその回転径方向に突出形成さ
れるスラストフィンと、スラストフィンに係合してロッ
カアームがロッカシャフトの軸方向に移動することを規
制するガイド溝とを備えたため、ロッカアームはロッカ
シャフトの軸方向に対して高い精度で位置決めされ、油
圧通路からカム切換え機構に導かれる作動油の流れが絞
られることがなく、カムの切換え応答性が悪化すること
を防止できる。

【００５８】請求項３に記載の内燃機関の動弁装置は、
請求項２に記載の発明において、前記カム切換え機構を
作動させる油圧ピストンを備え、前記ガイド溝によって
油圧ピストンの隙間から漏れ出たオイルを溜める油溜室
を画成したため、ガイド溝によって画成される油溜室溜
まるオイルによりスラストフィンとガイド溝の摺動部が
潤滑され、フリクションを小さく抑えられる。

【００５９】請求項４に記載の内燃機関の動弁装置は、
請求項２または３に記載の発明において、前記ロッカア
ームのロッカシャフトに嵌合する軸受部の軸方向中心に
対して、ロッカアームに介装される前記カム切換え機構
の質量中心と逆方向に前記スラストフィンの質量中心を
オフセットしたため、ロッカアームとカム切換え機構等
が一体となって揺動する物体に働く慣性力が、ロッカア
ームの軸受部中心に近づけ、ロッカアームの軸受部に生
じる面圧が均一化され、フリクションの低減がはかれ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すメインロッカアーム等の
横断面図。

【図２】同じく動弁装置の正面図。

【図３】同じく機関の縦断面図。

【図４】同じく動弁装置の側面図。

【図５】同じく動弁装置の分解斜視図。

【図６】従来例を示すロッカアーム等の断面図。

【符号の説明】 １ メインロッカアーム ２ サブロッカアーム ３ ロッカシャフト ４ シリンダヘッド ９ 吸気弁 ３０ 油圧ピストン ３７ 油圧室 ３８ 油圧通路 ５１ スラストフィン ５２ ガイド溝 ６１ 油溜室

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロッカシャフトを介して回転可能に支持さ
   れるロッカアームと、 ロッカアームを揺動させることにより弁を開閉駆動する
   カムと、 を備える内燃機関の動弁装置において、 ロッカアームからその回転径方向に突出形成されるスラ
   ストフィンと、 スラストフィンに係合してロッカアームがロッカシャフ
   トの軸方向に移動することを規制するガイド溝と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】プロフィールの異なる複数のカムと、 ロッカシャフトを介して揺動可能に支持され、カムに追
   従して揺動することにより弁を開閉駆動するロッカアー
   ムと、 ロッカアームが追従するカムを油圧に応動して切換える
   カム切換え機構と、 を備える内燃機関の動弁装置において、 ロッカアームからその回転径方向に突出形成されるスラ
   ストフィンと、 スラストフィンに係合してロッカアームがロッカシャフ
   トの軸方向に移動することを規制するガイド溝と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
3. 【請求項３】前記ロッカアームにカム切換え機構を作動
   させる油圧ピストンを備え、 前記ガイド溝によって油圧ピストンの隙間から漏れ出た
   オイルを溜める油溜室を画成したことを特徴とする請求
   項２に記載の内燃機関の動弁装置。
4. 【請求項４】前記ロッカアームのロッカシャフトに嵌合
   する軸受部の軸方向中心に対して、ロッカアームに介装
   される前記カム切換え機構の質量中心と逆方向に前記ス
   ラストフィンの質量中心をオフセットしたことを特徴と
   する請求項２または３に記載の内燃機関の動弁装置。