JPH09268907A

JPH09268907A - 内燃機関の動弁機構

Info

Publication number: JPH09268907A
Application number: JP8079223A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ono; 隆小野; Fumio Akigawa; 文雄秋川; Akira Matsumoto; 章松本; Masahiko Takeuchi; 正彦竹内
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 1997-10-14
Anticipated expiration: 2016-04-01
Also published as: JP3368521B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の吸排気弁の開閉タイミ
ングを変更しうる、内燃機関の動弁機構に関し、ロッカ
アームの切り換えを確実に行なえるようにするととも
に、複雑な構造や作業工程を必要とせずに製造誤差を吸
収できるする。【解決手段】ロッカアーム２，ロッカアーム２と一体
に形成されたロッカシャフト２２，ロッカシャフト２２
に形成されたピストン室４６，ピストン室４６に内装さ
れた係合ピン４２，ロッカシャフト２２に支持され係合
部４０を有する補助ロッカアーム８及び補助ロッカアー
ム８を作動させる補助カム３８を有し、ピストン４２を
係合部４０に係脱させることで補助ロッカアーム８によ
りロッカアーム２を駆動する内燃機関の動弁機構におい
て、ピストン室４６と係合部４０とが、補助カム３８の
カムリフト曲線のランプ区間において整合するように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（エンジ
ン）の吸気弁や排気弁等の機関弁の開閉タイミングを変
更できるようにした、内燃機関の動弁機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンブレーキ装置の１つ
として、アクセルオフ時に排気弁を通常の排気タイミン
グと異なるタイミングで開閉することでシリンダ内の圧
力状態をコントロールし、エンジンブレーキ能力を増大
させるような圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置が
開発，実用化されている。

【０００３】この圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装
置の作動原理を簡単に説明すると、このブレーキ装置の
作動時には、吸気弁及び排気弁は以下のように開閉駆動
される。すなわち、吸気行程時には通常通り吸気弁を開
いて吸気を取り入れる。また、圧縮行程時にも通常運転
時通り吸気弁及び排気弁をともに閉じて、シリンダ内の
吸気を圧縮する。これにより、圧縮力の反作用がピスト
ンの上昇を妨げる方向に働き、エンジンブレーキ力が作
用する。

【０００４】次に、圧縮行程から膨張行程に移行する直
前に、排気弁を開いて、圧縮された吸気を排気弁を介し
て排気ポートに排出する。したがって、圧縮行程で圧縮
された吸気の反発力はピストンに作用しなくなり、ピス
トンを押し下げる方向に作用する力が発生しなくなる。
さらに、圧縮空気を排出した後に排気弁を閉じて、膨張
行程時にシリンダ内を密閉状態にする。これによりピス
トンが下降するのを妨げようとする力が発生してエンジ
ンブレーキ力が作用するのである。

【０００５】次に、ピストンが下死点近傍に達して排気
行程に移行すると、通常通り排気弁を開き、シリンダ内
を大気圧近傍にする。この後、ピストンが上死点近傍に
達すると、再び吸気行程を開始する。そして、このよう
な圧縮行程及び膨張行程でのブレーキ力が連続してピス
トンに作用することにより、エンジンブレーキ能力が大
幅に増大されるのである。言い換えれば、エンジンに負
の仕事としてポンプ作動を行なわせることにより、車両
の運動エネルギを吸収して制動力に変換するのである。

【０００６】なお、このような圧縮圧開放式エンジン補
助ブレーキの作動時には、燃料噴射は停止される。ま
た、例えば特開平５−３３６８４号公報等にもこのよう
な補助ブレーキ装置に関する技術が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気弁を通
常の排気タイミングと異なるタイミングで開閉するため
の動弁機構（すなわち、可変バルブタイミング機構）と
しては、例えば図８，図９に示すようなものが考えられ
る。ここで、図８，図９はともに圧縮圧開放型エンジン
補助ブレーキ装置を有するエンジンの動弁機構の一例を
示す模式図であって、ＯＨＣ（オーバヘッドカムシャフ
ト）式動弁機構として構成されている。また、図中、２
は排気弁駆動用ロッカアーム（排気ロッカアーム）、６
は吸気弁駆動用ロッカアーム（吸気ロッカアーム）、８
は圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ用ロッカアーム
（補助ロッカアーム）、２２はロッカシャフト、１０は
カムシャフト、３２，３６，３８はそれぞれ排気カム，
吸気カム，補助カムである。

【０００８】ロッカシャフト２２は各気筒毎に分割して
設けられており、ロッカシャフト２２の両端部はそれぞ
れロッカシャフト支持部（図示省略）により回転可能に
支持されている。また、このロッカシャフト２２は排気
ロッカアーム２と一体に形成されたロッカアーム一体型
ロッカシャフトであって、排気ロッカアーム２の揺動に
応じてロッカシャフト２２も回動するようになってい
る。

【０００９】一方、吸気ロッカアーム６はロッカシャフ
ト２２に遊嵌されており、吸気ロッカアーム６とロッカ
シャフト２２とは互いに相対回転可能に構成されてい
る。また、ロッカシャフト２２には、補助ロッカアーム
８も遊嵌されている。この補助ロッカアーム８は、エン
ジン補助ブレーキ用カム（補助カム）３８により駆動さ
れるものである。また、この補助カム３８は、エンジン
補助ブレーキの作動に適したカムプロフィールに形成さ
れており、エンジンの圧縮上死点近傍で補助ロッカアー
ム８を揺動させるようなカムプロフィールに形成されて
いるものである。

【００１０】また、この動弁機構には、補助ロッカアー
ム８と排気ロッカアーム２とを連結させて各ロッカアー
ム２，８を一体に作動させる連係モードと、補助ロッカ
アーム８と排気ロッカアーム２とを切り離して排気ロッ
カアーム２を単独で作動させる非連係モードとを切り換
えるための切り換え機構（又はロッカアーム係合機構）
３０が設けられている。

【００１１】そして、この切り換え機構３０の作動を制
御することにより、エンジンの通常運転とエンジン補助
ブレーキの作動とが切り換えられる。すなわち、エンジ
ン１の通常運転時には、排気ロッカアーム２と補助ロッ
カアーム８とを切り離し、排気ロッカアーム２のみで排
気弁を駆動する。これにより、排気弁は通常のバルブタ
イミングで開閉駆動される。

【００１２】また、エンジン補助ブレーキの作動時に
は、補助ロッカアーム８と排気ロッカアーム２とを連結
して一体に作動させ、排気弁を排気ロッカアーム２及び
補助ロッカアーム８の両方により駆動する。これによ
り、排気弁が圧縮上死点近傍においても開弁して、圧縮
エネルギを逃がすことで制動力を得ることができる。な
お、切り換え機構３０としては、例えば図９〜図１１に
示すようなものが考えられる。すなわち、ロッカシャフ
ト２２内に穴部（ピストン室）４０を形成するととも
に、補助ロッカアーム８における穴部４０に対向する位
置に係合穴（係合部）４６を形成する。そして、上記穴
部４０に係合ピン（係合用ピストン）４２等を嵌挿し
て、この係合ピン４２を流体圧等により進退させること
で、補助ロッカアーム８をロッカシャフト２２から切り
離したり、ロッカシャフト２２に連結させたりするので
ある。

【００１３】ところで、上述のような可変バルブタイミ
ング機構を有する動弁機構では、図９に示すように、補
助ロッカアーム８が補助カム３８のベース円区間にある
ときに、穴部４０と係合穴４６とが整合する位置となる
ように設定することが考えられる。すなわち、このよう
に補助カム３８のベース円区間において穴部４０と係合
穴４６とが整合するようにすれば、ロッカシャフト２２
と補助ロッカアーム８との間の相対速度が０のときに係
合ピン４２を係合穴４６に係合させることができるよう
になり、ロッカアームの作動状態の切り換えを円滑に行
なうことができるようになる。

【００１４】しかしながら、穴部４０と係合穴４６との
位置関係を上述のように設定した場合、図１０に示すよ
うに、排気弁１６のバルブシート６０の磨耗が大きくな
ると、ロッカシャフト２２内の係合ピン４２と補助ロッ
カアーム８の係合穴４６との相対位置が変化して、ロッ
カアーム作動状態の切り換えが困難になるという課題が
ある。

【００１５】すなわち、バルブシート６０が磨耗する
と、図示しないバルブスプリングの付勢力により排気弁
１６が上方に変位し、これにより、図１０に示すよう
に、排気ロッカアーム２と一体に形成されたロッカシャ
フト２２が反時計回りに回転してしまう。これにより、
ロッカシャフト２２と補助ロッカアーム８との間には、
バルブシート６０の磨耗量に応じた量の位相差β（図１
０参照）が生じ、この位相差β分だけ、係合穴４６が穴
部４０に対して進角してしまうのである。

【００１６】一方、補助ロッカアーム８は、図１０に示
すような状態、すなわち、補助カム３８のベース円区間
に接している状態よりも反時計回りに回転することはな
いので、係合穴４６が穴部４０に対して進角してしまう
と進角量（上記位相差β）を吸収することができなくな
り、補助ロッカアーム８の係合状態の切り換えが困難に
なるのである。

【００１７】また、このような課題を回避するために
は、補助ロッカアーム８の係合穴４６の穴径を拡大する
ことが考えられるが、このようにすると、係合ピン４２
と係合穴４６との接触面積が低下して面圧が上がってし
まい、動弁系全体の信頼性が低下するという課題があ
る。なお、特開平４−１７５４１０号公報には、可変バ
ルブタイミング機構のバルブクリアランス調整方法に関
する技術が開示されているが、この技術は製造時におけ
る誤差を吸収するために、予め用意しておいた複数サイ
ズの部品のうち、その製品毎に製造誤差を最も小さくで
きる部品を選択して組み付ける技術であって、複数サイ
ズの部品を用意したり製造工程に作業者の熟練を必要と
するので、製造工程を容易に簡素化できないものとなっ
ている。

【００１８】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、バルブシート等が磨耗しても信頼性を低下さ
せることなくロッカアームの切り換えを確実に実行でき
るようにするとともに、複雑な構造あるいは複雑な作業
工程を経ることなく製造誤差を吸収できるようにした、
内燃機関の動弁機構を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の内燃機関の動弁機構は、エンジンの吸気弁又
は排気弁を駆動するロッカアームと、該ロッカアームと
一体に形成されたロッカシャフトと、該ロッカシャフト
に形成され該ロッカシャフト外面に開口するピストン室
と、該ピストン室に内装された係合ピンと、該ロッカシ
ャフトに支持され該係合ピンが係合しうる係合部を有す
る補助ロッカアームと、該エンジンからの回転駆動力に
より回動され補助ロッカアームを作動させる補助カムと
を有し、該エンジンの運転状態に応じて該係合ピンを該
係合部に係合又は離脱させることにより該補助ロッカア
ームによって該吸気弁又は排気弁を駆動する内燃機関の
動弁機構において、該ピストン室と該係合部とが、該補
助カムのカムリフト曲線のランプ区間において整合する
位置となるように、該ロッカシャフトと該ロッカアーム
とが配設されていることを特徴としている。

【００２０】また、請求項２記載の本発明の内燃機関の
動弁機構は、上記請求項１記載の構成に加えて、該ピス
トン室と該係合部とが、該補助カムのカムリフト曲線の
ベース円区間において、該ピストン室，該係合部及び該
係合ピンの製造誤差を考慮した位相差を有していること
を特徴としている。また、請求項３記載の本発明の内燃
機関の動弁機構は、上記請求項１又は２記載の構成に加
えて、該係合部が、該補助カムのカムリフト曲線のベー
ス円区間において、該ピストン室に対して所定量だけ遅
角して配設されていることを特徴としている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態としての内燃機関の動弁機構について説明する。
まず、このエンジン１の基本的な構成について簡単に説
明すると、図５〜図７に示すように、このエンジン１は
ＯＨＣ式の動弁機構をそなえており、吸気２弁，排気２
弁の４弁式エンジンとして構成されている。

【００２２】このエンジン１のシリンダヘッド２８に
は、図７に示すクランクシャフト２６の回転駆動力によ
り回転駆動されるカムシャフト１０が配設されており、
このカムシャフト１０には、エンジン１の通常運転時に
適したカムプロフィールに形成された吸気カム３６及び
排気カム３２が設けられている。また、このエンジン１
の動弁機構には、後述する各種ロッカアームを支持する
ためのロッカシャフト２２が設けられている。このロッ
カシャフト２２は、各気筒毎に分割されて構成されてお
り、それぞれ同軸上に配設されている。また、ロッカシ
ャフト２２の両端部は、図６に示すロッカシャフト支持
部２４によりそれぞれ回転可能に支持されている。

【００２３】一方、図５に示すように、ピストン２０の
上方には吸気弁１８及び排気弁１６が配設され、さら
に、吸排気弁１８，１６の上方には、バルブブリッジ１
４，１２が配設されている。そして、２つの吸気弁１
８，１８は、吸気用バルブブリッジ１４により同時に開
弁駆動されるようになっており、同様に、２つの排気弁
１６，１６は排気用バルブブリッジ１２により同時に開
弁駆動されるようになっている。

【００２４】なお、図５では、エンジン１の動弁系の機
構を分かりやすく説明するためにロッカシャフト２２と
カムシャフト１０とを分離して示している。さて、ロッ
カシャフト２２には、排気弁駆動用ロッカアーム（排気
ロッカアーム）２，ユニットインジェクタ駆動用ロッカ
アーム４，吸気弁駆動用ロッカアーム（吸気ロッカアー
ム）６及び圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ用ロッカ
アーム（補助ロッカアーム）８が設けられている。

【００２５】また、カムシャフト１０には、上述した吸
気カム３６や排気カム３２以外にも、補助ロッカアーム
８を駆動するエンジン補助ブレーキ用カム（補助カム）
３８やユニットインジェクタ用ロッカアーム４を駆動す
るユニットインジェクタ用カム３４が配設されている。
なお、各ロッカアーム２，４，６，８のカムシャフト１
０側の端部には、カム３２，３４，３６，３８とロッカ
アーム２，４，６，８との間の摩擦を低減すべく、カム
３２，３４，３６，３８に常に接するローラ（ベアリン
グ）２ａ，４ａ，６ａ，８ａがそれぞれ設けられてい
る。

【００２６】ここで、ユニットインジェクタ用ロッカア
ーム４は、図示しないユニットインジェクタを駆動する
ためのロッカアームであって、このロッカアーム４の作
動により所定のタイミングで燃料が噴射されるようにな
っている。一方、上述の排気ロッカアーム２は、ロッカ
シャフト２２と一体に形成されたロッカシャフト一体型
ロッカアームとして構成されており、排気ロッカアーム
２に連動してロッカシャフト２２自体も回動するように
なっている。

【００２７】また、ユニットインジェクタ用ロッカアー
ム４及び吸気ロッカアーム６は、それぞれロッカシャフ
ト２２に対して回転自在に軸支されており、これによ
り、各ロッカアーム２，４，６は、互いに影響を受ける
ことなく独立して作動するようになっている。補助ロッ
カアーム８は、エンジンブレーキの１つとしての圧縮圧
開放型エンジン補助ブレーキ（以下、単にエンジン補助
ブレーキという）を作動させるためのロッカアームであ
って、ユニットインジェクタ用ロッカアーム４や吸気ロ
ッカアーム６と同様にロッカシャフト２２に軸支されて
いる。

【００２８】そして、エンジン補助ブレーキの作動時に
は、この補助ロッカアーム８を排気ロッカアーム２と一
体に作動するように制御して、排気弁１６を排気行程時
以外の所定のタイミングで開弁させるようになってい
る。ここで、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキについ
て簡単に説明すると、このエンジン補助ブレーキは、例
えば、以下のように作動するものである。すなわち、吸
気行程時には通常通り吸気弁１８を開いて吸気を取り入
れる。また、圧縮行程時にも通常運転時通り吸気弁１８
及び排気弁１６をともに閉じて、シリンダ内の吸気を圧
縮する。

【００２９】そして、圧縮上死点近傍では燃料噴射を停
止し、膨張行程に移行する直前に、排気弁１６を開い
て、圧縮空気を排気弁１６を介して排気ポートに排出す
る。したがって、圧縮行程で圧縮された吸気の反発力は
ピストン２０に作用しなくなり、ピストン２０を押し下
げる力が取り除かれる。さらに、圧縮空気を排出した後
は、排気弁１６を閉じて膨張行程時にシリンダ内を密閉
状態にする。これによりピストン２０が下降するのを妨
げようとする力が発生してエンジンブレーキ力が作用す
るのである。

【００３０】次に、ピストン２０が下死点近傍に達して
排気行程に移行すると、通常通り排気弁１６を開き、シ
リンダ内を大気圧近傍にしてピストン２０を上昇させよ
うとする力を取り除くのである。この後、ピストン２０
が上死点近傍に達すると、再び吸気行程を開始する。そ
して、このような圧縮行程及び膨張行程でのブレーキ力
が連続してピストン２０に作用することにより、エンジ
ンブレーキ能力が大幅に増大されるのである。言い換え
れば、エンジン１に負の仕事としてポンプ作動を行なわ
せることにより、車両の運動エネルギを吸収して制動力
に変換するのである。

【００３１】ところで、このようにしてエンジン補助ブ
レーキを作動させるには、排気弁１６を通常の作動タイ
ミングとは異なるタイミングで作動させる必要がある。
そこで、このエンジン１では、通常のタイミングと異な
るタイミングで排気弁１６を開弁駆動する補助ロッカア
ーム８と、エンジン補助ブレーキの作動に適したカムプ
ロフィールに形成されたエンジン補助ブレーキ用カム
（補助カム）３８とが設けられている。

【００３２】ここで、このエンジン補助カム３８は、エ
ンジン補助ブレーキの作動時に、圧縮上死点近傍で補助
ロッカアーム８を揺動させて排気弁１６を開弁させるよ
うなカムプロフィールに形成されているのである。つま
り、エンジン１の通常運転時には、排気弁１６を排気ロ
ッカアーム２のみで駆動し、エンジン補助ブレーキの作
動時には、排気弁１６を排気ロッカアーム２及び補助ロ
ッカアーム８の両方により駆動するようになっているの
である。

【００３３】このため、エンジン１の動弁機構には、補
助ロッカアーム８が排気ロッカアーム２と一体に作動す
る連係モードと、補助ロッカアーム８が排気ロッカアー
ム２から切り離されて単独で作動する非連係モードとを
切り換えるための切り換え機構（又はロッカアーム係合
機構）３０が設けられている。ここで、上述の切り換え
機構３０は、例えば特開平６−３２３１１３号公報に開
示された油圧ピストン機構と略同様に構成されている。
すなわち、図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、切り
換え機構３０は、ロッカシャフト２２の直径方向に形成
された穴部（ピストン室）４０と、この穴部４０内を進
退しうる係合ピン（係合用ピストン）４２と、係合ピン
４２と略同軸上に配設されたリターンスプリング４４と
を有して構成されており、係合ピン４２は、リターンス
プリング４４の作用により、図中下方に付勢されてい
る。

【００３４】また、補助ロッカアーム８の所要の位置に
は、この係合ピン４２の上端部が侵入しうる係合穴（係
合部）４６が形成されている。一方、上記の穴部４０と
係合ピン４２の下端側との間には空間４８が形成されて
いる。また、このエンジン１には、所定の圧力の作動油
を供給する油圧供給系（図示省略）が設けられており、
ロッカシャフト２２内には、油圧供給系からの作動油を
上記空間４８に供給するための作動油供給路５０が形成
されている。

【００３５】そして、この空間４８に作動油が供給され
ると、図４（ｂ）に示すように、リターンスプリング４
４の付勢力に抗して係合ピン４２が上方へ移動する。こ
の場合、補助ロッカアーム８の係合穴４６と、ロッカシ
ャフト２２の穴部４０との位置が一致したときに、係合
ピン４２の上端（先端）が係合穴４６に係合して、補助
ロッカアーム８とロッカシャフト２２とが接続状態とな
り、補助ロッカアーム８と排気ロッカアーム２とが一体
で作動する連係モードとなるのである。

【００３６】また、作動油の供給を断つと、図４（ａ）
に示すように、上述のリターンスプリング４４の付勢力
により係合ピン４２が下方に移動して、係合ピン４２が
係合穴４６から離脱する。この場合は、補助ロッカアー
ム８はロッカシャフト２２から切り離されて排気ロッカ
アーム２とは連係しない非連係モードとなる。そして、
エンジン１の通常運転時は、補助ロッカアーム８をロッ
カシャフト２２から切り離して、排気ロッカシャフト２
からの駆動力により通常の排気タイミングで排気弁１６
を開弁駆動させるようになっている。

【００３７】また、エンジン補助ブレーキを作動させる
場合は、切り換え機構３０を制御して、補助ロッカアー
ム８をロッカシャフト２２と一体に作動させ、排気弁１
６を圧縮上死点近傍でも開弁駆動させるようになってい
るのである。ところで、上述のような切り換え機構３０
では、補助ロッカアーム８が補助カム３８のベース円区
間にあるときに、穴部４０と係合穴４６とが整合する位
置となるように設定することが考えられる（図９，図１
１参照）。

【００３８】すなわち、このように補助カム３８のベー
ス円区間において穴部４０と係合穴４６とが整合するよ
うにすれば、ロッカシャフト２２と補助ロッカアーム８
との間の相対速度が０のときに係合ピン４２を係合穴４
６に係合させることができるようになり、ロッカアーム
の作動状態の切り換えを円滑に行なうことができるよう
になる。

【００３９】しかしながら、穴部４０と係合穴４６との
位置関係を上述のように設定した場合、排気弁１６のバ
ルブシート６０等の動弁系の部品の磨耗が大きくなる
と、ロッカシャフト２２内の係合ピン４２と補助ロッカ
アーム８の係合穴４６との相対位置が変化して、補助ロ
ッカアーム８の作動状態の切り換え制御が困難になる
（図１０参照）。

【００４０】すなわち、例えばバルブシート６０が磨耗
すると、図示しないバルブスプリングの付勢力により排
気弁１６が上方に変位し、したがって、図１０に示すよ
うに、排気ロッカアーム２と一体に形成されたロッカシ
ャフト２２が反時計回りに回転してしまう。これによ
り、ロッカシャフト２２と補助ロッカアーム８との間に
は、バルブシート６０の磨耗量に応じた量の位相差β
（図１０参照）が生じ、この位相差β分だけ、係合穴４
６が穴部４０に対して進角してしまうのである。

【００４１】一方、補助ロッカアーム８は、図１０に示
すような状態（すなわち、補助カム３８のベース円区間
に接している状態）よりも反時計回りに回転することは
ないので、係合穴４６が穴部４０に対して進角してしま
うと進角量（上記位相差β）を吸収することができなく
なり、補助ロッカアーム８の係合状態の切り換えが困難
になるのである。

【００４２】このような課題を回避するためには、補助
ロッカアーム８の係合穴４６の穴径を拡大することが考
えられるが、このようにすると、係合ピン４２と係合穴
４６との接触面積が低下して面圧が上がってしまい、動
弁系全体の信頼性が低下してしまう。そこで、本発明の
内燃機関の動弁機構では、図１及び図２に示すように、
補助カム３８のカムリフト曲線のベース円区間におい
て、穴部４０が係合穴４６（及び係合ピン４２）に対し
て所定量（位相差α）だけ遅角するように配設されてい
るのである。

【００４３】なお、この位相差αは、穴部４０と係合穴
４６（及び係合ピン４２）とが、補助カム３８のランプ
区間において整合するような角度に設定されており、穴
部４０，係合穴４６及び係合ピン４２の製造時の寸法誤
差等も考慮して設定されたものである。ここで、ランプ
区間とは、カムリフト曲線（カムプロフィール）の一部
であって、通常はバルブクリアランスを詰めるために設
定された区間である。なお、このバルブクリアランス
は、動弁系の熱膨張や製造時の組み付け誤差等を吸収す
るために設けられたものであり、主にロッカアーム２の
アジャストスクリュー２ｂと排気弁１６との間や、カム
３８とローラ８ａとの間に設定されている。

【００４４】さて、この補助カム３８のカムプロフィー
ルを示すと、図３のようになる。図３に示すように、上
述のランプ区間は、カムリフト量がカム角に対して一定
の割合で増加するような区間であり、補助ロッカアーム
８と排気ロッカアーム２とが一体に連結されていても、
ローラ８ａがこのランプ区間において補助カム３８と接
している間は、排気弁１６はリフト（開弁）せずに、バ
ルブクリアランスのみが減少していくようになってい
る。

【００４５】そして、ローラ８ａと補助カム３８との接
点が、ランプ区間からリフト区間に移行すると、実際に
排気弁１６がリフトするようになっているのである。な
お、このようなランプ区間は、通常の吸排気カム３６，
３２にも設けられており、この吸排気カム３６，３２と
吸排気ロッカアーム６，２とが、ランプ区間で接してい
るときは、吸排気ロッカアーム６，２が揺動を開始して
も吸排気弁１８，１６は閉じたままの状態を保持して、
このランプ区間からさらにカムリフトが増大すると、吸
排気弁１８，１６の実際のバルブリフトが開始されるよ
うになっている。

【００４６】上述したように、本機構では、補助ロッカ
アーム８の穴部４０が、補助カム３８のカムリフト曲線
のベース円区間において、ロッカシャフト２２の係合穴
４６（及び係合ピン４２）に対して所定角度αだけ遅角
するように設定され、これら係合穴４６と穴部４０と
が、補助カム３８のランプ区間において整合するように
設定されているので、動弁系の製造公差やバルブシート
６０等の各部磨耗による係合穴４６と穴部４０とのズレ
が大きくなっても、確実に補助ロッカアーム８の係合状
態の切り換えを行なうことができる。

【００４７】すなわち、動弁系の製造時の寸法公差が大
きい場合やバルブシート６０等の各部磨耗が生じた場
合、図示しないバルブスプリングの付勢力により排気弁
１６が上方に変位し、排気ロッカアーム２と一体に形成
されたロッカシャフト２２を反時計回りに回転させるこ
とになるが、本発明では、係合穴４６が、補助カム３８
のカムリフト曲線のベース円区間において、穴部に対し
て位相差αだけ遅角して配設されているので、この位相
差αのぶんだけロッカシャフト２２と補助ロッカアーム
８との間のズレ（角度差）を吸収することができ、確実
に補助ロッカアーム８の係合状態の切り換えを行なうこ
とができるのである。

【００４８】本発明の一実施形態としての内燃機関の動
弁機構は、上述のように構成されているので、エンジン
１の通常運転時、即ち、エンジン補助ブレーキの非作動
時には、切り換え機構３０を非連係モードに制御する。
このときは、作動油供給路５０には作動油が供給され
ず、係合ピン４２がリターンスプリング４４の付勢力に
より、ロッカシャフト２２の穴部４０内に収納される。

【００４９】したがって、補助ロッカアーム８は、ロッ
カシャフト２２から切り離されて、補助ロッカアーム８
は排気ロッカアーム２と連動しない状態となる。これに
より、排気ロッカアーム２が排気カム３２により駆動さ
れているときであっても、補助ロッカアーム８は排気ロ
ッカアーム２に連動することなくカム３８のプロフィー
ルに応じて作動する。

【００５０】したがって、排気弁１６は、排気ロッカア
ーム２により駆動され、通常のエンジン運転に適したバ
ルブタイミングで開閉駆動されるのである。なお、吸気
弁１８も吸気ロッカアーム６により通常のバルブタイミ
ングで開閉駆動される。また、エンジン補助ブレーキの
作動時には、切り換え機構３０を連係モードに制御す
る。このとき、作動油供給路５０及び空間４８には、油
圧供給系から所定の圧力の作動油が供給され、係合ピン
４２にはリターンスプリング４４の付勢力よりも強い力
が作用する。

【００５１】ところで、上述したように、補助カム３８
のベース円区間において、穴部４０は、係合穴４６（及
び係合ピン４２）に対して位相差αだけ遅角しているの
で、図１に示すように、補助カム３８とローラ８ａとが
ベース円区間で接している場合は、穴部４０と係合穴４
６との位置が整合せず、係合ピン４２は、穴部４０で待
機した状態となる。

【００５２】そして、補助カム３８とローラ８ａとの接
点が、補助カム３８のベース円区間からランプ区間に移
行すると、上述の位相差αが徐々に吸収されて、図２に
示すように、ランプ区間の所定の位置で穴部４０と係合
穴４６とが整合する。このとき、係合ピン４２の先端部
が補助ロッカアーム８の係合穴４６に係合して、補助ロ
ッカアーム８がロッカシャフト２２と一体に形成された
排気ロッカアーム２と一体に作動する状態となる。した
がって、補助カム３８により補助ロッカアーム８が駆動
されると、排気ロッカアーム２も駆動され、排気弁１６
が開弁駆動されることになる。

【００５３】また、上述したように、補助カム３８のプ
ロフィールは、ピストン２０が圧縮上死点近傍にあると
きに補助ロッカアーム８を揺動させるように形成されて
いるので、これにより、排気弁１６が圧縮上死点近傍で
所定量だけ開弁して、圧縮空気を開放してエンジン１に
負の仕事をさせるのである。なお、このようなエンジン
補助ブレーキ作動時であっても、エンジン１の排気行程
時には、排気カム３２により通常通り排気弁１６が駆動
され、補助ロッカアーム８も排気ロッカアーム２に連動
して駆動される。

【００５４】また、上述したように、補助カム３８のカ
ムリフト曲線のベース円区間において、穴部４０が係合
穴４６（及び係合ピン４２）に対して所定角度αだけ遅
角するように設定して、補助カム３８のランプ区間の所
定の位置において係合穴４６と穴部４０とが整合するよ
うに設定することで、動弁系の各部品の製造時の寸法公
差やバルブシート６０等の各部の磨耗によって係合穴４
６と穴部４０とのズレが大きくなっても、確実に補助ロ
ッカアーム８の係合状態の切り換えを行なうことができ
る。

【００５５】すなわち、動弁系の製造公差やバルブシー
ト６０等の各部磨耗が生じると、図示しないバルブスプ
リングの付勢力により排気弁１６が上方に変位し、排気
ロッカアーム２と一体に形成されたロッカシャフト２２
を図１中反時計回りに回転させてしまう。これにより、
結果的にロッカシャフト２２及びロッカシャフト２２に
形成された穴部４０が補助ロッカアーム８に対して進角
してしまうことになるが、本発明では、係合穴４６が穴
部４０に対して予め位相差αだけ遅角して配設されてい
るので、上述の進角量を吸収することができるのであ
る。

【００５６】このようなバルブシート６０の磨耗時に
は、補助カム３８のベース円区間における穴部４０と係
合穴４６との位相差はα以下となるが、上述した位相差
αは各部の製造誤差や磨耗量等を考慮した値に設定され
ているので、係合穴４６が穴部４０よりも進角するよう
なことが防止される。そして、これにより確実に補助ロ
ッカアーム８の係合状態の切り換えを行なうことができ
るという利点がある。

【００５７】さらには、係合ピン４２の外径に対して補
助ロッカアーム８の係合穴４６の径を大きくする必要も
なく、係合ピン４２の面圧を低減することができ、これ
により、動弁系の信頼性を向上させることができるとい
う利点がある。また、動弁系部品の寸法公差を厳密に管
理する必要がなくなり、製造コストを低減することがで
きるのである。

【００５８】なお、本実施形態では、ＯＨＣ式の動弁機
構をそなえたエンジンについて、説明しているが、本発
明の内燃機関の動弁機構は、このようなＯＨＣ式の動弁
機構にのみ適用されるものではなく、例えばＯＨＶ式の
動弁機構等にも適用することができる。また、本発明の
内燃機関の動弁機構は、上述したような圧縮圧開放型エ
ンジン補助ブレーキ装置のみに限定されるものではな
く、例えば、低速用ロッカアームと高速ロッカアームと
を設けてエンジンの運転状態に応じて使用するロッカア
ームを切り換えるような可変バルブタイミング機構等に
も広く適用することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の内燃機関の動弁機構によれば、エンジンの吸気弁
又は排気弁を駆動するロッカアームと、該ロッカアーム
と一体に形成されたロッカシャフトと、該ロッカシャフ
トに形成され該ロッカシャフト外面に開口するピストン
室と、該ピストン室に内装された係合ピンと、該ロッカ
シャフトに支持され該係合ピンが係合しうる係合部を有
する補助ロッカアームと、該エンジンからの回転駆動力
により回動され、補助ロッカアームを作動させる補助カ
ムと、を有し該エンジンの運転状態に応じて上記係合ピ
ンを上記係合部に係合又は離脱させることにより該補助
ロッカアームによって該吸気弁又は排気弁を駆動する内
燃機関の動弁機構において、該ピストン室と該係合部と
が、該カムのカムリフト曲線のランプ区間において整合
位置となるように、該ロッカシャフトと該ロッカアーム
とが配設されるという構成により、バルブシート等の部
品の磨耗が大きくなっても係合ピンの作動を確実に制御
することができ、ロッカアームの切り換えを確実に実行
することができるという利点がある。また、これによ
り、動弁系の信頼性を向上させることができるという利
点もある。

【００６０】また、請求項２記載の本発明の内燃機関の
動弁機構によれば、上記請求項１記載の構成に加えて、
該ピストン室と該係合部とが、該補助カムのカムリフト
曲線のベース円区間において、該ピストン室，該係合部
及び該係合ピンの製造誤差を考慮した位相差を有すると
いう構成により、各部品の製造誤差を吸収することがで
きる。これにより、係合ピンの外径に対してロッカアー
ムの係合穴の径を大きくする必要もなく、係合ピンの面
圧を低減することができるのである。そしてこれによ
り、動弁系の信頼性を向上させることができるという利
点がある。また、ロッカアーム等の動弁系部品の寸法公
差を厳密に管理する必要がなくなり、製造コストを低減
することができるのである。

【００６１】また、請求項３記載の本発明の内燃機関の
動弁機構によれば、上記請求項１又は２記載の構成に加
えて、該係合部が、該補助カムのカムリフト曲線のベー
ス円区間において、該ピストン室に対して所定量だけ遅
角して配設されているという構成により、バルブシート
等が磨耗しても、確実にロッカアームの切り換え制御を
実行することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関の動弁機
構を示す模式図である。

【図２】本発明の一実施形態としての内燃機関の動弁機
構の作用を説明するための模式図である。

【図３】本発明の一実施形態としての内燃機関の動弁機
構における補助カムのカムプロフィール線図である。

【図４】本発明の一実施形態としての内燃機関の動弁機
構の作動を説明するための模式図であって、（ａ）は通
常運転時の状態を示す図、（ｂ）は圧縮圧開放型エンジ
ン補助ブレーキ装置の作動時の状態を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態としての内燃機関の動弁機
構の全体構成を示す模式的な斜視図である。

【図６】本発明の一実施形態としての内燃機関の動弁機
構をそなえたエンジンのシリンダヘッドを示す模式的な
上面図である。

【図７】本発明の一実施形態としての内燃機関の動弁機
構をそなえたエンジンの模式的な断面図である。

【図８】内燃機関の動弁機構の一例を示す模式図であ
る。

【図９】内燃機関の動弁機構の一例を示す模式図であっ
て、図８におけるＹ−Ｙ断面を示す図である。

【図１０】内燃機関の動弁機構の一例を示す模式図であ
って、図８におけるＹ−Ｙ断面を示す図である。

【図１１】内燃機関の動弁機構の一例を示す模式図であ
って、図８におけるＹ−Ｙ断面を示す図である。

【符号の説明】

１エンジン２排気弁駆動用ロッカアーム又は排気ロッカアーム４ユニットインジェクタ駆動用ロッカアーム（ユニッ
トインジェクタ用ロッカアーム）６吸気弁駆動用ロッカアーム又は吸気ロッカアーム８圧縮開放型エンジン補助ブレーキ用ロッカアーム２ａ，４ａ，６ａ，８ａローラ（ベアリング）２ｂ，６ｂアジャストスクリュー１０カムシャフト１２排気バルブブリッジ１４吸気バルブブリッジ１６排気弁１８吸気弁２０ピストン２２ロッカシャフト２２Ａロッカシャフト中心軸線２４ロッカシャフト支持部２６クランクシャフト２８シリンダヘッド３０ロッカアーム係合機構としての油圧ピストン機構３２排気カム３４ユニットインジェクタ駆動用カム３６吸気カム３８圧縮開放型エンジンブレーキ用カム４０穴部（ピストン室）４２係合ピン４４リターンスプリング４６係合穴（係合部）４８空間５０作動油供給路６０バルブシート

フロントページの続き (72)発明者竹内正彦東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸気弁又は排気弁を駆動する
ロッカアームと、該ロッカアームと一体に形成されたロッカシャフトと、該ロッカシャフトに形成され該ロッカシャフト外面に開
口するピストン室と、該ピストン室に内装された係合ピンと、該ロッカシャフトに支持され該係合ピンが係合しうる係
合部を有する補助ロッカアームと、該エンジンからの回転駆動力により回動され補助ロッカ
アームを作動させる補助カムとを有し、該エンジンの運
転状態に応じて該係合ピンを該係合部に係合又は離脱さ
せることにより該補助ロッカアームによって該吸気弁又
は排気弁を駆動する内燃機関の動弁機構において、該ピストン室と該係合部とが、該補助カムのカムリフト
曲線のランプ区間において整合する位置となるように、
該ロッカシャフトと該ロッカアームとが配設されている
ことを特徴とする、内燃機関の動弁機構。
【請求項２】該ピストン室と該係合部とが、該補助カ
ムのカムリフト曲線のベース円区間において、該ピスト
ン室，該係合部及び該係合ピンの製造誤差を考慮した位
相差を有していることを特徴とする、請求項１記載の内
燃機関の動弁機構。
【請求項３】該係合部が、該補助カムのカムリフト曲
線のベース円区間において、該ピストン室に対して所定
量だけ遅角して配設されていることを特徴とする、請求
項１又は２記載の内燃機関の動弁機構。