JPH10220210A

JPH10220210A - エンジンの可変動弁機構

Info

Publication number: JPH10220210A
Application number: JP2418697A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Maekawa; 正宏前川; Junya Watanabe; 純也渡邊; Kazuhisa Tokimatsu; 和寿時松
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-02-06
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 1998-08-18

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、エンジンの可変動弁機構に関し、
係合ピンに作用する圧縮荷重により、カムの駆動力を一
方のロッカアームから他方のロッカアームへ伝達できる
ようにする。【解決手段】ロッカシャフト２を中心に揺動する第１
カム側ロッカアーム１２Ａ及び弁側ロッカアーム１２Ｃ
と、第１カム側ロッカアーム１２Ａ及び弁側ロッカアー
ム１２Ｃの揺動方向のそれぞれの対向する位置に所定の
間隔を有して形成された第１係合部２１と、第１係合部
２１の近傍に配設された係合ピン３９と、係合ピン３９
を第１係合部２１に挿脱させる切り替え機構２０とをそ
なえ、切り替え機構２０により第１係合部２１が係合状
態に切り替えられると、係合ピン３９に作用する圧縮荷
重により、第１カム側ロッカアーム１２Ａから弁側ロッ
カアーム１２Ｃにカム６の回転駆動力が伝達されるよう
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、エンジンにおける
吸気弁や排気弁等の機関弁の開閉タイミングやバルブリ
フト量を変更できるようにした、エンジンの可変動弁機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車等に用いられるエンジ
ンにおいて、吸気弁や排気弁を開閉する動弁系を操作し
て、これらの吸排気弁の開閉タイミングやリフト量を変
更するようにした可変動弁機構が種々開発されている。
このような可変動弁機構の一例としては、カムシャフト
にバルブ開閉タイミングやバルブリフト量の異なる２つ
のカム（即ち、カムプロフィールの異なる２つのカム）
を装備して、これらのカムのうちいずれか一方を選択し
て使用することで運転状態に対応した吸排気弁の開閉タ
イミングを得られるように構成されたものがある。

【０００３】また、このような可変動弁機構では、上述
の２つのカムによってそれぞれ駆動される２つのロッカ
アームを設け、これらのロッカアームが一体に揺動する
ような係合状態と、各ロッカアームが独立して揺動する
ような非係合状態とをピン部材（係合ピン等）を進退さ
せることで切り替え可能にした技術が広く知られてい
る。

【０００４】なお、このような２つのカムの組合せとし
ては、高速運転に対応した開閉タイミングを得ることの
できるカムプロフィールに形成された高速用カムと、低
速運転に対応した開閉タイミングを得ることのできるカ
ムプロフィールに形成された低速用カムとを組み合わせ
たものや、エンジンの通常運転に適した開閉タイミング
を得ることのできるカムプロフィールに形成された通常
運転用カムと、エンジンブレーキを有効に作動させるよ
うにしたエンジン補助ブレーキ用カムとを組み合せたも
のが考えられる。

【０００５】しかしながら、このような従来の可変動弁
機構では、ピン部材がロッカアーム係合状態にあるとき
には、ロッカアームによりピン部材に剪断力が作用した
り、ピン部材の長手方向に曲げ応力が作用することにな
る。このため、ピン部材には十分な強度が要求される
が、ピン部材の強度を上げるようとすると、ピン部材の
径が大きくなり、これにより切り替え機構が大型化して
しまう。また、このようにピン部材の径を大きくする
と、ロッカアームの係合状態切り替え時のピン部材の応
答性が悪化してしまう。

【０００６】これに対して、特公平４−１８１２２号公
報には、このような課題を解決しようとする技術が開示
されている。すなわち、図１３に示すように、ロッカシ
ャフト１０６には、高速用カム１０５により駆動される
第２ロッカアーム１０８が軸支されており、この第２ロ
ッカアーム１０８には、ロッカシャフト１０６の軸方向
に沿って、筒部１１７が形成されている。

【０００７】そして、この筒部１１７の外周側には、低
速用カム１０４により駆動される第１ロッカアーム１０
７が揺動可能に軸支されている。第２ロッカアーム１０
８は、第１ロッカアーム１０７と隣接して配設されてお
り、図１４においては、第１ロッカアーム１０７の後ろ
側に配設されている。また、第１ロッカアーム１０７
と、第２ロッカアーム１０８の筒部１１７との対向する
部位には、カムシャフト１０６の軸方向に沿って半円状
切欠き１２８，１２９が形成されている。

【０００８】そして、これら半円状切欠き１２８，１２
９により形成される穴部にピン部材１３３を進退させる
ことで、第１ロッカアーム１０７と第２ロッカアームと
が一体に作動する状態（係合状態）と、第１ロッカアー
ム１０７と第２ロッカアームとが独立して揺動する状態
（非係合状態）とが切り替えられるのである。なお、図
中１０１は吸気弁又は排気弁、１０２はカムシャフト、
１１４はバルブリテーナ（鍔部）、１１５はバルブスプ
リングである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな技術であっても、やはりピン部材１３３には剪断力
が作用するという課題がある。すなわち、ピン部材１３
３の進退方向をロッカシャフト１０６の軸方向と一致す
るように配設しても、図１５に示すように、第１ロッカ
アーム１０７と第２ロッカアーム１０８の筒部１１７と
によりピン部材１３３の径方向には全長に亘って剪断力
が作用するのである。

【００１０】また、このような技術では、ロッカアーム
切り替え機構（即ち、ピン部材１３３を進退させる機
構）をロッカアームの外部に設けなければならず、動弁
機構自体が大型化してしまうという課題がある。本発明
は、このような課題に鑑み創案されたもので、係合ピン
に作用する圧縮荷重により、カムの駆動力を一方のロッ
カアームから他方のロッカアームへ伝達するようにし
た、エンジンの可変動弁機構を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のエンジンの可変動弁機構は、ロッカシャフト
に支持されカムの回転に応じて該ロッカシャフトを中心
に揺動する第１カム側ロッカアームと、該ロッカシャフ
トに支持され吸気弁又は排気弁を開弁駆動する弁側ロッ
カアームと、該第１カム側ロッカアーム及び該弁側ロッ
カアームの揺動方向においてそれぞれのロッカアームの
対向する位置に所定の間隔を有して形成された第１係合
部と、該第１係合部の近傍に配設された係合ピンと、該
係合ピンを該第１係合部に挿脱させることで、該第１カ
ム側ロッカアームと該弁側ロッカアームとが連動する該
第１係合部の係合状態と、該第１カム側ロッカアームと
該弁側ロッカアームとが独立して揺動する該第１係合部
の非係合状態とを切り替える切り替え機構とをそなえ、
該切り替え機構により該第１係合部が該係合状態に切り
替えられると、該係合ピンに作用する圧縮荷重により、
該第１カム側ロッカアームから該弁側ロッカアームに該
カムの回転駆動力が伝達されるように構成されているこ
とを特徴としている。

【００１２】また、請求項２記載の本発明のエンジンの
可変動弁機構は、上述の請求項１記載の構成に加えて、
該第１カム側ロッカアームに隣接して配置されカムの回
転に応じて該ロッカシャフトを中心に揺動する第２カム
側ロッカアームと、該第２カム側ロッカアーム及び該弁
側ロッカアームの揺動方向においてそれぞれのロッカア
ームの対向する位置に所定の間隔を有して形成された第
２係合部とをそなえ、該第２係合部が、上記ロッカシャ
フトの軸方向に沿って上記第１係合部と隣接して配置さ
れ、該切り替え機構が、該係合ピンを該軸方向に沿って
移動させることにより、上記第１係合部又は上記第２係
合部のいずれか一方を係合状態に保持するように構成さ
れていることを特徴としている。

【００１３】また、請求項３記載の本発明のエンジンの
可変動弁機構は、上述の請求項２記載の構成に加えて、
該第１係合部及び該第２係合部における所定の間隔が、
該第１カム側ロッカアーム又は第２カム側ロッカアーム
が上記弁側ロッカアームから切り離されて相対回転する
ときに、上記弁側ロッカアームと、第１カム側ロッカア
ーム又は第２カム側ロッカアームとが当接しない間隔に
設定されていることを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態としてのエンジンの可変動弁機構について説明す
る。図１は本発明を適用した４サイクル式ディーゼルエ
ンジン（以後、単にエンジンという）１の動弁機構３を
示す模式的な上面図であって、エンジン１の任意の１気
筒について示したものである。図１に示すように、この
エンジン１の動弁機構３は、ＯＨＣ式動弁機構として構
成されており、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。また、エンジン１のシリンダ中心
には、燃料供給装置（インジェクタ）１７が設けられて
いる。

【００１５】このエンジン１の動弁機構３には、図示し
ないクランクシャフトからの回転駆動力により駆動され
るカムシャフト４が設けられており、このカムシャフト
４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５及び排気カム６が配設され
ている。また、このような吸気カム５及び排気カム６以
外にも、吸気カム５及び排気カム６とは異なるカムプロ
フィールに形成されたエンジン補助ブレーキ用の吸気カ
ム５Ａや排気カム６Ａが配設されている。なお、エンジ
ン補助ブレーキ用の吸気カム５Ａ及び排気カム６Ａにつ
いては後述する。

【００１６】また、シリンダの上方には吸気弁７，７及
び排気弁８，８が配設され、これらの吸気弁７，７及び
排気弁８，８の上方には、それぞれ吸気用バルブブリッ
ジ９及び排気用バルブブリッジ１０が配設されている。
そして、吸気用バルブブリッジ９により、２つの吸気弁
７，７が同時に開弁駆動されるとともに、排気用バルブ
ブリッジ１０により、２つの排気弁８，８が同時に駆動
されるようになっている。

【００１７】一方、この動弁機構３には、ロッカシャフ
ト２が配設されており、このロッカシャフト２には、吸
気用のロッカアーム１１及び排気用のロッカアーム１２
が遊嵌されている。そして、上述の各ロッカアーム１
１，１２の一端は、それぞれバルブブリッジ９，１０に
当接しており、各ロッカアーム１１，１２の揺動に応じ
てバルブブリッジ９，１０が上下方向に駆動されること
により、吸排気弁７，８が開閉駆動されるようになって
いるのである。

【００１８】ところで、本発明のエンジンの可変動弁機
構は、吸排気弁７，８のバルブ開閉タイミングやバルブ
リフト量を変更することで、エンジン１の動特性を変更
するものであるが、特に、本実施形態では、吸気弁７や
排気弁８の作動タイミングを変更することで、エンジン
１に負の仕事を与えエンジンブレーキ力を得るようにし
た圧縮圧開放式エンジンブレーキ装置（エンジン補助ブ
レーキ装置）に本発明を適用した場合について説明す
る。

【００１９】なお、以下では、主に排気側の動弁機構を
用いて説明し、吸気側の動弁機構の詳しい説明は省略す
るが、吸気側についても排気側の動弁機構と略同様に構
成されている。さて、図２は排気側の動弁機構の要部を
示す模式図であるが、この排気側ロッカアーム１２は、
図６に示すような第１ロッカアーム（第１カム側ロッカ
アーム）１２Ａと、図７に示すような第２ロッカアーム
（第２カム側ロッカアーム）１２Ｂと、図８に示すよう
な第３ロッカアーム（弁側ロッカアーム）１２Ｃとから
構成されている。

【００２０】このうち、第３ロッカアーム１２Ｃは、ロ
ッカシャフト２に遊嵌され、回転可能に支持されてい
る。また、図８に示すように、第３ロッカアーム１２Ｃ
には、ロッカシャフト２の軸方向に突出する筒状端部３
１，３２が形成されている。また、図３は図２における
Ａ−Ａ断面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ断面図、図５
は図２におけるＣ−Ｃ断面図であるが、第１ロッカアー
ム１２Ａ及び第２ロッカアーム１２Ｂは、図３〜図５に
示すように、第３ロッカアーム１２Ｃに形成された筒状
端部３１，３２にそれぞれ遊嵌されており、これによ
り、第３ロッカアーム１２Ｃは、第１ロッカアーム１２
Ａ及び第２ロッカアーム１２Ｂにより両側から挟み込ま
れるようにして配設されている。

【００２１】そして、上述の第３ロッカアーム１２Ｃ
は、後述する切り替え機構２０により、第１ロッカアー
ム１２Ａ又は第２ロッカアーム１２Ｂのいずれか一方と
選択的に係合して一体に揺動するように構成されてお
り、これにより、エンジン１の通常運転と、エンジン補
助ブレーキ装置（圧縮圧開放式エンジンブレーキ装置）
の作動とが切り替えられるようになっている。

【００２２】また、図１，図６に示すように、第１ロッ
カアーム１２Ａのカムシャフト４側の端部には、排気カ
ム６と常に接するローラ１６が設けられており、このロ
ーラ１６により排気カム６の動きが第１ロッカアーム１
２Ａに滑らかに伝達されるようになっている。また、図
１，図７に示すように、第２ロッカアーム１２Ｂのカム
シャフト４側の端部には、エンジン補助ブレーキ用排気
カム６Ａの動きを第２ロッカアーム１２Ｂに滑らかに伝
達するためのローラ１６Ａが設けられている。

【００２３】ここで、エンジン補助ブレーキ用排気カム
６Ａは、第２ロッカアーム１２Ｂを２サイクルで駆動す
るようなカムプロフィールに形成されており、図示しな
いピストンが上死点近傍になると、第２ロッカアーム１
２Ｂを駆動するようになっている。このため、エンジン
補助ブレーキ用排気カム６Ａは、１８０°の位相差に設
定された２つのカム山部をそなえており、各山部は同一
のプロフィールに形成されている。

【００２４】また、図１に示す吸気側のロッカアーム１
１も排気側ロッカアーム１２と同様に第１，第２及び第
３のロッカアーム１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより構成さ
れている。また、第３ロッカアーム１１Ｃは、切り替え
機構２０′により、第１ロッカアーム１１Ａ又は第２ロ
ッカアーム１１Ｂのいずれか一方と選択的に係合して一
体に揺動するように構成されている。

【００２５】そして、吸気側の動弁機構に設けられたエ
ンジン補助ブレーキ用吸気カム５Ａは、上述の排気カム
６Ａと同様に、吸気側の第２ロッカアーム１１Ｂを２サ
イクルで駆動するようなカムプロフィールに形成されて
おり、ピストンが上死点を通過した直後に、吸気側の第
２ロッカアーム１１Ｂを駆動するように形成されてい
る。

【００２６】したがって、切り替え機構２０により排気
側の第３ロッカアーム１２Ｃと第２ロッカアーム１２Ｂ
とが係合して一体に作動する状態に切り替えられ、且
つ、切り替え機構２０′により吸気側の第３ロッカアー
ム１１Ｃと第２ロッカアーム１１Ｂとが係合して一体に
作動する状態に切り替えられた場合には、吸気弁７，７
及び排気弁８，８は、それぞれエンジン補助ブレーキ用
のカム５Ａ，６Ａにより駆動されるようになっている。

【００２７】この場合には、吸気弁７，７は、ピストン
が上死点（クランク軸回転角度＝０°）通過直後から開
き始め、ピストンの下死点（クランク軸回転角度＝１８
０°）位置近傍で閉じられる（吸入行程）。この後、ピ
ストンは上昇してシリンダ内の空気を圧縮し（圧縮行
程）、上死点（クランク軸回転角度＝３６０°）位置近
傍になると、排気弁８，８が開いて圧縮空気を排気系に
排出するとともに、再び吸気弁７，７が開いて空気を吸
入する。なお、このときは、インジェクタ１７からの燃
料噴射は停止されるようになっている。

【００２８】そして、このようにエンジン１に空気を圧
縮するという負の仕事を行なわせて、エンジン１をポン
プとして作動させることにより、車両の走行エネルギを
吸収して制動力に変換するようになっているのである。
特に、このようなエンジン補助ブレーキでは、クランク
軸の回転角度３６０°毎に（即ち、クランク軸が１回転
する毎に）繰り返して作動させることで、２サイクルで
エンジン補助ブレーキが作動することになり、大きな吸
収馬力を得ることができるのである。

【００２９】次に、切り替え機構２０，２０′について
説明すると、これらの切り替え機構２０，２０′は、い
ずれも同様に構成されたものであり、ここでは排気側の
切り替え機構２０を用いてその構造を説明する。図１〜
図３に示すように、第１ロッカアーム１２Ａ及び第３ロ
ッカアーム１２Ｃの揺動方向のそれぞれの対向する位置
には、係合部（以下、第１係合部という）２１が形成さ
れている。

【００３０】また、図１，図２に示すように、第２ロッ
カアーム１２Ｂ及び第３ロッカアーム１２Ｃの揺動方向
のそれぞれの対向する位置にも、係合部（以下、第２係
合部という）２２が形成されており、上述の切り替え機
構２０により、第１係合部２１又は第２係合部２２のい
ずれか一方のみが係合状態となるように切替え制御され
るようになっている。

【００３１】このうち、第１係合部２１は、第３ロッカ
アーム１２Ｃ側に形成された係合部２１ａ（図８参照）
と第１ロッカアーム１２Ａ側に形成された係合部２１ｂ
（図６参照）とから構成されており、また、第２係合部
２２は、第３ロッカアーム１２Ｃ側に形成された係合部
２２ａ（図８参照）と第２ロッカアーム１２Ｂ側に形成
された係合部２２ｂ（図７参照）とから構成されてい
る。

【００３２】図８に示すように、第３ロッカアーム１２
Ｃ側の第１係合部２１ａと第２係合部２２ａとは一体に
形成されており、これらの係合部２１ａ，２２ａは、ロ
ッカシャフト２の径方向に突出した突出部３４として形
成されている。また、この突出部３４の係合部２１ｂ，
２２ｂに対向する側には、ロッカシャフト２の軸方向に
沿って溝部３４ａが形成されており、この溝部３４ａ
は、断面が円弧状に形成されている。なお、図８におけ
る符号３３は、バルブブリッジ１０と当接するピン部材
３３ａ（図３，図４参照）を取り付けるための穴部であ
る。

【００３３】一方、図６に示すように、第１ロッカアー
ム１２Ａ側の第１係合部２１ｂには、ロッカシャフト２
の軸方向に沿ってシリンダ室３５及び溝部３５ａが形成
されている。シリンダ室３５内には、図２に示すよう
に、油圧ピストン３６が嵌挿されており、この油圧ピス
トン３６は、作動油供給路４２を介して供給される作動
油により進退可能に構成されている。

【００３４】また、溝部３５ａは、第３ロッカアーム１
２Ｃの溝部３４ａと対向する位置に形成されており、溝
部３４ａと同様に円弧状の断面を有している。また、溝
部３５ａとシリンダ室３５とは同軸上に形成されてい
る。そして、これらの溝部３４ａと溝部３５ａとの間に
は、図１，図２に示すように、係合ピンとしての圧縮ピ
ン３９が摺動可能に配設されている。

【００３５】また、図２に示すように、シリンダ室３５
に配設された油圧ピストン３６には小径部３８が形成さ
れており、この小径部３８の先端が圧縮ピン３９に当接
している。一方、図７に示すように、第２ロッカアーム
１２Ｃ側に形成された係合部２２ｂには、穴部４３及び
溝部４３ａが形成されている。

【００３６】穴部４３内には、図１，図２に示すよう
に、ガイドピン４４が挿入されており、ガイドピン４４
と穴部４３との間にはリターンスプリング４５が配設さ
れている。また、このガイドピン４４の先端部分は、リ
ターンスプリング４５の付勢力により、上述の圧縮ピン
３９に当接している。溝部４３ａは、溝部３５ａと同様
に、第３ロッカアーム１２Ｃの溝部３４ａに対応して断
面が円弧状になるように形成されており、穴部４３と溝
部４３ａとは同軸上に形成されている。

【００３７】そして、圧縮ピン３９は、溝部３５ａと溝
部４３ａとの間を摺動可能に構成されている。したがっ
て、作動油供給路４２を介してシリンダ室３５に所定圧
の作動油が供給されると、この作動油圧により油圧ピス
トン３６，圧縮ピン３９及びガイドピン４４がリターン
スプリング４５の付勢力に抗して図中左方向に駆動さ
れ、これにより、図９に示すように、圧縮ピン３９が、
第３ロッカアーム１２Ｃの溝部３４ａと第２ロッカアー
ム１２Ｂの溝部４３ａとの間に移動して、第２係合部２
２が係合する。

【００３８】一方、シリンダ室３５内の作動油を排出す
ると、圧縮ピン３９は、リターンスプリング４５の付勢
力により図中右方向に駆動され、第１ロッカアーム１２
Ａの溝部３５ａ内に移動して図２に示す状態となり、第
１係合部２１が係合するのである。そして、このように
して圧縮ピン３９の位置を切り替えることで、第１ロッ
カアーム１２Ａ又は第２ロッカアーム１２Ｂのいずれか
一方を第３ロッカアーム１２Ｃに係合させて、排気弁
８，８のバルブ開閉タイミング等を変更するようになっ
ているのである。

【００３９】このとき、第１ロッカアーム１２Ａ又は第
２ロッカアーム１２Ｂから第３ロッカアーム１２Ｃへ
は、圧縮ピン３９の径方向に作用する圧縮荷重を介して
駆動力が伝達されることになるので、従来の可変動弁機
構のように、圧縮ピン３９に剪断応力が作用することが
なく小型で剛性の高い可変動弁機構を提供することがで
きるのである。

【００４０】なお、図１１，図１２に示すように、ロッ
カシャフト２と第１ロッカアーム１２Ａとの間には、ロ
ストモーションスプリング５１が配設されており、ま
た、ロッカシャフト２と第２ロッカアーム１２Ｂとの間
には、ロストモーションスプリング５２が配設されてい
る。これらのロストモーションスプリング５１，５２
は、第１ロッカアーム１２Ａ又は第２ロッカアーム１２
Ｂが第３ロッカアーム１２Ｃから切り離された場合に、
常に各ロッカアーム１２Ａ，１２Ｂがカム６，６Ａに追
従するように、カム６，６Ａ側にロッカアーム１２Ａ，
１２Ｂを付勢するためのスプリングである。

【００４１】また、図２，図９に示すように、第１ロッ
カアーム１２Ａに形成されたシリンダ室３５と溝部３５
ａとの合計の軸方向の寸法と、油圧ピストン３６と圧縮
ピン３９との合計の長さ寸法とが略等しくなるように設
定されており、これにより、シリンダ室３５に作動油が
供給されていない状態では、圧縮ピン３９が第２ロッカ
アーム１２Ｂ側に突出することがないようになってい
る。

【００４２】すなわち、図２に示すように、シリンダ室
３５に作動油が供給されていない状態では、確実に第３
ロッカアーム１２Ｃと第２ロッカアーム１２Ｂとが切り
離されて、第３ロッカアーム１２Ｃは第１ロッカアーム
１２Ａのみに係合する。また、これとは逆に、シリンダ
室３５に作動油が供給されると、圧縮ピン３９が第２ロ
ッカアーム１２Ｂの溝部４３ａに係合して、確実に第３
ロッカアーム１２Ｃが第２ロッカアーム１２Ｂのみに係
合するのである。

【００４３】ところで、第１ロッカアーム１２Ａと第３
ロッカアーム１２Ｃとが切り離された状態（図９参照）
では、第１ロッカアーム１２Ａと第３ロッカアーム１２
Ｃとの間には相対回転が生じることになる。このような
場合には、第１ロッカアーム１２Ａの係合部２１ｂと第
３ロッカアーム１２Ｃの係合部２１ａとの間にクリアラ
ンス（間隔）を設定しないと、これらの係合部２１ｂ，
２１ａが干渉することが考えられる。

【００４４】そこで、本可変動弁機構では、図３に示す
ように、係合部２１ａと係合部２１ｂとの間に、所定の
クリアランスが設定されており、上述のような干渉を回
避するようになっている。このクリアランスは、第１ロ
ッカアーム１２Ａが上記第３ロッカアーム１２Ｃから切
り離されて相対回転するときに、第３ロッカアーム１２
Ｃと第１ロッカアーム１２Ａとが最も接近した時であっ
ても、例えば１０ｍｍ程度の隙間が確保されるような間
隔に設定されており、これにより相対回転する２つのロ
ッカアーム１２Ａ，１２Ｃの干渉が回避されるのであ
る。

【００４５】また、このような干渉を防止するために、
油圧ピストン３６の先端部を小径部３８として形成する
とともに、ガイドピン４４は圧縮ピン３９よりも小径に
設定されている。また、図示はしないが、上述と同様
に、第２ロッカアーム１２Ｂの係合部２２ｂと第３ロッ
カアーム１２Ｃの係合部２２ａとの間にも、ロッカアー
ム１２Ｂ，１２Ｃの非係合時の干渉を避けるべく、所定
量のクリアランスが設定されている。

【００４６】ところで、図１，図３に示すように、ロッ
カシャフト２内には、軸方向に沿って作動油供給路４０
が設けられており、この作動油供給路４０はロッカシャ
フト２に放射状に設けられた通路４０ａに接続されてい
る。また、第３ロッカアーム１２Ｃの筒状端部３１には
油穴３１ａが形成されており、作動油供給路４０に供給
された作動油は、通路４０ａ及び油穴３１ａを介して第
１ロッカアーム１２Ａ内の作動油供給路４２に供給され
るようになっている。

【００４７】また、図１０に示すように、この作動油供
給路４０はメインギャラリ２５に接続されており、メイ
ンギャラリ２５内の作動油はポンプ２４により所定の圧
力に加圧されるようになっている。このポンプ２４の下
流側には、ソレノイドバルブ２６が設けられており、こ
のソレノイドバルブ２６をオンオフ制御することで、シ
リンダ室３５内の作動油の供給状態が制御されるように
なっている。

【００４８】ここで、ソレノイドバルブ２６は、通常時
（オフ時）には閉弁状態になるようなノーマルクローズ
のソレノイドバルブであって、このようなオフ時には、
シリンダ室３５内に作動油が供給されずにドレーンされ
るようになっている。また、このソレノイドバルブ２６
には、コントローラ２３が接続されており、このソレノ
イドバルブ２６の作動状態は、コントローラ２３により
制御されるようになっている。このコントローラ２３に
は、図示しないアクセルスイッチやブレーキスイッチ等
の各種センサ類が接続されており、ドライバの運転操作
情報が入力されるようになっている。

【００４９】そして、本実施形態では、ドライバがアク
セルペダルを戻したりブレーキペダルを踏んだりして減
速操作を行なうと、コントローラ２３によりソレノイド
バルブ２６がオンに制御されてシリンダ室３５に作動油
が供給されるようになっており、また、これ以外のとき
には、ソレノイドバルブ２６はオフになりシリンダ室３
５の作動油がドレーンされるようになっている。

【００５０】本発明の一実施形態としてのエンジンの可
変動弁機構は、上述のように構成されているので、エン
ジンの通常運転時には、ソレノイドバルブ２６はオフに
制御される。これにより、作動油供給路４０へは作動油
が供給されず、第１ロッカアーム１２Ａ内の油圧ピスト
ン３６には油圧力が作用しない状態となる。したがっ
て、切り替え機構２０内では、リターンスプリング４５
の付勢力によりガイドピン４４が第１ロッカアーム１２
Ａ方向に付勢されて、ガイドピン４４に当接する圧縮ピ
ン３９が第１係合部２１の溝部３４ａ，３５ａ内に移動
する（図２参照）。

【００５１】これにより、第１ロッカアーム１２Ａと第
３ロッカアーム１２Ｃとが係合状態となり、排気弁８，
８は排気用バルブブリッジ１０を介して排気カム６のカ
ムプロフィールに応じて開弁駆動される。また、これと
同様に、吸気側の動弁機構も、切り替え機構２０′によ
り第１ロッカアーム１１Ａと第３ロッカアーム１１Ｃと
が係合状態となり、吸気弁７，７は吸気用バルブブリッ
ジ９を介して吸気カム５のカムプロフィールに応じて開
弁駆動される。

【００５２】したがって、吸気弁７，７及び排気弁８，
８はエンジン１の通常運転時に適したバルブタイミング
で駆動され、エンジン１の通常運転が行なわれる。この
場合は、排気カム６による駆動力は、第１ロッカアーム
１２Ａから圧縮ピン３９を介して第３ロッカアーム１２
Ｃに伝達されることになるが、従来の可変動弁機構と異
なり、圧縮ピン３９の径方向に作用する圧縮荷重によ
り、排気カム６による駆動力が、第１ロッカアーム１２
Ａから第３ロッカアーム１２Ｃに伝達されるのである。

【００５３】また、この場合には、第２ロッカアーム１
２Ｂと第３ロッカアーム１２Ｃとは切り離されるが、第
２ロッカアーム１２Ｂは、ロストモーションスプリング
５２の付勢力により、エンジン補助ブレーキ用排気カム
６Ａに追従する。一方、ドライバが減速操作を行なう
と、各種センサによりこのドライバ操作情報がコントロ
ーラ２３に取り込まれ、コントローラ２３からの制御信
号に基づいてソレノイドバルブ２６がオンに切り替えら
れる。

【００５４】これにより、ポンプ２４によって加圧され
た作動油は、作動油供給路４０，通路４０ａ，油穴３１
ａ及び第１ロッカアーム１２Ａ内の作動油供給路４２を
介してシリンダ室３５に供給される。そして、シリンダ
室３５では、この油圧力により油圧ピストン３６がリタ
ーンスプリング４５の付勢力に抗して第２ロッカアーム
１２Ｂ方向に駆動され、油圧ピストン３６に当接した圧
縮ピン３９が第２係合部２２の溝部３４ａ，４３ａ内に
駆動される（図９参照）。

【００５５】これにより、第１ロッカアーム１２Ａと第
３ロッカアーム１２Ｃとが切り離され、第２ロッカアー
ム１２Ｂと第３ロッカアーム１２Ｃとが係合状態とな
る。したがって、排気弁８，８は排気用バルブブリッジ
１０を介してエンジン補助ブレーキ用排気カム６Ａによ
り駆動されるようになる。この場合は、エンジン補助ブ
レーキ用排気カム６Ａによる駆動力は、第２ロッカアー
ム１２Ｂから圧縮ピン３９を介して第３ロッカアーム１
２Ｃに伝達される。すなわち、上述の通常運転時と同様
に、エンジン補助ブレーキ用排気カム６Ａによる駆動力
は、圧縮ピン３９の径方向に作用する圧縮荷重により、
第２ロッカアーム１２Ｂから第３ロッカアーム１２Ｃに
伝達されるのである。

【００５６】また、この場合には、第１ロッカアーム１
２Ａと第３ロッカアーム１２Ｃとは相対回転可能となる
が、第１ロッカアーム１２Ａは、ロストモーションスプ
リング５１の付勢力により、排気カム６に追従すること
になる。また、吸気側の動弁機構においても、上述と同
様に、切り替え機構２０′により第１ロッカアーム１１
Ａと第３ロッカアーム１１Ｃとが切り離され、第２ロッ
カアーム１１Ｂと第３ロッカアーム１１Ｃとが係合状態
となり、吸気弁７，７は吸気用バルブブリッジ９を介し
てエンジン補助ブレーキ用吸気カム５Ａのカムプロフィ
ールに応じて開弁駆動されるようになる。

【００５７】そして、吸気弁７，７及び排気弁８，８
が、エンジン補助ブレーキ用のカム５Ａ，６Ａにより駆
動されることにより、エンジン１の運転モードが通常運
転モードからエンジン補助ブレーキ装置作動モードに切
り替えられ、圧縮圧開放式エンジンブレーキ装置が作動
するのである。なお、この場合には、インジェクタ１７
からの燃料噴射は停止される。

【００５８】すなわち、この場合には、図示しないピス
トンが上死点（クランク軸回転角度＝０°）を通過した
直後から吸気弁７，７が開き始め、ピストンの下死点
（クランク軸回転角度＝１８０°）位置近傍で閉じられ
る（吸入行程）。この後、ピストンが上昇してシリンダ
内の空気を圧縮し（圧縮行程）、上死点（クランク軸回
転角度＝３６０°）位置近傍になると、排気弁８，８が
開いて圧縮空気を排気系に排出するとともに、再び吸気
弁７，７が開いて空気を吸入する。

【００５９】そして、このようにエンジン１が空気を圧
縮するという負の仕事を行なうことにより、車両の走行
エネルギが吸収されて制動力に変換される。特に、この
ようなエンジン補助ブレーキでは、クランク軸の回転角
度３６０°毎に（即ち、クランク軸が１回転する毎に）
繰り返して作動させることで、２サイクルでエンジン補
助ブレーキが作動することになり、大きな吸収馬力を得
ることができるのである。

【００６０】なお、第３ロッカアーム１２Ｃ側の係合部
２１ａと第１ロッカアーム１２Ａ側の係合部２１ｂとの
間には、図３に示すように、所定間隔のクリアランスが
設けられているため、第１ロッカアーム１２Ａが第３ロ
ッカアーム１２Ｃから切り離されて、これらのロッカア
ーム１２Ａ，１２Ｃとの間に相対回転が生じても、各ロ
ッカアーム１２Ａ，１２Ｃの干渉を回避することができ
る。

【００６１】また、これと同様に、第３ロッカアーム１
２Ｃ側の係合部２２ａと第２ロッカアーム１２Ｂ側の係
合部２２ｂとの間にも、所定間隔のクリアランスが設け
られているため、第２ロッカアーム１２Ｂが第３ロッカ
アーム１２Ｃから切り離されて、これらのロッカアーム
１２Ｂ，１２Ｃとの間に相対回転が生じても、各ロッカ
アーム１２Ｂ，１２Ｃの干渉を回避することができる。

【００６２】このように、本発明のエンジンの可変動弁
機構によれば、圧縮ピン３９に作用する圧縮荷重により
カム６，６Ａの駆動力を第１又は第２ロッカアーム１２
Ａ，１２Ｂから第３ロッカアーム１２Ｃに伝達すること
ができるので、剛性の高い可変動弁機構を提供すること
ができる。また、圧縮ピン３９には剪断力ではなく圧縮
荷重が作用するので、大荷重にも耐えることができるよ
うになり、したがって、圧縮ピン３９を小型化，軽量化
することができるという利点がある。

【００６３】また、圧縮ピン３９を小型化，軽量化する
ことにより、可変動弁機構全体も小型化，軽量化するこ
とができるという利点があるほか、動弁機構の切り替え
を迅速に行なうことができるという利点がある。また、
本可変動弁機構では、圧縮ピン３９が第１係合部２１又
は第２係合部２２のいずれか一方に係合するように構成
されているため、ロッカアーム１２の外部に圧縮ピン３
９を待機させる必要がなく圧縮ピン３９の待機場所を設
ける必要がないという利点がある。

【００６４】すなわち、例えば上述の特公平４−１８１
２２号公報等に開示された技術では、係合ピンの待機場
所をロッカアームの外部に設ける必要があり、このため
切り替え機構がロッカアームと別体となり、動弁機構が
大型化してしまう。これに対して、本発明の可変動弁機
構によれば、切り替え機構２０，２０′をロッカアーム
１１，１２内に設けることができるので、可変動弁機構
全体を小型化，軽量化することができるという利点を有
しているのである。

【００６５】さらには、圧縮ピン３９を制御するための
油圧回路も単純なものとすることができ、信頼性も向上
するという利点がある。また、本可変動弁機構では、作
動油がシリンダ室３５に供給されたときにのみ、第２ロ
ッカアーム１２Ｂが第３ロッカアーム１２Ｃに係合し
て、通常運転時とは異なる運転モード（本実施形態で
は、エンジン補助ブレーキ装置作動モード）となるの
で、作動油の供給系統の故障時には、フェイルセーフ機
能が働くという利点がある。

【００６６】すなわち、作動油の供給系統の故障、例え
ば油圧ポンプ２４やソレノイドバルブ２６の故障時に
は、圧縮ピン３９は第１ロッカアーム１２内に収納され
ることになるので、これによりエンジン１を通常の運転
状態とすることができるのである。なお、本発明のエン
ジンの可変動弁機構は、上述のような圧縮圧開放式のエ
ンジンブレーキ装置（エンジン補助ブレーキ装置）のみ
に適用されるものではなく、エンジン１の吸気弁７，７
や排気弁８，８のバルブタイミングやリフト量を変更す
ることでエンジン１の動特性を変更するような可変動弁
機構に広く適用することができる。

【００６７】また、本発明のエンジンの可変動弁機構
は、上述のような４弁式ディーゼルエンジンにのみ適用
されるものではなく、他の形式のエンジンにも広く適用
することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のエンジンの可変動弁機構によれば、第１カム側ロ
ッカアームと弁側ロッカアームとが連動する時には第１
係合部が係合する係合ピンには圧縮荷重が作用すること
になり、この圧縮荷重によりカムの駆動力を第１カム側
ロッカアームから弁側ロッカアームに伝達することがで
きるので、剛性の高い可変動弁機構を提供することがで
きる。

【００６９】また、係合ピンには剪断力ではなく圧縮荷
重が作用するので、大荷重にも耐えることができるよう
になり、係合ピンの耐強度性が向上した分だけ係合ピン
を小型化，軽量化することができ、これにより、可変動
弁機構全体も小型化，軽量化することができるという利
点がある。また、係合ピンを小型化，軽量化すること
で、動弁機構の切り替えを迅速に行なうことができると
いう利点がある。

【００７０】また、請求項２記載の本発明のエンジンの
可変動弁機構によれば、切り替え機構により、係合ピン
が第１係合部又は第２係合部のいずれか一方に係合する
ように構成されているため、ロッカアームの外部に圧縮
ピンの待機場所を設ける必要がないという利点がある。
これにより、切り替え機構を各ロッカアーム内に設ける
ことができるので、可変動弁機構全体を小型化，軽量化
することができるという利点を有している。

【００７１】また、請求項３記載の本発明のエンジンの
可変動弁機構によれば、第１係合部及び第２係合部にお
ける所定の間隔が、第１カム側ロッカアーム又は第２カ
ム側ロッカアームが上記弁側ロッカアームから切り離さ
れて相対回転するときに、上記弁側ロッカアームと、第
１カム側ロッカアーム又は第２カム側ロッカアームとが
当接しない間隔に設定されているので相対回転する２つ
のロッカアームの干渉を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変動
弁機構における全体構成を示す模式的な上面図である。

【図２】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変動
弁機構における排気側の要部構成を示す模式的な上面図
である。

【図３】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変動
弁機構における要部構成を示す断面図であって、図２に
おけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変動
弁機構における要部構成を示す断面図であって、図２に
おけるＢ−Ｂ断面図である。

【図５】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変動
弁機構における要部構成を示す断面図であって、図２に
おけるＣ−Ｃ断面図である。

【図６】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変動
弁機構における第１カム側ロッカアームを示す模式的な
斜視図である。

【図７】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変動
弁機構における第２カム側ロッカアームを示す模式的な
斜視図である。

【図８】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変動
弁機構における弁側ロッカアームを示す模式的な斜視図
である。

【図９】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変動
弁機構における動作説明するための模式図であって、図
２に対応する図である。

【図１０】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変
動弁機構における制御系統の構成を示す模式図である。

【図１１】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変
動弁機構におけるロストモーションスプリングの配設状
態を示す図である。

【図１２】本発明の一実施形態としてのエンジンの可変
動弁機構におけるロストモーションスプリングの配設状
態を示す図である。

【図１３】従来の可変動弁機構の一例を説明するための
模式図であって一部破断して示す図である。

【図１４】従来の可変動弁機構の一例を説明するための
模式的な断面図である。

【図１５】従来の可変動弁機構の作用を説明するための
図であって、図１４の一部を拡大して示す図である。

【符号の説明】

１エンジン２ロッカシャフト３動弁機構４カムシャフト５吸気カム５Ａエンジン補助ブレーキ用吸気カム６排気カム６Ａエンジン補助ブレーキ用排気カム７吸気弁８排気弁９吸気用バルブブリッジ１０排気用バルブブリッジ１１吸気ロッカアーム１２排気ロッカアーム１１Ａ，１２Ａ第１ロッカアーム（第１カム側ロッカ
アーム）１１Ｂ，１２Ｂ第２ロッカアーム（第２カム側ロッカ
アーム）１１Ｃ，１２Ｃ第３ロッカアーム（弁側ロッカアー
ム）１６，１６Ａローラ１７インジェクタ２０，２０′ 切り替え機構２１第１係合部２２第２係合部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ係合部２３コントローラ２４ポンプ２５メインギャラリ２６ソレノイドバルブ３１，３２筒状端部３３穴部３３ａピン部材３４突出部３４ａ溝部３５シリンダ室３５ａ溝部３６油圧ピストン３８小径部３９係合ピンとしての圧縮ピン４０作動油供給路４２作動油供給路４３穴部４３ａ溝部４４ガイドピン４５リターンスプリング５１，５２ロストモーションスプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロッカシャフトに支持されカムの回転に
応じて該ロッカシャフトを中心に揺動する第１カム側ロ
ッカアームと、該ロッカシャフトに支持され吸気弁又は排気弁を開弁駆
動する弁側ロッカアームと、該第１カム側ロッカアーム及び該弁側ロッカアームの揺
動方向においてそれぞれのロッカアームの対向する位置
に所定の間隔を有して形成された第１係合部と、該第
１係合部の近傍に配設された係合ピンと、該係合ピンを該第１係合部に挿脱させることで、該第１
カム側ロッカアームと該弁側ロッカアームとが連動する
該第１係合部の係合状態と、該第１カム側ロッカアーム
と該弁側ロッカアームとが独立して揺動する該第１係合
部の非係合状態とを切り替える切り替え機構とをそな
え、該切り替え機構により該第１係合部が該係合状態に切り
替えられると、該係合ピンに作用する圧縮荷重により、
該第１カム側ロッカアームから該弁側ロッカアームに該
カムの回転駆動力が伝達されるように構成されているこ
とを特徴とする、エンジンの可変動弁機構。
【請求項２】該第１カム側ロッカアームに隣接して配
置されカムの回転に応じて該ロッカシャフトを中心に揺
動する第２カム側ロッカアームと、該第２カム側ロッカアーム及び該弁側ロッカアームの揺
動方向においてそれぞれのロッカアームの対向する位置
に所定の間隔を有して形成された第２係合部とをそな
え、該第２係合部が、上記ロッカシャフトの軸方向に沿って
上記第１係合部と隣接して配置され、該切り替え機構が、該係合ピンを該軸方向に沿って移動
させることにより、上記第１係合部又は該第２係合部の
いずれか一方を係合状態に保持するように構成されてい
ることを特徴とする、請求項１記載のエンジンの可変動
弁機構。
【請求項３】該第１係合部及び該第２係合部における
所定の間隔が、該第１カム側ロッカアーム又は第２カム側ロッカアーム
が上記弁側ロッカアームから切り離されて相対回転する
ときに、上記弁側ロッカアームと、該第１カム側ロッカ
アーム又は該第２カム側ロッカアームとが当接しない間
隔に設定されていることを特徴とする、請求項２記載の
エンジンの可変動弁機構。