JPS61250314A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、運転状態に応じて吸、排気パルプのリフト量
や開弁Ｉ］ｍを変えることのできるエンジンの動弁装置
に関するものである。

（従来技術） エンジンの吸、を気パルプの作動特性を設定する場合に
、低速時にはパルプオーバーラツプ期間における排気の
吹返しゃ吸気の吹抜けを抑制する等により燃焼の安定性
および燃費の向上を図るため、バルブリフト量および開
弁１１１３間を比較的小さくすることが望ましく、高速
時には出力の向上等のためバルブリフト量や開弁期間を
大きくすることが望ましい。

このような要求を満足するため、形状の異なる２種のカ
ムを設け、これらのカムのいずれかに選択的にバルブを
連係させ、かつその連係を運転状態に応じて切替えるよ
うにした動弁装置は従来においても知られており、この
種の動°弁装置としては、例えば実開昭５７−１８２２
０５号公報に示されているようなものがある。この装置
は、１個（Ｄ　ｔ＜　）Ｌｔプに対して低速型と高速型
の２個のカムと１個のロッカーアームとを有し、ロッカ
ーアームのカム側部分を２又状に形成してその一方の端
部を低速型カムへの当接部とするとともに、他方の端部
に摺動可能な高速カム当接部材およびその摺動を阻止す
るストッパを装備し、このストッパを油圧シリンダ等の
アクチュエータにより連動機構を介して作動するように
している。そして上記アクチュエータを運転状態に応じ
て制御することにより、低速時には上記高速カム当接部
材が遊動して高速型カムの作動がパルプに伝達されず低
速型カムでパルプが作動され、高速時には上記高速カム
当接部材の摺動が阻止されて高速型カムの作動がパルプ
に伝達されるようにしている。

ところが、この装置では、ロッカーアームの高速型カム
に当接する部分に摺動可能な部材を設けているので、こ
の部材とロッカーアーム端部との間に摺動間隙が生じ、
かつ、この部材にカムから加わる力の方向がカムの回転
に伴って変化することにより、作動中にこの部材ががた
つき易く、このようながたつきがあると騒音が発生する
とともに摩耗が生じ易くなり、信頼性を低下させる。ま
たこの部材およびストッパーがロッカーシャフトから遠
い位置にあ゛るロッカーアーム端部に装備され、その上
、アクチュエータや連動機構もロッカーアームに装備さ
れるため、構造が複雑化するとともに、ロッカーアーム
の慣性モーメントが大きくなって高速回転時に所謂パル
プのジャンピングが生じ易くなり、これに起因してエン
ジン回転数限界が低下する。

さらにこの装置では、カムシャフトに並べられた２個の
カムのうちのいずれか１個からロッカーアームに力が加
わるので、この力はロッカーアームの一側方に偏って作
用し、これによってロッカーアームが傾き、ロッカーア
ームの作動がスムーズに行なわれなくなったり、パルプ
とロッカーアームとの接触面に片当り摩耗が生じて信頼
性！低下させたりするという問題もあった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、運転状態に応じてバル
ブリフト特性を変えるため形状の異なるカムとパルプと
の連係を切替えるようにする動弁装置において、作動中
に上記連係の切替部分にがたつきが生じることを防止す
るとともに慣性モーメントを小さくし、さらに作動中の
ロッカーアームの傾きを防止して信頼性および動弁性能
を向上し、しかも構造を簡単にすることを目的とするも
のである。

（発明の構成） 本発明は、気筒ごとに吸気パルプもしくは排気バルブの
少なくとも一方のパルプに対し、形状の異なる２種のカ
ムを設け、これらのカムとパルプとの間「ロッカーアー
ムを配置するとともに、これらｆ、に対し選択的に上記
パルプを連係してそのｌｌｂ　　運転状態に応じて切替
える切替機構を設けたエンジンの動弁装置において、上
記２種のカムを、両サイドのカムが同一形状で中央のカ
ムが両サイドのカムと異なる形状となったカムで構成す
る一方、上記ロッカーアームを、上記両サイドのカムに
対する各当接部を一体に備えた第１アームと、上記中央
のカムおよびパルプに対する当接部を備えた第２アーム
とで構成し、この両アームをロッカーシャフト回りに相
対運動可能に支承させ、この両アームの相対運動を阻止
する接続状態と両アームの相対運動を許容する非接続状
態とに切替え可能で運転状態に応じて切替作動されるセ
レクタを上記第１アームの幅方向中央部に設けたもので
ある。

つまり、上記セレクタによって上記両アームが接続状態
とされたときは、上記両サイドのカムの回転に伴い両ア
ームが一体的に揺動してパルプを作動し、上記両アーム
が非接続状態とされたときは、両サイドのカムの回転が
パルプ側に伝達されずに中央のカムでパルプが作動され
るようにし、特に上記のように３個のカムを配置してバ
ランス良くロッカーアームに力が作用するようにすると
ともに、これらのカムに対して２分割のロッカーアーム
と１個のセレクタとからなる構造で連係の切替えが行わ
れるようにしたものである。

（実施例） 第１図乃至第４図は、１気筒につき２個の吸気バルブを
備えたエンジンの吸気バルブに対して本発明装置を適用
した場合の一実施例を示している。

これらの図において、１は気筒で、２ａ、　２ｂは気筒
１に装備された吸気バルブであり、排気パルプとその駆
動系については図示を省略している。

上記吸気バルブ２ａ、２ｂに対し、３個のカム３ａ、３
ｂ、４が共通のカムシャフト５に配設されている。上記
３１１ｍのカムは両サイドが同一形状の高速型カム３ａ
、３ｂ、中央が低速型カム４となっており、低速型カム
４はロッカーアーム６の略幅方向中央に対応する位置に
配置され、高速型カム３ａ、３ｂは低速型カム４の両側
に対称的に配置されている。上記高速型カム３ａ、３ｂ
と低速型カム４とはそれぞれ高速時と低速時とにおいて
要求されるバルブ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、つまり
、上記高速型カム３ａ、３ｂは低速型カム４と比べ、バ
ルブリフトｍもしくは開弁期間の少なくとも一方を大き
くするように、カムノーズが大きくなっている。

これらのカム３ａ、３ｂ、４と気筒１との間に配置され
たロッカーアーム６は、両高速型カム３ａ、３ｂに当接
する左右一対のアーム部７ａ、７ｂが上部の連結部分７
Ｃを介して一体に連設された第１アーム７と、両吸気バ
ルブ２ａ、２ｂへの当接部分８ａ、８ｂおよび低速型カ
ム４への当接部分８Ｃを一体に備えた第２アーム８とに
分割され、第２アーム８は第１アーム７の両アーム部７
ａ、７ｂの間に配置されている。そしてこの両アーム７
．８がロッカーシャフト９回りに相対運動可能となるよ
うに支承されている。

また、上記両アーム７．８を接続状態と非接状態とに切
替えるセレクタ１ｏが、第１アーム７の幅方向中央部で
ある上記連結部分７ｃの中央部に設けられており、この
セレクタ１０は、プランジャ１１およびレバ一部材１２
等により構成されている。このセレクタ１０を具体的に
説明すると、第１アーム７の上部には第２アーム８の上
部に向かって開口するガイド孔１３が形成され、このガ
イド孔１３に上記プランジャ１１が移動可能に収容され
、このプランジャ１１はガイド孔１３内のスプリング１
４によって第２アーム８に当接するように付勢されてお
り、プランジャ１１の途中部には小径の係合部１５が形
成されている。また、第１アーム７の上部には、上記レ
バ一部材１２がプランジャ１１に直交してロッカーシャ
フト９の軸方向に移動可能に支承されており、このレバ
ー。

部材１２には、プランジャ１１より若干大径のプランジ
ャ挿通孔１６と上記係合部１５に対応する大きさで上記
プランジャ挿通孔１６に連なった係止孔１７とが形成さ
れている。こうして、上記レバ一部材１２の係止孔１７
がプランジャ１１の係合部１５に係合するロック位置に
レバ一部材１２が移動したときは、プランジャ１１の摺
動が阻止されることにより、両アーム７．８の上部が互
いに接近する方向の相対運動が阻止され（このときが接
続状態）、他方、係止孔１７が係合部１５がら離脱して
プランジャ挿通孔１６にプランジャ１１が挿通される非
ロツク位置にレバ一部材１２が移動したときは、プラン
ジャ１１の摺動が許容されることにより両アーム７．８
の相対運動が許容されるようにしている（このときが非
接続状！！り。

上記レバ一部材１２の端部は第１アーム７の外部に突出
し、ロッカーシャフト９の周囲に設けられた環状の油圧
式のアクチュエータ２０にアーム１２ａを介して連結さ
れており、このアクチュエータ２０は、その油圧室２１
に図外のオイルポンプからオイル通路２２を介してオイ
ルが供給されたときにはレバ一部材１２を上記ロック位
置に向けて移動させ、油圧室２１からオイルがリリーフ
されたときはリターンスプリング２３によりレバ一部材
１２を上記非ロツク位置に向けて移動させるようになっ
ている。そして、回転数信号２４等を受ける制御回路２
５によりオイル通路２２中の制御バルブ２６を介して上
記油圧室２１に対するオイルの供給、排出が制御される
ことにより、運転状態に応じ、例えば所定回転数以上の
高速時にはレバ一部材１２がロック位置に作動され、所
定回転数未満の低速時にはレバ一部材１２が鼻ロック位
置に作動されるようにしている。レバ一部材１２を作動
するアクチュエータは上記の油圧式のものに限らず、ソ
レノイド等を用いてもよく、また運転状態に応じたアク
チュエータの制御は、エンジン四転数と負荷とに応じて
行なうようにしてもよい。

なお、第２アーム８の吸気パルプ２ａ、２ｂへ各当接部
分８ａ、８ｂには低速型カム４で吸気パルプ２ａ、２ｂ
が作動されるときのパルプクリアランスを調整するため
のアジャストスクリュー２７が取付けられ、その先端が
吸気パルプ２ａ、２ｂの軸端に当接しており、図ではこ
の吸気パルプ２ａ、２ｂの軸端に対する当接部Ｍ（アジ
ャストスクリュー２７の中心０１）がパルプ中心０２よ
りも内側にオフセットされている。このようにオフセッ
トしているのは、軸が気筒１に対して傾斜している吸気
パルプ２ａ、２ｂを作動されるにつれて徐々に回転させ
ることにより偏摩耗を防止するためであり、また特に内
側にオフセットしているのは、第２アーム８のパルプ側
への突出量を小さくして慣性モーメントを軽減するため
である。

また、プランジャ１１に対向する第２アーム８の上部に
は、高速型カム３ａ、３ｂが作動されるときのパルプク
リアランスを調整するためのアジャストスクリュー２８
が設けられている。２９はシリンダヘッド２９である。

この動弁ｌ［によると、エンジンの高速時には、レバ一
部材１２がロック位置に作動されてプランジャ１１の摺
動が阻止されることにより、第１アーム７が高速型カム
３ａ、３ｂのカムノーズに押されて揺動したときに第２
アーム８は低速型カム４から離間して第１アーム７と一
体に揺動するため、高速型カム３ａ、３ｂの回転に応じ
て吸気パルプ２ａ、２ｂが作動される。一方、低速時に
は、レバ一部材１２が非ロツク位置とされてプランジャ
１１の摺動が許容されることにより、高速型カム３ａ、
３ｂの回転に伴う第１アーム７の揺動が上記プランジャ
１１で吸収されて第２アーム８に伝達されず、低速型カ
ム４の回転に応じた第２アーム８の揺動により吸気パル
プ２ａ、２ｂが作動される。このようにして運転状態に
適合するようにバルブリフト特性が変えられる。

そして、特に前記のように３個のカム３ａ、３ｂ、４を
配置して高速時には両サイドの２個の高速型カム３ａ、
３ｂで吸気パルプ２ａ、２ｂが作動され、低速時に中央
の低速型カム４で吸気パルプ２ａ、２ｂが作動されるよ
うにするとともに、セレクタ１０を第２アーム８の幅方
向中央に配置しているので、高速時および低速時のいず
れにおいても、ロッカーアーム６にバランスよく力が作
用してロッカーアーム６の傾きを防止することができる
。

また、高速型カム３ａ、３ｂおよび低速型カム４と吸気
パルプ２ａ、　２ｂとの連係を切替えるためのセレクタ
１０が、上記両アーム７．８を接続状態と非接続状態と
に切替えるものであって、前記の実開昭５７−１８２２
０５号公報に示された従来装置のようにカムに当接する
ものではないので、このセレクタ１０のプランジャ１１
には常に一定方向（ロッカーシャフト９の接線方向）に
力が作用し、ロッカーアーム６の作動中にも上記プラン
ジャ１１にがたつきが生じることがない。しかも、上記
のように３個のカム３ａ、３ｂ、４を配設する場合に、
もし従来装置のようにカム側端部に連係切替手段を設け
ようとすると両高速型カム３ａ、３ｂに対応させて２つ
の連係切替手段が必要となるが、本発明では２分割され
たロッカーアーム６の一方のアーム７に組込まれた１つ
のセレクタ１０で上記各カム３ａ、３ｂ、４と吸気パル
プ２ａ、２ｂとの連係を切替えることができるので、構
造が簡単になる。ざらに、このセレクタ１０はロッカー
シャフト９近くに配置することができるので、カム側端
部に配置する場合よりも慣性モーメントを小さくするこ
とが可能となり、これにより、高速時に・６所謂バルブ
のジャンピング（作動中に慣性でロッカーアームおよび
パルプがカムから浮く現象）を防止することができる。

なお、上記実施例では、各カム３ａ、３ｂ、４と吸気バ
ルブ２ａ、２ｂとの間のバルブクリアランス調整用とし
て、第２アーム８のバルブ側端部と両アーム７．８の接
続部とにそれぞれアジャストスクリュー２７．２８を設
けているが、これらの代りに、第５図に示すように第２
アーム８のバルブ側端部に油圧式ラッシュアジャスタ３
０を設けてもよい。この油圧式ラッシュアジャスタ３０
は従来から知られたものであるため具体的構造の図示お
よび説明は省略するが、油圧を利用してバルブクリアラ
ンスをゼロに調整しつつバルブを作動することができる
ようになっており、これを上記のように組込めば、高速
型カム３ａ、３ｂによるバルブ作動時と低速型カム４に
よるバルブ作動時のいずれについても自動的にバルブク
リアランスが調整される。

また、上記実施例では１気筒に２個の吸気バルブ２ａ、
２ｂを備えたエンジンに適用した場合を示したが、第２
アーム８の形状を変更することにより１気筒に１個の吸
気バルブを備えたエンジンにも適用し得ることは勿論で
ある。さらに本発明装置は排気バルブに適用してもよく
、あるいは吸気バルブと排気パルプの双方にそれぞれ適
用してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、運転状態に応じてバルブリフト
特性を変えるための構造として、両サイドが同一形状で
中央が異なる形状とした３個のカムを配置するとともに
、ロッカーアームを、両サイドのカムへの当接部を一体
に備えたアームと中央のカムおよびバルブへの当接部を
備えたアームとに２分割し、その一方のアームに組込ま
れたセレクタによって両アームを接続状態と非接続状態
とに切替えるようにしているので、作動中のロッカーア
ームの傾き、およびセレクタのがたつきを防止して動弁
性能および信頼性を高めることができ、かつ慣性モーメ
ントを小さくしてエンジン回転数限界を高めることもで
きる。しかも、上記３個のカムとバルブとの間で連係を
切替える機構が、２分割されたロッカーアームと１つの
セレクタとからなる簡単な構造でありながら、上記のよ
うな効果を持たせることができるものである・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す平面図、第２図は
第１図のｌｌ−１［線断面図、第３図は１１図の■−■
線断面図、第４図はロッカーシャフト位置での縦断正面
図、第５図は別の実施例を示す第３図相当図である。 ２ａ、２ｂ−・・吸気バ／ｌ／７．３ａ、３ｂ−ｍサイ
ドのカム、４・・・中央のカム、６・・・ロッカーアー
ム、７・・・第１アーム、８・・・第２アーム、９・・
・ロッカーシャフト、１０・・・セレクタ。 特許出願人　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人　
　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　弁理士　　
　長１）正 向　　　　　　弁理士　　　板谷康夫 第　　１　　図 第　　４　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、気筒ごとに吸気バルブもしくは排気バルブの少なく
   とも一方のバルブに対し、形状の異なる２種のカムを設
   け、これらのカムとバルブとの間にロッカーアームを配
   置するとともに、これらのカムに対し選択的に上記バル
   ブを連係してその連係を運転状態に応じて切替える切替
   機構を設けたエンジンの動弁装置において、上記２種の
   カムを、両サイドのカムが同一形状で中央のカムが両サ
   イドのカムと異なる形状となったカムで構成する一方、
   上記ロッカーアームを、上記両サイドのカムに対する各
   当接部を一体に備えた第１アームと、上記中央のカムお
   よびバルブに対する当接部を備えた第２アームとで構成
   し、この両アームをロッカーシャフト回りに相対運動可
   能に支承させ、この両アームの相対運動を阻止する接続
   状態と両アームの相対運動を許容する非接続状態とに切
   替え可能で運転状態に応じて切替作動されるセレクタを
   上記第１アームの幅方向中央部に設けたことを特徴とす
   るエンジンの動弁装置。