JP3357459B2 - エンジンの弁作動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの弁作動装置
に関し、特に、エンジンの運転状態に応じて吸気弁や排
気弁の作動態様を可変にする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（例えば、特開平５−
１７１９０９号公報参照）。

【０００３】上記特開平５−１７１９０９号公報に開示
の従来例は、一端が弁ステムに当接され低速用カムで駆
動される第１ロッカアームと、該第１ロッカアームに回
動自在に支承され高速用カムで駆動される第２ロッカア
ームとを備えている。さらに、第１ロッカアームには、
第２ロッカアームに係合し第１ロッカアームと第２ロッ
カアームとを結合状態とする位置と、両者を非結合状態
とする位置とに切換えるレバー部材が回動自在に支承さ
れている。そして、このレバー部材の回動位置を油圧作
動プランジャでもって切換えることにより、吸気弁ある
いは排気弁の作動態様を変更するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、レバー部材の回動位置を切換えること
により、第１および第２のロッカアームの結合状態ある
いは非結合状態を得るようにしているので、次のような
問題が生ずるおそれがあった。すなわち、例えば、機関
の運転状態の変化に伴い、低速カム作動状態から高速カ
ム作動状態に切換える命令が発せられると、この命令に
応じてレバー部材が非結合状態位置から結合状態位置に
切換わるよう回動されるが、この回動途中において高速
カムのリフト区間になると、レバー部材と第２ロッカア
ームとが部分的に係合した状態となる。かかる状態でさ
らに高速カムによるリフトが行なわれていくと、レバー
部材にはその回動中心まわりにモーメントが作用する
が、このモーメントはレバー部材を逆回転させる方向に
作用しているので、荷重の増加に伴いレバー部材がはじ
かれる現象が生ずるのである。このようにレバー部材が
その回動途中においてはじかれると、高速カムによる高
リフト状態から低速カムによる低リフト状態となり、離
間状態にあった低速カムと第１ロッカアームとが衝突す
ることにより衝撃音が発生するおそれがあった。

【０００５】本発明の目的は、上述したような従来の問
題に着目し、その解決を図るべく、切換途中での係合外
れを無くし安定した結合状態が保たれるようにしたエン
ジンの弁作動装置を提供することにある。

【０００６】

【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、メインロッカシャフトに揺動自在に支
承されて第１カムにより駆動され、先端部が吸気弁また
は排気弁の頭部に摺接する第１ロッカアームと、該第１
ロッカアームまたは前記メインロッカシャフトに揺動自
在に支承され、前記第１カムと同軸の第２カムから付与
される作用力により駆動される第２ロッカアームと、前
記第１ロッカアームに回動自在に支持され、前記第２ロ
ッカアームを前記第１ロッカアームと結合状態および非
結合状態に切換可能な切換部材とを具備し、前記第２ロ
ッカアームと前記切換部材とが係合するとき該両者の係
合位置における係合面の法線が前記係合位置と前記切換
部材の回動中心とを結ぶ線分に対して、前記第２ロッカ
アームの揺動中心側に存在するように配置構成したこと
を特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、切換部材が回動され、仮に、
第２ロッカアームと切換部材とが部分的係合状態となっ
たとしても、その両者の係合位置において両係合面の法
線が係合位置と切換部材の回動中心とを結ぶ線分に対し
て第２ロッカアームの揺動中心側に存在しているので、
切換部材に作用するモーメントは切換部材がさらに完全
係合状態となる回動方向に働き、切換部材の係合外れが
防止される。

【０００８】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。

【０００９】図１〜図５は本発明の一実施例を示す。

【００１０】なお、本例は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。すな
わち、各気筒には２つの吸気弁２に対応した単一のメイ
ンロッカアーム（第１ロッカアーム）１が設けられてい
て、メインロッカアーム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を介して不図示のシリンダ
ヘッドに揺動自在に支持されており、メインロッカアー
ム１の二股の各先端部１Ａは吸気弁２のステム２Ａ頂部
に当接する。

【００１１】メインロッカアーム１は平面視においてほ
ぼ二股状に形成され、メインロッカアーム１の二股に形
成されたそれぞれの腕部１Ｆ，１Ｆのほぼ中央には、低
速カムフォロア４が設けられている。

【００１２】５はメインロッカアーム１の二股に形成さ
れた股部上方に支持軸６によって揺動自在に支持される
サブロッカアーム（第２ロッカアーム）であり、７はサ
ブロッカアーム５の端部上面に設けた高速カムフォロア
である。なお、高速カムフォロア７と２つの低速カムフ
ォロア４とは図１〜図３に示すようにカム軸８の軸方向
に配列されている。９および１０はカム軸８と一体に形
成された高速カムおよび低速カムであり、上述の高速カ
ムフォロア７および低速カムフォロア４は、高速カム９
および低速カム１０にそれぞれ摺接することで、駆動さ
れる。

【００１３】１１はレバー部材であり、図１および図３
に示すようにメインロッカアーム１のレバー支持軸１２
に揺動自在に支持される。１３はレバー部材１１の一方
の端部に設けた係合面であり、後述するようにレバー部
材１１を回動させることによりその係合面１３をサブロ
ッカアーム５の係合面５Ａ（図４参照）に係合させるこ
とでサブロッカアーム５とメインロッカアーム１とを結
合状態に保ち、高速カムフォロア７を介して高速カム９
のカムプロフィールを吸気弁２に伝達させることができ
る。（高速カムフォロア７の能動状態） ついで、図４に従い、本発明にかかる高低速切換え機構
について説明しておく。

【００１４】なお、図４の（Ａ），（Ｂ）は低速作動状
態を、また、図４の（Ｃ）は高速作動状態をそれぞれ示
している。図４において、５Ｂはサブロッカアーム５に
穿設した第１プランジャ収納孔、１Ｂはメインロッカア
ーム１に穿設した第２プランジャ収納孔、また、図４の
（Ｂ）に示す１Ｃは同じくメインロッカアーム１に穿設
した第３プランジャ収納孔である。２１は第１プランジ
ャ収納孔５Ｂに摺動自在に嵌合された第１プランジャ、
２２は第１プランジャ２１の先端部をメインロッカアー
ム１の突き当て部１Ｄに向けて偏倚させているばね、２
３は第１プランジャ２１の行程を規制しているストッパ
リング、２４は空気抜である。

【００１５】一方、第２プランジャ収納孔１Ｂにはロッ
カシャフト３の中心部に設けたオイル通路３Ａからオイ
ルを導くためのオイル通路２５が連通されていて、収納
孔１Ｂに摺動自在に保たれる第２プランジャ２６を油圧
により図４の（Ｃ）に示すようにレバー部材１１の作動
端１１Ｂに向け突出動作させることで、レバー部材１１
の係合面１３をサブロッカアーム５の係合面５Ａに係合
させることができる。図４の（Ｂ）に示す２７は第３プ
ランジャ収納孔１Ｃに摺動自在に保たれる第３プランジ
ャ、２８は第３プランジャ２７をレバー部材１１に設け
た突起部１１Ａ（図１参照）に向けて偏倚させているば
ねである。

【００１６】つづいて、図４の（Ａ）〜（Ｃ）を参照し
つつ、本実施例による高速時および低速時における動弁
動作について説明する。

【００１７】いま、図４の（Ａ），（Ｂ）に示すような
低速時の状態にあるときは、ロッカシャフト３のオイル
通路３Ａを介して第２プランジャ２６に油圧が供給され
ることはなく、レバー部材１１は図４の（Ｂ）に示すよ
うにばね２８によって偏倚される第３プランジャにより
時計回りに回動された位置に保たれる。かくして、サブ
ロッカアーム５はその揺動が許容される状態にあり、高
速カム９が高速カムフォロア７に摺接しても第１プラン
ジャ２１およびばね２２が高速カム９のカムプロフィー
ルを吸収するだけで弁軸２Ａには高速カム９によるリフ
トが伝達されず、低速カム１０が低速カムフォロア４に
摺接することで、低速カム１０によるリフト分だけ弁２
の弁軸２Ａがリフト動作する（図３参照）。

【００１８】また、高速時には不図示の制御部により、
油圧供給手段を介してロッカシャフト３のオイル通路３
Ａからオイル通路２５を介して第２プランジャ収納孔１
Ｂ内に油圧が送給され、その油圧によって第２プランジ
ャ２６が図４の（Ｃ）に示すように第２プランジャ収納
室１Ｂから突出し、レバー部材１１の作動端１１Ｂに作
用することで、レバー部材１１を反時計周りの方向に回
動させる。なおこの場合、レバー部材１１は第３プラン
ジャ２７をばね２８のばね力に抗して第３プランジャ収
納孔１Ｃ内に押し戻すように動作しつつ、その係合面１
３がサブロッカアーム５の係合面５Ａに係合される。

【００１９】続いて、上述した構成の弁作動装置により
レバー部材１１の回動途中における係合外れを防止し常
に安定したロッカアーム同士の結合状態、すなわち、高
速時の開弁動作が行われるための条件について説明す
る。

【００２０】本発明の構成による弁作動装置では、油圧
により第２プランジャ２６を動作させて、レバー部材１
１をレバー支持軸１２の回動中心Ｐ周りに回動させ、そ
の係合面１３をサブロッカアーム５の係合面５Ａに係合
させるようにしている。かくして本発明の場合、図５に
示すように部分的係合時においては高速用カム９を介し
てサブロッカアーム５のカムフォロア７に伝達される開
弁のための作用力がロッカアーム５の係合面５Ａからレ
バー部材１１の係合面１３に押圧力として伝達される
が、両係合面５Ａおよび１３の形状は、サブロッカアー
ム５の係合面５Ａとレバー部材１１の係合面１３との係
合装置Ｑにおいて、両係合面の法線Ｎが係合位置Ｑとレ
バー部材１１の回動中心Ｐとを結ぶ線分ＰＱに対して、
サブロッカアーム５の揺動中心（支持軸６）側に存在す
るように配置構成されている。

【００２１】かくして、押圧力の方向が上記線分ＰＱに
対しレバー部材１１のさらなる回動方向に存在すること
になるから、レバー部材１１には完全係合状態となる回
動方向にモーメントが作用することとなり、部分的係合
時であってもレバー部材１１がサブロッカアーム５によ
ってはじかれることがなくその係合が外れることがない
のである。

【００２２】なお、本実施例ではメインロッカアーム１
にサブロッカアーム５を枢支させた装置について示した
が、メインロッカアームとサブロッカアームとが同軸上
に揺動する装置についても本発明は適用できることは言
うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、メインロッカシャフトに揺動自在に支承されて第１
カムにより駆動され、先端部が吸気弁または排気弁の頭
部に摺接する第１ロッカアームと、該第１ロッカアーム
または前記メインロッカシャフトに揺動自在に支承さ
れ、前記第１カムと同軸の第２カムから付与される作用
力により駆動される第２ロッカアームと、前記第１ロッ
カアームに回動自在に支持され、前記第２ロッカアーム
を前記第１ロッカアームと結合状態および非結合状態に
切換可能な切換部材とを具備し、前記第２ロッカアーム
と前記切換部材とが係合するとき該両者の係合位置にお
ける係合面の法線が前記係合位置と前記切換部材の回動
中心とを結ぶ線分に対して、前記第２ロッカアームの揺
動中心側に存在するように配置構成したので、これによ
って、仮に係合時に不完全な結合状態のまま開弁動作が
行われたとしても、切換部材の係合外れが発生するのが
防止され安定した開弁動作を行わせることができ、衝撃
音の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】図１に示す実施例のカム装置を除いた上面図で
ある。

【図３】図１に示す実施例の正面図である。

【図４】図１に示す実施例による低リフト時の動弁状態
を図２のＡ−Ａ線断面図（Ａ）および図１のＢ−Ｂ線断
面図（Ｂ）によって、また高リフト時の動弁状態を図２
のＡ−Ａ線断面図（Ｃ）によって示す説明図である。

【図５】図１に示す実施例の部分係合時における係合面
の法線Ｎと線分ＰＱとの関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ メインロッカアーム（第１ロッカアーム） ２ （吸気）弁 ３ ロッカシャフト ５ サブロッカアーム（第２ロッカアーム） ５Ａ 係合面 ６ 支持軸 ８ カム軸 ９ 高速カム １０ 低速カム １１ レバー部材 １２ レバー支持軸 １３ 係合面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01L 13/00 301 F01L 1/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メインロッカシャフトに揺動自在に支承
   されて第１カムにより駆動され、先端部が吸気弁または
   排気弁の頭部に摺接する第１ロッカアームと、 該第１ロッカアームまたは前記メインロッカシャフトに
   揺動自在に支承され、前記第１カムと同軸の第２カムか
   ら付与される作用力により駆動される第２ロッカアーム
   と、 前記第１ロッカアームに回動自在に支持され、前記第２
   ロッカアームを前記第１ロッカアームと結合状態および
   非結合状態に切換可能な切換部材とを具備し、 前記第２ロッカアームと前記切換部材とが係合するとき
   該両者の係合位置における係合面の法線が前記係合位置
   と前記切換部材の回動中心とを結ぶ線分に対して、前記
   第２ロッカアームの揺動中心側に存在するように配置構
   成したことを特徴とするエンジンの弁作動装置。