JPH0385308A - 動弁機構装置 - 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、互いにプロフィールの異なる低速比カムと高
速比カムとを選択的に切り換えて吸排気弁と連動させる
ことによって、吸排気弁のリフト量や開弁期間を切り換
えることのできる動弁機構装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、エンジンの動的特性を向上するために、高速時
に高トルク・高出力を得る一方、低速時やアイドリング
時にはオーバーラツプ期間を小さくしＥＧＲを少なくし
て、特性の安定性を保つ必要がある。そのため、エンジ
ンの運転状態に応じて低速比カム及び高速比カムを切り
換えて吸排気弁を開閉させることによって、低速時には
吸排気弁のリフト量及び開弁期間を小さくし、高速時に
はリフト量及び開弁期間を大きくするようにした動弁機
構装置が知られている。近年は、特に、エンジンの高出
力化に伴い１気筒につき各々複数の吸排気弁をもつ多弁
式エンジンが一般化しており、上述の動弁ａｍ装置の要
求が増している。

この種の動弁機構装置としては、従来、特開昭５５−５
００６５６号公報や特開昭６１−２５０３０７号公報に
おいて示されている。すなわち、前者においては、ラッ
シュアジャスタ及び吸排気弁に支持され、且つ低速比カ
ムに係合する第１のフォロワー手段が形成されたリンク
手段に、高速比カムに係合する第２の７才ロワー手段を
回動自在に設け、この第２のフォロワー手段と係合して
その回動を選択的に防止するラッチ手段をリンク手段に
設け、そのラッチ手段を駆動手段により作動するように
したものが示されている。また、後者においては、ロッ
カシャフトに回動自在に案内され高速比カムに係合する
第１アームにガイド孔を形成し、そのガイド孔内にプラ
ンジャを移動自在に収容すると共に、上記ロッカシャフ
トに第１アームと相対回動自在に案内され低速比カム及
び吸排気弁に係合する第２アームに上記プランジャの移
動を選択的に拘束するレバーを設け、このレバーを油圧
式アクチュエータにより作動するようにしたものが示さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来の動弁機構装置にあっては、いずれも、
低速及び高速比カムに対応して設けられた２種のアーム
間に、これらの相対回動を防止し、あるいは許容するた
めの所謂切換手段が作用しているため、この切換手段に
は、上記アームを高速で作動させる上での極めて高い精
度や信頼性等が要求されることになるという問題があっ
た。

本発明は上記問題点を有効に解決すべくなされたもので
あり、その目的とするところは、容易に高い信頼性を得
ることができる動弁８１梢装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、カム軸に設けられ
た低速比カム及び高速比カムと、固定側に枢支され、一
端が上記低速比カムに他端が吸排気弁に係合して該カム
の回転により揺動する第１のロッカアームと、一端が上
記高速比カムに係合し他端が上記第１のロッカアームに
枢支された第２のロッカアームと、該第２のロッカアー
ムを揺動自在に固定側に枢支させた状態と固定側から離
脱させた状態とに切り換える切換手段とを備えたもので
ある。

［作用コ 第２のロッカアームが固定側から離脱されたときには、
低速比カム及び高速比カム間のプロフィールの相違が第
２のロッカアームの第１のロッカアームに対する相対移
動となって吸収されるため、吸排気弁は低速比カムのプ
ロフィールに従って開閉される。一方、第２のロッカア
ームが固定側に揺動自在に枢支されたときには、第２の
ロッカアームの揺動が第１のロッカアームに伝達される
と共に、上記プロフィールの相違が低速比カムに対する
第１のロッカアームの離隔となって現われるため、吸排
気弁は高速比カムのプロフィールに従って開閉される。

これらの切り換えは、切換手段が第２のロッカアーム及
び固定側間に作用することによって行なわれるため、切
換手段には高い精度等が要求されることなく、容易に高
い信頼性を得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について添付図面に従って説明
する。なお、本実施例にかかる動弁機構装置は、気筒毎
に各々２個ずつの吸気弁と排気弁とを有する四弁式エン
ジンに適用されているが、以下では、これら吸排気弁の
一方を作動させる機構についてのみ説明し、他方につい
ては同様のため説明を省略する。

第１図乃至第５図において、１はカム軸であり、図示し
ないシリンダヘッド上に回動自在に案内されている。カ
ム軸１には、上記２個の吸気弁あるいは排気弁２．２の
開閉のために、一対の低速比カム３．３と、この両カム
３．３間に１個の高速比カム４とが形成されている。こ
れら、高速比カム４と低速比カム３とは互いに同名的に
形成されると共に、上記弁２の開閉が所定の作動特性に
従うよう、互いに異なるプロフィールに形成されている
。すなわち、高速となって高速比カム４が選択されると
、上記弁２のリフト量及び開弁期間を大きく切り換える
べく、高速比カム４のプロフィールは低速比カム３のそ
れよりも開弁角が大きく、且つ全回転角度におけるリフ
トが大きく形成されている。

これらカム３．４と上記弁２との間にはロッカアーム５
が設けられている。ロッカアーム５は、図示しないシリ
ンダヘッド上に固定されたキャリア６に取付けられてい
ると共に、上記カム３．４に対応して一対の第１のロッ
カアーム７．７と１個の第２のロッカアーム８とを備え
ている。

第１のロッカアーム７は、第４図に示すように、その一
端に低速比カム３と当接するチル合金等耐摩耗性材料か
らなるチップ７ａが、他端に上記弁２と当接するアジャ
ストスクリュー７ｂがそれぞれ取付けられると共に、中
央部がピボット９を介してキャリア６に揺動自在に懸垂
支持されている。

この第１のロッカアーム７のキャリア６への支持は、第
１のロッカアーム７を固定支点側りに揺動させるべく、
その中央部に上方から形成された溝部７Ｃにピボット９
の先端部を嵌合し、このピボット９及び第１のロッカア
ーム７間を互いに連通する通孔７ｄ、９ａにピン１０を
挿入し、ピボット９の基端部をキャリア６下面に形成さ
れたピボット取付孔６ａに圧入してなされている。

第１のロッカアーム７．７間には、これと略同形状の第
２のロッカアーム８が配設されている。

この第２のロッカアーム８は第３図に示すように、ロッ
カアーム５全体がリンクｔｉ構として機能するよう、一
端に高速比カム４と当接するチップ８ａが取付けられて
いると共に、他端部がピン１０と平行配置されたピンシ
ャフト１１によって第１のロッカアーム７に回動自在に
軸支されている。ピンシャフト１１は、第５図に示すよ
うに、第１及び第２のロッカアーム７．８それぞれに互
いに連通ずるよう形成された通孔７ｅ、８ｂとワッシャ
１２とに挿通され、その先端部のリング消１１ａにリン
グ１３が嵌合されて装着されている。

一方、キャリア６には上述のようなロッカアーム５と協
働して上記カム３．４を選択的に切り換えて使用する切
換手段１４が組み込まれている。

切換手段１４は、第２のロッカアーム８の中央部を回動
自在に枢支すると共に、その枢支位置をキャリア６に対
して固定した状態と移動自在とした状態とに切り換える
よう構成されている。

そのため、切換手段１４にあっては、第２のロッカアー
ム８を油圧ａ１ｍ１５により枢支している６すなわち第
２図に示すように、キャリア６の下面に油通路１７と連
通ずるピストン取付穴１８が形成され、このピストン取
付穴１８内に略有底円筒状のアウターピストン１９が上
下動自在に案内されており、このアウターピストン１９
の下端部に第２のロッカアーム８の中央部が枢支されて
いる。

この第２のロッカアーム８は、上記第１のロッカアーム
７の場合と同様に、溝部８Ｃにアウターピストン１９の
下端部を嵌合し、このアウターピストン１９及び第２の
ロッカアーム８を互いに連通する通孔１９ａ、８ｄにピ
ン２０を挿入して枢支されている。また、油圧機構１５
にあっては、アウターピストン１９内に逆止弁２１を有
する略筒状のインナーピストン２２が圧縮コイルばね２
３を介して嵌入されており、弁２１を境界として上方に
低圧室２４が、下方に高圧室２５がそれぞれ区画形成さ
れている。逆止弁２１は、第５図に示すように、インナ
ーピストン２２に下方から形成された弁座２６．この弁
座２６に当接するボール２７、このボール２７を上方に
付勢する圧縮コイルばね２８、及びこのばね２８を保持
しインナーピストン２２の下端部に固着されるスプリン
グリテーナ２９から構成されている。こうして、弁２１
が開成されているときには、油通路１７を経て低圧室２
４に供給された油が低圧室２４と高圧室２５との間を行
き来できることになり、アウターピストン１９が上下動
自在となって、第２のロッカアーム８の枢支位置つまり
揺動支点を移動自在とした状態が確保されることになる
。他方、弁２１が閉成されているときには、第２のロッ
カアーム８が下方から支えられる位置までアウターピス
トン１９が下降すると共に、その位置で高圧室２５が低
圧室２４よりも常に高圧となるように高圧室２５内に油
が吸い込まれることによって、上記第２のロッカアーム
８の揺動支点を固定した状態が確保されることになる。

逆止弁２１の開閉は上記切換手段１４のソレノイド機構
３０によって行われる。すなわち、低圧室２４と同志的
に配置されたニードル３１の上端にスプリングリテーナ
３２が取付けられ、このスプリングリテーナ３２とキャ
リア６上面との間にリターンスプリング３３が介装され
て、ニードル３１がその先端部をボール２７上方に臨ま
せて懸垂支持されている。このニードル３１の上端には
可動鉄片３４が取付けられ、キャリア６の上面には可動
鉄片３４と同名的にコイル３５が取付けられている。そ
して、これらキャリア６上に設けられたスプリングリテ
ーナ３２、リターンスプリング３３、可動鉄片３４、コ
イル３５等は、ホルダ３６によってキャリア６に固定さ
れたカバー３７内に収容されている。なお、第２図中、
符号３８はコイル３５に接続されたターミナル、３つは
シール部材である。こうして、コイル３５が付勢される
と、可動鉄片３４がリターンスプリング３３に抗して移
動され、ニードル３１によりボール２７が押し下げられ
ることによって、ボール２７が弁座２６から離隔されて
弁２１が開成されることになり、他方、コイル３５が消
勢されると、可動鉄片３４がリターンスプリング３３の
付勢力によって所定位置に復帰され、ニードル３１とボ
ール２７とが離隔されることによって、ボール２７がば
ね２８により付勢されて弁座２６に当接し、弁２１が閉
成されることになる。

ところで、上述のようなコイル３５の付勢及び消勢は、
第６図に示すコントローラ４０によって制御されるよう
になっている０図示するように、気筒毎に設けられた複
数のコイル３５は、互いに並列接続されると共に、それ
ぞれ一端が電源に接続されａ端がトランジスタ等スイッ
チング素子４１を介してアースされている。各スイッチ
ング素子４１の制御信号入力端（トランジスタのベース
入力等）には信号線４２を介してコントローラ４０が接
続されている。コントローラ４０は、エンジン回転数が
所定に達したときに、第７図に示すようにクランクシャ
フト回転角と同期してコイル３５を順に消勢するよう、
各スイッチング素子４１を制御するものである。すなわ
ち、コントローラ４０は、低速時に“Ｈ′傷信号出力し
てスイッチング素子４１を開成させ、コイル３５に通電
させる一方、高速時には上記出力信号を順に“Ｌ”信号
に切り換えてスイッチング素子４１を閉成させ、コイル
３５への通電を遮断するようになっている。

次に、本実施例の作用について説明する。

今、低速時には気筒毎に設けられているコイル３５が全
て付勢されており、これによって、弁２１が開成され、
アウターピストン１９つまり第２のロッカーアーム８の
揺動支点が上下動自在に保持されている。この状態では
、カム軸１の回転に伴って、低速比カム３と高速比カム
４との間のリフト差がアウターピストン１９の上下動に
より吸収されて、第２のロッカアーム８が第１のロッカ
アーム７に対してピンシャフト１１を中心として相対的
に揺動する。そのため、高速比カム４による第２のロッ
カアーム８の移動が第１のロッカアーム７に伝達される
ことなく、低速比カム３゜３に従って、第１のロッカア
ーム７．７が揺動し、低速比カム３，３のプロフィール
に従った吸排気弁２．２の開閉作動が行われる。

一方、高速時には、コントローラ４０が作動して各気筒
のコイル３５が順に消勢され、弁２１が閉成されていく
ことによって、各気筒の第２のロッカアーム８も、その
揺動支点が順に固定されていく、すなわち、弁２１が閉
成されると、カム軸１の回転に伴って第２のロッカアー
ム８の一端が高速比カム４の基礎内部に他端がピンシャ
フト１１及び第１のロッカアーム７を介して吸排気弁２
にそれぞれ支持される位置までアウターピストン１９が
下降し、この位置で上記揺動支点が固定される。そのた
め、第２のロッカアーム８が高速比カム４に追従して揺
動する一方、低速比カム３と高速比カム４との間のリフ
ト差によって低速比カム３から第１のロッカアーム７が
離隔され、上記第２のロッカアーム８の＃ＡＩＩＪがピ
ンシャフト１１を介して第１のロッカアーム７に伝達さ
れ、高速比カム４のプロフィールに従った吸排気弁２゜
２の開閉作動が行われる。

従って、本実油側によれば、一端が低速比カム３に当接
する第１のロッカアーム７に、一端が高速比カム４に当
接する第２のロッカアーム８の他端をビンシャフト１１
により枢支すると共に、第２のロッカアーム８をキャリ
ア６に対して固定的に枢支しあるいはその枢支を解除す
る切換手段１４を、キャリア６に組み込んで、低速比カ
ム３と高速比カム４とを選択的に切り換えるようにした
ため、低速から高速に至る広い回転範囲においてて高出
力化を図れると共に、運転の安定化及び低燃費化を図る
ことができる。同時に、上述の切り換えはキャリア６に
設けられた切換手段１４が第２のロッカアーム８に作用
して行われるため、切換手段１４しいては動弁機構装置
全体としめ信頼性の向上を容易に図ることができる。

また、本実施例によれば、上方に低圧室２４が下方に高
圧室２５がそれぞれ逆止弁２１により区画されてなる油
圧＃Ｒ構１５に、第２のロッカアーム７を枢支させ、逆
止弁２１を開閉させることによって、低速比カム３及び
高速比カム４を選択的に切り換えたため、第２のロッカ
アーム８の枢支位置は、逆止弁２１の開閉時期に拘らず
、それが高速比カム４の基礎内部に当接したときにキャ
リア６に対して固定的となり、高速時に容易に上述の切
り換えを行うことができる。また、吸あるいは排気弁２
のギャップ調整は、第１のロッカアーム７の調整のみで
行うことができ、ロッカアーム５のシリンダヘッドへの
取付けが極めて簡便である。

また、本実施例によれば、油圧機構１５の逆止弁２１の
開閉をキャリア６上に設けられ、ニードル３１を懸垂支
持させたソレノイドｉ楕３０によって行うようにしたた
め、上記切り換えを小型で組立性及びメンテナンス性の
良いソレノイド機構３０で行うことができる。

また、本実施例伜よれば、切換手段１４及びロッカアー
ム５をキャリア６に組み込み、これをシリンダヘッドに
取付けるるのみで動弁ｉ構装置を装着することができ、
品質管理性及び生産性が極めて良好である。

また、本実施例によれば、コントローラ４０の作動によ
って気筒毎に順に上記切り換えを行うようにしたため、
運転者に与えられるショック等を軽減でき、良好な運転
性を得ることができる。

なお、上記実施例においては、四弁式エンジンに適用さ
れる動弁機構措置について説明したが、二弁式エンジン
に適用されるものであってもよい。

また、５ＯＨＣ型の動弁機構装置について説明したが、
ＤＯＨＣ型に構成したものであってもよい。

また、上記実施例においては、切換手段１４を油圧機構
１５とソレノイド機構３０とにより構成したが、第２の
ロッカアーム８を枢支し、その枢支位置を固定状態と移
動自在状態とに切り換えられるものであれば、他の構成
を採用してもよい。

また、上記実施例においては、溝部８Ｃにピボット９を
嵌入し、ビン１０を挿入することによって、第１のロッ
カアーム７を枢支したが、第８図に示すように、ホルダ
４３に第１のロッカアーム４４を嵌入し、シャフト４５
により枢支してもよい、さらに、第１のロッカアーム７
及び第２のロッカアーム８の一端には、耐摩耗性のチッ
プ７ａ。

８ａに代えて、第９図に示すように、シャフト４６及び
ニードル４７によりローラ４８を回動自在に装着しても
よい。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のごとく優れた効果を発
揮する。

（１）　　第２のロッカアームを固定的に枢支した状態
と離脱させた状態とに切り換えることによって、低速比
カム及び高速比カムを選択的に使用したため、動弁機構
装置全体としての信頼性を容易に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は本発
明の一実施例の断面図、第３図は第２図のＩ−Ｉ矢視断
面図、第４図は第２図の■−■矢視断面図、第５図は本
発明の一実施例の分解斜視図、第６図はソレノイド機構
を制御するための概略回路図、第７図はコントローラの
作動を示すタイミングチャート、第８図及び第９図は本
発明の変形例を示す部分分解斜視図である。 図中、１はカム軸、３は低速比カム、４は高速比カム、
５はロッカアーム、６はキャリア、７は第１のロッカア
ーム、８は第２のロッカアーム、１１はビンシャフト、
■４は切換手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カム軸に設けられた低速比カム及び高速比カムと、
   固定側に枢支され、一端が上記低速比カムに他端が吸排
   気弁に係合して該カムの回転により揺動する第１のロッ
   カアームと、一端が上記高速比カムに係合し他端が上記
   第１のロッカアームに枢支された第２のロッカアームと
   、該第２のロッカアームを揺動自在に固定側に枢支させ
   た状態と固定側から離脱させた状態とに切り換える切換
   手段とを備えた動弁機構装置。