JPH04134112A

JPH04134112A - 内燃機関の動弁装置

Info

Publication number: JPH04134112A
Application number: JP25775190A
Authority: JP
Inventors: Shoji Morita; 正二盛田; Yoshihiko Yamada; 吉彦山田; Seinosuke Hara; 誠之助原
Original assignee: Atsugi Unisia Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1992-05-08

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、とりわけ機関の低回転時と高回転時で弁のリ
フト特性等を切換え可能な動弁装置の改良に関する。

従来の技術前述のような動弁装置としては種々のものがあり、その
−例としては、高速用、低速用のカムによって夫々揺動
する第１０ツカアームと第２０ツカアームとを連結手段
によって連結したときに両吸気弁あるいは両排気弁をと
もに開閉作動させる一方、連結状態を解除したとき第１
０ツカアームのみを揺動させ、一方の吸気弁あるいは排
気弁のみを開閉作動させるようなものがある。

ところで、前記連結手段の切換えにあたっては、両口ツ
カアームがともに揺動していない状態、即ち、第１０ツ
カアーム及び第２０ツカアームが対応する両カムのベー
スサークル上に摺接している状態にあることが必要であ
る。例えば、一方の吸気弁のみを開閉作動させている状
態から両吸気弁をともに開閉作動させる状態に切換える
にあたりて、第５図に示すように吸気弁の閉弁区間Ｔ、
すなわち第１０ツカアームがカムのベースサークルに摺
接して静止している区間における時期Ａ点で連結手段に
より両口ツカアームを連結すべくピストンの移動を開始
させるようにしたときを想定する。この場合は、吸気弁
の開弁区間Ｔ４すなわち第１０ツカアームの揺動動作区
間に即座に入ってしまうため、前記ピストンの第２０ツ
カアームへの係合が困難となり、たとえわずかに係合し
たとしても途中で係合状態が解除されたりして確実な切
換えが行われない。この結果、異音の発生や破損等を招
く虞れがある。

そこで、例えば特開昭６１３１６１４号公報に記載され
た技術のようにピストンを伸長方向のばね力で伸縮可能
に構成し、第１０ツカアームには該第１０ツカアームが
開弁方向に揺動動作をしているときに、前記ピストンの
移動を許容するタイミング板を配設して、確実なピスト
ン移動を得るようにしたものも提供されている。

発明が解決しようとする課題然し乍ら、前記公報記載の従来例にあっては、ピストン
が有底円筒状の連結体や押圧体で構成され、さらに画体
間を互いに離間させる方向に付勢するばねを有している
なと装置全体の構造か極めて複雑になると共に、コスト
の高騰か余儀な（される。しかも、ピストン全体が長く
なり、該ピストンの長尺化に伴い第１０．カアームの大
型化を招いている。

課題を解決するための手段本発明は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので
、機関のクランク軸と同期回転し、リフト量の異なる高
速用カム及び低速用カムとを有するカム７ヤフトと、基
端部がロッカ／ナフトに揺動自在に支持され、かつ前記
選択されたカムの回転に伴い吸気弁あるいは排気弁を開
弁する複数のロッカアームと、該各ロッカアームの対向
する両側部に有する各カイト孔内を油圧を介して摺動す
るピストンにより前記各ロッカアームを適宜連結する連
結手段とを備え、更に、前記高速用カムに摺接する一方
のロッカアームに、一端部が高速用カムに常時当接しか
つ他端部で前記ピストンの移動を適宜規制するタイミン
グレバーを軸支すると共に、前記高速用カムのリフト領
域で前記タイミングレバーによるピストンの移動規制を
解除するようにしたことを特徴としている。

作用前記構成によれば、タイミングレバーを高速用カムのプ
ロフィールに従って揺動させて、低速用カムとの所定の
相対回転領域内でピストンの移動を規制あるいは規制を
解除することができるので、該ピストンの確実な移動が
確保できることは勿論のこと、ピストン等の構造を複雑
にする必要がなくなり、装置全体の構造の簡素化が図れ
る。

実施例以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図に基づいて詳
述する。尚、本実施例は、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）を備えた内燃機関に対し
て適用した。ものを示している。

即ち、各気筒にはパルプスプリング３ａ、３ａて閉弁方
向に付勢された２本の吸気弁３．３に対応した単一のメ
インロッカアーム１が設けられており、このメインロッ
カアームｌは、基端部１　ａが各気筒に共通なメインロ
ッカ／ヤント４を介してンリンダヘソトに揺動自在に支
持されている一方、先端部１ｂが吸気弁３，３のステム
頂部に当接している。また、このメイン口、カアーム１
は、平面略矩形状を呈し、−側部の長手方向に長方形状
の開口５が切欠形成されていると共に、他側部の長手方
向にも前記開口５よりも面積の大きな略段差長方形状の
矩形孔６が切欠形成されている。

そして、前記開口５には、／ヤフト８にニードルベアリ
ング９を介してローラ１０か回転自在に設けられている
一方、矩形孔６内にサブロッカアーム２が配置されてい
る。また、前記ローラ１０は、図外のクランク軸と同期
回転するカム７ヤフト１１に有する低速用カム１２が転
接している。

前記サブロッカアーム２は、基端がサブロッカシャフト
１３介してメインロッカアーム１に相対的に揺動自在に
支持されていると共に、吸気弁３３に当接する部位を有
さず、その先端には低速用カム１２と並設された高速用
カム１４に摺接するカムフォロア部１５が円弧状に突出
形成されており、その下側には、カムフォロア部１５を
高速用カム１４に押し付けるロストモーションスプリン
グ１６が介装されている。また、前記サブロッカシャフ
ト１３は、サブ口、カアーム２の基端内部に形成された
挿通孔２ａに摺動自在に挿通していると共に、その両端
部が基端部１ａの矩形孔６両対向位置に穿設された圧入
用穴１７．１７に圧入固定されている。更にサブロッカ
アーム２の基端側中央には、長方形状の切欠孔７が長手
方向に沿って形成されている。

また、メインロッカアーム１には、サブロッカアーム２
の直下に位置してロストモー／コンスプリング１６を介
装する円柱状の凹部１８が一体形成されている。コイル
状のロストモーションスプリング１６の下端は、凹部１
８の底板１８ａに着座し、その上端は凹部１８に摺動自
在に嵌合するリテーナ１９を介してサブロッカアーム２
に一体形成されたフォロア部２０に当接する。

更に、メインロッカアーム１とサブロッカアーム２との
間には、第１図及び第２図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すよ
うな連結手段２１が設けられている。即ち、メインロッ
カアーム１のローラ１０の側部内に、有底円筒状の第１
ガイド孔２２が幅方向に形成されていると共に、矩形孔
６側部の外側壁ＩＣ内に第１ガイド孔２２と同軸上でか
つ同一径の第３ガイド孔２４が形成されている。一方、
サブロッカアーム２の基端側には、各ガイド孔２２．２
４と同軸上でかつ同一径の第２ガイド孔２３が巾方向に
沿って貫通形成されている。そして、該各ガイド孔２２
，２３．２４内には、夫々第１゜第２．第３ピストン２
５，２６．２７が摺動自在に設けられており、第１．第
２ピストン２５．２６は、対応する各ガイド孔２２．２
３の長さと同一長さに設定され、また、第３ピストン２
７は、その長さが各ピストン２５．２６の移動を確保す
るために第３ガイド孔２４の長さよりも短（設定されて
いる。また、第１ピストン２５の背後に油室２８が画成
されていると共に、第３ピストン２７の背後に各ピスト
ン２５，２６．２７を油室２８方向に付勢するリターン
スプリング２９がリテーナ３０を介して弾装されている
。前記、第２ピストン２６は、外周面の中央両側位置に
円環状の２つの第１．第２係合溝２６ａ、２６ｂが形成
されている。

そして、油室２８内に導かれる作動油圧により第１ピス
トン２５及び第２ピストン２６が夫々第１、第２ガイド
孔２２．２３と第２．第３ガイド孔２３．２４に跨って
嵌合することにより両口ツカアーム１，２が一体に連結
されるようになっている。一方、油室２８に作動油圧が
導入されない場合は、リターンスプリング２９のばね力
により、第３ピストン２７が押圧されて第１．第２ピス
トン２５．２６を各第１．第２ガイド孔２２．２３内に
収めた状態で両口ツカアーム１．２の連結が解除される
ようになっている。

前記油室２８に作動油圧を導く油圧回路３１は、第１図
に示すようにメインロッカシャフト４の内部軸方向に形
成されたオイルギヤラリ３２と、メインロッカシャフト
４の半径方向及びメインロッカアーム１の内部を通って
油室２８とオイルギヤラリ３２とを連通する油通路３３
とから構成されている。

オイルギヤラリ３２には、図示しない切換弁を介してオ
イルポンプの吐出油圧が所定の高速運転時に導かれる。

切換弁の作動を電子制御するフントロールユニットは、
機関回転信号、冷却水温信号、潤滑油の温度信号、過給
機による吸気の過給圧力信号、スロットルバルブの開度
信号等を入力して、これらの検出値に基づいてエンジン
トルクの急激な変動を抑えつつ、後述する低速用カム１
２と高速用カム１４の切換えを円滑に行うようになって
いる。

低速用カム１２とこれに隣接する高速用カム１４は、そ
れぞれ共通のカムシャフト１１に一体形成され、エンジ
ンの低回転時と高回転時において要求される弁リフト特
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）に形成されている。つまり、高速用カム１４は
、低速用カム１２と比べ、弁リフト量もしくは開弁期間
の少なくとも一方を大きくするプロフィールを有してい
る。ここでは、弁リフト量、開弁期間を共に大きくしで
ある。

更に、前記サブロッカアーム２の切欠孔７内には、前記
各ピストン２５，２６．２７の移動を規制、解除するタ
イミングレバー４０が設けられている。このタイミング
レバー４０は、第３図（Ａ）（Ｂ）に示すように、略り
字形に折曲形成され、該折曲部位に有する挿通孔内を挿
通した支軸４１を介して揺動自在に設けられており、外
方へ傾斜状に折曲された一端部４０ａが切欠孔７から突
出して高速用カム１４の外周面に当接している一方、他
端部４０ｂが揺動に伴い前記係合溝２６ａ、２６ｂ内に
選択的に係合するようになっている。また、このタイミ
ングレバー４０は、支軸４１に巻装された捩りばね４１
のばね力によって第３図時計方向つまり一端部４０ａの
上縁が高速用カム１４外周面に常時当接するように付勢
されている。

以下、本実施例の作用を説明する。

機関低速運転時（油室２８内に作動油圧が導入されない
とき）には、メイン口、カアーム１か低速用カム１２の
プロフィールに従って揺動し、各吸気弁３，３を開閉作
動する。このとき、サブ口、カアーム２は、高速用カム
１４によって揺動されるものの、リターンスプリング２
９のばね力により各ピストン２−５．２６．２７が各ガ
イド孔２２．２３．２４内に夫々収まってメインロッカ
アーム１の動きを妨げない。すなわち、各ピストン２５
．２６．２７は、夫々の対向する端面を互いに摺接しつ
つ各ロッカアーム１，２の夫々独立した揺動を許容して
いる。一方、このときタイミングレバー４０は、高速用
カム１４のプロフィールに従って揺動し、ベースサーク
ル１４ａ上では、他端部４０ｂが第２図（Ｃ）及び第３
図（Ｂ）に示すように第２図中右側の第１係合溝２６ａ
内に係入するが、高位部１４ｂ領域（リフト領域、第５
図Ｔ、領域）では第２図（Ａ）及び第３図（Ａ）に示す
ように第１係合溝２６ａ内から離間し、斯る揺動の繰り
返し作用を行っている。

また、機関が高速運転に移行した場合に、例えば第５図
のＡ点で作動油圧がオイルギヤラリ３２及び油通路３３
を介して油室２８に導かれると、各ピストン２５，２６
．２７がリターンスプリング２９のばね力に抗して第２
図中右方向に移動しようとするが、低速用カム１２や高
速用カム１４のリフト領域内に即座に入って各ロッカア
ーム１゜２の揺動により各ガイド孔２２〜２４の中心軸
がズレるため、各ピストン２５〜２７の移動が規制され
る。そして、斯る高運用カム１４のリフトの終了時点つ
まり、第３図（Ａ）に示すようにカムフォロア部１５と
高位部１４ｂとの接触が終了する時点（リフト終了時）
では、タイミングレバー４０の一端部４０ａが高位部１
４ｂの略頂点付近に位置し、これにより他端部４０ｂは
第１係合溝２６ａから略最大距離で離間する（第２図（
Ｂ）状態）。この時点では、低速用カム１２のリフトも
終了しており、両口ツカアーム１，２か各ベースサーク
ル上で静止しているため、各ガイド孔２２〜２４の中心
軸が夫々合致する。したがって、斯るベースサークル領
域Ｔ、とタイミングレバー４０の高速用カム１４による
リフト領域Ｔｔとのオーバーラツプする第５図Ｔ３領域
でのみ、各ピストン２５〜２７の右方向の移動が許容さ
れ、第１、第２ピストン２５．２６は、第２図（Ｂ）に
示すように第３ピストン２７がリテーナ３０に突き当た
る位置まで移動して各ガイド孔２２，２３゜２４に跨っ
て嵌合する。これにより、両口、ツカアーム１，２が一
体となって揺動し、各吸気弁３３は高速用カム１４のリ
フト特性に従って開閉作動し、弁の開き角度及びリフト
量が共に大きくなって、吸気充填効率出力トルクの向上
が図れる。

尚、この状態では、タイミングレバー４０が、高速用カ
ム１４の回転に従って第２係合溝２６ｂに対し係合、離
間作用を繰り返している。

一方、機関が高回転域から再び底回転域に移行した場合
は、図外の切換弁等により油室２８への作動油圧の供給
が遮断され、各ピストン２５〜２７はリターンスプリン
グ２９のばね力で図中左方向に移動しようとするが、両
口ツカアーム１，２の揺動中は各ガイド孔２２，２３．
２４の中心軸の位置ズレ方向の力により固着されてその
移動が規制される。そして、前述と同様に、高速用カム
１４のリフト終了直後のＴ、領域内で左方向の移動が許
容され、第２図（Ａ）（Ｃ）に示す元の位置に移動して
メインロッカアーム１のサブロッカアーム２との連結が
解除される。

このように、本実施例では、タイミングレバー４０によ
り、高速用カム１４のリフト前ではなくリフト直後に各
ピストン２５〜２７の左右方１１の移動を許容するよう
にしたため、各ピストン２５〜２７の確実な移動性が得
られ、リフト直前の移動時に発生し易い各ガイド孔２２
〜２４への不完全な嵌合及びそれに伴う異音や破損等を
確実に防止できる。

しかも、各ピストン２５〜２７の構造が簡単であると共
に、タイミングレバー４０を単に高速用カム１４のプロ
フィールに応じて揺動させるだけであるから、装置全体
の構造が簡素化される。また、ピストン２５〜２７全体
の長さも構造の簡素化に伴い可及的に短縮化できるため
、装置を小型化できる。

また、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２を、サブロッカシャフト１３を介して連結す
る構造としたため、サブロッカアーム２の小型化が図れ
ると共に、動弁系の慣性質量をさらに小さくでき高回転
域でのバルブ追従性を高めることができる。また、ロス
トモーションスプリング１６の付勢力を小さくでき、サ
ブロッカアーム２と高速用カム１４との摺接部分の７リ
クシヨを小さくして機関の燃費の低減化が図れる。

更に、メイン口、カアーム１とサブロッカアーム２との
ユニット化が可能になり、ローラ１０とカムフォロア部
１５間の取付精度をシリンダヘッドに組み付ける際に確
認できる。

尚、前記実施例では、吸気弁側に適用した場合を示した
が排気弁側に適用できることは云うまでもない。また高
速用カムと低速用カムのリフト開始時期つまりバルブ開
きタイミング時期等を任意に変更することも可能である
。

発明の効果以上の説明で明らかなように、本発明によれば、とりわ
け高速用カムに摺接する一方のロッカアームに、一端部
が高速用カムに常時当接しかつ他端部が前記ピストンの
移動を適宜規制するタイミングレバーを軸支すると共に
、前記高速用カムのリフト領域で前記タイミングレバー
によるピストンの移動規制を解除するようにしたため、
前記ピストンの確実な移動が確保できると共に、従来の
ようにピストン等の構造を複雑にする必要がなくなり、
したがって装置全体の簡素化が図れる。

また、前記ピストンの構造の簡素化と共に短尺化も可能
となるため、装置の小型化も図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動弁装置の一実施例を示す平面図
、第２図（Ａ）は第１図の■−■線断面図、同図（Ｂ）
は本実施例の作用を示す■−■線断面図、同図（Ｃ）は
同じ（本実施例の作用を示す■−■線断面図、第３図（
Ａ）は第１図の■■線断面図、同図（Ｂ）は作用を示す
同■−■線断面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ’線断
面図、第５図は弁作動タイミングと連結手段の作動時期
との関係を示す説明図である。１・・・メインロッカアーム、２・・・サブロッカアー
ム、３・・・吸気弁、４・・・メインロッカシャフト、
１１・・・カムシャフト、１２・・・低速用カム、１３
・・・サブロッカシャフト、１４・・・高速用カム、２
１・・・連結手段、２２〜２４・・・ガイド孔、２５〜
２７・・・ピストン、４０・・・タイミングレバー、４
０ａ・・・一端部、４０ｂ・・・他端部。メイ゛／ロッカ了−ムサ７′口・ツカアームＩＩＩＬカン１メイン口、ｔ＋シャフトカムシャフト色違１カ人寸プロ、ツカシャフト２２〜２４２５〜２７４゜０ａ０ｂ南徨用カム速結ｊＩ−段力ゞイト孔ピストンタイミン７レバー一塙舒イ也へ瞥１奮）第１図第図（Ｃ）（Ａ）（Ｂ）（Ａ）＋４ｂ第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）機関のクランク軸を同期回転し、リフト量の異な
る高速用カム及び低速用カムとを有するカムシャフトと
、基端部がロッカシャフトに揺動自在に支持され、かつ
前記選択されたカムの回転に伴い吸気弁あるいは排気弁
を開弁する複数のロッカアームと、該各ロッカアームの
対向する両側部に有する各ガイド孔内を油圧を介して摺
動するピストンにより前記各ロッカアームを適宜連結す
る連結手段とを備え、更に、前記高速用カムに摺接する
一方のロッカアームに、一端部が高速用カムに常時当接
しかつ他端部で前記ピストンの移動を適宜規制するタイ
ミングレバーを軸支すると共に、前記高速用カムのリフ
ト領域で前記タイミングレバーによるピストンの移動規
制を解除するようにしたことを特徴とする内燃機関の動
弁装置。