JPH05214914A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジンの気筒列方向と直交する方向の幅をコ
ンパクトにした状態で、吸気側および排気側の各ロッカ
シャフトが配設でき、エンジンの小型コンパクト化を図
る。 【構成】吸気側および排気側にスイングアーム７の揺動
基端を支持するロッカシャフト２５，２６がそれぞれ配
設され、これら各ロッカシャフト２５，２６間のシリン
ダヘッド１にプラグホールが形成されたエンジンの動弁
装置であって、上記一方側のロッカシャフト２５が一方
側の弁１０，１１に対して点火プラグ６５側の内方に位
置し、上記他方側のロッカシャフト２６が他方側の弁１
３に対して反点火プラグ側の外方に位置することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、吸気側および排気側
にスイングアームの揺動基端を支持するロッカシャフト
がそれぞれ配設されたようなエンジンの動弁装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例のエンジンの動弁装置とし
ては例えば特開昭６０−２１６０１４号公報に記載の装
置がある。すなわち、吸気側および排気側にスイングア
ームの揺動基端を支持するロッカシャフトがそれぞれ配
設されたＤＯＨＣタイプの動弁装置において、吸気側の
ロッカシャフトが吸気弁に対して反点火プラグ側の外方
に位置すると共に、排気側のロッカシャフトが排気弁に
対して同様に反点火プラグ側の外方に位置するレシプロ
エンジンの動弁装置である。

【０００３】このように上述の各ロッカシャフトを吸排
気弁に対してそれぞれ外側に配設すると、エンジンの気
筒列方向と直交する方向の幅（いわゆるエンジンの横方
向の幅）が大となり、エンジンの小型コンパクト化が阻
害される問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、エンジンの気筒列方向と直交する方向の幅
をコンパクトにした状態で吸気側および排気側の各ロッ
カシャフトが配設でき、エンジンの小型コンパクト化を
図ることができるエンジンの動弁装置の提供を目的とす
る。

【０００５】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、吸排気弁のバルブ挟
み角に相当する部分のデッドスペースを有効利用して点
火プラグを配置することができるエンジンの動弁装置の
提供を目的とする。

【０００６】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、吸排気弁が多弁化さ
れた場合においてもエンジンの小型コンパクト化を図る
ことができるエンジンの動弁装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、吸気側および排気側にスイングアームの揺動
基端を支持するロッカシャフトがそれぞれ配設され、こ
れら各ロッカシャフト間のシリンダヘッドにプラグホー
ルが形成されたエンジンの動弁装置であって、上記一方
側のロッカシャフトが一方側の弁に対して点火プラグ側
の内方に位置し、上記他方側のロッカシャフトが他方側
の弁に対して反点火プラグ側の外方に位置するエンジン
の動弁装置であることを特徴とする。

【０００８】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記点火プラグはそ
の上端が上記他方側のロッカシャフトに近接する方向へ
傾斜配置されたエンジンの動弁装置であることを特徴と
する。

【０００９】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、吸排気弁の何れか一
方を３弁構造とし、何れか他方を２弁構造としたエンジ
ンの動弁装置であることを特徴とする。

【００１０】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明によれ
ば、一方側のロッカシャフトを同側の弁よりも内方に、
また他方側のロッカシャフトを同側の弁よりも外方にそ
れぞれ配設したので、双方のロッカシャフトが弁よりも
外方に位置する従来構造のものと比較して、エンジンの
気筒列方向と直交する方向の幅をコンパクトにした状態
で吸気側および排気側の各ロッカシャフトが配設でき、
この結果、エンジンの小型コンパクト化を図ることがで
きる効果がある。

【００１１】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述の点火プ
ラグを傾斜配置したので、吸排気弁のバルブ挟み角に相
当する部分のデッドスペースを有効利用して該点火プラ
グを配置することができる効果がある。

【００１２】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、吸排気弁が多
弁化され、動弁室内に配設される部品点数が多部品化さ
れた場合においても、エンジンの小型コンパクト化を図
ることができる効果がある。

【００１３】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面はエンジンの動弁装置を示し、図１、図２
において、Ｖ型エンジンの片方側バンクを構成するシリ
ンダヘッド１のトップデッキにヘッドカバーガスケット
２を介してシリンダヘッドカバー３を取付ける一方、上
述のシリンダヘッド１に形成した燃焼室４には、３つの
吸気ポート５，６，７と、２つの排気ポート８，９とを
形成している。

【００１４】また上述の各吸気ポート５，６，７を適宜
開閉する吸気弁１０，１１，１２と、上記各排気ポート
８，９を適宜開閉する排気弁１３，１４を設けて、吸気
３弁・排気２弁の５弁構造に構成している。

【００１５】ここで、上述の各吸排気弁１０〜１４は、
バルブガイド１５内にそのバルブステム１６を挿通し、
このバルブステム１６の上端部外周に分割コレット１７
を介して、スプリングリテーナ１８を取付ける一方、シ
リンダベッド１の所定部に配置した下側のスプリングリ
テーナ１９と、上述の上側のスプリングリテーナ１８と
の間にバルブスプリング２０を張架し、図１からも明ら
かなように、吸気３弁側の各バルブステム１６上端は気
筒列方向に略一直線上に並設し、また排気２弁側の各バ
ルブステム１６上端も気筒列方向に略一直線上に並設し
ている。

【００１６】一方、気筒列方向に延びる吸気カムシャフ
ト２１と、排気カムシャフト２２とを設け、これらの各
カムシャフト２１，２２には図３、図４に示す如く、低
速用の第１カム２３と、高速用の第２カム２４，２４と
を一体的に形成すると共に、これら各カム２３，２４の
カムプロフィールを図３に示す如く互いに異ならせ、第
２カム２４のカムプロフィールはバルブリフト量が大に
なるように設定している。

【００１７】上述の吸気カムシャフト２１および排気カ
ムシャフト２２の下方には、これらの各カムシャフト２
１，２２と平行に吸気側のロッカシャフト２５および排
気側のロッカシャフト２６を配設している。

【００１８】ここで、図２に示すように、吸気側のロッ
カシャフト２５は同側の弁つまり吸気弁１０，１１，１
２に対して点火プラグ６５側の内方に位置し、排気側の
ロッカシャフト２６は同側の弁つまり排気弁１３，１４
に対して反点火プラグ側の外方に位置するように配設し
ている。

【００１９】そして、これらの各ロッカシャフト２５，
２６における高速用の第２カム２４と対応する部分には
スイングアーム２７を揺動可能に配設し、各スイングア
ーム２７の揺動端と特定の吸排気弁１０，１１，１３，
１４におけるバルブステム１６上端との間には、はさみ
金としてのシム（shim）２８を介設している。

【００２０】ここで、吸気３弁・排気２弁の５弁構造の
うち、吸気側の２弁１０，１１と排気側の２弁１３，１
４とを可変バルブに設定し、吸気３弁側の残りの１弁１
２を不可変バルブに設定し、この不可変バルブに設定さ
れた端部の吸気弁１２は上述のロッカシャフト２５に揺
動可能に配設した別個のスイングアーム２９により駆動
すべく構成している。

【００２１】上述の可変バルブに対応する一対のスイン
グアーム２７，２７間における上述のロッカシャフト２
５，２６には低速用の第１カム２３と摺接する第１アー
ム３０を揺動可能に配設している。この第１アーム３０
は図３，図４に示す如く、ローラ支持軸３１にニードル
ベアリング３２を介してローラ３３を取付けたローラロ
ッカアームにより構成している。上述の第１アーム３０
の所定箇所には図１、図４に示す如く突部３０ａ，３０
ａを一体形成し、この突部３０ａ，３０ａをスイングア
ーム２７，２７に一体形成された突部２７ａ，２７ａと
係合させている。

【００２２】また上述のスイングアーム２７の基端部に
は上方に延びる突起２７ｂを一体形成し、この突起２７
ｂと上述の高速用の第２カム２４との間には、ロッカア
ームタイプの第２アーム３４を配設している。この第２
アーム３４は図３に示す如く、上端部３４ａが高速用の
第２カム２４に摺接し、下端部３４ｂをスイングアーム
２７の突起２７ｂに係合させると共に、中間部を球状凹
形の回動支点部３４ｃに設定し、この回動支点部３４ｃ
には切換手段３５におけるプランジャ３６外端のピボッ
ト３７を配設している。

【００２３】この切換手段３５は、第２アーム３４の回
動支点部３４ｃをロック状態およびフリー状態に切換え
て、フリー時には低速用の第１カム２３，ローラロッカ
アームにより構成した第１アーム３０を介してスイング
アーム２７を揺動させる第１の動力伝達経路Ａに切換
え、ロック時にはバルブクリアランス自動調整機能を発
揮すると共に、高速用の第２カム２４、第２アーム３４
を介してスイングアーム２７を揺動させる第２の動力伝
達経路Ｂに切換制御する油圧式の切換手段である。

【００２４】次に、図５，図６、図７を参照して上述の
切換手段３５の具体的構造について詳述する。この切換
手段３５は、略円筒状のボディ３８内の一側に、外端に
上述のピボット３７を有するプランジャ３６を配設する
と共に、同ボディ３８内の他側にコントロール弁３９を
配設して、プランジャ内空部のリザーバ室４０と、プラ
ンジャ３６後端部で、かつコントロール弁３９外周の高
圧室４１とを形成している。

【００２５】また上述のプランジャ３６の内空部にはピ
ストンスプリング４２を介してピストン４３を配設する
一方、約０．５kg／cm² の低圧オイルを供給する低圧オ
イル供給通路４４を設け、上述のボディ３８には該低圧
オイル供給通路４４と連通する低圧ポート４５を形成し
ている。そして、上述の低圧オイルをプランジャ３６外
周の輪溝４６および油路４７を介して上述のリザーバ室
４０に供給すべく構成している。

【００２６】さらに上述のボディ３８におけるコントロ
ール弁３９側には、約２kg／cm² の高圧オイルを供給す
る高圧ポート４８を形成し、この高圧ポート４８を高圧
オイル供給通路４９に接続している。

【００２７】一方、タンク（オイルパン）５０にオイル
ストレーナ５１を介してオイルポンプ５２を接続し、こ
のオイルポンプ５２の吐出ライン５３を上述の高圧オイ
ル供給通路４９に接続すると共に、吐出ライン５３には
高圧オイルの供給を制御する油圧供給制御手段としての
ソレノイド弁５４を介設している。

【００２８】また上述のボディ３８の他端を閉止するカ
バー５５と、上述のコントロール弁３９との間にはリタ
ーンスプリング５６を張架し、ボディ３８のリング状の
隔壁３８ａとプランジャ３６の後端との間には別のリタ
ーンスプリング５７を張架する一方、コントロール弁３
９の先端部にはバルブシート５８、チェックボール５
９、チェックボールスプリング６０を配設して、リザー
バ室４０側から高圧室４１側へのオイル流入のみを許容
するチェック弁６１を構成している。

【００２９】そして、高圧オイル供給通路４９からの作
動油圧の供給を停止した時には、リターンスプリング５
６のバネ力によりコントロール弁３９を前進させ、上述
のリザーバ室４０と高圧室４１とを連通する連通路６２
を開放して、プランジャ３６の可動をフリーに設定して
いる。

【００３０】すなわち、図５、図６はプランジャ３６の
フリー状態を示し、プランジャ３６が図５の状態から図
６の状態に後退する時は高圧室４１内のオイルが連通路
６２を介してリザーバ室４０に流入し、かつ同室４０に
流入したオイルがピストンスプリング４２に抗してピス
トン４３を図面上、左方に押圧する一方、プランジャ３
６が図６の状態から図５の状態に前進する時は、リター
ンスプリング５７のバネ力により同プランジャ３６を前
進させると共に、リザーバ室４０内のオイルを連通路６
２およびチェック弁６１を介して高圧室４１に流入させ
ることで、プランジャ３６の可動をフリーにする。

【００３１】また高圧オイル供給通路４９から作動油圧
を供給した時には、リターンスプリング５６のバネ力に
抗してコントロール弁３９を後退させ、上述のリザーバ
室４０と高圧室４１とを連通する連通路６２を閉止し
て、プランジャ３６をロックする。

【００３２】すなわち、図７はプランジャ３６のロック
状態を示し、高圧室４１内に密封されたオイルによりプ
ランジャ３６の後退を阻止すると共に、第２アーム３４
の若干の前進動に対してはリターンスプリング５７のば
ね力によりプランジャ３６を追従させ、このリターンス
プリング５７と高圧室４１内の密封オイルとによりバル
ブクリアランス自動調整機能いわゆるＨＬＡ機能を発揮
するように構成している。

【００３３】図８は上述のソレノイド弁５４を介して切
換手段３５を駆動制御するための制御回路を示し、ＣＰ
Ｕ７０はエンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷ＣＥの
各信号入力に基づいて、ＲＯＭ６３に格納されたプログ
ラムに従って、ソレノイド弁５４を介して切換手段３５
を駆動制御し、またＲＡＭ６４は必要なデータを記憶す
る。このＣＰＵ７０の制御により上述のソレノイド弁５
４は高速時に高圧オイルを供給すべくＯＮにされ、低速
時に高圧オイルの供給を停止すべくＯＦＦにされる。と
ころで、上述のシリンダヘッド１には点火プラグ６５を
取付けるが、この点火プラグ６５は図２に示す如く、そ
の上端が排気側のロッカシャフト２６に近接する方向へ
傾斜配置されている。なお、図２において６６はシリン
ダヘッド１の所定開口部に着脱可能に取付けたシム調整
用のカバーである。

【００３４】図示実施例は上記の如く構成するものにし
て、以下作用を説明する。低速時に上述のソレノイド弁
５４がＯＦＦにされ、高圧オイルの供給が停止される
と、切換手段３５は図５、図６に示す如くそのプランジ
ャ３６がフリー状態に設定されるので、カムシャフト２
１，２２からの動力伝達経路は低速用の第１カム２３か
らローラロッカアームにより構成された第１アーム３０
を介してスイングアーム２７に伝達される第１の動力伝
達経路Ａが選定され、吸排気弁はこのスイングアーム２
７により開閉駆動される。

【００３５】一方、高速時に上述のソレノイド弁５４が
ＯＮにされ、高圧オイルが供給されると、切換手段３５
は図７に示す如くそのプランジャ３６がロック状態に設
定されるので、カムシャフト２１，２２からの動力伝達
経路は高速用の第２カム２４からロッカアームタイプの
第２アーム３４を介してスイングアーム２７に伝達され
る第２の動力伝達経路Ｂが選定され、吸排気弁はこのス
イングアーム２７により開閉駆動される。

【００３６】このように、カムシャフト２１，２２に設
けたカム２３，２４の動力を、スイングアーム２７を介
して吸排気弁１０，１１，１３，１４に伝達する経路を
第１の動力伝達経路Ａと第２の動力伝達経路Ｂとの合計
２経路設けたので、使用条件に対応して被制御要素（例
えばバルブリフト量や摺動抵抗など）の確実な使い分け
ができる。

【００３７】ところで、図２に示すように、吸気側のロ
ッカシャフト２５が吸気弁１０，１１，１２に対して点
火プラグ６５側の内方に位置し、排気側のロッカシャフ
ト２６が排気弁１３，１４に対して反点火プラグ側の外
方に位置するように、これらの各ロッカシャフト２５，
２６を配設したので、エンジンの気筒列方向と直交する
方向の幅いわゆるエンジンの横方向の幅をコンパクトに
した状態で吸気側および排気側の各ロッカシャフト２
５，２６が配設でき、この結果、エンジンの小型コンパ
クト化を図ることができる効果がある。

【００３８】加えて、図２に示すように、点火プラグ６
５を傾斜配置したので、吸排気弁のバルブ挟み角に相当
する部分のデッドスペースを有効利用して、該点火プラ
グ６５を配置することができる効果がある。

【００３９】さらに、上記構成をＶ型エンジンに適用す
ると、このＶ型エンジンは片方側バンクの吸気ポート外
端と他方側バンクの吸気ポート外端とが互に近接される
形状となるが、図２に示すようにシリンダブロック１の
吸気ポート外端上部におけるエンジン横方向への突出量
が小となるので、充分なインテークマニホルド接続スペ
ースが確保でき、インテークマニホルドの接続が容易と
なる効果がある。

【００４０】なお、上述の実施例で示したように構成す
ると、切換手段３５による第１の動力伝達経路Ａの選定
時には、バルブリフト量を小に、第２の動力伝達経路Ｂ
の選定時には、第２カム２４のカムプロフィールと第２
アーム３４のアーム長との両者によりバルブリフト量を
大に可変するので、要求されるバルブリフト量を各種条
件下で確実に変更することができる効果がある。

【００４１】また上述の切換手段３５による第１の動力
伝達経路Ａの選定時には、第１カム２３に摺接する摺動
抵抗が小さい側の第１アーム３０を介して動力が伝達さ
れ、第２の動力伝達経路Ｂの選定時には、第２カム２４
に摺接する摺動抵抗が大きい側の第２アーム３４を介し
て動力が伝達されるので、要求される摺動抵抗を各種条
件下で確実に変更することができる効果がある。

【００４２】加えて、上述の切換手段３５をエンジン運
転状態に応じて駆動すると、第１の動力伝達経路Ａと第
２の動力伝達経路Ｂとを同様にエンジン運転状態に対応
して切換えることができ、この結果、より一層緻密な制
御を行なうことができる効果がある。

【００４３】さらに、低速時には切換手段３５に対する
高圧オイルの供給を停止して、ローラロッカアームによ
り構成された第１アーム３０側の第１の動力伝達経路Ａ
を選定するので、第１カム２３に対する摺動抵抗が小と
なり、出力ロスを低減させることができると共に、上記
オイルの供給を停止するので、エンジン負荷の軽減を図
ることができる効果があり、高速時には切換手段３５に
高圧オイルを供給して第２アーム３４側の第２の動力伝
達経路Ｂを選定するので、吸排気弁のバルブリフト量を
大きくすることができ、この結果、特に吸気充填効率の
向上を図ることができる効果がある。

【００４４】また上述の切換手段３５を油圧駆動式に構
成すると共に、この切換手段３５に上述の如くバルブク
リアランス自動調整機構いわゆるＨＬＡ（ハイドロリッ
クラッシュアジャスタ）機構を付加すると、別途ＨＬＡ
を設ける必要がなく、このため上述の切換手段３５の配
置性の向上を図ることができる効果がある。

【００４５】さらに、上述のソレノイド弁５４による高
圧オイルの供給を停止して、コントロール弁３９を前進
させると、リザーバ室４０と高圧室４１とを連通する連
通路６２が開放し、プランジャ３６をフリー状態に設定
して、第２カム２４の回転による第２アーム３４の遊動
（スイングアーム２７に動力を伝達しない動き）を許容
する一方、ソレノイド弁５４により高圧オイルを供給し
て、コントロール弁３９を後退させると、リザーバ室４
０と高圧室４１とを連通する連通路６２が閉止され、プ
ランジャ３６を高圧室４１内に密封されたオイルにより
ロック状態に設定して、このプランジャ３６外端のピボ
ット３７を回動支点部３４ｃに配置した第２アーム３４
が第２カム２４の回転によりピボット３７を支点として
揺動すべく構成すると、第２アーム３４の回動支点部３
４ｃに配置する上述のピボット３７およびプランジャ３
６をロック状態およびフリー状態に切換える動作を、作
動油圧の供給、停止により確実に行なうことができ、加
えて、上述のプランジャ３６に付勢したリターンスプリ
ング５７のバネ力と高圧室４１内に密封されるオイルと
の両者により所謂ＨＬＡ機能を奏するので、切換手段３
５の配置性の向上を図りつつ、同切換手段３５の制御の
容易化を達成することができる効果がある。

【００４６】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の一方側のロッカシャフトは、実施
例の吸気側のロッカシャフト２５に対応し、以下同様
に、一方側の弁は、吸気弁１０，１１，１２に対応し、
他方側のロッカシャフトは、排気側のロッカシャフト２
６に対応し、他方側の弁は、排気弁１３，１４に対応
し、５弁構造は、吸気３弁・排気２弁の５弁構造に対応
するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定さ
れるものではない。

【００４７】また上記実施例においてはＶ型エンジンの
片方側バンクを例示したが直列多気筒エンジンに上記構
成を適用してもよいことは勿論である。さらに上記請求
項１に対応した他の構成としては、点火プラグ６５を鉛
直方向に配設し、この点火プラグ６５に対して吸気弁を
図２の反時計方向に所定角度傾斜させて配設し、点火プ
ラグ６５に対して排気弁を略平行に配設し、吸気側のロ
ッカシャフト２５が上述の吸気弁に対して点火プラグ６
５側の内方に位置し、かつ排気側のロッカシャフト２６
が上述の排気弁に対して反点火プラグ側の外方に位置す
るように配設してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジンの動弁装置を示す平面図。

【図２】エンジンの動弁装置を示す縦断面図。

【図３】図２の要部拡大図。

【図４】図３の要部左側面図。

【図５】切換手段を示す系統図。

【図６】フリー状態下におけるプランジャ後退動作を示
す系統図。

【図７】プランジャロック状態を示す系統図。

【図８】制御回路ブロック図。

【符号の説明】

１０，１１，１２…吸気弁 １３，１４…排気弁 ２５，２６…ロッカシャフト ２７…スイングアーム ６５…点火プラグ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気側および排気側にスイングアームの揺
   動基端を支持するロッカシャフトがそれぞれ配設され、
   これら各ロッカシャフト間のシリンダヘッドにプラグホ
   ールが形成されたエンジンの動弁装置であって、上記一
   方側のロッカシャフトが一方側の弁に対して点火プラグ
   側の内方に位置し、上記他方側のロッカシャフトが他方
   側の弁に対して反点火プラグ側の外方に位置するエンジ
   ンの動弁装置。
2. 【請求項２】上記点火プラグはその上端が上記他方側の
   ロッカシャフトに近接する方向へ傾斜配置された請求項
   １記載のエンジンの動弁装置。
3. 【請求項３】吸排気弁の何れか一方を３弁構造とし、何
   れか他方を２弁構造とした請求項１記載のエンジンの動
   弁装置。