JPH062518A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン性能に優れ，機能及び構造が簡単
で，高い加工精度を必要としない，内燃機関の動弁装置
を提供すること。 【構成】 低速用ロッカーアーム１と高速用ロッカーア
ーム２とを備え，低速用ロッカーアーム１のスライド穴
１１内に，ピストン４１を有する切換機構４を装着す
る。高速用ロッカーアーム２は，上記切換機構４に近接
する連結端２４を有する。低速及び高速用の各カム１
８，２８によって上記低速用ロッカーアーム１及び高速
用ロッカーアーム２が駆動されるが，低速時には低速用
ロッカーアーム１のみによりバルブ９を開閉する。高速
時には，ロッカシャフト３の油圧口３１より高圧油を圧
入してピストン４１を押し出し，高速用ロッカーアーム
２の連結端２４と当接させ，高速用ロッカーアーム２に
よりバルブの開閉を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，低速時，高速時のいず
れにおいても優れたエンジン性能を発揮することができ
る，内燃機関の動弁装置，特にその切換機構に関する。

【０００２】

【従来技術】内燃機関の動弁装置としては，回転するカ
ムによって駆動されるロッカーアームと，該ロッカーア
ームによって間欠的に押圧される吸気用バルブ及び排気
用バルブとからなるものがある。ところで，内燃機関は
自動車の走行状態に応じて，種々の回転速度で運転され
る。そのため，これに伴ってカム及びロッカーアームも
その回転速度が変化する。

【０００３】従来，上記ロッカーアームは１種類のカム
によって駆動されていた。しかし，この方式では，低速
又は高速のいずれかの領域において，エンジン性能が低
下する。このエンジン性能とは，具体的にはエンジン出
力，低速トルク，燃費等をいう。そこで，上記エンジン
性能の向上を図るため，低速用カム及び高速用カムと，
これらによってそれぞれ駆動される低速用ロッカーアー
ム及び高速用ロッカーアームを用いた内燃機関の動弁装
置が提案されている（特開昭６３−９７８１４号公
報）。

【０００４】この動弁装置においては，低速用ロッカー
アームと高速用ロッカーアームとの間に両者を貫通する
と共に，両者を一体的に結合又は離脱させる連結手段を
用いている。この連結手段は，低速用ロッカーアーム及
び高速用ロッカーアームの内部に，ロッカシャフトに並
行に，装着してある。そして，低速時には両者を独立さ
せておいて，低速用カムにより低速用ロッカーアームを
駆動させ，一方高速時には両者を一体的に結合させて，
高速用カムにより高速用ロッカーアームを駆動させるよ
う構成してある。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の動
弁装置は，低速用ロッカーアーム及び高速用ロッカーア
ームの内部に両者を貫通する連結手段を装着するもので
あるため，機能，構造が複雑である。また，各部品に高
い加工精度が要求される。本発明はかかる従来の問題点
に鑑み，機能構造が簡単で，高い加工精度が必要でな
く，エンジン性能に優れた，内燃機関の動弁装置を提供
しようとするものである

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は，中空状のロッカシャフト
に回動可能に装着した低速用ロッカーアーム及び高速用
ロッカーアームと，上記両ロッカーアームをそれぞれ駆
動するための低速用カムと高速用カムと，上記低速用ロ
ッカーアームの押圧部によって開閉されるバルブとを有
する内燃機関の動弁装置であって，上記低速用ロッカー
アームの内部にはスライド穴を設けると共に該スライド
穴内には低速時と高速時において切換えられるピストン
を有する切換機構を設けてなる。また，ロッカシャフト
は上記スライド穴に開口する油圧口を有すると共に，ロ
ッカシャフトの中空部は油圧源に接続されており，ま
た，高速用ロッカーアームは，上記低速用ロッカーアー
ムの切換機構に近接して配置した連結端を有している。
そして，高速時には，上記切換機構が作動して該切換機
構と上記連結端とが当接し，高速用ロッカーアームによ
り上記低速用ロッカーアームの押圧部を介してバルブが
開閉されるよう構成したことを特徴とする。

【０００７】本発明において最も注目すべきことは，低
速用ロッカーアームの内部に上記切換機構を配設し，高
速時にはロッカシャフト内より切換機構に対して高圧油
を圧送して切換機構を切換え，該切換機構に高速用ロッ
カーアームの連結端を当接させ，高速用ロッカーアーム
により低速用ロッカーアームの押圧部を介してバルブを
開閉するよう構成したことである。

【０００８】本発明の動弁装置においては，低速用ロッ
カーアームと高速用ロッカーアームとは，中空状のロッ
カシャフトに，回動可能に枢着されている。また，低速
用ロッカーアームには低速用カムが，高速用ロッカーア
ームには高速用カムが，それぞれ当接して配置されてい
る。低速用ロッカーアームの内部には，上記切換機構が
配設されている。切換機構は，ピストンを有する。該ピ
ストンは，低速用ロッカーアームの内部に設けたスライ
ド穴内に摺動可能に挿置されている。ロッカシャフトに
は，上記低速用ロッカーアームのスライド穴内に，高速
時に高圧油を圧入するための油圧口を有する。

【０００９】切換機構は，低速時には，該切換機構と高
速用ロッカーアームの連結端とを接触させないように構
成する。そのため，リターンスプリングを設けておくこ
とが好ましい。高速用ロッカーアームは，低速用ロッカ
ーアームの切換機構に近接した位置に上記連結端を有す
る。高速用ロッカーアームは，低速用ロッカーアームと
一対の関係に配置しても良いが，実施例に示すごとく，
その両側に低速用ロッカーアームを配置する構成とする
こともできる。

【００１０】これにより，高速時には１つの高速用ロッ
カーアームで２つのバルブを開閉することができる。ロ
ッカシャフトの中空部には，上記高圧油を切換機構に送
入するための油圧源が接続されている。油圧源には，高
速時にのみ高圧油を送入するために，電磁弁等の油路切
換弁が設けてある。この油圧切換弁は，高速状態を検知
するセンサからの信号により開閉される。

【００１１】

【作用及び効果】本発明の動弁装置においては，カムシ
ャフトの回転に伴って，これに同軸的に取付けられた低
速用カム及び高速用カムが共に回転する。そのため，低
速用ロッカーアーム及び高速用ロッカーアームが共に駆
動される。一方，バルブは，低速用ロッカーアームの押
圧部によって押圧されて開閉する。また，高速用ロッカ
ーアームは，その連結端が上記切換機構に当接したとき
のみ，上記押圧部を介してバルブを開閉できる。

【００１２】そこで，低速時においては，上記のごと
く，低速用ロッカーアームも高速用ロッカーアームも駆
動されてはいるが，バルブは低速用ロッカーアームのみ
によって開閉される。このとき，高速用ロッカーアーム
の連結端は切換機構に当接していないので，いわゆる空
打ちの状態に置かれている。

【００１３】一方，高速時においては，ロッカシャフト
の中空部内に高圧油が供給され，該高圧油は油圧口より
スライド穴に圧入されて切換機構のピストンを押す。そ
のため，ピストンが前方に押され，その側面に上記高速
用ロッカーアームの連結端が当接することになる。そこ
で，今度は高速用ロッカーアームの駆動力が，切換機構
及び低速用ロッカーアームの押圧部を介してバルブに伝
達される。そのため，バルブは高速用ロッカーアームに
よって高速開閉されることになる。

【００１４】また，内燃機関の回転数が低下したときに
は，上記高圧油は油圧源に戻される。そのため，切換機
構のピストンは元の位置に戻る。その結果，バルブは低
速用ロッカーアームによって開閉されることになる。そ
れ故，優れたエンジン性能を発揮することができる。ま
た，上記のごとく，本発明においては，低速用ロッカー
アーム内に切換機構を配設し，該切換機構を油圧作動さ
せることによって，低速時と高速時のバルブ開閉の切換
えを行っている。

【００１５】そのため，切換機構の機能構造は簡単であ
る。また，それ故に，各部品には高い加工精度が要求さ
れずコストも安い。更に，動弁装置の組立作業，メンテ
ナンス作業も容易である。したがって，本発明によれ
ば，機能，構造が簡単で，高い加工精度が必要とされな
い，エンジン性能に優れた内燃機関の動弁装置を提供す
ることができる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例にかかる，内燃機関の動弁装
置につき，図１〜図１１を用いて説明する。本例の動弁
装置は，図１〜図５に示すごとく，中空部３２を有する
ロッカシャフト３に，回動可能に装着した低速用ロッカ
ーアーム１及び高速用ロッカーアーム２と，両ロッカー
アーム１，２をそれぞれ駆動するための低速用カム１８
及び高速用カム２８と，上記低速用ロッカーアーム１の
押圧部１４によって開閉されるバルブ９とを有する。

【００１７】また，上記低速用ロッカーアーム１の内部
には，ロッカシャフト３とほぼ直角方向にスライド穴１
１を設け，該スライド穴１１内にはピストン４１を有す
る切換機構４を配設してなる。ロッカシャフト３は，上
記スライド穴１１に開口する油圧口３１を有すると共
に，ロッカシャフト３の中空部３２は，油路切換弁を介
して油圧源（図示略）に接続されている。

【００１８】また，高速用ロッカーアーム２は，図１，
図５に示すごとく，低速用ロッカーアーム１の切換機構
４に近接して配置した連結端２４を有する。上記切換機
構４は，図１，図８，図１０に示すごとく，ピストン４
１，リターンスプリング４２，ストッパ４３を有する。
該切換機構４は，低速用ロッカーアームのスライド穴１
１内にピストン４１及びリターンスプリング４２を順次
挿入し，上記ストッパ４３をスライド穴１１に螺合固定
することにより，装着する。

【００１９】低速用ロッカーアーム１及び高速用ロッカ
ーアーム２は，図１，図２に示すごとく，それぞれその
軸穴１３，２３をロッカシャフト３に枢着する。低速用
ロッカーアーム１は，そのスライド穴１１をロッカシャ
フト３に設けた油圧口３１に一致させて配置する。低速
用ロッカーアーム１は，図２に示すごとく，高速用ロッ
カーアーム２の両側に配置されている。

【００２０】高速用ロッカーアーム２は，図２，図４に
示すごとく，２股状のＹ形状を有し，その一方の先端部
２５１は，左隣の低速用ロッカーアーム１における切換
機構４１の上方に位置している。また，他方の先端部２
５２は，右隣の低速用ロッカーアーム１における切換機
構４１の上方に位置している。各先端部２５１，２５２
には，それぞれ，その下端に連結端２４を，上部にはア
ジャストスクリュー２４１を有する。該アジャストスク
リュー２４１は，連結端２４と切換機構４のピストン４
１との当接状態を調節するためのものである。

【００２１】また，図２に示すごとく，高速用ロッカー
アーム２の係止穴２７には，ロッカシャフト３との間に
ロストモーションスプリングを介設してある。このロス
トモーションスプリングは，低速時にフリー状態の高速
用ロッカアームをカム側に押し付け，カムシャフトの回
転に高速用ロッカアームを追従させる機能を有する。両
ロッカーアーム１，２は，両カム１８，２８に当接する
パッド１６，２６を有する。

【００２２】低速用カム１８及び高速用カム２８は，図
６，図７に示すごとく，カムシャフト１９に固定されて
いる。低速用カム１８及び高速用カム２８は，上記両ロ
ッカーアーム１，２を駆動するための作用端１８１，２
８１を有する。

【００２３】また，低速用カム１８の作動角（図６のα
＝５０°）は，高速用カム２８の作動角（図６のβ＝５
８°）よりも小さい（狭い）。また，図７に示すごと
く，低速用カム１８のバルブリフト量Ｌは，高速用カム
２８のバルブリフト量Ｈよりも小さい（高い）。また，
ロッカシャフト３の油圧口３１に高圧油を圧入するため
の前記油圧切換弁には，エンジンの回転数を検出し，該
油圧切換弁を作動させるためのコントローラを接続する
（図示略）。

【００２４】次に，本例の作用効果につき主として図８
〜図１１を用いて，説明する。まず，低速時において
は，図８及び図９に示すごとく，低速用ロッカーアーム
１によってバルブ９が開閉される。即ち，内燃機関作動
中においては，前記カムシャフト１９により低速用カム
１８及び高速用カム２８が共に回転し，これに伴って低
速用ロッカーアーム１，高速用ロッカーアーム２が駆動
される。

【００２５】しかし，図８，図９に示すごとく，低速時
には，切換機構４のピストン４１は，リターンスプリン
グ４２によってロッカシャフト３の方向に付勢されてい
る。そのため，高速用ロッカーアーム２の連結端２４と
ピストン４１とは当接せず，空隙４０が形成されてい
る。それ故，連結端２４はフリー状態にあり，高速用ロ
ッカーアーム２は空作動をしている。このように，低速
時には，バルブ９は，図８，図９に示すごとく，低速用
ロッカーアーム１の押圧部１４によって間欠的に押圧さ
れ，開閉される。

【００２６】一方，高速時には，図１０，図１１に示す
ごとく，低速用ロッカーアーム１のスライド穴１１内
に，ロッカシャフト３の油圧口３１より高圧油５が圧入
される。そのため，ピストン４１の背面４１１が押圧さ
れ，リターンスプリング４２（図１）の付勢力に抗し
て，ピストン４１がストッパ４３の方向へ移動させられ
る。その結果，ピストン４１の側面４１０に，高速用ロ
ッカーアーム２の連結端２４が当接する。

【００２７】そのため，高速用ロッカーアーム２の駆動
力が，上記ピストン４１，低速用ロッカーアームの押圧
部１４を介してバルブ９に伝達され，バルブ９が開閉さ
れる。また，エンジン回転数が低速になったときには，
上記高圧油が戻されるため，ピストン４１はリターンス
プリング４２の付勢力によって元の位置に戻される。そ
のため，図８，図９に示すごとく，再び低速用ロッカー
アーム１のみによってバルブが開閉される。

【００２８】上記高圧油の送入，返戻は，前記油圧切換
弁の作動により行う。該油圧切換弁は，エンジン回転数
に応じて，コントローラからの電気信号により切換えら
れる。また，本例の動弁装置においては，上記のごと
く，低速用ロッカーアーム１内にスライド穴１１を設
け，その中に切換機構４を装着し，該切換機構４のピス
トン４１を高圧油とリターンスプリング４２によって作
動させる構造を採用している。

【００２９】そのため，低速時と高速時との切換え機
能，及びそのための構造は，前記従来例に比して簡単で
ある。また，それ故に，各部品には高い加工精度が要求
されず，コストも安い。更に，そのため，動弁装置の組
立作業，メンテナンス作業も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における動弁装置の展開図。

【図２】実施例における低速用ロッカーアームと高速用
ロッカーアームの組付け平面図。

【図３】実施例における，低速用ロッカーアームの平面
図。

【図４】実施例における，高速用ロッカーアームの平面
図。

【図５】実施例における高速用ロッカーアーム及び高速
用カムの側面図。

【図６】実施例における低速用カム，高速用カムの側面
説明図。

【図７】実施例における低速用カム，高速用カムの正面
説明図。

【図８】実施例における低速時の作動説明図。

【図９】実施例における低速時の作動説明図。

【図１０】実施例における高速時の作動説明図。

【図１１】実施例における高速時の作動説明図。

【符号の説明】

１．．．低速用ロッカーアーム， １１．．．スライド穴， １４．．．押圧部， １８．．．低速用カム， １９．．．カムシャフト， ２．．．高速用ロッカーアーム， ２４．．．連結端， ２８．．．高速用カム， ３．．．ロッカシャフト， ３１．．．油圧口， ３２．．．中空部， ４．．．切換機構， ４１．．．ピストン， ４２．．．リターンスプリング， ９．．．バルブ，

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空状のロッカシャフトに回動可能に装
   着した低速用ロッカーアーム及び高速用ロッカーアーム
   と，上記両ロッカーアームをそれぞれ駆動するための低
   速用カムと高速用カムと，上記低速用ロッカーアームの
   押圧部によって開閉されるバルブとを有する内燃機関の
   動弁装置であって，上記低速用ロッカーアームの内部に
   はスライド穴を設けると共に該スライド穴内には低速時
   と高速時において切換えられるピストンを有する切換機
   構を設けてなり，またロッカシャフトは上記スライド穴
   に開口する油圧口を有すると共に，ロッカシャフトの中
   空部は油圧源に接続されており，また，高速用ロッカー
   アームは，上記低速用ロッカーアームの切換機構に近接
   して配置した連結端を有しており，高速時には，上記切
   換機構が作動して該切換機構と上記連結端とが当接し，
   高速用ロッカーアームにより上記低速用ロッカーアーム
   の押圧部を介してバルブが開閉されるよう構成したこと
   を特徴とする内燃機関の動弁装置。