JPH07301108A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの運転状態に応じて機関弁を低速駆
動状態と高速駆動状態に切換えるようにした動弁装置に
おいて、低速用及び高速用揺動手段のカムの当接部にロ
ーラーを使用することで動弁系の機械抵抗の低減を図り
ながら、動弁系のコンパクト化と信頼性の向上との両立
を図ることにある。 【構成】 高速用揺動手段のローラーのカムへの当接幅
を、低速用揺動手段のローラーのカムへの当接幅よりも
大きくすることにより、低速時に使用する提訴置く用揺
動手段のローラーを小型のものにする一方、高速時に使
用する高速用揺動っ手段のローラーを大型のものとす
る。

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動弁装置に関
し、特にエンジンの運転状態に応じて機関弁（吸気弁又
は排気弁）を駆動するカムを使い分けて低速駆動状態と
高速駆動状態とに切換えるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの動弁装置として、特開
昭６１−１９９１１号公報に開示されているように、各
気筒毎に、エンジンの低速運転に対応した形状の低速用
カムと、エンジンの高速運転に対応した形状の高速用カ
ムとを備え、エンジンの運転状態に応じて機関弁である
吸気弁又は排気弁を上記低速用カムによりロッカーアー
ムを介して駆動する低速駆動状態と上記高速用カムによ
りロッカーアームを介して駆動する高速駆動状態とに切
換えることにより、低速時及び高速時において出力の向
上を図るようにしたものは知られている。そして、この
公報に記載のものでは、各カムに対してロッカーアーム
が直接に当接して各カムの動きを機関弁に伝達してお
り、カムとロッカーアームとの当接部がいわゆるスリッ
パタイプ（すべりタイプ）で構成されている。また、高
速用カムのカム幅が低速用カムのカム幅よりも大きく構
成されている。

【０００３】一方、エンジンの動弁装置において、ロッ
カーアームのカムとの当接面にローラーを配設したもの
が特公昭５８−１３７２９号公報に記載されている。ま
た、上記のような切換機構を有する動弁装置において
も、特開昭６１−１９９１２号公報に開示されているよ
うに、ロッカーアームのカムとの当接面に、ニードルに
よって軸支されたローラーを配設したものが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
技術のうち、特開昭６１−１９９１１号の動弁装置は、
カムとロッカーアームとの当接部がすべりタイプである
ため、摺動抵抗、機械抵抗が大きくなるという問題があ
る。

【０００５】このため、上記カムとロッカーアームとの
当接部の構造として、上記のすべりタイプに代えて、上
記の特公昭５８−１３７２９号及び特開昭６１−１９９
１２号に開示のようなローラーを有するロッカーアーム
を採用することにより機械抵抗を低減することが考えら
れる。

【０００６】しかしながら、単にローラーを各ロッカー
アームに配しただけでは次のような問題がある。すなわ
ち、高速時の動弁系を基準としたローラーでは、低速用
ロッカーアームのローラーも大型化し、低速用ロッカー
アームの慣性重量が増大することにより、低速時、ロー
ラーによる機械抵抗の低減代を有効に活用できない。一
方、低速時の動弁系を基準としたローラーでは、高速用
ロッカーアームのローラーが高速時の動弁系荷重に耐え
きれなくなり、例えばローラーの軸受（ニードル）等の
信頼性が低下する恐れがある。

【０００７】本発明はかかる点に鑑みしなされたもので
あり、エンジンの運転状態に応じて低速用カムと高速用
カムとを使い分けるよう切換える切換機構を有する動弁
装置において、ロッカーアームのカムとの当接部にロー
ラーを採用するに当たって、該ローラーのサイズを低速
時と高速時とに応じて適切に設定することにより、ロー
ラーの使用による動弁系の機械抵抗の低減を図りなが
ら、動弁系のコンパクト化と動弁系の信頼性の向上とを
両立させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、高速用ロッカーアームのローラーの一
方が低速用ロッカーアームのローラーよりもその幅が大
きいものを採用することにより、低速時に使用するロー
ラーを小型のものとする一方、高速時に使用するローラ
ーを大型のものとすることである。

【０００９】すなわち、具体的に、本発明の解決手段
は、各気筒毎に、エンジンの低速運転に対応した形状の
低速用カムと、エンジンの高速運転に対応した形状の高
速用カムとを備えるとともに、上記低速用カムに当接し
該低速用カムの動きを機関弁に伝達するための低速用揺
動手段と、上記高速用カムに当接し該高速用カムの動き
を機関弁に伝達するための高速用揺動手段と、エンジン
の運転状態に応じて機関弁を上記低速用カムにより上記
低速用揺動手段を介して駆動する低速駆動状態と上記高
速用カムにより上記高速用揺動手段を介して駆動する高
速駆動状態とに切換える切換手段とを備えたエンジンの
動弁装置において、上記低速用揺動手段の低速用カムと
の当接部及び上記高速用揺動手段の高速用カムとの当接
部はそれぞれローラーによって構成されており、上記高
速用カムのカム幅は上記低速用カムのカム幅よりも大き
く設定されており、上記低速用揺動手段のローラーの上
記低速用カムへの当接幅は該低速用カムのカム幅よりも
小さく、かつ上記高速用揺動手段のローラーの上記高速
用カムへの当接幅は該高速用カムのカム幅よりも小さく
設定されており、上記高速用揺動手段のローラーの当接
幅は上記低速用揺動手段のローラーの当接幅よりも大き
く設定されているものとする。

【００１０】

【作用】これにより、本発明では、エンジンの運転状態
に応じて機関弁を、低速時には低速用カムにより低速用
揺動手段を介して駆動する低速駆動状態に、高速時には
高速用カムにより高速用揺動手段を介して駆動する高速
駆動状態に切換えることにより、低速時及び高速時にお
いて出力の向上を図ることができる。しかも、上記各揺
動手段のカムとの当接部がローラーによって構成されて
いるので、機械抵抗を低減することができる。

【００１１】そして、上記高速用揺動手段のローラーの
当接幅が上記低速用揺動手段のローラーの当接幅よりも
大きいことにより、低速時、幅の小さい小型のローラー
が使用されるので、動弁系の慣性重量が低減されるとと
もに動弁系がコンパクトになる一方、高速時、幅の大き
い大型のローラーが使用されるので、高速時に動弁系荷
重が大きくなってもその荷重に耐えられることになり、
動弁系の信頼性が確保されることになる。しかも、低速
用揺動手段と高速用揺動手段とのローラーの幅を変える
だけの簡単な構成によって、上記の作用が達成できる。

【００１２】さらに、各揺動手段のローラーの当接幅を
対応する各カムのカム幅よりも小さくしたことにより、
各ローラーのカムへの当接が確実なものとなり、作動信
頼性が確保される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】第１図及び第２図は本発明の動弁装置を３
バルブ方式のエンジンに適用した場合の実施例を示す。
１はシリンダヘッドであって、該シリンダヘッド１の下
方には複数の気筒が形成されている。該各気筒には、気
筒に吸気を供給するための吸気ポートを開閉する機関弁
としての２つの吸気弁２ａ，２ｂと、気筒から排気を排
出するための排気ポートを開閉する機関弁としての排気
弁３とが配置されている。

【００１５】また、上記シリンダヘッド１上において、
吸気弁２ａ，２ｂと排気弁３との間にはカム軸４が枢支
されている。該カム軸４には、気筒毎に低速用カムプロ
フィルを有する２つの低速用カム５ａ，５ｂが設けられ
ているとともに、この２つの低速用カム５ａ，５ｂの間
には高速用プロフィルを有する高速用カム６が設けられ
ている。上記高速用カムプロフィルは、高速用カム６に
より吸気弁２ａ，２ｂを駆動した場合に低速用カム５
ａ，５ｂにより吸気弁２ａ，２ｂを駆動した場合よりも
開弁期間が長くなるように、かつリフト量が大きくなる
よう低速用プロフィルよりも全周に亘って形状が大きく
形成されているとともに、高速用カム６のカム幅は低速
用カム５ａ，５ｂのカム幅よりも大きく形成されてい
る。そして、上記一方の低速用カム５ｂと高速用カム６
との間には、排気弁３用のカム７が設けられている。

【００１６】さらに、上記カム軸４の吸気弁側と排気弁
側にはそれぞれ吸気弁用のロッカーシャフト８と排気弁
用のロッカーシャフト９が配置されている。そして、こ
の吸気弁用ロッカーシャフト８には、上記低速用カム５
ａ，５ｂの動きをそれぞれ上記吸気弁２ａ，２ｂに伝達
する低速用揺動手段としての低速用ロッカーアーム１０
ａ，１０ｂが、各気筒の２つの吸気弁２ａ，２ｂに対応
して２つずつ設けられている。該低速用ロッカーアーム
１０ａ，１０ｂは、その一端を各吸気弁２ａ，２ｂのス
テム上に配置せしめ且つその他端を各低速用カム５ａ，
５ｂ上に配置せしめて枢支されている。該各低速用ロッ
カーアーム１０ａ，１０ｂの吸気弁側端部には、バルブ
ラッシュを適正値に維持する油圧式のラッシュアジャス
タ１１が配置されているとともに、低速用カム側端部に
は、低速用カム５ａ，５ｂとの摺動抵抗を減らすローラ
ー１２が枢支されている。

【００１７】また、上記吸気弁用ロッカーシャフト８に
おいて、各気筒の２つの低速用ロッカーアーム１０ａ，
１０ｂの間には、上記高速用カム６の動きを両側の各低
速用ロッカーアーム１０ａ，１０ｂに伝達する高速用揺
動手段としての高速用ロッカーアーム１３が、その一端
を高速用カム６上に配置せしめて枢支されている。該高
速用ロッカーアーム１３の高速用カム側端部には、高速
用カム６との摺動抵抗を減らすローラー１４が枢支され
ている。そして、上記低速用ロッカーアーム１０ａ，１
０ｂのローラー１２の上記低速用カム５ａ，５ｂへの当
接幅（軸方向長さ）は該低速用カム５ａ，５ｂのカム幅
よりも小さく、かつ上記高速用ロッカーアーム１３のロ
ーラー１４の上記高速用カム６への当接幅（軸方向長
さ）は該高速用カム６のカム幅よりも小さく設定されて
いる。その上で、上記高速用ロッカーアーム１３のロー
ラー１４の当接幅は上記低速用ロッカーアーム１０ａ，
１０ｂのローラー１２の当接幅よりも大きく設定されて
いる。

【００１８】さらに、上記排気弁用ロッカーシャフト９
には、排気弁用カム７の動きを排気弁３に伝達する排気
弁用ロッカーアーム１５が枢支され、そのカム側端部に
もローラ１６が枢支されている。

【００１９】そして、上記高速用ロッカーアーム１３に
は、高速用ロッカーアーム１３とその両側の各低速用ロ
ッカーアーム１０ａ，１０ｂとを連動状態または非連動
状態に切換える油圧式の切換手段１７，１７が配設され
ている。該各切換手段１７は、高速用ロッカーアーム１
３に形成されたシリンダ１７ａと、該シリンダ１７ａに
嵌挿された切換ピン１７ｂと、該切換ピン１７ｂにより
シリンダ１７ａ内に形成された油圧室１７ｃとを備えて
なる。該各油圧室１７ｃは、高速ロッカーアーム１３内
及び吸気弁用ロッカーシャフト８内に形成されたオイル
通路１８を介してオイルポンプ１９に接続され、該オイ
ル通路１８にはエンジン回転数に応じて開閉する切換弁
２０が介設されている。一方、各低速用ロッカーアーム
１０ａ，１０ｂには、上記切換ピン１７ｂが嵌入される
嵌合孔２１が形成されているとともに、該嵌合孔２１に
はピンレシーバ２２がリターンスプリング２３により切
換ピン側に付勢された状態で嵌挿されていて、エンジン
低回転時には、上記切換弁２０が閉じて油圧室１７ｃの
油圧が下り、切換ピン１７ｂがリターンスプリング２３
の付勢力によりシリンダ１７ａ内に没入し、各低速用ロ
ッカーアーム１０ａ，１０ｂと高速用ロッカーアーム１
３とを非連動状態にする一方、エンジン高回転時には、
切換弁２０が開いて油圧室１７ｃの油圧が上り、切換ピ
ン１７ｂがリターンスプリング２３の付勢力に抗してシ
リンダ１７ａから突出して各低速用ロッカーアーム１０
ａ，１０ｂの嵌合孔２１に嵌入し、各低速用ロッカーア
ーム１０ａ，１０ｂと高速用ロッカーアーム１３とを連
動状態にするようにしている。

【００２０】したがって、上記実施例においては、エン
ジン低回転時には、低速用ロッカーアーム１０ａ，１０
ｂと高速用ロッカーアーム１３とが非連動状態に切換わ
り、低速用カム５ａ，５ｂにより各低速用ロッカーアー
ム１０ａ，１０ｂを介して各吸気弁２ａ，２ｂが駆動さ
れ、一方、エンジン高回転時には、低速用ロッカーアー
ム１０ａ，１０ｂと高速用ロッカーアーム１３とが連動
状態に切換わり、高速用カム６により高速用ロッカーア
ーム１３及び各低速用ロッカーアーム１０ａ，１０ｂを
介して各吸気弁２ａ，２ｂが駆動されて開弁期間が長く
なる。これにより、エンジン低回転域における吹返し、
および低回転低負荷時のダイリューションガスの低減
と、エンジン高回転域における充填効率の向上とが共立
し、エンジンの全回転域でトルクが増大する。

【００２１】また、高速用ロッカーアーム１３は低速用
ロッカーアーム１０ａ，１０ｂの間に配設されているの
で、エンジン高回転時、高速用カム６から各吸気弁２
ａ，２ｂに至るまでの力の伝達経路が対称になり、吸気
弁２ａ，２ｂに対してこじり力が発生しない。

【００２２】さらに、各切換手段１７が共に高速用ロッ
カーアーム１３に設けられているので、オイル通路１８
を共通化してその構成を簡単にすることができる。

【００２３】その際、上記各ロッカーアーム１０ａ，１
０ｂ，１３のカム５ａ，５ｂ，６との当接部がローラー
１２，１２，１４によって構成されているので、機械抵
抗を低減することができる。

【００２４】さらに、上記高速用ロッカーアーム１３の
ローラー１４の当接幅が上記低速用ロッカーアーム１０
ａ，１０ｂのローラー１２の当接幅よりも大きいことに
より、低速時、幅の小さい小型のローラー１２が使用さ
れるので、動弁系の慣性重量を低減することができると
ともに動弁系をコンパクトにすることができる一方、高
速時、幅の大きい大型のローラー１４が使用されるの
で、高速時に動弁系荷重が大きくなってもその荷重に耐
えられることになり、動弁系の信頼性を確保することが
できる。しかも、低速用ロッカーアーム１０ａ，１０ｂ
と高速用ロッカーアーム１３とのローラー１２，１４の
幅を変えるだけの簡単な構成によって、上記の作用効果
を達成することができる。

【００２５】加えて、ロッカーアーム１０ａ，１０ｂ，
１３のローラー１２，１４の当接幅を対応する各カム５
ａ，５ｂ，６のカム幅よりも小さくしたことにより、各
ローラー１２，１４のカム５ａ，５ｂ，６への当接が確
実なものとなり、作動信頼性を確保することができる。

【００２６】尚、上記実施例では、２つの切換手段１
７，１７に対し同一のオイル通路１８で油圧を供給して
両切換手段１７，１７を同時に切換えたが、各切換手段
１７毎に別々のオイル通路１８を設け、該各オイル通路
１８に介設した切換弁２０の切換え時期を異なえること
により、エンジン中回転域で一方の吸気弁２ａを低速用
カム５ａで駆動し且つ他方の吸気弁２ｂを高速用カム５
ｂで駆動するようにしてもよく、このようにすれば、エ
ンジン低回転時におけるトルク特性線とエンジン高回転
時におけるトルク特性線とにより形成されるトルクの谷
を減少させることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、エンジ
ンの運転状態に応じて機関弁を低速駆動状態と高速駆動
状態とに切換えるようにしたエンジンの動弁装置におい
て、低速用及び高速用揺動手段のカムとの当接部をロー
ラーで構成するとともに、高速用駆動手段のカムとの当
接部をローラーで構成するとともに、高速用揺動手段の
ローラーの幅を低速用揺動手段のローラーの幅よりも大
きくする。という簡単な構造の偏光だけでもって、低速
時及び高速時の出口の向上及び機械抵抗の低減を図りな
がら、動弁系のコンパクト化と信頼性の向上との両立を
達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す平面図である。

【図２】同側面図である。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ 吸気弁 ５ａ，５ｂ 低速用カム ６ 高速用カム １０ａ，１０ｂ 低速用ロッカーアーム １２ ローラー １３ 高速用ロッカーアーム １４ ローラー １７ 切換手段 １８ オイル通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各気筒毎に、エンジンの低速運転に対応
   した形状の低速用カムと、エンジンの高速運転に対応し
   た形状の高速用カムとを備えるとともに、上記低速用カ
   ムに当接し該低速用カムの動きを機関弁に伝達するため
   の低速用揺動手段と、上記高速用カムに当接し該高速用
   カムの動きを機関弁に伝達するための高速用揺動手段
   と、エンジンの運転状態に応じて機関弁を上記低速用カ
   ムにより上記低速用揺動手段を介して駆動する低速駆動
   状態と上記高速用カムにより上記高速用揺動手段を介し
   て駆動する高速駆動状態とに切換える切換手段とを備え
   たエンジンの動弁装置において、 上記低速用揺動手段の低速用カムとの当接部及び上記高
   速用揺動手段の高速用カムとの当接部はそれぞれローラ
   ーによって構成されており、 上記高速用カムのカム幅は上記低速用カムのカム幅より
   も大きく設定されており、 上記低速用揺動手段のローラーの上記低速用カムへの当
   接幅は該低速用カムのカム幅よりも小さく、かつ上記高
   速用揺動手段のローラーの上記高速用カムへの当接幅は
   該高速用カムのカム幅よりも小さく設定されており、 上記高速用揺動手段のローラーの当接幅は上記低速用揺
   動手段のローラーの当接幅よりも大きく設定されてい
   る、ことを特徴とするエンジンの動弁装置。