JPH10196321A - 作動液給排構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動液を給排するための通路が形成された中
空構造のロッカーシャフトに作動液の給排操作によって
所定の動作を行う動作対象物を設けたものでは、ロッカ
ーシャフトとこれを支持するシリンダヘッドとの嵌合部
分から液漏れが発生する。 【解決手段】 作動液の給排操作によって所定の動作を
行う動作対象物１３が設けられ、作動液を給排するため
の通路２１が形成された中空構造のロッカーシャフト１
７と、このロッカーシャフト１７の少なくとも一方の端
部が嵌合されてこれを支持する嵌合孔１８を設けたシリ
ンダヘッド１１と、このシリンダヘッド１１の嵌合孔１
８に接続して作動液を給排するための配管４８と、ロッ
カーシャフト１７の外周面と嵌合孔１８との嵌合部分に
設けられてこれらの隙間をシールするシール部材５６と
を具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作動液を給排する
ための通路が形成された中空構造のロッカーシャフトに
対する作動液の給排構造に関し、特に、吸排気弁の開閉
時期を車両の運転状態に応じて切り換えることが可能な
動作対象物を設けたロッカーシャフトに応用して好適な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載される内燃機関は、非常に
大きな回転変化や負荷の変動に対して柔軟に対応するこ
とが要求される。このような観点から、吸排気弁の開閉
時期を車両の運転状態に応じて変えられるようにした内
燃機関の動弁装置が、例えば実開平２−１０５５０３号
公報などで提案され、内燃機関に対する負荷や機関の回
転速度の如何にかかわらず、常に安定した効率の良い出
力特性が得られるように配慮している。

【０００３】この実開平２−１０５５０３号に記載され
たロッカーシャフト構造は、吸気弁または排気弁に当接
する第１ロッカーアームをロッカー軸に揺動自在に取り
付け、第１のカムで駆動されるこの第１ロッカーアーム
に対して第２のカムで駆動される第２ロッカーアームを
ロッカーシャフトに揺動自在に取り付け、この第２ロッ
カーアームと第１ロッカーアームとの間にロストモーシ
ョン機構を組み込み、このロストモーション機構がその
機能を発揮する第１位置と当該ロストモーション機構が
その機能を停止する第２位置とに往復動可能な連係部材
を第１ロッカーアームに取り付け、さらにこの連係部材
の第１位置および第２位置への切り換えを作動液の給排
によって行うようにしたものである。

【０００４】このような動弁装置においては、油圧ポン
プからの圧油をロッカーシャフトおよび第１ロッカーア
ームを介して連係部材に供給し、連係部材を駆動するこ
とが一般的である。このため、連係部材に供給される油
圧が油漏れなどによって低下した場合には、連係部材を
所定の位置に保持することができなくなる虞があること
から、例えば、実開平２−１０５５０３号公報では、ロ
ッカーシャフトと第１ロッカーアームとの摺動部分に油
漏れを防止するシール機構を組み込んでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ロッカーシャフトと第
１ロッカーアームとは、通常、鉄系の同一材質のもの
（一般的には炭素鋼）で形成されるため、これらの摺動
部分の嵌め合い公差を比較的小さく設定しても、熱膨張
による影響はさほど受けることはなく、ロッカーアーム
と第１ロッカーアームとの間には、ほぼ一定の嵌合隙間
が形成される。

【０００６】従って、実開平２−１０５５０３号公報に
開示された従来のロッカーシャフト構造の場合、ロッカ
ーシャフトと第１ロッカーアームとの摺動部分にシール
機構を組み込んでも、シール部材が摩耗し易く、それほ
どの油漏れ防止効果を上げることができない。むしろ、
ロッカーシャフトとこのロッカーシャフトを支持する熱
膨張率の大きなアルミニウム系のシリンダヘッドとの嵌
合部分の嵌合隙間が、圧油の温度上昇に伴って次第に大
きくなり、この部分からの油漏れが増大して連係部材を
所定の位置に保持することができなくなる虞がある。

【０００７】このように、作動液を給排するための通路
が形成された中空構造のロッカーシャフトに作動液の給
排操作によって所定の動作を行う動作対象物が設けられ
たものでは、ロッカーシャフトとこれを支持するシリン
ダヘッドとの嵌合部分の液漏れを防止することが重要で
ある。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、作動液を給排するため
の通路が形成された中空構造のロッカーシャフトに作動
液の給排操作によって所定の動作を行う動作対象物を設
けたものにおいて、ロッカーシャフトとこれを支持する
シリンダヘッドとの嵌合部分の液漏れを防止し得る作動
液給排構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、作動液の給排
操作によって所定の動作を行う動作対象物が設けられ、
前記作動液を給排するための通路が形成された中空構造
のロッカーシャフトと、このロッカーシャフトの少なく
とも一方の端部が嵌合されてこれを支持する嵌合孔を設
けたシリンダヘッドと、このシリンダヘッドの前記嵌合
孔に接続して前記作動液を給排するための配管と、前記
ロッカーシャフトの外周面と前記嵌合孔との嵌合部分に
設けられてこれらの隙間をシールするシール部材とを具
えたことを特徴とする作動液給排構造にある。

【００１０】本発明によると、配管からの作動液は、シ
リンダヘッドの嵌合孔からロッカーシャフトに形成され
た通路を通り、このロッカーシャフトに設けられた動作
対象物に供給され、動作対象物を駆動する。また、シリ
ンダヘッドの嵌合孔とロッカーシャフトとの嵌合部分に
は、シール部材が設けられており、これらの嵌合隙間か
らの作動液の漏出が防止される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明による作動液給排構造にお
いて、ロッカーシャフトに揺動自在に支承されて吸気弁
または排気弁に連係し、かつ第１カムにより駆動される
第１ロッカーアームと、この第１ロッカーアームか、あ
るいはロッカーシャフトに揺動自在に支承されて第２カ
ムにより駆動される第２ロッカーアームと、この第２ロ
ッカーアームに対するロストモーション機構とをさらに
具え、動作対象物が、第１ロッカーアームに支承され、
かつロストモーション機構がその機能を発揮する第１位
置とロストモーション機構がその機能を停止する第２位
置とに揺動可能な連係部材であってもよい。

【００１２】

【実施例】本発明による作動液給排構造を１つのシリン
ダに対して一対の吸排気弁を２組設けた内燃機関の動弁
装置に応用した実施例について、図１〜図６を参照しな
がら詳細に説明する。

【００１３】本実施例の概略構造を表す図１およびその
ロッカーアームの部分の外観を表す図２およびその III
−III 矢視断面構造, IV−IV矢視断面構造をそれぞれ表
す図３, 図４に示すように、肉抜き溝１０を形成したシ
リンダヘッド１１には、吸気弁用のロッカーアーム１
２, １３などを収容すると共に図示しない排気弁用のロ
ッカーアーム１４, １５などを収容する空隙部１６と、
吸気弁用のロッカーシャフト１７の両端部を支持する嵌
合孔１８と、排気弁用のロッカーシャフト１９の両端部
を支持する嵌合孔２０とが穿設されている。これら嵌合
孔１８, ２０には、吸気弁用のロッカーシャフト１７お
よび排気弁用のロッカーシャフト１９がそれぞれ嵌着さ
れており、これらロッカーシャフト１７, １９は、内部
に油通路２１をそれぞれ形成した中空構造となってい
る。

【００１４】吸気弁および排気弁の動弁機構は、基本的
に同一であるので、以下には、吸気弁の動弁機構につい
てのみ説明する。すなわち、エンジンの各シリンダ毎に
設けられる一対の吸気弁に対応した第１ロッカーアーム
１２の基端部は、ロッカーシャフト１７に対して揺動自
在に支承されている。ほぼＵ字形の二股に形成された当
該第１ロッカーアーム１２の左右両側には、ロッカーシ
ャフト１７の上方にこれと平行に配置されたカム軸２２
に隙間を隔てて形成された２つの低速用カム（第１カ
ム）２３にそれぞれ当接する２つのカムスリッパ２４が
形成されており、さらにこの第１ロッカーアーム１２の
先端部には、２本の吸気弁の弁棒２５の頂部が弁ばね２
６のばね力によってそれぞれ当接した状態となってい
る。

【００１５】第１ロッカーアーム１２の基端上部に形成
したブラケット２７に両端部がスナップリング止めされ
たロッカーピン２８には、第２ロッカーアーム１３の基
端部が第１ロッカーアーム１２に対して揺動自在に支承
されている。そして、この第２ロッカーアーム１３の先
端部に形成したスリッパ面２９には、カム軸２２に形成
した高速用カム（第２カム）３０が当接している。

【００１６】第２ロッカーアーム１３の下側には、下向
きに開口する円形断面の止まり穴３１が形成されてお
り、この止まり穴３１には、カップ形断面のロストモー
ションプランジャ３２が摺動自在に嵌合されている。こ
のロストモーションプランジャ３２と止まり穴３１との
間には、当該ロストモーションプランジャ３２の先端部
を第１ロッカーアーム１２の中央部に座ぐり状態で形成
したプランジャ当接部３３に押し付ける圧縮ばね３４が
介装されており、その反力によって第２ロッカーアーム
１３のスリッパ面２９が高速用カム３０と常に当接する
ようになっている。

【００１７】一方、前記第１ロッカーアーム１２の下部
に二股状に形成されたレバーブラケット３５には、本発
明の連係部材として機能する切り換えレバー３６を揺動
自在に支承するレバー保持軸３７の両端部がロッカーシ
ャフト１７と平行に取り付けられており、第２ロッカー
アーム１３の先端下部には、この切り換えレバー３６の
上端部に係合し得る係合段部３８が形成されている。

【００１８】前記切り換えレバー３６の上端部側方に
は、レバー保持軸３７と平行にこの切り換えレバー３６
の側方から突出する解除用プランジャ受け３９が形成さ
れている。開口がこの解除用プランジャ受け３９を臨む
ように第１ロッカーアーム１２に形成された止り穴４０
には、解除用プランジャ４１が摺動自在に嵌合され、こ
の解除用プランジャ４１によって塞がれた止り穴４０内
には、当該解除用プランジャ４１を解除用プランジャ受
け３９に押圧する圧縮ばね４２が収納されている。つま
り、この圧縮ばね４２のばね力により、切り換えレバー
３６は解除用プランジャ４１および解除用プランジャ受
け３９を介して第２ロッカーアーム１３の係合段部３８
との係合が解除される方向に付勢されている。

【００１９】また、切り換えレバー３６の下端部には、
係合用プランジャ受け部４３が形成されており、開口が
この係合用プランジャ受け部４３を臨むように第１ロッ
カーアーム１２に形成された油室４４には、係合用プラ
ンジャ受け部４３に当接する係合用プランジャ４５が摺
動自在に装着されている。第１ロッカーアーム１２に形
成されて一端が油室４４に接続する油路４６の他端は、
ロッカーシャフト１７の外周面に臨んでおり、この油路
４６とロッカーシャフト１７に形成された油通路２１と
は、ロッカーシャフト１７の径方向に穿設した連通路４
７を介して連通状態となっている。

【００２０】一方、シリンダヘッド１１の嵌合孔１８に
は、圧油給排管４８の一端部が連結されており、これの
圧油給排管４８の他端部には、油供給管４９を介して油
ポンプ５０に接続する電磁切換弁５１が連結されてい
る。この電磁切換弁５１には、圧油給排管４８および油
供給管４９の他に、嵌合孔１８側からの圧油を油溜め５
２に戻すための油戻し管５３が接続し、この油戻し管５
３の途中には、リリーフ弁５４が介装されている。電磁
切換弁５１は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと記述
する）５５からの指令に基づき、圧油給排管４８と油供
給管４９とを連通して油溜め５２内の作動油を油ポンプ
５０から油室４４側に供給し得る状態と、圧油給排管４
８と油戻し管５３とを連通して油室４４内の圧油を油溜
め５２側に排出し得る状態とに切り換え可能である。

【００２１】前記ＥＣＵ５５は、エンジン回転速度や冷
却水温、ならびに潤滑油温や過給圧, スロットル弁開度
などに基づき、基本的にはエンジンの回転速度が所定速
度以上の場合に圧油が油室４４内に供給され、エンジン
の回転速度が所定速度未満の場合には油室４４内の圧油
が油溜め５２側に排油されるように、電磁切換弁５１の
切り換えを行うが、この切り換え操作は、エンジントル
クの急激な変動が発生しないように、円滑に行われる。

【００２２】図１中の矢視Ｖ部を抽出拡大した図５に示
すように、ロッカーシャフト１７と嵌合孔１８との嵌合
部分には、本発明のシール部材としてのＯリング５６が
介装され、本実施例ではロッカーシャフト１７の外周に
形成した溝５７内に保持されている。このＯリング５６
によって、ロッカーシャフト１７と嵌合孔１８との隙間
からの圧油の漏洩を防止している。通常、シリンダヘッ
ド１１は、一般的にロッカーシャフト１７よりも熱膨張
率の大きなアルミニウム合金にて形成されているため、
エンジンの温度上昇に伴ってロッカーシャフト１７とシ
リンダヘッド１１の嵌合孔１８との嵌合隙間が増大し、
この嵌合部分から圧油が漏洩し易くなり、油室４４の圧
力を所定以上に保持できなくなる虞が発生するが、この
嵌合部分にＯリング５６を介装しているため、このよう
な不具合を未然に防止することができる。

【００２３】本実施例では、シール部材としてＯリング
５６を採用したが、本発明の他の実施例の断面構造を表
す図６に示すように、ロッカーシャフト１７の外周に形
成した溝５８に収容されるメカニカルシール５９を採用
することも可能であり、ロッカーシャフト１７の外周面
とシリンダヘッド１１の嵌合孔１８の内周面との間の嵌
合部分をシールすることができるのであれば、どのよう
なシール部材を採用してもよく、シリンダヘッド１１の
嵌合孔１８側にシール部材を取り付けることも可能であ
る。

【００２４】従って、油ポンプ５０からの圧油が油室４
４内に供給されると、圧縮ばね４２のばね力に抗して係
合用プランジャ４５が第１ロッカーアーム１２側に押し
出され、切り換えレバー３６の上端部が第２ロッカーア
ーム１３の係合段部３８に係合し、ロストモーション機
構がその機能が停止する第２位置に第２ロッカーアーム
１３を保持する。逆に、電磁切換弁５１によって油通路
２１内の圧油が油溜め５２側に排油されると、圧縮ばね
４２のばね力により切り換えレバー３６の係合用プラン
ジャ受け部４３を介して係合用プランジャ４５が油室４
４側に押し戻されると共に、切り換えレバー３６の上端
部と第２ロッカーアーム１３の係合段部３８との係合が
解除され、ロストモーション機構がその機能を発揮する
第１位置に第２ロッカーアーム１３は保持される。

【００２５】前記低速用カム３０とこれらの間に形成さ
れる高速用カム３０とは、エンジンの低回転時と高回転
時とにおいて要求される弁リフト特性を満足するよう
に、相互に異なる輪郭形状に形成され、一般的に高速用
カム３０は低速用カム３０よりも弁リフト量および開弁
期間の少なくとも一方が大きくなるようなカムプロフィ
ルを有している。

【００２６】つまり、エンジンが低回転領域にある場
合、第１ロッカーアーム１２は低速用カム３０のカムプ
ロフィルに従って揺動し、各吸気弁の開閉駆動を行う。
この時、第２ロッカーアーム１３は高速用カム３０によ
って揺動されるものの、圧縮ばね４２のばね力により、
切り換えレバー３６は係合段部３８との係合が外れ、ロ
ストモーション機構がその機能が発揮する第１位置での
連係状態にある。このため、第２ロッカーアーム１３は
第１ロッカーアーム１２に対してロッカーピン２８を中
心に揺動し、これに伴ってロストモーションプランジャ
３２が圧縮ばね３４の撓みを伴って止まり穴３１内を摺
動するだけであり、第１ロッカーアーム１２の動きが妨
げられることはない。

【００２７】これに対し、エンジンが高回転領域にある
場合、電磁切換弁５１を介して油ポンプ５０からの圧油
が油通路２１から連通路４７および油路４６を介して油
室４４内に供給されるため、圧縮ばね４２のばね力に抗
して係合用プランジャ４５が係合用プランジャ受け部４
３押し当たり、切り換えレバー３６がレバー保持軸３７
を中心として左回りに回動し、その上端部が第２ロッカ
ーアーム１３の係合段部３８に係合し、この切り換えレ
バー３６は図３に示す位置に切り換わって、ロストモー
ション機構がその機能を停止する第２位置での連係状態
になる。。これによって、第１ロッカーアーム１２と第
２ロッカーアーム１３とが一体的に連結された状態とな
り、第１ロッカーアーム１２から低速用カム３０が引き
離され、第２ロッカーアーム１３が第１ロッカーアーム
１２と共に高速用カム３０のカムプロフィルに従い、ロ
ッカーシャフト１７を中心として揺動する。

【００２８】この場合、高速用カム３０は、低速用カム
３０と比較して弁開度および弁リフト量が共に大となる
ように形成されているため、第２ロッカーアーム１３が
第１ロッカーアーム１２と一体化した状態では、各吸気
弁の弁開度および弁リフト量が共に大きくなる。

【００２９】なお、エンジンが高回転領域から再び低回
転領域に移行すると、電磁切換弁５１の作動によって油
室４４内の圧力が低下するため、圧縮ばね４２のばね力
が油室４４内の圧油の圧力に打ち勝って切り換えレバー
３６および係合用プランジャ４５が元の位置に移動する
結果、第２ロッカーアーム１３の拘束が解除されて再び
ロストモーション機構がその機能を発揮する状態とな
る。

【００３０】このようにして、低速用カム３０のカムプ
ロフィルに基づくトルク特性と高速用カム３０のカムプ
ロフィルに基づくトルク特性とが合成され、エンジンの
低回転領域から高回転領域に亙って駆動トルクを高める
ことができる。

【００３１】また、上述した実施例は第２ロッカーアー
ム１３を第１ロッカーアーム１２にロッカーピン２８を
介して揺動自在に支承させたが、ロッカーシャフト１７
に対して第２ロッカーアーム１３の基端部を揺動自在に
支承させるようにしても良く、この場合には、ロッカー
ピン２８を省略することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の作動液給排構造によると、ロッ
カーシャフトの外周面とシリンダヘッドに形成された嵌
合孔との嵌合部分にこれらの隙間をシールするシール部
材を設けたので、作動液の温度上昇に伴ってロッカーシ
ャフトとシリンダヘッドとの嵌合隙間が増大しても、動
作対象物を確実に作動させることができる。

【００３３】特に、第１ロッカーアームに支承され、か
つロストモーション機構がその機能を発揮する第１位置
とロストモーション機構がその機能を停止する第２位置
とに揺動可能な連係部材を動作対象物とした場合、この
連係部材に対する液圧を高圧に維持することが可能であ
り、連係部材の位置を確実に切り換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による作動液給排構造を内燃機関の動弁
装置に応用した一実施例の概念図である。

【図２】図１に示した実施例におけるロッカーアームの
部分の正面図である。

【図３】図２中の III−III 矢視断面図である。

【図４】図２中のIV−IV矢視断面図である。

【図５】図１中の矢視Ｖ部を抽出拡大した断面図であ
る。

【図６】本発明による他の実施例の概略構造を表す図５
に対応した断面図である。

【符号の説明】

１１ シリンダヘッド １２ 第１ロッカーアーム １３ 第２ロッカーアーム １７ ロッカーシャフト １８ 嵌合孔 ２１ 油通路 ２２ カム軸 ２３ 低速用カム（第一カム） ２５ 弁棒 ２８ ロッカーピン ３０ 高速用カム（第２カム） ３６ 切り換えレバー ３７ レバー保持軸 ３８ 係合段部 ４４ 油室 ４５ 係合用プランジャ ４６ 油路 ４７ 連通路 ４８ 圧油給排管 ４９ 油供給管 ５０ 油ポンプ ５１ 電磁切換弁 ５２ 油溜め ５３ 油戻し管 ５４ リリーフ弁 ５５ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ５６ Ｏリング ５７, ５８ 溝 ５９ メカニカルシール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動液の給排操作によって所定の動作を
   行う動作対象物が設けられ、前記作動液を給排するため
   の通路が形成された中空構造のロッカーシャフトと、 このロッカーシャフトの少なくとも一方の端部が嵌合さ
   れてこれを支持する嵌合孔を設けたシリンダヘッドと、 このシリンダヘッドの前記嵌合孔に接続して前記作動液
   を給排するための配管と、 前記ロッカーシャフトの外周面と前記嵌合孔との嵌合部
   分に設けられてこれらの隙間をシールするシール部材と
   を具えたことを特徴とする作動液給排構造。
2. 【請求項２】 前記ロッカーシャフトに揺動自在に支承
   されて吸気弁または排気弁に連係し、かつ第１カムによ
   り駆動される第１ロッカーアームと、 この第１ロッカーアームか、あるいは前記ロッカーシャ
   フトに揺動自在に支承されて第２カムにより駆動される
   第２ロッカーアームと、 この第２ロッカーアームに対するロストモーション機構
   とをさらに具え、 前記動作対象物は、前記第１ロッカーアームに支承さ
   れ、かつ前記ロストモーション機構がその機能を発揮す
   る第１位置と前記ロストモーション機構がその機能を停
   止する第２位置とに揺動可能な連係部材であることを特
   徴とする請求項１に記載の作動液給排構造。