JPS601309A - 内燃機関の弁作動切換装置 - Google Patents

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】 く技術分野〉 本発明はロッカアームを移動させて２段カムの一方と選
択的に係合させることにより吸・排気弁の作動を切換え
る弁作動切換装置に関する。

〈背景技術〉 吸・排気弁の弁作動の切換えは例えば運転条件に応じて
一部の気筒の運転を休止する気筒数制御機関や弁の揚程
あるいは開弁時期を切換える２段カム切換機関等に用い
られておシ、ロッカシャフトに設ケた四ツカアームをロ
ッカシャフトの軸方向に摺動させてカムシャフトに形成
した一対のカムの一方と選択的に係合させることによシ
行なうようにしたものである。

とのように弁作動を切換える装置として本願出願人によ
って昭和５８年４月２０日付で特許出願されたものを第
１図に示す。

このものの概要を図に基いて説明する。油圧アクチュエ
ータ１，２は、夫々４気筒機関において稼動体止が切換
可能な＃４　、　＄１気筒のロツカアームニ連係し、こ
れをロッカシャフトの軸方向に切換移動させることによ
ってロッカシャフトと平行なカムシャフトに形成された
稼動用カム及び休止用のカムのいずれか一方に選択的に
係合させて吸・排気弁の弁作動を切換えるようになって
いる。

これら油圧アクチュエータ１．２が次のようにして切換
制御される。

機関回転と同期するカム３によってレバー４を介して駆
動されるオイルポンプ５からの吐出油は、−路Ａを介し
てアキュームレータ６に十分な圧油を満たした後は、タ
イミングリフタ７に供給され、その出力ロット７ａをカ
ム３０回転に同期して往復動させる。

今、図示の状態から運転条件の変化を検出して電磁式方
向切換弁８が図中左方向へ切換え移動すると、＃４気筒
用の油圧アクチュエータ１に作用する油圧が切換えられ
ると共に、油圧クラッチ９に作用する油圧が切換えられ
、そのピストン９ａ及びこれに軸支された伝動レバー９
ｂが図中右方向へ移動し、前記出力ロット７ａと係合可
能となる。

この状態で出力ロット７ａが突出ストロークするタイミ
ングで伝動レバー９ｂと係合してこれを回動させ、該伝
動レバー９ｂに係合するストッパ１０を回動させること
によシ、核ストッパ１０を油圧アクチュエータ１の溝１
ａから外す。これにより該油圧アクチュエータ１は前記
切換えられた油圧の作用によって図中左方向に移動し、
＃４気筒を稼動から休止に切換える。

＃４気筒用油圧アクチュエータ１が切換わると、これに
形成された方向切換弁の切換作用により＃１気筒用油圧
アクチュエータ２に作用する油圧が切換わシ、図中右方
向へ移動し、＃１気筒も稼動から休止に切換えられる。

＃１気筒用油圧アクチュエータ２が切換わると、これに
形成された方向切換弁の切換作用によシ油圧クラッチ９
に作用する油圧が再度切換えられ、ピストン９Ｂ、及び
伝動レバー９ｂが図中左方に移動して戻されて、伝動レ
バー９ｂと出力ロット７ａとの係合可能状態が解除され
るので、ストッパ１０は＃４気筒用油圧アクチュエータ
１の切換後の位置でこれに形成された溝１ｂに係合して
ロックする。

尚、＃１気筒用油圧アクチュエータ２はオイルポンプ５
に形成された開閉弁１１が開となる＃１気筒の吸気弁の
開弁終了後に切換を開始される。

このように、各機構の切換動作をシーケンス制御でき、
切換時のみ出力ロット７ａと伝動し／＜−９ｂ及びスト
ッパ１０を係合させるという合理的な構成となっている
。

第２１はかかる弁作動切換装置の各部の特性を示したも
のである。

ところで、かかる弁作動切換装置にあっては、油圧回路
のうち、カム３によシ駆動されるオイルポンプ５を機関
カムシャフトの後端部即ち＃４気筒側に設けるのがスペ
ース的に最良となるため、油圧作動機器の大部分を機関
の後端部に集合させ、＃１気筒用の油圧アクチュエータ
１のみが前端部の離れた位置に配設される構成となって
いる。。

しかしながら、この場合、＃１気筒用の油圧アクチュエ
ータにストッパ解除用の油圧クラッチを切換作動させる
ための方向切換弁を形成しているため、図示の如く各ボ
ートに接続される計６木もの油圧ラインをパイプ等で引
き回すことにより、構造上複雑になるばかりでなく、流
路が長くなることによる応答性の低下、気泡の混入によ
る作動不良を起し易くなるという問題点があった。

〈発明の目的〉 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、本来の機能を
低下することなく一方の油圧アクチュエータに油圧回路
の切換機能を集約させることによシ上記問題点を解決し
た内燃機関の弁作動切換装置を提供することを目的とす
る。

〈発明の構成〉 このため本発明はストッパが解除されて油圧アクチュエ
ータが切換移動することによって油圧を変化させる油圧
回路と、弁作動切換信号によって切換作動する方向切換
弁の切換直後の油圧変化によってストッパ解除位置に切
換わシ、ストッパをカムシャフトに同期するタイミング
で解除されると共に、該ストッパの解除によシ移動する
油圧アクチュエータによって切換わる前記油圧回路から
の油圧によシストツバの解除動作を行なわない位置に戻
されるストッパ解除装置とを設けた構成とする。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

但し、以下の実施例図で第１図と同一の構成要素は同一
符号を付しである。第１の実施例を示す第３図において
＃４気筒用油圧アクチュエータ２１の両側の油圧室２１
ａ、２１ｂは電磁式方向切換弁８を介してアキュームレ
ータ６の油圧室６ａと、リリーフ弁１２を介してのオイ
ルタンク１３とに切換自由に接続される。又、同じく油
圧アクチュエータ２１に形成された入力側ポー）ＰＩは
アキュームレータ６の油圧室６ａに、戻シ側ボー）Ｒ１
はリリーフ弁１２を介してオイルタンク１３に接続され
、さらに一方の出力側ポー）ＡＩは＃１気筒用油圧アク
チュエータ２２の一方の油圧室２２ｂに、他方の出力側
ボートＢ１はオイルポンプ５に形成された開閉弁１１を
介して油圧アクチュエータ２２の他方の油圧室２２ａに
接続されている。

一方、カム３によシレパー４を介して駆動されるオイル
ポンプ５の吐出口がタイミングリフタ７の油圧室と、チ
ェック弁１４を介してアキュームレータ６の入口ボート
６ｂとに接続され、タイミングリフタ７の出力ロット７
ａと係合可能な伝動Ｌ／／Ｚ−９ｂが油圧クラッチ９の
ピストンＱａＫＭ支され、伝動レバー９ｂの一端部と係
合するストッパ１０が油圧アクチュエータ２−１に形成
された一対の溝２１ｃ、２１ｄの一方と選択的に係合す
る。

以上の構成は第１図に示したものと同様である。

次に本発明実施例に係る部分を説明すると、＃４気筒用
油圧アクチュエータ２１の油圧室２１ａ。

２１ｂに夫々スプールの移動によって選択的に開閉され
るポー）　Ｃ１＋　Ｄ　ｌ　を設け、これらボートＣＩ
、Ｄ、に接続した油圧ラインを一本に合流して油圧クラ
ッチ９の図中右側の油圧室９ｃに接続し、該油圧クラッ
チ９の他方の′油圧室９ｄをアキュームレータ６の油圧
室６ａに接続する。又、油圧クラッチ９にはピストン９
ａを図中左方向、即ち伝動レバー９ｂと出力ロット７ａ
との係合を解除する方向に付勢するスプリング９ｅを設
ける。

一方、＃１気筒用油圧アクチュエータ２２には両側の油
圧’９２２ａ、２２ｂにボートを設けるだけで方向切換
弁は設けない簡易な構造とする。

次に作用を説明する。

電磁式方向切換弁８が図示の位置にあるときには＃４気
筒用油圧アクチュエータ２１の図中左側の油圧室２１ａ
にアキュームレータ６の油圧室６ａからの高圧ｆｉ＋の
油圧（以下、単に高圧側の油圧という）が導かれ、図中
右側の油圧室２１ｂはリリーフ弁１２を介して低圧側の
オイルタンク１３に連通している。又、油圧クラッチ９
０図中左側の油圧室９ｄには高圧側油圧が導かれるが、
他方の油圧室９ｃにも前記＃４気筒用油圧アクチュエー
タ２１の油圧室２１ａ１ポートＣ１を介して同じく高圧
側の油圧が導かれるので、油圧差は々く、ｘ　７”　Ｉ
Ｊソングｅの付勢力でピストン９　ａ　、　伝ｆｆｔｊ
　レバー９ｂは図中左側に移動した位置にあシ、゛伝動
レバー９ｂと出力ロット７ａとは係合しない。そしてこ
の状態でストッパ１０は油圧アクチュエータ２１の図中
左側の溝２１ｃと係合して、該油圧アクチュエータ２１
を図中右側に移動した位置（＃４気筒の稼動位置）にロ
ックしている。

又、＃１気筒用油圧アクチュエータ２２には図中右側の
油圧室２２Ｂに＃４気筒用油圧アクチュエータ２１の入
力側ボートＰ１．出力側ボー）Ｂ＋を介して開閉弁１１
の開時期に高圧側油圧が導入され、左側の油圧室２２ｂ
は同じく出力側ボートＡｓ　、戻シ側ポー）Ｒ１を介し
て低圧側に連通ずるため図示の如く左側に移動した位置
（＃１気筒の稼動位置）にセットされている。

次に、この状態から機関の回転数や負荷等の変化に応じ
電磁式方向切換弁８が図中左方向へ移動して切換えられ
ると、＃４気筒用油圧アクチュエータ２１の油圧室２１
ａ、２１ｂに作用する油圧が切換えられる。又、油圧ク
ラッチ９０図中左側の油圧室９ｄには高圧側油圧が引き
続き導入されるが、右側の油圧室９ｃは、ボー）ＣＩ、
油圧室２１ａ及び電磁式方向切換弁８を介して低圧側に
連通するように切換えられるため、その差圧がスプリン
グ９ｅの付勢力に打ち勝ってピストン９ａ。

伝動レバー９ｂが図中右方向へ移動する。これによシ、
伝動レバー９ｂが出力ロット７ａの突出時に係合して回
動し、これに係合するストッパ１０も回動して溝２１ｃ
から外れるので＃４気筒用アクチュエータ２１は前記切
換えられた油圧によシ図中左方向へ移動して切換わシ、
＃４気筒が稼動から休止に切換わる。

＃４気筒用アクチュエータ２１の移動によりその入力側
ボー）Ｐｌと出力側ボートＡ１、戻シ側ボートＲ１と出
力側ボートＢ１　とが連通ずるように切換えられるので
＃１気筒用アクチュエータ２２の油圧室２２ａ、２２ｂ
Ｋ作用する油圧も切換えられ、油圧アクチュエータ２２
は図中右方向に付勢され、開閉弁１１の開くタイミング
で移動し、＃１気筒も稼動から休止に切換わる。

一方、＃４気筒用アクチュエータ２１が切換わると、ボ
ートＣｓが閉じボー）Ｄｔが油圧室２１ｂと連通ずるよ
うに切換わるので油圧クラッチ９の図中右側の油圧室９
ｃに再度高圧側の油圧が導かれ、ピストン９ａ及び伝動
レバー９ｂが図中左方向へ移動して戻される。

したがって、第１図で示した先願のものと同様のシーケ
ンス制御が行なえ、切換時のみ出力ロット７ａと伝動レ
バー９ｂ及びスト′ツバ１０を係合させるという合理的
な機能が得られる。

そして、かかる構成とすれば＃１気筒用油圧アクチュエ
ータのボートは６個から２個に減少し、それに伴って＃
１気筒側、即ち機関前端部側に引き回されていた４本の
油圧ラインを＃４気筒側である機関後端部側に移動させ
て短縮かつ簡素化することかでき、流路短縮によシ応答
性を向上させ、気泡混入による作動不良の発生を効果的
に防止することができる。

第４図は本発明の第２の実施例を示す。このものにおい
ては、＃４気筒用油圧アクチュエータ２１の２つの溝２
１ｃ、２１ｄのいずれか一方に週択的に保合自由な環状
のストッパ２３を設けると共ニ、該ストッパ２３の両端
部を一対のピストン２４ａ、２４ｂによって挾持した油
圧アクチュエータ２４を設け、該油圧アクチュエータ２
４のストッパ解除用の油圧室２４ｃをオイルポンプ５の
吐出口に接続し、他方の油圧室２ｎｄをアキュームレー
タ６の油圧室６ａに接続する。油圧室２４ｄにはピスト
ン２４ｂをストッパ保合側に付勢するスプリング２４ｅ
が内装しである。

また、一方の油圧室２５ａが、前記油圧アクチュエータ
２４の油圧室２４ｄに接続され、他方のスプリングを内
装した油圧室２５ｂが＃４気筒用の油圧アクチュエータ
２１０２つのボートＣ１。

Ｄｌに接続され、オイルポンプ５からアキュームレータ
６への供給油路を開閉する開閉弁２５を設けると共に、
アキュームレータ６の油圧室６　ａ　カら油圧室２６ａ
−に導かれる油圧とスプリング２６ｂの付勢力との合力
に打ち勝つ入力側油圧で開となル出ロボート２６ｄがオ
イルタンク１３に接続されたリリーフ弁２６を設け、ア
キュームレータ６０入ロポート６ｂ及びリリーフ弁２６
の入口ボート２６ｃを前記開閉弁２５及びチェック弁２
７を介してオイルポンプ５の吐出口に接続する。その他
の構成は第３図に示した第１の実施例と同様である。

この場合、開閉弁２５は第１実施例における油圧クラッ
チと同様に油圧回路に接続されているため、その作動特
性は同一である。即ち、図示の状態では２つの油圧室２
５ａ、２５ｂ共に高圧側油圧が導かれるためスプリング
２５ｂの付勢力にょシピストン２５ｄが図中下端にセッ
トされこの位置で開となっている。したがってオイルポ
ンプ５からの吐出油はチェック弁２Ｔを介してアキュー
ムレータ６の油圧室６ａに導入され、その入口ポ−）６
ｂが閉じたところまで油圧室６ａを満たした後は、オイ
ルポンプ５からの吐出油圧がリリーフ弁２６の開弁力を
越えた時点からＩＪ　ＩＪ−フ弁２６が開弁し、オイル
タンク１３へ吐出油がリリーフされる。この時、油圧ア
クチュエータ２４はスプリング２４ｅの伺勢力がリリー
フ弁２６の開弁力と比べて大きく設定されているため、
図示の位置に固定され、ストッパ２３は溝２１ｃに係合
したままである。

この状態から電磁式方向切換弁８が切換わると、開閉弁
２５の油圧室２５ｂが低圧側に連通ずるためピストン２
５ｄが図中上方に移動して閉となる。

この結果オイルポンプ５からの吐出油は逃げ場をめて油
圧アクチュエータ２４の油圧室２４ｃに導入し、スプリ
ング２４ｅの付勢力に打ち勝って、ストッパ２３を図中
左方向へ移動させて溝２１ｃとの保合を解除させる。こ
れによυ以下＃４気筒用油圧アクチュエータ２１、＃１
気筒用アクチュエータ２２が順次切換えられ、開閉弁２
５の油圧室２５＆、２５ｂに作用する油圧が再度切換え
られて元に戻され、ストッパ２３が＃４気筒用アクチュ
エータ２１の切換後の溝２１ｄに係合してこれをロック
する。このように本実施例においても第１実施例同様の
機能が得られ、かつ、タイミングリフタがなくなるため
、その出力ロットとストッパとの間に生じる機械的な摩
耗を防止できる。

第５図は本発明の第３の実施例を示し、ストッパ２３と
これを駆動する油圧アクチュエータ２４は第２実施例同
様に設けられて接続しであるが、開閉弁２８は２つの油
圧室２８ａ、２８ｂともにスプリング２８ｃ、２９ｄが
内装され、かつ油圧室２８ａ、２８ｂが夫々＃４気筒用
アクチュエータ２１の出口側ボートＢｌ　と油圧室２１
ａとに接続しである。又、アΦニームレータ６０入ロボ
ート６ｂは開閉弁２８とチェック弁２７との間に接続し
、同じく油圧室６ａは開閉弁２８、チェック弁２７を介
してオイルポンプ５の吐出口に接続してあシ、さらにピ
ストン６ｃの所定以上のストロークで油圧室６ａをオイ
ルタンク１３に連通させるリリーフボート６ｄが設けら
れ、そのリリーフ弁機能によシ第２実施例におけるＩＪ
　ＩＪ−フ弁２６は省略される。

このものにおいては、図示の状態では開閉弁２８の一方
の油圧室２８ａは＃４気筒用アクチュエータ２１のポー
）Ｐｉ、Ｂｌ　を介して高圧側油圧が導かれ、又、他方
の油圧室２８ｂは電磁式方向切換弁８を介して同じく高
圧側の油圧が導かれるため、図示の位置でバランスして
開となっている。

この場合、オイルポンプ５からの吐出油圧はアキューム
レータ６の油圧室６ａを満たした後は油圧アクチュエー
タ２４の油圧室２４ｃ、２４ｄに平等に付勢されるため
、スプリング２４ｅの付勢力によシストツバ２３は図示
の位置で溝２１ｃと係合した状態に固定される。

次に電磁式方向切換弁８が切換わると、開閉弁２８の油
圧室２８ｂは低圧側に連通ずるが、他方の油圧室２［１
ａは＃４気筒用油圧アクチュエータ２１がまだストッパ
２３で規制されているため、そのまま高圧側油圧が導か
れるので、ピストン２８ｅが図中下降して閉となる。こ
れによシ、油圧アクチュエータ２４の油圧室２４ｃにオ
イルポンプ５の吐出油圧が作用してストッパ２３が溝２
１ｃから外れ＃４気筒用油圧アクチュエータ２１が切換
移動し、次いで＃１気筒用油圧アクヂュエータ２２が切
換移動する。又、＃４気筒用アクチュエータ２１の切換
によシ開閉弁２８の油圧室２８ｂも低圧側に連通ずるた
め、ピストン２８ｅは再度中間位置に戻されて開となる
。次回の切換時は油圧室２８ｂ側が先に高圧側油圧を導
かれ、ピストン２８ｅが上昇して閉となり、次いで油圧
室２８ａにも高圧側油圧が導かれてピストン２８ｅが下
降し開に戻される。

かかる構成とすればリリーフ弁が不要となシ、かつ、＃
４気筒用油圧アクチュエータ２１も第３図に示したもの
と同一のものを使用でき油圧室２１ａ＃２１ｂと連通ず
る２つのボートを省略できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によればロッカアーム駆動
用油圧アクチュエータのストッパ解除装置が方向切換弁
に応動し該油圧アクチュエータが移動を開始するまで解
除可能な位置に切換わっているが、油圧アクチュエータ
の移動によって再び解除動作を行なわない位置に戻るよ
うに構成したため、必要時のみストッパとストッパ解除
装置とを連動させる本来の枦能は変えることなく、１つ
の油圧アクチュエータの側に殆んどの油圧回路を集合さ
せることが可能となって油圧回路を大幅に簡単化でき、
信頼性を向上させると共にコストを低減できるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願出願人によって出願済の内燃機関の弁作動
装置の構成を示す図、第２図は同上装置における各構成
部分の切換タイミングを示すタイムチャート、第３図〜
第５図は夫々本発明の第１、第２及び第３の実施例を示
す構成図である。 ３・・・カム　５・・・オイルポンプ　Ｔ・・・タイミ
ングリフタ　８・・・電磁式方向切換弁　９・・・油ニ 圧クラッチ　９ｅスプリング　１０・・・ストッパ　２
１・・・＃４気筒用油圧アクチュエータ２２・・・＃１
気筒用油圧アクチュエータ　２３・・・ストッパ　２４
・・・油圧アクチュエータ　２５゜２８・−・開閉弁　
２６・・・リリーフ弁特許出願人　日産自動車株式会社 代理人弁理士笹　島　富二雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロッカアームをロッカシャフトの軸方向に移動させてカ
   ムシャフトの軸方向に並設したプロフィルの異なる一対
   のカムのいずれか一方と選択的に係合させることによシ
   、このロッカアームを介して駆動される吸・排気弁の弁
   作動を切換えるようにした内燃機関の弁作動切換装置に
   おいて、弁作動切換信号によって切換動作する方向切換
   弁と、該方向切換弁によって切換られる油圧によシ駆動
   され、前記ロッカアームを切換移動させる油圧アクチュ
   エータと、前記油圧アクヂュエータの移動を規制するス
   トッパとを設ける一方、前記油圧アクチュエータの切換
   移動によって油圧を変化させる油圧回路と、前記方向切
   換弁の切換に伴なう油圧の変化に応動して前記ストッパ
   を解除可能な位置に切換わシカムシャフトの回転に同期
   したタイミングでストッパを解除させると共に、該スト
   ン／４−Ｏ解除後、油圧アクチュエータが切換移動する
   ことによって変化する前記油圧回路からの油圧によシス
   トツバの解除動作が行なわれない位置に戻るストッパ解
   隙装置とを設けたことを特徴とする内燃機関の弁作動切
   換装置。