JPS63208604A - エンジンの動弁装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの動弁装置、特にエンジンの運転状態
に応じて吸気バルブや排気バルブの作動状態を切換え得
るようにした動弁装置の改良に関する。

（従来の技術） エンジンの広い運転領域にわたって良好な吸、排気性能
が得られるように該エンジンの運転状態に応じて吸、排
気バルブの開閉タイミング（バルブタイミング）を変化
させ得るようにした所謂バルブタイミング可変機構付き
の動弁装置が従来から知られている。この種の動弁装置
には、バルブ駆動用のカムとしてカム軸のスライドによ
ってプロフィルが変化する立体カムを用い、これによっ
てバルブタイミングないしバルブリフト量を連続的に変
化させるようにしたものや、互いにプロフィルの異なる
低速用カムと高速用カムの２種類のカムをカム軸に設け
、エンジンの低速時と高速時とで両カムを選択的に切換
えることによりバルブタイミングを可変とするようにし
たもの等がある。

後者のような動弁装置の１例は実開昭６１−５８６０５
号公報に示されている。これは、低速用及び高速用の各
カムを有するカム軸と、一端がロッカアーム軸に回転自
在に支持され且つ他端が吸気バルブ又は排気バルブに当
接すると共に略中間部に上記低速用カムに当接するスリ
ッパ−を有する呈ロッカアームと、この主ロッカアーム
と共通のロッカアーム軸に一端が回転自在に支持され且
つ上記高速用カムに当接するスリッパ−を有する副ロッ
カアームと、これらの主ロッカアームと副ロッカアーム
とを連動状態及び非連動状態に択一・的に切換えるプラ
ンジャ等でなる切換手段とを備えた構成である。これに
よれば、エンジンの高速回転時には主、副ロッカアーム
を連動状態にすることにより上記高速用カムに従って上
記バルブを開閉作動させることができ、また低速回転時
には主、副ロッカアームを非連動状態にすることにより
上記低速用カムに従って上記バルブを開閉作動させるこ
とができるので、エンジンの高速回転時と低速回転時と
で夫々最適のバルブタイミングが得られることになる。

（発明が解決しようとする問題点） 然るに、上記公報に示されているような動弁装置の場合
、上記プランジャー等の切換手段が主、副ロッカアーム
のうちの一方に内蔵されていると共に、これらの主、副
ロッカアームが非連動状態となるエンジンの低速回転時
には、実質的に主ロッカアームしかバルブを作動させる
機能を果たしていないにも拘らず副ロッカアームも動作
することから、ロッカアーム全体の慣性質量が比較的大
きくなり、その結果、燃費の悪化を招くという問題があ
る。

本発明は従来におけるエンジンの動弁装置に関する上記
のような問題に対処するもので、バルブの開閉タイミン
グないし作動状態をエンジンの運転状態に応じて変化さ
せることができ、しかも当該動弁系の慣性質量を低減し
て燃費の向上を図り得る動弁装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的達成のため本発明は、吸気バルブ又は排気バル
ブをその夫々対応するロッカアームを介してカム軸で駆
動するようにしたエンジンの動弁装置において次のよう
に構成したことを特徴とする。

即ち、上記ロッカアームのうちの少なくとも１つのロッ
カアームにおけるカム当接部に上記カム軸方向と平行な
軸方向に移動可能なローラを設け、且つこのローラを上
記軸方向に移動させて該ローラと上記カム軸との当接状
態を変化させることにより当該吸気バルブないし排気バ
ルブの作動状態を切換える切換手段を備える。尚、該切
換手段は、例えばシリンダヘッドにおけるカムジャーナ
ル部に設けられたプランジャ等によって構成される。

（作　　用） このような構成によれば、ロッカアームに設けられたロ
ーラを切換手段によってカム軸方向と平行な軸方向に移
動させるだけで当該吸気バルブないし排気バルブの作動
状態を切換えることができるから、主ロッカアームと副
ロッカアームの２種類のロッカアームを備えた如き従来
の動弁装置に比べて当該動弁系の慣性質量を低減するこ
とができ、その分だけエンジンの燃費向上が図れること
になる。そして、後述する本発明の実施例のように、特
に上記切換手段をシリンダヘッドにおけるカムジャーナ
ル部に設けられたプランジャとする構成を採用した場合
には、その切換手段の分だけ当該動弁系の慣性質量を更
に小さくすることができるので、＝ｉ燃費の向上が図れ
ることになる。

尚、ロッカアームとカムとの当接部に上記のようにロー
ラを用いた場合、両者間の摺動抵抗が比較的小さくなる
ことからカム軸の駆動抵抗が減少し、この面からも燃費
の向上が図れることになる。

（実　　施　　例〉 以下、本発明の実施例について説明する。

この実施例は、１気筒について２つの吸気バルブと２つ
の排気バルブとを有する４バルブ式エンジンにおいて、
特に上記２つの吸気バルブのうちの１つの吸気バルブに
対して本発明の動弁装置を適用した場合に関するもので
ある。

第１図及び第２図に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、その−側面から燃焼室３に通じる吸気ボ
ート４が形成されていると共に、その吸気ボート４の燃
焼室３への開口部にはこれを開閉する吸気バルブ５が設
けられている。この吸気バルブ５は、シリンダへラド２
に圧入されたバルブガイドブツシュ６にそのステム部が
摺動自在に挿入されていることにより、該ブツシュ６に
案内されてその軸方向に往復動じ得るようになっている
。その場合、吸気バルブ５の上部にはバルブコツタ７を
介してバルブリテーナ８が装着されており、該リテーナ
８とバルブスプリングシート９との間に、該バルブ５を
閉方向に付勢するバルブスプリング１０が設けられてい
る。

一方、上記シリンダヘッド２の上部には、上記吸気バル
ブ５に対応するスイングアーム式ロッカアーム（以下、
この実施例においてスイングアームという）１１と、こ
のスイングアーム１１を介して上記吸気バルブ５を開閉
駆動するカム軸１２が設けられている。このうち、カム
軸１２は、エンジン１のシリンダ列方向つまり図示しな
いクランク軸と平行に配置されて、該クランク軸に同期
して回転駆動されるように構成されている。そして、こ
の場合において該カム軸１２には上記スイングアーム１
１ないし吸気バルブ５に対応させてプロフィルの異なる
高速用カム１３と低速用カム１４がカム軸方向に配設さ
れている。ここで、このカム軸１２は、そのジャーナル
部１２ａの下半部がシリンダヘッド２の上部に形成され
た軸受用壁部２ａにおける半円形の軸受部２ｂに支承さ
れた上で、該軸受部２ｂに図示しない軸受キャップが取
り付けられていることにより、上記のように回転自在に
保持されており、更にほこの状態で該カム軸１２の上方
がカムケースカバー１５によって覆われるようになって
いる。

また、上記スイングアーム１１は、この実施例の場合、
そのシリンダヘッド中央側に半球形の２つの支持部１１
ａ、ｌｌａを有し、これらの支持部１１ａ、ｌｌａが、
シリンダヘッド上部中央側に装着された油圧式バルブラ
ッシュアジャスタ（以下、ラッシュアジャスタと略称す
る）１６゜１６に夫々回転自在に支持されていると共に
、該支持部１１ａ、ｌｌａに対して反対側に位置する端
部が上記吸気バルブ５の頭部に当接するバルブ当接部１
１ｂとされている。尚、上記ラッシュアジャスタ１６．
１６は、周知のようにバルブ隙間を自動的に調整するも
のである。即ち、簡単に言えば、各ラッシュアジャスタ
１６は、夫々、アジャスタボデー１６ａにプランジャ１
６ｂを出退可能に嵌装し、シリンダヘッド２に形成され
たオイル通路２Ｃからアジャスタボデー１６ａを介して
プランジャ１６ｂ内にオイルを導入して該プランジャ１
６ｂの突出量を変化させることにより、上記バルブ当接
部１１ｂと吸気バルブ５との間の隙間（バルブ隙間）が
ゼロとなるように自動的に調整するようになっている。

然して、本発明の特徴として、上記スイングアーム１１
及びその周辺は次のように構成されている。

即ち、上記スイングアーム１１においては、上記支持部
１１ａ、ｌｌａとバルブ当接部１１ｂとの間の中間部分
が枠状とされ、その枠状部１１ｃに、上記カム軸１２に
対して平行に軸部１７が配設されていると共に、該軸部
１７にローラ１８が軸方向移動可能に備えられて、上記
カム軸１２における高速用カム１３又は低速用カム１４
の一方に選択的に当接するようになっている。その場合
に、ローラ１８を低速用カム１４に当接させる方向に付
勢するリターンスプリング１９が上記軸部１７に装着さ
れている一方、該ローラ１８をそのリターンスプリング
１９に抗して高速用カム１３に当接させる方向に移動さ
せるプランジャ２０が備えられている。このプランジャ
２０は、上記シリンダヘッド２の軸受用壁部２ａに形成
されたプランジャ装着孔２ｄに出退可能に装着されてお
り、そのスイングアーム１１側に突出した先端部が上記
ローラ１８の一側面に当接されている。そして、上記シ
リンダヘッド２におけるオイル通路２Ｃからオイル供給
通路２ｅを介してプランジャ装着孔２ｄ内のプランジャ
後端面側に加圧オイルが供給された時にプランジャ２０
がローラ１８側に突出し、これに伴って該ローラ１８が
リターンスプリング１９に抗して上記の高速用カム当接
方向に移動されるようになっている。

ここで、１ランジヤ２０とスイングアーム１１との干渉
を避けるため、該アーム１１の枠状部１１ｃにはプラン
ジャ２０の突出位置に対応させて切欠部ｌｉｄが形成さ
れている。また、上記オイル供給通路２ｅは、第３図に
も示すように、上記オイル通路２ｃから軸受部２ｂの上
面に向けて形成されているが、その軸受部２ｂの上面へ
の開口部はプラグ２１で閉塞されている。そして、この
オイル供給通路２ｅへのオイルの供給、換言すればプラ
ンジャ２０の制御は第４図に示すような油圧回路３０を
介して行われるようになっている。

この油圧回路３０においては、同図に示すように、当該
エンジン１のメインギヤラリから第１通路３１を介して
アキュムレータ３２に供給されたオイルが、該アキュム
レータ３２で所定圧に調整された上で、第２通路３３及
び第３通路３４を介して上記オイル通路２ｃに更にはオ
イル供給通路２ｅへと供給されるように構成されている
。その場合、第２通路３３と第３通路３４との間には３
方ソレノイドバルブ３５が備えられている。このソレノ
イドバルブ３５は、エンジン１の低速回転時にソレノイ
ドがＯＦＦとなってバルブ部３５ａが第４図の実線位置
をとることにより、上記第２通路３３と第３通路３４と
の間を遮断して該第３通路３４を第４通路３６を介して
リリーフ通路３７側に接続させる一方、エンジン１の高
速回転時には上記ソレノイドがＯＮとなってバルブ部３
５ａが同図の鎖線位置をとることにより、第２通路３３
と第３通路３４とを連通させるようになっている。尚、
上記第４通路３６には、エンジン１の低速回転時つまり
上記バルブ部３５ａが実線位置にある時に第３通路３４
内の油圧（上記プランジャ２０に作用する油圧）を所定
値に調整する手段として、チェック弁３８が備えられて
いる。また、エンジン１が低速回転状態から高速回転状
態に移行した際、つまり上記バルブ部３５ａが図示の実
線位置から鎖線位置に移動した際に上記プランジャ２０
を速かに突出させるべく、上記第３通路３４は第２通路
３３よりも通路面積が小さいバイパス通路３９を介して
上記アキュムレータ３２に常時連通されている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

先ず、エンジン１が低速回転状態にある場合は、第４図
の油圧回路３０に示すソレノイドバルブ３５のバルブ部
３５ａが同図実線位置にあって、第２通路３３と第３通
路３４との間が遮断されているため、第２．３図におけ
るオイル供給通路２ｅにはプランジャ２０を移動させる
に足るオイルが供給されない。従って、この状態におい
ては、スイングアーム１１におけるローラ１８が第２図
に示す位置にあってカム軸１２における低速用カム１４
に当接することから、吸気バルブ５はスイングアーム１
１を介して該低速用カム１４によって開閉駆動されるこ
とになる。これにより、吸気バルブ５について、低速回
転時に適した開閉タイミングが得られ、ひいては低速回
転時における吸気性能が向上されることになる。

一方、この状態からエンジン１が高速回転状態に移行す
ると、上記油圧回路３０においてはソレノイドバルブ３
５のバルブ部３５ａが第４図の鎖線位置となり、アキュ
ムレータ３２で所定圧に調整されたオイルが第２．第３
通路３３．３４を介してオイル通路２Ｃに更にはオイル
供給通路２ｅに供給される。その結果、該オイルの圧力
によってプランジャ２０がローラ１８側に突出され、こ
れに伴ってローラ１８がリターンスプリング１９に抗し
て該スプリング側に所定量だけ、つまり該カム軸１２に
おける高速用カム１３に当接する位置まで移動される。

従って、この状態においては、吸気バルブ５はスイング
アーム１１を介して高速用カム１３で開閉駆動されるが
ら、高速回転時に適したバルブタイミングひいては所要
の吸気性能が得られることになる。

このように上記の構成によれば、１つのスイングアーム
１１に設けたローラ１８を所定方向に移動させるだけで
、吸気バルブ５のバルブタイミングをエンジン１の回転
状態に対応させて所定の状態に切換えることができるの
で、従来のように当該バルブに対して主、副ロッカアー
ムを設けなくても済むことになる。これにより、上記ス
イングアーム１１等によって構成されるエンジン１の動
弁系の慣性質量が比較的小さくなり、その分だけ燃費が
向上されることになる。しかも、上記実施例では、ロー
ラ移動用のプランジャ２０がスイングアーム１１にでは
なくシリンダヘッド２側に設けられているので、この面
からも慣性質量の低減が図れることになる。

また、上記の構成によれば、スイングアーム１１におけ
るカム当接部（カムフォロア一部）が上記のローラ１８
とされているので、エンジン１の運転時には該ローラ１
８と高速用カム１３又は低速用カム１４とが互いに回転
しながら摺接する。

これにより、高速用カム１３又は低速用カム１４とスイ
ングアーム１１との間の摺動抵抗が軽減され、この面か
らも燃費の向上が図れることになる。

尚、上記の実施例は１つの吸気バルブ５に対して高速用
と低速用の２つのカム１３．１４を備え、これらのカム
１３．１４によって該吸気バルブ５のバルブタイミング
をエンジン１の高速回転時と低速回転時とで切換えるよ
うにした場合のものであるが、本発明はこれに限るもの
でなく、例えば１つの吸気バルブ又は排気バルブに対し
て１つのカムを備えた動弁装置に適用すれば、該カムに
よる当該バルブの作動状態を必要に応じて非作動状態に
切換えるようにすることも可能である。

また、上記実施例のような４バルブ式エンジンではなく
、２バルブ式、３バルブ式等のエンジンに適用できるこ
とは勿論である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、吸気バルブ又は排気バル
ブの作動状態をエンジンの運転状態に応じて切換え得る
ようにした動弁装置として、従来のこの種の装置よりも
慣性質量の小さい動弁装置を実現することができ、その
慣性質量の低減分だけ燃費の向上が図れることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すもので、第１図は該実施
例に係るエンジンの動弁装置を示す縦断面図、第２図は
該動弁装置の平面図、第３図は第２図■−■線で切断し
た縦断面図、第４図はローラ位置切換用の油圧回路図で
ある。 １・・・エンジン、５・・・吸気バルブ、１１・・・ロ
ッカアーム（スイングアーム）、１２・・・カム軸、１
８・・・ローラ、２０．３０・・・切換手段（２０・・
・プランジャ、３０・・・油圧回路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気バルブ又は排気バルブをその夫々対応するロ
   ッカアームを介してカム軸で駆動するようにしたエンジ
   ンの動弁装置であって、上記ロッカアームのうち少なく
   とも１つのロッカアームにはカム当接部に上記カム軸と
   平行な軸方向に移動可能なローラが設けられており、且
   つこのローラを上記軸方向に移動させて該ローラと上記
   カム軸との当接状態を変化させることにより当該吸気バ
   ルブないし排気バルブの作動状態を切換える切換手段が
   備えられていることを特徴とするエンジンの動弁装置。