JP2503736B2

JP2503736B2 - 自動車用弁装置

Info

Publication number: JP2503736B2
Application number: JP18213190A
Authority: JP
Inventors: 真一村田; 升中村; 道保吉田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JPH0472403A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車用弁装置に関し、さらに詳しくは、
吸・排気弁の作動制御構造に関する。

（従来の技術）一般に、自動車用エンジンにおける吸・排気弁の開閉
制御は、エンジンの回転数及びアクセルの踏み込み量か
ら得られる運転状態に対応して開閉時期を設定される。

ところで、上述した弁装置にあっては、運転状態に応
じて低速時には燃費の低減を図り、また、高速時には効
率的な吸・排気が行えるようにするための工夫がされて
いる。

そして、上述した工夫の一つとして、例えば、OHC式
の弁装置において、カムシャフトと駆動プーリーとの間
にカムシャフトと一体のバネを内蔵し、クランクシャフ
トの動きに応じてカムシャフトの位相を、カムシャフト
を少しねじることで変えてエンジンの負荷状態に応じた
開閉タイミングあるいは開閉用リフトを変化させる構造
がある（例えば、株式会社グランプリ出版発行、「メカ
ニズム研究図鑑・エンジン編」、第47頁「可変バルブタ
イミング」の欄）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した構造にあっては、カムシャフ
トの位相変化を起こさせるための構造が複雑であると共
に、バネの撓み変形力に依存することになるので位相変
化量が不安定であるばかりでなく、その変化量を保持す
る機構が新たに必要となる。

そこで、本発明の目的は、簡単な構造により、低速時
での燃費低減と高速時での吸・排気効率の向上の両方を
満足することのできる自動車用弁装置を得ることにあ
る。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明は、自動車用弁装置
であって、低速用カムおよび高速用カムをそれぞれ装着
されているカムシャフトと、上記カムシャフトに平行し
て配置されているロッカーシャフトに基端を一体的に取
り付けられていて、バルブステムエンドに揺動端を対向
させているメインロッカーアームと、上記ロッカーシャ
フトに基端が枢着されて回転可能に支持され、上記低速
用カムと当接するローラベアリングを揺動端に有する第
１のサブロッカーアームと、上記ロッカーシャフトに基
端が枢着されて回転可能に支持され、上記高速用カムに
当接するローラベアリングを揺動端に有する第２のサブ
ロッカーアームと、上記第１および第２のサブロッカー
アームの直径方向における中心位置からの一方に向けて
貫通する係合孔と、上記ロッカーシャフトの軸心部にお
いて軸方向に沿って形成された油圧通路と、上記ロッカ
ーシャフトの内部において上記油圧通路と直交する状態
で形成され、上記カムのベース円が上記ローラベアリン
グに対向したときに上記係合孔と中心軸を一致させる状
態とされている貫通孔と、上記貫通孔内に装填されていて、該貫通孔と上記係合
孔との間を突没可能とされ、通常時、頭部を上記貫通孔
内に位置させ若しくは上記係合孔内に位置させる態位の
いずれか一方を設定され、上記油圧通路への油圧変化に
応じて上記態位を解除される連結プランジャと、上記油
圧通路に接続された油路をもちエンジンの低速、高速運
転に応じて該油圧通路への油圧設定を行う手段とを備え
て構成されていることを特徴としている。

（作用）本発明によれば、エンジンの運転状態に応じて油圧通
路内の圧力を設定することで、ロッカーシャフト内の連
結プランジャの突没設定を行って、第１あるいは第２の
サブロッカーアームを選択的にロッカーシャフトと一体
化若しくは一体化を解除したり、さらにはこれら両サブ
ロッカーアームをロッカーシャフトに対して駆動力の伝
達が断状態に設定されて休筒設定が行われる。

（実施例）以下、第１図乃至第12図において本発明実施例の詳細
を説明する。

第１図は本発明実施例による弁装置の要部構造を説明
するために一部を断面とした斜視図である。

本実施例の特徴は、低速、高速時での弁開閉時期を設
定するための構造と低速時でのシリンダへでの弁開閉を
停止させる構造とを組み合わせた点にある。

すなわち、第１図に示す弁装置１はDOHC式の弁装置で
あり、この弁装置１は、カムシャフト２とロッカーシャ
フト３とを備え、カムシャフト２には、小リフト量をも
つ低速用カム４および大リフト量をもつ高速用カム５と
が固定されている。

そして、ロッカーシャフト３には、メインロッカーア
ーム６と一対のサブロッカーアーム７、８とが設けてあ
る。

上述したメインロッカーアーム６は、例えばスプライ
ン結合によって基端がロッカーシャフト３と一体化され
ており、揺動端は例えば、吸気弁９のバルブステムエン
ドに当接している。

一方、サブロッカーアーム７、８は、第２図示のよう
に、それぞれ基端をロッカーシャフト３に枢着されて回
転可能とされており、揺動端にはローラーベアリング10
が取り付けてある。

そして、このサブロッカーアーム７、８における揺動
端は、低速用カム４側を示している第３図において、ロ
ーラーベアリング10の支持部とは別にアーム部7A（8A）
が形成してあり、このアーム部7Aはシリンダヘッド11に
設けてあるロストモーションスプリング12の先端に位置
するプランジャ13に当接して図中、時計方向の回転付勢
を与えられ、ローラーベアリング10をカムに圧接させる
ようになっている。

一方、サブロッカーアーム７、８には、第４図示のよ
うに、中心部を境にしてその半径方向の一方に向け貫通
する係合孔7B、8Bが形成してある。

すなわち、この係合孔7B、8Bは、後述する連結プラン
ジャの突没通路を成すものとされている。

また、ロッカーシャフト３の内部には、第４図示のよ
うに、軸中心部において軸方向に沿って油圧通路3Aが形
成されており、この油圧通路3Aにおける上記係合孔7B、
8Bと対向する位置には、油圧通路3Aと直交する状態で、
第３図に示すように、カム４、５のベース円が上記ロー
ラベアリング10に対向したときに中心位置を一致させる
ことのできる貫通孔3Bが形成してある。

そして、この貫通孔3B内には、この貫通孔3Bと上述し
た係合孔7B、8Bとの間を突没可能な連結プランジャ14が
装填されている。

すなわち、連結プランジャ14は、第４図において、サ
ブロッカーアーム７、８に形成してある係合孔7B、8B側
を頭部とし、例えば、上述した貫通孔3Bの長手方向にお
ける頭部と反対側の端部に形成された鍔14Aとロッカー
シャフト３内の支持部との間に配置された圧縮バネ15に
よって、通常時には第４図において下方に向け付勢され
て頭部が係合孔7A、8Bから貫通孔3B内に向け没入する態
位を設定されている。

一方、上述したロッカーシャフト３内の油圧通路3Aに
は、第５図に示す油圧設定手段16の出力路が接続してあ
る。

すなわち、油圧設定手段16は運転状態に応じて上述し
た油圧通路3A内の圧力を設定するためのものであり、電
磁駆動式方向切換弁16Aと制御部16Bとを主要部としてい
る。

そして、上述した電磁駆動式方向切換弁16Aは、本実
施例の場合、低速用と高速用との２経路にそれぞれ配置
されており、各切換弁はオイルポンプ17からの通路と大
気圧開放圧を設定されている帰還路とロッカーシャフト
３内の油圧通路3Aとの３位置をもち、励磁されない通常
時にはオイルポンプ17からのオイルが帰還路へ導入され
る態位を設定されている。なお、第５図中、高速側に位
置する電磁駆動式方向切換弁16Aについては図示を省略
してある。

従って、油圧通路3A内での圧力は低い状態に維持され
るので、連結プランジャ14は、圧縮バネ15の付勢によっ
て、第４図示のように係合孔7B、8Bから脱した状態とさ
れる。

一方、制御部16Bは、例えばマイクロコンピュータで
構成されており、入力部には、エンジン回転数センサ1
8、空燃比検出用のO₂センサ19および負荷状態検出用の
スロットルポジションセンサ20を始めとする運転状態検
出用のセンサが接続されており、これら各センサからの
入力に応じて低速状態および高速状態並びに負荷状態を
判別して低速、高速の両側に位置している電磁駆動式方
向切換弁16Aへの駆動信号を出力する。

従って、電磁駆動式方向切換弁16Aが励磁されると、
第６図示のように、オイルポンプ17からのオイルが油圧
通路3Aに供給されてその通路内の圧力を高める。

本実施例は以上のような構造であるから、切換手段16
における制御部16Bにおいて、エンジン回転数、空燃比
およびアクセル開度の入力情報により、比較的低速な状
態であることを判別した場合は、低速側に位置する電磁
駆動式方向切換弁16Aが励磁され、また高速側に位置す
る電磁駆動式方向切換弁16Bは通常態位に設定される。

上述した低速側の電磁駆動式方向切換弁16Aは励磁さ
れることで第５図の状態から第６図に示すように、オイ
ルポンプ17からのオイルを油圧通路3Aに向け圧送する態
位に切換られ、また、高速側に位置する電磁駆動式方向
切換弁16Aは励磁されないことで初期態位を維持して高
速側の油圧通路3A内へのオイルの供給を行わない態位を
維持される。

従って、低速側に位置する連結プランジャ14は、第７
図において実線で示すように、圧縮バネ15の付勢に抗し
て第１のサブロッカーアーム７の係合孔7Aに向け突出し
てロッカーシャフト３と第１のサブロッカーアーム７と
を一体化し、サブロッカーアーム７とロッカーシャフト
３との間の駆動力の伝達を接状態とされることで低速用
カム４による弁の開閉制御が行えるようにし、また、高
速側での連結プランジャ14は、第８図において二点鎖線
で示すように、ロッカーシャフト３の貫通孔3B内に没入
したままとされて高速側に位置する第２のサブロッカー
アーム８とロッカーシャフト３との間の駆動力の伝達を
断状態に維持して、高速用カム５による弁の開閉制御の
作用が及ばないようにしてある。

一方、エンジンの回転が上昇して高速回転域に達する
と、上述した低速時での電磁駆動式方向切換弁16Aに対
する励磁設定とは逆に、高速側に位置する電磁駆動式方
向切換弁16Aに対する励磁設定が行われる。従って、こ
の場合には、先の低速側の説明に用いた第７図で示す
と、実線で示すように、高速側に位置する連結プランジ
ャ14が、第２のサブロッカーアーム８の係合孔8Bに向け
突出することでロッカーシャフト３と第２のサブロッカ
ーアーム８とを一体化し、高速側に位置する第２のサブ
ロッカーアーム８とロッカーシャフト３との間の駆動力
の伝達を接状態に設定する。なお、このとき、低速側の
連結プランジャ14は第１のサブロッカーアーム７の係合
孔3Aから脱してロッカーシャフト３の貫通孔3B内に没入
する態位に変換される。

この結果、高速用カム５による弁の開閉制御が行われ
ることになる。

また、上述した低速時において、例えば、スロットル
ポジションセンサからの入力により、低負荷状態での運
転が行われていることを判別した場合には、選択された
気筒における低速、高速側のカムによる開閉制御を行わ
ないようにされる。

すなわち、この状態においては、制御部16Bにおい
て、低速側および高速側に位置する電磁駆動式方向切換
弁16Aに対する励磁設定が解除される。

従って、低速側および高速側のいずれの電磁駆動式方
向切換弁16Aによるオイルの圧送態位が設定されないの
で、ロッカーシャフト３の油圧通路3A内の圧力は上昇せ
ず、これによって、各側の連結プランジャ14が圧縮バネ
15の付勢によって貫通孔3B内に没入する通常態位に設定
され、第１、第２のサブロッカーアーム７、８とロッカ
ーシャフト３との間の駆動力の伝達を断状態に維持す
る。

これにより、各サブロッカーアーム７、８は低速用、
高速用カム４、５による開閉制御を作用されない所謂、
弁停止状態とされ、ここに、休筒状態を設定されること
になる。そして、この休筒状態は、低負荷状態が解除さ
れた時点でエンジン回転数に応じた連結プランジャ14の
作動態位の設定に切り替えられる。

本実施例によれば、高速運転時に低速側に位置するサ
ブロッカーアームに対する駆動力の伝達を断状態とする
ことができ、所謂、動弁機構での重量を軽減することが
できるので高速時での開閉応答性を改善することが可能
になる。

また、上述した実施例にあっては、連結プランジャの
通常態位をロッカーシャフトの貫通孔内に没入させた状
態とした構造を説明したが、通常状態をサブロッカーア
ームの係合孔に係合させた状態とすることも可能であ
る。

第９図以降の図面はこの場合を示す断面図であり、第
９図以降の図面において第１図乃至第８図に示したもの
と同じ構成部品については同符号により示してある。

すなわち、第９図はロッカーシャフト３に枢着されて
いるサブロッカーアームのうちの第１のサブロッカーア
ーム７の枢着部の構造を示す断面図であり、同図におい
て、第１のサブロッカーアーム７の周面における貫通孔
3Bの上部に相当する位置には係合孔7Bが形成してあると
共に、この係合孔7Bの末端部は係合孔7Bよりも大径とさ
れた受け部が形成してありこの受け部には蓋21が装填さ
れている。そして、この蓋21は上面を受け部をかしめる
ことで固定してある。

一方、連結プランジャ22は、内部に油圧通路3Aと連通
する一端と蓋21と対向する頭部で開口する他端部とを有
する油路22Aが形成されていると共に、頭部と反対側の
底面部に下向き開口とされた有底の筒部22Bが形成して
あり、この有底筒部22B内には、第１のサブロッカーア
ーム７の内周面により係止されているバネ受け23との間
に圧縮バネ24が配置してある。

従って、連結プランジャ22は、圧縮バネ24の付勢を受
けて頭部を係合孔7Bに向け突出させる習性をもたせてあ
る。

なお、図中、バネ受け23およびこれを係止している第
１のサブロッカーアーム７に形成してある孔は圧縮バネ
24の伸縮を許容するための大気との連通部を示してい
る。

本実施例は以上のような構造であるから、第９図およ
び第10図に示すように、油圧通路3A内のオイルの圧力が
上昇しない場合には、連結プランジャ22はその頭部を係
合孔7Bに突入させて係合している。従って、ロッカーシ
ャフト３と例えば、第１のサブロッカーアーム７とは一
体化された状態とされてカムによる開閉制御を受ける態
位とされるので、この通常態位は前述した実施例と逆
に、駆動力の伝達を接状態とされている。ちなみに、こ
の態位が、低速運転時あるいは高速運転時での態位とさ
れる。

一方、油圧通路3A内のオイルの圧力が上昇すると、第
11図および第12図に示すように、連結プランジャ22の油
路22A内にもオイルが圧送され、頭部の開口から排出さ
れて頭部側を圧縮バネ24の付勢に抗して押し下げる。従
って、連結プランジャ227は、通常態位から頭部を貫通
孔3Bに向け没入させる態位に変化し、ロッカーシャフト
３と第１のサブロッカーアーム７との間の駆動力の伝達
を断状態に設定する。

この態位は、駆動カムによるサブロッカーアームの揺
動駆動が行われない状態であるので、低速運転時での高
速側でのサブロッカーアームの駆動伝達の解除や高速運
転時での低速側のサブロッカーアームの駆動伝達解除あ
るいは、休筒部での両方のサブロッカーアームの駆動伝
達解除に用いられる。

（発明の効果）以上、本発明によれば、ロッカーシャフトに低速用お
よび高速用のサブロッカーアームを枢着し、このロッカ
ーアームとの間に突没自在の連結プランジャを配置し、
この連結プランジャを低速、高速の各運転状態および負
荷検知により突没設定を行うようにしてロッカーシャフ
トとサブロッカーアームとの間の駆動力の伝達状態を設
定するようにしたので、各運転状態に応じた弁の開閉時
期制御と弁の開閉停止による休筒設定とを共通の機構に
より行うことができる。従って、燃費低減機構と吸・排
気効率の改善機構とを新たに設けることなく、簡単な共
通機構により実現させることができる。

また、上述した機構において、連結プランジャの突没
動作は、サブロッカーアームに有するローラーベアリン
グがカムのベース円に対向したときにのみロッカーシャ
フト側の貫通孔とサブロッカーアーム側の係合孔とを一
致させて行う構造としているので、妄りに連結プランジ
ャの態位が変化するようなことがなく、これによって、
信頼性の高い、駆動力の伝達制御が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による弁装置の要部を示す斜視
図、第２図は第１図に示した要部の分解斜視図、第３図
は第２図中、符号III−III線で示す方向の矢視断面図、
第４図は第１図に示した要部のうち、ロッカーシャフト
の軸線方向に沿った断面図、第５図および第６図は第１
図に示した要部に対する油圧設定手段の構成を説明する
ためのブロック図、第７図は第１図に示した要部の作用
を説明するための断面図、第８図は第７図中、符号VIII
−VIII線で示す方向の矢視断面図、第９図は第１図に示
した要部の変形例を示す第７図相当の断面図、第10図は
第９図中、符号Ｘ−Ｘ線で示す方向の矢視断面図、第11
図は第９図に示した変形例の作用を説明するための第９
図相当の断面図、第12図は第11図中、符号XII−XII線で
示す方向の矢視断面図である。１……弁装置、２……カムシャフト、３……ロッカーシ
ャフト、3A……油圧通路、3A……貫通孔、６……メイン
ロッカーアーム、７……第１のサブロッカーアーム、7B
……係合孔、８……第２のサブロッカーアーム、8B……
係合孔、９……弁、10……ローラーベアリング、14,22
……連結プランジャ、16……油圧設定手段、16A……電
磁駆動式方向切換弁、16B……制御部、22A……油路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車用弁装置であって、低速用カムおよび高速用カムをそれぞれ装着されている
カムシャフトと、上記カムシャフトに平行して配置されているロッカーシ
ャフトに基端を一体的に取り付けられていて、バルブス
テムエンドに揺動端を対向させているメインロッカーア
ームと、上記ロッカーシャフトに基端が枢着されて回転可能に支
持され、上記低速用カムと当接するローラベアリングを
揺動端に有する第１のサブロッカーアームと、上記ロッカーシャフトに基端が枢着されて回転可能に支
持され、上記高速用カムに当接するローラベアリングを
揺動端に有する第２のサブロッカーアームと、上記第１および第２のサブロッカーアームの直径方向に
おける中心位置からの一方に向けて貫通する係合孔と、上記ロッカーシャフトの軸心部において軸方向に沿って
形成された油圧通路と、上記ロッカーシャフトの内部において上記油圧通路と直
交する状態で形成され、上記カムのベース円が上記ロー
ラベアリングに対向したときに上記係合孔と中心軸を一
致させる状態とされている貫通孔と、上記貫通孔内に装填されていて、該貫通孔と上記係合孔
との間を突没可能とされ、通常時、頭部を上記貫通孔内
に位置させ若しくは上記係合孔内に位置させる態位のい
ずれか一方を設定され、上記油圧通路への油圧変化に応
じて上記態位を解除される連結プランジャと、上記油圧通路に接続された油路をもちエンジンの低速、
高速運転に応じて該油圧通路への油圧設定を行う手段とを備えて構成されていることを特徴とする自動車用弁
装置。