JP2568856B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの運転状態によってバルブタイミ
ングを切り換えるようにしたエンジンの動弁装置に関す
る。

（従来技術） エンジンの運転状態によってバルブタイミングやリフ
ト特性を切り換えることにより低速から高速までの広い
回転域で充填効率や燃焼状態を改善しようとする試みは
従来からいろいろとなされている。そのための可変バル
ブタイミング機構としては、通常、カムシャフトをスラ
イダブルにしたり、逆にロッカアームの方をスライダブ
ルにすることによって、低速用カムと高速用カムを切り
換えるようにしたものが多い。また、カムシャフトやロ
ッカアームをスライダブルにしたり上下動させたりする
のでは、構造が複雑になり、迅速性にも欠けるというこ
とから、例えば実開昭61−58605号公報に記載されてい
るように、低速用と高速用の２種類のカムを有するカム
シャフトに対し、低速用と高速用の２種類のスイングア
ームタイプのロッカアームを設け、これら両ロッカアー
ムを係脱自在に連結する油圧式のロック手段を用いて両
ロッカアームを連動状態あるいは非連動状態とすること
により、高速用カムによる弁作動あるいは低速用カムに
よる弁作動に選択的に切り換えるようにしたものも提案
されている。

ところで、上記のように低速用ロッカアームと高速用
ロッカアームを係脱自在に連結してなる従来の可変バル
ブタイミング式動弁装置では、低速用ロッカアームと高
速用ロッカアームが一本のロッカシャフトに軸支されて
いるので、軸支部のクリアランスが係合誤差として２重
に効いてくるし、またロッカシャフトも長くなるので、
どうしても両ロッカアームのロック部の位置決め精度が
出にくいという問題がある。したがって、上記のような
従来の動弁装置では、カム切換制御の応答性があまり良
くない。また、弁装置には、メンテナンスフリーの観点
から、油圧式のラッシュアジャスタ（いわゆるハイドロ
リックラッシュアジャスタ、略してHLA）を装着したい
という要求があるが、上記のようなロッカシャフト式ス
イングアームタイプの動弁装置では、低速用ロッカアー
ムに形成されるバルブフォロア部に機械式のラッシュア
ジャスタを装着するのがせいぜいであって、HLAの装着
は、現実問題としては困難である。また、このような動
弁装置では、通常、一本の長いロッカシャフトがシリン
ダ列方向に通るので、動弁装置の組付性が良くないとい
った問題もある。

低速用および高速用の両ロッカアームを長いロッカシ
ャフトで軸支するような機構に代えて、例えばHLA式エ
ンドピボットを備えたロッカ機構を採用し、しかも、一
方のロッカアームを他方のロッカアームに抱かせる格好
で動弁装置を構成できれば、組付性も良好で且つロック
部の係合ずれが小さい可変バルブタイミング式の動弁装
置を得ることができ、上記従来装置の問題点は解決でき
る。しかしながら、このように一方のロッカアームをエ
ンドピボットで支承し、そのロッカアームに他方のロッ
カアームを抱かせるようにした場合、低速用ロッカアー
ムに設けることになるバルブフォロア部のバルブセンタ
位置とエンドピボット位置とを結ぶバランス軸に対し、
少なくとも片方のロッカアームのカムフォロア部センサ
はオフセットすることになるため、ロッカアームが傾い
てしまうといった問題が生ずる。そして、とくに、高速
用ロッカアームのカムフォロア部センタがバランス軸に
対し大きくオフセットしていると、荷重条件の厳しい高
速運転時にロッカアームの傾き量が大きくなりすぎて、
動弁装置の信頼性が著しく悪化する恐れがある。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
HLAのメリットを活かすことのできるエンドピボットを
備えたロッカ機構を利用して、低速用ロッカアームと高
速用ロッカアームのロック部の係合ずれが小さく、組付
性が良好で、しかも、高速時のロッカアームの傾きを十
分に抑制することのできるエンジンの動弁装置を得るこ
とを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、HLAの装着が容易で且つ組付性に優れるエ
ンドピボット式の特徴を活かしながら、低速用ロッカア
ームと高速用ロッカアームの正確な位置決めを実現し、
同時にまた、高速時のロッカアームの傾きを抑制できる
ようにしたものであって、その構成はつぎのとおりであ
る。すなわち、本発明に係るエンジンの動弁装置は、低
速用カムおよび高速用カムと、これらのカムに当接する
低速用ロッカアームおよび高速用ロッカアームと、両ロ
ッカアームを係脱自在に連結する係脱機構を備えた可変
バルブタイミング式のエンジンの動弁装置において、前
記低速用ロッカアームにバルブフォロア部を設けるとと
もに、隣接する前記高速用ロッカアームをエンドピボッ
トで支承し、該高速用ロッカアームと一体のロッカシャ
フト部により前記低速用ロッカアームを揺動自在に支承
したことを特徴としている。

（作用） 高速用ロッカアームは、高速用カムにより駆動され、
エンドピボット部を支点として揺動する。また、低速用
ロッカアームは、低速用カムにより駆動され、高速用ロ
ッカアームと一体のロッカシャフト部に支承されて揺動
する。係脱機構は、エンジンが低速回転のときはこれら
両ロッカアームを非連動状態とし、また、エンジンが高
速回転のときは両ロッカアームを連動状態とする。した
がって、低速時には、低速用カムのみが低速用ロッカア
ームに作用して弁を駆動し、高速時には、高速用カムが
高速用ロッカアームを介して低速ロッカアームに作用
し、低速用カムに優先する格好で弁を駆動する。

低速用ロッカアームを軸支するロッカシャフト部は高
速用ロッカアームと一体に形成されているので、両ロッ
カアームの係合ずれが小さく抑えられる。よって、係脱
機構の作動がスムーズに行われる。また、動弁装置は気
筒毎にユニットとして組み付けができる。また、高速用
ロッカアームを支承する各一個のエンドピボットにHLA
を採用するだけで弁間隙の自動調整が可能となる。バル
ブセンタとエンドピボット位置を結ぶバランス軸に対
し、低速用ロッカアームおよび高速用ロッカアームのカ
ムフォロア部センサは左右にオフセットするが、とくに
荷重条件の厳しい高速用ロッカアームのバルブフォロア
部のオフセット量は、エンドピボットを低速用ロッカア
ーム側に設ける場合と比較すれば小さく、ロッカアーム
の傾きは許容範囲に抑えられる。また、低速用ロッカア
ーム側のオフセット量も、実際上問題とならない程度の
ものとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は４弁タイプのダブルオーバヘッドカム式（略
してDOHC）エンジンに適用した本発明の一実施例を示す
ものである。

この実施例において、シリンダヘッド１の頂部左右に
は、第１図で右側に吸気カムシャフト２が、また、左側
には排気カムシャフト２が支承されている。また、シリ
ンダヘッド１底部には燃焼室凹部４が形成され、該燃焼
室凹部４に開口する吸気ポート5a,5bおよび排気ポート6
a,6bがシリンダヘッド１の左右端面まで延びている。吸
気弁7a,7bおよび排気弁8a,8bは、シリンダヘッド１の縦
方向中心線に対し排気弁8a,8bがより傾斜した形でＶ型
に装着されており、これら各弁7a,7b,8a,8bと平行にHLA
式のエンドピボット9a,9b,10a,10bが配設されている。
吸気用ロッカアームは、低速用ロッカアーム11a,11bと
高速用ロッカアーム12a,12bとからなり、高速用ロッカ
アーム12a,12bがエンドピボット9a,9bに支承されてい
る。高速用ロッカアーム12a,12bは一端にエンドピボッ
ト9a,9bの球面頭部との係合面13a,13bを備え、また、他
端側には吸気用カムシャフト２の高速用カム面に当接す
るスリッパ部14a,14bを備えている。また、高速用ロッ
カアーム12a,12bの一端側には、中間部に吸気用カムシ
ャフト２の低速用カム面に当接して転動するローラ15a,
15bを備え、先端部に、アルブフォロア部16a,16bを備え
た低速用ロッカアーム12a,12bが軸支された格好になっ
ている。排気用エンドピボット10a,10bには、ローラ17
a,17bを介して排気用カムシャフト３のカム面に当接
し、エンドピボット10a,10bを支点に揺動して排気弁8a,
8bを駆動するスイングアームタイプのロッカアーム18a,
18bが装着されている。

第３図に詳細に示すように、吸気用エンドピボット9
a,9bに支承される高速用ロッカアーム12a,12bには、各
気筒の内側に向けて低速用ロッカアーム11a,11bを軸支
するロッカシャフト部19a,19bが一体形成されている。
なお、第３図は一方の吸気弁7a側ロッカアーム部の断面
を示すものであるが、他方の吸気弁7b側ロッカアーム部
も、逆方向の断面をとればこれと全く同じである。そし
て、低速用ロッカアーム11a,11bには、高速用ロッカア
ーム12a,12bとの摺接面側から、ロッカシャフト部19a,1
9b軸線と平行にプランジャー孔20a,20bが形成されてお
り、挿入されたプランジャー21a,21bの背面は油圧室22
a,22bとなっている。一方、高速用ロッカアーム12a,12b
には、低速用および高速用のロッカアーム11a,11b,12a,
12bがともにカムのベースサークルに当接している状態
で高速用ロッカーアーム12a,12bのプランジャー孔20a,2
0bと完全に整合するような嵌合孔23a,23bが形成されて
おり、これらの嵌合孔23a,23bには、スプリング24a,24b
によって付勢されたスリーブ体25a,25bが挿入されてい
る。嵌合孔23a,23bの底部にはエア抜孔26a,26bが設けら
れている。

また、高速用ロッカアーム12a,12bから延びるロッカ
シャフト部19a,19bの先端は、カム軸受部27が形成され
たシリンダヘッド１の隔壁28に挿入支持されており、こ
のロッカシャフト部19a,19bの先端部にはシリンダヘッ
ド１の上記隔壁28に形成されたオイル通路29に連通する
キリ穴30a,30bが穿設されている。このキリ穴30a,30b
は、連通路31a,31bにより油圧室22a,22bに通じている。
また、隔壁28側のオイル通路29は、シリンダヘッド１の
カムキャップ取付ボルト用のボルト穴32に連通してい
る。プランジャー21a,21b作動用の高圧油は、このボル
ト穴32を利用して送られ、前記オイル通路29,キリ穴30
a,30b,連通路31a,31bを介して油圧室22a,22bに供給され
る。

また、ロッカシャフト部19a,19bの挿入部はシール部
材33a,33bによて遊嵌状に支持されており、低速用ロッ
カアーム11a,11bはスナップリング34a,34bで位置決めさ
れている。

高速用ロッカアーム12a,12bはまた、第１図および第
２図に示すようにレシーバ35a,35bを介してスプリング3
6a,36bでカム側に付勢されている。これによって、低速
用ロッカアーム11a,11bと切り離された状態でのがたつ
きが抑制されている。

低速用ロッカアーム11a,11bと高速用ロッカアーム12
a,12bのいずれもがカムのベースサークル上にある状態
でプランジャー21a,21bの背面に高油圧が作用すると、
プランジャー21a,21bは嵌合孔23a,23bのスプリング24a,
24bに抗してスリーブ体25a,25bを押圧し嵌合孔23a,23b
内に突入する。この状態では、低速用ロッカアーム11a,
11bと高速用ロッカアーム12a,12bはロックされ一体に動
く。したがって、高速カムが優先した形になって、２つ
の吸気弁7a,7bが高速用のリフト特性で作動される。ま
た、高油圧が解除されるとスプリング24a,24bがプラン
ジャー21a,21bを押しもどして低速用ロッカアーム11a,1
1bと高速用ロッカアーム12a,12bを切り離すため、低速
カムだけが機能し、吸気弁7a,7bは低速用のリフト特性
で作動される。

このような機構を用いて、エンジンの回転数が高いと
きは高速カムによって定まるバルブタイミングおよびリ
フトを選択し、エンジンの回転数が低いときは低速カム
によって定まるバルブタイミングおよびリフトを選択す
るような切り換えを行う。

なお、上記実施例では４弁タイプのDOHCエンジンに適
用したものを説明したが、本発明はその他いろいろなOH
Cエンジンに適用することができる。

また、エンドピボットは必ずしもHLA式である必要は
ない。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、HLAのメ
リットおよびエンドピボット式の優れた組付性を活かし
つつ、低速用ロッカアームと高速用ロッカアームの係合
ずれを小さくし、しかも荷重条件が厳しい高速側でもロ
ッカアームの傾きを小さく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るエンジンの動弁装置の
正面図、第２図は同平面図、第３図は第１図のIII−III
方向に見た同動弁装置の要部断面図である。 2:吸気カムシャフト、7a,7b:吸気弁、9a,9b:吸気用エン
ドピボット、11a,11b:低速用ロッカアーム、12a,12b:高
速用ロッカアーム、16a,16b:バルブフォロア部、19a,19
b:ロッカシャフト部、20a,20b:プランジャー孔、21a,21
b:プランジャー、22a,22b:油圧室、23a,23b:嵌合孔、25
a,25b:スリーブ体。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低速用カムおよび高速用カムと、これらの
   カムに当接する低速用ロッカアームおよび高速用ロッカ
   アームと、両ロッカアームを係脱自在に連結する係脱機
   構を備えた可変バルブタイミング式のエンジンの動弁装
   置において、前記低速用ロッカアームにバルブフォロア
   部を設けるとともに、隣接する前記高速用ロッカアーム
   をエンドピボットで支承し、該高速用ロッカアームと一
   体のロッカシャフト部により前記低速用ロッカアームを
   揺動自在に支承したことを特徴とするエンジンの動弁装
   置。