JP2801892B2 - Engine valve gear - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、運転状態に応じて
吸，排気バルブのリフト量や開弁期間を変えることので
きるエンジンの動弁装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】エンジンの吸．排気バルブの作動特性を
設定する場合に、低速時にはバルブオーバーラップ期間
における排気の吹返しや吸気の吹抜けを抑制する等によ
り燃焼の安定性および燃費の向上を図るため、バルブリ
フト量および開弁期間を比較的小さくすることが望まし
く、高速時には出力の向上等のためバルブリフト量や開
弁期間を大きくすることが望ましい。 【０００３】このような要求を満足するため、形状の異
なる２種のカムを設け、これらのカムのいずれかに選択
的にバルブを連係させ、かつその連係を運転状態に応じ
て切替えるようにした動弁装置は従来においても知られ
ている。 【０００４】例えば実開昭５７−１８２２０５号公報に
は、１個のバルブに対して低速型と高速型の２個のカム
と１本のロッカーアームとを有し、ロッカーアームのカ
ム側部分を２又状に形成してその一方の端部を低速型カ
ムへの当接部とするとともに、他方の端部に摺動可能な
高速カム当接部材およびその摺動を阻止するストッパを
装備し、このストッパを油圧シリンダ等のアクチュエー
タにより連動機構を介して作動するようにした装置が示
されている。この装置によると、上記アクチュエータが
運転状態に応じて制御されることにより、低速時には上
記高速カム当接部材が遊動して高速型カムの作動がバル
ブに伝達されず低速型カムでバルブが作動され、高速時
には上記高速カム当接部材の摺動が阻止されて高速型カ
ムの作動がバルブに伝達される。 【０００５】また、米国特許第４２０３３９７号明細書
には、バルブに対し、ローリフトのカム部およびハイリ
フトのカム部を有するカムシャフトと、一端がピボット
で支持されたスイングアーム式のリンクとを備え、リン
クの両側部にローリフトのカム部に対応するカムフォロ
ア面を形成するとともに、ハイリフトのカム部に対する
カムフォロアを上記リンクに揺動可能に取付け、かつ、
上記リンクに対してカムフォロアを固定するためのラッ
チ機構を設けた装置が示されている。この装置による
と、上記ラッチ機構が上記カムフォロアをリンクに対し
て固定するラッチ状態とされたときにはハイリフトのカ
ム部の作動がバルブに伝達され、上記ラッチ機構のラッ
チ状態が解除されたときにはローリフトのカム部の作動
がバルブに伝達される。 【０００６】また、米国特許第４２０５６３４号明細書
には、カムシャフトに第１および第２の２種類のカム部
材を配設し、そのカム部材とバルブとの間にロッカーシ
ャフトに支承された１本のロッカーアームを配置すると
ともに、このロッカーアームの端部とカム部材との間
に、進退可能な楔状のフィンガーを設け、このフィンガ
ーを駆動手段により作動するようにした装置が示されて
いる。この装置によると、上記フィンガーが前進位置に
作動されたときは一部のカム部材の作動がフィンガーお
よびロッカーアームを介してバルブに伝達され、フィン
ガーが後退位置に作動されたときは他のカム部材の作動
がロッカーアームを介してバルブに伝達される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上記実開昭５７−１８
２２０５号公報に記載されているような装置では、ロッ
カーアームの端部に組み込まれている摺動可能な高速カ
ム当接部材およびストッパの作動の信頼性が低く、か
つ、構造が複雑であって、非実用的である。また、米国
特許第４２０３３９７号明細書に記載されているような
装置でも、リンクに対するカムフォロアの固定および固
定解除を行うラッチ機構の切替作動の信頼性が乏しく、
かつ、構造が複雑であって、非実用的である。さらに、
米国特許第４２０５６３４号明細書に記載されているよ
うな装置でも、フィンガーとこれを進退可能に支持する
手段およびこれを駆動する機構等が複雑になり、かつ、
フィンガーの作動の信頼性が乏しく、さらに、ロッカー
アームとカムとフィンガーとの位置関係の設定やこれら
の間のクリアランス調整等が難しく、これも非実用的な
ものである。 【０００８】また、上記各公報に示されている装置は、
いずれも、１個のバルブに対して２種のカムと選択的に
いずれかのカムの駆動をバルブに伝える機構が配設され
ているが、吸気バルブもしくは排気バルブの少なくとも
一方が１気筒当り２個設けられているエンジンでは、各
バルブに対してそれぞれ個別に上記のような装置が設け
られると、動弁系全体が大型化し、エンジンにコンパク
トに組み込むことが困難になる。そこで、１気筒当り２
個のバルブのリフト特性を変更可能にしようとする場
合、バルブリフト特性変更のための機構の簡単かつコン
パクトにすることが重要な課題となる。また、クリアラ
ンス調整を容易にすること、バルブの駆動の安定性を高
めること等も要求される。 【０００９】本発明はこのような事情に鑑み、１気筒当
り２個のバルブのリフト特性を変更可能とするととも
に、構造を簡単でコンパクトにすることができ、機能的
にも優れたエンジンの動弁装置を提供することを目的と
する。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、気筒ごとに吸気バルブもしくは排気バル
ブの少なくとも一方のバルブに対し、エンジンの運転領
域で選択的に使用される複数のカムを備え、これらのカ
ムとバルブとの間に、カムシャフトと平行なロッカーシ
ャフトを揺動支点とするロッカーアームとを配置すると
ともに、これらのカムに対し選択的に上記バルブを連係
してその連係を運転状態に応じて切替えるようにしたエ
ンジンの動弁装置において、吸気バルブもしくは排気バ
ルブの少なくとも一方を１気筒当り２個のバルブで構成
し、上記ロッカーシャフトを挟んで上記バルブの反対側
にカムシャフトを配置し、このカムシャフトに、上記２
個のバルブに対して３個のカムを相互に隣接させて配設
し、これらのうちの一部のカムは他のカムよりもカムノ
ーズ部が大きく形成されていてエンジンの高回転域で使
用される高速型カムとし、一方、上記各カムに個別に当
接する３個のロッカーアームを上記ロッカーシャフトに
それぞれ揺動可能に支承させ、これらのうちで上記高速
型カムに当接するロッカーアームは上記バルブに当接せ
ず、他のカムに当接するロッカーアームが上記バルブに
当接するように構成するとともに、ロッカーアームに組
み込まれた連結・非連結切替部材を有する連係切替手段
を設け、上記連結・非連結切替部材は上記３個のロッカ
ーアームを一体的に揺動するように連結する連結状態と
非連結状態とに切替え可能で、かつ上記連結状態のとき
に上記高速型カムに当接するロッカーアームの回転を他
のロッカーアームに伝達するようにし、この連結・非連
結切替部材をエンジン低速時には上記非連結状態、エン
ジン高速時には上記連結状態とするように連係切替手段
を構成したものである。 【００１１】この構成によると、上記各バルブが上記３
個のカムのうちの一部のカムで駆動される状態と、他の
カムで駆動される状態とに切替られることにより、各バ
ルブのバルブリフト特性が変更される。しかも、３個の
カムとそれぞれに対応するロッカーアームとを有して、
各ロッカーアームを支承するロッカーシャフトの両側に
バルブとカムシャフトとが配置された簡単でコンパクト
な構造によりながら、各バルブのバルブリフト特性が変
更可能となる。また、上記各カムにそれぞれ対応するロ
ッカーアームを有することにより、クリアランス調整が
容易になる。 【００１２】また、カムノーズ部が大きい高速型カムに
当接するロッカーアームはバルブに当接していないた
め、このロッカーアームとバルブに当接するロッカーア
ームとの連結、非連結が切替えられるだけでバルブリフ
ト特性が変更され、簡単かつコンパクトな構造で、運転
状態に応じたバルブリフト特性が得られる。 【００１３】この装置において、高速型カムに当接する
ロッカーアームに対し、このロッカーアームをカム側へ
揺動する方向に付勢する付勢手段を設け、この付勢手段
を、伸縮スプリングとこのスプリングにより押圧される
プランジャとで構成するようにしておけば、高速型カム
に当接するロッカーアームが上記非連係時に高速型カム
から遊離してがたつくことが抑制される。 【００１４】また、上記装置において、上記３個のカム
のうちで両サイドのカムを同一の特定エンジン回転数域
で使用されるカムとし、中央のカムを上記特定エンジン
回転数域以外のエンジン回転数域で使用されるカムとす
るとともに、平面視でカムシャフトに直交して上記中央
のカムの中心を通る線の両側に上記両バルブを配置する
ことが好ましい。 【００１５】このようにすると、上記両バルブが、中央
のカムの中心を通る線の両側に位置して、両サイドのカ
ムとほぼ対応するような配置となるので、中央のカムが
使用されるときに両バルブに略同等に荷重が作用し、両
サイドのカムが使用されるときにも荷重がバランス良く
両バルブに作用することとなり、各ロッカーアームのロ
ッカーシャフト方向の傾きが抑制され、スムーズなバル
ブ作動状態が確保される。 【００１６】また、上記連係切替手段は、ロッカーアー
ムに組み込まれエンジンオイルの油圧に応じて上記連結
・非連結切替部材を作動するアクチュエータを備えてい
ることが好ましく、このようにすると、エンジンオイル
の油圧が利用されて、連係切替手段が簡単かつコンパク
トな構造となる。 【００１７】なお、カムシャフトの配置としては、例え
ば、平面視でエンジンの気筒の略中央部を通るような位
置とされる。 【００１８】 【発明の実施の形態】第１図乃至第４図は、１気筒につ
き２個の吸気バルブを備えたエンジンの吸気バルブに対
して本発明装置を適用した場合の一実施例を示してい
る。これらの図において、１は気筒、２ａ，２ｂは気筒
１に装備された吸気バルブであり、排気バルブとその駆
動系については図示を省略している。上記吸気バルブ２
ａ，２ｂに対し、３個のカム３ａ，３ｂ，４が、相互に
隣接して、共通のカムシャフト５に配設されている。上
記３個のカムは両サイドのカムが同一の特定エンジン回
転数域で使用されるカム、中央のカムが上記特定エンジ
ン回転数域以外で使用されるカムとされ、当実施形態で
はが両サイドのカムがエンジンの高回転域で使用される
同一形状の高速型カム３ａ，３ｂ、中央がエンジンの低
速域で使用される低速型カム４となっている。 【００１９】上記高速型カム３ａ，３ｂと低速型カム４
とは、吸気バルブ２ａ，２ｂを開弁するためのカムノー
ズ部を有し、かつ、それぞれ高速時と低速時とにおいて
要求されるバルブリフト特性を満足するようにカムノー
ズ部が異なる形状（大きさが異なる相似形も含む）に形
成され、つまり、上記高速型カム３ａ，３ｂは低速型カ
ム４と比べ、バルブリフト量もしくは開弁期間の少なく
とも一方を大きくするように、カムノーズ部が大きくな
っている。そして、上記低速型カム４は後記ロッカーア
ーム６の略幅方向中央に対応する位置に配置され、高速
型カム３ａ，３ｂは低速型カム４の両側に対称的に配置
されている。また、上記両吸気バルブ２ａ，２ｂは、上
記中央の低速型カム４の中心線（平面視で中央のカムの
中心を通る線）Ｏに対して対称的に配置されている。 【００２０】これらのカム３ａ，３ｂ，４と両吸気バル
ブ２ａ，２ｂとの間には、ロッカーアーム６が配置され
ている。このロッカーアーム６は、上記各カム３ａ，３
ｂ，４に個別に当接してロッカーシャフト１０にそれぞ
れ揺動可能に支承された３個のロッカーアームに分割さ
れている。つまり、両高速型カム３ａ，３ｂにそれぞれ
当接する左右両側の高速用ロッカーアーム７，８（高速
型カムに対応する揺動部材）と、両吸気バルブ２ａ，２
ｂへの当接部分９ａ，９ｂおよび低速型カム４への当接
部分９ｃを一体に備えた中央の低速用ロッカーアーム９
（低速型カムに対応する揺動部材）とに分割され、これ
ら高速用ロッカーアーム７，８と低速用ロッカーアーム
９が揺動軸としてのロッカーシャフト１０回りに相対運
動可能に支承されている。このロッカーアーム６も上記
中心線Ｏに対して対称的に設けられ、つまり低速用ロッ
カーアーム９が上記中心線Ｏに対して対称形状に形成さ
れるとともに、両高速用ロッカーアーム７，８が上記中
心線に対して対称配置とされている。 【００２１】なお、両吸気バルブ２ａ，２ｂとカムシャ
フト５とロッカーシャフト１０との位置関係としては、
ロッカーシャフト１０を挟んで吸気バルブ２ａ，２ｂの
反対側にカムシャフト５が配置されている。そして、図
１に示すように平面視でカムシャフトがエンジンの気筒
１の略中央部を通るように配置されている。 【００２２】上記ロッカーアーム６には、連係切替手段
としてのセレクタ１１が組み込まれている。このセレク
タ１１は、上記３個のロッカーアーム７〜９の全てを一
体的に揺動するように連結する連結状態とロッカーアー
ム間の相対的な揺動を許容する（各ロッカーアームが独
立して揺動し得る）ような非連結状態とに切替え可能
で、かつ上記連結状態のときに上記高速用ロッカーアー
ム７，８の回転を低速用ロッカーアーム９に伝達する連
結・非連結切替部材と、これを作動するアクチュエータ
２０とを備えている。上記連結・非連結切替部材は、左
右両側の高速用ロッカーアーム７，８にそれぞれ組込ま
れたプランジャ１２，１３と、ロッカーアームに組み込
まれエンジンオイルの油圧に応じてロッカーシャフト方
向に移動することによりプランジャ１２，１３に係脱す
るレバー部材１４とで構成され、レバー部材１４に作用
する油圧が上記アクチュエータ２０により制御されるよ
うになっている。アクチュエータ２０は、ロッカーアー
ム６およびロッカーシャフト１０からなる動弁用揺動機
構に組込まれ、例えば後述のようにロッカーシャフト１
０の周囲に設けられている。 【００２３】上記セレクタ１１は、具体的には次のよう
な構造となっている。すなわち、両側の高速用ロッカー
アーム７，８の各上部にはそれぞれ低速用ロッカーアー
ム９の両側部の上部に向かって開口するガイド孔１５が
形成され、これらのガイド孔１５に上記各プランジャ１
２，１３が移動可能に収容され、各プランジャ１２，１
３はガイド孔１５内のスプリング１６によって低速用ロ
ッカーアーム９に当接するように付勢されている。この
プランジャ１２，１３及びスプリング１６は、連係切替
手段の一部をなすとともに、高速用ロッカーアーム７，
８をカム側へ揺動する方向に付勢する付勢手段として機
能する。上記各プランジャ１２，１３の途中部には小径
の係合部１７が形成されている。また、上記レバー部材
１４は各プランジャ１２，１３に直交した状態でロッカ
ーシャフト１０の軸方向に移動可能に、両側の高速用ロ
ッカーアーム７，８に亘って配置されており、このレバ
ー部材１４には、各高速用ロッカーアーム７，８に対応
する左右両側の２箇所にそれぞれ、プランジャ１２，１
３より若干大径のプランジャ挿通孔１８と、上記係合部
１７に対応する大きさで上記プランジャ挿通孔１８に連
なった係止孔１９とが形成されている。レバー部材１４
の２箇所の係止孔１９は各プランジャ１２，１３の係合
部１７に同時に係脱するようになっている。 【００２４】こうして、上記レバー部材１４の係止孔１
９がプランジャ１２，１３の係合部１７に係合するロッ
ク位置にレバー部材１４が移動したときは、プランジャ
１２，１３の摺動が阻止されることにより、両側の高速
用ロッカーアーム７，８と低速用ロッカーアーム９との
上部が互いに接近する方向の相対運動が阻止され（この
ときが連結状態）、他方、係止孔１９が係合部１７から
離脱してプランジャ挿通孔１８にプランジャ１２，１３
が挿通される非ロック位置にレバー部材１４が移動した
ときは、プランジャ１２，１３の摺動が許容されること
により各アーム７，８，９の相対運動が許容されるよう
にしている（このときが非連結状態）。 【００２５】上記レバー部材１４の端部はロッカーアー
ム６の外部に突出し、ロッカーシャフト１０の周囲に設
けられた環状の油圧式のアクチュエータ２０にレバー部
材１４のアーム１４ａを介して連結されており、このア
クチュエータ２０は、その油圧室２１に図外のオイルポ
ンプからオイル通路２２を介してオイルが供給されたと
きにはレバー部材１４を上記ロック位置に向けて移動さ
せ、油圧室２１からオイルがリリーフされたときはリタ
ーンスプリング２３によりレバー部材１４を上記非ロッ
ク位置に向けて移動させるようになっている。そして、
回転数信号２４等を受ける制御回路２５によりオイル通
路２２中の制御バルブ２６を介して上記油圧室２１に対
するオイルの供給、排出が制御されることにより、運転
状態に応じ、例えば所定回転数以上の高速時にはレバー
部材１４がロック位置に作動され、所定回転数未満の低
速時にはレバー部材１４が非ロック位置に作動されるよ
うにしている。レバー部材１４を作動するアクチュエー
タは上記の油圧式のものに限らず、ソレノイド等を用い
てもよく、また運転状態に応じたアクチュエータの制御
は、エンジン回転数と負荷とに応じて行なうようにして
もよい。 【００２６】なお、２７は低速用ロッカーアーム９のバ
ルブ側端部に設けられたバルブクリアランス調整用のア
ジャストスクリューである。また２８はシリンダヘッド
である。 【００２７】この動弁装置によると、エンジンの高速時
には、レバー部材１４がロック位置に作動されてプラン
ジャ１２，１３の摺動が阻止されることにより、両側の
高速用ロッカーアーム７，８が高速型カム３ａ，３ｂの
カムノーズに押されて揺動したときに低速用アーム９は
低速型カム４から離間して高速用ロッカーアーム７，８
と一体に揺動するため、高速型カム３ａ，３ｂの回転に
応じて吸気バルブ２ａ，２ｂが作動される。一方、低速
時には、レバー部材１４が非ロック位置とされてプラン
ジャ１２，１３の摺動が許容されることにより、高速型
カム３ａ，３ｂの回転に伴う高速用ロッカーアーム７，
８の揺動が上記ブランジャ１２，１３で吸収されて低速
用ロッカーアーム９に伝達されず、低速型カム４の回転
に応じた低速用ロッカーアーム９の揺動により吸気バル
ブ２ａ，２ｂが作動される。このようにして、簡単でコ
ンパクトな構造によりながら、運転状態に適合するよう
にバルブリフト特性が変えられる。 【００２８】そして、各カム３ａ，３ｂ，４にそれぞれ
対応するロッカーアーム７，８，９を有することによ
り、クリアランス調整が容易になるとともに、構造が簡
単でコンパクトになり、また、これらのロッカーアーム
７，８，９間で連結状態と非連結状態との切替えが確実
に行われ、信頼性が高められる。 【００２９】また、当実施形態では、前記のように両サ
イドを１組とした３個のカム３ａ，３ｂ，４を配設する
とともに、高速用ロッカーアーム７，８、低速用ロッカ
ーアーム９および吸気バルブ２ａ，２ｂをそれぞれ低速
型カム４の中心線Ｏに対して略対称に配置しているの
で、高速時には両サイドの高速型カム３ａ，３ｂから加
わる力の合力が上記中心線Ｏに沿ってロッカーアーム６
に作用するとともに、吸気バルブ２ａ，２ｂからの反力
の合力も上記中心線Ｏに沿ってロッカーアーム６に作用
し、また低速時にも、中央の低速型カム４から加わる力
および吸気バルブ２ａ，２ｂからの反力の合力が上記中
心線Ｏに沿ってロッカーアーム６に作用する。従ってい
ずれの時も、カムからロッカーアーム６に作用する力と
バルブからロッカーアーム６に作用する力とが軸方向に
ずれることがなく、常に、ロッカーアーム６に傾きを生
じることなくスムーズに吸気バルブ２ａ，２ｂの駆動が
行われることとなる。 【００３０】また、上記プランジャ１２，１３およびレ
バー部材を備えたセレクタ１１がロッカーアーム６に組
込まれるとともに、上記アクチュエータ２０が動弁用揺
動機構のロッカーシャフト９の周囲に組込まれているの
で、アクチュエータ２０による切替作動時以外は、ロッ
カーアーム６が揺動してもプランジャ１２、レバー部材
１３およびアクチュエータ２０の位置関係が変化するこ
とはなく、確実にアーム７，８，９の連結状態もしくは
非連結状態が維持される。 【００３１】また、上記プランジャ１２，１３及びスプ
リング１６は、連係切替手段の一部をなすとともに、バ
ルブに当接しない高速用ロッカーアーム７，８をカム側
へ揺動する方向に付勢するようになっており、高速用ロ
ッカーアーム７，８と低速用ロッカーアーム９とが非連
結状態にあるとき、確実に高速用ロッカーアーム７，８
がカム３ａ，３ｂに押し付けられるようになっているの
で、高速用ロッカーアーム７，８がカムから遊離してが
たつくことが抑制される。 【００３２】なお、本発明装置の具体的構造は上記実施
例に限定されず、種々変更可能である。例えば、１気筒
当りのバルブに対して配置される３個のカムは両サイド
を低速型、中央を高速型としてもよい。 【００３３】また、上記実施形態では吸気バルブに適用
した場合を示したが、本発明装置は排気バルブに適用し
てもよく、あるいは吸気バルブと排気バルブの双方にそ
れぞれ適用してもよい。 【００３４】 【発明の効果】以上のように本発明は、１気筒当り２個
のバルブに対し、ロッカーシャフトを挟んでバルブの反
対側に配置したカムシャフトに３個カムを相互に隣接さ
せて配設し、これら３個のカムに個別に当接する３個の
ロッカーアームをロッカーシャフトに揺動可能に支承さ
せ、これらのうちで高速型カムに当接するロッカーアー
ムは上記バルブに当接せず、他のカムに当接するロッカ
ーアームが上記バルブに当接するように構成するととも
に、これら３個のロッカーアームを一体的に揺動するよ
うに連結する連結状態と非連結状態とに切替え可能な連
結・非連結切替部材を有して、これをエンジン低速時と
高速時とに応じて切替作動する連係切替手段を設けてい
るため、簡単でコンパクトな構造によりながら、各バル
ブのバルブリフト特性が変更可能となり、また、上記各
カムとロッカーアームとの間でのクリアランス調整が容
易になる等の効果を奏する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve train for an engine which can change a lift amount and a valve opening period of intake and exhaust valves in accordance with an operation state. is there. 2. Description of the Related Art When setting the operating characteristics of the exhaust valve, at low speeds, the valve lift amount and the valve opening period are set to improve combustion stability and fuel efficiency by suppressing exhaust blowback and intake air blow-through during the valve overlap period. Is desirably relatively small, and at high speeds, it is desirable to increase the valve lift and the valve opening period in order to improve the output. In order to satisfy such a demand, two types of cams having different shapes are provided, a valve is selectively linked to one of these cams, and the linkage is switched according to the operation state. Valve trains are also known in the art. For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-182205 discloses that one valve has two low-speed and high-speed cams and one rocker arm. It has a bifurcated shape, one end of which is a contact portion for the low-speed cam, and the other end is provided with a slidable high-speed cam contact member and a stopper for preventing the slide. A device in which this stopper is operated by an actuator such as a hydraulic cylinder via an interlocking mechanism is shown. According to this device, when the actuator is controlled in accordance with the operating state, the high-speed cam contact member moves at low speed, and the operation of the high-speed cam is not transmitted to the valve, and the valve is operated by the low-speed cam. At high speed, sliding of the high-speed cam contact member is prevented, and the operation of the high-speed cam is transmitted to the valve. Further, US Pat. No. 4,203,397 discloses that a valve includes a camshaft having a low-lift cam portion and a high-lift cam portion, and a swing arm type link having one end supported by a pivot. A cam follower surface corresponding to the cam portion of the low lift is formed on both sides of the link, and a cam follower for the cam portion of the high lift is swingably attached to the link, and
An apparatus provided with a latch mechanism for fixing a cam follower to the link is shown. According to this device, when the latch mechanism is in a latch state in which the cam follower is fixed to the link, the operation of the high lift cam portion is transmitted to the valve, and when the latch state of the latch mechanism is released, the low lift cam is released. The operation of the part is transmitted to the valve. In US Pat. No. 4,205,634, a camshaft is provided with two kinds of first and second types of cam members, and a camshaft and a valve are supported by a rocker shaft. An apparatus is shown in which a rocker arm is arranged, a wedge-shaped finger which can be extended and retracted is provided between an end of the rocker arm and a cam member, and the finger is operated by a driving means. According to this device, when the finger is moved to the forward position, the operation of some cam members is transmitted to the valve via the finger and the rocker arm, and when the finger is moved to the retracted position, the other cam members are moved. Is transmitted to the valve via the rocker arm. SUMMARY OF THE INVENTION [0007]
In the apparatus described in Japanese Patent No. 2205, the operation of the slidable high-speed cam contact member and the stopper incorporated in the end of the rocker arm is not reliable and the structure is complicated. , Impractical. Further, even in the device described in U.S. Pat. No. 4,203,397, the reliability of the switching operation of the latch mechanism for locking and unlocking the cam follower with respect to the link is poor,
Moreover, the structure is complicated and impractical. further,
In the device described in U.S. Pat. No. 4,205,634, the finger, the means for supporting the finger so as to be able to move forward and backward, the mechanism for driving the finger, and the like are complicated, and
The reliability of the operation of the finger is poor, and it is also difficult to set the positional relationship between the rocker arm, the cam, and the finger, or to adjust the clearance between them, which is also impractical. The devices disclosed in the above publications are:
In each case, two types of cams for one valve and a mechanism for selectively transmitting the drive of any one of the cams to the valve are provided. At least one of the intake valve and the exhaust valve is provided with two or more cylinders per cylinder. In the case of individually provided engines, if the above-described devices are individually provided for the respective valves, the entire valve train becomes large, and it is difficult to incorporate the valve into the engine compactly. Therefore, 2 per cylinder
When trying to change the lift characteristics of individual valves, it is important to make the mechanism for changing the valve lift characteristics simple and compact. In addition, it is required that the clearance be easily adjusted, the driving stability of the valve be improved, and the like. In view of such circumstances, the present invention makes it possible to change the lift characteristics of two valves per cylinder, make the structure simpler and more compact, and provide a functionally superior engine operating system. It is intended to provide a valve device. In order to achieve the above object, the present invention selectively uses at least one of an intake valve and an exhaust valve for each cylinder in an operating region of an engine. A plurality of cams are provided, and a rocker arm having a rocker shaft parallel to the cam shaft as a swing fulcrum is arranged between the cams and the valve, and the valve is selectively linked to the cams. In the valve train of an engine in which the linkage is switched according to the operating state, at least one of the intake valve and the exhaust valve is constituted by two valves per cylinder, and the valve is opposite to the valve with the rocker shaft interposed therebetween. A camshaft is arranged on the side of the
Three cams are disposed adjacent to each other for each valve, and some of these cams have a larger cam nose than other cams, and are used in a high engine speed range. And three rocker arms individually abutting on the respective cams are swingably supported on the rocker shafts. Of these, the rocker arm abutting on the high-speed cam is the valve A rocker arm that abuts another cam without abutting against the cam, and a linking / switching unit having a connection / non-connection switching member incorporated in the rocker arm is provided. The connection switching member is switchable between a connection state in which the three rocker arms are connected so as to swing integrally and a non-connection state, and the high-speed cam is in the connection state. A structure in which the rotation of the abutting rocker arm is transmitted to another rocker arm, and the connecting / disconnecting switching member is configured to be in the non-connected state when the engine is at a low speed and in the connected state when the engine is at a high speed. It is. According to this structure, each of the valves is connected to the 3
By switching between a state driven by some of the individual cams and a state driven by another cam, the valve lift characteristics of each valve are changed. Moreover, it has three cams and rocker arms corresponding to each,
The valve lift characteristics of each valve can be changed while having a simple and compact structure in which a valve and a camshaft are arranged on both sides of a rocker shaft supporting each rocker arm. In addition, the provision of the rocker arms corresponding to the respective cams facilitates the clearance adjustment. Further, since the rocker arm which comes into contact with the high-speed cam having a large cam nose does not come into contact with the valve, the connection and disconnection between this rocker arm and the rocker arm which comes into contact with the valve can be switched only by the valve lift characteristic. Has been changed, and a valve lift characteristic according to the operating state can be obtained with a simple and compact structure. In this apparatus, biasing means is provided for biasing the rocker arm in the direction of swinging the rocker arm toward the cam with respect to the rocker arm in contact with the high-speed cam. With this configuration, the rocker arm that comes into contact with the high-speed cam is separated from the high-speed cam during the above-mentioned non-cooperation, and the rattle is suppressed. In the above apparatus, the cams on both sides of the three cams may be used in the same specific engine speed range, and the central cam may be the engine speed other than the specific engine speed range. It is preferable that the two valves be arranged on both sides of a line passing through the center of the center cam and perpendicular to the camshaft in a plan view. With this arrangement, the two valves are located on both sides of a line passing through the center of the center cam, and are arranged so as to correspond substantially to the cams on both sides, so that the center cam is used. Sometimes the load acts on both valves almost equally, and even when the cams on both sides are used, the load acts on both valves in a well-balanced manner. A proper valve operating state is ensured. Preferably, the link switching means includes an actuator incorporated in the rocker arm to operate the connection / disconnection switching member in accordance with the oil pressure of the engine oil. Utilizing hydraulic pressure, the linkage switching means has a simple and compact structure. The camshaft is arranged, for example, at a position passing through a substantially central portion of the cylinder of the engine in plan view. 1 to 4 show an embodiment in which the present invention is applied to an intake valve of an engine having two intake valves per cylinder. ing. In these figures, reference numeral 1 denotes a cylinder, 2a and 2b denote intake valves provided in the cylinder 1, and an exhaust valve and its drive system are not shown. Above intake valve 2
Three cams 3a, 3b, 4 are arranged on a common camshaft 5 adjacent to each other with respect to a, 2b. In the present embodiment, the three cams are cams in which the cams on both sides are used in the same specific engine speed range, and the center cam is a cam used in other than the specific engine speed range. Are high-speed cams 3a and 3b of the same shape used in a high engine speed range, and a low speed cam 4 in the center is used in a low engine speed range. The high-speed cams 3a and 3b and the low-speed cam 4
"Has a cam nose portion for opening the intake valves 2a and 2b, and has different cam nose portions (having different sizes) so as to satisfy the valve lift characteristics required at high speed and at low speed, respectively. That is, the high-speed cams 3a and 3b have a larger cam nose so that at least one of the valve lift or the valve opening period is larger than the low-speed cam 4. . The low-speed cam 4 is disposed at a position substantially corresponding to the center of the rocker arm 6 in the width direction, and the high-speed cams 3a and 3b are symmetrically disposed on both sides of the low-speed cam 4. The intake valves 2a and 2b are symmetrically arranged with respect to the center line O of the central low-speed cam 4 (a line passing through the center of the central cam in plan view). A rocker arm 6 is arranged between these cams 3a, 3b, 4 and both intake valves 2a, 2b. The rocker arm 6 is provided with the cams 3a, 3
The rocker arm 10 is divided into three rocker arms which are individually abutted against the b and 4 and are swingably supported on the rocker shaft 10, respectively. That is, the right and left high-speed rocker arms 7 and 8 (oscillating members corresponding to the high-speed cams) that contact the high-speed cams 3a and 3b, respectively, and the intake valves 2a and 2
b, and a central low-speed rocker arm 9 integrally provided with contact portions 9a and 9b to the low-speed cam 4 and contact portions 9a and 9b to the low-speed cam 4.
(A rocking member corresponding to a low-speed cam), and the high-speed rocker arms 7, 8 and the low-speed rocker arm 9 are supported so as to be relatively movable around a rocker shaft 10 as a rocking shaft. The rocker arm 6 is also provided symmetrically with respect to the center line O, that is, the low-speed rocker arm 9 is formed symmetrically with respect to the center line O, and both the high-speed rocker arms 7 and 8 are provided with the rocker arms 7 and 8. The arrangement is symmetrical with respect to the center line. The positional relationship between the intake valves 2a, 2b, the camshaft 5, and the rocker shaft 10 is as follows.
The camshaft 5 is disposed on the opposite side of the rocker shaft 10 from the intake valves 2a and 2b. As shown in FIG. 1, the camshaft is arranged so as to pass through a substantially central portion of the cylinder 1 of the engine in plan view. The rocker arm 6 incorporates a selector 11 as linkage switching means. The selector 11 allows relative rocking between the rocker arms and a connection state in which all of the three rocker arms 7 to 9 are integrally rocked (each rocker arm is independent of each other). A connection / non-connection switching member that can be switched to a non-connection state (which can swing) and transmits the rotation of the high-speed rocker arms 7 and 8 to the low-speed rocker arm 9 in the connection state; And an actuator 20 for operating this. The connection / non-connection switching member is mounted on the right and left high-speed rocker arms 7 and 8 by the plungers 12 and 13, respectively, and by being incorporated in the rocker arms and moving in the rocker shaft direction according to the oil pressure of the engine oil. A lever member 14 is engaged with and disengaged from the plungers 12 and 13, and the hydraulic pressure acting on the lever member 14 is controlled by the actuator 20. The actuator 20 is incorporated in a valve operating rocking mechanism including the rocker arm 6 and the rocker shaft 10.
0 is provided. The selector 11 has the following structure. That is, guide holes 15 are formed in the upper portions of the high-speed rocker arms 7 and 8 on both sides, respectively, and open toward the upper portions of the both sides of the low-speed rocker arm 9.
2 and 13 are movably accommodated, and each plunger 12, 1
3 is urged by a spring 16 in a guide hole 15 so as to abut against the low-speed rocker arm 9. The plungers 12, 13 and the spring 16 form a part of the link switching means, and the high-speed rocker arm 7,
It functions as urging means for urging the cam 8 toward the cam side. A small diameter engaging portion 17 is formed in the middle of each of the plungers 12 and 13. The lever member 14 is disposed across the high-speed rocker arms 7 and 8 on both sides so as to be movable in the axial direction of the rocker shaft 10 in a state perpendicular to the plungers 12 and 13. Have plungers 12, 1 at two locations on the left and right sides corresponding to the high-speed rocker arms 7, 8, respectively.
A plunger insertion hole 18 having a diameter slightly larger than 3 and an engagement hole 19 having a size corresponding to the engagement portion 17 and connected to the plunger insertion hole 18 are formed. Lever member 14
Are engaged with and disengaged from the engaging portions 17 of the plungers 12 and 13 at the same time. Thus, the locking hole 1 of the lever member 14 is formed.
When the lever member 14 moves to a lock position where the lever 9 is engaged with the engaging portion 17 of the plungers 12, 13, the sliding of the plungers 12, 13 is prevented, so that the high-speed rocker arms 7, 8 on both sides are prevented. The relative movement of the upper part and the lower rocker arm 9 in the direction of approaching each other is prevented (in this case, the connected state), while the locking hole 19 is separated from the engaging part 17 and the plunger 12 is inserted into the plunger insertion hole 18. , 13
When the lever member 14 moves to the unlocked position where the arm is inserted, the relative movement of each arm 7, 8, 9 is allowed by allowing the sliding of the plungers 12, 13. Time is unconnected state). An end of the lever member 14 projects outside the rocker arm 6 and is connected to an annular hydraulic actuator 20 provided around the rocker shaft 10 via an arm 14a of the lever member 14. The actuator 20 moves the lever member 14 toward the lock position when oil is supplied to the hydraulic chamber 21 from an oil pump (not shown) through an oil passage 22, and the oil is relieved from the hydraulic chamber 21. At that time, the lever member 14 is moved toward the unlocked position by the return spring 23. And
Supply and discharge of oil to and from the hydraulic chamber 21 are controlled by a control circuit 25 that receives a rotation speed signal 24 and the like via a control valve 26 in the oil passage 22. At a high speed, the lever member 14 is operated to the locked position, and at a low speed lower than a predetermined rotation speed, the lever member 14 is operated to the unlocked position. The actuator that operates the lever member 14 is not limited to the above-described hydraulic type, and a solenoid or the like may be used. In addition, the control of the actuator according to the operating state is performed according to the engine speed and the load. Is also good. Reference numeral 27 denotes an adjusting screw provided at the valve side end of the low-speed rocker arm 9 for adjusting valve clearance. Reference numeral 28 denotes a cylinder head. According to this valve operating device, when the engine is running at high speed, the lever member 14 is operated to the locked position to prevent the plungers 12, 13 from sliding, so that the high speed rocker arms 7, 8 on both sides are operated at high speed. When the low-speed arm 9 is pushed by the cam nose of the mold cams 3a and 3b and swings, the low-speed arm 9 separates from the low-speed cam 4 and the high-speed rocker arms 7 and 8 move.
Therefore, the intake valves 2a and 2b are operated in accordance with the rotation of the high-speed cams 3a and 3b. On the other hand, at low speed, the lever member 14 is in the unlocked position and the plungers 12 and 13 are allowed to slide, so that the high-speed rocker arms 7 and 3 associated with the rotation of the high-speed cams 3a and 3b.
8 is absorbed by the plungers 12 and 13 and is not transmitted to the low-speed rocker arm 9, and the intake valves 2a and 2b are operated by the swing of the low-speed rocker arm 9 according to the rotation of the low-speed cam 4. You. In this way, the valve lift characteristics can be changed to adapt to the operating conditions while having a simple and compact structure. By providing the rocker arms 7, 8, 9 corresponding to the cams 3a, 3b, 4, respectively, the clearance adjustment becomes easy, the structure becomes simple and compact, and these rocker arms are formed. Switching between the connected state and the non-connected state between 7, 8, and 9 is reliably performed, and the reliability is improved. Further, in this embodiment, the three cams 3a, 3b and 4 having one set on both sides as described above are arranged, and the high-speed rocker arms 7, 8 and the low-speed rocker arms 9 and Since the intake valves 2a and 2b are arranged substantially symmetrically with respect to the center line O of the low-speed cam 4, the resultant force of the forces applied from the high-speed cams 3a and 3b on both sides at high speed is along the center line O. Rocker arm 6
And the resultant force of the reaction force from the intake valves 2a and 2b also acts on the rocker arm 6 along the center line O. Even at low speed, the force applied from the central low-speed cam 4 and the intake valves 2a and 2b The resultant of the reaction force from 2b acts on the rocker arm 6 along the center line O. Therefore, in any case, the force acting on the rocker arm 6 from the cam and the force acting on the rocker arm 6 from the valve do not deviate in the axial direction, and the intake valve is always smoothly moved without tilting the rocker arm 6. The driving of 2a and 2b is performed. Further, the selector 11 having the plungers 12, 13 and the lever member is incorporated in the rocker arm 6, and the actuator 20 is incorporated around the rocker shaft 9 of the valve operating swing mechanism. Except at the time of the switching operation by the actuator 20, even if the rocker arm 6 swings, the positional relationship between the plunger 12, the lever member 13 and the actuator 20 does not change, and the connection state of the arms 7, 8, 9 or the non-connection state is ensured. The connected state is maintained. The plungers 12, 13 and the spring 16 form a part of the linkage switching means and urge the high-speed rocker arms 7, 8 which do not come into contact with the valve, in the direction of swinging toward the cam. When the high-speed rocker arms 7 and 8 and the low-speed rocker arm 9 are not connected to each other, the high-speed rocker arms 7 and 8 are surely secured.
Are pressed against the cams 3a, 3b, so that the high-speed rocker arms 7, 8 are prevented from separating from the cams and rattling. The specific structure of the device according to the present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, the three cams arranged for the valve per cylinder may be of a low speed type on both sides and a high speed type at the center. Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to an intake valve is shown. However, the device of the present invention may be applied to an exhaust valve, or may be applied to both an intake valve and an exhaust valve. As described above, according to the present invention, three cams are arranged adjacent to each other on the camshaft arranged on the opposite side of the valve with the rocker shaft interposed between two valves per cylinder. And three rocker arms individually abutting on these three cams are swingably supported on the rocker shaft. Of these, the rocker arm abutting on the high-speed cam does not abut on the valve. A rocker arm abutting against another cam is configured to abut against the valve, and the three rocker arms can be switched between a connected state and a non-connected state in which the three rocker arms are connected so as to swing together.・ Since it has a non-connection switching member and a linkage switching means for switching this according to the engine low speed and high speed, it has a simple and compact structure, but has a simple and compact structure. The valve lift characteristics can be changed, and effects such as easy clearance adjustment between each cam and the rocker arm can be obtained.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明装置の一実施例を示す平面図である。 【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 【図４】ロッカーシャフト位置での縦断正面図である。 【符号の説明】 １ 気筒 ２ａ，２ｂ 吸気バルブ ３ａ，３ｂ 高速型カム ４ 低速型カム ６ ロッカーアーム ７，８ 高速用ロッカーアーム ９ 低速用ロッカーアーム １１ セレクタ[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the device of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 1; FIG. 4 is a vertical sectional front view at a rocker shaft position. [Explanation of symbols] 1 cylinder 2a, 2b Intake valve 3a, 3b High-speed cam 4 Low-speed cam 6 Rocker arm 7,8 Rocker arm for high speed 9 Rocker arm for low speed 11 Selector

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 １．気筒ごとに吸気バルブもしくは排気バルブの少なく
とも一方のバルブに対し、エンジンの運転領域で選択的
に使用される複数のカムを備え、これらのカムとバルブ
との間に、カムシャフトと平行なロッカーシャフトを揺
動支点とするロッカーアームとを配置するとともに、こ
れらのカムに対し選択的に上記バルブを連係してその連
係を運転状態に応じて切替えるようにしたエンジンの動
弁装置において、吸気バルブもしくは排気バルブの少な
くとも一方を１気筒当り２個のバルブで構成し、上記ロ
ッカーシャフトを挟んで上記バルブの反対側にカムシャ
フトを配置し、このカムシャフトに、上記２個のバルブ
に対して３個のカムを相互に隣接させて配設し、これら
のうちの一部のカムは他のカムよりもカムノーズ部が大
きく形成されていてエンジンの高回転域で使用される高
速型カムとし、一方、上記各カムに個別に当接する３個
のロッカーアームを上記ロッカーシャフトにそれぞれ揺
動可能に支承させ、これらのうちで上記高速型カムに当
接するロッカーアームは上記バルブに当接せず、他のカ
ムに当接するロッカーアームが上記バルブに当接するよ
うに構成するとともに、ロッカーアームに組み込まれた
連結・非連結切替部材を有する連係切替手段を設け、上
記連結・非連結切替部材は上記３個のロッカーアームを
一体的に揺動するように連結する連結状態と非連結状態
とに切替え可能で、かつ上記連結状態のときに上記高速
型カムに当接するロッカーアームの回転を他のロッカー
アームに伝達するようにし、この連結・非連結切替部材
をエンジン低速時には上記非連結状態、エンジン高速時
には上記連結状態とするように連係切替手段を構成した
ことを特徴とするエンジンの動弁装置。 ２．高速型カムに当接するロッカーアームに対し、この
ロッカーアームをカム側へ揺動する方向に付勢する付勢
手段を設け、この付勢手段を、伸縮スプリングとこのス
プリングにより押圧されるプランジャとで構成したこと
を特徴とする請求項１記載のエンジンの動弁装置。 ３．上記３個のカムのうちで両サイドのカムを同一の特
定エンジ ン回転数域で使用されるカムとし、中央のカム
を上記特定エンジン回転数域以外のエンジン回転数域で
使用されるカムとするとともに、平面視でカムシャフト
に直交して上記中央のカムの中心を通る線の両側に上記
両バルブを配置したことを特徴とする請求項１または２
に記載のエンジンの動弁装置。 ４．上記連係切替手段は、ロッカーアームに姐み込まれ
エンジンオイルの油圧に応じて上記連結・非連結切替部
材を作動するアクチュエータを備えていることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載のエンジンの動弁
装置。 ５．上記カムシャフトを平面視でエンジンの気筒の略中
央部を通るように配置したことを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載のエンジンの動弁装置。(57) [Claims] A plurality of cams selectively used in an engine operation region for at least one of an intake valve and an exhaust valve for each cylinder, and a rocker shaft parallel to the camshaft is provided between the cams and the valves. And a rocker arm having a rocking fulcrum as an oscillating fulcrum, and the valve is selectively linked to these cams to switch the link in accordance with the operating state. At least one of the exhaust valves is composed of two valves per cylinder .
On the other side of the valve with the camshaft
The camshaft and the two valves
And three cams are arranged adjacent to each other.
Some cams have a larger cam nose than others
Well formed and used at high engine speeds
Three speed cams, each of which comes into contact with each of the above cams
Rocker arms on the rocker shafts
Movably, and of these, the high-speed cam
The rocker arm in contact does not contact the valve,
The rocker arm that abuts the valve comes into contact with the valve
And built into the rocker arm
A link switching means having a connection / disconnection switching member is provided.
The connection / non-connection switching member uses the above three rocker arms.
Connected and unconnected states that swing together
And high speed when in the above connection state
The rotation of the rocker arm in contact with the mold cam is
The transmission to the arm, this connection / non-connection switching member
When the engine is at low speed, the above is not connected, when the engine is at high speed
The link switching means is configured to be in the above-mentioned connected state.
A valve train for an engine, comprising: 2. This rocker arm is in contact with the high-speed cam.
Energizing the rocker arm in the direction of swinging to the cam side
Means, and the biasing means is provided with a telescopic spring and this spring.
That it consists of a plunger pressed by the pulling
The valve train of an engine according to claim 1, wherein: 3. Of the above three cams, the cams on both sides are
And a cam used in a constant engine speed range, the center of the cam
In the engine speed range other than the above specific engine speed range
The cam to be used and the camshaft in plan view
Perpendicular to the line passing through the center of the center cam
3. The valve according to claim 1, wherein both valves are arranged.
2. The valve train of an engine according to claim 1. 4. The link switching means is connected to the rocker arm.
The connection / disconnection switching unit described above according to the oil pressure of the engine oil
Characterized by having an actuator that operates the material
An engine valve train according to any one of claims 1 to 3 . 5. The above camshaft is approximately in the middle of the engine cylinder in plan view.
2. The device according to claim 1, wherein the device is arranged so as to pass through the center.
The valve train for an engine according to any one of claims 4 to 4 .