【手続補正書】
【提出日】平成16年2月13日(2004.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカシャフトに揺動自在に支承されると共に先端部が吸気弁あるいは排気弁に連係され、第１カムによって駆動される第１ロッカアームと、
前記第１ロッカアームに支持されるとともに、該第１ロッカアームとの間に作用するばねによって第２カムに向けて付勢され、かつ第２カムによって駆動される第２ロッカアームと、
前記第１ロッカアームに支持され、前記第２ロッカアームを前記第１ロッカアームと結合状態にする係合位置と非結合状態にする非係合位置との間で移動可能な結合切換部材と、
前記結合切換部材を前記非係合位置側へ付勢する第２のばねと、
前記ロッカシャフトを通して形成され、前記結合切換部材を前記係合位置へ動かすための油圧を供給するオイル通路と、
を具備し、
前記結合切換部材が前記非係合位置にあるときに前記第２カムの基礎円部と前記第２ロッカアームとの間に隙間が保たれるように構成され、
前記結合切換部材が前記係合位置へ移動するときに、前記油圧により該結合切換部材が前記第２ロッカアームを前記第２カム側に押し上げつつ該第２ロッカアームに係合するように、両者の係合部の相対的な位置が設定されていることを特徴とするエンジンの弁作動装置。
【請求項２】
互いに係合する係合部の各々の角部に、面取りが施されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの弁作動装置。
【請求項３】
前記隙間を確保するために、前記ばねによる第２ロッカアームの移動を規制するストッパを備えている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弁作動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】エンジンの弁作動装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの弁作動装置、特にエンジンの低回転時と高回転時とで弁リフト特性を切換えるようにしたエンジンの弁作動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、低中速運転時の高トルク特性と高速運転時の出力向上とを両立させる目的で、運転状態に応じて吸気弁または排気弁のリフト特性を異ならせ、これによって、吸排気のタイミングあるいは吸排気量を制御することが知られている（特許文献１，２等参照）。
【０００３】
これらは、その揺動先端が弁に当接する低速用ロッカアームと、この低速用ロッカアーム間に設けられ弁との当接部位を持たない自由カムフォロアである高速用ロッカアームとが、共通のロッカシャフトに揺動可能に支持され、低速用ロッカアームには低速用カムが、高速用ロッカアームには低速用カムよりも開弁角度または弁リフト量が大きくなるプロフィールを有する高速用カムが、それぞれ摺接されている。
【０００４】
そして、高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとには、ロッカシャフトから所定の距離だけ離れた揺動部位において、ロッカシャフトと平行な方向に、それぞれ、嵌合穴が形成されると共に、この嵌合穴内にプランジャが嵌装されており、作動油圧に応動してプランジャが嵌合穴に嵌まり、あるいは嵌合穴から抜けることで、３つのロッカアームが連結されたり、その連結が解かれたりする連結切換機構が設けられている。
【特許文献１】特開昭６３−１６７０１６号公報
【特許文献２】特開昭６３−５７８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の弁作動装置では、メインロッカアームに取付けられている高速カムフォロア用のサブロッカアームをメインロッカアームと結合または非結合の状態となして低速回転時と高速回転時との弁リフト特性を切換えるようにしているが、寸法精度のばらつき等により連結部に遊びが生じ、このために結合状態とした時にサブロッカアームとメインロッカアームとの連結部にすき間が生じることがあった。そのために、高速カムによりサブロッカアームからメインロッカアームに連結部を介してリフトが伝達されるときに、連結部の当接する部分に衝撃荷重が加えられ、異常摩耗を与え、弁の開閉動作時にジャンプなどの異常運動が発生するという虞があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題に着目し、その解決を図るべく、第２カムによって駆動される第２ロッカアームと吸排気弁に連係した第１ロッカアームとが結合されたときに、両者を結合する係合部にすき間が発生するようなことがなく、カムから常に安定したバルブリフトのための入力荷重が弁に伝達可能であり、異常な動作の発生を防止できるエンジンの弁作動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、本発明は、ロッカシャフトに揺動自在に支承されると共に先端部が吸気弁あるいは排気弁に連係され、第１カムによって駆動される第１ロッカアームと、前記第１ロッカアームに支持されるとともに、該第１ロッカアームとの間に作用するばねによって第２カムに向けて付勢され、かつ第２カムによって駆動される第２ロッカアームと、前記第１ロッカアームに支持され、前記第２ロッカアームを前記第１ロッカアームと結合状態にする係合位置と非結合状態にする非係合位置との間で移動可能な結合切換部材と、前記結合切換部材を前記非係合位置側へ付勢する第２のばねと、前記ロッカシャフトを通して形成され、前記結合切換部材を前記係合位置へ動かすための油圧を供給するオイル通路と、を具備し、前記結合切換部材が前記非係合位置にあるときに前記第２カムの基礎円部と前記第２ロッカアームとの間に隙間が保たれるように構成され、前記結合切換部材が前記係合位置へ移動するときに、前記油圧により該結合切換部材が前記第２ロッカアームを前記第２カム側に押し上げつつ該第２ロッカアームに係合するように、両者の係合部の相対的な位置が設定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
前記オイル通路から油圧が供給されると、結合切換部材が非係合位置から係合位置に移動し、第２ロッカアームと係合する。これにより、第２ロッカアームが第１ロッカアームに結合される。ここで、結合切換部材が係合位置に移動するときに、前記油圧により、結合切換部材が第２ロッカアームを第２カム側に押し上げつつ第２ロッカアームと係合する。従って、前記結合切換部材と第２ロッカアームとの間に、隙間が生じることがない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、結合切換部材が油圧により非係合位置から係合位置へ移動するときに、結合切換部材が第２ロッカアームを第２カム側に押し上げつつ第２ロッカアームと係合するので、第１ロッカアームと第２ロッカアームとの結合状態において、結合切換部材と第２ロッカアームとの間に隙間が生じることがない。従って、第２カムから第２ロッカアームに伝達されたカム入力荷重が衝撃荷重となって結合切換部材と第２ロッカアームとの間に作用することがなく、常に安定したカム入力荷重を弁に伝達することが可能となり、また、結合切換部材と第２ロッカアームとの係合部同士の異常摩耗や打音の発生を防止し、異常な弁リフト動作の防止に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体的に説明する。
【００１１】
図１〜図５は本発明の一実施例を示す。
【００１２】
なお、本例は１つの気筒について同一の機能を有する２つの弁（吸気弁，排気弁のいずれでも良く、図示のものは吸気弁とする）を備えたエンジンに対して本発明を適用した場合の実施例を示している。すなわち、各気筒には２つの吸気弁２に対応した単一のメインロッカアーム（第１ロッカアーム）１が設けられていて、メインロッカアーム１の基端は、各気筒に共通な中空のメインロッカシャフト３を介して不図示のシリンダヘッドに揺動自在に支持されており、メインロッカアーム１の二股の各先端部１Ａは吸気弁２のステム頂部に当接する。
【００１３】
メインロッカアーム１は平面視においてほぼ二股状に形成され、メインロッカアーム１の二股に形成されたそれぞれの腕部１Ｅ，１Ｅのほぼ中央上方には、低速カムフォロア４が設けられている。
【００１４】
５はメインロッカアーム１の二股に形成された股部上方に支持軸６によって揺動自在に支持されるサブロッカアーム（第２ロッカアーム）であり、７はサブロッカアーム５の端部に設けた高速カムフォロアである。なお、高速カムフォロア７と２つの低速カムフォロア４とは図１〜図３に示すようにカム軸８の軸方向に配列されている。９および１０はカム軸８と一体に形成された高速カム（第２カム）および低速カム（第１カム）であり、上述の高速カムフォロア７および低速カムフォロア４は、高速カム９および低速カム１０にそれぞれ摺接することで、駆動される。
【００１５】
ついで、図４および図５に従い、本発明にかかる高低速切換え機構について説明する。
【００１６】
なお、図４の（Ａ），（Ｂ）および図５は低速作動状態を、また、図４の（Ｃ）は高速作動状態をそれぞれ示している。図４において、５Ｂはサブロッカアーム５に穿設した第１プランジャ収納孔、１Ｂはメインロッカアーム１に穿設した第２プランジャ収納孔、また、図４の（Ｂ）に示す１Ｃは同じくメインロッカアーム１に穿設した第３プランジャ収納孔である。２１は第１プランジャ収納孔５Ｂに摺動自在に嵌合された第１プランジャ、２２は第１プランジャ２１の先端部をメインロッカアーム１の突き当て部１Ｄに向けて偏倚させているばね、２３は第１プランジャ２１の行程を規制しているストッパリング、２４は空気抜である。
【００１７】
一方、第２プランジャ収納孔１Ｂにはロッカシャフト３の中心部に設けたオイル通路３Ａからオイルを導くためのオイル通路２５が連通されていて、収納孔１Ｂに摺動自在に保たれる第２プランジャ２６が嵌挿されている。１１はレバー部材であり、メインロッカアーム１にレバー支持軸１２に揺動自在に支持される。１３はレバー部材１１の一方の端部に設けた係合端であり、１１Ｂは第２プランジャ２６に当接する作動端である。図４（Ｂ）に示す２７は第３プランジャ収納孔１Ｃに摺動自在に保たれる第３プランジャ、２８は第３プランジャ２７をレバー部材１１に設けた突起部１１Ａ（図１参照）に向けて偏倚させているばねである。なお、図５の（Ａ）に示すような低速作動の状態にあっては、高速カム９の基礎円部９Ａと、高速カムフォロア７との間にすき間Ｓが保たれるように構成されている。このすき間Ｓは、高速カム９の基礎円部９Ａが高速カムフォロア７に対向する位置であっても、レバー部材１１の係合端１３がサブロッカアーム５を押し上げることができる程度に設定されている。また、サブロッカアーム５の係止部５Ａはレバー部材１１の係合端１３に対し、図５の（Ｂ）に示すように双方が係合するときに、係合端１３によりサブロッカアーム５を押し上げ気味に動作されるように設定されており、更に双方の角部は上記動作が円滑に行えるように平面の面取りもしくは曲面の面取りが施されている。
【００１８】
続いて、図４の（Ａ）〜（Ｃ）および図５の（Ａ），（Ｂ）を参照しつつ本実施例による高速作動時および低速作動時における動弁動作について説明する。
【００１９】
いま、図５の（Ａ）若しくは図４の（Ａ），（Ｂ）に示すような低速作動の状態にあるときは、ロッカシャフト３のオイル通路３Ａを介して第２プランジャ２６に油圧が供給されることはなく、レバー部材１１は図４の（Ｂ）に示すようにばね２８によって偏倚される第３プランジャにより時計方向に回動され、サブロッカアーム５の係止部５Ａとレバー部材１１の係合端１３が非係合状態の位置に保たれる。かくして、サブロッカアーム５はメインロッカアーム１に対してその揺動が許容される状態にあり、図５で高速カム９が高速カムフォロア７に摺接しても第１プランジャ２１およびばね２２が高速カム９のカムプロフィールを吸収するだけで弁軸２Ａには高速カム９によるリフトが伝達されない一方、低速カム１０が低速カムフォロア４に摺接することで、低速カム１０によるリフト分だけ弁２の弁軸２Ａがリフト動作する。
【００２０】
また、高速作動時には不図示の制御部により、油圧供給手段を介してオイル通路３Ａに油圧が送給され、その油圧によって第２プランジャ２６が図４の（Ｃ）に示すように第２プランジャ収納室１Ｂから突出し、レバー部材１１の作動端１１Ｂを押圧することで、レバー部材１１を反時計周りの方向に回動させる。なおこの場合、レバー部材１１は第３プランジャ２７をばね２８のばね力に抗して第３プランジャ収納孔１Ｃ内に押し戻すように動作すると共に、図５の（Ｂ）に示すようにしてその係合端１３がサブロッカアーム５を押上げる形で係止端５Ａに係合される。なお、このような押上げは、先に述べたすき間Ｓによって可能となるものである。
【００２１】
かくして、低速回転時から高速回転時の切換動作時においては、サブロッカアーム５の係止端５Ａとレバー部材１１の係合端１３との間にすき間が生じることがないから、サブロッカアーム５の係止端５Ａとレバー部材１１の係合端１３は常に接触状態に保たれる。従って切換動作の過渡時に高速カム９のリフトが開始されても、サブロッカアーム５の係止端５Ａがレバー部材１１の係合端１３に衝突することがなく、レバー部材１１の係合端１３が受ける衝撃荷重を未然に防止し、双方の摺接部間に異常摩耗や打音が発生することをなくし、また、弁リフトの異常動作を防止することができる。
【００２２】
また、高速回転時から低速回転への切換時においては、オイル通路３Ａに供給される油圧が停止され、第３プランジャ２７がばね２８のばね力によりレバー部材１１を時計回りの方向に回動させる。よって、レバー部材１１の係合端１３がサブロッカアーム５の係止端５Ａから引き外され、図４の（Ａ）に示すような低速作動状態となる。
【００２３】
なお、以上に述べてきた実施例では１つの気筒に２つの同一機能を有する弁を具えたエンジンへの適用例についてであったが、本発明の適用はこのようなエンジンに限られるものではなく、例えば１つの気筒に吸気弁および排気弁が１つずつ設けられるエンジンにも適用が可能なことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す実施例のカム装置を除いた上面図である。
【図３】図１に示す実施例の正面図である。
【図４】図１に示す実施例による低リフト時の動弁状態を図２のＡ−Ａ線断面図（Ａ）および図１のＢ−Ｂ線断面図（Ｂ）によって、また高リフト時の動弁状態を図２のＡ−Ａ線断面図（Ｃ）によって示す説明図である。
【図５】図１に示す実施例の低リフト時における動弁状態をその状態図（Ａ）と図（Ａ）のＰ部分の拡大図（Ｂ）とで示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  メインロッカアーム
１Ａ  （アーム）先端部
１Ｂ  第２プランジャ収納孔
１Ｃ  第３プランジャ収納孔
１Ｄ  突き当て部
１Ｅ  腕部
２  （吸気）弁
３  ロッカシャフト
３Ａ  オイル通路
４  低速カムフォロア
５  サブロッカアーム
５Ａ  係止部
６  支持軸
７  高速カムフォロア
８  カム軸
９  高速カム
１０  低速カム
１１  レバー部材
１１Ａ  突起部
１１Ｂ  作動端
１２  レバー支持軸
１３  係合端
２１  第１プランジャ
２２，２８  ばね
２５  オイル通路
２６  第２プランジャ
２７  第３プランジャ
Ｓ  すき間