JP2787866B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用エンジンなどに
設けられた吸気バルブ及び排気バルブの作動制御を行う
内燃機関の動弁装置に関し、特に、その油圧制御に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンにおける吸気
バルブ及び排気バルブの開閉制御はエンジンの回転数や
アクセルの踏込み量などから得られる運転状態に対応し
て開閉時期が設定されている。そして、このような動弁
装置において、運転状態に応じて低速時には燃費の低減
を図り、高速時には効率的な吸気及び排気が行えるよう
にするためにカムのプロフィールを変化させるものが提
案されている。これは低速時あるいは高速時で吸気バル
ブ及び排気バルブの開閉タイミングやリフト量、開放期
間などを変えることで行っている。

【０００３】即ち、自動車用エンジンにおいて、高速用
カムと低速用カムとをカムシャフトに設け、高速用カム
は高速運転に対応したバルブ開閉タイミングを得ること
のできるカムプロフィールを有し、一方、低速用カムは
低速運転に対応したバルブ開閉タイミングを得ることの
できるカムプロフィールを有している。そして、エンジ
ンの運転中に、運転状態に応じて高速用カムあるいは低
速用カムとを選択的に使用することで、それに最適な吸
気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを得ることが
できるようになっている。

【０００４】また、このような自動車用エンジンにおい
て、アイドル運転時や低負荷運転時に、例えば、４気筒
エンジンであればそのうちの２気筒を停止して燃費の低
減を図った休筒機構が従来より提案されている。即ち、
動弁装置において、アイドル運転時や低負荷運転時にピ
ストンは作動しているが、吸気バルブ及び排気バルブの
作動を停止して燃料の供給を行わないようにするもので
ある。

【０００５】この吸気バルブ及び排気バルブの作動を停
止する休筒機構は、一般的に、ロッカーアームに切換機
構を設けてこの切換機構を油圧によって制御することで
作動させている。この場合、エンジンのメインオイルポ
ンプから油路を介して切換機構に油圧が供給されるよう
になっている。ところが、休筒用切換機構が作動する低
速域ではエンジンのメインオイルポンプの油圧が上昇せ
ず、メインオイルポンプからの油圧だけでは休筒用切換
機構を作動させるのに十分な油圧を得ることができな
い。即ち、図１３に示すように、切換機構を作動させる
ために最低限必要な切換要求油圧があり、低速域ではエ
ンジンのメインオイルポンプからの作動油圧はこの切換
要求油圧以下となってしまう。従って、エンジンのメイ
ンオイルポンプとは別にアシストオイルポンプを設ける
ことで、低速域でも切換機構の作動油圧を作動要求油圧
以上としている。

【０００６】図１４に従来の休筒機構を有するエンジン
の動弁装置及びその油圧経路を表す概略を示す。

【０００７】休筒機構を有するエンジンにあって、例え
ば、４気筒エンジンであれば、２気筒が休筒機構付の動
弁装置であり、残りの２気筒は休筒機構なしの動弁装置
である。図１４に示すように、図示しないシリンダヘッ
ドには低速用カム２０１及び高速用カム２０２が一体に
形成されたカムシャフト２０３が回転自在に支持されて
おり、ロッカーシャフト２０４はシリンダヘッドにカム
シャフト２０３と平行をなして同じく回転自在に支持さ
れている。そして、このロッカーシャフト２０４にはメ
インロッカーアーム２０５の基端が一体に取付けられる
と共に、低速用ロッカーアーム２０６と高速用ロッカー
アーム２０７の基端がそれぞれ回転自在に取付けられて
いる。メインロッカーアーム２０５の揺動端は図示しな
い吸気あるいは排気バルブの上端部に対向しており、ま
た、低速用ロッカーアーム２０６及び高速用ロッカーア
ーム２０７の揺動端には低速用カム２０１及び高速用カ
ム２０２が係合するローラベアリング２０８，２０９が
それぞれ取付けられている。

【０００８】また、ロッカーシャフト２０４内には低速
用ロッカーアーム２０６及び高速用ロッカーアーム２０
７に対応する位置にそれぞれ径方向に沿って低速用ロッ
クピン２１０と高速用ロックピン２１１が移動自在で、
且つ、低速用ロックピン２１０は低速用ロッカーアーム
２０６との係合方向に付勢支持され、高速用ロックピン
は高速用ロッカーアーム２０７との抜脱方向に付勢支持
されている。そして、ロッカーシャフト２０４には低速
側油圧通路２１２及び高速側油圧通路２１３が形成さ
れ、この低速側及び高速側油圧通路２１２，２１３には
油圧を設定して各ロックピン２１０，２１１の作動を制
御する油圧制御手段２１４が連結されている。

【０００９】即ち、低速側油圧通路２１２には休筒切換
用オイルコントロールバルブ２１５が接続される一方、
高速側油圧通路２１３には高速切換用オイルコントロー
ルバルブ２１６が接続されている。そして、各オイルコ
ントロールバルブ２１５，２１６は油路２１７によって
アキュムレータ２１８及びオイルポンプ２１９に接続さ
れ、更に、エンジンの図示しないメインオイルポンプに
接続されている。なお、オイルポンプ２１９はカムシャ
フト２０３の一端に取付けられたオイルポンプカム２２
０によって駆動することができ、各オイルコントロール
バルブ２１５，２１６はコントロールユニット２２１の
制御信号によって作動することができるようになってい
る。

【００１０】而して、エンジンコントロールユニット２
２１が図示しない各種センサによってエンジンの低速走
行状態を検出すると、低速カムのプロフィールを選択
し、各オイルコントロールバルブ２１５，２１６に制御
信号を出力してこれを閉じる。すると、各油圧通路２１
２，２１３に圧油は供給されず、図１４に示すように、
ロックピン２１０によって低速用ロッカーアーム２０６
とロッカーシャフト２０４とは一体となる。従って、カ
ムシャフト２０３が回転すると、低速用カム２０１によ
って低速用ロッカーアーム２０６が揺動し、その駆動力
がロッカーシャフト２０４を介してメインロッカーアー
ム２０５に伝達されて揺動し、揺動端が吸気及び排気バ
ルブを駆動する。このようにしてエンジンは低速運転さ
れる。

【００１１】エンジンコントロールユニット２２１がエ
ンジンの高速走行状態を検出すると、各オイルコントロ
ールバルブ２１５，２１６に制御信号を出力してこれを
開ける。すると、アシストオイルポンプ２１９によって
各油圧通路２１２，２１３に圧油が供給され、ロックピ
ン２１０が抜け出て低速用ロッカーアーム２０６との係
合が解除される一方、ロックピン２１１が高速用ロッカ
ーアーム２０７と係合する。従って、高速用カム２０２
によって高速用ロッカーアーム２０７が揺動し、更にメ
インロッカーアーム２０５が揺動して各バルブを駆動す
る。このようにしてエンジンは高速運転される。

【００１２】そして、エンジンコントロールユニット２
２１がエンジンのアイドル運転状態や低負荷走行状態を
検出すると、各オイルコントロールバルブ２１５，２１
６に制御信号を出力してオイルコントロールバルブ２１
５のみを開ける。すると、アシストオイルポンプ２１９
によって油圧通路２１２に圧油が供給され、ロックピン
２１０が抜け出て低速用ロッカーアーム２０６との係合
が解除される。従って、低速用カム２０１及び高速用カ
ム２０２の駆動力はメインロッカーアーム２０５に伝達
されず、この動弁装置は休筒する。このようにエンジン
は残りの２つの動弁装置のみの駆動によって運転され
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のエンジ
ンの動弁装置にあって、エンジンの高速運転時には、ア
シストオイルポンプ２１９により油圧通路２１２に圧油
を供給し、低速用ロッカーアーム２０６からロックピン
２１０を抜いて両者の係合を解除する一方、油圧通路２
１３に圧油を供給し、高速用ロッカーアーム２０７にロ
ックピン２１１を係合させる。そのため、アシストオイ
ルポンプ２１９は一度に２つのロックピン２１０，２１
１を作動させるための油圧が必要になってくる。

【００１４】ところが、このアシストオイルポンプ２１
９はアキュムレータ２１８が接続されてここに圧油が蓄
圧されるものの、一度に２つのロックピン２１０，２１
１を作動させるための油圧を確保することは困難であ
る。そのため、エンジンコントロールユニット２２１が
エンジンの高速走行状態を検出し、各オイルコントロー
ルバルブ２１５，２１６けて各油圧通路２１２，２１３
に圧油を供給しても、ロックピン２１１が高速用ロッカ
ーアーム２０７に十分に係合しないことがあった。する
と、高速用ロッカーアーム２０７とロッカーシャフト２
０４とが一体的に連結されないで駆動力が伝達されず、
メインロッカーアーム２０５によって各バルブを駆動す
ることができない虞があった。この場合、エンジンが高
速運転に必要な出力を得ることができず、ドライバビリ
ティの悪化を招いてしまうという問題があった。

【００１５】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、必要な油圧とを確実に供給することによって
弁の作動不良を防止した内燃機関の動弁装置を提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の内燃機関の動弁装置は、低速用カム及び高
速用カムが装着されたカムシャフトと、該カムシャフト
にそれぞれ平行に配設されたロッカーシャフトと、基端
が前記ロッカーシャフトに一体に取付けられ揺動端が吸
気あるいは排気バルブの上端部に対向するメインロッカ
ーアームと、基端が前記ロッカーシャフトに回転自在に
取付けられ前記低速用カムが係合する低速用ロッカーア
ームと、基端が前記ロッカーシャフトに回転自在に取付
けられ前記高速用カムが係合する高速用ロッカーアーム
と、前記ロッカーシャフト内の径方向に沿う貫通孔に移
動自在で且つ前記低速用ロッカーアームとの係合方向に
付勢支持された低速用ロックピンと、前記ロッカーシャ
フト内の径方向に沿う貫通孔に移動自在で且つ前記高速
用ロッカーアームとの抜脱方向に付勢支持された高速用
ロックピンと、前記ロッカーシャフトの軸心部に軸方向
に沿って設けられ前記貫通孔にそれぞれ連通する低速側
及び高速側油圧通路と、前記低速側及び高速側油圧通路
への油圧を設定して前記ロックピンの作動を制御する油
圧制御手段とを備えた内燃機関の動弁装置において、前
記低速側油圧通路には休筒切換用オイルコントロールバ
ルブ及びアシストオイルポンプを介してエンジンのメイ
ンオイルポンプが接続される一方、前記高速側油圧通路
には高速切換用オイルコントロールバルブを介してエン
ジンのメインオイルポンプが直接接続されたことを特徴
とするものである。

【００１７】

【作用】低速側油圧通路には休筒切換用オイルコントロ
ールバルブ及びアシストオイルポンプを介してエンジン
のメインオイルポンプを接続し、高速側油圧通路には高
速切換用オイルコントロールバルブを介してエンジンの
メインオイルポンプを直接接続したことで、内燃機関の
高速運転状態の際には、低速側油圧通路及び高速側油圧
通路には十分な圧油が供給されることとなり、低速用ロ
ックピン及び高速用ロックピンが確実に作動して内燃機
関の運転状態に適合したカムフィールが選択されて各バ
ルブが作動する。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１９】図１に本発明の一実施例に係る内燃機関の
動弁装置の油圧経路、図２に動弁装置における高速側切
換油圧の時間変化、図３に休筒機構付の動弁装置の平
面、図４に図３のＣ−Ｃ断面、図５に図３のＤ−Ｄ断
面、図６にその動弁装置の分解斜視、図７に動弁装置の
切換機構を表す断面、図８に切替機構の作動説明、図９
に休筒機構なしの動弁装置の断面、図１０にシリンダヘ
ッドの要部（図１１のＡ−Ａ）断面、図１１にシリンダ
ヘッドの中央（図１２のＢ−Ｂ）断面、図１２にシリン
ダヘッドの平面を示す。

【００２０】本実施例の内燃機関はシリンダヘッドにカ
ムシャフトが２本あるダブル・オーバー・ヘッド・カム
シャフト式のエンジン（ＤＯＨＣ）であって、吸気が２
バルブ、排気が２バルブの４気筒エンジンである。

【００２１】図３乃至図５、図１２に示すように、シリ
ンダヘッド１１にはその長手方向に沿って互いに平行を
なす一対の吸気用カムシャフト１２と排気用カムシャフ
ト１３とが配設され、それぞれ各気筒ごとに小リフト量
をもつ低速用カム１４と大リフト量をもつ高速用カム１
５が一体に形成されている。そして、この一対のカムシ
ャフト１２，１３はカムシャフトハウジング１６の上部
と複数のカムキャップ１７によって挾持された状態でボ
ルト１８，１９によってシリンダヘッド１１の上部に固
定されることで、シリンダヘッド１１に回転自在に支持
される。

【００２２】また、シリンダヘッド１１にはその長手方
向に沿って互いに平行をなし、且つ、一対のカムシャフ
ト１２，１３と平行をなす一対の吸気用ロッカーシャフ
ト２１と排気用ロッカーシャフト２２がそれぞれ気筒ご
とに配設されている。そして、この一対のロッカーシャ
フト２１，２２はカムシャフトハウジング１６の下部と
複数のロッカーシャフトキャップ２３によって挾持され
た状態でボルト１９，２４によってシリンダヘッド１１
の下部に固定されることで、シリンダヘッド１１に回転
自在に支持される。なお、シリンダヘッド１１の上部に
はシリンダヘッドカバー２５が固定されている。

【００２３】各ロッカーシャフト２１，２２には高速運
転用のバルブ開閉タイミングと低速運転用のバルブ開閉
タイミングとに切り換えられる動弁装置と高速運転用の
バルブ開閉タイミングと低速運転用のバルブ開閉タイミ
ングとに切り換えられると共に低負荷運転時に休筒でき
る動弁装置とが装着されている。即ち、図１２に示すよ
うに、４気筒のうち上下の２気筒の動弁装置３１は休筒
機構を有し、中央の２気筒の動弁装置３２は休筒機構を
有していない。

【００２４】ここで休筒機構付の動弁装置３１について
説明する。図６に示すように、排気用ロッカーシャフト
２２には平面視がＴ字形状をしたメインロッカーアーム
３３とその両側にサブロッカーアームとして低速用ロッ
カーアーム３４及び高速用ロッカーアーム３５が装着さ
れている。メインロッカーアーム３３はその基端が、例
えば、スプライン結合などによってロッカーシャフト２
２に一体に固結され、その揺動端にはアジャストスクリ
ュー３６がアジャストナット３７によって取付けられ、
アジャストスクリュー３６の下端部が後述する排気バル
ブ８０の上端部に当接している。

【００２５】一方、低速用ロッカーアーム３４はその基
端がロッカーシャフト２２に枢着されて回転自在に支持
され、その揺動端にはローラベアリング３８が取付けら
れており、ローラベアリング３８には低速用カム１４が
係合できるようになっている。また、高速用ロッカーア
ーム３５も同様にその基端がロッカーシャフト２２に枢
着されて回転自在に支持され、その揺動端にはローラベ
アリング３９が取付けられてており、ローラベアリング
３９には高速用カム１５が係合できるようになってい
る。

【００２６】更に、図５に示すように、低速用ロッカー
アーム３４及び高速用ロッカーアーム３５にはローラベ
アリング３８，３９が取付けられた揺動端とは反対側に
それぞれアーム部４０，４１が一体に形成され、このア
ーム部４０，４１にはロストモーション４２，４３が作
用している。ロストモーション４２，４３はカムキャッ
プ１７に固定されたシリンダ４４及びプランジャ４５、
圧縮スプリング４６によって構成され、プランジャ４５
の先端部がアーム部４０，４１を押圧し、図５において
左側に示す各ロッカーアーム３４，３５を時計回り方向
に、右側に示す各ロッカーアーム３４，３５を反時計回
り方向にそれぞれ付勢している。

【００２７】従って、通常、低速用ロッカーアーム３４
及び高速用ロッカーアーム３５はロストモーション４
２，４３によってローラベアリング３８，３９がカムシ
ャフト１３の低速用カム１４及び高速用カム１５の外周
面に当接した状態となっており、カムシャフト１３が回
転すると、各カム１４，１５が作用して低速用ロッカー
アーム３４及び高速用ロッカーアーム３５を揺動するこ
とができるようになっている。

【００２８】図７に示すように、低速用ロッカーアーム
３４及び高速用ロッカーアーム３５は切換機構５０によ
ってロッカーシャフト２２と一体に回転することができ
るようになっている。ロッカーシャフト２２には低速用
ロッカーアーム３４に対応する位置にその径方向に沿っ
て貫通孔５１が形成され、この貫通孔５１にはロックピ
ン５２が移動自在に装着されると共に、スプリングシー
ト５３によって支持された圧縮スプリング５４によって
一方方向に付勢されている。一方、低速用ロッカーアー
ム３４にはロッカーシャフト２２の貫通孔５１に対応す
る位置に係合孔５５が形成され、この係合孔５５に圧縮
スプリング５４によって付勢されたロックピン５２が係
合している。そして、ロッカーシャフト２２にはその軸
方向に沿って貫通孔５１に連通する油圧通路５６が形成
され、ロックピン５２にはこの油圧通路５６に連通する
と共に係合孔５５に係合する側に開口する油路５７が形
成されている。

【００２９】また、ロッカーシャフト２２には高速用ロ
ッカーアーム３５に対応する位置にその径方向に沿って
貫通孔５８が形成され、この貫通孔５８にはロックピン
５９が移動自在に装着されると共に、圧縮スプリング６
０によって一方方向に付勢されている。一方、高速用ロ
ッカーアーム３５にはロッカーシャフト２２の貫通孔５
８に対応する位置に係合孔６１が形成され、ロックピン
５９は圧縮スプリング６０によって係合孔５９から抜け
出ている。そして、ロッカーシャフト２２にはその軸方
向に沿って貫通孔５８に連通する油圧通路６２が形成さ
れると共に貫通孔５８の係合孔５９とは反対側の端部に
連通する油路６３が形成されている。

【００３０】而して、通常、図８（ａ）に示すように、
低速用ロッカーアーム３４は圧縮スプリング５４によっ
て付勢されたロックピン５２が係合孔５５に係合するこ
とでロッカーシャフト２２と一体となり、このロッカー
シャフト２２を介してメインロッカーアーム３３と共に
回転できるようになっている。一方、高速用ロッカーア
ーム３５は圧縮スプリング６０によって付勢されたロッ
クピン５９が係合孔６１から抜け出ており、ロッカーシ
ャフト２２との係合は解除されてこのロッカーシャフト
２２と一体に回転しないようになっている。従って、低
速用カム１４及び高速用カム１５は低速用ロッカーアー
ム３４及び高速用ロッカーアーム３５を揺動させるが、
低速用ロッカーアーム３４の伝達された駆動力のみがロ
ッカーシャフト２２を介してメインロッカーアーム３３
に伝達され、このメインロッカーアーム３３を揺動する
ことができるようになっている。

【００３１】そして、ロッカーシャフト２２の各油圧通
路５６，６２に油圧を供給すると、図８（ｂ）に示すよ
うに、低速用ロッカーアーム３４にあっては、圧油が油
路５７を介して貫通孔５１の係合孔５５側に流れ、ロッ
クピン５２を圧縮スプリング５４の付勢力に抗して係合
孔５５から抜き出す。すると、低速用ロッカーアーム３
４とロッカーシャフト２２との係合が解除されて一体に
回転しないようになる。一方、高速用ロッカーアーム３
５にあっては、圧油が油路６３を介して貫通孔５８の係
合孔６１とは反対側に流れ、ロックピン５９を圧縮スプ
リング５４の付勢力に抗して係合孔６１に係合させる。
すると、高速用ロッカーアーム３５とロッカーシャフト
２２が係合し、両者が一体に回転できるようになる。従
って、低速用カム１４及び高速用カム１５は低速用ロッ
カーアーム３４及び高速用ロッカーアーム３５を揺動さ
せるが、高速用ロッカーアーム３５の伝達された駆動力
のみがロッカーシャフト２２を介してメインロッカーア
ーム３３に伝達され、このメインロッカーアーム３３を
揺動することができるようになっている。

【００３２】また、ロッカーシャフト２２の油圧通路５
６のみに油圧を供給すると、図８（ｃ）に示すように、
低速用ロッカーアーム３４にあっては、圧油が貫通孔５
１の係合孔５５側に流れてロックピン５２を係合孔５５
から抜き出し、低速用ロッカーアーム３４とロッカーシ
ャフト２２との係合が解除されて一体に回転しないよう
になる。一方、高速用ロッカーアーム３５にあっては、
圧縮スプリング６０によってロックピン５９が係合孔６
１から抜け出てロッカーシャフト２２との係合は解除さ
れており、両者は一体に回転しない。従って、低速用カ
ム１４及び高速用カム１５は低速用ロッカーアーム３４
及び高速用ロッカーアーム３５を揺動させるが、その駆
動力はロッカーシャフト２２には伝達されず、メインロ
ッカーアーム３３は作動せずに休筒状態とすることがで
きるようになっている。

【００３３】また、休筒機構なしの動弁装置３２におい
て、図９に示すように、排気用ロッカーシャフト２２に
は平面視がＴ字形状をした低速用ロッカーアーム６４及
び高速用ロッカーアーム６５が装着されている。低速用
ロッカーアーム６４はその基端がロッカーシャフト２２
に一体に固結されている。そして、低速用ロッカーアー
ム６４の揺動端にはローラベアリング６６が取付けられ
て低速用カム１４が係合できるようになっていると共
に、アジャストスクリュー６７がアジャストナット６８
によって取付けられ、アジャストスクリュー６７の下端
部が後述する排気バルブ８０の上端部に当接している。

【００３４】一方、高速用ロッカーアーム６５はその基
端がロッカーシャフト２２に枢着されて回転自在に支持
され、その揺動端にはローラベアリング６９が取付けら
れてており、ローラベアリング６９には高速用カム１５
が係合できるようになっている。また、高速用ロッカー
アーム６５にはローラベアリング６９が取付けられた揺
動端とは反対側にアーム部７０が一体に形成され、この
アーム部７０にはロストモーション７１が作用し、高速
用ロッカーアーム６５を一方方向に付勢している。更
に、高速用ロッカーアーム６５は切換機構７２によって
ロッカーシャフト２２と一体に回転することができるよ
うになっている。即ち、ロッカーシャフト２２には高速
用ロッカーアーム６５に対応する位置に貫通孔７３が形
成され、ロックピン７４が移動自在に装着されると共に
圧縮スプリング７５によって付勢支持されている。一
方、高速用ロッカーアーム６５には係合孔７６が形成さ
れ、ロックピン７４は圧縮スプリング７５によって係合
孔７６から抜け出ている。そして、ロッカーシャフト２
２にはその軸方向に沿って貫通孔７３に連通する油圧通
路７７が形成されると共に貫通孔７３の係合孔７６とは
反対側の端部に連通する油路７８が形成されている。

【００３５】而して、通常、高速用ロッカーアーム６５
は圧縮スプリング７５によってロックピン７４が係合孔
７６から抜け出ており、ロッカーシャフト２２との係合
は解除されてこのロッカーシャフト２２と一体に回転し
ないようになっている。従って、低速用カム１４及び高
速用カム１５は低速用ロッカーアーム６４及び高速用ロ
ッカーアーム６５を揺動させるが、低速用カム１４の駆
動力が後述する排気バルブ８０に伝達されてこの排気バ
ルブ８０を揺動することができるようになっている。そ
して、ロッカーシャフト２２の油圧通路７７に油圧を供
給すると、高速用ロッカーアーム６５にあっては、圧油
が油路７８を介して貫通孔７３の係合孔７６とは反対側
に流れてロックピン５９を係合孔７６に係合させる。す
ると、高速用ロッカーアーム６５とロッカーシャフト２
２が係合し、このロッカーシャフト２２と一体に回転で
きるようになる。従って、高速用カム１５が高速用ロッ
カーアーム３５を揺動させ、その駆動力がロッカーシャ
フト２２及び低速用ロッカーアーム６４を介して排気バ
ルブ８０に伝達されてこの排気バルブ８０を揺動するこ
とができるようになっている。

【００３６】なお、上述の動弁装置３１，３２の説明に
おいて、排気側についてのみ説明したが、吸気側につい
ても同様の構造となっており、吸気と排気のバルブ開閉
タイミングに合わせて各カムシャフト１２，１３のカム
１４，１５の周方向における形成位置のみ異ならせてあ
る。

【００３７】ところで、図５に示すように、吸気バルブ
７９及び排気バルブ８０はシリンダヘッド１１に移動自
在に装着され、バルブスプリング８１，８２によって吸
気ポート８３及び排気ポート８４を閉じている。従っ
て、前述したメインロッカーアーム３３（低速用ロッカ
ーアーム６４）の駆動によって吸気バルブ７９及び排気
バルブ８０の上端部を押圧することで、吸気ポート８３
及び排気ポート８４を開閉して燃焼室８５と連通するこ
とができるようになっている。

【００３８】図１０乃至図１２に示すように、シリンダ
ヘッドの後部（図１２において上部）には前述した動弁
装置３１，３２の切換機構５０，７２を作動させるため
の油圧制御装置８６が設けられている。この油圧制御装
置８６はオイルポンプ８７とアキュムレータ８８と高速
切換用オイルコントロールバルブ８９及び休筒切換用オ
イルコントロールバルブ９０とから構成されている。

【００３９】オイルポンプ８７とアキュムレータ８８は
吸気用カムシャフト１２と排気用カムシャフト１３の間
に位置し、且つ、両者が上下に並んで配設されると共に
両者の軸心方向が水平方向をなしている。即ち、シリン
ダヘッド１１の最後部のカムキャップハウジング１６及
びカムキャップ１７の側部には上側にオイルポンプ８７
のシリンダ９１が水平移動自在に、且つ、圧縮スプリン
グ９２によって付勢支持されており、カバー９３を介し
てボルト９４によって固定されている。そして、オイル
ポンプ８７のシリンダ９１には圧縮スプリング９５を介
してプランジャ９６が作用し、このプランジャ９６は吸
気用カムシャフト１２の一端に一体に形成されたオイル
ポンプカム９７によって駆動することができるようにな
っている。

【００４０】また、カムキャップハウジング１６及びカ
ムキャップ１７の側部には下側にアキュムレータ８８の
シリンダ９８が水平移動自在で、且つ、圧縮スプリング
９９によって付勢支持されており、同じくカバー９３を
介してボルト９４によって固定されている。なお、オイ
ルポンプ８７のシリンダ９１とアキュムレータ８８のシ
リンダ９８の径は同じであり、共用することができる。
また、高速切換用オイルコントロールバルブ８９及び休
筒切換用オイルコントロールバルブ９０はシリンダヘッ
ド１１に取付けられている。

【００４１】図１及び図１０、図１１に示すように、高
速切換用オイルコントロールバルブ８９は油路１００を
介して図示しないエンジンのメインオイルポンプに直接
接続されると共に油路１０１を介して油圧通路６２に接
続されている。また、休筒切換用オイルコントロールバ
ルブ９０は油路１０２を介してアキュムレータ８８及び
オイルポンプ８７、メインオイルポンプに接続されると
共に油路１０３を介して油圧通路５６に接続されてい
る。更に、各オイルコントロールバルブ８９，９０はエ
ンジンコントロールユニット１０４の制御信号によって
作動することができるようになっている。

【００４２】なお、動弁装置３２の切換機構７２も動弁
装置３１と同様に油圧制御装置８６によって作動するこ
とができるようになっており、ロッカーシャフト２２の
油圧通路７７には図示しない油路を介してオイルコント
ロールバルブ８９が連結されている。また、図２に示す
ように、シリンダヘッド１１には各気筒ごとに中空形状
のプラグチューブ１０５が立設されており、この各プラ
グチューブ１０５の内部にはそれぞれ点火プラグ１０６
が装着され、その先端部が各燃焼室８５内に臨んでい
る。

【００４３】以下、本実施例の４気筒エンジンの作動に
ついて説明する。エンジンコントロールユニット１０４
は各種センサの検出結果によってエンジンの運転状態を
検出し、エンジンが低速走行状態であれば、それに合っ
たカムのプロフィールを選択する。この場合、エンジン
コントロールユニット１０４は各オイルコントロールバ
ルブ８９，９０に制御信号を出力し、各バルブ８９，９
０を閉じる。すると、各油圧通路５６，６２，７７に圧
油は供給されず、動弁装置３１は、図８（ａ）に示すよ
うに、ロックピン５２によって低速用ロッカーアーム３
４とロッカーシャフト２２とは一体となり、高速用ロッ
カーアーム３５とロッカーシャフト２２との係合は解除
される。従って、カムシャフト１２，１３が回転する
と、低速用カム１４によって低速用ロッカーアーム３４
が揺動し、その駆動力がロッカーシャフト２２を介して
メインロッカーアーム３３に伝達されてこのメインロッ
カーアーム３３が揺動し、揺動端の一対のアジャストス
クリュー３６が吸気バルブ７９及び排気バルブ８０を駆
動する。一方、動弁装置３２は、図１２に示すように、
高速用ロッカーアーム６５とロッカーシャフト２２との
係合は解除され、カムシャフト１２，１３が回転する
と、低速用カム１４によって低速用ロッカーアーム６４
が揺動し、揺動端の一対のアジャストスクリュー６７が
吸気バルブ７９及び排気バルブ８０を駆動する。このよ
うにして吸気バルブ７９及び排気バルブ８０は低速運転
に対応したバルブ開閉タイミングで駆動し、エンジンは
低速運転される。

【００４４】エンジンコントロールユニット１０４がエ
ンジンの高速走行状態を検出すると、エンジンコントロ
ールユニット１０４は各オイルコントロールバルブ８
９，９０に制御信号を出力し、各バルブ８９，９０を開
ける。すると、油圧通路５６にはアシストオイルポンプ
８７によって圧油が供給される一方、油圧通路６２，７
７にはメインオイルポンプによってエンジンから直接圧
油が供給される。そして、エンジンの高速走行時におい
て、動弁装置３１は、図８（ｂ）に示すように、その圧
油によってロックピン５２が係合孔５５から抜き出て低
速用ロッカーアーム３４とロッカーシャフト２２との係
合が解除される。また、ロックピン５９が係合孔６１に
係合して高速用ロッカーアーム３５とロッカーシャフト
２２とが一体となる。従って、高速用カム１５によって
高速用ロッカーアーム３５が揺動し、更にメインロッカ
ーアーム３３が揺動して吸気バルブ７９及び排気バルブ
８０を駆動する。一方、動弁装置３２にあっては、供給
圧油によってロックピン５９が係合孔７６に係合して高
速用ロッカーアーム６５とロッカーシャフト２２とが一
体となる。従って、高速用カム１５によって高速用ロッ
カーアーム３５が揺動し、吸気バルブ７９及び排気バル
ブ８０を駆動する。このようにして吸気バルブ７９及び
排気バルブ８０は高速運転に対応したバルブ開閉タイミ
ングで駆動し、エンジンは高速運転される。

【００４５】そして、エンジンコントロールユニット１
０４がエンジンのアイドル運転状態や低負荷走行状態を
検出すると、４気筒のうちの２気筒を停止して燃費の低
減を図る。即ち、エンジンコントロールユニット１０４
は各オイルコントロールバルブ８９，９０に制御信号を
出力し、バルブ９０のみを開ける。すると、油圧通路５
６に圧油が供給され、動弁装置３１は、図８（ｃ）に示
すように、低速用ロッカーアーム３４とロッカーシャフ
ト２２との係合が解除される。従って、低速用カム１４
及び高速用カム１５の駆動力はメインロッカーアーム３
３に伝達されず、動弁装置３１は作動せずに休筒状態と
なる。一方、動弁装置３２は低速用カム１４によって低
速用ロッカーアーム６４が揺動して吸気バルブ７９及び
排気バルブ８０を駆動する。このようにしてエンジンは
動弁装置３２の吸気バルブ７９及び排気バルブ８０のみ
の駆動によって運転される。

【００４６】このように本実施例のエンジンの動弁装置
は、この動弁装置３１の切換機構５０において、低速側
ロックピン５２を作動させるための低速側油圧通路５６
には休筒切換用オイルコントロールバルブ９０及びアキ
ュムレータ８８、アシストオイルポンプ８７を介してエ
ンジンのメインオイルポンプを接続し、高速側ロックピ
ン５９を作動させるための高速側油圧通路６２には高速
切換用オイルコントロールバルブ８９を介してエンジン
のメインオイルポンプを直接接続したので、エンジンの
高速運転状態の際には、低速側油圧通路５６及び高速側
油圧通路６２に各オイルポンプから十分な圧油が供給さ
れることとなる。

【００４７】これは、図２に示す高速側切換油圧の時間
変化のグラフから明らかであるように、同図に実線で示
す高速側油圧通路６２にアシストポンプ８７をバイパス
してメインオイルポンプを直接接続したときの高速側切
換油圧は高速切換保持油圧よりも常時高い値を維持して
いる。一方、従来のように、点線で示す高速側油圧通路
にアシストポンプを介してメインオイルポンプを接続し
たときの高速側切換油圧は高速切換時に高速切換保持油
圧以下となってしまう。従って、本実施例のように、高
速側ロックピン５９を作動させるための高速側油圧通路
６２にエンジンのメインオイルポンプを直接接続する
と、高速切換時に低速用ロックピン５２及び高速用ロッ
クピン５９は確実に、且つ、素早く作動し、高速運転状
態に適合したカムフィールが選択され、吸気バルブ７９
及び排気バルブ８０を作動することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明の内燃機関の動弁装置によれば、低速用カム
及び高速用カムが装着されたカムシャフトとロッカーシ
ャフトとを設け、そのロッカーシャフトに揺動端が吸気
あるいは排気バルブの上端部に対向するメインロッカー
アームを一体に取付けると共に低速用カムが係合する低
速用ロッカーアーム及び高速用カムが係合する高速用ロ
ッカーアームを回転自在に取付けてロッカーシャフト内
の貫通孔に移動自在で低速用ロッカーアームとの係合方
向に付勢支持された低速用ロックピンと高速用ロッカー
アームとの抜脱方向に付勢支持された高速用ロックピン
とを設け、各貫通孔にそれぞれ低速側及び高速側油圧通
路を介して各ロックピンを作動制御する油圧制御手段を
接続し、低速側油圧通路には休筒切換用オイルコントロ
ールバルブ及びアシストオイルポンプを介してエンジン
のメインオイルポンプが接続する一方、高速側油圧通路
には高速切換用オイルコントロールバルブを介してエン
ジンのメインオイルポンプを直接接続したので、内燃機
関の高速運転状態の際には、低速側油圧通路及び高速側
油圧通路に十分な圧油が供給されることとなり、低速用
ロックピン及び高速用ロックピンを確実に作動して内燃
機関の運転状態に適合したカムフィールが選択すること
ができる。従って、吸気及び排気弁の作動不良を防止し
て内燃機関は高速運転に必要な出力を得ることができ、
ドライバビリティの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の動弁装置の
油圧経路図である。

【図２】動弁装置における高速側切換油圧の時間変化を
表すグラフである。

【図３】休筒機構付の動弁装置の平面図である。

【図４】図３のＣ−Ｃ断面図である。

【図５】図３のＤ−Ｄ断面図である。

【図６】動弁装置の分解斜視図である。

【図７】動弁装置の切換機構を表す断面図である。

【図８】切替機構の作動説明図である。

【図９】休筒機構なしの動弁装置の断面図である。

【図１０】シリンダヘッドの要部（図１１のＡ−Ａ）断
面図である。

【図１１】シリンダヘッドの中央（図１２のＢ−Ｂ）断
面図である。

【図１２】シリンダヘッドの平面図である。

【図１３】内燃機関休筒時の作動油圧を表すグラフであ
る。

【図１４】従来の休筒機構を有するエンジンの動弁装置
及びその油圧経路を表す概略図である。

【符号の説明】

１１ シリンダヘッド １２，１３ カムシャフト １４ 低速用カム １５ 高速用カム ２１，２２ ロッカーシャフト ３１，３２ 動弁装置 ３３ メインロッカーアーム ３４，６４ 低速用ロッカーアーム ３５，６５ 高速用ロッカーアーム ４２，４３，７１ ロストモーション ５０，７２ 切換機構 ５１，５８，７３ 貫通孔 ５２，５９，７４ ロックピン ５５，６１，７６ 係合孔 ５６，６２，７７ 油圧通路 ７９ 吸気バルブ ８０ 排気バルブ ８５ 燃焼室 ８６ 油圧制御装置 ８７ オイルポンプ ８８ アキュムレータ ８９ 高速切換用オイルコントロールバルブ ９０ 休筒切換用オイルコントロールバルブ ９１，９８ シリンダ ９７ オイルポンプカム １０４ エンジンコントロールユニット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低速用カム及び高速用カムが装着された
   カムシャフトと、該カムシャフトにそれぞれ平行に配設
   されたロッカーシャフトと、基端が前記ロッカーシャフ
   トに一体に取付けられ揺動端が吸気あるいは排気バルブ
   の上端部に対向するメインロッカーアームと、基端が前
   記ロッカーシャフトに回転自在に取付けられ前記低速用
   カムが係合する低速用ロッカーアームと、基端が前記ロ
   ッカーシャフトに回転自在に取付けられ前記高速用カム
   が係合する高速用ロッカーアームと、前記ロッカーシャ
   フト内の径方向に沿う貫通孔に移動自在で且つ前記低速
   用ロッカーアームとの係合方向に付勢支持された低速用
   ロックピンと、前記ロッカーシャフト内の径方向に沿う
   貫通孔に移動自在で且つ前記高速用ロッカーアームとの
   抜脱方向に付勢支持された高速用ロックピンと、前記ロ
   ッカーシャフトの軸心部に軸方向に沿って設けられ前記
   貫通孔にそれぞれ連通する低速側及び高速側油圧通路
   と、前記低速側及び高速側油圧通路への油圧を設定して
   前記ロックピンの作動を制御する油圧制御手段とを備え
   た内燃機関の動弁装置において、前記低速側油圧通路に
   は休筒切換用オイルコントロールバルブ及びアシストオ
   イルポンプを介してエンジンのメインオイルポンプが接
   続される一方、前記高速側油圧通路には高速切換用オイ
   ルコントロールバルブを介してエンジンのメインオイル
   ポンプが直接接続されたことを特徴とする内燃機関の動
   弁装置。