JPH0140203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、同一の機能を有する少なくとも一対
の相互に隣接する吸気弁または排気弁が１つの気
筒に対して配設された内燃機関において、機関の
回転数を応じて、前記吸気弁または排気弁の一部
を選択的に作動させたり、休止させたりするため
の内燃機関用休止機能付動弁装置に関する。

従来、１つの気筒に対して複数の吸気弁および
排気弁が配設された高速内燃機関が知られてい
る。このような内燃機関においては、低負荷時あ
るいは中負荷時に吸気弁および排気弁のうちの一
部を休止させ、高負荷時に全ての吸気弁および排
気弁を作動させるようにすると、機関の全作動域
において高い効率を得ることができ、燃費の改善
を図ることができるが、従来においては、このよ
うな課題を解決するにあたつて満足すべき装置が
得られていなかつた。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたも
のであり、比較的簡単な構成により信頼性の高い
動作を得ることができ、実用性に優れた内燃機関
用休止機能付動弁装置を提供することを主な目的
とする。

本発明によれば、一対の吸気弁または排気弁の
上端に当接する腕をそれぞれ有する第１ロツカア
ームおよび第２ロツカアームが、前記弁の作動方
向と直交する軸線を有して機関本体に固定された
支軸に揺動自在に共通に枢支され、第１ロツカア
ームには第２ロツカアーム側に向けて開放しプラ
ンジヤを収納したシリンダ穴が穿設され、第２ロ
ツカアームには、第１ロツカアーム側に向けて開
放し前記プランジヤの嵌入可能なガイド穴が穿設
され、前記シリンダ穴の底部とプランジヤの後端
との間に画成される油圧作用室は、該作用室への
油圧の供給および停止を切換える油圧切換弁を介
して油圧源に接続され、前記第１および第２ロツ
カアームのいずれか一方には、機関の運転に応じ
て回転動作するカムに摺接するカムスリツパが設
けられる。

以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図および第２図において、多
気筒内燃機関における機関本体１の複数のシリン
ダ２内には、ピストン３が往復動自在に嵌入され
ており、各シリンダ２のシリンダヘツド４には、
複数たとえば一対の吸気ポート５に個別に連通し
相互に隣接する一対の吸気口６と、複数たとえば
一対の排気ポート７に個別に連通し相互に隣接す
る一対の排気口８とが、燃焼室９に向けて開口す
るように形成されている。

各吸気口６には吸気弁１０ａ，１０ｂが配設さ
れ、各排気口８には排気弁１１ａ，１１ｂが配設
される。これらの弁１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１
１ｂについては、第１図を参照しながら一方の吸
気弁１０ａおよび排気弁１１ａについて添字ａを
付して詳述するが、他方の吸気弁１０ｂおよび排
気弁１１ｂについては対応する部分に添字ｂを付
して図示するのみとする。

吸気弁１０ａおよび排気弁１１ａは、シリンダ
ヘツド４を上下に貫通して設けられた案内筒１２
ａ，１３ａ内に移動自在に挿通されており、その
上端に設けられたリテーナ１４ａ，１５ａ、なら
びにシリンダヘツド４および案内筒１２ａ，１３
ａ間に介装された弁ばね１６ａ，１７ａの作用に
より吸気口６および排気口８を閉じる方向に付勢
されている。

各吸気弁１０ａ，１０ｂおよび排気弁１１ａ，
１１ｂは、機関の回転数に応じて両弁１０ａ，１
０ｂ：１１ａ，１１ｂがともに作動する状態と、
一方の弁１０ａ，１１ａのみが作動する状態と
を、後述の機構によつて選択的に切換えられる。
そのような機構の構成は、吸気弁１０ａ，１０ｂ
側と、排気弁１１ａ，１１ｂ側とで全く同一であ
り、先ず吸気弁１０ａ，１０ｂに関連する部分に
ついて説明する。

第３図および第４図を併せて参照して、シリン
ダヘツド４の上部には、吸気弁１０ａ，１０ｂの
作動方向に直交してほぼ水平に延びる支軸１８が
固定的に設けられており、この支軸１８に第１ロ
ツカアーム１９および第２ロツカアーム２０が相
互に隣接して共通に枢支される。第１および第２
ロツカアーム１９，２０には、吸気弁１０ａ，１
０ｂ側に延びる腕２１，２２が設けられており、
その腕２１，２２の先端には、ナツト２３，２４
に螺合した調整ねじ２５，２６がそれぞれ設けら
れる。これらの調整ねじ２５，２６の先端には吸
気弁１０ａ，１０ｂの上端にそれぞれ当接する。
したがつて第１および第２ロツカアーム１９，２
０の揺動運動により、軸方向の押圧力を受けたと
きに、各吸気弁１０ａ，１０ｂは弁ばね１６ａ，
１６ｂのばね力に抗して降下し、それぞれ対応す
る吸気口６を開く。

第１ロツカアーム１９の上面にはカムスリツパ
２７が設けられており、第１ロツカアーム１９の
上方には、支軸１８と平行なカムシヤフト２８に
固定され前記カムスリツパ２７に摺接するカム２
９が配置される。このカム２９は機関の回転に同
期して1/2の回転比で回転するように構成されて
おり、基準円上の円周面により形成された低位部
３０と、前記基準円よりも半径方向外方に膨出し
た高位部３１とを有する。したがつて、高位部３
１がカムスリツパ２７に摺接している状態では第
１ロツカアーム１９の腕２１が押下げられ、した
がつて吸気弁１０ａが吸気口６を開き、第４図の
ように低位部３０がカムスリツパ２７に摺接して
いる状態では吸気弁１０ａが弁ばね１６ａの作用
によつて上昇しており、吸気口６が閉じられる。

一方、第２ロツカアーム２０に関しては、前述
のカムスリツパ２７およびカム２９などの駆動機
構が設けられておらず、第２ロツカアーム２０
は、第１ロツカアーム１９に連結されているとき
のみ第１ロツカアーム１９と一体的に作動し、連
結が外れている状態ではその作動を休止する。

そのような両ロツカアーム１９，２０の連結お
よび連結解除を果すために、第１ロツカアーム１
９には、プランジヤ３２を移動自在に収納して第
２ロツカアーム２０側に開放したシリンダ穴３３
が穿設され、第２ロツカアーム２０には、シリン
ダ穴３３に対応して第１ロツカアーム１９側に開
放し前記プランジヤ３２の挿入を許容する有底ガ
イド穴３４が穿設される。

シリンダ穴３３の底部付近には、プランジヤ３
２の後端面に当接可能な段部３５が設けられてお
り、この段部３５により、プランジヤ３２の後端
面とシリンダ穴３３の底部との間には常に油圧作
用室３６が画成される。一方、支軸１８には給油
路３７が同心に穿設されており、第１ロツカアー
ム１９には支軸１８を外囲して環状構３８が設け
られ、前記油圧作用室３６と環状構３８とは通路
３９を介して連通される。さらに、支軸１８には
前記環状構３８および給油路３７を連通する連通
路４０が穿設される。したがつてシリンダ穴３３
の油圧作用室３６と、給油路３７とは常時連通し
ている。

第２ロツカアーム２０におけるガイド穴３４の
底部には透孔４１が同心に穿設されており、ガイ
ド穴３４にはプランジヤ３２の先端に当接するガ
イドピン４２が前記透孔４１を貫通して挿入され
る。ガイドピン４２の第１ロツカアーム１９側の
端部には、プランジヤ３２の先端面全面に当接す
る円板状の当接鍔４３が一体的に設けられる。し
かもガイド穴３４の底部と当接鍔４３との間には
ガイドピン４２を外周するコイル状戻しばね４４
が介装されており、ガイドピン４２の当接鍔４３
は戻しばね４４のばね力により、プランジヤ３２
の先端面に常に弾発的に当接される。またガイド
ピン４２の透孔４１からの突出端部には止め輪７
５が嵌着される。

ガイド穴３４の途中には、第１ロツカアーム１
９側に臨む段差状のストツパ部４５が設けられて
おり、このストツパ部４５に当接鍔４３が当接す
ることにより、ガイドピン４２の第１ロツカアー
ム１９から離反する方向の移動、すなわちプラン
ジヤ３２の押圧移動が阻止される。また第２ロツ
カアーム２０には、ガイド穴３４の底部付近を外
部に連通させる空気抜き孔７６が穿設されてお
り、この空気抜き孔７６から空気を放出あるいは
吸引することにより、ガイドピン４２すなわちプ
ランジヤ３２の移動が円滑となる。

第２ロツカアーム２０には、セツトばね４６が
巻きかけられており、このセツトばね４６は弁ば
ね１６ｂよりも小さなばね力で第２ロツカアーム
２０を吸気弁１０ａ側に付勢する。したがつて第
２ロツカアーム２０は、その休止状態においても
機関の振動などによつて揺動することなく、調整
ねじ２６が吸気弁１０ｂの上端に当接している姿
勢を常に保つ。

シリンダ穴３３およびガイド穴３４の両開口端
部分で、第１および第２ロツカアーム１９，２０
の対向面間には、両穴３３，３４の軸方向に沿つ
て間隙４７が設けられており、第２ロツカアーム
２０が休止状態において、プランジヤ３２とガイ
ドピン４２の当接鍔４３との当接位置は前記間隙
４７に位置するように設定される。

再び第２図を参照して、以上のような吸気弁１
０ａ，１０ｂに関する構成は、排気弁１１ａ，１
１ｂについても同様であり、一方の排気弁１１ｂ
を駆動する第１ロツカアーム４８と、他方の排気
弁１１ａを駆動する第２ロツカアーム４９とが、
支軸５０に共通に枢支され、第１ロツカアーム４
８にはカム５１に摺接するカムスリツパ５２が設
けられる。さらに第１ロツカアーム４８および第
２ロツカアーム４９を、連結あるいは連結解除す
るための機構は、図示しないが、吸気弁１０ａ，
１０ｂに関するものと全く同一である。

支軸１８の給油路３７および支軸５０の給油路
５３は、両支軸１８，５０間にわたつて配設され
たオイルパスパイプ５４に共通に接続され、この
オイルパスパイプ５４はさらに、機関本体１に近
接配置された油圧切換弁５５に接続される。

油圧切換弁５５は、３ポート２位置切換弁であ
り、オイルパスパイプ５４が接続される圧油配給
通路５６、ならびに圧油入口通路５７および圧油
出口通路５８間の連通状態が一対のスプール弁体
５９，６０を備える弁軸６１の軸方向移動によつ
て切換えられる。すなわち、弁軸６１は弁本体６
２に穿設された弁孔６３内に移動自在に挿通され
ており、この弁孔６３の中央部には左、右弁孔部
６４，６５よりも大径であつて圧油配給通路５６
に常時連通する弁室６６が設けられる。スプール
弁体５９，６０は弁室６６の軸方向長さよりも短
い間隔で弁軸６１に固定されている。これによ
り、一方のスプール弁体５９が左弁孔部６４の弁
室６６への開口端を塞ぐときには他方のスプール
弁体６０は弁室６６に位置して弁室６６および右
弁孔部６５が連通し、また他方のスプール弁体６
０が右弁孔部６５の弁室６６への開口端を塞ぐと
きには一方のスプール弁体５９は弁室６６内に位
置して弁室６６および左弁孔部６４が連通する。

右弁孔部６５の弁室６６とは反対側の端部はキ
ヤツプ６７で塞がれており、このキヤツプ６７と
弁軸６１の右端部との間には弁軸６１を左方向
に、すなわち左弁孔部６４をスプール弁体５９で
塞ぐ方向に付勢するばね６８が介装される。また
弁軸６１の左端部は、弁本体６２にインシユレー
タ６９を介して結合されたアクチユエータ７０に
結合される。このアクチユエータ７０は、図示し
ないエンジン回転数検出センサの検出値が予め設
定した値に達したときに作動し、それにより弁軸
６１がばね６８のばね力に抗して移動し、左弁孔
部６４が弁室６６に連通される。

左弁孔部６４は圧油入口通路５７に連通されて
おり、この圧油入口通路５７の途中にはアキユム
レータ室７１が連通される。アキユムレータ室７
１に収納されたピストン７２はばね７３で該アキ
ユムレータ室７１を縮少する方向に付勢されてお
り、したがつて左弁孔部６４が弁室６６に連通し
たときの圧油の供給が速やかに行われる。さらに
圧油入口通路５７の途中には温度センサ７４が設
けられており、この温度センサ７４による検出温
度が設定値未満であるときには、前記エンジン回
転数検出センサからの信号の如何に拘らず、アク
チユエータ７０は作動しないように構成される。
これは、圧油の温度が低すぎるときにはその粘度
が高いので、プランジヤ３２の移動が不円滑とな
るような場合、こうすることにより、プランジヤ
３２の移動速度が不充分なことに起因して、プラ
ンジヤ３２が第２ロツカアーム２０におけるガイ
ド穴３３の開口端縁に引掛かり、第２ロツカアー
ム２０に不必要な動きが生じるのを防止すること
ができる。

圧油入口通路５７は、エンジンの潤滑油供給用
オイルポンプ（図示せず）に接続され、また圧油
出口通路５８はオイルタンク（図示せず）に接続
される。このように潤滑油圧を用いることによ
り、特別にオイルポンプを配置して潤滑油圧系統
とは別の油圧系統を用いるのに比べて、付加構造
をより簡略化することができる。

次にこの実施例の作用について説明するが、対
を成す吸気弁１０ａ，１０ｂおよび排気弁１１
ａ，１１ｂは同様の動作をするので、以下、吸気
弁１０ａ，１０ｂの動作についてのみ説明する。
先ずエンジン回転数が設定値に達していないとき
には、アクチユエータ７０は作動しておらず、し
たがつて給油路３７は、第２図で示すように、オ
イルパスパイプ５４、圧油配給通路５６、弁室６
６および右弁孔部６５を経て圧油出口通路５８に
連通しており、シリンダ穴３３の油圧作用室３６
には油圧が作用していない。したがつて、プラン
ジヤ３２は、戻しばね４４のばね力よりシリンダ
穴３３内に位置されており、第１および第２ロツ
カアーム１９，２０の相互の連結状態は解除され
ている。これにより、第１ロツカアーム１９は、
第４図で示すようにカム２９の低位部３０がカム
スリツパ２７に摺接されているときには吸気弁１
０ａが上昇して吸気口６を閉じることを許容し、
カム２９の高位部３１が第５図で示すようにカム
スリツパ２７に摺接したときには吸気弁１０ａを
押下げて吸気口６を開かせる。このようにしてカ
ム２９の回転動作に応じて第１ロツカアーム１９
は揺動し、一方の吸気弁１０ａのみが開閉動作す
る。この間、他方の吸気弁１０ｂは休止したまま
であり、第２ロツカアーム２０のガイド穴３４に
挿入されたガイドピン４２の当接鍔４３は間隙４
７内でプランジヤ３２の先端面に摺接している。
したがつて第１ロツカアーム１９のみが揺動運動
しても、プランジヤ３２およびガイドピン４２の
先端がガイド穴３４およびシリンダ穴３３の開口
端縁に引掛ることはなく、それらの開口端縁、な
らびにプランジヤ３２およびガイドピン４２の損
傷が確実に防止される。

次に第６図、第７図および第８図において、エ
ンジン回転数が設定値を超え、しかも圧油温度が
設定値を超えたときを想定する。この場合には、
アクチユエータ７０が作用して弁軸６１が移動
し、弁室６６が左弁孔部６４に連通し、したがつ
て圧油が第１ロツカアーム１９におけるシリンダ
穴３３の油圧作用室３６に作用する。これによ
り、プランジヤ３２が戻しばね４４のばね力に抗
して押出される。この際、第２ロツカアーム２０
は、セツトばね４６により吸気弁１０ｂ側に常に
位置しているので、カム２９の低位部３０とカム
スリツパ２７とが摺接している極く短時間の間
に、プランジヤ３２はガイドピン４２を押圧しな
がらガイド穴３４内に入り込み、当接鍔４３がス
トツパ部４５に当接するまで移動して、第１およ
び第２ロツカアーム１９，２０が一体化される。
これにより、第１および第２ロツカアーム１９，
２０が一体的に揺動を開始し、両吸気弁１０ａ，
１０ｂが同期して開閉動作する。なお、実際に
は、プランジヤ３２がガイド穴３４内にわずかで
も突入された時点で、両ロツカアーム１９，２０
は一体的な揺動動作を開始する。

エンジン回転数が設定値以下となつたときに
は、アクチユエータ７０の作動が停止され、これ
に応じて弁軸６１はばね６８のばね力により移動
し、左弁孔部６４がスプール弁体５９で閉じられ
るとともに、右弁孔部６５が開かれる。これによ
り、給油路３７は圧油出口通路５８に連通され、
シリンダ穴３３における油圧作用室３６の油圧は
急激に低下し、プランジヤ３２には、ガイドピン
４２を介して戻しばね４４によりシリンダ穴３３
内に押込まれる方向の力が作用する。このため、
カム２９の低位部３０がカムスリツパ２７に摺接
しシリンダ穴３３とガイド穴３４との軸線が一致
しプランジヤ３２とガイド穴３４の内面との摩擦
力が戻しばね４４のばね力よりも低くなる微小時
間内に、プランジヤ３２はガイドピン４２に押圧
されてシリンダ穴３３内押込まれる。このプラン
ジヤ３２の移動はその後端面が段部３５に当接し
た時点で完了し、そのときプランジヤ３２の先端
面とガイドピン４２の当接鍔４３との当接面は第
１および第２ロツカアーム１９，２０間の間隙４
７内に位置されている。このようにして、第１お
よび第２ロツカアーム１９，２０の連結状態が解
除され、第１ロツカアーム１９がカム２９の回転
動作に応じて揺動するのに対して、第２ロツカア
ーム２０は休止状態となる。

なお、プランジヤ３２のシリンダ穴３３への戻
り方向移動は、戻しばね４４のばね力によつて
は、カム２９の１回転におけるカムスリツパ２７
への低位部３０の摺接時間内に完了しない場合も
あり得る。しかしカム２９が数回転してプランジ
ヤ３２の前記戻り方向移動が完了するようになつ
たとしても、カム２９の数回転に要する時間は極
く短いので、実際の車両走行時での異和感等は感
じられない。

この実施例では第１ロツカアーム１９にカムス
リツパ２７を設けカム２９との摺接により、第１
ロツカアーム１９を揺動駆動したが、第２ロツカ
アーム２０にカムスリツパを設けて第２ロツカア
ーム２０を常動側として揺動駆動するようにして
もよい。ただし、第２ロツカアーム２０を揺動駆
動するようにした場合には、第１および第２ロツ
カアーム１９，２０がほぼ同程度の重量となるの
に対し、前述の実施例のように第１ロツカアーム
１９を常動側とした場合には、第２ロツカアーム
２０を大幅に軽量化することが可能であり、第１
および第２ロツカアーム１９，２０を合せた総重
量でも軽減化が可能である。また、第２ロツカア
ーム２０にスリツパを設けた場合には、油圧切換
時に休止側の第１ロツカアーム１９は常に吸気弁
１０ａ側に位置されており、通路３９と連通路４
０とを連通させることは容易であり、通路３９と
連通路４０との位置のずれを許容する為の環状構
３８が不要となる。

以上のように本発明によれば、一対の吸気弁ま
たは排気弁をそれぞれ開閉駆動するための第１ロ
ツカアームおよび第２ロツカアームを、第１ロツ
カアーム側のシリンダ穴に、収納されたプランジ
ヤを油圧で駆動し、第２ロツカアーム側のガイド
穴に嵌入して両ロツカアームを連結し、プランジ
ヤをシリンダ穴に引込ませることにより両ロツカ
アームの連結状態を解除し、第１および第２ロツ
カアームのいずれか一方をカムで揺動駆動するよ
うにした比較的簡単な構成で、信頼性のある切換
動作を行うことができる。しかもプランジヤが両
ロツカアームの連結部材を兼ねているので、構成
部品点数が少なくてすみ、コンパクト化が図れる
とともに応答性が向上する。また、両ロツカアー
ムに連結および連結解除のための機構が組込まれ
ているので、それらの機構を配置するための余分
なスペースが不要となり、機関のコンパクト化を
図ることが可能である。さらに本発明装置を既存
の内燃機関に、大幅な設計変更なしに、付加する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は全体縦断側面図、第２図は第１図の一部切欠き
平面図、第３図は第１および第２ロツカアームの
要部を示す拡大横断面図、第４図は第３図の−
線断面図、第５図は第１ロツカアームの動作状
況を示す第４図に対応した断面図、第６図は両ロ
ツカアームが連結されたときの状態を示す第２図
に対応した一部切欠き平面図、第７図は第６図示
の状態における両ロツカアームの連結状態を拡大
して示す第３図に対応した横断面図、第８図は第
７図の−線断面図である。 １……機関本体、２……シリンダ、１０ａ，１
０ｂ……吸気弁、１１ａ，１１ｂ……排気弁、１
８，５０……支軸、１９，４８……第１ロツカア
ーム、２０，４９……第２ロツカアーム、２１，
２２……腕、２７，５２……カムスリツパ、２
９，５１……カム、３２……プランジヤ、３３…
…シリンダ穴、３４……ガイド穴、３６……油圧
作用室、５５……油圧切換弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同一の機能を有する少なくとも一対の相互に
   隣接する吸気弁または排気弁が１つの気筒に対し
   て配設された内燃機関において、一対の前記吸気
   弁または排気弁の上端に当接する腕をそれぞれ有
   する第１ロツカアームおよび第２ロツカアーム
   が、前記弁の作動方向と直交する軸線を有して機
   関本体に固定された共通の支軸に揺動自在に枢支
   され、第１ロツカアームには、第２ロツカアーム
   側に向けて開放しプランジヤを収納したシリンダ
   穴が穿設され、第２ロツカアームには、第１ロツ
   カアーム側に向けて開放し前記プランジヤの嵌入
   可能なガイド穴が穿設され、前記シリンダ穴の底
   部とプランジヤの後端との間に画成される油圧作
   用室は、該作用室への油圧の供給および停止を切
   換える油圧切換弁を介して油圧源に接続され、前
   記第１および第２ロツカアームのいずれか一方に
   は、機関の運転に応じて回転動作するカムに摺接
   するカムスリツパが設けられることを特徴とする
   内燃機関用休止機能付動弁装置。