JPH0143441Y2

JPH0143441Y2 -

Info

Publication number: JPH0143441Y2
Application number: JP15222984U
Authority: JP
Priority date: 1984-10-11
Filing date: 1984-10-11
Publication date: 1989-12-18
Also published as: JPS6169413U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案はバルブ停止装置を有する内燃機関の動
弁系構造に関し、機関軽負荷時に吸気弁又は排気
弁の運動を停止して新気及び燃料を遮断すること
によつて一部気筒群を休止する分割運転制御式内
燃機関、或いは多バルブ機関の一方の吸気弁を休
止することによつて燃焼を改善する可変バルブ数
内燃機関等に使用することができる。

従来の技術バルブ停止装置を有する動弁系としては、実開
昭59−67506号公報や実開昭59−68108号公報に記
載されているようなロツカーアームのピボツト位
置を変えるもの、又はカムピースを移動させるも
の等があり、さらに、ロツカアームを分割して必
要に応じて連結させるもの等がある。

考案が解決しようとする問題点カムの力が、力の伝達方向を変えないで直接バ
ルブリフタに伝えられる直動式（DOHC）動弁
機構では、ロツカーアームのピボツト位置を変え
るタイプのバルブ停止装置は使用できず、カムと
バルブリフタの間に脱着可能な何らかの介在物を
配置するか又はカム自体を移動させる構造とせざ
るを得ないが、カム自体を移動させるものについ
ては高い精度が要求されることからコストアツプ
が著しくカムを横方向に動かすための駆動機構も
複雑なものとなる。カムとバルブリフタの間に介
在物を配設するものについては、カムの側に、バ
ルブ揚程曲線輪郭部（ノーズ）のあるカム部とベ
ース円のみのカム部とをカム軸に軸方向に隣接し
て設けられ、介在部がそれらのカム部のいずれか
一方に接触するように切替えられ、この介在物を
介してバルブリフタへカム力が伝達されるように
なした動弁系構造が提案されている。

しかしながら、バルブ停止装置を具備する一部
の動弁機構のみにこのような介在物があるため
に、すべての気筒の動弁機構について、カム軸か
らバルブ開閉部までの動弁系の全体の高さを高く
しなければならず、それに伴つてエンジンの全高
も大きくなり、エンジンの車輌への搭載上大きな
問題となる。

問題点を解決するための手段このように問題点を解決するために、本考案で
は、カムの力を、力の伝達方向を変えないで直接
バルブリフタに伝達することによりバルブを開閉
させる動弁機構を有すると共に、気筒又はバルブ
の一部について、動弁機構はバルブの開閉動作を
停止させるバルブ停止装置を具備する可変気筒エ
ンジンの動弁系構造において、前記バルブ停止装
置を具備する動弁機構のバルブスプリングのみチ
タン系の材質で製造しかつバルブ停止装置を具備
しない動弁機構のバルブスプリングよりも巻数を
減らしてスプリング長を短くしたことを特徴とす
る可変気筒エンジンの動弁系構造が提供される。

実施例第１図に示す動弁機構は、図の右側がバルブ停
止機構を有する気筒の動弁機構Ａであり、図の左
側がバルブ停止機構を有していない気筒の動弁機
構Ｂである。バルブ１は、シリンダヘツドに形成
されたバルブステムガイド２，１２内を案内され
るバルブステム３，１３に取付けられた吸気弁又
は排気弁である。バルブステム３，１３にはバル
ブスプリング４，１４を受けるためのリテーナ
５，１５がコツタ６，１６により取付けられてお
り、バルブステム３，１３の上端にはバルブリフ
タ７，１７が取付けられる。ここに示される動弁
機構はバルブリフタ７，１７に装着したシム９，
１９とカム軸２０上のカム８，１８とが直接的に
係合する直動式（DOHC）動弁系として形成さ
れたものであるが、図の右側の動弁機構Ａはバル
ブ停止装置を形成すべく、バルブリフタ７のシム
９とカム８との間にはアーム部材２１の自由端部
が介在される。アーム部材２１は、第２図に示す
ように、カム軸２０と平行な軸線を有する軸２２
に回動自在に取付けられ、その自由端はカム８及
びバルブリフタ７のシム８に常時接触することが
できる。

動弁機構Ａのカム８はカム軸２０の軸線方向に
隣接した二つのカム部分８ａ，８ｂから形成さ
れ、一方の部分８ａはベース円とベース円から一
部隆起したノーズ部とからなる通常のバルブ揚程
曲線輪部（動弁機構Ｂのカム１８と同じ）を有
し、他の部分８ｂは一方の部分８ａのベース円と
同じベース円のみからなる輪郭を有するものであ
る。従つて、中高負域でアーム部材２１がカム８
の一方の部分８ａに係合しているときにはバルブ
１はカム８の運動に従つて普通のように開閉され
る。一方、軽負荷域でアーム部材２１がカム８の
他方の部分８ｂに係合されているときにはバルブ
１には揚程が与えられずに閉弁したままとなり、
バルブ１は停止されることになる。

従つて、バルブの作動と停止は、アーム部材２
１のカム軸線方向への位置の移動によつて行われ
る。

第１図において、アーム部材２１の自由端にお
ける厚さないし高さａは、バルブ８の部分８ａの
バルブ揚程（リフト）に等しいか又はそれ以上で
なければならない。ところで、動弁機構Ａ，Ｂの
バルブリフタ７，１７、シム９，１９、リテーナ
５，１５、コツタ６，１６はそれぞれ同一形状、
同一寸法で同じ材質のものを使用することができ
る。ところが、動弁機構Ａのバルブステム３は動
弁機構８ａのバルブステム１３に比べａに等しい
長さだけ短くしなければならない。そこで、本考
案では、動弁機構Ａのバルブスプリング４は材質
としてチタン（Ti）系のもの、例えばヤング率
11.50Kg／cm²、密度４，４ｇ／cm³のものを用い、
動弁機構Ｂのバルブスプリング１４よりもスプリ
ング巻数を少なくしてスプリング長を例えば寸法
ａに相当する長さだけ短くした。バルブスプリン
グ１４は通常のシリコン−クローム（Si−Cr）
系のもの、例えばヤング率21.0Kg／cm²、密度7.9
ｇ／cm³のものを用いる。

このようにバルブスプリング４はバルブスプリ
ング１４に対してヤング率が約1/2のものを使用
しているので、スプリング長を寸法ａに相当する
長さだけ短くしても、バルブスプリング１４と同
じ程度のバルブスプリング力を得ることができ
る。すなわち、スプリングバルブ４，１４の初期
設定（バルブ閉）の状態より、バルブ全開に至る
バルブ揚程（弁リフト）の範囲内では、両バルブ
スプリング４，１４は、カムリフトに対するスプ
リング応力をほぼ同じになるように設定すること
ができる。

例えば量産されているある種のエンジンで、コ
イルスプリングに前記に例示したようなチタン
（Ti）系材料を用いて設計計算した結果を以下に
示す。弁リフト量は7.2mm、従つて前記のａの寸
法は最少7.2mm必要である。動弁機構Ａは従来の
機能を有するという条件、すなわち、組付時荷
重、高回転時の余裕荷重等は動弁機構Ｂと同一と
言う条件で、バルブスプリングの材料を現状のシ
リコン−クローム（Si−Cr）鋼から前記に例示
したようなチタン（Ti）系（例えばTi−6Al−
4V）に変更すると、組付時のスプリング高さは
34.7mmから26.5mmとなり、寸法ａ（7.2mm）より大
きい8.2mmの減少となり、カムの高さを変更する
ことは不安となる。

第２図および第３図において、アーム部材２１
は管状摺動部材３２上に回動可能に取付けられ、
この管状摺動部材３２からトーシヨンスプリング
３３が延びてアーム部材２１をバルブリフタ７に
押付けている。管状部材３２の内周部にはその長
手方向に沿つてボール３４が挿入されており、こ
のボール３４は軸２２の外周面に形成したガイド
溝３５にも係合するようになつており、従つて管
状部材３２はアーム部材２１を保持したまま軸２
２に対して長手方向に摺動可能である。軸２２と
摺動部材３２との間には動部材３２の各側におい
て対向するように引張りスプリング３６，３７が
配設されている。なお、アーム部材２１がカム８
の部分８ａのノーズ部に係合しているとカム８と
バルブリフタ７間にはこのときに最も力が加わつ
ているためにアーム部材２１はこれら間で摩擦力
を受けて移動することができず、カム８がさらに
回転して部分８ａのベース円部がきたときにスプ
リング３６，３７の作用によりアーム部材２１が
移動することになる。即ち、バルブ作動状態から
バルブ停止状態への切換えはベース円部において
円滑に行われる。逆に、軸２２が下方に制御され
るとアーム部材２１も下方に移動されることにな
るが、カム８の部分８ａのノーズ部がアーム部材
２１にひつかかる位置にある場合にはアーム部材
２１が移動することができず、従つてこの場合に
も切換えはベース円部で行われることになる。

考案の効果例えば、４気筒エンジンで、バルブ停止装置の
組み込まれた＃２、＃３気筒のみ運転条件に応じ
てバルブを停止させる場合について考えてみる。
すべて同じ材質・寸法のバルブスプリングを使用
すると、＃２、＃３気筒の動弁機構を＃１、＃４
気筒の動弁機構に比べて高さを少なくとも寸法ａ
だけ高くしなければならず、その結果カムシヤフ
トを高くする必要があり、バルブ停止装置のない
エンジンに対してシリンダヘツドを大幅に変更し
なければならない。従つて、バルブ停止装置を持
たないエンジンとのシリンダヘツドの共用化がで
きない。＃２、＃３気筒のバルブスプリングの巻
数を＃１、＃４気筒のものよりも少なくして、カ
ムシヤフトの高さを、バルブ停止装置のないエン
ジンと等しくすることも考えられるが、＃２、
＃３気筒のバルブスプリングが過少となつてサー
ジングの問題を起こすおそれがある。しかるに、
本考案によると、停止気筒（＃２、＃３）のみバ
ルブスプリングをヤング率の低いチタン（Ti）
系材料としてスプリング巻数を少なくしてスプリ
ング長を短くしているので、カムシヤフトの高さ
をバルブ停止装置のないエンジンから変更しなく
ても、各気筒でのバルブスプリング力を等しくす
ることができる。

従つて、エンジンの全体の高さをバルブ停止装
置のないエンジンと同程度にでき、エンジンの車
輌への搭載が容易となる。また、シリンダヘツド
等の共用も可能であり、コスト上有利である。

また、一般的に、バルブを停止する気筒は、バ
ルブ停止時にバルブステムの温度が下がりタペツ
トクリアランスが大きくなりやすい。その場合に
おいて、バルブステム３へは、バルブ停止時に
は、バルブリフタ７又はアーム部材２１よりもむ
しろコツタ６、リテーナ５、バルブスプリング４
の接触部を経由して冷却されるが、本考案のよう
にチタン（Ti）系のバルブスプリング４は熱伝
導率が低いため、冷却されにくく、従つてバルブ
ステム３の温度が下がりにくいという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の動弁系構造の断面図、第２図
は第１の線−における断面図、第３図はアー
ム部材の動きを示すための図で第２図の線−
に相当する断面図である。１，１１……バルブ、４，１４……バルブスプ
リング、７，１７……バルブリフタ、８，１８…
…カム、８ａ，８ｂ……カム部分、２０……カム
シヤフト、２１……介在物（アーム部材）、Ａ…
…バルブ停止装置を具備する気筒の動弁機構、Ｂ
……バルブ停止装置を具備しない気筒の動弁機
構。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

カム８，１８の力を力の伝達方向を変えないで
直接バルブリフタ７，１７に伝達することにより
バルブを開閉させる動弁機構Ａ，Ｂを有すると共
に、気筒又はバルブの一部について、動弁機構Ａ
はバルブの開閉動作を停止させるバルブ停止装置
を具備する可変気筒エンジンの動弁系構造におい
て、前記バルブ停止装置を具備する動弁機構のバ
ルブスプリング４のみチタン系の材質で製造しか
つバルブ停止装置を具備しない動弁機構のバルブ
スプリング１４よりも巻数を減らしてスプリング
長を短くしたことを特徴とする可変気筒エンジン
の動弁系構造。