JPH0156246B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、内燃機関の高負荷運転時及び低負荷
運転時にそれぞれ対応させて吸気弁、排気弁の開
閉時期を調整する吸排気時期調整装置に関する。

「従来の技術」 内燃機関に設けられた吸気弁、排気弁の開き角
度及び開閉時期は、ある範囲内でその出力、回転
数に応じた最適な状態に設定されているが、高負
荷運転時、機関出力の増大に伴つて高過給化する
のに従い、爆発圧力を抑制するために有効圧縮比
を低くとると共に、掃気効果を高めて熱負荷を抑
えるために、吸気弁と排気弁とが同時に開いてい
る時期（オーバーラツプ期間）を大きくとる必要
がある。逆に無過給に近い低負荷運転時には有効
圧縮比を高くして、爆発圧力を高め、膨張圧力を
十分に利用するため、上記オーバラツプ期間を短
かくする必要がある。従つて、高負荷時に最良の
性能を発揮するように弁開閉時期を設定した内燃
機関においては、低負荷運転時に圧縮比不足によ
る燃焼不良を生じたり、またオーバーラツプ期間
の過大により排ガスが燃焼室内及び吸気側に逆流
して種々の問題を生じていた。

そこで、低負荷運転時に生じる問題を解消する
ために、弁開閉時期を高負荷運転及び低負荷運転
に適するように切換えて運転することが考えられ
た。例えば、第７図に示すように、第１リンク１
に２個のローラ２，３が回転自在に設けられ、該
各ローラ２，３がカム４とタペツト５との間に介
在せしめられると共に、上記第１リンク１が第２
ローラ３のローラ軸を介して第２リンク６の先端
に揺動自在に止着され、かつ第２リンク６の後端
が枢軸７にて揺動レバー８の下端に止着されてい
る一方、中間点９において揺動自在に支持された
揺動レバー８の上端がシリンダ１０のピストンロ
ツド１１に連結され、また上記第１リンク１の後
端部が第２リンク６の中間部に形成した鉤状のス
トツパ１２内に挿入され、さらに第１リンク１の
後端部と第２リンク６との間にスプリング１３が
圧縮間在されている動弁装置が知られている（特
公昭56−42725号公報参照）。この動弁装置にあつ
ては、高負荷時に、上記２つのローラ２，３とカ
ム４とタペツト５との間に介在させることによ
り、タペツト５がカム４の回転に伴つて、第２ロ
ーラ３にて上昇させられ、第１ローラ２にて下降
させられることになり、弁の開き角度（作動範
囲）が広くなる一方、低負荷時に、シリンダ１０
のピストンロツド１１を縮めて、第２ローラ３の
みをカム４とタペツト５との間に介在させること
により、タペツト５が第２ローラ３にて昇降させ
られることになり、弁の開き角度が狭まり、弁の
開き始めが遅れ、かつ弁の閉じ終りが早くなるこ
とになる。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記従来の動弁装置にあつて
は、カム４とタペツト５との間に介在させるロー
ラの数を切換えるために、各リンク１，６、揺動
レバー８、シリンダ１０、ストツパ１２、スプリ
ング１３等が必要であり、構造が複雑となり、製
作組立が難しいという問題がある。また、２つの
ローラ２，３とタペツト５の下端曲面との接触位
置合せが難しく、特に低負荷運転と高負荷運転と
の切換え時の各ローラ２，３とタペツト５との移
行が円滑に行なわれにくいという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、構造が簡単で、円滑に
かつ確実に高負荷運転時と低負荷運転時における
吸気弁及び排気弁の開閉時期を変更することがで
きて、各弁間のオーバーラツプ期間を容易に切換
えることができる内燃機関の吸排気時期調整装置
を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本発明は、カム軸
に、吸気弁あるいは排気弁を開閉するための弁駆
動カムと該弁の開閉時期を調整するための時期調
整カムとをそれぞれ設け、弁駆動カムの動きを上
記弁側に伝達する揺動アームを調整リンクに回転
自在に設け、かつ調整リンクを支持軸に回転自在
に設けると共に、該支持軸に、上記調整リンクを
時期調整カムに接触させる軸移動機構を設けたも
のである。

「作用」 本発明の吸排気時期調整装置にあつては、軸移
動機構によつて支持軸を移動させて、支持軸に回
転自在に設けられた調整リンクを時期調整カムに
接触させ、あるいは時期調整カムとの接触を解除
し、調整リンクに回転自在に設けられた揺動アー
ムと弁駆動カムとの接触状態を変化させて、吸気
弁あるいは排気弁の開閉時期を切換える。

「実施例」 以下、第１図ないし第６図に基づいて、本発明
の一実施例を説明する。

図中２０は、カム軸であり、このカム軸２０に
は、吸気弁あるいは排気弁を開閉するための弁駆
動カム２１と該弁の開閉時期を調整するための時
期調整カム２２とがカム軸２０の軸線に沿つて、
それぞれ、装着されている。そして、上記弁駆動
カム２１の上方には、揺動アーム２３が、その先
端下部にピン２４により回転自在に支持された第
１ローラ２５を弁駆動カム２１に接触させて配設
されている。また、この揺動アーム２３の先端上
部に形成された凹部２３ａには、上記弁にロツカ
ーアームを介して弁駆動カム２１の動きを伝達す
るプツシユロツド２６の下端部が嵌め込まれてい
る。そして、上記揺動アーム２３は、その基端部
を調整リンク２７の一端側の二股に分岐した分岐
部２７ａに嵌入してピン２８により回転自在に調
整リンク２７に連結されている。さらに、調整リ
ンク２７の他端側には、上記時期調整カム２２に
対向する位置に、該時期調整カム２２に接触して
転動する第２ローラ２９がピン３０により回転自
在に支持されており、かつ調整リンク２７の他端
側の先端部に装着された取付ピン３１と固定部材
３２との間に、第２ローラ２９を上記時期調整カ
ム２２側に押し付けるバネ３３が連結されてい
る。さらにまた、上記調整リンク２７の中間部に
は、支持軸３４が回転自在に挿入されており、こ
の支持軸３４の端部には、作動軸（軸移動機構）
３５が偏心した状態で一体的に連結されている。
そして、上記支持軸３４には突起３６が形成され
ており、上記調整リンク２７の該突起３６に対向
する位置に、調整リンク２７の回動角を一定範囲
内に制限する円弧状の凹部３７が形成されてい
る。

また、上記弁駆動カム２１は、例えば、高負荷
運転時の吸気弁あるいは排気弁の弁開き角度（作
動範囲）に合わせてカムの突起部が形成されてい
る一方、上記時期調整カム２２は、吸気弁用、排
気弁用がともに、弁開き時期を遅くし、かつ弁閉
じ時期を早めるために、該カム２２の弁開き時期
及び弁閉じ時期に上記第２ローラ２９に接触する
位置の近傍に、凸部及び凹部をそれぞれ形成する
ようにして低負荷運転時に最適なように設定され
ている。

さらに、上記カム軸２０には、燃料ポンプ４０
を駆動する燃料カム４１が装着されており、該燃
料カム４１の上方には、燃料アーム４２が、その
先端下部にピン４３により回転自在に支持された
燃料ローラ４４を燃料カム４１に接触させて配設
されている。そして、この燃料アーム４２の先端
上部に形成された突起部４２ａが上記燃料ポンプ
４０の可動部材４５に接触せしめられており、こ
の可動部材４５を突起部４２ａが押し上げること
により、燃料ポンプ４０のプランジヤが突き上げ
られ、燃料をシリンダ内へ供給するようになつて
いる。また、上記燃料アーム４２は、その基端部
を、く字状の燃料リンク４６の一端部にピン４７
により回転自在に連結されており、この燃料リン
ク４６の中間部には、上記支持軸３４が回転自在
に挿着されている。そして、上記燃料リンク４６
の他端上部には、固定アーム４８にピン４９によ
り回動自在に取付けられた支持ローラ５０が接触
せしめられており、燃料リンク４６の他端下部に
装着された取付ピン５１と固定部材５２との間
に、該燃料リンク４６の他端上部を上記支持ロー
ラ５０に押し付けるバネ５３が連結されている。

上記のように構成された吸排気時期調整装置を
備えた内燃機関で高負荷運転を行なう場合には、
第１図において、作動軸３５をその軸心Ｏの回り
にOFF側（時計回り）に回動させる。これによ
り、作動軸３５に偏心した状態で連結されている
支持軸３４が、該作動軸３５の軸心Ｏを中心にし
て、第２図において時計回りに回動し、支持軸３
４の軸心が高負荷位置O₁に達するから、支持軸
３４の突起３６が調整リンク２７の凹部３７の一
端側に係止して、調整リンク２７の他端側を左方
に移動させる。従つて、調整リンク２７の他端側
の第２ローラ２９が時期調整カム２２から離れ
る。この状態において、カム軸２０が第２図に示
すように時計回りに回転すると、カム軸２０に装
着した弁駆動カム２１の高負荷運転に最適なよう
に設定された凸凹形状に基づいて、揺動アーム２
３がピン２８を中心にして上下に回動し、これに
より揺動アーム２３の先端上部に嵌合しているプ
ツシユロツド２６が上下に移動して、吸気弁Ａ及
び排気弁Ｅが第６図の実線に示すように所定の時
期に開閉させられる。

また、上記作動軸３５をOFF側に回動させる
ことにより、支持軸３４が作動軸３５の軸心Ｏを
中心にして、第４図において時計回りに回動し、
支持軸３４の軸心が高負荷位置O₁に達するから、
支持軸３４に装着された燃料リンク４６がその他
端部を固定アーム４８の支持ローラ５０とバネ５
３とで挾持された状態で左方に移動する。従つ
て、燃料リンク４６に連結された燃料アーム４２
が左方に動くから、燃料アーム４２の先端の燃料
ローラ４４が燃料カム４１の上面に沿つて左方に
移動し、高負荷運転に適した位置に設置される。
この状態において、カム軸２０が、第４図に示す
ように時計回りに回転すると、燃料カム４１の外
周面に沿つて上記燃料ローラ４４が転動して、該
燃料カム４１の凸部４１ａに基づいて、燃料ロー
ラ４４が上方に押し上げられることにより、燃料
アーム４２がピン４７を中心にして上方に回動
し、燃料アーム４２の先端上部の突起部４２ａに
よつて、燃料ポンプ４０の可動部材４５が突き上
げられる。この結果、燃料ポンプ４０のプランジ
ヤが押し上げられて、高負荷運転に適した所定時
期に燃料がシリンダ内に供給される。

次に、低負荷運転を行なう場合には、第１図に
おいて、作動軸３５をON側（反時計回り）に回
動させることにより、作動軸３５に偏心した状態
で連結されている支持軸３４が、該作動軸３５の
軸心Ｏを中心にして、第３図において、反時計回
りに回動し、支持軸３４の軸心が低負荷位置O′₁
に達するから、支持軸３４の突起３６が調整リン
ク２７の凹部３７の一端側から離れ、調整リンク
２７が支持軸３４に対して一定角度の範囲内での
回動を許容される状態になる。従つて、調整リン
ク２７の他端側が、バネ３３の作用により、第３
図において反時計方向に回動して、調整リンク２
７の第２ローラ２９を時期調整カム２２の外周面
に押し付ける。この状態において、カム軸２０が
時計回りに回転して、カム軸２０に装着した弁駆
動カム２１の凸部が上記揺動アーム２３の先端の
第１ローラ２５に近づくと、それに連動して、時
期調整カム２２の弁開き用凸部が調整リンク２７
の他端側の第２ローラ２９に近づく。そして、該
第２ローラ２９が時期調整カム２２の凸部に乗り
上げることにより、調整リンク２７が支持軸３４
を中心にして時計回りに回動するから、調整リン
ク２７の一端側に連結された揺動アーム２３が右
方に移動する。この結果、揺動アーム２３の第１
ローラ２５が弁駆動カム２１の外周面に沿つて右
方に移動するから、第１ローラ２５が弁駆動カム
２１の凸部に乗り上げて揺動アーム２３がピン２
８を中心にして上方に回動する時期が上記高負荷
運転時に比べて遅れる。従つて、揺動アーム２３
の先端上部に嵌合しているプツシユロツド２６が
上方に移動して、吸気弁Ａ及び排気弁Ｅの開く時
期が、第６図の点線に示すように遅れる。そし
て、カム軸２０がさらに回転して、第１ローラ２
５が弁駆動カム２１の凸部の終りの部分に近づく
と、それに連動して、時期調整カム２２の弁閉め
用凹部が調整リンク２７の第２ローラ２９に近づ
く。そして、該第２ローラ２９が時期調整カム２
２の弁閉め用凹部に嵌まり込むことにより、調整
リンク２７が支持軸３４を中心にして反時計回り
に回転するから、調整リンク２７の一端側に連結
されている揺動アーム２３が左方に移動する。こ
の結果、揺動アーム２３の第１ローラ２５が弁駆
動カム２１の凸部から外れてカムリフトが０とな
る領域に早く至ることにより、揺動アーム２３が
ピン２８を中心して下方に回動する時期が早くな
るから、揺動アーム２３の先端上部に嵌合してい
るプツシユロツド２６が下方に移動して、吸気弁
Ａ及び排気弁Ｅの閉じる時期が第６図の点線に示
すように早まる。

また、上記作動軸３５をON側に回動させるこ
とにより、支持軸３４が作動軸３５の軸心Ｏを中
心にして、第５図において反時計回りに回動し、
支持軸３４の軸心が低負荷位置O′₁に達するから、
支持軸３４に装着された燃料リンク４６がその他
端部を固定アーム４８の支持ローラ５０とバネ５
３とで挾持された状態で右方に移動する。従つ
て、燃料タンク４６に連結された燃料アーム４２
が右方に動くから、燃料アーム４２の先端の燃料
ローラ４４が燃料カム４１の上面に沿つて右方に
移動し（燃料ローラ４４の軸心O₂がカム軸２０
を中心にして時計回りに角度α回動し）、低負荷
運転に適した位置に設置される。この状態におい
て、カム軸２０が第５図に示すように時計回りに
回転すると、燃料カム４１の外周面に沿つて上記
燃料ローラ４４が転動して、該燃料カム４１の凸
部４１ａに基づいて、燃料ローラ４４が上方に押
し上げられることにより、燃料アーム４２がピン
４７を中心にして上方に回動し、燃料アーム４２
の先端上部の突起部４２ａによつて、燃料ポンプ
４０の可動部材４５が突き上げられる。この際、
上記燃料ローラ４４の位置が高負荷運転時よりも
右方に移動しているから、燃料カム４１の凸部４
１ａによつて燃料ローラ４４が押し上げられる時
期が遅れ、これにより、燃料ポンプ４０の可動部
材４５が燃料アーム４２の突起部４２ａによつて
突き上げられる時期が遅れる。従つて、燃料ポン
プ４０のプランジヤが押し上げられて、燃料がシ
リンダ内に供給される時期を遅らすことによつ
て、従来、高負荷運転と同じ時期に燃料の噴射を
行なつた場合に圧縮温度が低いために生じていた
白煙及び燃焼不良の問題が解消され、良好な燃焼
状態が得られる。

このようにして、弁駆動カム２１と時期調整カ
ム２２との形状を適宜選定すると共に、作動軸３
５により支持軸３４の位置を移動させることによ
つて、時期調整カム２２と調整リンク２７の第２
ローラ２９とを接触させた場合に、時期調整カム
２２の凹凸形状で弁駆動カム２１による弁開き時
期及び弁閉じ時期をそれぞれ任意に早めたり遅ら
せたりできるから、低負荷運転時及び高負荷運転
時のそれぞれについて、最適の弁開閉時期を得る
ことができる。また、同時に、支持軸３４に燃料
噴射時期調整用の燃料リンク４６を装着して、上
記支持軸３４の位置の移動に伴い、燃料リンク４
６を介して燃料アーム４２及び燃料ローラ４４を
燃料カム４１の上方で左右に移動させるようにし
たから、低負荷運転時の燃料ポンプ４０の突初め
時期を遅らせることができ、シリンダ内の燃焼状
態を良好に保つことができ、白煙を生じることが
ない。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明は、カム軸に、吸
気弁あるいは排気弁を開閉するための弁駆動カム
と該弁の開閉時期を調整するための時期調整カム
とをそれぞれ設け、弁駆動カムの動きを上記弁側
に伝達する揺動アームを調整リンクに回転自在に
設け、かつ調整リンクを支持軸に回転自在に設け
ると共に、該支持軸に、上記調整リンクを時期調
整カムに接触させる軸移動機構を設けたものであ
るから、軸移動機構によつて、支持軸のみを移動
させた、支持軸に回転自在に設けられた調整リン
クを時期調整カムに接触させ、あるいは時期調整
カムとの接触を解除し、調整リンクに回転自在に
設けられた揺動アームと弁駆動カムとの接触状態
を変化させることにより円滑にかつ確実に高負荷
運転時と低負荷運転時の吸気弁及び排気弁の弁開
き時期、弁閉じ時期を変更でき、しかも構造が簡
単で、製作が容易であるという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、本発明の一実施例を示
すもので、第１図は斜視図、第２図は高負荷運転
時を示す概略説明図、第３図は低負荷運転時を示
す概略説明図、第４図は高負荷運転時の燃料噴射
時期調整機構の概略説明図、第５図は低負荷運転
時の燃料噴射時期調整機構の概略説明図、第６図
は、吸気弁Ａと排気弁Ｅの弁開閉時期を示す特性
図、第７図は従来の動弁装置を示す概略説明図で
ある。 ２０……カム軸、２１……弁駆動カム、２２…
…時期調整カム、２３……揺動アーム、２７……
調整リンク、３４……支持軸、３５……作動軸
（軸移動機構）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カムを有するカム軸の回転に応じて吸気弁あ
   るいは排気弁を開閉させる内燃機関の吸排気時期
   調整装置において、上記カム軸に、上記弁を開閉
   するための弁駆動カムと上記弁の開閉時期を調整
   するための時期調整カムとがそれぞれ設けられ、
   上記弁駆動カムに接触して該弁駆動カムの動きを
   上記弁側に伝達する揺動アームが調整リンクに回
   転自在に設けられ、かつ該調整リンクが支持軸に
   回転自在に設けられると共に、該支持軸を移動し
   て上記調整リンクを上記時期調整カムに接触させ
   る軸移動機構が上記支持軸に設けられたことを特
   徴とする内燃機関の吸排気時期調整装置。