JPH0243004B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、機関の回転に同期して回転駆動され
ると共に吸気弁あるいは排気弁に対応してカムが
一体化されたカムシヤフトと、前記カムの回転に
応じて前記吸気弁あるいは排気弁を開閉駆動する
ためのロツカアームとを備える形式の、内燃機関
の動弁装置に関する。

(2) 従来の技術 かかる動弁装置において、バルブ径およびバル
ブリフト量は、最高馬力を出力するのに必要な混
合気量を吸入したときに流入抵抗により馬力低下
が生じないように高速を重視して設定するのが一
般的である。

ところで、低速域から高速域まで、同一のバル
ブタイミングおよび同一リフト量で吸気弁を駆動
すると、各回転数に応じて吸気量が異なるので、
燃焼室内への混合気流入速度が異なる。すなわち
低速時には、混合気流入速度が低下して、燃焼室
内での混合気の乱れが小さくなり、燃焼速度も遅
くなる。このため、燃焼効率低下による燃費の増
大、ならびに燃焼速度低下によるノツキング限界
の低下を余儀なくされる。

そこで、かかる問題を解消するために、低速運
転時には吸気弁あるいは排気弁の一部を閉弁休止
させ、高速運転時には吸気弁あるいは排気弁を開
弁作動させるようにしたものが、たとえば特開昭
59−226216号公報で開示されている。

(3) 発明が解決しようとする問題点 上記従来の技術では、低速運転時に休止する吸
気弁が、運転条件によつては長期間休止のままで
ある可能性がある。吸気弁あるは排気弁が長期間
にわたつて休止したままであると、燃焼によつて
生じたカーボンが該弁と弁座間に堆積し、該弁が
弁座に張付いてしまう。このため、高速運転に移
つて開弁作動するときに、弁が弁座から無理矢理
引剥がされることになり、弁および弁座間のシー
ル上の問題が生じることになる。また、吸気弁が
閉弁休止すると、燃料溜りが生じ、吸気弁の開弁
時に混合気濃度が濃くなることがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので
あり、低速運転時にも吸気弁あるいは排気弁を低
速運転に応じたバルブタイミングおよびバルブリ
フト量で開閉駆動するようにして、休止に伴う問
題点を解決するとともに燃費の低減およびノツキ
ングの防止を図つた内燃機関の動弁装置を提供す
ることを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 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によれば、カ
ムシヤフトには、機関の低速運転に対応した形状
の低速用カムと、機関の高速運転に対応した形状
の高速用カムとが並設され、吸気弁あるいは排気
弁に当接すると共に低速用カムに摺接する第１ロ
ツカアームと、高速用カムに摺接する第２ロツカ
アームとが互いに隣接配置され、第１および第２
ロツカアーム間には、その間の連結および連結解
除を切換可能な連結切換手段が設けられる。

(2) 作用 機関の高速運転時に連結切換手段により第１お
よび第２ロツカアームを連結すると、第１および
第２ロツカアームは、高速用カムの形状に対応し
て揺動し、吸気弁あるいは排気弁は高速用カムで
定まるタイミングおよびリフト量で開閉作動す
る。また機関の低速運転時に第１および第２ロツ
カアーム間の連結状態を解除すると、第１ロツカ
アームが低速用カムによつて揺動し、したがつて
吸気弁あるいは排気弁は低速用カムで定まるタイ
ミングおよびリフト量で開閉作動する。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、先ず本発明の一実施例を示す第１図およ
び第２図において、図示しない機関本体に設けら
れた一対の吸気弁１ａ，１ｂは、機関の回転に同
期して1/2の回転比で駆動されるカムシヤフト２
に一体的に設けられた低速用カム３および高速用
カム５と、カムシヤフト２と平行なロツカシヤフ
ト６に枢支される第１および第２ロツカアーム
７，８との働きによつて開閉駆動される。また前
記機関本体には、一対の排気弁（図示せず）が備
えられており、これらの排気弁も前述の吸気弁１
ａ，１ｂと同様に開閉駆動される。

カムシヤフト２は機関本体の上方で回転自在に
配設されており、低速用カム３は両吸気弁１ａ，
１ｂの中間に対応する位置でカムシヤフト２に一
体的に設けられる。また高速用カム５は吸気弁１
ｂに対応する位置でカムシヤフト２に一体的に設
けられる。しかも低速用カム３は機関の低速運転
に対応した形状を有するものであり、カムシヤフ
ト２の半径方向外方への突出量が比較的小さい高
位部３ａを有する。また高速用カム５は機関の高
速運転に対応した形状を有するものであり、カム
シヤフト２の半径方向外方への突出量を前記高位
部３ａよりも大とするとともに該高位部３ａより
も広い中心角範囲にわたる高位部５ａを有する。

ロツカシヤフト６は、カムシヤフト２よりも下
方で固定配置される。このロツカシヤフト６に
は、低速用カム３に対応する第１ロツカアーム７
と、高速用カム８に対応する第２ロツカアーム８
とが枢支され、両ロツカアーム７，８の上部には
低速および高速用カム３，５がそれぞれ摺接する
カムスリツパ１０，１１が設けられる。また第１
ロツカアーム７には、二又に分岐して両吸気弁１
ａ，１ｂの上方に至る腕７ａ，７ｂが一体的に設
けられる。これらの腕７ａ，７ｂの先端には、各
吸気弁１ａ，１ｂのの上端に当接し得るタペツト
ねじ１２，１３が進退可能に螺着される。

一方、両吸気弁１ａ，１ｂの上部には鍔部１
４，１５が設けられており、これらの鍔部１４，
１５と機関本体との間には、吸気弁１ａ，１ｂを
囲繞する弁ばね１６，１７が介装されており、弁
ばね１６，１７により各吸気弁１ａ，１ｂは上方
すなわち閉弁方向に向けて付勢される。

第２ロツカアーム８の端部下面には、押圧手段
として有底円筒状のリフタ１９が当接されてお
り、このリフタ１９は機関本体との間に介装した
リフタばね２０により上方に付勢される。これに
より第２ロツカアーム８のカムスリツパ１１は高
速用カム５に常時弾発的に摺接される。しかもリ
フタばね２０のばね力は比較的弱く設定されてい
る。

第３図において、第１および第２ロツカアーム
７，８は相互に摺接されており、それらの相対角
変位を可能とする状態と、両ロツカアーム７，８
を一体的に連結する状態とを切換可能な連結切換
手段２１が第１および第２ロツカアーム７，８間
に設けられる。

この連結切換手段２１は、第１および第２ロツ
カアーム７，８を連結する位置およびその連結を
解除する位置間で移動可能なピストン２３と、そ
のピストン２３の移動を規制するストツパ２４
と、ピストン２３を連結解除位置側に移動させる
べくストツパ２４を付勢するばね２５とを備え
る。

第１ロツカアーム７には、第２ロツカアーム８
側に向けて開放するとともに、ロツカシヤフト６
と平行な第１ガイド穴２６が穿設されており、こ
の第１ガイド穴２６の閉塞端側には段部２７を介
して小径部２８が設けられる。第１ガイド穴２６
にはピストン２３が摺合されており、このピスト
ン２３と第１ガイド穴２６の閉塞端との間に油圧
室２９が画成される。

第１ロツカアーム７には、油圧室２９に連通す
る油路３０が穿設され、ロツカシヤフト６内には
油圧供給源（図示せず）に通じる油路３１が穿設
される。さらに両油路３０，３１は、ロツカシヤ
フト６の側壁に穿設された連通孔３２を介して、
第１ロツカアーム７の揺動状態に拘らず常時連通
する。

第２ロツカアーム８には、第１ガイド穴２６に
対応して、第１ロツカアーム７側に向けて開放し
た第２ガイド穴３５が穿設されており、この第２
ガイド穴３５に円板状のストツパ２４が摺合され
る。第２ガイド穴３５の閉塞端側には規制段部３
６を介して小径部３７が設けられ、また前記閉塞
端には小径部３７と同軸の挿通孔３８が穿設され
る。しかもストツパ２４に同軸かつ一体的に設け
られた案内棒３９が挿通孔３８に挿通される。さ
らに、ストツパ２４と第２ガイド穴３５の閉塞端
との間には案内棒３９を囲繞するコイル状のばね
２５が介装される。

ピストン２３の軸方向長さは、その一端が段部
２７に当接したときに、その他端が第１および第
２ロツカアーム７，８間に位置するように、また
ストツパ２４を規制段部３６に当接させるまで第
２ガイド穴３５内に入り込んだときに、一端が第
１ガイド穴２６内に残るように設定される。さら
に、第１ロツカアーム７の油圧室２９内には、ピ
ストン２３を第２ロツカアーム８側に向けて付勢
するばね３３が収納されており、このばね３３の
セツト荷重は前記ばね２５よりも小さく設定され
る。

次にこの実施例の作用について説明すると、機
関の低速運転時には、第４図で示すように連結切
換手段２１により第１および第２ロツカアーム
７，８の連結状態を解除する。すなわち油圧室２
９の油圧を開放すると、ストツパ２４がばね２５
のばね力により第１ロツカアーム７側に移動し、
ピストン２３は段部２７に当接するまで後退せし
められる。この状態でピストン２３およびストツ
パ２４の当接面は第１および第２ロツカアーム
７，８の摺接面に対応する位置にあり、したがつ
て第１および第２ロツカアーム７，８は相互に摺
接して相対角変位可能な状態にある。

このような連結解除状態にあつては、カムシヤ
フト２の回転動作により、第１ロツカアーム７が
低速用カム３との摺接に応じて揺動し、両吸気弁
１ａ，１ｂが第１ロツカアーム７によつて開閉駆
動される。この際、第２ロツカアーム８も高速用
カム５との摺接に応じて揺動するが、この揺動動
作は両吸気弁１ａ，１ｂの作動に影響を及ぼさな
い。しかも第２ロツカアーム８はリフタばね２０
の比較的弱いばね力により高速用カム５に摺接し
ているだけであるので、動弁系の摩擦損失が低く
抑えられる。

このようにして、機関の低速運転時には、両吸
気弁１ａ，１ｂが低速用カム３の形状すなわち低
速運転に対応したタイミングおよびリフト量で開
閉駆動され、最適の混合気流入速度が得られるの
で、燃費の低減を図るとともにノツキングを防止
することができる。

機関の高速運転に際しては、連結切換手段２１
により、第３図で示すように第１および第２ロツ
カアーム７，８が連結される。すなわち、油圧室
２９に油圧が供給されることにより、ピストン２
３はばね２５のばね力に抗してストツパ２４を押
圧しながら第２ガイド穴３５内に嵌入し、ストツ
パ２４が規制段部３６に押付けられる。この状態
で第１および第２ロツカアーム７，８は相対回動
を阻止され、一体的に揺動する。

この連結状態では、高速用カム５に摺接した第
２ロツカアーム８の揺動量が第１ロツカアーム７
よりも大きいので、第１ロツカアーム７は第２ロ
ツカアーム８に追随して揺動する。したがつて両
吸気弁１ａ，１ｂは、高速用カム５で規定される
タイミングおよびリフト量で開閉駆動され、吸入
効率の向上により高出力、高トルクを得ることが
できる。

以上の実施例は、１気筒に一対の吸気弁１ａ，
１ｂを有する内燃機関に関するものであるが、本
発明は、第５図で示すように、１気筒に単一の吸
気弁１あるいは排気弁を有するものについても適
用することができ、この場合にも前述の実施例と
同様の効果を奏することができる。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、カムシヤフトに
は、機関の低速運転に対応した形状の低速用カム
と、機関の高速運転に対応した形状の高速用カム
とが並設され、吸気弁あるいは排気弁に当接する
と共に前記低速用カムに摺設する第１ロツカアー
ムと、前記高速用カムに摺接する第２ロツカアー
ムとが互いに隣接配置され、前記第１および第２
ロツカアーム間には、その間の連結および連結解
除を切換可能な連結切換手段が設けられるので、
低速運転時には吸気弁および排気弁を低速運転に
応じたタイミングおよびリフト量で開閉駆動し
て、燃費の低減およびノツキングの防止を図るこ
とができ、また高速運転時には、吸気弁および排
気弁を高速運転に応じたタイミングおよびリフト
量で開閉駆動して高出力、高トルクを得ることが
できる。しかも吸気弁あるいは排気弁は運転時に
休止することはないので、カーボンが該弁と弁座
間に堆積して該弁が弁座に張付くような虞れはな
く、また燃料溜りが生じて混合気濃度が濃くなる
ようなことも防止し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示すもの
であり、第１図は縦断側面図であつて第２図の
−線断面図、第２図は第１図の平面図、第３図
は連結時を示すための第１図−線拡大断面
図、第４図は連結解除時の第３図に対応した拡大
断面図、第５図は本発明の他の実施例の第２図に
対応した平面図である。 １ａ，１ｂ…吸気弁、２…カムシヤフト、３…
低速用カム、５…高速用カム、７…第１ロツカア
ーム、８…第２ロツカアーム、１９…押圧手段と
してのリフタ、２１…連結切換手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機関の回転に同期して回転駆動されると共に
   吸気弁１ａ；１ｂあるいは排気弁に対応してカム
   ３，５が一体化されたカムシヤフト２と、前記カ
   ム３，５の回転に応じて前記吸気弁１ａ；１ｂあ
   るいは排気弁を開閉駆動するためのロツカアーム
   ７，８とを備える、内燃機関の動弁装置におい
   て、前記カムシヤフト２には、機関の低速運転に
   対応した形状の低速用カム３と、機関の高速運転
   に対応した形状の高速用カム５とが並設され、前
   記吸気弁１ａ；１ｂあるいは排気弁に当接すると
   共に前記低速用カム３に摺接する第１ロツカアー
   ム７と、前記高速用カム５に摺接する第２ロツカ
   アーム８とが互いに隣接配置され、前記第１およ
   び第２ロツカアーム７，８間には、その間の連結
   および連結解除を切換可能な連結切換手段２１が
   設けられることを特徴とする、内燃機関の動弁装
   置。 ２ 前記第２ロツカアーム８には、高速用カム５
   に向けて弾発付勢するための押圧手段１９が当接
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の内燃機関の動弁装置。 ３ 前記第１ロツカアーム７は、一対の吸気弁１
   ａ；１ｂあるいは排気弁に当接されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の動
   弁装置。