JPH0312205B2 - - 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、機関本体に設けられた一対の吸気弁
あるいは排気弁を、機関の運転状態に応じて回転
するカムシヤフトと一体のカムに複数の弁駆動部
材を介して連動させて、該弁を開閉作動させるよ
うにした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、かかる問題を解決するために、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、高速運転時には両吸気弁あるいは排気弁を
開閉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、低速時と、高速時とに分
けて動弁制御を行つているが、運転領域をより細
分化して動弁制御を行なえば、機関出力の向上お
よび燃費の低減を図ることができるであろう。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので
あり、低速、中速および高速の３つの領域に分け
て動弁制御を行なつて機関出力の向上および燃費
の低減を図るようにし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 本発明によれば、カムシヤフトには、低速用カ
ムと、高速用カムと、それらのカムのベース円に
対応した真円状の隆起部とが設けられ、前記高速
用カムに摺接する第１弁駆動部材と、前記低速用
カムに摺接するとともに一方の前記吸気弁あるい
は排気弁に連結される第２弁駆動部材と、前記隆
起部に摺接するとともに他方の前記吸気弁あるい
は排気弁に連結される第３弁駆動部材とが隣接配
置され、相互に隣接する弁駆動部材間には、両者
間の連結および連結解除を切換可能な連結切換手
段が、相互に独立して作動し得るようにしてそれ
ぞれ設けられる。

(2) 作 用 機関の低速運転時には、弁駆動部材相互の連結
は解除され、一対の吸気弁あるいは排気弁の一方
は閉弁状態で休止し他方は低速用カムに応じたタ
イミングおよびリフト量で開閉作動する。また機
関の中速運転時には、一方の連結切換手段を連結
作動せしめることにより、一対の吸気弁あるいは
排気弁の一方を閉弁状態で休止したまま、他方を
高速用カムに応じたタイミングおよびリフト量で
開閉作動することができる。さらに機関の高速運
転時には、全ての弁駆動部材が連結され、一対の
吸気弁あるいは排気弁と、ともに高速用カムに応
じた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、内燃機関の機関本体には一対
の吸気弁１ａ，１ｂが配設されており、それらの
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
設けられた隆起部３、低速用カム４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、第２および第３ロツカア
ーム７，８，９との働きによつて開閉駆動され
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、高速用カム５は吸気弁１ａ，１
ｂ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。また低速用カム４および隆起部
３は前記高速用カム５の両側でカムシヤフト２に
一体的に設けられる。しかも隆起部３は低速用カ
ム４および高速用カム５のベース円４ｂ，５ｂに
対応した真円状に形成される。また低速用カム４
は、ベース円４ｂから半径方向外方に突出した高
位部４ａを有し、高速用カム５は、ベース円５ｂ
からの半径方向外方への突出量を前記高位部４ａ
よりも大とするとともに該高位部４ａ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、高速用カム５に対応する第１弁駆動部材とし
ての第１ロツカアーム７と、低速用カム４に対応
する第２弁駆動部材としての第２ロツカアーム８
と、隆起部３に対応する第３弁駆動部材としての
第３ロツカアーム９とが互いに隣接して枢支さ
れ、各ロツカアームト７，８，９の上部には両カ
ム４，５および隆起部３に摺接するカムスリツパ
７ａ，８ａ，９ａが設けられる。また第２、第３
ロツカアーム８，９は、吸気弁１ａ，１ｂの上方
に延設されており、その先端には吸気弁１ａ，１
ｂ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、吸気弁１ａ，１ｂの上部には鍔部１４，
１５が設けられており、この鍔部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が介装される。これらの弁ばね
１６，１７により吸気弁１ａ，１ｂは上方すなわ
ち閉弁方向に向けて付勢される。

第３図において、第１ロツカアーム７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１ロツカアーム７のカムス
リツパ７ａは高速用カム５に弾発的に摺接され
る。

第４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
を一体に連結する状態とを切換可能な第１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。また第１および第３ロツカアー
ム７，９も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，
９を一体的に連結する状態とを切換可能な第２連
結切換手段２２が第１および第３ロツカアーム
７，９間に設けられる。

第１および第２連結切換手段２１，２２は、基
本的には同一の構成を有するものであり、以下、
第１連結切換手段２１の構成についてのみ詳述
し、第２連結切換手段２２についての詳細な説明
を省略する。

第１連結切換手段２１は、第１および第２ロツ
カアーム７，８間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。

第１および第２連結切換手段２１，２２におけ
る油路３１は、ロツカシヤフト６内に圧入、固定
されたスチールボール３３で相互に隔絶されてお
り、したがつて第１および第２連結切換手段２
１，２２は、相互に独立して切換作動を行うこと
ができる。

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図で示すように第１お
よび第２連結切換手段２１，２２を連結解除側に
作動せしめる。すなわち油圧室２９の油圧を解放
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、ならびに第１および第３ロツカアーム７，９
の摺接面に対応する位置にあり、したがつて第
１、第２および第３ロツカアーム７，８，９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、第１ロツ
カアーム７の揺動動作が第２および第３ロツカア
ーム８，９に影響を及ぼすことはなく、第２ロツ
カアーム８は低速用カム４との摺接に応じて揺動
し、第３ロツカアーム９は隆起部３が真円状であ
ることから揺動しない。したがつて一方の吸気弁
１ａは第２ロツカアーム８により開閉駆動され、
他方の吸気弁１ｂは閉弁したままである。この
際、第１ロツカアーム７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、動弁系の摩擦損失は低く抑えら
れる。

このようにして機関の低速運転時には、一方の
吸気弁１ａが低速用カム４の形状に応じたタイミ
ングおよびリフト量で開閉作動し、他方の吸気弁
１ｂは閉弁して休止する。したがつて低速運転に
応じた混合気流入速度が得られ、燃費の向上およ
びノツキングの防止を図ることができる。しかも
他方の吸気弁が閉止したままであるので、燃焼室
内での混合気の乱れを大として、混合気濃度低下
に対するタフネスを向上させ、これによつても燃
費の低減を図ることができる。

機関の中速運転時には、第１連結切換手段２１
により、第５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、第１および第３ロ
ツカアーム７，９は連結を解除したままである。
すなわち、第１連結切換手段２１の油圧室２９に
油圧が供給されることにより、ピストン２３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が押付けられる。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。

したがつて一方の吸気弁は１ａは、高速用カム
５の形状に応じたタイミングおよびリフト量で開
閉作動し、他方の吸気弁１ｂは閉弁休止したまま
である。これにより、、中速運転に応じた混合気
流入速度が得られるとともに、低速運転時と同様
に燃焼室内での混合気の乱れを大として、燃費の
低減を図ることができる。

機関の高速運転に際しては、第１連結切換手段
２２により、第６図で示すように、第１および第
３ロツカアーム７，９を連結する。すなわち第２
連結切換手段２２の油圧室２９に油圧を供給する
ことにより、第１および第３ロツカアーム７，９
を連結する。この際、第１および第２ロツカアー
ム７，８の第１連結切換手段２１による連結は持
続されており、したがつて全ロツカアーム７，
８，９は高速用カム５によつて揺動する。この結
果、両吸気弁１ａ，１ｂは、高速用カム５の形状
に応じたタイミングおよびリフト量で開閉作動
し、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。

第７図は本発明の他の実施例を示すものであ
り、低速用カム４の両側に隆起部３および高速用
カム５が配置され、吸気弁１ａ，１ｂにそれぞれ
当接した第２および第３ロツカアーム８，９が低
速用カム４および隆起部３にそれぞれ摺接され、
高速用カム５に第１ロツカアーム７が摺接され
る。

この実施例においても、機関の低速運転時には
各ロツカアーム７，８，９の連結を解除し、中速
運転時には第１および第２ロツカアーム７，８間
を連結し、高速運転時にはさらに第２および第３
ロツカアーム８，９間を連結することにより、前
述の実施例と同様の作用、効果を得ることができ
る。

以上の実施例では、一対の吸気弁１ａ，１ｂに
関連して述べたが、本発明は一対の排気弁に関連
して実施することもできる。

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、低速用カムと、高速用カムと、隆起部とが設
けられ、前記高速用カムに摺接する第１弁駆動部
材と、前記低速用カムに摺接するとともに一方の
前記吸気弁あるいは排気弁に連結される第２弁駆
動部材と、前記隆起部に摺接するとともに他方の
前記吸気弁あるいは排気弁に連結される第３弁駆
動部材とが隣接配置され、相互に隣接する弁駆動
部材の連結および連結解除を独立に切換可能とし
たので、低速、中速および高速運転に適した混合
気流入速度が得られ、低、中速時の燃費の低減お
よび高速時の出力増大を図ることができる。しか
も低、中速時には第３弁駆動部材に対応した吸気
弁あるいは排気弁を休止させ、燃焼室内での混合
気の乱れを大にして、燃費の低減に寄与させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６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
は第２図の−線断面図、第４図は各ロツカア
ームの連結を解除したときの第１図−線断面
図、第５図は第１および第２ロツカアームを連結
したときの第４図に対応した断面図、第６図は第
１、第２、第３ロツカアームを連結したときの第
４図に対応した断面図、第７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……隆起部、４……低速用カム、４ｂ，５ｂ…
…ベース円、５……高速用カム、７……第１弁駆
動部材としての第１ロツカアーム、８……第２弁
駆動部材としての第２ロツカアーム、９……第３
弁駆動部材としての第３ロツカアーム、１９……
押圧手段としてのリフタ、２１，２２……連結切
換手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機関本体に設けられた一対の吸気弁あるいは
   排気弁を、機関の運転状態に応じて回転するカム
   シヤフトと一体のカムに複数の弁駆動部材を介し
   て連動させて、該弁を開閉作動させるようにした
   内燃機関の動弁装置において、前記カムシヤフト
   には、低速用カムと、高速用カムと、それらのカ
   ムのベース円に対応した真円状の隆起部とが設け
   られ、前記高速用カムに摺接する第１弁駆動部材
   と、前記低速用カムに摺接するとともに一方の前
   記吸気弁あるいは排気弁に連結される第２弁駆動
   部材と、前記隆起部に摺接するとともに他方の前
   記吸気弁あるいは排気弁に連結される第３弁駆動
   部材とが隣接配置され、相互に隣接する弁駆動部
   材間には、両者間の連結および連結解除を切換可
   能な連結切換手段が、相互に独立して作動し得る
   ようにしてそれぞれ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１弁駆動部材には、高速用カムに向け
   て弾発付勢するための押圧手段が当接されてな
   る、特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の動弁
   装置。