JPH0318002B2 - - 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
るカムシヤフトにカムが一体化され、前記カムに
弁駆動部材を介して連動させて、一対の吸気弁あ
るいは排気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 かかる多気筒内燃機関において、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、低速時と高速度とに分け
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、前記隆起
部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１弁駆動部材と、低速用カ
ムあるいは高速用カム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２弁駆
動部材と、高速用カムあるいは低速用カムに摺接
する第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 各弁駆動部材間の連結を解除すると、一方の吸
気弁あるいは排気弁は閉弁休止し、他方の吸気弁
あるいは排気弁は低速用カムあるいは高速用カム
によつて開閉作動する。また一方の連結切換手段
を連結作動せしめると、両吸気弁あるいは排気弁
を低速用カムにより開閉作動したり、一方の吸気
弁あるいは排気弁を低速用カムで開閉作動させる
とともに他方の吸気弁あるいは排気弁を高速用カ
ムで開閉作動させたりすることができる。さらに
全ての弁駆動部材を同時に連結すると、両吸気弁
あるいは排気弁が高速用カムにより開閉作動す
る。したがつて各弁駆動部材の連結状態の組合せ
により、機関の低速、中速、および高速運転に応
じた両吸気弁あるいは排気弁の動弁制御が行なわ
れることになる。

(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弁駆動部
材としての第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、隆起部３は吸気弁１ａ，１ｂ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および高速用カム５は
前記隆起部３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、隆起部３に対応する第１ロツカアーム７と、
低速用カム４に対応する第２ロツカアーム８と、
高速用カム５に対応する第３ロツカアーム９とが
枢支され、各ロツカアーム７，８，９の上部には
隆起部３および両カム４，５に摺接するカムスリ
ツパ７ａ，８ａ，９ａが設けられる。また第１ロ
ツカアーム７は、吸気弁１ｂの上方に延設されて
おり、その先端には吸気弁１ｂの上端に当接し得
るタペツトねじ１３が進退可能に螺着される。ま
た第２ロツカアーム８は吸気弁１ａの上方に延設
されており、その先端には吸気弁１ａの上端に当
接し得るタペツトねじ１２が螺着される。

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。この弁ばね１
６，１７により吸気弁１ａ，１ｂは上方すなわち
閉弁方向にけて付勢される。

第３図において、第３ロツカアーム９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
の間に介装した比較的弱いばね力のリフタばね２
０により上方に付勢される。これにより第３ロツ
カアーム９のカムスリツパ９ａ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、各ロツカ
アーム７，８，９が相互に影響を及ぼすことはな
く、第１ロツカアーム７は隆起部３が真円状であ
ることから揺動せず、これにより吸気弁１ｂは閉
弁して休止したままである。一方、第２ロツカア
ーム８は低速用カム４によつて揺動するので、吸
気弁１ａは、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する。この際、第
３ロツカアーム９はリフタばね２０の比較的弱い
ばね力で高速用カム５に摺接しているので、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、吸気
弁１ｂが休止し、吸気弁１ａのみが低速用カム４
によつて開閉作動する。これにより、燃焼室内で
の混合気の乱れを比較的大にして、混合気濃度低
下に対するタフネスを向上させ、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。

したがつて、両吸気弁１ａ，１ｂは低速用カム
４の形状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、燃費の低減を図ることができる。

機関の高速運転に際しては、第２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は連結されたままである。

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。

第７図は中速運転時の切換態様の変形形例を示
すものであり、中速運転時には、第２連結切換手
段２２により、第１および第３ロツカアーム７，
９間が連結される。こうすると、第２ロツカアー
ム８の揺動により、吸気弁１ａが低速用カム４に
応じたタイミングおよびリフト量で開閉作動する
のに対し、吸気弁１ｂは高速用カム５に応じたタ
イミングおよびリフト量で開閉作動し、燃焼室内
で混合気に乱れが生じ易いようにして、燃費の低
減を図ることができる。

第８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、隆起部３に摺接する第１ロツ
カアーム７に一方の吸気弁１ａが当接され、高速
用カム５に摺接する第２ロツカアーム８に他方の
吸気弁１ｂが当接され、第３ロツカアーム９が低
速用カム４に摺接される。

しかも第３および第１ロツカアーム９，７間、
ならびに第３および第２ロツカアーム９，８間は
連結および連結解除を相互に独立して切換可能で
ある。すなわち第１図〜第７図の実施例における
第１連結切換手段２１に対応する連結切換手段
（図示せず）が第３および第１ロツカアーム９，
７間に設けられ、第１図〜第７図の実施例におけ
る第２連結切換手段２２に対応する連結切換手段
（図示せず）が第３および第２ロツカアーム９，
８間に設けられる。

この実施例では、機関の低速運転時に、第３お
よび第１ロツカアーム９，７間ならびに第３およ
び第２ロツカアーム９，８間をそれぞれ連結解除
状態とすることにより、一方の吸気弁１ａが休止
するとともに他方の吸気弁１ｂが高速用カム５の
形状に応じたタイミングおよびリフト量で開閉作
動する。また中速運転時には、第３および第１ロ
ツカアーム９，７間を連結状態とするとともに第
３および第１ロツカアーム９，７間を連結解除状
態とすることにより、一方の吸気弁１ａが低速用
カム４、他方の吸気弁１ｂが高速用カム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す
る。さらに高速運転時には、第３および第１ロツ
カアーム９，７間ならびに第３および第２ロツカ
アーム９，８間をそれぞれ連結状態とすることに
より、両吸気弁１ａ，１ｂが高速用カム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す
る。

また第９図は本発明のさらに他の実施例を示す
ものであり、隆起部３の両側に低速用カム４およ
び高速用カム５が配置され、隆起部３に摺接する
第１ロツカアーム７に一方の吸気弁１ａが当接さ
れ、高速用カム５に摺接する第２ロツカアーム８
に他方の吸気弁１ｂが当接され、第３ロツカアー
ム９が低速用カム４に摺接される。

以上の実施例では、吸気弁１ａ，１ｂに関連し
て説明したが、本発明は一対の排気弁に関連して
も実施し得るものである。

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、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、前記隆起部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１弁駆動部材
と、低速用カムあるいは高速用カムに摺接すると
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２弁駆動部材と、高速用カムあるいは低速
用カムに摺接する第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、それらの連結
状態の組合わせにより、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。しかも低速運転時には第１弁駆動部材
に連結され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
減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７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Ｉ
−Ｉ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および第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図は中速運転時の切換
態様の変形例を示す第５図に対応した断面図、第
８図および第９図は本発明の他の実施例をそれぞ
れ示す第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 機関の回転に同期して回転駆動されるカムシ
   ヤフトにカムが一体化され、前記カムに弁駆動部
   材を介して連動させて、一対の吸気弁あるいは排
   気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、前記隆
   起部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１弁駆動部材と、低速用
   カムあるいは高速用カム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２弁
   駆動部材と、高速用カムあるいは低速用カムに摺
   接する第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３弁駆動部材には、高速用カムあるい
   は低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。