JPH0612059B2 - 内燃機関の動弁装置 - 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、一対の機関弁を開閉駆動するための内燃機関
の動弁装置に関し、特に機関の低速運転域と機関の高速
運転域とで一対の機関弁の開閉作動態様を変化させるよ
うにした内燃機関の動弁装置に関する。

(2) 従来の技術 従来、一対の吸気弁あるいは排気弁の開閉作動態様を機
関の低速運転域と高速運転域とで変化させるようにした
動弁装置は、たとえば特開昭６１−１９９１号公報で開
示されている。

(3) 発明が解決しようとする課題 上記従来のものでは、一対の吸気弁に個別に連動、連結
される第１および第２駆動ロッカアーム間に、機関の高
速運転域に対応する形状の高速用カムに摺接するととも
に両吸気弁に対して自由となり得る自由ロッカアームを
配置し、機関の低速運転域では各ロッカアームの連結を
解除して両吸気弁の開閉作動態様を低速運転域に対応す
るものとし、機関の高速運転域では各ロッカアームを連
結して高速用カムにより両吸気弁の開閉作動態様を高速
運転域に対応するものとするようにしている。

而して、上記各ロッカアーム間の連結および連結解除を
切換えるための油圧式連結切換手段は、第１駆動ロッカ
アームとの間に油圧室を形成しながら自由ロッカアーム
に嵌合する連結位置およびその嵌合状態を解除する連結
解除位置間で移動可能にして第１駆動ロッカアームに摺
動自在に嵌合する連結ピストンと、該連結ピストンに当
接しながら自由ロッカアームに摺動自在に嵌合するとと
もに第２駆動ロッカアームに嵌合する連結位置およびそ
の嵌合状態を解除する連結解除位置間で移動可能な連結
ピストンとを備えるものであり、油圧室の油圧制御に応
じて各ロッカアームの連結および連結解除を切換可能に
構成されている。

ところで、自由ロッカアームは、前記高速用カムに摺接
するものであり、機関の高速運転域で各ロッカアームを
連結した状態での前記高速用カムとの摺接面の面圧を比
較的小さく抑える必要から自由ロッカアームの回動軸線
に沿う幅は比較的大きく設定される。それに対し、前記
面圧の観点からは第１および第２駆動ロッカアームの回
動軸線に沿う幅は比較的小さく設定されていればよい。
ところが、上記従来の油圧式連結切換手段では、第１駆
動ロッカアームに油圧室が設けられており、その油圧室
を形成するために第１駆動ロッカアームの回動軸線に沿
う幅を大きく設定しなければならず、その分だけ各ロッ
カアームの占めるスペースが大きくなるとともに動弁負
荷が大きくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、回動
軸線に沿う幅の比較的大きな自由ロッカアームに油圧式
連結切換手段の油圧室を有効に形成して、各ロッカアー
ムの占めるスペースの低減および動弁負荷の軽減を図っ
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) 課題を解決するための手段 本発明によれば、機関の回転に同期して回転駆動される
カムシャフトには、機関の高速運転域に対応する形状を
有する第１カムと、機関の低速運転域に対応する形状を
有して第１カムの両側に配置される第２および第３カム
とが設けられ、第１カムに摺接する自由ロッカアームの
両側に、一対の機関弁に個別に連動、連結されるととも
に第２および第３カムに個別に摺接する第１および第２
駆動ロッカアームが隣接配置され、自由ロッカアームお
よび第１駆動ロッカアーム間、ならびに自由ロッカアー
ムおよび第２駆動ロッカアーム間には油圧式連結切換手
段がそれぞれ設けられ、両油圧式連結切換手段は、自由
ロッカアームとの間に油圧室を画成するとともに該油圧
室側にばね付勢されたピストンが、自由ロッカアームに
隣接する駆動ロッカアームに嵌合する連結位置た、自由
ロッカアームに隣接する駆動ロッカアームへの嵌合を解
除した連結解除位置との間での油圧室の油圧変化に応じ
た移動を可能として自由ロッカアームに摺動可能に嵌合
されて成る。

(2) 作用 上記構成によれば、自由ロッカアームおよび第１駆動ロ
ッカアーム間に設けられる油圧式連結切換手段、ならび
に自由ロッカアームおよび第２駆動ロッカアーム間に設
けられる油圧式連結切換手段の油圧室は、回動軸線に沿
う幅を比較的大きく設定されている自由ロッカアームに
それぞれ有効に形成されることにより、両駆動ロッカア
ームは、油圧式を形成する必要がないので回動軸線に沿
う幅を小さくすることが可能となる。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する
と、先ず第１図および第２図に弁いて、多気筒内燃機関
の各気筒には一対の機関弁としての吸気弁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ャフト
２に一体的に設けられた第１カム５によって開閉駆動さ
れる。

しかも特定気筒では、第１カム５に隣接して真円状の第
２および第３カム３ａ，３ｂがカムシャフト２に一体化
されており、機関の低速運転時には両カム３ａ，３ｂの
働きにより両吸気弁１ａ，１ｂの作動が休止される。

以下、前記特定気筒における動弁装置の構成についての
み述べることにする。

カムシャフト２は機関本体の上方で回転自在に配設され
ており、第１カム５は両吸気弁１ａ，１ｂの中間に対応
する位置でカムシャフト２に一体的に設けられる。また
第２および第３カム３ａ，３ｂは第１カム５の両側に配
置される。しかも第１カム５はベース円部５ｂから半径
方向に突出した高位部５ａを有するものであり、第２お
よび第３カム３ａ，３ｂは前記ベース円部５ｂに対応し
た真円状に形成される。

ロッカシャフト６は、カムシャフト２よりも下方で固定
配置される。このロッカシャフト６には、第１カム５に
対応する自由ロッカアーム７と、第２および第３カム３
ａ，３ｂに対応する第１および第２駆動ロッカアーム８
ａ，８ｂとが枢支され、各ロッカアーム７，８ａ，８ｂ
の上部には、第１カム５、第２カム３ａおよび第３カム
３ｂに摺接するスリッパ１０，１１ａ，１１ｂがそれぞ
れ設けられる。また第１および第２駆動ロッカアーム８
ａ，８ｂは各吸気弁１ａ，１ｂの上方に延び、それらの
先端には、各吸気弁１ａ，１ｂの上端に当接し得るタペ
ットねじ１２，１３が進退自在に螺着される。

一方、両吸気弁１ａ，１ｂの上部には鍔部１４，１５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１６，１
７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３図において、自由ロッカアーム７の端部下面には、
有底円筒部のリフタ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。これにより自由ロッカアーム７のス
リッパ１０は第１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４図において、各ロッカアーム７，８ａ，８ｂは相互
に摺接されており、自由ロッカアーム７および第１駆動
ロッカアーム８ａ間には油圧式連結切換手段２１ａが設
けられ、自由ロッカアーム７および第２駆動ロッカアー
ム８ｂ間には前記油圧式連結切換手段２１ａと基本的に
同一構造の油圧式連結切換手段２１ｂが設けられる。

油圧式連結切換手段２１ａは、自由ロッカアーム７およ
び第１駆動ロッカアーム８ａ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ッパ２４と、スト
ッパ２４をピストン２３側に向けて付勢するばね２５と
を備える。

自由ロッカアーム７には、第１駆動ロッカアーム８ａ側
に向けて開放するとともに、ロッカシャフト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。

自由ロッカアーム７には、油圧室２９に連通する油路３
０が穿設され、ロッカシャフト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、ロッカシャフト６の側壁に穿設された連
通孔３２を介して、自由ロッカアーム７の揺動状態にか
かわらず常時連通する。

第１駆動ロッカアーム８ａには、第１ガイド穴２６に対
応して、自由ロッカアーム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
円板状のストッパ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３６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３
８が穿設される。しかもストッパ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、ストッパ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、その他端が自由ロッカアーム７および第
１駆動ロッカアーム８ａ間に位置するように、またスト
ッパ２４を規制段部３６に当接させるまで第２ガイド穴
３５内に込んこんだときに、一端が第１ガイド穴２６内
に残るように設定される。

油圧式連結切換手段２１ｂは、前記油圧式連結切換手段
２１ｂと同様に構成されているので、その構造について
の詳細な説明を省略するが、該油圧式連結切換手段２１
ｂの油圧室２９は前記油圧式連結切換手段２１ａの油圧
室２９と隔壁を隔てて自由ロッカアーム７に形成されて
おり、両連結切換手段２１ａ，２１ｂの油圧室２９，２
９は油路３１に共通に連通される。したがって、両連結
切換手段２１ａ，２１ｂは、その連結および連結解除間
の切換作動を同時に行う。

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、両油圧式連結切換手
段２１ａ，２１ｂによって自由ロッカアーム７および第
１駆動ロッカアーム８ａ間、ならびに自由ロッカアーム
７および第２駆動ロッカアーム８ｂ間の連結状態を解除
する。すなわち、両油圧式連結切換手段２１ａ，２１ｂ
の油圧室２９の油圧を開放すると、ストッパ２４がばね
２５のばね力により自由ロッカアーム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およびストッパ２４の当接
面は、自由ロッカアーム７および第１駆動ロッカアーム
８ａの摺接面、ならびに自由ロッカアーム７および第２
駆動ロッカアーム８ｂの摺接面に対応する位置にあり、
したがって自由ロッカアーム７ならびに第１および第２
駆動ロッカアーム８ａ，８ｂ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っては、第２および第３カ
ム３ａ，３ｂに摺接している第１および第２駆動ロッカ
アーム８ａ，８ｂが、第２および第３カム３ａ，３ｂが
真円状であることから揺動せず、両吸気弁１ａ，１ｂは
閉弁したままである。この際、自由ロッカアーム７は第
１カム５の回転に応じて揺動するが、この揺動動作は両
吸気弁１ａ，ｂの作動に影響を及ぼさない。しかも自由
ロッカアーム７はリフタばね２０の比較的弱いばね力に
より第１カム５に摺接しているだけであるので、動弁系
の摩損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、特定気筒の吸
気弁１ａ，２ｂがその作動を休止して閉弁したままであ
るので、燃費の低減が図られる。

機関の高速運転に際しては、両油圧式連結切換手段２１
ａ，２１ｂにより、第５図で示すように、自由ロッカア
ーム７および第１駆動ロッカアーム８ａ、ならびに自由
ロッカアーム７および第２駆動ロッカアーム８ｂがそれ
ぞれ連結される。すなわち両油圧室２９，２９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
力に抗してストッパ２４を押圧しながら第２ガイド穴３
５内に嵌入し、ストッパ２４が規制段部３６に押付けら
れる。この状態で自由ロッカアーム７、ならびに第１お
よび第２駆動ロッカアーム８ａ，８ｂ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、第１カム５に摺接した自由ロッカア
ーム７の揺動動作に追随して第１および第２駆動ロッカ
アーム８ａ，８ｂが揺動し、両吸気弁１ａ，１ｂが第１
カム５で定まるタイミングおよびリフト量で開閉作動す
る。

かかる動弁装置において、自由ロッカアーム７は機関の
高速運転域に対応した形状の第１カム５に摺接するもの
であり、スリッパ１０の面圧が高くなるのを抑えるため
に該由ロッカアーム７の回動軸線に沿う幅は比較的大き
く設定される。而して両油圧式連結切換手段２１ａ，２
１ｂの油圧室２９，２９は自由ロッカアーム７に用けら
れるものであり、回動軸線に沿う幅が比較的大きい自由
ロッカアーム７に一対の油圧室２９，２９を有効に形成
し、第１および第２駆動ロッカアーム８ａ，８ｂの回動
軸線に沿う幅を比較的小さく設定することが可能とな
る。したがって各ロッカアーム７，８ａ，８ｂの占める
スペースを比較的小さくしてコンパクト化を図るととも
に、各ロッカアーム７，８ａ，８ｂの重量低減を図って
動弁負荷を軽減することができる。

以上の実施例では、一対の吸気弁１ａ，１ｂに関する動
弁装置について述べたが、本発明は一対の排気弁に関連
して実施することも可能である。

Ｃ．発明の効果 以上のように本発明によれば、自由ロッカアームおよび
第１駆動ロッカアーム間に設けられる油圧式連結切換手
段、ならびに自由ロッカアームおよび第２駆動ロッカア
ーム間に設けられる油圧式連結切換手段の油圧室を、回
動軸線に沿う幅が比較的大きく設定されている自由ロッ
カアームにそれぞれ有効に形成して、両駆動ロッカアー
ムの回動軸線に沿う幅を小さくすることが可能とし、そ
れにより動弁装置のコンパクト化および動弁負荷の軽減
を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は縦
断側面図であって第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III−III断面図、第４
図は連結解除状態を示すための第１図IV−IV線断面図、
第５図は連結状態の第４図に対応した断面図である。 １ａ，１ｂ……機関弁としての吸気弁、２……カムシャ
フト、３ａ……第２カム、３ｂ……第３カム、５……第
１カム、７……自由ロッカアーム、８ａ……第１駆動ロ
ッカアーム、８ｂ……第２駆動ロッカアーム、２１ａ，
２２ｂ……油圧式連結切換手段、２３……ピストン、２
９……油圧室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の機関弁（１ａ，１ｂ）を開閉駆動す
   るための内燃機関の動弁装置において、機関の回転に同
   期して回転駆動されるカムシャフト（２）には、機関の
   高速運転域に対応する形状を有する第１カム（５）と、
   機関の低速運転域に対応する形状を有して第１カム
   （５）の両側に配置される第２および第３カム（３ａ，
   ３ｂ）とが設けられ、第１カム（５）に摺接する自由ロ
   ッカアーム（７）の両側に、前記一対の機関弁（１ａ，
   １ｂ）に個別に連動、連結されるとともに第２および第
   ３カム（３ａ，３ｂ）に個別に摺接する第１および第２
   駆動ロッカアーム（８ａ，８ｂ）が隣接配置され、自由
   ロッカアーム（７）および第１駆動ロッカアーム（８
   ａ）間、ならびに自由ロッカアーム（７）および第２駆
   動ロッカアーム（８ｂ）間には油圧式連結切換手段（２
   １ａ，２１ｂ）がそれぞれ設けられ、両油圧式連結切換
   手段（２１ａ，２１ｂ）は、自由ロッカアーム（７）と
   の間に油圧室（２９）を画成するとともに該油圧室（２
   ９）側にばね付勢されたピストン（２３）が、自由ロッ
   カアーム（７）に隣接する駆動ロッカアーム（８ａ，８
   ｂ）に嵌合する連結位置と、自由ロッカアーム（７）に
   隣接する駆動ロッカアーム（８ａ，８ｂ）への嵌合を解
   除した連結解除位置との間での油圧室（２９）の油圧変
   化に応じた移動を可能として自由ロッカアーム（７）に
   摺動可能に嵌合されて成ることを特徴とする内燃機関の
   動弁装置。