JPH0654086B2 - 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、機関の回転に同期して回転駆動されるカムシ
ャフトに一体化されるカムと、閉弁方向にばね付勢され
た機関弁に当接される駆動ロッカーアムと、機関弁に対
して自由となることを可能として前記カムに当接される
とともに駆動ロッカアームに隣接配置される自由ロッカ
アームと、前記機関弁を前記カムで開閉作動せしめるた
めに両ロッカアームを連結する位置ならびに前記機関弁
を閉弁休止させるために前記連結を解除する位置間で移
動可能な連結ピストンを有する連結手段とを備える内燃
機関の動弁装置に関する。

(2) 従来の技術 従来、かかる動弁装置は、たとえば特開昭５９−３７２
２３号公報により公知である。

(3) 発明が解決しようとする課題 ところで、上記従来のものでは、駆動ロッカアームを機
関弁に当接させる方向ならびに自由ロッカアームをカム
に摺接させる方向のばね力を発揮するばねが駆動ロッカ
アームおよび自由ロッカアーム間に介設されている。し
かるに、連結手段による両ロッカアームの連結状態およ
び連結解除状態の切換えは、機関弁が閉弁状態にあると
き、すなわち自由ロッカアームがカムのベース円部に摺
接していて両ロッカアームの相対位置が一定の状態で行
なわれることが必要であるのに対し、上記従来のもので
は、自由ロッカアームがカムのベース円部に摺接してい
ても駆動ロッカアームの自由ロッカアームに対する相対
位置を確実に一定位置とすることが困難である。すなわ
ち連結手段による連結状態の切換時に、連結ピストンを
嵌合させるべく両ロッカアームに穿設した孔の軸線を機
関弁の閉弁状態で確実に一致させ得るとは言えず、連結
状態による切換作動が不円滑となることがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、連結
手段による切換作動を常に円滑にし得るようにした内燃
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) 課題を解決するための手段 本発明によれば、カムシャフトには、該カムシャフトの
軸線を中心とした円形に形成される隆起部が一体に設け
られ、駆動ロッカアームには該隆起部に当接する当接部
が設けられる。

(2) 作 用 上記構成によれば、自由ロッカアームがカムのベース円
部に当接しているときに駆動ロッカアームの当接部を隆
起部に当接させておくことにより、駆動ロッカアームお
よび自由ロッカアームの相対位置を一定とすることがで
きる。

(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図において、機関本体Ｅに設
けられた一対の機関弁としての吸気弁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低速用カム３および高速用
カム５と、カムシャフト２と平行なロッカシャフト６に
枢支される第１，第２駆動ロッカアーム７，８および自
由ロッカアーム９との働きによって開閉作動される。ま
た、前記機関本体Ｅには、一対の機関弁としての排気弁
（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１ａ，１ｂと同様に開閉作動される。

カムシャフト２は機関本体Ｅの上方で回転自在に配設さ
れており、低速用カム３は一方の吸気弁１ａ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。また高速
用カム５は両吸気弁１ａ，１ｂ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。しかも、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、高位部５ａがベース円部５ｂからのカムシャフト２
の半径方向に突出した形状を有する。また低速用カム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、
カムシャフト２の半径方向外方への高位部３ａのベース
円部３ｂからの突出量および中心角範囲を高速用カム５
の高位部５ａよりも小として形成される。さらに、他方
の吸気弁１ｂに対応する位置で、カムシャフト２には該
カムシャフト２の軸線を中心としながら前記低速用カム
３および高速用カム５のベース円部３ｂ，５ｂに対応し
て円形に形成された隆起部４が一体的に設けられてお
り、この隆起部４は低速運転時に吸気弁１ｂを閉弁状態
に保つ働きをする。

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および第
２駆動ロッカアーム７，８と自由ロッカアーム９とがそ
れぞれ枢支されるが、第１および第２駆動ロッカアーム
７，８とは基本的に同一形状に形成される。すなわち、
第１および第２駆動ロッカアーム７，８は、吸気弁１
ａ，１ｂに対応する位置で、その基部がロッカシャフト
６に揺動可能に枢支され、各吸気弁１ａ，１ｂの上方位
置まで延設される。また第１駆動ロッカアーム７の上部
には低速用カム３に摺接するカムスリッパ１０が設けら
れ、第２駆動ロッカアーム８の上部には隆起部４に当接
し得る当接部１１が設けられる。第１および第２駆動ロ
ッカアーム７，８において、各吸気弁１ａ，１ｂの上方
に位置する端部には、各吸気弁１ａ，１ｂの上端に当接
し得るタペットねじ１２，１３が進退可能に螺着され
る。

一方、両吸気弁１ａ，１ｂの上部には鍔部１４，１５が
設けられている。これらの鍔部１４，１５と機関本体Ｅ
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は閉弁方向すなわち上方に向けて付勢され
ている。

第３図を併せて参照して、自由ロッカアーム９は、第１
および第２駆動ロッカアーム７，８間でロッカシャフト
６に枢支される。この自由ロッカアーム９は、ロッカシ
ャフト６から両吸気弁１ａ，１ｂ側にわずかに延出さ
れ、その上部には高速用カム５に摺接するカムスリッパ
１８が設けられる。また自由ロッカアーム９の端部下面
には、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Ｅとの間に介装したリフタばね２
０により上方に付勢される。これにより自由ロッカアー
ム９のカムスリッパ１８は高速用カム５に常時摺接され
る。

第４図において、第１および第２駆動ロッカアーム７，
８ならびに自由ロッカアーム９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、各ロッカ
アーム７〜９を一体的に連結する状態とを切換可能な連
結手段２１が各ロッカアーム７，８，９に設けられる。

連結手段２１は、第１駆動ロッカアーム７および自由ロ
ッカアーム９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第１連結ピストン２２と、自由ロッ
カアーム９および第２駆動ロッカアーム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第２連
結ピストン２３と、第１および第２連結ピストン２２，
２３の移動を規制するストッパ２４と、第１および第２
連結ピストン２２，２３を連結解除位置側に移動させる
べくストッパ２４を付勢するばね２５とを備える。

第１駆動ロッカアーム７には、自由ロッカアーム９側に
向けて開放するとともにロッカシャフト６と平行な有底
の第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には第１連結ピストン２２
が摺合され、これにより第１連結ピストン２２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。
また第１駆動ロッカアーム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、第１駆動ロッカアーム７の揺動
状態の如何に拘らず常に連通する。

第１連結ピストン２２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駆動ロッカアー
ム７の自由ロッカアーム９側に臨む側面から自由ロッカ
アーム９側に突出しないように設定される。また第１ガ
イド穴２６の閉塞端と第１連結ピストン２２との間に
は、前記ばね２５よりもばね力の小さなばね３３が介装
される。

自由ロッカアーム９には、第１駆動ロッカアーム７の第
１ガイド穴２６に対応するガイド孔３４が、両側面間に
わたって穿設されており、このガイド孔３４にはガイド
孔３４の全長に対応する長さを有する第２連結ピストン
２３が摺合される。しかもこの第２連結ピストン２３の
外径は、第１連結ピストン２２と同一に設定される。

第２駆動ロッカアーム８には、前記ガイド孔３４に対応
して、自由ロッカアーム９側に向けて開放した有底の第
２ガイド穴３５が穿設され、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
れる。また第２駆動ロッカアーム８には、第２ガイド穴
３５の閉塞端を貫通する挿通孔３８が第２ガイド穴３５
と同心にかつ小径にして穿設されており、ストッパ２４
に一体的かつ同心に設けられた小径の案内棒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。

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、連結手段２１の油圧室２９に油圧が供給さ
れず、ストッパはばね２５によって自由ロッカアーム９
側に押圧され、このため第１連結ピストン２２は第２連
結ピストン２３を介して段部２７に当接するまで移動し
ている。この状態で、第１および第２連結ピストン２
２，２３の当接面は、第１駆動ロッカアーム７および自
由ロッカアーム９の摺接面に対応する位置にあり、第２
連結ピストン２３およびストッパ２４の当接面は自由ロ
ッカアーム９および第２駆動ロッカアーム８の摺接面に
対応する位置にある。したがって、各ロッカアーム７，
８，９は、相互に摺接するとともに、第１および第２連
結ピストン２２，２３ならびに第２連結ピストン２３お
よびストッパ２４をそれぞれ摺接させて、相対角変位可
能である。

このような連結手段２１の連結解除状態にあって、カム
シャフト２の回転動作により、第１駆動ロッカアーム７
は低速用カム３との摺接に応じて揺動し、一方の吸気弁
１ａが、その開弁時期を遅くするとともに閉弁時期を早
くし、しかもリフト量も小さくして開閉作動される。一
方、第２駆動ロッカアーム８は、隆起部４が円形である
ので揺動せず、他方の吸気弁１ｂは閉弁したままであ
る。このとき、自由ロッカアーム９は高速用カム５との
摺接により揺動するが、その揺動動作は両吸気弁１ａ，
１ｂの作動に何の影響も及ぼさない。

このようにして、機関の低速運転時には、一方の吸気弁
１ａのみが開閉作動され、燃費の低減およびアイドル特
性の向上を図ることができる。

機関の高速運転に際しては、連結手段２１の油圧室２９
に作動油圧が供給される。これにより、第５図で示すよ
うに、第１連結ピストン２２はばね２５のばね力に抗し
て自由ロッカアーム９側に移動し、第２連結ピストン２
３は第１連結ピストン２２に押されて第２駆動ロッカア
ーム８側に移動する。この結果、ストッパ２４が規制段
部３６に当接するまで、第１および第２連結ピストン２
２，２３が移動し、第１連結ピストン２２により第１駆
動ロッカアーム７および自由ロッカアーム９が連結さ
れ、第２連結ピストン２３により自由ロッカアーム９お
よび第２駆動ロッカアーム８が連結される。

このようにして、各ロッカアーム７，８，９が連結手段
２１によって相互に連結された状態では、高速用カム５
に摺接した自由ロッカアーム９の揺動量が最も大きいの
で、第１および第２駆動ロッカアーム７，８は自由ロッ
カアーム９とともに揺動する。したがって、両吸気弁１
ａ，１ｂが、その開弁時期を早くするとともに閉弁時期
を遅くし、しかもリフト量も大きくして開閉作動され
る。

このような連結手段２１による連結状態および連結解除
状態の切換えにあたって、自由ロッカアーム９が高速用
カム５のベース円部５ｂに摺接されているときに、第２
駆動ロッカアーム８は隆起部４に摺接されており、第１
駆動ロッカアーム７は低速用カム３のベース円部３ｂに
摺接されている。このため吸気弁１ａ，１ｂが閉弁状態
にあるときには、連結手段２１における第１ガイド穴２
６，ガイド孔３４および第２ガイド穴３５の軸線は一致
しており、したがって第１および第２連結ピストン２
２，２３の連結移動および連結解除移動が円滑に行なわ
れ、連結手段２１の切換作動を円滑にすることができ
る。

上述のような連結手段２１の働きによる機関の出力向上
効果を図示すると第６図の曲線Ａで示すようになる。こ
れに対し、機関の低速運転時に機関弁の作動を休止させ
ることがない従来の内燃機関のものを示すと曲線Ｂで示
すようになり、さらに機関の低速運転時に機関弁を休止
させるようにした従来のもの（特開昭５９−３７２２３
号公報等）で示す曲線Ｃで示すようになり、この実施例
の構成によれば低速域から高速域の広い範囲にわたって
出力が向上することが明らかである。

以上の実施例では、第２駆動ロッカアーム８に摺接する
隆起部４を完全な円形として説明したが、各カム３，５
の高位部３ａ，５ａに対応する位置で隆起部４に、吸気
弁１ａ，１ｂをほぼ閉弁状態と考えられる程度だけ開弁
方向に作動せしめる突部を形成するようにしてもよい。

また以上の説明では、吸気弁１ａ，１ｂに関連する部分
について述べたが、一対の排気弁についても吸気弁と同
様に作動されるものである。

Ｃ．発明の効果 以上のように本発明によれば、カムシャフトには、該カ
ムシャフトの軸線を中心とした円形に形成される隆起部
が一体に設けられ、駆動ロッカアームには該隆起部に当
接する当接部が設けられるので、自由ロッカアームがカ
ムのベース円部に当接しているときに駆動ロッカアーム
の当接部を隆起部に当接させ、両ロッカアームの相対位
置を確実に一定として連結手段の切換作動を円滑にする
ことができる。

【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、第１図は平面
図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は第１図
のIII−III線断面図、第４図は第２図のIV−IV線断面
図、第５図は高速運転時の第４図に対応した断面図、第
６図は機関の出力特性を示す図である。 １ｂ……機関弁としての吸気弁、２……カムシャフト、
４……隆起部、５……カム、８……駆動ロッカアーム、
９……自由ロッカアーム、１１……当接部、２１……連
結手段、２３……連結ピストン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の回転に同期して回転駆動されるカム
   シャフト（２）に一体化されるカム（５）と、閉弁方向
   にばね付勢された機関弁（１ｂ）に当接される駆動ロッ
   カアーム（８）と、機関弁（１ｂ）に対して自由となる
   ことを可能として前記カム（５）に当接されるとともに
   駆動ロッカアーム（８）に隣接配置される自由ロッカア
   ーム（９）と、前記機関弁（１ｂ）を前記カム（５）で
   開閉作動せしめるために両ロッカアーム（８，９）を連
   結する位置ならびに前記機関弁（１ｂ）を閉弁休止させ
   るために前記連結を解除する位置間で移動可能な連結ピ
   ストン（２３）を有する連結手段（２１）とを備える内
   燃機関の動弁装置において、カムシャフト（２）には、
   該カムシャフト（２）の軸線を中心とした円形に形成さ
   れる隆起部（４）が一体に設けられ、駆動ロッカアーム
   （８）には該隆起部（４）に当接する当接部（１１）が
   設けられることを特徴とする内燃機関の動弁装置。