JPH08189321A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトで，かつ長寿命の，内燃機関の動
弁装置を提供すること。 【構成】 弁停止機構２０を有する動弁装置１０であ
る。第１インナボデー２１，第２インナボデー２２，リ
フタボデー２３，ストッパプレート３，バルブステム４
等よりなる。ストッパプレート３は油圧によりバルブス
テム４との非係合状態から係合状態に移動する。バルブ
ステム４は，コッター５４を介してリテーナ５に連結さ
れている。バルブステム４は，凹溝４０３と，装着部４
６を有する。コッター５４はテーパ部を有する。第２イ
ンナボデー２２とシリンダヘッド７９との間にはリフタ
スプリング７５を配設し，リテーナ５とシリンダヘッド
７９との間にはバルブスプリング７２を配設してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，吸排気用バルブの停止
状態を維持することができる弁停止機構を有する内燃機
関の動弁装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より，複数の気筒を有する多気筒の内
燃機関，あるいは各気筒に複数の吸排気バルブを有する
内燃機関が知られている。これらの内燃機関において
は，燃費向上等を目的として，一部の気筒の休止あるい
は吸排気量の調整を行うための弁停止機構を有する動弁
装置を採用しているものがある。

【０００３】弁停止機構を有する従来の動弁装置のう
ち，ロッカーアーム等を用いずにカムにより直接バルブ
を駆動するタイプのものとしては，例えば実開昭６１−
１２９１２号公報に示された動弁装置がある。この動弁
装置においては，図９に示すごとく，燃焼室に開口する
吸気口９９にバルブ９６が配設され，その開閉により吸
気を制御している。

【０００４】また，図９に示すごとく，上記バルブ９６
から延設されたバルブステム９６５には，コッタ９４を
介してリテーナ９５が配設されている。そして，シリン
ダヘッド９１０に設けられたスプリングシート９１６と
リテーナ９５との間には，バルブ９６を閉弁方向に付勢
するバルブスプリング９７２が配置されている。

【０００５】また，図９に示すごとく，上記リテーナ９
５には，カム９１の回動によって上下往復運動を行う逆
カップ状のバルブリフタ９２が摺動可能に嵌合されてい
る。そして両者の間には，上記バルブスプリング９７２
よりも付勢力が弱く，両者を引き離す方向に付勢するリ
フタスプリング９７５が配置されている。

【０００６】また，上記リテーナ９５とバルブリフタ９
２とには，図９，図１０に示すごとく，両者が摺動方向
に最も離れた状態にある位置において，互いに連通する
ピン穴９２２，９２３が左右２か所に設けられ，別に設
けた油圧ユニット９８０（図９）に通じている。これら
のピン穴９２２，９２３には，それぞれピン９３が半径
方向に移動可能に配設されている。

【０００７】また，上記ピン９３は，図９，図１０に示
すごとく，ピンスプリング９７３により，常時外周方向
へ付勢されており，バルブリフタ９２外方からの油圧を
加えない状態においてはリテーナ９５とバルブリフタ９
２の両方にまたがるように位置し（図１０破線位置），
上記バルブリフタ９２とリテーナ９５とを拘束する。即
ち，この状態においては，カム９１の回動によりバルブ
リフタ９２とリテーナ９５とは一体的に上下往復運動を
行い，リテーナ９５に連結されたバルブ９６が開閉す
る。

【０００８】また，図９，図１０に示すごとく，油圧ユ
ニット９８０（図９）を作動して，上記ピン穴９２３側
から油圧を加えることにより（図１０矢印Ｐ），上記ピ
ン９３は，軸中心方向に移動する（図１０実線位置）。
これにより，バルブリフタ９２とリテーナ９５との係合
状態が解かれる。

【０００９】即ち，油圧を加えた状態においては，上記
バルブリフタ９２とリテーナ９５とは軸心方向に互いに
独立し，カム９１の回動によってバルブリフタ９２が上
下往復運動をしても，リフタスプリング９７５よりもバ
ルブスプリング９７２の方が付勢力が強いので，リテー
ナ９５は静止状態を保つ。したがって，上記従来の動弁
装置においては，油圧を制御することにより，上記ピン
９３を移動させ，バルブ停止状態とバルブ作動状態を切
り換える。

【００１０】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の内
燃機関の動弁装置においては，次の問題がある。即ち，
上記バルブリフタ９２とリテーナ９５との間には，図９
に示すごとく，両者を引き離す方向に付勢するリフタス
プリング９７５が必要である。そのため，バルブ停止状
態を実現するためには，上記バルブリフタ９２とリテー
ナ９５との間に，上記リフタスプリング９７５を収納す
るスペースが必要である。それ故，弁停止機構を有しな
い動弁装置に比べて大型となり，内燃機関の設計変更等
を必要とするという問題が発生する。

【００１１】また上記従来の動弁装置の構成において
は，図１１に示すごとく，バルブ作動状態において上記
リテーナ９５とコッター９４との接触部分に加えられる
応力が，バルブ開閉時に逆方向となる。即ち，図１１に
示すごとく，バルブ９６が閉じる際には矢印Ａ方向に応
力が加えられ，バルブ９６が開く際には矢印Ｂ方向に応
力が加えられる。そのため，上記コッター９５とリテー
ナ９４との接触面においては，たたき磨耗によるガタが
発生し，バルブクリアランスが変化するという不具合が
生じる。それ故，動弁装置の寿命が短くなる。

【００１２】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，コンパクトで，かつ長寿命の，内燃機関
の動弁装置を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題の解決手段】本発明は，回動するカムの形状に連
動してバルブを開閉させるバルブ作動状態と，上記カム
の回動に関係なく上記バルブが閉じた状態を維持するバ
ルブ停止状態とを切り換えるための弁停止機構を有する
動弁装置であって，上記弁停止機構は，逆カップ状のリ
フタボデーと，該リフタボデー内に摺動可能に配設され
たストッパ部材と，これらを貫通して設けられた案内孔
に上下移動可能に配設されたバルブステムと，上記スト
ッパ部材を上記バルブステムと非係合状態に付勢するス
トッパスプリングよりなり，上記ストッパ部材は，上記
リフタボデーに設けられた油路に加えられる油圧によっ
て上記ストッパスプリングに抗して上記バルブステムと
の非係合状態から係合状態に移動するよう配設されてお
り，上記バルブステムは，コッターを介してリテーナに
連結されており，また，上記バルブステムは，上記スト
ッパ部材と係合可能な凹溝と，上記コッターを装着する
ための装着部を有し，また上記コッターの外周面は上記
リテーナを嵌合固定するためのテーパ部を有し，また，
上記リフタボデーとシリンダヘッドとの間には上記弁停
止機構を閉弁方向に付勢するリフタスプリングを配設
し，上記リテーナと上記シリンダヘッドとの間には上記
バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングを配設し
てあることを特徴とする内燃機関の動弁装置にある。

【００１４】本発明において，最も注目すべきことは，
上記弁停止機構は，油圧により摺動する上記ストッパ部
材を有し，該ストッパ部材と係合可能な上記凹溝をバル
ブステムに設けたことにある。また，上記リフタボデー
の内部には従来例で示したようにスプリングを配設する
ことはせずに，上記リフタボデーと上記シリンダヘッド
との間に上記リフタスプリングを配設してあることにあ
る。

【００１５】また，上記ストッパ部材は，その前端部に
上記ストッパスプリングを当接させていると共に，その
後端部は上記リフタボデーの油路に対向して，油圧室を
形成している。そして，上記油圧室は，上記油路を通じ
て油圧ユニットに連結され，圧力制御できるよう構成さ
れている。また，上記バルブステムにおける，コッター
装着用の装着部は，例えば溝状の凹部よりなる。この場
合，上記コッターは上記装着部に係合する凸部を有す
る。また，上記コッターの外周面は，上記テーパ部によ
りリテーナと接触している。そして，リテーナはバルブ
スプリングの付勢力によって常にコッターと密着するよ
う構成されている。

【００１６】また，上記内燃機関の動弁装置において
は，上記ストッパ部材と上記バルブステムとは，ストッ
パスプリングの付勢力により非係合状態になり，油圧の
加圧力により係合状態になるように構成されている。し
かし，この係合状態と非係合状態を逆にした次の構造の
動弁装置もある。

【００１７】即ち，回動するカムの形状に連動してバル
ブを開閉させるバルブ作動状態と，上記カムの回動に関
係なく上記バルブが閉じた状態を維持するバルブ停止状
態とを切り換えるための弁停止機構を有する動弁装置で
あって，上記弁停止機構は，逆カップ状のリフタボデー
と，該リフタボデー内に摺動可能に配設されたストッパ
部材と，これらを貫通して設けられた案内孔に上下移動
可能に配設されたバルブステムと，上記ストッパ部材を
上記バルブステムと係合状態に付勢するストッパスプリ
ングよりなり，上記ストッパ部材は，上記リフタボデー
に設けられた油路に加えられる油圧によって上記ストッ
パスプリングに抗して上記バルブステムとの係合状態か
ら非係合状態に移動するよう配設されており，上記バル
ブステムは，コッターを介してリテーナに連結されてお
り，また，上記バルブステムは，上記ストッパ部材と係
合可能な凹溝と，上記コッターを装着するための装着部
を有し，また上記コッターの外周面は上記リテーナを嵌
合固定するためのテーパ部を有し，また，上記リフタボ
デーとシリンダヘッドとの間には上記弁停止機構を閉弁
方向に付勢するリフタスプリングを配設し，上記リテー
ナと上記シリンダヘッドとの間には上記バルブを閉弁方
向に付勢するバルブスプリングを配設してあることを特
徴とする内燃機関の動弁装置がある。

【００１８】この動弁装置においては，上記ストッパ部
材とバルブステムとを，ストッパスプリングの付勢力に
より係合状態とし，油圧の加圧力により非係合状態とす
ることができる。

【００１９】

【作用および効果】本発明の内燃機関の動弁装置におい
ては，油圧とストッパスプリングとにより摺動可能に配
設された上記ストッパ部材と，該ストッパ部材に係合可
能な上記バルブステムを有する。そのため，油圧を制御
することにより，バルブ作動状態とバルブ停止状態を切
り換えることができる。

【００２０】即ち，別途設けた油圧ユニットにより上記
油圧室を加圧することにより，上記ストッパ部材は，ス
トッパスプリングに抗してバルブステムの凹溝に係合す
る。そのため，バルブから延設された上記バルブステム
と上記リフタボデーとが一体化する。それ故，カムの回
動によるリフタボデーの上下往復運動に伴いバルブが開
閉する，バルブ作動状態を実現することができる。

【００２１】また，上記油圧室の圧力を解放することに
より，上記ストッパ部材は，ストッパスプリングの付勢
力によりバルブステムと非係合状態となる。そのため，
上記リフタボデーとバルブステムとは摺動方向に拘束さ
れない。一方で，リフタボデーはリフタスプリングの付
勢力により常時上方へと付勢されている。それ故，リフ
タボデーがカムの回動により上下往復運動をしていて
も，リフタボデーがいわゆる空打ち状態において上下す
るのみであり，バルブはバルブスプリングの付勢力によ
りバルブ停止状態を維持することができる。

【００２２】また，弁停止機構の主要部品であるリフタ
ボデーやストッパ部材（リフタボデー内に摺動可能に配
設）は，リフタボデーとシリンダヘッドとの間に設けた
リフタスプリングにより付勢されるので，従来のように
リフタボデーの内部に同等の機能を持つスプリングを配
設する必要がない。そのため，コンパクトな動弁装置に
することができる。

【００２３】また，バルブステムは，コッターを介して
リテーナと連結されている。また，上記コッターの外周
面は，テーパ部によりリテーナと接触している。そし
て，リテーナは，バルブスプリングの付勢力によって常
にコッターと密着するよう構成してある。そのため，バ
ルブ作動時においても，上記コッターとリテーナとの接
触面は従来のように開閉するということなく，常に接触
状態を維持する。そのため，上記接触面にたたき磨耗等
が発生することがない。それ故，動弁装置の寿命を向上
させることができる。従って，本発明によれば，コンパ
クトで，かつ長寿命の，内燃機関の動弁装置を提供する
ことができる。

【００２４】また，ストッパスプリングの付勢力よりス
トッパ部材とバルブステムとが係合状態となる，他の発
明においては，上記油圧室を加圧することによりストッ
パ部材とバルブステムの凹溝との係合状態が解かれる。
従って油圧室を加圧することによってバルブ停止状態を
実現することができ，一方油圧室の圧力を解放すること
によりバルブ作動状態を実現することができる。その
他，上記第１の発明と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００２５】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる内燃機関の動弁装置につき，図
１〜図６を用いて説明する。本例の内燃機関の動弁装置
は，図１，図２，図４に示すごとく，回動するカム１の
形状に連動してバルブ６（図１）を開閉させるバルブ作
動状態と，上記カム１の回動に関係なく上記バルブ６が
閉じた状態を維持するバルブ停止状態とを切り換えるた
めの弁停止機構２０を有する動弁装置１０である。

【００２６】上記弁停止機構２０は，図１，図２，図４
に示すごとく，第１インナボデー２１と第２インナボデ
ー２２とを挿入固定した逆カップ状のリフタボデー２３
と，上記第１インナボデー２１と上記第２インナボデー
２２との間に摺動可能に配設されたストッパプレート３
と，これらを貫通して設けられた案内孔２４に上下移動
可能に配設されたバルブステム４と，上記ストッパプレ
ート３を上記バルブステム４と非係合状態に付勢するス
トッパスプリング７３よりなる。

【００２７】上記ストッパプレート３は，図１〜図５に
示すごとく，上記リフタボデー２３に設けられた油路２
８に加えられる油圧によって上記ストッパスプリング７
３に抗して上記バルブステム４との非係合状態から係合
状態に移動するよう配設されている。

【００２８】上記バルブステム４は，コッター５４を介
してリテーナ５に連結されている。また，上記バルブス
テム４は，図１，図２，図４に示すごとく，上記ストッ
パプレート３と係合可能な凹溝４０３と，上記コッター
５４を装着固定するための溝状の装着部４１６を有し，
また上記コッター５４の外周面はリテーナ５を嵌合固定
するためのテーパ部４１５を有する。

【００２９】また，図１，図２，図３に示すごとく，上
記第２インナボデー２２とシリンダヘッド７９のスプリ
ングシート７７との間には上記弁停止機構２０を閉弁方
向に付勢するリフタスプリング７２を配設し，上記リテ
ーナ５と上記スプリングシート３との間には上記バルブ
６を閉弁方向に付勢するバルブスプリング７５を配設し
てある。

【００３０】また，上記リフタボデー２３の油路２８
は，図１，図２，図４に示すごとく，リフタボデー２３
の周囲に形成された環状の溝部２９に開口し，シリンダ
ヘッド７９に設けられた油圧通路８８に連通している。
また，上記油圧通路８８は，図１，図２，図４に示すご
とく，油圧ユニット８０に連結さており，オイルパン８
１に通ずる油圧ポンプ８２及び電磁切替弁８３の操作に
より，加圧状態がコントロールされる。

【００３１】一方，図３，図５に示すごとく，上記第１
インナボデー２１と第２インナボデー２２との間に配設
されたストッパプレート３は，上記リフタボデー２３の
油路２８に対向する凹状の後端部３２を有し，リフタボ
デー２３との間に油圧室３８を形成している。また，ス
トッパプレート３の前端部３１は上記ストッパスプリン
グ７３に当接し，ストッパプレート３の案内穴２４がバ
ルブステム４と同一軸線上にくるよう付勢されている
（図３）。

【００３２】また，上記，リフタボデー３２の上部に
は，図１，図２，図４に示すごとく，カム１とのクリア
ランスを調整するためのシム２５を配設してある。そし
て，このシム２５には，図１，図２，図４に示すごと
く，リフタボデー２３等と同様に，案内穴２４が中央部
に設けられている。また，カム１には，図１，図２，図
４，図５に示すごとく，バルブ停止状態において上記シ
ム２５から上に突き出すバルブステム４と干渉しないよ
うに切欠き溝１２が設けられている。

【００３３】次に，本例における作用効果につき説明す
る。本例の内燃機関の動弁装置１０においては，摺動可
能に配設された上記ストッパプレート３と，該ストッパ
プレート３に係合可能な上記バルブステム４を有する。
そのため，油圧を制御することにより，バルブ作動状態
とバルブ停止状態を切り換えることができる。

【００３４】即ち，バルブ作動状態にする場合には，図
４に示すごとく，上記電磁切替弁８３を切り換えて（矢
印Ｄ方向）上記ストッパプレート３の後方の油圧室３２
に油圧が加わるように油圧ポンプ８２を作動させる。こ
れにより，図４，図５に示すごとく，ストッパプレート
３は，ストッパスプリング７３に抗して前進し，バルブ
ステム４の凹溝４０３と係合する（図５符号Ｓ）。その
ため，上記リフタボデー２３とバルブ６とは一体化す
る。それ故，カム１の回動によるリフタボデー２３の上
下往復運動に伴いバルブ６が開閉する，バルブ作動状態
を実現することができる。

【００３５】また，バルブ停止状態にする場合には，図
１，図２に示すごとく，上記電磁切替弁８３を切り換え
て（矢印Ｃ方向）上記ストッパプレート３の後方の油圧
室３２の圧力をオイルパン８１に解放する。これによ
り，図１〜図３に示すごとく，ストッパプレート３は，
ストッパスプリング７３の付勢力により後退して，バル
ブステム４との係合状態を解き，非係合状態となる。

【００３６】そのため，上記リフタボデー２３とバルブ
ステム４とは摺動方向に拘束されない状態となる。それ
故，リフタボデー２３がカム１の回動により上下往復運
動をしていても，いわゆる空打ち状態が生ずるのみであ
り，バルブ６はバルブスプリング７２の付勢力によりバ
ルブ停止状態を維持することができる。

【００３７】また，弁停止機構の主要部品である第１イ
ンナボデー２１，第２インナボデー２２，及びストッパ
プレート３等は，上記リフタボデー２３内に一体的に収
納されている。そのため，従来のようにリフタボデー２
３の内部に，これのみを付勢するスプリングを設けると
いう必要がない。そのため，コンパクトな動弁装置にす
ることができる。

【００３８】また，バルブステム４はコッター５４を介
してリテーナ５と連結されている。また，上記コッター
５４の外周面は，テーパ部によりリテーナ５と接触して
いる。そして，リテーナ５はバルブスプリング７５の付
勢力によって常にコッター５４と密接するよう構成して
ある。そのため，バルブ作動状態においては，上記コッ
ター５４とリテーナ５との接触面は従来のように開閉す
るということなく，常に接触状態を維持する。そのた
め，上記接触面にたたき磨耗等が発生することがない。
それ故，動弁装置１０の寿命を向上させることができ
る。

【００３９】従って，本例によれば，コンパクトで，か
つ長寿命の，内燃機関の動弁装置を得ることができる。
なお，本実施例では第１インナボデー２１と第２インナ
ボデー２２を別体としたが，これらを一体としても良
い。

【００４０】実施例２ 本例の内燃機関の動弁装置は，図７，図８に示すごと
く，実施例１におけるストッパプレート３に代えて，ス
トッパプレート３００を用いた。尚，図７，図８におい
ては，実施例１と同機能の部分は同一符号を使用した。
このストッパプレート３００は，図７に示すごとく，油
圧室３８の圧力を解放した状態において，ストッパスプ
リング７３の付勢力によりバルブステム４の凹溝４０３
と係合するように構成されている（図７符号Ｓ）。

【００４１】また，ストッパプレート３００は，図８に
示すごとく，油圧室３８を加圧することにより，ストッ
パスプリング７３に抗して移動し，バルブステム４の凹
溝４０３との係合を解くように構成してある。その他は
実施例１と同様である。本例においては，油圧室３８を
加圧することによってバルブ停止状態を実現することが
でき，一方油圧室３８の圧力を解放することによりバル
ブ作動状態を実現することができる。その他，実施例１
と同様の作用効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，バルブ停止状態（リフタボ
デー上昇時）の動弁装置の断面図。

【図２】実施例１における，バルブ停止状態（リフタボ
デー下降時）の動弁装置の断面図。

【図３】図１のＦ−Ｆ線矢視断面図。

【図４】実施例１における，バルブ作動状態（リフタボ
デー下降時）の動弁装置の断面図。

【図５】図４のＧ−Ｇ線矢視断面図。

【図６】実施例１における，カムの正面図。

【図７】実施例２における，ストッパプレートとバルブ
ステムの係合状態の説明図。

【図８】実施例２における，ストッパプレートとバルブ
ステムの非係合状態の説明図。

【図９】従来例の動弁装置の断面図。

【図１０】従来例における，弁停止機構の説明図。

【図１１】従来例における，バルブ作動時の応力作用の
説明図。

【符号の説明】

１．．．カム， ２１．．．第１インナボデー， ２２．．．第２インナボデー， ２３．．．リフタボデー， ３，３００．．．ストッパプレート， ４．．．バルブステム， ５．．．リテーナ， ６．．．バルブ， ７２．．．バルブスプリング， ７３．．．ストッパスプリング， ７５．．．リフタスプリング， ８０．．．油圧ユニット，

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 13/06 Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動するカムの形状に連動してバルブを
   開閉させるバルブ作動状態と，上記カムの回動に関係な
   く上記バルブが閉じた状態を維持するバルブ停止状態と
   を切り換えるための弁停止機構を有する動弁装置であっ
   て，上記弁停止機構は，逆カップ状のリフタボデーと，
   該リフタボデー内に摺動可能に配設されたストッパ部材
   と，これらを貫通して設けられた案内孔に上下移動可能
   に配設されたバルブステムと，上記ストッパ部材を上記
   バルブステムと非係合状態に付勢するストッパスプリン
   グよりなり，上記ストッパ部材は，上記リフタボデーに
   設けられた油路に加えられる油圧によって上記ストッパ
   スプリングに抗して上記バルブステムとの非係合状態か
   ら係合状態に移動するよう配設されており，上記バルブ
   ステムは，コッターを介してリテーナに連結されてお
   り，また，上記バルブステムは，上記ストッパ部材と係
   合可能な凹溝と，上記コッターを装着するための装着部
   を有し，また上記コッターの外周面は上記リテーナを嵌
   合固定するためのテーパ部を有し，また，上記リフタボ
   デーとシリンダヘッドとの間には上記弁停止機構を閉弁
   方向に付勢するリフタスプリングを配設し，上記リテー
   ナと上記シリンダヘッドとの間には上記バルブを閉弁方
   向に付勢するバルブスプリングを配設してあることを特
   徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 回動するカムの形状に連動してバルブを
   開閉させるバルブ作動状態と，上記カムの回動に関係な
   く上記バルブが閉じた状態を維持するバルブ停止状態と
   を切り換えるための弁停止機構を有する動弁装置であっ
   て，上記弁停止機構は，逆カップ状のリフタボデーと，
   該リフタボデー内に摺動可能に配設されたストッパ部材
   と，これらを貫通して設けられた案内孔に上下移動可能
   に配設されたバルブステムと，上記ストッパ部材を上記
   バルブステムと係合状態に付勢するストッパスプリング
   よりなり，上記ストッパ部材は，上記リフタボデーに設
   けられた油路に加えられる油圧によって上記ストッパス
   プリングに抗して上記バルブステムとの係合状態から非
   係合状態に移動するよう配設されており，上記バルブス
   テムは，コッターを介してリテーナに連結されており，
   また，上記バルブステムは，上記ストッパ部材と係合可
   能な凹溝と，上記コッターを装着するための装着部を有
   し，また上記コッターの外周面は上記リテーナを嵌合固
   定するためのテーパ部を有し，また，上記リフタボデー
   とシリンダヘッドとの間には上記弁停止機構を閉弁方向
   に付勢するリフタスプリングを配設し，上記リテーナと
   上記シリンダヘッドとの間には上記バルブを閉弁方向に
   付勢するバルブスプリングを配設してあることを特徴と
   する内燃機関の動弁装置。