JPH0823284B2 - 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、吸気弁あるいは排気弁に連動、連結された
駆動カムフォロアと、吸気弁あるいは排気弁に対して自
由となり得る自由カムフォロアとが、カムシャフトの回
転に応じて相互に異なる態様で作動可能にして隣接配置
され、各カムフォロア間には、相互の連結および連結解
除可能な連結切換機構が設けられ、自由カムフォロアは
カムシャフト側に弾発付勢される内燃機関の動弁装置に
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61−19911
号公報で開示されているように、自由カムフォロアに当
接するリフタと機関本体との間にばねを縮設し、そのば
ねのばね力により自由カムフォロアをカムシャフト側に
弾発付勢している。

（３） 発明が解決しようとする問題点 ところで、連結切換機構で各カムフォロアを連結する
際には、多少の寸法公差を許容して連結すべく自由カム
フォロアを多少揺動させることを可能とするために、前
記ばねのセット荷重を小さく設定することが望ましい。
しかるに連結失敗時の連結ピンのオーバーストロークを
防止するためには、ばねの圧縮時荷重を充分に大きくす
る必要があり、これらの矛盾する要求を満足することは
困難である。そこで、ばね定数を比較的大きくしたばね
と、ばね定数を比較的小さくしたばねとを直列に接続し
て自由カムフォロアを弾発付勢するようにしたものもあ
る。

また上記従来のものでは、ばねを機関本体と自由カム
フォロアとの間に介装しており、機関本体にはそのばね
を受けるためのスペースが必要であり、そのため配置上
の自由度が狭められる。さらに自由カムフォロアを揺動
させるカムの全ストロークに対してばねを伸縮させる
と、その無駄な仕事のためにフリクションが増大し、出
力向上および省燃費を図る上で障害となる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、
単一のばねを用いて上記諸問題を解決した内燃機関の動
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、駆動カムフォロアには、駆動カムフ
ォロアおよび自由カムフォロアの相対作動量差よりもわ
ずかに大きな間隔をあけて自由カムフォロアに対向すべ
く自由カムフォロア側に延びる腕部が一体に設けられ、
カムシャフトの軸線に沿う自由カムフォロアの幅方向中
央部と前記腕部との間には、自由カムフォロアをカムシ
ャフト側に弾発付勢するばねが介装される。

（２） 作用 上記構成によれば、機関本体にばねを受けるためのス
ペースを確保することが不要となり、配置上の自由度が
大きくなる。また自由カムフォロアは腕部によりその作
動量を制限されるので、ばねの荷重を比較的小さくして
も連結ピンのオーバーストロークを防止することがで
き、ばね荷重低減により摩擦損失を低減することが可能
となる。さらに単一のばねを用いるので、２つのばねを
用いたものに比べると部品点数を低減することが可能と
なり、自由カムフォロアの幅方向中央部にばね力が作用
することになるので、自由カムフォロアの傾きが回避さ
れる。

（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
けられた一対の吸気弁1,1は、機関のクランク軸から1/2
の減速比で回転駆動されるカムシャフト２に一体に設け
られた低速用カム３、高速用カム４および低速用カム３
と、カムシャフト２と平行なロッカシャフト５に枢支さ
れた駆動カムフォロアとしての第１ロッカアーム６、自
由カムフォロアとしての第２ロッカアーム７および駆動
カムフォロアとしての第３ロッカアーム８と、第１およ
び第２ロッカアーム6,7ならびに第２および第３ロッカ
アーム7,8間に設けられた連結切換機構9a,9bとにより開
閉駆動される。

カムシャフト２は、機関本体Ｅの上方で回転自在に配
置されており、低速用カム３、高速用カム４および低速
用カム３は、軸方向に順に隣接してカムシャフト２に一
体化される。両低速用カム3,3は、その高位部3aの突出
量および中心角範囲を高速用カム４のそれよりも小さく
して形成される。

ロッカシャフト５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５には、低速用カム
３に摺接するカムスリッパ10を上部に有する第１ロッカ
アーム６と、高速用カム４に摺接するカムスリッパ11を
上部に有する第２ロッカアーム７と、低速用カム３に摺
接するカムスリッパ12を上部に有する第３ロッカアーム
８とが、ロッカシャフト５の軸方向に隣接してそれぞれ
枢支される。

第１および第３ロッカアーム6,8には吸気弁1,1が連
動、連結される。すなわち、各吸気弁1,1は、その上端
に設けた鍔部13と機関本体Ｅとの間に介装した弁ばね14
により閉弁方向すなわち上方に向けて付勢されており、
第１および第３ロッカアーム6,8の先端には吸気弁1,1の
上端に当接するタペットねじ15がそれぞれ進退可能に螺
着される。

第３図を併せて参照して、第１ロッカアーム６には、
第２ロッカアーム７にその下方で対向する腕部16が第２
ロッカアーム７側に延びて一体に設けられる。該腕部16
の上面には、緩衝材17が固設されており、この緩衝材17
と第２ロッカアーム７との間の間隔ｄは、第１および第
２ロッカアーム6,7の相対リフト差よりもわずかに大き
く設定される。しかも腕部16の上面においてカムシャフ
ト２の軸線に沿う第２ロッカアーム７の幅方向中央部に
対応する部分には、緩衝材17を貫通して有底穴18が設け
られており、第２ロッカアーム７の前記幅方向中央部下
面にはその有底穴18に対応する有底穴19が設けられる。
両有底穴18,19に両端を嵌合するように腕部16および第
２ロッカアーム７間にはコイル状のばね20が縮設され、
このばね20のばね力により第２ロッカアーム７はそのカ
ムスリッパ11を高速用カム４に常時摺接する方向に弾発
付勢される。

連結切換機構9aは、第１および第２ロッカアーム6,7
間を連結する位置およびその連結状態を解除する位置間
で移動可能な連結ピン22aと、その連結ピン22aの移動を
規制するストッパ23aと、連結ピン22aを連結解除側に移
動させるべくストッパ23aを付勢する戻しばね24aとを有
する。

第２ロッカアーム７には、第１ロッカアーム６側に向
けて開放するとともにロッカシャフト５と平行な有底の
第１ガイド穴25aが穿設されており、この第１ガイド穴2
5aの閉塞端側には段部26aを介して小径部27aが設けられ
る。第１ガイド穴25aには連結ピン22aが摺合されてお
り、この連結ピン22aと第１ガイド穴25aの閉塞端との間
に油圧室28aが画成される。

第１ロッカアーム６には、第１ガイド穴25aに対応し
て、第２ロッカアーム７側に開放した有底の第２ガイド
穴29aがロッカシャフト５と平行に穿設されており、こ
の第２ガイド穴29aに円板状のストッパ23aが摺合され
る。第２ガイド穴29aの閉塞端側には規制段部30aを介し
て小径部31aが設けられ、また前記閉塞端には小径部31a
と同軸の挿通孔32aが穿設される。しかもストッパ23aに
同軸かつ一体に設けられた案内棒33aが挿通孔32aに挿通
される。さらにストッパ23aと第２ガイド穴29aの閉塞端
との間には案内棒33aを囲繞するコイル状の戻しばね24a
が介装される。

連結ピン22aの軸方向長さは、その一端が段部26aに当
接したときに他端が第１および第２ロッカアーム6,7間
に位置するように、またストッパ23aを規制段部30aに当
接させるまで第２ガイド穴29aに入り込んだときに一端
が第１ガイド穴25a内に残るように設定される。

一方、ロッカシャフト５内には、その軸方向に延びる
隔壁35によって２つの油路34a,34bが画成されており、
それらの油路34a,34bには図示しない油圧供給源から油
圧が供給される。しかも一方の油路34aは第２ロッカア
ーム７の揺動状態に拘らず、油圧室28aに常時連通す
る。

第２および第３ロッカアーム7,8間に設けられる連結
切換機構9bは、連結ピン22b、ストッパ23bおよび戻しば
ね24bを有して前記連結切換機構9aと基本的に同一に構
成されるものであり、詳細な説明を省略するが、この連
結切換機構9bの油圧室28bは、第２ロッカアーム７の揺
動状態に拘らず、ロッカシャフト５内の油路34bに連通
する。

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、両油路34a,34bに油圧が供給されず、連
結切換機構9a,9bは連結解除状態にある。したがって第
１および第３ロッカアーム6,8は、低速用カム3,3で揺動
駆動され、両吸気弁1,1は低速用カム3,3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。

機関の中速運転時には、一方の油路34aにのみ油圧が
供給され、一方の連結切換機構9aでは連結ピン22aが戻
しばね24aのばね力に抗して第１ロッカアーム６側に移
動し、第１および第２ロッカアーム6,7間が連結され
る。また他方の連結切換機構9bは連結解除状態にあり、
第２および第３ロッカアーム7,8は連結されない。かか
る状態では、一方の吸気弁１が高速用カム４で駆動さ
れ、他方の吸気弁１は低速用カム３で開閉駆動される。

さらに機関の高速運転時には、両油路34a,34bにとも
に油圧が供給され、両連結切換機構9a,9bがともに連結
作動し、第１および第２ロッカアーム6,7間、ならびに
第２および第３ロッカアーム7,8間がそれぞれ連結され
る。これにより両吸気弁1,1は、高速用カム４で揺動駆
動される第２ロッカアーム７によって開閉駆動され、高
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
作動する。

かかる動弁装置において、第２ロッカアーム７を高速
用カム４に摺接する方向に付勢するばね20は、第２ロッ
カアーム７の揺動作動を腕部16で規制し得ることにより
連結ピン22a,22bのオーバーストロークを防止すること
ができ、比較的小さなセット荷重を有するように管理さ
れればよい。したがってカムスリッパ11および高速用カ
ム４間の摩擦損失を比較的小さくすることが可能とな
る。しかも第２ロッカアーム７と腕部16との衝突による
衝突音および損傷は緩衝材17を腕部16の上面に設けたこ
とにより対処することができる。

さらにばね20は、腕部16と第２ロッカアーム７との間
に一個だけ配設されるので、部品点数の低減に寄与する
ことができ、機関本体Ｅにばね20を受けるためのスペー
スを必要としないので配置上の自由度を比較的大きくす
ることができる。

しかもカムシャフト２の軸線に沿う第２ロッカアーム
７の幅方向中央部にばね20のばね力が作用するので、第
２ロッカアーム７の傾きが回避され、連結切換機構9a,9
bにおいて連結ピン22a,22bの係脱作動を円滑にすること
ができる。吸気弁１の動弁装置について述べたが、本発
明は排気弁の動弁装置についても適用可能である。

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、駆動カムフォロアに
は、駆動カムフォロアおよび自由カムフォロアの相対作
動量差よりもわずかに大きな間隔をあけて自由カムフォ
ロアに対向すべく自由カムフォロア側に延びる腕部が一
体に設けられ、カムシャフトの軸線に沿う自由カムフォ
ロアの幅方向中央部と前記腕部との間には、自由カムフ
ォロアをカムシャフト側に弾発付勢するばねが介装され
るので、機関本体側にばねを受けるためのスペースを不
要として配置上の自由度を比較的大きくすることができ
るとともに、ばねの荷重を比較的小さく設定して摩擦損
失を低減することができ、さらに単一のばねを用いるの
で部品点数を少なくすることができ、自由カムフォロア
の幅方向中央部にばね力を作用させて自由カムフォロア
の傾きを回避し、連結切換機構の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あり、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線断面図である。 １……吸気弁、２……カムシャフト、６……駆動カムフ
ォロアとしての第１ロッカアーム、７……自由カムフォ
ロアとしての第２ロッカアーム、9a,9b……連結切換機
構、16……腕部、20……ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気弁あるいは排気弁に連動、連結された
   駆動カムフォロアと、吸気弁あるいは排気弁に対して自
   由となり得る自由カムフォロアとが、カムシャフトの回
   転に応じて相互に異なる態様で作動可能にして隣接配置
   され、各カムフォロア間には、相互の連結および連結解
   除可能な連結切換機構が設けられ、自由カムフォロアは
   カムシャフト側に弾発付勢される内燃機関の動弁装置に
   おいて、駆動カムフォロアには、駆動カムフォロアおよ
   び自由カムフォロアの相対作動量差よりもわずかに大き
   な間隔をあけて自由カムフォロアに対向すべく自由カム
   フォロア側に延びる腕部が一体に設けられ、カムシャフ
   トの軸線に沿う自由カムフォロアの幅方向中央部と前記
   腕部との間には、自由カムフォロアをカムシャフト側に
   弾発付勢するばねが介装されることを特徴とする内燃機
   関の動弁装置。