JPH086569B2 - 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、少なくとも一部を吸気弁あるいは排気弁に
連動、連結した複数のカムフォロアが、カムシャフトの
回転に応じて作動すべく隣接配置され、各カムフォロア
には、各カムフォロアを一体に作動させるべく相互に連
結する連結状態とその連結状態を解除する連結解除状態
とを切換可能な連結切換機構が設けられる内燃機関の動
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61−19911
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、第１および第２カムフ
ォロアを連結可能な連結ピンと、第２および第３カムフ
ォロアを連結可能な連結ピンと、両連結ピンの移動を規
制するためのストッパピンとを同軸上で相互に当接させ
ておくとともに軸方向一方にばね付勢し、そのばね付勢
力に付ち勝つだけの高い油圧力を軸方向他方に作用させ
ることにより各ピンを連結作動せしめるようにしてい
る。而して、各ピンの連結および連結解除作動は可及的
速やかに行なわれる必要があるが、上記従来構造のよう
に連結解除作動を戻しばねで行うと、作動が比較的緩や
かとなり、連結解除が不円滑となることがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、
連結切換機構の連結および連結解除作動を可及的速やか
にして円滑な切換作動を可能と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 上記目的を達成するために本発明によれば、連結切換
機構は、各カムフォロアの配列方向に沿う一端のカムフ
ォロアに摺動可能に嵌合されるとともに複数のカムフォ
ロアを相互に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プランジャと、前記配列方向に沿
う他端のカムフォロアに摺動可能に嵌合されるとともに
第１プランジャに連動された第２プランジャと、第１お
よび第２プランジャを連結位置側に付勢する油圧力を発
生すべく前記一端のカムフォロアおよび第１プランジャ
間に画成される第１油圧室と、第１および第２プランジ
ャを連結解除位置側に付勢する油圧力を発生すべく前記
他端のカムフォロアおよび第２プランジャ間に画成され
る第２油圧室とを備え、第１及び第２油圧室は、第２油
圧室に油圧を供給すると共に第１油圧室の油圧を解放す
る第１の切換状態と、第１油圧室に油圧を供給すると共
に第２油圧室の油圧を解放する第２の切換状態との二者
択一に切換可能な油圧供給源に接続され、第１及び第２
プランジャは、各油圧室に発生する油圧力によってのみ
前記連結位置および連結解除位置間を駆動される。

（２） 作用 油圧供給源の二者択一的な切換作動によれば、第１及
び第２プランジャは互いに連動しながら、第１及び第２
油圧室のうちの何れか一室に択一的に作用する油圧にの
み応じてその油圧作用方向に作動するものであり、しか
もその何れか一室への油圧作用状態では他方の油圧室が
必ず油圧開放状態とされていて軸方向両端の油圧力の差
が大きく、そのため、それらプランジャを、軸方向一方
側および他方側の何れへも戻しばねに抵抗されずに大き
な駆動力で移動させることができる。このため、各プラ
ンジャを何れの切換方向にも迅速且つ強力に軸方向作動
させることができるようになり、各カムフォオアの連結
および連結解除の切替動作が何れも円滑且つ的確に行な
われる。

（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に一体的に設
けられた一対の低速用カム4,4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
カムフォロアとしての第１、第２および第３ロッカアー
ム7,8,9と、各ロッカアーム7,8,9の連結および連結解除
を切換可能な連結切換機構10との働きにより開閉駆動さ
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
設されており、低速用カム4,4は吸気弁1,1に対する位置
でカムシャフト２に一体化され、高速用カム５は両低速
用カム4,4間でカムシャフト２に一体化される。両低速
用カム4,4は、カムシャフト２の半径方向に沿う突出量
が比較的小さい高位部4aと、ベース円部4bとをそれぞれ
有し、高速用カム５は、カムシャフト２の半径方向に沿
う突出量が比較的大きい高位部5aと、ベース円部5bとを
有する。

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〜第３
ロッカアーム７〜９がこの順に隣接してそれぞれ枢支さ
れるが、第１および第３ロッカアーム7,9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３ロッカア
ーム7,9は、吸気弁1,1に対応する位置でロッカシャフト
６にそれぞれ枢支され、各吸気弁1,1の上方位置まで延
設される。またおよび第３ロッカアーム7,9の上部には
低速用カム4,4に摺接するカムスリッパ11,12が設けられ
る。第２ロッカアーム８は、第１および第３ロッカアー
ム7,9間でロッカシャフト６に枢支されており、この第
２ロッカアーム８の上部には高速用カム５に摺接するカ
ムスリッパ13が設けられる。

各吸気弁1,1の上部には鍔部14がそれぞれ設けられて
おり、これらの鍔部14と機関本体Ｅとの間には弁ばね15
がそれぞれ介装される。したがって各吸気弁1,1は閉弁
方向すなわち上方に向けて付勢される。また第１および
第３ロッカアーム7,9には、各吸気弁1,1の上端に当接し
得るタペットねじ16が進退可能にそれぞれ螺合される。

第３図を併せて参照して、第２ロッカアーム８の端部
下面には、有低円筒状のリフタ17が当接されており、こ
のリフタ17は機関本体Ｅとの間に介装したリフタばね18
により上方に付勢される。これにより第２ロッカアーム
８のカムスリッパ13は高速用カム５に常時摺接される。

第４図において、第１、第２および第３ロッカアーム
7,8,9には、それらの相対角変位を可能とする状態と、
それらを一体的に作動せしめる状態とを切換可能な連結
切換機構10が設けられる。

連結切換機構10は、ロッカアーム７〜９の配列方向に
沿う一端のロッカアームすなわち第１ロッカアーム７に
摺動可能に嵌合させるとともに第１および第２ロッカア
ーム7,8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１プランジャ22と、第１プランジャ22
の他端に一端を同軸に当接させて第２ロッカアーム８に
摺動可能に嵌合されるとともに第２および第３ロッカア
ーム8,9を連結する位置およびその連結を解除する位置
間で移動可能な連結ピン23と、連結ピン23の他端に一端
を同軸に当接させてロッカアーム７〜９の配列方向に沿
う他端のローカアームすなわち第３ロッカアーム９に摺
動可能に嵌合される第２プランジャ24と、第１プランジ
ャ22の一端および第１ロッカアー７間に画成される第１
油圧室21と、第２プランジャ24の他端及び第３ロッカア
ーム９間に画成される第２油圧室25とを備える。

第１ロッカアーム７には、第２ロッカアーム８側に開
放した有底の第１摺動穴26がロッカシャフト６と平行に
して穿設され、この第１摺動穴26に第１プランジャ22が
摺動可能に嵌合され、第１プランジャ22の一端および第
１摺動穴26の閉塞端間に第１油圧室21が画成される。し
かも第１摺動穴26の途中には、第１プランジャ22の一端
を受けるべく第２ロッカアーム８側に臨んだ段部26aが
設けられており、第１プランジャ22の軸方向長さは、そ
の一端を段部26aに当接させたときにその他端が第１お
よび第２ロッカアーム7,8間にあるように設定される。

また第２ロッカアーム８には、第１摺動穴26と同径の
ガイド孔27がロッカシャフト６と平行して両側面間にわ
たって穿設される。このガイド孔27には連結ピン23が摺
動可能に嵌合されており、連結ピン23の軸方向長さは、
第１プランジャ22の他端に当接した一端が第１および第
２ロッカアーム7,8間にあるときに他端が第２および第
３ロッカアーム8,9間にあるように設定される。

第３ロッカアーム９には、第２ロッカアーム８側に開
放した有底の第２摺動穴28がロッカシャフト６と平行に
かつガイド孔27と同径にして穿設される。この第２摺動
穴28には、一端を連結ピン23の他端に当接させる第２プ
ランジャ24が摺動可能に嵌合され、第２摺動穴28の閉塞
端および第２プランジャ24の他端間に第２油圧室25が画
成される。しかも第２摺動穴28の途中には第２プランジ
ャ24の他端を受けるべく第２ロッカアーム８側に臨んだ
段部28aが設けられており、この段部28aに第２プランジ
ャ24の他端が当接したときに第２プランジャ24の一端は
第２摺動穴28内にある。

さらに第１摺動穴26、ガイド孔27および第２摺動穴28
は、各ロッカアーム7,8,9が、対応するカム4,5,4のベー
ス円部4b,5b,4bにそれぞれ摺接している状態で軸線を一
致させるようにして配置される。

ロッカシャフト６内には、第２ロッカーアーム８に対
応する部分に設けられた隔壁29により２分割されて第１
油圧供給路31および第２油圧供給路32が形成される。第
１ロッカアーム７には、第１油圧室21に通じる油路33
と、その油路33に連通してロッカシャフト６を囲繞する
環状溝34とが設けられ、ロッカシャフト６には第１油圧
供給路31を環状溝34に連通せしめる油孔35が穿設され
る。また第３ロッカアーム９には、第２油圧室25に通じ
る油路36と、その油路36に連通してロッカシャフト６を
囲繞する環状溝37とが設けられ、ロッカシャフト６には
第２油圧供給路32を環状溝37に連通せしめる油孔38が穿
設される。したがって第１油圧供給路31は第１油圧室21
に常時連通し、第２油圧供給路32は第２油圧室25に常時
連通する。

第１および第２油圧供給路31,32は、第２油圧室25に
油圧を供給すると共に第１油圧室21の油圧を解放する第
１の切換状態と、第１油圧室21に油圧を供給すると共に
第２油圧室25の油圧を解放する第２の切換状態と二者択
一に切換可能な油圧供給源40に接続される。この油圧供
給源40は、油タンク41から油を汲上げる油圧ポンプ42
と、その油圧ポンプ42の油圧を択一的に切換えて第１お
よび第２油圧供給路31,32に交互に供給するための切換
弁43とを有する。油圧ポンプ42の吐出口には、その上流
側から順にリリーフ弁44および逆止弁45が備えられた供
給路46が接続される。また切換弁43は、油タンク41に通
じる解放路47を第１油圧供給路31に通じる第１接続路48
に連通せしめると共に前記供給路46を第２油圧供給路32
に通じる第２接続路49に連通せしめる第１切換位置と、
供給路46を第１接続路48に連通せしめると共に第２接続
路49を解放路47に連通せしめる第２切替位置とを切替可
能な電磁切換弁であり、この電磁切換弁43が前記第１切
換位置にある時が油圧供給源40の第１の切換状態に対応
し、また同弁43が前記第２切換位置にある時が同供給源
40の第２の切換状態に対応する。前記電磁切換弁43の切
換作動はコンピュータ等の制御手段50により制御され
る。

制御手段50には、機関の冷却水温を検出する検出器S
1、機関回転数を検出する検出器S2、スロットル開度を
検出する検出器S3および機関の吸気負圧を検出する検出
器S4等が接続されており、制御手段50は、それらの検出
器S1〜S4からの信号に基づいて、機関が低速運転状態で
あると判断したときには切換弁43を第１切換位置とし、
機関が高速運転状態にあると判断したときには切換弁43
を第２切換位置に切換える。

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、制御手段50により切換弁43が第１切換位
置となる。このため油圧ポンプ42からの油圧は供給路4
6、第２接続路49、第２油圧供給路32、油孔38、環状溝3
7および油路36を経て第２油圧室25に供給される。また
第１油圧室21は、油路33、環状溝34、油孔35、第１油圧
供給路31、第１接続路48および解放路47を介してタンク
41に連通される。このため連結切換機構10においては、
第２油圧室25に作用している油圧により第１プランジャ
22、連結ピン23および第２プランジャ24が第１油圧室21
側に押圧されており、第１プランジャ22および連結ピン
23の当接面は第１および第２ロッカアーム7,8間にあ
り、連結ピン23および第２プランジャ24の当接面は第２
および第３ロッカアーム8,9間にある。したがって各ロ
ッカアーム７〜９は連結解除状態にあり、第１および第
３ロッカアーム7,9が低速用カム4,4により揺動作動する
のに応じて両吸気弁1,1が低速用カム4,4の形状に対応し
たタイミングおよびリフト量で開閉作動する。

機関の高速運転時には、制御手段50により切換弁43が
第２切換位置となる。このため、第２油圧室25に通じる
第２接続路49が開放路47に連通されるとともに、第１油
圧室21に通じる第１接続路48が油圧ポンプ42に接続さ
れ、第２油圧室25の油圧が解放されるとともに第１油圧
室21に油圧が供給される。これにより軸方向に相互に当
接した第１プランジャ22、連結ピン23および第２プラン
ジャ24は、第２油圧室25側に速やかに移動し、第１プラ
ンジャ22がガイド孔27に嵌合して第１および第ロッカア
ーム7,8が連結されるとともに、連結ピン23が第２摺動
穴28に嵌合して第２および第３ロッカアーム8,9が連結
される。このようにして、全てのロッカアーム７〜９が
一体的に連結されることになり、全てのロッカアーム７
〜９が高速用カム５で揺動駆動され、両吸気弁1,1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。

本発明の他の実施例として、第１および第３ロッカア
ーム7,9の少なくとも一方を、機関の低速運転時に休止
させるようにしてもよい。すなわち低速用カム4,4の少
なくとも一方を、ロッカシャフト６の軸線を中心とする
円形でロッカシャフト６に設けた隆起部に代えてもよ
い。

また本発明は、３つのカムフォロアで２つの吸気弁を
駆動するようにした動弁装置だけでなく、相互に隣接し
た一対のカムフォロアで２つあるいは１つの吸気弁を駆
動するようにした動弁装置についても適用可能であり、
この場合には、第１および第２プランジャが相互に当接
される。

以上の実施例では吸気弁の動弁装置について述べた
が、本発明を排気弁の動弁装置に適用することも可能で
ある。

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、カムフォロア配列方向
一端側のカムフォロアとこれに嵌合する第１プランジャ
との間に第１油圧室が、またその他端側のカムフォロア
とこれに嵌合する第２プランジャとの間に第２油圧室が
それぞれ画成され、それら第１および第２油圧室は、第
２油圧室に油圧を供給すると共に第１油圧室の油圧を解
放する第１の切換状態と、第１油圧室と油圧を供給する
と共に第２油圧室の油圧を解放する第２の切換状態との
二者択一に切換可能な油圧供給源に接続され、第１およ
び第２プランジャは、各油圧室に発生する油圧力によっ
てのみ前記連結位置および連結解除位置間を駆動される
ので、第１及び第２プランジャは互いに連動しながら、
第１及び第２油圧室のうちの何れか一室に択一的に作用
する油圧にのみ応じてその油圧作用方向に移動し、しか
もその何れか一室への油圧作用状態では他方の油圧室が
必ず油圧解放状態とされていて軸方向両端での油圧力の
差が大きいことから、それらプランジャを、軸方向一方
向側および他方側の何れへも戻しばねに抵抗されずに大
きな駆動力で移動させることができ、その結果、各プラ
ンジャを何れの切換方向にも迅速且つ強力に作動させる
ことができて、カムフォロアの連結および連結解除を何
れも円滑且つ的確に切換えることができるから、機関運
転状態に合わせて連結切換機構の切換動作を常にタイミ
ングよく行うことが可能となる。

また各プランジャが各油圧室に発生する油圧力によっ
てのみ連結位置及び連結解除位置間を駆動される関係
で、各プランジャに対する戻しばねが省略可能となるか
ら、それだけ構造の簡素化が図られると共に、プランジ
ャ駆動のために必要な油圧を極力軽減することができ
る。更に前記油圧供給源は、第１及び第２油圧室への油
圧供給（解放）を二者択一に行うため、油圧の給排制御
を極力簡素化できるばかりか、各プランジャの位置が不
定となってしまう事態の回避に有効である。

【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線に沿う
断面および油圧系統を示す図である。 １……吸気弁、２……カムシャフト、7,8,9……カムフ
ォロアとしてのロッカアーム、10……連結切換機構、21
……第１油圧室、22……第１プランジャ、24……第２プ
ランジャ、25……第２油圧室、40……油圧供給源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一部を吸気弁（１）あるいは排
   気弁に連動、連結した複数のカムフォロア（７〜９）
   が、カムシャフト（２）の回転に応じて作動すべく隣接
   配置され、各カムフォロア（７〜９）には、各カムフォ
   ロア（７〜９）を一体に作動させるべく相互に連結する
   連結状態とその連結状態を解除する連結解除状態とを切
   換可能な連結切換機構（10）が設けられてなる、内燃機
   関の動弁装置において、 連結切換機構（10）は、各カムフォロア（７〜９）の配
   列方向に沿う一端のカムフォロア（７）に摺動可能に嵌
   合されるとともに複数のカムフォロア（７〜９）を相互
   に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プランジャ（22）と、前記配列方向に沿う他
   端のカムフォロア（９）に摺動可能に嵌合されるととも
   に第１プランジャ（22）に連動された第２プランジャ
   （24）と、第１および第２プランジャ（22,24）を連結
   位置側に付勢する油圧力を発生すべく前記一端のカムフ
   ォロア（７）および第１プランジャ（22）間に画成され
   る第１油圧室（21）と、第１および第２プランジャ（2
   2,24）を連結解除位置側に付勢する油圧力を発生すべく
   前記他端のカムフォロア（９）および第２プランジャ
   （24）間に画成される第２油圧室（25）とを備え、 第１及び第２油圧室（21,25）は、第２油圧室（25）に
   油圧を供給すると共に第１油圧室（21）の油圧を解放す
   る第１の切換状態と、第１油圧室（21）に油圧を供給す
   ると共に第２油圧室（25）の油圧を解放する第２の切換
   状態との二者択一に切換可能な油圧供給源（40）に接続
   され、 第１及び第２プランジャ（22,24）は、各油圧室（21,2
   5）に発生する油圧力によってのみ前記連結位置および
   連結解除位置間を駆動されることを特徴とする、内燃機
   関の動弁装置。