JPH1162532A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でプレートとインナーリフタとの
係合始めの不安定な状態を短時間にし、切替ミス、不正
リフト、打音等の発生を防止する。 【解決手段】 吸排気弁２４の軸方向に直交する方向に
移動可能にアウターリフタ２６内に配設されるプレート
７０に、インナーリフタ２８が軸方向に移動自在に貫通
するようにインナーリフタの外径よりも所定量大きな内
径を有する貫通孔７０ａを設け、アウターリフタとイン
ナーリフタとを相対移動可能とする第１位置にプレート
があるとき、インナーリフタの環状溝２８ａに係合可能
なプレートの貫通孔の部位との間に所定の隙間Ｃを形成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の低回転
時と高回転時とに吸排気量を調整するために吸排気弁の
リフト量を可変とする可変動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の可変動弁装置としては、
特開平８−１８９３１６号公報に示されるものが知られ
ている。この装置は、アウターカムと、アウターカムの
ベース円及びノーズよりも小さなベース円及びノーズを
有するインナーカムと、軸方向に移動することによって
開閉し、閉じる方向に付勢されている吸排気弁と、アウ
ターカムと当接する方向に付勢され内燃機関のシリンダ
ヘッド内に配設されたアウターリフタと、吸排気弁の上
端面と当接し、外周に溝を有するインナーリフタと、吸
排気弁の軸に直交する方向に摺動可能であり、アウター
リフタと共に移動するプレートと、該プレートを吸排気
弁の軸に直交する方向に油圧により移動させる制御手段
とを備えている。制御手段は、内燃機関の回転数、負荷
等の内燃機関の運転状態に応じて、プレートを溝に係合
する位置に向けて吸排気弁の軸に直交する方向の一方向
に油圧により移動させて吸排気弁を高リフト状態で開閉
させる高リフトモードと、油圧を解放しスプリングによ
りプレートを溝に係合しない位置に向けて吸排気弁の軸
に直交する方向の他方向に移動させて吸排気弁を低リフ
ト状態で開閉させる低リフトモードとを選択可能とされ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来装置にお
いては、プレートがインナーリフタの外径とほぼ同じ大
きさでありインナーリフタが摺動可能な貫通孔を有する
と共にインナーリフタの溝と係合する厚さを有してお
り、油圧が解放されている低リフト状態では、プレート
の貫通孔の軸心とインナーリフタの溝の軸心が一致する
位置にプレートはある。この状態において、制御手段に
より油圧が供給されると、プレートはスプリングの付勢
力に抗して、プレートの貫通孔の軸心とインナーリフタ
の溝の軸心が一致しない位置に移動を開始する。この
時、プレートは、プレートの貫通孔がインナーリフタの
外径とほぼ同じ大きさを有しているため、インナーリフ
タの溝に貫通孔の吸排気弁の軸に直交する方向の他方向
側に位置する部位が係合し始める不安定な状態にあり、
移動し始めたばかりで移動速度をほとんどもたないプレ
ートはこの係合始めの不安定な状態に長く曝される。こ
のため、この不安定な状態でリフトが開始されることが
生じやすく、リフトが開始されることにより、不正リフ
ト、打音、切替ミス等が発生するという問題があった。

【０００４】それゆえ、本発明は当該可変動弁装置にお
いて、簡単な構成でプレートとインナーリフタとの係合
始めの不安定な状態を短くすることを、その課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の技術的手段は、当該内燃機関の可変動
弁装置を、内燃機関のシリンダヘッド上に回転可能に配
設され、アウターカム及び該アウターカムのベース円及
びノーズより小さなベース円及びノーズを有するインナ
ーカムを備えるカムシャフトと、前記アウターカムと当
接する方向に付勢されて、前記アウターカムにより移動
可能に前記シリンダヘッド内に配設されたアウターリフ
タと、吸排気弁の上端面と常時当接し、前記インナーカ
ムにより前記アウターリフタ内に移動可能に配設され、
その外周に溝を有するインナーリフタと、前記吸排気弁
の軸方向に直交する方向に移動可能に前記アウターリフ
タ内に配設され、前記インナーリフタが軸方向に移動自
在に貫通するように前記インナーリフタの外径よりも所
定量大きな内径を有する貫通孔を備えると共に、前記吸
排気弁の軸方向に直交する方向の一方向に移動すること
により前記直交する方向の他方向側に位置する前記貫通
孔の部位が前記インナーリフタの溝に係合し、前記イン
ナーリフタと前記アウターリフタとを一体的に移動可能
とするプレートと、該プレートを前記インナーリフタが
前記貫通孔内を移動可能であって、前記直交する方向の
他方向側に位置する前記貫通孔の部位の内周と前記イン
ナーリフタの外周との間に所定の隙間が形成される第１
位置に向けて常時付勢する付勢手段と、前記プレートを
前記第１位置と、前記付勢手段に抗して前記直交する方
向の他方向側に位置する前記貫通孔の部位が前記インナ
ーリフタの溝に係合する第２位置とのいずれかに移動さ
せる制御手段と、を備えた構成とすることである。

【０００６】上記した手段によれば、プレートの貫通孔
がインナーリフタの外径よりも所定量大きな内径を有
し、第１位置において、プレートの貫通孔の吸排気弁の
軸方向に直交する方向の他方向側部位とインナーリフタ
の外周との間に所定の隙間が形成されているので、第１
位置から第２位置へプレートが移動を開始し、前記所定
の隙間を助走して貫通孔の吸排気弁の軸方向に直交する
方向の他方向側部位がインナーリフタの溝に係合を開始
する時にはプレートは必要十分な移動速度をもってい
る。これにより、貫通孔の吸排気弁の軸方向に直交する
方向の他方向側部位がインナーリフタの溝に係合し始め
る不安定な状態が短くなり、この不安定な状態でリフト
が開始されることによる不正リフト、切替えミス、打音
等の発生が防止される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従った内燃機関の
可変動弁装置の一実施形態を図面に基づいて、説明す
る。

【０００８】一般に内燃機関には、その１気筒あたりに
少なくとも１つずつ吸気通路及び排気通路が連通してお
り、各通路の気筒側開口端には夫々吸気ポート及び排気
ポートが形成されている。そして、吸気ポートには吸気
弁が、排気ポートには排気弁が取り付けられている。夫
々の弁の構成及び動作は類似しており、以下の実施形態
では吸気弁を例に用いて本発明による可変動弁装置の構
成及び動作を説明する。

【０００９】図１は、本発明による内燃機関の可変動弁
装置１０を示す。図において、高リフト用の２つのアウ
ターカム２０と低リフト用の１つのインナーカム２２と
は、夫々そのリフト量が０のときの状態である。即ち、
カム２０とカム２２とがその夫々のベース円でアウター
リフタ２６とインナーリフタ２８とに当接しており、吸
気弁２４が閉じているときの状態である。尚、カム２０
とアウターリフタ２６との間にはシム９０が介装されて
いる。カム２０のノーズ及びベース円は、カム２２のノ
ーズ及びベース円よりも大きく設定されている。カム２
０とカム２２とは、内燃機関のシリンダヘッド５０上に
回転可能に支承され、内燃機関からの駆動力が伝達され
るカムシャフト３０に固設されている。

【００１０】アウターリフタ２６は、円板状の上部端壁
と円筒状の側壁とからなり、シリンダヘッド５０に吸気
弁２４の軸方向に形成されたガイド孔５０ａ内に摺動可
能に、且つ吸気弁２４の軸を中心に回転可能に嵌入され
ている。アウターリフタ２６の上部端壁の中心には貫通
孔２６ｃが形成されており、該貫通孔２６ｃ吸気弁２４
側の内周には環状の溝２６ｂが形成されている。アウタ
ーリフタ２６の円筒状側壁の内孔２６ａには、インナー
ボデー３６がアウターリフタ２６と一体移動可能に嵌合
されている。ガイド孔５０ａの底面とインナーボデー３
６との間には、スプリング６２が配設されており、該ス
プリング６２によりインナーボデー３６及びアウターリ
フタ２６は常時図示上方に付勢されている。インナーボ
デー３６は、アウターリフタ２６の貫通孔２６ｃと同心
の段付状の貫通孔３６ａを有すると共に、図２に示すよ
うに該貫通孔３６ａに直交するボデー孔３６ｂを有す
る。また、図２に示すように、ボデー孔３６ｂの一端側
には、ボデー孔３６ｂの軸方向幅よりも大きな径を有す
る大径孔３６ｃが形成されている。尚、アウターリフタ
２６の円筒状側壁の外周面には環状の溝が形成されてお
り、ボデー孔３６ｂの他端側はこの環状の溝にアウター
リフタの円筒状側壁に形成された連通孔を介して連通さ
れている。

【００１１】アウターリフタ２６の貫通孔２６ｃ及びイ
ンナーボデー３６の貫通孔３６ａには、インナーシム６
３を介して吸気弁２４のステムの上端部と常時当接する
ようにインナーリフタ２８が摺動可能に嵌合されてい
る。インナーリフタ２８の外周には環状溝２８ａが形成
されている。環状溝２８ａは、インナーリフタ２８の径
方向に開口し、ボデー孔３６ｂと重合可能で且つボデー
孔３６ｂの軸方向幅とほぼ同一の開口幅をもつ。インナ
ーリフタ２８の外周には環状溝２８ａに隣接してカムシ
ャフト３０側に外方フランジ２８ｂが形成されており、
該外方フランジ２８ｂとアウターリフタ２６の貫通孔２
６ｃの内周段部との間には貫通孔２６ｃの吸気弁２４側
の内周の環状の溝２６ｂ内を延びスプリング２７が張設
されていて、インナーリフタ２８を吸気弁２４側に常時
付勢している。

【００１２】吸気弁２４のステムの上端部にはコッタを
介してリテーナ６１が配設され、該リテーナ６１とガイ
ド孔５０ａの底部との間には弁スプリング６０が吸気弁
２４を閉じる側への付勢力を有して配設されている。吸
気弁２４のステムの外周には、シリンダヘッド５０の孔
内に固設されたガイド６６が嵌合されており、吸気弁２
４のステムはガイド６６の孔内を上下摺動するようにな
っている。シリンダヘッド５０には、吸気通路６８が形
成されており、その気筒側開口端には吸気弁２４が着座
可能な着座面を備えた吸気ポート５２が形成されてい
る。

【００１３】ボデー孔３６ｂ内には、インナーリフタ２
８の環状溝２８ａの開口幅、即ちボデー孔３６ｂの軸方
向幅とほぼ同一の厚さを有するプレート７０が摺動可能
に配設されている。このプレート７０には、図２に示す
ように、吸気弁２４の軸方向に貫通する貫通孔７０ａが
形成され、該貫通孔７０ａの内径はインナーリフタ２８
の外方フランジ２８ｂの外径よりも所定量大きくされて
いる。プレート７０は、インナーリフタ２８が貫通孔７
０ａ内を移動可能であって、ボデー孔３６ｂの他端側に
位置する貫通孔７０ａの部位の内周とインナーリフタ２
８の外周（外方フランジ２８ｂの外周）との間に所定の
隙間Ｃが形成される図２に示す第１位置と、ボデー孔３
６ｂの他端側に位置する貫通孔７０ａの部位がインナー
リフタ２８の環状溝２８ａ内に係合する図４に示す第２
位置との間で移動可能とされている。図２に示す第１位
置では、貫通孔７０ａ内をインナーリフタ２８が移動可
能であるため、アウターリフタ２６とインナーリフタ２
８とは相対移動可能となっており、図４に示す第２位置
では、プレート７０を介してインナーリフタ２８とアウ
ターリフタ２６とが係合するため、アウターリフタ２６
とインナーリフタ２８とは相対移動不能であり一体とな
って移動する。

【００１４】ボデー孔３６ｂの他端側のプレート７０の
端面の角部には、アウターリフタ２６の円筒状側壁と当
接して図２に示す第１位置を規定するストッパ部７０ｂ
が形成されており、またボデー孔３６ｂの他端側のプレ
ート７０の端面とアウターリフタ２６の円筒状側壁との
間には油圧室８１が形成されている。該油圧室８１は、
上記したようにアウターリフタ２６の円筒状側壁に形成
された連通孔を介して円筒状側壁外周の環状溝に常時連
通されている。この環状溝には、オイルパン７４から作
動油を吸込み吐出する油圧ポンプ７６からの圧油が電磁
切替弁７８及びシリンダヘッド５０に形成される油圧通
路８０を介して供給されるようになっている。電磁切替
弁７８は、内燃機関の回転数、負荷等の内燃機関のその
時々の運転状態が入力される制御装置（図示しない）に
電気的に接続され、内燃機関の運転状態に応じて制御装
置からの信号に応じて油圧ポンプ７８からの圧油を油圧
室８１に供給する第１切替位置と油圧室８１をオイルパ
ン７４に連通させる第２切替位置とに選択的に切替えら
れる。即ち、プレート７０は電磁切替弁７８が第１切替
位置にあるときに油圧室８１に供給される圧油（油圧）
により第１位置から第２位置へ移動されるようになって
いる。

【００１５】ボデー孔３６ｂの一端側に形成される大径
孔３６ｃ内には、スプリング７１が配設されており、該
スプリング７１はプレート７０をボデー孔３６ｂの他端
側、即ち第１位置に向けて常時付勢している。スプリン
グ７１の付勢力は、油圧室８１の油圧によりプレート７
０をボデー孔３６ｂの一端側に付勢する力よりも小さく
なるように設定されており、油圧室８１に油圧が作用し
ていないときには、スプリング７１の付勢力によりプレ
ート７０は図２に示す第１位置に維持される。

【００１６】以上の構成から成る本実施形態の作用を以
下、説明する。

【００１７】最初に、内燃機関の低回転時或いは低負荷
の場合について、即ち、吸気弁２４を低リフト状態で開
閉動作させる場合について説明する。

【００１８】内燃機関の低回転時或いは低負荷時には、
電磁切替弁７８は第２切替位置にあり、油圧室８１はオ
イルパン７４に連通されている。このため、図２に示す
ように、スプリング７１の付勢力によりプレート７０は
ストッパ部７０ｂがアウターリフタ２８の円筒状側壁の
内周面に当接する第１位置にある。この第１位置におい
ては、プレート７０の貫通孔７０ａ内をインナーリフタ
２８が移動可能であり、アウターリフタ２６とインナー
リフタ２８とが相対移動可能とされる。

【００１９】この状態で、図１に示されるカム２０及び
カム２２の各ノーズが夫々アウターリフタ２６及びイン
ナーリフタ２８に作用しはじめると、カム２２のリフト
量は、弁スプリング６０の付勢力に抗して、インナーリ
フタ２８、吸気弁２４へと伝達される。一方、カム２０
のリフト量は、スプリング２７を最大にまで圧縮し、更
にスプリング６２を圧縮してアウターリフタ２６をイン
ナーリフタ２８の外周上を摺動させながら押し下げてい
く。つまり、カム２０の作用力は吸気弁２４の移動には
関係せず、吸気弁２４のリフト量及び開閉タイミングは
カム２２のノーズによって決定される。そして、カム２
０及びカム２２のリフト量が減少するにつれて、弁スプ
リング６０及びスプリング６２の付勢力によって、イン
ナーリフタ２８及びアウターリフタ２６が夫々押し上げ
られていき、図１に示す閉弁状態に戻る。

【００２０】内燃機関の回転数が高回転になると、又は
内燃機関が高負荷になると、図示しない制御装置からの
信号によって、電磁切替弁７８が第１切替位置に切替え
られ、油圧ポンプ７６からの圧油が油圧通路８０を介し
て油圧室８１に供給され始める。これにより、スプリン
グ７１によって第１位置に付勢されているプレート７０
は、油圧によってボデー孔３６ｂの一端側にスプリング
７１の付勢力に抗して移動し始める。この時、第１位置
においてボデー孔３６ｂの他端側のプレート７０の貫通
孔７０ａの内周部位とインナーリフタ２８の環状溝２８
ａとの間には所定の隙間Ｃが形成されているため、プレ
ート７０は、環状溝２８ａへの係合とは関係のない、こ
の隙間Ｃを第２位置へ向けて移動する。図３に示すよう
に、ボデー孔３６ｂの他端側のプレート７０の貫通孔７
０ａの内周部位とインナーリフタ２８の環状溝２８ａと
が係合し始める時には、既にプレート７０は隙間Ｃを助
走し、十分な移動速度を有しているため、ボデー孔３６
ｂの他端側の貫通孔７０ａの内周部位とインナーリフタ
２８の環状溝２８ａとが係合し始める不安定な状態は短
時間で通過される。このため、この不安定な状態でリフ
トが開始されることを防止でき、この不安定な状態でリ
フトが開始されることによる不正リフト、切替えミス、
打音等の発生を防止することができる。その後、プレー
ト７０は、更にボデー孔３６ｂの一端側に移動して、ボ
デー孔３６ｂの他端側の貫通孔７０ａの内周部位が環状
溝２８ａの底部に当接する図４に示す第２位置で停止す
る。これにより、アウターリフタ２６とインナーリフタ
２８との相対移動が阻止される。

【００２１】この状態で、図１に示されるカム２０及び
カム２２の各ノーズがアウターリフタ２６及びインナー
リフタ２８に作用し始めると、カム２０のリフト量は、
スプリング６２及び弁スプリング６０の付勢力に抗し
て、アウターリフタ２６、プレート７０、インナーリフ
タ２８、そして吸気弁２４へと伝達される。一方、カム
２２のノーズはカム２０のノーズよりも小さく設定され
ているので、カム２２のリフト量はカム２０のリフト量
より小さく、カム２２は、カム２０によって押し下げら
れていくインナーリフタ２８の上端面から次第に離間し
ていく。つまり、カム２２の作用力は吸気弁２４の移動
には関係せず、吸気弁２４のリフト量及び開閉タイミン
グはカム２０のノーズによって決定される。そして、カ
ム２０及びカム２２のリフト量が減少するにつれて、弁
スプリング６０及びスプリング６２の付勢力によって、
インナーリフタ２８及びアウターリフタ２６が夫々押し
上げられていき、閉弁状態に戻る。

【００２２】その後、内燃機関の回転数が低回転になる
と、又は内燃機関が低負荷になると、図示しない制御装
置からの信号によって、電磁切替弁７８が第１切替位置
から第２切替位置に切替えられ、油圧室８１がオイルパ
ン７４に連通される。これにより、図４に示す第２位置
からプレート７０はスプリング７１の付勢力によってボ
デー孔３６ｃの他端側、即ち、ストッパ７０ｂがアウタ
ーリフタ２８の円筒状側壁に当接する第１位置に向けて
移動させられる。この時、図３に示すボデー孔３６ｂの
他端側の貫通孔７０ａの内周部位とインナーリフタ２８
の環状溝２８ａとの係合が解除状態となり始める位置ま
でプレート７０が移動した時に、ボデー孔３６ｂの他端
側の貫通孔７０ａの内周部位とインナーリフタ２８の環
状溝２８ａとの係合状態の不安定な状態になる。しか
し、この時もプレート７０には必要十分な移動速度があ
り、図２に示す第１位置までプレート７０が隙間Ｃだけ
移動可能であることからスプリング７１の付勢力は確保
されているため、不安定な状態は短時間で通過される。
このため、この不安定な状態でリフトが開始されること
を防止でき、この不安定な状態でリフトが開始されるこ
とによる不正リフト、切替えミス、打音等の発生を防止
することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、プレート
の貫通孔がインナーリフタの外径よりも所定量大きな内
径を有し、第１位置において、プレートの貫通孔の吸排
気弁の軸方向に直交する方向の他方向側部位とインナー
リフタの外周との間に所定の隙間が形成されているの
で、第１位置から第２位置へプレートが移動を開始し、
前記所定の隙間を助走して貫通孔の吸排気弁の軸方向に
直交する方向の他方向側部位がインナーリフタの溝に係
合を開始する時にはプレートは必要十分な移動速度をも
っている。これにより、貫通孔の吸排気弁の軸方向に直
交する方向の他方向側部位がインナーリフタの溝に係合
し始める不安定な状態は短時間で通過されるので、この
不安定な状態でリフトが開始されることによる不正リフ
ト、切替えミス、打音等の発生を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った内燃機関の動弁装置の一実施形
態を示す断面図である。

【図２】図１の実施形態におけるプレートが第１位置に
あるときの図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１の実施形態におけるプレートが第１位置か
ら第２位置への過渡期にあるときの図１のＡ−Ａ断面図
である。

【図４】図１の実施形態におけるプレートが第２位置に
あるときの図１のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１０ 可変動弁装置 ２０ アウターカム ２２ インナーカム ２６ アウターリフタ ２８ インナーリフタ ３６ インナーボデー（アウターリフタ） ３６ｂ ボデー孔 ７０ プレート ７０ａ 貫通孔 ７１ スプリング（付勢手段） ７６ 油圧ポンプ（制御手段） ７８ 電磁切替弁（制御手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のシリンダヘッド上に回転可能
   に配設され、アウターカム及び該アウターカムのベース
   円及びノーズより小さなベース円及びノーズを有するイ
   ンナーカムを備えるカムシャフトと、前記アウターカム
   と当接する方向に付勢されて、前記アウターカムにより
   移動可能に前記シリンダヘッド内に配設されたアウター
   リフタと、吸排気弁の上端面と常時当接し、前記インナ
   ーカムにより前記アウターリフタ内に移動可能に配設さ
   れ、その外周に溝を有するインナーリフタと、前記吸排
   気弁の軸方向に直交する方向に移動可能に前記アウター
   リフタ内に配設され、前記インナーリフタが軸方向に移
   動自在に貫通するように前記インナーリフタの外径より
   も所定量大きな内径を有する貫通孔を備えると共に、前
   記吸排気弁の軸方向に直交する方向の一方向に移動する
   ことにより前記直交する方向の他方向側に位置する前記
   貫通孔の部位が前記インナーリフタの溝に係合し、前記
   インナーリフタと前記アウターリフタとを一体的に移動
   可能とするプレートと、該プレートを前記インナーリフ
   タが前記貫通孔内を移動可能であって、前記直交する方
   向の他方向側に位置する前記貫通孔の部位の内周と前記
   インナーリフタの外周との間に所定の隙間が形成される
   第１位置に向けて常時付勢する付勢手段と、前記プレー
   トを前記第１位置と、前記付勢手段に抗して前記直交す
   る方向の他方向側に位置する前記貫通孔の部位が前記イ
   ンナーリフタの溝に係合する第２位置とのいずれかに移
   動させる制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機
   関の可変動弁装置。