JPS61250316A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、運転状態に応じて吸、排気バルブのリフト特
性を変え、特に吸気系もしくは排気系の少なくとも一方
に１気筒につき２個のバルブを備えたエンジンにおいて
バルブリフト特性を運転状態に応じて調整することので
きるエンジンの動弁装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの吸、排気バルブの作動特性を設定する場合に
、低速時にはバルブオーバーラツプ期間における排気の
吹返しゃ吸気の吹抜けを抑制する等により燃焼の安定性
および燃費の向上を図るため、バルブリフト量および開
弁期間を比較的小さくすることが望ましく、高速時には
出力の向上等のためバルブリフト量や開弁ＷＪ間を大き
くすることが望ましい。

このような要求を満足するため、形状の異なる２種のカ
ムを設け、これらのカムのいずれかに選択的にバルブを
連係させ、かつその連係を運転状態に応じて切替えるよ
うにした動弁装置は従来においても知られており、この
種の動弁装置としては、例えば実開昭５７−１８２２０
５号公報に示されているようなものがある。この装置は
、１個のバルブに対して低速型と高速型の２個のカムと
１個のロッカーアームとを有し、ロッカーアームのカム
側部分を２又状に形成してその一方の端部を低速型カム
への当接部とするとともに、他方の端部に摺動可能な高
速カム当接部材およびその摺動を阻止するストッパを装
備し、このストッパを油圧シリンダ等のアクチュエータ
により連動機構を介して作動するようにしている。そし
て上記アクチュエータを運転状態に応じて制御すること
により、低速時には上記高速カム当接部材が遊動して高
速型カムの作動がバルブに伝達されず低速型カムでバル
ブが作動され、高速時には上記高速カム当接部材の摺動
が阻止されて高速型カムの作動がバルブに伝達されるよ
うにしている。

ところで、上記のような従来のバルブリフト特性を変え
る装置は、あ（まで吸気バルブもしくは排気バルブが１
気筒につき１個設けられているエンジンにおいて、この
１個のバルブに対して適用されるようにしているにすぎ
ず、吸気系もしくは排気系に１気筒につき２個のバルブ
を設けたエンジンに適用されるようなものは従来になく
、特に２個のバルブを有効に利用してバルブリフト特性
の調整を行なおうとするような着想は従来においてみら
れなかった。そして、単に１気筒当り１個のバルブに対
してそのバルブリフト特性を変える上記従来装置では、
低速時の燃焼の安定性や燃費の向上、および高速時の出
力の向上には限界があった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、吸気系もしくは排気系
に１気筒当り２個のバルブを設け、２個のバルブを有効
に利用して低速時に要求される燃焼の安定性、高速時に
要求される出力等を大幅に向上することのできるエンジ
ンの動弁装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、
１気筒当り２個のバルブを設け、かつ、これらのバルブ
に対して低速型カムと高速型カムの２種のカムからなる
カム群を設けるとともに、このカム群の各カムと上記両
バルブとの連係を切替える連係切替機構と、低速時には
上記両バルブをともに低速型カムに連係させ、高速時に
は上記両バルブをともに高速型カムに連係させるように
上記連係切替機構を制御する制御手段とを設けたもので
ある。

この構成により、低速時には上記両バルブがともに低速
型カムで作動されて両バルブのバルブリフト量や開弁期
間が小さくなるように調整され、このとき１個のバルブ
を調整する場合と比べてバルブ開弁期間をより小さくす
ることが可能となり、一方、高速時には両バルブがとも
に高速型カムで作動されて両バルブのバルブリフト量や
開弁期間が大きくなるように調整され、このときにも１
個のバルブを調整する場合と比べればバルブ期間を小さ
くしながら、吸気最を増大させることが可能となるよう
にしている。

（実施例） 第１図乃至第４図は、本発明の一実施例を示しでいる。

図では本発明装置を吸気バルブに適用した場合を示し、
エンジンの各気筒１には２個の吸気バルブ２ａ、　２ｂ
が装備されている。排気バルブとその駆動系については
図示を省略している。

上記両吸気バルブ２ａ、２ｂに対し、低速型と高速型の
２種のカムからなるカム群が設けられ、例えば両サイド
の同形状の高速型カム３ａ、３ｂと中央の低速型カム４
とからなる３個のカムがカムシャフト５に配設されてい
る。上記高速型カム３ａ、３ｂと低速型カム４とは異な
る形状に形成されており、低速型カム４のカムノーズよ
りも高速型カム３ａ、３ｂのカムノーズが大きく形成さ
れている。この高速型カム３ａ、３ｂと低速型カム４と
は、バルブリフト量および開弁期間の少なくとも一方を
異ならせるものであればよく、従ってカムノーズの高さ
と形成範囲とをともに異ならせたもの（相似形も含む）
であってもよいし、これらのいずれか一方を異ならせた
ものであってもよい。

これらのカム３ａ、３ｂ、４と吸気バルブ２ａ。

２ｂとの間には、連係切替機構が設けられている。

当実施例ではこの連係切？１１だ構として、ロッカーア
ーム６が、両高速型カム３ａ、３ｂに当接する左右一対
のアーム部７ａ、７ｂが上部の連結部分７Ｃを介して一
体に連設された第１アーム７と、両吸気バルブ２ａ、　
２ｂへの当接部分８ａ、８ｂおよび低速型カム４への当
接部分８Ｃを一体に備えた第２アーム８とに分割され、
この両アーム７゜８がロッカーシャフト９回りに相対運
動可能となるように支承されるとともに、この両アーム
７゜８を接続状態と非接状態とに切替えるセレクタ１０
が設けられている。

上記セレクタ１０はプランジャ１１およびレバ一部材１
２を備え、上記第１アーム７に組込まれており、具体的
には次のようになっている。すなわち、第１アーム７の
上部には第２アーム８の上部に向かって開口するガイド
孔１３が形成され、このガイド孔１３に上記プランジャ
１１が移動可能に収容され、このプランジャ１１はガイ
ド孔１３内のスプリング１４によって第２アーム８に当
接するように付勢されており、プランジャ１１の途中部
には小径の係合部１゛５が形成されている。

また、第１アーム７の上部には、上記レバ一部材１２が
プランジャ１１に直交してロッカーシャフト９の軸方向
に移動可能に支承されており、このレバ一部材１２には
、プランジャ１１より若干大径のプランジャ挿通孔１６
と上記係合部１５に対応する大きさで上記プランジャ挿
通孔１６に連なった係止孔１７とが形成されている。こ
うして、上記レバ一部材１２の係止孔１７がプランジャ
１１の係合部１５に係合するロック位置にレバ一部材１
２が移動したときは、プランジャ１１の摺動が阻止され
ることにより、両アーム７．８の上部が互いに接近する
方向の相対運動が阻止され（このときが接続状態）、他
方、係止孔１７が係合部１５から離脱してプランジャ挿
通孔１６にプランジャ１１が挿通される非ロツク位置に
レバ一部材１２が移動したときは、プランジャ１１の摺
動が許容されることにより両アーム７．８の相対運動が
許容されるようにしている（このときが非接続状態）。

上記レバ一部材１２の端部は第１アーム７の外部に突出
し、ロッカーシャフト９の周囲に設けられた環状の油圧
式のアクチュエータ２０にアーム１２ａを介して連結さ
れており、このアクチュエータ２０は、その油圧室２１
に図外のオイルポンプからオイル通路２２を介してオイ
ルが供給されたときにはレバ一部材１２を上記ロック位
置に向けて移動させ、油圧室２１からオイルがリリーフ
されたときはリターンスプリング２３によりレバ一部材
１２を上記非ロツク位置に向けて移動させるようになっ
ている。

上記オイル通路２２中には制御バルブ２６が設けられ、
この制御バルブ２６は回転数信号２４等を受ける制御回
路２５により制御され、これらにより上記アクチュエー
タ２０を介して連係切替機構のセレクタ１０を制御する
制御手段が橘成されている。この制御手段は、低速時に
は両吸気バルブ２ａ、２ｂを低速型カム４に連係させ、
高速時には両吸気バルノ２ａ、２ｂを高速型カム３ａ。

３ｂに連係させるように連係切替機構をυ１ｔｌＢする
ものであって、直接にはアクチュエータ２０の油圧室２
１に対するオイルの供給、排出を制御し、これによって
設定回転数未満の低速時にはレバ一部材１２を非ロツク
位置に作動させ、設定回転数以上の高速時にはレバ一部
材１２をロック位置に作動させるようにしている。上記
設定回転数はエンジンの負荷に応じて補正するようにし
てもよい。

なお、２７は第２アーム８の一端に吸気バルブ２に対向
して設けられたアジャストスクリュー、２８は第２アー
ム８の上部にプランジｔｙ１１に対向して設けられたア
ジャストスクリューで、これらによりバルブクリアラン
スが調整されるようにしている。また２９はシリンダヘ
ッドである。

この動弁装置によると、エンジンの低速時には、前記制
御回路２５および制御バルブ２６によりアクチュエータ
２０を介してレバ一部材１２が非ロツク位置に作動され
、プランジャ１１の摺動が許容されることにより、高速
型カム３ａ、３ｂの回転に伴う第１アーム７の揺動が上
記プランジャ１１で吸収されて第２アーム８に伝達され
ず、低速型カム４の回転に応じた第２アーム８の揺動に
より両吸気バルブ２ａ、２ｂが作動される。一方、高速
時には、レバ一部材１２がロック位置に作動されてプラ
ンジャ１１の摺動が阻止されることにより、第１アーム
７が高速型カム３ａ、３ｂのカムノーズに押されて揺動
したときに第２アーム８は低速型カム４から離間して第
１アーム７と一体に揺動するため、高速型カム３ａ、３
ｂの回転に応じて両吸気バルブ２ａ、２ｂが作動される
。

このように２個の吸気バルブ２ａ、２ｂと各カム３ａ、
３ｂ、４との間の連係切替機構が制御されることにより
、上記両吸気バルブ２ａ、２ｂのバルブリフト特性が、
低速時には第５図に曲線Ａ１１、Ａ１２で示すようにな
り、高速時にはこの図に曲線Ａ２１．Ａ２２で示すよう
になる。なお、図では曲線Ａ１ｔ、Ａ１２および曲線Ａ
２１．Ａ２２はバルブリフト量が多少異なるように示さ
れているが、重なり合うものでもよい。この図において
、曲線Ｂは排気バルブのバルブリフト特性であり、また
、曲線Ｃ１および曲線Ｃ２は１気筒当り１個の吸気バル
ブを制御するようにした従来装置による場合の低速時お
よび高速時における吸気バルブのバルブリフト特性であ
る。

この図に示すように、低速時には両吸気バルブ２ａ、２
ｂがともに低速型カム４で作動されることにより、両吸
気バルブ２８．２ｂのバルブリフト量および開弁期間が
小さくされ、この場合に上記従来装置と比べても、２個
の吸気バルブ２ａ。

２ｂを用いることによって開弁期間をより短縮すること
ができる。従って、上記従来装置による場合よりも閉弁
時期が早くなり、その分だけ吸気の吹き返しが防止され
て充填量が高められるとともに、排気バルブとのオーバ
ーラツプ量も小さくなり、内部ＥＧＲｆｉが少なくなる
ため、燃焼が良好となり、耐ノツク性も高められる。ま
た高速時には両吸気バルブ２ａ、２ｂがともに高速型カ
ム３ａ、３ｂで作動されることにより、両吸気バルブ２
ａ、２ｂのバルブリフト量および開弁期間が低速時と比
べて大きくされ、この場合も上記従来装置よりは開弁期
間を小さくしながら充填量を増大させることができ、こ
れにより有効圧縮比が高められる。

なお、上記両吸気バルブ２ａ、２ｂに対して低速型カム
と高速型カムとを１個ずつ設け、それに応じてロッカー
アーム６の形状を変更してもよい。

但しこのようにすると、一方のカムからロッカーアーム
６に作用する力が一側方に偏るためロッカーアーム６に
傾きが生じ、特に２個の吸気バルブ２ａ、２ｂを同時に
作動するには面圧上昇を避けるようにカム幅を広げる必
要があるので、上記の力の偏りが大きくなる。これに対
し、図に示す実施例のように３個のカム３ａ、３ｂ、４
を配設しておけば、カムの力がバランスよくロッカーア
ーム６に作用してロッカーアーム６の傾きを防止するこ
とができる。

また、カム３ａ、３ｂ、４と両吸気バルブ２ａ。

２ｂとの間の連係切替機構の具体的構造も上記実施例に
限定されず、例えば第６図および第７図に示すように、
ロッカーアーム６を分割せず、その代り、ロッカーアー
ム６の高速型カム３ａ、３ｂに対応する端部に連係切替
用のセレクタ３０を設けておいてもよい。このセレクタ
３０は、ロッカーアーム６の端部に摺接可能に装備され
て先端が高速型カム３ａ、３ｂに当接するプランジャ３
１ａ、３１ｂと、このプランジｔ３１ａ、３１ｂを高速
型カム３ａ、３ｂに向けて付勢するスプリング３２と、
アクチュエータ３４によって作動されるストッパ一部材
３３とを備えている。このストッパ一部材３３はプラン
ジャ３１ａ、３１ｂに対し、その摺動を阻止する状態と
摺動を許容する状態とに係脱可能となっており、例えば
第１図乃至第４図の実施例におけるセレクタ１０のレバ
一部材１２と同様の構造で、プランジャ３１８．３１ｂ
と直交する方向に摺動することによりプランジャ３１ａ
、３１ｂに対して係脱するようになっている。

この構造によっても、低速時にはプランジャ３１ａ、３
１ｂの摺動を許容し、高速時には７ランジヤ３１ａ、３
１ｂの摺動を阻止するように、制御回路および制御バル
ブ等の制御手段でアクチュエータ３４を介してス！・ツ
バ一部材３３が制御されることにより、低速時には高速
型カム３ａ、３ｂの作動がプランジャ３１８．３１ｂで
吸収されて両吸気バルブ２ａ、　２ｂが低速型カム４で
作動され、高速時には高速型カム３ａ、３ｂによって吸
気バルブ２ａ、２ｂが作動されることとなる。

上記の各実施例は本発明装置を吸気バルブ２ａ。

２ｂに適用した場合を示したが、１気筒当り２個の排気
バルブを備えたエンジンにおいて、この２個の排気バル
ブに対して適用してもよく、また、吸気バルブと排気バ
ルブとを１気筒当り２個ずつ備えたエンジンにおいて、
その吸気バルブと排気バルブの双方に適用してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、吸気系もしくは排気系の少なく
とも一方に１気筒当り２個のバルブを設け、低速時には
上記両バルブをともに低速型カムに連係し、高速時には
上記両バルブをともに高速型カムに連係するようにして
いるため、１個のバルブに対してそのバルブリフト特性
を変えるようにした従来装置と比べても、低速時の燃焼
性および高速時の出力等を大幅に向上することができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す平面図、第２図は
第１図のｎ−ｎ線断面図、第３図は第１図の■−■纏断
面断面図４図はロッカーシシフト位置での縦断正面図、
第５図は低速時および高速時のバルブリフト特性図、第
６図は別の実施例を示す平面図、第７図は第６図の■−
■纏断面断面図る。 ２ａ、２ｂ−・・吸気バルブ、３ａ、３ｂ−・・高速型
カム、４・・・低速型カム、６・・・ロッカーアーム、
１０．３０・・・セレクタ（連係切替機構）、２５・・
・制御９回路、２６・・・制御バルブ。 特許出願人　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人　
　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　弁理士　　
　長１）正 向　　　　　　弁理士　　　板谷康夫 第　　１　　図 第　　４　　図 第　　６　　図 百−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、１気筒
   当り２個のバルブを設け、かつ、これらのバルブに対し
   て低速型カムと高速型カムの２種のカムからなるカム群
   を設けるとともに、このカム群の各カムと上記両バルブ
   との連係を切替える連係切替機構と、低速時には上記両
   バルブをともに低速型カムに連係させ、高速時には上記
   両バルブをともに高速型カムに連係させるように上記連
   係切替機構を制御する制御手段とを設けたことを特徴と
   するエンジンの動弁装置。