JP2002021518A - 可変動弁機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の運転速度が高くなるほど、可変動
弁機構の慣性質量が減少するとともに剛性が上がるよう
にし、もって内燃機関の高回転・出力・燃費等の性能の
さらなる向上に寄与する。 【解決手段】 低速時には、低速用ロッカアーム１０と
中速用ロッカアーム２０と高速用ロッカアーム３０とを
連結し、低速用カム１により３つのロッカアーム１０，
２０，３０を揺動させてバルブを開閉させる。中速時に
は、低速用ロッカアーム１０と中速用ロッカアーム２０
とを切り離し、中速用カム２により中速用ロッカアーム
２０と高速用ロッカアーム３０とを揺動させてバルブを
開閉させる。高速時には、３つのロッカアーム１０，２
０，３０を切り離し、高速用カム３のみにより高速用ロ
ッカアーム３０を揺動させてバルブを開閉させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の運転速
度に応じてバルブの作用角（開閉作用角）やリフト量を
切り替える可変動弁機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変動弁機構として、例えば図８
及び図９に示す機構が知られている。ロッカシャフト１
００には、一気筒毎に、２つの低速用ロッカアーム１０
１とその間に位置する１つの高速用ロッカアーム１０２
とが揺動可能に挿着されている。各低速用ロッカアーム
１０１は作用角及びリフト量の小さい低速用カム１１１
により揺動され、高速用ロッカアーム１０２は作用角及
びリフト量の大きい高速用カム１１２により揺動され
る。各低速用ロッカアーム１０１の揺動端部にはバルブ
１０３のステム端部が当接している。

【０００３】内燃機関の低速時（低速運転時）には、図
９（ａ）に示すように、油圧式切替機構により、低速用
ロッカアーム１０１と高速用ロッカアーム１０２とが切
り離されて別々に揺動可能となる。従って、低速用ロッ
カアーム１０１は低速用カム１１１により揺動され、バ
ルブ１０３が低速用の作用角及びリフト量で開閉され
る。このとき、高速用ロッカアーム１０２は高速用カム
１１２により空揺動され、ロストモーションバネ１０５
がその空揺動を支える。

【０００４】内燃機関の高速時（高速運転時）には、前
記油圧式切替機構（ピン１０４のみ図示する）により、
図９（ｂ）に示すように、低速用ロッカアーム１０１と
高速用ロッカアーム１０２とがピン１０４で連結されて
一体的に揺動可能となる。従って、リフト量の大きい高
速用カム１１２により低速用ロッカアーム１０１と高速
用ロッカアーム１０２とが一体的に揺動され、バルブ１
０３が高速用の作用角及びリフト量で開閉される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の可変動弁機構
は、内燃機関の高回転・出力・燃費等の性能の向上にあ
る程度寄与してきたが、次のような問題があったた
め、さらなる性能の向上を目指すことが難しかった。 動弁機構は、最高回転数の高い内燃機関に使用する
ものほど、慣性質量を小さくして高速追従性を良くする
必要がある。ところが、図１０（ａ）に示すように、低
速時には２つの低速用ロッカアーム１０１が揺動するの
に対し、高速時には２つの低速用ロッカアーム１０１と
１つの高速用ロッカアーム１０２とが一体的に揺動する
ので、低速時から高速時へ切り替えるとトータルの慣性
質量が増えてしまう。 動弁機構は、最高回転数の高い内燃機関に使用する
ものほど、高い剛性が求められる。ところが、図１０
（ｂ）に示すように、高速時には低速用ロッカアーム１
０１と高速用ロッカアーム１０２とがピン１０４で連結
されるため、その連結により剛性は下がってしまう。

【０００６】そこで、本発明の課題は、内燃機関の運転
速度が高くなるほど、可変動弁機構の慣性質量が減少す
るとともに剛性が上がり、もって内燃機関の高回転・出
力・燃費等の性能のさらなる向上に寄与する可変動弁機
構を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、次のような手段（１）（２）を採った。

【０００８】（１）相対的に低速時に働かせるための第
一ロッカアームと相対的に高速時に働かせるための第二
ロッカアームとを並設した可変動弁機構において、相対
的に低速時には第一ロッカアームと第二ロッカアームと
を連結し、相対的に高速時には第一ロッカアームと第二
ロッカアームとを切り離すように構成したことを特徴と
する可変動弁機構。

【０００９】（２）相対的に低速時に働かせるための第
一ロッカアームと相対的に高速時に働かせるための第二
ロッカアームとを並設するとともに、相対的に低速時に
働かせるための第一カムと相対的に高速時に働かせるた
めの第二カムとを並設した可変動弁機構において、第一
ロッカアームと第二ロッカアームとを連結したときには
第二カムが第二ロッカアームの揺動に影響を与えないよ
うにし、第一ロッカアームと第二ロッカアームとを切り
離したときには第二カムが第二ロッカアームを揺動させ
るようにする切替機構を設け、相対的に低速時には、切
替機構により第一ロッカアームと第二ロッカアームとを
連結し、第一カムにより第一ロッカアームと第二ロッカ
アームとを揺動させてバルブを開閉させ、相対的に高速
時には、切替機構により第一ロッカアームと第二ロッカ
アームとを切り離し、第二カムにより第二ロッカアーム
を揺動させてバルブを開閉させるように構成したことを
特徴とする可変動弁機構。

【００１０】上記（１）（２）において、第一ロッカア
ームと第二ロッカアームは、それぞれ特定の速度時に働
かせるものに限定されず、また速度の切替段階数にも限
定されない。例えば、低速・高速の２段切替の場合
は、低速用ロッカアームが第一ロッカアームに相当して
高速用ロッカアームが第二ロッカアームに相当し、低
速・中速・高速の３段切替の場合は、低速用ロッカアー
ムが第一ロッカアームに相当して中速用ロッカアームが
第二ロッカアームに相当するとともに、中速用ロッカア
ームが第一ロッカアームに相当して高速用ロッカアーム
が第二ロッカアームに相当する。

【００１１】上記（２）において、切替機構としては、
第一ロッカアーム及び第二ロッカアームの内部にそれぞ
れ形成されて互いに連通可能な第一ピン穴及び第二ピン
穴と、該第一ピン穴及び第二ピン穴に摺動可能に挿入さ
れた切替ピンと、該切替ピンを、第一ロッカアームと第
二ロッカアームとを連結するために第一ピン穴と第二ピ
ン穴とに跨った連結位置と、第一ロッカアームと第二ロ
ッカアームとを切り離すために第二ピン穴に収まった切
離位置との間で変位させる駆動機構と、第二ロッカアー
ムに前記第二ピン穴とは略直交するように形成されたフ
ォロワ穴と、該フォロワ穴に摺動可能に挿入されて第二
カムに摺接する第二カムフォロワであって、前記切替ピ
ンが連結位置にあるときには切替ピンから外れてフォロ
ワ穴内を空摺動することにより第二カムが第二ロッカア
ームの揺動に影響を与えないようにし、前記切替ピンが
切離位置にあるときには切替ピンに乗り上げて第二カム
により第二ロッカアームを揺動させるようにする第二カ
ムフォロワと、から構成されたものを例示できる。

【００１２】上記（２）の態様として次の二例を例示で
きる。 （２−１）低速用ロッカアームと高速用ロッカアームと
を並設するとともに、低速用カムと高速用カムとを並設
した可変動弁機構において、高速用アームにバルブを当
接させ、低速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを
連結したときには高速用カムが高速用ロッカアームの揺
動に影響を与えないようにし、低速用ロッカアームと高
速用ロッカアームとを切り離したときには高速用カムが
高速用ロッカアームを揺動させるようにする切替機構を
設け、低速時には、切替機構により低速用ロッカアーム
と高速用ロッカアームとを連結し、低速用カムにより低
速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを揺動させて
バルブを開閉させ、高速時には、切替機構により低速用
ロッカアームと高速用ロッカアームとを切り離し、高速
用カムにより高速用ロッカアームを揺動させてバルブを
開閉させるように構成したことを特徴とする可変動弁機
構。

【００１３】（２−２）低速用ロッカアームと中速用ロ
ッカアームと高速用ロッカアームとを並設するととも
に、低速用カムと中速用カムと高速用カムとを並設した
可変動弁機構において、高速用アームにバルブを当接さ
せ、低速用ロッカアームと中速用ロッカアームとを連結
したときには中速用カムが中速用ロッカアームの揺動に
影響を与えないようにし、低速用ロッカアームと中速用
ロッカアームとを切り離したときには中速用カムが中速
用ロッカアームを揺動させるようにする第一切替機構を
設け、中速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを連
結したときには高速用カムが高速用ロッカアームの揺動
に影響を与えないようにし、中速用ロッカアームと高速
用ロッカアームとを切り離したときには高速用カムが高
速用ロッカアームを揺動させるようにする第二切替機構
を設け、低速時には、第一切替機構により低速用ロッカ
アームと中速用ロッカアームとを連結するとともに、第
二切替機構により中速用ロッカアームと高速用ロッカア
ームとを連結し、低速用カムにより低速用ロッカアーム
と中速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを揺動さ
せてバルブを開閉させ、中速時には、第一切替機構によ
り低速用ロッカアームと中速用ロッカアームとを切り離
すとともに、第二切替機構により中速用ロッカアームと
高速用ロッカアームとを連結し、中速用カムにより中速
用ロッカアームと高速用ロッカアームとを揺動させてバ
ルブを開閉させ、高速時には、第一切替機構により低速
用ロッカアームと中速用ロッカアームとを切り離すとと
もに、第二切替機構により中速用ロッカアームと高速用
ロッカアームとを切り離し、高速用カムにより高速用ロ
ッカアームを揺動させてバルブを開閉させるように構成
したことを特徴とする可変動弁機構。

【００１４】なお、「ロッカアーム」としては、次の
（ａ）（ｂ）を例示できる。 （ａ）一端部がロッカシャフトに揺動可能に挿着され、
他端部にバルブ押圧部を備え、中央部に硬質スリッパ又
はローラを備えたロッカアーム（スイングアーム）。 （ｂ）一端部に硬質スリッパ又はローラを備え、他端部
にバルブ押圧部を備え、中間部がロッカシャフトに揺動
可能に挿着されたロッカアーム。

【００１５】また、本発明の可変動弁機構は、吸気バル
ブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできる
が、両方に適用することが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を１気筒当り吸気バ
ルブ２本、排気バルブ２本のいわゆる４バルブ式の４気
筒内燃機関において低速・中速・高速の３段階切替を行
なう可変動弁機構に具体化した実施形態を図１〜図７に
基づいて説明する。なお、吸気バルブでも排気バルブで
も、切替装置の基本的な構成は同じなので、便宜上、吸
気バルブ（以下、単にバルブという。）側の切替装置の
みを図示して説明する。

【００１７】カムシャフト４には、一気筒毎に３つのカ
ムすなわち、図１、図２及び図４等において右側に位置
する低速用カム１と、左側に位置する中速用カム２と、
中央に位置する高速用カム３とが例えば一体形成され
て、並設されている。低速用カム１には作用角及びリフ
ト量の小さいノーズが形成され、高速用カム３には作用
角及びリフト量の大きいノーズが形成され、中速用カム
２には作用角及びリフト量が低速用カム１と高速用カム
３との中間であるノーズが形成されている。

【００１８】カムシャフト４の下方には、ロッカシャフ
ト５が平行に離間して配置されている。ロッカシャフト
５には、一気筒毎に３つのロッカアームすなわち、図
１、図２及び図４等において右側に位置する低速用ロッ
カアーム１０と、左側に位置する中速用ロッカアーム２
０と、中央に位置する高速用ロッカアーム３０とが、そ
れぞれ基端部の挿着穴１１，２１，３１において揺動可
能に挿着されて、並設されている。

【００１９】低速用ロッカアーム１０は、バルブ６を押
圧する押圧部を持たず、揺動先端部の上部に形成された
フォーク部１２には低速用ローラ１３が回転可能に軸支
されている。低速用カム１はこの低速用ローラ１３に摺
接し、該摺接時に低速用ローラ１３が回転することによ
り低フリクション化が図られる。また、低速用ロッカア
ーム１０の側面には中速用ロッカアーム２０に向かって
延びる低速側機構収納部１４が突設されている。低速用
ロッカアーム１０の揺動途中部の下面に設けられた被押
圧部１７には、ロストモーションバネ１９がキャップ１
８を介して押し当てられて上方へ付勢されている。

【００２０】中速用ロッカアーム２０は、バルブ６を押
圧する押圧部を持たず、揺動途中部の上面から下方へ穿
孔されたフォロワ穴２２には中速用カムフォロワ２３の
軸部２３ｂが摺動可能に挿入されている。中速用カムフ
ォロワ２３は、その上端に設けられたスリッパ部２３ａ
と中速用ロッカアーム２０の上面との間に介装されたス
プリング２３ｄにより上方へ付勢され、該スリッパ部２
３ａに中速用カム２が摺接する。中速用カムフォロワ２
３の下部は、図３に示すように、３側面が平らな面に切
られて断面コ字状をなす脚部２３ｃとなっている。ま
た、中速用ロッカアーム２０の側面には低速用ロッカア
ーム１０に向かって延びて低速側機構収納部１４と対峙
する中速側機構収納部２４が形成されている。なお、低
速側機構収納部１４と中速側機構収納部２４は、いずれ
か一方を長く形成して他方を省くこともできる。中速用
ロッカアーム２０の揺動途中部の下面に設けられた被押
圧部２７には、ロストモーションバネ２９がキャップ２
８を介して押し当てられて上方へ付勢されている。

【００２１】高速用ロッカアーム３０は、揺動先端上部
に平面Ｔ字形に分かれた２つの押圧部３４を備えたもの
で、各押圧部３４にバルブ６のステム端部を当接させる
ようになっている。高速用ロッカアーム３０の揺動途中
部の上面から下方へ穿孔されたフォロワ穴３２には高速
用カムフォロワ３３の軸部３３ｂが摺動可能に挿入され
ている。高速用カムフォロワ３３は、その上端に設けら
れたスリッパ部３３ａと高速用ロッカアーム３０の上面
との間に介装されたスプリング３３ｄにより上方へ付勢
され、該スリッパ部３３ａに高速用カム３が摺接する。
高速用カムフォロワ３３の下部は、図３に示すように、
３側面が平らな面に切られて断面コ字状をなす脚部３３
ｃとなっている。なお、高速用カムフォロワ３３は、そ
の軸部３３ｂが中速用カムフォロワ２３の軸部２３ｂよ
り短いことを除いて、中速用カムフォロワ２３と同様の
部品なので、中速用カムフォロワ２３を示す図３をかっ
こ付きの符号を付記することで援用している。

【００２２】低速用ロッカアーム１０及び中速用ロッカ
アーム２０には、両ロッカアーム１０，２０を連結した
ときには中速用カム２が中速用ロッカアーム２０の揺動
に影響を与えないようにし、両ロッカアーム１０，２０
を切り離したときには中速用カム２が中速用ロッカアー
ム２０を揺動させるようにする第一切替機構が設けられ
ている。この第一切替機構は、次の要素（ア）〜（オ）
から構成される。

【００２３】（ア）低速側機構収納部１４及び中速側機
構収納部２４に互いに連通可能に形成された低速側第一
ピン穴１５及び中速側第一ピン穴２５。

【００２４】（イ）該第一ピン穴１５，２５に摺動可能
に挿入された第一切替ピン４０。この第一切替ピン４０
は、図３に示すように、低速側第一ピン穴１５に面する
側に設けられた丸棒状のピストン部４１と、中速側第一
ピン穴２５に面する側に上方から断面コ字状に凹設され
てできた２つの側片４２及び１つの底片４３と、側片４
２及び底片４３側からピストン部４１に凹設されたバネ
孔４４とを備えており、２つの側片４２の端部は底片４
３の端部よりも突出している。

【００２５】（ウ）該第一切替ピン４０を、低速用ロッ
カアーム１０と中速用ロッカアーム２０とを連結するた
めに低速側第一ピン穴１５と中速側第一ピン穴２５とに
跨った連結位置と、低速用ロッカアーム１０と中速用ロ
ッカアーム２０とを切り離すために中速側第一ピン穴２
５に収まった切離位置との間で変位させる駆動機構。こ
の駆動機構は、低速側第一ピン穴１５内に形成される油
圧室と、低速側第一ピン穴１５に開口しロッカシャフト
５内（中空部）を経て油圧源（図示略）に延びる油路４
７と、低速側第一ピン穴１５に摺動可能に挿入されて油
圧により第一切替ピン４０を押圧するカップ状のプッシ
ャ４８とが、第一切替ピン４０を切離位置へ変位させる
部分を構成し、第一切替ピン４０のバネ孔４４に装着さ
れたバネ４５と、該バネ４５のバネ力により中速用カム
フォロワ２３の脚部２３ｃの一側面を押圧する頭付きピ
ン状のプッシャ４６とが、第一切替ピン４０を連結位置
に変位させる部分を構成する。

【００２６】（エ）前記フォロワ穴２２。このフォロワ
穴２２は、中速用ロッカアーム２０に前記中速側第一ピ
ン穴２５とは略直交するように形成されている。

【００２７】（オ）前記中速用カムフォロワ２３。この
中速用カムフォロワ２３は、第一切替ピン４０が連結位
置にあるときには第一切替ピン４０の底片４３から外れ
てフォロワ穴２２内を空摺動することにより中速用カム
２が中速用ロッカアーム２０の揺動に影響を与えないよ
うにし、前記第一切替ピン４０が切離位置にあるときに
は第一切替ピン４０の底片４３に乗り上げて中速用カム
２により中速用ロッカアーム２０を揺動させるようにす
るものである。

【００２８】中速用ロッカアーム２０及び高速用ロッカ
アーム３０には、両ロッカアーム２０，３０を連結した
ときには高速用カム３が高速用ロッカアーム３０の揺動
に影響を与えないようにし、両ロッカアーム２０，３０
を切り離したときには高速用カム３が高速用ロッカアー
ム３０を揺動させるようにする第二切替機構が設けられ
ている。この第二切替機構は、次の要素（カ）〜（コ）
から構成される。

【００２９】（カ）中速用ロッカアーム２０及び高速用
ロッカアーム３０の各揺動途中部に互いに連通可能に形
成された中速側第二ピン穴２６及び高速側第二ピン穴３
６。

【００３０】（キ）該第二ピン穴２６，３６に摺動可能
に挿入された第二切替ピン５０。この第二切替ピン５０
は、図３に示すように、前記第一切替ピン４０と同様
に、中速側第二ピン穴２６に面する側に設けられた丸棒
状のピストン部５１と、高速側第二ピン穴３６に面する
側に上方から断面コ字状に凹設されてできた２つの側片
５２及び１つの底片５３と、側片５２及び底片５３側か
らピストン部５１に凹設されたバネ孔５４とを備えてお
り、２つの側片５２の端部は底片５３の端部よりも突出
している。なお、第二切替ピン５０は、その長さが第一
切替ピン４０より短いことを除いて、第一切替ピン４０
と同様の部品なので、第一切替ピン４０を示す図３をか
っこ付きの符号を付記することで援用している。

【００３１】（ク）該第二切替ピン５０を、中速用ロッ
カアーム２０と高速用ロッカアーム３０とを連結するた
めに中速側第二ピン穴２６と高速側第二ピン穴３６とに
跨った連結位置と、中速用ロッカアーム２０と高速用ロ
ッカアーム３０とを切り離すために高速側第二ピン穴３
６に収まった切離位置との間で変位させる駆動機構。こ
の駆動機構は、中速側第二ピン穴２６内に形成される油
圧室と、中速側第二ピン穴２６に開口しロッカシャフト
５内（中空部）を経て油圧源（図示略）に延びる油路５
７と、中速側第二ピン穴２６に摺動可能に挿入されて油
圧により第二切替ピン５０を押圧するカップ状のプッシ
ャ５８とが、第二切替ピン５０を切離位置へ変位させる
部分を構成し、第二切替ピン５０のバネ孔５４に装着さ
れたバネ５５と、該バネ５５のバネ力により高速用カム
フォロワ３３の脚部３３ｃの一側面を押圧する頭付きピ
ン状のプッシャ５６とが、第二切替ピン５０を連結位置
に変位させる部分を構成する。なお、図１に示すよう
に、油路４７と油路５７とはロッカシャフト５内で分か
れて独立している。

【００３２】（ケ）前記フォロワ穴３２。このフォロワ
穴３２は、高速用ロッカアーム３０に前記高速側第二ピ
ン穴３６とは略直交するように形成されている。

【００３３】（コ） 前記高速用カムフォロワ３３。こ
の高速用カムフォロワ３３は、第二切替ピン５０が連結
位置にあるときには第二切替ピン５０の底片５３から外
れてフォロワ穴３２内を空摺動することにより高速用カ
ム３が高速用ロッカアーム３０の揺動に影響を与えない
ようにし、前記第二切替ピン５０が切離位置にあるとき
には第二切替ピン５０の底片５３に乗り上げて高速用カ
ム３により高速用ロッカアーム３０を揺動させるように
するものである。

【００３４】上記のように構成された可変動弁機構は、
低速時、中速時及び高速時の各々において次のように作
用する。なお、低速時、中速時及び高速時とは、それぞ
れ特定の値の速度範囲に限定されるものではなく、内燃
機関の特性に応じて適宜設定可能な速度範囲を意味す
る。

【００３５】（１）内燃機関の低速時には、図４に示す
状態となる。同図（ａ）は低速用ローラ１３、中速用カ
ムフォロワ２３及び高速用カムフォロワ３３に対して低
速用カム１、中速用カム２及び高速用カム３の各ベース
円が摺接する瞬間を示し、同図（ｂ）は同じく各ノーズ
が摺接する瞬間を示している。この低速時には、油路４
７も油路５７も加圧されないため、低速用ロッカアーム
１０と中速用ロッカアーム２０と高速用ロッカアーム３
０とが連結される。

【００３６】すなわち、第一切替ピン４０がバネ４５に
より前記連結位置に変位し、低速用ロッカアーム１０と
中速用ロッカアーム２０とが連結される。このとき、中
速用カムフォロワ２３は、その脚部２３ｃが第一切替ピ
ン４０の底片４３から外れるため、フォロワ穴２２内を
空摺動するようになり、中速用カム２が中速用ロッカア
ーム２０の揺動に影響を与えないようになる。なお、脚
部２３ｃの２側面は、底片４３の端部よりも突出した２
つの側片４２の間にガイドされて摺動するため、中速用
カムフォロワ２３の回り止めが図られる。また、脚部２
３ｃの１側面は、プッシャ４６に対して摺動する。

【００３７】また、第二切替ピン５０がバネ５５により
前記連結位置に変位し、中速用ロッカアーム２０と高速
用ロッカアーム３０とが連結される。このとき、高速用
カムフォロワ３３は、その脚部３３ｃが第二切替ピン５
０の底片５３から外れるため、フォロワ穴３２内を空摺
動するようになり、高速用カム３が高速用ロッカアーム
３０の揺動に影響を与えないようになる。なお、脚部３
３ｃの２側面は、底片５３の端部よりも突出した２つの
側片５２の間にガイドされて摺動するため、高速用カム
フォロワ３３の回り止めが図られる。また、脚部３３ｃ
の１側面は、プッシャ５６に対して摺動する。

【００３８】従って、作用角及びリフト量の小さい低速
用カム１により、低速用ロッカアーム１０と中速用ロッ
カアーム２０と高速用ロッカアーム３０とが一体的に揺
動し、高速用ロッカアーム３０の押圧部３４によりバル
ブ６が押圧されて燃焼室（図示略）を開閉する。

【００３９】（２）内燃機関の中速時には、図５に示す
状態となる。同図（ａ）は低速用ローラ１３、中速用カ
ムフォロワ２３及び高速用カムフォロワ３３に対して低
速用カム１、中速用カム２及び高速用カム３の各ベース
円が摺接する瞬間を示し、同図（ｂ）は同じく各ノーズ
が摺接する瞬間を示している。この中速時には、上記低
速時から見て、油路５７が加圧されないまま、油路４７
が加圧されるため、低速用ロッカアーム１０と中速用ロ
ッカアーム２０と高速用ロッカアーム３０とが連結され
たまま、該中速用ロッカアーム２０と低速用ロッカアー
ム１０とが切り離される。

【００４０】すなわち、油路４７から低速側第一ピン穴
１５内の油圧室へ加圧された油が流入し、第一切替ピン
４０が油圧によりプッシャ４８を介して押圧されて前記
切離位置に変位し（第一切替ピン４０とプッシャ４８と
の境界が低速側機構収納部１４と中速側機構収納部２４
との境界に位置する）、低速用ロッカアーム１０と中速
用ロッカアーム２０とが切り離される。このとき、中速
用カムフォロワ２３は、その脚部２３ｃが第一切替ピン
４０の底片４３に乗り上げるため、フォロワ穴２２内を
空摺動できなくなり、中速用カム２による押圧を中速用
ロッカアーム２０に伝えて中速用ロッカアーム２０を揺
動させるようになる。

【００４１】従って、作用角及びリフト量の中位の中速
用カム２により、中速用ロッカアーム２０と高速用ロッ
カアーム３０とが一体的に揺動し、高速用ロッカアーム
３０の押圧部３４によりバルブ６が押圧されて燃焼室を
開閉する。なお、低速用ロッカアーム１０は低速用カム
１により単独で空揺動し、この空揺動をロストモーショ
ンバネ１９が支える。

【００４２】（３）内燃機関の高速時には、図６に示す
状態となる。同図（ａ）は低速用ローラ１３、中速用カ
ムフォロワ２３及び高速用カムフォロワ３３に対して低
速用カム１、中速用カム２及び高速用カム３の各ベース
円が摺接する瞬間を示し、同図（ｂ）は同じく各ノーズ
が摺接する瞬間を示している。この高速時には、上記中
速時から見て、油路４７が加圧されたまま、油路５７も
加圧されるため、低速用ロッカアーム１０と中速用ロッ
カアーム２０とが切り離されたまま、中速用ロッカアー
ム２０と高速用ロッカアーム３０とが切り離される。

【００４３】すなわち、油路５７から中速側第二ピン穴
２６内の油圧室へ加圧された油が流入し、第二切替ピン
５０が油圧によりプッシャ５８を介して押圧されて前記
切離位置に変位し（第二切替ピン５０とプッシャ５８と
の境界が中速用ロッカアーム２０と高速用ロッカアーム
３０との境界に位置する）、中速用ロッカアーム２０と
高速用ロッカアーム３０とが切り離される。このとき、
高速用カムフォロワ３３は、その脚部３３ｃが第二切替
ピン５０の底片５３に乗り上げるため、フォロワ穴３２
内を空摺動できなくなり、高速用カム３による押圧を高
速用ロッカアーム３０に伝えて高速用ロッカアーム３０
を揺動させるようになる。

【００４４】従って、作用角及びリフト量の大きい高速
用カム３により、高速用ロッカアーム３０だけが揺動
し、高速用ロッカアーム３０の押圧部３４によりバルブ
６が押圧されて燃焼室を開閉する。なお、低速用ロッカ
アーム１０は低速用カム１により単独で空揺動し、この
空揺動をロストモーションバネ１９が支える。また、中
速用ロッカアーム２０は中速用カム２により単独で空揺
動し、この空揺動をロストモーションバネ２９が支え
る。

【００４５】以上のように構成された実施形態の可変動
弁機構によれば、次のような効果が得られるため、
内燃機関の高回転・出力・燃費等の性能のさらなる向上
に寄与する。 低速時には低速用ロッカアーム１０と中速用ロッカ
アーム２０と高速用ロッカアーム３０とが連結されて一
体的に揺動しバルブ６を開閉させ、中速時には中速用ロ
ッカアーム２０と高速用ロッカアーム３０とが連結され
て一体的に揺動しバルブ６を開閉させ、高速時には高速
用ロッカアーム３０が他のロッカアーム１０，２０から
切り離されて揺動しバルブ６を開閉させる。すなわち、
図７（ａ）に示すように、低速時→中速時→高速時と高
速側へ切り替わるほど、バルブ６の開閉に関わるロッカ
アームが減り、慣性質量が減少する。 図７（ｂ）に示すように、低速時→中速時→高速時
と高速側へ切り替わるほど、各切替ピン４０，５０によ
り連結されるロッカアーム１０，２０，３０の数が減
り、剛性が上がる。

【００４６】なお、本発明は前記実施形態の構成に限定
されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨を
逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもでき
る。 （１）前記実施形態の速度の切替段階数を変更するこ
と。例えば、低速・高速の２段切替の場合は、前記低速
用ロッカアーム１０及び第一切替機構を省いて、中速用
ロッカアーム２０を低速用ロッカアームとして働かせれ
ばよい。また、極低速（又はアイドリング）・低速・中
速・高速の４段切替の場合は、極低速用ロッカアームを
追加して、該極低速用ロッカアームと低速用ロッカアー
ム１０との間に第一切替機構と同様の切替機構を設けれ
ばよい。

【００４７】（２）切替機構における切替ピン、カムフ
ォロワ、プッシャ等の形状・構造を適宜変更すること。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る可変
動弁機構によれば、内燃機関の運転速度が高くなるほ
ど、可変動弁機構の慣性質量が減少するとともに剛性が
上がり、もって内燃機関の高回転・出力・燃費等の性能
のさらなる向上に寄与するという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る可変動弁機構を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図である。

【図２】同機構のロッカアームを示す分解斜視図であ
る。

【図３】同機構の切替機構を構成するカムフォロワ及び
切替ピンの斜視図である。

【図４】低速時における同機構の断面図である。

【図５】中速時における同機構の断面図である。

【図６】高速時における同機構の断面図である。

【図７】（ａ）は同機構の慣性質量の変化を示すグラ
フ、（ｂ）は同機構の剛性の変化を示すグラフである。

【図８】従来の可変動弁機構を示す斜視図である。

【図９】同機構の平面図であり、（ａ）は低速時に働く
ロッカアーム、（ｂ）は高速時に働くロッカアームをそ
れぞれ示す。

【図１０】（ａ）は同機構の慣性質量の変化を示すグラ
フ、（ｂ）は同機構の剛性の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 低速用カム ２ 中速用カム ３ 高速用カム ６ バルブ １０ 低速用ロッカアーム １５ 低速側第一ピン穴 ２０ 中速用ロッカアーム ２２ フォロワ穴 ２３ 中速用カムフォロワ ２５ 中速側第一ピン穴 ２６ 中速側第二ピン穴 ３０ 高速用ロッカアーム ３２ フォロワ穴 ３３ 高速用カムフォロワ ３４ 押圧部 ３６ 高速側第二ピン穴 ４０ 第一切替ピン ４５ バネ ４６ プッシャ ４７ 油路 ４８ プッシャ ５０ 第二切替ピン ５５ バネ ５６ プッシャ ５７ 油路 ５８ プッシャ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対的に低速時に働かせるための第一ロ
   ッカアームと相対的に高速時に働かせるための第二ロッ
   カアームとを並設した可変動弁機構において、相対的に
   低速時には第一ロッカアームと第二ロッカアームとを連
   結し、相対的に高速時には第一ロッカアームと第二ロッ
   カアームとを切り離すように構成したことを特徴とする
   可変動弁機構。
2. 【請求項２】 相対的に低速時に働かせるための第一ロ
   ッカアームと相対的に高速時に働かせるための第二ロッ
   カアームとを並設するとともに、相対的に低速時に働か
   せるための第一カムと相対的に高速時に働かせるための
   第二カムとを並設した可変動弁機構において、 第一ロッカアームと第二ロッカアームとを連結したとき
   には第二カムが第二ロッカアームの揺動に影響を与えな
   いようにし、第一ロッカアームと第二ロッカアームとを
   切り離したときには第二カムが第二ロッカアームを揺動
   させるようにする切替機構を設け、 相対的に低速時には、切替機構により第一ロッカアーム
   と第二ロッカアームとを連結し、第一カムにより第一ロ
   ッカアームと第二ロッカアームとを揺動させてバルブを
   開閉させ、 相対的に高速時には、切替機構により第一ロッカアーム
   と第二ロッカアームとを切り離し、第二カムにより第二
   ロッカアームを揺動させてバルブを開閉させるように構
   成したことを特徴とする可変動弁機構。
3. 【請求項３】 切替機構は、 第一ロッカアーム及び第二ロッカアームの内部にそれぞ
   れ形成されて互いに連通可能な第一ピン穴及び第二ピン
   穴と、 該第一ピン穴及び第二ピン穴に摺動可能に挿入された切
   替ピンと、 該切替ピンを、第一ロッカアームと第二ロッカアームと
   を連結するために第一ピン穴と第二ピン穴とに跨った連
   結位置と、第一ロッカアームと第二ロッカアームとを切
   り離すために第二ピン穴に収まった切離位置との間で変
   位させる駆動機構と、 第二ロッカアームに前記第二ピン穴とは略直交するよう
   に形成されたフォロワ穴と、 該フォロワ穴に摺動可能に挿入されて第二カムに摺接す
   る第二カムフォロワであって、前記切替ピンが連結位置
   にあるときには切替ピンから外れてフォロワ穴内を空摺
   動することにより第二カムが第二ロッカアームの揺動に
   影響を与えないようにし、前記切替ピンが切離位置にあ
   るときには切替ピンに乗り上げて第二カムにより第二ロ
   ッカアームを揺動させるようにする第二カムフォロワ
   と、から構成された請求項２記載の可変動弁機構。
4. 【請求項４】 低速用ロッカアームと高速用ロッカアー
   ムとを並設するとともに、低速用カムと高速用カムとを
   並設した可変動弁機構において、 高速用アームにバルブを当接させ、 低速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを連結した
   ときには高速用カムが高速用ロッカアームの揺動に影響
   を与えないようにし、低速用ロッカアームと高速用ロッ
   カアームとを切り離したときには高速用カムが高速用ロ
   ッカアームを揺動させるようにする切替機構を設け、 低速時には、切替機構により低速用ロッカアームと高速
   用ロッカアームとを連結し、低速用カムにより低速用ロ
   ッカアームと高速用ロッカアームとを揺動させてバルブ
   を開閉させ、 高速時には、切替機構により低速用ロッカアームと高速
   用ロッカアームとを切り離し、高速用カムにより高速用
   ロッカアームを揺動させてバルブを開閉させるように構
   成したことを特徴とする可変動弁機構。
5. 【請求項５】 低速用ロッカアームと中速用ロッカアー
   ムと高速用ロッカアームとを並設するとともに、低速用
   カムと中速用カムと高速用カムとを並設した可変動弁機
   構において、 高速用アームにバルブを当接させ、 低速用ロッカアームと中速用ロッカアームとを連結した
   ときには中速用カムが中速用ロッカアームの揺動に影響
   を与えないようにし、低速用ロッカアームと中速用ロッ
   カアームとを切り離したときには中速用カムが中速用ロ
   ッカアームを揺動させるようにする第一切替機構を設
   け、 中速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを連結した
   ときには高速用カムが高速用ロッカアームの揺動に影響
   を与えないようにし、中速用ロッカアームと高速用ロッ
   カアームとを切り離したときには高速用カムが高速用ロ
   ッカアームを揺動させるようにする第二切替機構を設
   け、 低速時には、第一切替機構により低速用ロッカアームと
   中速用ロッカアームとを連結するとともに、第二切替機
   構により中速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを
   連結し、低速用カムにより低速用ロッカアームと中速用
   ロッカアームと高速用ロッカアームとを揺動させてバル
   ブを開閉させ、 中速時には、第一切替機構により低速用ロッカアームと
   中速用ロッカアームとを切り離すとともに、第二切替機
   構により中速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを
   連結し、中速用カムにより中速用ロッカアームと高速用
   ロッカアームとを揺動させてバルブを開閉させ、 高速時には、第一切替機構により低速用ロッカアームと
   中速用ロッカアームとを切り離すとともに、第二切替機
   構により中速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを
   切り離し、高速用カムにより高速用ロッカアームを揺動
   させてバルブを開閉させるように構成したことを特徴と
   する可変動弁機構。