JP2002201920A - 内燃機関のバルブ休止機能付タイミングリフト可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低速域から高速域、あるいは加減速時でのスム
ーズな運転特性と吸排気効率の最適化による低燃費、出
力を向上させる。 【解決手段】吸気バルブ又は排気バルブの少なくともい
ずれか一方の一対のバルブ１ａ，１ｂに，２本のカムシ
ャフト２，３を配設し、各バルブ１ａ，１ｂごとに２個
のプロフィールの異なるカム４ａ，５ａ及び４ｂ、５ｂ
と並設した２本のロッカーアーム８ａ，９ａ及び８ｂ，
９ｂと、２本のロッカーアーム８ａ，９ａ及び８ｂ，９
ｂを連結又は連結解除機構１７ａ，１７ｂとを備えた装
置で、いずれか一方のカムシャフト２，３の端部にはヘ
リカルギア３５，３７を内蔵したカムプーリー３１を構
成し，カム位相角変位も加えたバルブタイミングとリフ
ト可変装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁系
において、吸気バルブ又は排気バルブを選択的に休止又
は作動させたり、あるいはバルブタイミング及びリフト
量を連続的に変化させることにより、出力及びトルクを
向上させ、内燃機関の燃費及び効率を改善するための技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸気又は排気バルブの作動を選択
的に休止あるいはタイミングを可変させる装置として
は、例えば特開昭６２−１２１８１１号公報において一
対のバルブに３本のロッカーアームを並設しておき、連
結又は離脱する機構を備え、内２本のロッカーアームの
端部にはバルブステムが当接されている。機関の運転状
況に応じロッカーアームを連結又は離脱させることによ
り、運転状況に応じバルブの休止及びタイミング及びリ
フトを変化させ燃焼効率を向上させたものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】内燃機関の低速域に燃
焼室において吸気スワールを発生させたり、高速域に吸
排気効率を向上させるものとして、上記公報のごとく公
知のものがある。しかしこれらの方法は一対のバルブ間
に渡って装置が構成されているためロッカーアームの重
量が比較的大となり、したがって慣性モーメントも大と
なり特に高速域高回転時においてはカムの追従性等不利
となりやすい。さらには低速域と高速域の２段階のみな
ので加速時の出力の急変いわゆる段付きが発生しスムー
ズな運転特性が得られなかった。そこで本発明では低速
域から高速域まで全域おいてスムーズな運転特性とロッ
カーアームの軽量化による慣性モーメントの低減により
カムの追従性や応答性の改善、軸出力の向上により低燃
費、高出力を実現できるようにすることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載のバルブ休止機能付タイミングリフト
可変装置は、一対の吸気又は排気バルブの少なくともい
ずれか一方に２本のカムシャフトを配設し、該カムシャ
フトには各バルブごとにプロフィールの異なる２個のカ
ムを並設し、一方のカムに従動して揺動する第１ロッカ
ーアームと、第１ロッカーアームに隣接してもう一方の
カムに揺動可能に第２ロッカーアームが配設され、上記
第１ロッカーアームによって開閉駆動されるバルブと、
上記第１ロッカーアームと第２ロッカーアームとを油圧
により連結又は連結解除機構とを備えた内燃機関のバル
ブ駆動装置において、上記第２ロッカーアームの下部に
はスプリングによって押圧されたロストモーションスプ
リングが当接され第２ロッカーアームを常時押し上げて
いる。

【０００５】又、該カムシャフトのいずれか一方のカム
シャフトの端部には内周にスプラインギアを設けたイン
ナーシャフトを固着し、その外周には内周にスプライン
ギア、外周にヘリカルギアを設けたスリーブを挿入し、
スリーブの外周には内周にヘリカルギアを設けたカムプ
ーリーを噛み合わせ、スリーブがカムシャフト方向に前
後に移動することが可能な主カム位相角変位装置とで構
成されている。

【０００６】請求項２記載の発明は、上記カムシャフト
のカムプーリー側と反対側の端部のカムギアの内部にも
ピストンとシリンダーを設け、ヘリカルギアの変位角に
よりもう一方のカムシャフトが進角あるいは遅角するこ
とが可能な副カム位相角変位装置とで構成されている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、ここでは吸気バルブに関連
して請求項１記載の発明から図面を基に説明すると、図
１は、内燃機関本体の動弁駆動部分には一対の吸気バル
ブ１ａ，１ｂが配設されており、それらの吸気バルブ１
ａ，１ｂは機関の回転に同期して１／２の回転比で駆動
されるカムシャフト２，３にそれぞれ一体的にプロフィ
ールの異なる２個のカムが並設されている。吸気バルブ
１ａにはカムシャフト２が配設され低速用カム４ａ、高
速用カム５ａが一体的に並設されている。又、カムシャ
フト２と平行なロッカーシャフト６に枢支された第１ロ
ッカーアーム８ａ及び第２ロッカーアーム９ａが低速用
カム４ａ，高速用カム５ａにそれぞれ対応して開閉駆動
される。一方の吸気バルブ１ｂにはカムシャフト３が配
置されほぼ休止カム４ｂ，高速用カム５ｂが一体的に並
設されている。又、カムシャフト３と平行なロッカーシ
ャフト７に枢支された第１ロッカーアーム８ｂ及び第２
ロッカーアーム９ｂがほぼ休止カム４ｂ，高速用カム５
ｂにそれぞれ対応して開閉駆動される。

【０００８】図２において、低速用カム４ａは機関の低
速運転時に対応したカムプロフィールを有するものであ
り、カムシャフト２の半径方向に沿う外方への突出量が
比較的小さい高位部４ｃを有する。又、一方のほぼ休止
カム４ｂはカムシャフト３の半径方向に沿う外方への突
出量が４ｃよりも小さく、かつ、カムシャフト３の直径
よりは大きい高位部４ｄを有している。又、高速用カム
５ａ，５ｂは機関の高速運転時に対応したカムプロフィ
ールを有するものであり、カムシャフト２，３の半径方
向外方への突出量を低速用カム４ａの高位部４ｃよりも
大とし、かつ、その高位部４ｃよりも広い中心角範囲に
わたる高位部５ｃ，５ｄを有する。

【０００９】図３において、ロッカーシャフト６，７は
カムシャフト２，３よりも下方で配設される。このロッ
カーシャフト６，７には低速用カム４ａ，４ｂに対応す
る第１ロッカーアーム８ａ，８ｂと、高速用カム５ａ，
５ｂに対応する第２ロッカーアーム９ａ，９ｂが枢支さ
れ、各ロッカーアームの上面には各カムに摺接するスリ
ッパ１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂがそれぞれ設けら
れている。第１ロッカーアーム８ａ，８ｂは吸気バルブ
１ａ，１ｂの上方に延設されており、その先端部には吸
気バルブ１ａ，１ｂの上端に当接し得るタペットねじ１
２ａ，１２ｂが進退可能に累着され、緩み防止用にロッ
クナット１３ａ，１３ｂで固縛されている。

【００１０】吸気バルブ１ａ，１ｂの上部には鍔部１４
ａ，１４ｂが設けられており、この鍔部１４ａ，１４ｂ
と機関部本体との間には吸気バルブ１ａ，１ｂを閉弁方
向に付勢したバルブスプリング１５ａ，１５ｂが介装さ
れる。

【００１１】図４において、第２ロッカーアーム９ａ，
９ｂの端部下部には押し上げ手段として有底円筒状のロ
ストモーションスプリング１６ａ，１６ｂが当接されて
おり、かつ、機関本体との間に介装して比較的弱いばね
力により上方へ付勢される。これにより第２ロッカーア
ーム９ａ，９ｂは高速用カム５ａ，５ｂの上下動に従っ
て断発的に摺接される。

【００１２】図５において、第１ロッカーアーム８ａ，
８ｂと第２ロッカーアーム９ａ，９ｂは互いに摺接して
おり、それらが相対的に揺動可能とする状態とあるいは
一体的に連結する状態とに切り替え可能な連結切替手段
１７ａ，１７ｂはロッカーアーム間を連結する位置及
び、その連結を解除する位置間で移動可能なピストン１
８ａ，１８ｂと、該ピストンの移動を規制するストッパ
ー１９ａ，１９ｂと、該ピストン１８ａ，１８ｂを連結
解除位置側に移動させるべくストッパー１９ａ，１９ｂ
を付勢するスプリング２０ａ，２０ｂとを備えて構成さ
れている。

【００１３】図５において、吸気バルブ１ａ側を例に説
明すると第１ロッカーアーム８ａには、ロッカーシャフ
ト６と平行に第１ガイド穴２１ａが穿設されており、第
２ロッカーアーム９ａに向けて開放するとともに、この
第１ガイド穴２１ａには円板型のストッパー１９ａが摺
合される。第１ガイド穴２１ａの閉塞端側には挿通孔２
２ａが穿設され、しかもストッパー１９ａと同軸かつ一
体的に設けられた案内棒２３ａが挿通孔２２ａに挿通さ
れる。さらにストッパー１９ａと第１ガイド穴２１ａの
閉塞端側との間には、案内棒２３ａをかこむ形のコイル
状のスプリング２０ａが介装される。

【００１４】第２ロッカーアーム９ａには、第１ガイド
穴２１ａに対応して第１ロッカーアーム８ａ側に向けて
開放した第２ガイド穴２４ａが穿設されており、この第
２ガイド穴２４ａの閉塞端側には段部２５ａを介して小
径部２６ａが設けられ、第２ガイド穴２４ａにはピスト
ン１８ａが摺合されており、このピストン１８ａと第２
ガイド穴２４ａの閉塞端側との間に油圧室２７ａが画成
される。又第２ロッカーアーム９ａには油圧室２７ａに
連通する油路２８ａが穿設され、ロッカーシャフト６内
にはオイルポンプ（図示せず）に通じる油路２９ａが穿
設され、油圧を上昇又は下降させることによりピストン
１８ａを前後に移動させる。

【００１５】ピストン１８ａの軸方向の長さは、その一
端が第２ロッカーアームの段部２５ａに当接したとき
に、その他端が２本のロッカーアームの境界に位置する
ように、又ストッパー１９ａを規制段部３０ａに当接さ
せるまで第１ガイド穴２１ａ内に入り込んだときに、そ
の一端が第２ガイド穴内２４ａに残るように設定され
る。

【００１６】又、上記連結切替手段１７ａは吸気バルブ
１ｂ側にも同一のもの１７ｂが構成されている。

【００１７】次に、カムプーリー３１内に設けられた主
カム位相角変位装置について図６に示した実施例で説明
する。まず、吸気カムシャフト２の端部にインナーシャ
フト３２を固着しその外周にスプラインギア３３を設
け、その外側には内周にスプラインギア３４、外周にヘ
リカルギア３５を設けたスリーブ３６を差し込み、その
外周には内周にヘリカルギア３７を設けたカムプーリー
３１がスリーブ３１のヘリカルギア３５と噛み合うよう
に装着される。スリーブ３６はカムシャフト方向に前後
に移動が可能であり、スプリング３８によってカムシャ
フト２の外側方向へ付勢されている。

【００１８】又、インナーシャフト３２は連結ボルト３
９でカムシャフト２の端部に固着され、ロックピン４０
でずれを防止している。連結ボルト３９の中心軸には油
路４１が設けられ、カムシャフト２の油路４２と連通し
ている。この油路４２は図示していないシリンダーヘッ
ドの油路を介して、機関のオイルポンプに連通してい
る。

【００１９】このように、上記主カム位相角変位装置
は、図示しないオイルポンプの油圧によりスリーブ３６
がスプリング３８に抗してカムシャフト２の内側方向に
移動させることにより、吸気カムシャフト２をカムプー
リー３１と相対して遅角させバルブタイミングを遅め
る。

【００２０】上記カムシャフト２のもう一方の端部にカ
ムギア４３を設け、平行して配設されたもう一本のカム
シャフト３にも同じ直径のカムギア４４を設けて２本の
カムシャフトが同位相角となるように互いに噛み合わせ
る。このようにすればカムシャフト２が遅角すればカム
シャフト３も遅角するというように同じ作用が得られ
る。これを図７に示す。

【００２１】又、図８における請求項２記載の発明によ
ればカムシャフト２のカムギア４３ａにはヘリカルギア
による副カム位相角変位装置が内蔵されている。つまり
カムギア４３ａ、４４の外周はヘリカルギア４８，４９
を設け互いに噛み合っている。カムギア４３ａの内周に
はスプラインギア５０が設けられカムシャフト２の外周
に設けられたスプラインギア５１に挿入されている。カ
ムシャフト２の端部にはピストン４６を設け取付ボルト
４５で固定されている。取付ボルトの中心軸には油路５
２が設けられ、カムシャフト２の油路５３と連通してい
る。この油路５３は図示していないシリンダーヘッドの
油路を介して、機関のオイルポンプに連通している。但
し、カムプーリー３１側に関連する油路４２とは隔絶し
ている。又、ピストン４６の直径と同じ大きさの内径の
シリンダー４７をカムギア４３ａの内部に設けて油圧室
５４を画成する。又、ピストンの外周には○リングを設
け油圧室５４からのオイル漏れを防止している。カムギ
ア４３ａはカムシャフト方向に前後に移動が可能であり
スプリング５６によってカムシャフト２の内側方向へ付
勢され、かつ、スナップリング５７でピストン４６を規
制しカムギア４３ａの移動を制限している。

【００２２】このように上記副カム位相角変位装置は、
図示しないオイルポンプの油圧によりカムギア４３ａが
スプリング５６に抗してカムシャフト２の外側方向に移
動させることにより、カムギア４３ａ，４４の外周のヘ
リカルギア４８，４９の偏角作用によりカムシャフト２
と相対してカムシャフト３が進角する。

【００２３】

【作 用】次に、この実施例の作用について吸気バル
ブ１ａを例に説明すると機関の低速運転時には図５左側
に示すように連結手段１７ａを連結解除側に作動せしめ
る。すなわち、油圧室２７ａの油圧を解放するとストッ
パー１９ａのスプリング２０ａのばね力によりピストン
１８ａは第２ロッカーアーム９ａの内部まで移動し、段
部２５ａに当接するまで後退せしめられる。この状態で
ピストン１８ａとストッパー１９ａの当接面は第１ロッ
カーアーム８ａと第２ロッカーアーム９ａの摺接面に位
置し、したがって、第１ロッカーアーム８ａと第２ロッ
カーアーム９ａは相互に摺接して相対角変位運動可能な
状態となる。

【００２４】このような連結解除状態にあっては、第１
ロッカーアーム８ａの揺動動作が第２ロッカーアーム９
ａに影響を及ぼすことはなく、第１ロッカーアーム８ａ
は低速用カム４ａのカムプロフィールに応じて揺動す
る。この際、第２ロッカーアーム９ａはロストモーショ
ンスプリング１６ａの比較的弱いばね力により、高速用
カム５ａに摺接しているだけなので動弁系の摩擦損失は
低く抑えられカム打音の低減を図ることができる。

【００２５】次に、吸気バルブ１ｂについて説明する
と、機関の低速運転時はほぼ休止カム４ｂのカムプロフ
ィールに応じたタイミング及びリフト量で開閉する。つ
まり吸気バルブ１ｂはわずかなリフト量でしか開閉しな
いので吸入混合気量はほんのわずかであり、しかも完全
に閉鎖されることはないので吸気だまりやカーボンによ
るバルブ固着を防止できる。つまり、低速運転時は吸気
バルブ１ａが中心的に開閉動作し吸気バルブ１ｂはほぼ
休止状態となるので、燃焼室内はスワール流が発生し混
合気が良くかくはんされ燃えやすくなり、燃焼効率が向
上するので低速トルクが上昇しノッキングの防止及び燃
費の低減を図ることができる。

【００２６】機関の中速運転時には、吸気バルブ１ｂに
おいて連結手段により図５右側に示すように第１ロッカ
ーアーム８ｂと第２ロッカーアーム９ｂが連結される。
すなわち、連結手段１７ｂの油圧室２７ｂに油圧が供給
されることによりピストン１８ｂは、ばね２０ｂのばね
力に抗してストッパー１９ｂを押圧しながら第１ガイド
穴２１ｂに嵌入し、ストッパー１９ｂが規制段部３０ｂ
に押し付けられる。この状態で第１ロッカーアーム８ｂ
と第２ロッカーアーム９ｂは相対揺動を阻止され一体的
に揺動する。

【００２７】したがって、一方の吸気バルブ１ｂは高速
用カム５ｂのプロフィールに応じたタイミング及びリフ
ト量で開閉作動し、他方の吸気バルブ１ａは連結解除と
することにより低速用カム４ａのプロフィールに応じた
タイミング及びリフト量でする。これにより中速運転に
適した混合気流入速度が得られるとともに吸気混合気量
が増えて出力が向上する。

【００２８】機関の高速運転に際しては、連結手段１７
ａ，１７ｂにより吸気バルブ１ａ側のロッカーアーム８
ａ，９ａと吸気バルブ１ｂ側のロッカーアーム８ｂ，９
ｂがそれぞれ連結状態となる。したがって、上記ロッカ
ーアームが高速用カム５ａ，５ｂによって揺動する。こ
の結果、両吸気バルブ１ａ，１ｂは高速用のタイミング
及びリフト量で開閉作動し吸入混合気量の増加により高
トルク、高出力を得ることができる。

【００２９】つぎに、カムシャフト２の端部に設けられ
た主カム位相角変位装置の作用について説明する。図示
しないオイルポンプにより昇圧された油圧は油路４２を
通り、スプリング３８に抗してスリーブ３６がカムシャ
フト２の内側方向へ移動しヘリカルギア３５，３７の偏
角作用によりカムシャフト２の位相角が遅角し、吸気バ
ルブ１ａの開閉時期が遅くなる。又、カムシャフト３も
カムシャフト２とカムギア４３，４４で噛み合ってお
り、吸気バルブ１ｂも遅角する。

【００３０】油圧室４２の油圧を減ずればスプリング３
８が復元しカムシャフト２，３の位相角は元に戻る。

【００３１】ここで、図９をもとに更にくわしく説明す
ると、機関停止時又は図示しないオイルポンプの油圧を
解除した時は油圧が０なので、スリーブ３６はスプリン
グ３８のばね力によりカムシャフト方向の外側に押し戻
され最大限移動した時に吸気カム位相角は最大進角タイ
ミングとなる。機関運転時は油圧は上昇するので、ある
一定の通常圧力に達した時に吸気カム位相角はニュート
ラルとなるように図示しないオイルポンプの油圧を設定
する。又、吸気カム位相角を遅角させる時は図示しない
オイルポンプの油圧を上昇させスリーブ３６はスプリン
グ３８のばね力に抗してカムシャフト方向の内側に押し
込められ最大限移動した時に最大遅角タイミングとな
る。

【００３２】上記の主カム位相角変位装置により、一対
の吸気バルブ１ａ，１ｂの開閉時期をそれぞれ変位させ
ることにより、図示しない排気バルブとのオーバーラッ
プ角及び吸入混合気量を変化させ、運転状況に応じた高
い燃焼効率を得ることができる。

【００３３】続いて、カムシャフト２のもう一方の端部
に設けられた副カム位相角変位装置の作用について図８
をもとに説明する。図示しないオイルポンプにより昇圧
された油圧は油路５３，５２を通り、スプリング５６に
抗してカムギア４３ａがカムシャフト２の内側方向に移
動し、ヘリカルギア４８，４９の偏角作用によりカムシ
ャフト２と相対してカムシャフト３を進角させ吸気バル
ブ１ｂのバルブタイミングを早める。又、油圧を減ずれ
ばカムギア４３はスプリング５６のばね力により元に押
し戻されてカムシャフト３はカムシャフト２と同じ位相
角となる。したがって、吸気バルブ１ｂは運転状況に応
じ、主カム位相角変位装置に影響されることなく独立し
てバルブタイミングを変化させることが可能となる。

【００３４】つぎに、上記に説明したバルブタイミング
リフト可変装置と、主と副カム位相角変位装置の相乗作
用を説明する。

【００３５】機関のアイドリング運転時は、吸気バルブ
１ａを例に説明すると図５に示すように連結切替手段を
連結解除側に作動せしめる。すなわち、油圧室２７ａの
油圧を解放するとストッパー１９ａがスプリング２０ａ
のばね力により第２ロッカーアーム９ａ側に移動して、
ピストン１８ａは段部２５ａに当接するまで後退せしめ
られる。この状態でピストン１８ａとストッパー１９ａ
の当接面は第１ロッカーアーム８ａと第２ロッカーアー
ム９ａの摺接面と同一となり、２つのロッカーアームは
互いに摺接し相対角変位運動可能な状態となる。つま
り、吸気バルブ１ａは低速用カム４ａにて作動する。

【００３６】もう一方の吸気バルブ１ｂにおいては、吸
気バルブ１ａ同様連結切替手段を連結解除側に作動せし
め第１ロッカーアーム８ｂと第２ロッカーアーム９ｂが
互いに摺接し相対角変位運動可能な状態となり、吸気バ
ルブ１ｂはほぼ休止カム４ｂにて作動する。

【００３７】この状態では、吸気バルブ１ａが主体的に
駆動し混合気を吸入するが吸気バルブ１ｂはほぼ休止状
態となっている。但し、完全に吸気バルブを閉鎖すると
吸気だまりやカーボンによる固着が発生することになる
ので、わずかなリフトだけ開きこれらを防止している。
すなわち、吸気バルブ１ａからの吸入混合気量は吸気バ
ルブ１ｂよりも大きいので流入速度が増加、互いの流速
差により燃焼室内においてスワール流が発生し混合気が
良くかくはんされ、着火しやすくなり燃焼速度が速くな
って燃焼効率が向上する。この状態を図１０に示す。

【００３８】低速域から中速域にかけて燃費を重視した
運転時は、吸気バルブの作動は上記のままで主カム位相
角変位装置により低速用カム４ａを進角させる。すなわ
ち、吸気バルブ１ａが開くと同時に燃焼後の排気ガスが
吸気管に逆流するが、すぐに新気の吸入混合気によって
押し返され燃焼室に押し戻される。したがって、正味吸
入混合気量が減少するのでポンピングロスが減少し軸ト
ルクが上昇する。又、排気ガスを再度燃焼室において吸
入混合気と一緒に燃焼させるので内部ＥＧＲ効果が期待
でき、未燃焼ガスが減少するのでクリーンな排気ガスと
なる。この状態を図１１に示す。

【００３９】低速域高負荷時は、吸気１ａは低速用カム
４ａ，吸気バルブ１ｂはほぼ休止カム４ｂにて作動し、
主カム位相角変位装置はニュートラルとする。すなわ
ち、吸気バルブ１ａのみでほぼ作動しているので燃焼室
内はスワール流が発生し混合気が良くかくはんされ燃焼
効率が向上する。又、オーバーラップはアイドリング時
よりわずかに大きくしているので排気ガスの掃気に寄与
し正味吸入混合気量は増加している。この状態を図１２
に示す。

【００４０】中速域低負荷時は、吸気バルブ１ａは低速
用カム４ａ，吸気バルブ１ｂは高速用カム５ｂで作動す
る。つまり、吸気バルブ１ａの連結切替手段１７ａを連
結解除とする。そして、吸気バルブ１ｂの作動について
説明すると図５で示すように連結切替手段１７ｂを連結
側に作動せしめる。すなわち、油圧室２７ｂに油圧をか
けるとピストン１８ｂはストッパー１９ａのばね力に抗
して第１ロッカーアーム９ｂ側に移動し、段部３０ｂに
当接するまで押し込められる。この状態で第１ロッカー
アーム８ｂと第２ロッカーアーム９ｂは一体となり高速
用カム５ｂに付勢された第２ロッカーアーム９ｂが作動
し、第１ロッカーアーム８ｂを介して吸気バルブ１ｂを
開閉作動する。つまり、吸気バルブ１ｂは低速用カム４
ａ，吸気バルブ１ｂは高速用カム５ｂで作動して吸入混
合気量が増加し中速域に合った出力となる。この状態を
図１３に示す。

【００４１】中速域高負荷時は、吸気バルブ１ａは低速
用カム４ａ，吸気バルブ１ｂは高速用カム５ｂで作動
し、主カム位相角変位装置により低速用カム及び、高速
用カムとも遅角させることにより、吸気慣性効果により
吸入混合気量が増加し出力が上昇する。この状態を図１
４に示す。

【００４２】高速域低負荷時は、吸気バルブ１ａは高速
用カム５ａ，吸気バルブ１ｂも高速用カム５ｂで作動
し、吸入混合気量は中速域に比べ増加し燃焼室内におい
てはタンブル流となり出力が増大する。高速時の燃費重
視の運転に適している。この状態を図１５に示す。

【００４３】高速域高負荷時は、吸気バルブ１ａは高速
用カム５ａ，吸気バルブ１ｂも高速用カム５ｂ，さらに
は、主カム位相角変位装置により吸気バルブ１ａ，１ｂ
の開閉時期を遅角させることにより、高速用カムのリフ
ト増とあいまって吸気慣性効果により吸入混合気量は大
幅に増大し出力が上昇する。この状態を図１６に示す。

【００４４】最高速域高負荷時は、吸気バルブ１ａは高
速用カム５ａ，吸気バルブ１ｂも高速用カム５ｂ，そし
て、主カム位相角変位装置により吸気バルブ１ａの開閉
時期は遅角、さらに、副カム位相角変位装置により吸気
バルブ１ｂの開閉時期は進角とすることによりオーバー
ラップは最大となり、燃焼室内での掃気効果が高まり出
力がさらに上昇する。この状態を図１７に示す。

【００４５】以上の実施例では吸気バルブを駆動するた
めの動弁装置について述べたが、本発明を排気バルブに
関連して実施することも可能である。

【００４６】又、主カム位相角変位装置のカムプーリー
３１内のインナーシャフト３２の外周をヘリカルギアと
し、かつ、スリーブ３６の内周もヘリカルギアとするこ
とにより、スリーブの移動による変位角速度を大とし、
カムの位相角変位動作を速くすることもできる。

【００４７】さらには、カムギア４３の副カム位相角変
位装置をカムプーリー３１と同様なスリーブにヘリカル
ギアを設けて油圧で移動することにより、カム位相角を
変位する方法に置き換えて実施することも可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上、請求項１及び請求項２記載の発明
により、吸気あるいは排気バルブの開閉タイミングとバ
ルブリフトとカム位相角を、負荷や回転数に応じて７以
上に細分化して動弁制御を行うことができる。又、ロッ
カーアーム連結切替機構は単純な構造のため作動が確実
であり、比較的軽量のためバルブサージングの発生回転
数は高めに設定することが可能である。したがって、内
燃機関の低速から高速までのスムーズな運転及び、燃焼
効率の向上により出力が上昇し燃費が低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バルブ駆動装置の縦断面図

【図２】カムシャフトのカムの断面図

【図３】バルブ駆動装置の平面図

【図４】第２ロッカーアームとロストモーションスプリ
ングの断面図

【図５】連結切替手段の平面断面図

【図６】カムプーリー内の主カム位相角変位装置の断面
図

【図７】カムシャフト端部カムギア及びその断面図

【図８】副カム位相角変位装置の断面図

【図９】カム位相角と油圧の関係グラフ

【図１０】低速域低負荷時のバルブ特性グラフ

【図１１】低速域巡航時のバルブ特性グラフ

【図１２】低速域高負荷時のバルブ特性グラフ

【図１３】中速域低負荷時のバルブ特性グラフ

【図１４】中速域高負荷時のバルブ特性グラフ

【図１５】高速域低負荷時のバルブ特性グラフ

【図１６】高速域高負荷時のバルブ特性グラフ

【図１７】最高速域高負荷時のバルブ特性グラフ

【符号の説明】

１ａ，１ｂ・・・・吸気バルブ ２，３・・・・
・・カムシャフト ４ａ・・・・・・・低速用カム ４ｂ・・・・・
・・ほぼ休止カム ４ｃ・・・・・・・低速用カム高位部 ４ｄ・・・・・
・・ほぼ休止カム高位部 ５ａ，５ｂ・・・・高速用カム ５ｃ，５ｄ・・
・・高速用カム高位部 ６，７・・・・・・ロッカーシャフト ８ａ，８ｂ・・
・・第１ロッカーアーム ９ａ，９ｂ・・・・第２ロッカーアーム１０ａ，１０ｂ
・・スリッパ １１ａ，１１ｂ・・スリッパ １２ａ，１２ｂ
・・タペットねじ １３ａ，１３ｂ・・ロックナット １４ａ，１４ｂ
・・鍔部 １５ａ，１５ｂ・・バルブスプリング １６ａ，１６ｂ・・ロストモーションスプリング １７ａ，１７ｂ・・連結切替手段 １８ａ，１８ｂ
・・ピストン １９ａ，１９ｂ・・ストッパー ２０ａ，２０ｂ
・・スプリング ２１ａ，２１ｂ・・第１ガイド穴 ２２ａ，２２ｂ
・・挿通孔 ２３ａ，２３ｂ・・案内棒 ２４ａ，２４ｂ
・・第２ガイド穴 ２５ａ，２５ｂ・・段部 ２６ａ，２６ｂ
・・小径部 ２７ａ，２７ｂ・・油圧室 ２８ａ，２８ｂ
・・油路 ２９ａ，２９ｂ・・油路 ３０ａ，３０ｂ
・・規制段部 ３１・・・・・・・カムプーリー ３２・・・・・
・・インナーシャフト ３３・・・・・・・スプラインギア ３４・・・・・
・・スプラインギア ３５・・・・・・・ヘリカルギア ３６・・・・・
・・スリーブ ３７・・・・・・・ヘリカルギア ３８・・・・・
・・スプリング ３９・・・・・・・連結ボルト ４０・・・・・
・・ロックピン ４１・・・・・・・油路 ４２・・・・・
・・油路 ４３，４３ａ・・・カムギア ４４・・・・・
・・カムギア ４５・・・・・・・取り付けボルト ４６・・・・・
・・ピストン ４７・・・・・・・シリンダー ４８，４９・・
・・ヘリカルギア ５０，５１・・・・スプラインギア ５２，５３・・
・・油路 ５４・・・・・・・油圧室 ５５・・・・・
・・○リング ５６・・・・・・・スプリング ５７・・・・・
・・スナップリング ５８・・・・・・・キー ５９・・・・・
・・取り付けボルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気バルブ又は排気バルブの少なくともい
   ずれか一方の一対のバルブ（１ａ）及び（１ｂ）に、機
   関の回転に同期して回転される２本のカムシャフト
   （２）（３）を配設し、該カムシャフトには該バルブ
   （１ａ）及び（１ｂ）ごとに対応するように２個のプロ
   フィールの異なるカム（４ａ）（５ａ）及び（４ｂ）
   （５ｂ）を並設し、２個の該カムに従動して揺動する２
   本のロッカーアーム（８ａ）（９ａ）及び（８ｂ）（９
   ｂ）と、２本の該ロッカーアームを油圧にて連結又は連
   結解除することが可能な機構（１７ａ）及び（１７ｂ）
   を、それぞれに備えたことを特徴としたバルブ駆動装置
   で、上記２本のカムシャフト（２）（３）の少なくとも
   いずれか一方のカムシャフトの端部にスプラインギア
   （３３）を設け、その外周には内周にスプラインギア
   （３４）と外周にヘリカルギア（３５）を設けたスリー
   ブ（３６）を挿入し、スリーブ（３６）の外周には内周
   にヘリカルギア（３７）を設けたカムプーリー（３１）
   を噛み合わせ、スリーブ（３６）がカムシャフト方向に
   前後に移動することが可能な装置と、カムシャフト
   （２）（３）のもう一方の端部にはそれぞれにカムギア
   （４３）（４４）を装着させ、互いに噛み合わせてなる
   装置で構成されたことを特徴とする内燃機関のバルブ休
   止機能付タイミングリフト可変装置。
2. 【請求項２】カムシャフト（２）（３）の端部に装着さ
   れたカムギア（４３）（４４）の外周にはヘリカルギア
   （４８）（４９）を設けて互いに噛み合わせ、かつ、い
   ずれか一方の該カムギアの内周には、シリンダー（４
   ７）を設け関係する該カムシャフトの端部に固着したピ
   ストン（４６）と嵌め合わせ、該カムギアをカムシャフ
   ト方向に前後に移動可能な装置とを備えたことを特徴と
   した請求項１記載のバルブ休止機能付タイミングリフト
   可変装置。