JP2619543B2 - 内燃機関における動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関における吸気弁又は排気弁を開閉
作動するタイミング（所謂バルブタイミング）及びバル
ブリフトのうちいずれか一方又は両方を、変更できるよ
うにした動弁装置に関するものである。

〔従来の技術〕

吸気弁又は排気弁におけるバルブタイミング及びバル
ブリフトは、カムの外周面におけるカムプロフィールに
よって定まり、このカムプロフィールによるバルブタイ
ミング又はバルブリフトを、高速回転域において吸気又
は排気の流れを促進するように設定すると、低速回転域
において燃焼効率の低下及び吸気の吹き抜けが増大する
ことになり、また、バルブタイミング又はバルブリフト
を、低速回転域において燃焼効率の向上すると共に、吹
き抜けを低減するように設定すると、高速回転域におい
て吸気又は排気の流れに遅れが発生して高速出力が低下
することになる。

そこで、先行技術としての特開昭63−117109号公報
は、シリンダヘッドに設けた吸気弁又は排気弁における
バルブステムの上端を、シリンダヘッドに摺動自在に保
持したバルブリフタ体の下面に接当し、該バルブリフタ
体の上面に、カム軸のカムを接当して成る動弁装置にお
いて、前記バルブリフタ体の上面に接当するカムを、低
速回転域に適合するように構成した低速用カムに構成す
る一方、前記カム軸には、高速回転域に適合するように
構成した高速用カムを設け、該高速用カムに接当するサ
ブバルブリフタ体を、前記バルブリフタ体に隣接して摺
動自在に設け、前記バルブリフタ体と前記サブバルブリ
フタ体との両方に、前記バルブステムの軸線と直角に延
びるピン孔を、軸線を一致して穿設し、この両ピン孔の
うち一方のピン孔内に、プランジャピンを摺動自在に嵌
挿し、該プランジャピンを、一方のピン孔内に引っ込ん
だ状態と、両ピン孔の両方に跨って嵌まる状態とに切換
え可能に構成し、前記プランジャピンを一方のピン孔内
に引っ込めることで両バルブリフタ体を非連結の状態に
したとき、吸気弁又は排気弁を、低速用カムによって開
閉作動し、前記プランジャピンを両方のピン孔に跨るよ
うに嵌めることで両バルブリフタ体を連結状態にしたと
き、吸気弁又は排気弁を、高速用カムによって開閉作動
するように構成することを提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この先行技術における動弁装置は、以下に述
べるような不具合を有する。

すなわち、プランジャピンを両バルブリフタ体におけ
るピン孔の両方に跨って嵌めることによって、両バルブ
リフタ体を連結状態にしたとき、吸気弁又は排気弁を、
そのばねに抗して開くことに要する力（以下、開弁力と
云う）は、サブバルブリフタ体から両方のピン孔に跨っ
て嵌まるプランジャピンを介してバルブリフタ体に伝達
されるため、前記プランジャピンには、前記開弁力によ
る曲げモーメントとせん断荷重との両方を同時に受ける
ことになるから、その連結部における剛性が低いのであ
り、これに加えて、両バルブリフタ体におけるピン孔の
内面には、前記プランジャピンに対する曲げモーメント
及びせん断荷重に起因するこじれが作用することによ
り、当該両ピン孔の内面にへたり等の摩耗を生じて耐久
性が低いから、前記連結部における剛性が低いことと相
俟って、内燃機関の高速化に追従しないのである。

しかも、前記先行技術の動弁装置において、前記プラ
ンジャピンを、両方のピン孔に跨って嵌まるように構成
するには、バルブリフタ体におけるピン孔と、サブバル
ブリフタ体におけるピン孔とを、これら両ピン孔の軸線
が正確に一直線上において一致するようにしなければな
らず、この両ピン孔の加工に、高度の加工精度が必要で
あるから、製造コストの大幅なアップを招来するのであ
り、その上、両ピン孔の軸線は、各カムにおけるベース
面及びバルブリフタ体の上面が摩耗した場合にずれるの
で、バルブタイミング又はバルブリフトの低速適合から
高速適合への切換えが不能になる事態が発生するのであ
った。

本発明は、この先行技術の動弁装置が有する問題を解
消することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、シリンダヘッドに
設けた吸気弁又は排気弁におけるバルブステムの上端
を、シリンダヘッドに摺動自在に保持したバルブリフタ
体の下面に接当し、該バルブリフタ体の上方に、当該バ
ルブリフタ体を吸気弁又は排気弁に対するばねに抗して
押し下げるためのカムを備えたカム軸を配設して成る動
弁装置において、前記カムを、低速回転域に適合する低
速用カムと、高速回転域に適合する高速用カムとの二つ
に構成して、この低速用カムと前記バルブリフタ体との
間に、タペットを、当該タペットが低速用カムとバルブ
リフタ体の両方に接当するように介挿し、該タペット
に、サブタペットを当該サブタペットが前記高速用カム
に対して接当するように上下動自在に設けると共に、該
サブタペットと前記タペットとの間に挿入できるように
したスペーサ体を、サブタペットとタペットとの間に挿
入した位置と、サブタペットとタペットとの間から離脱
した位置とに切換え可能に設ける構成にした。

〔作用〕

この構成において、前記スペーサ体を、サブタペット
とタペットとの間から離脱した位置にすると、サブタペ
ットとタペットとの間には隙間ができることにより、高
速用カムに接当するサブタペットの上下動は、タペット
及びバルブリフタ体に対して伝達することがなく、低速
用カムに接当するタペットの上下動のみがバルブリフタ
体に対して伝達するから、吸気弁又は排気弁は、前記低
速用カムにより、低速回転域に適合するバルブタイミン
グ又はバルブリフトで開閉作動される。

一方、前記スペーサ体を、サブタペットとタペットと
の間に挿入した位置にすると、サブタペットとタペット
との間における隙間は、前記スペーサ体によって詰めら
れ、高速用カムに接当するサブタペットの上下動が、タ
ペットを介してバルブリフタ体に対して伝達するから、
吸気弁又は排気弁は、高速用カムにより、高速回転域に
適合するバルブタイミング又はバルブリフトで開閉作動
されるのであり、この場合において、前記スペーサ体
は、サブタペットとタペットとの間に挟まれた状態にな
るから、吸気弁又は排気弁に対する開弁力は、前記スペ
ーサ体に対して、極く単純な圧縮荷重として作用するだ
けになり、前記先行技術のように、曲げモーメント及び
せん断荷重との両方が同時に作用することを回避するこ
とができるのである。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明は、バルブタイミング又はバルブリ
フトを低速適合から高速適合にしたり、或いは、高速適
合から低速適合にしたりする切換えを、タペットとサブ
タペットの間に対するスペーサ体の挿入・離脱によって
行うものであるから、その剛性及び耐久性を、前記先行
技術の場合よりも遥かに向上できると共に、内燃機関の
高速化に確実に追従することができるのであり、しか
も、前記先行技術のように、二つ部材のピン孔を軸線を
正確に一致して穿設すると云うような高度な加工精度を
必要としないから、製造コストを大幅に低減できるので
ある。

その上、本発明によると、カムにおけるベース面及び
バルブリフト体並びにタペットの摩耗に伴い、前記スペ
ース体の挿入・離脱が不能になる事態を招来することが
ない効果をも有するのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、一つの燃焼室に対して二つ
設けた吸気弁に対して適用した場合の図面について説明
する。

図において符号１は、シリンダブロックを、符号２
は、該シリンダブロック１の上面に締結したシリンダヘ
ッドを各々示し、該シリンダヘッド２には、その下面に
凹み形成した燃焼室３に対して開口する二つの吸気ポー
ト4a,4bが設けられると共に、この両吸気ポート4a,4bの
各々に対する二つの吸気弁5a,5bが設けられ、この両吸
気弁5a,5bにおけるバルブステムの上端は、前記シリン
ダヘッド２に摺動自在に保持したバルブリフタ体6a,6b
の下面に接当しており、且つ、この両吸気弁5a、5bに
は、当該両吸気弁5a,5bを閉の状態に付勢するためのバ
ルブばね7a,7bが各々設けられている。

また、符号８は、前記両バルブリフタ6a,6bの上方に
配設したカム軸を示し、該カム軸８には、前記両吸気弁
5a,5bの中間の部位に、外周面におけるカムプロフィー
ルを低速回転域に適合するように設定した低速用カム9a
を設けると共に、前記両吸気弁5a,5bの真上の部位に、
外周面におけるカムプロフィールを高速回転域に適合す
るように設定した左右一対の高速用カム9bを設ける。

一方、前記両バルブリフタ6a,6bと、前記各カム9a,9b
との間には、シリンダヘッド２に対して上下方向に摺動
自在に保持したタペット10を、当該タペット10が低速用
カム9aの外周面と両バルブリフタ6a,6bの上面とに接当
するように介挿し、該タペット10における左右両側に
は、前記両高速用カム9bの外周面に対してばね12a,12b
にて押圧接当するようにしたサブタペット11a,11bを上
下方向に摺動自在に設けて、この両サブタペット11a,11
bと、タペット10との間の隙間に、スペーサ体13a,13bを
着脱自在に挿入する。

そして、前記タペット10には、前記両サブタペット11
a,11bの中間の部位に、シリンダ室14を、当該シリンダ
室14の軸線が略水平方向に延びるように設けて、このシ
リンダ室14内にピストン15を摺動自在に嵌挿し、該ピス
トン15に、前記両スペーサ体13a,13bを連結して、この
両スペーサ体13a,13bをばね16にて、両サブタペット11
a,11bとタペット10との間から離脱するように付勢する
一方、前記シリンダ室14内に、前記シリンダヘッド２に
設けたオイル供給通路17内における油圧を、タペット10
に設けたオイル通路18を介して導入して、前記ピストン
15を前記ばね16に抗して摺動することにより、前記両ス
ペーサ体13a,13bを、両サブタペット11a,11bとタペット
10との間に挿入するように構成する。

すなわち、前記両スペーサ体13a,13bを、第４図に示
すように両サブタペット11a,11bとタペット10との間に
挿入した位置と、第３図に示すように両サブタペット11
a,11bとタペット10との間から離脱した位置とに切換え
可能に構成する。

この構成において、内燃機関の低速回転域においてシ
リンダ室14内への油圧の導入を停止すると、両スペーサ
体13a,13bが、第３図に示すようにばね16にて両サブタ
ペット11a,11bとタペット10との間から離脱して、両サ
ブタペット11a,11bとタペット10との間に隙間ができる
ことにより、両高速用カム9bに接当する両サブタペット
11a,11bの上下動は、タペット10及び両バルブリフタ体6
a,6bに対して伝達することがなく、低速用カム9aに接当
するタペット10の上下動のみが両バルブリフタ体6a,6b
に対して伝達するから、両吸気弁5a,5bは、前記低速用
カム9aにより、低速回転域に適合するバルブタイミング
又はバルブリフトで開閉作動される。

そして、内燃機関が高速回転域になると、シリンダ室
14内に油圧を供給する。するとピストン15がばね16に抗
して移動し、これに連結した両スペーサ体13a,13bが、
第４図に示すように、両サブタペット11a,11bとタペッ
ト10との間に挿入され、両サブタペット11a,11bとタペ
ット10との間における隙間を詰めることにより、両高速
用カム9bに接当する両サブタペット11a,11bの上下動
が、タペット10を介して両バルブリフタ体6a,6bに対し
て伝達するから、両吸気弁5a,5bは、両高速用カム9bに
より、高速回転域に適合するバルブタイミング又はバル
ブリフトで開閉作動されるのである。

なお、前記実施例は、吸気弁5a,5bに対して適用した
場合を示したが、本発明は、二つの吸気弁に対して適用
する場合に限らず、一つの吸気弁に適用したり、或い
は、一つ又は二つの排気弁にも同様に適用できることは
云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は内燃機関の要部
を示す縦断正面図、第２図は第１図のII−II視拡大断面
図、第３図は第１図のIII−III視拡大断面図、第４図は
第３図の作用状態を示す断面図である。 １……シリンダブロック、２……シリンダヘッド、３…
…燃焼室、4a,4b……吸気ポート、5a,5b……吸気弁、6
a,6b……バルブリフタ体、7a,7b……バルブばね、８…
…カム軸、9a……低速用カム、9b……高速用カム、10…
…タペット、11a,11b……サブタペット、12a,12b……ば
ね、13a,13b……スペーサ体、14……シリンダ室、15…
…ピストン、16……ばね、17……オイル供給通路、18…
…オイル通路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドに設けた吸気弁又は排気弁
   におけるバルブステムの上端を、シリンダヘッドに摺動
   自在に保持したバルブリフタ体の下面に接当し、該バル
   ブリフタ体の上方に、当該バルブリフタ体を吸気弁又は
   排気弁に対するばねに抗して押し下げるためのカムを備
   えたカム軸を配設して成る動弁装置において、前記カム
   を、低速回転域に適合する低速用カムと、高速回転域に
   適合する高速用カムとの二つに構成して、この低速用カ
   ムと前記バルブリフタ体との間に、タペットを、当該タ
   ペットが低速用カムとバルブリフタ体の両方に接当する
   ように介挿し、該タペットに、サブタペットを当該サブ
   タペットが前記高速用カムに対して接当するように上下
   動自在に設けると共に、該サブタペットと前記タペット
   との間に挿入できるようにしたスペーサ体を、サブタペ
   ットとタペットとの間に挿入した位置と、サブタペット
   とタペットとの間から離脱した位置とに切換え可能に設
   けたことを特徴とする内燃機関における動弁装置。