JP2712083B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は機関の中・低速回転時と高速回転時とで、吸
気弁或は排気弁の開閉タイミングとリフトを可変できる
ようにした内燃機関の動弁装置に関する。

（従来の技術） 従来、上述したような内燃機関の動弁装置として特開
昭63−259114号公報が公知である。この動弁装置のカム
軸の低速用カムと高速用カムにそれぞれ対応して設けら
れた低速用ロッカアームと高速用ロッカアームは、その
一端がバルブラッシアジャスタに連結されたピボットを
支点として揺動自在に支持され且つ他端が吸気ポート或
は排気ポートを開閉する弁の弁軸上端に当接係合されて
いる。

そして、機関の低速回転時、前記低速用ロッカアーム
と高速用ロッカアームとの連結を解除して、前記低速用
カムに従って前記低速用ロッカアームを揺動させること
により前記弁を開閉駆動し、前記機関の高速回転時、前
記低速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを連結ピ
ン（連結ピストン）にて連結して、前記高速用カムに従
って前記低速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを
一体に揺動させることにより、前記弁を開閉駆動するよ
うになっている。

（発明が解決しようとする課題） 斯かる従来の動弁装置にあっては、ピボット及びカム
軸の軸線がいずれも弁の軸線よりシリンダヘッドの外側
方に偏位して配置されているため、シリンダヘッドのシ
リンダ並設方向と直交方向の幅が大きくなると共に、弁
挟角を小さくすることが困難であった。

また、上述した如く、低速用及び高速用ロッカアーム
は、単に一端がピボットで揺動自在に支持されているに
すぎず、そのピボット点を中心とする揺動方向が何等規
制されていないため、機関の高速回転時、連結機構によ
り互いに隣接する低速用ロッアアームと高速用ロッカア
ームとを連結させると、低速用及び高速用ロッカアーム
のいずれか一方から他方側に移動する連結機構の連結ピ
ンによって作用するカム軸方向の力で、該他方のロッカ
アームが押されて倒れるという不具合があるため、倒れ
防止機構を設けなければならず、構成が複雑になる。

また、各ロッカアームに連結ピン挿通孔（ガイド孔を
穿設するに際し、ピボット点を基準として各ロッカアー
ムに連結ピン挿通孔を同芯的に穿設しなければならない
ので、各ロッカアームの連結ピン挿通孔の芯合わせが困
難である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、シリンダ
ヘッドのシリンダ並設方向と直交方向の幅及び弁挟角を
小さくできると共に、連結ピンの移動に伴うロッカアー
ムの倒れを生じることがなく、しかも、各ロッカアーム
の連結ピン挿通孔の芯合わせを容易にした内燃機関の動
弁装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の内燃機関の動弁装置
は、内燃機関のクランク軸と同期回転すると共に外周面
にカムを設けてなるカム軸と、一端がロッカ軸を介して
前記シリンダヘッドに揺動自在に支持され且つ他端にカ
ム摺接面を有する複数のカムフォロアと、前記シリンダ
ヘッドに装着されたバルブラッシアジャスタと、一端が
前記バルブラッシアジャスタに連結されたピボットを支
点として揺動自在に支持され且つ他端が吸気弁或は排気
弁に係合されて前記カムのリフトを前記カムフォロアを
介して前記吸気弁或は排気弁に伝達する伝達アームと、
前記複数のカムフォロアを分離自在に連結する連結機構
とを具備し、前記機関の運転状態に応じて弁作動状態を
変更する弁作動変更手段を有し、更に、前記ロッカ軸を
前記吸気弁或は排気弁の軸線より前記シリンダヘッドの
外側方に偏位させて配置し、且つ前記ピボット及びカム
軸の軸線を前記吸気弁或は排気弁の軸線より前記シリン
ダヘッドの内側方に偏位させて配置したことを特徴とす
る。

（作用） カムフォロアの他端を支持するロッカ軸が弁の軸線よ
りシリンダヘッドの外側方に偏位して配置され且つ伝達
アームの一端を支持するピボット及び前記カム軸の軸線
が前記弁の軸線より前記シリンダヘッドの内側方に偏位
して配置されているので、シリンダヘッドのシリンダ並
設方向と直交方向の幅が小さくなる。

また、連結ピンが挿通される各カムフォロアは、その
他端がロッカ軸に支持されているから、連結ピンの移動
に伴うカムフォロアの倒れは生じないと共に、各カムフ
ォロアの連結ピン挿通孔の芯合せが容易に行なえる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明における内燃機関の動弁装置の縦断面
図、第２図は同バルブロッカカバーを取り外した状態の
平面図であり、両図中１は例えば４気筒16バルブ、即
ち、１気筒に各２個の後述する吸気弁10と排気弁11とを
備えた内燃機関で、そのシリンダブロック２に形成され
たシリンダ３内にはピストン（図示省略）が揺動自在に
嵌装されている。シリンダブロック２の上部にはシリン
ダヘッド４が、ガスケット（図示省略）を介して気密に
載設されている。シリンダヘッド４の上部にはバルブロ
ッカカバー５がパッキン６を介して気密に載設されてい
る。シリンダヘッド４の下面とピストンの上面とで燃焼
室７が画成される。シリンダヘッド４には燃焼室７に連
通する吸気通路８と排気通路９が設けられている。吸気
通路８には吸気管（図示省略）が、排気通路９には排気
管（図示省略）かそれぞれ接続されている。吸気通路８
と燃焼室７との連通部である吸気口8a及び排気通路９と
燃焼室７との連通部である排気口9aは各２個宛設けられ
ている。各吸気口8a,8aは互いに並設された吸気弁10,10
によりそれぞれ開閉される。また、各排気口9a,9aは互
いに並設された排気弁11,11によりそれぞれ開閉され
る。吸気弁10と排気弁11は互いに同一構成であるから吸
気弁10について説明し、排気弁11については、図面の同
一部分に同一符号を付してその説明を省略する。吸気弁
10は、弁軸12の下端に弁体13を設けてなり、弁軸12が、
シリンダヘッド４に装着されたガイド筒14内に摺動自在
に嵌装されており、ばね15により閉弁方向（図中上方）
に付勢されている。

各２個の吸気弁10と排気弁11は、本発明の動弁装置1
6,17によりそれぞれ開閉駆動される。これら吸気弁10用
の動弁装置16と排気弁11用の動弁装置17に互いに同一構
成のため、以下、吸気弁10用の動弁装置16についてのみ
説明し、排気弁11用の動弁装置17については図面の同一
部分に同一符号を付してその説明を省略する。

吸気弁10用の動弁装置16は、カム軸18と、低速用カム
フォロア19,20と、高速用カムフォロア21と、各吸気弁1
0に対応するバルブラッシアジャスタ（油圧タペット）2
2,23と、低速用カムフォロア19,20に対応する伝達アー
ム24,25と、内燃機関１の運転状態に応じて弁作動状態
を変更する弁作動変更手段（図示省略）とを有してい
る。

カム軸18は内燃機関１のクランク軸（図示省略）と同
期回転すると共に外周面に低速用カム26,27と高速用カ
ム28とを設けてなり、高速用カム28は低速用カム26,27
相互間に位置している。カム軸18は、その軸線laを吸気
弁10の軸線lbよりシリンダヘッド４の内側方へ配置して
該シリンダヘッド４の軸受29に回転自在に支持されてい
る。

低速用カムフォロア19,20は、低速用カム25,26に対応
するもので、互いに間隔を存して、その一端が共通のロ
ッカ軸30を介してシリンダヘッド４の内側部に揺動自在
に支持されている。低速用カムフォロア19,20は、その
他端に低速用カム26,27が摺接するカム摺接面（スリッ
パ面）19a,20aを有している。

高速用カムフォロア21は、高速用カム28に対応するも
ので、低速用カムフォロア19,20相互間に位置して、そ
の一端が低速用カムフォロア19,20と共通の前記ロッカ
軸30を介してシリンダヘッド４の内側部に揺動自在に支
持されている。高速用カムフォロア21は、その他端に高
速用カム28が摺接するカム摺接面（スリッパ面）21aを
有している。

低速用カムフォロア19,20と高速用カムフォロア21と
の間は、第３図に示す連機構31により分離自在に連結さ
れる。連結機構31は、一側の低速用カムフォロア20内部
の高速用カムフォロア21側に開口する第１ガイド孔32内
に揺動自在に嵌装された第１連結ピストン（連結ピン）
33を有している。第１ガイド孔32はロッカ軸30と平行
で、その内端面と第１連結ピストン33の内端面との間に
は油圧室34が画成されている。この油圧室34は、一側の
低速用カムフォロア20に穿設された油路35、ロッカ軸30
の周壁に穿設された連通孔36を介して該ロッカ軸30内の
作動油供給通路37に連通され、この作動油供給通路37は
作動油供給装置（図示省略）に連通されている。第１連
結ピストン33は油圧室34内へ供給される作動油圧によ
り、高速用カムフォロア21側に移動して、この高速用カ
ムフォロア21と一側の低速用カムフォロア20とを連結す
る。高速用カムフォロア21内には両端面が開口すると共
にロッカ軸30と平行な第２ガイド孔38が穿設されてい
る。この第２ガイド孔38内に第２連結ピストン（連結ピ
ン）39が摺動自在に嵌装されている。第２連結ピストン
39は、油圧室34内へ導入される作動油の圧力で第１連結
ピストン33を介して押されて他側の低速用カムフォロア
19側に移動して、この他側の低速用カムフォロア19と高
速用カムフォロア21とを連結する。他側の低速用カムフ
ォロア19内には両端面が開口すると共にロッカ軸30と平
行な第３ガイド孔40が穿設されている。この第３ガイド
孔40内にはストッパピストン41が摺動自在に嵌装されて
いる。このストッパピストン41はばね42により高速用カ
ムフォロア21側に付勢されている。従って、第３図の連
結解除状態では、第２連結ピストン39の両端に、ばね付
勢された第１連結ピストン33及びストッパピストン41の
端面が摺接しつつ、各カムフォロア19〜21が相対角変位
可能となっている。ロッカ軸30の軸線lcは吸気弁10の軸
線lbよりシリンダヘッド４の外側方に偏位して配置され
ている。

バルブラッシアジャスタ22,23は、吸気弁10の軸線lb
よりシリンダヘッド４の内側方に偏位して配置されて、
このシリンダ４に固定されている。

伝達アーム24,25は、その一端がバルブラッシアジャ
スタ22,23に連結されたピボット43を支点として揺動自
在に支持され且つ他端が吸気弁10,10の弁軸12の上端面
に当接係合されている。伝達アーム24,25の略中間部上
面に低速用カムフォロア19,20の他端下面が摺接する。
伝達アーム24,25は、低速用及び高速用カム26,27のリフ
トをカムフォロア19〜21を介して吸気弁10,10に伝達す
る。伝達アーム24,25の揺動支点であるピボット43の軸
線ldは吸気弁10の軸線laよりシリンダヘッド４の内側方
に偏位して配置されている。

なお、第１連結ピストン33は、互いに軸方向にばね44
を介して摺動可能に嵌装された第１ピストン体33aと第
２ピストン体33bとからなる。そして、第１連結ピスト
ン33は、トリガープレート45aを有する位置規制機構45
により、その動きが所定状態となるように規制されるよ
うになっている。

次に動作を説明する。

まず、機関１の中・低速運転時には、図示されない弁
作動変更手段である例えば制御弁を閉弁することによ
り、連結機構31の油圧室34に作動油圧が供給されないの
で、各ピストン33,39,41は、ばね42の付勢力により第３
図に示すように各ガイド孔32,38,40内に整合し、従っ
て、各カムフォロア19〜21は互いに相対角変位が可能で
ある。

このような連結機構31の連結解除状態にあっては、カ
ム軸18の回転動作により、低速用カムフォロア19,20は
低速用カム26,27との摺接によりロッカ軸30を中心に揺
動し、これら低速用カムフォロア19,20の揺動に伴って
伝達アーム24,25がピボット43を中心に揺動し、両吸気
弁10,10（両排気弁11,11）が低速用カム26,27のプロフ
ィールに従ってその開弁時期を遅くすると共に、閉弁時
期を早く、しかも、リフト量も小さくして共に開閉駆動
される。このときに、高速用カムフォロア21は高速用カ
ム28との摺接により、ロッカ軸30を中心に低速用カムフ
ォロア19,20とは別に独立して揺動するが、その揺動動
作は両吸気弁10,10（両排気弁11,11）の作動に何等影響
しない。

次に、機関１の高速運転時には、前記制御弁を開弁す
ることにより、作動油供給通路37、連通孔36及び油路35
を介して油圧室34に作動油圧が供給される。これによ
り、第４図に示すように、一側の低速用カムフォロア19
内の第１連結ピストン33はばね42の付勢力に抗して高速
用カムフォロア21側に移動し、第２連結ピストン39は第
１連結ピストン33に押されて他側の低速用カムフォロア
19側に移動する。この結果、ストッパピストン41の円板
部41aが段部40aに当接するまで、第１及び第２連結ピス
トン33,39が共に移動する。そして、第１連結ピストン3
3により一側の低速用カムフォロア20と高速用カムフォ
ロア21とが連結され、第２連結ピストン39により、これ
ら両カムフォロア21,19が互いに連結される。

このようにして、各カムフォロア19〜21が連結機構31
により相互に連結された状態にあっては、カム軸18の回
転動作により、高速用カムフォロア21は高速用カム28と
の摺接によりロッカ軸30を中心に揺動し、この高速用カ
ムフォロア21と一体に低速用カムフォロア19,20がロッ
カ軸30を中心に揺動する。このように高速用カムフォロ
ア21と一体に低速用カムフォロア19,20が揺動する場合
の揺動量は、高速用カムフォロア21とは別体となって揺
動する場合（機関１の中・低速運転時の場合）のそれよ
り大きい。これら低速用カムフォロア19,20の揺動に伴
って伝達アーム24,25がピボット43を中心に揺動し、両
吸気弁10,10（両排気弁11,11）が、高速用カム28のプロ
フィールに従って、その開弁時期を早くすると共に、閉
弁時期を遅くし、しかもリフト量を大きくして共に開閉
駆動される。

（発明の効果） 以上の如く本発明の内燃機関の動弁装置は、内燃機関
のクランク軸と同期回転すると共に外周面にカムを設け
てなるカム軸と、一端がロッカ軸を介して前記シリンダ
ヘッドに揺動自在に支持され且つ他端にカム摺接面を有
する複数のカムフォロアと、前記シリンダヘッドに装着
されたバルブラッシアジャスタと、一端が前記バルブラ
ッシアジャスタに連結されたピボットを支点として揺動
自在に支持され且つ他端が吸気弁或は排気弁に係合され
て前記カムのリフトを前記カムフォロアを介して前記吸
気弁或は排気弁に伝達する伝達アームと、前記複数のカ
ムフォロアを分離自在に連結する連結機構とを具備し、
前記機関の運転状態に応じて弁作動状態を変更する弁作
動変更手段を有し、更に、前記ロッカ軸を前記吸気弁或
は排気弁の軸線より前記シリンダヘッドの外側方に偏位
させて配置し、且つ前記ピボット及びカム軸の軸線を前
記吸気弁或は排気弁の軸線より前記シリンダヘッドの内
側方に偏位させて配置したことを特徴とするものであ
る。

従って、カムフォロアの他端を支持するロッカ軸が弁
の軸線よりシリンダヘッドの外側方に偏位して配置され
且つ伝達アームの一端を支持するピボット及び前記カム
軸の軸線が前記弁の軸線より前記シリンダヘッドの内側
方に偏位して配置されているので、シリンダヘッドのシ
リンダ並設方向と直交方向の幅が小さくなる。

また、連結ピンが挿通される各カムフォロアは、その
他端がロッカ軸に支持されているから、連結ピンの移動
に伴うカムフォロアの倒れは生じないと共に、各カムフ
ォロアの連結ピン挿通孔の芯合わせが容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明におけ
る内燃機関の動弁装置の縦断面図、第２図は同バルブロ
ッカカバーを取り外した状態の平面図、第３図は第１図
の吸気弁側の各カムフォロアの横断面図、第４図は各カ
ムフォロアの連結状態を示す第３図と同状図である。 １……内燃機関、２……シリンダヘッド、10……吸気
弁、11……排気弁、16……吸気弁用動弁装置、17……排
気弁用動弁装置、18……カム軸、19……低速用カムフォ
ロア、19a……カム摺接面、20……低速用カムフォロ
ア、20a……カム摺接面、21……高速用カムフォロア、2
1a……カム摺接面、22,23……バルブラッシアジャス
タ、24,25……伝達アーム、26,27……低速用カム、28…
…高速用カム、30……ロッカ軸、31……連結機構、33…
…第１連結ピストン（連結ピン）、39……第２連結ピス
トン（連結ピン）、la……カム軸の軸線、lb……吸気弁
或は排気弁の軸線、lc……ロッカ軸の軸線、ld……ピボ
ットの軸線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−179312（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−151106（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−51710（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のクランク軸と同期回転すると共
   に外周面にカムを設けてなるカム軸と、一端がロッカ軸
   を介して前記シリンダヘッドに揺動自在に支持され且つ
   他端にカム摺接面を有する複数のカムフォロアと、前記
   シリンダヘッドに装着されたバルブラッシアジャスタ
   と、一端が前記バルブラッシアジャスタに連結されたピ
   ボットを支点として揺動自在に支持され且つ他端が吸気
   弁或は排気弁に係合されて前記カムのリフトを前記カム
   フォロアを介して前記吸気弁或は排気弁に伝達する伝達
   アームと、前記複数のカムフォロアを分離自在に連結す
   る連結機構とを具備し、前記機関の運転状態に応じて弁
   作動状態を変更する弁作動変更手段を有し、更に、前記
   ロッカ軸を前記吸気弁或は排気弁の軸線より前記シリン
   ダヘッドの外側方に偏位させて配置し、且つ前記ピボッ
   ト及びカム軸の軸線を前記吸気弁或は排気弁の軸線より
   前記シリンダヘッドの内側方に偏位させて配置したこと
   を特徴とする内燃機関の動弁装置。