JP2731004B2 - 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又はバル
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を向上すると共に、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平1-121504号公報は、
基端部をピポットにて枢支した揺動アームの先端下面
に、吸気弁又は排気弁におけるバルブステムの先端を接
当し、前記揺動アームの上面に、カム軸上におけるカム
を接当して成る動弁装置において、前記揺動アームの上
面に接当するカムを、低速回転域に適合する低速用カム
に構成し、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る一方、基端を油圧式ピポ
ットにて枢支したサブ揺動アームの先端を、前記揺動ア
ームの途中に枢着して、このサブ揺動アームの上面に、
前記高速用カムを接当し、前記油圧式ピポットを油圧に
よって押し上げないとき、吸気弁又は排気弁を、低速用
カムによって開閉作動し、前記油圧式ピポットを油圧に
よって押し上げたとき、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。

また、別の先行技術として特開昭62-288305号公報
は、基端部をシリンダヘッドに対してピポットにて回動
自在に枢支した揺動アームの先端下面に、吸気弁又は排
気弁におけるバルブステムの先端を接当し、前記揺動ア
ームの上面に、カム軸上におけるカムを接当して成る動
弁装置において、前記揺動アームの上面に接当するカム
を、低速回転域に適合する低速用カムに構成し、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
カムを設ける一方、前記揺動アームの上面に、前記高速
用カムに接当するタペットを、当該タペットにおける一
端部を揺動アームに回動自在に枢支して設け、前記揺動
アームに穿設のピン孔に摺動自在に挿入したピンを、前
記タペットに穿設したピン孔に挿入した状態にすること
により、吸気弁又は排気弁を、前記タペットが接当する
高速用カムによって開閉作動し、前記ピンを、前記タペ
ットにおけるピン孔から引き抜いた状態にすることによ
り、吸気弁又は排気弁を、前記揺動アームが接当する低
速用カムによって開閉作動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、前者の動弁装置（特開平1-121504号公報に記
載されている動弁装置）は、サブ揺動アームの基端部を
支持する油圧式ピポットを、油圧にて上下動することに
よって、バルブタイミング又はバルブリフトの可変を行
うものであるが、サブ揺動アームの基端部を支持する油
圧式ピポットには、吸気弁又は排気弁をそのばねに抗し
て開き作動する場合における開弁力の反力が作用するた
め、当該油圧式ピポットは、当該油圧式ピポットに対し
て前記開弁力の反力が作用した場合に下がらないように
構成しなければならず、換言すると、前記油圧式ピポッ
トを押し上げた状態に保持するには大きい力、延いて
は、高い圧力の油圧が必要であるから、当該油圧式ピポ
ットに対する油圧発生機構としては、高い圧力の油圧を
発生するそれ専用の油圧発生機構を要するばかりか、構
造が複雑で、且つ、前記高い圧力の油圧が漏れないよう
にすることのために高い精度の加工が必要になり、製造
コストが大幅にアップすることになり、しかも大型化を
招来すると言う問題があった。

一方、後者の動弁装置（特開昭62-288305号公報の記
載されている動弁装置）は、低速用カムに接当する揺動
アームにおけるピン孔に摺動自在に挿入したピンを、高
速用カムに接当するタペットにおけるピン孔に対して抜
き差しすることによって、バルブタイミング又はバルブ
リフトの可変を行うものであることにより、前記タペッ
トにおけるピン孔の軸線と、揺動アームにおけるピンの
軸線とが互いに正確に一致したときにしか、前記ピンの
抜き差しを行うことができないから、作動が不円滑で、
作動不能が発生し易いのであり、しかも、前記ピンが、
タペットにおけるピン孔に抜き差しされるときにおい
て、前記ピン及び前記ピン孔が互いに擦られることに加
えて、前記ピンには、曲げモーメントと剪断との両方の
応力を同時に受けるので、耐久性が低いと言う問題があ
った。

本発明は、前記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、 「基端部をシリンダヘッドに対してピポットにて回動
自在に枢支した揺動アームの先端下面に、吸気弁又は排
気弁におけるバルブステムの先端を接当し、前記揺動ア
ームの上面に、カム軸上におけるカムを接当して成る動
弁装置において、 前記揺動アームの上面に接当するカムを、低速回転域
に適合する低速用カムに構成し、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る一
方、前記揺動アームの上面に、前記高速用カムに接当す
るタペットを、当該タペットにおける一端部を揺動アー
ムに回動自在に枢支して設け、このタペットと揺動アー
ムとの間に、タペットを前記高速用カムに接当するよう
に付勢するばねを設け、更に、前記タペットの他端部
と、前記揺動アームとの間に、揺動アームに設けたガイ
ド溝に摺動自在に嵌まるスペーサ体を介挿し、このスペ
ーサ体を、タペットと揺動アームとの間に挿入した位置
と、タペットと揺動アームとの間から離脱した位置とに
切換え作動するように構成したことを特徴とする。」 ものである。

〔作用〕 この構成において、前記スペーサ体を、タペットと揺
動アームとの間から離脱した位置にすると、タペットと
揺動アームとの間には隙間ができることにより、高速用
カムに接当するタペットの上下動は、揺動アームに伝達
することがなく、揺動アームが低速用カムによって揺動
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、タペットと揺動アームとの
間に挿入した位置にすると、タペットと揺動アームとの
間における隙間は、前記スペーサ体によって詰められる
ことにより、高速用カムに接当するタペットの揺動が揺
動アームに伝達されるようになり、揺動アームが高速用
カムによって揺動するから、吸気弁又は排気弁は、前記
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。

〔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、揺動アームとその
上面にばねにて高速用カムに接当するように設けられて
いるタペットとの間の隙間に対するスペーサ体の挿入・
離脱によって行うもので、前記スペーサ体を、揺動アー
ムとタペットとの間に挿入したり、離脱したりするよう
にガイド溝に沿って摺動させるだけで良く、このスペー
サ体のガイド溝に沿っての摺動は極く小さい力で容易に
できるから、前記前者の先行技術のように、油圧式タペ
ットを高い油圧によって押し上げた状態に保持するもの
に比べて、構造が簡単になると共に、高度な加工精度を
必要とせず、且つ、高い油圧を発生する油圧発生機構を
必要としないばかりか、前記後者の先行技術のように、
ピンをピン孔に対して抜き差しするものに比べて、切換
え作動の不能を招来することがなく、円滑に、且つ、確
実に切換え作動することができ、しかも、小型・軽量化
できるのである。

その上、本発明は、高速適合と低速適合との相互間の
切換えを、揺動アームとその上面にばねにて高速用カム
に接当するように設けられているタペットとの間の隙間
に対するスペーサ体の挿入・離脱によって行うものであ
ることにより、前記スペーサ体には単純な圧縮応力が作
用するのみであるから、前記後者の先行技術のように、
ピンをピン孔に対して抜き差しするものに比べて、耐久
性を大幅に向上できる効果を有する。

〔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、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
には、当該両吸気弁5a,5bを閉の状態に付勢するバルブ
ばね6a,6bが各々設けられ、且つ、この両吸気弁5a,5bに
おけるバルブステムの上端には、基端部8aを前記シリン
ダヘッド２に対してピポット７を介して枢支した揺動ア
ーム８の先端におけるアジャスタねじ9a,9bが接当して
いる。

また、符号10は、前記揺動アーム８の上方に配設した
カム軸を示し、該カム軸10には、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左右
一対の低速用カム11a,11bを設けると共に、この両低速
用カム11a,11bの間の部位に、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高速用
カム12を設けて、前記両低速用カム11a,11bを、前記揺
動アーム８の上面に一体的に造形したパット部13a,13b
に接当する。

一方、前記揺動アーム８の上面には、前記両パット部
13a,13bの間の部位に、タペット14を配設して、このタ
ペット14の基端14aを、揺動アーム８の中程部に対して
回動自在に枢支し、且つ、このタペット14を、当該タペ
ット14と揺動アーム８との間に設けたばね15にて前記高
速用カム12に対して常時接当するように付勢し、且つ、
このタペット14の先端部14bを、前記揺動アーム８おけ
る基端部8aの方向に延長する。

そして、前記揺動アーム８における基端部8aの上面に
一体的に造形したボス部16には、当該基端部8aの上面に
凹み形成したガイド溝17内に嵌まるピン軸型のスペーサ
体18を、その軸線方向に摺動自在に嵌挿し、該スペーサ
体18には、当該スペーサ体18を前記揺動アーム８におけ
る基端部8aの上面のガイド溝17と、前記タペット14にお
ける先端部14bに設けたアジャスタねじ19との間の部位
から離脱した位置に後退するように付勢するばね20を設
ける一方、前記スペーサ体18の背面に形成した油圧室21
内に、前記シリンダヘッド２に設けた油圧供給通路22か
らの油圧を、前記ピポット７及び揺動アーム８に穿設し
たオイル通路23,24を介して供給することにより、前記
スペーサ体18を、前記ばね20に抗して前進動するように
構成する。

すなわち、前記スペーサ体18を、第５図に示すよう
に、前記揺動アーム８の基端部8aにおけるガイド溝17と
前記タペット14の先端部14bにおけるアジャスタねじ19
との間に挿入した位置と、第４図に示すように、前記ガ
イド溝17とアジャスタねじ19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油
圧室21への油圧の供給を停止すると、スペーサ体18が、
そのばね20により、第４図に示すように、揺動アーム８
の基端部8aにおけるガイド溝17と、タペット14の先端部
14bにおけるアジャスタねじ19との間から離脱した位置
に後退して、前記揺動アーム８の基端部8aと前記タペッ
ト14の先端部14bとの間に隙間ができることにより、高
速用カム12に接当するタペット14の揺動が揺動アーム８
に対して伝達することがなく、揺動アーム８が両低速用
カム11a,11bによって揺動するから、両吸気弁5a,5bは、
前記両低速用カム11a,11b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って、前記油圧室
21に油圧を供給すると、前記スペーサ体18が、そのばね
20に抗して前進動して、第５図に示すように、前記揺動
アーム８の基端部8aにおけるガイド溝17と、前記タペッ
ト14の先端部14bにおけるアジャスタねじ19との間に挿
入して、その間の隙間を詰めることにより、高速用カム
12に接当するタペット14の揺動が揺動アーム８に伝達さ
れるようになり、揺動アーム８が高速用カム12によって
揺動するから、両吸気弁5a,5bは、前記高速用カム12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。

この場合において、前記スペーサ体18は、前記のよう
に、揺動アーム８の基端部8aにおけるガイド溝17と、タ
ペット14の基端部14bにおけるアジャスタねじ19との間
に挿入したり、或いは、離脱するように摺動するだけで
良く、その摺動に際しては、大きい力を必要としないか
ら、当該スペーサ体18の摺動が、至極容易にできると共
に、この摺動を、前記実施例のように、油圧によって行
う場合には、その油圧の圧力は低くても良いから、その
油圧として、内燃機関における各種作動に対して強制的
に供給される潤滑油を使用することができるのである。

なお、前記実施例は、二つの吸気弁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対しても適用できるこ
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視拡大平面
図、第３図は第１図のIII-III視拡大断面図、第４図は
第１図のIV-IV視拡大断面図、第５図は第４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……バルブばね、７……ピポット、８……揺動アー
ム、14a……揺動アームの基端部、10……カム軸、11a,1
1b……低速用カム、12……高速用カム、14……タペッ
ト、14b……タペットの基端部、15……ばね、16……ボ
ス部、17……ガイド溝、18……スペーサ体、19……アジ
ャスタねじ、20……ばね、21……油圧室、22……油圧供
給通路、23,24……オイル通路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基端部をシリンダヘッドに対してピポット
   にて回動自在に枢支した揺動アームの先端下面に、吸気
   弁又は排気弁におけるバルブステムの先端を接当し、前
   記揺動アームの上面に、カム軸上におけるカムを接当し
   て成る動弁装置において、 前記揺動アームの上面に接当するカムを、低速回転域に
   適合する低速用カムに構成し、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る一
   方、前記揺動アームの上面に、前記高速用カムに接当す
   るタペットを、当該タペットにおける一端部を揺動アー
   ムに回動自在に枢支して設け、このタペットと揺動アー
   ムとの間に、タペットを前記高速用カムに接当するよう
   に付勢するばねを設け、更に、前記タペットの他端部
   と、前記揺動アームとの間に、揺動アームに設けたガイ
   ド溝に摺動自在に嵌まるスペーサ体を介挿し、このスペ
   ーサ体を、タペットと揺動アームとの間に挿入した位置
   と、タペットと揺動アームとの間から離脱した位置とに
   切換え作動するように構成したことを特徴とする内燃機
   関における動弁装置。