JPH02248606A - Ｄｏｈｃ型多気筒内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１３産業上の利用分野 本発明は、動弁カム軸および機関弁間に、機関弁の作動
Ｊ！ｌｐＡを複数に切換可能な弁作動態様変更機構が介
設される内燃機関の動弁装置に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる装置は、たとえば特開昭６３−１０６３０
７号公報等により公知である。

（３）発明が解決しようとする課題 ところが、上記従来の装置では、シリンダヘッドに弁作
動態様変更機構が配設されるものであり、機関本体の組
付工程でシリンダヘッドに弁作動態様変更機構を組付け
た状態で該弁作動Ｂ様変受機構の作動確認を行なう必要
があり、機関本体の組立能率向上の障害になっている。

本発明は、かかる事情に鑑みてな、されたものであり、
機関本体の組立能率向上に寄与し得る構造を有する内燃
機関の動弁装置を提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１）課題を解決するための手段 本発明によれば、機関弁が配設されるシリンダヘッド上
に、該シリンダヘッドとは別体のカムケースが結合され
、動弁カム軸はカムケースに回転自在に支承され、弁作
動態様変更機構は該カムケースに組付けられる。

（２）作用 上記構成によれば、シリンダヘッドとは別体のカムケー
スに弁作動態様変更機構を組付けておき、その状態で弁
作動態様変更機構の作動確認をした後に、カムケースを
シリンダヘッドに組付けることができる。

（３）実施例 以下、図面により本発明を４気筒内燃機関に通用したと
きの一実施例について説明すると、先ず第１図において
、機関本体Ｅは、シリンダブロックｌと、シリンダブロ
ック１上に結合されるシリンダヘッド２と、シリンダヘ
ッド２上に結合されるカムケース３とを備え、カムケー
ス３上にはへラドカバー４が結合される。

シリンダへラド２には、直列に並んだ４つのシリンダ５
が設けられ、各シリンダ５にはピストン６がそれぞれ摺
動自在に嵌合される。而してシリンダへラド２および各
ピストン６間で各シリンダ２の上部には燃焼室７がそれ
ぞれ形成される。しかもシリンダヘッド２には、各シリ
ンダ５にそれぞれ対応する吸気ポート８および排気ポー
ト９が両側面に開口して設けられるとともに、燃焼室７
の天井面に臨む吸気口１０および排気口１１が各シリン
ダ２毎に一対ずつ設けられ、各吸気口１０は対応する吸
気ポート８に、また各排気口１１は対応する排気ポート
９にそれぞれ連通する。

各吸気口ｌＯには機関弁としての吸気弁１２ｉがそれぞ
れ開閉可能に配設され、各排気口１１には機関弁として
の排気弁１２ｅがそれぞれ開閉可能に配設される。各吸
気弁１２ｉはシリンダヘッド２を上下に貫通して設けら
れるガイド筒１３ｉにそれぞれ摺動自在に挿通され、各
排気弁１２ｅはシリンダヘッド２を上下に貫通して設け
られるガイド筒１３ｅにそれぞれ摺動自在に挿通される
。

各吸気弁１２ｉおよび各排気弁１２ｅの上端部にはリテ
ーナ１４ｉ、１４ｅがそれぞれ設けられており、それら
のリテーナ１４ｉ、１４ｅとシリンダヘッド２との間に
それぞれ介装された弁ばね１５ｉ、１５ｅの作用により
各吸気弁１２ｉおよび各排気弁１２ｅは各吸気口１０お
よび各排気口ｌｌを閉じる方向、すなわち閉弁方向に付
勢される。

第２図を併せて参照して、カムケース３は、シリンダへ
ラド２の上端形状に対応して基本的に矩形筒状に形成さ
れるものであり、このカムケース３には、各シリンダ５
の配列方向に沿う両端部と各シリンダ５相互間とに対応
する部分にそれぞれ支持壁１６が設けられる。これらの
支持壁１６の上面には、吸気弁用動弁カム軸１７ｉの下
半部を支承するための半円状支持面１８ｉと、排気弁用
動弁カム軸１７ｅの下半部を支承するための半円状支持
面１８ｅとがそれぞれ設けられる。また各支持壁１６上
には吸気弁用動弁カム軸１７ｉの上半部を支承するため
の半円状支持面を有するカムホルダ１９ｉと、排気弁用
動弁カム軸１７ｅの上半部を支承するための半円状支持
面を有するカムホルダ１９ｅとがそれぞれ結合れる。す
なわち吸気弁用動弁カム軸１７ｉは各支持壁１６および
カムホルダ１９ｉ間で回転自在に支承され、排気弁用動
弁カム軸１７ｅは各支持壁１６およびカムホルダ１９ｅ
間で回転自在に支承されることになる。

吸気弁用動弁カム軸１７ｉおよび排気弁用動弁カム軸１
７ｅは、１／２の減速比で回転駆動されるべく図示しな
いクランク軸にそれぞれ連動、連結される。

吸気弁１２ｉおよび吸気弁用動弁カム軸１７ｉ間には弁
頭間隙排除機構２０ｉおよび弁作動態様変更機構２１ｉ
が介設され、排気弁１２ｅおよび排気弁用動弁カム軸１
７ｅ間には弁頭間隙排除機構２０ｅおよび弁作動態様変
更機構２１ｅが介設される。

弁頭間隙排除機構２０１，２０ｅは基本的に同一の構成
を有するものであり、また弁作動態様変更機構２１ｉ、
２１ｅも基本的に同一の構成を有するものであるので、
以下、吸気弁１２ｉに関連する弁頭間隙排除機構２０ｉ
および弁作動１！様変更機構２１ｉの各シリンダ５に対
応する部分の構成についてのみ詳述する。

弁頭間隙排除機構２０ｉは、シリンダヘッド２の上部に
配設される一対の油圧タペット２２と、それらの油圧タ
ペット２２に基端部をそれぞれ揺動自在に支承されると
ともに遊端部が各吸気弁１２１の上端に当接される一対
のスイングアーム２３とを備える。

かかる弁頭間隙排除機構２０ｉでは、スイングアーム２
３の中間部が下方に押圧されたときに油圧タペット２２
が油圧力により踏張り、スイングアーム２３の遊端部が
吸気弁１２ｉを下方すなわち開弁方向に押圧するもので
あり、油圧タペット２２の作用により吸気弁１２ｉの上
端およびスイングアーム２３の遊端部間に間隙が生じる
ことを回避する。

第３図および第４［において、弁作動態様変更機構２１
ｉは、シリンダヘッド２の各支持壁１６で回転自在に支
承されるロッカシャフト２５と、両吸気弁１２ｉに個別
に対応しなからロッカシャフト２５に基端部が揺動自在
に支承される一対の駆動ロッカアーム２６ａ、２６ｂと
、再駆動ロッカアーム２６ａ、２６ｂ間で基端部がロッ
カシャフト２５に揺動自在に支承される自由ロッカアー
ム２７とを備える。前記再駆動ロッカアーム２６ａ、２
６ｂの遊端部は、弁頭間隙排除機構２０ｉにおける一対
のスイングアーム２３の中間部上面に摺接されており、
駆動ロッカアーム２６ａ、２６ｂの揺動作動が各スイン
グアーム２３を介して各吸気弁１２ｉに伝達されること
になる。

一方、吸気弁用動弁カム軸１７ｉには、再駆動ロッカア
ーム２６ａ、２６ｂの中間部上面に摺接する低速用カム
２８ａ、２８ｂと、自由ロッカアーム２７の中間部上面
に摺接する高速用カム２９とが一体に設けられる６両低
速用カム２８ａ、２８ｂは機関の低速運転時に対応した
同一形状を有するものであり、高速用カム２９は機関の
高速運転時に対応して形成される。而して再駆動ロッカ
アーム２６ａ、２６ｂは弁ばね１５ｉのばね力により低
速用カム２８ａ、２８ｂに摺接する方向に付勢され、自
由ロッカアーム２７は、シリンダヘッド２との間に介設
した弾発付勢手段（図示せず）により高速用カム２９に
摺接する方向に付勢される。

一方の駆動ロッカアーム２６ａには、ロッカシャフト２
５と平行なガイド孔３０が穿設されており、このガイド
孔３０の自由ロッカアーム２７とは反対側の端部はキャ
ップβ１で閉塞される。このガイド孔３０には、有底円
筒状の作動体３２と、円筒状の押圧体３３と、作動体３
２および押圧体３３間に縮設されるばね３４とから成る
第１切換ピストン３５が嵌合される０作動体３２はその
閉塞端をキャップ３１側に向けてガイド孔３０に摺動自
在に嵌合され、これにより作動体３２とキャップ３１と
の間に油圧室３６が画成される。また押圧体３３は、作
動体３２の開放端側でガイド孔３０に摺動自在に嵌合さ
れる。該押圧体３３には作動体３２内に相対摺動自在に
嵌合する小径部３３ａが同軸にかつ一体に設けられる。

ばね３４は、小径部３３ａ内で作動体３２および押圧体
３３間に介装されており、作動体３２および押圧体３３
は、ばね３４により相互に離反する方向に付勢される。

作動体３２の開放端外周縁には、作動体３２および押圧
体３３が相互に当接して油圧室３６側に最大限変位して
いる状態で、環状の係合溝３７を押圧体３３との間に形
成する切欠きが全周にわたって設けられる。また作動体
３２の外周面には、環状の係合溝３８が設けられる。

第１切換ピストン３５の軸方向長さは、作動体３２およ
び押圧体３３が相互に当接して油圧室３６側に最大限変
位しているときに、押圧体３３の先端面が駆動ロッカア
ーム２６ａおよび自由ロッカアーム２７間に位置するよ
うに設定される。

また自由ロッカアーム２６ａには油圧室３６に通じる油
路３９が穿設され、ロッカシャフト２５内には、図示し
ない油圧供給源に通じる油圧供給路４０が設けられる。

この油圧供給路４０はロッカシャフト２５の側壁に穿設
された連通孔４１を介して前記油路３９に常時連通する
。したがって駆動ロッカアーム２６ａがどのような姿勢
にあろうとも、油圧室３６への油圧の作用および油圧室
３６からの油圧の解放が可能である。

自由ロッカアーム２７には、前記ガイド孔３０に対応す
るガイド孔４２がロッカシャフト２５と平行に穿設され
、このガイド孔４２に第２切換ピストン４３が摺動自在
に嵌合される。ガイド孔４２の内径は前記ガイド孔３０
と同一に設定されており、ガイド孔４２内に、第１切換
ピストン３５における押圧体３３の一部を嵌入可能であ
る。また第２切換ピストン４３の軸方向長さは、押圧体
３３に当接している一端面が駆動ロッカアーム２６ａお
よび自由ロッカアーム２７間にあるときに、他端面が自
由ロッカアーム２７および駆動ロッカアーム２６ｂ間に
位置するように設定される。

駆動ロッカアーム２６ｂには、ガイド孔４２に対応する
ガイド孔４４がロッカシャフト２５と平行に穿設され、
このガイド孔４４に円板状の規制ピストン４５が摺動自
在に嵌合される。しかもガイド孔４４の自由ロッカアー
ム２７とは反対側の端部内面に嵌着される止め輪４６に
より軸方向外方への移動を規制される有底円筒状の規制
部材４７がガイド孔４４に挿入されており、この規制部
材４７は規制ピストン４５の自由ロッカアーム２７とは
反対側への摺動動作を規制する。また規制部材４７の閉
塞端には、小径の挿通孔４８が穿設されており、規制ピ
ストン４５に一体にかつ同軸に設けられた案内軸４９が
挿通孔４８に移動自在に挿通される。

規制部材４７の閉塞端と規制ピストン４５との間には案
内軸４８を囲繞するコイル状の戻しばね５０が介装され
ており、この戻しばね５０により規制ピストン４５すな
わち第２および第１切換ピストン４３．３５は油圧室３
６側に向けて付勢される。しかも戻しばね５０のセット
荷重は前記ばね３４のセット荷重よりも大きく設定され
る。

一方の駆動ロッカアーム２６ａの上部には、油圧室３６
の油圧が低く第１切換ピストン３５が油圧室３６の容積
を収縮する側に最大限移動している状態で保合溝３７を
臨ませるとともに、第５図で示すように油圧室３６の油
圧増大時に第１切換ピストン３５が油圧室３６の容積を
増大させる方向に最大限移動した状態で係合溝３８を臨
ませるスリット５１が設けられる。一方、該スリット５
１から前記係合溝３７．３８に保合可能なタイミング板
５２の基部が駆動ロッカアーム２６ａの基端部に相対揺
動可能に支承される。

このタイミング板５２は、相対揺動可能にして駆動ロッ
カアーム２６ａの基部に嵌合される円筒状の支持部５３
と、遊端部を前記スリン）５１から係合溝３７，３Ｂに
係合させるべく前記支持部５３に基部が連設される係合
板部５４と、係合板部５４とは反対側で支持部５３に突
設される規制板部５５とを備える。該タイミング板５２
の規制板部５５とカムケース３に植設されたピン５７と
の間には、コイルばね５６が介設されており、このコイ
ルばね５６のばね力によりタイミング板５２は、その係
合板部５４の遊端部がスリン）５１内に入り込む方向に
回動付勢される。しかもカムケース３には、スリット５
１から各係合溝３７゜３８に係合する方向へのタイミン
グ板５２の回動を規制すべく規制板部５５に保合可能な
ストッパピン５８が植設される。

かかる構造によれば、タイミング板５２は、駆動ロッカ
アーム２６ａが静止状態にあるときにはスリット５１内
に係止板部５４が入り込み、駆動ロッカアーム２６ａが
前記静止状態から開閉作動状態に移行したときにはスリ
ット５１から係合板部５４が離脱する。

而して第４図で示すような連結解除状態では、第１切換
ピストン３５における作動体３２および押圧体３３が相
互に当接して係合溝３７が形成されており、この係合溝
３７がスリット５１に対応する位置にあるので、駆動ロ
ッカアーム２７が揺動作動している期間では係合板部５
４が係合溝３７から外れた状態にあり、それ以外の期間
では係合板部５４が保合溝３７に係合して、いる、この
際、駆動ロッカアーム２６ａ、２６ｂは低速用カム２８
ａ、２８ｂによって揺動駆動され、両吸気弁１２１は低
速用カム２８ａ、２８ｂの形状に応じたタイミングおよ
びリフト量で開閉作動する。

ここで、駆動ロッカアーム２６ａが揺動作動している途
中で油圧室３６に高油圧を作用させた場合を想定する。

この状態では保合溝３７からタイミグ板５２の係合板部
５４が外れているので、高油圧の作用により第１切換ピ
ストン３５は移動を開始するが、ガイド孔３０．４２の
軸線が駆動ロッカアーム２６ａおよび自由ロッカアーム
２７の相対揺動によってずれているため、第１切換ピス
トン３５は自由ロッカアーム２７に摺接する位置までし
か移動できない、しかるに、第１切換ピストン３５がわ
ずかに移動したことにより、駆動ロッカアーム２６ａが
揺動作動状態になったときでも係合板部５４が係合溝３
７に係合し得ない状態になる。

この状態で、駆動ロッカアーム２６ａ、２６ｂが低速用
カム２８ａ、２８ｂのベース内部に摺接して静止すると
、各ガイド孔３０，４２．４４の軸線が一致することに
より、第５図で示すように、第１切換ピストン３５はそ
の押圧体３３の一部をガイド孔４２内に嵌入するまで移
動し、第１切換ピストン３５に押された第２切換ピスト
ン４３は一部をガイド孔４４に嵌入するまで移動する。

これにより駆動ロッカアーム２６ａ、２６ｂおよび自由
ロッカアーム２７が一体的に連結され、高速用カム２９
によって揺動駆動される自由ロッカアーム２７とともに
駆動ロッカアーム２６ａ、２６ｂが揺動する。したがっ
て両吸気弁１２ｉがともに高速用カム２９の形状に応じ
たタイミングおよびリフト量で開閉作動するようになる
。

このように各ロッカアーム２６ａ、２６ｂ、２７の連結
が完全に行なわれたときには、第１切換ピストン３５に
おける作動体３２はその係合溝３８をスリット５１に対
応させる位置まで移動しており、各０７カアーム２６ａ
、２６ｂ、２７が静止状態にあるときには係合板部５４
が係合溝３８に係合する。

次に上記連結状態で駆動ロッカアーム２６ａが高速用カ
ム２９によって開閉作動している途中で油圧室３６から
油圧を解放した場合を想定する。

この場合、係合溝３８から係合板部５４が外れているの
で、油圧解放直後には第１切換ピストン３５における作
動体３３がばね３４により油圧室３６側に移動する。こ
の際、押圧体３３はガイド孔３０．４２との摩擦力によ
りガイド孔３０に戻らず、各ロッカアーム２６ａ、２６
ｂ、２７が静止状態となったときに、前記摩擦力がなく
なるのに応じて押圧体３３はガイド孔３０内に戻り、第
２切換ピストン４３もガイド孔４２に戻るので連結状態
が解除される。

次に油圧室３６への油圧の供給、解放を駆動ロッカアー
ム２６ａが静止状態にあるときに行ったときの動作につ
いて説明する。

各ロッカアーム２６ａ、２６ｂ、２７が相互に連結され
ていない状態にあって駆動ロッカアーム２６ａが静止状
態にあるときに油圧室３６に高油圧を作用させた直後に
は、駆動ロッカアーム２６ａにおける作動体３２はタイ
ミング板５２で移動を阻止されている。

次に駆動ロッカアーム２６ａが揺動作動を開始したとき
には、係合板部５４が係合溝３７から外れるのに応じて
、第１切換ピストン３５は、自由ロッカアーム２７に摺
接するまで移動する。その後、駆動ロッカアーム２６ａ
が静止状態に入ると、各ガイド孔３０，４２．４４の軸
線が一致するのに応じて第１切換ピストン３５が移動し
、押圧体３３の一部がガイド孔４２内に嵌入し、第２切
換ピストン４３の一部がガイド孔４４内に嵌入する。

これにより各ロッカアーム２６ａ、２６ｂ、２７が連結
され、吸気弁１２ｉが高速用カム２９の形状に応じたタ
イミングおよびリフト量で開閉作動する。

このように各ロッカアーム２６ａ、２６ｂ、２７が連結
されている状態で駆動ロッカアーム２６ａが静止してい
るときに油圧室３６から油圧を解放すると、その油圧解
放直後には、保合溝３８に係合板部５４が係合している
ので第１切換ピストン３５の移動は阻止されており、第
２切換ピストン４３および規制ピストン４５も移動しな
い。その後、駆動ロッカアーム２６ａが揺動作動を開始
すると、係合板部５４が係合溝３８から外れるので、作
動体３２がばね３４により油圧室３６側に移動する。こ
の際、押圧体３３はガイド孔３０゜４２との摩擦力によ
り移動せず、第２切換ピストン４３および規制ピストン
４５も移動しない。次いで駆動ロッカアーム２６ａが静
止状態に入り、各ガイド孔３０．４２．４４の軸線が一
致するのに応じて、押圧体３３がガイド孔３０内に戻り
、第２切換ピストン４３がガイド孔４２内に戻り、各ロ
ッカアーム２６ａ、２６ｂ、２７の相対揺動が可能とな
り、タイミング板５２の係合板部５４は係合溝３７に係
合する。

このような弁作動態様変更機構２１ｉの作動をまとめる
と、吸気弁１２ｉの開閉作動途中で油圧室３６への作動
油の供給あるいは油圧室３６からの油圧の解放を行なっ
たときにはその開閉作動が終了したときに実質的な切換
作動が開始され、また静止閉弁状態で油圧室３６への作
動油の供給あるいは油圧室３６からの油圧の解放を行な
ったときには次の静止閉弁状態開始時に実質的な切換作
動が開始される。したがって確実な切換作動を行なわし
めることができる。

次にこの実施例の作用について説明すると、機関本体Ｅ
の組立時に、両動弁カム軸１７ｉ、１７ｅおよび弁作動
態様変更機構２１ｉ、２１ｅは予めカムケース３に組付
けられて準備される。すなわち各ロッカアーム２６ａ、
２６ｂ、２７、それらのロッカアーム２６ａ、２６ｂ、
２７内に組み込まれる各ピストン３５，４３．４５およ
び戻しばね５０、タイミング板５２およびばね５６等か
ら成る弁作動態様変更機構２１ｉ、２１ｅがカムケース
３に予め組付けられるとともに、各支持壁１６とカムホ
ルダ１９ｉ、１９ｅとの間に両動弁カム軸１７１．１７
ｅが予め組付けられる。

このようにカムケース３に組付けた状態では、弁作動態
様変更機構２１３，２１６の作動を確認するための試験
を行なうことが可能である。したがって組付は状態で作
動試験を終了した両動弁カム軸１７ｉ、１７ｅおよび弁
作動態様変更機構２１ｉ、２１ｅを備えるカムケース３
をシリンダへラド２に組付けることができ、組立ライン
で弁作動態様変更機構２１ｉ、２１ｅの作動試験を行な
うことが不要となり、その分だけ組立能率が向上する。

上記実施例ではカムケース３と該カムケース３上に結合
されるカムホルダ１９ｉ、１９ｅとにより動弁カム軸１
７ｉ、１７ｅを回転自在に支承するようにしたが、本発
明は、カムケースを貫通させて動弁カム軸を回転自在に
支承するようにした動弁装置をも含むものである。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、機関弁が配設されるシリ
ンダヘッド上に、該シリンダヘッドとは別体のカムケー
スが結合され、動弁カム軸はカムケースに回転自在に支
承され、弁作動態様変更機構は該カムケースに組付けら
れるので、カムケースに弁作動Ｂ樟変更機構を組付けて
作動試験を終了しておき、機関本体の組付工程ではシリ
ンダヘッドにカムケースを組付けるだけにして組立能率
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は機関本
体の上部縦断側面図であって第２図の！−Ｉ線拡線断大
断面図２図は第１図の■−■線視固視図３図は連結解除
状態での第１図の■−■線拡線断大断面図４図は第３図
のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は連結状態での第３図に
対応した断面図である。 ２・・・シリンダヘッド、３・・・カムケース、１２１
・・・機関弁としての吸気弁、１２ｅ・・・機関弁とし
ての排気弁、１７ｉ、１７ｅ・・・動弁カム軸、２１１
゜２１ｅ”・弁作動態様変更機構、 Ｅ・・・機関本体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 動弁カム軸および機関弁間に、機関弁の作動態様を複数
   に切換可能な弁作動態様変更機構が介設される内燃機関
   の動弁装置において、機関弁が配設されるシリンダヘッ
   ド上に、該シリンダヘッドとは別体のカムケースが結合
   され、動弁カム軸はカムケースに回転自在に支承され、
   弁作動態様変更機構は該カムケースに組付けられること
   を特徴とする内燃機関の動弁装置。