JPH0239603B2 - Nainenkikannobensadohenkosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、閉弁方向に付勢された吸気弁あるい
は排気弁を開弁作動すべく、複数のカムフオロア
が揺動自在にシヤフトに枢支され、機関の回転に
同期して回転駆動されるカムシヤフトにはカムフ
オロアを揺動駆動するためのカムが一体化され、
カムフオロアには、複数カムフオロアを連結する
位置とその連結状態を解除する位置との間で移動
可能なピストンを備える連結機構が設けられる内
燃機関の弁作動変更装置に関する。

(2) 従来の技術 かかる装置は、本出願人により既に提案（特願
昭58−238423号）（特開昭60−128914号公報）さ
れているものであり、連結機構でカムフオロアと
しての第１および第２ロツカアームを連結したと
きに、カムによつて各ロツカアームを揺動させる
ことにより全吸気弁あるいは排気弁を開閉作動さ
せ、連結機構による各カムフオロアの連結を解除
したときに、一部の吸気弁あるいは排気弁のみを
開閉作動させるようにしている。

(3) 発明が解決しようとする課題 ところで、上述のような連結機構における連結
状態の切換えにあたつては、両ロツカアームがと
もに揺動していない状態、すなわち第１ロツカア
ームがカムのベース円に摺接している状態にある
ことが必要である。たとえば、一方の吸気弁ある
いは排気弁のみを開閉作動させている状態から、
両吸気弁あるいは両排気弁をともに開閉作動させ
る状態に切換えるにあたつて、第７図に示すよう
に吸気弁あるいは排気弁の閉弁区間Acすなわち
第１ロツカアームがカムのベース円に摺接して静
止している区間における時期t₁で連結機構により
両ロツカアームを連結すべくピストンの移動を開
始させるようにしたときを想定する。この場合、
吸気弁あるいは排気弁の開弁区間Aoすなわち第
１ロツカアームの揺動動作区間に入つてしまうた
め、前記ピストンの第２ロツカアームへの係合が
困難となり、たとえわずかに係合したとしても途
中で係合状態が解除されたりして、確実な切換え
が行われない。これに対して、開弁区間Aoの時
期t₂、t₃でピストンの移動を開始したときには、
そのときのピストンの係合動作は不可能である
が、次の閉弁区間Acの最初からピストンの移動
が可能となるため、切換えが確実に行なわれる。

このように、連結機構の作動開始時期によつて
は、両ロツカアームの連結および連結解除の切換
えが円滑に行われないことがあり、円滑な切換え
が行なわれないと、異音が発生したり、破損の原
因となるので好ましくない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、連結機構の実質的な作動開始時期を、開弁区
間を経過した後の次の閉弁区間の最初から行うよ
うにして、連結機構による連結状態の切換えを確
実に行うようにした内燃機関の弁作動変更装置を
提供することを目的とする。

Ｂ 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、ピストンは伸長方向のばね力
を発揮して伸縮可能に構成され、シヤフトには、
カムフオロアの前記カムとの摺接位置に対応して
前記ピストンに係合可能なタイミング板が該ピス
トンに係合する方向にばね付勢されながらカムフ
オロアとの相対回動自在に支承されるとともに前
記タイミング板を回動させるためのコントロール
アームが回動自在に支承され、カムシヤフトに
は、カムフオロアが開弁方向に揺動する際に前記
コントロールアームを回動し前記タイミング板の
ピストンとの係合状態を前記ばね付勢力に抗して
解除するためのタイミングカムが一体的に設けら
れる。

(2) 作用 ピストンの移動は、カムフオロアが開弁方向に
揺動動作をしているときのみに可能となり、した
がつて連結機構の実質的な作動開始は開弁区間が
終了した後の次の閉弁区間の最初となる。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図および第２図において、機
関本体１に設けられた一対の吸気弁Ｖ１，Ｖ２
は、弁ばねＳ１，Ｓ２によつて閉弁方向に付勢さ
れている。これらの吸気弁Ｖ１，Ｖ２は、機関の
回転に同期して1/2の回転比で回転駆動されるカ
ムシヤフト３に一体的に設けられたカム４と、カ
ムシヤフト３と平行なシヤフトとしてのロツカシ
ヤフト５に揺動自在に枢支されるカムフオロアと
しての第１および第２ロツカアーム６，７と、両
ロツカアーム６，７に設けられた連結機構８との
働きにより、一方の吸気弁Ｖ１のみが開閉作動す
る状態と、両吸気弁Ｖ１，Ｖ２がともに開閉作動
する状態とを切換えて、開閉作動せしめられる。
また機関本体１には、一対の排気弁（図示せず）
が備えられており、これらの排気弁も上記吸気弁
Ｖ１，Ｖ２と同様に開閉作動せしめられる。

カムシヤフト３は機関本体１の上方で回転自在
に配設されており、カム４は一方の吸気弁Ｖ１に
対応する位置でカムシヤフト３に一体的に設けら
れる。このカム４はカムシヤフト３と同心のベー
ス円部４ａと、そのベース円部４ａから半径方向
外方に突出した高位部４ｂとを有する。またカム
シヤフト３において他方の吸気弁Ｖ２に対応する
位置には、前記ベース円部４ａと同径の隆起部９
が一体的に設けられる。

ロツカシヤフト５は、カムシヤフト３よりも下
方に固定配置されており、このロツカシヤフト５
には、一方の吸気弁Ｖ１に対応する第１ロツカア
ーム６と、他方の吸気弁Ｖ２に対応する第２ロツ
カアーム７とが、相互に摺接して相対角変位可能
に支承される。また両ロツカアーム６，７におい
て両吸気弁Ｖ１，Ｖ２の上方に位置する端部に
は、各吸気弁Ｖ１，Ｖ２の上端に当接し得るタペ
ツトねじＴ１，Ｔ２が進退可能にそれぞれ螺着さ
れる。

第１ロツカアーム６の上部には、カム４に摺接
するカムスリツパ６ａが一体的に設けられてお
り、第１ロツカアーム６はカム４の回転動作に応
じて揺動する。すなわち第１ロツカアーム６は、
そのカムスリツパ６ａがカム４のベース円部４ａ
に摺接している状態では静止しており、カムスリ
ツパ６ａがカム４の高位部４ｂに摺接するように
なると弁ばねＳ１を縮少しながら下方に回動して
吸気弁Ｖ１を開弁させる。

また第２ロツカアーム７の上部には、隆起部９
に摺接するスリツパ７ａが設けられており、この
隆起部９は両ロツカアーム６，７の連結状態が解
除されているとき、すなわち吸気弁Ｖ２が閉弁状
態にあるときに、第２ロツカアーム７の跳ね上り
を防止して、静止状態を保つ働きをする。

第３図において、第１および第２ロツカアーム
６，７間の連結および連結解除を行うための連結
機構８は、両ロツカアーム６，７を連結する位置
および連結状態を解除する位置間で移動可能なピ
ストン１１と、そのピストン１１の移動を規制す
るストツパ１２と、ピストン１１を連結解除位置
側に押圧すべくストツパ１２を付勢するばね１３
とを備える。

第１ロツカアーム６には、第２ロツカアーム７
側に向けて開放するとともにロツカシヤフト５と
平行な第１ガイド穴１５が穿設されており、この
第１ガイド穴１５の底部側には第２ロツカアーム
７側に臨んだ規制段部１６を介して小径部１７が
設けられる。この第１ガイド穴１５にはピストン
１１が摺合される。

ピストン１１は、有底円筒状の連結体１８と、
短円柱状の押圧体１９とがそれらの間にばね２０
を介在して相互に摺合して成る。連結体１８はそ
の開放端を第１ガイド穴１５の底部側に向けて第
１ガイド穴１５に摺合される。しかも連結体１８
の内径は第１ガイド穴１５の小径部１７よりも小
さく設定される。また押圧体１９は、その一端を
第１ガイド穴１５の底部側に向けて小径部１７に
摺合され、これにより押圧体１９および第１ガイ
ド穴１５の底部間に油圧室２１が画成される。し
かも押圧体１９の連結体１８側には、段部２２を
介して突部２３が設けられており、この突部２３
が連結体１８に摺合される。連結体１８および押
圧体１９間にはばね室２４が画成され、このばね
室２４内に、連結体１８および押圧体１９を相互
に離反する方向に付勢するばね２０が収容され、
このばね２０のセツト荷重はばね１３よりも小さ
く設定される。

連結体１８が規制段部１６に当接した状態で、
ばね２０により押圧体１９が油圧室２１側に最大
限移動されているときに、連結体１８の開放端面
と押圧体１９の段部２２との間には、タイミング
板１４の係合可能な環状の係合溝２６が形成され
る。

連結体１８の長さは、その開放端面が規制段部
１６に当接した状態で、その閉塞端面が第１およ
び第２ロツカアーム６，７の対向側面間に位置す
るように設定される。

第１ロツカアーム６には油圧室２１に連通する
油路２７が穿設される。またロツカシヤフト５内
には、作動油圧供給源（図示せず）からの作動油
を供給するための作動油通路２８が設けられる。
前記油路２７および作動油通路２８は、ロツカシ
ヤフト５の側壁に穿設された連通孔２９を介し
て、第１ロツカアーム６がどのような状態にあろ
うとも常に連通せしめられる。

第２ロツカアーム７には、第１ガイド穴１５に
対応する第２ガイド穴３０が第１ロツカアーム６
側に向けて開放するようにして穿設され、この第
２ガイド穴３０にストツパ１２が摺合される。ス
トツパ１２は円板状に形成されており、第２ガイ
ド穴３０の途中で第１ロツカアーム６側に臨んで
設けられた規制段部３１に当接するまで、第２ガ
イド穴３０内を摺動可能である。また第２ガイド
穴３０の底部には挿通孔３２が穿設されており、
この挿通孔３２にはストツパ１２と一体的な案内
棒３３が挿通される。これにより、ストツパ１２
はその軸線を第２ガイド穴３０に常に一致させて
摺動する。

第２ガイド穴３０の底面とストツパ１２との間
には案内棒３３を囲繞するコイル状のばね１３が
介装されており、ストツパ１２はばね１３のばね
力によりピストン１１に当接する方向に付勢され
る。

ストツパ１２および案内棒３３には透孔３４が
穿設されており、この透孔３４に対応して、ピス
トン１１における連結体１８の閉塞端部には孔３
５が穿設される。ピストン１１のばね室２４は、
前記透孔３４および孔３５を介して常に外部と連
通されており、したがつて連結体１８および押圧
体１９の近接離反動作に応じてばね室２４内が
加、減圧されることはなく、連結体１８および押
圧体１９の近接、離反動作は速やかに行われる。

押圧体１９の外面には、前記係合溝３６と同様
に、タイミング板１４の係合可能な環状の係合溝
３６が設けられる。この係合溝３６の位置は、油
圧室２１に油圧が作用して押圧体１９が第２ロツ
カアーム７側に最大限変位し、連結体１８により
両ロツカアーム６，７が完全に連結されたとき
に、タイミング板１４が係合し得るように定めら
れる。

第１ロツカアーム６には、そのカムスリツパ６
ａに対応する位置でロツカシヤフト５の途中を横
切るようにしてスリツト３７が設けられ、このス
リツト３７にはロツカシヤフト５で回動自在に支
承されるタイミング板１４が摺合される。またカ
ムスリツパ６ａに対応する位置で第１ロツカアー
ム６の下面にはタイミング板１４を摺合する溝３
８が設けられる。しかもこの溝３８は第１ガイド
穴１５の途中に臨んで設けられており、ピストン
１１の外面の一部は溝３８に露出される。

第４図において、タイミング板１４は、スリツ
ト３７内でロツカシヤフト５に支承されるリング
板状の基部３９と、該基部３９の下部に連設され
溝３８に摺合する係止部４０と、基部３９からロ
ツカシヤフト５と平行に延設される腕部４１と、
基部３９の上部から上方に突設される係合突部４
２とから成る。

第２ロツカアーム７と、タイミング板１４との
間にはねじりばね４３が介装されており、このね
じりばね４３のばね力により、タイミング板１４
はその係止部４０が溝３８内でピストン１１に近
接する方向に回動付勢される。

第５図を併せて参照して、ロツカシヤフト５に
は、タイミング板１４の回動状態をコントロール
するためのコントロールアーム４４が回動可能に
支承され、カムシヤフト３にはコントロールアー
ム４４に摺接し該コントロールアーム４４を揺動
させるためのタイミングカム４５が一体的に設け
られる。

コントロールアーム４４は、ロツカシヤフト５
に支承されるリング板状の基部４６と、該基部４
６からロツカシヤフト５に沿つて延設される係合
腕部４７とから成り、基部４６の上部にはタイミ
ングカム４５に摺接するカムスリツパ４８が設け
られる。係合腕部４７は、前記ねじりばね４３に
よるタイミング板１４の回動付勢方向前方側から
タイミング板１４の係合突部４２に係合し、これ
によりカムスリツパ４８はタイミングカム４５に
弾発的に摺接される。

タイミングカム４５の形状は、第１ロツカアー
ム６が開弁方向に揺動しているときに、コントロ
ールアーム４４を第５図の鎖線で示すように回動
し、それに応じてタイミング板１４をねじりばね
４３のばね力に抗してピストン１１から離反する
方向に回動するように定められる。

次にこの実施例の作用について説明すると、油
圧室２１に油圧が作用していない状態では、ばね
１３で付勢されたストツパ１２により、連結体１
８は規制段部１６に当接するまで押圧されてお
り、押圧体１９はばね２０により油圧室２１側に
最大限変位されている。この状態では係合溝６０
が形成されており、第１ロツカアーム６の静止時
にはタイミング板１４が第２図で示すように係合
溝２６に係合し得る状態にある。

この際、ピストン１１における連結体１８と、
ストツパ１２とは、第１および第２ロツカアーム
６，７の対向側面間で当接しており、第１および
第２ロツカアーム６，７は連結されていない。し
たがつて、第１ロツカアーム６はカム４の回転動
作に応じて揺動するが、第２ロツカアーム７は静
止したままであり、第１ロツカアーム６のみが連
結体１８とストツパ１２とを摺接させながら揺動
し、一方の吸気弁Ｖ１のみが開閉作動する。

ここで、第７図の時期t₁で油圧室２１に油圧を
作用させた場合を想定する。この油圧の作用によ
り、ピストン１１の押圧体１９は移動を開始しよ
うとするが、係合溝２６にタイミング板１４が係
合しているので、押圧体１９の移動は阻止されて
おり、ピストン１１は第３図で示す状態を持続す
る。

この状態で、第１ロツカアーム６が開弁方向に
揺動を開始すると、すなわち開弁区間Aoに入る
と、第６図で示すように、タイミング板１４がコ
ントロールアーム４４によつて回動し、タイミン
グ板１４の係合溝２６への係合状態が解除され
る。これにより、押圧体１９の移動が可能とな
り、押圧体１９は連結体１８に当接するまで移動
する。このため第１ロツカアーム６が上方に回動
して閉弁区間Acに入つたときでも、タイミング
板１４は係合溝２６に係合することなく押圧体１
９の外面に当接し、ピストン１１の移動が許容さ
れる。

このようにして、第１および第２ガイド穴１
５，３０の軸線が一致したとき、すなわち第１ロ
ツカアーム６が静止して閉弁区間Acに入つたと
きに、ピストン１１の第２ガイド穴３０側への移
動が開始される。これにより、連結体１８が第２
ガイド穴３０に摺合し、第１および第２ロツカア
ーム６，７が連結機構８を介して連結されるの
で、第２ロツカアーム７は第１ロツカアーム６と
ともに揺動を開始し、両吸気弁Ｖ１，Ｖ２がとも
に開閉作動をする。

この連結が完全に行われたときには、押圧体１
９の係合溝３６が溝３７に対応する位置まで来て
おり、閉弁区間Acにおいてはタイミング板１４
が係合溝３６に係合する。

次に閉弁区間Acの時期t₁で油圧室２１の油圧
を解放した場合を想定する。この油圧の解放によ
り、ピストン１１はばね３により第２ガイド穴３
０から離脱する方向に押圧されるが、係合溝３６
にタイミング板１４が係合しているので、ピスト
ン１１の移動は阻止されている。ついで、開弁区
間Aoに入ると、第１ロツカアーム６の揺動動作
に応じてタイミング板１４が係合溝３６から外
れ、押圧体１９はばね２０により油圧室２１側に
移動する。この際、連結体１８は、第１ロツカア
ーム６の揺動に伴う第１および第２ガイド穴１
５，３０との摩擦力により第１ガイド穴１５には
戻らず、次の閉弁区間Acに入つたときに第１ガ
イド穴１５内に移動して、第３図の状態に戻る。

このような連結機構８の作動をまとめて説明す
ると、第７図において、タイミング板１４が係合
溝２６あるいは３６から外れる区間Atは、その
機構上、開弁区間Aoよりもわずかに短い幅とな
り、その区間At内での時期t₂、t₃で油圧室２１へ
の油圧の供給あるいは解放を行つたときには、次
の閉弁区間Acで連結機構８の切換作動が確実に
行なわれる。また前記区間At以外の時期たとえ
ばt₁で油圧室２１への油圧の供給あるいは解放を
行なつたときには、破線矢符で示すように、１つ
の区間Atを越えた次の閉弁区間Acで確実な切換
えが行なわれる。

以上の説明では、吸気弁Ｖ１，Ｖ２に関連する
部分について述べたが、一対の排気弁についても
吸気弁Ｖ１，Ｖ２と同様に作動せしめられるもの
である。また吸気弁Ｖ１，Ｖ２および一対の排気
弁の一方のみに関連して本発明に従う弁作動変更
装置を設けるようにしてもよい。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、ピストンは伸長
方向のばね力を発揮して伸縮可能に構成され、シ
ヤフトには、カムフオロアの前記カムとの摺接位
置に対応して前記ピストンに係合可能なタイミン
グ板が該ピストンに係合する方向にばね付勢され
ながらカムフオロアとの相対回動自在に支承され
るとともに前記タイミング板を回動させるための
コントロールアームが回動自在に支承され、カム
シヤフトには、カムフオロアが開弁方向に揺動す
る際に前記コントロールアームを回動し前記タイ
ミング板のピストンとの係合状態を前記ばね付勢
力に抗して解除するためのタイミングカムが一体
的に設けられるので、連結機構の実質的な作動は
常に閉弁区間の最初に開始されることになり、各
カムフオロアの連結状態および連結解除状態の切
換えが確実に行われるようになる。したがつて異
音の発生を防止することができるとともに、破損
の原因も除去することができる。またタイミング
板およびコントロールアームはカムフオロアとの
相対角変位が可能であり、弁系への慣性重量とし
て加算されない。さらに、高速化に対応してカム
フオロアのカムスリツパ幅を増加させたとしても
タイミング板を設けることによりカムフオロアの
幅が大きくなることはないので、重量増加を抑え
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あり、第
１図は平面図、第２図は第１図の−線断面
図、第３図は第２図の−線断面図、第４図は
タイミング板およびコントロールアームの斜視
図、第５図は第１図の−線切断部端面図、第
６図は第１ロツカアームの開弁方向への揺動時の
第２図に対応した断面図、第７図は弁作動タイミ
ングと連結機構の作動時期との関係を示すための
説明図である。 ３……カムシヤフト、４……カム、５……シヤ
フトとしてのロツカシヤフト、６，７……カムフ
オロアとしての第１、第２ロツカアーム、８……
連結機構、１１……ピストン、１４……タイミン
グ板、４４……コントロールアーム、４５……タ
イミングカム、Ｖ１，Ｖ２……吸気弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 閉弁方向に付勢された吸気弁あるいは排気弁
   を開弁作動すべく、複数のカムフオロアが揺動自
   在にシヤフトに枢支され、機関の回転に同期して
   回転駆動されるカムシヤフトにはカムフオロアを
   揺動駆動するためのカムが一体化され、カムフオ
   ロアには、複数カムフオロアを連結する位置とそ
   の連結状態を解除する位置との間で移動可能なピ
   ストンを備える連結機構が設けられる内燃機関の
   弁作動変更装置において、前記ピストンは伸長方
   向のばね力を発揮して伸縮可能に構成され、シヤ
   フトには、カムフオロアの前記カムとの摺接位置
   に対応して前記ピストンに係合可能なタイミング
   板が該ピストンに係合する方向にばね付勢されな
   がらカムフオロアとの相対回動自在に支承される
   とともに前記タイミング板を回動させるためのコ
   ントロールアームが回動自在に支承され、カムシ
   ヤフトには、カムフオロアが開弁方向に揺動する
   際に前記コントロールアームを回動し前記タイミ
   ング板のピストンとの係合状態を前記ばね付勢力
   に抗して解除するためのタイミングカムが一体的
   に設けられることを特徴とする内燃機関の弁作動
   変更装置。