JPH0243002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (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
は排気弁に対応した複数のカムフオロアを揺動駆
動すべく、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が一体化される内燃機関の
動弁装置に関する。

(2) 従来の技術 上記動弁装置において、機関の低、中速運転時
には、低、中速運転に対応した開弁時期およびリ
フト量で一方の吸気弁あるいは排気弁のみを開閉
作動させ、機関の高速運転時には、高速運転に対
応した開弁時期およびリフト量で両吸気弁あるい
は両排気弁を開閉作動させることができれば、機
関出力の向上およびアイドル特性の向上を図るこ
とができ、本出願人はそのような問題を解決すべ
く、吸、排気弁に係合した腕とカムフオロアとの
間にそれらの間の連結および連結解除を司る作動
休止機構を設けた内燃機関の動弁装置を既に提案
（特願昭58−238423号）（特開昭60−128914号公
報）しているが、このものでは構造が複雑となつ
ていた。

(3) 発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、比較的簡単な構成により、一部の吸気弁ある
いは排気弁のみを機関の低、中速運転時にその
低、中速運転に応じた開弁時期およびリフト量で
開閉作動させ、機関の高速運転時には、全吸気弁
あるいは全排気弁を高速運転に対応した開弁時期
およびリフト量で開閉作動させるようにして、機
関出力の向上、燃費の低減およびアイドル特性の
向上を図るようにした内燃機関の動弁装置を提供
することを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明によれば、カムシヤフトには、機関の
低、中速運転に対応した形状を有するとともにカ
ムフオロアに摺接し得る低、中速用カムと、機関
の高速運転に対応した形状を有するとともにカム
フオロアに摺接し得る形状を有する高速用カムと
が一体化され、カムフオロアの吸気弁あるいは排
気弁との当接部には、吸気弁あるいは排気弁に当
接する方向にばね付勢されたプランジヤが進退可
能に設けられ、カムフオロアには前記プランジヤ
にその後退動作を阻止すべく係合する位置と係合
状態を解除する位置との間で揺動可能にして係合
板が枢支され、前記カムフオロアには、複数のカ
ムフオロアを連結する位置およびその連結状態を
解除する位置との間で移動可能なピストンと、前
記係合板に連結されるとともにピストンの連結位
置への移動に応じて前記係合板をプランジヤとの
係合位置に回動すべく作動する駆動部材とを備え
る弁作動変更機構が設けられる。

(2) 作用 機関の低、中速運転時には、弁作動変更機構の
ピストンは連結解除位置にあり、駆動部材は係合
板をプランジヤとの係合を解除した位置に回動さ
せている。この状態で、一部のカムフオロアは
低、中速用カムの回転動作に応じて作動し、その
カムフオロアに対応する吸気弁あるいは排気弁は
低、中速運転に応じた開弁時期およびリフト量で
開閉作動する。また他のカムフオロアは高速用カ
ムの回転動作に応じて作動するが、プランジヤの
後退動作が可能であるためにカムフオロアが開弁
方向に作動してもその動作がプランジヤの後退に
よつて吸収され、他の吸気弁あるいは排気弁は開
閉作動しない。

機関の高速運転時には、弁作動変更機構のピス
トンは連結位置にあり、全カムフオロアが連結さ
れる。また係合板は駆動部材によつてプランジヤ
に係合する位置に回動され、プランジヤの後退動
作は阻止されている。したがつて、高速用カムに
対応するカムフオロアが作動するのに応じて全吸
気弁あるいは全排気弁が高速運転に応じた開弁時
期およびリフト量で開閉作動する。

(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、第２図および第３図にお
いて、機関本体１に設けられた一対の吸気弁Ｖ
１，Ｖ２は、機関の回転に同期して回転駆動され
るカムシヤフト２に一体的に設けられた低、中速
用カムＣ１および高速用カムＣ２と、カムシヤフ
ト２と平行なロツカシヤフト３に枢支されたカム
フオロアとして第１および第２ロツカアーム４，
５と両ロツカアーム４，５に設けられた作動変更
機構６と、第２ロツカアーム５に設けられたプラ
ンジヤ７との働きによつて開閉作動される。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、これらの排気弁も前述の吸気弁Ｖ
１，Ｖ２と同様に開閉作動される。

カムシヤフト２は機関本体１の上方で回転自在
に配設されており、低、中速用カムＣ１は一方の
吸気弁Ｖ１に対応する位置でカムシヤフト２に一
体的に設けられる。また高速用カムＣ２は他方の
吸気弁Ｖ２に対応してカムシヤフト２に一体的に
設けられる。しかも、低、中速用カムＣ１は機関
の低、中速運転に対応した形状を有するものであ
り、カムシヤフト２の半径方向に沿う外方への突
出量が比較的小さい高位部８を有する。また高速
用カムＣ２は機関の高速運転時に対応した形状を
有するものであり、カムシヤフト２の半径方向外
方への突出量を低、中速用カムＣ１の高位部８よ
りも大としかつその高位部８よりも広い中心角範
囲にわたる高位部９を有する。

ロツカシヤフト３は、カムシヤフト２よりも下
方でカムシヤフト２と平行にして機関本体１に固
定配置される。このロツカシヤフト３には、第１
および第２ロツカアーム４，５の基部が相互に摺
接して揺動可能に枢支され、各ロツカアーム４，
５の端部は当接部１０，１１として各吸気弁Ｖ
１，Ｖ２の上方位置まで延設される。また第１ロ
ツカアーム４の上部には、低、中速用カムＣ１に
摺接するカムスリツパ１２が一体的に設けられ、
第２ロツカアーム５の上部には、高速用カムＣ２
に摺接するカムスリツパ１３が一体的に設けられ
る。また第２ロツカアーム５は、ばね１４により
カムスリツパ１３が高速用カムＣ２に当接する方
向に、回動付勢される。

一方、両吸気弁Ｖ１，Ｖ２の上部には鍔部１
５，１６が設けられており、これらの鍔部１５，
１６と機関本体１との間には、吸気弁Ｖ１，Ｖ２
を囲繞する弁ばね１７，１８が介装されており、
これらの弁ばね１７，１８により、各吸気弁Ｖ
１，Ｖ２は閉弁方向すなわち上方に向けて付勢さ
れる。

第１ロツカアーム４の当接部１０には、一方の
吸気弁Ｖ１の上端に当接し得るタペツトねじ１９
が進退可能に螺着される。また第２ロツカアーム
５の当接部１１には、他方の吸気弁Ｖ２の上端に
当接するプランジヤ７が吸気弁Ｖ２に近接する方
向にばね付勢されて進退可能に設けられる。

第４図を併せて参照して、当接部１１には、有
底円筒状のシリンダ２０が、その開放端面を当接
部１１の下面と面一にするとともに、閉塞端を当
接部１１の上方に突出させて、嵌入、固着され
る。プランジヤ７は、内面に雌ねじを有する円筒
体２１内にねじ棒２２を螺合して構成され、シリ
ンダ２０内に進退可能に摺合される。しかもねじ
棒２２の下端は円筒体２１の下端からわずかに突
出されており、ねじ棒２２の下端が吸気弁Ｖ２の
上端に当接する。またねじ棒２２の上端は円筒体
２１の上端よりも内方に位置されており、このね
じ棒２２の上端とシリンダ２０の閉塞端との間に
はばね２３が介装される。このばね２３のばね力
により、ねじ棒２２すなわちプランジヤ７は吸気
弁Ｖ２に当接する方向に付勢される。

当接部１１から上方に突出した部分で、シリン
ダ２０の側壁には、プランジヤ７の両側に対応し
て一対のスリツト２４，２５が設けられる。

上記スリツト２４，２５からシリンダ２０内に
入り、プランジヤ７の上端に係合し得る一対の係
合腕２６，２７を備える係合板２８が第２ロツカ
アーム５に枢支される。すなわち、係合板２８は
シリンダ２０と作動変更機構６との間で、シリン
ダ２０と平行なピン２９によつて第２ロツカアー
ム５に枢支されており、両係合腕２６，２７は係
合板２８の一端側で相互間に間隔をあけて一体的
に設けられる。しかも、シリンダ２０のスリツト
２４，２５および係合板２８の係合腕２６，２７
はピン２９を中心とする円弧に沿つて設けられ
る。

係合腕２８は、作動変更機構６の動作に応じて
揺動し、作動変更機構６により両ロツカアーム
４，５が連結されたときにプランジヤ７に係合す
るが、プランジヤ７との係合を解除したときでも
両係合腕２６，２７はスリツト２４，２５内に入
つたままでであり、そのときプランジヤ７と係合
することを避けるために、両係合腕２６，２７の
端部には、プランジヤ７の外面に対応して彎曲し
た切欠き３０，３１が設けられる。

特に第４図に注目して、作動変更機構６は、両
ロツカアーム４，５を連結する位置およびその連
結を解除する位置間で移動可能なピストン４１
と、ピストン４１に応じて移動して係合板２８を
駆動する駆動部材４２と、ピストン４１を連結解
除位置側に押圧すべく駆動部材４２を付勢するば
ね４３と、ピストン４１の移動時期を制御するタ
イミング板４４とを備える。

第１ロツカアーム４には、第２ロツカアーム５
側に向けて解放するとともにロツカシヤフト３と
平行な第１ガイド穴４５が穿設され、この第１ガ
イド穴４５の閉塞端側には、第２ロツカシヤフト
５側に臨む規制段部４６を介して小径部４７が設
けられる。

ピストン４１は、有底円筒状の連結体４８と、
有底円筒状の押圧体４９とがそれらの間にばね５
０を介在して相互に摺合して成る。連結体４８は
その開放端を第１ガイド穴４５の底部側に向けて
第１ガイド穴４５に摺合される。しかも連結体４
８の内径は第１ガイド穴４８の小径部４７よりも
小さく設定される。また押圧体４９はその閉塞端
を第１ガイド穴４５の底部側に向けて小径部４７
に摺合され、これにより押圧体４９および第１ガ
イド穴４５の底部間に油圧室５１が画成される。
しかも押圧体４９の連結体４８側には、段部５２
を介して小径筒部５３が設けられており、この小
径筒部５３が連結体４８に摺合される。連結体４
８および押圧体４９間にはばね室５４が画成さ
れ、このばね室５４内に連結体４８および押圧体
４９を相互に離反する方向に付勢するばね５０が
収容され、このばね５０のセツト荷重はばね４３
よりも小さく設定される。

連結体４８が規制段部４６に当接した状態で、
押圧体４９がばね５０により連結体４８から最も
離隔したときに、押圧体４９の段部５２と、連結
体４８の端面との間には、タイミング板４４の係
合可能な係合溝５５が形成される。

また連結体４８の長さは、その開放端面が規制
段部４６に当接した状態で、閉塞端面が第１およ
び第２ロツカアーム４，５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４には、油圧室５１に連通す
る油路５６が穿設される。またロツカシヤフト３
内には、給油源（図示せず）に連なる給油路３６
が穿設されており、前記油路５６と給油路３６と
は、ロツカシヤフト３の側壁に穿設された連通孔
５７を介して、常時連通される。

第２ロツカアーム５には、第１ガイド穴４５に
対応する第２ガイド穴５８が第１ロツカアーム４
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５８に駆動部材４２が摺合される。駆
動部材４２は、第２ガイド穴５８に摺合する円板
部５９と、棒状部６０とが一体的に設けられて成
り、第２ガイド穴５８の第１ロツカアーム４とは
反対側の端部には棒状部６０を挿通する挿通孔６
１が穿設される。また、円板部５９と、第２ガイ
ド穴５８の端部との間には、棒状部６０を囲繞す
るばね４３が介装されており、このばね４３のば
ね力により駆動部材４２はその円板部５９が連結
体４８に当接する方向に付勢される。

駆動部材４２において、第２ロツカアーム５か
ら突出した棒状部６０の端部には、ピン６２を介
して係合板２８の他端が連結される。このピン６
２の位置は、作動変更機構６により両ロツカアー
ム４，５が連結されたときにプランジヤ７に係合
板２８を係合し、両ロツカアーム４，５の連結が
解除されたときには、プランジヤ７との係合を解
除すべく係合板２８を回動し得るように定められ
る。

押圧体４９の外面には、前記係合溝５５と同様
にタイミング板４４が係合可能な環状の係合溝６
５が設けられる。この係合溝６５の位置は、油圧
室５１に油圧が作用して押圧体４９が第２ロツカ
アーム５側に最大限変位して連結体４８により両
ロツカアーム４，５が完全に連結されたときに、
タイミング板４４が係合し得るように定められ
る。

第１ロツカアーム４の下部には、タイミング板
４４を揺動自在に摺合する溝６６が穿設されてお
り、溝６６に摺合されたタイミング板４４はロツ
カシヤフト３の軸線と平行なピン６７により第１
ロツカアーム４に枢支される。しかも溝６６は第
１ガイド穴４５の途中に臨んで設けられており、
ピストン４１の外面の一部は溝６６に露出され
る。タイミング板４４は、一端がピン６７で枢支
される支持部６８と、係合溝５５，６５に係合可
能な係止部６９とを有して略Ｌ字状に形成されて
おり、その屈曲部７０をロツカシヤフト３側に向
けてピン６７で枢支される。また第１ロツカアー
ム４とタイミング板４４との間には、ピン６７を
囲繞するねじりばね７１が介装されており、この
ねじりばね７１のばね力によりタイミング板４４
はその係止部６９がピストン４１に近接する方向
に回動付勢される。さらにロツカシヤフト３に
は、その外面を切込んでカム面７２が設けられて
おり、タイミング板４４の屈曲部７０はねじりば
ね７１のばね力によりカム面７２に弾発的に当接
する。

タイミング板４４の屈曲部７０およびカム面７
２の形状は、第１ロツカアーム４の揺動動作によ
りタイミング板４４をピン６７のまわりに回動す
るように定められる。すなわち、カム面７２は、
第１ロツカアーム４の開弁方向すなわち第１ロツ
カアーム４およびピン６７が固定のロツカシヤフ
ト３のまわりに第３図の反時計方向に回動するの
に応じて、ピン６７およびロツカシヤフト３の中
心間を結ぶ直線上でのカム面７２およびピン６７
の中心間の距離L₁が次第に小さくなるようにし
て、ロツカシヤフト３の一直径線と平行な平坦面
状に形成される。また前記屈曲部７０の形状は、
上述のようにカム面７２およびピン６７の中心間
の距離L₁が次第に小さくなるのに応じてタイミ
ング板４４をピン６７のまわりに第３図の反時計
方向に回動せしめるべく、カム面７２に摺接する
屈曲部７０の外側面からピン６７の中心までの距
離L₂がピン６７のまわりに第３図の時計方向に
進むにつれて小さくなるように形成される。これ
により第１ロツカアーム４が低、中速用カムＣ１
のベース円に摺接して静止している状態では、タ
イミング板４４がねじりばね７１のばね力により
第３図の時計方向に回動して係合溝５５，６５に
係合可能となり、また第１ロツカアーム４が低、
中速用カムＣ１の高位部８により押下げられると
き、すなわち第１ロツカアーム４が開弁方向向に
揺動するときにはタイミング板４４がピン６７の
まわりに第３図の反時計方向に回動してピストン
４１から強制的に離反せしめられることになる。

次にこの実施例の作用について説明すると、機
関の低、中速運転時には、作動変更機構６の油圧
室５１には低圧の油圧が作用しており、駆動部材
４２を付勢するばね４３のばね力により、ピスト
ン４１は油圧室５１側に変位されている。この状
態で、連結体４８と駆動部材４２との当接面は第
１および第２ロツカアーム４，５の対向側面間に
あり、第１および第２ロツカアーム４，５は連結
されていない。したがつて第１ロツカアーム４は
低、中速用カムＣ１によつて揺動駆動され、一方
の吸気弁Ｖ１は、第５図の曲線Ａで示すように、
低、中速に応じた開弁時期およびリフト量で開弁
作動する。

この低、中速運転時において、駆動部材４２は
係合板２８を第４図で示すようにプランジヤ７と
の係合を解除した位置に回動しており、プランジ
ヤ７はシリンダ２０内で進退可能である。したが
つて第２ロツカアーム５が高速用カム５の回転に
よつて揺動するのに応じて、プランジヤ７は第６
図で示すように進退動作をする。この結果、第２
ロツカアーム５の揺動動作はプランジヤ７の進退
動作によつて吸収されて吸気弁Ｖ２に伝わること
はなく、吸気弁Ｖ２は閉弁したままであり、一方
の吸気弁Ｖ１のみが開閉作動をする。

次に、機関の高速運転にあたつて、第１ロツカ
アーム４が静止しているとき、すなわちカムスリ
ツパ１２が低、中速用カムＣ１のベース円に摺接
しているときに、油圧室５１に高油圧を作用させ
た場合を想定する。この高油圧の作用によりピス
トン４１の押圧体４９は移動を開始しようとする
が、第１ロツカアーム４が静止している状態では
係合溝５５にタイミング板４４が係合しているの
で、それ以上移動することはできず、ピストン４
１は第４図で示す状態を維持する。

第１ロツカアーム４が揺動し始めると、タイミ
ング板４４が係合溝５５から外れ、押圧体４９の
移動が可能となり、押圧体４９は連結体４８の解
放端面に当接するまで移動し、連結体４８を第２
ロツカアーム５側に押圧する。このとき、第２ロ
ツカアーム５は高速用カムＣ２によつて揺動して
おり、第１および第２ガイド穴４５，５８の軸線
は一致しないので、連結体４８は該２ロツカアー
ム５の第１ロツカアーム４への対向側面に摺接す
る。

第１および第２ロツカアーム４，５がともに静
止して、第１および第２ガイド穴４５，５８の軸
線が一致したときに、連結体４８は駆動部材４２
を押圧しながら第２ガイド穴５８内に摺合し、こ
れによつて第１および第２ロツカアーム４，５が
第７図で示すように連結される。このとき、タイ
ミング板４４は押圧体４９の係合溝６５に係合す
る。

作動変更機構６による両ロツカアーム４，５の
連結により、駆動部材４２は係合板２８を回動
し、係合板２８の係合腕２６，２７が第８図で示
すようにプランジヤ７に係合する。このためプラ
ンジヤ７はその後退動作を阻止され、第２ロツカ
アーム５が高速用カムＣ２で揺動駆動されるのに
応じて、吸気弁Ｖ２を開閉作動させる。

このようにして機関の高速運転時には、第１お
よび第２ロツカアーム４，５が高速用カムＣ２で
揺動駆動され、両吸気弁Ｖ１，Ｖ２が第５図の曲
線Ｂで示すように、高速運転に応じた開弁時期お
よびリフト量で開閉作動する。

また、第１ロツカアーム４が開弁方向揺動作動
をしているときに、低、中速運転から高速運転へ
の切換えを行つたときには、その第１ロツカアー
ム４の揺動動作の途中で押圧体４９が連結体４８
に当接するまで移動し、次に第１および第２ロツ
カアーム４，５が静止したときに連結体４８の第
２ガイド穴５８への摺合が行なわれ、第１および
第２ロツカアーム４，５が連結されるとともに、
係合板２８がプランジヤ７に係合して、両吸気弁
Ｖ１，Ｖ２がともに開閉作動する。

機関の高速運転から低、中速運転への切換えに
あたつては、タイミング板４４の働きにより、両
ロツカアーム４，５が静止したときにピストン４
１の移動が可能となり、駆動部材４２はばね４３
のばね力によりピストン４１を押し戻し、連結体
４８による両ロツカアーム４，５の連結状態を解
除するとともに、係合板２８のプランジヤ７との
係合状態を解除する。このため、第２ロツカアー
ム５が開弁方向に揺動動作を開始しても吸気弁Ｖ
２は閉弁したままであり、吸気弁Ｖ２のみが第１
ロツカアーム４によつて開閉作動する。

以上の説明では、吸気弁Ｖ１，Ｖ２に関連する
部分についてのみ述べたが、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
吸気弁の一方のみに関連して本発明動弁装置を設
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、カムシヤフトに
は、機関の低、中速運転に対応した形状を有する
とともに第１ロツカアームに摺接し得る低、中速
用カムと、機関の高速運転に対応した形状を有す
るとともに第２ロツカアームに摺接し得る高速用
カムとが一体化され、第２ロツカアームの吸気弁
あるいは排気弁との当接部には、吸気弁あるいは
排気弁に当接する方向にばね付勢されたプランジ
ヤが進退可能に設けられ、第２ロツカアームには
前記プランジヤにその後退動作を阻止すべく係合
する位置と係合状態を解除する位置との間で揺動
可能にして係合板が枢支され、両ロツカアームに
は、両ロツカアームを連結する位置およびその連
結状態を解除する位置の間で移動可能なピストン
と、前記係合板に連結されるとともにピストンの
連結位置への移動に応じて前記係合板をプランジ
ヤとの係合位置に回動すべく作動する駆動部材と
を備える作動変更機構が設けられるので、機関の
低、中速運転時には一方の吸気弁あるいは排気弁
を低、中速運転に対応した開弁時期およびリフト
量で開閉作動し、高速運転時には両吸気弁あるい
は両排気弁を高速運転に対応した開弁時期および
リフト量で開弁作動することができる。この結
果、燃費の低減およびアイドル特性の向上を図る
ことができるとともに、低速域から高速域にわた
る広い範囲で機関出力の向上を図ることができ
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１図の−線断面図、第４図は
第２図の−線断面図、第５図は両吸気弁の作
動プロフイルを示す図、第６図は低、中速運転に
おけるプランジヤの作動を示すための第２図に対
応した要部縦断面図、第７図は高速運転時の第４
図に対応した横断面図、第８図は高速運転時のプ
ランジヤおよび係合板の状態を示すための第２図
に対応した要部縦断図である。 ２…カムシヤフト、４，５…カムフオロアとし
てのロツカアーム、６…弁作動変更機構、７…プ
ランジヤ、１１…当接部、２８…係合板、４１…
ピストン、４２…駆動部材、Ｃ１…低、中速用カ
ム、Ｃ２…高速用カム、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
   に対応した複数のカムフオロアを揺動駆動すべ
   く、機関の回転に同期して回転駆動されるカムシ
   ヤフトにはカムが一体化される内燃機関の動弁装
   置において、前記カムシヤフトには、機関の低、
   中速運転に対応した形状を有するとともにカムフ
   オロアに摺接し得る低、中速用カムと、機関の高
   速運転に対応した形状を有するとともにカムフオ
   ロアに摺接し得る形状を有する高速用カムとが一
   体化され、カムフオロアの吸気弁あるいは排気弁
   との当接部には、吸気弁あるいは排気弁に当接す
   る方向にばね付勢されたプランジヤが進退可能に
   設けられ、カムフオロアには前記プランジヤにそ
   の後退動作を阻止すべく係合する位置と係合状態
   を解除する位置との間で揺動可能にして係合板が
   枢支され、前記カムフオロアには、複数のカムフ
   オロアを連結する位置および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と、前記係
   合板に連結されるとともにピストンの連結位置へ
   の移動に応じて前記係合板をプランジヤとの係合
   位置に回動すべく作動する駆動部材とを備える弁
   作動変更機構が設けられることを特徴とする内燃
   機関の動弁装置。