JPH0243003B2 - - 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、機関の回転に同期して回転駆動され
ると共に一対の吸気弁あるいは排気弁に対応して
カムが一体化されたカムシヤフトと、前記カムの
回転動作に応じて前記吸気弁あるいは排気弁を開
閉駆動するためのロツカアームとを備える形式
の、内燃機関の動弁装置に関する。

(2) 従来の技術 かかる動弁装置において、バルブ径およびバル
ブリフト量は、最高馬力を出力するのに必要に混
合気量を吸入したときに流入抵抗により馬力低下
が生じないように高速を重視して設定するのが一
般的である。

ところで、低速域から高速域まで、同一のバル
ブタイミングおよび同一リフト量で吸気弁を駆動
すると、各回転数に応じて吸気量が異なるので、
燃焼室内への混合気流入速度が異なる。すなわち
低速時には、混合気流入速度が低下して、燃焼室
内での混合気の乱れが小さくなり、燃焼速度も遅
くなる。このため、燃焼効率低下による燃費の増
大、ならびに燃焼速度低下によるノツキング限界
の低下を余儀なくされる。

そこで、かかる問題を解消するために、低速運
転時には吸気弁あるいは排気弁の一部を閉弁休止
させ、高速運転時には吸気弁あるいは排気弁を開
弁作動させるようにしたものが、たとえば特開昭
59−226216号公報で開示されている。

(3) 発明が解決しようとする問題点 上記従来の技術では、低速運転時に休止する吸
気弁が、運転条件によつては長期間休止のままで
ある可能性がある。吸気弁あるいは排気弁が長期
間にわたつて休止したままであると、燃焼によつ
て生じたカーボンが該弁と弁座間に堆積し、該弁
が弁座に張付いてしまう。このため、高速運転に
移つて開弁作動するときに、弁が弁座から無理矢
理引剥がされることになり、該弁および弁座間の
シール上の問題が生じることになる。また、吸気
弁の閉弁休止により、燃料溜りが生じ、吸気弁の
開弁時に混合気濃度が濃くなることがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので
あり、低速運転時に燃焼室内での混合気の乱れを
大として燃費の低減および混合気濃度低下に対す
るタフネスの向上を図ると共に、休止に伴う問題
点を解決した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 上記目的を達成するために本発明によれば、機
関の回転に同期して回転駆動されると共に一対の
吸気弁あるいは排気弁に対応してカムが一体化さ
れたカムシヤフトと、前記カムの回転動作に応じ
て前記吸気弁あるいは排気弁を開閉駆動するため
のロツカアームとを備える、内燃機関の動弁装置
において、前記カムシヤフトには、形状の相異な
る低速用カムと高速用カムとが並設され、一方の
吸気弁あるいは排気弁に当接すると共に低速用カ
ムに摺接する第１ロツカアームと、他方の吸気弁
あるいは排気弁に当接すると共に高速用カムに摺
接する第２ロツカアームとが互いに隣接配置さ
れ、前記第１および第２ロツカアーム間には、そ
の間の連結および連結解除を切換可能な連結切換
手段が設けられる。

(2) 作用 機関の高速運転時に連結切換手段により両ロツ
カアーム間を連結すると、高速用カムにより作動
する第２ロツカアームに第１ロツカアームが追随
するため、両ロツカアームとも高速用カムによつ
て作動する。また低速運転時に両ロツカアーム間
の連結を解除すると、第１ロツカアームは低速用
カム、第２ロツカアームは高速用カムによつて作
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図および第２図において、図
示しない機関本体に設けられた一対の吸気弁１
ａ，１ｂは、機関の回転に同期して１／２の回転
比で駆動されるカムシヤフト２に一体的に設けら
れた低速用カム３および高速用カム５と、カムシ
ヤフト２と平行なロツカシヤフト６に枢支される
第１および第２ロツカアーム７，８との働きによ
つて開閉駆動される。

カムシヤフト２は機関本体の上方で回転自在に
配設されており、高速用カム５は両吸気弁１ａ，
１ｂの中間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。また低速用カム３は吸気弁１
ａ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。

前記高速用カム５は、機関の高速運転に対応し
得る形状に形成されるものであり、図示例ではカ
ムシヤフト２の半径方向外方への突出量が比較的
大きい高位部５ａを有しているので、該高速用カ
ム５によつて決定される吸気弁１ｂのリフト量は
比較的大きく設定される。一方、前記低速用カム
３は、機関の低速運転に対応し得る形状に形成さ
れるものであり、図示例では、カムシヤフト２の
半径方向外方への突出量を前記高位部５ａよりも
小とすると共に該高位部５ａよりも狭い中心角範
囲に亘る高位部３ａを有しているので、該低速用
カム３によつて決定される吸気弁１ａのリフト量
は比較的小さく設定（例えば0.5〜２mm）するこ
とができ、また該吸気弁１ａの開弁時期は比較的
遅く、閉弁時期は比較的早く設定することができ
る。

前記ロツカシヤフト６は、カムシヤフト２より
も下方で固定配置される。このロツカシヤフト６
には、低速用カム３に対応する第１ロツカアーム
７と、高速用カム８に対応する第２ロツカアーム
８とが枢支され、両ロツカアーム７，８の上部に
は低速および高速用カム３，５がそれぞれ摺接す
るカムスリツパ１０，１１が設けられる。また第
１および第２ロツカアーム７，８には、両吸気弁
１ａ，１ｂの上方に至る腕７ａ，８ａが一体的に
設けられる。これらの腕７ａ，８ａの先端には、
各吸気弁１ａ，１ｂの上端に当接し得るタペツト
ねじ１２，１３が進退可能に螺着される。

一方、両吸気弁１ａ，１ｂの上部には鍔部１
４，１５が設けられており、これらの鍔部１４，
１５と機関本体との間には、吸気弁１ａ，１ｂを
囲繞する弁ばね１６，１７が介装されており、弁
ばね１６，１７により各吸気弁１ａ，１ｂは上方
すなわち閉弁方向に向けて付勢される。

第３図において、第１および第２ロツカアーム
７，８は相互に摺接されており、それらの相対角
変位を可能とする状態と、両ロツカアーム７，８
を一体的に連結する状態とを切換可能な連結切換
手段２１が第１および第２ロツカアーム７，８間
に設けられる。

この連結切換手段２１は、第１および第２ロツ
カアーム７，８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２３と、そ
のピストン２３の移動を規制するストツパ２４
と、ピストン２３を連結解除位置側に移動させる
べくストツパ２４を付勢するばね２５とを備え
る。

第１ロツカアーム７には、第２ロツカアーム８
側に向けて開放するとともに、ロツカシヤフト６
と平行な第１ガイド穴２６が穿設されており、こ
の第１ガイド穴２６の閉塞端側には段部２７を介
して小径部２８が設けられる。第１ガイド穴２６
にはピストン２３が摺合されており、このピスト
ン２３と第１ガイド穴２６の閉塞端との間に油圧
室２９が画成される。

第１ロツカアーム７には、油圧室２９に連通す
る油路３０が穿設され、ロツカシヤフト６内には
油圧供給源（図示せず）に通じる油路３１が穿設
される。さらに両油路３０，３１は、ロツカシヤ
フト６の側壁に穿設された連通孔３２を介して、
第１ロツカアーム７の揺動状態に拘らず常時連通
する。

第２ロツカアーム８には、第１ガイド穴２６に
対応して、第１ロツカアーム７側に向けて開放し
た第２ガイド穴３５が穿設されており、この第２
ガイド穴３５に円板状のストツパ２４が摺合され
る。第２ガイド穴３５の閉塞端側には規制段部３
６を介して小径部３７が設けられ、また前記閉塞
端には小径部３７と同軸の挿通孔３８が穿設され
る。しかもストツパ２４に同軸かつ一体的に設け
られた案内棒３９が挿通孔３８に挿通される。さ
らに、ストツパ２４と第２ガイド穴３５の閉塞端
との間には案内棒３９を囲繞するコイル状のばね
２５が介装される。

ピストン２３の軸方向長さは、その一端が段部
２７に当接したときに、その他端が第１および第
２ロツカアーム７，８間に位置するように、また
ストツパ２４を規制段部３６に当接させるまで第
２ガイド穴３５内に入り込んだときに、一端が第
１ガイド穴２６内に残るように設定される。さら
に、第１ロツカアーム７の油圧室２９内には、ピ
ストン２３を第２ロツカアーム８側に向けて付勢
するばね３３が収納されており、このばね３３の
セツト荷重は前記ばね２５よりも小さく設定され
る。

次にこの実施例の作用について説明すると、機
関の低速運転時には、第４図で示すように連結切
換手段２１により第１および第２ロツカアーム
７，８の連結状態を解除する。すなわち油圧室２
９の油圧を開放すると、ストツパ２４がばね２５
のばね力により第１ロツカアーム７側に移動し、
ピストン２３は段部２７に当接するまで後退せし
められる。この状態でピストン２３およびストツ
パ２４の当接面は第１および第２ロツカアーム
７，８の摺接面に対応する位置にあり、したがつ
て第１および第２ロツカアーム７，８は相互に摺
接して相対角変位可能な状態にある。

このような連結解除状態にあつては、カムシヤ
フト２の回転動作により、第１ロツカアーム７が
低速用カム３との摺接に応じて揺動し、第２ロツ
カアーム８が高速用カム５との摺接に応じて揺動
する。したがつて一方の吸気弁１ａは低速用カム
３で定まるタイミングおよびリフト量で開閉作動
し、他方の吸気弁１ｂは高速用カム５で定まるタ
イミングおよびリフト量で開閉作動する。

このようにして両吸気弁１ａ，１ｂがタイミン
グおよびリフト量を異ならせて開閉作動すること
により、燃焼室内では流入混合気の乱れが生じ易
くなり、混合気濃度低下に対するタフネスの向上
および燃費の低減が図られる。

機関の高速運転に際しては、連結切換手段２１
により、第３図で示すように第１および第２ロツ
カアーム７，８が連結される。すなわち、油圧室
２９に油圧が供給されることにより、ピストン２
３はばね２５のばね力に抗してストツパ２４を押
圧しながら第２ガイド穴３５内に嵌入し、ストツ
パ２４が規制段部３６に押付けられる。この状態
で第１および第２ロツカアーム７，８は相対回動
を阻止され、一体的に揺動する。

この連結状態では、高速用カム５に摺接した第
２ロツカアーム８の揺動量が第１ロツカアーム７
よりも大きいので、第１ロツカアーム７は第２ロ
ツカアーム８に追随して揺動する。したがつて両
吸気弁１ａ，１ｂは、高速用カム５で規定される
タイミングおよびリフト量で開閉駆動され、吸入
効率の向上により高出力、高トルクを得ることが
できる。

以上の実施例では、一対の吸気弁１ａ，１ｂに
関連して説明したが、本発明は一対の排気弁に関
連して実施することもでき、その場合、低速運転
時には排気の乱れによる未燃ガスの低減を図り、
高速運転時には排気抵抗減少による高出力、高ト
ルクを得ることができる 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、形状の相異なる低速用カムと高速用カムとが
並設され、一方の吸気弁あるいは排気弁に当接す
ると共に低速用カムに摺接する第１ロツカアーム
と、他方の吸気弁あるいは排気弁に当接すると共
に高速用カムに摺接する第２ロツカアームとが互
いに隣接配置され、前記第１および第２ロツカア
ーム間には、その間の連結および連結解除を切換
可能な連結切換手段が設けられるので、低速運転
時には、第１および第２ロツカアームを低速用カ
ムおよび高速用カムでそれぞれ作動させて燃焼室
内での混合気の乱れを大きくすることができ、こ
れにより混合気濃度低下に対するタフネスの向上
および燃費の低減を図ることができる。また高速
運転時には、両ロツカアームを何れも高速用カム
で作動させることができて高出力トルクを得るこ
とができる。しかも両吸気弁あるいは両排気弁が
運転時に休止することはないので、カーボンが該
弁と弁座間に堆積して該弁が弁座に張付くような
虞れはなく、また燃料溜りが生じて混合気濃度が
濃くなるようなことも防止し得るものである。

【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
は縦断側面図であつて第２図の−線断面図、
第２図は第１図の平面図、第３図は連結時を示す
ための第１図−線拡大断面図、第４図は連結
解除時の第３図に対応した拡大断面図である。 １ａ，１ｂ…吸気弁、２…カムシヤフト、３…
低速用カム、５…高速用カム、７，８…第１，第
２ロツカアーム、２１…連結切換手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関の回転に同期して回転駆動されると共に
   一対の吸気弁１ａ，１ｂあるいは排気弁に対応し
   てカム３，５が一体化されたカムシヤフト２と、
   前記カム３，５の回転動作に応じて前記吸気弁１
   ａ，１ｂあるいは排気弁を開閉駆動するためのロ
   ツカアーム７，８とを備える、内燃機関の動弁装
   置において、前記カムシヤフト２には、形状の相
   異なる低速用カム３と高速用カム５とが並設さ
   れ、一方の吸気弁１ａあるいは排気弁に当接する
   と共に低速用カム３に摺接する第１ロツカアーム
   ７と、他方の吸気弁１ｂあるいは排気弁に当接す
   ると共に高速用カム５に摺接する第２ロツカアー
   ム８とが互いに隣接配置され、前記第１および第
   ２ロツカアーム７，８間には、その間の連結およ
   び連結解除を切換可能な連結切換手段２１が設け
   られることを特徴とする、内燃機関の動弁装置。