JPH0250283B2 - - 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
るカムシヤフトに、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、ロツクシヤフトに
は前記カムの回転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が枢支さ
れる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な混
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、かかる問題を解決するために、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、高速運転時には両吸気弁あるいは排気弁を
開閉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
ン吸気弁および弁座間に堆積し、吸気弁が弁座に
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、吸気弁が弁座から無理矢理引
剥がされることになり、吸気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、低速運転時にも吸気弁あるいは排気弁を開
閉駆動するようにして、休止に伴う問題点を解決
するとともに、燃費の低減およびノツキングの防
止を図り、さらに出力増大を可能とした内燃機関
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３つのカム
が相互に隣接して一体的に設けられ、各カムにそ
れぞれ個別に摺接してロツカシヤフトに枢支され
た３つのロツカアームの内の２つには、吸気弁あ
るいは排気弁がそれぞれ当接され、各ロツカアー
ムには、全てのロツカアームを一体的に連結する
状態と、各ロツカアームの相対角度変位を許容す
る状態との切換を可能にした連結切換手段が設け
られる。

(2) 作用 各ロツカアームの相対角変位を許容する状態と
すると、両吸気弁あるいは両切換弁は対応するカ
ムに応動してそれぞれ個別に開閉作動し、全ての
ロツカアームを一体的に連結すると両吸気弁ある
いは排気弁は一体的に開閉作動する。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、先ず本発明の第１実施例を示す第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１ａ，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第１低速用カム３、第２
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、第２および第３ロツカアーム７，８，９と
の働きによつて開閉作動される。

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、第１低速用カム３は一方の吸気
弁１ａに対応する位置でカムシヤフト２に一体的
に設けられ、第２低速用カム３′は他方の吸気弁
１ｂ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５は両吸気弁１ａ，
１ｂ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。しかも、第１低速用カム３は機関
の低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の半径方向に沿う外方への突
出量が比較的小さい高位部３ａを有する。また高
速用カム５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
方への突出量を第１低速用カム３の高位部３ａよ
りも大としかつその高位部３ａよりも広い中心角
範囲にわたる高位部５ａを有する。さらに、第２
低速用カム３′も機関の低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
向に沿う外方への突出量が比較的小さい高位部
３′ａを有し、この高位部３′ａは前記高位部３ａ
よりも小さい。

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
第１〜第３ロツカアーム７〜９がそれぞれ枢支さ
れるが、第１および第２ロツカアーム７，８は基
本的に同一形状に形成される。すなわち、第１お
よび第２ロツカアーム７，８は、吸気弁１ａ，１
ｂに対応する位置で、その基部がロツカシヤフト
６に揺動可能に枢支され、各吸気弁１ａ，１ｂの
上方位置まで延設される。また第１ロツカアーム
７の上部には低速用カム３に摺接するカムスリツ
パ１０が設けられ、第２ロツカアーム８の上部に
は第２低速用カム４に当接し得るカムスリツパ１
１が設けられる。第１および第２ロツカアーム
７，８において、各吸気弁１ａ，１ｂの上方に位
置する端部には、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は閉弁
方向すなわち上方に向けて付勢されている。

第３図を併せて参照して、第３ロツカアーム９
は、第１および第２ロツカアーム７，８間でロツ
カシヤフト６に枢支される。この第３ロツカアー
ム９は、ロツカシヤフト６から両吸気弁１ａ，ｂ
側にわずかに延出され、その上部には高速用カム
５に摺接するカムスリツパ１８が設けられる。ま
た第３ロツカアーム９の端部下面には、押圧手段
としての有底円筒状のリフタ１９が当接されてお
り、このリフタ１９は機関本体との間に介装した
ばね力の比較的弱いリフタばね２０により上方に
付勢される。これにより、第３ロツカアーム９の
カムスリツパ１８は高速用カム５に常時摺接され
る。

第４図において、第１〜第３ロツカアーム７，
８，９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、各ロツカアーム７〜９
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〜第３ロツカアーム７，８，９に
設けられる。

連結切換手段２１は、第１および第３ロツカア
ーム７，９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第１ピストン２２と、第
３および第２ロツカアーム９，８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第
２ピストン２３と、第１および第２ピストン２
２，２３の移動を規制するストツパ２４と、第１
および第２ピストン２２，２３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２
５とを備える。

第１ロツカアーム７には、第３ロツカアーム９
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
は第１ピストン２２が摺合され、これにより第１
ピストン２２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。また第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、カムシヤフト６内には油圧供給源（図示せ
ず）に通じる油路３１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
動状態の如何に拘らず常に連通する。

第１ピストン２２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ロツ
カアーム７の第３ロツカアーム９側に臨む側面か
ら第３ロツカアーム９側に突出しないように設定
される。また第１ガイド穴２６の閉塞端と第１ピ
ストン２２との間には、前記ばね２５よりもばね
力の小さなばね３３が介装される。

第３ロツカアーム９には、第１ロツカアーム７
の第１ガイド穴２６に対応するガイド孔３４が、
両側面間にわたつて穿設されており、このガイド
孔３４にはガイド孔３４の全長に対応する長さを
有する第２ピストン２３が摺合される。しかもこ
の第２ピストン２３の外径は、第１ピストン２２
と同一に設定される。

第２ロツカアーム８には、前記ガイド孔３４に
対応して、第３ロツカアーム９側に向けて開放し
た第２ガイド穴３５が穿設され、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３６を介
して小径部３７が設けられる。また第２ガイド穴
３５の閉塞端と外側面との間にわたつて、第２ロ
ツカアーム８には第２ガイド穴３５と同心でかつ
小径の挿通孔３８が穿設されており、ストツパ２
４に一体的かつ同心に設けられた小径の案内棒３
９が挿通孔３８に挿通される。さらにストツパ２
４と第２ガイド穴３５の底部との間には、案内棒
３９を囲繞するコイル状のばね２５が介装され
る。

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、連結切換手段２１の油圧室
２９に油圧が供給されず、ストツパ２４はばね２
５によつて第３ロツカアーム９側に押圧され、こ
のため第１ピストン２２は第２ピストン２３を介
して段部２７に当接するまで移動している。この
状態で、第１ピストン２２および第２ピストン２
３への当接面は、第１および第３ロツカアーム
７，９の摺接面に対応する位置にあり、第２ピス
トン２３およびストツパ２４の当接面は第３ロツ
カアーム９および第２ロツカアーム８の摺接面に
対応する位置にある。したがつて、第１〜第３ロ
ツカアーム７，８，９は、第１および第２ピスト
ン２２，２３ならびに第２ピストン２３およびス
トツパ２４をそれぞれ摺接させて、相対角変位可
能である。

このような連結切換手段２１の連結解除状態に
あつて、カムシヤフト２の回転動作により、第１
ロツカアーム７は第１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は第２低速用カ
ム３′との摺接に応じて揺動する。したがつて、
両吸気弁１ａ，１ｂが、第１および第２低速用カ
ム３，３′によつて開閉作動する。このとき、第
３ロツカアーム９は高速用カム５との摺接により
揺動するが、その揺動動作は両吸気弁１ａ，１ｂ
の作動に何の影響も及ぼさない。

このようにして、機関の低速運転時には、一方
の吸気弁１ａが第１低速用カム３の形状に応じた
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が第２低速用カム３′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。した
がつて低速運転に適した混合気流入速度が得ら
れ、燃費の低減およびキツキング防止を図ること
ができる。しかも両低速用カム３，３′の形状が
異なるので、燃焼室内の混合気の乱れを大とし、
これによつても燃費の低減を図ることができる。
さらに、両吸気弁１ａ，１ｂが休止しないので、
カーボンの付着によるシール性の悪化を防止する
とともに、燃料溜りが生じることも防止すること
ができる。

機関の高速運転に際しては、連結切換手段２１
の油圧室２９に作動油圧が供給される。これによ
り、第５図で示すように、第１ピストン２２はば
ね２５のばね力に抗して第３ロツカアーム９側に
移動し、第２ピストン２３は第１ピストン２２に
押されて第２ロツカアーム８側に移動する。この
結果、ストツパ２４が規制段部３６に当接するま
で、第１および第２ピストン２２，２３が移動
し、第１ピストン２２により第１および第３ロツ
カアーム７，９が連結され、第２ピストン２３に
より第３および第２ロツカアーム９，８が連結さ
れる。

このようにして、第１〜第３ロツカアーム７，
８，９が連結切換手段２１によつて相互に連結さ
れた状態では、高速用カム５に摺接した第３ロツ
カアーム９の揺動量が最も大きいので、第１およ
び第２ロツカアーム７，８は第３ロツカアーム９
とともに揺動する。したがつて、両吸気弁１ａ，
１ｂが、高速用カム５の形状に応じたタイミング
およびリフト量で開閉作動し、機関出力の向上を
図ることができる。

第６図は本発明の第２実施例を示すものであ
り、第１実施例に対応する部分には同一の参照符
号を付す。

カムシヤフト２は、低速用カム３、中速用カム
４および高速用カム５が、中速用カム４の両側に
低速用カム３および高速用カム５を配置するよう
にして一体的に設けられる。また中速用カム４に
摺接するとともに一方の吸気弁１ａに当接する第
１ロツカアーム７と、低速用カム３に摺接すると
ともに他方の吸気弁１ｂに当接する第２ロツアー
ム８と、高速用カム５に摺接する第３ロツカアー
ム９とがロツカシヤフト６に枢支され、第３ロツ
カシヤフト９は高速用カム５側に弾発付勢され
る。

この実施例では、機関の低速時には各ロツカア
ーム７〜９が相対角変位自在であり、一方の吸気
弁１ａは中速用カム４の形状に応じたタイミング
およびリフト量で開閉作動し、他方の吸気弁１ａ
は低速用カム３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。

第７図、第８図、第９図および第１０図は本発
明の第３、第４、第５および第６実施例をそれぞ
れ示すものである。

先ず第７図の第３実施例では、低速用カム３の
両側に中速用カム４および高速用カム５が配置さ
れ、一方の吸気弁１ａに当接する第１ロツカアー
ム７が低速用カム３に、また他方の吸気弁１ｂに
当接する第２ロツカアーム８が低速用カム４に摺
接される。

第８図の第４実施例では、中速用カム４の両側
に低速用カム３および高速用カム５が配置され、
一方の吸気弁１ａに当接する第１ロツカアーム７
が低速用カム３に摺接され、他方の吸気弁１ｂに
当接する第２ロツカアーム８が高速用カム５に摺
接される。

第９図の第５実施例では、低速用カム３の両側
に中速用カム４および高速用カム５が配置され、
一方の吸気弁１ａに当接する第１ロツカアーム７
が低速用カム３に、また他方の吸気弁１ｂに当接
する第２ロツカアーム８が高速用カム５にそれぞ
れ摺接する。

さらに第１０図の第６実施例では、低速用カム
３の両側にそれと同一形状の低速用カム３および
高速用カム５が配置され、一方の吸気弁１ａに当
接する第１ロツカアーム７が一方の低速用カム３
に、また他方の吸気弁１ｂに当接する第２ロツカ
アーム８が他方の低速用カム３にそれぞれ摺接さ
れる。

第１１図の第７実施例では、高速用カム５の両
側に、同一形状の低速用カム３，３が配置され、
両吸気弁１ａ，１ｂに当接する第１および第２ロ
ツカアーム７，８が低速用カム３，３に摺接さ
れ、第１および第２ロツカアーム７，８間の第３
ロツカアーム９が高速用カム５に摺接される。

以上の実施例では、一対の吸気弁１ａ，ｂ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、３つのカムが相互に隣接して一体的に設けら
れ、各カムにそれぞれ個別に摺接してロツカシヤ
フトに枢支された３つのロツカアームの内の２つ
には、吸気弁あるいは排気弁がそれぞれ接続さ
れ、各ロツカアームには、全てのロツカアームを
一体的に連結する状態と、各ロツカアームの相対
角変位を許容する状態との切換を可能にした連結
切換手段が設けられているので、吸気弁あるいは
排気弁を休止させることなく、２段階の動弁制御
を行なうことができ、燃費の低減およびノツキン
グの防止を図るとともに、カーボンの付着や燃料
溜りの生じることも回避される。

【図面の簡単な説明】

第１〜第５図は本発明の第１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図は第
２図の―線断面図、第４図は第１図の―
線断面図、第５図は高速運転時の第４図に対応し
た断面図、第６図、第７図、第８図、第９図、第
１０図および第１１図は本発明の第２、第３、第
４、第５、第６および第７実施例の第２図に対応
した平面図である。 １ａ，１ｂ…吸気弁、２…カムシヤフト、３，
３′，４，５…カム、６…ロツカシヤフト、７，
８，９…ロツカアーム、２１…連結切換手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機関の回転に同期して回転駆動されるカムシ
   ヤフトに、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、ロツカシヤフトには、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が枢支され
   る内燃機関の動弁装置において、前記カムシヤフ
   トには、３つのカムが相互に隣接して一体的に設
   けられ、各カムにそれぞれ個別に摺接してロツカ
   シヤフトに枢支された３つのロツカアームの内の
   ２つには、吸気弁あるいは排気弁がそれぞれ当接
   され、各ロツカアームには、全てのロツカアーム
   を一体的に連結する状態と、各ロツカアームの相
   対角変位を許容する状態との切換を可能にした連
   結切換手段が設けられることを特徴とする内燃機
   関の動弁装置。 ２ カムシヤフトには、高速用カムと、第１低速
   用カムと、第１低速用カムとは形状の異なる第２
   低速用カムが、高速用カムの両側に第１および第
   ２低速用カムを隣接させるようにして設けられ、
   前記ロツカシヤフトには、第１低速用カムに摺接
   するとともに一方の吸気弁あるいは排気弁に当接
   する第１ロツカアームと、第２低速用カムに摺接
   するとともに他方の吸気弁あるいは排気弁に当接
   する第２ロツカアームと、高速用カムに摺接する
   第３ロツカアームとが枢支され、第１、第２およ
   び第３ロツカアームに連結切換手段が設けられる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
   燃機関の動弁装置。 ３ 前記第３ロツカアームには、高速用カムに向
   けて弾発付勢するための押圧手段が当接されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の内燃
   機関の動弁装置。 ４ 前記カムの内の２つは同一形状の低速用カム
   として形成されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の内燃機関の動弁装置。