JPH0258445B2 - - 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、機関の一つの気筒に対して設けられ
相互に隣接する一対の同種の機関弁（例えば一対
の吸気弁、或いは一対の排気弁）を、機関の回転
に同期して回転駆動されるカムシヤフトに設けた
カムにロツカアームを介して連動させて、該弁を
開閉作動させるようにした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、機関の運転状態に応
じて機関弁の作動態様を変更することができれ
ば、機関出力の向上、燃費の低減およびアイドル
特性等の向上を図ることができるものであり、複
数の機関弁の一部の作動態様を機関の運転状態に
応じて変更するようにしたものが、特開昭59−
37223号公報により開示されている。

(3) 発明が解決しようとする課題 ところで、上記従来のものは、複数の機関弁の
一部に連動、連結されたロツカアームと、カムに
摺接するロツカアームとを隣接配置し、それらの
ロツカアームを連結した状態ではカムにより機関
弁を開閉作動せしめ、該連結を解除した状態では
機関弁の作動を休止させるようにしている。しか
るに前記複数の機関弁の残余のものは、機関の運
転状態にかかわらず一定の作業態様で開閉作動せ
しめられるものであり、機関の低速運転状態で作
動休止しない機関弁についても、機関の低速運転
状態では機関低速運転に対応した態様で開閉作動
させ、機関の高速運転時には機関弁を高速運転に
対応した態様で開閉作動させることができれば、
機関出力をより向上させることができるであろ
う。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、簡単な構造で、一方の機関弁のみを低速運転
時に開閉作動させ、しかも両機関弁を高速運転時
に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) 課題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、一方の機
関弁に対応ししかも機関の低速運転に対応した形
状の低速用カムと、機関の高速運転に対応した形
状の高速用カムとがそれぞれ一体化され、低速用
カムに摺接するとともに一方の機関弁に当接し得
る第１ロツカアームと、他方の機関弁に当接し得
る第２ロツカアームと、高速用カムに摺接する第
３ロツカアームとが相互に摺接しながら相対変位
可能に隣接配置され、第１、第２および第３ロツ
カアームには、各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変位を許容する
状態との切換を可能にした連結手段が設けられ
る。

(2) 作用 機関の低速運転時にロツカアーム相互の連結状
態を解除すれば、一方の機関弁のみを、低速用カ
ムの回転動作に応じた第１ロツカアームの揺動に
より、低速運転に即して開閉作動させることがで
きる。一方、機関の高速運転時にロツカアーム相
互を一体的に連結すれば、第１及び第２ロツカア
ームを、高速用カムに摺接した第３ロツカアーム
と共に揺動させて、一対の機関弁を高速運転に即
して同時に開閉作動させることができる。

(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図及び第２図において、機関
本体Ｅには一つの気筒に対応して、相互に隣接す
る一対の同種の機関弁としての吸気弁１ａ，１ｂ
が設けられており、これらの吸気弁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。また、前記機関本体Ｅに
は、一対の機関弁としての排気弁（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
１ａ，１ｂと同様に開閉作動される。

カムシヤフト２は機関本体Ｅの上方で回転自在
に配設されており、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、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、他方の吸気弁１ｂ
に対応する位置で、カムシヤフト２には真円状の
隆起部４が一体的に設けられており、この隆起部
４は低速運転時に吸気弁１ｂを閉弁状態に保つ働
きをする。

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
は隆起部４に当接し得る当接部１１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図は併せて参照して、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，１
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、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２２，２
３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２５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の底部には段部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の底面との間に油圧
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、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３
０，３１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の底部と第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の底部側には規制段部３６を介し
て小径部３７が設けられる。また第２ガイド穴３
５の底部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２４に
一体的かつ同心に設けられた小径の案内棒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２５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および第２ピストン２２，２３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、相互に摺接するとともに、第１および
第２ピストン２２，２３ならびに第２ピストン２
３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は低速用カム３との摺接に応じて揺動
し、一方の吸気弁１ａが、その開弁時期を遅くす
るとともに閉弁時期を早くし、しかもリフト量も
小さくして開閉作動される。一方、第２ロツカア
ーム８は、隆起部４が真円状であるので揺動せ
ず、他方の吸気弁１ｂは閉弁したままである。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のみが開閉作動され、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。

機関の高速運転に際しては、連結手段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２
５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、その開弁時期を早くするとともに閉弁時期を
遅くし、しかもリフト量も大きくして開閉作動さ
れる。

上述のような連結手段２１の働きによる機関の
出力向上効果を図示すると第６図の曲線Ａで示す
ようになる。これに対し、弁作動休止機構を有し
ない従来の内燃機関のものを示すと曲線Ｂで示す
ようになり、さらに内燃機関に従来の弁作動休止
機構を設けたもの（たとえば特開昭59−37223号）
を示すと、曲線Ｃで示すようになり、本発明に従
えば低速域から高速域の広い範囲にわたつて出力
が向上することが明らかである。

以上の説明では、吸気弁１ａ，１ｂ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
吸気弁と同様に作動されるものである。また、吸
気弁１ａ，１ｂ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動弁装置を設けることもで
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、一方の機関弁に対応ししかも機関の低速運転
に対応した形状の低速用カムと、機関の高速運転
に対応した形状の高速用カムとがそれぞれ一体化
され、低速用カムに摺接するとともに一方の機関
弁に当接し得る第１ロツカアームと、他方の機関
弁に当接し得る第２ロツカアームと、高速用カム
に摺接する第３ロツカアームとが相互に摺接しな
がら相対変位可能に隣接配置され、第１、第２お
よび第３ロツカアームには、各ロツカアームを一
体的に連結する状態と、各ロツカアームの相対変
位を許容する状態との切換を可能にした連結手段
が設けられるので、機関の低速運転時にロツカア
ーム相互の連結状態を解除すると、一方の機関弁
のみを、低速用カムの回転動作に応じた第１ロツ
カアームの揺動により開閉作動させることがで
き、一方、機関の高速運転時にロツカアーム相互
を一体的に連結すると、第１及び第２ロツカアー
ムを、高速用カムに摺接した第３ロツカアームと
共に揺動させて、一対の機関弁を開閉作動させる
ことができ、それらの結果、機関の低速運転時に
は一方の機関弁のみを低速運転に適した作動態様
で開閉作動させ、また機関の高速運転時には一対
の機関弁の何れをも高速運転に適した作動態様で
開閉作動させることができるから、燃費の低減お
よびアイドル特性の向上を図りつつ、低速域から
高速域に亘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、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図は高速運転時の第４図
に対応した断面図、第６図は機関の出力特性を示
す図である。 １ａ，１ｂ……一対の同種の機関弁としての一
対の吸気弁、２……カムシヤフト、３……低速用
カム、５……高速用カム、７……第１ロツカアー
ム、８……第２ロツカアーム、９……第３ロツカ
アーム、２１……連結手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関の一つの気筒に対して設けられ相互に隣
   接する一対の同種の機関弁１ａ，１ｂを、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
   設けたカム３，５にロツカアーム７〜９を介して
   連動させて、該弁１ａ，１ｂを開閉作動させるよ
   うにした内燃機関の動弁装置において、前記カム
   シヤフト２には、一方の機関弁１ａに対応ししか
   も機関の低速運転に対応した形状の低速用カム３
   と、機関の高速運転に対応した形状の高速用カム
   ５とがそれぞれ一体化され、低速用カム３に摺接
   すると共に一方の機関弁１ａに当接し得る第１ロ
   ツカアーム７と、他方の機関弁１ｂに当接し得る
   第２ロツカアーム８と、高速用カム５に摺接する
   第３ロツカアーム９とが相互に摺接しながら相対
   変位可能に隣接配置され、第１、第２および第３
   ロツカアーム７，８，９には、各ロツカアーム
   ７，８，９を一体的に連結する状態と、各ロツカ
   アーム７，８，９の相対変位を許容する状態との
   切換を可能にした連結手段２１が設けられること
   を特徴とする、内燃機関の動弁装置。