JPH0278708A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ１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
ャフトに設けられるカムと、該カムに当接して揺動し前
記機関弁を作動させるためのロッカアームとを備える内
燃機関の動弁装置に関する。

（２）従来の技術 かかる内燃機関の動弁装置において、機関の低負荷運転
時に機関弁としての吸気弁あるいは排気弁の一部の作動
を休止することにより、燃費の低減を図るようにしたも
のが、実開昭５７−１９３９０５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、機関弁に係合するロッカ
アームと、カムにより揺動駆動される自由ロッカアーム
との連結および連結解除をキーの係脱駆動により切換え
るようにしている。而して該キーは、ロッカシャフトに
摺動自在に嵌合された円筒状部材に固定されており、両
ロッカアームは該円筒状部材に揺動可能に支承されてい
るので、両ロッカアームはロッカシャフトに直接支承さ
れるものに比べると大型化せざるを得す、また前記円筒
状部材も切換作動にかかわらず両ロッカアームを支承す
るために両ロッカアームの幅を合わせた長さよりも大き
な全長を有するように形成されるので、動弁系の慣性重
量が大きくなってしまう。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり
、慣性重量を比較的小さくし、かつ応答性に優れた切換
作動を可能として機関弁の作動態様を切換え得るように
した内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。

Ｂ９発明の構成 （１）　　課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために、本発明によれば、カムに
応動して常時揺動するとともに機関弁に対して自由とな
り得る自由ロッカアームと、機関弁を開閉駆動すべく該
機関弁に係合するとともに自由ロッカアームに対して相
対変位可能な駆動ロッカアームとの間には、機関弁の閉
弁時に同軸となるべくして両ロッカアームにそれぞれ穿
設されるシリンダ孔と、両ロッカアームを連結する位置
と該連結を解除する位置との間で移動可能にして前記シ
リンダ孔に摺動可能に嵌合される切換ピストンと、油圧
の切換に応じて前記切換ピストンを駆動する油圧力を発
揮する油圧室とを備える油圧式連結切換機構が設けられ
る。

（２）作用 上記構成によれば、油圧室の油圧を切換えることにより
油圧式連結切換機構が切換作動して、自由ロッカアーム
および駆動ロッカアーム間の連結および連結解除が切換
えられる。而して駆動ロッカアームおよび自由ロッカア
ームを特別大型化することなく油圧式連結切換機構を両
ロッカアーム間に配設することが可能であり、しかも油
圧式連結切換機構を設けたことにより重量が増加するこ
ともない。

（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、
先ず第１図および第２図において、この内燃機関Ｅは、
多気筒たとえば４気筒のトーチ点火式内燃機関であり、
各気筒のシリンダヘッド１には、主燃焼室２への吸、排
気を司る機関弁としての吸気弁３ａおよび排気弁３ｂと
、副燃焼室（図示せず）への吸気を司る機関弁としての
副燃焼室用吸気弁３ｃとが開閉動作自在にそれぞれ設け
られる。多弁３ａ、３ｂ、ａｃは、カムシャフト４の回
転動作に応じて強制的に開閉作動されるが、低負荷運転
時には、いくつかの気筒の弁３ａ。

３ｂ、３ｃはその作動を休止せしめられる。たとえば、
各気筒の一方から他方に向けて順に第１〜第４の番号を
付けたとすると、第１および第４気筒の答弁３ａ、３ｂ
、３ｃは高負荷運転時においては個別に対応する強制動
弁機構５ａ、　　５ｂ、　　５Ｃによって強制的に作動
せしめられるが、低負荷運転時においては個別に対応す
る油圧式連結切換機構６ａ、６ｂ、６ｃの切換作動によ
りその作動を休止せしめられる。一方、第２および第３
気筒の答弁３ａ、３ｂ、３ｃは個別に対応する常時強制
動弁機構７ａ、７ｂ、７ｃによって負荷の高低に拘らず
常時作動せしめられる。

第１および第４気筒の答弁３ａ、３ｂ、３ｃに個別に対
応する強制動弁機構５ａ、５ｂ、５ｃおよび油圧式連結
切換機構６ａ、６ｂ、６ｃはそれぞれ同一の構成を有し
ており、また第２および第３気筒の答弁３ａ、３ｂ、３
ｃに個別に対応する常時強制動弁機構？ａ、７ｂ、７ｃ
も同一の構成を有している。したがって、以下の説明で
は、強制動弁機構５ａ、油圧式連結切換機構６ａ、常時
強制動弁機構７ａおよびそれらに関連する部分について
詳述することにし、他の強制動弁機構５ｂ。

５ｃ、油圧式連結切換機構６ｂ、６ｃ、常時強制動弁機
構７ｂ、７ｃおよびそれらに関連する部分については詳
細な説明を省略する。

第１気筒において、吸気弁３ａは、シリンダヘッド１を
上下に貫通して設けられた案内筒８内に移動自在に挿通
されており、その吸気弁３ａの上端には雄ねじ９が刻設
される。雄ねじ９にはリテーナ１０が螺着されるととも
に、リテーナ１０によって下方への移動を規制されて下
側リフタ１１が螺合される。また下側リフタ１１から上
方に間隔をあけた位置で、雄ねじ９には上側リフタ１２
が螺合され、この上側リフタ１２はその上方で雄ねじ９
に螺合されるロックナツト１３によって上方への移動を
規制される。下側リフタ１１および上側リフタ１２間に
強制動弁機構５ａが係合されており、この強制動弁機構
５ａの揺動動作によって吸気弁３ａの強制的な上下動、
すなわち強制的な開閉動作が行われる。

尚、吸気弁３ａを囲繞してシリンダヘッドｌの上部とり
テーナ１０との間にコイル状ばね１４が介装されており
、このばね１４のばね力により吸気弁３ａは閉弁方向に
付勢されているが、ばね１４のばね力は吸気弁の閉弁状
態を保持する程度の弱いものであり、吸気弁３ａの開閉
動作には殆ど関与しない。

第３図において、強制動弁機構５ａは、シリンダヘッド
ｌの中央部上方に配置され閉弁用カム１５および開弁用
カム１６を一体的に備えるカムシャフト４と、閉弁用カ
ム１５に当接して揺動する第１自由ロツカアーム１７と
、開弁用カム１６に当接しながら第１自由ロツカアーム
１７に連動して揺動する第２自由ロツカアーム１８と、
第２自由ロツカアーム１８との連結および連結解除自在
であり吸気弁３ａに連結される駆動ロッカアーム１９と
、各ロッカアーム１７．１８．１９を共通に枢支すべく
カムシャフト４と平行に配置されたロッカシャフト２０
とを備える。

カムシャフト４は、シリンダヘッド１の上部で回転自在
に支承されており、機関の回転に同期して１／２の回転
比で回転駆動される。またロッカシャフト２０は、カム
シャフト４の斜め上方でシリンダヘッドｌの上部に固定
的に支持される。第１自由ロツカアーム１７には閉弁用
カム１５に摺接するカムスリッパ２１が一体的に設けら
れ、第２自由ロツカアーム１８には開弁用カム１６に摺
接するカムスリッパ２２が一体的に設けられる。

しかも両カムスリッパ２１．２２は、カムシャフト４お
よびロッカシャフト２０の中心間を結ぶ仮想直線２３の
両側に配置される。すなわち、第１自由ロツカアーム１
７のカムスリッパ２１は、前記仮想直線２３に関して吸
気弁３ａ側で閉弁用カム１５に摺接し、第２自由ロツカ
アーム１８のカムスリッパ２２は前記仮想直線２３に関
して吸気弁３ａと反対側で開弁用カム１６に摺接する。

また第１自由ロツカアーム１７の吸気弁３ａ側の上部に
は、上方に臨む当接塵２４が設けられており、第２自由
ロツカアーム１８にはその当接塵２４の上方に延びる支
持部２５が一体的に設けられる。

この支持部２５には当接塵２４に当接するタペットねじ
２６が進退可能に螺合されており、緩みを防止するため
にタペットねじ２６にはロックナツト２７が螺合される
。このタペットねじ２６により、第１および第２自由ロ
ッカアーム１７．１８が連動する。すなわち、閉弁用カ
ム１５により第１自由ロツカアーム１７が第１図の反時
計方向に回動したときには当接塵２４がタペットねじ２
６を押すことにより第２自由ロツカアーム１８も第１図
の反時計方向に回動し、また開弁用カム１６により第２
自由ロツカアーム１８が第１図の時計方向に回動したと
きにタペットねじ２６が当接塵２４を押すことにより第
１自由ロツカアーム１７も第１図の時計方向に回動され
る。

駆動ロッカアーム１９には吸気弁３ａの方向に延び、し
かも先端部が二股に分岐した係合腕２８が一体的に設け
られており、この係合腕２８の先端が吸気弁３ａを両側
から挟持するようにして下側リフタｌｌおよび上側リフ
タ１２間に係合される。したがって第２自由ロツカアー
ム１８および駆動ロッカアーム１９が連結状態にあると
きには、第１自由ロγカアーム１７の閉弁方向への回動
動作が第２自由ロツカアーム１８を介して駆動ロッカア
ーム１９に伝達され、係合腕２８が上方に回動して上側
リフタ１２を上方に押上げることにより吸気弁３ａが閉
弁作動する。また第２自由ロツカアーム１８の開弁方向
への回動動作と一体的な駆動ロッカアームＩ９の回動動
作により、下側リフタ１１が係合腕２８により下方に押
下げられて、吸気弁３ａが開弁作動する。

第２自由ロツカアーム１８および駆動ロッカアーム１９
間の連結および連結解除を行うための油圧式連結切換機
構６ａは、第２自由ロツカアーム１８および駆動ロッカ
アーム１９間に介設されており、この油圧式連結切換機
構６ａが作動したときに、第２自由ロッカＴ−ム１８′
ｉ３よび駆動ロッカアーム１９間の連結状態が解除され
る。そのように連結状態が解除されると、第１および第
２自由ロッカアーム１７．１８の動作が駆動ロッカアー
ム１９に伝達されず、吸気弁３ａはばね１４のばね力に
より閉弁されたままとなる。

第４図を併せて参照して、油圧式連結切換機構６ａは、
ロッカシャツ）２０の軸線と平行な軸線に沿って第２自
由ロツカアーム１８に穿設されるシリンダ孔３６と、吸
気弁３ａの閉弁時に該シリンダ孔３６と同軸になるべく
して駆動ロッカアーム１９にロッカシャフト２ｏの軸線
と平行に穿設されるシリンダ孔３３と、第２自由ロツカ
アームＩ８右よび駆動ロッカアーム１９を連結する位置
＄よびその連結を解除する位置間で移動可能にしてシリ
ンダ孔３３．３６に摺動可能に嵌合される切換ピストン
２９と、シリンダ孔３６に摺動可能に嵌合されるタイミ
ングピストン３ｏと、油圧の作用時には切換ピストン２
９をその連結解除位置側に移動せしめる油圧力を発揮す
べくタイミングピストン３０および第２自由ロッカアー
ム１８間に画成される油圧室４０と、切換ピストン２９
をその連結位置側に向けて付勢するためのばね３１と、
タイミングピストン３０の作動を規制するトリガ板３２
とを備える。

駆動ロッカアーム１９には、第２自由ロツカアーム１８
側に向けて開放するとともにロッカシャ。

フト２０の軸線と平行な有底のシリンダ孔３３が穿設さ
れており、該シリンダ孔３３の第２自由ロツカアーム１
８とは反対側の端部は駆動ロッカアーム１９に穿設され
た空気抜き孔３４を介して外部に連通される。切換ピス
トン２９は底部に透孔３５を有して中空の有底円筒状に
形成されており、その開放端を前記空気抜き孔３４側に
向けてシリンダ孔３３に摺動自在に嵌合され、該シリン
ダ孔３３の閉塞端部と切換ピストン２９との間にばね３
１が介装される。したがって、切換ピストン２９は、ば
ね３１のばね力により、シリンダ孔３３から突出する方
向、すなわち第２自由ロツカアーム１８側に向けて付勢
される。

一方、第２自由ロツカアーム１８には、前記シリンダ孔
３３に対応してロッカシャフト２０の軸線と平行なシリ
ンダ孔３６が穿設されており、このシリンダ孔３６の駆
動ロッカアーム１９とは反対側の端部はプラグ３７によ
って閉塞される。シリンダ孔３６は、その駆動ロッカア
ーム１９側から順に、ガイド穴３３と同径のピン摺合部
３８と、該摺合部３８よりも小径のピストン摺合部３９
と、ピストン摺合部３９よりも大径の油圧室４０とが形
成されて成り、ピン摺合部３８およびピストン摺合８３
９間には駆動ロッカアーム１９側に臨む規制段部４１が
形成される。切換ピストン２９はピン摺合部３８に摺合
可能であり、規制段部４１に当接してその第２自由ロツ
カアーム１８側への移動を規制され、その状態で第２自
由ロツカアーム１８および駆動ロッカアーム１９が切換
ピストン２９を介して連結される。

タイミングピストン３０は、有底円筒体４２と、円筒体
４３とが相互に摺動自在に嵌合されて成る。

有底円筒体４２は、その開放端を駆動ロッカアーム１９
側に向けてピストン摺合部３９に摺合される。円筒体４
３は、ピストン摺合部３９に摺合する押圧鍔４４を一端
に有して有底円筒体４２に摺合される。有底円筒体４２
の底部および円筒体４３の一端部間にはばね４５が介装
されており、円筒体４３はばね４５のばね力により駆動
ロッカアーム１９側に向けて付勢される。しかも円筒体
４３における一端部には透孔４６が穿設されており、前
記切換ピストン２９の透孔３５およびシリンダ孔３３の
空気抜き孔３４を介して、タイミングピストン３０の内
部は外部に連通される。したがって、円筒体４３および
有底円筒体４２の軸方向相対運動は、タイミングピスト
ン３０内の空気の加圧あるいは減圧による抵抗なしに自
在に行われる。

有底円筒体４２および円筒体４３の長さは、有底円筒体
４２の底部がプラグ３７に当接し、かつ規制段部４１に
当接している切換ピストン２９に円筒体４３の押圧鍔４
４が当接したときに、押圧鍔４４および有底円筒体４２
の端部間に、トリガ板３２を嵌合し得る嵌合溝４７が形
成されるように設定される。また、有底円筒体４２の外
周にもトリガ板３２の嵌合可能な嵌合溝４８が穿設され
ており、この嵌合溝４８の位置は、油圧室４０に油圧が
作用してタイミングピストン３０が切換ピストン２９を
押圧し、第２および駆動ロッカアーム１８．１９の連結
状態が解除されたときに、トリガ板３２が嵌合するよう
に設定される。

第２自由ロツカアーム１８には、トリカ゛板３２を揺動
自在に摺合する溝４９が穿設されており、溝４９に摺合
されたトリガ板３２はロッカシャフト２０の軸線と平行
なピン５０により第２自由ロツカアーム１８に枢支され
る。ピン５０の両端にはＥ型止め輪５１．５２がそれぞ
れ嵌着される。

第５図において、トリガ板３２にはピン５０の位置から
タイミングピストン３０側に延びる規制部５３と、ピン
５０の位置からロッカシャフト２０側に延びる当接部５
４とがそれぞれ設けられており、規制部５３は前記タイ
ミングピストン３０の嵌合溝４７，４８に嵌合可能であ
る。また、当接部５４はロッカシャフト２０の外周に切
込んで設けられたカム面５５に当接する。さらに基本的
には略Ｕ字状に形成され、ピン５０の両端に枢支される
ばね５６の途中が規制部５３の上部に当接され、ばね５
６の両端は第２自由ロツカアーム１８のロッカシャフト
２０側の側面に当接される。

このばね５６のばね力により、トリガ板３２は規制部５
３がタイミングピストン３０側に近接する方向、すなわ
ちピン５０のまわりに第５図の時計方向に回動する方向
に付勢される。一方、カム面５５は、第２自由ロツカア
ーム１８が開弁方向、すなわち第２自由ロツカアーム１
８右よびピン５０がロッカシャフト２０のまわりに第５
図の反時計方向に回動するのに応じて、ピン５０および
ロッカシャフト２０の中心間を結ぶ直線上でのカム面５
５およびピン５０の中心間の距離り、が次第に小さくな
るようにして、ロッカシャフト２０の一直径線と平行な
平坦面状に形成される。また当接部５４の形状は、上述
のようにカム面５５およびピン５０の中心間の距離り、
が次第に小さくなるのに応じてトリガ板３２をピン５０
のまわりに第５図の反時計方向に回動せしめるべく、カ
ム面５５に摺接する当接部５４の外周面からピン５０の
中心までの距離Ｌ２がピン５０のまわりに第５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２自由ロツカアーム１８が開弁方向に回動し
たときに、トリガ板３２は第２自由ロツカアーム１８と
ともにロッカシャフト２０のまわりに第５図の反時計方
向に回動しつっばね５６の付勢力に抗してピン５０のま
わりに第５図の反時計方向に回動し、規制部５３がタイ
ミングピストン３０の嵌合溝４７あるいは４８から離脱
せしめられることになる。

このような油圧式連結切換機構６ａにおいて、油圧室４
０に油圧が作用していない状態では、切換ピストン２９
がばね３１のばね力によりシリンダ孔３６のピン摺合部
３８に摺合して、第２自由ロツカアーム１８および駆動
ロッカアーム１９を連結する。したがって駆動ロッカア
ーム１９は、第２自由ロツカアーム１８と一体的に揺動
し、係合腕２８を介して吸気弁３ａが開閉作動される。

一方、油圧室４０に油圧が作用すると、タイミングピス
トン３０の有底円筒体４２が駆動ロッカアーム１９側に
作動するが、吸気弁３ａが閉弁作動しているときには、
トリガ板３２の規制部５３が嵌合溝４７に嵌合している
ので、有底円筒体４２の動作は阻止される。吸気弁３ａ
が開弁作動している途中では、トリガ板３２の規制部５
３が嵌合溝４７から離脱するので、有底円筒体４２の動
作が許容され、有底円筒体４２は円筒体４３の押圧鍔４
４に当接し、該押圧鍔４４を介して切換ピストン２９を
押圧する。このとき、吸気弁３ａの開弁動作が終了する
頃になると、切換ピストン２９とビン摺合部３８との間
の摺動抵抗が小さくなるので、切換ピストン２９はシリ
ンダ孔３６のビン摺合部３８から離脱してシリンダ孔３
３内に押し込まれる。したがって第２自由ロッカアーム
ｌ８および駆動ロッカアーム１９の連結状態が解除れ、
駆動ロッカアーム１９は、第２自由ロツカアーム１８の
動作に拘らず、吸気弁３ａを閉弁状態に保つ姿勢を維持
する。

第６図において、切換ピストン２９の直径は、第２自由
ロツカアーム１８および駆動ロッカアーム１９の連結状
態が解除された状態で、第２自由ロツカアーム１８の揺
動動作に拘らず、タイミングピストン３０が常に摺接し
ているように設定される。すなわち、角度αの範囲内で
第２自由ロツカアーム１８がロッカシャフト２０を支点
として揺動運動する際に、第６図の実線で示すようにタ
イミングピストン３０と切換ピストン２９との軸線が一
致している状態から、タイミングピストン３０が鎖線で
示す位置まで角変位しても、斜線で示す部分でタイミン
グピストン３０と切換ピストン２９とが摺接しているよ
うに、切換ピストン２９の直径が設定される。なおタイ
ミングピストン３０の直径を上述と同様に大きく設定し
てもよい。

第２自由ロツカアーム１８および駆動ロッカアーム１９
を再び連結する際には、油圧室４０の油圧が解放される
。これにより、切換ピストン２９がばね３１のばね力に
より、第２自由ロツカアーム１８側に向けて押圧される
が、この際にも第２自由ロツカアーム１８が閉弁動作し
ているときには、トリガ板３２が嵌合溝４８に嵌合して
いるので、タイミングピストン３０の動作が規制されて
おり、切換ピストン２９の移動は阻止される。第２自由
ロツカアーム１８が開弁動作に移ると、トリガ板３２が
嵌合溝４８から離脱するので、タイミングピストン３０
の移動が可能となり、切換ピストン２９はタイミングピ
ストン３０を押圧しながらシリンダ孔３１、ビン摺合部
３８に摺合する。

これにより、第２自由ロツカアーム１８および駆動ロッ
カアーム１９が再び連結され、駆動ロッカアーム１９が
第２自由ロツカアーム１８とともに揺動して、吸気弁３
ａが開弁作動される。

このような第２自由ロツカアーム１８および駆動ロッカ
アーム１９の再連結時に、切換ピストン２９の軸線とシ
リンダ孔３６の軸線とが多少ずれていても、切換ピスト
ン２９のビン摺合部３８への摺合が円滑に行われるよう
にするために、第７図で示すように、シリンダ孔３６の
開口端縁３６ａと、切換ピストン２９の端部周縁２９ａ
とは、滑らかに彎曲加工される。すなわち第２自由ロツ
カアーム１８および駆動ロッカアーム１９の連結が解除
されている状態にあるときに、駆動ロッカアーム１９は
上側リフタ１２および下側リフタ１１間で係合腕２８の
先端が上下動するだけのわずかな角度で揺動可能であり
、第２自由ロツカアーム１８および駆動ロッカアーム１
９の再連結時に切換ピストン２９の軸線とタイミングピ
ストン３０の軸線とがわずかにずれる可能性がある。そ
のような場合でも、切換ピストン２９のビン摺合部３８
への摺合が自動的かつ円滑に行われように、切換ピスト
ン２９の端部周縁２９ａの彎曲曲率半径Ｒ，と、シリン
ダ孔３６の開口端縁３６ａの彎曲曲率半径Ｒ２とが設楚
される。

ここで、油圧式連結切換機構６ａに油圧を供給するため
の構成について説明すると、再び第３図を参照して、油
圧供給源５７は油圧ポンプ５８とアキュムレータ５９と
から成る。油圧ポンプ５８は、シリンダ６０内のプラン
ジャ６１を駆動棒６２で往復駆動して、吸入弁６３から
作動油を吸入するとともに吐出弁６４から作動油を吐出
するように構成されており、駆動棒６２はカムシャフト
４に一体的に設けられた駆動カム６５により駆動される
。またプランジャ６１は駆動棒６２に常に当接するよう
に、ばね６６により付勢される。吐出弁６４に通じる吐
出油路６７の途中にはアキュムレータ５９が接続されて
おり、吐出油路６７はさらに電磁切換弁６８に接続され
る。

電磁切換弁６８は、前記吐出油路６７を油路６９に接続
する第１の切換態様と、油路６９を開放油路７０に接続
する第２の切換態様とを切換可能であり、ソレノイド７
１が励磁されたときに第１切換態様となり、ソレノイド
７１が消磁されたときには第２の切換態様となる。

油路６９はロッカシャフト２０内に同心に形成された油
路７２に接続される。しかもロッカシャフト２０には、
第２自由ロツカアーム１８の油圧室４０に対応した側壁
に連通孔７３が穿設されており、この連通孔７３は、第
２自由ロツカアーム１８に穿設された油路７４を介して
油圧室４０に連通される。したがって、ソレノイド７１
を励磁して電磁切換弁６８を第１の切換態様としたとき
に、油圧ポンプ５８からの作動油が油圧室４０に供給さ
れ、ソレノイド７１を消磁して電磁切換弁６８を第２の
切換態様としたときに、油圧室４０の油圧が開放される
。

次に第８図によって常時強制動弁機構７ａについて説明
すると、この常時強制動弁機構７ａは閉弁用カム１５に
当接して揺動する第１０ツカアーム７５と、開弁用カム
１６に当接し第１０ツカアーム７５に連動して揺動する
第２０ツカアーム７６とを有し、第２０ツカアーム７６
には吸気弁３ａに係合する係合腕７８が一体的に設けら
れる。

すなわち、この常時強制動弁機構７ａでは、係合腕７８
が第２０ツカアーム７６に一体的に設けられているので
、第１および第２０ツカアーム７５゜７６の揺動に応じ
て係合腕７８が常時上下動し、吸気弁３ａはカムシャフ
ト４の回転動作中、すなわち機関の運転中、負荷の高低
に拘らず、常に開閉作動される。なお、この第８図にお
いて、前述の強制動弁機構５ａに対応する部分には同一
の参照符を付す。

次にこの実施例の作用について説明すると、内燃機関Ｅ
が高負荷で運転されている状態にあっては、油圧式連結
切換機構６８〜６ｃの各油圧室４０に油圧は作用してお
らず、したがって強制動弁機構５ａ〜５ｃにおいては第
２自由ロツカアーム１８＄よび駆動ロッカアーム１９が
切換ピストン２９を介して連結されている。このため、
第１および第４気筒においては、閉弁用カム１５に当接
して揺動する第１自由ロツカアーム１７と、開弁用カム
１６に当接し第１自由ロツカアーム１７に連動して揺動
する第２自由ロツカアーム１８とによって駆動ロッカア
ーム１９が揺動し、多弁３ａ〜３ｃが強制的に開閉作動
せしめられる。また第２および第３気筒に右いては、閉
弁用カム１５に当接して揺動する第１０ツカアーム７５
と、開弁用カム１６に当接し第１０ツカアーム７５に連
動して揺動する第２０ツカアーム７６とによって多弁３
ａ〜３ｃが強制的に開閉作動せしめられる。

このように、多弁３ａ〜３ｃを強制駆動することにより
、各閉弁用カム１５および開弁用カム１６のカムプロフ
ィルを理想的な形状にして吸、排気効率を向上させるこ
とができる。しかも、ばね１４のばね力を、多弁３ａ〜
３Ｃの閉弁状態を維持する程度の弱い値に設定して、多
弁３ａ〜３Ｃの作動には殆ど無関係とすることができる
。したがって開弁作動時のばね１４の反発力が小さくな
り、動弁負荷が低減されるので、燃費を低減することが
可能となる。

内燃機関Ｅが低負荷で運転されるときには、電磁切換弁
６８を励磁して油路６９．７２、連通孔７３および油路
７４から、第１および第４気筒における各油圧式連結切
換機構６ａ〜６ｃの油圧室４０に油圧を供給する。これ
により、各タイミングピストン３０が駆動ロッカアーム
１９側に向けて押圧駆動され、各切換ピストン２９がば
ね３１のばね力に抗してシリンダ孔３３内に押し戻され
る。この際、第２自由ロツカアーム１８が閉弁作動して
いるときには、トリガ板３２が嵌合溝４７に嵌合してい
るのでタイミングピストン３０の移動は規制されており
、第２自由ロツカアーム１８が開弁作動している際にト
リガ板３２が嵌合溝４７から離脱したときにタイミング
ピストン３０の移動が許容される。これにより、第２自
由ロツカアーム１８および駆動ロッカアーム１９がとも
に作動しているときの切換ピストン２９のピン摺合部３
８からの離脱が避けられ、したがって切換ピストン２９
はシリンダ孔３６に引っ掛かることなく、シリンダ孔３
３に円滑に押し戻される。

切換ピストン２９がシリンダ孔３３内に押し戻されるこ
とにより、第２自由ロツカアーム１８および駆動ロッカ
アーム１９の連結状態が解除され、駆動ロッカアーム１
９は、第２自由ロツカアーム１８の動作とは無関係に、
ばね１４によりその閉弁状態を維持する。

この際、切換ピストン２９の直径は第６図に関連して説
明したように大きく設定されているので第２自由ロツカ
アーム１８の揺動運動に拘らず、タイミングピストン３
０は切換ピストン２９に常に摺接しており、切換ピスト
ン２９が第２自由ロツカアーム１８側に突出することは
ない。また、タイミングピストン３０における有底円筒
体４２の嵌合溝４８はトリガ板３２に対応する位置にあ
り、第２自由ロツカアーム１８が閉弁作動しているとき
には、トリガ板３２が嵌合溝４８に嵌合する。

このようにして、内燃機関Ｅの低負荷運転時には、第１
および第４気筒における答弁３ａ〜３ｃの作動は休止さ
れてあり、第２および第３気筒の答弁３ａ〜３ｃのみが
常時強制動弁機構７ａ〜７Ｃによって強制的に作動せし
められる。従って低負荷運転時の燃費が大幅に低減され
る。

次に内燃機関Ｅが低負荷運転から高負荷運転に復帰する
場合を想定する。この場合には、電磁切換弁６８のソレ
ノイド７１が消磁され、第４および第４気筒における各
油圧室４０の油圧が解放される。これに応じて、各油圧
式連結切換機構６ａ〜６Ｃでは、切換ピストン２９がば
ね３１のばね力により、タイミングピストン３０を押圧
しながらシリンダ孔３６のピン摺合部３８に摺合する。

ただし、第２自由ロツカアーム１８が閉弁作動している
ときには、トリガ板３２が嵌合溝４８に嵌合しているの
でタイミングピストン３０および切換ピストン２９の移
動は阻止されており、第２自由ロツカアーム１８が開弁
作動しているときにトリガ板３２が嵌合溝４８から離脱
することにより、タイミングピストン３０および切換ピ
ストン２９の移動が許容される。したがって、第２自由
ロツカアーム１８および駆動ロッカアーム１９の連結解
除時と同様に、第２６由ロツカアーム１８および駆動ロ
ッカアーム１９が静止しているときに、切換ピストン２
９がシリンダ孔３６のピン摺合部３８に円滑に摺合され
る。

しかも、切換ピストン２９の端部周縁２９ａの曲率半径
Ｒ＋と、シリンダ孔３６の開口端縁３６ａの曲率半径Ｒ
３とは、切換ピストン２９のピン摺合部３８への摺合が
自動的且つ円滑に行われるように設定されているので、
切換ピストン２９の軸線とシリンダ孔３６の軸線とが多
少ずれていたとしでも、切換ピストン２９はシリンダ孔
３６のビン摺合部３８に円滑に摺合される。

切換ピストン２９のピン摺合部３８への摺合により、第
２自由ロツカアーム１８および駆動ロッカアーム１９は
再び連結され、第１および第４気筒においては強制動弁
機構５ａ〜５Ｃにより答弁３ａ〜３Ｃの開閉作動が再開
される。この際、第２および第３気筒においては、常時
強制動弁機構７ａ〜７Ｃによる答弁３ａ〜３Ｃの開閉作
動が継続されているので、結局、全気筒の答弁３ａ〜３
Ｃが強制的に開閉作動されることになり、内燃機関Ｅの
高負荷運転が達成される。

ところで、油圧式連結切換機構６ａは、第２自由ロツカ
アーム１８および駆動ロッカアーム１９に設けられるシ
リンダ孔３３．３６に切換ピストン２９およびタイミン
グピストン３０を摺動自在に嵌合して構成されるもので
あり、該油圧式連結切換機構６ａを配設することによっ
て第２自由ロツカアーム１８および駆動ロッカアーム１
９が大型化することはなく、しかも第２自由ロツカアー
ム１８および駆動ロッカアーム１９はロッカシャフト２
０に直接支承されるものであり、慣性重量が増加するよ
うな部品が不必要であるので、慣性重量の増加を抑える
ことができ、また油圧室４０の油圧切換により速やかに
切換作動を生じせしめることができるので、応答性を向
上することができる。しかも油圧式連結切換機構６ａに
おいて、切換ピストン２９′：Ｊ６よびタイミングピス
トン３０は中空状に形成されるものであり、これにより
前記慣性重量をより一層低減することができる。

さらに、油圧式連結切換機構６ａは、油圧室４０の油圧
を解放することにより連結作動するものであるので、油
圧室４０に通じる油圧供給系で故障があったとしても、
吸気弁３ａが休止した状態のままとなることが防止され
る。

ここで、吸気弁３ａおよび排気弁３ｂにそれぞれ対応す
る油圧式連結切換機構６ａ、６ｂの作動順序、すなわち
、吸気弁３ａおよび排気弁３ｂの作動体止順序について
検討してみると、排気弁３ｂを吸気弁３ａよりも先に休
止した場合には、第９図で示すように吸気系への吹き返
し現象が生じる。第９図において、（ａ）は吸気弁３ａ
のリフト、（ｂ）は排気弁３ｂのリフト、（ｃ）は気筒
内圧力を示し、参照符ｉは点火時期、Ｐは大気圧を示す
ものである。第９図で明らかなように、排気弁３ｂが作
動体止、すなわち閉弁しているときに吸気弁３ａが開弁
しているので、斜線で示す範囲において吸気系への吹き
返し現象が生じる。これは、吸気弁３ａおよび排気弁３
ｂの作動体止後、作動復帰させるときに、吸気弁３ａを
排気弁３ｂよりも先に作動復帰させたときにも、同様で
ある。

このような吸気系への吹き返し現象が生じると、気化器
の詰り、騒音、エンジンストールなどが生じて不都合で
ある。

これに対して、作動体止のときには吸気弁３ａを排気弁
３ｂよりも先に作動体止させ、作動復帰時には排気弁３
ｂを吸気弁３ａよりも先にあるいは同時に作動させるよ
うしたときには、第１０図（ａ）、　　（ｂ）、　　（
ｃ）で示すようになる。すなわち第１０図（ｂ）で示す
ように排気弁３ｂが開弁じているときに、第１０図（ａ
）で示すように吸気弁３ａが閉弁していると、第１０図
（Ｃ）の斜線で示す範囲で気筒内圧力が加圧状態にあっ
ても、吹き返し現象は生じ得ない。

そこで、上述のように作動体止時には吸気弁３ａを先に
休止させ、作動復帰時には吸気弁３ａおよび排気弁３ｂ
を同時に作動させるようにして、吹き返し現象の生じる
ことを防止するようにした実施例について次に説明する
。

第１１図は本発明の他の実施例を示すものであり、吸気
弁３ａの油圧式連結切換機構７９ａと、排気弁３ｂの油
圧式連結切換機構７９ｂとが、−対のチエツク弁８０．
８１を介して連結される。

すなわち、両油圧式連結切換機構７９ａ、７９．ｂにお
いて、油圧室８２は、タイミングピストン８５によって
後部室８３と、先部室８４とに仕切られており、タイミ
ングピストン８５は、後部室８３に油圧が作用していな
いときにばね８６により移動せしめられる作動位置と、
後部室８３に油圧が作用したときにばね８６．８７のば
ね力に抗して切換ピストン８８をシリンダ孔８９内に押
し戻す作動体止位置との間で移動可能に設けられる。

しかも、吸気弁３ａ側の第２自由ロツカアーム１８には
、タイミングピストン８５が前記作動位置にあるときに
先部室８４に連通しかつタイミングピストン８５が作動
体止位置にあるときにタイミングピストン８５で閉塞さ
れる油路９０．９１と、タイミングピストン８５が作動
位置にあるときにタイミングピストン８５で閉塞されし
かもタイミングピストン８５が作動体止位置にあるとき
に後部室８４に連通する油路９２と、後部室８３に常時
連通する油路９３とが設けられる。また排気弁３ｂ側の
第２自由ロツカアーム１８には、後部室８３に常時連通
する油路９４と、タイミングピストン８５が作動位置に
あるときに後部室８３に連通しかつタイミングピストン
８５が作動体止位置にあるときには閉塞される油路９５
とが設けられる。

油路９３には電磁切換弁６８（第３図参照）からの油圧
を供給する油路９６が接続される。また油路９２と油路
９４とは油路９７を介して接続され、この油路９７の途
中には油路９２側から油路９４側への圧油の流通のみを
強要するチエツク弁８０が介装される。また油路９７に
おいてチエツク弁８０と排気弁３ｂ側の油路９４との間
で、前記油路９７から分岐した油路９８が吸気弁３ａ側
の油路９０に接続されており、この油路９８の途中には
油路９０側への圧油流通のみを許容するチエツク弁８１
が介装される。さらに、吸気弁３ａ側の油路９１および
排気弁３ｂ側の油路９５は、オイルパン（図示せず）に
開放される。

次にこの実施例の作用について説明すると、吸気弁３ａ
および排気弁３ｂの作動を休止する際には、油路９６か
ら油路９３を介して、油圧式連結切換機構７９ａにおけ
る油圧室８２の後部室８３に油圧を供給する。これによ
り油圧式連結切換機構７９ａのタイミングピストン８５
が作動して切換ピストン８８をシリンダ孔８９に押し込
んで、第２自由ロツカアーム１８および駆動ロッカアー
ム１９の連結が外れ、吸気弁３ａの作動が休止する。こ
のタイミングピストン８５の作動体止位置への移動によ
り、油路９２が後部室８３に連通し、チエツク弁８０を
介して油圧式連結切換機構７９ｂの後部室８３に油圧が
供給される。このため、油圧式連結切換機構７９ｂｌ、
：おいて、タイミングピストン８５が作動して切換ピス
トン８８をシリンダ孔８９内に押し込んで、排気弁３ｂ
の作動が休止される。このようにして作動体止時には、
吸気弁３ａが先に作動体止した後に、排気弁３ｂが作動
を休止する。

次いで、弁作動復帰の場合には、油路９６から油圧を解
放する。これにより、油圧式連結切換機構７９ａのタイ
ミングピストン８５ははね８６゜８７のばね力により後
退し、切換ピストン８８による第２自由ロツカアーム１
８および駆動ロッカアーム１９の連結が行われる。とこ
ろが、これと同時に、油路９０が先部室８４に連通され
るので、チエツク弁８１を介して、油圧式連結切換機構
７９ｂにおける後部室８３の油圧が解放される。したが
って、両油圧式連結切換機構７９ａ、７９ｂの各タイミ
ングピストン８５が同時に後退して第２自由ロツカアー
ム１８および駆動ロッカアーム１９の連結が行われる。

以上の実施例では、閉弁用カム１５および翻弄用カム１
６にそれぞれ当接する第１および第２自由ロッカアーム
１７．１８によって弁を強制的に開閉駆動するようにし
た多気筒内燃機関について述べたが、本発明は、答弁に
関して単一のカムを配置し該カムの回転動作に応じてロ
ッカアームを揺動させるようにした多気筒内燃機関に関
連しても実施することができる。

Ｃ９発明の効果 以上のように本発明によれば、カムに応動して常時揺動
するとともに機関弁に対して自由となり得る自由ロッカ
アームと、機関弁を開閉駆動すべく該機関弁に係合する
とともに自由ロッカアームに対して相対変位可能な駆動
ロッカアームとの間には、機関弁の閉弁時に同軸となる
べくして両ロッカアームにそれぞれ穿設されるシリンダ
孔と、両ロッカアームを連結する位置と該連結を解除す
る位置との間で移動可能にして前記シリンダ孔に摺動可
能に嵌合される切換ピストンと、油圧の切換に応じて前
記切換ピストンを駆動する油圧力を発揮する油圧室とを
備える油圧式連結切換機構が設けられるので、重量増大
を回避しながら油圧式連結切換機構を両ロッカアーム間
に配設することができ、しかも両ロッカアームの大型化
を回避することが可能であり、慣性重量の低減を図るこ
とができ、しかも油圧の切換による応答性の優れた切換
作動を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の一実施例を示すものであり、
第１図は縦断面図、第２図は第１図の一部を省略して示
す平面図、第３図は強制動弁機構、油圧式連結切換機構
および油圧供給機構を示す分解斜視図、第４図は油圧式
連結切換機構の内部を示す断面図、第５図はトリガ板の
ロッカシャフトおよびタイミングピストンとの対応配置
を示す断面図、第６図はタイミングピストンと切換ピス
トンとの相対位置を示す簡略図、第７図は切換ピストン
の端部とシリンダ孔の端部を拡大して示す断面図、第８
図は常時強制動弁機構の分解斜視図、第９図および第１
０図は吸気弁および排気弁の油圧式連結切換順序による
気筒内圧力の変化を示す図であり、（ａ）は吸気弁リフ
ト、（ｂ）は排気弁リフト、（Ｃ）は気筒内圧力を示す
ものであり、第１１図は本発明の他の実施例の断面図で
ある。 ３ａ・・・機関弁としての吸気弁、３ｂ・・・機関弁と
しての排気弁、３ｃ・・・機関弁としての副燃焼室用吸
気弁、４・・・カムシャフト、６ａ、６ｂ、６ｃ。

Claims (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ャフトに設
   けられるカムと、該カムに当接して揺動し前記機関弁を
   作動させるためのロッカアームとを備える内燃機関の動
   弁装置において、前記カムに応動して常時揺動するとと
   もに機関弁に対して自由となり得る自由ロッカアームと
   、機関弁を開閉駆動すべく該機関弁に係合するとともに
   自由ロッカアームに対して相対変位可能な駆動ロッカア
   ームとの間には、機関弁の閉弁時に同軸となるべくして
   両ロッカアームにそれぞれ穿設されるシリンダ孔と、両
   ロッカアームを連結する位置と該連結を解除する位置と
   の間で移動可能にして前記シリンダ孔に摺動可能に嵌合
   される切換ピストンと、油圧の切換に応じて前記切換ピ
   ストンを駆動する油圧力を発揮する油圧室とを備える油
   圧式連結切換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。