JPH0278716A - 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】 Ａ０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
ャフトに一体化されるカムと、該カムの回転動作に応じ
て一対の機関弁を開閉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、燃費の低減ふ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、単一の機関弁に連動、連
結されたロッカアームと、カムに摺接するロッカアーム
とを隣接配置し、それらのロッカアームの連結および連
結解除を切換えることにより、機関弁の作動態様を変更
するようにしており、１つの機関弁に対して２つのロッ
カアームが必要であり、一対の機関弁を有する動弁装置
に上記従来のものを適用すると、各機関弁に対して２つ
ずつ合計４つのロッカアームが必要である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロッ
カアームの個数を極力少なくした簡単な構造で一対の機
関弁の作動態様を変更し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。

Ｂ３発明の構成 （１）課題を解決するだめの手段 本発明によれば、一対の機関弁に個別に連動、連結され
る２つのロッカアームを含む３つのロッカアームが相対
変位可能にして隣接配置されるとともに少なくともその
隣接配置方向中央のロッカアームにカムが摺接され、前
記中央のロッカチームに摺接するカムの前記隣接配置方
向に沿う中央を通るとともに前記隣接配置方向と直交す
る平面に関して一対の機関弁がほぼ対称に配置され、各
ロッカアームには１、各ロッカアームを一体的に連結す
る状態と、各ロッ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 上記構成によれば、連結手段により３つのロッカアーム
を連結したときに一対の機関弁の作動態様を同一とし、
また連結を解除したときに両機関弁の作動態様を異なら
せることができ、しかも連結時に中央のロッカアームと
カムとの摺接部に両機関弁側からの反力が均等に作用す
るようにして前記カムおよびロッカアームの摺接部の偏
摩耗が回避される。

（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、機関本体Ｅに設け
られた一対の機関弁としての吸気弁１ａ、１ｂは、機関
の回転に同期して各の回転比で駆動されるカムシャフト
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、カムシャフト２と平行なロッカシャフト６に枢支
される第１．第２および第３０ツカアーム？、　　８．
　９トの働きによって開閉作動される。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
、ｌｂと同様に開閉作動される。

カムシャフト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
位置でカムシャフト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。

ｌｂ間に対応する位置でカムシャフト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、カムシャフト２０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、カムシャフト２の半径方向
外方への突出量を低速用カム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、他方の吸気弁１ｂに対応す
る位置で、カムシャフト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。

ロッカシャフト６は、カムシャフト２よりも下方で固定
配置される。このロッカシャフト６には第１〜第３０ツ
カアーム７〜９がそれぞれ枢支されるが、第１および第
２０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２０ツカアーム７．８は、吸
気弁１ａ、１ｂに対応する位置で、その基部がロッカシ
ャフト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１０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ッパ１０が設け
られ、第２０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２０ツカアーム７．８において、各吸気弁
１ａ、ｌｂの上方に位置する端部には、各吸気弁１ａ、
ｌｂの上端に当接し得るタペットねじ１２，１３が進退
可能に螺着される。

一方、両吸気弁１ａ、ｌｂの上部には鍔部１４゜１５が
設けられている。これらの鍔部１４，１５と機関本体Ｅ
との間には吸気弁１ａ、ｌｂを囲繞する弁ばね１６．１
７が介装されており、弁ばね１６、ｌ？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３０ツカアーム９は、第１
および第２０ツカアーム７．８間でロッカシャフト６に
枢支される。この第３０ツカアーム９は、ロッカシャフ
ト６から両吸気弁１ａ、ｌｂ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ッパ１８が
設けられる。

また第３０ツカアーム９の端部下面には、有底円筒状の
りフタ１９が当接されており、このリフタ１９は機関本
体Ｅとの間に介装したりフタばね２０により上方に付勢
される。これにより、第３０ツカアーム９のカムスリッ
パ１８は高速用カム５に常時摺接される。

しかも各ロッカアーム７〜９の隣接配置方向に沿う中央
のロッカアームすなわち第３０ツカアーム９に摺接する
カムすなわち高速用カム５の、前記隣接配置方向すなわ
ちカムシャフト２の軸線方向に沿う中央を通るとともに
該軸線と直交する平面りに関してほぼ対称な位置に、両
吸気弁１ａ。

ｌｂが配置される。

第４図において第１〜第３０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、各ロッカアーム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３０ツカアー
ム？、　　８．　９に設けられる。

連結手段２１は、第１および第３０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２０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２２，２３０移動を規制するストッパ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
させるべくストッパ２４を付勢するばね２５とを備える
。

第１０ツカアーム７には、第３０ツカアーム９側に向け
て開放するとともにロッカシャフト６と平行な有底の第
１ガイド穴２６が穿設されており、この第１ガイド穴２
６の閉塞端側には段９２？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１０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、ロッカシャフト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
はロッカシャフト６の側壁に穿設された連通孔３２を介
して、第１０ツカアーム７の揺動状態の如何に拘らず常
に連通ずる。

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１０ツカアーム７の第
３０ツカアーム９側に臨む側面から第３０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２
６の閉塞端と第１ピストン２２との間には、前記ばね２
５よりもばね力の小さなばね３３が介装される。

第３０ツカアーム９には、第１０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
たって穿設されており、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２０ツカアーム８には、前記ガイド孔３４に対応して
、第３０ツカアーム９側に向けて開放した有底の第２ガ
イド穴３５が穿設され、この第２ガイド穴３５に円板状
のストッパ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２０ツカアーム８には、第２ガイド穴３５の閉
塞端を貫通する挿通孔３８が第２ガイド穴３５と同心に
かつ小径にして穿設されており、ストッパ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。さらにストッパ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。

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、ストッパ２４はばね２５によって第３０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３０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およびストッ
パ２４の当接面は第３０ツカアーム９および第２０ツカ
アーム８の摺接面に対応する位置にある。したがって、
第１〜第３０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２３およびストッパ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って、カム
シャフト２０回転動作により、第１０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＜シ
、シかもリフト量も小さくして開閉作動される。一方、
第２０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３０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２ては、連結手段２１の油圧室２
９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３０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２０ツカアーム８側に移動
する。この結果、ストッパ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３０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
２０ツカアーム９，８が連結される。

このようにして、第１〜第３０ツカアーム７゜８．９が
連結手段２１によっ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３０ツカアーム９の揺動量が最も
大きいので、第１および第２０ツカアーム７．８は第３
０ツカアーム９とともに揺動する。したがって、両吸気
弁１ａ、１ｂが、その開弁時期を早（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。

このような連結手段２１による各ロッカアーム７〜９の
連結時に、隣接配置方向に沿う中央の第３０ツカアーム
９に摺接する高速用カム５のカムシャフト２の軸線方向
に沿う中央を通るとともに該軸線と直交する平面しに関
し、でほぼ対称な位置に両吸気弁１ａ、１ｂが配置され
ていることにより、両吸気弁１ａ、ｌｂから高速用カム
５に作用する反力はほぼ均等になる。したがって高速用
カム５およびカムスリッパ１８の摺接部において、偏摩
耗が生じることが極力抑えられる。しかも高速用カム５
は、両吸気弁１ａ、ｌｂをそれらの弁ばね１６．１７に
抗して開弁作動せしめるものであり、比較的大きな荷重
が前記摺接部にかかるものであるが、上述のように反力
を均等に作用させることにより荷重が大きくても偏摩耗
を極力抑えることができる。

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、機関の低速運転時に機関弁の作動を休止させ
ることが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、さらに機関の低速運転時に機関弁を休止
させるようにした従来のもの（特開昭５９−３７２２３
号公報等）を示すと曲線Ｃで示すようになり、この実施
例の構成によれば低速域から高速域の広い範囲にわたっ
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、ｌｂに関連する部分につ
いて述べたが、一対の排気弁についでも吸気弁と同様に
作動されるものである。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明によれば、一対の機関弁に個別に連
動、連結される２つのロッカアームを含む３つのロッカ
アームが相対変位可能にして隣接配置されるとともに少
なくともその隣接配置方向中央のロッカアームにカムが
摺接され、前記中央のロッカアームに摺接するカムの前
記隣接配置方向に沿う中央を通るとともに前記隣接配置
方向と直交する平面に関して一対の機関弁がほぼ対称に
配置され、各ロッカアームには、各ロツカアームを一体
的に連結する状態と、各ロッ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、連結手段により各ロッカアームの連結および連結解
除を切換えることにより機関の運転状態に対応した弁作
動態様を得て、機関出力の向上を図ることができるとと
もに、各ロッカアームを連結した状態での両機関弁から
中央のロッカアームとカムとの摺接部にかかる反力を均
等にして偏摩耗が生じることを防止することができる。

【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ｒＶ−ｒＶ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。 ｌａ、ｌｂ・・・機関弁としての吸気弁、２・・・カム
シャフト、３，５・・・カム、？、８．９・・・ロッカ
アーム、２１・・・連結手段

Claims (3)

【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カムシャフ
   トに一体化されるカムと、該カムの回転動作に応じて一
   対の機関弁を開閉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、一対の機関弁に個別
   に連動、連結される２つのロッカアームを含む３つのロ
   ッカアームが相対変位可能にして隣接配置されるととも
   に少なくともその隣接配置方向中央のロッカアームにカ
   ムが摺接され、前記中央のロッカアームに摺接するカム
   の前記隣接配置方向に沿う中央を通るとともに前記隣接
   配置方向と直交する平面に関して一対の機関弁がほぼ対
   称に配置され、各ロッカアームには、各ロッカアームを
   一体的に連結する状態と、各ロッ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
   ることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. （２）前記カムシャフトには、形状を異にして前記３つ
   のロッカアームのうち少なくとも２つのロッカアームに
   摺接する複数のカムが一体化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。
3. （３）前記３つのロッカアームのうち中央のロッカアー
   ムに摺接するカムは、機関の高速運転に対応した形状に
   形成されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   または第（２）項記載の内燃機関の動弁装置。