JPH0278718A - 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】 Ａ９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、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動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体止しない機関弁
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。また吸気弁あるいは排気弁が１気筒当たり１つずつ
配設される場合には、低速運転時でも作動体止させるこ
とはできず、このような場合にも、機関弁を低速運転に
対応する態様と高速運転に対応する態様とで開閉作動せ
しめることができれば、機関出力の向上を図ることがで
きる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、機関
弁を機関の低速運転に対応する態様で開閉作動する状態
と高速運転に対応する態様で開閉作動する状態とを切換
可能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。

Ｂ０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、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
を含む複数のカムがカムシャフトに一体化され、機関弁
に連動、連結されるロッカアームを含む複数のロッカア
ームが相対変位可能にして隣接配置され、前記高速用カ
ムのロッカアームへの摺接面積は前記低速用カムのロッ
カアーへへの摺接面積よりも大きく設定され、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。

（２）作　用 上記構成によれば、連結手段により各ロッカアームを連
結したときに機関弁を高速用カムで駆動し、前記連結状
態を解除したときには機関弁を低速用カムで駆動するこ
とができ、しかも連結手段による連結状態では高速用カ
ムとロッカアームとの摺接部の荷重が大きくなるのに対
し、高速用カムのロッカアームへの摺接面積を比較的大
きくしたことにより前記摺接面圧を比較的小さくするこ
とができ、しかも摺接面積に差をつけることにより各ロ
ッカアーム＄よび各カムの配設スペースをコンパクトに
することができる。

（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％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と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１
ａ、１ｂ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１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、Ｉｂ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フカアーム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１６．１？により、各吸気
弁１ａ、、Ｉｂ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。

しかも高速用カム５のカムスリッパ１８への摺接面積を
低速用カム３のカムスリッパ１０への摺接面積よりも大
きくするために、カムシャフト２の軸線に沿う高速用カ
ム５の幅り、は、低速用カム３の幅Ｄ２よりも大きく設
定され、さらに隆起部４の幅り、は低速用カム３の幅Ｄ
２よりもさらに小さく設定される。

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。

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２２．２３の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
閉塞端との前に油圧室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はね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３
４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８Ｂ３７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あり、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、塞内棒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２の回転動作により、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七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。

ｌｂ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２
０ツカアーム９．８が連結される。

このようにして、第１〜第３０フカアーム７゜８３９が
連結手段２■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ツカナーム９とともに揺動する。したがって、両吸気
弁１ａ、ｌｂが、その開弁時期を早くするとともに閉弁
時期を遅くし、しかもリフト量も太きぐして開閉作動さ
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
連結時には、高速用カム５により全ロッカアーム７〜９
を駆動することになり、高速用カム５と第３０ツカアー
ム８のカムスリッパ１８との摺接部の荷重は大きくなる
が、高速用カム５のカムスリッパ１８への摺接面積は比
較的大きく設定されているので前記摺接部の摺接面圧を
比較的小さくして摩耗を極力抑制することができ、しか
も高速用カム５の幅Ｄ＋、低速用カム３の幅り。

および隆起部４の幅Ｄ３を、それらの摺接面圧に対応し
た値に対応するように差を付けて設定したので、各カム
３，５、および隆起部４の配設スペース、ならびに各ロ
ッカアーム７〜９の配設スペースを比較的小さくするこ
とが可能となる。

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ても吸気弁と同様に
作動されるものである。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、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
高速用カムとを含む複数のカムがカムシャフトに一体化
され、機関弁に連動、連結されるロッカアームを含む複
数のロッカアームが相対変位可能にして隣接配置され、
前記高速用カムのロッカアームへの摺接面積は前記低速
用カムのロッカアームへの摺接面積よりも大きく設定さ
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ので、機
関弁を低速運転に対応した態様で作動せしめる状態と、
高速運転に対応する態様で作動せしめる状態とを切換え
て機関出力を向上することができ、しかも各カムおよび
各ロッカアームの配設スペースをコンパクトにすること
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
ＩＩＩ−Ｉ線断面図、第４図は第２図のＴＶ−■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。

Claims (2)

【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、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
   速用カムとを含む複数のカムがカムシャフトに一体化さ
   れ、機関弁に連動、連結されるロッカアームを含む複数
   のロッカアームが相対変位可能にして隣接配置され、前
   記高速用カムのロッカアームへの摺接面積は前記低速用
   カムのロッカアームへの摺接面積よりも大きく設定され
   、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）低速用カムに摺接するロッカアームと他のロッカ
   アームとが、高速用カムに摺接するロッカアームの両側
   にそれぞれ隣接配置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。