JPH0318003B2 - - 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
るカムシヤフトの回転動作に応じて吸気弁あるい
は排気弁を開閉駆動するために複数のロツカアー
ムがロツカシヤフトに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、バルブタ
イミングおよびバルブリフト量は、高出力を得る
ための比較的高速回転側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、各回転数に応じて単位時間当たりの吸気
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、充填効率が低下するとともに燃焼室内
での混合気の適切な混合、霧化状態が得られず、
燃焼速度も遅くなる。このため、安定した燃焼が
得られず、低速運転が回転変動を伴つて不安定と
なり、燃焼効率低下による燃比の低下、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、低速時と、高速時とに分
けて動弁制御を行つているが、運転領域をより細
分化して動弁制御を行なえば、より広範囲な運転
条件で機関出力の向上や安定した低速運転が可能
となり、さらに燃費の向上を図ることができるで
あろう。

そこで、ロツカシヤフトに枢支される３つのロ
ツカアームのうちの２つで吸気弁あるいは排気弁
を開閉駆動させると共に、相互に隣接するロツカ
アーム間に、それぞれの連結および連結解除を切
換可能な連結切換手段を、油圧の作用に応じて相
互に独立して作動すべくそれぞれ設けてなる動弁
装置は既に提案されており（例えば特開昭62−
121809号公報、実開昭61−17108号公報参照）、旗
かる動弁装置によれば、より細分化した速度領域
に分けて動弁制御を行うことができる。

ところで上記動弁装置では、各連結切換手段に
油圧を個別に供給するための一対の油圧供給路
が、ロツカシヤフト内にスチールボール等の隔壁
部材を固設してロツカシヤフト内を２分割（横割
り）することにより画成されており、旗かる構造
ではロツカシヤフトの軸方向両端側からそれぞれ
油圧を導入する必要があつて全体として油圧導入
部が長く且つ複雑になる問題がある。そして期か
る問題は、上記油圧供給路が３本以上必要な場合
や多気筒内燃機関の場合には一層顕著になる。

本発明は期かる事情に鑑みて提案されたもの
で、従来装置の上記問題を全て解決し得る、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 上記目的を達成するために本発明によれば、機
関の回転に同期して回転駆動されるカムシヤフト
の回転動作に応じて吸気弁あるいは排気弁を開閉
駆動するために複数のロツカアームがロツカシヤ
フトに枢支され、相互に隣接するロツカアーム間
には、それぞれの連結および連結解除を切換可能
な連結切換手段が、油圧の作用に応じて相互に独
立して作動すべくそれぞれ設けられてなる、内燃
機関の動弁装置において、前記ロツカシヤフト内
に、その軸方向に延びる隔壁を縦通させて、該隔
壁を挾んで並列し且つ互いに独立した複数の油圧
供給路を画成し、それら油圧供給路を各連結切換
手段に個別に通させたことを特徴とする。

(2) 作用 上記構成によれば、各連結切換手段に個別に通
じる複数の油圧供給路への油圧導入部をロツカシ
ヤフトの軸方向一端側に集中配備することができ
るから、従来装置の如くロツカシヤフト内を横割
りして複数の油圧供給路を画成するようにしたも
の（このものでは、油圧導入部がロツカシヤフト
の軸方向両端に分散してしまう）と比べて、各油
圧供給路への油圧導入部の配管構成が大幅に短縮
且つ簡素化される。

また油圧供給路の設置個数が多い場合でも、前
記隔壁の形状を単に変更するだけで容易に対応す
ることができる。

更に多気筒内燃機関の場合には各油圧供給路を
複数の燃焼室に跨がるよう単に延ばすだけで、互
いに同期させるべき複数の連結切換手段に油圧供
給路を共用することがきる。

(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、内燃機関の機関本体には一
対の吸気弁１ａ，１ｂが配設されており、それら
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
体的に設けられた第１低速用カム３、第２低速用
カム４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
つて開閉駆動される。

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、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４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４ａ
を有し、この高位部４ａ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、高速用カム５に対応する第１ロツカアーム７
と、第１低速用カム３に対応する第２ロツカアー
ム８と、第２低速用カム４に対応する第３ロツカ
アーム９とが枢支され、各ロツカアーム７，８，
９の上部には各カム３，４，５に摺接するカムス
リツパ７ａ，８ａ，９ａが設けられる。また第
２、第３ロツカアーム８，９は、吸気弁１ａ，１
ｂの上方に延設されており、その先端には吸気弁
１ａ，１ｂの上端に当接し得るタペツトねじ１
２，１３が進退可能に螺着される。

一方、吸気弁１ａ，１ｂの上部には鍔部１４，
１５が設けられており、この鍔部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が介装される。これらの弁ばね
１６，１７により吸気弁１ａ，１ｂは上方すなわ
ち閉弁方向に向けて付勢される。

第３図において、第１ロツカアーム７の端部下
面には、押圧手段として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２
０により上方に付勢される。これにより第１ロツ
カアーム７のカムスリツパ７ａは高速用カム５に
弾発的に摺接される。

第４図において、第１および第２ロツカアーム
７，８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、両ロツカアーム７，８
を一体に連結する状態とを切換可能な第１連結切
換手段２１が第１および第２ロツカアーム７，８
間に設けられる。また第１および第３ロツカアー
ム７，９も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、両ロツカアーム７，
９を一体的に連結する状態とを切換可能な第２連
結切換手段２２が第１および第３ロツカアーム
７，９間に設けられる。

第１および第２連結切換手段２１，２２は、基
本的には同一の構成を有するものであり、以下、
第１連結切換手段２１の構成についてのみ詳述
し、第２連結切換手段２２についての詳細な説明
を省略する。

第１連結切換手段２１は、第１および第２ロツ
カアーム７，８間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ピストン２３と、
そのピストン２３の移動を規制するストツパ２４
と、ピストン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２ロツカアーム８
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
にはピストン２３が摺合されており、このピスト
ン２３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。

第２ロツカアーム８には、第１ガイド穴２６に
対応して、第１ロツカアーム７側に向けて開放し
た第２ガイド穴３５が穿設されており、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３
６を介して小径部３７が設けられ、また前記閉塞
端には小径部３７と同軸の挿通孔３８が穿設され
る。しかもストツパ２４に同軸かつ一体的に設け
られた案内棒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。

ピストン２３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および第
２ロツカアーム７，８間に位置するように、また
ストツパ２４を規制段部３６に当接させるまで第
２ガイド穴３５内に入り込んだときに、一端が第
１ガイド穴２６内に残るように設定される。

ロツカシヤフト６内には、該シヤフト６内を縦
通するようその軸方向に延びる隔壁３１が圧入、
固定あるいは一体成形されており、これによりロ
ツカシヤフト６内には２つの油圧供給路３２，３
３が隔壁３１を介して隔設される。

第１ロツカアーム７には、第１連結切換手段２
１における油圧室２９に連通する油路３４が穿設
され、ロツカシヤフト６には、第１ロツカアーム
７の揺動状態に拘らず油路３４を油圧供給路３２
に常時連通せしめる連通孔４０が穿設される。ま
た第１ロツカアーム７には、ロツカシヤフト６を
囲繞する環状溝４１と、その環状溝４１を第２連
結切換手段２２における油圧室２９に連通せしめ
る油路４２とが設けられ、ロツカシヤフト６には
油圧供給路３３を環状溝４１に連通せしめる連通
孔４３が穿設される。したがつて第１連結切換手
段２１の油圧室２９には油圧供給路３２が連通
し、第２連結切換手段２２の油圧室２９には油圧
供給路３３が連通しており、両油圧切換手段２
１，２２は相互に独立して切換作動することがで
きる。

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、第４図で示すように第１
および第２連結切換手段２１，２２を連結解除側
に作動せしめる。すなわち油圧室２９の油圧を解
放すると、ストツパ２４がばね２５のばね力によ
り第１ロツカアーム７側に移動し、ピストン２３
は段部２７に当接するまで後退せしめられる。こ
の状態でピストン２３およびストツパ２４の当接
面は、第１および第２ロツカアーム７，８の摺接
面、ならびに第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、したがつて第
１、第２および第３ロツカアーム７，８，９は相
互に摺接して相対角変位可能な状態にある。

このような連結解除状態にあつては、第１ロツ
カアーム７の揺動動作が第２および第３ロツカア
ーム８，９に影響を及ぼすことはなく、第２ロツ
カアーム８は第１低速用カム３との摺接に応じて
揺動し、第３ロツカアーム９は第２低速用カム４
との摺接に応じて揺動する。したがつて一方の吸
気弁１ａは第２ロツカアーム８により開閉駆動さ
れ、他方の吸気弁１ｂは第３ロツカアーム９によ
り開閉駆動される。この際、第１ロツカアーム７
はリフタばね２０の比較的弱いばね力により高速
用カム５に摺接しているだけであるので、動弁系
の摩擦損失は低く抑えられる。

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は第２低速用カム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て安
定した燃焼が可能となり、燃比の向上や安定した
低速運転およびノツキング防止を図ることができ
る。しかも両低速用カム３，４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
つて燃比の向上を図ることができる。

機関の中速運転時には、第１連結切換手段２１
により、第５図で示すように、第１および第２ロ
ツカアーム７，８が連結され、第１および第３ロ
ツカアーム７，９は連結を解除したままである。
すなわち、第１連結切換手段２１の油圧室２９に
油圧供給路３２から油圧が供給されることによ
り、ピストン２３はばね２５のばね力に抗してス
トツパ２４を押圧しながら第２ガイド穴３５内に
嵌入し、ストツパ２４が規制段部３６に押付けら
れる。この状態で第１および第２ロツカアーム
７，８は相対回動を阻止され、一体的に揺動す
る。

したがつて一方の吸気弁１ａは、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、他方の吸気弁１ｂは第２低速用カム４の
形状に応じたタイミングおよびリフト量で開閉作
動する。これにより、中速運転に応じた混合気流
入速度により比較的高い充填効率が得られるとと
もに、低速運転時と同様に燃焼室内での混合気の
乱れを大として、燃比の向上を図ることができ
る。

機関の高速運転に際しては、第２連結切換手段
２２により、第６図で示すように、第１および第
３ロツカアーム７，９を連結する。すなわち第２
連結切換手段２２の油圧室２９に油圧供給路３３
から油圧を供給することにより、第１および第３
ロツカアーム７，９を連結する。この際、第１お
よび第２ロツカアーム７，８の第１連結切換手段
２１による連結状態は持続されており、したがつ
て全ロツカアーム７〜９は高速用カム５によつて
揺動する。この結果、両吸気弁１ａ，１ｂは、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、充填効率の向上により高出
力、高トルクを得ることができる。

このように、ロツカシヤフト６内を軸方向に延
びる隔壁３１で区画して油圧供給路３２，３３を
形成し、それらの油圧供給路３２，３３を両連結
切換手段２１，２２の油圧室２９にそれぞれ連通
したことにより、ロツカシヤフト６の軸方向一方
側から油圧を供給することができ、多気筒内燃機
関の動弁装置においても油圧供給回路が単純とな
る。

この第１実施例の変形例として、機関の中速運
転時に、第１および第２ロツカアーム７，８間の
連結を解除した状態で、第１および第３ロツカア
ーム７，９間を連結するようにしてもよい。こう
すれぱ、一方の吸気弁１ａは第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は高速用カム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する
ので、これによつても前述と同様の効果を奏する
ことができる。

第７図は本発明の第２実施例を示すものであ
り、第２および第３ロツカアーム８，９にピスト
ン２３′がそれぞれ摺合され、第１ロツカアーム
７にストツパ２４がそれぞれ摺合されるとともに
そのストツパ２４をピストン２３び側に付勢する
ばね２５がそれぞれ配設される。しかも両連結切
換手段２１′，２２′の油圧室２９を油圧供給路３
２，３３に連通せしめる油路３４，４２が第２お
よび第３ロツカアーム８，９に設けられる。

このように、油圧室２９を第２および第３ロツ
カアーム８，９に設けることにより、第１実施例
の効果に加うるに、油圧リークによる誤作動を防
止する効果をも奏することができる。

第８図は本発明の第３実施例を示すものであ
り、第１および第２ロツカアーム７，８間には第
１連結切換手段２１が設けられ、第１および第３
ロツカアーム７，９間には第２連結切換手段２
２′が設けられる。

この第３実施例によつても第２実施例と同様の
効果を奏することができる。

第９図は本発明の第４実施例を示すものであ
り、前記第１実施例における第１および第２低速
用カム３，４に代えて真円状の隆起部６５，６５
がカムシヤフト２に一体的に設けられる。

かかる構成を多気筒内燃機関の一部気筒に採用
することにより、たとえば低速時には両吸気弁１
ａ，１ｂを休止させて一部気筒の休止により燃比
を大幅に向上し、中速時には一方の吸気弁１ａの
みを作動させて中速時の出力を向上し、高速時に
は両吸気弁１ａ，１ｂをともに作動させて高出力
を得るようにすることができる。

第１０図は本発明の第５実施例を示すものであ
り、第２および第３ロツカアーム８′，９′は油圧
タペツトＴ１，Ｔ２を介して吸気弁１ａ，１ｂに
それぞれ当接する。しかもロツカシヤフト６内に
は、軸方向に延びるとともに横断面「Ｙ」字状の
隔壁４５が圧入、固定あるいは一体成形されてお
り、この隔壁４５によりロツカシヤフト６内には
３つの油圧供給路４６，４７，４８が隔設され
る。

第２および第３ロツカアーム８′，９′には各油
圧タペツトＴ１，Ｔ２に油圧を供給するための油
路４９がそれぞれ穿設されており、ロツカシヤフ
ト６には各油路４９を油圧供給油路４６内に連通
せしめるための連通孔５０が穿設される。また第
２および第３ロツカアーム８′，９′の間のロツカ
アーム（図示せず）には、両連結切換手段２１，
２２に対応する位置でロツカシヤフト６を囲繞す
る環状溝５１，５２が設けられ、両連結切換手段
２１，２２の油圧室とそれらの環状溝５１，５２
を個別に連通する油路５５，５６が設けられる。
しかもロツカシヤフト６には油圧供給油路４７を
環状溝５１に連通する連通孔５３および油圧供給
路４８を環状溝５２に連通する連通孔５４が穿設
される。

この第５実施例によれば、各油圧タペツトＴ
１，Ｔ２と、連結切換手段２１と、連結切換手段
２２とに油圧をそれぞれ個別に供給することがで
き、しかも油圧供給路が複雑となることはない。

さらに第１１図は本発明の第６実施例を示すも
のであり、ロツカシヤフト６内には軸方向に延び
る横断面「Ｘ」字状の隔壁６０が圧入、固定ある
いは一体成形される。この隔壁６０により、ロツ
カシヤフト６０内には４つの油圧供給路４６，４
７，４８５９が隔設される。油圧供給路４６，４
７，４８は前記第５実施例と同様に油圧タペツト
Ｔ１，Ｔ２、連結切換手段２１，２２の油圧室に
通じるものである。また油圧供給路５９は、ロツ
カシヤフト６に設けた連通孔５７と、各ロツカア
ーム７，８，９に設けた環状溝６１とを介してカ
ムスリツパ面給油路５８やカムジヤーナル給油路
（図示せず）に連通する。

この第６実施例によれば、第５実施例の効果に
加えて、各カム３，４，５とロツカアーム７，
８′，９′との摺接面への給油およびカムジヤーナ
ルへの給油を簡単な油路構成で実現することがで
きる。

以上の実施例では、一対の吸気弁１ａ，１ｂに
関連して述べたが、本発明は一対の排気弁に関連
して実施することもでき、また１つの吸気弁ある
いは排気弁で気筒休止および可変バルブタイミン
グを複数段の態様で切換制御することも、その制
御態様およびバルブ数に限定されることなく実施
することが可能である。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、ロツカシヤフト
にそれぞれ枢支されて相互に隣接するロツカアー
ム間には、それぞれの連結および連結解除を切換
可能な連結切換手段が、油圧の作用に応じて相互
に独立して作動すべくそれぞれ設けられてなる、
内燃機関の動弁装置において、前記ロツカシヤフ
ト内に、その軸方向に延びる隔壁を縦通させて、
該隔壁を挾んで並列し且つ互いに独立した複数の
油圧供給路を画成し、それら油圧供給路を各連結
切換手段に個別に連通させたので、各連結切換手
段に個別に通じる複数の油圧供給路への油圧導入
部をロツカシヤフトの軸方向一端側に集中配備で
きるようになり、従つて、従来装置の如くロツカ
シヤフト内を横割りして複数の油圧供給路を画成
するようにしたものと比べて、各油圧供給路への
油圧導入部の配管構成を大幅に短縮且つ簡素化す
ることができ、また油圧供給路の設置個数が多い
場合でも、前記隔壁の形状を単に変更するだけで
容易に対応することができ、全体としてコストダ
ウンに大いに寄与することができる。更に多気筒
内燃機関の場合には各油圧供給路を複数の燃焼室
に跨がるよう単に延ばすだけで、互いに同期させ
るべき複数の連結切換手段毎に油圧供給路を共用
できるようになるから、該油圧供給路への油圧導
入部の配管構成の一層の簡素化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の第１実施例を示すも
のであり、第１図は縦断側面図であつて第２図の
Ｉ−Ｉ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図は各ロツカ
アームの連結を解除したときの第１図−線断
面図、第５図は第１および第２ロツカアームを連
結したときの第４図に対応した断面図、第６図は
全ロツカアームを連結したときの第４図に対応し
た断面図、第７図および第８図は本発明の第２お
よび第３実施例の第４図に対応した断面図、第９
図は本発明の第４実施例の平面図、第１０図は本
発明の第５実施例の縦断側面図、第１１図は本発
明の第６実施例の縦断側面図である。 １ａ，１ｂ……吸気弁、６……ロツカシヤフ
ト、７，８，８′，９，９′……ロツカアーム、２
１，２１′，２２，２２′……連結切換手段、３
１，４５，６０……隔壁、３２，３３，４６，４
７，４８，５９……油圧供給路、Ｔ１，Ｔ２……
油圧タペツト。

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
   ヤフトの回転動作に応じて吸気弁あるいは排気弁
   を開閉駆動するために複数のロツカアームがロツ
   カシヤフトに枢支され、相互に隣接するロツカア
   ーム間には、それぞれの連結および連結解除を切
   換可能な連結切換手段が、油圧の作用に応じて相
   互に独立して作動すべくそれぞれ設けられてな
   る、内燃機関の動弁装置において、前記ロツカシ
   ヤフト内に、その軸方向に延びる隔壁を縦通させ
   て、該隔壁を挾んで並列し且つ互いに独立した複
   数の油圧供給路を画成し、それら油圧供給路を各
   連結切換手段に個別に連通させたことを特徴とす
   る、内燃機関の動弁装置。 ２ 前記ロツカシヤフト内には３本の油圧供給路
   を画成し、そのうちの２本の油圧供給路を各連結
   切換手段に個別に連通させ、残余の油圧供給路
   を、ロツカアームと吸気弁あるいは排気弁との間
   に介装される油圧タペツトに連通させた、特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関の動弁装置。 ３ 前記ロツカシヤフト内には４本の油圧供給路
   を画成し、そのうちの２本の油圧供給路を各連結
   切換手段に個別に連通させ、他の１本の油圧供給
   路を、ロツカアームと吸気弁あるいは排気弁との
   間に介装される油圧タペツトに連通させ、また残
   余の油圧供給路を、動弁装置の他の被潤滑部に連
   通させた、特許請求の範囲第１項記載の内燃機関
   の動弁装置。