JPH033909A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の動弁装置とりわけ機関運転状態に
応じて吸気弁あるいは排気弁のバルブリフト量を制御し
得る動弁装置に関する。

従来の技術 周知のように、例えば自動車用内燃機関の動弁装置にあ
っては、１気筒に複数の吸気弁を備え、機関低回転時に
は吸気弁の一部を閉弁体止させて吸気スワール強化によ
る燃焼効率の向上を図り、一方機関高回転時には全吸気
弁を開作動させて吸気充填効率の向上による出力の向上
を図るようにしたものが提供されている。しかし、これ
は機関低回転時に吸気弁の一部を閉弁体止させるように
しているため、該吸気弁が長期間に亘って休止した状態
であると、燃焼によって生じたカーボン等が吸気弁の弁
体とシート部との間などに堆積して吸気弁がステックす
る虞がある。

そこで、例えば特開昭６２−１２１８１１号公報等に記
載された技術のように、ロッカシャフトに揺動自在に枢
支された低すフト用、高リフト用の３つのロッカアーム
に連結切換手段を設け、この連結切換手段の２つのピス
トンを、油圧等により適宜軸方向へ移動させて、各ロッ
カアームを介して各吸気弁を休止させずに常に一体に開
閉作動させる一方、各ロッカアームの相対角度を機関運
転状態に応じて変位させて各吸気弁のリフト量を制御す
るものも提供されている。

発明が解決しようとする課題 然し乍ら、前記公報記載の従来例にあっては、低リフト
用と高リフト用の３つのロッカアームの相対角度変位や
連結状態を連結切換手段のピストンの軸方向の移動によ
って行なうようにしたため、高速用カムや低速用カムの
リフト中には切換作動ができない。すなわち、高速、低
速用カムのリフト中は、該カムのリフト量の相違に起因
してピストンの各移動用孔の中心がズしてｌ、まい、し
たがって、ピストンが移動しようとする移動用孔の孔縁
に干渉してそれ以上の移動が不可能になる。この結果、
各ロッカアームの連結切換タイミングは、必ず夫々のカ
ムベースサークル中（バルブリフト零）に行なわれなけ
ればならず、該連結切換の制御時期が大巾に制約されて
しまう。

また、前述のカムリフト中にピストンを無理に移動させ
ると、該ピストンが各移動用孔間でロックしてしまう虞
がある。

課題を解決するための手段 本発明は、斯かる従来の問題点に鑑みて案出されたもの
で、ロッカアームを一端側のピボットを支点として揺動
させる所謂ピボットタイプの動弁機構を前提構成として
、とりわけ各ロッカアームを連結部材により一体に連結
すると共に、高速用ロッカアーム一端側の前記ピボット
を機関運転状態に応じて伸縮動させ、あるいは最大伸長
位置で固定する制御機構を設けたことを特徴としている
。

作用 前記構成を有する本発明によれば、機関低回転時には、
制御機構により高速側ピボットを伸縮動自在に制御する
ため、低速用ロッカアームのピボットを支点として全体
のロッカアームを揺動させることができ、これによって
吸気・排気弁のリフト量が小さくなる。一方、高回転時
には、高速側ピボットを最大伸長位置で固定するため、
該高速側ピボットの支点位置において高速用ロッカアー
ムを介して低速用ロッカアーム全体の揺動角度を大きく
することができ、つまり吸気・排気弁のリフト量を太き
（制御できる。したがって、各吸気・排気弁を常に一体
的に開閉作動できることは勿論のこと、各ロッカアーム
の相対角度変位制御を任意のタイミングで行なうことが
可能になる。

実施例 第１図〜第３図は本発明に係る動弁装置をり。

ＨＣ型内燃機関の吸気弁側に適用した第１実施例を示し
、図中１．１はシリンダへラド２に１気筒当たり２つ設
けられた吸気弁、３は機関のクランク軸から駆動力が伝
達されるカムシャフトであって、前記吸気弁１は、シリ
ンダヘッド２のアッパデツキとステム部１ａ上端側のス
プリングリテーナ４との間に装着されたパルプスプリン
グ５によって吸気ポート２ａを閉塞する方向（上方向）
に付勢されている。

また、シリンダへラド２のカム軸受に軸受された前記カ
ムシャフト３は、各気筒毎に第１．第２低速用カム６．
６と、高速用カム７との３つのカムを一体に有しており
、第１低速用カム６は一方の吸気弁ｌに対応する位置に
設けられ、第２低速用カム６は他方の吸気弁】に対応す
る位置に設けられ、また高速用カム７は、両吸気弁１．
　１間に対応する位置つまり両低速用カム６．６間に隣
接して設けられている。また、両低速用カム６．６は、
機関の低速運転域に対応した形状を有し、ベースサーク
ル６ａの外径を比較的小さく設定してリフト部６ｂを低
く形成している。一方、高速用カム７は、機関の高速運
転域に対応した形状を有し、ベースサークル７ａの外径
を各低速用カム６のそれよりも大きく設定してリフト部
７ｂを高く形成している。　さらに、前記各吸気弁１，
１とカムシャフト３との間には、第３図に示すように略
同−形状の第１〜第３のロッカアームたるスイングアー
ム８，８．９が介装されている。すなわち、低速用の第
１．第２スイングアーム８，８は、吸気弁１，１に対応
する位置に配置され、各一端部８ａ、８ａがシリンダヘ
ッド２にロックナツトＩＯを介して固定されたソリ・ノ
ドタイプのピボット１１．１１の球部１１ａ、１１ａに
揺動自在に枢支され、各他端部８ｂ、３ｂが吸気弁１．
１のステムエンドｌｂ、ｌｂに当接している。また、各
第１．第２スイングアーム８，８の略中夫に有する長孔
８ｃ、８ｃ内には、前記低速用カム６゜６の外周面に当
接するローラ１２，１２が支軸１３．１３を介して回転
自在に設けられている。

方、高速用の第３スイングアーム９は、第１．第２スイ
ングアーム８，８の間に配置され、その−端部９ａが後
述する制御機構２０に設けられた可動ピボット１４の球
部１４ａに揺動自在に枢支されている。また、略中夫に
有する長孔９Ｃ内には、前記高速用カム７の外周面に当
接する前記ローラ１２．１２よりも小径なローラ１５が
支軸１６を介して回転自在に収納されている。

さらに、前記各第１〜第３スイングアーム８〜９は、第
３図に示すように他端部８ｂ〜９ｂに横方向に沿って夫
々形成された挿通孔８ｄ〜９ｄを挿通した丸棒状の連結
部材１７によって一体に連結されている。

そして、前記制御機構２０は、第１図に示すように前記
可動ピボット１４の動作を制御する円筒状の制御部２１
と、該制御部２１の制御切換を行なう切換部２２とから
構成されている。前記制御部２１は、シリンダヘッド２
に有する保持孔２ｂに２つの環状シール部材２３．２３
を介して収納された有底筒状のボディ２４と、該ボディ
２４内に上端開口から挿通された前記可動ピボット１４
とボディ底壁２４ａとの間に形成された圧力室２５と、
該圧力室２５内に装着されて前記可動ビボット１４を伸
方向（上方向）に付勢する圧縮スプリング２６と、ボデ
ィ底壁２４ａに形成されて、オイルポンプ２７によって
油供給通路２８に圧送された潤滑油を圧力室２５に導く
連通孔２９と、前記オイルポンプ２７から圧送された潤
滑油を前記圧力室２５内にのみ流入を許容するチエツク
バルブ３０とを備えている。また、ボディ２４の上端に
は、可動ピボット１４の最大伸長移動を規制する断面路
り字形の環状規制部材３１が嵌着されている。さらに、
ボディ２４の側壁には、排出孔３２が半径方向に穿設さ
れている。

前記切換部２２は、シリンダへラド２に傾斜状に形成さ
れて前記排出孔３２と連通ずる収納孔３３と、該収納孔
３３内に液密的に圧入固定された略円筒状のバルブケー
シング３４と、該バルブケーシング３４内の後述する第
２チエツクボール３９を開閉作動させる電磁アクチュエ
ータ３５とを備えている。

前記バルブケーシング３４は、両端壁に穿設された第１
．第２通孔３６．３７を介して内部が排出孔３２と外部
とに連通していると共に、内部に第１通孔３６を開閉す
る第１チエツクボール３８と第２通孔３７を開閉する第
２チエツクボール３９が収納されている。また、第１．
第２チエツクボール３８．３９は、両者の間に弾装され
た樽型のコイルスプリング４０のばね力で夫々第１．第
２通孔３６．３７を閉塞する方向に付勢されている。

前記電磁アクチュエータ３５は、前端に有するブツシュ
ロッド３５ａが収納孔３３と第２通孔３７を介してバル
ブケーシング３４内に出没し、コイルスプリング４０の
ばね力に抗して第２チエツクボール３９を開方向に押圧
するようになっており、またマイクロコンピュータを備
えた制御回路４１によって駆動信号（通電）、停止信号
（非通電）が出力されるようになっている。前記制御回
路４１は、クランク角センサからの機関回転数信号やエ
アフロメータからの吸入空気量信号等に基づいて現在の
機関運転状態を演算し、この信号を電磁アクチュエータ
３５に出力するようになっている。

以下、この実施例の作用について説明する。まず、機関
の低速回転域では、電磁アクチュエータ３５に停止信号
が出力されてブツシュロッド３５ａが第２チエツクボー
ル３９を押圧して第２通孔３７を開成する。このため、
オイルポンプ２７の作動により連通孔２９及びチエツク
バルブ３０を介して圧力室２５に供給された潤滑油は、
排出孔３２から流出して、第１チエツクボール３８を押
し開きながらバルブケーシング３４内を経て、第２通孔
３７から外部に速やかに排出され、これによって、圧力
室２・５内が低圧になる。

このため、可動ピボット１４は、ボディ２４内を自在に
伸縮動ができ、つまり圧縮スプリング２６のばね力に抗
して容易に沈み込むことができる。

したがって、第３スイングアーム９は、高速用カム７と
の摺動により揺動するが、その揺動動作は両吸気弁１．
１の作動に何らの影響を与えない。

依って、第１スイングアーム８は、第１低速用カム６と
の摺動に応じて固定ピボット１１を支点として揺動し、
第２スイングアーム８は第２低速用カムとの摺動に応じ
て同じく固定ピボット１１を支点として揺動する。した
がって、各吸気弁１゜１は、第４図の実線で示すように
各低速用カム６゜６の形状に応じたタイミング及びリフ
ト量で開閉作動する。これによって、低速回転に適した
混合気流人速度が得られ、燃費の低減やノッキングの防
止を図ることができる。

しかも、斯かる固定ピボット１１．１１を支点として第
１．第２スイングアーム８，８が揺動している間におい
ても、高速用カム７と低速用カム６．６とのリフト量の
差を可動ピボット１４の沈み込みによって吸収するため
、第３スイングアーム９と可動ピボット１４との衝接が
回避され、衝突騒音の発生を確実に防止できる。

一方、機関の高速回転域には、電磁アクチュエータ３５
に駆動信号が出力されてプッシュロ０．ド３５ａがバル
ブケーシング３４内から後退し、第２チエツクボール３
９がコイルスプリング４０のばね力で第２通孔３７を閉
塞する。このため、オイルポンプ２７から圧送された潤
滑油は、圧力室２５内に留どまり、該圧力室２５が高圧
になる。

したがって、可動ピボット１４は、この油圧と圧縮スプ
リング２６のばね力によって伸方向（上方向）に押し出
され、第３スイングアーム９のローラ１５１ｉ速用カム
７のベースサークル位置まで押し上げ、以後この位置を
維持する。

このため、第３スイングアーム９は、この位置で高速用
カム７との摺動により可動ピボット１４の球部１４ａを
支点として揺動する。したがって、斯かる高速用カム７
から第３スイングアーム９に入力された作動力が連結部
材１７を介して各第１゜第２スイングアーム８，８に伝
達される。

これにより、該第１．第２スイングアーム８゜８は、第
３スイングアーム９と同一の大きな作動角で揺動し、し
たがって、両吸気弁１，１は、第４図の破線で示すよう
に高速用カム７の形状に応じたタイミング及びリフト量
で開閉作動する。この結果、高速回転に適した多量の混
合気流量が確保され、機関出力の向上が図れる。

しかも、両吸気弁１，１に対する低速用カム６゜６と高
速用カム７との相互の切換制御を、単に可動ピボット１
４の伸縮動あるいは固定制御によって行なうようにした
ため、安定かつ確実な切換制御が可能になると共に、斯
かる切換制御のタイミングを任意に設定できる。

第５図は本発明の第２実施例を示し、油供給通路２８に
、圧力室２５への潤滑油の供給・停止制御を行なう電磁
弁５０を設けたものである。具体的に説明すれば、この
電磁弁５０は、油供給通路２８の途中に横方向に沿って
形成された弁孔５１と、該弁孔５１に摺動自在に収納さ
れたスプール弁５２と、該スプール弁５２を作動させる
ソレノイド部５３とを備えている。前記弁孔５１には、
油供給通路２８の導入部２８ａと導出部２８ｂがオフセ
ット状態に接続されており、またドレン孔５４が接続さ
れている。また、スプール弁５２は、軸部５２ａ先端に
前記導入部２８ａを開閉する第１弁体５２ｂが設けられ
ていると共に、軸部５２ａ基端側に、前記導入部２８ａ
の開閉と同時にドシン孔５４を開閉する第２弁体５２ｃ
が設けられている。即ち、このスプール弁５２は、導入
部２８ａの閉塞時には、弁孔５１を介して導出部２８ｂ
とドレン孔５４を連通させ、導入部２８ａ開成時には、
該導入部２８ａと導出部２８ｂを連通させると共に、空
気導入孔５４を閉塞するようになっている。さらに、前
記ソレノイド部５３は、電磁アクチュエータ３５を作動
させる前記制御回路４１からの出力信号に応じてスプー
ル弁５２を作動させるようになっており、機関低速回転
時にはスプール弁５２を導入部２８ａ閉塞位置（図示位
置）に移動せしめ、高速回転時には導入部２８ａを開成
し、同時にドレン孔５４を閉塞するために図中左方向に
移動させるようになっている。また、前記制御回路４１
は、スプール弁５２が導入部２８ａを開成する時点では
、電磁アクチュエータ３５への駆動信号の出力時期を若
干遅らせる制御を行ない、第２チエツクボール３９によ
る第２通孔３７の閉塞時期を遅らせるようになっている
。

したがって、この実施例によれば、機関低速回転時には
、電磁アクチュエータ３５が前述と同様に第２通孔３７
を開成すると共に、ソレノイド部５３に出力された信号
によってスプール弁５２が図示の如く導入部２８ａを閉
塞すると同時に導出部２８ｂとドレン孔５４を連通させ
る。したがって、圧力室２５内の潤滑油が第２通孔３７
を介して外部へ速やかに排出されると共に、該圧力室２
５にはオイルポンプ２７で圧送された潤滑油が供給され
ないこととなる。このため、圧力室２５内が即座に低圧
となり、各吸気弁１．　１の低リフト制御の切り換え応
答性が良好になる。

しかも、圧力室２５には、可動ピボット１４の伸縮動に
伴いドレン孔５４から吸入した空気が弁孔５１．導出部
２８ｂ、連通孔２９．チエツクバルブ３０を経て導入さ
れるため、圧力室２５内の低圧移行作用が一層助長され
ると共に、十分な低圧状態が維持される。この結果、第
３スイングアーム９と可動ピボット１４間の７リクシヨ
ンを大巾に低下させることができると共に、第１．第２
スイングアーム８，８に対する第３スイングアーム９の
作動の影響が全くな（なる。

一方、高速回転時には、ソレノイド部５３によってスプ
ール弁５２が破線で示すように図中左方向に移動して空
気導入孔５４を閉塞すると同時に導入部２８ａを開成し
て導出部２８ｂと連通させる。したがって、オイルポン
プ２７から圧送された潤滑油が圧力室２５内に供給され
る。その後、タイミングを少し遅らせて電磁アクチュエ
ータ３５が作動し第２チエツクボール３９により第２通
孔３７を閉塞する。

このため、前記の如く先に圧力室２５内に供給された潤
滑油が該圧力室２５内に溜まっている全てのエアを排出
孔３２から第１．第２通孔３６゜３７を通過させて外部
に押し出す。この間、可動ピボット１４はボディ２４内
を摺動しているが、第１チエツクボール３８が第１通孔
３６を閉塞しているため、圧力室２５内にはエアの逆流
による混入が確実に防止され、潤滑油のみが供給される
。

したがって、高速用カム７から第３スイングアーム９へ
のリフトの入力伝達性が良好になる。

第６図は本発明の第３実施例を示し、固定ピボット１１
．１１の球部１１ａ、１１．ａ下端に略コ字形の保持部
材６０．６０を設け、該保持部材６０．６０の内部に第
１．第２スイングアーム８゜８の各一端部８ａ、８ａを
係入し、球部１１ａ。

Ｚａと共働して挾持する構成である。

したがって、第１．第２スイングアーム８，８の一端部
８ａ、８ａが、保持部材６０の反力により各固定ピボッ
ト１１の球部１１ａに適度な圧力で圧接しているため、
各吸気弁１．１の高速用カム７による開閉作動時におい
て第１．第２スイングアーム８，８が第３スイングアー
ム９に追随して作動している場合でも、各球部１１ａ、
ｌｌａに対する各第１．第２スイングアーム一端部８　
ａ　＋８ａの浮き上がりが防止される。この結果、球部
１１ａ、ｌｌａと一端部８ａ、８ａ間の打音の発生が防
止される。

尚、保持部材６０．６０の反力は、球部１１ａ。

１１ａと一端部８ａ、　　８ａとの間の摺動抵抗を増加
させない程度に設定されている。

さらに、上記各実施例にあっては、機関高速回転域にお
ける制御部２１が、常にローラ１５を高速用カム７に摺
接させつつバルブリフトさせるようにする作用をするこ
とから、バルブトレイン中に生ずる摺接部の摩耗に伴う
間隙を零に保つ、所謂ラッシーＬ調整機能をも有する。

本発明は、前記実施例の構成に限定されず、例えば吸気
弁や低速用スイングアームの数を増加することも可能で
あり、また排気弁に適用することも可能である。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、とりわ
け各ロッカアームを連結部材によって横方向へ一体に連
結すると共に、高速用ロッカアームの一端側のピボット
を、制御機構によって機関運転状態に応じて伸縮動させ
あるいは最大伸長位置で固定するようにしたため、吸気
弁あるいは排気弁を休止させることなく開閉作動させる
ことによる弁体へのカーボン等の付着によるシール性の
悪化や燃料溜まり等を防止することができることは勿論
のこと、低速、高速の切り換えをカムベースサークル以
外のカムリフト中にも行なうことが可能となり、したが
って、斯かる切換制御時期の自由度が向上する。

また、本発明は可動ピボットの動作を制御するだけであ
るから、従来のようなピストンのロックの虞がなく、円
滑かつ確実な切換制御が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す第３図のＩ−Ｉ線断
面図、第２図は同第３図の■−■線断面図、第３図は本
実施例に供されるスイングアームを示す平面図、第４図
は本実施例の吸気弁のリフト量を示す特性図、第５図は
本発明の第２実施例を示す第３図の１−１線に対応する
断面図、第６図は第３実施例を示す第３図の■−■線に
対応する断面図である。 １・・−吸気弁、２・・・シリンダヘッド、３・・・カ
ムリフト中 第１．第２スイングアーム（ロッカアーム）、８ａ・・
・−ｉｓ、９・・・第３スイングアーム（Ｏツカア−ム
）、９ａ・・・一端部、１１・・・固定ピボット、■４
１１．可動ピボット、１７・・・連結部材、２０・・・
制御機構。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関と同期回転するカムシャフトに１気筒当たり
   複数のカムを互いに隣接して設けると共に、該各カムに
   夫々個別に当接する低速、高速用の複数のロッカアーム
   を、夫々一端側に有するピボットを支点として揺動自在
   に配置し、前記各カムの回動に応じて前記ロッカアーム
   の他端部で吸気弁あるいは排気弁を開作動させる動弁装
   置において、前記各ロッカアームを連結部材により一体
   に連結すると共に、高速用ロッカアーム一端側の前記ピ
   ボットを機関運転状態に応じて伸縮動させ、あるいは最
   大伸長位置で固定する制御機構を設けたことを特徴とす
   る内燃機関の動弁装置。