JPH0346642B2 - - Google Patents

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吸気ポートまたは排気ポー
トを機関の回転速度に同期して開閉するための動
弁機構に関し、特に機関の回転速度に対応して弁
の作動特性を段階的に変化させる可変制御装置を
具備してなる内燃機関の動弁機構に関する。

＜従来の技術＞ 燃焼室への混合気の送給、及び燃焼ガスの排出
を所定のサイクルに応じて行なわせるために、４
サイクル機関の燃焼室は吸気弁と排気弁とを備え
ており、これら両弁は、バルブステムを囲繞する
ように設けられたバルブスプリングにより常時閉
弁方向に付勢されている。更にこれら両弁は、機
関のクランク軸からベルト・プーリなどを用いて
連結駆動されるカム軸に一体的に設けられたカム
により、上記したバルブスプリングの付勢力に抗
して強制的に押開けられるようにされている。

一方、気筒毎に複数の吸気弁或いは排気弁を設
け、低速運転時には一方の吸気弁、或いは排気弁
を作動させ、高速運転時にはすべての弁を作動さ
せ、同時にこれら弁の作動タイミングを機関の回
転速度に応じて変化させることにより、広い運転
範囲に亘つて燃焼室への混合気の充填効率を向上
させる技術が、種々提案されている。

このような弁作動時期切換装置として、例えば
本出願人による特開昭61−19911号公報に於て、
機関の回転に同期して回転駆動されるカム軸に、
一方の吸気弁或いは排気弁に対応し、しかも機関
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がそれ
ぞれ一体化され、ロツカシヤフトに低速用カムに
摺接すると共に一方の吸気弁或いは排気弁に当接
し得る第１ロツカアームと、他方の吸気弁或いは
排気弁に当接し得る第２ロツカアームと、高速用
カムに摺接する第３ロツカアームとが相互に摺接
して相対角度変位可能に枢支され、これら第１、
第２及び第３ロツカアームが各ロツカアームを一
体的に連結する状態と、各ロツカアームの相対角
度変位を許容する状態との切換を可能にした連結
手段を設けるようにした内燃機関の弁作動休止装
置が提案されている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかるに、例えば吸気弁、排気弁を作動させる
ために、それぞれ１本ずつ専用のカム軸を設けた
所謂DOHC機関の場合、カムの揚程をロツカア
ームを用いて弁に伝達する構造をとる上記した先
行例を応用することは、動弁機構が大型化して好
ましくない。また、機関の高速性能をより高める
べく動弁機構の剛性をより増大させる上では、ロ
ツカアーム式はある程度不利な面があることを否
めない。

このような不都合を改善するには、ロツカアー
ムに替えてバケツト式ダイレクトリフタを用いる
と良いが、ダイレクトリフタは、シリンダヘツド
に設けられたガイド孔にピストン式に摺合するこ
とから、互いに連結された状態で一方の側からの
みカム駆動されると偏荷重が作用するため、摺動
円滑性が損なわれたり、偏摩耗を生じたりする不
都合がある。

本発明はこのような不都合を解消するべく案出
されたものであり、その主な目的は、カムと弁と
の間にダイレクトリフタを用いた上で、これらの
間の連結、非連結に関わらず、偏荷重が作用する
ことのないように改善された内燃機関の動弁機構
を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ このような目的は、２つの低速用カム及び該２
つの低速用カム間に挾まれた１つの高速用カムを
一体的に連設してなるカム軸と、燃焼室の吸気ポ
ート或いは排気ポートに互いに隣接して並列に配
置され、ばね手段によつて常時閉弁付勢された複
数の弁と、前記低速用カムの揚程を前記弁に伝達
するべく前記低速用カムに対応した直動伝達部材
と、前記高速用カムの揚程を前記弁に伝達するべ
く前記高速用カムに対応した遊動伝達部材と、こ
れら両伝達部材の互いに隣接するもの同士間の連
結、非連結を選択的に設定する連結装置とを有す
る内燃機関の動弁機構であつて、前記直動・遊動
両伝達部材は、前記弁の軸方向に摺動自在なよう
に互いに隣接配置された概ねピストン状をなすも
のであり、前記直動伝動部材は、前記低速用カム
の揚程を前記弁に直接伝達するものであり、前記
遊動伝達部材は、これら直動・遊動両伝達部材間
が連結された時にのみ前記高速用カムの揚程を前
記直動伝達部材を介して前記弁に伝達し、かつ非
連結時には遊動するものであることを特徴とする
内燃機関の動弁機構を提供することによつて達成
される。特に、前記直動・遊動各伝達部材の互い
に隣接するもの同士の接触部が面接触し得るよう
に、その外周面の一部を平面に切削すると良い。

＜作用＞ このようにすれば、非連結時には、各伝達部
材、即ち各リフタが、それぞれに対応したカムに
て個別に駆動される。そして連結時には、２つの
低速用カム同士間に挾まれた高速用カムによる駆
動力が、連結状態にある３つのリフタの中央部、
即ち遊動伝達部材に作用することとなる。従つ
て、リフタ間の連結・非連結の状態に関わらず、
各リフタに偏荷重が作用することがない。また特
に、互いに隣接するリフタ同士の接触面を平面に
切削することにより、回り止めを別途設けずに済
む。

＜実施例＞ 以下、本発明の好適実施例を添付の図面につい
て詳しく説明する。

第１図〜第４図は本発明に基づき構成された動
弁機構を示しており、第１図に示されるように、
図示されない内燃機関本体には、一対の吸気弁１
ａ，１ｂが設けられており、これら両吸気弁１
ａ，１ｂは、クランク軸（図示せず）の1/2の速
度で同期駆動されるカム軸２に一体的に設けられ
た卵形断面をなす第１のカムとしての一対の低速
用カム３ａ，３ｂ及び第２のカムとしての単一の
高速用カム４と、これらカム３ａ，３ｂ，４に係
合して直線摺動運動を行なう伝達部材としての第
１〜第３リフタ５〜７との働きにより開閉動作を
行なうようにされている。また、本内燃機関に
は、一対の排気弁（図示せず）が備えられてお
り、上記した吸気弁１ａ，１ｂと同様に開閉駆動
される。

第１〜第３リフタ５〜７は、カム軸２の下方に
機関本体に形成されたガイドブロツク８内に摺動
自在なように互いに隣接して受容されている。そ
して第１及び第３リフタ５，７は基本的に同一形
状とされ、その上面に低速カム３ａ，３ｂが摺接
し、その下部のスカート部の内面に各吸気弁１
ａ，１ｂの上端が当接している。

第２リフタ６は、第１及び第３リフタ５，７間
にてガイドブロツク８内に支持されている。この
第２リフタ６は、第１、第３両リフタ５，７と相
対摺動可能なようにされており、第３図に併せて
示されるように、その上面に高速用カム４が摺接
し、その下部のスカート部内面と機関本体に一体
的に形成されたばね受９との間に、コイルばね１
０が縮設されている。これにより、第２リフタ６
は常時上向きに付勢されており、高速用カム４の
外周面に追従するようにされている。

前記したようにカム軸２には、第１、第３リフ
タ５，７に対応する低速用カム３ａ，３ｂと、第
２リフタ６に対応する高速用カム４とが一体的に
連設されている。そして第４図に良く示されてい
るように、低速用カム３ａ，３ｂは比較的小さな
揚程を有し、機関の低速運転時に適合したカムプ
ロフイルに形成されている。また高速用カム４
は、低速用カム３ａ，３ｂに比して、より広角度
に渡る大きな揚程を有した高速運転時に適合した
カムプロフイルに形成されており、前記したよう
に第２リフタ６の上面にその外周面を摺接してい
る。

これら第１〜第３リフタ５〜７の互いに摺接す
る側壁面５ａ，６ａ，７ａは、平面に研削されて
おり、平面同士にて摺接することにより互いの周
方向の回り止めがなされている（第２図）。

また第２図及び第３図に良く示すように、第２
リフタ６の下端部には、対角方向に一対の半径方
向外向きの突起１２ａ，１２ｂが形成されてお
り、ガイドブロツク８の内面に形成された対応凹
部１３ａ，１３ｂに係合し、これにより第２リフ
タ６の上方へのストロークが規定されている。

これら第１〜第３リフタ５〜７は、各リフタ５
〜７の内部に装着された後記する連結装置１４に
より、一体的に連結されて同時に摺動運動し得る
状態と、切り離されて個別に摺動運動し得る状態
とを、選択的に設定可能なようにされている。

一方、両吸気弁１ａ，１ｂの上部には、リテー
ナ１５ａ，１５ｂがそれぞれ設けられており、こ
れらリテーナ１５ａ，１５ｂと機関本体との間
に、両吸気弁１ａ，１ｂのステム部を囲繞するバ
ルブスプリング１６ａ，１６ｂが介装されてお
り、両弁１ａ，１ｂを閉弁方向、即ち第１図に於
ける上方に向けて付勢している。

第１図に良く示されるように、第１、第３リフ
タ５，７には、それぞれ両側面間を貫通するガイ
ド孔２０，２１が、カム軸２に平行して穿設され
ている。この両ガイド孔２０，２１の内端側に
は、縮径された小径部２２，２３が形成され、こ
れに伴い段部２４，２５が形成されている。

第２リフタ６には、第１、第３両リフタ５，７
の両ガイド孔２０，２１に対応するガイド窪み２
６ａ，２６ｂが両側面にそれぞれ穿設されてい
る。

上記した両ガイド孔２０，２１の内部には、ガ
イド孔２０，２１の小径部２２，２３に摺合する
と共にその外端部に拡径段部２７，２８が形成さ
れたピストン２９，３０がそれぞれ受容されてい
る。これら両ピストン２９，３０は、拡径段部２
７，２８とガイド孔２０，２１の段部２４，２５
との間に縮設されたコイルばね３１，３２によ
り、常時没入方向に付勢されている。また両ガイ
ド孔２０，２１の外端側には、ストツプリング３
３がそれぞれ嵌着されており、これにより両ピス
トン２９，３０の抜け止めがなされている。そし
て両ピストン２９，３０の軸線方向寸法は、一端
がそれぞれストツプリング３３に当接した時に、
ガイド孔２０，２１のガイド窪み２６ａ，２６ｂ
に臨む端面から突出しないように定められてい
る。

ガイドブロツク８内には、図示されない油圧供
給装置に連通する通路３４ａ，３４ｂがそれぞれ
穿設されており、第１、第３リフタ５，７のガイ
ド孔２０，２１の外端側にそれぞれ連通し、第
１、第３リフタ５，７のカムによる摺動範囲にわ
たつて両ピストン２９，３０の外端面に直接油圧
を作用させるようにされている。

次に以上説明した本装置の作動の要領について
説明する。

第１，２図を参照して、機関の中低速度域にあ
つては、図示されない制御弁を閉弁することによ
り、連結装置１４の両ガイド孔２０，２１には油
圧が供給されず、各ピストン２９，３０は各コイ
ルばね３１，３２の弾発力により第１図に示すよ
うに各ガイド孔２０，２１内にそれぞれ整合し、
従つて各リフタ５〜７は互いに相対変位が可能で
ある。

このような連結装置１４の連結解除状態にあつ
ては、カムム軸２の回転動作により、第１、第３
リフタ５，７は低速用カム３ａ，３ｂとの摺接に
応じて摺動し、両吸気弁１ａ，１ｂがその開弁時
期を遅くすると共に閉弁時期を早くし、しかもリ
フト量も小さくして開閉駆動される。この時、第
２リフタ６は高速用カム４との摺接により摺動す
るが、その摺動動作は両吸気弁１ａ，１ｂの作動
に何の影響も及ぼさない。

機関の高速運転に際しては、制御弁を開弁する
ことにより、作動油供給通路３４ａ，３４ｂを介
して、連結装置１４の両ガイド孔２０，２１内に
作動油圧が供給される。これにより、第２図に示
されるように、両ピストン２９，３０はコイルば
ね３１，３２の付勢力に抗して第２リフタ６側に
移動する。この結果、両ピストン２９，３０の内
端部がそれぞれ第２リフタ６のガイド窪２６ａ，
２６ｂ内に突入し、第１〜第３リフタ５〜７が互
いに連結される。

以上のようにして、第１〜第３リフタ５〜７が
連結装置１４により相互に連結された状態にあつ
ては、高速用カム４に摺接した第２リフタ６の摺
動量が最も大きくなることから、第１及び第３リ
フタ５，７は第２リフタ６と共に摺動する。従つ
て、両吸気弁１ａ，１ｂが、高速用カム４のカム
プロフイルに従つてその開弁時期を早くすると共
に閉弁時期をも遅くし、しかもリフト量も大きく
して共に開閉駆動される。

尚、連結装置１４の作動状態によつては、一方
のリフタが高速用カムにて駆動され、他方のリフ
タが低速用カムにて駆動される状態となり、この
時は、一方のリフタには偏荷重が作用する状態と
なり得るが、このような状態は過渡状態に限られ
るので、さほど大きな影響を及ぼすものではな
い。

上記実施例にに於ては、カムとリフタ、及びリ
フタと弁間の隙間（所謂タペツトクリアランス）
が適当でないと、第１、第２両リフタが整合せ
ず、連結時のピストンの運動に支障を生ずること
が考えられるが、これは一般の機関と同様に、リ
フタと弁との間にシムを介して調整したり、或い
は油圧式ラツシユアジヤスタを設けるようにすれ
ば良い。

＜発明の効果＞ このように本発明においては、弁の摺動軸と同
軸的に摺動するダイレクトリフタを、低速用カム
にてそれぞれ駆動され、かつ弁に直接当接する２
つのリフタと、これらの中間部にて高速用カムに
て駆動され、かつ非連結時には遊動する１つのリ
フタからなるものとし、低速時には各リフタ間の
連結を解除し、高速時には各リフタ間を連結する
ようにしたため、連結、非連結の状態に関わら
ず、各リフタに偏荷重が作用せずに済む。また、
互いに隣接するリフタ同士の接触面を平面に切削
することにより、回り止めを別途設けずに済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弁作動時期切換装置の低
速運転状態を一部切除して示す立面図である。第
２図は高速運転状態を示す第１図の−線に沿
う断面図である。第３図は第２図の−線に沿
う断面図である。第４図は一部切除して示す第２
図の矢視図である。 １ａ，１ｂ……吸気弁、２……カム軸、３ａ，
３ｂ……低速用カム、４……高速用カム、５……
第１リフタ、６……第２リフタ、７……第３リフ
タ、８……ガイドブロツク、９……ばね受、１０
……コイルばね、１２ａ，１２ｂ……突起、１３
ａ，１３ｂ……凹部、１４……連結装置、１５
ａ，１５ｂ……リテーナ、１６ａ，１６ｂ……バ
ルブスプリング、２０，２１……ガイド孔、２
２，２３……小径部、２４，２５……段部、２６
ａ，２６ｂ……ガイド窪み、２７，２８……拡径
段部、２９，３０……ピストン、３１，３２……
コイルばね、３３……ストツプリング、３４ａ，
３４ｂ……通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２つの低速用カム及び該２つの低速用カム間
   に挾まれた１つの高速用カムを一体的に連設して
   なるカム軸と、燃焼室の吸気ポート或いは排気ポ
   ートに互いに隣接して並列に配置され、ばね手段
   によつて常時閉弁付勢された複数の弁と、前記低
   速用カムの揚程を前記弁に伝達するべく前記低速
   用カムに対応した直動伝達部材と、前記高速用カ
   ムの揚程を前記弁に伝達するべく前記高速用カム
   に対応した遊動伝達部材と、これら両伝達部材の
   互いに隣接するもの同士間の連結、非連結を選択
   的に設定する連結装置とを有する内燃機関の動弁
   機構であつて、 前記直動・遊動両伝達部材は、前記弁の軸方向
   に摺動自在なように互いに隣接配置された概ねピ
   ストン状をなすものであり、 前記直動伝達部材は、前記低速用カムの揚程を
   前記弁に直接伝達するものであり、 前記遊動伝達部材は、これら直動・遊動両伝達
   部材間が連結された時にのみ前記高速用カムの揚
   程を前記直動伝達部材を介して前記弁に伝達し、
   かつ非連結時には遊動するものであることを特徴
   とする内燃機関の動弁機構。 ２ 前記直動・遊動各伝達部材の互いに隣接する
   もの同士の接触部が面接触し得るように、その外
   周面の一部を平面に切削したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の動弁機
   構。