JPH0346643B2 - - 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回転速度に応じて吸気弁或
いは排気弁の作動時期および／または揚程を段階
的に変化させるための切換装置に関する。

＜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特性を機関の回転速度
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。

このような弁作動特性可変制御装置として、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。そしてこの連結装置と
して、各ロツカアームを連通するように内設され
たガイド孔内にピストンを摺合させ、このピスト
ンを油圧作動させることにより、各ロツカアーム
同士を連結し得るようにした構造が同明細書に開
示されている。

しかるに、上記した構造によると、各ロツカア
ームのカムスリツパ面にカムのベース円が摺接し
た状態にて各ロツカアームのガイド孔同士が整合
し、この状態にてピストンを作動させるようにし
ている。従つて、互いに隣接するロツカアームの
弁隙間（所謂タペツトクリアランス）が不均一で
あると、各ガイド孔の軸心に偏差を生じてしま
い、ピストンの円滑な摺動運動に支障を生ずるこ
とが考えられる。そのため、常時タペツトクリア
ランスを適正に保持すべく、保守インタバルを短
くせねばならないなど、精度の維持管理を煩雑化
する不都合があつた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ このような不都合を是正するためには、基本的
にタペツトクリアランスが自動的に調整される油
圧式ラツシユアジヤスタを設けることが考えられ
るが、上記した弁作動特性可変制御装置を備えた
動弁機構に従来型式のラツシユアジヤスタを設け
ようとすると、例えばロツカアームのバルブステ
ムに対する当接端にラツシユアジヤスタを設けた
場合には、連結装置との干渉を避ける都合上ロツ
カアームが大型化してしまい、慣性質量が増大し
て好ましくない。

プランジヤの突端にボールジヨイントを形成し
たラツシユアジヤスタにより、ロツカアームをピ
ボツト支持した構造も知られており、ロツカアー
ム構造を小形化する上では有利であるが、揺動中
心が変位すると共に、ロツカアームがボールジヨ
イント式に支持されることから、連結装置のガイ
ド孔の軸線にずれを生ずることが避けられない。

このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の
主な目的は、その作動の確実性を損うことなく油
圧式ラツシユアジヤスタを組込むことの可能な内
燃機関の弁作動特性可変制御装置を提供すること
にある。

＜問題点を解決するための手段＞ このような目的は、本発明によれば、クランク
軸と同期回転すると共に、機関の低速運転に適合
した低速用カム及び機関の高速運転に適合した高
速用カムを一体的に形成してなるカム軸と、燃焼
室の吸気ポート或いは排気ポートに設置され、ば
ね手段により常時閉弁付勢されると共に前記カム
により開弁駆動される弁と、前記低速、高速両カ
ムにそれぞれ対応し、これら両カムの揚程を前記
弁に付与すべく互いに隣接してロツカシヤフトに
枢支されたロツカアームと、これらロツカアーム
間の連結、非連結の選択切換を行なう連結手段と
を有する内燃機関の弁作動特性可変制御装置であ
つて、前記連結手段が、前記両ロツカアームに内
設されたガイド孔に摺合するピストンの位置を変
位させることにより前記両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間の相対角度変
位を許容する状態との選別切換がなし得るもので
あると共に、前記ロツカシヤフトが、少なくとも
２つの油圧式ラツシユアジヤスタを介して機関本
体に支持されていることを特徴とする内燃機関の
弁作動特性可変制御装置を提供することにより達
成される。

＜作用＞ このようにすれば、高速時には各ロツカアーム
を連結して作動させることにより高速回転に適合
したカムにより開弁駆動され、低速時には各ロツ
カアーム間の連結を解除して低速回転に適合した
カムにより開弁駆動される。

そしてロツカアームがロツカシヤフトに枢支さ
れていることから、各ロツカアーム間にずれを生
ずることがなく、しかも油圧式ラツシユアジヤス
タによりタペツトクリアランスが適正に保たれ
る。

＜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１ａ，１ｂが設けられ
ており、これら両吸気弁１ａ，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一対
の低速用カム３ａ，３ｂ及び単一の高速用カム４
と、これらカム３ａ，３ｂ，４に係合して揺動運
動を行なう第１〜第３ロツカアーム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ロツカアーム５〜７は、カム軸２の
下方に該カム軸２と平行に固設されたロツカシヤ
フト８に揺動自在なように互いに隣接して枢支さ
れている。第１及び第３ロツカアーム５，７は基
本的に同一形状とされ、その基端部がロツカシヤ
フト８に枢支されており、それぞれの遊端部５
ｂ，７ｂが両吸気弁１ａ，１ｂの上方に延出され
両吸気弁のバルブステム上端に当接している。

第２ロツカアーム６は、第１及び第３ロツカア
ーム５，７間でロツカシヤフト８に枢支されてい
る。この第２ロツカアーム６は、ロツカシヤフト
８から両吸気弁１ａ，１ｂの中間に向けて僅かに
延出されており、第２図に良く示されているよう
に、その遊端の上面には高速用カム４に摺接する
カムスリツパ６ａが形成され、下面にはシリンダ
ヘツド９に穿設されたガイド孔９ａに摺合するリ
フタ１０の上端面が当接している。そしてリフタ
１０の内面とガイド孔９ａの底面との間には、コ
イルばね１１が縮設され、リフタ１０を常時上向
きに付勢しており、これにより第２ロツカアーム
６のカムスリツパ６ａが、高速用カム４に常時摺
接するようにされている。

前記したようにカム軸２は、機関本体の上方に
回転自在なように枢支されており、第１、第３ロ
ツカアーム５，７に対応する低速用カム３ａ，３
ｂと、第２ロツカアーム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３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おり、第
１、第３ロツカアーム５，７の中央部上面に形成
されたカムスリツパ５ａ，７ａにその外周面を摺
接し得るようにされている。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ロツカアーム６のカムスリツパ６ａにその
外周面を摺接している。尚、第３図に於てリフタ
１０は図示省略されている。

これら第１〜第３ロツカアーム５〜７は、各ロ
ツカアーム５〜７の中央部を貫通してロツカシヤ
フト８と平行に穿設された孔内に装着された後記
する連結装置１２により、各ロツカアーム５〜７
間が互いに一体的に連結されて同時に揺動し得る
状態と、各ロツカアーム５〜７間が分離されて個
別に揺動し得る状態とを、選択的に切換可能なよ
うにされている。

一方、両吸気弁１ａ，１ｂの上部には、リテー
ナ１３ａ，１３ｂがそれぞれ設けられており、こ
れらリテーナ１３ａ，１３ｂ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１４ａ，１４ｂが介装されてお
り、両弁１ａ，１ｂを閉弁方向、即ち第３図に於
ける上方に向けて付勢している。

ロツカシヤフト８は、第４図に示すように、各
ロツカアーム５〜７を互いに隣接して枢支すると
共に、その両端部を一対の油圧式ラツシユアジヤ
スタ４０を介してシリンダヘツド９に支承されて
いる。ロツカシヤフト８の第４図に於ける左端に
は拡径段部８ａが形成され、第１ロツカアーム５
の側端面に当接している。そして右端にはスラス
トワツシヤ１５を介してストツプリング１６が嵌
着されており、これらにより、各ロツカアーム５
〜７のロツカシヤフト８からの抜け止めがなされ
ている。

ロツカシヤフト８は、その両端部に穿設された
取付孔１７ａ，１７ｂ内に、油圧式ラツシユアジ
ヤスタ４０の半球状をなす頭部１８ａ，１８ｂを
受容することにより、ラツシユアジヤスタ４０と
結合している。そしてラツシユアジヤスタ４０と
ロツカシヤフト８との結合部に於ける第１、第３
ロツカアーム５，７の基端部には扇形の切欠部１
９ａ，１９ｂが形成され（第３図）、両ロツカア
ーム５，７の揺動が、ラツシユアジヤスタ４０に
より妨げられることのないようにされている。

ロツカシヤフト８の左端には、ユニオンナツト
２０により導油管２１が固着されており、ロツカ
シヤフト８内に穿設された油路２２を介して後記
する連結装置１２に対して作動油圧を供給し得る
ようにされている。

ロツカシヤフト８を支承する油圧式ラツシユア
ジヤスタ４０は、第５図に示すように公知形式の
ものであり、ほぼ有底筒状をなすケーシング４１
内に、頭部に半球面が形成されたプランジヤ４２
を摺合してなり、プランジヤ４２の内部に低圧室
４３を、そしてプランジヤ４２の底壁外面とケー
シング４１の内面との間に高圧室４４をそれぞれ
郭成している。

プランジヤ４２の底壁には通孔４５が開設され
ており、高圧室４４側に設けられたボール式チエ
ツク弁４６により、両室４３，４４の圧力差に応
じての通孔４５の連通が断続し得るようにされて
いる。また、高圧室５５内にはコイルばね４７が
縮設されており、プランジヤ４２が常時上向きに
押圧付勢されている。そしてプランジヤ４２の周
壁及びケーシング４１の周壁には、それぞれ油孔
４８，４９が開設されており、シリンダヘツド９
内に穿設された油路５０をを介して低圧室４３内
部に潤滑油が供給される。

第６図及び第７図に良く示されるように、第１
ロツカアーム５には、第２ロツカアーム６側に向
けて開放する第１ガイド孔２７が、ロツカシヤフ
ト８に平行して穿設されている。この第１ガイド
孔２７の底部側は、縮径された小径部２８が形成
され、これに伴い段部２９が形成されている。

第２ロツカアーム６には、第１ロツカアーム５
の第１ガイド孔２７に連通する第２ガイド孔３０
が両側面間を貫通して穿設されている。

第３ロツカアーム７には、第２ガイド孔３０に
連通する第３ガイド孔３１が穿設されている。こ
の第３ガイド孔３１の底部側は、第１ガイド孔２
７と同様に段部３２と小径部３３とが形成され、
更に第３ガイド孔３１の底壁を貫通する小径の貫
通孔３４が、第３ガイド孔３１との同心にて穿設
されている。

これら第１〜第３ガイド孔２７，３０，３１の
内部には、第１及び第２ロツカアーム５，６を連
結する位置及びその連結を解除する位置間で移動
し得る第１ピストン３５と、第２及び第３ロツカ
アーム６，７を連結する位置及びその連結を解除
する位置間で移動可能な第２ピストン３６と、両
ピストン３５，３６の移動を規制するストツパ２
７と、両ピストン３５，３６を連結解除位置側に
付勢するコイルばね３８とが装着されている。

第１ピストン３５は第１ガイド孔２７と第２ガ
イド孔３０に摺合し、これにより第１ガイド孔１
７の底面と第１ピストン３５の端面との間に油圧
室３９が郭成されている。また、油圧室３９は第
１ロツカアーム５内に穿設された油路３９ａを介
してロツカシヤフト８内の油路２２に連通してお
り、導油管２１を介して供給される作動油を、第
１ロツカアーム５の揺動状態の如何に拘らず、常
に油圧室３９内に導入し得るようにされている。

第１ピストン３５の軸線方向寸法は、その一端
が第１ガイド孔２７内の段部２９に当接した際
に、その他端が第１ロツカアーム５の第２ロツカ
アーム６に臨む側面から突出しないように設定さ
れている。

第２ピストン３６は、その軸線方向寸法を第２
ガイド孔３０の全長に等しくされており、第２ガ
イド孔３０と第３ガイド孔３１とに摺合し得るよ
うにされている。

ストツパ３７は、一端に第３ガイド孔３１に摺
合する円板部３７ａが形成され、他端に貫通孔３
４に挿通する案内棒３７ｂが形成されている。更
にストツパ２７の円板部３７ａと第３ガイド孔３
１の小径部３３の底部との間には、案内棒３７ｂ
を外囲して前記したコイルばね３８が介装されて
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６，７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１２の油圧室３９には油圧が供給さ
れず、各ピストン３５，３６はコイルばね３８の
付勢力により第６図に示すように各ガイド孔２
７，３０内に整合し、従つて各ロツカアーム５〜
７は互いに相対角変位が可能である。

このような連結装置１２の連結解除状態にあつ
ては、カム軸２の回転動作により、第１、第３ロ
ツカアーム５，７は低速用カム３ａ，３ｂとの摺
接に応じて揺動し、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ロツカアーム６は高速用カム４との摺接
により揺動するが、その揺動動作は両吸気弁１
ａ，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、導油管２１、ロツカシヤフト８の油
路２２、及び第１ロツカアーム５の油路３９ａを
介して、連結装置１２の油圧室３９に作動油圧が
供給される。これにより、第７図に示されるよう
に、第１ピストン３５は、コイルばね３８の付勢
力に抗して第２ロツカアーム６側に移動し、第２
ピストン３６は、第１ピストン３５に押されて第
３ロツカアーム７側に移動する。この結果、スト
ツパ３７の円板部３７ａが段部３２に当接するま
で第１及び第２ピストン３５，３６が共に移動
し、第１ピストン３５により第１及び第２ロツカ
アーム５，６が連結され、第２ピストン３６によ
り第２及び第３ロツカアーム６，７が連結され
る。

以上のようにして、第１〜第３ロツカアーム５
〜７が連結装置１２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ロツカ
アーム６の揺動量が最も大きくなることから、第
１及び第３ロツカアーム５，７は第２ロツカアー
ム６と共に揺動する。従つて、両吸気弁１ａ，１
ｂ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。

上記した構成の弁作動特性可変制御装置に於て
は、所謂タペツトクリアランスと呼ばれるリンク
間の隙間が均一でないと切換ピストン３５，３６
の円滑な作動が阻害される虞れがある。そこで本
発明によれば、ロツカシヤフト８に油圧式ラツシ
ユアジヤスタを設けることにより、タペツトクリ
アランスが自動的に調節されるようにしている。

第３図に示すように、各カムスリツパ５ａ，７
ａ，６がカムのベース円Ｃに摺接している状態に
あつては、ラツシユアジヤスタ４０のプランジヤ
４２に対して何ら外力は作用せず、従つて、プラ
ンジヤ４２はコイルば４７の付勢力によつてのみ
押上げられ、これにより各ロツカアームの遊端と
バルブステム端との当接面と、低速用カム３ａ，
３ｂとカムスリツパ５ａ，７ａとの当接面との間
隙を０にしている。

カム３ａ，３ｂがロツカアーム５，７を押し始
めると吸気弁１ａ，１ｂ及びプランジヤ４２を共
に押し下げる向きに力が作用する。このため高圧
室４４内の圧力が増大し、チエツク弁４６が通孔
４５を閉塞する。これにより両ラツシユアジヤス
タ４０の半球状頭部１８ａ，１８ｂの高さ位置が
固定され、各当接面の隙間が０に保たれたまま吸
気弁１ａ，１ｂがリフトを開始する。

カム軸２が回転して、再びベース円Ｃ部分にカ
ムスリツパ５ａ，７ａが摺接すると吸気弁１ａ，
１ｂが閉じ、プランジヤ４２に加わる圧力が減少
することから、チエツク弁４６が通孔４５を開放
し、ばね４７の付勢力のみがロツカシヤフト８を
押し上げる。そして油孔５１及びケーシング４１
とプランジヤ４２との間からリークした潤滑油に
ついては、シリンダヘツド９内に形成された油路
５０及び両油孔４８，４９を介して補給される。

尚、切換ピストンの駆動手段としては、上記し
た油圧駆動のみならず、電気的或いは機械的な装
置によることもできる。

上記実施例に於ては、３分割ロツカアームにて
２弁共に作動特性を変化させるもののについて説
明したが、本発明は、２分割ロツカアームにて、
所定の回転速度で一方の弁を休止するように構成
された弁作動特性可変制御装置にも等しく応用可
能である。

＜発明の効果＞ このように本発明によれば、極めて好適に弁作
動特性可変制御装置に油圧式ラツシユアジヤスタ
を組込むことが可能となり、この種の弁作動特性
可変制御装置を備えた動弁機構に於けるバルブク
リアランスを常に適正に保つことができることか
ら、弁作動特性可変制御装置の動作の信頼性を高
めると同時に、動弁機構のメインテナンスフリー
化を推進する上に効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づき構成された動弁機構を
示す上面図である。第２図は第１図に於ける−
線に沿う断面図である。第３図は一部切除して
示す第１図に於ける矢視図である。第４図は第
１図に於ける−線に沿う断面図である。第５
図は油圧式ラツシユアジヤスタの一例を示す拡大
断面図である。第６図は低速運転時を示す第３図
に於ける−線に沿う断面図である。第７図は
高速運転時を示す第６図と同様な断面図である。 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ロツカアーム、６……第２ロツカアーム、７
……第３ロツカアーム、５ａ〜７ａ……カムスリ
ツパ、８……ロツカシヤフト、８ａ……拡径段
部、９……シリンダヘツド、９ａ……ガイド孔、
１０……リフタ、１１……コイルばね、１２……
連結装置、１３ａ，１３ｂ……リテーナ、１４
ａ，１４ｂ……バルブスプリング、１５……スラ
ストワツシヤ、１６……ストツプリング、１７
ａ，１７ｂ……取付孔、１８ａ，１８ｂ……頭
部、１９ａ，１９ｂ……切欠部、２０……ユニオ
ンナツト、２１……導油管、２２……油路、２７
……第１ガイド孔、２８……小径部、２９……段
部、３０……第２ガイド孔、３１……第３ガイド
孔、３２……段部、３３……小径部、３４……貫
通孔、３５……第１ピストン、３６……第２ピス
トン、３７……ストツパ、３７ａ……円板部、３
７ｂ……案内棒、３７ｃ……軸線方向溝、３８…
…コイルばね、３９……油圧室、３９ａ……油
路、４０……油圧式ラツシユアジヤスタ、４１…
…ケーシング、４２……プランジヤ、４３……低
圧室、４４……高圧室、４５……通孔、４６……
チエツク弁、４７……コイルばね、４８，４９…
…油孔、５０……油路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランク軸と同期回転すると共に、機関の低
   速運転に適合した低速用カム及び機関の高速運転
   に適合した高速用カムを一体的に形成してなるカ
   ム軸と、燃焼室の吸気ポート或いは排気ポートに
   設置され、ばね手段により常時閉弁付勢されると
   共に前記カムにより開弁駆動される弁と、前記低
   速、高速両カムにそれぞれ対応し、これら両カム
   の揚程を前記弁に付与すべく互いに隣接してロツ
   カシヤフトに枢支されたロツカアームと、これら
   ロツカアーム間の連結、非連結の選択切換を行な
   う連結手段とを有する内燃機関の弁作動特性可変
   制御装置であつて、 前記連結手段が、前記両ロツカアームに内設さ
   れたガイド孔に摺合するピストンの位置を変位さ
   せることにより前記両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間の相対角度変位を
   許容する状態との選択切換がなし得るものである
   と共に、 前記ロツカシヤフトが、少なくとも２つの油圧
   式ラツシユアジヤスタを介して機関本体に支持さ
   れていることを特徴とする内燃機関の弁作動特性
   可変制御装置。