JPH0364607A - 内燃機関の弁作動時期切換装置 - 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、回転速度に応じて吸気弁あるいは排気弁の作
動時期を段階的に変化させるための内燃機関の弁作動時
期切換装置に関する。

（従来の技術） 燃焼室への混合気の送給、および燃焼ガスの排出を所定
のサイクルに応じて行わせるため、４サイクル機関の燃
焼室は吸気弁と排気弁とを備えている。また、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
スプリングで常時閉弁方向に付勢されている。さらに、
これら両弁は、機関のクランクシャフトからベルト・プ
ーリなどを用いて連続駆動されるカムシャフトに一体的
に設けられたカムにより、上記バルブスプリングの付勢
力に抗して強制的に押し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あるいは排気弁を設け、低
速運転時に一方の吸気弁あるいは排気弁を作動させ、高
速運転時には全ての弁を作動させるとともに、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、
広い運転範囲にわたって燃焼室への混合気の充填効率を
向上させるようにした技術は、例えば実開昭６３−６７
６０３号公報などで提案されている。

この実開昭６３−６７６０３号公報にはクランクシャフ
トと同期回転するとともに機関の運転速度に応じて形状
が設定された第１のカムと第２のカムとを一体的に連設
してなるカムシャフトと、燃焼室の吸気ポートあるいは
排気ポートに設定されたばね手段により常時閉弁付勢さ
れているとともに、上記カムにより開弁駆動される弁と
、上記カムに摺接し上記カムの揚程を上記弁に伝達する
第１の伝達部材と、上記第２のカムに摺接し上記カムの
揚程を上記弁に伝達する第２の伝達部材と、上記第１．
第２の両伝達部材間の連結・非連結を選択する連結ｉｔ
ｉを備えた弁作動時期切換装置が開示されている。また
、その連結機構として、上記第１．第２の伝達部材に連
通して設けられたガイド孔内にピストンを摺合させ、通
常はスプリングの付勢力で一方の伝達部材側のカイト孔
内に移動しているピストンを、スプリングの付勢力に抗
して油圧を作用させ一方の伝達部材側から両伝達部材を
連結する位置に移動させて各伝達部材同志を連結し得る
ようにした構造が開示されている。そして、この連結８
１横では、油圧が作用すると直ぐにピストンを他方の伝
達部材側に押し付ける構造になっている。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の弁作動時期切換装置における連
結機構では、ピストンが油圧の作用を受けると直ぐに他
方の伝達部材側に押し付けられる構造になっている。す
なわち、例えばカムが揚程している間に油圧がかかつて
も、各伝達部材同志のガイド孔が一直線上に並ぶまでピ
ストンは移動連結されず、単に他方の伝達部材に圧接さ
れた状態におかれる。したがって、揚程が終了しガイド
孔が一直線上に並んだ直後に油圧がかけられたときは、
次の揚程が終了してガイド孔が一直線上に並ぶまで、こ
の圧接状態が保持されることになる。このため、ピスト
ンが摩耗し易くなって寿命を短くする問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的はピストンの移動を小さな操作力で切り換えでき
るとともに、摩耗を少なくすることのできる構造にした
内燃機関の弁作動時期切換装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明に係る内燃機関の弁作動
時期切換装置は、第１．第２の両伝達部材との間の連結
・非連結を選択する連結機構を、前記第１．第２の伝達
に対応して設けられたガイド孔と、前記ガイド孔の少な
くともいずれか一方側に設けられて他方側のガイド孔に
出没自在に摺動するピストンと、前記一方の伝達部材に
設けられ前記ピストンを常時前記一方の伝達部材側から
他方の伝達部材側へ移動する力を弾発付勢している第１
の付勢手段と、前記ピストンを所定の条件のもとにおい
て他方の伝達部材側から前記一方の伝達部材側へ没入す
る力を付与する第２の付勢手段と、前記カムで上下動さ
れる一方の伝達部材に形成されたタイミングカム面を有
するタイミングカム手段と、前記タイミングカム手段の
制御で前記ピストンの移動通路内に出没されて前記ピス
トンの前記突き出しを規制するタイミング制御部材と、
常に前記タイミング制御部材を前記タイミングカム面に
押圧付勢しておく第３の付勢手段とで構成したものであ
る。

（作用） この構成によれば、ピストンは、タイミングカム手段の
制御でタイミング制御部材がピストンの移動通路外に移
動しない限り、作動油圧が加えられても他方の伝達部材
側へは移動しない、そして、タイミング制御部材が移動
通路外へ移動するとピストンの規制が解かれて他方の伝
達部材側へ移動し、両伝達部材間を連結させることがで
きる。したがって、ピストンはガイド孔が一直線上に並
ぶ直前にだけ他方の伝達部材に圧接され、それ以外は圧
接されないので、ピストンの摩耗を減らして寿命を向上
させることができる。

〈実施例） 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図乃至第６図は、本発明の一実施例を示したもので
ある６図において、機関本体に設けられた一対の吸気弁
１ａ、ｌｂは、クランクシャフト（不図示）の１７２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
た第１のカムとしての一対の低速用カム３．ａ、３ｂお
よび低速用カム３ａ、３ｂよりも大きな揚程が得られる
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う伝達部材
としての第１のパケットリフタ５．第２のパケットリフ
タ６、第３のパケットリフタ７との働きで開閉動作が行
われるようになっている。また、この内燃機関には、一
対の排気弁（不図示）が備えられており、これらの排気
弁も前述の吸気弁１ａ、ｌｂと同様に開閉作動される。

第１．第２．第３のパケットリフタ５，７は、例えばア
ルミニューム合金などの非磁性体材料からなり、カムシ
ャフト２の下側で機関本体に形成されたガイドブロック
８内に摺動自在な状態で互いに離接して配置されている
。また、第１のパケットリフタ５と第３のパケットリフ
タ７とは、基本的に同一な形状で形成されている。そし
て、第１のパケットリフタ５の上面と第２のパケットリ
フタ７の上面には低速カム３ａ、３ｂがそれぞれ摺接し
、逆にその下部側の内面に各吸気弁１ａ、ｌｂの上端が
当接している。

一方、第２のパケットリフタ６は、第１と第３のパケッ
トリフタ５，７との間で、ガイドブロック８内に支持さ
れ、第１．第３のパケットリフタ５．７と相対摺動可能
な状態で配置されている。

そして、この第２のパケットリック６の上面に高速用カ
ム４が摺接し、逆にその下部側のスカート部内面と第１
．第３のパケットリフタ５，７に形成されたばね受は部
５ａ、７ａとの間には圧縮コイルばね１０が介装されて
いる。これにより、第２のパケットリフタ６は常時上向
きに付勢されていて、高速用カム４と摺接状態が保持す
るようにされている。

また、第１．第２．第３のパケットリフタ５゜６．７の
互いに摺接する側壁面は平面に研削されており、この平
面同志で摺接することによって互いの周方向の回り止め
がなされている（第６図参照〉、そして、これら第１．
第２．第３のパケットリフタ５，６．７は、後述する連
結機ｔ＃１１により、一体向摺動し得る状態と、相体変
位し得る状態、すなわち連結・非連結の切り換えが可能
なようにされている。

一方、両吸気弁１ａ、１１：＋の上部にはリテーナ１２
ａ、１２ｂがそれぞれ設けられている。また、これらリ
テーナ１２ａ、１２ｂと機関本体との間に、両吸気弁１
ａ、ｌｂのステム部を囲繞するバルブスプリング１３ａ
、１３ｂが介装されており、両吸気弁１ａ、ｌｂを閉弁
方向、すなわち第１図における上方に向けて付勢してい
る。

また、第１．第３のパケットリフタ５，７の上部には、
両側面間を貫通するガイド孔１４．１５がカムシャフト
２に平行に、かつ互いに軸心を等しくして穿設されてい
る。そして、第２のバケットリック６には、これらガイ
ド孔１４．１５にそれぞれ同心、同径にて円筒状のガイ
ド窪み１６ａ、１６ｂが形成され、各ガイド窪み１６ａ
、１６ｂとの間が小孔１６ｃで連通されている。なお、
この小孔１６ｃは油路１６ｄを介して油圧供給源（不図
示）に連通されている。

さらに、第１．第３のバケットリフタ５，７の両方イド
孔１４．１５内には、連結機構１１を構成する第１のピ
ストン３０と、第２のピストン３１およびリターンスプ
リング３２がそれぞれ対向し合って、左右対称な状態で
順次装着されている。すなわち第１のピストン３０が互
いに第１のバケットリフタ６側に位置し、リターンスプ
リング３２が外端部側に配置され、各リターンスプリン
グ３２で第１のピストン３０を各々内側へ付勢している
。なお、連結機ｉｌｌにおける第１のピストン３０と第
２のピストン３１との間は、第５図に要部を拡大して示
しているように、カギ状をした第１の係合部３１ａと、
この第１の係合部３１ａ内に差し込まれて係合された７
字状の第２の係合部３０ａとで互いに連結されている。

また、第１の係合部３１ａと第２の係合部３０ａとの間
はシャフト方向での遊びＸが持たされ、第１のピストン
３０の中心には貫通穴３０ｂが形成されている。加えて
、上記第１のピストン３０．第２の七ストン３１は、リ
ターンスプリング３２を圧縮させて一端側が規制面３３
に当接されたとき、第１のピストン３０の先端が第２の
バケツＩ・リフタ６にいどむ側面から突出しないように
、その軸線方向寸法が定められている。

さらに、第１のパケットリフタ５と第３のバケットリッ
ク７には、第２のピストン３１が配置される部分に対応
してガイド孔１４，１５内に通じる溝３４が外側から設
けられ、この各溝３４内にタイミング制御部材３５が摺
動自在に配置されている。このタイミング制御部材３５
は、第３図および第４儲に要部拡大図として示すように
、ガイド孔１４，１５を横切って配置される規制部３５
ａと第１．第３のパケットリフタ５．７の側面から突き
出された膨出部３５ｂとを有し、第１第３のパケットリ
フタ５，７との間に介装された第３の付勢手段をなすス
プリング３６で外側へ付勢されて摺動自在に配置されて
いる。また、規制部３５ａの下面側には、第２のピスト
ン３１との当接を逃げるための切り欠き部３５ｃが形成
されている。一方、タイミング制御部材３５の膨出部３
５ｂと対応しているガイドブロック８の内面には、タイ
ミングカム３７が形成されている。このタイミングカム
３７は、第１．第３のバケットリック５，７と一体に上
下動する方向に沿うカム面として形成され、第１．第３
のパケットリフタ５．７が上方に移動している場合はタ
イミング制御部材３５全体が第３図中に実線で示す位置
に移動されているのを許容し、逆に下方に移動している
場合は同図中に一点鎖線で示す位置へ強制的に移動させ
る。そして、実線で示す位置では、規制部３５ａの一部
３５ｄが第２のピストンピン３１の移動通路内に配置さ
れ、第２のピストンピン３１の移動を規制することがで
きる。これに対して、−点鎖線で示す位置では、一部３
５ｄが第２のピストンピン３１の移動通路外に配置され
、第２のピストンピン３１の移動が許容できる状態にな
っている。

第６図は、連結機構１１の動作を時間的に変化させて示
したものである。そこで、この実施例の作動について第
４図を用いて次に説明する。

まず、機関の低速運転時には、小孔１６ｃ内に第２の付
勢手段となる作動油圧が供給されている。そして、各ピ
ストン３０．３１はリターンスプリング３２の付勢に抗
して外側へ押され、第６図（ａ）に示すように第２のピ
ストン３１の肩部３１ｂがタイミング制御部材３５″を
越えた位置まで移動している。この状態では、第１のピ
ストン３０は第１．第３のパケットリフタ５，７内にの
み保持されている。したがって、第１．第２．第３のパ
ケットリフタ５，６．７は相互に摺接して相対変位可能
な状態になっている。この連結機構１１における連結解
除状態にあっては、カムシャフト２の回転動作により、
第１．第３のパケットリフタ５，７は低速用カム３ａ、
３ｂとの摺接に応じて上下動し、両吸気弁１ａ、ｌｂの
開弁時期を遅く、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２のバケットリフ
タ６も高速用カム５との摺接により上下動するが、その
動作は両吸気弁１ａ、ｌｂの動作に何の影響も及ぼさな
い。

次に、機関の高速運転に際しては、小孔１６ｃ内に供給
されていた作動油圧が減らされる。そして、この作動油
圧が減らされたときに、第１．第３のパケットリフタ５
，７が揚程を終了した直後では、タイミング制御部材３
５の一部３５ｄが第２のピストン３１の移動通路内に配
置されたままになり、第２のピストン３１の肩部３１ｂ
と一部３５ｄとがぶつかる。したがって第１のピストン
３０、第２のピストン３１との移動がなされずに、その
まま保持される。また、次の揚程が始まり、この揚程が
終了する直前になると、タイミング制御部材３５がタイ
ミングカム３７によって押し出され、一部３５ｄが第２
のピストン３１の移動通路外に移動する。すると、第６
図（ｂ）に示すように、第２のピストン３■がリターン
スプリング３２の付勢力で、タイミング制御部材３５が
移動する通路内まで移動する。そして、各パケットリフ
タ５，６．７との間に位相差がなくなりガイド窪み１２
６ａ、Ｌ６ｂ、ガイド孔１４，１５が一直線上に並んだ
状態になるまでこの状態が保持される。そして、揚程が
完了し、各パケットリフタ５，６．７との間に位相差が
なくなると、リターンスプリング３２の付勢力で各ピス
トン３０．３１が第６図（ｃ）中に示す位置まで第３の
パケットリフタ７側に移動する。これにより、各第１の
ピストン３０を介して第１．第２．第３のパケットリフ
タ５，６．７が互いに連結される。

このようにして、第１．第２．第３のパケットリフタ５
，６．７が連結ｍ構１１によって連結された状態では、
高速用カム４に摺接した第２のパケットリフタ６の移動
量が最も大きいので、第１、第３のパケットリフタ６と
ともに上下動する。したがって、両吸気弁１ａ、ｌｂが
、その開閉時期を早くするとともに開弁時期を遅くし、
しかもリフト量も大きくして開閉作動される。

次に、高速運転から再び低速運転に戻すには、作動油圧
を上げる。すると、このときの作動油圧が貫通穴３０ｂ
を通って第２のピストン３１に付与され、第６図（ｄ）
に示すように、第２のピストン３１がリターンスプリン
グ３２の付勢力に抗して遊びＸ分だけ第１のピストン３
０より離れる６そして、離れた部分に油圧室が形成れた
状態になり、この油圧室に大きな作動油圧が生じる。

すると、第１．第２のピストン３０．３１が移動し、第
６図（ａ）に示した位置まで戻り、再び低速運転に切り
換えられる。

したがって、この実施例による内燃機関の弁作動時期切
換装置では、ピストン３０．３１は、タイミングカム３
７の制御でタイミング制御部材３５の一部３５ｄが第２
のピストン３１の移動通路外に移動しない限り、第２の
パケットリフタ６側へは移動しない、そして、ガイド孔
１４，１５とガイド窪み１６ａ、１６ｂが一直線上に並
ぶ直前だけ第２のパケットリフタ６に圧接され、それ以
外は圧接されないので、第１のピストン３０の摩耗を減
らすことなどができる。これにより寿命が向上する。

なお、上記実施例では、吸気弁１ａ、ｌｂに関係する部
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。

（発明の効果） 以上説明したとおり、本発明に係る内燃機関の弁作動時
期切換装置によれば、ピストンは、ガイド孔が一直線上
に並ぶ直前にだけ他方の伝達部材に圧接され、それ以外
は圧接されないので、ピストンの摩耗を減らして寿命を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る内燃機関の作動時期切換装置の一実
施例を示すもので、第１図は一部を切断して示した立面
図、第２図は第１図の■−■線に沿って一部を切断して
示した立面図、第３図は同上装置の要部拡大断面図、第
４図は第３図のＩＶ−■線に沿う断面図、第５図は同上
装置の要部拡大断面図、第６図は（ａ）、（ｂ）、（ｃ
）、（ｄ）は同上装置の要部における作動状態をそれぞ
れ時間を変えて示した断面図である。 ｌａ、ｌｂ・・・弁、２・・・カムシャフト、３・・・
低速用カム（第１のカム〉、４・・・高速用カム（第２
のカム〉、５　・・第１のバケツドリフタ（第１の伝達
部材）、６・・・第２のパケットリフタ（第２の伝達部
材）、７・　・第３のバケットリフタ（第１の伝達部材
〉、１１・・連結機構、３０・・・第１のピストン、３
１・・・第２のピストン、３２・・・リターンスプリン
グ（第１の付勢手段）、３５・・・タイミング制御部材
、３６・・・スプリング（第３の付勢手段）、３７・・
・タイミングカム。 第 ３ 図 第 図 第 図 （ａ） 第 図（ｂ） 第 図 第 図（ｃ） 第 図 （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　クランクシャフトと同期回転するとともに機関の運転
   速度に応じて形状が設定された第１のカムと第２のカム
   とを一体的に連設してなるカムシャフトと、燃焼室の吸
   気ポートあるいは排気ポートに設定されてばね手段によ
   り常時閉弁付勢されているとともに前記カムにより開弁
   駆動される弁と、前記カムに摺接し前記カムの揚程を前
   記弁に伝達する第１の伝達部材と、前記第２のカムに摺
   接し前記カムの揚程を前記弁に伝達する第２の伝達部材
   と、前記第１、第２の両伝達部材間の連結・非連結を選
   択する連結機構を備えるとともに、前記連結機構を前記
   第１、第２の伝達に対応して設けられたガイド孔と、前
   記ガイド孔のいずれか一方側に設けられて他方側のガイ
   ド孔に出没自在に摺動するピストンと、前記一方の伝達
   部材に設けられ前記ピストンを常時前記一方の伝達部材
   側から他方の伝達部材側へ移動する力を弾発付勢してい
   る第１の付勢手段と、前記ピストンを所定の条件のもと
   において他方の伝達部材側から前記一方の伝達部材側へ
   没入する力を付与する第２の付勢手段と、前記カムで上
   下動ざれる一方の伝達部材に形成されたタイミングカム
   面を有するタイミングカム手段と、前記タイミングカム
   手段の制御で前記ピストンの移動通路内に出没されて前
   記ピストンの前記突き出しを規制するタイミング制御部
   材と、常に前記タイミング制御部材を前記タイミングカ
   ム面に押圧付勢しておく第３の付勢手段とで構成したこ
   とを特徴とする内燃機関の弁作動時期切換装置。