JPH0549803B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、運転状態に応じてバルブリフト特性
を変えることのできる動弁装置に関し、特に吸気
系もしくは排気系の少なくとも一方に１気筒当り
複数個のバルブを設けたエンジンに適用される動
弁装置に関するものである。

〔従来の技術〕

エンジンの吸、排気バルブの作動特性を設定す
る場合に、低速時にはバルブオーバーラツプ期間
における排気の吹返しや吸気の吹抜けを抑制する
等により燃焼の安定性および燃費の向上を図るた
め、バルブリフト量および開弁期間を比較的小さ
くすることが望ましく、高速時には出力の向上等
のためバルブリフト量が開弁期間を大きくするこ
とが望ましい。

このような要求を満足するため、形状の異なる
２種のカムを設け、これらのカムのいずれかに選
択的にバルブを連係させ、かつその連係を運転状
態に応じて切替えるようにした動弁装置は従来に
おいても知られており、この種の動弁装置として
は、例えば実開昭57−182205号公報に示されてい
るようなものがある。この装置は、１個のバルブ
に対して低速型と高速型の２個のカムと１個のロ
ツカーアームとを有し、ロツカーアームのカム側
部分を２又状に形成してその一方の端部を低速型
カムへの当接部とするとともに、他方の端部に摺
動可能な高速カム当接部材およびその摺動を阻止
するストツパを装備し、このストツパを油圧シリ
ンダ等のアクチユエータにより連動機構を介して
作動するようにしている。そして上記アクチユエ
ータを運転状態に応じて制御することにより、低
速時には上記高速カム当接部材が遊動して高速型
カムの作動がバルブに伝達されず低速型カムでバ
ルブが作動され、高速時には上記高速カム当接部
材の摺動が阻止されて高速型カムの作動がバルブ
に伝達されるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記従来装置は、吸気系もしくは排
気系のバルブが１気筒につき１個設けられたエン
ジンにおいて、この１気筒につき１個のバルブの
リフト特性を運転状態に応じて変えるようにして
いるにすぎず、吸気バルブ、排気バルブの双方も
しくはいずれか一方が１気筒につき複数個設けら
れたエンジンには適用されていなかつた。しか
し、このように１気筒につき複数個のバルブを設
けたエンジンでも、バルブリフト特性を運転状態
に応じて調整したいという要求があり、さらにこ
のエンジンでは、複数のバルブを有効に利用して
吸気量および吸気供給状態を調整することが望ま
しく、これとの関係で要求されるバルブリフト特
性が各バルブにおいて異なる場合もあり、従来で
はこれらの要求を満足することができなかつた。

本発明はこのような事情に鑑み、吸気系もしく
は排気系の少なくとも一方に、１気筒当り複数個
のバルブを設けたエンジンにおいて、エンジンの
要求に応じたバルブリフト特性の調整を行うこと
ができ、特に上記複数個のバルブに対するバルブ
リフト特性の調整の自由度に富むエンジンの動弁
装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は上記の目的を達成するため、吸気系も
しくは排気系の少なくとも一方に、１気筒当り複
数個のバルブを設けたエンジンにおいて、これら
のバルブに対し、各々カムノーズ部を有する複数
の第１カムと、該各第１カムと各バルブとに当接
するように配置されて互いに独立した複数のロツ
カアームとを備え、かつ、上記複数個のバルブの
少なくとも１つに対し、上記第１カムのカムノー
ズ部とは異なる形状のカムノーズ部を有する第２
カムを設けるとともに、当該バルブの対応するロ
ツカアームを第１、第２カムに選択的に連係させ
てその連係を運転状態に応じて切替える連係切替
機構を設け、この連係切替機構による上記連係の
切替により、上記の少なくとも１つのバルブの作
動状態が、上記第１カムのカムノーズ形状に応じ
たバルブリフト特性で開閉作動される第１の作動
状態と、上記第２カムのカムノーズ形状に応じた
バルブリフト特性で開閉作動される第２の作動状
態とに変更されるように構成したものである。

〔作 用〕

上記構成によると、互いに独立したロツカアー
ムによつて各吸気バルブが個別に作動され、かつ
少なくとも１つの吸気バルブは運転状態に応じて
バルブリフト特性が変えられることとなり、運転
状態に応じて各バルブ相互のバルブリフト特性の
調整を行うことが可能となる。

（実施例） 第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、
図では吸気バルブに適用した場合を示しており、
これらの図において１はシリンダヘツド、２は気
筒であり、この気筒２には複数個（図では２個）
の吸気バルブ３，４が装備されている。気筒２に
は排気バルブも装備されるが、排気バルブおよび
その駆動系については図示を省略している。吸気
バルブ用のカムシヤフト５には、両吸気バルブ
３，４に対応する２個の第１カム６，８と少なく
とも一方の吸気バルブ３に対応する第２カム７と
が設けられている。当実施例では、一方の吸気バ
ルブ３に対して低速型カム（第１カム）６と高速
型カム（第２カム）７とが設けられ、他方の吸気
バルブ４に対しては、１個のカム（第１カム）８
が設けられている。

上記各カム６〜８はそれぞれバルブを開弁する
ためのカムノーズ部を有するが、上記一方の吸気
バルブ３に対して設けられた低速型カム６と高速
型カム７とはカムノーズ部が異なる形状に形成さ
れ、つまり高速型カム７はバルブリフト量および
開弁期間を比較的大きくするようにカムノーズ部
が大きく形成されており、低速型カム６はバルブ
リフト量、開弁期間の少なくとも一方を高速型カ
ム７よりも小さくするようにカムノーズ部が小さ
く形成されている。また他方の吸気バルブ４に対
して設けられたカム８のカムノーズ部は、例えば
上記低速型カム６のカムノーズ部と同形状とさ
れ、あるいはこれより多少大きく形成されてい
る。

また、カムシヤフト５に平行に配置されたロツ
カーシヤフト９には、各吸気バルブ３にそれぞれ
対応するロツカーアームが互いに独立して揺動可
能となるように支承されており、一方の吸気バル
ブ３に対するロツカーアームは低速型カム６と高
速型カム７とに選択的に連係されるようになつて
いる。当実施例では、一方の吸気バルブ３に対
し、この吸気バルブ３とと低速型カム６とに当接
するように配置されたロツカーアーム（以下、主
ロツカーアームという）１１と、後記補助ロツカ
ーアーム１２とで構成された１組のロツカーアー
ム１０が設けられて、その主ロツカーアーム１１
とカム６，７との連係がが連係切替機構によつて
切替えられるようになつている。そして、この連
係切替機構による連係の切替により、吸気バルブ
３の作動状態が、上記低速型カム６のカムノーズ
形状に応じたバルブリフト特性で開閉作動される
状態（第１の作動状態）と、上記高速型カム７の
カムノーズ形状に応じたバルブリフト特性で開閉
作動される状態（第２の作動状態）とに変更され
る。他方の吸気バルブ４に対するロツカーアーム
３０は、この吸気バルブ４とカム８とに当接する
ように配置されて、常に吸気バルブ４に１個のカ
ム８の作動を伝えるようになつている。

上記連係切替機構は、上記一方の吸気バルブ３
に対するロツカーアーム１０を吸気バルブ３およ
び低速型カム６への当接部を有する主ロツカーア
ーム１１と高速型カム７への当接部を有する補助
ロツカーアーム１２とに分割し、この両ロツカー
アーム１１，１２をロツカーシヤフト９回りに相
対運動可能とするとともに、この両ロツカーアー
ム１１，１２を接続状態と非接続状態とに切替え
るセレクタ１３を設けることにより構成されてい
る。

上記セレクタ１３はプランジヤ１４およびレバ
ー部材１５を備え、上記補助ロツカーアーム１２
に組込まれており、具体的には次のような構造と
なつている。すなわち、補助ロツカーアーム１２
の上部には主ロツカーアーム１１の上部に向かつ
て開口するガイド孔１６が形成され、このガイド
孔１６に上記プランジヤ１４が移動可能に収容さ
れ、このプランジヤ１４はガイド孔１６内のスプ
リング１７によつて主ロツカーアーム１１に当接
するように付勢されており、プランジヤ１４の途
中部には小径の係合部１８が形成されている。ま
た、補助ロツカーアーム１２の上部には、上記レ
バー部材１５がプランジヤ１４に直交してロツカ
ーシヤフト９の軸方向に移動可能に支承されてお
り、このレバー部材１５には、プランジヤ１４よ
り若干大径のプランジヤ挿通孔１９と上記係合部
１８に対応する大きさで上記プランジヤ挿通孔１
９に連なつた係止孔２０とが形成されている。こ
うして、上記レバー部材１５の係止孔２０がプラ
ンジヤ１４の係合部１８に係合するロツク位置に
レバー部材１５が移動したときは、プランジヤ１
４の摺動が阻止されることにより、両ロツカーア
ーム１１，１２の上部が互いに接近する方向の相
対運動が阻止され（このときが接続状態）、他方、
係止孔２０が係合部１８から離脱してプランジヤ
挿通孔１９にプランジヤ１４が挿通される非ロツ
ク位置にレバー部材１５が移動したときは、プラ
ンジヤ１４の摺動が許容されることにより両ロツ
カーアーム１１，１２の相対運動が許容されるよ
うにしている（このときが非接続状態）。

上記レバー部材１５の端部は補助ロツカーアー
ム１２の外部に突出し、ロツカーシヤフト９の周
囲に設けられた環状の油圧式のアクチユエータ２
１にレバー部材１５のアーム１５ａを介して連結
されており、このアクチユエータ２１は、その油
圧室２２に図外のオイルポンプからオイル通路２
３を介してオイルが供給されたときにはレバー部
材１５を上記ロツク位置に向けて移動させ、油圧
室２２からオイルがリリーフされたときはリター
ンスプリング２４によりレバー部材１５を上記非
ロツク位置に向けて移動させるようになつてい
る。そして、回転数信号２５等を受ける制御回路
２６によりオイル通路２３中の制御バルブ２７を
介して上記油圧室２２に対するオイルの供給、排
出が制御されることにより、運転状態に応じ、例
えば所定回転数以上の高速時にはレバー部材１５
がロツク位置に作動され、所定回転数未満の低速
時にはレバー部材１５が非ロツク位置に作動され
るようにしている。レバー部材１５を作動するア
クチユエータは上記の油圧式のものに限らず、ソ
レノイド等を用いてもよく、また運転状態に応じ
たアクチユエータの制御は、エンジン回転数と負
荷とに応じて行なうようにしてもよい。

なお、２８，２９は上記主ロツカーアーム１１
に配設されたバルブクリアランス調整用のアジヤ
スタであり、また、２８′はロツカーアーム３０
に設けられたバルブクリアランス調整用のアジヤ
スタである。

この実施例の動弁装置による場合の作用を次に
説明する。

エンジンの低速時には、一方の吸気バルブ３に
対するロツカーアーム１０に設けられた連係切替
機構が主ロツカーアーム１１を低速型カム６に連
係する状態となり、つまり、セレクタ１３が主ロ
ツカーアーム１１と補助ロツカーアーム１２の相
対運動を許容する状態となることにより、高速型
カム７の回転に伴う補助ロツカーアーム１２の揺
動が主ロツカーアーム１１に伝達されず、低速型
カム６の回転に応じて主ロツカーアーム１１が揺
動し、低速型カム６の駆動力を吸気バルブ３に伝
える。こうして一方の吸気バルブ３が低速型カム
６で作動され、また他方の吸気バルブ４もカムノ
ーズを小さくしたカム８で作動されるため、両吸
気バルブ３，４のバルブリフト量および開弁期間
が小さくなり、バルブオーバーラツプ期間におけ
る内部EGR（排気の吹返し）や吸気の吹戻りが防
止され、低速時の燃焼性が向上される。この場
合、上記低速型カム６のカムノーズをカム８のカ
ムノーズよりもさらに小さくしておけば、吸気ス
ワールを生じさせることもできる。

また、高速時には、上記ロツカーアーム１０の
主ロツカーアーム１１を補助ロツカーアーム１２
を介して高速型カム７に連係する状態に連係切替
機構が切替えられ、つまり、セレクタ１３が主ロ
ツカーアーム１１と補助ロツカーアーム１２の相
対運動を阻止する状態となることにより、この両
ロツカーアーム１１，１２が高速型カム７の回転
に伴つて一体に揺動し、高速型カム７の駆動力を
吸気バルブ３に伝える。こうして一方の吸気バル
ブ３が高速型カム７で作動されるため、この吸気
バルブ３のバルブリフト量および開弁期間が大き
くなり、他方の吸気バルブ４のリフト特性は変わ
らないものの、全体としては高速時の吸気導入作
用が高められ、出力が向上されることとなる。そ
してこの実施例のように他方の吸気バルブ４のリ
フト特性を一定としておけば、一方の吸気バルブ
３のリフト特性が切替わつた時の急激なトルク変
動を抑制することができる。

なお、上記他方の吸気バルブ４に対するカム８
は高速型カム７と略同形状としてもよく、このよ
うにした場合は一方の吸気バルブ３に対する連係
切替回転数を或る程度高くして中速域までは一方
の吸気バルブ３が低速型カム６で作動されるよう
にし、低速域から中速域に亘つて吸気スワールを
生じさせるようにすることができる。

また、上記実施例では一方の吸気バルブ３のみ
運転状態に応じてバルブリフト特性を変えるよう
にしているが、他方の吸気バルブ４に対しても高
速型および低速型の２種のカムと連係切替機構と
を設け、運転状態に応じてバルブリフト特性を変
えるようにしてもよい。そしてこの場合に、各連
係切替機構において連係切替回転数を異ならせる
ことにより、低速域では両吸気バルブ３，４をそ
れぞれ低速型カムで作動し、中速域では一方の吸
気バルブ３を低速型カム、他方の吸気バルブ４を
高速型カムで作動し、高速域では両吸気バルブ
３，４をそれぞれ高速型カムで作動するようにす
ることもでき、こうすれば吸気導入条件が段階的
に変えられ、低速、中速、高速の各域に応じた吸
気導入条件を与えることができる。

これらの例に示すように本発明装置はバルブリ
フト特性の調整の自由度に富み、つまり、各吸気
バルブ３，４に対する伝達機構を互いに独立させ
たことにより、必要に応じて一方もしくは双方の
吸気バルブ３のリフト特性を変化させ、かつ運転
状態によつては各吸気バルブ３のリフト特性を異
ならせることもでき、エンジンの要求に応じた吸
気導入条件の調整が可能となる。

この動弁装置における連係切替機構の具体的構
造は上記実施例に限定されず、種々変換可能であ
る。例えば第４図および第５図に示すように、ロ
ツカーシヤフト９の外周にプランジヤ３１を摺動
自在に配置してこのプランジヤ３１に係止片３２
を連成し、この係止片３２を補助ロツカーアーム
１２の内周面に設けた係合用凹部３３に係合さ
せ、かつプランジヤ３１の摺動に伴つてこの係止
片３２が主ロツカーアーム１１の内周面に設けた
係合用凹部３４に対して係脱可能となるように
し、油圧式のアクチユエータ３５およびリターン
スプリング３６等で上記プランジヤ３１をロツカ
ーシヤフト９の軸方向に摺動させることにより、
上記両ロツカーアーム１１，１２を接続状態と非
接続状態とに切替えるようにしてもよい。あるい
は第６図および第７図に示すように、ロツカーア
ーム１０を一体化し、その代りにロツカーアーム
１０の高速型カム７に当接する端部に摺動可能な
プランジヤ４１およびこれに係脱するストツパ部
材４２を装備することにより、この端部で高速型
カム７の作動の吸収、伝達を可能とする構造とし
てもよい。

また、上記実施例では吸気バルブに適用した場
合を示したが、本発明は、排気バルブが１気筒当
り複数個設けられているエンジンにおいて、その
複数個の排気バルブに適用してもよい。さらに、
吸気バルブもしくは排気バルブが１気筒当り３個
以上設けられる場合にも適用することができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、１気筒当り複数個の吸
気バルブもしくは排気バルブに対し、各々カムノ
ーズ部を有する複数の第１カムと、互いに独立し
た複数のロツカアームとを備え、かつ、上記複数
個のバルブの少なくとも１つに対し、上記第１カ
ムのカムノーズ部とは異なる形状のカムノーズ部
を有する第２カムを設けるとともに、当該バルブ
に対応するロツカアームを第１、第２カムに選択
的に連係させてその連係を運動状態に応じて切替
える連係切替機構を設けているため、各バルブの
リフト特性を運転状態に適合するように調整する
ことができ、とくに複数個のバルブに対するバル
ブリフト特性の調整の自由度に富み、エンジンの
要求に応じて吸気導入条件を調整することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す平面図、
第２図は第１図の−線に沿つた断面図、第３
図はロツカーシヤフト位置での縦断正面図、第４
図は別の実施例を示す分解斜視図、第５図はこの
実施例装置のロツカーシヤフト位置での縦断正面
図、第６図はさらに別の実施例を示す平面図、第
７図は第６図の−線に沿つた断面図である。 ３，４…吸気バルブ、６，７，８…カム、１
０，３０…ロツカーアーム、１３…セレクタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、
   １気筒当り複数個のバルブを設けたエンジンにお
   いて、これらのバルブに対し、各々カムノーズ部
   を有する複数の第１カムと、該各第１カムと各バ
   ルブとに当接するように配置されて互いに独立し
   た複数のロツカアームとを備え、かつ、上記複数
   個のバルブの少なくとも１つに対し、上記第１カ
   ムのカムノーズ部とは異なる形状のカムノーズ部
   を有する第２カムを設けるとともに、当該バルブ
   に対応するロツカアームを第１、第２カムに選択
   的に連係させてその連係を運転状態に応じて切替
   える連係切替機構を設け、この連係切替機構によ
   る上記連係の切替により、上記の少なくとも１つ
   のバルブの作動状態が、上記第１カムのカムノー
   ズ形状に応じたバルブリフト特性で開閉作動され
   る第１の作動状態と、上記第２カムのカムノーズ
   形状に応じたバルブリフト特性で開閉作動される
   第２の作動状態とに変更されるように構成したこ
   とを特徴とするエンジンの動弁装置。