JPH0578909U - 内燃機関の弁動作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンの移動面に傷が付かないようにする
と共に、ロッカアームの剛性を高める。 【構成】 低速用カム及び高速用カムを選択するピスト
ン１０１を設け、ピストン１０１の軸方向の端部に外径
が漸減する円弧部１０３を設け、ガイド孔３４及び第２
ガイド穴３５の内周面への角部１０１ａの接触をなく
し、ガイド孔３４及び第２ガイド穴３５に傷が付かない
ようにすると共に、カム荷重をピストン１０１の剪断力
でロッカアームに伝え、ロッカアームの剛性を高める。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は内燃機関の弁動作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

機関の回転に同期して回転駆動されるカムシャフトに、一対の吸気弁あるいは 排気弁に対応してカムが一体化され、カムシャフトと平行なロッカシャフトには 、カムの回転動作に応じて吸気弁あるいは排気弁を開弁作動させるためのロッカ アームが枢支される内燃機関において、低速運転時には一方の吸気弁あるいは排 気弁のみを開弁作動させ、高速運転時には両吸気弁あるいは排気弁を開弁作動さ せることで、機関出力の向上、燃費の低減およびアイドル特性の向上が図れる。

【０００３】 上述した弁動作装置を図４乃至図８に基づいて説明する。図４には弁動作装置 の平面、図５には図４中のＶ矢視、図６には図４中のVI−VI線矢視、図７には図 ５中のVII −VII 線矢視、図８には高速時の図７に対応した状態を示してある。

【０００４】 図４，図５において、図示しない機関本体に設けられた一対の吸気弁１ａ，１ ｂは、機関の回転に同期して１／２の回転比で駆動されるカムシャフト２に一体 的に設けられた低速用カム３および高速用カム５と、カムシャフト２と平行なロ ッカシャフト６に枢支される第１，第２および第３ロッカアーム７，８，９との 働きによって開閉作動される。また、前記機関本体には、一対の排気弁（図示せ ず）が備えられており、これらの排気弁も前述の吸気弁１ａ，１ｂと同様に開閉 作動される。

【０００５】 カムシャフト２は機関本体の上方で回転自在に配設されており、低速用カム３ は一方の吸気弁１ａに対応する位置でカムシャフト２に一体的に設けられる。ま た高速用カム５は両吸気弁１ａ，１ｂ間に対応する位置でカムシャフト２に一体 的に設けられる。しかも、低速用カム３は機関の低速運転時に対応した形状を有 するものであり、カムシャフト２の半径方向に沿う外方への突出量が比較的小さ い高位部３ａを有する。また高速用カム５は機関の高速運転時に対応した形状を 有するものであり、カムシャフト２の半径方向外方への突出量を第１カム３の高 位部３ａよりも大としかつその高位部３ａよりも広い中心角範囲にわたる高位部 ５ａを有する。さらに、他方の吸気弁１ｂに対応する位置で、カムシャフト２に は真円状の隆起部４が一体的に設けられており、この隆起部４は低速運転時に吸 気弁１ｂを閉弁状態に保つ働きをする。

【０００６】 ロッカシャフト６は、カムシャフト２よりも下方で固定配置される。このロッ カシャフト６には第１〜第３ロッカアーム７〜９がそれぞれ枢支されるが、第１ および第２ロッカアーム７，８は基本的に同一形状に形成される。すなわち、第 １および第２ロッカアーム７，８は、吸気弁１ａ，１ｂに対応する位置で、その 基部がロッカシャフト６に揺動可能に枢支され、各吸気弁１ａ，１ｂの上方位置 まで延設される。また第１ロッカアーム７の上部には低速用カム３に摺接するカ ムスリッパ１０が設けられ、第２ロッカアーム８の上部には隆起部４に当接し得 る当接部１１が設けられる。第１および第２ロッカアーム７，８において、各吸 気弁１ａ，１ｂの上方に位置する端部には、各吸気弁１ａ，１ｂの上端に当接し 得るタペットねじ１２，１３が進退可能に螺着される。

【０００７】 一方、両吸気弁１ａ，１ｂの上部には鍔部１４，１５が設けられており、これ らの鍔部１４，１５と機関本体との間には吸気弁１ａ，１ｂを囲繞する弁ばね１ ６，１７が介装されており、弁ばね１６，１７により、各吸気弁１ａ，１ｂは閉 弁方向すなわち上方に向けて付勢されている。

【０００８】 図６に示すように、第３ロッカアーム９は、第１および第２ロッカアーム７， ８間でロッカシャフト６に枢支される。この第３ロッカアーム９は、ロッカシャ フト６から両吸気弁１ａ，１ｂ側にわずかに延出され、その上部には高速用カム ５に摺接するカムスリッパ１８が設けられる。また第３ロッカアーム９の端部下 面には、有底円筒状のリフタ１９が当接されており、このリフタ１９は機関本体 との間に介装したリフタばね２０により上方に付勢される。これにより、第３ロ ッカアーム９のカムスリッパ１８は高速用カム５に常時摺接される。

【０００９】 図７，図８において、第１〜第３ロッカアーム７，８，９は、相互に摺接され ており、それらの相対角変位を可能とする状態と、各ロッカアーム７〜９を一体 的に連結する状態とを切換可能なピストン２１が第１〜第３ロッカアーム７，８ ，９に移動自在に設けられる。

【００１０】 ピストン２１は、第１および第３ロッカアーム７，９を連結する位置およびそ の連結を解除する位置間で移動可能な第１ピストン２２と、第３および第２ロッ カアーム９，８を連結する位置およ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２３と、第１および第２ピストン２２，２３の移動を規制するストッ パ２４と、第１および第２ピストン２２，２３を連結解除位置側に移動させるべ くストッパ２４を付勢するバネ２５とを備える。

【００１１】 第１ロッカアーム７には、第３ロッカアーム９側に向けて開放するとともにロ ッカシャフト６と平行な第１ガイド穴２６が穿設されており、この第１ガイド穴 ２６の底部には段部２７を介して小径部２８が設けられる。第１ガイド穴２６に は第１ピストン２２が摺合され、これにより第１ピストン２２と第１ガイド穴２ ６の底面との間に油圧室２９が画成される。また第１ロッカアーム７には油圧室 ２９に連通する油路３０が穿設され、ロッカシャフト６内には油圧供給源（図示 せず）に通じる油路３１が穿設される。さらに両油路３０，３１はロッカシャフ ト６の側壁に穿設された連通孔３２を介して、第１ロッカアーム７の揺動状態の 如何に拘らず常に連通する。

【００１２】 第１ピストン２２の軸方向長さは、その一端が段部２７に当接したときに、そ の他端が第１ロッカアーム７の第３ロッカアーム９側に臨む側面から第３ロッカ アーム９側に突出しないように設定される。また第１ガイド穴２６の底部と第１ ピストン２２との間には、前記ばね２５よりもばね力の小さなばね３３が介装さ れる。

【００１３】 第３ロッカアーム９には、第１ロッカアーム７の第１ガイド穴２６に対応する ガイド孔３４が、両側面間にわたって穿設されており、このガイド孔３４にはガ イド孔３４の全長に対応する長さを有する第２ピストン２３が摺合される。しか もこの第２ピストン２３の外径は、第１ピストン２２と同一に設定される。

【００１４】 第２ロッカアーム８には、前記ガイド孔３４に対応して、第３ロッカアーム９ 側に向けて開放した第２ガイド穴３５が穿設され、この第２ガイド穴３５に円板 状のストッパ２４が摺合される。第２ガイド穴３５の底部側には規制段部３６を 介して小径部３７が設けられる。また第２ガイド穴３５の底部と外側面との間に わたって、第２ロッカアーム８には第２ガイド穴３５と同心でかつ小径の挿通孔 ３８が穿設されており、ストッパ２４に一体的かつ同心に設けられた小径の案内 棒３９が挿通孔３８に挿通される。さらにストッパ２４と第２ガイド穴３５の底 部との間には、案内棒３９を囲繞するコイル状のばね２５が介装される。

【００１５】 上記構成の弁動作装置の作用を説明する。

【００１６】 機関の低速運転時には、ピストン２１の油圧室２９に油圧が供給されず、スト ッパ２４はばね２５によって第３ロッカアーム９側に押圧され、このため第１ピ ストン２２は第２ピストン２３を介して段部２７に当接するまで移動している。 この状態で、第１および第２ピストン２２，２３の当接面は、第１および第３ロ ッカアーム７，９の摺接面に対応する位置にあり、第２ピストン２３およびスト ッパ２４の当接面は第３ロッカアーム９および第２ロッカアーム８の摺接面に対 応する位置にある。したがって、第１〜第３ロッカアーム７，８，９は、相互に 摺接するとともに、第１および第２ピストン２２，２３ならびに第２ピストン２ ３およびストッパ２４をそれぞれ摺接させて、相対角変位可能である。

【００１７】 このようなピストン２１の連結解除状態にあって、カムシャフト２の回転動作 により、第１ロッカアーム７は低速用カム３との摺接に応じて揺動し、一方の吸 気弁１ａが、その開弁時期を遅くするとともに閉弁時期を早くし、しかもリフト 量も小さくして開閉作動される。一方、第２ロッカアーム８は、隆起部４が真円 状であるので揺動せず、他方の吸気弁１ｂは閉弁したままである。このとき、第 ３ロッカアーム９は高速用カム５との摺接により揺動するが、その揺動動作は両 吸気弁１ａ，１ｂの作動に何の影響も及ぼさない。

【００１８】 このようにして、機関の低速運転時には、一方の吸気弁１ａのみが開閉作動さ れ、燃費の低減およびアイドル特性の向上を図ることができる。

【００１９】 機関の高速運転に際しては、ピストン２１の油圧室２９に作動油圧が供給され る。これにより、図８で示すように、第１ピストン２２はばね２５のばね力に抗 して第３ロッカアーム９側に移動し、第２ピストン２３は第１ピストン２２に押 されて第２ロッカアーム８側に移動する。この結果、ストッパ２４が規制段部３ ６に当接するまで、第１および第２ピストン２２，２３が移動し、第１ピストン ２２により第１および第３ロッカアーム７，９が連結され、第２ピストン２３に より第３および第２ロッカアーム９，８が連結される。

【００２０】 このようにして、第１〜第３ロッカアーム７，８，９がピストン２１によって 相互に連結された状態では、高速用カム５に摺接した第３ロッカアーム９の揺動 量が最も大きいので、第１および第２ロッカアーム７，８は第３ロッカアーム９ とともに揺動する。したがって、両吸気弁１ａ，１ｂが、その開弁時期を早くす るとともに閉弁時期を遅くし、しかもリフト量を大きくして開閉作動される。

【００２１】 従って、上述した弁動作装置を用いることにより、燃費の低減およびアイドル 特性の向上が図れると共に、低速域から高速域にわたる広い範囲で機関の出力向 上が図れる。

【００２２】

【考案が解決しようとする課題】 上述した弁動作装置では、第１，第２ピストン２２，２３は円筒状であり、第 １，第２ガイド穴２６，３５およびガイド孔３４の内径は、第１，第２ピストン ２２，２３がスムーズに移動するため、第１，第２ピストン２２，２３の外径よ りも若干大径となっている。このため、第１〜第３ロッカアーム７，８，９が相 互に連結された状態では、図９に示すように、カム荷重によって第１，第２ピス トン２２，２３に曲げ荷重が働き、ロッカアームの剛性が弱くなっていた。また 、第１，第２ピストン２２，２３の角部２２ａ，２３ａが第１，第２ガイド穴２ ６，３５およびガイド孔３４の内周面を傷付け、面粗度を悪化させて切換動作が スムーズに行なえなくなる虞があった。

【００２３】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の構成は、機関の回転に同期して回転駆動さ れるカムシャフトに、一対の吸気弁あるいは排気弁に対応してカムが一体化され 、前記カムシャフトと平行なロッカシャフトには、前記カムの回転動作に応じて 前記吸気弁あるいは排気弁を開弁作動させるためのロッカアームが枢支される内 燃機関における弁動作装置において、 前記カムシャフトには、一方の吸気弁ある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 カムとをそれぞれ一体化し、前記ロッカシャフトには、低速用カムに摺接すると 共に一方の吸気弁あるいは排気弁に当接し得る第１ロッカアームと、他方の吸気 弁あるいは排気弁に当接し得る第２ロッカアームと、高速用カムに摺接する第３ ロッカアームとが相互に摺接して相対角変位可能に枢支され、第１，第２及び第 ３ロッカアームには、軸方向に移動することで、各ロッカアームを一体的に連結 する状態と、各ロッカアームの相対角変位を許容する状態との切換を行なうピス トンを設け、該ピストンの外径を軸方向端部に向けて漸次減少させたことを特徴 とする。

【００２４】

【作用】

機関の低速運転時には、ピストンによる各ロッカアームの連結状態が解除され 、一方の吸気弁あるいは排気弁のみが低速用カムの回転動作に応じた第１ロッカ アームの揺動により開弁作動する。機関の高速運転時には、ピストンにより各ロ ッカアームが一体的に連結され、各ロッカアームは高速用カムに摺接した第３ロ ッカアームとともに揺動し、両吸気弁あるいは排気弁が開弁作動する。ピストン は端部の外径が漸次減少しているため、カム荷重がロッカアームに加わっても角 部がピストンの移動面に接触しない。

【００２５】

【実施例】

図１には本考案の一実施例に係る弁動作装置におけるピストンの側面、図２に はロッカアームに組込まれた状態の要部断面を示してある。尚、本願考案は図７ ，図８に示した第１，第２ピストン２２，２３に代えて図１に示したピストンを 用いたもので、装置全体の構成は図４乃至図８に示したものと同一であるので、 ピストンの構成のみを説明して重複する説明は省略する。

【００２６】 図１に示すように、ピストン１０１にはストレート部１０２に連続して軸方向 端部に円弧部１０３が設けられ、ピストン１０１は外径が軸方向端部に向けて漸 次減少した状態になっている。

【００２７】 図２に示すように、ピストン１０１の角部１０１ａがガイド孔３４及びガイド 穴３５に当接することがなく、内周面を傷付けることがない。また、カム荷重は ピストン１０１の剪断力により伝わるので、ロッカアームの剛性が高い。

【００２８】 ピストンの形状として、図３に示すように、ピストン２０１の外周２０２ａの 全体を円弧状に形成することも可能である。

【００２９】

【考案の効果】

本考案の内燃機関の弁動作装置は、低速用カム及び高速用カムを選択するピス トンを設け、ピストンの外径を軸方向端部に向けて漸次減少させたので、ピスト ンの移動面にピストンの角部が接触することがなく、カム荷重はピストンの剪断 力によりロッカアームに伝わる。この結果、ピストンの移動面を傷付けることが なくピストン切換の耐久性が向上すると共に、ロッカアームの剛性が高まり動弁 系の動特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る弁動作装置におけるピ
ストンの側面図。

【図２】ピストンをロッカアームに組込んだ状態の要部
断面図。

【図３】本考案の他実施例に係る弁動作装置におけるピ
ストンの側面図。

【図４】弁動作装置の平面図。

【図５】図４中のＶ矢視図。

【図６】図４中のVI−VI線矢視図。

【図７】図５中のVII-VII 線矢視図。

【図８】高速時の図７に対応した断面図。

【図９】図８中の要部断面図。

【符号の説明】

７ 第１ロッカアーム ８ 第２ロッカアーム ９ 第３ロッカアーム ３４ ガイド孔 ３５ 第２ガイド穴 １０１ ピストン １０１ａ 角部 １０３ 円弧部 ２０１ ピストン ２０２ 外周

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の回転に同期して回転駆動されるカ
   ムシャフトに、一対の吸気弁あるいは排気弁に対応して
   カムが一体化され、前記カムシャフトと平行なロッカシ
   ャフトには、前記カムの回転動作に応じて前記吸気弁あ
   るいは排気弁を開弁作動させるためのロッカアームが枢
   支される内燃機関における弁動作装置において、 前記カムシャフトには、一方の吸気弁あるいは排気弁に
   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を
   それぞれ一体化し、 前記ロッカシャフトには、低速用カムに摺接すると共に
   一方の吸気弁あるいは排気弁に当接し得る第１ロッカア
   ームと、他方の吸気弁あるいは排気弁に当接し得る第２
   ロッカアームと、高速用カムに摺接する第３ロッカアー
   ムとが相互に摺接して相対角変位可能に枢支され、 第１，第２及び第３ロッカアームには、軸方向に移動す
   ることで、各ロッカアームを一体的に連結する状態と、
   各ロッカアームの相対角変位を許容する状態との切換を
   行なうピストンを設け、 該ピストンの外径を軸方向端部に向けて漸次減少させた
   ことを特徴とする内燃機関の弁動作装置。