JPH0619764Y2 - 内燃機関の弁強制開閉装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、内燃機関の吸気弁や排気弁を強制的に開閉
させる弁強制開閉装置に関する。

（従来の技術） 機関高速回転時の吸、排気弁の追従性を向上するため
に、カムシャフトに開弁用カムと閉弁用カムとを形成
し、バルブスプリングの助けをかりずに、これらのカム
により吸、排気弁を強制的に開弁及び閉弁させるように
したデスモドロミック式の弁開閉装置が知られている
（たとえばＵＳＰ４，４７１，７２９号明細書、特開昭
６０−３２９１０、３２９１１号、実公昭５３−５１９
２８号公報等参照）。

各カムにより強制的に吸気弁や排気弁を開閉させること
で、高回転域でのバルブスプリングのサージ等の影響を
排除しつつ、内燃機関の高回転化を図るのである。

（考案が解決しようとする課題） ところで、このような弁強制開閉装置を、各気筒に吸気
弁や排気弁が２個づつある多弁内燃機関に適用する場
合、各弁についてそれぞれ開弁用カムと閉弁用カムを設
ける必要があるため、動弁系の構造が著しく複雑化して
しまう。

また、各カムの運動を弁に伝達するのにロッカアームを
利用するにしても、それぞれ２つのロッカアームのうち
少なくとも１つは、相互の干渉を防ぐために、弁に対し
てカムシャフトの軸方向に変位させなければならず、弁
に対して開弁力もしくは閉弁力が摺動方向に正しく伝達
されずに、ロッカアームや弁軸の《こじれ》の原因とな
る。

もともと弁強制開閉装置は内燃機関の高回転化を目的と
して開発されたことを考えると、このような《こじれ》
は、たとえわずかであっても、高回転域での震動や誘発
や摩耗、あるいは追従性の悪化を招く等、動弁系の耐久
性、信頼性を損う原因となり、実用上からは大きな障害
となる。

この考案はこのような問題の解決を図った弁強制開閉装
置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために本考案は、１つの気筒に対し
て少なくとも２つの吸気弁または排気弁を備えた内燃機
関において、カムシャフトに２つの弁の上方に位置して
各弁を押し開く開弁用カムをそれぞれ設け、かつこれら
開弁用カムの間に位置して各弁を引き上げる単一の閉弁
用カムを設ける一方、２つの弁と連結した弁強制駆動体
を設け、この弁強制駆動体をそのブリッジ部を介して前
記閉弁用カムに吊設し、かつ弁強制駆動体に各弁の弁軸
と当接するようにそれぞれ配設したリフタを前記開弁用
カムと接触させ、弁強制駆動体のカムシャフトと平行な
一側面をシリンダヘッドの案内壁に摺接させると共に、
同じくこの一側面と対向する他側面をシリンダヘッドに
取付けるロッカカバーの案内壁に摺接させる。

（作用） カムシャフトの回転により各開弁用カムがリフタを介し
て各弁を押し、開弁方向にリフトさせる。

この開弁行程では閉弁用カムにより弁強制駆動体も開弁
方向に変位し、各弁のリフトを妨げない。

弁の全開後に閉弁用カムにより弁強制駆動体が各弁を引
き上げる方向に変位し、このとき開弁用カムが逃げ、弁
は閉弁方向にリフトする。

各弁は開弁行程では直上から各開弁用カムに押圧され、
また閉弁行程では各弁の中間に位置する閉弁用カムに吊
下げられると共に、シリンダヘッドとロッカカバーの案
内壁に摺接案内される弁強制駆動体によって引き上げら
れ、両行程で共にバランスよく安定的に駆動される。

（実施例） 第１図において、１は機関回転に同期して回転駆動され
るカムシャフト、２Ａと２Ｂは各気筒に対してそれぞれ
２個づつ設けた吸気弁または排気弁（以下単にバルブと
称する）である。

カムシャフト１には各バルブ２Ａ、２Ｂの真上に位置し
て開弁用カム３Ａと３Ｂが設けられる。

これら開弁用カム３Ａと３Ｂの中間に位置して閉弁用カ
ム４が設けられる。開弁用カム３Ａ、３Ｂでバルブ２
Ａ、２Ｂを押し開くと共に、このとき閉弁用カム４がバ
ルブ２Ａ、２Ｂの開き方向へのリフトを妨げず、逆に閉
弁用カム４でバルブ２Ａ、２Ｂを閉じるときに開弁用カ
ム３Ａ、３Ｂがバルブ２Ａ、２Ｂの閉じ方向へのリフト
を妨げることのないように、それぞれカムプロフィルが
形成してある。

バルブ２Ａと２Ｂは、第２図、第３図にも示すが、閉弁
用カム４にまたがる弁強制駆動体５に吊下げられる。

すなわち弁強制駆動体５は、各バルブ２Ａ、２Ｂに対応
する位置に設けた有底の円筒部６Ａ、６Ｂを有し、両円
筒部６Ａ、６Ｂは互いに支持板１０により結合され、こ
の支持板１０の両面には山形に伸びる支持壁１１に形成
され、支持壁１１の頂点を橋渡しするようにシム板１２
で連結してブリッジ部を構成する。シム板１２はボルト
１３により着脱可能に結合され、、このシム板１２の内
側面が前記閉弁用カム４に接触する。

弁強制駆動体５の両側の支持壁１１と、下部の支持板１
０及び上部のシム板１２で取り囲まれた空間に、カムシ
ャフト１が挿通され、閉弁用カム４により弁強制駆動体
５が吊下げられる。

前記円筒部６Ａ、６Ｂが、シリンダヘッド７に形成した
バルブ２Ａ、２Ｂと同軸的な半円形の案内壁８Ａ、８Ｂ
に摺動自由に案内される。案内壁８Ａ、８Ｂはカムシャ
フト１の軸心と平行な面で分割した半円形に形成され、
この案内壁８Ａ、８Ｂと対峙する形で、シリンダヘッド
７の上部に取付けられるロッカカバー９の一部には弁強
制駆動体５の一方の支持壁１１が摺接する案内壁１６が
形成される。カムシャフト１の軸を中心にして、弁強制
駆動体５は左右から、シリンダヘッド７とロッカカー９
の各案内壁８Ａ、８Ｂと１６とにより摺動自由に案内さ
れるのである。

第４図、第５図にも示すように、前記バルブ２Ａ、２Ｂ
には円筒部６Ａ、６Ｂの底部に係止するために、弁軸の
両側面に平行溝（または環状溝）１７が形成され、この
平行溝１７とはまり合う切欠溝１８が円筒部６Ａ、６Ｂ
にそれぞれ形成される。この切欠溝１８はカムシャフト
１と直交する方向に底部中心まで延びる。したがってバ
ルブ２Ａ、２Ｂと弁強制駆動体５との連結は、バルブ２
Ａ、２Ｂの平行溝１７を切欠溝１８の方向に合わせてお
いて、溝どうしをかみ合わせながら、弁強制駆動体５を
カムシャフト１と平行に案内壁８Ａ、８Ｂと当接するま
でスライドさせることにより、簡単に行うことができ
る。

なお、第６図に示すように、円筒部６Ａ、６Ｂの底面
に、バルブ２Ａ，２Ｂの平行溝１７よりも小径の切欠溝
２２をもつ円盤状のシム２０を挿入し、バルブ２Ａ，２
Ｂを係止するようにしてもよい。シム２０の先端はテー
パ２１とすることにより、挿入が容易になる。

前記円筒部６Ａ、６Ｂには円筒形のリフタ１５がそれぞ
れ摺動自由に挿入され、このリフタ１５の内底がバルブ
２Ａ、２Ｂの各軸端に当接する。

また、リフタ１５の頂面は前記開弁用カム３Ａ、３Ｂと
接触し、カム３Ａ、３Ｂによりリフタ１５を介してバル
ブ２Ａ、２Ｂが駆動される。

以上のように構成され、次に作用について説明する。

カムシャフト１の回転に伴いバルブ２Ａ、２Ｂの開弁行
程では、開弁用カム３Ａ、３Ｂによりリフタ１５を介し
て各バルブ２Ａ、２Ｂが押し下げられ、このとき弁強制
駆動体５は閉弁用カム４によりバルブ２Ａ、２Ｂと一体
的に開弁方向に変位し、バルブ２Ａ、２Ｂの開弁を妨げ
ない。

バルブ２Ａ、２Ｂが全開してからの閉弁行程では、閉弁
用カム４により弁強制駆動体５が引き上げられ、これと
一体にバルブ２Ａ、２Ｂが閉弁方向にリフトを開始す
る。このとき、開弁用カム３Ａ、３Ｂは最大リフト域か
ら逃げていき、バルブ２Ａ、２Ｂの引き上げを妨げるこ
とはない。その後閉弁用カム４により弁強制駆動体５を
介してバルブ２Ａ、２Ｂは最大に引き上げられ、完全に
閉じる。

ところで、バルブ２Ａ、２Ｂの開弁行程では、各バルブ
２Ａ、２Ｂの真上にある開弁用カム３Ａ、３Ｂにより、
弁軸方向に押し下げられため、バルブ２Ａ、２Ｂはスム
ーズにリフトする。

また、バルブ２Ａ、２Ｂの閉弁行程では、開弁用カム３
Ａと３Ｂの中間に位置する閉弁用カム４に吊下げられた
弁強制駆動体５により、両バルブ２Ａと２Ｂが左右バラ
ンスした状態で引き上げられ、しかも弁強制駆動体５は
バルブ２Ａ、２Ｂと同軸のシリンダヘッド７の案内壁８
Ａ、８Ｂと、これに対向するロッカカバー９の案内壁１
６に摺接案内されるので、左右に振れたり、傾いたりす
ることなく、スムーズに移動する。

これらの結果、バルブ２Ａ、２Ｂの開閉駆動はきわめて
安定し、しかも高回転域でも不整振動等を起こすことな
く、確実な作動が保証される。

ところで、ロッカカバー９を外すと、弁強制駆動体５は
カムシャフト１と平行にずらすことができるので、案内
壁８Ａ、８Ｂの反対方向に引き抜くことにより、平行溝
１７と切欠溝１８とを外して、バルブ２Ａ、２Ｂと弁強
制駆動体５の結合を解除したり、あるいは逆の操作によ
りバルブ２Ａ、２Ｂとの組み付けを簡単に行うことがで
きる。

つまり、バルブ２Ａ、２Ｂと弁強制駆動体５との結合
に、テーパ円筒部材であるコレット等が不要となり、し
かもバルブ２Ａ、２Ｂの組み付け、分解が非常に簡便化
するのである。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、２つの弁に対して開弁は
真上に設けた開弁用カムで行うが、閉弁は２つの開弁用
カムの中間に位置する共通の閉弁用カムに吊設された弁
強制駆動体により行い、しかもこの弁強制駆動体をカム
シャフトの軸心を中心にして一側面をシリンダヘッド
に、他側面をロッカカバーにそれぞれ形成した案内壁に
摺接させるようにしたため、動弁系の構造が簡略化でき
ると共に、各弁を駆動するためのバランスがよく、弁強
制駆動体が傾いたり、弁軸に《こじれ》が発生すること
等がなく、高回転域でも安定した作動が確保されると共
に、振動や摩耗の低減により耐久性や信頼性も向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線断面図、第３図は弁強制駆動体の平面図、
第４図はバルブと弁強制駆動体との結合手段を示す分解
側面図、第５図はその底面図、第６図はバルブと弁強制
駆動体との他の結合手段を示す分解側面図である。 １…カムシャフト、２Ａ，２Ｂ…バルブ、３Ａ，３Ｂ…
開弁用カム、４…閉弁用カム、５…弁強制駆動体、６
Ａ，６Ｂ…円筒部、７…シリンダヘッド、８Ａ，８Ｂ…
案内壁、９…ロッカカバー、１２…シム板、１５…リフ
タ、１６…案内壁、１７…平行溝、１８…切欠溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 浜井 九五 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 西独国特許公開3537674（ＤＥ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの気筒に対して少なくとも２つの吸気
   弁または排気弁を備えた内燃機関において、カムシャフ
   トに２つの弁の上方に位置して各弁を押し開く開弁用カ
   ムをそれぞれ設け、かつこれら開弁用カムの間に位置し
   て各弁を引き上げる単一の閉弁用カムを設ける一方、２
   つの弁と連結した弁強制駆動体を設け、この弁強制駆動
   体をそのブリッジ部を介して前記閉弁用カムに吊設し、
   かつ弁強制駆動体に各弁の弁軸と当接するようにそれぞ
   れ配設したリフタを前記開弁用カムと接触させ、弁強制
   駆動体のカムシャフトと平行な一側面をシリンダヘッド
   の案内壁に摺接させると共に、同じくこの一側面と対向
   する他側面をシリンダヘッドに取付けるロッカカバーの
   案内壁に摺接させたことを特徴とする内燃機関の弁強制
   開閉装置。