JPH065003B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、機関の回転に同期して回転駆動されるカムシ
ャフトに一体化されるカムと、該カムの回転動作に応じ
て機関弁を開閉作動させるためのロッカアームとを備え
る内燃機関の動弁装置に関する。

(2) 従来の技術 かかる動弁装置において、機関の運転状態に応じて機関
弁の作動態様を変更することができれば、機関出力の向
上、燃費の低減およびアイドル特性等の向上を図ること
ができるものであり、複数の機関弁の一部の作動態様を
機関の運転状態に応じて変更するようにしたものが、特
開昭５９−３７２２３号公報により開示されている。

(3) 発明が解決しようとする課題 ところで、上記従来のものは、機関弁に連動、連結され
たロッカアームと、カムに摺接するロッカアームとを隣
接配置し、それらのロッカアームを連結した状態ではカ
ムにより機関弁を開閉作動せしめ、該連結を解除した状
態では機関弁の作動を休止させるようにしている。しか
るに前記複数の機関弁の残余のものは、機関の運転状態
にかかわらず一定の作動態様で開閉作動せしめられるも
のであり、機関の低速運転状態で作動休止しない機関弁
についても、機関の低速運転状態では機関低速運転に対
応した態様で開閉作動させ、機関の高速運転時には機関
弁を高速運転に対応した態様で開閉作動させることがで
きれば、機関出力をより向上させることができるであろ
う。また吸気弁あるいは排気弁が１気筒当たり１つずつ
配設される場合には、低速運転時でも作動休止させるこ
とはできず、このような場合にも、機関弁を低速運転に
対応する態様と高速運転に対応する態様とで開閉作動せ
しめることができれば、機関出力の向上を図ることがで
きる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、機関
弁をその作動態様を機関の運転状態に応じて変化させな
がら常時開閉作動させて機関出力の向上を図った内燃機
関の動弁装置を提供することを目的とする。

Ｂ．発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 本発明によれば、機関弁に連動、連結される駆動ロッカ
アームと、機関弁に対して自由となり得る自由ロッカア
ームとが相対変位可能にして隣接配置され、カムシャフ
トには前記駆動ロッカアームおよび自由ロッカアームを
それぞれ駆動するカムがそれらの形状を異にして一体化
され、各ロッカアームには、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変位を許容する
状態との切換を可能にした連結手段が設けられる。

(2) 作用 上記構成によれば、駆動ロッカアームの作動態様は、隣
接する自由ロッカアームとの連結および連結解除を連結
手段による切換作動に応じて変化し、したがって該駆動
ロッカアームに連結された機関弁がその開閉作動態様を
機関の運転状態に応じて変化させながら常時開閉作動せ
しめられる。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する
と、先ず第１図および第２図において、機関本体Ｅに設
けられた一対の機関弁としての吸気弁１ａ，１ｂ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、カムシヤフト２と平行なロッカシャフト６に
枢支される第１，第２駆動ロッカアーム７，８および自
由ロッカアーム９との働きによって開閉作動される。ま
た、前記機関本体Ｅには、一対の機関弁としての排気弁
（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。

カムシャフト２は機関本体Ｅ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低速用カム
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。

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駆動ロッカ
アーム７、第２駆動ロッカアーム８および自由ロッカア
ーム９がそれぞれ枢支されるが、第１および第２駆動ロ
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駆動ロッカアーム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駆動ロッカアーム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駆動ロッカアーム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
駆動ロッカアーム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。

一方、両吸気弁１ａ，１ｂの上部には鍔部１４，１５が
設けられている。これらの鍔部１４，１５と機関本体Ｅ
との間には吸気弁１ａ，１ｂを囲繞する弁ばね１６，１
７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。

第３図を併せて参照して、自由ロッカアーム９は、第１
および第２駆動ロッカアーム７，８間でロッカシャフト
６に枢支される。この自由ロッカアーム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。また自由ロッカアーム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Ｅとの間に介装したリフタばね２
０により上方に付勢される。これにより、自由ロッカア
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。

第４図において第１駆動ロッカアーム７、第２駆動ロッ
カアーム８および自由ロッカアーム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
能な連結手段２１が各ロッカアーム７，８，９に設けら
れる。

連結手段２１は、第１駆動ロッカアーム７および自由ロ
ッカアーム９を連結する位置ならびにその連結を解除す
る位置間で移動可能な第１ピストン２２と、自由ロッカ
アーム９および第２駆動ロッカアーム８を連結する位置
ならびに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を付勢するばね２５とを備える。

第１駆動ロッカアーム７には、自由ロッカアーム９側に
向けて開放するとともにロッカシャフト６と平行な有底
の第１ガイド穴２６が穿設されており、この第１ガイド
穴２６の閉塞端側には段部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の閉塞端との間に油圧室２９が画成される。また第１
駆動ロッカアーム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３
０，３１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駆動ロッカアーム７の揺動状態の如
何に拘らず常に連通する。

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、その他端が第１駆動ロッカアーム７の
自由ロッカアーム９側に臨む側面から自由ロッカアーム
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の閉塞端と第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。

自由ロッカアーム９には、第１駆動ロッカアーム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。

第２駆動ロッカアーム８には、前記ガイド孔３４に対応
して、自由ロッカアーム９側に向けて開放した有底の第
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
閉塞端側には規制段部３６を介して小径部３７が設けら
れる。また第２駆動ロッカアーム８には、第２ガイド穴
３５の閉塞端を貫通する挿通孔３８が第２ガイド穴３５
と同心にかつ小径にして穿設されており、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の閉塞端との間には、案内棒３９を囲繞するコイ
ル状のばね２５が介装される。

次にこの実施例の作用について説明すると、機関の低速
運転時には、連結手段２１の油圧室２９に油圧が供給さ
れず、ストッパ２４はばね２５によって自由ロッカアー
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駆動ロッカアーム７および自由ロッカア
ーム９の摺接面に対応する位置にあり、第２ピストン２
３およびストッパ２４の当接面は自由ロッカアーム９お
よび第２駆動ロッカアーム８の摺接面に対応する位置に
ある。したがって、。各ロッカアーム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２３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。

このような連結手段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駆動ロッカアーム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駆動ロッカアーム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、自由ロッカアーム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。

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。

機関の高速運転に際しては、連結手段２１の油圧室２９
に作動油圧が供給される。これにより、第５図で示すよ
うに、第１ピストン２２はばね２５のばね力に抗して自
由ロッカアーム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駆動ロッカアーム８側に移
動する。この結果、ストッパ２４が規制段部３６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駆動ロッカアーム７お
よび自由ロッカアーム９が連結され、第２ピストン２３
により自由ロッカアーム９および第２駆動ロッカアーム
８が連結される。

このようにして、各ロッカアーム７，８，９が連結手段
２１によって相互に連結された状態では、高速用カム５
により揺動駆動される自由ロッカアーム９とともに第１
および第２駆動ロッカアーム７，８が揺動する。この
際、高速用カム５における高位部５ａの中心角範囲なら
びにカムシャフト２の半径方向に沿う外方への突出量
は、低速用カム３の高位部３ａに比べて大であるので、
両吸気弁１ａ，１ｂは、低速運転時における一方の吸気
弁１ａの開閉作動態様に比べて、開弁時期を早くすると
ともに閉弁時期を遅くし、しかもリフト量も大にした作
動態様で開閉作動されることになる。

このようにして第１駆動ロッカアーム７に連動、連結さ
れる吸気弁１ａは、機関作動時に常時開閉作動されると
ともに連結手段２１の切換作動に応じて開閉作動態様を
変化させ、それにより機関運転状態に応じた精密な開閉
作動態様を可能として機関出力をより向上させることが
できる。

上述のような連結手段２１の働きによる機関の出力向上
効果を図示すると第６図の曲線Ａで示すようになる。こ
れに対し、機関の低速運転時に機関弁の作動を休止させ
ることがない従来の内燃機関のものを示すと曲線Ｂで示
すようになり、さらに機関の低速運転時に機関弁を休止
させるようにした従来のもの（特開昭５９−３７２２３
号公報等）を示すと曲線Ｃで示すようになり、この実施
例の構成によれば低速域から高速域の広い範囲にわたっ
て出力が向上することが明らかである。

以上の説明では、吸気弁１ａ，１ｂに関連する部分につ
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。

Ｃ．発明の効果 以上のように本発明によれば、機関弁に連動、連結され
る駆動ロッカアームと、機関弁に対して自由となり得る
自由ロッカアームとが相対変位可能にして隣接配置さ
れ、カムシャフトには前記駆動ロッカアームおよび自由
ロッカアームをそれぞれ駆動するカムがそれらの形状を
異にして一体化され、各ロッカアームには、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
変位を許容する状態との切換を可能にした連結手段が設
けられるので、駆動ロッカアームに連結した機関弁を常
時開閉作動せしめながらその開閉作動態様を機関運転状
態に応じて変化させることができ、より精密な開閉作動
態様制御を可能として機関出力向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は平面
図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は第１図
のIII−III線断面図、第４図は第２図のIV−IV線断面
図、第５図は高速運転時の第４図に対応した断面図、第
６図は機関の出力特性を示す図である。 １ａ，１ｂ…機関弁としての吸気弁、２…カムシャフ
ト、３，５…カム、７，９…駆動ロッカアーム、９…自
由ロッカアーム、２１…連結手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の回転に同期して回転駆動されるカム
   シャフトに一体化されるカムと、該カムの回転動作に応
   じて機関弁を開閉作動させるためのロッカアームとを備
   える内燃機関の動弁装置において、機関弁に連動、連結
   される駆動ロッカアームと、機関弁に対して自由となり
   得る自由ロッカアームとが相対変位可能にして隣接配置
   され、カムシャフトには前記駆動ロッカアームおよび自
   由ロッカアームをそれぞれ駆動するカムがそれらの形状
   を異にして一体化され、各ロッカアームには、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
   対変位を許容する状態との切換を可能にした連結手段が
   設けられることを特徴とする内燃機関の動弁装置。