JPH0717767Y2

JPH0717767Y2 - 内燃機関の動弁機構

Info

Publication number: JPH0717767Y2
Application number: JP1989073395U
Authority: JP
Inventors: 利広及川; 智則新里; 浩貴山本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2004-06-22
Also published as: JPH0313408U

Description

【考案の詳細な説明】［考案の目的］〈産業上の利用分野〉本考案は、内燃機関の回転に同期して吸気弁または排気
弁を開閉駆動する動弁機構に関し、特に機関の回転速度
に応じて油圧により弁作動状態を切換可能な内燃機関の
動弁機構に関する。

〈従来の技術〉従来より、広い運転範囲に亘って吸・排気効率の最適化
を図るべく、機関の回転速度に応じて気筒毎に作動バル
ブ数を切り換えたり弁の作動タイミングを変更し得る弁
作動状態切換機能を備えた内燃機関の動弁機構が、例え
ば本願出願人による特開昭61-19911号公報等に開示され
ている。弁作動状態の切換動作は、バルブ・タイミング
及びリフトの異なる低速用カム及び高速用カムにそれぞ
れ摺接する複数のロッカアームを、機関の回転速度に応
じて連結切換装置によって相対角変位可能な状態と一体
的に揺動する状態とに切り換えることによって行なう。
連結切換装置は、通常機関の駆動力により圧送される潤
滑油の一部を利用し、機関の回転速度に応じて切り換え
て供給される油圧によって作動する。

また、同じく本願出願人による実願昭63-82588号公報に
よれば、低速用カム及び高速用カムの各摺接部をそれぞ
れ潤滑するために別個独立の潤滑油路を設け、かつ連結
切換装置に作動油圧を供給する給油通路に絞りを介して
高速用潤滑油路を接続することによって、給油系統の構
成の簡単化、潤滑油の有効利用及び各摺接部への均等か
つ確実な潤滑油を図っている。ところが、弁作動状態を
低速モードから高速モードへ切り換える際に、連結切換
装置の給油通路に供給された潤滑油の一部が絞りを介し
て高速用潤滑油路に流出するので、給油通路内に於ける
油圧の増大が遅れることになる。このため、連結切換装
置が瞬時に作動せず、弁作動状態の低速モードから高速
モードへの切換に時間遅れが生じて信頼性を損う虞れが
あった。

〈考案が解決しようとする課題〉そこで、本考案の目的は、弁作動状態の低速モードから
高速モードへの切換時に時間遅れを生じることなく連結
切換装置に作動油圧を効率的に供給し、その切換動作を
瞬時に完了させて弁作動状態の切換時間を短縮すること
により信頼性を向上させた弁作動状態切換機能を備える
内燃機関の動弁機構を提供することにある。

［考案の構成］〈課題を解決するための手段〉上述の目的は、本考案によれば、機関の運転状態に応じ
た互いに異なるプロフィルが与えられた低速用カム及び
高速用カムを一体的に連設してなり、機関の回転に同期
して回転駆動されるカム軸と、燃焼室の吸気ポート或い
は排気ポートに設けられ、ばね手段により常時閉弁付勢
されると共に前記カムにより開弁駆動される弁と、前記
高速用カムに係合して該カムの揚程を前記弁に伝達する
第１の伝達部材と、前記低速用カムに係合して該カムの
揚程を前記弁に伝達するべく前記第１の伝達部材と隣接
して設けられた第２の伝達部材と、前記第１・第２両伝
達部材間が一体的に連結される高速モード状態および前
記第１・第２両伝達部材間が切離される低速モード状態
を機関の運転状態に応じて選択的に切換えるための連結
切換装置と、該連結切換装置を少なくとも前記高速モー
ド状態側に駆動する油圧を供給するための給油通路と、
前記カム軸及び伝達部材回りに潤滑油を供給するための
潤滑油路とを有する内燃機関の動弁機構であって、前記
潤滑油路は、前記給油通路に於ける前記連結切換装置へ
の流入口の下流側にて流量調整手段を介して前記給油通
路に接続されるものであり、前記流量調整手段は、前記
連結切換装置の切換動作に対応して開閉制御され、低速
モードから高速モードへの切換時には略全閉されるもの
であることを特徴とする内燃機関の動弁機構を提供する
ことによって達成される。

〈作用〉このようにすれば、弁作動状態の切換時に特に高い応答
性が要求される低速モードから高速モードへの移行時
に、流量調整手段によって給油通路から潤滑油路への潤
滑油の流出を規制することができるので、連結切換装置
に対する駆動油圧が時間遅れを生じることなく上昇する
こととなる。

〈実施例〉以下、本考案の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図に示されるように、本考案を適用した機関のシリ
ンダヘッド１には、気筒毎に１対の吸気弁2a、2bが設け
られており、以下に詳述する動弁機構によって開閉駆動
される。また、前記機関は吸気弁2a、2bと同様に開閉駆
動される１対の排気弁（図示せず）を備える。

第３図に併せて示されるように、シリンダヘッド１に回
動自在に支持されるカム軸３には、作動角及びリフトの
小さい１対の低速用カム4a、4bと作動角及びリフトの大
きい１個の高速用カム５とが一体的に形成されている。
カム軸３の下方には、シリンダヘッド１に固定されたロ
ッカシャフト６がカム軸３と平行に配置され、かつ３個
の伝達部材としてのロッカアーム７〜９が互いに隣接し
て揺動自在にかつ相対角変位可能に枢支されている。各
ロッカアーム７〜９は、その上面にカムスリッパ7a〜9a
が形成され、かつそれぞれ対応するカム4a、4b、５に摺
接して揺動する。

低速用カム4a、4bに摺接する第１及び第３ロッカアーム
７、９は基本的に同一形状をなし、吸気弁2a、2bの上方
へ延出する遊端部にはそれぞれタペットねじ10a、10bが
螺着され、かつその下端にリテーナ11a、11bを介してバ
ルブスプリング12a、12bにより閉弁方向に付勢された各
吸気弁2a、2bの上端が当接している。第１及び第３ロッ
カアーム７、９間に配置されて高速用カム５に摺接する
第２ロッカアーム８は、ロッカシャフト６から両吸気弁
2a、2bの中間に向けて僅かに延出する遊端部の下端に図
示されないリフタが当接し、ロストモーションスプリン
グとしてカムスリッパ8aが高速用カム５に常時摺接する
ように上向きの付勢力を与えている。

第２図に良く示されるように、隣接する第１〜第３ロッ
カアーム７〜９の内部には、それらを相対変位し得る状
態即ち低速モードと一体的に揺動し得る状態即ち高速モ
ードとに切換可能な連結切換装置13が内蔵されている。
連結切換装置13は、第２ロッカアーム８側に開口する有
底の第１ガイド孔14が第１ロッカアーム７内部にロッカ
シャフト６と平行に穿設され、かつその中に第１切換ピ
ン15が摺合している。第１ガイド孔14の底部に郭定され
る油圧室16は、通路17を介してロッカシャフト６内に設
けられた給油通路18に連通している。給油通路18は、機
関の駆動力によって潤滑油を該機関各部に圧送するメイ
ンオイルギャラリに切換制御弁を介して接続されてい
る。この切換制御弁は、機関回転数、水温等から判断さ
れる機関の運転状態に基づいて電子制御回路によって開
閉制御される。

第２ロッカアーム８には、カムスリッパがカムのベース
円に摺接する静止位置に於て第１ガイド孔14と同心をな
す同径の第２ガイド孔19がロッカシャフト６と平行に貫
設され、かつその内部に第２切換ピン20が一端を第１切
換ピン15に当接させて摺合している。第３ロッカアーム
７には、同様に有底の第３ガイド孔21が穿設され、かつ
その中にストッパピン22が一端が第２切換ピン20の他端
に当接させて摺合している。ストッパピン22は、第３ガ
イド孔21の底部に嵌着されたガイドスリーブ23に軸部24
を嵌挿させ、かつリターンスプリング25によって第２ロ
ッカアーム８側に常時付勢されている。

機関の中低速運転時には、前記切換制御弁が閉じられて
給油通路18から連結切換装置13の油圧室16に十分な油圧
が供給されないので、各ピン15、20、22がリターンスプ
リング25によって第３図の実線で示す位置に付勢され、
各ロッカアーム７〜９が互いに相対角変位する。機関の
高速運転時には、前記切換制御弁が開かれて給油通路18
から油圧室16内に作動油圧が供給されるので、第１及び
第２切換ピン15、20がそれぞれリターンスプリング25の
付勢力に抗して第２ガイド孔19及び第３ガイド孔21に嵌
合し、各ロッカアーム７〜９が一体的に連結される。

カム軸３の上方には、各カム4a、4b、５と対応する各ロ
ッカアーム７〜９との摺接部を潤滑するために、管路部
材26が平行に架設されている。管路部材26の内部には、
互いに独立の低速用潤滑路27と高速用潤滑路28とが並設
されている。管路部材26の下面には、低速用潤滑路27の
各カム4a、4b、５に対応する位置、及び高速用潤滑路28
の高速用カム５に対応する位置にそれぞれ潤滑油噴出孔
29、30が穿設されている。低速用潤滑路27は前記メイン
オイルギャラリに接続されており、前記機関の運転中は
常時潤滑油が各噴出孔29からカム4a、4b、５にシャワ式
に供給される。他方、高速用潤滑路28は、流量調整弁31
を介して連結切換装置13の給油通路18の後端に接続され
ている。

第３図に示されるように、管路部材26は、その一方の端
部26aが、シリンダヘッド１の上端に固定されるカムホ
ルダ32の上端ボルト33によって固定されている。他方、
ロッカシャフト６は、給油通路18後端側の端部6aがシリ
ンダヘッド１の孔34に嵌合固定されている。ロッカシャ
フト端部6aには上向きの接続孔35が開設され、かつその
中に、シリンダヘッド１及びカムホルダ32内部に保持さ
れる流量調整弁31の先端部が挿入されている。

接続孔34から給油通路18内に突入する流量調整弁31の下
端には、入口ポート36が開設されている。流量調整弁31
の側部に開口する出口ポート37は、シリンダヘッド１及
びカムホルダ31内に内設された連通路38に接続されてい
る。連通路38は、管路部材端部26aの下向きに開口する
接続孔39を介して高速用潤滑路28に接続されている。流
量調整弁31は、内部に弁体40が上下方向に摺動可能に保
持され、かつコイルばね41によって常時下向きに即ち閉
弁方向に付勢されている。

流量調整弁31は、入口ポート36を介して作用する給油通
路18内の油圧によって開閉される。コイルばね41の付勢
力は、給油通路18内の油圧が連結切換装置13の切換ピン
15、20を駆動して低速モードから高速モードに切り換え
る作動油圧以上で弁体40が押し上げられて開弁されるよ
うに設定される。例えば、連結切換装置13の作動油圧を
1.5kg/cm²とすると、流量調整弁31の開弁圧が2kg/cm²に
なるようにコイルばね41を選択する。

機関の高速運転時に前記電子制御回路によって前記切換
制御弁が開かれると、この時点では流量調整弁31が閉じ
ているので給油通路18内の油圧は連結切換装置13の作動
油圧まで時間遅れなく瞬時に増大し、連結切換装置13が
作動して弁作動状態が低速モードから高速モードに切り
換えられる。連結切換装置13の切換動作の完了後に給油
通路18内の油圧が増大することによって流量調整弁31が
開弁され、給油通路18から高速用潤滑路28に潤滑油の一
部が流出する。これにより、潤滑油が各噴出孔29から高
速用カム５にシャワ式に供給される。

第４図には、本考案の第２実施例を適用した４気筒内燃
機関の吸気側及び排気側動弁装置42i、42eの給油系統が
示されている。吸気側及び排気側の各ロッカシャフト6
i、6eに内設された給油通路18i、18eは、油圧を高・低
に切り換えて供給する切換制御弁43とフィルタ44とを介
してメインオイルギャラリ45に接続されている。メイン
オイルギャラリ45には、オイルパン46から潤滑油を汲み
上げるオイルポンプ47がリリーフ弁48、オイルフィルタ
49及びオイルクーラ50を介して接続されている。メイン
オイルギャラリ45に圧送された潤滑油は、油路51a〜51e
を介して各クランクジャーナル52a〜52eに供給される。
更に、潤滑油は、特に前記機関の高速運転時に熱負荷が
増大するピストンを冷却するためのオイルジェット54a
〜54dに油路53a〜53dを介して供給される。

メインオイルギャラリ45から分岐された油路55は、オリ
フィス56を介して吸気側及び排気側動弁装置42i、42eの
低速用潤滑路27i、27eに接続されている。各低速用潤滑
路27i、27eは、それぞれ低速用カムに対応する所定位置
に潤滑油噴出孔29i、29eを有し、かつ各カムジャーナル
57i、57eを潤滑するための通路58i、58eに接続されてい
る。低速用潤滑路27a、27eには、オイルポンプ47によっ
てメインオイルギャラリ45に圧送される潤滑油が常時油
路55からオフィリス56を経て供給され、噴出孔29i、29e
から各低速用カムと対応するロッカアームとの摺接面及
びカムジャーナルを潤滑する。

各給油通路18i、18eの下流端は、それぞれ流量調整手段
59i、59eを介して高速用潤滑路28i、28eに接続されてい
る。高速用潤滑路28i、28eは、それぞれ高速用カムに対
応する所定位置に潤滑油噴出孔30i、30eを有する。ま
た、給油通路18i、18eの上流端には、給油通路18i、18e
に供給された油圧を検出して図示されない前記電子制御
回路に信号を出力する油圧スイッチ67が取り付けられて
いる。

各流量調整手段59i、59eは、それぞれ駆動手段60i、60e
によって開閉駆動され、かつ各駆動手段60i、60eは共通
の制御手段61によって制御される。切換制御弁43と同様
に、制御手段61は前記電子制御回路に接続されており、
該電子制御回路は前記機関の運転状態に応じて制御手段
61に信号を出力し、駆動手段60i、61eを作動させて各流
量調整手段59i、59eの開度を全閉位置と全開位置との間
で適当に調整する。これにより、給油通路18i、18eから
高速用潤滑路28i、28eに流出する潤滑油量が各連結切換
装置13の切換動作に対応させて制限される。

前記機関の中低速運転時には、切換制御弁43が閉じてい
るために給油通路18i、18eに油圧が供給されず、連結切
換装置13が作動しないので各ロッカアームは別個に揺動
して相対角変位する。しかし、給油通路18i、18eには、
切換制御弁43の閉弁時でもオリフィスを介して少量の潤
滑油が供給されるようになっている。従って、各流量調
整手段59i、59eを全開することによって高速用潤滑路28
i、28eにも少量の潤滑油が供給され、噴出孔30i、30eか
ら各高速用カムと対応するロッカアームとの摺接面を潤
滑する。

前記機関の高速運転時に前記電子制御回路からの信号に
よって切換制御弁43が開くと、メインオイルギャラリ45
から各給油通路18i、18eに潤滑油が圧送される。同時
に、制御手段61は、前記電子制御回路からの信号に従っ
て流量調整手段59i、59eを全閉にする。これにより、各
給油通路18i、18e内の油圧が機関の回転数に応じて瞬時
に所定の作動油圧まで増大し、時間遅れなく各連結切換
装置13が作動して低速モードから高速モードに切り換わ
る。

全連結切換手段13の切換動作が完了し、給油通路18i、1
8e内の油圧が所定の設定値まで上昇すると、弁作動状態
が低速運転状態から高速運転状態に切り換わる。する
と、油圧スイッチ67から前記電子制御回路に信号が出力
される。連結切換装置13の作動完了後は、第１及び第２
切換ピン15、20の慣性抵抗や摩擦抵抗は無視し得るの
で、リターンスプリング25の弾発力に抗して第１及び第
２切換ピン15、20を保持し得るだけの油圧が作用すれば
良いこととなるため、給油通路18i、18e内の油圧は幾分
低下しても良くなる。そこで、前記電子制御回路は制御
手段61に信号を出力し、駆動手段60i、60eを作動させて
流量調整手段59i、59eを僅かに開かせる。これにより、
給油通路18i、18eの下流端から潤滑油が流量調整手段59
i、59eにより流量を絞られて高速用潤滑油28i、28eに供
給され、各噴出孔30i、30eから高速用カムと対応するロ
ッカアームとの摺接面を潤滑する。

第５図には、第４図示の実施例の変形例が示されてい
る。この本考案の第３実施例では、流量調整手段62が機
関の運転状態に応じて開位置と閉位置との間で２段階に
制御される切換弁63と固定オリフィス64とで構成され
る。切換弁63は、通常開位置に保持されるので、給油通
路18に供給された潤滑油がオリフィス64により流量を絞
られて高速用潤滑路28に供給される。

切換弁63は、連結切換装置13を低速モードから高速モー
ドへ切り換える際に全閉される。これにより、給油通路
18に供給された潤滑油が高速用潤滑路28に流れないの
で、上述した第１及び第２実施例と同様に連結切換装置
13を瞬時に低速モードから高速モードに切り換えること
ができる。連結切換装置13の切換動作完了後は、切換弁
63が再び開かれ、オリフィス64を介して潤滑油が高速用
潤滑路28に供給される。

第６図には、本考案による第４実施例が示されている。
この実施例では、ピストン冷却用の各オイルジェット54
a〜54dに潤滑油を供給するための給油路65がチェック弁
66を介してメインオイルギャラリ45に接続されている。
チェック弁66は、連結切換装置13の作動油圧より高い油
圧が給油路65に供給されると開弁するように設定されて
いる。

メインオイルギャラリ45内の油圧は、切換制御弁43を開
くことにより流量が増加するので、一時的に低下する。
しかし、潤滑油がチェック弁66によって給油路65に流れ
ずに給油通路18に優先的に供給されるので、給油通路18
の油圧が瞬時に増大し、時間遅れなく連結切換装置13を
作動させる。連結切換装置13の切換動作完了後、メイン
オイルギャラリ45内に油圧が増大すると、チェック弁66
が開いて潤滑油が供給路65からオイルジェット54a〜54d
に供給される。

［考案の効果］上述したように本考案によれば、連結切換装置に作動油
圧を供給する給油通路の下流端に流量調整手段を介して
潤滑油路を接続し、低速モードから高速モードへの切換
時には流量調整手段を全閉して給油通路から潤滑油路へ
の潤滑油の流出を規制することにより、連結切換装置の
切換動作に対応して給油通路内の油圧を瞬時に増大させ
ることができるので、弁作動状態の切換時間を短縮し、
かつ切換動作の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案を適用した内燃機関の動弁機構を示す
側面図である。第２図は、第１図のII-II線に沿う断面図である。第３図は、本考案の第１実施例の要部を示す断面図であ
る。第４図は、本考案の第２実施例を適用した動弁機構の給
油系統を示す回路図である。第５図は、本考案の第３実施例を概略的に示す回路図で
ある。第６図は、本考案の第４実施例を概略的に示す回路図で
ある。１……シリンダヘッド、2a、2b……吸気弁３……カム軸、4a、4b……低速用カム５……高速用カム６、6i、6e……ロッカシャフト 6a……端部、７〜９……ロッカアーム 7a〜9a……カムスリッパ 10a、10b……タペットねじ 11a、11b……リテーナ 12a、12b……バルブスプリング 13……連結切換装置、14……第１ガイド孔 15……第１切換ピン、16……油圧室 17……油路 18、18i、18e……給油通路 19……第２ガイド孔、20……第２切換ピン 21……第３ガイド孔、22……ストッパピン 23……ガイドスリーブ、24……軸部 25……リターンスプリング 26……管路部材、26a……端部 27、27i、27e……低速用潤滑路 28、28i、28e……高速用潤滑路 29、29i、29e、30、30i、30e……潤滑油噴出孔 31……流量調整弁、32……カムホルダ 33……ボルト、34……孔 35……接続孔、36……入口ポート 37……出口ポート、38……連通路 39……接続孔、40……弁体 41……コイルばね、42i、42e……動弁装置 43……切換制御弁、44……フィルタ 45……メインオイルギャラリ 46……オイルパン、47……オイルポンプ 48……リリーフ弁、49……オイルフィルタ 50……オイルクーラ、51a〜51e……油路 52a〜52e……クランクジャーナル 53a〜53d……油路 54a〜54d……オイルジェット 55……油路、56……オリフィス 57i、57e……カムジャーナル 58i、58e……通路 59i、59e……流量調整手段 60i、60e……駆動手段 61……制御手段、62……流量調整手段 63……切換弁、64……オリフィス 65……給油路、66……チェック弁 67……油圧スイッチ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】機関の運転状態に応じた互いに異なるプロ
フィルが与えられた低速用カム（4a・4b）及び高速用カ
ム（５）を一体的に連設してなり、機関の回転に同期し
て回転駆動されるカム軸（３）と、燃焼室の吸気ポート
或いは排気ポートに設けられ、ばね手段（12a・12b）に
より常時閉弁付勢されると共に前記カムにより開弁駆動
される弁（2a・2b）と、前記高速用カムに係合して該カ
ムの揚程を前記弁に伝達する第１の伝達部材（８）と、
前記低速用カムに係合して該カムの揚程を前記弁に伝達
するべく前記第１の伝達部材と隣接して設けられた第２
の伝達部材（７・９）と、前記第１・第２両伝達部材間
が一体的に連結される高速モード状態および前記第１・
第２両伝達部材間が切離される低速モード状態を機関の
運転状態に応じて選択的に切換えるための連結切換装置
（13）と、該連結切換装置を少なくとも前記高速モード
状態側に駆動する油圧を供給するための給油通路（18）
と、前記カム軸及び伝達部材回りに潤滑油を供給するた
めの潤滑油路（28）とを有する内燃機関の動弁機構であ
って、前記潤滑油路は、前記給油通路に於ける前記連結切換装
置への流入口（17）の下流側にて流量調整手段（31）を
介して前記給油通路に接続されるものであり、前記流量調整手段は、前記連結切換装置の切換動作に対
応して開閉制御され、低速モードから高速モードへの切
換時には略全閉されるものであることを特徴とする内燃
機関の動弁機構。