JPH086573B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気弁あるいは排気弁
に連動、連結された第１および第２駆動カムフォロア間
に、吸気弁あるいは排気弁に対して自由となり得る自由
カムフォロアが配置され、各カムフォロアを連結する状
態とその連結を解除する状態とを切換可能な連結切換機
構が、一端に油圧室を臨ませて第１駆動カムフォロアに
摺動可能に嵌合されるとともに自由カムフォロアに嵌合
可能な第１切換ピンと、前記第１切換ピンの他端に一端
を同軸に当接させて自由カムフォロアに摺動可能に嵌合
されるとともに第２駆動カムフォロアに嵌合可能な第２
切換ピンと、第２切換ピンの他端に一端を同軸に当接し
て第２駆動カムフォロアに摺動可能に嵌合される規制ピ
ンと、前記各ピンを油圧室側に付勢すべく規制ピンおよ
び第２駆動カムフォロア間に設けられる戻しばねとから
構成される内燃機関の動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる動弁装置は、たとえば特開
昭６１−１９９１１号公報等で公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる動弁
装置において、連結切換機構を連結作動させるべく油圧
室に油圧を作用させたときに、第１切換ピンの自由カム
フォロアへの嵌合が第２切換ピンの第２駆動カムフォロ
アへの嵌合に先行して行なわれ、しかも第２切換ピンの
先端が第２駆動カムフオロワに嵌合し始めた時にバルブ
リフトが開始された場合には、吸気弁あるいは排気弁の
高リフト開弁時に第１および第２切換ピンが自由カムフ
ォロアおよび第２駆動カムフォロアから一気に抜け出し
て連結切換機構の損傷や騒音発生の原因となる恐れがあ
る。即ち、斯かる場合には、第２切換ピンに対し戻しば
ねによる押戻し力に加えて弁ばねによる押戻し力が該第
２切換ピンの先端面取り部を介して作用するのに対し、
第１切換ピンに対しては油圧室の油圧力に加えて、該第
１切換ピンの自由カムフォロアへの嵌合に伴う弁ばねに
よる剪断力が作用するので、吸気弁あるいは排気弁の開
弁リフト量が未だ小さくて、第２切換ピンに作用する前
記弁ばねによる押戻し力が比較的小さい時には、前記剪
断力に基づき両切換ピンの抜けが阻止される。しかる
に、吸気弁あるいは排気弁の開弁リフト量が大になる
と、弁ばねのばね力が大となることにより第２切換ピン
に作用する弁ばねの押戻し力が大きくなって両切換ピン
が前記剪断力に抗して共に抜けてしまうことがある。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、連結切換機構の連結作動開始時において吸気
弁あるいは排気弁の高リフト状態で第１および第２切換
ピンの抜けが生じるのを効果的に防止し得るようにした
構造簡単な、内燃機関の動弁装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１お
よび第２切換ピンは、油圧室への油圧作用に応じて切換
作動する際に、第１切換ピンの自由カムフォロアへの嵌
合よりも第２切換ピンの第２駆動カムフォロアへの嵌合
が先行するように構成される。

【０００６】

【作 用】 上記構成によれば、連結切換機構を連結解除
状態から連結状態へ切換えるべく両切換ピンが油圧室へ
の油圧作用に応じて切換作動する際には、第１切換ピン
の自由カムフォロアへの嵌合よりも第２切換ピンの第２
駆動カムフォロアへの嵌合が先行するから、両切換ピン
が未だフルストローク状態になくて第１切換ピンの先端
が自由カムフォロアに嵌合し始めている時には第１切換
ピンに対し弁ばねによる剪断力が働かず、従ってこの時
に吸気弁あるいは排気弁が開弁作動し始めてもその開弁
リフト量が小さい時に第１切換ピンが早々に抜けてしま
い（即ち前記剪断力のために抜けが規制されるような恐
れはなく）、また第１切換ピンが抜けると第２切換ピン
には油圧力が作用しなくなるため、第２切換ピンもまた
早々に抜けてしまう。かくして開弁リフト量が大の状態
での切換ピンの抜けが回避される。

【０００７】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明すると、先ず本発明の一実施例を示す図１および図２
において、機関本体Ｅに設けられた一対の吸気弁１ａ，
１ｂは、機関のクランク軸から１／２の減速比で回転駆
動されるカムシャフト２に一体に設けられた低速用カム
３，３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および第２駆動カム
フォロアとしての第１および第２ロッカアーム７，８な
らびに自由カムフォロアとしての第３ロッカアーム９
と、各ロッカアーム７〜９間に設けられる連結切換機構
１０との働きにより開閉駆動される。

【０００８】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３，３は各吸気弁
１ａ，１ｂに対応する位置でカムシャフト２に一体化さ
れ、高速用カム５は低速用カム３，３間でカムシャフト
２に一体化される。各低速用カム３，３はカムシャフト
２の半径方向に沿う突出量が比較的小さい高位部３ａ
と、ベース円部３ｂとをそれぞれ有する。また高速用カ
ム５は、カムシャフト２の半径方向外方への突出量を前
記高位部３ａよりも大とするとともにその高位部３ａよ
りも広い中心角範囲にわたる高位部５ａと、ベース円部
５ｂとを有する。

【０００９】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、
一方の吸気弁１ａに連動、連結される第１ロッカアーム
７と、他方の吸気弁１ｂに連動、連結される第２ロッカ
アーム８と、第１および第２ロッカアーム７，８間に配
置される第３ロッカアーム９とが相互に隣接してそれぞ
れ枢支される。また第１ロッカアーム７の上部には一方
の低速用カム３に摺接するカムスリッパ１１が設けら
れ、第２ロッカアーム８の上部には他方の低速用カム３
に摺接するカムスリッパ１２が設けられ、第３ロッカア
ーム９の上部には高速用カム５に摺接するカムスリッパ
１３が設けられる。

【００１０】一方、両吸気弁１ａ，１ｂの上部には鍔部
１４がそれぞれ設けられており、これらの鍔部１４と機
関本体Ｅとの間には弁ばね１５がそれぞれ介装され、各
吸気弁１ａ，１ｂはその弁ばね１５により閉弁方向すな
わち上方に向けてそれぞれ付勢される。また第１および
第２ロッカアーム７，８の先端には、吸気弁１ａ，１ｂ
の上端に当接するタペットねじ１６が進退可能にそれぞ
れ螺合され、これにより第１および第２ロッカアーム
７，８が吸気弁１，１ｂに連動、連結される。

【００１１】図３を併せて参照して、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
ずかに延出されており、この第３ロッカアーム９は、機
関本体Ｅとの間に設けた弾発付勢手段１９により高速用
カム５に摺接する方向に弾発付勢される。

【００１２】弾発付勢手段１９は、閉塞端を第３ロッカ
アーム９に当接させた有底円筒状のリフタ２０と、リフ
タ２０および機関本体Ｅ間に縮設されるリフタばね２１
とを備え、リフタ２０は、機関本体Ｅに穿設した有底穴
２２に摺動自在に嵌合される。

【００１３】図４において、各ロッカアーム７〜９間に
は、それらの連結および連結解除を切換える連結切換機
構１０が設けられる。

【００１４】連結切換機構１０は、第１および第３ロッ
カアーム７，９間を連結可能な第１切換ピン２３と、第
３および第２ロッカアーム９，８間を連結し得る第２切
換ピン２４と、第１および第２切換ピン２３，２４の移
動を規制する規制ピン２５と、各ピン２３〜２５を連結
解除側に付勢する戻しばね２６とを備える。

【００１５】第１ロッカアーム７には、第３ロッカアー
ム８側に開放した有底の第１ガイド穴２７がロッカシャ
フト６と平行に穿設されており、この第１ガイド穴２７
に第１切換ピン２３が摺動可能に嵌合される。第１ガイ
ド穴２７の閉塞端および第１切換ピン２３間には油圧室
２８が画成され、したがって第１切換ピン２３の一端に
油圧室２８が臨むことになる。しかも第１ガイド穴２７
の閉塞端には、第１切換ピン２３の一端に当接して第１
切換ピン２３の油圧室２８側への移動を規制する規制突
部２９が突設される。また第１切換ピン２３の他端部周
縁部には面取り部２３ａが全周にわたって設けられる。

【００１６】さらに第１ロッカアーム７には油圧室２８
に連通する連通路３０が穿設され、ロッカシャフト６内
には図示しない油圧供給源に通じる油圧供給路３１が設
けられる。連通路３０および油圧供給路３１は、ロッカ
シャフト６の側壁に穿設した連通孔３２を介して、第１
ロッカアーム７の揺動状態に拘らず常時連通する。

【００１７】第３ロッカアーム９には、第１ガイド穴２
７に対応する同一径のガイド孔３３がその両側面間にわ
たってロッカシャフト６と平行に穿設されており、前記
第１切換ピン２３の他端に一端が同軸に当接される第２
切換ピン２４は該ガイド孔３３に摺動可能に嵌合され
る。しかもガイド孔３３の第１ロッカアーム７側の開口
端縁には全周にわたる面取り部３３ａが設けられ、第２
切換ピン２４の他端部周縁部には面取り部２４ａが全周
にわたって設けられる。

【００１８】第２ロッカアーム８には、前記ガイド孔３
３に対応する同一径であって有底の第２ガイド穴３４が
その開口端を第３ロッカアーム９側にしてロッカシャフ
ト６と平行に穿設され、円板状の規制ピン２５が第２ガ
イド穴３４に摺動可能に嵌合される。規制ピン２５には
軸部３５が同軸に連設されており、該軸部３５は第２ガ
イド穴３４の閉塞端に穿設された案内孔３６に移動自在
に挿通される。しかも軸部３５を囲繞して第２ガイド穴
３４の閉塞端と規制ピン２５との間に戻しばね２６が縮
設され、この戻しばね２６により相互に同軸に当接した
前記各ピン２３，２４，２５が油圧室２８側に付勢され
る。また第２ガイド穴３４の第３ロッカアーム９側の開
口端縁には面取り部３４ａが全周にわたって設けられ
る。

【００１９】斯かる連結切換機構１０は、油圧室２８へ
の油圧作用に応じて第１および第２切換ピン２３，２４
が連結解除位置から連結位置へ切換作動する際に、第１
切換ピン２３のガイド孔３３への嵌合よりも第２切換ピ
ン２４の第２ガイド穴３４への嵌合が先行するように構
成される。すなわち、第２切換ピン２４の第１切換ピン
２３側には第１切換ピン２３に当接する小径部２４ｂが
同軸に設けられており、第１切換ピン２３および前記小
径部２４ｂの当接面は、第２切換ピン２４および規制ピ
ン２５の当接面が第３および第２ロッカアーム９，８間
に対応する位置にある連結解除時に第１ガイド穴２７内
にある。その連結解除時に第１切換ピン２３の面取り部
２３ａおよびガイド孔３３の面取り部３３ａの小径端間
の距離ｌ ₁ は、第２切換ピン２４の面取り部２４ａおよ
び第２ガイド穴３４の面取り部３４ａの小径端間の距離
ｌ ₂ よりも大きく設定される。しかも第２切換ピン２４
の 小径部２４ｂの外径は、第１ガイド穴２７内にある状
態で、第１および第３ロッカアーム７，９の揺動量差よ
りも大きな間隙を第１ガイド穴２７の内面との間に形成
すべく設定される。

【００２０】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油圧室２８の油圧は解放され
ており、各ピン２３〜２５は戻しばね２６のばね力によ
り油圧室２８側に最大限移動した連結解除状態にある。
この状態では、第１および第２切換ピン２３，２４の当
接面は第１および第３ロッカアーム７，９間に対応する
位置にあり、第２切換ピン２４および規制ピン２５の当
接面は第３および第２ロッカアーム９，８間に対応する
位置にある。したがって各ロッカアーム７〜９は相互に
相対角変位可能な状態にある。

【００２１】かかる連結解除状態にあっては、カムシャ
フト２の回転作動により第１および第２ロッカアーム
７，８は低速用カム３，３との摺接に応じて揺動し、し
たがって両吸気弁１ａ，１ｂは低速用カム３，３の形状
に応じたタイミングおよびリフト量で開閉作動する。こ
の際、第３ロッカアーム９は高速用カム５との摺接に応
じて揺動するが、その揺動動作は第１および第２ロッカ
アーム７，８に何らの影響も及ぼさない。

【００２２】機関の高速運転時には油圧室２８に高油圧
が供給される。これにより第１および第２切換ピン２
３，２４ならびに規制ピン２５は戻しばね２６のばね力
に抗して連結位置側へと移動し、第１切換ピン２３がガ
イド孔３３に嵌合するとともに第２切換ピン２４が第２
ガイド穴３４に嵌合し、各ロッカアーム７〜９が連結さ
れる。このとき高速用カム５に摺接している第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
し、両吸気弁１ａ，１ｂは高速用カム５の形状に応じた
タイミングおよびリフト量で開閉作動する。

【００２３】ところで上記連結切換機構１０の連結作動
は、第１および第２ロッカアーム７，８が低速用カム
３，３のベース円部３ｂに摺接し、第３ロッカアーム９
が高速用カム５のベース円部５ｂに摺接している状態で
開始されるものである。その連結作動開始時には第１お
よび第２切換ピン２３，２４がフルストロークせずに低
速用カム３，３の高位部３ａにより第１および第２ロッ
カアーム７，８が揺動し始めることがあり、斯かる場合
には、図５で示すように第２切換ピン２４が第２ガイド
穴３４に少し嵌合しているものの、第１切換ピン２３の
面取り部２３ａはガイド孔３３の面取り部３３ａにかか
っており、この状態で吸気弁１ａ，１ｂが開弁作動し始
める時には第２切換ピン２４に、第２ガイド穴３４との
嵌合に伴う弁ばね１５による剪断力と戻しばね２６によ
る押戻し力とが作用するのに対し、第１切換ピン２３に
は弁ばね１５による剪断力は働かず、油圧室２８の油圧
力と弁ばね１５による押し戻し力が作用するから、吸気
弁１ａ，１ｂの開弁リフト量が小さい時に第１切換ピン
２３が早々に抜けてしまい（即ち前記剪断力のために抜
けが規制される恐れはなく）、また第１切換ピン２３が
抜けると第２切換ピン２４に油圧力が作用しなくなるた
め、第２切換ピン２４も第１切換ピン２３に追従して早
々に抜けてしまう。かくして吸気弁１ａ，１ｂの開弁リ
フト量が大となるまで図５の状態が持続することはな
く、連結作動時に第１および第２切換ピン２３，２４の
抜けが生じることがあるとすると、それは吸気弁１ａ，
１ｂの開弁リフト量が小さい時に限られ、開弁リフト量
が大となってからの抜けを効果的に防止することができ
る。

【００２４】以上の実施例では吸気弁の動弁装置につい
て説明したが、本発明は排気弁の動弁装置についても適
用可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、連結切換
機構を連結解除状態から連結状態へ切換えるべく両切換
ピンが油圧室への油圧作用に応じて切換作動する際に
は、第１切換ピンの自由カムフォロアへの嵌合よりも第
２切換ピンの第２駆動カムフォロアへの嵌合が先行する
ようにしたので、両切換ピンが未だフルストローク状態
になくて第１切換ピンの先端が自由カムフォロアに嵌合
し始めている時には第１切 換ピンに対し弁ばねによる剪
断力が働かず、従ってこの時に吸気弁あるいは排気弁が
開弁作動し始めてもその開弁リフト量が小さい時に両切
換ピンは早々に抜けてしまうから、その抜けが高リフト
時に生じることを確実に防止できて、連結切換機構の耐
久性向上や騒音低減に寄与することができる。しかも上
記切換ピンの抜け防止に当たっては、第２切換ピンの嵌
合を第１切換ピンの嵌合より先行させただけでの簡単な
手法が採用されることから、装置の構造簡素化、延いて
はコストの節減や組立、点検整備等の作業性の向上に寄
与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】図１の３−３線断面図

【図４】連結解除時の図２の４−４線拡大断面図

【図５】連結作動開始時の図４の要部断面図

【符号の説明】

１ａ，１ｂ・・・吸気弁 ７・・・・・・・第１駆動カムフォロアとしての第１ロ
ッカアーム ８・・・・・・・第２駆動カムフォロアとしての第２ロ
ッカアーム ９・・・・・・・自由カムフォロアとしての第３ロッカ
アーム １０・・・・・・連結切換機構 ２３・・・・・・第１切換ピン ２４・・・・・・第２切換ピン ２５・・・・・・規制ピン ２６・・・・・・戻しばね ２８・・・・・・油圧室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ばね（１５）により閉弁方向に付勢さ
   れている吸気弁（１ａ，１ｂ）あるいは排気弁に連動、
   連結された第１および第２駆動カムフォロア（７，８）
   間に、吸気弁（１ａ，１ｂ）あるいは排気弁に対して自
   由となり得る自由カムフォロア（９）が配置され、各カ
   ムフォロア（７〜９）を連結する状態とその連結を解除
   する状態とを切換可能な連結切換機構（１０）が、一端
   に油圧室（２８）を臨ませて第１駆動カムフォロア
   （７）に摺動可能に嵌合されるとともに自由カムフォロ
   ア（９）に嵌合可能な第１切換ピン（２３）と、前記第
   １切換ピン（２３）の他端に一端を同軸に当接させて自
   由カムフォロア（９）に摺動可能に嵌合されるとともに
   第２駆動カムフォロア（８）に嵌合可能な第２切換ピン
   （２４）と、第２切換ピン（２４）の他端に一端を同軸
   に当接して第２駆動カムフォロア（８）に摺動可能に嵌
   合される規制ピン（２５）と、前記各ピン（２３〜２
   ５）を油圧室（２８）側に付勢すべく規制ピン（２５）
   および第２駆動カムフォロア（８）間に設けられる戻し
   ばね（２６）とから構成される内燃機関の動弁装置にお
   いて、 第１および第２切換ピン（２３，２４）は、油圧室（２
   ８）への油圧作用に応じて切換作動する際に、第１切換
   ピン（２３）の自由カムフォロア（９）への嵌合よりも
   第２切換ピン（２４）の第２駆動カムフォロア（８）へ
   の嵌合が先行するように構成されることを特徴とする、
   内燃機関の動弁装置。