JPS61201807A - 内燃機関のバルブ休止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、内燃機関のバルブ休止装置に係わり、特に、
ロッカーアームの揺動中心を移動させて該ロッカーアー
ムによるカム機構とバルブとの連動状態を解除すること
により、前記バルブを閉状態とするようにしたバルブ休
止装置に関するものである。

「従来の技術」 従来、内燃機関のバルブ休止装置として、例えば、特公
昭４８−１７２６号公報に示されるような技術が既に提
案されている。

この技術は、ロッカーアームを揺動自在に支持するロッ
カーアームシャフトを油圧シリンダのピストンに連結し
、該ピストンの一端部に、カム機構からロッカーアーム
に加えられる押圧力とバルブスプリングとの合力よりも
大きい弾発力を有するリターンスプリングを連設し、か
つ、前記油圧シリンダによって発生させられる押圧力を
前記リターンスプリングよりも大きく設定した構成とし
たらのである。

そして、油圧フリツクによる押圧力を解除して、そのピ
ストンすなわちロッカーアームの揺動中心であるロッカ
ーアームシャフトをリターンスプリングで抑圧移動させ
ることにより、ロッカーアームをカム機構とバルブとの
連動状態を維持する位置に係止して作動状態とし、また
、油圧シリンダでロッカーアームをリターンスプリング
の弾発力に抗して移動さけることにより、ロッカーアー
ムをバルブから離間させ、これによって該バルブとカム
機構との連動状態を解除して休止状態とするようにした
しのである。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、前述した従来の技術における次のような問題
点を解決せんとするものである。

すなわち、前述した技術にあっては、バルブを作動状態
とする位置にロッカーアームを係止する場合、その係止
力がリターンスプリングの弾発力のみであること、また
、ロッカーアームに作用するカム機構の押圧力が動荷重
であること等に起因して、前記押圧力がリターンスプリ
ングに作用して該リターンスプリングをわずかながら押
し縮めてしまうおそれがあるといった問題点である。そ
して、このようにリターンスプリングが押し縮められる
と、ロッカーアームの揺動中心の位置決めが不安定とな
って、バルブの作動タイミングにずれを生じさせる原因
となることからその対策が必要である。一方、このよう
な問題点を解消するための一方法として、前記リターン
スプリングの弾発力を強くすることが考えられる。しか
しながら、この方法によると、バルブを休止状態とする
場合に必要な油圧シリンダの押圧力をも大きくする必要
があり、これによってオイルポンプ等の油圧発生装置の
大型化を招き、また、特に、作動状態から休止状態に切
り換える場合、リターンスプリングの弾発力が大きいこ
とに起因して、切り換え速度すなわち応答性の低下を生
じさせてしまうおそれがあるといった新たな問題点を惹
起する。さらに、各構成部材を休止状態とする場合には
、油圧シリンダをリターンスプリングの弾発力に抗して
常時作動状態に維持しておかなければならないが、これ
に伴って、油圧発生装置も常時作動させておかなければ
ならず、機関の馬力損失にもつながってしまう。また、
作動油の流れを遮断することにより、ピストンの移動を
拘束することも考えられるが、前述したように、ピスト
ンへリターンスプリングの弾発力が常時作用し、かつ、
その弾発力が大きいために、ピストンの摺動部分からの
作動油の漏れが生じてしまうおそれがあり、これに起因
して、油圧シリンダ内の圧力降下を誘発するとともに、
ロッカーアームシャフトの位置ずれを発生させてしまう
といった問題点を惹起する。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前述した従来の技術における諸問題点を有効
に解消し得る内燃機関のバルブ休止装置を提供せんとす
るもので、該バルブ休止装置は、特に、ロッカーアーム
の揺動中心近傍に、ロッカーアームを揺動自在に支持す
るとともに、該ロッカーアームをバルブとカム機構との
連動をなす作動位置と、その連動状態を解除する休止位
置とに案内する可動部材を連設し、該可動部材に、該可
動部材を常時作動位置へ向けて押圧するとともにカム機
構の押圧力によって押し戻される抑圧手段と、可動部材
が前記作動位置あるいは休止位置に位置させられた際に
、該可動部材と係合してその移動を拘束する固定手段と
を連設したことを特徴とする。

「作用　」 本発明は、ｉｑ述した構成とすることによって、カム機
構によるロッカーアームへの押圧力が周期的に解除され
ることを利用し、該抑圧力が解除されている時に可動部
材を押圧手段によってカム機構へ向けて移動させ、しか
るのちに可動部材に固定手段を係合さ仕ることによって
作動状態とし、また、可動部材と固定手段との係合を解
除した状態に維持し、ロッカーアームへ前記押圧力が作
用した際に、該抑圧力によって可動部材を移動させてロ
ッカーアームとカム機構とを離間させ、しかるのちに可
動部材と固定手段とを再度係合させることにより休止状
態とするものである。

「実施例上 以下、本発明の好適な一実施例を図面に基づき詳細に説
明する。

第１図中、符号ｌは本実施例が適用された内燃機関で、
オーバーヘッドカムシャフトを有するいわゆる０ｌ−Ｉ
ＣあるいはＤＯＨＣ型の構造例を示しである。

該内燃機関ｌは、燃焼室１ａを形成するシリンダヘッド
２と、該シリンダヘッド２を貫通して形成された吸気（
排気）通路１ｂと、シリンダヘッド２を貫通して設けら
れ、かつ、前記吸気（排気）通路１ｂの燃焼室ｌａ側の
開口を開閉するバルブ３と、該バルブ３の外方端部近傍
に対向配置され、かつ、バルブ３の開閉時期を制御する
カム４ａを有するカムシャフト４と、該カムシャフト４
と前記バルブ３との間に介装され、カムシャフト４の回
転に伴い、前記カム４ａの頂部４ｂおよび底部４Ｃが周
期的に接触させられることによって揺動させらてバルブ
３を開閉駆動するロッカーアーム５とを備え、前記バル
ブ３は、シリンダヘッド２との間に介装されだバルブス
プリング３ａによって常時閉方向に付勢された構成とな
っており、前記シリンダヘッド２とロッカーアーム５と
の間に、本実施例のバルブ休止装置６が装着されている
。

まず、該バルブ休止装置６の概略について説明すれば、
前記ロッカーアーム５の揺動中心近傍に、ａツカ−アー
ム５を揺動自在に支持するととらに、該ロッカーアーム
５をバルブ３とカム４ａとの連動をなす作動位置とその
連動状態を解除する休止位置とに案内する可動部材７を
連設し、該可動部材７に、該可動部材７を常時作動位置
へ向けて弾発するとともにカム４ａの押圧力によって押
し縮められる押圧手段８と、前記可動部材７が作動位置
あるいは休止位置に位置させられた際に該可動部材７に
係合してその移動を拘束する固定手段９とを連設した構
成となっている。

次いでこれらの詳細について説明すれば、前記カムシャ
フト４は、バルブ３の突出端部からその長さ方向および
半径方向に離間した位置に、該バルブ３とほぼ直交する
方向に沿い、かつ、カム４ａの回転面がバルブ３の軸線
を含んで位置するように配設されている。

前記ロッカーアーム５は、バルブ３の突出端部とカムシ
ャフト４との間に、カムシャフト４と直交する方向に沿
って配設され、その一端部がバルブ３の突出端に当接さ
せられるとともに、長さ方向の中間部が前記カムシャフ
ト４のカム４ａに当接させられるようになっている。そ
して該ロッカーアーム５の他端部に前記可動部材７が取
り付けられている。

該可動部材７は、前記バルブ３の他端部が揺動自在に嵌
着されるピボット軸ＩＯと、該ピボット軸１０に螺着さ
れた摺動筒１１およびロックナツト１２を備えており、
このように構成された可動部材７は、ピボット軸１０と
摺動筒１１との相対回転によって、全体としての長さを
調整し得るようになされているとともに、その調整後の
長さをピボット軸１０に螺合したロックナツト１２を摺
動筒１１に押し付けることによって固定し得るようにな
されている。そして、前記摺動筒１１は、その外面に長
さ方向に間隔をおいて対向する係合面１１ａ　、　ｌｌ
ｂが形成されており、前記シリンダヘッド２に取り付け
られた支持プレート１３に形成された案内孔１３ａ内に
、前記バルブ３の移動方向とほぼ平行な方向に沿って往
復動じ得るように嵌着されている。

前記抑圧手段８は、本実施例にあってはコイルスプリン
グが用いられ、前記バルブスプリング３ａの弾発力より
も小さい弾発力を有し、Ｈ配回動部材７の摺動筒１１と
シリンダヘッド２との間に圧縮された状態で介装されて
いて、その弾発力により、摺動筒１１をピボット軸１０
およびロッカーアーム５の揺動中心とともに府記カムン
ヤフト４へ接近させる方向、すなわち、ロッカーアーム
５がカム４ａとバルブ３とを連動状態に連結する位置へ
向けて押圧するようになっている。

Ｖｑ記固定手段９は、第１図に示すように、前記支持プ
レート１３に前記案内孔Ｈａと交差しかつ前記摺動筒１
１の係合面１１ａ　、　ｌｌｂを露出させるように形成
された支持孔１３ｂ内に回動自在に装着された回転ロッ
ド１４と、第２図に示すように、該回転ロッド１４にそ
の半径方向に突出して設けられた揺動アーム１５と、該
揺動アーム１５と支持プレート１３との間に前記回転ロ
ッド１４の延長線をまたぐように張架されたスプリング
Ｉ６とによって構成されており、前記回転ロッド１４に
は、第１図に示すように、その軸まわりの回転に伴って
前記案内孔１３ａ内に突出して該案内孔１３ａに装着さ
れた摺動筒１１の係合部１１ａ　５ｌｌｂに選択的に係
合する半円柱状の係合部１４ａが設けられている。該係
合部１４ａは、摺動筒１１の一方の係合面ＩＬａと係合
して該摺動筒１１を作動位置に固定し、また、他方の係
合面１１ｂと係合して休止位置に固定し、さらに、前記
両係合面１１ａ　、　ｌｌｂとの係合が解除されている
状態において、摺動筒１１の移動を許容するようになっ
ている。そして、前記回転ロッド１４は、揺動アーム１
５とスプリング１６との作用により、第２図に矢印イ、
口で示すように、軸まわりの一方向に選択的に付勢され
るようになっている。

一方、前記回転ロッド１４あるい１よ揺動アーム１５に
は図示しないアクチュエータが連設されていて、内燃機
関ｌの運転状況等に応じて前記回転ロッド１４を軸まわ
りのいづれか一方に回動させるようになっている。

次いで、このように構成された本実施例のバルブ休止装
置６の作用について説明すれば以下のとおりである。

第１図はバルブ３を作動状態とするための各構成部材の
位置関係を示している。゛ すなわち、可動部材７がカムシャフト４に最も接近して
位置させられ、かつ、固定手段９の回転ロッド１４の係
合部１４ａと摺動筒１１の一方の係合面１１ａとの係合
がなされて、ロッカーアーム５の他端部すなわち揺動中
心部が固定手段９によって係止されていることにより、
ロッカーアーム５の中間部がカム４ａの最も低い位置で
ある底部４Ｃと接触可能な状態となされているとともに
、ロッカーアーム５の一端部すなわち揺動端部がバルブ
３の突出端部に接触した状態となされている。

この状態で内燃機関１が駆動させられると、カムシャフ
ト４の回動に伴ってカム４ａがその頂部４ｂによりロッ
カーアーム５の中間部を周期的に押圧するが、該ロッカ
ーアーム５の揺動中心部が前述した位置に係止されてい
ることにより、カム４ａの頂部４ｂと底部４Ｃとの高低
差の分、該ロッカーアーム５の揺動がなされてその端部
と接触するバルブ３が長さ方向に往復動させられる。し
たがって、バルブ３が作動状態に維持される。

そして、バルブ３を休止状態とする場合には、アクチュ
エータを駆動して、係合部１４ａと係合面１１ａとの係
合を解除する方向すなわち第２図における矢印口方向に
回転ロッド１４を回動させてやればよい。

このような回転ロッド１４の回動の過程において、カム
シャフト４が継続回転してロッカーアーム５へ押圧力が
周期的に作用しているとともに、抑圧手段８の弾発力が
バルブスプリング３ａのそれよりも小さく設定されてい
るから、一方の係合面１１ａと係合部１４ａとの係合が
解除された時点で前述した押圧力がロッカーアーム５の
中間部へ作用すると、該ロッカーアーム５がその揺動端
部を中心に揺動させられるとともに、前記抑圧手段８が
押し縮められて、ロッカーアーム５の揺動中心部が可動
部材７とともにカムシャフト４から離反する方向に移動
させられる。そして、この移動はロッカーアーム５にカ
ム４ａの項部４ｂが接触した時に停止させられるが、こ
の位置において、摺動筒１１の他の係合面１１ｂと回転
ロッド１４の係合部１４ａとが重畳させられると同時に
、スプリング１６によって付勢されている回転ロッド１
４がその弾発力によって回動さｄ・られることにより、
第３図に示すように、係合部１４ａと摺動筒１１の他方
の係合面１１ｂとの係合がなされる。したがって、前記
ロッカーアーム５の揺動中心部がカムシャフト４から離
間した位置に固定されて、カム４ａとロッカーアーム５
との接触位置がカム４ａの頂部４ｂに限定されることに
なり、カム４ａによるロッカーアーム５の揺動動作が行
なわれず、カムシャフト４とバルブ３との連動状態が解
除され、これによってバルブ３が休止状態に推持される
。

さらに、バルブ３を作動状態に復帰させる場合には、第
３図の状態において係合面１１ｂと係合部１４ａとの係
合を解除する方向に回転ロッド１４を回動させてやれば
よい。

この操作によって、可動部材７は押圧手段８によって作
動位置へ向かって弾発されているから、固定手段９と可
動部材７との係合が解除されると、摺動筒１１が押圧さ
れるとともに、ロッカーアーム５がカム４ａへ常時接触
した状態となされるが、該接触部がカム４ａの頂部４ｂ
から底部４ｃへ移動することに伴い、ロッカーアーム５
の揺動中心部が摺動筒１１とともに抑圧手段８によって
カムシャフト４へ向かって移動させられ、ロッカーアー
ム５とカムシャフト４との接触部がカム４ａの底部４ｃ
に至った時点で、固定手段９の係合部１４ａと可動部材
７の係合部１４ａとの係合がスプリング■６の弾発力に
よって行なわれ、第１図に示すように、バルブ３を開閉
し得る状態に各構成部材の位置関係をセットすることが
できる。

このように、本実施例によれば、バルブ３を休止状態と
作動状態とに切り換える際に、回転ロッド１４の回動操
作のみによって行なうことができ、また、各状態に切り
換えたのちにあっては、固定手段９により各構成部材を
機械的に固定するものであるから、それぞれの状態にお
いて各構成部材の位置関係を確実に固定することができ
るとともに、各状態に継続して保持した場合でも各構成
部材に位置ずれ等が生じることはない。したがって、確
実な切り換え操作を実施することができる。さらに、可
動部材７を相互に螺着されるピボット軸ＩＱと摺動筒１
１とによって構成し、かつ、両者の相対移動をロックナ
ツト１２によって拘束するようにしたから、ロッカーア
ーム５とバルブ３やカムシャフト４との間のクリヤラン
スを容易に調整することができ、もって、バルブ３作動
時における吸気（排気）通路１ｂの開閉動作を確実なも
のとすることができる。

なお、前記実施例において示した各構成部材の諸形状や
寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可
能である。

例えば、押圧手段８をコイルスプリングとじて説明した
が、流体圧を用いた構造のものも採用できる。この場合
にあっても、流体圧を用いた押圧手段は、可動部材７を
作動位置に抑圧移動させる場合にのみ駆動させてやれば
よく、また、その移動操作に際して、摺動筒１１への押
圧力が解除されている状態で行なうことができるので、
前述した作用効果と同様の作用効果が得られるとともに
、作動圧力を可及的に低く設定することができるので、
油圧発生装置の大型化を抑えて機関の重量の増加や馬力
の損失等を最小限度に止どめることができる。また、固
定手段９を回転ロッド１４、揺動アーム１５およびスプ
リング１６とによって構成した例について説明したが、
これに代えて、係合部を摺動筒１１に対して直交するよ
うに移動させることにより係脱を行なわせる構造の１例
えば、ソレノイド等を用いてもよい。さらに、カム機構
として前記実施例に示したオーバーヘッドカムシャフト
を有する内燃機関ｌに限らず、カムシャフトをクランク
室内に備え、該カムシャフトの押圧力をブツシュロッド
を介してロッカーアームへ伝えるようにした、いわゆる
Ｏ　ＩＩ　Ｖ型の内燃機関に適用することららちるん可
能である。ただし、この場合、ブツシュロッドによるロ
ッカーアーム５の抑圧方向やバルブスプリング６の弾発
方向等に対応して、可動部材７の摺動方向や該摺動筒１
１を押圧する押圧手段８の押圧方向を適宜設定する必要
がある。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わる内燃機関のバルブ
休止装置によれば、ロッカーアームの揺動中心近傍に、
ロッカーアームを揺動自在に支持するとともに、該ロッ
カーアームをバルブとカム機構との連動をなす作動位置
と、その連動状態を解除する休止位置とに案内する可動
部材を連設し、該可動部材に、該可動部材を常時作動位
置へ向けて弾発するとともにカム機構の押圧力によって
押し縮められる抑圧手段と、可動部材が前記作動位置あ
るいは休止位置に位置させられた際に、該可動部材と係
合してその移動を拘束する固定手段とを連設したから、
次のような優れた効果を奏する。

バルブを休止状態と作動状態とに切り換えろ際に、固定
手段と可動部材との係脱操作といった簡便な操作によっ
て行なうことができ、また、各状態に切り換えたのちに
あっては、固定手段により各構成部材を機械的に固定し
て、それぞれの状態において各構成部材の位置関係を確
実に固定することができるとともに、各状態に継続して
維持した場合にあっても前述した各構成部材の位置関係
を一定に保持することができる。したがって、確実な切
り換え操作を実施することができるとともに、バルブの
不要な動きを防止して安定したバルブの開閉操作やバル
ブの休止操作を行なうことができる。

【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図は一実施
例が適用された内燃機関を示す縦断面図、第２図は要部
の拡大図、第３図は作動を説明するだめの第２図と同様
の図である。 ■・・・内燃機関、３・・・バルブ、４・・・カムンヤ
フト、４ａ・・・カム、５・・・ロッカーアーム、６・
・・バルブ休止装置、７・・・可動部材、８・・・押圧
手段、９・・・固定手段、１０・・・ピボット軸、１１
・・・摺動筒、ｌｌａ、　ｆｌｂ・・・係合面、１４・
・・回転ロッド。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関のバルブとカム機構との間に配設された揺動自
   在なロッカーアームの揺動中心を移動させることにより
   、該ロッカーアームをバルブとカム機構との連動をなす
   作動位置と、その連動状態を解除する休止位置とに選択
   的に係止するうよにしたバルブ休止装置であって、ロッ
   カーアームの揺動中心近傍に、ロッカーアームを揺動自
   在に支持するとともに該ロッカーアームを前記作動位置
   と休止位置とに案内する可動部材を連設し、該可動部材
   に、該可動部材を作動位置へ向けて押圧するとともにカ
   ム機構の押圧力によって押し戻される押圧手段と、可動
   部材が前記作動位置あるいは休止位置に位置させられた
   際に該可動部材と係合してその移動を拘束する固定手段
   とを連設したことを特徴とする内燃機関のバルブ休止装
   置。