JPS61250317A - エンジンの動弁装置 - 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、運転状態に応じてバルブリフト特性を変える
ことのできる動弁装置に関し、特に吸気系もしくは排気
系の少なくとも一方に１気筒当り複数個のバルブを設け
たエンジンに適用される動弁装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの吸、排気バルブの作動特性を設定する場合に
、低速時にはバルブオーバーラツプ期間における排気の
吹返しゃ吸気の吹抜けを抑制する等により燃焼の安定性
および燃費の向上を図るため、バルブリフト量および開
弁期間を比較的小さくすることが望ましく、高速時には
出力の向上等のためバルブリフト量や開弁期間を大きく
することが望ましい。

このような要求を満足するため、形状の異なる２種のカ
ムを設け、これらのカムのいずれかに選択的にバルブを
連係させ、かつその連係を運転状態に応じて切替えるよ
うにした動弁装置は従来においても知られており、この
種の動弁装置としては、例えば実開昭５７−１８２２０
５号公報に示されているようなものがある。この装置は
、１個のバルブに対して低速型と高速型の２個のカムと
１個のロッカーアームとを有し、ロッカーアームのカム
側部分を２又状に形成してその一方の端部を低速型カム
への当接部とするとともに、他方の端部に摺動可能な高
速カム当接部材およびその摺動を阻止するストッパを装
備し、このストッパを油圧シリンダ等のアクチュエータ
により連動機構を介して作動するようにしている。そし
て上記アクチュエータを運転状態に応じて制御すること
により、低速時には上記高速カム当接部材が遊動して高
速型カムの作動がバルブに伝達されず低速型カムでバル
ブが作動され、高速時には上記高速カム当接部材の摺動
が阻止されて高速型カムの作動がバルブに伝達されるよ
うにしている。

ところで、上記従来装置は、吸気系もしくは排気系のバ
ルブが１気筒につき１個設けられたエンジンにおいて、
この１気筒につき１個のバルブのリフト特性を運転状態
に応じて変えるようにしているにすぎず、吸気バルブ、
排気バルブの双方もしくはいずれか一方が１気筒につき
複数個設けられたエンジンには適用されていなかった。

しかし、このように１気筒につき複数個のバルブを設け
たエンジンでもバルブリフト特性を運転状態に応じて調
整したいという要求があり、さらにこのエンジンでは、
複数のバルブを有効に利用して吸気量および吸気供給状
態を調整することが望ましく、これとの関係で要求され
るバルブリフト特性が各バルブにおいて異なる場合もあ
り、従来ではこれらの要求を満足することができなかっ
た。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、吸気系もしくは排気系
の少なくとも一方に、１気筒当り複数個のバルブを設け
たエンジンにおいて、エンジンの要求に応じたバルブリ
フト特性の調整を行うことができ、特に上記複数個のバ
ルブに対するバルブリフト特性の調整の自由度に富むエ
ンジンの動弁装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、
１気筒当り複数個のバルブを設けたエンジンにおいて、
これらのバルブに対し、異なる形状のものを含む複数個
のカムと、別個のバルブをそれぞれカムの作動に応じて
駆動する互いに独立した少なくとも２系統の伝達機構と
を備え、その少なくとも一方の伝達機構に、形状が異な
るカムにバルブを選択的に連係してその連係を運転状態
に応じて切替える連係切替機構を設けたものである。

つまり、上記の１気筒当りの複数個のバルブを少なくと
も２系統に分けて個別に作動し、かつ少なくとも一方は
運転状態に応じてバルブリフト特性を変えることができ
るようにすることにより、運転状態に応じて各バルブ相
互のバルブリフト特性の調整を行うことができるように
したものである。

（実施例） 第１図乃至第３ｒｊｊＡは本発明の一実施例を示し、図
では吸気バルブに適用した場合を示しており、これらの
図において１はシリンダヘッド、２は気筒であり、この
気筒２には複数個（図では２個）の吸気バルブ３．４が
装備されている。気筒２には排気バルブも装備されるが
、排気バルブおよびその駆動系については図示を省略し
ている。上記両吸気バルブ３．４に対しては、カムシャ
フト５に配設された複数個のカム６．７．８と、ロッカ
ーシャフト９に支承された別個のロッカーアーム１０．
３０からなる独立した２系統の伝達機構とで駆動系が構
成されている。当実施例では、一方の吸気バルブ３に対
して高速型と低速型の２個のカム６．７が設けられ、他
方の吸気バルブ４に対しては、１個のカム８が設けられ
ている。

上記一方の吸気バルブ３に対して設けられた高速型カム
６と低速型カム７とは異なる形状に形成され、つまり高
速型カム６はバルブリフト量および開弁期間を比較的大
きくするようにカムノーズが太き（形成されており、低
速型カム７はバルブリフトｍ１開弁期簡の少なくとも一
方を高速型カム６よりも小さくするようにカムノーズが
小さく形成されている。また他方の吸気バルブ４に対し
て設けられたカム８は、例えば上記低速型カム７と同形
状とされ、あるいはこれより多少カムノーズが大きく形
成されている。そして、上記一方の吸気バルブ３とこれ
に対する２個のカム６．７との間に配置されて一方の伝
達機構を構成するロッカーアーム１０には、吸気バルブ
３を高速型カム６に連係する状態と低速型カム７に連係
する状態とに切替える連係切替機構が設けられている。

他方の吸気バルブ４とこれに対するカム８との間の伝達
機構を構成するロッカーアーム３０は、通常の動弁機構
に用いられているロッカーアームと同様の構造となって
おり、常に吸気バルブ４と１個のカム８とを連係してい
る。

上記一方のロッカーアーム１０に設けられた連係切替機
構は、このロッカーアーム１０を高速型カム６への当接
部を有する第１アーム１１と吸気バルブ３および低速型
カム７への当接部を有する第２アーム１２とに分割し、
この両アーム１１゜１２をロッカーシャフト９回りに相
対運動可能とするとともに、この両アーム１１．１２を
接続状態と非接続状態とに切替えるセレクタ１３を設け
ることにより構成されている。

上記セレクタ１３はプランジャ１４およびレバ一部材１
５を備え、上記第１アーム１１に組込まれており、具体
的には次のような構造となっている。すなわち、第１ア
ーム１１の上部には第２アーム１２の上部に向かって開
口するガイド孔１６が形成され、このガイド孔１６に上
記プランジャ１４が移動可能に収容され、このプランジ
ャ１４はガイド孔１６内のスプリング１７によって第２
アーム１２に当接するように付勢されており、プランジ
ャ１４の途中部には小径の係合部１８が形成されている
。また、第１アーム１１の上部には、上記レバ一部材１
５がプランジ１１１４に直交してロッカーシャフト９の
軸方向に移動可能に支承されており、このレバ一部材１
５には、プランジャ１４より若干大径のプランジャ挿通
孔１９と上記係合部１８に対応する大きさで上記ブラン
ジレ挿通孔１９に連なった係止孔２０とが形成されてい
る。こうして、上記レバ一部材１５の係止孔２０がプラ
ンジャ１４の係合部１８に係合するロック位置にレバ一
部材１５が移動したときは、プランジャ１４の摺動が阻
止されることにより、両アーム１１．１２の上部が互い
に接近する方向の相対運動が阻止され（このときが接続
状態）、他方、係止孔２０が係合部１８から離脱してプ
ランジャ挿通孔１９にプランジャ１４が挿通される非ロ
ツク位置にレバ一部材１５が移動したときは、プランジ
ャ１４の摺動が許容されることにより両アーム１１．１
２の相対運動が許容されるようにしている（このときが
非接続状態）。

上記レバ一部材１５の端部は第１アーム１１の外部に突
出し、ロッカーシャフト９の周囲に設けられた環状の油
圧式の７クチユエータ２１にレバ一部材１５のアーム１
５ａを介して連結されており、このアクチュエータ２１
は、その油圧室２２に図外のオイルポンプからオイル通
路２３を介してオイルが供給されたときにはレバ一部材
１５を上記ロック位置に向けて移動させ、油圧室２２か
らオイルがリリーフされたときはリターンスプリング２
４によりレバ一部材１５を上記非ロツク位置に向けて移
動させるようになっている。そして、回転数信号２５等
を受ける制御回路２６によりオイル通路２３中の制御パ
ルプ２７を介して上記油圧室２２に対するオイルの供給
、排出が制御されることにより、運転状態に応じ、例え
ば所定回転数以上の高速時にはレバ一部材１５がロック
位置に作動され、所定回転数未満の低速時にはレバ一部
材１５が非ロツク位置に作動されるようにしている。レ
バ一部材１５を作動するアクチュエータは上記の油圧式
のものに限らず、ソレノイド等を用いてもよ（、また運
転状態に応じたアクチユエータの制御は、エンジン回転
数と負荷とに応じて行なうようにしてもよい。

なお、２８．２９は一方のロッカーアーム１０の第２ア
ーム１２に配設されたバルブクリアランス調整用のアジ
ャタであり、また、２８′は他方のロッカーアーム３０
に設けられたバルブクリアランス調整用のアジャスタで
ある。

この実施例の動弁装置による場合の作用を次に説明する
。

エンジンの低速時には、一方のロッカーアーム１０に設
けられた連係切替機構が一方の吸気バルブ３を低速型カ
ム７に連係する状態となり、つまリ、セレクタ１３が第
１アーム１１と第２アーム１２の相対運動を許容する状
態となることにより高速型カム６の回転に伴う第１アー
ム１１の揺動が第２アーム１２に伝達されず、低速型カ
ム７の回転に応じて第２アーム１２が揺動し、低速型カ
ム７の駆動力を吸気バルブ３に伝える。こうして一方の
吸気パルプ３が低速型カム７で作動され、また他方の吸
気パルプ４もカムノーズを小さくしたカム８で作動され
るため、両吸気バルブ３．４のバルブリフト量および開
弁期間が小さくなり、バルブオーバーラツプ期間におけ
る内部ＥＧＲ（排気の吹返し）や吸気の吹戻りが防止さ
れ、低速時の燃焼性が向上される。この場合、上記低速
型カム７のカムノーズをカム８のカムノーズよりもさら
に小さくしておけば、吸気スワールを生じさせることも
できる。

また、高速時には、一方のロッカーアーム１０に設けら
れた連係切替機構が一方の吸気パルプ３を高速型カム６
に連係する状態に切替えられ、つまり、セレクタ１３が
第１アーム１１と第２７−ム１２の相対運動を阻止する
状態となることにより、この両アーム１１．１２が高速
型カム６の回転に伴って一体に揺動し、高速型カム６の
駆動力を吸気パルプ３に伝える。こうして一方の吸気パ
ルプ３が高速型カム６で作動されるため、この吸気パル
プ３のバルブリフト量および開弁期間が大きくなり、他
方の吸気パルプ４のリフト特性は変わらないものの、全
体としては高速時の吸気導入作用が高められ、出力が向
上されることとなる。

そしてこの実施例のように他方の吸気パルプ４のリフト
特性を一定としておけば、一方の吸気パルプ３のリフト
特性が切替わった時の急激なトルク変動を抑制すること
ができる。

なお、上記他方の吸気パルプ４に対するカム８は高速型
カム６と略同形状としてもよく、このようにした場合は
一方の吸気パルプ３に対する連係切替回転数を成る程度
高くして中速域までは一方の吸気パルプ３が低速型カム
７で作動されるようにし、低速域から中速域に負って吸
気スワールを生じさせるようにすることができる。

また、上記実施例では一方の吸気パルプ３のみ運転状態
に応じてバルブリフト特性を変えるようにしているが、
他方の吸気パルプ４に対しても高速型および低速型の２
種のカムと連係切替機構とを設け、運転状態に応じてバ
ルブリフト特性を変えるようにしてもよい。そしてこの
場合に、各連係切替機構において連係切替回転数を異な
らせることにより、低速域では両吸気バルブ３，４をそ
れぞれ低速型カムで作動し、中速域では一方の吸気パル
プ３を低速型カム、他方の吸気パルプ４を高速型カムで
作動し、高速域では両吸気パルプ３゜４をそれぞれ高速
型カムで作動するようにすることもでき、こうすれば吸
気導入条件が段階的に変えられ、低速、中速、高速の名
城に応じた吸気導入条件を与えることができる。

これらの例に示すように本発明装置はバルブリフト特性
の調整の自由度に富み、つまり、各吸気パルプ３．４に
対する伝達機構を互いに独立させたことにより、必要に
応じて一方もしくは双方の吸気パルプのリフト特性を変
化させ、かつ運転状態によっては各吸気パルプのリフト
特性を異ならせることもでき、エンジンの要求に応じた
吸気導入条件の調整が可能となる。

この動弁＠誼の少なくとも一方の伝達機構に設けられる
連係切替機構の具体的構造は上記実施例に限定されず、
種々変換可能である。例えば第４図および第５図に示す
ように、ロッカーシャフト９の外周にプランジャ３１を
摺動自在に配置してこのプランジャ３１に係止片３２を
達成し、この係止片３２を第１アーム１１の内周面に設
けた保合用凹部３３に係合させ、かつプランジャ３１の
摺動に伴ってこの係止片３２が第２アーム１２の内周面
に設けた係合用凹部３４に対して係脱可能となるように
し、油圧式のアクチュエータ３５およびリターンスプリ
ング３６等で上記プランジｔ？３１をロッカーシャフト
９の軸方向に摺動させることにより、上記両アーム１１
．１２を接続状態と非接続状態とに切替えるようにして
もよい。あるいは第６図および第７図に示すように、ロ
ッカーアーム１０を一体化し、その代りに、ロッカーア
ーム１０の高速型カム６に当接する端部に摺動可能なプ
ランジャ４１およびこれに係脱するストッパ部材４２を
装備することにより、この端部で高速型カム６の作動の
吸収、伝達を可能とする構造としてもよい。

また、上記実施例では吸気バルブに適用した場合を示し
たが、本発明は、排気バルブが１気筒当り複数個設けら
れているエンジンにおいて、その複数個の排気バルブに
適用してもよい。吸気バルブもしくは排気バルブが１気
筒当り３個以上設けられる場合は、伝達機構を互いに独
立した３系統以上としてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、１気筒当り複数個の吸気バルブ
もしくは排気パルプに対し、互いに独立した少なくとも
２系統の伝達機構を設けるとともに、その少なくとも一
方に、形状が異なるカムとバルブとの間で連係を切替え
る連係切替機構を設けているので、各バルブリフト特性
を運転状態に適合するように調整することができ、特に
各バルブのリフト特性を運転状態に応じて変化させたり
各バルブ相互のリフト特性を異ならせたりすることが可
能となり、エンジンの要求に応じて吸気導入条件を調整
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す平面図、第２図は
第１図の■−■線に沿った断面図、第３図はロッカーシ
ャフト位置での縦断正面図、第４図は別の実施例を示す
分解斜視図、第５図はこの実施例装置のロッカーシャフ
ト位置での縦断正面図、第６図はさらに別の実施例を示
す平面図、第７図は第６図の■−■線に沿った断面図で
ある。 ３．４−・・吸気バルブ、６，７．８・・・カム、１０
゜３０・・・ロッカーアーム（伝達機構）、１３・・・
セレクタ（連係切替機構）。 特許出願人　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人　
　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　弁理士　　
　長１）正 向　　　　　　弁理士　　　板谷康夫 第　　　　　　フ　　　　　　たり ■゛・１ ■− 第　２　図 第　　３　　図 第　　５　　図 第　　６　　図 ″！ｆＩ−。 百− 第　　７　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、１気筒
   当り複数個のバルブを設けたエンジンにおいて、これら
   のバルブに対し、異なる形状のものを含む複数個のカム
   と、別個のバルブをそれぞれカムの作動に応じて駆動す
   る互いに独立した少なくとも２系統の伝達機構とを備え
   、その少なくとも一方の伝達機構に、形状が異なるカム
   にバルブを選択的に連係してその連係を運転状態に応じ
   て切替える連係切替機構を設けたことを特徴とするエン
   ジンの動弁装置。