JPS6161905A - 内燃機関の動弁系構造 - 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、例えば分割運転制御式内燃機関や可変バルブ
数内燃機関に設けられ、所定のバルブを必要に応して休
止させるバルブ停止機構を備えた動弁系の構造に関する
ものである。

従来の技術 分割運転制御式内燃機関は、機関軽負荷時に一部気筒群
の吸排気バルブの運動を停止して新気および燃料の吸入
を遮断し、これによりその気筒群を休止させるものであ
る。一方、可変バルブ数内燃機関は、２つの吸気バルブ
のうちの一方を休ＩＩ−させることにより燃焼を改善す
るものである。しかして、これらの内燃機関には、バル
ブを休止させるためのバルブ停止機構が設けられる。

このバルブ停止機構として、実開昭５９−６７５０５号
公報および実開昭５９−６８］０７号公報にはロッカア
ームと支点との間に挿入可能なスライドブロックが開示
されているが、この構成によると、動弁系の周囲にスラ
イドブロックをロッカアームから解放するためのスペー
スが必要になり、このためこの種の動弁系は内燃機関本
体に搭載する上でそのスペースを考慮しなければならな
い。またバルブ停止機構として、実開昭５９−６８１０
８号公報に記載されたように、ロッカアームとバルブス
テムの間にスペーサを係脱させるものがあるが、これも
同様にスペーサを解放するための空間が必要である。さ
らに、特開昭５９−１２６００８号公報あるいは特開昭
５９−１２６００９号公報に記載されたように、タペッ
ト内に油圧等を介してスペーサを係脱させるパルプ停止
機構が知られているが、このバルブ停止機構はタペット
およびこの周囲の構造が複雑になる。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、従来のバルブ停止機構が構造上複雑であった
り、本来の作用を果たすためにバルブステムの周囲に一
定のスペースを必要とし動弁系全体が大型化するという
問題点を解決する。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明に係る動弁系構造は
、カムと、ポートを開閉するバルブと、固定側に支持さ
れ、バルブのバルブステムに係合する中間部材と、この
中間部材の近傍に設けられ、軸心周りに回転変位可能な
支持部材と、この支持部材を回転変位させる回転駆動機
構と、支持部材に昇降自在に支持され、中間部材に接触
するとともにカムに係合可能な伝達部材とを備える。カ
ムはノーズ部の側部にベース円の一部をなす凹部を有し
、伝達部材は支持部材の回転角度位置に応じてノーズ部
あるいは凹部の一方に選択的に係合可能になる。カムの
回転により伝達部材がカムのノ一ズ部に係合するとき、
バルブば伝達部材および中間部材を介して開閉駆動され
、カムの回転により伝達部材がカムの凹部に係合すると
き、伝達部材および中間部材は変位せずバルブは停止す
る。

実施例 以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図〜第５図は第１実施例を示す。これらの図におい
て、バルブ１に形成されたバルブステム２は、シリンダ
ヘッド３に固定されたバルブガイド４に摺動自在に支持
され、これによりバルブ１は昇降してポート５を開閉す
る。カム６はカム軸１０の軸心周りに回転駆動されるよ
うになっており、リフタ７の上面に設けられた伝達部材
８に保合可能である。リフタ７は有底筒状を有し、その
底部内面をバルブステム２の端面に常時当接させるよう
になっており、またシリンダヘッド３に穿設された孔９
に摺動自在に嵌合支持される。バルブステム２の端部近
傍にはリテーナ１１が取付けられ、このリテーナ１１と
孔９の底部に固定されたばね座１２との間にはバルブス
プリング１３が設けられる。バルブｌはこのバルブスプ
リング１３により常時上方へ、すなわちポート５を閉塞
する側へ付勢される。

したがって、カム６がそのノーズ部１４を伝達部材８に
係合可能な状態で回転すると、伝達部材８およびリフタ
７はカム６の形状に従って昇降し、これによりバルブ１
も昇降してポート５を開閉する。逆にカム６がノーズ部
１４を伝達部材８に係合させない状態で回転すると、伝
達部材８およびリフタ７は昇降せず、バルブ１は停止す
る。

このように、伝達部材８をカム６のノース部１４に係合
させたり、係合させなかったりするよう切換え制御する
ため、孔９の上方であってリフタ７の近傍に形成された
大径孔１５には、円筒体をなす支持部材１６が配設され
る。支持部材１６は大径孔１５の中においてその軸心周
りに回転自在である。支持部材１６の内面には軸方向に
延びる一対の溝１７が形成され、これらのａｌ７には伝
達部材８の両端部が摺動自在に嵌合される。伝達部材８
は、リフタフの上面に固定されるシム１８と、このシム
１８の上に俄付けられ、両端がリフタ７の外周面位置よ
りも外方へ延びる角柱部材１９とから成り、この角柱部
材１９の両端部か溝１７に案内される。角柱部材１９の
高さとジム１Ｂの厚さを合わせた高さは、バルブ１のリ
フト量よりも高い。ダイヤフラム装置２０は支持部材１
６を回転変位させるもので、従来公知の構成を有し、シ
ェル内はダイヤフラムにより大気圧と負圧室に区画され
、負圧室には負圧が導入可能であるとともに復帰用ばね
が設けられる。ダイヤフラムにはロッド２１の一端が接
続され、このロッド２１の他端は支持部材１６に連結さ
れる。

一方、カム６のノーズ部１４は、第５図に示されるよう
に、このカム６の両端面に形成され、これらノーズ部１
４の間に形成された凹部２２の底面はカム６のベース円
の一部をなす。しかして角柱部材１９がカム軸１０と平
行であるとき、角柱部材１９はカム６のノーズ部１４に
係合して押圧され、角柱部材１９がカム軸１０に垂直な
とき、角柱部材１９はカム６の凹部２２内に嵌入するの
でカム６により押圧されない。なお、第１図（ａｌ、第
２図ｆａｔ、第３図（ａｌ、および第４図（８１におい
て、一点鎖線Ｉはカム軸１０の軸心を示す。

本実施例は以上の構成を有するので次のように作用する
。

バルブ１を開閉駆動する場合、第１図ｆａ）　、　（ｂ
ｌおよび第２図（ａｌ　、　（ｂｌに示されるように、
伝達部材８の角柱部材１９をカム軸１０に平行にする。

すなわち、ダイヤフラム装置２０の負圧室に大気を導い
てダイヤフラムを中立位置に定め、これにより支持部材
１６を図示のように、角柱部材１９とカム軸１０とが平
行になるように位置させる。この状態でカム６が回転す
ると、カム６のベース円が角柱部材１９に近接する間、
第１図（ｂ）に示されるように、角柱部材１９がカム６
と微少な間隙をもって離間しているので、バルブ１はバ
ルブスプリング１３に付勢されて上方位置にありポート
５を閉塞しているが、カム６のノーズ部１４が角柱部材
１９に係合すると、第２図ｆ８）　、　ｌｂ）に示され
るように角柱部材１９はノーズ部１４の形状に従って押
下され、この結果、バルブ１はバルブスプリング１３に
抗して下方へ変位し、ポート５を開放する。この動作を
繰返し、バルブ１はポート５を開閉する。

バルブｌの開閉動作を停止させる場合、第３図ｆａｔ　
、　ｆｂｌおよび第４図ｆａ）　、　ｆｂ）に示される
ように、伝達部材８の角柱部材１９をカム軸１０に垂直
にする。すなわち、ダイヤフラム装置２０の負圧室に負
圧を導入し、ばねに抗してロッド２１を変位させて支持
部材１６を図示のように時計用りに約９０゜回転させ、
角柱部材１９をカム軸１０に垂直にする。この状態でカ
ム６が回転すると、ノーズ部１４が下方を向いても角柱
部材１９は凹部２２に嵌入するため、この角柱部材１９
は常にカム６と微少な間隙をもって離間することとなり
、したがってバルブ１はカム６に押圧されることなくポ
ート５を閉塞し続ける。

以上のように本実施例によれば、支持部材１６を軸心周
りに回転変位させるだけで、バルブ１の開閉駆動および
停止の切換えをすることができる。

したがって、バルブ１を停止させるとき、従来のように
スペーサをカムから外して他の場所へ位置させることが
ないので、このような場所のためのスペースが不要とな
り、バルブステム２の周囲の形状を極力小さくすること
ができる。また本実施例のバルブ停止機構は角柱部材１
９を支持部材１６の溝１７に嵌込んだだけのものであり
、その構成は非常に筒中である。さらに支持部材が円筒
体であるために、この支持部材を回転させるための力の
方向を自由に選択でき、ダイヤフラム装置の設置箇所の
選定の範囲が広い。また、バルブ１の停止時にリフタ７
は孔１５の壁面に対して摺動しないので、このリフタ７
の外周面の摩耗を最小限に抑えることができる。

第６図および第７図は第２実施例を示す。この実施例は
ロッカアームを有する動弁系に本発明を適用した例であ
る。すなわち、ロッカシャフト３０に揺動自在に支持さ
れたロッカアーム３１の一端は、支持部材】６の溝１７
に昇降自在に設けられた伝達部材８に当接し、ロッカア
ーム３１の他端に螺合されたアジャストスクリュ３２は
バルブステム２の端面に当接する。しかして、第６図に
示されるように伝達部材８がカム軸１０に平行であり、
カム６のノーズ部Ｉ４に係合可能ｌ（とき、カム６の回
転によりロッカアーム３１は伝達部材８を介して揺動し
、これによりバルブ１は開閉駆動される。これに対し、
第７図に示されるように伝達部材８がカム軸１０に平曲
であり、カム６の凹部２２に係合可能なとき、力Ｊｘ　
６の回転により伝達部材８は昇降せず、したがってバル
ブ１は停止上する。バルブ１の開閉動作と停止の切換え
は、支持部材１６を約９０°回転変位させることにより
行なう。この実施例によっても、第１実施例と同様な効
果が得られる。

第８図および第９図は第３実施例を示す。この実施例は
フィンガアームを有する動弁系に本発明を適用した例で
ある。すなわち、支持部４０に揺動自在に支持されたフ
ィンガアーム４１の自由端はバルブステム２の端面に連
結され、またこのアーム４１の中間部−ヒ面は常時伝達
部材８に当接するようになっている。伝達部材８は支持
部材１６に昇降自在に支持される。この実施例において
も上記第１および第２実施例と同様に、第８図に示され
るように伝達部材８がカム軸１０に平行なとき、バルブ
１は開閉駆動され、第９図に示されるように伝達部材８
がカム軸１０に垂直なとき、バルブ１は停止する。

上記各実施例はいずれも０ＨＣ（オーバヘッドカムシャ
フト）の動弁系であったが、第１０図および第１１図に
示される第４実施例は、本発明を０ＨＶ（オーバヘッド
バルブ）の動弁系に適用した例である。第１０図および
第１１図において、ロッカシャフト５０に枢支されたロ
ッカアーム５１の一端はアジャストスクリュ５２を介し
てブツシュロッド５３に当接し、ロッカアーム５１の他
端はバルブステム２の端面に当接する。ブツシュロッド
５３はシリンダ本体５４の孔５５に摺動自在に設けられ
たりフタ５６に支持される。伝達部材８はリフタ５６の
下面に当接するように設けられ、支持部材１６に昇降自
在に支持される。また伝達部材８はその下方に配設され
たカム６により昇降される。しかして、第１０図に示さ
れるように伝達部材８がカム軸１０に平行なとき、バル
ブ１は開閉駆動され、第１１図に示されるように伝達部
材８がカム軸１０に垂直なとき、バルブ】は停止する。

第１２図はカム６の他の実施例を示すもので、この例で
はノーズ部１４はカム６の一側にのみ設けられ、すなわ
ち凹部２２は溝形でなく段状に成形されている。このカ
ム６によっても上記各実施例と同様な効果が得られる。

さて、以上の各実施例において、支持部材１６はダイヤ
フラム装置２０により回転駆動するようになっている。

ところがこのダイヤフラム装置２０はある定まった一つ
の方向にしかロッド２１を引張れないため、支持部材１
６の回転角度位置によっては充分な引張力が伝達されな
い。またダイヤフラム装置２０のストロークが充分大き
くない場合、このストロークを拡大するためにさらにリ
ンクを設ける必要がある。

第１３図は、このような点を考慮したものであって、支
持部材１６の角度位置に拘らず常に充分な力でこれを回
転させ、またリンク等を別に設けることなく支持部材１
６を充分な角度だけ回転させることができる回転駆動機
構を示す。すなわち、支持部材１６には、上縁部に係止
穴６０が形成されるとともに上縁部に沿ってこの係止穴
Ｇｏに接続する溝６１が刻設される。ワイヤ６２はａ６
１内に収容され、このワイヤ６２の端部に取付けられた
ストリッパ６３は係止穴６０内に係止する。

リターンスプリング６４は、支持部材１６の周囲巻回し
、一端６５が支持部材１６の外周面に形成された穴（図
示せず）に係止し、他端６６が固定側に取付けられたピ
ン６７に係止する。したがって、図示しない機構を介し
てワイヤ６２を引張ると、支持部材１６はリターンスプ
リング６４に抗して回転し、ワイヤ６２に対する引張力
を解放すると、支持部材１６はリターンスプリング６４
に付勢されて元の位置へ回転復帰する。なお支持部材１
６の回転範囲を規制するために、支持部材１６にピンを
設け、固定側にこのピンを案内するとともにその移動端
を定める一定長さを有する案内溝を形成してもよい。ま
た、ワイヤ６２を引張る機構に支持部材１６の位置を定
める手段を設けてもよい。

上記ダイヤフラム装置２０あるいは第１３図に示される
回転駆動機構はバルブ毎に設けなければならない。した
がって１つの気筒の吸排気バルブを休止するには２つの
回転駆動機構が必要となる。

第１４図は、２つの支持部材７ｏを１つの機構により同
時に回転駆動する構成を示したものである。

すなわち、支持部材７０の外周面にはそれぞれギア７１
が刻設され、２つの支持部材７０　、７０の間にはこれ
らのギア７Ｉに噛合するラック７２が設けられる。した
がってラック７２を進退動させると２つの支持部材７０
　、７０は反対方向に回転変位し、バルブの開閉駆動お
よび停止の切換えが同時に行なわれる。

第１５図は、第１４図と異なり、ウオーム８２により２
つの支持部材８０　、８０を回転させるもので、これら
の支持部材８０にはウオーム８２に噛合するするウオー
ムギア８１がそれぞれ刻設される。

この構成における作用は、ウオーム８２を軸心周りに回
転させることを除いて第１４図に示されるものと同じで
ある。

発明の効果 以上のように本発明によれば、バルブステムの周囲の大
きさが小さく、しかも構成が簡単な、バルブ停止機構を
備えた動弁系を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａ）　、　（ｂｌ〜第５図は第１実施例を示し
、第１図（ａｌはバルブを開閉駆動する場合はにおいて
バルブがボートを閉塞する状態における支持部材および
伝達部材の水平断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）と
同じ状態における動弁系の縦断面図、第２図（ａ）はバ
ルブを開閉駆動する場合はにおいてバルブがボートを開
放する状態における支持部材および伝達部材の水平断面
図、第２図（ｂ）は第２図ｔａ＋と同し状態における動
弁系の縦断面図、第３図ｔａ＋はバルブを停止させる場
合においてカムのノーズ部が伝連部材から離間した状態
における支持部材および伝達部材の水平断面図、第３図
ｆｂｌは第３図（ａｌと同じ状態における動弁系の縦断
面図、第４図ｆａｔはバルブを停止させる場合において
カムのノーズ部が伝達部材に近接した状態における支持
部材および伝達部材の水平断面図、第４図（ｂｌは第４
図ｆａ＋と同じ状態における動弁系の縦断面図、第５図
はカムを示す側面図、第６図および第７図は第２実施例
を示し、第６図はバルブを開閉駆動する場合を示す縦断
面図、第７図はバルブを停止させる場合を示す縦断面図
、第８図および第９図は第３実施例を示し、第８図はバ
ルブを開閉駆動する場合を示す縦断面図、第９図はバル
ブを停止させる場合を示す縦断面図、第１０図および第
１１図は第４実施例を示し、第１０図はバルブを開閉駆
動する場合を示す縦断面図、第１１図はバルブを停止に
させる場合を示す縦断面図、第１２図はカムの他の実施
例を示す側面図、第１３図は回転駆動機構の他の実施例
を分解して示す斜視図、第１４図はラックを用いた回転
駆動機構を示す断面図、第１５図はウオームを用いた回
転駆動機構を示す断面図である。 １−バルブ、　　　　　２−バルブステム、５−ボート
、　　　　　６−カム、 ７−リフタ（中間部材）、 ８−伝達部材、　　１４−・−ノーズ部、１６−支持部
材、　　　２２−凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カムと、ポートを開閉するバルブと、固定側に支持
   され、上記バルブのバルブステムに係合する中間部材と
   、この中間部材の近傍に設けられ、軸心周りに回転変位
   可能な支持部材と、この支持部材を回転変位させる回転
   駆動機構と、上記支持部材に昇降自在に支持され、上記
   中間部材に接触するとともに上記カムに係合可能な伝達
   部材とを備え、上記カムはノーズ部の側部にベース円の
   一部をなす凹部を有し、上記伝達部材は支持部材の回転
   角度位置に応じて上記ノーズ部あるいは凹部の一方に選
   択的に係合可能になり、上記カムの回転により上記伝達
   部材が該カムのノーズ部に係合するとき、上記バルブは
   伝達部材および中間部材を介して開閉駆動され、上記カ
   ムの回転により上記伝達部材が該カムの凹部に係合する
   とき、上記伝達部材および中間部材は変位せず上記バル
   ブは停止することを特徴とする内燃機関の動弁系構造。 ２、支持部材が円筒体であり、回転駆動機構が、該円筒
   体に連結されたロッドと、このロッドを負圧により進退
   動させるダイヤフラム装置とを備えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の動弁系構造。 ３、支持部材が円筒体であり、回転駆動機構が、該円筒
   体と固定側の間に設けられたばねと、このばねに抗して
   該円筒体を回転させる手段とを備えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の動弁系構造。 ４、支持部材が外周面にギアを有する円筒体であり、回
   転駆動機構が該ギアに噛合するラックと、このラックを
   進退動させる手段とを備えることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の動弁系構造。 ５、吸気バルブと排気バルブにそれぞれ対応する各支持
   部材の外周面にギアが刻設され、ラックがこれら双方の
   ギアに噛合することを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の動弁系構造。 ６、支持部材が外周面にウォームギアを有する円筒体で
   あり、回転駆動機構が該ウォームギアに噛合するウォー
   ムと、このウォームを回転させる手段とを備えることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の動弁系構造。 ７、吸気バルブと排気バルブにそれぞれ対応する各支持
   部材の外周面にウォームギアが刻設され、ウォームがこ
   れら双方のウォームギアに噛合することを特徴とする特
   許請求の範囲第６項記載の動弁系構造。