JPS6181511A - 内燃機関の動弁装置 - 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】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、閉弁方向に付勢された一対の吸気弁あるいは
排気弁に対応して、ロッカシャフトには第１および第２
ロッカアームが枢支され、機関の回転に同期して回転駆
動されるカムシャフトには、前記両ロッカアームを揺動
駆動すべく、カムか一体化される内燃機関の動弁装置に
関する。

（２）従来の技術 上記動弁装置において、機関の低、中速運転時には、低
、中速運転に対応した開弁時期およびリフトｇで一方の
吸気弁あるいは排気弁のみを開閉作動させ、機関の高速
運転時には、高速運転に対応した開弁時期およびリフト
１で両吸気弁あるいは再排気弁を開閉作動させることが
できれば、機関出力の向上およびアイドル特性の向上を
図ることができるが、従来、そのような問題を解決する
にあたって満足すべき装置が得られていなかった。

（３）発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、比較
的筒車な構成により、一方の吸気弁あるいは排気弁のみ
を機関の低、中速運転時にその低、中速運転に応じた開
弁時期およびリフ）　ｆｆｌで開閉作動させ、機関の高
速運転時には、両吸気弁あるいは再排気弁を高速運転に
対応した開弁時１すＩおよびリフトａで開閉作動させる
ようにして、機関出力の向上、燃費の低減およびアイド
ル特性の向上を図るようにした内燃機関の動弁装置を提
供することを目的とする。

Ｂ１発明の構成 （１）　　問題点を解決するための手段カムシャフトに
は、機関の低、中速運転に対応した形状を存するととも
に第１ロッカアームに摺接し得る低、中速用カムと、機
関の高速運転に対応した形状を有するとともに第２ロッ
カアームに摺接し得る高連用カムとが一体化され、第２
０゜カアームの吸気弁あるいは排気弁との当接部には、
吸気弁あるいは排気弁に当接する方向にばね付勢された
プランジャが進退可能に設けられ、第２ロッカアームに
は前記プランジャにその後退動作を阻止すべく係合する
位置と係合状態を解除する位置との間で揺動可能にして
係合板が枢支され、両ロッカアームには、両ロッカアー
ムを連結する位置およびその連結状態を解除する位置の
間で移動可能なピストンと、前記係合板に連結されると
ともにピストンの連結位置への移動に応じて前記係合板
をプランジャとの係合位置に回動すべく作動する駆動部
材とを備える作動体止機構が設けられる。

（２）作　用 性（関の低、中速運転時には、作動体止機構のピストン
は連結解除位置にあり、駆動部材は係合板をプランジャ
との係合を解除した位置に回動させている。この状態で
、第１０Ｖカアームは低、中速用カムの回転動作に応し
て揺動し、一方の吸気弁あるいは排気弁は低、中速運転
に応した開弁時期およびリフト量で開閉作動する。また
第２ロッカアームは高連用カムの回転動作に応じて）ヱ
動作動するが、プランジャの後退動作が可能であるため
に、第２ロッカアームが開弁方向に揺動してもその動作
がプランジャの後退によって吸収され、他方の吸気弁あ
るいは排気弁は開閉作動しない。

機関の高速運転時には、作動体止■措のピストンは連結
位置にあり、両ロッカアームか連結される。また、係合
板は駆動部材によってプランジャに係合する位置に回動
され、プランンヤの後退動作は阻止されている。したが
って、高連用カムによって第２ロッカアームが揺動作動
するのに応して、両吸気弁あるいは再排気弁が高速運転
に応じた開弁時期およびリフト量で開弁作＋Ｊ＋する。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図、第２図および第３図において、機関本体
１に設けられた一対の吸気弁Ｖｌ。

Ｖ２は、機関の回転に同期して回転駆動されるカムシャ
フト２に一体的に設けられた低、中速用カムＣ１および
高連用カムＣ２と、カムシャフト２と平行なロッカシャ
フト３に枢支された第１および第２ロッカアーム４．５
と両ロッカアーム４゜５に設けられた作動体止機構６と
、第２ロッカアーム５に設けられたプランジャ７との働
きによって開閉作動される。また機関本体１には、一対
の排気弁（図示せず）がＯｊｎえられており、これらの
排気弁も前述の吸気弁Ｖｌ、Ｖ２と同様に開閉作Ｖ」さ
れる。

カムシャフト２は機関本体１の上方で回転自在に配設さ
れており、低、中速用カムＣ１は一方の吸気弁ｖ１に対
応する位置でカムシャフト２に一体的に設けられる。ま
た高連用カムＣ２は他方の吸気弁ｖ２に対応してカムシ
ャフト２に一体的に設けられる。しかも、低、中速用カ
ムＣ１は機関の低、中速運転に対応した形状を有するも
のであり、カムシャフト２の半径方向に沿う外方への突
出量が比較的小さい高位部８を有する。また高連用カム
Ｃ２は機関の高速運転時に対応した形状を存するもので
あり、カムシャフト２の半径方向外方への突出量を低、
中速用カムｃｉの高位部８よりも大としかつその高位部
８よりも広い中心角範囲にわたる高位部９を有する。

ロッカシャフト３は、カムシャフト２よりも下方でカム
シャフト２と平行にして機関本体１に固定配置される。

このロッカシャフト３には、第１および第２ロッカアー
ム４，５の基部が相互に摺接して揺動可能に枢支され、
各ロッカアーム４゜５の端部は当接部１０，１１として
各吸気弁ｖ１゜Ｖ２の上方位置まで延設される。また第
１ロッカアーム４の上部には、低、中速用カムＣ１に摺
接するカムスリッパ１２が一体的に設けられ、第２ロッ
カアーム５の上部には、高連用カムＣ２に摺接するカム
スリッパ１３が一体的に設りられる。

また第２ロッカアーム５は、ばね１・１りこよりカムス
リッパ１３が高連用カムＣ２に当接する方向に、回動付
勢される。

一方、両吸気弁ｖ１．ｖ２の上部には鍔部１５゜１６が
設けられており、これらの鍔部１５．１６と機関本体１
との間には、吸気弁Ｖｌ、Ｖ２を囲繞する弁ぼね１７．
１８か介装されており、これらの弁ばね１７．１．８に
より、各吸気弁Ｖｌ、Ｖ２は閉弁方向すなわち上方に向
けて付勢される。

第１ロッカアーム４の当接部１０には、一方の吸気弁Ｖ
ｌの上端に当接し得るタペットねし１９が進退可能に螺
着される。また第２ロッカアーム５の当接部１１には、
他方の吸気弁Ｖ２の上端に当接するプランジャ７が吸気
弁Ｖ２に近接する方向にばね付勢されて進退可能に設け
られる。

第５を図を併せて参照して、当接部１１には、有底円筒
状のシリンダ２０が、その解放端面を当接部１１の下面
と面一にするとともに、閉塞端を当接部１１の上方に突
出させて、嵌入、固着される。

プランジャ７は、内面に雌ねじを有する円筒体２１内に
ねし陸２２を螺合して構成され、シリンダ２０内に進退
可能に摺合される。しかもねし［奉２２の下端は円筒体
２１の下端かられずかに突出されており、ねじ棒２２の
下端が吸気弁Ｖ２の上端に当接する。またねじ棒２２の
上端は円筒体２１の上端よりも内方に位置されており、
このねし棒２２の上端とシリンダ２０の閉塞端との間に
ばばね２３が介装される。このばね２３のばね力により
、ねし棒２２ずなわらプランジャ７は吸気弁■２に当接
する方向に付勢される。

当接部１１から上方に突出した部分で、シリンダ２０の
側壁には、プランジャ７の両側に対応して一対のスリッ
ト２４．２５が設けられる。

上記スリット２４．２５からシリンダ２０内に入り、プ
ランジャ７の上端に係合し得る一対の係合腕２６，２７
を備える係合板２８が第２ロッカアーム５に）■支され
る。すなわち、（基台（反２８はシリンダ２０と作動体
止機構６との間で、シリンダ２０と平行なピン２９によ
って第２ロッカアーム５にＦＩＸ支されており、両係合
腺２６．２７は係合板２８の一端側で相互間に間隔をあ
−すで一体的に設けられる。しかも、シリンダ２０のス
リット２ｊ、２５および係合板２８の係合腕２６，２７
はピン２９を中心とする円弧に沿って設げられる。

係合ｒ＠２８は、作動体止機構６の動作に応してｔ８動
し、作動体止機構６により両ロッカアーム４゜５が連結
されたときにプランジャ７に係合するが、プランジャ７
との係合を解除したときでも両係合腕２６，２７はスリ
ン１−２４．２５内に入ったままであり、そのときプラ
ンジャ７と係合することを避けるために、両係合腕２６
．２７の端部には、プランジャ７の外面に対応して彎曲
した切欠き３０．３１が設けられる。

特に第４図に注目して、作動体止機構６は、両ロッカア
ーム４，５を連結する位置およびその連結を解除する位
置間で移動可能なピストン４１と、ピストン４１に応じ
て移動して係合板２８を駆動する駆動部材４２と、ピス
トン４１を連結解除位置側に押圧すべく駆動部材４２を
付勢するばね４３と、ピストン４１の移動時期を制御す
るタイミング（反４４とを備える。

第１ロッカアーム４には、第２ロッカアーム５側に向け
て解放するとともにロッカシャフト３と平行な第１ガイ
ド穴４５が穿設され、この第１ガイド穴４５の閉塞端側
には、第２０ツカシヤフト５側にし〜む規制段部４６を
介して小径部４７が設シナられる。

ピストン４１は、を底円筒状の連結体４８と、有底円筒
状の押圧体４９とがそれらの間にばね５０を介在して相
互に摺合して成る。連結体４８はその解放端を第１ガイ
ド穴４５の底部側に向けて第１ガイド穴４５に摺合され
る。しかも連結体４８の内径は第１ガイド穴４８の小径
部４７よりも小さく設定される。また押圧体４９はその
閉塞端を第１ガイド穴４５の底部側に向けて小径部４７
に摺合され、これにより押圧体４９および第１ガイド穴
４５の底部間に油圧室５１が画成される。

しかも押圧体４９の連結体４８側には、段部５２を介し
て小径筒部５３が設けられており、この小径筒部５３が
連結体４８に摺合される。連結体４８および押圧体４９
間にはばね室５４が画成され、このばね室５４内に連結
体４８および押圧体４９を相互に離反する方向に付勢す
るばね５０が収容され、このばね５０のセット荷重はぽ
ね・１３よりも小さく設定される。

連結体４８が規制段部４６に当接した状態で、押圧体４
９がばね５０により連結体４８から最も離隔したときに
、押圧体４９の段部５２と、連結体４８の端面との間に
は、タイミングｆｆｆｌ　ｌｔ　４の係合可能な係合溝
５５が形成される。

また連結体４８の長さは、その解放端面が規制段部４６
に当接した状態で、閉塞端面が第１および第２ロッカア
ーム４．５の対向側面間に位置するように設定される。

第１ロッカアーム４には、油圧室５１に連通ずる油路５
６が穿設される。またロッカシャフト３内には、給油源
（図示せず）に連なる給油路３６が穿設されており、前
記油路５６と給油路３６とは、ロッカシャフト３の側壁
に穿設された連通孔５７を介して、常時連通される。

第２ロッカアーム５には、第１ガイド穴４５に対応する
第２ガイド穴５８が第１ロッカアーム４側に向けて解放
するようにして穿設され、この第２ガイド穴５８に駆動
部材４２が摺合される。駆動部材４２は、第２ガイド穴
５８に摺合する円板部５９と、棒状部６０とが一体的に
設けられて成り、第２ガイド穴５８の第１ロッカアーム
４とは反対側の端部には棒状部６０を挿通する挿通孔６
１が穿設される。また、円板部５９と、第２ガイド穴５
８の端部との間には、棒状部６０を囲繞するばね４３が
介装されており、このばね４３のばね力により駆動部材
４２はその円板部５９が連結体４日に当接する方向に付
勢される。

駆動部材４２において、第２ロッカアーム５から突出し
た棒状部６０の端部には、ビン６２を介して係合板２８
の他端が連結される。このピン６２の位置は、作動体止
機構６により両ロッカアーム４，５が連結されたときに
プランジャ７に系合板２８を係合し、両ロッカアーム４
，５の連結が解除されたときには、プランジャ７との係
合を；う￥除ずべく係合板２８を回動し得るように定め
られる。

押圧体４９の外面には、前記係合？：Ｑ　５５と同様に
タイミング板４４が係合可能な環状の係合溝６５が設け
られる。この係合溝６５の位置は、油圧室５１に油圧が
作用して押圧体４９が第２ロッカアーム５側に最大限変
位して連結体４日により両ロッカアーム４，５が完全に
連結されたときに、タイミング板４４が係合し得淋よう
に定められる。

第１ロッカアーム４の下部には、タイミング板４４を揺
動自在に摺合する溝６６が穿設されており、講６６にｔ
ｇ合されたタイミング手反４４はロッカシャフト３の軸
線と平行なピン６７により第１ロッカアーム４に枢支さ
れる。しかも溝６６は第１ガイド穴４５の途中に臣ｎん
で設けられており、ピストン４１の外面の一部は溝６６
に露出される。

タイミング板４４は、一端がビン６７で枢支される支持
部６８と、係合溝５５，６５に係合可能な係止部６９と
を有して略し字状に形成されており、その屈曲部７０を
ロッカシャフト３側に向けてビン６７で枢支される。ま
た第１ロッカアーム４とタイミング板４４との間には、
ピン６７を囲繞するねじつばね７１が介装されており、
このねじりばね７１のばね力によりタイミング板４４は
その係止部６９がピストン４１に近接する方向に回動付
勢される。さらにロッカシャフト３には、その外面を切
込んでカム面７２が設けられており、タイミング［反４
４の屈曲部７０はねじりばね７１のばね力によりカム面
７２に弾発的に当接する。

カム面７２の形状は、第１ロッカアーム４の揺動動作に
よりタイミング板４４を回動するように定められる。す
なわち、第１ロッカアーム４が低、中速用カムＣＩのベ
ース円に摺接して静止している状態では、タイミング板
４４がねじりばね７１のばね力により第３図の時計方向
に回動して係合？ｉ５５，６５に係合し得るようにし、
しかも第１ロッカアーム４が低、中速用カムＣ１の高位
部８により押下げられるとき、すなわち第１０Ｖカアー
ム４が開弁方向に揺動しているときにはタイミング板４
４がピストン４１から強制的に離反せしめられる。

次にこの実施例の作用について説明すると、段間の低、
中速運転時には、作動体止機構６の油圧室５１には低圧
の油圧が作用しており、駆動部材４２を付勢するばね４
３のばね力により、ピストン４１は油圧室５１側に変位
されている。この状態で、連結体４８と駆動部材４２と
の当接面は第１および第２ロッカアーム４．５の対向側
面間にあり、第１および第２ロッカアーム４，５は連結
されていない。したがって第１ロッカアーム４は低、中
速用カムＣ１によって揺動駆動され、一方の吸気弁■１
は、第５図の曲線Ａで示すように、低、中速に応じた開
弁時期およびリフト量で開弁作動する。

この低、中速運転時において、駆動部材４２は係合板２
８を第４図で示すようにプランジャ７との係合を解除し
た位置に回動しており、プランジャ７はシリンダ２０内
で進退可能である。したがって第２ロッカアーム５が高
連用カム５の回転によって揺動するのに応じて、プラン
ジャ７ば第６図で示すように進退動作をする。この結果
、第２ロッカアーム５の揺動動作はプランジャ７の進退
動作によって吸収さて吸気弁■２に伝わることはなく、
吸気弁■２は閉弁したままであり、一方の吸気弁Ｖｌの
みが開閉作動をする。

次に、機関の高速運転にあたって、第１ロッカアーム４
が静止しているとき、すなわちカムスリッパ１２が低、
中速用カムＣ１のベース円に摺接しているときに、油圧
室５１に高油圧を作用させた場合を想定する。この高油
圧の作用によりピストン４１の押圧体４９は移動を開始
しようとするが、第１０フカアーム４が静止している状
態では係合４５５にタイミング板４４が係合しているの
で、それ以上移動することはできず、ピストン４１は第
４図で示す状態を維持する。

第１ロッカアーム４が揺動し始めると、タイミング板４
４が係合ａ５５から外れ、押圧体４９の移動が可能とな
り、押圧体４９は連結体４８の解放端面に当接するまで
移動し、連結体４８を第２ロッカアーム５側に押圧する
。このとき、第２ロッカアーム５は高連用カムＣ２によ
って揺動しており、第１および第２ガイド穴４５．５８
の軸線は一致しないので、連結体４８は該２ロッカアー
ム５の第１０フカアーム４への対向側面に摺接する。

第１および第２ロッカアーム４，５がともに静止して、
第１および第２ガイド穴４５．５８の軸線が一致したと
きに、連結体４８は駆動部材４２を押圧しながら第２ガ
イド穴５８内に）Ｈ合し、これによって第１および第２
ロッカアーム４，５が第７図で示すように連結される。

このとき、タイミング板４４は押圧体４９の係合溝６５
に係合する。

作動体止機構６による両ロッカアーム４，５の連結によ
り、駆動部材４２は係合板２８を回動し、係合板２８の
係合＃２６，２７が第８図で示すようにプランジャ７に
係合する。このためプランジャ７はその後退動作を阻止
され、第２ロッカアーム５が高連用カムＣ２で揺動駆動
されるのに応じて、吸気弁ｖ２を開閉作動させる。

このようにして機関の高速運転時には、第１および第２
ロッカアーム４，５が高連用カムＣ２で揺動駆動され、
両吸気弁Ｖｌ、Ｖ２が第５図の曲線Ｂで示すように、高
速運転に応した開弁時期およびリフト量で開閉作動する
。

また、第１ロッカアーム４が開弁方向に揺動作動をして
い゛るときに、低、中速運転から高速運転への切換えを
行ったときには、その第１ロッカアーム４の揺動動作の
途中で押圧体４９が連結体４８に当接するまで移動し、
次に第１および第２ロッカアーム４，５が静止したとき
に連結体４日の第２ガイド穴５８への摺合が行なわれ、
第１および第２０フカアーム４，５が連結されるととも
に、係合板２８がプランジャ７に係合して、両吸気弁ｖ
１．ｖ２がともに開閉作動する。

機関の高速運転から低、中速運転へのｑｌＱえにあたっ
ては、タイミング板４４の働きにより、両ロッカアーム
４，５が静止したときにピストン・↓１の移動が可能と
なり、駆動部材４２ははね４３のばね力によりピストン
４１を押し戻し、連結体４８による両ロッカアーム４，
５の連結状態を解除するとともに、係合板２８のプラン
ジャ７との係合状態を解除する。このため、第２ロッカ
アーム５が開弁方向に揺動動作を開始しても吸気弁Ｖ２
は閉弁したままであり、吸気弁ｖ２のみが第１ロッカア
ーム４によって開閉作動する。

以上の説明では、吸気弁Ｖ１．Ｖ２’こ関連する部分に
ついてのみ述べたが、一対の排気弁についても吸気弁Ｖ
１．．Ｖ２と同様に作動せしめられるものである。また
吸気弁Ｖｌ、Ｖ２および一対の吸気弁の一方のみに関連
して本発明動弁装置を設けるようにしてもよい。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、カムシャフトには、機関
の低、中速運転に対応した形状を有するとともに第１ロ
ッカアームに摺接し得る低、中速用カムと、機関の高速
運転に対応した形状を有するとともに第２ロッカアーム
に摺接し得る高連用カムとが一体化され、第２ロッカア
ームの吸気弁あるいは排気弁との当接部には、吸気弁あ
るい１．ま排気弁に当接する方向にばね付勢されたプラ
ンジャが進退可能に設けられ、第２ロッカアームには前
記プランジャにその後退動作を阻止すべく係合する位置
と係合状態を解除する位置との間で揺動可能にして係合
板が枢支され、両ロッカアームには、両ロッカアームを
連結する位置およびその連結状態を解除する位置の間で
移動可能なピストンと、前記係合板に連結されるととも
にビス１〜ンの連結位置への移動に応して前記係合板を
プランジャとの係合位置に回動すべく作動する駆動部材
とを備える作動体止機構が設けられるので、驕関の低、
中速運転時には一方の吸気弁あるいは排気弁を低、中速
運転に対応した開弁時期およびリフト量で開閉作動し、
高速運転時には両吸気弁あるいは両排気弁を高速運転に
対応した開弁時期およびリフトｉで開弁作動することが
できる。この結果、燃費の低減およびアイドル特性の向
上を図ることができるとともに、低速域から高速域にわ
たる広い範囲で機関出力の向上を図ることができる。

【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あり、第１図は平
面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、第３図は第１
図のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、第４図は第２図のｆＶ−
ＩＶ線断面図、第５図は両吸気弁の作動プロフィルを示
す図、第６図は低、中速運転におけるプランジャの作動
を示すための第２図に対応した要部縦断面図、第７図は
高速運転時の第・１図に対応した横断面図、第８図は高
速運転時のプランジャおよび係合板の状態を示すための
第２図に対応した要部縦断図である。 ２・・・カムシャフト、３・・・ロッカシャフト、４・
・・第１ロッカアーム、５・・・第２ロッカアーム、６
・・・作動体止機構、７・・・プランジャ、１１・・・
当接部、２８・・・係合板、４Ｉ・・・ピストン、４２
・・・駆動部材ＣＩ・・・低、中速用カム、Ｃ２・・・
高連用カム、。 Ｖｌ、Ｖ２・・・吸気弁 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 閉弁方向に付勢された一対の吸気弁あるいは排気弁に対
   応して、ロッカシャフトには第１および第２ロッカアー
   ムが枢支され、機関の回転に同期して回転駆動されるカ
   ムシャフトには、前記両ロッカアームを揺動駆動すべく
   、カムが一体化される内燃機関の動弁装置において、前
   記カムシャフトには、機関の低、中速運転に対応した形
   状を有するとともに第１ロッカアームに摺接し得る低、
   中速用カムと、機関の高速運転に対応した形状を有する
   とともに第２ロッカアームに摺接し得る高連用カムとが
   一体化され、第２ロッカアームの吸気弁あるいは排気弁
   との当接部には、吸気弁あるいは排気弁に当接する方向
   にばね付勢されたプランジャが進退可能に設けられ、第
   ２ロッカアームには前記プランジャにその後退動作を阻
   止すべく係合する位置と係合状態を解除する位置との間
   で揺動可能にして係合板が枢支され、両ロッカアームに
   は、両ロッカアームを連結する位置およびその連結状態
   を解除する位置の間で移動可能なピストンと、前記係合
   板に連結されるとともにピストンの連結位置への移動に
   応じて前記係合板をプランジャとの係合位置に回動すべ
   く作動する駆動部材とを備える作動休止機構が設けられ
   ることを特徴とする内燃機関の動弁装置。