JPS62121812A - 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】 Ａ２発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、機関の回転に同期して回転駆動されるカムシ
ャフトに、一対の吸気弁あるいは排気弁に対応してカム
が一体化され、カムシャフトには、前記カムの回転に応
じて前記吸気弁あるいは排気弁を開閉駆動するためのロ
ッカアームが枢支される内燃機関の動弁装置に関する。

（２）従来の技術 かかる多気筒内燃機関において、バルブ径およびバルブ
リフト量は、最高馬力を出力するのに必要な混合気量を
吸入したときに流入抵抗により馬力低下が生じないよう
に高速を重視して設定するのが、一般的である。

ところで、低速域から高速域まで、同一のバルブタイミ
ングおよび同一リフト量で吸気弁を駆動すると、各回転
数に応じて吸気量が異なるので、燃焼室内への混合気流
人速度が異なる。すなわち低速時には、混合気流人速度
が低下して、燃焼室内での混合気の乱れが小さくなり、
燃焼速度も遅くなる。このため、燃焼効率低下による燃
費の増大、ならびに燃焼速度低下によるノンキング限界
の低下を余儀なくされる。

そこで、かかる問題を解決するために、低速運転時には
吸気弁あるいは排気弁の一部を閉弁体止させ、高速運転
時には、両吸気弁あるいは排気弁を開閉作動させるよう
にしたものが、たとえば特開昭５９−２２６２１６号公
報で開示されている。

（３）　　発明が解決しようとする問題点上記従来の技
術では、低速時と高速度とに分けて動弁制御を行ってい
るが、運転領域をより細分化して動弁制御を行えば、機
関出力の向上および燃費の低減を図ることができるであ
ろう。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、低
速、中速および高速の３つの領域に分けて動弁制御を行
って機関出力の向上および燃費の低減を図るようにした
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 本発明によれば、カムシャフトには、低速用カムと、高
速用カムと、それらのカムのベース円に対応した真円状
の隆起部とが設けられ、ロッカシャフトには、隆起部に
摺接するとともに一方の吸気弁あるいは排気弁に当接す
る第１０フカアームと、低速用カムあるいは高速用カム
に摺接するとともに他方の吸気弁あるいは排気弁に当接
する第２ロッカアームと、高速用カムあるいは低速用カ
ムに摺接する第３ロッカアームとが枢支され、相互に隣
接するロッカアーム間には、両者間の連結および連結解
除を切換可能な連結切換手段が、相互に独立して作動し
得るようにしてそれぞれ設けられる。

（２）作　用 各ロッカアーム間の連結を解除すると、一方の吸気弁あ
るいは排気弁は閉弁体止し、他方の吸気弁あるいは排気
弁は低速用カムあるいは高速用カムによって開閉作動す
る。また一方の連結切換手段を連結作動せしめると、両
吸気弁あるいは排気弁を低速用カムにより開閉作動した
り、一方の吸気弁あるいは排気弁を低速用カムで開閉作
動させるとともに他方の吸気弁あるいは排気弁を高速用
カムで開閉作動させることができる。さらに全ロッカア
ームを同時に連結すると、両吸気弁あるいは排気弁が高
速用カムにより開閉作動する。したがって各ロッカアー
ムの連結状態の組合せにより、機関の低速、中速、およ
び高速運転に応じて両吸気弁あるいは排気弁の動弁制御
が行なわれることになる。

（３）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第１図および第２図におい
て、内燃機関の機関本体には一対の吸気弁１ａ、ｌｂが
配設されており、それらの吸気弁１ａ、ｌｂは、機関の
回転に同期して２の回転比で駆動されるカムシャフト２
に一体的に設けられた隆起部３、低速用カム４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．第２および第３ロッカアーム７．
８．９との働きによって開閉駆動される。

カムシャフト２は機関本体の上方で回転自在に配設され
ており、隆起部３は吸気弁１ａ、ｌｂ間に対応する位置
でカムシャフト２に一体的に設けられる。また低速用カ
ム４および高速用カム５は前記隆起部３の両側でカムシ
ャフト２に一体的に設けられる。しかも隆起部３は低速
用カム４および高速用カム５のベース円４ｂ、５ｂに対
応した真円状に形成される。また低速用カム４は、ベー
ス円４ｂから半径方向外方に突出した高位部４ａを有し
、高速用カム５は、ベース円５ｂからの半径方向外方へ
の突出量を前記高位部４ａよりも大とするとともに該高
位部４ａよりも広い中心角範囲にわたる高位部５ａを有
する。

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、隆起部３に対
応する第１ロッカアーム７と、低速用カム４に対応する
第２ロッカアーム８と、高速用カム５に対応する第３ロ
ッカアーム９とが枢支され、各ロッカアーム？、８．９
の上部には隆起部３および両カム４．５に摺接するカム
スリッパ７ａ、８ａ、９ａが設けられる。また第１ロッ
カアーム７は、吸気弁１ｂの上方に延設されており、そ
の先端には吸気弁１ｂの上端に当接し得るタペットねじ
１３が進退可能に螺着される。また第２ロッカアーム８
は吸気弁１ａの上方に延設されており、その先端には吸
気弁１ａの上端に当接し得るタペットねじ１２が螺着さ
れる。

一方、吸気弁１ａ、ｌｂの上部には鍔部１４゜１５が設
けられており、この鍔部１４．１５と機関本体との間に
は、吸気弁１ａ、ｌｂを囲繞する弁ばね１６．１７が介
装される。この弁ばね１６゜１７により吸気弁１ａ、ｌ
ｂは上方すなわち閉弁方向にけて付勢される。

第３図において、第３ロッカアーム９の端部下面には、
押圧手段として有底円筒状のりフタ１９が当接されてお
り、このリフタ１９は機関本体との間に介装した比較的
弱いばね力のりフタばね２０により上方に付勢される。

これにより第３ロッカアーム９のカムスリッパ９ａは高
速用カム５に弾発的に摺接される。

第４図において、第１および第２ロッカアーム７．８は
相互に摺接されており、それらの相対角変位を可能とす
る状態と、両口ツカアーム７．８を一体に連結する状態
とを切換可能な第１連結切換手段２１が第１および第２
ロッカアーム７．８間に設けられる。また第１および第
３ロッカアーム７．９も相互に摺接されており、それら
の相対角変位を可能とする状態と、両口ツカアーム７゜
９を一体的に連結する状態とを切換可能な第２連結切換
手段２２が第１および第３ロッカアーム７゜９間に設け
られる。　・ 第１および第２連結切換手段２１．２２は、基本的には
同一の構成を有するものであり、以下、第１連結切換手
段２１の構成についてのみ詳述し、第２連結切換手段２
２についての詳細な説明を省略する。

第１連結切換手段２１は、第１および第２ロッカアーム
７．８間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２３と、そのピストン２３の移
動を規制するストッパ２４と、ピストン２３を連結解除
位置側に移動させるべくストッパ２４を付勢するばね２
５とを備える。

第１ロッカアーム７には、第２ロッカアーム８側に向け
て開放するとともに、ロッカシャフト６と平行な第１ガ
イド穴２６が穿設されており、この第１ガイド穴２６の
閉塞端側には段部２７を介して小径部２８が設けられる
。第１ガイド穴２６にはピストン２３が摺合されており
、このピストン２３と第１ガイド穴２６の閉塞端との間
に油圧室２９が画成される。

第１０フカアーム７には、油圧室２９に連通する油路３
０が穿設され、ロッカシャフト６内には油圧供給源（図
示せず）に通じる油路３１が穿設される。さらに両地路
３０．３１は、ロッカシャフト６の側壁に穿設された連
通孔３２を介して、第１０フカアーム７の揺動状態に拘
らず常時連通ずる。

第２ロッカアーム８には、第１ガイド穴２６に対応して
、第１ロッカアーム７側に向けて開放した第２ガイド穴
３５が穿設されており、この第２ガイド穴３５に円板状
のストッパ２４が摺合される。第２ガイド穴３５の閉塞
端側には規制段部３６を介して小径部３７が設けられ、
また前記閉塞端には小径部３７と同軸の挿通孔３８が穿
設される。しかもストッパ２４に同軸かつ一体的に設け
られた案内棒３９が挿通孔３８に挿通される。さらに、
ストッパ２４と第２ガイド穴３５の閉塞端との間には案
内棒３９を囲繞するコイル状のばね２５が介装される。

ピストン２３の軸方向長さは、その一端が段部２７に当
接したときに、その他端が第１および第２ロッカアーム
７．８間に位置するように、またストッパ２４を規制段
部３６に当接させるまで第２ガイド穴３５内に入り込ん
だときに、一端が第１ガイド穴２６内に残るように設定
される。

第１および第２連結切換手段２１．２２における油路３
１は、ロッカシャフト６内に圧入、固定されたスチール
ボール３３で相互に隔絶されており、したがって第１お
よび第２連結切換手段２１゜２２は、相互に独立して切
換作動を行うことができる。

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、第４図で示すように第１および第２連結切
換手段２１．２２を連結解除側に作動せしめる。すなわ
ち油圧室２９の油圧を解放すると、ストッパ２４がばね
２５のばね力により第１ロッカアーム７側に移動し、ピ
ストン２３は段部２７に当接するまで後退せしめられる
。この状態でピストン２３およびストッパ２４の当接面
は、第１および第２ロッカアーム７．８の摺接面、なら
びに第１および第３ロッカアーム７．９の摺接面に対応
する位置にあり、したがって第１．第２および第３０フ
カアーム７．８．９は相互に摺接して相対角変位可能な
状態にある。

このような連結解除状態にあっては、各ロッカアーム？
、８．９が相互に影響を及ぼすことはなく、第１ロッカ
アーム７は隆起部３が真円状であることから揺動せず、
これにより吸気弁１ｂは閉弁して休止したままである。

一方、第２ロッカアーム８は低速用カム４によって揺動
するので、吸気弁１ａは、低速用カム４の形状に応じた
タイミングおよびリフ１−ｉｔで開閉作動する。この際
、第３ロッカアーム９はリフタばね２０の比較的弱いば
ね力で高速用カム５に摺接しているので、動弁系の摩擦
損失は低く抑えられる。

このようにして、機関の低速運転時には、吸気弁１ｂが
休止し、吸気弁１ａのみが低速用カム４によって開閉作
動する。これにより、燃焼室内での混合気の乱れを比較
的大にして、混合気濃度低下に対するタフネスを向上さ
せ、燃費の低減を図ることができる。

機関の中速運転時には、第１連結切換手段２１により、
第５図で示すように、第１および第２ロッカアーム７．
８が連結され、第１および第３ロッカアーム７．９は連
結を解除したままである。

すなわち、第１連結切換手段２１の油圧室２９に油圧が
供給されることにより、ピストン２３はばね２５のばね
力に抗してストッパ２４を押圧しながら第２ガイド穴３
５内に嵌入し、ストッパ２４が規制段部３６に押付けら
れる。この状態で第１および第２ロッカアーム７．８は
相対回動を阻止され、一体内に揺動する。

したがって、両吸気弁１ａ、ｌｂは低速用カム４の形状
に対応したタイミングおよびリフトＩで開閉駆動され、
最適の混合気流人速度が得られるので、燃費の低減を図
ることができる。

機関の高速運転に際しては、第２連結切換手段２２によ
り、第６図で示すように、第１および第３ロッカアーム
７．９を連結する。すなわち第２連結切換手段２２の油
圧室２９に油圧を供給することにより、第１および第３
ロッカアーム７．９を連結する。この際、第１および第
２ロッカアーム７．８は連結されたままである。

したがって、両吸気弁１ａ、ｌｂは高速用カム５で規定
されるタイミングおよびリフト量で開閉駆動され、吸入
効率の向上により高出力、高トルクを得ることができる
。

第７図は中速運転時の切換態様の変形例を示すものであ
り、中速運転時には、第２連結切換手段２２により、第
１および第３ロッカアーム７．９間が連結される。こう
すると、第２ロッカアーム８の揺動により、吸気弁１ａ
が低速用カム４に応じたタイミングおよびリフト量で開
閉作動するのに対し、吸気弁１ｂは高速用カム５に応じ
たタイミングおよびリフト量で開閉作動し、燃焼室内で
混合気に乱れが生じ易いようにして、燃費の低減を図る
ことができる。

第８図は本発明の他の実施例を示すものであり、低速用
カム４の両側に隆起部３および高速用カム５が配置され
、隆起部３に摺接する第１ロッカアーム７に一方の吸気
弁１ａが当接され、高速用カム５に摺接する第２０フカ
アーム８に他方の吸気弁１ｂが当接され、第３ロッカア
ーム９が低速用カム４に摺接される。

この実施例では、機関の低速運転時に一方の吸気弁１ａ
が休止するとともに他方の吸気弁１ｂが高速用カム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
。また中速運転時には、一方の吸気弁１ａが低速用カム
４、他方の吸気弁ｌｂが高速用カム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。さらに高速運
転時には、両吸気弁１ａ、ｌｂが高速用カム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。

また第９図は本発明のさらに他の実施例を示すものであ
り、隆起部３の両側に低速用カム４および高速用カム５
が配置され、隆起部３に摺接する第１ロッカアーム７に
一方の吸気弁１ａが当接され、高速用カム５に摺接する
第２ロッカアーム８に他方の吸気弁１ｂが当接され、第
３ロッカアーム９が低速用カム４に摺接される。

以上の実施例では、吸気弁１ａ、ｌｂに関連して説明し
たが、本発明は一対の排気弁に関連しても実施し得るも
のである。

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、低速
用カムと、高速用カムと、隆起部とが、設けられ、ロッ
カシャフトには、隆起部に摺接するとともに一方の吸気
弁あるいは排気弁に当接する第１０７カアームと、低速
用カムあるいは高速用カムに摺接するとともに他方の吸
気弁あるいは排気弁に当接する第２ロッカアームと、高
速用カムあるいは低速用カムに摺接する第３ロッカアー
ムとが枢支され、相互に隣接するロッカアームの連結お
よび連結解除を独立に切換可能としたので、それらの連
結状態の組合わせにより、低速、中速および高速運転に
適した混合気流人速度が得られ、低、中速時の燃費の低
減および高速時の出力増大を図ることができる。しかも
低速時には第１ロッカアームに対応した吸気弁あるいは
排気弁を休止させ、燃焼室内での混合気の乱れを大にし
て、燃費の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を示すものであり、
革１図は縦断側面図であって第２図の■−■線断面図、
第２図は第１図の平面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線断
面図、第４図は各ロッカアームの連結を解除したときの
第１図ＩＶ−■線断面図、第５図は第１および第２ロッ
カアームを連結したときの第４図に対応した断面図、第
６図は第１および第３ロッカアームを連結したときの第
４図に対応した断面図、第７図は中速運転時の切換Ｌｉ
様の変形例を示す第５図に対応した断面図、第８図およ
び第９図は本発明の他の実施例をそれぞれ示す第２図に
対応した平面図である。 ｌａ、ｌｂ・・・吸気弁、２・・・カムシャフト、３・
・・隆起部、４・・・低速用カム、４ｂ、５ｂ・・・ベ
ース円、５・・・高速用カム、６・・・ロッカシャフト
、７・・・第１ロッカアーム、８・・・第２ロッカアー
ム、９・・・第３ロッカアーム、１９・・・押圧手段と
してのりフタ、２１．２２・・・連結切換手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の回転に同期して回転駆動されるカムシャフ
   トに、一対の吸気弁あるいは排気弁に対応してカムが一
   体化され、ロッカシャフトには、前記カムの回転動作に
   応じて前記吸気弁あるいは排気弁を開閉駆動するための
   ロッカアームが枢支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、低速用カムと、高速用カムと
   、それらのカムのベース円に対応した真円状の隆起部と
   が設けられ、前記ロッカシャフトには、隆起部に摺接す
   るとともに一方の前記吸気弁あるいは排気弁に当接する
   第１ロッカアームと、低速用カムあるいは高速用カムに
   摺接するとともに他方の前記吸気弁あるいは排気弁に当
   接する第２ロッカアームと、高速用カムあるいは低速用
   カムに摺接する第３ロッカアームとが枢支され、相互に
   隣接するロッカアーム間には、両者間の連結および連結
   解除を切換可能な連結切換手段が、相互に独立して作動
   し得るようにしてそれぞれ設けられることを特徴とする
   内燃機関の動弁装置。
2. （２）前記第３ロッカアームには、高速用カムあるいは
   低速用カムに向けて弾発付勢するための押圧手段が当接
   されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の内燃機関の動弁装置。