JPS62121815A - 多気筒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、機関の回転に同期して回転駆動されるカムシ
ャフトに、各気筒毎に配設された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多気筒内
燃機関の動弁装置に関する。

（２）従来の技術 かかる動弁装置において、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、高速時とに分けて動弁
制ＪＴＪを行っているが、運転領域をより細分化して動
弁制御を行なえば、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、３
つの速度領域に分けて動弁制御を行なって機関出力の向
上および燃費の低減を図るようにした多気筒内燃機関の
動弁装置を提供することを目的とする。

Ｂ８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
、特定気筒でのカムシャフトには、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、低速用カムに摺接する第２ロッカアーム
と、高速用カムに摺接する第３０フカアームとカ＋ｒｉ
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、真円状の隆起部
に摺接する第１ロッカアームは揺動せず、吸気弁あるい
は排気弁は閉弁したままである。また第１および第３ロ
ッカアーム間の連結を解除した状態で第１および第２ロ
ッカアーム間を連結すると、第１ロッカアームは、低速
用カムに摺接した第２ロッカアームに追随して揺動し、
吸気弁あるいは排気弁が低速用カムによって定まるタイ
ミングおよびリフト量で開閉作動する。さらに第１およ
び第３０フカアーム間を連結すると、第１ロッカアーム
は、高速用カムに摺接した第３ロッカアームに追随して
揺動し、吸気弁あるいは排気弁は高速用カムによって定
まるタイミングおよびリフト量で開閉作動をする。

（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、
まず本発明の第１実施例を示す第１図および第２図にお
いて、多気筒内燃機関の各気筒には単一の吸気弁ｌがそ
れぞれ配設されており、そのうちの特定気筒の吸気弁１
は、機関の回転に同期してＡ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？、８．９との働きによって開閉駆動される。

以下、特定繁簡における動弁装置の構成についてのみ述
べることにする。

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１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５
ｂ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３０
フカアーム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１の上方に延設されており、その
先端には吸気弁１の上端に当接し得るタペットねじ１２
が進退可能に螺着される。

一方、吸気弁１の上部には鍔部１４が設けられており、
この鍔部１４と機関本体との間には、吸気弁１を囲繞す
る弁ばね１６が介装される。この弁ばね１６により吸気
弁１は上方すなわち閉弁方向に向けて付勢される。

第３図において、第２ロッカアーム８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りフタ
ばね２０により上方に付勢される。これにより第２ロッ
カアーム８のカムスリッパ８ａは低速用カム５に弾発的
に摺接される。

また第３ロッカアーム９の端部下面にも図示しないリフ
タが弾発的に当接される。

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
０７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２０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１ロッカアーム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Ｂ（図
示せず）に通じる油路３１が穿設される。さらに両油路
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１ロッカアーム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３
９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、機関の極低
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３ロ
ッカアーム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、第２および第３ロ
ッカアーム８．９の揺動動作が第１ロッカアーム７に影
響を及ぼすことはなく、隆起部３が真円状であることか
ら第１０フカアーム７は揺動しない。この際、第２およ
び第３０フカアーム８．９はりフタばね２０の比較的弱
いばね力により各カム４．５に摺接しているだけである
ので、動弁系の摩擦損失が低く抑えられる。

このようにして、機関の極低速運転時には、特定気筒の
吸気弁１が閉弁したままとなり、燃費の低減が可能とな
る。

機関の低速運転時には、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、一体向に揺動する。

したがって、吸気弁１は低速用カム４の形状すなわち低
速運転に対応したタイミングおよびリフト量で開閉駆動
され、最適の混合気流人速度が得られるので、燃費の低
減を図るとともにノッキングを防止することができる。

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は連結されていてもよく、また連
結を解除されていてもよい、いずれにしても第１０フカ
アーム７は、第３ロッカアーム９に追随して揺動する。

したがって、吸気弁１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図は本発明の第２実施例を示すものであり、特定気
筒での一対の吸気弁１ａ、ｌｂに第１０フカアーム７が
当接される。この実施例によっても前述の実施例と同様
の効果を奏することができる。

第８図は本発明の第３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
、それに対応して第２ロッカアーム８の両側に、一対の
吸気弁１ａｔ’ｌｂに当接した第１０・７カアーム７と
、第３ロッカアーム９とが配置される。

第９図は本発明の第４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
、それに対応して第２ロッカアーム８の両側に単一の吸
気弁１に当接した第１ロッカアーム７と、第３ロッカア
ーム９とが配置される。

以上の実施例では、吸気弁に関連して述べたが、本発明
は排気弁に関連して実施することも可能である。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明によれば、特定気筒でのカムシャフ
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
速用カムに摺接する第２ロッカアームと、高速用カムに
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ので、機関の極低速時は
特定気筒を休止して燃費の低減を図ることができ、さら
に低速および高速運転時にはそれらに応じたタイミング
およびリフト量で吸気弁あるいは排気弁を開閉駆動する
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の第１実施例を示すものであり
、第１図は縦断側面図であって第２図の［１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−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３０フ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、第８図および第９図
は本発明の第２．第３および第４実施例の第２図に対応
した平面図である。 １、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３０フカアーム、１９・・・押圧手
段としてのりフタ、２１．２２・・・連結切換手段 第８図 第９図 第２図 第３図

Claims (3)

【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、各気筒毎に配設された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多気筒内燃機
   関の動弁装置において、特定気筒での前記カムシャフト
   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
   用カムに摺接する第２ロッカアームと、高速用カムに摺
   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多気筒内
   燃機関の動弁装置。
2. （２）前記第２および第３ロッカアームには、対応する
   カムに向けて弾発付勢するための押圧手段がそれぞれ当
   接されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の多気筒内燃機関の動弁装置。
3. （３）前記吸気弁あるいは排気弁は各気筒毎に一対ずつ
   配設され、特定気筒で第１ロッカアームは一対の吸気弁
   あるいは排気弁に当接されることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の多気筒内燃機関の動弁装置。