JPS6232206A - 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】 Ａ９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、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ッキング限
界の低下を余儀なくされる。

そこで、かかる問題を解消するために、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弁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、低速運転時に休止する吸気弁が、
運転条件によっては長期間休止のままである可能性があ
る。吸気弁が長期間にわたって休止したままであると、
燃焼によって生じたカーボンが吸気弁および弁座間に堆
積し、吸気弁が弁座に張付いてしまう。このため、高速
運転に移って開弁作動するときに、吸気弁が弁座から無
理矢理引剥がされることになり、吸気弁および弁座間の
シール上の問題が生じることになる。また、吸気弁が閉
弁体止すると、燃料溜りが生じ、吸気弁の開弁時に混合
気濃度が濃くなることがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、低
速運転時にも吸気弁あるいは排気弁を低速運転に応じた
バルブタイミングおよびバルブリフトａで開閉駆動する
ようにして、休止に伴う問題点を解決するとともに燃費
の低減およびノンキングの防止を図った内燃機関の動弁
装置を提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成 ｆｌｌ　　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、機関の低速運転に対応した形状の
低速用カムと、機関の高速運転に対応した形状の高速用
カムとが一体化され、ロッカシャフトには、吸気弁ある
いは排気弁に当接するとともに低速用カムに摺接する第
１ロッカアームと、高速用カムに摺接する第２ロッカア
ームとが枢支され、第１および第２ロッカアーム間には
、両ロッカアームの連結および連結解除を切換可能な連
結切換手段が設けられる。

（２）作　用 機関の高速運転時に連結切換手段により第１および第２
ロッカアームを連結すると、第１および第２ロッカアー
ムは、高速用カムの形状に対応して揺動し、吸気弁ある
いは排気弁は高速用カムで定まるタイミングおよびリフ
ト量で開閉作動する。

また機関の低速運転時に第１および第２ロッカアーム間
の連結状態を解除すると、第１ロッカアームが低速用カ
ムによって揺動し、したがって吸気弁あるいは排気弁は
低速用カムで定まるタイミングおよびリフトｉｔで開閉
作動する。

（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、
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、図示しない機関本体に設けられた一対の吸気弁１ａ
、ｌｂは、機関の回転に同期して１／２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低速用カム
３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および第２ロッカアーム
７．８との働きによって開閉駆動される。また前記機関
本体には、一対の排気弁（図示せず）が備えられており
、これらの排気弁も前述の吸気弁１ａ、ｌｂと同様に開
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、低速用カム３は両吸気弁１ａ。

ｔｂの中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。また高速用カム５は吸気弁１ｂ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。しかも低
速用カム３は機関の低速運転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が
比較的小さい高位部３ａを有する。また高速用カム５は
機関の高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の半径方向外方への突出量を前記高位部３
ａよりも大とするとともに該高位部３ａ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、低速用カム３
に対応する第１ロッカアーム７と、高速用カム８に対応
する第２ロッカアーム８とが枢支され、両ロッカアーム
７．８の上部には低速および高速用カム３．５がそれぞ
れ摺接するカムスリッパ１０．１）が設けられる。また
第１ロッカアーム７には、二叉に分岐して両吸気弁１ａ
。

１ｂの上方に至る腕？ａ、７ｂが一体的に設けられる。

これらの腕７ａ、７ｂの先端には、各吸気弁１ａ、ｌｂ
の上端に当接し得るタペットねじ１２．１３が進退可能
に螺着される。

一方、両吸気弁１ａ、ｌｂの上部には鍔部１４゜１５が
設けられており、これらの鍔部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１６．１
７が介装されており、弁ばね１６．１７により各吸気弁
１ａ、ｌｂは上方すなわち閉弁方向に向けて付勢される
。

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１
９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１）は高速用カム５に常時弾発的に摺接される
。しかもリフタばね２０のばね力は比較的弱く設定され
ている。

第３図において、第１および第２０７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、両ロッカアーム７．８を一体的に連結する状
態とを切換可能な連結切換手段２１が第１および第２ロ
ッカアーム７．８間に設けられる。

この連結切換手段２１は、第１および第２ロッカアーム
７．８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２５
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に連通ずる油路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
らず常時連通する。

第２ロッカアーム８には、第１ガイド穴２６に対応して
、第１０ンカアーム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、その一端か段部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。さらに、第１ロッカアーム７の油圧室２９内に
は、ピストン２３を第２ロッカアーム８側に向けて付勢
するばね３３が収納されでおり、このばね３３のセット
荷重は前記ばね２５よりも小さく設定される。

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図で示すように連結切換手段２１によ
り第１および第２ロッカアーム７゜８の連結状態を解除
する。すなわち油圧室２９の油圧を開放すると、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
接面に対応する位置にあり、したがって第１および第２
ロッカアーム７．８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、カムシャフト２の
回転動作により、第１ロッカアーム７が低速用カム３と
の摺接に応じて揺動し、両吸気弁ｌａ、ｌｂが第１ロッ
カアーム７によって開閉駆動される。この際、第２ロッ
カアーム８も高速用カム５との摺接に応じて揺動するが
、この揺動動作は両吸気弁１ａ、’ｌｂの作動に影響を
及ぼさない。しかも第２ロッカアーム８はリフタばね２
０の比較的弱いばね力により高速用カム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、機関の低速運転時には、両吸気弁１ａ
、ｌｂが低速用カム３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、連結切換手段２１により、
第３図で示すように第１および第２ロッカアーム７．８
が連結される。すなわち、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３５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。

この連結状態では、高速用カム５に摺接した第２０ンカ
アーム８の揺動量が第１ロッカアーム７よりも大きいの
で、第１ロッカアーム７は第２ロッカアーム８に追随し
て揺動する。したがって両吸気弁１ａ、Ｉｂ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。

以上の実施例は、１気筒に一対の吸気弁１ａ。

１ｂを有する内燃機関に関するものであるが、本発明は
、第５図で示すように、１気筒に単一の吸気弁ｌあるい
は排気弁を有するものについても適用することができ、
この場合にも前述の実施例と同様の効果を奏することが
できる。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、低速用カムに摺接する第
１ロッカアームで吸気弁あるいは排気弁を駆動するよう
にし、高速用カムに摺接する第２ロッカアームと、第１
ロッカアームとを、連結切換手段により相互に連結した
り、その連結を解除したりするようにしたので、低速運
転時には吸気弁および排気弁を低速運転に応じたタイミ
ングおよびリフト量で開閉駆動して、燃費の低減および
ノッキングの防止を図ることができ、高速運転時には、
吸気弁および排気弁を高速運転に応じたタイミングおよ
びリフト量で開閉駆動して高出力、高トルクを得ること
ができる。しかも吸気弁あるいは排気弁は運転時に休止
することはないので、カーボンの堆積が生じることはな
く、燃料溜りが生じることも防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一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Ｉ−ｒ線断面図、
第２図は第１図の平面図、第３図は連結時を示すための
第１図ｍ−ｍ線拡大断面図、第４図は連結解除時の第３
図に対応した拡大断面図、第５図は本発明の他の実施例
の第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・
・・低速用カム、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２０
・７カアーム、２１・・・連結切換手段 第３図 第４図 第２図 第１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、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、機関の低速運転に対応した形状の低速用カ
   ムと、機関の高速運転に対応した形状の高速用カムとが
   一体化され、前記ロッカシャフトには、前記吸気弁ある
   いは排気弁に当接するとともに低速用カムに摺接する第
   １ロッカアームと、高速用カムに摺接する第２ロッカア
   ームとが枢支され、第１および第２ロッカアーム間には
   、両ロッカアームの連結および連結解除を切換可能な連
   結切換手段が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２ロッカアームには、高速用カムに向けて
   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。
3. （３）前記第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）項記載の内燃機関の動弁装置。