JPS6338607A - 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 （１１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、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だめのロ
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、同一のパルプタイミ
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、吸気弁の閉
弁体正により、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
低減およびノッキングの防止を図り、さらに円滑な作動
を可能とし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 （１）問題点を解決するための手段 本発明によれば、カムシャフトには高速用カムと、同一
形状の一対の低速用カムとが、高速用カムの両側に低速
用カムを隣接させるようにして設けられ、ロッカシャフ
トには、低速用カム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および第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、第１
．第２および第３ロッカアームには、各ロッカアームを
一体的に連結する状態と、各ロッカアームの相対角変位
を許容する状態との切換を可能にした連結切換手段が設
けられる。

（２）作　用 機関の低速運転時には、連結切換手段による各ロッカア
ームの連結状態が解除され、両吸気弁あるいは排気弁は
、低速用カムによって揺動する第１および第２ロッカア
ームで開閉駆動される。さらに、機関の高速運転時には
、第１．第２および第３ロッカアームが連結切換手段に
より一体的に連結され、両吸気弁あるいは排気弁が高速
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。

（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。

１ｂ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同一形状の一対の
低速用カム３．３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．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
作動される。

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、一方の低速用カム３は一方の吸気弁１ａに対応
する位置でカムシャフト２に一体的に設けられ、他方の
低速用カム３は他方の吸気弁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。また高速用カム５は
両吸気弁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。しかも、低速用カム３，３は機関の低速運転時
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３ａを有する。また高速用カム５は機関の高速運転
時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低速用カム３の高位部３ａ
よりも大としかつその高位部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には第１〜第３ロッ
カアーム７〜９がそれぞれ枢支されるが、第１および第
２ロッカアーム７．８は基本的に同一形状に形成される
。すなわち、第１および第２ロッカアーム７．８は、吸
気弁１ａ、１ｂに対応する位置で、その基部がロッカシ
ャフト６に揺動可能に枢支され、各吸気弁１ａ、ｌｂの
上方位置まで延設される。また第１および第２ロッカア
ーム７．８の上部には低速用カム３．３に摺接するカム
スリッパ１０．１０が設けられる。

第１および第２ロッカアーム７．８において、各吸気弁
１ａ、ｌｂの上方に位置する端部には、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１６，１７
が介装されており、弁ばねＩ６．１７により、各吸気弁
１ａ、ｌｂは閉弁方向すなわち上方に向けて付勢されて
いる。

第３図を併せて参照して、第３ロッカアーム９シよ、第
１および第２ロッカアーム７．８間でロッカシャフト６
に枢支される。この第３ロッカアーム９は、ロッカシャ
フト６から両吸気弁１ａ、ｂ側にわずかに延出され、そ
の上部には高速用カム５に摺接するカムスリッパ１日が
設けられる。また第３ロッカアーム９の端部下面には、
押圧手段としての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ばね
力の比較的弱いリフタばね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１８
は高速用カム５に常時摺接される。

第４図において、第１〜第３ロッカアーム７゜８．９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、各ロッカアーム７〜９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〜第３ロッカ
アーム？、８．！Ｈこ設けられる。

連結切換手段２１は、第１および第３ロッカアーム７．
９を連結する位置およびその連結を解除する位置間で移
動可能な第１ピストン２２と、第３および第２ロッカア
ーム９，８を連結する位置およびその連結を解除する位
置間で移動可能な第２ピストン２３と、第１および第２
ピストン２２゜２３の移動を規制するストッパ２４と、
第１および第２ピストン２２．２３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３ロッカアーム９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には第１ピストン２２が摺合され、こ
れにより第１ピストン２２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。また第１ロッカアー
ム７には油圧室２９に連通ずる油路３０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。さらに両袖路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の揺動状態の如何に拘らず常に連通
ずる。

第１ピストン２２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ロッカアーム７の第
３ロッカアーム９側にしｎむ側面から第３ロッカアーム
９側に突出しないように設定される。また第１ガイド穴
２６の閉塞端と第１ピストン２２との間には、前記ばね
２５よりもばね力の小さなばね３３が介装される。

第３ロッカアーム９には、第１ロッカアーム７の第１ガ
イド穴２６に対応するガイド孔３４が、両側面間にわた
って穿設されており、このガイド孔３４にはガイド孔３
４の全長に対応する長さを有する第２ピストン２３が摺
合される。しかもこの第２ピストン２３の外径は、第１
ピストン２２と同一に設定される。

第２ロッカアーム８には、前記ガイド孔３４に対応して
、第３ロッカアーム９側に向けて開放した第２ガイド穴
３５が穿設され、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が設けられる。また
第２ガイド穴３５の閉塞端と外側面との間にわたって、
第２ロッカアーム８には第２ガイド穴３５と同心でかつ
小径の挿通孔３８が穿設されており、ストッパ２４に一
体的かつ同心に設けられた小径の案内棒３９が挿通孔３
８に挿通される。さらにストッパ２４と第２ガイド穴３
５の底部との間には、案内棒３９を囲繞するコイル状の
ばね２５が介装される。

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、連結切換手段２１の油圧室２９に油圧が供
給されず、ストッパ２４はばね２５によって第３ロッカ
アーム９側に押圧され、このため第１ピストン２２は第
２ピストン２３を介して段部２７に当接するまで移動し
ている。この状態で、第１ピストン２２および第２ピス
トン２３への当接面は、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、第２ピストン２３
およびストッパ２４の当接面は第３ロッカアーム９およ
び第２ロッカアーム８の摺接面に対応する位置にある。

したがって、第１〜第３ロッカアーム？、８．９は、第
１および第２ピストン２２．２３ならびに第２ピストン
２３およびストッパ２４をそれぞれ摺接させて、相対角
変位可能である。

このような連結切換手段２１の連結解除状態にあって、
カムシャフト２の回転動作により、第１ロッカアーム７
は一方の低速用カム３との摺接に応じて揺動し、第２ロ
ッカアーム８は他方の低速用カム３との摺接に応じて揺
動する。したがって、両吸気弁１ａ、ｌｂが、低速用カ
ム３．３によって開閉作動する。このとき、第３ロッカ
アーム９は高速用カム５との摺接により揺動するが、そ
の揺動動作は両吸気弁１ａ、ｌｂの作動に何の影響も及
ぼさない。

このようにして、機関の低速運転時には、両吸気弁１ａ
が低速用カム３，３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。したがって低速運転に適した混
合気流人速度が得られ、燃費の低減およびノッキング防
止を図ることができる。また、両吸気弁１ａ、ｌｂが休
止しないので、カーボンの付着によるシール性の悪化を
防止するとともに、燃料溜りが生じることも防止するこ
とができる。

機関の高速運転に際しては、連結切換手段２１の油圧室
２９に作動油圧が供給される。これにより、第５図で示
ノーように、第１ピストン２２はばね２５のばね力に抗
して第３ロッカアーム９側に移動し、第２ピストン２３
は第１ピストン２２に押されて第２ロッカアームｓ側に
移動する。この結果、ストッパ２４が規制段部３６に当
接するまで、第１および第２ピストン２２．２３が移動
し、第１ピストン２２により第１および第３ロッカアー
ム７．９が連結され、第２ピストン２３により第３およ
び第２ロッカアーム９．８が連結される。

このようにして、第１〜第３ロッカアーム７゜８．９が
連結切換手段２１によって相互に連結された状態では、
高速用カム５に摺接した第３ロッカアーム９の揺動量が
最も大きいので、第１および第２ロッカアーム７．８は
第３ロッカアーム９とともに揺動する。したがって、両
吸気弁１ａ。

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し、機関出力の向上を図ることがで
きる。しかも第３ロッカアーム９の両側に第１および第
２ロッカアーム７．８が連結されるので、第３ロッカア
ーム９に作用する荷重が左、右でバランスし、第３ロッ
カアーム９に曲げモーメントが作用することはない。こ
れに対して高速用カム５に対応するロッカアームの一方
側に低速用カムに対応する２つロッカアームを連結する
ものでは、高速用カムに対応するロッカアームの一方側
にのみ荷重が作用して曲げモーメントが発生し、高速用
カムとカムスリツバとが片当りして偏摩耗が発生するお
それがある。

以上の実施例では、一対の吸気弁１ａ、ｂ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。

Ｃ９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、高速
用カムと、同一形状の一対の低速用カムとを設け、ロッ
カシャフトには１、低速用カムに摺接する第１および第
２ロッカアームと、高速用カムに摺接する第３ロッカア
ームとを枢支し、第１および第２ロッカアームで各吸気
弁あるいは排気弁を駆動するようにし、各ロッカアーム
を連結切換手段で連結したり、その連結状態を解除した
りするようにしたので、低速および高速運転に適した混
合気流人速度が得られ、燃費の低減およびノンキングの
防止を図るとともに、出力の向上を図ることができる。

また吸気弁あるいは排気弁が運転中に休止することはな
いので、カーボンの付着が生じることはなく、また燃料
溜りが生じることも防止することができる。しかも高速
用カムに摺接する第３ロッカアームの両側に、低速用カ
ムに摺接する第１および第２ロッカアームを配置したの
で、高速運転時に各ロッカアームを連結した状態で第３
ロッカアームに曲げモーメントが作用することを回避し
て円滑な作動を実現することができる。

【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、第１図は縦断側
面図であって第２図のＩ−Ｉ線断面図、第２図は第１図
の平面図、第３図は第２図のＩ−■線断面図、第４図は
第１図のＴＶ−ｒＶ線断面図、第５図は高速運転時の第
４図に対応した断面図である。 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２ロ
ッカアーム、９・・・第３ロッカアーム、２１・・・連
結切換手段第４図　　　　　　　第５図

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
   、カムシャフトには、高速用カムと、同一形状の一対の
   低速用カムとが、高速用カムの両側に低速用カムを隣接
   させるようにして設けられ、ロッカシャフトには、低速
   用カム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および第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、第１、第２および
   第３ロッカアームには、各ロッカアームを一体的に連結
   する状態と、各ロッカアームの相対角変位を許容する状
   態との切換を可能にした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３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。