JP2762213B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の機関弁の作動特
性を、機関の運転状態に応じて多段階に変更可能な内燃
機関の動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる動弁装置は、たとえば実公
平３−６８０１号公報等により既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
吸気弁にそれぞれ個別に連動、連結される２つのロッカ
アームを含んで隣接配置される４つのロッカアームに、
プロフィルをそれぞれ異にした４つのカムがそれぞれ摺
接され、相互に隣接するロッカアーム同士の連結および
連結解除が切換可能とされており、一対の吸気弁の作動
特性を少なくとも４段階以上に切換えることができるよ
うに構成されている。しかるに、機関の高速運転域に対
応したプロフィルの高速用カムに対応したロッカアーム
が、各ロッカアームの隣接配列方向の一端側に配置され
ている。このため各ロッカアームを全て連結した状態で
高速用カムにより両吸気弁を開閉駆動する際に、高速用
カムからの駆動力が、該高速用カムに摺接しているロッ
カアームと、該ロッカアームに隣接したロッカアームと
をその連結部で離間するように作用し、連結状態での全
ロッカアームの剛性に問題があり、高速用カムからの駆
動力が両吸気弁に均等に伝達されないおそれがある。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、連結状態での全ロッカアームの剛性を確保す
るとともに一対の機関弁への均等な駆動力伝達を可能と
した上で、両機関弁の作動特性を機関の低速運転域、中
速運転域および高速運転域に応じて変更し得るようにし
た内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、カムシャフトには、機関の高速運
転域に対応したプロフィルを有する高速用カムと、機関
の中速運転域に対応したプロフィルを有して高速用カム
の両側にそれぞれ配置される一対の中速用カムと、機関
の低速運転域に対応したプロフィルを有して前記各中速
用カムおよび高速用カム間にそれぞれ配置される一対の
低速用カムとが設けられ、高速用カムに摺接される第１
自由ロッカアームと、一対の機関弁にそれぞれ連動、連
結されるとともに前記低速用カムにそれぞれ摺接される
一対の駆動ロッカアームと、第１自由ロッカアームとの
間に両駆動ロッカアームをそれぞれ挟んで前記中速用カ
ムにそれぞれ摺接される一対の第２自由ロッカアームと
が、相対揺動を可能としてロッカシャフトに共通に支承
され、第１自由ロッカアームならびにその両側の駆動ロ
ッカアームには、機関の高速運転域で第１自由ロッカア
ームおよび両駆動ロッカアームを連結する状態と機関の
低速、中速運転域で連結を解除する状態とを切換可能な
第１連結切換手段が設けられ、相互に隣接する駆動ロッ
カアームおよび第２自由ロッカアームには、機関の中速
および高速運転域で駆動ロッカアームに第１自由ロッカ
アーム側への付勢力を与えて該駆動ロッカアームおよび
第２自由ロッカアームを連結する状態と機関の低速運転
域で連結を解除する状態とを切換可能な第２連結切換手
段がそれぞれ設けられる。

【０００６】

【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。

【０００７】図１ないし図７は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１は内燃機関の要部縦断面図、図２は図
１の２−２線拡大断面図、図３は図１の３−３線矢視拡
大図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図２の５−
５線断面図、図６は吸気側動弁装置の作動状態を順次示
す横断面図、図７は図１の７−７線拡大断面図である。

【０００８】先ず図１において、このＤＯＨＣ型多気筒
内燃機関では、シリンダブロック１１内に複数のシリン
ダ１２が直列に並んで設けられ、シリンダブロック１１
の上端に結合されるシリンダヘッド１３と、各シリンダ
１２に摺動可能に嵌合されるピストン１４との間には燃
焼室１５がそれぞれ画成される。またシリンダヘッド１
３には、各燃焼室１５の天井面を形成する部分に、一対
の吸気弁口１６…および一対の排気弁口１７…が設けら
れる。一方、シリンダヘッド１３には、該シリンダヘッ
ド１３における一方の側面に開口される吸気ポート１８
が穿設されており、該吸気ポート１８は両吸気弁口１６
…に連通される。またシリンダヘッド１３には、該シリ
ンダヘッド１３における他方の側面に開口される排気ポ
ート１９が穿設されており、該排気ポート１９は両排気
弁口１７…に連通される。

【０００９】シリンダヘッド１３の各シリンダ１２に対
応する部分には、両吸気弁口１６…をそれぞれ開閉可能
な一対の機関弁としての吸気弁２０…をそれぞれ案内す
る一対のガイド筒２１…が嵌合、固定されるとともに、
両排気弁口１７…をそれぞれ開閉可能な一対の排気弁２
２…を案内する一対のガイド筒２３…が嵌合、固定され
ており、それらのガイド筒２１…，２３…から上方に突
出した各吸気弁２０…および各排気弁２２…の上端にそ
れぞれ設けられる鍔部２４…，２５…と、シリンダヘッ
ド１３との間には弁ばね２６…，２７…がそれぞれ縮設
され、これらの弁ばね２６…，２７…のばね力により各
吸気弁２０…および各排気弁２２…は、上方すなわち閉
弁方向に付勢される。

【００１０】両吸気弁２０…には、機関の運転状態に応
じた３段階の作動特性で両吸気弁２０…を開閉作動せし
めるべく吸気側動弁装置２８が連結され、両排気弁２２
…には、機関の運転状態に応じた２段階の作動特性で両
排気弁２２…を開閉作動せしめるべく排気側動弁装置２
９が連結される。

【００１１】図２および図３を併せて参照して、吸気側
動弁装置２８は、機関のクランク軸（図示せず）から１
／２の減速比で回転駆動されるカムシャフト３１と、カ
ムシャフト３１に設けられる単一の高速用カム３２、一
対の中速用カム３３，３３および一対の低速用カム３
４，３４と、カムシャフト３１と平行にして固定配置さ
れるロッカシャフト３５と、ロッカシャフト３５に揺動
可能に支承される単一の第１自由ロッカアーム３６、一
対の駆動ロッカアーム３７，３７および一対の第２自由
ロッカアーム３８，３８と、第１自由ロッカアーム３６
および両駆動ロッカアーム３７，３７に設けられる第１
連結切換手段３９と、相互に隣接した駆動ロッカアーム
３７…および第２自由ロッカアーム３８…にそれぞれ設
けられる第２連結切換手段４０，４０とを備える。

【００１２】図４を併せて参照して、カムシャフト３１
は、シリンダヘッド１３に一体に設けられる下部ホルダ
４１と、該下部ホルダ４１に締着される上部ホルダ４２
との間で軸線まわりの回転を自在にして支承されてお
り、一対の中速用カム３３，３３は、高速用カム３２の
両側に配置され、一対の低速用カム３４，３４は、高速
用カム３２および両中速用カム３３，３３間に挟まれる
ように配置される。高速用カム３２は、機関の高速運転
域に対応したプロフィルを有するものであり、ベース円
部３２ａと該ベース円部３２ａから半径方向外方に突出
した高位部３２ｂとが外周に形成される。また中速用カ
ム３３は、機関の中速運転域に対応したプロフィルを有
するものであり、前記高速用カム３２のベース円部３２
ａと同一半径のベース円部３３ａと、高速用カム３２の
高位部３２ｂよりも突出量を小としてベース円部３３ａ
から突出した高位部３３ｂとが中速用カム３３の外周に
形成される。さらに低速用カム３４は、機関の低速運転
域に対応したプロフィルを有するものであり、前記各ベ
ース円部３２ａ，３３ａと同一半径であるベース円部３
４ａと、前記中速用カム３３の高位部３３ｂよりも突出
量を小としてベース円部３４ａから突出した高位部３４
ｂとが低速用カム３４の外周に形成される。

【００１３】一方、ロッカシャフト３５は、カムシャフ
ト３１よりも下方位置で、該カムシャフト３１と平行な
軸線を有してシリンダヘッド１３の下部ホルダ４１に固
定的に保持される。このロッカシャフト３５には、一対
の吸気弁２０，２０にそれぞれ個別に連動、連結される
一対の駆動ロッカアーム３７，３７と、それらの駆動ロ
ッカアーム３７，３７間に挟まれる単一の第１自由ロッ
カアーム３６と、第１自由ロッカアーム３６との間に両
駆動ロッカアーム３７，３７をそれぞれ挟む一対の第２
自由ロッカアーム３８，３８とが相互に隣接してそれぞ
れ揺動可能に支承される。

【００１４】第１自由ロッカアーム３６は、カムシャフ
ト３１の下方側にわずかに延びてロッカシャフト３５に
揺動可能に支承されており、この第１自由ロッカアーム
３６の先端側上部には高速用カム３２に摺接するカムス
リッパ４３が固設される。

【００１５】また第１自由ロッカアーム３６は、カムシ
ャフト３１のほぼ下方でシリンダヘッド１３に配設され
たロストモーション機構４４によりカムスリッパ４３を
高速用カム３２に摺接させる方向に弾発付勢される。こ
のロストモーション機構４４は、開口端を第１自由ロッ
カアーム３６側に向けてシリンダヘッド１３に嵌合、固
定される有底円筒体４５と、該有底円筒体４５に摺動自
在に嵌合されるリフタ４６と、有底円筒体４５およびリ
フタ４６間に縮設されるばね４７と、有底円筒体４５か
らのリフタ４６の抜け出しを阻止すべく有底円筒体４５
の開口端内面に嵌着される止め輪４８とから成るもので
あり、リフタ４６には、該リフタ４６および有底円筒体
４５間の空間を外部に開放する開放孔４９が穿設され
る。而して有底円筒体４５の開口端から突出したリフタ
４６は、第１自由ロッカアーム３６の先端側下部に設け
られた受圧部３６ａに弾発的に摺接され、第１自由ロッ
カアーム３６は、ロストモーション機構４４の弾発力に
より高速用カム３２に常時摺接されることになる。

【００１６】両駆動ロッカアーム３７，３７は、ロッカ
シャフト３５に揺動可能に支承されて吸気弁２０，２０
側に延設されており、これらの駆動ロッカアーム３７，
３７の先端部には、吸気弁２０，２０の上端に当接する
タペットねじ５０，５０が進退位置を調整可能として螺
合される。したがって両吸気弁２０，２０は両駆動ロッ
カアーム３７，３７の揺動作動に応じて開閉作動するこ
とになる。しかも図２で明示するように、駆動ロッカア
ーム３７，３７へのタペットねじ５０，５０の螺合位
置、すなわち駆動ロッカアーム３７，３７への吸気弁２
０，２０の連動、連結位置は、ロッカシャフト３５の軸
線に沿う駆動ロッカアーム３７，３７の中心位置からオ
フセット量ｄ₁ だけ第２自由ロッカアーム３８，３８側
にそれぞれオフセットされており、ロッカシャフト３５
の軸線に沿う第１自由ロッカアーム３６の中心位置から
ほぼ等しい距離ｄ₂ ，ｄ₂ だけ離れた位置で、両駆動ロ
ッカアーム３７，３７に吸気弁２０，２０が連動、連結
されることになる。

【００１７】また両駆動ロッカアーム３７，３７におい
て、吸気弁２０，２０への連動、連結位置と、ロッカシ
ャフト３５との間の中間部上面にはカムスリッパ５１，
５１がそれぞれ固設され、それらのカムスリッパ５１，
５１は低速用カム３４，３４に摺接される。

【００１８】図５を併せて参照して、第２自由ロッカア
ーム３８，３８は、カムシャフト３１の下方側にわずか
に延びてロッカシャフト３５に揺動可能に支承されてお
り、これらの第２自由ロッカアーム３８，３８の先端側
上部には、中速用カム３３，３３に摺接するカムスリッ
パ５３，５３が固設される。

【００１９】これらの第２自由ロッカアーム３８，３８
は、ロッカシャフト３５の軸線に近接した位置で上部ホ
ルダ４２に配設されたロストモーション機構５４，５４
によりカムスリッパ５３，５３を中速用カム３４，３４
に摺接させる方向に弾発付勢される。該ロストモーショ
ン機構５４は、上部ホルダ４２に一体に設けられた円筒
状の支持筒４２ａに開口端を第２自由ロッカアーム３８
側に向けて嵌合、固定される有底円筒体５５と、該有底
円筒体５５に摺動自在に嵌合されるリフタ５６と、有底
円筒体５５およびリフタ５６間に縮設されるばね５７
と、有底円筒体５５からのリフタ５６の抜け出しを阻止
すべく有底円筒体５５の開口端内面に嵌着される止め輪
５８とから成るものであり、リフタ５６には、該リフタ
５６および有底円筒体５５間の空間を外部に開放する開
放孔５９が穿設される。而して有底円筒体５５の開口端
から突出したリフタ５６は、第２自由ロッカアーム３８
の基部に上方に向けて突設された受圧部３８ａに弾発的
に摺接され、第２自由ロッカアーム３８は、ロストモー
ション機構５４の弾発力により中速用カム３４に常時摺
接されることになる。

【００２０】図３に特に注目して、第１連結切換手段３
９は、第１自由ロッカアーム３６、ならびに第１自由ロ
ッカアーム３６の両側の駆動ロッカアーム３７，３７に
おいて、カムシャフト３１の下方位置に配設され、一方
の駆動ロッカアーム３７および第１自由ロッカアーム３
６間を連結可能な第１切換ピン６１と、第１自由ロッカ
アーム３６および他方の駆動ロッカアーム３７間を連結
可能にして第１切換ピン６１に一端を当接させる第２切
換ピン６２と、第２切換ピン６２の他端に当接する規制
部材６３と、両切換ピン６１，６２および規制部材６３
を連結解除側に付勢する戻しばね６４とを備える。

【００２１】一方の駆動ロッカアーム３７には、第１自
由ロッカアーム３６側に開放した有底の第１ガイド穴６
５がロッカシャフト３５と平行に穿設されており、円柱
状に形成された第１切換ピン６１が第１ガイド穴６５に
摺動可能に嵌合され、第１切換ピン６１の一端と第１ガ
イド穴６５の閉塞端との間に油圧室６６が画成される。

【００２２】第１自由ロッカアーム３６には、第１ガイ
ド穴６５に対応するガイド孔６７がロッカシャフト３５
と平行にして両側面間にわたって穿設されており、第１
切換ピン６１の他端に一端が当接される第２切換ピン６
２がガイド孔６７に摺動可能に嵌合される。

【００２３】他方の駆動ロッカアーム３７には、前記ガ
イド孔６７に対応する有底の第２ガイド穴６８が第１自
由ロッカアーム３６側に開放してロッカシャフト３５と
平行に穿設されており、第２切換ピン６２の他端に当接
する有底円筒状の規制部材６３が第２ガイド穴６８に摺
動可能に嵌合され、戻しばね６４は規制部材６３と第２
ガイド穴６８の閉塞端との間に縮設される。また第２ガ
イド穴６８の内面には、規制部材６３に係合して該規制
部材６３の第２ガイド穴６８からの抜け出しを阻止する
止め輪６９が嵌着され、第２ガイド穴６８の閉塞端には
開放孔７０が穿設される。

【００２４】このような第１連結切換手段３９では、油
圧室６６に油圧を作用せしめることにより、第１切換ピ
ン６１がガイド孔６７に嵌合するとともに第２切換ピン
６２が第２ガイド穴６８に嵌合して、第１自由ロッカア
ーム３６および両駆動ロッカアーム３７，３７が連結さ
れる。また油圧室６６の油圧を解放すると戻しばね６４
のばね力により第１切換ピン６１が第２切換ピン６２と
の当接面を一方の駆動ロッカアーム３７および第１自由
ロッカアーム３６間に対応させる位置まで戻り、第２切
換ピン６２が規制部材６３との当接面を第１自由ロッカ
アーム３６および他方の駆動ロッカアーム３７間に対応
させる位置まで戻るので第１自由ロッカアーム３６およ
び両駆動ロッカアーム３７，３７の連結状態が解除され
る。しかも第１自由ロッカアーム３６および両駆動ロッ
カアーム３７，３７の連結および連結解除は、第１自由
ロッカアーム３６が高速用カム３２のベース円部３２ａ
に摺接するとともに両駆動ロッカアーム３７，３７が低
速用カム３４，３４のベース円部３４ａ…にそれぞれ摺
接している状態、すなわち第１ガイド穴６５、ガイド孔
６７および第２ガイド穴６８が同軸上に在るときに行な
われる。

【００２５】第２連結切換手段４０は、駆動ロッカアー
ム３７および第２自由ロッカアーム３８において、カム
シャフト３１の下方位置に配設され、第２自由ロッカア
ーム３８および駆動ロッカアーム３７間を連結可能な切
換ピン７１と、該切換ピン７１に当接する規制部材７２
と、切換ピン７１および規制部材７２を連結解除側に付
勢する戻しばね７３とを備える。

【００２６】第２自由ロッカアーム３８には、駆動ロッ
カアーム３７側に開放した有底の第ガイド穴７４がロッ
カシャフト３５と平行に穿設されており、円柱状に形成
された切換ピン７１がガイド穴７４に摺動可能に嵌合さ
れ、切換ピン７１の一端とガイド穴７４の閉塞端との間
に油圧室７５が画成される。

【００２７】駆動ロッカアーム３７には、前記ガイド穴
７４に対応する有底のガイド穴７６が第２自由ロッカア
ーム３８側に開放してロッカシャフト３５と平行に穿設
されており、切換ピン７１の他端に当接する有底円筒状
の規制部材７２が該ガイド穴７６に摺動可能に嵌合さ
れ、戻しばね７３は規制部材７２とガイド穴７６の閉塞
端との間に縮設される。またガイド穴７６の内面には、
規制部材７２に係合して該規制部材７２のガイド穴７６
からの抜け出しを阻止する止め輪７７が嵌着され、ガイ
ド穴７６の閉塞端には開放孔７８が穿設される。

【００２８】このような第２連結切換手段４０では、油
圧室７５に油圧を作用せしめることにより、切換ピン７
１がガイド穴７６にその閉塞端に当接するまで嵌合し
て、第２自由ロッカアーム３８および駆動ロッカアーム
３７が連結される。この連結状態で、油圧室７５の油圧
は、切換ピン７１および規制部材７２を介して駆動ロッ
カアーム３７に第１自由ロッカアーム３６側に向けての
付勢力を与えることになる。また油圧室７５の油圧を解
放すると戻しばね７３のばね力により切換ピン７１が規
制部材７２との当接面を第２自由ロッカアーム３８およ
び駆動ロッカアーム３７間に対応させる位置まで戻るの
で第２自由ロッカアーム３８および駆動ロッカアーム３
７の連結状態が解除される。しかも第２自由ロッカアー
ム３８および駆動ロッカアーム３７の連結および連結解
除は、第２自由ロッカアーム３８が中速用カム３３のベ
ース円部３３ａに摺接するとともに駆動ロッカアーム３
７が低速用カム３４のベース円部３４ａに摺接している
状態、すなわち両ガイド穴７４，７６が同軸上に在ると
きに行なわれる。

【００２９】ところで、ロッカシャフト３５内には、軸
線と平行な第１油路８１および第２油路８２が隔壁８０
で仕切られて軸線とを平行に設けられており、一方の駆
動ロッカアーム３７には、その揺動状態にかかわらず第
１連結切換手段３９の油圧室６６に第１油路８１を常時
連通させる連通路８３が設けられ、一対の第２自由ロッ
カアーム３８，３８には、その揺動状態にかかわらず第
２連結切換手段４０，４０の油圧室７５，７５に第２油
路８２を常時連通させる連通路８４，８４が設けられ
る。

【００３０】第１および第２油路８１，８２は、図示し
ない油圧制御弁を介して油圧源に接続れるものであり、
機関の低速運転域では、第１および第２油路８１，８２
の油圧は解放され、機関の中速運転域では第１油路８１
の油圧は解放されているものの第２油路８２は前記油圧
源に接続され、機関の高速運転域では第１および第２油
路８１，８２はともに油圧源に接続される。このような
第１および第２油路８１，８２の油圧作用および油圧解
放に応じた第１連結切換手段３９および一対の第２連結
切換手段４０，４０の作動による各ロッカアーム３６，
３７，３７，３８，３８の連結および連結解除について
図６を参照しながら次に説明する。

【００３１】先ず機関の低速運転域では、第１および第
２油路８１，８２の油圧がともに解放されていることに
より図６（ａ）で示すように第１連結切換手段３９およ
び両第２連結切換手段４０，４０は連結解除状態にあ
り、各ロッカアーム３６，３７，３７，３８，３８は個
別に揺動可能な状態にある。したがって一対の吸気弁２
０，２０は低速用カム３４，３４に摺接されている駆動
ロッカアーム３７，３７の揺動作動により開閉駆動さ
れ、両吸気弁２０，２０の開閉作動特性が低速用カム３
４，３４のプロフィルに対応したものとなる。

【００３２】また機関の中速運転域では、第１油路８１
の油圧が解放されているのに対し、第２油路８２に油圧
が作用することにより、図６（ｂ）で示すように、一対
の第２連結切換手段４０，４０が連結作動し、相互に隣
接した一方の組の駆動ロッカアーム３７および第２自由
ロッカアーム３８と、相互に隣接した他方の組の駆動ロ
ッカアーム３７および第２自由ロッカアーム３８とが連
結状態となり、吸気弁２０，２０にそれぞれ連動、連結
された駆動ロッカアーム３７，３７が中速用カム３３，
３３で揺動駆動される第２自由ロッカアーム３８，３８
とともに揺動作動し、両吸気弁２０，２０が中速用カム
３３，３３のプロフィルに対応した作動特性で開閉駆動
されることになる。

【００３３】さらに機関の高速運転域では、第１および
第２油路８１，８２にともに油圧が作用することによ
り、図６（ｃ）で示すように、一対の第２連結切換手段
４０，４０が連結作動状態を保持するとともに第１連結
切換手段３９が連結作動し、第１自由ロッカアーム３６
がその両側の駆動ロッカアーム３７，３７に連結され
る。すなわち全てのロッカアーム３６，３７，３７，３
８，３８が一体的に連結された状態となり、駆動ロッカ
アーム３７，３７が高速用カム３２で揺動駆動される第
１自由ロッカアーム３６とともに揺動作動し、両吸気弁
２０，２０の開閉作動特性が高速用カム３２のプロフィ
ルに対応したものとなる。

【００３４】図７を併せて参照して、排気側動弁装置２
９は、機関のクランク軸（図示せず）から１／２の減速
比で回転駆動されるカムシャフト８６と、カムシャフト
８６に設けられる単一の高速用カム８７、一対の低・中
速用カム８８，８８と、カムシャフト８６と平行にして
固定配置されるロッカシャフト８９と、ロッカシャフト
８９に揺動可能に支承される単一の自由ロッカアーム９
０、一対の駆動ロッカアーム９１，９１と、各ロッカア
ーム９０，９１，９１に設けられる連結切換手段９２と
を備える。

【００３５】カムシャフト８６は、下部ホルダ４１およ
び上部ホルダ４２間で軸線まわりの回転を自在にして支
承されており、一対の低・中速用カム８８，８８は、高
速用カム８７の両側に配置される。またロッカシャフト
８９は、カムシャフト８６よりも下方位置で、該カムシ
ャフト８６と平行な軸線を有して下部ホルダ４１に固定
的に保持される。このロッカシャフト８９には、一対の
排気弁２２…にそれぞれ個別に連動、連結される一対の
駆動ロッカアーム９１，９１と、それらの駆動ロッカア
ーム９１，９１間に挟まれる単一の自由ロッカアーム９
０とが相互に隣接してそれぞれ揺動可能に支承される。

【００３６】自由ロッカアーム９０は、カムシャフト８
６の下方側にわずかに延びてロッカシャフト８９に揺動
可能に支承されており、この自由ロッカアーム９０の先
端側上部には高速用カム８７に摺接するカムスリッパ９
３が固設される。また自由ロッカアーム９０は、カムシ
ャフト８６のほぼ下方でシリンダヘッド１３に配設され
たロストモーション機構９４によりカムスリッパ９３を
高速用カム８７に摺接させる方向に弾発付勢されるもの
であり、該ロストモーション機構９４は、吸気側動弁装
置２８におけるロストモーション機構４４と同一の構成
を有する。而して該ロストモーション機構９４は、自由
ロッカアーム９０の先端側下部に設けられた受圧部９０
ａに弾発的に摺接される。

【００３７】両駆動ロッカアーム９１，９１は、ロッカ
シャフト８９に揺動可能に支承されて排気弁２２…側に
延設されており、これらの駆動ロッカアーム９１，９１
の先端部には、排気弁２２…の上端に当接するタペット
ねじ９５が進退位置を調整可能としてそれぞれ螺合され
る。したがって両排気弁２２…は両駆動ロッカアーム９
１，９１の揺動作動に応じて開閉作動することになる。

【００３８】また両駆動ロッカアーム９１，９１におい
て、排気弁２２…への連動、連結位置と、ロッカシャフ
ト８９との間の中間部上面にはカムスリッパ９６，９６
がそれぞれ固設され、それらのカムスリッパ９６，９６
は低・中速用カム８８，８８に摺接される。

【００３９】連結切換手段９２は、自由ロッカアーム９
０および両駆動ロッカアーム９１，９１において、カム
シャフト８６の下方位置に配設され、一方の駆動ロッカ
アーム９１および自由ロッカアーム９０間を連結可能な
第１切換ピン９７と、自由ロッカアーム９０および他方
の駆動ロッカアーム９１間を連結可能にして第１切換ピ
ン９７に一端を当接させる第２切換ピン９８と、第２切
換ピン９８の他端に当接する規制部材９９と、両切換ピ
ン９７，９８および規制部材９９を連結解除側に付勢す
る戻しばね１００とを備えて、吸気側動弁装置２８にお
ける第１連結切換手段３９と同様に構成される。

【００４０】一方の駆動ロッカアーム９１には、該駆動
ロッカアーム９１および第１切換ピン９７間に形成され
る油圧室１０１に通じる連通路１０２が設けられ、該連
通路１０２は、ロッカシャフト８９内に同軸に設けられ
る油路１０３に常時連通される。

【００４１】このような連結切換手段９２では、機関の
低速および中速運転域では、油路１０３の油圧が解放さ
れており、機関の高速運転域で油路１０３に油圧が作用
せしめられる。すなわち、機関の低速および中速運転域
では連結切換手段９２が連結解除状態にあり、各ロッカ
アーム９０，９１，９１は個別に揺動可能な状態にあ
る。したがって一対の排気弁２２…は低・中速用カム８
８，８８に摺接されている駆動ロッカアーム９１，９１
の揺動作動により開閉駆動され、両排気弁２２…の開閉
作動特性が低・中速用カム８８，８８のプロフィルに対
応したものとなる。また機関の高速運転域では、油路１
０３に油圧が作用することにより連結切換手段９２が連
結作動し、自由ロッカアーム９０がその両側の駆動ロッ
カアーム９１，９１に連結される。すなわち全てのロッ
カアーム９０，９１，９１が一体的に連結された状態と
なり、駆動ロッカアーム９１，９１が高速用カム８７で
揺動駆動される自由ロッカアーム９０とともに揺動作動
し、両排気弁２２…の開閉作動特性が高速用カム８７の
プロフィルに対応したものとなる。

【００４２】次にこの実施例の作用について説明する
と、吸気側動弁装置２８では、一対の吸気弁２０，２０
が、機関の低速運転域では低速用カム３４，３４のプロ
フィルに対応した作動特性で、また機関の中速運転域で
は中速用カム３３，３３のプロフィルに対応した作動特
性で、さらに機関の高速運転域では高速用カム３２のプ
ロフィルに対応した作動特性でそれぞれ開閉駆動され
る。一方、排気側動弁装置２９では、一対の排気弁２２
…が、機関の低・中速運転域では低・中速用カム８８，
８８のプロフィルに対応した作動特性で、また機関の高
速運転域では高速用カム８７のプロフィルに対応した作
動特性でそれぞれ開閉駆動される。

【００４３】したがって機関の低速運転域では、吸気弁
２０，２０および排気弁２２…の開弁時期のオーバーラ
ップを少なくし、吸気の吹き抜け・吹き返しが生じるこ
とを極力抑えて実質的な吸気充填効率を向上し、燃費の
低減を図るとともに、アイドル運転時の燃焼性安定化な
らびにドライバビリティの向上を図ることが可能とな
る。

【００４４】また機関の中速運転域では、中速運転域に
おける吸気特性に適合したプロフィルの中速用カム３
３，３３で吸気弁２０，２０が開閉駆動されることによ
り、出力トルクを落ち込みを防止することが可能となる
とともに燃費の実質的な低減が可能となる。なお、機関
の中速運転域において、低速用カム３４，３４によって
吸気弁２０，２０が開閉駆動されたときには、吸気弁の
早閉じにより吸気管内で吸気の逆流が発生して実質的な
吸気充填効率が低下するものであり、また高速用カム３
２によって吸気弁２０，２０が開閉駆動されたときには
燃焼室１５からの吸気の吹き返しが発生して実質的な吸
気充填効率がやはり低下するものである。

【００４５】さらに機関の高速運転域では、高速用カム
３２で吸気弁２０，２０が開閉駆動されることにより、
吸気正圧とシリンダ１２の内圧とがほぼ一致するように
吸気弁２０，２０の閉じ時期をピストン１４が下死点を
通過した後の所定のクランク角度に定めることができ、
慣性効果を最大に利用して吸気充填効率を高め、出力を
著しく向上することができる。

【００４６】ところで、機関の高速運転域において吸気
側動弁装置２８では、高速用カム３２で揺動駆動される
第１自由ロッカアーム３６が第１連結切換手段３９によ
り両側の駆動ロッカアーム３７，３７に連結された状態
となっている。而してこの状態では、第１連結切換手段
３９における第１および第２切換ピン６１，６２の外面
と、第１ガイド穴６５、ガイド孔６７および第２ガイド
穴６８の内面との間に必然的に生じているクリアランス
の存在に起因して、高速用カム３２からの駆動力は第１
自由ロッカアーム３６および両駆動ロッカアーム３７，
３７の連結部分下部を相互に離間させる側に作用し、弁
ばね２６…からの反力は第１自由ロッカアーム３６およ
び両駆動ロッカアーム３７，３７の連結部分上部を相互
に離間させる側に作用する。しかるに機関の高速運転域
では一対の第２連結切換手段４０，４０も連結作動状態
となっており、それらの連結切換手段４０，４０から駆
動ロッカアーム３７，３７には、それら３７，３７の間
の第１自由ロッカアーム３６側に向けての付勢力が作用
している。したがって上記高速用カム３２からの駆動力
ならびに弁ばね２６…からの反力による離間を抑えて第
１自由ロッカアーム３６および両駆動ロッカアーム３
７，３７の連結剛性を高めることが可能となり、上記離
間に伴う音の発生を抑えるとともに、第１および第２切
換ピン６１，６２を第１ガイド穴６５、ガイド孔６７お
よび第２ガイド穴６８の内面に均等に接触せしめて両切
換ピン６１，６２ならびに第１ガイド穴６５、ガイド孔
６７および第２ガイド穴６８の耐久性を向上することが
でき、両駆動ロッカアーム３７，３７にそれぞれ螺合さ
れているタペットねじ５０，５０の吸気弁２０，２０上
端への片当りも防止することができる。

【００４７】このような高速運転域での作動時に、ロッ
カシャフト３５の軸線に沿う第１自由ロッカアーム３６
の中心位置からほぼ等しい距離ｄ₂ ，ｄ₂ だけ離れた位
置で両駆動ロッカアーム３７，３７に吸気弁２０，２０
が連動、連結されていることから、カムシャフト３１の
軸線に沿う高速用カム３２の中心を通り該カムシャフト
３１の軸線に直交する平面に関して、両駆動ロッカアー
ム３７，３７ならびにそれらの駆動ロッカアーム３７，
３７に個別に連動、連結される吸気弁２０，２０が対称
に配置されることになり、高速用カム３２からの駆動力
が両吸気弁２０，２０に均等に作用することになる。

【００４８】しかも高速運転域では、第１連結切換手段
３９を連結状態にするとともに一対の第２連結切換手段
４０，４０を連結状態として全ロッカアーム３６，３
７，３７，３８，３８を一体的に連結しているので、中
速運転域から高速運転域に運転状態が変化するときには
第１連結切換手段３９の油圧室６６に油圧を作用させれ
ばよく、また高速運転域から中速運転域に運転状態が変
化するときにはその油圧室６６の油圧を解放すればよい
ので、中速運転域および高速運転域間の変化に伴う切換
動作を速やかに行なうことができる。

【００４９】また機関の中速運転域では、中速用カム３
３，３３で揺動駆動される第２自由ロッカアーム３８，
３８を駆動ロッカアーム３７，３７にそれぞれ連結する
が、駆動ロッカアーム３７，３７への吸気弁２０，２０
の連動、連結位置は第２自由ロッカアーム３８，３８側
にオフセットされているので、中速運転域でも中速用カ
ム３３，３３による駆動力が両吸気弁２０，２０に対し
て偏向することを極力抑えることができ、それにより第
２自由ロッカアーム３８，３８に設けられているカムス
リッパ５３，５３と、中速用カム３３，３３との摺接面
の偏摩耗を防止することができる。

【００５０】さらに第２自由ロッカアーム３８，３８を
中速用カム３３，３３に摺接させる方向に弾発付勢する
ロストモーション機構５４，５４は、ロッカシャフト３
５の軸線近傍で第２自由ロッカアーム３８，３８に突設
されている受圧部３８ａ，３８ａに弾発的に摺接するも
のであり、それにより第２自由ロッカアーム３８，３８
の慣性重量の増大を抑えることができる。

【００５１】しかも第１連結切換手段３９は、第１自由
ロッカアーム３６、ならびに第１自由ロッカアーム３６
の両側の駆動ロッカアーム３７，３７においてカムシャ
フト３１の下方位置に配設され、第２連結切換手段４
０，４０も、駆動ロッカアーム３７…および第２自由ロ
ッカアーム３８…においてカムシャフト３１の下方位置
に配設されるものであるので、それらの連結切換手段３
９，４０，４０がそれぞれ連結状態にあるときには、各
カム３２，３３，３３，３４，３４からの駆動力を、そ
れらの連結切換手段３９，４０，４０の構成要素である
各切換ピン６１，６２，７１…で受けることが可能であ
り、それにより連結ロッカアームの剛性を高めることが
できる。それに対して、各連結切換手段がロッカシャフ
ト３５に関して各カム３２〜３４および両吸気弁２０，
２０とは反対側に配置されている場合を想定すると、相
互に隣接して連結状態にあるロッカアームを相互に離間
する側に作用する各カム３２〜３４からの駆動力によ
り、各連結切換手段による連結部分では各ロッカアーム
および切換ピン間のクリアランスおよび両ロッカアーム
間のクリアランスがレバー比に応じて増大することにな
り、連結剛性が比較的弱いものとなる。

【００５２】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【００５３】たとえば、本発明を一対の排気弁の動弁装
置に適用することも可能である。

【００５４】

【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、高速用カムの両側にそれぞ
れ配置される一対の中速用カムと、前記各中速用カムお
よび高速用カム間にそれぞれ配置される一対の低速用カ
ムとが設けられ、高速用カムに摺接される第１自由ロッ
カアームと、一対の機関弁にそれぞれ連動、連結される
とともに前記低速用カムにそれぞれ摺接される一対の駆
動ロッカアームと、第１自由ロッカアームとの間に両駆
動ロッカアームをそれぞれ挟んで前記中速用カムにそれ
ぞれ摺接される一対の第２自由ロッカアームとがロッカ
シャフトに共通に支承され、第１自由ロッカアームおよ
び両駆動ロッカアームには、機関の高速運転域で第１自
由ロッカアームおよび両駆動ロッカアームを連結する状
態と機関の低速、中速運転域で連結を解除する状態とを
切換可能な第１連結切換手段が設けられ、駆動ロッカア
ームおよび第２自由ロッカアームには、機関の中速およ
び高速運転域で駆動ロッカアームに第１自由ロッカアー
ム側への付勢力を与えて該駆動ロッカアームおよび第２
自由ロッカアームを連結する状態と機関の低速運転域で
連結を解除する状態とを切換可能な第２連結切換手段が
それぞれ設けられるので、連結状態での全ロッカアーム
の剛性を確保するとともに一対の機関弁への均等な駆動
力伝達を可能とし、両機関弁を機関の低速、中速および
高速運転域にそれぞれ適合した特性で開閉作動せしめる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の要部縦断面図である。

【図２】図１の２−２線拡大断面図である。

【図３】図１の３−３線矢視拡大図である。

【図４】図２の４−４線断面図である。

【図５】図２の５−５線断面図である。

【図６】吸気側動弁装置の作動状態を順次示す横断面図
である。

【図７】図１の７−７線拡大断面図である。

【符号の説明】

２０ 機関弁としての吸気弁 ２８ 吸気側動弁装置 ３１ カムシャフト ３２ 高速用カム ３３ 中速用カム ３４ 低速用カム ３５ ロッカシャフト ３６ 第１自由ロッカアーム ３７ 駆動ロッカアーム ３８ 第２自由ロッカアーム ３９ 第１連結切換手段 ４０ 第２連結切換手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖田 智樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 中山 幸夫 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−170513（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−505462（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01L 13/00 301

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の機関弁（２０）の作動特性を、機
   関の運転状態に応じて多段階に変更可能な内燃機関の動
   弁装置において、カムシャフト（３１）には、機関の高
   速運転域に対応したプロフィルを有する高速用カム（３
   ２）と、機関の中速運転域に対応したプロフィルを有し
   て高速用カム（３２）の両側にそれぞれ配置される一対
   の中速用カム（３３）と、機関の低速運転域に対応した
   プロフィルを有して前記各中速用カム（３３）および高
   速用カム（３２）間にそれぞれ配置される一対の低速用
   カム（３４）とが設けられ、高速用カム（３２）に摺接
   される第１自由ロッカアーム（３６）と、一対の機関弁
   （２０）にそれぞれ連動、連結されるとともに前記低速
   用カム（３４）にそれぞれ摺接される一対の駆動ロッカ
   アーム（３７）と、第１自由ロッカアーム（３６）との
   間に両駆動ロッカアーム（３７）をそれぞれ挟んで前記
   中速用カム（３３）にそれぞれ摺接される一対の第２自
   由ロッカアーム（３８）とが、相対揺動を可能としてロ
   ッカシャフト（３５）に共通に支承され、第１自由ロッ
   カアーム（３６）ならびにその両側の駆動ロッカアーム
   （３７）には、機関の高速運転域で第１自由ロッカアー
   ム（３６）および両駆動ロッカアーム（３７）を連結す
   る状態と機関の低速、中速運転域で連結を解除する状態
   とを切換可能な第１連結切換手段（３９）が設けられ、
   相互に隣接する駆動ロッカアーム（３７）および第２自
   由ロッカアーム（３８）には、機関の中速および高速運
   転域で駆動ロッカアーム（３７）に第１自由ロッカアー
   ム（３６）側への付勢力を与えて該駆動ロッカアーム
   （３７）および第２自由ロッカアーム（３８）を連結す
   る状態と機関の低速運転域で連結を解除する状態とを切
   換可能な第２連結切換手段（４０）がそれぞれ設けられ
   ることを特徴とする内燃機関の動弁装置。