JP4145769B2 - 強制開閉式動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、機関弁をその開弁時および閉弁時に強制的に作動せしめるようにした強制開閉式動弁装置に関し、特に、機関の低速運転状態および高速運転状態で機関弁の作動特性を変化させるようにした強制開閉式動弁装置に関する。

機関の低速運転状態および高速運転状態で機関弁の作動特性を変化させるようにした強制開閉式動弁装置が、たとえば特許文献１等で既に知られている。
特開平５−３２１６１７号公報

上記従来の強制開閉式動弁装置では、相互に異なる２つの偏心部を有するロッカシャフトがシリンダヘッドに軸線まわりの角変位を可能として支承され、吸気弁もしくは排気弁である機関弁に開弁方向の駆動力を及ぼすようにして連結される低速用開きロッカアームが低速用開弁カムに従動して揺動するようにして前記ロッカシャフトの非偏心部に支承され、前記機関弁に閉弁方向の駆動力を及ぼすようにして連結される低速用閉じロッカアームが低速用閉弁カムに従動して揺動することを可能として前記ロッカシャフトに設けられた一方の偏心部に支承され、高速用開弁カムに従動して揺動することを可能とするとともに揺動作動時には前記低速用開きロッカアームに開弁方向の力を及ぼし得る高速用開きロッカアームと、高速用閉弁カムに従動して揺動することを可能とするとともに揺動作動時には前記低速用閉じロッカアームに閉弁方向の力を及ぼし得る高速用閉じロッカアームとが、前記ロッカシャフトに設けられた他方の偏心部に支承されており、ロッカシャフトを角変位駆動することにより、前記各ロッカアームをそれらのロッカアームに対応するカムに摺接させたり、離間させたりすることで、弁作動特性を機関の運転状態に応じて可変としつつ機関弁を強制開閉するようにしている。

ところが、このような強制開閉式動弁装置では、ロッカシャフトの角変位により各ロッカアームを対応のカムに摺接させたり、離間させたりするためのスペースをシリンダヘッドで確保しなければならず、その分だけシリンダヘッドの大型化を招くことになる。また機関弁の作動特性を機関の低速運転状態および高速運転状態で変化させるためには、少なくとも４つのロッカアームが必要であり、部品点数が少ないとは言い難く、ロッカシャフトの軸線方向に沿ってそれらのロッカアームを配置するためのスペースを確保する必要があり、それによってもシリンダヘッドの大型化を招くことになる。また各ロッカアームの対応カムへの摺接、離間によって打音等の騒音が発生する。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、シリンダヘッドの小型化を図るべくコンパクト化を可能とするとともに騒音の発生を防止した強制開閉式動弁装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、機関の低速運転に対応したプロフィルを有する低速用開弁カムおよび低速用閉弁カムならびに機関の高速運転に対応したプロフィルを有する高速用開弁カムおよび高速用閉弁カムが設けられるカムシャフトと、該カムシャフトと平行な軸線を有するロッカシャフトと、前記低速用開弁カムおよび低速用閉弁カムに従動して揺動するようにして前記ロッカシャフトに支承される低速側自由ロッカアームと、前記高速用開弁カムおよび高速用閉弁カムに従動して揺動するようにして前記ロッカシャフトに支承される高速側自由ロッカアームと、前記低速側および前記高速側自由ロッカアーム間に挟まれて前記ロッカシャフトで揺動可能に支承されるとともに機関弁をその開弁および閉弁方向のいずれにも駆動するようにして機関弁に連結される弁駆動ロッカアームと、前記ロッカシャフトの軸線と平行に摺動することを可能として前記弁駆動ロッカアームに嵌合される単一の連結ピストンを有するとともに該連結ピストンの一端部を前記低速側自由ロッカアームに嵌合せしめて前記低速側自由ロッカアームおよび前記弁駆動ロッカアームを連結する状態ならびに前記連結ピストンの他端部を前記高速側自由ロッカアームに嵌合せしめて前記高速側自由ロッカアームおよび前記弁駆動ロッカアームを連結する状態を択一的に切換える連結切換手段とを備え、前記連結ピストンの一端面を臨ませて前記低速側自由ロッカアームおよび前記弁駆動ロッカアームに形成される高速側油圧室ならびに前記連結ピストンの他端面を臨ませて前記高速側自由ロッカアームおよび前記弁駆動ロッカアームに形成される低速側油圧室に、油圧源の油圧を作用せしめる状態ならびに油圧を解放する状態を択一的に切換える制御弁が接続されることを特徴とする。

本発明の上記構成によれば、機関弁は弁駆動ロッカアームの揺動によって強制開閉されるものであり、機関の低速運転時には、低速用開弁カムおよび低速用閉弁カムに従動して揺動する低速側自由ロッカアームを連結切換手段によって弁駆動ロッカアームに連結することで弁駆動ロッカアームを低速側自由ロッカアームと一体的に揺動せしめ、機関の低速運転に対応した作動特性で機関弁を強制開閉することができ、この際、高速側自由ロッカアームは、機関弁の作動とは無関係に、高速用開弁カムおよび高速用閉弁カムに従動して自由に揺動する。また機関の高速運転時には、高速用開弁カムおよび高速用閉弁カムに従動して揺動する高速側自由ロッカアームを連結切換手段によって弁駆動ロッカアームに連結することで弁駆動ロッカアームを高速側自由ロッカアームと一体的に揺動せしめ、機関の高速運転に対応した作動特性で機関弁を強制開閉することができ、この際、低速側自由ロッカアームは、機関弁の作動とは無関係に、低速用開弁カムおよび低速用閉弁カムに従動して自由に揺動する。すなわち弁駆動ロッカアームへの低速側自由ロッカアームおよび高速側自由ロッカアームの連結を択一的に切換えることで、機関の低速および高速運転に対応した作動特性で機関弁を強制開閉することが可能であり、部品点数を少なくした簡単な構造で機関の低速運転状態および高速運転状態で機関弁の作動特性を変化させるようにした強制開閉式動弁装置を構成することができ、しかも各ロッカアームを対応のカムに摺接させたり、離間させたりするためのスペースを確保する必要はないので、動弁装置をコンパクト化し、シリンダヘッドの小型化に寄与することができる。また低速側自由ロッカアームは低速用開弁カムおよび低速用閉弁カムに常時接触し、高速側自由ロッカアームは高速用開弁カムおよび高速用閉弁カムに常時接触しているので、打音の発生を防止することができる。さらに連結切換手段の切換作動を、単一の連結ピストンの両端面に作用する油圧の制御によって行うことになり、連結ピストンを軸方向一方に付勢する戻しばねを不要とすることにより、部品点数を低減することが可能となるとともに、戻しばねの付勢力に対抗する油圧を油圧源から出力することが不要であるので、油圧源の出力油圧を比較的低く設定することが可能であり、機関の出力効率を向上せしめることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の一実施例を示すものであり、図１は低速運転時の強制開閉式動弁装置の縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図、図２は図１の２−２線に沿って切断した各ロッカアームおよび各カムの対応関係を示す断面図、図３は高速運転時の強制開閉式動弁装置の縦断面図であって図４の３−３線に沿う断面図、図４は図３の４−４線に沿って切断した各ロッカアームおよび各カムの対応関係を示す断面図、図５は機関の出力特性を示す図である。

先ず図１〜図４において、一対の機関弁である吸気弁６…の弁軸６ａ…をそれぞれ摺動可能に嵌合せしめるガイド筒７…がシリンダヘッド８に設けられ、これらの吸気弁６…が、本発明に従う強制開閉式動弁装置９により、機関の低速運転状態および高速運転状態で両吸気弁６…の作動特性を変化させるようにして強制的に開閉駆動される。

強制開閉式動弁装置９は、機関の低速運転に対応したプロフィルを有する低速用開弁カム１０および低速用閉弁カム１１ならびに機関の高速運転に対応したプロフィルを有する高速用開弁カム１２および高速用閉弁カム１３が設けられるカムシャフト１４と、該カムシャフト１４と平行な軸線を有するロッカシャフト１５と、低速用開弁カム１０および低速用閉弁カム１１に従動して揺動するようにしてロッカシャフト１５に支承される低速側自由ロッカアーム１６と、高速用開弁カム１２および高速用閉弁カム１３に従動して揺動するようにして前記ロッカシャフト１５に支承される高速側自由ロッカアーム１７と、低速側および高速側自由ロッカアーム１６，１７間に挟まれてロッカシャフト１５で揺動可能に支承される弁駆動ロッカアーム１８と、低速側および高速側自由ロッカアーム１６，１７を弁駆動ロッカアーム１８に択一的に切換えて連結するようにして前記各ロッカアーム１６，１７，１８に設けられる連結切換手段１９とを備える。

両吸気弁６…の弁軸６ａ…における上部にはリテーナ２１…が取付けられており、シリンダヘッド８および各リテーナ２１…間には吸気弁６…を閉弁方向に付勢するばね２２…がそれぞれ介装される。而して吸気弁６…は強制開閉されるものであり、前記ばね２２…のばね力で閉弁するものではないので、ばね２２…のばね荷重は、組付け時に吸気弁６…の位置を保持する程度の小さな値に設定されていればよい。

また前記リテーナ２１…よりも上方で前記弁軸６ａ…の上端部には、弁軸６ａ…と同軸の連結筒部２３ａと、該連結筒部２３ａの上端から半径方向外方に張り出す上鍔部２３ｂと、前記連結筒部２３ａの下端から半径方向外方に張り出す下鍔部２３ｃとをそれそれ一体に有する係止部材２３…が軸方向位置を調整可能として取付けられる。

弁駆動ロッカアーム１８には、両吸気弁６…側に延びるようにして略Ｔ字状に形成される係合腕２４が一体に設けられ、該係合腕２４の両端には、前記係止部材２３…の上鍔部２３ｂ…および下鍔部２３ｃ…間に挿入されるようにして該係止部材２３…に係合する略Ｕ字状の係合部２４ａ，２４ａが一体に形成される。すなわちロッカシャフト１５で揺動可能に支承された弁駆動ロッカアーム１８は、その揺動時に両吸気弁６…をその開弁および閉弁方向のいずれにも駆動するようにして両吸気弁６…に連結されることになる。

カムシャフト１４は、図示しないクランクシャフトから１／２の減速比で回転動力が伝達されるものであり、前記両吸気弁６…の上部およびロッカシャフト１５間の中間部上方に配置され、低速側自由ロッカアーム１６に対応した位置でカムシャフト１４には、低速用開弁カム１０および低速用閉弁カム１１が、低速用開弁カム１０を低速用閉弁カム１１よりも弁駆動ロッカアーム１８側に配置するようにして設けられる。また高速側自由ロッカアーム１７に対応した位置でカムシャフト１４には、高速用開弁カム１２および高速用閉弁カム１３が、高速用開弁カム１２を高速用閉弁カム１３よりも弁駆動ロッカアーム１８側に配置するようにして設けられる。

低速側自由ロッカアーム１６は、ロッカシャフト１５の軸線に沿う一側から弁駆動ロッカアーム１８に摺接するようにしてロッカシャフト１５で揺動可能に支承されるものであり、この低速側自由ロッカアーム１６にはカムシャフト１４の低速用開弁カム１０に転がり接触する開弁側ローラ２５が軸支される。すなわちカムシャフト１４の下方で低速側自由ロッカアーム１６には、前記開弁側ローラ２５を配置するための開口部２６が上面視では吸気弁６側に開放した略Ｕ字状となるようにして設けられており、ロッカシャフト１５と平行な軸線を有する支軸２７が前記開口部２６を横切るようにして低速側自由ロッカアーム１６に圧入等により固着され、前記開弁側ローラ２５はローラベアリング２８を介して前記支軸２７に回転自在に支承される。しかも前記支軸２７は、その弁駆動ロッカアーム１８側の端面が低速側自由ロッカアーム１６の弁駆動ロッカアーム１８側側面から突出することがないようにして低速側自由ロッカアーム１６に固着される。

また低速側自由ロッカアーム１６には、低速用閉弁カム１１に対応する位置で前記ロッカシャフト１５で支承される部分から上方に立ち上がる支持腕部１６ａが一体に設けられ、この支持腕部１６ａに、低速用閉弁カム１１に転がり接触する閉弁側ローラ２９が軸支される。すなわち前記支持腕部１６ａの上端部には、閉弁側ローラ２９を配置するための開口部３０がカムシャフト１４側から見たときにロッカシャフト１５とは反対側に開放した略Ｕ字状となるようにして設けられており、ロッカシャフト１５と平行な軸線を有する支軸３１が前記開口部３０を横切るようにして支持腕部１６ａに圧入等により固着され、前記閉弁側ローラ２９はローラベアリング３２を介して前記支軸３１に回転自在に支承される。

高速側自由ロッカアーム１７は、ロッカシャフト１５の軸線に沿う他側から弁駆動ロッカアーム１８に摺接するようにしてロッカシャフト１５で揺動可能に支承されるものであり、この高速側自由ロッカアーム１７にはカムシャフト１４の高速用開弁カム１２に転がり接触する開弁側ローラ３５が軸支される。すなわちカムシャフト１４の下方で高速側自由ロッカアーム１７には、前記開弁側ローラ３５を配置するための開口部３６が上面視では吸気弁６側に開放した略Ｕ字状となるようにして設けられており、ロッカシャフト１５と平行な軸線を有する支軸３７が前記開口部３６を横切るようにして高速側自由ロッカアーム１７に圧入等により固着され、前記開弁側ローラ３５はローラベアリング３８を介して前記支軸３７に回転自在に支承される。しかも前記支軸３７は、その弁駆動ロッカアーム１８側の端面が高速側自由ロッカアーム１７の弁駆動ロッカアーム１８側側面から突出することがないようにして高速側自由ロッカアーム１７に固着される。

また高速側自由ロッカアーム１７には、高速用閉弁カム１３に対応する位置で前記ロッカシャフト１５で支承される部分から上方に立ち上がる支持腕部１７ａが一体に設けられ、この支持腕部１７ａに、高速用閉弁カム１３に転がり接触する閉弁側ローラ３９が軸支される。すなわち前記支持腕部１７ａの上端部には、閉弁側ローラ３９を配置するための開口部４０がカムシャフト１４側から見たときにロッカシャフト１５とは反対側に開放した略Ｕ字状となるようにして設けられており、ロッカシャフト１５と平行な軸線を有する支軸４１が前記開口部４０を横切るようにして支持腕部１７ａに圧入等により固着され、前記閉弁側ローラ３９はローラベアリング４２を介して前記支軸４１に回転自在に支承される。

連結切換手段１９は、弁駆動ロッカアーム１８および低速側自由ロッカアーム１６間を連結する位置（図２で示す位置）ならびに弁駆動ロッカアーム１８および高速側自由ロッカアーム１７間を連結する位置（図４で示す位置）間でロッカシャフト１５の軸線と平行に摺動することを可能とした連結ピストン４４を備える。

前記低速側および高速側自由ロッカアーム１６，１７の開弁側ローラ２５，３５に対応する部分で弁駆動ロッカアーム１８には、ロッカシャフト１５と平行な軸線を有する摺動孔４５が両端を開口するようにして設けられ、連結ピストン４４は該摺動孔４５に摺動自在に嵌合される。また低速側自由ロッカアーム１６において開弁側ローラ２５を軸支する支軸２７には、連結ピストン４４の一端部を嵌合可能として前記摺動孔４５と同径に形成される有底の第１嵌合穴４６が、吸気弁６…の閉弁休止状態で前記摺動孔４５に同軸に連なるようにして設けられ、高速側自由ロッカアーム１７において開弁側ローラ３５を軸支する支軸３７には、連結ピストン４４の一端部を嵌合可能として前記摺動孔４５と同径に形成される有底の第２嵌合穴４７が、吸気弁６…の閉弁休止状態で前記摺動孔４５に同軸に連なるようにして設けられる。

しかも第１および第２嵌合穴４６，４７の中間部には弁駆動ロッカアーム１８側に臨む環状の第１および第２段部４６ａ，４７ａがそれぞれ形成されており、連結ピストン４４は、第１段部４６ａに当接するまで第１嵌合穴４６に嵌合した状態では弁駆動ロッカアーム１８および低速側自由ロッカアーム１６を連結し、第２段部４７ａに当接するまで第２嵌合穴４７に嵌合した状態で弁駆動ロッカアーム１８および高速側自由ロッカアーム１７を連結する。

低速側自由ロッカアーム１６および弁駆動ロッカアーム１８には、連結ピストン４４の一端面を臨ませる高速側油圧室４８が形成され、高速側自由ロッカアーム１７および弁駆動ロッカアーム１８には、連結ピストン４４の他端面を臨ませる低速側油圧室４９が形成される。而して低速側油圧室４９に油圧を作用せしめ、高速側油圧室４８の油圧を解放すると、連結ピストン４４は低速側自由ロッカアーム１６および弁駆動ロッカアーム１８を連結する側に作動し、高速側油圧室４８に油圧を作用せしめ、低速側油圧室４９の油圧を解放すると、連結ピストン４４は高速側自由ロッカアーム１７および弁駆動ロッカアーム１８を連結する側に作動することになる。

また弁駆動ロッカアーム１８の低速側自由ロッカアーム１６に摺接する側面には、弁駆動ロッカアーム１８に対して低速側自由ロッカアーム１６が相対揺動している状態でも第１嵌合穴４６を囲繞する範囲に配置されるようにして摺動孔４５を同軸に囲繞するリング状の第１シール部材５０が装着され、弁駆動ロッカアーム１８の高速側自由ロッカアーム１７に摺接する側面には、弁駆動ロッカアーム１８に対して高速側自由ロッカアーム１７が相対揺動している状態でも第２嵌合穴４７を囲繞する範囲に配置されるようにして摺動孔４５を同軸に囲繞するリング状の第２シール部材５１が装着される。

ところで、ロッカシャフト１５内には、該ロッカシャフト１５内を低速側油路５２および高速側油路５３に二分するようにして隔壁部材５４が挿入、固着される。また高速側自由ロッカアーム１７には低速側油圧室４９に一端が通じる低速側連通路５５と、ロッカシャフト１５を囲繞するようにして環状に形成されるとともに前記低速側連通路５５に通じる低速側環状凹部５６とが設けられ、ロッカシャフト１５には低速側油路５２を低速側環状凹部５６に常時通じさせる低速側連通孔５７が設けられる。さらに低速側自由ロッカアーム１６には高速側油圧室４８に一端が通じる高速側連通路５８と、ロッカシャフト１５を囲繞するようにして環状に形成されるとともに前記高速側連通路５８に通じる高速側環状凹部５９とが設けられ、ロッカシャフト１５には高速側油路５３を高速側環状凹部５９に常時通じさせる高速側連通孔６０が設けられる。

連結切換手段１９の両油圧室４８，４９には、油圧源であるポンプ６１の油圧を作用せしめる状態ならびに油圧を解放する状態を択一的に切換える制御弁６３が接続される。すなわちロッカシャフト１５内の低速側油路５２および高速側油路５３は、前記ポンプ６１およびリザーバ６２への連通、遮断を制御弁６３によって択一的に切換えられる。すなわち制御弁６３は、前記両油路５２，５３の一方にポンプ６１の油圧を作用せしめるとともに両油路５２，５３の他方から油圧を解放する状態と、前記両油路５２，５３の他方にポンプ６１の油圧を作用せしめるとともに両油路５２，５３の一方から油圧を解放する状態とを択一的に切換えるものである。

而して前記ポンプ６１は、機関の潤滑部に潤滑油を給油するためにクランクシャフトによって駆動されるオイルポンプであってもよく、また機関とは独立した電動モータによって駆動されるポンプであってもよい。

前記制御弁６３の切換作動は制御ユニット６４によって制御されるものであり、該制御ユニット６４は、エンジン回転数およびエンジン負荷等の検出結果によって機関の運転状態を判断し、低速運転状態であると判断したときには低速側油路５２にポンプ６１の吐出油圧を作用せしめ、高速運転状態であると判断したときには高速側油路５３にポンプ６１の吐出油圧を作用せしめるように制御弁６３を制御する。

ところで、機関の低速運転状態で低速側油路５２にポンプ６１からの油圧を作用せしめ、高速側油路５３の油圧を解放すると、連結切換手段１９の連結ピストン４４は直ちに低速側自由ロッカアーム１６側に摺動するが、弁駆動ロッカアーム１８および低速側自由ロッカアーム１６が相対揺動している状態では連結ピストン４４の一端は低速側自由ロッカアーム１６の弁駆動ロッカアーム１８側の側面に摺接しており、吸気弁６…が閉弁休止状態となって摺動孔４５および第１嵌合穴４６が同軸に連なるのに応じて第１嵌合穴４６に嵌合し、それにより弁駆動ロッカアーム１８および低速側自由ロッカアーム１６が連結される。また機関の高速運転状態で高速側油路５３にポンプ６１からの油圧を作用せしめ、低速側油路５２の油圧を解放すると、連結切換手段１９の連結ピストン４４は直ちに高速側自由ロッカアーム１７側に摺動するが、弁駆動ロッカアーム１８および高速側自由ロッカアーム１７が相対揺動している状態では連結ピストン４４の他端は高速側自由ロッカアーム１７の弁駆動ロッカアーム１８側の側面に摺接しており、吸気弁６…が閉弁休止状態となって摺動孔４５および第２嵌合穴４７が同軸に連なるのに応じて第２嵌合穴４７に嵌合し、それにより弁駆動ロッカアーム１８および高速側自由ロッカアーム１７が連結される。

次にこの実施例の作用について説明すると、機関の低速運転に対応したプロフィルを有してカムシャフト１４に設けられる低速用開弁カム１０および低速用閉弁カム１１に従動して揺動する低速側自由ロッカアーム１６と、機関の高速運転に対応したプロフィルを有してカムシャフト１４に設けられる高速用開弁カム１２および高速用閉弁カム１３に従動して揺動する高速側自由ロッカアーム１７と、低速側および高速側自由ロッカアーム１６，１７間に挟まれる弁駆動ロッカアーム１８とがロッカシャフト１５で揺動可能に支承され、低速側および高速側自由ロッカアーム１６，１７は連結切換手段１９により弁駆動ロッカアーム１８に択一的に切換えて連結可能であり、弁駆動ロッカアーム１８は一対の吸気弁６…をその開弁および閉弁方向のいずれにも駆動するようにして両吸気弁６…に連結されている。

したがって機関の低速運転時に、図２で示すように、低速用開弁カム１０および低速用閉弁カム１１に従動して揺動する低速側自由ロッカアーム１６を連結切換手段１９によって弁駆動ロッカアーム１８に連結し、弁駆動ロッカアーム１８を低速側自由ロッカアーム１６と一体的に揺動せしめると、図１で示すように、吸気弁６…の開弁リフト量を比較的小さい値ＬＬとして機関の低速運転に対応した作動特性で両吸気弁６…を強制開閉することができ、この際、高速側自由ロッカアーム１７は、両吸気弁６…の作動とは無関係に、高速用開弁カム１２および高速用閉弁カム１３に従動して自由に揺動する。また機関の高速運転時に、図４で示すように、高速用開弁カム１２および高速用閉弁カム１３に従動して揺動する高速側自由ロッカアーム１７を連結切換手段１９によって弁駆動ロッカアーム１８に連結し、弁駆動ロッカアーム１８を高速側自由ロッカアーム１７と一体的に揺動せしめると、図３で示すように、吸気弁６…の開弁リフト量を比較的大きい値ＬＨとして機関の高速運転に対応した作動特性で両吸気弁６…を強制開閉することができ、この際、低速側自由ロッカアーム１６は、両吸気弁６…の作動とは無関係に、低速用開弁カム１０および低速用閉弁カム１１に従動して自由に揺動する。

このように一対の吸気弁６…を強制開閉することで、弁ばね２２…のばね荷重を小さく設定することが可能であり、弁ばね２２…による摩擦損失を低減することが可能であり、出力向上に寄与することができる。また弁ばね２２…によって吸気弁６…を閉弁せしめるものではないので、高速回転域での弁ばね２２…による閉弁作用の不確実性を解消することができる。

而して弁駆動ロッカアーム１８への低速側自由ロッカアーム１６および高速側自由ロッカアーム１７の連結を択一的に切換えることで、機関の低速運転状態および高速運転状態で吸気弁６…の作動特性を変化させるようにして、部品点数を少なくした簡単な構造で強制開閉式動弁装置９を構成することができる。

しかも図５の実線で示すように、機関の低速および高速運転に対応した作動特性で吸気弁６…を強制開閉することが可能であり、弁作動特性を変更しない従来のものが図５の破線で示すものであるのに比べて、低速から高速までの広い範囲にわたって機関の出力向上を図ることができる。

また低速側および高速側自由ロッカアーム１６，１７を対応のカム１０，１１；１２，１３に摺接させたり、離間させたりするためのスペースを確保する必要はないので、強制開閉式動弁装置９をコンパクト化し、シリンダヘッド８の小型化に寄与することができる。

また低速側自由ロッカアーム１６は低速用開弁カム１０および低速用閉弁カム１１に常時接触し、高速側自由ロッカアーム１７は高速用開弁カム１２および高速用閉弁カム１３に常時接触しているので、打音の発生を防止することができる。

さらに連結切換手段１９は、弁駆動ロッカアーム１８および低速側自由ロッカアーム１６間を連結する位置ならびに弁駆動ロッカアーム１８および高速側自由ロッカアーム１７間を連結する位置間で前記ロッカシャフト１５の軸線と平行に摺動することを可能としつつ一対の油圧室４８，４９に両端をそれぞれ臨ませた連結ピストン４４を備え、ポンプ６１の油圧を作用せしめる状態ならびに油圧を解放する状態を択一的に切換える制御弁６３が両油圧室４８，４９に接続されるので、連結切換手段１９の切換作動を、連結ピストン４４の両端面に作用する油圧の制御によって行うことができ、連結ピストン４４を軸方向一方に付勢する戻しばねを不要とすることにより、部品点数を低減することが可能となるとともに、戻しばねの付勢力に対抗する油圧をポンプ６１から出力することが不要であるので、ポンプ６１の出力油圧を比較的低く設定することが可能であり、機関の出力効率を向上せしめることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、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うことが可能である。

たとえば上記実施例では機関弁である吸気弁６に関連して説明したが、本発明を機関弁である排気弁に関連して実施することも可能である。

低速運転時の強制開閉式動弁装置の縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図である。 図１の２−２線に沿って切断した各ロッカアームおよび各カムの対応関係を示す断面図である。 高速運転時の強制開閉式動弁装置の縦断面図であって図４の３−３線に沿う断面図である。 図３の４−４線に沿って切断した各ロッカアームおよび各カムの対応関係を示す断面図である。 機関の出力特性を示す図である。

符号の説明

６・・・機関弁としての吸気弁
１０・・・低速用開弁カム
１１・・・低速用閉弁カム
１２・・・高速用開弁カム
１３・・・高速用閉弁カム
１４・・・カムシャフト
１５・・・ロッカシャフト
１６・・・低速側自由ロッカアーム
１７・・・高速側自由ロッカアーム
１８・・・弁駆動ロッカアーム
１９・・・連結切換手段
４４・・・連結ピストン
４８・・・高速側油圧室
４９・・・低速側油圧室
６１・・・油圧源としてのポンプ
６３・・・制御弁

Claims (1)

1. 機関の低速運転に対応したプロフィルを有する低速用開弁カム（１０）および低速用閉弁カム（１１）ならびに機関の高速運転に対応したプロフィルを有する高速用開弁カム（１２）および高速用閉弁カム（１３）が設けられるカムシャフト（１４）と、該カムシャフト（１４）と平行な軸線を有するロッカシャフト（１５）と、前記低速用開弁カム（１０）および低速用閉弁カム（１１）に従動して揺動するようにして前記ロッカシャフト（１５）に支承される低速側自由ロッカアーム（１６）と、前記高速用開弁カム（１２）および高速用閉弁カム（１３）に従動して揺動するようにして前記ロッカシャフト（１５）に支承される高速側自由ロッカアーム（１７）と、前記低速側および前記高速側自由ロッカアーム（１６，１７）間に挟まれて前記ロッカシャフト（１５）で揺動可能に支承されるとともに機関弁（６）をその開弁および閉弁方向のいずれにも駆動するようにして機関弁（６）に連結される弁駆動ロッカアーム（１８）と、前記ロッカシャフト（１５）の軸線と平行に摺動することを可能として前記弁駆動ロッカアーム（１８）に嵌合される単一の連結ピストン（４４）を有するとともに該連結ピストン（４４）の一端部を前記低速側自由ロッカアーム（１６）に嵌合せしめて前記低速側自由ロッカアーム（１６）および前記弁駆動ロッカアーム（１８）を連結する状態ならびに前記連結ピストン（４４）の他端部を前記高速側自由ロッカアーム（１７）に嵌合せしめて前記高速側自由ロッカアーム（１７）および前記弁駆動ロッカアーム（１８）を連結する状態を択一的に切換える連結切換手段（１９）とを備え、前記連結ピストン（４４）の一端面を臨ませて前記低速側自由ロッカアーム（１６）および前記弁駆動ロッカアーム（１８）に形成される高速側油圧室（４８）ならびに前記連結ピストン（４４）の他端面を臨ませて前記高速側自由ロッカアーム（１７）および前記弁駆動ロッカアーム（１８）に形成される低速側油圧室（４９）に、油圧源（６１）の油圧を作用せしめる状態ならびに油圧を解放する状態を択一的に切換える制御弁（６３）が接続されることを特徴とする強制開閉式動弁装置。

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