JPH01285611A - 内燃機関の弁作動状態切換装置 - 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】 ゛　［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の回転速度に応じて吸気弁或いは排気
弁の作動状態を段階的に変化させるための切換装置に関
する。

〈従来の技術〉 燃焼室への混合気の送給、及び燃焼ガスの排出を所定の
タイミングに応じて行なわせるために、４サイクル内燃
機関の燃焼室は吸気弁と排気弁とを備えており、これら
両弁は、バルブステムを囲繞するように設けられたバル
ブスプリングにより常時閉弁方向に付勢されている。更
にこれら両弁は、機関のクランク軸からベルト・プーリ
などを用いて連結駆動されるカム軸に一体的に設けられ
たカムにより、上記したバルブスプリングの付勢力に抗
して強制的に押開けられるようにされている。

一方、気筒毎に複数の吸気弁或いは排気弁を設け、低速
運転時には一方の吸気弁、或いは排気弁を作動させ、高
速運転時にはすべての弁を作動させ、同時にこれら弁の
作動タイミングを機関の回転速度に応じて変化させるこ
とにより、広い運転範囲にわたる燃焼室への混合気の充
填効率向上を計るようにした技術が種々提案されている
。

このような弁作動状態切換装置として、例えば本出願人
による特開昭６１−１９９１１号公報に於て、一方の吸
気弁或いは排気弁に対応し且つ機関の低速運転域に対応
した形状を有する低速用カムと、機関の高速運転域に対
応した形状を有する高速用カムとを、機関の回転に同期
して回転駆動されるカム軸に一体的に形成すると同時に
、低速用カムに摺接すると共に一方の吸気弁或いは排気
弁に当接し得る第１０ツカアーム及び他方の吸気高速用
カムに摺接する第３０ツカアームとを相互に隣接して相
対角度変位可能なようにロッカシャフトに軸支し、これ
ら第１〜第３の各ロッカアームを一体的に連結する状態
と、各ロッカアーム間の相対角度変位を許容する状態と
の切換を可能にした連結手段をこれら第１〜第３０ツカ
アームに内設するようにした内燃機関の弁作動状態切換
装置が提案されている。そしてこの連結手段として、各
ロッカアーム間を連通ずるように内設されたガイド孔内
にピストンを摺合させ、このピストンを油圧駆動にて互
いに隣接するロッカアーム同土間に跨がせることにより
、各ロッカアーム同士を連結し得るようにした構造が同
明細書に開示されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記構造に於ては、各ロッカアーム間を連結
するピストンを駆動するための油圧源として、エンジン
潤滑油ポンプが発生する油圧を流用している。従って、
弁作動状態切換装置のピストンの作動応答性を高めるう
えには、比較的大容量の潤滑油ポンプ或いはアキュムレ
ータなどが必要となり、同時に油圧供給管路が複雑化す
る不都合がある。このことは、エンジンの軽量化を阻害
する一因ともなり、特に多気筒エンジンに於てはこの影
響が顕著となり、好ましいことではない。

また、各気筒の弁作動状態切換装置を単一の油圧経路に
て並列駆動することから、切換装置の作動状態を気筒毎
に監視することが困難である。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされた
ものであり、その主な目的は、構成を簡略化することが
でき、しかもその作動状態を気筒毎に検出することので
きる内燃機関の弁作動状態切換装置を提供することにあ
る。

し発明の構成コ く問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、カムを一体的に有
し且つクランク軸と同期回転するカム軸と、燃焼室の吸
気ポート或いは排気ポートに設置され、ばね手段により
常時閉弁付勢されると共に前記カムにより開弁駆動され
る弁と、前記カムの揚程を前記弁に付与すべく互いに隣
接配置された複数の伝達部材と、これら伝達部材間の連
結・非連結の選択切換を行なう連結手段とを有する内燃
機関の弁作動状態切換装置であって、前記連結手段の駆
動手段が、ソレノイド手段からなることを特徴とする内
燃機関の弁作動状態切換装置を提供することにより達成
される。

〈作用〉 このようにすれば、連結手段を電気的に駆動することが
できる。従って、重量増大の要因となる複雑な油圧装置
を必要とせず、しかも気筒毎に制御し得ることから、容
易に各気筒についての作動状態を監視することができる
。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図に示されるように、図示されない内燃機関本体に
は、一対の吸気弁１ａ・１ｂが設けられている。これら
両吸気弁１ａ・１ｂは、クランク軸（図示せず）の１／
２の速度で同期駆動されるカム軸２に一体的に設けられ
た概ね鶏卵形断面をなす一対の低速用カム３ａ・３ｂ及
び単一の高速用カム４と、これらカム３ａ・３ｂ・４に
係合して揺動運動を行なう伝達部材としての第１〜第３
０ツカアーム５〜７との働きにより開閉動作を行なうよ
うにされている。また、本内燃機関には、一対の排気弁
（図示せず）が備えられており、上記した吸気弁１ａ・
１ｂと同様に開閉駆動される。

第１〜第３０ツカアーム５〜７は、カム軸２の下方に該
カム軸２に平行に固設されたロッカシャフト８に揺動自
在なように互いに隣接して軸支されている。これらのう
ちの第１及び第３０ツカアーム５・７は基本的に同一形
状とされ、その基部がロッカシャフト８に軸支され、そ
れぞれの遊端部が両吸気弁１ａ・１ｂの上方に延出され
ている。

また、これら両口ツカアーム５・７の道端部には、各吸
気弁１ａ・１ｂの上端に当接するタペットねじ９ａ・９
ｂがそれぞれ進退可能なように螺着されており、該タペ
ットねじ９ａ・９ｂは、ロックナツト１０ａ・１０ｂに
より緩み止めされている。

第２０ツカアーム６は、第１及び第３０ツカアーム５・
７間でロッカシャフト８に軸支されている。この第２０
ツカアーム６は、ロッカシャフト８から両吸気弁１ａ・
１ｂの中間に向けて僅かに延出されており、第２図に良
く示されているように、その上面には高速用カム４に摺
接するカムスリッパ６ａが形成され、その端部下面には
、シリンダヘッド１１に穿設されたガイド孔１１ａに摺
合するリフタ１２の上端面が当接している。そしてリフ
タ１２の内面とガイド孔１１ａの底面との間には、コイ
ルばね１３が縮設され、リフタ１２を常時上向きに付勢
しており、これにより第２０ツカアーム６のカムスリッ
パ６ａが、高速用カム４に常時摺接するものとされてい
る。

前記したようにカム軸２は、機関本体の上方に回転自在
なように枢支されており、第１・第３０ツカアーム５・
７に対応する低速用カム３ａ・３ｂと、第２０ツカアー
ム６に対応する高速用カム４とが一体的に連設されてい
る。そして第３図に良く示されているように、低速用カ
ム３ａ・３ｂは比較的小さな揚程を有し、機関の低速運
転時に適合したカムプロフィルに形成されており、第１
・第３０ツカアーム５・７の上面に形成されたカムスリ
ッパ５ａ・７ａにその外周面を摺接し得るようにされて
いる。また高速用カム４は、低速用カム３ａ・３ｂに比
して、より広角度にわたる大きな揚程を有した高速運転
時に適合したカムプロフィルに形成されており、前記し
たように第２０ツカアーム６のカムスリッパ６ａにその
外周面を摺接している。尚、第３図に於てリフタ１２は
図示省略されている。

これら第１〜第３０ツカアーム５〜７は、各ロッカアー
ム５〜７の中央部を貫通してロッカシャフト８と平行に
穿設された孔内に装着された後記する連結装置１４によ
り、一体的に揺動し得る状態と、相対変位し得る状態と
を切換可能なようにされている。

一方、両吸気弁１ａ・１ｂの上部には、リテーナ１５ａ
・１５ｂがそれぞれ設けられている。と同時に、これら
リテーナ１５ａ・１５ｂと機関本体との間には、両吸気
弁１ａ・１ｂのステム部を囲繞してバルブスプリング１
６ａ・１６ｂが介装されており、これをもって両弁１ａ
・１ｂを閉弁方向、即ち第３図に於ける上方に向けて付
勢している。

第４・５図に良く示されるように、第１０ツカアーム５
には、第２０ツカアーム６側に向けて開放する第１ガイ
ド孔１７が、ロッカシャフト８に平行して穿設されてい
る。この第１ガイド孔１７の底部側には、空心コイル１
８が同軸的に設けられている。

第２０ツカアーム６には、第１０ツカアーム５の第１ガ
イド孔１７に連通ずる第２ガイド孔１９が、両側面間を
貫通して穿設されている。

第３０ツカアーム７には、第２ガイド孔１９に連通ずる
第３ガイド孔２０が穿設されている。この第３ガイド孔
２０の底壁には、これを貫通する小径の貫通孔２１が、
第３ガイド孔２０と同軸的に穿設されている。

これら第１〜第３ガイド孔１７・１９・２０の内部には
、第１及び第２０ツカアーム５・６を連結する位置及び
その連結を解除する位置間で移動し得る第１ピストン２
５と、第２及び第３０ツカアーム６・７を連結する位置
及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、両ピストン２２・２３の移動量を規定するス
トッパ２４と、両ピストン２２・２３を連結解除位置側
に付勢する第１コイルばね２５と、該第１コイルばね２
５よりも低いぼね定数を有し且つ両ピストン２２・２３
を連結位置側に付勢する第２コイルばね２６とが装着さ
れている。

第１ピストン２２は、その軸線方向寸法を第２ガイド孔
１９の全長に略等しくされており、第１ガイド孔１７と
第２ガイド孔１９とに摺合し得るようにされている。

第２ピストン２３は、第２ガイド孔１９と第３ガイド孔
２０とに摺合している。この第２ピストン２３の軸線方
向寸法は、その一端が第３ガイド孔２０の底壁に当接し
た際に、その他端が、第３０ツカアーム７の第２０ツカ
アーム６を臨む側面から突出しないように設定されてい
る。また、第２ピストン２３は、有底円筒状をなしてお
り、その内側と第３ガイド孔２０の底壁との間に前記し
た第２コイルばね２６が縮設されている。

ストッパ２４は、第１ガイド孔１７に摺合する円板部２
７をその一端に有し、またコイル１８の空心部２８に挿
通する案内棒２９をその他端に有している。そしてスト
ッパ２４の円板部２７と第１ガイド孔１７の底壁との間
には、コイル１８を外囲して前記した第１コイルばね２
５が縮設されている。

次に以上説明した本装置の作動要領について第４・５図
を併せて参照して説明する。

機関の中低速度域にあっては、コイル１８を消磁してお
く、すると、第１コイルばね２５のばね定数が第２コイ
ルばね２６のそれに比して高く設定されていることから
、各ピストン２５・２６は、第１コイルばね２５の付勢
力により第４図に示すように各ガイド孔１９・２０内に
整合し、従って各ロッカアーム５〜７は互いに相対角変
位が可能である。

このような連結装置１４の連結解除状態にあっては、カ
ム軸２の回転動作により、第１・第３０ツカアーム５・
７は低速用カム３ａ・３ｂとの摺接に応じて揺動し、両
吸気弁１ａ・１ｂがその開弁時期を遅くすると共に閉弁
時期を早くし、しかもリフト量も小さくして開閉駆動さ
れる。この時、第２０ツカアーム６は、高速用カム４と
の摺接により揺動するが、その揺動動作は両吸気弁１ａ
・１ｂの作動に何の影響も及ぼさない。

機関の高速運転に際しては、別途クランク角度検出信号
など所定のタイミングに対応してコイル１８を励磁する
ことにより、第５図に示されるように、第１コイルばね
２５の付勢力に抗してコイル１８にストッパ２４が吸引
される。すると、第１ピストン２２及び第２ピストン２
３は、共に第２コイルばね２６の付勢力により第１０ツ
カアーム５側に移動する。この結果、第１ピストン２２
により第１及び第２０ツカアーム５・６が連結され、第
２ピストン２３により第２及び第３０ツカアーム６・７
が連結される。

以上のようにして、第１〜第３０ツカアーム５〜７が連
結装置１４により相互に連結された状想にあっては、高
速用カム４に摺接した第２０ツカアーム６の揺動量が最
も大きくなることから、第１及び第３０ツカアーム５・
７は第２０ツカアーム６と共に揺動する。従って、両吸
気弁１ａ・１ｂが、高速用カム４のカムプロフィルに従
ってその開弁時期を早くすると共に閉弁時期をも遅くし
、しかもリフト量も大きくして共に開閉駆動される。

尚、上記実施例に於ては、３分割ロッカアームにて２弁
共に作動時期を切換えるものについて説明したが、本発
明は、２分割ロッカアームを単一のカムにて駆動し、所
定の回転速度で一方の弁が休止するように構成された弁
作動状態切換装置にも等しく応用可能である。

［発明の効果］ このように本発明によれば、油圧装置を廃止して弁作動
状態切換装置の駆動部の構造を簡略化し得ると同時に、
気筒毎に個別に切換制御を行うことが可能であり、しか
も油圧装置に比して極めて高い作動応答性を得ることが
できることから、カムリフトタイミングに正確に同期し
た切換動作を実現することができる。更に、コイルに対
する励磁電流により容易に連結装置のピストンの作動状
態を気筒毎に検出し得る。従って、内燃機関の重量の増
大を抑制し、弁作動状態切換装置の使用性及び作動信頼
性を改善する上に極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づき構成された弁作動状態切換装置
を有する動弁機構の部分的な上面図である。 第２図は第１図に於ける■−■線に沿う断面図である。 第３図は第１図に於ける■矢視図である。 第４図は低速運転時を示す第３図に於けるＩＶ−１ｖ線
に沿う断面図である。 第５図は高速運転時を示す第４図と同様な断面図である
。 １ａ・１ｂ・・・吸気弁　２・・・カム軸３ａ・３ｂ・
・・低速用カム ４・・・高速用カム　　　５・・・第１０ツカアーム６
・・・第２０ツカアーム７・・・第３０ツカアーム５ａ
・６ａ・７ａ・・・カムスリッパ ８・・・ロッカシャフト ９ａ・９ｂ・・・タペットねじ １０ａ・１０ｂ・・・ロックナツト １１・・・シリンダヘッドｌｌａ・・・ガイド孔１２・
・・リフタ　　　　１３・・・コイルばね１４・・・連
結装置 １５ａ・１５ｂ・・・リテーナ １６ａ・１６ｂ・・・パルプスプリング１７・・・第１
ガイド孔　１８・・・空心コイル１９・・・第２ガイド
孔　２０・・・第３ガイド孔２１・・・貫通孔　　　　
２２・・・第１ピストン２３・・・第２ピストン　２４
・・・ストッパ２５・・・第１コイルばね２６・・・第
２コイルばね２７・・・円板部　　　　２８・・・空心
部２９・・・案内棒 特　許　出　願　人　本田技研工業株式会社代　　　理
　　　人　　弁理士　大　島　陽　−第１　図 第２図 ／ 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カムを一体的に有し且つクランク軸と同期回転す
   るカム軸と、燃焼室の吸気ポート或いは排気ポートに設
   置され、ばね手段により常時閉弁付勢されると共に前記
   カムにより開弁駆動される弁と、前記カムの揚程を前記
   弁に付与すべく互いに隣接配置された複数の伝達部材と
   、これら伝達部材間の連結・非連結の選択切換を行なう
   連結手段とを有する内燃機関の弁作動状態切換装置であ
   って、 前記連結手段の駆動手段が、ソレノイド手段からなるこ
   とを特徴とする内燃機関の弁作動状態切換装置。
2. （２）前記連結手段が、互いに隣接する前記伝達部材同
   士を連通するように前記各伝達部材に内設されたガイド
   孔のそれぞれに摺合し且つ互いに隣接する前記伝達部材
   同土間に跨る位置に変位し得るピストンを有すると共に
   、 前記ソレノイド手段の作用による吸引方向に対して対向
   する方向に前記ピストンを付勢する第１のばね手段及び
   同一方向に前記ピストンを付勢する第２のばね手段を有
   することを特徴とする第１請求項に記載の内燃機関の弁
   作動状態切換装置。