JPH03258905A - ４サイクルエンジンの動弁装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、４サイクルエンジンの吸・排気バルブを駆
動するための動弁装置に係り、特に運転状況に応じて吸
・排気バルブのリフト量や開弁時期等を変化させること
ができる４サイクルエンジンの動弁装置に関する。

（従来の技術） 運転状況に応じて吸・排気バルブのリフト量等を変化さ
せることかできる動弁装置として、実開昭５５−１５２
３０８号公報記載の考案等かある。

この考案は、バルブ１個に対して、このバルブを駆動す
るカムおよびロッカアームを２個ずつ２組設置し、上記
２個のロッカアームをそれぞれ偏心した２個の支点（偏
心ブツシュ）を介してロッカシャフトで支持して構成さ
れる。そして、エンジンの運転状況に応してロッカシャ
フトを回動し、上記両支点の回動によりいずれか１組の
ロッカアームおよびカムを当接させて、運転状態に最適
なカムによりバルブを駆動するものである。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来例では、第１のロッカアームが回動する支点（
偏心ブツシュ）と、第２のロッカアームが回動する支点
（偏心ブツシュ）とが、互いに逆方向１８００に位置を
ずらしてロッカシャフトに偏心して一体に固設されてい
るので、ロッカアームの変位量を大きくてき、その結果
、カムプロフィールを著しく異ならせることができる。

ところが、上記両支点がロッカシャフトに一体に固設さ
れているので、これらの支点にロッカアームを紐み付け
る組付作業が困難になる。したがって、動弁装置の整備
性も低下する。さらに、機械加工により製作されるロッ
カシャフトの加工性も低下する。これらの組付性、整備
性および加工性は、多気筒エンジンの場合特に著しい。

この発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、
ロッカアームの組付性および装置の整備性を向上させる
ことかできると共に、ロッカシャフトの加工性も向上さ
せることができる４サイクルエンジンの動弁装置を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、第１のロッカアームと、この第１のロッカ
アームの一側方および他側方にそれぞれ配置された第２
および第２のロッカアームと、回動可能に支持されると
ともにエキセントリック大径部が形成され、上記第２お
よび第３のロッカアームの支持部が上記エキセントリッ
ク大径部に嵌挿されるとともに、上記第１のロッカアー
ムの支持部が直接嵌挿されたロッカシャフトと、上記第
１および第３のロッカアームをそれぞれ駆動する第１、
第２および第３のカムと、を有し、上記第２および第３
のカムが同しカムプロフィールに形成され、上記第１の
カムのカムプロフィールが上記カムプロフィールと異な
って形成されるとともに、上記エキセントリック大径部
は、上記ロッカシャフトよりも径か大きく、かつ軸心が
上記ロッカシャフトの軸心から偏心した着脱自在な偏心
ブツシュにより構成されたことを特徴とするものである
。

（作用） したがって、この発明に係る４サイクルエンジンの動弁
装置によれば、ロッカシャフトを所定角度回転させてエ
キセントリック大径部を回転させることにより、上記第
２および第３０ツカアームのカムフロア面を第１０ツカ
アームのカムフロア面に対し上下方向に相対的に位置変
化させる。

第１および第３０ツカアームのカムフロア面を第」ロッ
カアームのカムフロア面に対し下方へ位置変化させたと
きには、第２および第３０ツカアームと第２および第３
カムとの当接が解除され、第１０ツカアームと第１カム
とが当接して、４サイクルエンジンのバルブはこの第１
カムにより駆動する。

また、第２および第３０ツカアームのカムフロア面を第
１０ツカアームのカムフロア面に対しほぼ上方へまたは
同一位置に位置変化させたときには、第１０ツカアーム
と第１カムとの当接が解除され、第２および第３０ツカ
アームと第２および第３カムとがそれぞれ当接して、４
サイクルエンジンのバルブはこの第２および第３のカム
により作動する。

上記動弁装置のエキセントリック大径部は、着脱自在な
偏心ブツシュにより構成されたので、ロッカシャフトの
加工か容易であり、また第１、第２および第３のロッカ
アームをロッカシャフトおよびエキセントリックブツシ
ュ大径部に容易に取り付けることもてきる。さらに、整
備性も向上する。これらの加工性、組付性および整備性
の向上は、多気筒エンジンの場合に、より一層顕著であ
る。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明に係る４サイクルエンジンの動弁装
置の一実施例を示す斜視図、第２図は第１図の動弁装置
の平面図、第３図および第４図は第１１！ｇＪの動弁装
置の作用を示す動作状態図である。

この動弁装置は、エンジンの１つのシリンダにおける吸
気側と排気側にそれぞれ配設される。したがって、第１
図〜第４図に示すバルブ１，２は吸気または排気を行な
うために配置されている。

この一実施例は、第１カムとしての低速用カム３および
この低速用カム３の一側方および他側方にそれぞれ配置
された第２カムとしての中高速用カム４、および第３カ
ムとしての同じく中高速用カム５を有したカムシャフト
６（第３図、第４図）と、カム３，４および５のそれぞ
れの下方に位置された第１０ツカアームとしての低速用
ロッカアーム７、第２０ツカアームとしての中高速用ロ
ッカアーム８および第３０ツカアームとしての同じく中
高速用ロッカアーム９と、これらのロッカアーム７．８
および９の支持部７ａ、８ａおよび９ａが嵌挿され、か
つ図示しない軸受部によって回動自在に支承されたロッ
カシャフト１１と、を備えて構成される。

低速用ロッカアーム７の先端は２方に分岐し、これらの
両分岐端７ｂは、図示しないエンジンの燃焼室を開閉す
る上記バルブ１および２のステム頭部にそれぞれ当接し
ている。また、低速用ロッカアーム７の支持部７ａは、
ロッカシャフト１１に直接嵌挿されて、回動可能に設け
られる。

中高速用ロッカアーム８の支持部８ａは、ロッカシャフ
ト１１よりも大径の偏心ブツシュ１２を介して、ロッカ
シャフト１１に回動可能に嵌挿される。この偏心ブツシ
ュ１２は、第３図に示す如く、細心がロッカシャフト１
１の中心から偏心しており、ピン１０によってロッカシ
ャフト１■に着脱自在に固定される。したがって、この
偏心ブツシュ１２は、カムシャフト１１におけるエキセ
ントリック大径部として機能する。

第２図に示す如く、中高速用ロッカシャフト９の支持部
９ａも、上記偏心ブツシュ１２と同一の形状を有しかつ
同一方向に偏心する偏心ブツシュ１３を介して、ロッカ
シャフト１１に回動可能に嵌挿される。この偏心ブツシ
ュ１３もエキセントリック大径部として機能する。

中高速用ロッカアーム８および９の各先端下面は、低速
用ロッカアーム７の一方および他方の分岐先端部７ｂに
、シム１４を介してそれぞれ当接される。このシム１４
は、縦断面丁字形状のシムであり、低速用ロッカアーム
７の両分峡部７ｂに上方から嵌装される。また、低速用
ロッカアーム７の分岐部７ｂと中高速用ロッカアーム８
および９の先端部８ｂおよび９ｂとの接触点は、バルブ
１および２の略軸線上に設定される。

したがって、第３図に示すように、低速用カム３が低速
用ロッカアーム７のカムフロア面７Ｃを押下して、その
各先端部７ｂを下降させた場合、ロッカアーム８および
９の各先端部８ｂおよび９ｂは、重力によりこの分岐部
７ｂに追従して下降する。一方、第４図に示すように中
高速用カム４および５が中高速用ロッカアーム８および
９のカムフロア面８Ｃおよび９Ｃをそれぞれ押下した場
合には、これらのロッカアーム８および９の先端部８ｂ
および９ｂが低速用ロッカアーム７の各先端部７ｂを押
下することから、この先端部７ｂが強制的に下降される
。

上記カム３，４および５のうち、中高速用カム４および
５は同一のカムプロフィールを有し、また低速用カム３
はこれらの中高速用カム４および５のカムプロフィール
とは異なるカムプロフィールを有する。つまり、低速用
カム３は、エンジンか低回転数域で運転されているとき
に適したバルブリフト量および開閉弁時期が得られるよ
うにそのカムプロフィールが設定される。また、中高速
用カム４および５は、エンジンが中・高回転数域で運転
されているときに適したバルブリフト量および開閉弁時
期が得られるようにそのカムプロフィールが設定される
。

上記バルブリフト量は、バルブ１および２のストローク
長であり、カムリフト量と一致する。第５図には、低速
用カム３のカムプロフィールを実線Ａ（カムリフト量Ｊ
！ａ）で示し、また中高速用カム４および５のカムプロ
フィールを破線Ｂ（カムリフト量Ｉ！ｂ）で示している
。この第５図から明らかなように、中高速用カム４およ
び５は、低速用カム３よりも大きなバルブリフト量が得
られるようにそのカムプロフィールが設定されている。

なお、第５図の二点鎖線Ｃは、ロッカシャフト１１を回
動して偏心ブツシュ１２および１３の頂部１２ａおよび
１３ａを斜め前方へ位置させたとき（第３図）の中高速
用カム４および５におけるカムプロフィールを示す。

ところで、第１図に示すように、ロッカシャフト１１の
回動は、エンジンからの油圧によって作動する油圧シリ
ンダ１５によってなされる。この油圧シリンダ１５のピ
ストン（図示せず）にラック１６が連結され、このラッ
ク１６が、ロッカシャフト１１の一端部に形成されたピ
ニオン１７に噛み合される。また、油圧シリンダ１５に
は、低速用油圧ボート１８および高速用油圧ボート１９
がそれぞれ設けられ、それぞれのボート１８．１９に選
択的にエンジンからの油圧か導かれる。

エンジン回転数が低回転数域にあるときには、低速用油
圧ボート１８へ油圧が供給され、ラック１６は引き戻さ
れ、ピニオン１７は矢印Ｏ方向に回転されて、偏心ブツ
シュ１２および１３は第３図に示すように、その頂部１
２ａおよび１３ａか斜め前方へ位置するよう回動する。

また、エンジン回転数が中・高回転域にあるときには、
中高速用油圧ボート１９へ油圧が供給されて、ラック１
６は押し出され、ピニオン１７は矢印Ｐ方向へ回動され
て、偏心ブツシュ１２および１３は第４図に示すように
、その頂部１２ａおよび１３ａが斜め後方へ位置するよ
う回動する。

次に、作用効果を説明する。

エンジンが低回転数域にあるときに、油圧シリンダ１５
の作動によってロッカシャフト１１が矢印Ｏ方向に回動
すると、偏心プツシユニ２および１３のそれぞれの頂部
１２ａおよび↓３ａが斜め前方に位置する（第３図）。

これにより、中高速用ロッカアーム８および９のカムフ
ロア面８ｃおよび９Ｃが低速用ロッカアーム７のカムフ
ロア面７Ｃに対し相対的に下方へ移動する。したがって
、中高速用カム４および５の周面と中高速用ロッカアー
ム８および９のカムフロア面８ｃおよび９ｃとの間に隙
間が形成されることになり、その結果、中高速用カム４
および５は空転する。

また、このとき、低速用ロッカアーム７は、バルブスプ
リング２０の付勢力によってロッカシャフト１１の軸心
を中心として常時上方へ押し上げられているので、その
カムフロア面７ｃが低速用カム３の周面と当接する。し
たがって、カムシャフト６が回転すると、バルブｌおよ
び２は第５図に示した低速用カム３のリフト特性Ａに基
づいて上下動する。つまり、バルブ１および２は、低エ
ンジン回転数域に適したバルブのリフト量を確保しつつ
、燃焼室を開閉する。

一方、エンジンが中・高回転域にあるときに、油圧シリ
ンダ１５の作動によってロッカシャフト１１が矢印Ｐ方
向に回転すると、偏心ブツシュ１２および１３のそれぞ
れ頂部１２ａおよび１３ａが斜め後方に位置する（第４
図）。これにより、中高速用ロッカアーム８および９の
カムフロア面８ｃおよび９ｃが低速用ロッカアーム７の
カムフロア面７ｃに対して相対的に路上方または同一位
置まで移動し、このカムフロア面８ｃおよび９ｃがそれ
ぞれ中高速用カム４および５の周面に当接する。

ここで、第５図に示したように、中高速用カム４および
５は低速用カム３よりもカムリフト量か大きく形威され
ているので、第４図に示す状態下でカムシャフト６が回
転された場合、低速用カム３は空転し、一方、中高速用
カム４および５がそれぞれ中高速用ロッカアーム８およ
び９を介して、第５図のリフト特性Ｂに基づきバルブ１
および２を駆動する。この結果、バルブ１および２は、
エンジンの中・高回転数域に適したバルブリフト量を確
保しつつ、燃焼室を開閉する。

上記実施例によれば、低速用カム３にエンジンの低回転
数域に適したカムプロフィールが形威され、中高速用カ
ム４および５にエンジンの中・高回転数域に適したカム
プロフィールが形成され、さらにロッカシャフト１１の
偏心ブツシュ１２および１３に中高速用ロッカアーム８
および９をそれぞれ回動自在に嵌挿し、ロッカシャフト
１１に直接低速用ロッカアーム７を嵌挿して、ロッカシ
ャフトエ１の回動により、低速用カム３と低速用ロッカ
アーム７との当接、中高速用カム４および５と中高速用
ロッカアーム８および９とのそれぞれの当接を選択でき
るので、バルブ１および２を低速用カム３あるいは中高
速用カム４，５にて選択的に駆動させることができる。

したがって、エンジンの低回転数域から中・高回転数域
にかけての広い回転数域で、４サイクルエンジンの出力
を向上させることができる。

また、低速用カム３、中高速用カム４および５の選択を
偏心ブツシュ１２および１３の回動によって行なってい
るので、カム３，４．５の選択時に各部に大きなストレ
スが生ずることかない。このため、カム３．　４．　５
をスムーズに選択することかてきる。

さらに、上記動弁装置のエキセントリック大径部か着脱
自在な偏心ブツシュ１２および１３により構成されたの
で、ロッカシャフト１１は円筒または円柱形状でよく、
このロッカシャフト１２を容易に加工できる。と同時に
、低速用ロッカアーム７、中高速用ロッカアーム８およ
び９をロッカシャフト１■、偏心ブツシュ１２および１
３にそれぞれ容易に組み付けることもできる。この結果
、動弁装置の整備性も向上する。これらロッカシャフト
１１の加工性、ロッカアーム７．８および９の組付性並
びに動弁装置の整備性の向上は、多気筒エンジンである
場合に特に著しい。

また、低速用ロッカアーム７の支持部７ａがロッカシャ
フト１１に直接嵌挿されたので、この低速用ロッカアー
ム７の上下位置は常に一定の適切な位置に設定できる。

したがって、低速用ロッカアーム７の分岐部７ｂとバル
ブ１および２のステム頭部とのバルブクリアランスを常
時適切に設定できる。この結果、アイドリング時を含め
た低速時にもバルブクリアランスは最適となり、このと
きのバルブ音を低減できる。

さらに、低速用ロッカアーム７の支持部７ａかロッカシ
ャフト１１に直接嵌挿されたので、油圧シリンダ１−５
によりロッカシャフト１−１を回動させて第３図に示す
定位置に保持し、低速用カム３を選択する場合に、この
ロッカシャフト］１の回動力およびロッカシャフト１１
を定位置に保持する保持力を小さくてきる。したがって
、油圧シリンダ１５へ供給される油圧が低い低速時にも
、ロッカシャフト１１の回動および定位置保持を確実に
実施できる。

なお、上記実施例では、中高速用カム４および５のカム
プロフィールが第５図の破線Ｂに示すものである場合に
つき述べたか、この中高速用カム４および５のカムプロ
フィールを第６図の破線Ｂ′あるいは第７図の破線Ｂ′
に示すものとして、エンジンの中・高回転時におけるバ
ルブ１および２のリフトを変更してもよい。

また、上記実施例では、ロッカシャフト１１の回転駆動
源として油圧シリンダ１５を用いる場合につき説明した
が、この回転駆動源としてモータを用い、プーリおよび
ベルト等の動力伝達手段によってロッカシャフト１１を
回転駆動させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る４サイクルエンジンの動
弁装置によれば、回動可能に支持されたロッカシャフト
にエキセントリック大径部か形成され、第２および第３
０ツカアームかこのエキセントリック大径部に嵌挿され
ると共に、第１０ツカアームが第２および第３０ツカア
ームの間に配置されて直接ロッカシャフトに嵌挿され、
また上記エキセントリック大径部が着脱自在な偏心ブツ
シュにより構成されたことから、ロッカシャフトの構造
が簡単になり、このロッカシャフトの加工性を向上させ
ることができると共に、第１、第２および第３０ツカア
ームの組付性が向上し、その結果、動弁装置の整備性も
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る４サイクルエンジンの動弁装置
の一実施例を示す斜視図、第２図は第１図の動弁装置の
平面図、第３図および第４図は第１図の動弁装置の作用
を示す動作状態図、第５図は第１図のカムのカムプロフ
ィールを示す図、第６図および第７図は第５図に示すカ
ムプロフィールのそれぞれの変形例を示す図である。 １．２・・・バルブ、３・・・低速用カム、４，５・・
・中高速用カム、７・・・低速用ロッカアーム、７ａ・
・・低速用ロッカアームの支持部、８，９・・・中高速
用ロッカアーム、８　ａ　、９　ａ・・・中高速用ロッ
カアームの支持部、１１・・・ロッカシャフト、１２．
１３・・・偏心ブツシュ、Ａ・・・低速用カムのカムプ
ロフィール、Ｂ・・・中高速用カムのカムプロイール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のロッカアームと、この第１のロッカアームの一側
   方および他側方にそれぞれ配置された第２および第２の
   ロッカアームと、回動可能に支持されるとともにエキセ
   ントリック大径部が形成され、上記第２および第３のロ
   ッカアームの支持部が上記エキセントリック大径部に嵌
   挿されるとともに、上記第１のロッカアームの支持部が
   直接嵌挿されたロッカシャフトと、上記第１および第３
   のロッカアームをそれぞれ駆動する第１、第２および第
   ３のカムと、を有し、上記第２および第３のカムが同じ
   カムプロフィールに形成され、上記第１のカムのカムプ
   ロフィールが上記カムプロフィールと異なって形成され
   るとともに、上記エキセントリック大径部は、上記ロッ
   カシャフトよりも径が大きく、かつ軸心が上記ロッカシ
   ャフトの軸心から偏心した着脱自在な偏心プッシュによ
   り構成されたことを特徴とする４サイクルエンジンの動
   弁装置。