JPH0511288Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は内燃機関の回転速度に応じて吸気弁或
いは排気弁の作動時期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
を所定のサイクルに応じて行なわせるために、４
サイクル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
範囲に亘つて燃焼室への混合気の充填効率を向上
させる技術が、種々提案されている。

このような弁作動時期切換装置として、例えば
本出願人による特開昭61−19911号公報に於て、
機関の回転に同期して回転駆動されるカム軸に、
一方の吸気弁或いは排気弁に対応し、しかも機関
の低速運転に対応した形状の低速用カムと、機関
の高速運転に対応した形状の高速用カムとがそれ
ぞれ一体化され、ロツカシヤフトに低速用カムに
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１ロツカアームと、他方の吸気弁或いは
排気弁に当接し得る第２ロツカアームと、高速用
カムに摺接する第３ロツカアームとが相互に摺接
して相対角度変位可能に枢支され、これら第１、
第２及び第３ロツカアームが各ロツカアームを一
体的に連結する状態と、各ロツカアームの相対角
度変位を許容する状態との切換を可能にした連結
手段を設けるようにした内燃機関の弁作動休止装
置が提案されている。そしてこの連結装置とし
て、各ロツカアームを連通す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
を油圧作動させることにより、各ロツカアーム同
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。

そして同出願に於て、一方の端部に位置するロ
ツカアームの側端から圧油を作用させることによ
り、各ロツカアームを連結する位置にピストンを
移動させ、他方の端部に位置するロツカアームの
側端からばねを用いて押圧付勢することにより、
連結解除位置にピストンを移動させるようにした
構造が提案されている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかるに、上記した構造によると、各ガイド孔
内にピストン或いはコイルばねを自己保持させて
おくことができず、ロツカアームをロツカシヤフ
トに組付ける作業が比較的厄介であることが見出
された。

このような先行技術の不都合に鑑み、本考案の
主な目的は、比較的組付けを容易に行なうことが
できるように改良された弁作動時期切換装置を提
供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本考案によれば、クランク
軸と同期回転すると共に、機関の運転速度範囲に
応じて形状を設定された第１のカムと第２のカム
と第３のカムとを一体的に連設してなるカム軸
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複数の弁と、前記
第１のカムに摺接して該カムの揚程を前記弁に伝
達する第１の伝達部材と、前記第２のカムに摺接
して該カムの揚程を前記弁に伝達する第２の伝達
部材と、前記第３のカムに摺接して該カムの揚程
を前記弁に伝達する第３の伝達部材と、前記第
１、第２、第３の各伝達部材間の連結、非連結を
選択する連結装置とを有する内燃機関の弁作動時
期切換装置であつて、前記３つの伝達部材のうち
の両側の伝達部材に内設されたガイド孔の各々に
出没自在に摺合する連結部材と、該連結部材を前
記ガイド孔内に没入させる向きに付勢するべく前
記両側の伝達部材に内設された第１の付勢手段
と、前記連結部材を所定の条件のもとに於て中央
の伝達部材へ向けて突出付勢するべく前記両側の
伝達部材に内設された第２の付勢手段と、前記連
結部材の突出部を受容するべく前記中央の伝達部
材に設けられた受容部とを有することを特徴とす
る内燃機関の弁作動時期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、両側の伝達部材のガイド孔
から中央の伝達部材の受容部に連結部材を突入さ
せることによつて３つの伝達部材が相互に連結さ
れ、両側の伝達部材のガイド孔内に各連結部材を
没入させることによつて３つの伝達部材の結合が
解除される。そして両側の伝達部材の内部に連結
部材と没入方向への付勢手段とを一体的に組付け
ることができ、外力が作用しない状態に於ては、
連結部材を伝達部材内に保持することが可能とな
る。

〈実施例〉 以下、本考案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〜第４図は本考案の第１の実施例を示し
ており、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
けられており、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卵形断面をな
す第１及び第３のカムとしての一対の低速用カム
３ａ，３ｂ及び第２のカムとしての単一の高速用
カム４と、これらカム３ａ，３ｂ，４に係合して
直線摺動運動を行なう伝達部材としての第１〜第
３バケツトリフタ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３バケツトリフタ５〜７は、例えばア
ルミニウム合金などの非磁性体材料からなり、カ
ム軸２の下方に機関本体に形成されたガイドブロ
ツク８内に摺動自在なように互いに隣接して受容
されている。そして両側に位置する第１及び第３
バケツトリフタ５，７は基本的に同一形状とさ
れ、その上面に低速カム３ａ，３ｂが摺接し、そ
の下部のスカート部の内面に各吸気弁１ａ，１ｂ
の上端が当接している。

第１及び第３の２つのバケツトリフタ５，７の
中央に位置する第２バケツトリフタ６は、第１及
び第３バケツトリフタ５，７間でガイドブロツク
８内に支持されている。この第２バケツトリフタ
６は、第１、第３両バケツトリフタ５，７と相対
摺動可能なようにされており、その上面に高速用
カム４が摺接し、その下部のスカート部内面と機
関本体に一体的に形成されたばね受け９との間に
は、コイルばね１０が縮設されている。これによ
り第２バケツトリフタ６は常時上向きに付勢され
ており、高速用カム４との摺接状態を保持するよ
うにされている。

これら第１〜第３バケツトリフタ５〜７の互い
に摺接する側壁面は、平面に研削されており、平
面同士にて摺接することにより互いに周方向の回
り止めがなされている（第２図）。そしてこれら
第１〜第３バケツトリフタ５〜７は、後記する連
結装置１１により、一体的に摺動し得る状態と、
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１２ａ，１２ｂがそれぞれ設けられており、こ
れらリテーナ１２ａ，１２ｂと機関本体との間
に、両吸気弁１ａ，１ｂのステム部を囲繞するバ
ルブスプリング１３ａ，１３ｂが介装されてお
り、両弁１ａ，１ｂを閉弁方向、即ち第１図に於
ける上方に向けて付勢している。

第１図及び第２図に良く示されるように、第
１、第３バケツトリフタ５，７の上部には、両側
面間を貫通するガイド孔１４，１５がカム軸２に
平行にかつ互いの軸心を等しくして穿設されてい
る。そして第２バケツトリフタ６には、これらガ
イド孔１４，１５にそれぞれ同心、同径にて円筒
状のガイド窪み１６ａ，１６ｂが形成されてい
る。

第１、第３バケツトリフタ５，７の両ガイド孔
１４，１５の互いに対称位置となる外端部側に
は、中空をなす永久磁石１７，１８が、その軸線
方向両端面に一対のストツプリング１９ａ，１９
ｂを介してそれぞれ嵌着されている。

両ガイド孔１４，１５内には、磁性体材料から
なる連結部材としてのピストン２０，２１が摺合
している。これらピストン２０，２１は、一端を
内側のストツプリング１９ａに当接させた時に、
他端が第２バケツトリフタ６に臨む側面から突出
しないようにその軸線方向寸法を定められてい
る。

更に、ガイドブロツク８内には、両ガイド孔１
４，１５の外端にそれぞれ連通する油路２２ａ，
２２ｂが形成されており、別途制御弁の作用によ
り、作動油を両ガイド孔１４，１５内に導入し得
るようにされている。

第２図及び第３図に良く示すように、第２バケ
ツトリフタ６の下端部には、対角方向に一対の半
径方向外向きの突起２３ａ，２３ｂが形成されて
おり、ガイドブロツク８の内面に形成された対応
凹部２４ａ，２４ｂに係合し、これにより第２バ
ケツトリフタ６の上方へのストロークが規定され
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３バ
ケツトリフタ５，７に対応する低速用カム３ａ，
３ｂと、第２バケツトリフタ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４
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イルに形成されており、
また高速用カム４は、低速用カム３ａ，３ｂに比
して、より広角度に亘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イルに形成されてい
る。

次に以上説明した本装置の作動の要領について
説明する。

先ず、第１，２図を参照して、機関の中低速度
域にあつては、図示されない制御弁を閉弁するこ
とにより、連結装置１１の両ガイド孔１４，１５
には油圧が供給されず、各ピストン２０，２１は
常時作用する永久磁石１７，１８の吸着力により
第１図に示すように各ガイド孔１４，１５内にそ
れぞれ整合し、従つて各バケツトリフタ５〜７は
互いに相対変位が可能である。

このような連結装置１１の連結解除状態にあつ
ては、カム軸２の回転動作により、第１、第３バ
ケツトリフタ５，７は低速用カム３ａ，３ｂとの
摺接に応じて摺動し、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２バケツトリフタ６は高速用カム４との摺
接により摺動するが、その摺動動作は両吸気弁１
ａ，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、制御弁を開弁する
ことにより、油路２２ａ，２２ｂを介して、連結
装置１１の両ガイド孔１４，１５内に作動油圧が
供給される。これにより、第２図に示されるよう
に、両ピストン２０，２１は永久磁石１７，１８
から離脱して第２バケツトリフタ６側に移動す
る。この結果、両ピストン２０，２１の内端部が
それぞれ第２バケツトリフタ６のガイド窪み１６
ａ，１６ｂ内に突入し、第１〜第３バケツトリフ
タ５〜７が互いに連結される。

以上のようにして、第１〜第３バケツトリフタ
５〜７が連結装置１１により相互に連結された状
態にあつては、高速用カム４に摺接した第２バケ
ツトリフタ６の摺動量が最も大きくなることか
ら、第１及び第３バケツトリフタ５，７は第２バ
ケツトリフタ６と共に摺動する。従つて、両吸気
弁１ａ，１ｂが、高速用カム４のカムプロフイル
に従つ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、ピストン２０，２１
を円形断面としたが、これは長円形、或いは矩形
断面でも良く、上下寸法を偏平にすれば、動弁機
構の高さ寸法を削減し得る。また第２バケツトリ
フタ６のガイド窪み１６ａ，１６ｂについても、
外周面に溝を周設したものであつても良い。

第５図〜第９図は本考案の第２の実施例を示し
ている。本実施例に於ては、第５図に示されるよ
うに、一対の吸気弁１ａ，１ｂは、第１の実施例
と同様に、卵形断面をなす一対の低速用カム３
ａ，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ロツカアーム２６〜２８
との働きにより開閉動作を行なうようにされてい
る。

第１〜第３ロツカアーム２６〜２８は、カム軸
２の下方に該カム軸２に平行に固設されたロツカ
シヤフト２９に揺動自在なように互いに隣接して
枢支されているが、両側に位置する第１及び第３
ロツカアーム２６，２８は基本的に同一形状とさ
れ、その基部がロツカシヤフト２９に枢支され、
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。これら両ロツカアーム２６，２
８の遊端部には、各吸気弁１ａ，１ｂの上端に当
接するタペツトねじ３０ａ，３０ｂがそれぞれ進
退可能なように螺着されており、該タペツトねじ
はロツクナツト３１ａ，３１ｂにより緩み止めさ
れている。

中央に位置する第２ロツカアーム２７は、第１
及び第３ロツカアーム２６，２８間でロツカシヤ
フト２９に枢支されている。この第２ロツカアー
ム２７は、ロツカシヤフト２９から両吸気弁１
ａ，１ｂの中間に向けて僅かに延出されており、
第６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ツパ２７ａが形
成され、その端部下面は、シリンダヘツド３２に
穿設されたガイド孔３２ａに摺合するリフタ３３
の上端面に当接している。そしてリフタ３３の内
面とガイド孔３２ａの底面との間には、コイルば
ね３４が縮設され、リフタ３３を常時上向きに付
勢しており、これにより第２ロツカアーム２７の
カムスリツパ２７ａが、高速用カム４の外周面に
追従するようにされている。

リフタ３３は、その上部を縮径されており、こ
れにより形成された段部３３ａが、ガイド孔３２
ａ開口端近傍に嵌着されたストツプリング３５に
当接し、リフタ３３の上方へのストロークが規定
されている。

第１の実施例と同様にカム軸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３ロツカアーム２６，２８に対応する低速用カ
ム３ａ，３ｂと、第２ロツカアーム２７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７図に良く示されているように、低速用カ
ム３ａ，３ｂは、第１、第３ロツカアーム２６，
２８の上面に形成されたカムスリツパ２６ａ，２
８ａにその外周面を摺接し得るようにされてい
る。尚、第７図に於てリフタ３３は図示省略され
ている。

これら第１〜第３ロツカアーム２６〜２８は、
各ロツカアーム２６〜２８の中央部を貫通してロ
ツカシヤフト２９と平行に穿設された孔内に装着
された連結装置１１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。

第８図及び第９図に良く示されるように、第
１、第３ロツカアーム２６，２８には、それぞれ
両側面間を貫通するガイド孔３６，３７が、ロツ
カシヤフト２９に平行して穿設されている。この
両ガイド孔３６，３７の内端側には、縮径された
小径部３８，３９が形成され、これに伴い段部４
０，４１が形成されている。

第２ロツカアーム２７には、第１、第３両ロツ
カアーム２６，２８の両ガイド孔３６，３７に対
応するガイド窪み４２ａ，４２ｂが両端面にそれ
ぞれ穿設されている。

上記した両ガイド孔３６，３７の内部には、ガ
イド孔３６，３７の小径部３８，３９に摺合する
と共にその外端部に拡径段部４３，４４が形成さ
れたピストン４５，４６がそれぞれ受容されてい
る。これら連結部材としての両ピストン４５，４
６は、拡径段部４３，４４とガイド孔３６，３７
の段部４０，４１との間に縮設されたコイルばね
４７，４８により、常時没入方向に付勢されてい
る。また両ガイド孔３６，３７の外端側には、ス
トツプリング５０を介してキヤツプ５１，５２が
それぞれ嵌着されており、これにより両ピストン
４５，４６の抜け止めがなされている。そして両
ピストン４５，４６の軸線方向寸法は、第１の実
施例と同様に、一端がそれぞれキヤツプ５１，５
２に当接した時に、ガイド孔３６，３７のガイド
窪み４２ａ，４２ｂに臨む端面から突出しないよ
うに定められている。

両キヤツプ５１，５２の内端側は縮径されてお
り、これにより両ピストン４５，４６の外端面と
キヤツプ５１，５２との間に空隙５３，５４がそ
れぞれ郭成されている。また、ロツカシヤフト２
９内には、図示されない油圧供給装置に連通する
通路５５が穿設されており、第１、第３ロツカア
ーム２６，２８の空隙５３，５４にそれぞれ連通
するように穿設された油路５６ａ，５６ｂと、ロ
ツカシヤフト２９の周壁に穿設された連通孔５７
ａ，５７ｂとを介して、第１、第３ロツカアーム
２６，２８の揺動状態の如何に拘らず、作動油供
給通路５５から供給される作動油を、常に両空隙
５３，５４内に導入し得るようにされている。

本実施例に於ても、前記した第１の実施例と同
様に、通路５５を介して両ピストン４５，４６に
作用される油圧を断続することにより、コイルば
ね４７，４８の付勢力との釣合に応じて両ピスト
ン４５，４６の内端がガイド窪み４２ａ，４２ｂ
に突入、離脱する。これにより第９図に示すよう
に、両ピストン４５，４６がガイド窪み４２ａ，
４２ｂにそれぞれ突入した際には第１、第３ロツ
カアーム２６，２８が第２ロツカアーム２７と共
に揺動し、両吸気弁１ａ，１ｂが高速用カム４に
より開弁駆動される。そして第８図に示すよう
に、両ピストン４５，４６が両ガイド窪み４２
ａ，４２ｂから離脱した際には、第１、第３両ロ
ツカアーム２６，２８が第２ロツカアーム２７と
関わりなく、低速用カム３ａ，３ｂとの係合によ
り両弁１ａ，１ｂを駆動する。

〈考案の効果〉 このように本考案によれば、伝達部材内に連結
部材を組込んだ状態が保持されることとなり、３
つの伝達部材をエンジンに組付ける際に連結部材
を脱落させずに済む。しかもピストンを突出させ
る作動力及びピストンを復帰させる付勢力共に当
該伝達部材の内力として打ち消されるため、隣接
する部材間に無用な応力を及ぼすことがなく、組
立性及び作動の信頼性を向上する上に効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による弁作動時期切換装置の第
１の実施例を一部破断して示す立面図である。第
２図は第１図の−線に沿う断面図である。第
３図は第２図の−線に沿う断面図である。第
４図は一部切除して示す第２図の矢視図であ
る。第５図は本考案の第２の実施例による動弁機
構の上面図である。第６図は第５図に於ける−
線に沿う断面図である。第７図は第５図に於け
る矢視図である。第８図は低速運転時を示す第
７図に於ける−線に沿う断面図である。第９
図は高速運転時を示す第８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１バケツトリフタ、６……第２バケツトリフ
タ、７……第３バケツトリフタ、８……ガイドブ
ロツク、９……ばね受、１０……コイルばね、１
１……連結装置、１２ａ，１２ｂ……リテーナ、
１３ａ，１３ｂ……バルブスプリング、１４，１
５……ガイド孔、１６ａ，１６ｂ……ガイド窪
み、１７，１８……永久磁石、１９ａ，１９ｂ…
…ストツプリング、２０，２１……ピストン、２
２ａ，２２ｂ……油路、２３ａ，２３ｂ……突
起、２４ａ，２４ｂ……凹部、２６……第１ロツ
カアーム、２７……第２ロツカアーム、２８……
第３ロツカアーム、２６ａ，２７ａ，２８ａ……
カムスリツパ、２９……ロツカシヤフト、３０
ａ，３０ｂ……タペツトねじ、３１ａ，３１ｂ…
…ロツクナツト、３２……シリンダヘツド、３２
ａ……ガイド孔、３３……リフタ、３３ａ……段
部、３４……コイルばね、３５……ストツプリン
グ、３６，３７……ガイド孔、３８，３９……小
径部、４０，４１……段部、４２ａ，４２ｂ……
ガイド窪み、４３，４４……拡径段部、４５，４
６……ピストン、４７，４８……コイルばね、５
０……ストツプリング、５１，５２……キヤツ
プ、５３，５４……空隙、５５……通路、５６
ａ，５６ｂ……油路、５７ａ，５７ｂ……連通
孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) クランク軸と同期回転すると共に、機関の運
   転速度範囲に応じて形状を設定された第１のカ
   ムと第２のカムと第３のカムとを一体的に連設
   してなるカム軸と、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
   れる複数の弁と、前記第１のカムに摺接して該
   カムの揚程を前記弁に伝達する第１の伝達部材
   と、前記第２のカムに摺接して該カムの揚程を
   前記弁に伝達する第２の伝達部材と、前記第３
   のカムに摺接して該カムの揚程を前記弁に伝達
   する第３の伝達部材と、前記第１、第２、第３
   の各伝達部材間の連結、非連結を選択する連結
   装置とを有する内燃機関の弁作動時期切換装置
   であつて、 前記３つの伝達部材のうちの両側の伝達部材
   に内設されたガイド孔の各々に出没自在に摺合
   する連結部材と、 該連結部材を前記ガイド孔内に没入させる向
   きに付勢するべく前記両側の伝達部材に内設さ
   れた第１の付勢手段と、 前記連結部材を所定の条件のもとに於て中央
   の伝達部材へ向けて突出付勢するべく前記両側
   の伝達部材に内設された第２の付勢手段と、 前記連結部材の突出部を受容するべく前記中
   央の伝達部材に設けられた受容部とを有するこ
   とを特徴とする内燃機関の弁作動時期切換装
   置。 (2) 前記第１の付勢手段が磁力によるものである
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載の内燃機関の弁作動時期切換装置。 (3) 前記第１の付勢手段がばねによるものであ
   り、前記第２の付勢手段が油圧によるものであ
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項に記載の内燃機関の弁作動時期切換装置。