JPS63106310A - 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】 く産業上の利用分野〉 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
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漏えており、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、広い運転範囲に渡っ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。

このような弁作動状態切換装置として、例えば本出願人
による特開昭６ｌ−１９（ｊ１１＠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、ロッカシャフト
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１０ツカアームと、他方の吸気弁或い
は排気弁に当接し１ｑる第２０ツカアームと、高速用カ
ムに摺接する第３０ツカアームとが相互に隣接して相対
角度変位可能に枢支され、これら第１、第２及び第３０
ツカアームが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
弁作動体止装置が提案されている。そしてこの連結装置
として、各ロッ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、各ロッカアーム同士を連結し１り
るようにしたｐ４造が同明細書に開示されている。

そして同構造によると、高速用カムに１と接する第３０
ツカアームは、カムにより常時揺動運動を与えられるが
、各日ツカアーム同士が連結された時にのみ多弁にカム
の揚程を伝達し、連結解除状態に於ては単に遊動状態に
ある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかるに、低速用カムに摺接する第１、第２０ツカアー
ムが、バルブスプリングにより常時カムとの摺接を保持
されているのに対し、第３０ツカアームは、連結解除時
は別途設りられたリフタ装置により高速カムに対する摺
接を保持するようにされており、この付勢力の設定が問
題となる。即ち、付勢力が過少であると高速時にロッカ
アームの肌性運動を規制することができず、過大である
と押圧力によりフリクションが増大し、特にカムのベー
ス円区間にて連結装置を作動させるものであることから
、ベース円区間で無用な付勢力を与えることが、高速カ
ム或いは高速用ロッカアームのカムスリッパの摩耗を低
速カム側に比して早めることとなる虞れのあることが見
出された。

このような先行技術の不都合に鑑み、本発明の主な目的
は、遊動時のロッカアームに対するカム面への抑圧付勢
）ｊを適正に制限し臂−るように改良された内燃機関の
弁作動状態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、本発明によれば、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
定されたカム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
より常時閉弁イ」勢されると共に前記カムにより量弁駆
動される弁と、前記カムの揚程を前記弁に伝達する第１
の伝達部材と、前記カムに内接する第２の伝達部材と、
前記第１、第２の両伝達部材間の連結、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状態切換装置で
あって、前記第１の伝達部材が、前記連結装置の作動状
態に応じた作動状態を直接前記弁に伝達するものでおり
、前記第２の伝達部材が、前記両伝達部材間が連結され
た時にのみ前記カムの揚程を前記第１の伝達部材を介し
て前記弁に伝達し、非連結時には遊動するものであり、
前記第２の伝達部材が、前記カムの外周面に近接する方
向への付勢手段と前記付勢方向に対するストローりの規
定手段とを僅えることを特徴とする内！機関の弁作動状
態切換装置を提供することによって速成される。

く作用〉 このようにすれば、第２の伝達部材が遊動状態に必る時
には付勢手段のストロークが規定され、例えばカムのベ
ース円区間については、伝達部材とカムとの間の接触圧
力をほぼＯにすることができる。

〈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〜第４図は本発明の第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第１の伝達部材としての第１、第
３０ツカアーム５．７及び第２の伝達部材としての第２
０ツカアーム６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ｔｏ　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が、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。

これら両口ツカアーム５．７の遊端部には、各吸気弁１
ａ、１ｂの上端に当接するタペットねじ９ａ、９ｂ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、その端部下面は、
シリンダへラド１１に穿設されたガイド孔１１ａに摺合
するリフタ１２の上端面に当接している。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の外周面に追従するようにされて
いる。

リフタ１２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１２ａが、ガイド孔１１ａ開口端近傍に
嵌着されたストップリング１４に当接し、リフタ１２の
上方へのストロークが規定されている。

面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、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１
習接し１ｑるようにされている。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連結装置１５により、一体
内に揺動し１ｑる状態と、相対変位し得る状態とを切換
可能なようにされでいる。

一方、両吸気弁１ａ、１ｂの上部には、リテーナ１６ａ
、１６ｂがそれぞれ設けられており、これらリテーナ１
６ａ、１６ｂ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１７ａ、１７ｂ
が介装されており、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図及び第５図に良く示されるように、第１、第３０
ツカアーム５．７には、それぞれ両側面間を貫通するガ
イド孔２０．２１が、ロッカシャフト８に平行して穿設
されている。この両ガイド孔２０．２１の内端側には、
縮径された小径部２２．２３が形成され、これに伴い段
部２４．２５が形成されている。

第２０ツカアーム６には、第１、第３両ロッカアーム５
．７の両ガイド孔２０，２１に対応するガイド窪み２６
ａ、２６ｂが両側面にそれぞれ穿設されている。

上記した両ガイド孔２０．２１の内部には、ガイド孔２
０．２１の小径部２２．２３に摺合すると共にその外端
部に拡径段部２７．２８が形成されたピストン２９．３
０がそれぞれ受容されている。これら両ピストン２９．
３０は、拡径段部２７．２８とガイド孔２０．２１の段
部２４．２５との間に縮設されたコイルばね３１．３２
により、常時没入方向に付勢されている。また両ガイド
孔２０．２１の外端側には、ストップリング３３を介し
てキャップ３４．３５がそれぞれ嵌着されており、これ
により両ピストン２９．３０の扱は止めがなされている
。

そして両ビス１−ン２９．３０の軸線方向寸法は、一端
がそれぞれキャップ３４．３５に当接した時に、ガイド
孔２０．２１のガイド窪み２６ａ、２６ｂに臨む端面か
ら突出しないように定められている。

両キャップ３４．３５の内端側は縮径されており、これ
により両ピストン２９．３０の外端面とキャップ３４．
３５との間に空隙３６．３７がそれぞれ郭成されている
。また、ロッカシャフト８内には、図示されない油圧供
給装置に連通ずる通路３８が穿設されており、第１、第
３０ツカ７−ム５．７の空隙３６．３７にそれぞれ連通
ずるように穿設された油路３９ａ、３９ｂと、ロッカシ
ャフト８の周壁に穿設された連通孔４０ａ、４０ｂとを
介して、第１、第３０ツカアーム５．７の揺動状態の如
何に拘らず、作動油供給通路３８ｈ１ら供給される作動
油を、常に両空隙３６．３７内に４１人し得るようにさ
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４．５図を参照して、機関の中低速度域にあっ
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１５の両ガイド孔２０．２１には油圧が供給されず
、各ピストン２９．３０は各コイルばね３１．３２の弾
発力により第４図に示すように各ガイド孔２０．２１内
にそれぞれ整合し、従って各ロッカアーム５〜７は互い
に相対変位が可能である。

このような連ｔ？；装＠１５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１氏速用カム３ａ、３ｂとのｌ覆接に応じて揺
動し、両吸気弁１ａ、１ｂがその閉弁時期を遅くすると
共に閉弁時期を早くし、しかもリフト毎も小さくして開
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、制御弁を開弁することによ
り、作動油供給通路３８から油路３９ａ、３９ｂ１及び
連通孔４０ａ、４０ｂを介して、連結装置１５の両ガイ
ド孔２０．２１の空隙３６．３７内に作動油圧が供給さ
れる。これにより、第５図に示されるように、両ピスト
ン２９．３０はコイルばね３１．３２の付勢力に抗して
第２０ツカアーム６側に移動する。この結果、両ピスト
ン２９．３０の内端部がそれぞれ第２０ツカアーム６の
ガイド窪み２６ａ、２６ｂ内に突入し、第１〜第３０ツ
カアーム５〜７が互いに連結される。

以上のようにして、第１〜第３０ツカアーム５〜７が連
結装置１５により相互に連結された状態にあっては、高
速用カム４に摺接した第２０ツカアーム６の１♂動但が
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
従ってその閉弁時期を早くすると共に閉弁時期をも遅く
し、しかもリフト量も人さくして共に開閉駆動される。

第６図〜第９図は本発明の第２の実施例を示している。

本実施例に於ては、第６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に係合して直線摺動運
動を行なう伝達部材としての第１〜第３パケツトリフタ
５５〜５７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パケツトリフタ５５〜５７は、カム軸２の下
方に機関本体に形成されたガイドブロック５８内に１習
動自在なように互いに隣接して受容されている。そして
第１及び第３バケツトリフタ５５．５７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２バケツトリツク５６は、第１及び第３バケツトリフ
タ５５．５７間でガイドブロック５８内に支持されてい
る。この第２バケツトリツク５６は、第１、第３両パケ
ットリフタ５５．５７と相対店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、その下部のメカ
−１〜部内面と機関本体に一体的に形成されたばね受け
５９間には、コイルばね６０が縮設されている。これに
より第２パケツトリフタ５６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バケツトリツク５５〜５７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の周方向の回り止めがなされて
いる（第７図）。

第７図及び第９図に良く示すように、第２パケツトリフ
タ５６の下端部には、対角方向に一対の半径方向外向き
の突起６１ａ、６１ｂが形成されており、ガイドブロッ
ク５８の内面に形成された対応凹部６２ａ、６２ｂに係
合し、これにより第２バケツトリフタ５６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バケツトリ
フタ５５．５７に対応する低速用カム３ａ、３ｂと、第
２バケツトリフタ５６に対応する高速用カム４とが゛−
一体的連設されている。

これら第１〜第３パケツトリフタ５５〜５７は、前記し
た第１の実施例に示したと同様の連結装置１５により、
一体内に摺動し得る状態と、相対変位し得る状態とを切
換可能にされている。

第６図及び第７図に良く示されるように、連結装置１５
は第１の実施例とほぼ等しい構造とされ、各パケットリ
フタ５５〜５７の上部に内設されている。そして本実施
例の場合、第１の実施例に於けるキャップ３４．３５が
省略され、ガイドブロック５８内に、両バケットリフタ
５５．５７に穿設された両ガイド孔２０．２１の外端に
それぞれ連通ずるように形成された油路０３ａ、６３ｂ
を介して直接側ピストン２９．３Ｑの外端面に油圧を作
用させるようにしている。

本実施例に於ても、前記した第１の実施例と同様に、油
路６３ａ、６３ｂを介して両ピストン２９．３Ｑに作用
さＵる作動油を断続することにより、両ビス１ヘン２９
．３０の内端が第２バケツ］・リフタ５６に形成された
ガイド窪み２６ａ、２６ｂに突入、離脱し、各バケット
リフタの連結、非連結が選択できる。

上記第１、第２両実施例と共に、高速用カム４に摺接す
る第２バケットリフタ（第２０ツカアーム）は、非連結
状態にあっては、バルブスプリングの付勢力に関わりな
くばね付勢されＣいるが、上記したようにリフタの上方
へのストロークを規定することにより、必要以上の押圧
力が高速カム面に作用することを回避し１ｄる。

尚、上記実施例は伝達部材を３分割とし、２つの弁を同
時に作動させるものについて説明したが、本発明は、所
定の回転速度で一方の弁を休止するように構成した弁作
動状態切換装置、或いは２分割の伝達部材にて１つの弁
の作動時期を変化さける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、退勤時の第２伝達部材がカ
ム面に及ぼす接触圧力を好適に制限することが可能とな
り、しかし連結装置の作動時に於ける第２伝達部材の位
置精度を高めることができることから、連結装置の動作
信頼性を向上させ、フリクションを削減する上で効果的
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弁作動状態切換装置の第１の実施
例を示す上面図である。 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■矢視図である。 第４図は低速運転時を示す第３図のＩＶ　−ＩＶ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
。 第６図は本発明の第２の実施例による動弁機構を一部切
除して示す立面図である。 第７図は高速運転時を示す第６図に於けるＶＩ［−ｖ■
線に沿う断面図である。 第８図は第７図に於ける■矢視図でおる。 第９図は第７図に於（プるＩＸ　−ＩＸ線に沿う断面図
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・・・ロツカシ（／７１〜 ９ａ、９ｂ・・・タペットねじ １０ａ、１０ｂ・・・ロックナツト １１・・・シリンダヘッド′１１ａ・・・ガイド孔１２
・・・リフタ　　　　１２ａ・・・段部１３・・・コイ
ルばね　　１４・・・ストップリング１５・・・連結装
置 １６ａ、１６ｂ・・・リテーナ １７ａ、１７ｂ・・・バルブスプリング２０．２１・・
・ガイド孔２２．２３・・・小径部２４．２５・・・段
部 ２６ａ、２６ｂ・・・ガイド窪み ２７．２８・・・拡径段部２９．３０・・・ピストン３
１．３２・・・コイルばね ３３・・・ストップリング３４．３５・・・キャップ３
６．３７・・・空隙　　３８・・・通路３９ａ、３９　
ｂ　・・・油路４０ａ、４０　ｂ−・・連通孔５５・・
・第１バケツトリフタ ５６・・・第２バケットリフタ ５７・・・第３バケツ１〜リフタ ５８・・・ガイドブロック５９・・・ばね受６０・・・
コイルばね ６１ａ、６１ｂ−・・突起６２ａ、６２　ｂ−・・凹部
６３ａ、６３ｂ−・・油路“ 特　許　出　願　人　　本田技Ｃ１工業株式会社代　　
　理　　　人　　弁理士　大　島　陽　−第１図 ！Ｊ２　図 第４図 第６図 ｊ１７図 第９図　　　　　　第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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カムを一体的に連設し
   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弁と、前記カムの揚程を
   前記弁に当接した上で伝達する第１の伝達部材と、前記
   カムに摺接する第２の伝達部材と、前記第１、第２の両
   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状態切換装置であって、前記第１の
   伝達部材が、前記連結装置の作動状態に応じた作動状態
   を直接前記弁に伝達するものであり、 前記第２の伝達部材が、前記両伝達部材間が連結された
   時にのみ前記カムの揚程を前記第１の伝達部材を介して
   前記弁に伝達し、非連結時には遊動するものであり、 前記第２の伝達部材が、前記カムの外周面に近接する方
   向への付勢手段と前記付勢方向に対するストロークの規
   定手段とを備え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）前記ストローク規定手段が、前記第２の伝達部材
   が前記カムのベース内部分に摺接している状態に於いて
   は前記付勢手段の付勢力を前記第２の伝達部材に及ぼさ
   ないように設定されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の内燃機関の弁作動状態切換装置。