JPS63117111A - 内燃機関の弁作動特性可変制御装置 - 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】 〈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
弁の作動時期を段階的に変化させるだめの切換装置に関
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股されたガイ
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得るよ
うにした構造が同明細書に開示されている。

しかるに、上記した構造によると、各ロッカアームのカ
ムスリッパ面にカムのベース円が摺接した状態にて各ロ
ッカアームのガイド孔同士が整合し、この状態にてピス
トンを作動ざぜるようにしている。従って、互いに隣接
するロッカアームの弁隙間（所謂タペットクリアランス
）が不均一であると、各ガイド孔の軸心に偏差を生じて
しまい、ピストンの円滑な摺動運動に支障を生ずること
が考えられる。そのため、常時タペットクリアランスを
適正に保持すべく、保守インタバルを短くせねばならな
いなど、精度の維持管理を煩雑化する不都合があった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような不都合を是正するためには、基本的にタペッ
トクリアランスが自動的に調整される油圧式ラッシュア
ジャスタを設けることが考えられるが、上記した弁作動
時期切換装置を備えた動弁機構に従来型式のラッシュア
ジャスタを設けようとすると、例えばロッカアームのバ
ルブステムに対する当接端にラッシュアジャスタを設け
た場合には、切換装置との干渉を避ける都合上ロッカア
ームが大型化してしまい、慣性質量が増大して好ましく
ない。

プランジャの突端にボールジヨイントを形成したラッシ
ュアジャスタにより、ロッカアームをピボット支持した
構造も知られており、ロッカアーム構造を小形化する上
では有利でおるが、揺動中心が変位すると共に、ロッカ
アームがボールジヨイント式に支持されることから、切
換装置のガイド孔の軸線にずれを生ずることが避けられ
ない。

このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、その作動の確実性を損うことなく油圧式ラッシュア
ジャスタを組込むことの可能な内燃機関の弁作動時期切
換装置を提供することにおる。

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、クランク軸と周期
回転すると共に、機関の低速運転に適合した低速用カム
及び機関の高速運転に適合した高速用カムを一体的に形
成してなるカム軸と、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、前記低速、高
速筒カムにそれぞれ対応し、これら両カムの揚程を前記
弁に付与すべく互いに隣接してロッカシャフトに枢支さ
れたロッカアームと、これらロッカアーム間の連結、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
弁作動時期切換装置でおって、前記連結手段が、前記両
ロッカアームに内股されたガイド孔に１習合するピスト
ンの位置を変位させることにより前記両ロッカアームを
一体的に連結する状態と各ロッカアームの相対位置変位
を許容する状態との選択切換がなし得るものであると共
に、前記ロッカシャフトが、少なくとも２つの油圧式ラ
ッシュアジャスタを介して機関本体に支持されているこ
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、高速時には各ロッカアームを連結し
て作動させることにより高速回転に適合したカムにより
開弁駆動され、低速時には各ロッカアーム間の連結を解
除して低速回転に適合したカムにより開弁駆動される。

そしてロッカアームがロッカシャフトに枢支されている
ことから、各ロッカアーム間にずれを生ずることがなく
、しかも油圧式ラッシュアジャスタによりタペットクリ
アランスが適正に保たれる。

〈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〜第３０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と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枢支されている。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
基端部がロッカシャフト８に枢支されており、それぞれ
の遊端部５ｂ、７ｂが両吸気弁１ａ、１ｂの上方に延出
され両吸気弁のバルブステム上端に当接している。

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に枢支されている。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’ｌａ
、ｉｂ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、その遊端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、下面には
シリンダヘッド９に穿設されたガイド孔９ａに１習合す
るリフタ１０の上端面が当接している。モしてリフタ１
０の内面とガイド孔９ａの底面との間には、コイルばね
１１が縮設され、リフタ１０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に常時摺接するようにされている。

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の中央部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３ａ１３
ｂに比して、より広角度に渡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１
０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１２によ
り、一体向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１３ａ
、１３ｂがそれぞれ設けられており、これらリテーナ１
３ａ、１３ｂ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１４ａ、１４ｂ
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。

ロッカシャフト８は、第４図に示すように、各ロッカア
ーム５〜７を互いに隣接して枢支すると共に、その両端
部を一対の油圧式ラッシュアジャスタ４０を介してシリ
ンダヘッド９に支承されている。ロッカシャフト８の第
４図に於ける左端には拡径段部８ａが形成され、第１０
ツカアーム５の側端面に当接している。そして右端には
スラストワッシ１７１５を介してストップリング１６が
嵌着されており、これらにより、各ロッカアーム５〜７
のロッカシャフト８からの抜は止めがなされている。

ロッカシャフト８は、その両端部に穿設された取付孔１
７ａ、１７ｂ内に、油圧式ラッシュアジャスタ４０の半
球状をなす頭部１８ａ、１８ｂを受容することにより、
ラッシュアジャスタ４０と結合している。そしてラッシ
ュアジャスタ４０とロッカシャフト８との結合部に於け
る第１、第３０ツカアーム５．７の基端部には扇形の切
欠部１９ａ、１９ｂが形成され（第３図）、両ロッカア
ーム５．７の揺動が、ラッシュアジャスタ４０により妨
げられることのないようにされている。

ロッカシャフト８の左端には、ユニオンナット２０によ
り導油管２１が固着されており、ロッカシャフト８内に
穿設された油路２２を介して後記する連結装置１２に対
して作動油圧を供給し得るようにされている。

ロッカシャフト８を支承する油圧式ラッシュアジャスタ
４０は、第５図に示すように公知形式のものであり、は
ぼ有底筒状をなすケーシング４１内に、頭部に半球面が
形成されたプランジャ４２を摺合してなり、プランジャ
４２の内部に低圧空４３を、そしてプランジャ４２の底
壁外面とケーシング４１の内面との間に高圧室４４をそ
れぞれ郭成している。

プランジｔ４２の底壁には通孔４５が開設されており、
高圧室４４側に設けられたボール式チェック弁４６によ
り、両全４３．４４の圧力差に応じての通孔４５の連通
が断続し得るようにされている。また、高圧室５５内に
はコイルばね４７が縮設されており、プランジャ４２が
常時上向きに押圧付勢されている。そしてプランジャ４
２の周壁及びケーシング４１の周壁には、それぞれ油孔
４８．４９が開設されており、シリンダヘッド９内に穿
設された油路５０を介して低圧空４３内部に潤滑油が供
給される。

第６図及び第７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２７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２７の底部側は、縮径され
た小径部２８が形成され、これに伴い段部２９が形成さ
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２７に連通する第２ガイド孔３０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３０に連通する
第３ガイド孔３１が穿設されている。この第３ガイド孔
３１の底部側は、第１ガイド孔２７と同様に段部３２と
小径部３３とが形成され、更に第３ガイド孔３１の底壁
を貫通する小径の貫通孔３４が、第３ガイド孔３１と同
心にて穿設されている。

これら第１〜第３ガイド孔２７．３０．３１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３
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３６と、両ピストン３・５．３６の移動を規制するス
トッパ２７と、両ピストン３５．３６を連結解除位置側
に付勢するコイルばね３８とが装着されている。

第１ピストン３５は第１ガイド孔２７と第２ガイド孔３
０に１習合し、これにより第１ガイド孔１７の底面と第
１ピストン３５の端面との間に油圧室３９が郭成されて
いる。また、油圧室３９は第１０ツカアーム５内に穿設
された油路３９ａを介してロッカシャフト８内の油路２
２に連通しており、導油管２１を介して供給される作動
油を、第１０ツカアーム５の揺動状態の如何に拘らず、
常に油圧室３９内に導入し得るようにされている。

第１ピストン３５の軸線方向寸法は、その一端が第１ガ
イド孔２７内の段部２９に当接した際に、その他端が第
１０ツカアーム５の第２０ツカアーム６に臨む側面から
突出しないように設定されている。

第２ピストン３６は、その軸線方向寸法を第２ガイド孔
３０の全長に等しくされており、第２ガイド孔３０と第
３ガイド孔３１とに摺合し得るようにされている。

ストッパ３７は、一端に第３ガイド孔３１に１習合する
円板部３７ａが形成され、他端に貫通孔３４に挿通する
案内棒３７ｂが形成されている。更にストッパ２７の円
板部３７ａと第３ガイド孔３１の小径部３３の底部との
間には、案内棒３７ｂを外囲して前記したコイルばね３
８が介装されている。

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
。

第６．７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１
２の油圧室３９には油圧が供給されず、各ピストン３５
．３６はコイルばね３８の付勢力により第６図に示すよ
うに各ガイド孔２７．３０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おる。

このような連結装置１２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１習接に応じて揺動し、
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、制御弁を開弁することによ
り、導油管２１、ロッカシャフト８の油路２２、及び第
１０ツカアーム５の油路３９ａを介して、連結装＠１２
の油圧室３９に作動油圧が供給される。これにより、第
７図に示されるように、第１ピストン３５は、コイルば
ね３８の付勢力に抗して第２０ツカアーム６側に移動し
、第２ピストン３６は、第１ピストン３５に押されて第
３０ツカアーム７側に移動する。この結果、ストッパ３
７の円板部３７ａが段部３２に当接するまで第１及び第
２ピストン３５．３６が共に移動し、第１ピストン３５
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３６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１２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１習接した第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か、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、しかもリフト量も大きくして共に開閉駆動される。

上記した構成の弁作動時期切換装置に於ては、所謂タペ
ットクリアランスと呼ばれるリンク間の隙間が均一でな
いと切換ピストン３５．３６の円滑な作動が阻害される
虞れがある。そこで本発明によれば、ロッカシャフト８
に油圧式ラッシュアジャスタを設けることにより、タペ
ットクリアランスが自動的に調節されるようにしている
。

第３図に示すように、各カムスリッパ５ａ、７ａ、６が
カムのベース円Ｃに周設している状態にあっては、ラッ
シュアジャスタ４０のプランジャ４２に対して何ら外力
は作用せず、従って、プランジャ４２はコイルばね４７
の付勢力によってのみ押上げられ、これにより各ロッカ
アームの遊端とバルブステム端との当接面と、低速用カ
ム３ａ、３ｂとカムスリッパ５ａ、７ａとの当接面との
間隙をＯにしている。

カム３ａ、３ｂがロッカアーム５．７を押し始めると吸
気弁１ａ、１ｂ及びプランジャ４２を共に押し下げる向
きに力が作用する。このため高圧至４４内の圧力が増大
し、チェック弁４６が通孔４５を閉塞する。これにより
両ラッシュアジャスタ４０の半球状頭部１８ａ、１８ｂ
の高さ位置が固定され、各当接面の隙間がＯに保たれた
まま吸気弁１ａ、１ｂがリフトを開始する。

カム軸２が回転して、再びベース円Ｃ部分にカムスリッ
パ５ａ、７ａが摺接すると吸気弁１ａ。

１ｂが閉じ、プランジャ４２に加わる圧力が減少するこ
とから、チェック弁４６が通孔４５を開放し、ばね４７
の付勢力のみがロッカシャフト８を押し上げる。そして
油孔５１及びケーシング４１とプランジャ４２との間か
らリークした潤滑油については、シリンダヘッド９内に
形成された油路５０及び両袖孔４８．４９を介して補給
される。

尚、切換ピストンの駆動手段としては、上記した油圧駆
動のみならず、電気的或いは機械的な装置によることも
できる。

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分割ロッカアームにて、所定の回転速度で一方の弁
を休止するように構成された弁作動時期切換装置にも等
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、極めて好適に弁作動時期切
換装置に油圧式ラッシュアジャスタを組込むことが可能
となり、この種の弁作動時期切換装置を備えた動弁機構
に於けるパルプクリアランスを常に適正に保つことがで
きることから、弁作動時期切換装置の動作の信頼性を高
めると同時に、動弁機構のメインテナンスフリー化を推
進する上に効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づき構成された動弁機構を示す上面
図でおる。 第２図は第１図に於ける■−■線に沿う断面図である。 第３図は一部切除して示す第１図に於ける■矢視図であ
る。 第４図は第１図に於けるＩＶ　−ＩＶ線に沿う断面図で
ある。 第５図は油圧式ラッシュアジャスタの一例を示す拡大断
面図である。 第６図は低速運転時を示す第３図に於けるＶｌ−Ｖｌ線
に沿う断面図である。 第７図は高速運転時を示す第６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
〜７ａ・・・カムスリッパ ８・・・ロッカシャフト　８ａ・・・拡径段部９・・・
シリンダヘッド　９ａ・・・ガイド孔１０・・・リフタ
　　　　１１・・・コイルばね１２・・・連結装置 １３ａ、’１３ｂ・・・リテーナ ’１４ａ、１４ｂ・・・バルブスプリング１５・・・ス
ラストワッシャ １６・・・ストップリング１７ａ、１７ｂ・・・取付孔
１８ａ、”ｌ　８　ｂ　・・・頭部１９ａ、１９　ｂ　
・・・切欠部２０・・・ユニオンナット２１・・・導油
管２２・・・油路　　　　　２７・・・第１ガイド孔２
８・・・小径部　　　　２９・・・段部３０・・・第２
ガイド孔　３１・・・第３ガイド孔３２・・・段部　　
　　　３３・・・小径部３４・・・貫通孔　　　　３５
・・・第１ピストン３６・・・第２ピストン　３７・・
・ストッパ３７ａ・・・円板部　　　３７ｂ・・・案内
棒３７Ｃ・・・軸線方向溝　３８・・・コイルばね３９
・・・油圧室　　　　３９ａ・・・油路４０・・・油圧
式ラッシュアジャスタ ４１・・・ケーシング　　４２・・・プランジャ４３・
・・低圧室　　　　４４・・・高圧室４５・・・通孔　
　　　　４６・・・チェック弁４７・・・コイルばね　
　４８．４９・・・油孔５０・・・油路 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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クランク軸と周期回転すると共に、機関の低速運転に適
   合した低速用カム及び機関の高速運転に適合した高速用
   カムを一体的に形成してなるカム軸と、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、前記低速、高速両カムにそれぞれ対応し、これら両
   カムの揚程を前記弁に付与すべく互いに隣接してロッカ
   シャフトに枢支されたロッカアームと、これらロッカア
   ーム間の連結、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時期切換装置であって、 前記連結手段が、前記両ロッカアームに内設されたガイ
   ド孔に摺合するピストンの位置を変位させることにより
   前記両ロッカアームを一体的に連結する状態と各ロッカ
   アームの相対位置変位を許容する状態との選択切換がな
   し得るものであると共に、 前記ロッカシャフトが、少なくとも２つの油圧式ラッシ
   ュアジャスタを介して機関本体に支持されていることを
   特徴とする内燃機関の弁作動時期切換装置。