JPH0239602B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、閉弁方向に付勢された吸気弁あるい
は排気弁を開弁作動すべく、複数のカムフオロア
が揺動自在にシヤフトに枢支され、機関の回転に
同期して回転駆動されるカムシヤフトにはカムフ
オロアを揺動駆動するためのカムが一体化され、
各カムフオロアには、複数カムフオロアを連結す
る位置とその連結状態を解除する位置との間で移
動可能なピストンを備える連結機構が設けられる
内燃機関の弁作動変更装置に関する。

(2) 従来の技術 かかる装置は、本出願人により既に提案（特願
昭58−238423号）（特開昭60−128914号公報）さ
れているものであり、連結機構でカムフオロアと
しての第１および第２ロツカアームを連結したと
きに、カムによつて両ロツカアームを揺動させる
ことにより全吸気弁あるいは全排気弁を開閉作動
させ、連結機構による各ロツカアームの連結状態
が解除したときに、一部のロツカアームのみを揺
動させ、一方の吸気弁あるいは排気弁のみを開閉
作動させるようにしている。ところで、上述のよ
うな連結機構における連結状態の切換えにあたつ
ては、両ロツカアームがともに揺動していない状
態、すなわち第１ロツカアームがカムのベース円
に摺接している状態にあることが必要である。た
とえば、一方の吸気弁あるいは排気弁のみを開閉
作動させている状態から、両吸気弁あるいは両排
気弁をともに開閉作動させる状態に切換えるにあ
たつて、第７図に示すように吸気弁あるいは排気
弁の閉弁区間Acすなわち第１ロツカアームがカ
ムのベース円に摺接して静止している区間におけ
る時期t₁で連結機構により両ロツカアームを連結
すべくピストンの移動を開始させるようにしたと
きを想定する。この場合、吸気弁あるいは排気弁
の開弁区間Aoすなわち第１ロツカアームの揺動
動作区間に入つてしまうため、前記ピストンの第
２ロツカアームの係合が困難となり、たとえわず
かに係合したとしても途中で係合状態が解除され
たりして、確実な切換えが行なわれない。これに
対して、開弁区間Aoの時期t₂、t₃でピストンの移
動を開始したときには、そのときのピストンの係
合動作は不可能であるが、次の閉弁円間Acの最
初からピストンの移動が可能となるため、切換え
が確実に行なわれる。

このように、連結機構の作動開始時期によつて
は、両ロツカアームの連結および連結解除の切換
えが円滑に行なわれないことがあり、円滑な切換
えが行なわれないと異音が発生したり、破損の原
因となるので好ましくない。

(3) 発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、連結機構の実質的な作動開始時期を、開弁区
間を経過した後の次の閉弁区間の最初から行なう
ようにして、連結機構による連結状態の切換えを
確実に行なうようにした内燃機関の弁作動変更装
置を提供することを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 そして上記目的を達成するために本発明は、閉
弁方向に付勢された吸気弁あるいは排気弁を開弁
作動すべく、複数のカムフオロアがシヤフトに揺
動可能に枢支され、機関の回転に同期して回転駆
動されるカムシヤフトには、カムフオロアを駆動
するためのカムが一体化され、各カムフオロアに
は、それらのカムフオロア間を連結する位置とそ
の連結状態を解除する位置との間で移動可能なピ
ストンを備える連結機構が設けられる、内燃機関
の弁作動変更装置において、機関本体内には、前
記カムフオロアに対し前記シヤフト回りに相対揺
動変位可能なタイミング板を、それが機関本体に
対して所定位置に在る時に、少なくとも１つのカ
ムフオロアに設けた凹部内に突入して前記ピスト
ンに係合し得るように設け、前記１つのカムフオ
ロアが開弁方向に作動しているときにそのカムフ
オロアが前記タイミング板を前記所定位置に置き
去りにして該タイミング板と前記ピストンとの係
合を解除するように、該１つのカムフオロアに対
するタイミング板の相対取付位置を設定したこと
を特徴とする。

(2) 作用 ピストンの出力は、カムフオロアが開弁方向に
揺動動作をしているときのみに可能となり、した
がつて連結機構の実質的な作動開始は開弁区間が
終了した後の次の閉弁区間の最初となる。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図および第２図において、機
関本体１に設けられた一対の吸気弁Ｖ１，Ｖ２
は、弁ばねＳ１，Ｓ２によつて閉弁方向に付勢さ
れている。これらの吸気弁Ｖ１，Ｖ２は、機関の
回転に同期して1/2の回転比で回転駆動されるカ
ムシヤフト３に一体的に設けられたカム４と、カ
ムシヤフト３と平行なシヤフトとしてのロツカシ
ヤフト５に揺動自在に枢支されるカムフオロアと
しての第１および第２ロツカアーム６，７と、両
ロツカアーム６，７に設けられた連結機構８との
働きにより、一方の吸気弁Ｖ１のみが開閉作動す
る状態と、両吸気弁Ｖ１，Ｖ２がともに開閉作動
する状態とを切換えて、開閉作動せしめられる。
また機関本体１には、一対の排気弁（図示せず）
が備えられており、これらの排気弁も上記吸気弁
Ｖ１，Ｖ２と同様に開閉作動せしめられる。

カムシヤフト３は機関本体１の上方で回転自在
に配設されており、カム４は一方の吸気弁Ｖ１に
対応する位置でカムシヤフト３に一体的に設けら
れる。このカム４はカムシヤフト３と同心のベー
ス円４ａと、そのベース円４ａから半径方向外方
に突出した高位部４ｂとを有する。またカムシヤ
フト３において他方の吸気弁Ｖ２に対応する位置
には前記ベース円４ａと同径の隆起部９が一体的
に設けられる。

ロツカシヤフト５は、カムシヤフト３よりも下
方に固定配置されており、このロツカシヤフト５
には、一方の吸気弁Ｖ１に対応する第１ロツカア
ーム６と、他方の吸気弁Ｖ２に対応する第２ロツ
カアーム７とが、相互に摺接して相対角変位可能
に支承される。また両ロツカアーム６，７におい
て両吸気弁Ｖ１，Ｖ２の上方に位置する端部に
は、各吸気弁Ｖ１，Ｖ２の上端に当接し得るタペ
ツトねじＴ１，Ｔ２が進退可能にそれぞれ螺着さ
れる。

第１ロツカアーム６の上部には、カム４に摺接
するカムスリツパ６ａが一体的に設けられてお
り、第１ロツカアーム６はカム４の回転動作に応
じて揺動する。すなわち第１ロツカアーム６は、
そのカムスリツパ６ａがカム４のベース円４ａに
摺接している状態では静止しており、カムスリツ
パ６ａがカム４の高位部４ｂに摺接するようにな
ると弁ばねＳ１を縮少しながら下方に回動して吸
気弁Ｖ１を開弁させる。

また第２ロツカアーム７の上部には、隆起部９
に摺接するスリツパ７ａが設けられており、この
隆起部９は両ロツカアーム６，７の連結状態が解
除されているときに、すなわち吸気弁Ｖ２が閉弁
状態にあるときに、第２ロツカアーム７の跳ね上
りを防止して、静止状態を保つ働きをする。

第３図において、第１および第２ロツカアーム
６，７間の連結および連結解除を行なうための連
結機構８は、両ロツカアーム６，７を連結する位
置およびその連結状態を解除する位置間で移動可
能なピストン１１と、そのピストン１１の移動を
規制するストツパ１２と、ピストン１１を連結解
除位置側に押圧すべくストツパ１２を付勢するば
ね１３と、ピストン１１の移動時期を制御するタ
イミング板１４とを備える。

第１ロツカアーム６には、第２ロツカアーム７
側に向けて開放するとともにロツカシヤフト５と
平行な第１ガイド穴１５が穿設されており、この
第１ガイド穴１５の底部側には第２ロツカアーム
７側に臨んだ規制段部１６を介して小径部１７が
設けられる。この第１ガイド穴１５にはピストン
１１が摺合される。

ピストン１１は、有底円筒状の連結体１８と、
短円柱状の押圧体１９とがそれらの間にばね２０
を介在して相互に摺合して成る。連結体１８はそ
の開放端を第１ガイド穴１５の底部側に向けて第
１ガイド穴１５に摺合される。しかも連結体１８
の内径は第１ガイド穴１５の小径部１７よりも小
さく設定される。また押圧体１９は、その一端を
第１ガイド穴１５の底部側に向けて小径部１６に
摺合され、これにより押圧体１９および第１ガイ
ド穴１５の底部間に油圧室２１が画成される。し
かも押圧体１９の連結体１８側には、段部２２を
介して突部２３が設けられており、この突部２３
が連結体１８に摺合される。連結体１８および押
圧体１９間にはばね室２４が画成され、このばね
室２４内に、連結体１８および押圧体１９を相互
に離反する方向に付勢するばね２０が収容され、
このばね２０のセツト荷重はばね１３よりも小さ
く設定される。

連結体１８が規制段部１６に当接した状態で、
ばね２０により押圧体１９が油圧室２１側に最大
限移動されているときに、連結体１８の開放端面
と押圧体１９の段部２２との間には、タイミング
板１４の係合可能な環状の係合溝２６が形成され
る。

連結体１８の長さは、その開放端面が規制段部
１６に当接した状態で、その閉塞端面が第１およ
び第２ロツカアーム６，７の対向側面間に位置す
るように設定される。

第１ロツカアーム６には油圧室２１に連通する
油路２７が穿設される。またロツカシヤフト５内
には、作動油圧供給源（図示せず）からの作動油
を供給するための作動油通路２８が設けられる。
前記油路２７および作動油通路２８は、ロツカシ
ヤフト５の側壁に穿設された連通孔２９を介し
て、第１ロツカアーム６がそのような状態にあろ
うとも常に連通せしめられる。

第２ロツカアーム７には、第１ガイド穴１５に
対応する第２ガイド穴３０が第１ロツカアーム６
側に向けて開放するようにして穿設され、この第
２ガイド穴３０にストツパ１２が摺合される。ス
トツパ１２は円板状に形成されており、第２ガイ
ド穴３０の途中で第１ロツカアーム６側に臨んで
設けられた規制段部３１に当接するまで、第２ガ
イド穴３０内を摺動可能である。また第２ガイド
穴３０の底部には挿通孔３２が穿設されており、
この挿通孔３２にはストツパ１２と一体的な案内
棒３３が挿通される。これにより、ストツパ１２
はその軸線を第２ガイド穴３０に常に一致させて
摺動する。

第２ガイド穴３０の底面とストツパ１２との間
には案内棒３３を囲繞するコイル状のばね１３が
介装されており、ストツパ１２はばね１３のばね
力により、ピストン１１に当接する方向に付勢さ
れる。

ストツパ１２および案内棒３３には透孔３４が
穿設されており、この透孔３４に対応して、ピス
トン１１における連結体１８の閉塞端面には孔３
５が穿設される。ピストン１１のばね室２４は、
前記透孔３４および孔３５を介して常に外部と連
通されており、したがつて連結体１８および押圧
体１９の近接離反動作に応じてばね室２４内が
加、減圧されることはなく、連結体１８および押
圧体１９の近接、離反動作は速やかに行なわれ
る。

押圧体１９の外面には、前記係合溝３６と同様
に、タイミング板１４の係合可能な環状の係合溝
３６が設けられる。この係合溝３６の位置は、油
圧室２１に油圧が作用して押圧体１９が第２ロツ
カアーム７側に最大限変位し、連結体１８により
両ロツカアーム６，７が完全に連結されたとき
に、タイミング板１４が係合し得るように定めら
れる。

第１ロツカアーム６の上部には、タイミング板
１４を摺合する凹部としての溝３７が設けられて
おり、タイミング板１４はロツカシヤフト５の軸
線のまわりに第１ロツカアーム６との相対角変位
を可能にして第１ロツカアーム６に装着される。
しかも溝３７は、第１ガイド穴１５の途中に臨ん
で設けられており、ピストン１１の外面の一部は
溝３７に露出される。

第４図および第５図において、タイミング板１
４は、円板状の基部３８と、該基部３８の上部に
連設され基部３８の両側に張出すようにして屈曲
成形される腕部３９と、腕部３９の端部に連設さ
れる係止部４０とから成る。基部３８には、孔４
１が穿設される。また第１ロツカアーム６にはロ
ツカシヤフト５を囲繞するようにしてボス部６ｂ
が設けられており、タイミング板１４は孔４１に
ボス部６ｂを挿通するようにして第１ロツカアー
ム６に装着される。したがつてタイミング板１４
はロツカシヤフト５の軸線まわりに第１ロツカア
ーム６との相対角変位が可能となる。

タイミング板１４を第１ロツカアーム６に装着
した状態で、係止部４０は、第１ロツカアーム６
の溝３７側に延びており、機関本体１とタイミン
グ板１４との間に介装されるねじりばね４２によ
り、タイミング板１４はその係止部４０が溝３７
に摺合する方向に付勢される。また、機関本体１
には、タイミング板１４の腕３９に当接可能なス
トツパピン４３が植設されており、タイミング板
１４の腕部３９はねじりばね４２のばね力により
ストツパピン４３に弾発的に当接する。しかも、
この状態で、第１ロツカアーム６が静止状態にあ
るときには、係止部４０が係合溝２６，３６に係
合し、第１ロツカアーム６が開弁方向に揺動する
と係合溝２６，３６から係止部４０が離脱するよ
うに、ストツパピン４３の位置が設定される。さ
らに、係止部４０の形状は、第１ロツカアーム６
の揺動状態に拘らず、常に溝３７に摺合している
ように定められる。

次にこの実施例の作用について説明すると、油
圧室２１に油圧が作用していない状態では、ばね
１３で付勢されたストツパ１２により、連結体１
８は規制段部１６に当接するまで押圧されてお
り、押圧体１９はばね２０により油圧室２１側に
最大限変位されている。この状態では、係合溝２
６が形成されており、タイミング板１４が第１ロ
ツカアーム６の静止時に第２図で示すように係合
溝２６に係合し得る状態にある。

この際、ピストン１１における連結体１８と、
ストツパ１２とは、第１および第２ロツカアーム
６，７の対向側面間で当接しており、第１および
第２ロツカアーム６，７は連結されていない。し
たがつて、第１ロツカアーム６はカム４の回転動
作に応じて揺動するが、第２ロツカアーム７は静
止したままであり、第１ロツカアーム６のみが連
結体１８とストツパ１２とを摺接させながら揺動
し、一方の吸気弁Ｖ１のみが開閉作動する。

ここで、第７図の時期t₁で油圧室２１に油圧を
作用させた場合を想定する。この油圧の作用によ
り、ピストン１１の押圧体１９は移動を開始しよ
うとするが、係合溝２６にタイミング板１４が係
合しているので、押圧体１９の移動は阻止されて
おり、ピストン１１は第３図で示す状態を持続す
る。

この状態で、第１ロツカアーム６が開弁方向に
揺動を開始すると、すなわち開弁区間Aoに入る
と、第６図で示すように、第１ロツカアーム６が
タイミング板１４を置去りにしたまま回動し、タ
イミング板１４の係合溝２６への係合状態が解除
される。これにより、押圧体１９の移動が可能と
なり、押圧体１９は連結体１８に当接するまで移
動する。このため第１ロツカアーム６が上方に回
動して閉弁区間Acに入つたときでもタイミング
板１４は係合溝２６に係合することなく押圧体１
９の外面に当接し、ピストン１１の移動が許容さ
れる。

このようにして、第１および第２のガイド穴１
５，３０の軸線が一致したとき、すなわち第１ロ
ツカアーム６が静止して閉弁区間Acに入つちと
きに、ピストン１１の第２ガイド穴３０側への移
動が開始される。これにより、連結体１８が第２
ガイド穴３０に摺合し、第１および第２ロツカア
ーム６，７が連結機関８を介して連結されるの
で、第２ロツカアーム７は第１ロツカアーム６と
ともに揺動を開始し、両吸気弁Ｖ１，Ｖ２がとも
に開閉作動をする。

この連結が完全に行なわれたときには、押圧体
１９の係合溝３６が溝３７に対応する位置まで来
とおり、開弁区間Acにおいてはタイミング板１
４が係合溝３６に係合する。

次に閉弁区間Acの時期t₁で油圧室２１の油圧
を解放した場合を想定する。この油圧の解放によ
り、ピストン１１はばね１３により第２ガイド穴
３０から離脱する方向に押圧されるが、係合溝３
６にタイミング板１４が係合しているので、ピス
トン１１の移動を阻止されている。次いで、開弁
区間Aoに入ると、第１ロツカアーム６の揺動動
作に応じてタイミング板１４が係合溝３６から外
れ、押圧体１９はばね２０により油圧室２１側に
移動する。この際、連結体１８は、第１ロツカア
ーム６の揺動に伴う第１および第２ガイド穴１
５，３０との摩擦力により第１ガイド穴１５には
戻らず、次の閉弁区間Acに入つたときに第１ガ
イド穴１５内に移動して、第３図の状態に戻る。

このような連結機構８の作動をまとめて説明す
ると、第７図において、タイミング板１４が係合
溝２６あるいは３６から外れる区間Atは、その
機構上、開弁区間Aoよりもわずかに短い幅とな
り、その区間At内での時期t₂、t₃で油圧室２１へ
の油圧の供給あるいは解放を行なつたときには、
次の閉弁区間Acで連結機構８の切換作動が確実
に行なわれる。また前記区間At以外の時期たと
えばt₁で油圧室２１への油圧の供給あるいは解放
を行なつたときには、破線矢符で示すように、１
つの区間Atを越えた次の閉弁区間Acで確実な切
換えが行なわれる。

以上の説明では、吸気弁Ｖ１，Ｖ２に関連する
部分について述べたが、一対の排気弁についても
吸気弁Ｖ１，Ｖ２と同様に作動せしめられるもの
である。また吸気弁Ｖ１，Ｖ２および一対の排気
弁の一方のみに関連して本発明に従う弁作動変更
装置を設けるようにしてもよい。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、閉弁方向に付勢
された吸気弁あるいは排気弁を開弁作動すべく、
複数のカムフオロアがシヤフトに揺動可能に枢支
され、機関の回転に同期して回転駆動されるカム
シヤフトには、カムフオロアを駆動するためのカ
ムが一体化され、各カムフオロアには、それらの
カムフオロア間を連結する位置とその連結状態を
解除する位置との間で移動可能なピストンを備え
る連結機構が設けられる、内燃機関の弁作動変更
装置において、機関本体内には、カムフオロアに
対し前記シヤフト回りに相対揺動変位可能なタイ
ミング板を、それが機関本体に対して所定位置に
在る時に、少なくとも１つのカムフオロアに設け
た凹部内に突入して前記ピストンに係合し得るよ
うに設け、前記１つのカムフオロアが開弁方向に
作動しているときにそのカムフオロアが前記タイ
ミング板を前記所定位置に置き去りにして該タイ
ミング板と前記ピストンとの係合を解除するよう
に、該１つのカムフオロアに対するタイミング板
の相対取付位置を設定したので、連結機構の作動
をいかなる時期に開始させようとも、その連結機
構の実質的な作動開始時期は閉弁区間の最初とな
り、従つてカムフオロアの連結状態への切換えが
確実に行われるようになり、異音の発生防止や連
結機構の破損防止に寄与することができる。

また特に連結機構の作動タイミングを決定する
上記タイミング板を連結機構のピストンに直接係
脱させて、ピストンを移動制限・解放することが
できるから、ピストンの移動制御を精度よく確実
に行わせることができ、連結機構を常に的確に切
換えることができる。

さらに上記タイミング板は、ピストンとの係合
時にカムフオロアの凹部内に突入させるようにし
たから、該タイミング板の作動空間を小さくする
ことができ、またタイミング板はカムフオロアに
置き去りにされてピストンとの係合が解除される
ことから、該タイミング板と機関本体或いはカム
フオロアとの間には、該タイミング板をカムフオ
ロアの揺動に応動させるカム機構を特別に設ける
必要はなくなり、以上の結果、動弁室内の構造簡
素化及び小型化に大いに寄与し得る。

さらにまたタイミング板は、カムフオロアに対
して前記シヤフト回りに相対揺動変位可能である
ことから、該タイミング板及びそれに関連する部
分が弁系の慣性質量として加算されないという利
点もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は平面図、第２図は第１図の−線断面図、第
３図は第２図の−線断面図、第４図は第１図
の−線断面図、第５図はタイミング板および
ストツパピンの斜視図、第６図は第１ロツカアー
ムが開弁方向に揺動しているときの第２図に対応
した断面図、第７図は弁作動タイミングと連結機
構の作動時期との関係を示すための説明図であ
る。 ３……カムシヤフト、４……カム、５……シヤ
フトとしてのロツカシヤフト、６，７……カムフ
オロアとしてのロツカアーム、８……連結機構、
１１……ピストン、１４……タイミング板、３７
……凹部としての溝、Ｖ１，Ｖ２……吸気弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 閉弁方向に付勢された吸気弁Ｖ１，Ｖ２ある
   いは排気弁を開弁作動すべく、複数のカムフオロ
   ア６，７がシヤフト５に揺動可能に枢支され、機
   関の回転に同期して回転駆動されるカムシヤフト
   ３には、カムフオロア６，７を駆動するためのカ
   ム４が一体化され、各カムフオロア６，７には、
   それらのカムフオロア６，７間を連結する位置と
   その連結状態を解除する位置との間で移動可能な
   ピストン１１を備える連結機構８が設けられる、
   内燃機関の弁作動変更装置において、機関本体１
   内には、前記カムフオロア６，７に対し前記シヤ
   フト５回りに相対揺動変位可能なタイミング板１
   ４を、それが機関本体１に対して所定位置に在る
   時に、少なくとも１つのカムフオロア６に設けた
   凹部３７内に突入して前記ピストン１１に係合し
   得るように設け、前記１つのカムフオロア６が開
   弁方向に作動しているときにそのカムフオロア６
   が前記タイミング板１４を前記所定位置に置き去
   りにして該タイミング板１４と前記ピストン１１
   との係合を解除するように、該１つのカムフオロ
   ア６に対するタイミング板１４の相対取付位置を
   設定したことを特徴とする、内燃機関の弁作動変
   更装置。 ２ 前記タイミング板１４は、前記シヤフト５の
   軸線まわりの相対角変位を可能にして前記１つの
   カムフオロア６に装着され、そのカムフオロア６
   の作動に従動するのを阻止すべく、機関本体１に
   固設したストツパピン４３に弾発的に当接される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
   燃機関の弁作動変更装置。