JPH06101437A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、エンジンの動弁装置の切り換え性
能の安定化を目的とする。 【構成】 カムと弁との間にリフタを配設し、リフタ内
には弁の軸方向に対して垂直な２つの位置に移動するス
プールを配設する。スプール内には駆動力伝達部と通孔
部とをもつスライダを配し、弁のステム先端がスライダ
の駆動力伝達部と重合する際には、カムの駆動力がスプ
ールには作用せずスライダのみに作用するようにした。
また、弁のステム先端がスライダの通孔部と重合する際
には、カムの駆動力が弁に作用せず、弁は開閉作用をも
つことができない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの動弁装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンにおいて、吸排気弁の作動や燃
料供給を止めて気筒休止させるか、又は、弁開閉時期や
弁ストロークを変化させ、燃料消費量の低下及び出力の
向上を図ることは公知である。一般に、エンジン燃焼室
に開口する吸気ポートと排気ポートを開閉する吸排気弁
は、この弁のステム先端に、支持軸まわりに揺動するロ
ッカアームの一端を当接させ且つその他端をアジャスタ
を介してプッシュロッドに連結し、プッシュロッドをタ
ペットを介してカムに結合させる機構により開閉制御さ
れたり、或いは、ロッカアームの他端にカムを結合する
ことも多用され、また、ステムにリフタを介してカムを
直接当接させるダイレクト方式も多用されており、吸排
気弁の開閉機構は数多く提案されている。吸排気弁を閉
状態のままとさせ気筒休止を図るために、前述したロッ
カアームやカムとステム先端との間のリフタを改良する
ことが成される。その一例が実公平３−７５２６号公報
に開示されている。

【０００３】この公知例は、連結部材内に、ステムの軸
芯方向とは直行する軸芯を有するプランジャを配するも
のである。プランジャは、ステムの先端部に当接可能な
受面と、ステムの先端部を受けるアイドル孔を有し、一
端に油圧を受けると他端側のスプリングの付勢力に抗し
てリフタ内を摺動し、受面に当接していたステム先端部
をアイドル孔に導く。ステム先端部がアイドル孔に入る
と、カムからの往復動はプランジャのアイドル孔にステ
ム先端部を出し入れするのみでステム自体には伝達され
ず、吸排気弁は閉状態のままとなる。プランジャ一端へ
の油圧を解除すると、リフタが上限位置（この時ステム
先端はアイドル孔より出ている）をとると、プランジャ
の他端のスプリングがプランジャを初期位置に戻し、即
ち受面にステム先端部を当接させる位置に戻し、吸排気
弁の定期的な開閉操作が可能となる。

【０００４】しかし、この公知例では、リフタ内のプラ
ンジャの受面がステムのスプリング負荷を受けてステム
先端部と当接する。この際、ステムのスプリング力の作
用線とプランジャの軸芯方向とは直交するので、プラン
ジャはその軸芯を偏向させようとする力を受け、且つこ
の力をプランジャ外周面を介してリフタに伝達させるこ
とになる。このような力の伝達はプランジャ受面や外周
面に偏磨耗を作り、またプランジャの軸芯を偏向させる
のでプランジャの動きに円滑さを欠き、弁切り換え操作
の信頼性に問題を残している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明ではエ
ンジンの動弁装置の切り換え性能の安定化を、その技術
的課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、吸
気通路に配設される燃料供給手段と、吸排気通路に配設
される弁と、弁をリフタを介して開閉駆動するカムとを
有するエンジンの動弁装置において、リフタを、エンジ
ンのシリンダヘッドに形成された孔内を摺動するボデー
と、ボデー内に配設され、弁の軸方向に対して垂直方向
に摺動通路を形成するシリンダと、摺動通路内の第１位
置または第２位置に油圧によって移動されるスプール
と、スプール内に配設され、駆動力伝達部及び通孔部を
有するスライダと、スプールを第１位置に保持するスプ
リングとから構成し、カムの駆動力を、ボデーからスラ
イダの駆動力伝達部を介して弁に伝達すると共に、吸気
通路内の燃料供給手段と弁との間に開閉弁を配設し、ス
プールが第１位置にある際には、開閉弁により吸気通路
を閉じるようにしたことである。

【０００７】

【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、エンジ
ン停止時にはスプリングによってスプールが第１に保持
され、エンジン始動後にはスプールが油圧によって第１
位置又は第２位置に保持される。スプールが第１位置に
あるときは弁がスライダの通孔部と重合し、カムによる
リフタの往復動が吸収されて弁は開閉作用をもたない。
同時に、吸気通路内の燃料供給手段と弁との間に配設さ
れた開閉弁は吸気通路を閉じる。スプールが第２位置に
あるときは弁がスライダの駆動力伝達部と重合し、カム
の駆動力はボデーからスライダの駆動力伝達部を介して
のみ弁に伝達され、スプールにはカムの駆動力が伝達さ
れない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。

【０００９】一般に４弁式エンジンと呼ばれるもので
は、図２に示すようにエンジンの１気筒あたり２つの吸
気通路１１，１２及び吸気ポート１３，１４と、２つの
排気通路１５，１６及び排気ポート１７，１８が形成さ
れている。尚、本実施例では、４弁式エンジンの例を示
したが、特に弁数に制限はなく、吸排気弁が少なくとも
１弁ずつ以上あればよい。

【００１０】図１に示すエンジンの動弁装置１０は一般
にダイレクトタイプと呼ばれ、カムシャフト２０に固設
されたカム２１の駆動力が図示しないロッカアームを介
することなく、リフタ５０を介してのみ吸気弁４０に伝
達される。リフタ５０は可変機構をもつが、このような
可変機構をもつリフタ５０は少なくとも吸気ポート１３
を開閉する吸気弁４０に適用されればよく、このとき、
吸気通路１２のみに混合気供給作用が働くため、気筒内
に混合気をスワールをかけて供給することができる。ま
た、排気ポート１７を開閉する図示しない排気弁に適用
されてもよい。

【００１１】更に、ある気筒の全吸排気弁の夫々のリフ
タに可変機構を搭載すれば、可変気筒エンジンを構成す
ることができる。

【００１２】リフタ５０は吸排気弁のどの弁に適用され
てもその構成に差がないので、図１では吸気ポート１３
を開閉する吸気弁４０に関してエンジンの動弁装置１０
を説明する。図示しないエンジンのシリンダヘッド２２
には吸気通路１１が形成されると共に、カムシャフト２
０が回転自在に支承される。１つの吸気弁４０に対して
１つのリフタ５０が係合し、１つのリフタ５０に対して
１つのカム２１が係合する。また、吸気通路１１は図１
に示すように吸気弁４０が係合する付近において急激に
屈曲した構造となっており、吸気通路１１の上流部には
例えばキャブレタやインジェクタ等の燃料供給手段２３
が配設されている。また、吸気通路１１において燃料供
給手段２３と吸気弁４０との間には開閉弁２４が配設さ
れる。この開閉弁２４は後述する制御装置９４によって
その作動が制御される。開閉弁２４の配設位置は吸気通
路１１の急激な屈曲部よりも上流側であることが望まし
い。吸気弁４０はシリンダヘッド２２に固設されたガイ
ド部材２６によってガイドされ、吸気弁４０のステム４
０ａ上方にはコッタ２７を介してリテーナ２８が固設さ
れている。このリテーナ２８とシリンダヘッド２２の受
け部との間には弁スプリング２９が配設される。リフタ
５０の下部にはリテーナ３０が係合し、このリテーナ３
０とシリンダヘッド２２の受け部との間にはスプリング
３１が配設される。また、１９は弁シートを示す。

【００１３】次に図３乃至図５及び図７においてリフタ
５０について説明する。シリンダヘッド２２に形成され
た孔２５内にはカップ状のボデー５１が摺動自在に配設
され、ボデー５１のカム２１当接面には第１パッド５２
が固設されている。ボデー５１の内部空間５３内にはシ
リンダ５４がプレート５５及びＣリング５６によって抜
け止め固定されている。シリンダ５４の上頂面はボデー
５１の上底面に当接している。シリンダ５４の内部には
吸気弁４０の軸方向に対して垂直方向に摺動通路５７が
形成され、スプール５８が摺動通路５７内を左右に移動
可能に配設されている。更に、スプール５８の孔６４内
には駆動力伝達部５９及び通孔部６０を有するスプール
６１が配設されている。尚、段部６５はスプール６１の
下方向のストッパとして作用する。第２パッド６２の上
部はシリンダ５４の孔６３内に挿入されてその上端がボ
デー５１の上底面に当接し、第２パッド６２の下部は孔
６４内に位置してスプール６１の上面と当接する。シリ
ンダ５４にはスリット６６が形成され、スリット６６内
に配設されたスプリング６７によって、スプール５８が
摺動通路５７内において第１位置（図３に示す位置）に
付勢される。尚、６８はシリンダ５４の回転を防止する
ピンを示す。シリンダ５４には孔６９が形成され、吸気
弁４０のステム４０ａ上端がスプール５８の孔６４内に
まで到達可能となっている。そして、図３に示すスプー
ル５８の第１位置ではステム４０ａ上端がスプール５８
の通孔部６０内に位置し、図７に示すスプール５８の第
２位置ではステム４０ａ上端がスプール５８の駆動力伝
達部５９下端と当接する。但し、図７に示すようにリフ
タ５０がカム２１とベース円で接触している際には、駆
動力伝達部５９下端とステム４０ａ上端との間に僅かな
クリアランスが存在する。

【００１４】シリンダヘッド２２には第１油圧通路８０
及び第２油圧通路８１が形成されている。第１油圧通路
８０の一端は、ボデー５１の外周面上に形成された円周
溝８２，円周溝８２とボデー５１内周とを連通する通路
８３及びシリンダ５４に形成された通路８４を介して、
摺動通路５７内のスプール５８右面側に形成される第１
油室８５と連通する。円周溝８２は、リフタ５０がカム
２１とベース円で接触している際に第１油圧通路８０の
一端と連通することができるが、図３に示すようにカム
２１のリフト量が大きい場合には、リフタ５０が孔２５
内において大きく沈み込み、円周溝８２は第１油圧通路
８０の一端と連通することができない。

【００１５】また、第２油圧通路８１の一端は、ボデー
５１の外周面上に形成された円周溝８６及び円周溝８６
とボデー５１内周とを連通する通路８７を介して、摺動
通路５７内のスプール５８左面側に形成される第２油室
８８と連通する。

【００１６】図６及び図８に示すように、第１油圧通路
８０及び第２油圧通路８１の各他端は３方弁９０，９１
を介して油圧ポンプ９２又はドレイン９３のいずれか一
方と交代で連通可能となっている。尚、３方弁９０，９
１はエンジンの制御装置９４によって作動を制御され
る。また、油圧ポンプ９２の吸込側及びドレイン９３は
エンジンのオイルパン９５と連通している。

【００１７】以上の構成を有するエンジンの動弁装置１
０において、エンジンが停止時には油圧ポンプ９２が油
圧を発生しないため第１油室８５及び第２油室８８のい
ずれにも油圧が作用しない。従って、スプリング６７の
作用によってスプール５８が図３に示す第１位置に保持
される。そして、エンジンが始動されると、油圧ポンプ
９２は油圧を発生しはじめる。ここで、制御装置９４に
はエンジンの回転数や負荷等の様々な情報が入力されて
おり、エンジン始動直後の低回転時や低負荷時には要求
される空気量が少なく、気筒内にスワールを発生させて
効率よい燃焼が求められるので、２本ある吸気通路１
１，１２のうち吸気通路１１の作用を停止させる。即
ち、制御装置９４は図６に示す状態に３方弁９０，９１
を制御し、油圧ポンプ９２の吐出油圧を３方弁９０を介
して第１油圧通路８０のみに作用させ、第２油圧通路８
１は３方弁９０を介してドレイン９３に連通させる。こ
の結果、油圧ポンプ９２の油圧が第１油室８５にのみ作
用するため、第１油室８５内には油圧が充満し、スプー
ル５８が第１位置に保持されたままとなる。このスプー
ル５８が第１位置にある時には、カム２１及びスプリン
グ３１によってリフタ５０が孔２５内にて上下往復動し
ても、ステム４０ａ上端はスプール６１の通孔６０と重
合して通孔６０内で出没するだけである。従って、吸気
弁４０はスプリング２９の作用によって弁シート１９に
押し付けられたままであり、吸気ポート１３は開閉され
ない。また、制御装置９４は開閉弁２４をもって同時に
吸気通路１１を閉鎖する。このとき燃料供給手段２３に
よって吸気通路１１，１２のいずれにも混合気が供給さ
れているが、開閉弁２４が吸気通路１１を閉じているた
め吸気ポート１３付近の吸気通路１１の屈曲部にて混合
気の燃料成分が溜まることがない。尚、排気ポート１
７，１８のいずれか一方に係合する排気弁のリフタに同
じ作用をもたせ、その排気弁の作動を停止させてもよ
い。

【００１８】一方、エンジンの高回転時や高負荷時には
エンジンが要求する空気量が増えるため、吸気通路１
１，１２はともに作用すべきである。そこで、制御装置
９４は図８に示す状態に３方弁９０，９１を制御し、油
圧ポンプ９２の吐出油圧を３方弁９１を介して第２油圧
通路８１のみに作用させ、第１油圧通路８０は３方弁９
０を介してドレイン９３に連通させる。この結果、油圧
ポンプ９２の油圧が第２油室８８にのみ作用するため、
第２油室８８内には油圧が充満し、スプール５８スプリ
ング６７の付勢力に抗して第２位置に移動する。このス
プール５８が第２位置にある時には、ステム４０ａ上端
はスライダ６１の駆動力伝達部５９下端と重合するた
め、カム２１のリフト量増加に応じてリフタ５０が孔２
５内に入っていき、カム２１の駆動力は第１パッド５
２，ボデー５１，第２パッド６２及び駆動力伝達部５９
を介してステム４０ａに伝達される。従って、吸気弁４
０はスプリング２９の付勢力に抗して弁シート１９から
離れ、カム２１のリフト量減少に伴ってスプリング２９
の付勢力によって再び弁シート１９に着座する。

【００１９】尚、再びエンジンが低回転となったり低負
荷となれば、制御装置９４は図６に示すように３方弁９
０，９１を制御して、スライダを第２位置から第１位置
へ切り換える。また、前述したとおり第１油圧通路８０
と円周溝８２とは、カム２１がベース円にあるときしか
連通できないため、第２位置から第１位置への切り換え
に際してはステム４０ａ上端が必ずスライダ６１と係合
しておらず、この切り換えが安全に実行される。

【００２０】

【発明の効果】上述したように本発明のエンジンの動弁
装置では、カムの駆動力がスライダの駆動力伝達部を介
してのみ弁に伝達され、スライダを第１位置又は第２位
置に移動させるスプールが駆動力の伝達に全く関与しな
いため、摺動通路内においてスプールに不正な力が作用
せず互いに偏磨耗などが発生しないため、安定的な第１
位置と第２位置との間の切り換えが保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のエンジンの動弁装置の構成図を
示す。

【図２】本発明実施例の吸排気弁の構成図を示す。

【図３】図１におけるリフタ断面図を示す。

【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図を示す。

【図５】図３におけるＢ−Ｂ断面図を示す。

【図６】図１における油圧系統図を示す。

【図７】図１におけるリフタ断面図を示す。

【図８】図１における油圧系統図を示す。

【符号の説明】

１０ エンジンの動弁装置、 １１，１２ 吸気通路、 １５，１６ 排気通路、 ２１ カム、 ２２ シリンダヘッド、 ２３ 燃料供給手段、 ２４ 開閉弁、 ４０ 吸気弁（弁）、 ５０ リフタ、 ５１ ボデー、 ５４ シリンダ、 ５７ 摺動通路、 ５８ スプール、 ５９ 駆動力伝達部、 ６０ 通孔部、 ６１ スライダ、 ６７ スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路に配設される燃料供給手段と、
   吸排気通路に配設される弁と、前記弁をリフタを介して
   開閉駆動するカムとを有するエンジンの動弁装置におい
   て、 前記リフタを、 前記エンジンのシリンダヘッドに形成された孔内を摺動
   するボデーと、 前記ボデー内に配設され、前記弁の軸方向に対して垂直
   方向に摺動通路を形成するシリンダと、 前記摺動通路内の第１位置または第２位置に油圧によっ
   て移動されるスプールと、 前記スプール内に配設され、駆動力伝達部及び通孔部を
   有するスライダと、前記スプールを前記第１位置に保持
   するスプリングとから構成し、 前記カムの駆動力を、前記ボデーから前記スライダの前
   記駆動力伝達部を介して前記弁に伝達すると共に、 前記吸気通路内の前記燃料供給手段と前記弁との間に開
   閉弁を配設し、前記スプールが前記第１位置にある際に
   は、前記開閉弁により前記吸気通路を閉じるようにした
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。