JPS60108513A - 内燃機関の弁強制開閉装置におけるカム構造 - 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】 本発明は内燃機関の弁強制開閉装置におけるカム構造に
関する。

従来、回転する開弁用カムと閉弁用カムのカム面に開弁
用ロッカアームと閉弁用ロッカアームのスリッパ−を摺
接させることによる。これら両口ツカアームの揺動運動
により、吸気弁或いは排気弁を強制的に開閉し得るよう
にした内燃機関の弁強制開閉装置が知られている。

斯かる弁強制開閉装−にあっては本来、開弁用カムと閉
弁用カムとのクリアランス、即ち両カムのカム曲線間は
ゼロにセットすることが理想であるが、カム軸、ロッカ
アーム等の加工組立精度から見た現状生産技術及びコス
ト面等を考えた場合、各部品側々の精度を総て高めて前
記クリアランスをゼロにすることは現実と−して困難で
あり、従って第１図に示す如く開弁用カムのカム曲線Ａ
と閉弁用カムのカム曲線Ｂとの間に一定のクリアランス
Δｙを設けているのが実状である。

これら両カム曲線Ａ、Ｂはそれぞれカムプロフイ−ル曲
線イと、ランプ曲線（緩衝曲線）口と、これら両曲線イ
と口を互いに連結する曲線ハの３種類の曲線からなって
いる。このようなカム曲線Ａ。

Ｂを有する開弁用カムと閉弁用カムを用いた従来の弁強
制開閉装置においては、これら開弁用と閉弁用の両カム
の回転が低速回転域にある時、ばねの付勢力で開弁用ロ
ッカアームのスリッパ−の摺接面が開弁用カムのカム面
に押し付けられている為、吸気弁または排気弁のバルブ
リフトカーブは。

第１図中間弁用カムのカム曲線Ａの全範囲に亘って、該
カム曲線Ａと同一軌跡をたどる。

次に、前記両カムの回転が中速回転域にある時吸気弁ま
たは排気弁を閉弁方向に付勢するばねに代わって、ロッ
カアームとポペット弁の慣性重量が作用する為、これら
吸気弁または排気弁のバルブリフトカーブは第２図中実
線で示す曲線Ｃのようになる。即ち、両カムのカム曲線
Ａ、Ｂのリフト量を示す縦軸ｙを介して第２図中左側の
、のぼりの範囲即ちカムの回転中心より最も近い最小リ
フト点から最も遠い最大リフト点に向かう範囲ではカム
曲線Ａのランプ曲線口から、カムプロフィール曲線イと
ランプ曲線口とを互いに連結する曲線ハの範囲に亘って
ロッカアームのスリッパ−は前記開弁用カムのカム曲線
Ａと同一軌跡をたどった後、該開弁用カムのカム曲線Ａ
の展開状態においてＦＩｆｉ線ハとカムプロフィール［
１１イとの境界部近傍の変曲点（カム曲線の加速度がプ
ラス側からマイナス側またはその逆方向に変位する点、
即ち曲率が逆方向に変化する点）ＰＡ付近において、閉
弁用カムのカム曲線Ｂに移行し始め、該閉弁用カムのカ
ム曲線Ｂの最大リフト点（カムの回転中心より最も遠い
点）ＰＥより回転方向手前の点ＰＣ付近において閉弁用
カムのカムａ１１線Ｂへの移行が完了して、該点Ｐｃか
ら閉弁用カムのカム曲線Ｂの最大リフト点ＰＥ及び前記
第２図中縦軸ｙを介して右側の、くだりの範囲、即ちカ
ムの回転中心より最も遠い最大リフト点から最も近い最
小リフト点に向かう範囲における閉弁用カムのカム曲線
Ｂの展開状態においてカムプロフィール曲線イと曲線ハ
との境界部近傍の変曲点（カム曲線の加速度がプラス側
からマイナス側またはその逆方向に変位する点、即ち曲
率が逆方向に変化する点）Ｐａイ」近までの間を、前記
閉弁用カムのカム曲線Ｂと同一軌跡をたどった後肢変曲
点ＰＢ付近におし＼で再び前記開弁用カムのカム曲線Ａ
に移行し始め、該開弁用カムのカム曲線Ａの曲線ノ１と
ランプ曲線口との境界部近傍の点ＰＡＩ付近において開
弁用カムのカム曲線Ａへの移行が完了して、該点ＦＡＩ
から開弁用カムのカム曲線Ａの曲線ハとランプ曲線口の
範囲に亘って、該開弁用カムのカム曲線Ａと同一軌跡を
たどるものである。

更に、前記両カムの回転が高速回転域になると、ロッカ
アームとポペット弁の慣性重量が大きく作用する為、第
２図中閉弁用カムのカム曲線Ｂの変曲点ＰＢから開弁用
カムのカム曲線Ａの点ＦＡＩへロッカアームのスリッパ
−が移行する時、該点ＰＡＬ付近はカム曲線全体の中で
最も加速度の変化の大きい処であって、前記変曲点Ｐ８
から点ＰＡＩへのスリッパ−の移行時のエネルギーがカ
ム面に強く作用する結果該点ＰＡＩへの移行状態は衝撃
を伴ない、該点Ｐ　Ａ　ｌへの移行が円滑に行なわれず
、該点Ｆ　Ａ　Ｉにおいて跳ね」二かり、同カムのカム
曲線Ａ、Ｂのクリアランス間でばたつき、バルブバウン
ス現象が発生し、該現象は動弁系の強度上及び内燃機関
の性能上がらして有害なものであった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高回転域で
発生するバルブバウンス現象を減少させて内燃機関の性
能及び耐久性の向上を計ることを目的とし、この目的達
成の為回転する開弁用カムと閉弁用カムのカム面に、開
弁用ロッカアームと閉弁用ロッカアームのスリッパ−を
摺接させることによる、これら両口ツカアームの揺動運
動により、吸気弁或いは排気弁を強制的に開閉し得るよ
うにした内燃機関の弁強制開閉装置において、該ロッカ
アームのスリッパ−が該閉弁用カムのカム面から該開弁
用カムのカム面への移行時のジャンプ開始点を、該閉弁
用カムのカム曲線の曲率が展開状態において逆方向に変
化する変曲点より回転方向手前側に偏位して設定し、該
ジャンプしたロンカアームのスリッパ−が該開弁用カム
のカム面へ移行する点を該開弁用カムのカム曲線の曲率
が展開状態において逆方向に変化する変曲点より回転方
向手前側に偏位して設定してなることを特徴とする内燃
機関の弁強制開閉装置におけるカム構造を提供するもの
である。

以下本発明の一実施例について第３図乃至第５図を基に
説明する。尚、本発明において従来と同一部分について
は図面の同一部分に同一符号を付してその詳細説明を省
略する。第３図は本発明のカム構造を具備した内燃機関
の弁強制開閉装置の縦断面図、第４図は同平面図である
。両図中１は吸気弁、２は排気弁で、これら各弁１，２
はそれぞれの弁強制開閉装置３，４により強制開閉され
る。

尚、両弁の弁強制開閉装置３と４は互いにその構成及び
作用が同じであるから、吸気弁１の弁強制開閉装置３に
ついて説明し、排気弁２の弁強制開閉装＠４については
図面の同一部分に同一符号を付してその説明を省略する
。弁強制開閉装置３は回転するカム軸５の外周にその軸
方向に並設した開弁用カム６と閉弁用カム７とを有する
。これら開弁用カム６と閉弁用カム７は、第５図中実線
で示すバルブリフトカーブになるカム曲線を有している
。

即ち、開弁用カム６は従来のカム曲線Ａと同様に期待す
べき内燃機関の性能上有効なカム諸元を用いたバルブリ
フトカーブを設定するようなカム曲線Ａを有している。

一方閉弁用カム７は高速回転域でのバルブバウンス現象
をなくす為に従来同様のカム曲線Ｂの一部を修正したカ
ム曲線りを有している。更に詳述すると閉弁用カム７の
カム曲線りは、ロッカアームのスリッパ−が閉弁用カム
７のカム面から開弁用カム６のカム面へ移行時ジャンプ
開始点ＰＤを閉弁用カム７の従来と同様部分のカム曲線
Ｂの変曲点ＰＢより回転方向手前側、即ちカム曲線Ｂの
最大リフト点ＰＥ側に偏位して設定しである。またロッ
カアームのスリッパ−が閉弁用カム７のカム曲線りの前
記ジャンプ開始点Ｐｏからジャンプして開弁用カム６の
カム曲線Ａに移行する点を、開弁用カム６のカム曲線Ａ
の変曲点Ｐ　Ａ　２より回転方向手前、即ちカム曲線Ａ
の最大リフト点Ｐｐ側に偏位して、しかも閉弁用カム７
のカム曲線Ｂの変曲点ＰＢから最大リフト点ＰＥまでの
間のカム回転角度を４等分したうちの前記閉弁用カム７
の変曲点Ｐｅから数えて１番目の区域ホの範囲内に設定
しである。閉弁用カム７の修正部分のカム曲線りは、閉
弁用カム７のカム曲線Ｂの最高リフト点ＰＥと前記ジャ
ンプ開始点Ｐａとの間の範囲二の部分の曲率を、開弁用
カム６のカム曲線Ａに対するクリアランスが稍々増す方
向に変化させたものである。

このように構成することにより、ロッカアームのスリッ
パ−が閉弁用カム７のカム面から開弁用カム６のカム面
に移行する際にジャンプ開始点からジャンプしたスリッ
パ−が開弁用カム６のカム面に移行する点の設定位置が
急勾配位置にあるためスリッパ−が開弁用カムのカム面
に移行した時に衝撃が生じない。

上記開弁用カム６のカム面に開弁用ロッカアーム８のス
リッパ−９が、また閉弁用カム７のカム面に閉弁用ロッ
カアームＪＯのスリッパ−１１がそれぞれ摺接している
。これら両口ツカアーム８゜１０は共通軸１２に回動可
能に取り付けである。

両口ツカアーム８，１０はアジャストボルト１３を介し
て互いに連動する。

前記開弁用ロッカアーム８のスリッパ−９と反対側の端
部８ａはアジャストカラー１４及び調整ナツト１５を介
して吸気弁１の上端側に連結しである。１６は吸気弁１
及び排気弁２を閉弁方向に付勢しているばね、１７は吸
気弁１と排気弁２の案内筒、１８は吸気口で吸気通路１
９に連通し、２０は排気口で排気通路２１に連通してい
る。２２は内燃機関のシリンダで、その内部にはピスト
ン２３が嵌装しである。２４はシリンダヘッド、２５は
シリンダヘッドカバー、２６は該シリンダヘッドカバー
２５の窓孔２５ａに被嵌した蓋である。

次に本発明のカム構造を備えた吸気弁１の弁強制開閉装
置３の作用を説明する。カム軸５の回転に伴ない閉弁用
カム７のカム面大径部が閉弁用ロソカアーム１０のスリ
ッパ−１１に摺接位置すると。

該閉弁用ロラー力アーム１０は軸１２を中心に第３図中
反時計方向に回動し、アジャストボルト１３を介して開
弁用ロッカアーム８を第１図中反時計方向に押圧する。

この時、開弁用ロッカアームアーム８のスリッパ−９に
開弁用カム６のカム面小径部が摺接位置している為、開
弁用ロッカアーム８の第１図中反時計方向の回動が許容
され該開弁用ロッカアーム８は軸１２を中心に第１図中
反時計芳向に回動し吸気弁１を引き上げ吸気口】８を閉
じる。

次いで、開弁用カム６のカム面大径部が開弁用ロッカア
ーム８のスリッパ−９に摺接位置すると開弁用ロッカア
ーム８は押し上げられて第１図中時計方向に回動して吸
気弁１をばね１６の付勢力に抗して押し下、げ吸気口１
８を開く。

この時、閉弁用カム７のカム面小径部が閉弁用ロッカア
ーム１０のスリッパ−１１に摺接位置している為、アジ
ャストボルト１３を介して閉弁用ロッカアーム１０に作
用する押圧力による該閉弁用ロッカアーム１０の第１図
中時計方向の回動が許容される。

しかして、上記作用において閉弁用カム７のカム曲線の
最大リフト点ＰＥから開弁用カム６のカム曲線りのロッ
カアームのスリッパ−のジャンプ開始点ＰＤまでの間の
曲率を、開弁用カム６のカム曲線に対するクリアランス
が稍々増す方向に変化させ、前記ジャンプ開始点ＰＤを
閉弁用カム７のカム面Ｂの変曲点ＰＢより最大リフト点
側に偏位して設定し、しかもスリッパ−が開弁用カム６
のカム曲線Ａへ移行する点を開弁用カム６のカム曲線Ａ
の変曲点ＰＡ２より最大リフト点側に偏位して設定した
から５０ツカアームのスリッパ−が閉弁用カム７側から
開弁用カム６側に移行する部分が急勾配位置となり従っ
てジャンプ開始点からジャンプしたスリッパ−はカム面
に衝撃力を発生するととなく着地するため、閉弁用カム
７側から開弁用カム６側に円滑に移行することができ、
バルブバウンス現象を生じない。

上述の如く本発明の内燃機関における弁強制開閉装置の
カム構造は１回転する開弁用カムと閉弁用カムのカム面
に、開弁用ロッカアームと閉弁用　４０ツカアームのス
リッパ−を摺接させることによる、これら両口ツカアー
ムの揺動運動により、吸気弁或いは排気弁を強制的に開
閉し得るようにした内燃機関の弁強制開閉装置において
、該ロッカアームのスリッパ−が該閉弁用カムのカム面
から該開弁用カムのカム面への移行時のジャンプ開始点
を、該閉弁用カムのカム曲線の曲率が展開状態において
逆方向に変化する変曲点より回転方向手前側に偏位して
設定し、該ジャンプしたロッカアームのスリッパ−が該
開弁用カムのカム面へ移行する点を該開弁用カムのカム
曲線の曲率が展開状態において逆方向に変化する変曲点
より回転方向手前側に偏位して設定してなることを特徴
とするから、ロッカアームのスリッパ−が閉弁用カムの
カム面から開弁用カムのカム面に移行する際衝撃を発生
せず、円滑に移行でき従って高回転域で発生するバルブ
バウンス現象を防止することができ。

内燃機関の性能及び耐久性の向上を計れるものである６

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の開弁用カムと閉弁用カムによ
るバルブリフトカーブを示す線図、第３図乃至第５図は
本発明の一実施例を示し、第３図は本発明のカム構造を
備えた弁強制開閉装置の縦断面図、第４図は開平面図、
第５図はバルブリフトカーブを示す線図である。 １・・・吸気弁、２・・・排気弁、３，４・・・弁強制
開閉装置、６・・・開弁用カム、７・・・閉弁用カム、
８・・・開弁用ロッカアーム、１０・・・閉弁用ロッカ
アーム、Ａ・・・開弁用カムのカム曲線、Ｂ、Ｄ・・・
閉弁用カムのカム曲線、Ｐａ・・・閉弁用カムの変曲点
、Ｐｏ・・・ジャンプ開始点、ＰＡ２・・・開弁用カム
の変曲点、ＰＥ、ＰＦ・・・最大リフト点、二・・・変
曲点から最大リフト点までの間。 出願人　本田技研工業株式会社 代理人　弁理士　渡部Ｉｉ１彦 第４図 ６ 第５図 はｙ フ Ｏ（回転角）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　回転する開弁用カムと閉弁用カムのカム面に、開
   弁用ロッカアームと閉弁用ロッカアームのスリン１パー
   を摺接させることによる、これら両口ツカアームの揺動
   運動により、吸気弁或いは排気弁を強制的に開閉し得る
   ようにした内燃機関の弁強制開閉装置において、該ロッ
   カアームのスリッパ−が該閉弁用カムのカム面から該開
   弁用カムのカム面への移行時のジャンプ開始点を、該閉
   弁用カムのカム曲線の曲率が展開状態において逆方向に
   変化する変曲点より回転方向手前側に偏位して設定し。 該ジャンプしたロッカアームのスリッパ−が該開弁用カ
   ムのカム面へ移行する点を該開弁用カムのカム曲線の曲
   率が展開状態において逆方向に変化する変曲点より回転
   方向手前側に偏位して設定してなることを特徴とする内
   燃機関の弁強制開閉装置におけるカム構造。