JPS61252816A - エンジンの動弁装置 - 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、運転状態に応じてバルブリフト特性を変える
ことのできる動弁装置に関し、特に吸気系もしくは排気
系の少なくとも一方に１気筒当り複数個のバルブを設け
たエンジンに適用される動弁装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの吸、排気パルプの作動特性を設定する場合に
、低速時にはパルプオーバーラツプ期間における排気の
吹返しゃ吸気の吹抜けを抑制する等により燃焼の安定性
および燃費の向上を図るため、バルブリフト量および開
弁期間を比較的小さくすることが望ましく、高速時には
出力の向上等のためバルブリフト量や開弁期間を大きく
することが望ましい。

このような要求を満足するため、形状の異なる２種のカ
ムを設け、これらのカムのいずれかに選択的にバルブを
連係させ、かつその連係を運転状態に応じて切替えるよ
うにした動弁装置は従来においても知られており、この
種の動弁装置としては、例えば実開昭５７−１８２２０
５号公報に示されているようなものがある。この装置は
、１個のバルブに対して低速型と高速型の２個のカムと
１個のロッカーアームとを有し、Ｏツカ−アームのカム
側部分を２又状に形成してその一方の端部を低速型カム
への当接部とするとともに、他方の端部に摺動可能な高
速カム当接部材およびその摺動を阻止するストッパを装
備し、このストッパを油圧シリンダ等の７クチユエータ
により連動機構を介して作動するようにしている。そし
て上記アクチュエータを運転状態に応じて副部すること
により、低速時には上記高速カム当接部材が遊動して高
速型カムの作動がパルプに伝達されず低速型カムでパル
プが作動され、高速時には上記高速カム当接部材の摺動
が阻止されて高速型カムの作動がパルプに伝達されるよ
うにしている。

ところで、上記従来装置は、吸気系もしくは排気系のパ
ルプが１気筒につき１個設けられたエンジンにおいて、
この１気筒につき１個のパルプのリフト特性を運転状態
に応じて変えるようにしているにすぎず、吸気バルブ、
排気パルプの双方もしくはいずれか一方が１気筒につき
複数個設けられたエンジンには適用されていなかった。

そしてこのような従来装置によると、単に低速時と高速
時とで１個のパルプのリフト特性を変えるだけなので、
低、中、高速域等に応じた吸、排気条件、吸気スワール
の多様な調整等を行うことができなかった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、吸気系もしくは排気系
の少なくとも一方に、１気筒当り複数個のパルプを設け
たエンジンにおいて、上記複数個のパルプの作動および
リフト特性を低、中、高速域等の種々の運転状態に応じ
て調整することができ、吸、排気条件や吸気スワールを
各運転状態に適合させることができるエンジンの動弁装
置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、
１気筒当り複数個のパルプを設けたエンジンにおいて、
これらのパルプに対し、異なる形状のものを含む複数個
のカムと、別個のパルプをそれぞれカムの作動に応じて
駆動する互いに独立した少なくとも２系統の伝達機構と
を備え、その一方の伝達機構に、形状が異なるカムにパ
ルプを選択的に連係してその連係を運転状態に応じて切
替える連係切替機構を設けるとともに、他方の伝゛　　
　速機構に、特定運転域でカムとパルプとの連係を遮断
してパルプを停止させる停止機構を設けたものである。

つまり、上記の１気筒当りの複数個のパルプのうちの一
部のパルプについては運転状態に応じてバルブリフト特
性を変化させ、他のパルプについては停止状態と作動状
態とに切替可能とし、このような一部のパルプのリフト
特性の切替えと他のパルプの停止、作動の切替えとの組
合わせにより、吸、排気条件、吸気スワール等を運転状
態に応じて調整するようにしたものである。

（実施例） 第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示し、図では吸
気バルブに適用した場合を示しており、これらの図にお
いて１はシリンダヘッド、２は気筒であり、この気筒２
には複数個（図では２個）の吸気バルブ３．４が装備さ
れている。気筒２には排気バルブも装備されるが、排気
バルブおよびその駆動系については図示を省略している
。上記両吸気バルブ３．４に対しては、カムシャフト５
に配設された複数個のカム６．７．８と、ロッカーシャ
フト９に支承された別個のロッカーアーム１０．３０か
らなる独立した２系統の伝達機構とで駆動系が構成され
ている。上記複数個のカムは、一方の吸気パルプ３に対
して設けられた低速型と高速型の２個のカム６．７と、
他方の吸気バルブ４に対して設けられた１個のカム８と
からなっている。゛ 上記一方の吸気バルブ３に対して設けられた低速型カム
６と高速型カム７とは異なる形状に形成され、つまり低
速型カム６はバルブリフト量および開弁期間を比較的小
さくするようにカムノーズが小さく形成されており、高
速型カム７はバルブリフト量、開弁期間の少なくとも一
方を低速型カム６よりも大きくするようにカムノーズが
大きく形成されている。また他方の吸気バルブ４に対し
て設けられたカム８は、上記高速型カム７と同程度にカ
ムノーズが大きく形成されている。そして、上記一方の
吸気バルブ３とこれに対する２個のカム６．７との間に
配置されて一方の伝達機構を構成するロッカーアーム１
０には、吸気バルブ３を低速型カム６に連係する状態と
高速型カム７に連係する状態とに切替える連係切替機構
が設けられている。また、他方の吸気バルブ４とこれに
対するカム８との間の伝達機構を構成するロッカーアー
ム３０には、特定の運転域で吸気バルブ４を停止させる
停止機構が設けられている。

上記一方のロッカーアーム１０に設けられた連係切替機
構は、このロッカーアーム１０を高速型カム７への当接
部を有する第１アーム１１と吸気バルブ３および低速型
カム６への当接部を有する第２アーム１２とに分割し、
この両アーム１１゜１２をロッカーシャフト９回りに相
対運動可能とするとともに、この両アーム１１．１２を
接続状態と非接続状態とに切替えるセレクタ１３を設け
ることにより構成されている。

上記セレクタ１３はプランジャ１４およびレバ一部材１
５を備え、上記第１アーム１１に組込まれており、具体
的には次のような構造となっている。すなわち、第１ア
ーム１１の上部には第２アーム１２の上部に向かって開
口するガイド孔１６が形成され、このガイド孔１６に上
記プランジャ１４が移動可能に収容され、このプランジ
ャ１４はガイド孔１６内のスプリング１７によって第２
アーム１２に当接するように付勢されており、プランジ
ャ１４の途中部には小径の係合部１８が形成されている
。また、第１アーム１１の上部には、上記レバ一部材１
５がプランジャ１４に直交してロッカーシャフト９の軸
方向に移動可能に支承されており、このレバ一部材１５
には、プランジャ１４より若干大径のプランジャ挿通孔
１９と上記係合部１８に対応する大きさで上記プランジ
ャ挿通孔１９に連なった係止孔２０とが形成されている
。上記レバ一部材１５の端部はロッカーシャフト９の周
囲に設けられた環状の油圧式のアクチュエータ２１にレ
バ一部材１５のアーム１５ａを介して連結されており、
このアクチュエータ２１にオイルが供給されたときには
レバ一部材１５が後記ロック位置に向けて作動され、ア
クチュエータ２１からオイルがリリーフされたときはリ
ターンスプリング２２によりレバ一部材１５が後記非ロ
ツク位置に向けて作動されるようになっている。

こうして、上記レバ一部材１５の係止孔２０がプランジ
ャ１４の保合部１８から離脱してプランジャ挿通孔１９
にプランジャ１４が挿通される非ロツク位置にレバ一部
材１５があるときは、プランジャ１４の摺動が許容され
ることにより両アーム１１．１２の相対運動が許容され
（このときが非接続状態）、他方、係止孔２０が係合部
１８に係合するロック位置にレバ一部材１５が作動され
たときは、プランジャ１４の摺動が阻止されることによ
り、両アーム１１．１２の上部が互いに接近する方向の
相対運動が阻止されるようにしている（このときが接続
状態）。そして、上記両アーム１１．１２が非接続状態
となったときは一方の吸気バルブ３が低速型カム６に連
係され、つまり高速型カム７の回転に伴う第１アーム１
１の揺動が第２アーム１２に伝達されないため低速型カ
ム６０回転に応じた第２アーム１２の揺動により吸気バ
ルブ３が作動される状態となり、また両アーム１１．１
２が接続状態となったときは上記一方の吸気バルブ３が
高速型カム７に連係され、つまり高速型カム７の回転に
応じた両アーム１１．１２の一体的な揺動により吸気バ
ルブ３が作動される状態となる。

また、他方のロッカーアーム３０に設けられた停止機構
は、このロッカーアーム３０をカム８に当接するカム側
アーム３１と上記他方の吸気バルブ４に当接するバルブ
側アーム３２とに分割し、この両アーム３１．３２をロ
ッカーシャフト９回りに相対運動可能とするとともに、
この両アーム３１．３２を接続状態と非接続状態とに切
替えるセレクタ３３を設けることにより構成されている
。

上記セレクタ３３も連係機構のセレクタ１３とほぼ同様
に、カム側アーム３１の上部に移動可能に装備されてス
プリング３７によりパルプ側アーム３２に当接するよう
に付勢されたプランジャ３４と、油圧式等のアクチュエ
ータ４１およびリターンスプリング４２等により作動さ
れてロッカーシャフト９の軸方向に揺動することにより
プランジャ３４に対し係脱するレバ一部材３５とを備え
、このプランジャ３４に対するレバ一部材３５の係脱に
よって上記両アーム３１．３２が接続状態と非接続状態
とに切替えられるようになっている。

そしてこの他方のロッカーアーム３０においては、バル
ブ側アーム３２がカムへの当接部分を有しないため、上
記非接続状態となれば吸気バルブ４を停止させ、上記接
続状態となればカム８の回転に応じて吸気バルブ４を作
動させることとなる。

連係切替機構および停止機構の各セレクタ１３゜３３は
、それぞれのアクチュエータ２１．４１に対するオイル
通路２３．４３中に設けられてオイルの供給、排出を制
御する制御バルブ２４．４４と、回転数信号４６等を受
けて上記各制御バルブ２４．４４を制御する制御回路４
５とにより、運転状態に応じて制御されるようになって
いる。これによって、例えば一方の吸気バルブ３は低速
域では高速型カム７に連係されて高速域では低速型カム
６に連係され、また他方の吸気バルブ４は低速側の特定
運転域で停止される。

なお、２５．２６は一方のロッカーアーム１０の第２ア
ーム１２に配設されたバルブクリアランス調整用のアジ
ャスタであり、また、２５′は他方のロッカーアーム３
０に設けられたバルブクリアランス調整用のアジャスタ
である。

この動弁装置によると、運転状態に応じ、一方の吸気バ
ルブ３がロッカーアーム１０に装備された連係切替機構
によって低速型カム６で作動される状態と高速型カム７
で作動される状態とに切替えられることにより、この一
方の吸気バルブ３めリフト特性が変化し、さらに他方の
吸気バルブ４が停止機構によって停止状態と作動状態と
に切替えられることにより、一方の吸気バルブ３のみか
ら吸気が導入される状態と両吸気バルブ３，４から吸気
が導入される状態とにも変化する。そして、連係切替機
構を備えたロッカーアーム１０と停止機構を備えたロッ
カーアーム３０が互いに独立しているので、それぞれに
おける連係の切替回転数および停止、作動の切替回転数
を個別に設定しておくことができ、これによって低速、
中速、高速等の各運転域に適合するように吸気条件を調
整することが可能となる。

つまり、例えば一方の吸気バルブ３に対しては比較的低
い回転数を境にして低速型カム６で作動される状態と高
速型カム７で作動される状態とに連係が切替えられ、他
方の吸気バルブ４に対しては比較的高い回転数を境にし
て停止状態と作動状態とに切替えられる設定としておけ
ば、低速域では一方の吸気バルブ３のみが小さなリフト
量、開弁期間をもって作動し、中速域ではやはり一方の
吸気バルブ３のみが作動するものの、そのリフト量、開
弁期間が大きくなり、高速域では両吸気バルブ３．４が
大きなリフト量、開弁期間をもって作動することとなる
。あるいはまた、一方の吸気バルブ３に対しては比較的
高い回転数を境にして連係が切替えられ、他方の吸気バ
ルブ４に対しては比較的低い回転数を境に停止、作動が
切替えられる設定としておけば、低速域、高速域では上
記と同様の吸気条件が与えられるが、中速域では一方の
吸気バルブ３が小さなリフト量、開弁期間をもって作動
されるとともに他方の吸気バルブ４が大きなリフト量、
開弁期間をもって作動されることとなる。

このようにすることにより、低速域では吸気スワールを
与えつつ排気の吹返しゃ吸気の吹戻り等を防止し、中速
域では吸気スワールを与えつつ比　　　′較的多量の吸
気導入を許容し、高速域ではさらに多量の吸気導入を許
容して充填量を増大させるというような調整が可能とな
り、全運転域に亘って燃焼性、トルク等を高めることが
できる。

なお、この動弁装置の一方の伝達機構に設けられる連係
切替機構の具体的構造は上記実施例に限定されず、種々
変換可能である。例えば第５図および第６図に示すよう
に、ロッカーシャフト９の外周にプランジャ５１を摺動
自在に配置してこのプランジャ５１に係止片５２を連成
し、この係止片５２を第１アーム１１の内周面に設けた
保合用凹部５３に係合させ、かつプランジャ５１の摺動
に伴ってこの係止片５２が第２アーム１２の内周面に設
けた係合用凹部５４に対して係脱可能となるようにし、
油圧式のアクチュエータ５５およびリターンスプリング
５６等で上記プランジャ５１をロッカーシャフト９の軸
方向に摺動させることにより、上記両アーム１１．１２
を接続状態と非接続状態とに切替えるようにしてもよい
。あるいはロッカーアーム１０を一体化し、その代りに
、ロッカーアーム１０の高速型カム７に当接する端部に
摺動可能なプランジャおよびこれに係脱するストッパ部
材を装備することにより、この端部で高速型カム７の作
動の吸収、伝達を可能とする構造としてもよい（この具
体構造は図示省略）。また、停止機構についても同様に
具体構造は種々変更可能である。

また、上記実施例では吸気バルブに適用した場合を示し
たが、本発明は、排気バルブが１気筒当り複数個設けら
れているエンジンにおいて、その複数個の排気バルブに
適用してもよく、この場合も、排気バルブのリフト特性
の調整によってバルブオーバーラツプ量等を調整でき、
また、一方の排気バルブを停止すれば気筒内にスワール
が生じるので、燃焼性やトルク等の調整を行うことがで
きる。吸気バルブもしくは排気バルブが１気筒当り３個
以上設けられる場合でも、少なくとも２系統の独立した
伝達機構に連係切替機構および停止機構を設けることに
よって適用できる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、１気筒当り複数個の吸気バルブ
もしくは排気バルブに対し、互いに独立した少なくとも
２系統の伝達機構を備え、その一方に、形状が異なるカ
ムとバルブとの間で連係を切替える連係切替機構を設け
るとともに、他方にバルブの停止機構を設けているので
一部のバルブに対する上記連係の切替えによるバルブリ
フト量の調整と、他のバルブの停止、作動とを運転状態
に応じた組合わせで行うことにより、吸気スワール、バ
ルブオーバーラツプ量等を各種運転域に適合するように
調整することができる。このため、低速、中速、高速等
の各運転域で、燃費や燃焼性、出力等を向上することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す平面図、第２図は
第１図のＩＦ−ＩＦ線に沿った断面図、第３図は第１図
の■−■線に沿った断面図、第４図はロッカーシャフト
位置での縦断正面図、第５図は別の実施例を示す分解斜
視図、第６図はこの実施例装置のロッカーシャフト位置
での縦断正面図である。 ３．４・・・吸気バルブ、６．７．８・・・カム、ｉｏ
。 ３０・・・ロッカーアーム（伝達機構）、１３・・・セ
レクタ（連係切替機構）、３３−・・セレクタ（停止機
構）。 特許出願人　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人　
　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　弁理士　　
　長１）正 向　　　　　　弁理士　　　板谷康夫 第　　１　　図 ＩＩｈ　　Ｉ［−Ｉ 第　　２　　図 第　　３　　図 第　　５　　図 第　　６　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、１気筒
   当り複数個のバルブを設けたエンジンにおいて、これら
   のバルブに対し、異なる形状のものを含む複数個のカム
   と、別個のバルブをそれぞれカムの作動に応じて駆動す
   る互いに独立した少なくとも２系統の伝達機構とを備え
   、その一方の伝達機構に、形状が異なるカムにバルブを
   選択的に連係してその連係を運転状態に応じて切替える
   連係切替機構を設けるとともに、他方の伝達機構に、特
   定運転域でカムとバルブとの連係を遮断してバルブを停
   止させる停止機構を設けたことを特徴とするエンジンの
   動弁装置。