JP2000130132A - 燃焼エンジンのバルブリフトと相対的なタイミングとを同時制御するロッカア―ム装置 - Google Patents
燃焼エンジンのバルブリフトと相対的なタイミングとを同時制御するロッカア―ム装置Info
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Abstract
後で独立して変更できる装置の機能を向上させる。 【解決手段】 エンジンポペット弁Vに隣接するロッカ
アームの端部がコネクタピン37によって互いに固定さ
れている。システムは、コネクタピンと反対側のロッカ
ーアーム端部に配置されている掛止機構を含んでいる。
ロッカアームの掛止は、アクチュエータ9の動きに応答
して掛止状態と非掛止状態の間を移動される複合ピン8
によって行われる。システムは、小リフト量モードでの
作動時にエンジン回転数の増加に伴ってリフト量を次第
に増加できる可変率ロッカ装置も含んでいる。
Description
回転数に基づいてシリンダーのバルブの開閉とタイミン
グを制御することによって内燃機関の機能を最適化する
のに適したロッカアーム装置に関するものである。
ajo Cecure)の出願人名で1997年9月1
1日に提出されたイタリア特許出願第MI97A002
067号に記載の2要素から成る複合ロッカアームの使
用法が既に知られており、その内容を文献引用によって
本明細書中の記載に代えるものとする。第1の要素は、
一端がラッシュアジャスタに枢着され他端がシューによ
ってバルブステムを制御する、三次レバーとして作用す
る揺動体から成っている。
ムシャフト)のカムの推力を受けるローラに枢支され、
他端が、穴部で終端し前記穴部に形成された枢支座部内
で回転可能なピンにヒンジ結合されているレバーを含ん
でいる。このピンは偏心支持シャフトに捻れて連結され
ているので、シャフトの回転により、ローラを支持する
レバーの自由端を長手方向にずらすことができ、そのた
め、第1の要素の本体のアーム長に影響を及ぼし、した
がって、バルブリフトと部分的にバルブリフトのタイミ
ングとに影響を及ぼすことによってレバー端部の接続位
置を変化させる。
RRS(可変率ロッカシステム)と呼ばれている。
ミングの変更は、カムについて選択される特定幾何形状
の結果として行なわれるに過ぎない。
もに、後続のタイミングを別個に変更できるように公知
装置の性能を向上させることである。
一対のロッカアームは一方が他方の内部に配置されてお
り、一緒にまたは別々に揺動して、エンジンポペット弁
に組合わされたシューの移動距離に制御可能に影響を及
ぼし、したがってバルブリフトを制御することが可能で
ある。
ット弁の頭部に接するシューとして作用する共通の横ピ
ンによって互いに連結され、他方の端部は、一方の状態
で2つのロッカーアームを一緒に同軸方向に同時に揺動
させることができ、他方の状態でロッカアームを別々に
揺動させることができる2位置間をロッカアームと交差
して移動できる、油圧または電気アクチュエータによっ
て制御される複合ピンによって横方向に移動させられ
る。
ッカアームごとに、中央カムと一対の同一カムから構成
されるカム装置が設けられており、具体的に述べると、
内側ロッカアームに作用する中央カムの偏心度は、中央
カムの両側に取り付けられ、より大きなバルブ開度とよ
り長い進行を達成するように外側ロッカアームの頬部、
すなわち側面プレートに作用する一対の同一カムの偏心
度よりも小さい。
ロッカアームの軸に対して支点を長手方向にずらすこと
ができるL形レバーの端部に取り付けられているニード
ルローラに伝達される。このピンは、一対のロッカアー
ムの揺動軸の座部を一端に収容している補助アームの他
端に対して相対的に回転する。
より、内側ロッカアームの、分配シャフトのローラ、L
形レバー、および中央カムとの接触を保証することがで
き、また、外側ロッカアームと2つの外側カムとの接触
は、L形レバーとシューとの間に組み合わされている補
助弾性要素によってなされる。
て図面を参照して説明する。
い図面を参照すると、図1は、内燃機関のエンジンポペ
ット弁を制御するために使用され、本発明によって製作
されたバルブ制御システムを示している。バルブ制御シ
ステムは一般に、内側ロッカアーム2、外側ロッカアー
ム3、L形レバー4、および補助要素5を含んでいる。
このシステムはさらに、二股要素7、複合ピン8、アク
チュエータ9、弾性要素10、およびコネクタピン37
も含んでいる。前述した構成要素のそれぞれを以下に詳
細に説明する。
底部片34によって接合されている2つの平行な側壁3
5,35’によって形成されており、壁35,35’の
上側輪郭36は凹状を成している。内側ロッカアーム3
は、その一方の端部に横コネクタピン37用の座部(ボ
ア)31を有し、該ピン37はバルブステムVとの接触
面を備えている。内側ロッカアーム3の他端には、複合
ピン8の各部品が内側で容易に摺動できるボア38を画
定するブシング33を収容する開口32があり、その機
能については後で説明する。
内側ロッカアーム3の側壁35,35’に当たるように
配置されている(図14(A)参照)2つの頬部、すな
わちプレート2’,2"(図2参照)によって形成され
ている。プレート2’,2"は、凸面を成す上面26を
有し、外側ロッカアーム2の2つのプレート2’,2"
は、一方の端部に、2つのロッカアームのコネクタピン
37用の座部(ボア)21を備え、他方の端部に、複合
ピン8用の座部(ボア)22を備えている。
4参照)は、記載目的のためにブラケット46および座
部47が穴あけ加工によって形成されている上プレート
45によって接合されている2つの壁40,40’を備
えている逆U形の断面を有している。L形レバー4は、
L字の長い方のブランチ48の一端にローラ(カム係合
部材)Rのアクスルを有し、短いほうのブランチに揺動
ピン44用の座部(ボア)41を有している。ブランチ
48は、内側ロッカアーム3の凹面36に当てて支持さ
れる下側円筒端部49を有している。
4(A)参照)の長手方向中心線と軸心を合わせて取り
付けられており、前述のイタリア特許出願を参照するこ
とによって良くわかるピン52(図1のみ参照)を支持
する円形の穴51を一端に有している。ピン52は、内
側を前述のL形レバー4の揺動ピン44が案内される偏
心切欠き54を有している。補助要素5は、2つのロッ
カアームの複合揺動ピン8のブシング33を保持する、
外側ショルダ57と境を接する半円形の座部55を備え
る反対端部で終端している。補助要素5は、座部55に
対して、タペット(油圧ラッシュアジャスタ)Pに押し
当てられる支持面56を底部に有している。内側ロッカ
アーム3のボア32内にブシング33を配置できるよう
に、半円形の座部55の直径はブシング33の直径と等
しい。
照)は、平面図で見るとほぼ矩形の形状を有し、組み立
てられるロッカアーム(図14(A))の幅Lよりも広
い幅L’を有している単一バネ鋼ワイヤ11から形成さ
れている。その結果、要素10は、頬部2’,2”(図
2(A))に固定されたボルト25(図9)に対して穴
部15によって接合される頬部2’,2”の外側をくさ
び状にくわえることができる。弾性要素10は、一端に
連続部12を有し、他端に、ロッカアームのコネクタピ
ン37の上部に押し当てるように内側方向に曲げられる
2つのスリーブランチ14,14’を有している。弾性
要素10は、かぎ状に曲げられた端部17により弾性要
素10の連続部12に連結できるUクリップ16(図6
参照)によって弾性保持され、クリップ16の交差部片
18はL形レバー4の座部47に挿入できる。要素10
とクリップ16とは、外側ロッカアーム2の頬部2’,
2"と一対のカムB(図13参照)とを接触状態に保つ
ために含まれている。
ツ81が、外側ロッカアーム2のプレート2”の横方向
厚さ(図14(B)参照)と等しい長さを有している略
円筒状の3つの部品81,82,83を有している。部
品82の長さは、内側ロッカアーム3の幅およびブシン
グ33(再び図14(B)参照)の幅と等しく、部品8
3の長さは、最も短い部品81の長さよりも約50%長
い。内側ロッカアーム3の座部32内に取り付けること
ができるピンの部品81,82,83の直径は、頬部
2’と2”の座部の直径よりもわずかに小さく、また、
ブシング33のボア38の内径よりもわずかに小さい。
ロッカアーム3の整列した開口31と、内側ロッカアー
ム3の壁35,35’に押し当てて配置されている頬部
2’と2”の開口21とに固定されている。本発明の重
要な特徴により、ピン37は、エンジンポペット弁Vに
接するこれらアームの共通動作(「掛止状態」)または
個別動作(「非掛止状態」)の一方に合わせて2つのロ
ッカアーム2および3に連結される。コネクタピン37
は、扁平中央部38Vが常にポペット弁Vの頭部に当接
しているように、整列した穴31および21内で向きを
変えることができる。二股要素7(図11と12参照)
は、内側間隔72が、複合ピン8の互いに隣り合う3つ
の円筒部品81,82,83の全長よりも僅かに大きい
2つの曲がりブランチ71,71’を有している。ブラ
ンチ71,71’は、互いに接近する壁71a,71
a’を形成するとともに、壁71a,71a’とともに
U形の本体74を形成する下側連結ブリッジ73によっ
て接合されており、また、壁71aと71a’は、アク
チュエータ9のシャフト92を挿入するための対応穴7
5を有している。
は、油−動的(油圧)ピストン91によって、またはい
ずれか適切な手段の電気的手段によって作動させれる
が、アクチュエータ9の特定の構造は、本発明の本質的
な特徴を構成するものではない。ピストン9は、ごく短
距離の移動(ピストン行程)の可能性に合わせて設計さ
れるのが好ましいシリンダ95内に配置されているピス
トン91によって案内されるシャフト(出力)92を有
している。二股要素7は、二股要素7のブランチ71
a’に対して作用するとともにシャフト92に対して固
定されているワッシャ96に着座している付勢用バネ9
4の力の結果として、シャフト92上のロッキングワッ
シャ93と通常当接する位置に配置されている。
付けに関する上記説明を補足として、本発明による装置
の機能に関わる分配シャフトAおよび別個カムBとCの
配置を図13に示す。中央カムCは、L形レバー4の端
部に配置されているローラRに作用する。カムCの推進
力は、ローラのアクスル43と、内側ロッカアーム3の
凹面36にその円筒端部49が当接しているレバー4の
本体とに伝達される。
(「小リフト量」)に作用し、一方、頬部2’,2”を
有する外側ロッカアームは、頬部自体の凸面26に直接
に当たる外側カムBによって作動させられる。より大き
な偏心度を有するカムBが、コネクタピン37によって
内側ロッカアーム3に連結されている外側ロッカアーム
2を押圧すると、それによってカムCが作用しなくな
る。
ムBの作用により、エンジンポペット弁Vのより大きな
バルブリフト量(「大リフト量」)、より早い開放、お
よびより遅い閉鎖がもたらされ、これは、より高いエン
ジン回転数に応答する。内側ロッカアーム3がカムCに
よって小リフト量を達成するように制御されるとき、特
定のリフト量は、速度などの車両またはエンジンのパラ
メータの関数として変更されうる。リフト量をさらに変
更することは、以下に説明されるようにアクチュエータ
9によって制御される。
タ9の動作を示している。比較的に高いエンジン回転数
のとき、図14(A)に示されているように、二股要素
7はピストン92によって矢印F1の方向に変位され、
ブランチ71’は外側ロッカアーム2の頬部2’に当接
している。頬部2’を固定しているピン8の部品83が
ブシング33に入り、ブシング33を介してピン8の中
央パーツ82を軸A2に沿って押し、同の部品81は、
両方のロッカアームが接合されるように(「掛止状
態」)頬部2を固定する。このように2つのロッカアー
ムから成る集合体は外側カムBのみによって制御され
(「大リフト量」)、カムCは無効である。比較的に低
いエンジン回転数のとき、ピストン91は、二股要素7
を図14(A)のように矢印F2の方向に引っ張りなが
らその軸A3(図14(B)参照)に沿って後退し、そ
のため、外側ロッカアームの頬部2’,2”が複合ピン
8に対して無負荷であるので、内側ロッカアーム3だけ
が作動する。このように、内側ロッカアーム3は非掛止
状態であり、補助要素5の半円形の座部55と図14
(A)にその外側ショルダが示されている先端部57と
に常に支持されているブシング33を中心として揺動す
ることができる。
示および説明されているバルブ制御システムは、掛止状
態(図14(A))または非掛止状態(図14(B))
のいずれかであるロッカアームに応答する二重リフト機
能と、偏心ピン52の回転に応答するVRRS機能との
両方を提供する。本発明の単なる一実施例として更に具
体的に述べると、システムが図14(B)の小リフト量
モードで作動しているときは必ず、ピン52は最初は図
1に示されている位置にある。ピン52の前述の位置
は、ポペット弁Vの最小リフト量を表す図1のローラR
の移動範囲の最左端にローラRが配置されている最低回
転数状態に対応している。エンジン回転数が次第に増加
するにつれて、ピン52が図1記載の位置から時計回り
に回転し、それゆえにL形レバー4を図1に右側に移動
させるとともに、ローラRを右側に移動させる。ローラ
Rが図1の右側に移動すると、小リフト用のカムCと内
側ロッカアーム3との有効接点が右に移動し、小リフト
量モードのときであってもリフト量を次第に増加させ
る。エンジン回転数がある所定レベルに達すると、アク
チュエータ9は図14(A)の掛止状態に移動し、その
後、システムはリフト量を一定のままの大リフト量モー
ドで作動するが、このとき、レバー4およびローラRの
位置はリフト量とは無関係である。
たり、シリンダーヘッドと一体に形成されたり、総部品
数を減らすように別の方法で再設計されたりすることが
恐らく可能な一連の部品を含むものとして図面に記載さ
れていることに注意すべきである。しかしながら、本明
細書に記載されている本発明の仕様を示すことの目的
は、一部には、バルブ制御アセンブリ全体の種々の部品
によって実施されることが望ましい種々の機能を示すこ
とであり、当業者は、本発明が記載の個々の特定部品に
限定されないことが分かるであろう。
なわち側面プレートの立面図と上面図である。
である。
る補助バネのの立面図と上面図である。
レバーの枢支ピンの偏心座部を形成しているピンを案内
するアームの側面図と上面図である。
示す図である。
補助バネ用のロックピンを示す図である。
シャフトを示す図である。
を移動させる二股部の縦方向中央断面図である。
をドリフトさせる二股部の平面図である。
面図である。
連結時のアクチュエータの位置を示すために本発明の装
置の特徴を幾分か概略的に示す上面図と、外側ロッカア
ームから内側ロッカアームを分離するためのアクチュエ
ータの位置を幾分か概略的に示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 シリンダーヘッドと、エンジンポペット
弁(V)と、第1のカム(B)および第2のカム(C)
を有するカム軸(A1)を画定するバルブ作動カムシャ
フト(A)とを有しているタイプの内燃機関用バルブ制
御システムであって、前記第1のカム(B)と動作可能
に係合するように配置されている第1のロッカアーム
(2)と、前記第2のカム(C)と動作可能に係合する
ように配置されている第2のロッカアーム(3)と、前
記第1のカム(B)によって前記第1のロッカアーム
(2)に加えられる力に応答して一緒に枢動するように
前記第1および第2のロッカアーム(2,3)を選択的
に相互連結する第1の状態と、前記第1および第2のロ
ッカアーム(2,3)が互いに枢動しあう第2の状態を
有する手段とを有しているバルブ制御システムにおい
て、 前記第1および前記第2のロッカアーム(2,3)のそ
れぞれは、前記エンジンポペット弁(V)に隣接して配
置されているバルブ端部(21,31)を有し、 動作可能に前記ロッカアーム(2,3)の前記バルブ端
部(21,31)に組合わされ、それによって前記第1
および第2のロッカアーム(2,3)の間で許される唯
一の相対移動が、前記コネクタ(37)を中心とする前
記相対的枢動であり、前記相対的枢動は前記ロッカアー
ム(2,3)を選択的に相互連結する前記手段が前記第
2の状態の時にのみに生じるコネルクタ(37)を有
し、 前記ロッカアームの一方(3)と前記コネクタ(37)
とは、前記ポペット弁(V)と係合するように構成され
ていることを特徴とする、バルブ制御システム。 - 【請求項2】 前記第1(2)および第2(3)のロッ
カアームのそれぞれが、前記バルブ端部(21,31)
と軸方向に反対側の端部に配置されている掛止端部(2
2,32)を有しており、前記ロッカアーム(2,3)
を選択的に相互連結する前記手段が、前記ロッカアーム
(2,3)の前記掛止端部(22,32)に動作可能に
組合わされている、請求項1に記載のバルブ制御システ
ム。 - 【請求項3】 前記ロッカアーム(2)の前記掛止端部
は第1の掛止ボア(22)を画定し、前記第2ロッカア
ーム(3)の前記掛止端部は第2の掛止ボア(38)を
画定し、前記掛止ボア(22,38)は、前記ロッカア
ーム(2,3)を選択的に相互連結する前記手段が前記
第1の状態のときに互いに同軸であり、前記掛止ボア
(22,38)は、前記カム軸(A1)と実質的に平行
な軸(A2)を画定する、請求項2に記載のバルブ制御
システム。 - 【請求項4】 前記ロッカアーム(2,3)を選択的に
相互連結する前記手段はラッチ部材(82)を有してお
り、前記ラッチ部材(82)は、前記ラッチ部材(8
2)が前記掛止ボア(22,38)の両方の内部に配置
されている前記第1の状態と、前記ラッチ部材(82)
が前記第2の掛止ボア(38)の内部にのみ配置されて
いる前記第2の状態との間を前期第1および第2掛止ボ
ア(22,38)内で軸方向に移動可能である、請求項
3に記載のバルブ制御システム。 - 【請求項5】 前記ロッカアーム(2,3)を選択的に
相互連結する前記手段は、前記カム軸(A1)と実質的
に平行な軸(A3)を画定するアクチュエータアセンブ
リ(9)を含んでおり、前記アクチュエータアセンブリ
(9)は、前記ラッチ部材(82)を前記第1の状態と
前記第2の状態との間でそれぞれ移動させるように第1
と第2の間を前記軸(A3)に沿って軸方向に移動可能
な出力部材(92)を含んでいる、請求項4に記載のバ
ルブ制御システム。 - 【請求項6】 前記ラッチ部材(82)が前記第1の状
態と前記第2の状態の間を移動するとき、前記ラッチ部
材(82)の全体が前記掛止ボア(22,38)内に配
置されており、それによって前記ラッチ部材(82)が
前記ロッカアーム(2,3)の外側に露出しない、請求
項4に記載のバルブ制御システム。 - 【請求項7】 シリンダーヘッドと、エンジンポペット
弁(V)と、第1のカム(B)および第2のカム(C)
を有するカム軸(A1)を画定するバルブ作動カムシャ
フト(A)とを有しているタイプの内燃機関用バルブ制
御システムであって、前記第1のカム(B)と動作可能
に係合するように配置されている第1のロッカアーム
(1)と、前記第2のカム(C)と動作可能に係合する
ように配置されている第2のロッカアーム(3)と、前
記第1のカム(B)によって前記第1のロッカアーム
(2)に加えられる力に応答して一緒に枢動するように
前記第1および第2のロッカアーム(2,3)を選択的
に相互連結する第1の状態と、前記第1および第2のロ
ッカアーム(2,3)が互いに枢動しあう第2の状態を
有する手段とを有しているバルブ制御システムにおい
て、 前記第1および前記第2のロッカアーム(2,3)のそ
れぞれは、前記エンジンポペット弁(V)に隣接して配
置されているバルブ端部(21,31)を有し、 動作可能に前記ロッカアーム(2,3)の前記バルブ端
部(21,31)と組合わされ、それによって前記第1
および第2のロッカアーム(2,3)の間で許される唯
一の相対移動は、コネクタ(37)を中心とする前記相
対的枢動であるコネクタ(37)を有し、 前記選択的連結手段が前記第2の状態のときに、前記第
2のカム(C)および前記第2のロッカアーム(3)と
動作可能に係合しているカム係合部材(R)と、前記係
合部材(R)の位置と、結果として得られるバルブリフ
ト量を変更するように動作可能な部材(4,44,5
2)を特徴とするバルブ制御システム。 - 【請求項8】 前記第1および第2のロッカアーム
(2,3)のそれぞれが、前記バルブ端部(21,3
1)と軸方向に反対側の端部に配置されている掛止端部
(22,32)を有しており、前記ロッカアーム(2,
3)を選択的に相互連結する前記手段が、前記ロッカア
ーム(2,3)の前記掛止端部(22,32)に動作可
能に組合わされており、前記カム係合手段(R)が、前
記バルブ端部と前記掛止端部との中間に配置されてい
る、請求項7に記載のバルブ制御システム。 - 【請求項9】 前記第2のロッカアーム(3)は上側凹
面(36)を画定し、前記カム係合手段は、前記第2の
カム(C)と前記凹面(36)との両方と係合している
ローラ(R)を有している、請求項1に記載のバルブ制
御システム。
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