JP2000213318A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
内燃機関の可変動弁装置Info
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- JP2000213318A JP2000213318A JP11016470A JP1647099A JP2000213318A JP 2000213318 A JP2000213318 A JP 2000213318A JP 11016470 A JP11016470 A JP 11016470A JP 1647099 A JP1647099 A JP 1647099A JP 2000213318 A JP2000213318 A JP 2000213318A
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
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- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
- F01L13/0026—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio by means of an eccentric
Abstract
(57)【要約】
【構成】 排気側駆動軸１４の外周に偏心して設けられ
た制御カム３６に、ロッカアーム３８を回転可能に外嵌
する。機関の回転に連動して吸気側駆動軸１２が回転す
ると、偏心カム３２を介してリング状リンク３４が並進
作動し、ロッカアーム３８，ロッド状リンク４０を介し
て揺動カム２０ａが吸気弁２２を開閉駆動する。同様に
排気側駆動軸１４が回転すると、駆動カム２６ａが排気
弁２８を開閉駆動する。排気側駆動軸１４の一端に設け
られたアクチュエータで、両駆動軸１２，１４の回転位
相差を可変制御することにより、排気弁２８の位相並び
に吸気弁２２のバルブリフト量が変化する。 【効果】 排気側駆動軸１４が制御軸を兼用する形とな
り、車両搭載性が向上する。
た制御カム３６に、ロッカアーム３８を回転可能に外嵌
する。機関の回転に連動して吸気側駆動軸１２が回転す
ると、偏心カム３２を介してリング状リンク３４が並進
作動し、ロッカアーム３８，ロッド状リンク４０を介し
て揺動カム２０ａが吸気弁２２を開閉駆動する。同様に
排気側駆動軸１４が回転すると、駆動カム２６ａが排気
弁２８を開閉駆動する。排気側駆動軸１４の一端に設け
られたアクチュエータで、両駆動軸１２，１４の回転位
相差を可変制御することにより、排気弁２８の位相並び
に吸気弁２２のバルブリフト量が変化する。 【効果】 排気側駆動軸１４が制御軸を兼用する形とな
り、車両搭載性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の運転
状態に応じて吸気弁，排気弁の開閉時期や作動角を可変
制御する可変動弁装置に関する。
状態に応じて吸気弁，排気弁の開閉時期や作動角を可変
制御する可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知にように、機関低速低負荷時におけ
る燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時にお
ける吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する
等のために、吸・排気弁の開閉時期とバルブリフト量を
機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置が従来
から種々提供されており、その一例として特開昭５５−
１３７３０５号公報等に記載されているものが知られて
いる。
る燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時にお
ける吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する
等のために、吸・排気弁の開閉時期とバルブリフト量を
機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置が従来
から種々提供されており、その一例として特開昭５５−
１３７３０５号公報等に記載されているものが知られて
いる。
【０００３】図７を参照してその概略を説明すると、シ
リンダヘッド１のアッパデッキの略中央近傍上方位置に
カムシャフト２が設けられていると共に、このカムシャ
フト２の外周にカム２ａが一体に設けられている。ま
た、カムシャフト２の側部には、制御シャフト３が平行
に配置されており、この制御シャフト３に偏心カム４を
介してロッカアーム５が揺動自在に軸支されている。一
方、シリンダヘッド１に摺動自在に設けられた吸気弁６
の上端部には、バルブリフター７を介して揺動カム８が
配置されている。この揺動カム８は、バルブリフター７
の上方にカムシャフト２と並行に配置された支軸９に揺
動自在に軸支され、下端のカム面８ａがバルブリフター
７の上面に当接している。また、上記ロッカアーム５
は、一端部５ａがカム２ａの外周面に当接していると共
に、他端部５ｂが揺動カム８の上端面８ｂに当接して、
カム２ａのリフトを揺動カム８及びバルブリフター７を
介して吸気弁６に伝達するようになっている。
リンダヘッド１のアッパデッキの略中央近傍上方位置に
カムシャフト２が設けられていると共に、このカムシャ
フト２の外周にカム２ａが一体に設けられている。ま
た、カムシャフト２の側部には、制御シャフト３が平行
に配置されており、この制御シャフト３に偏心カム４を
介してロッカアーム５が揺動自在に軸支されている。一
方、シリンダヘッド１に摺動自在に設けられた吸気弁６
の上端部には、バルブリフター７を介して揺動カム８が
配置されている。この揺動カム８は、バルブリフター７
の上方にカムシャフト２と並行に配置された支軸９に揺
動自在に軸支され、下端のカム面８ａがバルブリフター
７の上面に当接している。また、上記ロッカアーム５
は、一端部５ａがカム２ａの外周面に当接していると共
に、他端部５ｂが揺動カム８の上端面８ｂに当接して、
カム２ａのリフトを揺動カム８及びバルブリフター７を
介して吸気弁６に伝達するようになっている。
【０００４】制御シャフト３は、図外のアクチュエータ
によって所定角度範囲で回転制御されて、偏心カム４の
回動位置を制御し、これによってロッカアーム５の揺動
支点を変化させるようになっている。そして、偏心カム
４が正逆の所定回転位置に制御されるとロッカアーム５
の揺動支点が変化して、他端部５ｂの揺動カム８の上端
面８ｂに対する当接位置が図中上下方向に変化し、これ
によって揺動カム８のカム面８ａ上のリフト部円弧の使
用角度を可変とすることにより、吸気弁６の開閉時期
（バルブタイミング）とバルブリフト量を可変制御する
ようになっている。
によって所定角度範囲で回転制御されて、偏心カム４の
回動位置を制御し、これによってロッカアーム５の揺動
支点を変化させるようになっている。そして、偏心カム
４が正逆の所定回転位置に制御されるとロッカアーム５
の揺動支点が変化して、他端部５ｂの揺動カム８の上端
面８ｂに対する当接位置が図中上下方向に変化し、これ
によって揺動カム８のカム面８ａ上のリフト部円弧の使
用角度を可変とすることにより、吸気弁６の開閉時期
（バルブタイミング）とバルブリフト量を可変制御する
ようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の可変動弁装置にあっては、機関と
同期して回転する吸排気弁駆動用のカムシャフト２に対
し、制御シャフト３が別個に設けられているため、制御
シャフト３及びこれを支持する構造が必要となる。この
結果、機関の寸法の増加を招き、車輌搭載性が低下す
る、という問題があった。
うな従来の内燃機関の可変動弁装置にあっては、機関と
同期して回転する吸排気弁駆動用のカムシャフト２に対
し、制御シャフト３が別個に設けられているため、制御
シャフト３及びこれを支持する構造が必要となる。この
結果、機関の寸法の増加を招き、車輌搭載性が低下す
る、という問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１の発明
に係る内燃機関の可変動弁装置は、機関の回転に連動し
て回転する互いに略平行な第１の駆動軸及び第２の駆動
軸と、上記第１の駆動軸の外周に相対回転可能に設けら
れ、吸気弁又は排気弁の一方を駆動する揺動カムと、上
記第２の駆動軸の外周に設けられ、吸気弁又は排気弁の
他方を駆動する駆動カムと、上記第１の駆動軸の外周に
偏心して設けられた偏心カムと、この偏心カムの外周に
相対回転可能に設けられたリング状リンクと、上記第２
の駆動軸の外周に偏心して設けられた制御カムと、この
制御カムの外周に相対回転可能に設けられ、その一端が
上記リング状リンクの先端に連結するロッカアームと、
このロッカアームの他端と上記揺動カムの先端とを連結
するロッド状リンクと、上記第１，第２の駆動軸の回転
位相差を可変制御する制御手段と、を有することを特徴
としている。
に係る内燃機関の可変動弁装置は、機関の回転に連動し
て回転する互いに略平行な第１の駆動軸及び第２の駆動
軸と、上記第１の駆動軸の外周に相対回転可能に設けら
れ、吸気弁又は排気弁の一方を駆動する揺動カムと、上
記第２の駆動軸の外周に設けられ、吸気弁又は排気弁の
他方を駆動する駆動カムと、上記第１の駆動軸の外周に
偏心して設けられた偏心カムと、この偏心カムの外周に
相対回転可能に設けられたリング状リンクと、上記第２
の駆動軸の外周に偏心して設けられた制御カムと、この
制御カムの外周に相対回転可能に設けられ、その一端が
上記リング状リンクの先端に連結するロッカアームと、
このロッカアームの他端と上記揺動カムの先端とを連結
するロッド状リンクと、上記第１，第２の駆動軸の回転
位相差を可変制御する制御手段と、を有することを特徴
としている。
【０００７】機関の回転に連動して第１の駆動軸が回転
すると、偏心カムを介してリング状リンクが並進作動
し、これに連結するロッカアームが制御カムの軸心周り
に揺動する。これにより、ロッカアームにロッド状リン
クを介して連結する揺動カムが揺動し、吸，排気弁の一
方が開閉駆動される。
すると、偏心カムを介してリング状リンクが並進作動
し、これに連結するロッカアームが制御カムの軸心周り
に揺動する。これにより、ロッカアームにロッド状リン
クを介して連結する揺動カムが揺動し、吸，排気弁の一
方が開閉駆動される。
【０００８】また、機関の回転に連動して第２の駆動軸
が回転すると、その外周に設けられた駆動カムにより
吸，排気弁の他方が開閉駆動される。
が回転すると、その外周に設けられた駆動カムにより
吸，排気弁の他方が開閉駆動される。
【０００９】なお、この第２の駆動軸の回転に伴って、
上記の制御カムの軸心は第２の駆動軸の軸心周りに回転
する。
上記の制御カムの軸心は第２の駆動軸の軸心周りに回転
する。
【００１０】そして、内燃機関の運転状態等に応じて、
第１，第２の駆動軸の回転位相差を可変制御することに
より、吸，排気弁のリフト特性が変化する。
第１，第２の駆動軸の回転位相差を可変制御することに
より、吸，排気弁のリフト特性が変化する。
【００１１】例えば、請求項４の発明のように、上記揺
動カムが吸気弁を駆動し、上記駆動カムが排気弁を駆動
する構成とした場合、少なくとも吸気弁のバルブリフト
量が変化する。
動カムが吸気弁を駆動し、上記駆動カムが排気弁を駆動
する構成とした場合、少なくとも吸気弁のバルブリフト
量が変化する。
【００１２】この請求項４の構成に加え、請求項５の発
明のように、上記制御手段により排気弁側の第２の駆動
軸の回転位相が可変制御されるように構成した場合、吸
気弁のバルブリフト量とともに排気弁の位相が相対的に
変化する。
明のように、上記制御手段により排気弁側の第２の駆動
軸の回転位相が可変制御されるように構成した場合、吸
気弁のバルブリフト量とともに排気弁の位相が相対的に
変化する。
【００１３】ここで、排気弁の位相を遅角させた際に吸
気弁が低リフト特性となる設定と、排気弁の位相を進角
させた際に吸気弁が低リフト特性となる設定との２通り
の設定が可能であるが、好ましくは請求項５の発明のよ
うに、排気弁の位相を相対的に遅角させた際に、吸気弁
が低リフト特性となるように設定する。これにより、高
回転でバルブオーバーラップが大、排気弁が進角、かつ
吸気弁のバルブリフト量が大となり、低回転でバルブオ
ーバーラップが小、排気弁が遅角、かつ吸気弁のバルブ
リフト量が小となる。また、低回転時に吸気弁が低リフ
トとなりカム駆動フリクションが低くなるため、燃費の
向上を図ることができる。
気弁が低リフト特性となる設定と、排気弁の位相を進角
させた際に吸気弁が低リフト特性となる設定との２通り
の設定が可能であるが、好ましくは請求項５の発明のよ
うに、排気弁の位相を相対的に遅角させた際に、吸気弁
が低リフト特性となるように設定する。これにより、高
回転でバルブオーバーラップが大、排気弁が進角、かつ
吸気弁のバルブリフト量が大となり、低回転でバルブオ
ーバーラップが小、排気弁が遅角、かつ吸気弁のバルブ
リフト量が小となる。また、低回転時に吸気弁が低リフ
トとなりカム駆動フリクションが低くなるため、燃費の
向上を図ることができる。
【００１４】一方、請求項４の構成に加え、請求項６の
発明のように、上記制御手段により吸気弁側の第１の駆
動軸の回転位相が可変制御されるように構成した場合に
は、吸気弁のバルブリフト量とともに吸気弁の位相が相
対的に変化する。
発明のように、上記制御手段により吸気弁側の第１の駆
動軸の回転位相が可変制御されるように構成した場合に
は、吸気弁のバルブリフト量とともに吸気弁の位相が相
対的に変化する。
【００１５】ここで、吸気弁の位相を遅角させた際に吸
気弁が低リフト特性となる設定と、吸気弁の位相を進め
た際に吸気弁が低リフト特性となる設定との２通りの設
定が可能であるが、好ましくは請求項６の発明のよう
に、吸気弁の位相を相対的に進角させた際に、吸気弁が
低リフト特性となるように設定する。これにより、高回
転で吸気弁の閉時期が遅くなるとともに吸気弁のバルブ
リフト量が大となって充填効率が向上し、かつ低回転で
は吸気弁の閉時期が早くなってポンプ損失低減およびカ
ム駆動フリクションの低減化を図ることができる。
気弁が低リフト特性となる設定と、吸気弁の位相を進め
た際に吸気弁が低リフト特性となる設定との２通りの設
定が可能であるが、好ましくは請求項６の発明のよう
に、吸気弁の位相を相対的に進角させた際に、吸気弁が
低リフト特性となるように設定する。これにより、高回
転で吸気弁の閉時期が遅くなるとともに吸気弁のバルブ
リフト量が大となって充填効率が向上し、かつ低回転で
は吸気弁の閉時期が早くなってポンプ損失低減およびカ
ム駆動フリクションの低減化を図ることができる。
【００１６】上記制御手段は、例えば請求項２の発明の
ように、上記第１，第２の駆動軸の一方の一端に設けら
れ、一方の駆動軸の回転位相を相対的に変化させるアク
チュエータを有している。
ように、上記第１，第２の駆動軸の一方の一端に設けら
れ、一方の駆動軸の回転位相を相対的に変化させるアク
チュエータを有している。
【００１７】このアクチュエータに、例えば１つの位相
検知センサを設けることで、位相とバルブリフト量（作
動角）の双方の検知が可能となる。
検知センサを設けることで、位相とバルブリフト量（作
動角）の双方の検知が可能となる。
【００１８】また、請求項３の発明は、このアクチュエ
ータを上記内燃機関の前側に配置したことを特徴として
いる。言い換えると、ＦＲ車では機関の後側と車室との
間のスペースが小さく、ＦＦ車では機関の後側にディス
トリビュータ，スロットルチャンバ，燃料ポンプ等が配
置される場合が多いため、機関の後側にアクチュエータ
を配置することが困難となる場合が多い。
ータを上記内燃機関の前側に配置したことを特徴として
いる。言い換えると、ＦＲ車では機関の後側と車室との
間のスペースが小さく、ＦＦ車では機関の後側にディス
トリビュータ，スロットルチャンバ，燃料ポンプ等が配
置される場合が多いため、機関の後側にアクチュエータ
を配置することが困難となる場合が多い。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、吸，排気弁を駆動する
第１の駆動軸及び第２の駆動軸の回転位相差を可変制御
することで、吸，排気弁のリフト特性を変化させること
ができる。このため、別途制御シャフト等を設ける必要
がある従来例に比して、構成の簡素化，機関寸法の低減
化を図ることができ、かつ、車両搭載性にも優れてい
る。
第１の駆動軸及び第２の駆動軸の回転位相差を可変制御
することで、吸，排気弁のリフト特性を変化させること
ができる。このため、別途制御シャフト等を設ける必要
がある従来例に比して、構成の簡素化，機関寸法の低減
化を図ることができ、かつ、車両搭載性にも優れてい
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的な実施の
形態を図面に基づいて説明する。
形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】図１，２は、この発明の第１実施例を示し
ている。
ている。
【００２２】シリンダヘッド１１の上部には、全気筒に
わたって連続した吸気側駆動軸（第１の駆動軸）１２及
び排気側駆動軸（第２の駆動軸）１４が互いに平行に設
けられている。各駆動軸１２，１４は、内部に潤滑油路
が形成された中空状に形成されており、図２において右
側となる一端に吸気側スプロケット１６及び排気側スプ
ロケット１８がそれぞれ取り付けられ、図示せぬタイミ
ングチェーンを介してクランクシャフトに連動してい
る。
わたって連続した吸気側駆動軸（第１の駆動軸）１２及
び排気側駆動軸（第２の駆動軸）１４が互いに平行に設
けられている。各駆動軸１２，１４は、内部に潤滑油路
が形成された中空状に形成されており、図２において右
側となる一端に吸気側スプロケット１６及び排気側スプ
ロケット１８がそれぞれ取り付けられ、図示せぬタイミ
ングチェーンを介してクランクシャフトに連動してい
る。
【００２３】吸気側駆動軸１２の外周には、各気筒毎に
分割された略円筒状の吸気カムシャフト２０が相対回転
可能に外嵌されている。各吸気カムシャフト２０は、そ
の外周に一対の揺動カム２０ａが設けられ、かつ、揺動
カム２０ａの中間に設けられたジャーナル部２０ｂが、
シリンダヘッド１１の取付部と吸気側カムブラケット２
４との間に回転可能に支持されている。
分割された略円筒状の吸気カムシャフト２０が相対回転
可能に外嵌されている。各吸気カムシャフト２０は、そ
の外周に一対の揺動カム２０ａが設けられ、かつ、揺動
カム２０ａの中間に設けられたジャーナル部２０ｂが、
シリンダヘッド１１の取付部と吸気側カムブラケット２
４との間に回転可能に支持されている。
【００２４】各揺動カム２０ａは、略Ｌ字形状を呈し、
そのカムノーズの外周には、基円面から先端へ向けて円
弧状に延びるカム面が形成されている。そして、揺動カ
ム２０ａの揺動位置に応じて、カム面が吸気弁２２の上
部に設けられたバルブリフタ２２ａの上面所定位置に当
接し、各吸気弁２２を開閉駆動するようになっている。
そのカムノーズの外周には、基円面から先端へ向けて円
弧状に延びるカム面が形成されている。そして、揺動カ
ム２０ａの揺動位置に応じて、カム面が吸気弁２２の上
部に設けられたバルブリフタ２２ａの上面所定位置に当
接し、各吸気弁２２を開閉駆動するようになっている。
【００２５】一方、排気側駆動軸１４の外周には、各気
筒毎に分割された略円筒状の排気カムシャフト２６が圧
入等により固定されている。各排気カムシャフト２６の
外周には一対の駆動カム２６ａが設けられ、かつ、これ
ら一対の駆動カム２６ａの中間のジャーナル部２６ｂ
が、シリンダヘッド１１の取付部と排気側カムブラケッ
ト３０との間で回転可能に支持されている。そして、各
駆動カム２６ａが、各排気弁２８の上部に設けられたバ
ルブリフタ２８ａに接触し、各排気弁２８を開閉駆動す
るようになっている。
筒毎に分割された略円筒状の排気カムシャフト２６が圧
入等により固定されている。各排気カムシャフト２６の
外周には一対の駆動カム２６ａが設けられ、かつ、これ
ら一対の駆動カム２６ａの中間のジャーナル部２６ｂ
が、シリンダヘッド１１の取付部と排気側カムブラケッ
ト３０との間で回転可能に支持されている。そして、各
駆動カム２６ａが、各排気弁２８の上部に設けられたバ
ルブリフタ２８ａに接触し、各排気弁２８を開閉駆動す
るようになっている。
【００２６】また、吸気側駆動軸１２の外周には、この
吸気側駆動軸１２の軸心１２ａに対して所定量偏心した
偏心カム３２が吸気カムシャフト２０に隣接して固定さ
れている。この偏心カム３２の外周には、リング状リン
ク３４が回転可能に外嵌されている。このリング状リン
ク３４は、偏心カム３２に外嵌する比較的大径な円環状
の基部３４ａと、この基部３４ａの外周から径方向に延
びるアーム部３４ｂとを有している。
吸気側駆動軸１２の軸心１２ａに対して所定量偏心した
偏心カム３２が吸気カムシャフト２０に隣接して固定さ
れている。この偏心カム３２の外周には、リング状リン
ク３４が回転可能に外嵌されている。このリング状リン
ク３４は、偏心カム３２に外嵌する比較的大径な円環状
の基部３４ａと、この基部３４ａの外周から径方向に延
びるアーム部３４ｂとを有している。
【００２７】一方、排気側駆動軸１４の外周には、この
排気側駆動軸１４の軸心１４ａに対して所定量偏心した
制御カム３６が固定されている。この制御カム３６の外
周には、ロッカアーム３８の中央部が相対回転可能に外
嵌されている。
排気側駆動軸１４の軸心１４ａに対して所定量偏心した
制御カム３６が固定されている。この制御カム３６の外
周には、ロッカアーム３８の中央部が相対回転可能に外
嵌されている。
【００２８】このロッカアーム３８の一端と、リング状
リンク３４のアーム部３４ｂの先端とは、両者を挿通す
る第１ピン４２を介して相対回転可能に連結されてい
る。また、ロッカアーム３８の他端と、上記の揺動カム
２０ａの先端とは、所定長さの直線状に延びるロッド状
リンク４０によって連結されている。具体的には、揺動
カム２０ａの先端と、ロッド状リンク４０の一端とは、
両者を挿通する第２ピン４４を介して相対回転可能に連
結されている。また、ロッド状リンク４０の他端と、ロ
ッカアーム３８の他端とは、両者を挿通する第３ピン４
６を介して相対回転可能に連結されている。
リンク３４のアーム部３４ｂの先端とは、両者を挿通す
る第１ピン４２を介して相対回転可能に連結されてい
る。また、ロッカアーム３８の他端と、上記の揺動カム
２０ａの先端とは、所定長さの直線状に延びるロッド状
リンク４０によって連結されている。具体的には、揺動
カム２０ａの先端と、ロッド状リンク４０の一端とは、
両者を挿通する第２ピン４４を介して相対回転可能に連
結されている。また、ロッド状リンク４０の他端と、ロ
ッカアーム３８の他端とは、両者を挿通する第３ピン４
６を介して相対回転可能に連結されている。
【００２９】なお、各ピン４２，４４，４６の一端部に
は、リング状リンク３４やロッド状リンク４０の軸方向
の移動を規制するスナップリング（図示省略）が取り付
けられている。
は、リング状リンク３４やロッド状リンク４０の軸方向
の移動を規制するスナップリング（図示省略）が取り付
けられている。
【００３０】そして、本実施例では、吸気側駆動軸１２
と排気側駆動軸１４との回転位相差を可変制御する制御
手段として、排気側スプロケット１８に、排気側駆動軸
１４に対する回転位相を調整するアクチュエータ４８が
取り付けられている。
と排気側駆動軸１４との回転位相差を可変制御する制御
手段として、排気側スプロケット１８に、排気側駆動軸
１４に対する回転位相を調整するアクチュエータ４８が
取り付けられている。
【００３１】このアクチュエータ４８には図示せぬ位相
検知センサが設けられるともに、図外の制御部が接続さ
れている。この制御部は、上記位相検知センサからの信
号に基づいて駆動軸１２，１４の位相並びに作動角を算
出するとともに、エンジン回転・負荷・スロットル開度
・水温等の機関運転状態を示す信号を検出し、これらの
情報に基づいて最適バルブリフト特性を演算して、アク
チュエータ４８へ駆動信号を出力するようになってい
る。
検知センサが設けられるともに、図外の制御部が接続さ
れている。この制御部は、上記位相検知センサからの信
号に基づいて駆動軸１２，１４の位相並びに作動角を算
出するとともに、エンジン回転・負荷・スロットル開度
・水温等の機関運転状態を示す信号を検出し、これらの
情報に基づいて最適バルブリフト特性を演算して、アク
チュエータ４８へ駆動信号を出力するようになってい
る。
【００３２】このアクチュエータ４８の配置位置は、内
燃機関の前後どちらでも可能であるが、本実施例では機
関の前側、すなわちスプロケット１６，１８が設けられ
た図２の右側に配置してある。言い換えると、ＦＲ車で
は機関の後側と車室との間のスペースが小さく、ＦＦ車
では機関の後側にディストリビュータ，スロットルチャ
ンバ，燃料ポンプ等が配置される場合が多いため、機関
の後側にアクチュエータ４８を配置することが困難な場
合が多い。このようなことから、機関の前側にアクチュ
エータ４８を配置することは、レイアウト上非常に有利
である。
燃機関の前後どちらでも可能であるが、本実施例では機
関の前側、すなわちスプロケット１６，１８が設けられ
た図２の右側に配置してある。言い換えると、ＦＲ車で
は機関の後側と車室との間のスペースが小さく、ＦＦ車
では機関の後側にディストリビュータ，スロットルチャ
ンバ，燃料ポンプ等が配置される場合が多いため、機関
の後側にアクチュエータ４８を配置することが困難な場
合が多い。このようなことから、機関の前側にアクチュ
エータ４８を配置することは、レイアウト上非常に有利
である。
【００３３】次に、本実施例の作用を説明する。
【００３４】吸気側駆動軸１２，排気側駆動軸１４は、
スプロケット１６，１８に巻き掛けられた図示せぬタイ
ミングチェーン等を介して、内燃機関のクランクシャフ
トに連動して回転駆動される。
スプロケット１６，１８に巻き掛けられた図示せぬタイ
ミングチェーン等を介して、内燃機関のクランクシャフ
トに連動して回転駆動される。
【００３５】ここで、吸気側駆動軸１２が回転すると、
その外周に設けられた偏心カム３２を介してリング状リ
ンク３４が図２の左右方向に並進作動し、このリング状
リンク３４に連結するロッカアーム３８が制御カム３６
の軸心周りに揺動する。これにより、ロッカアーム３８
にロッド状リンク４０を介して連結する揺動カム２０ａ
が揺動し、吸気弁２２が開閉駆動される。
その外周に設けられた偏心カム３２を介してリング状リ
ンク３４が図２の左右方向に並進作動し、このリング状
リンク３４に連結するロッカアーム３８が制御カム３６
の軸心周りに揺動する。これにより、ロッカアーム３８
にロッド状リンク４０を介して連結する揺動カム２０ａ
が揺動し、吸気弁２２が開閉駆動される。
【００３６】また、排気側駆動軸１４が回転すると、そ
の外周に設けられた駆動カム２６ａにより排気弁２８が
開閉駆動される。
の外周に設けられた駆動カム２６ａにより排気弁２８が
開閉駆動される。
【００３７】なお、この排気側駆動軸１４の回転に伴っ
て、ロッカアーム３８の揺動中心となる制御カム３６の
軸心３６ａは排気側駆動軸１４の軸心１４ａ周りに回転
する形となる（図３参照）。
て、ロッカアーム３８の揺動中心となる制御カム３６の
軸心３６ａは排気側駆動軸１４の軸心１４ａ周りに回転
する形となる（図３参照）。
【００３８】そして、内燃機関の運転状態に応じてアク
チュエータ４８を駆動制御し、排気側スプロケット１８
を排気側駆動軸１４に対して相対的に回転駆動すること
により、吸気側駆動軸１２及びクランクシャフトに対す
る排気側駆動軸１４の回転位相が変化する。つまり、排
気側駆動軸１４に設けられた制御カム３６と、吸気側駆
動軸１２に設けられた偏心カム３２との相対的な回転位
相が変化する。この結果、吸，排気弁２２，２８のリフ
ト特性が可変制御される。
チュエータ４８を駆動制御し、排気側スプロケット１８
を排気側駆動軸１４に対して相対的に回転駆動すること
により、吸気側駆動軸１２及びクランクシャフトに対す
る排気側駆動軸１４の回転位相が変化する。つまり、排
気側駆動軸１４に設けられた制御カム３６と、吸気側駆
動軸１２に設けられた偏心カム３２との相対的な回転位
相が変化する。この結果、吸，排気弁２２，２８のリフ
ト特性が可変制御される。
【００３９】図３は、図２をリンクで表わており、揺動
カム２０ａが最も揺動し、偏心カム３２とリング状リン
ク３４とが図３のリンク図上で一直線に配置された状
態、すなわち偏心カム３２の軸心３２ａが吸気側駆動軸
１２の軸心１２ａと第１ピン４２の軸心とを結ぶ線上に
配置された状態を示している。
カム２０ａが最も揺動し、偏心カム３２とリング状リン
ク３４とが図３のリンク図上で一直線に配置された状
態、すなわち偏心カム３２の軸心３２ａが吸気側駆動軸
１２の軸心１２ａと第１ピン４２の軸心とを結ぶ線上に
配置された状態を示している。
【００４０】また、図３（ａ）は、吸気側駆動軸１２と
排気側駆動軸１４との回転位相差がゼロである基準状態
を示している。一方、図３（ｂ）は、アクチュエータ４
８の駆動により排気側駆動軸１４を図３（ａ）の基準状
態から排気位相が大きくなる方向、つまり図３で時計回
りの方向に所定角度だけ回転させた状態を示している。
このように、ロッカアーム３８の揺動中心となる制御カ
ム３６の軸心３６ａを図３（ａ）の基準状態から図３
（ｂ）の状態へ変化させると、ロッカアーム３８の傾き
が変化し、揺動カム２０ａの揺動量が減少する。この揺
動カム２０ａの揺動量（角度）と吸気側駆動軸１２の角
度との関係を図４に示す。
排気側駆動軸１４との回転位相差がゼロである基準状態
を示している。一方、図３（ｂ）は、アクチュエータ４
８の駆動により排気側駆動軸１４を図３（ａ）の基準状
態から排気位相が大きくなる方向、つまり図３で時計回
りの方向に所定角度だけ回転させた状態を示している。
このように、ロッカアーム３８の揺動中心となる制御カ
ム３６の軸心３６ａを図３（ａ）の基準状態から図３
（ｂ）の状態へ変化させると、ロッカアーム３８の傾き
が変化し、揺動カム２０ａの揺動量が減少する。この揺
動カム２０ａの揺動量（角度）と吸気側駆動軸１２の角
度との関係を図４に示す。
【００４１】図４にも示すように、吸気側駆動軸１２と
排気側駆動軸１４との回転位相差に応じて、揺動カム２
０ａの揺動量、つまり吸気弁２２のリフト作動角（バル
ブリフト量）が変化していることが分かる。
排気側駆動軸１４との回転位相差に応じて、揺動カム２
０ａの揺動量、つまり吸気弁２２のリフト作動角（バル
ブリフト量）が変化していることが分かる。
【００４２】図５は、本実施例に係る吸，排気弁２２，
２８のリフト特性を示している。本実施例のように、排
気側駆動軸１４の回転位相を可変制御した場合、主に排
気弁２８のリフト位相と、吸気弁２２の作動角（バルブ
リフト量）とが変化する。ここで、排気弁２８の位相を
遅らせた時に吸気弁２２を低リフト特性とする設定と、
排気弁２８の位相を進めた時に吸気弁２２を低リフト特
性とする設定との２通りの設定が可能である。
２８のリフト特性を示している。本実施例のように、排
気側駆動軸１４の回転位相を可変制御した場合、主に排
気弁２８のリフト位相と、吸気弁２２の作動角（バルブ
リフト量）とが変化する。ここで、排気弁２８の位相を
遅らせた時に吸気弁２２を低リフト特性とする設定と、
排気弁２８の位相を進めた時に吸気弁２２を低リフト特
性とする設定との２通りの設定が可能である。
【００４３】エンジン性能の向上化を図るためには、排
気弁２８のリフト位相を遅らせた時に吸気弁２２を低リ
フト特性とする設定が好ましい。この場合、高回転でバ
ルブオーバーラップが大、排気弁２８が進角、かつ吸気
弁２２のバルブリフト量が大となり、低回転でバルブオ
ーバーラップが小、排気弁が遅角、かつ吸気弁２２のバ
ルブリフト量が小となる。また、低回転時に吸気弁２２
が低リフトとなりカム駆動フリクションが低くなるた
め、燃費の向上を図ることができる。
気弁２８のリフト位相を遅らせた時に吸気弁２２を低リ
フト特性とする設定が好ましい。この場合、高回転でバ
ルブオーバーラップが大、排気弁２８が進角、かつ吸気
弁２２のバルブリフト量が大となり、低回転でバルブオ
ーバーラップが小、排気弁が遅角、かつ吸気弁２２のバ
ルブリフト量が小となる。また、低回転時に吸気弁２２
が低リフトとなりカム駆動フリクションが低くなるた
め、燃費の向上を図ることができる。
【００４４】このように、本実施例では、吸，排気弁２
２，２８を駆動する駆動軸１２，１４の回転位相差を可
変制御することで、吸，排気弁２２，２８のリフト特性
を変化させることができる。言い換えると、排気側駆動
軸１４が制御軸を兼用する形となるため、別途制御シャ
フト等を設ける必要がある従来例に比して、構成の簡素
化，機関寸法の低減化を図ることができ、かつ、車両搭
載性にも優れている。
２，２８を駆動する駆動軸１２，１４の回転位相差を可
変制御することで、吸，排気弁２２，２８のリフト特性
を変化させることができる。言い換えると、排気側駆動
軸１４が制御軸を兼用する形となるため、別途制御シャ
フト等を設ける必要がある従来例に比して、構成の簡素
化，機関寸法の低減化を図ることができ、かつ、車両搭
載性にも優れている。
【００４５】図６は、本発明の第２実施例に係る吸，排
気弁２２，２８のリフト特性を示している。この実施例
では、排気側駆動軸１４と吸気側駆動軸１２との回転位
相差を可変制御するために、吸気側駆動軸１２の回転位
相を可変制御する構成としている。具体的には、図２に
示すアクチュエータ４８を吸気側駆動軸１２の吸気側ス
プロケット１６に取り付ける構成としている。
気弁２２，２８のリフト特性を示している。この実施例
では、排気側駆動軸１４と吸気側駆動軸１２との回転位
相差を可変制御するために、吸気側駆動軸１２の回転位
相を可変制御する構成としている。具体的には、図２に
示すアクチュエータ４８を吸気側駆動軸１２の吸気側ス
プロケット１６に取り付ける構成としている。
【００４６】この場合、クランクシャフトに対する排気
側駆動軸１４の回転位相に変化がないため、排気弁２８
の位相及びバルブリフト量が変化することはないが、揺
動カム２０ａのリフト位相並びに作動角が変化するた
め、吸気弁２２の位相並びにリフト量の双方が変化す
る。
側駆動軸１４の回転位相に変化がないため、排気弁２８
の位相及びバルブリフト量が変化することはないが、揺
動カム２０ａのリフト位相並びに作動角が変化するた
め、吸気弁２２の位相並びにリフト量の双方が変化す
る。
【００４７】ここで、吸気弁２２のリフト位相を遅らせ
た時に吸気弁２２を低リフト特性とする設定と、吸気弁
２２のリフト位相を進めた時に吸気弁２２を低リフト特
性とする設定との２種類の設定が可能である。
た時に吸気弁２２を低リフト特性とする設定と、吸気弁
２２のリフト位相を進めた時に吸気弁２２を低リフト特
性とする設定との２種類の設定が可能である。
【００４８】エンジン性能の向上化を図るためには、吸
気弁２２のリフト位相を進めた時に吸気弁２２を低リフ
ト特性とする設定が好ましい。この場合、高回転で吸気
弁２２の閉時期が相対的に遅くなるとともに吸気弁２２
のバルブリフト量が大となって充填効率が向上し、かつ
低回転では吸気弁２２の閉時期が相対的に早くなってポ
ンプ損失低減およびカム駆動フリクションの低減化を図
ることができる。
気弁２２のリフト位相を進めた時に吸気弁２２を低リフ
ト特性とする設定が好ましい。この場合、高回転で吸気
弁２２の閉時期が相対的に遅くなるとともに吸気弁２２
のバルブリフト量が大となって充填効率が向上し、かつ
低回転では吸気弁２２の閉時期が相対的に早くなってポ
ンプ損失低減およびカム駆動フリクションの低減化を図
ることができる。
【００４９】なお、上記の実施例では吸気側駆動軸１２
に揺動カム２０ａを、排気側駆動軸１４に駆動カム２６
ａを設け、吸気弁２２のバルブリフト量を可変制御する
構成としているが、これとは逆に、吸気側駆動軸１２に
駆動カム２６ａを、排気側駆動軸１４に揺動カム２０ａ
を設け、少なくとも排気弁２８のバルブリフト量を可変
制御する構成とすることも可能である。
に揺動カム２０ａを、排気側駆動軸１４に駆動カム２６
ａを設け、吸気弁２２のバルブリフト量を可変制御する
構成としているが、これとは逆に、吸気側駆動軸１２に
駆動カム２６ａを、排気側駆動軸１４に揺動カム２０ａ
を設け、少なくとも排気弁２８のバルブリフト量を可変
制御する構成とすることも可能である。
【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関の可変動弁
装置を示す図２のＡ−Ａ断面図。
装置を示す図２のＡ−Ａ断面図。
【図２】第１実施例の可変動弁装置を適用した内燃機関
の上面図。
の上面図。
【図３】図１の装置をリンクで表した説明図。
【図４】第１実施例の吸気側駆動軸と揺動カムの角度と
の関係を示す特性図。
の関係を示す特性図。
【図５】第１実施例に係る吸，排気弁のリフト特性を示
す特性図。
す特性図。
【図６】本発明の第２実施例に係る吸，排気弁のリフト
特性を示す特性図。
特性を示す特性図。
【図７】従来例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す構
成図。
成図。
１２…吸気側駆動軸 １４…排気側駆動軸 ２０ａ…揺動カム ２２…吸気弁 ２６ａ…駆動カム ２８…排気弁 ３２…偏心カム ３４…リング状リンク ３６…制御カム ３８…ロッカアーム ４０…ロッド状リンク ４８…アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 誠之助 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 Ｆターム(参考） 3G092 AA11 DA01 DA02 DA03 DA12 DG03 EA02 EA03 FA24 FA50 HA13X HA13Z
Claims (6)
- 【請求項１】 機関の回転に連動して回転する互いに略
平行な第１の駆動軸及び第２の駆動軸と、 上記第１の駆動軸の外周に相対回転可能に設けられ、吸
気弁又は排気弁の一方を駆動する揺動カムと、 上記第２の駆動軸の外周に設けられ、吸気弁又は排気弁
の他方を駆動する駆動カムと、 上記第１の駆動軸の外周に偏心して設けられた偏心カム
と、 この偏心カムの外周に相対回転可能に設けられたリング
状リンクと、 上記第２の駆動軸の外周に偏心して設けられた制御カム
と、 この制御カムの外周に相対回転可能に設けられ、その一
端が上記リング状リンクの先端に連結するロッカアーム
と、 このロッカアームの他端と上記揺動カムの先端とを連結
するロッド状リンクと、 上記第１，第２の駆動軸の回転位相差を可変制御する制
御手段と、を有することを特徴とする内燃機関の可変動
弁装置。 - 【請求項２】 上記制御手段は、上記第１，第２の駆動
軸の一方の一端に設けられ、一方の駆動軸の回転位相を
相対的に変化させるアクチュエータを有することを特徴
とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項３】 上記アクチュエータを、内燃機関の前側
に配置したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関
の可変動弁装置。 - 【請求項４】 上記揺動カムが吸気弁を駆動し、上記駆
動カムが排気弁を駆動するように構成したことを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の可変動
弁装置。 - 【請求項５】 上記制御手段により排気弁側の第２の駆
動軸の回転位相が可変制御され、かつ、排気弁の位相を
相対的に遅角させた際に、吸気弁が低リフト特性となる
ように設定したことを特徴とする請求項４に記載の内燃
機関の可変動弁装置。 - 【請求項６】 上記制御手段により吸気弁側の第１の駆
動軸の回転位相が可変制御され、かつ、吸気弁の位相を
相対的に進角させた際に、吸気弁が低リフト特性となる
ように設定したことを特徴とする請求項４に記載の内燃
機関の可変動弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01647099A JP4126791B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01647099A JP4126791B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213318A true JP2000213318A (ja) | 2000-08-02 |
| JP4126791B2 JP4126791B2 (ja) | 2008-07-30 |
Family
ID=11917161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01647099A Expired - Fee Related JP4126791B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4126791B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6779498B2 (en) | 2001-11-15 | 2004-08-24 | Avl List Gmbh | Internal combustion engine operating on spark-ignitable fuel |
| WO2009011145A1 (ja) * | 2007-07-16 | 2009-01-22 | Joho Corporation | 可変リフト機構によるバルブ総開角可変システム |
| JP2010159682A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の動弁装置 |
| JP2010185331A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の動弁装置 |
| JP2010190073A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の動弁装置 |
| JP2012067655A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Otics Corp | 可変動弁機構 |
| JP5205570B2 (ja) * | 2007-07-16 | 2013-06-05 | 株式会社Ｊｏｈｏ | 可変リフト機構によるバルブ総開角可変システム |
| CN108386247A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-10 | 南京世界村汽车动力有限公司 | 一种汽车发动机的配气机构 |
-
1999
- 1999-01-26 JP JP01647099A patent/JP4126791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6779498B2 (en) | 2001-11-15 | 2004-08-24 | Avl List Gmbh | Internal combustion engine operating on spark-ignitable fuel |
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| JP2010190073A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の動弁装置 |
| JP2012067655A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Otics Corp | 可変動弁機構 |
| CN108386247A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-10 | 南京世界村汽车动力有限公司 | 一种汽车发动机的配气机构 |
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|---|---|
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