JP2002266610A - 可変動弁機構 - Google Patents
可変動弁機構Info
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Abstract
フト量及び作用角を連続的に又は段階的に変化させ、精
密な制御を行うことができ、また、構造が簡単で信頼性
が高い可変動弁機構を提供する。 【解決手段】 ロッカアーム1の中央部に回転可能に軸
着されたローラ5を第一回転カム7により押圧するとと
もに、ロッカアーム1の揺動中心部であるピボット3を
メカニカルアジャスタ10を介して第二回転カム8によ
り押圧する。第一回転カム7に対する第二回転カム8の
位相を内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的に
変えてバルブのリフト量及び作用角を変化させる位相変
化装置を備える。
Description
況に応じてバルブのリフト量及び作用角を連続的に又は
段階的に変化させる可変動弁機構に関するものである。
が変わってもバルブのリフト量又は作用角が変化しない
ため、内燃機関の出力、トルク、燃費、排気ガスのクリ
ーン度等の諸特性を両立させることができない。そこ
で、従来より内燃機関の運転状況に応じてバルブのリフ
ト量又は作用角を連続的に又は段階的に変化させる可変
動弁機構が種々考えられている。
階的可変タイプの動弁機構、たとえば内燃機関の低回転
域と高回転域とで二段階又は三段階に変化させるもので
は、全運転状況にわたる精密な制御ができないとか、切
替ポイントでトルク特性に谷が生じるとか、信頼性を高
めるのが難しいとかという問題があった。また、従来の
連続的可変タイプの動弁機構では、バルブのリフト量又
は作用角の一方しか変化させられないとか、信頼性を高
めるのが難しいとかという問題があった。
し、内燃機関の全運転状況にわたってバルブのリフト量
及び作用角を連続的に又は段階的に変化させ、精密な制
御ができるとともに、構造が簡単で高い信頼性を得るこ
とができる可変動弁機構を提供することにある。
に、本発明の可変動弁機構は、ロッカアームのカム対応
部を第一回転カムにより押圧するとともに、ロッカアー
ムの揺動中心部を直接又はアジャスタを介して第二回転
カムにより押圧するようにし、前記第二回転カムの位相
を内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的に変え
てバルブのリフト量及び作用角を変化させる位相変化装
置を設けたことを特徴としている。
イプでもよい。なお、カム対応部とは、カムに対応して
押圧される部位という意味である。 (1)ロッカアームの一端部に揺動中心部があり、中央
部にカム対応部があり、他端端にバルブ押圧部があるタ
イプ(いわゆるスイングアーム)。 (2)ロッカアームの中央部に揺動中心部があり、一端
部にカム対応部があり、他端端にバルブ押圧部があるタ
イプ。
きる。 (a)揺動中心部はピボットに支持された凹球面部であ
り、該ピボットにアジャスタが接続された態様。 (b)揺動中心部はロッカシャフトに回転可能に軸支さ
れた軸穴部であり、該ロッカシャフトにアジャスタが接
続された態様。
の構造は特に限定されないが、当接及び離間可能に係合
した第一部材及び第二部材と、該第一部材及び第二部材
を離間方向に付勢するロストモーションスプリングとを
含む機械的なアジャスタ(メカニカルアジャスタ)を例
示できる。より具体的には、互いに開口側を対峙して側
周壁が内外に係合したカップ状の内側第一部材及び外側
第二部材と、内側第一部材のカップ内底面と外側第二部
材のカップ内底面との間に圧縮状態で設置されたロスト
モーションスプリングとしてのコイルスプリングとを含
むものを例示できる。
るタペットクリアランス調整機構が設けられることが好
ましい。例えば上記(a)の態様では、ピボットに設け
た雄ネジをアジャスタに設けた雌ネジに螺入量調節可能
に螺入するようにしたタペットクリアランス調整機構を
例示できる。
が、ヘリカルスプライン機構と、油圧を用いた駆動部
と、マイクロコンピュータ等の制御装置とを備えたもの
を例示できる。
ブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできる
が、両方に適用することが好ましい。
機構の実施形態例について、図1〜図5を参照して説明
する。この可変動弁機構にはスイングアームタイプのロ
ッカアーム1が使用され、該ロッカアーム1の一端部は
同部に形成された凹球面部2がピボット3に支持されて
揺動中心部となっている。ロッカアーム1の中央部に形
成されたローラ配置穴4にはローラ5が配されてアーム
側壁に回転可能に軸着されており、ローラ5のうちアー
ム上面より上方へ突出した部分がカム対応部となってい
る。ロッカアーム1の他端部は二股状に分かれて、それ
ぞれの先端下部にバルブ9を押圧するバルブ押圧部6が
形成されている。
応部であるローラ5を第一回転カム7により押圧すると
ともに、ロッカアーム1の揺動中心部であるピボット3
をメカニカルアジャスタ10を介して第二回転カム8に
より押圧するようにしている。また、第一回転カム7に
対する第二回転カム8の位相を内燃機関の運転状況に応
じ連続的に又は段階的(好ましくは三段階以上の多段
階)に変えてバルブのリフト量及び作用角を変化させる
位相変化装置(図示略)を備えている。
側を対峙させて当接及び離間可能に側周壁が内外に係合
したカップ状の内側第一部材11及び外側第二部材12
と、内側第一部材11のカップ内底面と外側第二部材1
2のカップ内底面との間に圧縮状態で設置されて内側第
一部材11及び外側第二部材12を離間方向に付勢する
ロストモーションスプリング13としてのコイルスプリ
ングとからなり、外側第二部材12はシリンダヘッド1
4のガイド穴15にガイドされて摺動するようになって
いる。
メカニカルアジャスタ10の内側第一部材11のカップ
端壁に設けられた雌ネジに螺入量調節可能に螺入され
て、タペットクリアランス調整機構を構成している。
量が漸増するノーズ漸増部7bと、略同一突出量で広角
度に続くノーズ7cと、突出量が漸減するノーズ漸減部
7dとからなり、ローラ5の上方において回転可能に軸
支され、ローラ5に摺接するようになっている。
量が漸増するノーズ漸増部8bと、略同一突出量で広角
度に続くノーズ8cと、突出量が漸減するノーズ漸減部
8dとからなり、メカニカルアジャスタ10の下方にお
いて回転可能に軸支され、外側第二部材12のカップ端
壁に摺接するようになっている。
けたピストンが油圧により所定角の回転を伴いながら軸
方向に移動し、該回転が第二回転カム8に作用すること
により第一回転カム7に対する第二回転カム8の位相を
変える構造となっており、内燃機関の回転センサやアク
セル開度センサ等からの検知値に基づいてマイクロコン
ピュータ等の制御装置により制御されるようになってい
る。
次のように作用する。まず、図2(a)→(b)→図3
(a)→(b)は、最大リフト量・最大作用角が必要な
運転状況下において位相変化装置により設定される、第
一回転カム7に対する第二回転カム8の位相関係とそれ
による作用を示している。図2(a)に示すように、第
一回転カム7のベース円7aの前半部がローラ5に摺接
するとき、第二回転カム8のベース円8aの後半部がメ
カニカルアジャスタ10に摺接する。このとき、ロスト
モーションスプリング13が内側第一部材11及び外側
第二部材12を離間させてメカニカルアジャスタ10を
伸長させるので、各部に隙間ができるのを防止し、ひい
てはロッカアーム1の落下を防止する。図2(b)に示
すように、ベース円7aの後半部がローラ5に摺接する
とき、ノーズ漸増部8bないしノーズ8cの前半部がメ
カニカルアジャスタ10に摺接する。このとき、メカニ
カルアジャスタ10はロストモーションスプリング13
が圧縮されて前記伸長が縮み、内側第一部材11及び外
側第二部材12が当接(底付き)するだけなので、まだ
バルブ9のリフト量は発生しない。図3(a)に示すよ
うに、ノーズ漸増部7bないしノーズ7cの前半部がロ
ーラ5に摺接するとき、ノーズ8cの後半部がメカニカ
ルアジャスタ10に摺接する。このとき、バルブ9のリ
フト量Lは発生・増加して最大値Lmax に達し、作用角
も最大となる(図6参照)。図3(b)に示すように、
ノーズ7cの後半部がローラ5に摺接するとき、ノーズ
漸減部8dないしベース円8aの前半部がメカニカルア
ジャスタ10に摺接する。このとき、縮んだ状態のメカ
ニカルアジャスタ10がガイド穴15内を下降してピボ
ット3が下がるため、バルブ9のリフト量Lは減少して
0となる。
量・微小作用角が必要な運転状況下において位相変化装
置により設定される、第一回転カム7に対する第二回転
カム8の位相関係とそれによる作用を示している。図4
(a)に示すように、ノーズ漸増部7bないしノーズ7
cの初期部がローラ5に摺接してバルブのリフト量を増
加させようとするとき、ノーズ漸減部8dがメカニカル
アジャスタ10に摺接してピボット3を下げ始めるた
め、バルブ9のリフト量L及び作用角はともに微小とな
る(図6参照)。図4(b)に示すように、ノーズ7c
のローラ5への摺接が進行するとすぐに、ベース円8a
がメカニカルアジャスタ10に摺接してピボット3を下
げてしまう。
ト量・作用角が必要な運転状況下では、図2・図3と図
4との中間的な第一回転カム7に対する第二回転カム8
の位相関係が位相変化装置により連続的に又は段階的に
設定され、図6に示すように中間的なリフト量・作用角
が連続的に又は段階的に得られる。
が必要な運転状況下において位相変化装置により設定さ
れる、第一回転カム7に対する第二回転カム8の位相関
係とそれによる作用を示している。図5(a)に示すよ
うに、ノーズ漸増部7bがローラ5に摺接する前に、ノ
ーズ漸減部8dがメカニカルアジャスタ10に摺接して
ピボット3を下げ始めるため、バルブ9のリフト量L及
び作用角はともに0となり、リフト休止となる。図5
(b)に示すように、ノーズ7cがローラ5に摺接し始
めても、ベース円8aがメカニカルアジャスタ10に摺
接してピボット3を下げているため、バルブ9はリフト
しない。
されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨か
ら逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。 (1)ピボット3と第二回転カム8との間にメカニカル
アジャスタ10を介さないこと。 (2)位相変化装置の構成や制御の仕方を適宜変更する
こと。 (3)中央部に揺動中心部があるロッカアーム1とする
こと。
成されているので、内燃機関の全運転状況にわたってバ
ルブのリフト量及び作用角を連続的に又は段階的に変化
させ、精密な制御ができるとともに、構造が簡単で高い
信頼性を得ることができる、という優れた効果を奏す
る。
である。
作用を示す断面図である。
作用を示す断面図である。
断面図である。
用角を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 ロッカアームのカム対応部を第一回転カ
ムにより押圧するとともに、ロッカアームの揺動中心部
を直接又はアジャスタを介して第二回転カムにより押圧
するようにし、前記第二回転カムの位相を内燃機関の運
転状況に応じ連続的に又は段階的に変えてバルブのリフ
ト量及び作用角を変化させる位相変化装置を設けた可変
動弁機構。 - 【請求項2】 揺動中心部はピボットに支持された凹球
面部であり、該ピボットにアジャスタが接続された請求
項1記載の可変動弁機構。 - 【請求項3】 揺動中心部はロッカシャフトに回転可能
に軸支された軸穴部であり、該ロッカシャフトにアジャ
スタが接続された請求項1記載の可変動弁機構。 - 【請求項4】 アジャスタは、当接及び離間可能に係合
した第一部材及び第二部材と、該第一部材及び第二部材
を離間方向に付勢するロストモーションスプリングとを
含む請求項1、2又は3記載の可変動弁機構。 - 【請求項5】 揺動中心部とアジャスタとの間にネジに
よるタペットクリアランス調整機構が設けられた請求項
1、2、3又は4記載の可変動弁機構。
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- 2001-03-07 JP JP2001063771A patent/JP4084542B2/ja not_active Expired - Fee Related
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