JP2003097232A

JP2003097232A - 可変動弁装置

Info

Publication number: JP2003097232A
Application number: JP2001287674A
Authority: JP
Inventors: Osamu Komazawa; 修駒沢; Masanori Matsuzaka; 正宣松坂; Masaru Ogura; 勝小倉
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】可変動弁装置においてそのリフトの可変を
容易にする。【解決手段】カムと弁体との間に次の伝達手段を介
在させた。すなわち、伝達手段は、揺動自在に支承さ
れ、カムと係合すると共に、軸方向の移動によりカムと
の係合位置が可変である第２ロッカーアームと、同じく
揺動自在に支承され第２ロッカーアームと互いに夫々の
外面上で係合すると共に弁体と係合する第１ロッカーア
ームとからなり、第２ロッカーアームはカムとの係合範
囲において第１ロッカーアームとの係合位置が画定さ
れ、第１ロッカーアームは第２ロッカーアームとの係合
範囲において、弁体との係合位置が画定される構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変動弁装置に関
し、特に詳述すればエンジンの弁体のリフト量を可変と
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−１３１７２７号公報に開示
された可変動弁装置は、吸・排気通路を開閉する弁体
と、弁体を閉方向に付勢するスプリングと、弁体を開方
向に付勢するカムと、前記弁体とカムとの間に介在する
伝達手段とを備えている。伝達手段はカムと弁体との間
に配設されたロッカーアームと、ロッカーアームの作用
長を可変とするスライダと、スライダをその軸方向に可
動とする可動機構から構成されている。ロッカーアーム
の一端は有底のシリンダ状に形成されたスライダと摺動
して係合し、スライダの底部が支点となってロッカーア
ームが揺動する。ここで、ロッカーアームの一端とスラ
イダの係合量が大きければロッカーアームの作用長が短
く、カムによるロッカーアームの揺動高さが相対的に大
きくなる。従って、弁体の開き量が大きくなる。一方、
ロッカーアームの一端とスライダの係合量が小さければ
ロッカーアームの作用長が長く、カムによるロッカーア
ームの揺動高さが相対的に小さくなる。従って、弁体の
開き量が小さくなる。このようにして従来の可変動弁装
置では弁体の開き量を可変としていた。

【０００３】ところで、弁体の開き量（リフト）を小リ
フトから大リフトまで変化させようとするとロッカーア
ームの作用長を長くしなければならずエンジンのシリン
ダヘッド内への搭載性が悪くなる。また、アイドル時及
び軽負荷時の小リフトの絶対値を小さくする場合は、カ
ム頂部の基準円部に対する突出量を小さくすれば良い
が、このカムにより高出力時の大リフトを実現するに
は、ロッカーアームのロッカー比を高めなければならず
ロッカーアームの作用長の変化を高精度で行わなければ
ならない。このため、要求を満たすことが困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、可変
動弁装置においてそのリフトの可変を容易にすること
を、その技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の技術的手段は、エンジンのシリンダヘッドに形
成される吸・排気用通路を開閉する弁体と、前記弁体を
閉方向に付勢する第１付勢手段と、前記弁体を開方向に
付勢する第２付勢手段と、前記弁体と前記第２付勢手段
との間に介在する伝達手段とを備える可変動弁装置にお
いて、前記伝達手段は、前記シリンダヘッドに、揺動自
在に支持され、前記弁体と係合する第１揺動部材と、前
記シリンダヘッドに、揺動自在に支持され、前記第２付
勢手段と係合する第２揺動部材とからなり、前記第２揺
動部材は、前記第１揺動部材と互いに夫々の外面上で係
合し、前記第２揺動部材の軸方向の移動により、前記第
２付勢手段との係合位置が可変であり、前記第２付勢手
段との係合範囲において、前記第１揺動部材との係合位
置が画定される構成したことである。

【０００６】上記の手段によれば、ロッカー比を１より
小さい値から１より大きい値に変化させることができ
る。

【０００７】上記課題を解決するための第２の技術的手
段は、エンジンのシリンダヘッドに形成される吸・排気
用通路を開閉する弁体と、前記弁体を閉方向に付勢する
第１付勢手段と、前記弁体を開方向に付勢する第２付勢
手段と、前記弁体と前記第２付勢手段との間に介在する
伝達手段とを備える可変動弁装置において、前記伝達手
段は、前記シリンダヘッドに、揺動自在に支持され、前
記弁体と係合する第１揺動部材と、前記シリンダヘッド
に、揺動自在に支持され、前記第２付勢手段と係合する
第２揺動部材とからなり、前記第１揺動部材は、前記第
２揺動部材と互いに夫々の外面上で係合し、前記第２揺
動部材の軸方向の移動により、前記第２揺動部材との係
合位置が可変であり、前記第２揺動部材との係合範囲に
おいて、前記弁体との係合位置が画定される構成したこ
とである。

【０００８】上記の手段によれば、ロッカー比を１より
小さい値から１より大きい値に変化させることができ
る。

【０００９】上記課題を解決するための第３の技術的手
段は、前記第１の技術的手段に加え、前記第１揺動部材
は、前記第２揺動部材との係合範囲において、前記弁体
との係合位置が画定される構成したことである。

【００１０】上記の手段によれば、ロッカー比を１より
更に小さい値から１より更に大きい値に変化させること
ができる。

【００１１】上記課題を解決するための第４の技術的手
段は、前記第２揺動部材の軸方向の移動が油圧駆動装置
によって行われるようにしたことである。

【００１２】上記の手段によれば、既存のエンジンの油
圧（作動油）を利用でき効率的な駆動とすることができ
る。

【００１３】

【実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態における
可変動弁装置である。図示しないエンジンのシリンダヘ
ッド１１には、吸気または排気通路（通路）１２が形成
されている。通路１２の下端はエンジンの燃焼室１３に
開口している。通路１２には弁座１４が配設され、弁座
１４を介して通路１２が弁体１５によって開閉可能とさ
れている。弁体１５は支持部材１６を介してシリンダヘ
ッド１１に摺動自在に支承されている。弁体１５の上端
にはリテーナ１７が固設され、このリテーナ１７とシリ
ンダヘッド１１の凹部の底面１８との間にスプリング
（第１付勢手段）１９が張設されている。このスプリン
グ１９は弁体１５を、常時、通路を閉じる方向に付勢し
ている。

【００１４】弁体１５の上端は、シリンダヘッド１１に
配設されたロッカーシャフト２０を支点として揺動自在
に支承された第１ロッカーアーム（第１揺動部材；伝達
手段）２１と係合部２１ｂを介して係合している。第１
ロッカーアーム２１の上面２１ａは、例えば平面や曲面
とされている。第１ロッカーアーム２１の上面２１ａ
は、シリンダヘッド１１に配設されたスライダ２３を支
点として揺動自在に支承された第２ロッカーアーム（第
２揺動部材；伝達手段）２５の下面に、その図示右方に
おいて形成されている係合部２５ａを介して係合してい
る。

【００１５】スライダ２３は油圧シリンダ２２と共に油
圧駆動装置３３を構成し、油圧シリンダ２２にスライダ
２３の軸方向において摺動自在に嵌挿されている。油圧
シリンダ２２はシリンダヘッド１１にボルト７０により
締結固定されている。油圧駆動装置３３は、制御手段２
８の信号を受けて駆動される切換弁２９によって油圧ポ
ンプ３０から供給される油圧によりスライダ２３を往復
移動させる。つまり、油圧駆動装置３３は第２ロッカー
アーム２５の揺動支点の位置を第２ロッカーアーム２５
の長さ方向に移動自在とする。制御手段２８にはエンジ
ンの例えばスロットル開度などの各種情報が入力され
る。なお、油圧ポンプ３０はエンジン１の図示しない潤
滑用オイルポンプと共用化しても良い。

【００１６】加えて第２ロッカーアーム２５の上面２５
ｂは、例えば平面や曲面とされている。この上面２５ｂ
には回転するカム（第２付勢手段）２６が係合してい
る。即ち、弁体１５とカム２６との間に、伝達手段であ
る第２及び第１ロッカーアーム２５，２１が介在してい
る。カム２６は基準円部２６ａと、頂部２６ｂと、両部
２６ａ，ｂ間をなだらかに連続させる中間部２６ｃから
構成されている。

【００１７】以上の構成からなる可変動弁装置につい
て、その作用を以下に説明する。エンジンの始動に伴っ
てカム２６が回転する。カム２６の基準円部２６ａが第
２ロッカーアーム２５の上面２５ｂと接している時、カ
ム２６は弁体１５に対して通路１２を開く付勢力を作用
させることができない。従って、弁体１５はスプリング
１９の付勢力によってリテーナ１７を介して図示上方へ
と付勢され、弁座１４に着座している。即ち、通路１２
は閉じられている。カム２６が回転すると、第２ロッカ
ーアーム２５の上面２５ｂと接する部分がカム２６の中
間部２６ｃ、頂部２６ｂと変化していく。このとき、中
間部２６ｃおよび頂部２６ｂは第２ロッカーアーム２５
を下方向へと付勢し、第２ロッカーアーム２５は、スラ
イダ２３との支持部を支点として図示時計方向に揺動す
る。係合部２５ａにおける揺動量（揺動高さ）は、カム
２６がその基準円部２６ａから中間部２６ｃ、頂部２６
ｂへと変化していくことで増加していき、再度中間部２
６ｃから基準円部２６ａへと戻っていくことで減少して
いく。

【００１８】第２ロッカーアーム２５の揺動はその係合
部２５ａから上面２１ａを介して第１ロッカーアーム２
１へと伝わる。第１ロッカーアーム２１は、ロッカーシ
ャフト２０との支持部を支点として図示反時計方向に揺
動する。そして、第１ロッカーアーム２１と係合する弁
体１５が、スプリング１９の付勢力に抗して図示下方へ
と移動する。この結果、弁体１５は弁座１４から離れ、
通路１２を開く。なお、弁体の開き量は、第１ロッカー
アーム２１の弁体１５との係合部２１ｂにおける最大揺
動量（最大揺動高さ）と同じである。

【００１９】ところで最大揺動量は、カム２６と第２ロ
ッカーアーム２５との係合位置及び第２ロッカーアーム
２５の係合部２５ａと第１ロッカーアーム２１の上面２
１ａとの係合位置によって変化する。例えば図１におい
て、第２ロッカーアーム２５はカム２６と長さＬ１をも
って係合すると共に第１ロッカーアーム２１と長さＬ２
をもって係合する。また、第１ロッカーアーム２１は第
２ロッカーアーム２５と長さＬ３をもって係合すると共
に弁体１５と長さＬ４をもって係合する。このため、図
１の状態にあるとき、第２ロッカーアーム２５及び第１
ロッカーアーム２１のロッカー比は、それぞれＬ２／Ｌ
１≦１、Ｌ４／Ｌ３≦１であり、第２ロッカーアーム２
１の係合部２１ｂの最大揺動量は、突出量＊（Ｌ２／Ｌ
１）＊（Ｌ４／Ｌ３）≦突出量であり、カム２６の突出
量以下にすることができる。

【００２０】一方、図２の状態にあるとき、第２ロッカ
ーアーム２５及び第１ロッカーアーム２１のロッカー比
は、それぞれＬ２／Ｌ１≧１、Ｌ４／Ｌ３≧１であり、
第２ロッカーアーム２１の係合部２１ｂの最大揺動量
は、突出量＊（Ｌ２／Ｌ１）＊（Ｌ４／Ｌ３）≧突出量
であり、カム２６の突出量以上にすることができる。つ
まり、図５に示すように、第２ロッカーアームの軸方向
移動量の変化に対応して、従来技術の最大揺動量は、曲
線５１のようにカムの突出量より大きい値であったが、
本発明の最大揺動量は、曲線５２のようにカムの突出量
より小さい値から突出量より大きい値に変化させること
ができる。

【００２１】次に、第２の実施形態を図３及び図４に基
づいて説明する。この実施形態では、スライダ８０、ピ
ニオン９０、ピニオンシャフト９１、油圧回転駆動手段
９５からなる油圧駆動装置３３以外の構成は、前述の第
１の実施形態と同様であるため、同様の機能を奏する部
位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【００２２】ピニオン９０は図示しない各シリンダに配
設されると共に、ピニオンシャフト９１に圧入され、ピ
ニオンシャフト９１と一体回転するよう固着されてい
る。ピニオンシャフト９１は、シリンダヘッド１１に回
転自在に支承され、回転駆動手段９５に連結されてお
り、回転駆動手段９５によって回転駆動される。ピニオ
ン９０はスライダ８０の上面に、その図示左方において
形成されたラック８１の歯部と噛合している。

【００２３】これによって、ピニオンシャフト９１を図
示反時計周りに回転すると、ピニオン９０は図示反時計
周りに回転し、ピニオン９０とラック８１の歯部と噛合
により、スライダ８０は図示右方向に移動すると共に、
第２ロッカーアーム２５の揺動支点が図示右方向に移動
し、図３の状態となる。また、各シリンダのピニオン９
０がピニオンシャフト９１と一体回転することにより、
各シリンダのスライダ８０の移動量のバラツキが減少で
きる。なお、図３、４の状態は、第２ロッカーアーム２
５及び第１ロッカーアーム２１のロッカー比が１より大
きい状態を示す。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、第２揺
動部材は、第２付勢手段との係合範囲において、第１揺
動部材との係合位置が画定されるので、第２揺動部材の
ロッカー比を１より小さい値から１より大きい値に変化
させることができる。

【００２５】請求項２に記載の発明によれば、第１揺動
部材は、第２揺動部材との係合範囲において、弁体との
係合位置が画定されるので、ロッカー比を１より更に小
さい値から１より更に大きい値に変化させることができ
る。

【００２６】請求項３に記載の発明によれば、第２揺動
部材の軸方向の移動が油圧駆動装置によって行われるの
で、既存のエンジンの油圧（作動油）を利用でき効率的
な駆動とをすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における可変動弁装置
のロッカー比が１未満の状態を示す構成図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における可変動弁装置
のロッカー比が１以上の状態を示す構成図である。

【図３】本発明の第２の実施形態における可変動弁装置
のロッカー比が１以上であって、弁体が閉じている状態
を示す構成図である。

【図４】本発明の第２の実施形態における可変動弁装置
のロッカー比が１以上であって、弁体が開いている状態
を示す構成図である。

【図５】本発明及び従来技術の第２ロッカーアームの軸
方向移動量の変化に対する最大揺動量を示す図である。

【符号の説明】

１・・・エンジン２・・・シリンダヘド１２・・吸・排気通路１５・・・弁体１９・・・スプリング（第１付勢手段）２１・・・第１ロッカーアーム（第１揺動部材；伝達手
段）２５・・・第２ロッカーアーム（第２揺動部材；伝達手
段）２６・・・カム（第２付勢手段）３３・・・油圧駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G016 AA06 AA19 BA18 BB12 BB17 BB25 BB39 CA06 CA16 CA24 CA45 CA57 DA08 DA18 DA22 GA01 GA06 3G018 AB04 AB16 BA16 BA19 BA34 CA19 CB03 DA09 DA11 DA15 DA51 DA55 DA83 EA11 FA01 FA06 GA02 GA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのシリンダヘッドに形成される
吸・排気用通路を開閉する弁体と、前記弁体を閉方向に付勢する第１付勢手段と、前記弁体を開方向に付勢する第２付勢手段と、前記弁体と前記第２付勢手段との間に介在する伝達手段
とを備える可変動弁装置において、前記伝達手段は、前記シリンダヘッドに、揺動自在に支
持され、前記弁体と係合する第１揺動部材と、前記シリ
ンダヘッドに、揺動自在に支持され、前記第２付勢手段
と係合する第２揺動部材とからなり、前記第２揺動部材は、前記第１揺動部材と互いに夫々の
外面上で係合し、前記第２揺動部材の軸方向の移動によ
り、前記第２付勢手段との係合位置が可変であり、前記
第２付勢手段との係合範囲において、前記第１揺動部材
との係合位置が画定されることを特徴とする可変動弁装
置。
【請求項２】エンジンのシリンダヘッドに形成される
吸・排気用通路を開閉する弁体と、前記弁体を閉方向に付勢する第１付勢手段と、前記弁体を開方向に付勢する第２付勢手段と、前記弁体と前記第２付勢手段との間に介在する伝達手段
とを備える可変動弁装置において、前記伝達手段は、前記シリンダヘッドに、揺動自在に支
持され、前記弁体と係合する第１揺動部材と、前記シリ
ンダヘッドに、揺動自在に支持され、前記第２付勢手段
と係合する第２揺動部材とからなり、前記第１揺動部材は、前記第２揺動部材と互いに夫々の
外面上で係合し、前記第２揺動部材の軸方向の移動によ
り、前記第２揺動部材との係合位置が可変であり、前記
第２揺動部材との係合範囲において、前記弁体との係合
位置が画定されることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項３】前記第１揺動部材は、前記第２揺動部材
との係合範囲において、前記弁体との係合位置が画定さ
れることを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
【請求項４】前記第２揺動部材の軸方向の移動が油圧
駆動装置によって行われることを特徴とする請求項１乃
至３に記載の可変動弁装置。