JP2004138000A - バルブ制御機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】各気筒に二つずつ配された被制御バルブの開閉タイミング及びリフト量を互いに独立させて制御することで出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてより一層の改善を行うことができるバルブ制御機構を提供すること。
【解決手段】本発明のバルブ制御機構は、カムシャフト1のカム10a,10bによって揺動される揺動アーム4a,4bと、揺動アーム4a,4bによって揺動されるロッカーアーム9とを備えており、カムシャフト1が、各気筒毎に二つずつ設けられるカム10a,10bの突出方向のなす角度を変更する第一タイミング変更手段手段2,20を有し、かつ、各揺動アーム4a,4bが、カム受部42a,42bの突出方向とロッカーアーム9を押す突起部43a,43bの突出方向とのなす角度を変更する第二タイミング変更手段3,31,32,33a,33b,45a,45bを有していることを特徴としている。
【選択図】 図1
【解決手段】本発明のバルブ制御機構は、カムシャフト1のカム10a,10bによって揺動される揺動アーム4a,4bと、揺動アーム4a,4bによって揺動されるロッカーアーム9とを備えており、カムシャフト1が、各気筒毎に二つずつ設けられるカム10a,10bの突出方向のなす角度を変更する第一タイミング変更手段手段2,20を有し、かつ、各揺動アーム4a,4bが、カム受部42a,42bの突出方向とロッカーアーム9を押す突起部43a,43bの突出方向とのなす角度を変更する第二タイミング変更手段3,31,32,33a,33b,45a,45bを有していることを特徴としている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉を制御するバルブ制御機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の吸排気バルブの開閉は、カムシャフトを用いたバルブ制御機構によって制御されるのが一般的である。近年になって、吸排気バルブの開閉タイミングやリフト量を可変制御する機構も実用化されている。このようなものとして、吸気バルブの開閉タイミングとリフト量とを独立させて可変制御させる機構も公知となっている(特許文献1参照)。特許文献1に記載の制御機構は、簡素な構造によって可変バルブタイミング&リフト独立制御を実現し、かつ、スロットルバルブを廃止してポンピングロスを低減し、高出力化や高燃費化を目指したものである。
【0003】
特許文献1に記載のバルブ制御機構では、各気筒毎に配置された二つの吸気バルブの開閉タイミング及びリフト量は同一となるが、開閉タイミングを遅角又は進角させる制御とリフト量を変更する制御とは独立して行える。開閉タイミングの可変制御は、カムによって揺動される揺動アーム(仲介駆動機構)によって行われる。揺動アームは、カムシャフトのカムによって押されるカム受部(入力部)とロッカーアームを押す突起部(出力部:揺動カム)とを有している。そして、カム受け部と突起部との位置が変更可能とされており、これによってロッカーアームの押し下げタイミングを可変とすることができる。
【0004】
一方、リフト量の可変制御は、ロッカーアームの支点・力点・作用点の位置関係を変更することで行われる。特許文献1に記載のバルブ制御機構では、ロッカーアームの支点の位置を移動させることで、バルブを押し下げる作用点の作動量を変えることでバルブリフト量を変えている。バルブリフト量を可変制御することで吸入空気量を制御できるので、スロットルバルブを廃止してポンピングロスを抑止している。これらの開閉タイミングの可変制御とリフト量の可変制御とは互いに独立して行うことができる。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−263015号公報
【特許文献2】
特開2001−173469号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、上述した機構をさらに改良し、各気筒毎に配置される一対の吸気バルブ間でも開閉タイミングを及びリフト量を異ならせて制御し得る機構を実現すべく鋭意研究を行い、このような機構を実現するに至った。各気筒に配置される一対の吸気バルブにおける開閉タイミングを及びリフト量を異ならせて制御することで、これまでにない燃焼状態を創出することが可能となる。この結果、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてさらなる改善を行うことが可能となる。なお、ここでは吸気バルブとして説明したが、各気筒毎に配される一対の排気バルブに関しても、その開閉タイミングとリフト量とを異ならせて制御することでも燃焼を制御できるので、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等において改善を行うのに都合がよいことは言うまでもない。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のバルブ制御機構は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の被制御バルブの開閉を制御するもので、カムを有するカムシャフトと、カムによって揺動される揺動アームと、揺動アームによって揺動されるロッカーアームと、ロッカーアームによって開閉される被制御バルブとを備えている。また、このバルブ制御機構は、被制御バルブが気筒毎に二つずつ配設されると共に、揺動アーム及びロッカーアームが各被制御バルブ毎に配設され、揺動アームが、カムによって押されるカム受部と、カム受部がカムによって押されて揺動アームが揺動することでロッカーアームを押す突起部とを備えている。ここで、カムシャフトが、各気筒毎の二つのカムの突出方向のなす角度を変更する第一タイミング変更手段手段を有し、かつ、各揺動アームが、カム受部の突出方向と突起部の突出方向とのなす角度を変更する第二タイミング変更手段を有している。
【0008】
このため、第一タイミング変更手段手段によって各気筒の二つの被制御バルブの開閉タイミングを異ならせることが可能となる。また、第二タイミング変更手段によっても、各気筒の二つの被制御バルブの開閉タイミングを異ならせることができ、制御範囲をより広く確保することができる。両者を組み合わせることで、これまでにない燃焼状態を創出でき、出力性能に優れた燃焼・燃費性能に優れた燃焼・排気クリーン化性能上優れた燃焼などを使い分けることも可能となる。
【0009】
例えば、各気筒の二つの被制御バルブの開閉タイミングを異ならせる制御も行えるので、被制御バルブを吸気バルブとすれば、気筒内のスワールの発生を強化して気筒内の隅々までより確実に燃焼させることができるようになる。なお、これらの気筒内で第一タイミング変更手段による制御と第二タイミング変更手段による制御とは独立して行うことが可能となる。即ち、一方の制御のみを行うことが可能となり、その分燃焼の最適化の自由度が高い。
【0010】
請求項2に記載の発明においては、上述した請求項1に記載のバルブ制御機構に加えて、第一タイミング変更手段手段が、カムシャフトの内部に収納された軸方向にスライド可能なコントロールシャフトと、コントロールシャフトに固定された斜行方向の異なる一対のヘリカルギアと、ヘリカルギアに対応して各気筒毎の二つのカム部内部にそれぞれ形成されたギア面とからなることを特徴としている。
【0011】
このため、コントロールシャフトのスライドという簡便な動作で各気筒毎の二つのカムの突出方向を変えることができる。カムの突出方向を変えることで、各気筒毎の二つの被制御バルブの開閉タイミングをずらすことが可能となる。また、そのスライド量で開閉タイミングのズレ量を容易に変更させることができ、制御可能範囲内であれば連続可変制御を行える。即ち、各気筒毎の二つの被制御バルブ間の開閉タイミングをずらすことができる。
【0012】
請求項3に記載の発明においては、上述した請求項2に記載のバルブ制御機構に加えて、第二タイミング変更手段が、スリーブシャフトと、第一コントロールシャフト及び第二コントロールシャフトと、一対の第一ヘリカルギア及び第二ヘリカルギアと、第一ヘリカルギアの一方に対応して一方の揺動アームのカム受部内部に形成されたギア面と、第一ヘリカルギアの他方に対応して一方の揺動アームの突起部内部に形成されたギア面と、第二ヘリカルギアの一方に対応して他方の揺動アームのカム受部内部に形成されたギア面と、第二ヘリカルギアの他方に対応して他方の揺動アームの突起部内部に形成されたギア面とからなる。
【0013】
スリーブシャフトは、揺動アームの揺動中心となる中空のシャフト部材である。一対の第一コントロールシャフト及び第二コントロールシャフトは、スリーブシャフトの内部に収納されており、軸方向にスライド可能となっている。第一ヘリカルギアは、斜行方向の異なる一対のヘリカルギアからなり、第一コントロールシャフトに固定されている。第二ヘリカルギアも、斜行方向の異なる一対のヘリカルギアからなり、第二コントロールシャフトに固定されている。
【0014】
第一ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における一方の揺動アームのカム受部内部にギア面が形成されている。また、第一ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における一方の揺動アームの突起部内部にもギア面が形成されている。同様に、第二ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における他方の揺動アームのカム受部内部にもギア面が形成されている。第二ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における他方の揺動アームの突起部内部にもギア面が形成されている。
【0015】
このため、第一又は第二コントロールシャフトのスライドという簡便な動作で揺動アームのカム受部の突出方向と突出部の突出方向のなす角度を変えることができる。このなす角度を変えることで各気筒毎の二つの被制御バルブの開閉タイミングをそれぞれ独立して変更させることが可能となる。また、そのスライド量で開閉タイミングを容易に変更させることができ、制御可能範囲内であれば連続可変制御を行える。また、各気筒毎の二つの被制御バルブの開閉タイミングは完全に独立して行うことができる。
【0016】
請求項4に記載の発明においては、上述した請求項3に記載のバルブ制御機構に加えて、カムシャフトの端部に、全気筒のバルブ開閉タイミングを一括して変更する全気筒タイミング変更手段が配設されている。これにより、被制御バルブ全体のクランクシャフトの回転に対する進角・遅角を全気筒タイミング変更手段によって一括して行うことができる。このようにすることで、より的確なバルブ制御が可能となり、より好ましい燃焼を行うことが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明のバルブ制御機構の実施形態について、図面を参照しつつ以下に説明する。図1〜図3には、本実施形態のバルブ制御機構が斜視図として示されている。また、図1は、カムシャフト1の内部に収納されているコントロールシャフト2が外部に出された状態で描写されている。さらに、図1は、スリーブシャフト30に取り付けられている揺動アーム4a,4bが、スリーブシャフト30から分離された状態で描写されている。
【0018】
カムシャフト1は、複数に分割されたアウターシャフト1a,1b,1c,1dと、アウターシャフト1a〜1dの内部に収納されたコントロールシャフト2と、このコントロールシャフト2に固定されたヘリカルギア20とからなる。各ヘリカルギア20は、斜行方向が異なる一対のヘリカルギア20a,20bを有している。各ヘリカルギア20は、円筒状であり、コントロールシャフト2に挿入された後に固定ピン21(図4参照)によってコントロールシャフト2に固定される。
【0019】
アウターシャフト1a〜1dは、各気筒毎に配置される二つのカム10a,10bを分割させ、かつ、隣の気筒の近接するカム10a,10bと組になるように分割されている。図4においては、各気筒のカム10a同士、カム10b同士がそれぞれ組になっている。このため、各気筒においてカム10aとカム10bの配列順は逆になっている。各カム10a,10bの内部に、上述したヘリカルギア20が配置される。このヘリカルギア20は、分割されたアウターシャフト1a〜1dの分割部に一つおきに配置されている。
【0020】
アウターシャフト1a,1cのカム10aの内部(本実施形態ではややオフセットしている)にはヘリカルギア20aを収納する空間が形成されており、この空間の内面にはヘリカルギア20aに対応するギア面11aがそれぞれ形成されている。一方、アウターシャフト1b,1dのカム10bの内部にはヘリカルギア20bを収納する空間が形成されており、この空間の内面にはヘリカルギア20bに対応するギア面11bがそれぞれ形成されている。
【0021】
上述したようにカムシャフト1が形成されているので、コントロールシャフト2をスライドさせると(例えば、図4において右方にスライドさせると)、ヘリカルギア20がアウターシャフト1a〜1d内部の空間内で移動し、ヘリカルギア20a,20bとギア面11a、11bとの噛み合いによって、アウターシャフト1a、1c(図4中のXグループ)に対してアウターシャフト1b、1d(図4中のYグループ)が回転する。実際には、カムシャフト1は回転しているので、カムシャフト1が回転しながら、各気筒におけるカム10aの突出方向とカム10bの突出方向とのなす角が変更されることとなる。
【0022】
例えば、図4においては、コントロールシャフト2がそのスライド可能範囲の左側限界に位置している。このとき、各気筒(図4中では#1〜#3)におけるカム10aとカム10bとは同方向に突出されており、それらのなす角は0°である(隣接する気筒とは突出方向は異なる)。この状態から、コントロールシャフト2を右方にスライドさせると、ヘリカルギア20a,20bの斜行方向が異なるので、各気筒(#1〜#3)において、カム10aの突出方向とカム10bの突出方向とのなす角が広がる。
【0023】
即ち、各気筒(#1〜#3)において、カム10aの作動するタイミングとカム10bの作動するタイミングとが異なるようになる。また、コントロールシャフト2のスライド量によって、そのタイミングのズレを連続的に可変制御できる。最終的には、このカム10a,10bの作動タイミングのズレによって、各気筒における二つの被制御バルブ5の開閉タイミングを異ならせることができる。さらに、この機構はカムシャフト1の内部に収納されるため、スペース的にも効率が良く、スペース的制約が大きいシリンダヘッド部分に良好に構築することができる。なお、ここでは、上述したコントロールシャフト2や、ヘリカルギア20,ギア面11a,11bなどが、第一タイミング変更手段手段として機能している。
【0024】
図5に示されるように、本実施形態のバルブ制御機構は直列四気筒エンジンに対して適用したものである。この場合、上述したアウターシャフト1dの先には、もう一つのアウターシャフト1eが存在する。このアウターシャフト1eは、上述したXグループとなる。そして、このアウターシャフト1eは、クランクシャフトの回転に対するカムシャフト1全体の回転位相を連続的に可変制御し得るプーリー6の回転中心に結合されている。プーリー6の外周にはクランクシャフトの出力が入力されるギア60が形成されている。このギア60にはタイミングベルトやタイミングチェーンを介してクランクシャフトの出力が伝達され、これによってカムシャフト1とクランクシャフトとの同期がとられている。
【0025】
プーリー6は、ギア60(即ちクランクシャフト)とカムシャフト1との回転位相を可変制御し得るものである。この機構は周知であるためここでは詳しく説明しないが、プーリー6の内部には、カムシャフト1(アウターシャフト1e)に結合された部分とギア60に結合された部分との間に油室が形成されている。そして、オイルポンプによってこの油室に対してオイルを送出・抽出させることで、ギア60(即ちクランクシャフト)とカムシャフト1との回転位相を可変制御する。即ち、このプーリー6やオイルポンプなどが全気筒タイミング変更手段として機能している。
【0026】
このプーリー6によって、グループXに属するカム10a及びグループYに属するカム10bの双方のクランクシャフトに対する回転位相を一括して可変制御できる。さらに、上述した図4に示される機構によって、グループXに属するカム10aに対するグループYに属するカム10bの回転位相を可変制御することができる。なお、コントロールシャフト2のスライドは、図5に示されるように、コントロールシャフト2の端部に設けられたアクチュエータ70によって行われる。アクチュエータ70は、ダイヤフラムと負圧とを利用するようなものや、ピストンと油圧を利用するもの、電気モータとギヤを利用するものなどを利用する。
【0027】
次に、上述したカムシャフト1と被制御バルブ5の間に介在する揺動アーム4a,4bについて説明する。揺動アーム4a,4bは、被制御バルブ5のリフト量を可変制御することに寄与する。厳密に言えば、リフト量を可変制御するに際して、開閉タイミングにも多少影響を与えるが、開閉タイミングは主として上述した図4に示す機構によって行える。設定次第では、二つの機構を併用することで、開閉タイミングの制御範囲を広く確保することも可能となる。
【0028】
上述したように、スリーブシャフト3には、各気筒毎に二つの揺動アーム4a,4bが取り付けられている。これらの符号の添え字となるアルファベットは対応するカム10a,10bのアルファベットと対応している。スリーブシャフトの内部には、半円形の断面を持つ第一コントロールシャフト31及び第二コントロールシャフト32がスライド可能に収納されている。スリーブシャフト30には、円筒状の第一ヘリカルギア33a及び第二ヘリカルギア33bがスライド可能に取り付けられている。これらの符号の添え字となるアルファベットも、対応するカム10a,10b及び揺動アーム4a,4bのアルファベットに対応している。
【0029】
第一ヘリカルギア33a及び第二ヘリカルギア33bは、双方とも同一の形態を有している。しかし、第一ヘリカルギア33aは、スリーブシャフト30に形成された長孔30aを介して、固定ピン34a(図6参照)によって第一コントロールシャフト31に固定され、第二ヘリカルギア33bは、スリーブシャフト30に形成された長孔30bを介して、固定ピン34b(図6参照)によって第二コントロールシャフト32に固定されている。
【0030】
第一ヘリカルギア33a及び第二ヘリカルギア33bの形態について、第一ヘリカルギア33aを例に説明する。一対の第一ヘリカルギア33aは、外径の異なるヘリカルギア35a,36aからなる。一方のヘリカルギア35aの外径が、他方のヘリカルギア36aの外径よりも大きくされている。そして、このヘリカルギア35a,36a(一対の第一ヘリカルギア33a)のギア歯の斜行方向は互いに異なる。第二ヘリカルギア33bも同様である。
【0031】
揺動アーム4a,4bについても、一方の揺動アーム4aについてその構造を説明する。他方の揺動アーム4bの構造は一方の揺動アーム4aと全く同一である。揺動アーム4aは、カムシャフト1のカム10aによって押されるローラー(カム受部)42aを有する入力部40aと、後述するロッカーアーム9を押す突起状のノーズ(突起部)43aを有する出力部41aとが互いに回転可能に一体化されている。入力部40aの内面には一方のヘリカルギア35aに対応するギア面44aが形成されており、出力部41aの内面には他方のヘリカルギア36aに対応するギア面45aが形成されている。
【0032】
上述したように構成されているため、第一コントロールシャフト31をスライドさせると(例えば、図6において右方にスライドさせると)、第一ヘリカルギア33aが一方の揺動アーム4a内部で移動し、一方のヘリカルギア35a及び他方のヘリカルギア36aと揺動アーム4a内部のギア面44a,45aとの噛み合いによって、入力部40aに対して出力部41aが回転運動する。各気筒毎に一方の揺動アーム4aが第一コントロールシャフト31に固定されているので、第一コントロールシャフトを操作することで、各気筒における一方の被制御バルブ5について制御を行える。
【0033】
同様にして、第二コントロールシャフト32をスライドさせれば、第二ヘリカルギア33bが他方の揺動アーム4b内部で移動し、一方のヘリカルギア35b及び他方のヘリカルギア36bと揺動アーム4b内部のギア面44b,45bとの噛み合いによって、入力部40bに対して出力部41bを回転させることができる。即ち、入力部40a(40b)に対して出力部41a(41b)を回転運動させることで、ローラー42aの突出方向とノーズ43aの突出方向のなす角度が変更されることとなる。
【0034】
例えば、図6においては、第一コントロールシャフト31がそのスライド可能範囲の左側限界に位置している。この状態から、第一コントロールシャフト31を右方にスライドさせると、ヘリカルギア35a,36aの斜行方向が異なるので、ローラー42aの突出方向とノーズ43aの突出方向とのなす角が広がる(ヘリカルギアとギア面のギアの斜行方向bによっては狭くするように設定することもできる)。即ち、カム10aによって後述するロッカーアーム9を押すタイミングと、ロッカーアーム9を押し下げる量とを変えることができる。
【0035】
第一コントロールシャフト31のスライド量によって、そのタイミング及び押下量を連続的に可変制御できる。このように、最終的には、タイミングが変わることで被制御バルブ5の開閉タイミングを可変制御でき、押下量が変わることで被制御バルブ5のリフト量を可変制御できる。なお、揺動アーム4a,4bによるタイミング&リフト制御だけを見れば、タイミングとリフト量との間には一定の関係があが、上述した第一タイミング変更手段はリフト量制御とは完全に独立しており、追って説明するリフト量制御機構は開閉タイミング制御とは完全に独立している。
【0036】
ここで、第一コントロールシャフト31と第二コントロールシャフト32とは独立して制御可能であるため、各気筒毎に二つ配された被制御バルブ5をそれぞれ独立して制御可能となる。第一コントロールシャフト31及び第二コントロールシャフト32のスライドは、図5に示されるように、各コントロールシャフト31,32の端部に設けられたアクチュエータ71,72によって行われる。アクチュエータ71,72は、ダイヤフラムと負圧とを利用するようなものや、ピストンと油圧を利用するもの、電気モータとギヤを利用するものなどを利用する。
【0037】
さらに、この機構は揺動アーム4a,4bの揺動中心となるスリーブシャフト30の内部に収納されるため、スペース的にも効率が良く、スペース的制約が大きいシリンダヘッド部分に良好に構築することができる。なお、ここでは、上述したスリーブシャフト30、第一コントロールシャフト31、第二コントロールシャフト32や、揺動アーム4a,4bなどが、第二タイミング変更手段として機能している。
【0038】
次に、揺動アーム4a,4bの出力部41a,41b(ノーズ43a,43b)によって揺動されるロッカーアーム9について説明する。なお、このロッカーアーム9近傍の構造は、全ての被制御バルブ5について同様であるため、これまでのように符号にアルファベットの添え字を付さないで説明することとする。図2に示されるように、ロッカーアーム9は、そのほぼ中央に上述したノーズ43a,43bによって押されるローラー90を有している。
【0039】
ロッカーアーム9の一端の支点部91は、支持部8によって下方から支持されている。ロッカーアーム9の他端の作用部92近傍には、被制御バルブ5の端部が配置されている。ロッカーアーム9の揺動時に、ローラー90は力点、支点部91は支点、作用部92は作用点として機能する。ロッカーアーム9自体は、揺動可能に図示されない機構によってシリンダヘッド内に保持されている。ノーズ43a,43bによってローラー90部分が押されると、ロッカーアーム9は支点部91を中心として揺動し、支点部92によって被制御バルブ5を押し開く。
【0040】
上述した二つの機構(図4及び図6に示す機構)を組み合わせることで、被制御バルブ5の開閉タイミングやリフト量を、制御範囲を広く確保して連続的に可変制御することが可能となる。また、その制御も、各気筒毎に二つ配置した被制御バルブ5で異なる制御を行うことができる。これによって、これまでには不可能であった燃焼を行うことが可能となり、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてより一層の改善を行うことができる。
【0041】
例えば、各気筒の二つの吸気バルブの開くタイミングをずらすことで、気筒内にスワールをより確実に発生させ、より完全な燃焼を実現することができる。より完全な燃焼を行うことで、高出力を図ることができる。また、より完全に燃焼させることができれば、排気ガス中に含まれる未燃燃料の量が減るので、排気ガスがよりクリーンになるし、ディーゼルエンジンにおける白煙の発生なども抑止できる。また、制御範囲を広く確保しつつ、バルブリフト量を変更できるため、スロットルバルブを廃止してポンピングロスを抑止しつつ吸入空気量を制御することが可能となる。上述した実施形態のエンジンもスロットルバルブを廃止したものであり、上述したリフト量可変機構によって吸入空気量を可変制御している。
【0042】
【発明の効果】
本発明のバルブ制御機構によれば、各気筒に二つずつ配された被制御バルブの開閉タイミングとリフト量とをそれぞれ別々に独立して制御することが可能となる。この結果、より多様な燃焼状況を創出することができ、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてより一層の改善を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバルブ制御機構の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図2】本発明のバルブ制御機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図3】本発明のバルブ制御機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図4】本発明のバルブ制御機構の一実施形態におけるカムシャフトの断面図である。
【図5】本発明のバルブ制御機構の一実施形態のエンジンへの搭載状況を示す説明図である。
【図6】本発明のバルブ制御機構の一実施形態における揺動アームの断面図である。
【符号の説明】
1…カムシャフト、1a,1b,1c,1d,1e…アウターシャフト、2…コントロールシャフト(第一タイミング変更手段手段)、3…スリーブシャフト(第二タイミング変更手段)、4a,4b…揺動アーム、5…被制御バルブ、6…プーリー、8…支持部、9…ロッカーアーム、10a,10b…カム、11a,11b…ギア面(第一タイミング変更手段手段)、20(20a,20b)…ヘリカルギア(第一タイミング変更手段手段)、30…スリーブシャフト、31…第一コントロールシャフト(第二タイミング変更手段)、32…第二コントロールシャフト(第二タイミング変更手段)、33a(35a,36a)…第一ヘリカルギア(第二タイミング変更手段)、33b(35b,36b)…第二ヘリカルギア(第二タイミング変更手段)、40a,40b…入力部、41a,41b…出力部、42a,42b…ローラー(カム受部)、43a,43b…ノーズ(突起部)、44a,44b,45a,45b…ギア面(第二タイミング変更手段)、60…ギア、70,71,72…アクチュエータ、90…ローラー、91…支点部、92…作用部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉を制御するバルブ制御機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の吸排気バルブの開閉は、カムシャフトを用いたバルブ制御機構によって制御されるのが一般的である。近年になって、吸排気バルブの開閉タイミングやリフト量を可変制御する機構も実用化されている。このようなものとして、吸気バルブの開閉タイミングとリフト量とを独立させて可変制御させる機構も公知となっている(特許文献1参照)。特許文献1に記載の制御機構は、簡素な構造によって可変バルブタイミング&リフト独立制御を実現し、かつ、スロットルバルブを廃止してポンピングロスを低減し、高出力化や高燃費化を目指したものである。
【0003】
特許文献1に記載のバルブ制御機構では、各気筒毎に配置された二つの吸気バルブの開閉タイミング及びリフト量は同一となるが、開閉タイミングを遅角又は進角させる制御とリフト量を変更する制御とは独立して行える。開閉タイミングの可変制御は、カムによって揺動される揺動アーム(仲介駆動機構)によって行われる。揺動アームは、カムシャフトのカムによって押されるカム受部(入力部)とロッカーアームを押す突起部(出力部:揺動カム)とを有している。そして、カム受け部と突起部との位置が変更可能とされており、これによってロッカーアームの押し下げタイミングを可変とすることができる。
【0004】
一方、リフト量の可変制御は、ロッカーアームの支点・力点・作用点の位置関係を変更することで行われる。特許文献1に記載のバルブ制御機構では、ロッカーアームの支点の位置を移動させることで、バルブを押し下げる作用点の作動量を変えることでバルブリフト量を変えている。バルブリフト量を可変制御することで吸入空気量を制御できるので、スロットルバルブを廃止してポンピングロスを抑止している。これらの開閉タイミングの可変制御とリフト量の可変制御とは互いに独立して行うことができる。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−263015号公報
【特許文献2】
特開2001−173469号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、上述した機構をさらに改良し、各気筒毎に配置される一対の吸気バルブ間でも開閉タイミングを及びリフト量を異ならせて制御し得る機構を実現すべく鋭意研究を行い、このような機構を実現するに至った。各気筒に配置される一対の吸気バルブにおける開閉タイミングを及びリフト量を異ならせて制御することで、これまでにない燃焼状態を創出することが可能となる。この結果、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてさらなる改善を行うことが可能となる。なお、ここでは吸気バルブとして説明したが、各気筒毎に配される一対の排気バルブに関しても、その開閉タイミングとリフト量とを異ならせて制御することでも燃焼を制御できるので、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等において改善を行うのに都合がよいことは言うまでもない。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のバルブ制御機構は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の被制御バルブの開閉を制御するもので、カムを有するカムシャフトと、カムによって揺動される揺動アームと、揺動アームによって揺動されるロッカーアームと、ロッカーアームによって開閉される被制御バルブとを備えている。また、このバルブ制御機構は、被制御バルブが気筒毎に二つずつ配設されると共に、揺動アーム及びロッカーアームが各被制御バルブ毎に配設され、揺動アームが、カムによって押されるカム受部と、カム受部がカムによって押されて揺動アームが揺動することでロッカーアームを押す突起部とを備えている。ここで、カムシャフトが、各気筒毎の二つのカムの突出方向のなす角度を変更する第一タイミング変更手段手段を有し、かつ、各揺動アームが、カム受部の突出方向と突起部の突出方向とのなす角度を変更する第二タイミング変更手段を有している。
【0008】
このため、第一タイミング変更手段手段によって各気筒の二つの被制御バルブの開閉タイミングを異ならせることが可能となる。また、第二タイミング変更手段によっても、各気筒の二つの被制御バルブの開閉タイミングを異ならせることができ、制御範囲をより広く確保することができる。両者を組み合わせることで、これまでにない燃焼状態を創出でき、出力性能に優れた燃焼・燃費性能に優れた燃焼・排気クリーン化性能上優れた燃焼などを使い分けることも可能となる。
【0009】
例えば、各気筒の二つの被制御バルブの開閉タイミングを異ならせる制御も行えるので、被制御バルブを吸気バルブとすれば、気筒内のスワールの発生を強化して気筒内の隅々までより確実に燃焼させることができるようになる。なお、これらの気筒内で第一タイミング変更手段による制御と第二タイミング変更手段による制御とは独立して行うことが可能となる。即ち、一方の制御のみを行うことが可能となり、その分燃焼の最適化の自由度が高い。
【0010】
請求項2に記載の発明においては、上述した請求項1に記載のバルブ制御機構に加えて、第一タイミング変更手段手段が、カムシャフトの内部に収納された軸方向にスライド可能なコントロールシャフトと、コントロールシャフトに固定された斜行方向の異なる一対のヘリカルギアと、ヘリカルギアに対応して各気筒毎の二つのカム部内部にそれぞれ形成されたギア面とからなることを特徴としている。
【0011】
このため、コントロールシャフトのスライドという簡便な動作で各気筒毎の二つのカムの突出方向を変えることができる。カムの突出方向を変えることで、各気筒毎の二つの被制御バルブの開閉タイミングをずらすことが可能となる。また、そのスライド量で開閉タイミングのズレ量を容易に変更させることができ、制御可能範囲内であれば連続可変制御を行える。即ち、各気筒毎の二つの被制御バルブ間の開閉タイミングをずらすことができる。
【0012】
請求項3に記載の発明においては、上述した請求項2に記載のバルブ制御機構に加えて、第二タイミング変更手段が、スリーブシャフトと、第一コントロールシャフト及び第二コントロールシャフトと、一対の第一ヘリカルギア及び第二ヘリカルギアと、第一ヘリカルギアの一方に対応して一方の揺動アームのカム受部内部に形成されたギア面と、第一ヘリカルギアの他方に対応して一方の揺動アームの突起部内部に形成されたギア面と、第二ヘリカルギアの一方に対応して他方の揺動アームのカム受部内部に形成されたギア面と、第二ヘリカルギアの他方に対応して他方の揺動アームの突起部内部に形成されたギア面とからなる。
【0013】
スリーブシャフトは、揺動アームの揺動中心となる中空のシャフト部材である。一対の第一コントロールシャフト及び第二コントロールシャフトは、スリーブシャフトの内部に収納されており、軸方向にスライド可能となっている。第一ヘリカルギアは、斜行方向の異なる一対のヘリカルギアからなり、第一コントロールシャフトに固定されている。第二ヘリカルギアも、斜行方向の異なる一対のヘリカルギアからなり、第二コントロールシャフトに固定されている。
【0014】
第一ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における一方の揺動アームのカム受部内部にギア面が形成されている。また、第一ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における一方の揺動アームの突起部内部にもギア面が形成されている。同様に、第二ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における他方の揺動アームのカム受部内部にもギア面が形成されている。第二ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における他方の揺動アームの突起部内部にもギア面が形成されている。
【0015】
このため、第一又は第二コントロールシャフトのスライドという簡便な動作で揺動アームのカム受部の突出方向と突出部の突出方向のなす角度を変えることができる。このなす角度を変えることで各気筒毎の二つの被制御バルブの開閉タイミングをそれぞれ独立して変更させることが可能となる。また、そのスライド量で開閉タイミングを容易に変更させることができ、制御可能範囲内であれば連続可変制御を行える。また、各気筒毎の二つの被制御バルブの開閉タイミングは完全に独立して行うことができる。
【0016】
請求項4に記載の発明においては、上述した請求項3に記載のバルブ制御機構に加えて、カムシャフトの端部に、全気筒のバルブ開閉タイミングを一括して変更する全気筒タイミング変更手段が配設されている。これにより、被制御バルブ全体のクランクシャフトの回転に対する進角・遅角を全気筒タイミング変更手段によって一括して行うことができる。このようにすることで、より的確なバルブ制御が可能となり、より好ましい燃焼を行うことが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明のバルブ制御機構の実施形態について、図面を参照しつつ以下に説明する。図1〜図3には、本実施形態のバルブ制御機構が斜視図として示されている。また、図1は、カムシャフト1の内部に収納されているコントロールシャフト2が外部に出された状態で描写されている。さらに、図1は、スリーブシャフト30に取り付けられている揺動アーム4a,4bが、スリーブシャフト30から分離された状態で描写されている。
【0018】
カムシャフト1は、複数に分割されたアウターシャフト1a,1b,1c,1dと、アウターシャフト1a〜1dの内部に収納されたコントロールシャフト2と、このコントロールシャフト2に固定されたヘリカルギア20とからなる。各ヘリカルギア20は、斜行方向が異なる一対のヘリカルギア20a,20bを有している。各ヘリカルギア20は、円筒状であり、コントロールシャフト2に挿入された後に固定ピン21(図4参照)によってコントロールシャフト2に固定される。
【0019】
アウターシャフト1a〜1dは、各気筒毎に配置される二つのカム10a,10bを分割させ、かつ、隣の気筒の近接するカム10a,10bと組になるように分割されている。図4においては、各気筒のカム10a同士、カム10b同士がそれぞれ組になっている。このため、各気筒においてカム10aとカム10bの配列順は逆になっている。各カム10a,10bの内部に、上述したヘリカルギア20が配置される。このヘリカルギア20は、分割されたアウターシャフト1a〜1dの分割部に一つおきに配置されている。
【0020】
アウターシャフト1a,1cのカム10aの内部(本実施形態ではややオフセットしている)にはヘリカルギア20aを収納する空間が形成されており、この空間の内面にはヘリカルギア20aに対応するギア面11aがそれぞれ形成されている。一方、アウターシャフト1b,1dのカム10bの内部にはヘリカルギア20bを収納する空間が形成されており、この空間の内面にはヘリカルギア20bに対応するギア面11bがそれぞれ形成されている。
【0021】
上述したようにカムシャフト1が形成されているので、コントロールシャフト2をスライドさせると(例えば、図4において右方にスライドさせると)、ヘリカルギア20がアウターシャフト1a〜1d内部の空間内で移動し、ヘリカルギア20a,20bとギア面11a、11bとの噛み合いによって、アウターシャフト1a、1c(図4中のXグループ)に対してアウターシャフト1b、1d(図4中のYグループ)が回転する。実際には、カムシャフト1は回転しているので、カムシャフト1が回転しながら、各気筒におけるカム10aの突出方向とカム10bの突出方向とのなす角が変更されることとなる。
【0022】
例えば、図4においては、コントロールシャフト2がそのスライド可能範囲の左側限界に位置している。このとき、各気筒(図4中では#1〜#3)におけるカム10aとカム10bとは同方向に突出されており、それらのなす角は0°である(隣接する気筒とは突出方向は異なる)。この状態から、コントロールシャフト2を右方にスライドさせると、ヘリカルギア20a,20bの斜行方向が異なるので、各気筒(#1〜#3)において、カム10aの突出方向とカム10bの突出方向とのなす角が広がる。
【0023】
即ち、各気筒(#1〜#3)において、カム10aの作動するタイミングとカム10bの作動するタイミングとが異なるようになる。また、コントロールシャフト2のスライド量によって、そのタイミングのズレを連続的に可変制御できる。最終的には、このカム10a,10bの作動タイミングのズレによって、各気筒における二つの被制御バルブ5の開閉タイミングを異ならせることができる。さらに、この機構はカムシャフト1の内部に収納されるため、スペース的にも効率が良く、スペース的制約が大きいシリンダヘッド部分に良好に構築することができる。なお、ここでは、上述したコントロールシャフト2や、ヘリカルギア20,ギア面11a,11bなどが、第一タイミング変更手段手段として機能している。
【0024】
図5に示されるように、本実施形態のバルブ制御機構は直列四気筒エンジンに対して適用したものである。この場合、上述したアウターシャフト1dの先には、もう一つのアウターシャフト1eが存在する。このアウターシャフト1eは、上述したXグループとなる。そして、このアウターシャフト1eは、クランクシャフトの回転に対するカムシャフト1全体の回転位相を連続的に可変制御し得るプーリー6の回転中心に結合されている。プーリー6の外周にはクランクシャフトの出力が入力されるギア60が形成されている。このギア60にはタイミングベルトやタイミングチェーンを介してクランクシャフトの出力が伝達され、これによってカムシャフト1とクランクシャフトとの同期がとられている。
【0025】
プーリー6は、ギア60(即ちクランクシャフト)とカムシャフト1との回転位相を可変制御し得るものである。この機構は周知であるためここでは詳しく説明しないが、プーリー6の内部には、カムシャフト1(アウターシャフト1e)に結合された部分とギア60に結合された部分との間に油室が形成されている。そして、オイルポンプによってこの油室に対してオイルを送出・抽出させることで、ギア60(即ちクランクシャフト)とカムシャフト1との回転位相を可変制御する。即ち、このプーリー6やオイルポンプなどが全気筒タイミング変更手段として機能している。
【0026】
このプーリー6によって、グループXに属するカム10a及びグループYに属するカム10bの双方のクランクシャフトに対する回転位相を一括して可変制御できる。さらに、上述した図4に示される機構によって、グループXに属するカム10aに対するグループYに属するカム10bの回転位相を可変制御することができる。なお、コントロールシャフト2のスライドは、図5に示されるように、コントロールシャフト2の端部に設けられたアクチュエータ70によって行われる。アクチュエータ70は、ダイヤフラムと負圧とを利用するようなものや、ピストンと油圧を利用するもの、電気モータとギヤを利用するものなどを利用する。
【0027】
次に、上述したカムシャフト1と被制御バルブ5の間に介在する揺動アーム4a,4bについて説明する。揺動アーム4a,4bは、被制御バルブ5のリフト量を可変制御することに寄与する。厳密に言えば、リフト量を可変制御するに際して、開閉タイミングにも多少影響を与えるが、開閉タイミングは主として上述した図4に示す機構によって行える。設定次第では、二つの機構を併用することで、開閉タイミングの制御範囲を広く確保することも可能となる。
【0028】
上述したように、スリーブシャフト3には、各気筒毎に二つの揺動アーム4a,4bが取り付けられている。これらの符号の添え字となるアルファベットは対応するカム10a,10bのアルファベットと対応している。スリーブシャフトの内部には、半円形の断面を持つ第一コントロールシャフト31及び第二コントロールシャフト32がスライド可能に収納されている。スリーブシャフト30には、円筒状の第一ヘリカルギア33a及び第二ヘリカルギア33bがスライド可能に取り付けられている。これらの符号の添え字となるアルファベットも、対応するカム10a,10b及び揺動アーム4a,4bのアルファベットに対応している。
【0029】
第一ヘリカルギア33a及び第二ヘリカルギア33bは、双方とも同一の形態を有している。しかし、第一ヘリカルギア33aは、スリーブシャフト30に形成された長孔30aを介して、固定ピン34a(図6参照)によって第一コントロールシャフト31に固定され、第二ヘリカルギア33bは、スリーブシャフト30に形成された長孔30bを介して、固定ピン34b(図6参照)によって第二コントロールシャフト32に固定されている。
【0030】
第一ヘリカルギア33a及び第二ヘリカルギア33bの形態について、第一ヘリカルギア33aを例に説明する。一対の第一ヘリカルギア33aは、外径の異なるヘリカルギア35a,36aからなる。一方のヘリカルギア35aの外径が、他方のヘリカルギア36aの外径よりも大きくされている。そして、このヘリカルギア35a,36a(一対の第一ヘリカルギア33a)のギア歯の斜行方向は互いに異なる。第二ヘリカルギア33bも同様である。
【0031】
揺動アーム4a,4bについても、一方の揺動アーム4aについてその構造を説明する。他方の揺動アーム4bの構造は一方の揺動アーム4aと全く同一である。揺動アーム4aは、カムシャフト1のカム10aによって押されるローラー(カム受部)42aを有する入力部40aと、後述するロッカーアーム9を押す突起状のノーズ(突起部)43aを有する出力部41aとが互いに回転可能に一体化されている。入力部40aの内面には一方のヘリカルギア35aに対応するギア面44aが形成されており、出力部41aの内面には他方のヘリカルギア36aに対応するギア面45aが形成されている。
【0032】
上述したように構成されているため、第一コントロールシャフト31をスライドさせると(例えば、図6において右方にスライドさせると)、第一ヘリカルギア33aが一方の揺動アーム4a内部で移動し、一方のヘリカルギア35a及び他方のヘリカルギア36aと揺動アーム4a内部のギア面44a,45aとの噛み合いによって、入力部40aに対して出力部41aが回転運動する。各気筒毎に一方の揺動アーム4aが第一コントロールシャフト31に固定されているので、第一コントロールシャフトを操作することで、各気筒における一方の被制御バルブ5について制御を行える。
【0033】
同様にして、第二コントロールシャフト32をスライドさせれば、第二ヘリカルギア33bが他方の揺動アーム4b内部で移動し、一方のヘリカルギア35b及び他方のヘリカルギア36bと揺動アーム4b内部のギア面44b,45bとの噛み合いによって、入力部40bに対して出力部41bを回転させることができる。即ち、入力部40a(40b)に対して出力部41a(41b)を回転運動させることで、ローラー42aの突出方向とノーズ43aの突出方向のなす角度が変更されることとなる。
【0034】
例えば、図6においては、第一コントロールシャフト31がそのスライド可能範囲の左側限界に位置している。この状態から、第一コントロールシャフト31を右方にスライドさせると、ヘリカルギア35a,36aの斜行方向が異なるので、ローラー42aの突出方向とノーズ43aの突出方向とのなす角が広がる(ヘリカルギアとギア面のギアの斜行方向bによっては狭くするように設定することもできる)。即ち、カム10aによって後述するロッカーアーム9を押すタイミングと、ロッカーアーム9を押し下げる量とを変えることができる。
【0035】
第一コントロールシャフト31のスライド量によって、そのタイミング及び押下量を連続的に可変制御できる。このように、最終的には、タイミングが変わることで被制御バルブ5の開閉タイミングを可変制御でき、押下量が変わることで被制御バルブ5のリフト量を可変制御できる。なお、揺動アーム4a,4bによるタイミング&リフト制御だけを見れば、タイミングとリフト量との間には一定の関係があが、上述した第一タイミング変更手段はリフト量制御とは完全に独立しており、追って説明するリフト量制御機構は開閉タイミング制御とは完全に独立している。
【0036】
ここで、第一コントロールシャフト31と第二コントロールシャフト32とは独立して制御可能であるため、各気筒毎に二つ配された被制御バルブ5をそれぞれ独立して制御可能となる。第一コントロールシャフト31及び第二コントロールシャフト32のスライドは、図5に示されるように、各コントロールシャフト31,32の端部に設けられたアクチュエータ71,72によって行われる。アクチュエータ71,72は、ダイヤフラムと負圧とを利用するようなものや、ピストンと油圧を利用するもの、電気モータとギヤを利用するものなどを利用する。
【0037】
さらに、この機構は揺動アーム4a,4bの揺動中心となるスリーブシャフト30の内部に収納されるため、スペース的にも効率が良く、スペース的制約が大きいシリンダヘッド部分に良好に構築することができる。なお、ここでは、上述したスリーブシャフト30、第一コントロールシャフト31、第二コントロールシャフト32や、揺動アーム4a,4bなどが、第二タイミング変更手段として機能している。
【0038】
次に、揺動アーム4a,4bの出力部41a,41b(ノーズ43a,43b)によって揺動されるロッカーアーム9について説明する。なお、このロッカーアーム9近傍の構造は、全ての被制御バルブ5について同様であるため、これまでのように符号にアルファベットの添え字を付さないで説明することとする。図2に示されるように、ロッカーアーム9は、そのほぼ中央に上述したノーズ43a,43bによって押されるローラー90を有している。
【0039】
ロッカーアーム9の一端の支点部91は、支持部8によって下方から支持されている。ロッカーアーム9の他端の作用部92近傍には、被制御バルブ5の端部が配置されている。ロッカーアーム9の揺動時に、ローラー90は力点、支点部91は支点、作用部92は作用点として機能する。ロッカーアーム9自体は、揺動可能に図示されない機構によってシリンダヘッド内に保持されている。ノーズ43a,43bによってローラー90部分が押されると、ロッカーアーム9は支点部91を中心として揺動し、支点部92によって被制御バルブ5を押し開く。
【0040】
上述した二つの機構(図4及び図6に示す機構)を組み合わせることで、被制御バルブ5の開閉タイミングやリフト量を、制御範囲を広く確保して連続的に可変制御することが可能となる。また、その制御も、各気筒毎に二つ配置した被制御バルブ5で異なる制御を行うことができる。これによって、これまでには不可能であった燃焼を行うことが可能となり、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてより一層の改善を行うことができる。
【0041】
例えば、各気筒の二つの吸気バルブの開くタイミングをずらすことで、気筒内にスワールをより確実に発生させ、より完全な燃焼を実現することができる。より完全な燃焼を行うことで、高出力を図ることができる。また、より完全に燃焼させることができれば、排気ガス中に含まれる未燃燃料の量が減るので、排気ガスがよりクリーンになるし、ディーゼルエンジンにおける白煙の発生なども抑止できる。また、制御範囲を広く確保しつつ、バルブリフト量を変更できるため、スロットルバルブを廃止してポンピングロスを抑止しつつ吸入空気量を制御することが可能となる。上述した実施形態のエンジンもスロットルバルブを廃止したものであり、上述したリフト量可変機構によって吸入空気量を可変制御している。
【0042】
【発明の効果】
本発明のバルブ制御機構によれば、各気筒に二つずつ配された被制御バルブの開閉タイミングとリフト量とをそれぞれ別々に独立して制御することが可能となる。この結果、より多様な燃焼状況を創出することができ、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてより一層の改善を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバルブ制御機構の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図2】本発明のバルブ制御機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図3】本発明のバルブ制御機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図4】本発明のバルブ制御機構の一実施形態におけるカムシャフトの断面図である。
【図5】本発明のバルブ制御機構の一実施形態のエンジンへの搭載状況を示す説明図である。
【図6】本発明のバルブ制御機構の一実施形態における揺動アームの断面図である。
【符号の説明】
1…カムシャフト、1a,1b,1c,1d,1e…アウターシャフト、2…コントロールシャフト(第一タイミング変更手段手段)、3…スリーブシャフト(第二タイミング変更手段)、4a,4b…揺動アーム、5…被制御バルブ、6…プーリー、8…支持部、9…ロッカーアーム、10a,10b…カム、11a,11b…ギア面(第一タイミング変更手段手段)、20(20a,20b)…ヘリカルギア(第一タイミング変更手段手段)、30…スリーブシャフト、31…第一コントロールシャフト(第二タイミング変更手段)、32…第二コントロールシャフト(第二タイミング変更手段)、33a(35a,36a)…第一ヘリカルギア(第二タイミング変更手段)、33b(35b,36b)…第二ヘリカルギア(第二タイミング変更手段)、40a,40b…入力部、41a,41b…出力部、42a,42b…ローラー(カム受部)、43a,43b…ノーズ(突起部)、44a,44b,45a,45b…ギア面(第二タイミング変更手段)、60…ギア、70,71,72…アクチュエータ、90…ローラー、91…支点部、92…作用部。
Claims (4)
- 内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の被制御バルブの開閉を制御するバルブ制御機構において、
カムを有するカムシャフトと、該カムによって揺動される揺動アームと、該揺動アームによって揺動されるロッカーアームと、該ロッカーアームによって開閉される前記被制御バルブとを備え、
前記被制御バルブが気筒毎に二つずつ配設されると共に、前記揺動アーム及び前記ロッカーアームが各被制御バルブ毎に配設され、
前記揺動アームが、前記カムによって押されるカム受部と、該カム受部が前記カムによって押されて該揺動アームが揺動することでロッカーアームを押す突起部とを備えており、
前記カムシャフトが、各気筒毎の二つの前記カムの突出方向のなす角度を変更する第一タイミング変更手段手段を有し、かつ、
前記各揺動アームが、前記カム受部の突出方向と前記突起部の突出方向とのなす角度を変更する第二タイミング変更手段を有していることを特徴とするバルブ制御機構。 - 前記第一タイミング変更手段手段が、
前記カムシャフトの内部に収納された軸方向にスライド可能なコントロールシャフトと、
該コントロールシャフトに固定された斜行方向の異なる一対のヘリカルギアと、
該ヘリカルギアに対応して各気筒毎の二つの前記カム内部にそれぞれ形成されたギア面とからなることを特徴とする請求項1に記載のバルブ制御機構。 - 前記第二タイミング変更手段が、
前記揺動アームの揺動中心となるスリーブシャフトと、
該スリーブシャフトの内部に収納された軸方向にスライド可能な一対の第一コントロールシャフト及び第二コントロールシャフトと、
第一コントロールシャフトに固定された斜行方向の異なる一対の第一ヘリカルギアと、
前記第一ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における一方の前記揺動アームの前記カム受部内部に形成されたギア面と、前記第一ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における一方の前記揺動アームの前記突起部内部に形成されたギア面と、
第二コントロールシャフトに固定された斜行方向の異なる一対の第二ヘリカルギアと、
前記第二ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における他方の前記揺動アームの前記カム受部内部に形成されたギア面と、前記第二ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における他方の前記揺動アームの前記突起部内部に形成されたギア面とからなることを特徴とする請求項2に記載のバルブ制御機構。 - 前記カムシャフトの端部に、全気筒のバルブ開閉タイミングを一括して変更する全気筒タイミング変更手段を有していることを特徴とする請求項3に記載のバルブ制御機構。
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US7621242B2 (en) | 2005-12-26 | 2009-11-24 | Otics Corporation | Variable valve operating mechanism |
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-
2002
- 2002-10-18 JP JP2002304708A patent/JP2004138000A/ja active Pending
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