JP2541500B2 - 可変バルブタイミング機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変バルブタイミング
機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】可変バルブタイミング機構は、プロフィ
ールの異なる低速用と高速用の２種類のカムをカムシャ
フトに設け、低速域では低速用カムにより、高速時には
高速用カムによりバルブを駆動するように油圧を利用し
て低速用のロッカアームと高速用のロッカアームとを切
り替える機構である。低速用カムは、高速用カムよりも
小さく、バルブのオーバラップとリフトは共に小さくな
っている。

【０００３】可変バルブタイミング機構の採用により、
実用エンジンの低回転域における使い易さ即ち、低速高
トルクを保持しつつ高速域におけるエンジンの出力トル
クの向上を図ることができる。このような可変バルブタ
イミング機構は、種々の構造のものが提案されており、
本出願人は、従前に図５及び図６に示すような可変バル
ブタイミング機構を提案している。

【０００４】図５及び図６において、可変バルブタイミ
ング機構１は、２本の吸気バルブ２、３と、これらの吸
気バルブ２、３を開閉するロッカシャフト４、４’と一
体のＴ型ロッカアーム５と、低速用ロッカアーム６、高
速用ロッカアーム７と、Ｔ型ロッカアーム５に内蔵さ
れ、当該Ｔ型ロッカアーム５に低速用ロッカアーム６又
は高速用ロッカアーム７を結合するためのピストン８、
９及びカムシャフト１３に設けられた低速用カム１４、
高速用カム１５等により構成されている。

【０００５】Ｔ型ロッカアーム５の両端のロッカシャフ
ト４、４’は、ロッカシャフトジャーナル１２、１２’
に回転可能に軸支されており、ジャーナル１２’、ロッ
カシャフト４’に設けられた各油路１２’ａ、４’ａを
通してピストン８に油圧ＰＬが、ジャーナル１２、ロッ
カシャフト４の各油路１２ａ、４ａを通してピストン９
に油圧ＰＨが供給されるようになっている。

【０００６】低速用ロッカアーム６、高速用ロッカアー
ム７の各基端６ａ、７ａは、夫々軸孔６ｂ、７ｂを介し
てＴ型ロッカアーム５の両側のロッカシャフト４’、４
の各基端に夫々揺動可能に軸支され、各先端には夫々ロ
ーラベアリング１０、１１が軸支されている。これらの
ローラベアリング１０、１１は、夫々低速用カム１４、
高速用カム１５に当接されて転動する。低速用ロッカア
ーム６、高速用ロッカアーム７は、各基端６ａ、７ａ側
に配設されたロストモーションアセンブリ（図示せず）
によりローラベアリング１０、１１が低速用カム１４、
高速用カム１５に常時当接される。

【０００７】エンジンの低速回転域においてはピストン
８の先端がスプリング１７’のばね力により低速用ロッ
カアーム６のピストン孔６ｃに嵌合し、Ｔ型ロッカアー
ム５と低速用ロッカアーム６とが結合されて一体とな
り、低速用カム１４により当該低速用ロッカアーム６、
Ｔ型ロッカアーム５を介して吸気バルブ２、３が駆動さ
れる。このときにはピストン９がスプリング１７のばね
力により後退し、高速用ロッカアーム７は、Ｔ型ロッカ
アーム５との結合を解除されて自由に揺動可能とされて
いる。そして、ローラベアリング１１は、前記ロストモ
ーションアセンブリにより高速用カム１５に当接してい
る。

【０００８】エンジンの高速回転域においては、ピスト
ン９が油圧によりスプリング１７のばね力に抗して押し
出されてその先端が高速用ロッカアーム７のピストン孔
７ｃに嵌合し、当該高速用ロッカアーム７がＴ型ロッカ
アーム５に結合されて一体となり、高速用カム１５によ
り当該高速用ロッカアーム７、Ｔ型ロッカアーム５を介
して吸気バルブ２、３が駆動される。尚、この高速回転
域においてはピストン８を油圧によりスプリング１７’
のばね力に抗して後退させ、低速用ロッカアーム６とＴ
型ロッカアーム５との結合を解除させるようにしてもよ
い。

【０００９】また、ピストン８、９を共に後退させてＴ
型ロッカアーム５と低速用ロッカアーム６及び高速用ロ
ッカアーム７との結合を解除することにより吸気バルブ
２、３の作動を停止させる即ち、休筒させることもでき
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記可変バ
ルブタイミング機構１は、図５及び図７に示すようにＴ
型ロッカアーム５と高速ロッカアーム７とを結合（ロッ
ク）するピストン９が、高速ロッカアーム７のローラ１
１に対して略９０°の角度をなしているためにローラ１
１にカム荷重Ｆが加わると、高速ロッカアーム７に発生
する引張応力の領域Ｆａと圧縮応力の領域Ｆｂとのバラ
ンスが悪くなる。この結果、高速ロッカアーム７の破壊
につながる引張応力の領域が狭く、応力が集中し易い状
態にある。しかも、この応力が集中する部位７ｄを肉盛
りするとカムに当たってしまい、肉盛りすることが出来
ないという問題がある。Ｔ型ロッカアーム５と低速用ロ
ッカアーム６とを結合するピストン８についても高速用
ロッカアーム７のピストン９と同様である。

【００１１】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、ロッカアームのカム荷重による引張応力領域と圧縮
応力領域とを略同じにすることにより破壊強度を高くす
るようにした可変バルブタイミング機構を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、バルブを駆動するロッカアームとロ
ッカシャフトとが一体に形成され前記ロッカシャフトに
直径方向にピストン孔が穿設された第１のロッカアーム
と、基端の軸孔に前記ロッカシャフトが嵌合されて揺動
自在に軸支され、且つ前記ピストン孔と対向してピスト
ン孔が穿設され、先端にバルブ駆動用のカムに当接する
ローラが設けられた第２のロッカアームと、前記第１の
ロッカアームのピストン孔に入出可能に嵌挿され、突出
時に先端が前記第２のロッカアームのピストン孔に嵌合
してこれらの第１のロッカアームと第２のロッカアーム
とを結合するピストンとを備える可変バルブタイミング
機構であって、前記第１及び第２のロッカアームの各ピ
ストン孔が、前記ローラの中心と前記軸孔の中心とを結
ぶ線上に配置され、前記第２のロッカアームのピストン
孔が前記ローラに対して遠い側に開口している構成とし
たものである。

【００１３】

【作用】第２のロッカアームのローラにカム荷重が加わ
った場合に当該第２のロッカアームに加わる引張応力の
領域と圧縮応力の領域とが略同じとなる。これにより第
２のロッカアームの破壊強度が向上する。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。尚、図５及び図６に示す部材と同一部材又は
相当する部材には同一符号又は相当する符号を付してそ
の説明を省略する。図１及び図２に示すように可変バル
ブタイミング機構１’は、Ｔ型ロッカアーム５、低速用
ロッカアーム６’、高速用ロッカアーム７’、ピストン
８、９等により構成されている。高速用ロッカアーム
７’は、図２及び図３に示すように基端７’ａの側壁に
ピストン孔７’ｃが穿設されており、このピストン孔
７’ｃは、Ｔ型ロッカアーム５のロッカシャフト４が嵌
合する軸孔７’ｂの外側の側壁に、且つローラ１１の中
心と孔７’ｂの中心を結ぶ直線上に当該孔７’ｂと直交
するように穿設されている。即ち、高速用ロッカアーム
７’のピストン孔７’ｃは、軸孔７’ｂに対してローラ
１１と反対側に位置して設けられている。そして、この
ピストン孔７’ｃの開口端にはピストン９の突出を防止
するためのストッパリング２０が嵌合されている。尚、
このストッパリング２０は、必ずしも必要ではない。

【００１５】一方、Ｔ型ロッカアーム５の一側のロッカ
シャフト４の基端には図２及び図３に示すように高速用
ロッカアーム７’のピストン孔７’ｃと対応して即ち、
Ｔ型ロッカアーム５の長手方向に沿う直径上にピストン
孔４ｂが貫設されている。このピストン孔４ｂは、スプ
リング１７を嵌挿させるためにＴ型ロッカアーム５のバ
ルブ側に臨む開口端から略中央まで同心的に僅かに拡径
されて段差付きの孔とされている。

【００１６】そして、Ｔ型ロッカアーム５のロッカシャ
フト４に高速用ロッカアーム７が嵌合され、ロッカシャ
フト４のピストン孔４ｂにピストン９が嵌合され、当該
ピストン９の後端のフランジ９ａとピストン孔４ｃの段
差面との間にスプリング１７が縮設される。このピスト
ン９は、スプリング１７によりロッカシャフト４のピス
トン孔４ｂ内に引き込まれており、油圧ＰＨ（図２）が
加えられると、ピストン９は、スプリング１７のばね力
に抗してピストン孔４ｂから押し出され、その突出した
先端が高速用ロッカアーム７のピストン孔７’ｃに嵌合
する。低速用ロッカアーム６についても高速用ロッカア
ームと同様に構成されている。

【００１７】以下に作用を説明する。エンジンの高速回
転域においてはピストン９が油圧ＰＨによりスプリング
１７のばね力に抗してロッカシャフト４のピストン孔４
ｂから押し出され、その突出する先端が高速用ロッカア
ーム７’のピストン孔７’ｃに嵌合（図４）する。そし
て、Ｔ型ロッカアーム５と高速用ロッカアーム７’とが
ピストン９により結合される。尚、ピストン９は、ピス
トン孔７’ｃの開口端に嵌合されたストッパリング２０
により係止され先端が高速用ロッカアーム７のピストン
孔７’ｃから突出することを防止される。そして、高速
用カム１５（図１）により高速用ロッカアーム７’が押
圧され、Ｔ型ロッカアーム５を介して吸気バルブ２、３
が駆動される。

【００１８】さて、高速用ロッカアーム７’は、吸気バ
ルブ２、３の駆動時に図４に示すように高速用カム１５
によりローラ１１にカム荷重Ｆが加えられる。このとき
ピストン９は、ローラ１１とロッカシャフト４に対して
略反対側に位置しているために高速用ロッカアーム７’
に作用する引張応力の領域Ｆｃと圧縮応力の領域Ｆｄと
が略同じになる。この結果、高速用ロッカアーム７’の
破壊強度が高くなる。低速用ロッカアーム６’について
も高速用ロッカアーム７’と同様に破壊強度が高くな
る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ルブを駆動するロッカアームとロッカシャフトとが一体
に形成され前記ロッカシャフトに直径方向にピストン孔
が穿設された第１のロッカアームと、基端の軸孔に前記
ロッカシャフトが嵌合されて揺動自在に軸支され、且つ
前記ピストン孔と対向してピストン孔が穿設され、先端
にバルブ駆動用のカムに当接するローラが設けられた第
２のロッカアームと、前記第１のロッカアームのピスト
ン孔に入出可能に嵌挿され、突出時に先端が前記第２の
ロッカアームのピストン孔に嵌合してこれらの第１のロ
ッカアームと第２のロッカアームとを結合するピストン
とを備える可変バルブタイミング機構であって、前記第
１及び第２のロッカアームの各ピストン孔が、前記ロー
ラの中心と前記軸孔の中心とを結ぶ線上に配置され、前
記第２のロッカアームのピストン孔が前記ローラに対し
て遠い側に開口している構成としたことにより、前記第
２のロッカアームの破壊強度を高くすることができ、動
弁系の動特性性能が向上し、これに伴いエンジン性能の
向上が図られる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る可変バルブタイミング機構の一実
施例を示す斜視図である。

【図２】図１の矢線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。

【図３】図２の矢線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図であ
る。

【図４】図３の作動を示す図である。

【図５】従来の可変バルブタイミング機構の斜視図であ
る。

【図６】図５の矢線ＶＩ−ＶＩに沿う断面図である。

【図７】図６の矢線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図であ
る。

【符号の説明】

１’ 可変バルブタイミング機構 ５ Ｔ型ロッカアーム ６’ 低速用ロッカアーム ７’ 高速用ロッカアーム ８、９ ピストン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブを駆動するロッカアームとロッカ
   シャフトとが一体に形成され前記ロッカシャフトに直径
   方向にピストン孔が穿設された第１のロッカアームと、 基端の軸孔に前記ロッカシャフトが嵌合されて揺動自在
   に軸支され、且つ前記ピストン孔と対向してピストン孔
   が穿設され、先端にバルブ駆動用のカムに当接するロー
   ラが設けられた第２のロッカアームと、 前記第１のロッカアームのピストン孔に入出可能に嵌挿
   され、突出時に先端が前記第２のロッカアームのピスト
   ン孔に嵌合してこれらの第１のロッカアームと第２のロ
   ッカアームとを結合するピストンと を備える可変バルブタイミング機構であって、 前記第１及び第２のロッカアームの各ピストン孔が、前
   記ローラの中心と前記軸孔の中心とを結ぶ線上に配置さ
   れ、前記第２のロッカアームのピストン孔が前記ローラ
   に対して遠い側に開口している ことを特徴とする可変バ
   ルブタイミング機構。