JP2546061B2 - 可変バルブタイミング機構のバルブクリアランス調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、可変バルブタイミング機構のバルブクリア
ランス調整方法に関する。

（従来の技術及び解決すべき課題） 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定
し、低速域では低速用カムで、高速時には高速用カムで
吸気バルブを駆動するように油圧を利用して切り替える
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。

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やすさ即ち、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を向上
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、従前に第７図乃至第13図に示すように可変バルブタ
イミング機構を提案している。

第７図乃至第10図において、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。

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12
a、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。

低速用ロッカアーム６、高速用ロッカアーム７の各基
端は、夫々Ｔ型のロッカアーム５の両側のロッカシャフ
ト４′、４に夫々回転可能に外嵌され、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。尚、低速用ロッカアーム
６、高速用ロッカアーム７は、各基端側に配設されたロ
ストモーションアセンブリ25、26（第９図及び第10図）
により各ローラベアリング10、11が低速用カム14、高速
用カム15に常時当接される。

エンジンの低速回転域においてはピストン８がスプリ
ング17′（第８図）のばね力により低圧用ロッカアーア
ム６のピストン孔6bに嵌入してＴ型ロッカアーム５に低
速用ロッカアーム６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回転可能とされている。そして、ロ
ーラ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に当接して転動する。

エンジンの高速回転域においては、ピストン９が油圧
によりスプリング17（第８図）のばね力に抗して押し出
されて高速用ロッカアーム７のピストン孔7bに嵌入し、
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。

また、第11図乃至第13図に示す可変バルブタイミング
機構１′は、ロッカシャフト４、４′と一体のＴ型ロッ
カアーム（以下「低速用ロッカアーム」という）６′
と、高速用ロッカアーム７′と、低速用ロッカアーム
６′に内蔵され、当該低速用ロッカアーム６′に高速用
ロッカアーム７′を結合又は解除するためのピストン
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。

低速用ロッカアーム６′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、各ジャーナル12、12′に設けられた油路12
a、12′ａ、ロッカシャフト４、４′の各油路4a、４′
ａを通してピストン９′に油圧Ｐが供給されるようにな
っている。

低速用ロッカアーム６′、高速用ロッカアーム７′の
各先端にはローラベラアリング10′、11′が軸支されて
おり、ローラベアリング11′は、ロストモーションアセ
ンブリ26′（第13図）により高速用カム15に常時当接さ
れている。

エンジンの低速回転域におていて低速用カム14により
低速用ロッカアーム６′を介して吸気バルブ２、３が駆
動される。このときピストン９′は、スプリング17（第
12図）のばね力により後退し、高速用ロッカアーム７′
は、低速用ロッカアーム６′との結合を解除されて自由
に回転可能とされ、ローラベアリング11′がロストモー
ションアセンブリ26′により高速用カム15に当接して転
動する。

エンジンの高速回転域においては、ピストン９′が油
圧によりスプリング17のばね力に抗して押し出されて高
速用ロッカアーム７′のピストン孔７′ｂ（第12図）に
嵌入し、これにより当該高速用ロッカアーム７′が低速
用ロッカアーム６′に結合され、高速用カム15により高
速用ロッカアーム７′、低速用ロッカアーム６′を介し
て吸気バルブ２、３が駆動される。

ところで、上述の可変バルブタイミング機構１又は
１′においては、低速用ロッカアーム６又は６′と高速
用ロッカアーム７又は７′とによる吸気バルブ２、３の
バルブクリアランスを同一にすることは極めて困難であ
る。即ち、可変バルブタイミング機構１のＴ型ロッカア
ーム５は、低速用ロッカアーム６又は高速用ロッカアー
ム７との何れかに選択的に連結されて駆動されるため
に、ピストン８、９と、これらのピストン８、９が嵌合
するロッカシャフト４、４′の各孔及びピストン孔6b、
7b等の各摺動部等の加工公差が累積される。

この結果、低速用ロッカアーム６と高速用ロッカアー
ム７との各ローラベアリング10、11に同じ径のローラベ
アリングを使用すると段差を生じ、低速用ロッカアーム
６を基準にしてバルブクリアランスを調整すると高速用
ロッカアーム７によるバルブクリアランスが合わなくな
り、反対に高速用ロッカアーム７を基準にしてバルブク
リアランスを調整した場合には低速用ロッカアーム６に
よるバルブクリアランスが合わなくなるという問題があ
る。第11図に示す可変バルブタイミング機構１′或いは
他の構造の可変バルブタイミング機構についても同様で
ある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、低速用ロ
ッカアームによるバルブクリアランスと高速用ロッカア
ームによるバルブクリアランスとを略同じに調整し得る
ようにした可変バルブタイミング機構のバルブクリアラ
ンス調整方法を提供することを目的とする。

（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、低速用カ
ムと高速用カムに夫々ローラベアリングを介して各別に
当接する低速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを
備え、エンジンの運転状態に応じてこれらを切り換える
可変バルブタイミング機構のバルブクリアランス調整方
法において、前記低速用カムと高速用カムの各ベース円
の円径を等しくし、前記低速用ロッカアーム又は高速用
ロッカアームのどちらか一方によりバルブが駆動される
状態で作動状態にあるロッカアームと前記カムのベース
円のクリアランスを調整し、次にもう一方のロッカアー
ムによりバルブが駆動される状態に切り換えて前記もう
一方のロッカアームに前記カムのベース円とのクリアラ
ンスが最適となるローラベアリングを選択して組み付
け、低速用ロッカアーム及び高速用ロッカアームによる
バルブクリアランスを調整するようにしたものである。

（作用） 低速用カムと高速用カムの各ベース円の円径を等しく
設定しておき、一方のロッカアーム例えば、低速用ロッ
カアームのローラベアリングを基準として最適な径の高
速用ロッカアームのローラベアリングを選択して組み付
け、当該高速用ロッカアームによるバルブクリアランス
を調整する。これにより低速用ロッカアームと高速用ロ
ッカアームによる各バルブクリアランスを略同じクリア
ランスに調整することが可能となる。

（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、第７図及び第８図に示す可変バルブタイミング機
構１の調整方法については第１図乃至第４図に、第11図
及び第12図の可変バルブタイミング機構１′の調整方法
については第５図及び第６図に示し、可変バルブタイミ
ング機構１及び１′の構成は省略する。

可変バルブタイミング機構１は、低速用カム14と高速
用カム15の各ベース円の円径を同径に設定し、高速用ロ
ッカアーム７のローラベアリング11は、外径が例えば、
数十μづつ異なるものを数種類用意しておき、低速用ロ
ッカアームのローラベアリング10を基準として最適なベ
アリング径の高速用ロッカアーム７のローラベアリング
11の選択組み付けを行ない、高速用ロッカアーム７によ
るバルブクリアランスの調整を行なう。

先ず、第８図に示すように低速用ロッカアーム６のピ
ストン８がスプリング17′により押し出されて当該ロッ
カアーム６のピストン孔6bに嵌入してロック即ち、Ｔ型
ロッカアーム５に低速用ロッカアーム６を固定した状態
で、Ｔ型ロッカアーム５を、ロッカシャフト４、４′を
中心に第１図に示すように矢印方向に手動により回転さ
せ、第２図に示すように低速ロッカアーム６のローラベ
アリング10をカムシャフト13の低速カム14のベース円に
相当する外径のシャフト30に圧接させ、低速用ロッカア
ーム６に荷重が働いた（ロッカアームが駆動される）状
態にする。

これによりピストン８の先端の反シャフト30側の側面
が低速用ロッカアーム６のピストン孔6bの反シャフト30
側の内面に当接し、ピストン８のロッカシャフト４′の
ピストン孔４′ｄ内のシャフト30側の側面が当該ピスト
ン孔４′ｄのシャフト30側の内面に当接する。このよう
にしてピストン８とピストン孔４′ｄ、6bとの間のクリ
アランスを寄せた状態にする。尚、ローラベアリング10
と低速用カム14のベース円に相当するシャフト30との間
のクリアランスは、０となっている。

そして、低速用ロッカアーム６のローラベアリング10
をシャフト30に圧接させた状態で、第３図に示すように
高速用ロッカアーム７のピストン９の先端に穿設された
ねじ穴（符号無し）にピストン引出用のボルト（図示せ
ず）の先端を螺合し、当該ボルトを引っ張り、ピストン
９をスプリング17のばね力に抗して引き出して高速用ロ
ッカアーム７のピストン孔7bに嵌入させてロックし、ピ
ストン９の先端の反シャフト30側の側面を、高速用ロッ
カアーム７のピストン孔7bの反シャフト30側の内面に確
実に当接させ、当該ピストン９のロッカシャフト４のピ
ストン孔4d内のシャフト30側の側面を、当該ピストン孔
4dのシャフト30側の内面に確実に当接させてこれらの間
の公差を取り除く。

次いで、高速用カム15のベース円相当のシャフト30と
高速用ロッカアーム７のローラベアリング11との間のク
リアランスδが、最適なバルブクリアランスとなるよう
なベアリング径Ｄのローラベアリング11を選択して、第
４図に示すように当該高速用ロッカアーム７に組み付け
る。

次に、シリンダヘッドに組み込み第８図に示すように
低速用ロッカアーム６がＴ型ロッカアーム５にロックし
た状態で、アジャストスクリュウ19、19によりバルブク
リアランスを所定のクリアランスＣ′に調整し、固定ナ
ット20、20により締め付け固定する。これにより低速用
ロッカアーム６及び高速用ロッカアーム７の何れの場合
においても最適なバルブクリアランスが得られる。

次に、第11図に示す可変バルブタイミング機構１′の
高速用ロッカアームのバルブクリアランスの調整につい
て説明する。先ず、前述したピストン９と同様にピスト
ン９′（図12）の先端に穿設されたねじ穴（図示せず）
にピストン引出用ボルト（図示せず）の先端を螺合し、
当該ボルトを引っ張り、スプリング17のばね力に抗して
ロッカシャフト４のピストン孔から７′ｂに嵌入させて
ロックする。この状態で低速用ロッカアーム６′をロッ
カシャフト４、４′（第12図）を中心として第５図に示
すように矢印方向に手動により回転させ、当該低速用ロ
ッカアーム６′のローラベアリング10′をカムシャフト
位置の低速用カム14のベース円相当のシャフト30に圧接
させてこれらの間に荷重が作用した状態にし、ピストン
９′の先端の反シャフト30側の側面を、高速用ロッカア
ーム７′のピストン孔7bの反シャフト30側の内面に確実
に当接させ、当該ピストン９′のロッカシャフト４のピ
ストン孔4d内のシャフト30側の側面を、当該ピストン孔
4dのシャフト30側の内面に確実に当接させてこれらの間
の公差を取り除く。このときには低速用ロッカアーム
６′のローラベアリング10′とシャフト30との間のクリ
アランスは、０である。

次いで、高速用カム15のベース円相当のシャフト30と
高速用ロッカアーム７′のローラベアリング11′との間
のクリアランスδが、最適なバルブクリアランスとなる
ようにローラベアリング11′の径を選択して、当該高速
用ロッカアーム７′に組み付ける。

次に、これらの低速用ロッカアーム６′、高速用ロッ
カアーム７′をシリンダヘッドに組み込み、低速用ロッ
カアーム６′のアジャストスクリュウ、19′、19′によ
りバルブクリアランスを所定のクリアランスＣ′に調整
し、固定ナット20′、20′により締め付け固定する。こ
れにより低速用ロッカアーム６′及び高速用ロッカアー
ム７′の何れの場合においても最適なバルブクリアラン
スが得られる。

尚、上記実施例においては、吸気バルブのバルブクリ
アランスの調整に付いて記述したが、排気バルブのバル
ブクリアランスの調整についても前記吸気バルブのバル
ブクリアランスの調整と同様である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、低速用カムと高
速用カムに夫々ローラベアリングを介して各別に当接す
る低速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを備え、
エンジンの運転状態に応じてこれらを切り換える可変バ
ルブタイミング機構のバルブクリアランス調整方法にお
いて、前記低速用カムと高速用カムの各ベース円の円径
を等しくし、前記低速用ロッカアーム又は高速用ロッカ
アームのどちらか一方によりバルブが駆動される状態で
作動状態にあるロッカアームと前記カムのベース円のク
リアランスを調整し、次にもう一方のロッカアームによ
りバルブ駆動される状態に切り換えて前記もう一方のロ
ッカアームに前記カムのベース円とのクリアランスが最
適となるローラベアリングを選択して組み付け、低速用
ロッカアーム及び高速用ロッカアームによるバルブクリ
アランスを調整することにより、前記低速用ロッカアー
ムと高速用ロッカアームによる各バルブクリアランスを
略同じに調整することが可能となり、前記低速用ロッカ
アームと高速用ロッカアームとが切り換えられてもバル
ブクリアランスは最適に保持され、動弁系の騒音のレベ
ルを下げることが可能となる。

また、低速用ロッカアーム及び高速用ロッカアームの
各カムとの接触部に夫々ローラベアリングを採用してい
るために低速用ロッカアーム及び高速用ロッカアームの
各カムとの摺動部の摩耗が殆どなく、且つバルブクリア
ランスの経時変化も殆どなくなり、この結果、バルブク
リアランスの変化に起因する低速用ロッカアームと高速
用ロッカアームとの切り換え不良や動弁系の騒音を抑え
ることができる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は発明に係る可変バルブタイミング機
構のバルブクリアランス調整方法の手順を示す説明図、
第７図は本発明方法を適用した可変バルブタイミング機
構の一例を示す組立斜視図、第８図は第７図の矢線VIII
−VIIIに沿う断面図、第９図は第８図の矢線IX−IXに沿
う断面図、第10図は第８図の矢線Ｘ−Ｘに沿う断面図、
第11図は可変バルブタイミング機構の他の実施例を示す
組立斜視図、第12図は第11図の矢線XII−XIIに沿う断面
図、第13図は第12図の矢線XIII−XIIIに沿う断面図であ
る。 １、１′……可変バルブタイミング機構、２、３……吸
気弁、４、４′……ロッカシャフト、５……Ｔ型ロッカ
アーム、６、６′……低速用ロッカアーム、７、７′…
…高速用ロッカアーム、6b、7b……ピストン孔、８、
９、８′、９′……ピストン、10、11、10′、11′……
ローラベアリング、13……カムシャフト、14……低速用
カム、15……高速用カム。

フロントページの続き (72)発明者 西原 節雄 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 宮本 秀樹 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−235609（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−50286（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低速用カムと高速用カムに夫々ローラベア
   リングを介して各別に当接する低速用ロッカアームと高
   速用ロッカアームとを備え、エンジンの運転状態に応じ
   てこれらを切り換える可変バルブタイミング機構のバル
   ブクリアランス調整方法において、前記低速用カムと高
   速用カムの各ベース円の円径を等しくし、前記低速用ロ
   ッカアーム又は高速用ロッカアームのどちらか一方によ
   りバルブが駆動される状態で作動状態にあるロッカアー
   ムと前記カムのベース円のクリアランスを調整し、次に
   もう一方のロッカアームによりバルブが駆動される状態
   に切り換えて前記もう一方のロッカアームに前記カムの
   ベース円とのクリアランスが最適となるローラベアリン
   グを選択して組み付け、低速用ロッカアーム及び高速用
   ロッカアームによるバルブクリアランスを調整すること
   を特徴とする可変バルブタイミング機構のバルブクリア
   ランス調整方法。