JP2775872B2 - バルブタイミング可変装置 - Google Patents
バルブタイミング可変装置Info
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- JP2775872B2 JP2775872B2 JP18049489A JP18049489A JP2775872B2 JP 2775872 B2 JP2775872 B2 JP 2775872B2 JP 18049489 A JP18049489 A JP 18049489A JP 18049489 A JP18049489 A JP 18049489A JP 2775872 B2 JP2775872 B2 JP 2775872B2
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- camshaft
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- piston
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、エンジンの回転速度に応じてバルブ開閉の
タイミングを変えるバルブタイミング可変装置に関す
る。
タイミングを変えるバルブタイミング可変装置に関す
る。
＜従来の技術＞ 従来より、エンジンの回転速度に応じてバルブの開閉
タイミングを変えることによってエンジン出力を向上で
きることが知られている。そのため、車両用エンジンに
おいては、カムをカムシャフトに対して揺動可能とし
て、吸気側のタイミングを変更することが試みられてい
る。つまり、エンジンの低中速回転域では吸気バルブの
開閉を早めて、出力トルクの向上を図っているのであ
る。
タイミングを変えることによってエンジン出力を向上で
きることが知られている。そのため、車両用エンジンに
おいては、カムをカムシャフトに対して揺動可能とし
て、吸気側のタイミングを変更することが試みられてい
る。つまり、エンジンの低中速回転域では吸気バルブの
開閉を早めて、出力トルクの向上を図っているのであ
る。
しかしながら、この方法では、一種類のカムの開閉タ
イミングを変えるだけでリフト量が変わらないので、出
力向上の効果が低かった。
イミングを変えるだけでリフト量が変わらないので、出
力向上の効果が低かった。
このような事情から、バルブのリフト量をも変更する
ようにしたカムプロフィル切換方式が考えられている。
具体的には、スウィングアーム端に低速用と高速用の二
種類のラッシュアジャスタを設け、油圧の切換えによっ
て選択的に作動させるようにしたもの、ロッカアームを
複数設けて油圧により切換えるようにしたものなどがあ
る。このような機構によれば、低速トルクで約５％、高
速トルクで約20〜30％程度の向上が見込まれる。
ようにしたカムプロフィル切換方式が考えられている。
具体的には、スウィングアーム端に低速用と高速用の二
種類のラッシュアジャスタを設け、油圧の切換えによっ
て選択的に作動させるようにしたもの、ロッカアームを
複数設けて油圧により切換えるようにしたものなどがあ
る。このような機構によれば、低速トルクで約５％、高
速トルクで約20〜30％程度の向上が見込まれる。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記従来の機構では、動弁機構がスウ
ィングアーム式であるかロッカアーム式であるかによっ
て適用構造が限定されてしまい、共通の構造をとること
ができないという問題があった。また、DOHC4弁等最近
のエンジンの多弁化傾向で機構が複雑となっているとこ
ろにロッカアーム等の切換機構を設けたので、構造がさ
らに複雑となり、また、スペース的に余裕のない場合も
あった。
ィングアーム式であるかロッカアーム式であるかによっ
て適用構造が限定されてしまい、共通の構造をとること
ができないという問題があった。また、DOHC4弁等最近
のエンジンの多弁化傾向で機構が複雑となっているとこ
ろにロッカアーム等の切換機構を設けたので、構造がさ
らに複雑となり、また、スペース的に余裕のない場合も
あった。
＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を解決するため、本発明では、カムシャフト
にカムを相対回転自在に嵌装し、カムの内周面に凹部を
設けると共に、油圧の給排により前記凹部に対し嵌合あ
るいは離脱するピストンを前記カムシャフト内に組み付
け、さらに前記ピストンの前記凹部への嵌合の際にカム
シャフトとカムとを連れ回りさせる同期機構を設けてバ
ルブタイミング可変装置を構成したのである。
にカムを相対回転自在に嵌装し、カムの内周面に凹部を
設けると共に、油圧の給排により前記凹部に対し嵌合あ
るいは離脱するピストンを前記カムシャフト内に組み付
け、さらに前記ピストンの前記凹部への嵌合の際にカム
シャフトとカムとを連れ回りさせる同期機構を設けてバ
ルブタイミング可変装置を構成したのである。
＜作用＞ 先ず、カムシャフトとカムとが同期回転され、その状
態でピストンへの油圧が給排されることによってピスト
ンが突出してカム内周面の凹部に嵌合し、カムシャフト
とカムとは一体となる。
態でピストンへの油圧が給排されることによってピスト
ンが突出してカム内周面の凹部に嵌合し、カムシャフト
とカムとは一体となる。
＜実 施 例＞ 第１図には本発明の一実施例に係るバルブタイミング
可変装置の要部断面が示してあり、第２図には当該バル
ブタイミング可変装置を適用するエンジン頭部（シリン
ダヘッド）の断面が示してあり、第３図，第４図には高
速用カムの断面が示してある。
可変装置の要部断面が示してあり、第２図には当該バル
ブタイミング可変装置を適用するエンジン頭部（シリン
ダヘッド）の断面が示してあり、第３図，第４図には高
速用カムの断面が示してある。
この実施例は本発明を吸気２弁、排気２弁のエンジン
に適用したもので、図では表れていないが、燃焼室１に
対し二つの吸気弁２、二つの排気弁３が設けられてい
る。吸気弁２、排気弁３のステム2a,3aの端部にはロッ
カアーム4,5の一端部が接触する。ロッカアーム4,5の他
端部にはハイドロリックラッシュアジャスタ6,7が当接
する。8,9はロッカアーム4,5の軸であり、10,11は後述
するカムが接触するローラである。
に適用したもので、図では表れていないが、燃焼室１に
対し二つの吸気弁２、二つの排気弁３が設けられてい
る。吸気弁２、排気弁３のステム2a,3aの端部にはロッ
カアーム4,5の一端部が接触する。ロッカアーム4,5の他
端部にはハイドロリックラッシュアジャスタ6,7が当接
する。8,9はロッカアーム4,5の軸であり、10,11は後述
するカムが接触するローラである。
12は吸気側のカムシャフト、13は排気側のカムシャフ
トで、シリンダヘッド35側とベアリングキャップ32とが
構成する軸受でそれぞれ回転自在に支持されている。カ
ムシャフト12,13はクランクシャフトと同期して回転さ
れる。カムシャフト12,13にはロッカアーム10,11のロー
ラー8,9に接触に得るカムが設けられる。排気側にはロ
ーラ９に接触するカム14が設けられ、吸気側には第５
図，第６図に示すように、低速用のカム15とその間に挾
まれて一つの高速用のカム16が設けられる。
トで、シリンダヘッド35側とベアリングキャップ32とが
構成する軸受でそれぞれ回転自在に支持されている。カ
ムシャフト12,13はクランクシャフトと同期して回転さ
れる。カムシャフト12,13にはロッカアーム10,11のロー
ラー8,9に接触に得るカムが設けられる。排気側にはロ
ーラ９に接触するカム14が設けられ、吸気側には第５
図，第６図に示すように、低速用のカム15とその間に挾
まれて一つの高速用のカム16が設けられる。
高速用のカム16はカムシャフト12に回転自在に嵌装さ
れている。カム16の内周面には凹部17が設けられてい
る。一方、カムシャフト12内には直径方向に移動可能に
ピストン18が組み込まれ、カムシャフト12周面から出没
して前記凹部17に対し嵌合離脱し得るようになってい
る。ピストン18の後部にはスプリング19が設けられ、こ
のスプリング19によりピストン18には突出方向のばね力
が付勢されている。ピストン18には先端に開口する油通
路34が設けられており、この油通路34は、カムシャフト
12に設けられている油路30（第７図参照）と連通されて
いる。したがって、ピストン18先端と凹部17とが合致し
ているときでも、油路，油通路34を経て圧油が凹部17に
流れ込んでピストン18をばね力に抗して押し戻すことに
より、カム16とカムシャフト12とは分離状態となる。こ
の状態で油圧が断たれると、ピストン18がスプリング19
のばね力により突出して凹部17に嵌合し、カムシャフト
12とカム16とは一体となる。
れている。カム16の内周面には凹部17が設けられてい
る。一方、カムシャフト12内には直径方向に移動可能に
ピストン18が組み込まれ、カムシャフト12周面から出没
して前記凹部17に対し嵌合離脱し得るようになってい
る。ピストン18の後部にはスプリング19が設けられ、こ
のスプリング19によりピストン18には突出方向のばね力
が付勢されている。ピストン18には先端に開口する油通
路34が設けられており、この油通路34は、カムシャフト
12に設けられている油路30（第７図参照）と連通されて
いる。したがって、ピストン18先端と凹部17とが合致し
ているときでも、油路，油通路34を経て圧油が凹部17に
流れ込んでピストン18をばね力に抗して押し戻すことに
より、カム16とカムシャフト12とは分離状態となる。こ
の状態で油圧が断たれると、ピストン18がスプリング19
のばね力により突出して凹部17に嵌合し、カムシャフト
12とカム16とは一体となる。
つまり、車両が低中速走行のときには、第３図に示し
たようにカムシャフト12と高速用のカム16とは分離さ
れ、したがって第５図に示すようにロッカアーム４は低
速用のカム15によってのみ作動される。このとき、高速
用のカム16はロッカアーム４のローラ10に接触するだけ
で、空転と同様の状態にある。
たようにカムシャフト12と高速用のカム16とは分離さ
れ、したがって第５図に示すようにロッカアーム４は低
速用のカム15によってのみ作動される。このとき、高速
用のカム16はロッカアーム４のローラ10に接触するだけ
で、空転と同様の状態にある。
車両の高速走行時にはピストン18への油圧が断たれ、
ピストン18が突出して、第４図に示したようにカムシャ
フト12と高速用カム16とが一体となって回転する。した
がって、第６図に示すように高速用のカム16のみがロッ
カアーム４の揺動に寄与することになる。このとき低速
用のカム15はローラ10に接触せず、空転するのみであ
る。
ピストン18が突出して、第４図に示したようにカムシャ
フト12と高速用カム16とが一体となって回転する。した
がって、第６図に示すように高速用のカム16のみがロッ
カアーム４の揺動に寄与することになる。このとき低速
用のカム15はローラ10に接触せず、空転するのみであ
る。
上記ピストン18は低速用のカム15に対し所定の位相で
設けられており、高速走行状態の検出により油圧が断た
れることにより作動されて凹部17に嵌合されるのである
が、回転しているカムシャフト12側のピストンを18を止
まっているカム16の凹部17に押し込むため、この動作が
円滑に行なわれるように同期機構が設けられている。
設けられており、高速走行状態の検出により油圧が断た
れることにより作動されて凹部17に嵌合されるのである
が、回転しているカムシャフト12側のピストンを18を止
まっているカム16の凹部17に押し込むため、この動作が
円滑に行なわれるように同期機構が設けられている。
カムシャフト12における高速用のカム16と低速用のカ
ム15との間に軸方向にのみ移動自在にタイミングスティ
ック20が組み付けられている。タイミングスティック20
には、カムシャフト12の中心と同心の軸状の突部21が設
けられており、この軸状の突部21は、カムシャフト12内
に移動自在に組み付けられた移動駒22の凹部23に回転自
在に嵌合されている。タイミングスティック20には高速
用のカム16側を向くばね力がスプリング24により付勢さ
れている。移動駒22には、スプリング24のばね力に抗し
て移動駒22と共にタイミングスティック20を低速用カム
15側に押し戻すための油圧がかけられるようになってい
る。一方、高速用カム16のボス部16a端面には、第９
図，第10図に示すようになだらかに深くなる溝25が所定
の角度範囲に亘って設けられており、溝25の端は直立す
るストッパ面26とされている。
ム15との間に軸方向にのみ移動自在にタイミングスティ
ック20が組み付けられている。タイミングスティック20
には、カムシャフト12の中心と同心の軸状の突部21が設
けられており、この軸状の突部21は、カムシャフト12内
に移動自在に組み付けられた移動駒22の凹部23に回転自
在に嵌合されている。タイミングスティック20には高速
用のカム16側を向くばね力がスプリング24により付勢さ
れている。移動駒22には、スプリング24のばね力に抗し
て移動駒22と共にタイミングスティック20を低速用カム
15側に押し戻すための油圧がかけられるようになってい
る。一方、高速用カム16のボス部16a端面には、第９
図，第10図に示すようになだらかに深くなる溝25が所定
の角度範囲に亘って設けられており、溝25の端は直立す
るストッパ面26とされている。
一方、カムシャフト12への油圧の供給はそのジャーナ
ル部からなされるのであるが、第７図に示すように、油
路30と通じるカムシャフト12周面の切欠き31がベアリン
グキャップ32側の油供給路33と断続することにより間欠
的になされる。この油供給の断続は高速用カム16の凹部
17と合致するタイミング等と合わせられている。さら
に、油供給路33にはコントロールバルブが設けられる。
ル部からなされるのであるが、第７図に示すように、油
路30と通じるカムシャフト12周面の切欠き31がベアリン
グキャップ32側の油供給路33と断続することにより間欠
的になされる。この油供給の断続は高速用カム16の凹部
17と合致するタイミング等と合わせられている。さら
に、油供給路33にはコントロールバルブが設けられる。
したがって、高速時のカムの切換えの際、油圧が断た
れることにより、スプリング24のばね力によりタイミン
グスティック20が高速用カム16側へ押し出され、ボス部
16a端面に押し付けられる。タイミングスティック20は
カムシャフト12と共に回転しているので、停止のカム16
のボス部16a端面の溝25に入り、ストッパ面26に当た
る。タイミングスティック20がストッパ面26に当たる
と、カムシャフト12と共に高速用カム16は回転する。
れることにより、スプリング24のばね力によりタイミン
グスティック20が高速用カム16側へ押し出され、ボス部
16a端面に押し付けられる。タイミングスティック20は
カムシャフト12と共に回転しているので、停止のカム16
のボス部16a端面の溝25に入り、ストッパ面26に当た
る。タイミングスティック20がストッパ面26に当たる
と、カムシャフト12と共に高速用カム16は回転する。
一方、油圧が断たれることにより、スプリング19のば
ね力によりピストン18が突出して、同期回転している高
速用カム16の内周面の凹部17に嵌合し、カムシャフト12
と高速用カム16とが一体化される。
ね力によりピストン18が突出して、同期回転している高
速用カム16の内周面の凹部17に嵌合し、カムシャフト12
と高速用カム16とが一体化される。
なお、同期機構を先に作動させるため、スプリング2
4,19のばね力をそれぞれP1,P2とすると、P1＞P2とする
ことが必要である。
4,19のばね力をそれぞれP1,P2とすると、P1＞P2とする
ことが必要である。
第８図には上記動作のタイミングを吸排気バルブのリ
フトとの関係で示してある。
フトとの関係で示してある。
本発明は上記実施例に限らず、種々の他の態様で実施
し得る。例えば、ピストン18やタイミングスティック20
の移動を油圧を電子制御することにより行うようにする
こともでき、また吸気バルブに限らず、排気バルブに適
用することも可能である。
し得る。例えば、ピストン18やタイミングスティック20
の移動を油圧を電子制御することにより行うようにする
こともでき、また吸気バルブに限らず、排気バルブに適
用することも可能である。
＜発明の効果＞ 本発明に係るバルブタイミング可変装置によれば、エ
ンジンの低中速と高速とでロッカアーム等に作用するカ
ムを変更することができ、よって速度に応じた最適のバ
ルブタイミングを得ることができ、出力の向上が図れ
る。また、本発明に係る装置はカム及びカムシャフト内
に組み付けるので、構造の複雑化を招くこともない。
ンジンの低中速と高速とでロッカアーム等に作用するカ
ムを変更することができ、よって速度に応じた最適のバ
ルブタイミングを得ることができ、出力の向上が図れ
る。また、本発明に係る装置はカム及びカムシャフト内
に組み付けるので、構造の複雑化を招くこともない。
第１図は本発明の一実施例に係るバルブタイミング可変
装置の要部断面図、第２図は本発明を適用するエンジン
の頭部の断面図、第３図，第４図は高速用カムの断面
図、第５図は低速用カム作動状態（高速用カム非作動状
態）の説明図、第６図は高速用カム作動状態の説明図、
第７図はカムシャフト給油部の説明図、第８図は作動タ
イミングの説明図、第９図は高速用カムの端面図、第10
図はそのＸ−Ｘ矢視断面図である。 図面中、 4,5はロッカアーム、 12は吸気側のカムシャフト、 15は低速用のカム、 16は高速用のカム、 17は凹部、 18はピストン、 19はスプリング、 20はタイミングスティック、 24はスプリング、 25は溝、 26はストッパ面である。
装置の要部断面図、第２図は本発明を適用するエンジン
の頭部の断面図、第３図，第４図は高速用カムの断面
図、第５図は低速用カム作動状態（高速用カム非作動状
態）の説明図、第６図は高速用カム作動状態の説明図、
第７図はカムシャフト給油部の説明図、第８図は作動タ
イミングの説明図、第９図は高速用カムの端面図、第10
図はそのＸ−Ｘ矢視断面図である。 図面中、 4,5はロッカアーム、 12は吸気側のカムシャフト、 15は低速用のカム、 16は高速用のカム、 17は凹部、 18はピストン、 19はスプリング、 20はタイミングスティック、 24はスプリング、 25は溝、 26はストッパ面である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−150017（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−131907（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−106716（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01L 13/00 301 F01L 1/04
Claims (1)
- 【請求項１】カムシャフトにカムを相対回転自在に嵌装
し、カムの内周面に凹部を設けると共に、油圧の給排に
より前記凹部に対し嵌合あるいは離脱するピストンを前
記カムシャフト内に組み付け、さらに前記ピストンの前
記凹部への嵌合の際にカムシャフトとカムとを連れ回り
させる同期機構を設けてなることを特徴とするバルブタ
イミング可変装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18049489A JP2775872B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | バルブタイミング可変装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18049489A JP2775872B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | バルブタイミング可変装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347416A JPH0347416A (ja) | 1991-02-28 |
| JP2775872B2 true JP2775872B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=16084221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18049489A Expired - Lifetime JP2775872B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | バルブタイミング可変装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2775872B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4228796A1 (de) * | 1992-08-29 | 1994-03-03 | Porsche Ag | Ventilantriebsanordnung für eine Brennkraftmaschine |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP18049489A patent/JP2775872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0347416A (ja) | 1991-02-28 |
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