JP3347419B2 - カム軸位相可変装置 - Google Patents
カム軸位相可変装置Info
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Description
に関するものである。
軸の回転をカム軸に伝達して吸,排気弁を駆動する際
に、自動車の走行状態に応じて、吸,排気弁の開弁時期
を変更することが行われている。このような目的に用い
られる装置として、カム軸側の回転位相を変更して、
吸,排気弁の開弁時期を制御するカム軸位相可変装置が
知られており、例えば、特開平3−88907号公報に
その一例が開示されている。
ム軸位相可変装置であって、これらの図に示す可変装置
は、エンジンにより回転駆動されるクランク軸1と、図
外の吸,排気弁を開閉させるカム軸2との間に介装され
ていて、遊星歯車機構をその基本的な構成としている。
遊星歯車機構は、カム軸2の一端に回転自在に支持され
た3個の遊星歯車3と、これらの遊星歯車3の中心に相
互に噛合するように設けられた太陽歯車4と、各遊星歯
車3が内周面で噛合するリングギア5とを有している。
クランクプーリ6との間には、タイミングベルト7が捲
回されている。また、太陽歯車4の回転軸には、扇形の
揺動歯車8が固設され、この揺動歯車8には、モータ9
で回転駆動されるピニオン10が噛合している。このよ
うに構成された位相可変装置では、クランク軸1の回転
が、タイミングベルト7を介してリングギア5に伝達さ
れ、リングギア5の回転が遊星歯車3を介してカム軸2
に伝達されており、このような状態で、モータ9を回転
駆動して、揺動歯車8を時計方向ないしは反時計方向に
揺動移動させると、これに伴って太陽歯車4が揺動歯車
8と同じ方向に回転し、この太陽歯車4の回転により遊
星歯車3がそれぞれ回転することにより、カム軸2側の
回転位相が変更される。
ム軸位相可変装置には、以下に説明する技術的課題が指
摘されていた。
示したカム軸位相可変装置では、複数の歯車を用いる遊
星歯車機構を採用しているので、部品点数が多く、構造
も複雑になり、コスト高になるという問題があった。ま
た、上述したカム軸位相可変装置では、カム軸2の位相
を変更するので、例えば、多気筒エンジンの場合には、
その全ての気筒の開弁時期が同じように変更され、気筒
毎に開弁時期を制御することができなかった。
てなされたものであって、その目的とするところは、構
造が簡単で構成部品点数が少なく、低コストなカム軸位
相可変装置を提供することにある。また、別の目的とし
て、気筒毎に弁体の開弁時期を制御できるカム軸位相可
変装置を提供することにある。
め、本発明は、回転駆動されるカム軸に設けられたカム
と、このカムを介して開閉される弁体との間に介装さ
れ、前記カム軸の回転位相を変更して前記弁体に伝達す
るカム軸位相可変装置であって、前記カムに摺接する回
転ローラが枢着され、外周面が前記弁体側に当接するロ
ッカアームと、外周面に歯車が刻設され、前記ロッカア
ームを揺動自在に支持し、前記カム軸と同心状に設けら
れた回転体と、この回転体の前記歯車と噛合するピニオ
ンを備え、このピニオンを介して前記回転体を回転駆動
する回転駆動部とを有するとともに、前記ロッカアーム
における弁体側との当接部が前記カム軸を中心とする円
弧状に形成されたことを特徴とする。
に摺接する回転ローラが枢着され、外周面が前記弁体側
に当接するロッカアームを有し、このロッカアームが回
転体に揺動自在に支持されているので、カムが回転する
と、その外周形状に従ってロッカアームが揺動移動し、
これにより弁体が開閉される。開閉弁時期を変更する際
には、ロッカアームを揺動自在に支持する回転体の外周
面には、歯車が刻設され、この歯車と噛合するピニオン
を備えた回転駆動部を有しているので、回転駆動部でピ
ニオンを介して回転体を回転駆動する。
いるロッカアームも回転し、カムと摺接する回転ローラ
の位置がカム軸の周方向に変位し、この結果、弁体の開
閉弁時期が変更される。また、上記構成のカム軸位相可
変装置では、この装置が回転駆動されるカム軸に設けら
れたカムと、このカムを介して開閉される弁体との間に
介装され、前記カム軸の回転位相を変更して前記弁体に
伝達する構成なので、気筒毎に開閉弁時期を制御するこ
とが可能になる。
を参照して詳細に説明する。図1から図5は、本発明に
かかるカム軸位相可変装置の一実施例を示している。同
図に示すカム軸位相可変装置は、回転駆動されるカム軸
20に設けられたカム22と、このカム22を介して開
閉される弁体24との間に介装され、カム軸20の回転
位相を変更して弁体24に伝達するものである。
駆動されるものであって、その長手軸方向に沿って、複
数の略楕円状のカム22が一体に形成されている。弁体
24は、本実施例で示しているのは、エンジンの吸気弁
であって、その弁軸24aの上端には、弁体24を常時
閉弁状態に維持するラッシュアジャスタ26が装着され
ている。
と、回転体32と、ステッピングモータ34で構成され
た回転駆動部とから概略構成されている。ロッカアーム
30は、この実施例では、内外周の面30a,bがカム
軸20と同心円上の円弧となる円弧状のものであって、
その外周面30aがラッシュアジャスタ26の上面に当
接している。また、ロッカアーム30の先端側には、厚
み方向に貫通する孔部30cが形成され、この孔部30
c内には、回転ローラ36が挿入されている。
接するように、ロッカアーム30の内周面30aから上
方に一部が突出するように、ロッカアーム30の幅方向
の中心から上方に偏位した位置にピン38で枢着されて
いる。回転体32は、カム軸20と同心円状の外形を有
するものであって、半割り状態のロータ部32aとベー
ス部32bとをボルト等により結合して、カム軸20の
外周にメタル軸受け40を介して、カム軸22に回転自
在に装着されている。
設されたリング状のものであって、ベース部32bは、
半円板状に形成されていて、このベース部32bに、ロ
ッカアーム30の一端がピン42を介して揺動自在に支
持されている。回転体32の歯車部32cには、ピニオ
ン44が噛合し、ピニオン44には、ステッピングモー
タ34の回転軸34aが連結されている。なお、本実施
例の装置では、ロッカアーム30を枢着したピン42の
中心と、回転ローラ36を枢着したピン38との間の角
度は、略90°に設定されている。
可変装置では、定常状態、すなわち、位相の変更を行わ
ない場合には、ロッカアーム30の回転ローラ36がカ
ム22に摺接し、その外周面30bが弁体24のラッシ
ュアジャスタ26に当接し、ロッカアーム30が回転体
32にピン42を介して揺動自在に支持されているの
で、カム22が回転すると、その外周に形成された突出
部が回転ローラ36に接触し始めると、弁体24がラッ
シュアジャスタ26の付勢力に抗して押し下げられて開
弁し、弁体24の押し下げ量は、カム22の最も突出し
た部分が回転ローラ36に当接した位置であって、その
後のカム22の回転に伴って、押し下げ量も少なくな
る。
(A)に示している。なお、同図に示す状態は、回転ロ
ーラ36の中心とカム軸20の中心とを結ぶ線が、カム
軸20の垂線に対して反時計方向に45°回転した位置
(P0 )を定常状態として示しているが、この位置は、
説明の便宜上設定したものであって、必ずしもこの状態
を定常状態にする必要はない。
際には、以下のような操作により行われる。本実施例の
可変装置では、ロッカアーム30を揺動自在に支持する
回転体32のロータ部32aの外周面には、歯車32c
が刻設され、この歯車32cと噛合するピニオン44に
連結されたステッピングモータ34を有しているので、
位相を変更する場合には、まず、ステッピングモータ3
4に給電してこれを回転駆動する。
ロータ部32aが回転し、この回転に伴って、ベース部
32bに支持されているロッカアーム30も回転し、ロ
ッカアーム30の回転により、カム22と摺接する回転
ローラ36の位置が,カム22の周方向に変位し、この
結果、カム22の突出部と回転ローラ36との接触時期
が変化し、弁体24の開閉弁時期が変更される。
明する。ステッピングモータ34の駆動により、いま例
えば、図4(B)に示すように、回転ローラ36の中心
とカム軸20の中心とを結ぶ線が一致するような位置
(P1 )に回転させ、つまり、図4(A)に示した定常
位置(P0 )から時計方向に45°回転させたとする
と、カム22の回転により、図4(B)に示した状態で
は、定常位置(P0 )よりも早期に弁体24の押し下げ
が始まり、最大押し下げ量の位置が排気弁(EX)の開
弁位置側にシフトする。
駆動して、回転ローラ36の中心とカム軸20の中心と
を結ぶ線が、カム軸20の垂線に対して時計方向に45
°回転した位置(P2 )に回転させ、図4(A)に示し
た定常位置(P0 )から時計方向に90°回転させたと
すると、カム22の回転により、図4(C)に示した状
態では、位置(P1 )よりも早期に弁体24の押し下げ
が始まり、最大押し下げ量の位置がさらに排気弁(E
X)の開弁位置側にシフトし、排気弁の開弁時期と吸気
弁(弁体24)の開弁時期とが一部オーバラップする状
態になる。
ム軸20の回転位相の変更を行い、特に、図4(C)に
示すように、排気弁の開弁時期と吸気弁(弁体22)の
開弁時期とが一部オーバラップするような状態にする
と、車両の高速走行の際に、吸気の遅れを回避すること
ができ、高速性能に優れたエンジンが得られる。また、
低速時の位相可変による燃費向上、さらには、エミッシ
ョン改善にも大きな効果が得られる。
アーム30と、回転体32と、ステッピングモータ34
と、回転ローラ36とから構成されていて、部品点数が
少なく構造が簡単になっているだけでなく、装置が回転
駆動されるカム軸20に設けられたカム22と、このカ
ム22を介して開閉される弁体24との間に介装され、
カム軸20の回転位相を変更して弁体24に伝達する構
成なので、気筒毎に開閉弁時期を制御することが可能に
なる。
は、上述したように広角度範囲での位相の変更が可能に
なるだけでなく、図4に示すように、弁体22の押し下
げ量も変化させることができる。その理由は、ロッカア
ーム30の揺動支点a(ピン42によるベース部32b
への枢着点)と、作用点b(外周面30bとラッシュア
ジャスタ26とが当接する点)と、および力点c(カム
22と回転ローラ36とが摺接する点)との距離が、回
転体32の回転に伴って変化することに基づいている。
めの図であって、同図(B)に示すように、回転ローラ
36の中心とカム軸20の中心とを結ぶ線が一致するよ
うな位置(P1 )にある場合には、力点cと作用点bと
が一致しており、この時の弁体22の最大押し下げ量を
lとすると、作用点bにおける最大押し下げ量は、ほぼ
lに一致する。
°回転させた位置(P0 )では、揺動支点aと力点cが
反時計方向に45°偏位し、作用点bにおける最大押し
下げ量をl1 とすると、l1 ≒l×45/90となり、
この場合の最大押し下げ量l 1 は、lよりも小さくな
る。他方、位置(P1 )から時計方向に45°回転させ
た位置(P2 )では、揺動支点aと力点cが時計方向に
45°偏位し、作用点bにおける最大押し下げ量をl2
とすると、l2 ≒l×135/90となり、この場合の
最大押し下げ量l2は、lよりも大きくなる。以上の説
明から明らかなように、本実施例のカム軸位相可変装置
によれば、弁体22の最大押し下げ量は、位置(P2 )
>位置(P1)>位置(P0 )となり、位相を排気弁側
にシフトさせるに従って、最大押し下げ量が順次大きく
なる。
ステッピングモータ34を例示したが、本発明の実施は
これに限定されることはなく、例えば、他の形式の交直
流モータや油圧モータなどであってもよい。
本発明にかかるカム軸位相可変装置によれば、構成部品
点数が少なく、構造が簡単で、低コストになる。
を示す斜視図である。
を示す要部断面側面図である。
る。
げ量の変化の説明図である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 回転駆動されるカム軸に設けられたカム
と、このカムを介して開閉される弁体との間に介装さ
れ、前記カム軸の回転位相を変更して前記弁体に伝達す
るカム軸位相可変装置であって、 前記カムに摺接する回転ローラが枢着され、外周面が前
記弁体側に当接するロッカアームと、外周面に歯車が刻
設され、前記ロッカアームを揺動自在に支持し、前記カ
ム軸と同心状に設けられた回転体と、この回転体の前記
歯車と噛合するピニオンを備え、このピニオンを介して
前記回転体を回転駆動する回転駆動部とを有するととも
に、前記ロッカアームにおける弁体側との当接部が前記
カム軸を中心とする円弧状に形成されたことを特徴とす
るカム軸位相可変装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22460293A JP3347419B2 (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | カム軸位相可変装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22460293A JP3347419B2 (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | カム軸位相可変装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0777020A JPH0777020A (ja) | 1995-03-20 |
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Family
ID=16816301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP22460293A Expired - Fee Related JP3347419B2 (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | カム軸位相可変装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3347419B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
DE10206465A1 (de) * | 2002-02-16 | 2003-08-28 | Mahle Ventiltrieb Gmbh | Steuereinrichtung für Gaswechselventile eines Verbrennungsmotors |
DE102005028542A1 (de) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen |
JP4896817B2 (ja) * | 2006-07-25 | 2012-03-14 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の可変動弁装置 |
DE102015015749A1 (de) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | Audi Ag | Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine |
-
1993
- 1993-09-09 JP JP22460293A patent/JP3347419B2/ja not_active Expired - Fee Related
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