JPH027202Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、吸・排気弁のリフト特性を機関運
転条件に応じて可変制御する内燃機関の吸・排気
弁リフト制御装置に関する。

（従来の技術） バルブオーバラツプや新気充填効率等が常に最
適に設定されるように吸・排気弁のリフト特性
（開閉時期及びリフト量）を可変制御する装置と
して、例えば第８図に示すものがある（参考文
献：米国特許第3413965号）。

このものの概要を図に基づいて説明すると、
吸・排気弁駆動カム１に一端が当接し、他端が
吸・排気弁２のステムエンドに嵌合して摺動自由
に支持されたロツカアーム３の背面３ａを湾曲形
成し、この背面３ａがレバー４に支点接触しなが
らロツカアーム３の両端が揺動することによつて
吸・排気弁駆動カム１のリフトを吸・排気弁２に
伝達するようになつている。特に前記レバー４は
一端部が機関本体に揺動自由に軸支されており、
該レバー４の揺動位置（傾斜）を、他端部に当接
するリフト制御カム５を油圧アクチユエータ等に
より機関運転条件に応じて適切な位相に回転駆動
することによつて、制御し、もつてロツカアーム
３の背面３ａとレバー４との接触する支点位置を
変化させて吸・排気弁２のリフト特性を可変制御
するようにしている。

例えば、リフト制御カム５によるレバー４の押
し下げ量が大であれば、吸・排気弁駆動カム１の
ベースサークル状態においてレバー４の自由端部
とロツカアーム３とが近接しており、従つて、
吸・排気弁２の開弁時期が早まると共にリフト量
が大となる。逆に、リフト制御カム５による押し
下げ量が小であれば、吸・排気弁駆動カム１のベ
ースサークル状態であつてもレバー４の自由端部
とロツカアーム３とが離間しており、従つて、
吸・排気弁２の開弁時期が遅れると共にリフト量
が小となるのである。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の吸・排気弁リ
フト制御装置にあつては、駆動カムとリフト制御
カムとの間にレバーとロツカアームとが配置さ
れ、吸・排気弁のリフト時のバルブスプリング荷
重をロツカアームとレバーの平面との当接部で支
持するようになつていたため、レバーの上面と下
面との平行度あるいはロツカアームの背面とフオ
ロア面との平行度を精度よく加工できないと、駆
動カムとロツカアーム、またはロツカアームとレ
バー等の当接面に荷重が均一に作用せず、荷重分
布に偏りが発生する。その結果、荷重が大きくな
つた当接面において偏摩耗が増大し、装置全体と
しての耐久性に欠けるという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） この考案は、このような問題点を解決するため
になされたものであつて、吸・排気弁駆動カムと
吸・排気弁のステムエンドとに両端が係合するロ
ツカアームの湾曲形成された背面を、該背面に沿
つて機関本体に揺動自由に取り付けられたレバー
に支点接触させ、該レバーの一端部に係合させた
リフト制御カムの回動量を制御してレバーの揺動
位置を変化させることにより、レバーとロツカア
ームとの接触する支点位置を変化させて吸・排気
弁のリフト特性を可変制御するようにした内燃機
関の吸・排気弁リフト制御装置において、前記リ
フト制御カムに当接する前記レバーの上面をレバ
ーの長手方向と直角方向に凸状に所定曲率で湾曲
させたものである。

（作用） このような構成を有するこの考案にあつては、
レバーの上面に所定の曲率で湾曲形成した曲面に
より、駆動カム、ロツカアーム、レバー、リフト
制御カム等の平行度の狂いを吸収でき、これらに
高精度の加工を施さなくてもロツカアームと駆動
カムと等の当接面にはバルブスプリングの荷重が
均一に作用する。したがつて、これらの当接面に
偏摩耗が発生することがない。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図〜第７図はこの考案の一実施例を示す図
である。まず、構成を説明すると、第１図におい
て、１１は機関出力軸に同期して回転するカム軸
１１ａに固着されたバルブ駆動カム（以下、駆動
カム）を示し、１２は吸・排気弁（以下、吸気
弁）である。また、１３はロツカアームであり、
ロツカアーム１３は一端がカムフオロア１３ａを
介して駆動カム１１に、他端が吸気弁１２のステ
ムエンドに、それぞれ当接している。該ロツカア
ーム１３の湾曲形成された背面１３ｂを支点接触
させると共に、ロツカアーム１３の両側壁から突
出するシヤフト１３ｃを保持部材１４を介して凹
溝１５ａ内に保持するレバー１５が設けられる。
レバー１５に形成されたスプリングシート１５ｂ
と保持部材１４の間には、ロツカアーム１３を下
方向に付勢するバネ定数小のスプリング１６が介
装される。レバー１５の駆動カム１１側の先端部
は、第１図および第２図に示すように、２分さ
れ、ブラケツト１７に固定されたボルト１８に係
合している。

また、シリンダヘツド１９に介装されたブラケ
ツト１７に嵌装保持さた油圧ピボツト２０の球状
の下端面がレバー１５の吸気弁１２ステムエンド
側の他端部頂壁に形成された凹陥部１５ｃに嵌合
して、該嵌合部を中心としてレバー１５を揺動自
由に支持すると共に、ブラケツト１７に対して後
述する如く回転自由に取り付けられたリフト制御
カム２１がレバー１５の駆動カム１１側の端部頂
壁に当接してレバー１５の揺動位置を規制してい
る。

前記油圧ピボツト２０は下端面が前記レバー１
５の凹陥部１５ｃに嵌合すると共に、周面がブラ
ケツト１７に形成した取付孔１７ａ内に摺動自由
に嵌挿された外筒２０ａと、該外筒２０ａ内に嵌
挿される内筒２０ｂとを備え、かつ、両者の間に
形成された油圧室２０ｃにチエツクバルブ２０ｄ
を備えて形成される。そして、ブラケツト１７内
部に形成された油圧供給通路１７ｂから内筒２０
ｂ内部及びチエツクバルブ２０ｄを介して油圧を
油圧室２０ｃに供給してバルブクリアランスを一
定に保つようになつている。

前記リフト制御カム２１は外周面に、吸気弁１
２のリフト量を段階的に変えるように略平らな６
つのカム面２１ａ〜２１ｆを有すると共に、中心
部に後述するカム制御軸２２を挿通する孔２１ｇ
を有する。また、リフト制御カム２１の両側から
突出して形成された円筒部２１ｈの外周面は、第
２図及び第３図に示すようにブラケツト１７に形
成された下部円弧溝１７ｃと、ブラケツト１７上
にボルト２３で締結された一対のキヤツプ２４に
形成された上部円弧溝２４ａとの間に回動自由に
保持される。

そして、気筒数個設けたリフト制御カム２１の
中心部を貫通して形成された孔２１ｇに一本のカ
ム制御軸２２を通し、該カム制御軸２２の各リフ
ト制御カム２１両側部分にそれぞれ嵌挿したコイ
ルスプリング２５の一端をカム制御軸２２外壁に
ねじ込んだ止め螺子２２ａに係合すると共に、該
コイルスプリング２５の他端をリフト制御カム２
１の円筒部２１ｈ側壁に形成した孔に嵌挿して係
止する。

前記カム制御軸２２の一端は、継手２６を介し
てステツピングモータ２７の駆動軸２７ａに連結
されている。ステツピングモータ２７は制御回路
２８により、機関回転数、絞り弁開度、冷却水温
度、吸入空気流量、吸入負圧等の機関運転条件に
基づいて駆動され、カム制御軸２２を回転させる
ようになつている。２９はバルブスプリングであ
る。

ここで、第４図中１５ｄは前記リフト制御カム
２１のカム面２１ａ〜２１ｆに当接する前記レバ
ー１５の上面であり、この上面１５ｄはレバー１
５の長手方向に対して直角方向に凸状に所定の曲
率で湾曲形成されている。すなわち、リフト制御
カム２１のカム制御軸２２方向の巾Ｌを16mmとし
て、駆動カム１１、ロツカアーム１３、レバー１
５、リフト制御カム２１およびキヤツプ２４の総
合した平行度の狂いを最大40μとすると、上面１
５ｄの曲率半径Ｒは、次式より約800mmとして求
められる。

Ｒ×（１−cos〔tan^-1｛（16/2）／Ｒ｝〕）＜0.040 したがつて、第５図に示すように、カム軸１１
ａに対して平行な平行線Ａに直交する垂直線Ｂ上
において、中心点Ｏを中心として前記の曲線半径
Ｒで描く曲線Ｃにより所定の曲率を得ることがで
きる。

次に作用を説明する。

第１図において、リフト制御カム２１が最もリ
フト量の大きいカム面２１ａでレバー１６に当接
している状態では、レバー１５が駆動カム１１側
に最も押し下げられた状態となる。このため、ロ
ツカアーム１３の背面１３ａに支点接触されるレ
バー１５の下面も下がり、支点接触点Ａが駆動カ
ム１１側に移動しつつリフトが吸気弁１２に伝達
され、第６図の曲線Ｘに示すようにリフト量が大
きく、かつ、開弁時期が早く閉弁時期が遅い特性
となる。

一方、リフト制御カム２１が回転し、例えば、
リフト量が小さいカム面２１ｅでレバー１５に当
接するようにすると、レバー１５の駆動カム１１
側の端部は凹陥部１５ｃを支点とした揺動によつ
て上昇し、レバー１５の下面も上方に後退する。

レバー１５の下面はロツカアーム１３が駆動カ
ム１１のリフトを吸気弁１２に伝えるための支点
となるが、駆動カム１１がベースサークルでロツ
カアーム１３に当接している状態の支点の初期位
置が、前記リフト量大のカム面２１ａでレバー１
５が当接している時に比べて第１図で右側、即
ち、リフト後に支点が移動する方向から遠ざかる
側に移動する。この結果、第６図の曲線Ｙに示す
ように、リフト量が小さく、かつ、開弁時期が遅
れ、閉弁時期が早まる特性となる。

このようにして、リフト制御カム２１を回動し
てカム面２１ａ〜２１ｅのいずれかをレバー１５
に当接させることにより、吸気弁１２のリフト特
性を段階的に変化させることができる。

なお、前記リフト制御カム２１の回動は、ステ
ツピングモータ２７の駆動によりカム制御軸２２
及びコイルスプリング２５を介して行われる。即
ち、前記制御回路２８は、機関運転状態に応じた
信号に基づいて設定した駆動パルスをステツピン
グモータ２７に出力する。この駆動パルスは、ス
テツピングモータ２７の駆動軸２７ａを予め設定
した角度だけ回動させ、継手２６を介してカム制
御軸２３も回動する。

ここで、第７図に示すように、ロツカアーム１
３のレバー１５の下面に当接する背面１３ｂと、
カムフオロア１３ａの駆動カム１１に当接するフ
オロア面と、の平行度が精度よく加工できない
と、その平行度の狂い分だけレバー１５とロツカ
アーム１３とが第７図に示す垂直線Ｂに対して時
計回り方向にわずかの角度θだけ傾斜する。この
場合、この実施例においては、レバー１５の上面
１５ｄをレバー１５の長手方向に対して直角方向
に凸状に所定の曲率で湾曲形成したため、この曲
面で平行度の狂いを吸収することができ、駆動カ
ム１１と、ロツカアーム１３のカムフオロア１３
ａと、は隙間なくぴつたり当接する。したがつ
て、バルブスプリング２９の荷重は駆動カム１１
とカムフオロア１３ａとの当接面にその荷重分布
が均一となるように作用する。その結果、これら
の当接面に偏摩耗が発生することを防止すること
ができ、装置全体の耐久性を向上させることがで
きる。この場合、レバー１５がわずかに傾斜する
ことで、レバー１５に対してスラスト力が発生す
るが、このスラスト力はレバー１５の二分された
先端部に係合するボルト１８により吸収される。

なお、このような平行度の狂いを逃がす曲面を
形成する部材の位置としてリフト制御カム２１の
カム面２１ａ〜２１ｆ、ロツカアーム１３の背面
１３ｂ、カムフオロア１３ａのフオロア面、駆動
カム１１のカム面等が考えられるが、これらはい
ずれも曲面であり、これらの曲面に、さらに直角
方向の曲面を形成することはその加工が極めて困
難である。

（効果） 以上説明してきたように、この考案によれば、
レバー、ロツカアーム等の平行度の狂いを吸収で
きるので、高度の加工精度を必要とすることな
く、ロツカアームと駆動カム等との当接面に作用
する荷重分布を均一化することができる。その結
果、当接面の偏摩耗の発生を防止することがで
き、ひいては装置全体の耐久性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの考案に係る内燃機関の
吸・排気弁リフト制御装置の一実施例を示す図で
あり、第１図はその縦断面図、第２図はその要部
平面図、第３図はリフト制御カムの取付方法を示
す分解斜視図、第４図は第１図の−Ａ矢視図、
第５図はレバーの上面の曲率を説明する図、第６
図はバルブリフト特性を示すグラフ、第７図は動
作を説明するための第４図と同様の第１図の−
Ａ矢視図、第８図は従来の吸・排気弁リフト制御
装置を示す断面図である。 １１……駆動カム、１２……吸・排気弁、１３
……ロツカアーム、１３ｂ……背面、１５……レ
バー、１５ｄ……上面、１９……機関本体（シリ
ンダヘツド）、２１……リフト制御カム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸・排気弁駆動カムと吸・排気弁のステムエン
   ドとに両端が係合するロツカアームの湾曲形成さ
   れた背面を、該背面に沿つて機関本体に揺動自由
   に取り付けられたレバーに支点接触させ、該レバ
   ーの一端部に係合させたリフト制御カムの回動量
   を制御してレバーの揺動位置を変化させることに
   より、レバーとロツカアームとの接触する支点位
   置を変化させて吸・排気弁のリフト特性を可変制
   御するようにした内燃機関の吸・排気弁リフト制
   御装置において、前記リフト制御カムに当接する
   前記レバーの上面をレバーの長手方向と直角方向
   に凸状に所定曲率で湾曲させたことを特徴とする
   内燃機関の吸・排気弁リフト制御装置。