JPH03151509A - 可変バルブタイミング式動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用エンジンにおいて吸、排気バルブの開
閉時期、即ちバルブタイミングを各運転条件により可変
に制御する可変バルブタイミング式動弁装置に関し、詳
しくは、低速用と高速用の２種類のカムで選択動作する
方式に関する。

〔従来の技術〕

車両用エンジンの自然吸気では、吸、排気バルブのバル
ブタイミングが体積効率、低速安定性。

高速性能等に大きく影響を及ぼす。即ち、上死点付近で
吸、排気バルブが共に開いている期間のオーバラップが
大きいと、高速時に排気慣性等を利用して吸気が促進さ
れ、体積効率と共に性能が向上する。一方、アイドリン
グ時には吹返しを招いて安定性を損うことになり、この
ためアイドリング時にはオーバラップを小さくする方が
よい。そこで、エンジンの広い運転領域で常に安定性と
高い性能を発揮するには、低速と高速でそれに適したバ
ルブタイミングに可変制御することが要求される。

そこで、かかる可変バルブタイミングの制御手段として
既に種々の方式が提案されている。その１つとして、低
速用と高速用の２組のカム、ロッカアームを有し、低速
と高速時に２組のロツカアムを分離または結合したり、
或いは各ロッカアームのエンドピボットの位置を変えて
バルブを開閉動作し、低速カムによる狭開角、高速カム
による広開角のバルブタイミングに制御するものがある
。

そこで従来、上記機械的分離、結合の可変バルブタイミ
ング式動弁装置に関しては、例えば特開昭６２−３２２
．０６号公報の先行技術がある。ここで、ロッカシャフ
トにより支持される２つのロッカアームの一方をバルブ
側に連結し、両口ツカアームの中間のスリッパに低速用
と高速用のカムを摺接する。また、２つのロッカアーム
の中間でそれと直角な方向に両者にまたがって連結切換
手段を内蔵し、この切換手段は油圧によるピストン。

スプリングが付勢されたストッパを同軸上に配置して、
分離または結合することが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものにあっては、連結切換手
段のピストンでロッカアーム同士を係脱する構成である
から、ロッカアームの構造が複雑化し、重量の増大を招
く。また、ピストンの摩耗による耐久性の低下か生じ易
く、低速と高速との移行の際にピストンの抜き差しを常
に円滑に行うことが難しい。また、高速時には２組のロ
ッカアームを結合して揺動するため、ロッカアーム全体
の重量等が増し、高速作動時における動弁系の慣性質量
の影響を受ける。更に、低速用のカムとロッカアームも
スリッパの摺接で駆動するため、流体潤滑による油膜の
形成が難しく、フリクショントルクが大幅に増大する等
の問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、低速用と高速用の２組のカム、ロッカ
アームを選択する方式において、ロッカアーム側を簡素
化し、切換えを常に確実かつ円滑化して耐久性を向上し
、低速時のフリクションを低減し、高速時の動作性を向
上することが可能な可変バルブタイミング式動弁装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の可変バルブタイミン
グ式動弁装置は、バルブのステムエンド側に平面視コの
字形を成すエンドピボット式の高速用ロッカアームの一
端を連結し、他端を可動ピボットで支持して設置し、上
記高速用ロッカアームの内部に、ローラフォロアを具備
して揺動可能に支持された低速用ロッカアームを、先端
を上記高速用ロッカアームの一端の上に連結して設置し
、上記低速用ロッカアームのローラフォロアに低速カム
を、上記高速用ロッカアームのスリッパに高速カムをそ
れぞれ接し、上記可動ピボットの油圧室を各運転条件に
応じて給排油するように構成するものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、バルブに対してエンドピボット式の
高速用ロッカアームが連結し、この上にローラフォロア
付の低速用ロッカアームが連結して組合わされる。そこ
で、低速時に可動ピボットの油圧室をドレンすると、高
速用ロッカアームはバルブ動作不能になり、低速カムに
よりローラフォロアを介して２組のロッカアームが小さ
いフリクションで揺動し、バルブを狭開角で開閉する。

また、高速時に油圧室に給油すると、可動ピボットが上
昇位置して高速用ロッカアームを揺動可能に支持し、こ
の場合は高速カムの高いリフトで高速用ロッカアームの
み揺動し、バルブを広開角で開閉するようになる。

〔実　施　例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図において、符号１はシリンダヘッド
、２は吸（排）気ポート（以下ポートと称する）であり
、このポート２に吸（排）気バルブ（以下バルブと称す
る）３が設けられる。バルブ３は、バルブガイド４によ
り移動可能に支持され、バルブ傘部３ａがバルブシート
５に着座して閉じるようになっており、ステムエンド３
ｂ側のリテーナ６にバルブスプリング７がバルブ３を閉
じる方向に付勢されている。そしてかかるバルブ３に、
バルブタイミング可変のダブルオーバヘッドカムシャフ
ト（ＤＯＨＣ）型動弁装置ＩＯが設けられる。

ＤＯＨＣ型動弁装置１０は、バルブ３と対応する位置に
エンドピボット式の高速用ロッカアーム１１が配置され
、高速用ロッカアーム１１の内部に同様のエンドピボッ
ト式の低速用ロッカアーム■２が平行配置され、これら
高速用、低速用ロッカアーム１１、１２の途中の上方に
カムシャフト１３が直交して装架されている。カムシャ
フト１３はエンジン回転数に対し１／２で同期回転する
ものであり、このカムシャフトＩ３に２つの高速カム１
４．１４’およびそれらの間に１つの低速カム１５が設
けられる。

高速カム１４．１４’　は、小径のベースサークル１４
ａにリフト部１４ｂが広間内高リフトに形成され、また
低速カム１５は、大径のベースサークル１５ａにリフト
部１５ｂが狭開角紙リフトに形成されている。

高速用ロッカアーム１１は、平面視コの字形で適宜弯曲
して形成され、２つのアーム部１１ａ、１１’　ａの先
にバルブ駆動用ビン１６が固着される。またアーム部１
１ａ、ＩＩ’　ａの端部にピボット受けｌｌｂ、１１’
ｂが、上部中間にスリッパｌｉｅ、１１’　ｃが各別に
形成されている。一方、シリンダヘッドｌ側の油圧室１
７には可動ピボット１８が昇降可能に立設され、可動ピ
ボット１８は、筒状の本体１８ａの上方に２つの支持ｔ
ａｂ、ｉｓ’　ｂをアーム部１１ａ、ｌｌ’　ａと同一
の幅で有するように形成されている。そこで高速用ロッ
カアーム１１のピボット受けｌｌｂ、１１’　ｂを、可
動ピボット［８の各支持部１８ｂ、１８’　ｂに円弧接
触して揺動可能に支持し、バルブ駆動用ピン１６をバル
ブ３のステムエンド３ｂに当接し、更にスリッパ１１ｃ
、１１’　ｃには高速カム１４．１４’が摺接して略水
平に設置される。また油圧室１７で可動ピボット１８に
は、リターンスプリング１９が、常に高速用ロッカアー
ム１１と高速カム、１４．１４’　とを接するように付
勢されている。こうして可動ピボット［８の昇降により
、高速用ロッカアーム１１をバルブ動作可能に支持し、
またはその機能を失うようになっている。

低速用ロッカアーム１２は、棒状で適宜弯曲して形成さ
れ、先端に調整ねじ２０が螺着され、他端の下部にピボ
ット受け１２ａが形成される。また低速用ロッカアーム
１２の中間の溝１２ｂには、ローラフォロア２１が一部
を上方に露出して設けられている。

一方、シリンダヘッド１の可動ピボット１８と同一位置
において、支持部１８ｂ、１８’　ｂの間には固定ピボ
ット２２が、細長い台部２２ａの両端をシリンダヘッド
ｌ側に掛けて立設される。そこで低速用ロッカアーム１
２は、高速用ロッカアーム１１の内部においてピボット
受け１２ａを固定ピボット２２に球面接触して揺動可能
に支持され、調整ねじ２０をバルブ駆動用ピン１６の上
に当接し、更にローラフォロア２１に低速カム１５を接
して収容設置される。こうしてバルブ３は、高速用ロッ
カアーム１１のバルブ駆動用ビン１Ｂ、　または低速用
ロッカアーム１２の調整ねじ２０で動作することが可能
になっている。

高、低速切換制御系について述べると、オイルポンプ２
５からの潤滑油路２６が可動ピボット１８の油圧室１７
とリリーフソレノイド弁２７とに連通ずる。

そして制御ユニット３ｏは、各運転条件を判断して例え
ば所定のエンジン回転数以下の低速では、ソレノイド弁
２７を開いて油圧室１７をドレンし、高速では、ソレノ
イド弁２７を閉じて油圧室１７に給油するように構成さ
れる。

次いで、かかる構成の動弁装置の作用について述べる。

先ず、低速時には、制御ユニット３ｏによりソレノイド
弁２７が開いて油圧室１７をドレンすることて可動ピボ
ット１８は下降することが可能になり、高速用ロッカア
ーム１■の支持機能を失う。そこで高速用ロッカアーム
１１は、低速用ロッカアーム１２とバルブ３との間に介
在した状態でバルブ動作と無関係に動いている。

従ってこの場合は、固定的な低速用ロッカアーム１２の
みがバルブ動作可能になり、低速カム１５の回転により
ローラフォロア２Ｉを介して低速用ロッカアーム１２が
固定ピボット２２を支点にして揺動し、調整ねじ２０が
バルブ駆動用ピン１６を介してノくルブ３をストローク
して開閉動作する。そこで低速カムＩ５の特性で低リフ
トし、第５図の曲線１Ｌのように狭開角のバルブタイミ
ングになり、低速の安定性、出力性能を発揮する。また
ローラフォロア２１の転勤により、低速カム１５に対し
高速用、低速用ロッカアーム１１．１２は小さいフリク
ションで滑らかに揺動してバルブ動作する。

次いで、高速時には、制御ユニット３０によりソレノイ
ド弁２７が閉じて油圧室１７に給油するため、可動ピボ
ット１８は油圧°により上昇位置に保持されて高速用ロ
ッカアーム１１を支持することが可能になる。こうして
この場合は、２組の高速用、低速用ロッカアームｔｉ、
　１２がバルブ動作可能になるが、高速カム１４．１４
’　の高リフトにより低速カム１５に優先して高速用ロ
ッカアーム１１のみが可動ピボ・ソト１８を支点にして
揺動し、バルブ駆動ピン１６がバルブ３を押下げてスト
ロークしながら開閉動作する。このため、高速カム１４
．１４’の特性で高リフトし、第５図の曲線１１　ｎの
ように広間角のノくルブタイミングで高速性能を発揮す
る。

ここで、高速カム１４．１４’　、低速カム１５のベー
スサークル１４ａ　、　１４’　ａ、１５ａの位置で、
可動ピボット１８に給排油して低速、高速の作動が切換
えられると、高速カム１４．１４’　または低速カム１
５の次のリフトの際に連続的に切換わる。また、低速カ
ム１５のリフト中に可動ピボット１８が上昇すると、こ
の時点から高速カム１４．１４’　によるリフトに滑ら
かに切換わる。高速カム１４．１４’　のリフト中に可
動ピボット１８が下降する場合は、オイルがドレンする
際の抵抗、オイルの粘性等により低速カム１５が滑らか
にローラフォロア２１に接し、低速カム１５によるリフ
トに切換わる。

第４図の他の実施例によると、低速用ロッカアーム１２
がスイングアーム式に形成され、ロッカシャフト３１に
より支持されている。またこの場合は、高速用ロッカア
ームの端部の中心で１つの可動ピボットにより支持して
もよい。

以上、本発明の実施例について述べたが、高速用ロッカ
アームの２つのアーム部を２つのバルブに連結すること
で、２バルブにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、低速用と高速
用の２組のカム、ロッカアームを用い、選択的にバルブ
動作して／（ルブタイミングを可変制御する動弁装置に
おいて、少なくとも高速用ロッカアームをエンドビボ・
ソト式にし、ピボットの給排油で切換える構成であるか
ら、口・ツカアームが簡素化し、軽量小型化し、更に動
作性。

燃費を向上し得る。

さらに、ピボットの給排油により常に滑らかに切換える
ことができ、切換動作も確実で、耐久性低下の不都合が
ない。

また、２組のロッカアームはコンパクトに組合わされ、
両者の支点位置が同一のため省スペースになる。

さらにまた、低速用にローラフォロアを用いるため、カ
ムとロッカアームのフリクションを大幅に低減でき、高
速時には高速用口・ツカアームのみが揺動することで、
動作性、応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変バルブタイミング式動弁装置の実
施例を示す分解斜視図、 第２図は同平面図、 第３図は同側面図、 第４図は他の実施例を示す要部の側面図、第５図はバル
ブリフトカーブの特性図である。 ３・・・バルブ、１０・・・動弁装置、１１・・・高速
用ロッカアーム、ｌｉｅ、１１’　ｃ・・・スリッパ、
１２・・・低速用ロッカアーム、１４．１４’・・・高
速カム、１５・・・低速カム、１８・・・可動ピボット
、２１・・・ローラフォロア、２２・・・固定ピボット 第３図 第２ 図 カへｆＡ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バルブのステムエンド側に平面視コの字形を成す
   エンドピボット式の高速用ロッカアームの一端を連結し
   、他端を可動ピボットで支持して設置し、 上記高速用ロッカアームの内部に、ローラフォロアを具
   備して揺動可能に支持された低速用ロッカアームを、先
   端を上記高速用ロッカアームの一端の上に連結して設置
   し、 上記低速用ロッカアームのローラフォロアに低速カムを
   、上記高速用ロッカアームのスリッパに高速カムをそれ
   ぞれ接し、 上記可動ピボットの油圧室を各運転条件に応じて給排油
   するように構成することを特徴とする可変バルブタイミ
   ング式動弁装置。
2. （２）低速用ロッカアームをエンドピボット式にして、
   固定ピボットを可動ピボットと同一位置に立設すること
   を特徴とする請求項（１）記載の可変バルブタイミング
   式動弁装置。