JPH0350249Y2 - - 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） 従来の吸・排気弁リフト制御装置としては、例
えば本出願人の出願に係る特願昭59−237829号明
細書に記載されているものがある。

この装置は、エンジンの運転状態検出手段によ
り検出したエンジンの運転状態およびポテンシヨ
メータにより検出したカム制御軸の位置に応じて
アクチユエータを作動させ、リフト制御カムを回
動して所定のカム面を選択するようにしたもので
ある。したがつて、カム面のいずれかをレバーに
当接させることにより、吸・排気弁のリフト特性
を段階的に細かく変化させることができる。

（この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、アクチユエータの初期
組み付け時に、回動位置を検出するセンサ（ポテ
ンシヨメータ）の出力値をチエツクしつつ、出力
値が所定のカム面と一致するよう調整しなければ
ならなかつた。その結果、上記センサの組付工数
がかかり、コストが上昇するという問題点があつ
た。

また、アクチユエータの故障、あるいは該アク
チユエータを制御する制御回路の故障等により、
リフト制御カムが、カム面の最小リフト位置、あ
るいは最大リフト位置を超えて回動することがあ
り、吸・排気弁のリフト特性に乱れを生じて、場
合によつては運転性が悪化す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、複数個のカム面を有す
るリフト制御カムの段階的変化に応じてリフト特
性を可変する吸・排気弁リフト可変機構と、リフ
ト制御カムを回動可能に支持するカム制御軸をそ
の駆動軸を介して所定カム面に回動変化させる駆
動手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状
態検出手段と、前記カム制御軸に前記駆動軸を介
して連結される延長軸の位置を検出する位置検出
手段と、エンジンの運転状態および延長軸の位置
に応じて所定のカム面を選択するよう駆動手段を
駆動、制御する制御手段と、を備えた内燃機関の
吸・排気弁リフト制御装置において、前記延長軸
に設けられた当接部材と、該当接部材を係止して
延長軸の回動を規制する係止部材と、からなる係
止手段を設け、該係止手段によりリフト制御カム
の回動が、カム面の最大リフト位置から最小リフ
ト位置までの間に規制されるようにしたものであ
る。

（作 用） このような構成を有するこの考案にあつては、
係止手段の当接部材が係止部材に係止され、リフ
ト制御カムの回動が、カム面の最大リフト位置お
よび最小リフト位置で規制されて該カムが位置決
めされるため、位置検出手段の出力値をそれぞれ
のカム面と一致させてチエツクする必要がなく、
初期組付時における位置検出手段の組立工数を大
幅に低減することができる。さらに、係止手段に
より、カム面の最大リフト位置以上への回動およ
び最小リフト位置以下への回動が規制されるの
で、駆動手段等の故障時であつても、吸・排気弁
のリフト特性を運転可能な範囲内に抑制すること
ができ、リフト制御装置に機械的なフエールセー
フ機能をもたせることができる。なお、エンジン
の運転状態に応じて駆動手段を作動させ、リフト
制御カムを回動して所定のカム面を選択し、カム
面のいずれかをレバーに当接させることにより、
吸・排気弁のリフト特性を段階的に細かく変化さ
せることができることは勿論である。

（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５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、吸・排気弁リフト可
変機構は、第１図に示すように、機関回転に同期
して回転する吸・排気弁駆動カム１１と、吸・排
気弁１２のステムエンドと、に両端を当接させて
ロツカアーム１３が設けられ、該ロツカアーム１
３の湾曲形成された背面１３ａを支点接触させる
とともに、ロツカアーム１３の両側壁から突出す
るシヤフト１３ｂを保持部材１４を介して凹溝１
５ａ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との間には、ロツカアーム１３を第１
図中下方向に付勢するバネ定数小のスプリング１
６が介装される。

また、シリンダヘツド１７に介装されたブラケ
ツト１８に嵌挿保持された油圧ピボツト１９の球
状の下端面がレバー１５の吸・排気弁１２のステ
ムエンド側の他端部頂壁に形成された凹陥部１５
ｃ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ともに、ブラケツト１８
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２０がレバー１５の吸・排気弁駆
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１９は下端面が前記レバー１
５の凹陥部１５ｃに嵌合するとともに、周面がブ
ラケツト１８に形成した取付孔１８ａ内に摺動自
由に嵌挿された外筒１９ａと、該外筒１９ａに嵌
挿される内筒１９ｂとを備え、かつ、両者の間に
形成された油圧室１９ｃにチエツクバルブ１９ｄ
を備えて形成される。そして、ブラケツト１８内
部に形成された油圧供給通路１８ｂから内筒１９
ｂ内部及びチエツクバルブ１９ｄを介して油圧を
油圧室１９ｃ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２０は外周面に、吸・排気
弁１２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２０ａ〜２０ｆを有するととも
に、中心部に後述するカム制御軸２１を挿通する
孔２０ｇを有する。また、リフト制御軸カム２０
の両側から突出して形成された円筒部２０ｈの外
周面は、第２図に示すようにブラケツト１８に形
成された下部軸受溝１８ｃと、ブラケツト１８上
にボルト２２に締結されたキヤツプ２３に形成さ
れた上部軸受溝２３ａ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２０の
中心部を貫通して形成された孔２０ｇに一本のカ
ム制御軸２１を通し、該カム制御軸２１の各リフ
ト制御カム２０両側部分にそれぞれ嵌挿したコイ
ルスプリング２４の一端をカム制御軸２１に嵌合
した止めリング２９に係止するとともに、該コイ
ルスプリング２４の他端をリフト制御カム２０の
円筒部２０ｈ側壁に形成した孔を嵌挿して係止す
る。止めリング２９は、ボルト２９ａによりカム
制御軸２１に固定される。

前記カム制御軸２１の一端は、平歯車２５を介
して歯車２６ａが切られているアクチユエータ
（駆動手段）２６（例えばステツピングモータ）
の駆動軸２６ｂに連結されている。アクチユエー
タ２６の駆動力は歯車２５，２６ａにより減速さ
れてカム制御軸２１へ伝達される。アクチユエー
タ２６は制御回路（制御手段）２７からの駆動信
号SKにより駆動されカム制御軸２１を回動する
ようになつており、また、その駆動軸２６ｂの回
動位置CPは、ポテンシヨメータ（位置検出手段）
３０（位置検出用スイツチでも良い）により検出
される。

なお、図示は省略してあるが、制御回路２７に
は、例えばエンジンの回転数、吸入空気量、冷却
水温等のセンサ、すなわちエンジンの運転状態検
出手段からの信号が入力され、制御回路２７は、
エンジンの運転状態および駆動軸２６ｂを介して
ポテンシヨメータ３０が検出する後述の軸３０ａ
の位置に応じて所定のカム面２０ａ〜２０ｆを選
択するように、アクチユエータ２６を駆動、制御
するようになつている。また、２８はバルブスプ
リングである。

次に、第３図Ａ，Ｂに基づいてアクチユエータ
２６およびポテンシヨメータ３０を説明する。

第３図Ａにおいて、アクチユエータ２６の後端
では、その駆動軸２６ｂ上に切つた歯車２６ｃ
と、ポテンシヨメータ３０がその回動位置CPを
検出する軸（延長軸）３０ａ上に取り付けられた
減速用平歯車３０ｂと、が噛合している。この場
合の減速比は前記歯車２６ａと平歯車２５とのそ
れと略同一となるようにしてある。３１はポテン
シヨメータ３０を支持する支柱であり、ポテンシ
ヨメータ３０はナツト３２により取り付けられた
プレート３３を介して支柱３１に固定されてい
る。また、ポテンシヨメータ３０は防水用ケース
３４にクツシヨン材３５を介して支持され、防水
用ケース３４はアクチユエータ２６のケース２６
ｄに接続、固定されている。

一方、前記軸３０ａ上には、第３図Ｂに示すよ
うに、前記平歯車３０ｂがネジ３６で係止されて
おり、このネジ３６は第３図Ａ，Ｂ図中上方に突
出している。ネジ３６は軸３０ａともに一体回転
し、その回転は防水用ケース３４内に設けられた
係止部材３７の一端部３７ａ、あるいは他端部３
７ｂに当接することにより停止される。したがつ
て、軸３０ａの回転角度はこの係止部材３７とネ
ジ３６とにより規制されている。なお、係止部材
３７とネジ３６とが全体として係止手段を構成し
ている。すなわち、ネジ３６は延長軸としての軸
３０ａに設けられた当接部材であり、係止部材３
７はネジ３６を係止して軸３０ａの回動を規制す
る機能を有する。さらに、上述の係止手段により
規制される軸３０ａの回転角度は、第１図におい
て、リフト制御カム２０が吸・排気弁１２のリフ
トを最大とする位置、すなわちカム面２０ａがレ
バー１５に当接する位置から吸・排気弁１２のリ
フト量を最小とする位置、すなわちカム面２０ｆ
がレバー１５に当接する位置の間のリフト制御カ
ム２０の回転角度に対応するようになつている。
したがつて、ネジ３６および係止部材３７からな
る係止手段によつて、リフト制御カム２０の回動
が、カム面２０ａ〜２０ｆの最大リフト位置から
最小リフト位置までの間に規制される。

次に、作用を説明する。

まず、吸・排気弁１２のバルブリフト特性を説
明する。

リフト量が小さいカム面２０ｆでレバー１５に
当接すると、レバー１５の吸・排気弁駆動カム１
１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が吸・排
気弁駆動カム１１のリフトを吸・排気弁１２に伝
えるための支点となるが、この支点が吸・排気弁
１２より遠ざかる側へ移動する。この結果、第４
図の曲線Ｄ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。この状態ではリフト量とともに作動角も小さ
くなるため、フリクシヨンが低減されるとともに
燃焼状態が改善され、燃費を大幅に節約すること
ができる。また、バルブメカニズムが発する騒音
も低減されて、エンジンの静粛性を保持できる。

また、カム面２０ｃが選択された場合には、レ
バー１５の下面とロツカアーム１３の背面１３ａ
とが接触する支点Ａが、前記リフト量が最も小さ
いカム面２０ｆでレバー１５が当接している時に
比べて吸・排気弁１２側へ移動する。この結果、
第４図のの曲線Ｃに示すように、バルブリフト量
が大きくなり、作動角が広がる特性となり、円滑
に加速状態に移行することができる。

また、第１図に示すように、リフト制御カム２
０が最もリフト量の大きいカム面２０ａでレバー
１５に当接すると、レバー１５が吸・排気弁駆動
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が吸・排気弁駆動カム１１側に移動しつつリフ
トが吸・排気弁１２に伝達され、第４図の曲線Ａ
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。その結果、高
充填効率を確保することができるので、エンジン
の出力を向上させることができる。

さらに、カム面２０ｂが選択される場合には、
第４図の曲線Ｂに示すようなリフト特性が得ら
れ、走行状態に応じた高充填効率を確保すること
ができる。なお、各カム面２０ａ〜２０ｆ間の角
度を等角度に設定すると、各カム面２０ａ〜２０
ｆを選択する制御が容易となり、このようなリフ
ト制御カム２０は吸・排気弁１２のいずれにも容
易に適用することができる。

このようにして、リフト制御カム２０を回動し
てカム面２０ａ〜２０ｆのいずれかをレバー１５
に当接させることにより吸・排気弁１２のリフト
特性をエンジンの運転状態に応じて段階的に細か
く変化させることができる。

次に、アクチユエータ２６とポテンシヨメータ
３０との初期組付けについて説明する。

第１図において、リフト制御カム２０が時計回
り方向に回転すると、前述したように、吸・排気
弁１２のリフト量は大きくなり、作動角は広が
る。このとき、カム制御軸２１は同じく時計回り
方向に回転するが、アクチユエータ２６の駆動軸
２６ａは反時計回り方向に回転し、ポテンシヨメ
ータ３０が回動位置CPを検出する軸３０ａは時
計回り方向に回転する。

ここで、第３図Ｂに示すように、歯車３０ｂに
固定したネジ３６が係止部材３７の一端部３７ａ
に当接する状態においては、リフト制御カム２０
の使用カム面は吸・排気弁１２のリフトを最小と
するカム面２０ｆが選択される。このとき、軸３
０ａが反時計回り方向には係止部材３７によりこ
れ以上回転しない領域は第５図中f′で示される。
一方、軸３０ａが時計回り方向に回転して係止部
材３７の他端部３７ｂに当接することにより、そ
の回転が規制される領域は第５図中a′で示され
る。このときの、リフト制御カム２０のカム面は
吸・排気弁１２のリフトを最大とするカム面２０
ａが選択される。なお、第５図中一点鎖線で囲ん
だ領域はリフト制御カム２０カム面２０ａ〜２０
ｆとレバー１５とが当接した状態において、リフ
ト制御カム２０が安定良くレバー１５に当接して
いる状態の範囲の一部を示す。

従つて、アクチユエータ２６とポテンシヨメー
タ３０との組付け初期状態時に、リフト制御カム
２０の所定のカム面２０ｆでレバー１５と当接す
る状態とし、次にアクチユエータ２６の駆動軸２
６ｂを手回しで反時計回り方向に一杯回転させる
と、第３図Ｂに示すように、ネジ３６が係止部材
３７の一端部３７ａに当接する状態となる。この
状態において、組付けを行えば、そのカム面２０
ｆを予めプログラムに組込んだ初期ポテンシヨン
出力値の位置に一致させることができる。したが
つて、初期組付時の回転位置を合せるためにポテ
ンシヨメータ３０の出力値をチエツクしつつ調整
する工程が不要となり、組付け作業性を大幅に向
上させることができる。その結果、コストの低減
を図ることができる。また、アクチユエータの故
障、あるいは回路の故障等によりアクチユエータ
２６の回動が予想しない量以上となつた場合にも
係止部材３７によりカム面の最大リフト位置以上
への回動および最小リフト位置以下への回動をと
もに規制することができる。したがつて、アクチ
ユエータ２６等の故障時であつても、吸・排気弁
１２のリフト特性を運転可能な範囲内に抑制する
ことができ、リフト制御装置に機械的なフエール
セーフ機能をもたせることができる。さらにポテ
ンシヨメータ３０に異状が発生した場合にもこれ
を判別して回動量を規制することができる。な
お、アクチユエータ２６はステツピングモータに
限定されるものではなく、DCモータでも良い。

（効 果） 以上説明してきたように、この考案によれば、
係止手段の当接部材が係止部材に係止され、リフ
ト制御カムの回動が、カム面の最大リフト位置お
よび最小リフト位置で規制されて該カムが位置決
めされるため、位置検出手段の出力値をそれぞれ
のカム面と一致させてチエツクする必要がなく、
初期組付時における位置検出手段の組付工数を大
幅に低減することができ、このためコストの低減
を図ることができる。さらに、係止手段により、
カム面の最大リフト位置以上への回動および最小
リフト位置以下への回動が規制されるので、駆動
手段等の故障等であつても、吸・排気弁リフト特
性を運転可能な範囲内に抑制することができ、リ
フト制御装置に機械的なフエールセーフ機能をも
たせることができる。なお、エンジンの運転状態
に応じて吸・排気弁のリフト特性を段階的に細か
く変化させることができるので、常に高いエンジ
ンの充填効率が得られることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５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図は吸・排気弁リフト可変機構の断面
図、第２図は吸・排気弁リフト可変機構の部分断
面およびアクチユエータを示す図、第３図Ａはア
クチユエータおよびポテンシヨメータの部分断面
図、第３図Ｂは第３図ＡのＢ−Ｂ矢視図、第
４図はバルブリフト特性を示すグラフ、第５図は
ポテンシヨメータ軸の回転角度とポテンシヨメー
タの出力値との関係を示す図である。 １２……吸・排気弁、２０……リフト制御カ
ム、２０ａ〜２０ｆ……カム面、２１……カム制
御軸、２６……アクチユエータ（駆動手段）、２
６ｂ……駆動軸、２７……制御回路（制御手段）、
３０……ポテンシヨメータ（位置検出手段）、３
０ａ……軸（延長軸）、｛３６……ネジ（当接部
材）、３７……係止部材｝（係止手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数個のカム面を有するリフト制御カムの段階
   的変化に応じてリフト特性を可変とする吸・排気
   弁リフト可変機構と、リフト制御カムを回動可能
   に支持するカム制御軸をその駆動軸を介して所定
   カム面に回動変化させる駆動手段と、エンジンの
   運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記カ
   ム制御軸に前記駆動軸を介して連結される延長軸
   の位置を検出する位置検出手段と、エンジンの運
   転状態および延長軸の位置に応じて所定のカム面
   を選択するよう駆動手段を駆動、制御する制御手
   段と、を備えた内燃機関の吸・排気弁リフト制御
   装置において、前記延長軸に設けられた当接部材
   と、該当接部材を係止して延長軸の回動を規制す
   る係止部材と、からなる係止手段を設け、該係止
   手段によりリフト制御カムの回動が、カム面の最
   大リフト位置から最小リフト位置までの間に規制
   されるようにし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。