JPH04117120U - 可変バルブタイミングリフト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低速用ロッカアームを重量増加あるいは大型
化することなく動弁系の騒音を低減でき、ハイドロリッ
ク・ラッシュ・アジャスタのオイル制御を独立して適切
に行えるようにする。 【構成】 切換ピン１６の進退により切換ピン１６とロ
ーラフォロア１３のシャフト１２とを係脱させて高速用
カム４ｂによるバルブ１の駆動と低速用カム４ａによる
バルブ１の駆動とを切換える可変バルブタイミングリフ
ト装置において、バケット型のハイドロリック・ラッシ
ュ・アジャスタ１１を低速用ロッカアーム９とバルブ１
との間に介設する。そして低速用ロッカアーム９の重量
増加を回避しつつ動弁系の騒音を防止する。また、ハイ
ドロリック・ラッシュ・アジャスタ１１へのオイル通路
をロッカシャフト１０内のオイル通路１０ａと分離して
ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタ１１のオイル制
御を独立して適切に行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両用エンジンなどにおいて吸、排気バルブを開閉駆動する動弁系 に適用され、エンジンの運転条件に応じて低速用カムによるバルブの開閉駆動と 高速用カムによるバルブの開閉駆動とを切換える可変バルブタイミングリフト装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両用エンジンなどにおいて、吸、排気バルブの開角およびリフトはエンジン 回転数に応じて設定するのが好ましく、一般にエンジンの低、中速回転領域では 狭開角低リフトに設定し、高速回転領域では広開角高リフトに設定するのがエン ジンの吸、排気充填効率や燃焼の安定性を向上する上で好ましい。そこで従来、 狭開角低リフトの低速用カムに接触する低速用ロッカアームと、広開角高リフト の高速用カムに接触する高速用ロッカアームとを備え、エンジンの低、中速回転 領域では低速用カムにより低速用ロッカアームを介して吸、排気バルブを駆動し 、エンジンの高速回転領域では高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとを一 体化して高速用カムにより高速用ロッカアームおよび低速用ロッカアームを介し て吸、排気バルブを駆動するように構成した可変バルブタイミングリフト装置が 知られている。

【０００３】 そしてこのような基本構成において、低速用ロッカアームに低速用カムに接触 するローラフォロアを設けると共に、このローラフォロアのシャフトに対し交差 して進退する切換ピンを高速用ロッカアームに設け、エンジンの高速回転領域で はこの切換ピンを進出させて上記シャフトに係合させ、高速用ロッカアームと低 速用ロッカアームとを一体化するように構成した可変バルブタイミング式動弁装 置を本件出願人は既に提案している（特願平１−３０６０７８号参照）。ここで 、上記切換ピンは油圧により進出動作するものであり、高速用ロッカアーム内お よびロッカシャフト内に形成されたオイル通路を介して連通するオイルを油圧源 としている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、カムによりロッカアームを介して吸、排気バルブを開閉駆動するエ ンジンにおいては、エンジンの温度変化や経時変化などによりバルブクリアラン スに変化が生じ、それに応じて動弁系に騒音が発生し、バウンスの原因にもなる 。

【０００５】 もっとも、図７に示すようにバルブクリアランスを自動調整するハイドロリッ ク・ラッシュ・アジャスタａを低速用ロッカアームｂに装着し、このハイドロリ ック・ラッシュ・アジャスタａを介してバルブを駆動するように構成すればこの ような動弁系の騒音を低減できる。しかしこのように構成すると、低速用ロッカ アームｂにはハイドロリック・ラッシュ・アジャスタａの重量が加算されるので 、高速回転の制限等の問題が生じる。

【０００６】 また、低速用ロッカアームｂの内部にはロッカシャフトｃ内のオイル通路ｄと ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタａとを連通するオイル通路ｅを形成する 必要があり、低速用ロッカアームｂが大型化するという問題がある。

【０００７】 さらに、ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタａはその油圧源としてロッカ シャフトｃ内のオイルを前記切換ピンと共用して使用するので、ハイドロリック ・ラッシュ・アジャスタａのオイル制御を独立して適切に行うことができないと いう問題がある。

【０００８】 そこで本考案は、低速用ロッカアームを重量増加あるいは大型化することなく 動弁系の騒音を低減でき、ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタのオイル制御 を独立して適切に行うことができる可変バルブタイミングリフト装置を提供する ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この目的のため本考案は、カムシャフトに形成された広開角高リフトの高速用 カムにスリッパを介して接触することでロッカシャフト廻りに常時揺動する高速 用ロッカアームと、カムシャフトに形成された狭開角低リフトの低速用カムにロ ーラフォロアを介して接触することでロッカシャフト廻りに揺動してバルブを駆 動する低速用ロッカアームと、上記高速用ロッカアームに進退自在に内蔵され、 その進出により上記ローラフォロアのシャフトに係合して低速用ロッカアームを 高速用ロッカアームと一体的に揺動させ、その退入により低速用ロッカアームを 独自に揺動させる切換ピンとを備え、この切換ピンの退入状態では低速用カムに よる低速用ロッカアームの揺動でバルブを駆動し、進出状態では高速用カムによ る低速用ロッカアームの揺動でバルブを駆動するよう構成した可変バルブタイミ ングリフト装置において、上記低速用ロッカアームとバルブとの間には、シリン ダヘッドに形成したガイド孔に摺動自在に嵌合してシリンダヘッド内のオイル通 路に連通するバケット型のハイドロリック・ラッシュ・アジャスタを介設したこ とを手段としている。

【００１０】

【作用】

このような手段を採用したことにより、エンジンの低速用カムから低速用ロッ カアームを介してバルブに至る動弁系のバルブクリアランスがハイドロリック・ ラッシュ・アジャスタにより吸収されるので、動弁系の騒音が低減され、バウン スも発生しにくくなる。

【００１１】 ここでハイドロリック・ラッシュ・アジャスタはシリンダヘッドに形成したガ イド孔に摺動自在に嵌合するバケット型であるから、低速用ロッカアームは重量 増加あるいは大型化することがない。従って、エンジンの燃費の悪化が回避され る。

【００１２】 また、ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタへのオイル通路はシリンダヘッ ドに形成され、ロッカシャフト内のオイル通路と分離しているので、ハイドロリ ック・ラッシュ・アジャスタのオイル制御を独立して適切に行うことができる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を添付の図面に基づいて具体的に説明する。 図１、図２は可変バルブタイミングリフト装置を含んだ４バルブタイプのエン ジン動弁系のうち、例えば吸気バルブ側を示しており、排気バルブ側も略同様に 構成されている。そこでこれらを代表して吸気バルブ側について説明すると、図 中符号１はシリンダヘッド２に形成された２つの吸気ポート３をそれぞれ開閉す る一対の吸気バルブであり、カムシャフト４の軸方向に並設されている。そして この一対の吸気バルブ１は、バルブステム１ａにコッタ５を介して装着したスプ リングリテーナ６がバルブスプリング７に付勢されることで、バルブ本体１ｂが バルブシート８に着座して吸気ポート３をそれぞれ閉じるようになっている。

【００１４】 ここで、前記シリンダヘッド２にはバルブステム１ａの端部が臨むガイド孔２ ａが形成され、このガイド孔２ａにはシリンダヘッド２のオイル通路２ｂに連通 するバケット型のハイドロリック・ラッシュ・アジャスタ１１が摺動自在に嵌合 している。

【００１５】 一方、符号９は基端部がロッカシャフト１０に回動自在に支持され、先端部に 形成したノーズ９ｂが前記ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタ１１を介して バルブステム１ａに当接するスイング式の一対の低速用ロッカアームであり、吸 気バルブ１に対応してカムシャフト４の軸方向に並設されている。そしてこれら 一対の低速用ロッカアーム９の長手方向中間部には、両者を連結するシャフト１ ２を介してそれぞれローラフォロア１３が回転自在に支持されている。

【００１６】 図３は前記低速用ロッカアーム９を示すもので、各ローラフォロア１３は、そ の外周の一部が露出するように低速用ロッカアーム９に形成された収容角孔９ａ 内に配置され、前記カムシャフト４に形成された狭開角低リフトの一対の低速用 カム４ａにそれぞれ接触している。そしてカムシャフト４の回転に伴い一対の低 速用カム４ａが各ローラフォロア１３を介して一対の低速用ロッカアーム９を揺 動することで、一対の吸気バルブ１が狭開角低リフトで吸気ポート３を開閉し、 その際のバルブクリアランスをハイドロリック・ラッシュ・アジャスタ１１が吸 収するようになっている。

【００１７】 また、前記一対の低速用ロッカアーム９の間には、前記ロッカシャフト１０に 回転自在に支持されたスイング式の高速用ロッカアーム１４が配置されている。 この高速用ロッカアーム１４は、前記ローラフォロア１３のシャフト１２とカム シャフト４との間に突出する突出部１４ａを有するもので、この突出部１４ａに はカムシャフト４に形成された広開角高リフトの高速用カム４ｂに接触するスリ ッパ１４ｂが形成されている。また、この高速用ロッカアーム１４には前記シャ フト１２を迂回してシリンダヘッド２側へ突出する突起１４ｃが形成されている 。これに対応してシリンダヘッド２には、内蔵するスプリングにより突出習性が 与えられたプランジャ１５ａを有する弾持装置１５が固定されている。そしてこ の弾持装置１５のプランジャ１５ａに前記突起１４ｃが当接して押圧されること で、 高速用ロッカアーム１４はスリッパ１４ｂが常時高速用カム４ｂに圧接し、カム シャフト４の回転により上記シャフト１２に干渉することなく常時揺動するよう になっている。

【００１８】 このような高速用ロッカアーム１４には、その揺動を低速用ロッカアーム９に 伝達するための２本の切換ピン１６が平行して内蔵されている。この切換ピン１ ６は、図４に示すようにピン本体１６ａの一端部にツバ１６ｂを有し、他端部の 周面に軸線と平行なカット面１６ｃを先端まで形成したもので、上記ツバ１６ｂ 側から軸線方向にスリット１６ｄが形成され、またこのスリット１６ｄを貫通す る油孔１６ｅが周面に形成されている。

【００１９】 一方、高速用ロッカアーム１４には、前記２本の切換ピン１６をそれぞれ平行 状態で進退自在に内蔵するための２本の貫通孔が形成されている。これらの貫通 孔は、図５に示すように、前記切換ピン１６のピン本体１６ａを摺動自在に嵌合 する嵌合孔１４ｄと切換ピン１６のツバ１６ｂを移動自在に収容する収容孔１４ ｅとが段１４ｆを介して連続するもので、前記ロッカシャフト１０と干渉しない 位置でこれと直交してしている。そして上記嵌合孔１４ｄの開口側端部は、シャ フト１２に対面する側が開口した半周孔となって前記スリッパ１４ｂとシャフト １２との間に臨んでいる。

【００２０】 ここで前記嵌合孔１４ｄにピン本体１６ａが嵌合し、収容孔１４ｅにツバ１６ ｂを挿入された切換ピン１６は、収容孔１４ｅの開口側端部に嵌合するキャップ １７にツバ１６ｂが当接することで抜け止めされている。このキャップ１７は、 外端部にスリ溝１７ａを有し、内端部にスリ板１７ｂを有するもので、前記収容 孔１４ｅを貫通して高速用ロッカアーム１４に設けられたストッパピン１８がス リ溝１７ａに嵌合することで収容孔１４ｅから抜止めされ、また廻り止めされて いる。そしてスリ板１７ｂが切換ピン１６のスリット１６ｄに嵌合することで回 動規制機構が構成され、切換ピン１６のカット面１６ｃがローラフォロア１３の シャフト１２の周面に平行に対面するよう切換ピン１６を収容孔１４ｅに対し進 退可能に廻り止めしている。

【００２１】 また、前記嵌合孔１４ｄと収容孔１４ｅとの間の段１４ｆと切換ピン１６のツ バ１６ｂとの間にはリターンスプリング１９が介設され、切換ピン１６のピン本 体１６ａを嵌合孔１４ｄ内に引き込むようになっている。そしてこの切換ピン１ ６のピン本体１６ａをリターンスプリング１９に抗して嵌合孔１４ｄの開口端部 側に押し出すように、前記高速用ロッカアーム１４にはロッカシャフト１０内の オイル通路１０ａと収容孔１４ｅとを連通するオイル通路１４ｇが形成されてい る。ここで上記オイル通路１０ａは、図示省略した電磁切換式三方弁を有する油 圧回路に接続されており、また上記電磁切換式三方弁は例えばエンジン回転数５ ０００ｒｐｍを切換点としてそれ以上では上記オイル通路１０ａに圧油を供給し 、それ以下ではオイル通路１０ａの圧油をドレンするようになっている。

【００２２】 ここで、前記スリッパ１４ｂが接触する高速用カム４ｂのベースサークルは、 低速用カム４ａのベースサークルより小さく形成され、その半径寸法の差は、切 換ピン１６がローラフォロア１３のシャフト１２側に押し出されてそのカット面 １６ｃがシャフト１２の接線方向に進出する際、所定のクリアランスをもって円 滑に進出できるような所定の寸法差に設定されている。そしてこのカット面１６ ｃを有するピン本体１６ａの進出位置を所定位置に規制するように、前記高速用 ロッカアーム１４の突出部１４ａにはピン本体１６ａ先端の進出経路に臨むスト ッパピン２０が横架されている。

【００２３】 つぎに、このように構成された一実施例の作用を説明する。 エンジン回転数が５０００ｒｐｍ以下の場合、油圧回路の電磁切換式三方弁が オイル通路１０ａの圧油をドレンすることから、リターンスプリング１９の付勢 を受けている切換ピン１６は、図１に示すようにそのピン本体１６ａが嵌合孔１ ４ｄに引き込まれた退入状態にある。そこで、スリッパ１４ｂが高速用カム４ｂ に接触している高速用ロッカアーム１４は、ローラフォロア１３のシャフト１２ に係合することなく空振り状態で揺動する。このため、低速用ロッカアーム９は ローラフォロア１３が狭開角低リフトの低速用カム４ａに接触してロッカシャフ ト１０廻りに揺動し、吸気バルブ１を狭開角低リフトで開閉する。

【００２４】 エンジン回転数が５０００ｒｐｍ以上になると、油圧回路の電磁切換式三方弁 が油路１０ａおよび油孔１４ｇを介して収容孔１４ｅに圧油を供給するようにな る。そこで切換ピン１６にはリターンスプリング１９の付勢に打ち勝つ油圧が作 用し、切換ピン１６はそのピン本体１６ａが嵌合孔１４ｄの開口端部側に向かっ て進出する。そして図６に示すようにカムシャフト４の回転に伴い上記スリッパ １４ｂが高速用カム４ｂのベースサークル部に接触するようになると、切換ピン １６のカット面１６ｃはシャフト１２の接線方向に沿って進出してシャフト１２ 上に乗り上げる。そしてピン本体１６ａの先端面がストッパピン２０に当接した 位置で切換ピン１６は停止し、カット面１６ｃが上記シャフト１２の周面に線接 触して係合する（図５参照）。そこで、高速用ロッカアーム１４はローラフォロ ア１３のシャフト１２に係合して低速用ロッカアーム９を強制的にロッカシャフ ト１０廻りに揺動させるようになる。このため、低速用ロッカアーム９はローラ フォロア１３が低速用カム４ａから離れた状態となり、高速用カム４ｂの回転に 応じて吸気バルブ１を広開角高リフトで開閉するようになる。

【００２５】 また、エンジン回転数が再び５０００ｒｐｍ以下に低下すると、油圧回路の電 磁切換式三方弁が油路１０ａの圧油をドレンすることから、切換ピン１６はリタ ーンスプリング１９の付勢によりピン本体１６ａが嵌合孔１４ｄに引き込まれ、 高速用ロッカアーム１４は前述のようにローラフォロア１３のシャフト１２に係 合することなく空振り状態で揺動し、吸気バルブ１が狭開角低リフトで開閉する 。

【００２６】 ここで、低速用ロッカアーム９と吸気バルブ１との間には前述のようにハイド ロリック・ラッシュ・アジャスタ１１が介設されているので、エンジン回転数が ５０００ｒｐｍ以下の領域では低速用カム４ａから低速用ロッカアーム９を介し て吸気バルブ１に至る動弁系のバルブクリアランスがハイドロリック・ラッシュ ・アジャスタ１１により吸収される。またエンジン回転数が５０００ｒｐｍ以上 の領域においても高速用ロッカアーム１４から低速用ロッカアーム９を介して吸 気バルブ１に至る動弁系のバルブクリアランスがハイドロリック・ラッシュ・ア ジャスタ１１により吸収される。従って、エンジンの低回転領域から高回転領域 にわたって動弁系のクリアランスに起因する騒音が低減される。

【００２７】 そして前記ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタ１１は、オイル通路２ｂを 有するシリンダヘッド２のガイド孔２ａに摺動自在に嵌合するバケット型である から、低速用ロッカアーム９の重量を増加したり、あるいは大型化したりするこ とがない。

【００２８】 また、ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタ１１へのオイル通路２ｂは、前 記切換ピン１６を進出駆動するためのロッカシャフト１０内のオイル通路１０ａ と分離されているので、ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタ１１のオイル制 御を独立して適切に行うことができる。

【００２９】 なお、この実施例では、エンジン回転数が５０００ｒｐｍ以上の領域で高速用 ロッカアーム１４を低速用ロッカアーム９に係合して吸気バルブ１を広開角高リ フトで開閉する場合、切換ピン１６のカット面１６ｃがローラフォロア１３のシ ャフト１２の周面に線接触して係合するから、係合部の接触面圧は点接触する場 合に較べて大幅に減少し、係合部の摩耗や損傷が低減される。

【００３０】 また、この実施例では、低速用ロッカアーム９が油膜切れを起こし易いスリッ パではなくローラフォロア１３を介して低速用カム４ａに接触するので、その駆 動トルクが減少し、エンジンの燃費などが向上する。

【００３１】

【考案の効果】

以上説明したとおり本考案によれば、エンジンの低回転領域における低速用カ ムから低速用ロッカアームを介してバルブに至る動弁系のバルブクリアランス、 およびエンジンの高回転領域における高速用ロッカアームから低速用ロッカアー ムを介してバルブに至る動弁系のバルブクリアランスがハイドロリック・ラッシ ュ・アジャスタにより吸収されるので、動弁系の騒音が低減される。

【００３２】 ここでハイドロリック・ラッシュ・アジャスタはシリンダヘッドに形成したガ イド孔に摺動自在に嵌合するバケット型であるから、低速用ロッカアームは重量 増加あるいは大型化することがない。

【００３３】 また、ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタへのオイル通路はシリンダヘッ ドに形成され、ロッカシャフト内のオイル通路と分離しているので、ハイドロリ ック・ラッシュ・アジャスタのオイル制御を独立して適切に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例が適用されるエンジン動弁系
の側断面図である。

【図２】一実施例が適用されるエンジン動弁系の配置関
係を示す正面斜視図である。

【図３】一実施例における低速用ロッカアームの斜視図
である。

【図４】一実施例における切換ピンの斜視図である。

【図５】一実施例における切換ピンの進出動作を説明す
る高速用ロッカアームの断面図である。

【図６】一実施例の作用を説明する図１に対応した側断
面図である。

【図７】一実施例との比較例を示す低速用ロッカアーム
の一部断面とした側面図である。

【符号の説明】

１ 吸気バルブ １ａ バルブステム、１ｂ バルブ本体 ２ シリンダヘッド ２ａ ガイド孔、２ｂ オイル通路 ３ 吸気ポート ４ カムシャフト ４ａ 低速用カム、４ｂ 高速用カム ５ コッタ ６ スプリングリテーナ ７ バルブスプリング ８ バルブシート ９ 低速用ロッカアーム ９ａ 収容角孔、９ｂ ノーズ １０ ロッカシャフト １０ａ オイル通路 １１ ハイドロリック・ラッシュ・アジャスタ １２ シャフト １３ ローラフォロア １４ 高速用ロッカアーム １４ａ 突出部、１４ｂ スリッパ、１４ｃ 突起、１
４ｄ 嵌合孔、１４ｅ 収容孔、１４ｆ 段、１４ｇ
オイル通路 １５ 弾持装置 １５ａ プランジャ １６ 切換ピン １６ａ ピン本体、１６ｂ ツバ、１６ｃ カット面、
１６ｄ スリット、１６ｅ 油孔 １７ キャップ １７ａ スリ溝、１７ｂ スリ板 １８ ストッパピン １９ リターンスプリング ２０ ストッパピン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムシャフトに形成された広開角高リフ
   トの高速用カムにスリッパを介して接触することでロッ
   カシャフト廻りに常時揺動する高速用ロッカアームと、
   カムシャフトに形成された狭開角低リフトの低速用カム
   にローラフォロアを介して接触することでロッカシャフ
   ト廻りに揺動してバルブを駆動する低速用ロッカアーム
   と、上記高速用ロッカアームに進退自在に内蔵され、そ
   の進出により上記ローラフォロアのシャフトに係合して
   低速用ロッカアームを高速用ロッカアームと一体的に揺
   動させ、その退入により低速用ロッカアームを独自に揺
   動させる切換ピンとを備え、この切換ピンの退入状態で
   は低速用カムによる低速用ロッカアームの揺動でバルブ
   を駆動し、進出状態では高速用カムによる低速用ロッカ
   アームの揺動でバルブを駆動するよう構成した可変バル
   ブタイミングリフト装置において、上記低速用ロッカア
   ームとバルブとの間には、シリンダヘッドに形成したガ
   イド孔に摺動自在に嵌合してシリンダヘッド内のオイル
   通路に連通するバケット型のハイドロリック・ラッシュ
   ・アジャスタを介設したことを特徴とする可変バルブタ
   イミングリフト装置。