JPH04295112A - 可変バルブタイミング機構 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の可変バルブ
タイミング機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用内燃機関等にあって、機関の出
力を向上させるためには、燃焼室に流入する吸気の充填
効率を高め、燃料の燃焼に伴う熱エネルギを有効に取り
出す必要がある。特に、吸，排気弁を備えた４サイクル
機関においては、機関の低速域と高速域とで燃焼室に流
入する吸気の運動エネルギが相違するため、一般に機関
の低速域には排気開始時期を遅めに設定するとともに吸
気終了時期を早めに設定し、逆に機関の高速域には排気
開始時期を早めに設定するとともに吸気終了時期を遅め
に設定することにより、吸気の充填効率を高めることが
できることは周知である。

【０００３】このように、機関の回転状態に応じて吸，
排気弁の開閉時期（バルブタイミング）を変更できるよ
うにした従来の動弁装置としては、特開昭６３−１６７
００７号公報等に開示されたものが知られている。例え
ば、この特開昭６３−１６７００７号公報の動弁装置は
、図４に示すように、カムシャフト１上に２つの低速用
カム２ａ，２ｂとこれらのカム２ａ，２ｂの間に位置し
て高速用カム３がそれぞれ形成される一方、このカムシ
ャフト１に平行なロッカーシャフト４上には、前記各カ
ムに対応して２つの低速ロッカーアーム５ａ，５ｂと高
速ロッカーアーム６が枢支され、これらの各ロッカーア
ーム５ａ，５ｂ，６のうちの低速ロッカーアーム５ａ，
５ｂの先端部が、機関の燃焼室に通じる吸（又は排）気
ポートを開閉するための一対の吸（又は排）気弁７ａ，
７ｂの弁棒に当接している。

【０００４】そして、前記両低速ロッカーアーム５ａ，
５ｂと高速ロッカーアーム６とは、これらの各ロッカー
アーム５ａ，５ｂ，６に形成した第１〜第３がガイド孔
８ａ〜８ｃ内を摺動する第１及び第２切換ピン９ａ，９
ｂにより、機関の回転状態に応じて係脱可能となってい
る。即ち、前記第１ガイド孔８ａは当該低速ロッカーア
ーム５ａとロッカーシャフト４等に形成した油圧供給通
路１０ａ，１０ｂに通じ、機関の低速域で第１ガイド孔
８ａに油圧が作用しない場合は、第１及び第２切換ピン
９ａ，９ｂは第３ガイド孔８ｃ内に収装したリターンス
プリング１１及びストッパピン１２の付勢力で図中左方
に押圧され（図４の（ａ）参照）、これにより両低速ロ
ッカーアーム５ａ，５ｂと高速ロッカーアーム６とが切
り離されて両低速ロッカーアーム５ａ，５ｂの動きが優
先的に弁棒に伝わる。一方、機関の高速域で第１ガイド
孔８ａに油圧が作用する場合は、第１及び第２切換ピン
９ａ，９ｂは油圧力でリターンスプリング１１の付勢力
に抗して図中右方に押圧され（図４の（ｂ）参照）、こ
れにより両低速ロッカーアーム５ａ，５ｂと高速ロッカ
ーアーム６とが一体化されて高速ロッカーアーム６の動
きが優先的に弁棒に伝わるようになっている。なお、図
中１３は高速ロッカーアーム６を常に高速用カム３側へ
付勢するロストモーション機構を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６３−１６７０
０７号公報等に開示された従来の動弁装置は、各カムと
各ロッカーアームのスリッパ面とが摺接する構造になっ
ているため、摺接部の摩擦係数が大であり、それに伴い
運転時のフリクションも大きくなるという問題点があっ
た。また、多弁式の機関の場合切換ピンを少なくとも２
箇以上有することになるため、その切換え機構が複雑で
あるという問題点もあった。

【０００６】本発明の目的は、フリクションの低減と切
換え機構の簡素化が図れ、多弁式の機関に好適な可変バ
ルブタイミング機構を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の、本発明の構成は、低速用カムと高速用カムとが隣接
状態で形成され且つ内燃機関と同期して回転するカムシ
ャフトと、このカムシャフトと平行に配置された回転可
能なロッカーシャフトと、このロッカーシャフトに基端
部が固設されて前記低速用カムと摺接する低速ロッカー
アームと、この低速ロッカーアームに隣接して配置され
るとともに一端部が前記低速ロッカーアームの先端側部
に枢支されて前記高速用カムと摺接する高速ロッカーア
ームと、この高速ロッカーアームの他端面に対向する方
向へ出没可能にロッカーシャフトの内部に配設された結
合ピストンと、この結合ピストンを機関の高速域で突出
させて前記高速ロッカーアームの他端面に形成した嵌合
部に嵌合させるとともに機関の低速域では結合ピストン
をロッカーシャフトに没入させて結合ピストン駆動手段
とを備えたことを特徴とする。また、前記各ロッカーア
ームにおける各カムとの接触部をローラ化すれば好適で
ある。

【０００８】

【作用】機関の低速域には、結合ピストン駆動手段によ
り高速ロッカーアームとロッカーシャフトとが切り離さ
れ、これにより低速ロッカーアームがロッカーシャフト
と一体となって低速用カムに対応して揺動し、吸，排気
弁の開閉時期が機関の低速域に適した状態となる。一方
、機関の高速域には、結合ピストン駆動手段により高速
ロッカーアームとロッカーシャフトとが一体化され、こ
れにより高速ロッカーアームがロッカーシャフト及び低
速ロッカーアームと一体となって高速用カムに対応して
揺動し、吸，排気弁の開閉時期が機関の高速域に適した
状態となる。また、各ロッカーアームにおける各カムと
の接触部をローラ化することにより、フリクションが低
減される。

【０００９】

【実施例】本発明による可変バルブタイミング機構を、
一つの気筒に吸気弁或いは排気弁が二つ形成された多気
筒内燃機関に応用した一実施例について以下に説明する
が、本発明は一つの気筒に吸気弁或いは排気弁が三つ以
上形成された多気筒内燃機関に応用することも当然可能
である。

【００１０】図１〜図３に示すように、図示しないタイ
ミングベルトを介して機関のクランクシャフトと同期回
転するカムシャフト２０上には、２つの低速用カム２１
ａ，２１ｂとこれらのカム２１ａ，２１ｂの間に位置し
て高速用カム２２がそれぞれ形成される一方、このカム
シャフト２０に平行でかつ回動自在に機関本体の上面部
に支持されたロッカーシャフト２３上に、２つの低速ロ
ッカーアーム２４ａ，２４ｂの基端部が軸心方向に所定
間隔離間して焼きばね等で嵌着され、これら低速ロッカ
ーアーム２４ａ，２４ｂの先端部がアジャストスクリュ
ー２５ａ，２５ｂを介して一対の吸（又は排）気弁２６
ａ，２６ｂの弁棒に当接している。

【００１１】前記ロッカーシャフト２３には、図示しな
い油圧供給源に通じる油圧供給通路２７が軸心方向に貫
設されるとともに、前記両低速ロッカーアーム２４ａ，
２４ｂの間に位置して前記油圧供給通路２７と直角にク
ロスするように、ガイド孔２８が貫設され、このガイド
孔２８内に結合ピストン２９が摺動自在に収装されてい
る。この結合ピストン２９は、機関の低速域では、リタ
ーンスプリング３０の付勢力でガイド孔２８内に没入し
ている一方、機関の高速域では、前記油圧供給通路２７
と常時連通する油孔３１を介して結合ピストン２９背部
のガイド孔２８内に作用される、結合ピストン駆動手段
としての油圧により前記両低速ロッカーアーム２４ａ，
２４ｂの先端側へ一部が突出するようになっている。な
お、図中３２はガイド孔２８を閉塞する栓体を示す。

【００１２】前記両低速ロッカーアーム２４ａ，２４ｂ
のカム接触部には凹陥部３３ａ，３３ｂが形成されると
ともに、これらの凹陥部３３ａ，３３ｂ内にローラフォ
ロワ３４ａ，３４ｂが回動自在に軸支され、これらのロ
ーラフォロワ３４ａ，３４ｂに各低速用カム２１ａ，２
１ｂが転接するようになっている。また、両低速ロッカ
ーアーム２４ａ，２４ｂの先端部間には結合ピン３５が
架設されて当該両アーム２４ａ，２４ｂが一体化される
とともに、前記結合ピン３５に高速ロッカーアーム３６
の一端部が枢支されている。

【００１３】前記高速ロッカーアーム３６の他端面には
、前述したガイド孔２８に対応する嵌合穴３７が形成さ
れ、この嵌合穴３７へ機関の高速域に前述した結合ピス
トン２９の一部が摺動自在に嵌合することで、高速ロッ
カーアーム３６がロッカーシャフト２３と一体化される
ようになっている。一体化しない場合は、高速ロッカー
アーム３６がロストモーション機構３８で高速用カム２
２側へ付勢されつつ高速用カム２２のカムプロフィール
に沿って、バルブリフト量に対しては影響を与えずに、
結合ピン３５を中心としてただ揺動するだけになる。ま
た、高速ロッカーアーム３６のカム接触部には凹陥部３
９が形成されるとともに、この凹陥部３９内にローラフ
ォロア４０が回動自在に軸支され、このローラフォロア
４０に高速用カム２２が転接するようになっている。

【００１４】このように構成されるため、機関の低速域
には、結合ピストン２９背部のガイド孔２８内に油圧が
作用しないことから、結合ピストン２９はリターンスプ
リング３０の付勢力でガイド孔２８内に没入される。こ
れにより、高速ロッカーアーム３６はロッカーシャフト
２３に対しフリーとなり、高速用カム２２に沿って下方
へ押し上げられるが、バルブリフト量に対しては影響を
与えず、結合ピン３５を中心にただ揺動するだけとなる
（図３の（ｃ）参照）。この結果、吸（又は排）気弁２
６ａ，２６ｂは低速ロッカーアーム２４ａ，２４ｂを介
して低速用カム２１ａ，２１ｂのカムプロフィールに従
って開閉作動する。一方、機関の高速域には、油圧供給
通路２７に通じる油孔３１を介して結合ピストン２９背
部のガイド孔２８内に油圧が作用することから、結合ピ
ストン２９はリターンスプリング３０の付勢力に抗して
油圧力によりガイド孔２８内から突出してその突出端部
が高速ロッカーアーム３６の嵌合穴３７に嵌合する。こ
れにより、高速ロッカーアーム３６はロッカーシャフト
２３及び低速ロッカーアーム２４ａ，２４ｂと一体とな
り（図３の（ｂ）参照）、結局、吸（又は排）気弁２６
ａ，２６ｂは両サイドの低速用カム２１ａ，２１ｂより
開弁角が広くかつリフト量も大きく設定してあるセンタ
ーの高速用カム２２のカムプロフィールに従って開閉作
動する。

【００１５】なお、本発明は前記実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更が可能
であることは言う迄もない。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
弁式の機関であっても単一の結合ピストンで高速と低速
とを切換えられるため、切換機構の簡素化が図れる。ま
た、ロッカアームのカムとの接触部にローラを組み付け
てころがり摩擦とすることで、機関のフリクションロス
の低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１の要部分解図である。

【図３】図１の異なった作用状態を示す説明図である。

【図４】従来例の異なった作用状態を示す説明図である
。

【符号の説明】

２０　　カムシャフト ２１ａ，２１ｂ　　低速用カム ２２　　高速用カム ２３　　ロッカーシャフト ２４ａ，２４ｂ　　低速ロッカーアーム２７　　油圧供
給通路 ２９　　結合ピストン ３４ａ，３４ｂ　　ローラフォロア ３５　　結合ピン ３６　　高速ロッカーアーム ３７　　嵌合穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　低速用カムと高速用カムとが隣接状態
   で形成され且つ内燃機関と同期して回転するカムシャフ
   トと、このカムシャフトと平行に配置された回転可能な
   ロッカーシャフトと、このロッカーシャフトに基端部が
   固設されて前記低速用カムと摺接する低速ロッカーアー
   ムと、この低速ロッカーアームに隣接して配置されると
   ともに一端部が前記低速ロッカーアームの先端側部に枢
   支されて前記高速用カムと摺接する高速ロッカーアーム
   と、この高速ロッカーアームの他端面に対向する方向へ
   出没可能にロッカーシャフトの内部に配設された結合ピ
   ストンと、この結合ピストンを機関の高速域で突出させ
   て前記高速ロッカーアームの他端面に形成した嵌合部に
   嵌合させるとともに機関の低速域では結合ピストンをロ
   ッカーシャフトに没入させる結合ピストン駆動手段とを
   備えたことを特徴とする可変バルブタイミング機構。
2. 【請求項２】　　低速ロッカーアーム及び高速ロッカー
   アームの低速用カム及び高速用カムとの接触部にローラ
   を枢支させてころがり摩擦としたことを特徴とする請求
   項１の可変バルブタイミング機構。