JPH063129Y2 - 内燃機関の吸・排気弁駆動制御装置 - 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・排気弁駆動制御装置
に関する。

（従来の技術） バルブオーバラッ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７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揺動自由に支持されたロッカアーム
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ッカアーム３の両端が揺動すること
によって吸・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っている。特に前記レバー４は一端
が機関本体に揺動自由に軸支されており、該レバー４の
押し下げ量を他端部に当接するリフト制御カム５を油圧
アクチュ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って制御し、もってロッカア
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の自由端部とロッカアーム３とが
近接しており、従って、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、リフオ制御カム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ってもレバー４の自由端部と
ロッカアーム３とが離間しており、従って、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。 （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・排気弁駆動制御装
置においては、吸・排気弁の最大リフト時にはレバーと
ロッカアームとの接触面での面圧が大きくなるため、接
触面の摩耗が増大し、耐久性が低下するという問題点が
あった。

また、前記接触面の摩耗を低減するために、特開昭５７
−１８８７１７号公報では、レバーの下面をロッカアー
ムの湾曲形成された背面に合わせて凹面状とした吸・排
気弁駆動制御装置が提案されている。しかしながら、こ
の場合には、所定の凹面状の下面を有するガイド部をレ
バー本体と別体にしなければならず、組立に高い精度が
必要とされるので、コスト高となるという新たな問題点
が生じていた。

（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
たものであって、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ッカアームの湾曲形成
された背面を、機関本体に揺動可能に取り付けられたレ
バーに支点接触させると共に、該レバーの一端部に係合
させたリフト制御機構を制御することで、レバーとロッ
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
・排気弁駆動制御装置において、前記吸・排気弁のリフ
ト量が最大になるときのレバー表面上のロッカアームと
の接触位置を最大支点接触位置とし、最大支点接触位置
近傍でロッカアームの背面に向けて開口する第１および
第２供給通路を、最大支点接触位置を挟んでレバーの吸
・排気弁側と吸・排気駆動カム側とにそれぞれ穿設し、
該第１および第２供給通路を介してレバーとロッカアー
ムの接触位置に潤滑油を供給す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おいては、レバー表
面上の最大支点接触位置を挟んで支点位置の移動方向に
略平行な平面上に位置し、かつ最大支点接触位置近傍で
ロッカアームの背面に向けて開口する第１および第２供
給通路をレバーに穿設したため、ロッカアームの揺動に
伴って、常に潤滑油を接触面全体に供給することがで
き、特に接触面圧が最大となる最大支点接触位置にはそ
の両側から潤滑油を確実に供給することができる。した
がって、レバーまたはロッカアームの摩耗を大幅に低減
することができ、ひいてはこれらの耐久性を向上させる
ことができる。

（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（Ａ）、（Ｂ）〜第５図（Ａ〜Ｄ）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（Ａ）において、機関
回転に同期して回転する吸・排気弁駆動カム（以下、駆
動カム）11と、吸・排気弁（以下、吸気弁）12のステム
エンドと、に両端を当接させてロッカアーム13が設けら
れ、該ロッカアーム13の湾曲形成された背面13aを支点
接触させると共に、ロッカアーム13の両側壁から突出す
るシャフト13b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との間には、ロッカアーム1
3を第１図（Ａ）中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。

シリンダヘッド17に介装されたブラケット18に嵌装保持
された油圧ピボット19の球状の下端面はレバー15の吸気
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
15cに嵌合する。リフト制御カム20は凹陥部15cを中心と
してレバー15を揺動自由に支持するリフト制御機構Ｃで
あり、ブラケット18に対して回転自由に取り付けられる
と共にレバー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。

前記油圧ピボット19は下端面が前記レバー15の凹陥部15
cに嵌合すると共に、周面がブラケット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19
a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にチェックバルブ19dを備えて形成され
る。そして、ブラケット18内部に形成された、後述する
第２通路25aから内筒19b内部及びチェックバルブ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
をゼロに保つようになっている。

リフト制御機構Ｃとしての前記リフト制御カム20は、外
周面に、吸気弁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を有すると共に、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ット18
に形成された下部円弧溝と、ブラケット18上にボルト22
で締結された一対のキャップ23に形成された上部円弧溝
との間に回動自在に保持される。

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外
壁にねじ込んだ止め螺子21aに係止すると共に、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
側壁に形成した孔に嵌挿して係止する。

なお、本実施例においては、リフト制御機構Ｃとして、
リフト制御カム20を用いたが、これに限定されるもので
はなく、プランジャ等でレバー15を駆動してもよい。

ここで、第２図中25はシリンダヘッド17内よりブラケッ
ト18内に延設された第１潤滑油通路（以下、第１通路）
であり、この第１通路25は、一方は油圧ピボット19の油
圧室19cに連通する前記第２通路25aに、他方はリフト制
御カム20の円筒部20hを潤滑する潤滑油を溜める溝26に
連通する第３通路25bに、それぞれ分岐している。第２
通路25aは、途中で交差する第４通路25cに連通し、第４
通路25cの出口には第１図（Ａ）に示すようにその先端
が絞られたノズル27が設けられている。第１図（Ａ）に
おいて、レバー15の背面15dにはノズル27に対向して皿
状の受け溝28が形成されており、この受け溝28は、レバ
ー15に穿設されてレバー15の一方の下面15eに開口する
第１供給通路29に連通している。そして、第１図（Ａ）
中Ｓは、吸気弁12のリフトが最大となるときに、レバー
15表面（第１図における下表面）上のロッカアーム13と
の接触位置（レバー15とロッカアーム13とが接触すると
きの接触面圧が最大となる点）であり、この位置Ｓを最
大支点接触位置とする。この最大支点接触位置Ｓはシャ
フト13bの図中上方に位置し、上述の第１供給通路29お
よび後述の第２供給通路30は、最大支点接触位置Ｓを挟
んで支点位置の移動方向に略平行な平面上に位置し、最
大支点接触位置Ｓの近傍でロッカアーム13の背面13aに
向けて開口するように、レバー15に穿設されている。詳
しくは、第１供給通路29は最大支点接触位置Ｓよりわず
かに吸気弁12側のレバー15の一方の下面15eに開口して
いる。この第１供給通路29の開口部には第１図（Ａ）中
右方向に切欠部29aが形成されており、一部の潤滑油は
この切欠部29aを介して吸気弁12側下面15eへ案内され
る。また、前記リフト制御カム20のカム面20a〜20fが当
接するレバー15の駆動カム11側の当接面15fからレバー1
5の円弧状の他方の下面15gに連通する第２供給通路30が
レバー15に形成され、第２供給通路30の下面15gにおけ
る開口位置は上記最大支点接触位置Ｓよりもリフト制御
カム20側に位置している。このため、第２図において前
記リフト制御カム20の円筒部20hを潤滑した潤滑油は、
溝26から第１図（Ａ）に示す当接面15fを介してこの第
２供給通路30内へ導かれる。すなわち、受け溝28の潤滑
油が第１供給通路29を介して、一方、リフト制御カム20
の円筒部材20hを潤滑した潤滑油が第２供給通路30を介
して、それぞれ最大支点接触位置Ｓの両側のレバー15と
ロッカアーム13の接触面（下面15e、下面15gおよび背面
13a）上に供給されるようになっている。また、第１図
（Ｂ）に示すように、レバー15の凹陥部15cの両側には
凹部31とこの凹部31に連続する溝32とがそれぞれ形成さ
れ、前記取付孔18aと外筒19aとの間からの潤滑油が凹部
31および溝32を介して接触点Ａの近傍に供給される。な
お、上記接触点Ａは、ロッカアーム13が駆動カム11のベ
ースサークルに係合したときのレバー15とロッカアーム
13との接触点を示す。

また、吸気弁12側より上記最大支点接触位置Ｓまでのレ
バー15の下面は、略平らな下面15eで、該最大支点接触
位置Ｓより駆動カム11側の下面は、Ｏｃ点を中心として
曲率半径Ｒで描く円弧状の下面15gで、それぞれ形成さ
れており、両下面15e、15gはなだらかな面でつながって
いる。

次に、作用を説明する。

第１図（Ａ）において、リフト制御カム20が最もリフト
量の大きいカム面20aでレバー15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、ロッカアーム13の背面13aに支点接
触されるレバー15の下面15e、15g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３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20が回転し、例えば、リフト量が
小さいカム面20fがレバー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
た揺動によって上昇し、レバー15の下面15e、15gも上方
に後退する。

レバー15の下面15e、15gはロッカアーム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ッカアーム13に当接してい
る状態の支点の初期位置が、前記リフト最大のカム面20
aでレバー15が当接している時に比べて第１図（Ａ）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３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20を回動してカム面20
a〜20f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。

次に、第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、弁リフト特性が第３図
の曲線Ｘで示すようなものとなるときの駆動カム11とロ
ッカアーム13との動きおよび潤滑油の流れを示す。

第４図（Ａ）において、弁リフト開始時には、第１供給
通路29から供給される潤滑油は、レバー15の下面15e、15
gとロッカアーム13の背面13aとの間に満たされており、
駆動カム11の回転に伴って、潤滑油は、下面15e、15gと
背面13aとの間に噛み込まれていく。さらに、駆動カム1
1が回転すると、ロッカアーム13とレバー15との接触点
Ａは前述の最大支点接触位置Ｓ点に移動し、ロッカアー
ム13が時計回り方向（矢印ｂ）に揺動する（第４図
（Ｂ））。ここで、Ｓ点の図中左側の第２供給通路30か
ら供給される潤滑油はロッカアーム13の揺動により、Ｓ
点に向かって噛み込まれる。さらに、駆動カム11が回転
し、ロッカアーム13の揺動方向が反時計回り方向（矢印
ｃ）になると（第４図（Ｃ））、Ｓ点より図中右側の第
１供給通路29より供給された潤滑油がＳ点側に噛み込ま
れていく。駆動カム11が、さらに回転すると（第４図
（Ｄ））、第１供給通路29および溝32より供給された潤
滑油をはさむようにロッカアーム13が反時計回り方向
（矢印ｄ）に揺動し、ベースサークルに入る。

次に、第５図（Ａ）〜（Ｄ）は第３図の曲線Ｙが示すリ
フト特性となるときの駆動カム11とロッカアーム13との
動きおよび潤滑油の流れを示したものである。

リフト制御カム20のリフト量が小さいカム面20fでレバ
ー15に当接するので、レバー15の下面15e、15gとロッカ
アーム13の背面13aとの隙間が大きくなる。このため、
駆動カム11が回転するとき、レバー15とロッカアーム13
との接触点はＡ点近傍にとどまり、このとき、潤滑油は
第１供給通路29および溝32からそれぞれ供給される（第
５図（Ａ））。駆動カム11が、さらに回転すると、第１
供給通路29から供給される潤滑油を噛み込み（第５図
（Ｂ））、最大弁リフト量のときには（第５図
（Ｃ））、ロッカアーム13の揺動方向が反時計回り方向
（矢印ｃ）となり、第２供給通路30からの潤滑油はＳ点
側に吸い込まれていく。さらに、駆動カム11が回転する
と、第１供給通路29および溝32から供給される潤滑油を
噛み込むようにロッカアーム13が揺動し（矢印ｄ）、ベ
ースサークルに入る（第５図（Ｄ））。

この実施例においては、吸気弁12のリフト量が最大とな
るときのレバー15の最大支点接触位置Ｓを挟み、第１図
（Ａ）中左右方向に第１供給通路29、第２供給通路30を
それぞれ設け、さらに、吸気弁12側に溝32を設けたた
め、常に潤滑油をレバー15とロッカアーム13との接触面
に確実に供給することができるので、レバー15およびロ
ッカアーム13の摩耗を低減することができる。また、Ｓ
点近傍におけるロッカアーム13の背面13aの曲率よりも
レバー15の下面15fのそれを大きくしたため、レバー15
とガイド部とを一体に形成した場合でも、レバー15とロ
ッカアーム13との摩耗をさらに低減することができ、ま
たコストも低減することができる。

次に、第６図（Ａ）、（Ｂ）はこの考案の他の実施例を
示した図である。

この実施例においては、第６図（Ａ）において、Ｓ点よ
り図中左側の第２供給通路30と受け溝28とを通路33を介
して連通させている。したがって、エンジンを左に傾斜
して搭載してもＳ点より左側の接触面に受け溝28、およ
び通路33を介して潤滑油を常に供給することができる。
また、第６図（Ａ）、（Ｂ）において、前記接触点Ａの
近傍に潤滑油を供給する前記溝32の代わりにレバー15内
にその下面を15eに連通する通孔34を形成したため、ロ
ッカアーム13の幅方向の中央に潤滑油を確実に供給する
ことができる。なお、その他の構成および作用は前記実
施例と同様である。

（効果） 以上説明したように、この考案によれば、レバー表面上
の最大支点接触位置を挟んで支点位置の移動方向に略平
行な平面上に位置し、かつ最大支点接触位置近傍でロッ
カアームの背面に向けて開口する第１および第２供給通
路をレバーに穿設しているので、常に潤滑油をレバーと
ロッカアームとの接触面全体に供給することができ、特
に接触面圧が最大となる接触点にはその両側から潤滑油
を確実に供給することができる。その結果、レバー、ま
たはロッカアームの摩耗を大幅に低減することができ、
これら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（Ａ）、（Ｂ）〜第５図（Ａ）〜（Ｄ）はこの考
案に係る内燃機関の吸・排気弁駆動制御装置の一実施例
を示したものであり、第１図（Ａ）はその断面図、第１
図（Ｂ）は第１図（Ａ）のレバーの部分拡大図、第２図
はその要部平面図、第３図はそのリフト特性を示すグラ
フ、第４図（Ａ）〜（Ｄ）はリフト量が大きいときのレ
バーとロッカアームとの動きおよび潤滑油の流れを説明
するための各説明図、第５図（Ａ）〜Ｄ）はリフト量が
小さいときのレバーとロッカアームとの動きおよび潤滑
油の流れを説明するための各説明図、第６図（Ａ）、
（Ｂ）はこの考案の他の実施例を示すもので、第６図
（Ａ）はその断面図、第６図（Ｂ）は第６図（Ａ）のレ
バーの部分拡大図、第７図は従来の内燃機関の吸・排気
弁駆動制御装置を示すその断面図である。 11……駆動カム、 12……吸・排気弁、 13……ロッカアーム、 13a……ロッカアーム背面、 15……レバー、 15e、15g……レバー下面（レバー表面）、 29……第１供給通路、 30……第２供給通路、 Ｃ……リフト制御機構、 Ｓ……最大支点接触位置。

フロントページの続き (72)考案者 三井所 和幸 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 実願 昭56−125409号（実開 昭58− 30702号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ) 実願 昭58−365号（実開 昭59− 107006号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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ッカアームの湾曲形成され
   た背面を、機関本体に揺動可能に取り付けられたレバー
   に支点接触させると共に、該レバーの一端部に係合させ
   たリフト制御機構を制御することで、レバーとロッカア
   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
   気弁駆動制御装置において、前記吸・排気弁のリフト量
   が最大になるときのレバー表面上のロッカアームとの接
   触位置を最大支点接触位置とし、最大支点接触位置近傍
   でロッカアームの背面に向けて開口する第１および第２
   供給通路を、最大支点接触位置を挟んでレバーの吸・排
   気弁側と吸・排気駆動カム側とにそれぞれ穿設し、該第
   １および第２供給通路を介してレバーとロッカアームの
   接触位置に潤滑油を供給するようにしたことを特徴とす
   る内燃機関の吸・排気弁駆動制御装置。