JPH0667807U - 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 - Google Patents

内燃機関の吸排気弁駆動制御装置

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JPH0667807U
JPH0667807U JP682493U JP682493U JPH0667807U JP H0667807 U JPH0667807 U JP H0667807U JP 682493 U JP682493 U JP 682493U JP 682493 U JP682493 U JP 682493U JP H0667807 U JPH0667807 U JP H0667807U
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cam
drive shaft
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誠之助 原
吉彦 山田
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株式会社ユニシアジェックス
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸排気弁のバルブタイミングを可変制御しつ
つピンと係合溝間の摩耗を防止して、カムの回転トルク
変動に伴う打音やバルブタイミングの制御精度の低下を
防止する。 【構成】 機関と同期回転する駆動軸21の同軸上にカ
ムシャフト22を介して相対回動可能に設けられたカム
26と、両フランジ部27,32の間に配設されて、駆
動軸21の軸心Xを中心として揺動自在な環状ディスク
29と、環状ディスク29に突設されて、各係合溝3
0,33内に係入する一対のピン36,37とを備え、
前記各ピン36,37を環状ディスク29に対して保持
孔29b,29c内で回転自在に支持すると共に、各ピ
ン36,37の先端部に係合溝30,33の対向内面3
0a,30b、33a,33bに両側面60a〜61b
が面接触状態に当接するブロック部60,61を固定し
た。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、内燃機関の運転状態に応じて吸気・排気弁の開閉時期を可変制御す る吸排気弁駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来の装置としては種々提供されているが、その一つとして例えば実 開昭57−198306号公報等に記載されているものが知られている。
【0003】 図8及び図9に基づいて概略を説明すれば、図中2はカムシャフト1の外周に 相対回転可能に設けられて、吸気バルブ16をバルブスプリング17のばね力に 抗して開作動させるカムであって、このカム2はカム軸受用ブラケット3とカム シャフト1にキー4を介して固設されたフランジ部5とにより軸方向の位置決め がなされている。また、カム2の一側部にはU字溝6を有するフランジ部7が形 成されている一方、前記フランジ部5にもU字溝8が形成され、両フランジ部5 ,7間に円環状のディスク9が介装されている。このディスク9は、両側の対向 位置に前記両U字溝6,8に係止するピン10,11が設けられていると共に、 外周が制御環12に回転自在に支持されている。この制御環12は、外周の突起 12aを介してシリンダヘッド側の支持孔13に揺動自在に支持されていると共 に、該突起12aの反対側に有する歯車部12bがロッカシャフト14外周の歯 車環14aに噛合している。
【0004】 そして、制御環12は、歯車環14a及び歯車部12bを介して図外の駆動機 構により機関運転状態に応じて一方あるいは他方向へ揺動するようになっている 。即ち、ディスク9の中心Cが図8に示す位置にある場合は、カムシャフト1と ディスク9との回転中心が一致し、したがってディスク9は、ピン11とU字溝 8を介してカムシャフト1に同期回転する一方、カム2はピン10とU字溝6を 介してカムシャフト1に同期回転する。
【0005】 また、機関運転状態の変化に伴い駆動機構によってロッカアーム15を軸支す るロッカシャフト14を回動させると、制御環12が突起12aを支点として揺 動し、これによってディスク9の中心Cがカムシャフト1の中心に対し前記回動 方向に偏心する。このため、ピン10,11が夫々U字溝6,8に沿って移動し 、かつ偏心方向にフランジ部5,7をカムシャフト1を中心に回動させる。依っ て、カムシャフト1の1回転毎に、ディスク9の回転位相がカムシャフト1に対 して変化し、同時にカム2の回転位相もディスク9に対して変化する。したがっ て、カム2は、カムシャフト1に対し、ディスク9のカムシャフト1に対する位 相差の2倍の位相差で回転する。この結果、バルブタイミングをカム2の位相差 に応じて可変にすることができる。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】
然し乍ら、前記従来の装置にあっては、各ピン10,11がディスク9に対し て固定支持されて自由な回転が規制されていると共に、その両外側縁がU字溝6 ,8の各対向内面6a,6b、8a,8bに線接触状態に当接している。したが って、カムシャフト1の回転力をディスク9の該各ピン10,11及びU字溝6 ,8を介してカム2に伝達する際、並びにディスク9の揺動時における各ピン1 0,11とU字溝6,8との摺接する際に、各ピン10,11の両側縁とU字溝 6,8の対向内面6a,6b、8a,8bとの間に集中荷重が発生して面圧が高 くなる。このため、各ピン10,11やU字溝6,8の対向内面6a〜8bが摩 耗し易くなり、経時的に、両者6,8、10,11間に比較的大きな隙間が発生 する。この結果、カムシャフト1の正負の回転トルク変動に伴い打音が発生した り、バルブタイミングのずれが発生して制御精度が低下するといった問題を招い ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本考案は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので、機関の回転に同期し て回転する駆動軸と、該駆動軸の同軸上に相対回動可能に設けられて、吸排気弁 を駆動するカムと、該カムの端部に設けられたフランジ部に対向配置され、かつ 前記駆動軸に連結固定されたフランジ部と、該両フランジ部の間に配設されて、 駆動軸の軸心を中心として揺動自在な環状ディスクと、該環状ディスクの両側部 に互いに反対方向に突設されて、前記両フランジ部に形成された略U字形の各係 合溝内に夫々係入するピンと、前記環状ディスクを機関運転状態に応じて揺動さ せる駆動機構とを備えた吸排気弁駆動制御装置であって、前記係合溝に係合する 前記ピンの先端部に、平坦な両側面が前記係合溝の対向内面に面接触するブロッ ク部を設けると共に、前記各ピンを前記環状ディスクあるいはブロック部に対し て回動自在に設けたことを特徴としている。
【0008】
【作用】
前記構成の本発明によれば、環状ディスクの中心が駆動軸の中心と合致してい る場合は、カムは前記環状ディスク等を介して駆動軸に同期して位相差なしで回 転する。
【0009】 一方、機関運転状態の変化に伴い駆動機構によって環状ディスクが一方向へ揺 動すると、その中心が駆動軸の中心と偏心する。したがって、駆動軸側のフラン ジ部の係合溝と一方側ピン並びにカム側のフランジ部の係合溝と他方側のピンの 摺動位置が、駆動軸の1回転毎に移動する。つまり、例えば駆動軸側の係合溝と ピンの摺動位置が駆動軸の中心に接近する場合は、カム側の係合溝とピンの摺動 位置が逆に駆動軸中心から離間するため、環状ディスクの角速度が駆動軸に対し て小さくなり、カムの角速度も環状ディスクに対して小さくなる。依って、カム は、駆動軸に対して2重に減速された形になり、斯かる減速作用によりカムを介 して所望のバルブタイミングを得ることができる。尚、環状ディスクを前記とは 逆の位置に偏心させた場合は、カムは駆動軸に対して2重に増速される。
【0010】 しかも、各ピンが環状ディスクあるいはブロック部に回転自在に支持されかつ 該ブロック部は係合溝の対向内面に対して面接触状態で当接・摺動するため、集 中荷重の発生が防止されて面圧が小さくなる。これによって、各ピンと係合溝間 の摩耗の発生が抑制される。
【0011】
【実施例】
本考案に係る吸排気弁駆動制御装置は図1〜図6に示すように構成され、図1 の21は図外の多気筒機関のクランク軸からスプロケットを介して回転力が伝達 される駆動軸、22は該駆動軸21の外周に一定の隙間をもって相対回動可能に 配置され、かつ駆動軸21の中心Xと同軸上に設けられたカムシャフトであって 、前記駆動軸21は、機関前後方向に延設されていると共に、軽量化等の要請か ら内部中空状に形成されている。
【0012】 前記カムシャフト22は、内部軸方向に駆動軸21が挿通する挿通孔22aが 形成され、図外のシリンダヘッド上端部に有する図外のカム軸受に回転自在に支 持されていると共に、図2に示すように外周の所定位置に吸気弁23をバルブス プリング24のばね力に抗してバルブリフター25を介して開作動させる複数の カム26…が一体に設けられている。また、カムシャフト22は、長手方向の所 定位置で各気筒毎に軸直角方向から分割形成されていると共に、一方側の分割端 部にフランジ部27が設けられている。また、この両分割端部間にスリーブ28 と環状ディスク29が配置されている。前記フランジ部27は、図4にも示すよ うに中空部から半径方向に沿った細長い矩形状の係合溝30が形成されていると 共に、その外周面の円周方向に環状ディスク29の一側面に摺接する突起面27 aが一体に設けられている。
【0013】 前記スリーブ28は、小径な一端部がカムシャフト22の前記他方側の分割端 部内に回転自在に挿入している共に、略中央位置に直径方向に貫通した連結軸3 1を介して駆動軸21に連結固定されている。また、スリーブ28の他端部に設 けられたフランジ部32は、図5にも示すように前記係止溝30と反対側に半径 方向に沿った細長い矩形状の係合溝33が形成されていると共に、外周面に環状 ディスク29の他側面に摺接する突起面28aが一体に設けられている。
【0014】 前記環状ディスク29は、略ドーナツ板状を呈し、内径がカムシャフト22の 内径と略同径に形成されて、駆動軸21の外周面との間に環状の隙間部Sが形成 されていると共に、小巾の外周部29aが環状ベアリング34を介して制御環3 5の内周面に回転自在に支持されている。また、直径線上の対向位置に貫通形成 された保持孔29b,29cには、各係合溝30,33にブロック部60,61 を介して係入する一対のピン36,37が設けられている。この各ピン36,3 7は、互いにカムシャフト軸方向へ逆向きに突出しており、基部が保持孔29b ,29c内に回転自在に支持されていると共に、先端部に前記ブロック部60, 61が圧入固定されている。
【0015】 このブロック60,61は、図4及び図5に示すように正面略正方形状を呈し 、中央に各ピン36,37の先端部が圧入固定される貫通孔60c,61cが形 成されていると共に、平坦な両側面60a,60b、61a,61bが各係合溝 30,33の平坦な対向内面30a,30b、33a,33bに摺接自在に夫々 面接触している。
【0016】 前記制御環35は、図1〜図3に示すように略円環状を呈し、外周の一端部に 有するボス部35a及び該ボス部35aを貫通した枢支ピン38を支点として図 2中上下に揺動自在に設けられている一方、該ボス部35aと反対側の外周面に レバー部35bが半径方向に沿って突設されている。また、この制御環35は、 レバー部35bを介して駆動機構39により揺動するようになっている。
【0017】 前記駆動機構39は、図2及び図6に示すようにシリンダヘッドの所定部位に 対向して形成された第1,第2シリンダ40,41と、該各シリンダ40,41 内から出没自在に設けられて各先端縁で前記レバー部35aの円弧状先端を上下 方向から挾持する油圧ピストン42及びリテーナ43と、前記第1シリンダ40 内の受圧室40aに油圧を給排して油圧ピストン42を進退動させる油圧回路4 4とを備えている。
【0018】 前記第2シリンダ41内に設けられたリテーナ43は、略有底円筒状に形成さ れ、第2シリンダ41内に弾装されたコイルスプリング45のばね力で進出方向 (レバー部方向)に付勢されている。
【0019】 前記油圧回路44は、一端部がオイルパン46内に、他端部が受圧室40aに 夫々連通した油通路47と、該油通路47のオイルパン46側に設けられたオイ ルポンプ48と、該オイルポンプ48の下流側に設けられた3ポート2位置型の 電磁切換弁49とから主として構成されている。前記電磁切換弁49は、機関回 転数や吸入空気量等の信号に基づいて現在の機関運転状態を検出するコントロー ラ50からのON−OFF信号によって流路を切り換え作動し、ON信号によっ て油通路47全体を連通する一方、OFF信号によって油通路47とドレン通路 51を連通するようになっている。
【0020】 以下、本実施例の作用について説明する。
【0021】 まず、コントローラ50から電磁切換弁49にON信号が出力されると、オイ ルポンプ48から油通路47に圧送された作動油はそのまま受圧室40aに供給 される。したがって、該受圧室40aの内圧上昇に伴い油圧ピストン42が図2 ,図6の実線で示すようにコイルスプリング45のばね力に抗してレバー部35 bを押し下げるので、制御環35つまり環状ディスク29の回転中心Yと駆動軸 21の中心Xが合致する。この場合は、環状ディスク29と駆動軸21との間に 回転位相は生じず、またカムシャフト22の中心と環状ディスク29の中心Yも 合致しているため、両者22,29間の回転位相差も生じない。したがって、駆 動軸21の回転に伴い連結軸31を介してスリーブ28が同期回転すると共に、 スリーブ28側の係合溝33とピン37,環状ディスク29,ピン36,カムシ ャフト22側の係合溝30を介してカムシャフト22も同期回転する。
【0022】 次に、機関運転状態の変化に伴い電磁切換弁49にOFF信号が出力されて、 油通路47の上流側を遮断すると共に、油通路47の下流側とドレン通路51を 連通する。このため、受圧室40a内の作動油は、油通路47を逆流してドレン 通路51からオイルパン46内に戻され、したがって、受圧室40aの内圧低下 に伴い油圧ピストン42がバルブスプリング24及びコイルスプリング45のば ね力でリテーナ43を介して後退移動する。これにより、制御環35は、図2, 図6の一点鎖線で示すようにリテーナ43により押し上げられて枢支ピン38を 支点として上方へ揺動し、環状ディスク29の中心Yが駆動軸21の中心Xと偏 心する。したがって、スリーブ28の係合溝33とピン37並びにカムシャフト 22の係合溝30とピン36との位置が各ブロック部60,61を介して駆動軸 21の1回転毎に移動し、環状ディスク29の角速度が変化して不等角速度回転 になる。
【0023】 即ち、例えば係合溝33とピン37の位置がブロック部60,61を介して駆 動軸21の中心Xに接近する場合は、係合溝30とピン36の位置がブロック部 60,61を介して中心Xから離れる関係になる。この場合は、環状のディスク 29は、駆動軸21に対して角速度が小さくなり、環状ディスク29に対しカム シャフト22の角速度も小さくなる。したがって、カムシャフト22は、駆動軸 21に対して2重に減速された状態になる。
【0024】 一方、機関運転状態がさらに変化して前述とは逆に油圧ピストン42によりレ バー部35bが押し下げられ環状ディスク29が図2,図6の2点鎖線で示すよ うに中心合致位置よりもさらに下方へ揺動して、係合溝33とピン37の位置が ブロック部60,61を介して駆動軸21の中心Xから離れ、係合溝30とピン 36の作動位置が中心Xに接近する関係になると、逆にカムシャフト22は、駆 動軸21に対して2重に増速された状態になる。
【0025】 この結果、該夫々の角速度の変化に基づきカムシャフト22及びカム26と駆 動軸21との回転位相差は、図7Bに示すように変化し、バルブタイミングは同 図Aに示すようにバルブリフトを一定のままカムシャフト22の位相差に応じて 変化する。
【0026】 つまり、カムシャフト22の角速度が相対的に大きい場合は、駆動軸21に対 する回転位相は両者21,22が等速になるまで進み、やがてカムシャフト22 の角速度が相対的に小さくなると回転位相は両者21,22が等速になるまで遅 れる。そして、図7Bで示すように回転位相差の最大,最小点の途中に同位相点 (P点)が存在し、同図の破線で示す回転位相の変化では、P点よりも前の吸気 弁23の開弁時期が遅れ、P点より後の閉弁時期は進み、図7Aの破線で示すよ うに弁の作動角が小さくなる。一方、図7Bの一点鎖線で示す回転位相の変化で は、P点よりも前では開弁時期は進み、P点より後の閉弁時期は遅れ、図7Aの 一点鎖線で示すように弁の作動角が大きくなる。尚、図7Aの実線は中心X,Y が合致している場合である。
【0027】 また、前述のように各ピン36,37に固定された各ブロック部60,61は 、平坦な両側面60a,60b、61a,61bが係合溝30,33の対向内面 30a,30b、33a,33bに常時面接触状態で当接している。このため、 駆動軸21からカムシャフト22への回転伝達時及び環状ディスク29の偏心状 態におけるブロック部60,61が係合溝30,33内を摺動する際に、両者間 の集中荷重の発生が防止されて、面圧が低下する。この結果、係合溝30,33 とブロック部60,61間に経時的な摩耗の発生が防止されて、カムシャフト2 2の回転トルク変動に伴う各フランジ部27,32と各ピン36,37との打音 の発生やバルブタイミングのズレによる制御精度の低下等が防止される。
【0028】 しかも、各ピン36,37は、環状ディスク29の保持孔29b,29cに回 転自在に支持されているため、環状ディスク29の揺動時においても各ピン36 ,37が適宜回転してブロック部60,61の両側面60a,60b、61a, 61bと係合溝30,33の対向内面30a,30b、33a,33bとの片当 たりが防止されて常時面接触状態が維持される。したがって、両者30,60、 33,61間の摩耗の発生が一層確実に防止される。
【0029】 また、ピン36,37とブロック部60,61とを一体成形することも可能で あるが、本考案では両者を別体に設けたため、形状の複雑化が回避され、製造作 業性も良好となる。
【0030】 尚、本考案は、前記実施例の構成に限定されるのもではなく、例えばブロック 部60,61の横方向の長さを係合溝30,33内での摺動範囲を規制しない範 囲でさらに長く形成すれば、接触面積がさらに大きくなる。また、ブロック部6 0,61自体を耐摩耗材で形成することも可能で、各ピン36,37は、環状デ ィスク29の保持孔29b,29cに圧入固定してブロック部60,61の貫通 孔60c,61cに回転自在に挿通することが可能である。特にこの場合は、各 ピン36,37と環状ディスク29の保持孔29b,29c間の経時的な摩耗の 発生が防止され、各ピン36,37の外径を縮小することができ、これによって 、環状ディスク29及び制御環35の外径も縮小することができる。
【0031】 更に、この場合は、ピン36,37の圧入部分の外径のみを縮小し、ピン36 ,37の回転自在な摺動部の外径は縮小しないように構成すれば、該摺動部の接 触面積を縮小することはないから、摩耗の発生を一層確実に防止できる。更に、 この装置を吸気側の他に排気側あるいは両方に適用可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本考案に係る内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 にあっては、とりわけ各ピンの先端部に平坦な両側面が係合溝の対向内面に面接 触するブロック部を設けると共に、前記各ピンを環状ディスクあるいはブロック 部に回転自在に設けたため、ブロック部と係合溝との間に集中荷重の発生が防止 されて面圧が低下する。この結果、ピンつまりブロック部と係合溝間の摩耗の発 生が防止され、カムの回転トルク変動に伴う打音の発生やバルブタイミングのず れによる制御精度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部を示す一部破断図。
【図2】図1のA矢視図。
【図3】本実施例の要部を示す平面図。
【図4】図3のB−B線断面図。
【図5】図3のC−C線断面図。
【図6】本実施例の駆動手段を示す概略図。
【図7】本実施例の駆動軸とカムシャフトとの回転位相
差とバルブリフト量の特性図。
【図8】従来の吸排気弁駆動制御装置の断面図。
【図9】図8のD−D線断面図。
【符号の説明】
21…駆動軸 22…カムシャフト 27…フランジ部 29…環状ディスク 30,33…係合溝 30a,30b、33a,33b…対向内面 32…フランジ部 39…駆動機構 60,61…ブロック部 60a,60b、61a,61b…両側面

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機関の回転に同期して回転する駆動軸
    と、該駆動軸の同軸上に相対回動可能に設けられて、吸
    排気弁を駆動するカムと、該カムの端部に設けられたフ
    ランジ部に対向配置され、かつ前記駆動軸に連結固定さ
    れたフランジ部と、該両フランジ部の間に配設されて、
    駆動軸の軸心を中心として揺動自在な環状ディスクと、
    該環状ディスクの両側部に互いに反対方向に突設され
    て、前記両フランジ部に形成された略U字形の各係合溝
    内に夫々係入するピンと、前記環状ディスクを機関運転
    状態に応じて揺動させる駆動機構とを備えた吸排気弁駆
    動制御装置であって、前記係合溝に係合する前記ピンの
    先端部に、平坦な両側面が前記係合溝の対向内面に面接
    触するブロック部を設けると共に、前記各ピンを前記環
    状ディスクあるいはブロック部に対して回動自在に設け
    たことを特徴とする内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。
JP682493U 1993-02-24 1993-02-24 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 Pending JPH0667807U (ja)

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