JPH0755282Y2 - 可変バルブタイミング・リフト装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は主に自動車用エンジンのバルブタイミング及び
リフトを可変とする装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から自動車用エンジンのバルブタイミング及びリフ
トを可変とする装置に関しては例えば特開昭55−500656
号公報、同61−250307号公報等において公知である。

これらの公報に記載された装置は、プロフィールを異に
する複数のカムと同数本のロッカアームを用い、これを
連接機構を介して吸気弁又は排気弁に連結し、前記連接
機構を切り換えてエンジンの運転状態に応じた異なるバ
ルブタイミング及びリフトを得ようとするものである
が、前記ロッカアーム及び連設機構が複雑であるばかり
でなく、カムと前記弁との間をこれらのロッカアーム及
び連設機構で連結することによる剛性の低下が問題であ
る。

殊に後者に関して、エンジンの高速時に弁加速度が増大
するため高い剛性が必要であるにもかかわらず剛性の低
下があるときは、前記弁の追従性が悪化し、ジャンプ又
はバウンスを発生するおそれがあり、エンジンの高速運
転が不可能になる。従って、バルブタイミング、バルブ
リフトを可変として低速から高速まで高出力を得ようと
する可変バルブタイミング・リフト装置を採用した意義
を失うおそれがあった。

他方、実開昭60−118314号公報に記載されたエンジンの
動弁系の弁制御装置の如く、エンジンの動弁系における
弁のステム上方に備えた同弁の開閉用のカムと前記ステ
ムとの間に上下動可能なタペットブロックを介装し、該
タペットブロックを回転させて前記カムと前記ステム間
の係合状態を変更させるタペットブロック回転機構が設
けられたものや、実開昭62−158110号公報に記載された
可変バルブ機構の如く、カムとバルブ間に介装されたバ
ルブリフタの上面に略半径方向中心線を境に形状が異な
る第１の表面部分と第２の表面部分とを形成し、バルブ
リフタは、カムがその一回転の略全体にわたって殆ど第
１の表面部分と作用することにより第１のリフト特性を
得る第１位置と、カムがその一回転において第１の表面
部分と第２の表面部分とに順次作用することにより第１
のリフト特性とは異なった第２のリフト特性を得る第２
位置との間で略90度の角度範囲で回転可能であるものが
示されている。

〈考案が解決しようとする課題〉 上記実開昭公報に示されたものは、前記ロッカアーム、
連接機構をもたないので、前記剛性の低下とそれによる
前記弁の追従性の悪化やこれから生ずる弁のジャンプ又
はバウンスの発生のおそれはないが、前者では前記タペ
ットブロックが同回転機構によりカムとタペットとの間
で介装又は非介装とされるため、タペットブロック介装
時にカムとタペット間のギャップを０とすると、タペッ
トブロックの非介装時には上記ギャップが大きくなり過
ぎ、カムがタペットに作用するとき大きな衝撃力を与
え、カムやタペット、弁を損傷するおそれがある。ま
た、タペットブロックの非介装時にカムとタペット間の
ギャップを０とすると、タペットブロックの介装時には
弁が開いたままになり、弁としての役割を果たせない。

後者の実開昭公報に示されたものでは、構造が複雑であ
るばかりでなく、これは弁の開閉時期の一方のみを制御
するものであり、また弁のリフトを制御し得るものでは
ないから、エンジンの低速回転から高速回転まで高出力
を得ることができない。

本考案は上記に鑑み、エンジンの低速回転から高速回転
まで高出力を得ることができ、構造が簡単で、装置の剛
性が高く弁の追従性がよい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。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本考案可変バルブタイミング
・リフト装置は、頭上カム式エンジンにおけるカム軸
に、タペットを介し弁を駆動する弁駆動用カムとシム作
動用カムを並設し、前記弁駆動用カムと前記タペットと
の間に、一端部から順次厚さを異にした作動シムを、抜
き方向にばねで押圧した状態で摺動自在に介装する一
方、回動支点を圧送式油圧リフタを介して支持部材に吊
下したフック状ロッカアームの一端を前記作動シムに長
手方向から当接するとともに、前記ロッカアームの他端
をシム作動用カムに当接せしめ、エンジン回転数が設定
回転数を越えたときのみ、前記フック状ロッカアームを
固定して該ロッカアームにより前記作動シムの移動及び
戻りを行い、弁の開閉タイミングとリフトを変更するこ
とを特徴とするものである。

〈作用〉 上記構成の本考案可変バルブタイミング・リフト装置で
は、前記弁駆動用カムを、エンジンの低速回転時にマッ
チング（Matchimg）するように設定しておけば、低速回
転時には後記制御装置がこれを捉えて後記電磁バルブが
励磁するよう信号を発し、これにより圧送式油圧リフタ
内のチエツクバルブを押し開いて後記圧力室内の油圧を
０とするから、ロッカアームの支点がフリー（Free）の
状態となる。従って低速回転時にはシム作動用カムがロ
ッカアームに作用しても該アームの支点が定まらないの
で作動シムは後記圧縮ばねによって移動せず前記タペッ
ト及び弁は弁駆動用カムのみで作動せしめられる。

エンジン回転数が上昇して設定回転数に達し、これを越
えたときは、前記制御装置によって電磁バルブが非作動
となり、圧力室内の油圧を高め、これによりロッカアー
ムの支点は固定される。従ってシム作動用カムの回転が
ロッカアームを介して作動シムに伝達され、該シムは移
動と戻りを繰り返す。

これによりバルブリフト、バルブタイミングをエンジン
の高速回転にマッチングするよう変更することができ
る。

〈実施例〉 図により本考案に係る可変バルブタイミング・リフト装
置を詳細に説明すると、１はカム軸で、弁駆動用カム２
と後記シム作動用カム３を備え、ジャーナル部４により
図示しない軸受を介しシリンダヘッド５に支持されてい
る。

６はタペットで、第１図、第５図に示すように吸気弁ま
たは排気弁７の直上でシリンダヘッド５にあけたボア８
内に摺動自在に嵌入され、内部の突部6aが弁７のステム
7a頂端に当接している。なお、９は弁ばね、10は弁ガイ
ドである。

11は長方形の作動シムで、カム軸１に直角な長手方向の
一端部から順次厚さを異にし、図示の例では薄肉部11a
と厚肉部11bを形成するとともに、他端部に立上がり部1
1cを形成したものである。上記作動シム11は前記弁駆動
用カム２と前記タペット６間に介装されるが、その際前
記タペット６の頂部に形成した溝6bに摺動自在に嵌入さ
れ、圧縮ばね12が前記一端部とシリンダヘッド５の側壁
間に挿入され、前記薄肉部11aをシリンダヘッド５の側
壁から離す方向に付勢している。

13はフック状をしたロッカアームで前記作動シム11を作
動するためのものであり、回動支点がピン14により圧送
式油圧リフタ15を介してシリンダヘッドカバーなどの支
持部材16に吊下されている。上記ロッカアーム13の一端
は前記カム軸１のシム作動用カム３に、また他端は前記
作動シム11の立上り部11c外端に当接される。従って前
記ロッカアーム13は第２図に示すようにややひねられて
形成されている。

前記圧送式油圧リフタ15は、第４図に詳細示すように、
リフタボデイ17内に上下方向に往復動可能に配設された
プランジャ18の内部にはリザーバ19が形成され、該リザ
ーバ19内にオイルポンプから圧送されるオイルが支持部
材であるシリンダヘッドカバー16に形成されるオイル通
路16aを介して供給される。また、リフタボデイ17とプ
ランジャ18との間には圧力室20が形成されている。プラ
ンジャ18の底部中心にオイル通路21が形成され、該通路
21の圧力室20側にチエツクバルブ22が配設されており、
該チエツクバルブ22はリザーバ19から圧力室20へのオイ
ルの流通は許すが、逆方向のオイル流通は阻止するもの
である。上記チエツクバルブ22は、リテーナ23に一端が
支持されたスプリング24の他端によりその閉方向に常時
付勢されている。圧力室20には更に前記スプリング24よ
り荷重の大きいプランジヤリターンスプリング25が配設
され、該スプリング25によりプランジヤ18はリフタボデ
イ17に対して常時上方向に付勢されている。

シリンダヘッドカバー16の上端部に装着された電磁バル
ブ26は制御装置27によって作動するものであり、つまり
制御装置27はエンジンの入力信号、例えばエンジン回転
数、スロットル開度、エンジン温度等を感知して電磁バ
ルブ26に制御信号を発する。前記電磁バルブ26の弁棒28
はリザーバ19内に突出し、上下方向に変移可能になって
いる。電磁バルブ26の作動に応じて弁棒28が下方移動し
て前記チエツクバルブ22を下方に押し開き、その結果オ
イル通路21が開き圧力室20内のオイルがリザーバ19内に
流出する。

上記のように構成された本考案可変バルブタイミング・
リフト装置は、次のように作動する。

前記弁駆動用カム２を、エンジンの低速回転時に第６図
（ａ）に示すリフトカーブを描くように設定しておけ
ば、低速回転時には制御装置27がこれを捉えて電磁バル
ブ26が励磁するよう信号を発し、前記弁棒28が下方に突
出してチエツクバルブ22を押し、通路21を開いて圧力室
20内の圧油をリザーバ19に逃し、圧力室20内の油圧を０
とするから、リフタボデイ17がプランジヤリターンスプ
リング25に抗して上昇容易となり、つまりロッカアーム
13の支点がフリー（Free）の状態となる。従って低速回
転時にはシム作動用カム３がロッカアーム13に作用して
も該アーム13の支点が定まらないので作動シム11は圧縮
ばね12によって第１図、第３図の状態のままに保たれ、
前記タペット６及び弁７は弁駆動用カム２のみで作動せ
しめられる。

エンジン回転数が上昇して設定回転数に達し、これを越
えたときは、制御装置27によって電磁バルブ26の弁棒28
が引っ込むからチエツクバルブ22が前記通路21を閉じて
圧力室20内の油圧を高め、これによりリフタボデイ17は
上昇を許されずロッカアーム13の支点は固定される。従
ってシム作動用カム３の回転がロッカアーム13を介して
作動シム11に伝達され、該シム11は圧縮ばね12に第１図
で抗して左に移動し、また圧縮ばね12により第１図の状
態に戻ることを繰り返す。

上記作動シム11が第１図で左に移動した時、即ち作動シ
ム11の厚肉部11bが弁駆動用カム２とタペット６の間に
挿入されたときの、作動シム11のみによるリフトカーブ
は第６図の（ｂ）のようになるから、弁駆動用カム２が
回転して第６図（ａ）の如きリフトカーブを示したとき
は、合成されたリフトカーブは第６図（ｃ）の実線の如
くなり、点線に比べてバルブリフト、バルブタイミング
をエンジンの高速回転にマッチング（Mat−ching）する
よう変更することができる。

〈考案の効果〉 本考案可変バルブタイミング・リフト装置では、頭上カ
ム式エンジンにおけるカム軸に、タペットを介し弁を駆
動する弁駆動用カムとシム作動用カムを並設し、前記弁
駆動用カムと前記タペットとの間に、一端部から順次厚
さを異にした作動シムを、抜き方向にばねで押圧した状
態で摺動自在に介装する一方、回動支点を圧送式油圧リ
フタを介して支持部材に吊下したフック状ロッカアーム
の一端を前記作動シムに長手方向から当接するととも
に、前記ロッカアームの他端をシム作動用カムに当接せ
しめ、エンジンの回転数が設定回転数を越えたときの
み、前記フック状ロッカアームを固定して該ロッカアー
ムにより前記作動シムの移動及び戻りを行い、弁の開閉
タイミングとリフトを変更することを特徴とするので、
前記ロッカアームの回動支点を圧送式油圧リフタを介し
エンジンの回転数に応じて固定またはフリーとし、エン
ジンの低速回転から高速回転までカムリフトカーブを、
タイミング及びリフトを変えて回転数に応じてマッチン
グさせ、これにより常時高出力を得ることができるとと
もに、構造が簡単で、装置の剛性が高く弁の追従性がよ
い可変バルブタイミング・リフト装置を提供することが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案可変バルブタイミング・リフト装置の縦
断面図、第２図は要部の正面図、第３図は同斜視図、第
４図は圧送式油圧リフタ付近の縦断面図、第５図はタペ
ット及び弁付近の縦断面図、第６図は本考案装置のリフ
トカーブを示す図である。 1;カム軸、2;弁駆動用カム、3;シム作動用カム、5;シリ
ンダヘッド、6;タペット、7;弁、11;作動シム、11a;薄
肉部、11b;厚肉部、11c;立上がり部、12;圧縮ばね、13;
フック状ロッカアーム、15;圧送式油圧リフタ、16;支持
部材、17;リフタボデイ、18;プランジヤ、19;リザー
バ、20;圧力室、22;チエツクバルブ、24;スプリング、2
5;プランジヤリターンスプリング、26;電磁バルブ、27;
制御装置、28;弁棒。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】頭上カム式エンジンにおけるカム軸に、タ
   ペットを介し弁を駆動する弁駆動用カムとシム作動用カ
   ムを並設し、前記弁駆動用カムと前記タペットとの間
   に、一端部から順次厚さを異にした作動シムを、抜き方
   向にばねで押圧した状態で摺動自在に介装する一方、回
   動支点を圧送式油圧リフタを介して支持部材に吊下した
   フック状ロッカアームの一端を前記作動シムに長手方向
   から当接するとともに、前記ロッカアームの他端をシム
   作動用カムに当接せしめ、エンジン回転数が設定回転数
   を越えたときのみ、前記フック状ロッカアームを固定し
   て該ロッカアームにより前記作動シムの移動及び戻りを
   行い、弁の開閉タイミングとリフトを変更することを特
   徴とする可変バルブタイミング・リフト装置。