JPH08319809A - 複数のロッカーアームを有するバルブ制御システム - Google Patents

複数のロッカーアームを有するバルブ制御システム

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JPH08319809A
JPH08319809A JP8113663A JP11366396A JPH08319809A JP H08319809 A JPH08319809 A JP H08319809A JP 8113663 A JP8113663 A JP 8113663A JP 11366396 A JP11366396 A JP 11366396A JP H08319809 A JPH08319809 A JP H08319809A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低廉で、応答性がよく、作動力が少なくてよ
い内燃機関用のバルブ制御システムを得る。 【解決手段】 内燃機関用バルブ制御システム１２には
エンジンポペットバルブ２４と係合可能な外部ロッカー
アーム２２、およびエンジンカムシャフト２３上に形成
されたカム外周面２０と係合可能な内部ロッカーアーム
１８を含んでいる。ロッカーアームは内部ロッカーアー
ムが外部ロッカーアームと係合してカムシャフトからポ
ペットバルブへバルブ開放力を伝達する第１の位置と、
内部および外部ロッカーアームの係合が解除されて互い
に自由に回転できる第２の位置との間を互いに軸方向に
移動することができる。第２の位置ではバルブを常に閉
の状態に保持するシステムの他に第１の位置とは異なる
プロフィルで開閉できるシステムとすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用バルブ作
動装置に関し、特にこのようなエンジンのさまざまな動
作モード中に吸気弁や排気弁の動作特性を変える装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】吸気弁および／もしくは排気弁を選択的
に作動させたり選定された揚程プロフィルで作動させる
ことができるマルチバルブエンジンに対する可変バルブ
制御システムが従来技術でよく知られている。周知の１
つのシステムが米国特許第４，１５１，８１７号に記載
されており、そこには第１のカムプロフィルと係合可能
な第１のロッカーアーム要素と、第２のカムプロフィル
と係合可能な第２のロッカーアーム要素と、第１および
第２のロッカーアーム要素を相互接続するすなわち係合
する手段が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
システムよりもより低廉に製作することができ、応答性
が改善され、作動力が低減されかつ有効寿命が長いシス
テムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に従ってエンジン
バルブと係合可能な外部ロッカーアームと、外部ロッカ
ーアーム内に把持され第１のカム外周面と接触するロー
ラが配設された内部ロッカーアームとを含む係合可能な
ロッカーアームアセンブリを提供することにより前記目
的が達成される。内部および外部ロッカーアームは内部
アームの接触面が外部アームと係合して内部アームから
外部アームへカムの力を伝達してバルブに開放力を加え
る作動すなわち係合状態と、内部アームの接触面が外部
アームと係合せずバルブに開放力が伝達されない非作動
すなわち非係合状態間で互いに相対的に移動することが
できる。内部および外部ロッカーアームは共に静止油圧
ラッシュアジャスタの出力部材に旋回可能に保持されて
おり、また外部ロッカーアーム上には第２のカムフォロ
ア要素が形成されおりそれはアセンブリがその非作動状
態にある時にカムシャフト上に形成された第２のすなわ
ち基礎円形カム外周面要素と係合してラッシュアジャス
タの作動部材へ加わるスプリングと油圧の結合力に対し
て作用する力を維持し、第１のカム外周面がその基礎円
形位相である時にラッシュアジャスタの過剰伸張すなわ
ち“ポンプアップ”を防止する。
【０００５】本発明のシステムは外部アーム上の第２の
カムフォロア要素が第１のカム外周面よりも低い揚程プ
ロフィルを有するカム外周面と接触し、したがって、内
部および外部ロッカーアームが非係合状態にある時に外
部アームに直接作用する低揚程カムにより第１のカムプ
ロフィルに従ってバルブが開放され、内部および外部ア
ームが係合状態にある時には高揚程カムにより第２のカ
ムプロフィルに従ってバルブが開放されるような応用に
も利用することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】主として図２を参照して、本発明
のバルブ制御システム１２が組み込まれているオーバヘ
ッドカム型内燃機関のシリンダヘッド１０の一部を示
す。図から判る通り、制御システム１２は特にエンジン
バルブを選択的に作動もしくは停止させるように適合さ
れた方式であり、バルブを開放するように作動可能な作
動すなわち係合モードと、バルブが開放されない非作動
すなわち非係合モードとの間を変位可能なロッカーアー
ムアセンブリ１４と、ロッカーアームアセンブリをその
作動および非作動モード間で変位させるように移動可能
なアクチュエータアセンブリ１６とを具備している。
【０００７】ロッカーアームアセンブリ１４はカムシャ
フト２３上に形成された第１のカム外周面２０と係合可
能な内部アームアセンブリ１８と、１つ以上の第２のカ
ム外周面２１および通常はスプリング２５により閉状態
となるポペットバルブ２４と係合可能な外部アーム２２
と、内部および外部アーム間に作用して外部ロッカーア
ームをその係合状態へ付勢するスプリング２６と、内部
ロッカーアームアセンブリ１８を付勢してカムと係合さ
せる第２のスプリング２８とを具備している。実施例で
は内部アーム１８および外部アーム２２はシリンダヘッ
ド１０内に保持されている静止油圧ラッシュアジャスタ
３２の作動プランジャ３０に回転可能に保持されてい
る。ラッシュアジャスタ３２の構造および機能は周知で
あり詳細説明は行わない。
【０００８】内部および外部ロッカーアーム間の関係を
良く理解するために、これらの部品の詳細が図３〜図４
に示されている。
【０００９】図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）
を参照すると、内部アームアセンブリ１８は端面が逆Ｕ
字型で、間隔をあけて配置された脚部３４および３６
と、一方の端部に形成された接触部３８と、他方の端部
に隣接して形成された水平背骨部４０とを有する型抜き
されたアーム部材１９を具備している。ニードルローラ
アセンブリ４４の軸を受け入れるための一線上に揃えら
れた孔４２が脚部３４および３６内に形成されている
（図２参照）。ローラに対し隙間を与えるための開口部
４６が形成されている。詳細を後記するように、接触部
３８にはアームが係合状態にある時に外部アーム２２と
相互作用する係合面が形成されている。アームアセンブ
リ１８をプランジャ３０上に回転可能に支持する軸５０
を保持するために一線上に揃えられた孔４８が接触部と
反対の終端に隣接した脚部３４，３６内に形成されてい
る。
【００１０】次に図４（ａ）、図４（ｂ）および図４
（ｃ）を参照すると、外部アーム２２は、間隔のとられ
た側壁５２および５４とバルブ接触部が形成された第１
の端部５６とで立面的には逆Ｕ字型をなし、後記される
アクチュエータ接触面が形成され曲壁状の第２の端部５
８を有する一般的には平面的に矩形状の部材である。軸
５０を受け入れる細長い孔６０が側壁５２および５４を
貫通して形成され、ロッカーアームアセンブリがその係
合および非係合状態間を変位する時に外部アームが内部
アームに対して軸方向に運動できるように孔６０は細長
く作られている。詳細を後記するように、第２のカムフ
ォロア面６１，６２が側壁５２，５４の上向き延在部上
に形成されて、カムシャフト２０上に形成された第２の
カム外周面２１と係合する。
【００１１】再び図２を参照して、ニードルローラアセ
ンブリ４４は内部アーム１８の開口部４６内に配置され
その軸は孔４２内に受け入れられている。内部アームア
センブリは外部アームの側壁５２，５４間に配置されて
おりアームアセンブリ１４はプランジャー３０の上に配
置され孔４８および６０はプランジャーの孔と一線上に
揃えられて軸５０が挿入されている。外部アームは、細
長い孔６０の働きによって、第１の位置即ち内部アーム
が外部アームに対して図２に示す位置に回転するときに
内部アームの接触部３８上に形成された棚部６３が外部
アームの第１の端部５６に隣接して設けられた表面部６
５に接触するように外部アーム２２が内部アーム１８に
対して図２に示すように左側に移動する第１の位置と、
第２の位置即ち外部アームが右側に移動し棚部６３が外
部アームと係合しない第２の位置との間で内部アームに
対して縦軸に沿って自由に移動することができる。内部
および外部アームは、スプリング２６により常時第１の
位置すなわち係合位置へ付勢されており、スプリング２
６は軸５０と外部アームの端部５８との間に作用するヘ
アピン型スプリングであり、軸上を取り巻いた一対の脚
部６４および端部５８に支持される第２の対６６を有し
ている。同様にヘアピン型スプリングである第２のスプ
リング２８はシリンダヘッド１０に固定された（不図
示）第１の端部６８および一対の脚部７０を有しそれは
図１および図５に示すように内向きに突出して内部アー
ムの脚３４，３６と係合し、図２に示すように、内部ア
ームを軸５０の周りで反時計回りに付勢してローラアセ
ンブリ４４とカム外周面２０との係合を維持する。
【００１２】内部プランジャースプリング（不図示）は
ラッシュアジャスタ３２の油圧力と共に外部アームの第
２のカムフォロア面６１，６２と、図２の実施例では基
礎円形カムプロフィルを有する第２のカム外周面２１と
の係合を維持する。バルブと外部アームとの間に生じる
いかなる隙間もラッシュアジャスタにより吸収される。
【００１３】上述したように、ロッカーアームアセンブ
リ１４は常時その係合状態へ付勢されている。この状態
において内部アームアセンブリ１８は外部アームに対し
て、第１のカム外周面が図２に示す破線位置へ回転する
時に内部アームの棚部６３が外部アームの表面部６５と
接触して、カムの力がローラ４４および内部および外部
アームを介してバルブへ伝達されるような位置にある。
【００１４】アセンブリをその係合状態から非係合状態
へ変移させるために、図２に示すように外部アーム２２
はスプリング２６の力に抗して内部アーム１８に対して
右へ移動され、外部アームはその表面６５が内部アーム
の接触部３８と係合しない位置となる。この状態におい
て内部アームに対するカム２０の力は外部アームへ伝達
されずにバルブ２４はその閉位置に止まるが、第２のカ
ムフォロア表面６１，６２は第２のカム外周面２１と係
合されたままであるため、システムが非係合状態である
時にラッシュアジャスタがポンプアップする傾向はな
い。
【００１５】さまざまな直線運動構造を使用して外部ア
ームの位置を変位させることができるため実施例の図で
はアクチュエータアセンブリ１６は幾分略示されてお
り、利用される実際の構造はシステムを設置する特定エ
ンジンのスペースおよび載置する際の制約によって決ま
る。図から判るようにアセンブリはシリンダヘッドに固
定されたブラケット部材７２および端部５８の外面に支
持されて上述したように外部アームを非係合位置へ移動
させる作動部材７６を有するソレノイド７４とを具備し
ている。
【００１６】バルブ２４が第１のカム外周面２０により
開放されるかもしくは閉じたままとされるシステムとし
て本発明を説明してきた。本システムは図７（ａ）およ
び図７（ｂ）に示されるような第２のすなわち基礎円形
カム外周面２１が作動低揚程カム外周面２１’により置
換され、第１のカム外周面２０が高揚程カム外周面２
０’に置換されているバルブ組合せシステムでも使用す
ることができる。この構成では、システムが図２に示す
係合状態にある時には、前記したように高揚程外周面２
０’によりバルブ２４はその揚程プロフィルに従って開
閉される。外部アーム２２がアクチュエータ１６により
右へ変移されると、前記したように高揚程カム外周面２
０’は作用しなくなるが、外部アームの第２のカムフォ
ロア面６１，６２に作用する低揚程カム外周面２１’に
よりバルブ２４は低揚程カム外周面２１’の揚程プロフ
ィルに従って開閉される。
【００１７】
【発明の効果】本発明では、エンジンバルブと係合可能
な外部ロッカーアームと、外部ロッカーアーム内に把持
され第１のカム外周面と接触するローラが配設された内
部ロッカーアームとを含む係合可能なロッカーアームア
センブリを設け、外部ロッカーアームを僅かに移動させ
ることにより内部アームと外部アームの係合状態を変え
ることができるので、バルブ制御システムを簡単な構造
で低廉に製作することができ、複雑な機構を介さないの
で応答が改善され、切り換えのための作動力も少なくて
済むという効果がある。
【００１８】また、外部アーム上の第２のカムフォロア
要素と係合する第２のカム外周面を第１のカム外周面よ
りも低い揚程プロフィルとすることにより、内部および
外部ロッカーアームが非係合状態にある時にも低揚程カ
ム外周面でバルブが開放され、容易に２種類の揚程プロ
フィルを切り換えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】明確にするために一部を取り除いた本発明の部
分平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１のロッカーアームの外形図であ
る。（ａ）は平面図である。（ｂ）は端面図である。
（ｃ）は図３（ａ）の３−３線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第２のロッカーアームの外形図であ
る。（ａ）は平面図である。（ｂ）は端面図である。
（ｃ）は図４（ａ）の４−４線に沿った断面図である。
【図５】本発明で使用されるスプリングの平面図であ
る。
【図６】本発明に関して使用するように構成された第１
のカム外周面の端面図である。
【図７】本発明に関して使用するように構成された第２
のカム外周面の外形図である。（ａ）は第２のカム外周
面の端面図である。（ｂ）は第２のカム外周面構造の側
面図である。
【符号の説明】
１０ シリンダヘッド １２ バルブ制御システム １４ ロッカーアームアセンブリ １６ アクチュエータアセンブリ １８ 内部アームアセンブリ １９ アーム部材 ２０，２０’ 第１のカム外周面 ２１，２１’ 第２のカム外周面 ２２ 外部アーム ２３ カムシャフト ２４ ポペットバルブ ２５，２６，２８ スプリング ３０ 作動プランジャ ３２ 静止油圧ラッシュアジャスタ ３４，３６ 脚部 ３８ 接触部 ４０ 水平背骨部 ４２，４８ 孔 ４４ ニードルローラアッセンブリ ４６ 開口部 ５０ 軸 ５２，５４ 側壁 ５６ 第１の端部 ５８ 第２の端部（曲壁） ６０ 細長い孔 ６１，６２ 第２のカムフォロワ表面 ６３ 棚部 ６４ １対の脚部 ６５ 表面部 ６６ 第２の１対の脚部 ６８ 第１の端部 ７０ 脚部 ７２ ブラケット部材 ７４ ソレノイド ７６ 作動部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダヘッド（１０）と、前記シリン
    ダヘッド内で開放および閉鎖状態間を移動可能なポペッ
    トバルブ（２４）と、第１のカムプロフィルが形成され
    た第１のカム外周面（２０）をその上に有するカムシャ
    フト（２３）とを含む内燃機関用バルブ制御システム
    （１２）であって、 前記バルブ制御システムは、前記シリンダヘッド上に載
    置されて軸の周りに回転し前記ポペットバルブと係合可
    能な第１のロッカーアーム（２２）と、前記シリンダヘ
    ッド上に載置されて前記軸周りに回転しかつ前記第１の
    カム外周面と係合可能な第１のカムフォロア要素（４
    ４）をその上に有する第２のロッカーアーム（１８）と
    を具備し、 第１の位置では前記第１および第２のロッカーアームが
    互いに係合して前記軸の周りを協調して回転し、第２の
    位置では前記第１および第２のロッカーアームが互いに
    自由に回転でき、前記第１と第２の位置に対応して前記
    第１および第２のロッカーアーム間に相対移動を与える
    手段を有することを特徴とするバルブ制御システム。
  2. 【請求項２】 前記第１および第２のロッカーアームは
    前記ロッカーアームの縦軸線に直角な軸（５０）上に回
    転可能に係合されており、前記第１のロッカーアームは
    前記軸上に前記第１のロッカーアームの縦軸線に平行な
    方向に限定された直線運動ができるように係合されてお
    り、前記相対移動を与える手段は前記第１のロッカーア
    ームを前記方向へ移動させる手段（１６）を具備する請
    求項１に記載のバルブ制御システム。
  3. 【請求項３】 前記第１および第２のロッカーアームを
    前記第１の位置へ付勢する手段（２６）を含む請求項２
    に記載のバルブ制御システム。
  4. 【請求項４】 前記シリンダヘッド上に載置された油圧
    ラッシュアジャスタ（３２）を含み、前記軸は前記ラッ
    シュアジャスタの作動部材（３０）内に把持される請求
    項２に記載のバルブ制御システム。
  5. 【請求項５】 前記第１のロッカーアームには第２のカ
    ムフォロア要素（６１）がその上に形成されており、前
    記第２のカムフォロア要素は第２のカムプロフィルがそ
    の上に形成されている前記カムシャフト上の第２のカム
    外周面（２１）と係合することができる請求項４に記載
    のバルブ制御システム。
  6. 【請求項６】 前記第１のカムプロフィル（２０）は前
    記第２のカムプロフィル（２１）よりも高い揚程特性を
    有し、前記第１および第２のロッカーアームが第２の位
    置にある時には前記第１のロッカーアームは前記第２の
    カムフォロア要素と前記第２のカム外周面との係合に応
    答して前記バルブを開放するように作動することがで
    き、前記第１および第２のロッカーアームが前記第１の
    位置にある時には前記第１のロッカーアームは前記第１
    のカムフォロア要素と前記第１のカム外周面との係合に
    応答して前記バルブを開放するように作動することがで
    きる請求項５に記載のバルブ制御システム。
  7. 【請求項７】 前記第２のロッカーアームを付勢して前
    記第１のカム外周面と係合させる手段（２８）を含む請
    求項１から請求項６のいずれか１項に記載のバルブ制御
    システム。
  8. 【請求項８】 前記第１のロッカーアームは両側壁（５
    ２，５４）と、第１の端壁（５８）がその上に形成され
    ている第１の端部と、バルブ係合面（５６）と第１の接
    触面（６５）とがその上に形成されている第２の端部と
    を有する細長い矩形構造であり、前記第２のロッカーア
    ーム（１８）は前記第１のロッカーアームの両側壁間に
    内設される細長い矩形構造を具備し、前記第２のロッカ
    ーアームには前記第１および第２のロッカーアームが前
    記第１の位置にある時に前記第１の接触面と係合可能な
    第２の接触面（６３）がその上に形成されている請求項
    ２に記載のバルブ制御システム。
  9. 【請求項９】 前記第２ロッカーアーム上に配設された
    ローラ（４４）を含み、前記ローラが前記第１のカムフ
    ォロア要素である請求項８に記載のバルブ制御システ
    ム。
  10. 【請求項１０】 前記第２のロッカーアームに形成され
    て前記軸を受け入れる第１の孔（４８）と、前記第１の
    ロッカーアームの前記側壁を貫通して前記軸を受け入れ
    る第２の孔（６０）とを含み、前記第２の孔は前記第１
    のロッカーアームの縦軸に平行な方向に細長い形状とな
    っている請求項９に記載のバルブ制御システム。
JP11366396A 1995-05-26 1996-05-08 複数のロッカーアームを有するバルブ制御システム Expired - Lifetime JP3907235B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US452232 1989-12-18
US08/452,232 US5529033A (en) 1995-05-26 1995-05-26 Multiple rocker arm valve control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08319809A true JPH08319809A (ja) 1996-12-03
JP3907235B2 JP3907235B2 (ja) 2007-04-18

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ID=23795645

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11366396A Expired - Lifetime JP3907235B2 (ja) 1995-05-26 1996-05-08 複数のロッカーアームを有するバルブ制御システム

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US (1) US5529033A (ja)
JP (1) JP3907235B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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