JPH0874538A - ４サイクル内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ＤＯＨＣ機構を有する４サイクル内燃機関の可
変バルブタイミング機構に関し、高速回転性能に優れ、
機構信頼性が高い機構を提供する。 【構成】２つの吸排気バルブ１９に対し、２つの低速用
ロッカーアーム４と１つの高速用ロッカーアーム７とを
設け、ロッカーアームシャフト９の内部に、３つのロッ
カーアーム２０を連動したり独立作動したりする油圧ピ
ストン１３を、油圧ピストン支持体１０に組み込む。更
に、ロッカーアーム１５の表面から、油圧ピストン表面
に向けて、低速用及び高速用接続体１１，１２を差し込
む。油圧ピストンを油圧ピストン支持体の内部でスライ
ドさせる。油圧ピストンの表面に設定した２種類のゲー
トと、高速用接続体との相互作用により、吸排気バルブ
の開閉タイミングが、２段切りかえされる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、４サイクル内燃機関
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の４サイクル内燃機関の中でも、特
にＤＯＨＣ機構を有するタイプにおいては、可変バルブ
タイミング機構を備えたものがあった。これは吸排気バ
ルブ（１９）の開閉タイミングを、低速回転時と高速回
転時とで切りかえることにより、低速での高トルクと、
高速での高出力とを、両立させようとする機構である。
この中でも、本発明と関係が深いのは、日本の本田技研
工業が製造しているＶＴＥＣと呼ばれる機構である。そ
の仕組みは、本発明と非常に近い。すなわち２つの吸排
気バルブ（１９）に対して、２つの低速用ロッカーアー
ム（４）と、１つの高速用ロッカーアーム（７）を配置
する。そして、これら３つのロッカーアーム（１５）
を、接続したり切りはなしたりすることで、カムプロフ
ィールを、低速用と高速用とに２段切りかえする。これ
が、本田技研工業のＶＴＥＣの概略である。ＶＴＥＣ自
体は、非常に有名な技術であるので、これ以上の詳細は
周知の事実として、省略する。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、本田技研工
業のＶＴＥＣには、いくつかの問題が存在した。１つ
は、ロッカーアーム（１５）の中に、油圧ピストン（１
３）や、リターンスプリング（１４）などの機構を組み
込んだために、ロッカーアーム（１５）が重くなってし
まったという問題である。当然、重くなったロッカーア
ーム（１５）は、高速回転時には、他の機構の運動に追
従できない。これは、本来、エンジンの高速回転を想定
した同機構の目的からいって、致命的な欠点であった。
また、もう一つには、油圧ピストン（１３）を動かすた
めの油圧経路が、ロッカーアームシャフト（９）の中か
ら、ロッカーアーム（１５）の中に、飛び出していると
いう問題もあった。これは、当然オイルもれや、油圧の
不安定などの問題を引き起こす。どちらにしても、ＶＴ
ＥＣが、ロッカーアーム（１５）の内部に、油圧ピスト
ン（１３）その他の機構を、組み込んだために起こって
きた問題と言える。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明においては、ＶＴ
ＥＣが持つ以上のような欠点を解決するために、ロッカ
ーアーム（１５）の接続・分離機構を、ロッカーアーム
シャフト（９）の内部に組み込むことにした。図１、図
２は、本発明の部品構成図を示す図である。ここからも
わかるように、本発明においては、ロッカーアームシャ
フト（９）内部に、円筒形の油圧ピストン支持体（１
０）が組み込まれている。この油圧ピストン支持体（１
０）は、低速用接続体（１１）によって、低速用ロッカ
ーアーム（４）に接続される。また、油圧ピストン支持
体（１０）の表面には、１本のスリットが設定されてい
る。このスリットは、接続体用連絡用スリット（１７）
である。このスリットは、高速用接続体（１２）が、油
圧ピス卜ン支持体（１０）と連動しないで動く際に、そ
のための遊びのスペースを提供することが目的である。
また油圧ピストン支持体（１０）の内部には、楕円形や
多角形などの円以外の断面形状を持つ柱形状の油圧ピス
トン（１３）が存在する。この油圧ピストン（１３）の
表面には、特徴的な形をしたゲートが設定されている。
このゲートこそが、本発明の機能上の要となる部分であ
る。油圧ピストン（１３）の中心軸と平行して走ってい
る長い方のゲートが、スライド用ゲート（２２）であ
り、また、三角形をしたゲートが、遊び用ゲート（２
３）である。スライド用ゲート（２２）は、２つの機能
を果たす。１つには、高速用接続体（１２）を受け止め
て、高速用ロッカーアーム（７）と油圧ピストン支持体
（１０）との回転を同調させる機能。もう１つには、油
圧ピストン（１３）のスライド時に、高速用接続体（１
２）がそのスライドを妨げないようにする機能である。
また、遊び用ゲート（２３）は、以下のような機能を果
たす。すなわち、エンジンが低速回転している時に、高
速用接続体（１２）と、油圧ピストン支持体（１０）と
が連動してしまうことを防ぐ。また、図１、図２から、
ロッカーアームシャフト（９）にもまた、その円周方向
に沿って、４本のスリットが設定されているのが、わか
るはずである。これらのスリットのうち、３本が接続体
用連絡用スリット（１７）である。これらのスリット
は、低速用接続体（１１）と高速用接続体（１２）が、
ロッカーアーム（１５）および油圧ピストン支持体（１
０）と連動して動く際に、ロッカーアームシャフト
（９）が、その動きを妨げるのを防ぐために、設定され
ている。そして接続体である。低速用ロッカーアーム
（４）と油圧ピストン支持体（１０）との接続をするの
が、低速用接続体（１１）であり、高速用ロッカーアー
ム（７）と油圧ピストン支持体（１０）内部との接続を
するのが、高速用接続体（１２）である。図１、図２で
はこれらの接続体は、ビスの形状で描かれているが、も
ちろん、ボルトであってもピンであってもかまわない。
また、今度はロッカーアーム（１５）に移ることにした
い。本発明においては、２つの吸排気バルブ（１９）に
対して、３つのロッカーアーム（１５）が存在する。図
１、図２における両側２つのロッカーアーム（１５）が
低速用ロッカーアーム（４）である。この低速用ロッカ
ーアーム（４）は、１つの吸排気バルブ（１９）に対し
て、１つずつ割り当てられる。そして、その直上にある
低速カムプロフィールを有するカム駒（３）によって駆
動され、直接吸排気バルブ（１９）を開閉する。一方、
図１、図２で、両側２つの低速用ロッカーアーム（４）
の間に、はさまれて存在するのが、高速用ロッカーアー
ム（７）である。この高速用ロッカーアーム（７）は、
図１、図２のように２つの低速用ロッカーアーム（４）
に対して、１つずつ割り当てられる。そして、やはりそ
の直上にある専用の高速カムプロフィールを有するカム
駒（５）によって駆動される。ただし、直接的には、吸
排気バルブ（１９）を押さずに、動作吸収スプリング
（６）を押す。以上が本発明の部品構成である。 【０００５】 【作用】次に図３から図６までを参照してほしい。これ
らの図は、図１、図２の部品群が実際に組み込まれて作
動する様子を示した透視図である。図３と図５は、エン
ジンが低速回転である場合、図４と図６はエンジンが高
速回転である場合の、本発明の様子である。図３と図５
では、油圧ピストン（１３）は、ちょうどゲートの三角
形の部分が、高速用接続体（１２）の位置に、一致する
ように、位置しているのがわかる。前述したように、こ
の場合の三角形のゲートが、遊び用ゲート（２３）であ
る。油圧ピストン（１３）が、このような位置にあるこ
とによって、高速用ロッカーアーム（７）につながれた
高速用接続体（１２）の動作は、接続体用連絡用スリッ
ト（１７）の中を、図の場合で言えば、上下に動くだけ
となる。この結果、高速用ロッカーアーム（７）の動作
は、油圧ピストン支持体（１０）には、まったく伝えら
れない。当然、油圧ピストン支持体（１０）と、低速用
接続体（１１）によって接続されている低速用ロッカー
アーム（４）もまた、高速用ロッカーアーム（７）と
は、独立して作動する。したがって、吸排気バルブ（１
９）は、低速カムプロフィールで開閉することになる。
一方、図４と図６は、エンジンが高速回転である時の本
発明の様子だが、この場合は、油圧ピストン（１３）
は、油圧の力によって、図で言えば右側にスライドして
いる。この結果、図３と図５では、高速用接続体（１
２）の位置と一致していた、遊び用スリット（２３）の
位置が、図の右側に移動している。この結果、高速用接
続体（１２）は、スライド用ゲート（２２）の中に滑り
込むことになる。当然のこととして、高速用接続体（１
２）の動作は、直接油圧ピストン支持体（１０）に伝達
されることになる。つまり、図４、図６中での高速用接
続体（１２）の上下の動きは、そのまま油圧ピストン接
続体（１０）をも、上下に回転させるわけであるｏこれ
は、当然、油圧ピストン支持体（１０）と低速用接続体
（１１）によって接続されている、低速用ロッカーアー
ム（１１）にも影響を与えることになる。すなわち、最
終的には、高速用ロッカーアーム（７）と低速用ロッカ
ーアーム（４）とが、相互に連動して作動することにな
る。この結果、吸排気バルブ（１９）は、直接には、低
速用ロッカーアーム（４）に押されるものの、間接的に
は、高速用ロッカーアーム（７）の支配下におかれ、高
速カムプロフィールによって開閉することになる。以上
が、本発明の、動作原理である。 【０００６】 【実施例１】ところで、図１から図６は、結果的には、
本発明の典型的な実施例になるわけである。 【０００７】 【実施例２】また、図７は、本発明の４気筒分の実施例
である。ここで注意してほしいのは、専用の油圧経路用
シャフト（２４）が２本のカムシャフト（８）の間に設
定されていることである。 【０００８】 【発明の効果】以上のように、本発明は、高速用ロッカ
ーアーム（７）と低速用ロッカーアーム（４）との接続
・分離機構を、ロッカーアームシャフト（９）内部に組
み込むことに成功した。このことは、本発明が、ロッカ
ーアーム（２０）内に重く複雑な機構を有する本田技研
工業のＶＴＥＣに比べて、より高速回転に耐えられるこ
とを意味する。もちろん、オイルもれや油圧の不安定な
どの問題も、その機構上、ほとんど起こさないであろ
う。つまり、本発明は、高速回転に耐え、信頼性の高
い、かつローコストな、可変バルブタイミング機構を実
現しうるであろう。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の部品構成図。 【図２】 本発明の部品構成図。 【図３】 本発明をロッカーアームシャフト（９）上方
から見下ろした透視図。エンジンが低速回転である場
合。 【図４】 本発明をロッカーアームシャフト（９）上方
から見下ろした透視図。エンジンが高速回転である場
合。 【図５】 本発明をロッカーアームシャフト（９）上方
から見下ろした透視図。この場合、油圧ピストン支持体
（１０）は上側半分だけが、透視図になっている。エン
ジンが低速回転である場合。 【図６】 本発明をロッカーアームシャフト（９）上方
から見下ろした透視図。この場合、油圧ピストン支持体
（１０）は上側半分だけが、透視図になっている。エン
ジンが高速回転である場合。 【図７】 本発明の４気筒分の機構配置図。 【符号の説明】 １、吸気バルブ ２、排気バルブ ３、低速カムプロフィールを有するカム駒 ４、低速用ロッカーアーム ５、高速カムプロフィールを有するカム駒 ６、動作吸収スプリング ７、高速用ロッカーアーム ８、カムシャフト ９、ロッカーアームシャフト １０、油圧ピストン支持体 １１、低速用接続体 １２、高速用接続体 １３、油圧ピストン １４、リターンスプリング １５、ロッカーアーム １６、油圧経路 １７、接続体用連絡用スリット １８、空気穴連絡用スリット １９、吸排気バルブ ２０、空気穴 ２１、接続体用穴 ２２、スライド用ゲート ２３、遊び用ゲート ２４、油圧経路用シャフト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ４サイクル内燃機関の中でも、ＤＯＨＣ機構を有し、１
   気筒あたり２つの吸気バルブ（１）と２つの排気バルブ
   （２）とを有するタイプにおいて、 （イ）低速カムプロフィールを有するカム駒（３）によ
   って駆動され、かつ直接吸排気バルブ（１９）を押す、
   低速用ロッカーアーム（４）が、１バルブに対して１つ
   ずつ存在する。 （ロ）高速カムプロフィールを有するカム駒（５）によ
   って駆動され、かつ直接的には、動作吸収スプリング
   （６）を押す、高速用ロッカーアーム（７）が、２つの
   低速用ロッカーアーム（４）の間に、１つずつ存在す
   る。 （ハ）低速カムプロフィールを有するカム駒（３）と、
   高速用カムプロフィールを有するカム駒（５）とは、同
   一のカムシャフト（８）上に存在する。また、その配置
   は、２つの低速カムプロフィールを有するカム駒（３）
   の間に、１つずつの高速カムプロフィールを有するカム
   駒（５）が、配置される。 （ニ）ロッカーアームシャフト（９）の内部に、３つの
   ロッカーアーム（１５）に対して、１つの円筒形の油圧
   ピストン支持体（１０）が存在する。油圧ピストン支持
   体（１０）は、低速用接続体（１１）によって、低速用
   ロッカーアーム（４）に接続される。 （ホ）高速用ロッカーアーム（７）の回転軸部分には、
   高速用ロッカーアーム（７）の表面から、ロッカーアー
   ムシャフト（９）および油圧ピストン（１３）の中心軸
   へ向かって貫通する形で、高速用接続体（１２）が存在
   する。 （ヘ）ロッカーアームシャフト（９）の表面には、低速
   用接続体（１１）と高速用接続体（１２）が、ロッカー
   アーム（１５）および油圧ピストン支持体（１０）、そ
   して油圧ピストン（１３）に連動して動くのを妨げない
   ために、接続体用連絡用スリット（１７）が設定され
   る。 （ト）油圧ピストン支持体（１０）の内部には、楕円形
   や多角形などの円以外の断面形状を持つ柱形状の油圧ピ
   ストン（１３）が存在する。この油圧ピストン（１３）
   は、油圧ピストン支持体（１０）の中心軸と平行にスラ
   イドし、リターンスプリング（１４）を押しつけたり、
   押しつけなかったりする。 （チ）油圧ピストン（１３）の表面には、高速用接続体
   （１２）の位置に対応した、スライド用ゲート（１７）
   が、油圧ピストン（１３）の中心軸の方向と平行に設定
   される。このゲートは、高速用接続体（１２）の直径と
   同じ幅を持ち、高速用接続体（１２）と、油圧ピストン
   （１３）とが、同調して作動するための機能を果たすと
   同時に、油圧ピストン（１３）がスライドする際に、高
   速用接続体（１２）が、スライドを妨げないための機能
   を有する。 （リ）油圧ピストン（１３）の表面には、高速用接続体
   （１２）の位置に対応下、遊び用ゲート（２３）が、油
   圧ピストン（１３）の表面の外周方向に沿って設定され
   る。このゲートは、高速用接続体（１２）の直径と同じ
   か、それ以上の幅を持ち、エンジンが低速回転である時
   に、高速用接続体（１２）と油圧ピストン（１３）と
   が、相互に独立して作動するように機能する。 （ヌ）エンジンが低速回転である時には、油圧ピストン
   （１３）は、遊び用ゲート（２３）と高速用接続体（１
   ２）との位置が、一致するように位置する。この結果、
   低速用ロッカーアーム（４）と高速用ロッカーアーム
   （７）とは、相互に独立して作動する。この結果、吸排
   気バルブ（１９）は、低速カムプロフィールによって作
   動する。 （ル）エンジンが高速回転である時には、油圧ピストン
   （１３）がスライドし、遊び用ゲート（２３）と高速用
   接続体（１２）との位置が、ずれる。この結果、低速用
   ロッカーアーム（４）と高速用ロッカーアーム（７）と
   は、相互に連動して作動する。この結果、吸排気バルブ
   （１９）は、高速カムプロフィールによって作動する。 以上の構成よりなる、４サイクル内燃機関のバルブ開閉
   機構。