JPH0921306A - 弁制御システム - Google Patents
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- JPH0921306A JPH0921306A JP7347396A JP7347396A JPH0921306A JP H0921306 A JPH0921306 A JP H0921306A JP 7347396 A JP7347396 A JP 7347396A JP 7347396 A JP7347396 A JP 7347396A JP H0921306 A JPH0921306 A JP H0921306A
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- F01L2820/03—Auxiliary actuators
- F01L2820/031—Electromagnets
Abstract
作動にしたりするために特に適した、内燃機関のための
弁制御システム12を提供する。 【解決手段】 このシステムは、カム20に接触する内
側のロッカーアーム18と、弁に係合する外側のロッカ
ーアーム22を含み、内側と外側のアームは、互いに組
み合わされて、静置のラッシュ調整器32の出力プラン
ジャとピボット的に接触している。滑りラッチ部材28
が、内外側両アームが互いに効果的にラッチ結合されて
カムの力を両アームを経て弁に伝える活動の位置と、両
のアームが互いに相対的に自由に動く不活動の位置との
間を動き得る。両アームの間で働くばね26が、内側の
アームをカム及び外側のアームと係合するように押圧
し、外側のアームを弁及びラッシュ調整器と係合するよ
うに押圧する。両アームの間にあるポジティブなストッ
パが、ラッシュ調整器のリークダウンを制限する働きを
する。
Description
弁の制御システムに関し、より特定すれば、そのような
エンジンの種々の操作モードの期間において、そのエン
ジンの吸気弁または排気弁の操作特性を変えるシステム
に関する。
的に作動させられるかまたは選択されたリフトプロフィ
ルで作動されられる、多弁エンジンのための可変弁制御
システムが、この技術分野ではよく知られている。
51,817号において示されていて、この特許は、第1のカ
ムプロフィルに係合し得る第1のロッカーアーム要素
と、第2のカムプロフィルに係合し得る第2のロッカー
アーム要素と、第1と第2ののロッカーアームを相互結
合つまりラッチする手段とを開示している。
システムの、ラッチされ得るロッカーアームという概念
を、場合に応じてエンジンの弁を選択的に作動させるか
または作動させないように働き得るシステムの中に組み
込むことにある。さらにある目的は、従来技術によるシ
ステムよりも、製造がより安価にでき、応答性が改善さ
れ、所要の操作の力がより少なく、寿命がより長い、前
記種類のシステムを提供することにある。
中で操作される従来技術によるシステムにおいては、弁
がそれの不作動のモードにあって弁ばねによって付与さ
れる反抗力が実質上存在しないときにラッシュ調整器が
伸び過ぎるつまり“ポンプアップする”ことを防止する
手段が設けられなければならないという特別な問題が存
在する。従来技術によるシステムにおいては、カム軸上
に形成された基本円カム部分との係合が維持されるよう
な補助接触面をロッカーアーム構造上に設けることが必
要であった。
るローラを有する内側のロッカーアームと、弁に係合す
る外側のロッカーアームとを含み、それら内側と外側の
ロッカーアームが互いに組み合った関係にあって静置の
ラッシュ調整器の出力プランジャとピボット的に接触し
ており、内側と外側のアーム(=ロッカーアーム、以下
同じ)が効果的に相互にラッチされて弁を作動させる働
きをするという活動の位置と、内側と外側のアームが互
いに相対的に自由に動き得て弁は作動させられないとい
う不活動の位置の間を動き得る滑り式ラッチ部材を含
む、ラッチされ得るロッカーアーム組立体を設けること
により、前記の目的に対処すると共に前記の問題を解決
する。この組立体は、なお、内側と外側のアームの間に
おいて働いて、内側のアームをカム及び外側のアームと
係合するように押圧し、外側のアームをラッシュ調整器
のプランジャと係合するように押圧する押圧手段を含
む。ラッチが効いていないモードにおいては、その押圧
手段は、外側のアームでプランジャに荷重をかけること
により、ラッシュ調整器のポンプアップを防止する。ラ
ッチが効いていないモードにおいて、ラッシュ調整器の
プランジャに当たる押圧手段の荷重に起因するラッシュ
調整器のリークダウンを制限するために、ポジティブな
ストッパが設けられている。
いて図面を参照して説明する。
御システム12を組み込んだ、オーバーヘッドカムタイ
プの内燃機関のシリンダヘッド10の部分が図示されて
いる。図示されているように、その制御システム12
は、エンジンの弁を選択的に作動させるかまたは不作動
にするために特に適したタイプのものであって、弁を開
く働きをする活動モードと弁が開かれない不活動モード
の間でシフトされ得るロッカーアーム組立体14と、ロ
ッカーアーム組立体をそれの活動モードと不活動モード
の間でシフトさせる働きをするアクチュエータ組立体1
6とを含む。
弁作動用のカム20と係合し得る内側のアーム組立体1
8と、常時はばね25によって閉じ状態に維持されてい
るポペット弁24と係合し得る外側のアーム22と、内
側と外側のアームの間において働いて、内側アームをカ
ム20と係合するように押圧し、外側アームを静置のラ
ッシュ調整器32のプランジャ30と係合するように押
圧する押圧用ばね26と、外側のアーム上に滑動可能に
収容されていて、内側と外側のアームをラッチを効かせ
て一緒にすることによって制御システムの活動モードに
するか、または、それらアーム間のラッチを外すことに
よって不活動のモードにする働きをするラッチ部材28
と、を含む。本発明の望ましい実施態様においては、外
側のアーム22はプランジャ30の上にピボット的に取
り付けられており、内側のアーム18は外側のアーム2
2の上にピボット的に取り付けられている。ラッシュ調
整器32の構造や機能については、よく知られているの
で、ここでは詳しく説明しない。
より良く理解できるように、これら構造部分の詳細を図
3〜6に参考として示した。
は、平面形が概してU字形の、打ち抜きで作られた構
造、すなわち、互いに間隔を置いた両側壁部分34と3
6と、U字形のベースにある接触要素38と、中央の背
中部分40とを有する構造であるのが望ましい。背中部
分40は、後述するように外側のアームに接触するソケ
ット部分42の形でのアームのピボット点と、ばね受け
要素44とを、自らの上に形成している。ニードル・ロ
ーラ組立体48(図2参照)の心棒を収容するために、
両側壁34と36の中に、揃った穴46が形成されてい
る。より詳しくは後述するように、接触要素38は、外
側のアーム22やラッチ部材28と係わり合うラッチ面
を、自らの上に形成している。内側と外側のアームの間
の相対運動を制限するために、外向きに延びた1対のス
トッパ50,51が、両側壁34,36上に形成されて
いる。
は、互いに間隔を置いた両側壁52,54と、相互に近
寄っている両端の端部壁部分56,58とを有し平面図
で概して長方形の部材であって、端部壁部分56はばね
受け要素60となっており、端部壁部分58は弁接触パ
ッド62となっている。ウエブ要素64が、両側壁52
と54の間において形成されていて、両方のアームが組
み立てられたときに内側のアームのソケット部分42と
ラッシュ調整器のプランジャ30の間に収容されるソケ
ット部分66を、自らの上に形成している。両側壁52
と54は、ラッチ部材28を受入れるために切込み68
と70が付けられている。
は、内側と外側のアームは、内側のアーム18の背中部
分40が外側のアーム22のウエブ要素64を覆って収
容されるように、互いに組み合う。ニードル・ローラ組
立体48は、ローラの心棒が穴46の中に滑り嵌めされ
るということで、内側のアームの両側壁34,36の間
に収容される。内側のアームが外側のアームの両側壁5
2,54の間に収容されていれば、心棒76は、運転の
間、常に両側壁に接触するので、ニードル・ローラ組立
体を止めるために、ピン打ち(staking)のようなポジテ
ィブな止め手段は必要でない。
の中に設置されるときには、外側のアーム22のソケッ
ト部分66がラッシュ調整器32のプランジャ30の上
に載って位置決めされ、それにより、内側のアーム18
のローラ組立体48はカム20と接触するように、そし
て外側のアーム22の接触パッド62は弁24と接触す
るように、位置決めされる。ばね26が、内側と外側の
アームの間の両方のばね受け44と60にまたがって位
置決めされたときには、内側のアーム18はカム20に
係合(ローラ48を経て)するように押圧され、外側の
アーム22は弁24と係合するように押圧され、その
際、ロッカーアーム組立体14の、ラッシュ調整器の長
さ方向軸線の回りでの角度位置は、弁24のステム端
が、外側のアーム22の互いに近寄っている端部の両側
壁の間に閉じ込められることによって維持される。
よって、活動のモードと不活動のモードの間でシフトさ
れる。図示の実施例においては、ラッチは、外側のアー
ム22上に載せられたプレートの形をなしていて、内側
のアームの接触要素38と係合し得る。ラッチ部材28
は、外側のアームの上側面に沿って滑るプレート要素7
8を含み、そのプレート要素78は、内側のアームの接
触要素38と係合し得る中央領域80と、内側のアーム
を跨いでいて外側のアームのスロット68と70の中に
受入れられ得るような1対の軸方向に延びたフィンガー
要素82と84を有している。このラッチ部材は、ラッ
チが掛かる位置へと押圧され、外側のアームの端部58
を部分的に包囲するタブ86と88によって、外側のア
ームの上での定位置に維持される。図1と2で図示され
ているように、ラッチ部材は、活動の位置、すなわち、
中央領域80が内側のアームによって係合される係合の
位置にある。この位置においては、カム20が図2の破
線の位置を経て回転するときに、ローラ48上でのカム
20の力が、ラッチ28を経て外側のアーム22へ、そ
して弁24へと伝えられるので、弁はそれの開位置へと
動かされる。
のモードへとシフトさせるには、ラッチ部材28が、ア
クチュエータ組立体16によって、図2で右側へと動か
されるので、ラッチ部材は滑って内側のアームとの係合
から外される。ラッチが係合から外されたときには内側
のアームに当たるカムの力が外側のアームに伝えられな
いので、弁はそれの閉位置に止まっている。
タ組立体は幾分か概略図的に示されている。何故なら
ば、ラッチ部材28をシフトさせるためには多種類のリ
ニア型アクチュエータの構造が用いられ得るのであり、
実際に用いられる構造は、そのシステムが設置される場
合々々のエンジンに伴っているスペースや取り付け上の
制限に依存することになるからである。ここで示されて
いる限りでは、その組立体は、エンジンに適切に取り付
けられたブラケット部材90と、そのブラケットに取り
付けられたソレノイド92と、ブラケットに96におい
てピボット的に取り付けられていて、ラッチ部材28の
中では滑動自由に収容されており、ソレノイドの出力部
材98によって係合されている作動用ロッド94と、ソ
レノイド92とロッド94の間で働いてラッチ部材を常
時係合する位置へと押圧する圧縮ばね99と、を含む。
弁の動きの便宜を図るために、ロッド94は、ラッチ部
材上に形成された球形ソケット要素に貫通収容されてい
るので、ラッチ部材は、実線で示された弁閉の位置と破
線で示された弁開の位置の間を動くについて、アクチュ
エータとラッチの間での不当なラッシュなしにロッドに
沿って滑ることを許されている。
示であって、このシステムが、ラッチ外れのモードにお
けるラッシュ調整器のポンプアップの問題を、基本円接
触要素や類似のものを必要とせずに、どのようにして克
服しているかを図示している。ラッシュ調整器のポンプ
アップは、この制御システムの適切な機能を維持するた
めには大きな関心事である。内側のアームがカム20の
基本円に係合しているときの過度なポンプアップは、ラ
ッチ掛けとラッチ外しのどちらの機能にも影響を及ぼ
す。ラッチ掛かりのモードにおいては、ポンプアップ
は、内側のアームの接触要素38がラッチ部材28に荷
重をかけるという結果を生むので、ラッチが係合から外
れることが許されない。ラッチ外れのモードにおいて
は、ポンプアップは、接触要素38がラッチより下にな
るという結果を生むので、ラッチが再び係合することが
許されない。
らの上向きの力が、基本円にある内側のロッカーアーム
からの下向きの荷重を超えるときに起こる。ラッシュ調
整器32からの力は、プランジャのばね荷重と、高圧油
の力、すなわち、ラッシュ調整器に供給された高圧油が
プランジャの投影面積に作用してプランジャをボディか
ら押し出そうとする高圧油の力の合計であって、それを
大きく支配しているのは油圧である。この不平衡の状態
は、プランジャと外側のアーム22を上向きに押すの
で、その結果、外側のアームが、ある静的平衡に達する
まで弁のチップの回りで回転することとなる。外側のア
ームとプランジャが軸方向上方へと動くと、内側のアー
ム18も上向きに押される。カム20が、ローラ48が
上向きに動くことを阻止するので、内側のアームは、プ
ランジャが上向きに動くときにローラの軸線の回りで回
転することを強制され、それによりばね26が圧縮され
て内側と外側のアーム間の荷重が増大し、結果として
は、ある静的状態になるか、またはプランジャがそれの
行程端に達するまで動くことになる。
ある。これは、ばね26からの荷重がラッシュ調整器か
らの荷重を超えるときに起こる。リークダウンは、外側
のアームの両側壁52と54に係合するものであるスト
ッパ50と51によって制御される。ばね26がこれら
ストッパに荷重を及ぼしているときには、荷重が、ラッ
シュ調整器とそれらストッパの間で分担され、ある静的
状態が再び達成されるに至る。下記の複数の式におい
て、F1はラッシュ調整器のプランジャ30によってロ
ッカーアーム組立体に付与される力であり、F2は内側
と外側のアームの間で働くばね26の力であり、F3は
ローラ48に当たるカム20の力であり、F4は弁のチ
ップに当たる反力であり、F5はストッパ50と51に
おいての内側と外側のアームの間の力であり、F6はプ
ランジャとの接触部においての内側と外側のアームの間
で働く力である。
が、外側のアームのソケット要素66によって規定され
るピボット点Pの回りで働くことが知られる。ばねの力
F2は、点Pの回りで働いて、内側のアーム18に力を
付与し、その力は、カムがそれの基本円にあるときには
ローラ48をカム20に接触した状態に保ち、カムがそ
れの活動の位置つまり弁開の位置へと回転するときには
カムの力F3に反抗する。力F2は、また、外側アーム2
2に力を付与し、その力は、すべての運転モードにおい
て、パッド62を弁24と接触した状態に保つ。
つまり活動のモードにあるときには、カム20によって
ローラ48に付与される力F3が、内側のアームの接触
要素38からラッチ部材28を経て外側のアーム22
へ、そして弁24へと伝わるので、弁は、弁ばねの力に
反抗して開にされる。
ドにシフトさせることは、ローラ48がカムの基本円の
部分と接触していてラッチ機構に働いている力が最小で
あるときに行われる。不活動のモードにおいては、ラッ
チ部材28が、接触要素38と外側のアームの間から除
去されるので、内側と外側のアームは、ラッシュ調整器
のところで相互に回転することを許され、そこでは、力
F3は、弁を動かすには不足である。この状態において
は、ばね力F2は、内側のアームのローラ48をカム2
0と接触した状態に、そして外側のアームを弁24と接
触した状態に保ち、その一方で、プランジャの力F1に
反抗し、ラッシュ調整器がポンプアップすることを阻止
するために十分な、プランジャに当たる力を維持するた
めに、計算される。
の各々の力を規定しており、そこでは、“E”は、ばね
力の、ストッパ50と51に付与される分数と定義さ
れ、それは、カムが基本円上にあるときにラッシュ調整
器がリークダウンすることを阻止しラッチ部材の界面で
のラッシュを設定する。(理論的には、この力はゼロで
あってよい。)
的な平面図である。
る。
る。
図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 シリンダヘッド(10)と、ホペット弁
(25)と、周上にカムローブ(20)が形成されてい
るカム軸とを含んだ内燃機関のための弁制御システム
(12)であって、 前記シリンダヘッド上にあってピボット点になっている
手段(30)と、 前記ピボット点の回りで回転可能に取り付けられていて
前記ポペット弁と係合し得る第1のロッカーアーム(2
2)と、 前記第1のロッカーアームと相対的に回転可能に取り付
けられていて前記カムローブに係合し得る第2のロッカ
ーアーム(18)と、 前記第1のロッカーアームを前記ピボット点に係合する
ように押圧し前記第2のロッカーアームを前記カムロー
ブに係合するように押圧する手段(26)と、 前記第1と第2のロッカーアームを選択的に相互結合さ
せて前記ピボット点の回りで一緒に、前記カムローブに
よって前記第2のロッカーアームに付与された力に応じ
て回転させる手段(16,28)と、 を含む弁制御システム。 - 【請求項2】 前記第1と第2のロッカーアームを相互
結合させる前記手段が、 前記第1と第2のロッカーアームのうちの一つの上で滑
動可能に取り付けられていて、該ロッカーアームが他方
の前記ロッカーアームと係合する第1の位置と、該ロッ
カーアームが他方の前記ロッカーアームと係合しない第
2の位置との間で動き得る、プレート部材(28)と、 前記プレート部材を前記第1と第2の位置の間で動かす
働きをする手段(16)と、を含む、請求項1記載の弁
制御システム。 - 【請求項3】 前記第1のロッカーアームを前記ピボッ
ト点に係合するように押圧し前記第2のロッカーアーム
を前記カムローブに係合するように押圧する前記手段
が、前記第1と第2のロッカーアーム間で働くばね(2
6)を含む、請求項1記載の弁制御システム。 - 【請求項4】 前記第1のロッカーアームは、それの一
方の端部(58)において形成された弁接触要素(6
2)と、それの反対側の端部(56)において形成され
た第1のばね収容面(60)と、前記弁接触要素と前記
ばね収容面の間において形成された第1のピボット支持
要素(66)とを有する細長い形状の第1のアーム部材
を含み、かつ前記ピボット支持要素は第1の凹形の支持
面とさらにある凸形の支持面を形成しており、 前記第2のロッカーアームは、それの一方の端部におい
て形成された接触面(38)と、それの反対側の端部に
おいて形成された第2のばね収容面(44)と、前記接
触面と前記ばね収容面の間において形成された第2のピ
ポット支持要素(42)と、それの上に形成された第2
の凹形の支持面と、前記ピボット支持要素と前記接触面
の間にあるカム接触要素(48)と、を有する細長い形
状の第2のアーム部材を含み、 前記第1のアーム部材は、前記ピボット点になっている
手段の上に第1の凹形の支持面を前記ピボット点と接触
させるように収容されており、 前記第2のアーム部材は、前記第1のアーム部材の上
に、第2の凹形の支持面を前記の凸形の支持面と係合さ
せるように収容されており、 前記第1と第2のロッカーアームの間で働く前記ばね
は、前記第1と第2のばね収容面の間に収容された圧縮
ばねを含む、請求項3記載の弁制御システム。 - 【請求項5】 前記カム接触要素が、前記第2のアーム
部材上に回転可能に取り付けられたローラを含む、請求
項4記載の弁制御システム。 - 【請求項6】 前記第1のアーム部材(22)は、 互いに間隔を置いた両側壁(52,54)と互いに近寄
っている両端の端部壁とを有して、前記端部壁のうちの
一つは前記第1のばね収容面を形成している前記長方形
の構造と、 互いに間隔を置いた前記両側壁の間に形成されたウエブ
要素(64)であって、該ウエブ要素上には前記第1の
支持要素が形成されている前記ウエブ要素と、 を有し、 前記第2のアーム部材(18)は、 互いに間隔を置いた両側壁(34,36)と、前記接触
面(38)を形成している閉じた端部分と、を有する概
してU字形の部分を含んだ概して長方形の構造と、 前記両側壁の間に形成された背中要素(40)と、 前記第2のピボット支持要素を形成する前記背中要素の
第1の部分と、 前記第2のばね収容面を形成する前記背中要素の第2の
部分と、 を有し、 前記第1と第2のアーム部材は、前記第2のアーム部材
が前記第1のアーム部材の互いに間隔を置いた両側壁の
内部に収容されるように互いに組み合わされており、 前記両方のばね収容面と前記ばねは、前記ばねの押圧力
が前記第2のピポット支持面を前記第1のピポット支持
面に係合させて置く働きをするように配置されている、
請求項4記載の弁制御システム。 - 【請求項7】 前記ローラが、前記第2のアーム部材の
互いに間隔を置いた両側壁部分に形成された貫通穴(4
6)の中に収容された心棒(76)の上に取り付けられ
ていて、該心棒は前記第1のアーム部材の互いに間隔を
置いた両側壁と接触することによって止められている、
請求項6記載の弁制御システム。 - 【請求項8】 前記第2のアーム部材上に形成されてい
て、前記第1のアーム部材と係合することによって前記
第1と第2のアーム部材の間の相対的運動を制限する一
つまたはより多くのストッパ(50,51)を含む、請
求項6記載の弁制御システム。 - 【請求項9】 前記第2のアーム部材上の接触面が、前
記第1のアーム部材の第1の相互に近寄っている端部壁
部分に非常に近接して配置されていて、前記端部壁部分
はそれの上に形成された平面を有しており、前記プレー
ト部材(28)は、前記の両方のアーム部材が互いに相
対的に回転するときには、前記平面に沿って、前記接触
面に接触する位置まで滑ることができる、請求項6記載
の弁制御システム。 - 【請求項10】 前記ピボット点(30)が、前記シリ
ンダヘッド上に取り付けられた油圧式ラッシュ調整器
(32)の出力部材で決められている、請求項1から9
までのいずれか1項記載の弁制御システム。 - 【請求項11】 シリンダヘッド(10)と、ホペット
弁(25)と、周上にカムローブ(20)が形成されて
いるカム軸と、を含んだ内燃機関のための弁制御システ
ム(12)であって、 前記シリンダヘッド上にピボット的に取り付けられてい
て前記ポペット弁と係合し得る第1のロッカーアーム
(22)と、 前記シリンダヘッド上にピボット的に取り付けられてい
る第2のロッカーアーム(18)であって、それの上に
取り付けられていて前記カムローブと係合し得るローラ
(48)を有しているという第2のロッカーアーム(1
8)と、 前記第1と第2のロッカーアームを選択的に相互結合さ
せて、前記カムローブによって前記第2のロッカーアー
ムに付与された力に応じて一緒に回転させる手段(1
6,28)で成っているという弁制御システム(12)
において、 前記第1のロッカーアームは互いに間隔を置いた両側壁
(52,54)で形を決められており、 前記第2のロッカーアームは前記の両側壁の間において
収容されており、 前記ローラは前記第2のロッカーアームを貫いて収容さ
れた心棒上に取り付けられており、 前記心棒(76)は前記の両側壁と係合することにより
軸方向で止められている、ことを特徴とする弁制御シス
テム(12)。 - 【請求項12】 シリンダヘッド(10)と、ホペット
弁(25)と、周上にカムローブ(20)が形成されて
いるカム軸とを含んだ内燃機関のための弁制御システム
(12)であって、 前記シリンダヘッド上にピボット的に取り付けられてい
て前記ポペット弁と係合し得る第1のロッカーアーム
(22)と、 前記第1のロッカーアームに関してピボット的に取り付
けられていて前記カムローブと係合し得る第2のロッカ
ーアーム(18)と、 前記第1と第2のロッカーアームを選択的に相互結合さ
せて、前記カムローブによって前記第2のロッカーアー
ムに付与された力に応じて一緒に回転させる手段(1
6,28)と、を含む弁制御システム(12)におい
て、 前記第1と第2のロッカーアームを相互結合させるため
の前記手段が、前記第1と第2のロッカーアームと相対
的に、前記第1と第2のロッカーアームの間の相対的回
転を妨害する第1の位置と、前記第1と第2のロッカー
アームの間の相対的回転を許す第2の位置と、の間を動
き得るプレート部材(28)を含むことを特徴とする弁
制御システム(12)。
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