JPH0932519A - 可変動弁機構 - Google Patents
可変動弁機構Info
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- JPH0932519A JPH0932519A JP7201733A JP20173395A JPH0932519A JP H0932519 A JPH0932519 A JP H0932519A JP 7201733 A JP7201733 A JP 7201733A JP 20173395 A JP20173395 A JP 20173395A JP H0932519 A JPH0932519 A JP H0932519A
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- follow
- variable valve
- internal combustion
- combustion engine
- contact portion
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内燃機関の低回転時から高回転時まで、バル
ブタイミング及びリフト量を連続的に又は段階的に変化
させて、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行な
い、さらには、内燃機関が中・高回転時に突然停止した
ような場合でも、内燃機関のスムーズな再始動を可能に
する。 【構成】 可変動弁機構は、低回転用から高回転用まで
カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カ
ム２を備えたカムシャフト１と、内燃機関の回転数等の
運転状況に応じてカムシャフト１を軸方向へ連続的に変
位させる変位装置３と、立体カム２のカムプロフィール
に基づいて揺動することによりバルブを開閉するスイン
グアーム又はロッカアームとを備える。変位装置３は、
内燃機関が停止した時に、カムシャフト１を低回転用カ
ムプロフィールがスイングアーム等に作用する低回転位
置へ戻すリターンスプリング３４を備える。
ブタイミング及びリフト量を連続的に又は段階的に変化
させて、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行な
い、さらには、内燃機関が中・高回転時に突然停止した
ような場合でも、内燃機関のスムーズな再始動を可能に
する。 【構成】 可変動弁機構は、低回転用から高回転用まで
カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カ
ム２を備えたカムシャフト１と、内燃機関の回転数等の
運転状況に応じてカムシャフト１を軸方向へ連続的に変
位させる変位装置３と、立体カム２のカムプロフィール
に基づいて揺動することによりバルブを開閉するスイン
グアーム又はロッカアームとを備える。変位装置３は、
内燃機関が停止した時に、カムシャフト１を低回転用カ
ムプロフィールがスイングアーム等に作用する低回転位
置へ戻すリターンスプリング３４を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の低回転
時から高回転時まで、バルブタイミング及びリフト量を
連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構に関する
ものである。
時から高回転時まで、バルブタイミング及びリフト量を
連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、内燃機関の低回転時と高回転
時とで、バルブタイミング（開弁作用角と位相とを含
む）及びリフト量を二段階に変化させる動弁機構が種々
知られている。例えば、開弁作用角及びリフト量の小さ
い低回転用カムと、開弁作用角及びリフト量の大きい高
回転用カムとを切り替えて、それぞれスイングアームを
揺動させるタイプの可変動弁機構がある。このタイプで
は、低回転時に、図２３に実線で示すように、左側の排
気バルブも右側の吸気バルブも開弁作用角及びリフト量
を小さくして、吸気にスワールを与え、低速トルクを高
めるとともに、燃費を向上させている。また、高回転時
には、図２３に破線で示すように、排気バルブも吸気バ
ルブも開弁作用角及びリフト量を大きくして、吸気量を
増やし、高速出力を高めている。
時とで、バルブタイミング（開弁作用角と位相とを含
む）及びリフト量を二段階に変化させる動弁機構が種々
知られている。例えば、開弁作用角及びリフト量の小さ
い低回転用カムと、開弁作用角及びリフト量の大きい高
回転用カムとを切り替えて、それぞれスイングアームを
揺動させるタイプの可変動弁機構がある。このタイプで
は、低回転時に、図２３に実線で示すように、左側の排
気バルブも右側の吸気バルブも開弁作用角及びリフト量
を小さくして、吸気にスワールを与え、低速トルクを高
めるとともに、燃費を向上させている。また、高回転時
には、図２３に破線で示すように、排気バルブも吸気バ
ルブも開弁作用角及びリフト量を大きくして、吸気量を
増やし、高速出力を高めている。
【０００３】また、内燃機関の低回転時と高回転時と
で、吸気側のカムシャフトをヘリカルスプライン使用の
変位装置で一定角度回転させることにより、開弁作用角
及びリフト量はそのままで、バルブタイミングの位相の
みを変化させ、その吸気カムで直打式バルブリフタを押
圧するタイプの可変動弁機構がある。このタイプでは、
低回転時に、図２４に実線で示すように、右側の吸気バ
ルブのバルブタイミングの位相を左側の排気バルブ側に
ずらし、バルブオーバーラップを大きくして、吸気早閉
効果を得、低速トルクを高めつつ燃費を向上させてい
る。また、高回転時には、図２４に破線で示すように、
吸気バルブのバルブタイミングの位相を左側の排気バル
ブから離す方向にずらし、バルブオーバーラップを小さ
くして、吸気時間を長くとり、高速出力を高めている。
で、吸気側のカムシャフトをヘリカルスプライン使用の
変位装置で一定角度回転させることにより、開弁作用角
及びリフト量はそのままで、バルブタイミングの位相の
みを変化させ、その吸気カムで直打式バルブリフタを押
圧するタイプの可変動弁機構がある。このタイプでは、
低回転時に、図２４に実線で示すように、右側の吸気バ
ルブのバルブタイミングの位相を左側の排気バルブ側に
ずらし、バルブオーバーラップを大きくして、吸気早閉
効果を得、低速トルクを高めつつ燃費を向上させてい
る。また、高回転時には、図２４に破線で示すように、
吸気バルブのバルブタイミングの位相を左側の排気バル
ブから離す方向にずらし、バルブオーバーラップを小さ
くして、吸気時間を長くとり、高速出力を高めている。
【０００４】これら従来の可変動弁機構によれば、一般
的な動弁機構に比べて、トルク、出力、燃費、排気ガス
のクリーン度等の諸特性がかなり向上する。図７には、
これら従来の可変動弁機構により得られる内燃機関のト
ルク特性を一点鎖線で示し、可変性の無い一般的な動弁
機構により得られる内燃機関のトルク特性を破線で示し
たが、前者は後者に対し全回転域にわたってトルクが増
加している。また、設定にもよるが、燃費は最大で８〜
１０％程度向上するといわれている。
的な動弁機構に比べて、トルク、出力、燃費、排気ガス
のクリーン度等の諸特性がかなり向上する。図７には、
これら従来の可変動弁機構により得られる内燃機関のト
ルク特性を一点鎖線で示し、可変性の無い一般的な動弁
機構により得られる内燃機関のトルク特性を破線で示し
たが、前者は後者に対し全回転域にわたってトルクが増
加している。また、設定にもよるが、燃費は最大で８〜
１０％程度向上するといわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これら従来
の可変動弁機構にも、次のような課題が残っていた。 上記のいずれのタイプにおいても、低回転時と高回
転時とでバルブタイミング又はリフト量を二段階に変化
させるだけなので、内燃機関の運転状況に応じた精密な
制御は難しかった。そして、図７に一点鎖線で示すよう
に、低回転時と高回転時との切替ポイントでトルク特性
に谷が生じることがあった。この現象は、特に高回転域
（例えば８０００ｒｐｍ以上）を重視した設定を行なっ
た場合に現れやすかった。
の可変動弁機構にも、次のような課題が残っていた。 上記のいずれのタイプにおいても、低回転時と高回
転時とでバルブタイミング又はリフト量を二段階に変化
させるだけなので、内燃機関の運転状況に応じた精密な
制御は難しかった。そして、図７に一点鎖線で示すよう
に、低回転時と高回転時との切替ポイントでトルク特性
に谷が生じることがあった。この現象は、特に高回転域
（例えば８０００ｒｐｍ以上）を重視した設定を行なっ
た場合に現れやすかった。
【０００６】 開弁作用角及びリフト量はそのまま
で、バルブタイミングの位相のみを変化させる場合に
は、高回転時の出力を重視して開弁作用角を大きくして
おくと、低回転時のトルクが犠牲になってアイドリング
も不安定になり、低回転時のトルクを重視して開弁作用
角を小さくしておくと、高回転時の出力が犠牲になる、
という二律背反の問題があった。
で、バルブタイミングの位相のみを変化させる場合に
は、高回転時の出力を重視して開弁作用角を大きくして
おくと、低回転時のトルクが犠牲になってアイドリング
も不安定になり、低回転時のトルクを重視して開弁作用
角を小さくしておくと、高回転時の出力が犠牲になる、
という二律背反の問題があった。
【０００７】 開弁作用角及びリフト量の小さい低回
転用カムと、開弁作用角及びリフト量の大きい高回転用
カムとを切り替える場合には、上記二律背反の問題は解
決できるが、一つのバルブに対して二つのカムと二つ〜
三つのアームとが必要になるため、構造が複雑になり、
コンパクト化が難しいという問題があった。また、切替
機構としてはピンを高油圧で移動させるタイプが主流で
あったため、一回の作動でスムーズに切り替わらなかっ
たり、切替時に異音が発生したり、一部が摩耗したりし
て、精度や信頼性に欠けるという問題があった。さら
に、切替応答性を早くするために高油圧源が必要になる
という問題もあった。
転用カムと、開弁作用角及びリフト量の大きい高回転用
カムとを切り替える場合には、上記二律背反の問題は解
決できるが、一つのバルブに対して二つのカムと二つ〜
三つのアームとが必要になるため、構造が複雑になり、
コンパクト化が難しいという問題があった。また、切替
機構としてはピンを高油圧で移動させるタイプが主流で
あったため、一回の作動でスムーズに切り替わらなかっ
たり、切替時に異音が発生したり、一部が摩耗したりし
て、精度や信頼性に欠けるという問題があった。さら
に、切替応答性を早くするために高油圧源が必要になる
という問題もあった。
【０００８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バルブタイ
ミング及びリフト量を連続的に又は段階的に変化させ
て、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうこ
とができ、さらには、内燃機関が中・高回転時に突然停
止したような場合でも、自動的に低回転用カムプロフィ
ールが作用するように戻して内燃機関のスムーズな再始
動を可能にする新規な可変動弁機構を提供することにあ
る。
し、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バルブタイ
ミング及びリフト量を連続的に又は段階的に変化させ
て、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうこ
とができ、さらには、内燃機関が中・高回転時に突然停
止したような場合でも、自動的に低回転用カムプロフィ
ールが作用するように戻して内燃機関のスムーズな再始
動を可能にする新規な可変動弁機構を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の可変動弁機構は、低回転用カムプロフィー
ルから高回転用カムプロフィールまでカムプロフィール
を軸方向に連続的に変化させた立体カムを備えたカムシ
ャフトと、内燃機関の回転数等の運転状況に応じてカム
シャフトを軸方向へ連続的に又は段階的に変位させる変
位装置と、立体カムとバルブとの間に介在して、カムプ
ロフィールに基づいてバルブを開閉する介在部材とを備
え、変位装置は、内燃機関が停止した時に、カムシャフ
トを低回転用カムプロフィールが介在部材に作用する低
回転位置へ自動的に戻すよう構成されたことを特徴とし
ている。
に、本発明の可変動弁機構は、低回転用カムプロフィー
ルから高回転用カムプロフィールまでカムプロフィール
を軸方向に連続的に変化させた立体カムを備えたカムシ
ャフトと、内燃機関の回転数等の運転状況に応じてカム
シャフトを軸方向へ連続的に又は段階的に変位させる変
位装置と、立体カムとバルブとの間に介在して、カムプ
ロフィールに基づいてバルブを開閉する介在部材とを備
え、変位装置は、内燃機関が停止した時に、カムシャフ
トを低回転用カムプロフィールが介在部材に作用する低
回転位置へ自動的に戻すよう構成されたことを特徴とし
ている。
【００１０】ここで、低回転用カムプロフィールにおけ
るバルブタイミングの位相、開弁作用角及びリフト量
と、高回転用カムプロフィールにおけるバルブタイミン
グの位相、開弁作用角及びリフト量は、個々の内燃機関
における要求事項に応じて適宜設定することができる。
もっとも、多くの場合、低回転用カムプロフィールは開
弁作用角及びリフト量が小さく、高回転用カムプロフィ
ールは開弁作用角及びリフト量が大きい。
るバルブタイミングの位相、開弁作用角及びリフト量
と、高回転用カムプロフィールにおけるバルブタイミン
グの位相、開弁作用角及びリフト量は、個々の内燃機関
における要求事項に応じて適宜設定することができる。
もっとも、多くの場合、低回転用カムプロフィールは開
弁作用角及びリフト量が小さく、高回転用カムプロフィ
ールは開弁作用角及びリフト量が大きい。
【００１１】変位装置によりカムシャフトを段階的に変
位させる場合、二段階に変化させてもよいが、その場合
は二段階の変位を調節できるようにすることが好まし
い。さらに好ましくは、カムシャフトを少なくとも三段
階に変位させることである。最も好ましくは、カムシャ
フトを連続的に変位させることである。
位させる場合、二段階に変化させてもよいが、その場合
は二段階の変位を調節できるようにすることが好まし
い。さらに好ましくは、カムシャフトを少なくとも三段
階に変位させることである。最も好ましくは、カムシャ
フトを連続的に変位させることである。
【００１２】前記変位装置は特定の構造に限定されず、
次のものを例示できる。 Ａ） カムシャフトを油圧に応じた変位量だけ軸方向へ
変位させる油圧式アクチュエータと、内燃機関の回転数
等の運転状況に応じて油圧式アクチュエータへの油圧を
変化させる制御装置と、内燃機関が停止して油圧式アク
チュエータへの油圧が低下した時に、カムシャフトを前
記低回転位置へ戻すリターンスプリングとを備えた構
成。 Ｂ） カムシャフトを電磁力に応じた変位量だけ軸方向
へ変位させる電磁式アクチュエータと、内燃機関の回転
数等の運転状況に応じて電磁式アクチュエータの電磁力
を変化させる制御装置と、内燃機関が停止して電磁式ア
クチュエータへの油圧が低下した時に、カムシャフトを
前記低回転位置へ戻すリターンスプリングとを備えた構
成。
次のものを例示できる。 Ａ） カムシャフトを油圧に応じた変位量だけ軸方向へ
変位させる油圧式アクチュエータと、内燃機関の回転数
等の運転状況に応じて油圧式アクチュエータへの油圧を
変化させる制御装置と、内燃機関が停止して油圧式アク
チュエータへの油圧が低下した時に、カムシャフトを前
記低回転位置へ戻すリターンスプリングとを備えた構
成。 Ｂ） カムシャフトを電磁力に応じた変位量だけ軸方向
へ変位させる電磁式アクチュエータと、内燃機関の回転
数等の運転状況に応じて電磁式アクチュエータの電磁力
を変化させる制御装置と、内燃機関が停止して電磁式ア
クチュエータへの油圧が低下した時に、カムシャフトを
前記低回転位置へ戻すリターンスプリングとを備えた構
成。
【００１３】前記介在部材も特定の構造に限定されず、
次のものを例示できる。 ａ） 立体カムのカムプロフィールに基づいて揺動する
ことによりバルブを開閉するアーム。該アームに、立体
カムの回転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体
カムに接触する追従接触部付ローラ機構を設けることが
好ましい。 ｂ） 立体カムのカムプロフィールに基づいて直線的に
往復動することによりバルブを開閉するカップ状の直打
式バルブリフタ。該バルブリフタに、立体カムの回転に
伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カムに接触す
る追従接触部を設けることが好ましい。
次のものを例示できる。 ａ） 立体カムのカムプロフィールに基づいて揺動する
ことによりバルブを開閉するアーム。該アームに、立体
カムの回転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体
カムに接触する追従接触部付ローラ機構を設けることが
好ましい。 ｂ） 立体カムのカムプロフィールに基づいて直線的に
往復動することによりバルブを開閉するカップ状の直打
式バルブリフタ。該バルブリフタに、立体カムの回転に
伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カムに接触す
る追従接触部を設けることが好ましい。
【００１４】前記ａ）のアームとしては、次のものを例
示できる。 １） 一端部がロッカシャフトに揺動可能に軸支され、
他端部にバルブ押圧部を備え、中央部に追従接触部付ロ
ーラ機構を備えたスイングアーム。 ２） 一端部がピボットに揺動可能に支持され、他端部
にバルブ押圧部を備え、中央部に追従接触部付ローラ機
構を備えたスイングアーム。 ３） 一端部に追従接触部付ローラ機構を備え、他端部
にバルブ押圧部を備え、中間部がロッカシャフトに揺動
可能に軸支されたロッカアーム。
示できる。 １） 一端部がロッカシャフトに揺動可能に軸支され、
他端部にバルブ押圧部を備え、中央部に追従接触部付ロ
ーラ機構を備えたスイングアーム。 ２） 一端部がピボットに揺動可能に支持され、他端部
にバルブ押圧部を備え、中央部に追従接触部付ローラ機
構を備えたスイングアーム。 ３） 一端部に追従接触部付ローラ機構を備え、他端部
にバルブ押圧部を備え、中間部がロッカシャフトに揺動
可能に軸支されたロッカアーム。
【００１５】前記追従接触部付ローラ機構としては、次
のものを例示できる。 イ） アームに取り付けられた支軸と、支軸に滑り回動
可能に外挿された球面滑り軸受とで構成され、球面滑り
軸受の外レースが追従接触部とされたもの。 ロ） アームに取り付けられた支軸と、支軸に滑り回動
可能に外挿された自動調心ころがり軸受とで構成され、
自動調心ころがり軸受の外レースが追従接触部とされた
もの。 ハ） 外周面が凸状球面とされアームに取り付けられた
ボール支軸と、内レースの内周面が凹状球面とされボー
ル支軸に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿されたころが
り軸受とで構成され、ころがり軸受の外レースが追従接
触部とされたもの。 ニ） アームに取り付けられた支軸と、外周面が凸状球
面とされ支軸に滑り回動可能に外挿されたローラとで構
成され、ローラの特に凸状球面が追従接触部とされたも
の。
のものを例示できる。 イ） アームに取り付けられた支軸と、支軸に滑り回動
可能に外挿された球面滑り軸受とで構成され、球面滑り
軸受の外レースが追従接触部とされたもの。 ロ） アームに取り付けられた支軸と、支軸に滑り回動
可能に外挿された自動調心ころがり軸受とで構成され、
自動調心ころがり軸受の外レースが追従接触部とされた
もの。 ハ） 外周面が凸状球面とされアームに取り付けられた
ボール支軸と、内レースの内周面が凹状球面とされボー
ル支軸に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿されたころが
り軸受とで構成され、ころがり軸受の外レースが追従接
触部とされたもの。 ニ） アームに取り付けられた支軸と、外周面が凸状球
面とされ支軸に滑り回動可能に外挿されたローラとで構
成され、ローラの特に凸状球面が追従接触部とされたも
の。
【００１６】なお、本発明の可変動弁機構は、吸気バル
ブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできる
が、両方に適用することが好ましい。
ブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできる
が、両方に適用することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を吸気バルブ及び排
気バルブの両方に実施した可変動弁機構の形態例につい
て、図面を参照して説明する。よって、以下の実施形態
において単にバルブというときは、吸気バルブと排気バ
ルブの両方を指す。
気バルブの両方に実施した可変動弁機構の形態例につい
て、図面を参照して説明する。よって、以下の実施形態
において単にバルブというときは、吸気バルブと排気バ
ルブの両方を指す。
【００１８】まず、図１〜図７は第一実施形態の可変動
弁機構の本体部分を示し、図１８〜図２２は同機構にお
けるカムシャフトの変位装置とその変更例を示してい
る。カムシャフト１には、図１において右側の低回転用
カムプロフィールから左側の高回転用カムプロフィール
まで、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた
立体カム２が形成されている。立体カム２はベース円部
２ａとノーズ部２ｂとからなり、ベース円部２ａは、低
回転用カムプロフィールにおいても高回転用カムプロフ
ィールにおいても同一半径であるため、傾斜の無い円柱
面である。しかし、ノーズ部２ｂは、低回転用カムプロ
フィールにおいては開弁作用角及びリフト量が小さく、
高回転用カムプロフィールにおいては開弁作用角及びリ
フト量が大きいため、円錐面のように傾斜している。
弁機構の本体部分を示し、図１８〜図２２は同機構にお
けるカムシャフトの変位装置とその変更例を示してい
る。カムシャフト１には、図１において右側の低回転用
カムプロフィールから左側の高回転用カムプロフィール
まで、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた
立体カム２が形成されている。立体カム２はベース円部
２ａとノーズ部２ｂとからなり、ベース円部２ａは、低
回転用カムプロフィールにおいても高回転用カムプロフ
ィールにおいても同一半径であるため、傾斜の無い円柱
面である。しかし、ノーズ部２ｂは、低回転用カムプロ
フィールにおいては開弁作用角及びリフト量が小さく、
高回転用カムプロフィールにおいては開弁作用角及びリ
フト量が大きいため、円錐面のように傾斜している。
【００１９】カムシャフト１の端部には、カムシャフト
１の変位装置３が設けられている。変位装置３は、図１
８〜図２０に示すように、カムシャフト１を油圧に応じ
た変位量だけ軸方向へ連続的に変位させる油圧式アクチ
ュエータ３３と、内燃機関の回転数等の運転状況に応じ
て油圧式アクチュエータ３３への油圧を変化させる制御
装置５３と、内燃機関が停止して油圧式アクチュエータ
３３への油圧が低下した時に、カムシャフト１を、低回
転用カムプロフィールが下記のスイングアームに作用す
る低回転位置へ戻すリターンスプリング３４とを備えて
いる。
１の変位装置３が設けられている。変位装置３は、図１
８〜図２０に示すように、カムシャフト１を油圧に応じ
た変位量だけ軸方向へ連続的に変位させる油圧式アクチ
ュエータ３３と、内燃機関の回転数等の運転状況に応じ
て油圧式アクチュエータ３３への油圧を変化させる制御
装置５３と、内燃機関が停止して油圧式アクチュエータ
３３への油圧が低下した時に、カムシャフト１を、低回
転用カムプロフィールが下記のスイングアームに作用す
る低回転位置へ戻すリターンスプリング３４とを備えて
いる。
【００２０】油圧式アクチュエータ３３は次のように構
成されている。カムシャフト１には筒状のスリーブ３５
が外挿され、カムシャフト１の外周面とスリーブ３５の
内周面とに形成された多条のスプライン歯３６，３７の
噛み合いにより、カムシャフト１はスリーブ３５（これ
自体は軸方向に変位しない）に対して、軸方向に変位可
能かつ相対回転せずに共回転可能となっている。スリー
ブ３５にはタイミングプーリー３８が共回転可能に取着
され、該タイミングプーリー３８とクランクシャフトプ
ーリー（図示略）とに掛けられたタイミングベルトによ
って、カムシャフト１とクランクシャフト（図示略）と
が同期回転するようになっている。タイミングプーリー
３８には、カップ状シリンダ３９が開口フランジ部にお
いてネジで取着されている。４０はオイルシールであ
る。カップ状シリンダ３９の内部には円盤状の可動ピス
トン４１が摺動可能に挿入され、該可動ピストン４１は
カムシャフト１の端面にボルト４２で取着されている。
４３はオイルシールである。
成されている。カムシャフト１には筒状のスリーブ３５
が外挿され、カムシャフト１の外周面とスリーブ３５の
内周面とに形成された多条のスプライン歯３６，３７の
噛み合いにより、カムシャフト１はスリーブ３５（これ
自体は軸方向に変位しない）に対して、軸方向に変位可
能かつ相対回転せずに共回転可能となっている。スリー
ブ３５にはタイミングプーリー３８が共回転可能に取着
され、該タイミングプーリー３８とクランクシャフトプ
ーリー（図示略）とに掛けられたタイミングベルトによ
って、カムシャフト１とクランクシャフト（図示略）と
が同期回転するようになっている。タイミングプーリー
３８には、カップ状シリンダ３９が開口フランジ部にお
いてネジで取着されている。４０はオイルシールであ
る。カップ状シリンダ３９の内部には円盤状の可動ピス
トン４１が摺動可能に挿入され、該可動ピストン４１は
カムシャフト１の端面にボルト４２で取着されている。
４３はオイルシールである。
【００２１】可動ピストン４１とカップ状シリンダ３９
の端壁との間がオイル５９の入る高圧室４４となってい
る。オイル５９は、オイルパン４５→オイルポンプ４６
→オイルコントロールバルブ４７→スリーブ３５に貫設
された導入孔４８→スリーブ３５の内周面に周状に凹設
された内周溝４９→カムシャフト１内の半径方向及び軸
方向に設けられたシャフト内孔５０→ボルト４２に貫設
された中空孔５１、の順に構成された流路を経て高圧室
４４に流入し、また、逆に流出し得るようになってい
る。一方、可動ピストン４１とタイミングプーリー３８
との間に前記リターンスプリング３４が装着されてい
る。この間には空気が入るが、この空気が可動ピストン
４１の摺動速度を低下させないようにするため、カムシ
ャフト１には空気抜きドレーン５２が貫設されている。
の端壁との間がオイル５９の入る高圧室４４となってい
る。オイル５９は、オイルパン４５→オイルポンプ４６
→オイルコントロールバルブ４７→スリーブ３５に貫設
された導入孔４８→スリーブ３５の内周面に周状に凹設
された内周溝４９→カムシャフト１内の半径方向及び軸
方向に設けられたシャフト内孔５０→ボルト４２に貫設
された中空孔５１、の順に構成された流路を経て高圧室
４４に流入し、また、逆に流出し得るようになってい
る。一方、可動ピストン４１とタイミングプーリー３８
との間に前記リターンスプリング３４が装着されてい
る。この間には空気が入るが、この空気が可動ピストン
４１の摺動速度を低下させないようにするため、カムシ
ャフト１には空気抜きドレーン５２が貫設されている。
【００２２】制御装置５３は、クランクシャフトのクラ
ンク角を検出するクランク角センサ５４、内燃機関の吸
気系の負圧変動を検出する負圧センサ５５、カムシャフ
ト１の位置を検出してサーボ制御するためのカムシャフ
ト位置センサ５６、その他のセンサ５７、及びこれらの
センサに基づいてオイルコントロールバルブ４７の開度
を連続的に制御して、高圧室４４への油圧を連続的に変
化させるマイクロコンピュータ５８により構成されてい
る。
ンク角を検出するクランク角センサ５４、内燃機関の吸
気系の負圧変動を検出する負圧センサ５５、カムシャフ
ト１の位置を検出してサーボ制御するためのカムシャフ
ト位置センサ５６、その他のセンサ５７、及びこれらの
センサに基づいてオイルコントロールバルブ４７の開度
を連続的に制御して、高圧室４４への油圧を連続的に変
化させるマイクロコンピュータ５８により構成されてい
る。
【００２３】カムシャフト１の斜め下方に配されたロッ
カシャフト４には、立体カム２のカムプロフィールに基
づいて揺動することによりバルブ５を開閉するスイング
アーム６が回動可能に軸着されている。スイングアーム
６は、右端部にロッカシャフト４の挿通孔７を備え、左
端部にバルブ押圧部としての雄ねじ付ピン８及びその固
定ナット９とを備え、中央部の上下方向に貫設された収
容孔１０には、立体カム２の回転に伴う接触線角度の変
化に追従しながら立体カム２に接触する追従接触部付ロ
ーラ機構１１を備えている。
カシャフト４には、立体カム２のカムプロフィールに基
づいて揺動することによりバルブ５を開閉するスイング
アーム６が回動可能に軸着されている。スイングアーム
６は、右端部にロッカシャフト４の挿通孔７を備え、左
端部にバルブ押圧部としての雄ねじ付ピン８及びその固
定ナット９とを備え、中央部の上下方向に貫設された収
容孔１０には、立体カム２の回転に伴う接触線角度の変
化に追従しながら立体カム２に接触する追従接触部付ロ
ーラ機構１１を備えている。
【００２４】追従接触部付ローラ機構１１は、収容孔１
０に通されスイングアーム６に対しカシメにより固定さ
れた中空支軸１２と、該中空支軸１２に滑り回動可能に
外挿された球面滑り軸受１３とで構成されている。球面
滑り軸受１３は、外周面が凸状球面とされた内レース１
４と、内周面が凹状球面とされ内レース１４に滑り回動
可能かつ傾動可能に外挿された外レース１５とで構成さ
れ、外レース１５が立体カム２への追従接触部とされて
いる。なお、外レース１５は内レース１４より幅狭に形
成され、内レース１４の両端の溝には外レース１５の外
れを防ぐストッパリング１６が嵌着されている。
０に通されスイングアーム６に対しカシメにより固定さ
れた中空支軸１２と、該中空支軸１２に滑り回動可能に
外挿された球面滑り軸受１３とで構成されている。球面
滑り軸受１３は、外周面が凸状球面とされた内レース１
４と、内周面が凹状球面とされ内レース１４に滑り回動
可能かつ傾動可能に外挿された外レース１５とで構成さ
れ、外レース１５が立体カム２への追従接触部とされて
いる。なお、外レース１５は内レース１４より幅狭に形
成され、内レース１４の両端の溝には外レース１５の外
れを防ぐストッパリング１６が嵌着されている。
【００２５】以上のように構成された可変動弁機構は、
次のように作用する。まず、内燃機関の低回転時には、
図１８に示すように、マイクロコンピュータ５８がオイ
ルコントロールバルブ４７の開度を小さく又はゼロに
し、変位装置３の高圧室４４の油圧が低下するため、カ
ムシャフト１は可動ピストン４１と共にリターンスプリ
ング３４の弾発力によって左方向へ変位し、図４に示す
ように、立体カム２のうちの右側の低回転用カムプロフ
ィールが追従接触部付ローラ機構１１に対応する。そし
て、図４（ａ）に示すように、ベース円部２ａが外レー
ス１５に接触するとき、その接触線角度は立体カム２の
軸線に対し平行であるから、外レース１５は内レース１
４に対し傾かないで、ベース円部２ａに接触する。しか
し、図４（ｂ）に示すように、ノーズ部２ｂが外レース
１５に接触するとき、その接触線角度は立体カム２の軸
線に対し例えば１０度程度傾くから、外レース１５は内
レース１４に対し１０度程度傾動して、ノーズ部２ｂに
うまく接触する。
次のように作用する。まず、内燃機関の低回転時には、
図１８に示すように、マイクロコンピュータ５８がオイ
ルコントロールバルブ４７の開度を小さく又はゼロに
し、変位装置３の高圧室４４の油圧が低下するため、カ
ムシャフト１は可動ピストン４１と共にリターンスプリ
ング３４の弾発力によって左方向へ変位し、図４に示す
ように、立体カム２のうちの右側の低回転用カムプロフ
ィールが追従接触部付ローラ機構１１に対応する。そし
て、図４（ａ）に示すように、ベース円部２ａが外レー
ス１５に接触するとき、その接触線角度は立体カム２の
軸線に対し平行であるから、外レース１５は内レース１
４に対し傾かないで、ベース円部２ａに接触する。しか
し、図４（ｂ）に示すように、ノーズ部２ｂが外レース
１５に接触するとき、その接触線角度は立体カム２の軸
線に対し例えば１０度程度傾くから、外レース１５は内
レース１４に対し１０度程度傾動して、ノーズ部２ｂに
うまく接触する。
【００２６】このように、外レース１５は立体カム２の
１回転毎に１回傾動して、接触線角度の変化に追従しな
がら立体カム２に接触し、ノーズ部２ｂに押圧される。
従って、スイングアーム６は低回転用カムプロフィール
に基づいて揺動し、図６の曲線Ｌに示すように、排気側
及び吸気側のバルブ５を小さい開弁作用角及びリフト量
で開閉させ、低速トルクを高めるとともに、燃費を向上
させる。
１回転毎に１回傾動して、接触線角度の変化に追従しな
がら立体カム２に接触し、ノーズ部２ｂに押圧される。
従って、スイングアーム６は低回転用カムプロフィール
に基づいて揺動し、図６の曲線Ｌに示すように、排気側
及び吸気側のバルブ５を小さい開弁作用角及びリフト量
で開閉させ、低速トルクを高めるとともに、燃費を向上
させる。
【００２７】また、内燃機関の高回転時には、図１９に
示すように、マイクロコンピュータ５８がオイルコント
ロールバルブ４７の開度を大きくし、変位装置３の高圧
室４４へオイル５９が入り込んで油圧が上昇するため、
カムシャフト１は可動ピストン４１と共に右方向へ変位
し、図５に示すように、立体カム２のうちの左側の高回
転用カムプロフィールが追従接触部付ローラ機構１１に
対応する。そして、外レース１５は、図５（ａ）（ｂ）
に示すように、立体カム２の１回転毎に１回傾動して、
接触線角度の変化に追従しながら立体カム２に接触し、
ノーズ部２ｂに押圧される。従って、スイングアーム６
は高回転用カムプロフィールに基づいて揺動し、図６の
曲線Ｌに示すように、バルブ５を大きい開弁作用角及び
リフト量で開閉させ、吸気量を増やし、高速出力を高め
る。
示すように、マイクロコンピュータ５８がオイルコント
ロールバルブ４７の開度を大きくし、変位装置３の高圧
室４４へオイル５９が入り込んで油圧が上昇するため、
カムシャフト１は可動ピストン４１と共に右方向へ変位
し、図５に示すように、立体カム２のうちの左側の高回
転用カムプロフィールが追従接触部付ローラ機構１１に
対応する。そして、外レース１５は、図５（ａ）（ｂ）
に示すように、立体カム２の１回転毎に１回傾動して、
接触線角度の変化に追従しながら立体カム２に接触し、
ノーズ部２ｂに押圧される。従って、スイングアーム６
は高回転用カムプロフィールに基づいて揺動し、図６の
曲線Ｌに示すように、バルブ５を大きい開弁作用角及び
リフト量で開閉させ、吸気量を増やし、高速出力を高め
る。
【００２８】そして、上記の低回転時から高回転時に至
る途中においても、回転数、アクセル開度等の運転状況
に応じて、カムシャフト１が変位装置３により連続的に
変位し、立体カム２のうちの中間部位のカムプロフィー
ルが追従接触部付ローラ機構１１に対応する。従って、
スイングアーム６はそのカムプロフィールに基づいて揺
動し、図６の曲線Ｍに示すように、バルブ５を中間的な
開弁作用角及びリフト量で開閉させ、運転状況に応じた
トルク及び出力を発生させる。
る途中においても、回転数、アクセル開度等の運転状況
に応じて、カムシャフト１が変位装置３により連続的に
変位し、立体カム２のうちの中間部位のカムプロフィー
ルが追従接触部付ローラ機構１１に対応する。従って、
スイングアーム６はそのカムプロフィールに基づいて揺
動し、図６の曲線Ｍに示すように、バルブ５を中間的な
開弁作用角及びリフト量で開閉させ、運転状況に応じた
トルク及び出力を発生させる。
【００２９】また、内燃機関が中・高回転時に突然停止
したような場合には、リターンスプリング３４がその弾
発力によってカムシャフト１を可動ピストン４１と共に
左方向の低回転位置に戻し、図４に示すように、立体カ
ム２のうちの右側の低回転用カムプロフィールを追従接
触部付ローラ機構１１に対応させる。従って、内燃機関
のスムーズな再始動が可能になる。
したような場合には、リターンスプリング３４がその弾
発力によってカムシャフト１を可動ピストン４１と共に
左方向の低回転位置に戻し、図４に示すように、立体カ
ム２のうちの右側の低回転用カムプロフィールを追従接
触部付ローラ機構１１に対応させる。従って、内燃機関
のスムーズな再始動が可能になる。
【００３０】以上のように、第一実施形態の可変動弁機
構によれば、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バ
ルブタイミング及びリフト量を連続的に変化させて、内
燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうことがで
き、もってトルク、出力、燃費、排気ガスのクリーン性
等の諸特性を全回転域にわたって最大限に向上させるこ
とができる。図７には、本実施形態により得られる内燃
機関のトルク特性を実線で示したが、前述の一点鎖線で
示した従来の可変動弁機構に対し、全回転域にわたって
トルクが増加しており、谷も生じていない。また、設定
にもよるが、燃費は最大で１５〜２０％程度向上させら
れると考えられる。
構によれば、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バ
ルブタイミング及びリフト量を連続的に変化させて、内
燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうことがで
き、もってトルク、出力、燃費、排気ガスのクリーン性
等の諸特性を全回転域にわたって最大限に向上させるこ
とができる。図７には、本実施形態により得られる内燃
機関のトルク特性を実線で示したが、前述の一点鎖線で
示した従来の可変動弁機構に対し、全回転域にわたって
トルクが増加しており、谷も生じていない。また、設定
にもよるが、燃費は最大で１５〜２０％程度向上させら
れると考えられる。
【００３１】また、カムシャフト１の変位によって、前
記変化をスムーズかつ静かに行なわせることができ、さ
らに、一つのバルブ５に対して一つの立体カム２と一つ
のスイングアーム６で済むようにでき、構造をシンプル
にしてコンパクト化を図ることができる。
記変化をスムーズかつ静かに行なわせることができ、さ
らに、一つのバルブ５に対して一つの立体カム２と一つ
のスイングアーム６で済むようにでき、構造をシンプル
にしてコンパクト化を図ることができる。
【００３２】なお、図２１及び図２２は変位装置３の変
更例を示している。この変更例は、可動ピストン４１と
タイミングプーリー３８との間がオイルの入る高圧室４
４となっているとともに、可動ピストン４１とカップ状
シリンダ３９の端壁との間にリターンスプリング３４が
装着されており、これに伴ってシャフト内孔５０と空気
抜きドレーン５２の開口位置が変更されている点におい
て、前記例と相違するもので、その他は共通である。従
って、内燃機関の低回転時には、図２１に示すように、
カムシャフト１は可動ピストン４１と共にリターンスプ
リング３４の弾発力によって右方向へ変位しする。ま
た、内燃機関の高回転時には、図２２に示すように、カ
ムシャフト１は可動ピストン４１と共に高圧室４４の油
圧によって左方向へ変位する。よって、立体カム２は、
前記例とは逆に、左側が低回転用カムプロフィールで右
側が高回転用カムプロフィールとされている。
更例を示している。この変更例は、可動ピストン４１と
タイミングプーリー３８との間がオイルの入る高圧室４
４となっているとともに、可動ピストン４１とカップ状
シリンダ３９の端壁との間にリターンスプリング３４が
装着されており、これに伴ってシャフト内孔５０と空気
抜きドレーン５２の開口位置が変更されている点におい
て、前記例と相違するもので、その他は共通である。従
って、内燃機関の低回転時には、図２１に示すように、
カムシャフト１は可動ピストン４１と共にリターンスプ
リング３４の弾発力によって右方向へ変位しする。ま
た、内燃機関の高回転時には、図２２に示すように、カ
ムシャフト１は可動ピストン４１と共に高圧室４４の油
圧によって左方向へ変位する。よって、立体カム２は、
前記例とは逆に、左側が低回転用カムプロフィールで右
側が高回転用カムプロフィールとされている。
【００３３】次に、図８は第二実施形態の可変動弁機構
を示し、スイングアーム６の右端部が油圧アジャスタ１
８付のピボット１９に揺動可能に支持された点において
のみ、第一実施形態と相違するものである。
を示し、スイングアーム６の右端部が油圧アジャスタ１
８付のピボット１９に揺動可能に支持された点において
のみ、第一実施形態と相違するものである。
【００３４】次に、図９〜図１２は第三実施形態の可変
動弁機構を示し、スイングアームに変えてロッカアーム
２０を使用した点においてのみ、第一実施形態と相違す
るものである。このロッカアーム２０は、右端部に追従
接触部付ローラ機構１１を備え、左端部にバルブ押圧部
としての雄ねじ付ピン８及びその固定ナット９を備え、
中間部にロッカシャフト４の挿通孔７を備えている。カ
ムシャフト１及びその立体カム２は追従接触部付ローラ
機構１１の下方に位置する。
動弁機構を示し、スイングアームに変えてロッカアーム
２０を使用した点においてのみ、第一実施形態と相違す
るものである。このロッカアーム２０は、右端部に追従
接触部付ローラ機構１１を備え、左端部にバルブ押圧部
としての雄ねじ付ピン８及びその固定ナット９を備え、
中間部にロッカシャフト４の挿通孔７を備えている。カ
ムシャフト１及びその立体カム２は追従接触部付ローラ
機構１１の下方に位置する。
【００３５】そして、ロッカアーム２０はスイングアー
ムと異なりシーソー的な揺動をするが、本実施形態のそ
れ以外は第一実施形態と同様の作用を奏する。図１１
（ａ）（ｂ）は、内燃機関の低回転時における立体カム
２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を示し、
第一実施形態の図４（ａ）（ｂ）に相当する。図１２
（ａ）（ｂ）は、内燃機関の高回転時における立体カム
２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を示し、
第一実施形態の図５（ａ）（ｂ）に相当する。
ムと異なりシーソー的な揺動をするが、本実施形態のそ
れ以外は第一実施形態と同様の作用を奏する。図１１
（ａ）（ｂ）は、内燃機関の低回転時における立体カム
２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を示し、
第一実施形態の図４（ａ）（ｂ）に相当する。図１２
（ａ）（ｂ）は、内燃機関の高回転時における立体カム
２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を示し、
第一実施形態の図５（ａ）（ｂ）に相当する。
【００３６】次に、図１３、図１４、図１５並びに図１
６及び図１７はそれぞれ第四、第五、第六及び第七実施
形態の可変動弁機構を示し、追従接触部付ローラ機構１
１の具体的構成においてのみ、第一実施形態と相違する
ものである。
６及び図１７はそれぞれ第四、第五、第六及び第七実施
形態の可変動弁機構を示し、追従接触部付ローラ機構１
１の具体的構成においてのみ、第一実施形態と相違する
ものである。
【００３７】図１３に示す第四実施形態の追従接触部付
ローラ機構１１は、外レース１５を二つに分割形成して
ローラ１３に外挿しやすくするとともに、両追従接触リ
ング１４が離れないようその外周にカバーリング２１を
カシメにより取り付けたものである。
ローラ機構１１は、外レース１５を二つに分割形成して
ローラ１３に外挿しやすくするとともに、両追従接触リ
ング１４が離れないようその外周にカバーリング２１を
カシメにより取り付けたものである。
【００３８】図１４に示す第五実施形態の追従接触部付
ローラ機構１１は、中空支軸１２と、中空支軸１２に滑
り回動可能に外挿された自動調心ころがり軸受２２とで
構成されたもので、自動調心ころがり軸受２２は内レー
ス２３とローラ２４（又はボール）と内周面が凹状球面
とされた外レース２５とからなり、外レース２５が追従
接触部となっている。
ローラ機構１１は、中空支軸１２と、中空支軸１２に滑
り回動可能に外挿された自動調心ころがり軸受２２とで
構成されたもので、自動調心ころがり軸受２２は内レー
ス２３とローラ２４（又はボール）と内周面が凹状球面
とされた外レース２５とからなり、外レース２５が追従
接触部となっている。
【００３９】図１５に示す第六実施形態の追従接触部付
ローラ機構１１は、外周面が凸状球面とされ、スイング
アーム６に取り付けられたボール支軸２６と、ボール支
軸２６に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿されたころが
り軸受２７とで構成され、ころがり軸受２７は内周面が
凹状球面とされた内レース２８とローラ２９（又はボー
ル）と外レース３０とからなり、外レース３０が追従接
触部となっている。
ローラ機構１１は、外周面が凸状球面とされ、スイング
アーム６に取り付けられたボール支軸２６と、ボール支
軸２６に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿されたころが
り軸受２７とで構成され、ころがり軸受２７は内周面が
凹状球面とされた内レース２８とローラ２９（又はボー
ル）と外レース３０とからなり、外レース３０が追従接
触部となっている。
【００４０】図１６及び図１７に示す第七実施形態の追
従接触部付ローラ機構１１は、中空支軸１２と、外周面
が凸状球面とされ、中空支軸１２に滑り回動可能に外挿
されたローラ３１とで構成され、ローラ３１の凸状球面
が追従接触部となっている。
従接触部付ローラ機構１１は、中空支軸１２と、外周面
が凸状球面とされ、中空支軸１２に滑り回動可能に外挿
されたローラ３１とで構成され、ローラ３１の凸状球面
が追従接触部となっている。
【００４１】図１６は、内燃機関の低回転時における立
体カム２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を
示している。同図（ａ）に示すように、ベース円部２ａ
がローラ３１に接触するとき、その接触線角度は立体カ
ム２の軸線に対し平行であるから、ローラ３１の凸状球
面の頂部がベース円部２ａに接触する。また、同図
（ｂ）に示すように、ノーズ部２ｂがローラ３１に接触
するとき、その接触線角度は立体カム２の軸線に対し傾
くから、ローラ３１の凸状球面の頂部から少し下った部
位がノーズ部２ｂにうまく接触する。図１７は、内燃機
関の高回転時における立体カム２と追従接触部付ローラ
機構１１との対応関係を示し、同図（ａ）（ｂ）に示す
通り、立体カム２とローラ３１の凸状球面との接触の仕
方は図１６（ａ）（ｂ）と同じである。
体カム２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を
示している。同図（ａ）に示すように、ベース円部２ａ
がローラ３１に接触するとき、その接触線角度は立体カ
ム２の軸線に対し平行であるから、ローラ３１の凸状球
面の頂部がベース円部２ａに接触する。また、同図
（ｂ）に示すように、ノーズ部２ｂがローラ３１に接触
するとき、その接触線角度は立体カム２の軸線に対し傾
くから、ローラ３１の凸状球面の頂部から少し下った部
位がノーズ部２ｂにうまく接触する。図１７は、内燃機
関の高回転時における立体カム２と追従接触部付ローラ
機構１１との対応関係を示し、同図（ａ）（ｂ）に示す
通り、立体カム２とローラ３１の凸状球面との接触の仕
方は図１６（ａ）（ｂ）と同じである。
【００４２】これらの第二〜第七実施形態の可変動弁機
構によっても、第一実施形態と同様の効果が得られる。
また、第四、第五、第六及び第七実施形態の追従接触部
付ローラ機構１１を第二実施形態のロッカアーム２０に
適用することもできる。
構によっても、第一実施形態と同様の効果が得られる。
また、第四、第五、第六及び第七実施形態の追従接触部
付ローラ機構１１を第二実施形態のロッカアーム２０に
適用することもできる。
【００４３】なお、本発明は前記実施形態の構成に限定
されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨か
ら逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。 （１）カムシャフト１を段階的に変位させるようにする
こと。 （２）変位装置３の構成や制御の仕方を適宜変更するこ
と。例えば、可動ピストン４１の左右両側を高圧室と
し、油圧で双方向制御するようにすること。
されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨か
ら逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。 （１）カムシャフト１を段階的に変位させるようにする
こと。 （２）変位装置３の構成や制御の仕方を適宜変更するこ
と。例えば、可動ピストン４１の左右両側を高圧室と
し、油圧で双方向制御するようにすること。
【００４４】
【発明の効果】本発明の可変動弁機構は、上記の通り構
成されているので、内燃機関の低回転時から高回転時ま
で、バルブタイミング及びリフト量を連続的に又は段階
的に変化させて、内燃機関の運転状況に応じた精密な制
御を行なうことができ、さらには、内燃機関が中・高回
転時に突然停止したような場合でも、自動的に低回転用
カムプロフィールが作用するように戻して内燃機関のス
ムーズな再始動を可能にする、という優れた効果を奏す
る。
成されているので、内燃機関の低回転時から高回転時ま
で、バルブタイミング及びリフト量を連続的に又は段階
的に変化させて、内燃機関の運転状況に応じた精密な制
御を行なうことができ、さらには、内燃機関が中・高回
転時に突然停止したような場合でも、自動的に低回転用
カムプロフィールが作用するように戻して内燃機関のス
ムーズな再始動を可能にする、という優れた効果を奏す
る。
【図１】本発明を具体化した第一実施形態の可変動弁機
構を示す斜視図である。
構を示す斜視図である。
【図２】同可変動弁機構の正面図である。
【図３】同可変動弁機構の平面図である。
【図４】内燃機関の低回転時における図２のＩＶ−ＩＶ
線断面図である。
線断面図である。
【図５】内燃機関の高回転時における図２のＩＶ−ＩＶ
線断面図である。
線断面図である。
【図６】同可変動弁機構によるバルブタイミング及びリ
フト量を示すグラフである。
フト量を示すグラフである。
【図７】同可変動弁機構により得られる内燃機関のトル
ク特性を従来例と比較して示すグラフである。
ク特性を従来例と比較して示すグラフである。
【図８】第二実施形態の可変動弁機構を示す正面図であ
る。
る。
【図９】第三実施形態の可変動弁機構を示す正面図であ
る。
る。
【図１０】同可変動弁機構の平面図である。
【図１１】内燃機関の低回転時における図９のＸＩ−Ｘ
Ｉ線断面図である。
Ｉ線断面図である。
【図１２】内燃機関の高回転時における図９のＸＩ−Ｘ
Ｉ線断面図である。
Ｉ線断面図である。
【図１３】第四実施形態の要部断面図である。
【図１４】第五実施形態の要部断面図である。
【図１５】第六実施形態の要部断面図である。
【図１６】第七実施形態の内燃機関の低回転時における
要部断面図である。
要部断面図である。
【図１７】同実施形態の内燃機関の高回転時における要
部断面図である。
部断面図である。
【図１８】上記各実施形態での低回転時におけるカムシ
ャフトの変位装置を示す断面図である。
ャフトの変位装置を示す断面図である。
【図１９】高回転時における同変位装置を示す断面図で
ある。
ある。
【図２０】図１８のＸＸ−ＸＸ線断面図である。
【図２１】低回転時における同変位装置の変形例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２２】高回転時における同変位装置の変形例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２３】従来の可変動弁機構によるバルブタイミング
及びリフト量を示すグラフである。
及びリフト量を示すグラフである。
【図２４】従来の別の可変動弁機構によるバルブタイミ
ング及びリフト量を示すグラフである。
ング及びリフト量を示すグラフである。
１ カムシャフト ２ 立体カム ３ 変位装置 ４ ロッカシャフト ５ バルブ ６ スイングアーム ８ 雄ねじ付ピン １１ 追従接触部付ローラ機構 １２ 支軸 １３ 球面滑り軸受 １４ 内レース １５ 外レース １９ ピボット ２０ ロッカアーム ２２ 自動調心ころがり軸受 ２５ 外レース ２６ ボール支軸 ２７ ころがり軸受 ２８ 内レース ３０ 外レース ３１ ローラ ３３ 油圧式アクチュエータ ３４ リターンスプリング ５３ 制御装置
Claims (10)
- 【請求項１】 低回転用カムプロフィールから高回転用
カムプロフィールまでカムプロフィールを軸方向に連続
的に変化させた立体カムを備えたカムシャフトと、 内燃機関の回転数等の運転状況に応じて前記カムシャフ
トを軸方向へ連続的に又は段階的に変位させる変位装置
と、 前記立体カムとバルブとの間に介在して、カムプロフィ
ールに基づいてバルブを開閉する介在部材とを備え、 前記変位装置は、内燃機関が停止した時に、カムシャフ
トを低回転用カムプロフィールが介在部材に作用する低
回転位置へ自動的に戻すよう構成されたことを特徴とす
る可変動弁機構。 - 【請求項２】 前記変位装置は、カムシャフトを油圧に
応じた変位量だけ軸方向へ変位させる油圧式アクチュエ
ータと、内燃機関の回転数等の運転状況に応じて油圧式
アクチュエータへの油圧を変化させる制御装置と、内燃
機関が停止して油圧式アクチュエータへの油圧が低下し
た時に、カムシャフトを前記低回転位置へ戻すリターン
スプリングとを備えている請求項１記載の可変動弁機
構。 - 【請求項３】 前記介在部材は、立体カムのカムプロフ
ィールに基づいて揺動することによりバルブを開閉する
アームであり、該アームに、立体カムの回転に伴う接触
線角度の変化に追従しながら立体カムに接触する追従接
触部付ローラ機構を設けた請求項１又は２記載の可変動
弁機構。 - 【請求項４】 前記アームは、一端部がロッカシャフト
に揺動可能に軸支され、他端部にバルブ押圧部を備え、
中央部に前記追従接触部付ローラ機構を備えたスイング
アームである請求項３記載の可変動弁機構。 - 【請求項５】 前記アームは、一端部がピボットに揺動
可能に支持され、他端部にバルブ押圧部を備え、中央部
に前記追従接触部付ローラ機構を備えたスイングアーム
である請求項３記載の可変動弁機構。 - 【請求項６】 前記アームは、一端部に前記追従接触部
付ローラ機構を備え、他端部にバルブ押圧部を備え、中
間部がロッカシャフトに揺動可能に軸支されたロッカア
ームである請求項３記載の可変動弁機構。 - 【請求項７】 前記追従接触部付ローラ機構は、前記ア
ームに取り付けられた支軸と、前記支軸に滑り回動可能
に外挿された球面滑り軸受とで構成され、前記球面滑り
軸受の外レースが追従接触部とされた請求項３、４、５
又は６記載の可変動弁機構。 - 【請求項８】 前記追従接触部付ローラ機構は、前記ア
ームに取り付けられた支軸と、前記支軸に滑り回動可能
に外挿された自動調心ころがり軸受とで構成され、前記
自動調心ころがり軸受の外レースが追従接触部とされた
請求項３、４、５又は６記載の可変動弁機構。 - 【請求項９】 前記追従接触部付ローラ機構は、外周面
が凸状球面とされ前記アームに取り付けられたボール支
軸と、内レースの内周面が凹状球面とされ前記ボール支
軸に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿されたころがり軸
受とで構成され、前記ころがり軸受の外レースが追従接
触部とされた請求項３、４、５又は６記載の可変動弁機
構。 - 【請求項１０】 前記追従接触部付ローラ機構は、前記
アームに取り付けられた支軸と、外周面が凸状球面とさ
れ前記支軸に滑り回動可能に外挿されたローラとで構成
され、前記ローラの凸状球面が追従接触部とされた請求
項３、４、５又は６記載の可変動弁機構。
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