JPS5913282Y2 - バルブリフト制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、内燃機関のバルブリフト制御装置に関する
。

従来のバルブリフト制御装置としては、例えば本出願人
より提案されている第１図ａ、 ｌ）に示すようなも
のがある（特願昭５４−７４９９４号あるいは特開昭５
５−１４９７３号公報等）。

これを説明すると、機関回転に同期して回転する吸排気
カム（駆動カム）１のカムリフトは、可変リフタ装置２
を構成するオイルタペット３とブツシュロッド４を介し
てその上部に配設した揺動カム５をシャフト６を支点に
揺動させる。

その揺動角に比例して増加する揺動カム５のカムリフト
によりその上部に設けたロッカアーム７が駆動され、吸
排気バルブ８がリフトする。

その際、高負荷時（または高速回転時）のように上記オ
イルペット３の油圧室９に供給される制御油圧（調整油
圧）が十分に高い場合には、その油圧室９の油圧により
オイルタペット３のプランジャ（ピストン）１０は、揺
動カム５を反時計方向に付勢するコイルスプリング１１
の付勢力に抗して上昇し、可変リフタ装置２の有効長を
最大限まで拡大している。

そのため、オイルタペット３のボテ゛イ（シリンダ）１
２がカム１のベースサークルに摺接しているときは、ロ
ッカアーム７はリフト立上り部５ｂと摺接する作動直前
の位置にある。

この状態からカム１がリフトを開始すると、上記ボディ
１２は上方向の力を受けて油圧室９の油を上流へ逆流し
ようとしてボールバルブ１３をシート１４に着座せしめ
るため、その油は油圧室９に閉じ込められ、その結果ボ
ディ１２とプランジャ１０は一体となって押上げられる
。

そのため、カム１がリフトを開始すると同時に揺動カム
５が駆動され、バルブ８がリフトする。

このように、駆動カム１のリフトと同時にバルブ８のリ
フトが行われるので、第２図すの実線Ａで示すように、
バルブ８の開弁期間とバルブリフトは最大値をとる。

ただし、カム１は揺動カム５の回転方向と速度を規制す
ることにより間接的にバルブ８のバルブタイミングを制
御し、揺動カム５はロッカアーム７を介してバルブ８の
リフト量を規制する働きをしているので、バルブ８の特
性はカム１の特性（第２図ａの実線Ｃで示す）と揺動カ
ム５の特性およびロッカアーム７の特性（ロッカ比）の
合成されたものとなる。

また、揺動カム５はシャフト６と同心のベースサークル
５ａを有しており、そのベースサークル５ａから滑らか
に立上る緩衝曲線のリフト部５Ｃを有している。

一方、部分負荷時（または中低速回転時）のようにオイ
ルタペット３へ供給される制御油圧が機関負荷（または
機関回転数）に応じて相対的に低い場合には、プランジ
ャ１０はコイルスプリング１１の付勢力と油圧室９の油
圧が均衡する位置まで下降し、ブツシュロッド４を相対
的に下降させている。

そのため、オイルタペット３のボディ１２がカム１のリ
フト部分と摺接する前では、揺動カム５は反時計方向に
回転し、ロッカアーム７が揺動カム５の立上り部５ｂよ
り手前のベースサークル５ａに摺接する位置まで位相が
ずれる。

機関負荷（または回転数）の低いほど相対的に制御油圧
は低くなるから、上記位相は相対的に拡大し、ロッカア
ーム７が立上り部５ｂに達する時間が増大する。

そして、この状態からカム１によりオイルタペット３が
リフトしても、ロッカアーム７が立上り部５ｂに到達す
るまでバルブ８はリフトしない。

その結果、機関負荷（または機関回転数）の減少にとも
なってカムリフトの吸収量は相対的に拡大し、第２図す
の実線Ｂで示すように、バルブ開弁期間やバルブリフト
が相対的に減少する。

このように、上記従来装置では機関運転状態に応じて可
変となる可変リフタ装置２の有効長の変化により揺動カ
ム５の位相を変化させ、常時揺動カム５の滑らかな立上
り部５ｂを介してバルブ８の立上り着座が行われるよう
にしたため、機関運転状態に応じて相対的にバルブタイ
ミングとバルブリフトを可変制御できるとともに、揺動
カム５を備えていない他の従来装置に比べ比較的滑らか
なバルブリフト特性を得ることができた。

なお、図示の油圧調整装置１５は、機関負荷の増大に応
じて供給油圧を上昇できる装置の一例を示し、アクセル
開度に連動して作動し、油圧供給路１６を通じてオイル
タペット３の油圧室９に制御油圧を供給するものである
。

しかしながら、このような従来のバルブリフト制御装置
にあっては、部分負荷または中低速回転時のようなカム
リフト吸収時に駆動カム１のリフト速度の大きい所（例
えば第２図ａのＣ曲線のＰ点）、すなわち揺動カム５の
角速度が大きくなる所でバルブリフトが開始されるのに
対し、揺動カム５の回転方向をロッカアーム７の回転方
向と同一に設けているため、ロッカアーム７のロッカ比
Ｌ／ｌ（第１図ａ参照）がバルブリフト開始時とバルブ
着座時に最大となる結果、カムリフト吸収時でのバルブ
リフトの立上り着座速度が大きくなるという問題があっ
た（第２図すの８曲線のＰ１点および２２点参照）。

このことは騒音の増加や耐久性の低下などの原因となり
やすい。

ただし、上記ロッカ比Ｌ／ｌの１はロッカシャフト１７
の軸心から揺動カム５のロッカアーム７との摺接点まで
の距離であり、またＬはロッカシャフトの軸心からバル
ブ８のロッカアーム７との当接点までの距離であって、
両者り、 ｌはバルブ８の軸線と略同一方向に定めら
れる。

また、上記従来装置でバルブ８の立上りおよび着座の加
速度を小さくするには、例えば第２図ａの磁線Ｃ′で示
すように駆動カム１のカムリフトの速度を弱めなければ
ならないが、この場合には作動角が極めて大きくなるか
リフトが小さくなり、出力が低下し所定の出力が得られ
なくなるおそれがあった。

この考案は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので゛、揺動カムの回転方向とロッカアームの回転
方向が逆になるように配設し、揺動角の拡大に応じてロ
ッカ比が相対的に大きくなるように設けることにより、
バルブの開き始めと着座のリフトを滑らかにして上記問
題点を解決することを目的としている。

以下、この考案を図面に基づいて説明する。

第３図ａ、 ｌ）は、この考案の一実施例を示す図で
ある。

まず構成を説明すると、可変リフタ装置２を構成するオ
イルタペット３とブツシュロッド４は、前記従来例とほ
ぼ同様なものが用いられているが、機関運転状態に応じ
て有効長が可変となるものであれば他の構造のものでも
適用できる。

上記ブツシュロッド４の上部にシャツ） ２０を支点に
揺動する揺動カム２１が設けられ、そのカム２１の上部
にロッカシャフト２２を支点に揺動するロッカアーム２
３が設けられる。

駆動カム１のカムリフトはオイルタペット３とブツシュ
ロッド４を介して揺動カム２１に伝達され、揺動カム２
１のカムリフトによりロッカアーム２３を介してバルブ
８がリフトする。

その揺動カム２１のリフト部２１Ｃをロッカシャフト２
２側、すなわち両シャフト２０、２２間の下方に配設し
、かつそのリフト部２１ Ｃの先端下部にブツシュロッ
ド４を取付けて、揺動カム２１の回転方向とロッカアー
ム２３の回転方向が逆になるように図っている。

また、揺動カム２１を時計方向、すなわちオイルタペッ
ト３の方向に常時付勢するコイルスプリング２４が設け
られており、そのスプリング２４の両端部はシャフト２
０と揺動カム２１にそれぞれ固定している。

上記揺動カム２１は、シャフト２０と同心なベースサー
クル２１ ａを有しており、リフト立上り部２１ ｂを
通るベースサークル２１ ａの接線上にリフト部２１
Ｃが形成されている。

一方、ロッカアーム２３の摺接面２３ ａは、揺動カム
のカム面２１ ａ〜２１Ｃに常時密着して追従するよう
な滑らがな屈曲面に形成されている。

次に作用を説明する。

部分負荷時や中低速回転時のようにオイルタペット３へ
供給される制御油圧が機関負荷や回転数に応じて相対的
に低い場合には、オイルタペット３はコイルスプリング
２４の付勢力と油圧室９の油圧が均衡する位置までブツ
シュロッド４を相対的に下降させている。

そのため、オイルタペット３のボディ１２がカム１のベ
ースサークルに摺接しているときには、揺動カム２１は
時計方向に回転し、ロッカアーム２３が揺動カム２１の
立上り部２１ｂより手前のベースサークル２１ ａの５
点に摺接する位置まで位相がずれている。

この位相のずれは機関負荷や回転数が低下するほど拡大
する（第４図ａ参照）。

そして、この状態がらカム１によりオイルタペット３が
リフトしても、ロッカアーム２４が立上り部２１ ｂに
到達するまで、バルブ８はリフトしない。

第４図すは揺動カム２１が反時計方向に回転して、ロッ
カアーム２４が立上り部２１ ｂに到達した状態を示し
ている。

この時のリフト立上り部２１ ｂとロッカシャフト２２
の軸心間の距離を１１およびロッカシャフト２２の軸心
とバルブ８のヘッド当接点間の距離をＬｌとするとつの
ロッカ比はＬ’／１１となる。

この状態から更にカム１がリフトするとロッカアーム２
３は揺動カム２１のリフト部２１ Ｃに沿って時計方向
に回転し、バルブ８をリフトする。

第４図Ｃはバルブ８の最大リフト時の状態を示している
。

この時のロッカアーム２３の摺接点Ｒとロッカシャフト
２２の軸心間の距離を１２、およびロッカシャフト２２
の軸心とバルブ８のヘッド当接間の距離をＬ２とすると
、その時のロッカ比はＬ２／１２となる。

その際、ロッカアーム２３は揺動カム２１と逆方向の時
計方向に回転してロッカシャフト２２に近づく上記摺接
点Ｒに達するから、１□は１□より十分に太きい。

それに対しＬｌとＬ２は略等しいがらバルブ８の開き始
めと着座時のロッカ比Ｌ ／Ｌはバルブリフト時のロッ
カ比Ｌ２／１２より小さくなり、最小値にある。

すなわち、バルブ８がリフトするほどロッカ比が増大す
ることがわかる。

更に、揺動カム２１のリフト部２１ Ｃはロッカシャフ
ト２２側に配設することができるので、上記１□を従来
装置の開弁時の１ （第１図ａ参照）より十分に長くす
ることができ、ロッカ比り、 ／ ｌを従来装置のロッ
カ比Ｌ／１より十分小さくすることができる。

その結果、部分負荷時や中低速回転時のようにバルブリ
フトを吸収している時において駆動カム１のリフト速度
が大きい所（第２図ａｃｒ）Ｐ点）がらバルブ８のリフ
トを開始しても、その時のロッカ比は最小値をとりかつ
十分小さくすることができるから、バルブ８の開き始め
と着座時のリフト速度が弱まり、滑らかな作動を得るこ
とができる（第２図Ｃの実線Ｂ′曲線のＰ／、とＰ′２
点を参照）。

また、リフトの増大にともないロッカ比が拡大するよう
に構成しているため、バルブ８のリフトを十分にとるこ
とができ、出力低下を防止することができる。

その際、駆動カム１の最大リフト時には、第４図Ｃで示
すように、そのロッカ比がＬ２／１２となるので、従来
と同じバルブリフトを得るのに駆動カム１のリフトが少
なくてすみ、このためオイルタペット３やブツシュロッ
ド４のストロークが少なくなり高速追従性能が向上する
という効果も得ることができる。

なお、高負荷時や高速回転時のようにオイルタペット３
へ供給される制御油圧が十分高い場合には、可変リフタ
装置２は最大に伸長しているから、オイルタペット３の
ボディ１２がカム１のリフト部に摺接する前には、ロッ
カアーム２３は第４図すに示すような状態にあり、作動
開始直前位置２１ ｂに摺接している。

従ってカム１のリフトが行われると同時にロッカアーム
２３は駆動してバルブ８をリフトし、カムリフトの吸収
はまったく行われないから、第２図Ｃの実線Ａ′のよう
な特性となる。

以上説明してきたように、この考案によれば、その構成
をバルブの開き始めと着座時にロッカ比が最少になるよ
うに駆動カムをつの回転方向とロッカアームの回転方向
が逆になるように配設したため、機関運転状態に応じて
相対的にバルブタイミングとバルブリフトを可変制御で
きるとともに、部分負荷または中低速回転時でもバルブ
の開き始めと着座を滑らかにすることができ、その結果
耐久性、信頼性が向上すると同時に騒音や振動が大巾に
低減することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来装置の縦断面図、第１図すは第１図の要
部平面図、第２図ａは従来装置の駆動カムのカムリフト
の特性図、第２図すは従来装置のバルブリフトの特性図
、第２図Ｃは本考案のバルブリフトの特性図、第３図ａ
は本考案の一実施例の縦断面図、第３図すは第３図ａの
要部平面図、第４図は第３図の作動図で同図ａはロッカ
アーム駆動開始前の状態を示し、同図すはロッカアーム
の駆動開始時点の状態を示し、同図Ｃは最大バルブリフ
ト状態時を示すものである。 １・・・・・・駆動カム（吸排気カム）、２・・・・・
・可変リフタ装置、３・・・・・・オイルタペット、４
・・・・・・ブツシュロッド、８・・・・・・吸排気バ
ルブ、９・・・・・・油圧室、１０・・・・・・プラン
ジャ、１２・・・・・・ボディ、２０・・・・・・シャ
フト、２１・・・・・・揺動カム、２２・・・・・・ロ
ッカシャフト、２３・・・・・・ロッカアーム、２４・
・・・・・コイルスプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関回転に同期して回転するカムにより駆動され機関運
   転状数に応じて有効長が可変となる可変りフタ装置と、
   その可変りフタ装置に駆動されて支点を中心に揺動する
   揺動カムと、揺動カムと接触してバルブを駆動するロッ
   カアームとを設けたバルブリフト制御装置において、常
   前記揺動カムとロッカアームとの両支点の間に揺動カム
   のカムリフト部を位置させ、リフト開始時のロッカアー
   ムのロッカ比が最少となるようにしたことを特徴とする
   バルブリフト制御装置。