JPH03156110A - エンジンの可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸排気弁のパルプタイミングを運
転条件に応じて変化させる可変動弁装置の改良に関する
。

（従来の技術） 一般にエンジンの吸排気弁のパルプタイミングを運転条
件に応じて変化させられるようにして、例えば低速域と
高速域とでそれぞれ吸排気効率等を改善する装置が、特
開昭５５−９６３１０号公報等によって提案されている
。

パルプタイミングを変化させるために、カムプロフィー
ルがカムシャフトの軸方向に変化する立体カムを作り、
これを運転条件に応じて軸方向に移動させることにより
、例えば低速域では開弁期間やリフトを小さく、高速域
では開弁期間やリフトを大きくして、低速域での燃費や
排気組成、高速域での吸排気効率を改善するものである
。

（発明が解決しようとする課題） ところが従来の動弁装置によれば、吸排気弁の開弁はカ
ムによって行うが、閉弁はバルブスプリングの付勢力を
利用しているため、立体カムを軸方向に移動するときに
大きな駆動力が必要となっていた。とくにバルブリフト
中はパルプスプリングによって大きな摩擦力がかかるた
め、立体カムを移動させるのに、この摩擦力に打ち勝つ
だけのアクチュエータが必要で、しかも応答良く切換え
を行うことが難しかった。

本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、エンジン回転に同
期して回転するカムシャフトに開弁用カムと閉弁用カム
とをそれぞれ設け、かつこれら開弁用カムと閉弁用カム
は軸方向にカムプロフィールが変化する立体カムで構成
し、このカムシャフトを軸方向に変位させる駆動手段を
設ける一方、前記開弁用カムに従動して揺動自在な開弁
用ロッカアームを吸気弁または排気弁の弁軸に対して押
し下げ方向に当接させ、かつ前記閉弁用カムに従動じて
揺動自在な閉弁用ロッカアームを同じく弁軸に対して引
き上げ方向に係止させるエンジンの可変動弁装置におい
て、前記各ロッカアームに前記各立体カムに転接するロ
ーラ７ｔロワを設け、このローラフォロワを各ロッカア
ームに対して回転自在に支持する回転軸を前記カムシャ
フトに略直交する方向に設けた。

（作用） 上記ＭＩＩ戒に基づき、吸気弁または排気弁は開弁用カ
ムに従動する開弁用口７カアームによって押し開かれ、
開弁用カムに従動する閉弁用ａ７カアームによって引き
上げられて、開閉作動する。

吸気弁または排気弁のパルプタイミングを変化させると
きは、カムシャフトと共に立体カムを軸方向に移動させ
る。これにより開弁用、閉弁用ロッカアームの各ローラ
７ｔロワのカムに対する接触位置が変化し、カムプロフ
ィールの異なった特性でもって吸気弁または排気弁がリ
フトする。

上記立体カムが軸方向に移動するとき、ローラフォロワ
はカムシャフトに略直交する回転軸を介してカム面上を
転接することが可能となり、この部分の７リクシタンを
低減してカムシャフトの移動がスムーズに行える。

吸気または排気弁をカムに向けて閉弁方向に付勢するバ
ルブスプリングがないため、カムに対する各ローラフォ
ロワの接触圧力が低く、カムの回転に伴ってローラフォ
ロワが転勤しなくても接触摩擦力が高まらず、ローラフ
ォロワおよびカム表面の摩耗が少なく、高い耐久性を維
持できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

！ｌＳ１図において、図中１はカムシャフトであり、こ
のカムシャフト１には各気筒のパルプ（吸気弁または排
気弁）４の上方に位置して１つの開弁用カム２と、この
開弁用カム２を挾んで両側に２つの閉弁用カム３がそれ
ぞれ一体的に形成される。

開弁用カム２とローラフォロワ２１を介して接触する開
弁用口７力７−ム５は、その揺動先端５ａを前記パルプ
４の弁軸４ａの端部に当接させるとともに、その揺動基
端は７ノヤストスクリユ６を介してピボット（球面受け
）７に揺動自在１三支持され、カムシャフト１の回転位
置によりパルプ４を押し下げる。

これに対して、閉弁用口７カアーム１５はその中間部で
支持軸１６を介して前記開弁用ロッカアーム５の途中に
揺動自在に連結され、中間部から二股に分岐する部分に
取付けられたローラフォロワ２２を介して２つの閉弁用
カム３にそれぞれ接触する一方、他方の揺動光１１１５
ａは弁軸４ａに取付けたリテーナ１７に下面から接触（
係止）し、カムシャフト１の回転位置によりパルプ４を
引き上げる。

なお、開弁用カム２がパルプ４を押し下げるときに閉弁
用カム３はこれを妨げず、また閉弁用カム３がパルプ４
を引き上げるときに開弁用カム２はこれを妨げることな
いように、それぞれカムプロフィールが形成され、これ
によりバルブスプリングを備えることなく、パルプ４の
上下運動が共にカムにより駆動される。

前記アノヤストスフリユ６のネジ部６ａの螺合位置を変
えることにより、開弁用ロッカアーム５の揺動中心位置
が調整され、７ノヤストスクリユ６はネジ部６ａに螺合
する緩止ナツト８で固定される。なお、ビボ７ト７はン
リングヘッド９の支持孔９ａに挿入されて荷重を受ける
とともに、オイルギヤラリ１９を通って支持孔９ａに導
かれる潤滑油により７ノヤストスクリユ６の球面受部１
１との接触前を潤滑する。

ところで１２図に示すように、前記カムシャフト１に形
成される開弁用カム２と閉弁用カム３は、軸方向にカム
プロフィールが連続的に変化する立体カムで形成される
。つまり、カムシャフト１の軸方向位置によってロッカ
７−ム５と１５と接触するカムプロフィールが少しづつ
異なり、バルブ４の開弁期間やリフト量を徐々に変化さ
せることができる。各カムプロフィールは、カムシャフ
ト１の軸方向位置により、例えばエンジン低速域では開
弁期間、リフトが共に小さく、これに対して高速域では
開弁期間、リフトが共に大きくなるように設定すること
により、低速域ではバルブオーバラップをなくして燃費
や排気組成の改曽をはかり、高速域では吸排気効率を挙
げてエンジン最大出力を向上させるのである。

ローラフォロワ２１はベアリング２３を介して回転軸２
４に回転自在に支持され、この回転軸２４は開弁用ロッ
カアーム５にカムシャフト１と直交する方向に固着され
る。

各ローラ７すロワ２２も同じくベアリング２５を介して
回転軸２６に回転自在に支持され、この回転軸２６は閉
弁用ロッカアーム１５にカムシャフト１と直交する方向
に固着される。

各ローラフォロワ２１，２２は各回転軸２４，２６につ
いて直交する断面を円形として、各カム２゜３の軸方向
の移動に伴って転勤可能な回転体を構成する。

各ローラフォロワ２１．２２はその中大部が両端にかけ
て径が縮小し、回転軸２４．２６と同方向には断面円弧
状となる紡錘型に形成され、各カム２，３の回転をスム
ーズに行える。

また、カムシャフト１の図示しない一端にはこれを軸方
向に移動させるアクチュエータが連結され、コントロー
ラにはエンジンの回転数、負荷、温度等種々の運転条件
を代表する信号が入力され、これら基づいてカムシャフ
ト１の軸方向への目標値を演算する。

次に作用について説明する。

カムシャフト１の回転に伴い開弁用カム２によってロッ
カアーム５を介してバルブ４が押し下げられて開弁し、
続いて閉弁用カム２によりロッカアーム１５を介してバ
ルブ４が引き上げられて閉弁する。

このようにして、バルブ４の開閉はすべてカム２と３に
よって行われ、従来のバルブスプリングが不要になるた
めに、高速域にもサージングを起こすことがなく、安定
してバルブ４の開閉を行うことができる。

一方、エンジンの運転条件に応じてコントローラからの
信号によりアクチュエータを介してカムシャフト１が軸
方向に駆動されると、各ロッカアーム５，１５の各ロー
ラフォロワ２１．２２に接触する開弁用、閉弁用カム２
と３のカムプロフィールがそれぞれ変わり、これに伴っ
てバルブタイミングが変化する。

つまり、エンジン低速域ではバルブ４の開弁期間とリフ
トを小さく、また高速域では開弁期間とり７Ｆが大きく
なるように、バルブタイミングが変化し、それぞれの運
転条件に応じた最適なバルブ特性が確保されるのである
。

立体カム２，３が軸方向に移動するとき、各ローラフォ
ロワ２１．２２はカムシャフト１に略直交する回転軸２
４．２６を介してカム面上を転接することが可能となり
、この部分の７リクシ１ンを低減してカムシャフト１の
移動がスムーズに行える。

したがって、カムシャフト１を軸方向に変位させるため
の駆動力が小さくても、カムシャフト１はスムーズに移
動し、バルブタイミングの切換えを応答良く行える。

吸気または排気弁をカムに向けて閉弁方向に付勢するバ
ルブスプリングがないため、カム２．３に肘する各ロー
ラフォロワ２１．２２の接触圧力が低く、カム２，３の
回転に件ってローラフォロワ２１．２２が転勤しなくて
も接触摩擦力が高まらず、ローラフォロワ２１．２２お
よびカム表面の摩耗が少なく、摩耗によるバルブクリア
ランスの変動等の問題もほとんど起きない。

（発明の効果） 以上の通り本究明によれば、カムンヤ７トを軸方向に変
位させることで立体カムのカムプロフィールが変化し、
吸気または排気弁のバルブタイミングを運転条件に応じ
て自由に変化させる二とができるのであり、この場合、
ローラフォロワを各ロッカアームに対して回転自在に支
持する各回転軸を前記カムンヤ７トに略直交する方向に
設けたため、カムンヤ７トの移動は応答よくスムーズに
行え、またこの結果、カムシャフトを駆動する機構の小
型化、軽量化もはかれる。

また、吸気または排気弁をカムに向けて閉弁方向に付勢
するバルブスプリングがないため、カムに対する各ロー
ラフォロワの接触圧力が低く、カムの回転に伴ってロー
ラフォロワが転勤しなくても接触摩擦力が高まらず、高
い耐久性と信頼性を維持できる。

【図面の簡単な説明】

ＰＩＳ１図は本発明の実施例を示す断面図、ＰｌｔＪ２
図は立体カムの平面ｌである。 １・・・カムシャフト、２・・・開弁用カム、３・・・
閉弁用カム、４・・・バルブ（吸、排気弁）、５・・・
ロッカアーム、９・・・シリングヘッド、１５・・・ロ
ッカアーム、２１．２２・・・ローラフォロワ、２４．
２６・・・回転軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転に同期して回転するカムシャフトに開弁用
   カムと閉弁用カムとをそれぞれ設け、かつこれら開弁用
   カムと閉弁用カムは軸方向にカムプロフィールが変化す
   る立体カムで構成し、このカムシャフトを軸方向に変位
   させる駆動手段を設ける一方、前記開弁用カムに従動し
   て揺動自在な開弁用ロッカアームを吸気弁または排気弁
   の弁軸に対して押し下げ方向に当接させ、かつ前記閉弁
   用カムに従動して揺動自在な閉弁用ロッカアームを同じ
   く弁軸に対して引き上げ方向に係止させるエンジンの可
   変動弁装置において、前記各ロッカアームに前記各立体
   カムに転接するローラフォロワを設け、このローラフォ
   ロワを各ロッカアームに対して回転自在に支持する回転
   軸を前記カムシャフトに略直交する方向に設けたことを
   特徴とするエンジンの可変動弁装置。