JPH03156112A - 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バルブタイミングを運
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バルブ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
。

バルブ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
では開弁期間やり７トを天外＜シて、低速域での燃費や
排気組成、高速域での＠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、カム表面が軸方向に
傾斜していることから、吸排気弁のロッカアーム等のカ
ム接触部分（カムフォロワ）が点接触となり、高い面圧
による摩耗の対策が要求され、十分な耐久性を確保する
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、開弁用カムにカムフォロワを介して
接触させた揺動自在な開弁用口２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
閉弁用カムにカム７オａワを介して接触させた揺動自在
な閉弁用ロッカアームと同じく弁軸に対して引き上げ方
向に係止させる一方、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、前記各カム７１ａワの少なくとも一方を各ロ
ンカアームに対して前記カムシャフトに略直交する回転
軸を介して揺動自在に支持した。

（作用） 上記構成に基づき、吸気弁または排気弁は開弁用カムに
従動する開弁用ロッカアームによって押し開かれ、閉弁
用カムに従動する閉弁用ロッ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バルブ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カムフ
ォ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ｊこ特性でもって吸気弁または排気弁がす
７トする。

上記立体カムが回転するとき、また軸方向に移動すると
きに、カムフォロワはカムシャフトに略直交する回転軸
を介して傾斜するカム面に沿って揺動することが可能と
なり、互いに線状に接触してその面圧を低減して摩耗を
抑制するとともに、カムシャフトの移動がスムーズに行
える６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、カムに対する各カム
フォロワの接触圧力が低く、カムの回転に伴う接触摩擦
力が高まらず、カム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。

第１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には各気筒のバルブ（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とカムフォロワ２１を介して接触する開弁
用ロッカアーム５は、その揺動先端５ａを前記バルブ４
の弁軸４ａの端部に当接させるとともに、その揺動基端
はアジャストスクリュ６を介してピボット（球面受け）
７に揺動自在に支持され、カムシャフト１の回転位置に
よりバルブ４を押し下げる。

これに対して、閉弁用ロッカアーム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
取付けられたカムフォロワ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、他方の揺動先端１５ａ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（位置によりバルブ４を引き
上げる。

なお、開弁用カム２がバルブ４を押し下げるときに開弁
用カム３はこれを妨げず、また閉弁用カム３がバルブ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、バルブ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の蝶合位置を変
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１１３Ｉ整され、アジャストスクリュ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、とボット
７はシリンダへラド９の支特化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９
ａに導かれる潤滑油によりアノヤストスフリユ６の球面
受部１１との接触面を潤滑する。

ところで第２図に示すように、萌記カムシャフト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
アーム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、９７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パラ７プをなくして燃費
や排気組成の改善をはかり、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。

閉弁用ロッカアーム４に連結されるカムフォロワ２１は
回転軸２４を介して揺動自在に支持され、この［軸２４
は閘弁用ロッカアーム５にカムシャフト１と直交する方
向に固着される。

閉弁用ロッカアーム１５に連結される各カム７オロ７２
２も同じ（回転軸２６を介して揺動自在に支持され、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。

各カムフォロワ２１．２２は各カム２，３に接触する７
すロワ面２１ａ、２２ａが回転軸方向について円弧状に
湾曲し、回転軸と直交方向について断面直線状に形成さ
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。

各カム７オＵワ２１，２２を各ロッカ７−ム５゜１５に
対して揺動自在に支持する各回転軸１６゜２６をカムシ
ャフト１に略直交する方向に設けたため、カムフォロワ
２１，２２は第３図に示すように立体カム２，３のベー
スサークル部分に当たるときに略水平に保たれ各カム面
に対して線状に接触する一方、Ｍ４図に示すように立体
カム２゜３の傾斜するＩ〕７Ｆ部分１ご当たるときに回
転軸１６．２６を中心にカム面の傾斜角度θだけ揺動し
てカム面に対して線状に接触する。これにより、各カム
７ｔロワ２１，２２と各立体カム２，３は常に線状に摺
接して両者の接触圧力が低く保たれ、カムの回転に伴っ
てカムフォロワに対する接触摩擦力が高まらず、高い耐
久性とＭ順性を維持できる。

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の各カム
７ｔ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の開弁期間とす７
トを小さく、また高速域では開弁期間とす７トが大きく
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、各カムフォロ
ワ２１，２２はカムシャフト１に略直交する回転軸２４
．２６を介して傾斜するカム面上に沿って揺動すること
が可能となり、この部分で線状に接触してその面圧を低
減して摩耗を抑制するとともに、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。

さらに、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に対す
る各カムフォロワ２１．２２の接触圧力が低く、カム２
．３の回転に伴ってカムフォロワ２１．２２に対する接
触摩擦力が高まらず、カムフォロワ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） 以上の通り本発明によれば、カムシャフトを動方向に変
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ことができるのであり、この場合、
カムフォロワを各ロッカアームに対して揺動自在に支持
する各回転軸をカムシャフトに略直交する方向に設けた
ため、カムフォロワは立体カムに対して線状に接触し、
両者の接触圧力が低く、カムの回転に伴ってカム７ｔロ
ワに対する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。

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、カムシャフトの移動
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ｔｆｔ構の小型化、軽量化もはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、＃ＩＪ２図は立
体カムの平面図。第３図、第４図はそれぞれ動作を示す
断面図である。 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・・・カムフォロワ、２４．２
６・・・回転軸。 第１図

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、開弁用カムにカム
   フォロワを介して接触させた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、かつ閉弁用カムにカムフォロワを介して接
   触させた揺動自在な閉弁用ロッカアームと同じく弁軸に
   対して引き上げ方向に係止させる一方、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、前記各カムフォロワの少な
   くとも一方を各ロッカアームに対して前記カムシャフト
   に略直交する回転軸を介して揺動自在に支持したことを
   特徴とするエンジンの可変動弁装置。