JPH04117111U - 可変バルブタイミングリフト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切換ピン１６とローラフォロア１３のシャフ
ト１２との係合部の接触面圧を減少して係合部の摩耗や
損傷を低減する。 【構成】 切換ピン１６の進退により切換ピン１６とロ
ーラフォロア１３のシャフト１２とを係脱させて高速用
カム４ｂによるバルブ１の駆動と低速用カム４ａによる
バルブ１の駆動とを切換える可変バルブタイミングリフ
ト装置において、上記切換ピン１６を進退可能に廻り止
めする回動規制機構としてキャップ１７のスリ板１７ｂ
に係合するスリット１６ｄを切換ピン１６に設けると共
に、その進出状態でローラフォロア１３のシャフト１２
周面に線接触するカット面１６を切換ピン１６に設け
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両用エンジンなどにおいて吸、排気バルブを開閉駆動する動弁系 に適用され、エンジンの運転条件に応じて低速用カムによるバルブの開閉駆動と 高速用カムによるバルブの開閉駆動とを切換える可変バルブタイミングリフト装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両用エンジンなどにおいて、吸、排気バルブの開角およびリフトはエンジン 回転数に応じて設定するのが好ましく、一般にエンジンの低、中速回転領域では 狭開角低リフトに設定し、高速回転領域では広開角高リフトに設定するのがエン ジンの充填効率や燃焼の安定性を向上する上で好ましい。そこで従来、狭開角低 リフトの低速用カムに接触する低速用ロッカアームと、広開角高リフトの高速用 カムに接触する高速用ロッカアームとを備え、エンジンの低、中速回転領域では 低速用カムにより低速用ロッカアームを介して吸、排気バルブを駆動し、エンジ ンの高速回転領域では高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとを一体化して 高速用カムにより高速用ロッカアームおよび低速用ロッカアームを介して吸、排 気バルブを駆動するように構成した可変バルブタイミングリフト装置が知られて いる。

【０００３】 そしてこのような基本構成において、低速用ロッカアームに低速用カムに接触 するローラフォロアを設けると共に、このローラフォロアのシャフトに対し交差 して進退する切換ピンを高速用ロッカアームに設け、エンジンの高速回転領域で はこの切換ピンを進出して高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとを一体化 するように構成した可変バルブタイミング式動弁装置を本件出願人は既に提案し ている（特願平１−３０６０７８号参照）。ここで、ローラフォロアのシャフト にはリング状の係合溝が形成され、この係合溝に切換ピンが進出して係合するこ とで高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとが一体化するようになっている 。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記特願平１−３０６０７８号に記載の可変バルブタイミング式動 弁装置においては、係合溝の曲率半径を係合ピンの曲率半径より大きめに設定し ないと切換ピンが係合溝内にスムーズに進出できない。しかしそうすると、係合 溝がリング状であるため切換ピンとの係合部は点接触となり、係合部の接触面圧 が増大して係合部の摩耗や損傷の虞が生じる。

【０００５】 そこで本考案は、切換ピンとローラフォロアのシャフトとの係合部の接触面圧 を減少して係合部の摩耗や損傷を低減することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この目的のため本考案は、カムシャフトに形成された広開角高リフトの高速用 カムにスリッパを介して接触することでロッカシャフト廻りに常時揺動する高速 用ロッカアームと、カムシャフトに形成された狭開角低リフトの低速用カムにロ ーラフォロアを介して接触することでロッカシャフト廻りに揺動してバルブを駆 動する低速用ロッカアームと、上記高速用ロッカアームに進退自在に内蔵され、 その進出により上記ローラフォロアのシャフトに係合して低速用ロッカアームを 高速用ロッカアームと一体的に揺動させ、その退入により低速用ロッカアームを 独自に揺動させる切換ピンとを備え、この切換ピンの退入状態では低速用カムに よる低速用ロッカアームの揺動でバルブを駆動し、進出状態では高速用カムによ る低速用ロッカアームの揺動でバルブを駆動するよう構成した可変バルブタイミ ングリフト装置において、上記切換ピンを進退可能に廻り止めする回動規制機構 を設けると共に、上記切換ピンにはその進出状態でローラフォロアのシャフト周 面に線接触するカット面を設けたことを手段としている。

【０００７】

【作用】

このような手段を採用したことにより、切換ピンは回動規制機構により廻り止 めして進退し、その進出状態ではカット面がローラフォロアのシャフト周面に線 接触する。従って、従来のように切換ピンとローラフォロアのシャフトとの係合 部が点接触するものに較べて係合部の接触面圧が大幅に減少し、係合部の摩耗や 損傷が低減する。

【０００８】 また、従来構造に対比して切換ピンにカット面を追加加工し、切換ピンの回動 規制機構を設けるだけでよいから構造が簡単である。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を添付の図面に基づいて具体的に説明する。 図１、図２は可変バルブタイミングリフト装置を含んだ４バルブタイプのエン ジン動弁系のうち、例えば吸気バルブ側を示しており、排気バルブ側も略同様に 構成されている。そこでこれらを代表して吸気バルブ側について説明すると、図 中符号１はシリンダヘッド２に形成された２つの吸気ポート３をそれぞれ開閉す る一対の吸気バルブであり、カムシャフト４の軸方向に並設されている。そして この一対の吸気バルブ１は、バルブステム１ａにコッタ５を介して装着したスプ リングリテーナ６がバルブスプリング７に付勢されることで、バルブ本体１ｂが バルブシート８に着座して吸気ポート３をそれぞれ閉じるようになっている。

【００１０】 一方、符号９は一端部がロッカシャフト１０に回動自在に支持され、他端部が 前記バルブステム１ａの端部に調整ネジ１１を介して当接したスイング式の一対 の低速用ロッカアームであり、吸気バルブ１に対応してカムシャフト４の軸方向 に並設されている。そしてこれら一対の低速用ロッカアーム９の長手方向中間部 には、両者を連結するシャフト１２を介してそれぞれローラフォロア１３が回転 自在に支持されている。

【００１１】 図３は前記低速用ロッカアーム９を示すもので、各ローラフォロア１３は、そ の外周の一部が露出するように低速用ロッカアーム９に形成された収容角孔９ａ 内に配置され、前記カムシャフト４に形成された狭開角低リフトの一対の低速用 カム４ａにそれぞれ接触している。そしてカムシャフト４の回転に伴い一対の低 速用カム４ａが各ローラフォロア１３を介して一対の低速用ロッカアーム９を揺 動することで、一対の吸気バルブ１が狭開角低リフトで吸気ポート３を開閉する ようになっている。

【００１２】 ここで、前記一対の低速用ロッカアーム９の間には、前記ロッカシャフト１０ に回転自在に支持されたスイング式の高速用ロッカアーム１４が配置されている 。この高速用ロッカアーム１４は、前記ローラフォロア１３のシャフト１２とカ ムシャフト４との間に突出する突出部１４ａを有するもので、この突出部１４ａ にはカムシャフト４に形成された広開角高リフトの高速用カム４ｂに接触するス リッパ１４ｂが形成されている。また、この高速用ロッカアーム１４には前記シ ャフト１２を迂回してシリンダヘッド２側へ突出する突起１４ｃが形成されてい る。これに対応してシリンダヘッド２には、内蔵するスプリングにより突出習性 が与えられたプランジャ１５ａを有する弾持装置１５が固定されている。そして この弾持装置１５のプランジャ１５ａに前記突起１４ｃが当接して押圧されるこ とで、高速用ロッカアーム１４はスリッパ１４ｂが常時高速用カム４ｂに圧接し 、カムシャフト４の回転により上記シャフト１２に干渉することなく常時揺動す るようになっている。

【００１３】 このような高速用ロッカアーム１４には、その揺動を低速用ロッカアーム９に 伝達するための２本の切換ピン１６が平行して内蔵されている。この切換ピン１ ６は、図４に示すようにピン本体１６ａの一端部にツバ１６ｂを有し、他端部の 周面に軸線と平行なカット面１６ｃを先端まで形成したもので、上記ツバ１６ｂ 側から軸線方向にスリット１６ｄが形成され、またこのスリット１６ｄを貫通す る油孔１６ｅが周面に形成されている。

【００１４】 一方、高速用ロッカアーム１４には、前記２本の切換ピン１６をそれぞれ平行 状態で進退自在に内蔵するための２本の貫通孔が形成されている。これらの貫通 孔は、図５に示すように、前記切換ピン１６のピン本体１６ａを摺動自在に嵌合 する嵌合孔１４ｄと切換ピン１６のツバ１６ｂを移動自在に収容する収容孔１４ ｅとが段１４ｆを介して連続するもので、前記ロッカシャフト１０と干渉しない 位置でこれと直交してしている。そして上記嵌合孔１４ｄの開口側端部は、シャ フト１２に対面する側が開口した半周孔となって前記スリッパ１４ｂとシャフト １２との間に臨んでいる。

【００１５】 ここで前記嵌合孔１４ｄにピン本体１６ａが嵌合し、収容孔１４ｅにツバ１６ ｂを挿入された切換ピン１６は、収容孔１４ｅの開口側端部に嵌合するキャップ １７にツバ１６ｂが当接することで抜け止めされている。このキャップ１７は、 図６に示すように外端部にスリ溝１７ａを有し、内端部にスリ板１７ｂを有する もので、前記収容孔１４ｅを貫通して高速用ロッカアーム１４に設けられたスト ッパピン１８がスリ溝１７ａに嵌合することで収容孔１４ｅから抜止めされ、ま た廻り止めされている。そしてスリ板１７ｂが切換ピン１６のスリット１６ｄに 嵌合することで回動規制機構が構成され、切換ピン１６のカット面１６ｃがロー ラフォロア１３のシャフト１２の周面に平行に対面するよう切換ピン１６を収容 孔１４ｅに対し進退可能に廻り止めしている。

【００１６】 また、前記嵌合孔１４ｄと収容孔１４ｅとの間の段１４ｆと切換ピン１６のツ バ１６ｂとの間にはリターンスプリング１９が介設され、切換ピン１６のピン本 体１６ａを嵌合孔１４ｄ内に引き込むようになっている。そしてこの切換ピン１ ６のピン本体１６ａをリターンスプリング１９に抗して嵌合孔１４ｄの開口端部 側に押し出すように、前記高速用ロッカアーム１４にはロッカシャフト１０の油 路１０ａと収容孔１４ｅとを連通する油孔１４ｇが形成されている。ここで上記 油路１０ａは、図示省略した電磁切換式三方弁を有する油圧回路に接続されてお り、また上記電磁切換式三方弁は例えばエンジン回転数５０００ｒｐｍを切換点 としてそれ以上では上記油路１０ａに圧油を供給し、それ以下では油路１０ａの 圧油をドレンするようになっている。

【００１７】 ここで、前記スリッパ１４ｂが接触する高速用カム４ｂのベースサークルは、 低速用カム４ａのベースサークルより小さく形成され、その半径寸法の差は、切 換ピン１６が押し出される際にそのカット面１６ｃがローラフォロア１３のシャ フト１２に対してその接線方向に沿って進出し、シャフト１２の周面に所定のク リアランスをもってスムーズに線接触できるような所定の寸法差に設定されてい る。そしてこのカット面１６ｃを有するピン本体１６ａの進出位置を所定位置に 規制するように、前記高速用ロッカアーム１４の突出部１４ａにはピン本体１６ ａ先端の進出経路に臨むストッパピン２０が横架されている。

【００１８】 つぎに、このように構成された一実施例の作用を説明する。 エンジン回転数が５０００ｒｐｍ以下の場合、油圧回路の電磁切換式三方弁が 油路１０ａの圧油をドレンすることから、リターンスプリング１９の付勢を受け ている切換ピン１６は、図１に示すようにそのピン本体１６ａが嵌合孔１４ｄに 引き込まれた退入状態にある。そこで、スリッパ１４ｂが高速用カム４ｂに接触 している高速用ロッカアーム１４は、ローラフォロア１３のシャフト１２に係合 することなく空振り状態で揺動する。このため、低速用ロッカアーム９はローラ フォロア１３が狭開角低リフトの低速用カム４ａに接触してロッカシャフト１０ 廻りに揺動し、吸気バルブ１を狭開角低リフトで開閉する。

【００１９】 エンジン回転数が５０００ｒｐｍ以上になると、油圧回路の電磁切換式三方弁 が油路１０ａおよび油孔１４ｇを介して収容孔１４ｅに圧油を供給するようにな る。そこで切換ピン１６にはリターンスプリング１９の付勢に打ち勝つ油圧が作 用し、切換ピン１６はそのピン本体１６ａが嵌合孔１４ｄの開口端部側に向かっ て進出する。そして図７に示すようにカムシャフト４の回転に伴い上記スリッパ １４ｂが高速用カム４ｂのベースサークル部に接触するようになると、切換ピン １６のカット面１６ｃはシャフト１２の接線方向に沿って進出してシャフト１２ 上に乗り上げる。そしてピン本体１６ａの先端面がストッパピン２０に当接した 位置で切換ピン１６は停止し、カット面１６ｃが上記シャフト１２の周面に線接 触する（図５参照）。そこで、高速用ロッカアーム１４はローラフォロア１３の シャフト１２に係合して低速用ロッカアーム９を強制的にロッカシャフト１０廻 りに揺動させるようになる。このため、低速用ロッカアーム９はローラフォロア １３が低速用カム４ａから離れた状態となり、高速用カム４ｂの回転に応じて吸 気バルブ１を広開角高リフトで開閉するようになる。

【００２０】 なお、エンジン回転数が再び５０００ｒｐｍ以下に低下すると、油圧回路の電 磁切換式三方弁が油路１０ａの圧油をドレンすることから、切換ピン１６はリタ ーンスプリング１９の付勢によりピン本体１６ａが嵌合孔１４ｄに引き込まれ、 高速用ロッカアーム１４は前述のようにローラフォロア１３のシャフト１２に係 合することなく空振り状態で揺動し、吸気バルブ１が狭開角低リフトで開閉する 。

【００２１】 このようにエンジン回転数が５０００ｒｐｍ以上で吸気バルブ１を広開角高リ フトで開閉する場合、切換ピン１６のカット面１６ｃがローラフォロア１３のシ ャフト１２の周面に線接触して係合することで高速用ロッカアーム１４が低速用 ロッカアーム９に係合するのであり、従来のように切換ピンとローラフォロアの シャフトとが点接触して係合するものに較べて係合部の接触面圧は大幅に減少す る。従って、係合部の摩耗や損傷を低減することができる。

【００２２】 また、この実施例では、低速用ロッカアーム９が低速で油膜切れを起こし易い スリッパではなく、ローラフォロア１３を介して低速用カム４ａに接触するので 、その駆動トルクが減少し、エンジンの燃費などが向上する。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したとおり本考案によれば、切換ピンは回動規制機構により廻り止め して進退し、その進出状態ではカット面がローラフォロアのシャフト周面に線接 触する。従って、従来のように切換ピンとローラフォロアのシャフトとの係合部 が点接触するものに較べて係合部の接触面圧が大幅に減少するのであり、係合部 の摩耗や損傷を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例が適用されるエンジン動弁系
の側断面図である。

【図２】一実施例が適用されるエンジン動弁系の配置関
係を示す正面斜視図である。

【図３】一実施例における低速用ロッカアームの斜視図
である。

【図４】一実施例における切換ピンの斜視図である。

【図５】一実施例の要部拡大断面図である。

【図６】一実施例におけるキャップの斜視図である。

【図７】一実施例の作用を説明する図１に対応した側断
面図である。

【符号の説明】

１ 吸気バルブ １ａ バルブステム、１ｂ バルブ本体 ２ シリンダヘッド ３ 吸気ポート ４ カムシャフト ４ａ 低速用カム、４ｂ 高速用カム ５ コッタ ６ スプリングリテーナ ７ バルブスプリング ８ バルブシート ９ 低速用ロッカアーム ９ａ 収容角孔 １０ ロッカシャフト １０ａ 油路 １１ 調整ネジ １２ シャフト １３ ローラフォロア １４ 高速用ロッカアーム １４ａ 突出部、１４ｂ スリッパ、１４ｃ 突起、１
４ｄ 嵌合孔、 １４ｅ 収容孔、１４ｆ 段、１４ｇ 油孔 １５ 弾持装置 １５ａ プランジャ １６ 切換ピン １６ａ ピン本体、１６ｂ ツバ、１６ｃ カット面、 １６ｄ スリット、１６ｅ 油孔 １７ キャップ １７ａ スリ溝、１７ｂ スリ板 １８ ストッパピン １９ リターンスプリング ２０ ストッパピン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムシャフトに形成された広開角高リフ
   トの高速用カムにスリッパを介して接触することでロッ
   カシャフト廻りに常時揺動する高速用ロッカアームと、
   カムシャフトに形成された狭開角低リフトの低速用カム
   にローラフォロアを介して接触することでロッカシャフ
   ト廻りに揺動してバルブを駆動する低速用ロッカアーム
   と、上記高速用ロッカアームに進退自在に内蔵され、そ
   の進出により上記ローラフォロアのシャフトに係合して
   低速用ロッカアームを高速用ロッカアームと一体的に揺
   動させ、その退入により低速用ロッカアームを独自に揺
   動させる切換ピンとを備え、この切換ピンの退入状態で
   は低速用カムによる低速用ロッカアームの揺動でバルブ
   を駆動し、進出状態では高速用カムによる低速用ロッカ
   アームの揺動でバルブを駆動するよう構成した可変バル
   ブタイミングリフト装置において、上記切換ピンを進退
   可能に廻り止めする回動規制機構を設けると共に、上記
   切換ピンにはその進出状態でローラフォロアのシャフト
   周面に線接触するカット面を設けたことを特徴とする可
   変バルブタイミングリフト装置。