JPH0648083Y2 - ４サイクルエンジンの動弁機構 - Google Patents
４サイクルエンジンの動弁機構Info
- Publication number
- JPH0648083Y2 JPH0648083Y2 JP14266588U JP14266588U JPH0648083Y2 JP H0648083 Y2 JPH0648083 Y2 JP H0648083Y2 JP 14266588 U JP14266588 U JP 14266588U JP 14266588 U JP14266588 U JP 14266588U JP H0648083 Y2 JPH0648083 Y2 JP H0648083Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- cam
- camshaft
- angle
- valves
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、４サイクルエンジンの動弁機構に関する。
１つの気筒に同一の作用（たとえば吸気作用）を行なう
複数のバルブを設けた４サイクルエンジンが従来から実
用されている。
複数のバルブを設けた４サイクルエンジンが従来から実
用されている。
このエンジンにおける上記複数のバルブは、動弁機構の
カムによって同時に駆動され、カムシャフトが360°回
転する間の所定角度範囲（以下、バルブ作用角という）
で開動作する。
カムによって同時に駆動され、カムシャフトが360°回
転する間の所定角度範囲（以下、バルブ作用角という）
で開動作する。
上記バルブが開作動している時間は、エンジンの回転速
度が大きくなるに伴って短かくなる。
度が大きくなるに伴って短かくなる。
それ故、高エンジン回転速度時においても十分なバルブ
開作動時間を確保するためには、上記バルブ作用角を広
く設定すれば良いが、つまり広いバルブ作用角が得られ
るように上記カムのプロフィールを設計しておけばよい
が、かくすると低エンジン回転速度時におけるバルブ開
作動時間が過剰になって燃費が悪化する等の不都合が発
生する。
開作動時間を確保するためには、上記バルブ作用角を広
く設定すれば良いが、つまり広いバルブ作用角が得られ
るように上記カムのプロフィールを設計しておけばよい
が、かくすると低エンジン回転速度時におけるバルブ開
作動時間が過剰になって燃費が悪化する等の不都合が発
生する。
上記従来のエンジンの動弁機構は、上記バルブ作用角が
固定されるので、高エンジン回転速度時と低エンジン回
転速度時の双方に適したバルブ作用角を得ることが不可
能であるという欠点をもつ。
固定されるので、高エンジン回転速度時と低エンジン回
転速度時の双方に適したバルブ作用角を得ることが不可
能であるという欠点をもつ。
本考案の目的は、かかる状況に鑑み、低エンジン回転速
度時に適応したバルブ作用角と、高エンジン回転速度時
に適応したバルブ作用角の双方を得ることができる４サ
イクルエンジンの動弁機構を提供することにある。
度時に適応したバルブ作用角と、高エンジン回転速度時
に適応したバルブ作用角の双方を得ることができる４サ
イクルエンジンの動弁機構を提供することにある。
本考案は、１つの気筒に同一の作用を行なう複数のバル
ブを設けた４サイクルエンジンに適用される動弁機構で
あり、カムシャフトに回動可能に嵌合され、上記各バル
ブのうちの少なくとも１つおよび残るバルブの少なくと
も１つをそれぞれ作動させる第１および第２のカムと、
カム回動用アクチュエータを有し、該アクチュエータの
作動に連係して、上記第１および第２のカムを基準位置
から所定角度だけ互いに異なる方向に回動させるカム回
動手段とを備えた構成をもつ。
ブを設けた４サイクルエンジンに適用される動弁機構で
あり、カムシャフトに回動可能に嵌合され、上記各バル
ブのうちの少なくとも１つおよび残るバルブの少なくと
も１つをそれぞれ作動させる第１および第２のカムと、
カム回動用アクチュエータを有し、該アクチュエータの
作動に連係して、上記第１および第２のカムを基準位置
から所定角度だけ互いに異なる方向に回動させるカム回
動手段とを備えた構成をもつ。
この動弁機構によれば、第１および第２のカムが異方向
に回動され、これによって前記したバルブ作用角が変化
する。
に回動され、これによって前記したバルブ作用角が変化
する。
以下、図面を参照しながら本考案の実施例について説明
する。
する。
第１図は、４バルブエンジンにおける吸気バルブ1,2の
駆動に適用した本考案に係る動弁機構の一実施例を示し
ている。なお、同図は第２図のA-A線断面図である。
駆動に適用した本考案に係る動弁機構の一実施例を示し
ている。なお、同図は第２図のA-A線断面図である。
この動弁機構においては、カムシャフト３にカム4,5が
回動可能に嵌合されている。これらのカム4,5は、それ
ぞれバルブ1,2の配置位置に対応する部位に設けられて
おり、それらの内周面には、カムシャフト３の軸線に沿
った凹溝4a,5aが形成されている。
回動可能に嵌合されている。これらのカム4,5は、それ
ぞれバルブ1,2の配置位置に対応する部位に設けられて
おり、それらの内周面には、カムシャフト３の軸線に沿
った凹溝4a,5aが形成されている。
なお、カム4,5は、ワッシャ６およびＣ−リング７によ
って左右方向への移動が規制されている。
って左右方向への移動が規制されている。
カムシャフト３には、その軸線を中心軸線とする摺動孔
3aがその内部に形成され、この摺動孔3aに摺動子8,9お
よびカム回動用アクチュエータたるピストン10がそれぞ
れ摺動可能に嵌入されている。
3aがその内部に形成され、この摺動孔3aに摺動子8,9お
よびカム回動用アクチュエータたるピストン10がそれぞ
れ摺動可能に嵌入されている。
また、カムシャフト３の周壁におけるカム4,5の配置部
位には、この周壁を貫通する長孔状のガイド孔3b,3cが
それぞれ形成されている。なお、各ガイド孔は互いの長
さが等しい。
位には、この周壁を貫通する長孔状のガイド孔3b,3cが
それぞれ形成されている。なお、各ガイド孔は互いの長
さが等しい。
第２図に示したように、ガイド孔3bおよび3cは、それぞ
れカムシャフト３の軸線に対し傾斜して設けられてい
る。すなわち、同図の方向からみてガイド孔3bは右下が
りに、またガイド孔3cは左下がりにそれぞれ形成されて
いる。そして、ガイド孔3bおよび3cの右端は、カムシャ
フト３の軸線を含む同一の平面上に位置されている。
れカムシャフト３の軸線に対し傾斜して設けられてい
る。すなわち、同図の方向からみてガイド孔3bは右下が
りに、またガイド孔3cは左下がりにそれぞれ形成されて
いる。そして、ガイド孔3bおよび3cの右端は、カムシャ
フト３の軸線を含む同一の平面上に位置されている。
なお、第１図をB-B線およびC-C線によって断面したした
第４図（ａ）および第５図（ｂ）に示す如く、ガイド孔
3bおよび3cはカムシャフトの軸線を中心とする対称位置
にも設けられている。
第４図（ａ）および第５図（ｂ）に示す如く、ガイド孔
3bおよび3cはカムシャフトの軸線を中心とする対称位置
にも設けられている。
摺動子8,9には、カムシャフト３の軸線に直交する態様
でピン11,12がそれぞれ圧入固定されている。
でピン11,12がそれぞれ圧入固定されている。
第４図（ａ）に示したようにピン11は一方の端部が一方
のガイド孔3bを介してカム４の凹溝4aに嵌入され、他方
の端部が他方のガイド孔3bに嵌入されている。
のガイド孔3bを介してカム４の凹溝4aに嵌入され、他方
の端部が他方のガイド孔3bに嵌入されている。
また第５図に示したように、ピン12は一方の端部が一方
のガイド孔3cを介してカム５の凹溝5aに嵌入され、他方
の端部が他方のガイド孔3cに嵌入されている。
のガイド孔3cを介してカム５の凹溝5aに嵌入され、他方
の端部が他方のガイド孔3cに嵌入されている。
摺動子８の左端面は、スプリング13によって右方に付勢
されている。このため、該摺動子８は常時において第１
図に示した位置、つまりピン11が前記ガイド孔3bの右端
に当接した位置に置かれている。
されている。このため、該摺動子８は常時において第１
図に示した位置、つまりピン11が前記ガイド孔3bの右端
に当接した位置に置かれている。
一方、摺動子９には、摺動子８および鋼球14を介して上
記スプリング13の付勢力が作用している。このためこの
摺動子９は、ピン12が前記ガイド孔3cの右端に当接した
位置に常時置かれている。
記スプリング13の付勢力が作用している。このためこの
摺動子９は、ピン12が前記ガイド孔3cの右端に当接した
位置に常時置かれている。
ピストン10は、スプリング13よりもバネ常数の小さなス
プリング15の左方向付勢力によってその先端が摺動子９
の右端面に軽く当接されている。
プリング15の左方向付勢力によってその先端が摺動子９
の右端面に軽く当接されている。
以下、この実施例に係る動弁機構の作用を説明する。
図示していないクランクシャフトからの回転動力がカム
シャフト３に伝達されると、ピン11,12を介してカム4,5
がカムシャフト３と一体的に回転され、これに伴って吸
気バルブ1,2が、第１図に示した吸気用バルブポート16,
17をそれぞれ開閉する。
シャフト３に伝達されると、ピン11,12を介してカム4,5
がカムシャフト３と一体的に回転され、これに伴って吸
気バルブ1,2が、第１図に示した吸気用バルブポート16,
17をそれぞれ開閉する。
第６図（ａ）は、カム4,5が基準位置にあるとき、つま
り第４図（ａ）および第５図（ａ）に示したように、カ
ム４および５の頂端がそれぞれカムシャフト３の基準位
置Ｒ上に位置しているときのバルブ1,2のリフト特性ａ
を例示している。なお、第６図（ａ）に示すグラフの横
軸はカムシャフト３の回転角である。
り第４図（ａ）および第５図（ａ）に示したように、カ
ム４および５の頂端がそれぞれカムシャフト３の基準位
置Ｒ上に位置しているときのバルブ1,2のリフト特性ａ
を例示している。なお、第６図（ａ）に示すグラフの横
軸はカムシャフト３の回転角である。
ここで、第１図に示したピストン10の右端面に油圧を作
用させると、該ピストン10の左方向付勢力によって摺動
子８および９が左行され、これに伴いピン11および12が
それぞれガイド孔3bおよび3cに沿って移動される。そし
て第３図に示したように、これらのピン11および12がガ
イド孔3bおよび3cの左端にそれぞれ当接した位置で各摺
動子8,9の左行が停止される。
用させると、該ピストン10の左方向付勢力によって摺動
子８および９が左行され、これに伴いピン11および12が
それぞれガイド孔3bおよび3cに沿って移動される。そし
て第３図に示したように、これらのピン11および12がガ
イド孔3bおよび3cの左端にそれぞれ当接した位置で各摺
動子8,9の左行が停止される。
上記ガイド孔3bに沿ったピン11の移動に伴ない、カム４
の凹溝4aがピン11によって第２図における上方向に押さ
れ、この結果、カム４がカムシャフト３に対して第３図
に示した矢印方向に回動される。
の凹溝4aがピン11によって第２図における上方向に押さ
れ、この結果、カム４がカムシャフト３に対して第３図
に示した矢印方向に回動される。
一方、ガイド孔3cに沿ったピン12の移動は、該ピン12に
よってカム５の凹溝5aを第２図における下方向に押すこ
とになり、この結果、カム５がカムシャフト３に対して
第３図に示した矢印方向に回動される。
よってカム５の凹溝5aを第２図における下方向に押すこ
とになり、この結果、カム５がカムシャフト３に対して
第３図に示した矢印方向に回動される。
第４図（ｂ）は、ピン11がガイド孔3bの始端から終端ま
で移動した場合のカム４の角度変化方向および角度変化
量Δθ1を示し、また第５図（ｂ）はピン12がガイド孔3
cの始端から終端まで移動した場合のカム５の角度変化
方向および角度変化量Δθ2を示している。同図に示す
ように、カム4,5は、互いに異なる方向に所定角度Δ
θ1，Δθ2だけそれぞれ回動される。
で移動した場合のカム４の角度変化方向および角度変化
量Δθ1を示し、また第５図（ｂ）はピン12がガイド孔3
cの始端から終端まで移動した場合のカム５の角度変化
方向および角度変化量Δθ2を示している。同図に示す
ように、カム4,5は、互いに異なる方向に所定角度Δ
θ1，Δθ2だけそれぞれ回動される。
なお、この実施例では、Δθ1＝Δθ2となるようにガイ
ド孔3b,3cの傾斜度が設定されている。
ド孔3b,3cの傾斜度が設定されている。
第６図（ｂ）は、カム4,5がカムシャフト３に対して角
度Δθ1，Δθ2だけ回動した場合のバルブ１および２の
リフト特性ｂおよびｃをそれぞれ示している。
度Δθ1，Δθ2だけ回動した場合のバルブ１および２の
リフト特性ｂおよびｃをそれぞれ示している。
同図に示す如く、リフト特性ｂは、カム４が基準位置に
あるときのリフト特性ａに対し位相が角度Δθ1だけ進
み、またリフト特性ｃはリフト特性ａに対し位相が角度
Δθ2だけ遅れている。
あるときのリフト特性ａに対し位相が角度Δθ1だけ進
み、またリフト特性ｃはリフト特性ａに対し位相が角度
Δθ2だけ遅れている。
いま、吸気が開始されてから終了するまでのカムシャフ
ト３の回転角度範囲をバルブ作用角と呼ぶと、同一エン
ジン回転速度下では第６図（ａ）におけるバルブ作用角
に比して同図（ｂ）におけるそれが角度Δθ1＋Δθ2だ
け大きくなり、これは吸気時間が長くなることを意味し
ている。
ト３の回転角度範囲をバルブ作用角と呼ぶと、同一エン
ジン回転速度下では第６図（ａ）におけるバルブ作用角
に比して同図（ｂ）におけるそれが角度Δθ1＋Δθ2だ
け大きくなり、これは吸気時間が長くなることを意味し
ている。
この実施例は、上記のように作用するので、吸気時間が
短かくなる高エンジン回転速度域で、前記ピストン10に
油圧を作用させることにより、この高エンジン回転速度
域での吸気特性を向上することができる。
短かくなる高エンジン回転速度域で、前記ピストン10に
油圧を作用させることにより、この高エンジン回転速度
域での吸気特性を向上することができる。
つぎに、ピストン10に作用されている油圧が降下される
と、スプリング13の反撥力によって摺動子8,9およびピ
ストン10が第１図に示した位置まで戻され、これに伴っ
てバルブ作用角が低エンジン回転速度域に適した大きさ
となる。
と、スプリング13の反撥力によって摺動子8,9およびピ
ストン10が第１図に示した位置まで戻され、これに伴っ
てバルブ作用角が低エンジン回転速度域に適した大きさ
となる。
上記ピストン10に作用させる油圧は、第７図に例示した
ような制御系で制御される。
ような制御系で制御される。
同図に示すエンジン回転速度センサ20からは、エンジン
の回転速度を示す信号が出力され、この信号はマイクロ
プロセッサ、バルブ駆動回路等よりなるコントローラ21
に入力される。
の回転速度を示す信号が出力され、この信号はマイクロ
プロセッサ、バルブ駆動回路等よりなるコントローラ21
に入力される。
コントローラ21では、センサ20の出力信号に基づき、エ
ンジンが高回転速度域で運転されているか低回転速度域
で運転されているかが判断される。そして、コントロー
ラ21でエンジンが高回転速度域で運転されていると判断
された場合には、該コントローラ21より電磁バルブ駆動
信号が出力され、これにより電磁バルブ22が切換作動さ
れる。
ンジンが高回転速度域で運転されているか低回転速度域
で運転されているかが判断される。そして、コントロー
ラ21でエンジンが高回転速度域で運転されていると判断
された場合には、該コントローラ21より電磁バルブ駆動
信号が出力され、これにより電磁バルブ22が切換作動さ
れる。
この電磁バルブ22の作動に伴ない、第１図に示したピス
トン10の右方側に位置する摺動孔3aと油圧ポンプ23とが
直結される。この結果、ピストン10が左行され、高エン
ジン回転速度域に適応する第６図（ｂ）に示したバルブ
作用角が設定される。なお、ポンプ23はエンジンによっ
て駆動される。
トン10の右方側に位置する摺動孔3aと油圧ポンプ23とが
直結される。この結果、ピストン10が左行され、高エン
ジン回転速度域に適応する第６図（ｂ）に示したバルブ
作用角が設定される。なお、ポンプ23はエンジンによっ
て駆動される。
一方、エンジンの回転速度が低エンジン回転速度域の速
度まで低下すると、コントローラ21によって電磁バルブ
22が消勢される。したがって、ピストン10が右行され、
低エンジン回転速度域に適応した第６図（ａ）に示した
バルブ作用角が設定される。
度まで低下すると、コントローラ21によって電磁バルブ
22が消勢される。したがって、ピストン10が右行され、
低エンジン回転速度域に適応した第６図（ａ）に示した
バルブ作用角が設定される。
なお、上記速度センサ20に代えて、スロットル開度を検
出するセンサを用いることも可能であり、前者を使用し
た場合には実エンジン回転速度に基づいて、後者を使用
した場合は目標エンジン回転速度に基づいてそれぞれ電
磁バルブ22の開閉制御が行なわれることになる。
出するセンサを用いることも可能であり、前者を使用し
た場合には実エンジン回転速度に基づいて、後者を使用
した場合は目標エンジン回転速度に基づいてそれぞれ電
磁バルブ22の開閉制御が行なわれることになる。
また、上記制御系においては電磁バルブ22をオンオフ制
御しているが、該バルブをアナログ制御してエンジン回
転速度の変化に応じたバルブ作用角を連続的に得るよう
に構成することも可能である。
御しているが、該バルブをアナログ制御してエンジン回
転速度の変化に応じたバルブ作用角を連続的に得るよう
に構成することも可能である。
上記実施例では、カムシャフト３側に形成したガイド孔
3b,3cを傾斜させ、カム4,5に設けた凹溝4a,5aをカムシ
ャフト３の軸線に沿わせているが、これとは逆の構成に
しても上記と同様の作用が得られる。この場合には、摺
動子8,9を一体連結してもよい。もちろんガイド孔3b,3c
と凹溝4a,5aを共にカムシャフト３の軸線に対して傾斜
させることも可能である。
3b,3cを傾斜させ、カム4,5に設けた凹溝4a,5aをカムシ
ャフト３の軸線に沿わせているが、これとは逆の構成に
しても上記と同様の作用が得られる。この場合には、摺
動子8,9を一体連結してもよい。もちろんガイド孔3b,3c
と凹溝4a,5aを共にカムシャフト３の軸線に対して傾斜
させることも可能である。
更に、上記実施例では、摺動子8,9にピン11,12を取付
け、カム4,5の内周面に凹溝4a,5aを設けているが、これ
とは逆の構成にしてもよい。ただしこの場合には、カム
シャフト３に対する摺動子8,9の回動を規制する手段を
設ける必要がある。
け、カム4,5の内周面に凹溝4a,5aを設けているが、これ
とは逆の構成にしてもよい。ただしこの場合には、カム
シャフト３に対する摺動子8,9の回動を規制する手段を
設ける必要がある。
更にまた、上記実施例では油圧によって摺動子8,9を変
位させているが、電磁ソレノイドや電動機等の動力源を
用いてこれらの摺動子8,9を変位させることも可能であ
る。
位させているが、電磁ソレノイドや電動機等の動力源を
用いてこれらの摺動子8,9を変位させることも可能であ
る。
また、第１図には、吸気バルブ1,2のみに適用した動弁
機構が示されているが、本考案の動弁機構は排気バルブ
の動弁機構としても当然適用することができる。そし
て、本考案の動弁機構は、適用対象が４バルブエンジン
に限定されず１つの気筒に同一の作用を行なう複数のバ
ルブが設けられたエンジンであれば、バルブ数の如何に
よらず適用することができる。さらに、本考案はロッカ
ーアームを使用したエンジンにも適用できる。
機構が示されているが、本考案の動弁機構は排気バルブ
の動弁機構としても当然適用することができる。そし
て、本考案の動弁機構は、適用対象が４バルブエンジン
に限定されず１つの気筒に同一の作用を行なう複数のバ
ルブが設けられたエンジンであれば、バルブ数の如何に
よらず適用することができる。さらに、本考案はロッカ
ーアームを使用したエンジンにも適用できる。
本考案に係る動弁機構によれば、バルブが開いている角
度範囲（バルブ作用角）を変化させることができるの
で、エンジンの回転速度に適応したバルブ作用角を得る
ことができる。
度範囲（バルブ作用角）を変化させることができるの
で、エンジンの回転速度に適応したバルブ作用角を得る
ことができる。
第１図は、本考案に係る動弁機構の一実施例を示した縦
断面図、第２図および第３図はそれぞれ低エンジン回転
速度時および高エンジン回転速度時におけるピンの位置
関係を示した説明図、第４図および第５図はそれぞれカ
ムの位置変化の態様を示した断面図、第６図はバルブの
リフト特性を例示したグラフ、第７図は油圧制御系の一
例を示したブロック図である。 1,2……吸気バルブ、３……カムシャフト、3a……摺動
孔、3b,3c……ガイド孔、4a,5a……凹溝、4,5……カ
ム、8,9……摺動子、10……ピストン、11,12……ピン。
断面図、第２図および第３図はそれぞれ低エンジン回転
速度時および高エンジン回転速度時におけるピンの位置
関係を示した説明図、第４図および第５図はそれぞれカ
ムの位置変化の態様を示した断面図、第６図はバルブの
リフト特性を例示したグラフ、第７図は油圧制御系の一
例を示したブロック図である。 1,2……吸気バルブ、３……カムシャフト、3a……摺動
孔、3b,3c……ガイド孔、4a,5a……凹溝、4,5……カ
ム、8,9……摺動子、10……ピストン、11,12……ピン。
Claims (1)
- 【請求項１】１つの気筒に同一の作用を行なう複数のバ
ルブを設けた４サイクルエンジンに適用される動弁機構
であって、 カムシャフトに回動可能に嵌合され、上記各バルブのう
ちの少なくとも１つおよび残るバルブの少なくとも１つ
をそれぞれ作動させる第１および第２のカムと、 カム回動用アクチュエータを有し、該アクチュエータの
作動に連係して、上記第１および第２のカムを基準位置
から所定角度だけ互いに異なる方向に回動させるカム回
動手段と を備えることを特徴とする４サイクルエンジンの動弁機
構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14266588U JPH0648083Y2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | ４サイクルエンジンの動弁機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14266588U JPH0648083Y2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | ４サイクルエンジンの動弁機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0263005U JPH0263005U (ja) | 1990-05-11 |
| JPH0648083Y2 true JPH0648083Y2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=31408809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14266588U Expired - Lifetime JPH0648083Y2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | ４サイクルエンジンの動弁機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648083Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012032634A1 (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | トヨタ自動車株式会社 | カムシャフト |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5224052B2 (ja) * | 2008-12-12 | 2013-07-03 | 三菱自動車工業株式会社 | 可変動弁装置 |
| JP5488512B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2014-05-14 | 三菱自動車工業株式会社 | カム構造 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP14266588U patent/JPH0648083Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012032634A1 (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | トヨタ自動車株式会社 | カムシャフト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0263005U (ja) | 1990-05-11 |
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