JPH10238324A - エンジンバルブのリフト調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で、かつ制御が容易であり、しか
もロッカーアームの枢支部にバルブラッシュアジャスタ
を設けることができるようにしたエンジンバルブのリフ
ト調節装置を提供する。 【解決手段】 ローラロッカーアームにおけるローラ１
０の軸１１を、ロッカーアーム７の長手方向に摺動可能
としてロッカーアームに装着するとともに、前記ローラ
１０の軸１１を、ロッカーアーム７の長手方向とほぼ直
交する方向を向き、かつ互いに対向する１対の案内面１
３ａ、１３ａにより挾むようにしたガイド部材１３を、
シリンダヘッド２に設けたアクチュエータ１４により、
ロッカーアーム７の長手方向に移動させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関(以下エ
ンジンという)の動弁機構、特にローラロッカーアーム
方式の動弁機構におけるエンジンバルブのリフト調節装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な動弁機構においては、エ
ンジンバルブの揚程すなわちリフトは、カムの外形や寸
法、ロッカーアームの長さ等により、常に一定に定めら
れており、また吸気弁と排気弁とのリフト曲線は、エン
ジン回転数の大小とは無関係に、例えば図９に示すよう
に、常に一定に定められている。

【０００３】図９において、(Ａ)は排気弁のリフト曲
線、(Ｂ)は吸気弁のリフト曲線、(Ｃ)は排気弁と吸気弁
とがともに開いているオーバーラップ領域である。

【０００４】ところで、エンジンの低速回転時において
は、混合気の吸入効率よりも、渦流すなわちスワール流
の形成が重視されるため、吸気弁のリフトを小とし、か
つオーバーラップ領域(Ｃ)を狭くすることが望ましい。
また、エンジンの高速回転時においては、スワール流の
形成よりも、吸入効率が重視されるため、吸気弁のリフ
トを大とし、かつオーバーラップ領域(Ｃ)を広くするこ
とが望ましい。

【０００５】このような要望を満たすものとして、例え
ば特開昭６２−１９９９１３号公報や、特開昭４６−７
２０４号公報等に開示されているように、ロッカーアー
ムの基端部を、ロッカーアーム軸に設けた偏心部に枢支
し、この偏心部を移動させることにより、ロッカーアー
ムとカムとの接触点、及びロッカーアームの先端部とエ
ンジンバルブの軸端との当接点を変化させ、バルブリフ
トを可変としたものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のリ
フト調節装置は、ロッカーアームの枢支点を、偏心軸に
より偏心運動させるようにしているので、ロッカーアー
ムの枢支部の構造が複雑になり、また偏心軸の回転角速
度に対するロッカーアームの長手方向の移動量がサイン
カーブを描いて、直線的でないので、制御が複雑になる
という問題がある。

【０００７】また、ロッカーアームの枢支部に、このよ
うな偏心軸を設けると、ここに、弁間隙を自動的に調節
するためのバルブラッシュアジャスタを設けることがで
きなくなるという問題もある。

【０００８】本発明は、従来の技術が有する上記のよう
な問題点に鑑み、構造が簡単で、かつ制御が容易であ
り、しかもロッカーアームの枢支部にバルブラッシュア
ジャスタを設けることができるようにしたエンジンバル
ブのリフト調節装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は次のようにして解決される。 (１) 基端部がシリンダヘッド側に枢支され、かつ先端
部下面がエンジンバルブに当接するロッカーアームの中
間部にローラを設け、該ローラに当接するカムの回転に
より、前記ロッカーアームを往復回動させて、エンジン
バルブを往復移動させ、弁口を開閉させるようにした内
燃機関の動弁機構におけるエンジンバルブのリフト調節
装置であって、前記ローラの軸を、ほぼロッカーアーム
の長手方向に摺動可能としてロッカーアームに装着する
とともに、前記ローラの軸を、ロッカーアームの長手方
向とほぼ直交する方向を向く互いに対向する１対の案内
面により挾むようにしたガイド部材を、シリンダヘッド
に設けたアクチュエータにより、ほぼロッカーアームの
長手方向に移動させるようにする。

【００１０】(２) 上記(１)項において、ロッカーアー
ムに、ほぼその長手方向の長孔を設け、この長孔にロー
ラの軸を摺動自在に嵌合する。

【００１１】(３) 上記(２)項において、長孔の一部
に、リフト量を０としうるまで、ローラの軸をロッカー
アーム内に下降させるようにした傾斜部を設ける。

【００１２】(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、ガイド部材を、ほぼＵ字状のものとし、これを、ロ
ーラの軸の両端部にそれぞれ嵌合する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明の一実施例
を示す。(１)は、吸気弁としたエンジンバルブで、上下
方向を向く軸部(1a)の中間部は、シリンダヘッド(２)に
固定されたバルブガイド(３)により、上下動可能に案内
されている。

【００１４】軸部(1a)の上端部にコッタ(図示略)を介し
て係止されたリテーナ(４)と、シリンダヘッド(２)との
間には、バルブスプリング(５)が縮設されており、この
バルブスプリング(５)により、エンジンバルブ(１)は、
その軸部(1a)の下端における傘部(1b)が、バルブシート
(６)を備える弁口を閉じるように、常時上向きに付勢さ
れている。

【００１５】軸部(1a)の上端面には、軸部(1a)とほぼ直
角方向を向くロッカーアーム(７)の先端部下面に形成し
た弧状の押圧面(7a)が圧接されている。

【００１６】(８)は、シリンダヘッド(２)に設けられ、
かつ閉弁時におけるエンジンバルブ(１)の軸部(1a)の上
端とロッカーアーム(７)の押圧面(7a)との間の弁間隙が
常時ゼロとなるように、ロッカーアーム(７)の基端部の
高さを自動的に調節するようになっている公知のエンド
ピボットタイプの油圧ラッシュアジャスタで、その上端
に形成されたほぼ半球頭状のピボット部(8a)に、前記ロ
ッカーアーム(７)の基端部が枢支されている。

【００１７】ロッカーアーム(７)の中間部上面には、長
手方向を向く凹溝(９)が形成されており、この凹溝(９)
内には、ローラ(10)が、上記長手方向に移動しうるよう
に嵌合されている。

【００１８】ローラ(10)の前後方向を向く軸(11)は、ロ
ッカーアーム(７)の前後の側面に設けた、ロッカーアー
ム(７)の長手方向の長孔(12)に、長手方向に摺動自在に
嵌合されている。

【００１９】長孔(12)を通ってロッカーアーム(７)を前
後方向に貫通する軸(11)の前後の端部は、ロッカーアー
ム(７)の長手方向と直交して、ほぼ上下方向を向く１対
の案内面(13a)(13a)を有する正面形がほぼＵ字状の前後
１対のガイド部材(13)(13)に、両案内面(13a)(13a)によ
り左右から挾まれるようにして嵌合され、案内面(13a)
(13a)に沿って上下方向には移動できるが、左右方向に
は移動が規制されている。各ガイド部材(13)の外側に開
口する端面は、閉塞板(13a)により閉塞しておくのがよ
い。

【００２０】両ガイド部材(13)(13)は、シリンダヘッド
(２)に設けられたアクチュエータ(14)より右方に延出
し、かつ２股となって右下方に向かう支持アーム(15)の
２股状の先端部にそれぞれ支持され、アクチュエータ(1
4)の作動により、ロッカーアーム(７)の長手方向である
左右方向に移動させられるようになっている。

【００２１】アクチュエータ(14)は、この実施例におい
ては、支持アーム(15)の上面に設けたラック(16)に、減
速機構を内蔵したステップモータ(17)の出力軸(18)に固
嵌したピニオン(19)を噛合させ、ステップモータ(17)の
作動により、ピニオン(19)を正逆回転させて、ラック(1
6)と支持アーム(15)とを左右方向に移動させるような構
成としてある。しかし、支持アーム(15)を左右方向に移
動しうるものであれば、どのような構成のものでもよ
い。

【００２２】ロッカーアーム(７)の上面より上方に突出
するローラ(10)の外周面には、ロッカーアーム(７)の中
間部上方に配設され、かつエンジンのクランク軸（図示
略）と同期して回転するカムシャフト(20)に設けたカム
(21)の外周面が当接している。

【００２３】このカム(21)の山部(21a)が図１の矢印の
ように回転することにより、ローラ(10)とともにロッカ
ーアーム(７)の中間部が押し下げられ、ロッカーアーム
(７)はピボット部(8a)を中心として回動させられ、先端
部の押圧面(7a)で、エンジンバルブ(１)の軸部(1a)の上
端を、バルブスプリング(５)の上向きの付勢力に抗して
押し下げ、このときのエンジンバルブ(１)の下降によ
り、弁口は開かれる。

【００２４】その後、カム(21)の山部(21a)がローラ(1
0)から離れることにより、バルブスプリング(５)の付勢
力により、エンジンバルブ(１)及びロッカーアーム(７)
の押圧面(7a)は閉弁するまで押し上げられ、ロッカーア
ーム(７)は図１に示す元の状態まで復帰させられる。

【００２５】以後、この状態をくり返すことにより、バ
ルブのリフト量は、図８に実線のリフト曲線(Ｅ)として
示すように変化する。図８における(Ｄ)は、図９のリフ
ト曲線(Ａ)と同様の排気弁のリフト曲線である。

【００２６】図１に示す状態から、アクチュエータ(14)
の作動により、ガイド部材(13)を右方に移動させると、
ローラ(10)とカム(21)との接触点が右方に移動し、最大
リフト量が小さく、かつリフトタイミングが遅くなり、
例えば図８の(Ｆ)で示すリフト曲線のようになる。

【００２７】また、図１に示す状態から、アクチュエー
タ(14)の作動により、ガイド部材(13)を左方に移動させ
ると、ローラ(10)とカム(21)との接触点が左方に移動
し、最大リフト量が大きく、かつリフトタイミングが早
くなり、例えば図８の(Ｇ)で示すリフト曲線のようにな
る。

【００２８】したがって、エンジン回転数や負荷を検出
し、それらの値が大となると、ガイド部材(13)が図１の
左方に、また上記の値が小となると、ガイド部材(13)が
右方にそれぞれ移動するように、アクチュエータ(14)を
自動的に制御するようにしておけば、エンジン回転数及
び負荷が大となると、リフト量が増大し、かつ開弁のタ
イミングが早くなる。逆に、エンジン回転数及び負荷が
小となると、リフト量が小さく、かつ開弁のタイミング
が遅くなるようにすることができ、所期の目的を達成す
ることができる。

【００２９】なお、上述の実施例においては、吸気弁側
の制御について説明したが、同様の装置を排気弁側また
は吸気弁側との両方に設け、排気弁をも所望どおり制御
できるようにしてもよい。

【００３０】また、本発明によると、例えば次のような
変化変形が可能である。なお、図４〜図７において、上
述と同一の符号は同一の部材を示し、それらについての
説明は省略する。 (１) 図４に示すように、先端部でガイド部材(13)を支
持する支持アーム(30)の基端部を、図４における左上部
においてシリンダヘッド(２)に枢着し、支持アーム(30)
の中間部に連結したアクチュエータ(31)の作動により、
支持アーム(30)とともに、ガイド部材(13)をほぼロッカ
ーアーム(７)の長手方向に揺動運動させるようにする。

【００３１】(２) ロッカーアーム(７)に設ける長孔
を、例えば図４に示すように、曲率中心がロッカーアー
ム(７)の上方に位置するような円弧状の長孔(32)とした
り、図５に示すように、曲率中心がロッカーアーム(７)
の下方に位置するような円弧状の長孔(33)としたり、ま
たは、図６に示すように、ロッカーアーム(７)の枢支点
(左端部)から離れるにしたがって下方となるように(ま
たは上方となるように)傾斜する長孔(34)とすることに
より、それらの長孔(32)(33)(34)に沿って移動するロー
ラ(10)の軸(11)の左右方向(ロッカーアーム(７)の長手
方向)の移動量に対するリフト量の変動を所望どおりに
設定し、開弁のタイミングとリフト量とをエンジン回転
数や負荷に基づいて所望どおりに制御することができ
る。

【００３２】(３) 図７に示すように、ロッカーアーム
(７)に設けた長孔(35)の右端部に、下向き傾斜部(35a)
を設け、ローラ(10)の軸(11)がこの下向き傾斜部(35a)
の端部近くに嵌合することにより、リフト量が完全に０
となるようにする。

【００３３】このようにすることにより、低負荷時また
は極低速時に、複数のエンジンバルブのうちの所望のも
のを実質的に休止させ、燃費の低減を図ることができ
る。

【００３４】

【発明の効果】

(ａ) 請求項１記載の発明によると、きわめて簡単な構
成で、エンジンバルブのリフト量及び開弁のタイミング
を所望どおりに制御することができるとともに、ガイド
部材の移動量とリフト量の増減との関係がほぼ直線的で
あるので、アクチュエータの制御が容易であり、従来の
偏心軸を用いたもののような複雑な制御が必要なく、ま
たロッカーアームの基端部に複雑な機構を設ける必要が
ないので、そこにラッシュアジャスタ等を設けることが
できる等の利点がある。

【００３５】(ｂ) 請求項２記載の発明のような構成と
すると、構造をより簡単とすることができる。

【００３６】(ｃ) 請求項３記載の発明のような構成と
すると、低負荷時に、任意のエンジンバルブを実質的に
休止させ、燃費を低減することができる。

【００３７】(ｄ) 請求項４記載の発明のような構成と
すると、構造をより簡単とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の縦断正面図である。

【図２】図１のII−II線より見た平面図である。

【図３】図１のIII−III線断面図である。

【図４】本発明の第１の変形例を示す図２と同様の縦断
正面図である。

【図５】本発明の第２の変形例を示す要部の縦断正面図
である。

【図６】本発明の第３の変形例を示す要部の縦断正面図
である。

【図７】本発明の第４の変形例を示す要部の縦断正面図
である。

【図８】本発明を適用したエンジンバルブのリフト曲線
の一例を示す図である。

【図９】従来のエンジンバルブのリフト曲線を示す図で
ある。

【符号の説明】

(１)エンジンバルブ (1a)軸部 (1b)傘部 (２)シリンダヘッド (３)バルブガイド (４)リテーナ (５)バルブスプリング (６)バルブシート (７)ロッカーアーム (7a)押圧面 (８)油圧ラッシュアジャスタ (8a)ピボット部 (９)凹溝 (10)ローラ (11)軸 (12)長孔 (13)ガイド部材 (13a)案内面 (13b)閉塞板 (14)アクチュエータ (15)支持アーム (16)ラック (17)ステップモータ (18)出力軸 (19)ピニオン (20)カムシャフト (21)カム (21a)山部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端部がシリンダヘッド側に枢支され、
   かつ先端部下面がエンジンバルブに当接するロッカーア
   ームの中間部にローラを設け、このローラに当接させた
   カムの回転により、前記ロッカーアームを往復揺動させ
   て、エンジンバルブを往復移動させ、弁口を開閉させる
   ようにした内燃機関の動弁機構におけるエンジンバルブ
   のリフト調節装置であって、 前記ローラの軸を、ほぼロッカーアームの長手方向に摺
   動可能としてロッカーアームに装着するとともに、前記
   ローラの軸を、ロッカーアームの長手方向とほぼ直交す
   る方向を向き、かつ互いに対向する１対の案内面により
   挾むようにしたガイド部材を、シリンダヘッドに設けた
   アクチュエータにより、ほぼロッカーアームの長手方向
   に移動させるようにしたことを特徴とするエンジンバル
   ブのリフト調節装置。
2. 【請求項２】 ロッカーアームに、ほぼその長手方向を
   向く長孔を設け、この長孔にローラの軸を摺動自在に嵌
   合した請求項１記載のエンジンバルブのリフト調節装
   置。
3. 【請求項３】 長孔の一部に、リフト量を０としうるま
   で、ローラの軸をロッカーアーム内に下降させるように
   した傾斜部を設けた請求項２記載のエンジンバルブのリ
   フト調節装置。
4. 【請求項４】 ガイド部材を、ほぼＵ字状のものとし、
   これを、ローラの軸の両端部にそれぞれ嵌合した請求項
   １〜３のいずれかに記載のエンジンバルブのリフト調節
   装置。