JPS6027801B2 - 可変バルブリフト機関 - Google Patents
可変バルブリフト機関Info
- Publication number
- JPS6027801B2 JPS6027801B2 JP12608578A JP12608578A JPS6027801B2 JP S6027801 B2 JPS6027801 B2 JP S6027801B2 JP 12608578 A JP12608578 A JP 12608578A JP 12608578 A JP12608578 A JP 12608578A JP S6027801 B2 JPS6027801 B2 JP S6027801B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam
- rocker arm
- engine
- rocker
- roller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
- F01L13/0042—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams being profiled in axial and radial direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可変バルブリフト機関に関し、より詳しくは内
燃機関の吸気弁、排気弁等の開閉弁の開閉条件を機関作
動特性に応じ可変となした内燃機関のバルブリフト可変
装億に関する。
燃機関の吸気弁、排気弁等の開閉弁の開閉条件を機関作
動特性に応じ可変となした内燃機関のバルブリフト可変
装億に関する。
従釆から内燃機関はその機関特性が一般的にカム特性に
よって左右される。
よって左右される。
一例としてカム形状を低回転時に高トルクを生じるよう
選定すると高回転時におけるトルクが犠牲となり、逆に
高回転時に高トルクを生じるようカム形状を選定すると
低回転時におけるトルクが犠牲となり、従来の内燃機関
では低回転城から高回転城までのほぼ全運転城にわたり
高出力、高性能を維持することが困難である。機関の低
回転域から高回転域までのほぼ全域にわたり高出力、高
性能を維持するべく機関作動特性に応じ機関の開閉弁の
バルブリフトを可変となし、構造が簡単でかつ作動カム
条件の切換えがいずれのカム位置、すなわちカムの基礎
円部および作動錫程部のいずれ、においても行い得る可
変バルブリフト機関として、本出願人は先に次のような
機関を提案した。
選定すると高回転時におけるトルクが犠牲となり、逆に
高回転時に高トルクを生じるようカム形状を選定すると
低回転時におけるトルクが犠牲となり、従来の内燃機関
では低回転城から高回転城までのほぼ全運転城にわたり
高出力、高性能を維持することが困難である。機関の低
回転域から高回転域までのほぼ全域にわたり高出力、高
性能を維持するべく機関作動特性に応じ機関の開閉弁の
バルブリフトを可変となし、構造が簡単でかつ作動カム
条件の切換えがいずれのカム位置、すなわちカムの基礎
円部および作動錫程部のいずれ、においても行い得る可
変バルブリフト機関として、本出願人は先に次のような
機関を提案した。
機関のクランク軸に調時して回転するカム軸に該カム軸
の軸線方向に連続して変化するカム面を有する三次元カ
ムを設け、該カム軸に平行して設けたロッカー鞠上に機
関の開閉弁を開閉操作するロッカーアームを枢着し前記
カム鞠およびロッカーアームをロッカー軸方向に相対移
動可能とした可変バルブリフト機関である。しかしなが
ら、この機関ではロッカーアームとカム面との接触部に
摩耗やピッチングを生じ易いという問題がある。本発明
ではロッカーアームのカム接触部にローラを回転可能に
支持し、該ローラのロッカー軸方向断面形状を円弧形状
となして上記問題を解決する。また本発明においてはロ
ッカーアームと開閉弁、特にその上端に固着したバルブ
スプリングリテーナ、との間をばね〜好ましくは５の字
形状になした板ばね、により連結してローラをカム面に
常時押圧するようになして、ローラがカム面から離れ空
転後にカム面に再接触時に滑り摩耗することをなくす。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
の軸線方向に連続して変化するカム面を有する三次元カ
ムを設け、該カム軸に平行して設けたロッカー鞠上に機
関の開閉弁を開閉操作するロッカーアームを枢着し前記
カム鞠およびロッカーアームをロッカー軸方向に相対移
動可能とした可変バルブリフト機関である。しかしなが
ら、この機関ではロッカーアームとカム面との接触部に
摩耗やピッチングを生じ易いという問題がある。本発明
ではロッカーアームのカム接触部にローラを回転可能に
支持し、該ローラのロッカー軸方向断面形状を円弧形状
となして上記問題を解決する。また本発明においてはロ
ッカーアームと開閉弁、特にその上端に固着したバルブ
スプリングリテーナ、との間をばね〜好ましくは５の字
形状になした板ばね、により連結してローラをカム面に
常時押圧するようになして、ローラがカム面から離れ空
転後にカム面に再接触時に滑り摩耗することをなくす。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図においてシリンダブロツクにシリングボァ（図示
せず）を穿設し、燃焼室壁３ａを穿設したシリンダヘツ
ド３をその上に戦層固定する。シリンダボア内にピスト
ン（図示せず）を往復摺動可能に密封隊合してシリンダ
ボア、燃焼室壁３ａおよびピストン上面により園局され
る燃焼室７を形成する。シリンダヘッド３に形成した吸
気ボート９を吸気弁１１を介して燃焼室７に蓮通して吸
入混合気の吸入を制御する。同様にシリンダヘッド３に
形成した排気ボートを排気弁（ともに図示せず）を介し
て燃焼室７に蓮通して排気の排出を制御する。吸気弁１
１および排気弁の構造は類似しているので、以下吸気弁
１１について説明する。吸気弁１１は弁体１１ａおよび
該弁体１１ａに突設した弁ロッド１１ｂを具備する。
せず）を穿設し、燃焼室壁３ａを穿設したシリンダヘツ
ド３をその上に戦層固定する。シリンダボア内にピスト
ン（図示せず）を往復摺動可能に密封隊合してシリンダ
ボア、燃焼室壁３ａおよびピストン上面により園局され
る燃焼室７を形成する。シリンダヘッド３に形成した吸
気ボート９を吸気弁１１を介して燃焼室７に蓮通して吸
入混合気の吸入を制御する。同様にシリンダヘッド３に
形成した排気ボートを排気弁（ともに図示せず）を介し
て燃焼室７に蓮通して排気の排出を制御する。吸気弁１
１および排気弁の構造は類似しているので、以下吸気弁
１１について説明する。吸気弁１１は弁体１１ａおよび
該弁体１１ａに突設した弁ロッド１１ｂを具備する。
弁体１１ａは吸気ボート９が燃焼室７に閉口する部位に
形成した弁座９ａと協働して吸気ボート９から燃焼室７
への吸気通路面積を変える。弁ロッド１１ｂはシＩＪン
ダヘッド３に穿設した装着孔３ｂに摺動可能に密封隊合
し、シリングヘッド３からの突出部分上端にリテーナ１
３を固着している。リテーナ１３およびシリンダヘッド
３上面間に圧縮ばね１５を装着して吸気弁１１を上向き
に付勢し弁体１１ａを弁座ｇａに着座させる。ロッカー
軸２１を機関の長手方向に沿い固定設置し、該ロッカー
軸２１にロッカーアーム１９を該ロッカー軸２１まわり
に揺動可能に枢着する。
形成した弁座９ａと協働して吸気ボート９から燃焼室７
への吸気通路面積を変える。弁ロッド１１ｂはシＩＪン
ダヘッド３に穿設した装着孔３ｂに摺動可能に密封隊合
し、シリングヘッド３からの突出部分上端にリテーナ１
３を固着している。リテーナ１３およびシリンダヘッド
３上面間に圧縮ばね１５を装着して吸気弁１１を上向き
に付勢し弁体１１ａを弁座ｇａに着座させる。ロッカー
軸２１を機関の長手方向に沿い固定設置し、該ロッカー
軸２１にロッカーアーム１９を該ロッカー軸２１まわり
に揺動可能に枢着する。
ロッカーアーム１９の先端１９ａにノッカ２５を螺合し
ロックナット２３によりその長さを調整可能とする。ロ
ッカーアーム１９の他様１９ｂは第２図に示すようにほ
ぼ水平面でフオーク状となっており両フオーク間の間隙
にローラ２７を回転可能に支持する。すなわちフオーク
に穿った４・孔に挿入したピン２９をローラ２７の中心
部に形成した支持孔（図示せず）を貫通せしめる。ピン
２９および支持孔間にメタル軸受またはころがり軸受を
設けることが好ましい。ローラ２７を第２図に示すよう
にロッカー軸２１方向の断面形状を曲率半径Ｒの円弧状
となす。ロッカー軸２１に平行にカム藤３１を機関のク
ランク軸（図示せず）に鞠時し回転可能に設ける。
ロックナット２３によりその長さを調整可能とする。ロ
ッカーアーム１９の他様１９ｂは第２図に示すようにほ
ぼ水平面でフオーク状となっており両フオーク間の間隙
にローラ２７を回転可能に支持する。すなわちフオーク
に穿った４・孔に挿入したピン２９をローラ２７の中心
部に形成した支持孔（図示せず）を貫通せしめる。ピン
２９および支持孔間にメタル軸受またはころがり軸受を
設けることが好ましい。ローラ２７を第２図に示すよう
にロッカー軸２１方向の断面形状を曲率半径Ｒの円弧状
となす。ロッカー軸２１に平行にカム藤３１を機関のク
ランク軸（図示せず）に鞠時し回転可能に設ける。
カム軸３１にスプラィン溝３１ａを形成しカム３３を該
スブラィン簿３１ａによりカム軸３１方向に移動可能と
する。カム３３は三次元的に変化するカム面を有してい
る。すなわち、例えばカム面を轍方向に端面３３ａ，３
３ｂを有する円錐面で構成しその円錐面をカム軸３１の
軸線まわりに周万向に変化させて三次元的に連続して変
化させる。カム３３の一端に円筒状突部３３ｃを形成し
該突部３３ｃに環状溝３３ｄを形成する。カム軸３１に
平行して流体圧シリンダ３５またはモータとカム機構（
図示せず）等のカム移動機構を設け、該流体圧シリンダ
３５のピストン３５ａをカム軸３１に沿って移動可能に
なすとともに前記環状溝３３ｄに係合するピン３７をピ
ストン３５ａの頂部に固着する。しかして流体圧シリン
ダ３５を作動しピストン３５ａを移動するとそれととも
にピストン３７が移動しそれによりカム３３がカム軸３
１上を移動する。カム３３のカム面にロッカーアーム１
９のローラ２７を接触せしめる。ロッカーアーム１９と
バルブのリテーナ１３との間には、これらロッカーアー
ム１９とＩＪテーナ１３を連結するばね４１を設けてい
る。ばね４１はばね鋼で形成し第３図に示すようにロッ
カーアーム１９の前端近傍に上部を巻回しかつ下部を横
Ｕ字状とする板ばねである。Ｕ字状下部をリテーナ１３
の上面に接触させておりばね４１のＵ字状部の弾性によ
りロッカーアーム１９およびリテ−ナ１３をそれぞれ付
勢する。これによりローラ２７は常時カム３３のカム面
に押圧され、カムとローラ間に隙間を生じないのでかか
る隙間形成時にローラが激しく転勤し次のローラ接触時
に激しく衡突することが防止される。しかもばね４１は
ロッカーアーム１９に志承されロッカーアーム１９とと
もに移動するので該ばね４１はカム３３の回転中にその
変位がほとんど変化せず従って圧縮ばね１５によるバル
ブの開閉旨役定荷重は予め通常数Ｘ９の板ばね４１の付
勢力を考慮しておくだけでよい。またばね４１の一端は
、第３図に示すように、ロッカーアーム１９の上面、右
側面、および下面に密着するとともに左側面の上端部に
係止するようにしてこのロッカーアーム１９に巻回して
おり、ロッカーアーム１９に対して右側方から着脱可能
である。すなわちばね４１は、その一端を榛ませること
によりロッカーアーム１９に対して着脱することができ
、この場合、他の部村を取外す必要がない。なお上記の
説明ではカム３３をカム軸３１に沿って移動させる構造
につき説明したが、本発明はカム３３を移動する代りに
ロッカーアーム１９をロッカー軸２１に沿って移動させ
るようにしてもよい。
スブラィン簿３１ａによりカム軸３１方向に移動可能と
する。カム３３は三次元的に変化するカム面を有してい
る。すなわち、例えばカム面を轍方向に端面３３ａ，３
３ｂを有する円錐面で構成しその円錐面をカム軸３１の
軸線まわりに周万向に変化させて三次元的に連続して変
化させる。カム３３の一端に円筒状突部３３ｃを形成し
該突部３３ｃに環状溝３３ｄを形成する。カム軸３１に
平行して流体圧シリンダ３５またはモータとカム機構（
図示せず）等のカム移動機構を設け、該流体圧シリンダ
３５のピストン３５ａをカム軸３１に沿って移動可能に
なすとともに前記環状溝３３ｄに係合するピン３７をピ
ストン３５ａの頂部に固着する。しかして流体圧シリン
ダ３５を作動しピストン３５ａを移動するとそれととも
にピストン３７が移動しそれによりカム３３がカム軸３
１上を移動する。カム３３のカム面にロッカーアーム１
９のローラ２７を接触せしめる。ロッカーアーム１９と
バルブのリテーナ１３との間には、これらロッカーアー
ム１９とＩＪテーナ１３を連結するばね４１を設けてい
る。ばね４１はばね鋼で形成し第３図に示すようにロッ
カーアーム１９の前端近傍に上部を巻回しかつ下部を横
Ｕ字状とする板ばねである。Ｕ字状下部をリテーナ１３
の上面に接触させておりばね４１のＵ字状部の弾性によ
りロッカーアーム１９およびリテ−ナ１３をそれぞれ付
勢する。これによりローラ２７は常時カム３３のカム面
に押圧され、カムとローラ間に隙間を生じないのでかか
る隙間形成時にローラが激しく転勤し次のローラ接触時
に激しく衡突することが防止される。しかもばね４１は
ロッカーアーム１９に志承されロッカーアーム１９とと
もに移動するので該ばね４１はカム３３の回転中にその
変位がほとんど変化せず従って圧縮ばね１５によるバル
ブの開閉旨役定荷重は予め通常数Ｘ９の板ばね４１の付
勢力を考慮しておくだけでよい。またばね４１の一端は
、第３図に示すように、ロッカーアーム１９の上面、右
側面、および下面に密着するとともに左側面の上端部に
係止するようにしてこのロッカーアーム１９に巻回して
おり、ロッカーアーム１９に対して右側方から着脱可能
である。すなわちばね４１は、その一端を榛ませること
によりロッカーアーム１９に対して着脱することができ
、この場合、他の部村を取外す必要がない。なお上記の
説明ではカム３３をカム軸３１に沿って移動させる構造
につき説明したが、本発明はカム３３を移動する代りに
ロッカーアーム１９をロッカー軸２１に沿って移動させ
るようにしてもよい。
この場合にはロッカーアーム１９をロッカー軸に沿って
沼動可能でかつロッカー軸まわりに揺動可能に支持し、
前述のカム移動機構と類似するロッカーアーム移動機構
（図示せず）を設けて。ッカーアームをロッカー軸に沿
って移動せしめる。またロッカーアーム１９の移動とと
もにノッカ２５が移動し吸気弁１１を開閉できなくなる
ので吸気弁１１にバルブリフタをかぶせるかまたは吸気
弁１１の頭を押すことができるようロッカーアーム１９
およびノッカ２５を大きくする必要がある。次に上記実
施例装置の作用につき説明する。
沼動可能でかつロッカー軸まわりに揺動可能に支持し、
前述のカム移動機構と類似するロッカーアーム移動機構
（図示せず）を設けて。ッカーアームをロッカー軸に沿
って移動せしめる。またロッカーアーム１９の移動とと
もにノッカ２５が移動し吸気弁１１を開閉できなくなる
ので吸気弁１１にバルブリフタをかぶせるかまたは吸気
弁１１の頭を押すことができるようロッカーアーム１９
およびノッカ２５を大きくする必要がある。次に上記実
施例装置の作用につき説明する。
第１図および第２図においてカム軸３１を機関のクラン
ク軸（図示せず）に調時して回転させカム藤３１に設け
たカム３３のカム面に接触したローフ２７、ロッカーア
ーム１９および／ツカ２５を介して吸気弁１１（第１図
）、排気弁（図示せず）等の開閉弁を開閉操作する。第
２図の状態は高速高回転状態を示し、カム３３は流体圧
シリンダ３５により図において左方に移動されており、
ローラ２７はカム３３の右側端面３３ｂ近傍に接触し、
三次元カム３３の錫程は大きく機関のバルフリフトは高
速時に必要なりフトおよび／またはカム位相となってい
る。次に機関を低速作動状態に切換える際には、流圧体
シリンダ３５を作動し力ム３３を第２図の右方向に移動
する。この場合にカム３３はカム軸３１とともに回転し
ているのでロッカーアーム１９に回転可能に支持したロ
ーラ２７はカム３３のカム面上を螺旋状に転勤ししかも
ローラ２７の断面形状を円弧状形状となしていることと
相俊つてローラ２７およびカム３３に摩耗およびピッチ
ングを生じることなくカム３３の左側へ移行する。しか
してこの位置にて低速回転用のバルブリフトおよび／ま
たはバルブ位相にてバルブを回転する。以上のように本
発明は、ローラのロッカー軸方向断面形状を円弧形状と
したものであるから、ローラとカム軸方向の相対移動に
際し、ローラの角当りがなくスムーズに行われるととも
にロッカーアームのピッチングが生じない。
ク軸（図示せず）に調時して回転させカム藤３１に設け
たカム３３のカム面に接触したローフ２７、ロッカーア
ーム１９および／ツカ２５を介して吸気弁１１（第１図
）、排気弁（図示せず）等の開閉弁を開閉操作する。第
２図の状態は高速高回転状態を示し、カム３３は流体圧
シリンダ３５により図において左方に移動されており、
ローラ２７はカム３３の右側端面３３ｂ近傍に接触し、
三次元カム３３の錫程は大きく機関のバルフリフトは高
速時に必要なりフトおよび／またはカム位相となってい
る。次に機関を低速作動状態に切換える際には、流圧体
シリンダ３５を作動し力ム３３を第２図の右方向に移動
する。この場合にカム３３はカム軸３１とともに回転し
ているのでロッカーアーム１９に回転可能に支持したロ
ーラ２７はカム３３のカム面上を螺旋状に転勤ししかも
ローラ２７の断面形状を円弧状形状となしていることと
相俊つてローラ２７およびカム３３に摩耗およびピッチ
ングを生じることなくカム３３の左側へ移行する。しか
してこの位置にて低速回転用のバルブリフトおよび／ま
たはバルブ位相にてバルブを回転する。以上のように本
発明は、ローラのロッカー軸方向断面形状を円弧形状と
したものであるから、ローラとカム軸方向の相対移動に
際し、ローラの角当りがなくスムーズに行われるととも
にロッカーアームのピッチングが生じない。
またロッカーアームと開閉弁とをばね付勢したものであ
るから、ローラとカムとが常時接触することとなり、こ
れによりローラとカムとが一旦離れて衝突するというこ
とが防止でき、またローラがカムから離れて空転した後
に再びカムに接触することにより生じる滑り摩耗が防止
できる。しかして耐久性、信頼性に富んだ可変バルブリ
フト機関が得られる。また本発明によれば、ロッカーア
ームと開閉弁を連結するばねは、ロッカーアームに対し
て側方から着脱できるものであるので、このばねの取付
作業が容易であり、また、その交換作業において他の部
材を取外す必要がなく、その作業を簡単に行なうことが
できるという効果が得られる。
るから、ローラとカムとが常時接触することとなり、こ
れによりローラとカムとが一旦離れて衝突するというこ
とが防止でき、またローラがカムから離れて空転した後
に再びカムに接触することにより生じる滑り摩耗が防止
できる。しかして耐久性、信頼性に富んだ可変バルブリ
フト機関が得られる。また本発明によれば、ロッカーア
ームと開閉弁を連結するばねは、ロッカーアームに対し
て側方から着脱できるものであるので、このばねの取付
作業が容易であり、また、その交換作業において他の部
材を取外す必要がなく、その作業を簡単に行なうことが
できるという効果が得られる。
第１図は本発明の実施例の正面断面図、第２図は第１図
の平面図、第３図は第１図の部分断面側面図である。 １１・・・吸気弁、１９・・・ロッカーアーム、２１．
．・ロッカー軸、２７・・・ローラ、２９…ピン、３１
・・・カム軸、３３…カム、４１…ばね。 第１図 第２図 第３図
の平面図、第３図は第１図の部分断面側面図である。 １１・・・吸気弁、１９・・・ロッカーアーム、２１．
．・ロッカー軸、２７・・・ローラ、２９…ピン、３１
・・・カム軸、３３…カム、４１…ばね。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 機関のクランク軸に調時して回転するカム軸に該カ
ム軸の軸線方向に連続して変化するカム面を有するカム
を設け、該カム軸に平行して設けたロツカー軸上に機関
の開閉便を開閉操作するロツカーアームを枢着し、前記
カム軸およびロツカーアームをロツカー軸方向に相対移
動可能となし、ロツカーアームの前記カム接触部にロー
ラを回転可能に支持し、該ローラのロツカー軸方向断面
形状を円弧形状となし、かつ、前記ロツカーアームおよ
び開閉弁間をばねにより連結し、該ばねは、一端が前記
ロツカーアームに着脱可能に巻回し、他端が横Ｕ字状に
成形される板ばねであることを特徴とする可変バルブリ
フト機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12608578A JPS6027801B2 (ja) | 1978-10-16 | 1978-10-16 | 可変バルブリフト機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12608578A JPS6027801B2 (ja) | 1978-10-16 | 1978-10-16 | 可変バルブリフト機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5554616A JPS5554616A (en) | 1980-04-22 |
| JPS6027801B2 true JPS6027801B2 (ja) | 1985-07-01 |
Family
ID=14926225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12608578A Expired JPS6027801B2 (ja) | 1978-10-16 | 1978-10-16 | 可変バルブリフト機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027801B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS633368Y2 (ja) * | 1981-04-13 | 1988-01-27 | ||
| JPS6341610A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-22 | Mazda Motor Corp | エンジンのバルブ駆動装置 |
-
1978
- 1978-10-16 JP JP12608578A patent/JPS6027801B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5554616A (en) | 1980-04-22 |
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