JP2813709B2

JP2813709B2 - 可変バルブタイミング機構

Info

Publication number: JP2813709B2
Application number: JP5078491A
Authority: JP
Inventors: 孝疋田
Original assignee: 孝疋田
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: JPH06248919A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、４サイクル内燃機関
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の４サイクル内燃機関のバルブ開閉
機構の中でも、特にＤＯＨＣ機構やＳＯＨＣ機構を有す
るタイプにおいては、可変バルブタイミング機構を備え
たものがあった。これは、吸気バルブ（１）または排気
バルブ（２）の開閉タイミングを、エンジンの低速回転
時と高速回転時とで切りかえることにより、低速回転時
での高トルクと、高速回転時での高出力とを両立させよ
うとする機構である。これらの機構の中でも、本発明と
関係が深いのは、同一のカムシャフト（８）上に低速用
と高速用の２種類のカム駒を並べ、これをロッカーアー
ムを利用した切りかえ機構で、切りかえようとするタイ
プの機構である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の同種
の機構には、若干の問題が存在した。それは、ロッカー
アームを利用した２種類のカム駒の切りかえ機構が複雑
化し、部品点数が多いという問題である。これは、バル
ブ開閉機構の重量増加や、組み立て工程の複雑化、信頼
性の低下などをもたらす。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明においては、従来
の可変バルブタイミング機構が持つ以上のような欠点を
解決するために、油圧ピストン支持用シャフト（１０）
という部品を導入し、これを、２つの低速用ロッカーア
ーム（４）と１つの高速用ロッカーアーム（７）と組み
合わせることにした。図１、図２は、２つの吸気バルブ
（１）または排気バルブ（２）に対応する、請求項１の
発明のパーツリストである。また、図３、図４は、同じ
く２つの吸気バルブ（１）または排気バルブ（２）に対
応する、請求項１の発明の側面カット図である。この場
合、図３がエンジンが低速回転である場合の、また図４
はエンジンが高速回転である場合の、請求項１の発明の
様子を示している。さらに図５、図６は、２つの吸気バ
ルブ（１）または排気バルブ（２）に対応する、請求項
１の発明の上面透視図である。この場合、図５がエンジ
ンが低速回転である場合、図６がエンジンが高速回転で
ある場合の、請求項１の発明の様子を示している。これ
らの図からもわかるように、請求項１の発明において
は、油圧ピストン支持用シャフト（１０）という部品が
存在する。この部品は、従来のロッカーシャフトの代わ
りに存在し、２つの低速用ロッカーアーム（４）と１つ
の高速用ロッカーアーム（７）の回転軸部分を貫通して
いる。さらにこの部品は、低速用ロッカーアーム（４）
と接続体（９）という部品で接続されるか、もしくは低
速用ロッカーアーム（４）と一体成型されるかする。そ
して、この部品の内部には、油圧ピストン（１１）が存
在する。この油圧ピストン（１１）は、油圧ピストン支
持用シャフト（１０）に支えられつつ、油圧によってス
ライドし、高速用ロッカーアーム（７）の内部に出入り
する。また、高速用ロッカーアーム（７）の内部には、
油圧ピストン（１１）のスライドによる出入りを受け止
めるべく、ストッパーピン（１２）とリターンスプリン
グ（１３）が存在する。

【０００５】

【発明の実施の形態】図３、図４、図５、図６は、請求
項１の発明の作動状況を示す図である。図３および図５
は、エンジンが低速回転である場合の、請求項１の発明
の様子である。図３は請求項１の発明の側面カット図、
図５は請求項１の発明を上面から見下ろした上面透視図
である。これらの図から、エンジンが低速回転である場
合には、油圧ピストン（１１）は、油圧ピストン支持用
シャフト（１０）内部に存在することがわかる。この結
果、低速用ロッカーアーム（４）と高速用ロッカーアー
ム（７）は、相互に独立して作動する。結果として、吸
気バルブ（１）または排気バルブ（２）は、低速カムプ
ロフィールを持つカム駒（３）によって駆動され、低速
カムプロフィールで開閉することになる。一方、図４お
よび図６は、エンジンが高速回転である場合の、請求項
１の発明の様子である。図４は請求項１の発明の側面カ
ット図、図６は請求項１の発明を上面から見下ろした上
面透視図である。これらの図から、エンジンが高速回転
である場合には、油圧ピストン（１１）は、油圧ピスト
ン支持用シャフト（１０）からスライドし、高速用ロッ
カーアーム（７）内部へと侵入している。そして、スト
ッパーピン（１２）とリターンスプリング（１３）を押
したうえで、その場で停止している。この結果、低速用
ロッカーアーム（４）と高速用ロッカーアーム（７）は
相互に連動して作動するようになる。この結果として、
吸気バルブ（１）または排気バルブ（２）は、直接的に
は低速用ロッカーアーム（４）に押されるものの、間接
的には高速用ロッカーアーム（７）の支配下におかれ、
高速カムプロフィールを持つカム駒（５）によって駆動
されるようになる。結果として、吸気バルブ（１）また
は排気バルブ（２）は、高速カムプロフィールによって
開閉することになる。以上が、請求項１の発明の作動原
理である。またここで、請求項２の発明について、簡単
に触れておくことにしたい。図１１から図１６までが請
求項２の発明を示す図である。このうち、図１１と図１
２が、請求項２の発明を構成する部品を示した図であ
る。これだけの部品群で、１気筒の吸気側もしくは排気
側どちらか一方の、２バルブ分の開閉を担当することに
なる。これらの図からもわかるように、請求項２の発明
は、請求項１の発明の１つの変種である。図１３と図１
５がエンジンが低速回転での状態を示し、図１４と図１
６がエンジンが高速回転での状態を示している。ここか
らもわかるように、請求項２の発明においては、１つの
油圧ピストン支持用シャフト（１０）に、２つの油圧ピ
ストン（１１）が存在する。そして、これらの油圧ピス
トン（１１）は、油圧によって低速用ロッカーアーム
（４）の内部に侵入する。これは、請求項１の発明の油
圧ピストン（１１）が、高速用ロッカーアーム（７）に
侵入するのと逆である。また、油圧ピストン支持用シャ
フト（１０）は、接続体（９）によって、高速用ロッカ
ーアーム（７）に接続されている。これも、請求項１の
発明の油圧ピストン支持用シャフト（１０）が、低速用
ロッカーアーム（４）に接続されているのと逆である。
そして、それ以外の作動原理に関しては、請求項１の発
明と同じである。

【０００６】

【実施例】図７および図８は、請求項１の発明をＤＯＨ
Ｃ直列４気筒エンジンに適応した場合の実施例を示して
いる。ここに描かれているのは、４気筒分のロッカーア
ーム群および付随するパーツ群の配列図である。図７は
エンジンが低速回転である場合、図８はエンジンが高速
回転である場合を示す。この図から本実施例において
は、内支点方式のロッカーアームを採用していることが
わかるはずである。また、これらの図においては、図の
左側の列のパーツ群が透視図になっており、内部の構造
が理解できるようになっている。これらの図からもわか
るように、請求項１の発明においては、ロッカーアーム
群を１列に束ねておくロッカーシャフトは存在しない。
その代わりに存在するのが、油圧ピストン支持用シャフ
ト（１０）と呼ばれる部品である。ロッカーアーム群
は、この部品を回転軸とし、図では描かれていないロッ
カーアーム用ホルダーによってシリンダーヘッド部分に
固定されつつ、回転するのである。また図９は、請求項
１の発明の実施例を示す、エンジンのシリンダーおよび
シリンダーヘッド部分の側面カット図である。この例で
は、ロッカーアームの回転軸がカムシャフト（８）の内
側に来る内支点方式のロッカーアームが導入されている
ことが、図から理解してもらえると思う。さらに図１０
は、請求項１の発明の別の実施例を示す、エンジンのシ
リンダーおよびシリンダーヘッド部分の側面カット図で
ある。この例では、図９の場合とは異なり、ロッカーア
ームの回転軸がカムシャフト（８）の外側もしくは直下
に来る外支点方式のロッカーアームが導入されているこ
とが理解して貰えると思う。また、図１７および図１８
は、請求項２の発明をＤＯＨＣ直列４気筒エンジンに適
応した場合の実施例を示している。ここに描かれている
のは、４気筒分のロッカーアーム群および付随するパー
ツ群の配列図である。図１７はエンジンが低速回転であ
る場合、図１８はエンジンが高速回転である場合を示
す。また図１９は、請求項２の発明の実施例を示す、エ
ンジンのシリンダーおよびシリンダーヘッド部分の側面
カット図である。この例では、内支点方式のロッカーア
ームが導入されている。さらに図２０は、請求項２の発
明の別の実施例を示す、エンジンのシリンダーおよびシ
リンダーヘッド部分の側面カット図である。この例で
は、外支点方式のロッカーアームが導入されている。

【０００７】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、可変
バルブタイミング機構における、ロッカーアームの切り
かえ機構を、従来の同種の機構よりも大幅に単純化し、
部品点数の大幅な縮小化に成功した。このことは、本発
明が、この種の可変バルブタイミング機構における、動
弁系の重量を、大幅に軽減化したことを意味する。また
本発明においては、従来の同種の機構よりも、組み立て
工程が大幅に単純化され、信頼性も向上したことを意味
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明のロッカーアーム３個分のパー
ツリスト。これだけの部品で、１気筒の吸気側もしくは
排気側どちらか一方のバルブ２個の開閉を担当する。

【図２】請求項１の発明のロッカーアーム３個分のパー
ツリスト。図１とは見る角度が異なっている。これだけ
の部品で、１気筒の吸気側もしくは排気側どちらか一方
のバルブ２個の開閉を担当する。

【図３】請求項１の発明の側面カット図。エンジンが低
速回転である場合。

【図４】請求項１の発明の側面カット図。エンジンが高
速回転である場合。

【図５】請求項１の発明のロッカーアーム３個分の上面
透視図。エンジンが低速回転である場合。

【図６】請求項１の発明のロッカーアーム３個分の上面
透視図。エンジンが高速回転である場合。

【図７】請求項１の発明をＤＯＨＣ直列４気筒エンジン
に適応した場合の、ロッカーアーム群および付随する部
品群の配列図。エンジンが低速回転である場合。

【図８】請求項１の発明をＤＯＨＣ直列４気筒エンジン
に適応した場合の、ロッカーアーム群および付随する部
品群の配列図。エンジンが高速回転である場合。

【図９】請求項１の発明の実施例の１つを示すエンジン
の側面カット図。ロッカーアームが内支点方式である場
合。

【図１０】請求項１の発明の実施例の１つを示すエンジ
ンの側面カット図。ロッカーアームが外支点方式である
場合。

【図１１】請求項２の発明のロッカーアーム３個分のパ
ーツリスト。これだけの部品で、１気筒の吸気側もしく
は排気側どちらか一方のバルブ２個の開閉を担当する。

【図１２】請求項２の発明のロッカーアーム３個分のパ
ーツリスト。図１１とは見る角度が異なっている。これ
だけの部品で、１気筒の吸気側もしくは排気側どちらか
一方のバルブ２個の開閉を担当する。

【図１３】請求項２の発明の側面カット図。エンジンが
低速回転である場合。

【図１４】請求項２の発明の側面カット図。エンジンが
高速回転である場合。

【図１５】請求項２の発明のロッカーアーム３個分の上
面透視図。エンジンが低速回転である場合。

【図１６】請求項２の発明のロッカーアーム３個分の上
面透視図。エンジンが高速回転である場合。

【図１７】請求項２の発明をＤＯＨＣ直列４気筒エンジ
ンに適応した場合の、ロッカーアーム群および付随する
部品群の配列図。エンジンが低速回転である場合。

【図１８】請求項２の発明をＤＯＨＣ直列４気筒エンジ
ンに適応した場合の、ロッカーアーム群および付随する
部品群の配列図。エンジンが高速回転である場合。

【図１９】請求項２の発明の実施例の１つを示すエンジ
ンの側面カット図。ロッカーアームが内支点方式である
場合。

【図２０】請求項２の発明の実施例の１つを示すエンジ
ンの側面カット図。ロッカーアームが外支点方式である
場合。

【符号の説明】

１、吸気バルブ２、排気バルブ３、低速カムプロフィールを持つカム駒４、低速用ロッカーアーム５、高速カムプロフィールを持つカム駒６、動作吸収スプリング７、高速用ロッカーアーム８、カムシャフト９、接続体１０、油圧ピストン支持用シャフト１１、油圧ピストン１２、ストッパーピン１３、リターンスプリング

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】４サイクル内燃機関の中でも、ＤＯＨＣ機
構を有し、１気筒あたり２つの吸気バルブ（１）と２つ
の排気バルブ（２）とを有するタイプにおいて、（イ）低速カムプロフィールを持つカム駒（３）によっ
て駆動され、かつ直接吸気バルブ（１）または排気バル
ブ（２）を押す、低速用ロッカーアーム（４）が、１つ
の吸気バルブ（１）または排気バルブ（２）に対して、
１つずつ存在する。（ロ）高速カムプロフィールを持つカム駒（５）によっ
て駆動され、かつ直接的には動作吸収スプリング（６）
を押す、高速用ロッカーアーム（７）が、２つの低速用
ロッカーアーム（４）の間に、１つずつ存在する。（ハ）低速カムプロフィールを持つカム駒（３）と高速
カムプロフィールを持つカム駒（５）とは、同一のカム
シャフト（８）上に存在する。また、その配置は、押す
べきロッカーアームの位置に対応する。（ニ）各ロッカーアーム群の回転軸を貫通する形で、円
筒形の油圧ピストン支持用シャフト（１０）が存在す
る。このシャフトは、２つの低速用ロッカーアーム
（４）と１つの高速用ロッカーアーム（７）に対して、
１つ存在する。このシャフトは、低速用ロッカーアーム
（４）と接続体（９）によって連結されるか、もしく
は、低速用ロッカーアーム（４）と一体成型されるかし
て、低速用ロッカーアーム（４）と一体化して作動す
る。（ホ）油圧ピストン支持用シャフト（１０）の内部に
は、油圧ピストン（１１）が存在する。このピストン
は、その背後から油圧がかかることにより、油圧ピスト
ン支持用シャフト（１０）の中心軸と直交する方向にス
ライドし、高速用ロッカーアーム（７）の内部に侵入し
たり、もとに戻ったりする。このスライドにより、吸気
バルブ（１）または排気バルブ（２）の開閉タイミング
が、低速用と高速用とに２段切りかえされる。（ヘ）高速用ロッカーアーム（７）の内部には、油圧ピ
ストン（１１）の侵入を受け止めるべく、ストッパーピ
ン（１２）とリターンスプリング（１３）が組み込まれ
ている。以上の構成よりなる、４サイクル内燃機関の、
バルブ開閉機構。
【請求項２】４サイクル内燃機関の中でも、ＤＯＨＣ機
構を有し、１気筒あたり２つの吸気バルブ（１）と２つ
の排気バルブ（２）とを有するタイプにおいて、（イ）低速カムプロフィールを持つカム駒（３）によっ
て駆動され、かつ直接吸気バルブ（１）または排気バル
ブ（２）を押す、低速用ロッカーアーム（４）が、１つ
の吸気バルブ（１）または排気バルブ（２）に対して、
１つずつ存在する。（ロ）高速カムプロフィールを持つカム駒（５）によっ
て駆動され、かつ直接的には動作吸収スプリング（６）
を押す、高速用ロッカーアーム（７）が、２つの低速用
ロッカーアーム（４）の間に、１つずつ存在する。（ハ）低速カムプロフィールを持つカム駒（３）と高速
カムプロフィールを持つカム駒（５）とは、同一のカム
シャフト（８）上に存在する。また、その配置は、押す
べきロッカーアームの位置に対応する。（ニ）各ロッカーアーム群の回転軸を貫通する形で、円
筒形の油圧ピストン支持用シャフト（１０）が存在す
る。このシャフトは、２つの低速用ロッカーアーム
（４）と１つの高速用ロッカーアーム（４）に対して、
１つ存在する。このシャフトは、高速用ロッカーアーム
（７）と接続体（９）によって連結されるか、もしく
は、高速用ロッカーアーム（７）と一体成型されるかし
て、高速用ロッカーアーム（７）と一体化して作動す
る。（ホ）油圧ピストン支持用シャフト（１０）の内部に
は、油圧ピストン（１１）が存在する。このピストン
は、その背後から油圧がかかることにより、油圧ピスト
ン支持用シャフト（１０）の中心軸と直交する方向にス
ライドし、低速用ロッカーアーム（４）の内部に侵入し
たり、もとに戻ったりする。このスライドにより、吸気
バルブ（１）または排気バルブ（２）の開閉タイミング
が、低速用と高速用とに２段切りかえされる。（ヘ）低速用ロッカーアーム（４）の内部には、油圧ピ
ストン（１１）の侵入を受け止めるべく、ストッパーピ
ン（１２）とリターンスプリング（１３）が組み込まれ
ている。以上の構成よりなる、４サイクル内燃機関の、
バルブ開閉機構。