JP3485434B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents
内燃機関の動弁装置Info
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- 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
- F01L13/0021—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 by modification of rocker arm ratio
- F01L13/0026—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 by modification of rocker arm ratio by means of an eccentric
-
- 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
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- 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
- F01L13/0063—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 by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸・排気弁の開閉
時期及びバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変に
できる内燃機関の動弁装置に関する。
時期及びバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変に
できる内燃機関の動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知にように、機関低速低負荷時におけ
る燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時にお
ける吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する
等のために、吸気・排気バルブの開閉時期とバルブリフ
ト量を機関運転状態に応じて可変制御する動弁装置は従
来から種々提供されており、その一例として特開昭５５
−１３７３０５号公報等に記載されているもの知られて
いる。
る燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時にお
ける吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する
等のために、吸気・排気バルブの開閉時期とバルブリフ
ト量を機関運転状態に応じて可変制御する動弁装置は従
来から種々提供されており、その一例として特開昭５５
−１３７３０５号公報等に記載されているもの知られて
いる。
【０００３】図１１に基づきその概略を説明すれば、シ
リンダヘッド１のアッパデッキの略中央近傍上方位置に
カムシャフト２が設けられていると共に、該カムシャフ
ト２の外周にカム２ａが一体に設けられている。また、
カムシャフト２の側部には、制御シャフト３が平行に配
置されており、この制御シャフト３に偏心カム４を介し
てロッカアーム５が揺動自在に軸支されている。一方、
シリンダヘッド１に摺動自在に設けられた吸気弁６の上
端部には、バルブリフター７を介して揺動カム８が配置
されている。この揺動カム８は、バルブリフター７の上
方にカムシャフト２と並行に配置された支軸９に揺動自
在に軸支され、下端のカム面８ａがバルブリフター７の
上面に当接している。また、前記ロッカアーム５は、一
端部５ａがカム２ａの外周面に当接していると共に、他
端部５ｂが揺動カム８の上端面８ｂに当接して、カム２
ａのリフトを揺動カム８及びバルブリフター７を介して
吸気弁６に伝達するようになっている。
リンダヘッド１のアッパデッキの略中央近傍上方位置に
カムシャフト２が設けられていると共に、該カムシャフ
ト２の外周にカム２ａが一体に設けられている。また、
カムシャフト２の側部には、制御シャフト３が平行に配
置されており、この制御シャフト３に偏心カム４を介し
てロッカアーム５が揺動自在に軸支されている。一方、
シリンダヘッド１に摺動自在に設けられた吸気弁６の上
端部には、バルブリフター７を介して揺動カム８が配置
されている。この揺動カム８は、バルブリフター７の上
方にカムシャフト２と並行に配置された支軸９に揺動自
在に軸支され、下端のカム面８ａがバルブリフター７の
上面に当接している。また、前記ロッカアーム５は、一
端部５ａがカム２ａの外周面に当接していると共に、他
端部５ｂが揺動カム８の上端面８ｂに当接して、カム２
ａのリフトを揺動カム８及びバルブリフター７を介して
吸気弁６に伝達するようになっている。
【０００４】また、前記制御シャフト３は、図外のアク
チュエータによって所定角度範囲で回転制御されて、偏
心カム４の回動位置を制御し、これによってロッカアー
ム５の揺動支点を変化させるようになっている。
チュエータによって所定角度範囲で回転制御されて、偏
心カム４の回動位置を制御し、これによってロッカアー
ム５の揺動支点を変化させるようになっている。
【０００５】そして、偏心カム４が正逆の所定回動位置
に制御されるとロッカアーム５の揺動支点が変化して、
他端部５ｂの揺動カム８の上端面８ｂに対する当接位置
が図中上下方向に変化し、これによって揺動カム８のカ
ム面８ａのバルブリフター７上面に対する当接位置の変
化に伴い、揺動カム８の揺動軌跡が変化することにより
吸気弁６の開閉時期（バルブタイミング）とバルブリフ
ト量を可変制御するようになっている。尚、図中１０
は、揺動カム８の上端面８ｂを常時ロッカアーム５の他
端部５ｂに弾接付勢するスプリングである。
に制御されるとロッカアーム５の揺動支点が変化して、
他端部５ｂの揺動カム８の上端面８ｂに対する当接位置
が図中上下方向に変化し、これによって揺動カム８のカ
ム面８ａのバルブリフター７上面に対する当接位置の変
化に伴い、揺動カム８の揺動軌跡が変化することにより
吸気弁６の開閉時期（バルブタイミング）とバルブリフ
ト量を可変制御するようになっている。尚、図中１０
は、揺動カム８の上端面８ｂを常時ロッカアーム５の他
端部５ｂに弾接付勢するスプリングである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の動弁装置にあっては、カム２ａと揺動カム８がそれ
ぞれカムシャフト２と支軸９に設けられて、両者２ａ，
８は、機関の巾方向へ大きく離間した位置に別個に配置
されている。このため、これらカム２ａや揺動カム８の
大きな配置スペースが要求される。
来の動弁装置にあっては、カム２ａと揺動カム８がそれ
ぞれカムシャフト２と支軸９に設けられて、両者２ａ，
８は、機関の巾方向へ大きく離間した位置に別個に配置
されている。このため、これらカム２ａや揺動カム８の
大きな配置スペースが要求される。
【０００７】また、カム２ａと揺動カム８が機関巾方向
へ大きく離れているため、ロッカアーム５の両端部５
ａ，５ｂを必然的に機関巾方向へほぼへ字形状に延出さ
せなければならない。したがって、配置スペースの増加
と相俟ってロッカアーム５の大型化により、動弁装置の
機関への搭載性が悪化すると共に、重量の増加が余儀な
くされている。
へ大きく離れているため、ロッカアーム５の両端部５
ａ，５ｂを必然的に機関巾方向へほぼへ字形状に延出さ
せなければならない。したがって、配置スペースの増加
と相俟ってロッカアーム５の大型化により、動弁装置の
機関への搭載性が悪化すると共に、重量の増加が余儀な
くされている。
【０００８】しかも、カムシャフト２の他に支軸９を必
要とするので、部品点数が増加すると共に、カムシャフ
ト２と支軸９との互いの軸心のずれが生じ易くなり、こ
れによってバルブタイミングの制御精度が低下するおそ
れがある。
要とするので、部品点数が増加すると共に、カムシャフ
ト２と支軸９との互いの軸心のずれが生じ易くなり、こ
れによってバルブタイミングの制御精度が低下するおそ
れがある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の動
弁装置の課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載
の発明は、機関のクランク軸によって回転駆動し、外周
にカムが固定されたカムシャフトと、該カムシャフトに
ほぼ平行に配設された制御軸に制御カムを介して揺動自
在に軸支され、一端部が当接した前記カムの回転により
揺動する揺動アームと、前記揺動アームの他端部に押圧
されて伝達部材を介して吸・排気弁を開作動させる揺動
カムと、前記制御軸を所定角度範囲で回転させるアクチ
ュエータと、該アクチュエータを機関運転状態に応じて
駆動制御する制御手段とを備えた内燃機関の動弁装置で
あって、前記揺動カムを、前記カムが固定されたカムシ
ャフトに揺動自在に設けたことを特徴としている。
弁装置の課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載
の発明は、機関のクランク軸によって回転駆動し、外周
にカムが固定されたカムシャフトと、該カムシャフトに
ほぼ平行に配設された制御軸に制御カムを介して揺動自
在に軸支され、一端部が当接した前記カムの回転により
揺動する揺動アームと、前記揺動アームの他端部に押圧
されて伝達部材を介して吸・排気弁を開作動させる揺動
カムと、前記制御軸を所定角度範囲で回転させるアクチ
ュエータと、該アクチュエータを機関運転状態に応じて
駆動制御する制御手段とを備えた内燃機関の動弁装置で
あって、前記揺動カムを、前記カムが固定されたカムシ
ャフトに揺動自在に設けたことを特徴としている。
【００１０】請求項２記載の発明は、前記揺動カムと前
記カムとをカムシャフト軸方向へ離間して配置したこと
を特徴としている。
記カムとをカムシャフト軸方向へ離間して配置したこと
を特徴としている。
【００１１】請求項３記載の発明は、前記カムを、前記
伝達部材と非接触となるカムシャフト軸方向位置に設け
たことを特徴としている。
伝達部材と非接触となるカムシャフト軸方向位置に設け
たことを特徴としている。
【００１２】請求項４記載の発明は、前記カムを、隣接
する気筒間のカムシャフトの所定位置に設けたことを特
徴としている。
する気筒間のカムシャフトの所定位置に設けたことを特
徴としている。
【００１３】請求項５記載の発明は、前記カムシャフト
の外周に、揺動カムを揺動アームの他端部に常時弾接付
勢させる付勢手段を設けたことを特徴としている。
の外周に、揺動カムを揺動アームの他端部に常時弾接付
勢させる付勢手段を設けたことを特徴としている。
【００１４】請求項６記載の発明は、１気筒あたり２つ
の吸気弁あるいは排気弁を有し、該各弁のそれぞれに揺
動カムを配置したことを特徴としている。
の吸気弁あるいは排気弁を有し、該各弁のそれぞれに揺
動カムを配置したことを特徴としている。
【００１５】請求項７記載の発明は、前記各々２つの弁
のうち一方の弁側の揺動カムのプロフィールと他方の弁
側の揺動カムのプロフィールを互いに異ならせたことを
特徴としている。
のうち一方の弁側の揺動カムのプロフィールと他方の弁
側の揺動カムのプロフィールを互いに異ならせたことを
特徴としている。
【００１６】請求項８記載の発明は、前記各々２つの弁
のうち一方の弁側のカムのプロフィールと他方の弁側の
カムのプロフィールを互いに異ならせたことを特徴とし
ている。
のうち一方の弁側のカムのプロフィールと他方の弁側の
カムのプロフィールを互いに異ならせたことを特徴とし
ている。
【００１７】請求項９記載の発明は、前記揺動アーム
を、前記各揺動カムに対応して個々に設けて、前記揺動
カムを互いに独立に揺動させるようにしたことを特徴と
している。
を、前記各揺動カムに対応して個々に設けて、前記揺動
カムを互いに独立に揺動させるようにしたことを特徴と
している。
【００１８】請求項１０記載の発明は、前記各２つの弁
に対応して配置された２つの揺動カムを一体に連結した
ことを特徴としている。
に対応して配置された２つの揺動カムを一体に連結した
ことを特徴としている。
【００１９】請求項１１記載の発明は、前記揺動アーム
をほぼＬ字形状に折曲形成したことを特徴としている。
をほぼＬ字形状に折曲形成したことを特徴としている。
【００２０】本発明によれば、カムと揺動カムの両方を
カムシャフトに同軸上に設け、つまりカムシャフトに一
緒に設けたため、機関巾方向への配置スペースを十分に
小さくすることができると共に、揺動アームも小型化で
き、装置の機関への搭載性が向上する。
カムシャフトに同軸上に設け、つまりカムシャフトに一
緒に設けたため、機関巾方向への配置スペースを十分に
小さくすることができると共に、揺動アームも小型化で
き、装置の機関への搭載性が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施態様を
図１〜図３に基づいて詳述する。この実施態様では１気
筒あたり２つの吸気弁を有する機関に適用したものを示
している。
図１〜図３に基づいて詳述する。この実施態様では１気
筒あたり２つの吸気弁を有する機関に適用したものを示
している。
【００２２】すなわち、この動弁装置では、シリンダヘ
ッド１１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設け
られた一対の吸気弁１２，１２と、シリンダヘッド１１
上部のカム軸受１４に回転自在に支持された中空状のカ
ムシャフト１３と、該カムシャフト１３に、吸気弁１
２，１２に対応して圧入等により固設された２つのカム
１５，１５と、該カムシャフト１３の上方位置に同じカ
ム軸受１４に回転自在に支持された制御軸１６と、該制
御軸１６に制御カム１７を介して揺動自在に支持された
一対の揺動アーム１８，１８と、各吸気弁１２，１２の
上端部に伝達部材であるバルブリフター１９，１９を介
して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム２０，
２０とを備えている。
ッド１１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設け
られた一対の吸気弁１２，１２と、シリンダヘッド１１
上部のカム軸受１４に回転自在に支持された中空状のカ
ムシャフト１３と、該カムシャフト１３に、吸気弁１
２，１２に対応して圧入等により固設された２つのカム
１５，１５と、該カムシャフト１３の上方位置に同じカ
ム軸受１４に回転自在に支持された制御軸１６と、該制
御軸１６に制御カム１７を介して揺動自在に支持された
一対の揺動アーム１８，１８と、各吸気弁１２，１２の
上端部に伝達部材であるバルブリフター１９，１９を介
して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム２０，
２０とを備えている。
【００２３】前記カムシャフト１３は、機関前後方向に
沿って配置されていると共に、一端部に設けられた図外
の従動スプロケットや該従動スプロケットに巻装された
タイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回
転力が伝達されている。
沿って配置されていると共に、一端部に設けられた図外
の従動スプロケットや該従動スプロケットに巻装された
タイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回
転力が伝達されている。
【００２４】前記カム軸受１４は、シリンダヘッド１１
の上端部に設けられてカムシャフト１３の上部を支持す
るメインブラケット１４ａと、該メインブラケット１４
ａの上端部に設けられて制御軸１６を回転自在に支持す
るサブブラケット１４ｂとを有し、両ブラケット１４
ａ，１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１４ｃによって上方
から共締め固定されている。
の上端部に設けられてカムシャフト１３の上部を支持す
るメインブラケット１４ａと、該メインブラケット１４
ａの上端部に設けられて制御軸１６を回転自在に支持す
るサブブラケット１４ｂとを有し、両ブラケット１４
ａ，１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１４ｃによって上方
から共締め固定されている。
【００２５】前記両カム１５，１５は、カムシャフト１
３に対し前記両バルブリフター１９，１９に干渉しない
両外側に一体に固定されて、同一のカムプロフィールで
ある外周面１５ａ，１５ａ形状を有している。
３に対し前記両バルブリフター１９，１９に干渉しない
両外側に一体に固定されて、同一のカムプロフィールで
ある外周面１５ａ，１５ａ形状を有している。
【００２６】前記各揺動アーム１８は、図１に示すよう
に側面からみてほぼＬ字形に折曲形成され、中央に有す
る筒状基部１８ａが偏心カム１７の外周面に回転自在に
支持されている。また、各筒状基部１８ａの各外端部に
突設された一端部１８ｂの各内端面が、前記各カム１５
の外周面１５ａに側方から当接している一方、各筒状基
部１８ａの各内端部に夫々突設された他端部１８ｃの先
端部端縁が、各揺動カム２０の後述する上端部摺動面２
３ａに当接している。また、前記筒状基部１８ａは、制
御軸１６の所定位置にビス２１ａ，２１ａにより固定さ
れたストッパリング２１，２１によって軸方向の自由移
動が規制されている。
に側面からみてほぼＬ字形に折曲形成され、中央に有す
る筒状基部１８ａが偏心カム１７の外周面に回転自在に
支持されている。また、各筒状基部１８ａの各外端部に
突設された一端部１８ｂの各内端面が、前記各カム１５
の外周面１５ａに側方から当接している一方、各筒状基
部１８ａの各内端部に夫々突設された他端部１８ｃの先
端部端縁が、各揺動カム２０の後述する上端部摺動面２
３ａに当接している。また、前記筒状基部１８ａは、制
御軸１６の所定位置にビス２１ａ，２１ａにより固定さ
れたストッパリング２１，２１によって軸方向の自由移
動が規制されている。
【００２７】前記各制御カム１７は、夫々円筒状を呈
し、制御軸１６外周に一体に形成されていると共に、軸
心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からα分だけ偏倚し
ている。
し、制御軸１６外周に一体に形成されていると共に、軸
心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からα分だけ偏倚し
ている。
【００２８】前記各揺動カム２０は、図１に示すように
側面ほぼ雨滴状を呈し、ほぼ円環状の基端部２２がカム
シャフト１３の外周面に揺動自在に軸支されていると共
に、該基端部２２から斜め上方向に延出した上端部２３
の上面が平坦な前記摺動面２３ａに形成され、基端部２
２から上端部２３と同方向に延出した下端部２４のほぼ
円弧状のカム面２４ａとカム面２４ａに連続する基円面
２４ｂが各バルブリフター１９の上面に当接配置されて
いる。また揺動カム２０は、カムシャフト１３の外周に
設けられた筒状のスプリングリテーナ２５との間に弾持
された各捩りスプリング２６によって上端部２３が揺動
アーム１８の他端部１８ｃ側、つまり各摺動面２３ａが
他端部１８ｃの先端部端縁に常時弾持する方向に付勢さ
れている。
側面ほぼ雨滴状を呈し、ほぼ円環状の基端部２２がカム
シャフト１３の外周面に揺動自在に軸支されていると共
に、該基端部２２から斜め上方向に延出した上端部２３
の上面が平坦な前記摺動面２３ａに形成され、基端部２
２から上端部２３と同方向に延出した下端部２４のほぼ
円弧状のカム面２４ａとカム面２４ａに連続する基円面
２４ｂが各バルブリフター１９の上面に当接配置されて
いる。また揺動カム２０は、カムシャフト１３の外周に
設けられた筒状のスプリングリテーナ２５との間に弾持
された各捩りスプリング２６によって上端部２３が揺動
アーム１８の他端部１８ｃ側、つまり各摺動面２３ａが
他端部１８ｃの先端部端縁に常時弾持する方向に付勢さ
れている。
【００２９】前記制御軸１６は、一端部に設けられた図
外の電磁アクチュエータによって所定回転角度範囲内で
回転するように制御されており、前記電磁アクチュエー
タは、機関の運転状態を検出する図外のコントローラか
らの制御信号によって駆動するようになっている。コン
トローラは、クランク角センサやエアーフローメータ，
水温センサ等の各種のセンサからの検出信号に基づいて
現在の機関運転状態を演算等により検出して、前記電磁
アクチュエータに制御信号を出力している。
外の電磁アクチュエータによって所定回転角度範囲内で
回転するように制御されており、前記電磁アクチュエー
タは、機関の運転状態を検出する図外のコントローラか
らの制御信号によって駆動するようになっている。コン
トローラは、クランク角センサやエアーフローメータ，
水温センサ等の各種のセンサからの検出信号に基づいて
現在の機関運転状態を演算等により検出して、前記電磁
アクチュエータに制御信号を出力している。
【００３０】以下、本実施態様の作用を説明すれば、ま
ず、機関低速低負荷時には、コントローラからの制御信
号によって電磁アクチュエータが一方に回転駆動され
る。このため、制御カム１７は、軸心Ｐ１が図４及び図
５に示すように制御軸１６の軸心Ｐ２から左上方の回動
位置に保持され、厚肉部１７ａがカムシャフト１３から
左上方向に離間移動する。このため、揺動アーム１８
は、全体が図６の破線でも示すようにカムシャフト１３
に対して左方向へ移動し、このため、各揺動カム２０
は、各捩りスプリング２６のばね力によって図中反時計
方向へ所定量左方向へ回動して上端部２３の摺動面２３
ａが揺動アーム１８の他端部１８ｃに追随しながら摺動
し、上端部２３が他端部１８ｃに弾接する。
ず、機関低速低負荷時には、コントローラからの制御信
号によって電磁アクチュエータが一方に回転駆動され
る。このため、制御カム１７は、軸心Ｐ１が図４及び図
５に示すように制御軸１６の軸心Ｐ２から左上方の回動
位置に保持され、厚肉部１７ａがカムシャフト１３から
左上方向に離間移動する。このため、揺動アーム１８
は、全体が図６の破線でも示すようにカムシャフト１３
に対して左方向へ移動し、このため、各揺動カム２０
は、各捩りスプリング２６のばね力によって図中反時計
方向へ所定量左方向へ回動して上端部２３の摺動面２３
ａが揺動アーム１８の他端部１８ｃに追随しながら摺動
し、上端部２３が他端部１８ｃに弾接する。
【００３１】一方、各揺動アーム１８の一端部１８ｂ
は、その全体が左上方に移動しても図４及び図６の破線
に示すようにカム１５とは当接状態を維持する。
は、その全体が左上方に移動しても図４及び図６の破線
に示すようにカム１５とは当接状態を維持する。
【００３２】したがって、図５に示すようにカム１５の
リフト面１５ｂで揺動アーム１８の一端部１８ｂを押し
上げると、そのリフト量が揺動カム２０を介してバルブ
リフター１９に伝達されるが、そのリフト量Ｌ１は図５
の破線で示すように比較的小さくなる。
リフト面１５ｂで揺動アーム１８の一端部１８ｂを押し
上げると、そのリフト量が揺動カム２０を介してバルブ
リフター１９に伝達されるが、そのリフト量Ｌ１は図５
の破線で示すように比較的小さくなる。
【００３３】よって、かかる低速低負荷域では、カムシ
ャフト特性が小さくなり、図８の破線で示すようにバル
ブリフト量が小さくなると共に、各吸気弁１２の開時期
が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくな
る。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得ら
れる。
ャフト特性が小さくなり、図８の破線で示すようにバル
ブリフト量が小さくなると共に、各吸気弁１２の開時期
が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくな
る。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得ら
れる。
【００３４】一方、機関高速高負荷時に移行した場合
は、コントローラからの制御信号によって電磁アクチュ
エータが反対方向に回転駆動される。したがって、図６
及び図７に示すように制御軸１６が、制御カム１７を図
３及び図４に示す位置から時計方向に回転させ、軸心Ｐ
１（厚肉部１７ａ）を右下方向へ移動させる。このた
め、揺動アーム１８は、今度は全体がカムシャフト１３
方向（右下方向）に移動して他端部１８ｃが揺動カム２
０の上端部２３の摺動面２３ａを摺動しながら該揺動カ
ム２０を所定量時計方向へ回動させる。
は、コントローラからの制御信号によって電磁アクチュ
エータが反対方向に回転駆動される。したがって、図６
及び図７に示すように制御軸１６が、制御カム１７を図
３及び図４に示す位置から時計方向に回転させ、軸心Ｐ
１（厚肉部１７ａ）を右下方向へ移動させる。このた
め、揺動アーム１８は、今度は全体がカムシャフト１３
方向（右下方向）に移動して他端部１８ｃが揺動カム２
０の上端部２３の摺動面２３ａを摺動しながら該揺動カ
ム２０を所定量時計方向へ回動させる。
【００３５】一方、揺動アーム１８の一端部１８ｂは、
その全体の右下方の移動に伴っても、図６の実線に示す
ようにカム１５との当接状態を維持する。
その全体の右下方の移動に伴っても、図６の実線に示す
ようにカム１５との当接状態を維持する。
【００３６】したがって、図７に示すようにカム１５の
リフト面１５ｂの頂部が揺動アーム１８の一端部１８ｂ
を押し上げると、バルブリフター１９に対するそのリフ
ト量Ｌ２は図７の破線で示すように大きくなる。
リフト面１５ｂの頂部が揺動アーム１８の一端部１８ｂ
を押し上げると、バルブリフター１９に対するそのリフ
ト量Ｌ２は図７の破線で示すように大きくなる。
【００３７】よって、かかる高速高負荷域では、カムリ
フト特性が低速低負荷域に比較して大きくなり、図８に
実線で示すようにバルブリフト量も大きくなると共に、
各吸気弁１２の開時期が早くなると共に、閉時期が遅く
なる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が
確保できる。
フト特性が低速低負荷域に比較して大きくなり、図８に
実線で示すようにバルブリフト量も大きくなると共に、
各吸気弁１２の開時期が早くなると共に、閉時期が遅く
なる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が
確保できる。
【００３８】このように、本実施態様では、各吸気弁１
２の開閉時期やバルブリフト量を可変にできることは勿
論のこと、カムシャフト１３に、各カム１５と各揺動カ
ム２０とを同軸上に設けたため、機関巾方向の配置スペ
ースを十分に小さくすることができる。また、各揺動ア
ーム１８も機関巾方向へ延設する必要がなくＬ字形に小
型にできるため、装置全体のコンパクト化が図れる。こ
の結果、装置の機関への搭載性が向上する。また、カム
シャフト１３の配置を変更することなく、現行のカムシ
ャフト１３の配置によって装置を装着できるため、この
点でも機関への搭載性が良好になる。
２の開閉時期やバルブリフト量を可変にできることは勿
論のこと、カムシャフト１３に、各カム１５と各揺動カ
ム２０とを同軸上に設けたため、機関巾方向の配置スペ
ースを十分に小さくすることができる。また、各揺動ア
ーム１８も機関巾方向へ延設する必要がなくＬ字形に小
型にできるため、装置全体のコンパクト化が図れる。こ
の結果、装置の機関への搭載性が向上する。また、カム
シャフト１３の配置を変更することなく、現行のカムシ
ャフト１３の配置によって装置を装着できるため、この
点でも機関への搭載性が良好になる。
【００３９】さらに、カム１５と揺動カム２０とをカム
シャフト１３に同軸上に設けることにより、従来のよう
な揺動カム２０を支持する支軸が不要となり、この分、
部品点数の削減が図れると共に、カムシャフト１３と揺
動カム２０の互いの軸心のずれが生じないため、バルブ
タイミングの制御精度の低下を防止できる。
シャフト１３に同軸上に設けることにより、従来のよう
な揺動カム２０を支持する支軸が不要となり、この分、
部品点数の削減が図れると共に、カムシャフト１３と揺
動カム２０の互いの軸心のずれが生じないため、バルブ
タイミングの制御精度の低下を防止できる。
【００４０】しかも、各カム１５を、各バルブリフター
１９とオフセットし干渉しない位置に配したため、各カ
ム１５の外形を大きくとることができ、カム１５の外周
面１５ａの自由度を向上させることが可能となり、これ
によって揺動カム２０の揺動量を確保するためのリフト
量を十分に確保できると共に、カム１５の駆動面圧を低
減するためのカム幅を十分に確保できる。
１９とオフセットし干渉しない位置に配したため、各カ
ム１５の外形を大きくとることができ、カム１５の外周
面１５ａの自由度を向上させることが可能となり、これ
によって揺動カム２０の揺動量を確保するためのリフト
量を十分に確保できると共に、カム１５の駆動面圧を低
減するためのカム幅を十分に確保できる。
【００４１】さらに、各捩りスプリング２６のばね力に
よってカム１５と揺動アーム１８及び揺動カム２０とを
常時弾接状態とすることができるため、駆動時の打音の
発生を防止できる。
よってカム１５と揺動アーム１８及び揺動カム２０とを
常時弾接状態とすることができるため、駆動時の打音の
発生を防止できる。
【００４２】また、捩りスプリング２６を、スプリング
リテーナ２５を介してカムシャフト１３の外周に巻装し
たため、従来のようにカムシャフト１３とは離れた位置
に設けた場合に比較して配置スペースの減少化が図れ
る。
リテーナ２５を介してカムシャフト１３の外周に巻装し
たため、従来のようにカムシャフト１３とは離れた位置
に設けた場合に比較して配置スペースの減少化が図れ
る。
【００４３】図９及び図１０は、本発明の第２の実施態
様を示し、各吸気弁１２に対応する各揺動カム２０，２
０を一体に連結し、これによってカム１５，揺動アーム
１８と捩りスプリング２６の夫々を単一として共用化を
図ったものである。
様を示し、各吸気弁１２に対応する各揺動カム２０，２
０を一体に連結し、これによってカム１５，揺動アーム
１８と捩りスプリング２６の夫々を単一として共用化を
図ったものである。
【００４４】すなわち、両揺動カム２０，２０は、基端
部２２が一体に連結されており、したがって、カム１
５，揺動アーム１８やスプリングリテーナ２５及び捩り
スプリング２６も夫々１つで両者２０，２０の共用化が
図れる。この結果、部品点数を大巾に減少させることが
可能になると共に、小型化，重量の軽減等の効果が得ら
れる。
部２２が一体に連結されており、したがって、カム１
５，揺動アーム１８やスプリングリテーナ２５及び捩り
スプリング２６も夫々１つで両者２０，２０の共用化が
図れる。この結果、部品点数を大巾に減少させることが
可能になると共に、小型化，重量の軽減等の効果が得ら
れる。
【００４５】なお、図中左右の揺動カム２０，２０かあ
るいはカム１５，１５の少なくともいずれか一方の外形
状を異ならせても良い、したがって、２つの吸気弁１
２，１２にリフト差を与えるようになる。このため、か
かるリフト差によって１つの気筒内での吸気スワール効
果が大きくなり、燃焼性が良好になる効果が得られる。
るいはカム１５，１５の少なくともいずれか一方の外形
状を異ならせても良い、したがって、２つの吸気弁１
２，１２にリフト差を与えるようになる。このため、か
かるリフト差によって１つの気筒内での吸気スワール効
果が大きくなり、燃焼性が良好になる効果が得られる。
【００４６】前記各実施態様では、装置を吸気弁１２側
に適用した場合を示したが、排気弁側あるいは吸気・排
気弁の両方に適用することも可能であり、さらに１気筒
あたり２弁ではなく、１弁のものに適用することも可能
である。
に適用した場合を示したが、排気弁側あるいは吸気・排
気弁の両方に適用することも可能であり、さらに１気筒
あたり２弁ではなく、１弁のものに適用することも可能
である。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、吸気弁あるいは排気弁のバルブタイミング及び
バルブリフト量を可変制御できることは勿論のこと、カ
ムと揺動カムとをカムシャフトに同軸上に設けたため、
機関巾方向の配置スペースを十分に小さくすることがで
きると共に、揺動アームも機関巾方向へ延設する必要が
なくなり、ほぼＬ字形状に形成することが可能になるた
め、装置全体のコンパクト化が図れる。この結果、装置
の機関への搭載性が向上する。
よれば、吸気弁あるいは排気弁のバルブタイミング及び
バルブリフト量を可変制御できることは勿論のこと、カ
ムと揺動カムとをカムシャフトに同軸上に設けたため、
機関巾方向の配置スペースを十分に小さくすることがで
きると共に、揺動アームも機関巾方向へ延設する必要が
なくなり、ほぼＬ字形状に形成することが可能になるた
め、装置全体のコンパクト化が図れる。この結果、装置
の機関への搭載性が向上する。
【００４８】しかも、揺動カムをカムと一緒にカムシャ
フトに設けることにより、従来のような支軸が不要にな
るため、部品点数の削減が図れると共に、カムシャフト
と揺動カムの互いの軸心のずれが生じないため、バルブ
タイミングの制御精度の低下を防止できる。
フトに設けることにより、従来のような支軸が不要にな
るため、部品点数の削減が図れると共に、カムシャフト
と揺動カムの互いの軸心のずれが生じないため、バルブ
タイミングの制御精度の低下を防止できる。
【００４９】さらに、カムシャフトの配置を変更するこ
となく、現行のカムシャフトの配置をそのまま利用でき
るため、この点でも装置の機関への搭載性が向上する。
となく、現行のカムシャフトの配置をそのまま利用でき
るため、この点でも装置の機関への搭載性が向上する。
【００５０】また、請求項５記載の発明によれば、付勢
手段をカムシャフトの外周に配置しすると共に、該付勢
手段によって揺動カムを揺動アームに常時弾接付勢させ
るようにしたため、配置スペースの減少化が図れると共
に、駆動時の打音の発生を防止できる。
手段をカムシャフトの外周に配置しすると共に、該付勢
手段によって揺動カムを揺動アームに常時弾接付勢させ
るようにしたため、配置スペースの減少化が図れると共
に、駆動時の打音の発生を防止できる。
【００５１】請求項７記載の発明や請求項８記載の発明
によれば、両揺動カムやカムシャフトの両カムのプロフ
ィールを異ならしめることにより、気筒内での吸気スワ
ール効果が大きくなり、燃焼性が良好になる。
によれば、両揺動カムやカムシャフトの両カムのプロフ
ィールを異ならしめることにより、気筒内での吸気スワ
ール効果が大きくなり、燃焼性が良好になる。
【００５２】請求項１０記載の発明によれば、両揺動カ
ムを連結することによって、付勢手段や揺動アームの共
用化が図れるので、この点でも部品点数の削減と小型化
や重量の低減が図れる。
ムを連結することによって、付勢手段や揺動アームの共
用化が図れるので、この点でも部品点数の削減と小型化
や重量の低減が図れる。
【図１】本発明の第１の実施態様を示す図２のＡ−Ａ線
断面図。
断面図。
【図２】本実施態様を一部断面して示す側面図。
【図３】同実施態様の平面図。
【図４】低速低負荷時の作用を示す図２のＡ−Ａ線断面
図。
図。
【図５】低速低負荷時の作用を示す図２のＡ−Ａ線断面
図。
図。
【図６】高速高負荷時の作用を示す図２のＡ−Ａ線断面
図。
図。
【図７】高速高負荷時の作用を示す図２のＡ−Ａ線断面
図。
図。
【図８】本実施態様のバルブタイミングとバルブリフト
の特性図。
の特性図。
【図９】本発明の第２の実施態様を一部断面して示す側
面図。
面図。
【図１０】同実施態様の平面図。
【図１１】従来の動弁装置を示す断面図。
１１…シリンダヘッド
１２…吸気弁
１３…カムシャフト
１５…カム
１６…制御軸
１７…制御カム
１７ａ…厚肉部
１８…揺動アーム
１８ｂ…一端部
１８ｃ…他端部
１９…バルブリフター（伝達部材）
２０…揺動カム
２３…上端部
２３ａ…摺動面
２４…下端部
２４ａ…カム面
２６…捩りスプリング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01L 13/00
F01L 1/08
F01L 1/18
Claims (11)
- 【請求項１】 機関のクランク軸によって回転駆動し、
外周にカムが固定されたカムシャフトと、該カムシャフ
トにほぼ平行に配設された制御軸に制御カムを介して揺
動自在に軸支され、一端部が当接した前記カムの回転に
より揺動する揺動アームと、前記揺動アームの他端部に
押圧されて伝達部材を介して吸・排気弁を開作動させる
揺動カムと、前記制御軸を所定角度範囲で回転させるア
クチュエータと、該アクチュエータを機関運転状態に応
じて駆動制御する制御手段とを備えた内燃機関の動弁装
置であって、 前記揺動カムを、前記カムが固定されたカムシャフトに
揺動自在に設けたことを特徴とする内燃機関の動弁装
置。 - 【請求項２】 前記揺動カムと前記カムとをカムシャフ
ト軸方向へ離間して配置したことを特徴とする請求項１
記載の内燃機関の動弁装置。 - 【請求項３】 前記カムを、前記伝達部材と非接触とな
るカムシャフト軸方向位置に設けたことを特徴とする請
求項１または２記載の内燃機関の動弁装置。 - 【請求項４】 前記カムを、隣接する気筒間のカムシャ
フトの所定位置に設けたことを特徴とする請求項１〜３
記載の内燃機関の動弁装置。 - 【請求項５】 前記カムシャフトの外周に、揺動カムを
揺動アームの他端部に常時弾接付勢させる付勢手段を設
けたことを特徴とする請求項１〜４記載の内燃機関の動
弁装置。 - 【請求項６】 １気筒あたり２つの吸気弁あるいは排気
弁を有し、該各弁のそれぞれに対応して揺動カムを配置
したことを特徴とする請求項１〜５記載の内燃機関の動
弁装置。 - 【請求項７】 前記各々２つの弁のうち一方の弁側の揺
動カムのプロフィールと他方の弁側の揺動カムのプロフ
ィールを互いに異ならせたことを特徴とする請求項６記
載の内燃機関の動弁装置。 - 【請求項８】 前記各々２つの弁のうち一方の弁側のカ
ムのプロフィールと他方の弁側のカムのプロフィールを
互いに異ならせたことを特徴とする請求項６または７記
載の内燃機関の動弁装置。 - 【請求項９】 前記揺動アームを、前記各揺動カムに対
応して個々に設けて、前記揺動カムを互いに独立に揺動
させるようにしたことを特徴とする請求項６，７，８の
いずれかに記載の内燃機関の動弁装置。 - 【請求項１０】 前記各２つの弁に対応して配置された
２つの揺動カムを一体に連結したことを特徴とする請求
項６記載の内燃機関の動弁装置。 - 【請求項１１】 前記揺動アームをほぼＬ字形状に折曲
形成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記
載の内燃機関の動弁装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08615597A JP3485434B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 内燃機関の動弁装置 |
| DE19815112A DE19815112B4 (de) | 1997-04-04 | 1998-04-03 | Anordnung zur variablen Ventilzeitsteuerung und Ventilbetätigung |
| GB9807349A GB2323894B (en) | 1997-04-04 | 1998-04-06 | Variable valve timing and lift system |
| US09/055,284 US5996540A (en) | 1997-04-04 | 1998-04-06 | Variable valve timing and lift system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08615597A JP3485434B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 内燃機関の動弁装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10280931A JPH10280931A (ja) | 1998-10-20 |
| JP3485434B2 true JP3485434B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=13878861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08615597A Expired - Fee Related JP3485434B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 内燃機関の動弁装置 |
Country Status (4)
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| JP (1) | JP3485434B2 (ja) |
| DE (1) | DE19815112B4 (ja) |
| GB (1) | GB2323894B (ja) |
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- 1998-04-06 GB GB9807349A patent/GB2323894B/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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