JPH0458006A - 可変バルブタイミング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低１高速カムを有する可変バルブタイミング
装置に関し、詳しくは、低、高速カムの相互の切換時に
おける切換えの円滑化に関する。

〔従来の技術〕

従来、吸、排気弁の開閉時期を変化させてなる可変バル
ブタイミング装置には数多くの提案かなされており、ロ
ッカアームを移動して２つのカムを選択切換えすること
が特開昭５８−２１１５１６号公報に、また動弁系のフ
リクション低減にコロ（ローラフォロア）を用いたもの
が実開昭６２６９００３号公報に示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した第１の先行技術は、ロッカアー
ムを軸方向ヘスライトするロッカアームが比較的大形で
あるため、切換時間を短縮するには大きな力（アクチュ
エータ反力）を必要とする。

また、センターピホット方式のロッカアームであるため
、動弁系作動時のロッカアーム軸に垂直な方向の力は（
カム反力）＋（バルブ反力）となり、ロッカアーム軸に
大きな力か作用する。このためロッカアーム軸は大径に
しなければならす、また、ロッカアーム切換時のフリク
ションか大きくなる等の問題がある。

なお、第２の先行技術は、２つの弁を２又状のスイング
アームによって同時に動作させる動弁装置であって、可
変バルブタイミング装置ではない。

しかし、カムとスイングアームとの間にコロを介在させ
ことによって、フリクション低減には有効である。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、低
速カムと高速カムとを選択的に切換える切換手段の切換
力を軽減するために、ローラフォロアを移動可能に装着
した可変バルブタイミング装置を提供することを目的と
する。

〔課題を角ｑ決するだめの手段〕

この目的を達成するため本発明は、ロッカアームに設け
られたローラフォロアとカムシャフトに形成されたカム
とを摺接してなるエンジンの動弁装置において、上記カ
ムシャフトに、同径のベースサークルを有する低速カム
と高速カムとを具備し、上記ローラフォロアにシフタを
介装し、上記エンジンの運転状態に基づいて上記シフタ
を動作することによって、上記ローラフォロアを上記低
速カムと高速カムとに選択的に移動摺接したことを特徴
とするものである。

〔作　　　用〕

本発明の可変バルブタイミンク装置は、低速時に、ロッ
カアームに装着したローラフォロアが低速カムに摺接し
てバルブを動作し、低リフト・狭開角のバルブ特性を得
る。

さらに、高速時には、油圧または電気的手段によりシフ
タを介してローラフォロアを移動し、高速カムに摺接し
てバルブを動作し、高リフト・広間角のバルブ特性を得
る。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の第１の実施例を示ず動弁機構の概略構
成図、第２図は第１図のＺ矢視図、第３図は第１図のＹ
矢視図である。図において、符号１は吸気バルブ（また
は排気バルブ）、２はバルブステム、２ａはステムエン
ド、３はバルブスプリング、４はリテーナ、５はバルブ
シートを示している。また、６は図示しないエンジンの
クランク軸などによりタイミングベルトを介して回転さ
れるカムシャフト、７はカムシャフト６に平行なロッカ
シャフトを示している。

カムシャフト６には、同径のベースサークルを有する低
速カム８と高速カム９とが一体的に設けられている。

またロッカシャフト７には、低速カム８または高速カム
９により揺動されるロッカアーム１０が、揺動自在に枢
支されており、このロッカアーム１０の先端には、バル
ブステム２のステムエンド２ａに当接して吸気バルブ１
のクリアランスを調整するアジャストスクリュ１１が装
着されている。

ここでロッカアーム１０は、左右のアーム１０ａ。

１０ｂを先端部１０Ｃて一体に連結した凹型に形成され
ており、ロッカシャフト７とアジャストスクリュ１１と
の中間部で、左右のアームＩＯａ　、　ｔａｂによって
軸支されたローラシャフト１２かロッカシャフト７と平
行に設けられている。このローラシャフト１２には、低
速カム８または高速カム９に選択的に摺接するローラフ
ォロア１３が、ニードル１４を介して取付けられている
。

ローラフォロア１３はシフタ１５のシアタアーム１５ａ
、１５ａにより挾持され、シフタＩ５のボス部１５ｂに
はピストン１６が固着され、ピストン１６が移動される
と、ローラフォロア１３はニードル１４と共にロラシャ
フト１２の軸方向に移動するようになっている。ピスト
ン１６は、ロッカアームＩＯの一方のアムＩＯａ側に圧
入された油圧シリンダ１７内に嵌挿され、ロッカアーム
１０の右アーム１０ｂとシフタ１５ｂとの間には戻しば
ね１８か設けられている。油圧シリンダ１７の底部とピ
ストン１６との間に形成されたＭ】圧室１０ｄは、油圧
シリンダＩ７の開口１７ａ　、油通路７ａを介してロッ
カシャフト７のオイルギヤラリ７ｂに連通し、図示しな
いオイルポンプから圧送された潤滑油の油圧か、オイル
ギヤラリ７ｂ、油通路７ａ、開口１７ａ１　油圧室１０
ｄを介してピストン１６に作用する。

そして低速時には、図示しない切換弁が閉しられること
により、油圧室１０ｄに油圧か及ばないことで、シフタ
１５は戻しばね１８によりロッカアーム１０の左アーム
１．Ｏａ側に押圧され、第３図に示すように、ローラフ
ォロア１３は低速カム８に摺接している。また高速時に
切換弁が開くと、油圧室１０ｄ内に導入された潤滑油の
油圧により、ピストン１６は第４図に示すように、戻し
ばね１８に抗してシフタ１５をロッカアーム１０の右ア
ーム１０ｂ側へ移動させ、ローラフォロア１３を高速カ
ム９に摺接させるようになっている。

次いて、このように構成された実施例に基づいて本発明
による可変バルブタイミング装置の作用を説明する。

ます、エンジンの運転停止中を含む低速時は、ロッカシ
ャフト７のオイルキャラリフｂに連通ずるオイル通路の
切換弁が閉しており、第３図に示すように、ローラフォ
ロア１３は、戻しばね１８によりシフタ１５を介して低
速カム８側に押圧されている。

このためロッカアーム１０は、低速カム８によりロラフ
ォロア１３を介して揺動し、第５図のａで示すように、
吸気バルブ１の実開弁時期か遅れると共に、バルブリフ
ト量も小さく、実閉弁時期も早くなることから、低リフ
ト・狭開角のバルブ特性となる。従って、吸、排気バル
ブのオーバラップが減り、実圧縮比が高くなって燃焼が
安定し、熱効率が向上する。

また高速時には、切換弁が開き、オイルギヤラリ７ｂ、
油通路７ａ、開口１７ａを介して潤滑油が油圧室１０ｄ
へ導入され、潤滑油の油圧によりピストン１６は、シフ
タ１５を戻しばね１８に抗してロッカアーＬ）０（Ｆ）
右アーム１０ｂ側へ移動させ、ローラフォロア１３を第
４図に示すように高速カム９に摺接させる。このためロ
ッカアーム１０は、高速カム９によりローラフォロア１
３を介して揺動し、第５図のｂて示すように、吸気バル
ブＩの実開弁時期が早くなると共にバルブリフト量も大
きく、実閉弁時期も遅れることから、高リフト・広間角
のバルブ特性となる。従って、吸、排気バルブのオーバ
ラップが増大してガス交換が良好となり、充填効率か向
上して出力が向上する。

なお、本発明においてローラフォロア１３の移動操作は
、バルブリフト時のローラフォロア】３と低速カム８ま
たは高速カム９との間のフリクションが切換作動時の油
圧によるスラスト力より大きいため、バルブクリアラン
スが生じる低速カム８および高速カム９のベースサーク
ルとローラフォロア１３との接触期間中にのみ行なうよ
うに制御する。

第６図ないし第９図は本発明による第２の実施例であり
、図において、低速カム８ａ、　８ｂおよび高速カム９
ａ、　９ｂは、カムシャフト６上に交互に配列され、低
速カム８ａ、　８ｂおよび高速カム９ａ、　９ｂのカム
幅は、それぞれ狭いカム幅１例えば第１の実施例のカム
幅の１７２に形成されている。

また、ロッカアーム１０の中間部てロッカシャフト７と
平行なローラシャフト１２に移動可能に取付けられたロ
ーラフォロア１３は、２個の低速カム８ａ８ｂまたは高
速カム９ａ、　９ｂに摺接可能なローラ１３ａ。

１３ｂからなり、このローラ１３ａ　、　１３ｂの中間
部には、ローラフォロア■３が低速カムｇａ、　８ｂま
たは高速カム９ａ、　９ｂに摺接される時に低速カム８
ａ、　８ｂ間に配設された高速カム９ａまたは低速カム
８ｂが当接しないように小径部１３ｃが形成されている
。

さらに、ローラフォロア１３は、第８図に示すように、
両端面に設けられたスラスト受板２１を介してニードル
１４が支持されており、ローラフォロア１３の移動時に
ニードル】４か抜は出さないようになっている。またロ
ーラフォロア１３を移動させるシフタ１５には、ローラ
１３ａ　、　１．８ｂの間に形成された小径部１３ｃに
係合するシフタアーム１５ａが形成されている。

以上のように構成された第２の実施例による作用は、既
に説明した第１の実施例と同様で、低速時には第８図に
示す如く、ローラフォロア１３のローラ１３ａ　、　１
３ｂは低速カム８ａ、　８ｂに摺接し、高速時には第９
図に示す如く、ローラフォロア１３のロラ１３ａ　、　
１３ｂは高速カム９ａ、　９ｂに摺接する。

但し、ローラフォロア１３のローラ１３ａ　、　１３ｂ
の中間部に高速カム９の小径部１３ｃを形成したので、
ローラフォロア１３を低速カム８ａ、　８ｂまたは高速
カム９ａ、　９ｂから高速カム９ａ、　９ｂまたは低速
カム８ａ。

８ｂへ移動させた時、カム幅が狭いため直ちに高速カム
９ａ、　９ｂまたは低速カム８ａ、　８ｂへ摺接する。

従って、ローラフォロア１３の移動量は、第１の実施例
の場合に比して約半分となり、移動量を減少して切換時
間を短縮することができる。

なお、本実施例においてはシフタ１５の移動は、シフタ
１５に固着されたピストン１６に油圧が作用されること
で行なわれるが、油圧に代えてソレノイド等の電気的手
段によってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のバルブタイミング装置は
、カムシャフトに、同径のベースサークルを有する低速
カムと高速カムとを設け、エンジンの運転状態に応して
低速カムと高速カムとに選択的に摺接するローラフォロ
アを移動可能にしたので、低速時には、低リフト・狭開
角のバルブ特性が得られ、燃焼が安定して熱効率が向上
する。

また高速時には、高リフト・広開角のバルブ特性が得ら
れ、充填効率か向上して出力の向上を図ることができ、
全運転領域において高トルクを得ることができる。

さらに、バルブタイミングを可変にする際はエンジンの
運転状態に基づいてローラフォロアを移動させ、低速カ
ムまたは高速カムを選択するので、ローラフォロアの質
量が小さいため、小さな切換力で低速カムと高速カムと
の切換えか可能となる。

さらにまた、ロッカシャフトに比してローラフォロアを
支持しているローラシャフトはカム反力を受けるたけで
あるため、軸径を小さくすることかでき、可変バルブタ
イミング装置をコンパクトに纏めることができる。

また、低速カムと高速カムとは、カム幅の狭い低速カム
と高速カムとをそれぞれ２個ずつ有してカムシャフトの
軸方向に交互に配列し、２個の低速カムまたは高速カム
に選択的に摺接するローラフォロアを小径部によって２
分割し、小径部にシフタのシフタアームを係合し、ロー
ラフォロアを移動可能としたので、カム幅が狭いためロ
ーラフォロアの移動量が減少し、低速カムと高速カムと
の切換応答時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す動弁機構の概略構
成図、第２図は第１図の要部を示すＺ矢視図、第３図は
第１図の要部を示すＹ矢視図、第４図は高速時の状態を
示す要部の説明図、第５図は本発明によるバルブ特性図
、第６図は第２の実施例の説明図、第７図は第６図の要
部を示すＰ矢視図、第８図は第６図の要部を示すＱ矢視
図、第９図は第２の実施例の高速時の状態を示す要部の
説明図である。 ｌ・・・吸気バルブ（排気バルブ）　、ｅ　−カムシャ
フト、７・・ロッカシャフト、８　、８ａ、　ｇｂ・・
・低速カム、９．９ａ９ｂ・・高速カム、１０・・・ロ
ッカアーム、１２・・・ローラシャフト、１３・・ロー
ラフォロア、１５・シフタ、１６・・ピストン、１７・
・油圧シリンダ、１８・・戻しばね。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロッカアームに設けられたローラフオロアと、カ
   ムシャフトに形成されたカムとを摺接してなるエンジン
   の動弁装置において、 上記カムシャフトに、同径のベースサークルを有する低
   速カムと高速カムとを具備し、 上記ローラフオロアにシフタを介装し、 上記エンジンの運転状態に基づいて上記シフタを動作す
   ることによって、上記ローラフオロアを上記低速カムと
   高速カムとに選択的に移動摺接したことを特徴とする可
   変バルブタイミング装置。
2. （２）低速カムと高速カムとは、カム幅の狭い低速カム
   と高速カムとをそれぞれ２個ずつ有してカムシャフトの
   軸方向に交互に配列し、 上記２個の低速カムまたは高速カムに選択的に摺接する
   ローラフォロアを小径部によって２分割し、 上記小径部にシフタのシフタアームを係合し、上記ロー
   ラフォロアを移動可能としたことを特徴とする請求項（
   １）記載の可変バルブタイミング装置。
3. （３）シフタの移動は、油圧または電気的手段によって
   行なうことを特徴とする請求項（１），（２）記載の可
   変バルブタイミング装置。