JPH0754623A - 可変バルブタイミング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で耐久性のある作用角や位相を変えられ
る可変バルブタイミング装置を提供すること。 【構成】 中空のカムシャフト内にスライド駆動手段で
軸方向にスライドされるピストン手段に摺接するように
カムロブピースを設け、ピストン手段とカムロブピース
の摺接部分のいずれか一方を軸方向の捩じれ面とし、他
方をこの捩じれ面に軸に直角な直線で摺接するする部材
を有する構造とし、ピストン手段の軸方向のスライドに
つれてカムロブピースが所定角度回動するようにする。
複数のカムロブピースを径方向に重ねれば軸方向長さは
短縮される。また捩じれ面をカムシャフト内に設ければ
カムロブピースの形状は単純化され加工は容易になる。
カムロブピースにノーズ部のみ形成すればクリアランス
のばらつきが軽減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動弁装置、
特にバルブを開閉するカムの作用角と位相を可変とした
可変バルブタイミング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のバルブタイミングは性能、燃
費、排気エミッション上の要求から決められ、その最適
値は機関回転数、負荷によって異なる。そこで、バルブ
タイミングを最適値に近づけるために該バルブタイミン
グを可変とする方法が色々考案されている。この内、バ
ルブを押圧するカムのプロフィールを可変にするものと
しては、例えば実開昭６０−１４１４０６号公報に示さ
れたものがある。同公報の装置によれば、外側カムシャ
フトと内側カムシャフトとを相対的に回動して第１のカ
ムおよび第２のカムの作用角を調整することによってバ
ルブを押圧するカムのプロフィールが調整される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記実開昭
６０−１４１４０６号公報の装置では、第１のカムおよ
び第２のカムの作動角の調整は外側カムシャフトと内側
カムシャフトの端部に形成された長穴に嵌合する径方向
に延びるピンを軸方向にスライドさせることによってお
こなわれる。したがってカムシャフト端部では前記の長
穴やピン等が設けられることによって径方向に大型化さ
れスペース上の問題があった。また、ピンにカム駆動力
が剪断力あるいは曲げ力として加わるために耐久性に問
題があった。本発明は、上記問題に鑑み、小型で耐久性
のあるバルブを開閉するカムの作用角と位相を可変とし
た可変バルブタイミング装置を提供することを目的とし
ている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、中空の
カムシャフト内にスライド駆動手段で軸方向にスライド
されるピストン手段と該ピストン手段に摺接するように
設けられたカムロブピースとから成り、ピストン手段と
カムロブピースの摺接部分のいずれか一方が軸方向の捩
じれ面とされ、他方がこの捩じれ面に軸に直角な直線で
摺接する部材を有する構造とされ、ピストン手段の軸方
向のスライドにともなってカムロブピースが所定角度回
動する様にされた可変バルブタイミング装置が提供され
る。

【０００５】また、上記可変バルブタイミング装置にお
いて、第１のカムロブピースと第２のカムロブピースか
らなる一対のカムロブピースを具備せしめ、前記第１の
カムロブピースは軸方向に延出する半割り円柱状の基部
の外周に一体的に取り付け、前記第２のカムロブピース
は前記第１のカムロブピースの半割り円柱状の基部の外
周面と回動自在に摺接する内周面を有する軸方向に延出
した半割り円筒状の基部の外周面上に一体的に取り付
け、前記第１のカムロブピースの半割り円柱状の基部の
上に前記第２のカムロブピースの半割り円筒状の基部を
重畳し、前記第１のカムロブピースの半割り円柱状の基
部の底端部と第２のカムロブピースの半割り円筒状の基
部の底端部をそれぞれを軸に直角な直線でピストン手段
と摺接するようにすることも可能である。

【０００６】また、上記可変バルブタイミング装置にお
いて、カムロブピースにはカムノーズ部のみを形成し、
ピストン手段とカムロブピースとを所定角度回動するた
めの捩じれ面をカムシャフト内に設けることも可能であ
る。

【０００７】また、上記可変バルブタイミング装置にお
いて、カムシャフト外周がカムベース円部を兼ねる様に
することも可能である。

【０００８】

【作用】ピストン手段とカムロブピースとは捩じれ面と
直線とで摺接されているのでピストン手段を軸方向に移
動させることによってカムロブピースは回動されるので
カムロブピースが１個であればカムの作用角は変わらな
いが位相が変わり、一対のカムロブピースを有していれ
ばカムの作用角と位相のいずれか一方あるいは両方が変
化する。

【０００９】

【実施例】以下添付の図面を用いて本発明の実施例を説
明する。図１は本発明による可変バルブタイミング装置
の第１の実施例の構成を示す分解図である。図において
１１は中空のパイプから成るカムシャフト、１１ａは後
述するカムロブピースを組付けるための切り欠きであ
る。１２はカムシャフト１１の内部を油圧等によって軸
方向に移動するピストンであり、後述するカムロブピー
スを組付けるための切り欠き１２ａを有し、切り欠き１
２ａの底面には一対のローラ１３を載置するための溝１
２ｂが軸に略直角な方向に２本設けられている。１４と
１５はカムロブピースであって、それぞれカムノーズ部
１４ａ、１５ａと該カムノーズ部の底部より側方に延び
る基部１４ｂ，１５ｂからなる。１４ｃ，１５ｃはロー
ラガイド面であって軸方向に捩じれている。例えば本実
施例の場合には、図２の（ａ）または図３の（ａ）によ
り分かりやすく示されている様に、ローラガイド面１４
ｃは手前側が右上がり、向こう側が右下がりとなる様な
捩じれ面とされ、逆にローラガイド面１５ｃは手前側が
右下がり、向こう側が右上がりとなる様な捩じれ面とさ
れている。カムノーズ部１４ａ、１５ａは、組み立てて
作動させた時にローラ１３がローラガイド面１４ｃ，１
５ｃの右端部に来た時にその頂部がカムシャフト１１の
切り欠き１１ａの軸に直角な幅方向の中央真上に来るよ
うにされている。１６はカムロブピースガイドであって
カムロブピースを回動自在に保持するとともにその下面
側はカムプロフィールの基円部を構成しバルブリフタあ
るいはバルブロッカ−アームと接する。

【００１０】以下、上記のような構成部品から成る本第
１の実施例の可変バルブタイミング装置の組み立てにつ
いて説明する。 （１）ピストン１２をその切り欠き１２ａがカムシャフ
ト１１の切り欠き１１ａに略合致するようにカムシャフ
ト１１の内部に挿入する。 （２）ピストン１２の切り欠き１２ａの溝１２ｂにロー
ラ１３を載置する。 （３）ローラ１３の上にカムロブピース１４を載置す
る。 （４）一対のカムロブピースガイド１５をカムシャフト
１１の軸方向それぞれ反対側からカムシャフト１１の外
側に嵌合する。

【００１１】図２の（ａ）は上記の様に組み立てられた
可変バルブタイミング装置の低速時の使用状態を断面図
で示したものである。図示される様に、低速時には、ピ
ストン１２は右方に移動しピストン１２の切り欠き１２
ａの左側の面が左側のカムロブピース１５の左側端面に
接する様に押しつけられる。この時、ピストン１２の溝
１２ｂに載置された一対のローラ１３もピストン１２と
一緒に移動し、それぞれカムロブピース１４と１５のロ
ーラガイド面１４ｃと１５ｃの右端部の下側に来る。
図２の（ｂ）はこの低速時における左右一対のカムロブ
ピース１４、１５の相対位置を示す斜視図であり、図２
の（ｃ）はこの状態でカムシャフトが１回転する時にバ
ルブリフタあるいはバルブロッカーアームに接するカム
側の面の軌跡を軸方向から見たものである。カムロブピ
ース１４と１５のノーズ部１４ａと１５ａとは、ローラ
１３が右端部に来た時に、その頂部がカムシャフト１１
の切り欠き１１ａの軸に直角な幅方向の中央真上に来る
ようにされているので図２の（ｂ），（ｃ）にしめされ
る様に本実施例においては、カムロブピース１４と１５
のノーズ部１４ａと１５ａは一致し作用角は最小とな
る。

【００１２】図３の（ａ）は同じく高速時の使用状態を
断面図で示したものである。図示される様に、高速時に
は、ピストン１２は左方に移動しピストン１２の切り欠
き１２ａの右側の面が右側のカムロブピース１４の右側
端面に接する様に押しつけられる。この時、ピストン１
２の溝１２ｂに載置された一対のローラ１３もピストン
１２と一緒に移動し、それぞれカムロブピース１４と１
５のローラガイド面１４ｃと１５ｃの左端部の下側に来
る。 この時、ローラガイド面１４ｃは手前が右上が
り、向こう側が右下がりになっているのでローラ１３が
左端部に来たときにはカムロブピース１４は向こう側に
回転する、逆にローラガイド面１５ｃは手前が右下が
り、向こう側が右上がりになっているのでローラ１３が
左端部に来たときにはカムロブピース１４は手前側に回
転する。図３の（ｂ）はこの高速時における左右一対の
カムロブピース１４と１５の相対位置を示す斜視図であ
り、図３の（ｃ）はこの状態でカムシャフトが１回転す
る時にバルブリフタあるいはバルブロッカーアームに接
するカム側の面の軌跡を右方向から見たものである。図
３の（ｂ），（ｃ）に示される様に両者は互いに逆方向
に回動し、合成された作用角は増大している。本実施例
においては、反時計回りにカムシャフトが回転する時に
は開き側では、図３の（ａ），（ｂ）における左側のカ
ムロブピース１５のカムノーズ部１５ａのプロフィール
をたどり、頂部にて右側のカムロブピース１４のカムノ
ーズ部１４ａに乗り移りそのプロフィールをたどり、ベ
ース円部はカムロブピースガイド１６の面をたどる。し
たがって作用角は一対のカムロブピース１４と１５がオ
フセットした角度だけ増加する。さらに詳細に言えば互
いのオフセット角度の半分だけ開き始めが早まり、同じ
く互いのオフセット角度の半分だけ閉じ終わりが遅くな
るということである。

【００１３】本実施例においては、互いに逆方向に捩じ
れた捩じれ面を有する一対のカムロブピース１４と１５
を備えているので位相を変えることはできず可変バルブ
タイミング装置の中でも作用角のみを変えることができ
る可変作用角動弁装置ということができる。しかし、本
実施例においても一対のカムロブピース１４と１５の捩
じれ面を同方向に捩じれた面とすれば位相のみを変える
ことができるし、逆方向と同方向の捩じれ面の両者を備
えたものとすれば位相と作用角の両方を変えることがで
きる。また、本実施例においてカムロブピースを１個と
し後述の図４におけるのと同様な回り止めを用いてピス
トンをカムシャフトに対して回転しない様すれば作用角
は変えることはできないが位相を変えることができる可
変バルブタイミング装置とすることができる。なお、本
実施例においては一対のカムロブピース１４，１５のカ
ムノーズ部１４ａ，１５ａのプロフィールは開き側から
閉じ側まで一致するようにされているが連続した曲線が
得られるのであれば開き側と閉じ側のそれぞれを片方の
カムロブピースだけに担わせることも可能である。

【００１４】図４は本発明の第２の実施例の構成を分解
図によって示す図である。図において２１は中空のパイ
プから成るカムシャフトで、２１ａは後述するカムロブ
ピースを組付けるための切り欠きである、２１ｂは回り
止めピンであって、２１ｃは回り止めピン２１ｂをはめ
込む穴であり、２１ｄは最後にカバー２６を取り付ける
ボルト２７が螺合されるねじ穴である。２２はカムシャ
フト２１の内部を油圧等によって軸方向に移動するピス
トンであり、後述するカムロブピースを組付けるための
切り欠き２２ａを有し、切り欠き２２ａの底面はピスト
ンの軸に平行な稜線を有する山形の面で構成され、前記
稜線部には一対の回転中心位置決め用のローラ２３ａを
載置するための溝２２ｂと、この溝に直角な後述する回
転方向位置決め用のローラ２３ｂを載置するための溝２
２ｃとが設けられている。また、ピストン２２の下面に
は前記回り止めピン２１ｂと係合する溝２２ｄが設けら
れている。２４は第１のカムロブピースであって一対の
カムノーズ部２４Ｒ，２４Ｌが半円柱半割り状の基部２
４ｂで連結されている。基部２４ｂは図５の（ｂ）に示
される様な形状であって、その底面は回転方向位置決め
ローラ２３ｂをガイドするローラガイド面となっており
例えば２４ｃに示される様な面とされている。２５は第
２のカムロブピースであって一対のカムノーズ部２５
Ｒ，２５Ｌが半割り円筒状の基部２５ｂで連結されてい
る。基部２５ｂは図５の（ａ）に示される様な形状であ
って、その内面は第１のカムロブピース２４の基部２４
ｂの外周面に摺接するように仕上げられており、また基
部２５ｂの軸に平行な両側端の下面は回転方向位置決め
ローラ２３ｂをガイドするローラガイド面となっており
例えば２５ｃに示す様な面とされている。なお、図５の
（ｃ）は第１のカムロブピース２４の上に第２のカムロ
ブピース２５を重畳させた時の、基部２４ｂと基部２５
ｂの様子を示したものである。２６はカバーであって軸
に平行な両側端部には外側に開放された凹部が形成され
その底部には穴が設けられている。２７は一対のボルト
である。本実施例では、同じ作用をする隣合ったカムノ
ーズ部２４Ｒ、２４Ｌおよび２５Ｒ，２５Ｌをそれぞれ
基部２４ｂ、２５ｂで連結して径方向に重畳させるので
それぞれを別個に動かす様にした場合に比べ軸方向の長
さが短縮されカム間隔の小さな例えば多弁式の内燃機関
への適用に有効である。

【００１５】以下、上記のような構成部品から成る本第
２の実施例の可変作用角動弁装置の組み立てについて説
明する。 （１）カムシャフト２１の底部の穴２１ｃに回り止めピ
ン２１ｂをはめ込む。 （２）ピストン２２をその切り欠き２２ａがカムシャフ
ト２１の切り欠き２１ａに略合致するようにカムシャフ
ト２１の内部に挿入する、この時ピストン２２の底部の
溝２２ｄがカムシャフト２１の底部に取り付けられた回
り止めピン２１ｂに係合させる。 （３）ピストン２２の切り欠き２２ａの溝２２ｂにロー
ラ２３ａを載置し、溝２２ｃにローラ２３ｂを載置す
る。 （４）ローラ２３ａ、ローラ２３ｂの上に第１のカムロ
ブピース２４を載置する。 （５）第１のカムロブピース２４の上に第２のカムロブ
ピース２５を重畳する。 （６）第２のカムロブピース２５の上にカバー２６を重
畳し一対のボルト２７をカバー２６の穴２６ａを通して
カムシャフト２１の穴２１ｄに締めつけることによって
固定する。

【００１６】図６は上記の様に組み立てられた可変作用
角動弁装置を断面図で示したものであり、（ａ）は軸方
向からみた側面図、（ｂ）は軸にそって上方よりみた平
面図、（ｃ）は軸にそって側方より見た正面図である。
図７の（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれピストン２２
が油圧によって最左位置、中央位置、最右位置にある時
の各構成要素の相対的な位置関係を正面図で比較したも
のである。

【００１７】本実施例のような構成の場合には第１のカ
ムロブピース２４のローラガイド面２４ｃと第２のカム
ロブピース２５のローラガイド面２５ｃの形状を適宜組
み合わせることによって作用角を色々にとることが可能
であり、また作用角を変えずに位相だけ変えることも可
能である。以下、図８と図９は本発明の第２の実施例の
作用状態をピストン位置を変えて比較したものであっ
て、各ローラの位置と、ローラガイド面の状態と、カム
ノーズ部の状態と、さらに合成されたカムプロフィール
とを示したものであるが、図８示す例は作用角を３段階
に変更可能なもの、図９に示す例は基準状態に対して作
用角を増大することと作用角は変えずに位相を変えるこ
ととを可能にするものである。

【００１８】例えば、図８に示す例では第１のカムロブ
ピース２４のローラガイド面２４ｃは手前側では右上が
り、向こう側では右下がりに捩じれている。この様に捩
じれたローラガイド面２４ｃを有する基部２４ｂの左端
にはカムノーズ部２４Ｌが、右端にはカムノーズ部２４
Ｒが、ローラ２３ｂがローラガイド面２４ｃの左端の位
置に来た時にその頂部が真上に来るように取り付けられ
ている。一方，第２のカムロブピース２５のローラガイ
ド面２５ｃが手前側では右下がり、向こう側では右上が
りに捩じれている。この様な捩じれ面のローラガイド面
２５ｃを有する基部２５ｂの左端にはカムノーズ部２５
Ｌが、右端にはカムノーズ部２５Ｒが、ローラ２３ｂが
左端の位置に来た時にその頂部が真上に来るように取り
付けられている。したがって、ローラ２３ｂが左端の位
置に来た時には、図８の（ａ）に示す様にそれぞれ一対
のカムノーズ部２４Ｌと２５Ｌ、およびカムノーズ部２
４Ｒと２５Ｒとは互いに同じ角度位置にあるので合成さ
れたカムの作用角は単一のカムノーズの作用角に等し
い。次に、ピストン２２が右方向に移動されローラ２３
ｂがローラガイド面２４ｃ、ローラガイド面２５ｃの中
央位置に来ると、図８の（ｂ）に示す様にカムロブピー
ス２４のカムノーズ部２４Ｌと２４Ｒは手前に回動し、
カムロブピース２５のカムノーズ部２５Ｌと２５Ｒは向
こう側に回動し、それぞれ一対のカムノーズ部２４Ｌと
２５Ｌ、およびカムノーズ部２４Ｒと２５Ｒによって合
成されたカムの作用角はローラ２３ｂがローラガイド面
の左端の位置にある時に比べて増大する。さらに、ピス
トン２２が右方向に移動されローラ２３ｂがローラガイ
ド面２４ｃ、ローラガイド面２５ｃの右端の位置に来る
と、図８の（ｂ）に示す様にカムロブピース２４のカム
ノーズ部２４Ｌと２４Ｒはさらに手前に回動し、カムロ
ブピース２５のカムノーズ部２５Ｌと２５Ｒはさらに向
こう側に回動し、それぞれ一対のカムノーズ部２４Ｌと
２５Ｌ、およびカムノーズ部２４Ｒと２５Ｒによって合
成されたカムの作用角はローラ２３ｂがローラガイド面
の中央の位置にある時に比べてさらに増大して最大とな
る。この様に第８図に示した例では、カムの作用角を
大、中、小の３段階に変えることが可能である。

【００１９】図９に示す例では、第１のカムロブピース
２４のローラガイド面２４ｃは手前側では左端より中央
までが右上がり、中央より右端までが右下がり、向こう
側では左端より中央までが右下がり、中央より右端まで
が右上がりに捩じれている。この様な捩じれ面のローラ
ガイド面２４ｃを有する基部２４ｂの左端にはカムノー
ズ部２４Ｌが、右端にはカムノーズ部２４Ｒが、ローラ
２３ｂがローラガイド面２４ｃの中央の位置に来た時に
その頂部が真上に来るように取り付けられている。一
方，第２のカムロブピース２５のローラガイド面２５ｃ
が手前側では右下がり、向こう側では右上がりに捩じれ
ている。この様な捩じれ面のローラガイド面２５ｃを有
する基部２５ｂの左端にはカムノーズ部２５Ｌが、右端
にはカムノーズ部２５Ｒが、ローラ２３ｂが中央の位置
に来た時にその頂部が真上に来るように取り付けられて
いる。したがって、ローラ２３ｂが中央の位置に来た時
には、図９の（ｂ）に示す様にそれぞれ一対のカムノー
ズ部２４Ｌと２５Ｌ、およびカムノーズ部２４Ｒと２５
Ｒとは互いに同じ角度位置にあるので合成されたカムの
作用角は単一のカムノーズの作用角に等しい。次に、ピ
ストン２２が右方向に移動されローラ２３ｂがローラガ
イド面２４ｃ、ローラガイド面２５ｃの右端の位置に来
ると、図９の（ｃ）に示す様にカムロブピース２４のカ
ムノーズ部２４Ｌと２４Ｒは向こう側に回動し、カムロ
ブピース２５のカムノーズ部２５Ｌと２５Ｒも向こう側
に回動し、したがって、ローラ２３ｂが右端の位置に来
た時も、それぞれ一対のカムノーズ部２４Ｌと２５Ｌ、
およびカムノーズ部２４Ｒと２５Ｒとは互いに同じ角度
位置にあるので合成されたカムの作用角は単一のカムノ
ーズの作用角に等しい、ただしローラ２３ｂが中央の位
置に来た時に比べ位相がずれている。カムシャフト２１
が手前側、図中の矢印で半時計回りに回転する時にはロ
ーラ２３ｂが中央の位置に来た時に比べ開き始めが遅れ
る。逆に、ピストン２２が左方向に移動されローラ２３
ｂがローラガイド面２４ｃ、ローラガイド面２５ｃの左
端位置に来ると、図９の（ａ）に示す様にカムロブピー
ス２４のカムノーズ部２４Ｌと２４Ｒは向こう側に回動
し、カムロブピース２５のカムノーズ部２５Ｌと２５Ｒ
は手前側に回動し、それぞれ一対のカムノーズ部２４Ｌ
と２５Ｌ、およびカムノーズ部２４Ｒと２５Ｒによって
合成されたカムの作用角はローラ２３ｂがローラガイド
面の中央の位置にある時に比べて増大する。この様に第
９図に示した例では、カムの作用角を変えることと位相
を変えることとが可能である。

【００２０】図１０は、本発明の第３の実施例の構成を
示す分解図である。図において、３１はカムシャフトで
あり中空のパイプによって形成され、後述するカムロブ
ピースを組み込むための一対の切り欠き３１ａを有する
とともに、その外周面には後述するカムロブピースと協
働してカムを形成するベース円部３１ｂと図示しない軸
受けと係合するカムジャーナル３１ｃが一体的に加工さ
れており、また底部には位置決めピン３１ｄを取り付け
るための穴３１ｅを有する。３２はインナーパイプであ
って後述するカムロブピースを組み込むための切り欠き
３２ａを有し、該切り欠き３２ａは底部に一対のローラ
ガイド面３２ｂを有し、ローラガイド面３２ｂは後述す
るローラ３４を介してカムロブピースの相互の位置を変
えることができる様に要求する特性に合わせた形状とさ
れている。図１１はローラガイド面３２ｂとローラ３４
が接触する様子を拡大して示した図である。３３はシャ
フト、３４はローラ、３５はローラリテーナ、３６は連
結ピンである。ローラリテーナ３５はシャフト３３が係
合する穴３５ａと連結ピン３６が係合する穴３５ｂを有
し，これらの穴の中心軸はそれぞれカムシャフト３１の
回転軸に平行であって、さらに側方の下面にはローラ３
４を回動自在に保持するような半円状の凹部３５ｃが形
成されている。３７Ｒ、３７Ｌは一対の外側のカムロブ
ピースでその内部の下部中央にそれぞれシャフト３３の
通る穴３７ａを有し、両側方の下面にはローラ３８を回
動自在に保持するような半円状の凹部３７ｃがそれぞれ
形成されている。３９Ｒ、３９Ｌは一対の内側のカムロ
ブピースで内部の下部中央にそれぞれシャフト３３の通
る穴３９ａを有するとともにその上側の上部中央には連
結ピン３６の通る穴３９ｂを有する。外側のカムロブピ
ース３７Ｒ、３７Ｌと内側のカムロブピース３９Ｒ、３
９Ｌの各ノーズ部のプロフィールは同一である。

【００２１】以下、上記のような構成部品から成る本発
明の第３の実施例の可変作用角動弁装置の組み立てにつ
いて説明する。 （１）ローラリテーナ３５の穴３５ｂに連結ピン３６を
組付けローラリテーナ３５の一方の端面と連結ピン３６
の一方の端面が同一面になるようにしておく。 （２）この連結ピン３６の組付けられたローラリテーナ
３５を一対のローラ３４を介してインナーパイプ３２の
切り欠き３２の底面３２ｂの軸方向中央の位置に載置す
る。 （３）カムシャフト３１の下面の穴３１ｅに位置決めピ
ン３１ｄを組付ける。 （４）上記（２）の様にされたインナーパイプ３２を、
その外側底部の溝３２ｃが前記カムシャフト３１に取り
付けられた位置決めピン３１ｄに係合する様にしながら
カムシャフト３１の内部に挿入し、ローラリテーナ３５
が丁度カムジャーナル３１ｃの内側に来る様にする。 （５）カムシャフト３１の一対の切り欠き３１ａの内で
前記ローラリテーナ３５に組付けられた連結ピン３６が
突き出ていない方の切り欠き３１ａに一対の内側のカム
ロブピース３９Ｒ，３９Ｌ の内のいずれか一方を入れ
連結ピン３６を穴３９ｂに押し込み、それまで連結ピン
３６が飛び出ていた方のローラリテーナー３５の端面と
連結ピン３６の端面とが同一面になる様にする。 （６）カムロブピースの残りの一方をカムシャフト３１
の一対の切り欠き３１ａの残りの一方に入れ連結ピン３
６を移動させてその穴３９ｂに押し込む。 （７）一対の外側のカムロブピース３７Ｒ、３７Ｌをそ
れぞれ、先に組み込まれたカムロブピースの外側にロー
ラ３８を介してインナーパイプ３２の底部３２ｂの上に
載置する。 （８）シャフト３３を外側のカムロブピースの穴３７ａ
にいずれか一方の側から挿入する。

【００２２】次に上記の様に組み立てられた装置の作動
について説明する。図１２の（ａ），（ｂ），（ｃ）は
それぞれアイドル時、低速時、高速時の各要素の相互位
置の様子を側方より見た断面図と、その時に外側のカム
ロブピースとと内側のカムロブピースで形成されるカム
の作用面の軌跡を示したものである。図１２の（ａ）に
示されるアイドル時にはインナーパイプ３２は中央位置
にあり、外側のカムロブピース３７Ｒと３７Ｌとローラ
ーリテーナ３５は、それぞれローラ３８、３４を介して
手前側の端部がインナーパイプ３２の手前側の底面３２
ｂのそれぞれ可動範囲の中央の山部および中腹部の上
に、向こう側の端部もインナーパイプ３２の図示されな
い向こう側の底面３２ｂのそれぞれ可動範囲の中央の山
部および中腹部の上にある。この場合には、外側のカム
ロブピース３７Ｒと３７Ｌとローラーリテーナ３５の手
前側の端部と向こう側の端部とがそれぞれローラ３８、
３４を介して接しているインナーパイプ３２の手前側と
向こう側の底面３２ｂはカムシャフト３１の切り欠きの
４個の底部を結んだ平面に平行な同一面上にある。した
がって外側のカムロブピース３７Ｒと３７Ｌとローラー
リテーナ３５のそれぞれの各側部の底面を手前側と向こ
う側で結んだ平面は、カムシャフト３１の切り欠きの４
個の底部を結んだ平面と平行である。一方、外側のカム
ロブピース３７Ｒと３７Ｌのカムノーズ部の頂部とロー
ラーリテーナ３５に一体的に結合された内側のカムロブ
ピース３９Ｒと３９Ｌのカムノーズ部の頂部はインナー
パイプ３２が中央にある時に中央位置に来るようにされ
ており、それぞれのカムノーズ部のプロフィールは同一
であるので外側のカムロブピースと内側のカムロブピー
スのカムノーズ部のプロフィールは重なり作用角は最小
となる。

【００２３】図１２の（ｂ）に示される低速時にはイン
ナーパイプ３２が右方向に移動し、外側のカムロブピー
ス３７Ｒと３７Ｌとローラーリテーナ３５は軸中心に回
動し、それぞれローラ３８、３４を介して手前側の端部
がインナーパイプ３２の手前側の底面３２ｂのそれぞれ
可動範囲の左端の谷部上に、向こう側の端部がインナー
パイプ３２の図示されない向こう側の底面３２ｂのそれ
ぞれ可動範囲の左端の山部上に来る。したがって、アイ
ドル時に対して、外側のカムロブピース３７Ｒと３７Ｌ
とローラーリテーナ３５に連結ピン３６によって連結さ
れた内側のカムロブピース３９Ｒと３９Ｌは側面図にお
いて手前下方に同角度だけ変位しており、カムシャフト
３１の全体が矢印の方向に回転する時には位相がずれて
バルブを開き始めは早まるが、その作用角はアイドル時
と同じで最小である。

【００２４】図１２の（ｃ）に示される高速時にはイン
ナーパイプ３２が左方向に移動し、外側のカムロブピー
ス３７Ｒと３７Ｌとローラーリテーナ３５は軸中心に回
動し、それぞれローラ３８、３４を介して手前側の端部
がインナーパイプ３２の手前側の底面３２ｂのそれぞれ
可動範囲の右端の浅い谷部上および頂部上に、向こう側
の端部がインナーパイプ３２の図示されない向こう側の
底面３２ｂのそれぞれ可動範囲の右端の山部上および谷
部上に来る。したがって、アイドル時に対して、外側の
カムロブピース３７Ｒと３７Ｌとは手前下方に変位し、
ローラーリテーナ３５に連結ピン３６によって連結され
た内側のカムロブピース３９Ｒと３９Ｌは向こう側下方
に変位している。したがって、作用角は外側のカムロブ
ピース３７Ｒと３７Ｌと内側のカムロブピース３９Ｒと
３９Ｌの相対的な角度差分だけ増加し、作用面の軌跡は
右側の図に示される様になる。

【００２５】図１３は第３の実施例のインナーパイプ３
２を油圧によって駆動する場合の例を示した図である。
図において４０は油圧制御装置であって、４１はシリン
ダ、４２はシリンダ４１の内部を油圧によって移動する
ピストンであり、４３は油圧導入口、４４は第１の油圧
逃がし口、４５は第２の油圧逃がし口である。ピストン
４２のカムシャフト３１の側の端部にはリテーナ４６が
取り付けられている。一方、インナーパイプ３２の前記
油圧制御装置４０の側の端部にもリテーナ４７が取り付
けられており、リテーナ４６とリテーナ４７はそれぞれ
凹部を有しボール４８を挟持している。またインナーパ
イプ３２の他方の端部はバネ４９によって押圧されてお
り図において右方向に常時付勢されている。

【００２６】上記の様に構成されているのでインナーパ
イプ３２を一番右の位置に配置する時には油圧導入口４
３を閉じ、第１の油圧逃がし口４４と第２の油圧逃がし
口４５を開放し油圧制御装置４０の力が掛からない様に
しバネ４９の力のみが作用する様にする。次にインナー
パイプ３２を中央の位置に配置する時には油圧導入口４
３を開き、第１の油圧逃がし口４４と、第２の油圧逃が
し口４５を開放する。したがって、ピストン４２はその
油圧を受ける面が第１の油圧逃がし口４４の位置にある
ように保持されインナーパイプ３２はボール４８を介し
て図中左側に移動して中央の所定位置に保持される。さ
らにインナーパイプ３２を一番左の位置に配置する時に
は油圧導入口４３を開き、第１の油圧逃がし口４４を閉
じ、第２の油圧逃がし口４５を開放する。したがって、
ピストン４２はその油圧を受ける面が第２の油圧逃がし
口４５の位置にあるように保持されインナーパイプ３２
はボール４８を介して図中左側にさらに移動して一番左
の所定位置に保持される。

【００２７】

【発明の効果】以上の述べてきた様に、本発明によれ
ば、カムの作用角または位相の変更をベース円部を含め
たカムを一体的に固定したカムシャフトを回動させて行
うのではなくて、カムノーズ部のみを回動させることが
可能となり、回動機構を小型化し各カムロブピース毎に
カムシャフト内に設ける事が可能となり可変装置全体の
小型化が可能となった。また、作用角の変更は捩じれ面
を移動させることによって行われるために変更のための
力の伝達は線接触で行われ１本のピンに曲げ力や剪断力
が加わることもなく耐久性が向上する。また、複数のカ
ムロブピースを径方向に重ねて配置すれば１個のピスト
ン手段で複数のカムロブピースを回動可能であり軸方向
の長さが短縮できカム間隔の小さな例えば多弁式の内燃
機関にも適用することが出来る。さらに作用角を変更す
るための捩じれ面をカムシャフト内部に設ける様にすれ
ばカムロブピースの形状を単純化し製作を容易にするこ
とが可能になると共にカムプロフィールの可動部が減り
カムプロフィールのがたつきによるリフタとのクリアラ
ンスのばらつきを低減し結果的に騒音が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す分解図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施例の低速時における使用状
態を示す図であって、（ａ）はカムシャフトの軸に対し
垂直側方から見た正面図である。（ｂ）は斜視図、
（ｃ）は合成されたカムのプロフィールを示す図である
（作用角小）。

【図３】本発明の第１の実施例の高速時における使用状
態を示す図であって、（ａ）はカムシャフトの軸に対し
垂直側方から見た正面図である。（ｂ）は斜視図、
（ｃ）は合成されたカムのプロフィールを示す図である
（作用角大）。

【図４】本発明の第２の実施例の構成を示す分解図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施例のカムロブピースの基部
の詳細を示す図であって、（ａ）は第２のカムロブピー
スの基部を示す斜視図、（ｂ）は第１のカムロブピース
の基部を示す斜視図、（ｃ）は第１と、第２のカムロブ
ピースを重畳した時の基部の様子を示す斜視図である。

【図６】本発明の第２の実施例の組み上がった状態を示
す図であって、（ａ）はカムシャフトの軸方向から見た
側面図、（ｂ）はカムシャフトの軸に対し垂直上方から
見た上面図、（ｃ）はカムシャフトの軸に対し垂直側方
から見た正面図である。

【図７】本発明の第２の実施例においてピストンが位置
を変えた時の状態をカムシャフトの軸に対し垂直側方か
ら見た正面図で比較したものであって、（ａ）はピスト
ンが左端の位置にある時、（ｂ）はピストンが中央の位
置にある時、（ｃ）はピストンが右端の位置にある時を
示す。

【図８】本発明の第２の実施例の作用状態をピストン位
置を変えて比較したものであって、各ローラの位置と、
ローラガイド面の状態と、カムノーズ部の状態と、さら
に合成されたカムプロフィールとを示してある。（ａ）
はピストンが左端の位置にある時で、合成されたカムプ
ロフィールの作用角は小である。（ｂ）はピストンが中
央の位置にある時で、合成されたカムプロフィールの作
用角は中である。（ｃ）はピストンが右端の位置にある
時で、合成されたカムプロフィールの作用角は大であ
る。

【図９】図８に示した本発明の第２の実施例のローラガ
イド面の組み合わせを変えたものについて、作用状態を
ピストン位置を変えて比較したものであって、各ローラ
の位置と、ローラガイド面の状態と、カムノーズ部の状
態と、さらに合成されたカムプロフィールとを示してあ
る。（ａ）はピストンが左端の位置にある時で、合成さ
れたカムプロフィールの作用角は大である。（ｂ）はピ
ストンが中央の位置にある時で、合成されたカムプロフ
ィールの作用角は小である。（ｃ）はピストンが右端の
位置にある時で、合成されたカムプロフィールの作用角
は（ｂ）と同じく小であるが位相は異なる。

【図１０】本発明の第３の実施例の構成を示す分解図で
ある。

【図１１】図１０のローラとローラガイド面の接触状態
を拡大して示した図である。

【図１２】本発明の第３の実施例における作用状態をカ
ムシャフトの軸に対し垂直側方から見た正面図とカムシ
ャフトの軸方向から見た側面図で示したものであり、
（ａ）はアイドル時、（ｂ）は低速時、（ｃ）は高速時
を示す。

【図１３】本発明の第３の実施例のピストン駆動機構を
示す図である。

【符号の説明】

１１…カムシャフト １２…ピストン １３…ローラ １４…カムロブピース １４ｂ…基部 １４ｃ…ローラガイド面 １５…カムロブピース １５ｂ…基部 １５ｃ…ローラガイド面 ２１…カムシャフト ２２…ピストン ２３ａ…ローラ（回転方向位置決め） ２３ｂ…ローラ（回転中心位置決め） ２４…第１のカムロブピース ２４ｂ…基部 ２４ｃ…ローラガイド面 ２５…第２のカムロブピース ２５ｂ…基部 ２５ｃ…ローラガイド面 ２６…カバー ３１…カムシャフト ３１ｂ…ベース円 ３１ｃ…カムジャーナル ３２…ピストン ３２ｂ…ローラガイド面 ３３…インナーシャフト ３４…ローラ ３５…ローラリテーナ ３６…連結ピン ３７Ｒ…カムロブピース ３７Ｌ…カムロブピース ３８…ローラ ３９Ｒ…カムロブピース ３９Ｌ…カムロブピース ４０…油圧制御装置 ４３…油圧導入口 ４４…第１の油圧逃がし口 ４５…第２の油圧逃がし口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空のカムシャフト内にスライド駆動手
   段で軸方向にスライドされるピストン手段と該ピストン
   手段に摺接するように設けられたカムロブピースとから
   成り、ピストン手段とカムロブピースの摺接部分のいず
   れか一方を軸方向の捩じれ面とし、他方をこの捩じれ面
   に軸に直角な直線で摺接するする部材を有する構造と
   し、ピストン手段の軸方向のスライドにともなってカム
   ロブピースが所定角度回動する様にしたことを特徴とす
   る可変バルブタイミング装置。
2. 【請求項２】 第１のカムロブピースと第２のカムロブ
   ピースからなる一対のカムロブピースを具備し、前記第
   １のカムロブピースは軸方向に延出する半割り円柱状の
   基部の外周に一体的に取り付け、前記第２のカムロブピ
   ースは前記第１のカムロブピースの半割り円柱状の基部
   の外周面と回動自在に摺接する内周面を有する軸方向に
   延出した半割り円筒状の基部の外周面上に一体的に取り
   付け、前記第１のカムロブピースの半割り円柱状の基部
   の上に前記第２のカムロブピースの半割り円筒状の基部
   を重畳し、前記第１のカムロブピースの半割り円柱状の
   基部の底端部と第２のカムロブピースの半割り円筒状の
   基部の底端部を軸に直角な直線でピストン手段と摺接す
   るようにしたことを特徴とする前記請求項１に記載の可
   変バルブタイミング装置。
3. 【請求項３】 カムロブピースにはカムノーズ部のみを
   形成し、ピストン手段とカムロブピースとを所定角度回
   動するための捩じれ面をカムシャフト内に設けたことを
   特徴とする前記請求項１に記載の可変バルブタイミング
   装置。
4. 【請求項４】 カムシャフト外周がカムベース円部を兼
   ねていることを特徴とする前記請求項１から３のいずれ
   か１項に記載の可変バルブタイミング装置。