JPS6026109A - 内燃機関の吸排気弁駆動装置 - 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】 この発明は吸排気弁の開閉時期ならびに弁リフ）　ｔ　
Ｙ運転条件に応じて可変制御する内燃機関の吸排気弁駆
動装置に関する。

バルブオルバラツブや新気充填効率等が常に最適に得ら
れるように吸排気弁の開閉時期ならびに弁リフト愈を機
関の運転条件に応じて可変制御する吸排気弁駆動装置は
、従来から種々提案されているが、その一つとして第１
（９）に示す米国特許第３．４１３．９６５号が知られ
ている。

このｆｆｆｆ１動装置は、バルブ駆動カム／に一端が当
接し、かつ他端が吸排気弁ノのステムエンドに嵌合支持
されたロッカアーム３の背向ダを骨曲形成し、この背面
ｌがレバー３に支点接触しながらロッカアーム３の左右
が揺動することによって、カム／のリフトが吸排気弁−
に伝達されるもので、特に上記レバー５はその一端で回
動可能Ｋｊｌｌｌ支されており、その傾斜が制御カム乙
によって規制されるように構成されている。そして、上
記制御カムｔは、例えば油圧アクチュエータ等の駆動機
構により機関運転条件に応じて適宜な位相に回転駆動さ
れ、これによって吸排気弁２の開閉タイミングおよびリ
フト量が可変制御される。すなわち、例えば制御カム乙
によるレバー３の押し下げ量が大であれば、バルブ駆動
カム／のベースサークル状態においてレバーδの自由端
部とロッカアーム３とが近接しており、従って吸排気弁
コの開弁時期が早まるとともにバルブリフト量が大とな
り、寸た制御カム２による−押し下げｌｉｔが小であれ
ば、同Ｌバルブ駆動カム／のベースサークル状態であッ
テモＬ／　バー　、５　（７）　自由端部とロッカアー
ム３とが離間しており、従って吸排気弁の開弁時期が遅
れろとともにバＡ・フリット量が小となるのである。

しかしながら、この様な従来の吸排気弁駆動装置に於い
ては、制御カムｔ′？：有する支軸６αを油圧アクチュ
エータにより回動させて、ノくルブリフトを制御する構
成となっていたため、ツク刀−ブスプリング７の反発力
圧基づいて、ロッカアームη、レバー、５を介して、制
御カム乙に与えられる周期的変動荷重が油圧アクチュエ
ータにか〃１す、油圧アクチュエータの油をリークさせ
る様に作用して、制御カムｌを強制回動させることとな
った。このため、バルブ駆動カム／による／くルブリフ
ト特性が安定に得られなくなり、出力性能、高速運転性
などが損われるという問題があった。

この発明はこの様な従来の問題点に鑑みて成さｎたもの
で、制御カムに少くとも２個の平カム面を形成し、この
制御カム”ｒ機関運転状態に応じて回動さぜることによ
り、レバーが制御カムを強制回動するのビ防止すること
を目的とする。

このため、この発明は機関回転に同期して回転するバ刀
・ブ駆動カムと、一端がこのバルブ駆動カムに当接し、
かつ他端がバルブステムに連係するロッカアームと、こ
のロッカアームの背面に略沿って配設され、この背面が
支点接触するロッカアー４支持面乞備工たレバーと、こ
のレバーのパル７’　ステム側の一端を支持するブラケ
ットと、少くとも２個の平カム面を有し、かつ上記ブラ
ケットのバルブ、常動カム側に於いて上記レバーの他端
乞支持する制御カムと、この制御カムを支持する支ｇＩ
Ｉと、この支軸を機関の運転条件に応じてｌ回動させる
アクチュエータとから４１４成したのである。

以下［、この発明の実施列乞図面について具体的に述べ
る。

第２図はその一実施例の前面図である。同図に於いて、
／／は機関回転に同期するバルブ駆動カム、／スは吸排
気弁、７．３はバ刀−ブスプリング、／ηはシリンダヘ
ッド／ｊ［固設されたブラケット、／ｌはバルブ、実動
カムのリフトを吸排気弁／２に伝エロロツカアーム、７
７Ｇまロッカアーム／乙の背面ｌｌａを支点支持すると
ともに、ロッカシャフト／ど７保持てるレバーである。

レバー／７はバＡ・ブステム（１１０端が油圧ビボツ）
　／　Ｐ　（Ｃより支点支片すれ、バルブ駆動カム１１
１Ｉｌ端は制御カム２０に当接支持されている。

この油圧ピボット／りは有底外筒部／９ａと内箭部／９
ｂとからなり、これらの間に高圧室／９ｃが形成されて
いる。高圧室７９ｃ内には、コイルスプリング／りｄ１
チェック弁／りｅ１チェック弁／’９．’！；／支える
スプリング／りｆ１チェック弁／９．と７ブリンク／９
ｆとを支えるハウジング／９Ｑが配設されている。内筒
部／９ｂ内には油溜め／’？ｈが形成され、連絡孔／９
ｉで高圧室／９ｃ’に通じている。油溜め／ｎは連絡孔
／９ｊを介して後述の連絡孔／ηαに連１山している。

上記制御」カム、２０は、図中、６つの略平らなカム面
ノθａ　、　２０ｂ　、２０ｃ、２０ｄ　、：ｌＯａ　
、２Ｏｆ　ｆ有し、リフト量を段階的に変えられる様に
なっている。

制御プノム−０は支１１１．２　ｉに加いてキー：ｔ／
ａ　ＶＣより固定され、支軸コ／の中空部力く潤滑メー
イ刃・θン進路２１ｂになっている。この通路、７／ｂ
は外部σ）−Ａイ／’供給源に通じるとともに、上記油
圧ヒ”７４τパント／９の油溜め７９ｈに上記の連絡孔
／ηαを介して萌している１、２２は支軸２７ンブラケ
ツ１．／ｌｌに保」存１−るための他のブラケットで、
ボｔ・ト、２３Ｖｃより７′ラケツト／μＣ（固設さｔ
ている。

第３図は油圧アクチューし一タσン１憫御系統四を示゛
す。￥ｉ　：／ｉ　チ、上ＱＱ　支ａ　：）、　／　σ
）　４　Ｖｃｆ；ｌ−１ｆＬｔｌ　Ｕ日アクナユエータ
３／のベーン３／うカタ固５ｔさＡ１２、（−σ）ベー
ンＪｏｂはハウジング３／α内ン回−リ１しつるイ千に
なっている。−また、支軸ノ／σ−ノ他Ｍ？Ｍ　［ｆま
ｌｉ’ａｌ　Ｉｔ−角−セッサ３．２が取り付げられて
いる。こσ）回−角センサ３ユはノ・ウジフグ３ノαに
絶縁体３：２ｅ’ａ：：ブｔシーＣ１ヌり付けらｎ、上
記平カム面数に対応する数のターミナルＳコｂ１支軸コ
／端に固定したフラジ３２ｃ１このブラシ３２ｃ　’ｌ
支４ｉＩｉ］コ／に固定するねじ３．２ｄなどからなる
。なお、第２図に示ｆ　７８ｉ＋弁系は油圧アクチュエ
ータ３／と回転角センサ３．２との間に配設される。

、３１は電磁油圧切換弁で、これのＡ、：Ｂボートが油
圧アクチュエータ、３／の２つの吸排口３／ｃ。

Ｊ／ｄに通じ、Ｐボートがオイルポンプに通じ、几ボー
トがオイルパン、？ｔに通じている。、３７は給油管の
途中に設けたチェック弁、３ざはチェック弁３７とＰボ
ートとの間に接続したアキュームレータ、Ａ９．ｌＯは
リリーフ弁である。また、〃／は回弦角センサ３コの出
力（Ｑ号、機関のスロットル開度１回転数、帝却水温、
吸入空気量、吸入負圧などの出力信号に応じて、電磁油
圧切換弁３１Ｊ−に制御電流を送る制御回路である。

次に作用について説明する。

いま、第２図に於い−Ｃ１制仰カムコ０が最もリフトの
大きいカム而２０ａで、レバー／７のバルブ駆動カム／
／側烟に当接している状態では、レバー／７がバルブ駆
動カム／／側に押し下げられた状態となる。このため、
ロッカアーム／ｌの背面／２σに支点接融するレバー／
７の下面／７ｃＬ（、下がり、これらの支点接触点Ａが
バルブ駆動カム側に移動するため、バルブ駆動カム／／
のリフトによるロッカアーム／２の揺動に伴い、吸排気
弁／コに伝えらオｔ、第４図の曲線Ｘの４ｆｆｅなバル
ブリフト特性となり、バルブリフト量が大きく、バルブ
リフトの立上がりが早く、立下がりが遅くなる。

一方、ｆｉｔ！Ｉ　（ｍカムコ０が回転し、例えば、リ
フトの小さいカム面コＯｂでレバー／７に当接する様に
なると、レバー／７のバルブ駆動カム／／側端が上昇し
、レバー／７の下面／７αも上方に後退する。

このため、支点接触黒人はパルプ駆動カム／／側とは反
対側に移動し、第４図の曲線Ｙに示す様に、バＡ・ブリ
７ト量が小さく、リフトの立上がりが遅く、立下がりが
早くなる。

この様に、制御力ムコ０の回動により、バルブリフト乞
段階的に変化させることができる。

ここで、上記制御カム２ｏの回動は油圧アクチュエータ
３／によって行うこととなる。丁なわち上記制御回路ｑ
／は回転角センサ３２の出力およびその他の機関運転状
態に応じた信号に基づいて設定した出力電流を発する。

この電流は電磁油圧切換弁３μ乞動作させ、Ａボート、
Ｂボートのいずれか−ｇＰボートに連通させ、オイルポ
ンプ３．５またけアキュームレータ、Ｊ′ｇからの吐出
油圧を油圧アクチュエータ、？／に供給し、ベーン３１
ｂ　’ａ？いずれかの方向に回動側ａ１する。したがっ
て、支軸、Ｉ！／が同様に回動し、制御力ムコ０のリフ
ト朋」御を行う。この動作によって、レバー７７を介し
て目標のバルブリフＩ・状ｍＶｃなると、ブラシ３．２
ｃカターミナル３２ｂのいずれかに接触］−ることによ
り、回転角センサ３２の出力が制御回路ｌ／に人力され
、電磁油圧切換弁、？ηを中立状態に保持する様にフィ
ードドック制御する。

従って、目標リフトに制（財）した後は、油圧アクチュ
エータ、？／へはオイルの供給が停止され、制御カム、
２０のカム向２０ｂなどにレバー／７が安定して当接し
、バルブリフト量が大となる場合でも、このバルブリフ
ト量を一定状態に保持することができる。

なお、切換弁３１はＡ　Ｂ　Ｔ接続タイプであり、中立
状態ではＰボートが閉じられ、オイルポンプ３５の吐出
圧がチェック弁、？７を介しアキュームレータ３ｇにＪ
［られ、このアキュームレータ３ｇの蓄圧はリリーフ弁
３りにより調節される。そして、蓄圧さ２″した油圧は
、次の制御１＠作で、油圧アクチュエータ３／の作動油
に利用できるため、オイルポンプ、３Ｓの吐出量が少く
て丁み、このオイルポンプ３Ｊの小形化も可能となる。

１だ、油圧アクチュエータ３／の機関始動時の応答性も
改善されろ。

第５図（α）　、　（６）は他の実施例を示す。これに
制御カム、２０に小孔コＯｇを形成し、これにコイル支
軸２／との間にオイルを導くことにより、潤滑できる様
になっている。これにより４気筒以上の多気筒機関に於
いて、ｉｌｌ　！同カム２０の駆動力を軽減できる。何
故なら、多気筒機関では少くとも１気筒の吸排気弁／ユ
がＩＪフ卜して訃り、バルブスプリング／、？の反力が
制御カムに作用しているので、制・匍カム、２００回動
が爪くンよっているが、油圧アクチュエータ３／の動作
によってコイルスプリング／１ｏＶｃＦ８えた弾発力に
より、バルブリフト休止状態に入ったときに、ｆ１７Ｉ
Ｉ　ａｉｌ　７７ムコＯン回転させることができるため
である。なお、上記レバー／７のバ、ルブステム側の一
端は、油圧ピンｊぐット／りに代えて、ブラケット／ｌ
／に螺合したアシヤストポ刀・トラ用いることができ、
このアジャストボルトの螺合ｉＡ整によって、バルブク
リアランスの調整を行う様にｇ′ることができろ。

第６図および第７図は本発明のさらに他の実施例の向面
図および平面図７示す。、３／は支軸２／に回！＠］目
在に嵌挿した第１ギヤで、この第１ギヤ、３／と上記と
同峰の制御ｊカム：ｌＯとには、コイルスプリング３コ
の各端が係止されている。ｊ、？。

ｓａｔま制御ブ７ム、２０および第１ギヤ、５／の軸方
向移動を規制するスナップリングである。５．５は第１
ギヤ５／に噛合する第２ギヤで、この第２ギヤ、５．５
は支軸５ｚに固設されている。この支軸５ｔはフ゛ラケ
ット／ｌやフ゛ラケット２２などに回転自在に支持され
ている。また、支軸３ｚ端はコネクタ、５ｑｙｔ介して
、′市ｌ１両カムノＯのアクチュエータとしてのステッ
ピングセータ６ｒの回転軸に連結され、このステッピン
グモータＳとは、機関運転状ＭＩＣ応じて制御回路μ／
から出力されるパルス電流によって、駆動制御される。

これによれば、ステッピングモータ６ざが作、幼し、第
２ギヤ６３を第６図に於いて反時計方向に回転させた場
合には、第１ギヤｊ／は時６Ｆ方向に回転シ、コイルス
プリング３゛、２には時計方向の回転力が与えられ、制
ω］１カムコＯン０♀＋ｊ１方向ＶＣ回転させ様とする
。ここで吸排気弁／、２がリフト中でされば、バルブス
プリング／３の反力がし／＜　−／　７乞介しで制御カ
ム２０に作用しているので、ｉｂ！Ｉ御カム２０６１回
４伝することはない。しかし、ノくノトフ゛リフトが休
止し、ロンカアーム／２が／クツドブ駆動カムのベース
サークルにきたとき、バルブスプリング／３の反力が極
めて小さくなり、制御面カム：ｌ。

は１寺計方向に回転する。

この結果、ステッピングモータＪＪは第２ギヤＪ、５、
第１ギヤｊ　ＩＩ　ｆ介し、てコイルスプリング、５ノ
Ｋ　Ｉｌ’ｉｌｌ動力を貯えるに足るト／１．りを有す
れば良く、制御刀ムコＯ乞直接駆動する場合に比らべて
、倭めて小ざい駆動力で済み、経済的である。そしてこ
の実施１りυに於いても、し／バー７７は制御力ムコ。

ノ％　２７　ムＩｆｌｏで安定支持され、バルブスプリ
ング／３の反力が高くなった場合でも、バルブリフト＋
ｊｊｊ１作を安定状態にて実行せしめうるものである。

第８図は、何例カムス０の一工個面に波状部コ。ｈ７を
形成し、これに当接する波伏部コ。ｉ？有するカラ”ｊ
Ｙ　、支＠　、２　／に固設したもの？示す。コノ場合
に於いて、上記コイルスプリング、３コはＩＵｌ」（財
）カム２０を軸方向摺動および回動が可能な様に、支軸
コ／に取り伺けられている。なお、各波状都コＯｈ、　
：１Ｏ−ｉが噛合する状態では、制＋ｆｌυブｉム、２
Ｃ−の各カム而；ｌＯａ　、　、！Ｏｂ　、コ（：ｌＣ
、、’ＩＯｄ　、　：ｌＯｓ　、　：ｌＯｆのいずれか
がレバー／７Ｖｃ安定に当接する位置Ｏ覧ある。１ かかる（ｇ成ＶＣ′１−れは、バルブリフト中に貯えら
ｆｔ　７Ｃコイルスプリング、５−の弾発力力、　／＜
　／ｌ・フリット休止状態に人って急に開放さオ゛シて
も、上記波状部、２０ｈ　、　：）Ｏｉの摩擦係合によ
り、ｆｔｌｌＪ価力ＬノＯがその弾発力によって目標面
ノ賑−縫をオーバするのを防止することができる。−４
−なわち、市１ｒ仰方ノ、コ０に少くとも２以上の略平
らなカム四をＳＶ）“ることＶＣ７Ｊ１１え、カラー２
０ｊとの同で波状都コｏｈ　、　ノｏｉに於いて摩擦係
合させることにより、更に安定かつ段階的に制御カム２
０の回動制御を行える。

第９図は支軸、、５にに固設した主動車２／と支軸２／
に固設した従動車２ユとのｉｉ、０１ｃ、ベノトトｚ８
を懸架したものであり、第１０図は支軸、５Ｊに固設し
たコグホイー／Ｉ−，４，ＩＩと支軸コ／に固設したコ
グホイール６６との間に、コグベルトｇｌ乞懸架したも
のであり、渠１１図は支軸５ｚに固設したフランジ乙’
Ｉａ付きの主動車ｔ７と支軸２／に固設した従動車６♂
との間に、平ベルトにりを懸架したものである。そして
これら３実施でも、第７図および第８図に示した実施例
について説明したものと、同一作用、効果を得ることが
できるものである。

以上説明してきた様に、この発明に依れば、制御カム【
Ｃ回転力を作用させずに、安定的にレバーに当接する平
カム曲４′ｔ！ｊ　７父設け、そσ）市ｉｔ卸カムの支
１１１１を油圧アクチュエータま窯はモータ４とのアク
チュエータで回動さ仕る構成としたため、バルブリフト
中にバノトブスブリングの反力を受す゛て制御カムが強
勢回動するという様なことかなくなり、バルブ、・駆動
カムのリフト特性が吸排気弁に正確に伝えられ、バルブ
リフト中のリフｌ−量減少による出力性能の低下、バル
ブリフＦ　：ｒｉ’：　０；高次ハーモエックス５ｙ分
の増加を防止でさ、高速性能？安シＦｌに維持できる等
のλ効果が得られる。。

久図面の簡単なｉＱ　ｉ９Ｊ 第１Ｆ￥ｉは従来の吸排気ジＰ嘉勤装置の断面図、；４
２図はこの発明’ｔＵかかる吸ＨＰ気弁、駆動装置の一
実施例：を示す断面図、第３１囚は油圧アクチュエータ
の油圧制卸系統図、第４図＆Ｘ’ノ匂しブリット特性し
」、第５図Ｃｒｔ）は改良を加えた要ｉ５６の１１ノ「
１ｎ１図、第５図（６）は同じく平面図、第６図は他の
実施例のｅ；ノｒ面図、第７図は同じく平面図、第３図
０ｔ−６６を改良した要部の平面図、第９図、第１０図
および準Ｈ図は他の一部乞改良した要部の平面図である
。

／／・・・バルブ駆動カム、／ノ・・吸排気弁、７．３
・・・バルブスプリング、／ｑ・・・ブラケット、／フ
・・ロッカアーム、／７・・・レバー、／り・・・油圧
ピボット、　二〇・・・匍Ｊ＋卸カム、　２／・・・支
軸、３／・・・／ｌｉ　Ｉｆ、γり−ｙ−ユｘ−タ、ｒ
　７クチユｘ　−ｐ　）、ｌｌ’　・・・ｔ！；ＩＪ　
ｍ＋＋　ｌＬＪ路５．５ｇ・・・；（チッピングモー６
、（アクチュエ−タ）１゜ 第１図 第２図 第４回 第５図 （ａ）　（ｂ） 第６図 第７図 第８図 ４８− 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関回転に同期して回転するバルブ駆動カムと、−ｉが
   上記バルブ駆動カム圧当接し、かつ他端がバルブステム
   に連係するロッカアームと、上記ロッカアームの背面に
   略沿って配設され、上記背面が支点接触するロッカアー
   ム支持面を備えｆｃレバート、コのレバ〜のバルブステ
   ム側の−ｉｖ支持するブラケットご、少くとも２個の略
   ゛平カム面を有し、かつ上記ブラケットのバＪ・ブ駆動
   カムｍＫ於いて、上記レバーの他端を支持する制御カム
   と、この制御カムを支持する支軸と、この支軸を機関運
   転条件に応じて回動させる。アクチュエータとから構成
   したことを特徴とする内燃機関の吸排気弁駆動装置。