JPH0617629A - 可変バルブタイミング・リフト機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変バルブタイミング・リフト機構におい
て、低速用ロッカアームの成形とそのシリンダ穴の加工
とを容易にかつ精度良く行い、また、高速時のバルブク
リアランスを適正値に調節できるようにする。 【構成】 低速用カムにより揺動して吸気バルブを開閉
する２つの低速用ロッカアーム３ａ，３ｂと、これらに
挟まれるように配設され、高速用カムにより揺動する１
つの高速用ロッカアーム４とを、互いに切り離したり連
結したりするための切替機構５を設ける。切替機構５
は、２つの低速用ロッカアーム３ａ，３ｂに突設された
シリンダ形成部３６ａ，３６ｂが突き合わされてなるシ
リンダ５１と、その途中に設けられた開口部５２と、高
速用ロッカアーム４に突出長調節可能に螺着され、その
突出端が開口部５２からシリンダ５１内に進入する調節
ねじ５３と、シリンダ５１内を摺動する油圧ピストン５
４とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の低速時と高
速時とで、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミ
ング又はリフト量を切り替える機構に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変バルブタイミング・リフト機
構は、図１２〜図１４に示すように、低速用カム１１１
により揺動して２本の吸気バルブ１０６を開閉する左右
の２つの低速用ロッカアーム１０３と、高速用カム１１
２により揺動する中央の１つの高速用ロッカアーム１０
４と、これらのロッカアーム１０３，１０４内に設けら
れた切替機構１０５とを備えている。切替機構１０５
は、各ロッカアーム１０３，１０４の幅方向にそれらの
境界で分断するよう設けられたシリンダ穴１５１と、シ
リンダ穴１５１のうち左側の低速用ロッカアーム１０３
内に摺動可能に挿入された第一油圧ピストン１５２ａ
と、同じく高速用ロッカアーム１０４内に摺動可能に挿
入された第二油圧ピストン１５２ｂと、同じく右側の低
速用ロッカアーム１０３内に摺動可能に挿入され、コイ
ルスプリング１５５により左方に付勢されたストッパピ
ン１５３と、左側の低速用ロッカアーム１０３内に形成
された油孔１３０とを備えている。

【０００３】そして、内燃機関の低速時には、図１３に
示すように、第一及び第二油圧ピストン１５２ａ，１５
２ｂがコイルスプリング１５５により左方へ作動し、そ
れぞれ左側の低速用ロッカアーム１０３及び高速用ロッ
カアーム１０４内に収まるため、高速用ロッカアーム１
０４は低速用ロッカアーム１０３から切り離される。従
って、高速用ロッカアーム１０４は高速用カム１１２に
より単独で空揺動し、低速用ロッカアーム１０３は低速
用カム１１１により揺動して吸気バルブ１０６を開閉す
る。

【０００４】また、内燃機関の高速時には、図１４に示
すように、高圧室１５６に供給される作動油１０７によ
り、第一及び第二油圧ピストン１５２ａ，１５２ｂが右
方へ作動し、それぞれ左側の低速用ロッカアーム１０３
と高速用ロッカアーム１０４との境界、高速用ロッカア
ーム１０４と右側の低速用ロッカアーム１０３との境界
に股がるため、高速用ロッカアーム１０４は低速用ロッ
カアーム１０３に連結される。従って、高速用カム１１
２による高速用ロッカアーム１０４の揺動が、低速用ロ
ッカアーム１０３を揺動させて吸気バルブ１０６を開閉
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の可変
バルブタイミング・リフト機構においては、２つの低速
用ロッカアーム１０３と１つの高速用ロッカアーム１０
４という合計３つのロッカアームに、それらの境界で３
つに分断しかつ内径や直線性等が相互に合致したシリン
ダ穴１５１を穿孔加工する必要があったため、その加工
が困難であるとか精度が低くなりやすいとかという問題
があった。

【０００６】また、最近、２つの低速用ロッカアームの
間に油圧ピストンのシリンダが途中で分断されることな
く設けられた可変バルブタイミング・リフト機構が開示
された（特開平３−４３６１２号公報）。このようなシ
リンダにすれば、シリンダ穴の加工を容易にかつ精度良
く行うことができる。ところが、これら２つの低速用ロ
ッカアームはシリンダも含めて一体成形されたものであ
ったため、形状が複雑であり、その一体成形自体が困難
であった。

【０００７】さらに、上記いずれの可変バルブタイミン
グ・リフト機構も、低速用ロッカアームに対する高速用
ロッカアームの相対角を微調整し得る機構が無かったた
め、前記のようにシリンダ穴等の精度が低いと、この相
対角が設計値からずれたままになり、特に高速時のバル
ブクリアランスが不適正になって異音が発生するおそれ
があった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上記の問題を解
決し、低速用ロッカアームの成形とそのシリンダ穴の加
工とを容易にかつ精度良く行うことができ、また、高速
時のバルブクリアランスを適正値に調節することができ
る新規な可変バルブタイミング・リフト機構を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の可変バルブタイミング・リフト機構は、作
用角又はリフト量の小さい低速用カムにより揺動してバ
ルブを開閉する２つの低速用ロッカアームと、該２つの
低速用ロッカアームに挟まれるように配設され、作用角
又はリフト量の大きい高速用カムにより揺動する１つの
高速用ロッカアームと、内燃機関の低速時には低速用ロ
ッカアームから高速用ロッカアームを切り離し、内燃機
関の高速時には低速用ロッカアームに高速用ロッカアー
ムを連結する切替機構とを備えたものであって、前記２
つの低速用ロッカアームは互いに分離形成されたもので
あり、前記切替機構は、２つの低速用ロッカアームから
高速用ロッカアームを跨ぐように突設され、互いの対峙
面が突き合わされてなるシリンダと、該シリンダの途中
に設けられた開口部と、高速用ロッカアームに突出長調
節可能に螺着され、その突出端が開口部からシリンダ内
に進入する調節ねじと、シリンダに挿入されて摺動し、
内燃機関の低速時には前記調節ねじが当接せず、内燃機
関の高速時には調節ねじが当接するように構成された油
圧ピストンとを備えていることを特徴としている（請求
項１）。

【００１０】本発明の可変バルブタイミング・リフト機
構は、２本のバルブの開閉タイミング又はリフト量のい
ずれか一方又は両方を切り替えるものであり、従って前
記「低速用カム」と「高速用カム」は、作用角又はリフ
ト量のいずれか一方又は両方が異なるものであればよ
い。また、この機構は吸気バルブと排気バルブのいずれ
か一方又は両方に適用することができる。また、前記
「油圧ピストン」には種々の態様があり得るが、その外
周面に浅い当接部を凹設し、該当接部に前記調節ねじが
当接することが好ましい（請求項２）。

【００１１】

【作用】前記２つの低速用ロッカアームを互いに分離形
成したので、この２つを一体成形する場合と比べて、１
つ１つの形状が単純になり、その成形が容易になる。ま
た、前記切替機構のシリンダを、２つの低速用ロッカア
ームに高速用ロッカアームを跨ぐように突設され、互い
の対峙面が突き合わされてなるものとしたので、そのシ
リンダ穴は前記対峙面で２つに分断されたものとなり、
これを３つに分断する場合に比べて、その加工を容易に
かつ精度良く行うことができる。また、高速用ロッカア
ームに調節ねじを突出長調節可能に螺着し、その突出端
を開口部からシリンダ内に進入させ、内燃機関の高速時
に油圧ピストンに当接するように構成したので、該調節
ねじの突出長調節により低速用ロッカアームに対する高
速用ロッカアームの相対角を微調整することができ、も
って高速時のバルブクリアランスを適正値に調節するこ
とができる。

【００１２】また、油圧ピストンの外周面に浅い当接部
を凹設し、該当接部に調節ねじが当接するようにすれ
ば、たとえ該当接部に調節ねじの当接による打痕が付い
てその周縁が盛り上がったとしても、シリンダ穴と干渉
することはなく、油圧ピストンの円滑な摺動が持続す
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を１シリンダ当り吸気バルブ２
本、排気バルブ２本のいわゆる４バルブ式内燃機関の可
変バルブタイミング・リフト機構に具体化した第一実施
例について、図１〜図６を参照して説明する。なお、吸
気バルブでも排気バルブでも、当該機構の基本的な構成
は同じなので、便宜上、吸気バルブの当該機構のみを図
示して説明することとする。

【００１４】図５に分解して示すように、吸気バルブ駆
動用のカムシャフト１には、ベース円１１ａと作用角及
びリフト量の小さいノーズ１１ｂとからなる２つの低速
用カム１１と、両低速用カム１１の間に配設され、ベー
ス円１２ａと作用角及びリフト量の大きいノーズ１２ｂ
とからなる１つの高速用カム１２とが形成されている。
カムシャフト１の斜め上方に配された中空のロッカシャ
フト２には、低速用カム１１により揺動して２本の吸気
バルブ６を開閉する２つの低速用ロッカアーム３ａ，３
ｂと、両低速用ロッカアーム３ａ，３ｂに挟まれるよう
に配設され、高速用カム１２により揺動する１つの高速
用ロッカアーム４とが、各々揺動可能に軸着されてい
る。これらのロッカアーム３ａ，３ｂ，４には低速用と
高速用とを互いに切り離したり連結したりするための切
替機構５が設けられている。

【００１５】前記低速用ロッカアーム３ａ，３ｂは側面
略三角形に形成され、その中央部に設けられた軸穴３１
にロッカシャフト２が通されている。低速用ロッカアー
ム３ａ，３ｂの図５等における右側の下面には低速用カ
ム１１に当接する硬質チップ３２が固着され、また、左
側には雌ねじ孔３３を備えたアーム部３４が一体的に突
設されている。このアーム部３４の雌ねじ孔３３には、
下方へ突出して吸気バルブ６を押圧する雄ねじ付ピン３
５が突出長調節可能に螺着され、ナット３７により固定
されている。また、奥側の低速用ロッカアーム３ａの中
央上部には、切替機構５のシリンダ５１の一部を形成す
る円筒状のシリンダ形成部３６ａが手前に向けて一体的
に突設されている。また、手前側の低速用ロッカアーム
３ｂの中央上部には、シリンダ５の残部を形成する円筒
状のシリンダ形成部３６ｂが奥に向けて一体的に突設さ
れている。

【００１６】前記高速用ロッカアーム４は、低速用ロッ
カアーム３ａ，３ｂのシリンダ形成部３６ａ，３６ｂを
避けるような形状に形成され、その中央部に設けられた
軸穴４１にロッカシャフト２が通されている。高速用ロ
ッカアーム４の図５等における右側の下面には高速用カ
ム１２に当接する硬質チップ４２が固着され、また、上
部には雌ねじ孔４３を備えたアーム部４４が一体的に突
設されている。このアーム部４４の雌ねじ孔４３には、
左方へ突出する切替機構５の調節ねじ５３が突出長調節
可能に螺着され、ナット５０により固定されている。高
速用ロッカアーム４の図５等における左側の下面には凸
部４５が設けられ、該凸部４５にはロストモーションス
プリング７の上端を受けるピストン８が当接している。
ロストモーションスプリング７は、常に高速用ロッカア
ーム４を図５等における時計回りに付勢して、硬質チッ
プ４２を高速用カム１２に押付けている。

【００１７】前記切替機構５は、前記シリンダ形成部３
６ａ，３６ｂが高速用ロッカアームを跨ぐように延びて
互いの対峙面が突き合わされてなるシリンダ５１と、該
シリンダ５１の途中に設けられた開口部５２と、突出端
がこの開口部５２からシリンダ５１内に進入する前記調
節ねじ５３と、該シリンダ５１に挿入されて摺動する油
圧ピストン５４とから構成されている。

【００１８】シリンダ５１内には、奥側の低速用ロッカ
アーム３ａにおいて開放し、前記対峙面で２つに分断
し、手前側の低速用ロッカアーム３ｂにおいて閉塞した
シリンダ穴５５が形成されている。シリンダ穴５５の開
放端には段付き筒状のストッパ５６が止着され、該スト
ッパ５６と油圧ピストン５４との間には油圧ピストン５
４を常に手前側へ付勢するコイルスプリング５７が装着
されている。シリンダ穴５５の閉塞端は作動油が入り込
む高圧室５８となっており、ロッカシャフト２及び低速
用ロッカアーム３ｂにはロッカシャフト２の中空部２１
と高圧室５８とを連通する油孔２２，３０が形成されて
いる。また、図示しない油圧ポンプとロッカシャフト２
の中空部２１とを結ぶ油路には、内燃機関の低速時に閉
じ、高速時に開くバルブが設けられ、油圧ポンプから圧
送される作動油は高速時にのみ高圧室５８に供給される
ようになっている。

【００１９】油圧ピストン５４は、シリンダ５１内を摺
動してもシリンダ形成部３６ａ，３６ｂの対峙面には常
に股がっているように配設されているため、両低速用ロ
ッカアーム３ａは常に連結されている。また、油圧ピス
トン５４の外周面の後端近くには深い周状の逃がし部５
９が凹設され、油圧ピストン５４が手前側に移動してシ
リンダ穴５５の閉塞端に当たっているときには、調節ね
じ５３の突出端がこの逃がし部５９に入り込み、かつ、
逃がし部５９の底には当接しないようになっている。ま
た、油圧ピストン５４が奥側に移動したときには、調節
ねじ５３の突出端が油圧ピストン５４の外周面に乗り上
げて当接するようになっている。

【００２０】以上の通り構成された本実施例の可変バル
ブタイミング・リフト機構は、次のように作用する。ま
ず、内燃機関の低速時には、図１及び図２に示すよう
に、油圧ピストン５４がコイルスプリング５７の付勢力
により手前側へ移動してシリンダ穴５５の閉塞端に当た
り、調節ねじ５３の突出端が開口部５２を経て逃がし部
５９に入り込み、従って油圧ピストン５４には当接しな
いようになるため、高速用ロッカアーム４は低速用ロッ
カアーム３ａ，３ｂから切り離される。従って、高速用
ロッカアーム４は高速用カム１２により単独で空揺動
し、低速用ロッカアーム３ａ，３ｂは低速用カム１１に
より揺動して吸気バルブ６を開閉する。

【００２１】次に、内燃機関の高速時には、図示しない
油圧ポンプにより圧送される作動油が、図示しないバル
ブ→中空部２１→油孔２２→油孔３０を経て高圧室５８
に供給される。この作動油の油圧により、図３及び図４
に示すように油圧ピストン５４が奥側へ移動し、調節ね
じ５３の突出端が開口部５２を経て油圧ピストン５４の
外周面に乗り上げて当接するため、高速用ロッカアーム
４は低速用ロッカアーム３ａ，３ｂに連結される。従っ
て、高速用ロッカアーム４は高速用カム１２により揺動
し、その揺動が低速用ロッカアーム３ａ，３ｂを揺動さ
せて吸気バルブ６を開閉する。高速用カム１２のノーズ
１２ｂの作用角及びリフト量は、低速用カム１１のノー
ズ１１ｂのそれより大きいので、高速時における吸気バ
ルブ６のリフト量は、図４に示すように低速時よりαだ
け大きくなる。

【００２２】以上の通り、本実施例の可変バルブタイミ
ング・リフト機構においては、２つの低速用ロッカアー
ム３ａ，３ｂを互いに分離形成したので、この２つを一
体成形する場合と比べて、１つ１つの形状が単純にな
り、その成形が容易になる。また、前記切替機構５のシ
リンダ５１のシリンダ穴５５はシリンダ形成部３６ａ，
３６ｂの対峙面で２つに分断されているだけなので、こ
れを３つに分断する場合に比べて、その加工を容易にか
つ精度良く行うことができる。また、高速用ロッカアー
ム４に調節ねじ５３を突出長調節可能に螺着し、その突
出端を開口部５２からシリンダ５１内に進入させ、内燃
機関の高速時に油圧ピストン５４に当接するように構成
したので、該調節ねじ５３の突出長調節により低速用ロ
ッカアーム３ａ，３ｂに対する高速用ロッカアーム４の
相対角を微調整することができ、もって高速時のバルブ
クリアランスを適正値に調節することができる。

【００２３】次に、図７〜図１１に示す第二実施例の可
変バルブタイミング・リフト機構は、油圧ピストン５４
の構造においてのみ、第一実施例と相違するものであ
る。すなわち、本実施例に使用された油圧ピストン５４
の外周面の後端近くには、調節ねじ５３の突出端が入り
込む深い丸孔状の逃がし部５０１が凹設されている。ま
た、油圧ピストン５４の外周面の中央部には、前記逃が
し部５０１の開口部に続く、浅い長円状の当接部５０２
が凹設されている。そして、油圧ピストン５４が手前側
に移動してシリンダ穴５５の閉塞端に当たっているとき
には、調節ねじ５３の突出端が逃がし部５０１に入り込
み、かつ、逃がし部５０１の底には当接しないようにな
っている。また、油圧ピストン５４が奥側に移動したと
きには、調節ねじ５３の突出端が油圧ピストン５４の当
接部５０２に乗り上げて当接するようになっている。

【００２４】本実施例の可変バルブタイミング・リフト
機構は、次のように作用する。まず、内燃機関の低速時
には、図８及び図９に示すように、油圧ピストン５４が
手前側へ移動して、調節ねじ５３の突出端が開口部５２
を経て逃がし部５０１に入り込むため、高速用ロッカア
ーム４は低速用ロッカアーム３ａ，３ｂから切り離され
る。次に、内燃機関の高速時には、図１０及び図１１に
示すように油圧ピストン５４が奥側へ移動し、調節ねじ
５３の突出端が開口部５２を経て油圧ピストン５４の当
接部５０２に乗り上げて当接するため、高速用ロッカア
ーム４は低速用ロッカアーム３ａ，３ｂに連結される。
なお、低速時又は高速時のいずれにおいても、調節ねじ
５３の突出端は逃がし部５０１又は当接部５０２に係合
して、油圧ピストン５４の回転を止めている。

【００２５】従って、本実施例は第一実施例と同様の作
用及び効果に加え、次のような効果を奏する。すなわ
ち、第一実施例では調節ねじ５３の突出端が油圧ピスト
ン５４の外周面に当接するため、図６に示すように、該
外周面に打痕５０３が付いてその周縁が盛り上がり、シ
リンダ穴５５内で引掛かったりこじれたりする可能性が
ある。しかし、本実施例では、調節ねじ５３の突出端が
油圧ピストン５４の外周面に凹設された当接部５０２に
当接するため、図７に示すように、該当接部５０２に打
痕５０３が付いてその周縁が盛り上がったとしても、シ
リンダ穴５５と干渉することはなく、油圧ピストン５４
の円滑な摺動が持続する。

【００２６】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適
宜変更して具体化することもできる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の可変バルブタイミング・リフト
機構は、以上の通り構成されているので、次のような優
れた効果を奏する。まず、請求項１記載の発明によれ
ば、低速用ロッカアームの成形とそのシリンダ穴の加工
とを容易にかつ精度良く行うことができ、また、高速時
のバルブクリアランスを適正値に調節することができ
る。さらに、請求項２記載の発明によれば、上記効果に
加え、油圧ピストンの円滑な摺動を持続させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の可変バルブタイミング・
リフト機構を示し、内燃機関の低速時における同機構を
一部破断して示す平面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】内燃機関の高速時における同機構を一部破断し
て示す平面図である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】同機構の分解図である。

【図６】同機構に使用される油圧ピストンの斜視図であ
る。

【図７】第二実施例の可変バルブタイミング・リフト機
構に使用される油圧ピストンの斜視図である。

【図８】内燃機関の低速時における同機構を一部破断し
て示す平面図である。

【図９】図８のIX−IX線断面図である。

【図１０】内燃機関の高速時における同機構を一部破断
して示す平面図である。

【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。

【図１２】従来例の可変バルブタイミング・リフト機構
を示す斜視図である。

【図１３】内燃機関の低速時における同機構の断面図で
ある。

【図１４】内燃機関の高速時における同機構の断面図で
ある。

【符号の説明】

３ａ，３ｂ 低速用ロッカアーム ４ 高速用ロッカアーム ５ 切替機構 ６ 吸気バルブ １１ 低速用カム １２ 高速用カム ３６ａ，３６ｂ シリンダ形成部 ３９ バルブ押圧部としての雄ねじ付ピン ５１ シリンダ ５２ 開口部 ５３ 調節ねじ ５４ 油圧ピストン ５５ シリンダ穴 ５９ 逃がし部 ５０１ 逃がし部 ５０２ 当接部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作用角又はリフト量の小さい低速用カム
   により揺動してバルブを開閉する２つの低速用ロッカア
   ームと、該２つの低速用ロッカアームに挟まれるように
   配設され、作用角又はリフト量の大きい高速用カムによ
   り揺動する１つの高速用ロッカアームと、内燃機関の低
   速時には低速用ロッカアームから高速用ロッカアームを
   切り離し、内燃機関の高速時には低速用ロッカアームに
   高速用ロッカアームを連結する切替機構とを備えた可変
   バルブタイミング・リフト機構であって、 前記２つの低速用ロッカアームは互いに分離形成された
   ものであり、 前記切替機構は、前記２つの低速用ロッカアームから高
   速用ロッカアームを跨ぐように突設され、互いの対峙面
   が突き合わされてなるシリンダと、該シリンダの途中に
   設けられた開口部と、前記高速用ロッカアームに突出長
   調節可能に螺着され、その突出端が前記開口部からシリ
   ンダ内に進入する調節ねじと、前記シリンダに挿入され
   て摺動し、内燃機関の低速時には前記調節ねじが当接せ
   ず、内燃機関の高速時には前記調節ねじが当接するよう
   に構成された油圧ピストンとを備えていることを特徴と
   する可変バルブタイミング・リフト機構。
2. 【請求項２】 前記油圧ピストンの外周面に浅い当接部
   を凹設し、該当接部に前記調節ねじが当接するようにし
   た請求項１記載の可変バルブタイミング・リフト機構。