JPS6021448Y2 - バルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、機関の回転に同期して回転する二つのカム
でロッカーアームを駆動して吸・排気弁を開閉すると共
に排気弁の閉じる時期又は吸気弁の開く時期を制御する
バルブタイミング制御装置に関する。

従来のバルブタイミング制御装置は、第１図に示す通り
、ロッカーアーム３の左端を押し上げる第一カム（プラ
スカム）１と、ロッカーアーム３の中央部背面に摺動回
転する第二カム（マイナスカム）４と、機関の負荷の増
大に応じて第一カム１に対する第二カム４の位相角を変
化させる遅角手段とによって構成されている。

つまり、第一カム１と第二カム４との和によって吸気弁
２のリフトを制御すると共に、いずれかのカム１又は２
の位相を可変とすることによって吸気弁２の閉時期を制
御するもので、第２図に示す斜線部がバルブリフトとな
り、リフト開始時は一定で、着座時のタイミングを変え
ることができる。

第１図中の６はロッカーアーム３を揺動可能に支持する
ピボット、７はタペット、８は排気弁９のロッカーアー
ムである。

上記構成のバルブタイミング制御装置の場合、ロッカー
アーム３が第一カム１と第二カム４双方のベースサーク
ルに接する状態のときに吸気弁２の弁クリアランスが大
となり、ロッカーアーム３が第一カム１のベースサーク
ル面を離れて追従できなくなる問題がある。

また、弁の立ち上がり及び着座時の緩衝機能を得るため
には、第一カム１及び第二カム４のプロフィル並びにロ
ッカーアーム３のホロアカーブの設計が非常に複雑にな
るという問題があった。

また、バルブのタイミンを制御する装置としては、種々
の方式が提案されており、例えば米国特許第３８８８２
１６号明細書に示されるものがあるが、これはいずれも
構造が非常に複雑になるという問題があった。

この考案は、従来のバルブタイミング制御装置における
上述の問題点を解決する目的でなされたものである。

次に、この考案の実施例を説明する。

第３図Ａ、 Ｂは、この考案に係るバルブタイミング制
御装置の実施例を示したもので、バルブすなわち排気弁
（又は吸気弁）１２の開く時期及び最大リフト量を定め
るカムプロフィルを有する第一カム１１と、機関の運転
状態に応じて相対的に排気弁１２の閉時期を制御するカ
ムプロフィルの第二カム１４とに、平たい板状のホロア
１０の両端が当接されている。

第一カム１１は、そのカム軸１１ａが機関の回転に同期
して回転され、該カム軸１１ａと第二カム１４のカム軸
１４ａとが、ギヤ１６と１７とのかみ合いによって連動
するようになっている。

また、上記ホロア１０は、その中央部が、一端が排気弁
１２に当接するロッカーアーム１３の他端とピン２０に
よって常に第一カム１１と第二カム１４とにホロア１０
が従動できるように揺動自在に連接されている。

ロッカーアーム１３は、軸１３ａを中心に回動自在であ
り、調整ねじ１５を介して排気弁１２と当接する。

第３図Ｂ中の２１は排気弁のリターンスプリング、２２
は排気通路である。

次に、上記二つのカムのうち第二カム１４の回転位相を
可変とする位相可変装置として、第二カム１４のカム軸
１４ａの軸端にねじれスプライン１８を設け、該ねじれ
スプライン１８上を軸方向へ摺動可能に嵌合して雌スプ
ラインスリーブとしての軸受１７ａの外周に、上記第一
カム１１のギヤ１６とかみ合うギヤ１７を嵌合し固定し
ている。

また、カム軸１４ａに巻装してその一端がカム軸１１ａ
、１４ａの軸受たる機関フレーム２３に支持された押圧
ばね２５の他端が、上記軸受１７ａに作用されている。

さらに、カム軸１４ａの軸端側からは、やはり軸受１７
ａに当接する有底円筒状のソケット２４を介して、前記
押圧ばね２５の作用力に対抗する逆向きの作用力を油圧
ピストン１９によって付与するように構成されている。

油圧ピストン１９の前室の油圧は、機関速度が小さい場
合は低く、逆に機関速度が大きい場合は高くなるように
制御される。

次に、上記構成のバルブタイミング制御装置の作用を説
明する。

両端が第一カム１１と第二カム１４とにまたがって当接
するホロア１０は、機関の回転に同期して回転する第一
カム１１と第二カム１４の両方によって押し上げられ、
ロッカーアーム１３を回動させて排気弁１２を押し開く
。

従って、第一カム１１と第二カム１４のリフトに回転位
相差を生じたとき、ロッカーアーム１３とホロア１０と
を連接するピン２０のリフトは、第一カム１１のリフト
と第二カム１４のリフトとが合皮されたリフトとなり、
排気弁１２のリフトは第４図中に点線で示すリフト曲線
イとなる。

第４図中口は第一カム１１のリフト曲線、ハは第二カム
１４のリフト曲線である。

第一カム１１に対する第二カム１４の回転位相差が大き
くなる（リフト曲線へが第４図の右方へずれる）はどに
点線のリフト曲線イのクランク間隔（弁開時期）は大き
くなる。

第二カム１４の回転位相の制御は、油圧ピストン１９に
作用する油圧制御にて行なう。

すなわち、機関速度が小さい場合に油圧は低く、ギヤ１
７の軸受１７ａが押圧ばね２５によって軸端側へ押し戻
される。

このため、第二カム１４めカム軸１４ａはその回転位相
が遅れる差動を生じ、第４図においてリフト曲線口、八
が重なり合うので、その針弁開時期は短かくなる。

逆に、機関速度が大きい場合には、油圧ピストン１９に
作用する油圧は高くなり、油圧ピストン１９は押圧ばね
２５の作用力に打ち勝ってギヤ７の軸受１７ａは押しや
られる。

このため、第二カム１４のカム軸１４ａはその回転位相
が進む差動を生じ、第４図中のリフト曲線ハは右方へず
れて弁開時期は長くなる。

かくして、第４図に示す特性の排気弁１２は、該排気弁
を開く時期を一定として同排気弁の閉じる時期を自由に
制御することができる。

よって、機関が低速運転の場合、排気弁の閉じる時期が
早まるということは吸気弁とのオーバーラツプが少なく
なるので、排気の吸気通路への逆流を防ぎ、気筒内の残
留ガス割合を減じて燃焼を安定させることができる。

逆に、高速運転の場合には、排気弁１２の閉じる時期を
遅らせる（吸気弁とのオーバーラツプを大きくする）こ
とができ、新気と排気のガス交換が円滑に行なわれるよ
うになる。

従って、機関速度に応じて最適のバルブオーバーラツプ
に制御することが可能となる。

なお、ねじれスプライン８のねじれ方向を変えることに
よって、第一カム１１に対する第二カム１４の回転位相
を上記とは逆の位相変化とすることができる。

例えば機関速度が小さい場合に、第二カム１４のリフト
の回転位相が進み第一カム１１のリフトと位相を合わせ
ることができる。

すなわち、第５図に示す通り、吸気弁の開時期を制御す
る場合に、吸気弁の閉じる時期を一定として開く時期を
自由に制御する装置とすることができる。

よって、吸気弁の開く時期の制御によっても排気弁の閉
じる時期とのオーバーラツプを大小に制御でき、低速運
転時に燃焼の安定が図れる。

次に、この考案が奏する効果を説明する。

この考案は、上述の通り、機関の回転に同期して回転す
る二つのカムと、これら二つのカムに常に当接すると共
にその中央部が一端をバルブに当接したロッカーアーム
の他端と揺動自在に連接したホロアと、一方のカムの回
転位相を可変とする位相可変装置とを設けた構成とした
から、排気弁の閉じる時期又は吸気弁の開く時期を最適
に制御でき、吸・排気弁のオーバーラツプ等を機関速度
に応じて最適に制御し、新気と排気のガス交換が円滑に
行なわせられるので、燃焼が安定し機関出力の最大トル
クを増大できる。

また、この考案の場合、第一カム及び第二カムともに従
来通りのカムプロフィルでよく、ホロアの形状も複雑な
ものを必要としないので、装置の設計、工作が容易であ
る。

カムからホロア、ロッカーアーム、バルブへの追従性の
点でも問題はない。

さらに、この考案の場合、二つのカムのリフトが直接ロ
ッカーアームのリフトとして伝わることはなく、二つの
カムのカムリフトの合成されたリフトがロッカーアーム
からバルブに伝達されるので、バルブの立ち上がり、着
座の動きがゆるやかになり、バルブの騒音を少くできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバルブタイミング制御装置の例を示す断
面図、第２図は第１図に示す例の特性図、第３図Ａ、
Ｂはこの考案に係るバルブリフト装置の実施例を示す平
面図と断面図、第４図と第５図は第３図に示す実施例の
排気弁としての特性と吸気弁としての特性を示す特性図
である。 １１・・・・・・第一カム、１４・・・第二カム、１２
・・曲排気弁（バルブ）、３・・曲ロッカーアーム、１
゜・・・・・・ホロア、１４ａ・・・・・・カム軸、１
８・・・・・・ねじれスプライン、１７ａ・曲・軸受、
１７・・曲キャ、１１ａ・・・・・・カム軸、１６・曲
・ギヤ、２５・・曲押圧ばね、１９・・・・・・油圧ピ
ストン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関の回転に同期して回転する二つのカムと、−ｉがバ
   ルブに当接するロッカーアームと、前記二つのカムに常
   に当接すると共にそのほぼ中央部がロッカーアームの他
   端と揺動自在に連接するホロアと、前記二つのカムにお
   ける少なくとも一方のカムの回転位相を可変とする位相
   可変装置とを設けたことを特徴とするバルブタイミング
   制御装置。