JPH0329525Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関の可変バルブタイミング機構
に関し、より詳しくは機関の吸気弁、排気弁等の
開閉弁の開閉条件に機関作動特性に応じて可変と
なし、あるいは機関の運転条件に応じて所定の開
閉弁のみを停止させる可変バルブタイミング機構
に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関においては機関特性がカム特性によつ
て左右され、例えばカム形状を低回転域において
高トルクを出すように選定すると高回転域でのト
ルクが犠性となり、逆に高回転域において高トル
クを得るようカム形状を選定すると低回転域のト
ルクが低下し、従つて機関の使用全回転域で常に
高トルクを得ることが不可能であつた。機関の使
用全回転域にて常に高トルクを得るために、カム
軸にカムプロフイルの異なる複数のカムを隣接し
て止着し、機関の運転条件に応じて複数のカムを
使い分けるようになした可変バルブ機関が提案さ
れている。特に、ダイレクトドライブ方式の動弁
機構において、異なるカムプロフイルを有する複
数のカムをカム軸に隣接して取付けてリフタの上
方に配置し、該カムおよびリフタ間に前記複数の
カム間を移動可能なパツドを挿着した可変バルブ
タイミング機構が提案されている。（実開昭56−
120303号又は実開昭56−157307号）。しかし、こ
の先行技術では、カムリフタを伝達するためのパ
ツドがカム軸と平行な軸に支承されており、カム
の動きに応じてその軸のまわりに揺動するので、
そのパツドは丸みを帯びた形状となつている。こ
のため、パツドが軸方向に移動し異なるカムに接
触するように切り換えられると、パツド自体の形
状によつてそのカムのカムプロフイルに影響を与
えることとなり、カムプロフイルの設計、寸法管
理が困難となりバルブクリアランスの管理も困難
となる。

そこで、本考案の出願人は、実願昭59−135122
号（実公平２−78247号）において、カムの動き
を伝達するシム（パツド）の軸方向の位置にかか
わらずカムプロフイルが変化せず、従つてカムプ
ロフイルの設計や寸法管理、バルブクリアランス
の調整を容易に行える可変バルブタイミング機構
を提案した。すなわち、カムとリフタとの間に配
置する平坦なシムの一端を、カム軸と平行に配置
した軸に摺動並びに揺動可能に取付けたアームの
自由端に枢着し、前記シムをリフタの上部平坦面
に常時接触せしめると共に、該シムがカム間を平
行移動しうるようになした可変バルブタイミング
機構である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は、前述の先願（実公平２−18247号）
で提案した可変バルブタイミング機構を更に改良
することにある。すなわち、カム軸が（特に高回
転で）回転するときカム形状によつてシムがリフ
タの上部平坦面より躍上つてバルブが異常に突き
出したり又は不当に開いてしまうのを防止するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために、本考案で
は上述のような可変バルブタイミング機構におい
て、シムのリフタ上部平坦面からの浮き上がりを
防止するために該シムの前記アームに対する枢動
運動の角度範囲を規制する手段を設けたことを特
徴とする。

〔実施例〕

第１ａ図、第２ａ図および第３ａ図は本考案の
可変バルブタイミング機構の断面図であり、第１
ｂ図、第２ｂ図および第３ｂ図は上から見たそれ
らの平面図である。

吸気弁又は排気弁等の開閉弁１は、ポート２の
燃焼室３への開口部に形成した弁座３ａと共働す
る弁本体１ａ、弁本体１ａに結合した弁ステム１
ｂおよび弁ステム１ｂの上部に止着したリテーナ
４を含んでなり、リテーナ４およびシリンダヘツ
ド１０の上面間に装着した圧縮ばね５により開閉
弁１を上向きに押上げている。弁ステム１ｂの上
端に、平坦な上面を有するバルブリフタ６を冠着
している。

カム軸７は機関のクランク軸（図示せず）に作
動連結しておりその動きに同期して回転する。カ
ム軸７には、カムプロフイルの異なる２つのカム
８ａ，８ｂが隣接して形成されている。カム８ａ
はベースの円のみから成るカムリフトのまつたく
ないカムプロフイルを有し、一方カム８ｂはノー
ズ部９を具えた通常のカムプロフイルを有する。
しかしながらカム８ａは低速用カムプロフイルを
有しそしてカム８ｂは高速用カムプロフイルを有
したものであつてもよい。カム軸７は機関の吸気
弁および排気弁などの開閉弁の直上方に位置して
おり、いわゆるダイレクトドライブ方式となつて
いる。

バルブリフタ６とカム８ａ，８ｂとの間には、
カム軸７に対して直角な方向に延びた平坦な板状
または棒状のシム１１を設け、このシム１１をカ
ム軸７方向に２つのカム８ａ，８ｂ間で移動せし
めて選択的に一方のカムに当接するようにしてい
る。すなわち、このシム１１の一端は、カム軸７
と平行なピン１２によりアーム１３の自由端に着
脱自在に枢着され、このアーム１３はカム軸７と
平行な固定軸１４に揺動可能にかつ軸方向に移動
可能に取付けられている。このアーム１３の軸方
向の移動を規制するために固定軸１４のアーム１
３の両側にはコイルばね１５，１６が設けられて
いる。すなわち、コイルばね１５はアーム１３と
シリンダヘツド１０の固定部１０ａとの間に設け
られ、コイルばね１６はアーム１３とこのアーム
１３を駆動するリンクアーム１７との間に設けら
れている。

シム１１は後述のようにピン１２によりアーム
１３の自由端に着脱自在に枢着されるが、必要に
応じて厚さないし高さの異なるシム１１に交換
し、開閉弁１の弁ステム１ｂの方向のバルブクリ
アランスを調整することができる。なお、１９は
ピン１２の抜けを防止する割ピンである。シム１
１の厚さ（高さ）は当然のことながらカム８ｂの
カムリフト量よりも大でなければならない（ただ
し、カム８ａがベース円のみで形成されている場
合）。

第１図および第２図はシム１１がカム８ｂに当
接している状態、すなわち開閉弁１の開閉作動時
の状態を示すものである。この状態では、カム軸
７の回転によりノーズ部９を備えたカム８ｂのカ
ムプロフイルに従つたカム力がシム１１およびバ
ルブリフタ６を介して開閉弁１に伝わり、カム８
ｂのベース円部がシム１１に当接している時は開
閉弁１が閉じ（第１図）、カム８ｂのノーズ部９
がシム１１に当接している時は開閉弁１が開く
（第２図）。

第３図はシム１１がベース円のみのカムプロフ
イルを有するカム８ａに当接している状態、すな
わち開閉弁１の停止時の状態を示している。この
ようにカム８ｂから８ａへの切替えを行うには、
リンクアーム１７を矢印Ｐ方向に移動させ、ばね
１５，１６に圧縮ばね力を蓄積させる。そして、
シム１１がカム８ｂのカムプロフイルのベース円
部に接触している時点でアーム１３が矢印Ｐ方向
へ移動するのを許容し、ばね力が蓄積された圧縮
ばね１５，１６の作用でアーム１３はシム１１と
共に一気に矢印Ｐ方向へ移動し、シム１１がカム
８ａに当接するようになる。そして、シム１１が
ベース円のみから成るカム８ａに当接している状
態では、カム軸７の回転位置に関係なく、開閉弁
１は閉じたままとなる（第３図）。この状態は機
関の低負荷域で、このような停止した開閉弁１の
気筒が休止している状態である。次に、カム８ａ
から８ｂへ切替える場合は、逆にリンクアーム１
７を矢印Ｐと反対の方向へ移動せしめ、ばね１
５，１６に蓄積されている圧縮ばね力の釣合い位
置を第３図において下方へシフトさせる。そし
て、シム１１がカム８ｂのベース円部と共通のカ
ム８ａの部位に接触している時点で、蓄積された
圧縮ばね力によりアーム１３は一気に矢印Ｐと反
対の方向へ移動し、シム１１が直ちにカム８ｂの
ベース円部に接触するようになる。

ところで、シム１１，１１′のアーム１３，１
３′に対する枢着は、例えば第８図に示すように
シム１１′がアーム１３′の自由端に対して自在に
枢動しうるように結合すると、カム８ｂはシム１
１′に接触していて高回転で時計方向に回転する
場合、バルブを開きカム８ｂがベース円に戻る
時、第８図に極端な例として示すように、シム１
１′がリフタ６の上部平坦面より躍り上がつてシ
ム１１′とアーム１３′が図示のようにへの字形と
なりバルブ１の異常突き出しが生ずるおそれがあ
る。また、カム８ｂが高回転で反時計方向に回転
する場合、シム１１′がリフタ６にスムーズに力
を与えないとやはり同様にシム１１′とアーム１
３′がへの字形となり固定軸１４に異常な力がか
かることがある。

そこで、本考案ではこのようなシム１１′の異
常な動きを防止し、カム８ａ，８ｂの回転による
力を確実にリフタ６へ伝達するために、第４図お
よび第５図に示すように、シム１１のアーム１３
に対する枢着運動を規制するようにした。すなわ
ち、シム１１の一端には中央部分が突出した突起
部１１ａが設けられ、ここにピン挿入穴１１ｂが
設けられる。また、突起部１１ａの両側の段部１
１ｃ，１１ｃはシム１１の長手方向に対して直角
である。一方、アーム１３の自由端には中央部分
が窪んだコ字形溝１３ａが設けられ、溝両側の部
分にピン挿入穴１３ｂ，１３ｂが設けられる。ま
た、溝の底部１３ｃはアーム１３の長手方向に対
して直角である。シム１１の突起部１１ａをアー
ム１３の溝１３ａに嵌合させ、挿入穴１１ｂと１
３ｂ，１３ｂとを合せると、シム１１の突起部１
１ａの端面１１ｄ（段部１１ｃ，１１ｃに平行）
とアーム１３の溝１３ａの底部１３ｃが当接し、
かつシム１１の段部１１ｃ，１１ｃがアーム１３
の溝１３ｃ両側の端面１３ｄ，１３ｄに当接す
る。更に、シム１１の突起部１１ａには、第５図
に例示するように、上側のみにピン挿入穴１１ｂ
を中心とするＲ（穴中心から端面１１ｄまでの距
離を半径とする）が形成されており、下側は端面
１１ｄが残されて角部を形成している。このよう
な構造であるから、ピン１２（第１図）でもつて
シム１１をアーム１３に結合すると、シム１１は
アーム１３に対して一直線状になる位置から時計
方向（第５図）へは枢動できる反時計へは枢動す
ることができるが、反時計方向へは突起部１１ａ
の下側の端面１１ｄからなる角部がアーム１３の
溝底部１３ｃに低触して枢動することができず、
従つていわゆるへの字状に曲がることはない。そ
して、第１図および第３図に示すように、バルブ
１の閉位置において、シム１１とアーム１３とが
一直線状になるように配置する（セツト位置）。
すなわち、固定軸１４（アーム１３の揺動中心）
はこのセツト位置においてアーム１３とシム１１
とが一直線となる位置に配置されている。

アーム１３の揺動中心（軸１４）が「セツト位
置」においてシム１１よりも高い位置にある場合
は、第６図に示すように、セツト位置から180゜よ
り小さい角度範囲Ａ内のみ枢動可能となるように
シム１１の突起部１１ｅおよびアーム１３の溝部
１３ｅの角度を設定する。また、アーム１３の揺
動中心（軸１４）が「セツト位置」においてシム
１１よりも低い位置にある場合は、第７図に示す
ように、セツト位置から180゜より大きい角度範囲
Ｂ内のみ枢動可能となるようにシム１１の突起部
１１ｆおよびアーム１３の溝部１３ｆの角度を設
定する。

なお、上述の実施例では、シム１１の突起部１
１ａの下側に端面１１ｄを残して角部を形成し、
これとアーム１３の溝の底部１３ｃとを抵触させ
ることによつて枢動運動を規制するようにした
が、アーム１３の溝両側部のみに下側の角部を設
けるか、又は、シム１１の突起部１１ａ及びアー
ム１３の溝両側部の双方の下側に角部を設けて帥
動運動を規制するようにすることが勿論可能であ
る。

また、上述の実施例では、カム８ａはベース円
のみから成るカムリフトのまつたくないカムプロ
フイルを有し、一方カム８ｂはノーズ部９を備え
た通常のカムプロフイルを有する実施例について
説明したが、本考案はこれに限定されるものでは
ない。例えば、カム８ａを低速用カムプロフイル
を有するカム、カム８ｂを高速用カムプロフイル
を有するカムとして構成してもよい。

〔考案の効果〕

以上のように本考案では、いわゆる「セツト位
置」からシム１１がアーム１３に対して反時計方
向（第５図，第６図，第７図）に枢動するのを規
制しているので、第８図のようなシム１１′のリ
フタ６上部平坦面からの躍り上がりは発生せず、
従つてシム１１はリフタ６上部平坦面に常時安定
して接触しており、カム８ａ，８ｂの回転による
力を確実にリフタ６、すなわちバルブ１に伝達す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図、第２ａ図および第３ａ図は本考案の
可変バルブタイミング機構の断面図、第１ｂ図、
第２ｂ図および第３ｂ図は上から見たそれらの平
面図、第４図は本考案の一実施例に係るシムとア
ームの平面図、第５図は同正面図、第６図および
第７図は他の実施例に係るシムとアームを組付け
た状態の正面図、第８図はシムの躍り上がりを説
明するための図である。 １……開閉弁、６……バルブリフタ、７……カ
ム軸、８ａ，８ｂ……カム、１１……シム、１１
ａ……シムの突起部、１２……ピン、１３……ア
ーム、１３ａ……アームの溝部、１４……固定
軸、１５，１６……ばね、１７……リンクアー
ム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の開閉弁１のバルブステム１ｂ頭部に
   リフタ６を冠着し、機関のクランク軸に調時して
   回転するカム軸７に、異なるカムプロフイルを有
   する複数のカム８ａ，８ｂを隣接して形成すると
   共に、前記リフタの上方の前記カム８ａ，８ｂと
   前記リフタ６との間に平坦なシム１１を配置し、
   前記シムの一端を、前記カム軸７と平行に配置し
   た軸１４に摺動並びに揺動可能に取付けたアーム
   １３の自由端に枢着し、前記シム１１を前記リフ
   タ６の上部平坦面に常時接触せしめると共に、前
   記シム１１が前記カム８ａ，８ｂの間を移動しう
   るようになし、更に前記シム１１の前記リフタ６
   の上部平坦面からの浮き上がりを防止するために
   前記シム１１の前記アーム１３に対する枢動運動
   の角度範囲を規制する手段を設けたことを特徴と
   する可変バルブタイミング機構。