(57)【要約】【課題】  作動慣性の比較的少ない、バルブイベントの調整をバルブ開度零から最大開度まで広げることを可能にするフィンガー・フォロア式のバルブ作動システムを提供する。【解決手段】  中間ロッカー（30）が駆動カム（40）によって与えられた動きを、純粋な並進軌道或いは、並進と回動が混合した軌道のいずれか一方に選択的に転換し、それにより、中間ロッカー（30）とポペットバルブ（14）との間に組み込まれたフィンガー・フォロア（20）によって最終的に駆動されるポペットバルブ（14）を開く。【選択図】図１
2006207591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のポペットバルブ作動システムであって、
ポペットバルブと、
上記ポペットバルブを駆動するフィンガー・フォロアと、
調整面が形成され、上記フィンガー・フォロアを回動可能に駆動する中間ロッカーと、
上記内燃機関のクランク軸によって動力供給され、上記中間ロッカーを駆動する駆動カムと、
上記中間ロッカーの回動運動を調整することによって上記ポペットバルブのリフト量を調整するために、該中間ロッカーの調整面上に位置し且つその位置を選択的に設定可能な調整ローラーとを備えるシステム。
【請求項２】
上記調整ローラーが取り付けられる支持軸の位置を設定するための、調整軸に回転可能に取り付けられた調整カムをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
内燃機関のシリンダヘッドに対して固着された構造体の中に形成され、内側に上記支持軸が移動可能に取り付けられる調整溝をさらに備え、
該調整溝の大きさは、上記支持軸の並進運動を許容する大きさとされる請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
上記調整ローラーは、少なくとも第一の位置と第二の位置とを含む複数の作動位置に設定され、
上記調整ローラーが上記第一の位置にあるときには、上記中間ロッカーが純粋な並進運動することで、上記ポペットバルブを閉位置のままとし、
上記調整ローラーが上記第二の位置にあるときには、上記中間ロッカーが並進運動と回動運動との両方を行うことで、上記ポペットバルブを開閉させる請求項１乃至３のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項５】
上記中間ロッカーは、上記調整面と上記調整軸の外径面との瞬間的な接点周りに回動する請求項２乃至４のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項６】
上記駆動カムは、上記中間ロッカーに純粋な並進運動をさせる請求項１乃至５のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項７】
上記駆動カムは、上記中間ロッカーに並進運動と回動運動との両方をさせる請求項１乃至６のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項８】
内燃機関のポペットバルブの作動方法であって、
上記内燃機関のクランク軸によって動力供給される駆動カムを設ける工程と、
上記駆動カムによって駆動される中間ロッカーを設ける工程と、
上記中間ロッカーによって駆動され、ポペットバルブを駆動するフィンガー・フォロアを設ける工程と、
上記駆動カムによって並進運動するように駆動させられた結果、回動する上記中間ロッカーの回動運動を調整することによって、上記フィンガー・フォロアによって駆動されるポペットバルブのリフト量を決定するため、上記中間ロッカー内に組み込まれた調整面に当接する調整ローラーを設ける工程とを含む方法。
【請求項９】
内燃機関のポペットバルブ作動システムであって、
ポペットバルブと、
上記ポペットバルブを駆動するフィンガー・フォロアと、
調整面が形成され、上記フィンガー・フォロアを回動可能に駆動する中間ロッカーと、
上記内燃機関のクランク軸によって動力供給され、上記中間ロッカーに並進運動させる動力を供給することによって該中間ロッカーを駆動する駆動カムと、
上記中間ロッカーの調整面上に位置し且つ、該中間ロッカーに少なくとも部分的に回動する動きを生じさせることによって上記ポペットバルブのリフト量を調整するために選択的に位置設定可能な調整ローラーとを備え、
上記調整ローラーは、上記フィンガー・フォロアに上記ポペットバルブをリフトさせないように上記中間ロッカーが純粋に並進運動する状態から、上記フィンガー・フォロアに上記ポペットバルブをリフトさせるように上記中間ロッカーが並進軌道と回動軌道とが合わさって動く状態まで、該中間ロッカーの動作範囲を広げるように位置設定可能であるシステム。
【請求項１０】
上記フィンガー・フォロアは、上記ポペットバルブに当接する第一の端部と、油圧式ラッシュアジャスタに連結されて動作する第二の端部とを有し、
上記油圧式ラッシュアジャスタは、エンジンヘッドと上記フィンガー・フォロアの第二の端部との間に延設されている請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開弁期間を選択的に調整するために、ピストン式内燃機関（エンジン）のポペット式シリンダバルブを作動するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変バルブ・タイミング制御装置は、この数十年の間、多くの発明の対象となっている。１つの例ではあるが、特許文献１はそのような発明活動を開示する。特許文献１には、第一の実施形態として、バルブとカムの間に置かれたローラーを、偏心軸によって移動される移動部材を介してカムの径方向に移動させることにより、バルブのリフト量を調整する、可変バルブ・タイミングシステムが記載されている。この構成はバケット・タペット（bucket tappet）の使用には有用であるがローラー・フィンガー・フォロア（roller finger follower）の使用には構造上、有用でない。また特許文献１には、第二の実施形態として、バルブ・ステムに当接するロッカー・アームを駆動するための揺動レバーを設け、揺動レバーの揺動軸に対してバルブ・ステムとは反対側の部分で、レバー部材の揺動半径を調整する偏心軸と、レバー部材の揺動量を調節するカムとに当接させた、可変バルブ・タイミングシステムが記載されている。この構成は、フィンガー・フォロアに対して使用可能であるが、操作システムが高い慣性をもつので、システムの応答時間が受け入れがたいほど遅くなる。
【特許文献１】米国特許5,573,818号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
軸方向に移動可能なカム軸、カム・タイミング調整装置、電磁駆動弁及び、さらに他の装置のようなシステムを含む、他の形式の可変バルブ作動装置が用いられてきたが、本発明は、フィンガー・フォロア式のバルブ駆動システムで使用可能な可変バルブ装置において、バルブの動作を、バルブ開度が零（即ち、バルブが非作動）から最大開度まで制御可能としつつ、応答性を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の内燃機関のポペットバルブ作動システムは、ポペットバルブと、ポペットバルブを駆動するフィンガー・フォロアと、調整面が形成され、フィンガー・フォロアを回動可能に駆動する中間ロッカーと、内燃機関のクランク軸によって動力供給され、中間ロッカーを並進運動させる傾向を持つ入力を与えることによって中間ロッカーを駆動する駆動カムと、中間ロッカーの調整面上に位置し、上記中間ロッカーの回動運動を調整することによって上記ポペットバルブのリフト量を調整するように選択的に位置設定可能な調整ローラーとを有するシステムである。調整ローラーは、中間ロッカーがフィンガー・フォロアにポペットバルブをリフトさせない純粋な並進運動から、フィンガー・フォロアがポペットバルブを種々な程度にリフトさせる並進軌道と回動軌道が混合する領域まで広がる動作範囲をもつように、位置設定可能とされている。フィンガー・フォロアは、ポペットバルブに当接する第一の端部と、油圧式ラッシュアジャスタに接続されて動作する第二の端部とを有している。該油圧式ラッシュアジャスタは、エンジンヘッドとフィンガー・フォロアの第二の端部との間に延設されている。
【０００５】
本発明の別の観点によれば、内燃機関のパペットバルブの作動方法は、エンジンに、クランク軸によって動力供給される駆動カムを設ける工程、駆動カムによって駆動される中間ロッカーを設ける工程、及び、中間ロッカーによって駆動され、ポペットバルブを駆動するためのフィンガー・フォロアを設ける工程を含んでいる。本方法は、上記駆動カムによって並進運動するように駆動させられた結果、回動する中間ロッカーの回動運動を調整することによって、フィンガー・フォロアに駆動されるポペットバルブのリフト量を決定するために、中間ロッカー内に組み込まれた調整面に当接する調整ローラーを設ける工程を含む。
【０００６】
前述の調整ローラーは、少なくとも、そこにおいて中間ロッカーが純粋な並進運動をする第一の位置と、そこにおいて中間ロッカーが並進運動及び回動運動をする第二の位置とを含む、多くの作動位置を持つ。
【０００７】
さらに、内燃機関のパペットバルブの作動方法は、上記内燃機関のクランク軸が駆動カムに動力供給する工程と、上記駆動カムが中間ロッカーを駆動する工程と、上記中間ロッカーがフィンガー・フォロアを駆動することで、該フィンガー・フォロアがポペットバルブを駆動する工程と、上記フィンガー・フォロアによって駆動されるポペットバルブのリフト量を決定するために、上記中間ロッカー内に組み込まれた調整面に当接する調整ローラーが、上記駆動カムによる上記中間ロッカーの並進運動に起因する上記中間ロッカーの回動運動を調整する工程とを含む。
【０００８】
本発明のバルブ作動システムは、既知の構成と比較して作動慣性が低く、筐体容積が小さい、という利点を提供する。
【０００９】
さらに、本システムはローラー・フィンガー・フォロア技術と一緒に採用され得る。
【００１０】
本発明の他の利点そして目的及び特徴が、本明細書の読者に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
種々の図に示すように、本発明のシリンダバルブ作動システム10は、エンジンのシリンダヘッド18内に取り付けられたポペットバルブ14に対する使用を意図されたものである。バルブ14は、バルブスプリング16によって、その閉じ位置に戻される。各バルブ14は、該バルブ14と当接する第一の端部と、シリンダヘッド18に取り付けられたラッシュアジャスタ28と当接する第二の端部とを有するフィンガー・フォロア20によって駆動される。フィンガー・フォロア20は、中間ロッカー30と当接するローラー24を持つ。
【００１２】
中間ロッカー30は、圧縮スプリング62によって、駆動カム40と当接するように付勢されている。あるいは、捩りバネ（不図示）がこの目的に使用されることもある。中間ロッカー30は、カム軸44に取り付けられ且つクランク軸又は他のエンジン（不図示）の回転部材のいずれかによって駆動される駆動カム40がロッカー・ローラー32を押し、それによって中間ロッカー30を並進運動させるときに、フィンガー・フォロア20を回動可能に駆動する。カム軸44及び中間ロッカー30は、カム軸44及び駆動カム40によって中間ロッカー30に与えられる運動が、純粋な並進運動となるように取り付けられる。この並進運動は、支持軸50に取り付けられる調整ローラー48によって、中間ロッカー30の回動運動に調整可能に転換される。要するに、中間ロッカー30は、調整面34と調整軸58の外径面との間の瞬間的な接点周りに回動する。支持軸50はシリンダヘッド18c内に形成された調整溝54の内側に取付けられる。あるいは、支持軸50は、シリンダヘッド18に固着された溝部材の内側に取り付けられてもよい。
【００１３】
調整溝54は支持軸50の並進運動を可能とする。この並進運動は、調整軸58上に配置された調整カム56によって作り出される。調整ローラー48を新たな作動位置に移動させるべく、調整軸58が回転するにつれて、調整カム56が調整軸50を溝54内で移動させる。一般に、調整ローラー48がカム軸44に近づいたときは、調整ローラー48は中間ロッカー30に形成された調整面であるロッカー斜面34上の、図3及び6に示すような動作が生じる位置で作動するので、バルブリフト量は増加することになる。
【００１４】
図1及び4は、駆動カム40がその基礎円の上、すなわちリフト量が零の位置にあるがゆえに閉じ位置にあるバルブ14を示す。即ち、図1及び4においてバルブ14は閉じられている。けれども、図2及び5においては、駆動カム40は中間リフト位置に回転しており、図2ではバルブ14がリフトを開始している。しかしながら、図5では、調整ローラー48は、中間ロッカー30が図2に示すように（図5では不図示であるが）並進だけでなく回動もする軌道で動き始める、ロッカー斜面34上の位置に位置していないがゆえに、バルブ14がリフトを開始していないことに留意すべきである。図3及び6において、駆動カム40は、その最大リフト位置まで回転している。しかしながら、図3のバルブ14に伝えられるリフト量が、図6に示されるものよりも大きくなっていることに留意すべきである。これは図3及び6に示される調整ローラー48の位置に基づいて容易に理解できる。図3において、調整ローラー48が中間ロッカー30の斜面すなわち調整面34上の、より高い位置にあることに留意すべきである。
【００１５】
図7において、本システムは駆動カム40の最大リフト位置にあるが、調整ローラー48が、カム・ローブの回転当初の基礎円と同じ、ロッカー斜面34のベース位置に位置するので、バルブ14は閉じられたままである。換言すれば、中間ロッカー30を、このシステムのいつもと同じ程度まで並進運動させても、中間ロッカーが全く回動しないのでリフト量は生じず、その結果として、バルブ14は閉じられたままとなる。したがって、本システムは、ロッカー斜面34の形状と駆動カム40から得られるリフト量とに基づくバルブリフト量の最大範囲を、全くリフト量が無い状態からバルブリフト量の最大値まで広げるために使用され得る。
【００１６】
図8は、複数のバルブを駆動するような本システムを示し、このシステムは、吸気バルブ若しくは排気バルブのいずれかを構成することが出来る。この図は、調整軸58、中間ロッカー30及び、フィンガー・フォロア20の空間的な配置をより明確に示している。
【００１７】
本発明を、その特定の実施形態に関連して説明してきたが、本技術分野の当業者によって、種々の修正、変更及び調整が、特許請求の範囲に説明される本発明の技術思想及び範囲から逸脱すること無く行なわれ得ることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるシリンダバルブ作動システムの側面図であり、本システムの駆動カムがその基礎円上にある図である。
【図２】図１のシステムにおいて、駆動カムがその基礎円の中心点から90度回転した図である。
【図３】図１及び図２のシステムにおいて、駆動カムがその最大リフト位置にある図である。
【図４】図１乃至３のシステムにおいて、バルブリフト量がより小さい位置にあり、駆動カムがその基礎円の位置にある図である。
【図５】図４を進めた状態を示すものであり、駆動カムが中間リフト位置にある図である。
【図６】図４乃至５を進めた状態を示すものであり、駆動カムが最大リフト位置にある図である。
【図７】駆動カムが最大リフト位置にあるものの、システムがバルブ14をリフトさせていない図である。
【図８】本システムの、図１の8-8線に沿った部分断面の立面図である。
【符号の説明】
【００１９】
14.  ポペットバルブ
16.  バルブスプリング
18.  シリンダヘッド
20.  フィンガー・フォロア
28.  ラッシュアジャスタ
30.  中間ロッカー
34.  調整面
40.  駆動カム
44.  カム軸
56.  調整カム
58.  調整軸
【図１】
2006207591.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006207591.tif 000009
【図８】
2006207591.tif 000010