CN101228337A

CN101228337A - 内燃机用直动型气门挺杆

Info

Publication number: CN101228337A
Application number: CNA2005800511487A
Authority: CN
Inventors: 永洞真康; 安藤辉明
Original assignee: Nittan Valve Co Ltd
Current assignee: Nittan Corp
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2008-07-23
Also published as: US20090056659A1; JP4829562B2; KR20080033273A; EP1911940A4; JP2007040114A; EP1911940A1; KR101011427B1; WO2007015315A1

Abstract

本发明直动型气门挺杆构成部件数少、结构简单、能切换高低提升。装在凸轮和气门杆间，凸轮(20)一体化高提升凸轮(22)和低提升凸轮(24)，气门挺杆(30)有低提升凸轮滑接用侧挺杆(32)、高提升凸轮滑接用中心挺杆(40)、使中心挺杆(40)滑动将气门提升量切换高低两级的油压机构(油路)(11b)，在圆筒形挺杆本体顶部设高提升凸轮空转用狭缝(33)，做成有低提升凸轮滑接面(32a)的侧挺杆(32)，在挺杆本体设与狭缝(33)正交的孔(34)，在孔(34)配置用油压滑动的活塞型中心挺杆(40)。中心挺杆(40)在狭缝(33)对应(非对应)位置形成高(低)提升模式。各部件要求的尺寸公差宽松，组装各部件的作业简单。

Description

内燃机用直动型气门挺杆

技术领域

本发明涉及夹装在构成内燃机的气门传动机构的凸轮和气门杆之间的圆筒形的直动型气门挺杆，特别涉及通过针对高提升凸轮和低提升凸轮一体化的凸轮单元切换具有低提升凸轮滑接面的侧挺杆和具有高提升凸轮滑接面的中心挺杆并使之动作、从而可以按高低两级调整气门的提升量的内燃机用直动型气门挺杆。

背景技术

作为这种直动型气门挺杆，在下述专利文献1等中公开的产品为人们所了解。在此，如图11所示，圆筒形的挺杆本体1被分割成在顶部具有与低提升用中心凸轮对应的圆形的中心凸轮滑接面2a的中央部的中心挺杆2、和在顶部具有与高提升用侧凸轮对应的环状的侧凸轮滑接面3a的圆筒形侧挺杆3，同时，在跨过中心挺杆2和侧挺杆3的通孔4a、4b之间配置第一连结销5a；在通孔4b、4c之间配置第二连结销5b。附图标记6是使第一连结销5a及第二连结销5b回复至规定位置的弹簧部件，附图标记7是夹装在中心挺杆2底部的弹簧承载部2b和侧挺杆3的弹簧承载部3b之间、使中心挺杆2相对侧挺杆3保持在上下方向规定位置的弹簧部件。

而且，只要第一连结销5a处在通孔4a内，则形成为中心挺杆2和侧挺杆3在挺杆轴向(图11上下方向)分离(侧挺杆3能够相对于中心挺杆2沉入)的形态(图11所示的形态)，由中心凸轮产生的驱动(低提升量)经由滑接面2a传递给挺杆本体1。另一方面，利用油压使第一连结销5a及第二连结销5b抵抗弹簧7的作用力，向图11右方向移动，第一连结销5a成为跨在通孔4a、4b之间的位置(第二连结销5b跨在通孔4b、4c之间的位置)时，成为中心挺杆2和侧挺杆3经由第一连结销5a及第二连结销5b在挺杆轴方向连结的形态，由侧凸轮产生的驱动(高提升量)经由滑接面3a传递给挺杆本体1.

专利文献1：日本特表2002-509219(图1、图2)

可是，在上述专利文献1中，圆筒形的挺杆本体1是收容了中心挺杆2、侧挺杆3、第一连结销5a、第二连结销5b、弹簧部6及弹簧部件7的结构，构成部件的数量多。

特别是为了使该挺杆顺利地动作，连结销和通孔的位置关系高精度地一致是不可缺少的，因而不论是销5a的尺寸精度，还是与连结销5a抵接的凹座或第二连结销5b的尺寸精度、进而是通孔的尺寸精度等，对挺杆本体1的孔形状以及安装在挺杆本体1上的各构成部件都要求高尺寸精度，因此存在批量生产困难、制造成本变高的问题。

另外，在中心挺杆2和侧挺杆3之间，由于用于使中心挺杆2相对于侧挺杆3保持在上下方向规定位置上的弹簧部件7是不可缺少的，故在低提升模式(中心挺杆2和侧挺杆3在挺杆轴方向分离，侧挺杆3能相对中心挺杆2沉入的形态)下凸轮高旋转动作时，弹簧部件7的弹力时常发挥作用，挺杆的滑动摩擦增大等，有妨碍挺杆顺利地动作的可能性。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术的问题提出的，其目的在于提供一种内燃机用直动型气门挺杆，其夹装在使高提升凸轮和低提升凸轮一体化的凸轮单元和气门杆之间，构成部件的数量少、结构简单、可切换为高提升和低提升地顺利动作。

为了达到上述目的，在发明第一方面的内燃机用直动型气门挺杆中，在构成内燃机的气门传动机构的凸轮和气门杆之间夹装的圆筒形的直动型气门挺杆中，所述凸轮通过使高提升凸轮和低提升凸轮一体化而构成，所述气门挺杆包括所述低提升凸轮所滑接的侧挺杆、所述高提升凸轮所滑接的中心挺杆、使所述中心挺杆动作用以将气门提升量切换成高低两级的油压机构，其中：

在所述圆筒形的挺杆本体的顶部设置沿凸轮滑动方向延伸的中心凸轮空转用的狭缝，构成在顶部具有低提升凸轮滑接面的侧挺杆，同时，在所述挺杆本体上设置沿与所述狭缝正交的方向延伸的孔，在该孔中配置利用油压滑动的活塞型中心挺杆。

(作用)活塞型中心挺杆利用所作用的油压沿孔滑动，中心挺杆成为与狭缝对应的位置时，高提升凸轮与中心挺杆滑接，在气门杆上经由中心挺杆及侧挺杆(挺杆本体)传递高提升量。另一方面，中心挺杆成为不与狭缝对应的位置时，高提升凸轮在狭缝内空转，同时，低提升凸轮与侧挺杆滑接，在气门杆上经由侧挺杆(挺杆本体)传递低提升量。

即，中心挺杆可以利用油压沿孔滑动，择一地采用能与中心凸轮滑接的形态和不与中心凸轮滑接的形态。

因而，由于气门杆主要由作为侧挺杆的圆筒形的挺杆本体、和配置在挺杆本体的孔中利用油压滑动的活塞型中心挺杆构成，所以，与构成部件数量多的现有技术相比构成部件数量少，每个构成部件所要求的尺寸公差宽松，安装各构成部件的作业也变得简单。

另外，由于不像现有技术那样设置用于相对于作为侧挺杆的挺杆本体把中心挺杆保持在上下方向规定位置上的弹簧部件，在低提升模式中高提升凸轮在狭缝内空转，加上没有弹簧部件的弹力作为负荷作用，所以，即使在低提升模式下凸轮高旋转动作时也可以确保挺杆顺利地动作。

发明的第二方面在发明的第一方面所述的内燃机用直动型气门挺杆中，由圆孔构成所述孔，使所述中心挺杆构成为圆筒形。

(作用)由于中心凸轮滑接面是圆弧面，故相对规定的提升量的滑接面的长度变短，可相应地使中心挺杆在凸轮滑动方向上的尺寸减小等，中心凸轮的设计自由度提高。

发明的第三方面在发明的第一或第二方面所述的内燃机用直动型气门挺杆中，使所述高提升凸轮空转用的狭缝宽度构成为大致与所述高提升凸轮的宽度(板厚)匹配的大小。

(作用)在圆筒形的挺杆本体和作为其相对滑动面的汽缸筒之间，有必要设置例如所谓的设在汽缸筒侧的纵槽和与该纵槽卡合的挺杆本体侧的突起的止转机构，但由于中心凸轮空转用的狭缝宽度与中心凸轮的板厚大致匹配，故通过事先设定凸轮的外形以使中心凸轮经常卡合在该狭缝中，从而凸轮空转用的狭缝和中心凸轮作为阻止挺杆本体相对汽缸筒转动的止转机构发挥功能。

由以上说明可知，根据发明第一方面的内燃机用直动型气门挺杆，由于气门挺杆的构成部件数量少，各构成部件所要求的尺寸公差宽松，同时，由于组装各构成部件的作业也变得简单，故可以大幅削减气门挺杆的制造成本，这样来廉价地提供气门挺杆。

另外，由于即使在挺杆的顺利动作被妨碍成为现有问题的低提升模式下，在凸轮高旋转动作时也可以确保挺杆的顺利动作，故可以防止气门挺杆的偏磨损；由于不用保持高提升用挺杆的弹簧部件，故不必考虑弹力对转数的限制及弹簧的弹力减弱，发动机设计的自由度提高。

根据发明的第二方面，由于可以减小在中心凸轮的凸轮滑动方向上的尺寸，故这样可以使气门挺杆小型化等，凸轮和气门挺杆的设计自由度提高。

按发明的第三方面，根据高提升凸轮经常卡合在高提升凸轮空转用的狭缝中的结构，由于即使不在挺杆本体和汽缸筒间设置另外的止转机构，挺杆本体也可以相对汽缸筒止转，故这样挺杆本体和汽缸筒的构成变得简洁。

附图说明

图1是本发明一个实施例的内燃机用直动型气门挺杆周边的剖视图。

图2是中心挺杆收纳在不与侧挺杆的狭缝对应的位置上的状态的该气门挺杆的剖视图。

图3是该气门挺杆的侧视图(从右侧看图2中表示的气门挺杆的图)。

图4是该气门挺杆的分解立体图。

图5是中心挺杆收纳在与侧挺杆的狭缝对应的位置上的状态的该气门挺杆的剖视图。

图6是本发明第二实施例的内燃机用直动型气门挺杆的剖视图，是表示中心挺杆收纳在与侧挺杆的狭缝对应的位置上的状态的图。

图7是表示中心挺杆收纳在不与侧挺杆的狭缝对应的位置上的状态的剖视图。

图8是本发明第三实施例的内燃机用直动型气门挺杆的剖视图，是表示中心挺杆收纳在不与侧挺杆的狭缝对应的位置上的状态的图。

图9是该气门挺杆的右侧视图。

图10是表示中心挺杆收纳在与侧挺杆的狭缝对应的位置上的状态的剖视图。

图11是现有的气门挺杆的剖视图。

附图标记说明

10 汽缸盖

11 气缸筒

11a 纵槽

11b、11c油路

14 构成气门传动机构的吸气气门

15 气门杆

20 构成气门传动机构的凸轮单元

22 高提升用中心凸轮

24 低提升用侧凸轮

30、30A、30B 直动型气门杆

32 侧挺杆(挺杆本体)

32a 侧凸轮滑接面

33 中心凸轮空转用的狭缝

34 通孔

39 压缩螺旋弹簧

40、40A、40B活塞型的中心挺杆

40a 中心凸轮滑接面

d 中心凸轮空转用的狭缝的宽度

t 中心凸轮的宽度(板厚)

具体实施方式

以下，根据实施例说明本发明的实施方式。

图1至图5表示本发明的一个实施例，图1是作为本发明一个实施例的构成内燃机用气门传动机构的直动型气门挺杆周边的剖视图，图2是中心挺杆收纳在不与侧挺杆的狭缝对应的位置的状态的该气门挺杆的剖视图，图3是该气门挺杆的侧视图(从右侧看图2中表示的气门挺杆的图)，图4是该气门挺杆的分解立体图，图5是中心挺杆收纳在与侧挺杆的狭缝对应的位置的状态的该气门挺杆的剖视图。

在这些图中，附图标记12是设在汽车用发动机的汽缸盖10上的吸气口，附图标记14是设在口12上的吸气气门，吸气气门的杆(气门杆)15向吸气口12附近的汽缸筒11内突出，同时，用压缩螺旋弹簧16向将吸气口12关闭的方向施力。

附图标记20是在高提升用中心凸轮22的两侧使低提升用侧凸轮24、24一体化的凸轮单元20，配置在汽缸筒11的上方，在凸轮单元20和气门杆15之间夹装着能够在汽缸筒11内沿上下方向滑动的气门挺杆30。

气门挺杆30如图4所示，在顶部设有沿凸轮滑动方向延伸的中心凸轮22空转用的狭缝33，主要由以下部件构成：在顶部具有一对侧凸轮滑接面32a、32a的作为挺杆本体的侧挺杆32；在侧挺杆32的内部与狭缝33延伸方向正交地设置的通孔34中可滑动地配置的活塞型的中心挺杆40；使中心挺杆40保持在规定位置的压缩弹簧39。而通孔34由圆孔构成，中心挺杆40构成为与通孔34卡合的有底圆筒形，中心挺杆40的外周面形成中心凸轮滑接面40a。

附图标记36是作为压入固定在靠近通孔34的开口侧下部与通孔34平行设置的孔35中的弹簧承载件而发挥功能的插塞，在有底圆筒形的插塞36上突出设置止转销37，止转销37与汽缸筒11侧的纵槽11a卡合，构成阻止气门挺杆30相对汽缸筒11(凸轮22、24)旋转的止转机构。

在插塞36内，有底圆筒形的滑动销38可在轴方向滑动地配置，在插塞36和滑动销38之间夹装有压缩螺旋弹簧39，使中心挺杆40向远离插塞的方向(图2中的左方向)施力。

附图标记11b是设在汽缸盖10上、在与汽缸筒11的纵槽11a相反一侧的位置(面临气门挺杆30的中心挺杆40的位置)开口的油路，利用从该油路11b供给的发动机油的压力，中心挺杆40沿通孔34滑动，构成气门14的提升量切换的形态。

即，经由油路11b向中心挺杆40作用油压(高压)时，抵抗弹簧39的弹力沿通孔34滑动，如图5所示，中心挺杆40变成与狭缝33对应的位置时，高提升用中心凸轮22与中心挺杆40(的滑接面40a)滑接，在气门杆15中，经由中心挺杆40及侧挺杆32(挺杆本体)传递高提升量。

另一方面，作用于中心挺杆40的油压下降时，中心挺杆40利用弹簧39的弹力返回到不与狭缝33对应的初始位置，如图2所示，高提升用中心凸轮22在狭缝33内空转，同时，低提升用侧凸轮24与侧挺杆32(的滑接面32a)滑接，在气门杆15上经由侧挺杆32(挺杆本体)传递低提升量。

这样，中心挺杆40借助所作用的油压沿通孔34滑动，可以择一地采用能与中心凸轮24滑接的状态和不与中心凸轮24滑接的状态。

另外，由于中心挺杆40构成为圆筒形，中心凸轮滑接面40a是圆弧面，故相对规定提升量的滑接面40a的长度变短，这样可以使中心挺杆40在凸轮滑动方向的尺寸、即中心挺杆40的外径减小等，中心凸轮24及气门挺杆30的设计自由度提高。

图6及图7表示本发明第二实施例的内燃机用直动型气门挺杆，图6是中心挺杆收纳在与侧挺杆的狭缝对应的位置的状态的气门挺杆的剖视图，图7是中心挺杆收纳在不与侧挺杆的狭缝对应的位置的状态的气门挺杆剖视图。

在所述的第一实施例中，设有由气门挺杆30(侧挺杆32)侧的止转销37和汽缸筒11侧的纵槽11a构成的气门挺杆30的止转机构。在本实施例中，中心凸轮空转用的狭缝33的宽度d大致与中心凸轮22的宽度(板厚)t匹配，由于中心凸轮22的外形构成为经常与狭缝33卡合的形状，故狭缝33和中心凸轮22作为阻止气门挺杆30相对汽缸筒11(凸轮单元20)转动的止转机构发挥机能，因而，不需要第一实施例所示那样的止转机构(纵槽11a和止转销37)，由此相应地使气门挺杆30A及汽缸筒11的结构变简洁。

另外，在所述的第一实施例中，活塞型中心挺杆40在中心挺杆40上没有作用油压(高压)的最初，如图2所示那样，用压缩螺旋弹簧39的弹力保持在不与狭缝33对应的位置(低提升用侧凸轮24的驱动传递方式)上，油压(高压)作用于中心挺杆40上时，如图5所示，中心挺杆40移动到与狭缝33对应的位置，切换到高提升用侧凸轮22的驱动传递模式。在该第二实施例中，和第一实施例的切换相反，活塞型中心挺杆40A在中心挺杆40A上没有作用油压的最初，如图6所示那样，利用压缩螺旋弹簧39的弹力保持在与狭缝33对应的位置(高提升用侧凸轮22的驱动力传递位置)上，油压作用于中心挺杆40上时，如图7所示那样，移动到与狭缝33对应的位置，切换到低提升用侧凸轮24的驱动力传递模式。

即，附图标记38A是配置在孔35内的有底圆筒形的滑动销，在气门挺杆30A面临滑动销38A(孔35)的位置上，设在汽缸盖10上的油路11c开口。在通孔34的滑动销38A配置侧的相反侧，配置有外侧形成球面的盖44，同时，在盖44和活塞型中心挺杆40A上夹装有压缩螺旋弹簧39，中心挺杆40A与滑动销38A抵接，保持在与狭缝33对应的规定位置上。

具体来讲，通过油路11c油压(高压)作用于滑动销38A时，抵抗弹簧39A的弹力，中心挺杆40A沿通孔34滑动，如图7所示，变成不与狭缝33对应的位置时，高提升用中心凸轮22在狭缝33内空转，同时，低提升用侧凸轮24与侧挺杆32滑接，在气门杆15中，通过侧挺杆32(挺杆本体)传递低提升量。另一方面，使作用于滑动销38A的油压下降时，用弹簧39的弹力返回到不与狭缝33对应的初始位置，如图6所示，高提升用中心凸轮22与中心挺杆40A滑接，在气门杆15上通过中心挺杆40A及侧挺杆32(挺杆本体)传递高提升量。

此外，由于与所述的第一实施例相同，故通过赋予相同的附图标记而省略其重复的说明。

图8及图9表示本发明第三实施例的内燃机用直动型气门挺杆，图8是表示中心挺杆收纳在不与侧挺杆的狭缝对应的位置的状态的剖视图，图9是表示中心挺杆收纳在与侧挺杆的狭缝对应的位置的状态的剖视图。

该第三实施例是上述的第一实施例的改良，在第一实施例中，是通过滑动销38使压缩螺旋弹簧39的弹力作用于活塞型的中心挺杆40上的结构，而在该第三实施例中，是突出设置止转销37的有底圆筒形的插塞36可以沿设在通孔34的中央部的孔35滑动、相当于与该插塞36卡合的滑动销的弹簧承载部41向中心挺杆40B的中央部伸出形成、压缩螺旋弹簧39的弹力直接作用于中心挺杆40B的结构，这样构成气门挺杆30B的部件数量少。

另外，由于压缩螺旋弹簧39的弹力作用于中心挺杆40B的中央部，故中心挺杆40B的滑动顺畅。

此外，由于与上述的第一实施例相同，故通过赋予相同的附图标记而省略其重复的说明。

在上述的第一至第三实施例中，通孔34及中心挺杆40(40A、40B)构成为圆筒形，但也可以构成为方形。

另外，在上述的第一至第三实施例中，构成用弹簧的弹力及油压力使活塞滑动的结构，但也可以做成通过使油压力作用于活塞的前后而省略掉弹簧的使用的结构。

另外，在上述的第一至第三实施例中，对构成设在吸气口的吸气气门的气门传动机构的气门挺杆进行了说明，但对于构成设在排气口的排气气门的气门传动机构的气门挺杆也同样可以适用本发明。

Claims

1.一种内燃机用直动型气门挺杆，该直动型气门挺杆为圆筒形，夹装在构成内燃机气门传动机构的凸轮和气门杆之间，其中，所述凸轮通过将高提升凸轮和低提升凸轮一体化而构成，所述气门挺杆包括供所述低提升凸轮滑接的侧挺杆、供所述高提升凸轮滑接的中心挺杆、以及使所述中心挺杆动作用以将气门提升量切换成高低两级的油压机构，其特征在于：

在所述圆筒形的挺杆本体的顶部上设置沿凸轮滑动方向延伸的中心凸轮空转用的狭缝，构成在顶部具有低提升凸轮滑接面的侧挺杆，而且，在所述挺杆本体中设有沿与所述狭缝正交的方向延伸的孔，在该孔中配置利用油压进行滑动的活塞型中心挺杆。

2.如权利要求1所述的内燃机用直动型气门挺杆，其特征在于，所述孔由圆孔构成，所述中心挺杆构成为圆筒形。

3.如权利要求1或2所述的内燃机用直动型气门挺杆，其特征在于，所述高提升凸轮空转用狭缝的宽度与所述高提升凸轮的宽度(板厚)大致匹配。