JP2007032505A - Valve gear for internal combustion engine - Google Patents

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Kazuto Tomogane
和人 友金
Yosuke Mae
洋介 前
Yuzo Akasaka
裕三 赤坂
Tsuneyasu Nohara
常靖 野原
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce and avoid the one-sided contact of a rocking cam, by forming a predetermined chamfered portion only at an angle portion on a non-link connection side opposite to a link connection side, out of angle portions on both axial sides of each of cam lobes. <P>SOLUTION: This valve gear comprises the rocking cam 20 having a cylindrical journal portion 31 rotatably supported on the side of a cylinder head and a pair of cam lobes 32A, 32B for thrusting the valve lifter of an intake(exhaust) valve, and a link mechanism connected only to the cam lobe 32A on the link connection side FA. At the angle portion 35 on the non-link connection side FB out of the angle portions 35, 36 on both axial sides of each of the cam lobes 32A, 32B, a chamfered portion 35 is formed which is recessed greater than the angle portion 36 on the link connection side FA. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の動弁装置に関し、特に、吸気弁や排気弁(以下、吸排気弁と呼ぶ)のバルブリフト量及び作動角の双方を変更可能な揺動カムを備えたリフト作動角変更機構に好適な技術に関する。   The present invention relates to a valve operating apparatus for an internal combustion engine, and in particular, a lift operating angle provided with a swing cam capable of changing both a valve lift amount and an operating angle of an intake valve and an exhaust valve (hereinafter referred to as an intake / exhaust valve). The present invention relates to a technique suitable for a change mechanism.

内燃機関の動弁装置として、特許文献1には、吸排気弁のバルブリフト量及び作動角の双方を無段階・連続的に変更可能なリフト作動角変更機構が記載されている。この機構は、クランクシャフトにより回転駆動される駆動軸の回転に応じて揺動カムが揺動して吸排気弁を開閉するように、ロッカアームを含むリンク機構により駆動軸と揺動カムとを連係し、かつ、制御軸及び制御カムを介してロッカアームの揺動支点の位置を変化させることにより、吸排気弁のバルブリフト量及び作動角の双方を変更するようになっている。上記の揺動カムは、シリンダヘッド側に回転可能に支持される円筒状のジャーナル部の両側に一対のカムロブが一体に設けられ、これらのカムロブが各気筒の一対の吸気弁又は排気弁のバルブリフタを押圧するようになっている。
特開2001−164912号公報
As a valve operating device for an internal combustion engine, Patent Document 1 describes a lift operating angle changing mechanism capable of continuously and continuously changing both the valve lift amount and the operating angle of an intake / exhaust valve. This mechanism links the drive shaft and the swing cam by a link mechanism including a rocker arm so that the swing cam swings in response to the rotation of the drive shaft driven by the crankshaft to open and close the intake / exhaust valve. In addition, both the valve lift amount and the operating angle of the intake / exhaust valve are changed by changing the position of the rocking fulcrum of the rocker arm via the control shaft and the control cam. In the above-described swing cam, a pair of cam lobes are integrally provided on both sides of a cylindrical journal portion rotatably supported on the cylinder head side, and these cam lobes are valve lifters of a pair of intake valves or exhaust valves of each cylinder. Is to be pressed.
JP 2001-164912 A

上記の揺動カムは、軸方向でリンク接続側に位置する一方のカムロブにのみ、リンク機構のリンクが接続された、いわゆる片持ち支持の形態となっている。このため、機関実動時、特に高リフト時には、リンクからの入力等により揺動カムが軸線に対して傾斜する方向に倒れ込み、カムロブの軸方向両側の角部のうち、上記リンク接続側とは反対側の非リンク接続側の角部が局所的にバルブリフタの上面に強く接触するおそれがある。   The rocking cam is in a so-called cantilevered form in which the link of the link mechanism is connected only to one cam lobe located on the link connection side in the axial direction. For this reason, during actual engine operation, particularly during high lift, the rocking cam falls in a direction inclined with respect to the axis due to input from the link, etc., and the link connecting side of the corners on both sides in the axial direction of the cam lobe is There is a possibility that the corner portion on the non-link connection side on the opposite side locally contacts the upper surface of the valve lifter strongly.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、クランクシャフトにより回転駆動される駆動軸の回転に連動して揺動カムが揺動するように駆動軸と揺動カムとがリンク機構により連係され、上記揺動カムが、シリンダヘッド側に回転可能に支持される円筒状のジャーナル部と、吸排気弁のバルブリフタを押圧する一対のカムロブと、を有し、これら一対のカムロブのうち、軸方向でリンク接続側に位置する一方のカムロブにのみリンク機構が接続されている内燃機関の動弁装置において、各カムロブの軸方向両側の角部のうち、上記リンク接続側と反対側である非リンク接続側の角部に、リンク接続側の角部に比して、カムロブの外周に形成されるカム面に対して大きく窪んだ面取り部を形成したことを特徴としている。   The present invention has been made in view of such problems. That is, according to the present invention, the drive shaft and the swing cam are linked by a link mechanism so that the swing cam swings in conjunction with the rotation of the drive shaft that is rotationally driven by the crankshaft. A cylindrical journal portion rotatably supported on the cylinder head side and a pair of cam lobes that press the valve lifter of the intake / exhaust valve are located on the link connection side in the axial direction of the pair of cam lobes. In the valve operating apparatus of the internal combustion engine in which the link mechanism is connected only to one cam lobe, among the corners on both sides in the axial direction of each cam lobe, on the corner on the non-link connection side opposite to the link connection side, Compared to the corner portion on the link connection side, a chamfered portion that is greatly recessed with respect to the cam surface formed on the outer periphery of the cam lobe is formed.

本発明によれば、各カムロブの軸方向両側の角部のうち、リンク接続側と反対側である非リンク接続側の角部にのみ所定の面取り部を形成しているので、カム面の幅方向寸法を確保しつつ、非リンク接続側の角部の部分での局所的な片当たりを低減・解消し、カムロブ及びこれに接触するバルブリフタの信頼性・耐久性を向上することができる。   According to the present invention, the predetermined chamfered portion is formed only at the corner portion on the non-link connection side opposite to the link connection side among the corner portions on both sides in the axial direction of each cam lobe. While ensuring the directional dimension, it is possible to reduce / eliminate local contact at the corner portion on the non-link connection side, and to improve the reliability and durability of the cam lobe and the valve lifter contacting the cam lobe.

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1には、本発明の一実施例に係る内燃機関の動弁装置として、吸気弁12の作動角及びバルブリフト量(最大リフト量)の双方を連続的に変更可能なリフト作動角変更機構10を簡略的に示している。この機構10は特開2002−54466号公報等に記載されているように既に公知であるので、その概要のみを説明する。各気筒には一対の吸気弁12及び一対の排気弁(図示省略)が配設され、各吸気弁12の上部にはバルブリフタ19が配設されている。これらのバルブリフタ19の上方には、内部に潤滑油路が形成された中空状の駆動軸13が気筒列方向に延在している。この駆動軸13は、クランクシャフトから回転動力が伝達され、クランクシャフトに連動して回転駆動される。この駆動軸13の外周には、各気筒毎に揺動カム20が揺動可能に取り付けられている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a lift operating angle changing mechanism capable of continuously changing both the operating angle of an intake valve 12 and the valve lift amount (maximum lift amount) as a valve operating apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 10 is shown in a simplified manner. Since this mechanism 10 is already known as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-54466, etc., only its outline will be described. Each cylinder is provided with a pair of intake valves 12 and a pair of exhaust valves (not shown), and a valve lifter 19 is provided above each intake valve 12. Above these valve lifters 19, a hollow drive shaft 13 having a lubricating oil passage formed therein extends in the cylinder row direction. The drive shaft 13 receives rotational power from the crankshaft and is driven to rotate in conjunction with the crankshaft. On the outer periphery of the drive shaft 13, a swing cam 20 is swingably attached to each cylinder.

各揺動カム20には、各気筒の一対のバルブリフタ19の上面にそれぞれ当接する一対のカムロブ32A,32Bを有しており、この揺動カム20が揺動することにより、カムロブ32A,32B及びバルブリフタ19を介して吸気弁12が昇降すなわちリフトする。   Each rocking cam 20 has a pair of cam lobes 32A and 32B that respectively abut against the upper surfaces of the pair of valve lifters 19 of each cylinder. The intake valve 12 moves up and down, that is, lifts through the valve lifter 19.

リフト作動角変更機構10は、駆動軸13の外周に偏心して設けられ、この駆動軸13と一体的に回転する偏心カム15と、駆動軸13と略平行に気筒列方向へ延在する制御軸16と、この制御軸16の外周に偏心して設けられ、この制御軸16と一体的に回転する制御カム17と、この制御カム17の円筒面をなす外周面に揺動可能に外嵌するロッカアーム18と、ロッカアーム18の一端と偏心カム15とを連係するリング状リンク(第1リンク)25と、ロッカアーム18の他端と揺動カム20とを連係するロッド状リンク(第2リンク)26と、を有している。リング状リンク25は、一端が偏心カム15の円筒面をなす外周面に相対回転可能に外嵌し、他端が第1連結ピン21によりロッカアーム18の一端に相対回転可能に連結されている。ロッド状リンク26は、一端が第2連結ピン28を介してロッカアーム18の他端に相対回転可能に連結され、他端が第3連結ピン29により揺動カム20の一方のカムロブ32Aと相対回転可能に連結されている。偏心カム15の軸心は駆動軸13の軸心に対して所定量だけ偏心しており、制御カム17の軸心は制御軸16の軸心に対して所定量だけ偏心している。揺動カム20のジャーナル部31及び制御軸16は、軸受ブラケットを介してシリンダヘッドに回転可能に支持されている。制御軸16は、アクチュエータとしてのモータ51により回転駆動されるとともに所定の回転位置に保持される。この実施例では、モータ51の出力軸51aに設けられたウォーム52が、制御軸16の一端に同軸上に固定されたウォームホイール50に直接的に噛合する簡素な構造となっている。   The lift operating angle changing mechanism 10 is provided eccentrically on the outer periphery of the drive shaft 13, an eccentric cam 15 that rotates integrally with the drive shaft 13, and a control shaft that extends substantially parallel to the drive shaft 13 in the cylinder row direction. 16, a control cam 17 that is eccentrically provided on the outer periphery of the control shaft 16 and rotates integrally with the control shaft 16, and a rocker arm that is swingably fitted to the outer peripheral surface forming the cylindrical surface of the control cam 17. 18, a ring-shaped link (first link) 25 that links one end of the rocker arm 18 and the eccentric cam 15, and a rod-shaped link (second link) 26 that links the other end of the rocker arm 18 and the swing cam 20. ,have. One end of the ring-shaped link 25 is fitted on the outer peripheral surface forming the cylindrical surface of the eccentric cam 15 so as to be relatively rotatable, and the other end is connected to one end of the rocker arm 18 by the first connecting pin 21 so as to be relatively rotatable. One end of the rod-shaped link 26 is connected to the other end of the rocker arm 18 via the second connecting pin 28 so as to be relatively rotatable, and the other end is rotated relative to one cam lobe 32A of the swing cam 20 by the third connecting pin 29. Connected as possible. The shaft center of the eccentric cam 15 is eccentric by a predetermined amount with respect to the shaft center of the drive shaft 13, and the shaft center of the control cam 17 is eccentric by a predetermined amount with respect to the shaft center of the control shaft 16. The journal portion 31 and the control shaft 16 of the swing cam 20 are rotatably supported by the cylinder head via a bearing bracket. The control shaft 16 is rotationally driven by a motor 51 as an actuator and is held at a predetermined rotational position. In this embodiment, the worm 52 provided on the output shaft 51 a of the motor 51 has a simple structure in which it directly meshes with a worm wheel 50 that is coaxially fixed to one end of the control shaft 16.

このような構成により、クランクシャフトに連動して駆動軸13が回転すると、偏心カム15を介してリング状リンク25がほぼ並進移動するとともに、ロッカアーム18が制御カム17の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク26を介して揺動カム20が揺動して吸気弁12を昇降させる。また、制御軸16の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム18の揺動支点位置である制御カム17の軸心の位置が変化して揺動カム20の姿勢が変化する。これにより、駆動軸13に対する吸気弁12の作動角の中心位相(開閉時期の位相)が略一定のままで、吸気弁12の作動角(吸気弁の開閉期間)及びバルブリフト量が連続的に変化する。   With such a configuration, when the drive shaft 13 rotates in conjunction with the crankshaft, the ring-shaped link 25 moves substantially in translation through the eccentric cam 15 and the rocker arm 18 swings around the axis of the control cam 17. Then, the swing cam 20 swings through the rod-shaped link 26 to raise and lower the intake valve 12. Further, by changing the rotation angle of the control shaft 16, the position of the shaft center of the control cam 17, which is the swing fulcrum position of the rocker arm 18, changes, and the posture of the swing cam 20 changes. As a result, the operating angle of the intake valve 12 (opening / closing period of the intake valve) and the valve lift amount are continuously maintained while the central phase (opening / closing timing phase) of the operating angle of the intake valve 12 with respect to the drive shaft 13 remains substantially constant. Change.

このようなリフト作動角変更機構10は、偏心カム15の軸受部分や制御カム17の軸受部分の他、各ピンの軸受部分等が面接触となっているため、潤滑が行い易く、耐久性,信頼性に優れているとともに、作動角を変更させる際の抵抗も低く抑制される。また、吸気弁12を駆動する揺動カム20が駆動軸13と同軸上に配置されているため、例えば駆動用のカムを駆動軸13とは異なる別の支軸で支持するような構成に比して、制御精度に優れているとともに、装置自体がコンパクトなものとなり、車両搭載性が良い。更に、ロッド状リンク26がほぼ機関上下方向に沿うように配置されているため、機関側方(図1の左右方向)への張出量が抑制されている。しかも、駆動軸13から揺動カム20への伝達経路にばね等の付勢手段のない簡素なリンク機構となっているので損失が少なく信頼性・耐久性にも優れている。   In such a lift operating angle changing mechanism 10, since the bearing portion of the eccentric cam 15, the bearing portion of the control cam 17, and the bearing portion of each pin are in surface contact, it is easy to lubricate, durability, In addition to being excellent in reliability, resistance when changing the operating angle is also suppressed to a low level. Further, since the swing cam 20 that drives the intake valve 12 is arranged coaxially with the drive shaft 13, for example, the configuration is such that the drive cam is supported by another support shaft different from the drive shaft 13. And while being excellent in control precision, the apparatus itself becomes a compact thing and vehicle mounting property is good. Furthermore, since the rod-shaped link 26 is disposed so as to be substantially along the engine vertical direction, the amount of overhang to the engine side (left-right direction in FIG. 1) is suppressed. In addition, since it is a simple link mechanism without a biasing means such as a spring in the transmission path from the drive shaft 13 to the swing cam 20, there is little loss and excellent reliability and durability.

コントロールユニット54は、エンジン回転信号、エンジン負荷信号をはじめ、冷却水温信号、作動油の温度信号等が入力され、これらの検出信号に基づいて、モータ51へ制御信号を出力して、吸気弁12の作動角及びバルブリフト量を制御するとともに、各種エンジン制御処理を記憶及び実行する機能を有している。リフト作動角変更機構10によるリフト特性量(バルブリフト量及び作動角)に対応する制御軸16の角度は、例えばポテンショメータのような作動角センサ(制御軸センサ)53により検出される。   The control unit 54 receives an engine rotation signal, an engine load signal, a cooling water temperature signal, a hydraulic oil temperature signal, and the like, and outputs a control signal to the motor 51 based on these detection signals. In addition to controlling the operating angle and the valve lift amount, it has a function of storing and executing various engine control processes. The angle of the control shaft 16 corresponding to the lift characteristic amount (valve lift amount and operating angle) by the lift operating angle changing mechanism 10 is detected by an operating angle sensor (control axis sensor) 53 such as a potentiometer.

図2及び図3は揺動カム20を単体で示している。図1〜3を参照して、本実施例の要部をなす揺動カム20の構成・形状及びその作用効果について説明する。揺動カム20は、駆動軸13上に各気筒毎に揺動可能に取り付けられており、クランクシャフトにより回転駆動される駆動軸13の回転に連動して揺動するように、リンク機構を構成するリング状リンク25,ロッカアーム18及びロッド状リンク26を介して駆動軸13に連係されている。各揺動カム20は、カムブラケット22を用いてシリンダヘッド23へへ回転可能に支持される円筒状のジャーナル部31と、このジャーナル部31の軸方向両端部に一体的に設けられ、各気筒の一対の吸気弁のバルブリフタ19を押圧する一対の第1カムロブ32A及び第2カムロブ32Bと、により構成されている。各カムロブ32A,32Bは、ジャーナル部31と同軸上に配置される円筒状の基部33から径方向外方へ張り出していて、揺動カム20の揺動に応じて吸気弁12のバルブリフタ19をバルブスプリング反力に抗して押し下して吸気弁12を開閉作動させるようになっている。   2 and 3 show the swing cam 20 as a single unit. With reference to FIGS. 1-3, the structure and shape of the rocking cam 20 which makes the principal part of a present Example, and its effect are demonstrated. The swing cam 20 is mounted on the drive shaft 13 so as to be swingable for each cylinder, and constitutes a link mechanism so as to swing in conjunction with the rotation of the drive shaft 13 driven to rotate by the crankshaft. The ring-shaped link 25, the rocker arm 18, and the rod-shaped link 26 are linked to the drive shaft 13. Each swing cam 20 is provided integrally with a cylindrical journal portion 31 that is rotatably supported to the cylinder head 23 using a cam bracket 22 and both axial ends of the journal portion 31. The pair of first cam lobes 32A and the second cam lobes 32B press the valve lifter 19 of the pair of intake valves. Each cam lobe 32A, 32B protrudes radially outward from a cylindrical base portion 33 arranged coaxially with the journal portion 31, and the valve lifter 19 of the intake valve 12 is valved in response to the swing of the swing cam 20. The intake valve 12 is opened and closed by pushing down against the spring reaction force.

このように揺動カム20に一対のカムロブ32A,32Bを設けているために、各気筒の一対の吸気弁12に対して、揺動カム20,リング状リンク25,ロッド状リンク26及びロッカアーム18等のリンク部品をそれぞれ一つに共用化することができ、部品点数の低減化による軽量化・簡素化を図ることができる。このように揺動カム20に一対のカムロブ32A,32Bを設けている関係で、一対のカムロブ32A,32Bのうち、軸方向で所定のリンク接続側(図3の上側)FAに位置する一方の第1カムロブ32Aにのみリンク機構が接続されている。詳しくは、一対のカムロブ32A,32Bのうちで第1カムロブ32Aにのみピン孔30が形成されており、このピン孔30を挿通する第3連結ピン29によって、リンク機構の一部を構成するロッド状リンク26と揺動カム20とが相対回転可能に連結されている。   Since the swing cam 20 is provided with the pair of cam lobes 32A and 32B, the swing cam 20, the ring-shaped link 25, the rod-shaped link 26, and the rocker arm 18 with respect to the pair of intake valves 12 of each cylinder. The link parts such as can be shared with each other, and the weight reduction and simplification can be achieved by reducing the number of parts. Since the swing cam 20 is provided with the pair of cam lobes 32A and 32B, one of the pair of cam lobes 32A and 32B is positioned on the predetermined link connection side (upper side in FIG. 3) FA in the axial direction. A link mechanism is connected only to the first cam lobe 32A. Specifically, the pin hole 30 is formed only in the first cam lobe 32A of the pair of cam lobes 32A and 32B, and the third connecting pin 29 inserted through the pin hole 30 constitutes a part of the link mechanism. The link 26 and the swing cam 20 are connected so as to be relatively rotatable.

このように、揺動カム20の一方のカムロブ32Aにのみリンク機構を連結した、いわゆる片持ち支持の構造となっていると、機関実動時には、リンク機構側から作用する荷重等に起因して、図3に示すように、揺動カム20の軸線20Aに対して傾く所定の傾斜方向M1、詳しくは、ピン孔30が軸線20Aに近づく方向(図3の時計回り方向)M1の荷重・モーメントが作用する。このため、揺動カム20が上記の傾斜方向M1に倒れ込み、各カムロブ32A,32Bの軸方向両側の角部35,36のうち、上記リンク接続側FAと反対側である非リンク接続側FB(図3の下側)の部分でバルブリフタ19と局所的に強く接触する、いわゆる片当たりを招き、揺動カム20の信頼性・耐久性の確保が困難であるという、特有の課題を生じてしまう。上述した揺動カム20の倒れ込みを軽減するために、駆動軸13の外周と揺動カム20の内周との隙間や、揺動カム20のジャーナル部31の内周とカムブラケット22やシリンダヘッド23の軸受部分との隙間を過度に小さくすると、この部分での摺動抵抗やフリクションが増大してしまう。   As described above, when the link mechanism is connected only to one cam lobe 32A of the swing cam 20, a so-called cantilevered support structure is caused by a load acting from the link mechanism side during actual operation of the engine. 3, the load / moment of the predetermined inclination direction M1 inclined with respect to the axis 20A of the swing cam 20, more specifically, the direction in which the pin hole 30 approaches the axis 20A (clockwise direction in FIG. 3) M1. Act. For this reason, the swing cam 20 falls in the inclination direction M1, and the non-link connection side FB (on the opposite side of the link connection side FA among the corners 35, 36 on both axial sides of the cam lobes 32A, 32B) The lower part of FIG. 3 locally contacts the valve lifter 19 so as to cause a so-called one-side contact, which causes a specific problem that it is difficult to ensure the reliability and durability of the swing cam 20. . In order to reduce the above-described tilting of the swing cam 20, the gap between the outer periphery of the drive shaft 13 and the inner periphery of the swing cam 20, the inner periphery of the journal portion 31 of the swing cam 20, the cam bracket 22 and the cylinder head. If the gap between the bearing portion 23 and the bearing portion 23 is excessively reduced, the sliding resistance and friction at this portion will increase.

そこで本実施例では、各カムロブ32A,32Bの軸方向両側の角部35,36のうち、上記リンク接続側FAと反対側である非リンク接続側FB(図3の下側)の角部35に、リンク接続側FAの角部36に比して、カムロブ32A,32Bの外周に形成されるカム面34に対して大きく窪んだ面取り部(35)を形成している。このように面取り部35を形成することによって、上述したような片持ち支持形状の揺動カム20に特有の課題である、傾斜方向M1への揺動カム20の倒れ込みが生じたとしても、カムロブ32A,32Bの非リンク接続側FB(図3の下側)の角部に面取り部35を形成していることから、この部分でバルブリフタ19の上面に局所的に強く接触する、いわゆる片当たりを生じることを有効に低減・回避することができる。この結果、揺動カム20及びバルブリフタ19の信頼性・耐久性を向上することができる。   Therefore, in the present embodiment, among the corner portions 35 and 36 on both axial sides of the cam lobes 32A and 32B, the corner portion 35 on the non-link connection side FB (the lower side in FIG. 3) opposite to the link connection side FA. Further, a chamfered portion (35) that is greatly recessed with respect to the cam surface 34 formed on the outer periphery of the cam lobes 32A and 32B is formed as compared with the corner portion 36 of the link connection side FA. By forming the chamfered portion 35 in this way, even if the swing cam 20 falls in the inclined direction M1, which is a problem specific to the swing cam 20 having the cantilever support shape as described above, Since the chamfered portion 35 is formed at the corner portion of the non-link connection side FB (lower side in FIG. 3) of 32A and 32B, the so-called one-side contact that locally and strongly contacts the upper surface of the valve lifter 19 at this portion. It is possible to effectively reduce or avoid the occurrence. As a result, the reliability and durability of the swing cam 20 and the valve lifter 19 can be improved.

また、カム面24の幅方向寸法を十分に確保するように、リンク接続側FAの角部36には、カム面34に対して窪んだ面取り部が設けられておらず、あるいは、上記の面取り部35に比してカム面34に対する窪み量が十分に小さい面取り部が形成される。   Further, in order to ensure a sufficient dimension in the width direction of the cam surface 24, the corner portion 36 of the link connection side FA is not provided with a chamfered portion that is recessed with respect to the cam surface 34, or the above-mentioned chamfering A chamfered portion in which the amount of depression with respect to the cam surface 34 is sufficiently smaller than that of the portion 35 is formed.

面取り部35は、例えば図4に示すような所定のテーパ形状の先端部38を有する加工用刃物37を用いて、断面略三角形状に切削加工される。この面取り部35は、周方向で高リフト区間に対応する先端側の一部の区間39にのみ設けられている。言い換えると、カムランプ区間には面取り部を設けていない。このように、片当たりが特に問題となる高面圧部位にのみ面取り部35を設けることにより、不要な切削加工を省略することができる。なお、面取り部35を鋳造時に形成するようにしても良く、この場合、上記の切削加工を省略することができる。   For example, the chamfered portion 35 is cut into a substantially triangular cross-section by using a cutting blade 37 having a predetermined tapered tip portion 38 as shown in FIG. The chamfered portion 35 is provided only in a partial section 39 on the distal end side corresponding to the high lift section in the circumferential direction. In other words, no chamfered portion is provided in the cam ramp section. Thus, unnecessary cutting can be omitted by providing the chamfered portion 35 only at the high surface pressure portion where the one-piece contact is particularly problematic. Note that the chamfered portion 35 may be formed at the time of casting. In this case, the above-described cutting process can be omitted.

カムロブ32A,32Bの中で、面取り部35が形成される高リフト側の区間39では、バルブリフタ19に接触するカム面34が、面取り部35を除く幅方向範囲となる。そこで本実施例では、各カムロブ32A,32Bを、バルブリフタ19の中心に対して非リンク接続側FBにオフセットしている。つまり、カムロブ32A,32Bの中心線40を、バルブリフタ19の中心を通って上記中心線40に平行なリフタ中心線41に対して、非リンク接続側FBに所定量αだけオフセットしている。これにより、両中心線40,41を同じ軸方向位置に配置する場合に比して、最大リフト時にバルブリフタ19に接触するカム面34の範囲、つまり面取り部35を除く範囲を、バルブリフタ19の中心に近づけることができるので、カムトラベル範囲を拡大することができ、ひいてはバルブリフト量を大きく設定することができる。   Among the cam lobes 32A and 32B, in the section 39 on the high lift side where the chamfered portion 35 is formed, the cam surface 34 that contacts the valve lifter 19 is in the width direction range excluding the chamfered portion 35. Therefore, in this embodiment, the cam lobes 32A and 32B are offset to the non-link connection side FB with respect to the center of the valve lifter 19. That is, the center lines 40 of the cam lobes 32A and 32B are offset from the lifter center line 41 passing through the center of the valve lifter 19 and parallel to the center line 40 by a predetermined amount α to the non-link connection side FB. Thereby, compared with the case where both center lines 40 and 41 are arranged at the same axial position, the range of the cam surface 34 that contacts the valve lifter 19 at the time of maximum lift, that is, the range excluding the chamfered portion 35, is the center of the valve lifter 19. Since the cam travel range can be expanded, the valve lift amount can be set large.

また、カムロブ32A,32Bの中で、実質的にバルブリフタ19と接触することのないベースサークル区間には、軽量化のために、その両側に切削部42が切削加工等により形成されている。   Further, in the base portions of the cam lobes 32A and 32B that do not substantially come into contact with the valve lifter 19, cutting portions 42 are formed on both sides thereof by cutting or the like for lightening.

揺動カム20は、典型的には、上記実施例のように駆動軸13の外周に揺動可能に嵌合されている。この場合、相対回転する駆動軸13の外周と揺動カム20の内周との間に過度なフリクションが作用することのないようにクリアランスを確保する必要があるので、揺動カム20の倒れ込みを招き易いことから、上述したように面取り部35を設けることが極めて有用である。   The swing cam 20 is typically fitted to the outer periphery of the drive shaft 13 so as to be swingable as in the above embodiment. In this case, since it is necessary to secure a clearance so that excessive friction does not act between the outer periphery of the drive shaft 13 and the inner periphery of the swing cam 20, the swing cam 20 is allowed to fall. Since it is easy to invite, it is very useful to provide the chamfered portion 35 as described above.

揺動カム20は、好ましくは上記実施例のように、吸気弁12(又は排気弁)のバルブリフト量及び作動角の双方を連続的に変更可能なリフト作動角変更機構10に適用される。このリフト作動角変更機構10は、駆動軸13に偏心して設けられた円形の駆動カム15と、制御軸16と、この制御軸16に偏心して設けられた円形の制御カム17と、吸(排)気弁12のバルブリフト量及び作動角を変更するように制御軸16の回転角度を変更するアクチュエータ(モータ)51と、を有している。また、上記のリンク機構が、制御カム16の円形の外周に揺動可能に取り付けられるロッカアーム18と、上記偏心カム15とロッカアーム18の一端とを連係する第1リンク(リング状リンク)25と、ロッカアーム18の他端と揺動カム20の一方のカムロブ32Aとを連係する第2リンク(ロッド状リンク)26と、を有している。   The swing cam 20 is preferably applied to the lift operating angle changing mechanism 10 that can continuously change both the valve lift amount and the operating angle of the intake valve 12 (or the exhaust valve) as in the above embodiment. The lift operating angle changing mechanism 10 includes a circular drive cam 15 provided eccentrically on the drive shaft 13, a control shaft 16, a circular control cam 17 provided eccentrically on the control shaft 16, and suction (discharge). And an actuator (motor) 51 that changes the rotation angle of the control shaft 16 so as to change the valve lift amount and the operating angle of the air valve 12. The link mechanism includes a rocker arm 18 that is swingably attached to the circular outer periphery of the control cam 16, a first link (ring-shaped link) 25 that links the eccentric cam 15 and one end of the rocker arm 18. A second link (rod-shaped link) 26 that links the other end of the rocker arm 18 and one cam lobe 32 </ b> A of the swing cam 20 is provided.

以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例では本発明に係る動弁装置を吸気弁側に適用しているが、排気弁側に同様に適用することもできる。   As described above, the present invention has been described based on the specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention. . For example, in the above embodiment, the valve gear according to the present invention is applied to the intake valve side, but it can also be applied to the exhaust valve side.

本発明の動弁装置の一例であるリフト作動角変更機構を簡略的に示す斜視図。The perspective view which shows simply the lift operating angle change mechanism which is an example of the valve gear of this invention. 上記リフト作動角変更機構の揺動カムを示す断面図。Sectional drawing which shows the rocking | fluctuation cam of the said lift operating angle change mechanism. 同じく上記揺動カムを示す平面対応図。The plane corresponding | compatible figure which similarly shows the said rocking cam. 上記揺動カムの面取り部及びその切削加工用の刃物を示す説明図。Explanatory drawing which shows the chamfering part of the said rocking cam, and the cutting tool for the cutting process.

符号の説明Explanation of symbols

10…リフト作動角変更機構(動弁装置)
12…吸気弁
13…駆動軸
15…偏心カム
16…制御軸
17…制御カム
18…ロッカアーム
20…揺動カム
25…リンク状リンク(第1リンク)
26…ロッド状リンク(第2リンク)
31…ジャーナル部
32A,32B…カムロブ
34…カム面
35…面取り部(角部)
36…角部
10 ... Lift operating angle changing mechanism (valve operated device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Intake valve 13 ... Drive shaft 15 ... Eccentric cam 16 ... Control shaft 17 ... Control cam 18 ... Rocker arm 20 ... Swing cam 25 ... Link-like link (1st link)
26 ... Rod-shaped link (second link)
31 ... Journal part 32A, 32B ... Cam lobe 34 ... Cam surface 35 ... Chamfered part (corner part)
36 ... Corner

Claims (5)

クランクシャフトにより回転駆動される駆動軸の回転に連動して揺動カムが揺動するように駆動軸と揺動カムとがリンク機構により連係され、
上記揺動カムが、シリンダヘッド側に回転可能に支持される円筒状のジャーナル部と、吸排気弁のバルブリフタを押圧する一対のカムロブと、を有し、これら一対のカムロブのうち、軸方向でリンク接続側に位置する一方のカムロブにのみリンク機構が接続されている内燃機関の動弁装置において、
各カムロブの軸方向両側の角部のうち、上記リンク接続側と反対側である非リンク接続側の角部に、リンク接続側の角部に比して、カムロブの外周に形成されるカム面に対して大きく窪んだ面取り部を形成したことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
The drive shaft and the swing cam are linked by a link mechanism so that the swing cam swings in conjunction with the rotation of the drive shaft driven to rotate by the crankshaft.
The swing cam has a cylindrical journal portion rotatably supported on the cylinder head side, and a pair of cam lobes that press the valve lifter of the intake / exhaust valve. Of these pair of cam lobes, In the valve operating apparatus for an internal combustion engine in which the link mechanism is connected only to one cam lobe located on the link connection side,
The cam surface formed on the outer periphery of the cam lobe at the corner on the non-link connection side opposite to the link connection side of the corners on both sides in the axial direction of each cam lobe compared to the corner on the link connection side A valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized in that a chamfered portion that is greatly recessed is formed.
上記面取り部は、周方向で高リフト区間に対応する部位にのみ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の動弁装置。   2. The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the chamfered portion is provided only at a portion corresponding to the high lift section in the circumferential direction. 各カムロブは、バルブリフタの中心に対して非リンク接続側にオフセットしていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の動弁装置。   3. The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein each cam lobe is offset to the non-link connection side with respect to the center of the valve lifter. 上記揺動カムが駆動軸の外周に揺動可能に嵌合されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の動弁装置。   The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the swing cam is swingably fitted to the outer periphery of the drive shaft. 上記駆動軸に偏心して設けられた円形の駆動カムと、制御軸と、この制御軸に偏心して設けられた円形の制御カムと、吸排気弁のバルブリフト量及び作動角を変更するように上記制御軸の回転角度を変更するアクチュエータと、を有し、
上記リンク機構が、制御カムの円形の外周に揺動可能に取り付けられるロッカアームと、上記偏心カムとロッカアームの一端とを連係する第1リンクと、ロッカアームの他端と揺動カムの一方のカムロブとを連係する第2リンクと、を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の動弁装置。
A circular drive cam provided eccentric to the drive shaft, a control shaft, a circular control cam provided eccentric to the control shaft, and the valve lift amount and operating angle of the intake / exhaust valve are changed. An actuator for changing the rotation angle of the control shaft,
A rocker arm that is swingably attached to the circular outer periphery of the control cam; a first link that links the eccentric cam and one end of the rocker arm; the other end of the rocker arm; and one cam lobe of the rocking cam; 5. The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a second link that links the two.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009047049A (en) * 2007-08-17 2009-03-05 Hitachi Ltd Dynamic valve gear for internal combustion engine and cam member used in the same
US9816406B2 (en) 2015-06-12 2017-11-14 Hyundai Motor Company Multiple variable valve lift apparatus

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