JP2008202513A - Variable valve mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気バルブまたは排気バルブの位相を可変する可変式動弁機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism that varies the phase of an intake valve or an exhaust valve.
自動車に搭載されるエンジンの可変式動弁機構の多くは、エンジンの排出ガス対策などの観点から、エンジンの運転状態に対応したカムを複数備え、エンジンの運転状態に合わせてこれらカムを切り替える構造が採用されている。例えば、低速用のカムと高速用のカムとが設けられており、これらのうちエンジンの運転状態に応じた適切なものが用いられるようになっている。 Many variable valve mechanisms for engines mounted on automobiles are equipped with multiple cams that correspond to the engine operating conditions from the viewpoint of engine exhaust gas countermeasures, etc., and these cams are switched according to the engine operating conditions. Is adopted. For example, a low-speed cam and a high-speed cam are provided, and an appropriate one according to the operating state of the engine is used.
この種の可変式動弁機構は、例えば、エンジンの回転数が高い高速運転の場合に用いられる高速用のカムによって駆動される高速用ロッカアームと、エンジンの回転数が低い低速運転の場合に用いられる低速用カムによって駆動される低速用ロッカアームとを備えている。 This type of variable valve mechanism is used, for example, in a high-speed rocker arm driven by a high-speed cam used in high-speed operation with a high engine speed and in a low-speed operation with a low engine speed. And a low-speed rocker arm driven by a low-speed cam.
低速用ロッカアームは、吸気バルブもしくは排気バルブを駆動している。高速用のロッカアームは、吸気バルブもしくは排気バルブを直接駆動することはなく、低速用ロッカアームを駆動することによって、吸気バルブを間接的に駆動している。 The low-speed rocker arm drives an intake valve or an exhaust valve. The high speed rocker arm does not directly drive the intake valve or the exhaust valve, but indirectly drives the intake valve by driving the low speed rocker arm.
具体的には、高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとの間には、互いに接触するとともに当該接触を解除可能な伝達機構が設けられている。 Specifically, a transmission mechanism is provided between the high-speed rocker arm and the low-speed rocker arm that can contact each other and release the contact.
この機構の一例として、低速用ロッカアームに高速用のカムに向かって一部が開口するシリンダ状のハウジングが設けられており、このハウジング内に、当該ハウジング内を移動するピストンが収容されている。そして、高速用ロッカアームには、開口に向かって突出する突部が形成されている。 As an example of this mechanism, a low-speed rocker arm is provided with a cylindrical housing that is partially opened toward a high-speed cam, and a piston that moves in the housing is accommodated in the housing. The high-speed rocker arm is formed with a protrusion that protrudes toward the opening.
エンジンが低速運転であるときには、ピストンが開口から外れる位置に配置される。このことによって、高速用カムによって駆動されるロッカアームが駆動しても、突部は、開口を通してシリンダ内と外とを行き来するだけとなる。それゆえ、高速用カムによって駆動される高速用ロッカアームの変位が低速用ロッカアームに伝達されることがない。この結果、吸気バルブもしくは排気バルブは、エンジンの低速運転に適した開閉タイミングとバルブリフト量で駆動される。 When the engine is operating at a low speed, the piston is disposed at a position that is out of the opening. As a result, even if the rocker arm driven by the high-speed cam is driven, the protrusion only moves back and forth between the inside and the outside of the cylinder through the opening. Therefore, the displacement of the high-speed rocker arm driven by the high-speed cam is not transmitted to the low-speed rocker arm. As a result, the intake valve or the exhaust valve is driven with an opening / closing timing and a valve lift amount suitable for low-speed operation of the engine.
エンジンが高速運転状態にあるときには、ピストンが開口を覆う位置に配置される。このことによって、高速用ロッカアームの突部が開口を通してピストンに当接する。このことによって、低速用ロッカアームが高速用ロッカアームによって駆動される。つまり、吸気バルブもしくは排気バルブが、高速用ロッカアームによって間接的に駆動されることによって、エンジンの高速運転に適した開閉タイミングとバルブリフト量で駆動される。 When the engine is in a high speed operation state, the piston is disposed at a position covering the opening. As a result, the protrusion of the high-speed rocker arm comes into contact with the piston through the opening. As a result, the low-speed rocker arm is driven by the high-speed rocker arm. That is, the intake valve or the exhaust valve is indirectly driven by the high-speed rocker arm, so that the intake valve or the exhaust valve is driven at an opening / closing timing and a valve lift amount suitable for high-speed operation of the engine.
この種の可変式動弁機構では、エンジンが低速運転状態にあるときであっても、高速用カムによって高速用ロッカアームは駆動している。このとき、高速用ロッカアームは、低速用ロッカアームに接触しないので、その姿勢が不安定になる。つまり、高速用ロッカアームが、ロッカシャフト周りに回動自由な状態となっており、それゆえ、高速用ロッカアームが高速用カムに接触する際の打撃音や高速用ロッカアームのがたつきが発生するなどの不具合が生じる。 In this type of variable valve mechanism, the high-speed rocker arm is driven by the high-speed cam even when the engine is in a low-speed operation state. At this time, since the high-speed rocker arm does not contact the low-speed rocker arm, its posture becomes unstable. In other words, the high-speed rocker arm is free to rotate around the rocker shaft. Therefore, a hitting sound when the high-speed rocker arm comes into contact with the high-speed cam or rattling of the high-speed rocker arm occurs. The problem occurs.
この対策として、シリンダヘッドには、高速用ロッカアームを高速用カムに向かって付勢する付勢機構が設けられている。付勢機構によって、高速用ロッカアームが高速用カムから離れることがなく、それゆえ、打撃音や高速用ロッカアームのがたつきが発生することが抑制される(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、特許文献1では、付勢機構はシリンダヘッドに設けられている。それゆえ、可変式動弁機構を構成する各要素をシリンダヘッドに組み付けた後に、付勢機構と高速用ロッカアームとを調整することになる。
However, in
付勢機構が取り付けられる部材はシリンダヘッドであり、高速用ロッカアームが取り付けられる部材はロッカシャフトである。このように、それぞれが取り付けられる部材が異なるので、組み付け誤差などによって、付勢機構と高速用ロッカアームとの位置合わせなどの調整が難しくなることが考えられる。 The member to which the urging mechanism is attached is a cylinder head, and the member to which the high speed rocker arm is attached is a rocker shaft. Thus, since the members to which each is attached are different, it may be difficult to adjust the alignment between the urging mechanism and the high-speed rocker arm due to an assembly error or the like.
したがって、本発明の目的は、付勢機構の調整を効率よく行える可変式動弁機構を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable valve mechanism that can efficiently adjust the urging mechanism.
本発明の可変式動弁機構は、カムシャフトと、第1のカムと、ロッカシャフトと、第1のロッカアームと、第2のロッカアームと、伝達機構と、付勢機構とを備える。前記カムシャフトは、回転自在に設けられる。前記第1のカムは、前記カムシャフトに設けられる。前記第1のロッカアームは、前記ロッカシャフトに設けられるとともに前記ロッカシャフトの軸心線回りに揺動自在である。前記第1のロッカアームは、前記第1のカムによって駆動される。前記第2のロッカアームは、前記ロッカシャフトに設けられるとともに前記ロッカシャフトの軸心線回りに揺動自在である。前記第2のロッカアームは、バルブに接続される。前記伝達機構は、前記第1のロッカアームと前記第2のロッカアームを選択的に当接させることにより前記第1のカムの変位を前記バルブに伝達させる。前記付勢機構は、前記ロッカシャフトに設けられて前記第1のロッカアームを前記第1のカムに向かって付勢する。 The variable valve mechanism of the present invention includes a camshaft, a first cam, a rocker shaft, a first rocker arm, a second rocker arm, a transmission mechanism, and an urging mechanism. The camshaft is rotatably provided. The first cam is provided on the camshaft. The first rocker arm is provided on the rocker shaft and is swingable about an axis of the rocker shaft. The first rocker arm is driven by the first cam. The second rocker arm is provided on the rocker shaft and is swingable about the axis of the rocker shaft. The second rocker arm is connected to a valve. The transmission mechanism transmits the displacement of the first cam to the valve by selectively abutting the first rocker arm and the second rocker arm. The urging mechanism is provided on the rocker shaft and urges the first rocker arm toward the first cam.
この構造では、付勢機構と第1のロッカアームとは、ロッカシャフトに一体に組み付けられる。それゆえ、例えば、付勢機構と第1のロッカアームとをロッカシャフトに組み付けて構成されるユニットを内燃機関に搭載する、といったことができる。この結果、付勢機構と第1のロッカアームとのお互いに位置合わせなどの調整は、上記のユニットだけで行うことができる。 In this structure, the biasing mechanism and the first rocker arm are integrally assembled to the rocker shaft. Therefore, for example, a unit configured by assembling the urging mechanism and the first rocker arm to the rocker shaft can be mounted on the internal combustion engine. As a result, adjustment such as alignment between the biasing mechanism and the first rocker arm can be performed only by the above-described unit.
本発明の好ましい形態では、第2のロッカアームは、第1のカムと異なるカムプロファイルの第2のカムによって駆動される。この構造では、バルブは異なるカムプロファイルで駆動することができる。 In a preferred form of the invention, the second rocker arm is driven by a second cam having a different cam profile than the first cam. In this configuration, the valve can be driven with different cam profiles.
本発明の好ましい形態では、前記付勢機構は、板ばね部材である。この構造では、付勢機構を簡素に、かつ、コンパクトにすることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the biasing mechanism is a leaf spring member. With this structure, the urging mechanism can be made simple and compact.
本発明の好ましい形態では、第1のロッカアームの両側に第2のロッカアームが設けられる。この構造では、2つのバルブを同時に駆動することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, second rocker arms are provided on both sides of the first rocker arm. In this structure, two valves can be driven simultaneously.
本発明の好ましい形態では、伝達機構は、シリンダとピストンからなる当接機構と、ピストンと選択的に当接する伝達部である。この構造では、第1のカムによる変位の伝達/非伝達を確実に切り換えることができる。さらに、第1のロッカアームに伝達部を設けた場合、第1のロッカアームの重量増加を抑えることができ、付勢機構の付勢力の調整や耐久性に有利である。 In a preferred embodiment of the present invention, the transmission mechanism is a contact mechanism including a cylinder and a piston, and a transmission unit that selectively contacts the piston. With this structure, transmission / non-transmission of displacement by the first cam can be switched reliably. Furthermore, when the transmission portion is provided in the first rocker arm, an increase in the weight of the first rocker arm can be suppressed, which is advantageous in adjusting the urging force and durability of the urging mechanism.
本発明によれば、付勢機構の調整を効率よく行うことができる。 According to the present invention, the biasing mechanism can be adjusted efficiently.
本発明の第1の実施形態に係る可変式動弁機構を、図1〜8を用いて説明する。図1は、可変式動弁機構10を備えるエンジン20を示している。エンジン20は、例えば4気筒が直列に並ぶレシプロ式であって、かつ、DOHC(DOUBLE OVERHEAD CAMSHAFT)式である。図1に示すように、エンジン20は、シリンダヘッド21と図示しないシリンダブロックとなどを備えている。図1は、シリンダヘッド21を上方から示す斜視図である。
A variable valve mechanism according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an engine 20 including a
可変式動弁機構10は、シリンダヘッド21の取り付け面22(図中では、上方に位置している面)に固定されている。可変式動弁機構10は、排気系30と吸気系40とを備えている。エンジン20は、一気筒あたり例えば一対の吸気ポートと一対の排気ポートとが設けられており、一対の吸気バルブと一対の排気バルブとが設けられている。
The
排気系30は、排気系用カムシャフト31と、一気筒あたり一対の排気系用カム32と、排気系用ロッカシャフト(図示せず)と、一気筒あたり一対の排気系用ロッカアーム33と、などを備えている。
The
排気系用カムシャフト31は、シリンダヘッド21の取り付け面22に、複数の排気系用支持部34によって支持されている。排気系用支持部34は、被固定部材35と覆い部材36とを備えている。被固定部材35は、シリンダヘッド21の取り付け面22に固定されている。覆い部材36は、被固定部材35を挟んで取り付け面22と反対側から被固定部材35に取り付けられる。
The exhaust system camshaft 31 is supported on the
排気系用カムシャフト31は、被固定部材35と覆い部材36との間に、回転自在に支持されている。排気系用カムシャフト31の一端部には、図示されていないがカムプーリが設けられている。このカムプーリには、クランクシャフトの回転がタイミングベルトを介して伝えられる。
The
排気系用カム32は、排気系用カムシャフト31に、一気筒あたり一対設けられている。排気系用ロッカシャフトは、排気系用カムシャフト31と平行に延びており、例えばシリンダヘッド21に固定されている。なお、排気系用ロッカシャフトは、例えば排気系用カムシャフト31の図中奥側に配置されており、それゆえ、図示されていない。
A pair of
排気系用ロッカアーム33は、排気系用ロッカシャフトに揺動自在に支持されている。排気系用ロッカアーム33は、図示しない排気バルブを駆動する。排気系用ロッカアーム33は、例えば排気系用カムシャフト31よりもシリンダヘッド21の取り付け面22側に配置されている。排気系用ロッカアーム33には、排気系用カム32に当接するローラ部材が設けられており、当該ローラ部材は、取り付け面22側から排気系用カム32に当接している。ローラ部材が排気系用カムに当接することによって、排気系用カムの変位が排気系用ロッカアーム33に伝達されるので、排気系用ロッカアーム33が揺動する。
The exhaust
吸気系40は、吸気系用カムシャフト41と、第2の吸気系用カム42と、第1の吸気系用カム43と、吸気系用ロッカシャフト44と、第1の吸気系用ロッカアーム45と、第2の吸気系用ロッカアーム46と、伝達機構80と、板ばね部材70となどを備えている。
The
図2は、吸気系40の一部を分解して示す斜視図である。図2では、吸気系40において一気筒に対応する部分を分解して示している。図1に示すように、吸気系用カムシャフト41は、排気系用カムシャフト31と平行に延びている。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the
吸気系用カムシャフト41は、複数の吸気系用支持部47によって、シリンダヘッド21の取り付け面22に固定されている。吸気系用カムシャフト41は、本発明で言うカムシャフトである。吸気系用支持部47は、被固定部材48と、覆い部材49とを備えている。
The
被固定部材48は、取り付け面22に固定されている。覆い部材49は、被固定部材48に取り付け面22の反対側から取り付けられている。吸気系用カムシャフト41は、被固定部材48と覆い部材49との間に回動自在に支持されている。吸気系用カムシャフト41の一端部には、図示しないカムプーリが設けられている。カムプーリには、クランクシャフトの回転が図示しないタイミングベルトを介して伝えられる。
The fixed
吸気系用カムシャフト41には、一気筒あたり一対の第2の吸気系用カム42と1つの第1の吸気系用カム43とが設けられている。第2の吸気系用カム42は、エンジン20の回転数が低回転である低速運転状態にあるときに用いられるカムであって、エンジン20の低速運転に適した開閉タイミングとバルブリフト量で吸気バルブ23を駆動できるカムプロファイルを有する。第2の吸気系用カム42は、本発明で言う第2のカムである。吸気バルブ23は、本発明で言うバルブの一例である。
The
第1の吸気系用カム43は、エンジン20が高速運転状態にあるときに用いられるカムであって、エンジン20の高速運転に適した開閉タイミングとバルブリフト量で吸気バルブ23を駆動できるカムプロファイルを有する。第1の吸気系用カム43は、本発明で言う第2のカムである。
The first
第1の吸気系用カム43のリフト量は、第2の吸気系用カム42のリフト量よりも大きい。第2の吸気系用カム42は、第1の吸気系用カム43の両側にひとつずつ配置されている。
The lift amount of the first
吸気系用ロッカシャフト44は、吸気系用カムシャフト41と平行に延びている。吸気系用ロッカシャフト44は、吸気系用カムシャフト41を挟んで排気系用カムシャフト31と反対側に配置されている。吸気系用ロッカシャフト44は、たとえばシリンダヘッド21にボルト24で固定されている。吸気系用ロッカシャフト44は、本発明で言うロッカシャフトの一例である。
The intake
図2に示すように、第2の吸気系用ロッカアーム46は、第1の吸気系用ロッカアームの45の両側に1つずつ配置されており、吸気系用ロッカシャフト44に揺動自在に支持されている。言い換えると、吸気系用ロッカシャフト44の軸方向に沿って第1の吸気系用ロッカアーム45の左右両側に、第2の吸気系用ロッカアーム46が配置されている。
As shown in FIG. 2, the second intake
第2の吸気系用ロッカアーム46は、第2の吸気系用カム42によって駆動されて吸気バルブ23を駆動する。第2の吸気系用ロッカアーム46は、吸気系用カムシャフト41よりもシリンダヘッド21の取り付け面22側に配置されている。第2の吸気系用ロッカアーム46は、本発明で言う第2のロッカアームである。
The second intake
第2の吸気系用ロッカアーム46は、第2の本体60と、第2のローラ部材61とを備えている。第2の本体60は、例えば内側に空間Bを有する枠型である。第2の本体60の一端部63には、第2の挿通孔63aが形成されており、当該第2の挿通孔63aに吸気系用ロッカシャフト44が揺動自在に挿通されている。
The second intake
第2の本体60の他端部(一端部63の反対側)には、アジャストスクリュ部200が設けられている。アジャストスクリュ部200は、吸気バルブ23に当接されている。言い換えると、第2の吸気系用ロッカアーム46は、吸気バルブ23に接続されている。
An
第2のローラ部材61は、第2の本体60内に第2の軸部材62によって回転自在に支持されている。第2のローラ部材61は、吸気系用カムシャフト41よりも取り付け面22側に配置されており、第2の吸気系用カム42に取り付け面22側から当接している。それゆえ、吸気系用カムシャフト41の回転にともなう第2の吸気系用カム42の変位が、第2のローラ部材61に伝えられる。
The
この結果、第2の吸気系用ロッカアーム46が第2の吸気系用カム42によって駆動される。図3は、第2の吸気系用ロッカアーム46を一部切り欠いて示す側面図である。図3に示すように、第2の吸気系用ロッカアーム46は、角度βの範囲で揺動する。なお、上記された第2の吸気系用ロッカアーム46の形状は一例であって、他の構造であってもよい。
As a result, the second intake
なお、上記のように、第2の吸気系用ロッカアーム46が揺動することによってアジャストスクリュ部200を介して吸気バルブ23が駆動される。
Note that, as described above, the
図2に示すように、第1の吸気系用ロッカアーム45は、吸気系用ロッカシャフト44に揺動自在に支持されており、吸気系用カムシャフト41よりもシリンダヘッド21の取り付け面22側に配置されている。第1の吸気系用ロッカアーム45は、第1の吸気系用カム43によって駆動される。第1の吸気系用ロッカアーム45は、本発明で言う第1のロッカアームである。
As shown in FIG. 2, the first intake
第1の吸気系用ロッカアーム45は、第1の本体50と、第1のローラ部材51とを備えている。第1の本体50は、吸気系用ロッカシャフト44に揺動自在に支持される。第1の本体50は、一端部52が二股状に分かれる形状である。他端部53には、第1の挿通孔53aが形成されており、当該第1の挿通孔53a内に吸気系用ロッカシャフト44に揺動自在に相通されている。
The first intake
第1のローラ部材51は、第1の本体50において二股状に形成された一端部52内に回転自在に収容されており、第1の軸部材54によって一端部52間に回転自在に支持されている。第1のローラ部材51は、吸気系用第1の吸気系用カム43に対向する位置に配置されており、第1の吸気系用カム43に、取り付け面22側から当接している。それゆえ、吸気系用カムシャフト41の回転にともなう第1の吸気系用カム43の変位が、第1のローラ部材51に伝えられる。
The
この結果、第1の吸気系用ロッカアーム45が第2の吸気系用カム42によって駆動される。図4は、第1の吸気系用ロッカアーム45を示す側面図である。図4に示すように、第1の吸気系用ロッカアーム45は、角度αの範囲で揺動する
第1の吸気系用ロッカアーム45は、板ばね部材70によって第1の吸気系用カム43に向かって付勢されている。図2に示すように、第1の本体50において吸気系用ロッカシャフト44に沿って中腹辺りで吸気系用ロッカシャフト44と対向する部位には、開口55が形成されている。吸気系用ロッカシャフト44の一部は、開口55を通して外側に露出している。
As a result, the first intake
図4に示すように、板ばね部材70の一端部71は、吸気系用ロッカシャフト44において開口55を通って露出する部位に固定される。例えば、図2に示すように、吸気系用ロッカシャフト44に、溝110が形成されており、当該溝110に板ばね部材70の一端部71が嵌合して固定されてもよい。なお、板ばね部材70と吸気系用ロッカシャフト44との固定構造は、上記に限定されるものでは、ない。要は、板ばね部材70と吸気系用ロッカシャフト44とが固定されればよい。他端部72は、吸気系用ロッカシャフト44を回り込んで吸気系用カムシャフト41と反対側まで延びている。それゆえ、図2に示すように、板ばね部材70は、略L字状である。
As shown in FIG. 4, one
図4に示すように、第1の本体50には、板ばね部材70の他端部72と当接する突部56が形成されている。突部56は、吸気系用カムシャフト41と反対側、つまり板ばね部材70の他端部72に向かって緩やかに突出しており、他端部72に当接している。板ばね部材70の他端部72は、突部56に向かって緩やかに突出するように湾曲している。
As shown in FIG. 4, the first
板ばね部材70は、L字状に折れ曲がっているとともに他端部72が突部56に当接していることによって、第1の本体50を図中矢印Aに示すように吸気系用カムシャフト41に向かって付勢している。
The
第1の吸気系用カム43は、第2の吸気系用カム42よりも大きいので、角度βは、角度αよりも小さい。
Since the first
図2に示すように、第1の吸気系用ロッカアーム45と第2の吸気系用ロッカアーム46とには、第1の吸気系用ロッカアーム45の変位を第2の吸気系用ロッカアーム46に伝達する伝達機構80が設けられている。
As shown in FIG. 2, the displacement of the first intake
伝達機構80は、伝達部81と、当接機構82とを備えている。伝達部81は、第1の吸気系用ロッカアーム45に一体に形成されている。具体的には、伝達部81は、第1の本体50の他端部53において、第1の挿通孔53aを挟んでシリンダヘッド21の取り付け面22と反対側に位置している。
The
図2,4に示すように、伝達部81は、吸気系用ロッカシャフト44に沿って第1の本体50よりも両外側に延びており、さらに、それぞれが吸気系用カムシャフト41に向かって突出している。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図2に示すように、当接機構82は、各第2の吸気系用ロッカアーム46に設けられており、第2の本体60において、第2の挿通孔63aを挟んで取り付け面22と反対側に配置されている。図5は、吸気系用ロッカシャフト44に第1,2の吸気系用ロッカアーム45,46が組みつけられた状態を、吸気系用ロッカシャフト44を挟んで吸気系用カムシャフト41の反対側から見た状態を示す斜視図である。図5に示すように、当接機構82は、具体的には、第2の本体60において、伝達部81の揺動方向と重なる位置に配置されている。
As shown in FIG. 2, the
図3は、第2の吸気系用ロッカアーム46を側方から見た状態を一部切り欠いて示す側面図である。なお、図3では、第2の本体60において第2の挿通孔63aの近傍と当接機構82とを、吸気系用ロッカシャフト44を横切る方向に断面して示している。
FIG. 3 is a side view showing the second intake
図3に示すように、当接機構82は、ハウジング83と、第1のピストン84と、スプリング87と、応答性を高めるための第2のピストン85とを備えている。なお、性能スペックやコスト等によっては第2のピストン85を用いなくとも良い。ハウジング83は、第2の本体60に固定されている。ハウジング83において、第1の吸気系用ロッカアーム45が揺動する際に伝達部81と対向する部位には、開口86が形成されている。伝達部81は、開口86を通してハウジング83内に侵入可能な形状である。
As shown in FIG. 3, the
第1のピストン84は、ハウジング83内に略嵌っており、ハウジング83内を摺動可能である。第1のピストン84とハウジング83の屋根部83aとの間には、スプリング87が設けられている。それゆえ、第1のピストン84は、吸気系用ロッカシャフト44側に向かってスプリング87によって付勢されている。第1のピストン84は、図中2点鎖線で示すように、例えば第1のピストン84の上端88がハウジング83の屋根部83aに当接するまで、スプリング87の付勢力に抗して移動可能である。
The
第1のピストン84は、スプリング87で付勢される一方、当該スプリング87に抗してハウジング83内を移動できるようになっている。この点について具体的に説明する。吸気系用ロッカシャフト44内には、エンジンオイルが流動する通路44aが形成されている。吸気系用ロッカシャフト44の周壁においてハウジング83に対向する箇所には、ハウジング83に向かって周壁を貫通する第1の連通孔89が形成されている。
The
第2の本体60において第1の連通孔89と対向する位置には、第2の本体60を貫通するとともにハウジング83内と第1の連通孔89とを連通する第2の連通孔90が形成されている。この構造により、ハウジング83内と通路44aとは、第1,2の連通孔89,90を通して連通している。
A
第1,2の連通孔89,90内には、第2のピストン85が収容されている。第2のピストン85は、第1,2の連通孔89,90に略嵌っている。吸気系用ロッカシャフト44内の通路44aに続くエンジンオイルの通路には、同通路を開閉するオイルコントロールバルブが設けられている。オイルコントロールバルブの制御により通路44a内の油圧が高まり、その結果、第2のピストン85が押し上げられる。第2のピストン85の先端は、第1のピストン84に当接している。
A
第1のピストン84は、スプリング87によって第2の本体60に向かって付勢されているが、通路44a内の圧力が高まるにつれて第2のピストン85に押し上げられてハウジング83の屋根部83aに向かって移動する。なお、第1のピストン84がスプリング87によって押し下げられて第2の本体60に当接する位置を第1の位置P1とする。第1のピストン84が第2のピストン85によって押し上げられてハウジング83の屋根部83aに当接する位置を第2の位置P2とする。
The
第1のピストン84には、切り欠き部92が形成されている。切り欠き部92は、第1のピストン84においてハウジング83の開口86側に面する部分が、上端から中腹まで切り欠かれることによって形成されている。具体的には、切り欠き部92は、第1のピストン84が第1の位置P1にあるときに第1のピストン84の周壁がハウジング83の開口86を覆わないとともに、第1のピストン84が第2の位置P2にあるとき、第1のピストン84の周壁が開口86を覆うことができるように形成されている。
The
ここで、第1の吸気系用ロッカアーム45の伝達部81と、第2の吸気系用ロッカアーム46の第1のピストン84との位置関係について具体的に説明する。第1のピストン84が第2の位置P2にある状態であって第1,2の吸気系用カム43,42のベース円部分が第1,2のローラ部材51,61に当接している状態、つまり、第1,2の吸気系用ロッカアーム45,46が揺動していない状態では、伝達部81は、開口86を通して第1のピストン84に略当接する位置に配置されている。
Here, the positional relationship between the
図7は、第1のピストン84が第1の位置P1に位置決められた状態における第1,2の吸気系用ロッカアーム45,46を示す側面図である。図7に示すように、第1のピストン84が第1の位置P1にある状態では、伝達部81は、当該伝達部81が開口86を通って伝達部81がハウジング83内に侵入しても、第1のピストン84に当接しないように、形成されている。
FIG. 7 is a side view showing the first and second intake
また、ハウジング83と第1のピストン84との間には、例えば回り止め機構100が設けられている。回り止め機構100は、ハウジング83内で第1のピストン84が回転することを防止する。回り止め機構100の一例としては、例えば第1のピストン84の外周面に形成される突部101と、ハウジング83の内周壁部に形成されて突部101を移動可能に収容する溝部102とを有している。突部101は、第1のピストン84の軸心線方向に延びている。溝部102は、第1のピストン84の軸心線方向に延びている。
Further, for example, a
それゆえ、第1のピストン84がハウジング83内を移動する際には、突部101が溝部102にガイドされることによって、第1のピストン84が軸心線方向回りに回転することが抑制される。
Therefore, when the
つぎに、可変式動弁機構10のシリンダヘッド21への組み付け手順の一例を説明する。図2に示すように、吸気系40では、例えばまず、吸気系用ロッカシャフト44に第1,2の吸気系用ロッカアーム45,46を組み付ける。ついで、第1の本体50に形成された開口55を通して吸気系用ロッカシャフト44に板ばね部材70を組み付ける。この際、板ばね部材70と第1の吸気系用ロッカアーム45との調整を行う。具体的には、第1の本体50の突部56と板ばね部材70の他端部72との位置合わせなどを行う。
Next, an example of a procedure for assembling the
ついで、吸気系用ロッカシャフト44と第1,2の吸気系用ロッカアーム45,46とのユニットをシリンダヘッド21に固定する。さらに、吸気系用カムシャフト41を、吸気系用支持部47を介してシリンダヘッド21に固定する。
Next, the units of the intake
図1に示すように、排気系30であっても同様に、排気系用ロッカアーム33と排気系用ロッカシャフトとのユニットをシリンダヘッド21に固定する。さらに、排気系用カムシャフト31を、排気系用支持部34を介してシリンダヘッド21に固定する。
As shown in FIG. 1, the exhaust
つぎに、可変式動弁機構10の吸気系40の動作を説明する。エンジン20の回転数が低回転数である低速運転状態では、オイルコントロールバルブは、閉じている。それゆえ、吸気系用ロッカシャフト44内の通路44aには、エンジンオイルは供給されない。ただし、吸気系用ロッカシャフト44と第1,2の吸気系用ロッカアーム45,46との間に潤滑用の少量のオイルを供給するために、オイルコントロールバルブには例えば小さな孔が設けられており、当該孔を通して通路44a内にオイルが流れ込むようになっている。しかしながら、この孔を通ってオイルが通路44a内に流入しても、流入したオイルによって第2のピストン85が押し上げられないように、孔は設計されている。
Next, the operation of the
この結果、エンジン20が低速運転している状態では、第1のピストン84は、第2のピストン85によって押し上げられることがないので、スプリング87の付勢力によって第1の位置P1に位置決められる。
As a result, in a state where the engine 20 is operating at a low speed, the
図7に示すように、エンジン20が低速運転状態であっても、第1の吸気系用ロッカアーム45は、第1の吸気系用カム43によって駆動される。しかしながら、第1のピストン84が第1の位置P1にあるので、第1の吸気系用ロッカアーム45が揺動しても伝達部81が第1のピストン84に当接することがなく、それゆえ第1の吸気系用ロッカアーム45の揺動が第2の吸気系用ロッカアーム46に伝達されることはない。
As shown in FIG. 7, the first intake
エンジン20が低速運転している状態では、吸気バルブ23は、第2の吸気系用カム42によって駆動される第2の吸気系用ロッカアーム46によって駆動される。この結果、吸気バルブ23は、低速運転に適した開閉タイミングとバルブリフト量で駆動される。
In a state where the engine 20 is operating at a low speed, the
図8は、エンジン20が低速運転している場合と高速運転している場合とにおける排気バルブと吸気バルブ23との開閉弁時期およびリフト量とを示すグラフである。エンジン20が低速運転している場合(第2の吸気用カム42によって駆動される運転状態)の吸気バルブ23の開閉弁時期およびリフト量は、図8に示されるようになる。
FIG. 8 is a graph showing the opening / closing valve timing and lift amount of the exhaust valve and the
なお、板ばね部材70によって、第1のローラ部材51は、常に第1の吸気系用カム43に当接する。このため、第1の吸気系用ロッカアーム45の伝達部81がフリー状態、つまり伝達部81が開口86を通してハウジング83内に侵入可能であってどこからも付勢されていない状態であっても、第1の吸気系用ロッカアーム45の姿勢が不安定になることがない。それゆえ、第1のローラ部材51が第1の吸気系用カム43とぶつかったり離れたりすることに起因する打撃音が発生することがない。さらに、第1の吸気系用ロッカアーム45の姿勢が不安定になることに起因するがたつきの発生が抑制される。
Note that the
エンジン20が高速運転状態の場合、具体的には、エンジンの回転数がしきい値の回転数を超える高速域で運転される状態では、オイルコントロールバルブは、開く。このことによって、エンジンオイルは、吸気系用ロッカシャフト44内の通路44a内を通る。この結果、通路44a内の圧力が上昇する。
When the engine 20 is in a high-speed operation state, specifically, in a state where the engine 20 is operated in a high-speed range where the engine speed exceeds the threshold speed, the oil control valve opens. Thus, the engine oil passes through the
図6は、第1のピストン84が第2の位置P2にある状態における第1,2の吸気系用ロッカアーム45,46を示す側面図である。図6に示すように、通路44a内の圧力が上昇することによって、第2のピストン85が押し上げられる。第2のピストン85の上昇にともなって、第1のピストン84が第2のピストン85に押し上げられて、第1の位置P1から第2の位置P2まで移動する。この結果、第1の吸気系用ロッカアーム45の伝達部81は、開口86を通して第2の吸気系用ロッカアーム46の第1のピストンに当接する。
FIG. 6 is a side view showing the first and second intake
エンジン20が高速運転状態である場合では、伝達部81が第1のピストン84に当接することによって、第1の吸気系用ロッカアーム45の変位が伝達機構80を介して第2の吸気系用ロッカアーム46に伝達される。それゆえ、第2の吸気系用ロッカアーム46は、第1の吸気系用カム43による揺動量である角度α揺動する。
When the engine 20 is in a high speed operation state, the displacement of the first intake
上記のように、エンジン20が高速運転状態では、吸気バルブ23は、第1の吸気系用カム43によって駆動されるので、高速運転に適した開閉タイミングとバルブリフト量で運転される。エンジン20が高速運転状態(第1の吸気系用カム43によって駆動される状態)の場合の吸気バルブ23の開閉弁時期およびリフト量は、図8に示されるようになる。このように、伝達機構80は、エンジン20の運転状態に応じて、第1の吸気系用ロッカアーム45を第2の吸気系用ロッカアーム46に当接させることによって、第1の吸気系用カム43の変位を吸気バルブ23に伝達している。
As described above, when the engine 20 is in a high speed operation state, the
このように構成される可変式動弁機構10では、付勢機構の一例である板ばね部材70が吸気系用ロッカシャフト44に固定されるので、板ばね部材70と第1の吸気系用ロッカアーム45との位置合わせ、具体的には、突部56と板ばね部材70の他端部72との位置合わせ、などの調整作業を効率よく行うことができる。
In the
また、第1,2の吸気系用カム43,42が互いに異なるカムプロファイルを有することによって、吸気バルブ23は異なる運転状態で駆動可能となる。言い換えると、エンジン20は、異なる運転状態で運転可能となる。
Further, since the first and second
また、第2の吸気系用ロッカアーム46が第1の吸気系用ロッカアーム45の左右両側に配置されることによって、2つ吸気バルブ23が同時に駆動可能となる。
Further, since the second intake
さらに、付勢機構の一例として板ばね部材70が用いられることによって、可変式動弁機構10の構造を簡素することができるとともに、可変式動弁機構10をコンパクトにすることができる。
Furthermore, by using the
また、伝達機構80は、シリンダとピストンとからなる当接機構82と、当接機構82に選択的に当接する伝達部81とで構成される。このため、第1の吸気系用カム43の変位の伝達・非伝達が確実に切り替えられる。
The
また、第1の吸気系用ロッカアーム45に伝達部81を設けることによって、第1の吸気系用ロッカアーム45の重量を小さくできる。このことは、付勢機構具体的には板ばね部材70の付勢力の調整や耐久性に有利である。
Further, by providing the first intake
つぎに、本発明の第2の実施形態に係る可変式動弁機構を、図9,10を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様な機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。 Next, a variable valve mechanism according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the structure which has a function similar to 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
本実施形態では、吸気系用カムシャフト41の構造と第1の吸気系用ロッカアーム45の構造とが第1の実施形態と異なる。他の構造は、第1の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について具体的に説明する。
In the present embodiment, the structure of the
図9は、本実施形態の第1の吸気系用ロッカアーム45が分解された状態と吸気系用カムシャフト41とを示す斜視図である。図10は、本実施形態の吸気系用カムシャフト41と第1の吸気系用ロッカアーム45とを示す側面図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the first intake
図9,10に示すように、本実施形態では、吸気系用カムシャフト41は、第1の吸気系用ロッカアーム45よりもシリンダヘッド21の取り付け面22側に配置されている。第1の吸気系用カム43は、取り付け面22側から第1のローラ部材51に当接している。なお、第1のローラ部材51は、第1の吸気系用カム43が取り付け面22側から第1のローラ部材51に当接できるように、設けられている。
As shown in FIGS. 9 and 10, in the present embodiment, the
板ばね部材70は、第1の本体50を挟んで取り付け面22と反対側から第1の本体50を付勢する。このため、突部56は、第1の本体50において取り付け面22と反対側に設けられている。また、第1の本体50の第1の挿通孔53aの近傍において取り付け面22と反対側には、内側に板ばね部材70を通す溝57が形成されている。
The
なお、図示しないが、第2の吸気系用ロッカアーム46も吸気系用カムシャフト41よりも取り付け面22側に配置されている。そして、第2のローラ部材61は、取り付け面22側から第2の吸気系用カム42に当接している。なお、第2のローラ部材61は、第2の吸気系用カム42が取り付け面22側から第2のローラ部材61に当接できるように、設けられている。
Although not shown, the second intake
本実施形態では、第1の実施形態の効果に加えて、板ばね部材70が用いられることによって、上記構造のように吸気系用カムシャフト41が第1,2の吸気系用ロッカアーム45,46よりも取り付け面22側に配置される構造において可変式動弁機構10の高さを低く抑えることができる。
In this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the
なお、第1、2の実施形態では、付勢機構の一例である板ばね部材70が吸気系40に用いられた場合を説明したが、これに限定されない。例えば、排気系30に板ばね部材70が用いられる構造であってもよい。また、付勢機構は、板ばね部材70に限定されない。付勢機構に、他の機構、部材が用いられてもよい。要は、本発明で言う第1のロッカアームを本発明で言う第1のカムに付勢できればよい。
In the first and second embodiments, the case where the
また、第1、2の実施形態では、低速用カムと高速用カムを用いた可変動弁機構で説明したが、例えば、第2のカムがベース円またはカム自体なく、バルブのリフトを休止する休筒機構にも適用できる。 In the first and second embodiments, the variable valve mechanism using the low speed cam and the high speed cam has been described. For example, the second cam has no base circle or the cam itself, and the valve lift is stopped. It can also be applied to a cylinder resting mechanism.
また、第1,2の実施形態では、当接機構82が第2の吸気系用ロッカアーム46に設けられ、伝達部81が第1の吸気系用ロッカアーム45に設けられたが、これに限定されない。例えば、当接機構82が第1の吸気系用ロッカアーム45に設けられ、伝達部81が第2の吸気系用ロッカアーム46に設けられてもよい。
In the first and second embodiments, the
23…吸気バルブ(バルブ)、41…吸気系用カムシャフト(カムシャフト)、42…第1の吸気系用カム(第1のカム)、43…第2の吸気系用カム(第2のカム)、44…吸気系用ロッカシャフト(ロッカシャフト)、45…第2の吸気系用ロッカアーム(第2のロッカアーム)、46…第1の吸気系用ロッカアーム(第1のロッカアーム)、70…板ばね部材(付勢機構)、80…伝達機構、81…伝達部、82…当接機構。 23 ... Intake valve (valve), 41 ... Intake system camshaft (camshaft), 42 ... First intake system cam (first cam), 43 ... Second intake system cam (second cam) ) 44... Intake system rocker shaft (Rocker shaft) 45. Second intake system rocker arm (second rocker arm) 46. First intake system rocker arm (first rocker arm) 70. Member (biasing mechanism), 80 ... transmission mechanism, 81 ... transmission section, 82 ... contact mechanism.
Claims (5)
前記カムシャフトに設けられる第1のカムと、
前記カムシャフトと平行に設けられるロッカシャフトと、
前記ロッカシャフトに設けられるとともに前記ロッカシャフトの軸心線回りに揺動自在であって、前記第1のカムによって駆動される第1のロッカアームと、
前記ロッカシャフトに設けられるとともに前記ロッカシャフトの軸心線回りに揺動自在であって、バルブに接続する第2のロッカアームと、
前記第1のロッカアームと前記第2のロッカアームを選択的に当接させることにより前記第1のカムの変位を前記バルブに伝達可能な伝達機構と
前記ロッカシャフトに設けられて前記第1のロッカアームを前記第1のカムに向かって付勢する付勢機構と、
を具備することを特徴とする可変式動弁機構。 A camshaft provided rotatably,
A first cam provided on the camshaft;
A rocker shaft provided in parallel with the camshaft;
A first rocker arm provided on the rocker shaft and swingable about an axis of the rocker shaft, and driven by the first cam;
A second rocker arm provided on the rocker shaft and swingable about an axis of the rocker shaft and connected to a valve;
A transmission mechanism capable of transmitting the displacement of the first cam to the valve by selectively abutting the first rocker arm and the second rocker arm, and the rocker shaft provided to the first rocker arm. An urging mechanism that urges toward the first cam;
A variable valve mechanism characterized by comprising:
前記伝達機構は、一方の第2のロッカアームと前記第1のロッカアームとに対応して1つ設けられるとともに、他方の第2のロッカアームと前記第1のロッカアームとに対応して1つ設けられることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の可変式動弁構造。 The second rocker arm is provided on each side of the first rocker arm,
One transmission mechanism is provided corresponding to one second rocker arm and the first rocker arm, and one transmission mechanism is provided corresponding to the other second rocker arm and the first rocker arm. The variable valve operating structure according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記第1のロッカアームと前記第2のロッカアームとのどちらか他方に設けられ、前記ピストンの摺動により同ピストンと選択的に当接する伝達部とを備えたことを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の可変式動弁構造。 The transmission mechanism is provided on one of the first rocker arm and the second rocker arm, a cylinder communicating with an oil passage provided on the rocker shaft, and a piston slidably inserted into the cylinder. A contact mechanism comprising:
2. The transmission device according to claim 1, further comprising: a transmission portion that is provided on one of the first rocker arm and the second rocker arm and selectively contacts the piston by sliding of the piston. Item 5. The variable valve operating structure according to any one of Items 4 to 5.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104819022A (en) * | 2015-03-23 | 2015-08-05 | 上海尤顺汽车部件有限公司 | Cold start mechanism for engine |
-
2007
- 2007-02-20 JP JP2007040084A patent/JP2008202513A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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CN104819022A (en) * | 2015-03-23 | 2015-08-05 | 上海尤顺汽车部件有限公司 | Cold start mechanism for engine |
CN104819022B (en) * | 2015-03-23 | 2023-09-05 | 上海尤顺汽车技术有限公司 | Cold starting mechanism of engine |
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