JP2009264199A - Variable valve gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃焼室を開閉する機関弁と、相互に隣接するように配置されて前記機関弁を開弁方向に駆動する一対のロッカーアームと、前記一対のロッカーアームにそれぞれ当接する複数のカムが形成されたカムシャフトと、前記一対のロッカーアームに形成されたピン孔に連結ピンを摺動自在に嵌合させることで、該一対のロッカーアームを連結および分離する切換機構とを備えた可変動弁装置に関する。 The present invention contacts an engine valve that opens and closes a combustion chamber of an internal combustion engine, a pair of rocker arms that are arranged adjacent to each other and drives the engine valve in a valve opening direction, and the pair of rocker arms, respectively. A camshaft having a plurality of cams, and a switching mechanism for connecting and separating the pair of rocker arms by slidably fitting a connection pin to a pin hole formed in the pair of rocker arms. The present invention relates to a variable valve gear provided.
かかる可変動弁装置は、例えば下記特許文献1により公知である。 Such a variable valve operating device is known, for example, from Patent Document 1 below.
この可変動弁装置は、並置された一対のロッカーアームをカムシャフトの低速用吸気カムおよび高速用吸気カムにそれぞれ当接させるとともに、前記一対のロッカーアームの連結および分離を、該ロッカーアームの内部に形成したピン孔に摺動自在に嵌合する連結ピンにより達成するようになっている。
ところで、連結ピンによる一対のロッカーアームの連結は、一方のロッカーアームのピン孔に収納された連結ピンを油圧あるいはスプリングで移動させ、他方のロッカーアームのピン孔に嵌合させることで行われるが、その際に連結ピンの先端が前記他方のロッカーアームのピン孔の開口部に引っ掛かってしまい、一対のロッカーアームの連結がスムーズに行われない場合があった。 By the way, the pair of rocker arms is coupled by the coupling pin by moving the coupling pin housed in the pin hole of one rocker arm by hydraulic pressure or a spring and fitting it in the pin hole of the other rocker arm. In this case, the tip of the connecting pin is caught in the opening of the pin hole of the other rocker arm, and the pair of rocker arms may not be connected smoothly.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、可変動弁装置の一対のロッカーアームを連結ピンで連結する際に、その連結ピンの引っ掛かりを防止してスムーズな連結を可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when connecting a pair of rocker arms of a variable valve operating apparatus with a connection pin, the connection pin is prevented from being caught and a smooth connection is made possible. Objective.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、内燃機関の燃焼室を開閉する機関弁と、相互に隣接するように配置されて前記機関弁を開弁方向に駆動する一対のロッカーアームと、前記一対のロッカーアームにそれぞれ当接する複数のカムが形成されたカムシャフトと、前記一対のロッカーアームに形成されたピン孔に連結ピンを摺動自在に嵌合させることで、該一対のロッカーアームを連結および分離する切換機構とを備えた可変動弁装置において、前記一対のロッカーアームの少なくとも一方に当接する前記カムの周面に凸部あるいは凹部が形成されることを特徴とする可変動弁装置が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the engine valve that opens and closes the combustion chamber of the internal combustion engine and the engine valve disposed adjacent to each other are driven in the valve opening direction. And a pair of rocker arms, a camshaft formed with a plurality of cams that respectively contact the pair of rocker arms, and a pin hole formed in the pair of rocker arms to slidably fit a connecting pin. Thus, in the variable valve operating apparatus including the switching mechanism for connecting and separating the pair of rocker arms, a convex portion or a concave portion is formed on the circumferential surface of the cam that contacts at least one of the pair of rocker arms. A variable valve gear characterized by the above is proposed.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記凸部あるいは前記凹部は、前記カムのベース円部の周面に形成されることを特徴とする可変動弁装置が提案される。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the convex portion or the concave portion is formed on a peripheral surface of a base circle portion of the cam. A valve device is proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、前記凸部あるいは前記凹部は、前記カムのベース円部および前記ロッカーアーム間に挿入されるタペットクリアランス測定用の隙間ゲージと干渉しないように形成されることを特徴とする可変動弁装置が提案される。
According to the invention described in claim 3, in addition to the configuration of
尚、実施の形態の吸気弁16は本発明の機関弁に対応し、実施の形態の吸気カムシャフト24は本発明のカムシャフトに対応し、実施の形態の低速用吸気ロッカーアーム33および高速用吸気ロッカーアーム34は本発明のロッカーアームに対応し、実施の形態の低速用吸気カム42および高速用吸気カム43は本発明のカムに対応し、実施の形態の第1、第2連結ピン46,47は本発明の連結ピンに対応する。
The
請求項1の構成によれば、相互に隣接するように配置されて機関弁を開弁方向に駆動する一対のロッカーアームにそれぞれピン孔を形成し、これらのピン孔に切換機構の連結ピンを摺動自在に嵌合させることで、一対のロッカーアームを連結および分離して機関弁のバルブリフトやバルブタイミングを変更することができる。このとき、一対のロッカーアームの少なくとも一方に当接するカムの周面に凸部あるいは凹部を形成したので、一対のロッカーアームのピン孔の軸線が完全に一致していなくても、ロッカーアームが前記凸部あるいは凹部に当接して振動することで連結ピンをピン孔に確実に嵌合させることができる。 According to the configuration of the first aspect, the pin holes are respectively formed in the pair of rocker arms that are arranged adjacent to each other and drive the engine valve in the valve opening direction, and the connection pins of the switching mechanism are provided in these pin holes. By slidably fitting, a pair of rocker arms can be connected and separated to change the valve lift and valve timing of the engine valve. At this time, since the convex portion or the concave portion is formed on the circumferential surface of the cam that abuts at least one of the pair of rocker arms, the rocker arms are not affected by the above-mentioned even if the axis of the pin holes of the pair of rocker arms are not completely aligned. The contact pin can be securely fitted into the pin hole by vibrating in contact with the convex portion or the concave portion.
また請求項2の構成によれば、カムの凸部あるいは凹部をカムのベース円部の周面に形成したので、一対のロッカーアームの位相が揃い易い位置で凸部あるいは凹部の機能を有効に発揮させ、連結ピンのピン孔への嵌合を一層スムーズに行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, since the convex portion or concave portion of the cam is formed on the peripheral surface of the base circle portion of the cam, the function of the convex portion or concave portion is effectively performed at a position where the phases of the pair of rocker arms are easily aligned. This makes it possible to more smoothly fit the connecting pin into the pin hole.
また請求項3の構成によれば、カムのベース円部の周面に形成される凸部あるいは凹部が、その周面およびロッカーアーム間に挿入されるタペットクリアランス測定用の隙間ゲージと干渉しないように形成されるので、隙間ゲージが前記凸部あるいは前記凹部と干渉してタペットクリアランスの測定が不能になる事態を回避することができる。 According to the third aspect of the present invention, the convex portion or the concave portion formed on the peripheral surface of the base circle portion of the cam does not interfere with the gap gauge for measuring the tappet clearance inserted between the peripheral surface and the rocker arm. Therefore, it is possible to avoid a situation where the gap gauge interferes with the convex portion or the concave portion and measurement of the tappet clearance becomes impossible.
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図9は本発明の第1の実施の形態を示すもので、図1はエンジンのシリンダヘッド部の縦断面図、図2は図1の2−2線矢視図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図2の4−4線断面図、図5は図1の5−5線断面図、図6は図1の6−6線断面図、図7は図6に対応する作用説明図、図8はバルブリフトの切換時の作用説明図、図9はタペットクリアランスの測定時の作用説明図である。 1 to 9 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cylinder head portion of an engine, FIG. 2 is a view taken along line 2-2 in FIG. 1, and FIG. 2 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in FIG. 7 is an operation explanatory diagram corresponding to FIG. 6, FIG. 8 is an operation explanatory diagram at the time of switching the valve lift, and FIG. 9 is an operation explanatory diagram at the time of measuring the tappet clearance.
図1および図2に示すように、内燃機関のシリンダブロック11の頂面にシリンダヘッド12が結合されており、シリンダブロック11に設けたシリンダ13にピストン14が摺動自在に嵌合する。ピストン14の頂面に臨むようにシリンダヘッド12の下面に形成された燃焼室15に各2個の吸気弁孔12a,12aおよび排気弁孔12b,12bが開口しており、吸気弁孔12a,12aに連なる吸気ポート12cおよび排気弁孔12b,12bに連なる排気ポート12dがシリンダヘッド12の内部に形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
吸気弁孔12a,12aを開閉する一対の吸気弁16,16がシリンダヘッド12に設けたバルブガイド17,17に摺動自在に支持され、吸気弁スプリング18,18で閉弁方向に付勢される。また排気弁孔12b,12bを開閉する一対の排気弁19,19がシリンダヘッド12に設けたバルブガイド20,20に摺動自在に支持され、排気弁スプリング21,21で閉弁方向に付勢される。
A pair of
シリンダヘッド12の頂面に結合されたカムシャフトホルダ22およびカムシャフトキャップ23間に、吸気カムシャフト24および排気カムシャフト25が回転自在に支持される。吸気カムシャフト24の軸端に設けた吸気スプロケット26と、排気カムシャフト25の軸端に設けた排気スプロケット27と、クランクシャフトの軸端に設けたクランクスプロケット(図示せず)とにタイミングチェーン28が巻き掛けられており、吸気カムシャフト24および排気カムシャフト25はクランクシャフトの2分の1の回転数で同方向に回転する。
An
カムシャフトホルダ22に吸気ロッカーシャフト30および排気ロッカーシャフト31が固定される。吸気カムシャフト24の下方に位置する吸気ロッカーシャフト30には、吸気弁16,16のステムエンドに当接するアジャストスクリュー32,32を先端に有する低速用吸気ロッカーアーム33と、その低速用ロッカーアーム33に隣接する高速用吸気高速ロッカーアーム34とが揺動自在に支持される。
An
また排気カムシャフト25の下方に位置する排気ロッカーシャフト31には、排気弁19,19のステムエンドに当接するアジャストスクリュー35,35を有する排気ロッカーアーム36が揺動自在に支持されており、排気カムシャフト25に設けた排気カム37が排気ロッカーアーム36に設けたスリッパ面36aに当接することで、排気弁19,19は同一のバルブリフトおよびバルブタイミングで開閉駆動される。
An
次に、図3〜図6に基づいて、吸気弁16,16のバルブリフトおよびバルブタイミングを変更する切換機構41の構造を説明する。
Next, the structure of the
吸気カムシャフト24には、ベース円部42aから突出するリフト部42bの高さが低い低速用吸気カム42と、ベース円部43aから突出するリフト部43bの高さが高い高速用吸気カム43とが設けられており、低速用吸気カム42は低速用吸気ロッカーアーム33のスリッパ面33aに当接するとともに、高速用吸気カム43は高速用吸気ロッカーアーム34のスリッパ面34aに当接する。低速用吸気ロッカーアーム33の先端は二股に分岐しており、そこに一対の吸気弁16,16のステムエンドに当接する前記一対のアジャストスクリュー32,32が設けられる。
The
低速用吸気ロッカーアーム33および高速用吸気ロッカーアーム34にはそれぞれカラー44,45が圧入されており、それらの内部に同軸かつ同径に整列可能なピン孔44a,45aが形成される。低速用吸気ロッカーアーム33側のピン孔44aにはカップ状の第1連結ピン46が摺動自在に嵌合するとともに、高速用吸気ロッカーアーム34側のピン孔45aには中実の第2連結ピン47が摺動自在に嵌合する。低速用吸気ロッカーアーム33のピン孔44aの底壁33bと第1連結ピン46とに間にコイルスプリング48が縮設されており、このコイルスプリング48の弾発力で第1連結ピン46を介して付勢された第2連結ピン47は、高速用吸気ロッカーアーム34の底壁34bに当接する。
低速用吸気ロッカーアーム33の底壁33bにはエア抜き孔33cが形成され、また高速用吸気ロッカーアーム34の底壁34b側に油室49が形成される。吸気ロッカーシャフト30の内部に形成された油路30aおよび油孔30bが高速用吸気ロッカーアーム34の内部に形成された油溝34cおよび油孔34dを介して前記油室49に連通する。
An
高速用吸気ロッカーアーム34の下面に設けたばね座34eがシリンダヘッド12に設けたロストモーションスプリング50によって上向きに付勢されており、このロストモーションスプリング50の弾発力で高速用吸気ロッカーアーム34のスリッパ面34aが高速用吸気カム43に押し付けられる。
A
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
図5および図6に示すように、高速用吸気ロッカーアーム34の油室49に油圧が作用していないとき、低速用吸気ロッカーアーム33に設けたコイルスプリング48の弾発力で第1連結ピン46が高速用吸気ロッカーアーム34側に押圧され、第2連結ピン47は低速用吸気ロッカーアーム33のピン孔44aから離脱して高速用吸気ロッカーアーム34のピン孔45a内に退没するため、低速用吸気ロッカーアーム33および高速用吸気ロッカーアーム34の連結が解除される。
As shown in FIGS. 5 and 6, when the oil pressure is not applied to the
この状態で吸気カムシャフト24が回転すると、その低速用吸気カム42にスリッパ面33aを押圧された低速用吸気ロッカーアーム33が吸気ロッカーシャフト30を中心に揺動し、その先端に設けた一対のアジャストスクリュー32,32で一対の吸気弁16,16のステムエンドを押圧することで、一対の吸気弁16,16は低速用吸気カム42のリフト部42bに高さに応じた低リフト量で開閉駆動される。
When the
このとき、吸気カムシャフト24の高速用吸気カム43にスリッパ面34aを押圧された高速用吸気ロッカーアーム34は、ロストモーションスプリング50を伸縮させながら吸気ロッカーシャフト30を中心に揺動するが、高速用吸気ロッカーアーム34は低速用吸気ロッカーアーム33から切り離されているため、高速用吸気ロッカーアーム34の揺動が吸気弁16,16の開閉に影響を与えることはない。
At this time, the high-speed
吸気ロッカーシャフト30の油路30aおよび油孔30bから、高速用吸気ロッカーアーム34の油溝34cおよび油孔34dを介して油室49に油圧を供給すると、コイルスプリング48を圧縮しながら第1、第2連結ピン46,47が低速用吸気ロッカーアーム33側に摺動し、図7に示すように、二つのピン孔44a,45aに跨がる第2連結ピン47によって、低速用吸気ロッカーアーム33および高速用吸気ロッカーアーム34が一体に結合される。
When hydraulic pressure is supplied from the
この状態では、リフト部42bの高さが高い高速用吸気カム43にスリッパ面34aを押圧された高速用吸気ロッカーアーム34の揺動が、前記第2連結ピン47を介して低速用吸気ロッカーアーム33に伝達されるため、低速用吸気ロッカーアーム33に接続された一対の吸気弁16,16が高速用吸気カム43のリフト部43bに高さに応じた高リフト量で開閉駆動される。このとき、低速用吸気カム42の高さの低いリフト部42bは、低速用吸気ロッカーアーム33のスリッパ面33aから離間して空動する。
In this state, the rocking of the high-speed
さて、低速用吸気カム42のベース円部42aが低速用吸気ロッカーアーム33のスリッパ面33aに当接し、かつ高速用吸気カム43のベース円部43aが高速用吸気ロッカーアーム34のスリッパ面34aに当接しているとき、低速用吸気ロッカーアーム33のピン孔44aと高速用吸気ロッカーアーム34のピン孔45aとは同軸に整列するため、油室49に油圧を供給して第2連結ピン47を低速用吸気ロッカーアーム33側に付勢することで、その第2連結ピン47の先端を高速用吸気ロッカーアーム34のピン孔45aから低速用吸気ロッカーアーム33のピン孔44aに嵌合させることができる。
The
しかしながら、実際には、低速用吸気カム42のベース円部42aおよび高速用吸気カム43のベース円部43aの寸法誤差や、低速用吸気ロッカーアーム33、高速用吸気ロッカーアーム34およびそれらのピン孔44a,45aの寸法誤差等の影響により、第2連結ピン47の先端が低速用吸気ロッカーアーム33のピン孔44aの開口端に引っ掛かってしまい、低速用吸気ロッカーアーム33および高速用吸気ロッカーアーム34をスムーズに結合できない場合がある。
However, in reality, the dimensional error of the
この問題を解決すべく、本実施の形態では低速用吸気カム42のベース円部42aに複数の凸部42c…(図3参照)を形成したので、低速用吸気カム42のベース円部42aにスリッパ面33aを当接させた低速用吸気ロッカーアーム33が前記凸部42c…との接触により振動を与えられ、引っ掛かった第2連結ピン47の先端を低速用吸気ロッカーアーム33のピン孔44aの開口端に確実に嵌合させ、低速用吸気ロッカーアーム33および高速用吸気ロッカーアーム34を遅滞なく結合することができる。
In order to solve this problem, in the present embodiment, a plurality of
尚、アジャストスクリュー32,32を用いた場合のタペットクリアランスは、一般に10μm〜200μm程度に設定されるが、低速用吸気カム42の凸部42c…の高さを前記タペットクリアランスよりも小さく設定することで、前記凸部42c…により吸気弁16,16が不要なリフトをするのを防止することができる。
The tappet clearance when the adjusting screws 32 and 32 are used is generally set to about 10 μm to 200 μm, but the height of the
図8は、吸気弁16,16を低リフト量の状態から高リフト量の状態へと切り換える場合の作用を示している。Aの領域では、連結位置に向けて移動しようとする第2連結ピン47がa位置で引っ掛かってしまい、非連結位置に押し戻されて連結が失敗に終わっている。続くBの領域では、第2連結ピン47がb位置で一旦引っ掛かかるが、凸部42c…による低速用吸気ロッカーアーム33の振動によりc位置で結合に成功している。このように、本実施の形態によれば、第2連結ピン47が継続的に引っ掛かった状態に維持されるのを確実に防止し、低リフト量の状態から高リフト量の状態への切り換えを遅滞なく行うことができる。
FIG. 8 shows the operation when the
図9は、タペットクリアランスの調整時の作用を説明するものである。 FIG. 9 explains the action when adjusting the tappet clearance.
タペットクリアランスの調整を行うには、低速用吸気カム42のベース円部42aが低速用吸気ロッカーアーム33のスリッパ面33aに対向する状態で、前記ベース円部42aおよび前記スリッパ面33a間に所定厚さの隙間ゲージGを挿入する。続いて、前記ベース円部42aおよび前記スリッパ面33a間に隙間ゲージGが挟持される位置まで、吸気弁16,16をリフトさせないようにアジャストスクリュー32,32を締め込んで固定する。このとき、隙間ゲージGに低速用吸気カム42の凸部42cが当接するとタペットクリアランスの調整が不能になるため、隣接する二つの凸部42c,42cの間隔をある程度広く設定し、二つの凸部42c,42cの間のベース円部42aだけを隙間ゲージGに当接させる必要がある。
To adjust the tappet clearance, the
次に、図10に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第1の実施の形態は低速用吸気カム42が凸部42c…を備えているが、第2の実施の形態は低速用吸気カム42が凹部42d…を備えている。凹部42d…の機能は凸部42c…の機能と同じであり、低速用吸気ロッカーアーム33に振動を与えて第2連結ピン47のスムーズな嵌合を可能にするものである。
In the first embodiment, the low-
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態では低速用吸気カム42に凸部42c…あるいは凹部42d…を設けているが、凸部42c…および凹部42d…の両方を設けても良い。
For example, in the embodiment, the low-
また実施の形態では3個の凸部42c…あるいは3個の凹部42d…を設けているが、凸部42c…および凹部42d…の数は1個を含む任意の数を選択することができる。ただし、凸部42c…あるいは凹部42d…の数は、複数個である方が確実な効果を得ることができる。
In the embodiment, the three
また実施の形態では低速用吸気カム42のベース円部42aに凸部42c…あるいは凹部42d…を設けているが、リフト部42bに凸部42c…あるいは凹部42d…を設けても良い。
In the embodiment, the
また切換機構41の構造は実施の形態に限定されず、従って凸部42c…あるいは凹部42d…を設けるカムは低速用吸気カム42に限定されるものではなく、高速用吸気カム43や、両方の吸気カム42,43に凸部42c…あるいは凹部42d…を設けることができる。
Further, the structure of the
また実施の形態では油圧で第2連結ピン47をピン孔44aに嵌合させているが、油圧に代えてスプリングの弾発力で嵌合させるものであっても良い。
In the embodiment, the second connecting
また実施の形態のアジャストスクリュー32,32に代えて、油圧タペットを備えるものであっても良い。 Moreover, it may replace with the adjustment screws 32 and 32 of embodiment, and may provide a hydraulic tappet.
また実施の形態では吸気弁16,16の切換機構41を例示したが、本発明は排気弁19,19の切換機構に対しても適用することができる。
In the embodiment, the
15 燃焼室
16 吸気弁(機関弁)
24 吸気カムシャフト(カムシャフト)
33 低速用吸気ロッカーアーム(ロッカーアーム)
34 高速用吸気ロッカーアーム(ロッカーアーム)
41 切換機構
42 低速用吸気カム(カム)
42a ベース円部
42c 凸部
42d 凹部
43 高速用吸気カム(カム)
44a ピン孔
45a ピン孔
46 第1連結ピン(連結ピン)
47 第2連結ピン(連結ピン)
G 隙間ゲージ
15
24 Intake camshaft (camshaft)
33 Low-speed intake rocker arm (rocker arm)
34 High-speed intake rocker arm (rocker arm)
41
42a
47 Second connection pin (connection pin)
G Clearance gauge
Claims (3)
相互に隣接するように配置されて前記機関弁(16)を開弁方向に駆動する一対のロッカーアーム(33,34)と、
前記一対のロッカーアーム(33,34)にそれぞれ当接する複数のカム(42,43)が形成されたカムシャフト(24)と、
前記一対のロッカーアーム(33,34)に形成されたピン孔(44a,45a)に連結ピン(46,47)を摺動自在に嵌合させることで、該一対のロッカーアーム(33,34)を連結および分離する切換機構(41)と、
を備えた可変動弁装置において、
前記一対のロッカーアーム(33,34)の少なくとも一方に当接する前記カム(42)の周面に凸部(42c)あるいは凹部(42d)が形成されることを特徴とする可変動弁装置。 An engine valve (16) for opening and closing the combustion chamber (15) of the internal combustion engine;
A pair of rocker arms (33, 34) arranged adjacent to each other and driving the engine valve (16) in the valve opening direction;
A camshaft (24) formed with a plurality of cams (42, 43) respectively contacting the pair of rocker arms (33, 34);
A pair of rocker arms (33, 34) is slidably fitted into pin holes (44a, 45a) formed in the pair of rocker arms (33, 34). A switching mechanism (41) for connecting and disconnecting;
In a variable valve operating apparatus comprising:
A variable valve operating device characterized in that a convex portion (42c) or a concave portion (42d) is formed on a peripheral surface of the cam (42) contacting at least one of the pair of rocker arms (33, 34).
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