JP2012087761A - Variable valve timing mechanism for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は内燃機関の可変動弁装置に係り、特に、揺動カムの揺動を基準位置に戻すためのロストモーションスプリングが占有する空間を減少させた内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine in which a space occupied by a lost motion spring for returning the swing of a swing cam to a reference position is reduced.
車両等に搭載した内燃機関においては、低回転低負荷時の燃焼安定性を高め、高回転高負荷時の出力を確保するように、動弁装置のカム軸に設けた駆動カムにより開閉駆動される吸気バルブ及び排気バルブからなるバルブのリフト時期やリフト量などのリフト特性を、内燃機関の運転状態に応じて変更する可変動弁装置を備えているものがある。 An internal combustion engine mounted on a vehicle or the like is driven to open and close by a drive cam provided on a camshaft of a valve gear so as to enhance combustion stability at low rotation and low load and ensure output at high rotation and high load. Some include a variable valve operating device that changes lift characteristics such as lift timing and lift amount of a valve composed of an intake valve and an exhaust valve in accordance with an operating state of the internal combustion engine.
内燃機関の可変動弁装置においては、駆動カムによって揺動するカムフォロアと、このカムフォロアによって揺動されてバルブを開閉する揺動カムとを制御軸に揺動可能に支持し、カムフォロアと揺動カムの相対的な位相を変えることでバルブのリフト特性を変更するとともにカムフォロアが常に駆動カムと接触するよう揺動カムを付勢するロストモーションスプリングを備えている。 In a variable valve system for an internal combustion engine, a cam follower that is swung by a drive cam and a swing cam that is swung by the cam follower to open and close the valve are swingably supported by a control shaft. A lost motion spring is provided that changes the lift characteristics of the valve by changing the relative phase of the valve and urges the swing cam so that the cam follower always contacts the drive cam.
ところが、前記特許文献1に記載のロストモーションスプリングは、圧縮スプリングを専用の押進部材に内蔵し、押進部材をハウジング内に揺動カム方向へ押進可能にストッパで保持しているため、部品点数が多い構成となっている。
また、前記特許文献2に記載のロストモーションスプリングは、揺動カムの揺動回転点を挟んで一方の側から他方の側に伸びるヘアピン状のスプリングを使用しているため、シリンダヘッド内において大きな空間を占有することになり、レイアウト上において不利な構成である。
However, the lost motion spring described in Patent Document 1 has a compression spring built in a dedicated pushing member, and the pushing member is held in the housing by a stopper so that it can be pushed in the swing cam direction. The number of parts is large.
In addition, the lost motion spring described in
この発明は、ロストモーションスプリングの占有する空間を減少させるとともに内燃機関本体への装着性を向上させることが目的である。 An object of the present invention is to reduce the space occupied by the lost motion spring and improve the mounting property to the internal combustion engine body.
この発明は、駆動カムによって揺動するカムフォロアと、このカムフォロアによって揺動されてバルブを開閉する揺動カムとを制御軸に揺動可能に支持し、前記カムフォロアと前記揺動カムの相対的な位相を変えることで前記バルブのリフト特性を変更するとともに前記カムフォロアが常に前記駆動カムと接触するようロストモーションスプリングによって前記揺動カムを付勢する内燃機関の可変動弁装置において、前記ロストモーションスプリングを前記制御軸の外周を囲む円筒形の捻りスプリングとしてその軸方向一端を内燃機関本体に連結し、軸方向他端を前記揺動カムに連結し、前記ロストモーションスプリングの内周に軸方向一端が前記内燃機関本体に接触するとともに軸方向他端が揺動カムに接触する円筒状のスペーサを配置し、前記スペーサの軸方向で内燃機関本体側の外周部を前記ロストモーションスプリングの内周部に圧入する一方、前記スペーサの軸方向で前記揺動カム側の外周部と前記ロストモーションスプリングの内周部の間に隙間を設けたことを特徴とする。 According to the present invention, a cam follower that is swung by a drive cam and a swing cam that is swung by the cam follower to open and close a valve are supported by a control shaft so as to be swingable. In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, which changes the lift characteristic of the valve by changing the phase and urges the swing cam by a lost motion spring so that the cam follower always contacts the drive cam, the lost motion spring As a cylindrical torsion spring surrounding the outer periphery of the control shaft, one end in the axial direction is connected to the internal combustion engine body, the other end in the axial direction is connected to the swing cam, and one end in the axial direction is connected to the inner periphery of the lost motion spring. Has a cylindrical spacer that contacts the internal combustion engine body and the other axial end contacts the swing cam. The outer peripheral portion on the internal combustion engine body side in the axial direction of the spacer is press-fitted into the inner peripheral portion of the lost motion spring, while the outer peripheral portion on the swing cam side and the inner peripheral portion of the lost motion spring in the axial direction of the spacer. A gap is provided between the two.
この発明の内燃機関の可変動弁装置は、ロストモーションスプリングを円筒形の捻りスプリングとして制御軸と同軸に配置したため、シリンダヘッド内でロストモーションスプリングが占有する空間を減少させることができる。
また、この発明の内燃機関の可変動弁装置は、スペーサによってロストモーションスプリングを制御軸の軸方向と径方向に位置決めできる。
さらに、この発明の内燃機関の可変動弁装置は、スペーサの軸方向で内燃機関本体側の外周部をロストモーションスプリングの内周部に圧入することで、ロストモーションスプリングの内燃機関本体側における回転を防止し、ロストモーションスプリングを内燃機関側に連結する連結部の固定方法を簡素化できる。
また、この発明の内燃機関の可変動弁装置は、スペーサの軸方向で揺動カム側の外周部とロストモーションスプリングの内周部の間に隙間を設けたため、ロストモーションスプリングが捻られる場合にロストモーションスプリングがスペーサの外周面と接触することを防止して、両者の接触による駆動損失を低減できる。
よって、この発明の内燃機関の可変動弁装置は、ロストモーションスプリングの占有する空間を減少させるとともに内燃機関本体への装着性を向上させることができる。
In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the lost motion spring is arranged coaxially with the control shaft as a cylindrical torsion spring, so that the space occupied by the lost motion spring in the cylinder head can be reduced.
In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the lost motion spring can be positioned in the axial direction and the radial direction of the control shaft by the spacer.
Further, the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention rotates the lost motion spring on the internal combustion engine main body side by press-fitting the outer peripheral portion on the internal combustion engine main body side into the inner peripheral portion of the lost motion spring in the axial direction of the spacer. Can be prevented, and the fixing method of the connecting portion for connecting the lost motion spring to the internal combustion engine side can be simplified.
In the variable valve device for an internal combustion engine according to the present invention, a gap is provided between the outer peripheral portion on the swing cam side and the inner peripheral portion of the lost motion spring in the axial direction of the spacer, so that the lost motion spring is twisted. The lost motion spring can be prevented from coming into contact with the outer peripheral surface of the spacer, and the drive loss due to the contact between the two can be reduced.
Therefore, the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention can reduce the space occupied by the lost motion spring and improve the mountability to the internal combustion engine body.
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図9は、この発明の実施例を示すものである。図8・図9において、1は内燃機関である。この実施例においては、内燃機関1のクランク軸線を前後方向とし、シリンダ軸線を上下方向とし、クランク軸線及びシリンダ軸線と直交する方向を左右方向として説明する。内燃機関1は、シリンダブロック2にシリンダヘッド3を搭載して燃焼室4を形成し、シリンダヘッド3に燃焼室4に連通する吸気ポート5i及び排気ポート5eをそれぞれ2本ずつ設け、吸気ポート5i及び排気ポート5eをそれぞれ開閉する吸気バルブ6i及び排気バルブ6eを2本ずつ設けている。吸気バルブ6i及び排気バルブ6eは、吸気バルブスプリング7i及び排気バルブスプリング7eによりそれぞれ閉弁方向に付勢されている。
前記内燃機関1は、吸気バルブ6i及び排気バルブ6eをそれぞれ開閉する吸気用ローラ式ロッカアーム8i及び排気用ローラ式ロッカアーム8eを設けている。吸気用ローラ式ロッカアーム8i及び排気用ローラ式ロッカアーム8eは、一端側をそれぞれ吸気用油圧ラッシュアジャスタ9i及び排気用油圧ラッシュアジャスタ9eに支持され、他端側をそれぞれ吸気バルブ6i及び排気バルブ6eに当接している。吸気用ローラ式ロッカアーム8i及び排気用ローラ式ロッカアーム8eは、吸気用油圧ラッシュアジャスタ9i及び排気用油圧ラッシュアジャスタ9eに支持された一端側を中心に他端側を揺動され、吸気バルブ6i及び排気バルブ6eをそれぞれ軸方向に移動させる。
前記内燃機関1は、シリンダヘッド3にロアハウジング10をボルト11で取り付け、ロアハウジング10にアッパハウジング12をボルト13で取り付けている。ロアハウジング10及びアッパハウジング12の間には、チェーンあるいはベルトにてクランク軸の回転の1/2で回転される吸気カム軸14i及び排気カム軸14eを回転可能に支持している。吸気カム軸14i及び排気カム軸14eには、吸気バルブ6i及び排気バルブ6eをそれぞれ開閉駆動するための吸気用駆動カム15i及び排気用駆動カム15eを設けている。内燃機関1は、吸気カム軸14iの吸気用駆動カム15i及び排気カム軸14eの排気用駆動カム15eによりそれぞれ吸気バルブ6i及び排気バルブ6eを駆動し、吸気ポート5i及び排気ポート5eを開閉する。
前記内燃機関1は、吸気カム軸14i及び排気カム軸14eを覆うように、ロアハウジング10にシリンダヘッドカバー16を取り付けている。シリンダヘッド3には、燃焼室4に達するヘッド側点火プラグホール壁17を形成している。シリンダヘッドカバー16には、ヘッド側点火プラグホール壁17に接続されるカバー側点火プラグホール壁18を形成している。ヘッド側点火プラグホール壁17内には、燃焼室4に臨ませてシリンダヘッド3に取り付けるための、点火プラグ19を挿通する。カバー側点火プラグホール壁18内には、点火プラグ19に接続するための、点火コイル20を挿通する。
1 to 9 show an embodiment of the present invention. 8 and 9, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine. In this embodiment, the crank axis of the internal combustion engine 1 is defined as the front-rear direction, the cylinder axis is defined as the vertical direction, and the direction orthogonal to the crank axis and the cylinder axis is defined as the left-right direction. The internal combustion engine 1 has a
The internal combustion engine 1 is provided with an intake
In the internal combustion engine 1, a
In the internal combustion engine 1, a
前述のように、内燃機関1は、吸気ポート5i及び排気ポート5eからなるポート5を開閉する吸気バルブ6i及び排気バルブ6eからなるバルブ6を設け、吸気バルブ6i及び排気バルブ6eをそれぞれ閉弁方向に付勢する吸気バルブスプリング7i及び排気バルブスプリング7eからなるバルブスプリング7を設けている。内燃機関1は、前記バルブ6を開閉駆動するために、吸気カム軸14i及び排気カム軸14eからなるカム軸14に、吸気用駆動カム15i及び排気用駆動カム15eからなる駆動カム15を設けている。
また、内燃機関1は、吸気用ローラ式ロッカアーム8i及び排気用ローラ式ロッカアーム8eからなるローラ式ロッカアーム8の一端側を吸気用油圧ラッシュアジャスタ9i及び排気用油圧ラッシュアジャスタ9eからなる油圧ラッシュアジャスタ9に支持し、ローラ式ロッカアーム8の他端側を前記バルブ6に当接している。内燃機関1は、油圧ラッシュアジャスタ9に一端側を支持されたローラ式ロッカアーム8の他端側を前記駆動カム15により揺動することで、前記バルブ6を駆動する。
このように、内燃機関1は、油圧ラッシュアジャスタ9に支持したローラ式ロッカアーム8をカム軸14の駆動カム15により揺動し、バルブスプリング7で閉弁方向に付勢されたバルブ6を駆動し、ポート5を開閉する。
As described above, the internal combustion engine 1 is provided with the valve 6 including the
In the internal combustion engine 1, one end side of the roller rocker arm 8 including the intake
As described above, the internal combustion engine 1 swings the roller rocker arm 8 supported by the hydraulic lash adjuster 9 by the
この内燃機関1は、吸気バルブ6iあるいは排気バルブ6eからなるバルブ6のリフト特性を変更する可変動弁装置21を備えている。なお、図8・図9においては、可変動弁装置21を吸気バルブ6i側に設けているが、排気バルブ6e側に設けることもできる。そこで、以下においては、前述ポート5、バルブ6、バルブスプリング7、ローラ式ロッカアーム8、油圧ラッシュアジャスタ9、カム軸14、駆動カム15の用語を用いて説明する。
前記バルブ6は、図4・図5に示すように、前後方向に並んで配置した一側バルブ6Aと他側バルブ6Bとの2本からなる。一側バルブ6Aは、一側ポート5Aの開口に接離される一側バルブヘッド21Aと、一側バルブヘッド21Aに先端側を連結した一側バルブステム22Aとを備えている。他側バルブ6Bは、他側ポート5Bの開口に接離される他側バルブヘッド21Bと、他側バルブヘッド21Bに先端側を連結した他側バルブステム22Bとを備えている。
一側バルブ6A・他側バルブ6Bは、一側バルブステム22A・他側バルブステム22Bをシリンダヘッド3に軸方向移動可能に支持され、一側バルブスプリング7A・他側バルブスプリング7Bによりそれぞれ閉弁方向に付勢されている。
The internal combustion engine 1 includes a
As shown in FIGS. 4 and 5, the valve 6 includes two valves, a one-
The one
前記内燃機関1は、一側バルブ6A・他側バルブ6Bを開閉する一側ローラ式ロッカアーム8A・他側ローラ式ロッカアーム8Bを設けている。一側ローラ式ロッカアーム8A・他側ローラ式ロッカアーム8Bは、一側油圧ラッシュアジャスタ9A・他側油圧ラッシュアジャスタ9Bに一端側を支持されて他端側を揺動され、一側バルブ6A・他側バルブ6Bを軸方向に移動させて一側ポート5A・他側ポート5Bを開閉する。
一側ローラ式ロッカアーム8Aは、一側油圧ラッシュアジャスタ9Aから右方向に延びるように配置され、右端部を一側バルブステム22Aの基端に当接し、中央部に前後方向に指向する一側ローラ軸23Aにより一側ローラ24Aを軸支し、右端部を一側油圧ラッシュアジャスタ9Aの球状頂部に支持している。
他側ローラ式ロッカアーム8Bは、他側油圧ラッシュアジャスタ9Bから右方向に延びるように配置され、右端部に他側バルブステム22Bの基端に当接し、中央部に前後方向に指向する他側ローラ軸23Bにより他側ローラ24Bを軸支し、右端部を他側油圧ラッシュアジャスタ9Bの球状頂部に支持している。
前記内燃機関1は、チェーンあるいはベルトにてクランク軸の回転の1/2で回転されるカム軸14を、図1・図3に示すように、前後方向に指向させて一側(前側)のロアハウジング10とアッパハウジング12の間及び、他側(後側)のロアハウジング10と他側アッパハウジング12の間に回転可能に支持している。カム軸14には、一側バルブ6A・他側バルブ6Bを開閉駆動するための駆動カム15を設けている。駆動カム15は、一側バルブ6A・他側バルブ6Bをリフトさせない形状のベース円部25と、ベース円部25から径方向に突出された一側バルブ6A・他側バルブ6Bをリフトさせる形状のリフト部26とからなる。
The internal combustion engine 1 is provided with a one-side
The one-side roller
The other-side roller
As shown in FIGS. 1 and 3, the internal combustion engine 1 has one side (front side) oriented in the front-rear direction as shown in FIGS. It is rotatably supported between the
前記可変動弁装置21は、カム軸14に平行で前後方向に延びる制御軸27を備えている。制御軸27は、一側ローラ式ロッカアーム8A・他側ローラ式ロッカアーム8Bの上方に配設され、図1に示すように、一側のロアハウジング10とアッパハウジング12の間及び、他側のロアハウジング10とアッパハウジング12の間に回転可能に支持している。制御軸27は、モータ等からなるアクチュエータにより回転制御される。アクチュエータは、制御手段により駆動制御される。
The
前記制御軸27には、駆動カム15よって揺動するカムフォロア28と、このカムフォロア28によって揺動されて一側バルブ6A・他側バルブ6Bを開閉する揺動カム29とを揺動可能に支持している。
前記カムフォロア28は、図5に示すように、制御軸27が摺動可能に貫通する円筒状の2つのボス部30・30を備えている。2つのボス部30・30は、間隔を設けて連結部31で連結されている。ボス部30・30は、カム軸14側に向かって突出して先端を平面視で略U字状に分岐したローラ支持部32を備えている。ローラ支持部32の先端には、駆動カム15に当接されるカム用ローラ33をローラ軸34によって軸支している。
前記揺動カム29は、カムフォロア28の2つのボス部30・30を挟んでその両側に配置され、前方に配置した一側ローラ式ロッカアーム8Aを揺動する一側揺動カム29Aと、後方に配置した他側ローラ式ロッカアーム8Bを揺動する他側揺動カム29Bとからなる。一側揺動カム29A・他側揺動カム29Bは、制御軸27が摺動可能に貫通する円筒状の一側ボス部35A・他側ボス部35Bを備え、カム軸14側に向かって突出するように制御軸27に支持される。一側ボス部35A・他側ボス部35Bは、カムフォロア28の2つのボス部30・30を挟むように配置され、連結部36で連結されている。
前記一側揺動カム29Aは、一側ローラ式ロッカアーム8Aの一側ローラ24Aと対向する外周に、一側バルブ6Aを開閉する一側カム面37Aを有している。一側カム面37Aは、制御軸27の軸心C1を中心とする円弧形状で、一側バルブ6Aをリフトさせない形状の一側ベース円部38Aと、この一側ベース円部38Aからカム軸14側に突出していて一側バルブ6Aをリフトさせる形状の一側リフト部39Aとからなり、一側ローラ24Aに押圧される。
前記他側揺動カム29Bは、図3に示すように、他側ローラ式ロッカアーム8Bの他側ローラ24Bと対向する外周に、他側バルブ6Bを開閉する他側カム面37Bを有している。他側カム面37Bは、制御軸27の軸心C1を中心とする円弧形状で、他側バルブ6Bをリフトさせない形状の他側ベース円部38Bと、この他側ベース円部38Bから径方向外側に突出していて他側バルブ2Bをリフトさせる形状の他側リフト部39Bとからなり、他側ローラ24Bに押圧される。
The
As shown in FIG. 5, the
The rocking
The one-
As shown in FIG. 3, the other-
前記可変動弁装置21は、カムフォロア28の2つのボス部30・30に、揺動中心から外方に延びる駆動アーム40・40をそれぞれ設けている。2つの駆動アーム40・40は、先端に制御軸27と平行な軸41を取り付けている。軸41には、この軸41を中心に回転する回転部材42を支持している。
回転部材42は、2つのボス部30・30の間の制御軸27に対向する側の周面に回転部材側ギヤ部43を備えている。2つのボス部30・30の間の制御軸27には、回転部材42に対向する側の周面に、回転部材側ギヤ部43に噛み合う制御軸側ギヤ部44を取り付けている。回転部材42には、軸41の回転中心を挟んで回転部材側ギヤ部43と反対側に第1接触部45を配置している。回転部材42は、軸41の回転中心を挟んで回転部材側ギヤ部43と反対側に取付孔46を設け、この取付孔46に位置調整機構47を介して前記第1接触部45を取り付けている。
前記第1接触部45は、正面側を曲面とし、背面側をその両端面が曲面に接続される平面とした板状に形成している。前記位置調整機構47は、第1接触部45の背面側に固定されるとともに取付孔46を貫通するネジ軸48と、第1接触部45と回転部材42の第1接触部45に対向する面との間に配置されるシム49と、取付孔46を貫通したネジ軸48にねじ込んで第1接触部45を回転部材42に取り付ける取付ナット50とからなる。第1接触部45は、第1接触部45と回転部材42との間に配置されるシム49の厚さを変更することで、回転部材42に対する取付位置を調整することができる。
The variable
The rotating
The
前記可変動弁装置21は、揺動カム29を構成する一側揺動カム29A・他側揺動カム29Bの一側ボス部35A・他側ボス部35Bに、揺動中心から外方に延びる一側被駆動アーム51A・他側被駆動アーム51Bをそれぞれ設けている。一側被駆動アーム51A・他側被駆動アーム51Bの先端には、これら一側被駆動アーム51A・他側被駆動アーム51Bを連結し、前記第1接触部45と互いに接触する第2接触部52を設けている。
The variable
この可変動弁装置21は、カムフォロア28が常に駆動カム15と接触するよう、揺動カム26を付勢する一側ロストモーションスプリング53A・他側ロストモーションスプリング53Bを設けている。一側ロストモーションスプリング53A・他側ロストモーションスプリング53Bは、制御軸27の外周を囲む円筒形の捻りスプリングとしている。
図2に示すように、一側ロストモーションスプリング53Aは、その軸方向一端(前側)に内燃機関用一側連結部54Aを備え、軸方向他端(後側)に揺動カム用一側連結部55Aを備えている。一側ロストモーションスプリング53Aは、内燃機関用一側連結部54Aを内燃機関本体を構成する前側のアッパハウジング12に形成した一側取付部56Aに連結し、揺動カム用一側連結部55Aを一側揺動カム29Aの一側被駆動アーム51Aに連結している。
また、他側ロストモーションスプリング53Bは、その軸方向他端(後側)に内燃機関用他側連結部54Bを備え、軸方向一端(前側)に揺動カム用他側連結部55Bを備えている。他側ロストモーションスプリング53Bは、内燃機関用他側連結部54Bを内燃機関本体を構成する後側のアッパハウジング12に形成した他側取付部56Bに連結し、揺動カム用他側連結部55Bを他側揺動カム29Bの他側被駆動アーム51Bに連結している。
This variable
As shown in FIG. 2, the one-side lost
The other-side lost
前記一側ロストモーションスプリング53Aの内周には、図1に示すように、円筒状の一側スペーサ57Aを配置している。一側スペーサ57Aは、軸方向一端(前側)の一側大径部58Aを内燃機関本体を構成する前側のロアハウジング10及びアッパハウジング12に接触させるとともに、軸方向他端(後側)の一側小径部59Aを一側揺動カム29Aの一側ボス部35Aに接触させている。一側スペーサ57Aは、軸方向で一側揺動カム29Aと接触する一側小径部59A側の端部のみを、その他の部分と比べて耐磨耗性の高い材料で形成している。
前記一側スペーサ57Aは、軸方向で前側のロアハウジング10及びアッパハウジング12に接触する側にある一側大径部58Aの外周部を、一側ロストモーションスプリング53Aの内周部に圧入している。一方、一側スペーサ57Aは、軸方向で一側揺動カム29Aの一側ボス部35Aに接触する側にある一側小径部59Aの外周部と一側ロストモーションスプリング53Aの内周部の間に、一側隙間60Aを設けている。
一側ロストモーションスプリング53Aは、一側スペーサ57Aを介して制御軸27の外周に配置されるとともに、内燃機関用一側連結部54A及び揺動カム用一側連結部55Aの周方向の間隔が縮まるように捻られて内燃機関本体を構成するロアハウジング10及びアッパハウジング12と一側揺動カム29Aとの間に配置される。一側揺動カム29Aは、一側ロストモーションスプリング53Aの弾発力によって一側バルブ6Aを閉じる方向に回転される。そして、一側揺動カム29Aの一側被駆動アーム51Aがカムフォロア28の駆動アーム40・40を押す力でカムフォロア28を回転させ、ローラ支持部32に保持されたカム用ローラ33を駆動カム15に接触させる。
As shown in FIG. 1, a cylindrical one-
The one-
The one-side lost
また、前記他側ロストモーションスプリング53Bの内周には、円筒状の他側スペーサ57Bを配置している。他側スペーサ57Bは、軸方向一端(後側)の他側大径部58Bを内燃機関本体を構成する後側のロアハウジング10及びアッパハウジング12に接触させるとともに、軸方向他端(前側)の他側小径部59Bを他側揺動カム29Bの他側ボス部35Bに接触させている。他側スペーサ57Bは、軸方向で他側揺動カム29Bと接触する他側小径部59B側の端部のみを、その他の部分と比べて耐磨耗性の高い材料で形成している。
前記他側スペーサ57Bは、軸方向で後側のロアハウジング10及びアッパハウジング12に接触する側にある他側大径部58Bの外周部を、他側ロストモーションスプリング53Bの内周部に圧入している。一方、他側スペーサ57Bは、軸方向で他側揺動カム29Bの他側ボス部35Bに接触する側にある他側小径部59Bの外周部と他側ロストモーションスプリング53Bの内周部の間に、他側隙間60Bを設けている。
他側ロストモーションスプリング53Bは、他側スペーサ57Bを介して制御軸27の外周に配置されるとともに、内燃機関用他側連結部54B及び揺動カム用他側連結部55Bの周方向の間隔が縮まるように捻られて内燃機関本体を構成するロアハウジング10及びアッパハウジング12と他側揺動カム29Bとの間に配置される。他側揺動カム29Bは、他側ロストモーションスプリング53Bの弾発力によって他側バルブ6Bを閉じる方向に回転される。そして、他側揺動カム29Bの他側被駆動アーム51Bがカムフォロア28の駆動アーム40・40を押す力でカムフォロア28を回転させ、ローラ支持部32に保持されたカム用ローラ33を駆動カム15に接触させる。
Further, a cylindrical other-
The other-
The other-side lost
次に、可変動弁装置21による一側バルブ6A・他側バルブ6Bのリフトを、図6・図7に基づいて説明する。
ここで、図6・図7においては、制御軸27の軸心をC1、軸41の軸心をC2、制御軸27の軸心C1を通る水平な基準線をH、軸41の軸心C2を通る垂直な基準線をV、制御軸27の軸心C1と制御軸側ギヤ部44の端点Eとを通る線分をL1、軸41の軸心C2と第1接触部45及び第2接触部52の接触点Tとを通る線分をL2、制御軸27の軸心C1と第1接触部45及び第2接触部52の接触点Tとを通る線分をL3、基準線Hと線分L1とのなす角度をα、基準線Vと線分L2とのなす角度をβ、基準線Hと線分L3とのなす角度をγ、として説明する。
なお、この可変動弁装置21は、カムフォロア28と連動して一側揺動カム29A・他側揺動カム29Bを同期して揺動させ、一側バルブ6A・他側バルブ6Bを同じリフト量でリフトさせるので、図6・図7においては、他側揺動カム29Bによる他側バルブ6Bのリフトを代表して説明する。
Next, the lift of the one
6 and 7, the axis of the
The variable
可変動弁装置21は、他側バルブ6Bを大リフトする際に、図6に示すように動作する。可変動弁装置21は、図6(A)に示すように、駆動カム15のベース円部25がカム用ローラ33に接している、大リフト位置でのバルブリフト前において、制御軸側ギヤ部44の基準線Hに対する角度がα1のとき、制御軸側ギヤ部44に噛み合う回転部材側ギヤ部43を備えた回転部材42の第1接触部45の基準線Vに対する角度はβ1である。このとき、他側揺動カム29Bに連結した第2接触部52の、基準線Hに対する角度はγ1である。
この状態において、可変動弁装置21は、他側揺動カム29Bの他側ベース円部38B及び他側リフト部39Bのほぼ境界が他側ローラ式ロッカアーム8Bの他側ローラ24Bに接触しているので、他側ローラ式ロッカアーム8Bを押し下げずに他側バルブ6Aを非リフト状態(閉弁状態)としている。
可変動弁装置21は、図6(A)に示すリフト前の閉弁状態から、図6(B)に示すように、カム軸14が矢印R1方向に回転すると、駆動カム15のリフト部26がカム用ローラ33に接触してカムフォロア28を下方に揺動する。下方に揺動するカムフォロア28は、第2接触部52に接触する第1接触部45により他側揺動カム29Bを矢印R2方向に回転させる。他側揺動カム29Bは、矢印R2方向の回転で、他側リフト部39Bの他側ベース円部38Bから離れた部分が他側ローラ式ロッカアーム8Bの他側ローラ24Bに接触するので、他側ローラ式ロッカアーム8Bを大きく押し下げて側バルブ6Aを大リフト状態(開弁状態)とする。
The variable
In this state, in the variable
When the
可変動弁装置21は、他側バルブ6Aを小リフトする際に、図7に示すように動作する。可変動弁装置21は、駆動カム15のベース円部25がカム用ローラ33に接している図6(A)に示す状態から、図7(A)に示すように、アクチュエータにより制御軸27を矢印R3方向に回転させ、基準線Hに対する制御軸側ギヤ部44のなす角度をα1からα2まで変化させる。制御軸側ギヤ部44の回転で、制御軸側ギヤ部44に噛み合う回転部材側ギヤ部43を備えた回転部材42が矢印R4方向に回転し、第1接触部45の基準線Vに対する角度はβ1からβ2に減少する。これにより、他側揺動カム29Bに連結した第2接触部52の、基準線Hに対する角度はγ1からγ2に減少する。
この状態において、可変動弁装置21は、他側揺動カム29Bの他側ベース円部38Bの他側リフト部39Bから離れた部分が他側ローラ式ロッカアーム8Bの他側ローラ24Bに接触しているので、他側ローラ式ロッカアーム8Bを押し下げずに他側バルブ6Aを非リフト状態(閉弁状態)としている。
可変動弁装置21は、図7(A)に示すリフト前の閉弁状態から、図7(B)に示すように、カム軸14が矢印R5方向に回転すると、駆動カム15のリフト部26がカム用ローラ33に接してカムフォロア28が下方に揺動する。下方に揺動するカムフォロア28は、第2接触部52に接触する第1接触部45により他側揺動カム29Bを矢印R6方向に回転させる。他側揺動カム29Bは、矢印R6方向の回転で、他側リフト部39Bの他側ベース円部38Bに近い部分が他側ローラ式ロッカアーム8Bの他側ローラ24Bに接触するので、他側ローラ式ロッカアーム8Bを小さく押し下げて側バルブ6Aを小リフト状態(開弁状態)とする。
The variable
In this state, the variable
When the
この可変動弁装置21は、カムフォロア28と連動して一側揺動カム29A・他側揺動カム29Bを同期して揺動させ、一側バルブ6A・他側バルブ6Bを同じリフト量でリフトさせるので、上述した他側揺動カム29Bによる他側バルブ6Bのリフトと同様に、一側揺動カム29Aにより一側バルブ6Aもリフトされる。
The variable
このように、この内燃機関1の可変動弁装置21は、制御軸27に揺動可能に支持したカムフォロア28と揺動カム29の相対的な位相を変えることで、バルブ6のリフト特性を変更している。また、可変動弁装置21は、カムフォロア28が常にカム軸14の駆動カム15と接触するよう、揺動カム29をカムフォロア28に対して付勢するロストモーションスプリング53を設けている。
この可変動弁装置21は、ロストモーションスプリング53を制御軸27の外周を囲む円筒形の捻りスプリングとしてその軸方向一端を内燃機関1のアッパハウジング12に連結し、軸方向他端を揺動カム29の被駆動アーム51に連結し、ロストモーションスプリング53の内周に軸方向一端が内燃機関1のロアハウジング10及びアッパハウジング12に接触するとともに軸方向他端が揺動カム29に接触する円筒状のスペーサ57を配置している。
前記スペーサ57は、軸方向で内燃機関1のロアハウジング10及びアッパハウジング12側の外周部をロストモーションスプリング53の内周部に圧入する一方、軸方向で揺動カム29側の外周部とロストモーションスプリング53の内周部の間に隙間60を設けている。
As described above, the
The
The spacer 57 press-fits the outer peripheral portion on the
これにより、この内燃機関の可変動弁装置21は、ロストモーションスプリング53を円筒形の捻りスプリングとして制御軸27と同軸に配置したため、シリンダヘッド3内でロストモーションスプリング53が占有する空間を減少させることができる。また、この内燃機関1の可変動弁装置27は、スペーサ57によってロストモーションスプリング53を制御軸27の軸方向と径方向に位置決めできる。
さらに、この内燃機関1の可変動弁装置21は、スペーサ57の軸方向でロアハウジング10及びアッパハウジング12側の外周部をロストモーションスプリング53の内周部に圧入することで、ロストモーションスプリング53のロアハウジング10及びアッパハウジング12側における回転を防止し、ロストモーションスプリング53を内燃機関1側に連結する連結部54の固定方法を簡素化できる。
また、この内燃機関1の可変動弁装置27は、スペーサ57の軸方向で揺動カム29側の外周部とロストモーションスプリング53の内周部の間に隙間60を設けたため、ロストモーションスプリング53が捻られる場合にロストモーションスプリング53がスペーサ57の外周面と接触することを防止して、両者の接触による駆動損失を低減できる。
よって、この内燃機関1の可変動弁装置27は、ロストモーションスプリング53の占有する空間を減少させるとともに内燃機関本体への装着性を向上させることができる。
また、この内燃機関1の可変動弁装置21は、スペーサ57自体が回転しないことによって、スペーサ57は揺動カム29側の端部のみを耐磨耗性の高い材料で形成すればよく、スペーサ57全体を耐摩耗性の高い材料で製造する必要がなくなる。
As a result, the
Further, the variable
Further, in the variable
Therefore, the
Further, in the
この発明の内燃機関の可変動弁装置は、ロストモーションスプリングの占有する空間を減少させるとともに内燃機関本体への装着性を向上することができ、各種内燃機関に応用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention can reduce the space occupied by the lost motion spring and improve the mounting property to the internal combustion engine body, and can be applied to various internal combustion engines.
1 内燃機関
3 シリンダヘッド
6A 一側吸気バルブ
6B 他側吸気バルブ
8A 一側ローラ式ロッカアーム
8B 他側ローラ式ロッカアーム
9A 一側油圧ラッシュアジャスタ
9B 他側油圧ラッシュアジャスタ
14 カム軸
15 駆動カム
27 制御軸
28 カムフォロア
29A 一側揺動カム
29B 他側揺動カム
37A 一側カム面
37B 他側カム面
42 回転部材
43 回転部材側ギヤ部
44 制御軸側ギヤ部
45 第1接触部
47 位置調整機構
52 第2接触部
53A 一側ロストモーションスプリング
53B 他側ロストモーションスプリング
54A 内燃機関用一側連結部
54B 内燃機関用他側連結部
55A 揺動カム用一側連結部
55B 揺動カム用他側連結部
57A 一側スペーサ
58A 一側大径部
59A 一側小径部
60A 一側隙間
57B 他側スペーサ
58B 他側大径部
59B 他側小径部
60B 他側隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記カムフォロアと前記揺動カムの相対的な位相を変えることで前記バルブのリフト特性を変更するとともに前記カムフォロアが常に前記駆動カムと接触するようロストモーションスプリングによって前記揺動カムを付勢する内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロストモーションスプリングを前記制御軸の外周を囲む円筒形の捻りスプリングとしてその軸方向一端を内燃機関本体に連結し、軸方向他端を前記揺動カムに連結し、
前記ロストモーションスプリングの内周に軸方向一端が前記内燃機関本体に接触するとともに軸方向他端が揺動カムに接触する円筒状のスペーサを配置し、
前記スペーサの軸方向で内燃機関本体側の外周部を前記ロストモーションスプリングの内周部に圧入する一方、
前記スペーサの軸方向で前記揺動カム側の外周部と前記ロストモーションスプリングの内周部の間に隙間を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A cam follower that is swung by a drive cam and a swing cam that is swung by this cam follower to open and close a valve are supported on a control shaft in a swingable manner.
An internal combustion engine that changes the lift characteristics of the valve by changing the relative phase of the cam follower and the swing cam and urges the swing cam by a lost motion spring so that the cam follower always contacts the drive cam In the variable valve gear of
The lost motion spring is a cylindrical torsion spring surrounding the outer periphery of the control shaft, and one axial end thereof is connected to the internal combustion engine body, and the other axial end is connected to the swing cam.
A cylindrical spacer is disposed on the inner periphery of the lost motion spring, with one axial end contacting the internal combustion engine body and the other axial end contacting the swing cam.
While pressing the outer peripheral part of the internal combustion engine main body side in the axial direction of the spacer into the inner peripheral part of the lost motion spring,
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein a gap is provided between an outer peripheral portion on the swing cam side and an inner peripheral portion of the lost motion spring in the axial direction of the spacer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010237604A JP2012087761A (en) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Variable valve timing mechanism for internal combustion engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9816409B2 (en) | 2014-12-09 | 2017-11-14 | Hyundai Motor Company | Variable valve lift apparatus |
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2010
- 2010-10-22 JP JP2010237604A patent/JP2012087761A/en active Pending
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US9816409B2 (en) | 2014-12-09 | 2017-11-14 | Hyundai Motor Company | Variable valve lift apparatus |
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