JP2013060858A - Variable valve gear for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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.
従来、内燃機関の可変動弁装置としては、バルブタイミング・リフト量を変化させるためのカムキャリアに形成された大小2種類のカムの側方外周に螺旋状の溝を形成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この可変動弁装置は、カムキャリアの半径方向から螺旋状の溝にソレノイドなどの電動アクチュエータで駆動されるピンを抜き差しするように操作し、その操作に応じてカムキャリアをカム軸に対して軸方向に移動させてカムを切り替えるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a variable valve device for an internal combustion engine is known in which a spiral groove is formed on the lateral outer periphery of two types of large and small cams formed on a cam carrier for changing valve timing and lift amount. (For example, refer to Patent Document 1). This variable valve operating device is operated by inserting and removing a pin driven by an electric actuator such as a solenoid in a spiral groove from the radial direction of the cam carrier, and the cam carrier is pivoted with respect to the cam shaft in accordance with the operation. The cam is switched by moving in the direction.
しかしながら、上記従来の可変動弁装置では、カムキャリアの外周面にカム軸方向に軌道が変化する螺旋状の溝を形成するためのスペースが必要であった。したがって、このような可変動弁装置を採用するとエンジンの全長が長くなるという問題点がある。また、このように螺旋状の溝にピンを抜き差しする電動アクチュエータは、シリンダヘッドにおいてカムキャリアよりも上方に配置する必要があるため、シリンダヘッドが大きくなるという問題点がある。また、このような可変動弁装置では、カムの外周面に螺旋状の溝を精度良く形成する必要があり、製造が困難になるとともにコスト高になるという問題点がある。 However, the conventional variable valve device described above requires a space for forming a spiral groove whose orbit changes in the cam shaft direction on the outer peripheral surface of the cam carrier. Therefore, when such a variable valve apparatus is employed, there is a problem that the overall length of the engine becomes long. In addition, since the electric actuator for inserting / removing the pin into / from the spiral groove needs to be arranged above the cam carrier in the cylinder head, there is a problem that the cylinder head becomes large. In addition, in such a variable valve operating apparatus, it is necessary to accurately form a spiral groove on the outer peripheral surface of the cam, which makes it difficult to manufacture and increases the cost.
また、上記従来の可変動弁装置においては、螺旋状の溝に抜き差しされるピンが電動アクチュエータで電気駆動されるため、別途駆動回路等が必要となり、コストや信頼性の面で不利であった。 Further, in the conventional variable valve device described above, since the pin inserted into and removed from the spiral groove is electrically driven by the electric actuator, a separate drive circuit is required, which is disadvantageous in terms of cost and reliability. .
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、小型化が図れるとともに製造が容易な、内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can be downsized and easily manufactured.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、内燃機関の可変動弁装置であって、列をなすように配置された複数の気筒を有するシリンダヘッドと、このシリンダヘッドの上部に、それぞれの気筒における列の方向の両側に位置するように設けられた複数のカムハウジングと、上記複数の気筒の上方に前記列の方向に沿って延在され、複数のカムハウジングに回転自在に軸支されたカム軸と、互いに隣接する上記カムハウジング同士の間にそれぞれ配置され、上記カム軸に嵌合してカム軸と一体に回転し、かつカム軸に対して軸方向へ移動可能なカムキャリアと、このカムキャリアの外周面に軸方向へ沿って隣接して設けられ、バルブ側部材と接触したときにカムキャリアの移動を許容する共通のベース円部を有し、かつそれぞれの形状が異なるノーズ部を有する複数のカムと、それぞれのカムハウジングに内蔵され、油圧駆動によってカムハウジングが対向するカムキャリアの端面を押圧し、カムキャリアを軸方向に沿って移動させて前記カムを切り替える押出駆動部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, one aspect of the present invention is a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, which includes a cylinder head having a plurality of cylinders arranged in a row, A plurality of cam housings provided at upper portions of the cylinder head so as to be positioned on both sides in the row direction of each cylinder, and a plurality of cams extending along the row direction above the plurality of cylinders The cam shaft rotatably supported by the housing and the cam housings adjacent to each other are arranged, fitted to the cam shaft and rotated integrally with the cam shaft, and the shaft relative to the cam shaft. A cam carrier that can move in the direction, and a common base circle that is provided adjacent to the outer peripheral surface of the cam carrier along the axial direction and that allows the cam carrier to move when contacting the valve side member. Or A plurality of cams each having a different nose portion, and a cam carrier that is built in each cam housing and presses the end face of the cam carrier facing the cam housing by hydraulic drive, and the cam carrier is moved along the axial direction to And an extrusion driving section for switching the cam.
上記態様としては、それぞれのカムキャリアの一方側の端面を押圧可能な押出駆動部の群に連通する第1油路と、それぞれのカムキャリアの他方側の端面を押圧可能な押出駆動部の群に連通する第2油路と、備えることが好ましい。 As said aspect, the 1st oil path connected to the group of the extrusion drive part which can press the end surface of one side of each cam carrier, and the group of the extrusion drive part which can press the other end surface of each cam carrier It is preferable to provide with the 2nd oil path connected to.
上記態様としては、上記第1油路と上記第2油路が、カム軸内に軸方向へ延びるように形成されている構成とすることができる。 As said aspect, it can be set as the structure currently formed so that the said 1st oil path and the said 2nd oil path may extend in the axial direction in a cam shaft.
上記態様としては、進角用油路を通して供給される作動油によってバルブタイミングを進角させ、遅角用油路を通して供給される作動油によってバルブタイミングを遅角させるバルブタイミング変更機構が、カム軸に連結され、上記複数のカムが、相対的にバルブリフト量を小さくする第1カムと、相対的にバルブリフト量を大きくする第2カムとでなり、上記第2カムから上記第1カムへ切り替える押し出し動作を行う押出駆動部を作動させるための油路を上記進角用油路と連通させ、上記第1カムから上記第2カムへ切り替える押し出し動作を行う押出駆動部を作動させるための油路を上記遅角用油路と連通させる構成としてもよい。 In the above aspect, the valve timing changing mechanism for advancing the valve timing by the hydraulic oil supplied through the advance oil passage and delaying the valve timing by the hydraulic oil supplied through the retard oil passage includes the camshaft. The plurality of cams include a first cam that relatively decreases the valve lift amount and a second cam that relatively increases the valve lift amount, from the second cam to the first cam. An oil passage for operating the push-out drive unit that performs the push-out operation for switching is communicated with the oil passage for advancement, and an oil for operating the push-out drive unit that performs the push-out operation for switching from the first cam to the second cam It is good also as a structure which connects a path | route with the said oil delay path.
上記態様としては、上記カムキャリアの端面に、軸方向の高低差を有する端部カム面が周回するように形成され、上記押出駆動部が、カム軸の軸方向に沿って上記端部カム面へ向けて出没可能な可動部を有し、この可動部が突出したときに、上記端部カム面が上記可動部の先端に接触可能となる構成としてもよい。 In the above aspect, an end cam surface having an axial height difference is formed around the end surface of the cam carrier so that the push driving portion extends along the axial direction of the cam shaft. It is good also as a structure which has a movable part which can be projected / recessed toward this, and when this movable part protrudes, the said end cam surface can contact the front-end | tip of the said movable part.
本発明に係る内燃機関の可変動弁装置によれば、小型化が図れるとともに製造が容易な、内燃機関の可変動弁装置を実現できる。 According to the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, it is possible to realize a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can be downsized and easily manufactured.
以下に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置の詳細を図面に基づいて説明する。 Details of a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(可変動弁装置の概略構成)
図1〜5に示すように、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置2は、内燃機関としてのエンジンのシリンダヘッド1に内蔵されている。図1に示すように、このシリンダヘッド1は、ヘッド本体1Aとヘッドカバー1Bとを備えている。図2は、シリンダヘッド1のヘッドカバー1Bを取り外した状態を示す斜視図である。
(Schematic configuration of variable valve operating device)
As shown in FIGS. 1-5, the variable
ヘッド本体1Aには、例えば、前後方向に列をなすように形成された気筒1Cの上部が設けられている。そして、気筒1Cの上部には、一対の吸気バルブ13が、図示しないバルブガイドで軸方向に進退可能に設けられている。吸気バルブ13は、バルブスプリング14により引き上げる方向(吸気ポートと気筒1Cとを閉じる方向)に付勢されている。また、気筒1Cの上部には、一対の排気バルブも吸気バルブ13と同様に設けられている。なお、本実施の形態では、気筒1Cの列の方向を説明の便宜から車両の前後方向として説明するが、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置は、このような方向、配置に限定されるものではない。
The
本実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置2は、複数(本実施の形態では3つ)の気筒1Cを有するシリンダヘッド1と、シリンダヘッド1の上部(ヘッド本体1A)に、それぞれの気筒1Cにおける列の方向の両側に位置して気筒1Cを挟むように設けられた複数のカムハウジング15と、これら複数の気筒1Cの上方に、前後方向に沿って延在され、複数のカムハウジング15に回転自在に軸支されたカム軸3と、互いに隣接するカムハウジング15同士の間にそれぞれ配置されたカムキャリア4と、それぞれのカムハウジング15に内蔵され、油圧駆動によってこのカムハウジング15が対向するカムキャリア4の端面を押圧し、ムキャリア4を軸方向に沿って移動させてバルブを作動させるカムを切り替える複数の押出駆動部としてのプランジャ5と、を備えて概略構成されている。なお、本実施の形態に係る可変動弁装置2では、カム軸3に連結されてバルブリフトのタイミングを変更するバルブタイミング変更機構70を備えるが、本発明は、このバルブタイミング変更機構70を備えない構成であってもよい。
The variable
カムハウジング15は、気筒1Cと重ならない位置に配置されている。図1および図2に示すように、カムハウジン15は、ヘッド本体1Aに架設されたロアカムハウジング6と、アッパカムハウジング7とが接合されてなる。そして、ロアカムハウジング6とアッパカムハウジング7とで、カム軸3を挟んで回転自在に軸支している。アッパカムハウジング7は、ロアカムハウジング6に対してボルト16で締結されている。なお、これらロアカムハウジング6とアッパカムハウジング7は、ヘッドカバー1Bで覆われてシリンダヘッド1内に内蔵されている。
The
ここで、可変動弁装置2の構成を、カムハウジング15同士の間に位置する要部を用いて説明する。図6〜図8に示すように、可変動弁装置2は、カム軸3と、複数のカムとしての低速カム41と高速カム42が隣接して設けられているカムキャリア4と、カムキャリア4の両端側に対向配置された押出駆動部としての一対のプランジャ5と、を備えている。本実施の形態においては、可変動弁装置2全体としては、吸気側のカム軸3に3つのカムキャリア4を備え、3つのカムキャリア4の両端面を押圧するために3対(6つ)のプランジャ5を備えている。
Here, the configuration of the variable
このような可変動弁装置2は、吸気バルブ13のリフト状態を変化させるために、低速カム41と高速カム42の切り替えを行うようになっている。また、図1に示すように、このシリンダヘッド1には、この他に、排気バルブ側のカム軸30や排気カム40などを備えている。
Such a
図1、図6および図7に示すように、本実施の形態では、カムキャリア4の回転に伴いスイングするタイプのバルブ側部材としてのロッカアーム11が用いられている。このロッカアーム11は、一端部11C下面に形成された凹部がピボット12Aの上に当接するように配置されている。すなわち、ロッカアーム11は、一端部11C側で揺動中心(支点)となるピボット12Aで支持されている。なお、ピボット12Aは円筒状のピボット支持部12に出没調整可能に設けられている。
As shown in FIGS. 1, 6, and 7, in the present embodiment, a
ロッカアーム11の中央には、被押圧ローラ11Aがピン11Bで軸支されている。この被押圧ローラ11Aは、ロッカアーム11の上面から突出しており、カムキャリア4の低速カム41と高速カム42のいずれかに当接するようになっている。ロッカアーム11の他端部側のアーム先端部11Dの下面は、吸気バルブ13の上端に当接するようになっている。なお、本実施の形態では、アーム先端部11Dの下面が吸気バルブ13の上端に当接する構成であるが、アーム先端部11Dの下面からバルブクリアランスアジャスタが突出する構成としても勿論よい。
At the center of the
(カム軸)
例えば、図4および図8に示すように、カム軸3は、上述のようにヘッド本体1Aの上に配置された軸受け部となるロアカムハウジング6とアッパカムハウジング7とに回転自在に支持されている。また、図4に示すように、カム軸3の一方の端部にはカム軸タイミングスプロケット71が設けられており、図示しないチェーンにより図示しないクランクシャフトと連動して回転するようになっている。カム軸3の回転数は、例えば、クランクシャフトの回転数の1/2となるように設定されている。
(Cam shaft)
For example, as shown in FIGS. 4 and 8, the
図9に示すように、カム軸3は、円筒形状であり、内部に軸方向に沿って形成され互いに区画された第1油路34と第2油路33とが形成されている。また、カムハウジング15同士で挟まれる領域におけるカム軸3の中央外周面には、軸方向に所定の幅寸法を持つスプライン外歯31が周回して形成されている。スプライン外歯31の一部には、軸方向に沿って平坦な平坦部32が形成されている。この平坦部32の中央の2箇所には、カムキャリア4の位置決め用の凹部32A,32Bが所定距離隔てて軸方向に沿って形成されている。
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、カム軸3におけるスプライン外歯31を形成した領域の軸方向の両側には、第1オイル溝36と第2オイル溝35とが周回して形成されている。図8に示すように、カム軸3における、第1オイル溝36および第2オイル溝35が形成された領域は、上記したロアカムハウジング6とアッパカムハウジング7との間の軸受部に回転自在に支持されている。
As shown in FIG. 9, a
図10−1に示すように、第1オイル溝36には、第1油路34に連通する連通孔34Aが形成されている。第2オイル溝35には、第2油路33に連通する連通孔33Aが形成されている。図10−1に示すように、第1オイル溝36は、図中左方向へピストン51が突出するプランジャ5(5A)の油圧室54に連通するように形成されている。第2オイル溝35は、図中右方向へピストン51が突出するプランジャ5(5B)の油圧室54に連通するように形成されている。
As shown in FIG. 10A, a
このように、プランジャ5は、ピストン51が突出する方向が同じもの同士が同一の油路に連通するように設定されている。具体的には、図4に示すように、カム軸3の端部にカム軸タイミングスプロケット71が設けられている方向へ向けて突出するプランジャ5(5A)の群(3つ)は、第1油路34に共通して油圧室54が連通するように設定されている。一方、図10−1において右方向へ向けて突出するプランジャ5(5B)の群(3つ)は、第2油路33に共通して油圧室54が連通するように設定されている。なお、第1オイル溝36および第2オイル溝35は、図4に示すロアカムハウジング6およびアッパカムハウジング7との間の軸受部に潤滑油を供給する機能も有している。
Thus, the
(カムキャリア)
図7に示すように、カムキャリア4は、カム軸3を取り囲むように円筒状に形成されている。このカムキャリア4の内周面には、カム軸3のスプライン外歯31と噛み合うスプライン内歯45が形成されている。このため、カム軸3とカムキャリア4とは、一体に回転するとともに、カムキャリア4がカム軸3に対して軸方向へ移動可能となっている。
(Cam carrier)
As shown in FIG. 7, the
図6〜8に示すように、カムキャリア4は、周面にバルブ作動特性の異なる、相対的にバルブリフト量を小さくする第1カムとしての低速カム41と、相対的にバルブリフト量を大きくする第2カムとしての高速カム42とが軸方向に並んで一体に設けられている。なお、本実施の形態においては、気筒1Cに対して一対の吸気バルブ13が配置されている。このため、図6〜8に示すように、低速カム41と高速カム42との一体構成体は、それぞれの吸気バルブ13にそれぞれ対応するように、カムキャリア4において所定間隔を隔てて一対が配置されている。一対の低速カム41,41が選択される場合は、それぞれの低速カム41が、それぞれの吸気バルブ13(ロッカアーム11)の上方に位置し、一対の高速カム42が選択される場合は、それぞれの高速カム42が、それぞれの吸気バルブ13(ロッカアーム11)の上方に位置するように、低速カム41同士の間隔、高速カム42同士の間隔、および吸気バルブ13同士の間隔は、同一に設定されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
図8に示すように、低速カム41は、基礎となるベース円部41Aと、このベース円部41Aよりも半径方向外側へ突出したノーズ部41Bとを備える。高速カム42は、基礎となる低速カム41のベース円部41Aと同じ半径のベース円部42Aと、ベース円部42Aより半径方向外側へ向けて低速カム41のノーズ部41Bよりも突出するように形成されたノーズ部42Bとを備える。図8に示すように、これら低速カム41と高速カム42は、軸方向に沿って隣接して配置されている。しかも、これらベース円部41A,42Aは、軸方向に面一に形成された連続面である。また、低速カム41と高速カム42のノーズ部41B,42Bは、ほぼ同位相となる方向に配置されている。なお、本実施の形態では、これら低速カム41と高速カム42は、後述するバルブタイミング変更機構70により吸気バルブ13のリフトタイミングを進角または遅角させることが可能である。
As shown in FIG. 8, the low-
また、カムキャリア4の軸方向の端面には、軸方向に高低差を有する端部カム面43が周回して連続するように形成されている。この端部カム面43には、カム軸方向に沿って往復動作するプランジャ5の可動部としてのピストン51の先端が対向配置されている。カムキャリア4は、端部カム面43が、プランジャ5のピストン51で押圧されることによりカム軸方向に移動するようになっている。なお、プランジャ5のピストン51の先端は、最も突出する位置と最も引っ込んだ位置との2点の間を出没する操作が行われる。
Further, an
図8に示すように、端部カム面43は、軸方向にカム高さの低い非駆動部43Aと、軸方向にカム高さが最も高い最大駆動部43Bと、最大駆動部43Bの回転方向の前後に位置する駆動部43C,43Dとを備える。なお、駆動部43Cは、最大駆動部43Bに対して、カムキャリア4の回転方向aの前側に位置する。駆動部43Dは、最大駆動部43Bに対して、カムキャリア4の回転方向aの後側に位置する。そして、回転方向aの前側の駆動部43Cは、駆動部43Dよりも勾配が緩やかに設定されている。
As shown in FIG. 8, the
図7に示すように、カムキャリア4の中間部44には、クリック移動部材を設けるための貫通孔44Aがカムキャリア4の半径方向に貫通して形成されている。この貫通孔44Aには、クリック移動部材としてのボール8と、このボール8をカムキャリア4の内周面から中心軸側へ向けて突出するように付勢するスプリング9と、貫通孔44Aを外側から塞いでスプリング9の外側端部を支持するプラグ10と、が設けられている。このボール8は、カムキャリア4がカム軸3に対して軸方向に移動したときに、カム軸3側に設けた凹部32A,32Bにクリック動作を伴って係合して位置決めを行うようになっている。
As shown in FIG. 7, a through
(プランジャ)
図8に示すように、プランジャ5は、ロアカムハウジング6に内蔵されている。なお、図8は、一対のプランジャ5A,5Bのうち、一方のプランジャ5Bを内蔵するロアカムハウジング6のみを示したが、他方のプランジャ5Aも同様にロアカムハウジング6に内蔵されている。ロアカムハウジング6には、図10−1〜図10−5に示すように、プランジャ5のピストン51が収納され、ピストン51が軸方向へ移動可能なピストン摺動孔6Aが形成されている。このピストン51は、スプリング52によりピストン摺動孔6A内に没する方向に付勢されている。
(Plunger)
As shown in FIG. 8, the
プランジャ5は、ピストン51の頭部とプラグ53との間の油圧室54に、図示しないアクチュエータからオイルの供給、排出が行われることにより、ピストン51をピストン摺動孔6Aより出没させるようになっている。ピストン51は、カムキャリア4を押圧して、低速カム41または高速カム42のいずれかがロッカアーム11に対応するように適切な切り替えタイミングで駆動される。なお、上述したように、ピストン51が同一方向に突出するプランジャ5Aの群(3つ)は、第1油路34に連通するように形成されている。また、その逆方向に突出するプランジャ5Bの群(3つ)は、第2油路33に連通するように形成されている。
The
(バルブタイミング変更機構)
図4に示すように、バルブタイミング変更機構70は、カム軸タイミングスプロケット71の外側に設けられたアクチュエータ72と、アクチュエータ72内に設けられた遅角用油圧室73に連通する遅角用油路76と、アクチュエータ72内に設けられた進角用油圧室74に連通する進角用油路75と、オイルコントロールバルブ77と、このオイルコントロールバルブ77を動作させるソレノイド78と、オイルポンプと、オイルパン79と、備える。
(Valve timing changing mechanism)
As shown in FIG. 4, the valve
オイルコントロールバルブ77は、エンジンコントロールユニット(以下、ECUと称する)80で制御されている。オイルコントロールバルブ77は、供給ポートを進角油路75に連通する第1バルブ77位置Aと、供給ポートと排出ポートを遮断する第2バルブ位置77Bと、供給ポートを遅角油路76に連通する第3バルブ位置77Cと、がソレノイド78の動作で切り替わるようになっている。ソレノイド78は、ECU80で制御されるようになっている。
The
図4に示すように、本実施の形態では、高速カム42から低速カム41へ切り替えるプランジャ5Aの群を作動させるための第1油路34を進角油路75と連通させ、低速カム41から高速カム42へ切り替えるプランジャ5Bの群を作動させるための第2油路33を遅角油路76と連通させている。このため、相対的にバルブリフト量が小さい低速カム41を使用する場合は、プランジャ5Aの群の油圧室54にオイルを送るように、図4に示すように、オイルコントロールバルブ77を第1バルブ位置77Aに設定すればよい。この場合、進角用油圧室74にオイルが供給されて図示しないベーンを駆動させてカム軸3を進角させることができる。したがって、カム軸3と一体に回転するカムキャリア4に形成された低速カム41は、相対的にバルブリフト量が大きい高速カム42を使用する場合よりも、バルブタイミングを進角させることができ、内燃機関の吸気抵抗によるポンプ損失を低減する効果が大きくなる。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the
逆に、低速カム41から高速カム42に切り替えて使用する場合は、プランジャ5Bの群の油圧室54にオイルを送るように供給ポートを遅角油路76に連通する第3バルブ位置77Cに設定すればよい。この場合は、遅角用油圧室73にオイルが供給されて図示しないベーンが戻されてカム軸3が遅角され、それに伴って高速カム42が遅角されて大リフトの場合バルブリフト特性に適した動作を行うことができる。
Conversely, when switching from the
(可変動弁装置の作用・動作)
以下、本実施の形態に係る可変動弁装置2の低速カム41と高速カム42への切り替えの動作について図10−1から図10−5を用いて説明する。なお、図10−1から図10−5は、可変動弁装置を図8のX−X線で切断した各状態を示す断面図である。
(Operation and operation of variable valve system)
Hereinafter, the operation of switching the
図10−1は、可変動弁装置2において高速カム42が選択されて運転されている状態を示している。このタイミングでは、高速カム42のベース円部42Aとロッカアーム11の被押圧ローラ11Aとが接触している。このような高速カム42が選択されている状態では、クリック動作を行う位置決め手段であるボール8が、カム軸3側に設けた凹部32Aに係合して位置決めを行っている。
FIG. 10A shows a state where the
図10−2は、高速カム42が選択されている状態において、カムキャリア4が回転することにより、ノーズ部42Bがロッカアーム11の被押圧ローラ11Aを押圧してバルブ13をリフト(大リフト)させている状態を示している。
FIG. 10-2 shows that the
次に、図10−2に示すように高速カム42が選択されている状態から、低速カム41が選択される状態に切り替える場合は、図4に示すように、ECU80でソレノイド78を制御して第1バルブ77位置Aにして供給ポートを進角油路75に連通させて第1油路にオイルを供給してプランジャ5Aの群の油圧室54の容積を大きくしてピストン51を突出させて図10−3に示す状態にする。図10−3に示すように、このときは、ピストン51の先端部は、端部カム面43の非駆動部43Aに最も接近した位置にある。
Next, when switching from the state in which the
この状態でカムキャリア4が回転すると、被押圧ローラ11Aにベース円部42Aが接触し始め至る。これに伴って端部カム面43の回転方向前側の駆動部43Cおよび最大駆動部43Bがピストン51の先端部と摺動することにより、カムキャリア4は、位置固定されたピストン51の先端部からの反作用により最大駆動部43Bの軸方向の高さ寸法程度だけ移動する。この結果、低速カム41のベース円部41Aが被押圧ローラ11Aに接触してカムが切り替えられる。このとき、進角用油圧室74の図示しないベーンが駆動されるため、低速カム41は進角したバルブリフト特性となり、上述したようにポンプ損失を低減させる作用を奏する。
When the
なお、本実施の形態では、カムキャリア4の両端部に軸方向に高低差を有する端部カム面43を形成したことにより、プランジャ5のピストン51の最大突出長さを短くしても確実にカム切り替えを行うことができる。したがって、プランジャ5のピストン51の突出長さを抑えることにより、内燃機関の小型化を可能にしている。
In the present embodiment, the end cam surfaces 43 having a difference in height in the axial direction are formed at both ends of the
このようにカムキャリア4がカム軸3に対して変位するときに、カム軸3の凹部32Aに係合していたボール8が凹部32Aから外れて、図10−4に示すように、凹部32Bへ移動して係合する。この結果、カムキャリア4は、カム軸3に対して低速カム41が選択された位置で固定される。
Thus, when the
図10−5に示すように、被押圧ローラ11Aに低速カム41が接触する状態から高速カム42に切り替えるには、図4に示すように、ECU80からの制御信号によりオイルコントロールバルブ77を第3バルブ位置77Cにして供給ポートを遅角油路76に連通させればよい。すなわち、第1油路34のオイルを排出して第2油路33にオイルを供給することで、図10−5における右側のプランジャ5Aのピストン51を引っ込めると同時に、図面左側のプランジャ5Bのピストン51を突出させることができる。また、このときは、遅角用油圧室73にオイルが供給されるため、カム軸3は遅角されて高速カム42のバルブリフト特性を適切な状態にすることができる。
As shown in FIG. 10-5, in order to switch from the state in which the
本実施の形態に係る可変動弁装置2では、カムキャリア4の端部カム面43の回転方向aの前側の駆動部43Cが、回転方向aの後側の駆動部43Dよりも勾配が緩やかに設定されているため、ピストン51の先端部に対して端部カム面43が摺動する際に、ピストン51に対して端部カム面43からの受ける横方向の力を軽減することができ、作動信頼性を向上させることができる。
In the variable
本実施の形態では、プランジャ5のピストン51がカム軸3の軸方向へ往復運動する構成であり、このピストン51がカムキャリア4の端面に形成された端部カム面43を押圧することでカムキャリア4を軸方向へ移動させて高速カム42と低速カム41との切り替えを行う構成としている。したがって、本実施の形態に係る可変動弁装置2では、従来の可変動弁装置のように、ピストンがカムキャリア4の半径方向に往復移動するプランジャを用いて、カムキャリアの外周面に螺旋状に形成した溝にピストンを出し入れする構成に比較して、シリンダヘッド1の高さが高くなることを抑制できるとともに、カムキャリア4の全長を短縮することができ、内燃機関の小型化が図れるという効果がある。
In the present embodiment, the
本実施の形態に係る可変動弁装置2では、カムキャリア4の移動方向と同じ方向に、プランジャ5のピストン51を往復運動させるため、駆動力を効率よく伝達できる。さらに、本実施の形態では、プランジャ5をシリンダヘッド1の高さ方向において低い位置に配置できるため、シリンダヘッド1の小型化を図ることができる。
In the variable
本実施の形態に係る可変動弁装置2では、プランジャ5をカムハウジング(ロアカムハウジング6およびアッパカムハウジング7)に内蔵しているため、取り付け部材などの部品点数を削減できる。
In the
本実施の形態では、溝にピストン51の先端を出し入れする構成ではなく、端部カム面43に軸方法に沿ってピストン51を往復道させるだけでよいため、タイミングの制御を簡素化することができる。さらに、本実施の形態では、螺旋状の溝を形成する必要がないため、カムキャリア4の加工が容易になり、可変動弁装置2の製造効率を高めることができる。
In the present embodiment, it is not a configuration in which the tip of the
本実施の形態では、図10−4に示すように、カムキャリア4がプランジャ5のピストン51で押し出されて低速カム41が選択された時点において、カム軸3とカムキャリア4とは回転しているため、カムキャリア4の最大駆動部43Bとピストン51の先端部との間に僅かなクリアランスがあれば、最大駆動部43Bとピストン51の先端部との間の摩擦や異音等の発生を抑制できる。
In this embodiment, as shown in FIG. 10-4, when the
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the embodiment has been described above, it should not be understood that the description and the drawings constituting a part of the disclosure of the embodiment limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、実質的には、ロッカアーム11の被押圧ローラ11Aにベース円部41A,42Aが接触するときに、プランジャ5のピストン51が対向する端部カム面43に駆動部43Cと最大駆動部43Bが形成され、被押圧ローラ11Aにノーズ部41B、42Bが接触するときに、プランジャ5のピストン51が対向する端部カム面43に非駆動部43Aが形成され、駆動部43Cが最大駆動部43Bと非駆動部43Aとの間に形成された構成であればよい。したがって、本発明では、1本のカム軸3に複数のカムキャリア4が設けられているが、複数の気筒1Cでのカム動作やバルブ動作の均衡を考慮してプランジャ5のピストン51の配置位置に応じて端部カム面43を設計すればよい。
For example, when the base
1 シリンダヘッド
2 可変動弁装置
3 カム軸
4 カムキャリア
5 プランジャ(押出駆動部)
6 ロアカムハウジング
6A ピストン摺動孔
7 アッパカムハウジング
11 ロッカアーム(バルブ側部材)
11A 被押圧ローラ(バルブ側部材)
13 吸気バルブ(バルブ)
15 カムハウジング
33 第2油路
34 第1油路
33A,34A 連通孔
35 第2オイル溝
36 第1オイル溝
41 低速カム(第1カム)
42 高速カム(第2カム)
43 端部カム面
43A 非駆動部
43B 最大駆動部
43C,43D 駆動部
51 ピストン(可動部)
52 スプリング
53 プラグ
54 油圧室
70 バルブタイミング変更機構
71 カム軸タイミングスプロケット
72 アクチュエータ
73 遅角用油圧室
74 進角用油圧室
75 進角油路
76 遅角油路
77 オイルコントロールバルブ
77A 第1バルブ位置
77B 第2バルブ位置
77C 第3バルブ位置
78 ソレノイド
79 オイルパン
80 エンジンコントロールユニット(ECU)
DESCRIPTION OF
6
11A Pressed roller (valve side member)
13 Intake valve (valve)
15
42 High-speed cam (second cam)
43
52
Claims (5)
前記シリンダヘッドの上部に、それぞれの前記気筒における前記列の方向の両側に位置するように設けられた複数のカムハウジングと、
前記複数の気筒の上方に前記列の方向に沿って延在され、前記複数のカムハウジングに回転自在に軸支されたカム軸と、
互いに隣接する前記カムハウジング同士の間にそれぞれ配置され、前記カム軸に嵌合して前記カム軸と一体に回転し、かつ前記カム軸に対して軸方向へ移動可能なカムキャリアと、
前記カムキャリアの外周面に軸方向へ沿って隣接して設けられ、バルブ側部材と接触したときに前記カムキャリアの移動を許容する共通のベース円部を有し、かつそれぞれの形状が異なるノーズ部を有する複数のカムと、
それぞれの前記カムハウジングに内蔵され、油圧駆動によって前記カムハウジングが対向する前記カムキャリアの端面を押圧し、前記カムキャリアを軸方向に沿って移動させて前記カムを切り替える押出駆動部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A cylinder head having a plurality of cylinders arranged in rows;
A plurality of cam housings provided on the upper part of the cylinder head so as to be positioned on both sides in the direction of the row in each of the cylinders;
A camshaft extending along the direction of the row above the plurality of cylinders and rotatably supported by the plurality of cam housings;
A cam carrier disposed between the cam housings adjacent to each other, fitted to the cam shaft, rotated integrally with the cam shaft, and movable in the axial direction with respect to the cam shaft;
A nose having a common base circular portion that is provided adjacent to the outer peripheral surface of the cam carrier along the axial direction and that allows the cam carrier to move when contacted with a valve-side member. A plurality of cams having a portion;
An extrusion drive unit built in each of the cam housings, pressing an end face of the cam carrier facing the cam housing by hydraulic drive, and moving the cam carrier along an axial direction to switch the cam;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記複数のカムは、相対的にバルブリフト量を小さくする第1カムと、相対的にバルブリフト量を大きくする第2カムと、でなり、
前記第2カムから前記第1カムへ切り替える押し出し動作を行う前記押出駆動部を作動させるための油路を前記進角用油路と連通させ、前記第1カムから前記第2カムへ切り替える押し出し動作を行う前記押出駆動部を作動させるための油路を前記遅角用油路と連通させたことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の可変動弁装置。 A valve timing changing mechanism for advancing the valve timing with hydraulic oil supplied through the advance oil passage and delaying the valve timing with hydraulic oil supplied through the retard oil passage is connected to the camshaft,
The plurality of cams includes a first cam that relatively decreases a valve lift amount, and a second cam that relatively increases a valve lift amount,
Extrusion operation for switching from the first cam to the second cam by communicating an oil passage for operating the push drive unit that performs the push-out operation for switching from the second cam to the first cam with the advance oil passage 4. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein an oil passage for operating the push-out drive unit that performs the communication is communicated with the retarding oil passage.
前記押出駆動部は、前記カム軸の軸方向に沿って前記端部カム面へ向けて出没可能な可動部を有し、該可動部が突出したときに、前記端部カム面が前記可動部の先端に接触可能であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。 An end cam surface having an axial height difference is formed on the end surface of the cam carrier so as to go around.
The push driving unit has a movable part that can be projected and retracted toward the end cam surface along the axial direction of the cam shaft, and when the movable part protrudes, the end cam surface is the movable part. 5. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable valve operating apparatus can be in contact with the tip of the internal combustion engine.
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