JP2013234601A - Variable valve apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変動弁装置、特に内燃機関に用いられる可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating device, and more particularly to a variable valve operating device used for an internal combustion engine.
従来、可変動弁装置として、内燃機関の機関弁を駆動するカムの種類を切替えるカム切替え式の可変動弁装置が知られている。このような可変動弁装置として、例えば特許文献1には、カムプロフィールの異なるカムを有するカムピースをカム軸に配置し、カムピースをカム軸の軸線方向に移動させることでカムを切替える可変動弁装置が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a variable valve operating device, a cam switching type variable valve operating device that switches the type of cam that drives an engine valve of an internal combustion engine is known. As such a variable valve apparatus, for example, in
特許文献1に例示されているようなカム切替え式の可変動弁装置を、カムの切替え終了後において、内燃機関の所定部位にカムピースを押し付けることでカムピースのカム軸に対する軸線方向の位置を保持するように改良した場合、カムピースはカム軸の回りを回転しながら内燃機関の所定部位に押し付けられることになる。この場合、カムピースの内燃機関の所定部位への押し付け力が適切でない場合には、カムピースまたは内燃機関の所定部位の磨耗が大きくなるおそれがある。
A cam-switching type variable valve device as exemplified in
本発明は、カムピースの磨耗またはカムピースが押し付けられる内燃機関の所定部位の磨耗を抑制することができる可変動弁装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus that can suppress wear of a cam piece or wear of a predetermined portion of an internal combustion engine to which the cam piece is pressed.
本発明に係る可変動弁装置は、内燃機関の機関弁を駆動するカムとして複数のカムを有し、前記機関弁を駆動する前記カムの切替え時にカム軸の軸線方向に前記カム軸に対して移動するとともに、前記軸線方向に対して傾斜した第1傾斜面と前記第1傾斜面に接続した第2傾斜面とを有するカムピースと、前記機関弁を駆動する前記カムの切替え終了後に前記第1傾斜面に圧力を与え、前記カムの切替え時に前記第2傾斜面に圧力を与える圧力付与部材と、を備え、前記第1傾斜面は、前記カムの切替え終了後に前記圧力付与部材から受ける前記圧力を前記軸線方向に分解した分力の方向が前記カムピースを前記内燃機関の所定部位に押し付ける方向になるように、前記軸線方向に対して傾斜し、前記第1傾斜面の傾斜角度は前記第2傾斜面の傾斜角度よりも小さい。 A variable valve operating apparatus according to the present invention has a plurality of cams as cams for driving an engine valve of an internal combustion engine, and the camshaft is axially moved with respect to the camshaft when the cam for driving the engine valve is switched. And a cam piece having a first inclined surface inclined with respect to the axial direction and a second inclined surface connected to the first inclined surface, and the first after the switching of the cam for driving the engine valve is completed. A pressure applying member that applies pressure to the inclined surface and applies pressure to the second inclined surface when the cam is switched, and the first inclined surface receives the pressure from the pressure applying member after the cam switching is completed. Is inclined with respect to the axial direction such that the direction of the component force obtained by disassembling the axial direction is the direction in which the cam piece is pressed against a predetermined part of the internal combustion engine, and the inclination angle of the first inclined surface is the second angle. Inclined surface Smaller than the inclination angle.
本発明に係る可変動弁装置によれば、カムの切替え終了後において、カムピースを内燃機関の所定部位に押し付けることができる。それにより、カムの切替え終了後において、カムピースのカム軸に対する軸線方向の位置を保持することができる。また、第1傾斜面の傾斜角度が第2傾斜面の傾斜角度よりも小さいことから、カムの切替え終了後に第1傾斜面に圧力付与部材から付与される圧力を軸線方向に分解した分力の大きさを、カムの切替え時に第2傾斜面に圧力付与部材から付与される圧力を軸線方向に分解した分力の大きさよりも小さくすることができる。それにより、第1傾斜面の傾斜角度が第2傾斜面の傾斜角度と同じ場合に比較して、カムの切替え終了後にカムピースを内燃機関の所定部位に押し付ける力を小さくすることができる。その結果、カムピースの磨耗またはカムピースが押し付けられる内燃機関の所定部位の磨耗を抑制することができる。 According to the variable valve operating apparatus of the present invention, the cam piece can be pressed against a predetermined portion of the internal combustion engine after the cam switching is completed. Thus, the position of the cam piece in the axial direction relative to the cam shaft can be maintained after the cam switching is completed. Further, since the inclination angle of the first inclined surface is smaller than the inclination angle of the second inclined surface, the component force obtained by resolving the pressure applied from the pressure applying member to the first inclined surface in the axial direction after the cam switching is completed. The magnitude can be made smaller than the magnitude of the component force obtained by resolving the pressure applied from the pressure applying member to the second inclined surface during the cam switching in the axial direction. Thereby, compared with the case where the inclination angle of a 1st inclined surface is the same as the inclination angle of a 2nd inclined surface, the force which presses a cam piece against the predetermined part of an internal combustion engine after completion | finish of a cam switching can be made small. As a result, it is possible to suppress wear of the cam piece or wear of a predetermined portion of the internal combustion engine to which the cam piece is pressed.
上記構成において、前記カムピースは前記軸線方向に対して傾斜した溝方向を有する溝を備え、上記構成は前記カムの切替え時において前記溝に係合する溝係合部材をさらに備えていてもよい。この構成によれば、カムの切替え時において溝係合部材が溝に係合することで、カムピースをカム軸の軸線方向に移動させることができる。 In the above configuration, the cam piece may include a groove having a groove direction inclined with respect to the axial direction, and the configuration may further include a groove engaging member that engages with the groove when the cam is switched. According to this configuration, the cam piece can be moved in the axial direction of the cam shaft by engaging the groove engaging member with the groove when the cam is switched.
上記構成において、前記第1傾斜面および前記第2傾斜面は、前記カムピースの前記カム軸に対向する面に設けられた凹部に形成され、前記圧力付与部材は、前記第1傾斜面および前記第2傾斜面に当接する当接部材と、前記カム軸に設けられた穴に配置され、前記当接部材を前記カム軸の前記軸線方向に垂直な方向に付勢する付勢部材と、を備えていてもよい。この構成によれば、圧力付与部材をカムピースおよびカム軸の内部に収容することができる。それにより可変動弁装置をコンパクトにすることができる。 In the above configuration, the first inclined surface and the second inclined surface are formed in a recess provided in a surface of the cam piece that faces the cam shaft, and the pressure applying member includes the first inclined surface and the first inclined surface. A contact member that contacts the two inclined surfaces; and a biasing member that is disposed in a hole provided in the cam shaft and biases the contact member in a direction perpendicular to the axial direction of the cam shaft. It may be. According to this configuration, the pressure applying member can be accommodated inside the cam piece and the cam shaft. Thereby, the variable valve operating device can be made compact.
上記構成において、前記内燃機関の前記所定部位はカムキャップでもよい。この構成によれば、カムピースの磨耗またはカムキャップの磨耗を抑制することができる。 In the above configuration, the predetermined portion of the internal combustion engine may be a cam cap. According to this configuration, the wear of the cam piece or the wear of the cam cap can be suppressed.
本発明によれば、カムピースの磨耗またはカムピースが押し付けられる内燃機関の所定部位の磨耗を抑制することができる可変動弁装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the variable valve apparatus which can suppress the abrasion of the predetermined part of the internal combustion engine in which the wear of a cam piece or a cam piece is pressed can be provided.
以下、本発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
本発明の実施例1に係る可変動弁装置5について説明する。図1(a)は可変動弁装置5を示す模式図である。可変動弁装置5は、カム軸10と、カムピース20と、溝係合装置30とを備えている。カムピース20は、複数のカム(第1カム21および第2カム22)と、溝23を有する溝形成部24とを備えている。溝係合装置30は、溝係合部材31と駆動部32とを備えている。可変動弁装置5は、内燃機関に配備されている。この内燃機関は、機関弁100と、ロッカーアーム110と、軸受(第1軸受120および第2軸受121)と、カムキャップ(第1カムキャップ130および第2カムキャップ131)とを備えている。なお、図1(a)は機関弁100を駆動するカムが第2カム22の場合における可変動弁装置5を模式的に示している。
A variable valve apparatus 5 according to
図1(a)において左側は車両の右前輪(Fr)側であり、右側は右後輪(Rr)側である。本実施例に係る可変動弁装置5は、カム軸10の一端側がFr側に位置し、カム軸10の他端側がRr側に位置するように、車両に搭載された内燃機関に配備されている。但し可変動弁装置5の配置態様は、このような図1(a)に示す配置態様に限定されるものではなく、例えばカム軸10の一端側が左前輪側に位置し、他端側が左後輪側に位置する配置態様でもよく、その他の配置態様でもよい。
In FIG. 1A, the left side is the right front wheel (Fr) side of the vehicle, and the right side is the right rear wheel (Rr) side. The variable valve operating apparatus 5 according to the present embodiment is provided in an internal combustion engine mounted on a vehicle such that one end side of the
カム軸10は、第1軸受120および第2軸受121によって軸支されている。第1カムキャップ130は、カム軸10を第1軸受120に保持するためのキャップである。第2カムキャップ131は、カム軸10を第2軸受121に保持するためのキャップである。カム軸10は、内燃機関のクランクシャフトの動力がベルト等の動力伝達部材によって伝達されることで軸線11を回転中心線として回転する。これ以降、カム軸10の軸線11に沿った方向を軸線方向と称する。図1(a)において左右方向がカム軸10の軸線方向になっている。
The
カムピース20は、カム軸10に配置されている。具体的にはカムピース20は、カム軸10の軸線方向にカム軸10に対して移動可能にカム軸10に配置されている。本実施例に係るカムピース20は、機関弁100を駆動するカムの切替え時において、溝係合装置30の溝係合部材31からの力を受けてカム軸10の軸線方向にカム軸10に対して移動する。
The
図2は、図1(a)の状態からカムピース20がカム軸10に対して軸線方向に移動して、機関弁100を駆動するカムが第1カム21に切替わった様子を模式的に示している。図1(a)および図2に示すように、カムピース20がカム軸10に対して軸線方向に移動することで、機関弁100を駆動するカムを切り替えることができる。具体的には、機関弁100を駆動するカムを第1カム21(図2)と第2カム22(図1(a))との間で切替えることができる。
FIG. 2 schematically shows a state where the
図1(a)を参照して、カムピース20は、カム軸10に対して回転不能にカム軸10に配置されている。具体的にはカム軸10の少なくともカムピース20が摺動する部分にはスプライン12が形成されており、カムピース20のカム軸10の内周面にもスプライン12に対応したスプラインが形成されている。この構成によって、カム軸10が回転したときにカムピース20はカム軸10と一体となって回転することができるとともに、カムピース20はカム切替え時においてカム軸10の軸線方向にカム軸10に対して移動することができる。なおカムピース20のカム軸10に対する軸線方向の移動を許容しつつカムピース20のカム軸10に対する回転を抑止する機構は、本実施例のようなスプライン12を用いた機構に限定されるものではない。
Referring to FIG. 1A, the
第1カム21は、第2カム22よりもFr側に配置されている。本実施例に係る内燃機関は、1つの気筒に2つの機関弁100を備えている。そのため、第1カム21および第2カム22は各機関弁100に対応するように、1つの気筒に対して2個づつ設けられている。本実施例に係る溝形成部24は、一方の機関弁100に対応した第2カム22(Fr側の第2カム22)と他方の機関弁100に対応した第1カム21(Rr側の第1カム21)とによって挟持されている。溝形成部24の溝23は、溝形成部24の外周面に形成されている。溝23の詳細は、後述する図3において説明する。
The
本実施例において第1カム21および第2カム22(以下、両者をカムと総称する場合がある)が駆動する機関弁100の種類は、吸気弁である。但し、機関弁100の種類はこれに限定されるものではなく、排気弁であってもよい。またカムは、ロッカーアーム110を介して機関弁100を駆動している。すなわちロッカーアーム110は、カムの動力を機関弁100に伝達するカム動力伝達部材としての機能を有している。
In this embodiment, the type of
なおカムによる機関弁100の駆動方式は、本実施例のようなロッカーアーム式の駆動方式に限定されるものではない。カムによる機関弁100の他の駆動方式として、直動式の駆動方式等、種々の駆動方式を用いることができる。カムによる機関弁100の駆動方式として、直動式の駆動方式を用いる場合、カム動力伝達部材としてバルブリフタを用いることができる。但し、カム動力伝達部材の構成は、カムの動力を機関弁100に伝達可能なものであれば、ロッカーアーム110、バルブリフタ等に限定されるものではない。
The driving method of the
溝係合装置30は、カムの切替え時においてカムピース20を軸線方向に移動させる装置である。溝係合装置30の具体的構成は、カムピース20を軸線方向に移動させることが可能なものであれば特に限定されるものではないが、本実施例に係る溝係合装置30は、前述したように溝係合部材31と駆動部32とを備えている。
The
溝係合部材31は、カムの切替え時において溝23に係合する部材である。溝係合部材31の具体的構成は、溝23に係合可能なものであれば特に限定されるものではない。本実施例においては、溝係合部材31の一例として、棒形状のピンを用いる。
The
駆動部32は、溝係合部材31を駆動する装置である。駆動部32は、溝係合部材31が溝23に係合した場合にカム軸10の軸線方向に移動しないように、内燃機関の所定の部位によって支持されている。駆動部32を支持する内燃機関の所定の部位は、特に限定されるものではなく、シリンダヘッド、シリンダヘッドカバー等を用いることができる。本実施例に係る駆動部32は、内燃機関のシリンダヘッドに固定される形で内燃機関によって支持されているものとする。
The
駆動部32は、溝係合部材31が駆動部32に対して出没するように溝係合部材31を駆動する。駆動部32の具体的構成は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、一例として、ソレノイドアクチュエータを用いる。ソレノイドアクチュエータは、制御装置(図示せず)からの指示を受けて作動し、溝係合部材31を駆動部32に対して出没させる。
The driving
駆動部32を制御する制御装置としては、CPU、ROM、RAM等を備える電子制御装置(Electronic Control Unit)を用いることができる。この制御装置は、カム軸10の位置を検出するカムポジションセンサおよび内燃機関のクランクシャフトの位置を検出するクランクポジションセンサの検出結果に基づいて溝23の位置を取得し、カム切替え時において溝係合部材31が溝23に係合するように駆動部32を制御する。溝係合装置30は、この制御装置も構成要件の一つに含んでいる。
As a control device for controlling the
図1(b)は、カムピース20の内部を示す模式的断面図である。具体的には図1(b)は、溝形成部24のカム軸10に対向する部分の近傍を模式的に断面図示している。可変動弁装置5は、圧力付与部材40を備えている。圧力付与部材40は、当接部材41と、付勢部材42とを備えている。当接部材41は、カムピース20のカム軸10に対向する面に当接する部材である。本実施例においては当接部材41の一例として、球を用いる。
FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing the inside of the
付勢部材42は、当接部材41をカム軸10の軸線方向に垂直な方向(図1(b)においては上方)に付勢する部材である。本実施例に係るカム軸10にはカム軸10の軸線方向に垂直な方向を深さ方向とする穴13が形成されており、付勢部材42はこの穴13に配置されている。なお穴13の径は、当接部材41の径よりも大きく設定されている。本実施例においては付勢部材42の一例として、バネを用いる。
The urging
カムピース20のカム軸10に対向する面には、第1凹部50および第2凹部51が設けられている。図1(c)は、カムピース20の第1凹部50および第2凹部51を説明するための模式的断面図である。第1凹部50および第2凹部51には、それぞれカム軸10の軸線方向に対して傾斜した第1傾斜面52と、第1傾斜面52に接続した第2傾斜面53とが形成されている。第1傾斜面52の傾斜角度は、第2傾斜面53の傾斜角度よりも小さく設定されている。なお本実施例に係る第1凹部50および第2凹部51は、カムピース20の溝形成部24の部分に形成されている。但し第1凹部50および第2凹部51が形成されている部位は、これに限定されるものではなく、例えば第1凹部50および第2凹部51はカムピース20のカムの部分に形成されていてもよく、溝形成部24とカムの部分とに亘って形成されていてもよい。
A
付勢部材42によって付勢された当接部材41は、機関弁100を駆動するカムの切替終了後に第1傾斜面52に当接する。それにより、圧力付与部材40はカムの切替え終了後において第1傾斜面52に圧力を与えることができる。また、付勢部材42によって付勢された当接部材41は、カムの切替え時には第2傾斜面53に当接する。それにより、圧力付与部材40はカムの切替え時において第2傾斜面53に圧力を与えることができる。すなわち、本実施例に係る圧力付与部材40は、カムの切替え終了後に第1傾斜面52に圧力を与え、カムの切替え時に第2傾斜面53に圧力を与える部材である。このような部材であれば、圧力付与部材40の具体的構成は、本実施例のような当接部材41と付勢部材42とを備える構成に限定されるものではない。また当接部材41の具体的構成も球に限定されるものではなく、付勢部材42の具体的構成もバネに限定されるものではない。
The abutting
図3(a)は溝23の詳細を説明するための模式図である。具体的には図3(a)は、溝23を溝形成部24の周方向に展開した状態を模式的に図示している。図3(a)において溝形成部24の回転方向(これはカム軸10の回転方向でもある)は、上方向である。溝23は、カム軸10の軸線方向に対して垂直な溝方向を有する第1垂直部25、第2垂直部27および第3垂直部29を有している。また溝23は、カム軸10の軸線方向に対して傾斜した溝方向を有する第1傾斜部26および第2傾斜部28を有している。第1垂直部25、第1傾斜部26、第2垂直部27、第2傾斜部28および第3垂直部29は、この順に接続している。
FIG. 3A is a schematic diagram for explaining the details of the
機関弁100を駆動するカムが第1カム21から第2カム22に切り替わる場合、溝係合部材31は、第1垂直部25、第1傾斜部26および第2垂直部27を順に係合する。機関弁100を駆動するカムが第2カム22から第1カム21に切り替わる場合、溝係合部材31は、第2垂直部27、第2傾斜部28および第3垂直部29を順に係合する。
When the cam that drives the
図3(b)〜図3(d)は溝係合部材31の溝23への係合態様を説明するための模式図である。図3(b)〜図3(d)の上段には、溝係合部材31が溝23に係合した様子が模式的に図示されており、下段には機関弁100を駆動するカムが切り替わる様子が模式的に図示されている。上段の図においてカムピース20の溝形成部24の回転方向は、上方向である。
FIG. 3B to FIG. 3D are schematic views for explaining an engagement mode of the
図3(b)に示すように、機関弁100を駆動するカムを第1カム21から第2カム22に切替える場合、制御装置からの指示を受けた駆動部32は溝係合部材31を駆動部32から突出させることで、溝係合部材31を第1垂直部25のいずれかの箇所に係合させる。第1垂直部25に係合した溝係合部材31は、カム軸10の回転に伴って溝23に対して相対的に移動する。図3(c)に示すように、溝係合部材31が第1傾斜部26に係合した場合、カムピース20は第1傾斜部26が溝係合部材31から受けるカム軸10の軸線方向の力によって、Fr側に移動する。このカムピース20のカム軸10の軸線方向の移動は、図3(d)に示すように溝係合部材31が第1傾斜部26への係合を終了して第2垂直部27への係合を開始するまで継続される。溝係合部材31が第2垂直部27に係合した場合、制御装置からの指示を受けた駆動部32は溝係合部材31を駆動部に没入させることで溝係合部材31の溝23への係合を終了させる。以上のようにして、機関弁100を駆動するカムは第1カム21から第2カム22へ切替わる。
As shown in FIG. 3B, when the cam that drives the
一方、機関弁100を駆動するカムを第2カム22から第1カム21へ切替える場合(図示は省略する)、制御装置からの指示を受けた駆動部32は溝係合部材31を駆動部32から突出させることで、溝係合部材31を第2垂直部27のいずれかの箇所に係合させる。第2垂直部27に係合した溝係合部材31は、カム軸10の回転に伴って溝23に対して相対的に移動する。溝係合部材31が第2傾斜部28に係合した場合、カムピース20は第2傾斜部28が溝係合部材31から受けるカム軸10の軸線方向の力によって、Rr側に移動する。このカムピース20のカム軸10の軸線方向の移動は、溝係合部材31が第2傾斜部28への係合を終了して第3垂直部29への係合を開始するまで継続される。溝係合部材31が第3垂直部29に係合した場合、制御装置からの指示を受けた駆動部32は溝係合部材31を駆動部に没入させることで溝係合部材31の溝23への係合を終了させる。以上のようにして、機関弁100を駆動するカムは第2カム22から第1カム21へ切替わる。
On the other hand, when the cam for driving the
以上のように溝形成部24の溝23は、溝係合部材31が溝23に係合することで機関弁100を駆動するカムが第1カム21と第2カム22との間で切替わるような構造を有している。このような構造を有するものであれば、溝23の具体的構造は、図3(a)に示す構造に限定されるものではない。
As described above, in the
図4(a)〜図4(c)は、カムの切替え時および切替え終了後における第1傾斜面52および第2傾斜面53と圧力付与部材40との係合関係を説明するための模式的断面図である。具体的には図4(a)は、当接部材41がカムの切替え終了後において第1凹部50の第1傾斜面52に当接した状態を模式的に断面図示している。図4(a)において、機関弁100を駆動するカムは第1カム21である。図4(b)は、機関弁100を駆動するカムが第1カム21から第2カム22に切り替わる途中(すなわちカム切替え時)の状態を模式的に断面図示している。図4(c)は、当接部材41がカムの切替え終了後において第2凹部51の第1傾斜面52に当接した状態を模式的に断面図示している。図4(c)において、機関弁100を駆動するカムは第2カム22である。
FIGS. 4A to 4C are schematic diagrams for explaining the engagement relationship between the first
図4(a)に示すように、機関弁100を駆動するカムの第2カム22から第1カム21への切替えが終了した後において、付勢部材42によって付勢された当接部材41が第1凹部50の第1傾斜面52に当接することで、圧力付与部材40は第1凹部50の第1傾斜面52に圧力を与えている。
As shown in FIG. 4A, the
機関弁100を駆動するカムが第1カム21から第2カム22へ切替わる場合、カムピース20は図4(a)の位置からカム軸10に対してFr側に移動する。その結果、当接部材41は、第1凹部50の第2傾斜面53に当接する。次いで、カムピース20がFr側に移動した場合、当接部材41は穴13の中に移動する。図4(b)において、第1凹部50と第2凹部51との間の突出した部分(以下、突出部と称する場合がある)によって当接部材41が穴13の中に押し込まれた様子が図示されている。カムピース20が図4(b)の位置からカム軸10に対してさらにFr側に移動した場合、当接部材41は第2凹部51の第2傾斜面53に当接し、その後、図4(c)に示すように第2凹部51の第1傾斜面52に当接する。当接部材41が第2凹部51の第1傾斜面52に当接した場合、機関弁100を駆動するカムの第1カム21から第2カム22への切替えは終了する。
When the cam that drives the
なお、機関弁100を駆動するカムが第2カム22から第1カム21へ切替わる場合、当接部材41は、図4(a)〜図4(c)で説明したのとは逆の行程を辿ることになる。すなわち機関弁100を駆動するカムが第2カム22から第1カム21へ切替わる場合、カムピース20はカム軸10に対してRr側に移動する。この場合、当接部材41は、図4(c)に示すように第2凹部51の第1傾斜面52に当接した状態から、第2凹部51の第2傾斜面53に当接する状態に変化し、その後、第1凹部50と第2凹部51との間の突出部、および第1凹部50の第2傾斜面53に順に当接し、図4(a)に示すように第1凹部50の第1傾斜面52に当接する。
When the cam for driving the
図5(a)〜図5(c)は、第1傾斜面52および第2傾斜面53の詳細を説明するための模式的断面図である。具体的には図5(a)は当接部材41が第1凹部50の第1傾斜面52に当接した状態を模式的に断面図示し、図5(b)は当接部材41が第1凹部50の第2傾斜面53に当接した状態を模式的に断面図示し、図5(c)は当接部材41が第2凹部51の第1傾斜面52に当接した状態を模式的に断面図示している。なお図5(a)〜図5(c)において、断面図のハッチングは省略されている。また当接部材41は、想像線で図示されている。
FIG. 5A to FIG. 5C are schematic cross-sectional views for explaining the details of the first
第1凹部50および第2凹部51の第1傾斜面52は、カムの切替え終了後に圧力付与部材40から受ける圧力をカム軸10の軸線方向に分解した分力の方向がカムピース20を内燃機関の所定部位(本実施例ではカムキャップ)に押し付ける方向になるように、カム軸10の軸線方向に対して傾斜している。
The first
第1傾斜面52の傾斜角度について具体的に説明する。図5(a)に示すように、機関弁100を駆動するカムの第2カム22から第1カム21への切替え終了後において、第1凹部50の第1傾斜面52は、当接部材41から圧力A1を受ける。この圧力A1をカム軸10の軸線方向に垂直な方向に分解した垂直分力がayによって図示され、圧力A1をカム軸10の軸線方向に分解した水平分力がax1によって図示されている。この水平分力ax1の方向がカムピース20を第2カムキャップ131に押し付ける方向になるように、第1凹部50の第1傾斜面52は傾斜している。その結果、機関弁100を駆動するカムの第2カム22から第1カム21への切替え終了後において、この水平分力ax1によって、カムピース20を第2カムキャップ131に押し付けることができる(図2参照)。
The inclination angle of the first
一方、図5(c)に示すように、機関弁100を駆動するカムの第1カム21から第2カム22への切替え終了後において、第2凹部51の第1傾斜面52は、当接部材41から圧力A1を受ける。この圧力A1をカム軸10の軸線方向に垂直な方向に分解した垂直分力がayによって図示され、圧力A1をカム軸10の軸線方向に分解した水平分力がax1によって図示されている。この図5(c)の水平分力ax1の方向がカムピース20を第1カムキャップ130に押し付ける方向になるように、第2凹部51の第1傾斜面52は傾斜している。その結果、機関弁100を駆動するカムの第1カム21から第2カム22への切替え終了後において、この水平分力ax1によって、カムピース20を第1カムキャップ130に押し付けることができる(図1(a)参照)。
On the other hand, as shown in FIG. 5C, after the switching of the cam for driving the
なお、本実施例において第1凹部50および第2凹部51は、第1凹部50と第2凹部51との間の突出部の頂点を挟んで左右対称に形成されている。そのため、第1凹部50の第1傾斜面52の傾斜角度の大きさは、第2凹部51の第1傾斜面52の傾斜角度の大きさと同じである。その結果、図5(c)の水平分力ax1は、図5(a)の水平分力ax1とは大きさが同じで向きが反対になっている。
In the present embodiment, the first
図5(b)に示すように、機関弁100を駆動するカムの第1カム21から第2カム22への切替え時において、第1凹部50の第2傾斜面53は、当接部材41から圧力A2を受ける。この圧力A2をカム軸10の軸線方向に垂直な方向に分解した垂直分力がayによって図示され、圧力A2をカム軸10の軸線方向に分割した水平分力がax2によって図示されている。
As shown in FIG. 5B, the second
ここで、前述したように、第1傾斜面52の傾斜角度は第2傾斜面53の傾斜角度よりも小さく設定されている。そのため、図5(a)の水平分力ax1は、図5(b)の水平分力ax2よりも小さくなっている。このように第1傾斜面52の傾斜角度が第2傾斜面53の傾斜角度よりも小さいことによって、カムの切替え終了後に圧力付与部材40からカムピース20に与えられるカム軸10の軸線方向の分力(水平分力ax1)の大きさを、カムの切替え時に圧力付与部材40からカムピース20に与えられるカム軸10の軸線方向の分力(水平分力ax2)の大きさよりも小さくすることができる。
Here, as described above, the inclination angle of the first
なお機関弁100を駆動するカムの第1カム21から第2カム22への切替え時において、当接部材41は第2凹部51の第2傾斜面53に当接する。ここで、本実施例に係る第2凹部51の第2傾斜面53の傾斜角度の大きさは、第1凹部50の第2傾斜面53の傾斜角度の大きさと同じであるため、第2凹部51の第2傾斜面53が当接部材41から受ける圧力は、図5(b)のA2と大きさは同じで向きが反対の力である。その結果、第2凹部51の第2傾斜面53が当接部材41から受ける圧力の水平分力ax2は、図5(b)の水平分力ax2と同じ大きさで向きが反対である。
The
第2凹部51の第1傾斜面52の傾斜角度も第2凹部51の第2傾斜面53の傾斜角度よりも小さいため、第2凹部51の第1傾斜面52が当接部材41から受ける水平分力ax1の大きさは第2凹部51の第2傾斜面53が当接部材41から受ける水平分力ax2の大きさよりも小さくなる。
Since the inclination angle of the first
なお、本実施例において第1凹部50および第2凹部51は、第1凹部50と第2凹部51との間の突出部の頂点を挟んで左右対称に形成されているが、これに限定されるものではない。第1凹部50および第2凹部51は、このような左右対称の形状でなくてもよい。また、第1凹部50の第1傾斜面52の傾斜角度の大きさと第2凹部51の第1傾斜面52の傾斜角度の大きさとは異なる値であってもよく、第1凹部50の第2傾斜面53の傾斜角度の大きさと第2凹部51の第2傾斜面53の傾斜角度の大きさとは異なる値であってもよい。
In the present embodiment, the first
続いて可変動弁装置5の作用効果について説明する。可変動弁装置5によれば、図5において説明したように、水平分力ax1によってカムの切替え終了後において、カムピース20を内燃機関の所定部位に押し付けることができる。具体的には、カムの切替え終了後において、カムピース20をカムキャップに押し付けることができる。より具体的には、図1(a)に示すように、機関弁100を駆動するカムの第1カム21から第2カム22への切替え終了後に、カムピース20のFr側の第1カム21を第1カムキャップ130に押し付けることができる。また図2に示すように、機関弁100を駆動するカムの第2カム22から第1カム21への切替え終了後に、カムピース20のRr側の第2カム22を第2カムキャップ131に押し付けることができる。それにより、カムの切替え終了後において、カムピース20のカム軸に対する軸線方向の位置を保持することができる。
Then, the effect of the variable valve apparatus 5 is demonstrated. According to the variable valve device 5, as described in FIG. 5, it can be pressed after completion switching cams by the horizontal component force a x1, a
また、第1傾斜面52の傾斜角度が第2傾斜面53の傾斜角度よりも小さいことから、カムの切替え終了後に第1傾斜面52に圧力付与部材40から付与される圧力を軸線方向に分解した水平分力ax1の大きさを、カムの切替え時に第2傾斜面53に圧力付与部材40から付与される圧力を軸線方向に分解した水平分力ax2の大きさよりも小さくすることができる。それにより、第1傾斜面52の傾斜角度が第2傾斜面53の傾斜角度と同じ場合に比較して、カムの切替え終了後にカムピース20を内燃機関の所定部位に押し付ける力を小さくすることができる。その結果、カムピース20の磨耗またはカムピース20が押し付けられる内燃機関の所定部位の磨耗を抑制することができる。具体的には、本実施例においては、カムピース20の磨耗またはカムキャップの磨耗を抑制することができる。より具体的には、Fr側の第1カム21または第1カムキャップ130の磨耗を抑制することができ、Rr側の第2カム22または第2カムキャップ131の磨耗を抑制することができる。
In addition, since the inclination angle of the first
また第2傾斜面53の傾斜角度は第1傾斜面52の傾斜角度よりも大きいことから、カムの切替え時におけるカムピース20の軸線方向の移動を促進させることもできる。具体的には、機関弁100を駆動するカムを第1カム21から第2カム22へ切替える場合において当接部材41が第2凹部51の第2傾斜面53に当接した場合、カムピース20は第2凹部51の第2傾斜面53からFr方向の水平分力ax2を受ける。それにより、カムピース20のFr側への移動を促進させることができる。また、機関弁100を駆動するカムを第2カム22から第1カム21へ切替える場合において当接部材41が第1凹部50の第2傾斜面53に当接した場合、カムピース20は第1凹部50の第2傾斜面53からRr方向の水平分力ax2を受ける。それにより、カムピース20のRr側への移動を促進させることができる。
Further, since the inclination angle of the second
また可変動弁装置5によれば、カムピース20は、カム軸10の軸線方向に対して傾斜した溝方向を有する溝23(第1傾斜部26および第2傾斜部28)を備え、可変動弁装置5はカムの切替え時において溝23に係合する溝係合部材31を備えていることから、カムの切替え時において溝係合部材31が溝23に係合することで、カムピース20をカム軸の軸線方向に移動させることができる。なお、カムの切替え時においてカムピース20をカム軸10の軸線方向に移動させる機構は、本実施例のような、溝23と溝23に係合する溝係合部材31とを備える機構に限定されるものではない。例えば、カムピース20は溝23を備えておらず、可変動弁装置5は溝係合部材31に代えて、カムピース20をカム軸10の軸線方向に移動させるアクチュエータを備えていてもよい。可変動弁装置5がこのような構造であっても、カムの切替え時においてカムピース20をカム軸10に対して軸線方向に移動させることは可能である。
Further, according to the variable valve operating apparatus 5, the
また可変動弁装置5によれば、第1傾斜面52および第2傾斜面53は、カムピース20のカム軸10に対向する面に設けられた凹部(第1凹部50および第2凹部51)に形成され、圧力付与部材40は、第1傾斜面52および第2傾斜面53に当接する当接部材41と、カム軸10に設けられた穴13に配置されて当接部材41を軸線方向に垂直な方向に付勢する付勢部材42と、を備えていることから、圧力付与部材40をカムピース20およびカム軸10の内部に収容することができる。それにより可変動弁装置5をコンパクトにすることができる。
Further, according to the variable valve operating device 5, the first
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
5 可変動弁装置
10 カム軸
13 穴
20 カムピース
21 第1カム
22 第2カム
23 溝
24 溝形成部
30 溝係合装置
31 溝係合部材
32 駆動部
40 圧力付与部材
41 当接部材
42 付勢部材
50 第1凹部
51 第2凹部
52 第1傾斜面
53 第2傾斜面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5
Claims (4)
前記機関弁を駆動する前記カムの切替え終了後に前記第1傾斜面に圧力を与え、前記カムの切替え時に前記第2傾斜面に圧力を与える圧力付与部材と、を備え、
前記第1傾斜面は、前記カムの切替え終了後に前記圧力付与部材から受ける前記圧力を前記軸線方向に分解した分力の方向が前記カムピースを前記内燃機関の所定部位に押し付ける方向になるように、前記軸線方向に対して傾斜し、
前記第1傾斜面の傾斜角度は前記第2傾斜面の傾斜角度よりも小さい、可変動弁装置。 A plurality of cams as cams for driving an engine valve of the internal combustion engine; and when the cams for driving the engine valve are switched, the cams move in the axial direction of the cam shaft with respect to the cam shaft; A cam piece having an inclined first inclined surface and a second inclined surface connected to the first inclined surface;
A pressure applying member that applies pressure to the first inclined surface after switching of the cam that drives the engine valve and applies pressure to the second inclined surface at the time of switching of the cam;
The first inclined surface has a direction of a component force obtained by resolving the pressure received from the pressure applying member in the axial direction after completion of the cam switching so as to press the cam piece against a predetermined part of the internal combustion engine. Inclined with respect to the axial direction,
The variable valve operating apparatus, wherein an inclination angle of the first inclined surface is smaller than an inclination angle of the second inclined surface.
前記カムの切替え時において前記溝に係合する溝係合部材をさらに備える請求項1記載の可変動弁装置。 The cam piece includes a groove having a groove direction inclined with respect to the axial direction,
The variable valve operating apparatus according to claim 1, further comprising a groove engaging member that engages with the groove when the cam is switched.
前記圧力付与部材は、前記第1傾斜面および前記第2傾斜面に当接する当接部材と、前記カム軸に設けられた穴に配置され、前記当接部材を前記カム軸の前記軸線方向に垂直な方向に付勢する付勢部材と、を備える請求項1または請求項2に記載の可変動弁装置。 The first inclined surface and the second inclined surface are formed in a recess provided on a surface of the cam piece facing the cam shaft,
The pressure applying member is disposed in a contact member that contacts the first inclined surface and the second inclined surface, and a hole provided in the cam shaft, and the contact member is disposed in the axial direction of the cam shaft. The variable valve operating apparatus according to claim 1, further comprising: a biasing member that biases in a vertical direction.
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