JP2015090079A - Variable valve gear of engine for vehicle - Google Patents
Variable valve gear of engine for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015090079A JP2015090079A JP2013229148A JP2013229148A JP2015090079A JP 2015090079 A JP2015090079 A JP 2015090079A JP 2013229148 A JP2013229148 A JP 2013229148A JP 2013229148 A JP2013229148 A JP 2013229148A JP 2015090079 A JP2015090079 A JP 2015090079A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam
- intake
- exhaust
- carrier
- intake cam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、車両用エンジンの可変動弁装置に関し、特に複数のカムを切り替えて異なるバルブ作動特性を達成する車両用エンジンの可変動弁装置に好適なものである。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for a vehicle engine, and is particularly suitable for a variable valve operating apparatus for a vehicle engine that achieves different valve operating characteristics by switching a plurality of cams.
このような車両用エンジンの可変動弁装置としては、例えば下記特許文献1に記載されるものがある。この車両用エンジンの可変動弁装置は、カム軸と一体に回転するカムキャリアの外周にバルブ作動特性の異なる複数のカムを形成し、このカムキャリアをカム軸の軸方向に移動させてバルブを作動するカムの切り替えを行うものである。このカムキャリアを軸方向へ移動させるために、カムキャリアの外周に螺旋状のガイド溝を形成すると共に、そのガイド溝の半径方向側方に対向するようにして、カムキャリアの半径方向に往復運動可能な一対のピンをシリンダヘッドに配置する。そして、アクチュエータによってそれらのピンをガイド溝に抜き差しすることによりカムキャリアを軸方向に移動する。
An example of such a variable valve operating device for a vehicle engine is disclosed in
しかしながら、前記特許文献1に記載される車両用エンジンの可変動弁装置では、各ピン毎にアクチュエータが必要であることから、構造が複雑で、コストが高くなるという問題がある。また、2つのピンを交互に作動させるため、ピンの作動方法が複雑であるという問題もある。
However, in the variable valve operating apparatus for a vehicle engine described in
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、複数のカムが形成されたカムキャリアをカム軸の軸方向に移動させてバルブの作動特性を変更する場合に、構造及び作動方法を簡素化することが可能な車両用エンジンの可変動弁装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and has a structure when a cam carrier in which a plurality of cams are formed is moved in the axial direction of the cam shaft to change the operating characteristics of the valve. It is another object of the present invention to provide a variable valve operating apparatus for a vehicle engine capable of simplifying the operation method.
本発明の第1の態様は、複数のカムを切り替えて異なるバルブ作動特性を達成する車両用エンジンの可変動弁装置であって、カム軸を囲繞する円筒状に形成され、前記カム軸と一体回転すると共に前記カム軸の軸方向に移動可能なカムキャリアと、互いに異なるバルブ作動特性を有し、前記カムキャリアの軸方向に隣り合うように前記カムキャリアの外周に配置される複数のカムと、前記カムキャリアの軸方向両端部の夫々に配置されて一対をなすと共に前記カムキャリアの軸方向に高低差を有する端部カム面と、前記カム軸の半径方向側方に配置され、前記カム軸と平行な軸周りに回転可能な制御軸と、前記制御軸の回転方向に位相差を有する状態で前記制御軸に取付けられ、外周面が前記一対の端部カム面の何れか一方と選択的に接触されて前記カムキャリアを軸方向に移動する一対のピンとを備えたことを特徴とする。 A first aspect of the present invention is a variable valve operating apparatus for a vehicle engine that achieves different valve operating characteristics by switching a plurality of cams, and is formed in a cylindrical shape surrounding a cam shaft, and is integrated with the cam shaft. A cam carrier that rotates and is movable in the axial direction of the cam shaft, and a plurality of cams that have different valve operating characteristics and are arranged on the outer periphery of the cam carrier so as to be adjacent to each other in the axial direction of the cam carrier; The cam carrier is disposed at each of both axial ends of the cam carrier and forms a pair, and has an end cam surface having a height difference in the axial direction of the cam carrier, and is disposed on a side of the cam shaft in the radial direction. A control shaft rotatable around an axis parallel to the shaft, and attached to the control shaft with a phase difference in the rotation direction of the control shaft, and an outer peripheral surface is selected from one of the pair of end cam surfaces Touched Characterized by comprising a pair of pins for moving the cam carrier in an axial direction Te.
本発明の第2の態様は、前記ピンは、前記端部カム面に接触するヘッド部と、前記カムキャリアの半径方向に弾性変形可能な材料で形成されて前記ヘッド部を前記制御軸に連結する連結部とを備えて構成されることが好ましい。 According to a second aspect of the present invention, the pin is formed of a head portion that contacts the end cam surface, and a material that is elastically deformable in a radial direction of the cam carrier, and connects the head portion to the control shaft. It is preferable to be provided with the connection part to perform.
このように、前記の第1の態様によれば、複数のカムを切り替えて異なるバルブ作動特性を達成する場合に、カム軸と一体回転すると共にカム軸の軸方向に移動可能なカムキャリアを、カム軸を囲繞する円筒状に形成する。また、このカムキャリアの外周には、互いに異なるバルブ作動特性を有し且つカムキャリアの軸方向に隣り合うように複数のカムを配置する。また、このカムキャリアの軸方向両端部の夫々には、カムキャリアの軸方向に高低差を有する一対の端部カム面を配置する。また、カム軸の半径方向側方には、カム軸と平行な軸周りに回転可能な制御軸を配置する。そして、外周面が一対の端部カム面の何れか一方と選択的に接触されてカムキャリアを軸方向に移動する一対のピンを、制御軸の回転方向に位相差を有する状態で制御軸に取付ける。そのため、制御軸を回転させることにより、一対のピンのうちの何れか一方を選択的に端部カム面に接触させることができ、カムキャリアを軸方向に移動させることができる。従って、一対のピンを端部カム面との接触位置に移動させるアクチュエータの構造を簡素化することができ、加えてピンの作動方法も簡素化することができる。 Thus, according to the first aspect, when a plurality of cams are switched to achieve different valve operating characteristics, the cam carrier that rotates integrally with the cam shaft and is movable in the axial direction of the cam shaft, It is formed in a cylindrical shape surrounding the cam shaft. A plurality of cams are arranged on the outer periphery of the cam carrier so as to have different valve operating characteristics and to be adjacent to each other in the axial direction of the cam carrier. In addition, a pair of end cam surfaces having a height difference in the axial direction of the cam carrier are arranged at both ends in the axial direction of the cam carrier. Further, a control shaft that is rotatable around an axis parallel to the cam shaft is disposed on the side of the cam shaft in the radial direction. Then, a pair of pins whose outer peripheral surfaces are selectively brought into contact with either one of the pair of end cam surfaces and move the cam carrier in the axial direction are used as control shafts with a phase difference in the rotation direction of the control shaft. Install. Therefore, by rotating the control shaft, either one of the pair of pins can be selectively brought into contact with the end cam surface, and the cam carrier can be moved in the axial direction. Therefore, the structure of the actuator for moving the pair of pins to the contact position with the end cam surface can be simplified, and in addition, the operation method of the pins can be simplified.
また、前記の第2の態様によれば、ピンの構成として、端部カム面に接触するヘッド部と、カムキャリアの半径方向に弾性変形可能な材料で形成されてヘッド部を制御軸に連結する連結部とを有する。端部カム面は、カムキャリアの軸と直交するベース面を有する。このベース面を、カムキャリアの軸方向に低い面とすると、端部カム面には、ベース面よりもカムキャリアの軸方向に高い、つまり軸方向外側に突出するカム山部も存在する。ピンは、カムキャリアの回転方向のうち、ベース面と対応する区間でベース面と対向する位置に移動されるべきである。しかしながら、多気筒のエンジンで複数気筒分のカムキャリアを1つの制御軸で軸方向に移動させようとするとき、ピンが端部カム面のカム山部の外周面に接触する場合がある。つまり、ピンの移動タイミングが最適な切り替えタイミングからずれる。このような場合、端部カム面に接触するヘッド部と制御軸とを、カムキャリアの半径方向にのみ弾性変形可能な連結部で連結することにより、連結部がカムキャリアの半径方向に撓み、ピンの移動タイミングのずれを許容することができる。 Further, according to the second aspect, the pin is configured with a head portion that contacts the end cam surface and a material that is elastically deformable in the radial direction of the cam carrier, and the head portion is connected to the control shaft. And a connecting portion. The end cam surface has a base surface orthogonal to the axis of the cam carrier. If this base surface is a surface that is low in the axial direction of the cam carrier, the end cam surface also has a cam crest that is higher in the axial direction of the cam carrier than the base surface, that is, protrudes outward in the axial direction. The pin should be moved to a position facing the base surface in a section corresponding to the base surface in the rotation direction of the cam carrier. However, when a cam carrier for a plurality of cylinders is moved in the axial direction by one control shaft in a multi-cylinder engine, the pin may come into contact with the outer peripheral surface of the cam crest portion of the end cam surface. That is, the pin movement timing deviates from the optimum switching timing. In such a case, by connecting the head portion that contacts the end cam surface and the control shaft with a connecting portion that can be elastically deformed only in the radial direction of the cam carrier, the connecting portion bends in the radial direction of the cam carrier, Deviations in pin movement timing can be allowed.
次に、本発明に係る車両用エンジンの可変動弁装置の第1実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態のシリンダヘッド内部の斜視図、図2は、図1のシリンダヘッド内部の一気筒分の斜視図、図3は、図1のシリンダヘッドの縦断面図、図4は、図1のシリンダヘッド内部における動弁機構の展開図である。以下の説明では、シリンダヘッド本体に対するシリンダヘッドカバーの取付方向をエンジン上方、逆方向をエンジン下方と定義する。本実施形態の可変動弁装置1は、エンジン2のシリンダヘッド3に内蔵されている。このシリンダヘッド3の全体構成は、通常の直列4気筒エンジンのシリンダヘッドのものと凡そ同様であり、例えば図3に示すように、図示しないシリンダブロックのエンジン上方に搭載されるシリンダヘッド本体4と、その上部に取付られるカムハウジング8と、それらの上面を覆うシリンダヘッドカバー5を備えている。図1、図2は、このシリンダヘッドカバー5を取り外した状態を示している。また、図4は、動弁機構として吸気カム軸及び吸気バルブを代表として示している。
Next, a first embodiment of a variable valve operating apparatus for a vehicle engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of the inside of the cylinder head of the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view of one cylinder inside the cylinder head of FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the cylinder head of FIG. FIG. 2 is a development view of a valve mechanism inside the cylinder head of FIG. 1. In the following description, the direction in which the cylinder head cover is attached to the cylinder head body is defined as the engine upper direction, and the reverse direction as the engine lower direction. The variable
カムハウジング8は、吸気カム軸6及び排気カム軸7を回転自在に収納するものである。このカムハウジング8は、気筒部分がくりぬかれたようなラダーフレーム状のロアカムハウジング9をシリンダヘッド本体4のエンジン上端面に配置し、その上方に同様のラダーフレーム状のアッパカムハウジング10を配置し、それらをシリンダヘッド本体4に固定して構成される。このロアカムハウジング9とアッパカムハウジング10の間に、軸を気筒列方向と平行に向けて吸気カム軸6及び排気カム軸7が回転自在に支持されている。吸気カム軸6及び排気カム軸7は、夫々、図示しないタイミングチェーンによってクランク軸に連結されており、クランク軸の1/2の速度で同期回転される。なお、ロアカムハウジング9の周囲には、シリンダヘッド3の外壁を構成する外壁部が形成され、その外壁部の上端面にシリンダヘッドカバー5が取付けられている。
The
本実施形態では、例えば図4に明示するように、吸気カム軸6及び排気カム軸7と、吸気カム11(図では11a、11b)及び排気カム12が別体となっている。具体的に、吸気カム軸6及び排気カム軸7は、カムが形成されていない、比較的真っ直ぐな円柱軸である。これら吸気カム軸6及び排気カム軸7の外周を囲繞するように、円筒状の吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14が気筒毎に配置されている。そして、それら吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々に吸気カム11及び排気カム12が形成されている。この吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14は、夫々、吸気カム軸6及び排気カム軸7とスプライン結合されている。従って、吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14は吸気カム軸6及び排気カム軸7と一体に回転し且つ吸気カム軸6及び排気カム軸7の夫々の軸方向に移動可能である。
In this embodiment, as clearly shown in FIG. 4, for example, the
なお、図4の吸気カム軸6及び吸気カムキャリア13に代表して示すように、吸気カムキャリア13の内周面に形成された内歯スプラインには、一部、歯欠け部が形成されている。そして、吸気カム軸6の外歯スプラインには、吸気カムキャリア13の内歯スプラインの歯欠け部に対応する位置に、同様に、歯のない、一部大径のランド部31が軸方向と平行に形成されている。このランド部31には、後述する第1吸気カム11aと第2吸気カム11bの軸方向ピッチと同じピッチで2つの半球穴32が形成されている。一方、吸気カムキャリア13には、前記歯欠け部に相当する吸気カムキャリア13の外周面から当該歯欠け部に向けて貫通穴33が形成されている。この貫通穴33には、前述の半球穴32に収納可能なボール34と、そのボール34を半球穴32又はランド部31に押し付けるスプリング35が収納され、貫通穴33の外側にプラグ(盲栓)36を埋め込んで閉塞している。この構成は、排気カム軸7及び排気カムキャリア14でも同じであり、後述するように、吸気カムキャリア13(排気カムキャリア14)を軸方向に移動させて第1吸気カム11a及び第2吸気カム11b(第1排気カム12a及び第2排気カム12b)の何れか一方を選択的に吸気ロッカアーム15(排気ロッカアーム16)に接触させたとき、何れか一方の半球穴32にボール34が収納され、そのカムの選択状態を維持できるように構成されている。
As representatively shown in the
吸気カム11及び排気カム12のエンジン下方には、夫々、吸気ロッカアーム15及び排気ロッカアーム16が配置され、吸気カム11及び排気カム12は、夫々、吸気ロッカアーム15及び排気ロッカアーム16の中央部のローラに接触している。このうち、吸気ロッカアーム15の長手方向の一方の端部下方に吸気バルブ17が接触し、他方の端部下方に吸気ラッシュアジャスタ18が接触している。また、排気ロッカアーム16の長手方向の一方の端部下方に排気バルブ19が接触し、他方の端部下方に排気ラッシュアジャスタ20が接触している。また、吸気バルブ17及び排気バルブ19とシリンダヘッド本体4との間にはバルブスプリング21が介装されている。従って、吸気カム11及び排気カム12のカム山が、夫々、吸気ロッカアーム15及び排気ロッカアーム16をエンジン下方に押し下げると、それに伴って吸気バルブ17及び排気バルブ19がエンジン下方、即ち図示しない燃焼室側に押し下げられて所謂バルブが開く。
An
本実施形態では、吸気カムキャリア13の外周には、第1吸気カム11a及び第2吸気カム11bがバルブ作動特性、即ちカムプロファイルの異なる複数の吸気カム11として、吸気カムキャリア13の軸方向に隣り合うように形成されている。吸気ロッカアーム15には、第1吸気カム11a及び第2吸気カム11bの何れか一方が選択的に接触する。同様に、排気カムキャリア14の外周には、第1排気カム12a及び第2排気カム12bがバルブ作動特性、即ちカムプロファイルの異なる複数の排気カム12として、排気カムキャリア14の軸方向に隣り合うように形成されている。排気ロッカアーム16には、第1排気カム12a及び第2排気カム12bの何れか一方が選択的に接触する。本実施形態では、例えば第1吸気カム11aに対して、第2吸気カム11bでは、吸気バルブ17のリフト量が相対的に小さい。同様に、例えば第1排気カム12aに対して、第2排気カム12bでは、排気バルブ19のリフト量が相対的に小さい。このように隣り合うカムの異なるバルブ作動特性は、これ以外にも、所望する特性とすることができる。なお、例えば第2吸気カム11bによる吸気バルブ17のリフト量を0とし、第2排気カム12bによる排気バルブ19のリフト量を0とすることも可能である。そして、その場合、第2吸気カム11b及び第2排気カム12bが、夫々、選択的に吸気ロッカアーム15及び排気ロッカアーム16に接触しているときに、該当する気筒への燃料噴射を停止すれば、ピストンがシリンダボア内を往復するだけで、その気筒は所謂休止状態となり、選択的な気筒休止エンジンとすることも可能である。
In the present embodiment, on the outer periphery of the
第1吸気カム11a及び第2吸気カム11bの何れか一方を選択的に吸気ロッカアーム15に接触させるためには、吸気カムキャリア13を当該吸気カムキャリア13の軸方向に移動する必要がある。また、第1排気カム12a及び第2排気カム12bの何れか一方を選択的に排気ロッカアーム16に接触させるためには、排気カムキャリア14を当該排気カムキャリア14の軸方向に移動する必要がある。そのため、吸気カムキャリア13の軸方向両端部(両端面)及び排気カムキャリア14の軸方向両端部(両端面)の夫々に吸気端部カム面22及び排気端部カム面23を形成している。従って、各吸気カムキャリア13毎に吸気端部カム面22は吸気カムキャリア13の軸方向両端部で一対をなし、各排気カムキャリア14毎に排気端部カム面23は排気カムキャリア14の軸方向両端部で一対をなす。例えば、図4に吸気端部カム面22を代表して示すように、吸気端部カム面22は、吸気カムキャリア13の軸と直交する吸気端部カムベース面22aを有する。この吸気端部カムベース面22aを、吸気カムキャリア13の軸方向に低い面とすると、吸気端部カム面22には、吸気端部カムベース面22aよりも吸気カムキャリア13の軸方向に高い、つまり軸方向外側に突出する吸気端部カム山部22bも形成されている。この構成は、排気端部カム面23でも同様で、排気端部カム面23には軸方向高さの低い排気端部カムベース面23aと軸方向高さの高い排気端部カム山部23bが形成されている。軸方向両端部の吸気端部カム面22及び排気端部カム面23の夫々は、吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々の軸方向中心線に対して線対称に形成されている。従って、軸方向両端部の吸気端部カム面22の何れか一方に、吸気カムキャリア13の軸方向に移動しないカムフォロワ、例えばピンなどを接触させれば、吸気端部カム山部22bのカムプロファイルに沿って吸気カムキャリア13が相対的に軸方向に移動する。同様に、軸方向両端部の排気端部カム面23の何れか一方に、排気カムキャリア14の軸方向に移動しないカムフォロワ、例えばピンなどを接触させれば、排気端部カム山部23bのカムプロファイルに沿って排気カムキャリア14が相対的に軸方向に移動する。
In order to selectively contact either the
この軸方向に移動しないカムフォロワとしてのピンを、本実施形態では吸気カム制御軸24及び排気カム制御軸25の夫々に取付けている。吸気カム制御軸24は、気筒毎、つまり吸気カムキャリア13毎に、吸気カム軸6の半径方向側方に配置され、カムハウジング8を構成するロアカムハウジング9とアッパカムハウジング10の間に挟まれるようにして、吸気カム軸6の軸方向と平行な軸周りに回転自在に支持されている。そして、各吸気カム制御軸24には、例えば図2に示すように、カムハウジング8を構成するロアカムハウジング9とアッパカムハウジング10の間に挟まれるようにして、当該吸気カム制御軸24自身の軸周りに回転させる電動モータなどの吸気カムアクチュエータ26が連結されている。同様に、排気カム制御軸25は、気筒毎、つまり排気カムキャリア14毎に、排気カム軸7の半径方向側方に配置され、カムハウジング8を構成するロアカムハウジング9とアッパカムハウジング10の間に挟まれるようにして、排気カム軸7の軸方向と平行な軸周りに回転自在に支持されている。そして、各排気カム制御軸25には、例えば図2に示すように、カムハウジング8を構成するロアカムハウジング9とアッパカムハウジング10の間に挟まれるようにして、当該排気カム制御軸25自身の軸周りに回転させる電動モータなどの排気カムアクチュエータ27が連結されている。
In this embodiment, a pin as a cam follower that does not move in the axial direction is attached to each of the intake
図5には、代表して吸気カム制御軸24の斜視図を示す。また、図6には、代表して吸気カム制御軸24によって作動される可変動弁装置1の詳細を示す。吸気カムピン28は、各吸気カム制御軸24の軸方向端部において、各吸気カム制御軸24の半径方向に突出するように取付けられている。つまり、吸気カムピン28は、各吸気カム制御軸24、又は各吸気カムキャリア13毎に一対ずつ設けられている。具体的には、何れか一方の吸気カムピン28が直近の吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22bの頂部に接触しているとき、他方の吸気カムピン28は反対側の吸気端部カム面22の吸気端部カムベース面22aに収まる位置に配置されている。そして、本実施形態では、対をなす二本の吸気カムピン28は、互いに吸気カム制御軸24の回転方向に位相差を有する状態で吸気カム制御軸24に取付けられている。換言すれば、二本の吸気カムピン28は、異なる取付角で吸気カム制御軸24に取付けられている。この二本の吸気カムピン28の位相差は、前述した吸気カムアクチュエータ26の回転角と同じであり、予め設定されている。この回転角は、例えばステップモータのステップ数で規定したり、或いは吸気カムアクチュエータ26の回転軸の回転をノッチやピンで規制したりすることで達成される。排気カム制御軸25についても、同様にして、各排気カム制御軸25の軸方向両端部に2本一対の排気カムピン29が取付けられ、排気カムアクチュエータ27により位相差相当の回転角で回転される。なお、吸気カムピン28も、排気カムピン29も、何れも金属製の中実円柱体である。
FIG. 5 shows a perspective view of the intake
以下、吸気カムキャリア13に代表して、本実施形態の可変動弁装置1の作用について説明する。図7では、吸気カムキャリア13が図示左方端部に移動していて第2吸気カム11bが吸気ロッカアーム15に接触している。この状態では、本来、図示右方の吸気カムピン28が対向する図示右方の吸気端部カム面22に接触している(後述する図10の状態)。このとき、図4に示す図示左方(車両右方)の半球穴32内にボール34が押し込まれており、吸気カムキャリア13は容易には軸方向に移動しない。図7は、この状態から吸気カム制御軸24を紙面の向こう側から手前側に回転させて、図示左方の吸気カムピン28を図示左方の吸気端部カム面22の吸気端部カムベース面22a内に収納した状態を示している。この状態から、吸気カム軸6及び吸気カムキャリア13が紙面の向こう側から手前側に回転すると、図示左方の吸気カムピン28が図示左方の吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22bに次第に接触し、吸気カムピン28は軸方向に不動であることから吸気カムキャリア13が相対的に図示右方、つまり吸気カムキャリア13の軸方向に次第に移動する。そして、図8に示すように、図示左方の吸気カムピン28が図示左方の吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22bの頂部に接触すると、吸気カムキャリア13が図示右方端部に移動し、その結果、第1吸気カム11aが吸気ロッカアーム15に接触する。このとき、ボール34はランド部31の外周面を通過して、図4に示す図示右方(車両左方)の半球穴32内にボール34が押し込まれる。そのため、仮に図8の図示左方の吸気カムピン28が図示左方の吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22bから離れても、吸気カムキャリア13は容易には軸方向に移動しない。この作用は、排気カムキャリア14を軸方向に移動させて排気ロッカアーム16に接触する排気カム12を第2排気カム12bから第1排気カム12aに切り替える場合も同様である。
Hereinafter, as a representative of the
一方、図9では、吸気カムキャリア13が図示右方端部に移動していて第1吸気カム11aが吸気ロッカアーム15に接触している。この状態では、本来、図示左方の吸気カムピン28が対向する図示左方の吸気端部カム面22に接触している(図8の状態)。このとき、図4に示す図示右方(車両左方)の半球穴32内にボール34が押し込まれており、吸気カムキャリア13は容易には軸方向に移動しない。図9は、この状態から吸気カム制御軸24を紙面の手前側から向こう側に回転させて、図示右方の吸気カムピン28を図示右方の吸気端部カム面22の吸気端部カムベース面22a内に収納した状態を示している。この状態から、吸気カム軸6及び吸気カムキャリア13が紙面の向こう側から手前側に回転すると、図示右方の吸気カムピン28が図示右方の吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22bに次第に接触し、吸気カムピン28は軸方向に不動であることから吸気カムキャリア13が相対的に図示左方、つまり吸気カムキャリア13の軸方向に次第に移動する。そして、図10に示すように、図示右方の吸気カムピン28が図示右方の吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22bの頂部に接触すると、吸気カムキャリア13が図示左方端部に移動し、その結果、第2吸気カム11bが吸気ロッカアーム15に接触する。このとき、ボール34はランド部31の外周面を通過して、図4に示す図示左方(車両右方)の半球穴32内にボール34が押し込まれる。そのため、仮に図10の図示右方の吸気カムピン28が図示右方の吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22bから離れても、吸気カムキャリア13は容易には軸方向に移動しない。この作用は、排気カムキャリア14を軸方向に移動させて排気ロッカアーム16に接触する排気カム12を第1排気カム12aから第2排気カム12bに切り替える場合も同様である
On the other hand, in FIG. 9, the
このように本実施形態の車両用エンジンの可変動弁装置では、第1吸気カム11aと第2吸気カム11bとの組合せ又は第1排気カム12aと第2排気カム12bとの組合せといった複数のカムを切り替えて異なるバルブ作動特性を達成する場合に、吸気カム軸6及び排気カム軸7の夫々と一体回転すると共に吸気カム軸6及び排気カム軸7の夫々の軸方向に移動可能な吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々を、吸気カム軸6及び排気カム軸7の夫々を囲繞する円筒状に形成する。また、この吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々の外周には、互いに異なるバルブ作動特性を有し且つ吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々の軸方向に隣り合うように複数の第1吸気カム11aと第2吸気カム11bの組合せ及び第1排気カム12aと第2排気カム12bの組合せの夫々を配置する。また、この吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々の軸方向両端部の夫々には、吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々の軸方向に高低差を有する一対の吸気端部カム面22及び排気端部カム面23の夫々を配置する。また、吸気カム軸6及び排気カム軸7の夫々の半径方向側方には、吸気カム軸6及び排気カム軸7の夫々と平行な軸周りに回転可能な吸気カム制御軸24及び排気カム制御軸25の夫々を配置する。そして、外周面が一対の吸気端部カム面22及び排気端部カム面23の夫々の何れか一方と選択的に接触されて吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々を軸方向に移動する一対の吸気カムピン28及び排気カムピン29の夫々を、吸気カム制御軸24及び排気カム制御軸25の夫々の回転方向に位相差を有する状態で吸気カム制御軸24及び排気カム制御軸25の夫々に取付ける。そのため、吸気カム制御軸24及び排気カム制御軸25の夫々を回転させることにより、一対の吸気カムピン28及び排気カムピン29の夫々のうちの何れか一方を選択的に吸気端部カム面22及び排気端部カム面23の夫々に接触させることができ、吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々を軸方向に移動させることができる。従って、一対の吸気カムピン28及び排気カムピン29の夫々を吸気端部カム面22及び排気端部カム面23の夫々との接触位置に移動させる吸気カムアクチュエータ26及び排気カムアクチュエータ27の夫々の構造を簡素化することができ、加えて吸気カムピン28及び排気カムピン29の夫々の作動方法も簡素化することができる。
As described above, in the variable valve operating apparatus for a vehicle engine according to the present embodiment, a plurality of cams such as a combination of the
次に、本発明の車両用エンジンの可変動弁装置の第2実施形態について説明する。図11は、本実施形態のシリンダヘッドの縦断面図である。図11のシリンダヘッドは、前記第1実施形態の図3のシリンダヘッドに類似しており、同等の構成も多い。そこで、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々を、自身の軸方向に移動するための吸気カムピン28及び排気カムピン29の構成が、前記第1実施形態のものと異なる。図12には、代表して吸気カム制御軸24の斜視図を示す。本実施形態では、吸気カムピン28が、吸気端部カム面22に接触する吸気カムピンヘッド部28aと、その吸気カムピンヘッド部28aを吸気カム制御軸24に連結する吸気カムピン連結部28bとを備えて構成される。このうち、吸気カムピンヘッド部28aは、前記第1実施形態の吸気カムピン28と同様の金属製中実円柱体(但し、短尺)である。一方、吸気カムピン連結部28bは、例えば金属製板バネなどで構成され、その幅方向を吸気カム制御軸24の軸方向、つまり吸気カムキャリア13の移動方向に向けて配置されている。そのため、吸気カムピン連結部28bは、吸気カムキャリア13の半径方向に(厳密には半径方向にのみ)弾性変形可能で、特に吸気カムキャリア13の軸方向、つまり吸気カムキャリア13の移動方向の剛性は高い。なお、排気カムピン29も、同様に、排気カムピンヘッド部29aと排気カムピン連結部29bを備えて構成される。
Next, a second embodiment of a variable valve operating apparatus for a vehicle engine according to the present invention will be described. FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the cylinder head of the present embodiment. The cylinder head of FIG. 11 is similar to the cylinder head of FIG. 3 of the first embodiment and has many equivalent configurations. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the present embodiment, the configuration of the
本実施形態でも、前記第1実施形態と同様に、各気筒毎に、吸気カム制御軸24及び排気カム制御軸25の夫々を、個別の吸気カムアクチュエータ26及び個別の排気カムアクチュエータ27の夫々で回転制御する。しかし、本実施形態の変形例として、複数気筒分の吸気カム制御軸24及び複数気筒分の排気カム制御軸25の夫々を、1つの吸気カムアクチュエータ26及び1つの排気カムアクチュエータ27の夫々で回転制御するようにしてもよい。極端にいえば、全ての気筒分の吸気カム制御軸24及び全ての気筒分の排気カム制御軸25の夫々を、1つの吸気カムアクチュエータ26及び1つの排気カムアクチュエータ27の夫々で回転制御するようにしてもよい。周知のように、本実施形態のような直列4気筒エンジンでは、気筒列方向の何れか一方側から第1気筒、第2気筒、第3気筒、第4気筒と定義したとき、一般的に第1気筒、第3気筒、第4気筒、第2気筒などの順に点火する。4サイクルエンジンでは、クランク軸が2回転することで4つの行程が終了するので、4つの気筒では、気筒毎に行程が180°ずつ互いにずれている。つまり、どのようなタイミングでも、何れかの気筒で吸気行程が行われ、どのようなタイミングでも、何れかの気筒で排気行程が行われている。本実施形態のように吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々を軸方向に移動して吸気ロッカアーム15及び排気ロッカアーム16の夫々に接触する吸気カム11及び排気カム12の夫々を切り替える場合、カムが作動しているとき、つまり吸気行程又は排気行程中に切り替えることはできない。具体的には、吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22b及び排気端部カム面23の排気端部カム山部23bの夫々の位置が、吸気行程及び排気行程の夫々に重ならないように設定してある。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the intake
そのため、複数の気筒分の吸気カム制御軸24及び排気カム制御軸25の夫々を、1つの吸気カムアクチュエータ26及び排気カムアクチュエータ27の夫々で回転制御すると、何れかの気筒の吸気カムキャリア13の吸気端部カム面22及び排気カムキャリア14の排気端部カム面23の夫々で、吸気カムピン28及び排気カムピン29の夫々が吸気端部カム山部22bの外周面及び排気端部カム山部23bの外周面の夫々に接触する。このような場合、本実施形態では、図13に吸気端部カム面22及び吸気カムピン28を代表して示すように、吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22bの外周面に吸気カムピン28の吸気カムピンヘッド部28aが接触しても、吸気カムピン連結部28bが吸気カムキャリア13の半径方向に撓む。然る後、吸気カムキャリア13が図13の時計回り方向に回転すれば、吸気カムピン28の吸気カムピンヘッド部28aは吸気端部カム面22の吸気端部カムベース面22aに対向するので、その状態で吸気カムピンヘッド部28aは吸気端部カムベース面22a内に収納される。収納後は、前記第1実施形態の図7〜図10の説明と同様に、吸気カムキャリア13の軸方向への移動が行われる。この作用は、排気カムピン29の排気カムピンヘッド部29a及び排気カムピン連結部29bでも同様である。
Therefore, if the rotation of the intake
このように本実施形態の車両用エンジンの可変動弁装置では、前記第1実施形態の効果に加え、複数気筒分の吸気カムキャリア13及び複数気筒分の排気カムキャリア14の夫々を1つの吸気カム制御軸24及び1つの排気カム制御軸25の夫々で軸方向に移動させようとするとき、吸気カムピン28及び排気カムピン29の夫々が吸気端部カム面22の吸気端部カム山部22b及び排気端部カム面23の排気端部カム山部23bの夫々の外周面に接触し、吸気カムピン28及び排気カムピン29の夫々の移動タイミングが最適な切り替えタイミングからずれるような場合であっても、吸気端部カム面22及び排気端部カム面23の夫々に接触する吸気カムピンヘッド部28a及び排気カムピンヘッド部29aの夫々と吸気カム制御軸24及び排気カム制御軸25の夫々とを、吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々の半径方向にのみ弾性変形可能な吸気カムピン連結部28b及び排気カムピン連結部29bの夫々で連結することにより、吸気カムピン連結部28b及び排気カムピン連結部29bの夫々が吸気カムキャリア13及び排気カムキャリア14の夫々の半径方向に撓み、吸気カムピン28及び排気カムピン29の夫々の移動タイミングのずれを許容することができる。
As described above, in the variable valve operating apparatus for a vehicle engine according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, each of the
なお、前記実施形態では、吸排気両系統の動弁機構に本発明の可変動弁装置を適用したが、吸排気何れか一方の系統、特に吸気系統にのみ本発明の可変動弁装置を適用してもよい。 In the above embodiment, the variable valve device of the present invention is applied to the valve mechanism of both the intake and exhaust systems. However, the variable valve device of the present invention is applied only to one of the intake and exhaust systems, particularly to the intake system. May be.
以上、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられ得ることは明白である。全てのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 Although the embodiments of the present invention have been disclosed above, it will be apparent to those skilled in the art that changes can be made without departing from the scope of the present invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
1 可変動弁装置
2 エンジン
3 シリンダヘッド
4 シリンダヘッド本体
5 シリンダヘッドカバー
6 吸気カム軸
7 排気カム軸
8 カムハウジング
9 ロアカムハウジング
10 アッパカムハウジング
11 吸気カム
11a 第1吸気カム
11b 第2吸気カム
12 排気カム
12a 第1排気カム
12b 第2排気カム
13 吸気カムキャリア
14 排気カムキャリア
15 吸気ロッカアーム
16 排気ロッカアーム
17 吸気バルブ
18 吸気ラッシュアジャスタ
19 排気バルブ
20 排気ラッシュアジャスタ
21 バルブスプリング
22 吸気端部カム面
23 排気端部カム面
24 吸気カム制御軸
25 排気カム制御軸
26 吸気カムアクチュエータ
27 排気カムアクチュエータ
28 吸気カムピン
28a 吸気カムピンヘッド部
28b 吸気カムピン連結部
29 排気カムピン
29a 排気カムピンヘッド部
29b 排気カムピン連結部
31 ランド部
32 半球穴
33 貫通穴
34 ボール
35 スプリング
36 プラグ(盲栓)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
カム軸を囲繞する円筒状に形成され、前記カム軸と一体回転すると共に前記カム軸の軸方向に移動可能なカムキャリアと、
互いに異なるバルブ作動特性を有し、前記カムキャリアの軸方向に隣り合うように前記カムキャリアの外周に配置される複数のカムと、
前記カムキャリアの軸方向両端部の夫々に配置されて一対をなすと共に前記カムキャリアの軸方向に高低差を有する端部カム面と、
前記カム軸の半径方向側方に配置され、前記カム軸と平行な軸周りに回転可能な制御軸と、
前記制御軸の回転方向に位相差を有する状態で前記制御軸に取付けられ、外周面が前記一対の端部カム面の何れか一方と選択的に接触されて前記カムキャリアを軸方向に移動する一対のピンと
を備えたことを特徴とする車両用エンジンの可変動弁装置。 A variable valve operating device for a vehicle engine that achieves different valve operating characteristics by switching a plurality of cams,
A cam carrier that is formed in a cylindrical shape surrounding the camshaft, rotates integrally with the camshaft, and is movable in the axial direction of the camshaft;
A plurality of cams having different valve operating characteristics and arranged on an outer periphery of the cam carrier so as to be adjacent to each other in the axial direction of the cam carrier;
An end cam surface disposed at each of both axial ends of the cam carrier and forming a pair and having an elevation difference in the axial direction of the cam carrier;
A control shaft disposed on a side in a radial direction of the cam shaft and rotatable about an axis parallel to the cam shaft;
The camshaft is attached to the control shaft with a phase difference in the rotation direction of the control shaft, and an outer peripheral surface is selectively brought into contact with any one of the pair of end cam surfaces to move the cam carrier in the axial direction. A variable valve operating apparatus for a vehicle engine comprising a pair of pins.
前記端部カム面に接触するヘッド部と、
前記カムキャリアの半径方向に弾性変形可能な材料で形成されて前記ヘッド部を前記制御軸に連結する連結部と
を備えて構成されることを特徴とする請求項1に記載の車両用エンジンの可変動弁装置。 The pin is
A head portion in contact with the end cam surface;
2. The vehicle engine according to claim 1, further comprising a connecting portion that is formed of a material that is elastically deformable in a radial direction of the cam carrier and that connects the head portion to the control shaft. Variable valve gear.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013229148A JP2015090079A (en) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | Variable valve gear of engine for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013229148A JP2015090079A (en) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | Variable valve gear of engine for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015090079A true JP2015090079A (en) | 2015-05-11 |
Family
ID=53193744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013229148A Pending JP2015090079A (en) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | Variable valve gear of engine for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015090079A (en) |
-
2013
- 2013-11-05 JP JP2013229148A patent/JP2015090079A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5367073B2 (en) | Valve operating device for gas exchange valve of internal combustion engine with double cam carrier | |
JP5540073B2 (en) | Internal combustion engine valve drive for operating intake and exhaust valves | |
JP5490862B2 (en) | Internal combustion engine and valve operating mechanism for internal combustion engine | |
JP5649239B2 (en) | Variable valve drive for internal combustion engines for operating intake and exhaust valves | |
US9869215B2 (en) | Continuous variable valve duration apparatus and engine provided with the same | |
JP2015132225A (en) | Variable valve device for vehicular engine | |
JP5649237B2 (en) | Valve drive for an internal combustion engine for operating a gas intake / exhaust valve | |
JP5901742B2 (en) | VALVE DEVICE FOR GAS CHANGE VALVE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING CAM SUPPORT DISABLED AT TWO DIFFERENT DISPLACEMENT POSITIONS BETWEEN CAM SHAFT MAIN | |
JP5649238B2 (en) | Valve drive for an internal combustion engine for operating a gas intake / exhaust valve | |
KR101448778B1 (en) | Mutiple variable valve lift appratus | |
KR101461890B1 (en) | Mutiple variable valve lift appratus, mutiple variable valve lift system and engine provided with the same | |
JP2008248870A (en) | Engine valve gear | |
CN104514590A (en) | Four-stroke internal combustion engine | |
JP6331926B2 (en) | Variable valve operating device for internal combustion engine | |
KR101448784B1 (en) | Mutiple variable valve lift appratus | |
JP5793070B2 (en) | Variable valve mechanism | |
JP2013060858A (en) | Variable valve gear for internal combustion engine | |
JP2011144780A (en) | Variable valve system of internal combustion engine | |
KR101209726B1 (en) | Variable valve lift apparatus | |
CN111033001B (en) | Actuator device | |
JP2015090079A (en) | Variable valve gear of engine for vehicle | |
CN106351707B (en) | Variable valve lift apparatus | |
KR101461899B1 (en) | Mutiple variable valve lift appratus | |
JP7168381B2 (en) | Valve gear with variable valve lift for multi-cylinder internal combustion engine | |
KR20160057768A (en) | Mutiple variable valve lift appratus |