JP2016017451A - Variable valve gear for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バルブ作動特性の互いに異なる複数個のカムを備えるカムキャリアをカム軸の軸方向へ移動させる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 that moves a cam carrier including a plurality of cams having different valve operating characteristics in the axial direction of a cam shaft.
従来、内燃機関の可変動弁装置としては、バルブ作動特性の異なる複数のカムを外周に備えるカムキャリアをカム軸の軸方向へ移動させてバルブを作動させるカムを切り換える可変動弁装置が知られている(特許文献1参照)。この可変動弁装置は、操作部材にカムキャリアの半径方向へ往復動作可能に設けられた2つの切換ピンの一方を、カムキャリアの外周に形成された螺旋状のガイド溝内に抜き差しすることでカムキャリアを軸方向に移動させるようになっている。 Conventionally, as a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, a variable valve operating apparatus that switches a cam for operating a valve by moving a cam carrier having a plurality of cams with different valve operating characteristics on the outer periphery in the axial direction of the cam shaft is known. (See Patent Document 1). In this variable valve operating device, one of two switching pins provided on the operating member so as to be able to reciprocate in the radial direction of the cam carrier is inserted into and removed from a spiral guide groove formed on the outer periphery of the cam carrier. The cam carrier is moved in the axial direction.
しかしながら、従来の可変動弁装置では、カムキャリアを往復移動させるため、2つの切換ピンに対して個別にガイド溝を形成する必要があり、カムを切換える機構が複雑化する問題があった。また、上記の可変動弁装置では、カムキャリアの外周に溝幅の狭い螺旋状のガイド溝を加工することが困難であった。 However, in the conventional variable valve operating apparatus, since the cam carrier is reciprocated, it is necessary to individually form guide grooves for the two switching pins, and there is a problem that the mechanism for switching the cam is complicated. In the above variable valve operating apparatus, it is difficult to process a spiral guide groove having a narrow groove width on the outer periphery of the cam carrier.
また、従来の内燃機関の可変動弁装置は、2つの切換ピンに対して単一のガイド溝をカムキャリアに形成した場合、2つの切換ピンが個別のアクチュエータでそれぞれ駆動されているので、アクチュエータの誤作動によって2つの切換ピンが同時にガイド溝に挿入されるおそれがあった。 Further, in the conventional variable valve operating system for an internal combustion engine, when a single guide groove is formed on the cam carrier for the two switching pins, the two switching pins are driven by individual actuators, respectively. There is a possibility that two switching pins may be simultaneously inserted into the guide groove due to malfunction.
具体的には、一方の切換ピンがガイド溝から抜かれる前に、他方の切換ピンがガイド溝に挿入された場合、2つの切換ピンが同時にガイド溝内に挿入されてしまうため、2つの切換ピンがカムキャリアのガイド溝の一対の側壁と強く干渉するおそれがあった。 Specifically, if the other switching pin is inserted into the guide groove before the one switching pin is removed from the guide groove, the two switching pins are simultaneously inserted into the guide groove. There is a possibility that the pin strongly interferes with the pair of side walls of the guide groove of the cam carrier.
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、カムを切換える機構を簡素化しつつ、2つの切換ピンがカムキャリアのガイド溝の一対の側壁と強く干渉するのを防止して、可変動弁機構の信頼性を高めることができる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 paying attention to the above-mentioned problems, and while simplifying the cam switching mechanism, prevents the two switching pins from strongly interfering with the pair of side walls of the guide groove of the cam carrier. Then, it aims at providing the variable valve apparatus of the internal combustion engine which can improve the reliability of a variable valve mechanism.
本発明の第1態様は、シリンダヘッドに回転自在に軸支されたカム軸と、前記カム軸に対して同軸となるように設けられ、前記カム軸と一体に回転し、かつ前記カム軸の軸方向へ移動可能であり、外周面にバルブの作動特性が異なるように形成された複数のカムが互いに隣接するように配置されたカムキャリアと、を備え、前記カムキャリアを前記カム軸の軸方向へ移動させてバルブを作動させる前記カムを切り換える内燃機関の可変動弁装置において、前記複数のカムは、第1カムと第2カムであり、前記カムキャリアは、前記第1カムによって前記バルブを作動させる第1位置と、前記第2カムによって前記バルブを作動させる第2位置とに移動可能であり、前記カムキャリアの外周面に当該カムキャリアを周回するようにガイド溝が形成され、前記ガイド溝は、互いに対向する一対の側壁のうち一方が、前記カムキャリアを前記第1位置へ移動させる第1切換カムであり、前記一対の側壁のうちの他方が、前記カムキャリアを前記第2位置へ移動させる第2切換カムであり、前記ガイド溝内に挿入可能であり、かつ前記カム軸の半径方向に往復移動可能な第1切換ピンと第2切換ピンとが前記カム軸の軸方向に沿って並列に配置され、前記第1切換ピンは、前記第1切換カムと接触可能であり、前記第2切換ピンは、前記第2切換カムと接触可能であり、前記第1切換ピンと前記第2切換ピンとを、前記カム軸の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構によって連結し、前記第1切換ピンまたは前記第2切換ピンの一方が前記ガイド溝内に挿入される際に、前記第1切換ピンまたは前記第2切換ピンの他方の挿入方向先端部は、常に前記カムキャリアの前記外周面よりも前記カム軸の半径方向外側に位置するとともに前記カムキャリアの前記外周面との間に隙間を形成することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, a cam shaft rotatably supported by a cylinder head is provided so as to be coaxial with the cam shaft, and rotates integrally with the cam shaft, A plurality of cams which are movable in the axial direction and are arranged on the outer peripheral surface so that the operation characteristics of the valves are different from each other, and are arranged so as to be adjacent to each other. In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that switches the cam that moves in a direction to operate the valve, the plurality of cams are a first cam and a second cam, and the cam carrier is the valve by the first cam. The guide groove is formed on the outer peripheral surface of the cam carrier so as to circulate around the cam carrier. In the guide groove, one of the pair of side walls facing each other is a first switching cam that moves the cam carrier to the first position, and the other one of the pair of side walls is the cam carrier. A first switching pin that is a second switching cam that moves to the second position, can be inserted into the guide groove, and can be reciprocated in the radial direction of the cam shaft. The first switching pin can be in contact with the first switching cam, the second switching pin can be in contact with the second switching cam, and the first switching pin can be contacted with the first switching pin. The second switching pin is connected by a connecting mechanism that moves the second switching pin in opposite directions along the radial direction of the cam shaft, and one of the first switching pin or the second switching pin is inserted into the guide groove. When said The distal end of the other switching direction of the one switching pin or the second switching pin is always located radially outside the cam shaft with respect to the outer peripheral surface of the cam carrier and between the outer peripheral surface of the cam carrier. A gap is formed.
本発明の第2態様としては、前記第1切換ピンの挿入方向先端部と前記第2切換ピンの挿入方向先端部とが前記カムキャリアの前記外周面よりも前記カム軸の半径方向外側で常にすれ違うように設定されることが好ましい。 As a second aspect of the present invention, the insertion direction front end portion of the first switching pin and the insertion direction front end portion of the second switching pin are always on the radially outer side of the cam shaft from the outer peripheral surface of the cam carrier. It is preferable that they are set so as to pass each other.
本発明の第3態様としては、前記第1切換ピンおよび前記第2切換ピンの往復移動のストロークを前記カムキャリアの前記外周面から前記ガイド溝の底面までの距離の2倍以上とすることが好ましい。 As a third aspect of the present invention, the reciprocating stroke of the first switching pin and the second switching pin is set to be twice or more the distance from the outer peripheral surface of the cam carrier to the bottom surface of the guide groove. preferable.
このように上記の第1態様によれば、第1カムと第2カムを切り換える機構を、第1切換カムと第2切換カムを一対の側壁とする単一のガイド溝と、第1切換カムに接触可能な第1切換ピンと、第2切換カムに接触可能な第2切換ピンと、で構成でき、第1切換ピンと第2切換ピンとのそれぞれに個別にガイド溝を形成する必要がないので、カムを切換える機構を簡素化することができる。 Thus, according to said 1st aspect, the mechanism which switches a 1st cam and a 2nd cam, the single guide groove which uses a 1st switching cam and a 2nd switching cam as a pair of side wall, and a 1st switching cam The first switching pin that can come into contact with the second switching pin and the second switching pin that can come into contact with the second switching cam, and it is not necessary to individually form a guide groove in each of the first switching pin and the second switching pin. Can be simplified.
また、第1切換ピンと第2切換ピンとを連結機構により互いに逆向きに移動させることで第1カムまたは第2カムに切り換えを行っているので、カムを切換える機構を簡素化することができる。 Further, since the first switching pin and the second switching pin are switched to the first cam or the second cam by moving the first switching pin and the second switching pin in opposite directions to each other, the mechanism for switching the cam can be simplified.
また、第1切換ピンまたは第2切換ピンの一方がガイド溝内に挿入される際に、第1切換ピンまたは第2切換ピンの他方の挿入方向先端部は、常にカムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側に位置するとともにカムキャリアの外周面との間に隙間を形成する。 Further, when one of the first switching pin or the second switching pin is inserted into the guide groove, the other insertion direction front end of the first switching pin or the second switching pin is always more than the outer peripheral surface of the cam carrier. A gap is formed between the cam shaft and the outer peripheral surface of the cam carrier.
これにより、第1切換ピンと第2切換ピンとがカムキャリアのガイド溝内に同時に挿入されて、ガイド溝の一対の側壁に接触することを防止することができる。 Thereby, it can prevent that a 1st switching pin and a 2nd switching pin are simultaneously inserted in the guide groove of a cam carrier, and contact with a pair of side wall of a guide groove.
この結果、カムを切換える機構を簡素化しつつ、2つの切換ピンがカムキャリアのガイド溝の一対の側壁と強く干渉するのを防止して、可変動弁機構の信頼性を高めることができる。 As a result, it is possible to improve the reliability of the variable valve mechanism by simplifying the mechanism for switching the cam and preventing the two switching pins from strongly interfering with the pair of side walls of the guide groove of the cam carrier.
上記の第2態様によれば、第1切換ピンと第2切換ピンとがカム軸の半径方向に往復移動する際に、第1切換ピンの挿入方向先端部と第2切換ピンの挿入方向先端部とをカムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側の同じ高さに位置させることができる。 According to said 2nd aspect, when the 1st switching pin and the 2nd switching pin reciprocate to the radial direction of a cam shaft, the insertion direction front-end | tip part of a 1st switching pin and the insertion direction front-end | tip part of a 2nd switching pin Can be positioned at the same height outside the cam carrier in the radial direction of the cam shaft.
このため、第1切換ピンの挿入方向先端部と第2切換ピンの挿入方向先端部とがカムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側の同じ高さに位置した状態を経由して、第1切換ピンまたは第2切換ピンの一方が、カムキャリアのガイド溝内に挿入される。 For this reason, via the state where the insertion direction front end portion of the first switching pin and the insertion direction front end portion of the second switching pin are located at the same height outside the cam carrier in the radial direction of the cam shaft, One of the first switching pin or the second switching pin is inserted into the guide groove of the cam carrier.
したがって、第1切換ピンの先端部と第2切換ピンの先端部とが同時にガイド溝内に位置することを防止できるので、2つの切換ピンがカムキャリアのガイド溝の一対の側壁と強く干渉するのを防止することができる。 Therefore, since it can prevent that the front-end | tip part of a 1st switching pin and the front-end | tip part of a 2nd switching pin are located in a guide groove simultaneously, two switching pins strongly interfere with a pair of side wall of the guide groove of a cam carrier. Can be prevented.
上記の第3態様によれば、第1切換ピンと第2切換ピンとのすれ違い位置であるストロークの中間位置を、カムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側に位置させることができる。 According to said 3rd aspect, the intermediate position of the stroke which is a passing position of a 1st switching pin and a 2nd switching pin can be located in the radial direction outer side of a cam shaft rather than the outer peripheral surface of a cam carrier.
このため、第1切換ピンと第2切換ピンとを往復移動方向でカムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側ですれ違うように確実に設定できる。 Therefore, the first switching pin and the second switching pin can be reliably set so as to pass in the reciprocating direction on the outer side in the radial direction of the cam shaft from the outer peripheral surface of the cam carrier.
以下に、本発明の実施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。
(可変動弁装置の概略構成)
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.
(Schematic configuration of variable valve operating device)
図1に示すように、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置2は、内燃機関のシリンダヘッド1に内蔵されている。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。
As shown in FIG. 1, a variable
図2に示すように、可変動弁装置2は、カム軸3と、カムキャリア4と、カムキャリア4の上方に配置されたカム切換部5と、を備え、吸気バルブ13のリフト状態を変化させるためにカムの切り換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。
(ロッカアーム)
As shown in FIG. 2, the
(Rocker arm)
図1および図2に示すように、本実施形態では、カムキャリア4の回転に伴い揺動するタイプのロッカアーム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、ハイドロリックラッシュアジャスタ(HLA)12のピボット12Aの上に当接するように配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in this 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の高速カム41と低速カム42と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。
At the center of the
なお、吸気バルブ13は、シリンダヘッド1に対して軸方向に進退可能に設けられ、バルブスプリング14により引き上げる方向(吸気ポートと燃焼室とを閉じる方向)に付勢されている。
(カム軸)
The
(Camshaft)
図1に示すように、カム軸3は、ヘッド本体1Aの上部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、このカム軸3は、図示しないチェーンやベルト等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連動部分を備えている。
As shown in FIG. 1, the
なお、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。カム軸3の回転数は、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。
The
本実施形態において、このカム軸3は、内燃機関としてのエンジンの前後方向(図2に矢印で示す方向)に沿って延びるように配置されている。図2に示すように、カム軸3における長さ方向の所定領域の外周面には、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。
In the present embodiment, the
図2、図4および図5に示すように、カム軸3におけるスプライン外歯31が形成された領域の軸方向に隣接する近傍の領域に、位置決め機構32が設けられている。この位置決め機構32は、カム軸3に対して半径方向に沿って凹むように形成された収納凹部33と、この収納凹部33内に収納されるスプリング34と、この収納凹部33内に収納されてカム軸3の表面から一部が突出するように配置されたボール35と、を備えている。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, a
図5に示すように、このボール35は、後述するカムキャリア4に形成された第1位置用位置決め溝46または第2位置用位置決め溝47に係止されるようになっている。
(カムキャリア)
As shown in FIG. 5, the
(Cam carrier)
図2および図3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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、カムキャリア4の内周面におけるスプライン内歯45が形成された領域に隣接する領域には、第1位置用位置決め溝46と第2位置用位置決め溝47が周回するように形成されている。
Further, a first
これら第1位置用位置決め溝46と第2位置用位置決め溝47は、カム軸3側に設けられた位置決め機構32のボール35が係止されることで、カムキャリア4を図6−1に示す第1位置Aおよび図6−4に示す第2位置Bとの間でクリック動作により位置決めさせる。
The first
図2および図3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、第1カムとしての高速カム41と、第2カムとしての低速カム42とが軸方向に並んで一体に設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、高速カム41と低速カム42との一体構成体は、所定間隔を隔てて一対が配置されている。一対の高速カム41が選択される場合は、それぞれの高速カム41が、ロッカアーム11の上方に位置し、一対の低速カム42が選択される場合は、それぞれの低速カム42が、ロッカアーム11の上方に位置する。
In addition, the one-piece | unit structure of the
すなわち、高速カム41同士の間隔、低速カム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。そして、カムキャリア4は、高速カム41によって吸気バルブ13を作動させる図6−1に示す第1位置Aと、低速カム42によって吸気バルブ13を作動させる図6−4に示す第2位置Bとに移動可能である。
That is, the interval between the high-
図3に示すように、高速カム41は、基礎となるベース円部41Aと、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。低速カム42は、基礎となる高速カム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高速カム41のノーズ部41Bよりも半径方向への突出寸法が低く形成されたノーズ部42Bと、を備える。
As shown in FIG. 3, the high-
これら高速カム41と低速カム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、高速カム41と低速カム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。カム軸3に対する高速カム41と低速カム42の配置により、図示しないクランクシャフトの動作に伴って動作する吸気バルブ13のリフトタイミングが規定されるようになっている。
The
また、図2および図3に示すように、カムキャリア4の外周面4Aには、ガイド溝43が周回して連続するように形成されている。このガイド溝43において、互いに対向する一対の側壁のうち一方の側壁は、カムキャリア4を図6−1に示す第1位置Aへ移動させる第1切換カム43Aである。また、これら一対の側壁のうちの他方の側壁は、カムキャリア4を図6−4に示す第2位置Bへ移動させる第2切換カム43Bである。
2 and 3, a
図3に示すように、ガイド溝43は、溝幅が最大となる最大溝幅部43Cと、溝幅が最小となる最小溝幅部43Dと、最大溝幅部43Cと最小溝幅部43Dとの間を連絡する溝幅変化部43Eと、を備える。
As shown in FIG. 3, the
最小溝幅部43Dは、後述する第1切換ピン51および第2切換ピン52のうち1つが通過可能な溝幅である。最大溝幅部43Cは、最小溝幅部43Dを中心として溝幅方向の両外側にそれぞれ第1切換ピン51および第2切換ピン52のうち1つが通過可能空間を有する溝幅に形成されている。
(カム切換部)
The minimum
(Cam switching part)
図2に示すように、カム切換部5は、第1切換ピン51と、第2切換ピン52と、第1切換ピン51をヘッドカバー1Bの下面から突出する方向へ付勢するスプリング54と、プラグ55A、55Bとを備える。
As shown in FIG. 2, the
また、図4に示すように、カム切換部5は、プラグ56を備える。これら第1切換ピン51と第2切換ピン52は、ヘッドカバー1Bに対して、カム軸3の半径方向に往復移動可能であり、ガイド溝43に挿入可能な位置に配置されている。
Further, as shown in FIG. 4, the
そして、これら第1切換ピン51と第2切換ピン52とは、カム軸3の軸方向に沿って並列に配置されている。第1切換ピン51は、突出した状態で第1切換カム43Aと接触可能であり、第2切換ピン52は、突出した状態で第2切換カム43Bと接触可能である。
The
また、カム切換部5は連結機構57を備え、この連結機構57は、第1切換ピン51と第2切換ピン52をカム軸3の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させるようになっている。
The
連結機構57は、図2に示すように、第1切換ピン51の側面に形成された第1ラック51Bと、この第1ラック51Bに対向する第2切換ピン52に形成された第2ラック52Bと、第1ラック51Bと第2ラック52Bとに同時に噛み合うピニオンギヤ53と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
図5に示すように、第1ラック51Bは、第1切換ピン51が往復動作を行う方向に沿って側面に形成された第1凹部51Aの底面に形成されている。第2ラック52Bは、第2切換ピン52が往復動作を行う方向に沿って側面に形成された第2凹部52Aの底面に形成されている。
As shown in FIG. 5, the
第1凹部51Aにおけるそれぞれの往復移動方向の両端は、ピニオンギヤ53と当接して第1切換ピン51の移動範囲を規制する側壁51C、51Cが形成されている。第2凹部52Aにおけるそれぞれの往復移動方向の両端は、ピニオンギヤ53と当接して第2切換ピン52の移動範囲を規制する側壁52Cが形成されている。
Side ends 51 </ b> C and 51 </ b> C that abut the
ヘッドカバー1Bには筒状の切換ピン収容部1Cが設けられており、この切換ピン収容部1Cには、第1切換ピン51および第2切換ピン52が収容されている。切換ピン収容部1Cは、この切換ピン収容部1Cをカム軸3の半径方向に貫通するように第1ピン穴58Aおよび第2ピン穴58Bが互いに平行をなすように形成されている。
The
第1切換ピン51は第1ピン穴58Aに摺動可能に挿入され、第2切換ピン52は第2ピン穴58Bに摺動可能に挿入されている。
The
第1ピン穴58Aと第2ピン穴58Bとは、軸方向の中間位置においてギヤ配置空間58Cで連通されている。ヘッドカバー1Bには、ギヤ配置空間58Cの側方(第1ピン穴58A、第2ピン穴58Bと直交する方向)からギヤ挿入口59がギヤ配置空間58Cに連通するように形成されている。
The
第1切換ピン51は、第1ピン穴58Aに挿入されている。第2切換ピン52は、第2ピン穴58Bに挿入されている。そして、第1ピン穴58Aは、第1切換ピン51の上にスプリング54が挿入された状態でプラグ55Aにより閉塞されている。
The
また、第2ピン穴58Bは、第2切換ピン52が挿入された状態でプラグ55Bにより閉塞されている。ヘッドカバー1Bの側面に形成されたギヤ挿入口59からは、ピニオンギヤ53がギヤ配置空間58Cに向けて挿入されている。
The
ピニオンギヤ53は、第1切換ピン51の第1ラック51Bと、第2切換ピン52の第2ラック52Bと、の間に、互いに噛み合うように配置されている。
The
図4に示すように、ピニオンギヤ53は、ギヤ軸部53Aが、ヘッドカバー1B側に設けた軸受部58Dと、プラグ56に設けた軸受部56Aと、に回転自在に軸支されている。
As shown in FIG. 4, in the
ヘッドカバー1Bには、第1ピン穴58Aの上部に連通する第1オイル通路60が形成されている。この第1オイル通路60は、ヘッドカバー1Bに形成されたオイルギャラリ61に連通している。
The
ヘッドカバー1Bには第2オイル通路62が形成されており、この第2オイル通路62は、ヘッドカバー1Bに形成されたオイルギャラリ63に連通するとともに、第2ピン穴58Bの上部に連通している。
A
これらオイルギャラリ61、63は、図示しないオイルポンプに連通するように形成されている。そして、これらオイルギャラリ61、63は、例えば電磁弁などを用いる図示しない油圧切換機構によりいずれか一方に油圧が供給されるように切り換えが可能となっている。このため、図5に示すように、連結機構57の動作により、第1切換ピン51および第2切換ピン52のいずかがヘッドカバー1Bの切換ピン収容部1Cの下面からカムキャリア4側に突出するようになっている。
These
ここで、本実施形態では、第1切換ピン51および第2切換ピン52が同時にガイド溝43の一対の側壁に挟み込まれることを回避するため、図5に示すように、第1切換ピン51、第2切換ピン52およびガイド溝43の寸法や相対位置等について、以下のように設定されている。
Here, in the present embodiment, in order to avoid the
第1切換ピン51または第2切換ピン52の一方がガイド溝43内に挿入される際に、第1切換ピン51または第2切換ピン52の他方の挿入方向先端部は、常にカムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸の半径方向外側に位置するとともにカムキャリア4の外周面4Aとの間に隙間sを形成するように設定されている。
When one of the
すなわち、第1切換ピン51がガイド溝43内に挿入される際に、第2切換ピン52の挿入方向先端部52Dが、カムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側に位置するとともに第2切換ピン52とカムキャリア4の外周面4Aとの間に隙間sを形成するように設定されている。同様に、第2切換ピン52がガイド溝43内に挿入される際に、第1切換ピン51の挿入方向先端部51Dは、カムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側に位置するとともに第1切換ピン51とカムキャリア4の外周面4Aとの間に隙間sを形成するように設定されている。
That is, when the
また、第1切換ピン51の挿入方向先端部51Dと第2切換ピン52の挿入方向先端部52Dとがカムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側で常にすれ違うように設定されている。換言すると、第1切換ピン51の挿入方向先端部51Dと第2切換ピン52の挿入方向先端部52Dとのすれ違い位置は、カムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側となっている。
Further, the insertion direction
また、第1切換ピン51および第2切換ピン52の往復移動のストロークL1をカムキャリア4の外周面4Aからガイド溝43の底面43Gまでの距離L2の2倍以上に設定している。
Further, the reciprocating stroke L1 of the
また、カム軸3の半径方向において、第1切換ピン51および第2切換ピン52を収容する切換ピン収容部1Cの下端からカムキャリア4の外周面4Aまでの距離L3は、カムキャリア4の外周面4Aからガイド溝43の底面43Gまでの距離L2よりも大きく設定されている。
Further, in the radial direction of the
なお、第1切換ピン51、第2切換ピン52およびガイド溝43の寸法や相対位置に関する上記の設定は、これら各部材の寸法公差、組み付け誤差および熱膨張等を考慮して行われている。
(可変動弁装置の作用・動作)
Note that the above settings regarding the dimensions and relative positions of the
(Operation and operation of variable valve system)
以下、本実施形態に係る可変動弁装置2の高速カム41と低速カム42への切り換えの動作について説明する。
Hereinafter, the switching operation to the
図6−1は、可変動弁装置2において高速カム41が選択されて運転されている状態を示している。このような状態におけるカムキャリア4の位置を第1位置Aとする。この状態では、高速カム41のベース円部41Aとロッカアーム11の被押圧ローラ11Aとが接触している。このとき、第1切換ピン51は、図5に示すように、ガイド溝43の最小溝幅部43Dを通過するような配置となっている。このとき、カム軸3側に設けられたボール35は、カムキャリア4側の第1位置用位置決め溝46に係合した状態となっている。
FIG. 6A shows a state where the
このような高速カム41が選択されている状態から図6−4に示すように低速カム42が選択される状態(カムキャリア4が第2位置Bにある状態)に切り換える場合は、第2切換ピン52をガイド溝43内に挿入されるようにヘッドカバー1B側から突出させる。第2切換ピン52を突出させるには、図示しない油圧切換機構により、オイルギャラリ63から第2オイル通路62を介して第2ピン穴58Bに油圧を加える。これにより第2切換ピン52は、ガイド溝43へ向けて突出する方向に駆動される。
When switching from the state in which the high-
そして、第2切換ピン52が突出する動作を行うと、図6−2に示すように、第1切換ピン51は、ピニオンギヤ53の回転にともないガイド溝43からヘッドカバー1B側へ引っ込む動作を行う。
When the
その後、第2切換ピン52は、第1切換ピン51がガイド溝43から抜け出てカムキャリア4の外周面4Aから隙間sだけカム軸3の外周方向に離隔した位置で、第1切換ピン51とすれ違った後、図6−3に示すようにガイド溝43に挿入される。これにより、第1切換ピン51と第2切換ピン52とが同時にガイド溝43に挿入されることがない。
Thereafter, the
第2切換ピン52がガイド溝43内に挿入されると、カムキャリア4は、第2切換ピン52と接触する第2切換カム34Bによる作用により、カムキャリア4を第2位置Bまで移動させる。このとき、高速カム41のベース円部41Aおよび低速カム42のベース円部42Aがロッカアーム11の被押圧ローラ11Aに対して円滑に摺動して、図6−4に示すように被押圧ローラ11Aに低速カム42のベース円部42Aが接触した状態となる。
When 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側のボール35が図5に示す第1位置用位置決め溝46から外れて、第2位置用位置決め溝47に移動して係合した状態となる。この結果、カムキャリア4は、カム軸3に対して低速カム42が選択された位置(第2位置B)で固定される。
When the
このように、低速カム42が選択されて、カムキャリア4が第2位置Bにある場合において、高速カム41への切り換えを行うまでの間は、第2切換ピン52は、ガイド溝43の最小溝幅部43Dを通過するような配置となっている。
As described above, when the
一方、低速カム42から高速カム41へ切り換える場合は、図4に示すように、オイルギャラリ61から第1オイル通路60を介して第1ピン穴58Aの上部に油圧を加えることにより、第1切換ピン51をヘッドカバー1Bの下面から突出させる。第1切換ピン51の第1ラック51Bの移動に伴ってピニオンギヤ53が回転する。これに伴い、第2ラック52Bは、第1ラック51Bと反対方向に移動する。すなわち、第2切換ピン52は、ヘッドカバー1Bの下面に対して引っ込む方向への動作を行う。そして、第1切換ピン51に対してガイド溝43の第1切換カム43Aが接触した状態で回転することにより、カムキャリア4は図9−1に示す第1位置に移動して、ロッカアーム11の被押圧ローラ11Aに接触するカムが、低速カム42から高速カム41に切り換わる。
On the other hand, when switching from the
図5に示すように、本実施形態では、第1切換ピン51の第1凹部51Aおよび第2切換ピン52の第2凹部52Aにおけるそれぞれの往復移動方向の両端に側壁51C、52Cが形成されている。これら側壁51C、52Cは、ピニオンギヤ53と当接して第1切換ピン51および第2切換ピン52の移動範囲を規制するストッパとしての機能を果たしている。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment,
以上説明したように、本実施形態では、高速カム41と低速カム42を切り換える機構を、第1切換カム43Aと第2切換カム43Bを一対の側壁とする単一のガイド溝43と、第1切換カム43Aに接触可能な第1切換ピン51と、第2切換カム43Bに接触可能な第2切換ピン52と、で構成できる。すなわち、第1切換ピン51と第2切換ピン52とのそれぞれに個別にガイド溝を形成する必要がない。このため、本実施形態に係る可変動弁装置2では、カムを切り換える機構を簡素化することができる。
As described above, in the present embodiment, the mechanism for switching between the
また、第1切換ピン51と第2切換ピン52とを連結機構57により互いに逆向きに移動させることで高速カム41または低速カム42に切り換えを行っているので、カムを切換える機構を簡素化することができる。
Further, since the
また、第1切換ピン51または第2切換ピン52の一方がガイド溝43内に挿入される際に、第1切換ピン51または第2切換ピン52の他方の挿入方向先端部は、常にカムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側に位置するとともにカムキャリア4の外周面4Aとの間に隙間sを形成する。
Also, when one of the
これにより、第1切換ピン51と第2切換ピン52とがカムキャリア4のガイド溝43内に同時に挿入されて、ガイド溝43の一対の側壁に接触することを防止することができる。
Thereby, it is possible to prevent the
この結果、カムを切換える機構を簡素化しつつ、第1切換ピン51と第2切換ピン52がカムキャリア4のガイド溝43の一対の側壁と強く干渉するのを防止して、可変動弁機構の信頼性を高めることができる。
As a result, while simplifying the mechanism for switching the cam, the
本実施形態では、第1切換ピン51の挿入方向先端部51Dと第2切換ピン52の挿入方向先端部52Dとがカムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側で常にすれ違うように設定されている。
In the present embodiment, the insertion direction
これにより、第1切換ピン51と第2切換ピン52とがカム軸3の半径方向に往復移動する際に、第1切換ピン51の挿入方向先端部51Dと第2切換ピン52の挿入方向先端部52Dとをカムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側の同じ高さに位置させることができる。
Thus, when the
このため、第1切換ピン51の挿入方向先端部51Dと第2切換ピン52の挿入方向先端部52Dとがカムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側の同じ高さに位置した状態を経由して、第1切換ピン51または第2切換ピン52の一方が、カムキャリア4のガイド溝43内に挿入される。
For this reason, the insertion direction
したがって、第1切換ピン51の挿入方向先端部51Dと第2切換ピン52の挿入方向先端部52Dとが同時にガイド溝43内に位置することを防止できるので、第1切換ピン51と第2切換ピン52がカムキャリア4のガイド溝43の一対の側壁と強く干渉するのを防止することができる。
Therefore, it is possible to prevent the insertion direction
本実施形態では、第1切換ピン51および第2切換ピン52の往復移動のストロークL1を、カムキャリア4の外周面4Aからガイド溝43の底面43Gまでの距離L2の2倍以上に設定している。
In the present embodiment, the reciprocating stroke L1 of the
これにより、第1切換ピン51と第2切換ピン52とのすれ違い位置であるストロークL1の中間位置を、カムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側に位置させることができる。
Thereby, the intermediate position of the stroke L <b> 1, which is the passing position between the
このため、第1切換ピン51と第2切換ピン52とを往復移動方向でカムキャリア4の外周面4Aよりもカム軸3の半径方向外側ですれ違うように確実に設定できる。
(その他の実施形態)
Therefore, the
(Other embodiments)
以上、実施形態について説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、第1切換ピン51および第2切換ピン52が互い違い方向に移動する動作を連結機構57で実現しているが、これに限定されるものではなく、他の機構により第1切換ピン51および第2切換ピン52が互い違い方向に移動させることも勿論可能である。
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to this. For example, in the present embodiment, the movement of the
上記の実施形態では、本発明を、高速カム41と低速カム42の2段可変動弁装置に適用したが、第2カムをリフト量0となる周面を有する休止カムとすれば、バルブ休止機能も実現可能である。このような構成とすれば、カムを切り換える機構の構造および作動方法を簡素化でき、バルブを休止させることも可能となる。
In the above embodiment, the present invention is applied to the two-stage variable valve operating device of the
また、上記の実施形態では、2系統のオイルギャラリ61、63を備える構成であるが、スプリング54を強化して、1系統のオイルギャラリを省略した構成としてもよい。すなわち、スプリング54が、第1切換ピン51およびまたは第2切換ピン52の少なくとも一方にオイルギャラリを連結し、このオイルギャラリから付与される駆動力で第1切換ピン51およびまたは第2切換ピン52を軸方向へ動かす駆動力を付与し、この駆動力が除去されたときに、スプリング54により第1切換ピン51を強制的にガイド溝43側へ移動させるように設定してもよい。
In the above embodiment, the
この場合、第2切換ピン52にオイルギャラリ63を連結し、オイルギャラリ63から第2切換ピン52に付与される駆動力(油圧力)が除去された場合、スプリング54によって第1切換ピン51がガイド溝43側に移動する。これにより、カムキャリア4を第1位置へ移動させ、バルブの休止を解除できる。
In this case, when the
1…シリンダヘッド、1B…ヘッドカバー、2…可変動弁装置、3…カム軸、4…カムキャリア、5…カム切換部、41…高速カム(第1カム)、42…低速カム(第2カム)、43…ガイド溝、43A…第1切換カム(一対の側壁の一方または他方)、43B…第2切換カム(一対の側壁の一方または他方)、51…第1切換ピン、51D…挿入方向先端部、52…第2切換ピン、52D…挿入方向先端部、57…連結機構、A…第1位置、B…第2位置、s…隙間、L1…ストローク、L2…距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder head, 1B ... Head cover, 2 ... Variable valve apparatus, 3 ... Cam shaft, 4 ... Cam carrier, 5 ... Cam switching part, 41 ... High speed cam (1st cam), 42 ... Low speed cam (2nd cam) ), 43... Guide groove, 43 A... First switching cam (one or the other of the pair of side walls), 43 B... Second switching cam (one or the other of the pair of side walls), 51.
Claims (3)
前記複数のカムは、第1カムと第2カムであり、
前記カムキャリアは、前記第1カムによって前記バルブを作動させる第1位置と、前記第2カムによって前記バルブを作動させる第2位置とに移動可能であり、
前記カムキャリアの外周面に当該カムキャリアを周回するようにガイド溝が形成され、
前記ガイド溝は、互いに対向する一対の側壁のうち一方が、前記カムキャリアを前記第1位置へ移動させる第1切換カムであり、前記一対の側壁のうちの他方が、前記カムキャリアを前記第2位置へ移動させる第2切換カムであり、
前記ガイド溝内に挿入可能であり、かつ前記カム軸の半径方向に往復移動可能な第1切換ピンと第2切換ピンとが前記カム軸の軸方向に沿って並列に配置され、
前記第1切換ピンは、前記第1切換カムと接触可能であり、前記第2切換ピンは、前記第2切換カムと接触可能であり、
前記第1切換ピンと前記第2切換ピンとを、前記カム軸の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構によって連結し、
前記第1切換ピンまたは前記第2切換ピンの一方が前記ガイド溝内に挿入される際に、前記第1切換ピンまたは前記第2切換ピンの他方の挿入方向先端部は、常に前記カムキャリアの前記外周よりも前記カム軸の半径方向外側に位置するとともに前記カムキャリアの前記外周面との間に隙間を形成することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A camshaft rotatably supported by the cylinder head, and provided so as to be coaxial with the camshaft, rotate integrally with the camshaft and move in the axial direction of the camshaft; A cam carrier having a plurality of cams formed on the outer peripheral surface so as to have different valve operating characteristics arranged adjacent to each other, and operating the valve by moving the cam carrier in the axial direction of the cam shaft In the variable valve operating apparatus of the internal combustion engine for switching the cam to be
The plurality of cams are a first cam and a second cam,
The cam carrier is movable between a first position where the valve is operated by the first cam and a second position where the valve is operated by the second cam;
A guide groove is formed on the outer peripheral surface of the cam carrier so as to go around the cam carrier,
In the guide groove, one of the pair of side walls facing each other is a first switching cam that moves the cam carrier to the first position, and the other of the pair of side walls moves the cam carrier to the first position. A second switching cam that moves to the second position;
A first switching pin and a second switching pin that can be inserted into the guide groove and can reciprocate in the radial direction of the cam shaft are arranged in parallel along the axial direction of the cam shaft,
The first switching pin can be in contact with the first switching cam, the second switching pin can be in contact with the second switching cam,
The first switching pin and the second switching pin are coupled by a coupling mechanism that moves in the opposite directions along the radial direction of the cam shaft,
When one of the first switching pin or the second switching pin is inserted into the guide groove, the other insertion direction front end of the first switching pin or the second switching pin is always in the cam carrier. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the variable valve operating apparatus is located outside the outer periphery in the radial direction of the cam shaft and has a gap with the outer peripheral surface of the cam carrier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2017170923A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 本田技研工業株式会社 | Variable valve device |
WO2024051378A1 (en) * | 2022-09-08 | 2024-03-14 | 联合汽车电子有限公司 | Control method and apparatus for actuator bolts in variable intake valve lift apparatus |
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2014
- 2014-07-08 JP JP2014140244A patent/JP2016017451A/en active Pending
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JP2017180403A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 本田技研工業株式会社 | Variable valve device |
US10858969B2 (en) | 2016-03-31 | 2020-12-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Variable valve train |
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