JP2016079932A - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可変動弁機構1は、入力部材31と出力部材41とを備えたロッカアーム30と、切換ピン66を入力部材31のピン穴63と出力部材41のピン穴64との間を跨ぐ連結位置と跨がない非連結位置とに変位させてバルブ7の駆動状態を切り換える切換装置60と、非連結時に入力部材31をカム10に付勢するロストモーションスプリング50とを備えている。そして、次の特徴を備えている。
すなわち、連結時に、ピン穴64の内周面と切換ピン66の外周面との間に変位用クリアランスc1が形成されて、変位用クリアランスc1の範囲内で入力部材31の出力部材41に対する相対変位が許容される。それにより、連結時にも、ロストモーションスプリング50によって入力部材31がカム10に付勢されて、タペットクリアランスCが形成されない。
【選択図】図6
Description
[a]ロッカアームは、タペットクリアランスを自動で埋める支持部材(ラッシュアジャスタ等)によって揺動可能に支持された態様。
[b]ロッカアームは、タペットクリアランスを自動で埋めることのない支持部材によって揺動可能に支持された態様。
[c]切換装置は、ロッカアームの外部に設けられた押圧装置を備え、押圧装置で切換ピンを押圧して変位させる構成である態様。
[d]ロッカアームは、上方に突出した支持部材の上に揺動可能に載置され、切換装置は、ロッカアームの内部に設けられた油圧室と、支持部材とロッカアームとを経由して油圧室にまで延びる油路とを備え、油路及び油圧室の油圧変化で切換ピンを変位させる構成である態様。
[e]可変動弁機構は、非連結時に出力部材に当接する、前記カムとは別のカムを備え、ロストモーションスプリングは、非連結時には、入力部材をカムに付勢する反力でシリンダヘッドを押圧する構成である態様。
[f]可変動弁機構は、非連結時に出力部材に当接する、前記カムとは別のカムを備えず、ロストモーションスプリングは、非連結時には、入力部材をカムに付勢する反力で出力部材をバルブに付勢することで、前記別のカムがなくても非連結時に出力部材がバタつかない構成である態様。
[g]連結時におけるベース円が作用するベース円時には、前記一方又は他方のピン穴の内周面の前記相対変位の方向の一端と切換ピンの外周面との間に、変位用クリアランスが形成され、該内周面の前記相対変位の方向の他端は切換ピンの外周面に当接する構成である態様。
[h]連結時におけるベース円が作用するベース円時には、前記一方又は他方のピン穴の内周面の前記相対変位の方向の一端と切換ピンの外周面との間に、変位用クリアランスが形成され、該内周面の前記相対変位の方向の他端と切換ピンの外周面との間に、前記相対変位を許容することのない調整用クリアランスが形成される構成である態様。
[i]切換ピンは、入力部材の揺動中心の近くに設けられた態様。
[j]入力部材は、カムに回転可能に当接するローラを備え、切換ピンは、ローラの軸線上に設けられた態様。
[d1]油圧室は、出力部材の内部に設けられた態様。
[d2]油圧室は、入力部材の内部に設けられた態様。
カム10は、内燃機関が2回転する毎に1回転するカムシャフト19に突設されている。このカム10は、断面形状が真円形のベース円11と、ベース円11から突出したノーズ12とを備えている。このカム10のプロフィールPは、横軸にカム10の回転角度θをとり、縦軸にベース円11からの突出高さHをとった図8に示すグラフでみて、次のように構成されている。すなわち、ノーズ区間Bの両端部にある接続区間B1,B1の内側に、前記プロフィールPの傾きP’が一定になる2つの等速度区間B2,B2を備え、その更に内側にメインリフト区間B3を備えている。なお、本実施例1の可変動弁機構1は、このカム10とは別の、出力部材41に当接するカムは備えていない。
支持部材20は、シリンダヘッドから上方に突出する形で設置されており、上端部にロッカアーム30を揺動可能に支持するための半球状の半球部23を備えている。この支持部材20は、タペットクリアランスCを自動で埋めることのない単なるピボットである。
ロッカアーム30は、入力部材31と出力部材41とを備えている。そして、支持部材20によって揺動可能に支持されている。詳しくは、入力部材31の基端部の下面に半球状に凹む半球状凹部32を備えており、その半球状凹部32が支持部材20の半球部23の上に揺動可能に載置されたことで、支持部材20にロッカアーム30が揺動可能に支持されている。このロッカアーム30は、1つのバルブ7のみを駆動する。よって、複数のバルブを駆動するものではない。
ロストモーションスプリング50,50は、非連結時には、入力部材31をカム10に付勢するとともに、その反力で出力部材41をバルブ7に付勢する。このロストモーションスプリング50は、入力部材31の長さ方向中間部の両側部に凹設された凹部35,35の内周面と、出力部材41の基端部に設けられたスプリング当接部45との間に介装されている。
切換装置60は、一方のピン穴63と、他方のピン穴64,64と、切換ピン66と、ガイド部材67と、油路72,72と、油圧室73と、リターンスプリング79とを含み構成されている。そして、この切換装置60は、油路72及び油圧室73,73の油圧変化とリターンスプリング79の付勢力との協働で、切換ピン66,66を連結位置と非連結位置とに変位させて、バルブ7の駆動状態を通常状態と休止状態とに変更する。
[A]変位用クリアランスc1を設けることで、ラッシュアジャスタ等とは異なる簡単な構造でタペットクリアランスCをなくすことができる。
[変更例1]
出力部材41を、カム10よりもリフト量又は作用角の小さい小リフトカムで駆動するようにしてもよい。この場合には、非連結時には、休止状態ではなく、バルブ7を通常状態よりも小さいリフト量又は作用角で駆動する小リフト状態になる。
[変更例2]
1つのロッカアーム30で2つのバルブ7,7を駆動するようにしてもよい。
2 可変動弁機構(実施例2)
7 バルブ
10 カム
11 ベース円
12 ノーズ
20 支持部材
30 ロッカアーム
31 入力部材
36 ローラシャフト
38 ローラ
41 出力部材
50 ロストモーションスプリング
60 切換装置
63 一方のピン穴
64 他方のピン穴
66 切換ピン
72 油路
73 油圧室
79 リターンスプリング
C タペットクリアランス
c1 変位用クリアランス
c2 調整用クリアランス
P カムのプロフィール
P’ カムのプロフィールの傾き
A ベース円区間
B ノーズ区間
B1 接続区間
B2 等速度区間
B3 メインリフト区間
Bc 相対変位を許容する範囲
Claims (7)
- カム(10)に駆動される入力部材(31)と揺動時にはバルブ(7)を駆動する出力部材(41)とを備えたロッカアーム(30)と、
入力部材(31)に設けられた一方のピン穴(63)と出力部材(41)に設けられた他方のピン穴(64)と切換ピン(66)とを備え、切換ピン(66)を一方のピン穴(63)と他方のピン穴(64)との間を跨ぐ連結位置と跨がない非連結位置とに変位させてバルブ(7)の駆動状態を切り換える切換装置(60)と、
切換ピン(66)が非連結位置に配される非連結時に、入力部材(31)をカム(10)に付勢するロストモーションスプリング(50)とを備えた内燃機関の可変動弁機構において、
切換ピン(66)が連結位置に配される連結時に、一方又は他方のピン穴(64)の内周面と切換ピン(66)の外周面との間に、非連結時における入力部材(31)の出力部材(41)に対する相対変位の方向の変位用クリアランス(c1)が形成されて、変位用クリアランス(c1)の範囲内で前記相対変位が許容されることで、連結時にも、ロストモーションスプリング(50)によって入力部材(31)がカム(10)に付勢されて、カム(10)のベース円(11)と入力部材(31)との間にタペットクリアランス(C)が形成されない構成であることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - ロッカアーム(30)は、タペットクリアランス(C)を自動で埋めることのない支持部材(20)によって揺動可能に支持された請求項1記載の内燃機関の可変動弁機構。
- ロッカアーム(30)は、上方に突出した支持部材(20)の上に揺動可能に載置され、
切換装置(60)は、ロッカアーム(30)の内部に設けられた油圧室(73)と、支持部材(20)とロッカアーム(30)とを経由して油圧室(73)にまで延びる油路(72)とを備え、油路(72)及び油圧室(73)の油圧変化で切換ピン(66)を変位させる構成である請求項1又は2記載の内燃機関の可変動弁機構。 - 非連結時に出力部材(41)に当接する、前記カム(10)とは別のカムを備えず、ロストモーションスプリング(50)は、非連結時には、入力部材(31)をカム(10)に付勢する反力で出力部材(41)をバルブ(7)に付勢することで、前記別のカムがなくても非連結時に出力部材(41)がバタつかない構成である請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構。
- カム(10)のプロフィール(P)は、横軸にカム(10)の回転角度(θ)をとり、縦軸にベース円(11)からの突出高さ(H)をとったグラフでみて、ノーズ区間(B)の両端部にある接続区間(B1)の内側に、前記プロフィール(P)の傾き(P’)が一定になる2つの等速度区間(B2)を備え、その更に内側にメインリフト区間(B3)を備え、
変位用クリアランス(c1)は、連結時に前記相対変位を、接続区間(B1)及び等速度区間(B2)の両区間内に収まる範囲(Bc)でのみ許容し、メインリフト区間(B3)では許容しない大きさで形成された請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構。 - 連結時におけるベース円(11)が作用するベース円時には、前記一方又は他方のピン穴(64)の内周面の前記相対変位の方向の一端と切換ピン(66)の外周面との間に、変位用クリアランス(c1)が形成され、該内周面の前記相対変位の方向の他端と切換ピン(66)の外周面との間に、前記相対変位を許容することのない調整用クリアランス(c2)が形成される構成である請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構。
- 入力部材(31)は、カム(10)に回転可能に当接するローラ(38)を備え、
切換ピン(66)は、ローラ(38)の軸線上に設けられ、かつ、油圧室(73)は、入力部材(31)の内部に設けられた請求項3記載の内燃機関の可変動弁機構。
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