JP2020183705A - Variable valve mechanism for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のバルブを駆動するとともに、その駆動状態を内燃機関の運転状況に応じて変更する可変動弁機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism that drives a valve of an internal combustion engine and changes the driving state thereof according to an operating condition of the internal combustion engine.
本出願人は、先に、図8に示す内燃機関の可変動弁機構51を提案した(特許文献1)。この可変動弁機構51は、カムシャフト52に、カム53と2つの螺旋溝54,55とが設けられ、カムシャフト52と平行に延びるロッカシャフト56に、ロッカアーム本体57が揺動可能に支持され、ロッカアーム本体57に、ロッカシャフト56と平行に延びるローラ軸58が設けられ、ローラ軸58に、カム53が当接しうるローラ59がロッカシャフト長方向に変位可能に支持され、2つの螺旋溝54,55に択一的に係入する2つの係入アーム61,62とローラ59の両側面を抱持するローラガイド63(摺接部)とを含むリンクアーム60が、ロッカシャフト長方向に変位可能に設けられている。そして、リンクアーム60全体を回動装置(図示略)により回動させて、一方の係入アーム61を一方の螺旋溝54に係入させるか又は他方の係入アーム(図示略)を他方の螺旋溝55に係入させるかを選択することにより、選択した螺旋溝54,55に従ってリンクアーム60及びローラ59をロッカシャフト長方向に変位させて、該ローラ59に前記カム53が当接するか又は当接しないかを切り替える機構である。
The applicant has previously proposed the
上記の可変動弁機構51において、ローラ59のロッカシャフト長方向の変位の所定端であるスラスト位置は、螺旋溝54,55と係入アーム61,62のみで決まるため、螺旋溝54,55と係入アーム61,62の耐久性が問題となるおそれがあった。
In the
そこで、本発明者らはローラ59のスラスト位置を、別部材により決めること、例えば変位したローラガイド63をロッカシャフト56のネジ穴に螺入したボルトにブッシュ(これら図示略)を介し当てて決めることを検討した。しかし、その場合、同ブッシュ、ボルト及びネジ穴のみならず、ロッカシャフト56をシリンダヘッドに取り付けているボルト及びネジ穴(これら図示略)といった多数の部品を介してローラ59のスラスト位置が決まるため、スラスト位置の精度が低下してばらつきが大きくなるという問題がある。
Therefore, the present inventors determine the thrust position of the
また、リンクアーム60は、どちらかの係入アーム61,62が螺旋溝54,55に係入している状態では、該係入によりリンクアーム60の軸長方向への変位が規制されるため、たとえこの時に内燃機関の振動等により、リンクアーム60に軸長方向への力が加わっても、それによりリンクアーム60が意図しない位置に変位してしまうことはない。しかしながら、切替時には、一方の係入アームと螺旋溝との係入が解除されてから他方の係入アームが螺旋溝に係入するため、一瞬どちらの係入アーム61,62も螺旋溝54,55に係入しないタイミングがある。その時に動弁機構に振動や外力が加わると、リンクアーム60が意図しない位置に変位し、カム53に対するローラ59の位置がずれてカム半乗り状態になったり、ローラガイド63等が損傷したりするおそれがある。
Further, in the
なお、一方の係入アームと螺旋溝との係入が解除される前に他方の係入アームが螺旋溝に係入するようにすることは困難である。両方の係入アームが螺旋溝に係入するタイミングで、螺旋溝から両方の係入アームに力が加わり、リンクアーム60にも無理な力が加わるからである。
It is difficult to make the other engaging arm engage in the spiral groove before the engagement between the one engaging arm and the spiral groove is released. This is because a force is applied from the spiral groove to both engaging arms at the timing when both engaging arms are engaged in the spiral groove, and an unreasonable force is also applied to the
そこで、第一の課題は、ローラのスラスト位置を、螺旋溝及び係入アームとは別の少数の部材により決めて、螺旋溝及び係入アームの耐久性を高めるとともに、スラスト位置の精度を向上させてばらつきを低減することにある。
また、第二の課題は、2つのどちらの係入アームも螺旋溝に係入しないタイミングで、リンクアームが意図しない位置に変位しないようにすることにある。
Therefore, the first problem is to determine the thrust position of the roller by a small number of members other than the spiral groove and the engagement arm, to improve the durability of the spiral groove and the engagement arm, and to improve the accuracy of the thrust position. The purpose is to reduce the variation.
The second problem is to prevent the link arm from being displaced to an unintended position at a timing when neither of the two engaging arms engages in the spiral groove.
上記第一の課題を解決するために、第一の発明は、
カムシャフト(2)に、カム(3)と2つの螺旋溝(5,7)とが設けられ、
カムシャフト(2)と平行に延びるロッカシャフト(9)に、カム(3)が当接しうるローラ(16)を含むロッカアーム(10)が揺動可能に支持され、
2つの螺旋溝(5,7)に択一的に係入する2つの係入アーム(23,24)を含むリンクアーム(20)が、ロッカシャフト長方向に変位可能に設けられ、
2つの係入アーム(23,24)を回動装置(40)により回動させて、一方の係入アーム(23)を一方の螺旋溝(5)に係入させるか又は他方の係入アーム(24)を他方の螺旋溝(7)に係入させるかを選択することにより、選択した螺旋溝(5,7)に従ってリンクアーム(20)がロッカシャフト長方向に変位し、該変位に基づいてローラ(16)がロッカシャフト長方向に変位して、ローラ(16)に前記カム(3)が当接するか又は当接しないかを切り替える内燃機関の可変動弁機構において、
ロッカアーム(10)は、ロッカシャフト(9)にロッカシャフト長方向に変位可能に支持され、該変位の所定端であるスラスト位置は、ロッカアーム(10)の側面がシリンダヘッドのカムサポート(27)又はカムキャップ(28)の側面に当接することにより決まり、
ローラ(16)は、ロッカアーム(10)に対しては位置決めされており、
前記リンクアーム(20)のロッカシャフト長方向の変位は、ロッカアーム(10)をローラ(16)と共にロッカシャフト長方向に変位させることを特徴とする。
In order to solve the first problem, the first invention
The camshaft (2) is provided with a cam (3) and two spiral grooves (5,7).
A rocker arm (10) including a roller (16) with which the cam (3) can come into contact with the rocker shaft (9) extending in parallel with the cam shaft (2) is swingably supported.
A link arm (20) including two engagement arms (23, 24) that selectively engage the two spiral grooves (5, 7) is provided so as to be displaceable in the longitudinal direction of the rocker shaft.
Two engagement arms (23, 24) are rotated by a rotating device (40) to engage one engagement arm (23) into one spiral groove (5) or the other engagement arm. By selecting whether to engage (24) with the other spiral groove (7), the link arm (20) is displaced in the rocker shaft longitudinal direction according to the selected spiral groove (5, 7), and is based on the displacement. In the variable valve mechanism of the internal combustion engine, the roller (16) is displaced in the longitudinal direction of the rocker shaft to switch whether the cam (3) abuts or does not abut on the roller (16).
The rocker arm (10) is displaceably supported by the rocker shaft (9) in the longitudinal direction of the rocker shaft, and the thrust position, which is a predetermined end of the displacement, is such that the side surface of the rocker arm (10) is the cam support (27) of the cylinder head. Determined by contacting the side surface of the cam cap (28)
The roller (16) is positioned relative to the rocker arm (10).
The displacement of the link arm (20) in the long direction of the rocker shaft is characterized in that the rocker arm (10) is displaced together with the roller (16) in the long direction of the rocker shaft.
上記第二の課題を解決するために、第二の発明は、第一の発明に加え、ロッカアーム(10)をスラスト位置に付勢する付勢構造(30)を備えていることを特徴とする。 In order to solve the second problem, the second invention is characterized in that, in addition to the first invention, an urging structure (30) for urging the rocker arm (10) to the thrust position is provided. ..
第一の発明によれば、ロッカアーム及びローラのスラスト位置を、螺旋溝及び係入アームとは別の少数の部材により決めて、螺旋溝及び係入アームの耐久性を高めるとともに、スラスト位置の精度を向上させてばらつきを低減できる。
さらに、第二の発明によれば、2つのどちらの係入アームも螺旋溝に係入しないタイミングで、リンクアームが意図しない位置に変位しないようにすることができる。
According to the first invention, the thrust positions of the rocker arm and the roller are determined by a small number of members other than the spiral groove and the engagement arm to improve the durability of the spiral groove and the engagement arm and to improve the accuracy of the thrust position. Can be improved to reduce variation.
Further, according to the second invention, it is possible to prevent the link arm from being displaced to an unintended position at a timing when neither of the two engaging arms engages in the spiral groove.
1.ロッカアーム
ローラは、特に限定されないが、ロッカアームのロッカシャフト長方向に対向する一対の対向面に所定のクリアランスをおいて挟まれることにより、ロッカアームに対して位置決めされていることが好ましい。
ロッカアームが含むローラの数は、1つでも複数でもよいが、左右バランス上は左右2つが好ましい。
ロッカアームは、複数のバルブを駆動するものでもよいし、1つのバルブを駆動するものでもよい。
ロッカアームは、直接バルブを駆動するものでもよいし、間接的にバルブを駆動する(例えば、ロッカアームが第2ロッカアームを押圧し、第2ロッカアームがバルブを駆動する)ものでもよい。
1. 1. The rocker arm roller is not particularly limited, but is preferably positioned with respect to the rocker arm by being sandwiched between a pair of facing surfaces of the rocker arm facing each other in the longitudinal direction of the rocker shaft with a predetermined clearance.
The number of rollers included in the rocker arm may be one or a plurality, but two on the left and right are preferable in terms of left-right balance.
The rocker arm may drive a plurality of valves or may drive a single valve.
The rocker arm may directly drive the valve or may indirectly drive the valve (for example, the rocker arm presses the second rocker arm and the second rocker arm drives the valve).
2.リンクアーム
リンクアームは、特に限定されないが、ロッカアームのロッカシャフト長方向に対向する一対の対向面に所定のクリアランスをおいて挟まれていることが好ましい。
2. Link arm The link arm is not particularly limited, but is preferably sandwiched between a pair of facing surfaces of the rocker arm facing each other in the longitudinal direction of the rocker shaft with a predetermined clearance.
3.回動装置
回動装置としては、特に限定されないが、電磁ソレノイド、油圧機構、電動モータ機構等によるものを例示できる。
3. 3. Rotating device The rotating device is not particularly limited, and examples thereof include an electromagnetic solenoid, a hydraulic mechanism, an electric motor mechanism, and the like.
4.付勢構造
付勢構造としては、特に限定されないが、次の態様を例示できる。
(1)付勢構造は、板バネで付勢される凸状ラッチと、突状ラッチが係入する凹状キャッチとからなる態様。
(2)付勢構造は、コイルバネで付勢されるボールラッチと、ボールラッチが係入する凹状キャッチとからなる態様。この態様においては、次のより具体的な態様を例示できる。
(ア)コイルバネとボールラッチはロッカシャフトに内蔵され、凹状キャッチはロッカアームに形成されている態様。
(イ)コイルバネとボールラッチはロッカアームに内蔵され、凹状キャッチはロッカシャフトに形成されている態様。
4. Biasing structure The urging structure is not particularly limited, but the following aspects can be exemplified.
(1) The urging structure comprises a convex latch urged by a leaf spring and a concave catch in which a protruding latch is engaged.
(2) The urging structure comprises a ball latch urged by a coil spring and a concave catch in which the ball latch engages. In this aspect, the following more specific aspects can be exemplified.
(A) The coil spring and the ball latch are built in the rocker shaft, and the concave catch is formed in the rocker arm.
(B) The coil spring and the ball latch are built in the rocker arm, and the concave catch is formed in the rocker shaft.
5.ローラに前記カムが当接しないときの態様
ローラに前記カムが当接しないときの態様としては、ローラに別のカムも当接しない態様、ローラに別のゼロリフトの円カムが当接する態様、ローラに別のノーズプロフィールのカムが当接する態様とを例示できる。次に説明する実施例は、ローラに別のノーズプロフィールのカムが当接する態様である。
5. The mode when the cam does not contact the roller The mode when the cam does not contact the roller includes a mode in which another cam does not contact the roller, a mode in which another zero-lift circular cam contacts the roller, and a roller. It can be exemplified that the cam of another nose profile comes into contact with the cam. The next embodiment is a mode in which a cam having another nose profile comes into contact with the roller.
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、実施例の各部の構造、形状、数等は例示であり、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更できる。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The structure, shape, number, etc. of each part of the embodiment are examples, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention.
<実施例1>
図1〜図5に示す実施例1の可変動弁機構1は、
カムシャフト2に、カム3と2つの螺旋溝5,7とが設けられ、
カムシャフト2と平行に延びるロッカシャフト9に、カム3が当接しうるローラ16を含むロッカアーム10が揺動可能に支持され、
2つの螺旋溝5,7に択一的に係入する2つの係入アーム23,24を含むリンクアーム20が、ロッカシャフト長方向に変位可能に設けられ、
2つの係入アーム23,24を回動装置40により回動させて、一方の係入アーム23を一方の螺旋溝5に係入させるか又は他方の係入アーム24を他方の螺旋溝7に係入させるかを選択することにより、選択した螺旋溝5,7に従ってリンクアーム20がロッカシャフト長方向に変位し、該変位に基づいてローラ16がロッカシャフト長方向に変位して、ローラ16に前記カム3が当接するか又は当接しないかを切り替える機構であって、
ロッカアーム10は、ロッカシャフト9にロッカシャフト長方向に変位可能に支持され、該変位の所定端であるスラスト位置は、ロッカアーム10の側面がシリンダヘッドのカムサポート27(又はカムキャップ28)の側面に当接することにより決まり、
ローラ16は、ロッカアーム10に対してロッカシャフト長方向に実質的に相対変位しないよう位置決めされており、
前記リンクアーム20のロッカシャフト長方向の変位は、ロッカアーム10をローラ16と共にロッカシャフト長方向に変位させ、
ロッカアーム10をスラスト位置に付勢する付勢構造30を備えていることを特徴とする。
<Example 1>
The
The
A
A
The two
The
The
The displacement of the
It is characterized by having an urging
カムシャフト長方向と、ロッカシャフト長方向と、ローラ軸長方向は、いずれも図1での左右方向であって同一である。そこで、以下では、前側から見た図1で左に向かう方向を軸長方向d1といい、右に向かう方向を軸長方向d2という。また、左、右というときは、図1での左、右をいう。後側から見た図2、図5〜図7は、図1とは左右が反対に表れる。 The camshaft length direction, the rocker shaft length direction, and the roller shaft length direction are all the same in the left-right direction in FIG. Therefore, in the following, the direction toward the left in FIG. 1 viewed from the front side is referred to as the axial length direction d1, and the direction toward the right is referred to as the axial length direction d2. The terms left and right refer to the left and right in FIG. 2 and 5 to 7 seen from the rear side appear opposite to those in FIG.
[カム等]
内燃機関のシリンダヘッドのカムサポート27と、該カムサポート27の上にボルト29により取り付けられたカムキャップ28との間に、カムシャフト2が挿通しているとともに回転可能に支持されている。互いに離間した2つのカムサポート27の間において、カムシャフト2には、軸長方向d1側から軸長方向d2側へ順に、駆動カムとしての第一カム3及び第二カム4と、カムレール溝としての第二螺旋溝7、円環溝6及び第一螺旋溝5と、再び駆動カムとしての第一カム3及び第二カム4とが、並んで設けられている。
[Cam, etc.]
The
2つの第一カム3は、断面形状が円形のベース円と、ベース円から突出した相対的に高リフトかつ狭作用角のノーズとからなり、主に高速回転域で使用されるものである。
2つの第二カム4は、断面形状が円形のベース円と、ベース円から突出した相対的に低リフトかつ広作用角のノーズとからなり、主に低速回転域で使用されるものである。
The two
The two
円環溝6は、リンクアーム20を軸長方向d1,d2に変位不能に係止するための溝であって、軸長方向にずれない円環状の溝である。
The
第一螺旋溝5は、リンクアーム20を軸長方向d1に変位させるための溝であって、円環溝6よりも軸長方向d2側に設けられている。第一螺旋溝5は、その基端から所定の位置までは、カムシャフト2の回転方向の反対方向に軸長方向d1,d2にずれることなく延びており、該所定の位置からは、カムシャフト2の回転方向の反対方向に進むに従い軸長方向d1側に進む螺旋状に延びて円環溝6に合流している。この螺旋状に延びる部分は、第一及び第二カム3,4のベース円作用時に、第一係入アーム23の先端部が係入する位相に設けられている。
The
第二螺旋溝7は、リンクアーム20を軸長方向d2に変位させるための溝であって、円環溝6よりも軸長方向d1側に設けられている。第二螺旋溝7は、その基端から所定の位置までは、カムシャフト2の回転方向の反対方向に軸長方向d1,d2にずれることなく延びており、該所定の位置からは、カムシャフト2の回転方向の反対方向に進むに従い軸長方向d2側に進む螺旋状に延びて円環溝6に合流している。この螺旋状に延びる部分は、第一及び第二カム3,4のベース円作用時に、第二係入アーム24の先端部が係入する位相に設けられている。
The
[ロッカアーム等]
シリンダヘッドのカムサポート27には、カムシャフト2と平行に延びるロッカシャフト9が挿通している。互いに離間した2つのカムサポート27の間において、ロッカシャフト9にはロッカアーム10が、ロッカシャフト周方向に揺動可能に、且つ、軸長方向d1,d2に変位可能に支持されている。
[Rocker arm, etc.]
A
ロッカアーム10は、図3等に示すように、左ロッカアーム11と右ロッカアーム12の下部間が連結部13により隔てられて連結された2連型のロッカアームである。左右の各ロッカアーム11,12は、ロッカシャフト9に外嵌されて上記のとおり支持された基部14と、軸長方向に離間した一対の側壁部17,17と、一対の側壁部17,17の下部間を連結する底部18とを含み、底部18の下面の前部にバルブVを押圧するバルブ押圧部が形成されている。ロッカアーム10の左右長が2つのカムサポート27間よりも小さいため、ロッカアーム10は2つのカムサポート27間で軸長方向d1,d2に変位可能である。
As shown in FIG. 3 and the like, the
さらに、左右の各ロッカアーム11,12は、一対の側壁部17,17の間に架け渡されたローラ軸15と、ローラ軸15にニードルローラを介してローラ軸周方向に回転可能に軸着されたローラ16とを含んでいる。ローラ16は、一対の側壁部17,17のロッカシャフト長方向に対向する一対の第一対向面f1,f1に、所定のクリアランス(ローラ16の回転を許容するための最小限の隙間)をおいて挟まれた状態で、上記のとおりローラ軸15に軸着されている。よって、ローラ16は、各ロッカアーム11,12に対してはロッカシャフト軸長方向(ローラ軸長方向)に実質的に相対変位しないように位置決めされており、ロッカアーム10と共にロッカシャフト長方向に変位する。
Further, the left and
[リンクアーム]
リンクアーム20は、図3等に示すように、筒状基部22と、筒状基部22から、正面視で軸長方向に互いに離間し、側面視でV字をなするように、前方へ突出した第一係入アーム23及び上方へ突出した第二係入アーム24とを含み構成されている。
[Link arm]
As shown in FIG. 3 and the like, the
筒状基部22は、左ロッカアーム11の基部14と右ロッカアーム12の基部14のロッカシャフト長方向に対向する一対の第二対向面f2,f2に、所定のクリアランス(リンクアーム20の回動を許容する最小限の隙間)をおいて挟まれた状態で、ロッカシャフト9にロッカシャフト周方向に回動可能に外嵌されている。よって、リンクアーム20は、ロッカアーム10に対しては軸長方向に実質的に変位不能であり、ロッカアーム10及びローラ16と共に軸長方向に変位可能である。
The
ロッカアーム10の軸長方向d1側のスラスト位置は、左ロッカアーム11の基部14の左側面が左側のカムサポート27(又はカムキャップ28)の側面に当接することにより決まり、これが決まると同時にローラ16の軸長方向d1側のスラスト位置も決まる。言い換えれば、カムサポート27(又はカムキャップ28)の側面で、ロッカアーム10の軸長方向d1側のスラスト方向の変位端を規制する。
ロッカアーム10の軸長方向d2側のスラスト位置は、右ロッカアーム12の基部14の右側面が右側のカムサポート27(又はカムキャップ28)の側面に当接することにより決まり、これが決まると同時にローラ16の軸長方向d2側のスラスト位置も決まる。言い換えれば、カムサポート27(又はカムキャップ28)の側面で、ロッカアーム10の軸長方向d2側のスラスト方向の片異端を規制する。
The thrust position on the d1 side of the
The thrust position on the d2 side of the
筒状基部22の背面には板状の被押圧部25が設けられ、被押圧部25の下部又は上部が択一的に前方へ回動装置40により押圧されることにより、リンクアーム20が回動する。
A plate-shaped pressed
第一係入アーム23は、その先端部が第一螺旋溝5ないし円環溝6に係入可能に形成されている。
第二係入アーム24は、その先端部が第二螺旋溝7ないし円環溝6に係入可能に形成されている。
The tip of the
The tip of the
[付勢構造]
ロッカアーム10を軸長方向d1側のスラスト位置に付勢する付勢構造30は、左側のカムサポート27の背面にボルト32で取り付けられた板バネ31で付勢される凸状ラッチ33と、左ロッカアーム11の基部14に形成された、凸状ラッチ33が係入する凹状キャッチ34とからなる。
ロッカアーム10を軸長方向d2側のスラスト位置に付勢する付勢構造30は、右側のカムサポート27の背面にボルト32で取り付けられた板バネ31で付勢される凸状ラッチ33と、右ロッカアーム12の基部14に形成された、凸状ラッチ33が係入する凹状キャッチ34とからなる。
各凸状ラッチ33は、板バネ31の途中部を変形させて形成されているが、板バネ31に取り付けられたものでもよい。
[Biasing structure]
The urging
The urging
Each
ロッカアーム10が軸長方向d1,d2の各スラスト位置に決まったときに、各凸状ラッチ33は各凹状キャッチ34に係合して、ロッカアーム10を各スラスト位置に付勢する。この付勢によりロッカアーム10は各スラスト位置に保持されるため、どちらの係入アーム23,24も螺旋溝5,7に係入しないタイミングで、動弁機構に振動や外力が加わったとしても、ロッカアーム10及びリンクアーム20が意図しない位置に変位することはない。
When the
[回動装置]
回動装置40は、図2、図4等に示すように、被押圧部25の下部を前方へ押圧してリンクアーム20を軸周方向一方r1に回動させるための第一電磁ソレノイド41と、被押圧部25の上部を前方へ押圧してリンクアーム20を軸周方向他方r2に回動させるための第二電磁ソレノイド42とからなる。各電磁ソレノイド41,42は、ONによりロッドを繰出してリンクアーム20を押圧し、OFFによりロッドを退入させて前記押圧を解除する。
[Rotating device]
As shown in FIGS. 2 and 4, the rotating
以上のように構成された実施例の可変動弁機構1の可変動弁動作を説明する。
[1]ローラ16を第二カム4が当接する位置に変位させるとき
第二電磁ソレノイド42をONにして、被押圧部25の上部を前方へ押圧し、図4(b)に実線で示すように、リンクアーム20を軸周方向他方r2に回動させる。このリンクアーム20の回動により、第二係入アーム24の先端部が第二螺旋溝7に係入し、第一係入アーム23の先端部が円環溝6から退出する。前記のとおり、第二螺旋溝7の螺旋状に延びる部分はベース円作用時に第二係入アーム24が係入する位相にあるので、図1、図2及び図5(a)に示すように、リンクアーム20はカムシャフト2の回転に伴いベース円作用時に第二螺旋溝7に沿って軸長方向他方d2に変位し、ロッカアーム10及びローラ16を押して同様に変位させる。その結果、2つのローラ16は2つの第二カム4が当接する(且つ第一カム3が当接しない)位置に変位し、第二係入アーム24が円環溝6に入ることでリンクアーム20の左右方向位置が保持される。また、上記のとおり、ロッカアーム10のスラスト位置がロッカアーム10とカムサポート27との当接により決まり、付勢構造30によりロッカアーム10はスラスト位置に付勢される。
The variable valve operation of the
[1] When the
そして、第二カム4によりローラ16が押圧されてロッカアーム10が揺動し、左ロッカアーム11のバルブ押圧部に押圧されるバルブVと、右ロッカアーム12のバルブ押圧部に押圧されるバルブVが、2本同時に、低リフトかつ広作用角でリフトされる。この動弁モードは、主に低速回転域で使用される。
Then, the
[2]ローラ16を第一カム3が当接する位置に変位させるとき
第一電磁ソレノイド41をONにして、被押圧部25の下部を前方へ押圧し、図4(b)に2点鎖線で示すように、リンクアーム20を軸周方向一方r1に回動させる。このリンクアーム20の回動により、第一係入アーム23の先端部が第一螺旋溝5に係入し、第二係入アーム24の先端部が円環溝6から退出する。前記のとおり、第一螺旋溝5の螺旋状に延びる部分はベース円作用時に第一係入アーム23が係入する位相にあるので、図5(b)に示すように、リンクアーム20はカムシャフト2の回転に伴いベース円作用時に第一螺旋溝5に沿って軸長方向一方d1に変位し、ロッカアーム10及びローラ16を押して同様に変位させる。その結果、2つのローラ16は2つの第一カム3が当接する(且つ第二カム4が当接しない)位置に変位し、第一係入アーム23が円環溝6に入ることでリンクアーム20の左右方向位置が保持される。また、上記のとおり、ロッカアーム10のスラスト位置がロッカアーム10とカムサポート27との当接により決まり、付勢構造30によりロッカアーム10はスラスト位置に付勢される。
[2] When the
そして、第一カム3によりローラ16が押圧されてロッカアーム10が揺動し、左ロッカアーム11のバルブ押圧部に押圧されるバルブVと、右ロッカアーム12のバルブ押圧部に押圧されるバルブVが、2本同時に、高リフトかつ狭作用角でリフトされる。この動弁モードは、主に高速回転域で使用される。
Then, the
実施例1によれば、次の作用効果が得られる。
(ア)ロッカアーム10及びローラ16のスラスト位置を、螺旋溝5,7及び係入アーム23,24とは別の少数の部材(ロッカアーム10自身とカムサポート27又はカムキャップ28)により決めて、螺旋溝5,7及び係入アーム23,24の耐久性を高めるとともに、同部材が少数であることにより、スラスト位置の精度を向上させてばらつきを低減できる。また、同部材が少数であることは、同部材の公差詰めの緩和によるコスト低減も可能にする。
(イ)2つのどちらの係入アームも螺旋溝に係入しないタイミングで、リンクアームが意図しない位置に変位しないようにすることができる。
(ウ)従来例のような(ロッカアームとは別部品である)ローラの側面を抱持するローラガイドをリンクアームと共に軸長方向に変位するように設ける必要がないため、構造が簡略化する。
(エ)ロッカアームに設けるローラ軸をローラ幅と実質的に同等にまで短くすることができる。このようにローラ軸が短いと、ローラに荷重が入力された際に、ローラ軸のたわみが小さいため、機構剛性が向上する。
According to Example 1, the following effects can be obtained.
(A) The thrust positions of the
(B) It is possible to prevent the link arm from being displaced to an unintended position at a timing when neither of the two engaging arms is engaged in the spiral groove.
(C) Since it is not necessary to provide a roller guide for holding the side surface of the roller (which is a separate part from the rocker arm) together with the link arm so as to be displaced in the axial length direction as in the conventional example, the structure is simplified.
(D) The roller shaft provided on the rocker arm can be shortened to substantially the same as the roller width. When the roller shaft is short as described above, the deflection of the roller shaft is small when a load is input to the roller, so that the mechanical rigidity is improved.
<実施例2>
次に、図6に示す実施例2の可変動弁機構1は、付勢構造30を変更した点においてのみ実施例1と相違し、その他は実施例1と共通である。なお、図6の切断箇所は、便宜上、実施例1の図4(a)にVI−VIを記しているが、実施例2は実施例1の付勢構造を有していないし、実施例1は実施例2の付勢構造を有していない。
<Example 2>
Next, the
ロッカアーム10を軸長方向d1側のスラスト位置に付勢する付勢構造30は、ロッカシャフト9の中間部左寄りに形成された有底穴35に内蔵されたコイルバネ36及びこれで付勢されるボールラッチ37と、左ロッカアーム11の基部14の内面に形成された、ボールラッチ37が係入する凹状キャッチ34とからなる。
ロッカアーム10を軸長方向d2側のスラスト位置に付勢する付勢構造30は、ロッカシャフト9の中間部右寄りに形成された有底穴35に内蔵されたコイルバネ36及びこれで付勢されるボールラッチ37と、右ロッカアーム12の基部14の内面に形成された、ボールラッチ37が係入する凹状キャッチ34とからなる。
The urging
The urging
ロッカアーム10が軸長方向d1,d2の各スラスト位置に決まったときに、各ボールラッチ37は各凹状キャッチ34に係合して、ロッカアーム10を各スラスト位置に付勢する。この付勢によりロッカアーム10は各スラスト位置に保持されるため、どちらの係入アーム23,24も螺旋溝5,7に係入しないタイミングで、動弁機構に振動や外力が加わったとしても、ロッカアーム10及びリンクアーム20が意図しない位置に変位することはない。
When the
実施例2によれば、実施例1による作用効果に加え、次の作用効果が得られる。
(オ)実施例1のように板バネ31を用いると、カムサポート27にボルト29を取り付けるスペースが必要である。実施例2のように、ボールラッチ37を用いると、機構内蔵式にできるため、スペース上、有利である。
(カ)実施例1のように凸状ラッチ33を用いると、ロッカアーム10の揺動時に凹状キャッチ34に凸状ラッチ33は摺接するため、摩耗する可能性がある。実施例2のように、ボールラッチ37を用いると、ロッカアーム10の揺動時に凹状キャッチ34又は基部14の内面にボールラッチは回転して接するため、摩耗が低減される。
According to Example 2, in addition to the action and effect according to Example 1, the following action and effect can be obtained.
(E) When the
(F) When the
<実施例3>
次に、図7に示す実施例3の可変動弁機構1は、付勢構造30を変更した点においてのみ実施例1と相違し、その他は実施例1と共通である。なお、図6の切断箇所は、便宜上、実施例1の図4(a)のVII−VIIを記しているが、実施例3は実施例1の付勢構造を有していないし、実施例1は実施例3の付勢構造を有していない。
<Example 3>
Next, the
ロッカアーム10を軸長方向d1側のスラスト位置に付勢する付勢構造30は、左ロッカアーム11の基部14の内側に形成された有底穴35に内蔵されたコイルバネ36及びこれで付勢されるボールラッチ37と、ロッカシャフト9の中間部左寄りに形成された、ボールラッチ37が係入する凹状キャッチ34とからなる。
ロッカアーム10を軸長方向d2側のスラスト位置に付勢する付勢構造30は、右ロッカアーム12の基部14の内側に形成された有底穴35に内蔵されたコイルバネ36及びこれで付勢されるボールラッチ37と、ロッカシャフト9の中間部右寄りに形成された、ボールラッチ37が係入する凹状キャッチ34とからなる。
The urging
The urging
ロッカアーム10が軸長方向d1,d2の各スラスト位置に決まったときに、各ボールラッチ37は各凹状キャッチ34に係合して、ロッカアーム10を各スラスト位置に付勢する。この付勢によりロッカアーム10は各スラスト位置に保持されるため、どちらの係入アーム23,24も螺旋溝5,7に係入しないタイミングで、動弁機構に振動や外力が加わったとしても、ロッカアーム10及びリンクアーム20が意図しない位置に変位することはない。
When the
実施例3によっても、実施例2と同様の作用効果が得られる。なお、実施例2では、凹状キャッチ34がロッカアーム10側にあるので、ロッカアーム10をコンパクトにできる。実施例3では、凹状キャッチ34がロッカシャフト9側にあるので、ロッカシャフト9をコンパクトにできる。
The same action and effect as in Example 2 can be obtained by Example 3. In the second embodiment, since the
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。
(1)第一カム3及び第二カム4をそれぞれ1つにし、ローラ16を1つにすること。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and embodied as follows, for example, without departing from the spirit of the invention.
(1) The
1 可変動弁機構
2 カムシャフト
3 第一カム
4 第二カム
5 第一螺旋溝
6 円環溝
7 第二螺旋溝
9 ロッカシャフト
10 ロッカアーム
11 左ロッカアーム
12 右ロッカアーム
13 連結部
14 基部
15 ローラ軸
16 ローラ
17 側壁部
18 底部
20 リンクアーム
22 筒状基部
23 第一係入アーム
24 第二係入アーム
25 被押圧部
27 カムサポート
28 カムキャップ
29 ボルト
30 付勢構造
31 板バネ
32 ボルト
33 凸状ラッチ
34 凹状キャッチ
35 有底穴
36 コイルバネ
37 ボールラッチ
40 回動装置
41 第一電磁ソレノイド
42 第二電磁ソレノイド
V バルブ
1
Claims (6)
カムシャフト(2)と平行に延びるロッカシャフト(9)に、カム(3)が当接しうるローラ(16)を含むロッカアーム(10)が揺動可能に支持され、
2つの螺旋溝(5,7)に択一的に係入する2つの係入アーム(23,24)を含むリンクアーム(20)が、ロッカシャフト長方向に変位可能に設けられ、
2つの係入アーム(23,24)を回動装置(40)により回動させて、一方の係入アーム(23)を一方の螺旋溝(5)に係入させるか又は他方の係入アーム(24)を他方の螺旋溝(7)に係入させるかを選択することにより、選択した螺旋溝(5,7)に従ってリンクアーム(20)がロッカシャフト長方向に変位し、該変位に基づいてローラ(16)がロッカシャフト長方向に変位して、ローラ(16)に前記カム(3)が当接するか又は当接しないかを切り替える内燃機関の可変動弁機構において、
ロッカアーム(10)は、ロッカシャフト(9)にロッカシャフト長方向に変位可能に支持され、該変位の所定端であるスラスト位置は、ロッカアーム(10)の側面がシリンダヘッドのカムサポート(27)又はカムキャップ(28)の側面に当接することにより決まり、
ローラ(16)は、ロッカアーム(10)に対してはロッカシャフト長方向に実質的に相対変位しないように位置決めされており、
前記リンクアーム(20)のロッカシャフト長方向の変位が、ロッカアーム(10)をローラ(16)と共にロッカシャフト長方向に変位させることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 The camshaft (2) is provided with a cam (3) and two spiral grooves (5,7).
A rocker arm (10) including a roller (16) with which the cam (3) can come into contact with the rocker shaft (9) extending in parallel with the cam shaft (2) is swingably supported.
A link arm (20) including two engagement arms (23, 24) that selectively engage the two spiral grooves (5, 7) is provided so as to be displaceable in the longitudinal direction of the rocker shaft.
Two engagement arms (23, 24) are rotated by a rotating device (40) to engage one engagement arm (23) into one spiral groove (5) or the other engagement arm. By selecting whether to engage (24) with the other spiral groove (7), the link arm (20) is displaced in the rocker shaft longitudinal direction according to the selected spiral groove (5, 7), and is based on the displacement. In the variable valve mechanism of the internal combustion engine, the roller (16) is displaced in the longitudinal direction of the rocker shaft to switch whether the cam (3) abuts or does not abut on the roller (16).
The rocker arm (10) is displaceably supported by the rocker shaft (9) in the longitudinal direction of the rocker shaft, and the thrust position, which is a predetermined end of the displacement, is such that the side surface of the rocker arm (10) is the cam support (27) of the cylinder head. Determined by contacting the side surface of the cam cap (28)
The roller (16) is positioned so as not to be substantially displaced relative to the rocker arm (10) in the longitudinal direction of the rocker shaft.
A variable valve mechanism of an internal combustion engine, characterized in that the displacement of the link arm (20) in the long direction of the rocker shaft causes the rocker arm (10) to be displaced together with the roller (16) in the long direction of the rocker shaft.
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JP2019087141A JP2020183705A (en) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | Variable valve mechanism for internal combustion engine |
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-
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