JP2023056614A - Variable valve mechanism of internal combustion engine - Google Patents

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憲 杉浦
Ken Sugiura
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Abstract

To eliminate necessity of providing an oil passage for a changeover pin actuation in a cylinder head.SOLUTION: A variable valve mechanism of an internal combustion engine includes: an input arm 20 that is oscillated by being pressed by a cam; an output arm 5 for pressing a valve V by being oscillated; a changeover pin 15 provided in the output arm 5 in a displaceable manner; and a driving device 30 for displacing the changeover pin 15 to an engagement position for causing the input arm 20 to engage with the output arm 5, and to a non-engagement position for causing the input arm 20 to be freely oscillated without causing the input arm to engage with the output arm 5. The driving device 30 includes a slide member 31, an actuator 37, a plate spring 38 for engagement whose base end part is fixed to the slide member 31, and tip part abuts on one end surface of the changeover pin 15 so as to press the changeover pin 15 toward the engagement position, and a plate spring 39 for non-engagement whose base end part is fixed to the slide member 31, and tip part abuts on the other end surface of the changeover pin 15 so as to press the changeover pin 15 toward the non-engagement position.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の可変動弁機構に関するものである。 The present invention relates to a variable valve mechanism for an internal combustion engine.

内燃機関の切替式の可変動弁機構の一つとして、特許文献1~4に記載のように、カムで押圧されて揺動する入力アームと、揺動してバルブを押圧する出力アームと、出力アームに変位可能に設けられた切替ピンと、切替ピンを、入力アームを出力アームに係合させる係合位置と、入力アームを出力アームに係合させずに空揺動させる非係合位置とに、変位させる駆動装置と、切替ピンが非係合位置にあるときの入力アームの空揺動を制動するロストモーションスプリングとを含み構成されたものがある。 As one of switching type variable valve mechanisms for internal combustion engines, as described in Patent Documents 1 to 4, an input arm that is pressed by a cam to swing, an output arm that swings to press a valve, a switching pin displaceably provided on the output arm; an engaging position where the switching pin engages the input arm with the output arm; and a non-engaging position where the input arm is idled without engaging the output arm. Another type includes a displacing drive device and a lost motion spring for damping idle swing of the input arm when the switching pin is in the disengaged position.

駆動装置としては、エンジンオイル油圧ONで切替ピンをロック位置に変位させる油圧駆動回路と、該油圧OFFにすると弾発力で切替ピンをロック解除位置に変位させるリターンスプリングとの組み合わせが多い。そして、油圧駆動回路は、出力アームの基端部を揺動可能に支持する油圧式ラッシュアジャスタを利用して設けることが多い。すなわち、特許文献1に詳述されているように、シリンダヘッドに、油圧式ラッシュアジャスタ作動用と切替ピン作動用の2系統の油路を、共に油圧式ラッシュアジャスタに至るように形成し、後者の油路を、油圧式ラッシュアジャスタ内に形成した油路と、出力アーム内に形成した油路とを経て、切替ピンに至らせて油圧駆動回路としている。 As a driving device, there is often a combination of a hydraulic drive circuit that displaces the switching pin to the locked position when the engine oil pressure is ON, and a return spring that displaces the switching pin to the unlocked position by elastic force when the hydraulic pressure is OFF. The hydraulic drive circuit is often provided using a hydraulic lash adjuster that swingably supports the base end of the output arm. That is, as described in detail in Patent Document 1, two oil passages for operating the hydraulic lash adjuster and for operating the switching pin are formed in the cylinder head so as to both reach the hydraulic lash adjuster. , through an oil passage formed in the hydraulic lash adjuster and an oil passage formed in the output arm to reach the switching pin, forming a hydraulic drive circuit.

特許文献1の可変動弁機構は、出力アームの先端部に切替ピンとリターンスプリングとが配置されていて、油圧式ラッシュアジャスタと切替ピンとが離れているから、出力アーム内に長い油路が形成される。 In the variable valve mechanism of Patent Document 1, the switching pin and the return spring are arranged at the tip of the output arm, and the hydraulic lash adjuster and the switching pin are separated, so a long oil passage is formed in the output arm. be.

特許文献2~4の可変動弁機構は、出力アームの基端部に切替ピンとリターンスプリングとが配置されていて、油圧式ラッシュアジャスタの直上に切替ピンがあるから、出力アーム内に短い油路が形成される。 In the variable valve mechanisms disclosed in Patent Documents 2 to 4, the switching pin and the return spring are arranged at the base end of the output arm, and since the switching pin is located directly above the hydraulic lash adjuster, the oil passage is short in the output arm. is formed.

国際公開第2013/159120号WO2013/159120 米国特許出願公開第2014/0290608号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2014/0290608 米国特許出願公開第2015/0275712号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2015/0275712 特開2017-166460号公報JP 2017-166460 A

上記の可変動弁機構には、次のような問題があった。
・シリンダヘッドに切替ピン作動用の油路を追加する必要があるため、可変動弁専用シリンダヘッドとなってしまい、コンベンショナルなシリンダヘッドとの共通化が困難である。また、リターンスプリングが必要である。
・その他、内燃機関の始動直後の低温時には、エンジンオイルの粘度が高く、切替ピンの切替作動が遅い。そのため、暖機後に切替制御を開始するなどの制限を設けている場合が多い。
The variable valve mechanism described above has the following problems.
・Because it is necessary to add an oil passage for operating the switching pin to the cylinder head, it becomes a cylinder head dedicated to the variable valve, and it is difficult to share it with a conventional cylinder head. Also, a return spring is required.
・In addition, when the temperature is low immediately after starting the internal combustion engine, the viscosity of the engine oil is high and the switching operation of the switching pin is slow. Therefore, in many cases, a restriction such as starting switching control after warming up is provided.

そこで、本発明の目的は、アクチュエータによりスライドするスライド部材に止められた係合用板ばねと非係合用板ばねにより、切替ピンを係合位置と非係合位置とに変位させるようにして、シリンダヘッドに切替ピン作動用の油路を設ける必要性をなくし、コンベンショナルな非可変動弁系のシリンダヘッドとの共通化を容易にすること、また、リターンスプリングも廃止できるようにすることにある。さらに、電動アクチュエータを用いることにより、内燃機関の始動直後から切替ピンの切替作動を早くすることにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to displace a switching pin between an engaging position and a non-engaging position by means of an engaging leaf spring and a non-engaging leaf spring that are stopped by a slide member that slides by an actuator, thereby displacing a cylinder. To eliminate the need to provide an oil passage for operating a switching pin in a head, to facilitate commonality with a cylinder head of a conventional non-variable valve system, and to eliminate a return spring. Furthermore, by using an electric actuator, the switching operation of the switching pin is accelerated immediately after the internal combustion engine is started.

本発明は、カムで押圧されて揺動する入力アームと、揺動してバルブを押圧する出力アームと、出力アームに変位可能に設けられた切替ピンと、切替ピンを、入力アームを出力アームに係合させる係合位置と、入力アームを出力アームに係合させずに空揺動させる非係合位置とに、変位させる駆動装置とを含み構成された内燃機関の可変動弁機構において、
駆動装置は、
切替ピンの中心軸と平行に延び、該方向にスライド可能なスライド部材と、
スライド部材をスライドさせるアクチュエータと、
基端部がスライド部材に止められ、先端部が切替ピンの一端面に当接して切替ピンを係合位置に向けて押圧しうる係合用板ばねと、
基端部がスライド部材に止められ、先端部が切替ピンの他端面に当接して切替ピンを非係合位置に向けて押圧しうる非係合用板ばねと
を含み構成されたことを特徴とする。
The present invention comprises an input arm that swings when pressed by a cam, an output arm that swings and presses a valve, a switching pin that is displaceably provided on the output arm, a switching pin, and an input arm that is connected to the output arm. In a variable valve mechanism for an internal combustion engine, the variable valve mechanism for an internal combustion engine includes a driving device that displaces the input arm between an engagement position for engagement and a non-engagement position for idle swinging without engaging the input arm with the output arm,
The drive is
a slide member extending parallel to the central axis of the switching pin and slidable in the direction;
an actuator for sliding the slide member;
an engaging leaf spring whose base end portion is stopped by the slide member and whose tip portion is in contact with one end face of the switching pin to press the switching pin toward the engagement position;
and a non-engagement leaf spring whose base end is stopped by the slide member and whose tip end contacts the other end surface of the switching pin to press the switching pin toward the non-engagement position. do.

ここで、アクチュエータとしては、特に限定されないが、電動アクチュエータ(例えば電磁ソレノイド、モーター式アクチュエータ、リニア・アクチュエータ等)、油圧式アクチュエータ(例えば油圧シリンダー)等を例示できる。但し、電動アクチュエータを用いることにより、内燃機関の始動直後の低温時におけるエンジンオイルの高粘度とは無関係に、切替ピンの切替作動が早いという利点がある。 Here, the actuator is not particularly limited, but examples include electric actuators (eg, electromagnetic solenoids, motor actuators, linear actuators, etc.), hydraulic actuators (eg, hydraulic cylinders), and the like. However, by using the electric actuator, there is an advantage that the switching operation of the switching pin is quick regardless of the high viscosity of the engine oil at low temperature immediately after starting the internal combustion engine.

また、次の(1)(2)の態様のいずれでもよい。
(1)切替ピンが非係合位置にあって、入力アームが空揺動するときに、出力アームは前記カムとは別のカムにより揺動してバルブを押圧するように構成された態様。
(2)切替ピンが非係合位置にあって、入力アームが空揺動するときに、出力アームは揺動せずバルブを押圧しない(休止する)ように構成された態様。
Also, any of the following aspects (1) and (2) may be used.
(1) When the switching pin is in the disengaged position and the input arm swings idle, the output arm swings by a cam different from the cam to press the valve.
(2) A mode in which the output arm does not swing and does not press the valve (rests) when the switching pin is in the disengaged position and the input arm swings freely.

切替ピンの中心軸は、出力アームの幅方向であることが好ましい。これにより、複数気筒の内燃機関の可変動弁機構であって、1つのスライド部材に、複数気筒のバルブに対応した数の係合用板ばね及び非係合用板ばねの各基端部が止められている態様が可能となり、複数気筒の一括切替が可能となる。 The central axis of the switching pin is preferably in the width direction of the output arm. As a result, in a variable valve mechanism for a multi-cylinder internal combustion engine, a single slide member holds the proximal end portions of the engaging leaf springs and the non-engaging leaf springs corresponding to the valves of the plurality of cylinders. This makes it possible to switch a plurality of cylinders at once.

[作用]
アクチュエータによりスライドするスライド部材に止められた係合用板ばねと非係合用板ばねにより、切替ピンを係合位置と非係合位置とに変位させるので、シリンダヘッドに切替ピン作動用の油路を設ける必要がなく、コンベンショナルな非可変動弁系のシリンダヘッドとの共通化が容易になる。また、リターンスプリングも廃止できる。
[Action]
Since the switching pin is displaced between the engaging position and the non-engaging position by the engaging leaf spring and the non-engaging leaf spring that are stopped by the slide member that slides by the actuator, an oil passage for operating the switching pin is provided in the cylinder head. There is no need to provide it, and it becomes easy to share with a cylinder head of a conventional non-variable valve system. Moreover, the return spring can also be abolished.

本発明によれば、アクチュエータによりスライドするスライド部材に止められた係合用板ばねと非係合用板ばねにより、切替ピンを係合位置と非係合位置とに変位させるようにして、シリンダヘッドに切替ピン作動用の油路を設ける必要性をなくし、コンベンショナルな非可変動弁系のシリンダヘッドとの共通化を容易にすることができ、また、リターンスプリングも廃止できる。 According to the present invention, the switching pin is displaced between the engagement position and the non-engagement position by the engagement leaf spring and the non-engagement leaf spring that are stopped by the slide member that slides by the actuator. It is possible to eliminate the need to provide an oil passage for operating the switching pin, facilitate commonality with a cylinder head of a conventional non-variable valve system, and eliminate a return spring.

図1は実施例(複数気筒の内燃機関の可変動弁機構)の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment (a variable valve mechanism for a multi-cylinder internal combustion engine). 図2は同実施例の1気筒分の可変動弁機構の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the variable valve mechanism for one cylinder of the same embodiment. 図3は同機構の入力アーム及び出力アームの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an input arm and an output arm of the same mechanism. 図4は同機構のスライド部材、係合用板ばね及び非係合用板ばねを示し、(a)は組立前の分解斜視図、(b)は組立後の斜視図、(c)は変更例の斜視図である。FIG. 4 shows a slide member, an engaging leaf spring and a non-engaging leaf spring of the same mechanism, where (a) is an exploded perspective view before assembly, (b) is a perspective view after assembly, and (c) is a modification. It is a perspective view. 図5(a)は同機構の平面図、(b)Vb-Vb断面図である。FIG. 5(a) is a plan view of the same mechanism, and FIG. 5(b) is a sectional view taken along the line Vb-Vb. 図6は同機構のVI-VI断面図である。FIG. 6 is a VI-VI sectional view of the same mechanism. 図7(a)は同機構のVIIa-VIIa断面図、(b)は切替ピンの斜視図である。FIG. 7(a) is a VIIa-VIIa sectional view of the same mechanism, and (b) is a perspective view of a switching pin. 図8(a)は同機構の低リフト時のVIII-VIII断面図、(b)は高リフト時のVIII-VIII断面図である。FIG. 8(a) is a VIII-VIII sectional view of the same mechanism at a low lift, and (b) is a VIII-VIII sectional view at a high lift. 図9は同機構の切替を示し、(a)は切替前の部分正面図、(b)は切替途中の部分断面図、(c)は切替後の部分正面図である。FIG. 9 shows switching of the same mechanism, where (a) is a partial front view before switching, (b) is a partial sectional view during switching, and (c) is a partial front view after switching. 図10は同機構によるリフトを示し、(a)は低リフト時のX-X断面図、(b)は高リフト時のX-X断面図である。FIG. 10 shows lift by the same mechanism, where (a) is a cross-sectional view taken along line XX at low lift and (b) is a cross-sectional view taken along line XX at high lift.

1.入力アーム
カムで押圧される入力アームの部分は、特に限定されず、例えば移動しない摺動面であるスリッパでも回転可能なローラでもよい。
1. The portion of the input arm pressed by the input arm cam is not particularly limited, and may be, for example, a slipper that is a non-moving sliding surface or a rotatable roller.

2.出力アーム
出力アームが上記(1)の態様である場合、別のカムにより押圧される部分は、特に限定されず、例えば移動しない摺動面であるスリッパでも回転可能なローラでもよい。
2. Output Arm When the output arm is of the aspect (1) above, the portion pressed by another cam is not particularly limited, and may be, for example, a slipper that is a non-moving sliding surface or a rotatable roller.

3.ピン穴及び切替ピン
ピン穴及び切替ピンは、出力アームの揺動中心側である基端部に配置されていることが好ましい。出力アームの揺動によるピン穴及び切替ピンの位置変動が少なく、係合用板ばね及び非係合用板ばねとの当接を維持しやすいとともに該当接によるフリクションロスも少ないからである。
3. Pin Hole and Switching Pin It is preferable that the pin hole and the switching pin are arranged at the base end of the output arm, which is on the swing center side. This is because the pin hole and the switching pin are less likely to vary in position due to swinging of the output arm, and the contact between the engaging leaf spring and the non-engaging leaf spring can be easily maintained, and the friction loss caused by the contact is also small.

次に、本発明の実施例について図1~図10を参照して説明する。但し、説明する各部の構造、形状、数量等は例示であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更できる。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. However, the structure, shape, quantity, etc. of each part to be described are examples, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.

図1に示すように、本実施例の可変動弁機構は、複数気筒を有し1気筒当たり2本の吸気用のバルブV(排気用のバルブは図示略)を有する内燃機関に設けられたものである。 As shown in FIG. 1, the variable valve mechanism of this embodiment is provided in an internal combustion engine having a plurality of cylinders and two intake valves V (exhaust valves are not shown) per cylinder. It is.

本実施例の可変動弁機構は、高リフトカム2と、高リフトカム2で押圧されて揺動する入力アーム20と、揺動してバルブVを押圧する出力アーム5と、出力アーム5に変位可能に設けられた切替ピン15と、切替ピン15を、入力アーム20を出力アーム5に係合させる係合位置と、入力アーム20を出力アーム5に係合させずに空揺動させる非係合位置とに、変位させる駆動装置30とを含み構成され、さらに、入力アーム20が係合しないときの出力アーム5を押圧する低リフトカム3を備えている。 The variable valve mechanism of this embodiment includes a high-lift cam 2, an input arm 20 that is pushed and swung by the high-lift cam 2, an output arm 5 that swings and presses the valve V, and a displaceable output arm 5. an engaging position where the switching pin 15 engages the input arm 20 with the output arm 5; and a drive device 30 for displacing it, and a low lift cam 3 for pressing the output arm 5 when the input arm 20 is not engaged.

カムシャフト1には、ベース円から相対的に高く突出したノーズを有する高リフトカム2と、ベース円から相対的に低く突出したノーズを有する一対の低リフトカム3が、各バルブVに対応して設けられている。入力アーム20、出力アーム5及び切替ピン15も、各バルブVに対応して設けられている。 The camshaft 1 is provided with a high-lift cam 2 having a relatively high nose protruding from the base circle and a pair of low-lift cams 3 having a relatively low nose protruding from the base circle, corresponding to each valve V. It is An input arm 20, an output arm 5 and a switching pin 15 are also provided corresponding to each valve V. As shown in FIG.

出力アーム5は、アウタアームであって、図3等に示すように、先後方向に延び幅方向に互いに離間した二つの側壁6と、二つの側壁6の先端部間を連結する作用部7と、二つの側壁6の基端部間を連結する基部8とを備え、これらは一体に形成されている。二つの側壁6の中間部間は空所である。作用部7の下面はバルブ押圧面である。基部8は、シリンダヘッドに装着された油圧式ラッシュアジャスタ12により摺動可能に支持されている。基部8には、アーム幅方向に延びて貫通するピン穴9と、ピン穴9の中間部を露出させる切欠10とが形成されている。アーム幅方向はカムシャフト1の中心軸と平行であるから、ピン穴9の中心軸はカムシャフト1の中心軸と平行である。 The output arm 5 is an outer arm, and, as shown in FIG. A base portion 8 connecting between the proximal ends of the two side walls 6, which are integrally formed. Between the middle portions of the two side walls 6 is a void. A lower surface of the action portion 7 is a valve pressing surface. The base 8 is slidably supported by a hydraulic lash adjuster 12 attached to the cylinder head. The base portion 8 is formed with a pin hole 9 extending in the width direction of the arm and penetrating therethrough, and a notch 10 exposing an intermediate portion of the pin hole 9 . Since the arm width direction is parallel to the central axis of the camshaft 1 , the central axis of the pin hole 9 is parallel to the central axis of the camshaft 1 .

出力アーム5は、入力アーム20が係合しないときに、低リフトカム3で押圧されて揺動する入出力アームとしての機能も有している。具体的には、二つの側壁6の上端に、低リフトカム3が摺接するスリッパ11が設けられている。 The output arm 5 also functions as an input/output arm that is pushed by the low lift cam 3 to swing when the input arm 20 is not engaged. Specifically, a slipper 11 with which the low-lift cam 3 slides is provided at the upper ends of the two side walls 6 .

切替ピン15は、図3,7,8等に示すように、ピン穴9よりも長い円柱状であり、外径が大きい左右の大径部16と、外径が小さい中間部の小径部17とからなる。切替ピン15は、ピン穴9に変位可能に挿入され、ピン両端部がピン穴9から突出している。突出したピン両端部にはそれぞれ右側ストッパ18及び左側ストッパ19としてのCリングが取り付けられている。切替ピン15の中心軸は、ピン穴9と同じく、アーム幅方向すなわちカムシャフト1の中心軸と平行に延びている。 As shown in FIGS. 3, 7 and 8, the switching pin 15 has a cylindrical shape longer than the pin hole 9, and has left and right large diameter portions 16 with a large outer diameter and small diameter portions 17 at the intermediate portion with a small outer diameter. Consists of The switching pin 15 is displaceably inserted into the pin hole 9 , and both ends of the pin protrude from the pin hole 9 . C-rings as a right stopper 18 and a left stopper 19 are attached to both ends of the projecting pin, respectively. The central axis of the switching pin 15 extends parallel to the central axis of the camshaft 1 in the same manner as the pin hole 9 .

図7(a)及び図8(a)に示すように、切替ピン15が左方に変位し、右側ストッパ18が基部8の側面に当たったときに、小径部17が切欠10と合致し、該小径部17に後述する突起部23が進入することで入力アーム20が空揺動する前記非係合位置に、切替ピン15は位置決めされる。 As shown in FIGS. 7A and 8A, when the switching pin 15 is displaced leftward and the right stopper 18 hits the side surface of the base portion 8, the small diameter portion 17 matches the notch 10, The switching pin 15 is positioned at the non-engagement position where the input arm 20 freely swings due to the projection 23 (to be described later) entering the small diameter portion 17 .

図8(b)に示すように、切替ピン15が右方に変位し、左側ストッパ19が基部8の側面に当たったときに、大径部16が切欠10と合致し、該大径部16に後述する突起部23が当たることで入力アーム20が出力アーム5に係合する前記係合位置に、切替ピン15は位置決めされる。 As shown in FIG. 8B, when the switching pin 15 is displaced to the right and the left stopper 19 hits the side surface of the base portion 8, the large diameter portion 16 is aligned with the notch 10, and the large diameter portion 16 The switching pin 15 is positioned at the engagement position where the input arm 20 is engaged with the output arm 5 by a projection 23 described later.

入力アーム20は、インナアームであって、図3等に示すように、出力アーム5の前記空所に配設されている。入力アーム20は、先後方向に延び幅方向に互いに離間した二つの側板21と、二つの側板21の後端部間を連結する後部22とを備え、これらは一体に形成されている。二つの側板21の先端部は、出力アーム5の側壁6の先端部に揺動軸24により回動可能に軸着され、もって入力アーム20は出力アーム5に対して揺動可能となっている。後部22には、出力アーム5の基部8にかかるように後方へ突出する突起部23が設けられている。二つの側板21の中間部には、ローラ軸及びベアリングによりローラ25が回転可能に取り付けられ、ローラ25には高リフトカム2が当接する。 The input arm 20 is an inner arm, and is arranged in the space of the output arm 5 as shown in FIG. 3 and the like. The input arm 20 includes two side plates 21 extending in the front-rear direction and separated from each other in the width direction, and a rear portion 22 connecting the rear end portions of the two side plates 21, which are integrally formed. The tips of the two side plates 21 are rotatably attached to the tip of the side wall 6 of the output arm 5 by a swing shaft 24, so that the input arm 20 can swing with respect to the output arm 5. . The rear portion 22 is provided with a projection 23 projecting rearward so as to hang over the base portion 8 of the output arm 5 . A roller 25 is rotatably attached to the intermediate portion of the two side plates 21 by a roller shaft and a bearing, and the high lift cam 2 contacts the roller 25 .

切替ピン15が非係合位置にあるときの入力アーム20の空揺動を制動するロストモーションスプリング26として、ねじりコイルばねが設けられている。ねじりコイルばねのコイル部は、出力アーム5の基部8の回りに装着されている。ねじりコイルばねのコイル部の端末から延出した、一方のアーム部は出力アーム5の側壁6に掛止され、他方のアーム部は入力アーム20の側板21に掛止されている。 A torsion coil spring is provided as a lost motion spring 26 that brakes idle swinging of the input arm 20 when the switching pin 15 is in the disengaged position. A coiled portion of the torsion coil spring is mounted around the base 8 of the output arm 5 . One arm portion extending from the end of the coil portion of the torsion coil spring is hooked on the side wall 6 of the output arm 5 and the other arm portion is hooked on the side plate 21 of the input arm 20 .

駆動装置30は、図1、図2、図4等に示すように、
・切替ピン15の中心軸と平行(カムシャフト1の中心軸とも平行)に延び、該方向にスライド可能なスライド部材31と、
・スライド部材31をスライドさせるアクチュエータ37と、
・基端部がスライド部材31に止められ、先端部が切替ピン15の一端面に当接して切替ピン15を係合位置に向けて押圧しうる係合用板ばね38と、
・基端部がスライド部材31に止められ、先端部が切替ピン15の他端面に当接して切替ピン15を非係合位置に向けて押圧しうる非係合用板ばね39と
を含み構成されている。
As shown in FIGS. 1, 2, 4, etc., the driving device 30
a slide member 31 extending parallel to the central axis of the switching pin 15 (also parallel to the central axis of the camshaft 1) and slidable in the direction;
an actuator 37 for sliding the slide member 31;
An engagement leaf spring 38 whose base end is stopped by the slide member 31 and whose tip end contacts one end surface of the switching pin 15 to press the switching pin 15 toward the engagement position;
A non-engagement leaf spring 39 whose base end is stopped by the slide member 31 and whose tip end contacts the other end surface of the switching pin 15 to press the switching pin 15 toward the non-engagement position. ing.

係合用板ばね38と非係合用板ばね39は、各バルブVに対応した数が設けられているが、スライド部材31とアクチュエータ37は、それぞれ1つで複数気筒に対応する構成であり、コスト面で有利である。前述のとおり、切替ピン15の中心軸はカムシャフト1の中心軸と平行であり、従って、隣接するバルブVに対応する切替ピン15の中心軸は1直線上に並ぶことから、この構成が可能となっている。 The engaging leaf springs 38 and the non-engaging leaf springs 39 are provided in numbers corresponding to the respective valves V. However, the slide member 31 and the actuator 37 are each configured to correspond to a plurality of cylinders, and the cost is reduced. advantage in terms of As described above, this configuration is possible because the central axis of the switching pin 15 is parallel to the central axis of the camshaft 1, and therefore the central axes of the switching pins 15 corresponding to the adjacent valves V are aligned on one straight line. It has become.

スライド部材31は、細長く延びる板状をなし、板ばね取付穴32と、スライド案内用の長穴33とが形成されている。シリンダヘッドのカムサポート34の上部には、長穴33に入る案内ピンとしてのボルト35が螺合され、該ボルト35の頭部と該ボルト35に螺合したナット36との間に、スライド部材31がクリアランス(スライド可能にする隙間)を有して挟まれている。もって、スライド部材31は、カムシャフト1の中心軸と平行な方向に長穴33の範囲でスライドできるようになっている。 The slide member 31 has an elongated plate-like shape, and is formed with a leaf spring mounting hole 32 and an elongated hole 33 for slide guidance. A bolt 35 serving as a guide pin that is inserted into an elongated hole 33 is screwed to the upper part of a cam support 34 of the cylinder head. 31 are sandwiched with a clearance (gap that enables sliding). Thus, the slide member 31 can slide in the direction parallel to the central axis of the camshaft 1 within the range of the long hole 33 .

アクチュエータ37は、スライド部材31の端部を押し引きすることにより、スライド部材31をスライドさせるようになっている。本実施例では、アクチュエータ37として電動アクチュエータ(電磁ソレノイド等)が用いられている。 The actuator 37 slides the slide member 31 by pushing and pulling the end of the slide member 31 . In this embodiment, an electric actuator (such as an electromagnetic solenoid) is used as the actuator 37 .

図4(a)(b)に示すように、係合用板ばね38と非係合用板ばね39は、それらの基端部(上端部)間が連結板40を介してばね用金属により一体に形成され、これらはコ字状をなしている。係合用板ばね38と非係合用板ばね39は、スライド部材31の板ばね取付穴32に上方から通されて下方へ延び、連結板40がスライド部材31に接合されることにより、両板ばね38,39の基端部がスライド部材31に止められている。 As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), the engaging leaf spring 38 and the non-engaging leaf spring 39 are integrated by a spring metal via a connecting plate 40 between their base ends (upper ends). formed and they are U-shaped. The engaging leaf spring 38 and the non-engaging leaf spring 39 are passed through the leaf spring mounting hole 32 of the slide member 31 from above and extend downward. The base ends of 38 and 39 are stopped by the slide member 31 .

なお、図4(c)に示す変更例のように、スライド部材31に板ばね取付穴32を形成せず、連結板40をスライド部材31の下面に接合してもよい。 4(c), the connecting plate 40 may be joined to the lower surface of the slide member 31 without forming the plate spring mounting hole 32 in the slide member 31. As shown in FIG.

係合用板ばね38の先端部(下端部)が切替ピン15の左端面に当接し、非係合用板ばね39の先端部(下端部)が切替ピン15の右端面に当接することで、切替ピン15は、両板ばね38,39に挟まれており、板ばねのスライドに連動して動く。係合用板ばね38と非係合用板ばね39との間の内幅は、切替ピン15の全長以下とされているため、該内幅と切替ピン15全長との間にガタが無い構造となっている。 The tip (lower end) of the engaging leaf spring 38 abuts the left end surface of the switching pin 15, and the tip (lower end) of the non-engaging leaf spring 39 abuts the right end surface of the switching pin 15. The pin 15 is sandwiched between the leaf springs 38 and 39 and moves in conjunction with the sliding of the leaf springs. Since the inner width between the engaging leaf spring 38 and the non-engaging leaf spring 39 is equal to or less than the total length of the switching pin 15, there is no backlash between the inner width and the total length of the switching pin 15. ing.

内燃機関の始動時の初期を低リフトモードとする設定と、高リフトモードとする設定のいずれもが可能であり、いずれの設定であっても両モード間の切替が可能である。 It is possible to set both the low lift mode and the high lift mode at the initial stage of starting the internal combustion engine, and switching between the two modes is possible in either setting.

(a)低リフトモード時
図7(a)、図8(a)、図9(a)、図10(a)に示すように、非係合用板ばね39によって切替ピン15が左方へ変位しており、小径部17が切欠10と合致している。このため、高リフトカム2が入力アーム20のローラ25を押圧しても、入力アーム20はその突起部23が小径部17に当たる寸前まで進入して空揺動するだけで、ローラ25への入力荷重は出力アーム5に伝わらない。そして、低リフトカム3から出力アーム5のスリッパ11への入力荷重がそのまま出力アーム5に伝わり、出力アーム5はバルブVを低リフトさせる。
(a) Low lift mode As shown in FIGS. 7(a), 8(a), 9(a), and 10(a), the switching pin 15 is displaced leftward by the non-engagement leaf spring 39. , and the small diameter portion 17 matches the notch 10 . Therefore, even if the high-lift cam 2 presses the roller 25 of the input arm 20, the input load to the roller 25 is applied only by entering the input arm 20 just before the projecting portion 23 hits the small diameter portion 17 and idling. is not transmitted to the output arm 5. The input load from the low lift cam 3 to the slipper 11 of the output arm 5 is transmitted to the output arm 5 as it is, and the output arm 5 lifts the valve V to a low level.

(b)高リフトモード時
図8(b)、図9(b)、図10(b)に示すように、係合用板ばね38によって切替ピン15が右方へ変位しており、大径部16が切欠10と合致している。このため、高リフトカム2が入力アーム20のローラ25を押圧すると、入力アーム20はその突起部23が大径部16を押圧して、ローラ25への入力荷重が出力アーム5に伝わり、出力アーム5はバルブVを高リフトさせる。このとき、低リフトカム3はノーズが低いため、出力アーム5のスリッパ11に当たることなく空回りしている。
(b) High lift mode As shown in FIGS. 8(b), 9(b), and 10(b), the switching pin 15 is displaced to the right by the engagement leaf spring 38, and the large diameter portion 16 is aligned with notch 10 . Therefore, when the high-lift cam 2 presses the roller 25 of the input arm 20, the projecting portion 23 of the input arm 20 presses the large diameter portion 16, and the input load to the roller 25 is transmitted to the output arm 5. 5 lifts the valve V high. At this time, since the low lift cam 3 has a low nose, it does not hit the slipper 11 of the output arm 5 and is idling.

(c)低リフトモードから高リフトモードへの切替
上記の低リフトモードから、アクチュエータ37がスライド部材31の端部を引くことによりスライド部材31を右方向へスライドさせ、係合用板ばね38が切替ピン15の左端面を押圧する。しかし、低リフトカム3のノーズにより、入力アーム20の突起部23が小径部17に進入しているときは、該突起部23が邪魔をして切替ピン15は変位することができず、図9(b)に示すように、係合用板ばね38は撓んで湾曲し弾発力を蓄える。そして、低リフトカム3がベース円となったときに、突起部23が小径部17が抜けるため、係合用板ばね38に蓄えられた弾発力で切替ピン15が右方へ変位し、上記の高リフトモードに切替わる。
(c) Switching from low-lift mode to high-lift mode From the low-lift mode, the actuator 37 pulls the end of the slide member 31 to slide the slide member 31 rightward, and the engaging leaf spring 38 is switched. The left end face of pin 15 is pressed. However, when the protrusion 23 of the input arm 20 enters the small-diameter portion 17 due to the nose of the low-lift cam 3, the protrusion 23 interferes and the switching pin 15 cannot be displaced. As shown in (b), the engaging leaf spring 38 bends and accumulates elastic force. When the low-lift cam 3 becomes the base circle, the small diameter portion 17 of the protrusion 23 is pulled out, so that the switching pin 15 is displaced to the right by the elastic force stored in the engaging plate spring 38. Switch to high lift mode.

(c)高リフトモードから低リフトモードへの切替
上記の高リフトモードから、アクチュエータ37がスライド部材31の端部を押すことによりスライド部材31を左方向へスライドさせ、非係合用板ばね39が切替ピン15の右端面を押圧する。しかし、高リフトカム2のノーズにより、インナアームの突起部23が大径部16にのっているときは、該突起部23が大径部16を押さえるカにより切替ピン15は動くことができず、係合用板ばね38は湾曲して弾発力を蓄える。そして、高リフトカム2がベース円となったときに、突起部23が大径部16を押さえるカは無くなる又は微小となるため、係合用板ばね38に蓄えられた弾発力で切替ピン15が左方へ変位し、上記の低リフトモードに切替わる。
(c) Switching from high lift mode to low lift mode From the high lift mode, the actuator 37 pushes the end of the slide member 31 to slide the slide member 31 leftward, and the non-engagement leaf spring 39 is The right end surface of the switching pin 15 is pressed. However, when the protrusion 23 of the inner arm rests on the large-diameter portion 16 due to the nose of the high-lift cam 2, the switching pin 15 cannot move due to the force that the protrusion 23 presses against the large-diameter portion 16. , the engaging leaf spring 38 is curved to store elastic force. When the high-lift cam 2 becomes the base circle, the force of the protrusion 23 pressing the large-diameter portion 16 disappears or becomes very small. Displace to the left and switch to the low lift mode described above.

本実施例のロッカアーム1によれば、次の作用効果が得られる。
(ア)アクチュエータ37によりスライドするスライド部材31に止められた係合用板ばね38と非係合用板ばね39により、切替ピン15を係合位置と非係合位置とに変位させるので、シリンダヘッドに切替ピン15作動用の油路を設ける必要がなく、コンベンショナルな非可変動弁系のシリンダヘッドとの共通化が容易になる。また、リターンスプリングも廃止できる。
(イ)アクチュエータ37として電動アクチュエータを用いることにより、内燃機関の始動直後の低温時におけるエンジンオイルの高粘度とは無関係に、切替ピン15の切替作動が早いという利点がある。
(ウ)切替ピン15の中心軸は出力アーム5の幅方向であり、1つのスライド部材31に、複数気筒のバルブVに対応した数の係合用板ばね38及び非係合用板ばね39の各基端部が止められていて、複数気筒の一括切替が可能である。
(エ)切替ピン15は回転を許容する切替構造であるため、回り止め不要である。
According to the rocker arm 1 of this embodiment, the following effects are obtained.
(a) Since the switching pin 15 is displaced between the engaging position and the non-engaging position by the engaging leaf spring 38 and the non-engaging leaf spring 39 which are stopped by the sliding member 31 by the actuator 37, the cylinder head can be displaced. Since it is not necessary to provide an oil passage for operating the switching pin 15, it is easy to share with a conventional non-variable valve system cylinder head. Moreover, the return spring can also be abolished.
(a) By using an electric actuator as the actuator 37, there is an advantage that the switching operation of the switching pin 15 is quick regardless of the high viscosity of the engine oil at low temperatures immediately after starting the internal combustion engine.
(c) The central axis of the switching pin 15 is in the width direction of the output arm 5, and one slide member 31 is provided with the engaging leaf springs 38 and the non-engaging leaf springs 39 corresponding in number to the valves V of a plurality of cylinders. The base end is stopped, and batch switching of multiple cylinders is possible.
(d) Since the switching pin 15 has a switching structure that allows rotation, it does not require a detent.

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be embodied with appropriate modifications without departing from the gist of the invention.

1 カムシャフト
2 高リフトカム
3 低リフトカム
5 出力アーム
8 基部
9 ピン穴
10 切欠
15 切替ピン
16 大径部
17 小径部
20 入力アーム
23 突起部
25 ローラ
30 駆動装置
31 スライド部材
32 板ばね取付穴
33 長穴
37 アクチュエータ
38 係合用板ばね
39 非係合用板ばね
40 連結板
V バルブ
REFERENCE SIGNS LIST 1 camshaft 2 high lift cam 3 low lift cam 5 output arm 8 base 9 pin hole 10 notch 15 switching pin 16 large diameter portion 17 small diameter portion 20 input arm 23 protrusion 25 roller 30 drive device 31 slide member 32 leaf spring mounting hole 33 length hole 37 actuator 38 leaf spring for engagement 39 leaf spring for non-engagement 40 connecting plate V valve

Claims (6)

カム(2)で押圧されて揺動する入力アーム(20)と、揺動してバルブ(V)を押圧する出力アーム(5)と、出力アーム(5)に変位可能に設けられた切替ピン(15)と、切替ピン(15)を、入力アーム(20)を出力アーム(5)に係合させる係合位置と、入力アーム(20)を出力アーム(5)に係合させずに空揺動させる非係合位置とに、変位させる駆動装置とを含み構成された内燃機関の可変動弁機構において、
駆動装置(30)は、
切替ピン(15)の中心軸と平行に延び、該方向にスライド可能なスライド部材(31)と、
スライド部材(31)をスライドさせるアクチュエータ(37)と、
基端部がスライド部材(31)に止められ、先端部が切替ピン(15)の一端面に当接して切替ピン(15)を係合位置に向けて押圧しうる係合用板ばね(38)と、
基端部がスライド部材(31)に止められ、先端部が切替ピン(15)の他端面に当接して切替ピン(15)を非係合位置に向けて押圧しうる非係合用板ばね(39)と
を含み構成されたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
An input arm (20) that swings when pressed by a cam (2), an output arm (5) that swings and presses a valve (V), and a switching pin displaceably provided on the output arm (5). (15), the switching pin (15) is set to an engagement position where the input arm (20) is engaged with the output arm (5), and an idle position where the input arm (20) is not engaged with the output arm (5). A variable valve mechanism for an internal combustion engine, which includes a disengaged position for swinging and a driving device for displacing,
The drive (30) is
a slide member (31) extending parallel to the central axis of the switching pin (15) and slidable in the direction;
an actuator (37) for sliding the slide member (31);
An engagement leaf spring (38) whose base end is stopped by the slide member (31) and whose tip end contacts one end surface of the switching pin (15) to press the switching pin (15) toward the engagement position. and,
A non-engagement leaf spring (a non-engagement leaf spring whose base end is stopped by the slide member (31) and whose tip end contacts the other end surface of the switching pin (15) to press the switching pin (15) toward the non-engagement position). 39) A variable valve mechanism for an internal combustion engine, characterized by comprising:
アクチュエータ(37)が、電動アクチュエータである請求項1記載の内燃機関の可変動弁機構。 A variable valve mechanism for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the actuator (37) is an electric actuator. 切替ピン(15)が非係合位置にあって入力アーム(20)が空揺動するときに、出力アーム(5)は前記カム(2)とは別のカム(3)により揺動してバルブ(V)を押圧するように構成された請求項1又は2記載の内燃機関の可変動弁機構。 When the switching pin (15) is in the disengaged position and the input arm (20) swings idle, the output arm (5) swings by the cam (3) different from the cam (2). 3. A variable valve mechanism for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, configured to press the valve (V). 切替ピン(15)が非係合位置にあって入力アーム(20)が空揺動するときに、出力アーム(5)は揺動せずバルブ(V)を押圧しないように構成された請求項1又は2記載の内燃機関の可変動弁機構。 The output arm (5) does not swing and presses the valve (V) when the switching pin (15) is in the disengaged position and the input arm (20) swings freely. 3. A variable valve mechanism for an internal combustion engine according to 1 or 2. 切替ピン(15)の中心軸は、出力アーム(5)の幅方向である請求項1~4のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構。 A variable valve mechanism for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the central axis of the switching pin (15) is in the width direction of the output arm (5). 複数気筒の内燃機関の可変動弁機構であって、1つのスライド部材(31)に、複数気筒のバルブ(V)に対応した数の係合用板ばね(38)及び非係合用板ばね(39)の各基端部が止められている請求項5記載の内燃機関の可変動弁機構。 A variable valve mechanism for a multi-cylinder internal combustion engine, wherein one slide member (31) is provided with engaging leaf springs (38) and non-engaging leaf springs (39) corresponding to the number of valves (V) of the plurality of cylinders. 6. A variable valve mechanism for an internal combustion engine according to claim 5, wherein each base end of ) is stopped.
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