JP3767351B2 - Variable valve mechanism for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の可変動弁機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
カムシャフトに配置された第一カム及び第二カムと、第一カム及び第二カムと吸気弁との間に介在するスイングアームのような動作伝達部材とを具備し、選択された一方のカム動作によって吸気弁又は排気弁を開弁する可変動弁機構が公知である。例えば、第一カムは吸気弁の低リフトを実現するための低リフトカムであり、第二カムは吸気弁の高リフトを実現するための高リフトカムであり、動作伝達部材は、回動軸線に沿って互いに隣接し、第一カムにより回動させられて吸気弁に当接する主部分と、第二カムにより回動させられて主部分へ連結可能な副部分とを有している。
【0003】
副部分を主部分へ連結すれば、高リフトカムが副部分を介して主部分を作動させ、吸気弁は、高リフトで開弁させられる。この時、低リフトカムの山部は主部分とは非当接となる。一方、副部分を主部分から切り離せば、高リフトカムは副部分を作動させるが、副部分の動作は吸気弁へ伝達されず、吸気弁は、低リフトカムによる主部分の作動によって、低リフトで開弁させられる。こうして、機関高速時に適した吸気弁の高リフトと、機関低速時に適した吸気弁の低リフトとを実現可能となる。
【0004】
このような可変動弁機構において、一般的に、動作伝達部材の主部分と副部分とは、互いに回動軸線に垂直な摺動面を有し、一方の摺動面に形成された穴内へ他方の摺動面からピンを突出させることにより互いに連結され、ピンを引っ込めることにより結合解除される。このような連結構造においては、連結時において、ピンに剪断力又は曲げ力が作用し、ピンに高い強度が必要とされ、ピンの大型化等の問題が発生する。
【0005】
特開平10−220210号公報に開示されている可変動弁機構は、動作伝達部材の主部分と副部分とが、それぞれ、互いに向けて回動軸線方向に突出する突出部を有し、各突出部には回動軸線に平行で互いに対向する対向面が設けられ、各対向面は、副部分が第二カムによって回動させられる時に互いに接近するようになっている。主部分及び副部分の一方から各対向面の間にピンを押し出せば、高リフトカムによる副部分の回動動作が主部分へ伝達されて吸気弁を高リフトで開弁し、各対向面の間からピンを引っ込めれば、高リフトカムによる副部分の回動動作は、各対向面を接近させるが、主部分へは伝達されず、低リフトカムによる主部分の回動動作によって吸気弁は低リフトで開弁する。それにより、ピンには、剪断力及び曲げ力ではなく、圧縮力だけが作用し、一般的な材料は圧縮力に対しては非常に強いために、ピンの大型化の問題を解決することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術において、ピンを押し出して高リフトカムにより吸気弁を作動し続ける際に、バルブスプリングのサージング等によって、動作伝達部材の主部分は、突出部対向面がピンから離れるように、異常に回動し、それにより、吸気弁が異常に押し下げられて閉弁時に破損したり、反動によって主部分の突出部対向面がピンに激しく衝突し、主部分及びピンが破損する可能性がある。
【0007】
従って、本発明の目的は、主部分と副部分とを有する動作伝達部材を具備し、主部分の突出部端面と副部分の突出部端面との間に介在部材を押し出すことにより、カムによる副部分の回動動作を主部分を介して吸気弁又は排気弁へ伝達可能な可変動弁機構において、バルブスプリングのサージング等による主部分の異常回動を防止することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項1に記載の内燃機関の可変動弁機構は、第一カム及び第二カムと、動作伝達部材とを具備し、前記動作伝達部材は、前記第一カムにより回動させられて吸気弁又は排気弁に当接する主部分と、前記第二カムにより回動させられる副部分とを有し、前記主部分と前記副部分とは少なくとも互いに平行なそれぞれの回動軸線方向に互いに隣接し、前記主部分は、前記副部分へ向けて前記回動軸線方向に突出する第一突出部を有し、前記副部分は、前記主部分へ向けて前記回動軸線方向に突出する第二突出部を有し、前記第一突出部は、前記主部分の前記吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第一前側端面と第一後側端面とを有し、前記第二突出部は、前記副部分の前記吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第二前側端面と第二後側端面とを有し、前記第一前側端面と前記第二後側端面とは互いに対向し、前記第一後側端面と前記第二前側端面とは互いに対向し、前記第一後側端面と前記第二前側端面との間へ押し出し可能な介在部材が設けられ、前記介在部材が押し出されていない時には、前記副部分は前記主部分に対して自由に回動し、前記介在部材が押し出された時には、前記第二カムによる前記副部分の回動動作は、前記吸気弁又は排気弁を開弁するために、前記介在部材を介して前記主部分へ伝達されると共に、前記第一前側端面は前記第二後側端面にほぼ当接していることを特徴とする。
【0009】
また、本発明による請求項2に記載の内燃機関の可変動弁機構は、第一カム、第二カム及び第三カムと、動作伝達部材とを具備し、前記動作伝達部材は、前記第一カムにより回動させられて吸気弁又は排気弁に当接する主部分と、前記第二カムにより回動させられる第一副部分とを有し、前記主部分と前記第一副部分とは少なくとも互いに平行なそれぞれの回動軸線方向に互いに隣接し、前記主部分は、前記第一副部分へ向けて前記回動軸線方向に突出する第一突出部を有し、前記第一副部分は、前記主部分へ向けて前記回動軸線方向に突出する第二突出部を有し、前記第一突出部は、前記主部分の前記吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第一前側端面と第一後側端面とを有し、前記第二突出部は、前記第一副部分の前記吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第二前側端面と第二後側端面とを有し、前記第一後側端面と前記第二前側端面とは互いに対向し、前記第一後側端面と前記第二前側端面との間へ押し出し可能な第一介在部材が設けられ、前記第一介在部材が押し出されていない時には、前記第一副部分は前記主部分に対して自由に回動し、前記第一介在部材が押し出された時には、前記第二カムによる前記第一副部分の回動動作は、前記吸気弁又は排気弁を開弁するために、前記第一介在部材を介して前記主部分へ伝達され、前記第三カムは前記第二カムの形状より外側に突出しない形状を有し、前記動作伝達部材は、前記第三カムにより回動させられる第二副部分を有し、前記主部分と前記第二副部分とは少なくとも互いに平行なそれぞれの回動軸線方向に互いに隣接し、前記主部分は、前記第二副部分へ向けて前記回動軸線方向に突出する第三突出部を有し、前記副部分は、前記主部分へ向けて前記回動軸線方向に突出する第四突出部を有し、前記第三突出部は、前記主部分の前記吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第三前側端面と第三後側端面とを有し、前記第四突出部は、前記第二副部分の前記吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第四前側端面と第四後側端面とを有し、前記第三後側端面と前記第四前側端面とは互いに対向し、前記第三後側端面と前記第四前側端面との間へ押し出し可能な第二介在部材が設けられ、前記第二介在部材が押し出されていない時には、前記第二副部分は前記主部分に対して自由に回動し、前記第二介在部材が押し出された時には、前記第三カムによる前記第二副部分の回動動作は、前記吸気弁又は排気弁を開弁するために、前記第二介在部材を介して前記主部分へ伝達されると共に、前記第三前側端面は前記第四後側端面から離間し、前記第一介在部材及び前記第二介在部材がいずれも押し出されている時に、前記第二カムによる前記第一副部材の回動動作が前記第二副部材へ伝達されないようになっていることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は本発明による内燃機関の可変動弁機構における実施形態を示す側面図であり、図2は同平面図であり、図3は同分解斜視図である。これらの図において、1は吸気弁又は排気弁(以下、バルブと称する)であり、1aはバルブ1を閉弁方向に付勢するバルブスプリングである(図2及び図3においては省略されている)。2はカムシャフトであり、31はカムシャフト2に配置された第一カムである。カムシャフト2には、第一カム31の両側において、第二カム32及び第三カム33が配置されている。
【0011】
4は各カム31〜33の動作をバルブへ伝達するロッカアーム及びスイングアーム等の動作伝達部材である。動作伝達部材4は、いずれも共通の回動軸5回りに回動する主部分41、第一副部分42、及び第二副部分43を有している。第一副部分42及び第二副部分43は、主部分41に対して回動軸5の回動軸線方向に沿って両側に隣接している。主部分41、第一副部分42、及び第二副部分43は、それぞれ、第一カム31、第二カム32、及び第三カム33に当接するためのローラRを有している。主部分42には、二つのバルブ1に同時に当接する押圧アーム41aが設けられている。
【0012】
図3に示すように、主部分41は、第一副部分42へ向けて回動軸線方向に突出する第一突出部41bを有し、第一副部分42は、主部分41へ向けて回動軸線方向に突出する第二突出部42bを有している。図4は、回動軸線に垂直で第一突出部41b及び第二突出部42bを通る断面図である。図4に示すように、第一突出部41bは、主部分41のバルブ1の開弁への回動方向(図3及び図4に矢印で示す)における第一前側端面41cと第一後側端面41dとを有し、第二突出部42bは、第一副部分42のバルブ1の開弁への回動方向における第二前側端面42cと第二後側端面42dとを有し、第一前側端面41cと第二後側端面42dとは互いに対向し、第一後側端面41dと第二前側端面42cとは互いに対向している。
【0013】
第一後側端面41dと第二前側端面42cとの間にはピンのような第一介在部材44が設けられている。図4のA−A断面図である図5に示すように、第一介在部材44は、バネ45によって第一後側端面41dと第二前側端面42cとの間から第一副部分42内へ引っ込むように付勢されている。一方、第一副部分42内の圧力室46内に油圧が作用する時には、第一介在部材44における押し出し側の受圧面積と引っ込め側の受圧面積との差により発生する押し出し力によって、第一介在部材44はバネ45に逆らって第一後側端面41dと第二前側端面42cとの間へ押し出されるようになっている。
【0014】
動作伝達部材4の主部分41は、前述したように、バルブ1に当接する押圧アーム41aを有しているために、バルブスプリング1aによって、バルブ1の閉弁への回動方向に付勢されている。一方、第一副部分42及び第二副部分43も、それぞれ、バネ47及び48によって、バルブ1の閉弁への回動方向に付勢されている。
【0015】
主部分41の第一突出部41b及び第一副部分42の第二突出部42bは、バルブスプリング1a及びバネ47による前述の付勢によって、第一カム31及び第二カム32が主部分41及び第一副部分42を作動しない時には、図4に示すように、第一突出部41bの第一後側端面41dと第二突出部42bの第二前側端面42cとの間に、第一介在部材44の押し出しを可能とする隙間がもたらされると共に、第一突出部41bの第一前側端面41cと第二突出部42bの第二後側端面42dとは互いに当接するように形成されている。
【0016】
図1に示すように、第一カム31は低リフトカムであり、第二カム32は高リフトカムであり、第一カム31のカム形状は、第二カム32のカム形状より外側に突出していない。第一副部分42内の油圧室46に油圧が作用していない時には、バネ45によって第一介在部材44は第一副部分42内へ引っ込められている。それにより、バルブ1の閉弁方向において、第一副部分42は、第一カム31によって回動させられる主部分41に比較して、第二カム32によって大きく回動させられるが、第一突出部41bの第一後側端面41dと第二突出部42bの第二前側端面42cとの間の隙間によって、第一副部分42は、主部分41に対して自由に回動し、第一副部分42の動作が主部分41へ伝達されることはなく、バルブ1は、第一カム31による主部分41の回動動作によって低リフトで開弁させられる。
【0017】
一方、第一副部分42内の油圧室46に油圧が作用している時には、第一突出部41bの第一後側端面41dと第二突出部42bの第二前側端面42cとの間の隙間には、第一介在部材44が押し出され、第二カム32による第一副部分の回動動作は第一介在部材44を介して主部分41へ伝達される。それにより、第一カム31の山部は主部分41に対して非接触となり、バルブ1は第二カム32によって高リフトで開弁させられる。この時、第一介在部材44は、第一突出部41bの第一後側端面41dと第二突出部42bの第二前側端面42cとによって圧縮されることとなるが、一般的な材料は、剪断及び曲げに比較して圧縮に対しては強く、第一介在部材44をそれほど大きくしなくても第一介在部材44が破損するようなことはない。
【0018】
本実施形態において、第一突出部41bの第一後側端面41d及び第二突出部42bの第二前側端面42cは、圧縮時の応力集中を防止するために、それぞれ、円形断面の第一介在部材44に対して面接触するような凹部を有している。
【0019】
こうして、第一副部分42を介してバルブ1を高リフトで開弁している時に、一般的な可変動弁機構では、主部分41の第一突出部41bにおける第一前側端面41cと第一副部分42の第二突出部42bにおける第二後側端面42dとの間に比較的大きな隙間が存在するために、バルブスプリング1aのサージング等によって、主部分41は、第一突出部41bの第一後側端面41dが第一介在部材44から離れるように、異常に回動し、それにより、バルブ1が異常に押し下げられて閉弁時に破損したり、反動によって主部分41の第一突出部41bにおける第一後側端面41dが第一介在部材44に激しく衝突し、第一突出部41b及び第一介在部材44が破損する可能性がある。
【0020】
しかしながら、本実施形態では、第一副部分42を介してバルブ1を高リフトで開弁している時に、主部分41の第一突出部41bにおける第一前側端面41cと第一副部分42の第二突出部42bにおける第二後側端面42dとは互いに当接しており、このような主部分41の異常回動が発生することはなく、第一突出部41b及び第一介在部材44の破損を防止することができる。もちろん、主部分41の第一突出部41bにおける第一前側端面41cと第一副部分42の第二突出部42bにおける第二後側端面42dとの間の隙間が、一般的な可変動弁機構とは異なり僅かであれば、バルブ1が異常に押し下げられるような主部分41の異常回動を防止することができる。
【0021】
本実施形態において、第二副部分43は、図3及び図5に示すように、第一副部分42と同様な構成を有している。図6に示すように、主部分41は、第二副部分43へ向けて回動軸線方向に突出する第三突出部41eを有し、第二副部分43は、主部分41へ向けて回動軸線方向に突出する第四突出部43bを有している。図6は、回動軸線に垂直で第三突出部41e及び第四突出部43bを通る断面図である。図6に示すように、第三突出部41eは、主部分41のバルブ1の開弁への回動方向(図3及び図6に矢印で示す)における第三前側端面41fと第三後側端面41gとを有し、第四突出部43bは、第二副部分43のバルブ1の開弁への回動方向における第四前側端面43cと第四後側端面43dとを有し、第三前側端面41fと第四後側端面43dとは互いに対向し、第三後側端面41gと第四前側端面43cとは互いに対向している。
【0022】
第三後側端面41gと第四前側端面43cとの間には前述したと同様な第二介在部材44’が設けられている。図5に示すように、第二介在部材44’は、バネ45’によって第三後側端面41gと第四前側端面43cとの間から第二副部分43内へ引っ込むように付勢されている。一方、第二副部分43内の圧力室46’内に油圧が作用する時には、前述同様に、第二介在部材44’はバネ45’に逆らって第三後側端面41eと第四前側端面43cとの間へ押し出されるようになっている。
【0023】
主部分41の第三突出部41e及び第二副部分43の第四突出部43bは、バルブスプリング1a及びバネ48による前述の付勢によって、第一カム31及び第三カム33が主部分41及び第二副部分43を作動しない時には、図6に示すように、第三突出部41eの第三後側端面41gと第四突出部43bの第四前側端面43cとの間に、第二介在部材44’の押し出しを可能とする隙間がもたらされると共に、第三突出部41eの第三前側端面41fと第四突出部43bの第四後側端面43dとは互いに離間するように形成されている。
【0024】
第二副部分43に当接する第三カム33は、図1に示すように、中リフトカムであり、第一カム31のカム形状は、第三カム33のカム形状より外側に突出していない。また、第三カム33のカム形状は、第二カム32のカム形状より外側に突出していない。第二副部分43内の油圧室46’に油圧が作用していない時には、バネ45’によって第二介在部材44’は第二副部分43内へ引っ込められている。それにより、第三突出部41eの第三後側端面41gと第四突出部43bの第四前側端面43cとの間の隙間によって、第二副部分43は、主部分41に対して自由に回動し、第二副部分42の動作が主部分41へ伝達されることはない。一方、第二副部分43内の油圧室46’に油圧が作用している時には、第三突出部41eの第三後側端面41gと第四突出部43bの第四前側端面43cとの間の隙間には、第二介在部材44’が押し出され、第三カム33による第一副部分の回動動作は第二介在部材44’を介して主部分41へ伝達される。それにより、第一カム31の山部は主部分41に対して非接触となり、バルブ1は第三カム33によって中リフトで開弁させられる。
【0025】
こうして、第一介在部材44を押し出せば、第二カム32によって第一副部分42を介してバルブ1を高リフトで開弁させることができ、第一介在部材44を引っ込めて第二介在部材44’を押し出せば、第三カム33によって第二副部分43を介してバルブ1を中リフトで開弁させることができる。本実施形態では、第三カム33のカム形状は、第二カム32のカム形状より外側に突出しないようにされているために、二つの介在部材44,44’を押し出していても、第二カム32によってバルブ1を高リフトで開弁させることが可能である。
【0026】
このような場合において、第二カム32によって第一副部分42及び主部分41が作動させられる時に、主部分41の第三突出部41eにおける第三前側端面41fと第二副部分43の第四突出部43bにおける第四後側端面43dとの間に比較的大きな隙間が存在するために、第一副部分42の動作が主部分41を介して第二副部分43へ伝達されず、第二副部分43は第三カム33によってだけ作動させられる。
【0027】
もし、第一副部分42の動作が第二副部分43へ伝達されるならば、第二カム32は、第一副部分42及び主部分41に加えて第二副部分43を回動させることとなり、可動部重量が大きくなるために、カムシャフト2の必要トルクを増大させる。
【0028】
また、第二副部分43が高リフトカムである第二カム32によって回動させられるならば、第二副部分43を戻すためのバネ48を、第一副部分42を戻すためのバネ47と同様に強いものとしなければならず、これは、第三カム33によってバルブ1を中リフトで開弁させる際に、第二副部分43の回動抵抗を増大させ、カムシャフト2の必要トルクを増大させる。
【0029】
もちろん、第二介在部材44’を引っ込めた後に第一介在部材44を押し出すことにより、主部分41の第三突出部41eにおける第三前側端面41fと第二副部分43の第四突出部43bにおける第二後側端面43dとを当接させていても、第二副部分43が第一副部分42と共に回動することは防止されるが、このような制御では、バルブリフトが、中リフトから低リフトを介して高リフトへ移行することとなり、実際の機関運転には適さない。従って、バルブリフトを低リフトを介さずに中リフトから高リフトへ移行させるためには、どうしても第一介在部材44と第二介在部材44’とが同時に押し出されている期間が存在して前述の問題を発生させるために、本実施形態のように、第二カム32によって第一副部分43及び主部分41が作動させられる時に、主部分41の第三突出部41eにおける第三前側端面41fと第二副部分43の第四突出部43bにおける第四後側端面43dとの間に比較的大きな隙間を設けることは、前述したカムシャフト2の必要トルク増大の問題解決に有効である。
【0030】
この一方で、バルブ1の高リフト運転時で説明したと同様に、第三カム33による中リフト運転時には、第三突出部41eの第三後側端面41gが第二介在部材44’から離れるように回動することができるようになってしまう。しかしながら、これを引き起こすバルブスプリング1aのサージングは、主に機関高回転時において発生し、バルブ1を中リフトで開弁する機関中回転時には殆ど発生しないために特に問題とはならない。
【0031】
このように、主部分41の両側に第一副部分42及び第二副部分43が設けられ、第二副部分43を作動させる第三カム33の形状が、第一副部分42を作動させる第二カム32の形状の内側に納まっている場合には、第一介在部材44及び第二介在部材44’のいずれも押し出す場合を想定して、主部分41の第三突出部41eにおける第三前側端面41fと第二副部分43の第四突出部43bにおける第四後側端面43dとを当接させるよりも、両方の間に比較的大きな隙間を設ける方が有利である。また、この場合において、図4に相当する図7に示すように、第一副部分41の第二突出部42bの第二後側端面42dと、主部分41の第一突出部41bの第一前側端面41cとを当接させることなく離間させていても、前述したカムシャフト2の必要トルク増大の問題は解決することができる。
【0032】
動作伝達部材4の回動軸5内に形成された二つの通路5a,5bは、第一副部分42の油圧室46及び第二副部分43の油圧室(図示せず)のそれぞれへ油圧を供給するための通路である。
【0033】
本実施形態において、動作伝達部材4の主部分41に当接する第一カム31を低リフトカムとして、第一副部分42に当接する第二カム32を高リフトカムとしたが、これは本発明を限定するものではなく、例えば、バルブ1が吸気弁の場合において、第二カム32は、吸気弁を排気行程で開弁させるためのカムとしても良い。この場合において、第一介在部材44を第一副部分42から押し出せば、吸気弁は、主部分41によって吸気行程で開弁させられることに加えて、第一副部分42によって排気行程で開弁させられ、排気ガスの一部を機関吸気系に逆流させて内部的に排気ガス再循環を実施することが可能となる。本実施形態によれば、主部分41の第一突出部41bと第一副部分42の第二突出部42bとの前述した当接によって、この排気行程での吸気弁の開弁時において、主部分41の異常回動を防止することが可能となる。また、第二カム32を高リフトカムとして、第三カム33を、排気行程で吸気弁を開弁させるためのカムとする場合には、第一介在部材44及び第二介在部材44’のいずれも押し出していれば、吸気弁は、吸気行程において高リフトで開弁させられると共に排気行程で開弁させられ、第二介在部材44’を引っ込めれば、吸気弁は、吸気行程で高リフトで開弁させられるだけである。このように、第一介在部材44及び第二介在部材44’のこれら二つの状態によって、吸気弁に異なる動作をさせる場合、すなわち、第三カム33が第二カム32の形状から突出する形状である場合には、主部分41の第三突出部41eと第二副部分43の第四突出部42bとを前述のように離間させても意味はなく、第二介在部材44’だけを押し出して、吸気弁を吸気行程において低リフトで開弁(第一カム31によって)させると共に排気行程において開弁(第三カム33によって)させる時の主部分41の異常回動を防止するために、主部分41の第三突出部41eと第二副部分43の第四突出部42bとを当接させることが好ましい。本実施形態において、動作伝達部材4の主部分41、第一副部分42、及び第二副部分43は、共通の回動軸線回りに回動するようにしたが、これは本発明を限定するものではなく、各部分を少なくとも互いに平行な異なる回動軸線回りに回動させるようにしても良い。
【0034】
【発明の効果】
このように、本発明による内燃機関の可変動弁機構は、第一カム及び第二カムと、動作伝達部材とを具備し、動作伝達部材は、第一カムにより回動させられて吸気弁又は排気弁に当接する主部分と、第二カムにより回動させられる副部分とを有し、主部分と副部分とは少なくとも互いに平行なそれぞれの回動軸線方向に互いに隣接し、主部分は、副部分へ向けて回動軸線方向に突出する第一突出部を有し、副部分は、主部分へ向けて回動軸線方向に突出する第二突出部を有し、第一突出部は、主部分の吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第一前側端面と第一後側端面とを有し、第二突出部は、副部分の吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第二前側端面と第二後側端面とを有し、第一前側端面と第二後側端面とは互いに対向し、第一後側端面と第二前側端面とは互いに対向し、第一後側端面と第二前側端面との間へ押し出し可能な介在部材が設けられ、介在部材が押し出されていない時には、副部分は主部分に対して自由に回動し、介在部材が押し出された時には、第二カムによる副部分の回動動作は、吸気弁又は排気弁を開弁するために、介在部材を介して主部分へ伝達されると共に、第一前側端面は第二後側端面にほぼ当接している。それにより、副部分の回動動作が介在部材を介して主部分へ伝達される時に、バルブスプリングのサージング等によって、第一突出部の第一後側端面が介在部材から離れるように、主部分が異常に回動しようとしても、この回動は、第一突出部の第一前側端面が第二突出部の第二後側端面にほぼ当接しているために防止される。こうして、吸気弁が異常に押し下げられて閉弁時に破損したり、反動によって主部分の第一突出部が介在部材に激しく衝突し、主部分及び介在部材が破損することが防止可能となる。
【0035】
また、本発明によるもう一つの内燃機関の可変動弁機構は、第一カム、第二カム及び第三カムと、動作伝達部材とを具備し、動作伝達部材は、第一カムにより回動させられて吸気弁又は排気弁に当接する主部分と、第二カムにより回動させられる第一副部分とを有し、主部分と第一副部分とは少なくとも互いに平行なそれぞれの回動軸線方向に互いに隣接し、主部分は、第一副部分へ向けて回動軸線方向に突出する第一突出部を有し、第一副部分は、主部分へ向けて回動軸線方向に突出する第二突出部を有し、第一突出部は、主部分の吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第一前側端面と第一後側端面とを有し、第二突出部は、第一副部分の吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第二前側端面と第二後側端面とを有し、第一後側端面と第二前側端面とは互いに対向し、第一後側端面と第二前側端面との間へ押し出し可能な第一介在部材が設けられ、第一介在部材が押し出されていない時には、第一副部分は主部分に対して自由に回動し、第一介在部材が押し出された時には、第二カムによる第一副部分の回動動作は、吸気弁又は排気弁を開弁するために、第一介在部材を介して主部分へ伝達され、第三カムは第二カムの形状より外側に突出しない形状を有し、動作伝達部材は、第三カムにより回動させられる第二副部分を有し、主部分と第二副部分とは少なくとも互いに平行なそれぞれの回動軸線方向に互いに隣接し、主部分は、第二副部分へ向けて回動軸線方向に突出する第三突出部を有し、副部分は、主部分へ向けて回動軸線方向に突出する第四突出部を有し、第三突出部は、主部分の吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第三前側端面と第三後側端面とを有し、第四突出部は、第二副部分の吸気弁又は排気弁の開弁への回動方向における第四前側端面と第四後側端面とを有し、第三後側端面と第四前側端面とは互いに対向し、第三後側端面と第四前側端面との間へ押し出し可能な第二介在部材が設けられ、第二介在部材が押し出されていない時には、第二副部分は主部分に対して自由に回動し、第二介在部材が押し出された時には、第三カムによる第二副部分の回動動作は、吸気弁又は排気弁を開弁するために、第二介在部材を介して主部分へ伝達されると共に、第三前側端面は第四後側端面から離間し、第一介在部材及び第二介在部材がいずれも押し出されている時に、第二カムによる第一副部材の回動動作が第二副部材へ伝達されないようになっている。それにより、第一介在部材及び第二介在部材のいずれも押し出されている時に、第二カムが第一副部材と主部材とに加えて第二副部材を回動させることはなく、可動部重量の増大によってカムシャフトの必要トルクが増大することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による内燃機関の可変動弁機構における実施形態を示す側面図である。
【図2】図1の可変動弁機構の平面図である。
【図3】図1の可変動弁機構の分解斜視図である。
【図4】動作伝達部材の主部分の第一突出部と第一副部分の第二突出部とを回動軸線に垂直に通る断面図である。
【図5】図4のA−A断面図である。
【図6】動作伝達部材の主部分の第三突出部と第二副部分の第四突出部とを回動軸線に垂直に通る断面図である。
【図7】図4とは異なる形状の第一突出部と第二突出部とを回動軸線に垂直に通る断面図である。
【符号の説明】
1…バルブ
4…動作伝達部材
31…第一カム
32…第二カム
33…第三カム
41…主部分
41b…第一突出部
41c…第一前側端面
41d…第一後側端面
41e…第三突出部
41f…第三前側端面
41g…第三後側端面
42…第一副部分
42b…第二突出部
42c…第二前側端面
42d…第二後側端面
43…第二副部分
43b…第四突出部
43c…第四前側端面
43d…第四後側端面
44…第一介在部材
44’…第二介在部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve mechanism for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
One selected cam comprising a first cam and a second cam disposed on the camshaft, and a motion transmission member such as a swing arm interposed between the first cam and the second cam and the intake valve A variable valve mechanism that opens an intake valve or an exhaust valve by operation is known. For example, the first cam is a low lift cam for realizing a low lift of the intake valve, the second cam is a high lift cam for realizing a high lift of the intake valve, and the motion transmission member is along the rotation axis. And a main portion that is rotated by the first cam and contacts the intake valve, and a sub-portion that is rotated by the second cam and can be connected to the main portion.
[0003]
If the sub part is connected to the main part, the high lift cam operates the main part via the sub part, and the intake valve is opened with high lift. At this time, the peak portion of the low lift cam is not in contact with the main portion. On the other hand, if the sub-portion is separated from the main portion, the high lift cam operates the sub-portion, but the operation of the sub-portion is not transmitted to the intake valve, and the intake valve opens with low lift by the operation of the main portion by the low lift cam. Be made to speak. In this way, it is possible to realize a high lift of the intake valve suitable at high engine speed and a low lift of the intake valve suitable at low engine speed.
[0004]
In such a variable valve mechanism, generally, the main portion and the sub portion of the motion transmitting member have sliding surfaces perpendicular to the rotation axis, and into a hole formed in one sliding surface. The pins are connected to each other by projecting the pins from the other sliding surface, and the coupling is released by retracting the pins. In such a connection structure, at the time of connection, a shearing force or a bending force acts on the pin, and a high strength is required for the pin, causing problems such as an increase in the size of the pin.
[0005]
In the variable valve mechanism disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-220210, the main part and the sub part of the operation transmitting member have protrusions that protrude in the rotation axis direction toward each other. The part is provided with opposing surfaces parallel to the rotation axis and facing each other, and the opposing surfaces approach each other when the sub-portion is rotated by the second cam. If a pin is pushed out from one of the main part and the sub part between the opposing surfaces, the rotation of the sub part by the high lift cam is transmitted to the main part, and the intake valve is opened with a high lift. If the pin is retracted from between, the rotation of the sub part by the high lift cam brings the opposing surfaces closer to each other, but it is not transmitted to the main part, and the intake valve is lowered by the rotation of the main part by the low lift cam. To open the valve. As a result, only the compression force acts on the pin, not the shearing force and the bending force, and the general material is very strong against the compression force. it can.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, when the pin is pushed out and the intake valve is continuously operated by the high lift cam, the main portion of the motion transmission member is abnormally separated from the pin by the surging of the valve spring or the like. Accordingly, there is a possibility that the intake valve is abnormally pushed down and damaged when the valve is closed, or the protrusion-facing surface of the main part collides with the pin violently due to the reaction, and the main part and the pin are damaged.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a motion transmitting member having a main portion and a sub portion, and by pushing an intervening member between the protruding portion end surface of the main portion and the protruding portion end surface of the sub portion, In a variable valve mechanism that can transmit the rotation of the part to the intake valve or the exhaust valve through the main part, it is to prevent the main part from rotating abnormally due to surging of the valve spring or the like.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, the variable valve mechanism for an internal combustion engine includes a first cam, a second cam, and a motion transmission member, and the motion transmission member is rotated by the first cam. A main portion that contacts the intake valve or the exhaust valve and a sub-portion rotated by the second cam, and the main portion and the sub-portion are at least parallel to each other in their respective rotation axis directions. The main part has a first protrusion that protrudes in the direction of the rotation axis toward the sub part, and the sub part protrudes in the direction of the rotation axis toward the main part. The first protrusion has a first front end face and a first rear end face in the direction of rotation of the main portion toward the opening of the intake valve or the exhaust valve. The two protrusions are the first in the direction of rotation of the sub-portion to open the intake valve or exhaust valve. A front end face and a second rear end face, the first front end face and the second rear end face oppose each other, the first rear end face and the second front end face oppose each other, An interposition member that can be pushed out between the first rear end face and the second front end face is provided, and when the interposition member is not pushed out, Deputy The portion freely rotates with respect to the main portion, and when the interposition member is pushed out, the rotation operation of the sub-portion by the second cam is to open the intake valve or the exhaust valve. The first front end face is substantially in contact with the second rear end face while being transmitted to the main portion via the interposition member.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a variable valve mechanism for an internal combustion engine comprising a first cam, a second cam, a third cam, and a motion transmission member, wherein the motion transmission member is the first cam. A main portion that is rotated by a cam and abuts against an intake valve or an exhaust valve; and a first subportion that is rotated by the second cam, wherein the main portion and the first subportion are at least mutually Adjacent to each other in the respective rotation axis directions parallel to each other, the main portion has a first protrusion that protrudes in the rotation axis direction toward the first sub-portion, and the first sub-portion is A second projecting portion projecting in the direction of the rotational axis toward the main portion, wherein the first projecting portion is a first front side in the rotational direction of the main portion toward the valve opening of the intake valve or exhaust valve; An end face and a first rear end face, and the second projecting portion is the intake valve or the first sub-portion. A second front side end surface and a second rear side end surface in the direction of rotation of the exhaust valve to open, the first rear side end surface and the second front side end surface facing each other, the first rear side end surface Is provided between the first front end face and the second front end face, and when the first intermediate member is not pushed out, the first sub part freely rotates with respect to the main part. When the first interposed member is pushed out, the rotation of the first sub-portion by the second cam is performed via the first interposed member to open the intake valve or the exhaust valve. Transmitted to the main portion, the third cam has a shape that does not protrude outward from the shape of the second cam, the motion transmission member has a second sub-portion rotated by the third cam, The main part and the second sub part are at least parallel to each other. Adjacent to each other in the direction, the main portion has a third protruding portion that protrudes in the direction of the rotation axis toward the second sub-portion, and the sub-portion has the rotation axis toward the main portion. A third projecting portion projecting in a direction, and the third projecting portion includes a third front end surface and a third rear end surface in the direction of rotation of the main portion to open the intake valve or the exhaust valve. The fourth projecting portion has a fourth front end surface and a fourth rear end surface in the direction of rotation of the second sub-portion to the intake valve or exhaust valve opening, and the third rear portion A side end surface and the fourth front side end surface are opposed to each other, and a second interposed member that can be pushed out between the third rear side end surface and the fourth front side end surface is provided, and the second intermediate member is extruded. When there is not, the second sub-portion rotates freely with respect to the main portion, and when the second interposition member is pushed out, The rotating operation of the second sub-portion by the third cam is transmitted to the main portion via the second interposition member to open the intake valve or the exhaust valve, and the third front side The end surface is separated from the fourth rear side end surface, and when the first interposed member and the second interposed member are both pushed out, the rotating operation of the first sub member by the second cam is the second It is characterized by not being transmitted to the sub member.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a variable valve mechanism for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is an exploded perspective view thereof. In these drawings, 1 is an intake valve or an exhaust valve (hereinafter referred to as a valve), and 1a is a valve spring that urges the
[0011]
Reference numeral 4 denotes an operation transmitting member such as a rocker arm and a swing arm that transmits the operation of each of the
[0012]
As shown in FIG. 3, the
[0013]
A first interposition member 44 such as a pin is provided between the first
[0014]
As described above, the
[0015]
The
[0016]
As shown in FIG. 1, the
[0017]
On the other hand, when hydraulic pressure is acting on the hydraulic chamber 46 in the
[0018]
In the present embodiment, the first
[0019]
Thus, when the
[0020]
However, in this embodiment, when the
[0021]
In the present embodiment, the
[0022]
Between the third rear side end face 41g and the fourth front side end face 43c, a second interposed member 44 'similar to that described above is provided. As shown in FIG. 5, the second interposed member 44 ′ is biased by the
[0023]
The
[0024]
As shown in FIG. 1, the
[0025]
Thus, if the first interposition member 44 is pushed out, the
[0026]
In such a case, when the
[0027]
If the operation of the
[0028]
Further, if the
[0029]
Of course, by retracting the second interposition member 44 ′ and pushing out the first interposition member 44, the third front end face 41 f of the
[0030]
On the other hand, as described in the high lift operation of the
[0031]
As described above, the
[0032]
The two
[0033]
In the present embodiment, the
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the variable valve mechanism for an internal combustion engine according to the present invention includes the first cam and the second cam, and the operation transmission member, and the operation transmission member is rotated by the first cam to be an intake valve or A main portion that contacts the exhaust valve, and a sub-portion rotated by the second cam, wherein the main portion and the sub-portion are adjacent to each other at least in the respective rotation axis directions, and the main portion is The first projecting portion projecting in the rotation axis direction toward the sub-portion, the sub-portion having the second projecting portion projecting in the rotation axis direction toward the main portion, The main part has a first front end face and a first rear end face in the direction of rotation to open the intake valve or exhaust valve, and the second projecting part opens the sub part intake valve or exhaust valve. Having a second front end face and a second rear end face, and the first front end face and the second rear end face are opposed to each other. The first rear side end surface and the second front side end surface are opposed to each other, and an interposition member that can be pushed out between the first rear side end surface and the second front side end surface is provided, and when the interposition member is not extruded, The sub-portion rotates freely with respect to the main portion, and when the interposition member is pushed out, the sub-portion operation by the second cam is performed via the interposition member to open the intake valve or the exhaust valve. The first front side end surface is substantially in contact with the second rear side end surface. Thereby, when the rotation of the sub-portion is transmitted to the main portion via the interposition member, the main portion so that the first rear end face of the first protrusion is separated from the interposition member by surging of the valve spring or the like. Even if an attempt is made to rotate abnormally, this rotation is prevented because the first front end face of the first protrusion is substantially in contact with the second rear end face of the second protrusion. In this way, it is possible to prevent the intake valve from being abnormally pushed down and damaged when the valve is closed, or the first projecting portion of the main portion violently collides with the interposition member due to the reaction, and the main portion and the interposition member are prevented from being damaged.
[0035]
Further, another variable valve mechanism for an internal combustion engine according to the present invention includes a first cam, a second cam, a third cam, and a motion transmission member, and the motion transmission member is rotated by the first cam. A main portion that is in contact with the intake or exhaust valve and a first sub-portion rotated by the second cam, and the main portion and the first sub-portion are at least parallel to each other in the rotation axis direction Adjacent to each other, the main part has a first protrusion protruding in the direction of the rotation axis toward the first sub part, and the first sub part protrudes in the direction of the rotation axis toward the main part. The first protrusion has a first front end face and a first rear end face in the rotation direction to the intake valve or exhaust valve opening of the main part, and the second protrusion is , Having a second front end face and a second rear end face in the rotation direction to the opening of the intake valve or exhaust valve of the first sub part, The side end face and the second front end face are opposed to each other, and a first interposition member that can be pushed out between the first rear end face and the second front end face is provided, and when the first interposition member is not extruded, The first subportion freely rotates with respect to the main portion, and when the first interposition member is pushed out, the first subportion is rotated by the second cam to open the intake valve or the exhaust valve. The third cam has a shape that does not protrude outward from the shape of the second cam, and the motion transmitting member is a second sub-portion that is rotated by the third cam. And a main part and a second sub part are adjacent to each other at least in the respective rotation axis directions parallel to each other, and the main part protrudes in the rotation axis direction toward the second sub part. And the sub part has a fourth projecting part projecting in the direction of the rotational axis toward the main part. The third protrusion has a third front end face and a third rear end face in the direction of rotation of the main part to the intake valve or the exhaust valve, and the fourth protrusion is an intake air of the second sub part. A fourth front end face and a fourth rear end face in the direction of rotation of the valve or the exhaust valve to open, the third rear end face and the fourth front end face face each other, and the third rear end face A second interposition member that can be extruded between the fourth front end face is provided, and when the second interposition member is not extruded, the second sub-portion rotates freely with respect to the main portion, and the second interposition member When the is pushed out, the rotation of the second sub-portion by the third cam is transmitted to the main portion via the second intervening member to open the intake valve or the exhaust valve, and the third front side The end face is separated from the fourth rear end face, and when both the first interposed member and the second interposed member are pushed out, the second cam The rotation operation of the one sub member is not transmitted to the second sub member. Thereby, when both the first interposition member and the second interposition member are pushed out, the second cam does not rotate the second sub member in addition to the first sub member and the main member, and the movable portion It is possible to prevent an increase in the required torque of the camshaft due to an increase in weight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a variable valve mechanism for an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the variable valve mechanism of FIG.
3 is an exploded perspective view of the variable valve mechanism in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view passing through a first protrusion of a main part of a motion transmitting member and a second protrusion of a first sub part perpendicular to a rotation axis.
5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view passing through a third projecting portion of the main portion of the motion transmitting member and a fourth projecting portion of the second sub-portion perpendicular to the rotation axis.
7 is a cross-sectional view passing through a first protrusion and a second protrusion having a shape different from that of FIG. 4 perpendicular to a rotation axis. FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Valve
4 ... Motion transmission member
31 ... First cam
32 ... Second cam
33 ... Third cam
41 ... main part
41b ... 1st protrusion part
41c ... 1st front side end surface
41d ... first rear side end face
41e ... third protrusion
41f ... Third front side end face
41g ... Third rear end face
42. First subpart
42b ... second protrusion
42c ... second front side end face
42d ... second rear side end face
43 ... Second subpart
43b ... 4th protrusion part
43c ... Fourth front end face
43d ... fourth rear end face
44 ... first interposition member
44 '... second interposition member
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