JP3985032B2 - Variable valve mechanism - Google Patents
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- F01L2307/00—Preventing the rotation of tappets
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の運転状況に応じてバルブタイミング及びリフト量を変化させる可変動弁機構に関し、特に直打式バルブリフタの回転阻止構造に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
カムプロフィールが軸方向に連続的に変化する立体カムと、該立体カムに接触するカム接触子を備えた直打式バルブリフタとを用いた可変動弁機構によれば、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バルブタイミング及びリフト量を連続的に変化させて、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうことができる。この可変動弁機構においては、立体カムに対してカム接触子が回転しないようにする回転阻止構造が設けられるが、前記公報に記載された回転阻止構造では、部品点数の増加や剛性の低下等の問題があった(後記の特開2000−136704号公報で指摘)。
【0003】
そこで、本出願人は先に、前記問題を解消できる回転阻止構造として、図18に示すとおり、直打式バルブリフタの倒立カップ状のカップ部材107の端壁部118の外周面に、シリンダヘッド109に対するカップ部材107の回転を阻止する凸部125を一体的に設け、シリンダヘッド109のガイド穴110の一部に、前記凸部125が摺動可能に嵌合する凹溝126を設けたものを提案した(特開2000−136704号公報)。この可変動弁機構によれば、部品点数を削減し、剛性を高めることができた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図7の回転阻止構造によると、端壁部118の外側に凸部125を設けるので、該凸部125が邪魔になって側壁部119の外周面の研削加工が困難になり、該面の精度を確保することも困難になっていた。
【0005】
そこで、本発明の目的は、カップ部材及びカム接触子の回転阻止構造を簡単な構成で実現することができ、側壁部の外周面の研削加工及び精度確保を容易化できる可変動弁機構を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の可変動弁機構は、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カムと、内燃機関の回転数等の運転状況に応じて前記立体カムを軸方向へ変位させる変位装置と、立体カムのカムプロフィールに基づいて往復動することによりバルブを開閉する直打式バルブリフタとを備えた可変動弁機構において、前記直打式バルブリフタは、立体カムと接触するカム接触子と、シリンダヘッドのリフタガイド穴に摺動可能に挿入された円筒状のカップ部材とを備え、前記カップ部材を、立体カムと対向する端壁部とリフタガイド穴に摺接する側壁部とから一体成形するとともに該側壁部に穴を貫設し、前記カップ部材に、該穴を介して前記側壁部の外側に突出する凸部と、該穴を通過不可能に形成され、前記カップ部材の内面に取り付けられる取付部とが一体形成されてなる回転阻止部材を取り付け、前記凸部は、前板部と、該前板部の両側端縁からそれぞれ後方に延びる側板部と、該前板部の上端縁から後方へ延びる上板部と、各側板部の後端縁に形成された側方へ延びる位置決め部とを備え、前記取付部は、上板部の後端縁から一体形成されており、シリンダヘッドのリフタガイド穴に前記凸部が摺動可能に嵌合する凹溝を形成したことを特徴としている。
【0007】
前記取付部としては、特に限定されないが、次の態様を例示する。
(1)前記側壁部内面を押圧することにより前記カップ部材に位置保持されるように構成された態様。
(2)前記端壁部内面に溶接固定されることにより取り付けられるように構成された態様。
【0008】
立体カムは、低回転用カムプロフィールから高回転用カムプロフィールまでカムプロフィールを軸方向に連続的に変化させたものが好ましい。
【0009】
低回転用カムプロフィールにおけるバルブタイミングの位相、開弁作用角及びリフト量と、高回転用カムプロフィールにおけるバルブタイミングの位相、開弁作用角及びリフト量は、個々の内燃機関における要求事項に応じて適宜設定することができる。もっとも、多くの場合、低回転用カムプロフィールは開弁作用角及びリフト量が小さく、高回転用カムプロフィールは開弁作用角及びリフト量が大きい。
【0010】
変位装置により立体カムを段階的に変位させる場合、二段階に変化させてもよいが、その場合は二段階の変位を調節できるようにすることが好ましい。さらに好ましくは、立体カムを少なくとも三段階に変位させることである。最も好ましくは、立体カムを連続的に変位させることである。変位装置は特定の構造に限定されず、油圧、電磁力等を利用したものを例示できる。
【0011】
追従接触機構は、特に限定されないが、リフタブリッジの中央部に設けられた半円筒内面座と、該半円筒内面座にロール運動可能に嵌合されたカム接触子とからなるものが好ましい。このカム接触子は、バルブクリアランス調整用の取替部品とされてもよい。その他、特開平9−296714号公報に示したカム接触子付ローラ機構を適用することもできる。
【0012】
なお、本発明の可変動弁機構は、吸気バルブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできるが、両方に適用することが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を吸気バルブ及び排気バルブの両方に適用した可変動弁機構の実施形態について、図面を参照して説明する。よって、実施形態において単にバルブというときは、吸気バルブと排気バルブの両方を指す。
【0014】
まず、図1〜図4に示すように、可変動弁機構のカムシャフト1には、図4において右側の低回転用カムプロフィールから左側の高回転用カムプロフィールまで、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カム2が形成されている。立体カム2はベース円部2aとノーズ部2bとからなり、ベース円部2aは、低回転用カムプロフィールにおいても高回転用カムプロフィールにおいても同一半径であるため、傾斜の無い円柱面である。しかし、ノーズ部2bは、低回転用カムプロフィールにおいては開弁作用角及びリフト量が小さく、高回転用カムプロフィールにおいては開弁作用角及びリフト量が大きいため、円錐面のように傾斜している。
【0015】
カムシャフト1の端部には、内燃機関の回転数等の運転状況に応じてカムシャフト1及び立体カム2を軸方向へ連続的に変位させる変位装置3が設けられている。変位装置3は、例えば、スプラインを用いたカムシャフト1のガイド部と、油圧を用いたカムシャフト1の駆動部とからなり(いずれも図示略)、内燃機関の回転センサやアクセル開度センサ等に基づいて作動するマイクロコンピュータ等の制御装置(図示略)により制御されるようになっている。
【0016】
カムシャフト1の下方には、立体カム2のカムプロフィールに基づいてバルブ4を開閉する直打式バルブリフタ5が配置されている。このバルブリフタ5は、立体カム2に接触するカム接触子6と、カム接触子6を支持する円筒状のカップ部材7とを備え、カップ部材7はスプリング8により立体カム2側へ付勢される。カム接触子6は半割り円柱状に形成され、立体カム2の回転に伴う接触線角度の変化に追従してカムシャフト1と直角の軸線周りで揺動される(図4参照)。カップ部材7はシリンダヘッド9のリフタガイド穴10に摺動可能に挿入され、立体カム2の回転に伴いカム接触子6を介しバルブ4のステム部4aと平行な軸線に沿って往復動される。
【0017】
ステム部4aはシリンダヘッド9に固定されたバルブガイド11に摺動可能に挿通されている。ステム部4aの上端部にはノッチ12が形成され、ノッチ12にはスプリングリテーナ13がコッタ14を介しバルブ軸線方向へ移動不能に係止されている。スプリング8はステム部4aに嵌挿され、その上端はスプリングリテーナ13に保持され、下端はシリンダヘッド9に固定されたスプリングシート15に保持されている。そして、スプリング8はカップ部材7を立体カム2側へ付勢することにより、カム接触子6を立体カム2に圧接させるとともに、バルブ4を閉鎖方向へ付勢するようになっている。なお、シリンダヘッド9の上面には立体カム2の回転軌跡を逃がすための逃がし凹部16(図3参照)が形成されている。
【0018】
カップ部材7は、立体カム2と対向する端壁部18とリフタガイド穴10に摺接する側壁部19とから一体成形されている。端壁部18の上面つまりカム対向面には、カムシャフト1の軸線とは直角の方向に長い隆起部20が一体的に設けられ、隆起部20にはカム接触子6が着座する半円筒内面座21が凹設されている。隆起部20及び半円筒内面座21はカム接触子6の支持部を構成し、この支持部にカム接触子6がカムシャフト1とは直角の軸線周りで揺動可能かつバルブ4の中心線周りで回動不能に支持されている。また、カム接触子6の長手方向の移動を規制するために、カム接触子6には端壁部18の切欠22に嵌合する突起23が設けられている。
【0019】
一方、シリンダヘッド9のリフタガイド穴10には凹溝26がカップ部材7の摺動方向に延びるように形成されている。そして、側壁部19には穴27が貫設され、該穴27を介してシリンダヘッド9に対するカップ部材7の回転を阻止する回転阻止部材25が取り付けられている。回転阻止部材25は、板バネ材からなり、カップ部材7の内側から穴27に挿通されて側壁部19の外側に突出する凸部30と、穴27を通過不可能に形成され、カップ部材7の内面に取り付けられる取付部31とが一体形成されてなっている。
【0020】
凸部30は、前板部35と、該前板部35の両側端縁からそれぞれ後方に延びる側板部36と、該前板部35の上端縁から後方へ延びる上板部37とを備えている。各側板部36の後端縁には側方へ延びる位置決め部38が形成されている。取付部31は、上板部37の後端縁から略垂下されたベース部40と、該ベース部40の両側端縁から後方へ延び、側壁部19の内周面を押圧する一対の押圧部41とを備えている。押圧部41は、その外面が側壁部19の内周面に略沿って対向するように略弓形に折曲形成されている。
【0021】
この回転阻止部材25を取り付けるには、一対の押圧部41を互いに近づけるように縮め、この状態で側壁部19の内側に挿入する。そして、穴27を通過させて凸部30を側壁部19の外側に突出させるとともに、押圧部41が端壁部18の内面の周方向に延びるように配設すると取り付けが完了する。このとき、一対の側板部36が穴27の内周面を押圧するので、凸部30の穴27からの抜けが防止される。また、位置決め部38が側壁部19の内周面に係止されることにより、凸部30が側壁部19の内周面に対して位置決めされる。また、押圧部41が側壁部19の内周面を押圧し、回転阻止部材25がカップ部材7から抜けないように該カップ部材7に位置保持される。
【0022】
上記のように構成された可変動弁機構によれば、次の効果を得ることができる。
▲1▼ カム接触子6の支持部である隆起部20及び半円筒内面座21が一体的に設けられたカップ部材7に、別体の回転阻止部材25を取り付けるようになっているので、端壁部18の外側に従来のような凸部を設けなくてもよく、側壁部19の外周面の研削加工が容易になり、該面の精度を確保することも容易になる。
【0023】
▲2▼ 取付部31は、側壁部19の内面を押圧することによりカップ部材7に位置保持されるように構成されているので、カップ部材7に溶接する等の固定作業が必要がなく、簡単に組み付けることができ、作業性が良い。
【0024】
次に、図5及び図6は回転阻止部材の変更例を示すものである。この回転阻止部材50は、取付部51を、その上面が端壁部18内面に対向するようにして上板部37の後端縁から両側へ円弧状に延びるように形成し、その先端部51aを端壁部18の内面に溶接固定することにより取り付けている点において上記実施形態と相違するものであり、その他は実質的に共通である。なお、溶接は、例えば図5に示す部分52のように、カップ部材7への熱影響の少ない部分ですることが好ましい。本実施形態によっても、上記実施形態と同様に、上記丸1の効果を得ることができる。
【0025】
なお、本発明は前記実施形態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回転阻止部材の構成・形状やその他各部の構成・形状等を適宜変更して具体化することもできる。
【0026】
【発明の効果】
本発明の可変動弁機構は、上記の通り構成されているので、カップ部材及びカム接触子の回転阻止構造を簡単な構成で実現することができ、側壁部の外周面の研削加工及び精度確保を容易化でき、回転阻止部材の凸部が側壁部の穴から抜けるのを防止でき、また、該凸部が側壁部の内周面に対して位置決めされるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した一実施形態の可変動弁機構を示す斜視図である。
【図2】同可変動弁機構の直打式バルブリフタの分解斜視図である。
【図3】(a)は同直打式バルブリフタの回転阻止部材を示す平面図、(b)は、同回転阻止部材のカップ部材への取付状態を示す平断面図、(c)は同直打式バルブリフタの平面図である。
【図4】同可変動弁機構の断面図である。
【図5】同直打式バルブリフタの変更例を示す斜視図である。
【図6】(a)は同直打式バルブリフタの変更例の回転阻止部材を示す斜視図、(b)は同回転阻止部材の平面図、(c)は同直打式バルブリフタの変更例の断面図である。
【図7】従来例の可変動弁機構を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 カムシャフト
2 立体カム
3 変位装置
4 バルブ
5 直打式バルブリフタ
6 カム接触子
7 カップ部材
8 スプリング
9 シリンダヘッド
10 リフタガイド穴
18 端壁部
19 側壁部
20 隆起部
21 半円筒内面座
25 回転阻止部材
26 凹溝
27 穴
30 凸部
31 取付部
41 押圧部
50 回転阻止部材
51 取付部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a variable valve mechanism that changes a valve timing and a lift amount in accordance with an operation state of an internal combustion engine, and particularly relates to a rotation blocking structure of a direct stroke type valve lifter.
[0002]
[Prior art]
According to the variable valve mechanism using a solid cam in which the cam profile continuously changes in the axial direction and a direct hitting valve lifter provided with a cam contact that contacts the solid cam, the internal combustion engine can be operated at a low speed. The valve timing and the lift amount can be continuously changed until high rotation, and precise control according to the operating condition of the internal combustion engine can be performed. In this variable valve mechanism, a rotation prevention structure that prevents the cam contact from rotating with respect to the three-dimensional cam is provided. However, in the rotation prevention structure described in the above publication, an increase in the number of parts, a decrease in rigidity, etc. (Pointed out in JP 2000-136704 A).
[0003]
Accordingly, the applicant of the present invention has previously made a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the rotation prevention structure of FIG. 7, since the
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable valve mechanism that can realize a rotation prevention structure for a cup member and a cam contact with a simple configuration, and can easily grind the outer peripheral surface of the side wall and ensure accuracy. There is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a variable valve mechanism according to the present invention includes a three-dimensional cam in which a cam profile is continuously changed in the axial direction, and the three-dimensional cam according to an operating condition such as the rotational speed of an internal combustion engine. In a variable valve mechanism comprising a displacement device for displacing in a direction and a direct stroke valve lifter that opens and closes a valve by reciprocating based on a cam profile of the solid cam, the direct stroke valve lifter contacts the solid cam And a cylindrical cup member slidably inserted into the lifter guide hole of the cylinder head, and the side wall that slidably contacts the end wall portion facing the solid cam and the lifter guide hole. A hole formed in the side wall portion, and a protrusion projecting outside the side wall portion through the hole, and a hole that cannot pass through the hole. Mosquito Attaching a rotation preventing member and the attachment portion attached to the inner surface of the flop member, which are integrally formed, wherein the convex portion includes a front plate portion, respectively from both side edges of the front plate portion side plate portion extending rearward, the An upper plate portion extending rearward from the upper end edge of the front plate portion and a positioning portion extending laterally formed at the rear end edge of each side plate portion, the mounting portion being integrated from the rear end edge of the upper plate portion It is formed, and a concave groove is formed in the lifter guide hole of the cylinder head so that the convex portion is slidably fitted.
[0007]
Although it does not specifically limit as said attachment part, The following aspect is illustrated.
(1) A mode in which the cup member is held in position by pressing the inner surface of the side wall.
(2) The aspect comprised so that it might attach by welding and fixing to the said end wall part inner surface.
[0008]
The solid cam is preferably one in which the cam profile is continuously changed in the axial direction from the low rotation cam profile to the high rotation cam profile.
[0009]
The valve timing phase, valve opening angle and lift amount in the low-rotation cam profile, and the valve timing phase, valve opening angle and lift amount in the high-rotation cam profile depend on the requirements of each internal combustion engine. It can be set appropriately. In many cases, however, the low-rotation cam profile has a small valve opening angle and lift, and the high-rotation cam profile has a large valve opening angle and lift.
[0010]
When the three-dimensional cam is displaced stepwise by the displacement device, it may be changed in two steps. In that case, it is preferable that the two-stage displacement can be adjusted. More preferably, the three-dimensional cam is displaced in at least three stages. Most preferably, the three-dimensional cam is continuously displaced. The displacement device is not limited to a specific structure, and examples using hydraulic pressure, electromagnetic force, and the like can be given.
[0011]
The follow-up contact mechanism is not particularly limited, but preferably includes a semi-cylindrical inner surface seat provided at the center of the lifter bridge and a cam contact fitted to the semi-cylindrical inner surface seat so as to allow a roll motion. This cam contactor may be a replacement part for adjusting the valve clearance. In addition, a roller mechanism with a cam contact shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-296714 can be applied.
[0012]
The variable valve mechanism of the present invention can be applied to either the intake valve or the exhaust valve, but is preferably applied to both.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a variable valve mechanism in which the present invention is applied to both an intake valve and an exhaust valve will be described below with reference to the drawings. Therefore, in the embodiment, the term “valve” refers to both an intake valve and an exhaust valve.
[0014]
First, as shown in FIGS. 1 to 4, the
[0015]
A
[0016]
Below the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
On the other hand, a recessed
[0020]
The
[0021]
In order to attach the
[0022]
According to the variable valve mechanism configured as described above, the following effects can be obtained.
(1) Since a separate
[0023]
(2) Since the mounting
[0024]
Next, FIG.5 and FIG.6 shows the example of a change of a rotation prevention member. The
[0025]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by appropriately changing the configuration / shape of the rotation prevention member and the configuration / shape of other parts without departing from the spirit of the invention. .
[0026]
【The invention's effect】
Since the variable valve mechanism of the present invention is configured as described above, the rotation prevention structure for the cup member and the cam contact can be realized with a simple configuration, and the outer peripheral surface of the side wall is ground and accuracy is ensured. The protrusion of the rotation preventing member can be prevented from coming out of the hole in the side wall, and the protrusion is positioned with respect to the inner peripheral surface of the side wall .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a variable valve mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a direct striking valve lifter of the variable valve mechanism.
3A is a plan view showing a rotation blocking member of the direct hitting valve lifter, FIG. 3B is a plan sectional view showing a state in which the rotation blocking member is attached to a cup member, and FIG. It is a top view of a hitting type valve lifter.
FIG. 4 is a sectional view of the variable valve mechanism.
FIG. 5 is a perspective view showing a modified example of the direct hitting valve lifter.
6A is a perspective view showing a rotation blocking member of a modified example of the direct hitting valve lifter, FIG. 6B is a plan view of the rotation blocking member, and FIG. 6C is a modified example of the direct hitting valve lifter. It is sectional drawing.
FIG. 7 is a perspective view showing a conventional variable valve mechanism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記直打式バルブリフタ(5)は、立体カム(2)と接触するカム接触子(6)と、シリンダヘッド(9)のリフタガイド穴(10)に摺動可能に挿入された円筒状のカップ部材(7)とを備え、
前記カップ部材を、立体カムと対向する端壁部(18)とリフタガイド穴に摺接する側壁部(19)とから一体成形するとともに該側壁部に穴(27)を貫設し、
前記カップ部材に、該穴を介して前記側壁部の外側に突出する凸部(30)と、該穴を通過不可能に形成され、前記カップ部材の内面に取り付けられる取付部(31,51)とが一体形成されてなる回転阻止部材(25,50)を取り付け、
前記凸部(30)は、前板部(35)と、該前板部の両側端縁からそれぞれ後方に延びる側板部(36)と、該前板部の上端縁から後方へ延びる上板部(37)と、各側板部の後端縁に形成された側方へ延びる位置決め部(38)とを備え、前記取付部(31,51)は、上板部(37)の後端縁から一体形成されており、
シリンダヘッドのリフタガイド穴に前記凸部が摺動可能に嵌合する凹溝(26)を形成したことを特徴とする可変動弁機構。A reciprocating motion based on a cam profile of a solid cam in which the cam profile is continuously changed in the axial direction, a displacement device for displacing the solid cam in the axial direction in accordance with an operating condition such as the rotational speed of the internal combustion engine, and the like. In a variable valve mechanism with a direct-acting valve lifter that opens and closes a valve by moving,
The direct hitting valve lifter (5) includes a cylindrical cup inserted in a slidable manner into a cam contact (6) that contacts the three-dimensional cam (2) and a lifter guide hole (10) of the cylinder head (9). A member (7),
The cup member is integrally formed from an end wall portion (18) opposed to the three-dimensional cam and a side wall portion (19) slidably contacting the lifter guide hole, and a hole (27) is formed through the side wall portion,
A convex part (30) projecting to the outside of the side wall part through the hole and an attachment part (31, 51) formed so as not to pass through the hole and attached to the inner surface of the cup member. And a rotation prevention member (25, 50) formed integrally with
The convex portion (30) includes a front plate portion (35), a side plate portion (36) extending rearward from both side edges of the front plate portion, and an upper plate portion extending rearward from the upper end edge of the front plate portion. (37) and a laterally extending positioning portion (38) formed at the rear edge of each side plate portion, and the attachment portions (31, 51) are arranged from the rear edge of the upper plate portion (37). Is formed as one piece,
A variable valve mechanism, wherein a concave groove (26) is formed in the lifter guide hole of the cylinder head so that the convex portion is slidably fitted therein.
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