JP4507467B2

JP4507467B2 - 可変動弁装置

Info

Publication number: JP4507467B2
Application number: JP2001204224A
Authority: JP
Inventors: 和己小川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: JP2003020918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変動弁装置に関し、特に詳述すればエンジンの弁体のリフト量を可変とする装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−１３１７２７号公報に開示された可変動弁装置は、弁口を開閉する弁体と、弁体を閉方向に付勢するスプリングと、弁体を開方向に付勢するカムと、前記弁体とカムとの間に介在する伝達手段とを備えている。伝達手段はカムと弁体との間に配設されたロッカーアームと、ロッカーアームの作用長を可変とするスライダと、スライダをその軸方向に可動とする可動機構から構成されている。ロッカーアームの一端は有底のシリンダ状に形成されたスライダと摺動して係合し、スライダの底部が支点となってロッカーアームが揺動する。ここで、ロッカーアームの一端とスライダの係合量が大きければロッカーアームの作用長が短く、カムによるロッカーアームの揺動高さが相対的に大きくなる。従って、弁体のリフト量が大きくなる。一方、ロッカーアームの一端とスライダの係合量が小さければロッカーアームの作用長が長く、カムによるロッカーアームの揺動高さが相対的に小さくなる。従って、弁体のリフト量が小さくなる。このようにして従来の可変動弁装置では弁体のリフト量を可変としていた。
【０００３】
ところで、この可変動弁装置はスライダをその軸方向に可動とする可動機構をスライダと同軸上に配設しており、これによりスライダの可動幅が制限され、ついてはロッカアームの作用長の可変幅が小さくなり、弁体の小量のリフトが困難となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、可変動弁装置においてその弁体の小量のリフトを容易にすることを、その技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の技術的手段は、通路を開閉する弁体と、前記弁体を閉方向に付勢する第１付勢手段と、カムシャフトとともに回転し、前記弁体を開方向に付勢するカムと、前記弁体と該カムとの間に介在する伝達手段とを備える可変動弁装置において、前記伝達手段は、前記弁体と係合する可動部材と、揺動自在に支承され、一方で前記カムと係合すると共に他方で前記可動部材と互いに外面上で係合する第１揺動部材と、前記カムシャフトの径方向に延在した端部が駆動手段と係合し、一端が前記第１揺動部材と係合され、前記カムシャフトに揺動自在に支承された第２揺動部材と、を備え、前記第２揺動部材により前記第１揺動部材が回動して、前記可動部材と前記第１揺動部材との係合位置が可変とされる構成としたことである。
【０００６】
上記の手段によれば、第１揺動部材の回動により、可動部材を介して第１揺動部材と係合する弁体の揺動量が可変する。また、第１揺動部材が可動部材と外面上で係合することにより、第１揺動部材と可動部材との係合位置を第１揺動部材の支点近くに配設でき、可動部材の移動量が小さくなる。また、径方向に延在した端部が駆動手段と係合し、一端が第１揺動部材と係合され、カムシャフトに揺動自在に支承される第２揺動部材により、小さい力で可動部材と第１揺動部材との係合位置が変化する。また、第２揺動部材の回動により可動部材の揺動量を可変する。
【０００９】
上記課題を解決するための第２の技術的手段は、第１の技術的手段に加えて、前記第１揺動部材はその一端に前記カムと接するフォロアーを有し、前記カムは基準円部と、頂部と、該基準円部と該頂部とをなだらかに連続させる中間部からなり、前記フォロアーと前記カムの基準円部が接する状態において、前記第１揺動部材の前記可動部材と係合する部位が前記基準円部の中心を中心軸とする円周面で形成されるようにしたことである。
【００１０】
上記の手段によれば、第１揺動部材と可動部材との係合位置によらず、第１揺動部材と基準円部とが係合する状態で弁体は閉じた状態となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施形態における可変動弁装置である。図示しないエンジンのシリンダヘッド１１には、吸気または排気通路（通路）１２が形成されている。通路１２の下端はエンジンの燃焼室１３に開口している。通路１２には弁座１４が配設され、弁座１４を介して通路１２が弁体１５によって開閉可能とされている。弁体１５は支持部材１６を介してシリンダヘッド１１に摺動自在に支承されている。弁体１５の上端にはリテーナ１７が固設され、このリテーナ１７とシリンダヘッド１１の凹部の底面１８との間にスプリング（第１付勢手段）１９が張設されている。このスプリング１９は弁体１５を、常時、通路を閉じる方向に付勢している。
【００１２】
弁体１５の上端は、シリンダヘッド１１に配設されたラッシュアジャスタ２０を支点として、一端側を揺動自在に支承されたロッカーアーム（第３揺動部材；可動部材；伝達手段）２１の他端側の下面に形成された係合部２１ａを介して係合している。レバー（第２揺動部材）２２はシリンダヘッド１１にカムシャフト２７を介して揺動自在に支承されており、制御手段２３の信号を受けて駆動される駆動手段２４によって揺動駆動される。制御手段２３にはエンジンの例えばスロットル開度などの各種情報が入力される。レバー２２はアーム２５が揺動自在に係合される下側部材２２ｂと、径方向に延伸した端部を駆動手段２４と係合する上側部材２２ａとでカムシャフト２７を挟持し２本のボルト２８で締結されカムシャフト２７に揺動自在に支承されている。アーム２５はローラ２１ｂを介してロッカアーム２１と接合しており、その他端には、サブローラ２５ｂが回転自在に支承されている。なお、本実施形態は吸気側および排気側にそれぞれ２個の弁体を有する可変動弁装置を示すものである。
【００１３】
このアーム２５にはサブローラ２５ｂを介して、カムシャフトのアーム２５に対向する位置に一体に形成され、カムシャフトの回転とともに回転するカム２６が係合している。弁体１５とカム２６との間に伝達手段であるロッカーアーム２１、ローラ２１ｂ、アーム２５及びサブローラ２５ｂが介在している。カム２６は基準円部２６ａと、頂部２６ｂと、両部２６ａ，ｂ間をなだらかに連続させる中間部２６ｃから構成されている。
【００１４】
以上の構成からなる可変動弁装置について、その作用を以下に説明する。エンジンの始動に伴ってカム２６が回転する。カム２６の基準円部２６ａがサブローラ２５ｂの外周面と接している時、カム２６は弁体１５に対して通路１２を開く付勢力を作用させることができない。従って、弁体１５はスプリング１９の付勢力によってリテーナ１７を介して図示上方へと付勢され、弁座１４に着座している。即ち、通路１２は閉じられている。カム２６が回転すると、サブローラ２５ｂの外周面と接する部分がカム２６の中間部２６ｃ、頂部２６ｂと変化していく。このとき、中間部２６ｃおよび頂部２６ｂはサブローラ２５ｂを介してアーム２５を下方向へと付勢し、アーム２５はサブローラ２５ｂを介してレバー２２との係合部を支点として図示右回りに揺動する。アーム２５のローラ２１ｂとの接点部における揺動量（揺動高さ）は、カム２６がその基準円部２６ａから中間部２６ｃ、頂部２６ｂへと変化していくことで増加していき、再度中間部２６ｃから基準円部２６ａへと戻っていくことで減少していく。尚、アーム２５の円弧部２５ａにおける最大揺動量（最大揺動高さ）は、カム２６の頂部２６ｂの基準円部２６ａに対する突出量（突出高さ）に依存するもので、常時一定である。
【００１５】
アーム２５の揺動はローラ２１ｂを介してロッカアーム２１へと伝わる。ロッカーアーム２１は、ラッシュアジャスタ２０との係合部を支点として図示左回りに揺動する。そして、ロッカーアーム２１と係合する弁体１５が、スプリング１９の付勢力に抗して図示下方へと移動する。この結果、弁体１５は弁座１４から離れ、通路１２を開く。
【００１６】
ところでロッカーアーム２１の弁体１５との係合部２１ａにおける最大揺動量（最大揺動高さ）は、アーム２５の円弧部２５ａとローラ２１ｂとの係合位置によって変化する。例えば図２において、アーム２５はロッカーアーム２１と長さＬ１をもって係合する。一方、図３において、アーム２５はロッカーアーム２１と長さＬ２をもって係合する。前述したとおり、アーム２５の円弧部２５ａにおける最大揺動量は変わらないため、ロッカーアーム２１の係合部２１ｂの最大揺動量は、アーム２５が図２にあるときをＨ１と、アーム２５が図３にあるときをＨ２とすると、Ｈ１＜Ｈ２の関係になる。つまり、アーム２１の支点と基準円部２６ａの中心とローラ２１ｂの中心とが直線上に配設されるとき、弁体１５のリフト量は小さく、アーム２１の支点がローラ２１ｂと離れるにともない弁体１５のリフト量は大きくなる。
【００１７】
尚、アーム２５はレバー２２を介してカムの基準円部２６ａの中心を中心軸として周方向に回動し、その回動量は制御手段２３によってリニアに制御される。図４は図１の状態におけるＡ視側面図である。
【００１８】
図５に示す第２の実施形態は、第１の実施形態の可動部材を、ラッシュアジャスタ２０およびラッシュアジャスタ２０を支点として揺動自在に支承されるロッカアーム２１からタペット部材３０に置換したものである。
【００１９】
その作用を以下に説明する。弁体１５とカム２６との間に伝達手段であるアーム２５及びタペット部材３０が介在しており、カム２６の回転によるアーム２５の揺動がアーム２５の円弧部２５ａ及びタペット部材３０を介して伝達され弁体１５が開閉される。
【００２０】
第２の実施形態は、第１の実施形態に対し可変動弁装置を小型化できる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、可動部材と第１揺動部材が互いに外面上で係合しているので、雰囲気中に潤滑油が霧状に存在すれば係合部は十分に潤滑される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における可変動弁装置の構成図である。
【図２】図１に示す装置の他の状態を示す。
【図３】図１に示す装置の他の状態を示す。
【図４】図１に示す装置のＡ視側面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における可変動弁装置の構成図である。
【符号の説明】
１５・・・弁体
１９・・・スプリング（第１付勢手段）
２６・・・カム
２７・・・カムシャフト
２１・・・ロッカーアーム（第３揺動部材；可動部材；伝達手段）
３０・・・タペット部材（可動部材；伝達手段）
２５・・・アーム（第１揺動部材；伝達手段）
２５ｂ・・・サブローラ（フォロアー）
２０・・・ラッシュアジャスタ
２２・・・レバー（第２揺動部材）

Claims

通路を開閉する弁体と、
前記弁体を閉方向に付勢する第１付勢手段と、
カムシャフトとともに回転し、前記弁体を開方向に付勢するカムと、
前記弁体と該カムとの間に介在する伝達手段とを備える可変動弁装置において、
前記伝達手段は、前記弁体と係合する可動部材と、
揺動自在に支承され、一方で前記カムと係合すると共に他方で前記可動部材と互いに外面上で係合する第１揺動部材と、
前記カムシャフトの径方向に延在した端部が駆動手段と係合し、一端が前記第１揺動部材と係合され、前記カムシャフトに揺動自在に支承された第２揺動部材と、を備え、
前記第２揺動部材により前記第１揺動部材が回動して、前記可動部材と前記第１揺動部材との係合位置が可変とされることを特徴とする可変動弁装置。
前記第１揺動部材はその一端に前記カムと接するフォロアーを有し、前記カムは基準円部と、頂部と、該基準円部と該頂部とをなだらかに連続させる中間部からなり、前記フォロアーと前記カムの基準円部が接する状態において、前記第１揺動部材の前記可動部材と係合する部位が前記基準円部の中心を中心軸とする円周面で形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
前記可動部材はラッシュアジャスタを支点として揺動自在に支承される第３揺動部材より構成されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の可変動弁装置。