JP4813399B2 - Variable valve mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の運転状況に応じてバルブの開閉量を段階的に変更する可変動弁機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism that changes the opening / closing amount of a valve stepwise in accordance with the operating condition of an internal combustion engine.
この種の可変動弁機構の中には、図8,図9に示す従来例1の可変動弁機構110のように、回転カム111に当接する入力ローラ114を備えたインナアーム113と、その両側に配されてバルブ7に当接するアウタアーム115とからなるロッカアーム112を備え、切替機構116によって、インナアーム113とアウタアーム115とを相互に相対変位不能に連結した連結状態とその連結を解除した連結解除状態との間で切替を行うことによりバルブ7の開閉量を変更するものがある(特許文献1)。
Among this type of variable valve mechanism, an
そして、上記切替について、より詳しく説明すると、切替機構116は、入力ローラ114を軸支した中空軸114xの内部及びその延長線上に位置するアウタアーム115の内部に並べて配された2本の連結ピン117を、ロッカアーム112の外部に設けられたピン駆動機構118により、仲介ピン119を介して押圧して、インナアーム113とアウタアーム115との間を跨ぐ位置と跨がない位置との間でそれぞれ変位させることによって、連結状態と連結解除状態との間で切替を行う。
The switching will be described in more detail. The
また、その他、図10に示す従来例2の可変動弁機構120のように、長さ方向中間部に入力ローラ124を備えたインナアーム123とその両側に配されたアウタアーム125とからなるロッカアーム122を備え、インナアーム123及びアウタアーム125の基端部に設けられた連結ピン127を、インナアーム123の内部に設けられた油圧機構128により、インナアーム123とアウタアーム125との間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位させることによって、連結状態と連結解除状態との間で切替を行い、該切替によりバルブ7の開閉量を変更するものもある(特許文献2)。
ところが、従来例1においては、連結ピン117を駆動するピン駆動機構118をロッカアーム112の外部に必要とするため、部品点数が多くなり、切替機構の構造が複雑になってしまう。また、入力ローラ114を軸支した中空軸114xの内部に連結ピン117が配される軸の二重構造となるため、部品点数が増え、該入力ローラ114を備えるインナアーム113の構造が複雑になってしまう。
However, in the conventional example 1, the
また、従来例2においては、連結ピン127を駆動する油圧機構128が、インナアーム123の内部に設けられているため、ロッカアーム122の外部にピン駆動機構を別途必要とせず、よって、切替機構126の構造は、実施例1に比べて簡単になってはいるが、ここでは、インナアーム123とアウタアーム125との連結及びその解除が、動力源が入力される入力ローラ124から離れた基端部で行れる関係上、連結状態と連結解除状態との間でのロッカアーム122の動きの変化が複雑になり、それに伴い該ロッカアーム122の構造も複雑になってしまう。
In the second conventional example, since the
そこで、ロッカアームの動きの変化や構造を複雑にすることなく切替機構の構造を簡単にすることを第一の目的とし、入力ローラを備える入力部材の構造を簡単にすることを第二の目的とする。 Therefore, the first object is to simplify the structure of the switching mechanism without complicating the change or structure of the movement of the rocker arm, and the second object is to simplify the structure of the input member including the input roller. To do.
上記第一の目的を達成するため、本発明の可変動弁機構は、回転カムに回転可能に当接する入力ローラを備えた入力部材とバルブに当接する出力部材とを含むロッカアームと、前記入力部材と前記出力部材とを相互に相対変位不能に連結した連結状態とその連結を解除した連結解除状態との間で切替を行う切替機構とを含み構成され、前記切替により前記バルブの開閉量を変更する可変動弁機構において、前記切替機構は、前記入力ローラの軸線上にて軸線方向へ前記入力部材と前記出力部材との間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に設けられた連結ピンと、該連結ピンを油圧で駆動する前記ロッカアームの内部に設けられた油圧室と、該油圧室に前記油圧を供給する油路とを含み構成されたことを特徴とする。 In order to achieve the first object, a variable valve mechanism according to the present invention includes a rocker arm including an input member having an input roller that rotatably contacts a rotating cam, and an output member that contacts the valve, and the input member. And a switching mechanism for switching between a connected state in which the output member and the output member are connected to each other so as not to be relatively displaceable and a released state in which the connection is released, and the opening / closing amount of the valve is changed by the switching. In the variable valve mechanism, the switching mechanism is provided to be displaceable between a position straddling between the input member and the output member and a position not straddling in the axial direction on the axis of the input roller. And a hydraulic chamber provided inside the rocker arm for hydraulically driving the coupling pin, and an oil passage for supplying the hydraulic pressure to the hydraulic chamber.
また、上記第二の目的を達成するため、前記連結ピンは、前記入力ローラの軸心に貫設された軸穴に挿入され、該入力ローラを軸支していることを特徴とする。連結ピン自体で入力ローラを軸支することによって、従来例1で示したような中空軸を省くことができるからである。 To achieve the above second object, the connecting pin is inserted into the shaft holes formed through the axis of the input roller, characterized in that axially supports the input roller. This is because the hollow shaft as shown in the conventional example 1 can be omitted by pivotally supporting the input roller with the connecting pin itself.
ここでいうバルブの開閉量の変更とは、特に限定されないが、前記回転カムの回転に従い前記バルブを駆動する駆動状態と、該駆動を完全に停止する駆動停止状態との間で切換を行う場合や、前記回転カムの回転に従い前記バルブを比較的大きいリフト量で開閉する高リフト状態と、比較的小さいリフト量で開閉する低リフト状態との間で切換を行う場合等が例として挙げられる。 The change in the opening / closing amount of the valve here is not particularly limited, but switching is performed between a driving state in which the valve is driven according to the rotation of the rotating cam and a driving stop state in which the driving is completely stopped. Another example is a case of switching between a high lift state in which the valve is opened and closed with a relatively large lift amount and a low lift state in which the valve is opened and closed with a relatively small lift amount according to the rotation of the rotating cam.
前記ロッカアームは、特に限定されないが、後端部(基端部)に揺動中心部を備え、長さ方向中間部に前記入力ローラを備え、先端部に前記バルブが当接するものや、後端部に前記入力ローラを備え、長さ方向中間部に揺動中心部を備え、先端部に前記バルブが当接するもの等が例として挙げられる。 The rocker arm is not particularly limited, but includes a rocking center portion at the rear end portion (base end portion), the input roller at the middle portion in the length direction, and the valve abutting on the front end portion, For example, the input roller may be provided in the part, the swinging central part may be provided in the middle in the length direction, and the valve may be in contact with the tip part.
また、前記ロッカアームは、特に限定されないが、次の(i)(ii)の形態が例として挙げられる。
(i)1つの前記ロッカアームは、2つの前記バルブを駆動する形態。
(ii)1つの前記ロッカアームは、1つの前記バルブを駆動する形態。
Further, the rocker arm is not particularly limited, but the following forms (i) and (ii) can be given as examples.
(I) One rocker arm drives the two valves.
(Ii) One rocker arm drives one valve.
また、前記ロッカアームの入力部材と出力部材とは、特に限定されないが、次の(1)〜(3)に示すものである場合が例として挙げられる。
(1)前記入力部材は相対的に内側に揺動可能に設けられたインナアームであって、前記出力部材は相対的に外側に揺動可能に設けられたアウタアームである場合。
(2)前記入力部材及び前記出力部材は、左右に並べて設けられた左側アーム及び右側アームのうちのそれぞれ一方及び他方である場合。
(3)前記出力部材は揺動可能に設けられたアーム本体であって、前記入力部材は、前記アーム本体に相対変位可能に取り付けられた変位部材である場合。
In addition, the input member and the output member of the rocker arm are not particularly limited, but examples include the following (1) to (3).
(1) In the case where the input member is an inner arm provided to be relatively swingable inward, and the output member is an outer arm provided to be swingable relatively outward.
(2) When the input member and the output member are one and the other of a left arm and a right arm provided side by side, respectively.
(3) The output member is an arm main body provided to be swingable, and the input member is a displacement member attached to the arm main body so as to be capable of relative displacement.
前記可変動弁機構の各構成要素の配置は、特に限定されないが、前記ロッカアームは、ラッシュアジャスタの先端部に取り付けられ、前記油路は、前記ラッシュアジャスタ及び前記ロッカアームの内部を経由したもの等が例として挙げられる。 The arrangement of each component of the variable valve mechanism is not particularly limited, but the rocker arm is attached to the tip of a lash adjuster, and the oil passage is routed through the inside of the lash adjuster and the rocker arm. Take as an example.
また、前記油圧室は、特に限定されないが、前記出力部材に開口を前記入力部材側に向けて凹設された、前記連結状態の時には前記連結ピンの一端が挿入され、前記連結解除状態の時には該一端が抜脱される有底穴の穴内に、前記連結状態の時には、前記挿入された連結ピンにより前記開口が閉塞され、前記連結解除状態の時には、前記抜脱された連結ピンと前記入力部材とにより前記開口が閉塞されることによって形成され、前記油圧室と前記連結ピンとの間には、前記連結状態及び前記連結解除状態のいずれの時にも前記有底穴から抜脱されることなく前記開口を閉塞する閉塞ピンが介装されていないことが好ましい。該閉塞ピンを設けないことによって部品点数を減らし、切替機構の構造を簡単にすることができるからである。 Further, the hydraulic chamber is not particularly limited, but the output member has an opening recessed toward the input member, and one end of the connection pin is inserted in the connected state, and in the disconnected state. In the hole of the bottomed hole from which the one end is removed, the opening is closed by the inserted connecting pin in the connected state, and in the disconnected state, the removed connecting pin and the input member And the opening is closed, and between the hydraulic chamber and the connecting pin, without being pulled out from the bottomed hole in both the connected state and the disconnected state. It is preferable that a closing pin for closing the opening is not interposed. This is because by not providing the closing pin, the number of parts can be reduced and the structure of the switching mechanism can be simplified.
また、前記切換機構は、特に限定されないが、前記連結ピンを前記油圧に抗した方向へ付勢するスプリングを備え、該スプリングは、前記ロッカアームの側面に取り付けられた該ロッカアームの長さ方向へ延びる板バネであることが好ましい。スプリングをこのような板バネにすれば、コイルバネにする場合に比べて、該スプリングが嵩張り難く、省スペース化を実現できるからである。 The switching mechanism is not particularly limited, and includes a spring that biases the connecting pin in a direction against the hydraulic pressure, and the spring extends in a length direction of the rocker arm attached to a side surface of the rocker arm. A leaf spring is preferred. This is because, if the spring is made of such a leaf spring, the spring is less bulky than the case of using a coil spring, and space saving can be realized.
また、前記ロッカアームを前記揺動可能に支持する構造は、特に限定されないが、前記ロッカアームを軸支した支点ピンが、該軸支した部分の該支点ピンの長さ方向側に配されたラッシュアジャスタに支持されることによって、前記ロッカアームは、前記揺動可能に支持されていることが好ましい。このような構造にすれば、ロッカアームがラッシュアジャスタからばらけ難くなり、また、ロッカアームが幅方向へ傾き難くなるからである。また、このとき、前記ラッシュアジャスタは、特に限定されないが、前記ロッカアームの両側に一本ずつ配され、前記支点ピンは、一対の前記ラッシュアジャスタによって、前記両側から前記支持されていることが好ましい。このような構造にすれば、よりばらけ難くなり、また、より傾き難くなるからである。 Further, the structure for supporting the rocker arm so as to be swingable is not particularly limited, but a lash adjuster in which a fulcrum pin that pivotally supports the rocker arm is disposed on a length direction side of the fulcrum pin of the pivotally supported portion. It is preferable that the rocker arm is supported so as to be swingable. With such a structure, it is difficult for the rocker arm to be separated from the lash adjuster, and the rocker arm is difficult to tilt in the width direction. Further, at this time, the lash adjuster is not particularly limited, but it is preferable that one lash adjuster is arranged on each side of the rocker arm, and the fulcrum pins are supported by the pair of lash adjusters from both sides. This is because such a structure makes it more difficult to disperse and more difficult to tilt.
本発明によれば、切替機構は、ロッカアームの内部に油圧室を備えているため、従来例1のように、該ロッカアームの外部に連結ピンを駆動するピン駆動機構を別途設ける必要性はなく、よって、該切換機構の構造が簡単になっている。また、該切替機構の連結ピンは、入力ローラの軸線上にあるため、従来例2のように、連結状態と連結解除状態との間でのロッカアームの動きの変化が複雑になったり、それに伴い該アームの構造が複雑になったりすることもない。 According to the present invention, since the switching mechanism includes the hydraulic chamber inside the rocker arm, there is no need to separately provide a pin driving mechanism for driving the connecting pin outside the rocker arm as in Conventional Example 1. Therefore, the structure of the switching mechanism is simplified. Further, since the connecting pin of the switching mechanism is on the axis of the input roller, the change in the movement of the rocker arm between the connected state and the disconnected state is complicated as in the conventional example 2, and accordingly, The structure of the arm is not complicated.
また、更に、連結ピンで入力ローラを軸支するようにすれば、従来例1で示したような入力ローラを軸支する中空軸とその内部に配された連結ピンとによる軸の二重構造をなくし、入力部材の構造を簡単にすることもできる。 Further, if the input roller is pivotally supported by the connecting pin, a double shaft structure comprising a hollow shaft for pivotally supporting the input roller and a connecting pin arranged in the interior as shown in the conventional example 1 is achieved. In addition, the structure of the input member can be simplified.
本発明の可変動弁機構9は、回転カム10に回転可能に当接する入力ローラ23を備えた入力部材21とバルブ7に当接する出力部材26とを含むロッカアーム20と、入力部材21と出力部材26とを相互に相対変位不能に連結した連結状態とその連結を解除した連結解除状態との間で切替を行う切替機構40とを含み構成され、該切替によりバルブ7の開閉量を変更する。
The
切替機構40は、入力ローラ23の軸線上にて軸線方向へ、入力部材21と出力部材26との間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に設けられた連結ピン45と、該連結ピン45を油圧で駆動するロッカアーム20の内部に設けられた油圧室53と、該油圧室53に該油圧を供給する油路54とを含み構成されている。連結ピン45は、入力ローラ23の軸心に貫設された軸穴24に挿入され、該入力ローラ23を軸支している。
The
本実施例1の図1〜図3に示す可変動弁機構9は、内燃機関の運転状況に応じてバルブの開閉量を段階的に変更する機構である。この可変動弁機構9は、本実施例1では、複数あるシリンダ(図示略)のうちの半数のシリンダ5に対してのみ設けられており、各可変動弁機構9は、各シリンダ5に対してそれぞれ2本ずつ設けられた吸気用のバルブ7をそれぞれ駆動する。この可変動弁機構9は、内燃機関の回転に従い回転する回転カム10と、バルブ7を閉じる方向へ付勢するバルブスプリング15と、回転カム10とバルブ7と間に揺動可能に介装されたロッカアーム20と、該ロッカアーム20の状態を切り替える切替機構40とを含み構成され、該切替により、バルブ7を回転カム10の回転に従い駆動する駆動状態とその駆動を停止する駆動停止状態との間で切替を行う。
The
回転カム10は、内燃機関が稼動するのに従って回転駆動されるカムシャフト10x上に形成されており、基本部分となるベース円部11と、該ベース円部11から突出したカムノーズ12とを含み構成されている。この回転カム10は、ロッカアーム20の上方に配されており、該回転カム10の外周面には、ロッカアーム20の入力ローラ23を押圧するカム面10sが形成されている。なお、図1においては、便宜上、これら回転カム10及びカムシャフト10xを2点差線で示している。
The
ロッカアーム20は、2つのバルブ7を同時に駆動する2弁一体型のアームであって、回転カム10に当接する入力部材21と、バルブ7に当接する出力部材26とからなる。
The
詳しくは、入力部材21は、出力部材26の内側に設けられたインナアームであって、基端部に、ラッシュアジャスタ30に揺動可能に支持されるための貫通穴状の支点穴22を備え、先端部に回転カム10に回転可能に当接する入力ローラ23を備えている。この入力部材21とシリンダヘッド6との間には、該入力部材21を回転カム10に付勢するロストモーションスプリング35が取り付けられている。
Specifically, the
また、出力部材26は、入力部材21の両外側に設けられた、該入力部材21よりも先端側に長いアウタアームであって、基端部に、ラッシュアジャスタ30に揺動可能に支持されるための貫通穴状の支点穴27を備え、先端部に、バルブ7のステムエンド7eに当接する曲面状の出力面28を備えている。
The
これら入力部材21と出力部材26とは、次のようにして、シリンダヘッド6の上方に支持されている。すなわち、入力部材21と出力部材26との基端部は、支点ピン32によって軸支されており、該支点ピン32は、その長さ方向両側に配された一対のラッシュアジャスタ30によって該両側から支持されている。詳しくは、各ラッシュアジャスタ30は、それぞれ上部に貫通穴状の支持穴31を備えた上部リング型の形状をしており、該ラッシュアジャスタ30の支持穴31と入力部材21の支点穴22と出力部材26の支点穴27とに、一本の支点ピン32がそれらの穴の各相互間を跨いで挿入されることにより、入力部材21と出力部材26との基端部は、該シリンダヘッド6の上方に揺動可能に支持されている。そのため、本実施例1では、ロッカアームを上に載せるだけの上部半球型のラッシュアジャスタを使用した場合に比べて、ロッカアーム20がラッシュアジャスタ30からばらけ難く、また、ロッカアーム20は幅方向へ傾き難くなっている。
The
切替機構40は、入力部材21と出力部材26とを相互に相対変位不能に連結した連結状態とその連結を解除した連結解除状態との間で切替を行う機構であって、可変動弁機構9は、該切換により前述の駆動状態と駆動停止状態との間で切替を行う。この切替機構40は、入力ローラ23の軸線上にて軸線方向へ、入力部材21と出力部材26との間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に設けられた連結ピン45と、該連結ピン45を油圧で一方向へ押圧する油圧機構51と、該連結ピン45を前述の一方向とは反対側の他方向へ押圧するスプリング56とを含み構成されている。詳しくは、この切換機構40は、油圧機構51の油圧で連結ピン45を一方向へ駆動することによって、連結解除状態とし、該油圧を緩めスプリング56の押圧力で他方向へ駆動することによって、連結状態とする。
The
連結ピン45は、ロッカアーム20に設けられたピン穴41に、その穴の長さ方向へ変位可能に取り付けられている。詳しくは、ピン穴41は、一方の出力部材26の長さ方向中間部に開口を入力部材21側に向けて凹設された有底穴状の第一穴42と、入力部材21の先端部に貫設された貫通穴状の第二穴43と、他方の出力部材26の長さ方向中間部に開口を入力部材21側に向けて凹設された有底穴状の第三穴44とを含み構成されている。第二穴43は、入力ローラ23の軸線上に軸線方向へ貫設されており、よって、該第二穴43は、入力ローラ23の軸心に貫設された軸穴24を構成要素として含んでいる。連結ピン45は、連結解除状態の時には第二穴43内に収納され、連結状態の時には第一穴42と第二穴43との間を跨ぐ第一ピン46と、連結解除状態の時には第三穴44内に収納され、連結状態の時には第二穴43と第三穴44との間を跨ぐ第二ピン47とを含んでいる。第一ピン46は、入力ローラ23の軸穴24に、連結状態及び連結解除状態のいずれの時にも該軸穴24から抜脱されることのない状態で、従来例1で示したような中空軸も間に介さず単独で挿入され、該連結ピン45自体で入力ローラ23をベアリング25を介して軸支している。
The connecting
スプリング56は、連結ピン45を第一穴42側に押圧するコイルバネであって、第三穴44の底面と第二ピン47との間に介装されている。
The
油圧機構51は、連結ピン45を第三穴44側に押圧する機構である。この油圧機構51は、連結ピン45を油圧で駆動する、出力部材26の内部に設けられた油圧室53と、該油圧室53に油圧を供給する油路54とを含み構成されている。詳しくは、該油圧機構51は、第一穴42の底面と第一ピン46との間に、第一穴42を閉塞する閉塞ピン52を備え、閉塞ピン52と第一穴42の底面との間に前述の油圧室53が形成されている。その油圧室53には、前述の油路54が連通しており、該油路54は、シリンダヘッド6、一方のラッシュアジャスタ30、支点ピン32及び一方の出力部材26の内部を経由している。この油圧機構51は、油路54から油圧室53に供給する油圧を変更し、該油圧室53内の油圧を変更することによって、スプリング56と協働して連結ピン45を前述の一方向及び他方向へ駆動する。
The
以上に示した可変動弁機構9の様子を、(1)内燃機関の低速回転時 と(2)内燃機関の高速回転時 とに分けて以下に説明する。
The state of the
(1)内燃機関の低速回転時
このとき、図2(a)に示すように、油圧室53内の油圧が増加することによって、該油圧で閉塞ピン52を介して、2つのピン46,47を含む連結ピン45がスプリング56の押圧力に抗して第三穴44側に駆動される。このとき、閉塞ピン52は第一穴42内に収納され、第一ピン46は第二穴43内に収納され、第二ピン47は、第三穴44内に収納される。そのため、第一ピン46及び第二ピン47とも、各穴42,43,44の各相互間を跨ぐことはなく、よって、連結解除状態となり、入力部材21と出力部材26とがそれぞれの基端部を中心に相対回動可能となる。そのため、このとき、入力部材21は、図3(a)及び(b)に示すように、回転カム10の回転に従い、出力部材26から独立して揺動する。そのため、この連結解除状態の時には、バルブ7は駆動停止状態となり、よって、該可変動弁機構9が設置されている半数のシリンダ5には、吸気が行われることはなく、残り半数のシリンダのみからの出力によって内燃機関が稼動する。
(1) During low-speed rotation of the internal combustion engine At this time, as shown in FIG. 2A, when the hydraulic pressure in the
(2)内燃機関の高速回転時
このとき、図2(b)に示すように、油圧室53内の油圧が減少することによって、2つのピン46,47を含む連結ピン45がスプリング56の押圧力によって第一穴42側に押し返される。このとき、第一ピン46は、第一穴42と第二穴43との間を跨ぐ位置に配され、第二ピン47は、第二穴43と第三穴44との間を跨ぐ位置に配され、これらによって、連結状態となる。そのため、このとき、ロッカアーム20は、図3(c)及び(d)に示すように、入力部材21と出力部材26とがそれぞれの基端部を中心に、回転カム10の回転に従い一体的に揺動し、出力部材26の先端部の出力面28でバルブ7を下方へ押圧し駆動する。そのため、この連結状態の時には、該可変動弁機構9が設置されているシリンダ5にも吸気が行われるようになり、全てのシリンダからの出力によって内燃機関が稼動する。
(2) During high-speed rotation of the internal combustion engine At this time, as shown in FIG. 2 (b), the hydraulic pressure in the
本実施例1によれば、切替機構40は、出力部材26の内部に油圧室53を備えているため、ロッカアーム20の外部に、連結ピン45を駆動するピン駆動機構を、従来例1のように、別途設ける必要性はなく、よって、該切換機構40の構造が簡単になっている。また、該切替機構の連結ピン45は、入力ローラ23の軸線上にあるため、連結状態と連結解除状態との間でのロッカアーム20の動きの変化が、従来例2のように、複雑になったり、それに伴い該アームの構造が複雑になったりすることもない。
According to the first embodiment, since the
また、第一ピン46自体で入力ローラ23を軸支しているため、入力ローラ23を軸支する中空軸を従来例1のように別途設ける必要性はなく、よって、該従来例1のような軸の二重構造にする必要性もなく、入力部材21の構造が簡単になっている。
Further, since the
また、更に、切換機構40の油路54は、油圧式のラッシュアジャスタ30を経由しているため、該切換機構40のための油路54とラッシュアジャスタ30のための油路との間での油路の共有化が可能な範囲内で極力図られ、このことからも、可変動弁機構9の構造が簡単になっている。
Further, since the
本実施例2の図4に示す可変動弁機構59は、実施例1と略同様であるが、切換機構60のみが、実施例1の切換機構40と相違している。すなわち、この切換機構60は、実施例1とは逆に、油圧機構51の油圧で連結ピン65を一方向へ駆動することによって、連結状態とし、該油圧を緩めスプリング56の押圧力で他方向へ駆動することによって、連結解除状態とする。以下には実施例1との相違点のみを説明する。
A
切換機構60の連結ピン65は、連結解除状態の時には第一穴42内に収納され、連結状態の時には第一穴42と第二穴43との間を跨ぐ第一ピン66と、連結解除状態の時には第二穴43内に収納され、連結状態の時には第二穴43と第三穴44との間を跨ぐ第二ピン67とを含んでいる。そして、油圧機構51の油圧室53は、第一穴42の底面と、該第一穴42を閉塞する閉塞ピンとしての役割も兼ねた第一ピン66との間に形成されている。また、該切換機構60は、第二ピン67よりも第三穴44側に、スプリング56からの押圧力を連結ピン65に伝える仲介ピン68を備え、スプリング56は、該仲介ピン68と第三穴44の底面との間に介装されている。
The connecting pin 65 of the
以上に示した可変動弁機構9の様子を、(1)内燃機関の低速回転時 と(2)内燃機関の高速回転時 とに分けて以下に説明する。
The state of the
(1)内燃機関の低速回転時
このとき、図4(a)に示すように、油圧室53内の油圧が減少することによって、2つのピン66,67を含む連結ピン65がスプリング56の押圧力によって仲介ピン68を介して第一穴42側に押し返えされる。このとき、第一ピン66は第一穴42内に収納され、第二ピン67は第二穴43内に収納され、仲介ピン68は第三穴44内に収納される。そのため、第一ピン66及び第二ピン67とも、各穴42,43,44の相互間を跨ぐことはなく、よって、連結解除状態となる。
(1) When the internal combustion engine rotates at a low speed At this time, as shown in FIG. 4A, the hydraulic pressure in the
(2)内燃機関の高速回転時
このとき、図4(b)に示すように、油圧室53内の油圧が増加することによって、該油圧で、2つのピン66,67を含む連結ピン65がスプリング56の押圧力に抗して第三穴44側に駆動される。このとき、第一ピン66は、第一穴42と第二穴43との間を跨ぐ位置に配され、第二ピン67は、第二穴43と第三穴44との間を跨ぐ位置に配され、これらによって、連結状態となる。
(2) During high-speed rotation of the internal combustion engine At this time, as shown in FIG. 4B, when the hydraulic pressure in the
本実施例2によれば、実施例1とは反対に、油圧を増加させた時に連結状態とし、油圧を減少させた時に連結解除状態とすることもできる。 According to the second embodiment, contrary to the first embodiment, the connected state can be set when the hydraulic pressure is increased, and the disconnected state can be set when the hydraulic pressure is decreased.
本実施例3の図5,図6に示す可変動弁機構69は、回転カム10及びロッカアーム70が各一つの吸気用のバルブ7毎に一組ずつ設けられている点で、実施例1,2の可変動弁機構9,59と相違している。以下には実施例1との相違点のみを説明する。
The
ロッカアーム70は、1つのバルブ7を駆動するアームであって、回転カム10に当接する入力部材71と、バルブ7に当接する出力部材76とからなる。このロッカアーム70は、4枚の板70a,70b,70c,70dをベースに構成されている。
The
詳しくは、入力部材71は、出力部材76の内側に配された一対の板70a,70bをベースに構成されたインナアームであって、両板70a,70bの基端部に、ラッシュアジャスタ30に揺動可能に支持されるための貫通穴状の支点穴72をそれぞれ備え、両板70a,70bの先端部どうしの相互間に、回転カム10に回転可能に当接する入力ローラ73を備えている。また、入力部材71の上部には、後述する第一穴82の開口を閉塞するための突出部71pが突設されている。この入力部材71とシリンダヘッド6との間には、該入力部材71を回転カム10に付勢するロストモーションスプリング35が取り付けられている。
Specifically, the
また、出力部材76は、入力部材71の外側に設けられた、該入力部材71よりも先端側に長い一対の板70c,70dをベースに構成されたアウタアームであって、両板70c,70dの基端部に、ラッシュアジャスタ30に揺動可能に支持されるための貫通穴状の支点穴77をそれぞれ備え、先端部に、両板70c,70dを連結した、バルブ7のステムエンド7eに当接する出力軸78を備えている。
The
これら入力部材21と出力部材26とは、次のようにして、シリンダヘッド6の上方に支持されている。すなわち、入力部材21と出力部材26との基端部は、支点ピン79によって軸支されており、該支点ピン79は、入力部材71を構成する2枚の板70a,70bの相互間に配された、実施例1のものと同じ一本のラッシュアジャスタ30によって支持されている。詳しくは、該ラッシュアジャスタ30の支持穴31と入力部材21の支点穴22と出力部材26の支点穴27とに、一本の支点ピン79がそれらの穴の各相互間を跨いで挿入されることにより、入力部材21と出力部材26との基端部は、該シリンダヘッド6の上方に揺動可能に支持されている。そのため、本実施例3でも、実施例1と同様に、ロッカアームを上に載せるだけの上部半球型のラッシュアジャスタを使用した場合に比べて、ロッカアーム70がラッシュアジャスタ30からばらけ難く、また、ロッカアーム70は幅方向へ傾き難くなっている。
The
切替機構80は、入力ローラ73の軸線上にて軸線方向へ、入力部材71と出力部材76との間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に設けられた連結ピン85と、該連結ピン85を油圧で一方向へ押圧する油圧機構91と、該連結ピン85を前述の一方向とは反対側の他方向へ押圧するスプリング96とを含み構成されている。詳しくは、この切換機構80は、油圧機構91の油圧で連結ピン85を一方向へ駆動することによって、連結解除状態とし、該油圧を緩めスプリング96の押圧力で他方向へ駆動することによって、連結状態とする。
The
連結ピン85は、ロッカアーム70に設けられたピン穴81に、その穴の長さ方向へ変位可能に取り付けられている。詳しくは、ピン穴81は、出力部材76の一方の板70cの長さ方向中間部に開口を入力部材71側に向けて凹設された有底穴状の第一穴82と、入力部材71の先端部に貫設された貫通穴状の第二穴83と、出力部材76の他方の板70dの長さ方向中間部に貫接された貫通穴状の第三穴84とを含み構成されている。第二穴83は、入力ローラ73の軸線上に軸線方向へ貫設されており、よって、該第二穴83は、入力ローラ73の軸心に貫設された軸穴74を構成要素として含んでいる。連結ピン85は、連結解除状態の時には第二穴83内に収納され、連結状態の時には第一穴82と第二穴83との間を跨ぐ第一ピン86と、連結解除状態の時には第三穴84内に収納され、連結状態の時には第二穴83と第三穴84との間を跨ぐ第二ピン87とを含んでいる。第一ピン86は、入力ローラ73の軸穴74に、実施例1と同様に単独で挿入され、該連結ピン85自体で入力ローラ73をベアリング75を介して軸支している。
The connecting
スプリング96は、連結ピン85を第一穴82側に押圧する板バネであって、第三穴84の外側に、出力部材76の側面に沿って該出力部材76の長さ方向へ延びる形で該側面に取り付けられている。
The
油圧機構91は、連結ピン85を第三穴84側に押圧する機構である。この油圧機構91は、連結ピン85を油圧で駆動する、出力部材76の内部に設けられた油圧室93と、該油圧室93に油圧を供給する油路94とを含み構成されている。
The
詳しくは、油圧室93は、第一穴82の穴内に、連結状態の時には、該第一穴82に挿入された連結ピン85の端面によりその穴の開口が閉塞され、連結解除状態の時には、該第一穴82から抜脱された連結ピン85の端面と入力部材71の側面とにより該開口が閉塞されることによって形成されている。よって、該油圧室93と連結ピン85との間には、実施例1で示したような、連結状態及び連結解除状態のいずれの時にも第一穴から抜脱されることなくその穴の開口を閉塞する閉塞ピンは介装されていない。その油圧室93には、前述の油路94が連通しており、該油路94は、シリンダヘッド6、ラッシュアジャスタ30、支点ピン79及び出力部材76の一方の板70cの内部を経由している。この油圧機構51は、油路94から油圧室93に供給する油圧を変更し、該油圧室93内の油圧を変更することによって、スプリング96と協働して連結ピン85を前述の一方向及び他方向へ駆動する。
Specifically, when the
以上に示した可変動弁機構9の様子を、(1)内燃機関の低速回転時 と(2)内燃機関の高速回転時 とに分けて以下に説明する。
The state of the
(1)内燃機関の低速回転時
このとき、図5(a)に示すように、油圧室93内の油圧が増加することによって、該油圧で2つのピン86,87を含む連結ピン85がスプリング96の押圧力に抗して第三穴84側に駆動される。このとき、第一ピン86は第二穴83内に収納され、第二ピン87は、第三穴84内に収納される。そのため、第一ピン86及び第二ピン87とも、各穴82,83,84の各相互間を跨ぐことはなく、よって、連結解除状態となり、入力部材71と出力部材76とがそれぞれの基端部を中心に相対回動可能になる。そのため、このとき、入力部材71は、図6(a)及び(b)に示すように、回転カム10の回転に従い、出力部材76から独立して揺動する。そのため、この連結解除状態の時には、バルブ7は駆動停止状態となり、よって、該可変動弁機構69が設置されている半数のシリンダ5には、吸気が行われることはなく、残り半数のシリンダのみからの出力によって内燃機関が稼動する。
(1) At the time of low speed rotation of the internal combustion engine At this time, as shown in FIG. It is driven to the
なお、このとき、第一穴82の開口は、図6(c)及び(d)に示すように、第二穴83内に収納されている連結ピン85の端面と、入力部材71の側面とによって閉塞される。また、特に、図6(d)に示すように、バルブ7をそのストロークの一番下近くまで変位させた際には、該第一穴82の開口は、入力部材71の突出部71pによって閉塞される。
At this time, as shown in FIGS. 6C and 6D, the opening of the
(2)内燃機関の高速回転時
このとき、図5(b)に示すように、油圧室53内の油圧が減少することによって、2つのピン86,87を含む連結ピン85がスプリング96の押圧力によって第一穴82側に押し返される。このとき、第一ピン86は、第一穴82と第二穴83との間を跨ぐ位置に配され、第二ピン87は、第二穴83と第三穴84との間を跨ぐ位置に配され、これらによって、連結状態となる。そのため、このとき、ロッカアーム70は、入力部材71と出力部材76とがそれぞれの基端部を中心に、回転カム10の回転に従い一体的に揺動し、出力部材76の先端部の出力軸78でバルブ7を下方へ押圧し駆動する。そのため、この連結状態の時には、該可変動弁機構69が設置されているシリンダ5にも吸気が行われるようになり、全てのシリンダからの出力によって内燃機関が稼動する。なお、このとき第一穴82の開口は、該第一穴82に一端が挿入されている第一ピン86の端面によって閉塞される。
(2) During high-speed rotation of the internal combustion engine At this time, as shown in FIG. 5 (b), the hydraulic pressure in the
本実施例3によれば、実施例1と同様の効果の他に、次に示す効果も得られる。すなわち、各バルブ7毎にそれぞれ独立して可変動弁機構69があるため、必要に応じて、両バルブ7の開閉量の変更のタイミングを相互にずらしたり、片方のバルブ7のみの開閉量を変更したりするように設計変更することもできる。
According to the third embodiment, in addition to the same effects as the first embodiment, the following effects can be obtained. That is, since there is a
また、ロッカアーム70は、4枚の板70a,70b,70c,70dをベースに構成されているため、構造が簡単である。
Further, since the
また、本実施例3では、次に示す問題も解決している。すなわち、実施例1では、2つのピンからなる連結ピン45の他に、穴内に油圧室53を備えた第一穴42の開口を閉塞する閉塞ピン52があるため、部品点数が増えるのに加え、該閉塞ピン52の分だけロッカアーム20が幅方向に太くなってしまう。また、更に、第三穴44の底面と第二ピン47との間には、該幅方向へ嵩張るコイルバネ状のスプリング56が介装されているため、このことによっても、該スプリング56と第三穴44の底面部の肉厚との分だけロッカアーム20が幅方向に太くなってしまう。そして、このように幅方向へ太くなることは、実施例1のような2弁一体型のものであれば、特に問題はないが、本実施例3のように、各1つのバルブ7毎に1つずつロッカアーム70を設ける場合にはスペース的に余裕が少ないため問題となる。
In the third embodiment, the following problems are also solved. That is, in the first embodiment, in addition to the connecting
その点、本実施例3では、穴内に油圧室93を備えた第一穴82の開口を、閉塞ピンの代わりに連結ピン85と入力部材71とで閉塞することによって、該閉塞ピンをなくして部品点数を減らし、該幅方向への省スペース化を実現している。
In that respect, in the third embodiment, the closing pin is eliminated by closing the opening of the
また、更に、第三穴84を底面部を有しない貫通穴にし、スプリング96を、コイルバネではなく、ロッカアーム70の長さ方向へ延びる板バネにすることによっても、該幅方向への省スペース化を実現している。
Furthermore, space saving in the width direction can also be realized by making the third hole 84 a through-hole having no bottom surface portion and the
なお、本発明は前記実施例1〜3の構成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変更して具体化することもでき、例えば次の変更例1〜3のように変更してもよい。 In addition, this invention is not limited to the structure of the said Examples 1-3, It can also change and actualize in the range which does not deviate from the meaning of invention, For example, like the following Modifications 1-3 It may be changed.
[変更例1]
実施例1において、入力部材21と出力部材26とが相対変位可能となるストロークを制限するストッパ等を設けることによって、図7(a)及び(b)に示すように、連結解除状態においても、バルブ7の駆動を完全に停止するのではなく、連結状態に比べて小さいリフト量でバルブ7を駆動するようにしてもよい。
[Modification 1]
In the first embodiment, by providing a stopper or the like that limits the stroke at which the
[変更例2]
図7(c)に示すように、長さ方向中間部に揺動中心部を備えた出力部材99と、該出力部材99の揺動中心部側方から後端部側方へ延びる入力部材98とからなるロッカアーム97を設け、該ロッカアーム97の後端部に入力ローラ23及び切替機構(図示略)を設け、該入力ローラ23を回転カム10で下方から押圧して駆動するようにしてもよい。
[Modification 2]
As shown in FIG. 7 (c), an
[変更例3]
実施例3において、可変動弁機構69を、複数あるシリンダのうちの半数のシリンダ5に対してのみ設ける代わりに、吸気用のバルブ7を2本ずつ備えた全シリンダの該2本のバルブ7のうちの1本ずつに対してのみ設けてもよい。この場合には、連結解除状態の時には、該可変動弁機構69が設けられたバルブ7とは異なるもう一方のバルブ7のみから各シリンダ内へ吸気が行われ、連結状態の時には、双方のバルブ7から各シリンダ内へ吸気が行われる。
[Modification 3]
In the third embodiment, instead of providing the
7 バルブ
9 可変動弁機構
10 回転カム
20 ロッカアーム
21 入力部材
23 入力ローラ
24 軸穴
26 出力部材
40 切替機構
45 連結ピン
53 油圧室
54 油路
59 可変動弁機構
60 切替機構
65 連結ピン
69 可変動弁機構
70 ロッカアーム
71 入力部材
73 入力ローラ
74 軸穴
76 出力部材
80 切替機構
82 第一穴(有底穴)
85 連結ピン
93 油圧室
94 油路
96 スプリング
97 ロッカアーム
98 入力部材
99 出力部材
7
85 Connecting
Claims (3)
前記切替機構は、前記入力ローラの軸線上にて軸線方向へ前記入力部材と前記出力部材との間を跨ぐ位置と跨がない位置との間で変位可能に設けられた連結ピンと、該連結ピンを油圧で駆動する前記ロッカアームの内部に設けられた油圧室と、該油圧室に前記油圧を供給する油路とを含み構成され、
前記連結ピンは、前記入力ローラの軸心に貫設された軸穴に挿入され、該入力ローラを軸支したことを特徴とする可変動弁機構。 A rocker arm including an input member having an input roller that rotatably contacts the rotating cam and an output member that contacts the valve; a connection state in which the input member and the output member are connected to each other so as not to be relatively displaceable; In a variable valve mechanism that includes a switching mechanism that switches between a connection release state that has been released, and changes the opening and closing amount of the valve by the switching,
The switching mechanism includes a connecting pin provided to be displaceable between a position straddling between the input member and the output member and a position not straddling in the axial direction on the axis of the input roller, and the connecting pin A hydraulic chamber provided inside the rocker arm that is hydraulically driven, and an oil passage that supplies the hydraulic pressure to the hydraulic chamber .
The variable valve mechanism according to claim 1, wherein the connecting pin is inserted into a shaft hole penetrating the shaft center of the input roller and pivotally supports the input roller .
前記油圧室と前記連結ピンとの間には、前記連結状態及び前記連結解除状態のいずれの時にも前記有底穴から抜脱されることなく前記開口を閉塞する閉塞ピンが介装されていない請求項1の可変動弁機構。 The hydraulic chamber has an opening formed in the output member so that the opening is recessed toward the input member. One end of the connection pin is inserted in the connected state, and one end is removed in the disconnected state. In the hole of the bottomed hole, the opening is closed by the inserted connecting pin in the connected state, and the opening is closed by the removed connecting pin and the input member in the disconnected state. Formed by
A closing pin that closes the opening without being removed from the bottomed hole is not interposed between the hydraulic chamber and the connecting pin in any of the connected state and the disconnected state. Item 1. The variable valve mechanism according to Item 1.
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