JP5533781B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
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Description
回転駆動される駆動カムと、
揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面と、当該非作用面と連続して設けられ当該非作用面から離れるにつれ前記揺動中心からの距離が次第に大きくなるように形成された作用面とを含む揺動カム面を有し、前記駆動カムの回転に同期して揺動する揺動部材と、
前記揺動部材を揺動自在に支持する制御軸と、
前記駆動カムと前記揺動部材との間に介在し、前記駆動カムとの接触が維持された状態で当該駆動カムの回転に伴って前記揺動部材上を移動する接触部材と、
前記揺動カム面に接触する円筒部を有し、当該円筒部と接触する前記揺動カム面が前記作用面となる場合に前記揺動部材の揺動動作に連動して揺動し、前記駆動カムの作用力をバルブに伝達するロッカーアームと、
前記制御軸を周方向もしくは軸方向に駆動することで、前記揺動部材上の前記接触部材の位置を変化させる第1アクチュエータと、
前記バルブが閉弁状態にある時の前記ロッカーアームの前記円筒部の軸心を中心とする円弧上を前記制御軸の軸心が移動するように前記制御軸を駆動する第2アクチュエータと、
を備えることを特徴とする。
前記バルブが閉弁状態にある時の前記ロッカーアームの前記円筒部の軸心と一致し、かつ前記制御軸の軸心から偏心した位置にある軸心を有し、前記制御軸を支持する偏心軸受を更に備え、
前記第2アクチュエータは、前記偏心軸受の軸心を中心として当該偏心軸受を回転駆動するものであることを特徴とする。
前記第2アクチュエータの作動に伴って前記制御軸の軸心が前記駆動カムから離れることに伴い、前記バルブの最大リフト量が大きくなり、かつ、前記バルブの作用角が一旦大きくなった後に小さくなる設定を有することを特徴とする。
[可変動弁装置の構成]
以下、図1乃至図4を参照して、本発明の実施の形態1における可変動弁装置10の構成について具体的に説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関の可変動弁装置10の構成を説明するための斜視図である。図2は、図1に示す可変動弁装置10をカム軸14の軸方向から見た図である。図3は、図1に示す可変動弁装置10を図1と別方向から見た斜視図である。尚、図1乃至図3は、後述する揺動カム面24aの非作用面24a1とロッカーローラー28とが接触する状態にあることにより、吸気弁12が閉弁状態にある時の可変動弁装置10を表している。
更に、本実施形態の可変動弁装置10は、制御軸18を駆動するための2種類のアクチュエータを備えている。第1アクチュエータは、第1モータ38を利用して制御軸18を周方向に回転駆動することで、制御アーム20および中間アーム22を介してカムローラーホルダー24b上のカムローラー30の位置を変化させるものである。第2アクチュエータは、第2モータ40を利用して、吸気弁12が閉弁状態にある時のロッカーローラー28の軸心を中心とする円弧上を制御軸18の軸心が移動するように制御軸18を駆動するものである。また、これらの第1、第2アクチュエータは、第1、第2モータ38、40の回転位置を保持することで、制御軸18の周方向位置および制御軸18の軸心位置を保持する機能を有している。
上述した構成を有する可変動弁装置10によれば、駆動カム16が図2における時計回り方向に回転すると、駆動カム16の作用力がカムローラー30を介して揺動カムアーム24に伝達される。これにより、揺動カムアーム24が制御軸18の軸心を中心として図2における反時計回り方向に回転する。また、揺動カムアーム24の揺動に伴って、カムローラー30がカムローラーホルダー24b内で転動する。揺動カムアーム24が揺動し、揺動カム面24aとロッカーローラー28との接触点(以下、「ロッカーローラー接触点」と称する)が非作用面24a1から作用面24a2に切り替わると、揺動カムアーム24によってロッカーアーム26が押し下げられ、吸気弁12が開弁する。以下、説明の便宜上、非作用面24a1と作用面24a2との境界点を「リフト開始点」と称する。
図1等に示される各構成要素の配置、形状が用いられている可変動弁装置10では、図8に示すように、角度α、βの変化に応じて、吸気弁12の最大リフト量および作用角が変化する。尚、図8に示すように、角度αが小さく、かつ角度βが大きい領域では、吸気弁12が常時開となる。
図9(A)より、図1等に示す構成の可変動弁装置10の場合には、角度βの変化にはあまり影響を受けずに、角度αが小さくなるほど(すなわち、揺動カムアーム24の揺動中心である制御軸18の軸心の位置が駆動カム16から離れるほど)、吸気弁12の最大リフト量が大きくなる傾向にあることが分かる。このように、本可変動弁装置10の構成の場合には、吸気弁12の最大リフト量は、主に角度αに依存して変化することが分かる。
12 吸気弁
14 カム軸
16 駆動カム
18 制御軸
20 制御アーム
20a 制御アームの円筒部
22 中間アーム
24 揺動カムアーム
24a 揺動カムアームの揺動カム面
24a1 揺動カム面の非作用面
24a2 揺動カム面の作用面
24b カムローラーホルダー
26 ロッカーアーム
28 ロッカーローラー
30 カムローラー
32 連結軸
34 油圧式ラッシュアジャスタ
36 バルブスプリング
38 第1モータ
38a 第1モータの出力軸
40 第2モータ
40a 第2モータの出力軸
42 偏心軸受
44 モータブラケット
46 ECU(Electronic Control Unit)
Claims (3)
- 回転駆動される駆動カムと、
揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面と、当該非作用面と連続して設けられ当該非作用面から離れるにつれ前記揺動中心からの距離が次第に大きくなるように形成された作用面とを含む揺動カム面を有し、前記駆動カムの回転に同期して揺動する揺動部材と、
前記揺動部材を揺動自在に支持する制御軸と、
前記駆動カムと前記揺動部材との間に介在し、前記駆動カムとの接触が維持された状態で当該駆動カムの回転に伴って前記揺動部材上を移動する接触部材と、
前記揺動カム面に接触する円筒部を有し、当該円筒部と接触する前記揺動カム面が前記作用面となる場合に前記揺動部材の揺動動作に連動して揺動し、前記駆動カムの作用力をバルブに伝達するロッカーアームと、
前記制御軸を周方向もしくは軸方向に駆動することで、前記揺動部材上の前記接触部材の位置を変化させる第1アクチュエータと、
前記バルブが閉弁状態にある時の前記ロッカーアームの前記円筒部の軸心を中心とする円弧上を前記制御軸の軸心が移動するように前記制御軸を駆動する第2アクチュエータと、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 前記バルブが閉弁状態にある時の前記ロッカーアームの前記円筒部の軸心と一致し、かつ前記制御軸の軸心から偏心した位置にある軸心を有し、前記制御軸を支持する偏心軸受を更に備え、
前記第2アクチュエータは、前記偏心軸受の軸心を中心として当該偏心軸受を回転駆動するものであることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記第2アクチュエータの作動に伴って前記制御軸の軸心が前記駆動カムから離れることに伴い、前記バルブの最大リフト量が大きくなり、かつ、前記バルブの作用角が一旦大きくなった後に小さくなる設定を有することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の可変動弁装置。
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