JP5811065B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
内燃機関の可変動弁装置は、カムシャフトに連結された2つ大きさが異なる小カム及び大カムと、小カム及び大カムによりそれぞれ駆動される第1及び第2ロッカーアームを備えたものがある。第1及び第2ロッカーアームは油圧の作用により互いに連結、分離される。第1及び第2ロッカーアームは、ロッカアームシャフトに共通に揺動可能に支持されている。特許文献1、2には、このような内燃機関の可変動弁装置が開示されている。 2. Description of the Related Art A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine includes two small cams and large cams connected to a camshaft and having different sizes, and first and second rocker arms driven by the small cams and the large cams, respectively. is there. The first and second rocker arms are connected and separated from each other by the action of hydraulic pressure. The first and second rocker arms are supported by the rocker arm shaft in a swingable manner. Patent Documents 1 and 2 disclose such a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
ロッカーシャフトは、カムシャフトと平行に延びてシリンダヘッドに回転可能に保持されている。このため、可変動弁装置が大型化している。 The rocker shaft extends parallel to the camshaft and is rotatably held by the cylinder head. For this reason, the variable valve operating apparatus is increased in size.
そこで本発明は、小型化された内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a variable valve operating device for an internal combustion engine that is miniaturized.
上記目的は、カムシャフトと共に回転する第1カムと、前記カムシャフトと共に回転し前記第1カムより大きい第2カムと、シリンダヘッドの上部に配置されるカムキャップに直接保持され、又は前記カムキャップに固定された支持部材に保持された支持シャフトと、前記支持シャフトに揺動可能に支持され前記第1カムにより揺動されロッカーアームを駆動する第1揺動アームと、前記支持シャフトに揺動可能に支持され前記第2カムにより揺動され前記ロッカーアームから退避した第2揺動アームと、前記第1及び第2揺動アームをそれそれ前記第1及び第2カム側に付勢する第1及び第2付勢部材と、油圧の作用により前記第1揺動アームに前記第2揺動アームを連結、又は連結を解除する連結部材と、備えた内燃機関の可変動弁装置によって達成できる。 The object is directly held by a first cam that rotates together with a camshaft, a second cam that rotates together with the camshaft and is larger than the first cam, and a cam cap disposed on an upper portion of a cylinder head, or the cam cap A support shaft held by a support member fixed to the support shaft, a first swing arm that is swingably supported by the support shaft and swings by the first cam and drives a rocker arm, and swings by the support shaft. A second swinging arm supported and swingable by the second cam and retracted from the rocker arm, and a first swinging the first and second swinging arms toward the first and second cams. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising: 1 and a second urging member; a connecting member for connecting or releasing the second swing arm to the first swing arm by the action of hydraulic pressure; Thus it can be achieved.
小型化された内燃機関の可変動弁装置を提供できる。 A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that is downsized can be provided.
以下、実施形態を図面と共に詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施例の可変動弁装置1の外観図である。図2は、可変動弁装置1を上部から見た図である。可変動弁装置1は、車両等に搭載される内燃機関に採用される。可変動弁装置1は、カムシャフトSの回転により、後述するロッカーアームRRを介してバルブVをリフトさせる。ロッカーアームRRの一端は油圧式のラッシュアジャスタRAにより支持されている。ロッカーアームRRの他端は、バルブVの基端を押圧する。バルブVは、吸気バルブ又は排気バルブである。ラッシュアジャスタRAは、エンジンオイルを利用する外部給油型ラッシュアジャスタであってもよいし、作動油が密封された密封型ラッシュアジャスタであってもよい。ラッシュアジャスタRAは、ロッカーアームRRの一端を支点として揺動可能に支持している。ラッシュアジャスタRAは、シリンダヘッドの上部に配置されている。 FIG. 1 is an external view of a variable valve apparatus 1 of the present embodiment. FIG. 2 is a view of the variable valve operating apparatus 1 as viewed from above. The variable valve operating apparatus 1 is employed in an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like. The variable valve gear 1 lifts the valve V through the rocker arm RR described later by the rotation of the camshaft S. One end of the rocker arm RR is supported by a hydraulic lash adjuster RA. The other end of the rocker arm RR presses the proximal end of the valve V. The valve V is an intake valve or an exhaust valve. The lash adjuster RA may be an external oil supply type lash adjuster using engine oil or a sealed lash adjuster in which hydraulic oil is sealed. The lash adjuster RA is swingably supported with one end of the rocker arm RR as a fulcrum. The lash adjuster RA is disposed at the upper part of the cylinder head.
可変動弁装置1は、カムC1、C2が固定されたカムシャフトS、支持部材10、揺動アーム20、30、を含む。揺動アーム20、30は、それぞれ第1及び第2揺動アームの一例である。カムC1、C2は所定の間隔を有してカムシャフトSに固定されている。また、カムC1、C2の先端が同一方向を向いてカムシャフトSに固定されており、カムシャフトSと共に回転する。カムC2はカムC1よりも大きい。具体的には、カムC1、C2の短径(ベース円の径)は同じであるが、長径はカムC2の方が大きい。カムC1、C2は、それぞれ第1及び第2カムの一例である。
The variable valve operating apparatus 1 includes a camshaft S to which cams C1 and C2 are fixed, a
支持部材10は、筒部11、2つの腕部13、2つの腕部15を含む。筒部11は、カムシャフトSが貫通している。腕部13は、筒部11から上方に突出して後述するカムキャップに固定されている。腕部15は、筒部11から径方向外側に突出し、支持シャフトRSが貫通しており支持シャフトRSを保持している。支持部材10は、カムC1、C2の間に位置している。支持部材10の筒部11内でカムシャフトSが摺動回転するように、腕部13はカムキャップに固定されている。詳細は後述する。
The
揺動アーム20は、胴部21、2つの腕部25を含む。胴部21は、カムシャフトSと平行に延びた略矩形状である。腕部25は、胴部21から上方に突出して支持シャフトRSが貫通している。また、詳しくは後述するが、胴部21には、2つのロッカーアームRRを駆動する揺動レバーが設けられている。揺動アーム30は、揺動アーム20に隣接して設けられている。揺動アーム30は、胴部31、腕部35、を含む。胴部31は、揺動アーム20の胴部21に隣接している。腕部35は、胴部31から上方に突出しており、支持シャフトRSが貫通している。即ち、揺動アーム20、30は、支持シャフトRSが共通に貫通しており、支持シャフトRS周りに揺動可能に支持されている。
The
揺動アーム20の胴部21、揺動アーム30の胴部31は、それぞれカムC1、C2により押される。カムC1、C2が回転することにより、それぞれ揺動アーム20、30が支持シャフトRS周りに所定の範囲を揺動する。支持部材10の筒部11には、2つのバネSP2、SP3が巻かれている。バネSP2は、カムC1側で筒部11に巻かれている。バネSP3は、カムC2側で筒部11に巻かれている。バネSP2、SP3は、それぞれカムC1、C2によって揺動される揺動アーム20、30を元の位置に復帰させる。具体的には、バネSP2の一端、バネSP3の一端は、それぞれ胴部21、31がカムC1、C2に接触するように付勢している。バネSP2、SP3は、それぞれ第1及び第2付勢部材の一例である。カムC1、C2は、バネSP2、SP3の付勢力に抗して揺動アーム20、30を揺動させる。上述したようにカムC2はカムC1よりも大きいため、揺動アーム30の揺動範囲は揺動アーム20の揺動範囲よりも大きい。
The
図3は、可変動弁装置1をカムシャフトSの軸方向から見た図である。揺動アーム20の胴部21にはロッカーアームRRに向けて突出したレバー部28が設けられている。レバー部28は、揺動アーム20の揺動に伴って2つのロッカーアームRRを押す。これにより、2つのロッカーアームRRが駆動して2つのバルブVがリフトする。ここで、揺動アーム30にはこのような揺動レバーは設けられておらずに、2つのロッカーアームRRには接触しない退避した位置に設けられている。
FIG. 3 is a view of the variable valve apparatus 1 as seen from the axial direction of the camshaft S. The
図4は、揺動アーム20、30を透過した可変動弁装置1の図である。揺動アーム20、30内には、油圧の作用により両者を連結、又は連結を解除する連結ピンPが設けられている。連結ピンPは連結部材の一例である。連結ピンPは、揺動アーム20の胴部21、揺動アーム30の胴部31に共通に挿入可能に設けられている。ここで、連結ピンPが揺動アーム20、30を連結していない場合には、揺動アーム20、30は、それぞれカムC1、C2により異なる揺動範囲を揺動する。前述したように、揺動アーム20と異なり、揺動アーム30は揺動レバーが設けられておらず2つのロッカーアームRRから退避しているためロッカーアームRRを駆動することはできず、揺動アーム20が2つのロッカーアームRRを駆動させる。揺動アーム20、30が連結ピンPにより連結している場合には、揺動範囲が大きい揺動アーム30に伴って揺動アーム20も揺動アーム30と同じ揺動範囲を揺動する。このため、揺動アーム20、30が連結されている場合には、揺動アーム20は2つのロッカーアームRRをより大きく駆動させることができ、バルブVのリフト量が増大する。
FIG. 4 is a diagram of the variable valve operating apparatus 1 that has passed through the
次に、連結ピンPによる揺動アーム20、30の連結、連結の解除について説明する。図5、6は、揺動アーム20、30の連結、連結の解除の説明図である。図5は、揺動アーム20、30を連動している場合である。本実施例の可変動弁装置1は、OCV(オイルコントロールバルブ)を介してオイルポンプからオイルが供給される。OCVは、ECU(電子制御ユニット)からの制御により制御される。揺動アーム20の胴部21内、揺動アーム30の胴部31内には、それぞれ油圧室21R、31Rが設けられている。油圧室21R、31Rは、揺動アーム20、30が共にカムC1、C2により揺動されていない状態で、互いに同軸上に並ぶ位置に形成されている。油圧室31Rには、油圧室31Rの底面に一端が固定され他端が連結ピンPに固定されたコイル状のバネSP5が収納されている。バネSP5は、連結ピンPを油圧室31Rから離脱させ油圧室21R内に挿入されるように連結ピンPを付勢している。また、油圧室21R、31Rには、OCVを介してオイルが供給可能に形成されている。
Next, connection of the
具体的には、可変動弁装置1には、OCVから油圧室21R内に連通した通路T1、OCVから油圧室31Rにまで連通した通路T2が形成されている。通路T1は、カムシャフトS内を通過し、カムC1側にある支持部材10の腕部15内を通過しカムC1側にある揺動アーム20の腕部25、胴部21を通過して油圧室21Rに連通している。通路T2は、カムシャフトS内を通過し、カムC2側にある支持部材10の腕部15内を通過し揺動アーム30の腕部35、胴部31を通過して油圧室31Rに連通している。図7は、カムシャフトSの断面図である。通路T1、T2の一部をそれぞれ担う通路H1、H2が互いに分離されて形成されている。尚、図5、6においては、通路T1がカムC2側の揺動アーム20の腕部25を通過しているように見えるが、実際にはカムC2側の腕部25ないには経路は形成されていない。
Specifically, the variable valve apparatus 1 is formed with a passage T1 communicating from the OCV into the
OCVにより通路T1にオイルが供給され通路T2からオイルが排出されると、油圧室21R、31R内では、連結ピンPがオイルの圧力を受けて油圧室21Rから油圧室31R側へ移動して、油圧室21R、31Rに共通に挿入される。これにより、揺動アーム20、30が連結される。
When oil is supplied to the passage T1 and discharged from the passage T2 by the OCV, the connecting pin P receives the pressure of the oil and moves from the
OCVにより通路T2にオイルが供給され通路T1からオイルが排出されると、油圧室21R、31R内では、連結ピンPがオイルの圧力を受けて油圧室31Rから油圧室21R側へ移動して連結ピンPは油圧室31Rから離脱する。これにより、揺動アーム20、30の連結が解除される。
When oil is supplied to the passage T2 and discharged from the passage T1 by the OCV, the connecting pin P receives the pressure of the oil and moves from the
次に、支持部材10の固定方法について説明する。図8は、支持部材10の固定方法の説明図である。カムシャフトSは、シリンダヘッドSHの上部に形成された、カムシャフトSと垂直方向に板状に延びた軸受部Gにより支持される。この軸受部GにはカムシャフトSを覆うようにカムキャップCPが上部から固定される。支持部材10は、このカムキャップCPに固定されている。具体的には支持部材10の腕部13が固定ピンFPによりカムキャップCPに支持部材10が回転しないように固定されている。尚、図8では、カムシャフトSと支持部材10、支持シャフトRSのみをを示している。
Next, a method for fixing the
このように、本実施例の可変動弁装置1は、カムシャフトS以外は、シリンダヘッドに支持されない。このため、例えば、可変動弁装置が搭載されることを予定していないエンジンのシリンダヘッドやシリンダブロックを流用して、本実施例の可変動弁装置1を備えたエンジンを製造できる。換言すれば、可変動弁装置が搭載されることを予定していないエンジンのカムシャフトの位置を変更することなく、このエンジンの部品を流用できる。これにより、可変動弁装置を備えていないエンジンと本実施例の可変動弁装置1を備えたエンジンとで、シリンダヘッドなどの部品を共通化できる。これにより、エンジンの製造コストが抑制される。 Thus, the variable valve operating apparatus 1 of the present embodiment is not supported by the cylinder head except for the camshaft S. For this reason, for example, the engine provided with the variable valve operating apparatus 1 of the present embodiment can be manufactured by diverting the cylinder head or cylinder block of an engine that is not scheduled to be mounted with the variable valve operating apparatus. In other words, the engine components can be used without changing the position of the camshaft of an engine that is not planned to be equipped with a variable valve gear. Thereby, parts, such as a cylinder head, can be made common by the engine which is not provided with the variable valve apparatus, and the engine which is provided with the variable valve apparatus 1 of a present Example. Thereby, the manufacturing cost of the engine is suppressed.
また、図3に示すように、カムシャフトSの軸方向から見て、支持シャフトRSはカムC2の頂点の軌跡に交差する位置に配置されている。即ち、支持シャフトRSはカムシャフトSに接近して配置されている。このため、本実施例の可変動弁装置1は小型化されている。また、本実施例の支持シャフトRSは、カムC1、C2の間に配置されている。このため、支持シャフトRSは短く形成されている。このため、本実施例の可変動弁装置1は更に小型化されている。 Further, as shown in FIG. 3, when viewed from the axial direction of the camshaft S, the support shaft RS is disposed at a position that intersects the locus of the apex of the cam C2. That is, the support shaft RS is disposed close to the camshaft S. For this reason, the variable valve apparatus 1 of the present embodiment is downsized. Further, the support shaft RS of the present embodiment is disposed between the cams C1 and C2. For this reason, the support shaft RS is formed short. For this reason, the variable valve operating apparatus 1 of the present embodiment is further miniaturized.
また、本実施例の可変動弁装置1では、支持シャフトRSは支持部材10により保持されている。このため、例えば支持シャフトRSを支持するための軸受部をシリンダヘッドに設ける必要がない。この理由によっても、可変動弁装置を備えていないエンジンのシリンダヘッドを流用することができる。
Further, in the variable valve operating apparatus 1 of the present embodiment, the support shaft RS is held by the
また、本実施例の可変動弁装置1では、ロッカーアームRRはラッシュアジャスタRAにより支持されている。このため、バルブクリアランスを自動的にゼロに保つことができる。上述した特許文献1、2のロッカーアームは、ロッカーシャフトにより揺動可能に支持されている。このため、このようなロッカーアームはロッカーシャフトを中心として揺動するため、このようなロッカーアームに対してラッシュアジャスタRAは設けることはできない。このため、本実施例の可変動弁装置1ではバルブクリアランスが自動的にゼロに維持され、メンテナンス性が向上している。 Moreover, in the variable valve operating apparatus 1 of the present embodiment, the rocker arm RR is supported by the lash adjuster RA. For this reason, the valve clearance can be automatically maintained at zero. The rocker arms of Patent Documents 1 and 2 described above are supported by a rocker shaft so as to be swingable. For this reason, since such a rocker arm swings around a rocker shaft, a lash adjuster RA cannot be provided for such a rocker arm. For this reason, in the variable valve operating apparatus 1 of the present embodiment, the valve clearance is automatically maintained at zero, and the maintainability is improved.
次に、第1変形例の可変動弁装置1aについて説明する。図9、10は、第1変形例の可変動弁装置1aの説明図である。可変動弁装置1aでは、一つのロッカーアームRRに対してカムC1、C2、支持部材10a、揺動アーム20a、30が設けられている。従って、2つのロッカーアームRRに対し、カムC1、C2、支持部材10a、揺動アーム20a、30が2組設けられている。従って、揺動アーム20aのレバー部は、単一のロッカーアームRRを駆動する。隣接するカムC1、C2の間に支持部材10aが配置される。支持部材10aは板状に形成されている。支持部材10aが保持する支持シャフトRSaには、揺動アーム20a、30が共通に揺動可能に支持されている。隣接する揺動アーム20a、30は、隣接するカムC1、C2間に配置されている。また、揺動アーム20a、30をそれぞれ付勢するバネSP2、SP3も2組設けられている。支持シャフトRSaもカムC2の頂点の軌跡に交差する位置に設けられている。このため、可変動弁装置1aの小型化が達成されている。
Next, a variable valve apparatus 1a according to a first modification will be described. 9 and 10 are explanatory diagrams of a variable valve operating apparatus 1a according to a first modification. In the variable valve operating apparatus 1a, cams C1 and C2, a
尚、可変動弁装置1と同様に、隣接する揺動アーム20a、30は油圧によって作動するピンによって、互いに連結又は連結が解除される。例えば、通路T1は、通路H1から2つの揺動アーム20aにそれぞれ形成された油圧室21Rに連通している。通路T2は、通路H2から2つの揺動アーム30にそれぞれ形成された油圧室31Rに連通している。
Similar to the variable valve operating apparatus 1, the
次に、第2変形例の可変動弁装置1bについて説明する。図11、12は、第2変形例の可変動弁装置1bの説明図である。図11、12に示すように、上部から見た場合に枠上のシリンダヘッドSHの上部に2つのカムキャップCPが固定されている。揺動アーム20b、30bはそれぞれカムキャップCPに揺動可能に支持されている。具体的には、カムキャップCPが支持シャフトRSbを保持しており、この支持シャフトRSbに対して揺動可能に揺動アーム20b、30bが支持されている。従って、可変動弁装置1bには、支持部材10、10aが設けられていない。このため、可変動弁装置1bは、部品点数が削減され、軽量化及び小型化されている。
Next, a variable valve gear 1b according to a second modification will be described. 11 and 12 are explanatory views of a variable valve operating apparatus 1b according to a second modification. As shown in FIGS. 11 and 12, two cam caps CP are fixed to the upper part of the cylinder head SH on the frame when viewed from above. The
上記実施例においては、カムキャップCPはシリンダヘッドSHの上部に直接固定される場合を例に説明したがこれに限定されない。例えば、シリンダヘッドの上部に固定されカムシャフトを支持するための軸受部を有したカムハウジングに対して固定されるカムキャップであってもよい。即ち、シリンダヘッドの上部に配置されるカムキャップであればよい。 In the above embodiment, the case where the cam cap CP is directly fixed to the upper part of the cylinder head SH has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, it may be a cam cap that is fixed to an upper portion of the cylinder head and fixed to a cam housing having a bearing portion for supporting the camshaft. In other words, any cam cap disposed on the top of the cylinder head may be used.
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
上記実施例においては、通路T1にオイルを供給した状態から通路T2へオイルを供給する状態へと切り替えることにより、連結ピンPを移動させて揺動アーム20、30の連結を解除した。しかしながらこのような構成に限定されず、例えば、通路T1にオイルを供給した状態から通路T1、T2への双方へのオイルの供給を停止し、バネSP5の付勢力のみにより連結ピンPが油圧室31Rから離脱して油圧室21Rに挿入されるものであってもよい。また、バネSP5により連結ピンPが油圧室21R側に連結されていてもよい。
In the above embodiment, switching from the state in which oil is supplied to the passage T1 to the state in which oil is supplied to the passage T2 moves the connecting pin P to release the connection of the
また、カムC1のノーズ部を削除した円形状にしてバルブVのリフト量をゼロに設定してもよい。これにより、揺動アーム20、30が連結されていない場合には、カムシャフトSが回転している場合であってもバルブVを停止させておくことができる。
Alternatively, the lift amount of the valve V may be set to zero by removing the nose portion of the cam C1. Thus, when the
1、1a、1b 可変動弁装置
S カムシャフト
RR ロッカーアーム
V バルブ
C1、C2 カム
10 支持部材
13、15、25、35 腕部
20、30 揺動アーム(第1及び第2揺動アーム)
21R、31R 油圧室
28 レバー部
P 連結ピン(連結部材)
T1、T2 経路
SP2、SP3 バネ(第1及び第2付勢部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b Variable valve apparatus S Camshaft RR Rocker arm V Valve C1,
21R, 31R
T1, T2 path SP2, SP3 Spring (first and second urging members)
Claims (4)
前記カムシャフトと共に回転し前記第1カムより大きい第2カムと、
シリンダヘッドの上部に配置されるカムキャップに直接保持され、又は前記カムキャップに固定された支持部材に保持された支持シャフトと、
前記支持シャフトに揺動可能に支持され前記第1カムにより揺動されロッカーアームを駆動する第1揺動アームと、
前記支持シャフトに揺動可能に支持され前記第2カムにより揺動され前記ロッカーアームから退避した第2揺動アームと、
前記第1及び第2揺動アームをそれそれ前記第1及び第2カム側に付勢する第1及び第2付勢部材と、
油圧の作用により前記第1揺動アームに前記第2揺動アームを連結、又は連結を解除する連結部材と、
備えた内燃機関の可変動弁装置。 A first cam that rotates with the camshaft;
A second cam that rotates with the camshaft and is larger than the first cam;
A support shaft held directly on a cam cap disposed on the top of the cylinder head, or held on a support member fixed to the cam cap;
A first swing arm that is swingably supported by the support shaft and is rocked by the first cam to drive a rocker arm;
A second swing arm supported swingably on the support shaft and swinging by the second cam and retracted from the rocker arm;
First and second biasing members for biasing the first and second swing arms toward the first and second cams, respectively.
A connecting member for connecting or releasing the connection of the second swing arm to the first swing arm by the action of hydraulic pressure;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
4. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a hydraulic lash adjuster that supports the rocker arm.
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