JP5924305B2 - 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.
特許文献1の可変動弁装置では、油圧の作用によりカムシャフトから可動カムを進退させる。カムシャフトから突出した位置で可動カムがロックされてカムシャフトが回転することにより、可動カムがバルブを駆動させる。
In the variable valve operating device of
このように油圧を利用して可動カムの位置を切り替える場合、油圧が低下し手いる場合には可動カムの位置の切り替えが困難となるおそれがある。例えば、油圧が低下しやすい場合として、内燃機関の始動直後や低回転時等である。 As described above, when the position of the movable cam is switched using the hydraulic pressure, there is a possibility that the switching of the position of the movable cam may be difficult when the hydraulic pressure is low and the hand is used. For example, as a case where the oil pressure is likely to drop, it is immediately after starting the internal combustion engine or at a low speed.
そこで、電動式の内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus for an electric internal combustion engine.
上記目的は、カムシャフトと一体に回転するカムベース部と、前記カムベース部の外周から突出した高位置と前記高位置よりも低い低位置間を揺動可能に前記カムベース部に連結されたカムロブ部と、前記カムロブ部を前記高位置へ付勢する付勢部材と、前記カムロブ部を前記低位置へ付勢するカムフォロアと、前記カムシャフトと共に回転し前記カムベース部を貫通した制御軸と、前記制御軸を前記カムベース部に対して相対移動させるアクチュエータと、前記制御軸の相対移動に応じて前記カムロブ部を前記高位置でロックし、又はロックを解除するロック機構と、を備え、前記ロック機構は、前記カムベース部に保持され前記制御軸の相対移動に連動した連動部材、前記カムロブ部の保持孔に保持されたロック部材、を含み、前記ロック部材は、前記カムロブ部が前記高位置にある場合に、前記保持孔に保持された状態で前記連動部材に連動して前記カムベース部に係合、離脱する、内燃機関の可変動弁装置によって達成できる。 The object is to provide a cam base portion that rotates integrally with the cam shaft, and a cam lobe portion that is connected to the cam base portion so as to be swingable between a high position protruding from the outer periphery of the cam base portion and a low position lower than the high position. A biasing member that biases the cam lobe portion to the high position, a cam follower that biases the cam lobe portion to the low position, a control shaft that rotates with the cam shaft and penetrates the cam base portion, and the control shaft An actuator for moving the cam base part relative to the cam base part, and a lock mechanism for locking or unlocking the cam lobe part in the high position according to the relative movement of the control shaft. An interlocking member held by the cam base and interlocking with relative movement of the control shaft, and a lock member held by a holding hole of the cam lobe. The member is achieved by a variable valve operating device for an internal combustion engine that engages and disengages the cam base portion in conjunction with the interlocking member while being held in the holding hole when the cam lobe portion is in the high position. it can.
前記ロック機構は、前記カムロブ部がロックされている場合に前記ロック部材と前記連動部材との間に配置された第1スプリングを含み、前記連動部材及びロック部材は、前記第1スプリングを介して連動する、構成であってもよい。 The locking mechanism includes a first spring disposed between the locking member and the interlocking member when the cam lobe portion is locked, and the interlocking member and the locking member are interposed via the first spring. The structure which interlock | cooperates may be sufficient.
前記ロック機構は、前記第1スプリングと前記連動部材の間に配置された押圧部材を含む、構成であってもよい。 The lock mechanism may include a pressing member disposed between the first spring and the interlocking member.
前記ロック機構は、前記カムベース部に保持され前記カムロブ部が前記高位置にある場合に前記ロック部材が前記カムベース部に係合するように付勢する第2スプリングを含む、構成であってもよい。 The lock mechanism may include a second spring that is held by the cam base portion and urges the lock member to engage the cam base portion when the cam lobe portion is in the high position. .
前記連動部材は、前記制御軸の相対移動に応じて前記制御軸の径方向に移動する、構成であってもよい。 The interlocking member may be configured to move in a radial direction of the control shaft in accordance with relative movement of the control shaft.
前記制御軸は、該制御軸の軸方向又は周方向の相対移動に応じて前記連動部材が摺動する凹部又は凸部を含む、構成であってもよい。 The control shaft may include a concave portion or a convex portion in which the interlocking member slides according to relative movement in the axial direction or the circumferential direction of the control shaft.
ロックが解除された状態で前記カムシャフトが回転している間は、前記カムロブ部は、前記付勢部材及びカムフォロアの付勢力に従って前記低位置及び高位置間を揺動する、構成であってもよい。 While the camshaft is rotating in the unlocked state, the cam lobe portion swings between the low position and the high position according to the urging force of the urging member and the cam follower. Good.
前記カムロブ部を前記低位置でロックする機構は設けられてない、構成であってもよい。 The structure which does not provide the mechanism which locks the said cam lobe part in the said low position may be sufficient.
前記カムロブ部は、第1及び第2カムロブ部を含み、前記カムフォロアは、前記第1及び第2カムロブ部をそれぞれ付勢する第1及び第2カムフォロアを含み、前記ロック機構は、前記第1及び第2カムロブ部をそれぞれロックする第1及び第2ロック機構を含み、前記第1及び第2ロック機構は、前記制御軸の相対移動に応じて前記第1及び第2カムロブ部の双方をロックし、又は何れか一方のロックを解除する、構成であってもよい。 The cam lobe portion includes first and second cam lobe portions, the cam follower includes first and second cam followers for urging the first and second cam lobe portions, respectively, and the lock mechanism includes the first and second cam lobe portions. The first and second lock mechanisms each lock the second cam lobe part, and the first and second lock mechanisms lock both the first and second cam lobe parts according to the relative movement of the control shaft. Alternatively, the configuration may be such that either one of the locks is released.
前記第1及び第2ロック機構は、前記制御軸の相対移動に応じて前記第1及び第2カムロブ部の双方のロックを解除する、構成であってもよい。 The first and second lock mechanisms may be configured to unlock both the first and second cam lobes according to relative movement of the control shaft.
電動式の内燃機関の可変動弁装置を提供できる。 A variable valve operating device for an electric internal combustion engine can be provided.
図1、2は、本実施例に係る電動式の可変動弁装置1の外観図である。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、カムシャフトSに設けられたカムユニットCU、を含む。カムシャフトSは、カムユニットCUの一端に接続した部分SA、カムユニットCUの他端に接続した部分SB、を含む。カムシャフトSは、内燃機関からの動力により回転する。カムシャフトSと共にカムユニットCUが回転することにより、ロッカーアームRを介してバルブVをリフトさせる。バルブVは、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブである。
1 and 2 are external views of an electric variable
カムユニットCUは、カムシャフトSよりも径が大きくカムシャフトSの部分SA、SBに連結されたカムベース部10、カムベース部10に連結された2つのカムロブ部20、を含む。カムベース部10は、略円柱状であり、カムシャフトSの軸方向(以下、単に軸方向と称する)から見た場合に略円形のベース円部11を有している。ベース円部11は、カムベース部10の外周面に相当する。2つのカムロブ部20は、軸方向に所定の間隔をあけて並んでいる。2つのカムロブ部20は、それぞれ2つのロッカーアームRを押して2つのバルブVをリフトさせる。カムベース部10の軸方向の厚さは、カムロブ部20の軸方向の厚さよりも厚い。
The cam unit CU includes a
図2に示すように、カムベース部10は、2つのカムロブ部20の間に凹部10Hが形成されている。凹部10Hは、2つのロッカーアームRがカムベース部10に接触する部分の間に形成されている。凹部10Hは、ロッカーアームRに接触しない。2つの支持シャフト33は、2つのカムロブ部20をそれぞれカムベース部10と共に軸方向に貫通している。カムロブ部20は、支持シャフト33を支点としてカムベース部10に対して揺動する。カムロブ部20は、カムベース部10のベース円部11から最大限に突出した高位置とベース円部11から突出しない低位置間を揺動可能である。支持シャフト33の端部は凹部10H内で露出している。2つのカムロブ部20には、それぞれストッパピン34Pが貫通している。
As shown in FIG. 2, the
カムベース部10の凹部10Hでは、2つのスプリング34sが支持シャフト33の端部に巻かれている。スプリング34sの一端は凹部10Hの内側面を押し、スプリング34sの他端はストッパピン34Pを押している。即ち、スプリング34sは、ストッパピン34Pが凹部10Hから離れるように付勢している。これにより、カムロブ部20はカムベース部10から突出するように付勢される。スプリング34sは、付勢部材の一例である。
In the
図1、2において、2つのカムロブ部20は高位置ある。本実施例の場合、カムロブ部20が高位置でロックされている場合には、カムロブ部20がロッカーアームRを駆動してバルブVをリフトさせる。カムロブ部20の高位置でのロックが解除されている場合には、カムロブ部20はロッカーアームRに接触しロッカーアームRの反力を受けてスプリング34sの付勢力に抗して低位置側に移動する。従ってこの場合には、バルブVはリフトしない。尚、ロックが解除された状態でカムロブ部20がロッカーアームRから退避すると、カムロブ部20はスプリング34sの付勢力に従って高位置側へと移動する。ロックが解除された状態でカムロブ部20が高位置にある場合には、カムシャフトSの回転によりカムロブ部20は再びロッカーアームRから反力を受けて低位置へ移動する。このように、ロックが解除された状態ではカムロブ部20は、カムシャフトSの回転に伴って高位置及び低位置間を揺動する。
1 and 2, the two
図3A、3Bは、軸方向からみたカムユニットCUの断面図である。図3Aは、高位置にあるカムロブ部20を示し、図3Bは、低位置にあるカムロブ部20を示している。カムロブ部20は、後述するコントロールシャフト40を回避した略U字状又は略L字状である。カムロブ部20の基端側は支持シャフト33が貫通している。図3A、3Bにおいて、カムシャフトSは時計方向に回転する。これに伴いカムベース部10、カムロブ部20も時計方向に回転する。カムベース部10には、ストッパピン34Pが貫通した長孔14が形成されている。カムロブ部20の揺動に伴って移動するストッパピン34Pの移動範囲を長孔14が規制することにより、カムロブ部20の揺動範囲が規制している。
3A and 3B are sectional views of the cam unit CU as seen from the axial direction. 3A shows the
図4A、4Bは、カムユニットCUの内部構造を示した断面図である。図4A、4Bにおいては、2つのカムロブ部20は共にリフト状態にある。図4A、4Bは、図3AのA−A断面図に相当する。図4A、4Bに示すように、カムユニットCUは、軸方向でのカムユニットCUの中心に軸方向に対称に形成されている。従って、以下の説明では2つのカムロブ部20のうち一方について説明する。カムベース部10には、カムロブ部20を収納可能なスリット12が形成されている。カムシャフトS及びカムベース部10内には、カムシャフトSと同軸上にコントロールシャフト40が配置されている。コントロールシャフト40は、カムシャフトSやカムユニットCUと共に回転する。コントロールシャフト40は制御軸の一例である。
4A and 4B are cross-sectional views showing the internal structure of the cam unit CU. 4A and 4B, the two
駆動機構Dは、アクチュエータACの回転運動を並進運動に変換してコントロールシャフト40を軸方向に往復動させる。駆動機構Dは、カムシャフトSから露出したコントロールシャフト40の端部に連結されている。駆動機構Dは、例えば差動ローラギアであるが、これに限定されない。コントロールシャフト40は、カムシャフトS、カムユニットCUと共に回転しながらこれらに対して軸方向に相対移動する。アクチュエータACが回転を停止することにより、カムベース部10に対して所定の相対位置でコントロールシャフト40が停止する。アクチュエータACは、ECU5によって制御される。ECU5は、CPU、ROM、RAMなどから構成され、内燃機関全体の動作を制御する。ROMには、後述する制御を実行するためのプログラムが格納されている。
The drive mechanism D converts the rotational motion of the actuator AC into a translational motion and reciprocates the
カムベース部10は、ピン16P、17P、テーパーピンMをそれぞれ所定範囲だけ移動可能に保持している。2つのカムロブ部20はそれぞれピン26Pを保持している。ピン26Pは、ロック部材の一例である。図4Bは、ピン16P等を省略した図である。カムロブ部20は、支持シャフト33が貫通した基端部から離れた自由端部を有し、カムロブ部20の自由端部側にはピン26Pを保持した孔26が形成されている。孔26は、カムロブ部20を軸方向に貫通している。孔26は、保持孔の一例である。
The
カムベース部10には、スリット12に連通した孔16が形成されている。孔16は、スリット12に対して同一側に形成されている。孔16は、軸方向に延び、底面を有している。孔16には、ピン16Pが収納されている。孔16の底面とピン16Pとの間にはピン16Pに連結されたスプリング16Sが配置されている。スプリング16Sは、カムロブ部20に向けてピン16Pを付勢している。スプリング16Sは、第2スプリングの一例である。
A
カムベース部10には、スリット12を介して孔16に対向する孔17が形成されている。孔17には、ピン17Pが収納されている。孔17は、孔16と同軸上に位置している。孔17は、軸方向に延びている。ピン17Pは、テーパーピンMに接触している。ピン17Pは押圧部材の一例である。カムロブ部20側のピン17Pの端部には、スプリング17Sが固定されている。スプリング17Sの一端は、ピン17Pに固定されているが他端は自由端である。スプリング17Sは、第1スプリングの一例である。ピン26P、第1スプリング17S、第2スプリング16S等は、カムロブ部20を高位置でロックするロック機構の一例である。
A
両側の対向する2つの孔17は、連通空間18に連通している。連通空間18は、カムベース部10の軸方向での長さの略中心に位置し、カムシャフトSの径方向(以下、単に径方向と称する)に延びた空間である。また、連通空間18に連通した開口部19が形成されている。テーパーピンMは、開口部19に摺動可能に嵌合することにより、連通空間18内での径方向への移動が許容され、軸方向や周方向の移動が規制されている。テーパーピンMは、連動部材の一例である。尚、連通空間18は、カムベース部10の外周部に開口している。これにより、例えば潤滑油をカムベース部10の外周から連通空間18を介して内部に供給することができる。
Two opposing
コントロールシャフト40の外周部には、テーパーピンMを支持する凹部41が形成されている。凹部41は、軸方向に平行な底面42、底面42からコントロールシャフト40の外周面に連続するように延びた傾斜面43、を含む。コントロールシャフト40の軸方向の相対移動に応じて傾斜面43上を摺動しやすいように、テーパーピンMの角部はテーパー状になっている。
A
カムロブ部20が高位置にある場合、孔16、17、26は軸方向に並び、ピン16P、17P、26Pは軸方向に並ぶ。換言すれば、カムロブ部20が揺動範囲の一端でこのような位置に位置づけられるように、ストッパピン34Pに係合した長孔14によりカムロブ部20の揺動範囲が規定されている。スプリング16Sの付勢力により、ピン16Pが孔16、26に共通に挿入され、ピン26Pは孔26、17に共通に挿入される。これにより、カムロブ部20は高位置でカムベース部10にロックされている。
When the
次に、カムロブ部20のロック及びロックの解除について詳細に説明する。図5A〜6Bは、カムロブ部20のロック及びロックの解除の説明図である。尚、2つのカムロブ部20のロック及びロックの解除は同一の態様によりなされるため、図5A〜6Bでは一方のカムロブ部20側のみを示して説明する。図4Aに示した状態から、コントロールシャフト40をアクチュエータACにより軸方向の右側にカムベース部10に対して相対移動させると、図5Aに示すように、テーパーピンMは傾斜面43上を移動してコントロールシャフト40の外周面上に移動する。これにより、テーパーピンMは径方向外側に移動する。テーパーピンMが径方向に移動すると、ピン17Pがカムロブ部20側に押される。これにより、スプリング17Sはピン17P、26P間で圧縮される。
Next, the locking and unlocking of the
次に、図5Bに示すように、スプリング17Sの付勢力によりピン26PがテーパーピンMから離れる方向に移動して、ピン26Pは、孔17から離脱する。ピン26Pの移動に伴いピン16Pは孔16の底面側に移動しスプリング16Sが圧縮される。即ち、ピン16P、P、26Pは、それぞれ孔16、17、26に収納される。これにより、高位置でカムロブ部20のロックが解除される。
Next, as shown in FIG. 5B, the
カムロブ部20のロックが解除された状態でカムシャフトSが回転することにより、カムロブ部20はロッカーアームRから反力を受ける。これにより、図5Cに示すように、カムロブ部20はスプリング34sの付勢力に抗して低位置に移動する。換言すれば、スプリング34sの付勢力は、カムロブ部20のロックが解除されている状態でロッカーアームRからの反力のみでカムロブ部20は低位置に移動可能な程度に設定されている。このようにロッカーアームRはロックが解除されたカムロブ部20を低位置側に付勢する。カムロブ部20が高位置から低位置に移動することにより、ピン16P、スプリング17Sの他端はカムロブ部20に摺接する。カムロブ部20が低位置にある場合には、カムロブ部20はスプリング17Sとピン16Pとの間に位置する。ロッカーアームRは、バブルを駆動するためのカムフォロアの一例である。尚、カムフォロアは、カムに直接駆動されるバルブリフタであってもよい。
When the camshaft S rotates with the
ロックが解除された状態では、カムロブ部20がロッカーアームRからの反力を受けている間は図5Cに示すように低位置にある。カムシャフトSの回転に伴いカムロブ部20がロッカーアームRから退避している間は、スプリング34sの付勢力により高位置へ移動する。即ち、ロックが解除された状態では、カムシャフトSが回転している間は、カムロブ部20は、図5B、5Cに示した状態を繰り返す。尚、ロックの解除後でカムロブ部20が低位置から高位置に移動した場合であっても、テーパーピンMが径方向外側に位置している場合には、スプリング16S、17Sとの力の釣り合いにより、ピン26Pが孔17に係合しない。
In the unlocked state, the
次に、ロックが解除された状態からロックをする場合について説明する。例えば、カムロブ部20が低位置にある場合にコントロールシャフト40が軸方向の左側に相対移動すると、テーパーピンMは、ピン17Pを介してスプリング17Sの付勢力受けているため、テーパーピンMはコントロールシャフト40の底面42を摺動して凹部41に支持される。即ち、テーパーピンMは、径方向内側に移動する。これに伴い、ピン17Pがスプリング17Sの付勢力によりテーパーピンM側に移動する。また、スプリング17Sは、ピン17Pの移動により自然長に近づくように伸びる。次に、図6Bに示すようにスプリング34sの付勢力によりカムロブ部20が高位置に移動すると、スプリング16S、17Sとの付勢力の釣り合いから、スプリング16Sが伸びスプリング17Sが縮む。これにより、ピン26Pは、孔26、17に共通に挿入され、ピン16Pは孔16、26に共通に挿入される。これにより、再び図4Aの状態となり高位置でカムロブ部20がロックされる。
Next, a case where the lock is performed from the unlocked state will be described. For example, when the
このように、本実施例の装置では油圧を利用せずにカムロブ部20を高位置でロックし、バルブVリフト状態を切り替えることができる。このため、油圧とは無関係にバルブのリフト状態を切り替えることができ、油圧を利用することに伴う不利益を解消できる。例えば、本実施例の装置では油圧低下時においも油圧に依存せずにロックの切り替えができる。また、容量の小さいオイルポンプを採用でき、この場合燃費が向上する。
Thus, in the apparatus of the present embodiment, the
次に、ピン17P、26Pの間、換言すれば、テーパーピンMとピン26Pとの間にスプリング17Sを設けた理由について説明する。カムロブ部20が高位置でロックされている場合、カムロブ部20には周期的にロッカーアームRから反力を受けている。このカムロブ部20が受ける反力は、ピン16P、26Pに作用する。ここで、ピン16Pは、孔16、26の係合し、ピン26Pは、孔16、17の双方に係合している。このため、カムロブ部20がロッカーアームRから反力を受けている間は、ピン16P、26Pは径方向内側の力を受けて、軸方向に移動しにくくなっている。このため、例えば、スプリング17Sを介在させずに直接ピン26Pをピン17P、テーパーピンMにより移動させる場合、ピン16P、26Pが軸方向に移動せずにテーパーピンMも移動できずに、即ち、コントロールシャフト40が軸方向に移動できないおそれがある。これにより、アクチュエータACに無理な負荷がかかるおそれがある。
Next, the reason why the
しかしながら、ピン26P、17P間にスプリング17Sを設けることにより、ピン16P、26Pが移動しにくい場合であっても、図5Aに示すようにスプリング17Sが圧縮されることによってピン17P、テーパーピンM、コントロールシャフト40の移動が許容される。この状態でカムロブ部20がロッカーアームRからの退避してロッカーアームRからの反力が低減すると、スプリング17Sの付勢力に従ってピン26P、16Pがそれぞれ孔17、26から離脱しカムロブ部20のロックが解除される。これにより、アクチュエータACへの負荷が抑制される。
However, by providing the
尚、本実施例ではカムロブ部20を低位置でロックする機構は設けられていない。このため、構造が簡略化されている。また、カムロブ部20を低位置でロックする機構を設けた場合、バルブVのリフト停止状態からリフト状態へ移行するためには、最初にカムロブ部20の低位置でのロックを解除する必要がある。このため、カムロブ部20を応答性が低下するおそれがある。本実施例では、カムロブ部20は低位置でロックされておらず、上述したようにカムシャフトSの回転に伴ってカムロブ部20は高位置及び低位置間を往復揺動する。従って、早期にカムロブ部20を高位置でロックすることができ、リフト停止状態からリフト状態への移行の応答性が向上している。
In this embodiment, no mechanism is provided for locking the
また、本実施例ではコントロールシャフト40の凹部41上をテーパーピンMが摺動することを利用してテーパーピンMを径方向に移動させるが、このような構成に限定されない。例えばコントロールシャフト40の外周面に凸部を設け、この凸部を利用してテーパーピンMを径方向に移動させてもよい。
In this embodiment, the taper pin M is moved in the radial direction by utilizing the sliding of the taper pin M on the
図3A、3Bに示したように、カムロブ部20の自由端は、カムロブ部20の基端側からカムシャフトSの回転方向から逆方向に離れている。ここで、カムロブ部20の基端側は、支持シャフト33により揺動の支点となっている。このため、ロッカーアームRの反力により、カムロブ部20がカムシャフトSの回転方向と逆方向に揺動するのが容易となる。これによって、ロックが解除された状態で、カムロブ部20の低位置から高位置へ移動が容易となっている。また、低位置へ移動する際のカムロブ部20が受けるロッカーアームRからの反力による負荷が低減され、カムロブ部20の耐久性が確保されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the free end of the
また、カムベース部10は、2つのカムロブ部20を支持している。このため、カムベース部10は軸方向の長さを確保しているため強度が確保されている。また、カムベース部10を2つのカムロブ部20に共通化して使用しているため部品点数も削減されている。
The
また、上述したようにスプリング34sが配置された凹部10Hは、ロッカーアームRに接触しない部分に設けられているので、この部分を有効利用している。スプリング34sが、ロッカーアームRに接触するカムベース部10の部分から退避した位置に配置されていることにより、ロッカーアームRが接触するカムベース部10の部分の軸方向の断面積も確保されている。これにより、カムベース部10の強度も確保されている。
Further, as described above, since the
次に、複数の変形例について説明する。尚、上記実施例と同一又は類似の構成については、同一又は類似の符号を付することにより重複する説明を省略する。図7は、第1変形例の可変動弁装置の説明図である。互いに隣接して配置された2つのテーパーブロックM1、M2が設けられている。テーパーブロックM1、M2は、それぞれ略板状であり、上述したテーパーピンMを2つに分割した形状である。テーパーブロックM1、M2は、共に上述した開口部19に摺動可能に嵌合して径方向の移動が許容され軸方向や周方向の移動が規制されている。テーパーブロックM1、M2は、連動部材の一例である。
Next, a plurality of modifications will be described. In addition, about the structure same or similar to the said Example, the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same or similar code | symbol. FIG. 7 is an explanatory diagram of a variable valve operating apparatus according to a first modification. Two tapered blocks M1 and M2 arranged adjacent to each other are provided. Each of the taper blocks M1 and M2 has a substantially plate shape and is formed by dividing the above-described taper pin M into two. The taper blocks M1 and M2 are both slidably fitted into the
テーパーブロックM1、M2は、2つのピン17Pにそれぞれ当接している。コントロールシャフト40aの凹部41aは、深さが異なっている。具体的には、凹部41aは、最も深い底面42a、底面42aから連続した傾斜面43a、傾斜面43aに連続して底面42aよりも浅い底面44a、を含む。コントロールシャフト40aの軸方向の相対移動に応じて傾斜面43a上を摺動しやすいように、テーパーブロックM1、M2の角部はテーパー状になっている。
The taper blocks M1 and M2 are in contact with the two
図8A〜8Cは、第1変形例のロック及びロックの解除の説明図である。図7、図8Aに示すように、テーパーブロックM1、M2の双方が底面42aに支持されている場合には、2つのカムロブ部20は高位置でロックされる。図8Bに示すように、コントロールシャフト40aを軸方向に相対移動させて、テーパーブロックM1のみが底面44a上に支持されている場合、テーパーブロックM1のみが径方向外側に移動して左側のカムロブ部20のロックが解除される。図8Cに示すように、更にコントロールシャフト40aを軸方向に相対移動させると、テーパーブロックM1、M2の双方が底面44a上に支持されて、2つのカムロブ部20のロックが解除される。
8A to 8C are explanatory diagrams of lock and unlock of the first modified example. As shown in FIGS. 7 and 8A, when both the tapered blocks M1 and M2 are supported by the
このように、2つのカムロブ部20のうち一方のみのロックを解除させることができる。即ち、2つのカムロブ部20によって駆動される2つのバルブVのうち一方のみのリフトを停止させることができる。例えば、2つの吸気弁のうち一方のリフトを停止させるができる。これにより、気筒内にスワール流を発生させることができる。よって、例えば気筒内にスワール流を発生させるためのスワールコントロールバルブを廃止することもできる。
Thus, only one of the two
尚、凹部41aの代わりに、高さの異なる2つの上面を備えた凸部を設けてもよい。
In addition, you may provide the convex part provided with two upper surfaces from which height differs instead of the recessed
図9は、第2変形例の説明図である。凹部41bは、最も底が深い底面42bの軸方向の両側に、底面42bよりも底が浅い底面44b、46bが形成されている。また、底面42b、44bの間には傾斜面43bが連続し、同様に、底面42b、46bの間には傾斜面45bが連続している。また、テーパーブロックM1b、M2bは、傾斜面43b、45b上を摺動しやすいように、角部がテーパー状に形成されている。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a second modification. In the
底面42bの両側に底面44b、46bが形成されているので、図9に示した状態からコントロールシャフト40bを軸方向右側に移動させて、テーパーブロックM1bのみを径方向外側に移動させて2つのカムロブ部20の一方のみのロックを解除できる。また、図9に示した状態から、コントロールシャフト40bを軸方向の左側に移動させて、テーパーブロックM2bのみを径方向外側に移動させて2つのカムロブ部20の他方のみのロックを解除できる。このように、2つのカムロブ部20のうち、一方側のみのリフトを停止させることもできるし、他方側のみのリフトを停止させることもできる。これにより、運転状態に応じて気筒内に異なる旋回流を発生させることができる。
Since bottom surfaces 44b and 46b are formed on both sides of the
図10は、第3変形例の説明図である。アクチュエータACは、駆動機構Dcを介してコントロールシャフト40cをカムシャフトSに同期して、又は相対的に回転させることができる。カムシャフトSの回転数と同じ回転数でコントロールシャフト40cを回転させることにより、コントロールシャフト40cをカムシャフトSに同期して回転させることができる。また、カムシャフトSよりも速く又は遅くコントロールシャフト40cを回転させることにより、コントロールシャフト40cをカムシャフトSに対して相対回転させることができる。具体的には、カムシャフトSとアクチュエータACとのそれぞれの回転角度を検出する角度センサの出力に基づいて、ECU5cは、コントロールシャフト40cとカムシャフトSとの回転数と位相を検出し、この検出結果に基づいてアクチュエータACを回転させる。コントロールシャフト40cには、テーパーピンMを支持する偏心部41cが形成されている。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a third modification. The actuator AC can rotate the
図11は、コントロールシャフト40cのみを示した図10のB−B断面図である。コントロールシャフト40cの回転中心40cpと偏心部41cの中心41cpとは位置がずれている。コントロールシャフト40cがカムベース部10等に対して相対回転することにより、テーパーピンMが摺接する偏心部41cの外周面上の部分の、回転中心40cpからの高さが変化する。これにより、テーパーピンMが径方向に移動してカムロブ部20のロックを解除できる。偏心部41cの外周面は、テーパーピンMが摺接する。偏心部41cの径は、コントロールシャフト40cの他の部分の径よりも小さく、図10に示すように偏心部41cは径方向から見て凹部状である。図10に示すように、偏心部41cは、凹部の一例である。
11 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 10 showing only the
コントロールシャフト40cは所定範囲を往復回転させてよいし、常に同一方向に回転させてもよい。何れの場合にも、テーパーピンMは径方向に往復動するため、ロック及びその解除が可能だからである。
The
尚、コントロールシャフト40cの相対回転に応じてテーパーピンMを径方向に移動させる構成は、図11に示したような偏心円の外周面でなくてもよい。即ち、コントロールシャフト40cの外周面上での所定の角度範囲の領域にのみ、回転中心40cpからの高さが周方向の位置で異なるような面を形成し、この面にテーパーピンMを摺動させてもよい。また、この面は、周方向線分と交差する湾曲面でもよいし平面でもよい。また、偏心部41cの代わりに、コントロールシャフトのベース部分の径よりも径が大きい偏心部を設けてもよい。この場合、径方向から見ると偏心部は凸状になる。
The configuration in which the taper pin M is moved in the radial direction according to the relative rotation of the
図12は、第4変形例の説明図である。2つのテーパーピンM1d、M2dは、それぞれコントロールシャフト40dの偏心部41d、42dに支持されている。コントロールシャフト40dも上述したアクチュエータAC、駆動機構Dcによりカムベース部10等に対して相対回転する。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a fourth modification. The two taper pins M1d and M2d are respectively supported by
図13は、コントロールシャフト40dのみを示した図12のC−C断面図である。図13に示すように、偏心部41dの中心41dp、偏心部42dの中心42dpは、コントロールシャフト40dの回転中心40dpからずれている。また、中心41dp、42dpも互いにずれている。詳細には、中心41dp、42dpを結ぶ線分が回転中心40dpから離れるように位置している。
13 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 12 showing only the
図13に示すように、領域R1では、偏心部41d、42dの外周面は、略重なり回転中心40dpから最も近い位置にある。領域R1と回転中心40dpを介して反対側に位置する領域R2では、偏心部41d、42dの外周面は略重なり、回転中心40dpの外周面とも略重なる。即ち、領域R2では、回転中心40dpから最も離れた位置にある。領域R3では、偏心部41d、42dの外周面は重ならず、偏心部41dの外周面は回転中心40dpから離れ、偏心部42dの外周面は回転中心40dpに近い。領域R3と回転中心40dpを介して反対側に位置する領域R4では、偏心部41d、42dの外周面は重ならず、偏心部41dの外周面は回転中心40dpに近く、偏心部42dの外周面は回転中心40dpから離れている。
As shown in FIG. 13, in the region R1, the outer peripheral surfaces of the
テーパーピンM1d、M2dが領域R1で支持される場合には、双方とも径方向内側に位置して2つのカムロブ部20はロックされている。テーパーピンM1d、M2dが領域R2で支持される場合には、双方とも径方向外側に位置し、2つのカムロブ部20のロックが解除される。テーパーピンM1d、M2dが領域R3で支持されている場合には、テーパーピンM1dのみが径方向外側に位置して図12に示す左側のカムロブ部20のロックのみが解除される。テーパーピンM1d、M2dが領域R4で支持されている場合には、テーパーピンM2dのみが径方向外側に位置して図12に示す右側のカムロブ部20のロックのみが解除される。このように、コントロールシャフト40dがカムベース部10等に対して相対回転する場合であっても、2つのカムロブ部20の一方のみのロックを解除でき、他方のみのロックも解除でき、また双方のロックも解除できる。
When the taper pins M1d and M2d are supported in the region R1, the two
また、偏心部41d、42dの代わりに、コントロールシャフトのベース部分の径よりも径が大きい偏心部を設けてもよい。この場合、径方向から見ると偏心部は凸状になる。
Moreover, you may provide the eccentric part larger in diameter than the diameter of the base part of a control shaft instead of the
図14は、第5変形例の説明図である。コントロールシャフト40は、軸方向に相対移動する。コントロールシャフト40が軸方向に移動する。カムベース部10eにはカムロブ部20e、20が揺動可能に連結されている。カムロブ部20e側のピン17P、26P、孔16e等は、カムロブ部20側のピン17P等よりもコントロールシャフト40から離れている。このように、カムロブ部20e側のピン26P等と、カムロブ部20側のピン26Pとで径方向での位置が異なっている。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a fifth modification. The
図14に示した状態からコントロールシャフト40を軸方向に移動させると、テーパーピンMは徐々に径方向外側に移動する。テーパーピンMが径方向外側に移動している過程で、最初にカムロブ部20側のピン17Pが軸方向に押されてカムロブ部20のロックが解除される。更にコントロールシャフト40が軸方向に移動してテーパーピンMが径方向外側に移動すると、カムロブ部20eのロックが解除される。このように単一のテーパーピンMによっても、2つのカムロブ部20e、20のうちカムロブ部20のみのロックを解除できる。これにより部品点数が削減されている。
When the
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.
本実施例では、カムロブ部20がカムベース部10から突出していない位置にある場合を低位置として説明した。しかしながらこれに限定されず、例えば、カムロブ部20は、カムベース部10のベース円部11から突出した高位置と、第高位置よりも突出量が小さいがベース円部11から突出した低位置との間を揺動してもよい。この場合、ロックが解除されている場合には、小さいリフト量でバルブが駆動する。
In the present embodiment, the case where the
カムベース部10は、カムシャフトと一体に成型されていてもよいし、本実施例のように別体で成型した後に接合してもよい。
The
ピン16Pが設けられておらず、スプリング16Sで直接ピン26Pを付勢する構成であってもよい。
The
1 可変動弁装置
5 ECU
S カムシャフト
R ロッカーアーム(カムフォロア)
V バルブ(カムフォロア)
M テーパーピン(連動部材)
10 カムベース部
11 ベース円部
12 スリット
16S スプリング(第2スプリング)
17P 押圧部材
17S スプリング(第1スプリング)
20 カムロブ部
26 孔(保持孔)
26P ピン(ロック部材)
34s スプリング(付勢部材)
40 コントロールシャフト(制御軸)
41、41a、41b 凹部
41c、41d、42d 偏心部(凹部)
1
S Camshaft R Rocker arm (Cam follower)
V valve (cam follower)
M Taper pin (interlocking member)
10
20
26P pin (locking member)
34s Spring (biasing member)
40 Control shaft (control shaft)
41, 41a, 41b Recessed
Claims (10)
前記カムベース部の外周から突出した高位置と前記高位置よりも低い低位置間を揺動可能に前記カムベース部に連結されたカムロブ部と、
前記カムロブ部を前記高位置へ付勢する付勢部材と、
前記カムロブ部を前記低位置へ付勢するカムフォロアと、
前記カムシャフトと共に回転し前記カムベース部を貫通した制御軸と、
前記制御軸を前記カムベース部に対して相対移動させるアクチュエータと、
前記制御軸の相対移動に応じて前記カムロブ部を前記高位置でロックし、又はロックを解除するロック機構と、を備え、
前記ロック機構は、前記カムベース部に保持され前記制御軸の相対移動に連動した連動部材、前記カムロブ部の保持孔に保持されたロック部材、を含み、
前記ロック部材は、前記カムロブ部が前記高位置にある場合に、前記保持孔に保持された状態で前記連動部材に連動して前記カムベース部に係合、離脱する、内燃機関の可変動弁装置。 A cam base that rotates integrally with the camshaft;
A cam lobe connected to the cam base so as to be swingable between a high position protruding from the outer periphery of the cam base and a low position lower than the high position;
A biasing member that biases the cam lobe portion to the high position;
A cam follower for urging the cam lobe portion to the low position;
A control shaft that rotates with the camshaft and penetrates the cam base;
An actuator for moving the control shaft relative to the cam base;
A lock mechanism for locking the cam lobe portion at the high position or releasing the lock according to relative movement of the control shaft,
The locking mechanism includes an interlocking member that is held by the cam base portion and interlocked with relative movement of the control shaft, and a locking member that is held by a holding hole of the cam lobe portion,
When the cam lobe portion is at the high position, the lock member engages and disengages the cam base portion in conjunction with the interlocking member while being held in the holding hole. .
前記連動部材及びロック部材は、前記第1スプリングを介して連動する、請求項1の内燃機関の可変動弁装置。 The locking mechanism includes a first spring disposed between the locking member and the interlocking member when the cam lobe portion is locked,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the interlocking member and the lock member are interlocked via the first spring.
前記カムフォロアは、前記第1及び第2カムロブ部をそれぞれ付勢する第1及び第2カムフォロアを含み、
前記ロック機構は、前記第1及び第2カムロブ部をそれぞれロックする第1及び第2ロック機構を含み、
前記第1及び第2ロック機構は、前記制御軸の相対移動に応じて前記第1及び第2カムロブ部の双方をロックし、又は何れか一方のロックを解除する、請求項1乃至8の何れかの内燃機関の可変動弁装置。 The cam lobe portion includes first and second cam lobe portions,
The cam follower includes first and second cam followers for urging the first and second cam lobes, respectively.
The locking mechanism includes first and second locking mechanisms that lock the first and second cam lobes, respectively.
The said 1st and 2nd lock mechanism locks both the said 1st and 2nd cam lobe part according to the relative movement of the said control axis | shaft, or releases any one lock | rock. A variable valve operating device for an internal combustion engine.
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