JP6102682B2 - Valve mechanism of internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関の動弁機構に関する。 The present invention relates to a valve mechanism for an internal combustion engine.
特許文献1の装置では、カムシャフトに対して突出した位置でカムをロックしてバルブを駆動させ、ロックを解除してバルブからの反力に従ってカムが移動しバルブを停止状態に維持できる。特許文献2には関連した装置が開示されている。
In the device of Patent Document 1, the cam is locked at a position protruding with respect to the camshaft to drive the valve, the lock is released, the cam moves according to the reaction force from the valve, and the valve can be maintained in a stopped state.
揺動可能に支持されたアームを介してカムの動力をバルブに伝達する場合、カムの駆動抵抗を抑制するために、カムが接触するローラをアームに設ける場合がある。カムが回転するとローラも従動回転する。 When the power of the cam is transmitted to the valve via the arm supported so as to be able to swing, a roller with which the cam contacts may be provided on the arm in order to suppress the drive resistance of the cam. When the cam rotates, the roller also rotates.
例えば、形状等が異なる複数のカムを設けてこれらのカムのロックの状態を切替ることにより、バルブの動作特性をカムの形状に応じたものに変更することが考えられる。このような複数のカムは、ロックが解除された状態において、ローラに接触する部分の形状等が異なる。このような複数のカムの双方が共通のローラに接触する場合、一方のカムがローラの回転の抵抗を与える恐れがある。これにより、他方のカムの回転の抵抗が増大して、結果的にカムシャフトの駆動抵抗が増大する恐れがある。 For example, by providing a plurality of cams having different shapes and the like and switching the lock state of these cams, it is conceivable to change the operating characteristics of the valve to those corresponding to the shape of the cam. Such a plurality of cams differ in the shape and the like of the portion in contact with the roller in the unlocked state. When both of such a plurality of cams come into contact with a common roller, one cam may give resistance to rotation of the roller. As a result, the rotation resistance of the other cam increases, and as a result, the drive resistance of the camshaft may increase.
本発明は、カムシャフトへの駆動抵抗が抑制された内燃機関の動弁機構を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a valve operating mechanism for an internal combustion engine in which drive resistance to a camshaft is suppressed.
本発明は、カムシャフトと共に回転するカム部と、前記カム部の外周から突出した突出位置と前記突出位置から後退した後退位置間を揺動する可動カム部と、前記突出位置で前記可動カム部をロックするロック機構と、内燃機関本体に設けられた支持軸部に支持されて揺動し、揺動に連動してバルブを駆動するアームと、前記アームに設けられ前記カム部が接触する第1ローラと、前記アームに設けられ前記可動カム部に接触し、ロックが解除された前記可動カム部を前記突出位置から後退させる第2ローラと、を備え、前記可動カム部は、2つ設けられており、前記第2ローラは、2つの前記可動カム部にそれぞれ個別に接触するように2つ設けられている、内燃機関の動弁機構によって達成できる。
The present invention is a cam portion which rotates together with the cam shaft and a movable cam section for rocking between a retracted position retracted from the projected position and the protruding position protruding from the outer periphery of the cam portion, the movable cam section at the projecting position A locking mechanism that locks the shaft, an arm that is supported by a support shaft provided in the internal combustion engine body, swings, and drives a valve in conjunction with the swing, and a cam that is provided on the arm and contacts the cam And a second roller that contacts the movable cam portion provided on the arm and moves the unlocked movable cam portion from the protruding position , and two movable cam portions are provided. The second roller can be achieved by a valve mechanism of an internal combustion engine that is provided so as to be in contact with the two movable cam portions individually .
前記アームは、前記支持軸部によって揺動可能に支持されたメインアーム、前記メインアームの両側に配置され2つのバルブをそれぞれ駆動する2つのサブアーム、を含み、前記メインアーム及び2つのサブアームは、連結軸を介して連結されており、前記第1ローラは、2つの前記サブアームの一方側で前記連結軸に支持され、前記第2ローラは、前記メインアーム側で前記連結軸に支持されている、構成であってもよい。 The arm includes a main arm that is swingably supported by the support shaft portion, and two sub-arms that are disposed on both sides of the main arm and respectively drive two valves, and the main arm and the two sub-arms are The first roller is supported by the connecting shaft on one side of the two sub-arms, and the second roller is supported by the connecting shaft on the main arm side. It may be a configuration.
前記第1ローラの軸方向の長さは、前記第2ローラの軸方向の長さよりも短い、構成であってもよい。 The length of the first roller in the axial direction may be shorter than the length of the second roller in the axial direction.
前記第1ローラは、前記カムシャフトの軸方向での2つのバルブの中心位置から離れた位置にあり、前記第2ローラは、前記中心位置に近い位置にある、構成であってもよい。 The first roller may be located away from the center position of the two valves in the axial direction of the camshaft, and the second roller may be located near the center position.
前記カムシャフトと共に回転するカムベース部を備え、前記可動カム部は、前記カムベース部の外周から突出した位置と前記位置から後退した位置間を揺動するように前記カムベース部に連結されている、構成であってもよい。 Wherein comprising a cam base portion which rotates together with the cam shaft, the movable cam section is connected between the position retracted from the position and position protruding from the outer periphery of the cam base portion to the cam base portion so as to swing, structure It may be.
前記カム部は、前記カムシャフトに対して移動せずに回転し、ベース円部、前記ベース円部から径方向外側に突出したノーズ部、を含む、構成であってもよい。 The cam portion may be configured to rotate without moving with respect to the camshaft and include a base circle portion and a nose portion protruding radially outward from the base circle portion.
前記カム部は、前記カムシャフトに対して移動せずに回転し、前記カムシャフトの軸方向から見て円状である、構成であってもよい。 The cam portion may be configured to rotate without moving with respect to the cam shaft and to have a circular shape when viewed from the axial direction of the cam shaft.
カムシャフトへの駆動抵抗が抑制された内燃機関の動弁機構を提供できる。 A valve operating mechanism for an internal combustion engine in which driving resistance to the camshaft is suppressed can be provided.
図面を用いて本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は内燃機関の動弁機構1の断面図である。図2は、動弁機構1の斜視図である。図3は、動弁機構1の側面図である。図2、図3では動弁機構1とともにバルブ11およびラッシュアジャスタ12を示す。図3では動弁機構1とともに後述するカムCを示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a valve mechanism 1 for an internal combustion engine. FIG. 2 is a perspective view of the valve mechanism 1. FIG. 3 is a side view of the valve mechanism 1. 2 and 3 show the
動弁機構1は、支持軸2、メインアーム3、サブアーム4、ローラ軸5、ローラ6a〜6c、Eリング7を備える。支持軸2は支持部10に移動不能に固定されている。支持部10は内燃機関本体の一部であり、例えばシリンダヘッドやカムキャリアである。メインアーム3は支持軸2によって揺動可能に支持されている。支持軸2は、支持軸部の一例である。メインアーム3は、2つのアーム部3aを備えている。アーム部3aそれぞれは互いに対向するように設けられている。メインアーム3はアーム部3aの一端部それぞれで支持部10を挟み込むように設けられている。支持軸2は支持部10を挟み込んだアーム部3aの一端部それぞれを貫通するように設けられている。
The valve mechanism 1 includes a
サブアーム4は支持軸2の軸方向においてメインアーム3の両側に配置されている。2つのサブアーム4それぞれは、一端にバルブ11を押圧駆動する駆動部4aを備えるとともに、他端にラッシュアジャスタ12のプランジャ12aが接触する接触部4bを備えている。接触部4bはプランジャ12aの先端部に形成された平坦面12aaと摺動可能に接触する曲面4baを有している。
The
ローラ軸5はアーム部3aそれぞれを他端部で貫通するとともに、サブアーム4それぞれを中央部で貫通するように設けられている。ローラ軸5は2つのサブアーム4それぞれをメインアーム3に連結し、揺動可能に支持する。具体的にはローラ軸5は2つのサブアーム4それぞれをメインアーム3とともに揺動可能に連結する。また、2つのサブアーム4をローラ軸5周りに揺動可能に支持する。ローラ軸5は連結軸の一例である。メインアーム3の揺動に連動してサブアーム4も揺動し、バルブ11を駆動させる。メインアーム3は、内燃機関本体に設けられた支持軸部に支持されて揺動し、揺動に連動してバルブを駆動するアームの一例である。
The
ローラ6a〜6cはカムフォロアの一例であり、メインアーム3に回転可能に設けられている。ローラ6a、6bは、メインアーム3側でローラ軸5に回転可能に支持されている。ローラ6a、6bはアーム部3aそれぞれの内側に配置されている。ローラ6cは、2つのサブアーム4の一方側でローラ軸5に回転可能に支持されている。従って、ローラ6a〜6cは同軸上に回転可能に支持されている。複数のローラ6a〜6cにはカムCが接触する。これにより、カムCとローラ6a〜6cの間で発生するフリクションを抑制する。Eリング7はローラ軸5の両端部に設けられている。Eリング7はサブアーム4それぞれの外側に設けられており、メインアーム3およびサブアーム4それぞれのローラ軸5における配置を全体的に規制する。
The
バルブ11は吸気弁または排気弁である。ラッシュアジャスタ12はバルブ11のバルブクリアランスをゼロに調整する。ラッシュアジャスタ12は、例えばHLA(ハイドロリックラッシュアジャスタ)である。
The
支持軸2は支持部10に移動不能に固定されている。このため、構造上、メインアーム3の姿勢悪化が回避される。また、接触部4bは、平坦面12aaと摺動可能に接触する曲面4baを有している。このため、平坦面12aa、曲面4ba間での摺動を許容しつつ、バルブクリアランスも適切に調整できる。
The
プランジャ12aが仮に平坦面12aaの代わりに円弧状の曲面を有する場合、振動等の理由によりプランジャ12aが軸周りに回転している間は曲面4baと円弧状の曲面は点接触することになる。このため、曲面4baと円弧状の曲面とが線接触するためには、プランジャ12aには回転止めが必要となる。本実施例では、曲面4baに接触するプランジャ12aの面は平坦面12aaとなっているため、プランジャ12aが回転したとしても、線接触を維持できる。結果、プランジャ12aの偏摩耗も抑制できる。
If the
カムCがベース円部でローラ6aと接触する状態で、曲面4baはメインアーム3の揺動中心軸Pに合わせて中心軸が設定された円弧状の曲面形状を有している。これにより、当該中心軸と揺動中心軸Pとの離間距離の関係上、平坦面12aa、曲面4ba間の接点移動を少なくできる。結果、平坦面12aa、曲面4ba間での摺動を抑制できる。
In a state where the cam C is in contact with the
メインアーム3の揺動中心軸Pとサブアーム4の揺動中心とは、軸方向から見て略一致する。例えば、メインアーム3の揺動中心軸Pとサブアーム4の揺動中心とが大きく離れている場合、揺動に伴ってサブアーム4の接触部4bとプランジャ12aの平坦面12aaとの間にすべりが生じる恐れがある。しかしながら本実施例では、メインアーム3の揺動中心軸Pとサブアーム4の揺動中心とは、軸方向から見て略一致しているので、揺動に伴って接触部4bと平坦面12aaとの間のすべりを抑制できる。
The swing center axis P of the
尚、メインアーム3の揺動中心とサブアーム4の揺動中心とは、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、軸方向から見て、サブアーム4の揺動中心がメインアーム3を支持する支持軸2に重なっていてもよい。また、軸方向から見て、プランジャ12aの平坦面12aaに接触するサブアーム4の曲面4baが、支持軸2に重なっていてもよい。何れの場合にもすべりを抑制できる。
It should be noted that the swing center of the
複数のローラ6a〜6cは、メインアーム3に回転可能に設けられ、カムCが個別に接触する。また、動弁機構1は、複数(ここでは2つ)のカムCを有するカム切替機構50を含む。カム切替機構50により、バルブ11の動作特性、例えばリフト量、作用角、開閉回数等を変更できる。
The plurality of
図4、5A、5B、6はカム切替機構50の説明図である。図6は、軸方向から見た場合の可動カムCa、Cb、固定カムCc、カムベース部51bを示している。可動カムCa、Cb、固定カムCc、カムベース部51aは複数のカムCを構成する。カムベース部51aは可動カムCa、固定カムCcに隣接している。カムベース部51bは可動カムCbに隣接している。固定カムCcはカムベース部51aに対して固定されている。可動カムCa、Cb、固定カムCcはそれぞれローラ6a〜6cに接触する。カムベース部51a、51bは、これらローラには接触していない。ローラ6cは、第1ローラの一例である。ローラ6a、6bは、第2ローラの一例である。
4, 5 </ b> A, 5 </ b> B, and 6 are explanatory diagrams of the
カム切替機構50は、カムベース部51a、51bと支点ピン52とロック機構53a、53bとを備えている。ロック機構53a、53bはそれぞれ可動カムCa、Cbがロックされた状態(以下、ロック状態と称する)、ロックが解除された状態(以下、解除状態と称する)とに切替ることができる。ロック機構53a、53bはそれぞれ第1及び第2ロック機構の一例である。
The
カムベース部51a、51bは、カムシャフト60の軸方向から見て円状であり、ノーズ部等は設けられていない。カムベース部51a、51bは、ベース円部の一例である。カムベース部51a側には可動カムCaが連結されている。カムベース部51aはカムシャフト60と別体に設けられ、カムシャフト60に移動不能に固定されている。カムベース部51bも同様である。カムベース部51a、51bはスリットSを介して2つの連結ピン54により連結されている。スリットSには可動カムCa、Cbが配置されている。尚、カムベース部51a、51bの少なくとも一方がカムシャフト60と一体に形成されていてもよい。
The
図6に示すように、可動カムCa、Cbは、それぞれ略C字状であるがL字状又はU字状であってもよい。可動カムCa、Cbの一端部は支点ピン52によって揺動可能に支持されている。支点ピン52は、可動カムCa、Cbを貫通しカムベース部51a、51bに固定されて設けられている。可動カムCa、Cbは、支点ピン52周り回転可能に支持されている。これにより、可動カムCa、Cbはカムベース部51a、51bに対して揺動可能となる。支点ピン52は軸部材の一例である。可動カムCa、Cbの一方は、カム部の一例であり、他方は可動カムの一例である。
As shown in FIG. 6, each of the movable cams Ca and Cb is substantially C-shaped, but may be L-shaped or U-shaped. One end portions of the movable cams Ca and Cb are supported by a
図6に示すように、ストッパピン56はカムベース部51a、51bに固定されている。可動カムCa、Cbには、ストッパピン56が貫通した逃げ孔SHa、SHbがそれぞれ形成されている。可動カムCa、Cbのそれぞれ揺動に伴って移動する逃げ孔SHa、SHbの移動範囲をストッパピン56が規制する。これにより、可動カムCa、Cbの揺動範囲が規制されている。可動カムCa、Cbの揺動範囲は、カムベース部51a、51bの外周から突出した突出位置と突出しない後退位置の間に規制されている。ストッパピン56、逃げ孔SHa、SHbは可動カムCa、Cbの揺動範囲を規定する第1及び第2規制部の一例である。
As shown in FIG. 6, the
可動カムCbが最大限にカムベース部51a、51bから突出した位置は、可動カムCaが最大限に突出した位置よりも高い。逃げ孔SHbは逃げ孔SHaよりも大きいため、可動カムCbの揺動範囲は可動カムCaよりも大きい。尚、可動カムCa側にストッパピンを設け、カムベース部51a側に逃げ孔を設けて、可動カムCaの揺動範囲を規制してもよい。可動カムCbも同様である。
The position where the movable cam Cb protrudes from the
図6に示すように、固定カムCcは、カムベース部51a、51bと略同同じ径のベース円部、ベース円部から径方向外側に突出したノーズ部を有している。ベース円部からのノーズ部の突出量は、ベース円部からの可動カムCa、Cbの最大突出量よりも小さい。固定カムCcは、可動カムCa、Cbと異なり、2つの連結ピン54によりカムベース部51aに対して揺動しなように固定されている。また、固定カムCcは、カムシャフト60に固定されている。また、固定カムCcは、図4に示すように、カムベース部51aよりも外側に配置されている。固定カムCcは、カム部の一例である。
As shown in FIG. 6, the fixed cam Cc has a base circle portion having the same diameter as the
図4に示すように、可動カムCa、Cbにはそれぞれ、カムシャフト60の軸方向に延びた穴H1a、H1bが形成されている。穴H1a、H1bは、それぞれ、ピンP1a、P1bを保持する保持孔である。カムベース部51a、固定カムCcには穴H2aが形成されている。カムベース部51a側に接続されるカムシャフト60の部分には、穴H2aに連通した油路Raが形成されている。穴H2aはカムシャフト60の軸方向に延びている。
As shown in FIG. 4, holes H1a and H1b extending in the axial direction of the
同様に、可動カムCbの一端部も支点ピン52によって回転可能に支持されている。可動カムCbの他端部には穴H1bが形成されている。カムベース部51bには穴H2bが形成されている。カムベース部51b側に接続されるカムシャフト60の部分には、穴H2bに連通した油路Rbが形成されている。穴H2bはカムシャフト60の軸方向に延びている。
Similarly, one end of the movable cam Cb is also rotatably supported by the
図6に示すように、スプリングCasは、一端がカムベース部51aに固定され他端が可動カムCaの内側に固定されているがこのような位置に限定されない。可動カムCaは、スプリングCasにより突出位置側へ付勢されている。スプリングCasの付勢力は、解除状態でバルブ11を駆動させることなく可動カムCaがローラ6aからの反力を受けて後退位置側へ揺動する程度に設定されている。同様に、スプリングCbsの付勢力は、解除状態でバルブ11を駆動させることなく可動カムCbがローラ6bからの反力を受けて後退位置側へ揺動する程度に設定されている。スプリングCas、Cbsは可動カム部用付勢部材の一例である。図6は、可動カムCa、Cbが共に突出位置にある場合を示している。可動カムCa、Cbが共にロック状態にある場合には、可動カムCbによってバルブ11が駆動され、バルブ11のリフト量が最も大きくなる。
As shown in FIG. 6, the spring Cas has one end fixed to the
ロック機構53aは穴H1a、H2a、油路Ra、ピンP1a、P2a、スプリングSpaを備える。ピンP1a、P2aは、穴H1a、H2aに保持される。穴H1は可動カムCaを貫通している。スプリングSpaは、穴H1a内に配置され、可動カムCb側の外側面とピンP1aとの間に設けられている。
The
図4は、可動カムCa、Cbが突出位置でロックされた状態を示している。可動カムCaが突出位置にある時には、穴H1a、H2aは互いに対向する。スプリングSpaの付勢力によりピンP1aは穴H1a、H2aの双方に係合している。これにより、可動カムCaはカムベース部51aに対して揺動不能となる。このように、ロック機構53aは突出位置で可動カムCaをロックする。ピンP1aは係合部材の一例である。穴H1aは、第2係合部の一例である。穴H2aは、第1係合部の一例である。スプリングSpaは、可動カムCaが突出位置にある場合にピンP1aが穴H2aに挿入されるように付勢する。スプリングSpaは、係合部材用付勢部材の一例である。
FIG. 4 shows a state in which the movable cams Ca and Cb are locked at the protruding positions. When the movable cam Ca is in the protruding position, the holes H1a and H2a face each other. The pin P1a is engaged with both the holes H1a and H2a by the biasing force of the spring Spa. As a result, the movable cam Ca cannot swing with respect to the
同様に、ロック機構53bは穴H1b、H2b、油路Rb、ピンP1b、P2b、スプリングSpbを備える。ピンP1b、P2bは、穴H1b、H2bに保持される。スプリングSpbは穴H1bの底部とピンP1bとの間に設けられている。
Similarly, the
可動カムCbが突出位置にある時には、穴H1b、H2bとが対向する。スプリングSpbの付勢力によりピンP1bは穴H1b、H2bの双方に係合している。これにより、可動カムCbはカムベース部51bに対して揺動不能となる。このように、ロック機構53bは突出位置で可動カムCbをロックする。ピンP1bは係合部材の一例である。穴H1bは、第2係合部の一例である。穴H2bは、第1係合部の一例である。スプリングSpbは、可動カムCbが突出位置にある場合にピンP1bが穴H2bに挿入されるように付勢する。スプリングSpbは、係合部材用付勢部材の一例である。
When the movable cam Cb is in the protruding position, the holes H1b and H2b face each other. The pin P1b is engaged with both the holes H1b and H2b by the urging force of the spring Spb. As a result, the movable cam Cb cannot swing with respect to the
図5Aは、解除状態にある可動カムCbを示している。図5Aに示すように、油路Rbを介してピンP2bに油圧を作用させると、スプリングSpbの付勢力に抗してピンP1b、P2bが移動する。結果、ピンP1bが穴H2bから離脱し、ピンP1b、P2bはそれぞれ穴H1b、H2bに保持される。ピンP1bの長さと穴H1bの長さとは同じに設定されているからである。このため、可動カムCbはカムベース部51bに対して揺動可能となりロックが解除される。油路Rbは、スプリングSpbの付勢力に抗してピンP1bが穴H2bから離脱するように油圧を作用させる経路の一例である。
FIG. 5A shows the movable cam Cb in the released state. As shown in FIG. 5A, when hydraulic pressure is applied to the pin P2b via the oil passage Rb, the pins P1b and P2b move against the urging force of the spring Spb. As a result, the pin P1b is detached from the hole H2b, and the pins P1b and P2b are held in the holes H1b and H2b, respectively. This is because the length of the pin P1b and the length of the hole H1b are set to be the same. Therefore, the movable cam Cb can swing with respect to the
図5Bは、解除状態にある可動カムCa、Cbを示している。図5Bに示すように、油路Raを介してピンP2aに油圧を作用させると、スプリングSpaの付勢力に抗してピンP1a、P2aが移動する。結果、ピンP1aが穴H2aから離脱し、ピンP1a、P2aはそれぞれ穴H1a、H2aに保持される。ピンP1aの長さと穴H1aの長さとは同じに設定されているからである。このため、可動カムCaはカムベース部51aに対して揺動可能となりロックが解除される。油路Raは、スプリングSpaの付勢力に抗してピンP1aが穴H2aから離脱するように油圧を作用させる経路の一例である。
FIG. 5B shows the movable cams Ca and Cb in the released state. As shown in FIG. 5B, when a hydraulic pressure is applied to the pin P2a via the oil passage Ra, the pins P1a and P2a move against the biasing force of the spring Spa. As a result, the pin P1a is detached from the hole H2a, and the pins P1a and P2a are held in the holes H1a and H2a, respectively. This is because the length of the pin P1a and the length of the hole H1a are set to be the same. Therefore, the movable cam Ca can swing with respect to the
可動カムCaがロック状態にあり可動カムCbが解除状態の場合、可動カムCbはカムシャフト60の回転に伴ってローラ6bに接触すると、突出位置から退避するように後退位置側へ揺動する。その後、可動カムCbがローラ6bから退避するとスプリングCbsの付勢力に従って突出位置側へ揺動する。即ち、可動カムCbは回転しながら支点ピン52周りに揺動する。この場合、ロック状態にある可動カムCaがバルブ11を駆動させる。
When the movable cam Ca is in the locked state and the movable cam Cb is in the released state, when the movable cam Cb comes into contact with the
可動カムCa、Cbが共に解除状態の場合、可動カムCa、Cbはそれぞれローラ6a、6bからの反力とスプリングCas、Cbsの付勢力とにより、突出位置及び後退位置間を揺動する。また、固定カムCcがローラ6cに接触して、固定カムCcがバルブ11を駆動させる。この場合、バルブ11が最も小さいリフト量で駆動する。
When both the movable cams Ca and Cb are released, the movable cams Ca and Cb swing between the protruding position and the retracted position by the reaction force from the
油路Ra、Rbには、不図示のECUにより制御されるオイルコントロールバルブによって、オイルパンから油が供給される。 Oil is supplied to the oil paths Ra and Rb from an oil pan by an oil control valve controlled by an ECU (not shown).
可動カムCa、Cbは解除状態において、カムシャフト60の中心軸周りに回転しながら支点ピン52周りに揺動して、それぞれローラ6a、6bに接触する。従って、この場合での可動カムCa、Cbのそれぞれにより回転させられるローラ6a、6bの回転量は異なっている。ローラ6a、6bは外径が同じであるが可動カムCa、Cbの形状が異なっているからである。例えばローラ6a、6bの代わりに共通のローラに可動カムCa、Cbの双方が接触する場合、上記の回転量の違いに起因して、可動カムCa、Cbの一方がローラの回転に抵抗を与える恐れがある。これにより、可動カムCa、Cbの他方の回転の抵抗が増大する恐れがある。これにより、カムシャフト60の駆動抵抗が増大する恐れがある。
In the released state, the movable cams Ca and Cb swing around the
しかしながら本実施例では、可動カムCa、Cbにそれぞれ個別に接触するローラ6a、6bを設けており、ローラ6a、6bは互いに異なる回転速度で回転可能である。このため、カムシャフト60への駆動抵抗の増大を抑制できる。
However, in the present embodiment,
同様に、固定カムCcに接触するローラ6cも、ローラ6a、6bとは個別に設けられている。このため、ローラ6a〜6cは、互いに独立して回転することができ、カムシャフト60への駆動抵抗の増大を抑制できる。
Similarly, the
ローラ6cは、カムシャフト60の軸方向での2つのバルブ11の間の中心位置から離れている。ローラ6cに接触する固定カムCcは、突出位置にある可動カムCa、Cbよりも低い位置にあり、バルブ11を小さいリフト量で駆動させるものである。このため、ローラ6cが中心位置から離れた位置にあっても、ローラ軸5は傾きにくいからである。これに対し、可動カムCa、Cbとそれぞれ接触するローラ6a、6bは中心位置の近くに配置されている。可動カムCa、Cbはロック状態でバルブ11を大きいリフト量で駆動させるので、ローラ6a、6bを中心位置に近い位置に配置して、ローラ軸5が傾くことを抑制している。
The
ローラ6cは、ローラ6a、6bよりも軸方向の長さが短い。カムベース部51a、51bからの最大突出量は、ロック状態にあるローラ6a、6bよりもローラ6cが小さいからである。従って、可動カムCa又はCbによりバルブ11を駆動させる場合にローラ6a、6bが受ける力よりも、固定カムCcによりバルブ11を駆動させる場合にローラ6cが受ける力のほうが小さい。このため、ローラ6cを、ローラ6a、6bと比較して短く形成できる。これにより、軸方向での装置の大型化が抑制されている。尚、ローラ6a、6bは軸方向の長さは同じであるが、異なっていてもよい。
The
また、固定カムCcは、可動カムCa、Cbよりも軸方向に薄く形成されている。可動カムCa又はCbによりバルブ11を駆動させる場合にローラ6a、6bから可動カムCa、Cbが受ける反力よりも、固定カムCcによりバルブ11を駆動させる場合にローラ6cから固定カムCcが受ける反力のほうが小さいからである。これにより、装置全体の大型化が抑制されている。
The fixed cam Cc is formed thinner in the axial direction than the movable cams Ca and Cb. When the
図6に示すように、可動カムCa、Cbは、軸方向から見て略C字状であるのでローラ6a、6bに接触しない期間がある。この期間内においても、固定カムCcはローラ6cに接触する。これにより、ローラ軸5の位置が安定し、メインアーム3、サブアーム4の位置も安定する。これにより、2つのバルブ11の動作特性のバラつきを抑制できる。
As shown in FIG. 6, since the movable cams Ca and Cb are substantially C-shaped when viewed from the axial direction, there is a period in which the movable cams Ca and Cb do not contact the
上記実施例において、可動カムCa、Cbの一方は設けられていなくてもよい。この場合、ローラ6a、6bの一方、ロック機構53a、53bの一方は設けられていなくてもよい。上記実施例において、ピンP2a、P2bはなくてもよい。上記実施例ではスプリングCasにより可動カムCaが突出位置へ復帰するが、このようなスプリングCasを設けずに遠心力によって突出位置へ復帰する構成であってもよい。
In the above embodiment, one of the movable cams Ca and Cb may not be provided. In this case, one of the
上記実施例では、可動カムCa、Cbは、カムベース部51aから突出しない位置へ揺動可能であるがこれに限定されない。例えば、可動カムCaは、カムベース部51aから突出した突出位置、突出位置よりも低いがカムベース部51aから突出した後退位置間を揺動してもよい。可動カムCbについても同様である。
In the above embodiment, the movable cams Ca and Cb can swing to a position where they do not protrude from the
上記実施例では、油圧が作用しない状態で可動カムCa、Cbはロックされ、油圧の作用によりロックが解除されるが、このような構成に限定されない。可動カムCa、Cbの少なくとも一方が、油圧が作用しない状態で解除状態となり油圧の作用によりロック状態となる構成であってもよい。例えば、以下のように構成してもよい。油圧が作用していない状態でピンP1aは穴H2aに保持され穴H1aから離脱している。ピンP1aは穴H2a内に設けられた付勢部材により穴H2aから離脱しないように付勢されている。ピンP1aに油圧が作用すると、この付勢力に抗してピンP1aが可動カムCa側に移動してピンP1aは、穴H2aに保持されつつ穴H1aに係合する。これにより可動カムCaがロックされる。これにより、可動カムCaは、油圧が作用しない状態で解除状態となり油圧の作用によりロック状態となる。可動カムCbの場合も同様である。 In the above-described embodiment, the movable cams Ca and Cb are locked in a state where the hydraulic pressure does not act, and the lock is released by the action of the hydraulic pressure, but is not limited to such a configuration. A configuration may be employed in which at least one of the movable cams Ca and Cb is in a released state when no hydraulic pressure is applied and is locked by the hydraulic pressure. For example, you may comprise as follows. The pin P1a is held in the hole H2a and is detached from the hole H1a when no hydraulic pressure is applied. The pin P1a is urged so as not to be detached from the hole H2a by an urging member provided in the hole H2a. When hydraulic pressure acts on the pin P1a, the pin P1a moves to the movable cam Ca side against this biasing force, and the pin P1a engages with the hole H1a while being held by the hole H2a. Thereby, the movable cam Ca is locked. As a result, the movable cam Ca is released when no hydraulic pressure is applied, and is locked by the hydraulic pressure. The same applies to the movable cam Cb.
可動カムCa、Cbは共に形状が異なっており、可動カムCa、Cbはロック状態では、可動カムCbの方が可動カムCaよりも高い位置にあるがこれに限定されない。可動カムCa、Cbの支点位置が異なっていてもよい。この場合、可動カムCa、Cbは同一形状であってもよい。可動カムCa、Cbはカムベース部51a、51bからの突出する高さは同じであるが突出する位置が異なっていることにより、バルブ11の作用角を変更できる構成であってもよい。即ち、可動カムCa、Cbは、形状、大きさ、ロック状態でのカムベース部51aからの突出量、揺動支点の位置、の少なくとも一つが異なっていればよい。
The shapes of the movable cams Ca and Cb are different from each other. In the locked state, the movable cams Ca and Cb are positioned higher than the movable cam Ca in the locked state, but the present invention is not limited to this. The fulcrum positions of the movable cams Ca and Cb may be different. In this case, the movable cams Ca and Cb may have the same shape. The movable cams Ca and Cb may have a configuration in which the working angle of the
上記実施例において、可動カムCa、Cbを後退位置でロックする機構は設けられていないが、設けてもよい。 In the above embodiment, a mechanism for locking the movable cams Ca and Cb in the retracted position is not provided, but may be provided.
固定カムCcの代わりにカムベース部51aがローラ6cに接触する構成であってもよい。この場合も、カムベース部51aが接触するローラ6cの回転量と、可動カムCa、Cbがそれぞれ接触するローラ6a、6bの各回転量とは異なる。また、この場合も、可動カムCa、Cbのいずれか一方が設けられていなくてもよい。この場合、カムベース部51aはカム部の一例である。
The structure which the
カム切替機構は、特開2001−329819号公報に開示されているような公知のものであってもよい。例えば、カム切替機構は以下のような機構であってもよい。可動カム部をベース円部に設けられた軸部材により揺動可能に支持する。可動カム部にカムシャフトが貫通する長孔を設けて、可動カム部の揺動範囲が規制する。カムシャフトと可動カム部の間、可動カム部用付勢部材であるスプリングによって付勢され油圧の作用により伸びるプランジャを設ける。油圧が作用している場合には、プランジャが延びた状態に維持され、可動カム部は少なくともベース円部から突出した突出位置でロックされる。スプリングは、ロックが解除された状態では、ローラからの反力が可動カム部に作用している時に突出位置から後退する付勢力で可動カム部を突出位置側へ付勢する。可動カム部とベース円部とを、このローラに接触させる。 The cam switching mechanism may be a known one as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-329819. For example, the cam switching mechanism may be the following mechanism. The movable cam portion is swingably supported by a shaft member provided on the base circle portion. A long hole through which the camshaft passes is provided in the movable cam portion, and the swing range of the movable cam portion is restricted. Between the camshaft and the movable cam portion, a plunger is provided that is urged by a spring that is a biasing member for the movable cam portion and extends by the action of hydraulic pressure. When hydraulic pressure is applied, the plunger is maintained in an extended state, and the movable cam portion is locked at least at the protruding position protruding from the base circle portion. In a state where the lock is released, the spring biases the movable cam portion toward the projecting position by a biasing force that moves backward from the projecting position when the reaction force from the roller is acting on the movable cam portion. A movable cam part and a base circle part are made to contact this roller.
上記実施例では、可動カムCa、Cb、固定カムCcは、ロッカアームとして機能するメインアーム3、サブアーム4を直接駆動する構成であるがこれに限定されない。例えば、特開2008−255851号公報に開示されている装置を用いてもよい。例えば以下のように構成してもよい。カム部及び可動カム部は、揺動可能なアーム機構を駆動して、アーム機構の揺動に連動してロッカアームを揺動させてバルブを駆動させる構成であってもよい。この場合、アーム機構に少なくとも2つのローラを設ける。具体的には、アーム機構は、カム部及び可動カム部により駆動される入力アーム、入力アームに対して角度差を有して入力アームと共に揺動する出力アーム、両アームを支持するコントロールシャフト、を備えている。入力アームに互いに独立して回転する2つのローラを設ける。この2つのローラにそれぞれ接触するようにカム部及び可動カム部を設ける。出力アームがロッカアームを駆動する。コントロールシャフトはアクチュエータにより軸方向に移動可能である。コントロールシャフトの軸方向での位置に応じて入力アームに対して出力アームの角度差を変更できる。この場合もカムシャフト60の駆動抵抗を抑制できる。この場合では、コントロールシャフトは支持軸部の一例であり、ローラが設けられた入力アームがアームの一例である。
In the above embodiment, the movable cams Ca and Cb and the fixed cam Cc are configured to directly drive the
可動カム部は、径方向に直線方向に移動するものであってもよい。例えば、可動カム部及びカムベース部の一方に直線方向に延びたガイド溝、他方にガイド溝に係合する係合突起を設けて、ガイド溝内に可動カム部を突出位置側に付勢する付勢部材を設けてもよい。 The movable cam portion may move in a linear direction in the radial direction. For example, a guide groove that extends in a linear direction is provided on one of the movable cam part and the cam base part, and an engaging protrusion that engages with the guide groove is provided on the other, and the movable cam part is biased toward the protruding position in the guide groove. A force member may be provided.
上記実施形態は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、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。 The above embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to these, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.
1 動弁機構
2 支持軸(支持軸部)
3 メインアーム(アーム)
4 サブアーム(アーム)
5 ローラ軸(連結軸)
6a、6b ローラ(第2ローラ)
6c ローラ(第1ローラ)
10 支持部
11 バルブ
51a カムベース部
52 支点ピン(軸部材)
53a、53b ロック機構
60 カムシャフト
Ca、Cb 可動カム(カム部、可動カム部)
Cc 固定カム(カム部)
1
3 Main arm (arm)
4 Sub-arm (arm)
5 Roller shaft (connection shaft)
6a, 6b Roller (second roller)
6c Roller (first roller)
10 Supporting
53a,
Cc Fixed cam (cam part)
Claims (7)
前記カム部の外周から突出した突出位置と前記突出位置から後退した後退位置間を揺動する可動カム部と、
前記突出位置で前記可動カム部をロックするロック機構と、
内燃機関本体に設けられた支持軸部に支持されて揺動し、揺動に連動してバルブを駆動するアームと、
前記アームに設けられ前記カム部が接触する第1ローラと、
前記アームに設けられ前記可動カム部に接触し、ロックが解除された前記可動カム部を前記突出位置から後退させる第2ローラと、を備え、
前記可動カム部は、2つ設けられており、
前記第2ローラは、2つの前記可動カム部にそれぞれ個別に接触するように2つ設けられている、内燃機関の動弁機構。 A cam portion that rotates with the camshaft;
A movable cam portion that swings between a protruding position protruding from the outer periphery of the cam portion and a retracted position retracted from the protruding position;
A locking mechanism that locks the movable cam portion at the protruding position;
An arm that swings supported by a support shaft provided in the internal combustion engine body, and drives the valve in conjunction with the swing;
A first roller provided on the arm and in contact with the cam portion;
A second roller that is provided on the arm, contacts the movable cam portion, and retracts the movable cam portion that is unlocked from the protruding position ;
Two movable cam portions are provided,
Two said 2nd rollers are provided so that it may each contact two said movable cam parts individually, The valve operating mechanism of an internal combustion engine.
前記メインアーム及び2つのサブアームは、連結軸を介して連結されており、
前記第1ローラは、2つの前記サブアームの一方側で前記連結軸に支持され、
前記第2ローラは、前記メインアーム側で前記連結軸に支持されている、請求項1の内燃機関の動弁機構。 The arm includes a main arm that is swingably supported by the support shaft portion, and two sub-arms that are disposed on both sides of the main arm and respectively drive two valves,
The main arm and the two sub-arms are connected via a connecting shaft,
The first roller is supported by the connecting shaft on one side of the two sub arms,
The valve operating mechanism for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the second roller is supported by the connecting shaft on the main arm side.
前記可動カム部は、前記カムベース部の外周から突出した位置と前記位置から後退した位置間を揺動するように前記カムベース部に連結されている、請求項1乃至4の何れかの内燃機関の動弁機構。 A cam base that rotates with the camshaft;
5. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the movable cam portion is coupled to the cam base portion so as to swing between a position protruding from an outer periphery of the cam base portion and a position retracted from the position. Valve mechanism.
5. The valve operating mechanism for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cam portion rotates without swinging with respect to the cam shaft and has a circular shape when viewed from the axial direction of the cam shaft.
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