JP6546855B2 - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のバルブを駆動すると共に、内燃機関の運転状況に応じてバルブの駆動状態を変更する可変動弁機構に関する。
図6〜図8に示す従来例(特許文献1)の可変動弁機構90は、次のように構成されている。すなわち、駆動カム91aが突設されたカムシャフト91と、駆動カム91aに駆動されて揺動する入力アーム92と、その隣に揺動可能に設けられて揺動時にはバルブ7を駆動する出力アーム93とを備えている。そして、図6に示すように、入力アーム92と出力アーム93とを切替ピン94を介して共に揺動するように連結することで、バルブ7を駆動する駆動状態(連結状態)に切り替え、図7に示すように、その連結を解除することで、バルブ7の駆動を休止する休止状態(非連結状態)に切り替える。
そして、カムシャフト91の出力アーム93に対応する位置には、図8(c)等に示すように、駆動カム91aのベース円相当の休止カム91b(丸カム)が突設されている。なお、このようにカムシャフトに休止カム(丸カム)やローブ等の突起が設けられた文献としては、特許文献1の他にも特許文献2,3等がある。
特開平10−148112号公報 特開2009−91969号公報 米国特許出願公開第2014/0150745号公報
このようにカムシャフト91に休止カム91bやローブ等の突起を設けた場合、カムシャフト91の製造コストが高くなり、また、質量も大きくなる。他方、従来例の状態から、図9に示す比較例(可変動弁機構90’)のように、仮に休止カム91bを廃止した場合には、次に示す問題が発生する。
すなわち、従来例及び比較例とも、駆動状態(連結状態)から休止状態(非連結状態)への切替のタイミングが悪いと、入力アーム92に対する出力アーム93の切離しが、ベース円時(バルブ7を閉じている時)の間に完了せず、例えば切替ピン94の角が引っかかる(ミスリフトが生じる)などして、図8(a)(従来例)又は図9(a)(比較例)に示すように、ノーズ時(バルブ7をリフトしている時)に切離しが完了する。その場合には、切り離された出力アーム93が、図8(b)(従来例)又は図9(b)(比較例)に示すように、バルブスプリング8の弾性力で跳ね上ってしまう。また、それ以外にも、例えば、内燃機関の振動や走行時の振動等によっても、出力アーム93が跳ね上ってしまうことがある。
但し、従来例では、その跳ね上った出力アーム93が、図8(b)に示すように、休止カム91bに当接することでそれ以上の跳ね上りが防止される。よって、出力アーム93の跳ね上がりが抑制される。
他方、その休止カム91bを仮に廃止した場合の比較例(可変動弁機構90’)では、図9(b)に示すように、出力アーム93がカムシャフト91の一般軸部に当接するまでの範囲内で大きく跳ね上がってしまう。そのため、出力アーム93が不安定になってしまう。
そこで、従来例及び比較例の双方の問題を解決すること、すなわち、カムシャフトに、出力アームに当接する休止カムやローブ等の突起を設けることなく、出力アームの跳ね上がりを抑制することを、本発明の目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の可変動弁機構は、次のように構成されている。すなわち、一般軸部とカム部とを軸長方向に並べて備えたカムシャフトと、カム部に押圧されて揺動する入力アームと、揺動可能に設けられて揺動時にはバルブを駆動する出力アームと、入力アームと出力アームとを共に揺動するように連結した連結状態とその連結を解除した非連結状態とに切り替える切替装置とを含み構成されている。
そして、次の特徴を備えている。すなわち、出力アームは、連結状態で且つバルブが閉じる時に一般軸部との隙間が3mm以下であるように、背高に形成されている。そして、非連結状態において出力アームが跳ね上った時には、出力アームが前記隙間を経て一般軸部に当接するように構成されている。
本発明によれば、出力アームが跳ね上った時には、出力アームがカムシャフトの一般軸部に当接することで、それ以上の跳ね上りが防止されるので、カムシャフトに、出力アームに当接する休止カム(丸カム)やローブ等の突起を設ける必要がない。そのため、カムシャフトの製造コストが低減され、また、質量も低減される。
実施例1の可変動弁機構において、(a)は連結状態を示す側面断面図(図2に示すIa−Ia断面の図)であり、(b)は非連結状態を示す側面断面図である。 その可変動弁機構を示す正面断面図(図1に示すII−II断面の図)である。 その可変動弁機構の連結状態において、(a)はベース円時を示す側面断面図(図2に示すIIIa−IIIa断面の図)であり、(b)はノーズ時を示す側面断面図である。 その可変動弁機構の非連結状態において、(a)はベース円時を示す側面断面図であり、(b)はノーズ時を示す側面断面図である。 その可変動弁機構において、(a)は連結状態から非連結状態への切替がノーズ時に完了した状態を示す側面断面図であり、(b)はその後の出力アームが跳ね上った状態を示す側面断面図である。 従来例の可変動弁機構の連結状態において、(a)はベース円時を示す側面断面図であり、(b)はノーズ時を示す側面断面図である。 その可変動弁機構の非連結状態において、(a)はベース円時を示す側面断面図であり、(b)はノーズ時を示す側面断面図である。 その可変動弁機構において、(a)は連結状態から非連結状態への切替がノーズ時に完了した状態を示す側面断面図であり、(b)はその後の出力アームが跳ね上った状態を示す側面断面図であり、(c)はカムシャフトを示す正面図である。 比較例の可変動弁機構において、(a)は連結状態から非連結状態への切替がノーズ時に完了した状態を示す側面断面図であり、(b)はその後の出力アームが跳ね上った状態を示す側面断面図であり、(c)はカムシャフトを示す正面図である。
前記隙間が3mm以下なのは、バルブのステムエンドには、円板部とその外縁部から3mm以上突出した筒部とからなる有底筒状のバルブキャップが取り付けられることが多いが、このような場合にも、該バルブキャップが外れるのを充分に防止できるからである。
前記隙間は、3mm以下であれば、それ以上は特に限定されないが、出力アームの安定性がより増す点で、1.5mm以下であることがより好ましく、0.7mm以下であることが更に好ましく、0.3mm以下であることが最も好ましい。
出力アームの具体的な態様は、特に限定されないが、次の態様を例示する。
[1]出力アームは、側方から見たシルエットで、外壁の長さ方向中間部が一般軸部側に持ち上がっていることで、前記背高に形成された態様。
[2]出力アームは、一般軸部側に突出する突起を備えていることで、前記背高に形成された態様。
次に、本発明の実施例を示す。但し、本発明は実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成や形状を任意に変更して実施することもできる。
図1〜図5に示す実施例1の可変動弁機構1は、バルブスプリング8が取り付けられたバルブ6を周期的に押圧することで、バルブ7を駆動する機構である。そのバルブ7のステムエンドには、バルブキャップ70が取り付けられている。そのバルブキャップ70は、有底筒状の部材であり、円板部71とその外縁部から3.6mm程度突出した筒部75とから構成されている。詳しくは、筒部75は、その先端部に曲面状に丸まった曲部77を備えており、その曲部77以外の部分がストレート部76を構成している。そのストレート部76の円板部71からの突出長は3mm程度であり、曲部77のストレート部76からの突出長は0.6mm程度である。
可変動弁機構1は、カムシャフト10と、入力アーム20と、出力アーム30と、切替装置40とを含み構成されている。
カムシャフト10は、内燃機関が2回転する毎に1回転する。このカムシャフト10は、複数の可変動弁機構1に共通のシャフトであって、図2に示すように、一般軸部11とカム部15とを軸長方向に交互に並べて備えている。一般軸部11は、円筒形の部位であって、出力アーム30に当接する休止カム(丸カム)やローブ等の突起は設けられていない。カム部15は、入力アーム20に当接する部位であり、図1等に示すように、断面形状が円形のベース円16と、ベース円16から突出したノーズ17とから構成されている。
入力アーム20は、図1等に示すように、先端部が出力アーム30の先端部に回動可能に連結されており、後端部にローラ21を回転可能に備えている。そのローラ21が、図3,図4に示すように、カム部15に押圧されることで、入力アーム20が揺動する。
出力アーム30は、図1等に示すように、後端部がピボット50により揺動可能に支持され、先端部がバルブ7のステムエンドに当接している。そして、この出力アーム30は、図3に示すように入力アーム20に連結される連結状態では、入力アーム20と共に揺動してバルブ7を駆動する。他方、図4に示すように該連結が解除される非連結状態では揺動及びバルブ駆動を休止する。そして、この出力アーム30には、入力アーム20をカム部15に付勢するロストモーションスプリング29が取り付けられている。
この出力アーム30は、図1等に示すように、側方から見たシルエットで、外壁の長さ方向中間部31が一般軸部11側に持ち上がっていることで、背高に形成されている。それにより、この出力アーム30は、連結状態で且つベース円時(バルブ7が閉じる時)における一般軸部11との隙間gが、極力小さくなるように図られている。その隙間gの大きさは、本実施例では、0.1〜2mm程度である。
切替装置40は、切替ピン41と、スプリング42と、油圧経路43とを含み構成されている。
切替ピン41は、図1等に示すように、出力アーム30の後部に取り付けられおり、両アーム20,30を連結する前側の連結位置p1とその連結を解除する後側の非連結位置p2とに変位可能に設けられている。詳しくは、前側の連結位置p1は、図1(a)に示すように、出力アーム30の後部から切替ピン41の前部が入力アーム20の後端部の下方に突出する位置であり、後側の非連結位置p2は、図1(b)に示すように、出力アーム30の後部内に切替ピン41が退入する位置がである。
スプリング42は、切替ピン41を後側の非連結位置p2から前側の連結位置p1に変位させるための装置である。このスプリング42は、出力アーム30の後部の内側に設けられており、切替ピン41を前方に付勢している。
油圧経路43は、切替ピン41を前側の連結位置p1から後側の非連結位置p2に変位させる油圧を供給するための経路である。この油圧経路43は、シリンダヘッド6の内部からピボット50内を経由して出力アーム30の後部内にまで延びている。そして、切替ピン41に油圧を後方に向けて加える。
詳しくは、油圧経路43内の油圧を通常圧にすることで、図1(a)に示すように、スプリング42の弾性力で切替ピン41を前側の連結位置p1に配し、図1(b)に示すように、該油圧を通常圧よりも高い切替圧にすることで、該油圧で切替ピン41を後側の非連結位置p2に配する。
本実施例1によれば、次の効果を得ることができる。すなわち、連結状態(駆動状態)から非連結状態(休止状態)への切替のタイミングが悪いと、入力アーム20に対する出力アーム30の切離しが、ベース円時(バルブ7が閉じている時)の間に完了せず、例えば切替ピン41の角が引っかかる(ミスリフトが生じる)などして、図5(a)に示すように、ノーズ時(バルブ7をリフトしている時)に切離しが完了する。その場合には、切り離された出力アーム30が、図5(b)に示すように、バルブスプリング8の弾性力で跳ね上ってしまう。しかしこの場合には、出力アーム30の長さ方向中間部31が、前記隙間gを経てカムシャフト10の一般軸部11に当接することで、それ以上の跳ね上がりが防止される。よって、出力アーム30の跳ね上りが抑制される。
また、それ以外にも、内燃機関の振動や走行時の振動等によって、出力アーム30が跳ね上ってしまうことがある。しかしこの場合にも、同様に出力アーム30の長さ方向中間部31が一般軸部11に当接することで、それ以上の跳ね上がりが防止される。よって、この場合にも、出力アーム30の跳ね上りが抑制される。
このように、出力アーム30がカムシャフト10の一般軸部11に当接することでそれ以上の跳ね上りが防止されるので、カムシャフト10に、出力アーム30に当接する休止カム(丸カム)やローブ等の突起を設ける必要がない。そのため、カムシャフト10の製造コストが低減され、また、質量も低減される。
1 可変動弁機構
7 バルブ
10 カムシャフト
11 一般軸部
15 カム部
20 入力アーム
30 出力アーム
40 切替装置
g 出力アームと一般軸部との隙間

Claims (1)

  1. 一般軸部(11)とカム部(15)とを軸長方向に並べて備えたカムシャフト(10)と、カム部(15)に押圧されて揺動する入力アーム(20)と、揺動可能に設けられて揺動時にはバルブ(7)を駆動する出力アーム(30)と、入力アーム(20)と出力アーム(30)とを共に揺動するように連結した連結状態とその連結を解除した非連結状態とに切り替える切替装置(40)とを含み構成された内燃機関の可変動弁機構において、
    出力アーム(30)は、連結状態で且つバルブ(7)が閉じる時に一般軸部(11)との隙間(g)が3mm以下であるように、背高に形成され、
    非連結状態において出力アーム(30)が跳ね上った時には、出力アーム(30)が前記隙間(g)を経て一般軸部(11)に当接するように構成されたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240011819A (ko) * 2021-07-12 2024-01-26 자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드. 로브 스위칭 및 단일 소스 손실 모션을 위한 핑거 팔로워를 포함하는 밸브 구동 시스템

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6136113U (ja) * 1984-08-08 1986-03-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関における吸排気弁の作動停止機構
US5529033A (en) * 1995-05-26 1996-06-25 Eaton Corporation Multiple rocker arm valve control system
JP3366196B2 (ja) 1996-11-19 2003-01-14 本田技研工業株式会社 内燃機関の動弁装置
US6314928B1 (en) * 2000-12-06 2001-11-13 Ford Global Technologies, Inc. Rocker arm assembly
DE10155800A1 (de) * 2001-11-14 2003-05-22 Ina Schaeffler Kg Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine
DE102004039503A1 (de) * 2004-08-14 2006-03-02 Ina-Schaeffler Kg Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine
JP2009047111A (ja) * 2007-08-22 2009-03-05 Hitachi Ltd 内燃機関の可変動弁装置
JP5049089B2 (ja) * 2007-10-05 2012-10-17 株式会社オティックス ロッカアーム支持部材及び可変動弁機構
JP4931757B2 (ja) 2007-10-05 2012-05-16 株式会社オティックス 可変動弁機構
US8215275B2 (en) 2010-08-13 2012-07-10 Eaton Corporation Single lobe deactivating rocker arm
EP2773855B1 (en) * 2011-11-06 2019-01-02 Eaton Corporation Latch pin assembly; rocker arm arrangement using latch pin assembly; and assembling method

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