JPH0874535A - Valve timing variable device - Google Patents

Valve timing variable device

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JPH0874535A
JPH0874535A JP513295A JP513295A JPH0874535A JP H0874535 A JPH0874535 A JP H0874535A JP 513295 A JP513295 A JP 513295A JP 513295 A JP513295 A JP 513295A JP H0874535 A JPH0874535 A JP H0874535A
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shaft
cam
pin
pin member
valve timing
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Eiichi Kamiyama
栄一 神山
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE: To always realize the engagement of a pin in the regular engaging position when a valve timing is changed in a valve timing variable device for varying the valve timing through a process of connecting a shaft to a fitting member after engaging a pin member capable of projecting from the shaft with a recessed engaging part of the fitting member capable of slid in the peripheral direction of the shaft. CONSTITUTION: A valve timing variable device is provided with a first energizing means for always energizing a pin member 7 in the projecting direction and a second energizing means 9 for energizing the pin member 7 in the projecting direction when a valve timing is changed, and a recessed engaging part 13 of a fitting member 6 is provided with a first groove 13c through which the tip of the pin member 7 smoothly passes the regular engaging position 13b. And a first energizing force to act on the pin member 7 by the first energizing means is not so large to connect a shaft 4 to the fitting member 6, and the sum of a second energizing force to act on the pin member 7 by the second energizing means 9 and the first energizing force is the magnitude wherein the shaft 4 and the fitting member 6 can be connected to each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カムシャフトに設けら
れたカムの動作を吸気バルブ又は排気バルブ等の機関バ
ルブへ伝達するか否かを選択可能としてバルブタイミン
グを切り換えるバルブタイミング可変装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve timing variable device for switching valve timing by making it possible to select whether or not to transmit an operation of a cam provided on a cam shaft to an engine valve such as an intake valve or an exhaust valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの低回転域における使いやすさ
即ち、低速高トルクを保持しつつ高速域におけるエンジ
ンの出力トルクの向上を図るために、プロフィールの異
なる低速用と高速用の2種類のカムをカムシャフトに設
け、エンジンの低速回転域では低速用カムで、高速回転
域では高速用カムでバルブを駆動する動弁機構がある。
このバルブタイミングを可変とする機構を具体的に述べ
るとカムプロフィールの異なる第1と第2のカムを常に
1つのバルブに接触するようにカムシャフトに設ける。
そして、第1のカムをカムシャフトに回転自在に取り付
けることで、第1のカムと形状が異なる第2のカムのタ
イミングでバルブを駆動する。他方、ピンで第1のカム
とカムシャフトを結合させることで第1のカムの形状に
伴うタイミングでバルブを駆動する。そして、機関の運
転状態に応じて、ピンでカムとカムシャフトを結合又は
それを解除することにより、バルブタイミングを切り換
えている。
2. Description of the Related Art Two types of cams having different profiles, one for low speed and one for high speed, have different profiles in order to improve the output torque of the engine in the high speed range while keeping the low speed and high torque in the low speed range of the engine. Is provided on the camshaft, and there is a valve mechanism that drives the valve with a low speed cam in the low speed rotation range of the engine and with a high speed cam in the high speed rotation range.
More specifically, the mechanism for changing the valve timing is provided on the cam shaft so that the first and second cams having different cam profiles are always in contact with one valve.
Then, by rotatably attaching the first cam to the cam shaft, the valve is driven at the timing of the second cam having a shape different from that of the first cam. On the other hand, by connecting the first cam and the cam shaft with a pin, the valve is driven at a timing according to the shape of the first cam. The valve timing is switched by connecting or disconnecting the cam and the cam shaft with a pin according to the operating state of the engine.

【0003】このカムシャフトと第1のカムとをピンに
よって結合する方法として、カムシャフト内に設けた油
圧回路によりピンをカムロブ内に設けた凹状係合部に押
し出してカムシャフトとカムとを結合駆動している。し
かし、このカムシャフトはエンジンからの出力を受けて
常に高速で回転しているため、ピンが凹状係合部に係合
しにくいといった問題がある。特開昭62−13190
7号公報には、カムロブ側に設けた凹状係合部に常にピ
ンをカムシャフト内へ付勢するバネ部材が配置され、そ
れによりカムシャフト内へ押し込まれてカムシャフトと
共に回転するピンを油圧により凹状係合部に係合させる
際に、ピンがこのバネ部材を徐々に押圧してピンの先端
部が凹状係合部の正規の係合位置に達するように、凹状
係合部の円周方向の片側に正規の係合位置に通じる助走
溝を設けることが記載されている。このような構造によ
って、バルブタイミングを変化させるために、ピンが助
走溝上に移動する以前に油圧を作用させている場合に
は、ピンの先端部が確実に凹状係合部における正規の係
合位置に達し、ピンと凹状係合部との良好な係合を実現
することができる。
As a method of connecting the camshaft and the first cam with a pin, a hydraulic circuit provided in the camshaft pushes the pin into a concave engagement portion provided in the cam lobe to connect the camshaft and the cam. It is driving. However, since this camshaft constantly rotates at high speed in response to the output from the engine, there is a problem in that the pin is difficult to engage with the concave engagement portion. JP 62-13190
According to Japanese Patent Laid-Open No. 7-74, a spring member for constantly urging the pin into the cam shaft is arranged in the concave engagement portion provided on the cam lobe side, whereby a pin that is pushed into the cam shaft and rotates together with the cam shaft is hydraulically operated. When engaging the concave engaging portion, the pin gradually presses the spring member so that the tip of the pin reaches the regular engaging position of the concave engaging portion in the circumferential direction of the concave engaging portion. It is described that one side is provided with a run-up groove leading to a regular engagement position. With such a structure, in order to change the valve timing, when the hydraulic pressure is applied before the pin moves onto the run-up groove, the tip of the pin is surely engaged at the regular engagement position in the concave engagement portion. Therefore, good engagement between the pin and the concave engagement portion can be achieved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
において、バネ部材によりカムシャフト内に押し込めら
れたピンが助走溝上の途中に位置している時にピンに油
圧を作用させると、ピンが凹状係合部の正規の係合位置
に対向するまでの時間で、ピンがバネ部材を十分に押圧
することができず、ピンの先端部が凹状係合部における
正規の係合位置に達する以前の中途半端な位置で係合を
開始しカムシャフトを回転させようとする。この状態で
カムシャフトとカムが回転するとピンに大きな力が働
き、この結果として、ピンに応力が集中し、耐久性悪化
や破損といった問題が生じる。
However, in the above-mentioned prior art, when the pin pushed into the camshaft by the spring member is located in the middle of the run-up groove and hydraulic pressure is applied to the pin, the pin is depressed. The pin cannot press the spring member sufficiently in the time until it opposes the regular engagement position of the mating portion, and the tip of the pin reaches the middle of the regular engagement position in the concave engagement portion. Attempts to start the engagement at an odd position to rotate the camshaft. When the cam shaft and the cam rotate in this state, a large force acts on the pin, and as a result, stress concentrates on the pin, causing problems such as deterioration of durability and damage.

【0005】従って、本発明の目的は、軸の周方向に摺
動可能な嵌合部材の凹状係合部に、軸から突出可能なピ
ン部材を係合させることにより、軸と嵌合部材を結合さ
せてバルブタイミングを変化させるバルブタイミング可
変装置において、軸と嵌合部材とを結合させることを意
図する時には、常に正規な係合位置でのピンと凹状係合
部との良好な係合を実現することを可能とし、ピンの耐
久性悪化及び破損を防止することである。
Therefore, an object of the present invention is to engage a pin member capable of projecting from the shaft with a concave engaging portion of the fitting member slidable in the circumferential direction of the shaft so that the shaft and the fitting member can be connected to each other. In a variable valve timing device that changes the valve timing by connecting them, when the intention is to connect the shaft and the fitting member, always achieve good engagement between the pin and the concave engagement portion at the regular engagement position. It is possible to prevent the deterioration and damage of the durability of the pin.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による請求項1に
記載のバルブタイミング可変装置は、軸の周方向に摺動
可能な嵌合部材の凹状係合部に、軸から突出可能なピン
部材を係合させることにより、軸と嵌合部材を結合させ
てバルブタイミングを変化させるバルブタイミング可変
装置において、前記軸と前記嵌合部材とを結合させるこ
とを意図しない時においても前記ピン部材を突出方向に
付勢する第1付勢手段と、前記軸と嵌合部材とを結合さ
せることを意図する時に前記ピン部材を突出方向に付勢
する第2付勢手段とを具備し、前記嵌合部材の凹状係合
部は、前記ピン部材が前記軸の動作に伴い前記凹状係合
部へ近づく側において、前記嵌合部材における前記軸と
の第1接触位置と前記ピン部材の先端部の正規の係合位
置とを滑らかに接続する第1溝を有し、前記第1付勢手
段によって前記ピン部材に作用する第1付勢力は、前記
ピンの先端部が前記係合位置に達する時でも、前記嵌合
部材に作用する外力に逆らって前記軸と前記嵌合部材と
を結合させるほど大きくはなく、前記第2付勢手段によ
って前記ピン部材に作用する第2付勢力と前記第1付勢
力との和は、前記ピンの先端部が前記係合位置に達する
時には、前記嵌合部材に作用する外力に逆らって前記軸
と前記嵌合部材とを結合可能とする大きさであることを
特徴とする。
A valve timing varying device according to a first aspect of the present invention is a pin member capable of protruding from a shaft in a concave engaging portion of a fitting member slidable in the circumferential direction of the shaft. In the valve timing variable device that changes the valve timing by connecting the shaft and the fitting member by engaging the pin, the pin member is projected even when it is not intended to connect the shaft and the fitting member. And a second urging means for urging the pin member in the projecting direction when it is intended to connect the shaft and the fitting member. The concave engagement portion of the member has a regular contact between the first contact position with the shaft of the fitting member and the tip end portion of the pin member on the side where the pin member approaches the concave engagement portion as the shaft moves. Smoothly engages with the engaging position of The first urging force acting on the pin member by the first urging means is an external force acting on the fitting member even when the tip of the pin reaches the engagement position. Is not so large as to couple the shaft and the fitting member against each other, and the sum of the second urging force acting on the pin member by the second urging means and the first urging force is When the tip portion reaches the engagement position, the size is such that the shaft and the fitting member can be coupled against each other against the external force acting on the fitting member.

【0007】本発明による請求項2に記載のバルブタイ
ミング可変装置は、請求項1に記載のバルブタイミング
可変装置において、前記嵌合部材の前記凹状係合部は、
さらに、前記ピン部材が前記軸の動作に伴い前記凹状係
合部から遠ざかる側において、前記ピン部材の先端部の
正規の係合位置と前記嵌合部材における前記軸との第2
接触位置とを滑らかに接続する第2溝を有し、前記第2
溝は前記係合位置側の第1傾斜面と前記第2接触位置側
の第2傾斜面とを有し、前記軸の動作に伴い前記ピン部
材によって前記第2溝へ作用する押圧力に対する反力に
おける前記ピン部材を前記軸へ押し込める方向の分力
が、前記第1付勢力と前記第2付勢力との和より小さく
なるように、前記第1傾斜面の角度が設定され、前記分
力が前記第1付勢力と前記第2付勢力との和より大きく
なるように、前記第2傾斜面の角度が設定されているこ
とを特徴とする。
A valve timing varying device according to a second aspect of the present invention is the valve timing varying device according to the first aspect, wherein the concave engaging portion of the fitting member is
Further, on the side where the pin member moves away from the concave engagement portion with the movement of the shaft, a second engagement between the regular engagement position of the tip end portion of the pin member and the shaft of the fitting member is possible.
A second groove that smoothly connects the contact position,
The groove has a first inclined surface on the engagement position side and a second inclined surface on the second contact position side, and is opposed to the pressing force applied to the second groove by the pin member in accordance with the movement of the shaft. The angle of the first inclined surface is set such that the component force in the direction of pushing the pin member into the shaft is smaller than the sum of the first urging force and the second urging force. Is greater than the sum of the first biasing force and the second biasing force, the angle of the second inclined surface is set.

【0008】本発明による請求項3に記載のバルブタイ
ミング可変装置は、請求項1に記載のバルブタイミング
可変装置において、前記軸がカムシャフトであり、前記
嵌合部材がカムであり、前記凹状係合部は、前記カムに
おいて、前記カムシャフト中心に対してカムノーズ部と
反対側の部分に形成されていることを特徴とする。
A valve timing varying device according to a third aspect of the present invention is the valve timing varying device according to the first aspect, wherein the shaft is a cam shaft, the fitting member is a cam, and the concave engagement member is a cam. The joint portion is formed in a portion of the cam opposite to the cam nose portion with respect to the center of the cam shaft.

【0009】本発明による請求項4に記載のバルブタイ
ミング可変装置は、請求項1に記載のバルブタイミング
可変装置において、前記軸にはそれぞれが互いに異なる
開閉弁動作を機関バルブに与えるための少なくとも二つ
の嵌合部材が配置され、前記第2付勢手段は、前記軸と
前記二つの嵌合部材のうちの選択した一方とを結合させ
ることを意図する時に、前記一方の嵌合部材を前記軸に
結合させるための前記ピン部材だけを付勢する選択付勢
手段であることを特徴とする。
A valve timing varying device according to a fourth aspect of the present invention is the valve timing varying device according to the first aspect, wherein the shaft has at least two opening / closing valve operations for providing different opening / closing valve operations to the engine valve. When two mating members are arranged and the second biasing means intends to couple the shaft with a selected one of the two mating members, the one mating member is connected to the shaft. It is a selective urging means for urging only the pin member for connecting to.

【0010】本発明による請求項5に記載のバルブタイ
ミング可変装置は、請求項4に記載のバルブタイミング
可変装置において、前記軸がロッカアーム軸であり、前
記二つの嵌合部材がカムシャフトに固定された二種類の
カムによってそれぞれ駆動されるフォロアであることを
特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a valve timing changing device according to the fourth aspect, wherein the shaft is a rocker arm shaft and the two fitting members are fixed to a cam shaft. It is a follower driven by two different types of cams.

【0011】本発明による請求項6に記載のバルブタイ
ミング可変装置は、請求項4に記載のバルブタイミング
可変装置において、前記選択付勢手段は前記軸内の軸線
方向における二つの設定位置の間を往復運動可能なピス
トン部材を具備し、前記ピストン部材は、一方の設定位
置において、その両端部の一方が前記二つのピン部材の
一方をその突出方向に前記第2付勢力で付勢すると同時
に、他方のピン部材は前記ピストン部材の中央部に設け
られた凹みによって付勢されず、他方の設定位置におい
て、その両端部の他方が前記二つのピン部材の他方をそ
の突出方向に前記第2付勢力で付勢すると同時に、一方
のピン部材は前記ピストン部材の中央部に設けられた凹
みによって付勢されないことを特徴とする。
A valve timing varying device according to a sixth aspect of the present invention is the valve timing varying device according to the fourth aspect, wherein the selective biasing means is provided between two set positions in the axial direction of the shaft. A piston member capable of reciprocating motion is provided, and at one set position, one of both end portions of the piston member urges one of the two pin members in the projecting direction by the second urging force, and at the same time, The other pin member is not biased by the recess provided in the central portion of the piston member, and at the other set position, the other of both ends of the other pin member pushes the other of the two pin members in the protruding direction. At the same time as being urged by the urging force, one of the pin members is not urged by the recess provided in the central portion of the piston member.

【0012】[0012]

【作用】前述の請求項1に記載のバルブタイミング可変
装置は、軸と嵌合部材を結合させるためのピン部材が、
この結合を意図しない時においても第1付勢手段によっ
て突出方向に付勢され、嵌合部材の凹状係合部には、軸
との第1接触位置からピン部材の正規の係合位置へ滑ら
かに接続された第1溝を有しているために、ピン部材の
先端部がこの第1溝に沿って移動して正規の係合位置へ
達する。第1付勢手段によってピン部材に作用する第1
付勢力は比較的小さいために、この時において、嵌合部
材に作用する外力に逆らって軸と嵌合部材とは結合され
ないが、嵌合部材と軸とを結合させるためにピン部材に
第2付勢力を作用させれば、この時にピン部材が第1溝
上に位置していても、ピン部材のストロークを急激に増
加させる必要はなく、ピン部材は第1溝に沿って確実に
凹状係合部の正規の係合位置に達する。
In the variable valve timing device according to the first aspect, the pin member for connecting the shaft and the fitting member is
Even when this coupling is not intended, the first biasing means biases the fitting member in the projecting direction so that the concave engagement portion of the fitting member smoothly moves from the first contact position with the shaft to the regular engagement position of the pin member. Since it has the first groove connected to, the tip portion of the pin member moves along the first groove to reach the regular engagement position. First acting on the pin member by the first biasing means
Since the urging force is relatively small, at this time, the shaft and the fitting member are not joined against each other against the external force acting on the fitting member, but the pin member is provided with the second member to join the fitting member and the shaft. When the biasing force is applied, even if the pin member is located on the first groove at this time, it is not necessary to sharply increase the stroke of the pin member, and the pin member can be securely engaged in the concave shape along the first groove. The regular engagement position of the part is reached.

【0013】前述の請求項2に記載のバルブタイミング
可変装置は、請求項1に記載のバルブタイミング可変装
置において、嵌合部材の凹状係合部はその正規の係合位
置と嵌合部材における軸との第2接触位置とを滑らかに
接続する第2溝を有し、第1付勢手段による第1付勢力
だけがピン部材に作用する時には、ピン部材の先端部は
第1及び第2溝に沿って滑らかに凹状係合部を通過す
る。ピン部材の先端部がこの第2溝の係合位置側の第1
傾斜面上に位置する時には、軸の動作に伴いピン部材を
介して第2溝へ作用する押圧力に対する反力におけるピ
ン部材を軸へ引っ込める方向の分力が、第1付勢力と第
2付勢力との和より小さいために、この位置で第2付勢
手段により第2付勢力がピン部材に作用すると、嵌合部
材が軸の動作方向にわずかに進行してピン部材の先端部
が凹状係合部の正規の係合位置に係合し、嵌合部材と軸
とが結合される。また、ピン部材の先端部がこの第2溝
の第2接触位置側の第2傾斜面と接触する時には、前述
の分力が第1付勢力と第2付勢力との和より大きくなる
ために、第2付勢手段により第2付勢力がピン部材に作
用しても、ピン部材は軸内へ押し込められ、ピン部材の
先端部が凹状係合部の正規の係合位置と係合しようとし
て嵌合部材が軸の動作方向に大きく進行したり、ピン部
材が凹状係合部の中途半端な位置で係合することは防止
される。
The variable valve timing device according to claim 2 is the variable valve timing device according to claim 1, wherein the concave engagement portion of the fitting member has a regular engagement position and a shaft of the fitting member. And a second groove for smoothly connecting the second contact position with the second groove, and when only the first biasing force of the first biasing means acts on the pin member, the tip end portion of the pin member has the first and second grooves. Along the smooth passage through the concave engagement portion. The tip of the pin member is the first on the engagement position side of the second groove.
When positioned on the inclined surface, the component force in the direction of retracting the pin member into the shaft in the reaction force against the pressing force acting on the second groove via the pin member along with the movement of the shaft is the first biasing force and the second biasing force. Since the sum of the force is smaller than the sum of the force, when the second biasing force acts on the pin member by the second biasing means at this position, the fitting member slightly advances in the movement direction of the shaft and the tip end portion of the pin member is concave. The engagement member is engaged with the regular engagement position, and the fitting member and the shaft are coupled. Further, when the tip end portion of the pin member comes into contact with the second inclined surface on the second contact position side of the second groove, the aforementioned component force becomes larger than the sum of the first urging force and the second urging force. Even when the second biasing force acts on the pin member by the second biasing means, the pin member is pushed into the shaft, and the tip end portion of the pin member tries to engage with the regular engaging position of the concave engaging portion. It is possible to prevent the fitting member from significantly advancing in the movement direction of the shaft, and to prevent the pin member from engaging at a halfway position of the concave engaging portion.

【0014】前述の請求項3に記載のバルブタイミング
可変装置は、請求項1に記載のバルブタイミング可変装
置において、軸がカムシャフトであり、嵌合部材がカム
であり、凹状係合部は、カムにおいて、カムシャフト中
心に対してカムノーズ部と反対側の部分に形成されてい
るために、カムの凹状係合部近傍には、カムノーズ部に
より機関バルブを開弁する際の比較的大きな反力が作用
しない。
The valve timing varying device according to claim 3 is the valve timing varying device according to claim 1, wherein the shaft is a cam shaft, the fitting member is a cam, and the concave engagement portion is Since the cam is formed at a portion opposite to the cam nose portion with respect to the center of the cam shaft, a relatively large reaction force when the engine valve is opened by the cam nose portion near the concave engagement portion of the cam. Does not work.

【0015】前述の請求項4に記載のバルブタイミング
可変装置は、請求項1に記載のバルブタイミング可変装
置において、軸にはそれぞれが互いに異なる開閉動作を
機関バルブに与えるための少なくとも二つの嵌合部材が
配置され、第2付勢手段は、軸と二つの嵌合部材のうち
の選択した一方とを結合させることを意図する時に、こ
の一方の嵌合部材を前記軸に結合させるための前記ピン
部材だけを付勢する選択付勢手段であるために、一方の
嵌合部材が軸と結合されている時は、他方の嵌合部材は
軸の周方向に摺動可能となっていて一方の嵌合部材によ
る機関バルブの開閉動作に影響を与えることはなく、二
つの嵌合部材により機関バルブに与えられる開閉動作を
自由に設定することができる。
The valve timing varying device according to the fourth aspect is the valve timing varying device according to the first aspect, wherein at least two fittings are provided on the shaft for giving different opening and closing operations to the engine valve. A member is disposed and the second biasing means is provided for coupling one of the mating members to the shaft when it is intended to couple the shaft and the selected one of the two mating members. Since one of the fitting members is coupled with the shaft, the other fitting member is slidable in the circumferential direction of the shaft because it is the selective biasing means for biasing only the pin member. There is no influence on the opening / closing operation of the engine valve by the fitting member, and the opening / closing operation given to the engine valve by the two fitting members can be freely set.

【0016】前述の請求項5に記載のバルブタイミング
可変装置は、請求項4に記載のバルブタイミング可変装
置において、軸がロッカアーム軸であり、二つの嵌合部
材がカムシャフトに固定された二種類のカムによってそ
れぞれ駆動されるフォロアであり、選択付勢手段によっ
て、一方のフォロアだけがロッカアーム軸に結合され、
対応するカムの動作によりロッカアームが機関弁を開閉
動作させる。
The valve timing varying device according to claim 5 is the valve timing varying device according to claim 4, wherein the shaft is a rocker arm shaft and two fitting members are fixed to the camshaft. Are followers driven by respective cams, and only one follower is coupled to the rocker arm shaft by the selective biasing means.
The rocker arm opens and closes the engine valve by the operation of the corresponding cam.

【0017】本発明による請求項6に記載のバルブタイ
ミング可変装置は、請求項4に記載のバルブタイミング
可変装置において、選択付勢手段は軸内の軸線方向にお
ける二つの設定位置の間を往復運動可能なピストン部材
を具備し、このピストン部材を一方の設定位置にするこ
とにより、ピストン部材の両端部の一方によって二つの
ピン部材の一方がその突出方向に第2付勢力で付勢され
ると同時に、他方のピン部材はピストン部材の中央部に
設けられた凹みによって付勢されず、また他方の設定位
置にすることにより、ピストン部材の両端部の他方によ
って二つのピン部材の他方が第2付勢力で付勢されると
同時に、一方のピン部材はピストン部材の中央部に設け
られた凹みによって付勢されないために、二つの嵌合部
材のうちの一つだけを軸に結合させることが可能とな
る。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a valve timing varying device according to the fourth aspect, wherein the selective biasing means reciprocates between two set positions in the axial direction of the shaft. When the piston member is provided with one of the two end portions of the piston member and one of the two pin members is biased by the second biasing force in the projecting direction, the piston member is provided with one possible setting position. At the same time, the other pin member is not biased by the recess provided in the central portion of the piston member, and by setting the other set position, the other of the two end portions of the piston member causes the other of the two pin members to move to the second position. It is one of two fitting members because it is biased by the biasing force and at the same time, one pin member is not biased by the recess formed in the center of the piston member. It is possible to bind to the axis.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1及び2は、本発明の第1実施例である
バルブタイミング可変装置の概略図であり、これらの図
において、バルブタイミング可変装置1は、バルブ2
と、このバルブ2の頂部に取り付けられたバルブリフタ
3と、このバルブリフタ3を駆動するカムシャフト4と
プライマリカム5、5’とセカンダリカム6から構成さ
れている。このプライマリカム5、5’はカムシャフト
4に固定されており、カムシャフト4が回転するのに同
期して回転するようになっている。一方、セカンダリカ
ム6とプライマリカム5、5’とはカムプロフィールの
形状が相違し、カムシャフト4に形成されたボール移動
孔12に沿ってカムシャフトの半径方向に移動可能な係
合ピンであるボール7の位置によって、回転するカムシ
ャフト4に対して結合又は回転自在とに切り換わるよう
になっている。これらのプライマリカム5、5’又はセ
カンダリカム6はカムシャフト4が回転することにより
バルブリフタ3を駆動し、バルブ2をリフト駆動するこ
とになる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are schematic views of a valve timing varying device according to a first embodiment of the present invention. In these drawings, the valve timing varying device 1 is a valve 2
And a valve lifter 3 attached to the top of the valve 2, a cam shaft 4 for driving the valve lifter 3, primary cams 5, 5 ', and a secondary cam 6. The primary cams 5 and 5'are fixed to the cam shaft 4 and rotate in synchronization with the rotation of the cam shaft 4. On the other hand, the secondary cam 6 and the primary cams 5 and 5 ′ have different cam profile shapes, and are engagement pins that are movable in the radial direction of the cam shaft along the ball moving hole 12 formed in the cam shaft 4. Depending on the position of the ball 7, the cam shaft 4 is switched to be coupled or rotatable with respect to the rotating cam shaft 4. The primary cam 5, 5'or the secondary cam 6 drives the valve lifter 3 by the rotation of the cam shaft 4 and lifts the valve 2.

【0019】また、このカムシャフト4内には、ピスト
ン孔11を摺動可能なピストン9が備えられているとと
もに、カムシャフト4は図示しないカムシャフトベアリ
ングに回転可能に軸支されている。そして、カムシャフ
ト4およびカムシャフトベアリングに設けられた油路8
を通してカムシャフト4内に設けられたピストン9に油
圧Pが供給され、油圧Pによってピストン9の位置を制
御している。ボール7が係合するセカンダリカム6の凹
部13は、カムシャフト4の回転に伴いボール7が凹部
13へ近づく側において、セカンダリカムとカムシャフ
トとの第1接触位置13a及びボール7の正規の係合位
置であるその頂部13bを滑らかに接続する第1溝13
cと、カムシャフト4の回転に伴いボール7が凹部13
から遠ざかる側において、セカンダリカムとカムシャフ
トとの第2接触位置13d及びボール7の正規の係合位
置13bを滑らかに接続する第2溝13eとを有してい
る。
A piston 9 slidable in a piston hole 11 is provided in the camshaft 4, and the camshaft 4 is rotatably supported by a camshaft bearing (not shown). The oil passage 8 provided in the camshaft 4 and the camshaft bearing
The hydraulic pressure P is supplied to the piston 9 provided in the camshaft 4 through the hydraulic pressure P, and the position of the piston 9 is controlled by the hydraulic pressure P. The concave portion 13 of the secondary cam 6 with which the ball 7 engages has a first contact position 13 a between the secondary cam and the cam shaft and a regular engagement of the ball 7 on the side where the ball 7 approaches the concave portion 13 as the cam shaft 4 rotates. The first groove 13 that smoothly connects the top portion 13b that is the mating position
c and the ball 7 is recessed by the rotation of the camshaft 4.
It has a second groove 13e that smoothly connects the second contact position 13d between the secondary cam and the cam shaft and the regular engagement position 13b of the ball 7 on the side away from the secondary cam.

【0020】ピストン9は、油路8に油圧Pが供給され
ていないときには、リターンスプリング10のばね力に
より所定の係合離脱位置(図2のピストン9によって表
される位置)とされ、ピストン9の中央部に形成された
環状凹みによってボール7には油圧に伴うボール突出方
向の付勢力は作用しないようになっている。一方、油路
8に油圧Pが供給されているときには、リターンスプリ
ング10のバネ力に抗して所定の係合位置(図1のピス
トン9によって表される位置)に移動され、ピストン9
の端部によってボール7にはその突出方向の大きな付勢
力が作用する。また、前述の係合離脱位置からこの係合
位置に達するまでにおいても、環状凹みの傾斜面によっ
てボール7には油圧に伴うボール突出方向の付勢力が作
用するようになっている。油路Pは、機関の運転状態に
応じて、図示しないオイルポンプに接続される油圧経路
内に設けられた電磁油圧制御弁を電子制御ユニットによ
り開閉することによりON、OFF制御される。ここ
で、請求項1〜6のピン部材とは、本実施例においてボ
ール7に相当するものである。
When the hydraulic pressure P is not supplied to the oil passage 8, the piston 9 is brought into a predetermined engagement / disengagement position (position represented by the piston 9 in FIG. 2) by the spring force of the return spring 10, and the piston 9 Due to the annular recess formed in the center of the ball 7, the urging force in the ball projecting direction due to the hydraulic pressure does not act on the ball 7. On the other hand, when the oil pressure P is supplied to the oil passage 8, the oil is moved to a predetermined engagement position (position represented by the piston 9 in FIG. 1) against the spring force of the return spring 10, and the piston 9
A large urging force in the projecting direction acts on the ball 7 by the end portion of. Further, even when the engagement / disengagement position is reached to the engagement position, the sloping surface of the annular recess applies a biasing force to the ball 7 in the ball protruding direction due to the hydraulic pressure. The oil passage P is ON / OFF controlled according to the operating state of the engine by opening and closing an electromagnetic hydraulic control valve provided in a hydraulic passage connected to an oil pump (not shown) by an electronic control unit. Here, the pin member of claims 1 to 6 corresponds to the ball 7 in this embodiment.

【0021】ピストン9が係合離脱位置にある時のボー
ル7、セカンダリカム6、及びカムシャフト4の挙動が
図3(a)〜(d)に示されており、この時において、
ボール7は、カムシャフト4と共にカムシャフトの中心
回りに回転するために、第1付勢力として遠心力が作用
し、セカンダリカム6の凹部13と対向する位置におい
て、図3(b)に示すように、第1溝13cに沿って正
規の係合位置13bに達する。しかしながら、この遠心
力は比較的小さいものであるために、セカンダリカム6
がバルブリフタ3を押し下げることよりセカンダリカム
6に作用する反力に逆らって、セカンダリカム6とカム
シャフト4との結合を維持することはできず、図3
(c)に示すように、ボール7はカムシャフト4内に押
し込められ、カムシャフト4はセカンダリカム6に対し
て自在に回転する。
The behaviors of the ball 7, the secondary cam 6, and the cam shaft 4 when the piston 9 is in the engagement / disengagement position are shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d).
Since the ball 7 rotates around the center of the cam shaft together with the cam shaft 4, a centrifugal force acts as a first urging force, and at a position facing the recess 13 of the secondary cam 6, as shown in FIG. Then, the regular engagement position 13b is reached along the first groove 13c. However, since this centrifugal force is relatively small, the secondary cam 6
Is against the reaction force acting on the secondary cam 6 by pushing down the valve lifter 3, the connection between the secondary cam 6 and the cam shaft 4 cannot be maintained, and
As shown in (c), the ball 7 is pushed into the camshaft 4, and the camshaft 4 freely rotates with respect to the secondary cam 6.

【0022】図3に示す状態から油路8を介してピスト
ン孔11に油圧が供給された時の挙動が図4(a)〜
(d)に示されている。何時の時点で油圧が作用したか
にかかわらず、ボール7には前述したように遠心力が作
用するために、ボール7はセカンダリカム6の凹部13
における正規の係合位置13bに達し、この時に、ボー
ル7に第2付勢力として油圧によるピストン9の押圧力
が既に作用していれば、この押圧力はかなり大きなもの
であるために、セカンダリカム6に作用する前述の反力
に逆らってセカンダリカム6とカムシャフト4との結合
は維持され、図4(c)〜(d)に示すように、セカン
ダリカム6によるバルブリフタ3を介してのバルブ駆動
が開始される。このように、ボール7は、常にセカンダ
リカム6の凹部13に沿って移動するために、例えば、
第1溝13c上で油圧が作用した場合において、ピン部
材がカムシャフト内に押し込められたまま回転する従来
のように、ボール7を凹部13の正規の係合位置に移動
させるために急激にボールのストロークを増加させる必
要はなく、何時の時点で油圧を作用させてもボール7と
凹部13との確実な係合を実現することができる。
The behavior when the hydraulic pressure is supplied from the state shown in FIG. 3 to the piston hole 11 through the oil passage 8 is shown in FIGS.
It is shown in (d). Since the centrifugal force acts on the ball 7 as described above, regardless of the time when the hydraulic pressure acts, the ball 7 moves to the concave portion 13 of the secondary cam 6.
If the pressing force of the piston 9 by the hydraulic pressure has already acted on the ball 7 as the second urging force at this time, the pressing force of the secondary cam is considerably large. Against the above-mentioned reaction force acting on the valve 6, the connection between the secondary cam 6 and the cam shaft 4 is maintained, and the valve via the valve lifter 3 by the secondary cam 6 is maintained as shown in FIGS. Driving is started. In this way, since the ball 7 always moves along the concave portion 13 of the secondary cam 6, for example,
When hydraulic pressure acts on the first groove 13c, the pin member is suddenly moved to move to the regular engagement position of the recess 13 as in the conventional case in which the pin member rotates while being pushed into the camshaft. It is not necessary to increase the stroke, and the reliable engagement between the ball 7 and the recess 13 can be realized no matter what time the hydraulic pressure is applied.

【0023】このようにしてセカンダリカム6とカムシ
ャフト4とが結合された時の挙動を図5(a)〜(d)
に示す。また、この状態からピストン9への油圧の供給
を停止した時の挙動が図6(a)〜(d)に示されてお
り、バルブ閉弁中のセカンダリカム6へ作用する反力が
非常に小さい時には、ボール7に作用する前述の遠心力
によってセカンダリカム6とカムシャフト4との結合が
維持され、図6(a)〜(c)に示すように、セカンダ
リカム6のカムノーズ部がバルブリフタ3を押し下げる
直前までセカンダリカム6はカムシャフト4と共に回転
し、その後、図6(d)に示すように、ボール7の係合
が外れて、カムシャフト6は図3と同様にセカンダリカ
ム6に対して自在に回転する。
The behavior when the secondary cam 6 and the camshaft 4 are coupled in this manner is shown in FIGS.
Shown in Further, the behavior when the supply of the hydraulic pressure to the piston 9 is stopped from this state is shown in FIGS. 6A to 6D, and the reaction force acting on the secondary cam 6 while the valve is closed is extremely small. When it is small, the centrifugal force acting on the ball 7 maintains the coupling between the secondary cam 6 and the camshaft 4, and the cam nose portion of the secondary cam 6 is moved to the valve lifter 3 as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c). The secondary cam 6 rotates together with the cam shaft 4 until just before pushing down, and thereafter, as shown in FIG. 6 (d), the ball 7 is disengaged, and the cam shaft 6 moves relative to the secondary cam 6 as in FIG. Rotate freely.

【0024】次に、遠心力によってセカンダリカム6の
凹部13に沿って移動するボール7が、凹部13の第2
溝13e上に位置する時に、油圧が作用する場合につい
て詳しく説明する。図7(a)はこの時の状態図であ
り、図7(b)はボール7とセカンダリカム6の第2溝
13eとの接触部近傍のS部拡大図である。図7(b)
において、第2溝13eは、凹部13におけるボール7
の正規の係合位置13b及びセカンダリカム6のカムシ
ャフトとの第2接触位置13dを滑らかに接続するため
のボール7より大きな所定半径を有する曲面Aと傾斜面
Bとから構成されている。
Next, the ball 7 moving along the concave portion 13 of the secondary cam 6 by the centrifugal force is moved to the second portion of the concave portion 13.
The case where hydraulic pressure acts on the groove 13e will be described in detail. FIG. 7A is a state diagram at this time, and FIG. 7B is an enlarged view of the S portion near the contact portion between the ball 7 and the second groove 13e of the secondary cam 6. Figure 7 (b)
In the second groove 13 e,
Of the secondary cam 6 and the second contact position 13d of the secondary cam 6 with the cam shaft are smoothly connected to each other by a curved surface A having a predetermined radius larger than the ball 7 and an inclined surface B.

【0025】第2溝13eにおけるボール7との当接点
Rは、カムシャフト4の回転に伴いボール7によって当
接点Rとカムシャフト中心とを結ぶ方向に対して垂直方
向に押圧されている。この押圧力の方向と第2溝13e
とのなす角度をrとすると、この角度(以下、接触角)
rは、第2接触位置13d側のP点と正規の係合位置1
3b側のQ点において相違しており、P点での接触角を
1 、Q点での接触角をr2 とすると、両者にはr1
2 の関係が成り立つ。さらに、ボール7が第2溝13
eの曲面A上に位置する時には、常に、その接触角rは
2 より大きくなる。P点での力の関係を図8(a)
に、Q点での力の関係を図8(b)に示す。尚、図8
(a)及び(b)において、ボール7は見やすくするた
め実際より小さく表している。ここで、前述の押圧力
は、カムシャフト4の回転に伴うものであるために、ボ
ール7の第2溝13eに対する当接点Rの位置にかかわ
らず等しく、ボール7には常に所定の反力Fが作用す
る。この所定の反力Fは、第2溝13eを垂直方向に押
圧する第1分力Fqとボール7をカムシャフト4内へ押
し戻す方向の第2分力Fpとに分けられる。この時、接
触角rが小さいと図8(a)に示すように第2分力Fp
が大きくなり、接触角rが大きいと図8(b)に示され
るように第2分力Fpは小さくなる。つまり、接触角r
が小さくなればボール7をカムシャフト4内へ押し戻す
力Fpは大きくなり、接触角rが大きくなれば押し戻す
力Fpは小さくなる。
The contact point R with the ball 7 in the second groove 13e is pressed by the ball 7 in a direction perpendicular to the direction connecting the contact point R and the center of the camshaft with the rotation of the camshaft 4. The direction of this pressing force and the second groove 13e
Let r be the angle formed by and this angle (hereinafter contact angle)
r is the point P on the second contact position 13d side and the regular engagement position 1
It is different at point Q on the 3b side, and if the contact angle at point P is r 1 and the contact angle at point Q is r 2 , then r 1 <
The relationship of r 2 is established. In addition, the ball 7 is in the second groove 13
When it is located on the curved surface A of e, its contact angle r is always larger than r 2 . Figure 8 (a) shows the relationship of force at point P.
Fig. 8 (b) shows the force relationship at point Q. Note that FIG.
In (a) and (b), the ball 7 is shown smaller than it actually is in order to make it easy to see. Here, since the above-mentioned pressing force is associated with the rotation of the cam shaft 4, it is equal regardless of the position of the contact point R of the ball 7 with respect to the second groove 13e, and the predetermined reaction force F is always applied to the ball 7. Works. The predetermined reaction force F is divided into a first component force Fq that vertically pushes the second groove 13e and a second component force Fp that pushes the ball 7 back into the camshaft 4. At this time, if the contact angle r is small, as shown in FIG.
Becomes larger and the contact angle r becomes larger, the second component force Fp becomes smaller as shown in FIG. 8 (b). That is, the contact angle r
Is smaller, the force Fp for pushing back the ball 7 into the camshaft 4 is larger, and the larger the contact angle r is, the smaller is the force Fp for pushing back.

【0026】図8(c)は接触角rとカムシャフト4内
へボール7を押し戻す力Fpの関係を示す。尚、前述の
遠心力と油圧力とによってカムシャフト中心から外側へ
ボール7を押し出す力をF0 とし、R点を基準としてカ
ムシャフト中心とした回転方向へどれくらいずれたかを
示すずれ量をθとする。ここで、図8(c)は係合部同
志の位相のずれθに応じたボールを押し戻す力Fpと押
し出す力F0 との関係を示したものである。これを見る
と、凹部13の第2溝13eにおいて、位相差θがθ>
|θ2 |、θ>|θ1 |のときにはFp>F0 となり現
時点においてボール7がカムシャフト4内に押し戻さ
れ、カムシャフト4とセカンダリカム6とは結合され
ず、ボール7が次に凹部13に達した時に結合される。
また位相差θがθ2 <θ<θ1 のときにはFp<F0
なり、θ=0のときF0 −Fpが正の値でかつ最大とな
るため、セカンダリカム6がわずかに回転して、ボール
7が正規の係合位置13bに係合し、カムシャフト4と
セカンダリカム6が一体となって回転することになる。
また、油圧Pが作用していない時には遠心力だけの力F
1 となり、常に、ボール7が固定されずに回転し続け
る。
FIG. 8C shows the contact angle r and the inside of the camshaft 4.
The relationship of the force Fp for pushing back the ball 7 is shown. In addition, the above
From the center of the camshaft to the outside due to centrifugal force and hydraulic pressure
The force to push the ball 7 is F0And based on the R point
How much in the direction of rotation around the shaft
The amount of deviation shown is θ. Here, FIG. 8C shows the same as the engaging portion.
The force Fp that pushes back the ball according to the phase shift θ
Force F0It shows the relationship with. Watch this
And the phase difference θ in the second groove 13e of the recess 13 is θ>
│θ2| 、 θ > | θ1When |, Fp> F0Next day
At this point the ball 7 is pushed back into the camshaft 4.
And the camshaft 4 and the secondary cam 6 are connected.
Instead, the balls 7 will be joined the next time they reach the recess 13.
Also, the phase difference θ is θ2<Θ <θ1Then Fp <F0When
And when θ = 0, F0-Fp is positive and maximum
Therefore, the secondary cam 6 rotates slightly and the ball
7 is engaged with the regular engagement position 13b, and the camshaft 4 and
The secondary cam 6 will rotate integrally.
Also, when the hydraulic pressure P is not acting, the centrifugal force F alone is applied.
1, And the ball 7 continues to rotate without being fixed.
It

【0027】従来技術では、第2溝の角度設定におい
て、このようなことが考慮されていないために、第2溝
における位相差θが比較的大きい位置でピン部材に油圧
が作用する時に、前述のFpが小さくなり、この位置で
ピン部材と凹部とが係合してセカンダリカムとカムシャ
フトとの不完全な結合をもたらしたり、また、ボール7
が凹部13の正規の係合位置に係合しようとしてセカン
ダリカム6を急激に回転させて非常に大きなカム(バル
ブ運動)加速度が発生し、バルブのジャンプ等異常運動
を引き起こす恐れがある。上記実施例では、図8(c)
の力関係図からわかるように微小角度のずれでは正規の
係合位置13bへ瞬時に戻り、油圧Pの掛かるタイミン
グが少しでも遅れると1回係合を見送ってから次のサイ
クルに確実に係合するために、前述のバルブの異常運動
を防止することができる。
In the prior art, since such a consideration is not taken into consideration when setting the angle of the second groove, when the hydraulic pressure acts on the pin member at a position where the phase difference θ in the second groove is relatively large, the above-mentioned problem occurs. Fp becomes smaller, and at this position the pin member and the recess engage with each other, resulting in an incomplete connection between the secondary cam and the cam shaft, and the ball 7
May suddenly rotate the secondary cam 6 in an attempt to engage with the regular engagement position of the recess 13 to generate a very large cam (valve motion) acceleration, which may cause an abnormal motion such as a jump of the valve. In the above embodiment, FIG.
As can be seen from the force relationship diagram of Fig. 6, if the angle is shifted by a small angle, it immediately returns to the regular engagement position 13b, and if the timing at which the hydraulic pressure P is applied is delayed even a little, the engagement is postponed once and the engagement is surely engaged in the next cycle. Therefore, the above-mentioned abnormal movement of the valve can be prevented.

【0028】図9に本発明の第2実施例を示す。第1実
施例との違いは、図7(b)との比較から明確なよう
に、第2溝13eの傾斜面が、異なる傾斜角度を有する
第1及び第2傾斜面B’,C’から構成されていること
である。ボール7に作用する遠心力及び油圧力を考慮し
て、前述の考え方に基づき、第1傾斜面B’は、それ上
にボール7が位置する場合には、油圧が作用してもボー
ル7をカムシャフト4内へ確実に押し戻すように角度設
定され、第2傾斜面C’は、それ上にボール7が位置す
る場合には、油圧が作用する時にボール7を確実に正規
の係合位置に係合させるように、角度設定されている。
それにより、ボール7が第2溝上に位置する時に油圧が
作用する場合において、セカンダリカム6とカムシャフ
ト4とを結合させるか否かが第1傾斜面B’と第2傾斜
面C’とで明確に区別され、結合に際しての前述の問題
を確実に防止することができる。
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. As is clear from the comparison with FIG. 7B, the difference from the first embodiment is that the inclined surfaces of the second groove 13e are different from the first and second inclined surfaces B ′ and C ′ having different inclination angles. It is configured. In consideration of the centrifugal force and the hydraulic pressure acting on the ball 7, based on the above-mentioned concept, the first inclined surface B ', when the ball 7 is positioned on the first inclined surface B', keeps the ball 7 even if the hydraulic pressure acts. The angle is set so as to surely push the ball 7 back into the camshaft 4, and the second inclined surface C ′ ensures that the ball 7 is in the regular engagement position when hydraulic pressure acts when the ball 7 is positioned on the second inclined surface C ′. Angled to engage.
Therefore, when the hydraulic pressure acts when the ball 7 is located on the second groove, whether the secondary cam 6 and the cam shaft 4 are coupled depends on the first inclined surface B ′ and the second inclined surface C ′. It is clearly distinguished and the above-mentioned problems during coupling can be reliably prevented.

【0029】図10に本発明の第3実施例を示す。これ
は、前記第1実施例のバルブタイミング可変装置のボー
ル7及び凹部13を複数設けたもので、係合可能な位相
はカムシャフト1回転に1回のみである。このように複
数係合部を設けることにより、係合部1つ当たりの回転
拘束力が軽減できるため、ピストンに作用する油圧を小
さくすることができる。
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. This is provided with a plurality of balls 7 and recesses 13 of the valve timing varying device of the first embodiment, and the engageable phase is only once per one rotation of the camshaft. By providing a plurality of engaging portions in this way, the rotation restraining force per engaging portion can be reduced, so that the hydraulic pressure acting on the piston can be reduced.

【0030】図11に本発明の第4実施例を示す。これ
は、請求項3のバルブタイミング可変装置であり、第1
実施例と同様に、セカンダリカムやプライマリカムに適
用することにより、第1実施例と同様の効果が生じるこ
とはいうまでもなく、第4実施例では、バルブを駆動す
るカムプロフィール部分であるカムノーズ部のカムシャ
フト中心軸に対して反対側に凹部13を設けている。そ
の結果、一般的に、バルブを駆動するときに生じる反作
用としてカムノーズがカムシャフト側に付勢力により押
されることになるが、第4実施例のような構成とするこ
とにより、カムとカムシャフトとの接触する面積を大き
くすることができ、面圧を低減することができるため、
係合部の耐久性向上を図ることができる。
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention. This is the variable valve timing device according to claim 3,
It is needless to say that the same effect as that of the first embodiment can be obtained by applying the secondary cam or the primary cam to the cam nose, which is the cam profile portion that drives the valve, as in the embodiment. A concave portion 13 is provided on the side opposite to the camshaft central axis of the portion. As a result, in general, the cam nose is pushed by the urging force toward the cam shaft as a reaction that occurs when the valve is driven. However, by adopting the configuration of the fourth embodiment, the cam and the cam shaft are The contact area can be increased and the surface pressure can be reduced.
The durability of the engaging portion can be improved.

【0031】図12、13、14、及び15に本発明の
第5実施例を示す。本実施例は、カムがロッカアームを
介してバルブを駆動する動弁機構に本発明を適用した場
合である。図12において、20はロッカアーム軸であ
り、それには二つの機関バルブ2を同時に駆動するため
の第1及び第2ロッカアーム21a,21bが固定され
ている。第1及び第2ロッカアーム21a,21bの間
において、ロッカアーム軸20には、第1及び第2フォ
ロア22a,22bが揺動可能に嵌合されている。図1
2の分解斜視図である図13に示すように、第1及び第
2フォロア22a,22bと中空のロッカアーム軸20
との間に前述同様な第1及び第2ボール23a,23b
とピストン24とを使用する係合機構が設けられてい
る。ロッカアーム軸20内へピストン24を挿入するた
めの開口部20aは、蓋部材25により密閉される。ロ
ッカアーム軸20の第1及び第2ロッカアーム21a,
21bの両側に形成された孔26a,26bは、ロッカ
アーム軸20内に位置するピストン24の両端へ油圧を
提供するための油供給孔である。
FIGS. 12, 13, 14, and 15 show a fifth embodiment of the present invention. The present embodiment is a case where the present invention is applied to a valve operating mechanism in which a cam drives a valve via a rocker arm. In FIG. 12, reference numeral 20 denotes a rocker arm shaft, to which first and second rocker arms 21a and 21b for simultaneously driving the two engine valves 2 are fixed. First and second followers 22a and 22b are swingably fitted to the rocker arm shaft 20 between the first and second rocker arms 21a and 21b. FIG.
As shown in FIG. 13, which is an exploded perspective view of No. 2, the first and second followers 22 a and 22 b and the hollow rocker arm shaft 20.
Between the first and second balls 23a, 23b similar to the above.
An engagement mechanism is provided that uses the and piston 24. The opening 20 a for inserting the piston 24 into the rocker arm shaft 20 is sealed by the lid member 25. The first and second rocker arms 21a of the rocker arm shaft 20,
Holes 26a and 26b formed on both sides of 21b are oil supply holes for providing hydraulic pressure to both ends of the piston 24 located inside the rocker arm shaft 20.

【0032】図14に示すように、第1及び第2フォロ
ア22a,22bの先端上部には、カムシャフト27に
固定された異なるプロフィールを有する第1及び第2カ
ム28a,28bが当接し、第1及び第2フォロア22
a,22bがそれぞれ異なる揺動動作を行うようになっ
ている。本実施例のバルブタイミング可変装置は、前述
同様な係合機構を使用していずれか一方のフォロア22
a又は22bをロッカアーム軸20に結合させることに
より、バルブタイミングを変化させるものである。
As shown in FIG. 14, the first and second followers 22a and 22b have first and second cams 28a and 28b having different profiles fixed to the camshaft 27, which are in contact with the upper ends of the tips of the first and second followers 22a and 22b. 1st and 2nd follower 22
a and 22b perform different swinging motions. The valve timing varying device of the present embodiment uses one of the followers 22 using the engagement mechanism similar to that described above.
The valve timing is changed by connecting a or 22b to the rocker arm shaft 20.

【0033】図15はロッカアーム軸20の長手方向部
分断面図である。同図に示すように、ロッカアーム軸2
0の両端部は軸受け29a,29bによって回動可能に
支持されている。ロッカアーム軸20内の空間におい
て、ピストン24は、この空間内に形成された第1スト
ッパ30aと、前述の蓋部材に形成された第2ストッパ
30bとによって両端の位置が規制され、前述の油供給
孔26a,26bの一方から作動油を供給することによ
り他方の油供給孔から作動油が排出され、ピストン24
は、図15(a)及び(c)に示すような第1及び第2
所定位置の間を移動するようになっている。図15
(b)は第1及び第2所定位置の間の中間位置を示して
いる。このようなピストン24の移動に際して、ピスト
ン24の両端部24a,24bは、ロッカアーム軸20
内の空間を油密に摺動し、作動油がピストン24の中央
部に設けられた環状凹み24cに侵入しないようになっ
ている。
FIG. 15 is a partial longitudinal sectional view of the rocker arm shaft 20. As shown in the figure, the rocker arm shaft 2
Both ends of 0 are rotatably supported by bearings 29a and 29b. In the space inside the rocker arm shaft 20, the piston 24 is regulated at both ends by the first stopper 30a formed in this space and the second stopper 30b formed in the above-mentioned lid member, and the above-mentioned oil supply is performed. By supplying the hydraulic oil from one of the holes 26a and 26b, the hydraulic oil is discharged from the other oil supply hole, and the piston 24
Is the first and second as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (c).
It is designed to move between predetermined positions. FIG.
(B) shows an intermediate position between the first and second predetermined positions. During such movement of the piston 24, both end portions 24a and 24b of the piston 24 are locked by the rocker arm shaft 20.
It slides in an inner space in an oil-tight manner so that the working oil does not enter the annular recess 24c provided in the central portion of the piston 24.

【0034】図15(a)に示されたピストン24の第
1所定位置において、第1ボール23aがピストン24
の一方の端部24aによってロッカアーム軸20から強
制的に押し出されて第1フォロア22aの凹部に係合
し、第1フォロア22aとロッカアーム軸20とが結合
される一方で、ピストン24の中央部に設けられた環状
凹み24cによって第2ボール23bには突出方向の付
勢力は作用せず、第2フォロア22bとロッカアーム軸
20とは結合されないために、第1カム27aの動作に
よりバルブが駆動される。
At the first predetermined position of the piston 24 shown in FIG.
One end 24a of the rocker arm shaft 20 is forcibly pushed out of the rocker arm shaft 20 to engage with the recess of the first follower 22a, and the first follower 22a and the rocker arm shaft 20 are coupled to each other. Due to the provided annular recess 24c, the urging force in the protruding direction does not act on the second ball 23b, and the second follower 22b and the rocker arm shaft 20 are not coupled, so the valve is driven by the operation of the first cam 27a. .

【0035】また、図15(C)に示されたピストン2
4の第2所定位置において、第2ボール23bがピスト
ン24の他方の端部24bによってロッカアーム軸20
から強制的に押し出されて第2フォロア22bの凹部に
係合し、第2フォロア22bとロッカアーム軸20とが
結合される一方で、ピストン24の中央部に設けられた
環状凹み24cによって第1ボール23aには突出方向
の付勢力は作用せず、第1フォロア22aとロッカアー
ム軸20とは結合されないために、第2カム27bの動
作によりバルブが駆動される。ピストン24は、一方の
所定位置から他方の所定位置に切り換わる途中で、図1
5(B)に示すように第1及び第2ボール23a,23
bの両方を突出方向に付勢しない状態があるために、両
方のフォロアが瞬間的においても同時にロッカアーム軸
20に結合されることはない。
Further, the piston 2 shown in FIG.
4, the second ball 23b is moved by the other end 24b of the piston 24 into the rocker arm shaft 20.
Is forcibly pushed out of the second follower 22b to engage with the recess of the second follower 22b, and the second follower 22b and the rocker arm shaft 20 are coupled to each other, while the annular recess 24c provided in the center of the piston 24 causes the first ball to move. Since the urging force in the protruding direction does not act on 23a and the first follower 22a and the rocker arm shaft 20 are not coupled, the valve is driven by the operation of the second cam 27b. When the piston 24 is being switched from one predetermined position to the other predetermined position,
As shown in FIG. 5 (B), the first and second balls 23a, 23
Since there is a state in which both b are not biased in the protruding direction, both followers are not coupled to the rocker arm shaft 20 simultaneously, even momentarily.

【0036】第1及び第2フォロア22a,22bに形
成された凹部は、詳細には図示されていないが、第1又
は第2実施例で説明したと同様な形状を有しており、第
1及び第2ボール23a,23bとの係合に際して、第
1溝によって、何時の時点で油圧を作用させても、ボー
ルと凹部との確実な係合を実現することができると共
に、第2溝によって、フォロアの急激な回動に伴うバル
ブのジャンプ等異常運動は防止される。
Although not shown in detail, the recesses formed in the first and second followers 22a and 22b have the same shape as that described in the first or second embodiment. When engaging with the second balls 23a and 23b, the first groove can ensure reliable engagement between the ball and the recess regardless of the hydraulic pressure applied at any time. Abnormal movements such as valve jumps due to rapid rotation of the followers are prevented.

【0037】前述した第1実施例のように、プライマリ
カムが固定されたカムシャフトに対してセカンダリカム
を結合又は摺動可能とすることにより、バルブタイミン
グを変化させる機構においては、プライマリカムのカム
ノーズ部の形状は、カムシャフトに結合されたセカンダ
リカムのカムノーズ部の形状に対して投影的に突出する
部分がないように選択されなければならない。なぜな
ら、セカンダリカムがカムシャフトに結合されている場
合においてもプライマリカムはカムシャフトと共に回転
するものであり、プライマリカムに前述した突出部分が
存在すると、この突出部分がセカンダリカムによる機関
バルブの開閉動作に影響を与えるためである。このよう
に、プライマリカムとセカンダリカムのプロフィール
は、自由に選択することができず、例えば、機関バルブ
の開弁時期及び閉弁時期を同時に早めるようにバルブタ
イミングを変化させることはできない。
As in the first embodiment described above, in the mechanism for changing the valve timing by making the secondary cam connectable or slidable with respect to the cam shaft to which the primary cam is fixed, the cam nose of the primary cam is used. The shape of the part must be chosen so that there is no part projectingly projecting with respect to the shape of the cam nose part of the secondary cam connected to the camshaft. This is because even when the secondary cam is connected to the camshaft, the primary cam rotates with the camshaft, and if the above-mentioned protruding portion exists on the primary cam, this protruding portion causes the secondary cam to open / close the engine valve. This is because it affects the. As described above, the profiles of the primary cam and the secondary cam cannot be freely selected, and for example, the valve timing cannot be changed so as to advance the opening timing and the closing timing of the engine valve at the same time.

【0038】しかしながら、本実施例においては、機関
バルブに異なる開閉動作を与える第1及び第2フォロア
22a,22bは、その一方がロッカアーム軸20に結
合されている時には、他方がロッカアーム軸20に対し
て揺動自在となっているために、カムシャフトに固定さ
れた二つのカムのプロフィールは、互いに影響されるこ
となく自由に選択することができ、二種類のバルブタイ
ミングを自在に設定することが可能となる。
However, in the present embodiment, when one of the first and second followers 22a and 22b for giving different opening / closing operations to the engine valve is connected to the rocker arm shaft 20, the other one is different from the rocker arm shaft 20. The two cam profiles fixed to the camshaft can be freely selected without being influenced by each other, and two kinds of valve timing can be set freely. It will be possible.

【0039】図16は本発明の第6実施例を示してお
り、第5実施例との違いは、ピストン24を一方の所定
位置方向に付勢する弾性部材、例えばバネ31が、ピス
トン24をこの所定位置方向に付勢するための油圧を提
供する油圧系の代わりに設けられていることである。こ
のような構造によっても前述同様なピストン24の動作
を実現することができ、油圧系26は一つとなるため
に、第5実施例に比較して構造を簡単化することができ
る。
FIG. 16 shows a sixth embodiment of the present invention. The difference from the fifth embodiment is that an elastic member, such as a spring 31, for biasing the piston 24 toward one predetermined position causes the piston 24 to move. It is provided instead of the hydraulic system that provides the hydraulic pressure for urging in the predetermined position direction. Even with such a structure, the same operation of the piston 24 as described above can be realized, and since the number of hydraulic systems 26 is one, the structure can be simplified as compared with the fifth embodiment.

【0040】第5実施例において、ピストン24の両端
に油圧を作用させないようにすれば、機関バルブを開弁
させる際の反力によって第1及び第2フォロア22a,
22bはロッカアーム軸20に対して自在に回動するよ
うになり、ピストン24の位置は、図15(b)に示す
ような中間位置となる。この時には、第5実施例の構造
では機関バルブは閉弁状態に維持される。しかしなが
ら、第5実施例において、カムシャフト27に,一方の
ロッカアーム21a又は21bに当接して第1及び第2
カム28a,28bのカムノーズ部に対して投影的に突
出する部分がないように形状が選択された第3カムを追
加することにより、ピストン24が第1所定位置にある
時には第1カムにより機関バルブが駆動され、ピストン
24が第2所定位置にある時には第2カムにより機関バ
ルブが駆動され、さらに、ピストン24が中間位置にあ
る時には第3カムにより機関バルブが駆動され、このよ
うに三段階にバルブタイミングを変化させることが可能
となる。もちろん、第6実施例においても、ピストン2
4を中間位置とする弾性部材31の付勢力と等しい値と
なるように油圧を制御することで、ピストン24を中間
位置に維持させることができ、カムシャフトに同様な第
3カムを設ければ、三段階のバルブタイミングの切り換
えが実現できる。
In the fifth embodiment, if the hydraulic pressure is not applied to both ends of the piston 24, the reaction force at the time of opening the engine valve causes the first and second followers 22a, 22a,
22b freely rotates with respect to the rocker arm shaft 20, and the position of the piston 24 becomes an intermediate position as shown in FIG. 15 (b). At this time, in the structure of the fifth embodiment, the engine valve is kept closed. However, in the fifth embodiment, the camshaft 27 is brought into contact with one of the rocker arms 21a or 21b so that the first and second rocker arms 21a or 21b are contacted.
By adding a third cam whose shape is selected so that there is no projecting portion with respect to the cam nose portions of the cams 28a and 28b, when the piston 24 is in the first predetermined position, the first cam causes the engine valve to move. Is driven, the engine valve is driven by the second cam when the piston 24 is in the second predetermined position, and the engine valve is driven by the third cam when the piston 24 is in the intermediate position. It is possible to change the valve timing. Of course, in the sixth embodiment as well, the piston 2
By controlling the hydraulic pressure so as to have a value equal to the urging force of the elastic member 31 having the intermediate position of 4, the piston 24 can be maintained at the intermediate position, and if a similar third cam is provided on the camshaft. The valve timing can be switched in three steps.

【0041】第5及び第6実施例に示した、二つのフォ
ロアのいずれかをロッカアーム軸に結合させる構造は、
もちろん、カムシャフトに回転自在に嵌合するように設
けられた二つのカムに適用させることも可能である。ま
た、カムシャフト又はロッカアーム軸に、回転又は揺動
自在な単一のカム又はフォロアを嵌合させ、第1及び第
2実施例において説明した係合機構を設けることで、機
関運転中に機関バルブを意図的に閉弁状態とさせること
も可能である。このようなバルブタイミング可変機構
を、ヘリカルポートとストレートポートがそれぞれ吸気
バルブを介して燃焼室に通じる内燃機関のストレートポ
ート側の吸気バルブに適用すれば、機関低負荷時におい
て、ストレートポート側の吸気バルブを閉弁状態とする
ことができ、ストレートポートにスワール制御弁を設け
なくても、吸気はヘリカルポートだけを通り燃焼室内へ
供給され、燃焼室内に強いスワールを生成することが可
能となる。
The structure for connecting either of the two followers to the rocker arm shaft shown in the fifth and sixth embodiments is as follows.
Of course, it is also possible to apply to two cams provided so as to be rotatably fitted to the cam shaft. In addition, a single cam or follower that is rotatable or swingable is fitted to the cam shaft or the rocker arm shaft, and the engagement mechanism described in the first and second embodiments is provided, so that the engine valve can be operated during engine operation. It is also possible to intentionally close the valve. If such a variable valve timing mechanism is applied to an intake valve on the straight port side of an internal combustion engine in which the helical port and the straight port communicate with the combustion chamber via the intake valves, respectively The valve can be closed, and intake air can be supplied to the combustion chamber only through the helical port without generating a swirl control valve in the straight port, and a strong swirl can be generated in the combustion chamber.

【0042】これまで説明した全ての実施例において、
カムシャフト又はロッカアーム軸等の軸に、カム又はフ
ォロア等の嵌合部材を結合又は結合解除させるための軸
から突出する部材としてボールを使用したが、これは本
発明を限定するものではなく、第1実施例の変更実施例
として図17に示す第7実施例のように、ボールに代え
て角柱部材7’を使用しても、第1付勢力としてこの角
柱部材7’に作用する遠心力によって角柱部材7’は、
嵌合部材6’の第1溝13c’及び第2溝13e’を有
する凹状係合部13’に沿って移動し、何時の時点で第
2付勢力としての油圧が角柱部材7’に作用しても、角
柱部材7’を凹状係合部13’の正規の係合位置13
b’に、嵌合部材6’の異常に大きな回動動作を伴わず
に、確実に係合させることができる。また、全ての実施
例において、ボール又は角柱部材等のピン部材に作用さ
せる第1付勢力は遠心力を利用したが、もちろん、適当
な大きさの油圧力、バネ又はゴム等による弾性力、又は
電磁力等の力を利用することも可能であり、これは実施
例において油圧とされた第2付勢力にも言えることであ
る。
In all the embodiments described so far,
A ball was used as a member projecting from a shaft for coupling or uncoupling a fitting member such as a cam or a follower to a shaft such as a cam shaft or rocker arm shaft, but this does not limit the present invention. As a modified example of the first embodiment, even if a prismatic member 7'is used instead of a ball as in the seventh embodiment shown in FIG. 17, a centrifugal force acting on the prismatic member 7'as a first biasing force is applied. The prismatic member 7'is
The fitting member 6 ′ moves along the concave engaging portion 13 ′ having the first groove 13c ′ and the second groove 13e ′, and at what point in time, the hydraulic pressure as the second biasing force acts on the prismatic member 7 ′. Even if the prismatic member 7'is set to the regular engaging position 13 of the concave engaging portion 13 '.
It is possible to surely engage the b ′ with the fitting member 6 ′ without causing an abnormally large turning motion. Further, in all the embodiments, the first urging force applied to the pin member such as the ball or the prism member uses the centrifugal force, but of course, an appropriate amount of oil pressure, an elastic force of a spring or rubber, or It is also possible to use a force such as an electromagnetic force, and this is the same as the second biasing force which is hydraulic in the embodiment.

【0043】[0043]

【発明の効果】このように、本発明による請求項1に記
載のバルブタイミング可変装置によれば、軸と嵌合部材
を結合させるためのピン部材が、軸と嵌合部材とを結合
させることを意図しない時にも、第1付勢手段によって
突出方向に付勢され、嵌合部材の凹状係合部に設けられ
たピン部材の正規の係合位置へ滑らかに接続された第1
溝に沿って移動するために、比較的小さな第1付勢力し
かピン部材に作用していない時には、嵌合部材に作用す
る外力に逆らって軸と嵌合部材とは結合されないが、ピ
ン部材に第2付勢力を作用させると、この時にピン部材
が第1溝上に位置していても、ピン部材はストロークを
急激に増加させることなく第1溝に沿って確実に凹状係
合部の正規の係合位置に達し、ピン部材が凹状係合部の
中途半端な位置で係合して、ピン部材に大きな力が作用
し、ピン部材が破損したり、また耐久性が悪化したりす
ることは防止される。
As described above, according to the valve timing varying device of the first aspect of the present invention, the pin member for connecting the shaft and the fitting member connects the shaft and the fitting member. Even when not intended, the first biasing means biases the pin member in the projecting direction and smoothly connects the pin member provided in the concave engagement portion of the fitting member to the regular engagement position.
When only a relatively small first biasing force acts on the pin member to move along the groove, the shaft and the fitting member are not coupled against the external force acting on the fitting member, but When the second biasing force is applied, even if the pin member is located on the first groove at this time, the pin member surely moves along the first groove without causing the stroke of the pin member to increase, and the pin engaging member can be surely moved to the regular position. Reaching the engaging position, the pin member engages at a halfway position of the concave engaging portion, a large force acts on the pin member, and the pin member is not damaged or durability is deteriorated. To be prevented.

【0044】また、請求項2に記載のバルブタイミング
可変装置によれば、前述した請求項1に記載のバルブタ
イミング可変装置の効果に加えて、嵌合部材の凹状係合
部はその正規の係合位置と嵌合部材における軸との第2
接触位置とを滑らかに接続する第2溝を有し、ピン部材
の先端部がこの第2溝の係合位置側の第1傾斜面上に位
置する時に第2付勢力がピン部材に作用すると、軸の動
作に伴いピン部材を介して第2溝へ作用する押圧力に対
する反力におけるピン部材を軸へ引っ込める方向の分力
が、この時には第1付勢力と第2付勢力との和より小さ
いために、嵌合部材が軸の動作方向にわずかに進行して
ピン部材の先端部が凹状係合部の正規の係合位置に係合
し、嵌合部材と軸とが結合される。また、ピン部材の先
端部がこの第2溝の第2接触位置側の第2傾斜面上に位
置する時に第2付勢力がピン部材に作用すると、前述の
分力が第1付勢力と第2付勢力との和より大きくなるた
めに、ピン部材は、軸内へ押し込められて軸と共に回動
し、その後、第1溝に沿って凹状係合部の正規の係合位
置に係合し、嵌合部材と軸とが結合される。それによ
り、ピン部材が第2溝の第2傾斜面上に位置する時に第
2付勢力が作用する場合に、ピン部材が軸内へ押し込ま
れずにこの位置で凹状係合部に係合して、ピン部材に大
きな力が作用し、ピン部材が破損したり、また、ピン部
材の先端部が凹状係合部の正規の係合位置と係合しよう
として嵌合部材が軸の動作方向に大きく進行して、バル
ブが急激に開弁される等のバルブの異常運動を引き起こ
すことは防止される。
According to the valve timing variable device of the second aspect, in addition to the effect of the valve timing variable device of the first aspect, the concave engagement portion of the fitting member has its regular engagement. Second between the mating position and the shaft of the fitting member
If the second biasing force acts on the pin member when the pin member has a second groove that smoothly connects to the contact position and the tip end portion of the pin member is located on the first inclined surface on the engagement position side of the second groove. , The component force in the direction of retracting the pin member into the shaft in the reaction force against the pressing force acting on the second groove via the pin member in accordance with the movement of the shaft, is based on the sum of the first urging force and the second urging force at this time. Because of the small size, the fitting member slightly advances in the movement direction of the shaft, the tip end portion of the pin member engages with the regular engagement position of the concave engagement portion, and the fitting member and the shaft are coupled. Further, when the second biasing force acts on the pin member when the tip end portion of the pin member is located on the second inclined surface on the second contact position side of the second groove, the above-mentioned component force is combined with the first biasing force. 2 is larger than the sum of the biasing force, the pin member is pushed into the shaft and rotates together with the shaft, and then engages with the regular engagement position of the concave engagement portion along the first groove. The fitting member and the shaft are coupled. Thereby, when the second biasing force acts when the pin member is located on the second inclined surface of the second groove, the pin member is not pushed into the shaft and is engaged with the concave engagement portion at this position. , A large force acts on the pin member, the pin member is damaged, or the tip of the pin member tries to engage with the regular engagement position of the concave engagement portion, and the fitting member is greatly moved in the axial movement direction. It is possible to prevent the valve from moving abnormally and causing abnormal movement of the valve, such as sudden opening of the valve.

【0045】また、請求項3に記載のバルブタイミング
可変装置によれば、前述した請求項1に記載のバルブタ
イミング可変装置の効果に加えて、軸がカムシャフトで
あり、嵌合部材がカムであり、凹状係合部は、カムにお
いて、カムシャフト中心に対してカムノーズ部と反対側
の部分に形成されているために、カムノーズ部により機
関バルブを開弁する際の比較的大きな反力が作用するカ
ムのおけるカムシャフトとの接触面は、その面圧が凹部
によって増大することはなく、カムの耐久性が悪化する
ことは防止される。
According to the valve timing varying device of the third aspect, in addition to the effect of the valve timing varying device of the first aspect, the shaft is the cam shaft and the fitting member is the cam. Since the concave engagement portion is formed on the cam on the side opposite to the cam nose portion with respect to the center of the cam shaft, a relatively large reaction force acts when the engine valve is opened by the cam nose portion. The contact pressure between the cam and the cam shaft does not increase due to the recess, and the durability of the cam is prevented from being deteriorated.

【0046】また、請求項4に記載のバルブタイミング
可変装置によれば、前述した請求項1に記載のバルブタ
イミング可変装置の効果に加えて、軸にはそれぞれが互
いに異なる開閉動作を機関バルブに与えるための少なく
とも二つの嵌合部材が配置され、第2付勢手段は、軸と
二つの嵌合部材の一方とを結合させることを意図する時
に、この一方の嵌合部材を軸に結合させるためのピン部
材だけを付勢する選択付勢手段であるために、一方の嵌
合部材が軸と結合されている時は、他方の嵌合部材は軸
の周方向に摺動可能となっており、二つの嵌合部材によ
り機関バルブに与えられる開閉動作を自由に設定するこ
とができ、バルブ開弁及び閉弁時期を同時に早めるよう
にバルブタイミングを変化させることが可能となる。
According to the valve timing varying device of the fourth aspect, in addition to the effect of the valve timing varying device of the first aspect, the shafts of the engine valve can be opened and closed differently from each other. At least two mating members for providing are disposed and the second biasing means couples the one mating member to the shaft when it is intended to couple the shaft and one of the two mating members. Since it is the selective urging means for urging only the pin member, when one fitting member is coupled with the shaft, the other fitting member is slidable in the circumferential direction of the shaft. Therefore, the opening / closing operation given to the engine valve can be freely set by the two fitting members, and the valve timing can be changed so as to accelerate the valve opening and closing timings at the same time.

【0047】また、請求項5に記載のバルブタイミング
可変装置によれば、前述した請求項4に記載のバルブタ
イミング可変装置の効果に加えて、軸がロッカアーム軸
であり、二つの嵌合部材がカムシャフトに固定された二
種類のカムによってそれぞれ駆動されるフォロアであ
り、選択付勢手段によって、一方のフォロアだけがロッ
カアーム軸に結合され、対応するカムの動作によりロッ
カアームが機関弁を開閉動作させるために、結合解除さ
れた場合においてフォロアはロッカアーム軸に対して揺
動するものであり、カムシャフトに対して回転するカム
に比較して摺動面の磨耗が少なく、この装置全体の耐久
性を向上させることができる。
According to the valve timing varying device of the fifth aspect, in addition to the effect of the valve timing varying device of the fourth aspect, the shaft is the rocker arm shaft and the two fitting members are These followers are respectively driven by two kinds of cams fixed to the camshaft, and only one follower is connected to the rocker arm shaft by the selective biasing means, and the rocker arm opens and closes the engine valve by the operation of the corresponding cam. Therefore, the follower oscillates with respect to the rocker arm shaft when it is disengaged, and the sliding surface is less worn than the cam that rotates with respect to the camshaft, and the durability of the entire device is improved. Can be improved.

【0048】また、請求項6に記載のバルブタイミング
可変装置によれば、前述した請求項4に記載のバルブタ
イミング可変装置の効果に加えて、選択付勢手段は軸内
の軸線方向における二つの設定位置の間を往復運動可能
なピストン部材を具備し、このピストン部材を一方の設
定位置にすることにより、ピストン部材の両端部の一方
によって二つのピン部材の一方がその突出方向に第2付
勢力で付勢されると同時に、他方のピン部材はピストン
部材の中央部に設けられた凹みによって付勢されず、ま
た他方の設定位置にすることにより、ピストン部材の両
端部の他方によって二つのピン部材の他方が第2付勢力
で付勢されると同時に、一方のピン部材はピストン部材
の中央部に設けられた凹みによって付勢されないため
に、比較的簡単な構造で二つの嵌合部材のうちの一つだ
けを軸に結合させることが可能となる。
According to the valve timing varying device of the sixth aspect, in addition to the effect of the valve timing varying device of the above-mentioned fourth aspect, the selective urging means has two types in the axial direction within the shaft. A piston member capable of reciprocating between set positions is provided, and by setting the piston member to one set position, one of the two end portions of the piston member causes one of the two pin members to be attached second in the projecting direction. At the same time as being urged by the urging force, the other pin member is not urged by the recess formed in the central portion of the piston member, and when the other pin member is set to the other set position, the other pin member has two The other of the pin members is urged by the second urging force, and at the same time, one pin member is not urged by the recess provided in the central portion of the piston member, so that the structure is relatively simple. In it is possible to combine only one of the two fitting members axially.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるバルブタイミング可変装置の第1
実施例におけるセカンダリカムとカムシャフトとの結合
状態を示す概略図である。
FIG. 1 is a first valve timing varying device according to the present invention.
It is a schematic diagram showing a state where a secondary cam and a cam shaft in an example are combined.

【図2】本発明によるバルブタイミング可変装置の第1
実施例におけるセカンダリカムとカムシャフトとの回転
自在状態を示す概略図である。
FIG. 2 is a first valve timing varying device according to the present invention.
It is a schematic diagram showing a rotatable state of a secondary cam and a cam shaft in an example.

【図3】本発明によるバルブタイミング可変装置の第1
実施例における回転自在状態の時の挙動図である。
FIG. 3 is a first valve timing varying device according to the present invention.
FIG. 6 is a behavior diagram in a freely rotatable state in the example.

【図4】本発明によるバルブタイミング可変装置の第1
実施例における回転自在状態から結合状態となる時の挙
動図である。
FIG. 4 is a first valve timing varying device according to the present invention.
FIG. 6 is a behavior diagram when the rotatable state is changed to the coupled state in the example.

【図5】本発明によるバルブタイミング可変装置の第1
実施例における結合状態の時の挙動図である。
FIG. 5 is a first part of a valve timing varying device according to the present invention.
FIG. 7 is a behavior diagram in the coupled state in the example.

【図6】本発明によるバルブタイミング可変装置の第1
実施例における結合状態から回転自在状態となる時の挙
動図である。
FIG. 6 is a first part of a valve timing varying device according to the present invention.
FIG. 6 is a behavior diagram when the coupled state is changed to the rotatable state in the example.

【図7】本発明によるバルブタイミング可変装置の第1
実施例における凹状係合部の形状を示す図であり、
(a)は全体図、(b)は(a)のS部拡大図である。
FIG. 7 is a first valve timing varying device according to the present invention.
It is a diagram showing a shape of a concave engaging portion in the embodiment,
(A) is a general view, (b) is an enlarged view of the S portion of (a).

【図8】本発明によるバルブタイミング可変装置の第1
実施例における第2溝上に位置するボールに作用する力
関係を説明する図であり、(a)はボールの第2溝に対
する接触角が小さい場合、(b)はボールの第2溝に対
する接触角が大きい場合、(c)は接触角とボールを押
し戻す力との関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a first valve timing varying device according to the present invention.
It is a figure explaining the force relation which acts on the ball located on the 2nd groove in an example, when (a) the contact angle with the 2nd groove of a ball is small, (b) is the contact angle with the 2nd groove of a ball. Is large, (c) is a graph showing the relationship between the contact angle and the force for pushing back the ball.

【図9】本発明によるバルブタイミング可変装置の第2
実施例における図7に相当する凹状係合部の形状を示す
図である。
FIG. 9 is a second valve timing varying device according to the present invention.
It is a figure which shows the shape of the concave engagement part corresponded to FIG. 7 in an Example.

【図10】本発明によるバルブタイミング可変装置の第
3実施例におけるボール係合時の図である。
FIG. 10 is a diagram when a ball is engaged in the valve timing varying device according to the third embodiment of the present invention.

【図11】本発明によるバルブタイミング可変装置の第
4実施例におけるボール係合時の図である。
FIG. 11 is a diagram when a ball is engaged in the valve timing varying device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明によるバルブタイミング可変装置の第
5実施例を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing a fifth embodiment of the valve timing varying device according to the present invention.

【図13】図12の分解斜視図である。FIG. 13 is an exploded perspective view of FIG.

【図14】図12の側面図である。FIG. 14 is a side view of FIG.

【図15】図12のロッカアーム軸の長手方向断面図で
ある。
15 is a longitudinal sectional view of the rocker arm shaft of FIG.

【図16】本発明によるバルブタイミング可変装置の第
6実施例を示す図15に相当する図である。
FIG. 16 is a view, corresponding to FIG. 15, showing a sixth embodiment of the valve timing varying device according to the present invention.

【図17】本発明によるバルブタイミング可変装置の第
7実施例を示す図7に相当する図であり、(a)は全体
図、(b)は(a)のU部拡大図である。。
FIG. 17 is a view corresponding to FIG. 7 showing a seventh embodiment of the valve timing varying device according to the present invention, (a) is an overall view, and (b) is an enlarged view of a U portion of (a). .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…バルブタイミング可変装置 2…バルブ 3…バルブリフタ 4…カムシャフト 5,5’…プライマリカム 6…セカンダリカム 7…ボール 8…油路 9…ピストン 10…リターンスプリング 11…ピストン孔 12…ボール移動孔 13…凹部 20…ロッカアーム軸 21a…第1ロッカアーム 21b…第2ロッカアーム 22a…第1フォロア 22b…第2フォロア 23a…第1ボール 24…ピストン 27…カムシャフト 28a…第1カム 28b…第2カム 31…弾性部材 1 ... Valve timing variable device 2 ... Valve 3 ... Valve lifter 4 ... Cam shaft 5,5 '... Primary cam 6 ... Secondary cam 7 ... Ball 8 ... Oil passage 9 ... Piston 10 ... Return spring 11 ... Piston hole 12 ... Ball moving hole 13 ... Recess 20 ... Rocker arm shaft 21a ... 1st rocker arm 21b ... 2nd rocker arm 22a ... 1st follower 22b ... 2nd follower 23a ... 1st ball 24 ... Piston 27 ... Cam shaft 28a ... 1st cam 28b ... 2nd cam 31 ... Elastic member

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸の周方向に摺動可能な嵌合部材の凹状
係合部に、軸から突出可能なピン部材を係合させること
により、軸と嵌合部材とを結合させてバルブタイミング
を変化させるバルブタイミング可変装置において、前記
軸と前記嵌合部材とを結合させることを意図しない時に
おいても前記ピン部材を突出方向に付勢する第1付勢手
段と、前記軸と前記嵌合部材とを結合させることを意図
する時に前記ピン部材を突出方向に付勢する第2付勢手
段とを具備し、前記嵌合部材の凹状係合部は、前記ピン
部材が前記軸の動作に伴い前記凹状係合部へ近づく側に
おいて、前記嵌合部材における前記軸との第1接触位置
と前記ピン部材の先端部の正規の係合位置とを滑らかに
接続する第1溝を有し、前記第1付勢手段によって前記
ピン部材に作用する第1付勢力は、前記ピンの先端部が
前記係合位置に達する時でも、前記嵌合部材に作用する
外力に逆らって前記軸と前記嵌合部材とを結合させるほ
ど大きくはなく、前記第2付勢手段によって前記ピン部
材に作用する第2付勢力と前記第1付勢力との和は、前
記ピンの先端部が前記係合位置に達する時には、前記嵌
合部材に作用する外力に逆らって前記軸と前記嵌合部材
とを結合可能とする大きさであることを特徴とするバル
ブタイミング可変装置。
1. A valve timing for connecting a shaft and a fitting member by engaging a pin member capable of protruding from the shaft with a concave engaging portion of a fitting member slidable in the circumferential direction of the shaft. In the variable valve timing device for changing the valve, a first urging means for urging the pin member in the protruding direction even when it is not intended to connect the shaft and the fitting member, the shaft and the fitting member. A second urging means for urging the pin member in the projecting direction when the pin member is intended to be coupled with the member, and the concave engaging portion of the fitting member is configured such that the pin member is operative to operate the shaft. Accordingly, on the side closer to the concave engagement portion, a first groove that smoothly connects the first contact position with the shaft of the fitting member and the regular engagement position of the tip end portion of the pin member, It acts on the pin member by the first biasing means. The first biasing force is not so large as to couple the shaft and the fitting member against the external force acting on the fitting member even when the tip portion of the pin reaches the engagement position, 2 The sum of the second urging force acting on the pin member by the urging means and the first urging force opposes the external force acting on the fitting member when the tip of the pin reaches the engagement position. A valve timing varying device having a size such that the shaft and the fitting member can be coupled together.
【請求項2】 前記嵌合部材の前記凹状係合部は、さら
に、前記ピン部材が前記軸の動作に伴い前記凹状係合部
から遠ざかる側において、前記ピン部材の先端部の正規
の係合位置と前記嵌合部材における前記軸との第2接触
位置とを滑らかに接続する第2溝を有し、前記第2溝は
前記係合位置側の第1傾斜面と前記第2接触位置側の第
2傾斜面とを有し、前記軸の動作に伴い前記ピン部材に
よって前記第2溝へ作用する押圧力に対する反力におけ
る前記ピン部材を前記軸へ押し込める方向の分力が、前
記第1付勢力と前記第2付勢力との和より小さくなるよ
うに、前記第1傾斜面の角度が設定され、前記分力が前
記第1付勢力と前記第2付勢力との和より大きくなるよ
うに、前記第2傾斜面の角度が設定されていることを特
徴とする請求項1に記載のバルブタイミング可変装置。
2. The regular engagement of the tip end portion of the pin member on the side where the pin member moves away from the concave engagement portion due to the movement of the shaft. A second groove for smoothly connecting a position and a second contact position of the fitting member with the shaft, wherein the second groove has a first inclined surface on the engagement position side and a second contact position side. And a second inclined surface of the first slanted surface, the component force in the direction of pushing the pin member into the shaft in the reaction force against the pressing force applied to the second groove by the pin member in accordance with the movement of the shaft, The angle of the first inclined surface is set to be smaller than the sum of the biasing force and the second biasing force, and the component force is larger than the sum of the first biasing force and the second biasing force. The angle of the second inclined surface is set to The variable valve timing device described.
【請求項3】 前記軸がカムシャフトであり、前記嵌合
部材がカムであり、前記凹状係合部は、前記カムにおい
て、前記カムシャフト中心に対してカムノーズ部と反対
側の部分に形成されていることを特徴とする請求項1に
記載のバルブタイミング可変装置。
3. The shaft is a cam shaft, the fitting member is a cam, and the concave engagement portion is formed in a portion of the cam opposite to the cam nose portion with respect to the center of the cam shaft. The valve timing varying device according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記軸にはそれぞれが互いに異なる開閉
弁動作を機関バルブに与えるための少なくとも二つの嵌
合部材が配置され、前記第2付勢手段は、前記軸と前記
二つの嵌合部材のうちの選択した一方とを結合させるこ
とを意図する時に、前記一方の嵌合部材を前記軸に結合
させるための前記ピン部材だけを付勢する選択付勢手段
であることを特徴とする請求項1に記載のバルブタイミ
ング可変装置。
4. The shaft is provided with at least two fitting members for imparting different on-off valve operations to the engine valve, and the second biasing means includes the shaft and the two fitting members. Selective urging means for urging only the pin member for connecting the one fitting member to the shaft when intending to connect the selected one of the two. Item 1. The valve timing variable device according to Item 1.
【請求項5】 前記軸がロッカアーム軸であり、前記二
つの嵌合部材がカムシャフトに固定された二種類のカム
によってそれぞれ駆動されるフォロアであることを特徴
とする請求項4に記載のバルブタイミング可変装置。
5. The valve according to claim 4, wherein the shaft is a rocker arm shaft, and the two fitting members are followers driven by two types of cams fixed to a cam shaft. Timing variable device.
【請求項6】 前記選択付勢手段は前記軸内の軸線方向
における二つの設定位置の間を往復運動可能なピストン
部材を具備し、前記ピストン部材は、一方の設定位置に
おいて、その両端部の一方が前記二つのピン部材の一方
をその突出方向に前記第2付勢力で付勢すると同時に、
他方のピン部材は前記ピストン部材の中央部に設けられ
た凹みによって付勢されず、他方の設定位置において、
その両端部の他方が前記二つのピン部材の他方をその突
出方向に前記第2付勢力で付勢すると同時に、一方のピ
ン部材は前記ピストン部材の中央部に設けられた凹みに
よって付勢されないことを特徴とする請求項4に記載の
バルブタイミング可変装置。
6. The selective biasing means comprises a piston member capable of reciprocating between two set positions in the axial direction within the shaft, and the piston member has one of the two end positions at one set position. At the same time, one urges one of the two pin members in the protruding direction by the second urging force, and at the same time,
The other pin member is not biased by the recess provided in the central portion of the piston member, and at the other set position,
The other of the both ends urges the other of the two pin members in the protruding direction by the second urging force, and at the same time, the one pin member is not urged by the recess provided in the central portion of the piston member. The variable valve timing device according to claim 4, wherein
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JP2006299875A (en) * 2005-04-19 2006-11-02 Honda Motor Co Ltd Valve system for internal combustion engine

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