JP2009068382A - 可変動弁機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動に関与するカムによりバルブを駆動するアームを直接的に揺動させるとともに、三状態の切替で燃費を向上させる。
【解決手段】低速用カム10と高速用カム15とを並設し、低速用カム10に当接する低速用アーム30と高速用カム15に当接する高速用アーム40と前記両カムに当接しない保持アーム26とを並設する。ロッカシャフト21をラッシュアジャスタ4、5により支持し、保持アーム26の基端部をロッカシャフト21に主揺動可能に支持し、低速用アーム30の基端部をロッカシャフト21に主揺動可能に連結し又は連結を解除する第一切替機構を設け、高速用アーム40の基端部をロッカシャフト21に主揺動可能に連結し又は連結を解除する第二切替機構を設ける。保持アーム26、低速用アーム30及び高速用アーム40の先端部を同一のバルブシャフト8に副揺動可能に軸着し、第一切替機構及び第二切替機構により三状態に切り替える。
【選択図】図1
【解決手段】低速用カム10と高速用カム15とを並設し、低速用カム10に当接する低速用アーム30と高速用カム15に当接する高速用アーム40と前記両カムに当接しない保持アーム26とを並設する。ロッカシャフト21をラッシュアジャスタ4、5により支持し、保持アーム26の基端部をロッカシャフト21に主揺動可能に支持し、低速用アーム30の基端部をロッカシャフト21に主揺動可能に連結し又は連結を解除する第一切替機構を設け、高速用アーム40の基端部をロッカシャフト21に主揺動可能に連結し又は連結を解除する第二切替機構を設ける。保持アーム26、低速用アーム30及び高速用アーム40の先端部を同一のバルブシャフト8に副揺動可能に軸着し、第一切替機構及び第二切替機構により三状態に切り替える。
【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関の運転状況に応じてバルブの開閉量を段階的に変更する可変動弁機構に関する。
この種の可変動弁機構には、低速用カムと高速用カムとを並設し、これらのカムとバルブとの間に介在されたロッカアームを操作することにより、バルブを駆動するカムを切り替えてバルブの開閉量を変更するものがある。
例えば、図7(a)に示す特許文献1の可変動弁機構80は、バルブ7に当接するインナアーム81と該インナアーム81の両側に設けられたアウタアーム82と、インナアーム81とアウタアーム82とを連結及び切り離しする切替機構85とを備えている。そして、インナアーム81とアウタアーム82とを連結した状態では、リフト量の大きい高速用カム84により両アーム81、82を揺動させてバルブ7を開閉し、連結を解除した状態では、高速用カム84がアウタアーム82を揺動させるとともに低速カム83がインナアーム81を揺動させてバルブ7を開閉するものである。
また、図7(b)に示す特許文献2の可変動弁機構90は、ロッカシャフト91に揺動可能に挿着された二以上のロッカアームと、これらのロッカアームを相互に連結又は切り離しすることによりバルブのリフト量を数段階に切り替える切替機構95とを備えている。詳しくは、この切替機構は、相互のロッカアームに設けたピン孔に切替ピンを摺動可能に挿着し、該切替ピンを介して連結又は切り離しを行なっている。そして、バルブ7を押圧する第一ロッカアーム93とバルブ7を直接押圧しない第二ロッカアーム92、94とを連結又は切り離しすることにより、バルブ7を駆動するカムを変更するものである。
米国特許出願公開第2004/74459号公報
特開平11−141322号公報
ところが、上記特許文献1の可変動弁機構80のロッカアームでは、駆動に関与するカムの切替を、両アーム81、82を連結した連結状態と該連結を解除した連結解除状態という二状態の切替により行うため、該切替機構では三段階の切替を行えない。
また、特許文献2の可変動弁機構90では、駆動に関与するカムが、バルブを直接駆動するアーム93を押圧する場合だけでなく、直接バルブを駆動しないアーム92、94や連結機構の切替ピンを介して、バルブを直接駆動するアーム93を押圧する場合が生じる。この場合には、カムプロフィールをバルブに正確に反映させにくくなる。
そこで、本発明の目的は、三段階の切替を可能にすることにより燃費を向上させるとともに、駆動に関与するカムが当接するアームでバルブを直接駆動するようにした可変動弁機構を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る可変動弁機構は、互いにカムプロフィールの異なる低速用カムと高速用カムとを並設し、前記低速用カムに当接する低速用アームと前記高速用カムに当接する高速用アームと前記高速用カム及び低速用カムには当接しない保持アームとを並設し、ロッカシャフトをラッシュアジャスタにより支持し、前記保持アームの基端部をロッカシャフトに主揺動可能に支持し、前記低速用アームの基端部をロッカシャフトに主揺動可能に連結し又は該連結を解除する第一切替機構を設け、前記高速用アームの基端部をロッカシャフトに主揺動可能に連結し又は該連結を解除する第二切替機構を設け、前記保持アームの先端部と低速用アームの先端部と高速用アームの先端部とを同一のシャフトに副揺動可能に軸着し、前記第一切替機構及び第二切替機構により、高速用アームを副揺動させるとともに低速用アームを主揺動させてバルブを駆動する低速状態と、高速用アームを主揺動させてバルブを駆動する高速状態と、低速用アームと高速用アームとをいずれも副揺動させて前記高速状態及び前記低速状態以外のバルブの第三状態とを切り替えるようにしたことを特徴とする。
前記主揺動とは、低速用アーム、高速用アーム又は保持アームが前記ロッカシャフトを軸として行う揺動をいう。また、前記副揺動とは、第一切替機構により前記連結が解除された低速用アーム又は第二切替機構により前記連結が解除された高速用アームが前記シャフトを軸として行う揺動をいう。
前記高速状態では、低速用アームをロッカシャフトに連結してもよいし、該連結を解除してもよい。
バルブの駆動に関しては、特に限定されないが、以下の態様を例示できる。
(1)前記シャフトが、バルブに当接して該バルブを押圧するものである態様。より好ましくは、前記シャフトが、二つのバルブに当接して、該両バルブを同時に押圧するものである態様を例示できる。
(2)低速用アーム、高速用アーム又は保持アームの先端部にバルブを取り付けるためのバルブ取付部を設け、該バルブ取付部がバルブを押圧するものである態様。
(1)前記シャフトが、バルブに当接して該バルブを押圧するものである態様。より好ましくは、前記シャフトが、二つのバルブに当接して、該両バルブを同時に押圧するものである態様を例示できる。
(2)低速用アーム、高速用アーム又は保持アームの先端部にバルブを取り付けるためのバルブ取付部を設け、該バルブ取付部がバルブを押圧するものである態様。
第一切替機構としては、特に限定されないが、ロッカシャフトの一端にピン穴を凹設し、低速用アームに貫通穴を形成し、前記ピン穴と貫通穴とを連結ピンが跨ぐことにより連結し、跨がないときに切り離すものである態様を例示できる。
第二切替機構としては、特に限定されないが、ロッカシャフトの他端にピン穴を凹設し、低速用アームに貫通穴を形成し、前記ピン穴と貫通穴とを連結ピンが跨ぐことにより連結し、跨がないときに切り離すものである態様を例示できる。
第二切替機構としては、特に限定されないが、ロッカシャフトの他端にピン穴を凹設し、低速用アームに貫通穴を形成し、前記ピン穴と貫通穴とを連結ピンが跨ぐことにより連結し、跨がないときに切り離すものである態様を例示できる。
バルブの第三状態としては、バルブが休止しているバルブ休止状態であってもよいし、高速状態及び低速状態以外の状態でバルブが駆動する状態であってもよい。
高速状態及び低速状態以外の状態でバルブが駆動する態様としては、高速用カム及び低速用カムとはカムプロフィールが異なり、保持アームに当接する第三カムを設け、第三カムにより保持アームのみが主揺動することでバルブが駆動する態様等が例示できる。
高速状態及び低速状態以外の状態でバルブが駆動する態様としては、高速用カム及び低速用カムとはカムプロフィールが異なり、保持アームに当接する第三カムを設け、第三カムにより保持アームのみが主揺動することでバルブが駆動する態様等が例示できる。
ロッカシャフトは、特に限定されないが、その長さ方向両側をラッシュアジャスタにより支持されたものである態様を、好ましいものとして例示できる。また、ロッカシャフトは、特に限定されないが、一端面を低速用アームに当接させ、他端面を高速用アームに当接させたものである態様を好ましいものとして例示できる。ここで、特に限定されないが、一方のラッシュアジャスタから第一切替機構に油圧が供給され、他方のラッシュアジャスタから第二切替機構に油圧が供給されるようにした態様を例示できる。
上記態様を含む可変動弁機構において、特に限定されないが、低速用アームのカム当接部又は高速用アームのカム当接部のうち、少なくとも一方を回転可能なローラとした態様を、好ましいものとして採用できる。より好ましくは、低速用アームのカム当接部を相対的に幅が狭くかつ回転可能なローラとし、前記高速用アームのカム当接部を相対的に幅が広くかつ回転可能なローラとした態様である。
請求項1記載の発明に係る可変動弁機構によれば、三段階の切替が可能となり、燃費を向上させることができる。また、駆動に関与するカムが当接するアームでバルブを直接駆動することができる。
上記効果に加え、請求項2記載の発明によれば、ロッカアームが幅方向へ傾き難くなる。
請求項3記載の発明によれば、各切替機構に対して各々独立した油路により油圧を供給することができる。
請求項4記載の発明によれば、カムとロッカアームとの当接部のフリクションを抑え、燃費を向上させることができる。
請求項5記載の発明によれば、高速用カムが高リフト化した場合に発生するフリクションや強度の問題に容易に対応できる。
上記効果に加え、請求項2記載の発明によれば、ロッカアームが幅方向へ傾き難くなる。
請求項3記載の発明によれば、各切替機構に対して各々独立した油路により油圧を供給することができる。
請求項4記載の発明によれば、カムとロッカアームとの当接部のフリクションを抑え、燃費を向上させることができる。
請求項5記載の発明によれば、高速用カムが高リフト化した場合に発生するフリクションや強度の問題に容易に対応できる。
可変動弁機構1は、互いにカムプロフィールの異なる低速用カム10と高速用カム15とを並設し、低速用カム10に当接する低速用アーム30と、高速用カム15に当接する高速用アーム40と、高速用カム15及び低速用カム10には当接しない保持アーム26とを並設している。ロッカシャフト21は、その長さ方向両側を一対のラッシュアジャスタ4、5により支持されている。また、保持アーム26の基端部をロッカシャフト21に主揺動可能に支持し、低速用アーム30の基端部をロッカシャフト21に主揺動可能に連結し又は該連結を解除する第一切替機構を設け、高速用アーム40の基端部をロッカシャフト21に主揺動可能に連結し又は該連結を解除する第二切替機構を設けている。さらに、保持アーム26の先端部と低速用アーム30の先端部と高速用アーム40の先端部とを同一のバルブシャフト8に副揺動可能に軸着している。そして、第一切替機構及び第二切替機構により、高速用アーム40を副揺動させるとともに低速用アーム30を主揺動させてバルブ7を駆動する低速状態と、高速用アーム40を主揺動させてバルブ7を駆動する高速状態と、低速用アーム30と高速用アーム40とをいずれも副揺動させてバルブ7を休止させるバルブ休止状態とを切り替えている。
また、第一切替機構は、ロッカシャフト21の一端にピン穴22を凹設し、低速用アーム30に貫通穴37を形成し、前記ピン穴22と貫通穴37とを連結ピン23が跨ぐことにより連結し、跨がないときに切り離すものである。第二切替機構は、ロッカシャフト21の他端にピン穴22を凹設し、高速用アーム40に貫通穴47を形成し、前記ピン穴22と貫通穴47とを連結ピン23が跨ぐことにより連結し、跨がないときに切り離すものである。第一切替機構の連結ピン23が一方のラッシュアジャスタ4から供給される油圧により押圧され、第二切替機構の連結ピン23が他方のラッシュアジャスタ5から供給される油圧により押圧されるものである。
以下、本発明に係る可変動弁機構を一気筒当り吸気バルブ二本、排気バルブ二本の内燃機関において具体化した実施形態として、図1〜図6に基づき説明する。なお、吸気バルブと排気バルブは同様の構成となるため、ここでは吸気バルブ側のみを図示して説明する。
この可変動弁機構1は、内燃機関の運転に従い回転する回転カム10、13、15と、回転カム10、13、15とバルブ7と間に揺動可能に介装されたロッカアーム20と、該ロッカアーム20の状態を切り替える切替機構とを含み構成され、該切替により、バルブ7のリフト量を三段階に変更するものである。また、前記二つのバルブ7は、同一のバルブシャフト8に当接しており、該バルブシャフト8に同時に押圧されるよう構成されている。
この可変動弁機構1は、内燃機関の運転に従い回転する回転カム10、13、15と、回転カム10、13、15とバルブ7と間に揺動可能に介装されたロッカアーム20と、該ロッカアーム20の状態を切り替える切替機構とを含み構成され、該切替により、バルブ7のリフト量を三段階に変更するものである。また、前記二つのバルブ7は、同一のバルブシャフト8に当接しており、該バルブシャフト8に同時に押圧されるよう構成されている。
回転カムとしては、図1及び図4(a)に示すように、互いにカムプロフィールの異なる低速用カム10、丸カム13及び高速用カム15が、この順に同一のカムシャフト9に並設されている。
低速用カム10は、基本部分となるベース円部11と、該ベース円部11から突出したカムノーズ12とを備え構成されている。低速用カム10の外周面は、低速用アーム30に当接するカム面10sとなっている。
高速用カム15は、低速用カム10のものと同じ大きさ及び形状のベース円部16と、該ベース円部16から突出したカムノーズ17とを備え構成されている。高速用カム15の外周面は、高速用アーム40に当接するカム面15sとなっている。また、高速用カム15には、低速用カム10よりバルブリフト量の大きいものが使用されている。
丸カム13は、カムノーズを持たず、上述のベース円部と略同様の大きさ及び形状を持つもつ円筒形状に形成されたものである。丸カム13の外周面は、後述する保持アーム26に当接するカム面13sとなっている。
低速用カム10は、基本部分となるベース円部11と、該ベース円部11から突出したカムノーズ12とを備え構成されている。低速用カム10の外周面は、低速用アーム30に当接するカム面10sとなっている。
高速用カム15は、低速用カム10のものと同じ大きさ及び形状のベース円部16と、該ベース円部16から突出したカムノーズ17とを備え構成されている。高速用カム15の外周面は、高速用アーム40に当接するカム面15sとなっている。また、高速用カム15には、低速用カム10よりバルブリフト量の大きいものが使用されている。
丸カム13は、カムノーズを持たず、上述のベース円部と略同様の大きさ及び形状を持つもつ円筒形状に形成されたものである。丸カム13の外周面は、後述する保持アーム26に当接するカム面13sとなっている。
ロッカアーム20は、低速用カム10に当接する低速用アーム30と、高速用カム15に当接する高速用アーム40と、丸カム13に当接する保持アーム26とを備え構成されている。これらのアーム30、40、26の先端部は、同一のバルブシャフト8に軸着されている。バルブシャフト8は、ロッカアーム20を軸着したその両側を、バルブ7のステムエンド7eに上から当接させているので、バルブスプリング7sがバルブ7を上方(閉方向)へ付勢する力により、バルブシャフト8も上方に付勢されている。
保持アーム26は、ロッカアーム20の中央に回転カムの径方向に長く立設され、低速用アーム30と高速用アーム40との間の仕切り板となっている。保持アーム26の一端には、バルブシャフト8を挿通するリング部27が形成され、他端にはロッカシャフト21を挿通する軸穴28が形成されている。リング部27及び軸穴28にそれぞれバルブシャフト8やロッカシャフト21を挿通することにより、バルブシャフト8とロッカシャフト21との間の距離が一定に保持されている。また、保持アーム26の上部には、前記丸カムのカム面13sと当接する凸部26aが形成されている。この凸部26aは、カム面13sと滑らかに当接するための湾曲した湾曲面26sを備えている。
低速用アーム30は、保持アーム26の片側に設けられており、保持アーム26に略接して位置する内板31と、離間して位置する外板34と、内板31と外板34との間に架橋されたローラシャフト38と、該ローラシャフト38に回転可能に軸着されたローラ39とを備え構成される。
内板31には、ローラシャフト38を挿通する軸穴32と、バルブシャフト8を挿通する軸穴33とが形成されている。外板34には、ローラシャフト38を挿通する軸穴35と、バルブシャフト8を挿通する軸穴36と、ロッカシャフト21に連結するための連結ピン23を挿通するのに使用される貫通穴37が形成されている。ローラ39は、低速用カム10のカム面10sに当接しており、バルブシャフト8に取り付けられたリターンスプリング30sにより常にカム面10sへ付勢されている。
内板31には、ローラシャフト38を挿通する軸穴32と、バルブシャフト8を挿通する軸穴33とが形成されている。外板34には、ローラシャフト38を挿通する軸穴35と、バルブシャフト8を挿通する軸穴36と、ロッカシャフト21に連結するための連結ピン23を挿通するのに使用される貫通穴37が形成されている。ローラ39は、低速用カム10のカム面10sに当接しており、バルブシャフト8に取り付けられたリターンスプリング30sにより常にカム面10sへ付勢されている。
高速用アーム40は、保持アーム26のもう片側に設けられており、保持アーム26に略接して位置する内板41と、離間して位置する外板44と、内板41と外板44との間に架橋されたローラシャフト48と、該ローラシャフト48に回転可能に軸着されたローラ49とを備え構成される。
内板41には、ローラシャフト48を挿通する軸穴42と、バルブシャフト8を挿通する軸穴43とが形成されている。外板44には、ローラシャフト48を挿通する軸穴45と、バルブシャフト8を挿通する軸穴46と、ロッカシャフト21に連結するための連結ピン23を挿通するのに使用される貫通穴47が形成されている。ローラ49は、高速用カム15のカム面15sに当接しており、バルブシャフト8に取り付けられたリターンスプリング40sにより常にカム面15sへ付勢されている。また、本実施例では、低速用アームのローラ39の幅は相対的に短く形成され、高速用アームのローラ49の幅は相対的に長く形成されている。
内板41には、ローラシャフト48を挿通する軸穴42と、バルブシャフト8を挿通する軸穴43とが形成されている。外板44には、ローラシャフト48を挿通する軸穴45と、バルブシャフト8を挿通する軸穴46と、ロッカシャフト21に連結するための連結ピン23を挿通するのに使用される貫通穴47が形成されている。ローラ49は、高速用カム15のカム面15sに当接しており、バルブシャフト8に取り付けられたリターンスプリング40sにより常にカム面15sへ付勢されている。また、本実施例では、低速用アームのローラ39の幅は相対的に短く形成され、高速用アームのローラ49の幅は相対的に長く形成されている。
本実施例の可変動弁機構では、図4(a)に示すように、保持アームの凸部26aと低速用アームのローラ39と高速用アームのローラ49とが、略同じ高さとなるよう構成されている。したがって、低速用カム10及び高速用カム15のカムノーズ12、17がローラ39、49を押圧しない位置にあるときは、低速用カムのカム面10sは低速用アームのローラ39に当接し、丸カムのカム面13sは保持アームの凸部の湾曲面26sに当接し、高速用カムのカム面15sは高速用カムのローラ49に当接する構成となっている。
ロッカシャフト21は、バルブシャフト8に平行して設けられている。また、このロッカシャフト21は、低速用アームの外板と高速用アームの外板とに挟まれており、このロッカシャフト21の両端面は、各アームの外板34、44に内側から略接している。このロッカシャフト21は、その長さ方向両側を、一対のラッシュアジャスタ4、5により下方から支持されている。本実施例において、ラッシュアジャスタ4、5の上部は各々リング状に形成され、該リング4r、5rにロッカシャフト21が挿通されている。
また、ロッカシャフト21には、低速用アームの外板34の基端部をロッカシャフト21に連結及び切り離しする第一切替機構と、高速用アームの外板44の基端部をロッカシャフト21に連結及び切り離しする第二切替機構とが設けられている。
また、ロッカシャフト21には、低速用アームの外板34の基端部をロッカシャフト21に連結及び切り離しする第一切替機構と、高速用アームの外板44の基端部をロッカシャフト21に連結及び切り離しする第二切替機構とが設けられている。
第一切替機構は、ロッカシャフト21の一端面から軸方向に凹設された円筒形状のピン穴22と、前記低速用アームの貫通穴37と、ピン穴22及び貫通穴37に摺動可能に挿通される連結ピン23と、該連結ピン23を退出方向へ付勢するリターンスプリング25と、連結ピン23を挿入方向へ押圧する油圧を供給する油路50とを備え構成される。このピン穴22と貫通穴37とを連結ピン23が跨ぐことにより低速用アーム30とロッカシャフト21を連結し、跨がないときに切り離している。なお、第二切替機構についても、ロッカシャフト21の他端面からピン穴22が凹設されたことを除き、前述の第一切替機構と同様の構成となっている。そして、ピン穴22と貫通穴37とを連結ピン23が跨ぐことにより高速用アーム40とロッカシャフト21を連結し、跨がないときに切り離している。
連結ピン23は、小径部23aと、大径部23bと、被係止段部23cとを備え構成される。大径部23bの径は、ピン穴22の径より僅かに小さく形成されており、ピン穴22を摺動可能である。また、大径部23bとピン穴22の底面との間にはリターンスプリング25が挿入されており、このリターンスプリング25は、大径部23bに凹設されたスプリング穴23hに収容されている。連結ピン23は、図2に示すように、その小径部23aを退出方向へ向けたまま挿入される。挿入後には小径部23aを挿通可能な***24hをもつOリング24がピン穴22に嵌め込まれている。このOリング24は、連結ピン23が外へ飛び出そうとする際、その被係止段部23cを係止することにより、連結ピン23の飛び出しを防止している。また、小径部23aは、***及び各アームに形成された貫通穴37、47の双方を挿通する大きさに形成されている。そして、小径部23aが貫通穴37を挿通したときに低速用アーム30はロッカシャフト21と連結され、小径部23aが貫通穴37を挿通しないときに切り離される。なお、この連結ピン23は、各切替機構に対して同じものが用いられている。
連結ピン23を駆動する油圧については、一方のラッシュアジャスタ4の上部に設けられた給油口をロッカシャフトの油路50に連通させている。そして、第一切替機構の連結ピン23が、該一方のラッシュアジャスタ4から供給される油圧により、リターンスプリング25の付勢力に抗する向きへ押圧される。他方のラッシュアジャスタ5についても同様であり、別の油路51を介して、第二切替機構の連結ピン23が、該他方のラッシュアジャスタ5から供給される油圧により、リターンスプリング25の付勢力に抗する向きへ押圧される。したがって、各油路50、51は独立して油圧を供給できる仕組みとなっている。
以上で説明した可変動弁機構1における切替動作について、図5及び図6に基づき説明する。該切替では、第一切替機構及び第二切替機構を利用して、次に示す(1)〜(3)の三状態毎に切り替えている。以下において、主揺動とは、低速用アーム30、高速用アーム40又は保持アーム26の各々が、ロッカシャフト21を軸として行う揺動である。また、副揺動とは、第一切替機構で前記連結が解除された低速用アーム又は第二切替機構で前記連結が解除された高速用アームの各々が、ロッカシャフト21を軸として行う揺動である。図6(a)には、両カムノーズ12、17がアームを押圧する前の状態が示されている。
(1)低速状態
この状態では、図5(a)及び図6(b)に示すように、第一切替機構は、高速用アーム40とロッカシャフト21との連結を解除している。第二切替機構は、低速用アーム30とロッカシャフト21とを連結している。したがって、低速用カム10により主揺動する低速用アーム30でバルブ7を駆動することになる。このとき高速用カム15は、高速用アーム40を、バルブシャフト8を軸に副揺動させる。
(1)低速状態
この状態では、図5(a)及び図6(b)に示すように、第一切替機構は、高速用アーム40とロッカシャフト21との連結を解除している。第二切替機構は、低速用アーム30とロッカシャフト21とを連結している。したがって、低速用カム10により主揺動する低速用アーム30でバルブ7を駆動することになる。このとき高速用カム15は、高速用アーム40を、バルブシャフト8を軸に副揺動させる。
(2)高速状態
この状態では、図5(b)及び図6(c)に示すように、第一切替機構は、高速用アーム40とロッカシャフト21とを連結している。第二切替機構も、低速用アーム30とロッカシャフト21を連結している。したがって、高速用カム15により主揺動する高速用アーム40でバルブ7を駆動する。このとき低速用カムのカムノーズ12は、低速用アーム30に当接せずに空回りする。
なお、この連結状態では、低速用アーム30をロッカシャフト21と切り離しておいてもよい。この場合には、低速用カム10は、低速用アーム30を、バルブシャフト8を軸に副揺動させる。
この状態では、図5(b)及び図6(c)に示すように、第一切替機構は、高速用アーム40とロッカシャフト21とを連結している。第二切替機構も、低速用アーム30とロッカシャフト21を連結している。したがって、高速用カム15により主揺動する高速用アーム40でバルブ7を駆動する。このとき低速用カムのカムノーズ12は、低速用アーム30に当接せずに空回りする。
なお、この連結状態では、低速用アーム30をロッカシャフト21と切り離しておいてもよい。この場合には、低速用カム10は、低速用アーム30を、バルブシャフト8を軸に副揺動させる。
(3)バルブ休止状態
この状態では、図5(c)及び図6(d)に示すように、第一切替機構は、高速用アーム40とロッカシャフト21とを切り離している。第二切替機構も、低速用アーム30とロッカシャフト21とを切り離している。このとき低速用カム10は、低速用アーム30を、バルブシャフト8を軸に副揺動させる。また、高速用カム15も、高速用アーム40を、バルブシャフト8を軸に副揺動させる。丸カムは、保持アームと当接し、保持アームが上方へ移動をするのを禁止するが、カムノーズを有していないため、バルブを駆動しない。したがって、いずれのカム10、13、15もバルブ7を駆動しない。
この状態では、図5(c)及び図6(d)に示すように、第一切替機構は、高速用アーム40とロッカシャフト21とを切り離している。第二切替機構も、低速用アーム30とロッカシャフト21とを切り離している。このとき低速用カム10は、低速用アーム30を、バルブシャフト8を軸に副揺動させる。また、高速用カム15も、高速用アーム40を、バルブシャフト8を軸に副揺動させる。丸カムは、保持アームと当接し、保持アームが上方へ移動をするのを禁止するが、カムノーズを有していないため、バルブを駆動しない。したがって、いずれのカム10、13、15もバルブ7を駆動しない。
本実施例の可変動弁機構によれば、以下の効果を得られる。
(a)いずれのアーム26、30、40もバルブシャフト8を介してバルブ7を駆動しており、どのカムでバルブ7を駆動する場合にであっても、安定したバルブ特性を得やすい。
(b)三状態の切替により必要に応じてバルブ7を休止等させることができるため、燃費を向上させることができる。
(c)一対のラッシュアジャスタ4、5でロッカシャフト21をその両側において支持することにより、ロッカアーム20がその幅方向へ傾き難くなる。さらに、各切替機構へ短い油路50、51で油圧を供給することができる。
(d)バルブシャフト8が二つのバルブ7に当接しており、両バルブ7に対して同時にリフト量の可変を行うことができる。また、バルブピッチの違うエンジンでも容易に対応することができる。
(e)ロッカアーム20のカム当接部にローラ39、49を採用することで、両アーム30、40とカム当接部との間に発生する摩擦を抑え、燃費を向上させることができる。
(f)低速用カム10に回転可能に当接するローラ39の幅を相対的に短くし、前記高速用カム15に回転可能に当接するローラ49の幅を相対的に長くすることで、高速用カム15の高リフト化にも容易に対応できる。
(g)バルブシャフト8とロッカシャフト21とを保持アーム26で連結したことにより、両アーム30、40をロッカシャフト21から切り離したときにも、バルブシャフト8とロッカシャフト21との距離が保持される。したがって、両アーム30、40がロッカシャフト21との連結を解除されたバルブ休止状態から容易にロッカシャフト21に連結できる。
(h)ロッカアーム20の構造がシンプルなため、容易に製造でき、コストを抑えることができる。
(i)丸カムを設けたことにより、バルブ休止状態であっても保持アームが上方への移動を禁止されるため、保持アーム26のばたつきを防止するとともにラッシュアジャスタ4、5ののび上がりを防止することができる。
(a)いずれのアーム26、30、40もバルブシャフト8を介してバルブ7を駆動しており、どのカムでバルブ7を駆動する場合にであっても、安定したバルブ特性を得やすい。
(b)三状態の切替により必要に応じてバルブ7を休止等させることができるため、燃費を向上させることができる。
(c)一対のラッシュアジャスタ4、5でロッカシャフト21をその両側において支持することにより、ロッカアーム20がその幅方向へ傾き難くなる。さらに、各切替機構へ短い油路50、51で油圧を供給することができる。
(d)バルブシャフト8が二つのバルブ7に当接しており、両バルブ7に対して同時にリフト量の可変を行うことができる。また、バルブピッチの違うエンジンでも容易に対応することができる。
(e)ロッカアーム20のカム当接部にローラ39、49を採用することで、両アーム30、40とカム当接部との間に発生する摩擦を抑え、燃費を向上させることができる。
(f)低速用カム10に回転可能に当接するローラ39の幅を相対的に短くし、前記高速用カム15に回転可能に当接するローラ49の幅を相対的に長くすることで、高速用カム15の高リフト化にも容易に対応できる。
(g)バルブシャフト8とロッカシャフト21とを保持アーム26で連結したことにより、両アーム30、40をロッカシャフト21から切り離したときにも、バルブシャフト8とロッカシャフト21との距離が保持される。したがって、両アーム30、40がロッカシャフト21との連結を解除されたバルブ休止状態から容易にロッカシャフト21に連結できる。
(h)ロッカアーム20の構造がシンプルなため、容易に製造でき、コストを抑えることができる。
(i)丸カムを設けたことにより、バルブ休止状態であっても保持アームが上方への移動を禁止されるため、保持アーム26のばたつきを防止するとともにラッシュアジャスタ4、5ののび上がりを防止することができる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもでき、例えば、丸カムにプロフィールを設定することにより、低速状態と中速状態と高速状態とを切り替える構成としてもよい。
1 可変動弁機構
4 ラッシュアジャスタ
5 ラッシュアジャスタ
7 バルブ
8 バルブシャフト
10 低速用カム
15 高速用カム
21 ロッカシャフト
26 保持アーム
30 低速用アーム
39 ローラ
40 高速用アーム
49 ローラ
50 油路
51 油路
4 ラッシュアジャスタ
5 ラッシュアジャスタ
7 バルブ
8 バルブシャフト
10 低速用カム
15 高速用カム
21 ロッカシャフト
26 保持アーム
30 低速用アーム
39 ローラ
40 高速用アーム
49 ローラ
50 油路
51 油路
Claims (5)
- 互いにカムプロフィールの異なる低速用カムと高速用カムとを並設し、前記低速用カムに当接する低速用アームと前記高速用カムに当接する高速用アームと前記高速用カム及び低速用カムには当接しない保持アームとを並設し、
ロッカシャフトをラッシュアジャスタにより支持し、前記保持アームの基端部をロッカシャフトに主揺動可能に支持し、前記低速用アームの基端部をロッカシャフトに主揺動可能に連結し又は該連結を解除する第一切替機構を設け、前記高速用アームの基端部をロッカシャフトに主揺動可能に連結し又は該連結を解除する第二切替機構を設け、前記保持アームの先端部と低速用アームの先端部と高速用アームの先端部とを同一のシャフトに副揺動可能に軸着し、
前記第一切替機構及び第二切替機構により、高速用アームを副揺動させるとともに低速用アームを主揺動させてバルブを駆動する低速状態と、高速用アームを主揺動させてバルブを駆動する高速状態と、低速用アームと高速用アームとをいずれも副揺動させて前記高速状態及び前記低速状態以外のバルブの第三状態とを切り替えるようにした可変動弁機構。 - 前記ロッカシャフトは、その長さ方向両側をラッシュアジャスタにより支持されたものである請求項1記載の可変動弁機構。
- 一方のラッシュアジャスタから第一切替機構に油圧が供給され、他方のラッシュアジャスタから第二切替機構に油圧が供給されるようにした請求項2記載の可変動弁機構。
- 前記低速用アームのカム当接部及び高速用アームのカム当接部のうち、少なくとも一方を回転可能なローラとした請求項1、2又は3記載の可変動弁機構。
- 前記低速用アームのカム当接部を相対的に幅が狭くかつ回転可能なローラとし、前記高速用アームのカム当接部を相対的に幅が広くかつ回転可能なローラとした請求項1、2、3又は4記載の可変動弁機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007236035A JP2009068382A (ja) | 2007-09-11 | 2007-09-11 | 可変動弁機構 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3118427A1 (en) * | 2015-07-15 | 2017-01-18 | Hyundai Motor Company | Variable valve lift apparatus |
EP3232025A1 (en) * | 2016-04-11 | 2017-10-18 | OTICS Corporation | Variable valve mechanism of internal combustion engine |
-
2007
- 2007-09-11 JP JP2007236035A patent/JP2009068382A/ja active Pending
Cited By (4)
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US9874121B2 (en) | 2015-07-15 | 2018-01-23 | Hyundai Motor Company | Variable valve lift apparatus |
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US10247062B2 (en) | 2016-04-11 | 2019-04-02 | Otics Corporation | Variable valve mechanism of internal combustion engine |
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