JP2010275935A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】螺旋状のガイドレール52に係脱自在な突起部44bを有し、カムシャフト18の軸方向に変位可能な第1リンクアーム44を備える。回転自在かつ軸方向の移動を拘束した態様で第1リンクアーム44と連結されたリンクシャフト48を備える。電磁ソレノイド54の通電時には、第1リンクアーム44がリンクシャフト48を中心として回転したうえで突起部44bとガイドレール52とが係合する。当該係合時に生ずるリンクアーム44、46の変位に伴って、第2ロッカーアーム14の動作状態が変化することで、各気筒に設けられたバルブ28の開弁特性が切り換わる。
【選択図】図2
Description
カムとバルブとの間に配置され、前記カムの作用力を前記バルブに伝達する伝達部材と、
前記カムが取り付けられたカムシャフトと、
前記カムシャフトに取り付けられた円筒部の外周面に設けられたガイドレールと、
前記ガイドレールに係脱自在な係合部を有し、前記カムシャフトの軸方向に変位可能な主変位部材と、
回転自在かつ軸方向の移動を拘束した態様で前記主変位部材と連結され、自身は軸方向の変位可能に支持されている部材連結軸と、
前記係合部を前記ガイドレールに係合させるための駆動力を発するアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータの作動時には、前記主変位部材が前記部材連結軸を中心として回転したうえで前記係合部と前記ガイドレールとが係合し、
前記係合部と当該ガイドレールとの前記係合時に生ずる前記主変位部材および前記部材連結軸の変位に伴って、前記伝達部材の動作状態が変化することで、少なくとも2つの気筒に設けられた前記バルブの開弁特性が切り換わることを特徴とする。
前記主変位部材、前記ガイドレール、および前記アクチュエータは、前記内燃機関の全気筒ではない少なくとも1つの気筒に備えられており、
前記可変動弁装置は、前記主変位部材が備えられていない残りの気筒に備えられ、前記部材連結軸を介して前記主変位部材と連動して変位する副変位部材を更に備え、
前記係合部と前記ガイドレールとの前記係合時に生ずる前記主変位部材の前記変位に伴って、当該主変位部材が備えられた前記気筒の前記伝達部材の動作状態が変化し、
前記主変位部材の前記変位に連動する前記副変位部材の前記変位に伴って、当該副変位部材が備えられた前記残りの気筒の前記伝達部材の動作状態が変化することを特徴とする。
前記伝達部材は、前記少なくとも2つの気筒の中の各気筒に、前記カムと同期して揺動する第1ロッカーアームと、前記バルブを押動可能な第2ロッカーアームと、を含み、
前記可変動弁装置は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームにそれぞれ形成されたピン孔に移動自在に配置された切換ピンを更に備え、
前記主変位部材が備えられている気筒内の前記切換ピンは、当該主変位部材の前記変位に連動して変位し、
前記副変位部材が備えられている気筒内の前記切換ピンは、当該副変位部材の前記変位に連動して変位し、
前記主変位部材が備えられている前記気筒では、前記主変位部材の前記変位に伴って、前記切換ピンを介して前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとが連結した連結状態と、その連結が解除された非連結状態とが切り換わり、
前記副変位部材が備えられている前記気筒では、前記副変位部材の前記変位に伴って、前記切換ピンを介して前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとが連結した連結状態と、その連結が解除された非連結状態とが切り換わることを特徴とする。
前記部材連結軸は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームを支持するロッカーシャフトの内部に配置されていることを特徴とする。
前記第2ロッカーアームは、同一気筒内に備えられた複数の前記バルブに対して共用されていることを特徴とする。
前記部材連結軸は、外周面に環状もしくは円弧状に形成された溝を有し、かつ、前記主変位部材の内部を貫通しており、
前記可変動弁装置は、前記主変位部材を貫通し、かつ、前記溝に係合するピンを更に備えることを特徴とする。
以下、図1乃至図4を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
[可変動弁装置の構成]
(可変動弁装置の基本構成)
図1は、本発明の実施の形態1の内燃機関1の可変動弁装置10を示す斜視図である。尚、図1においては、後述するカムシャフト18の図示が省略されている。また、図1においては、一部の気筒(#1および#2)以外の図示が省略されているが、本実施形態の内燃機関1は、一例として、4つの気筒(#1〜#4)を有する直列4気筒型エンジンであるものとする。また、内燃機関1の個々の気筒には、2つの吸気バルブと2つの排気バルブとが備わっているものとする。そして、可変動弁装置10は、各気筒に配設された2つの吸気バルブ、或いは2つの排気バルブを駆動する装置として機能するものとする。
カムシャフト18は、図示省略するクランクシャフトに対してタイミングチェーンまたはタイミングベルトによって連結され、クランクシャフトの1/2の速度で回転するように構成されている。図2に示すように、カムシャフト18には、1気筒当たり1つの主カム20と1つの副カム22とが形成されている。また、上記ロッカーシャフト16は、カムシャフト18と平行に配置されている。
可変動弁装置10は、第1ロッカーアーム12と第2ロッカーアーム14とが連結した連結状態(図2(A)参照)と、その連結が解除された非連結状態(図2(B)参照)とを切り換えるための切換機構32を備えている。このような切換機構32を備えることによって、主カム20の作用力が第1ロッカーアーム12を介して第2ロッカーアーム14に伝達される状態(上記連結状態)と、当該作用力が第2ロッカーアーム14に伝達されない状態(上記非連結状態)とを切り換えて、バルブ28の開弁特性を切り換えることができるようになっている。
図2に示すように、第1ローラ24の支軸34の内部には、第1ローラ24と同心の第1ピン孔34aが形成されており、第2ローラ26の支軸36の内部には、第2ローラ26と同心の第2ピン孔36aが形成されている。
(弁稼動状態時)
弁稼働状態時には、電磁ソレノイド54の駆動がOFFとされており、これにより、第1リンクアーム44は、カムシャフト18から離れた状態で、リターンスプリング40の付勢力を受けて、変位端Pmax1に位置している。この状態では、図2(A)に示すように、第1ロッカーアーム12と第2ロッカーアーム14とが切換ピン38を介して連結されている(上記連結状態)。その結果、主カム20の作用力が第1ロッカーアーム12から第2ロッカーアーム14を介して双方のバルブ28に伝達されるようになる。このため、主カム20のプロフィールに従って、通常のバルブ28のリフト動作が行われるようになる。
弁停止動作は、例えば、内燃機関1のフューエルカット要求等の所定の弁停止動作の実行要求がECU56によって検知された際に行われる。先ず、所定のタイミングで電磁ソレノイド54への通電が開始される。その結果、図4における時計回りに第1リンクアーム44がロッカーシャフト16(リンクシャフト48)を中心として回転する。既述したように、第1リンクアーム44は、リンクシャフト48に対して回転自在な態様で連結されている。このため、リンクシャフト48は、第1リンクアーム44の上記回転に伴って回転しないようになっている。
また、第1リンクアーム44が変位端Pmax2に達すると、ガイドレール52の浅底部52cの作用によって、第1リンクアーム44がカムシャフト18(ガイドレール52)から離れる方向に回転させられるようになる。そして、電磁ソレノイド54によって駆動され続けている駆動軸54aが切欠部44eに一致するようになるまで第1リンクアーム44が更に回転すると、駆動軸54aと当接する第1リンクアーム44側の部位が押圧面44cから切欠部44eへと切り替わる。その結果、駆動軸54aが切欠部44eと係合することで、第1リンクアーム44は、突起部44bがカムシャフト18から離れた状態で、かつ、駆動軸54aによってリターンスプリング40の付勢力を受け止めている状態で保持されるようになる。これにより、第1ロッカーアーム12と第2ロッカーアーム14とが非連結とされた状態、すなわち、弁停止状態が維持されるようになる。また、このような切欠部44eを利用した駆動軸54aによる第1リンクアーム44の保持動作によれば、回転するカムシャフト18と駆動軸54aとの摺動に伴うフリクションや駆動軸54aの摩耗の発生を回避しつつ、弁停止状態を維持できるようになる。
弁停止状態から弁稼動状態に戻すための弁復帰動作は、例えば、フューエルカットからの復帰要求等の所定の弁復帰動作の実行要求がECU56によって検知された際に行われる。このような弁復帰動作は、所定のタイミングで電磁ソレノイド54への通電をOFFとすることで開始される。電磁ソレノイド54への通電がOFFとされると、第1リンクアーム44の切欠部44eと駆動軸54aとの係合が解かれることになる。その結果、リターンスプリング40の付勢力に抗して切換ピン38を第1ピン孔34a内に留めておく力が消滅することになる。これにより、リターンスプリング40の付勢力によって、切換ピン38がその進出方向に移動し、第1ロッカーアーム12と第2ロッカーアーム14とが切換ピン38を介して連結された状態、すなわち、主カム20の作用力によってバルブ28のリフト動作が可能な状態に復帰することになる。また、リターンスプリング40の付勢力によって切換ピン38がその進出方向に移動するのに伴って、ピストン42を介して、第1リンクアーム44(並びにそれに連動するリンクシャフト48および第2リンクアーム46)が変位端Pmax2から変位端Pmax1に戻されるようになる。
また、上述した実施の形態1においては、第2リンクアーム46が前記第2の発明における「副変位部材」に相当している。
また、上述した実施の形態1においては、環状溝48aが前記第6の発明における「溝」に、圧入ピン50が前記第6の発明における「ピン」に、それぞれ相当している。
10 可変動弁装置
12 第1ロッカーアーム
14 第2ロッカーアーム
14a 当接部
16 ロッカーシャフト
16a 貫通孔
18 カムシャフト
18a 円筒部
20 主カム
22 副カム
24 第1ローラ
26 第2ローラ
27 カムキャリア
28 バルブ
32 切換機構
34a 第1ピン孔
36a 第2ピン孔
38 切換ピン
40 リターンスプリング
42 ピストン
44 第1リンクアーム
44a アーム部
44b 突起部
44c 押圧面
44d 圧入ピン用孔
44e 切欠部
46 第2リンクアーム
46a アーム部
46b 圧入ピン用孔
48 リンクシャフト
48a 環状溝
50 圧入ピン
52 ガイドレール
52a 始端
52b 終端
52c 浅底部
54 電磁ソレノイド
54a 駆動軸
56 ECU(Electronic Control Unit)
Pmax1、Pmax2 変位端
Claims (6)
- カムとバルブとの間に配置され、前記カムの作用力を前記バルブに伝達する伝達部材と、
前記カムが取り付けられたカムシャフトと、
前記カムシャフトに取り付けられた円筒部の外周面に設けられたガイドレールと、
前記ガイドレールに係脱自在な係合部を有し、前記カムシャフトの軸方向に変位可能な主変位部材と、
回転自在かつ軸方向の移動を拘束した態様で前記主変位部材と連結され、自身は軸方向の変位可能に支持されている部材連結軸と、
前記係合部を前記ガイドレールに係合させるための駆動力を発するアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータの作動時には、前記主変位部材が前記部材連結軸を中心として回転したうえで前記係合部と前記ガイドレールとが係合し、
前記係合部と当該ガイドレールとの前記係合時に生ずる前記主変位部材および前記部材連結軸の変位に伴って、前記伝達部材の動作状態が変化することで、少なくとも2つの気筒に設けられた前記バルブの開弁特性が切り換わることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 前記主変位部材、前記ガイドレール、および前記アクチュエータは、前記内燃機関の全気筒ではない少なくとも1つの気筒に備えられており、
前記可変動弁装置は、前記主変位部材が備えられていない残りの気筒に備えられ、前記部材連結軸を介して前記主変位部材と連動して変位する副変位部材を更に備え、
前記係合部と前記ガイドレールとの前記係合時に生ずる前記主変位部材の前記変位に伴って、当該主変位部材が備えられた前記気筒の前記伝達部材の動作状態が変化し、
前記主変位部材の前記変位に連動する前記副変位部材の前記変位に伴って、当該副変位部材が備えられた前記残りの気筒の前記伝達部材の動作状態が変化することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記伝達部材は、前記少なくとも2つの気筒の中の各気筒に、前記カムと同期して揺動する第1ロッカーアームと、前記バルブを押動可能な第2ロッカーアームと、を含み、
前記可変動弁装置は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームにそれぞれ形成されたピン孔に移動自在に配置された切換ピンを更に備え、
前記主変位部材が備えられている気筒内の前記切換ピンは、当該主変位部材の前記変位に連動して変位し、
前記副変位部材が備えられている気筒内の前記切換ピンは、当該副変位部材の前記変位に連動して変位し、
前記主変位部材が備えられている前記気筒では、前記主変位部材の前記変位に伴って、前記切換ピンを介して前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとが連結した連結状態と、その連結が解除された非連結状態とが切り換わり、
前記副変位部材が備えられている前記気筒では、前記副変位部材の前記変位に伴って、前記切換ピンを介して前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとが連結した連結状態と、その連結が解除された非連結状態とが切り換わることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記部材連結軸は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームを支持するロッカーシャフトの内部に配置されていることを特徴とする請求項3記載の内燃機関の可変動弁装置。
- 前記第2ロッカーアームは、同一気筒内に備えられた複数の前記バルブに対して共用されていることを特徴とする請求項3または4記載の内燃機関の可変動弁装置。
- 前記部材連結軸は、外周面に環状もしくは円弧状に形成された溝を有し、かつ、前記主変位部材の内部を貫通しており、
前記可変動弁装置は、前記主変位部材を貫通し、かつ、前記溝に係合するピンを更に備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の可変動弁装置。
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