JP2015169183A - Variable valve device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バルブ作動特性の互いに異なる複数個のカムを備えるカムキャリアをカム軸の軸方向へ移動させる内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that moves a cam carrier including a plurality of cams having different valve operating characteristics in the axial direction of a cam shaft.
従来、内燃機関の可変動弁装置としては、バルブ作動特性の異なる複数のカムを外周に備えるカムキャリアをカム軸の軸線方向に移動させてバルブを作動させるカムを切換える可変動弁装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, a variable valve operating apparatus that switches a cam that operates a valve by moving a cam carrier having a plurality of cams with different valve operating characteristics on the outer periphery in the axial direction of the cam shaft is known. (For example, refer to Patent Document 1).
この可変動弁装置は、操作部材にカムキャリアの半径方向へ往復動作可能に設けられた切換ピンを、カムキャリアの外周に形成された螺旋状のガイド溝内に抜き差しすることでカムキャリアを軸線方向に移動させる。 In this variable valve operating apparatus, a switching pin provided on an operating member so as to be able to reciprocate in the radial direction of the cam carrier is inserted into and removed from a helical guide groove formed on the outer periphery of the cam carrier, whereby the cam carrier is moved along the axis. Move in the direction.
しかしながら、上記従来の可変動弁装置では、2つの切換ピンがカム軸線方向に大きく離れて設置されているため、カムキャリアを往復移動させるために、カムキャリアに、2つの切換ピンに対応する個別のガイド溝を形成する必要があり、カム切換機構の構造が複雑化する問題があった。 However, in the above-described conventional variable valve operating apparatus, since the two switching pins are installed far apart in the cam axis direction, in order to reciprocate the cam carrier, the cam carrier is individually connected to the two switching pins. There is a problem that the structure of the cam switching mechanism is complicated.
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、カム切換機構の構造を簡素化することができる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can simplify the structure of a cam switching mechanism. .
本発明の第1の態様は、シリンダヘッドに回転自在に軸支されたカム軸と、カム軸に対して同軸となるように設けられ、カム軸と一体に回転し、かつカム軸の軸方向に移動自在であり、外周面にバルブの作動特性が異なるように形成された第1のカムおよび第2のカムが隣接するように設置されたカムキャリアと、カムキャリアをカム軸の軸方向に移動させてバルブを作動させる第1のカムおよび第2のカムを切換えるカム切換部とを備え、カムキャリアは、第1のカムによってバルブを作動させる第1の位置と、第2のカムによってバルブを作動させる第2の位置とに移動可能であり、カムキャリアの外周面にカムキャリアを周回するように凹形状部が形成され、凹形状部において、互いに対向する一対の側壁のうち一方が、カムキャリアを第1の位置に移動させる第1の切換カムであり、一対の側壁のうちの他方が、カムキャリアを第2の位置に移動させる第2の切換カムから構成される内燃機関の可変動弁装置であって、カム切換部が、カム軸の軸方向に沿って隣接する第1の収容部および第2の収容部と、第1の収容部にカム軸の半径方向に往復移動自在に設けられ、第1の収容部から凹形状部に挿入自在に突出し、第1の切換カムに接触自在な第1の切換ピンと、第2の収容部にカム軸の半径方向に往復移動自在に設けられ、第1の収容部から凹形状部に挿入自在に突出し、第2の切換カムに接触自在な第2の切換ピンと、第1の切換ピンおよび第2の切換ピンを連結し、第1の切換ピンおよび第2の切換ピンカム軸の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構と、第1の収容部に設けられ、第1の収容部に高圧オイルを供給することにより、第1の切換ピンと第2の切換ピンとを、連結機構を介して逆向きに移動させるオイル供給孔と、第2の収容部において第2の切換ピンの摺動範囲外に設けられ、第2の収容部からオイルを排出するオイル排出孔とを含んで構成されている。 According to a first aspect of the present invention, a camshaft rotatably supported by a cylinder head is provided so as to be coaxial with the camshaft, rotates integrally with the camshaft, and the axial direction of the camshaft And a cam carrier installed so that the first cam and the second cam are adjacent to each other, and the cam carrier is arranged in the axial direction of the cam shaft. A cam switching portion for switching between a first cam and a second cam that move and actuate the valve, and the cam carrier has a first position for actuating the valve by the first cam and a valve by the second cam. The concave shape portion is formed on the outer peripheral surface of the cam carrier so as to go around the cam carrier, and one of the pair of side walls facing each other in the concave shape portion is Cam carrier A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, the first switching cam being moved to a first position, wherein the other of the pair of side walls comprises a second switching cam for moving a cam carrier to a second position The cam switching portion is provided adjacent to the first housing portion and the second housing portion along the axial direction of the cam shaft, and is reciprocally movable in the radial direction of the cam shaft in the first housing portion. A first switching pin that protrudes from the first housing portion into the concave shape portion so as to be freely inserted and is capable of contacting the first switching cam; and a second housing portion that is reciprocally movable in the radial direction of the cam shaft, A first switching pin is connected to the second switching pin, which protrudes from the first housing portion into the concave shape portion so as to be freely inserted and can contact the second switching cam, and the first switching pin and the second switching pin. And a connecting machine that moves in the opposite directions along the radial direction of the second switching pin camshaft And an oil supply hole that is provided in the first accommodating portion and moves the first switching pin and the second switching pin in the opposite directions via the coupling mechanism by supplying high-pressure oil to the first accommodating portion. And an oil discharge hole that is provided outside the sliding range of the second switching pin in the second storage portion and discharges oil from the second storage portion.
本発明の第2の態様としては、第1の切換ピンの下部に、第1の収容部の底面に接触して第1の収容部に対する第1の切換ピンの突出量を規制する第1の係止面が形成され、第2の切換ピンの下部に、第2の収容部の底面に接触して第2の収容部に対する第2の切換ピンの突出量を規制する第2の係止面が形成されてもよい。 As a second aspect of the present invention, the first switching pin is provided at the lower portion of the first switching pin so as to come into contact with the bottom surface of the first housing portion and regulate the protruding amount of the first switching pin relative to the first housing portion. A second locking surface that is formed with a locking surface and that contacts the bottom surface of the second housing portion at the bottom of the second switching pin and regulates the amount of protrusion of the second switching pin relative to the second housing portion. May be formed.
本発明の第3の態様としては、第2の収容部の上面と第2の切換ピンとの間に、第2の切換ピンを凹形状部に挿入する方向に付勢するスプリングを設け、オイル排出孔が、スプリングの上端と第2のオイル収容部との当接部よりも上方に設けられてもよい。
本発明の第4の態様としては、第1の収容部および第2の収容部が、前記シリンダヘッドに対向するヘッドカバーに一体的に設けられてもよい。
As a third aspect of the present invention, a spring is provided between the upper surface of the second housing portion and the second switching pin to bias the second switching pin in the direction in which the second switching pin is inserted into the concave shape portion. The hole may be provided above a contact portion between the upper end of the spring and the second oil storage portion.
As a 4th aspect of this invention, the 1st accommodating part and the 2nd accommodating part may be integrally provided in the head cover facing the said cylinder head.
このように上記の第1の態様によれば、第1のカムと第2のカムと切換えるカム切換機構を、第1の切換カム4と第2の切換カムとを側壁とする単一の凹形状部と、第1の切換カムに接触自在な第1の切換ピンと、第2の切換カムに接触自在な第2の切換ピンとで構成したので、第1の切換ピンと第2の切換ピンとのそれぞれに個別に凹形状部を形成する必要がない。このため、カム切換機構を簡素な構造にできる。
As described above, according to the first aspect described above, the cam switching mechanism that switches between the first cam and the second cam has a single recess having the
また、第2の収容部のオイル排出孔が、第2の切換ピンの摺動範囲外に設けられるので、第2の収容部の内部を第2の切換ピンが摺動する際に、第2の切換ピンがオイル排出孔のエッジ(開口端)に引っ掛かることを防止でき、第2の切換ピンの摺動を円滑に行うことができるとともに、第2の切換ピンが傷付くことを防止できる。 In addition, since the oil discharge hole of the second accommodating portion is provided outside the sliding range of the second switching pin, the second switching pin slides inside the second accommodating portion when the second switching pin slides. The switching pin can be prevented from being caught on the edge (opening end) of the oil discharge hole, the second switching pin can be smoothly slid, and the second switching pin can be prevented from being damaged.
上記の第2の態様によれば、第1の切換ピンの下部に、第1の収容部の底面に接触して第1の収容部に対する第1の切換ピンの突出量を規制する第1の係止面が形成され、第2の切換ピンの下部に、第2の収容部の底面に接触して第2の収容部に対する第2の切換ピンの突出量を規制する第2の係止面が形成されるので、第1の切換ピンの第1の係止面が第1の収容部の底面に接触したときに、連結機構を介して第2の切換ピンが第1の切換ピンと反対方向に移動する際の移動量を規制できる。 According to said 2nd aspect, the 1st which regulates the protrusion amount of the 1st switching pin with respect to a 1st accommodating part in contact with the bottom face of a 1st accommodating part at the lower part of a 1st switching pin A second locking surface that is formed with a locking surface and that contacts the bottom surface of the second housing portion at the bottom of the second switching pin and regulates the amount of protrusion of the second switching pin relative to the second housing portion. Therefore, when the first locking surface of the first switching pin comes into contact with the bottom surface of the first housing portion, the second switching pin is opposite to the first switching pin via the coupling mechanism. The amount of movement when moving to can be regulated.
このため、第2の切換ピンがオイル排出孔に引っ掛かるまで移動することがなく、第2の切換ピンがオイル排出孔のエッジに引っ掛かることをより効果的に防止できる。 For this reason, it does not move until the second switching pin is caught in the oil discharge hole, and it is possible to more effectively prevent the second switching pin from being caught on the edge of the oil discharge hole.
上記の第3の態様によれば、オイル排出孔が、スプリングの上端と第2のオイル収容部との当接部よりも上方に設けられるので、スプリングの上端がオイル排出孔のエッジに引っ掛かることを防止することができる。このため、第2の切換ピンの摺動を円滑に行うことができるとともに、第2の切換ピンおよびスプリングが傷付くことを防止できる。 According to said 3rd aspect, since an oil discharge hole is provided above the contact part of the upper end of a spring and a 2nd oil accommodating part, the upper end of a spring is caught in the edge of an oil discharge hole. Can be prevented. Therefore, the second switching pin can be slid smoothly and the second switching pin and the spring can be prevented from being damaged.
上記の第4の態様によれば、第1の収容部および第2の収容部がヘッドカバーに一体的に設けられるので、ヘッドカバーに別体の第1の収容部および第2の収容部を形成することを不要にでき、ヘッドカバーの部品点数の削減を図ることができる。 According to the fourth aspect, since the first housing portion and the second housing portion are provided integrally with the head cover, separate first housing portion and second housing portion are formed in the head cover. This makes it possible to reduce the number of parts of the head cover.
これに加えて、ヘッドカバーに第1の収容部および第2の収容部を固定するためのボルトやボルトの取付け部等を設けることを不要にできるので、ヘッドカバーの周辺のスペースを有効活用できる。 In addition to this, since it is unnecessary to provide the head cover with a bolt, a bolt mounting portion, and the like for fixing the first housing portion and the second housing portion, the space around the head cover can be effectively utilized.
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図13は、本発明に係る一実施形態の内燃機関の可変動弁装置を示す図である。
Embodiments of a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1-13 is a figure which shows the variable valve operating apparatus of the internal combustion engine of one Embodiment which concerns on this invention.
まず、構成を説明する。
(可変動弁装置の概略構成)
First, the configuration will be described.
(Schematic configuration of variable valve operating device)
図1に示すように、内燃機関の可変動弁装置2は、シリンダヘッド1およびシリンダヘッド1に対向して設けられたヘッドカバー1Aに内蔵されている。
As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、可変動弁装置2は、カム軸3と、カムキャリア4と、カムキャリア4の上方に設置されたカム切換部5とを備えており、吸気バルブ13のリフト状態を変化させるためにカムの切換えを行う。また、図1に示すように、シリンダヘッド1は、排気バルブ側のカム軸30や排気カム40等を備えている。
(ロッカアーム)
As shown in FIG. 2, the
(Rocker arm)
図1および図2において、本実施形態の可変動弁装置2は、カムキャリア4の回転に伴い揺動するタイプのロッカアーム11が用いられている。このロッカアーム11は、一端部11Cの下面に形成された凹部が、ハイドロリックラッシュアジャスタ(HLA)12のピボット12Aの上に当接するように設置されている。ロッカアーム11の中央には、被押圧ローラ11Aがピン11Bで軸支されている。
1 and 2, the
被押圧ローラ11Aは、ロッカアーム11の上面から突出しており、カムキャリア4の第1のカムを構成する高速カム41と第2のカムを構成する低速カム42とのいずれかに当接する。
The pressed
ロッカアーム11の他端部側のアーム先端部11Dの下面は、吸気バルブ13の上端に当接する。なお、吸気バルブ13は、シリンダヘッド1に対して軸線方向に進退可能に設けられており、バルブスプリング14により引き上げる方向、すなわち、吸気バルブ13によって開閉される吸気ポート15と燃焼室16とを閉じる方向に付勢されている。
(カム軸)
The lower surface of the
(Camshaft)
図1において、カム軸3は、シリンダヘッド1の上部に設置された軸受け部となるロアカムハウジング6とアッパカムハウジング7とに回転自在に支持されている。カム軸3は、図示しないチェーンやベルト等により図示しないクランクシャフトと連動して回転するように連動部分を備えている。
In FIG. 1, the
なお、ロアカムハウジング6とアッパカムハウジング7は、ヘッドカバー1Aで覆われてシリンダヘッド1内に内蔵されている。また、カム軸3の回転数は、クランクシャフトの回転数の1/2となるように設定されている。
The
本実施形態の可変動弁装置2において、カム軸3は、内燃機関の一部を構成するシリンダヘッド1を有するエンジンの前後方向(図2の紙面上の左右方向)に沿って延びるように設置されている。
In the variable
図2に示すように、カム軸3における長さ方向の所定領域の外周面には、軸線方向に所定の幅寸法を持つスプライン外歯31が周回して形成されている。
As shown in FIG. 2, spline
図2、図5、図6に示すように、カム軸3におけるスプライン外歯31が形成された領域の軸線方向に隣接する近傍の領域には位置決め機構32が設けられており、位置決め機構32は、カム軸3に対して半径方向に沿って凹むように形成された収納凹部33と、収納凹部33内に収納されるスプリング34と、収納凹部33内に収納されてカム軸3の表面から一部が突出するように設置されたボール35とを備えている。
図5に示すように、ボール35は、後述するカムキャリア4側に設けられた第1の位置用位置決め溝46と第2の位置用位置決め溝47とに係止される。
(カムキャリア)
As shown in FIGS. 2, 5, and 6, a
As shown in FIG. 5, the
(Cam carrier)
図2および図3において、カムキャリア4は、カム軸3を取り囲むように円筒状に形成されており、カムキャリア4の内周面にはカム軸3のスプライン外歯31と噛み合うスプライン内歯45が形成されている。このため、カム軸3とカムキャリア4とは、一体に回転するとともに、カムキャリア4がカム軸3に対して軸線方向に移動自在となる。
2 and 3, the
また、カムキャリア4の内周面におけるスプライン内歯45が形成された領域に隣接する領域には第1の位置用位置決め溝46と第2の位置用位置決め溝47が周回するように形成されている。
Further, a first
これらの第1の位置用位置決め溝46と第2の位置用位置決め溝47は、カム軸3側に設けられた位置決め機構32のボール35が係止されることで、カムキャリア4を第1の位置と第2の位置との間をクリック動作により位置決めさせる。
The first
カムキャリア4は、周面にバルブ作動特性の異なる、第1カムとしての高速カム41と、第2のカムとしての低速カム42とが軸線方向に並んで一体に設けられている。なお、高速カム41と低速カム42との一体構成体は、所定間隔を隔てて一対が設置されている。
The
一対の高速カム41が選択される場合は、それぞれの高速カム41が、ロッカアーム11の上方に位置し、一対の低速カム42が選択される場合は、それぞれの低速カム42が、ロッカアーム11の上方に位置する。
When a pair of high-
すなわち、高速カム41同士の間隔、低速カム42同士の間隔、および吸気バルブ13同士の間隔は、同一に設定されている。そして、カムキャリア4は、高速カム41によって吸気バルブ13を作動させる第1の位置と、低速カム42によって吸気バルブ13を作動させる第2の位置とに移動自在である。
That is, the interval between the high-
図3に示すように、高速カム41は、基礎となるベース円部41Aと、ベース円部41Aよりも半径方向外側に突出したノーズ部41Bとを備える。低速カム42は、基礎となる高速カム41のベース円部41Aと同じ半径のベース円部42Aと、ベース円部42Aより半径方向外側に向けて高速カム41のノーズ部41Bよりも半径方向への突出寸法が低く形成されたノーズ部42Bとを備えている。
As shown in FIG. 3, the high-
図3に示すように、これら高速カム41および低速カム42は、軸線方向に沿って隣接して設置されており、ベース円部41A、42Aが軸線方向に面一に形成された連続面となっている。
As shown in FIG. 3, the high-
また、高速カム41と低速カム42のノーズ部41B、42Bは、ほぼ同位相となる方向に設置されている。これら高速カム41と低速カム42は、カム軸3に対する設置状態により、図示しないクランクシャフトの動作に伴って動作する吸気バルブ13のリフトタイミングが規定されるようになっている。
Further, the
図2および図3に示すように、カムキャリア4の外周面には、凹形状部としてのガイド溝43が周回して連続するように形成されている。このガイド溝43において、互いに対向する一対の側壁のうち一方は、カムキャリア4を第1の位置に移動させる第1の切換カム43Aであり、一対の側壁のうちの他方は、カムキャリア4を第2の位置に移動させる第2の切換カム43Bである。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, a
図3に示すように、ガイド溝43は、溝幅が最大となる最大溝幅部43Cと、溝幅が最小となる最小溝幅部43Dと、最大溝幅部43Cと最小溝幅部43Dとの間を連絡する溝幅変化部43Eとを備えている。
As shown in FIG. 3, the
最小溝幅部43Dは、後述する第1の切換ピン51および第2の切換ピン52のうち1つが通過可能な溝幅である。最大溝幅部43Cは、最小溝幅部43Dを中心として溝幅方向の両外側にそれぞれ第1の切換ピン51および第2の切換ピン52のうち1つが通過可能な空間を有する溝幅に形成されている。
(カム切換部)
The minimum
(Cam switching part)
図2、図5、図8に示すように、カム切換部5は、第1の切換ピン51と、第2の切換ピン52と、ギヤ53と、第1の切換ピン51をヘッドカバー1Aの下面から突出する方向に付勢するスプリング54と、プラグ55A、55Bと、ホルダ部材71とを備えている。
As shown in FIGS. 2, 5, and 8, the
図5、図8において、ホルダ部材71は、ヘッドカバー1Aに取付けられている。ホルダ部材71は、第1の収容部72および第2の収容部73を備えており、第1の収容部72および第2の収容部73は、カム軸3の軸線方向に沿って隣接している。
5 and 8, the
図5において、ヘッドカバー1Aにはボス部1aが形成されており、ボス部1aにはホルダ部材71が挿通される。ホルダ部材71の外周部にはボルト取付け片74が形成されており、ボルト取付け片74は、ボルト75が挿通されるボルト挿通孔74aを有している。
In FIG. 5, a
ヘッドカバー1Aには内周面にねじ溝が形成されるボルト螺合穴1bが形成されており、ヘッドカバー1Aの内周面にボルト取付け片74が当接した状態で、ヘッドカバー1Aの下方からボルト挿通孔74aを通してボルト螺合穴1bにボルト75が螺合することにより、ホルダ部材71がヘッドカバー1Aに取付けられる。
第1の収容部72および第2の収容部73には、第1の切換ピン51および第2の切換ピン52がそれぞれカム軸3の半径方向に往復移動自在に収容されている。
The
In the first
第1の切換ピン51は、第1の切換ピン51の下端から下方に突出する第1の突出部51Dを有し、この第1の突出部51Dは、第1の収容部72の底部に形成された開口72aからガイド溝43に挿入自在に突出し、第2の切換カム43Bに接触自在となっている。
The
第2の切換ピン52は、第2の切換ピン52の下端から下方に突出する第2の突出部52Dを有し、この第2の突出部52Dは、第2の収容部73の底部に形成された開口73aからガイド溝43に挿入自在に突出し、第1の切換カム43Aに接触自在となっている。
The
第1の突出部51Dおよび第2の突出部52Dのカム軸3の方向の幅は、それぞれ第1の切換ピン51および第2の切換ピン52のカム軸3の方向の幅の半分程度の大きさに形成されている。
The width of the first projecting
また、カム軸3の半径方向における第1の突出部51Dおよび第2の突出部52Dの中心軸L1、L2は、第1の収容部72および第2の収容部73のカム軸3の半径方向における中心軸L3、L4の間に設置されている。
Further, the central axes L1 and L2 of the
一方、第1の切換ピン51と第2の切換ピン52とは、カム軸3の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構57によって連結されている。
On the other hand, the
連結機構57は、第1の切換ピン51の側面に形成された第1のラック51Bと、この第1のラック51Bに対向する第2の切換ピン52に形成された第2のラック52Bと、第1のラック51Bと第2のラック52Bとに噛み合うギヤ53とを備えている。図5に示すように、第1のラック51Bは、第1の切換ピン51が往復動作を行う方向に沿って側面に形成された第1の凹部51Aの底面に形成されている。
The
第2のラック51Bは、第2の切換ピン52が往復動作を行う方向に沿って側面に形成された第2の凹部52Aの底面に形成されている。図5に示すように、第1の凹部51Aにおけるそれぞれの往復移動方向の両端は、ギヤ53に当接して第1の切換ピン51の移動範囲を規制する側壁51C、51Cが形成されている。
第2の凹部52Aにおけるそれぞれの往復移動方向の両端は、ギヤ53と当接して第2の切換ピン52の移動範囲を規制する側壁52Cが形成されている。
The
また、第1の収容部72および第2の収容部73は、略平行をなすように形成されており、図5に示すように、第1の収容部72および第2の収容部73は、軸線方向の中間位置においてギヤ設置空間58で連通されている。
Moreover, the
このギヤ設置空間58は、ホルダ部材71に形成されたギヤ挿入口59に連通しており(図6参照)、ギヤ設置空間58にはギヤ挿入口59を通してギヤ53が挿通されるようになっている。そして、ギヤ挿入口59は、ギヤ53を回転自在に支持する回転軸60aを有するプラグ60が螺合されることで閉止される。
The
図8に示すように、第1の収容部72の上部開口端は、プラグ55Aにより閉塞されており、第2の収容部73の上部開口端は、プラグ55Bが螺合されることにより、このプラグ55Bにより閉止されている。また、プラグ55Bは、ストッパ板49をプラグ55Aに押し付けるようになっており、プラグ55Aは、ストッパ板49によって第1の収容部72から抜け出ないように第1の収容部72に取付けられる。
As shown in FIG. 8, the upper opening end of the first
プラグ55Bの底面と第2の切換ピン52との間にはスプリング54が設けられており、スプリング54は、第2の切換ピン52をガイド溝43に挿入する方向に付勢している。ここで、本実施形態の第1の収容部72は、プラグ55Aを含んで構成されているとともに、第2の収容部73は、プラグ55Bを含んで構成されており、プラグ55Bの底面は、第2の収容部73の上面を構成している。
A
図5において、第1の突出部51Dを除いた第1の切換ピン51の下部には第1の係止面51Eが形成されており、この第1の係止面51Eは、第1の収容部72の底面に接触することにより、第1の収容部72に対する第1の突出部51Dの突出量を規制する。換言すれば、第1の突出部51Dは、第1の切換ピン51の一部を構成しているため、第1の切換ピン51の突出量が規制されるとも言える。
In FIG. 5, a
第2の突出部52Dを除いた第2の切換ピン52の下部には第2の係止面52Eが形成されており、この第2の係止面52Eは、第2の収容部73の底面に接触することにより、第2の収容部73に対する第2の突出部52Dの突出量を規制する。換言すれば、第2の突出部52Dは、第2の切換ピン52の一部を構成しているため、第2の切換ピン52の突出量が規制されるとも言える。
A
図4に示すように、ヘッドカバー1Aのボス部1aおよびホルダ部材71にはオイル供給孔61が形成されており、オイル供給孔61は、図示しないメインギャラリを通して図示しない油圧アクチュエータ等から供給される高圧のオイルを第1の収容部72に供給する。
As shown in FIG. 4, an
オイル供給孔61から第1の収容部72に供給される高圧のオイルは、第1の切換ピン51に作用することにより、第1の切換ピン51を図5中、下方に移動させる。第1の切換ピン51が下方に移動すると、ギヤ53が回転して第2の切換ピン52がスプリング54の付勢力に抗して図5中、上方に移動し、第1の切換ピン51および第2の切換ピン52が逆向きに移動する。
The high-pressure oil supplied from the
図6において、第2の切換ピン52の軸線方向を挟んで第2の収容部73にはオイル排出孔62aが形成されているとともに、プラグ55Bの下端にはオイル排出孔62aと第2の収容部73とを連通するオイル排出孔62bが形成されており、第2の収容部73の内部のオイルは、オイル排出孔62b、62aを通して排出される。
In FIG. 6, an
すなわち、本実施形態の可変動弁装置2は、第2の収容部73において第2の切換ピン52の摺動範囲外に、第2の収容部73からオイルを排出するオイル排出孔62a、62bが形成されている。また、このオイル排出孔62a、62bは、スプリング54の上端と第2の収容部73との当接部、すなわち、スプリング54の上端とプラグ55Aの下端よりも上方に設けられている。
That is, the
図6、図8において、ボス部1aの内周部にはオイル排出孔62cが形成されており、このオイル排出孔62cは、オイル排出孔62aに連通している。オイル排出孔62cは、オイル排出孔62aから排出されるオイルをヘッドカバー1A内に戻すようになっており、ヘッドカバー1Aに戻されたオイルは、シリンダヘッド1の下方のエンジンの内部を通して図示しないオイルパンに戻される。
6 and 8, an
また、本実施形態のボルト75の軸線方向と第1の切換ピン51および第2の切換ピン52との軸線方向は、同一方向となっており、第1の切換ピン51に作用するオイルの方向は、ボルト75の軸線方向と同一方向となっている。このため、第1の切換ピン51に高圧のオイルが作用しても、第1の切換ピン51に剪断方向の力が作用することがなく、剪断方向の力が回転方向に作用することが防止される。したがって、ボルト75の締結力が低下することを防止でき、ホルダ部材71をヘッドカバー1Aに長期に亙って安定して取付けることができる。
Further, the axial direction of the
次に、作用を説明する。
以下、図9〜図12に基づいて本実施形態に係る可変動弁装置2の高速カム41と低速カム42への切換えの動作について説明する。
Next, the operation will be described.
Hereinafter, the switching operation to the
図9は、可変動弁装置2において高速カム41が選択されて運転されている状態を示している。このような状態におけるカムキャリア4の位置を第1の位置とする。この状態では、第2の切換ピン52がスプリング54に付勢されて下方に移動した状態にあるため、連結機構57によって第1の切換ピン51が上方に移動した状態となり、高速カム41のベース円部41Aとロッカアーム11の被押圧ローラ11Aとが接触している。
FIG. 9 shows a state where the
このとき、第1の切換ピン51は、図5に示すように、ガイド溝43の最小溝幅部43Dを通過するような配置となっている。このとき、カム軸3側に設けられたボール35は、カムキャリア4側の第1の位置用位置決め溝46に係合した状態となっている。
At this time, the
このような高速カム41が選択されている状態から図12に示すように低速カム42が選択される状態(カムキャリア4を第2の位置)に切換える場合はオイル供給孔61から第1の収容部72に高圧のオイルを供給する。
When switching from the state in which the high-
このとき、図10に示すように、第1の切換ピン51が下方に移動し、第1の切換ピン51の下方の移動に伴って連結機構57によって第2の切換ピン52がスプリング54の付勢力に抗して上方に移動し、第1の切換ピン51の第1の突出部51Dがガイド溝43内に挿入されるように、第1の収容部72から突出する。
At this time, as shown in FIG. 10, the
すなわち、第1の突出部51Dの突出に伴い、第1の切換ピン51の第1のラック51Bが下方に移動するにつれてギヤ53が回転し、第2のラック52Bが、第1のラック51Bと反対方向である上方に移動することにより、第2の切換ピン52の第2の突出部52Dは、第2の収容部73内に引っ込む方向への動作を行う。
That is, with the protrusion of the
カムキャリア4は、最大溝幅部43Cと最小溝幅部43Dとの間を連絡してカムキャリア4の回転方向に膨出する溝幅変化部43Eを備えているので、第1の切換ピン51の第1の突出部51Dがガイド溝43内に挿入されると、第1の突出部51Dが溝幅変化部43Eに接触してカムキャリア4に軸方向の力が作用する。
Since the
このため、カムキャリア4は、図11に示す状態を経て、第2の位置まで移動する。このとき、高速カム41のベース円部41Aおよび低速カム42のベース円部42Aがロッカアーム11の被押圧ローラ11Aに対して円滑に摺動して、図12に示すように被押圧ローラ11Aに低速カム42のベース円部42Aが接触した状態となる。
For this reason, the
このようにカムキャリア4がカム軸3に対して変位するときに、カム軸3側のボール35が図5に示す第1の位置用位置決め溝46から外れて、第2の位置用位置決め溝47に移動して係合した状態となる。この結果、カムキャリア4は、カム軸3に対して低速カム42が選択された位置(第2の位置)で固定される。
Thus, when the
また、このように低速カム42が選択されてカムキャリア4が第2の位置にある場合において、高速カム41への切換えを行うまでの間は、第1の切換ピン52は、ガイド溝43の最小溝幅部43Dを通過するような設置となっている。このような設置により、第1の切換ピン52が第1の切換カム43Aおよび第2の切換カム43Bに接触しないため、低速カム42の位置が保たれ、低速カム42が作動し続ける。
Further, when the
一方、低速カム42から高速カム41に切換える場合は、油圧アクチュエータからオイル供給孔61にオイルを供給することを停止するか、アクチュエータから供給される油圧をスプリング54の付勢力よりも小さい付勢力となるように油圧を調整する。このとき、スプリング54によって第2の切換ピン52が付勢され、第2の切換ピン52の第2の突出部52Dが第2の収容部73から突出する。
On the other hand, when switching from the
第2の突出部52Dの突出に伴い、第2の切換ピン52の第2のラック52Bが下方に移動するにつれてギヤ53が回転し、第1のラック51Bが、第2のラック52Bと反対方向である上方に移動する。すなわち、第1の切換ピン51の第1の突出部51Dは、第1の収容部72内に引っ込む方向への動作を行う。
As the
そして、第2の切換ピン52の第2の突出部52Dに対してガイド溝43の第1の切換カム43Aが接触した状態で回転することにより、カムキャリア4が図9に示す第1の位置に移動して、ロッカアーム11の被押圧ローラ11Aに接触するカムが、低速カム42から高速カム41に切換わる。
Then, the
また、第2の切換ピン52の第2の突出部52Dが第2の収容部73からある程度、突出すると、第2の係止面52Eが第2の収容部73の底面に接触することにより、第2の収容部73に対する第2の突出部52Dの突出量を規制する。このとき、ギヤ53の回転が行われなくなるので、第1の切換ピン51の上方への移動も規制される。
Further, when the
この動作と同時に本実施形態では、第1の切換ピン51の第1の凹部51Aおよび第2の切換ピン52の第2の凹部52Aにおけるそれぞれの往復移動方向の両端に側壁51C、51C、52C、52Cが形成されているので、これら側壁51C、52Cがギヤ53と当接して第1の切換ピン51および第2の切換ピン52の移動範囲がより確実に規制される。
Simultaneously with this operation, in the present embodiment, the
次に、カムキャリア4が軸線方向に移動する動作と第1の切換ピン51および第2の切換ピン52との関係を具体的に説明する。
Next, the relationship between the movement of the
本実施形態の可変動弁装置2では、カムキャリア4の最大溝幅部43Cを、最小溝幅部43Dを中心としてその両外側(カムキャリア4の軸線方向の両外側)にそれぞれ第1の切換ピン51および第2の切換ピン52のうち1つが通過可能な空間を有する溝幅に形成した。
In the variable
このため、カムキャリア4が第1の位置にある場合、カム軸3の軸線方向で第2の切換ピン52の第2の突出部52Dがガイド溝43の最小溝幅部43Dを通過する位置にある。このとき、第2の切換ピン52の第2の突出部52Dが最小溝幅部43Dの通過前または通過後においては、第1の切換ピン51の第1の突出部51Dは、最大溝幅部43Cに挿入可能である。
For this reason, when the
ここで、第1の切換ピン51の第1の突出部51Dを最大溝幅部43Cに対応する位置にてガイド溝43内に挿入すれば、以下に説明する動作によりカムキャリア4を第1の位置から第2の位置に移動させることができる。
Here, if the
すなわち、第1の切換ピン51の第1の突出部51Dは、カムキャリア4の回転により最大溝幅部43Cから溝幅変化部43Eへ移動し、溝幅変化部43Eに接触することでカムキャリア4が第2の位置に移動を開始する。そして、第1の切換ピン51の第1の突出部51Dが最小溝幅部43Dに到達するとカムキャリア4の第2の位置への移動が完了する。
That is, the first projecting
また、カムキャリア4が第2の位置にある場合、第2の切換ピン52の第2の突出部52Dを最大溝幅部43Cと対応する位置にてガイド溝43内に挿入すれば、第2の切換ピン52の第2の突出部52Dが溝幅変化部43Eに接触してカムキャリア4を第1の位置に移動させることができる。
Further, when the
このように本実施形態の可変動弁装置2によれば、高速カム41と低速カム42とを切換えるカム切換機構を、第1の切換カム43Aと第2の切換カム43Bとを側壁とする単一のガイド溝43と、第1の切換カム43Bに接触自在な第2の切換ピン52と、第2の切換カム43Bに接触自在な第1の切換ピン51とで構成したので、第1の切換ピン51と第2の切換ピン52とのそれぞれに個別にガイド溝を形成する必要がない。このため、高速カム41および低速カム42を切換えるカム切換機構を簡素な構造にできる。
Thus, according to the variable
また、本実施形態の可変動弁装置2によれば、第1の切換ピン51が、第1の収容部72からガイド溝43に挿入自在に突出し、第1の切換カム43Aに接触自在な第1の突出部51Dを有し、第2の切換ピン52が、第2の収容部73からガイド溝43に挿入自在に突出し、第2の切換カム43Bに接触自在な第2の突出部52Dを有し、カム軸3の半径方向における第1の突出部51Dおよび第2の突出部52Dの中心軸L1、L2を、第1の収容部72および第2の収容部73のカム軸3の半径方向における中心軸L3、L4の間に設置した。
Further, according to the variable
このため、カムキャリア4をカム軸3の軸線方向に移動させて高速カム41と低速カム42とに切換えることが可能な、カム軸3の軸線方向における第1の切換ピン51と第2の切換ピン52のピッチPを一定に保ちつつ、第1の切換ピン51および第2の切換ピン52の強度および剛性を大きくすることができる。
Therefore, the
また、本実施形態の可変動弁装置2によれば、第1の切換ピン51および第2の切換ピン52を、カム軸3の半径方向に沿って互いに逆方向に移動する連結機構57によって連結し、連結機構57を、第1の切換ピン51の側面に形成された第1のラック51Bと、第1のラック51Bに対向する第2の切換ピン52に形成された第2のラック52Bと、第1のラック51Bと第2のラック52Bとに噛み合うギヤ53とを含んで構成した。
Further, according to the
このため、強度および剛性を大きくして大型化を図ることができる第1の切換ピン51および第2の切換ピンに52に、大きな設置スペースが必要な第1のラック51B、第2のラック52Bおよびギヤ53からなる連結機構57を容易に設けることができる。
Therefore, the
これに加えて、第1の切換ピン51および第2の切換ピン52に第1の突出部51Dおよび第2の突出部52Dに設けることで、第1の切換ピン51および第2の切換ピン52を大型化してもカム軸3の軸線方向における第1の切換ピン51と第2の切換ピン52のピッチPを一定に保つことができる。
In addition, the
また、本実施形態の可変動弁装置2によれば、第2の収容部73のオイル排出孔62a、62bを第2の切換ピン52の摺動範囲外に設けたので、第2の収容部72の内部を第2の切換ピン52が摺動する際に、第2の切換ピン52がオイル排出孔62aのエッジ(開口端)に引っ掛かることを防止でき、第2の切換ピン52の摺動を円滑に行うことができるとともに、第2の切換ピン52が傷付くことを防止できる。
Moreover, according to the variable
また、本実施形態の可変動弁装置2によれば、第1の切換ピン51の下部に、第1の収容部72の底面に接触して第1の収容部72に対する第1の切換ピン51の突出量を規制する第1の係止面51Eを形成し、第2の切換ピン52の下部に、第2の収容部73の底面に接触して第2の収容部73に対する第2の切換ピン52の突出量を規制する第2の係止面52Eを形成した。
Further, according to the variable
このため、第1の切換ピン51の第1の係止面51Eが第1の収容部72の底面に接触したときに、連結機構57を介して第2の切換ピン52が第1の切換ピン51と反対方向に移動する際の移動量を規制することができる。
For this reason, when the
したがって、第2の切換ピン52がオイル排出孔62aまで移動することがなく、第2の切換ピン52がオイル排出孔62aのエッジに引っ掛かることをより効果的に防止できる。
Therefore, the
また、本実施形態の可変動弁装置2によれば、オイル排出孔62a、62bを、スプリング54の上端とプラグ55Aの下端よりも上方に設けたので、スプリング54の上端がオイル排出孔62aのエッジに引っ掛かることを防止することができる。このため、第2の切換ピン52の摺動を円滑に行うことができるとともに、第2の切換ピン52およびスプリング54が傷付くことを防止できる。
(その他の実施形態)
Further, according to the variable
(Other embodiments)
以上、実施形態について説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、第1の切換ピン51および第2の切換ピン52が互い違い方向に移動する動作を、ギヤ53を介在した第1のラック51Bおよび第2のラック52Bを有するラックアンドピニオンの機構で実現したが、これに限定されるものではなく、シーソー動作を行う他の機構を用いることも勿論可能である。
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to this. For example, in the above-described embodiment, the operation in which the
また、本実施形態では、本発明を、高速カム41と低速カム42の2段可変動弁装置に適用したが、図13に示すカムキャリア4Aのように、第2のカムをリフト量0となる周面を有する休止カム48とすれば、バルブ休止機能も実現することができる。このような構成とすれば、カム切換機構の構造を簡素化でき、吸気バルブ13を休止させることができる。
In the present embodiment, the present invention is applied to the two-stage variable valve operating device of the
また、本実施形態の可変動弁装置2は、図5中、前方に位置する切換ピンを第2の切換ピン52とし、後方に位置する切換ピンを第1の切換ピン51としたが、前方に位置する切換ピンを第1の切換ピン51とし、後方に位置する切換ピンを第2の切換ピン52としてもよい。
Further, in the variable
この場合は、前方に位置する第1の切換ピン51を収容する第2の収容部73を新たな第1の収容部72としてこの第1の収容部72にオイル供給孔61を形成し、後方に位置する第1の切換ピン51を収容する第1の収容部72を新たな第2の収容部73としてこの第2の収容部73にオイル排出孔62a、62bを形成してもよい。
In this case, the
また、本実施形態の可変動弁装置2は、ヘッドカバー1Aと別体の第1の収容部72および第2の収容部73をボルト75によってヘッドカバー1Aに固定しているが、第1の収容部72および第2の収容部73をヘッドカバー1Aに一体的、すなわち、一体成形で設けてもよい。
In the variable
このようにすれば、ヘッドカバー1Aに別体の第1の収容部72および第2の収容部73を形成することを不要にでき、ヘッドカバー1Aの部品点数の削減を図ることができる。
In this way, it is not necessary to form the separate
これに加えて、ヘッドカバー1Aに第1の収容部72および第2の収容部73を固定するためのボルト75やボルト75の取付け部等を設けることを不要にできるので、ヘッドカバー1Aの周辺のスペースを有効活用できる。
In addition to this, since it is unnecessary to provide the
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
1…シリンダヘッド、1A…ヘッドカバー、2…可変動弁装置、3,30…カム軸、4,4A…カムキャリア、5…カム切換部、13…吸気バルブ(バルブ)、41…高速カム(第1のカム)、42…低速カム(第2のカム)、43…ガイド溝(凹形状部)、43A…切換カム(第1の切換カム)、43B…切換カム(第2の切換カム)、51…第1の切換ピン、51B…第1のラック、51D…第1の突出部、51E…第1の係止面、52…第2の切換ピン、52B…第2のラック、52D…第2の突出部、52E…第2の係止面、54…スプリング、55A…プラグ(第1の収容部)、55B…プラグ(第2の収容部)、57…連結機構、61…オイル供給孔、62a、62b…オイル排出孔、72…第1の収容部、73…第2の収容部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記カム軸に対して同軸となるように設けられ、前記カム軸と一体に回転し、かつ前記カム軸の軸方向に移動自在であり、外周面にバルブの作動特性が異なるように形成された第1のカムおよび第2のカムが隣接するように設置されたカムキャリアと、
前記カムキャリアを前記カム軸の軸方向に移動させて前記バルブを作動させる前記第1のカムおよび前記第2のカムを切換えるカム切換部とを備え、
前記カムキャリアは、前記第1のカムによって前記バルブを作動させる第1の位置と、前記第2のカムによって前記バルブを作動させる第2の位置とに移動可能であり、
前記カムキャリアの外周面に前記カムキャリアを周回するように凹形状部が形成され、
前記凹形状部において、互いに対向する一対の側壁のうち一方が、前記カムキャリアを前記第1の位置に移動させる第1の切換カムであり、前記一対の側壁のうちの他方が、前記カムキャリアを前記第2の位置に移動させる第2の切換カムから構成される内燃機関の可変動弁装置であって、
前記カム切換部が、前記カム軸の軸方向に沿って隣接する第1の収容部および第2の収容部と、
前記第1の収容部に前記カム軸の半径方向に往復移動自在に設けられ、前記第1の収容部から前記凹形状部に挿入自在に突出し、前記第1の切換カムに接触自在な第1の切換ピンと、
前記第2の収容部に前記カム軸の半径方向に往復移動自在に設けられ、前記第1の収容部から前記凹形状部に挿入自在に突出し、前記第2の切換カムに接触自在な第2の切換ピンと、
前記第1の切換ピンおよび前記第2の切換ピンを連結し、前記第1の切換ピンおよび前記第2の切換ピン前記カム軸の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構と、
前記第1の収容部に設けられ、前記第1の収容部に高圧オイルを供給することにより、前記第1の切換ピンと前記第2の切換ピンとを、前記連結機構を介して逆向きに移動させるオイル供給孔と、
前記第2の収容部において前記第2の切換ピンの摺動範囲外に設けられ、前記第2の収容部からオイルを排出するオイル排出孔とを含んで構成されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A camshaft rotatably supported on the cylinder head;
Provided to be coaxial with the camshaft, rotate integrally with the camshaft and movable in the axial direction of the camshaft, and formed on the outer peripheral surface so that the valve operating characteristics are different. A cam carrier installed such that the first cam and the second cam are adjacent to each other;
A cam switching unit that switches the first cam and the second cam to move the cam carrier in the axial direction of the cam shaft to operate the valve;
The cam carrier is movable between a first position where the valve is operated by the first cam and a second position where the valve is operated by the second cam;
A concave portion is formed on the outer peripheral surface of the cam carrier so as to go around the cam carrier,
In the concave portion, one of the pair of side walls facing each other is a first switching cam that moves the cam carrier to the first position, and the other of the pair of side walls is the cam carrier. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine comprising a second switching cam that moves the valve to the second position,
The cam switching unit is adjacent to the first axis and the second axis along the axial direction of the cam shaft;
The first accommodating portion is provided so as to be reciprocally movable in the radial direction of the cam shaft, protrudes from the first accommodating portion so as to be inserted into the concave shape portion, and is contactable with the first switching cam. Switching pin,
The second accommodating portion is provided so as to be reciprocally movable in the radial direction of the cam shaft, protrudes from the first accommodating portion so as to be inserted into the concave shape portion, and is freely contactable with the second switching cam. Switching pin,
A coupling mechanism that couples the first switching pin and the second switching pin, and moves the first switching pin and the second switching pin in opposite directions along a radial direction of the cam shaft;
The first switching pin and the second switching pin are moved in the opposite directions via the connection mechanism by supplying high-pressure oil to the first storage portion, which is provided in the first storage portion. An oil supply hole;
An internal combustion engine comprising an oil discharge hole that is provided outside the sliding range of the second switching pin in the second storage portion and discharges oil from the second storage portion. Variable valve gear.
前記第2の切換ピンの下部に、前記第2の収容部の底面に接触して前記第2の収容部に対する前記第2の切換ピンの突出量を規制する第2の係止面が形成されることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁機構。 A first locking surface is formed at a lower portion of the first switching pin to contact a bottom surface of the first housing portion and regulate a protruding amount of the first switching pin with respect to the first housing portion. ,
A second locking surface is formed at a lower portion of the second switching pin to contact a bottom surface of the second housing portion and restrict a protruding amount of the second switching pin with respect to the second housing portion. The variable valve mechanism for an internal combustion engine according to claim 1.
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