JP2017078370A - 可変動弁機構 - Google Patents
可変動弁機構 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017078370A JP2017078370A JP2015207038A JP2015207038A JP2017078370A JP 2017078370 A JP2017078370 A JP 2017078370A JP 2015207038 A JP2015207038 A JP 2015207038A JP 2015207038 A JP2015207038 A JP 2015207038A JP 2017078370 A JP2017078370 A JP 2017078370A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam
- cam unit
- front piece
- camshaft
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
【課題】カムユニットのカムシャフト軸方向へのスライドによりカムプロフィールを切り替える可変動弁機構において、搭載スペースの省スペース化を図る。
【解決手段】カムシャフト12のフロントピース13の後側端部13bに、当該フロントピース13に最も近いカムユニット40の前側端部との干渉を避けるための溝13aを形成し、カムユニット40がフロントピース13側にスライドした際に、カムユニット40の前側端部がフロントピース13の溝13a内に入り込む構造とする。このような構造により、フロントピース13とカムユニット40の一部をカムシャフト12の軸方向においてオーバラップさせることができるので、カムシャフト12の軸方向長さを短縮することが可能となり、搭載スペースの省スペース化を達成することができる。
【選択図】図5
【解決手段】カムシャフト12のフロントピース13の後側端部13bに、当該フロントピース13に最も近いカムユニット40の前側端部との干渉を避けるための溝13aを形成し、カムユニット40がフロントピース13側にスライドした際に、カムユニット40の前側端部がフロントピース13の溝13a内に入り込む構造とする。このような構造により、フロントピース13とカムユニット40の一部をカムシャフト12の軸方向においてオーバラップさせることができるので、カムシャフト12の軸方向長さを短縮することが可能となり、搭載スペースの省スペース化を達成することができる。
【選択図】図5
Description
本発明は、エンジンの動弁系に用いられる可変動弁機構に関する。
可変動弁機構としては、カムプロフィールが異なる複数のカム(機関バルブを駆動するカム)が設けられたカムユニット(カムキャリア)を、カムシャフトに軸方向にスライド可能に配置し、そのカムユニットのスライドにより、カムプロフィールを切り替える構造のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
こうした可変動弁機構において、カムプロフィールの切り替えは、カムユニットの外周の螺旋状のガイド溝を設けておき、そのガイド溝にサーボ機構の係合要素(ソレノイドピン)を挿入し、カムシャフト(カムユニット)の回転力を利用してカムユニットを軸方向にスライドさせることにより行われる。
ところで、上記した構造の可変動弁機構では、カムユニットのカムシャフト軸方向へのスライドによってカムプロフィールを切り替える構造となっているため、エンジンへの搭載要件として、カムシャフトの軸方向におけるスライド量を含めた搭載スペースが必須となる。ここで、エンジンのコンパクト化のために、ボアピッチやバルブピッチが小さなシリンダヘッドが採用されている。このようなエンジンでは、フロントピース(カムシャフトの前端に一体形成したピース)に最も近い第1気筒の前側の吸気バルブを駆動するカムと当該フロントピースとの間の距離が短いため、上記した構造の可変動弁機構を搭載した場合、第1気筒のカムユニットがフロントピース側に向けてスライドした際に当該カムユニットがフロントピースに干渉するおそれがある。
本発明は、そのような課題を解決するためになされたもので、カムプロフィールが異なる複数のカムを有するカムユニットを備え、そのカムユニットのカムシャフト軸方向へのスライドによりカムプロフィールを切り替える可変動弁機構において、搭載スペースの省スペース化を図ることを目的とする。
本発明は、フロントピースが一体的に形成されたカムシャフトを有する多気筒エンジンに搭載される動弁機構であって、前記カムシャフトに対して軸方向にスライド可能に設けられ、カムプロフィールが互いに異なる複数のカムが前記カムシャフトの軸方向に沿って配置されたカムユニットを備え、前記カムユニットのスライドにより、機関バルブの開閉に使用するカムの切り替えを行う可変動弁機構を対象としている。そして、このような可変動弁機構において、前記カムシャフトのフロントピースの後側端部には、当該フロントピースに最も近いカムユニットの前側端部との干渉を避けるための溝が形成されており、前記カムユニットが前記フロントピース側にスライドした際に、当該カムユニットの前側端部が前記フロントピースの溝内に入り込むように構成されていることを技術的特徴としている。
本発明によれば、フロントピースに最も近いカムユニットが、フロントピース側に向けてスライドした際には、そのカムユニットの前側端部がフロントピースの溝内に入り込むので、フロントピースとカムユニットの一部をカムシャフトの軸方向においてオーバラップさせることができる。これによってカムシャフトの軸方向長さを短縮することが可能となり、搭載スペースの省スペース化を達成することができる。また、カムシャフトアッシーの軽量化も達成することができる。
本発明によれば、カムプロフィールが異なる複数のカムを有するカムユニットを備え、そのカムユニットのカムシャフト軸方向へのスライドによりカムプロフィールを切り替える可変動弁機構において、搭載スペースの省スペース化を図ることができる。これにより可変動弁機構を、ボアピッチやバルブピッチが小さなシリンダヘッドに搭載することが可能になる。
以下、本発明をエンジンの動弁系に適用した実施の形態について図面を参照して説明する。図1に示すエンジン1は、直列4気筒のガソリンエンジンであって、第1〜第4の4つの気筒3(#1〜#4)がシリンダブロック(図示せず)の長手方向、つまりエンジン1の前後方向(X方向)に並んでいる。
−動弁系の概略−
図1に示すように、エンジン1の上部(シリンダヘッド)には、カムハウジング2が配設され、その内部に吸気バルブ10及び排気バルブ11の動弁系が収容されている。すなわち、図1に破線で示すように、エンジン1の前後方向(X方向)に一列に並んで設けられた4つの気筒3には、それぞれ、2つの吸気バルブ10及び2つの排気バルブ11が設けられており、それらが吸気カムシャフト12及び排気カムシャフト14によってそれぞれ駆動されるようになっている。
図1に示すように、エンジン1の上部(シリンダヘッド)には、カムハウジング2が配設され、その内部に吸気バルブ10及び排気バルブ11の動弁系が収容されている。すなわち、図1に破線で示すように、エンジン1の前後方向(X方向)に一列に並んで設けられた4つの気筒3には、それぞれ、2つの吸気バルブ10及び2つの排気バルブ11が設けられており、それらが吸気カムシャフト12及び排気カムシャフト14によってそれぞれ駆動されるようになっている。
吸気カムシャフト12の前端(Fr側の端部)にはフロントピース13(図2等も参照)が一体的に設けられており、このフロントピース13に、バルブタイミングを連続的に変更可能なVVT(Variable Valve Timing)機構16が組み付けられている。また、排気カムシャフト14の前端(Fr側の端部)にもフロントピース15が一体的に設けられており、このフロントピース15にVVT機構16が組み付けられている。さらに、吸気カムシャフト12には、吸気バルブ10を駆動するカム41,42(図2を参照)を切り替えて、そのリフト特性を変更する可変動弁機構(カム切替機構)4が各気筒3毎に設けられている。
−可変動弁機構−
次に、可変動弁機構について図2及び図3を参照して説明する。図2には、4つの気筒3のうち、吸気カムシャフト12のフロントピース13に最も近い第1気筒3(#1)の可変動弁機構4の構造を示す。
次に、可変動弁機構について図2及び図3を参照して説明する。図2には、4つの気筒3のうち、吸気カムシャフト12のフロントピース13に最も近い第1気筒3(#1)の可変動弁機構4の構造を示す。
可変動弁機構4は、吸気カムシャフト12に設けられたカムユニット40、及び、2つの電磁ソレノイド50,50などを備えている。それら2つの電磁ソレノイド50,50は、例えば、ステー(図示せず)によってカムハウジング2(図1参照)に支持(固定)されている。
カムユニット40は、円筒状の部材であって、吸気カムシャフト12に外装されている。図3に示すように、カムユニット40の内周にはスプライン内歯40aが形成されている。このカムユニット40のスプライン内歯40aは、吸気カムシャフト12の外周に形成されたスプライン外歯12aに噛み合っており、カムユニット40が吸気カムシャフト12と一体回転可能となっている。また、そのスプライン嵌合によりカムユニット40は吸気カムシャフト12の軸方向(X方向)にスライド移動可能となっている。カムユニット40の位置は、後述する2つのカム41及びカム42のいずれか一方を選択する位置に切り替えられる。
カムユニット40の両端部には、それぞれ、カムプロフィールが異なる2つのカム41,42が各吸気バルブ10に対応して設けられている。それら2つのカムのいずれかのカム41またはカム42がロッカアーム17を介して吸気バルブ10を駆動するようになっている。2つのカム41,42は、吸気カムシャフト12の軸方向に隣接して設けられており、図2の左側(Fr側)のカム41がゼロリフトカム(停止カム)であり、図2の右側(Rr側)のカム42が高リフトカムである。
カムユニット40の中央部の外周には螺旋溝(ガイド溝)43が形成されている。螺旋溝43は、カムユニット40の外周においてそれぞれ周方向に延びるように形成された左勝手の溝43a及び右勝手の溝43bと、それら2つの溝43a,43bが合流した合流溝43cとを有し、全体としてY字状に形成されている。このような形状の螺旋溝43に対向するように2つの電磁ソレノイド50,50が配置されている。各電磁ソレノイド50はオンになるとソレノイドピン51が進出し、その進出したソレノイドピン51が螺旋溝43に挿入される。
そして、カムユニット40を図2の右側(Rr側)にスライド移動させる場合には、螺旋溝43の左勝手の溝43aに一方の電磁ソレノイド50のソレノイドピン51を挿入する。左勝手の溝43aにソレノイドピン51を挿入すると、吸気カムシャフト12の回転に伴うカムユニット40の回転により、カムユニット40が図2及び図4の右側(Rr側)にスライドする。このスライドにより、カムユニット40がゼロリフト位置に配置され、Fr側のカム41(ゼロリフトカム)が吸気バルブ10のロッカアーム17に当接するようになる。
一方、カムユニット40を図2の左側(Fr側)にスライド移動させる場合には、螺旋溝43の右勝手の溝43bに他方のソレノイド50のソレノイドピン51を挿入する。右勝手の溝43bに挿入すると、カムユニット40が図2及び図5の左側(Fr側:フロントピース13側)にスライドする。このスライドにより、カムユニット40が高リフト位置に配置され、吸気バルブ10のロッカアーム17が当接するカムが、Rr側のカム42(高リフトカム)に切り替わる(カムプロフィールが切り替わる)。
−ロック機構−
本実施形態では、カムユニット40のスライドによりカムプロフィールを切り替えたときに、カムユニット40の位置を保持するためのロック機構44が設けられている。
本実施形態では、カムユニット40のスライドによりカムプロフィールを切り替えたときに、カムユニット40の位置を保持するためのロック機構44が設けられている。
ロック機構44は、図4及び図5に示すように、カムユニット40の内周面に形成された環状のロックボール溝44a,44b、及び、吸気カムシャフト12に内蔵されたコイルスプリング44dによってカムユニット40の内面に向けて付勢されたロックボール44c,44cを備えている。
そして、図4に示すように、カムユニット40がゼロリフト位置にあるときには、ロックボール44c,44cが図中左側(Fr側)のロックボール溝44aに嵌合してカムユニット40の位置が保持される。一方、図5に示すように、カムユニット40が高リフト位置にあるときには、ロックボール44c,44cが図中右側(Rr側)のロックボール溝44bに係合してカムユニット40の位置が保持される。
−特徴部分−
次に、本実施形態の特徴部分について説明する。
次に、本実施形態の特徴部分について説明する。
まず、カムユニット40の軸方向(X方向)へのスライドによってカムプロフィールを切り替える構造の可変動弁機構4にあっては、エンジン1への搭載要件として、吸気カムシャフト12の軸方向におけるスライド量を含めた搭載スペースが必須となる。
ここで、エンジンのコンパクト化のために、ボアピッチやバルブピッチが小さなシリンダヘッドが採用されている。このようなエンジンでは、フロントピースに最も近い第1気筒3(#1)の前側(Fr側)の吸気バルブを駆動するカムとフロントピースとの間の距離が短い。このため、上記した構造の可変動弁機構4を搭載する場合、第1気筒3(#1)のカムユニット40がFr側(フロントピース側)に向けてスライドした際に当該カムユニット40がフロントピース13に干渉するおそれがある。
本実施形態では、そのような問題を解消するため、図4〜図6に示すように、吸気カムシャフト12のフロントピース13のRr側の端部13bであって、当該フロントピース13に最も近い第1気筒3(#1)に配置のカムユニット40のFr側のカム41(ゼロリフトカム)のFr側端部に対応する位置に、当該カム41のFr側端部(円筒形状の端部)との干渉を避けるためのリング状の溝13aを形成している点に特徴がある。このリング状の溝13aの溝幅は、カムユニット40のFr側のカム41の前側端部の肉厚よりも大きい。また、溝13aの深さ(軸方向(X方向)の深さは、カムユニット40のスライドによる当該溝13a内へのカム41端部の侵入量よりも深い。
そして、このようにフロントピース13に干渉回避用の溝13aを設けておくことにより、第1気筒3(#1)のカムユニット40がFr側(フロントピース13側)に向けてスライドした際には、図5に示すように、カムユニット40のFr側端部(Fr側のカム41の端部)がフロントピース13の溝13a内に、当該フロントピース13とカムユニット40のFr側端部とが干渉しない状態で入り込むので、フロントピース13とカムユニット40の一部を吸気カムシャフト12の軸方向(X方向)においてオーバラップさせることができる。これにより、吸気カムシャフト12の軸方向長さを短縮することが可能となり、搭載スペースの省スペース化を達成することができる。また、吸気カムシャフトアッシーの軽量化も達成することができる。
そして、このように搭載の省スペース化を達成できることにより、本実施形態の可変動弁機構4を、上記したコンパクト化を図ったシリンダヘッド、つまりボアピッチやバルブピッチが小さくて、フロントピースに最も近い第1気筒3(#1)の前側(Fr側)の吸気バルブカムと当該フロントピースとの間の距離が短いシリンダヘッドに搭載することが可能になる。
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、以上の実施形態では、ゼロリフトのカム41と高リフトのカム42とが形成されたカムユニット40を備えた可変動弁機構の例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、Fr側に低リフトカム141(図7参照)が形成され、Rr側に高リフトカムが形成されたカムユニットを備えた可変動弁機構にも本発明は適用可能である。この場合、図7に示すように、フロントピース113のRr側の端部であって、カムユニットのFr側の低リフトカム141の前側端部に対応する位置に、当該低リフトカム141の前側端部との干渉を避けるための溝113aを、低リフトカム141の前側端部に対応する形状で形成しておく。このように、フロントピース113の溝113a(干渉回避用の溝)を低リフトカム141の前側端部に対応する形状とすることにより、図7に示す破線の部分の肉厚を確保することができ、カム荷重に対する強度を担保することができる。
また、以上の実施形態では、エンジン1のDOHCタイプの動弁系において、吸気バルブ10のリフト特性を切り替えるカム切替機構について説明しているが、これにも限定されず、排気バルブ11のリフト特性を切り替えるカム切替機構にも本発明を適用することができる。また、DOHCタイプの動弁系にも限定されず、本発明は、例えばSOHCタイプの動弁系にも適用可能である。
本発明は、カムプロフィールが異なる複数のカムが設けられたカムユニットがカムシャフトに対し軸方向にスライド可能に設けられ、そのカムユニットのスライドにより、カムプロフィールを切り替える構造の可変動弁機構に有効に利用することができる。
1 エンジン
3 気筒
4 可変動弁機構(カム切替機構)
40 カムユニット
41,42 カム
43 螺旋溝
50 電磁ソレノイド
51 ソレノイドピン
10 吸気バルブ(機関バルブ)
11 排気バルブ(機関バルブ)
12 吸気カムシャフト
13 フロントピース
13a 溝(干渉回避用)
13b フロントピースの後側端部
3 気筒
4 可変動弁機構(カム切替機構)
40 カムユニット
41,42 カム
43 螺旋溝
50 電磁ソレノイド
51 ソレノイドピン
10 吸気バルブ(機関バルブ)
11 排気バルブ(機関バルブ)
12 吸気カムシャフト
13 フロントピース
13a 溝(干渉回避用)
13b フロントピースの後側端部
Claims (1)
- フロントピースが一体的に形成されたカムシャフトを有する多気筒エンジンに搭載される動弁機構であって、前記カムシャフトに対して軸方向にスライド可能に設けられ、カムプロフィールが互いに異なる複数のカムが前記カムシャフトの軸方向に沿って配置されたカムユニットを備え、前記カムユニットのスライドにより、機関バルブの開閉に使用するカムの切り替えを行う可変動弁機構において、
前記カムシャフトのフロントピースの後側端部には、当該フロントピースに最も近いカムユニットの前側端部との干渉を避けるための溝が形成されており、前記カムユニットが前記フロントピース側にスライドした際に、当該カムユニットの前側端部が前記フロントピースの溝内に入り込むように構成されていることを特徴とする可変動弁機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015207038A JP2017078370A (ja) | 2015-10-21 | 2015-10-21 | 可変動弁機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015207038A JP2017078370A (ja) | 2015-10-21 | 2015-10-21 | 可変動弁機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017078370A true JP2017078370A (ja) | 2017-04-27 |
Family
ID=58666200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015207038A Pending JP2017078370A (ja) | 2015-10-21 | 2015-10-21 | 可変動弁機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017078370A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017170921A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 本田技研工業株式会社 | 可変動弁装置 |
-
2015
- 2015-10-21 JP JP2015207038A patent/JP2017078370A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017170921A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 本田技研工業株式会社 | 可変動弁装置 |
US10473004B2 (en) | 2016-03-31 | 2019-11-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Variable valve train |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10041383B2 (en) | Variable valve mechanism | |
US9140147B2 (en) | Multiple variable valve lift apparatus | |
US7913658B2 (en) | Valve actuating mechanism for an internal combustion engine, and cylinder head incorporating same | |
US10539051B2 (en) | Valve operating system providing variable valve lift and/or variable valve timing | |
CN105745407A (zh) | 使凸轮组件在凸轮轴上轴向移动的装置 | |
JP2017078376A (ja) | 可変動弁機構 | |
US9057293B2 (en) | Multiple variable valve lift apparatus | |
JP6520909B2 (ja) | エンジンの可変動弁機構 | |
JP2013133809A (ja) | 可変動弁機構 | |
JP2014163313A (ja) | エンジンの動弁装置 | |
JP2017078370A (ja) | 可変動弁機構 | |
US10677105B2 (en) | Camshaft for an internal combustion engine | |
US10001037B2 (en) | Variable valve mechanism | |
KR101461899B1 (ko) | 다단 가변 밸브 리프트 장치 | |
US7938089B2 (en) | Valve actuating mechanism for an internal combustion engine, and cylinder head incorporating same | |
KR102119446B1 (ko) | 다단 가변 밸브 리프트 장치 | |
JP7168381B2 (ja) | 多気筒内燃機関のバルブリフト量可変式動弁装置 | |
JP2017082698A (ja) | 可変動弁機構 | |
JP6604063B2 (ja) | エンジンのカム構造 | |
CN105829668A (zh) | 配气机构总成 | |
JP2014163315A (ja) | エンジンの動弁装置 | |
JP2007132212A (ja) | 内燃機関の可変動弁機構 | |
JP2015183530A (ja) | エンジンの動弁装置 | |
JP2018096328A (ja) | エンジンの可変動弁機構 | |
GB2524276A (en) | Valve train assembly |