JP5278702B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カム位相変更機構により、一対の吸気バルブまたは一対の排気バルブを駆動する一対のカムのうち一方のカムの位相を他方のカムに対し変更す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 uses a cam phase changing mechanism to change the phase of one cam of a pair of cams that drive a pair of intake valves or a pair of exhaust valves relative to the other cam.
自動車に搭載されるレシプロ式のエンジン(内燃機関)では、エンジンの排出ガスの対策やポンピングロスの改善を図るために、シリンダヘッドに可変動弁装置を搭載することが行なわれつつある。
可変動弁装置には、エンジンで多く採用されているマルチバルブ(一対の吸気バルブ、一対の排気バルブ)のバルブ間の位相を可変させて、マルチバルブの開いている期間を変更させる構造がある。例えば一対の吸気バルブまたは一対の排気バルブを駆動する一対のカムのうち、一方のカムに対し他方のカムの位相を可変する装置が提案されている。
In a reciprocating engine (internal combustion engine) mounted on an automobile, a variable valve gear is being mounted on a cylinder head in order to prevent engine exhaust gas and improve pumping loss.
The variable valve operating system has a structure in which a phase between the valves of a multi-valve (a pair of intake valves and a pair of exhaust valves) widely used in an engine is varied to change a period during which the multi-valve is open. . For example, among a pair of cams that drive a pair of intake valves or a pair of exhaust valves, a device that varies the phase of the other cam with respect to one cam has been proposed.
この可変動弁装置は、通常のシャフト部材にカムを一体に形成するカム構造では実現が難しい。そのため、同可変動弁装置は、別体なカム部材をシャフト部材に回動可能に組み付けるカム構造を用いて、バルブ間の位相の可変を実現している。例えば特許文献1,2に開示されているようにクランク出力で駆動されるシャフト部材の外側に、一対の吸気バルブまたは一対の排気バルブの配置にならい、基準側となる第1カムの他に、第1カムと対となる第2カムを有するカム部材を周方向に変位可能に嵌めた構造が用いられている。そして、可動ベーン機構などカム位相変更機構で、対となる第1カム、第2カムのうち、第2カムの位相を第1カムを基準に対し位相させる。
This variable valve operating device is difficult to realize with a cam structure in which a cam is integrally formed with a normal shaft member. For this reason, the variable valve device realizes variable phase between valves by using a cam structure in which a separate cam member is rotatably assembled to a shaft member. For example, as disclosed in
こうした可変動弁装置は、他のエンジンと同様、第1カム、第2カムのカム変位を、第1カム、第2カムと当接する一対のタペット部材を介して、カム変位を各バルブへ伝える構造が用いられ、これによって一対の吸気バルブまたは一対の排気バルブの開いている期間を大きく変更させる。 Like the other engines, such a variable valve gear transmits the cam displacement of the first cam and the second cam to each valve via a pair of tappet members contacting the first cam and the second cam. A structure is used, which greatly changes the open period of the pair of intake valves or the pair of exhaust valves.
ところで、シャフトにカムが一体的に固定された一般的なカムシャフトでは第1カムと第2カムの間にカムジャーナルを有する場合、第1カムと第2カムが概ね同一のバルブリフトやタイミングである場合は前記カムジャーナル幅に均等にバルブリフト荷重が働くため、ミスアライメントは生じにくいが、可変動弁装置で第1カムと第2カムの位相をずらした場合、カムジャーナル幅方向の前後に時間差でバルブリフト荷重が働くため、ミスアライメントが発生する。 By the way, in a general camshaft in which a cam is integrally fixed to a shaft, when a cam journal is provided between the first cam and the second cam, the first cam and the second cam are substantially at the same valve lift and timing. In some cases, the valve lift load is applied evenly to the cam journal width, so misalignment is unlikely to occur. However, if the phase of the first cam and the second cam is shifted by the variable valve mechanism, the cam journal width direction is changed back and forth. Misalignment occurs because the valve lift load works with the time difference.
特に可変動弁装置で用いられる第2カムは、通常のシャフト部材に一体に形成される構造やシャフト部材に固定されたりする構造とは異なり、シャフト部材の周方向に回動可能にするため、シャフト部材との間には、回動させるのに必要な微小なクリアランスが存在する。このため、第2カムは、同クリアランスの影響で、エンジンの運転中、カム幅方向にミスアライメントが生じやすい。 In particular, the second cam used in the variable valve device is different from a structure integrally formed with a normal shaft member or a structure fixed to the shaft member, so that the second cam can be rotated in the circumferential direction of the shaft member. There is a minute clearance required to rotate between the shaft members. For this reason, the second cam is likely to be misaligned in the cam width direction during engine operation due to the effect of the clearance.
こうしたミスアライメントは、カム面とタペット部材のカム当接部との接触面積が減り、高荷重となり、良好な潤滑状態が保てなくなるため、接触部におけるフリクションの増大や偏磨耗を招く要因となる。
ところが、タペット部材や第2カムは、シャフト部材と一体なカムやシャフト部材に固定されたカムと適するクラウニング形状をもつ部品である。こうしたシャフト部材に一体に形成される構造やシャフト部材に固定された構造にて構成される第2カム、同カムに適するタペット部材や第2カムは、可変動弁装置のミスアライメントを許容するには限りがある。このため、可変動弁装置ではミスアライメントにより第2カムの角部がタペット部材の頂面のクラウニング形状と当接することがある(片当り)。このような場合、フリクションの増大や偏磨耗が生じ、所定のエンジン性能が確保できなくなるだけでなく、過度のフリクションの増大や偏磨耗がエンジンの破損に繋がるおそれがある。
Such misalignment reduces the contact area between the cam surface and the cam contact portion of the tappet member, increases the load, and prevents a good lubrication state from being maintained, leading to increased friction and uneven wear at the contact portion. .
However, the tappet member and the second cam are components having a crowning shape suitable for a cam integral with the shaft member and a cam fixed to the shaft member. The second cam constituted by a structure formed integrally with the shaft member or a structure fixed to the shaft member, and the tappet member and the second cam suitable for the cam allow the misalignment of the variable valve operating apparatus. Is limited. For this reason, in the variable valve operating apparatus, the corner portion of the second cam may come into contact with the crowning shape of the top surface of the tappet member due to misalignment (per side). In such a case, an increase in friction and uneven wear occurs, and not only a predetermined engine performance cannot be secured, but an excessive increase in friction or uneven wear may lead to engine damage.
そこで、本発明の目的は、位相の可変を行なう可動側の第2カムの角部がタペット部材のクラウニング形状と当るのを防げる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can prevent the corner portion of the movable second cam that changes the phase from colliding with the crowning shape of the tappet member.
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、第1カムを基準に位相の可変を行なう、シャフト部材に周方向に変位可能な第2カムを有する可変動弁装置で、第2カムのカム面のクラウニング形状または第2カムと当接するタペット部材のクラウニング形状については、第1カムのカム面のクラウニング形状、または第1カムと当接するタペット部材のクラウニング形状よりも小さな曲率で形成することとした。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
同構成により、第1カムと第2カムの位相をずらした際にカムジャーナル幅方向の前後に時間差でバルブリフト荷重が働くことによるミスアライメントや、第2カムを回動可能にするために必要なクリアランスや公差などによるミスアライメントが生じる場合でも、クラウニング形状の曲率を小さくしたことで、第2カムの角部が接触することを避ける。 Necessary for misalignment due to valve lift load acting with time difference before and after the cam journal width direction when the phase of the first cam and the second cam is shifted by this configuration, and to enable the second cam to rotate Even when misalignment occurs due to a large clearance or tolerance, the corner of the second cam is prevented from contacting by reducing the curvature of the crowning shape .
請求項1の発明によれば、第2カムのカム面のクラウニング形状、または第2カムと組み合うタペット部材のクラウニング形状の曲率を小さくしたから、第2カムが、可変動弁装置で第1カムと第2カムの位相をずらした際にカムジャーナル幅方向の前後に時間差でバルブリフト荷重が働くことによるミスアライメントや、回動可能にするために必要なクリアランスや公差などによるミスアライメントが生じることがあっても、第2カムの角部にて接触することは避けられる。 According to the first aspect of the present invention, since the curvature of the crowning shape of the cam surface of the second cam or the crowning shape of the tappet member combined with the second cam is reduced, the second cam is a variable valve device and the first cam When the phase of the second cam is shifted, misalignment occurs due to the valve lift load acting with a time difference before and after the cam journal width direction, and misalignment due to clearances and tolerances necessary to enable rotation Even if there is, contact at the corner of the second cam can be avoided.
したがって、第2カムのミスアライメントを要因としたフリクションや偏磨耗の発生は抑えられ、常に良好に第1カム、第2カムによる位相の可変が行なえる。 Therefore, the occurrence of friction and partial wear due to misalignment of the second cam can be suppressed, and the phase can be varied by the first cam and the second cam at all times .
以下、本発明を図1〜図10に示す第1の実施形態にもとづいて説明する。
図1は内燃機関、例えば複数気筒のレシプロエンジン(以下、単にエンジンという)の平面を示し、図2は図1中のI−I線に沿う断面を示していて、同図中1は同エンジンのシリンダブロック、2は同シリンダブロック1の頭部に搭載されたシリンダヘッドを示している。
Hereinafter, the present invention will be described based on a first embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 shows a plan view of an internal combustion engine, for example, a multi-cylinder reciprocating engine (hereinafter simply referred to as an engine), and FIG. 2 shows a cross section taken along line I-I in FIG. The
このうちシリンダブロック1には、図1および図2に示されるようにエンジンの前後方向に沿って複数の気筒3(一部気筒だけ図示)が形成されている。これら各気筒3内には、クランクシャフト(図示しない)からコンロッド(図示しない)を介して分かれた各ピストン4が往復動可能に収められる。
シリンダヘッド2の下面には、各気筒3に対応してそれぞれ燃焼室5が形成されている。各燃焼室5には、吸気を行なう一対の吸気ポート7(2個)、排気を行なう一対の排気ポート(図示しない)が開口している。各吸気ポート7には、ステム端にそれぞれ有底筒形のタペット9(バルブ駆動力をバルブへ伝える部品:本願のタペット部材に相当)が装着された一対の吸気バルブ10(2個)が設けられている。そして、各タペット9の頂面(カム当接面)に形成されている球面状のクラウニング形状50がシリンダヘッド2の上部に臨んでいる。各排気ポート(図示しない)には、同様に有底筒形のタペット11(タペット部材)が付いた一対の排気バルブ(図示しない)が設けられ、同様に、各タペット11の頂面(カム当接面)に形成されている球面状のクラウニング形状50(図6に図示)がシリンダヘッド2の上部に臨んでいる。これら吸気バルブ10、排気バルブ(図示しない)にて、吸気ポート7、排気ポート(図示しない)が開閉される。さらに各燃焼室5には、図示はしないが点火プラグがそれぞれ設けられる。
Among these, the
A combustion chamber 5 is formed on the lower surface of the
またシリンダヘッド2の上部左右には、クランクシャフトの軸出力で駆動される吸気側の動弁装置6a、同じく排気側の動弁装置6bが設けられていて、各気筒3で所定の燃焼サイクル(吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の4サイクル)が繰り返し行なわれるようにしている。これら動弁装置6a,6bのうち、排気側の動弁装置6bには、図3に示される通常のカムシャフト13を用いた構造が用いられる。具体的には、排気カム(カム部材)を一体に形成したカムシャフト、詳しくは3気筒分の排気カム12(カム部材)を削り出し加工によりシャフトと共に形成したカムシャフト13が用いられる。このカムシャフト13が、気筒3が並ぶ方向に回転自在に組み付けられ、各排気カム12のカム面を各タペット11(図1のみ図示)の頂面に形成されているクラウニング形状50に当接させている。これで、各排気カム12のカム変位を排気バルブ(図示しない)に伝える。
In addition, on the left and right of the upper part of the
また吸気側の動弁装置6aには、排気側のカムシャフト13とは異なり、図4に示されるような別体な部材を組み付けて構成されるカムシャフト、いわゆる組立カム構造のカムシャフト14が用いられている。このカムシャフト14を用いて、図2および図5に示されるようなスプリット式の可変動弁装置15が構成してある。
可変動弁装置15を説明すると、カムシャフト14のシャフト部材は、例えば図2、図4および図5に示されるような中空のパイプ部材で構成されたアウタカムシャフト17a内に、制御部材をなす軸部材で構成されたインナカムシャフト17bを回動可能に収めた二重シャフト17で形成される。この二重シャフト17も排気側のカムシャフト13と同様、気筒3が並ぶ方向に沿って配置される。この二重シャフト17のうちの一方の端部(片側)、すなわちアウタカムシャフト17aの一方の端部は、アウタカムシャフト17a端に取着されたブラケット37を介して、シリンダヘッド2の一方の端部(片側)に設置してある軸受部18に回動自在に支持される。またアウタカムシャフト17aの中間部は、タペット9間に設置した中間の軸受部18bに回転自在に支持される。これで、両シャフト17a,17b共、同一軸心を中心に回転できるようにしている。なお、アウタカムシャフト17aとインナカムシャフト17bとの間は、クリアランスにより相対変位可能となっている。
Unlike the exhaust-
The variable
アウタカムシャフト17aには、気筒毎の一対の吸気バルブ10と対応して、一対(2個)の吸気カム19がそれぞれ設けられている。吸気カム19は、いずれも、基準位相を定める固定カム20(本願の第1カムに相当)と可動側となるカムローブ22(本願のカム部材に相当)とを組み合わせて構成される。
すなわち、固定カム20は、アウタカムシャフト17aのうち片側のタペット、例えば左側のタペット9と対応した外周部分に固定されている。固定カム20は、板カムで形成され、アウタカムシャフト17aの外側に嵌めることにより固定、具体的には圧入により、例えば左側のタペット9の直上に固定してある。この固定カム20のカム面が左側のタペット9の頂面に形成されているクラウニング形状50と当接し、固定カム20のカム変位が左側の吸気バルブ10に伝えられる構造としてある。
The
That is, the fixed
カムローブ22は、板カムで形成されたカム山部22a(本願の第2カムに相当)を有している。このカム山部22aに、安定性を確保するための部分、すなわち中空のボス部22bが組み合わさり、カムローブ全体を構成している。カムローブ22は、アウタカムシャフト17aの外側に周方向に変位自在に嵌められ、カム山部22aを、残る右側のタペット9の直上に配置させている。このカム山部22aのカム面が右側のタペット9の頂面に形成されているクラウニング形状50と当接し、カム山部22aのカム変位が右側の吸気バルブ10に伝えられる構造としてある。
The
そして、ボス部22bとインナカムシャフト17bとは、連結部材をなすピン状部材によって連結される。両者間は、例えば二重シャフト17の直径方向を貫通するように圧入された圧入ピン24により連結され、同連結により、カム山部22a(カムローブ22)を固定カム20に対し相対変位可能にしている。すなわち、図5に示されるように圧入ピン24がそれぞれ通過するアウタカムシャフト17aの周壁部分には、圧入ピン24を逃がす長孔、例えば遅角方向に延びる長孔26が形成されていて、インナカムシャフト17bがアウタカムシャフト17aに対し相対変位できるようにしている。これで、カム山部22aが、基準となる固定カム20の位相から大きく遅角するまで可変できるようにしている。なお、14aは、圧入ピン24が圧入する、インナカムシャフト17bに形成された圧入孔、14bは、同じくボス部22bの周壁部分に形成された圧入孔をそれぞれ示す(図5に図示)。また圧入ピン24は、タペット9よりも外側の位置に配置され、万一、圧入ピン24が抜け出ることがあっても、大きな不具合につながらないようにしている。
And the boss |
二重シャフト17の一方の端部には、内・外シャフトを相対変位させるカム位相変更機構25が装着され、固定カム20を基準にカムローブ22のカム位相が変更可能な可変動弁装置15を構成している。図4は、そのカム位相変更機構25の組み付けによって得られるカムシャフトアッセンブリの全体を示している。
ここで、カム位相変更機構25は、例えば図2および図5に示されるように複数の遅角室30を周方向沿いに有する円筒形のハウジング31内に、軸部32の外周部から放射状に複数のベーン33が突き出たベーン部34を回動自在に収め、各ベーン33で各遅角室30内を仕切る回動ベーン構造が用いてある。なお、ハウジング31の外周部にはタイミングスプロケット39が設けられている。同スプロケット39は、タイミングチェーン40を介して、排気側のカムシャフト13端に装着したタイミングスプロケット13aと共にクランクシャフト(図示しない)につながる。このうちハウジング31は、固定ボルト36によって、アウタカムシャフト17a端のブラケット37(図2および図5に図示)に連結され、残るベーン部34の軸部32は、固定ボルト38によって、インナカムシャフト17bの軸端に連結され、ベーン33が遅角室30内を回動変位すると、インナカムシャフト17bがアウタカムシャフト17aに対して相対的に変位する。
A cam
Here, for example, as shown in FIGS. 2 and 5, the cam
さらに述べると、カム山部22aのカム位相は、ハウジング31とベーン部34との間をむすぶように設けた戻り用スプリング部材42(図2だけに図示)の付勢力により、基準となる固定カム20のカム位相に揃えられる。また各遅角室30は、ハウジング31やブラケット37や軸受部18aに形成された各種油路43(図2に一部しか図示せず)を介して、オイルコントロールバルブ44(以下、OCV44という)、油圧供給部45(例えばオイルを供給するオイルポンプを有して装置で構成)に接続される。つまり、吸気側のカムシャフトアッセンブリは、各遅角室30内にオイルが供給されると、カムローブ22のカム山部22aを固定カム20から遅角方向へ変位させるというスプリット可変が行なわれる。
More specifically, the cam phase of the
すなわち、スプリット可変を説明すると、クランクシャフトからの軸出力は、タイミングチェーン40、タイミングスプロケット39、ハウジング31、ブラケット37を経て、アウタカムシャフト17aに伝わり、固定カム20を回転駆動させ、タペット9を介して左側の吸気バルブ10を開閉させる。ここで、OCV44から油圧出力が無いと、戻り用スプリング部材42の付勢力により、カム山部22aは、図8中のA状態の如く固定カム20のカム位相に揃えられるから、右側の吸気バルブ10bは、左側の固定カム20と同じ位相を保ったまま開閉される。OCV44を通じて、油圧供給部45の油圧が遅角室30内へ供給されると、油圧出力にしたがい、ベーン33は遅角室30内を当初位置から遅角側へ変位する。このとき油圧の出力制御により、例えばベーン33が遅角室30内の途中まで変位させると、インナカムシャフト17bは、途中位置まで遅角方向に変位する。このときの変位が圧入ピン24を介してカムローブ22に伝わり、カム山部22aを遅角方向に変位させる。すると、図8中のB状態に示されるように基準となる左側の吸気バルブ10の開閉時期はそのまま変わらず、右側の吸気バルブ10bの開閉時期だけが変わる。つまり、右側の吸気バルブ10は、左側の吸気バルブ10の開閉期間の途中から、カム山部22aのカムプロフィルにしたがい開閉される。また油圧の出力制御により、ベーン33を最遅角位置まで変位させると、図8中のC状態に示されるように左側の吸気バルブ10の開閉時期はそのままに変わらずに、右側の吸気バルブ10は、左側の吸気バルブ10の開閉時期と交錯した状態を保ちながら、左側の吸気バルブ10aから最も遅角した時期で開閉する。つまり左右の吸気バルブ10の開弁期間は、エンジンの状態に応じて、最も小さい開弁期間αから最も大きい開弁期間βまでの範囲内で可変される(スプリット可変)。
That is, the split variable will be described. The shaft output from the crankshaft is transmitted to the
こうした固定カム20に対しカムローブ22を位相させる可変動弁装置15は、個別にカムローブ22が回動可能であるために、同装置15特有の問題が伴う。
すなわち、・カム位相変更機構25で固定カム20とカムローブ22の位相をずらした場合、カムジャーナル幅方向の前後に時間差でバルブリフト荷重が働くため、ミスアライメントが発生する。
The variable
That is, when the phases of the fixed
・カムローブ22とアウタカムシャフト17aとの間には、カムローブ22を回動させるのに必要な微小なクリアランスが存在する。同クリアランスには、カムローブ22やアウタカムシャフト17aの部品公差や双方の部品を組み付けるときの組立公差が加わり(広範囲のばらつき)、これがカム山部22aにミスアライメントを生じさせる。という問題がある。
A minute clearance necessary for rotating the
このとき、吸気カム19と当接する各タペット9に、「背景技術」の項で述べたように個別での回動変位を必要としないカムと組み合う同じ部品が用いられていると、タペット9のカム当接面(頂面)に形成されている、クラウニング形状50と呼ばれる、わずかな球面状の膨らみは、当該カムに適した曲率をもつ形状であるため、カム山部22aのミスアライメントを許容しきれず、カム山部22aの角部22cが接触するおそれがある。
At this time, if the same parts combined with the cams that do not require individual rotational displacement as described in the section of “Background Art” are used for each
そこで、図7(b)に示されるように一対の吸気カム19のうち、可動側のカム山部22aと当接するタペット9のクラウニング形状50cについては、図7(a)に示される固定側の固定カム20と当接するタペット9のクラウニング形状50bよりも小さな曲率で形成した。なお、クラウニング形状50は、タペット9,11でそれぞれ区別するため、固定カム20と組み合う左側のタペット9のクラウニング形状については「50b」の符号を用い、カムローブ22と組み合う右側のタペット9のクラウニング形状については「50c」の符号を用い、排気カム12と組み合うタペット11のクラウニング形状については「50a」の符号を用いることとした。
Therefore, as shown in FIG. 7B, of the pair of
具体的には、図7(a)に示す固定カム20のカム面と当接するタペット9のクラウニング形状50bが、クラウニング量δ2、曲率半径R2(頂部)で球面状に形成されているとすると、図7(b)に示されるようにカム山部22aのカム面と当接するタペット9の球面状のクラウニング形状50cは、クラウニング量δ2より大きいクラウニング量δ3で、曲率半径R2より小さな曲率半径R3で定めた球面状に形成してなる。これにより、図7(b)のクラウニング形状50cの頂部から周囲の部分に至る球面部分の勾配は、固定カム20で用いるタペット9よりきつくなり(大)、クラウニング形状50cの頂部の周囲には、クリアランスや公差を要因として傾くカム山部22aの角部22cが逃がせる空間51が形成される。図7(a)のクラウニング形状50a、図7(b)のクラウニング形状50cは、いずれも微小なので、誇張して表してある。
Specifically, if the
このようにカムローブ22と当接するタペット9は、曲率を小さくしたクラウニング形状50cにより、図10に示されるように固定カム20とカムローブ22の位相をずらした際にカムジャーナル幅方向の前後に時間差でバルブリフト荷重が働くことによるミスアライメントや、カム山部22a(第2カム)が、個別に回動可能にするために必要なクリアランスや各種公差を要因にカム軸方向片側に傾くといったミスアライメントが生じることがあっても、クラウニング形状50cの頂点周囲の空間51は大きくなり、許容範囲が増すから、クラウニング形状50cに対して、傾くカム山部22aの角部22cが当り難くなる。それ故、カム山部22の角部22cがクラウニング形状50cと当るのが避けられる。
Thus, the
したがって、可変動弁装置15は、カムローブ22のミスアライメントを要因としたフリクションの増大や偏磨耗の発生を防ぐことができ、常に良好にカムローブ22による位相の可変ができる。これにより、所定のエンジン性能が確保できるうえ、エンジンの破損につながるような過度のフリクションの増大や偏磨耗を防ぐことができる。
また固定カム20は、設計的自由度の確保のため、別体な部品をアウタシャフト17aに組み付ける構造を用いると、部品公差や部品を組み付けるときの組立公差によって、図9に示されるように微小に傾いて取り付き、ミスアライメントが生じる心配がある。そのため、図7(a)に示されるように組立構造の固定カム20のカム面と当接するタペット9のクラウニング形状50bについては、同一機種のエンジンで適用される、シャフト部材と一体なカムと当接するタペット部材、ここでは例えば図1および図6に示す同一機種のエンジンに適用される排気カム12のカム面と当接するタペット11のクラウニング形状50aよりも小さい曲率で形成する場合もある。具体的には、図6に示すタペット11のクラウニング形状50aが、クラウニング量δ1、曲率半径R1(頂部)で球面状に形成されているとすると、図7(a)に示されるように固定カム20のクラウニング形状50bは、クラウニング量δ1より大きいクラウニング量δ2で、曲率半径R1より小さな曲率半径R2で定めた球面状に形成してなる。なお、図6のクラウニング形状50aについても誇張して表してある。
Therefore, the
In addition, if a structure in which a separate part is assembled to the
このように固定カム20と当接するタペット9も別部品にすると、図9に示されるように曲率が小さくなること得られる許容範囲の増加により、たとえ固定カム20がミスアライメント(例えば固定カム20が各種公差により傾く)が生じていても、固定カム20の角部20aがクラウニング形状50bと当接する心配はない。
このため、固定カム20やカムローブ22(いずれも別体な部品)をアウタカムシャフト17a(シャフト部材)に組み付けた可変動弁装置15は、カム角部とクラウニング形状とが当接する心配がなくなるから、常に良好に固定カム20、カムローブ22によるスプリット可変が行なえ、安定した可変性能を確保することができる。
Thus, if the
For this reason, the variable
図11および図12は、本発明の第2の実施形態を示す。
本実施形態は、第1の実施形態のようなタペット9の頂面のクラウニング形状の曲率を小さくしたのではなく、カム、すなわちカム山部22aのカム面のクラウニング形状を、固定カム20のカム面のクラウング形状よりも小さな曲率で形成したり、固定カム20のカム面のクラウニング形状を、同一機種のエンジンで適用されるカム面のクラウニング形状よりも小さな曲率で形成したりしたものである。
11 and 12 show a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, the curvature of the crowning shape of the top surface of the
具体的には、図12(b)に示されるカム山部22aのカム面のクラウニング形状60cは、図12(a)に示す固定カム20のカム面のクラウニング形状60bが、クラウニング量γ2、曲率半径R5(頂部)で球面状に形成されているとすると、クラウニング量γ2より大きいクラウニング量γ3で、曲率半径R5より小さな曲率半径R6で定めた球面状で形成した。また図12(a)に示される固定カム20のカム面のクラウニング形状は、図11に示されている同一機種のエンジンで適用される、シャフト部材と一体なカム、ここでは排気カム12のカム面のクラウニング形状60aがクラウニング量γ1、曲率半径R4(頂部)で球面状に形成されているとすると、クラウニング量γ1より大きいクラウニング量γ2で、曲率半径R4より小さな曲率半径R5で定めた球面状で形成した。なお、図11および図12のクラウニング形状60a〜60c(いずれもクラウニング形状60)は誇張して表してある。
Specifically, the crowning
このようにカム山部22aのカム面のクラウニング形状や固定カム20のカム面のクラウニング形状の曲率を小さくしても、第1の実施形態と同様の効果を奏する。但し、図11および図12において第1の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
なお、本発明は上述したいずれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。上述した実施形態では、第2カムのクラウニング形状の曲率を第1カムのクラウニング形状の曲率と比較して小さくしたが、同一機種の内燃機関で適用されるクラウニング形状と比較して小さくしてもよい。また上述の実施形態では、一対の吸気バルブのバルブ間の位相を可変する可変動弁装置に本発明を適用したが、これに限らず、一対の排気バルブのバルブ間の位相を可変する可変動弁装置に本発明を適用してもよい。むろん一実施形態のような有底筒形のタペット部材でなく、ローラ形のタペット部材に本発明を適用しても構わない。さらに、従来の位相可変機構(両弁同時に位相可変する機構)と併用する構造としても良い。この場合、タイミングスプロケットはどちらの位相可変機構に取り付けてもよい。
Thus, even if the curvature of the crowning shape of the cam surface of the
Note that the present invention is not limited to any of the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. In the embodiment described above, the curvature of the crowning shape of the second cam is reduced compared to the curvature of the crowning shape of the first cam, but may be smaller than the crowning shape applied in the same type of internal combustion engine. Good. In the above-described embodiment, the present invention is applied to the variable valve operating apparatus that varies the phase between the valves of the pair of intake valves. However, the present invention is not limited to this, and the variable operation that varies the phase between the valves of the pair of exhaust valves. The present invention may be applied to a valve device. Of course, the present invention may be applied to a roller-type tappet member instead of the bottomed cylindrical tappet member as in the embodiment. Furthermore, a structure that is used in combination with a conventional phase variable mechanism (a mechanism that simultaneously varies the phase of both valves) may be used. In this case, the timing sprocket may be attached to either phase variable mechanism.
9 タペット
10 一対の吸気バルブ
15 可変動弁装置
17 二重シャフト(シャフト部材)
20 固定カム(第1カム)
22 カムローブ(カム部材)
22a カム山部(第2カム)
25 カム位相変更機構
50b、50c タペット部材頂面のクラウニング形状
60b、60c カム面のクラウニング形状
9 Tappet 10 A pair of
20 Fixed cam (first cam)
22 Cam lobe (cam member)
22a Cam mountain (second cam)
25 Cam
Claims (1)
内燃機関のクランク出力により駆動され、前記一対の吸気バルブの一方または前記一対の排気バルブの一方を駆動する第1カムが固定されたシャフト部材と、
前記吸気バルブの他方または前記排気バルブの他方を駆動する第2カムを有し、前記シャフト部材の外側に周方向に変位可能に嵌められたカム部材と、
前記第2カムの位相を前記第1カムに対して変更するカム位相変更機構と、
前記第1カム、前記第2カムとそれぞれ当接してカム変位を受ける、各カムと当接する部位にクラウニング形状を有する一対のタペット部材と、を備え、
前記第2カムのカム面のクラウニング形状は、前記第1カムのカム面のクラウニング形状よりも小さな曲率で形成される、
もしくは、第2カムと当接する前記タペット部材のクラウニング形状は、第1カムと当接する前記タペット部材のクラウニング形状よりも小さな曲率で形成される
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 In a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that varies a phase between a pair of intake valves provided for one cylinder or a phase between a pair of exhaust valves,
A shaft member that is driven by a crank output of an internal combustion engine and to which a first cam that drives one of the pair of intake valves or one of the pair of exhaust valves is fixed ;
A second cam that drives the other of the intake valve or the other of the exhaust valve, and a cam member fitted to the outer side of the shaft member so as to be displaceable in the circumferential direction;
A cam phase changing mechanism that changes the phase of the second cam with respect to the first cam;
A pair of tappet members having a crowning shape at a portion that contacts each of the first cam and the second cam and receives cam displacement;
Crowning profile of the cam surface of the second cam is formed in the previous SL crowning shape by remote small curvature of the cam surfaces of the first cam,
Or, crowning shape of the tappet member abuts against the second cam, variable valve of an internal combustion engine, characterized in that it is formed by crowning shape by remote small curvature of the tappet member abuts the first cam device .
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