JP5313644B2 - 可変動弁機構 - Google Patents
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Description
この可変動弁機構100は、内燃機関のクランク軸(図示略)によって回転されるカムシャフト101と、バルブ102を開閉する動弁部材103とを備えている。カムシャフト101上には、駆動カム104が一体回動可能に固定されるとともに、動弁部材103に係合するカム面105を備えた揺動カム106が相対回動可能に支持されている。
また、カムシャフト101と平行なコントロールシャフト107上には、偏心カム108を介して可変リンク109が揺動可能に支持されている。可変リンク109の一端はリング状リンク110で駆動カム104に連結され、可変リンク109の他端がロッド状リンク111で揺動カム106に連結されている。そして、駆動カム104の動力を三本のリンク109,110,111を介して揺動カム106に伝え、可変リンク109の揺動角度を偏心カム108で変化させて、バルブ102のリフト量及び作用角を内燃機関の運転状態に応じて変更するようになっている。
動弁部材の態様としては、特に限定はされないが、基端を支点に揺動するロッカアームや、バルブの軸線方向へ直線移動可能なバルブリフタ等が例示できる。
カム面41は、コントロールシャフト25の軸心26を中心とする弧状曲面のベース面部44と、ベース面部44から連続し、凹曲面状のリフト面部45とからなっている。
図4のa、bに示すように、コントロールシャフト25の回動に伴いコントロールカム31が回動することにより、リングアーム49が連続的に変位する。リングアーム49が連続的に変位することにより、連結ピン50の軸心48とコントロールシャフト25の軸心26との距離が連続的に変化する。
具体的には、連結ピン50の軸心48がコントロールシャフト25の軸心26に最も近づいている場合には、図4aに示すように、カムアーム40は、リフト面部45から離れたベース面部44内の位置でベースローラ24と当接する。一方、連結ピン50の軸心48がコントロールシャフト25の軸心26から最も離れている場合には、図4bに示すように、カムアーム40は、リフト面部45に近いベース面部44内の位置でベースローラ24と当接する。
従って、連結ピン50の軸心48とコントロールシャフト25の軸心26との距離が長くなるほど、すなわち、連結ピン50の軸心48がコントロールシャフト25の軸心26から離れるほど、カムアーム40は、リフト面部45により近いベース面部44内の位置でベースローラ24と当接し、逆に、連結ピン50の軸心48とコントロールシャフト25の軸心26との距離が短くなるほど、すなわち、連結ピン50の軸心48がコントロールシャフト25の軸心26に近づくほど、カムアーム40は、リフト面部45からより離れたベース面部44内の位置でベースローラ24と当接する。
(a)卵型カムに代えてクランク機構14を用いたことで、コントロールシャフト25とインプットシャフト12との距離(軸間ピッチ)を小さくすることができ、可変動弁機構を小型化できる。このことを、詳説すると、卵型カムは、可変機構の当接している部位を押圧する作用しかできないが、クランク機構は、可変機構の連結している部位を押圧する作用と牽引する作用とを交互に行うことができ、可変機構の当該部位をより大きく変位することができることによる。
(b)卵型カムに代えてクランク機構14を用いたことで、卵型カムに可変機構が当接するためのロストモーション機構をなくすことができる。
(c)可変機構30がコントロールシャフト25に支持されていることで、他の回転制御系の連続可変動弁機構(例えば、可変動弁機構100)より、シリンダヘッドの全高を低くすることができ、可変動弁機構を小型化できる。
(d)可変機構30の各部材が連結された状態である、いわゆるリンク機構としたことで、コントロールカムに追従するためのロストモーション機構をなくすことができる。
(e)各バルブ13毎に可変動弁機構を設ける(単弁完結とする)ことで、シリンダ上方中央部に設けられるプラグチューブや、インジェクター等の周辺部品からの影響を受けることなく内燃機関に搭載できる。
例えば、変位部材をコントロールカムに接する部材にし、リングアームをなくした態様等があげられる。
12 インプットシャフト
13 バルブ
14 クランク機構
21 ロッカアーム
25 コントロールシャフト
26 コントロールシャフトの軸心
30 可変機構
31 コントロールカム
32 外周面
35 メインアーム
40 カムアーム
41 カム面
46 第一連結部材
47 第二連結部材
48 連結ピンの軸心
49 リングアーム
49a リング部
49b アーム部
50 連結ピン
Claims (3)
- バルブ(13)の開閉量を変更する可変機構(30)を有する可変動弁機構(10)において、
内燃機関により回転駆動されるインプットシャフト(12)を有し、
前記インプットシャフト(12)の回転運動を前記バルブ(13)を開閉するための往復運動に変換するクランク機構(14)が前記インプットシャフト(12)に設けられ、
前記クランク機構(14)が前記可変機構(30)に連結されており、
前記可変機構(30)は、前記クランク機構(14)に連結されている入力揺動部材(35)と、前記バルブ(13)を押圧する出力揺動部材(40)と、回動により前記入力揺動部材(35)と前記出力揺動部材(40)との相対位相を変位させるコントロール部材(31)とを有し、
前記入力揺動部材(35)及び出力揺動部材(40)は、前記インプットシャフト(12)と平行に設けられたコントロールシャフト(25)に揺動可能に軸支され、
前記コントロール部材(31)は、前記コントロールシャフト(25)に設けられており、
前記コントロール部材(31)は、前記コントロールシャフト(25)の軸心(26)からの距離が漸次変化する外周面(32)を有し、
前記可変機構(30)は、前記入力揺動部材(35)及び出力揺動部材(40)に連結部材(46、47)を介して連結され、前記コントロール部材(31)の回動により変位する変位部材(49)を有し、
前記変位部材(49)が二つの前記連結部材(46、47)を揺動可能に支持している支持部(50)の中心(48)と、前記軸心(26)との距離が変化することにより、前記入力揺動部材(35)と前記出力揺動部材(40)との相対位相が変位することを特徴とする可変動弁機構。 - 前記変位部材(49)は、前記コントロール部材(31)に回転自在に外嵌するリング部(49a)と、前記リング部(49a)から伸びるアーム部(49b)とからなるリングアーム(49)である請求項1記載の可変動弁機構。
- 前記コントロール部材(31)は、前記軸心(26)から偏倚した円柱状のコントロールカム(31)である請求項1又は2記載の可変動弁機構。
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