JP5928835B2 - バルブリフト調整装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1の態様では、弾性部材は出力ピンに固定されている。出力ピンは、当該出力ピンの径方向へ延びている径方向穴、および、出力ピンの先端面から径方向穴まで延びている通孔を有している。弾性部材は、出力ピンの先端面に密着している当接部、径方向穴に沿って延びている係止部、および、当接部から通孔を通じて係止部まで延びている接続部を有している。
本発明の第2の態様では、弾性部材は、出力ピンの軸方向から見たとき出力ピンの側面に対し径方向内側に位置している。
本発明の第3の態様では、係合溝の底面は凹凸面である。弾性部材は、係合溝の底面に固定されており、当該底面に密着している。
本発明の第4の態様では、弾性部材の表面には、他部材との摺動抵抗を低下させるコーティングが施されている。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるバルブリフト調整装置は、エンジンの吸気バルブのリフト量を調整する装置である。
図1〜図6に示すように、バルブリフト調整装置10は、カムシャフト11と共に回転する筒部材20によって、ローラ31、32およびスイングアーム33、34を介してリンクされた吸気バルブ91、92のリフト量を調整する。
図2等に示すように、カムシャフト11は、筒部材20が嵌合する部分の外面にスプライン外歯が形成されている。なお、図1等ではスプライン外歯の図示を省略している。
筒部材20は、内面に形成されたスプライン内歯がカムシャフト11のスプライン外歯と噛み合うことによって、カムシャフト11と共に回転しつつカムシャフト11に対し軸方向に相対移動可能に設けられている。すなわち、筒部材20は、カムシャフト11に固定された2つの鍔状のスライダリミッタ12、22の間を軸方向に往復移動可能に設けられている。
以下、図1の左側のスライダを第1スライダ13といい、図1の右側のスライダを第2スライダ23という。これら2組の構成は基本的に同じであるので、代表として第1スライダ13、第1小リフト用カム18および第1大リフト用カム19について構成を説明する。
前段部15および後段部17は、軸方向の異なる位置で、それぞれ軸に直交する方向に延びている。図2に示すように、前段部15は回転方向前方に向かうにつれて溝の深さが浅くなっている。図6に示すように、後段部17は回転方向後方に向かうにつれて溝の深さが浅くなっている。
移行部16は、軸に直交する方向に対して、回転方向前方が前段部15に近づき、回転方向後方が後段部17に近づくように傾斜しつつ、前段部15と後段部17とを接続している。
第1スライダ13に対応するアクチュエータ41は、カムシャフト11の回転タイミングに同期して出力ピン61を前進させ、第1係合溝14に係合させる。その結果、筒部材20は、カムシャフト11の回転に伴ってスライダリミッタ12側へ移動する。一方、第2スライダ23に対応するアクチュエータ42は、カムシャフト11の回転タイミングに同期して出力ピン62を前進させ、第2係合溝24に係合させる。その結果、筒部材20は、カムシャフト11の回転に伴ってスライダリミッタ22側へ移動する。この詳しい動作に関しては後述する。
ローラ31、32は、小リフト用カム18、28および大リフト用カム19、29と、スイングアーム33、34の中央部との間に介在されている。
図1、図2に示すように、筒部材20がスライダリミッタ22側にあるとき、ローラ31は、小リフト用カム18の偏心部の外周面に当接し、スイングアーム33を押し下げる。これにより、シリンダヘッド90の吸気バルブ91は、相対的に小さなリフト量L1だけ開弁する。また、ローラ32は、ローラ31と約180°ずれた位相で小リフト用カム28の偏心部の外周面に当接し、スイングアーム34を押し下げる。これにより、吸気バルブ92は、リフト量L1だけ開弁する。
以下、バルブリフト調整装置10のこの状態を「小リフト状態」という。これに対し、ローラ31が大リフト用カム19の偏心部の外周面に当接する状態を「大リフト状態」という。
出力ピン61が第1係合溝14に嵌合した状態で筒部材20がカムシャフト11と共に回転すると、出力ピン61の嵌合する溝の位置が前段部15から移行部16を経て後段部17に移るとともに、筒部材20は、図1に矢印A1で示すようにスライダリミッタ12側へ移動する。
また、位置P3を過ぎた回転位置では、後段部17の溝の深さが浅くなり、後段部17の底面がアクチュエータ41の出力ピン61を押し戻す。
出力ピン62が第2係合溝24に嵌合した状態で筒部材20がカムシャフト11と共に回転すると、出力ピン62の嵌合する溝の位置が前段部25から移行部26を経て後段部27に移るとともに、筒部材20は、図5に矢印A2で示すようにスライダリミッタ22側へ移動する。
具体的には、エンジンの回転数や負荷に応じてバルブリフト量を調整することで、運転条件を適切に改善することができる。
図9、図10に示すように、弾性部材70は、出力ピン61の軸方向から見たとき出力ピン61の側面68に対し径方向内側に位置している。すなわち、弾性部材70は、出力ピン61の側面68よりも径方向外側に出ていない。
第1実施形態のバルブリフト調整装置10の効果について説明する。
(1)第1実施形態のバルブリフト調整装置10では、出力ピン61、62がスライダ13、23の係合溝14、24に差し込まれるとき、出力ピン61、62の運動エネルギの一部は、出力ピン61、62と係合溝14、24の底面21との間に挟まれて弾性変形する弾性部材70の内部摩擦によって熱エネルギに変換される。そのため、衝突直後の出力ピン61、62の運動エネルギが減少し、出力ピン61、62の跳ね返り量が低減する。
(3)弾性部材70の係止部73は、出力ピン61、62の径方向穴65、66の内壁と係合することによって弾性部材70を固定している。そのため、弾性部材70が出力ピン61、62から外れるのを抑制することができる。
これに対し、弾性部材の当接部の対向面が平面である場合、出力ピンが傾くと弾性部材の外縁部が係合溝の底面に接触するようになる。これにより、弾性部材の当接部が出力ピンの先端面から剥がれ易くなる。
(6)弾性部材70は、出力ピン61、62の軸方向から見たとき側面68に対し径方向内側に位置している。そのため、弾性部材70が係合溝14、24の側壁に接触することに起因して、弾性部材70が出力ピン61、62から外れることを防止することができる。
本発明の第2実施形態によるバルブリフト調整装置を図11および図12に基づき説明する。第2実施形態では、出力ピン101は、通孔67を取り囲むように4つの通孔102を有している。通孔102は、弾性部材103の当接部71の外縁部に対応する位置で、先端面63から径方向穴65または径方向穴66まで延びている。
第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、当接部71の外縁部に接続している4つの接続部104を弾性部材103が有しているので、当接部71が出力ピン101の先端面63から剥がれることを抑制可能である。
本発明の第3実施形態によるバルブリフト調整装置を図13に基づき説明する。第3実施形態では、弾性部材111の当接部112の対向面113には、スライダとの摩擦抵抗を低下させるコーティングが施されている。上記コーティングには例えばフッ素樹脂コーティングが採用される。
第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、弾性部材111はコーティングが施されないものよりも優れた低摩擦性を有するので、弾性部材111とスライダとの接触に伴うカムシャフトの回転負荷の増加を抑制することができる。
本発明の第4実施形態によるバルブリフト調整装置を図14に基づき説明する。第4実施形態では、弾性部材121は、フッ素樹脂を含むゴムから構成されている。
第4実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、弾性部材121はゴムのみからなるものよりも優れた低摩擦性を有するので、弾性部材121とスライダとの接触に伴うカムシャフトの回転負荷の増加を抑制することができる。
本発明の第5実施形態によるバルブリフト調整装置を図15に基づき説明する。第5実施形態では、弾性部材131は、スライダ133の係合溝134の底面135に沿って延びている帯状部材であり、底面135に密着している。弾性部材131のうち、出力ピン136の先端面137と対向する面である対向面132は、凸曲面である。
本発明の第6実施形態によるバルブリフト調整装置を図16に基づき説明する。第6実施形態では、スライダ141の係合溝142の底面143は、複数の穴144を有する凹凸面である。弾性部材145は、係合溝142の底面143に隙間なく密着している。
第6実施形態によれば、第5実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、弾性部材145の密着面積を増やすことができる。これにより、弾性部材145が係合溝142の底面143から剥がれ難くなる。
本発明の第7実施形態によるバルブリフト調整装置を図17に基づき説明する。第7実施形態では、弾性部材151は、スライダ133の係合溝134の底面135上に設けられている帯状部材であり、出力ピン153との対向面152は円筒面である。そして、出力ピン153の先端面154は、弾性部材151側に突き出す凸曲面である。
第7実施形態によれば、第6実施形態と同様の効果を得ることができる。
本発明の他の実施形態では、弾性部材は、当接部のみから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、弾性部材の当接部は、軸方向から見た形状が円形に限らず、例えば楕円形、矩形、多角形などの他の形状であってもよい。
本発明の他の実施形態では、弾性部材の接続部は、円柱に限らず、例えば四角柱、三角柱などの他の形状であってもよい。要するに、当接部と係止部とを接続可能な形状であればよく、横断面形状が軸方向で変化してもよい。
本発明の他の実施形態では、弾性部材の係止部は、接続部から径方向へ少なくても1本延びていればよい。
本発明の他の実施形態では、弾性部材の係止部は、円柱に限らず、例えば四角柱、三角柱などの他の形状であってもよい。要するに、軸方向から見たとき、接続部がある通孔よりも径方向外側に突き出す形状であればよい。
本発明の他の実施形態では、弾性部材は、熱硬化性エラストマに限らず、熱可塑性エラストマであってもよい。
本発明の他の実施形態では、各カムおよびスライダは、スプライン嵌合以外の方法でカムシャフトに連結されてもよい。
本発明の他の実施形態では、各カム同士のカムプロフィールにどのような違いを設けてもよい。
本発明の他の実施形態では、カムは3つ以上設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、バルブリフト調整装置のカム部、スライダ等の構成は、上記実施形態に例示したものに限らず、アクチュエータの出力ピンによってスライダの軸方向位置を切り替えるものであればどのような構成であってもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
11・・・カムシャフト
13、23・・・スライダ
14、24、134、142・・・係合溝
18、19・・・カム
21、135、143・・・底面
41、42・・・アクチュエータ
61、62、101、136・・・出力ピン
70、103、111、121、131、145・・・弾性部材
91・・・吸気バルブ
Claims (9)
- エンジンのカムシャフト(11)に嵌合している複数のカム(18、19)を軸方向へ移動させることによって吸気バルブ(91)および排気バルブ(92)の少なくとも一方のリフト量(L1、L2)を調整するバルブリフト調整装置(10)であって、
前記カムシャフトに嵌合する筒体であり、径方向外側の壁に螺旋状に延びている係合溝(14、24)を有し、前記カムと一体に軸方向へ移動可能なスライダ(13、23)と、
前記係合溝に抜き差し可能な出力ピン(61、62、101)を有し、前記スライダが回転しているとき前記出力ピンを前記係合溝に差し込んで前記スライダの軸方向位置を規制することによって、前記スライダを軸方向へ移動させるアクチュエータ(41、42)と、
前記出力ピンと前記スライダとの間に設けられ、前記出力ピンが前記係合溝に差し込まれるとき、前記出力ピンと前記係合溝の底面(21)とが衝突することを阻止する弾性部材(70、103、111、121)と、
を備え、
前記弾性部材は前記出力ピンに固定されており、
前記出力ピンは、当該出力ピンの径方向へ延びている径方向穴(65、66)、および、前記出力ピンの先端面(63)から前記径方向穴まで延びている通孔(67、102)を有し、
前記弾性部材は、前記出力ピンの前記先端面に密着している当接部(71、112)、前記径方向穴に沿って延びている係止部(73)、および、前記当接部から前記通孔を通じて前記係止部まで延びている接続部(74、104)を有することを特徴とするバルブリフト調整装置。 - 前記弾性部材の前記当接部のうち、前記係合溝の前記底面に対向する面(75、113)は、凸曲面であることを特徴とする請求項1に記載のバルブリフト調整装置。
- 前記弾性部材(103)の前記接続部(104)は、前記当接部(71)の外縁部に接続していることを特徴とする請求項1または2に記載のバルブリフト調整装置。
- 前記弾性部材の前記当接部の先端から、前記出力ピンの側面(68)に空いている前記径方向穴の開口(69)までの軸方向距離(L3)は、前記係合溝の深さ(L4)よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のバルブリフト調整装置。
- 前記弾性部材は、前記出力ピンの軸方向から見たとき前記出力ピンの側面に対し径方向内側に位置していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のバルブリフト調整装置。
- エンジンのカムシャフト(11)に嵌合している複数のカム(18、19)を軸方向へ移動させることによって吸気バルブ(91)および排気バルブ(92)の少なくとも一方のリフト量(L1、L2)を調整するバルブリフト調整装置(10)であって、
前記カムシャフトに嵌合する筒体であり、径方向外側の壁に螺旋状に延びている係合溝(14、24)を有し、前記カムと一体に軸方向へ移動可能なスライダ(13、23)と、
前記係合溝に抜き差し可能な出力ピン(61、62、101)を有し、前記スライダが回転しているとき前記出力ピンを前記係合溝に差し込んで前記スライダの軸方向位置を規制することによって、前記スライダを軸方向へ移動させるアクチュエータ(41、42)と、
前記出力ピンと前記スライダとの間に設けられ、前記出力ピンが前記係合溝に差し込まれるとき、前記出力ピンと前記係合溝の底面(21)とが衝突することを阻止する弾性部材(70、103、111、121)と、
を備え、
前記弾性部材は、前記出力ピンの軸方向から見たとき前記出力ピンの側面に対し径方向内側に位置していることを特徴とするバルブリフト調整装置。 - エンジンのカムシャフト(11)に嵌合している複数のカム(18、19)を軸方向へ移動させることによって吸気バルブ(91)および排気バルブ(92)の少なくとも一方のリフト量(L1、L2)を調整するバルブリフト調整装置(10)であって、
前記カムシャフトに嵌合する筒体であり、径方向外側の壁に螺旋状に延びている係合溝(142)を有し、前記カムと一体に軸方向へ移動可能なスライダ(141)と、
前記係合溝に抜き差し可能な出力ピン(136)を有し、前記スライダが回転しているとき前記出力ピンを前記係合溝に差し込んで前記スライダの軸方向位置を規制することによって、前記スライダを軸方向へ移動させるアクチュエータ(41、42)と、
前記出力ピンと前記スライダとの間に設けられ、前記出力ピンが前記係合溝に差し込まれるとき、前記出力ピンと前記係合溝の底面(143)とが衝突することを阻止する弾性部材(145)と、
を備え、
前記係合溝の前記底面は凹凸面であり、
前記弾性部材は、前記係合溝の前記底面に固定されており、前記底面に密着していることを特徴とするバルブリフト調整装置。 - 前記弾性部材(111)の表面(113)には、他部材との摺動抵抗を低下させるコーティングが施されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のバルブリフト調整装置。
- エンジンのカムシャフト(11)に嵌合している複数のカム(18、19)を軸方向へ移動させることによって吸気バルブ(91)および排気バルブ(92)の少なくとも一方のリフト量(L1、L2)を調整するバルブリフト調整装置(10)であって、
前記カムシャフトに嵌合する筒体であり、径方向外側の壁に螺旋状に延びている係合溝(14、24)を有し、前記カムと一体に軸方向へ移動可能なスライダ(13、23)と、
前記係合溝に抜き差し可能な出力ピン(61、62)を有し、前記スライダが回転しているとき前記出力ピンを前記係合溝に差し込んで前記スライダの軸方向位置を規制することによって、前記スライダを軸方向へ移動させるアクチュエータ(41、42)と、
前記出力ピンと前記スライダとの間に設けられ、前記出力ピンが前記係合溝に差し込まれるとき、前記出力ピンと前記係合溝の底面(21)とが衝突することを阻止する弾性部材(111)と、
を備え、
前記弾性部材の表面(113)には、他部材との摺動抵抗を低下させるコーティングが施されていることを特徴とするバルブリフト調整装置。
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