JP6652439B2 - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents
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Description
第1の本発明は、第2の目的(アーム幅方向にコンパクト)を達成するため、下記段落0010の態様を備え、
第2の本発明は、第3の目的(揺動ガイドなしでピボット支持)を達成するため、下記段落0011の態様を備え、
第3の本発明は、第2の目的及び第3の目的を達成するため、下記段落0010の態様及び下記段落0011の態様を備え、
第4の本発明は、下記段落0021の態様を備え、
第5の本発明は、下記段落0017の[1]の態様及び下記段落0022の態様を備える。
[1]第一切替ピンが第一連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二連結位置に配される両連結状態と、第一切替ピンが第一非連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二連結位置に配される片連結状態と、第一切替ピンが第一非連結位置に配され、且つ、第二切替ピンが第二非連結位置に配される非連結状態とに、切り替える態様。この態様によれば、シンプルな構成で、3段階切替を実現できる。
[2]第一切替ピンが第一連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二非連結位置に配される第1片連結状態と、第一切替ピンが第一非連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二連結位置に配される第2片連結状態と、第一切替ピンが第一非連結位置に配され、且つ、第二切替ピンが第二非連結位置に配される非連結状態とに、切り替える態様。このような態様によれば、第1片連結状態でのリフト曲線と、第2片連結状態でのリフト曲線とが交わる態様での実施が可能になる。
[a]第一バネの方が第二バネよりも、バネ定数が大きい態様。
[b]第一切替ピンよりも第二切替ピンの方が、前記油圧を受ける面積が大きい態様。
図2,図3,図5等に示すカムシャフト10は、内燃機関が2回転する毎に1回転する。カムシャフト10に、1つの第一カム13(大リフトカム)と2つの第二カム14,14(小リフトカム)とが突設されている。詳しくは、図5等に示すように、第一カム13よりもアーム幅方向一方側に一方の第二カム14が設けられ、第一カム13よりもアーム幅方向他方側に他方の第二カム14が設けられている。第一及び第二のいずれものカム13,14も、ベース円13a,14aと、ベース円から突出したノーズ13b,14bとを備えている。第一カム13(大リフトカム)のノーズ13bの方が、第二カム14(小リフトカム)のノーズ14bよりも、作用角及びリフト量が大きい。
メインアーム20は、図3等に示すように、その後部の下面に半球状凹部21を備えている。半球状凹部21が、ピボット9の上端にある半球部9aの上に載置されることで、メインアーム20がピボット9に揺動可能に支持されている。半球部9aの求心を通る直線が、メインアーム20の揺動軸線Rとなっている。メインアーム20は、前端部にバルブ7のステムエンドに当接する押圧面22を備えており、揺動時には押圧面22でバルブ7を駆動する。メインアーム20の前部には、図1等に示すように、支持シャフト24が取り付けられている。支持シャフト24は、メインアーム20の前部をアーム幅方向に貫通することで、メインアーム20の前部からアーム幅方向両側に突出している。メインアーム20の前端部には、掛止突起27が前方に突出する形で設けられている。メインアーム20のアーム幅方向中間部には、図1等に示すように、空所29が形成されている。メインアーム20のアーム幅方向両側の各側面には、図2等に示すように、該空所29にまで貫通した長孔23が設けられている。長孔23は、メインアーム20に対する第一サブアーム30の相対揺動方向に延びている。
第一サブアーム30は、図1等に示すように、メインアーム20よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部31と、メインアーム20よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部32とを備えたアウタアームである。一方部31の前端部は、支持シャフト24のアーム幅方向一方に突出した部分に軸支されている。他方部32の前端部は、支持シャフト24のアーム幅方向他方に突出した部分に軸支されている。それにより、メインアーム20に対して第一サブアーム30が前端部を軸に相対揺動可能に支持されている。第一サブアーム30の前後中間部には、メインアーム20の長孔23及び空所29を通過して一方部31から他方部32にまで延びるローラシャフト33が設置されている。ローラシャフト33における空所29内に位置する部位に、第一カム13に当接するローラ34が回転可能に軸支されている。ローラ34が、図6〜図8等に示すように、第一カム13(大リフトカム)に押圧されることで、第一サブアーム30が揺動する。第一サブアーム30の前後中間部には、アーム幅方向両側に突出する掛止突起37が設けられている。一方部31及び他方部32の各後部には、図4等に示すように、アーム幅方向内側(メインアーム20側)に開口したピン穴35が設けられている。そのピン穴35は、ベース円時にメインアーム20の第一ピン穴25と連通する。
第二サブアーム40は、図1等に示すように、メインアーム20よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部41と、メインアーム20よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部42とを備えたアウタアームである。一方部41の先端部は、支持シャフト24のアーム幅方向一方に突出した部分に、第一サブアーム30の一方部に並べて軸支されている。他方部42の先端部は、支持シャフト24のアーム幅方向他方に突出した部分に、第一サブアーム30の他方部32に並べて軸支されている。それにより、メインアーム20に対して第二サブアーム40が前端部を軸に相対揺動可能に支持されている。一方部41は、第一サブアーム30の一方部31と一方の第二カム14との間に介装されている。他方部42は、第一サブアーム30の他方部32と他方の第二カム14との間に介装されている。詳しくは、一方部41は、第一サブアーム30の一方部31と平面視で重なる位置に上方にずらして設置され、他方部42は、第一サブアーム30の他方部32と平面視で重なる位置に上方にずらして設置されている。一方部41及び他方部42の各上面に、第二カム14,14に摺接するスリッパ44,44が設けられている。図7,図8等に示すように、各スリッパ44が各第二カム14に押圧されることで、一方部41及び他方部42(第二サブアーム40)が揺動する。一方部41及び他方部42の各後部には、図4等に示すように、アーム幅方向内側(メインアーム20側)に開口したピン穴46が設けられている。そのピン穴46は、ベース円時にメインアーム20の第二ピン穴26と連通する。
切替装置50は、図4等に示すように、第一及び第二切替ピン51,61と、第一及び第二バネ55,65と、油圧機構71とを含み構成されている。
[A]図2等に示すように、アーム幅方向にみた側面視で、第一及び第二の両切替ピン51,61が重ならない位置に相互にずらして配置されるため、両切替ピン95,96がベース円時にアーム幅方向に並ぶ従来例(図11,図12)とは違い、メインアーム20のアーム幅方向一方側に第一サブアーム30を設け、アーム幅方向他方側に第二サブアーム40を設けなければならないといった位置関係の制約がなくなる。そのため、3本のアーム20,30,40の位置関係の自由度が大きくなる。
[D]小リフト状態の時には、第一サブアーム30がメインアーム20から切り離されるので、第一カム13(大リフトカム)のプロフィール(リフト曲線)に対して、第二カム14(小リフトカム)のプロフィール(リフト曲線)が交わるように設計することも可能になる。
[変更例1]
第一切替ピン51と第二切替ピン61との径(端面の面積)を同じにし、代わりに、第一バネ55のバネ定数を、第二バネ65のバネ定数よりも大きくしてもよい。
[変更例2]
ピボット9を、バルブクリアランスを自動で埋めるピボット(油圧式ラッシュアジャスタ等)に変更してもよい。
[変更例3]
カムシャフト10に、小リフトカム(実施例1,2の第二カム14、実施例3の第一カム)よりもリフト量及び作用角が小さい第三カムを形成し、メインアーム20に第三カムに摺接するスリッパを設けてもよい。
2 可変動弁機構(実施例2)
3 可変動弁機構(実施例3)
13 第一カム
13a 第一カムのベース円
14 第二カム
14a 第二カムのベース円
20 メインアーム
23 長孔
29 空所
30 第一サブアーム
31 第一サブアームの一方部
32 第一サブアームの他方部
33 ローラシャフト
34 ローラ
39 ロストモーションスプリング
40 第二サブアーム
41 第二サブアームの一方部
42 第二サブアームの他方部
50 切替装置
51 第一切替ピン
55 第一バネ
61 第二切替ピン
65 第二バネ
71 油圧機構
P1 第一連結位置
P2 第二連結位置
Q1 第一非連結位置
Q2 第二非連結位置
R メインアームの揺動軸線
M 揺動軸線とローラとの間
Claims (9)
- プロフィールが異なる第一カム(13)及び第二カム(14)と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム(20)と、第一カム(13)に押圧されて揺動する第一サブアーム(30)と、第二カム(14)に押圧されて揺動する第二サブアーム(40)と、切替装置(50)とを備え、
切替装置(50)は、メインアーム(20)と第一サブアーム(30)との間を跨ぐ第一連結位置(P1)と跨がない第一非連結位置(Q1)とに変位可能に設けられた第一切替ピン(51)と、メインアーム(20)と第二サブアーム(40)との間を跨ぐ第二連結位置(P2)と跨がない第二非連結位置(Q2)とに変位可能に設けられた第二切替ピン(61)とを備え、メインアーム(20)の揺動軸線(R)の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン(51,61)は、少なくとも両カム(13,14)のベース円(13a,14a)が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
第一サブアーム(30)と第二サブアーム(40)とは、少なくともベース円時に平面視で重なる位置に相互に上下にずらして配置されている
内燃機関の可変動弁機構。 - プロフィールが異なる第一カム(13)及び第二カム(14)と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム(20)と、第一カム(13)に押圧されて揺動する第一サブアーム(30)と、第二カム(14)に押圧されて揺動する第二サブアーム(40)と、切替装置(50)とを備え、
切替装置(50)は、メインアーム(20)と第一サブアーム(30)との間を跨ぐ第一連結位置(P1)と跨がない第一非連結位置(Q1)とに変位可能に設けられた第一切替ピン(51)と、メインアーム(20)と第二サブアーム(40)との間を跨ぐ第二連結位置(P2)と跨がない第二非連結位置(Q2)とに変位可能に設けられた第二切替ピン(61)とを備え、メインアーム(20)の揺動軸線(R)の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン(51,61)は、少なくとも両カム(13,14)のベース円(13a,14a)が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
メインアーム(20)はピボット(9)により揺動可能に支持され、
第一サブアーム(30)及び第二サブアーム(40)は、いずれも、メインアーム(20)よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部(31,41)と、メインアーム(20)よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部(32,42)とを備えたアウタアームである
内燃機関の可変動弁機構。 - プロフィールが異なる第一カム(13)及び第二カム(14)と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム(20)と、第一カム(13)に押圧されて揺動する第一サブアーム(30)と、第二カム(14)に押圧されて揺動する第二サブアーム(40)と、切替装置(50)とを備え、
切替装置(50)は、メインアーム(20)と第一サブアーム(30)との間を跨ぐ第一連結位置(P1)と跨がない第一非連結位置(Q1)とに変位可能に設けられた第一切替ピン(51)と、メインアーム(20)と第二サブアーム(40)との間を跨ぐ第二連結位置(P2)と跨がない第二非連結位置(Q2)とに変位可能に設けられた第二切替ピン(61)とを備え、メインアーム(20)の揺動軸線(R)の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン(51,61)は、少なくとも両カム(13,14)のベース円(13a,14a)が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
第一サブアーム(30)と第二サブアーム(40)とは、少なくともベース円時に平面視で重なる位置に相互に上下にずらして配置されており、
メインアーム(20)はピボット(9)により揺動可能に支持され、
第一サブアーム(30)及び第二サブアーム(40)は、いずれも、メインアーム(20)よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部(31,41)と、メインアーム(20)よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部(32,42)とを備えたアウタアームである
内燃機関の可変動弁機構。 - プロフィールが異なる第一カム(13)及び第二カム(14)と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム(20)と、第一カム(13)に押圧されて揺動する第一サブアーム(30)と、第二カム(14)に押圧されて揺動する第二サブアーム(40)と、切替装置(50)とを備え、
切替装置(50)は、メインアーム(20)と第一サブアーム(30)との間を跨ぐ第一連結位置(P1)と跨がない第一非連結位置(Q1)とに変位可能に設けられた第一切替ピン(51)と、メインアーム(20)と第二サブアーム(40)との間を跨ぐ第二連結位置(P2)と跨がない第二非連結位置(Q2)とに変位可能に設けられた第二切替ピン(61)とを備え、メインアーム(20)の揺動軸線(R)の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン(51,61)は、少なくとも両カム(13,14)のベース円(13a,14a)が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
メインアーム(20)は、アーム幅方向中間部に空所(29)を備えると共に、アーム幅方向両側の各側面に、メインアーム(20)に対する第一サブアーム(30)の揺動方向に延びる長孔(23)が、該空所(29)にまで貫通する形で設けられ、
第一サブアーム(30)は、メインアーム(20)よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部(31)と、メインアーム(20)よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部(32)と、メインアーム(20)の長孔(23)及び空所(29)を通過して一方部(31)から他方部(32)にまで延びるローラシャフト(33)と、該ローラシャフト(33)における前記空所(29)内に位置する部位に軸支されたローラ(34)とを備え、ローラ(34)が第一カム(13)に押圧される
内燃機関の可変動弁機構。 - プロフィールが異なる第一カム(13)及び第二カム(14)と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム(20)と、第一カム(13)に押圧されて揺動する第一サブアーム(30)と、第二カム(14)に押圧されて揺動する第二サブアーム(40)と、切替装置(50)とを備え、
切替装置(50)は、メインアーム(20)と第一サブアーム(30)との間を跨ぐ第一連結位置(P1)と跨がない第一非連結位置(Q1)とに変位可能に設けられた第一切替ピン(51)と、メインアーム(20)と第二サブアーム(40)との間を跨ぐ第二連結位置(P2)と跨がない第二非連結位置(Q2)とに変位可能に設けられた第二切替ピン(61)とを備え、メインアーム(20)の揺動軸線(R)の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン(51,61)は、少なくとも両カム(13,14)のベース円(13a,14a)が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
切替装置(50)は、第一切替ピン(51)が第一連結位置(P1)に配され、且つ、第二切替ピン(61)が第二連結位置(P2)に配される両連結状態と、第一切替ピン(51)が第一非連結位置(Q1)に配され、且つ、第二切替ピン(61)が第二連結位置(P2)に配される片連結状態と、第一切替ピン(51)が第一非連結位置(Q1)に配され、且つ、第二切替ピン(61)が第二非連結位置(Q2)に配される非連結状態とに、切り替えるものであり、
第二サブアーム(40)は、第一サブアーム(30)と第二カム(14)との間に介装されており、
片連結状態のときには、第一サブアーム(30)を第一カム(13)に付勢し、非連結状態のときには、第一サブアーム(30)を第一カム(13)に付勢すると共に、第一サブアーム(30)を介して第二サブアーム(40)を第二カム(14)に付勢するロストモーションスプリング(39)を備えている
内燃機関の可変動弁機構。 - 第一サブアーム(30)は、第一カム(13)に押圧されるローラ(34)を回転可能に備え、
一方の切替ピン(51)は、少なくともその一部が少なくともベース円時に側面視でメインアームの揺動軸線(R)とローラ(34)との間(M)にかかる位置に配置され、他方の切替ピン(61)は、その全体が少なくともベース円時に側面視でメインアームの揺動軸線(R)よりも上方にくる位置に配置されている
請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構。 - 切替装置(50)は、
一の油圧系統の油圧で両切替ピン(51,61)を押圧する油圧機構(71)と、第一切替ピン(51)を前記油圧による押圧方向の反対方向に付勢する第一バネ(55)と、第二切替ピン(61)を前記油圧による押圧方向の反対方向に付勢する第二バネ(65)とを備え、
油圧機構(71)は、
前記油圧を、第一切替ピン(51)を押圧する力が第一バネ(55)の付勢力よりも大きくなり、且つ、第二切替ピン(61)を押圧する力が第二バネ(65)の付勢力よりも大きくなる高圧にすることで、バルブ(7)の駆動状態を第1状態に切り替え、
前記油圧を、第一切替ピン(51)を押圧する力が第一バネ(55)の付勢力よりも小さくなり、且つ、第二切替ピン(61)を押圧する力が第二バネ(65)の付勢力よりも大きくなる中圧にすることで、バルブ(7)の駆動状態を第2状態に切り替え、
前記油圧を、第一切替ピン(51)を押圧する力が第一バネ(55)の付勢力よりも小さくなり、且つ、第二切替ピン(61)を押圧する力が第二バネ(65)の付勢力よりも小さくなる低圧にすることで、バルブ(7)の駆動状態を第3状態に切り替える
請求項1〜6のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構。 - 第一バネ(55)の方が第二バネ(65)よりも、バネ定数が大きい請求項7記載の内燃機関の可変動弁機構。
- 第一切替ピン(51)よりも第二切替ピン(61)の方が、前記油圧を受ける面積が大きい請求項7又は8記載の内燃機関の可変動弁機構。
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