JP4180013B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、吸気あるいは排気バルブの駆動位相を可変可能とした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 can vary the drive phase of an intake or exhaust valve.
自動車に搭載されるエンジン(内燃機関)には、エンジンの排出ガス対策や燃費低減などの理由から、可変動弁装置を搭載して、自動車の運転状態に応じて、吸・排気バルブの位相(開閉タイミング)を変化させることが行われている。 Engines (internal combustion engines) installed in automobiles are equipped with variable valve systems for reasons such as engine exhaust gas countermeasures and fuel efficiency reduction, and the intake and exhaust valve phases ( The opening / closing timing is changed.
このような可変動弁装置には、カムシャフトに形成されているカムの位相を、一旦、ベース円区間とリフト区間とが連なる往復式のカムに置き換える往復カム式構造がある。同構造の多くは、往復式カムに置き換えたベース円区間とリフト区間との比率を可変させるロッカアーム機構を採用して、同比率を自動車の運転状態に応じて変化させる構造が用いられている(例えば特許文献1を参照)。
エンジンでは、燃費低減のために、ポンピングロスを低減させることが求められている。 Engines are required to reduce pumping loss in order to reduce fuel consumption.
ところで、ポンピングロスの低減を考慮した場合、吸気バルブの位相を変化させるときは、開弁時期をほぼ揃えて、位相(開閉タイミング)を可変することが望ましい(ロスなく吸入空気が気筒内へ吸入される状況をつくることによる)。 By the way, considering the reduction of pumping loss, when changing the phase of the intake valve, it is desirable to make the valve opening timing almost the same and to change the phase (open / close timing) (intake air is sucked into the cylinder without loss) By creating a situation to be).
ところが、特許文献1に示される可変動弁装置は、単にカムシャフトのカム位相を往復式カムに置き換える構造上、得られるカム位相の可変は、最大リフト量となる部分がほぼ揃いながら、開弁時期と閉弁時期とが変化するようになる。
However, the variable valve device disclosed in
そこで、このような往復式の可変動弁装置を搭載したエンジンでは、別途、これとは方式の異なる可変動弁装置、具体的には油圧力でカム自身を進角や遅角方向に変位させる方式の可変動弁装置を併用して、開弁時期をほぼ揃えるように吸気バルブの位相を可変させて、ポンピングロスを低減させている。 Therefore, in an engine equipped with such a reciprocating variable valve device, a variable valve device having a different system is used. Specifically, the cam itself is displaced in the advance or retard direction by hydraulic pressure. In combination with the variable valve system of the system, the phase of the intake valve is varied so that the valve opening timings are substantially aligned, thereby reducing the pumping loss.
しかしながら、このような異なる方式の可変動弁装置の手助けを受けて、バルブの位相を可変したのでは、複数の可変動弁装置を併用するために、両方の可変システムを同時に正しく制御する必要があると共に、位相可変量も大きくする必要があるため、応答性や可変量が不足し、十分な燃費の改善が図れないおそれがあるといった問題がある。 However, if the phase of the valve is varied with the help of such a variable valve system, it is necessary to correctly control both variable systems simultaneously in order to use a plurality of variable valve systems. In addition, there is a problem that since the phase variable amount needs to be increased, the responsiveness and the variable amount are insufficient, and there is a possibility that sufficient fuel consumption cannot be improved.
そこで、本発明の目的は、比較的簡単な構成により、バルブリフト量や開弁期間を調整し、十分な可変量を確保しつつ、開弁時期よりも閉弁時期の大きな可変が行える内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to adjust the valve lift amount and the valve opening period with a relatively simple configuration, and to ensure a sufficient variable amount, and to make the valve closing timing variable more than the valve opening timing. An object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus.
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、カムシャフトに形成されたカムにより駆動されて吸気又は排気バルブを開閉するロッカアーム機構には、ロッカシャフトに揺動自在に支持され吸気又は排気バルブを駆動可能な第1アームと、カムにより駆動されてロッカシャフト側を支点として揺動する第2アームと、ロッカシャフトの近傍に配置された支持軸に揺動自在に設けられ、第2アームの変位を受け第2アームの支点移動がもたらす姿勢変化によりカムの位相を可変させて第1アームを駆動する第3アームと、カムとの当接位置を該カムの移動方向前後へ変位させるべく第2アームのロッカシャフト側の支点を変位させる可変機構とを有する構成に加え、さらに、第2アームには第3アームを駆動する駆動面を有し、第3アームには、該第3アームの揺動方向に、外周部に駆動面と面接触する被駆動面を有する軸部材が回動自在に支持されて、第2アームの変位が、被駆動面と駆動面との間ですべりを伴いながら、第3アームへ伝わる構成を採用した。 In order to achieve the above object, the rocker arm mechanism that is driven by a cam formed on the camshaft to open and close the intake or exhaust valve is supported by the rocker shaft in a swingable manner. Alternatively, a first arm that can drive the exhaust valve, a second arm that is driven by a cam and swings about the rocker shaft side as a fulcrum, and a support shaft disposed in the vicinity of the rocker shaft is swingably provided. The position of contact between the cam and the third arm that drives the first arm by changing the phase of the cam by the posture change caused by the movement of the fulcrum of the second arm in response to the displacement of the two arms is displaced forward and backward in the moving direction of the cam. In addition to the structure having a variable mechanism for displacing the fulcrum of the second arm on the rocker shaft side, the second arm further has a drive surface for driving the third arm, In the swing direction of the third arm, a shaft member having a driven surface that is in surface contact with the driving surface is rotatably supported in the outer peripheral portion, and the displacement of the second arm is Adopted a structure that transmits to the third arm while sliding with the drive surface.
さらに上記目的に加え、駆動面と被駆動面との面接触を利用して、第2アームの姿勢を位置決めるよう、第2アームから延びるアーム部端を凹部内に差し込んで該アーム部端に形成される傾斜面と、凹部の底面に形成される被駆動面の相互を面接触させる構成を採用して、第2アームの姿勢が凹部の内壁面によって規制されるようにした。 Further, in addition to the above purpose, the end of the arm portion extending from the second arm is inserted into the recess so as to position the second arm by using the surface contact between the driving surface and the driven surface. The configuration in which the inclined surface formed and the driven surface formed on the bottom surface of the recess are brought into surface contact with each other so that the posture of the second arm is regulated by the inner wall surface of the recess.
請求項2に記載の発明は、さらに上記目的に加え、さらに開弁時期をほぼ揃えたタイミングで連続的にバルブの開閉タイミングおよびバルブのリフト量の可変が行われるよう、第3アームには、第1アームを駆動するべく第1アームと接する伝達面部を有し、同伝達面部を、支持軸の中心からの距離が変化する変換部を備えた構成にして、当接位置の変位がもたらす第2アームの姿勢変化により、支持軸から伝達面部までの距離を変化させて、第1アームに伝わるカムの位相が、吸気又は排気バルブのバルブリフト量と共に連続的に変わるようにした。
In addition to the above object, the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、第1〜第3アームを組み合わせた簡素な単一のロッカアーム機構で、十分な可変量を確保しつつ、開弁時期よりも閉弁時期の大きな可変ができる。 According to the first aspect of the present invention, a simple single rocker arm mechanism that combines the first to third arms can ensure a sufficient variable amount and can vary the valve closing timing larger than the valve opening timing. it can.
しかも、第2アームの変位は、該第2アームに形成された駆動面と第3アームに形成された被駆動面との間ですべりを伴いながら第3アームへ伝わるようにしてあるので、スムーズな駆動力の伝達のもとで、カム位相の可変ができる。そのうえ、駆動面と被駆動面との間には広い接触面積が確保されるから(面接触による)、常にバルブを駆動するのに必要な駆動力が第2アームから第3アームへ安定して伝達され、良好な可変動作が期待できる。加えて、第3アームの姿勢の変化は、駆動面と被駆動面との接触を利用して広範囲に行われ、十分な可変量を確保することができる。 In addition, the displacement of the second arm is transmitted to the third arm while sliding between the driving surface formed on the second arm and the driven surface formed on the third arm, so that smooth The cam phase can be varied under the proper driving force transmission. In addition, since a large contact area is secured between the driving surface and the driven surface (due to surface contact), the driving force necessary to always drive the valve is stably from the second arm to the third arm. It is transmitted and good variable operation can be expected. In addition, the change in the posture of the third arm is performed over a wide range using the contact between the driving surface and the driven surface, and a sufficient variable amount can be ensured.
上記効果に加え、別途、位置決め機構を必要とせずに、駆動面と被駆動面とが面接触することを利用して、第2アームと第3アーム間のカムシャフト軸方向の位置を決めることができる。 In addition to the above effects , the position of the camshaft axial direction between the second arm and the third arm is determined by utilizing the fact that the driving surface and the driven surface are in surface contact without the need for a positioning mechanism. Can do.
請求項2に記載の発明によれば、上記効果に加え、開弁時期をほぼ揃えながらカム位相の連続的な可変、さらにはバルブリフト量の連続的な可変ができるといった効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the above effects, there is an effect that the cam phase can be continuously changed and the valve lift amount can be continuously changed while the valve opening timings are substantially aligned.
[一実施形態]
以下、本発明を図1〜図8に示す一実施形態にもとづいて説明する。
[One Embodiment]
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in FIGS.
図1は、内燃機関、例えば複数気筒が直列に並ぶレシプロ式ガソリンエンジンのシリンダヘッド1の断面図を示している。このシリンダヘッド1の下面には、気筒の配列にならって燃焼室2が長手方向に沿って形成されている。これら燃焼室2毎に、例えば2個づつ(一対)、吸気ポート3および排気ポート4(片側しか図示せず)が設けてある。さらにシリンダヘッド1の上部には、吸気ポート3を開閉する吸気バルブ5(往復バルブで構成される)、排気ポート4を開閉する排気バルブ6(往復バルブで構成される)がそれそれ組付けられている。なお、複数の吸気バルブ5、複数の排気バルブ6には、いずれもバルブスプリング7で閉方向に付勢される常閉式が用いてある。またシリンダヘッド1の上部には、複数の吸気バルブ5、複数の排気バルブ6を駆動させる動弁系、例えばSOHC式の動弁系8が搭載されている。
FIG. 1 shows a sectional view of a
この動弁系8について説明すると、10は、燃焼室2の頭上にシリンダヘッド1の長手方向に回転自在に配設されたカムシャフト、11は、このカムシャフト10を挟む上部片側(シリンダヘッド幅方向片側)に上記カムシャフト10とほぼ平行に配設された回動可能な吸気側のロッカシャフト、12は、その反対側に上記カムシャフト10とほぼ平行に配設(固定)された排気側のロッカシャフト、13は、ロッカシャフト10の近傍、例えばロッカシャフト11とロッカシャフト12間の上側の地点に、上記カムシャフト10とほぼ平行に配設(固定)された支持シャフト(本願の支持軸に相当)を示す。カムシャフト10は、エンジンのクランク出力により、図1中の矢印方向に沿って回転駆動される部品である。このカムシャフト10には、燃焼室2毎、吸気用カム15(1つ)と排気用カム16(2つ)が形成されている。具体的には、吸気用カム15は燃焼室2の頭上中央となるシャフト部分に形成され、排気用カム16はその吸気用カム15を挟む両側の部分にそれぞれ形成してある(図2に図示)。
The valve system 8 will be described.
このうち排気側のロッカシャフト12には、排気用カム16毎(排気バルブ6毎)に、排気バルブ6駆動用のロッカアーム18(図1;片側しか図示せず)がそれぞれ回動自在に設けられている。また吸気側のロッカシャフト11には、吸気用カム15毎に、複数(一対)の吸気バルブ5を一緒に駆動するロッカアーム機構19が設けられていて、カムシャフト10の回転により、所定の燃焼サイクル(例えば吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程の4サイクル)にしたがい、吸気バルブ5、排気バルブ6を開閉させるようにしてある。
Among them, the
この吸気側のロッカアーム機構19に、可変動弁装置20が採用されている。図2にはこの可変動弁装置20を構成するロッカアーム機構19の平面図が示され、図3には同ロカアーム機構19を分解した斜視図が示されている。
A
同可変動弁装置20を説明すると、同装置20を構成するロッカアーム機構19には、図1〜図3に示されるようにロッカシャフト11に揺動自在に支持されるロッカアーム25(第1アームに相当)と、吸気用カム15で駆動されるセンタロッカアーム35(第2アームに相当)と、支持シャフト13に揺動自在に支持されるスイングカム45(第3アームに相当)とを組み合わせた構造が用いられている。
The
このうちロッカアーム25には、例えば図3に示されるような複数(一対)の吸気バルブ5へ変位を伝える部分を二股形状にした構造が採用されている。例えばロッカアーム25は、中央に筒状のロッカシャフト支持用ボス26を有し、そのボス26を挟んだ一端側に、吸気バルブ5の駆動をなす駆動部分、例えばアジャストスクリュ部27をもつ一対のロッカアーム片29を並行に配置し、これらロッカアーム片29の他端部間に、当接子となるローラ部材30を回転自在に挟み込んだ構造が用いられている。なお、32はローラ部材30を回転自在に枢支するための短シャフトを示す。そして、組み上げられたロッカアーム25の各ロッカシャフト支持用ボス26がロッカシャフト11に揺動自在に嵌挿され、ローラ部材30をシリンダヘッド1の中央側に向け、残るアジャストスクリュ部27をそれぞれシリンダヘッド1の上部から突き出ている吸気バルブ5の上部端(バルブステム端)に配置させてある。
Of these, the
またセンタロッカアーム35には、図1および図3に示されるように吸気用カム15のカム面と転接する転接子、例えばカムフォロア36と、同カムフォロア36を回転自在に支持する枠形のホルダ部37とをもつ、ほぼL形部材が用いられている。具体的には、センタロッカアーム35は、カムフォロア36を中心として、ホルダ部37から上方、具体的にはロッカシャフト11と支持シャフト13間へ向かって柱状に延びる中継用アーム部38(本願のアーム部に相当)と、ホルダ部37の側部から、一対のロッカアーム片39間から露出するロッカシャフト部分11a(図4〜図7に図示)の下側へ延びる平板状の支点用アーム部39とを有して、L形に形成してある。そして、中継用アーム部38の先端(上端面)には、スイングカム45へ変位を伝える中継面(本願の駆動面に相当)として、例えばロッカシャフト11側が低く、支持シャフト13側が高くなるよう傾斜させた平坦な傾斜面40が形成してある。残る支点用アーム部39の先端部は、例えばロッカシャフト部分11aに支持されている。この支持には、例えば図1および図3に示されるようにロッカシャフト部分11aに、球面状部41aが下端部に形成されたピン部材41を、支点用アーム部39の先端部に向かって、ロッカシャフト部分11aの上側から下側へ貫通(径方向)するように螺挿して固定(例えばナット41bで固定)し、ロッカシャフト部分11aから突き出たピン端部を支点用アーム部39で支持する構造が用いられている。すなわち、支点用アーム部39の先端部上面には、ロッカシャフト部分11aから突き出た球面状部41aと回動可能に嵌まり合う半球面状の受け部42が形成されている。これにより、センタロッカアーム35は、カムフォロア36が吸気用カム15で駆動されると、ロッカシャフト11側を支点、すなわち球面状部41aと受け部42とが嵌まり合うピボット部を支点に、上下方向へ揺動するようにしてある。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the
またロッカシャフト11の端部には、制御アクチュエータとして、例えば制御用モータ43(図3のみ図示)が接続されていて、制御用モータ43の作動により、ロッカシャフト11を所望に回動変位、例えば図4および図5に示されるピン部材41が垂直方向に配置された姿勢から、図6および図7に示されるカムシャフト回転方向へほぼ45°の角度に傾いた姿勢までの範囲で回動変位できるようにしている。つまり、制御モータ43、ピボット支持構造で構成される支点移動機構44(本願の可変機構に相当)により、センタロッカアーム35のロッカシャフト11側の支点を、同シャフト11の軸方向と交差する方向に移動(変位)できるようにしている。そして、この移動がもたらすセンタロッカアーム35の位置ずれを利用して、図4〜図7に示されるようにカムフォロア36の吸気用カム15に対する転接位置(当接位置)が可変、すなわち吸気用カム15の回転方向前後へ変位できるようにしている。
Further, for example, a control motor 43 (shown only in FIG. 3) is connected to the end of the
一方、スイングカム45は、図1〜図3に示されるように支持シャフト13に回動自在に嵌挿される筒状のボス部46と、同ボス部46からローラ部材30(ロッカアーム25)へ向って延びるアーム部47と、同アーム部47の下部に形成した変位受け部48とを有して形成されている。このうちアーム部47の先端には、ロッカアーム25へ変位を伝える伝達面部として、例えば上下方向に延びるカム面49が形成されている。このカム面49がロッカアーム25のローラ部材30の外周面に転接させてある。また変位受け部48には、例えば図3に示されるようにアーム部47の下部のうち、カムシャフト10の直上となる下面部分に凹陥部51を形成し、同凹陥部51内に、シャフト10,11と同じ向きで、短シャフト52(本願の軸部材に相当)を回転自在に収めた構造が用いられている。つまり、短シャフト52はスイングカム45の揺動方向に回動自在に設けられる。また凹陥部51の開放部から露出する短シャフト52の下部には、凹部として、例えば溝形の凹部53が形成されている。具体的には、凹部53は、短シャフト52の軸心と交差する方向に延びる溝形に形成してある。そして、この凹部53内に中継用アーム部38(センタロッカアーム35)の先端部が摺動自在に差し込まれている。また凹部53の底面には、傾斜面40と面接触して該傾斜面40をスライド可能に受け止める平面状の受け面53a(本願の被駆動面に相当)が形成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 3, the
これにより、スイングカム45は、センタロッカアーム35の揺動変位を受けると、支持シャフト13を支点とし、凹部53をセンタロッカアーム35からの荷重が作用する作用点とし、カム面49がロッカアーム25を駆動させる力点として、周期的に揺動するようになっている。またスイングカム45は、カムフォロア36が吸気用カム15の所定位置から進角方向や遅角方向へ変位(センタロッカアーム35が吸気用カム15の移動方向前後へ変位)すると、該変位に伴う姿勢の変化から、吸気用カム15の位相が進角方向(あるいは遅角方向)へずれるようになっている。
As a result, when the
またカム面49には、例えば支持シャフト13の中心からの距離が変化する曲面(本願の変換部)が用いられている。これには、例えば図1中に示されるようにカム面49の上部側をベース円区間α、すなわち図1中に示されるように支持シャフト13の軸心を中心とした円弧面で形成された区間とし、下部側をリフト区間β、すなわち上記円弧に連続した反対向きの円弧面及びさらに反対向きの円弧面、例えば吸気用カム15のリフト域のカム形状と同じような円弧面で形成された区間とした曲面が用いられている。このカム面49により、カムフォロア36が吸気用カム15の所定位置から進角方向へ変位(センタロッカアーム35の支点位置が変位)すると、ローラ部材30が接するカム面49の領域が変化、詳しくはローラ部材30が行き交うベース円区間αとリフト区間βの比率が変化するようにしてある。この進角方向の位相変化を伴いながら行われる区間α,βの比率の変化により、吸気バルブ5の開閉タイミングが開弁時期を揃えつつ連続的に可変されたり、同時に吸気バルブ5のバルブリフト量が連続的に可変されたりしている。
The
なお、図1中、54は、吸気カム15と、センタロッカアーム35およびスイングアーム45の相互間を密接する方向に付勢するためのプッシャ、55は燃焼室2内の混合気を点火する点火プラグを示す。
In FIG. 1, 54 is a pusher for energizing the
つぎに、このように構成された可変動弁装置20の作用を説明する。
Next, the operation of the variable
まず、吸気バルブ5の開閉に伴うロッカアーム機構19の動きについて説明すれば、今、カムシャフト10が回転(矢印方向)しているとする。
First, the movement of the
このとき、センタロッカアーム35のカムフォロア36は、ロッカアーム片29間に配置されている吸気用カム15を受けていて、同カム15のカムプロフィールにならい駆動される。すると、センタロッカアーム35は、ロッカシャフト11側のピボット部を支点として上下方向へ揺動される。そして、この揺動変位が、センタロッカアーム35の直上にあるスイングカム45へ伝わる。
At this time, the
ここで、スイングカム45は、一端部が支持シャフト13で揺動自在に支持され、他端部がロッカアーム25のローラ部材30に転接されている。この状態から、下部に有る回転自在な短シャフト52に形成した受け面53aで、中継用アーム部38先端の傾斜面40を受けている。これにより、スイングカム45は、傾斜面40をすべりながら(摺動)、該傾斜面40で押し上げられたり下降したりするといった挙動を繰り返す。このときの傾斜面40と受け面53aとの間で発生するすべり、さらには該すべりに伴う短シャフト52の回動変位により、センタロッカアーム35とスイングカム45との間を仲立ちしながら、センタロッカアーム35からの変位がスムーズにスイングカム45へ伝達される。そして、この伝達がもたらすスイングカム45の揺動により、カム面49が上下方向へ駆動される。
Here, one end portion of the
このとき、カム面49には、ローラ部材30が転接しているから、カム面49でローラ部材30を周期的に押圧する。この押圧を受けてロッカアーム25は、ロッカシャフト11を支点に駆動(揺動)され、複数(一対)の吸気バルブ5を一度に開閉させる。
At this time, since the
こうした運転中、制御モータ43の作動により、ロッカシャフト11を回動させて、例えば最大バルブリフト量が確保される地点に、センタロッカアーム35の支点位置を位置決める。すると、センタロッカアーム35のカムフォロア36は、吸気用カム15上を変位して、スイングカム45のカム面49を垂直に近い角度(ベース円区間αにあるとき)となる姿勢に位置決められる。
During such operation, the
これにより、カム面49は、ローラ部材30が行き交う領域(比率)が、最大のバルブリフト量をもたらす領域、すなわち図4に示される最も短いベース円区間αと図5に示される最も長いリフト区間βに設定される。すると、吸気バルブ5は、狭いベース円区間αと最も長いリフト区間βとがなすカム面部分で駆動されるロッカアーム25にしたがい、図8中のA1の線図に示されるような最大バルブリフト量、さらには所望とする開閉タイミングで開閉される。
As a result, the
一方、吸気用カム15の位相を可変するときは、図6および図7に示されるように制御モータ43の作動により、ロッカシャフト11を最大バルブリフト量が確保される位置(図4および図5中のピン部材41位置)から、時計方向へ回動させる。これにより、センタロッカアーム35のピボット部(支点位置)は、カムシャフト10側へずれる。
On the other hand, when the phase of the
ここで、センタロッカアーム35は、スイングアーム45へ変位を伝える部分が、中継用アーム部38の傾斜面40と同傾斜面40と面接触する短シャフト52の受け面53aとにより形成され、吸気用カム15を受ける部分が吸気用カム15と転接するカムフォロア36で形成されているから、上記変位(ずれ)を受けると、センタロッカアーム35の全体は、カムフォロア36の転接位置が吸気用カム15の進角方向へ進むように変位(ずれ)する。この転接位置の変化により、可変しようとするカム位相の開弁時期が、ピボット部(支点位置)の可変量に応じて早まる。
Here, the
また傾斜面40も、支点の移動を受けて、当初の位置から受け面53aを進角方向へ変位(スライド)する。これにより、センタロッカアーム35は、図6および図7に示されるようにスイングカム45のカム面45が下側へ傾く姿勢に変わる。この傾きが大きくなるにしたがい、ローラ部材30が行き交うカム面49の領域は、ベース円区間αが次第に長く、リフト区間βが次第に短くなる比率の領域に変わる。そして、この可変したカム面49のカムプロフィールがローラ部材30へ伝達され、ロッカアーム25を、開弁時期を早めながら揺動駆動する。これにより、吸気バルブ5の開閉タイミングは、センタロッカアーム35の支点位置の移動にしたがい、図8中に示されるように最大バルブリフト量A1から、ピン部材41が傾くことで得られる最小バルブリフト量A7まで、最大バルブリフト時とほぼ同じ開弁時期から開弁するタイミングを保ちながら、連続的に可変制御される。なお、図6および図7は、この可変制御のうち、最小バルブリフト量A7にしたときの状態を示している。
The
したがって、ロッカアーム25、センタロッカアーム35およびスイングカム45を組み合わせた単一のロッカアーム機構19だけで、開弁時期をほぼ揃えたカム位相の可変ができる。
Therefore, only the single
しかも、センタロッカアーム35の変位は、傾斜面40と受け面53aとの間で生ずるすべり、さらには該すべりに伴う短シャフト52の回動変位(スイングカム45の揺動方向)により、仲立ちされて、スイングカム45へ伝わるようにしてあるから、スムーズな駆動力の伝達で、カム位相が可変できる。そのうえ、傾斜面40と受け面53aは、広い面積で接触しているから(面接触による)、バルブ駆動に必要な駆動力ならびに変位が、安定してセンタロッカアーム35からスイングカム45へ伝えることができ、常に良好なる可変動作が約束できる。加えて、スイングカム45の姿勢変化は、傾斜面40と受け面53aとの面接触を利用して広範囲に行われるので、カム位相の可変量が十分に確保され、十分な可変性能を得ることができる。
Moreover, the displacement of the
また傾斜面40と受け面53aの面接触は、中継用アーム部38端を短シャフト52の凹部53内に差し込んで突き当てて実現しているので、凹部53の両側の内壁面53b,53bによってセンタロッカアーム35の姿勢が規制され、別途、カムシャフト軸方向の位置決めを行う機構を必要とせずに、センタロッカアーム35の位置決めができる。
Further, the surface contact between the
特にスイングカム45には、支持シャフト13からカム面49までの距離を変化させて、ロッカアーム片29,29へ伝わるカム位相をバルブリフト量と共に連続的に可変させる構造が用いてあるので、開弁時期よりも閉弁時期を大きく変化させて連続的に吸気バルブ5の開閉タイミングおよびバルブのリフト量の可変を同時に行うことができる。こうした閉弁時期を大きく変化させることによるバルブリフト量、開閉タイミングの連続的な可変は、ロスを抑えながら吸入空気を気筒内へ吸入させることができ、特にポンピングロスの低減に優れた効果を発揮する。また本発明に位相可変装置を併用しても、位相変化量は小さくてすむため、可変する応答遅れが生じず、十分な燃費の改善を図ることができる。
In particular, the
なお、本発明は上述した一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変更して実施しても構わない。例えば上述した一実施形態は、本発明を吸気バルブのロッカアーム機構に適用した例を挙げたが、これに限らず、排気バルブのロッカアーム機構に適用してもよい。また一実施形態では、SOHC式動弁系(1本のカムシャフトで吸気バルブと排気バルブを駆動する構造)のエンジンに本発明を適用したが、これに限らず、DOHC式動弁系(カムシャフトが吸気側と排気側とに専用にある構造)のエンジンに本発明を適用してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the rocker arm mechanism of the intake valve. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to the rocker arm mechanism of the exhaust valve. In one embodiment, the present invention is applied to an engine of an SOHC valve system (a structure in which an intake valve and an exhaust valve are driven by a single camshaft). However, the present invention is not limited to this, and a DOHC valve system (cam The present invention may be applied to an engine having a structure in which the shaft is dedicated to the intake side and the exhaust side.
5…吸気バルブ、6…排気バルブ、10…カムシャフト、11…吸気側のロッカシャフト、13…支持シャフト(支持軸)、19…ロッカアーム機構、20…可変動弁装置、25…ロッカアーム(第1アーム)、30…ローラ部材(当接子)、35…センタロッカアーム(第2アーム)、38…中継用アーム部(アーム部)、40…傾斜面(駆動面)、44…支点移動機構(可変機構)、45…スイングカム(第3アーム)、49…カム面(伝達面部)、52…短シャフト(軸部材)、53…凹部、53a…受け面(被駆動面)、53b…内壁面、α,β…ベース円区間,リフト区間(変換部)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記カムシャフトと並行に配置されて前記内燃機関に設けられたロッカシャフトと、
前記カムシャフトに形成されたカムにより駆動されて吸気又は排気バルブを開閉するロッカアーム機構と
を有する内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロッカアーム機構は、
前記ロッカシャフトに揺動自在に支持され吸気又は排気バルブを駆動可能な第1アームと、
前記カムと当接して該カムにより駆動され前記ロッカシャフト側を支点として揺動する第2アームと、
前記ロッカシャフトの近傍に配置された支持軸に揺動自在に設けられ、前記第2アームの変位を受け、前記第2アームの支点移動がもたらす該第2アームの姿勢変化にしたがい、前記カムの位相を可変させて前記第1アームを駆動する第3アームと、
前記カムとの当接位置を該カムの移動方向前後へ変位させるべく、前記第2アームの前記ロッカシャフト側の前記支点を変位させる可変機構とを備え、
前記第2アームは、前記第3アームを駆動する駆動面を有し、
前記第3アームは、該第3アームの揺動方向に回動自在に支持され、かつ外周部には前記駆動面と面接触する被駆動面が形成された軸部材を有し、
前記第2アームの変位が、前記被駆動面と前記駆動面との間ですべりを伴いながら、前記第3アームに伝わるようにしてあり、
前記駆動面は、前記第2アームから前記被駆動面へ延びるアーム部の先端に前記第3アームの揺動方向へ傾く傾斜面からなり、
前記被駆動面は、前記軸部材の外周部の一部を凹ませた凹部の底面に平面状に形成されてなり、
前記傾面および前記被駆動面の相互は、前記アーム部端を前記凹部内に差し込ませて面接触させてある
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A camshaft rotatably provided in the internal combustion engine;
A rocker shaft disposed in parallel with the camshaft and provided in the internal combustion engine;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine having a rocker arm mechanism that is driven by a cam formed on the camshaft to open and close an intake or exhaust valve;
The rocker arm mechanism is
A first arm supported swingably on the rocker shaft and capable of driving an intake or exhaust valve;
A second arm that abuts on the cam and is driven by the cam and swings about the rocker shaft side;
The cam is provided on a support shaft disposed in the vicinity of the rocker shaft so as to be swingable. The displacement of the second arm causes a change in the posture of the second arm caused by movement of the fulcrum of the second arm. A third arm that drives the first arm with a variable phase;
A variable mechanism for displacing the fulcrum of the second arm on the rocker shaft side in order to displace the abutting position with the cam in the longitudinal direction of the cam;
The second arm has a drive surface for driving the third arm;
The third arm has a shaft member that is rotatably supported in the swinging direction of the third arm and has a driven surface that is in surface contact with the driving surface on the outer periphery.
The displacement of the second arm, wherein accompanied by sliding between the driven surface and the drive surface, Ri Citea as transmitted to said third arm,
The drive surface comprises an inclined surface inclined in the swing direction of the third arm at the tip of an arm portion extending from the second arm to the driven surface,
The driven surface is formed in a planar shape on the bottom surface of a recess in which a part of the outer peripheral portion of the shaft member is recessed,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the inclined surface and the driven surface are in surface contact with each other by inserting the end of the arm portion into the recess .
前記伝達面部は、前記支持軸の中心からの距離が変化する変換部を備え、
前記当接位置の変位がもたらす前記第2アームの姿勢変化から、前記支持軸から前記伝達面部までの距離を変化させて、前記第1アームに伝わるカムの位相が、前記吸気又は排気バルブのバルブリフト量と共に連続的に可変されるようにしてある
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。 The third arm has a transmission surface portion in contact with the first arm to drive the first arm,
The transmission surface portion includes a conversion portion whose distance from the center of the support shaft changes,
The phase of the cam transmitted to the first arm by changing the distance from the support shaft to the transmission surface portion from the change in posture of the second arm caused by the displacement of the contact position is the valve of the intake or exhaust valve. 2. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable valve operating apparatus is continuously variable together with the lift amount .
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