JP4185868B2 - Variable valve mechanism - Google Patents
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Description
この発明は可変動弁機構に係り、特に、カムシャフトの回転と同期して開閉する弁体の作用角およびまたはリフト量を変化させることのできる内燃機関の可変動弁機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism, and more particularly to a variable valve mechanism for an internal combustion engine that can change the operating angle and / or lift amount of a valve body that opens and closes in synchronization with the rotation of a camshaft.
従来、例えば特開2002−371816号公報に開示されているように、カムと弁体との間に弁体の作用角およびリフト量を変化させる機構を備える可変動弁機構が知られている。この可変動弁機構は、カムの押圧力をロッカーアームに伝達する第一介在アームと、第一介在アームと当接し、制御軸の回転位置に応じた揺動範囲を揺動する第二介在アームとを備えている。この機構では、制御軸の回転位置に応じて第二介在アームの揺動範囲が変化すると、第一介在アームがロッカーアームを介して弁体を押し下げるタイミングおよび弁体の押し下げ量が変化する。このため、上記従来の可変動弁機構によれば、制御軸の回転位置を制御することにより、弁体の作用角およびリフト量を連続的に変化させることができる。また、この従来の機構では、2つの弁体で単一のロッカーアームが共用されている。 Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-371816, a variable valve mechanism that includes a mechanism that changes a working angle and a lift amount of a valve body between a cam and a valve body is known. The variable valve mechanism includes a first intervening arm that transmits the pressing force of the cam to the rocker arm, and a second intervening arm that abuts the first intervening arm and swings the swing range according to the rotational position of the control shaft. And. In this mechanism, when the swing range of the second intervening arm changes according to the rotational position of the control shaft, the timing at which the first intervening arm pushes down the valve body via the rocker arm and the push-down amount of the valve body change. For this reason, according to the conventional variable valve mechanism, the operating angle and lift amount of the valve body can be continuously changed by controlling the rotational position of the control shaft. In this conventional mechanism, a single rocker arm is shared by two valve bodies.
ところで、単一の弁体毎にそれぞれロッカーアームを備える動弁機構において、上記のような機能を有する可変動弁機構を実現するためには、カムの押圧力を受け止める当接面を中央に配置し、その押圧力をそれぞれのロッカーアームに伝達する押圧部を当接面の両側にそれぞれ配置する揺動部材を備える動弁機構が考えられる。 By the way, in a valve mechanism that has a rocker arm for each single valve body, in order to realize a variable valve mechanism that has the above functions, a contact surface that receives the pressing force of the cam is arranged in the center. Then, a valve operating mechanism including a swinging member that arranges pressing portions that transmit the pressing force to the respective rocker arms on both sides of the abutting surface can be considered.
上記動弁機構においては、複数の弁体間で作用角およびリフト量を精度良く同一にする必要があるため、揺動部材の製造精度、加工精度、および組み付け精度を高く維持する必要がある。これに対し、揺動部材の当接面と押圧部が一体で構成されると、その形状が複雑となる故に生産性が低下する場合がある。また、弁体毎に異なる度合いの経時変化が生じた際に、メンテナンス時において、上記のように手間と時間を費やして製造された揺動部材全体を交換するのは効率的ではない。 In the above valve operating mechanism, it is necessary to make the operating angle and the lift amount the same between the plurality of valve bodies with high accuracy, and therefore it is necessary to maintain the manufacturing accuracy, processing accuracy, and assembly accuracy of the swing member high. On the other hand, when the contact surface of the swinging member and the pressing portion are configured integrally, the shape may be complicated, and thus productivity may be reduced. Further, when a change with the passage of time occurs for each valve body, it is not efficient to replace the entire swinging member manufactured with labor and time as described above during maintenance.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、生産性を向上させ、更に、弁体の作用角およびまたはリフト量のばらつきを抑制するための作業効率を向上させることのできる可変動弁機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and improves productivity, and further improves work efficiency for suppressing variation in valve operating angle and / or lift amount. An object of the present invention is to provide a variable valve mechanism that can be used.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、弁体の作用角およびまたはリフト量を変化させる機能を有する可変動弁機構であって、
前記弁体の作用角およびまたはリフト量を所定の可変範囲内で変化させるべく位置が調整される制御軸と、
カムと弁体との間に介在しカムの回転と同期して揺動することにより当該カムの押圧力を前記弁体に伝達する揺動部材と、
前記制御軸の位置に応じて、前記弁体に対する前記揺動部材の相対角を変化させる可変機構とを備え、
前記揺動部材は、前記可変機構から伝達されるカムの押圧力を受け止める中央アームと、更にその押圧力を前記弁体に伝達する揺動アームとを有し、
前記揺動部材は、前記中央アームと前記揺動アームとが分割して構成されており、前記中央アームと前記揺動アームとが連結ピンにより結合されることで一体化されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a variable valve mechanism having a function of changing a working angle and / or a lift amount of a valve body,
A control shaft whose position is adjusted to change the operating angle and / or lift amount of the valve body within a predetermined variable range;
A swinging member that is interposed between the cam and the valve body and swings in synchronization with the rotation of the cam to transmit the pressing force of the cam to the valve body;
A variable mechanism that changes a relative angle of the swing member with respect to the valve body according to a position of the control shaft,
The swing member has a central arm that receives the pressing force of the cam transmitted from the variable mechanism, and a swing arm that transmits the pressing force to the valve body ,
The swing member is configured by dividing the central arm and the swing arm, and the central arm and the swing arm are integrated by being connected by a connecting pin. And
また、第2の発明は、第1の発明において、前記揺動部材は、前記中央アームの両側にそれぞれ前記揺動アームが配置されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the swing member is provided with the swing arm on both sides of the central arm.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、前記中央アームは、前記制御軸に回動可能に支持された第1の軸受け部と、前記第1の軸受け部から前記制御軸の径方向に突出して設けられ、前記可変機構が当接する当接面とを備え、
前記揺動アームは、前記制御軸に回動可能に支持された第2の軸受け部と、前記第2の軸受け部から前記制御軸の径方向に突出して設けられ、カムの押圧力を前記弁体に伝達させる押圧部とを備え、
前記中央アームおよび前記揺動アームは、前記第1の軸受け部における前記当接面の付け根の位置と、前記第2の軸受け部における前記押圧部の付け根の位置との間に挟まれた範囲内で連結されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the central arm includes a first bearing portion rotatably supported on the control shaft, and the control shaft from the first bearing portion. A projecting surface provided in a radial direction, and a contact surface with which the variable mechanism abuts,
The swing arm is provided with a second bearing portion rotatably supported by the control shaft, and protrudes from the second bearing portion in the radial direction of the control shaft, and the cam pressing force is applied to the valve. A pressing portion that is transmitted to the body,
The center arm and the swing arm are within a range sandwiched between the position of the base of the abutment surface in the first bearing portion and the position of the base of the pressing portion in the second bearing portion. It is connected by.
第1の発明によれば、安価な揺動アームのみを交換することができる。そして、本発明によれば、揺動アームの交換により、弁体の作用角およびまたはリフト量のばらつきを抑制することができる。また、本発明によれば、揺動アーム単体での加工が可能となることでその加工作業が容易となるため、揺動アームの加工によっても上記ばらつきを容易に抑制することができる。 According to the first invention, only an inexpensive swing arm can be exchanged. And according to this invention, the fluctuation | variation of the working angle of a valve body and / or a lift amount can be suppressed by replacement | exchange of a rocking | fluctuating arm. In addition, according to the present invention, since the machining can be performed with a single swing arm, the machining operation is facilitated. Therefore, the above-described variation can be easily suppressed even by processing the swing arm.
第2の発明によれば、揺動アームの交換により、2つの弁体間の、弁体の作用角およびまたはリフト量のばらつきを抑制することができる。 According to the second invention, by exchanging the swing arm, it is possible to suppress variation in the operating angle and / or lift amount of the valve body between the two valve bodies.
第3の発明によれば、中央アームと揺動アームとを、それらの結合剛性を高くできる位置で、連結ピンにより効果的に結合することができる。このため、本発明によれば、中央アームと揺動アームとが一体で構成されたものに対し、重量増を最小限に抑えつつ、揺動部材の剛性を確保することができる。 According to the third invention, the central arm and the swing arm can be effectively coupled to each other by the connecting pin at a position where their coupling rigidity can be increased. For this reason, according to the present invention, the rigidity of the swing member can be ensured while minimizing the increase in weight with respect to the structure in which the central arm and the swing arm are integrally formed.
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
[可変動弁機構の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の可変動弁機構10の主要部の斜視図である。図1に示す可変動弁機構は、内燃機関の弁体を駆動するための機構である。ここでは、内燃機関の個々の気筒に2つの吸気弁と2つの排気弁とが備わっているものとする。そして、図1に示す構成は、単一の気筒に配設された2つの吸気弁、或いは2つの排気弁を駆動する機構として機能するものとする。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of variable valve mechanism]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a
図1に示す構成は、吸気弁または排気弁として機能する2つの弁体12を備えている。弁体12には、それぞれ弁軸14が固定されている。弁軸14の端部は、ロッカーアーム16の一端に設けられたピボットに接している。弁軸14には、図示しないバルブスプリングの付勢力が作用しており、ロッカーアーム16は、その付勢力を受けた弁軸14により上方に付勢されている。ロッカーアーム16の他端は、油圧ラッシュアジャスタ18により回動可能に支持されている。油圧ラッシュアジャスタ18によれば、ロッカーアームの高さ方向の位置を油圧により自動調整することにより、タペットクリアランスを自動調整することができる。
The configuration shown in FIG. 1 includes two
ロッカーアーム16の中央部には、ロッカーローラ20が配設されている。ロッカーローラ20の上部には、揺動アーム22が配置されている。以下、揺動アーム22の周辺の構造を、図2を参照して説明する。
A
図2は、揺動部材24とアーム部材26の分解斜視図である。揺動部材24およびアーム部材26は、何れも図1に示す構成における主要な構成部材である。既述した揺動アーム22は、図2に示すように、揺動部材24を構成する部材の1つである。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
すなわち、揺動部材24は、図2に示すように、2つの揺動アーム22と、それらに挟まれた中央アーム27とを、別体で備えている。中央アーム27には、ローラ当接面28が設けられている。2つの揺動アーム22は、2つの弁体12のそれぞれに対応して設けられたものであり、それぞれ既述したロッカーローラ20(図1参照)に接している。
That is, as shown in FIG. 2, the
中央アーム27および2つの揺動アーム22には、それぞれ、軸受け部29および30が設けられている。これらの軸受け部29および30は、中央アーム27と揺動アーム22とが組み合わされた状態で、これらを貫通するように開口している。また、揺動アーム22には、それぞれ、ロッカーローラ20と接する面に同心円部32と押圧部34とが設けられている。同心円部32は、ロッカーローラ20との接触面が軸受け部30と同心円を構成するように設けられている。一方、押圧部34は、その先端側の部分ほど軸受け部30の中心からの距離が遠くなるように設けられている。
The
図3は、本実施形態において用いられる揺動部材24の構成を説明するための図である。より具体的には、図3(A)は、揺動部材24の分解斜視図であり、図3(B)は、揺動部材24を図3(A)に示すB矢視で表した側面図である。中央アーム27の軸受け部29には、揺動アーム22と接するアーム当接面27aが形成されている。これに対応して、2つの揺動アーム22の軸受け部30には、上記アーム当接面27aと重ね合わされるアーム当接面22aがそれぞれ形成されている。また、本実施形態の揺動部材24は、中央アーム27と2つの揺動アーム22とを結合するための連結ピン33を備えている。中央アーム27および揺動アーム22のそれぞれのアーム当接面27aおよび22aには、それぞれ、連結ピン33が挿通されるピン貫通孔27bおよび22bが設けられている。連結ピン33により結合することにより、中央アーム27と2つの揺動アーム22とが相対的に回転するのを規制することができる。また、連結ピン33は、図3(B)に示すように、中央アーム27のローラ当接面28と近接した位置であって、かつ、揺動アーム22の押圧部34と近接した位置に取り付けられている。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the
次に、図2を参照して、アーム部材26について説明する。図2に示すように、アーム部材26は、非揺動部36と揺動ローラ部38を備えている。非揺動部36には貫通孔が設けられており、その貫通孔には制御軸40が挿入される。更に、非揺動部36および制御軸40には、両者の相対位置を固定するための固定ピン42が挿入されている。このため、非揺動部36と制御軸40とは、一体の構造物として機能する。
Next, the
揺動ローラ部38は、2つの側壁44を備えている。これらの側壁44は、回転軸46を介して回動自在に非揺動部36に連結されている。また、2つの側壁44の間には、カム当接ローラ48と、スライドローラ50が配設されている。カム当接ローラ48およびスライドローラ50は、それぞれ側壁44に挟まれた状態で自由に回動することができる。
The
上述した制御軸40は、図示しないシリンダヘッドにより回転自在に保持される部材であり、揺動部材24は、軸受け部29、30を介して制御軸40により保持される部材である。つまり、制御軸40は、軸受け部29、30に挿通された状態で非揺動部36と一体化されるべき部材である。この要求を満たすべく、非揺動部36(つまりアーム部材26)は、制御軸40と固定される前に、揺動部材24の中央アーム27の間に位置合わせされる。制御軸40は、この位置合わせがなされた状態で、軸受け部29、30および非揺動部36を貫通するように挿入される。その後、制御軸40と非揺動部36とを固定すべく固定ピン42が装着される。その結果、揺動部材24(揺動アーム22および中央アーム27)が制御軸40回りを自由に回動することができ、非揺動部36が制御軸40と一体化され、かつ、揺動ローラ部38が非揺動部36に対して揺動し得る機構が実現される。
The
揺動部材24とアーム部材26とが、以上のように組み付けられた場合、揺動部材24と制御軸40との相対角、つまり、揺動部材24と非揺動部36との相対角が所定の条件を満たす範囲では、揺動ローラ部38のスライドローラ50が、揺動部材24のローラ当接面28と接することができる。そして、それら両者の接触を維持しながら、上記の所定の条件を満たす範囲で揺動部材24を制御軸40回りで回動させると、スライドローラ50は、ローラ当接面28に沿って転動することができる。本実施形態の可変動弁機構は、その転動を伴いながら弁体12を開閉動作させる。尚、その動作については、後に図4および図5を参照して詳細に説明する。
When the rocking
図1は、揺動部材24、アーム部材26、および制御軸40が、上記の手順で組み付けられた状態を示している。この状態において、揺動部材24およびアーム部材26の位置は制御軸40の位置により規制される。制御軸40は、図示しない軸受けを介して、既述した条件が満たされるように、つまり、ロッカーアーム16のロッカーローラ20が揺動アーム22に当接するようにシリンダヘッド等の固定部材に固定されている。
FIG. 1 shows a state in which the
制御軸40には、図示しないアクチュエータが連結されている。このアクチュエータは、制御軸40を所定の角度範囲内で回動させることができる。図1に示す状態は、そのアクチュエータにより、制御軸40の回転角を上述した所定の条件を満たす範囲に調整し、かつ、スライドローラ50をローラ当接面28に当接させた状態を示している。
An actuator (not shown) is connected to the
本実施形態の可変動弁機構10は、また、クランクシャフトと同期して回転するカムシャフト52を備えている。カムシャフト52には、内燃機関の気筒毎に設けられたカム54が固定されている。図1に示す状態において、カム54は、カム当接ローラ48に接しており、揺動ローラ部38の上方への移動を規制している。つまり、図1に示す状態では、揺動ローラ部38のカム当接ローラ48およびスライドローラ50を介して、揺動部材24のローラ当接面28がカム54と機械的に連結された状態が実現されている。
The
上述した状態によれば、カム54の回転に伴ってカムノーズがカム当接ローラ48を押圧すると、その力はスライドローラ50を介してローラ当接面28に伝達される。スライドローラ50は、ローラ当接面28の上を転動しながらカム54の作用力を揺動部材24に伝え続けることができる。その結果、揺動部材24に、制御軸40を中心とする回転が生じ、揺動アーム22によりロッカーアーム16が押し下げられ、弁体12に開弁方向の動きが与えられる。可変動弁機構10は、以上説明したように、カム54の作用力を、カム当接ローラ48およびスライドローラ50を介してローラ当接面28に伝達することで弁体12を作動させることができる。
According to the state described above, when the cam nose presses the
[可変動弁機構の動作]
次に、図4および図5を参照して、本発明の実施の形態1の可変動弁機構10の動作を説明する。
[Operation of variable valve mechanism]
Next, the operation of the
上記のように構成された可変動弁機構10は、カム当接ローラ48およびスライドローラ50を介して、カム54とローラ当接面28とが機械的に連結された状態を維持すべく、ロストモーションスプリング56を備えている。図4および図5に示すように、ロストモーションスプリング56は、その上端がシリンダヘッド等に固定された状態で、ローラ当接面28の後端部を付勢している。このロストモーションスプリング56の付勢力は、ローラ当接面28がスライドローラ50を上方に付勢する力として、更には、カム当接ローラ48をカム54に押し当てる力として作用する。その結果、可変動弁機構10は、図4または図5に示すように、カム54とローラ当接面28とが機械的に連結された状態を維持することができる。
The
図4は、可変動弁機構10が弁体12に対して小さなリフトを与えるように動作している様子を示す。以下、この動作を「小リフト動作」と称す。より具体的には、図4(A)は、小リフト動作の過程で弁体12が閉弁している様子を、また、図4(B)は小リフト動作の過程で弁体12が開弁している様子を、それぞれ表している。
FIG. 4 shows a state in which the
図4(A)において、符号θCは、制御軸40の回転位置を表すパラメータである。以下、そのパラメータを「制御軸回転角θC」とする。ここでは、便宜上、制御軸40と非揺動部36とを固定する固定ピン42の軸方向と鉛直方向とのなす角を制御軸回転角θCと定義することとする。また、図4(A)において、符号θAは、揺動アーム22の回転位置を表すパラメータである。以下、そのパラメータを「アーム回転角θA」とする。ここでは、便宜上、揺動アーム22の先端部と制御軸40の中心とを結ぶ直線と水平方向とのなす角をアーム回転角θAと定義することとする。
In FIG. 4A, the symbol θ C is a parameter that represents the rotational position of the
可変動弁機構10において、揺動アーム22の回転位置、つまり、アーム回転角θAは、スライドローラ50の位置により決定される。また、スライドローラ50の位置は、揺動ローラ部38の回転軸46の位置と、カム当接ローラ48の位置とで決定される。そして、カム当接ローラ48とカム54との接触が維持される範囲では、回転軸46が図4における左回り方向に回転するほど、つまり、制御軸回転角θcが大きくなるほど、スライドローラ50の位置は上方に変化する。このため、可変動弁機構10においては、制御軸回転角θCが大きくなるほど、アーム回転角θAが小さくなるという現象が生ずる。
In the
図4(A)に示す状態において、制御軸回転角θCは、カム当接ローラ48がカム54との接触を保てる範囲で、つまり、カム54がカム当接ローラ48の上方への移動を規制し得る範囲でほぼ最大の値とされている。従って、図4(A)に示す状態において、アーム回転角θAは、ほぼ最小の値となっている。可変動弁機構10は、この場合において、揺動アーム22の同心円部32のほぼ中央がロッカーアーム16のロッカーローラ20に接し、その結果、弁体12が閉弁状態となるように構成されている。以下、この場合のアーム回転角θAを、「小リフト時の基準アーム回転角θA0」と称す。
In the state shown in FIG. 4A, the control shaft rotation angle θ C is within a range in which the
図4(A)に示す状態からカム54が回転すると、図4(B)に示すように、カム当接ローラ48がカムノーズにより押圧され、制御軸40方向に移動する。揺動ローラ部38の回転軸46からスライドローラ50までの距離は変化しないため、カム当接ローラ48が制御軸40に近づく際には、ローラ当接面28が、その面上を転動するスライドローラ50により押し下げられる。その結果、アーム回転角θAが大きくなる方向に揺動アーム22が回転し、揺動アーム22とロッカーローラ20との接触点が、同心円部32から押圧部34に移行する。
When the
小リフト動作の際には、上記の如く基準アーム回転角θA0が小さな値とされる。このため、カム54の回転に伴うアーム回転角θAの最大値も、小リフト動作の場合には比較的小さな値となる。以下、その最大値を「小リフト時の最大アーム回転角θAMAX」とする。弁体12には、アーム回転角θAが最大アーム回転角θAMAXとなる時点で最大のリフトが生ずる。可変動弁機構10は、図4(B)に示すように、小リフト時の最大アーム回転角θAMAXが生じた際に、ロッカーローラ20と揺動アーム22との接触点が僅かに押圧部34に入り込み、その結果、僅かなリフトが弁体12に生ずるように構成されている。このため、可変動弁機構10によれば、上述した小リフト動作を行うことで、カム54の回転と同期して、小さなリフトを弁体12に与えることができる。
In the small lift operation, the reference arm rotation angle θ A0 is set to a small value as described above. Therefore, the maximum value of the arm rotation angle theta A due to the rotation of the
また、この場合、カム54の作用力が現実に弁体12を押し下げる期間、つまり、カム54の回転に伴って弁体12が非閉弁状態とされる期間(クランク角幅)も比較的小さなものとなる(以下、この期間を「作用角」と称す)。従って、可変動弁機構10によれば、小リフト動作を行うことで、弁体12の作用角を小さくすることができる。
In this case, the period during which the acting force of the
図5は、可変動弁機構10が弁体12に対して大きなリフトを与えるように動作している様子を示す。以下、この動作を「大リフト動作」と称す。より具体的には、図5(A)は、大リフト動作の過程で弁体12が閉弁している様子を、また、図5(B)は大リフト動作の過程で弁体12が開弁している様子を、それぞれ表している。
FIG. 5 shows a state in which the
大リフト動作を行う場合は、図5(A)に示すように、制御軸回転角θCが十分に小さな値に調整される。その結果、大リフト動作の実行時には、スライドローラ50がローラ当接面28から脱落しない範囲で、非リフト時におけるアーム回転角θA、つまり、基準アーム回転角θA0が十分に大きな値とされる。可変動弁機構10は、その基準アーム回転角θA0において、揺動アーム22とロッカーローラ20との接触点が、同心円部32の端部に位置するように構成されている。このため、大リフト動作の場合にも、弁体12は閉弁状態に維持される。
When performing a large lift operation, as shown in FIG. 5A, the control shaft rotation angle θ C is adjusted to a sufficiently small value. As a result, when the large lift operation is performed, the arm rotation angle θ A when not lifted, that is, the reference arm rotation angle θ A0 is set to a sufficiently large value within a range in which the
図5(A)に示す状態からカム54が回転すると、図5(B)に示すように、カム当接ローラ48がカムノーズに押圧されることにより、アーム回転角θAが大きくなる方向に揺動アーム22が回転する。その結果、揺動アーム22とロッカーローラ20との接触点が、同心円部32から押圧部34に移行する。大リフト動作の際には、上記の如く基準アーム回転角θA0が大きな値とされているため、カム54の回転に伴って生ずる最大アーム回転角θAMAXも大きな値となる。可変動弁機構10は、図5(B)に示すように、そのような最大アーム回転角θAMAXが生じた際に、ロッカーローラ20と揺動アーム22との接触点が、十分に押圧部34に入り込んだ位置となるように構成されている。このため、可変動弁機構10によれば、上述した大リフト動作を行うことで、カム54の回転と同期して、大きなリフトと大きな作用角を弁体12に与えることができる。
When the
本実施形態の可変動弁機構10が以上説明した動作を行い、カム54の押圧力が揺動アーム22に伝達して弁体12を押し下げると、揺動アーム22の押圧部34には、その押圧力に抗するようにバルブスプリングの付勢力が入力される。ローラ当接面28は、カム当接ローラ48およびスライドローラ50を介してカム54と機械的に連結された状態にあるため、ローラ当接面28と押圧部34との間には、バルブスプリングの付勢力による制御軸40回りのトルクが作用する。2つの揺動アーム22と中央アーム27とは、連結ピン33により結合されている。
When the
連結ピン33は、揺動アーム22と中央アーム27とが重なり合うアーム当接面22aおよび27aの範囲内で取り付けることができるものである。揺動アーム22と中央アーム27とを高い剛性で結合させるためには、押圧部34における上記付勢力の力点から連結ピン33による連結点までの距離、および、その連結点からローラ当接面28における上記付勢力の作用点までの距離が、それぞれ短いのが望ましい。また、連結ピン33には、上記トルクがせん断力として作用する。このせん断力を小さくするためには、連結ピン33の位置を制御軸40から遠くするのが望ましい。
The connecting
既述した通り、本実施形態の可変動弁機構10では、連結ピン33は、ローラ当接面28と近接した位置であって、かつ、押圧部34と近接した位置に取り付けられている(図3(B)参照)。このため、本実施形態の可変動弁機構10によれば、揺動部材24は、高い結合剛性を得ることができる。また、上記のような構成とすることにより、連結ピン33に作用するせん断力を小さくすることができる。このため、本実施形態の機構によれば、ピンの小径化が可能となり、一体成形品に対する重量増を最小限に抑えつつ、揺動部材24の剛性を十分に確保することができる。
As described above, in the
以上説明した通り、本実施形態の可変動弁機構10では、押圧部34を有する揺動アーム22と、ローラ当接面28を有する中央アーム27とが別体で構成されている。このため、以下に示す顕著な効果を得ることができる。
As described above, in the
すなわち、本実施形態の可変動弁機構10によれば、揺動アーム22のみを交換することが可能となる。本実施形態の機構では、揺動アーム22が回転してロッカーローラ20との接触点が同心円部32から押圧部34に移行することに伴い、弁体12の開弁動作が開始する。弁体12の開弁動作が開始するタイミング、および弁体12の押し下げ量は、揺動アーム22の押圧部34のプロフィルの変更により調整することが可能である。つまり、揺動アーム22の押圧部34のプロフィルを変更することで、弁体12の作用角およびリフト量の変更が可能である。このため、本実施形態の可変動弁機構10によれば、安価な揺動アーム22のみを交換することで、容易に弁体12間の作用角およびリフト量のばらつきを抑制することができる。
That is, according to the
また、本実施形態の可変動弁機構10によれば、同一の可変動弁機構10により駆動される2つの弁体12に異なる度合いの経時変化が生じた場合に、揺動アーム22の交換のみで、これら2つの弁体12間のばらつきを調整することができる。更に、本実施形態の機構によれば、揺動アーム22単体での加工が可能となることでその加工作業が容易となる。このため、この機構によれば、揺動アーム22の加工によっても2つの弁体12間のばらつきを容易に抑制することができる。
Further, according to the
また、本実施形態の可変動弁機構10では、上記の如く、ローラ当接面28と押圧部34とが、制御軸40の軸方向から見て重なるように配置されている(図3(B)参照)。このため、揺動アーム22および中央アーム27の研削のために多くの手間と時間を必要とする。これに対し、本実施形態の機構によれば、揺動アーム22と中央アーム27とは、単体での加工が可能となるため、各部の加工がそれぞれ容易となる。更には、揺動アーム22は、何枚も重ねた状態で一度に平面研削することが可能となり、生産性を向上させることができる。
Further, in the
また、本実施形態の可変動弁機構10によれば、揺動アーム22の厚さを変更することにより、2つの弁体12の実質的な間隔を変更することができる。このため、本実施形態の可変動弁機構10によれば、安価な揺動アーム22の変更により、2つの弁体の間隔が異なるレイアウトに対応することができる。
Further, according to the
ところで、上述した実施の形態1においては、制御軸40は、回転位置(制御軸回転角θC)が調整されるものとしたが、弁体の作用角およびまたはリフト量を所定の可変範囲内で変化させるべく位置が調整される制御軸は、これに限定されるものではない。例えば、制御軸は、軸線方向に移動可能なものとし、その移動量が調整されるものとしてもよい。
In the first embodiment described above, the
尚、上述した実施の形態1においては、アーム部材26が前記第1の発明における「可変機構」に相当している。
また、上述した実施の形態1においては、軸受け部29および軸受け部30がそれぞれ前記第2の発明における「第1の軸受け部」および「第2の軸受け部」に相当している。
In the first embodiment described above, the
In the first embodiment described above, the bearing
実施の形態2.
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
図6は、本実施形態の可変動弁機構60の構成を説明するための図である。本実施形態の可変動弁機構60は、カム62と弁体との位置関係が異なるのに伴い、中央アーム64のローラ当接面66の位置が、揺動アーム22の押圧部34から離れた配置となるレイアウトとされている点を除き、実施の形態1の構成と同様である。すなわち、可変動弁機構60では、上記レイアウト変更に対応して、中央アーム64のみを異なるものに変更している。このような構成によれば、揺動アーム22については、連結ピン33の結合位置の変更のみで共用することができる。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a view for explaining the configuration of the
本実施形態の可変動弁機構60では、図6に示すように、ローラ当接面66は、中央アーム64の軸受け部68から突出して設けられている。また、押圧部34は、揺動アーム22の軸受け部30から突出して設けられている。中央アーム64と揺動アーム22とは、軸受け部68および30で重ね合わされている。そして、連結ピン33は、ローラ当接面66の付け根部分を貫通するように取り付けられている。
In the
上記のような構成によれば、ローラ当接面66におけるバルブスプリングによる付勢力の作用点から連結ピン33による連結点までの距離を小さくでき、かつ、上記連結点から押圧部34における上記付勢力の力点までの距離を比較的小さくすることができる。このため、本実施形態の可変動弁機構60によれば、中央アーム64と揺動アーム22とを高い剛性で結合させることができる。更に付け加えると、上記の構成では、揺動アーム22と中央アーム27とを、押圧部34に比してローラ当接面66に近い位置で連結している。このため、特にローラ当接面66周辺部に対し、より高い剛性を与えることができる。
According to the configuration as described above, the distance from the point of application of the urging force by the valve spring on the
ところで、上述した実施の形態2においては、連結ピン33による連結点を、ローラ当接面66の付け根の部分としたが、連結ピン33による好適な連結位置は、押圧部34における上記付勢力の力点から連結ピン33による連結点までの距離と、その連結点からローラ当接面66における上記付勢力の作用点までの距離の双方が、或いは、それらの距離の和が短くなるような位置であればよい。このため、連結点の位置は、ローラ当接面66の付け根の位置と、押圧部34の付け根の位置とに挟まれた範囲(図6中に矢印で示された範囲)内としてもよい。
By the way, in Embodiment 2 mentioned above, the connection point by the
10、60 可変動弁機構
12 弁体
16 ロッカーアーム
22 揺動アーム
24 揺動部材
26 アーム部材
27、64 中央アーム
28、66 ローラ当接面
29、30、68 軸受け部
32 同心円部
33 連結ピン
34 押圧部
36 非揺動部
38 揺動ローラ部
40 制御軸
46 回転軸
48 カム当接ローラ
50 スライドローラ
54、62 カム
θC 制御軸回転角
θA アーム回転角
10, 60
Claims (3)
前記弁体の作用角およびまたはリフト量を所定の可変範囲内で変化させるべく位置が調整される制御軸と、
カムと弁体との間に介在しカムの回転と同期して揺動することにより当該カムの押圧力を前記弁体に伝達する揺動部材と、
前記制御軸の位置に応じて、前記弁体に対する前記揺動部材の相対角を変化させる可変機構とを備え、
前記揺動部材は、前記可変機構から伝達されるカムの押圧力を受け止める中央アームと、更にその押圧力を前記弁体に伝達する揺動アームとを有し、
前記揺動部材は、前記中央アームと前記揺動アームとが分割して構成されており、前記中央アームと前記揺動アームとが連結ピンにより結合されることで一体化されていることを特徴とする可変動弁機構。
A variable valve mechanism having a function of changing a working angle and / or a lift amount of a valve body,
A control shaft whose position is adjusted to change the operating angle and / or lift amount of the valve body within a predetermined variable range;
A swinging member that is interposed between the cam and the valve body and swings in synchronization with the rotation of the cam to transmit the pressing force of the cam to the valve body;
A variable mechanism that changes a relative angle of the swing member with respect to the valve body according to a position of the control shaft,
The swing member has a central arm that receives the pressing force of the cam transmitted from the variable mechanism, and a swing arm that transmits the pressing force to the valve body ,
The swing member is configured by dividing the central arm and the swing arm, and the central arm and the swing arm are integrated by being connected by a connecting pin. Variable valve mechanism.
前記揺動アームは、前記制御軸に回動可能に支持された第2の軸受け部と、前記第2の軸受け部から前記制御軸の径方向に突出して設けられ、カムの押圧力を前記弁体に伝達させる押圧部とを備え、
前記中央アームおよび前記揺動アームは、前記第1の軸受け部における前記当接面の付け根の位置と、前記第2の軸受け部における前記押圧部の付け根の位置との間に挟まれた範囲内で連結されていることを特徴とする請求項1または2記載の可変動弁機構。
The central arm is provided with a first bearing portion rotatably supported by the control shaft, and a contact projecting from the first bearing portion in a radial direction of the control shaft, with which the variable mechanism abuts. With a surface,
The swing arm is provided with a second bearing portion rotatably supported by the control shaft, and protrudes from the second bearing portion in the radial direction of the control shaft, and the cam pressing force is applied to the valve. A pressing portion that is transmitted to the body,
The center arm and the swing arm are within a range sandwiched between the position of the base of the contact surface in the first bearing portion and the position of the base of the pressing portion in the second bearing portion. The variable valve operating mechanism according to claim 1, wherein the variable valve operating mechanism is connected to each other.
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