JP4474075B2 - Variable lift valve gear - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気弁や排気弁である機関弁の開弁リフト量を変化させるようにしたリフト可変動弁装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開平7−63023号公報で開示されるように、第1支点で揺動可能に支承されて機関弁に当接される第1ロッカアームと、カムシャフトのカムとの間に、変位可能な第2支点で揺動可能に支承される第2ロッカアームが介装され、第1ロッカアームへの第2ロッカアームの接触点を無段階に変化させることにより、機関弁のリフト量を無段階に変化させるようにしたリフト可変動弁装置が既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来のものでは、第1ロッカアームへの第2ロッカアームの接触点がカムシャフトの軸線の下方に設定されるのに対し、第2ロッカアームのカムへの接触点がカムシャフトの軸線の側方に設定されており、カムから第2ロッカアームに作用する荷重の方向と、第2ロッカアームから第1ロッカアームに作用する荷重の方向とが大きく異なり、第2ロッカアームに作用する曲げ荷重が大きくなる。このため第2ロッカアームが変形し易く、変形を防止するために第2ロッカアームの剛性を増大すると、第2ロッカアームの重量ひいては動弁装置の重量増大を招くことになる。
【0004】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、第2ロッカアームにかかる曲げ荷重を抑制し、第2ロッカアームの重量増加を回避しつつ機関弁の開弁リフト量を変化させるようにしたリフト可変動弁装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、カムが設けられるカムシャフトと、カムシャフトと平行な軸線まわりに揺動することを可能として第1支点で支承されるとともに機関弁に当接される第1ロッカアームと、前記カムシャフトと平行な軸線まわりに揺動することを可能として変位可能な第2支点で支承されるとともに前記カムおよび第1ロッカアーム間に介装される第2ロッカアームとを備えるリフト可変動弁装置において、前記カムシャフトの軸線と直交する平面への投影図上で、カムシャフトの軸線、第1支点および第2支点を結ぶ仮想三角形内に、第1および第2ロッカアームの接触点、ならびに前記カムおよび第2ロッカアームの接触点が常時配置され、前記第2支点の変位範囲のうち、機関弁のリフト量が最大および最小の中間値よりも大きいときの一点で、カムシャフトの軸線および前記両接触点が前記投影図上で一直線上に並ぶように、第2支点の変位範囲が設定されることを特徴とする。
【0006】
このような請求項1記載の発明の構成によれば、第2支点を変位させることで、第2ロッカアームの第1ロッカアームへの接触点ならびに第2ロッカアームのカムへの接触点を変化させることができ、それにより、機関弁のリフト量を変化させることができる。しかもカムシャフトの軸線と直交する平面への投影図上で、カムシャフトの軸線、第1支点および第2支点を結ぶ仮想三角形内に、第1および第2ロッカアームの接触点、ならびに前記カムおよび第2ロッカアームの接触点が常時配置されるので、カムから第2ロッカアームに作用する荷重の方向と、第2ロッカアームから第1ロッカアームに作用する荷重の方向とが大きく異ならないようにし、第2ロッカアームに作用する曲げ荷重を抑制して第2ロッカアームの変形を防止することが可能となり、また第2ロッカアームの剛性を増大させる必要もないので第2ロッカアームの重量ひいては動弁装置の重量を軽減することができる。
【0007】
また、前記第2支点の変位範囲のうち、機関弁のリフト量が最大および最小の中間値よりも大きいときの一点で、カムシャフトの軸線および前記両接触点が前記投影図上で一直線上に並ぶように、第2支点の変位範囲が設定されるので、第2ロッカアームにかる荷重が大きくなるときにカムから第2ロッカアームに作用する荷重の方向と、第2ロッカアームから第1ロッカアームに作用する荷重の方向とを一直線上で同一方向とすることができて、第2ロッカアームにかかる曲げ荷重を極力小さくすることができ、また第2支点の変位範囲全体にわたってもカムから第2ロッカアームに作用する荷重の方向と、第2ロッカアームから第1ロッカアームに作用する荷重の方向とをほぼ同一方向として、第2ロッカアームにかかる曲げ荷重を効果的に抑制することができる。
【0008】
請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明の構成に加えて、燃焼室に頂部を臨ませるピストンを摺動自在に嵌合せしめてシリンダブロックに設けられるシリンダボアの軸線に沿う方向で、前記第2支点が、前記カムシャフトよりも前記燃焼室に近い側に配置されることを特徴とし、かかる構成によれば、カムシャフトおよび燃焼室間のスペースに第2ロッカアームを効果的に配置して、動弁装置全体のコンパクト化に寄与することができる。
【0009】
請求項3記載の発明は、上記請求項1または2記載の発明の構成に加えて、シリンダブロックに設けられるシリンダボアの軸線に沿う方向で、カムシャフトの軸線および第1支点間に前記第2支点が配置されることを特徴とし、かかる構成によれば、カムシャフトおよび第1ロッカアーム間に第2ロッカアームを効果的に配置し、動弁装置全体のコンパクト化に寄与することができる。
【0010】
請求項4記載の発明は、上記請求項1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加えて、第1ロッカアームには、カムシャフトの軸線に沿う方向に並ぶ一対の機関弁にそれぞれ当接する一対の弁当接部が設けられ、それらの弁当接部間に、前記両機関弁に共通な単一の第2ロッカアームが配置されることを特徴とし、かかる構成によれば、それぞれ単一である第1および第2ロッカアームを用いて一対の機関弁を開閉駆動するようにし、部品点数の低減および動弁装置のコンパクト化を図ることができる。
【0011】
さらに請求項5記載の発明は、上記請求項1〜4のいずれかに記載の発明の構成に加えて、固定位置に設定される第3支点まわりに第2支点が角変位可能であり、第2ロッカアームを接触させるべく第1ロッカアームに設けられるスリッパ面が、前記第3支点を中心とする円弧状に形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、第2支点を変位させることで第1ロッカアームへの第2ロッカアームの接触点を変化させても、第1ロッカアームおよび機関弁間のタペットクリアランスを一定に保つことができ、機関弁のリフト量変化に伴って異音が発生することを防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0013】
図1〜図6は本発明の第1実施例を示すものであり、図1はリフト量最小での機関弁閉弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図であって図2の1−1線に沿う断面図、図2は図1の2−2線に沿う横断面図、図3はシリンダヘッドを省略した状態での図2の3−3線断面図、図4はリフト量最小での機関弁開弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図、図5はリフト量最大での機関弁閉弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図、図6はリフト量最大での機関弁開弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図である。
【0014】
先ず図1〜図3において、シリンダブロック11に設けられるシリンダボア12にはピストン13が摺動自在に嵌合され、シリンダブロック11に結合されるシリンダヘッド15およびシリンダブロック11間には前記ピストン13の頂部を臨ませる燃焼室14が形成される。
【0015】
シリンダヘッド15には、吸気ポートもしくは排気ポートである一対のポート16…が前記燃焼室14に通じ得るようにして設けられており、吸気弁もしくは排気弁である一対の機関弁17…が、前記各ポート16…の燃焼室14への開口端を閉じ得るようにしてシリンダヘッド15に配設される。
【0016】
機関弁17は、前記燃焼室14への前記ポート16…の開口端を閉じ得る傘状の弁部17aが、棒状に延びる弁ステム17bの一端に一体に形成されて成るものであり、弁ステム17bは、シリンダヘッド15に嵌入、固定されたガイド筒18内を摺動可能に貫通し、ガイド筒18から突出した弁ステム17bの他端に固設されるリテーナ19およびシリンダヘッド15間に、機関弁17を閉弁方向に付勢する弁ばね20が縮設される。
【0017】
弁ばね20…でそれぞれ閉弁方向に付勢される一対の機関弁17…には、リフト可変動弁装置21Aから開弁方向の駆動力が付与されるものであり、このリフト可変動弁装置21Aは、一対の機関弁17…の並列方向と平行な軸線まわりに回転自在であるとともに両機関弁17…に対しては1つのカム22が設けられるカムシャフト23と、カムシャフト23と平行な軸線まわりに揺動することを可能として第1支点F1で支承されるとともに機関弁17…に当接される第1ロッカアーム24Aと、カムシャフト23と平行な軸線まわりに揺動することを可能として変位可能な第2支点F2で支承されるとともにカム22および第1ロッカアーム24A間に介装される第2ロッカアーム25Aとを備える。
【0018】
しかも第2支点F2は、シリンダボア12の軸線に沿う方向でカムシャフト23よりも燃焼室14に近い位置で変位可能であり、前記シリンダボア12の軸線に沿う方向でカムシャフト23の軸線Cおよび第1支点F1間に第2支点F2が配置される。
【0019】
またカムシャフト23の軸線Cと直交する平面への投影図上で、カムシャフト23の軸線C、第1支点F1および第2支点F2を結ぶ仮想三角形T内に、第1および第2ロッカアーム24A,25Aの接触点P1、ならびにカム22および第2ロッカアーム25Aの接触点P2が常時配置されるように、第1および第2ロッカアーム24A,25Aが形成される。
【0020】
第1支点F1上に軸線を配置する第1ロッカシャフト26Aがカムシャフト23よりも燃焼室14側(図1の下側)に固定配置されており、第1ロッカアーム24Aの一端は、第1ロッカシャフト26Aの軸線に沿う方向への移動を規制されつつつ第1ロッカシャフト26Aで揺動可能に支承される。また第1ロッカアーム24Aの他端側は略T字状に形成されており、カムシャフト23の軸線に沿う方向に並ぶ一対の弁当接部としてのタペットねじ27,27が進退位置を調節可能として第1ロッカアーム24Aの他端に設けられ、両タペットねじ27,27が機関弁17…における弁ステム17b…の他端(図1の上端)にそれぞれ当接される。
【0021】
第1ロッカアーム24Aの前記両タペットねじ27,27間には一対の前記機関弁17…に共通である単一の第2ロッカアーム25Aが配置されるものであり、この第2ロッカアーム25Aは、第2支点F2を軸線とする第2ロッカシャフト28Aで揺動可能に支承される。
【0022】
第2ロッカシャフト28Aは、第1および第2ロッカアーム25Aの両側に配置される一対のレバー29,29の一端間に支持されており、第2ロッカアーム25Aおよび両レバー29,29の一端間には、第2ロッカシャフト28Aを挿通させた円筒状のスペーサ30,30が介装される。また両レバー29,29の他端には、固定位置に配置される第3支点F3上に軸線を配置した回動軸31,31が両レバー29,29の外側方に延びるようにして固定的に連結される。
【0023】
各回動軸31,31の1つには回動駆動手段32が連結される。該回動駆動手段32は、回動軸31に固着される扇状のウォームホイール33と、前記回動軸31と直交する軸線を有してシリンダヘッド15で回転自在に支承される駆動軸34と、前記ウォームホイール33に噛合して駆動軸34に固設されるウォーム35と、前記駆動軸34に連結される電動モータ等のアクチュエータ36とを備える。
【0024】
この回動駆動手段32は、クランクシャフトおよびカムシャフト23間に設けられる調時伝動機構との干渉を回避しつつ内燃機関のコンパクト化を図るために、前記調時伝動機構が配置される側とは反対側(すなわち変速機側)で内燃機関に配置される。
【0025】
而して回動駆動手段32および第2ロッカシャフト28A間に設けられるレバー29,29および回動軸31,31は、第1および第2ロッカアーム24A,25Aを挟むようにクランク状に構成されており、それによりリフト可変動弁装置21A全体のコンパクト化に寄与することができる。特に、この第1実施例では、回動軸31,31が、その軸線に直交する平面への投影図上で第1ロッカアーム24Aに一部が重なる位置に配置されており、前記動弁装置21A全体のコンパクト化をより一層図ることができる。
【0026】
また前記回動軸31は、シリンダヘッド15で回動可能に支承されており、回動軸31を支持するための専用のホルダは不要であり、部品低減およびリフト可変動弁装置21Aのコンパクト化に寄与することができるとともに、回動軸31の支持剛性を高くすることができ、第2支点F2の角変位制御精度を高めることができる。
【0027】
前記回動駆動手段32の作動により、第2支点F2すなわち第2ロッカアーム25Aは第3支点F3まわりに角変位することになり、カム22に摺接すべく第2ロッカアーム25Aに設けられるカムスリッパ面37は、第2支点F2の角変位にかかわらずカム2に無理なく摺接するために第3支点F3を中心とする円弧状に形成される。
【0028】
また第1ロッカアーム24Aには、第2ロッカアーム25Aに設けられる押圧部38を摺接させるスリッパ面39が設けられるのであるが、このスリッパ面39も第3支点F3を中心とする円弧状に形成される。これにより、第2支点F2を角変位させることで第1ロッカアーム24Aへの第2ロッカアーム25Aの接触点P1を変化させても、第1ロッカアーム24Aおよび機関弁17…間のタペットクリアランスを一定に保つことができ、機関弁17…のリフト量変化に伴って異音が発生することを防止することができる。
【0029】
而して、図1〜図3で示すように、第1および第2ロッカアーム24A,25Aの接触点P1が第1支点F1から最も遠い位置に在り、第2ロッカアーム25Aおよびカム22の接触点P2が第2支点F2から最も遠い位置に在るように、回動駆動手段32が第2支点F2の位置を定めたときには、カム22に従動する第2ロッカアーム25Aの第2支点F2まわりの揺動量が最小となり、それに応じて第1ロッカアーム24Aの第1支点F1まわりの揺動量も最小となり、図4で示すように、機関弁17の開弁リフト量も最小となる。
【0030】
一方、図5および図6で示すように、第1および第2ロッカアーム24A,25Aの接触点P1が第1支点F1から最も近い位置に在り、第2ロッカアーム25Aおよびカム22の接触点P2が第2支点F2から最も近い位置に在るように、回動駆動手段32が第2支点F2の位置を定めたときには、カム22に従動する第2ロッカアーム25Aの第2支点F2まわりの揺動量が最大となり、それに応じて第1ロッカアーム24Aの第1支点F1まわりの揺動量も最大となり、機関弁17の開弁リフト量も最大となる。
【0031】
すなわち回動駆動手段32は、図1、図3および図4で示すリフト量最小位置と、図5および図6で示すリフト量最大位置との間で第2支点F2を第3支点F3まわりに角変位させるものであり、リフト量最小位置およびリフト量最大位置間で第2支点Fを無段階に変位させることで、第2ロッカアーム25Aの第1ロッカアーム24Aへの接触点ならびに第2ロッカアーム25Aのカム22への接触点P2を無段階に変化させることができ、それにより、機関弁17…の開弁リフト量を無段階に変化させることができる。
【0032】
しかも特開平7−63023号公報では機関弁のリフト量を変化させるために成形が困難な特殊形状の制御カムを用いているが、そのようなカムを用いることなく、機関弁17…のリフト量を無段階に変化させることが可能である。
【0033】
また第2支点F2の変位範囲において、リフト量が最大および最小の中間値よりも大きいときの一点、好ましくは機関弁17…の最大リフト時においてたとえば機関弁17…の閉弁状態で、図5で示すように、カムシャフト23の軸線C、カム22および第2ロッカアーム25Aの接触点P2、ならびに第1および第2ロッカアーム24A,24Bの接触点P1が、カムシャフト23の軸線Cと直交する平面への投影図上で一直線上に並ぶように、第2支点F2の変位範囲が設定されている。
【0034】
ところで、カムシャフト23の回転に伴ってカム22から第2ロッカアーム25Aには、第3支点F3まわりに第2ロッカアーム25Aを移動させる方向の力が作用するが、第1支点F1で支承されている第1ロッカアーム24Aとの間での摩擦力で前記力が減殺されるので、回動駆動手段32側に無理な荷重が作用することはない。
【0035】
次にこの第1実施例の作用について説明すると、カムシャフト23の軸線Cと直交する平面への投影図上で、カムシャフト23の軸線C、第1支点F1および第2支点F2を結ぶ仮想三角形T内に、第1および第2ロッカアーム24A,25Aの接触点P1、ならびにカム22および第2ロッカアーム25Aの接触点P2が常時配置されるので、カム22から第2ロッカアーム25Aに作用する荷重の方向と、第2ロッカアーム25Aから第1ロッカアーム24Aに作用する荷重の方向とが大きく異ならないようにすることができる。
【0036】
この結果、第2ロッカアーム25Aに作用する曲げ荷重を抑制して第2ロッカアーム25Aの変形を防止することが可能となり、また第2ロッカアーム25Aの剛性を増大させる必要もないので第2ロッカアーム25Aの重量ひいてはリフト可変動弁装置21Aの重量を軽減することができる。
【0037】
しかも第2支点F2の変位範囲のうち、機関弁17…のリフト量が最大および最小の中間値よりも大きいときの一点で、カムシャフト23の軸線Cおよび接触点P2,P1がカムシャフト23の軸線Cと直交する平面への投影図上で一直線上に並ぶように設定されているので、第2ロッカアーム25Aにかる荷重が大きくなるときにカム22から第2ロッカアーム25Aに作用する荷重の方向と、第2ロッカアーム25Aから第1ロッカアーム24Aに作用する荷重の方向とを一直線上で同一方向とすることができ、第2ロッカアーム25Aにかかる曲げ荷重を効果的に抑制することができる。特に、この第1実施例のように、機関弁17…の最大リフト時においてカムシャフト23の軸線C、カム22および第2ロッカアーム25Aの接触点P2、ならびに第1および第2ロッカアーム24A,24Bの接触点P1が前記投影図上で一直線上に並ぶことにより、第2ロッカアーム25Aにかかる曲げ荷重の抑制効果をより顕著なものとすることができる。またそのような一点を変位範囲に含むことで、第2支点F2の変位範囲全体にわたってもカム22から第2ロッカアーム25Aに作用する荷重の方向と、第2ロッカアーム25Aから第1ロッカアーム24Aに作用する荷重の方向とをほぼ同一方向として、第2ロッカアーム25Aにかる曲げ荷重を効果的に抑制することができる。
【0038】
また第2支点F2は、シリンダボア12の軸線に沿う方向でカムシャフト23よりも燃焼室14に近い側に配置されるものであり、カムシャフト23および燃焼室14間のスペースに第2ロッカアーム25Aを効果的に配置して、リフト可変動弁装置21A全体のコンパクト化に寄与することができる。さらにシリンダボア12の軸線に沿う方向でカムシャフト23の軸線Cおよび第1支点F1間に第2支点F2が配置されるので、カムシャフト23および第1ロッカアーム24A間に第2ロッカアーム25Aを効果的に配置し、前記動弁装置21A全体のコンパクト化により一層寄与することができる。
【0039】
ところで、第1ロッカアーム24Aには、カムシャフト23の軸線に沿う方向に並ぶ一対の機関弁17…にそれぞれ当接する一対のタペットねじ27,27が設けられており、それらのタペットねじ27,27間に、一対の機関弁17…に共通である単一の第2ロッカアーム25Aが配置される。したがって、それぞれ単一である第1および第2ロッカアーム24A,25Aを用いて一対の機関弁17…を開閉駆動することができ、部品点数の低減およびリフト可変動弁装置21Aのコンパクト化を図ることができる。
【0040】
図7および図8は本発明の第2実施例を示すものであり、図7はリフト量最大での機関弁開弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図、図8はリフト量最小での機関弁開弁状態を示す図7に対応した縦断面図である。
【0041】
一対の機関弁17…に開弁方向の駆動力が付与するリフト可変動弁装置21Bは、カム22が設けられるカムシャフト23と、カムシャフト23と平行な軸線まわりに揺動することを可能として第1支点F1で支承されるとともに機関弁17…に当接される第1ロッカアーム24Bと、カムシャフト23と平行な軸線まわりに揺動することを可能としてカム22および第1ロッカアーム24B間に介装される第2ロッカアーム25Bとを備え、第2ロッカアーム25Bを揺動可能に支承するとともに、固定の第3支点F3まわりに角変位可能な第2支点F2は、シリンダボア12の軸線に沿う方向でカムシャフト23よりも燃焼室14に近い位置に配置され、カムシャフト23の軸線Cおよび第1支点F1間に第2支点F2が配置される。
【0042】
またカムシャフト23の軸線Cと直交する平面への投影図上で、カムシャフト23の軸線C、第1支点F1および第2支点F2を結ぶ仮想三角形T内に、第1および第2ロッカアーム24B,25Bの接触点P1、ならびにカム22および第2ロッカアーム25Bの接触点P2が常時配置されるように、第1および第2ロッカアーム24B,25Bが形成される。
【0043】
カムシャフト23よりも燃焼室14側(図7および図8の下側)には第1支点F1上に軸線を配置する第1ロッカシャフト26Bが固定配置されており、第1ロッカアーム24Bの一端は、第1ロッカシャフト26Bで揺動可能に支承される。また第2ロッカアーム25Bは、第2支点F2を軸線とする第2ロッカシャフト28Bで揺動可能に支承される。
【0044】
第2ロッカシャフト28Bはレバー29の一端に支持されており、レバー29の他端には、固定位置に配置される第3支点F3上に軸線を配置した回動軸31が固定的に連結され、この回動軸31に回動駆動手段32が連結される。
【0045】
回動駆動手段32の作動により、第2支点F2すなわち第2ロッカアーム25Bは第3支点F3まわりに角変位することになり、その角変位にかかわらずカム22に常時摺接するためのカムスリッパ面40が第2ロッカアーム25Bに設けられる。また第1ロッカアーム24Bには、第2ロッカアーム25Bに設けられる押圧部41を摺接させるスリッパ面42が設けられる。
【0046】
而して、この第2実施例では、カムスリッパ面40およびスリッパ面42が第3支点F3を中心とする円弧状には形成されておらず、第1ロッカアーム24Bおよび機関弁17…間のタペットクリアランスを一定に保つことはできないが、第2支点Fの変位にかかわらずカムスリッパ面40およびスリッパ面42がほぼ平行な状態を保つように、カムスリッパ面40およびスリッパ面42の相対形状が工夫されており、それにより前記タペットクリアランスの変化が小さく抑えられている。
【0047】
図7で示すように、第1および第2ロッカアーム24B,25Bの接触点P1が第1支点F1から最も近い位置に在り、第2ロッカアーム25Bおよびカム22の接触点P2が第2支点F2から最も近い位置に在るように、回動駆動手段32が第2支点F2の位置を定めたときには、機関弁17の開弁リフト量が最大となる。
【0048】
一方、図8で示すように、第1および第2ロッカアーム24B,25Bの接触点P1が第1支点F1から最も遠い位置に在り、第2ロッカアーム25Bおよびカム22の接触点P2が第2支点F2から最も遠い位置に在るように、回動駆動手段32が第2支点F2の位置を定めたときには、機関弁17の開弁リフト量も最小となる。
【0049】
また第1ロッカアーム24Bを支承する第1ロッカシャフト26Bは、オイルを流通させるオイル通路43を形成するようにして円筒状に形成されるものであり、第1ロッカアーム24に対応する部分で第1ロッカシャフト26Bの側壁には、第1および第2ロッカアーム24B,25Bの接触点P1側に向けたオイルジェット44が設けられ、第1ロッカアーム24Bには、そのオイルジェット44を臨ませる切欠き45が設けられる。
【0050】
この第2実施例によれば、第1ロッカアーム24Bおよび機関弁17…間のタペットクリアランスを一定に保つことはできないものの、上記第1実施例とほぼ同様の効果を奏することができる。また油路構成を複雑にすることなく、第1および第2ロッカアーム24B,25Bの接触点P1での潤滑が可能となる。すなわち変位可能な第2支点F2に軸線を配置した第2ロッカシャフト28B側にオイルジェットが設けられる構成では、第2ロッカシャフト28B内のオイル通路にオイルを供給するための油路構成が複雑になるのであるが、固定位置にある第1ロッカシャフト26Bにオイルジェット44が設けられるので、油路構成が単純となるのである。
【0051】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【0052】
たとえば上記実施例では第2支点F2を無段階に変位させて機関弁17のリフト量を無段階に変化させるようにしたが、本発明のリフト可変動弁装置21A,21Bを、第2支点F2を段階的に変位させて機関弁17のリフト量を段階的に変化させるようにして用いることも可能である。
【0053】
【発明の効果】
以上のように請求項1記載の発明によれば、第2ロッカアームにかかる曲げ荷重を抑制し、第2ロッカアームの重量増加を回避しつつ、機関弁の開弁リフト量を変化させることができる。
【0054】
また、第2ロッカアームにかる荷重が大きくなるときにカムから第2ロッカアームに作用する荷重の方向と、第2ロッカアームから第1ロッカアームに作用する荷重の方向とを一直線上で同一方向として、第2ロッカアームにかかる曲げ荷重を効果的に抑制することができる。
【0055】
請求項2記載の発明によれば、カムシャフトおよび燃焼室間のスペースに第2ロッカアームを効果的に配置して、動弁装置全体のコンパクト化に寄与することができる。
【0056】
請求項3記載の発明によれば、カムシャフトおよび第1ロッカアーム間に第2ロッカアームを効果的に配置し、動弁装置全体のコンパクト化に寄与することができる。
【0057】
請求項4記載の発明によれば、部品点数の低減および動弁装置のコンパクト化を図ることができる。
【0058】
さらに請求項5記載の発明によれば、第1ロッカアームおよび機関弁間のタペットクリアランスを一定に保つことができ、機関弁のリフト量変化に伴って異音が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例におけるリフト量最小での機関弁閉弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図であって図2の1−1線に沿う断面図である。
【図2】図1の2−2線に沿う横断面図である。
【図3】シリンダヘッドを省略した状態での図2の3−3線断面図である。
【図4】リフト量最小での機関弁開弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図である。
【図5】リフト量最大での機関弁閉弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図である。
【図6】リフト量最大での機関弁開弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図である。
【図7】第2実施例におけるリフト量最大での機関弁開弁状態を示す内燃機関の一部縦断面図である。
【図8】リフト量最小での機関弁開弁状態を示す図7に対応した縦断面図である。
【符号の説明】
11・・・シリンダブロック
12・・・シリンダボア
13・・・ピストン
14・・・燃焼室
17・・・機関弁
21A,21B・・・リフト可変動弁装置
22・・・カム
23・・・カムシャフト
24A,24B・・・第1ロッカアーム
25A,25B・・・第2ロッカアーム
27・・・弁当接部としてのタペットねじ
39・・・スリッパ面
C・・・カムシャフトの軸線
F1・・・第1支点
F2・・・第2支点
P1・・・第1および第2ロッカアームの接触点
P2・・・カムおよび第2ロッカアームの接触点
T・・・仮想三角形[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a variable lift valve operating system in which an opening lift amount of an engine valve that is an intake valve or an exhaust valve is changed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-63023, it is displaceable between a first rocker arm that is swingably supported at a first fulcrum and abuts against an engine valve, and a cam of a camshaft. The second rocker arm supported so as to be swingable at the second fulcrum is interposed, and the contact point of the second rocker arm to the first rocker arm is changed steplessly, thereby changing the lift amount of the engine valve steplessly. There is already known a variable lift valve actuating device.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional apparatus, the contact point of the second rocker arm with the first rocker arm is set below the axis of the camshaft, whereas the contact point of the second rocker arm with the cam is lateral to the camshaft axis. The direction of the load acting on the second rocker arm from the cam and the direction of the load acting on the first rocker arm from the second rocker arm are greatly different, and the bending load acting on the second rocker arm becomes large. For this reason, the second rocker arm is easily deformed, and if the rigidity of the second rocker arm is increased in order to prevent the deformation, the weight of the second rocker arm, and hence the weight of the valve operating device, is increased.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a lift that suppresses the bending load applied to the second rocker arm and changes the valve opening lift amount of the engine valve while avoiding an increase in the weight of the second rocker arm. An object is to provide a variable valve operating apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
[0006]
According to such a configuration of the first aspect of the invention, the contact point of the second rocker arm with the first rocker arm and the contact point of the second rocker arm with the cam can be changed by displacing the second fulcrum. Thereby, the lift amount of the engine valve can be changed. Moreover, on the projection onto the plane orthogonal to the axis of the camshaft, the contact points of the first and second rocker arms, the cam and the first and second rocker arms are within a virtual triangle connecting the axis of the camshaft, the first fulcrum and the second fulcrum. 2 The contact point of the rocker armAlwaysTherefore, the direction of the load acting on the second rocker arm from the cam is not greatly different from the direction of the load acting on the first rocker arm from the second rocker arm, and the bending load acting on the second rocker arm is suppressed. Therefore, it is possible to prevent the second rocker arm from being deformed, and since it is not necessary to increase the rigidity of the second rocker arm, it is possible to reduce the weight of the second rocker arm and hence the valve operating device.
[0007]
Also,in frontOf the displacement range of the second fulcrum, at one point when the lift amount of the engine valve is larger than the maximum and minimum intermediate values, the axis of the camshaft and the two contact points are aligned on the projection view. The displacement range of the second fulcrum is setBecauseThe direction of the load acting on the second rocker arm from the cam when the load applied to the second rocker arm increases and the direction of the load acting on the first rocker arm from the second rocker arm can be made the same direction on a straight line.The,The bending load applied to the second rocker arm can be minimized, and the direction of the load acting on the second rocker arm from the cam and the load acting on the first rocker arm from the second rocker arm over the entire displacement range of the second fulcrum. The direction is almost the same direction,Bending load on the second rocker armEffectIt can be suppressed effectively.
[0008]
Claim2The invention described is the above claim.1In addition to the configuration of the invention described above, in the direction along the axis of the cylinder bore provided in the cylinder block by slidably fitting a piston that faces the top of the combustion chamber, the second fulcrum is more than the camshaft. According to this configuration, the second rocker arm is effectively arranged in the space between the camshaft and the combustion chamber, which contributes to downsizing of the entire valve operating apparatus. be able to.
[0009]
Claim3The invention described is the above claim 1.Or 2In addition to the configuration of the described invention, the second fulcrum is arranged between the axis of the camshaft and the first fulcrum in a direction along the axis of the cylinder bore provided in the cylinder block. The second rocker arm can be effectively arranged between the camshaft and the first rocker arm, which contributes to the compactness of the entire valve operating apparatus.
[0010]
Claim4The invention according to
[0011]
Further claims5The invention according to
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0013]
1 to 6 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of an internal combustion engine showing a closed state of an engine valve with a minimum lift amount. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2 with the cylinder head omitted, and FIG. 4 is a minimum lift amount. FIG. 5 is a partial vertical sectional view of the internal combustion engine showing the engine valve closed state at the maximum lift amount, and FIG. 6 is a maximum lift amount. It is a partial longitudinal cross-sectional view of the internal combustion engine which shows an engine valve open state.
[0014]
First, in FIGS. 1 to 3, a
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The pair of
[0018]
Moreover, the second fulcrum F2 can be displaced at a position closer to the
[0019]
Further, on the projection onto the plane orthogonal to the axis C of the
[0020]
A
[0021]
A single
[0022]
The
[0023]
A rotation driving means 32 is connected to one of the
[0024]
The rotation drive means 32 is provided on the side where the timing transmission mechanism is arranged in order to reduce the size of the internal combustion engine while avoiding interference with the timing transmission mechanism provided between the crankshaft and the
[0025]
Thus, the
[0026]
Further, the
[0027]
By the operation of the rotation driving means 32, the second fulcrum F2, that is, the
[0028]
The
[0029]
Thus, as shown in FIGS. 1 to 3, the contact point P1 between the first and
[0030]
On the other hand, as shown in FIGS. 5 and 6, the contact point P1 of the first and
[0031]
That is, the rotation drive means 32 moves the second fulcrum F2 around the third fulcrum F3 between the minimum lift amount position shown in FIGS. 1, 3, and 4 and the maximum lift amount position shown in FIGS. By angularly displacing the second fulcrum F between the lift amount minimum position and the lift amount maximum position, the contact point of the
[0032]
Moreover, in JP-A-7-63023, a specially shaped control cam that is difficult to be molded is used to change the lift amount of the engine valve. However, the lift amount of the
[0033]
Further, in the displacement range of the second fulcrum F2, one point when the lift amount is larger than the maximum and minimum intermediate values, preferably at the maximum lift of the
[0034]
By the way, as the
[0035]
Next, the operation of the first embodiment will be described. A virtual triangle connecting the axis C of the
[0036]
As a result, it is possible to suppress the bending load acting on the
[0037]
ShiMoreover, in the displacement range of the second fulcrum F2, the axis C of the
[0038]
The second fulcrum F2 is disposed closer to the
[0039]
By the way, the
[0040]
FIGS. 7 and 8 show a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view of an internal combustion engine showing an engine valve open state at a maximum lift amount, and FIG. 8 is a minimum lift amount. FIG. 8 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 7 showing an open state of the engine valve.
[0041]
The variable lift
[0042]
The first and
[0043]
A
[0044]
The
[0045]
By the operation of the rotation driving means 32, the second fulcrum F2, that is, the
[0046]
Thus, in this second embodiment, the
[0047]
As shown in FIG. 7, the contact point P1 of the first and
[0048]
On the other hand, as shown in FIG. 8, the contact point P1 of the first and
[0049]
The
[0050]
According to the second embodiment, although the tappet clearance between the
[0051]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It is.
[0052]
For example, in the above-described embodiment, the second fulcrum F2 is displaced steplessly to change the lift amount of the
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to change the valve opening lift amount of the engine valve while suppressing the bending load applied to the second rocker arm and avoiding an increase in the weight of the second rocker arm.
[0054]
MaTheThe direction of the load acting on the second rocker arm from the cam when the load applied to the second rocker arm becomes large and the direction of the load acting on the first rocker arm from the second rocker arm are made to be the same direction on a straight line. Such bending loadEffectIt can be suppressed effectively.
[0055]
Claim2According to the described invention, it is possible to effectively dispose the second rocker arm in the space between the camshaft and the combustion chamber, thereby contributing to the compactness of the entire valve operating apparatus.
[0056]
Claim3According to the described invention, it is possible to effectively dispose the second rocker arm between the camshaft and the first rocker arm, thereby contributing to the compactness of the entire valve operating apparatus.
[0057]
Claim4According to the described invention, the number of parts can be reduced and the valve operating apparatus can be made compact.
[0058]
Further claims5According to the described invention, the tappet clearance between the first rocker arm and the engine valve can be kept constant, and it is possible to prevent the generation of noise due to the change in the lift amount of the engine valve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of an internal combustion engine showing a closed state of an engine valve with a minimum lift amount in the first embodiment, and is a sectional view taken along line 1-1 of FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2 in a state where the cylinder head is omitted.
FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of the internal combustion engine showing an engine valve open state with a minimum lift amount.
FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of the internal combustion engine showing a state where the engine valve is closed when the lift amount is maximum.
FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of the internal combustion engine showing a state in which the engine valve is opened at the maximum lift amount.
FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view of an internal combustion engine showing an engine valve open state at a maximum lift amount in a second embodiment.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 7 showing an engine valve open state with a minimum lift amount.
[Explanation of symbols]
11 ... Cylinder block
12 ... Cylinder bore
13 ... Piston
14 ... Combustion chamber
17 ... Engine valve
21A, 21B ... Variable lift valve operating device
22 ... Cam
23 ... Camshaft
24A, 24B ... 1st rocker arm
25A, 25B ... 2nd rocker arm
27 ... Tappet screw as valve contact part
39 ... slipper surface
C ... Camshaft axis
F1 ... 1st fulcrum
F2 ... Second fulcrum
P1: Contact point between the first and second rocker arms
P2: Contact point between cam and second rocker arm
T ... Virtual triangle
Claims (5)
前記カムシャフト(23)の軸線と直交する平面への投影図上で、カムシャフト(23)の軸線(C)、第1支点(F1)および第2支点(F2)を結ぶ仮想三角形(T)内に、第1および第2ロッカアーム(24A,25A;24B,25B)の接触点(P1)、ならびに前記カム(22)および第2ロッカアーム(25A,25B)の接触点(P2)が常時配置され、
前記第2支点(F2)の変位範囲のうち、機関弁(17)のリフト量が最大および最小の中間値よりも大きいときの一点で、カムシャフト(23)の軸線(C)および前記両接触点(P1,P2)が前記投影図上で一直線上に並ぶように、第2支点(F2)の変位範囲が設定されることを特徴とするリフト可変動弁装置。The camshaft (23) provided with the cam (22) and the camshaft (23) are supported at the first fulcrum (F1) so as to be able to swing around an axis parallel to the camshaft (23) and against the engine valve (17). The first rocker arm (24A, 24B) that is in contact with the cam and the cam (22) while being supported by a second fulcrum (F2) that can be swung around an axis parallel to the camshaft (23). And a second rocker arm (25A, 25B) interposed between the first rocker arm (24A, 24B),
A virtual triangle (T) connecting the axis (C), the first fulcrum (F1), and the second fulcrum (F2) of the camshaft (23) on the projection onto the plane orthogonal to the axis of the camshaft (23). The contact points (P1) of the first and second rocker arms (24A, 25A; 24B, 25B) and the contact points (P2) of the cam (22) and the second rocker arms (25A, 25B) are always arranged inside. ,
Of the displacement range of the second fulcrum (F2), at one point when the lift amount of the engine valve (17) is larger than the maximum and minimum intermediate values, the axis (C) of the camshaft (23) and the both contacts points (P1, P2) such that aligned on the drawing the projection, the lift valve operation device which displacement range of the second fulcrum (F2) is characterized Rukoto set.
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