JP2013019361A - Variable valve device - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の吸気バルブを1つのアクチュエータ部によって進角側と遅角側とで位相変化を異ならせることが可能な可変動弁装置を提供する。
【解決手段】複数の吸気バルブ15,16を備えた可変動弁装置11において、ロータ42を有するアクチュエータ部13に切換部材81が設けられている。第1の位相可変モードにおいて、切換部材81が第1の位置に移動することにより、切換部材81が第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72とに嵌合するとともに、切換部材81が駆動側回転体70から離脱する。これにより、第1のカム25と第2のカム26とが進角側の位相可変領域T1内で移動可能となる。第2の位相可変モードでは、切換部材81が第2の位置に移動することにより、切換部材81が駆動側回転体70と第1の被動側回転体71に嵌合するとともに、切換部材81が第2の被動側回転体72から離脱する。これにより、第2のカム26のみが遅角側の位相可変領域T2内で移動可能となる。
【選択図】図1There is provided a variable valve operating device capable of varying a phase change between an advance angle side and a retard angle side of a plurality of intake valves by a single actuator unit.
In a variable valve operating apparatus having a plurality of intake valves, a switching member is provided in an actuator section having a rotor. In the first variable phase mode, the switching member 81 is moved to the first position, so that the switching member 81 is fitted to the first driven-side rotator 71 and the second driven-side rotator 72, and The switching member 81 is detached from the driving side rotating body 70. As a result, the first cam 25 and the second cam 26 can move within the phase variable region T1 on the advance side. In the second phase variable mode, when the switching member 81 is moved to the second position, the switching member 81 is fitted to the driving side rotating body 70 and the first driven side rotating body 71, and the switching member 81 is It separates from the second driven side rotating body 72. As a result, only the second cam 26 can move within the retarded phase variable region T2.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、エンジンの吸気バルブ等を開閉駆動するための可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for opening and closing an intake valve or the like of an engine.
吸気バルブあるいは排気バルブの開閉時期をエンジンの運転状況等に応じて変化させることが可能な可変動弁装置が知られている。例えば特許文献1,2に開示されているように、クランクシャフトと同期して回転するスプロケットに対して、カムシャフトの回転の位相を変化させることができるように構成された可変動弁装置が公知である。この種の可変動弁装置では、アクチュエータによってカムシャフトの位相を変化させることにより、吸気バルブの開閉時期を進角側あるいは遅角側に変化させることができるようになっている。アクチュエータとしては、油圧式あるいは電動式のものが知られている。
2. Description of the Related Art A variable valve gear that can change the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve in accordance with the operating state of an engine is known. For example, as disclosed in
また、各気筒(シリンダ)ごとに複数の吸気バルブを有するエンジンにおいて、各気筒ごとに吸気バルブどうしの位相を互いに変化させることが可能な可変動弁装置も提案されている。この種の可変動弁装置では、カムシャフトに対して複数の吸気バルブ用のカムの位相を互いに独立して変化させることができるように構成されている。このため一方のカムの位相を変化させるための第1のアクチュエータと、他方のカムの位相を変化させるための第2のアクチュエータが使われるのが通例である。 In addition, in an engine having a plurality of intake valves for each cylinder (cylinder), there has also been proposed a variable valve apparatus capable of changing the phases of the intake valves for each cylinder. This type of variable valve operating apparatus is configured such that the phases of the plurality of intake valve cams can be changed independently of each other with respect to the camshaft. For this reason, a first actuator for changing the phase of one cam and a second actuator for changing the phase of the other cam are usually used.
前記したように1つの気筒あたりに複数の吸気バルブを備えた可変動弁装置において、一方の吸気バルブ用のカムと他方の吸気バルブ用のカムがそれぞれ別々のアクチュエータによって独立して駆動される構造では動弁装置が大形化し、重量が大きくなり、構造も複雑化する。しかも各バルブの位相を同時に変化させるときに大きな駆動エネルギーを必要とすることがある。また、複数のバルブの位相変化を進角側と遅角側とで異ならせたい場合に、2つのアクチュエータによって全てのカムの位相を変えるのはエネルギーの無駄になることもある。 As described above, in the variable valve operating apparatus having a plurality of intake valves per cylinder, a structure in which one intake valve cam and the other intake valve cam are independently driven by separate actuators. Then, the valve gear becomes larger, the weight increases, and the structure becomes complicated. Moreover, large drive energy may be required when the phases of the valves are changed simultaneously. Further, when it is desired to change the phase change of a plurality of valves on the advance side and the retard side, changing the phases of all the cams by two actuators may be a waste of energy.
従ってこの発明は、1気筒あたりに少なくとも2つの吸気バルブを有するエンジンにおいて、1つのアクチュエータ部によって各バルブの位相変化を異ならせることが可能な可変動弁装置を提供することにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a variable valve gear capable of varying the phase change of each valve by one actuator section in an engine having at least two intake valves per cylinder.
本発明の可変動弁装置は、エンジンのクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転体と、第1の吸気バルブを駆動するための第1のカムを含む第1の被動側回転体と、第2の吸気バルブを駆動するための第2のカムを含む第2の被動側回転体と、アクチュエータ部と、切換機構とを具備している。前記アクチュエータ部は、前記駆動側回転体に対して前記第1および第2の被動側回転体の位相を同時に変化させる第1の位相可変モードと、前記第2の被動側回転体の位相のみを変化させる第2の位相可変モード有して位相可変させるものである。また前記切換機構は、前記第1の位相可変モードにおいて前記第1被動側回転体と前記第2の被動側回転体を連結する第1の位置と、前記第2の位相可変モードにおいて前記第1被動側回転体と前記第2の被動側回転体とを切り離す第2の位置に切り換わる切換部材を備えている。 A variable valve operating apparatus according to the present invention includes a driving side rotating body that rotates in synchronization with a crankshaft of an engine, a first driven side rotating body that includes a first cam for driving a first intake valve, A second driven rotary body including a second cam for driving the second intake valve, an actuator section, and a switching mechanism are provided. The actuator unit has only a first phase variable mode in which the phases of the first and second driven-side rotators are simultaneously changed with respect to the driving-side rotator, and a phase of the second driven-side rotator. The second phase variable mode to be changed is provided to change the phase. In addition, the switching mechanism includes a first position that connects the first driven-side rotator and the second driven-side rotator in the first phase variable mode, and the first position in the second phase variable mode. A switching member that switches to a second position for separating the driven-side rotator and the second driven-side rotator is provided.
前記切換部材の一例は、前記第1の被動側回転体に常時嵌合し、かつ前記切換部材は、前記第1の位置と前記第2の位置とにわたって往復移動可能であり、前記第1の位置に移動した状態において前記第2の被動側回転体に嵌合するとともに前記駆動側回転体から離脱し、前記第2の位置に移動した状態において前記駆動側回転体に嵌合するとともに前記第2の被動側回転体から離脱するように構成されている。 An example of the switching member is always fitted to the first driven rotating body, and the switching member can reciprocate between the first position and the second position, In the state of being moved to the position, it is fitted to the second driven-side rotator and detached from the drive-side rotator, and in the state of being moved to the second position, it is fitted to the drive-side rotator and the first It is comprised so that it may detach | leave from 2 driven side rotary bodies.
また前記アクチュエータ部の一例は、前記第1の位相可変モードにおいて前記第1および第2の被動側回転体を同時に進角側に移動させる進角油路と、前記第2の位相可変モードにおいて前記第2の被動側回転体のみを遅角側に移動させる遅角油路とを有している。 An example of the actuator unit includes an advance oil passage that simultaneously moves the first and second driven-side rotators to the advance side in the first phase variable mode, and the second phase variable mode. A retard oil passage that moves only the second driven rotor to the retard side.
本発明の1つの実施形態では、前記切換部材が円柱形のピンであり、該切換部材の両端部に各々の端面に向かって外径が小さくなるテーパ部を有している。このテーパ部によって切換部材の移動を容易にすることができる。また前記アクチュエータ部は、ハウジングと、該ハウジングの内部に回転可能に収容されたロータと、進角ベーン室および遅角ベーン室と、前記進角油路と、前記遅角油路と有し、前記切換部材を前記第1の位置に移動させるための油路が前記進角油路に接続され、前記切換部材を前記第2の位置に移動させるための油路が前記遅角油路に接続されていてもよい。前記切換機構の一例は、前記進角油路と遅角油路とに油圧を供給するための油路が形成されたシリンダヘッドの軸受部(ジャーナル部)に隣接する位置に設けられている。この構成によれば、油圧の供給側であるジャーナル部の油路から油圧の消費側である切換機構の油路までの距離を極力短くすることができる。 In one embodiment of the present invention, the switching member is a cylindrical pin, and both ends of the switching member have tapered portions whose outer diameters decrease toward the respective end surfaces. The taper portion can facilitate the movement of the switching member. The actuator portion includes a housing, a rotor rotatably accommodated in the housing, an advance vane chamber and a retard vane chamber, the advance oil passage, and the retard oil passage, An oil passage for moving the switching member to the first position is connected to the advance oil passage, and an oil passage for moving the switching member to the second position is connected to the retard oil passage. May be. An example of the switching mechanism is provided at a position adjacent to a bearing portion (journal portion) of a cylinder head in which an oil passage for supplying hydraulic pressure to the advance oil passage and the retard oil passage is formed. According to this configuration, the distance from the oil passage of the journal portion on the hydraulic pressure supply side to the oil passage of the switching mechanism on the hydraulic consumption side can be shortened as much as possible.
本発明の1つの実施形態では、前記アクチュエータ部がロック部材を有し、該ロック部材は、前記第2の被動側回転体を前記駆動側回転体に固定するロック位置と、第2の被動側回転体を前記駆動側回転体に固定しないロック解除位置とに移動可能としている。このロック部材によって、エンジンの停止時あるいは始動時等に、アクチュエータ部のロータを初期位置に止めておくことができる。 In one embodiment of the present invention, the actuator portion has a lock member, and the lock member is configured to lock the second driven-side rotator to the driving-side rotator, and the second driven side. The rotating body can be moved to an unlock position where the rotating body is not fixed to the driving side rotating body. With this lock member, the rotor of the actuator portion can be stopped at the initial position when the engine is stopped or started.
前記切換部材から前記ロータの回転中心までの距離が、前記ベーン室の内径よりも大きくてもよい。また前記切換部材から前記ロータの回転中心までの距離を、前記ロック部材から前記ロータの回転中心までの距離よりも大きくてもよい。この構成により、駆動側回転体のトルクを伝達する切換部材に常時作用する剪断荷重を小さくすることができ、切換部材に必要とされる強度を緩和することが可能となる。切換部材の一例は円柱形のピンであり、該切換部材の径を前記ロック部材の径よりも大きくすることにより、切換部材の強度を大きくしてもよい。 The distance from the switching member to the rotation center of the rotor may be larger than the inner diameter of the vane chamber. The distance from the switching member to the rotation center of the rotor may be larger than the distance from the lock member to the rotation center of the rotor. With this configuration, it is possible to reduce the shear load that is constantly applied to the switching member that transmits the torque of the drive-side rotator, and to reduce the strength required for the switching member. An example of the switching member is a cylindrical pin, and the strength of the switching member may be increased by making the diameter of the switching member larger than the diameter of the lock member.
シャフト部材は、例えば前記第1のカムと一体に回転するアウタシャフトと、該アウタシャフトの内側に設けられ前記第2のカムと一体に回転するインナシャフトとを有している。前記切換部材は、例えば前記シャフト部材の軸線と平行な軸線方向に移動可能に配置されている。この構成によれば、ロータが回転する際に生じる遠心力が切換部材の移動方向の一方側に偏って作用することを回避できる。また、前記切換部材が前記アウタシャフトの外径よりも径方向の外側に配置されていてもよい。 The shaft member includes, for example, an outer shaft that rotates integrally with the first cam, and an inner shaft that is provided inside the outer shaft and rotates integrally with the second cam. For example, the switching member is arranged to be movable in an axial direction parallel to the axis of the shaft member. According to this configuration, it is possible to avoid that the centrifugal force generated when the rotor rotates is biased to one side in the moving direction of the switching member. Further, the switching member may be disposed on the outer side in the radial direction with respect to the outer diameter of the outer shaft.
本発明によれば、各気筒ごとに少なくとも2つの吸気バルブのためのカムを有する可変動弁装置において、1つのアクチュエータ部に設けられた切換部材を、エンジンの運転状況等に応じて第1の位置あるいは第2の位置に移動させることにより、複数のカムの位相を同時に変化させる第1の位相可変モードと、一方のカムのみの位相を変化させる第2の位相可変モードとに切換えることができる。 According to the present invention, in the variable valve operating apparatus having a cam for at least two intake valves for each cylinder, the switching member provided in one actuator unit is changed according to the operating condition of the engine or the like. By moving to the position or the second position, it is possible to switch between the first phase variable mode in which the phases of a plurality of cams are changed simultaneously and the second phase variable mode in which the phase of only one cam is changed. .
以下に本発明の第1の実施形態に係る可変動弁装置について、図1から図10を参照して説明する。
図1は、エンジンのシリンダヘッド10に設けられた可変動弁装置11を模式的に示している。この可変動弁装置11は、後に説明する組立カムシャフト12と、油圧式のアクチュエータ部13とを有している。このエンジンは、各気筒(シリンダ)ごとに少なくとも2つの吸気バルブ15,16と排気バルブ(図示せず)とを有している。例えば吸気バルブ15,16は、図1に示す可変動弁装置11によって開閉駆動される。
Hereinafter, a variable valve operating apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 schematically shows a
組立カムシャフト12は、アウタシャフト21およびインナシャフト22からなる二重構造のシャフト部材20と、シャフト部材20に組付けられた第1および第2のカム25,26とを含んでいる。アウタシャフト21はパイプ状をなし、このアウタシャフト21内にインナシャフト22が回転可能に設けられている。
The
シャフト部材20は長手方向に延びる軸線X1を有している。インナシャフト22は、アウタシャフト21に対して軸線X1まわりに回動(相対回転)可能である。アウタシャフト21は、シリンダヘッド10に設けられた軸受部(ジャーナル部)30,31,32等によって、回転自在に支持されている。アウタシャフト21の一方の端部(アクチュエータ部13側)にフランジ部21aが設けられている。
The
第1のカム25はアウタシャフト21に固定され、第1のカム25とアウタシャフト21とが一体に回転するようになっている。第1のカム25の外周には、第1の吸気バルブ15を開閉駆動するためのカムプロフィルを有するカム面25aが形成されている。
The
第2のカム26は、アウタシャフト21に対して軸線X1まわりに回動可能である。第2のカム26は連結部材35によってインナシャフト22に固定され、第2のカム26とインナシャフト22とが一体に回転するようになっている。連結部材35はインナシャフト22に固定され、アウタシャフト21に形成された開口部36からアウタシャフト21の径方向に突出している。第2のカム26の外周には、第2の吸気バルブ16を開閉駆動するためのカムプロフィルを有するカム面26aが形成されている。
The second cam 26 can rotate around the axis X <b> 1 with respect to the
第2のカム26は軸線X1方向に延びる筒部26bを有し、筒部26bの端部にカムローブ26cが形成されている。カムローブ26cの外周部に、位相角検出用のターゲット部37が設けられている。ターゲット部37の回転方向の位置が位相角検出用センサ38によって検出される。
The second cam 26 has a
図2は、アクチュエータ部13をシャフト部材20の軸線X1と直角な方向に切断して模式的に示した断面図である。このアクチュエータ部13は、エンジンのクランクシャフト39(図1に示す)によって回転駆動されるスプロケット40と、スプロケット40に設けられたハウジング41と、ハウジング41の内部に収容されたロータ42などを備えている。スプロケット40は、チェーンあるいはタイミングベルト等の動力伝達部材45(図1に示す)によって、クランクシャフト39と同期して回転する。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the
ハウジング41の内部には、ロータ42によって、複数の進角ベーン室50と、複数の遅角ベーン室51とが形成されている。進角ベーン室50と遅角ベーン室51とは、それぞれ、遅角油路52と進角油路53を介して、油圧ユニット60に接続されている。油圧ユニット60はECU(electronic control unit)等の制御部61によって制御され、エンジンの運転状況等に応じて遅角油路52と進角油路53に油圧を供給することができるようになっている。油圧ユニット60と制御部61とは、アクチュエータ部13の制御をつかさどる制御手段の一例である。
Inside the
例えば、油圧ユニット60によって発生させた油圧が遅角油路52から遅角ベーン室51に供給されると、ロータ42がハウジング41に対して遅角側に回動する。また、油圧が進角油路53から進角ベーン室50に供給されると、ロータ42がハウジング41に対して進角側に回動する。
For example, when the hydraulic pressure generated by the
ハウジング41はスプロケット40に固定されている。このためハウジング41はスプロケット40と一体に回転する。ロータ42は、インナシャフト22にボルト55によって固定されている。このためロータ42はインナシャフト22と一体に回転する。ロータ42がハウジング41に対して遅角側あるいは進角側に回動すると、アウタシャフト21とインナシャフト22の位相(軸線X1まわりの相対位置)が変化し、その結果、カム25,26の位相が変化することになる。
The
ロータ42にロック部材56が組込まれている。ロック部材56は、シャフト部材20の軸線X1と平行な方向に移動することができる。このロック部材56は、例えばエンジンの始動時あるいは低回転時等のようにロータ42が初期位置にあるときに、ばね等の付勢手段によってスプロケット40側の嵌合孔57に嵌合し、ロック位置となることにより、ロック部材56を介してスプロケット40(駆動側回転体70)とロータ42(第2の被動側回転体72)とが互いに固定されるようになっている。これらロック部材56と嵌合孔57とによって、ロック機構58が構成されている。
A
前記スプロケット40とハウジング41などによって、エンジンのクランクシャフト39によって駆動される駆動側回転体70が構成されている。駆動側回転体70の構成要素であるスプロケット40は、動力伝達部材45を介してクランクシャフト39と同期して回転する。よって、駆動側回転体70の位相はクランクシャフト39の位相と対応している。
The
一方、アウタシャフト21と、第1の吸気バルブ15を駆動するための第1のカム25などによって、第1の被動側回転体71が構成されている。第1のカム25はアウタシャフト21に固定されているため、第1のカム25とアウタシャフト21は軸線X1まわりに一体に回転する。アウタシャフト21の端部に設けられたフランジ部21aは、スプロケット40に対して軸線X1まわりに相対回転可能である。
On the other hand, the first driven-side
インナシャフト22と、第2の吸気バルブ16を駆動するための第2のカム26と、連結部材35と、ロータ42などによって、第2の被動側回転体72が構成されている。第2の被動側回転体72の構成要素であるインナシャフト22と第2のカム26とロータ42とは、互いに軸線X1まわりに一体に回転する。
A second driven rotating
これら第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72とは、油圧ユニット60から供給される油圧によって、駆動側回転体70に対して軸線X1まわりの位相(進角あるいは遅角)を変化させることが可能である。すなわち油圧ユニット60と制御部61とは、駆動側回転体70に対して第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72の位相を変化させるための制御手段の一例を構成している。アクチュエータ部13は、駆動側回転体70に対して第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72の位相を、前記初期位置を境に進角側または遅角側に移動させる機能を有している。
The first driven-
この可変動弁装置11は、第1の位相可変モードと第2の位相可変モードとを切換えるための切換機構80を備えている。ここで第1の位相可変モードとは、駆動側回転体70に対して第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72とが同時に位相が変化するモードである。第2の位相可変モードとは、駆動側回転体70に対して第2の被動側回転体72のみの位相が変化するモードである。
The
切換機構80は切換部材81を有している。切換部材81の一例は、シャフト部材20の軸線X1と平行な軸線X2方向に移動可能な円柱形のピンであり、後述するように第1の位相可変モードにおいて第1の位置に移動することにより、第1および第2の被動側回転体71,72の双方に嵌合するとともに、駆動側回転体70から離脱する。また第2の位相可変モードにおいて第2の位置に移動することにより、駆動側回転体70と第1の被動側回転体71の双方に嵌合するとともに、第2の被動側回転体72から離脱するように構成されている。
The
すなわちこの切換部材81は、スプロケット40に形成された第1の孔82と、アウタシャフト21のフランジ部21aに形成された第2の孔83と、第2のカム26のカムローブ26cに形成された第3の孔84とにわたって前記軸線X2方向に移動可能に挿入され、油圧ユニット60から遅角油路52または進角油路53に供給される油圧に応じて、軸線X1と平行な軸線X2方向に移動するようになっている。この構成によれば、ロータ42の回転時に生じる遠心力が切換部材81の移動方向の一方側に偏って作用することを回避でき、切換部材81の両方向への移動を均等化することができる。駆動側回転体70が回転する際に生じるトルクは、この切換部材81を介して第1の被動側回転体71あるいは第2の被動側回転体72に伝達される。
That is, the switching
図1に示すように、シリンダヘッド10の軸受部(ジャーナル部)30の内面に、前記油路52a,53aに油圧を供給する遅角油路52と進角油路53とが形成されている。前記切換機構80は、この軸受部30に隣接する位置に設けられている。この構成によれば、軸受部30の油路52,53から切換機構80の油路52a,53aまでの距離を極力短くすることができる。
As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、ロック機構58と切換機構80とは、ロータ42の回転時の重量バランスをとるために、ロータ42の回転中心Cを通る直径方向の線分M上に配置されている。ロック機構58と切換機構80とは、ベーン室50,51の内径R1と外径R2との間に配置されている。しかも切換部材81がアウタシャフトの外径R3(図1に示す)よりも径方向の外側に配置されている。これらの構成により、アクチュエータ部13の外径の内側にロック機構58と切換機構80とを収めることができ、アクチュエータ部13のサイズ(外径)を既存のアクチュエータ部と同等以下にすることができる。
As shown in FIG. 2, the
切換部材81からロータ42の回転中心Cまでの距離は、ベーン室の内径R1よりも大きい。また、切換部材81からロータ42の回転中心Cまでの距離を、ロック部材56からロータ42の回転中心Cまでの距離よりも大きくしている。この構成により、駆動側回転体70が回転する際のトルクによって切換部材81に常時作用する剪断荷重を小さくすることができ、切換部材81に必要とされる強度を緩和することが可能となる。
The distance from the switching
しかも切換部材81の径をロック部材56の径よりも大きくすることにより、切換部材81の強度を高めている。なお、ロック部材56の方は、ロック解除位置に移動した状態において剪断荷重を受けなくなるため、ロック部材56の強度は切換部材81の強度よりも小さくてすむ。
Moreover, the strength of the switching
図3は、切換部材81が第1の位置に移動した状態(第1の位相可変モード)を示している。切換部材81が第1の位置(第1の位相可変モード)にあるとき、切換部材81がアウタシャフト21の孔83と第2のカム26の孔84に嵌合するとともに、スプロケット40の孔82から抜け出る。これにより、アウタシャフト21と第2のカム26とが互いに結合されるとともに、アウタシャフト21と第2のカム26とがスプロケット40から切り離された状態となる。このため、アウタシャフト21に固定されている第1のカム25と、第2のカム26とが、互いに一体となって軸線X1まわりに回動可能となる。
FIG. 3 shows a state where the switching
このように第1の位相可変モードにおいては、切換部材81が第1の位置に移動することにより、アウタシャフト21(第1の被動側回転体71)とインナシャフト22(第2の被動側回転体72)とが切換部材81を介して互いに固定されるとともに、アウタシャフト21とインナシャフト22がスプロケット40(駆動側回転体70)から切り離される。このため、アウタシャフト21に固定されている第1のカム25と、インナシャフト22に固定されている第2のカム26とが、互いに一体となって軸線X1まわりに回動可能となることにより、進角油路53に導入される油圧に応じて、第1のカム25と第2のカム26の位相が進角側の位相可変領域T1内で変化する。
Thus, in the first variable phase mode, the switching
図4は、切換部材81が第2の位置に移動した状態(第2の位相可変モード)を示している。切換部材81が第2の位置(第2の位相可変モード)にあるとき、切換部材81がスプロケット40の孔82とアウタシャフト21の孔83に嵌合するとともに、第2のカム26の孔84から抜け出る。これにより、スプロケット40とアウタシャフト21とが互いに結合されるとともに、アウタシャフト21に対して第2のカム26が切り離されるため、第2のカム26が軸線X1まわりに回動可能となる。
FIG. 4 shows a state where the switching
このように第2の位相可変モードでは、切換部材81がシャフト部材20の軸線X1と平行な軸線X2方向に沿って第2の位置に移動することにより、アウタシャフト21(第1の被動側回転体71)がスプロケット40(駆動側回転体70)に固定されるとともに、インナシャフト22(第2の被動側回転体72)がアウタシャフト21から切り離される。このため、第2のカム26のみが軸線X1まわりに回動可能となることにより、遅角油路52に導入される油圧に応じて、第2のカム26の位相が遅角側の位相可変領域T2内で変化する。
As described above, in the second phase variable mode, the switching
切換部材81を前記第1の位置に移動させるための油圧を供給する油路53a(図5に示す)は、進角油路53に接続されている。切換部材81を第2の位置に移動させるための油圧を供給する油路52a(図5に示す)は、遅角油路52に接続されている。円柱形のピンからなる切換部材81の両端部には、各々の端面に向かって外径が小さくなるテーパ部85,86が形成されている。テーパ部85,86を設けたことにより、切換部材81が第1の位置あるいは第2の位置に移動する際に、切換部材81が第1の孔82あるいは第3の孔84に円滑に挿入されるため、切換部材81の移動が容易となる。
An
図5から図9は、第1および第2の被動側回転体71,72の動作を説明するための模式図である。これらの図はアクチュエータ部13の動作をわかりやすく説明するために便宜的に表した模式図であるから、図1から図4に示したアクチュエータ部13とは形状やレイアウトが異なっている。
FIGS. 5 to 9 are schematic views for explaining the operation of the first and second driven-side
図5は、図1に対応する模式図であって、アクチュエータ部13の初期モード(初期位置)を示している。初期モードでは、切換部材81がスプロケット40の孔82とアウタシャフト21の孔83に嵌合している。初期モードの一例はエンジンの始動時あるいは低回転時(アイドリング時)であり、油圧が上昇していないため、ロック機構58のロック部材56が、ばね等の付勢手段によってスプロケット40の嵌合孔57に嵌合し、ロック位置となっている。このため初期モードでは、駆動側回転体70に対して第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72がロックされた状態となり、第1のカム25と第2のカム26の位相変化は生じることなく初期位置(イニシャル)のままである。
FIG. 5 is a schematic diagram corresponding to FIG. 1 and shows an initial mode (initial position) of the
図6と図7は、それぞれ図3に対応する模式図であって、アクチュエータ部13の第1の位相可変モードを示している。第1の位相可変モードでは、図6に示すように進角油路53から供給される油圧によって切換部材81が軸線X2方向に第1の位置に移動することにより、スプロケット40の孔82から抜け出るとともに、切換部材81がアウタシャフト21の孔83と第2のカム26の孔84に嵌合する。これにより、第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72とが互いに結合されるとともに、駆動側回転体70に対して第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72が切り離された状態となる。また、ロック機構58のロック部材56が、油圧によって嵌合孔57から抜け出てロック解除位置となる。つまりロック部材56がロック解除位置にあるとき、第2の被動側回転体72は駆動側回転体70に固定されていない状態となる。このため第1のカム25と第2のカム26とが一体となって回動できるようになる。
FIGS. 6 and 7 are schematic views corresponding to FIG. 3, respectively, and show the first phase variable mode of the
この第1の位相可変モードでは、図7に示すように進角油路53に油圧が供給されると、第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72とが、同時に、駆動側回転体70に対して位相可変領域T1内で進角側に回動することにより、第1のカム25と第2のカム26とが進角側に移動する。
In this first phase variable mode, when hydraulic pressure is supplied to the
図8と図9は、それぞれ図4に対応する模式図であって、アクチュエータ部13の第2の位相可変モードを示している。第2の位相可変モードでは、図8に示すように遅角油路52から供給される油圧によって切換部材81が軸線X2方向に第2の位置に移動することにより、ロータ42の孔84から抜け出るとともに、切換部材81がスプロケット40の孔82に嵌合する。これにより、駆動側回転体70と第1の被動側回転体71とが互いに結合されるとともに、第2の被動側回転体72が、第1の被動側回転体71から切り離された状態となる。また、ロック機構58のロック部材56が、油圧によって嵌合孔57から抜け出てロック解除位置となる。このため第2の被動側回転体72のみが、駆動側回転体70に対して回動可能となる。
FIGS. 8 and 9 are schematic diagrams corresponding to FIG. 4, respectively, and show the second phase variable mode of the
この第2の位相可変モードでは、図9に示すように遅角油路52に油圧が供給されると、第1の被動側回転体71が初期位置に止まったまま、第2の被動側回転体72のみが、駆動側回転体70に対して位相可変領域T2内で遅角側に回動することにより、第2のカム26のみが遅角側に移動する。
In the second phase variable mode, when hydraulic pressure is supplied to the
図10は、前記実施形態の可変動弁装置11の第1および第2のバルブ15,16のリフト量(開閉時期)とクランク角との関係を示している。前記したようにスプロケット40とハウジングに41とを含む駆動側回転体70に対して、第1のカム25と第2のカム26が進角側の位相可変領域T1で移動する。また遅角側には、第2のカム26のみが遅角側の位相可変領域T2で移動する。よって、トータルとしての位相可変範囲Sは、進角側の位相可変領域T1と遅角側の位相可変領域T2とを合わせた量となる。進角側の位相可変領域T1と前記遅角側の位相可変領域T2とは、初期位置を境に互いに隣接して設定されている。
FIG. 10 shows the relationship between the lift amount (opening / closing timing) of the first and
ロック部材56と嵌合孔57などからなるロック機構58は、アクチュエータ部13が図5に示す初期位置にある状態において、ばね等の付勢手段によってロック部材56が嵌合孔57に挿入され、ロック位置となることにより、第2の被動側回転体72を駆動側回転体70に固定する機能を有している。この実施形態の場合、ロック機構58のロックが解除された状態(油圧によってロック部材56が嵌合孔57から抜け出てロック解除位置となった状態)において、ロータ42が、進角側の位相可変領域T1(一方側の位相可変領域)または遅角側の位相可変領域T2(他方側の位相可変領域)に移動可能となる。
In the
すなわち本実施形態のアクチュエータ部13は、ロック機構58によってロータ42がロックされる初期位置を境として、第1および第2のバルブ15,16が進角側に同時に位相変化する「両弁位相可変モード」と、第2のバルブ16のみが遅角側に位相変化する「片弁位相可変モード」に切換わるようになっている。
In other words, the
遅角側の位相可変領域T2は、進角側の位相可変領域T1よりも大きい。一例として、進角側の位相可変領域T1はクランク角35°相当であるのに対し、遅角側の位相可変領域T2がクランク角45°相当となるように、位相可変範囲S(クランク角80°相当)で、初期位置を境として進角側と遅角側とで可変範囲の配分比率が設定されている。 The retarded phase variable region T2 is larger than the advanced phase variable region T1. As an example, the phase variable region T1 (crank angle 80) is set so that the phase variable region T1 on the advance side corresponds to a crank angle of 35 °, whereas the phase variable region T2 on the retard side corresponds to 45 ° of the crank angle. The variable range distribution ratio is set between the advance side and the retard side from the initial position.
こうすることにより、限られた位相可変範囲S内で、遅角側の位相可変領域T2をなるべく大きくとることが可能となり、第2のカム26によって駆動される第2の吸気バルブ16の閉弁時期の遅延を大きくとることができる。この例では遅角側の位相可変領域T2が進角側の位相可変領域T1よりも大きくなるため、遅角駆動時には進角駆動時よりも多くの油圧が必要となるが、遅角駆動時にアクチュエータ部13は第2の被動側回転体72(第2のカム26)のみを移動させればよいため、油圧の低下を抑制でき応答性を確保することができる。
By doing so, it is possible to make the retarded phase variable region T2 as large as possible within the limited phase variable range S, and the
また、例えばエンジンの性能を重視する時などには、第1の位相可変モードによって、第1のカム25と第2のカム26とを同時に進角側に移動させることにより、エンジン出力に対応することができる。一方、燃費を重視する時には、第2の位相可変モードによって、第2のカム26のみを遅角側に位相変化させるといった制御を制御部61によって行なうことができる。
For example, when emphasizing engine performance, the
制御手段として機能する制御部61は、アクチュエータ部13が初期位置(エンジンの始動時あるいはアイドリング時)にあるとき、圧縮行程の2分の1よりも前側の時期P1(図10に示す)において第1および第2の吸気バルブ15,16の双方が閉弁するように、ロック機構58を作動させる。エンジンの始動時は油圧が上昇していないため、ロック機構58が作動することによってアクチュエータ部13が初期位置に保たれている。この初期位置では第1および第2の吸気バルブ15,16がいずれも圧縮行程の2分の1よりも前側の時期P1(図10に示す)で閉弁するようにロック機構58が働いているため、圧縮比を大きくとることができることにより、燃料に着火しやすくなり、エンジンの始動が容易となる。
When the
エンジン始動後に行なわれる遅角側の位相可変領域T2においては、遅角側に位相変化する吸気バルブ16が圧縮行程の2分の1よりも後側の時期P2(図10に示す)で閉弁するように、アクチュエータ部13によって第2のカム26の位相を変化させるプログラムが組込まれている。この遅角側の位相可変領域T2では、第1の吸気弁15が圧縮行程の2分の1よりも前側の時期P1(図10に示す)で閉弁しているが、第2のカム26によって吸気バルブ15が開いているため、圧縮比が低い状態となっている。しかし圧縮行程の中間位置(特に圧縮行程の2分の1)ではピストン速度が最大となるため、片側の吸気バルブ15が開いていることにより、気筒内に強いスワールを生じさせることができ、燃焼が良化される。しかも遅角側の位相可変領域T2では、第1のカム25が圧縮行程の2分の1よりも前側の時期P1(図10に示す)で閉弁しているため圧縮比を比較的低い状態にすることができ、ポンプロスが減ることによって燃費が改善される。
In the retarded phase variable region T2 that is performed after the engine is started, the
以上説明したように、本実施形態の可変動弁装置11によれば、エンジンの運転状況に応じて、進角側と遅角側とで異なる態様の位相制御を1つの油圧式のアクチュエータ部13によって実現することができる。このため、2つのアクチュエータ部を使用する可変動弁装置と比較して構造が簡略化し、小形かつ軽量に構成することが可能である。
As described above, according to the variable
図11は、本発明の第2の実施形態に係る可変動弁装置11Aを模式的に示している。この可変動弁装置11Aの基本的な構成は第1の実施形態の可変動弁装置11と共通であるため、両者に共通の箇所に共通の符号を付して説明を省略し、互いに異なる箇所について以下に説明する。
FIG. 11 schematically shows a
第2の実施形態の可変動弁装置11Aの切換機構80Aの切換部材81Aは、シャフト部材20の軸線X1と直角な方向(シャフト部材20の径方向)に移動可能に構成されている。この切換機構80Aは、第1の実施形態の切換機構80と同様に、アクチュエータ部13を第1の位相可変モードと第2の位相可変モードとを切換える機能を有している。
The switching
切換部材81Aの一例は、シャフト部材20の軸線X1と直角な方向に移動可能な円柱形のピンである。この切換部材81Aは、スプロケット40に固定された回転部材40Aに形成された第1の孔82Aと、アウタシャフト21に形成された第2の孔83Aと、インナシャフト22に固定された回転部材22Aに形成された第3の孔84Aとにわたって移動可能であり、遅角油路52または進角油路53に供給される油圧に応じて、軸線X1と直角な方向に移動するようになっている。
An example of the switching
第1の位相可変モードにおいて、切換部材81Aが第1の位置に移動することにより、アウタシャフト21(第1の被動側回転体71)とインナシャフト22側の回転部材22A(第2の被動側回転体72)とが切換部材81Aを介して互いに固定されるとともに、アウタシャフト21とインナシャフト22側の回転部材22Aがスプロケット40側の回転部材40A(駆動側回転体70)から切り離される。このため、アウタシャフト21に固定されている第1のカム25と、インナシャフト22に固定されている第2のカム26とが、互いに一体となって軸線X1まわりに回動可能となることにより、進角油路53に導入される油圧に応じて、第1のカム25と第2のカム26の位相が進角側の位相可変領域T1内で変化する。
In the first phase variable mode, when the switching
第2の位相可変モードでは、切換部材81Aが第2の位置に移動することにより、アウタシャフト21(第1の被動側回転体71)がスプロケット40側の回転部材40A(駆動側回転体70)に固定されるとともに、インナシャフト22側の回転部材22A(第2の被動側回転体72)がアウタシャフト21から切り離される。このため、第2のカム26のみが軸線X1まわりに回動可能となることにより、遅角油路52に導入される油圧に応じて、第2のカム26の位相が遅角側の位相可変領域T2内で変化する。
In the second phase variable mode, when the switching
この可変動弁装置11Aの場合、シャフト部材20の一端側にアクチュエータ部13が配置され、シャフト部材20の他端側に第2のカム26と一体に回転する回転部材90が設けられている。この回転部材90に位相角検出用のターゲット部37が設けられている。ターゲット部37の回転方向の位置、すなわち第2の被動側回転体72の位相角度が位相角検出用センサ38によって検出される。
In the case of this variable
なお本発明を実施するに当たり、アクチュエータ部やカム、ロック部材、切換部材等の具体的な形状、構成をはじめとして、駆動側回転体や第1の被動側回転体、第2の被動側回転体など可変動弁装置を構成する要素の形状や配置等の具体的な態様等を種々に変更して実施できることは言うまでもない。 In carrying out the present invention, the drive-side rotating body, the first driven-side rotating body, the second driven-side rotating body, as well as the specific shapes and configurations of the actuator section, cam, lock member, switching member, etc. Needless to say, the present invention can be implemented by variously changing the specific modes and the like of the elements constituting the variable valve operating apparatus.
11…可変動弁装置、13…アクチュエータ部、15…第1の吸気バルブ、16…第2吸気バルブ、20…シャフト部材、21…アウタシャフト、22…インナシャフト、25…第1のカム、26…第2のカム、30…軸受部(ジャーナル部)、39…クランクシャフト、40…スプロケット、42…ロータ、52…遅角油路、53…進角油路、56…ロック部材、57…嵌合孔、58…ロック機構、61…制御部、70…駆動側回転体、71…第1の被動側回転体、72…第2の被動側回転体、80…切換機構、81…切換部材。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
第1の吸気バルブを駆動するための第1のカムを含む第1の被動側回転体と、
第2の吸気バルブを駆動するための第2のカムを含む第2の被動側回転体と、
前記駆動側回転体に対して前記第1および第2の被動側回転体の位相を同時に変化させる第1の位相可変モードと、前記第2の被動側回転体の位相のみを変化させる第2の位相可変モード有して位相可変させるアクチュエータ部と、
前記第1の位相可変モードにおいて前記第1被動側回転体と前記第2の被動側回転体を連結する第1の位置と、前記第2の位相可変モードにおいて前記第1被動側回転体と前記第2の被動側回転体とを切り離す第2の位置に切り換わる切換部材を備えた切換機構と、
を具備したことを特徴とする可変動弁装置。 A driving side rotating body that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine;
A first driven rotary body including a first cam for driving the first intake valve;
A second driven rotary body including a second cam for driving the second intake valve;
A first variable phase mode in which the phases of the first and second driven-side rotating bodies are simultaneously changed with respect to the driving-side rotating body; and a second phase in which only the phase of the second driven-side rotating body is changed. An actuator unit having a variable phase mode and variable phase;
A first position connecting the first driven-side rotator and the second driven-side rotator in the first phase variable mode; and the first driven-side rotator and the second phase variable mode. A switching mechanism including a switching member that switches to a second position that separates the second driven-side rotating body;
A variable valve operating apparatus characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011154228A JP2013019361A (en) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Variable valve device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011154228A JP2013019361A (en) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Variable valve device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013019361A true JP2013019361A (en) | 2013-01-31 |
Family
ID=47691024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011154228A Withdrawn JP2013019361A (en) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Variable valve device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013019361A (en) |
-
2011
- 2011-07-12 JP JP2011154228A patent/JP2013019361A/en not_active Withdrawn
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