JP2008095622A - Variable valve gear for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関するものである。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
自動車用エンジン等の内燃機関においては、吸気バルブや排気バルブといった機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブリフト可変機構を備えたものが知られている。例えば、特許文献1の内燃機関では、内燃機関の各気筒毎に設けられたバルブリフト可変機構が複数の立壁部の間に設けられるとともに当該立壁部により隣のバルブリフト可変機構と隔てられている。そして、バルブリフト可変機構は、各気筒に亘って延びて各立壁部を貫通するコントロールシャフトに対し係合されて同シャフトの駆動に基づき軸線方向に変位するスライダと、そのスライダに対し係合されて同スライダの前記軸線方向への変位に基づき機関バルブのバルブ特性を可変とすべく駆動される可変駆動部とを備えている。 2. Description of the Related Art An internal combustion engine such as an automobile engine is known that includes a variable valve lift mechanism that varies the valve characteristics of an engine valve such as an intake valve and an exhaust valve. For example, in the internal combustion engine of Patent Document 1, a variable valve lift mechanism provided for each cylinder of the internal combustion engine is provided between a plurality of standing wall portions and separated from the adjacent variable valve lift mechanism by the standing wall portion. . The variable valve lift mechanism is engaged with a control shaft extending over each cylinder and penetrating through each standing wall and displaced in the axial direction based on the drive of the shaft, and is engaged with the slider. And a variable drive unit that is driven to vary the valve characteristic of the engine valve based on the displacement of the slider in the axial direction.
上記コントロールシャフトの端部には、同シャフトを駆動するアクチュエータが接続されている。そして、このアクチュエータによりコントロールシャフトを駆動してスライダを可変駆動部に対し同シャフトの軸線方向に相対的に変位させることにより、同可変駆動部が駆動されて各気筒の機関バルブのバルブ特性が同時に変更される。なお、スライダがコントロールシャフトの軸線方向に変位する際、そのスライダに対応する可変駆動部の当該軸線方向への変位は立壁部によって規制される。従って、スライダの変位に伴って可変駆動部が同スライダと同方向に変位し、スライダの可変駆動部に対するコントロールシャフトの軸線方向への相対移動が行えなくなることを防止できる。
ところで、コントロールシャフトにおいては、その端部がアクチュエータと接続されていることから、同シャフトの軸線方向への熱膨張時には上記端部を基準として当該軸線方向に伸びることになる。このようにコントロールシャフトが熱膨張によって軸線方向に伸びると、同シャフトに対するスライダの係合位置が上記熱膨張の分だけ適正位置から上記軸線方向にずれ、それに伴いスライダも上記軸線方向にずれる。 By the way, since the end portion of the control shaft is connected to the actuator, it extends in the axial direction with reference to the end portion when the shaft is thermally expanded in the axial direction. Thus, when the control shaft extends in the axial direction due to thermal expansion, the engagement position of the slider with respect to the shaft shifts from the appropriate position in the axial direction by the thermal expansion, and accordingly, the slider also shifts in the axial direction.
こうしたコントロールシャフトの熱膨張時には、可変駆動部の上記軸線方向への変位を規制する立壁部も熱膨張し、それによって可変駆動部も上記軸線方向に変位する。ここで、立壁部の熱膨張による可変駆動部の上記軸線方向への変位が、コントロールシャフトの熱膨張によるスライダの上記軸線方向への変位と等しければ、可変駆動部に対する上記軸線方向についてのスライダの相対位置に変化はなく、バルブ特性が適正状態から変化することもない。 When the control shaft is thermally expanded, the standing wall portion that restricts the displacement of the variable drive unit in the axial direction is also thermally expanded, and thereby the variable drive unit is also displaced in the axial direction. Here, if the displacement in the axial direction of the variable drive portion due to the thermal expansion of the standing wall portion is equal to the displacement in the axial direction of the slider due to the thermal expansion of the control shaft, the slider in the axial direction relative to the variable drive portion There is no change in the relative position, and the valve characteristic does not change from the proper state.
しかし、立壁部は内燃機関の軽量化を重視してアルミ合金等で形成され、コントロールシャフトは強度を重視して鉄系材料等で形成されるなど、立壁部とコントロールシャフトとは異なる材料で形成される可能性が高く、両者の熱膨張率は同じにはならない。また、立壁部はシリンダヘッドに固定されているのに対し、コントロールシャフトはその端部をアクチュエータに接続しているだけである。このように両者の熱膨張率、及び設置態様が異なることから、立壁部及びコントロールシャフトの熱膨張時、可変駆動部とスライダとが上記軸線方向に同じだけ変位するとは考えにくい。より詳しくは、立壁部の熱膨張による可変駆動部の上記軸線方向についての変位は僅かであるのに対し、コントロールシャフトの熱膨張によるスライダの上記軸線方向への変位は大きなものとなる可能性が高い。 However, the standing wall is made of an aluminum alloy or the like with an emphasis on weight reduction of the internal combustion engine, and the control shaft is made of a different material from the standing wall and the control shaft. The coefficient of thermal expansion of both is not the same. Further, while the standing wall portion is fixed to the cylinder head, the control shaft has only its end connected to the actuator. As described above, since the thermal expansion coefficient and the installation mode of the two are different, it is unlikely that the variable drive unit and the slider are displaced by the same amount in the axial direction when the standing wall portion and the control shaft are thermally expanded. More specifically, the displacement of the variable drive unit in the axial direction due to the thermal expansion of the standing wall portion is slight, whereas the displacement of the slider in the axial direction due to the thermal expansion of the control shaft may be large. high.
従って、コントロールシャフトの熱膨張時、同シャフトに係合されるスライダが適正位置から上記軸線方向に変位するときには、スライダと可変駆動部との上記軸線方向についての相対位置が変化し、それに伴いバルブ特性が適正状態からずれることになる。ただし、こうしたバルブ特性の適正状態からのずれが各気筒で均等であれば、そのずれを考慮してコントロールシャフトを駆動することで、バルブ特性を全ての気筒において適正状態とすることが可能になると考えられる。 Accordingly, during thermal expansion of the control shaft, when the slider engaged with the shaft is displaced from the appropriate position in the axial direction, the relative position of the slider and the variable drive unit in the axial direction changes, and accordingly, the valve The characteristic will deviate from the proper state. However, if the deviation from the appropriate state of the valve characteristics is uniform in each cylinder, the valve characteristics can be made appropriate in all cylinders by driving the control shaft in consideration of the deviation. Conceivable.
ところが、コントロールシャフトの上記端部を基準とする軸線方向についての熱膨張量は、当該端部から離れた部分ほど大となる。これは、コントロールシャフトの上記端部から離れるほど、その端部との間にあるコントロールシャフトの材料量が多くなるためである。 However, the amount of thermal expansion in the axial direction with the end portion of the control shaft as a reference is larger as the portion is farther from the end portion. This is because as the distance from the end of the control shaft increases, the amount of the control shaft between the ends increases.
このように、コントロールシャフトにおいては上記端部から離れた部分ほど、当該端部を基準とする軸線方向についての熱膨張量が大となることから、上記端部から離れて位置する気筒ほど、コントロールシャフトに対するスライダの係合位置の適正値からの上記軸線方向へのずれが大となる。その結果、上記端部からはなれた気筒ほど、スライダの適正位置からの上記軸方向への変位が大となり、同スライダの可変駆動部に対する上記軸線方向についての相対位置の変化も大となることから、機関バルブのバルブ特性の適正状態からのずれが大となる。従って、コントロールシャフトに軸線方向についての熱膨張が生じると、それに伴うバルブ特性の適正状態からのずれが気筒毎に大きくばらつくことになる。 In this way, the portion of the control shaft that is farther from the end portion has a larger amount of thermal expansion in the axial direction with respect to the end portion, so that the cylinder that is located farther from the end portion is more controlled. The deviation in the axial direction from the appropriate value of the slider engagement position with respect to the shaft becomes large. As a result, as the cylinder is far from the end, the displacement in the axial direction from the appropriate position of the slider increases, and the change in the relative position in the axial direction relative to the variable drive portion of the slider also increases. The deviation of the valve characteristics of the engine valve from the proper state becomes large. Therefore, when thermal expansion in the axial direction occurs in the control shaft, the deviation of the valve characteristics from the appropriate state greatly varies from cylinder to cylinder.
この場合、いずれかの気筒で上記ずれをなくすようコントロールシャフトを軸線方向に駆動することで、当該気筒のみでバルブ特性を適正状態とすることはできても、その他の気筒ではバルブ特性が適正状態から大きくずれることになり、その気筒での燃焼状態の悪化を招くことは避けられない。 In this case, by driving the control shaft in the axial direction so as to eliminate the above-mentioned deviation in one of the cylinders, the valve characteristic can be brought into an appropriate state only with the cylinder, but the valve characteristic is made into an appropriate state in the other cylinders. Therefore, it is inevitable that the combustion state in the cylinder will deteriorate.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コントロールシャフトが軸線方向に熱膨張したとき、機関バルブのバルブ特性の適正状態からのずれの各気筒間でのばらつきを回避することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to provide a variation among the cylinders in the deviation of the valve characteristic of the engine valve from the appropriate state when the control shaft is thermally expanded in the axial direction. It is an object of the present invention to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can avoid the above-described problem.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、内燃機関の各気筒毎に設けられたバルブリフト可変機構が複数の立壁部の間に設けられるとともに当該立壁部により隣のバルブリフト可変機構と隔てられており、前記バルブリフト可変機構は、各気筒に亘って延びて各立壁部を貫通するコントロールシャフトに対し係合されて同シャフトの駆動に基づき軸線方向に変位するスライダと、そのスライダに対し係合されて同スライダの前記軸線方向への変位に基づき機関バルブのバルブ特性を可変とすべく駆動される可変駆動部とを備えている内燃機関の可変動弁装置において、前記立壁部を前記コントロールシャフトの軸線方向に貫通して当該軸線方向に延びる円筒状をなすとともに周方向及び上記軸線方向に移動可能であり、各気筒におけるバルブリフト可変機構の前記可変駆動部の間に介在するカラーと、前記立壁部に対する前記カラーの周方向についての相対位置を強制的に変更させる位置変更手段とを備えた。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the variable valve lift mechanism provided for each cylinder of the internal combustion engine is provided between the plurality of vertical wall portions, and the adjacent valve lift variable mechanism is provided by the vertical wall portion. The variable valve lift mechanism is engaged with a control shaft extending through each cylinder and penetrating each standing wall, and is displaced in the axial direction based on driving of the shaft, and the slider In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, the standing wall portion is provided with a variable drive unit that is engaged with the slider and driven to vary the valve characteristic of the engine valve based on the displacement of the slider in the axial direction. Is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction through the control shaft and movable in the circumferential direction and the axial direction. A collar interposed between the variable drive unit of the variable valve lift mechanism that, and a position changing means for forcibly changing the relative position of the circumferential direction of the collar relative to the vertical wall portion.
上記構成によれば、コントロールシャフトの軸線方向への熱膨張に伴い、同シャフトに係合する各気筒のスライダが上記軸線方向に変位すると、それらスライダと係合される可変駆動部も同スライダに伴って上記軸線方向に変位する。このように可変駆動部がスライダに伴って変位可能であるのは、各気筒の可変駆動部の間に介在するカラーが立壁部に対し上記軸線方向に移動可能となっており、そのカラーの移動を通じて上記可変駆動部の立壁部に対する上記軸線方向への相対移動が許容されるためである。そして、各気筒の可変駆動部が対応するスライダの変位に伴って上記軸線方向に変位することから、コントロールシャフトがその軸線方向に熱膨張したとき、各気筒においてスライダと可変駆動部との当該軸線方向についての相対位置が変化し、機関バルブのバルブ特性が適正状態からずれるということはない。従って、それらスライダと可変駆動部との上記軸線方向についての相対位置の変化が各気筒毎に異なり、機関バルブのバルブ特性の適正状態からのずれが各気筒間でばらつくという現象の発生も回避することができる。 According to the above configuration, when the slider of each cylinder engaged with the shaft is displaced in the axial direction along with the thermal expansion of the control shaft in the axial direction, the variable drive unit engaged with the slider is also moved to the slider. Along with this, it is displaced in the axial direction. In this way, the variable drive unit can be displaced along with the slider because the collar interposed between the variable drive units of each cylinder is movable in the axial direction with respect to the standing wall, and the movement of the collar This is because a relative movement in the axial direction with respect to the standing wall portion of the variable drive portion is allowed through. Since the variable drive section of each cylinder is displaced in the axial direction along with the displacement of the corresponding slider, when the control shaft is thermally expanded in the axial direction, the axis of the slider and the variable drive section in each cylinder. The relative position with respect to the direction does not change, and the valve characteristic of the engine valve does not deviate from the proper state. Accordingly, the change in the relative position of the slider and the variable drive unit in the axial direction is different for each cylinder, and the occurrence of the phenomenon that the deviation of the valve characteristic of the engine valve from the appropriate state varies among the cylinders is also avoided. be able to.
ところで、立壁部に対するカラーの相対位置に関しては、コントロールシャフトの軸線方向への熱膨張時には変化するものの、常に変化しているいるわけではない。このため、立壁部とカラーとの間において、常に同じ箇所同士が接触した状態になり、当該箇所同士が微小振動等によって擦られて表面損傷(いわゆるフレッティング摩耗)に繋がるおそれがある。しかし、上記構成によれば、位置変更手段によって立壁部に対するカラーの周方向についての相対位置が強制的に変更されるため、立壁部とカラーとの間で上述したフレッティング摩耗が生じることを抑制できるようになる。 By the way, the relative position of the collar with respect to the standing wall portion changes during thermal expansion in the axial direction of the control shaft, but does not always change. For this reason, between the standing wall portion and the collar, the same portions are always in contact with each other, and the portions may be rubbed by minute vibration or the like, leading to surface damage (so-called fretting wear). However, according to the above configuration, since the relative position of the collar in the circumferential direction with respect to the standing wall is forcibly changed by the position changing unit, the above-described fretting wear is suppressed between the standing wall and the collar. become able to.
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記カラーの軸線方向両端部は、前記立壁部外に露出する露出部となっており、前記位置変更手段は、前記露出部よりも上方にオイルを導くシャワーパイプを備え、そのシャワーパイプから送り出されるオイルの送出方向を前記露出部の外周面の周方向に沿った方向とした状態で当該オイルを前記露出部に当てるものとした。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, both end portions in the axial direction of the collar are exposed portions that are exposed outside the standing wall portion, and the position changing means is more than the exposed portion. A shower pipe that guides oil upward is provided, and the oil is applied to the exposed portion in a state in which the direction in which the oil is sent out from the shower pipe is the direction along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the exposed portion.
上記構成によれば、シャワーパイプによってカラーの露出部よりも上方にオイルが導かれ、そのオイルを当該露出部に当てることによりカラーの周方向への強制的な変位が実現される。この場合、シャワーパイプをカラーに対し高く設置することで、露出部にシャワーパイプから送り出されたオイルを当てる際、オイルの重さに相当する分だけ露出部に働く周方向への力が大きくなる。従って、上記オイルによってカラーを効果的に周方向に変位させることができる。 According to the above configuration, the oil is guided upward from the exposed portion of the collar by the shower pipe, and the forced displacement in the circumferential direction of the collar is realized by applying the oil to the exposed portion. In this case, by setting the shower pipe higher than the collar, when the oil sent from the shower pipe is applied to the exposed portion, the circumferential force acting on the exposed portion is increased by an amount corresponding to the weight of the oil. . Accordingly, the collar can be effectively displaced in the circumferential direction by the oil.
請求項3記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記露出部においては、前記カラーにおける前記立壁部内に位置する部分よりも大径に形成されており、外周面に前記オイルによる力を受ける受圧部が形成されていることを要旨とした。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the exposed portion is formed to have a larger diameter than a portion of the collar located in the standing wall portion, and the oil is applied to the outer peripheral surface. The gist is that a pressure receiving portion is formed.
上記構成によれば、露出部に形成された受圧部によってオイルによる力を効果的に受けることができる。更に、露出部がカラーにおける立壁部内に位置する部分よりも大径に形成されているため、上記オイルによる力を受圧部で受けたときにカラーに作用する同カラーの中心線周りについてのトルクが大となる。以上により、カラーを上記オイルによって効果的に周方向に変位させることができる。また、カラーにおける露出部は、同カラーにおける立壁部内に位置する部分よりも大径であるため、同カラーのコントロールシャフトの軸線方向についての変位を規制するストッパの役割も果たすようになる。従って、カラーに上記露出部を形成することで、同カラーに上記オイルの力に基づくトルクを大きくする機能とストッパ機能との両方を持たせることができる。 According to the said structure, the force by oil can be received effectively by the pressure receiving part formed in the exposed part. Furthermore, since the exposed portion is formed to have a larger diameter than the portion located in the standing wall portion of the collar, the torque about the central line of the collar acting on the collar when the force by the oil is received by the pressure receiving portion. Become big. As described above, the collar can be effectively displaced in the circumferential direction by the oil. Further, since the exposed portion of the collar has a larger diameter than the portion located in the standing wall portion of the collar, it also serves as a stopper that regulates displacement in the axial direction of the control shaft of the collar. Therefore, by forming the exposed portion on the collar, the collar can have both a function of increasing torque based on the force of the oil and a stopper function.
請求項4記載の発明では、請求項1記載の発明では、前記位置変更手段は、前記カラーに対しその周方向に力を作用させるアクチュエータを備えた。
上記構成によれば、アクチュエータの駆動を通じてカラーが周方向に強制的に変位させられる。このため、オイルの送出を通じてカラーを周方向に強制的に変位させる場合のように、その変位がオイル吐出量等から影響を受けることはなく、的確に同カラーを周方向に変位させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the position changing means includes an actuator that applies a force to the collar in the circumferential direction.
According to the above configuration, the collar is forcibly displaced in the circumferential direction through driving of the actuator. Therefore, unlike the case where the collar is forcibly displaced in the circumferential direction through the delivery of oil, the displacement is not affected by the oil discharge amount or the like, and the collar can be accurately displaced in the circumferential direction. .
請求項5記載の発明では、請求項4記載の発明において、前記可変駆動部は、回転するカムにより押されてコントロールシャフトの軸線を中心に揺動する入力アームと、その入力アームの揺動に伴い前記軸線を中心に揺動して機関バルブをリフトさせる出力アームとを備え、それら入力アームと出力アームとの揺動方向についての相対位置の変更を通じて機関バルブのバルブ特性を可変とするものであり、前記入力アーム及び前記出力アームに関しては、それぞれ互いに傾斜方向の異なるスプラインの噛み合わせによって前記スライダと係合し、同スライダの前記軸線方向への変位を通じて揺動方向についての相対位置を変更するものとなっており、前記位置変更手段は、前記機関バルブの非リフト時に、前記カラーの周方向への強制的な移動を行うべく前記アクチュエータを駆動させるものとした。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the variable drive unit is configured to have an input arm that is pushed by a rotating cam and swings about the axis of the control shaft, and the input arm swings. Accordingly, an output arm that swings about the axis and lifts the engine valve is provided, and the valve characteristics of the engine valve are made variable by changing the relative positions of the input arm and the output arm in the swing direction. The input arm and the output arm are engaged with the slider by meshing splines with different inclination directions, and the relative position in the swing direction is changed through displacement of the slider in the axial direction. The position changing means forcibly moves the collar in the circumferential direction when the engine valve is not lifted. It was assumed to drive the actuator to perform the.
機関バルブのリフト時には、その際の反力が入力アーム及び出力アームに対しコントロールシャフトの軸線方向に働き、それらアームがカラー側に押し付けられる。このため、アームとカラーとの間に生じる摩擦力が大となり、それによって同カラーを周方向に変位させることが困難になる。上記構成によれば、機関バルブの非リフト時にカラーの周方向への強制的な変位が行われるため、上述した状況を避けてカラーの周方向への変位を行うことができ、その変位に多大な力を要するようになることを回避できる。 When the engine valve is lifted, the reaction force at that time acts on the input arm and the output arm in the axial direction of the control shaft, and these arms are pressed against the collar side. For this reason, the frictional force generated between the arm and the collar becomes large, which makes it difficult to displace the collar in the circumferential direction. According to the above configuration, since the collar is forcedly displaced in the circumferential direction when the engine valve is not lifted, the collar can be displaced in the circumferential direction while avoiding the above-described situation. Can be avoided.
[第1実施形態]
以下、本発明を自動車用の直列四気筒エンジンに適用した第1実施形態を図1〜図9に従って説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to an in-line four-cylinder engine for an automobile will be described with reference to FIGS.
図1は、エンジン1の一番〜四番気筒のうちの所定気筒におけるシリンダヘッド2周りの構造を示す拡大断面図である。このエンジン1においては、シリンダヘッド2、シリンダブロック3、及びピストン5によって燃焼室6が区画され、この燃焼室6には吸気通路7及び排気通路8が各々二つに分岐した状態で接続されている(図1には一方のみ図示)。そして、吸気通路7と燃焼室6との間は吸気バルブ9の開閉動作によって連通・遮断され、排気通路8と燃焼室6との間は排気バルブ10の開閉動作によって連通・遮断される。なお、これら吸気バルブ9及び排気バルブ10はそれぞれ各気筒毎に二つずつ設けられている。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing a structure around a
シリンダヘッド2には、吸気バルブ9及び排気バルブ10を駆動するための吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12が設けられている。これら吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12は、エンジン1のクランクシャフトからの回転伝達によって回転する。また、吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12には、それぞれ吸気カム11a及び排気カム12aが設けられている。そして、これら吸気カム11a及び排気カム12aの吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12との一体回転を通じて、吸気バルブ9及び排気バルブ10が開閉動作する。
The
エンジン1には、吸気バルブ9及び排気バルブ10といった機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブリフト可変機構として、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角(吸気バルブ9の作動角)を可変とするバルブリフト可変機構14が吸気カム11aと吸気バルブ9との間に設けられている。このバルブリフト可変機構14の駆動を通じて、例えば吸入空気量を多く必要とするエンジン運転状態になるほど、最大リフト量及び作用角が大となるよう制御される。これは最大リフト量及び作用角を大とするほど、吸気通路7から燃焼室6への空気の吸入が効率よく行われ、上述した吸入空気量に関する要求を満たすことが可能なためである。
The engine 1 has a maximum lift amount of the intake valve 9 and an operating angle of the
次に、バルブリフト可変機構14の詳細な構造について説明する。
バルブリフト可変機構14は、回転する吸気カム11aにより押されて上記吸気カムシャフト11と平行に延びるロッカシャフト15及びコントロールシャフト16の軸線を中心に揺動する入力アーム17と、この入力アーム17の揺動に基づき上記軸線を中心に揺動する出力アーム18とを備えている。入力アーム17にはローラ19が回転可能に取り付けられている。そして、そのローラ19が吸気カム11aに押しつけられるよう、入力アーム17がコイルスプリング20によって吸気カム11a側に付勢されている。また、出力アーム18は、その揺動時にロッカアーム21に押しつけられ、同ロッカアーム21を介して吸気バルブ9をリフトさせる。
Next, the detailed structure of the variable
The variable
このロッカアーム21の基端部はラッシュアジャスタ22によって支持され、同ロッカアーム21の先端部は吸気バルブ9に接触している。また、ロッカアーム21は吸気バルブ9のバルブスプリング24によって出力アーム18側に付勢され、これによりロッカアーム21の基端部と先端部との間に回転可能に支持されたローラ23が出力アーム18に押しつけられている。
The base end portion of the
従って、吸気カム11aの回転に基づき入力アーム17及び出力アーム18が揺動すると、出力アーム18がロッカアーム21を介して吸気バルブ9をリフトさせ、吸気バルブ9の開閉動作が行われる。そして、バルブリフト可変機構14では、入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置が変更されることで、上記吸気バルブ9の最大リフト量、及び吸気カム11aの吸気バルブ9に対する作用角を可変とする。即ち、入力アーム17と出力アーム18とを揺動方向について互いに接近させるほど、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角は小となってゆく。逆に、入力アーム17と出力アーム18とを揺動方向について互いに離間させるほど、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角は大となってゆく。
Therefore, when the
次に、上記バルブリフト可変機構14のシリンダヘッド2への取り付け構造、及びバルブリフト可変機構14の駆動に用いられる上記ロッカシャフト15及びコントロールシャフト16のシリンダヘッド2への取り付け構造について、図2を参照して説明する。
Next, FIG. 2 shows the structure for attaching the variable
図2は、シリンダヘッド2の上部に形成されたカムキャリア41を上方から見た平面図である。
このカムキャリア41には複数の立壁部45が各気筒に対応して互いに平行となるように設けられている。これら立壁部45は内燃機関の軽量化を図るべくアルミ合金等の軽量な材料によって形成されている。そして、各立壁部45の間には内燃機関の各気筒に対応して上記バルブリフト可変機構14が配設されている。また、隣り合うバルブリフト可変機構14は立壁部45によって隔てられている。バルブリフト可変機構14の駆動に用いられる上記ロッカシャフト15及びコントロールシャフト16は、各バルブリフト可変機構14及び各立壁部45を貫通している。そして、各バルブリフト可変機構14は、ロッカシャフト15を介して上記各立壁部45に支持されている。また、同機構14の入力アーム17及び出力アーム18は立壁部45に挟まれた状態となっている。
FIG. 2 is a plan view of the
The
ロッカシャフト15はパイプ状に形成されており、ロッカシャフト15の内部には上記コントロールシャフト16が軸線方向に往復移動可能に支持されている。これらロッカシャフト15とコントロールシャフト16とは共に、必要な強度を確保することを重視して鉄系材料といった強度の高い材料を用いて形成されている。そして、コントロールシャフト16においては、その基端部(図中の左端部)がアクチュエータ47に連結されており、アクチュエータ47の駆動を通じて同シャフト16の軸線方向に移動される。各気筒のバルブリフト可変機構14は、コントロールシャフト16の軸線方向への移動を通じて駆動され、入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置を変更させる。
The
次に、バルブリフト可変機構14の内部構造について、図3〜図5を参照して説明する。
図3は、バルブリフト可変機構14における入力アーム17及び出力アーム18の内側の構造を示す破断斜視図である。
Next, the internal structure of the variable
FIG. 3 is a cutaway perspective view showing the inner structure of the
バルブリフト可変機構14は、入力アーム17及び出力アーム18の内側に配設された円筒状のスライダ26を備えている。このスライダ26の内部には上記ロッカシャフト15が挿入され、ロッカシャフト15の内部には上記コントロールシャフト16が挿入されている。そして、コントロールシャフト16が軸線方向に移動すると、その移動がコントロールシャフト16に取り付けられた係合部材(図3には図示せず)によって、スライダ26に伝達されて同スライダ26も上記軸線方向に変位する。スライダ26の外壁において、長手方向中央部にはヘリカルスプライン27を有する入力ギヤ27aが固定され、長手方向両端部にはヘリカルスプライン29を有する出力ギヤ29aが固定されている。
The variable
一方、図4に示されるように、入力アーム17の内壁にはヘリカルスプライン28を有する円環状の内歯ギヤ28aが形成され、出力アーム18の内壁にはヘリカルスプライン30を有する円環状の内歯ギヤ30aが形成されている。そして、入力アーム17の内歯ギヤ28aはスライダ26の入力ギヤ27a(図3)と噛み合わされ、出力アーム18の内歯ギヤ30aはスライダ26の出力ギヤ29a(図3)と噛み合わされている。なお、ヘリカルスプライン27,28とヘリカルスプライン29,30とは、互いに傾斜角が異なっており、例えば互いに歯すじの傾斜方向が逆となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, an annular
そして、コントロールシャフト16の軸線方向への移動に基づきスライダ26が同軸線方向に変位すると、ヘリカルスプライン27,29とヘリカルスプライン28,30との噛み合いにより、入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置が変更される。具体的には、スライダ26を図3の矢印L方向に変位させるほど入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置が互いに接近するように変更され、スライダ26を矢印H方向に変位させるほど上記相対位置が互いに離間するように変更される。こうした入力アーム17及び出力アーム18の揺動方向についての相対位置の変更を通じて、吸気カム11aの回転により出力アーム18が揺動したときの吸気バルブ9の最大リフト量、及び吸気カム11aの作用角が可変とされる。従って、バルブリフト可変機構14においては、入力アーム17及び出力アーム18が吸気バルブ9のバルブ特性を可変とすべく駆動される可変駆動部となる。
Then, when the
なお、入力アーム17及び出力アーム18の内部にはエンジン1によって駆動されるオイルポンプから油通路を介して潤滑油が供給されており、その潤滑油によって入力アーム17及び出力アーム18とスライダ26との間で互いに噛み合うギヤ(スプライン)間等の潤滑が行われる。
Lubricating oil is supplied to the inside of the
図5は、入力アーム17、出力アーム18、スライダ26及びロッカシャフト15等の内部構造を示す断面図である。
同図に示されるように、バルブリフト可変機構14を駆動するためのロッカシャフト15及びコントロールシャフト16は、シリンダヘッド2に設けられた複数の立壁部45を貫通するとともに、それら立壁部45の間に位置するバルブリフト可変機構14の入力アーム17及び出力アーム18も貫通している。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the internal structure of the
As shown in the figure, the
コントロールシャフト16に対するスライダ26の係合は、係合部材61を用いて実現されている。そして、スライダ26とコントロールシャフト16とは、上記係合部材61によってコントロールシャフト16の軸線方向に一体移動可能となるように繋がれている。この係合部材61は、スライダ26の内周面に周方向に延びるように形成された溝34に挿入されるブッシュ35と、そのブッシュ35を貫通するとともにロッカシャフト15の長穴33を貫通した状態でコントロールシャフト16に対しその径方向に挿入されるピン51とを備えている。なお、ピン51が貫通する上記長穴33は、ロッカシャフト15の軸線方向(図中の左右方向)に延びている。そして、この長穴33とピン51とは、上記軸線方向についての相対移動のみ可能となっており、ロッカシャフト15の周方向についての相対移動は不能となっている。
The engagement of the
従って、コントロールシャフト16が軸線方向に移動すると、それに伴いピン51がロッカシャフト15の長穴33に沿って移動する。その結果、ピン51がブッシュ35の外側面を介して溝34の内側面に押しつけられ、スライダ26がコントロールシャフト16の軸線方向に変位する。そして、このスライダ26の変位を通じて入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置が可変とされ、吸気カム11a(図1)の回転により入力アーム17及び出力アーム18が揺動したときの吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が可変とされる。なお、入力アーム17及び出力アーム18が揺動するときには、それに伴ってスライダ26も周方向に揺動(回動)する。このとき、スライダ26の溝34の内側面がブッシュ35の外側面に対して摺動し、両者の間の摩擦力によってブッシュ35及びピン51も上記周方向に揺動しようとする。しかし、スライダ26の揺動につられてのブッシュ35及びピン51の揺動は、ロッカシャフト15の長穴33の対向する内側面によって規制される。
Accordingly, when the
次に、コントロールシャフト16の熱膨張について図6を参照して説明する。同図において、(a)はコントロールシャフト16の熱膨張前の状態を模式的に示し、(b)はコントロールシャフト16の熱膨張後の状態を模式的に示している。
Next, thermal expansion of the
コントロールシャフト16に熱膨張が生じていないとき、同シャフト16に対する各気筒での係合部材61によるスライダ26の係合位置は、図6(a)に黒三角(▼)で示す位置となる。そして、エンジン1の運転時にコントロールシャフト16がその軸線方向に膨張する際には、同シャフト16が図6(b)に示されるようにアクチュエータ47に連結される側の端部(基端)を基準として上記軸線方向に延びる。これにより、上記係合位置が図6(a)に黒三角で示される位置から図6(b)に黒三角で示される位置へとずれる。こうした係合位置の適正位置からのずれに伴いスライダ26が適正位置から上記軸線方向にずれると、それに起因して入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置がずれ、吸気バルブ9のバルブ特性が適正状態からずれることは[発明が解決しようとする課題]の欄に記載したとおりである。
When the
そして、図中の黒三角で示される係合位置の上記熱膨張に伴う適正位置からのずれ量は、コントロールシャフト16の上記端部から離れた気筒ほど大となる。より詳しくは、一番気筒〜四番気筒の上記ずれ量をそれぞれ「z1」、「z2」、「z3」、「z4」とすると、それらずれ量z1〜z4は「z1<z2<z3<z4」という関係を有する。これは、上記端部を基準位置とする係合位置までの距離が一番気筒、二番気筒、三番気筒、四番気筒の順で大きくなるためである。すなわち、一番気筒〜四番気筒における上記距離をそれぞれ「x1」、「x2」「x3」「x4」とすると、それら距離は「x1<x2<x3<x4」という関係を有し、一番気筒、二番気筒、三番気筒、四番気筒の順で上記端部と上記係合位置との間にあるコントロールシャフト16の材料量が多くなる。その結果、上記端部を基準位置とする上記係合位置でのコントロールシャフト16の軸線方向についての熱膨張量、言い換えれば上記ずれ量z1〜z4が一番気筒、二番気筒、三番気筒、四番気筒の順で多くなる。
The amount of deviation of the engagement position indicated by the black triangle in the figure from the appropriate position associated with the thermal expansion increases as the distance from the end of the
このように、上記ずれ量z1〜z4が「z1<z2<z3<z4」という関係を有することから、上記端部から離れて位置する気筒ほど、すなわち一番気筒、二番気筒、三番気筒、四番気筒の順で吸気バルブ9のバルブ特性の適正状態からのずれが大となってゆく。ここで、各気筒の入力アーム17及び出力アーム18におけるコントロールシャフト16の軸線方向についての位置が立壁部45によって規定されているとすると、それら入力アーム17及び出力アーム18は立壁部45の熱膨張によって上記軸線方向に変位することとなる。しかし、コントロールシャフト16と立壁部45との間には、材料の違いによる熱膨張率の違い、及び、設置態様の違いがあるため、コントロールシャフト16及び立壁部45の熱膨張時、各気筒における立壁部45の間に位置する入力アーム17及び出力アーム18が、それに対応するスライダ26と同じだけ上記軸線方向に変位するとは考えにくい。
Thus, since the displacements z1 to z4 have a relationship of “z1 <z2 <z3 <z4”, the cylinders located farther from the end, that is, the first cylinder, the second cylinder, the third cylinder The deviation from the appropriate state of the valve characteristics of the intake valve 9 increases in the order of the fourth cylinder. Here, assuming that the positions of the
従って、コントロールシャフト16及び立壁部45に熱膨張が生じるとき、スライダ26と入力アーム17及び出力アーム18との間に上記軸線方向についての相対位置の変化が生じるとともに、その相対位置の変化が各気筒毎に異なるものとなる、その結果、吸気バルブ9のバルブ特性の適正状態からのずれが気筒毎に大きくばらつくことになる。この場合、いずれかの気筒のバルブ特性の適正状態からのずれを考慮してコントロールシャフト16を軸線方向に駆動することにより、当該気筒での上記ずれをなくすことはできても、その他の気筒ではバルブ特性が適正状態からずれることになり、同気筒での燃焼状態の悪化を招くおそれがある。
Accordingly, when thermal expansion occurs in the
次に、上述した不具合を回避するための立壁部45周りの構造について、図7を参照して説明する。
立壁部45は、シリンダヘッド2に形成されたアルミ合金等の軽量材料からなる軸受け42の上側に、同じくアルミ合金等の軽量材料からなるカムキャップ43を、ボルト44で取り付けることによって形成されている。これら軸受け42及びカムキャップ43の間には、円筒状のカラー55がコントロールシャフト16の軸線方向に延びるように設けられている。このカラー55は、立壁部45を貫通して同立壁部45に対し上記軸線方向に移動可能になるとともに、同各気筒の入力アーム17及び出力アーム18の間に介在した状態となっている。また、ロッカシャフト15及びコントロールシャフト16は、上記カラー55を貫通した状態となっている。
Next, a structure around the standing
The standing
カラー55においては、その中心線方向の長さが立壁部45の上記軸線方向についての幅よりも大となっており、長手方向両端部が立壁部45外に露出している。このカラー55の長手方向両端部には、立壁部45内に位置する部分よりも大径となる露出部56が形成されている。そして、露出部56とバルブリフト可変機構14(出力アーム18)との間には、入力アーム17及び出力アーム18の上記軸線方向についての位置を調整するためのシム57が設けられている。また、露出部56と立壁部45との間にはクリアランスCが形成されており、このクリアランスCの分だけカラー55がコントロールシャフト16の軸線方向に変位可能となっている。このため、各気筒の入力アーム17及び出力アーム18は、少なくとも上記クリアランスCの分だけは、コントロールシャフト16の軸線方向に変位することが可能となっている。
In the
従って、コントロールシャフト16の軸線方向への熱膨張に伴い、同シャフト16に係合する各気筒のスライダ26(図5)が上記軸線方向に変位すると、それらスライダ26とギヤを介して係合される入力アーム17及び出力アーム18も同スライダ26に伴って上記軸線方向に変位する。このように入力アーム17及び出力アーム18がスライダ26に伴って変位可能であるのは、カラー55が上記クリアランスCの分だけ上記軸線方向に移動可能となっており、そのカラー55の移動を通じて入力アーム17及び出力アーム18の立壁部45に対する上記軸線方向への相対移動が許容されるためである。
Therefore, when the slider 26 (FIG. 5) of each cylinder engaged with the
そして、各気筒の入力アーム17及び出力アーム18が上述したようにスライダ26に伴って上記軸線方向に移動することから、コントロールシャフト16がその軸線方向に熱膨張したとき、各気筒におけるスライダ26と入力アーム17及び出力アーム18との上記軸線方向についての相対位置が変化することはない。更に、それらの相対位置の変化に起因する吸気バルブ9のバルブ特性の適正状態からのずれが生じることもない。このため、それらスライダ26と入力アーム17及び出力アーム18との上記軸線方向についての相対位置の変化が各気筒毎に異なり、吸気バルブ9のバルブ特性の適正状態からのずれが各気筒間でばらつくという現象の発生を回避することができる。
Since the
ところで、立壁部45に対するカラー55の相対位置に関しては、コントロールシャフト16の軸線方向への熱膨張時には変化するものの、常に変化しているわけではない。このため、立壁部45とカラー55との間において、常に同じ箇所同士が接触した状態になり、当該箇所同士が微小振動等によって擦られて表面損傷(いわゆるフレッティング摩耗)に繋がるおそれがある。そこで、この実施形態では、カラー55を周方向に強制的に変位させることで、立壁部45に対するカラー55の相対位置を強制的に変更し、上述したフレッティング摩耗の発生を抑制するようにしている。
By the way, although the relative position of the
次に、カラー55を周方向に強制的に変位させる装置(位置変更手段)について説明する。
シリンダヘッド2には、オイルポンプから吐出された潤滑油(オイル)を立壁部45及びバルブリフト可変機構14等の各種機器の上方に導き、それらの機器に当該潤滑油を供給するシャワーパイプ72が設けられている。このシャワーパイプ72におけるカラー55の露出部56に対応する位置には、同露出部56に向けて潤滑油を送り出すための送出孔73が形成されている。そして、送出孔73から送り出された潤滑油を露出部56の外周面に対し周方向に沿う方向に当てることにより、カラー55をその中心線回りに強制的に変位させて立壁部45に対するカラー55の周方向についての相対位置を強制的に変更し、上述したフレッティング摩耗の発生を抑制するようにしている。
Next, a device (position changing means) that forcibly displaces the
The
図8は、立壁部45に装着されたカラー55をその中心線方向から見た正面図である。同図から分かるように、シャワーパイプ72の送出孔73から送り出された潤滑油は、矢印で示されるように、露出部56の外周面におけるカラー55の中心線から水平方向に最も離れた位置に当たり、その後に当該外周面の周方向に沿うように流れ落ちる。すなわち、シャワーパイプ72の送出孔73から放出された潤滑油がそのように流れ落ちるよう、当該シャワーパイプ72及び送出孔73の位置、並びに送出孔73の開口方向が定められている。
FIG. 8 is a front view of the
また、カラー55における露出部56の外周面には、同カラー55の中心線方向に延びる多数の溝74が周方向に所定間隔をおいて形成されている。これら溝74に関しては、カラー55の径方向断面が例えばV字状に形成されている。そして、各溝74のうち、カラー55の中心線から水平方向に最も離れて位置する溝74及びその近傍の溝74の内側面74aには、シャワーパイプ72の送出孔73から送り出された潤滑油が当たる。従って、これら溝74の内側面74aは、送出孔73から流れ落ちる潤滑油による力を受ける受圧部ということになる。また、溝74の内側面74aは、送出孔73から流れ落ちる潤滑油が当たるとき、その潤滑油の流れる方向に対しほぼ垂直となるように形成されている。このため、送出孔73から流れ落ちる潤滑油による力を溝74の内側面74aによって効果的に受けることが可能になる。
A plurality of
次に、上記潤滑油によってカラー55が周方向に変位するタイミングについて、図9を参照して説明する。この図9は、クランク角の変化に対する各気筒の吸気バルブ9のリフト量の推移を示すタイミングチャートである。
Next, the timing at which the
各気筒の吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が最も大となるようバルブリフト可変機構14を駆動すると、各気筒の吸気バルブ9のリフト特性(バルブ特性)が図中の二点鎖線で示される状態となる。この状態にあっては、吸気バルブ9の作動角が最大となることから、各気筒の吸気バルブ9の開弁期間が重なるようになる。また、各気筒の吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が最も小となるようバルブリフト可変機構14を駆動すると、各気筒の吸気バルブ9のバルブ特性が図中の実線で示される状態となる。同図からわかるように、各気筒の吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角を最も大とした状態(二点鎖線)から最も小とした状態(実線)へと変化させてゆくと、それら最大リフト量及び作動角が小となるときに各気筒の吸気バルブ9の開弁期間が重ならなくなり、吸気バルブ9のリフトが生じていない期間である非リフト期間Aが生じる。
When the variable
こうした非リフト期間Aが生じていないとき、すなわち各気筒の吸気バルブ9の開弁期間が重なっているときには、各気筒のうちのいずれかで吸気バルブのリフトが行われていることになる。吸気バルブ9のリフト時には、その際の反力に基づきスライダ26(図5)とギヤを介して係合される入力アーム17及び出力アーム18に対しコントロールシャフト16の軸線方向(図7の矢印方向)への力が働く。そして、この力により図7の入力アーム17及び出力アーム18がカラー55側に押されるため、出力アーム18、シム57、及びカラー55の間に働く摩擦力が大となる。こうした摩擦力はカラー55を周方向に変位させる際の抵抗となるため、上記摩擦力が大となることによりシャワーパイプ72の送出孔73から送り出される潤滑油によってカラー55を周方向に変位させることが困難になる。
When such a non-lift period A does not occur, that is, when the opening period of the intake valve 9 of each cylinder overlaps, the intake valve is lifted in any of the cylinders. When the intake valve 9 is lifted, the axial direction of the
上記潤滑油をカラー55に当てることによる当該カラー55の周方向への変位が実現するのは、各気筒の吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小となり、吸気バルブ9の開弁期間が重ならなくなって上記非リフト期間Aが生じるときである。すなわち、非リフト期間Aにおいては、出力アーム18、シム57、及びカラー55の間に働く摩擦力が小さい値となり、カラー55を周方向に変位させる際の抵抗が小となることから、シャワーパイプ72の送出孔73から送り出される潤滑油によってカラー55を周方向に変位させることができるようになる。
The displacement of the
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)各気筒のバルブリフト可変機構14における入力アーム17及び出力アーム18の間にカラー55が介在され、そのカラー55が立壁部45に対しコントロールシャフト16の軸線方向に相対移動可能となっている。このため、コントロールシャフト16がその軸線方向に熱膨張してスライダ26が同じく軸線方向に変位したとき、同スライダ26に係合された入力アーム17及び出力アーム18も上記軸線方向に変位する。このため、各気筒におけるスライダ26と入力アーム17及び出力アーム18との上記軸線方向についての相対位置が変化することはなく、それらの相対位置の変化に起因する吸気バルブ9のバルブ特性の適正状態からのずれが生じることもない。従って、それらスライダ26と入力アーム17及び出力アーム18との上記軸線方向についての相対位置の変化が各気筒毎に異なり、吸気バルブ9のバルブ特性の適正状態からのずれが各気筒間でばらつくという現象の発生を回避することができる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) A
(2)カラー55を非リフト期間Aが生じる毎に周方向に強制的に変位させることができるため、カラー55と立壁部45との間でのフレッティング摩耗の発生を抑制することができる。
(2) Since the
(3)カラー55の周方向への強制的な変位は、シャワーパイプ72によってカラー55の露出部56よりも上方に導かれた潤滑油を当該露出部56に対し周方向に沿って流れるように当てることにより実現される。この場合、シャワーパイプ72を高く設置することで、同パイプ72の送出孔73から送り出された潤滑油を露出部56に当てる際、潤滑油の重さに相当する分だけ露出部56に働く周方向への力が大きくなる。従って、上記潤滑油によってカラー55を効果的に周方向に変位させることができる。
(3) The forced displacement of the
(4)シャワーパイプ72の送出孔73から送り出される潤滑油が露出部56の外周面におけるカラー55の中心線から水平方向に最も離れた位置及びその近傍に当たるよう、当該シャワーパイプ72及び送出孔73の位置、並びに送出孔73の開口方向が定められている。従って、上記潤滑油が露出部56の外周面に当たることによってカラー55に作用する中心線周りについてのトルクが大となり、同潤滑油によってカラー55を効果的に周方向に変位させることができる。
(4) The
(5)露出部56の外周面には多数の溝74が形成されており、当該溝74の内側面74aが上記潤滑油による力を受ける受圧部となっているため、その力を効果的に受けることができる。更に、露出部56がカラー55における立壁部45内に位置する部分よりも大径に形成されているため、上記潤滑による力を溝74の内側面74aで受けたときにカラー55に作用する同カラー55の中心線周りについてのトルクが大となる。以上により、カラー55を上記潤滑油によって効果的に周方向に変位させることができる。
(5) A large number of
(6)溝74における上記潤滑油による力を受ける内側面74aは、シャワーパイプ72の送出孔73からの当該潤滑油の送出方向に対しほぼ垂直となるよう形成されている。このため、上記送出孔73から流れ落ちる潤滑油による力を溝74の内側面74aによって効果的に受けることができる。
(6) The inner side surface 74 a that receives the force of the lubricating oil in the
(7)上記露出部56は、カラー55における立壁部45内に位置する部分よりも大径であるため、同カラー55のコントロールシャフト16の軸線方向についての変位を規制するストッパの役割も果たすようになる。従って、カラー55に上記露出部56を形成することにより、同カラー55に上記トルクを大きくする機能とストッパ機能との両方を持たせることができる。
(7) Since the exposed
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図10に基づき説明する。
この実施形態は、シリンダヘッド2に設けられた各カラー55の周方向への強制的な変位を、第1実施形態のように潤滑油を当てることによって実現する代わりに、アクチュエータによって同カラー55に対し周方向への力を作用させることで実現するようにしたものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, forcible displacement in the circumferential direction of each
この実施形態では、図10に示されるように各カラー55の露出部56の外周面にギヤ65が形成されている。それら各カラー55のギヤ65はそれぞれ、コントロールシャフト16と平行に延びる一本のシャフト75に固定された複数のギヤ76(図10には一つのみ図示)と噛み合っている。また、同シャフト75に固定された別のギヤ77は、上記アクチュエータとしてのモータ66の出力軸66aに固定されたギヤ67が噛み合わされている。そして、モータ66の駆動を通じて出力軸66a及びギヤ67を回転させると、その回転がギヤ77、シャフト75、ギヤ76、ギヤ65を介して各カラー55に伝達され、同各カラー55すべてが周方向に強制的に変位することとなる。
In this embodiment, a
また、モータ66の駆動制御は、バルブリフト可変機構14の駆動制御など各種制御を実施すべく自動車に搭載された電子制御装置69によって行われる。すなわち、電子制御装置69は、クランク角及びカム角の検出に用いられるクランクポジションセンサ70及びカムポジションセンサ71などの各種センサからの検出信号を入力し、これら検出信号から把握される機関状態に基づき上記モータ66の駆動制御を行う。具体的には、クランク角、カム角、及びバルブリフト可変機構14の駆動指令値等に基づき、同機構14が吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角を小とする駆動状態であるときであって、非リフト期間A中であるときのみ、モータ66を駆動して上述したカラー55の周方向への強制的な変位を行う。
Further, the drive control of the
この実施形態では、第1実施形態に記載した(1)及び(2)の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
(8)モータ66によりカラー55を周方向に強制的に変位させているため、潤滑油の送出を通じてカラー55を周方向に強制的に変位させる場合のように、その変位がオイルポンプにおける潤滑油の吐出量等から影響を受けることはなく、的確に同カラー55を周方向に変位させることができる。
In this embodiment, in addition to the effects (1) and (2) described in the first embodiment, the following effects can be obtained.
(8) Since the
(9)吸気バルブ9のリフト時には、その際の反力に起因して出力アーム18、シム57、及びカラー55の間に働く摩擦力が大となり、それによって同カラー55を周方向に変位させることが困難になる。しかし、同変位は吸気バルブ9の非リフト時である非リフト期間A中に行われるため、上述した状況を避けてカラー55の周方向への強制的な変位を行うことができ、非リフト期間A以外のときに同変位を行おうとする場合のように、その変位に多大な力を要することを回避できる。
(9) When the intake valve 9 is lifted, a frictional force acting between the
[その他の実施形態]
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第1実施形態において、シャワーパイプ72の送出孔73から送り出された潤滑油を、必ずしも露出部56の外周面における同カラー55の中心線から水平方向に最も離れた位置に当てる必要はない。すなわち、より上記中心線に近い位置に当てるようにしてもよい。
[Other Embodiments]
In addition, each said embodiment can also be changed as follows, for example.
In the first embodiment, it is not always necessary to apply the lubricating oil delivered from the
・第1実施形態において、シャワーパイプ72の送出孔73を開閉するバルブを設け、非リフト期間Aが生じたときのみ上記バルブを開くようにしてもよい。この場合、カラー55を周方向に強制的に変位させるうえで効果的でない状況のときに露出部56に向けて潤滑油が送り出されることを回避できる。
In the first embodiment, a valve that opens and closes the
・第1実施形態において、シャワーパイプ72をカラー55の露出部56への潤滑油の供給専用としてもよい。
・第1実施形態において、カラー55の露出部56に形成された溝74に関しては、同カラー55の径方向断面がV字状以外の形状となっていてもよい。
In the first embodiment, the
-In 1st Embodiment, regarding the groove |
・第1実施形態において、溝74を露出部56に形成することは必須ではない。
・第2実施形態において、非リフト期間A以外のときにモータ66を駆動してカラー55の周方向への強制的な変位を行ってもよい。
In the first embodiment, it is not essential to form the
In the second embodiment, the
・第2実施形態において、各カラー55を、それぞれ別々のモータで周方向に変位させてもよい。
・第1及び第2実施形態において、カラー55の露出部56を必ずしも同カラー55の立壁部45内に位置する部分よりも大径にする必要はない。
In the second embodiment, each
In the first and second embodiments, the exposed
・第1及び第2実施形態において、コントロールシャフト16をその軸線回りに回転駆動されるものとし、同シャフト16とスライダ26とを係合する係合部材を上記コントロールシャフト16の回転運動をスライダ26の上記軸線方向についての直線運動に変換するものとしてもよい。具体的には、上記係合部材をコントロールシャフト16の外周面に形成された雄ねじと噛み合うものとし、その係合部材のコントロールシャフト16の回転運動に伴う周方向への変位を禁止する。この場合、コントロールシャフト16が回転すると、同シャフト16の雄ねじと噛み合う係合部材が上記軸線方向に変位してスライダ26を当該軸線方向に押し、そのスライダ26が当該軸線方向に変位することとなる。
In the first and second embodiments, the
・第1及び第2実施形態において、排気バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁装置に本発明を適用してもよい。 -In 1st and 2nd embodiment, you may apply this invention to the variable valve apparatus which makes the valve characteristic of an exhaust valve variable.
1…エンジン、2…シリンダヘッド、3…シリンダブロック、5…ピストン、6…燃焼室、7…吸気通路、8…排気通路、9…吸気バルブ、10…排気バルブ、11…吸気カムシャフト、11a…吸気カム、12…排気カムシャフト、12a…排気カム、14…バルブリフト可変機構、15…ロッカシャフト、16…コントロールシャフト、17…入力アーム、18…出力アーム、19…ローラ、20…コイルスプリング、21…ロッカアーム、22…ラッシュアジャスタ、23…ローラ、24…バルブスプリング、26…スライダ、27…ヘリカルスプライン、27a…入力ギヤ、28…ヘリカルスプライン、28a…内歯ギヤ、29…ヘリカルスプライン、29a…出力ギヤ、30…ヘリカルスプライン、30a…内歯ギヤ、33…長穴、34…溝、35…ブッシュ、41…カムキャリア、42…軸受け、43…カムキャップ、44…ボルト、45…立壁部、47…アクチュエータ、51…ピン、55…カラー、56…露出部、57…シム、61…係合部材、65…ギヤ、66…モータ、66a…出力軸、67…ギヤ、69…電子制御装置、70…クランクポジションセンサ、71…カムポジションセンサ、72…シャワーパイプ、73…送出孔、74…溝、74a…内側面、75…シャフト、76,77…ギヤ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Cylinder head, 3 ... Cylinder block, 5 ... Piston, 6 ... Combustion chamber, 7 ... Intake passage, 8 ... Exhaust passage, 9 ... Intake valve, 10 ... Exhaust valve, 11 ... Intake camshaft, 11a DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Intake cam, 12 ... Exhaust cam shaft, 12a ... Exhaust cam, 14 ... Valve lift variable mechanism, 15 ... Rocker shaft, 16 ... Control shaft, 17 ... Input arm, 18 ... Output arm, 19 ... Roller, 20 ... Coil spring , 21 ... Rocker arm, 22 ... Rush adjuster, 23 ... Roller, 24 ... Valve spring, 26 ... Slider, 27 ... Helical spline, 27a ... Input gear, 28 ... Helical spline, 28a ... Internal gear, 29 ... Helical spline, 29a ... Output gear, 30 ... Helical spline, 30a ... Internal gear, 33 ... Elongated hole 34 ... Groove, 35 ... Bush, 41 ... Cam carrier, 42 ... Bearing, 43 ... Cam cap, 44 ... Bolt, 45 ... Standing wall, 47 ... Actuator, 51 ... Pin, 55 ... Collar, 56 ... Exposed part, 57 ... Shim, 61 ... engaging member, 65 ... gear, 66 ... motor, 66a ... output shaft, 67 ... gear, 69 ... electronic control unit, 70 ... crank position sensor, 71 ... cam position sensor, 72 ... shower pipe, 73 ... Delivery hole, 74 ... groove, 74a ... inside surface, 75 ... shaft, 76, 77 ... gear.
Claims (5)
前記立壁部を前記コントロールシャフトの軸線方向に貫通して当該軸線方向に延びる円筒状をなすとともに周方向及び上記軸線方向に移動可能であり、各気筒におけるバルブリフト可変機構の前記可変駆動部の間に介在するカラーと、
前記立壁部に対する前記カラーの周方向についての相対位置を強制的に変更させる位置変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve lift mechanism provided for each cylinder of the internal combustion engine is provided between the plurality of standing wall portions and separated from the adjacent valve lift variable mechanism by the standing wall portion, and the variable valve lift mechanism is provided for each cylinder. And a slider that is engaged with a control shaft extending through the standing wall and is displaced in the axial direction based on driving of the shaft, and a displacement of the slider that is engaged with the slider in the axial direction. A variable valve operating device for an internal combustion engine comprising a variable drive unit that is driven to vary the valve characteristic of the engine valve based on
Between the variable drive parts of the variable valve lift mechanism in each cylinder, the cylinder extends through the upright wall part in the axial direction of the control shaft and extends in the axial direction and is movable in the circumferential direction and the axial direction. The color intervening in,
Position changing means for forcibly changing the relative position of the collar with respect to the standing wall in the circumferential direction;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記位置変更手段は、前記露出部よりも上方にオイルを導くシャワーパイプを備え、そのシャワーパイプから送り出されるオイルの送出方向を前記露出部の外周面の周方向に沿った方向とした状態で当該オイルを前記露出部に当てるものである
請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。 Both end portions in the axial direction of the collar are exposed portions exposed outside the standing wall portion,
The position changing means includes a shower pipe that guides oil above the exposed portion, and the oil is fed from the shower pipe in a state in which the oil feeding direction is a direction along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the exposed portion. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein oil is applied to the exposed portion.
請求項2記載の内燃機関の可変動弁装置。 3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the exposed portion is formed to have a larger diameter than a portion of the collar positioned in the standing wall portion, and a pressure receiving portion that receives the force of the oil is formed on an outer peripheral surface. Variable valve gear.
請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。 The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the position changing means includes an actuator that applies a force to the collar in a circumferential direction.
前記入力アーム及び前記出力アームに関しては、それぞれ互いに傾斜方向の異なるスプラインの噛み合わせによって前記スライダと係合し、同スライダの前記軸線方向への変位を通じて揺動方向についての相対位置を変更するものとなっており、
前記位置変更手段は、前記機関バルブの非リフト時に、前記カラーの周方向への強制的な移動を行うべく前記アクチュエータを駆動させる
請求項4記載の内燃機関の可変動弁装置。 The variable drive unit is an input arm that is pushed by a rotating cam and swings about the axis of the control shaft, and an output that swings about the axis along with the swing of the input arm and lifts the engine valve. And the valve characteristics of the engine valve are made variable by changing the relative positions of the input arm and the output arm in the swinging direction.
The input arm and the output arm are engaged with the slider by meshing splines with different inclination directions, and the relative position in the swing direction is changed through displacement of the slider in the axial direction. And
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the position changing means drives the actuator so as to forcibly move the collar in the circumferential direction when the engine valve is not lifted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006279911A JP2008095622A (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Variable valve gear for internal combustion engine |
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JP2006279911A Pending JP2008095622A (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Variable valve gear for internal combustion engine |
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-
2006
- 2006-10-13 JP JP2006279911A patent/JP2008095622A/en active Pending
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