JP2011185199A - Variable valve gear of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の機関弁の作動特性を変更する可変動弁機構を制御するコントロールシャフトをシリンダヘッドの内部にシリンダ列線方向に配置し、前記コントロールシャフトの軸端部を前記シリンダヘッドの端壁に形成した貫通孔を通過させて外部に延出し、前記端壁の外面に支持したアクチュエータに接続して駆動する内燃機関の可変動弁装置に関する。 According to the present invention, a control shaft that controls a variable valve mechanism that changes the operating characteristics of an engine valve of an internal combustion engine is disposed in the cylinder row direction inside the cylinder head, and the shaft end of the control shaft is connected to the cylinder head. The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that passes through a through-hole formed in an end wall and extends to the outside and is connected to and driven by an actuator supported on the outer surface of the end wall.
電動アクチュエータで作動する制御軸をシリンダヘッドの支持機構に回転自在に支持し、この制御軸で作動機構を作動させて吸気弁のバルブリフトやバルブタイミングを制御する可変動弁装置において、支持機構にその端壁部の軸受孔を貫通するように支持した制御軸の軸端部に、前記端壁部の外面に取り付けた電動アクチュエータを接続するものが、下記特許文献1により公知である。 In a variable valve operating system that controls the valve lift and valve timing of an intake valve by operating a control shaft operated by an electric actuator rotatably on a support mechanism of a cylinder head and operating the operation mechanism with this control shaft. Patent Document 1 below discloses that an electric actuator attached to the outer surface of the end wall portion is connected to the shaft end portion of the control shaft supported so as to penetrate the bearing hole of the end wall portion.
ところで上記従来のものは、制御軸の軸端部が支持機構の端壁部の軸受孔を貫通するように支持されるため、制御軸を支持機構に組み付ける際の作業性が悪いという問題があった。即ち、制御軸には制御カム等の突起物が設けられており、かつ支持機構には制御軸を回転自在に支持する横梁部が設けられているため、制御軸をシリンダ列線方向に移動させて軸端部を端壁部の軸受孔に挿入しようとしても、制御軸の制御カムが支持機構の横梁部と干渉してしまうからである。これを回避しようとすると、制御軸の軸端部が隔壁部を貫通する貫通量を小さくしたり、制御軸の制御カムが支持機構の横梁部と干渉しないようにレイアウトを変更したりすることが必要となり、可変動弁機構の設計自由度が大幅に制限される問題がある。 By the way, the above conventional one has a problem that workability when assembling the control shaft to the support mechanism is poor because the shaft end portion of the control shaft is supported so as to penetrate the bearing hole of the end wall portion of the support mechanism. It was. That is, the control shaft is provided with a projection such as a control cam, and the support mechanism is provided with a cross beam portion that rotatably supports the control shaft. Therefore, the control shaft is moved in the cylinder row direction. This is because the control cam of the control shaft interferes with the cross beam portion of the support mechanism even if the shaft end portion is inserted into the bearing hole of the end wall portion. To avoid this, the amount of penetration of the shaft end of the control shaft through the partition wall may be reduced, or the layout may be changed so that the control cam of the control shaft does not interfere with the cross beam portion of the support mechanism. There is a problem that the degree of freedom in designing the variable valve mechanism is greatly limited.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、内燃機関のシリンダヘッドに対するコントロールシャフトの組み付け性を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the assembling property of a control shaft with respect to a cylinder head of an internal combustion engine.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、内燃機関の機関弁の作動特性を変更する可変動弁機構を制御するコントロールシャフトをシリンダヘッドの内部にシリンダ列線方向に配置し、前記コントロールシャフトの軸端部を前記シリンダヘッドの端壁に形成した貫通孔を通過させて外部に延出し、前記端壁の外面に支持したアクチュエータに接続して駆動する内燃機関の可変動弁装置であって、前記貫通孔をシリンダ軸線方向に長い長孔としたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the control shaft for controlling the variable valve mechanism for changing the operating characteristics of the engine valve of the internal combustion engine is arranged in the cylinder row line direction inside the cylinder head. An internal combustion engine that is driven by being connected to an actuator supported on the outer surface of the end wall, passing through a through hole formed in the end wall of the cylinder head, and being connected to an actuator supported on the outer surface of the end wall. There is proposed a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the through hole is a long hole extending in the cylinder axial direction.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記アクチュエータは減速ギヤ機構を収納するギヤハウジングを備え、前記シリンダヘッドの内部と前記ギヤハウジングの内部とは前記隔壁を貫通するオイル供給孔および前記貫通孔により連通し、前記オイル供給孔は前記貫通孔よりも高い位置に設けられることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置が提案される。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, the actuator includes a gear housing that houses a reduction gear mechanism, and the inside of the cylinder head and the inside of the gear housing are A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine is proposed in which the oil supply hole that penetrates the partition wall and the through hole communicate with each other, and the oil supply hole is provided at a position higher than the through hole.
尚、実施の形態のウオームホイール58およびウオーム59は本発明の減速ギヤ機構に対応する。
The
請求項1の構成によれば、内燃機関の機関弁の作動特性を変更する可変動弁機構を制御するコントロールシャフトをシリンダヘッドの内部にシリンダ列線方向に配置し、その軸端部をシリンダヘッドの端壁に形成した貫通孔を通過させて外部に延出し、端壁の外面に支持したアクチュエータに接続する際に、前記貫通孔をシリンダ軸線方向に長い長孔としたので、コントロールシャフトに例えばカムのような突起物が形成されているためにシリンダ列線方向に移動させて軸端部を貫通孔に挿入できない場合であっても、コントロールシャフトをシリンダ列線方向に対して傾斜させた状態で軸端部を貫通孔に挿入した後にシリンダ列線と平行に組み付けることが可能となり、コントロールシャフトの組み付け性が向上する。しかも、コントロールシャフトの軸端部が隔壁を貫通してアクチュエータ内に突出するので、アクチュエータとコントロールシャフトとの接続作業が容易になってアクチュエータの組み付け性も向上する。 According to the first aspect of the present invention, the control shaft for controlling the variable valve mechanism for changing the operating characteristic of the engine valve of the internal combustion engine is arranged in the cylinder row direction inside the cylinder head, and the shaft end portion thereof is the cylinder head. When the through hole formed in the end wall is extended to the outside and connected to the actuator supported on the outer surface of the end wall, the through hole is a long hole in the cylinder axial direction. The control shaft is tilted with respect to the direction of the cylinder row even when the shaft end cannot be inserted into the through-hole by moving in the direction of the row of the cylinder due to the projections such as cams. Thus, after the shaft end portion is inserted into the through hole, it can be assembled in parallel with the cylinder row line, and the assemblability of the control shaft is improved. In addition, since the shaft end of the control shaft penetrates the partition wall and protrudes into the actuator, the connection work between the actuator and the control shaft is facilitated, and the assembly of the actuator is improved.
また請求項2の構成によれば、シリンダヘッドの内部と減速ギヤ機構を収納するギヤハウジングの内部とを、隔壁を貫通する貫通孔と、その貫通孔よりも高い位置で隔壁を貫通するオイル供給孔とで連通させたので、シリンダヘッドの内部のオイルをオイル供給孔からギヤハウジングの内部に供給して減速ギヤ機構を潤滑することができ、潤滑を終えたオイルを貫通孔とコントロールシャフトとの間の隙間を通してシリンダヘッドの内部に戻すことができる。 According to the second aspect of the present invention, the inside of the cylinder head and the inside of the gear housing that houses the reduction gear mechanism are provided with a through hole that penetrates the partition wall and an oil supply that penetrates the partition wall at a position higher than the through hole. Since the oil is communicated with the hole, the oil in the cylinder head can be supplied from the oil supply hole to the inside of the gear housing to lubricate the reduction gear mechanism. It can be returned to the inside of the cylinder head through the gap therebetween.
以下、図1〜図7に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図3に示すように、直列4気筒内燃機関のシリンダヘッド11は、シリンダブロック12に結合されるロアヘッド13と、ロアヘッド13に結合されるアッパーヘッド14とを備え、アッパーヘッド14がヘッドカバー15により覆われる。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
アッパーヘッド14は、ロアヘッド13に結合される本体部16と、本体部16の上面にボルト17…で結合される5個の第1キャップ部材18…と、第1キャップ部材18…の上面にボルト19…で結合される5個の第2キャップ部材20…と、本体部16の上面にボルト21…で結合される5個の第3キャップ部材22…とを備える。本体部16と第1キャップ部材18…との間に4個のコントロールカム23…が形成されたコントロールシャフト24が回転自在に支持され、第1キャップ部材18…と第2キャップ部材20…との間に4個の吸気カム25…が形成された吸気カムシャフト26が回転自在に支持され、本体部16と第3キャップ部材22…との間に4個の排気カム27…が形成された排気カムシャフト28が回転自在に支持される。
The
アッパーヘッド14の本体部16の一方の端面には端壁29が起立しており、端壁29の外側面にはコントロールシャフト24を往復回転駆動するアクチュエータ30と、前記排気カムシャフト28により駆動される負圧ポンプ31とが設けられる。シリンダヘッド11には図示せぬ可変動弁機構が設けられており、コントロールシャフト24のコントロールカム23…で可変動弁機構を作動させることで、機関弁としての吸気バルブのバルブリフトやバルブタイミングを変更するようになっている。コントロールシャフト24は、内燃機関の複数のシリンダが並ぶ方向であるシリンダ列線L1方向(クランクシャフトの軸線方向)に沿って配置される。
An
尚、可変動弁機構の構造は、例えば特開2008−303765号公報や特開2008−045540号公報に示されるように種々のものが公知であるが、本願発明は任意の構造の可変動弁機構に対して適用することができる。 Various structures of the variable valve mechanism are known as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-303765 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-045540. It can be applied to the mechanism.
図2〜図4に示すように、アッパーヘッド14の端壁29に固定されるアクチュエータ30は、取り付けベース41と、ギヤハウジング42と、モータドライバー44と、ヒートシンク45とを積層して構成され、取り付けベース41およびギヤハウジング42が3本のボルト46…でアッパーヘッド14の端壁29に締結され、モータドライバー44およびヒートシンク45が4本のボルト47…でギヤハウジング42に締結される。そしてギヤハウジング42の側面に直流ブラシレスモータよりなる電動モータ48が3本のボルト49…で締結される。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
電動モータ48はモータハウジング50の内部にボルト51で固定されたステータ52と、ステータ52の内部に配置されたロータ53と、ロータ53を回転自在に支持するモータ軸54とを備えており、モータ軸54はギヤハウジング42の内部に延出してローラベアリング55およびボールベアリング56で回転自在に支持される。一方、コントロールシャフト24の軸端部は端壁29に形成した貫通孔29aを貫通してギヤハウジング42内に延出し、そこにボルト57で固定されたウオームホイール58がモータ軸54に一体に形成されたウオーム59に噛合する。
The
図1、図5および図6に示すように、コントロールシャフト24の軸端部が貫通する端壁29の貫通孔29aは小判形の長孔に形成されており、この貫通孔29aでシリンダヘッド11の内部とギヤハウジング42の内部とが連通する。貫通孔29aの短径aはコントロールシャフト24の直径に略等しいが、その長径bはコントロールシャフト24の直径よりも大きくなっており、長径の方向はシリンダ軸線L2方向に沿っている。従って、コントロールシャフト24をシリンダヘッド11に組み付けたとき、貫通孔29aの下縁とコントロールシャフト24との間に隙間α(図6参照)が形成される。
As shown in FIGS. 1, 5 and 6, the through
ギヤハウジング42の内部でウオームホイール58およびウオーム59の噛合位置に対向する端壁29には、シリンダヘッド11の内部とギヤハウジング42の内部とを連通させるオイル供給孔29b(図6参照)が形成される。オイル供給孔29bは貫通孔29aよりも小径の円形の孔であって、貫通孔29aよりも高い位置に配置される。
An
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
先ず、シリンダヘッド11のアッパーヘッド14に対するコントロールシャフト24の組み付け手順を説明する。コントロールシャフト24の組み付けは、アッパーヘッド14の本体部16から第1キャップ部18…、第2キャップ部20…および第3キャップ部22…を取り外した状態で行われる。コントロールシャフト24には5個のコントロールカム23…が所定間隔で形成されており、かつコントロールシャフト24が組み付けられるアッパーヘッド14の本体部16には第1キャップ部材18…が結合される5個のジャーナル支持壁16a…(図1参照)が設けられているため、コントロールシャフト24をシリンダ列線L1方向に移動させて軸端部を端壁29の貫通孔29aに挿入しようとしても、コントロールカム23…がジャーナル支持壁16a…と干渉して挿入することはできない。
First, the procedure for assembling the
そこで本実施の形態では、図7に示すように、コントロールシャフト24を貫通孔29aに挿入される軸端部側が低くなるように傾斜させた状態で、軸端部を貫通孔29aに挿入する。このとき、貫通孔29aがコントロールシャフト24と略同一直径の円形の孔で構成されていると過程すると、コントロールシャフト24を傾けると軸端部を貫通孔29aに挿入することができないが、本実施の形態では貫通孔29aがコントロールシャフト24を傾ける方向(シリンダ軸線L2方向)に長い長孔で構成されているため、コントロールシャフト24を傾けた状態で貫通孔29aを通過させた後にシリンダ列線L1と平行にすることで、コントロールシャフト24をアッパーヘッド14の本体部16のジャーナル支持壁16a…上に支持することができる。よって、ジャーナル支持壁16a…に第1キャップ部材18…を締結することで、アッパーヘッド14に対するコントロールシャフト24の組み付けを完了することができる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the shaft end portion is inserted into the through
このようにして組み付けられたコントロールシャフト24の軸端部は端壁29の貫通孔29aを貫通して外部に延出するため、その軸端部にアクチュエータ30のウオームホイール58をボルト57で固定する作業を容易に行うことができる。
Since the shaft end portion of the
しかして、アクチュエータ30の電動モータ48を駆動すると、モータ軸54に一体に設けられたウオーム59と、ウオーム59に噛合するウオームホイール58とを介してコントロールシャフト24が回転し、コントロールシャフト24に設けたコントロールカム23…で可変動弁機構を作動させることで、吸気バルブのバルブリフトおよびバルブタイミングが変更される。
Thus, when the
シリンダヘッド11の内部には可変動弁機構等を潤滑するオイルが存在しており、そのオイルの飛沫が端壁29のオイル供給孔29bを通過してギヤハウジング42の内部に浸入し、ウオーム59およびウオームホイール58の噛合部を潤滑する。潤滑を終えてギヤハウジング42の底部に溜まったオイルの液面が上昇して貫通孔29aの下縁よりも高くなると、余剰のオイルが貫通孔29aとコントロールシャフト24との間の隙間αを通過してギヤハウジング42の内部からシリンダヘッド11の内部に戻される。このように、コントロールシャフト24を組み付けるために長孔に形成した貫通孔29aをオイル戻し孔として利用するので、シリンダヘッド11の構造を簡素化することができる。
Oil that lubricates the variable valve mechanism and the like is present inside the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態のシリンダヘッド11はロアヘッド13およびアッパーヘッド14に分割されているが、それに限定されるものではない。
For example, although the
また実施の形態では組み付け状態のコントロールシャフト24が貫通孔29aの上部を貫通しているが、貫通孔29aの中央部あるいは下部を貫通しても良い。
In the embodiment, the assembled
11 シリンダヘッド
23 コントロールカム
24 コントロールシャフト
29 端壁
29a 貫通孔
29b オイル供給孔
30 アクチュエータ
42 ギヤハウジング
58 ウオームホイール(減速ギヤ機構)
59 ウオーム(減速ギヤ機構)
L1 シリンダ列線
L2 シリンダ軸線
11
59 worm (reduction gear mechanism)
L1 Cylinder row line L2 Cylinder axis
Claims (2)
前記貫通孔(29a)をシリンダ軸線(L2)方向に長い長孔としたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A control shaft (24) formed with a control cam (23) for controlling a variable valve mechanism for changing the operating characteristics of an engine valve of an internal combustion engine is disposed in the cylinder row (L1) direction inside the cylinder head (11). The shaft end of the control shaft (24) passes through a through hole (29a) formed in the end wall (29) of the cylinder head (11) and extends to the outside, and the outer surface of the end wall (29) A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine connected to and driven by an actuator (30) supported by
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the through hole (29a) is a long hole extending in a cylinder axis (L2) direction.
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