JP3933290B2

JP3933290B2 - Intake and exhaust valve drive control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3933290B2
Application number: JP04302298A
Authority: JP
Inventors: 信中村; 誠之助原
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2018-02-25
Also published as: JPH11241610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駆動軸外周に配置した円筒状カムシャフトを駆動軸に対し不等速回転させることで、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁・排気弁の開閉時期や作動角を可変制御する吸排気弁駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸気弁・排気弁の開閉時期や作動角を可変制御する装置は、従来から種々の形式のものが提供されているが、その一つとして例えば実開昭５７−１９８３０６号公報や特開平６−１８５３２１号公報に記載されているように、不等速軸継手の原理を応用したものが知られている。これは、機関の回転に同期して回転する駆動軸の外周に、各気筒毎に分割した円筒状のカムシャフトを回動可能に設け、かつ該カムシャフトの端部のフランジ部と駆動軸側のフランジ部とにそれぞれ半径方向に沿った係合溝を形成するとともに、両フランジ部間に介在する環状ディスクに各係合溝に係合する一対のピンを設けた構成であって、上記環状ディスクを制御ハウジングでもって回転自在に保持するとともに、該制御ハウジングを介して環状ディスクをカムシャフトに対し偏心させることができるようにしてあり、その偏心量を制御することにより、バルブリフト特性が変化するようになっている。
【０００３】
また、上記特開平６−１８５３２１号公報には、制御ハウジングを軸直角方向に移動させるために、偏心カムを用いた構成が開示されている。すなわち、制御ハウジングが支軸により揺動可能に支持されているとともに、該制御ハウジングに円形のカム嵌合孔が開口形成されており、制御シャフトに形成された偏心カムがこのカム嵌合孔に回転可能に嵌合している。そして、制御シャフトの回転位置をアクチュエータにより制御することにより、制御ハウジングを軸直角方向に移動させ、偏心量を制御する構成となっている。
【０００４】
さらに上記公報の図１５には、略矩形状のスペーサを制御ハウジングの溝部に摺動可能に嵌合配置するとともに、このスペーサに円形のカム嵌合孔を貫通形成し、制御シャフトの偏心カムを回転可能に嵌合させた構成も開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような形式の吸排気弁駆動制御装置においては、例えば、偏心カムが嵌合するカム嵌合孔を制御ハウジングに直接円形の孔として形成したとすると、制御シャフト及び支持シャフトの相対的な位置精度にばらつきがあると、偏心カムとカム嵌合孔との摺動抵抗が大きくなり、制御シャフトの作動が円滑でなくなったり、偏心カムと制御ハウジングとの摺動部が異常に磨耗する虞がある。
【０００６】
また一方、上記のように制御ハウジングに摺動可能に嵌合したスペーサを介して偏心カムと連動するような構成とすれば、スペーサの摺動によって上記の位置精度のばらつきを吸収することが可能であるが、その反面、制御シャフトをスペーサに順次貫通させるために、偏心カムを制御シャフトの軸部等よりも大径とする必要が生じ、制御シャフトひいては制御ハウジング等の装置全体が大型化してしまう欠点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、制御シャフトの円滑な動作を確保すると同時に、制御シャフト等の大型化を回避することができる内燃機関の吸排気弁駆動制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置は、シリンダヘッドに回動可能に支持され、機関の回転に同期して回転する駆動軸と、この駆動軸の外周に相対回転可能に設けられ、かつ各気筒毎に分割されているとともに、吸排気弁を駆動するカムを外周に有する円筒状のカムシャフトと、上記カムシャフトの一端部に設けられた第１フランジ部と、上記第１フランジ部にそれぞれ対向するように上記駆動軸側に設けられた第２フランジ部と、上記両フランジ部の間に配設され、かつ各フランジ部に偏心可能に連動して両者間で回転運動を伝達する環状ディスクと、
上記環状ディスクを回転自在に保持するとともに、支持部によって軸直角方向に揺動可能に支持された制御ハウジングと、上記制御ハウジングを機関運転状態に応じて揺動させる制御ハウジング駆動手段と、を備えている。そして、本発明は、上記制御ハウジング駆動手段が、上記制御ハウジングの端部を切り欠いて形成した矩形状の係合溝にスライド可能に係合されるブロックと、偏心カムを有し、該偏心カムの外周に上記ブロックを回動可能に支持するとともに、その回転によって上記制御ハウジングを軸直角方向へ揺動させる制御シャフトと、を備え、さらに、上記ブロックが、上記矩形状の係合溝の一方の壁面に沿って上記偏心カムにより回動可能に支持される第１のブロック部材と、上記矩形状の係合溝の他方の壁面に沿って上記偏心カムにより回動可能に支持される第２のブロック部材と、に分割されていることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、制御シャフトと支持シャフトとの位置関係に誤差があっても、その誤差のうち少なくともブロックのスライド方向の誤差は、ブロックが係合溝内をスライドして、その誤差を吸収する。ブロックのスライド方向以外の誤差は、係合溝，ブロック又は偏心カムの寸法を調整することにより吸収することができる。従って、偏心カムとブロックの接触部のガタを適正な範囲に抑制でき、異音発生を防止できるとともに、面圧が異常に高くなることが抑制され、偏心カムとブロックとの摺動抵抗が低減され、制御シャフトが円滑に作動し、この制御シャフトの偏心カムの回動によって、制御ハウジングが正確に移動することになり、環状ディスクのカムシャフトに対する偏心量が精度良く制御される。すなわち、騒音発生が抑制されるとともに、吸排気弁の作動特性が精度良く制御されることになる。また偏心カム、ブロックおよび係合溝のそれぞれの接触が面接触となり、摩耗が抑制される。
【００１０】
特に、本発明では、ブロックが第１のブロック部材と第２のブロック部材とに分割されているので、偏心カムを制御シャフトの他部よりも大径に形成する必要がなくなる。なお、多気筒内燃機関において、ブロックが上記のように分割されていない場合、制御シャフト全体がブロックを通過しなければ、制御シャフトを制御ハウジングに組み付けることができない。従って、従来のようにブロックを分割しないように構成された吸排気弁駆動制御装置は、偏心カムを制御シャフトの他部よりも大径に形成しなければならず、制御シャフトが大型化する。
【００１１】
また、本発明の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置は、上記ブロックが上記係合溝内で上記制御シャフトの偏心カムに回動可能に支持された状態において、上記第１のブロック部材と上記第２のブロック部材との間に所定の隙間が生じるように、上記第１のブロック部材と第２のブロック部材が形成されていることを特徴としている。ここで、所定の隙間とは、係合溝と各ブロック部材との隙間や、各ブロック部材と偏心カムの係合部の寸法精度や、制御シャフトの位置精度等が累積されても、両ブロックが係合溝内で干渉することがない程度の隙間をいう。
【００１２】
このような構成の本発明によれば、制御シャフトの作動中において、各ブロック部材同士が干渉することなく、各ブロック部材が偏心カムに回動可能に且つ制御ハウジングに対してスライド可能に支持されることになり、ブロック部材同士の衝突に起因する異常音の発生もなく、円滑に且つ正確に制御ハウジングの移動が行われる。
【００１３】
また、本発明の内燃機関の吸排気弁の駆動制御装置において、上記係合溝は、上記ブロックのスライド方向がシリンダヘッドの真上方向よりも上記制御ハウジングの支持部よりに傾くように形成されたことを特徴としている。ここで、支持部とは、制御ハウジングを揺動可能に支持する軸（支持シャフト）に限られず、制御ハウジングの揺動支点となるものを広く含むものである。
【００１４】
このような構成の本発明によれば、制御シャフトの組み付けが容易になることはもちろんのこと、ブロックと係合溝の面圧が低くなる。これは、例えば、図２を参照することにより理解されるように、回転モーメントをＭ，支持部の中心Ｂから偏心カムの中心Ａまでの寸法をＬ，係合溝の壁面からブロックに作用する荷重をｆ，中心Ａ−Ｂを結ぶ線Ｌ１と係合溝の方向線Ｌ２とのなす角をΘとすれば、ｆ＝Ｍ／（Ｌ×ｃｏｓΘ）となり、Θが小さければ、ｆも少なくなるからである。従って、この発明によれば、ブロックが係合溝内をより円滑にスライドすることになり、制御シャフトがより円滑に作動し、制御ハウジングがより円滑且つ正確に作動することになる。
【００１５】
また、本発明の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置は、上記制御シャフトの偏心カムの両側に、上記ブロックの制御シャフト軸方向への移動を規制する鍔部を設けていることを特徴としている。ここで、鍔部は、制御シャフトに一体形成してもよく、また別途形成したものを制御シャフトに取り付けるようにしても良い。
【００１６】
このような構成の本発明によれば、ブロックは、鍔部によってその制御シャフト軸方向への移動が規制されるので、偏心カムとブロックの位置関係が維持され、ブロックが係合溝内を円滑にスライドするとともに、偏心カムに回動可能に支持される。
【００１７】
また、本発明の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置は、上記制御シャフトの偏心カムの両側に、上記ブロックの制御シャフト軸方向への移動を規制する鍔部を設け、上記制御ハウジングの支持部に、上記制御ハウジングの駆動軸方向への移動を規制する位置決め手段を設けていることを特徴としている。
【００１８】
このような本発明によれば、制御ハウジング，ブロック及び偏心カムの制御シャフト軸方向へのずれが抑制され、制御ハウジング，ブロック及び偏心カムの位置関係が所望の状態に維持されるので、偏心カムの回動に対して制御ハウジングが正確に連動することになる。
【００１９】
また、本発明の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置は、上記鍔部と上記ブロックとの間の隙間量が、上記位置決め手段が許容する制御ハウジングの駆動軸軸方向への移動量よりも大きく設定されていることを特徴としている。
【００２０】
このような構成の本発明によれば、制御ハウジングが駆動軸方向へずれても、制御ハウジングが制御シャフトの鍔部に接触することがなく、鍔部と制御ハウジングとの衝突に起因する異常音の発生がなく、静粛に作動する。
【００２１】
また、本発明の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置は、上記制御ハウジングの上記鍔部に対向する部位の少なくとも一部が、摩擦係数低減処理を施されていることを特徴としている。ここで、摩擦係数低減処理とは、例えば、制御ハウジングの鍔部に対向する部位を機械加工して、その部位の面性状を向上させ、その部位の摩擦係数を低減させることの他、その部位に摩擦係数の低い樹脂材料等を固着させたり、また摩擦係数の低いワッシャ等を配置することが考えられる。また、制御ハウジングは、鍔部に対向する部位、例えば、その側面の全体を摩擦係数低減処理しても良く、その側面の鍔部近傍部分のみを摩擦係数低減処理しても良い。
【００２２】
このような構成の本発明によれば、制御ハウジングと他部との接触部が磨耗して、制御ハウジングの倒れが生じ、制御ハウジングと鍔部とが接触するようになっても、制御ハウジングの鍔部と接触する部位の摩擦係数が低いので、制御ハウジング及び鍔部の異常磨耗等の損傷を生じることなく、制御ハウジングが円滑に作動する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、制御ハウジングの係合溝にスライド可能に係合されるブロックが、制御シャフトの偏心カムに回動可能に支持されるようになっているため、制御シャフトと支持シャフトとの位置関係に誤差があっても、その誤差のうち少なくともブロックのスライド方向の誤差は、ブロックが係合溝内をスライドして、その誤差を吸収する。また、ブロックのスライド方向以外の誤差は、係合溝，ブロック又は偏心カムの寸法を調整することにより吸収することができる。従って、本発明によれば、騒音発生を防止しつつ、偏心カムとブロックの接触部およびブロックと係合溝の接触部の面圧が異常に高くなることが抑制され、偏心カムとブロックとの摺動抵抗が低減されることになり、制御シャフトが円滑に作動するとともに、偏心カムとブロック及びブロックと係合溝の摺動部の異常磨耗を抑制することができ、長期に亘り低騒音でかつ精度の良い吸・排気弁の作動角制御を行うことが可能となる。
【００２４】
特に、ブロックが第１のブロック部材と第２のブロック部材とに分割されているので、偏心カムを制御シャフトの他部よりも大径に形成する必要がなくなる。従って、制御シャフトの小型化・軽量化を図ることができ、ひいては内燃機関全体の小型化・軽量化を図ることができる。
【００２５】
また、請求項２の発明は、ブロックが上記係合溝内で上記制御シャフトの偏心カムに回動可能に支持された状態において、第１のブロック部材と第２のブロック部材との間に所定の隙間が生じるように、第１のブロック部材と第２のブロック部材が形成されているので、制御シャフトの作動中において、各ブロック部材同士が干渉することがないため、ブロック部材同士の衝突に起因する異常音の発生がなく、円滑に且つ正確な制御ハウジングの移動、すなわち吸・排気弁の作動角制御を行うことができる。
【００２６】
また、請求項３の発明は、係合溝が、上記ブロックのスライド方向がシリンダヘッドの真上方向よりも上記制御ハウジングの支持部よりに傾くように形成されているので、制御シャフトの組み付けが容易になることはもちろんのこと、ブロックと係合溝及びブロックと偏心カムの面圧が低くなるため、ブロックが係合溝内を円滑にスライドし、制御シャフトの作動がより一層円滑化するとともに、係合溝，偏心カム及びブロックの磨耗が抑制され、制御ハウジング，制御シャフト及びブロックの耐久性が向上する。
【００２７】
また、請求項４の発明は、制御シャフトの偏心カムの両側に、ブロックの制御シャフト軸方向への移動を規制する鍔部を設けているため、ブロックと偏心カムの位置関係を確実に維持することができる。
【００２８】
また、請求項５の発明は、制御シャフトの偏心カムの両側に、ブロックの制御シャフト軸方向への移動を規制する鍔部を設け、制御ハウジングの支持部に、制御ハウジングの駆動軸方向への移動を規制する位置決め手段を設けているため、制御ハウジング，ブロック及び偏心カムの制御シャフト軸方向へのずれが抑制され、制御ハウジング，ブロック及び偏心カムの位置関係を所望の状態に維持することができる。
【００２９】
また、請求項６の発明は、鍔部とブロックとの間の隙間量が、位置決め手段が許容する制御ハウジングの駆動軸方向への移動量よりも大きく設定されているため、制御ハウジングが駆動軸の軸方向へずれても、制御ハウジングが制御シャフトの鍔部に接触することがなく、鍔部と制御ハウジングとの衝突に起因する異常音の発生がなく、静粛に作動する。
【００３０】
また、請求項７の発明は、制御ハウジングの鍔部に対向する部位の少なくとも一部が、摩擦係数低減処理を施されているため、制御ハウジングと他部との接触部が磨耗して、制御ハウジングの倒れが生じ、制御ハウジングと鍔部とが接触するようになっても、制御ハウジングの鍔部と接触する部位の摩擦係数が低いので、制御ハウジング及び鍔部の異常磨耗等の損傷を効果的に防止することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る吸排気弁駆動制御装置の好ましい実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３２】
図１は、この発明に係る吸排気弁駆動制御装置の実施の形態を示す分解斜視図であり、図２は、同正面側断面図である。
【００３３】
この図１〜図２に示すように、シリンダヘッドＳの上部に、全気筒に亘って連続した駆動軸１が配設されている。この駆動軸１は、内部に潤滑油通路（図示せず）が形成された中空状のものであって、一端に図示せぬスプロケットが取り付けられ、タンミングチェーンを介してクランクシャフトに連動している。そして、この駆動軸１の外周には、各気筒毎に分割された円筒状のカムシャフト１１が相対回動可能に嵌合しており、各カムシャフト１１の端部に、第１フランジ部１２が設けられている。各カムシャフト１１は、例えば吸気弁３を駆動する一対のカム１１ａを有し、かつその一対のカム１１ａの中間のジャーナル部１１ｂが、シリンダヘッド側の隔壁状をなすカムブラケット取付部８に凹設した半円形軸受面と図示せぬカムブラケットとの間で回転自在に支持されている。
【００３４】
また、駆動軸１には、短いスリーブ１５が固定されており、各スリーブ１５の端部に、それぞれ上記第１フランジ部１２と対向するように、第２フランジ部１６が形成されている。両フランジ部１２，１６の間には、円環状をなす環状ディスク１７が介装されており、この環状ディスク１７は、制御ハウジング１８の円形の開口部１８ａ内に回転自在に嵌合保持されている。具体的には、制御ハウジング１８の開口部１８ａ内周面は単純な円筒面をなし、ここに、環状ディスク１７の外周面がベアリング１３を介して回転自在に嵌合している。
【００３５】
上記第１フランジ部１２および第２フランジ部１６には、それぞれ半径方向に沿った係合溝１９，２０が形成されている。両係合溝１９，２０は、互いに１８０゜異なる位置に配置されている。そして、環状ディスク１７には、互いに１８０゜異なる位置にそれぞれ保持孔が貫通形成されているとともに、それぞれに、第１ピン２３，第２ピン２４が回転可能に嵌合している。これらのピン２３，２４は、互いに逆向きに突出しており、第１ピン２３の先端部が第１フランジ部１２の係合溝１９に摺動可能に係合しているとともに、第２ピン２４の先端部が第２フランジ部１６の係合溝２０に摺動可能に係合している。なお、係合溝１９，２０に摺接する各ピン２３，２４の先端部の側面は、平行な一対の平面に加工されている。
【００３６】
上記のような偏心型の可変動弁機構自体は、例えば前述した特開平６−１８５３２１号公報等において公知の構成であるので、その詳細な説明は省略するが、環状ディスク１７が駆動軸１の中心に対し同心位置にあれば、各カムシャフト１１は駆動軸１に対し等速回転し、カム１１ａのプロフィールに沿ったバルブリフト特性が得られる。また環状ディスク１７が駆動軸１の中心に対し偏心すると、一種の不等速軸継手となり、各カムシャフト１１が駆動軸１に対し不等速回転する。これにより、その偏心量に応じて、バルブリフト特性およびバルブ作動角が変化する。
【００３７】
上記環状ディスク１７を回転自在に保持する制御ハウジング１８は、駆動軸１と直交する面に沿った板状部材である。この制御ハウジング１８の上部には、図２中上方に向かって開口する係合溝３１が略矩形に切欠形成されている。そして、これらの係合溝３１を通過するように、制御シャフト３３が駆動軸１と平行に設けられている。詳しくは、制御シャフト３３の偏心カム３４がブロック３５を介して制御ハウジング１８の係合溝３１に係合されている。そして、制御ハウジング１８の図２中左下方には、円形支持孔３６が形成されており、この円形支持孔３６に支持シャフト３７が挿通されている。なお、制御ハウジング１８は、支持シャフト３７を支持部（揺動中心）とし、この支持シャフト３７の回りに揺動できるようになっている。また、上記制御シャフト３３とブロック３５は、後述する制御シャフト駆動用の油圧式アクチュエータとともに、制御ハウジング１８を揺動させる制御ハウジング駆動手段を構成している。
【００３８】
ここで、上記係合溝３１は、図２に詳しく示すように、シリンダヘッドＳの真上方向ではなく、支持シャフト３７よりに傾けて形成されており、支持シャフト３７の中心Ｂと偏心カム３４の中心Ａとを結ぶ線Ｌ１と溝方向線Ｌ２とが所定角度（Θ）をなすようになっている。このようにすれば、係合溝３１の壁面３１ａ，３１ｂとブロック３５間に作用する荷重ｆが小さくなる。すなわち、支持シャフト３７中心Ｂから偏心カム３４中心Ａまでの寸法をＬとすれば、モーメントＭ＝ｆ×Ｌ×ｃｏｓΘとなるので、荷重ｆは、Ｍ及びＬが一定であればΘが小さい程小さな値となる。そのため、係合溝３１，ブロック３５及び偏心カム３４の磨耗を抑制することができ、制御ハウジング１８，ブロック３５及び制御シャフト３３の耐久性を向上させることができる。なお、ここで、図２に基づき、駆動軸１，制御シャフト３３及び支持シャフト３７の位置関係を説明する。すなわち、この図２に示す平面上において、シリンダヘッドＳの上方から制御シャフト３３，駆動軸１，支持シャフト３７の順に配置されている。また、シリンダヘッドＳの水平方向右側から駆動軸１，制御シャフト３３，支持シャフト３７の順に配置されている。
【００３９】
ブロック３５は、図２中左側の第１のブロック部材３５ａと、図２中右側の第２のブロック部材３５ｂとに２分割されている。そして、これら第１及び第２のブロック部材３５ａ，３５ｂは、偏心カム３４を回動可能に支持する略半円形のカム受容部３４ａ，３４ｂを備えており、偏心カム３４を両側から挟み、係合溝３１内を壁面３１ａ，３１ｂに沿って図２中上下方向（Ｌ２線方向）にスライドできるようになっている。
【００４０】
また、ブロック３５は、第１のブロック部材３５ａと第２のブロック部材３５ｂとの間に所定の隙間εが生じるように形成されている。ここで、隙間εは、各構成部品の加工精度や偏心カム３４（制御シャフト３３）の位置精度に起因し、係合溝３１，ブロック３５及び偏心カム３４間に隙間が生じ、これらの間で位置ずれが生じても、第１のブロック部材３５ａと第２のブロック部材３５ｂが干渉しない程度の寸法に設定される。なお、制御ハウジング１８は、環状ディスク１７により支持シャフト３７の回りにモーメントを受けるが、例えば、図２において左回り方向のモーメントを受けた場合、第２のブロック部材３５ｂで荷重を受けることになり、第１のブロック部材３５ａが係合溝３１の壁面３１ａと偏心カム３４との間のクリアランスによってフリーの状態となり、偏心カム３４の回りに回動することになるが、この場合でも第１のブロック部材３５ａが第２のブロック部材３５ｂに衝突することがない。従って、このような構成にすれば、ブロック部材３５ａ，３５ｂ同士の衝突に起因する異常音の発生がなく、またブロック部材３５ａ，３５ｂ同士が円滑に係合溝３１をスライドすることができるとともに、制御シャフト３３の円滑な回動を可能とする。
【００４１】
上記制御シャフト３３は、図示せぬ軸受部を介してシリンダヘッドＳに回転可能に支持されているものであって、駆動軸１と平行にかつ全気筒に亘って連続しており、その一端が図示せぬ油圧式アクチュエータに連結されているとともに、他端に、該制御シャフト３３の回転位置を検出する図示せぬポジションセンサが設けられている。
【００４２】
また、上記制御シャフト３３は、図３に示すように、その偏心カム３４の両端に環状の鍔部４０，４０がそれぞれ形成されており、この鍔部４０によってブロック３５の制御シャフト１８軸方向への移動を規制するようになっている。これによって、ブロック３５と偏心カム３４との位置関係を所望の位置に維持することができる。なお、本実施の形態では、鍔部４０を制御シャフト３３に一体形成する態様を示したが、これに限られず、制御シャフト３３とは別に形成した鍔部４０を制御シャフト３３に組み付けるようにしてもよい。
【００４３】
また、上記支持シャフト３７は、図示せぬ支持部を介してシリンダヘッドＳに支持されている。そして、この支持シャフト３７には、図３に示すように、制御ハウジング１８の支持シャフト３７軸方向への移動を規制するリング状部材（位置決め手段）４１が取り付けられている。このリング状部材４１は、支持シャフト３７に形成された環状溝４２に係合されており、支持シャフト３７への着脱が可能な構成になっている。このような構成によれば、偏心カム３４，ブロック３５及び制御ハウジング１８の位置関係が所望の状態に維持される。なお、制御ハウジング１８の支持シャフト３７軸方向への移動を鍔部４０で規制することも考えられるが、この場合には鍔部４０と制御ハウジング１８の接触面積を充分確保することができず、鍔部４０と制御ハウジング１８の接触部に偏磨耗を生じる虞があるが、本実施の形態のように、リング状部材４１によって制御ハウジング１８の移動を規制し、鍔部４０でブロック３５の移動を規制する構成とすれば、各接触部の面積を充分に確保することができ、上記のような偏磨耗という不具合を生じることがない。また、上記支持シャフト３７は、各気筒毎に分割して構成してもよく、あるいは、複数気筒に亘って連続した一本のシャフトとして構成することもできる。
【００４４】
このように構成されているので、偏心カム３４を備えた制御シャフト３３が回転すると、制御ハウジング１８が支持シャフト３７を中心として揺動し、環状ディスク１７の中心が駆動軸１及びカムシャフト１１の中心から所定量（図２に示すΔ）偏心する。
【００４５】
なお、上記制御シャフト３３は、図３に示すように、制御ハウジング１８がリング状部材４１間の隙間（Δ１）分だけ支持シャフト３７軸方向へ移動し、制御ハウジング１８がリング状部材４１に当接しても、制御ハウジング１８と鍔部４０との間に所定の隙間Δ２を生じるように、その鍔部４０，４０間の寸法Ｗが設定されている。このようにすれば、制御ハウジング１８が支持シャフト３７軸方向へずれても、制御ハウジング１８が制御シャフト３３の鍔部４０に接触することがなく、鍔部４０と制御ハウジング１８との衝突に起因する異常音の発生がなく、静粛に作動する。
【００４６】
また、上記制御ハウジング１８は、図２に示すように、上記制御シャフト３３の鍔部４０と対向する側面の一部（一点鎖線で囲った部分）４５を機械加工し、その面精度を向上させるようになっている。従って、制御ハウジング１８と支持シャフト３７の接触部の経時的磨耗に起因して、制御ハウジング１８の倒れが生じ（すなわち制御ハウジング１８が支持シャフト３７に対して垂直に係合し得なくなり）、その倒れ量が増加して制御ハウジング１８が鍔部４０に接触しても、制御ハウジング１８の側面（側面の一部４５）の摩擦係数が低減するように加工処理されているので、制御ハウジング１８と鍔部４０の磨耗を抑制することができる。
【００４７】
図４は、吸（排）気弁の作動特性を示す図である。
【００４８】
この図４（Ａ）において、実線で示す曲線は、環状ディスク１７がカムシャフト１１に対して偏心していない場合を示すものである。すなわち、環状ディスク１７の中心とカムシャフト１１の中心が同軸である場合を示すものであり、吸（排）気弁の作動角が最も大きな作動角となっている。また、図４（Ｂ）において、一点鎖線で示す曲線は、環状ディスク１７がカムシャフト１１に対して最も偏心している場合を示すものである。すなわち、図２に示すように、環状ディスク１７の中心Ｙがカムシャフト１１の中心ＸからΔだけ偏心した状態を示すものであり、吸（排）気弁の作動角が最も小さな作動角となっている。このように、制御シャフト３３を回動させ、環状ディスク１７とカムシャフト１１の偏心量Δを変化させることにより、所望のバルブ特性を得ることができる。
【００４９】
図４（Ｂ）において、環状ディスク１７がカムシャフト１１に対して偏心していない場合、駆動軸１とカムシャフト１１に回転位相差が生じない。また、環状ディスク１７がカムシャフト１１に対して最大量偏心した場合（図２の場合）、駆動軸１とカムシャフト１１との回転位相差が最大となる。
【００５０】
以上のように本実施の形態は、係合溝３１にスライド可能に係合するブロック３５が、制御シャフト３３の偏心カム３４に回動可能に支持されるようになっているため、支持シャフト３７の中心Ｂと制御シャフト３３の中心Ａの寸法にばらつきを生じても、そのばらつきのうち少なくともブロック３５のスライド方向のばらつきは、ブロック３５が係合溝３１内をスライドして、そのばらつきを吸収することができる。また、ブロック３５のスライド方向以外のばらつきは、係合溝３１の寸法，ブロック３５の寸法又は偏心カム３４の寸法を調整することにより吸収することができる。従って、本実施の形態によれば、低騒音とできるだけでなく、偏心カム３４とブロック３５及びブロック３５と係合溝３１との摺接部の面圧が過大になるのを抑制することができ、制御シャフト３３を円滑に回動させることができる。また、偏心カム３４とブロック３５及びブロック３５と係合溝３１との摺接部の面圧が過大になると、偏心カム３４，ブロック３５及び係合溝３１の摺接部に異常磨耗が発生することになるが、上記のように摺接部の面圧が過大になるのを抑制することができるので、異常磨耗の発生も抑制することができる。加えて、上記のように、本実施の形態は、支持シャフト３７と制御シャフト３３間の寸法誤差を吸収することができるので、支持シャフト３７と制御シャフト３３間の寸法誤差に起因して、制御ハウジング１８が支持シャフト３７の回りに回動することがなく、吸（排）気の作動角制御に誤差を生じることがない。なお、一般的には、ブロック３５の寸法を調整するのが、最も簡単で且つ効果的である。
【００５１】
また、本実施の形態は、係合溝３１が上方に開口し、しかもブロック３５が２分割されているので、偏心カム３４にブロック３５を係合させた状態で、シリンダヘッドＳの上方から制御シャフト３３を制御ハウジング１８に組み付けることができるので、制御シャフト３３の組み付け作業が容易になる。
【００５２】
加えて、本実施の形態は、ブロック３５が第１のブロック部材３５ａと第２のブロック部材３５ｂとに２分割されているため、偏心カム３４を制御シャフト３３の他部よりも大径に形成する必要がなくなり、制御シャフト３３の小型化・軽量化を図ることができる。なお、多気筒内燃機関において、ブロック３５が上記のように分割されていない場合、制御シャフト３３全体がブロック３５を通過しなければ、制御シャフト３３を制御ハウジング１８に組み付けることができないため、偏心カム３４を制御シャフト３３の他部（例えば鍔部４０）よりも大径に形成しなければならず、制御シャフト３３が大型化することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す吸排気弁駆動制御装置の分解斜視図。
【図２】同吸排気弁駆動制御装置の正面側断面図。
【図３】図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図４】バルブ作動角の可変制御状態の説明図であり、図４（Ａ）はバルブ開閉時期を示す図、図４（Ｂ）は駆動軸とカムシャフトの回転位相差を示す図。
【符号の説明】
１…駆動軸
３…吸（排）気弁
１１…カムシャフト
１１ａ…カム
１２…第１フランジ部
１６…第２フランジ部
１７…環状ディスク
１８…制御ハウジング
３３…制御シャフト（制御ハウジング駆動手段）
３４…偏心カム
３５…ブロック（制御ハウジング駆動手段）
３５ａ…第１のブロック部材
３５ｂ…第２のブロック部材
３７…支持シャフト（支持部）
４０…鍔部
４１…リング状部材（位置決め手段）
４５…側面の一部（一部）
ε…隙間
Ｓ…シリンダヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention variably controls the opening and closing timings and operating angles of intake valves and exhaust valves according to the operating state of an internal combustion engine by rotating a cylindrical camshaft disposed on the outer periphery of the drive shaft at an unequal speed with respect to the drive shaft. The present invention relates to an intake / exhaust valve drive control device.
[0002]
[Prior art]
Various types of devices for variably controlling the opening / closing timings and operating angles of the intake valves and exhaust valves have been conventionally provided. For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-198306 and Japanese Patent Laid-Open No. As described in Japanese Patent No. 185321, one that applies the principle of an inconstant velocity joint is known. This is because a cylindrical cam shaft divided for each cylinder is rotatably provided on the outer periphery of a drive shaft that rotates in synchronization with the rotation of the engine, and the flange portion at the end of the cam shaft and the drive shaft side Each of which is formed with an engaging groove along the radial direction, and a pair of pins that engage with each engaging groove on an annular disk interposed between the flange portions. The disc is rotatably held by the control housing, and the annular disc can be eccentric with respect to the camshaft via the control housing, and the valve lift characteristics change by controlling the eccentric amount. It is supposed to be.
[0003]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-185321 discloses a configuration using an eccentric cam for moving the control housing in the direction perpendicular to the axis. That is, the control housing is swingably supported by the support shaft, and a circular cam fitting hole is formed in the control housing. An eccentric cam formed on the control shaft is formed in the cam fitting hole. It is fitted so that it can rotate. Then, by controlling the rotational position of the control shaft with an actuator, the control housing is moved in the direction perpendicular to the axis to control the amount of eccentricity.
[0004]
Further, in FIG. 15 of the above publication, a substantially rectangular spacer is slidably fitted in the groove of the control housing, and a circular cam fitting hole is formed through the spacer so that the eccentric cam of the control shaft is provided. A structure that is rotatably fitted is also disclosed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the intake / exhaust valve drive control device of the above type, for example, if the cam fitting hole into which the eccentric cam is fitted is formed as a circular hole directly in the control housing, the control shaft and the support shaft are relatively If the position accuracy varies, the sliding resistance between the eccentric cam and the cam fitting hole will increase, and the control shaft may not operate smoothly, and the sliding part between the eccentric cam and the control housing may be worn abnormally. There is.
[0006]
On the other hand, if the configuration is such that it is linked to the eccentric cam via the spacer slidably fitted to the control housing as described above, the above positional accuracy variation can be absorbed by the sliding of the spacer. However, in order to pass the control shaft through the spacer sequentially, it is necessary to make the eccentric cam larger in diameter than the shaft portion of the control shaft, etc., and the entire apparatus such as the control shaft and the control housing is increased in size. There is a drawback.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide an intake / exhaust valve drive control device for an internal combustion engine that can ensure smooth operation of the control shaft and at the same time avoid an increase in size of the control shaft and the like.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An intake / exhaust valve drive control device for an internal combustion engine according to the present invention is rotatably supported by a cylinder head, and is provided in a drive shaft that rotates in synchronization with the rotation of the engine, and is rotatably provided on the outer periphery of the drive shaft. A cylindrical camshaft which is divided for each cylinder and has a cam for driving the intake / exhaust valve on the outer periphery, a first flange portion provided at one end of the camshaft, and the first flange portion The second flange portion provided on the drive shaft side so as to face each other, and the flange portion disposed between the flange portions and the flange portions so as to be capable of being eccentrically transmitted to each other to transmit rotational motion therebetween. An annular disc;
A control housing that rotatably supports the annular disk and that is supported by a support portion so as to be swingable in a direction perpendicular to the axis; and a control housing drive means that swings the control housing according to an engine operating state. ing. According to the present invention, the control housing driving means includes a block slidably engaged with a rectangular engagement groove formed by notching an end of the control housing, and an eccentric cam. A control shaft that pivotally supports the block on the outer periphery of the cam and swings the control housing in a direction perpendicular to the axis by the rotation of the block, and the block has a rectangular engagement groove. A first block member rotatably supported by the eccentric cam along one wall surface, and a first block member rotatably supported by the eccentric cam along the other wall surface of the rectangular engagement groove. It is divided into two block members.
[0009]
According to the present invention configured as described above, even if there is an error in the positional relationship between the control shaft and the support shaft, at least the error in the sliding direction of the block among the errors causes the block to slide in the engagement groove. To absorb the error. Errors other than the sliding direction of the block can be absorbed by adjusting the dimensions of the engaging groove, the block or the eccentric cam. Therefore, the backlash of the contact portion between the eccentric cam and the block can be suppressed within an appropriate range, the occurrence of abnormal noise can be prevented, and the surface pressure can be suppressed from being abnormally increased, and the sliding resistance between the eccentric cam and the block can be reduced. Thus, the control shaft operates smoothly, and the control housing moves accurately by the rotation of the eccentric cam of the control shaft, so that the amount of eccentricity of the annular disk with respect to the cam shaft is accurately controlled. That is, noise generation is suppressed and the operating characteristics of the intake / exhaust valve are controlled with high accuracy. Further, each contact of the eccentric cam, the block, and the engaging groove becomes a surface contact, and wear is suppressed.
[0010]
In particular, in the present invention, since the block is divided into the first block member and the second block member, it is not necessary to form the eccentric cam with a larger diameter than the other part of the control shaft. In a multi-cylinder internal combustion engine, if the block is not divided as described above, the control shaft cannot be assembled to the control housing unless the entire control shaft passes through the block. Therefore, in the intake / exhaust valve drive control device configured so as not to divide the block as in the prior art, the eccentric cam must be formed with a larger diameter than the other part of the control shaft, and the control shaft becomes larger.
[0011]
The intake / exhaust valve drive control device for an internal combustion engine according to the present invention may be configured such that the first block member and the above-described block are in a state where the block is rotatably supported by the eccentric cam of the control shaft in the engagement groove. The first block member and the second block member are formed so that a predetermined gap is formed between the second block member and the second block member. Here, the predetermined gap is defined as the gap between the engagement groove and each block member, the dimensional accuracy of the engagement portion between each block member and the eccentric cam, the position accuracy of the control shaft, etc. are accumulated. Refers to a gap that does not interfere with the engagement groove.
[0012]
According to the present invention having such a configuration, during operation of the control shaft, each block member is supported by the eccentric cam so as to be rotatable and slidable with respect to the control housing without interfering with each other. Thus, the control housing can be moved smoothly and accurately without the occurrence of abnormal noise due to the collision between the block members.
[0013]
Further, in the drive control device for an intake / exhaust valve of the internal combustion engine of the present invention, the engagement groove is formed so that the slide direction of the block is inclined more than the support portion of the control housing than the direction directly above the cylinder head. It is characterized by that. Here, the support portion is not limited to a shaft (support shaft) that supports the control housing so as to be able to swing, but includes a wide range of swing support points of the control housing.
[0014]
According to the present invention having such a configuration, it is easy to assemble the control shaft, and the surface pressure between the block and the engaging groove is lowered. For example, as can be understood by referring to FIG. 2, the rotational moment is M, the dimension from the center B of the support portion to the center A of the eccentric cam is L, and the wall surface of the engaging groove acts on the block. If the angle between the load L and the line L1 connecting the centers A and B and the direction line L2 of the engagement groove is Θ, then f = M / (L × cos Θ), and if Θ is small, f also decreases. Because. Therefore, according to the present invention, the block slides more smoothly in the engagement groove, the control shaft operates more smoothly, and the control housing operates more smoothly and accurately.
[0015]
The intake / exhaust valve drive control device for an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that flanges for restricting movement of the block in the control shaft axial direction are provided on both sides of the eccentric cam of the control shaft. . Here, the flange portion may be formed integrally with the control shaft, or a separately formed portion may be attached to the control shaft.
[0016]
According to the present invention having such a configuration, the movement of the block in the axial direction of the control shaft is restricted by the flange portion, so that the positional relationship between the eccentric cam and the block is maintained, and the block smoothly moves in the engagement groove. And is rotatably supported by the eccentric cam.
[0017]
Also, the intake / exhaust valve drive control device for an internal combustion engine of the present invention is provided with flanges for restricting the movement of the block in the control shaft axial direction on both sides of the eccentric cam of the control shaft, and the support portion of the control housing In addition, a positioning means for restricting the movement of the control housing in the direction of the drive shaft is provided.
[0018]
According to the present invention as described above, the displacement of the control housing, the block, and the eccentric cam in the control shaft axial direction is suppressed, and the positional relationship between the control housing, the block, and the eccentric cam is maintained in a desired state. The control housing is accurately interlocked with the rotation of the motor.
[0019]
Further, in the intake / exhaust valve drive control device for an internal combustion engine according to the present invention, the gap amount between the flange and the block is larger than the movement amount of the control housing in the drive shaft axis direction allowed by the positioning means. It is characterized by being set.
[0020]
According to the present invention having such a configuration, even when the control housing is displaced in the drive shaft direction, the control housing does not come into contact with the flange portion of the control shaft, and the abnormal noise caused by the collision between the flange portion and the control housing. It works silently.
[0021]
In addition, the intake / exhaust valve drive control device for an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that at least a part of a portion of the control housing facing the flange is subjected to a friction coefficient reduction process. Here, the friction coefficient reduction process is, for example, machining a part facing the collar part of the control housing to improve the surface property of the part, reducing the friction coefficient of the part, and the part. It is conceivable to attach a resin material or the like having a low friction coefficient, or to place a washer or the like having a low friction coefficient. Further, the control housing may be subjected to a friction coefficient reduction process on the part facing the flange, for example, the entire side surface thereof, or only the vicinity of the flange part on the side surface may be subjected to the friction coefficient reduction process.
[0022]
According to the present invention having such a configuration, even if the contact portion between the control housing and the other part wears down, the control housing falls down, and the control housing comes into contact with the flange portion, the control housing Since the coefficient of friction at the part in contact with the collar part is low, the control housing operates smoothly without causing damage such as abnormal wear of the control housing and the collar part.
[0023]
【The invention's effect】
In the present invention, since the block that is slidably engaged with the engagement groove of the control housing is rotatably supported by the eccentric cam of the control shaft, the positional relationship between the control shaft and the support shaft Even if there is an error, at least an error in the sliding direction of the block among the errors is absorbed by the block sliding in the engagement groove. Further, errors other than the sliding direction of the block can be absorbed by adjusting the dimensions of the engaging groove, the block or the eccentric cam. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of noise and to suppress the abnormal increase in the surface pressure of the contact portion between the eccentric cam and the block and the contact portion between the block and the engagement groove. The sliding resistance is reduced, the control shaft operates smoothly, and abnormal wear of the sliding parts of the eccentric cam and the block and the block and the engaging groove can be suppressed. In addition, it is possible to control the operation angle of the intake / exhaust valve with high accuracy.
[0024]
In particular, since the block is divided into the first block member and the second block member, it is not necessary to form the eccentric cam with a larger diameter than the other part of the control shaft. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the control shaft, and consequently to reduce the size and weight of the entire internal combustion engine.
[0025]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a predetermined gap between the first block member and the second block member in a state in which the block is rotatably supported by the eccentric cam of the control shaft in the engagement groove. Since the first block member and the second block member are formed so that a gap is generated, the block members do not interfere with each other during the operation of the control shaft. It is possible to smoothly and accurately move the control housing, that is, to control the operation angle of the intake / exhaust valves, without causing abnormal noise.
[0026]
According to a third aspect of the present invention, the engagement groove is formed so that the sliding direction of the block is inclined with respect to the support portion of the control housing rather than the direction directly above the cylinder head. Of course, since the surface pressure of the block and the engaging groove and the block and the eccentric cam is reduced, the block slides smoothly in the engaging groove, and the operation of the control shaft is further smoothed. The wear of the engagement groove, the eccentric cam and the block is suppressed, and the durability of the control housing, the control shaft and the block is improved.
[0027]
In the invention of claim 4, since the flanges for restricting the movement of the block in the axial direction of the control shaft are provided on both sides of the eccentric cam of the control shaft, the positional relationship between the block and the eccentric cam is reliably maintained. be able to.
[0028]
According to a fifth aspect of the present invention, flanges for restricting the movement of the block in the control shaft axial direction are provided on both sides of the eccentric cam of the control shaft, and the support portion of the control housing is provided in the drive shaft direction of the control housing. Since the positioning means for restricting the movement is provided, the displacement of the control housing, the block, and the eccentric cam in the axial direction of the control shaft is suppressed, and the positional relationship between the control housing, the block, and the eccentric cam can be maintained in a desired state. it can.
[0029]
In the invention of claim 6, since the gap amount between the flange portion and the block is set to be larger than the movement amount of the control housing in the drive shaft direction allowed by the positioning means, the control housing is connected to the drive shaft. Even if it deviates in the axial direction, the control housing does not come into contact with the flange portion of the control shaft, and there is no abnormal noise caused by the collision between the flange portion and the control housing.
[0030]
According to the seventh aspect of the present invention, since at least a part of the portion facing the collar portion of the control housing is subjected to the friction coefficient reduction process, the contact portion between the control housing and the other portion is worn and the control housing is controlled. Even if the housing collapses and the control housing comes into contact with the flange, the friction coefficient of the part in contact with the flange of the control housing is low. Can be prevented.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an intake / exhaust valve drive control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of an intake / exhaust valve drive control device according to the present invention, and FIG. 2 is a front side sectional view thereof.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 2, a drive shaft 1 that is continuous over all the cylinders is disposed on an upper portion of the cylinder head S. The drive shaft 1 has a hollow shape in which a lubricating oil passage (not shown) is formed. A sprocket (not shown) is attached to one end of the drive shaft 1 in conjunction with a crankshaft via a tamming chain. Yes. A cylindrical camshaft 11 divided for each cylinder is fitted to the outer periphery of the drive shaft 1 so as to be relatively rotatable, and a first flange portion 12 is provided at the end of each camshaft 11. Is provided. Each camshaft 11 has a pair of cams 11a for driving the intake valve 3, for example, and an intermediate journal portion 11b of the pair of cams 11a is recessed in a cam bracket mounting portion 8 that forms a partition wall shape on the cylinder head side. A semicircular bearing surface provided and a cam bracket (not shown) are rotatably supported.
[0034]
A short sleeve 15 is fixed to the drive shaft 1, and a second flange portion 16 is formed at the end of each sleeve 15 so as to face the first flange portion 12. An annular disk 17 having an annular shape is interposed between the flange portions 12 and 16, and the annular disk 17 is rotatably fitted and held in a circular opening 18 a of the control housing 18. Yes. Specifically, the inner peripheral surface of the opening 18 a of the control housing 18 forms a simple cylindrical surface, and the outer peripheral surface of the annular disk 17 is rotatably fitted through the bearing 13 therein.
[0035]
Engaging grooves 19 and 20 are formed in the first flange portion 12 and the second flange portion 16 along the radial direction, respectively. Both engagement grooves 19 and 20 are arranged at positions different from each other by 180 °. The annular disk 17 has through holes formed at positions different from each other by 180 °, and the first pin 23 and the second pin 24 are rotatably fitted in the respective holes. These pins 23, 24 protrude in opposite directions, and the front end portion of the first pin 23 is slidably engaged with the engagement groove 19 of the first flange portion 12, and the second pin 24. The front end portion of the second flange portion 16 is slidably engaged with the engagement groove 20 of the second flange portion 16. In addition, the side surface of the front-end | tip part of each pin 23 and 24 which slidably contacts with the engagement grooves 19 and 20 is processed into a pair of parallel plane.
[0036]
The eccentric variable valve mechanism itself as described above has a known configuration in, for example, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-185321 and the like. If they are concentric with respect to the center, each camshaft 11 rotates at a constant speed with respect to the drive shaft 1, and a valve lift characteristic along the profile of the cam 11a is obtained. Further, when the annular disk 17 is decentered with respect to the center of the drive shaft 1, a kind of inconstant shaft joint is formed, and each camshaft 11 rotates at an inconstant speed with respect to the drive shaft 1. Thereby, the valve lift characteristic and the valve operating angle change according to the amount of eccentricity.
[0037]
The control housing 18 that rotatably holds the annular disk 17 is a plate-like member along a plane orthogonal to the drive shaft 1. An engagement groove 31 that opens upward in FIG. 2 is formed in the upper portion of the control housing 18 in a substantially rectangular shape. A control shaft 33 is provided in parallel with the drive shaft 1 so as to pass through these engagement grooves 31. Specifically, the eccentric cam 34 of the control shaft 33 is engaged with the engagement groove 31 of the control housing 18 via the block 35. A circular support hole 36 is formed on the lower left side of the control housing 18 in FIG. 2, and a support shaft 37 is inserted into the circular support hole 36. The control housing 18 has a support shaft 37 as a support portion (swing center), and can swing around the support shaft 37. The control shaft 33 and the block 35 constitute control housing driving means for swinging the control housing 18 together with a hydraulic actuator for driving the control shaft described later.
[0038]
Here, as shown in detail in FIG. 2, the engagement groove 31 is formed not to be directly above the cylinder head S but to be inclined with respect to the support shaft 37, and the center B of the support shaft 37 and the eccentric cam 34. The line L1 connecting the center A of the groove and the groove direction line L2 form a predetermined angle (Θ). By doing so, the load f acting between the wall surfaces 31a, 31b of the engagement groove 31 and the block 35 is reduced. That is, if the dimension from the center B of the support shaft 37 to the center A of the eccentric cam 34 is L, the moment M = f × L × cos Θ, so the load f is smaller as Θ is smaller if M and L are constant. Small value. Therefore, the wear of the engagement groove 31, the block 35, and the eccentric cam 34 can be suppressed, and the durability of the control housing 18, the block 35, and the control shaft 33 can be improved. Here, the positional relationship between the drive shaft 1, the control shaft 33, and the support shaft 37 will be described with reference to FIG. That is, on the plane shown in FIG. 2, the control shaft 33, the drive shaft 1, and the support shaft 37 are arranged in this order from above the cylinder head S. Further, the drive shaft 1, the control shaft 33, and the support shaft 37 are arranged in this order from the right side of the cylinder head S in the horizontal direction.
[0039]
The block 35 is divided into a first block member 35a on the left side in FIG. 2 and a second block member 35b on the right side in FIG. The first and second block members 35a and 35b are provided with substantially semicircular cam receiving portions 34a and 34b that rotatably support the eccentric cam 34, and sandwich the eccentric cam 34 from both sides. 2 can be slid along the wall surfaces 31a and 31b in the vertical direction (L2 line direction) in FIG.
[0040]
Further, the block 35 is formed such that a predetermined gap ε is generated between the first block member 35a and the second block member 35b. Here, the gap ε is caused by the processing accuracy of each component and the positional accuracy of the eccentric cam 34 (control shaft 33), and a gap is generated between the engagement groove 31, the block 35, and the eccentric cam 34, and the gap ε is between them. Even if the positional deviation occurs, the dimension is set such that the first block member 35a and the second block member 35b do not interfere with each other. The control housing 18 receives a moment around the support shaft 37 by the annular disk 17, but for example, when receiving a moment in the counterclockwise direction in FIG. 2, the control housing 18 receives a load at the second block member 35b. The first block member 35a becomes free due to the clearance between the wall surface 31a of the engagement groove 31 and the eccentric cam 34, and rotates around the eccentric cam 34. The block member 35a does not collide with the second block member 35b. Therefore, with such a configuration, there is no occurrence of abnormal noise caused by the collision between the block members 35a and 35b, and the block members 35a and 35b can smoothly slide in the engagement groove 31, The control shaft 33 can be smoothly rotated.
[0041]
The control shaft 33 is rotatably supported by the cylinder head S via a bearing portion (not shown), and is parallel to the drive shaft 1 and continuous over all cylinders, and one end thereof is A position sensor (not shown) for detecting the rotational position of the control shaft 33 is provided at the other end while being connected to a hydraulic actuator (not shown).
[0042]
Further, as shown in FIG. 3, the control shaft 33 is formed with annular flange portions 40, 40 at both ends of the eccentric cam 34, respectively, and the flange portion 40 extends in the axial direction of the control shaft 18 of the block 35. Is supposed to regulate movement. As a result, the positional relationship between the block 35 and the eccentric cam 34 can be maintained at a desired position. In the present embodiment, the hook 40 is formed integrally with the control shaft 33. However, the present invention is not limited to this, and the hook 40 formed separately from the control shaft 33 is assembled to the control shaft 33. Also good.
[0043]
The support shaft 37 is supported by the cylinder head S via a support portion (not shown). As shown in FIG. 3, a ring-shaped member (positioning means) 41 that restricts the movement of the control housing 18 in the axial direction of the support shaft 37 is attached to the support shaft 37. The ring-shaped member 41 is engaged with an annular groove 42 formed in the support shaft 37, and can be attached to and detached from the support shaft 37. According to such a configuration, the positional relationship among the eccentric cam 34, the block 35, and the control housing 18 is maintained in a desired state. Although it is conceivable to restrict the movement of the control housing 18 in the axial direction of the support shaft 37 with the flange 40, in this case, the contact area between the flange 40 and the control housing 18 cannot be sufficiently secured. Although there is a risk of uneven wear at the contact portion between the flange 40 and the control housing 18, the movement of the control housing 18 is restricted by the ring-shaped member 41 and the block 35 is moved by the flange 40 as in the present embodiment. If it is set as the structure which regulates, the area of each contact part can fully be ensured, and the malfunction of the above-mentioned uneven wear will not arise. Further, the support shaft 37 may be divided for each cylinder, or may be configured as a single shaft continuous over a plurality of cylinders.
[0044]
With this configuration, when the control shaft 33 provided with the eccentric cam 34 rotates, the control housing 18 swings around the support shaft 37, and the center of the annular disk 17 is the center of the drive shaft 1 and the camshaft 11. A predetermined amount (Δ shown in FIG. 2) is decentered from the center.
[0045]
3, the control housing 18 moves in the axial direction of the support shaft 37 by the gap (Δ1) between the ring-shaped members 41, and the control housing 18 contacts the ring-shaped member 41. The dimension W between the flange portions 40 and 40 is set so that a predetermined gap Δ2 is generated between the control housing 18 and the flange portion 40 even if they come into contact with each other. In this way, even if the control housing 18 is displaced in the axial direction of the support shaft 37, the control housing 18 does not contact the flange 40 of the control shaft 33, and is caused by the collision between the flange 40 and the control housing 18. It operates silently without any abnormal noise.
[0046]
Further, as shown in FIG. 2, the control housing 18 is machined on a part of a side surface (a portion surrounded by a one-dot chain line) 45 facing the flange portion 40 of the control shaft 33 to improve its surface accuracy. It is like that. Therefore, the control housing 18 falls due to wear over time at the contact portion between the control housing 18 and the support shaft 37 (that is, the control housing 18 cannot engage with the support shaft 37 vertically). Even if the amount of collapse increases and the control housing 18 comes into contact with the flange portion 40, the processing is performed so as to reduce the friction coefficient of the side surface (part 45 of the side surface) of the control housing 18. Wear of the collar part 40 can be suppressed.
[0047]
FIG. 4 is a diagram showing the operating characteristics of the intake (exhaust) air valve.
[0048]
In FIG. 4A, the curve indicated by the solid line indicates a case where the annular disk 17 is not eccentric with respect to the camshaft 11. That is, it shows the case where the center of the annular disk 17 and the center of the camshaft 11 are coaxial, and the operating angle of the intake (exhaust) air valve is the largest operating angle. In FIG. 4B, a curve indicated by a one-dot chain line indicates a case where the annular disk 17 is most eccentric with respect to the camshaft 11. That is, as shown in FIG. 2, the center Y of the annular disk 17 is decentered by Δ from the center X of the camshaft 11, and the operating angle of the intake (exhaust) air valve is the smallest operating angle. ing. Thus, by rotating the control shaft 33 and changing the eccentric amount Δ between the annular disk 17 and the camshaft 11, desired valve characteristics can be obtained.
[0049]
In FIG. 4B, when the annular disk 17 is not eccentric with respect to the camshaft 11, there is no rotational phase difference between the drive shaft 1 and the camshaft 11. Further, when the annular disc 17 is eccentric by the maximum amount with respect to the camshaft 11 (in the case of FIG. 2), the rotational phase difference between the drive shaft 1 and the camshaft 11 becomes maximum.
[0050]
As described above, in the present embodiment, the block 35 that is slidably engaged with the engagement groove 31 is rotatably supported by the eccentric cam 34 of the control shaft 33. Even if variations occur in the dimensions of the center B of the control shaft 33 and the center A of the control shaft 33, at least the variation in the sliding direction of the block 35 among the variations is absorbed by the block 35 sliding in the engagement groove 31. can do. Further, variations other than the sliding direction of the block 35 can be absorbed by adjusting the dimension of the engaging groove 31, the dimension of the block 35, or the dimension of the eccentric cam 34. Therefore, according to the present embodiment, not only can the noise be reduced, but also the surface pressure at the sliding contact portion between the eccentric cam 34 and the block 35 and between the block 35 and the engagement groove 31 can be suppressed. The control shaft 33 can be smoothly rotated. Further, when the surface pressure of the sliding contact portion between the eccentric cam 34 and the block 35 and between the block 35 and the engagement groove 31 becomes excessive, abnormal wear occurs at the sliding contact portion between the eccentric cam 34, the block 35 and the engagement groove 31. However, since the surface pressure of the sliding contact portion can be suppressed from being excessive as described above, the occurrence of abnormal wear can also be suppressed. In addition, as described above, since the dimensional error between the support shaft 37 and the control shaft 33 can be absorbed in this embodiment, the control error is caused by the dimensional error between the support shaft 37 and the control shaft 33. The housing 18 does not rotate around the support shaft 37, and no error occurs in the intake (exhaust) air operating angle control. In general, it is simplest and most effective to adjust the dimensions of the block 35.
[0051]
Further, in this embodiment, since the engaging groove 31 is opened upward and the block 35 is divided into two, the control is performed from above the cylinder head S in a state where the block 35 is engaged with the eccentric cam 34. Since the shaft 33 can be assembled to the control housing 18, the assembling work of the control shaft 33 is facilitated.
[0052]
In addition, in this embodiment, since the block 35 is divided into the first block member 35a and the second block member 35b, the eccentric cam 34 has a larger diameter than the other part of the control shaft 33. Therefore, the control shaft 33 can be reduced in size and weight. In the multi-cylinder internal combustion engine, if the block 35 is not divided as described above, the control shaft 33 cannot be assembled to the control housing 18 unless the entire control shaft 33 passes through the block 35. 34 must be formed with a larger diameter than the other part of the control shaft 33 (for example, the flange part 40), and the control shaft 33 is increased in size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an intake / exhaust valve drive control device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view of the intake / exhaust valve drive control device.
3 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
4A and 4B are explanatory diagrams of a variable control state of a valve operating angle, FIG. 4A is a diagram showing valve opening / closing timing, and FIG. 4B is a diagram showing a rotational phase difference between a drive shaft and a camshaft.
[Explanation of symbols]
1 ... Drive shaft
3 ... Suction (exhaust) air valve
11 ... Camshaft
11a ... Cam
12 ... 1st flange part
16 ... 2nd flange part
17 ... annular disc
18 ... Control housing
33 ... Control shaft (control housing drive means)
34 ... Eccentric cam
35 ... Block (control housing drive means)
35a ... first block member
35b ... second block member
37 ... Support shaft (support part)
40 ... Buttocks
41. Ring-shaped member (positioning means)
45 ... Part of the side (part)
ε ... Gap
S ... Cylinder head

Claims

シリンダヘッドに回動可能に支持され、機関の回転に同期して回転する駆動軸と、
この駆動軸の外周に相対回転可能に設けられ、かつ各気筒毎に分割されているとともに、吸排気弁を駆動するカムを外周に有する円筒状のカムシャフトと、
上記カムシャフトの一端部に設けられた第１フランジ部と、
上記第１フランジ部にそれぞれ対向するように上記駆動軸側に設けられた第２フランジ部と、
上記両フランジ部の間に配設され、かつ各フランジ部に偏心可能に連動して両者間で回転運動を伝達する環状ディスクと、
上記環状ディスクを回転自在に保持するとともに、支持部によって軸直角方向に揺動可能に支持された制御ハウジングと、
上記制御ハウジングを機関運転状態に応じて揺動させる制御ハウジング駆動手段と、
を備えてなる内燃機関の吸排気弁駆動制御装置において、
上記制御ハウジング駆動手段が、
上記制御ハウジングの端部を切り欠いて形成した矩形状の係合溝にスライド可能に係合されるブロックと、
偏心カムを有し、該偏心カムの外周に上記ブロックを回動可能に支持するとともに、その回転によって上記制御ハウジングを軸直角方向へ揺動させる制御シャフトと、
を備え、
さらに、上記ブロックが、上記矩形状の係合溝の一方の壁面に沿って上記偏心カムにより回動可能に支持される第１のブロック部材と、上記矩形状の係合溝の他方の壁面に沿って上記偏心カムにより回動可能に支持される第２のブロック部材と、に分割されていることを特徴とする内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。A drive shaft rotatably supported by the cylinder head and rotating in synchronization with the rotation of the engine;
A cylindrical camshaft provided on the outer periphery of the drive shaft so as to be relatively rotatable and divided for each cylinder, and having a cam for driving the intake / exhaust valve on the outer periphery,
A first flange provided at one end of the camshaft;
A second flange portion provided on the drive shaft side so as to face the first flange portion, and
An annular disc that is disposed between the flange portions and transmits rotational movement between the flange portions in an interlockable manner with each flange portion;
A control housing which rotatably holds the annular disk and is supported by a support portion so as to be swingable in a direction perpendicular to the axis;
Control housing drive means for swinging the control housing according to the engine operating state;
In an intake / exhaust valve drive control device for an internal combustion engine comprising:
The control housing drive means comprises:
A block slidably engaged with a rectangular engagement groove formed by cutting out an end of the control housing;
A control shaft having an eccentric cam, rotatably supporting the block on the outer periphery of the eccentric cam, and swinging the control housing in a direction perpendicular to the axis by the rotation;
With
Furthermore, the block is provided on a first block member rotatably supported by the eccentric cam along one wall surface of the rectangular engagement groove, and on the other wall surface of the rectangular engagement groove. And a second block member rotatably supported by the eccentric cam along the intake and exhaust valve drive control device for an internal combustion engine.

上記ブロックが上記係合溝内で上記制御シャフトの偏心カムに回動可能に支持された状態において、上記第１のブロック部材と上記第２のブロック部材との間に所定の隙間が生じるように、上記第１のブロック部材と第２のブロック部材が形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。In a state in which the block is rotatably supported by the eccentric cam of the control shaft in the engagement groove, a predetermined gap is generated between the first block member and the second block member. 2. The intake / exhaust valve drive control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the first block member and the second block member are formed.

上記係合溝は、上記ブロックのスライド方向がシリンダヘッドの真上方向よりも上記制御ハウジングの支持部よりに傾くように形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the engagement groove is formed such that a sliding direction of the block is inclined with respect to a support portion of the control housing with respect to a direction directly above the cylinder head. Intake / exhaust valve drive control device.

上記制御シャフトの偏心カムの両側に、上記ブロックの制御シャフト軸方向への移動を規制する鍔部を設けていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein flanges for restricting movement of the block in the axial direction of the control shaft are provided on both sides of the eccentric cam of the control shaft. Intake / exhaust valve drive control device.

上記制御シャフトの偏心カムの両側に、上記ブロックの制御シャフト軸方向への移動を規制する鍔部を設け、
上記制御ハウジングの支持部に、上記制御ハウジングの駆動軸方向への移動を規制する位置決め手段を設けていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。Provided on both sides of the eccentric cam of the control shaft are flanges that restrict movement of the block in the control shaft axial direction,
The intake / exhaust of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein positioning means for restricting movement of the control housing in the direction of the drive shaft is provided in the support portion of the control housing. Valve drive control device.

上記鍔部と上記ブロックとの間の隙間量は、上記位置決め手段が許容する制御ハウジングの駆動軸方向への移動量よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。6. The internal combustion engine according to claim 5, wherein a gap amount between the flange and the block is set to be larger than an amount of movement of the control housing in the drive shaft direction allowed by the positioning means. Intake / exhaust valve drive control device.

上記制御ハウジングの上記鍔部に対向する部位の少なくとも一部が、摩擦係数低減処理を施されていることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。The intake / exhaust valve for an internal combustion engine according to any one of claims 4 to 6, wherein at least a part of a portion of the control housing facing the flange portion is subjected to a friction coefficient reduction process. Drive control device.