JP4004890B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関弁である吸気弁や排気弁の少なくともバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変にできる内燃機関の可変動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来の可変動弁装置としては、本出願人が先に出願した特開平2001−3720号公報などに記載されたものがある。
【0003】
概略を説明すれば、この可変動弁装置は、吸気弁側に適用されたもので、クランク軸の回転に同期して回転する駆動軸の外周に、軸心が駆動軸の軸心から偏心した駆動カムが設けられていると共に、駆動カムの回転力が多節リンク状の伝達手段を介して伝達されて、吸気弁の上端部に有するバルブリフターの上面をカム面が摺接して吸気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる揺動カムを有している。
【0004】
前記伝達手段は、揺動カムの上方に配置されて制御軸に揺動自在に支持されたロッカアームと、円環状の一端部が駆動カムの外周面に嵌合しかつ他端部がロッカアームの一端部にピンを介して回転自在に連結されたリンクアームと、一端部がロッカアームの他端部にピンを介して回転自在に連結され、他端部が前記揺動カムのカムノーズ部にピンを介して回転自在に連結されたリンクロッドとから構成されている。
【0005】
また、前記制御軸は、駆動機構である例えば電動モータと該電動モータの駆動シャフトに設けられた減速機構としてのウォーム歯車機構を介して回転駆動されており、その外周面には、軸心が制御軸の軸心から所定量だけ偏心した制御カムが固定されている。この制御カムは、ロッカアームのほぼ中央に穿設された支持孔内に回転自在に嵌入保持されて、その回転位置に応じてロッカアームの揺動支点を変化させて、揺動カムのカム面のバルブリフター上面に対する転接位置を変化させて、吸気弁のバルブリフト量を可変制御するようになっている。
【0006】
すなわち、機関運転状態が、低回転低負荷域の場合は、前記電動モータとウォーム歯車機構を介して制御軸を一方向へ回転させて、制御カムも同方向へ回転させることにより、ロッカアームの揺動支点位置を駆動軸より離れる方向へ移動させる。これにより、ロッカアームとリンクロッドとの枢支点が上方に移動して揺動カムのカムノーズ部を引き上げ、これによって揺動カムのバルブリフター上面に対する当接位置がリフト部から離れる方向に移動する。したがって、吸気弁は、そのバルブリフト量が最小となるように制御される。
【0007】
したがって、機関運転状態に応じて機関性能を十分に発揮させる、つまり燃費や出力の向上などを図ることができる。
【0008】
一方、中回転中負荷域から高回転高負荷域へ移行した場合は、電動モータにより減速機構を介して制御軸が他方向へ回転して、制御カムを同方向へ回転させるため、ロッカアームの揺動支点が駆動軸に近づく方向に移動する。これにより、揺動カムは、リンクロッドなどによって端部が押し下げられて、バルブリフター上面の当接位置がリフト部側に移動するため、吸気弁のバルブリフト量が増加するように制御される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に内燃機関の動弁装置にあっては、機関運転中に、吸気弁や排気弁を開閉作動するカムの作動やバルブスプリングのばね反力などに起因してカムシャフトに正負の回転変動トルク(交番トルク)が発生していることは知られており、かかる交番トルクは、前述の従来の可変動弁装置においても、揺動カムからロッカアームなどの伝達機構を介して制御軸に伝達されている。
【0010】
そして、この可変動弁装置にあっては、制御軸の回転制御を、電動モータからウォーム歯車機構を介して行っているため、前記交番トルクが制御軸からウォーム歯車機構に伝達されると、このウォーム歯車機構のウォームギアとウォームホイールの各噛み合い歯部の一部の歯側面間で交番トルクを受けることになる。したがって、各噛み合い歯部の歯側面に集中荷重が発生して、該歯側面間に摩耗が起こり易くなる。この結果、両歯側面間に隙間が生じて打音が発生すると共に、耐久性の低下を招来するおそれがある。
【0011】
特に、前記交番トルクは、バルブリフト量が大きいほどバルブスプリングのばね反力が高くなることから、大きくなる傾向にある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の可変動弁装置の実状に鑑みて案出されたもので、請求項1記載の発明にあっては、駆動機構は、外周に螺合部を有する出力軸と、該出力軸に回転力を付与する回転力付与機構と、前記螺合部に螺合して、前記出力軸の回転に伴い該出力軸の軸方向へ移動する移動部材と、一端部が前記移動部材に揺動自在に連係されたリンク部材と、該リンク部材の他端部に揺動自在に連係され、前記移動部材の移動に伴い前記リンク部材から伝達される駆動力によって前記制御軸を回転させる連係部とから構成され、前記可変リフト機構が前記駆動機構を介して機関弁のバルブリフト量を最小リフト域から少しでも大きなリフト域に制御した際に、前記リンク部材と出力軸との間のなす角度が小さくなるように形成した特徴としている。
【0013】
したがって、請求項1に記載の発明によれば、機関運転中に発生した交番トルクは、制御軸から連係部及びリンク部材を介して移動部材と出力軸の螺合部に伝達されるが、交番トルクが大きくなるバルブリフト量の大きい場合には、リンク部材と出力軸との間のなす角度が小さくなっていることから、交番トルクによって作用する分力は、螺合部に対する出力軸の軸方向への荷重は大きくなるが、出力軸に対する径方向への荷重は小さくなる。
【0014】
そして、前記螺合部に対する大きな軸方向の荷重を、螺合部と移動部材との螺合個所における円周方向の全体で受けることになるから、螺合個所における荷重が円周方向へ分散されて集中荷重の発生を抑制できることから、摩耗の発生を防止できる。
【0015】
換言すれば、大きなバルブリフト制御時において、前記リンク部材と出力軸との間のなす角度が大きい場合、つまり極端に言えば前記角度が90°である場合は、前記交番トルクが連係部とリンク部材から移動部材を介してに伝達されると、出力軸には、ほぼ軸方向に対して直角方向から荷重が作用することになる。このため、出力軸には径方向の一部に荷重が掛かって螺合部と移動部材の一部に集中荷重が掛り、摩耗などが発生し易くなる。
【0016】
しかし、本願発明のような前記特異な構成を採用することによって、交番トルクの局部的な集中荷重の発生が抑制されることから、螺合部の摩耗が防止されて、打音の発生が防止されると共に、耐久性の向上が図れる。
【0017】
請求項2に記載の発明は、前記出力軸と移動部材とを、前記螺合部を介して複数条のねじ機構によって螺合させたことを特徴としている。
【0018】
この発明によれば、螺合部に軸方向の荷重が発生した場合に、複数条のねじ機構によって前記軸方向の荷重が出力軸の軸方向の複数の個所で受けることになるから荷重強度が増加して、螺合部などの摩耗の発生をより確実に防止することができる。
【0019】
また、出力軸の径方向への入力荷重に対しても複数個所で受けることができるので、強度を高めることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る可変動弁装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。
【0021】
この実施形態では、可変動弁装置を吸気弁側に適用したものであって、1気筒当たり2つの吸気弁を備え、かつ吸気弁のバルリフト量を機関運転状態に応じて可変にするようになっている。
【0022】
すなわち、第1実施形態における可変動弁装置は、図2〜図5に示すようにシリンダヘッド1に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられて、バルブスプリング3,3によって閉方向に付勢された一対の吸気弁2,2と、該各吸気弁2,2のバルブリフト量を可変制御する可変リフト機構4と、該可変リフト機構4の作動位置を制御にする制御機構5と、該制御機構5を回転駆動する駆動機構6とを備えている。
【0023】
前記可変リフト機構4は、シリンダヘッド1上部の軸受14に回転自在に支持された中空状の駆動軸13と、該駆動軸13に圧入等により固設された偏心回転カムである駆動カム15と、駆動軸13の外周面に揺動自在に支持されて、各吸気弁2,2の上端部に配設されたバルブリフター16,16に摺接して各吸気弁2,2を開作動させる2つの揺動カム17,17と、駆動カム15と揺動カム17,17との間に連係されて、駆動カム15の回転力を揺動カム17,17の揺動力として伝達する伝達手段とを備えている。
【0024】
前記駆動軸13は、図2にも示すように、機関前後方向に沿って配置されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットや、該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が伝達されており、この回転方向は図3〜図5中、時計方向(矢印方向)に設定されている。
【0025】
前記軸受14は、図3Aに示すように、シリンダヘッド1の上端部に設けられて駆動軸13の上部を支持するメインブラケット14aと、該メインブラケット14aの上端部に設けられて後述する制御軸32を回転自在に支持するサブブラケット14bとを有し、両ブラケット14a,14bが一対のボルト14c,14cによって上方から共締め固定されている。
【0026】
前記駆動カム15は、ほぼリング状を呈し、円環状のカム本体と、該カム本体の外端面に一体に設けられた筒状部とからなり、内部軸方向に駆動軸挿通孔が貫通形成されていると共に、カム本体の軸心Yが駆動軸13の軸心Xから径方向へ所定量βだけオフセットしている。また、この駆動カム15は、駆動軸13に対し前記両バルブリフター16,16に干渉しない一方の外側に駆動軸挿通孔を介して圧入固定されていると共に、カム本体の外周面が偏心円のカムプロフィールに形成されている。
【0027】
前記バルブリフター16,16は、有蓋円筒状に形成され、シリンダヘッド1の保持孔内に摺動自在に保持されていると共に、揺動カム17,17が摺接する上面が平坦状に形成されている。
【0028】
前記両揺動カム17は、図2及び図3に示すように、同一形状のほぼ雨滴状を呈し、円環状のカムシャフト20の両端部に一体的に設けられていると共に、該カムシャフト20が内周面を介して駆動軸13に回転自在に支持されている。また、一端部のカムノーズ部21側にピン孔が貫通形成されていると共に、下面には、カム面22が形成され、カムシャフト20側の基円面と、該基円面からカムノーズ部21側に円弧状に延びるランプ面と、該ランプ面からカムノーズ部21の先端側に有する最大リフトの頂面に連なるリフト面が形成されており、該基円面とランプ面及びリフト面が、揺動カム17の揺動位置に応じて各バルブリフター16の上面の所定位置に当接するようになっている。
【0029】
前記伝達手段は、図2〜図5に示すように、駆動軸13の上方に配置されたロッカアーム23と、該ロッカアーム23の一端部23aと駆動カム15とを連係するリンクアーム24と、ロッカアーム23の他端部23bと揺動カム17とを連係するリンクロッド25とを備えている。
【0030】
前記ロッカアーム23は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カム33に回転自在に支持されている。また、筒状基部の外端部に突設された前記一端部23aには、ピン26が嵌入するピン孔が貫通形成されている一方、基部の内端部に夫々突設された前記他端部23bには、リンクロッド25の一端部25aと連結するピン27が嵌入するピン孔が形成されている。
【0031】
前記リンクアーム24は、比較的大径な円環状の基部24aと、該基部24aの外周面所定位置に突設された突出端24bとを備え、基部24aの中央位置には、前記駆動カム15のカム本体が回転自在に嵌合する嵌合孔24cが形成されている一方、突出端24bには、前記ピン26が回転自在に挿通するピン孔が貫通形成されている。
【0032】
前記リンクロッド25は、ロッカアーム23側が凹状のほぼく字形状に形成され、両端部25a,25bには前記ロッカアーム23の他端部23bと揺動カム17のカムノーズ部21の各ピン孔に挿入した各ピン27,28の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔が貫通形成されている。
【0033】
なお、各ピン26,27,28の一端部には、リンクアーム24やリンクロッド25の軸方向の移動を規制するスナップリングがそれぞれが設けられている。
【0034】
前記制御機構19は、駆動軸13の上方位置に同じ軸受14に回転自在に支持された制御軸32と、該制御軸32の外周に固定されてロッカアーム23の支持孔に摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム23の揺動支点となる制御カム33とを備えている。
【0035】
前記制御軸32は、図2に示すように、駆動軸13と並行に機関前後方向に配設されていると共に、所定位置のジャーナル部32bが前記軸受14のメインブラケット14aとサブブラケット14bとの間に回転自在に軸受されている。
【0036】
前記制御カム33は、図2〜図5に示すように円筒状を呈し、軸心P2位置が肉厚部の分だけ制御軸32の軸心P1からα分だけ偏倚している。
【0037】
前記駆動機構6は、図1、図2及び図6、図7に示すように、シリンダヘッド1の後端部に固定されたハウジング35と、該ハウジング35の一端部に固定された回転力付与機構である電動モータ36と、ハウジング35の内部に設けられて電動モータ36の回転駆動力を前記制御軸32に伝達する螺子伝達手段37とから構成されている。
【0038】
前記ハウジング35は、前記制御軸32の軸方向とほぼ直角方向に沿って配置された円筒部35aと、該円筒部35aの上端部中央に上方へ突出して、内部に前記制御軸32の一端部32aが臨む膨出部35bと、円筒部35aと膨出部35bとの一側部を閉塞する側壁35cとから構成されている。
【0039】
前記電動モ−タ36は、比例型のDCモータによって構成され、ほぼ円筒状のモータケーシング38の先端小径部38aが前記円筒部35aの一端開口部35cに圧入などにより固定されている。また、電動モ−タ36の駆動シャフト36aは、モータケーシング38の先端小径部38a内に設けられたボールベアリング39によって軸受されている。
【0040】
また、電動モータ36は、機関の運転状態を検出するコントローラ40からの制御信号によって駆動するようになっている。このコントローラ40は、クランク角センサ41やエアーフローメータ42、水温センサ43や、制御軸32の回転位置を検出するポテンショメータ44等の各種のセンサからの検出信号をフィードバックして現在の機関運転状態を演算などにより検出して、前記電動モータ36に制御信号を出力している。
【0041】
前記螺子伝達手段37は、図1、図6,図7に示すように、前記ハウジング35の円筒部35a内に電動モータ36の駆動シャフト36aとほぼ同軸上に配置された螺子軸45と、該螺子軸45の外周に螺合する移動部材である螺子ナット46と、ハウジング35内で前記制御軸32の一端部の外周に固定された連係部である連係アーム47と、該連係アーム47と前記螺子ナット46とを連係するリンク部材48とから主として構成されている。
【0042】
前記螺子軸45は、両端部を除く外周面全体に螺合部である雄ねじ部49が連続して形成されていると共に、円筒部35aの一端開口部35cと他端開口部35dにそれぞれ臨んだ両端部45a、45bがボールベアリング50、51によって回転自在に軸受けされている。
【0043】
また、螺子軸45の他端部45bの先端部には、螺子軸45を円筒部35a内に保持するナット52が螺着されており、このナット52は、一端側の突起部52aが一方側ボールベアリング51の内輪51aを螺子軸45の他端部45b側に有する段差部に押し付けて固定すると共に、螺子軸45と一体的に回転するようになっている。また、前記円筒部35aの他端開口部35dは、碗状のキャップ53が螺着されており、このキャップ53の円筒状前端部によって前記一方側ボールベアリング51の外輪51bを他端開口部35dの段差部35fに押し付け固定している。
【0044】
なお、螺子軸45の他端部45b側には、前記ナット52をスパナなどの所定の治具で締めつける際に、螺子軸45が回転しないように押さえ治具が係合する2面幅の係合面45d、45dが形成されている。
【0045】
さらに、螺子軸45は、一端部45aの先端小径軸45cと電動モータ36の駆動シャフト36aの先端小径部36bが円筒状の連結部材54によって同軸上で軸方向移動可能にセレーション結合されている。
【0046】
すなわち、前記先端小径軸45cと先端小径部36bの外周面にセレーション凹凸部が軸方向に沿って形成されている一方、前記連結部材54の内周面に前記セレーション凹凸部に遊嵌状態で嵌合するセレーション部が軸方向に沿って形成され、かかるセレーション結合によって電動モータ36の回転駆動力を前記螺子軸45に伝達すると共に、螺子軸45の軸方向の僅かな移動を許容している。
【0047】
前記螺子ナット46は、ほぼ円筒状に形成され、内周面全体に前記雄ねじ部49に螺合して螺子軸45の回転力を軸方向への移動力に変換する雌ねじ部55が形成されていると共に、図7に示すように軸方向のほぼ中央位置の両端部にピン穴56,56が直径方向に沿って形成されている。
【0048】
前記連係アーム47は、図1及び図2に示すように、ほぼ雨滴状に形成され、大径基部に貫通形成された固定用孔47a内に制御軸32の一端部32aが挿通されていると共に、図外のボルトによって前記一端部32aに固定されていると共に、先細り状の先端部47bの幅方向の中央位置にスリット57が形成されており、また、先端部47bには、制御軸32方向に沿って連続して貫通した2つのピン孔47c、47cが形成されている。したがって、このピン孔47c、47の軸心Zが、制御軸32の軸心P1より偏倚している。
【0049】
前記リンク部材48は、ほぼY字形状に形成され、平板状の一端部58と二股状の他端部59、59とからなり、前記一端部58は、前記連係アーム47のスリット57内に挿通配置されて、前記ピン孔47c、47cと自身のピン孔58aに貫通したピン60によって連係アーム47の先端部47bに回転自在に連結されている。一方、二股状の他端部59,59は、螺子ナット46の両側に配置されて、それぞれ対向して貫通形成されたピン孔59a、59aと螺子ナット46のピン穴56,56にそれぞれ挿通された2つのピン軸61、61によって螺子ナット46に対して回転自在に連結されている。なお、前記ピン60は、両端部が連係アーム47の両ピン孔47c、47cに固定されて、中央部がリンク部材48のピン孔58aに摺動可能になっている。一方、前記各ピン軸61,61は、各外端部が各リンク部材48のピン孔59a、59aに圧入固定され、各内端部が螺子ナット46のピン穴56,56に摺動可能になっている。
【0050】
また、前記ハウジング35の側壁35eの内側には、図1及び図6に示すように、前記連係アーム47を介して制御軸32の左右の最大回転位置を規制する規制機構である2つの第1、第2ストッパピン62,63が設けられている。
【0051】
すなわち、前記第1ストッパピン62は、前記制御軸32が図1中反時計方向へ回転して前記可変リフト機構4によって吸気弁2,2のバルブリフト量を最小リフトとする側壁35e位置に固定されている。一方、第2ストッパピン63は、制御軸32が図示のように時計方向へ回転して前記バルブリフト量を最大リフトとする側壁35e位置に固定されており、これら第1,第2ストッパピン62,63によって制御軸32の左右の最小、最大回転位置が規制されるようになっている。
【0052】
そして、前記制御軸32が、図6に示すように連係アーム47を介して第1ストッパピン62によって回転が規制されている位置、つまり、可変リフト機構4が前記駆動機構6を介して吸気弁2,2のバルブリフト量を最小リフト域に保持した位置では、前記リンク部材48の軸線と螺子軸45の軸線との間のなす角度θ1が約65°の最大角度になっているが、ここから制御軸32が図1に示すように、時計方向に回転して、第2ストッパピン63によりそれ以上の回転が規制された最大リフトに制御された際における前記リンク部材48の軸線と螺子軸45の軸線との間のなす角度θ3が約35°の最小角度となるように形成されている。
【0053】
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、例えば、機関のアイドリング運転時を含む低回転運転領域には、コントローラ40からの制御信号によって電動モータ36に発生した回転トルクは、螺子軸45に伝達されて回転すると、この回転に伴って螺子ナット46が図6に示すように、最大右方向位置に移動し、これによって制御軸32はリンク部材48と連係アーム47とによって反時計方向に回転駆動され、連係アーム47の先端部47bの側面が第1ストッパピン62に当接してそれ以上の回転が規制される。
【0054】
したがって、制御カム33は、軸心P2が図3A、Bに示すように制御軸32の軸心P1の回りを同一半径で回転して、肉厚部が駆動軸13から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム23の他端部23bとリンクロッド25の枢支点は、駆動軸13に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム17は、リンクロッド25を介してカムノーズ部21側が強制的に引き上げられて全体が時計方向へ回動する。
【0055】
よって、駆動カム15が回転してリンクアーム24を介してロッカアーム23の一端部23aを押し上げると、そのバルブリフト量がリンクロッド25を介して揺動カム17及びバルブリフター16に伝達されるが、そのリフト量L1は充分小さくなる。
【0056】
したがって、かかる機関の低回転領域では、バルブリフト量が最も小さくなることにより、各吸気弁2の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
【0057】
また、この時点における制御軸32に作用する正負(+、−)の交番トルクは、図8のT1’(+、−)で示すように十分小さく、したがって連係アーム47やリンク部材48を介して螺子ナット46に伝達されるトルク荷重も小さいことから、螺子軸45に対する大きな集中荷重の発生はない。
【0058】
すなわち、図6に示すように、制御軸32から変動トルクT1’(+)を受けてリンク部材48の二股状他端部59,59を介して両ピン軸61,61に作用する荷重F1(+)は、螺子軸45の軸線方向の荷重F1a(+)(ピン軸に作用する荷重の和)と径方向に作用する荷重F1r(+)に分けられるが、前記F1a(+)は、F1(+)×COS(θ1)となり、径方向(軸直角荷重)にかかる荷重F1r(+)は、F1(+)×SIN(θ1)となる。ここで、θ1は大きな値となるので、SIN(θ1)も大きくなるが、制御軸32に作用する変動トルクT1’(+)は小さいので径方向荷重F1r(+)を小さく抑えることができる。また、負の変動トルクによるF1r(−)も同様に小さく抑えることができる。
【0059】
したがって、螺子軸45と螺子ナット46との間の摩耗などの発生が防止される。
【0060】
また、機関中回転領域に移行した場合は、コントローラ40からの制御信号によって電動モータ36が逆回転し、この回転トルクが螺子軸45に伝達されて回転すると、この回転に伴って螺子ナット46が図6に示す位置から左方向へ移動する。したがって、制御軸32は、制御カム33を図3に示す位置から時計方向へ回転させて、図4A、Bに示すように軸心P2を少し下方向へ回動させる。このため、ロッカアーム23は、今度は全体が駆動軸13方向寄りに移動して他端部23bが揺動カム17のカムノーズ部21をリンクロッド25を介して下方へ押圧して該揺動カム17全体を所定量だけ反時計方向へ回動させる。
【0061】
よって、駆動カム15が回転してリンクアーム24を介してロッカアーム23の一端部23aを押し上げると、そのバルブリフト量がリンクロッド25を介して揺動カム17及びバルブリフター16に伝達されるが、そのリフト量L2は若干大きくなる。
【0062】
また、この時点における正負(+、−)の交番トルクは、図8のT2’に示すように最小リフト時の場合よりも比較的大きくなるが、螺子軸45とリンク部材48との間のなす角度θが最小リフト時よりも小さくなるので、螺子ナット46と螺子軸45との間の大きな集中荷重の発生を回避できる。
【0063】
さらに、機関高回転領域に移行した場合は、コントローラ40からの制御信号によって電動モータ36がさらに逆回転して螺子軸45が同方向へさらに回転すると、この回転に伴って螺子ナット46が図1に示すように、左方向へ大きく移動するが、このとき連係アーム48が第2ストッパピン63に突き当たった位置でそれ以上の移動が規制され、螺子ナット46のそれ以上の移動も規制される。したがって、制御軸32は、制御カム33を図4に示す位置から時計方向へ回転させて、図5A、Bに示すように軸心P2が下方向へ移動する。このため、ロッカアーム23は、今度は全体が駆動軸13方向に移動して他端部23bによって揺動カム17のカムノーズ部21をリンクロッド25を介して下方へ押圧して該揺動カム17全体を所定量だけ反時計方向へ回動させる。
【0064】
したがって、揺動カム17のバルブリフター16の上面に対するカム面22の当接位置が、右方向位置(リフト部側)に移動する。このため、吸気弁12の開作動時に駆動カム15が回転してロッカアーム23の一端部23aをリンクアーム24を介して押し上げると、バルブリフター16に対するそのリフト量L3は中バルブリフト量L2よりさらに大きくなる。
【0065】
よって、かかる高回転領域では、バルブリフト量が最大に大きくなり、各吸気弁2の開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。
【0066】
そして、この時点における正負(+、−)の交番トルクは、図8のT3’(+、−)に示すように、中バルブリフト時の場合よりも大きくなる。ところが、螺子軸45とリンク部材48との間のなす角度θ3が、最小リフト時よりは勿論のこと、中リフト時よりも小さくなるため、前述のように、制御軸32から連係アーム47及びリンク部材48を介して伝達された大きな交番トルクを螺子ナット46の雌ねじ部55と螺子軸45の雄ねじ部49の円周方向の全域で受けることになるから、かかる入力荷重が円周方向に分散されて集中荷重の発生を十分に回避することができる。
【0067】
すなわち、リンク部材48の二股状他端部59,59からピン軸61、61に作用した交番トルク荷重は、図1に示すように、その反力としてのF3(+)は螺子軸45の径方向にかかる分力F3r(+)と螺子軸45の軸線方向にかかる分力F3a(+)とに分けられるが、前述のように、螺子軸45とリンク部材48とのなす角度θ3が十分に小さいことから、螺子軸45の軸線方向にかかる分力F3a(+)が大きくなって、径方向の分力F3r(+)はそれよりも十分に小さくなる。つまり、軸線方向の荷重F3a(+)(ピン軸61,61に作用する荷重の和)は、F3(+)×COS(θ3)となり、径方向にかかる荷重F3r(+)は、F3(+)×SIN(θ3)となる。ここでθ3は、小さい値であるから、SIN(θ3)も小さくなるので、制御軸32に対する大きな交番トルクT3’(+)が作用するにも拘わらず、F3r(+)を小さくすることができる。
【0068】
具体的には、前記大きな軸線方向の分力F3a(+)は、前記雌ねじ部55と雄ねじ部49の噛み合った複数のねじ山の円周方向の側面全体で受けられることになるから、この分力がねじ山の円周方向の全体に分散される。また、負のトルクによるF3r(−)も同様に低減でき、同様の作用効果を得ることができる。
【0069】
したがって、雌ねじ部55と雄ねじ部49間での摩耗などの発生を効果的に防止できることから、装置の耐久性の向上が図れる。
【0070】
特に、前記軸線方向の分力は、一条ではなく連続した螺旋状の雄ねじ部49と雌ねじ部55全体で受けるので、分力をさらに大きな範囲で分散させることになるから、摩耗などの発生をさらに防止できる。
【0071】
また、螺子ナット46は、リンク部材48の二股状の他端部59,59と各ピン軸61,61によって自由な回転が規制されていることから、螺子軸45の回転力を効率よく伝達することができる。
【0072】
さらに、この実施形態では、制御軸32の過回転を防止するために、第1、第2ストッパピン62,63を設けていることから、螺子ナット46の最大左右移動位置において各ストッパピン62,63により前記交番トルクの一方向の荷重入力を抑制できると共に、該螺子ナット46の過度な移動も防止できる。
【0073】
また、螺子軸45の他端部45bにナット52に締結して、ボールベアリング51の内輪51aをハウジング35の段差部間に挟持するようにしたため、螺子軸45の安定かつ円滑な回転を維持しつつ軸方向の不用意な移動を規制できる。
【0074】
さらに、螺子ナット46は、ピン穴56,56を介してピン軸により軸方向のほぼ中央位置で支持されることから、前記径方向からの入力荷重が作用しても螺子ナット46に偏荷重が作用しないので、耐久性の低下を防止できる。
【0075】
図9は本発明の第2の実施形態を示し、駆動機構6の螺子伝達手段37を、いわゆるボール螺子によって構成したものである。
【0076】
すなわち、出力軸であるボール螺子軸70は、外周面に複数のボール71を転動自在に保持する螺旋状のボール溝72が連続的に形成されている。
【0077】
一方、移動部材であるボールナット73の内周面には、前記ボール溝72と共同して前記複数のボール71を円周方向に転動案内する螺旋状のガイド溝74が形成されていると共に、複数のボール71の循環列を軸方向の2個所に設定する2つのディフレクタ75が取り付けられている。つまり、このディフレクタ75は、前記ボール溝72とガイド溝74との間を転動する複数のボール71を同一溝内に循環させるために、同循環列内に再び戻すようにボール71を案内するものであり、この循環列を軸方向の2個所に設けたものである。
【0078】
また、前記ボールナット73の前記循環列を避けた軸方向のほぼ中央位置に前記ピン孔56、56が直径方向に沿って貫通形成され、該ピン孔56,56内にリンク部材48の二股状他端部59、59に連結する2つのピン軸61、61がボールナット73の内周面まで挿通配置されている。
【0079】
したがって、この実施形態によれば、電動モータ36によってボール螺子軸70が回転駆動すると、2条の循環列の各ボール71がボール溝72内を転動しながらガイド溝74を介してボールナット73に直線方向の運動力を付与するため、該ボールナット73を各ボール71の転動作用によって左右へ円滑に移動させることができる。
【0080】
したがって、第1実施形態と同様な作用効果が得られると共に、移動応答性が向上する
また、前記ピン孔56,56を直径方向へ貫通形成することができるので、孔開け作業が容易になると共に、各ピン軸61,61をボールナット73の内周面まで挿通できることから、この結合強度が高くなる。この結果、ボールナット73の外径を大きくせずに可及的に小さくすることができる。逆に、ボールナット73の外径が一定であれば、その内径を大きくしてボール螺子軸70の外径を大きくできるので、該ボール螺子軸70の強度や剛性を高くすることが可能になる。
【0081】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば電動モータ36の配置はエンジンルームのレイアウトによって自由に変更でき、図2に示す右側ではなく反対の左側にしてもよい。また、前記ボール71の循環列を2条以上に形成することも可能である。さらに、回転付与機構としては電動モータの他に、油圧モータなどであってもよい。また、本発明は、吸気弁側の他に排気弁側あるいは両方の弁側に適用することが可能である。
【0082】
前記各実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下に記載する。
【0083】
(イ) 前記可変リフト機構は、機関のクランク軸に同期して回転し、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、支軸に揺動自在に支持されて、カム面がバルブリフター上面を摺接して機関弁を開閉作動させる揺動カムと、一端部が前記駆動カムに機械的に連係し、他端部がリンクロッドを介して揺動カムに連係したロッカアームとを備え、
機関運転状態に応じて前記ロッカアームの揺動支点を変化させることにより、揺動カムのカム面のバルブリフター上面に対する当接位置を変化させて機関弁のバルブリフトを可変にするように構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可変動弁装置。
(ロ)前記出力軸をボール螺子軸によって形成して、外周面の螺合部を螺旋状のボール溝に形成すると共に、前記移動部材をボール螺子ナットに形成して、内周面に前記ボール溝と共同して複数のボールを転動自在に保持するガイド溝に形成したことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【0084】
この発明によれば、ボール螺子ナットの駆動手段としてボールを用いていることから、単なる雌雄螺子による駆動手段の場合に比較して、移動応答性が向上すると共に、バックラッシの影響が少なくなる。
(ハ)前記連係部は、前記制御軸に固定されて、前記リンク部材との枢支部が制御軸の軸心より偏心した位置に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。
(ニ)前記可変リフト機構によって機関弁のバルブリフト量が最小リフト域から漸次大きなリフト域に制御される際に、前記リンク部材と出力軸との間のなす角度が漸次小さくなるように形成したことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【0085】
この発明によれば、最小リフト域から大きなリフト域に移行するにしたがって、制御軸に作用する交番トルクは大きくなるものの、リンク部材と出力軸とのなす角度が漸次小さくなるため、出力軸の径方向に作用する交番トルクに起因する入力荷重を効果的に小さくすることができる。
(ホ)前記可変リフト機構によって機関弁のバルブリフト量が最小リフトに制御された際に、前記リンク部材と出力軸との間のなす角度が最も大きくなるように形成したことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【0086】
この発明では、最小リフト域ではそもそも交番トルクが十分小さいものとなるため、リンク部材と出力軸との間のなす角度が大きくても、出力軸の径方向の荷重が小さくなる。
(ヘ)前記移動部材の軸方向の最大移動を規制する規制機構を設けたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【0087】
この発明によれば、規制機構によって移動部材の最大移動位置を規制することから、出力軸と移動部材との螺合部位における衝撃荷重の発生を抑制することができる。
(ト)前記移動部材を非回転状態で軸方向へ移動させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【0088】
この発明では、移動部材を非回転状態としたことから、出力軸の回転力を軸方向移動力に効率よく変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に供される駆動機構を示す縦断面図である。
【図2】本実施形態の可変動弁装置の斜視図ある。
【図3】Aは本実施形態における最小リフト制御時の閉弁作用を示す図2のA矢視図、Bは同最小リフト制御時の開弁作用を示す図2のA矢視図である。
【図4】Aは本実施形態における中リフト制御時の閉弁作用を示す図2のA矢視図、Bは同中リフト制御時の開弁作用を示す図2のA矢視図である。
【図5】Aは本実施形態における最大リフト制御時の閉弁作用を示す図2のA矢視図、Bは同最大リフト制御時の開弁作用を示す図2のA矢視図である。
【図6】本実施形態における最小リフト制御時の駆動機構の作動説明図である。
【図7】本駆動機構の平面展開図である。
【図8】バルブリフト量と交番トルクとの関係を示す特性図である。
【図9】本発明の第2の実施形態を示す駆動機構の要部縦断面図である。
【符号の説明】
1…シリンダヘッド
2…吸気弁(機関弁)
4…可変リフト機構
6…駆動機構
13…駆動軸
15…駆動カム
17…揺動カム
32…制御軸
33…制御カム
36…電動モータ(回転力付与機構)
37…螺子伝達手段
45…螺子軸(出力軸)
46…螺子ナット(移動部材)
47…連係リンク(連係部)
48…リンク部材
49…雄ねじ部(螺合部)
55…雌ねじ部
61…第1ストッパピン(規制機構)
62…第2ストッパピン(規制機構)
70…ボール螺子軸
71…ボール
72…ボール溝
73…ボールナット
74…ガイド溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can vary at least a valve lift amount of an intake valve and an exhaust valve that are engine valves in accordance with an engine operating state.
[0002]
[Prior art]
As this type of conventional variable valve operating device, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-3720 filed earlier by the present applicant.
[0003]
Briefly, this variable valve operating device is applied to the intake valve side, and the shaft center is eccentric from the shaft center of the drive shaft on the outer periphery of the drive shaft rotating in synchronization with the rotation of the crankshaft. A drive cam is provided, and the rotational force of the drive cam is transmitted via a multi-joint link-like transmission means, and the cam surface slides on the upper surface of the valve lifter at the upper end of the intake valve to control the intake valve. It has a swing cam that opens against the spring force of the valve spring.
[0004]
The transmission means includes a rocker arm that is disposed above the swing cam and is swingably supported by the control shaft, an annular one end is fitted to the outer peripheral surface of the drive cam, and the other end is one end of the rocker arm. A link arm that is rotatably connected to the part via a pin, one end part is rotatably connected to the other end part of the rocker arm via a pin, and the other end part is connected to the cam nose part of the swing cam via a pin. And a link rod connected rotatably.
[0005]
The control shaft is rotationally driven through a drive mechanism such as an electric motor and a worm gear mechanism as a speed reduction mechanism provided on the drive shaft of the electric motor. A control cam that is eccentric by a predetermined amount from the axis of the control shaft is fixed. This control cam is rotatably fitted in and held in a support hole drilled in the approximate center of the rocker arm, and the rocking fulcrum of the rocker arm is changed in accordance with the rotational position, so that the valve on the cam surface of the rocking cam The valve lift amount of the intake valve is variably controlled by changing the rolling contact position with respect to the upper surface of the lifter.
[0006]
That is, when the engine operating state is in a low rotation and low load range, the rocker arm swings by rotating the control shaft in one direction and the control cam in the same direction via the electric motor and the worm gear mechanism. The moving fulcrum position is moved away from the drive shaft. As a result, the pivot point of the rocker arm and the link rod moves upward to raise the cam nose portion of the swing cam, whereby the contact position of the swing cam with respect to the upper surface of the valve lifter moves away from the lift portion. Therefore, the intake valve is controlled so that its valve lift is minimized.
[0007]
Therefore, the engine performance can be sufficiently exhibited according to the engine operating state, that is, the fuel consumption and output can be improved.
[0008]
On the other hand, when shifting from the middle rotation middle load region to the high rotation high load region, the control shaft is rotated in the other direction via the speed reduction mechanism by the electric motor and the control cam is rotated in the same direction. The moving fulcrum moves in the direction approaching the drive shaft. As a result, the end of the swing cam is pushed down by a link rod or the like, and the contact position of the upper surface of the valve lifter moves to the lift portion side, so that the valve lift amount of the intake valve is controlled to increase.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in general, in a valve operating device of an internal combustion engine, positive and negative rotational fluctuations in the camshaft are caused during the operation of the engine due to the operation of a cam that opens and closes an intake valve and an exhaust valve and the spring reaction force of a valve spring. It is known that torque (alternating torque) is generated, and such alternating torque is transmitted from the swing cam to the control shaft via a transmission mechanism such as a rocker arm in the above-described conventional variable valve gear. ing.
[0010]
In this variable valve operating apparatus, since the rotation control of the control shaft is performed from the electric motor through the worm gear mechanism, when the alternating torque is transmitted from the control shaft to the worm gear mechanism, An alternating torque is received between some tooth side surfaces of the meshing tooth portions of the worm gear and the worm wheel of the worm gear mechanism. Therefore, a concentrated load is generated on the tooth side surfaces of the respective meshing tooth portions, and wear easily occurs between the tooth side surfaces. As a result, a gap is generated between the side surfaces of both teeth, and a hitting sound is generated, and there is a risk that durability is lowered.
[0011]
In particular, the alternating torque tends to increase because the spring reaction force of the valve spring increases as the valve lift amount increases.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been devised in view of the actual state of the conventional variable valve operating device. In the invention according to claim 1, the drive mechanism includes an output shaft having a threaded portion on the outer periphery, A rotational force imparting mechanism that imparts rotational force to the output shaft; a moving member that is screwed into the threaded portion and moves in the axial direction of the output shaft as the output shaft rotates; and one end portion of the moving member And a link member linked to the other end of the link member in a swingable manner, and the control shaft is rotated by a driving force transmitted from the link member as the moving member moves. The variable lift mechanism reduces the valve lift amount of the engine valve from the minimum lift region via the drive mechanism. Even if only slightly When controlled to a large lift range, the angle formed between the link member and the output shaft is reduced.
[0013]
Therefore, according to the first aspect of the invention, the alternating torque generated during engine operation is transmitted from the control shaft to the screwed portion of the moving member and the output shaft through the linkage portion and the link member. When the valve lift amount that increases the torque is large, the angle formed between the link member and the output shaft is small. Therefore, the component force acting by the alternating torque is the axial direction of the output shaft relative to the threaded portion. The load on the output shaft increases, but the load on the output shaft in the radial direction decreases.
[0014]
And since the large axial load with respect to the said screwing part is received in the whole circumferential direction in the screwing part of a screwing part and a moving member, the load in a screwing part is disperse | distributed to the circumferential direction. Since the generation of concentrated load can be suppressed, the occurrence of wear can be prevented.
[0015]
In other words, when the angle formed between the link member and the output shaft is large at the time of large valve lift control, that is, in an extreme case, the angle is 90 °, the alternating torque is linked to the linkage portion. When transmitted from the member through the moving member, a load acts on the output shaft from a direction substantially perpendicular to the axial direction. For this reason, a load is applied to a part of the radial direction on the output shaft, and a concentrated load is applied to a part of the threaded portion and the moving member, so that wear or the like is easily generated.
[0016]
However, by adopting the unique configuration as in the present invention, the occurrence of localized concentrated load of the alternating torque is suppressed, so that the wear of the threaded portion is prevented and the occurrence of hitting sound is prevented. In addition, the durability can be improved.
[0017]
The invention described in
[0018]
According to the present invention, when an axial load is generated in the threaded portion, the load in the axial direction is received at a plurality of locations in the axial direction of the output shaft by the plurality of screw mechanisms. It can increase, and generation | occurrence | production of abrasion, such as a screwing part, can be prevented more reliably.
[0019]
Moreover, since it can receive at several places also with respect to the input load to the radial direction of an output shaft, intensity | strength can be raised.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a variable valve operating apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0021]
In this embodiment, the variable valve operating device is applied to the intake valve side, and includes two intake valves per cylinder, and the valve lift of the intake valve is made variable according to the engine operating state. ing.
[0022]
That is, the variable valve operating apparatus in the first embodiment is slidably provided on the cylinder head 1 via a valve guide (not shown) as shown in FIGS. A pair of
[0023]
The
[0024]
As shown in FIG. 2, the
[0025]
As shown in FIG. 3A, the
[0026]
The
[0027]
The valve lifters 16 and 16 are formed in a cylindrical shape with a lid, are slidably held in the holding holes of the cylinder head 1, and have a flat upper surface on which the
[0028]
As shown in FIGS. 2 and 3, both the
[0029]
As shown in FIGS. 2 to 5, the transmission means includes a
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
A snap ring that restricts the movement of the
[0034]
The control mechanism 19 is rotatably mounted on the
[0035]
As shown in FIG. 2, the
[0036]
The
[0037]
As shown in FIGS. 1, 2, 6, and 7, the
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
1, 6, and 7, the screw transmission means 37 includes a
[0042]
The
[0043]
A
[0044]
Note that the
[0045]
Further, in the
[0046]
That is, serration irregularities are formed along the axial direction on the outer peripheral surfaces of the tip
[0047]
The
[0048]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0049]
The
[0050]
Further, inside the
[0051]
That is, the
[0052]
Then, as shown in FIG. 6, the rotation of the
[0053]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described. First, for example, in the low-rotation operation region including the idling operation of the engine, the rotational torque generated in the
[0054]
Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
[0055]
Therefore, when the
[0056]
Therefore, in the low rotation region of such an engine, the valve lift amount becomes the smallest, so that the opening timing of each
[0057]
Further, the positive / negative (+, −) alternating torque acting on the
[0058]
That is, as shown in FIG. 6, a load F <b> 1 () applied to both
[0059]
Therefore, the occurrence of wear or the like between the
[0060]
Further, when the engine is shifted to the engine rotation region, the
[0061]
Therefore, when the
[0062]
Further, the positive / negative (+, −) alternating torque at this time is relatively larger than that at the time of the minimum lift as shown by T2 ′ in FIG. 8, but is formed between the
[0063]
Further, when the engine is shifted to the high engine speed region, when the
[0064]
Accordingly, the contact position of the
[0065]
Therefore, in such a high rotation region, the valve lift amount is maximized, the opening timing of each
[0066]
Then, the positive / negative (+, −) alternating torque at this point becomes larger than that during the middle valve lift, as indicated by T3 ′ (+, −) in FIG. However, since the angle θ3 formed between the
[0067]
That is, the alternating torque load applied to the
[0068]
Specifically, the large axial component force F3a (+) is received by the entire circumferential side surfaces of the plurality of screw threads engaged with the
[0069]
Therefore, since the occurrence of wear and the like between the
[0070]
In particular, since the component force in the axial direction is received not by a single line but by the continuous spiral
[0071]
Further, the
[0072]
Further, in this embodiment, since the first and second stopper pins 62 and 63 are provided to prevent the
[0073]
Further, the
[0074]
Further, since the
[0075]
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention, in which the screw transmission means 37 of the
[0076]
That is, the
[0077]
On the other hand, a
[0078]
Further, the pin holes 56, 56 are formed through the diameter direction in substantially the center position of the
[0079]
Therefore, according to this embodiment, when the
[0080]
Accordingly, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained, and the movement responsiveness can be improved.
Further, since the pin holes 56 and 56 can be formed to penetrate in the diameter direction, the drilling operation is facilitated, and the
[0081]
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment. For example, the arrangement of the
[0082]
The technical ideas other than the claims that can be grasped from the respective embodiments will be described below.
[0083]
(A) The variable lift mechanism rotates in synchronization with the crankshaft of the engine, and is supported by a drive shaft having a drive cam on the outer periphery and a support shaft so as to be swingable. A rocking cam that opens and closes the engine valve by sliding contact, and a rocker arm having one end mechanically linked to the drive cam and the other end linked to the rocking cam via a link rod,
By changing the rocking fulcrum of the rocker arm according to the engine operating state, the contact position of the cam surface of the rocking cam with the upper surface of the valve lifter is changed to make the valve lift of the engine valve variable. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
(B) The output shaft is formed by a ball screw shaft, the threaded portion of the outer peripheral surface is formed in a spiral ball groove, and the moving member is formed in a ball screw nut, and the ball is formed on the inner peripheral surface. 2. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the guide valve is formed in a guide groove for holding a plurality of balls so as to be able to roll in cooperation with the groove.
[0084]
According to the present invention, since the ball is used as the driving means of the ball screw nut, the movement responsiveness is improved and the influence of the backlash is reduced as compared with the case of the driving means using only the male and female screws.
(C) The internal combustion engine according to claim 1, wherein the linkage portion is fixed to the control shaft, and is provided at a position where a pivotal support portion with the link member is eccentric from an axis of the control shaft. Variable valve gear.
(D) When the valve lift amount of the engine valve is controlled from the minimum lift region to a gradually larger lift region by the variable lift mechanism, the angle formed between the link member and the output shaft is gradually decreased. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
[0085]
According to the present invention, the alternating torque acting on the control shaft increases as the shift from the minimum lift region to the large lift region increases, but the angle between the link member and the output shaft gradually decreases, so the diameter of the output shaft The input load caused by the alternating torque acting in the direction can be effectively reduced.
(E) The angle formed between the link member and the output shaft is maximized when the valve lift amount of the engine valve is controlled to the minimum lift by the variable lift mechanism. Item 8. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to Item 1.
[0086]
In the present invention, since the alternating torque is sufficiently small in the minimum lift region, the radial load on the output shaft is small even if the angle formed between the link member and the output shaft is large.
(F) A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a restriction mechanism for restricting the maximum movement of the moving member in the axial direction.
[0087]
According to this invention, since the maximum movement position of the moving member is regulated by the regulating mechanism, it is possible to suppress the occurrence of an impact load at the screwed portion between the output shaft and the moving member.
(G) The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the moving member is moved in the axial direction in a non-rotating state.
[0088]
In this invention, since the moving member is in the non-rotating state, the rotational force of the output shaft can be efficiently converted into the axial direction moving force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a drive mechanism provided for a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a variable valve operating apparatus according to the present embodiment.
3A is a view as viewed in the direction of the arrow A in FIG. 2 showing the valve closing action during the minimum lift control in the present embodiment, and FIG. 3B is a view seen in the direction of the arrow A in FIG. 2 showing the valve opening action during the minimum lift control. .
4A is a view as viewed in the direction of an arrow A in FIG. 2 showing a valve closing action at the time of middle lift control in this embodiment, and FIG. 4B is a view of the valve A in FIG. .
5A is a view as viewed in the direction of the arrow A in FIG. 2 showing the valve closing action during the maximum lift control in the present embodiment, and FIG. 5B is a view seen in the direction of the arrow A in FIG. 2 showing the valve opening action during the maximum lift control. .
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of a drive mechanism at the time of minimum lift control in the present embodiment.
FIG. 7 is a plan development view of the drive mechanism.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a valve lift amount and an alternating torque.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of an essential part of a drive mechanism showing a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Cylinder head
2 ... Intake valve (engine valve)
4 ... Variable lift mechanism
6 ... Drive mechanism
13 ... Drive shaft
15 ... Driving cam
17 ... Oscillating cam
32 ... Control axis
33 ... Control cam
36 ... Electric motor (rotational force applying mechanism)
37 ... Screw transmission means
45 ... Screw shaft (output shaft)
46 ... Screw nut (moving member)
47 ... Linkage (linkage part)
48 ... Link member
49 ... Male thread (screwed part)
55 ... Female thread
61 ... 1st stopper pin (regulation mechanism)
62 ... Second stopper pin (regulation mechanism)
70 ... Ball screw shaft
71 ... Ball
72 ... Ball groove
73 ... Ball nut
74 ... Guide groove
Claims (2)
前記駆動機構は、外周に螺合部を有する出力軸と、
該出力軸に回転力を付与する回転力付与機構と、
前記螺合部に螺合して、前記出力軸の回転に伴い該出力軸の軸方向へ移動する移動部材と、
一端部が前記移動部材に揺動自在に連係されたリンク部材と、
前記リンク部材の他端部に揺動自在に連係され、前記移動部材の軸方向の移動に伴い前記リンク部材から伝達される駆動力によって前記制御軸を回転させる連係部とから構成され、
前記可変リフト機構が、前記駆動機構を介して機関弁のバルブリフト量を最小リフト域から少しでも大きなリフト域に制御した際に、前記リンク部材と出力軸との間のなす角度が小さくなるように形成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。In a variable valve mechanism for an internal combustion engine comprising: a variable lift mechanism that variably controls a valve lift amount of an engine valve by rotating a control shaft according to an engine operating state; and a drive mechanism that rotationally controls the control shaft.
The drive mechanism includes an output shaft having a threaded portion on the outer periphery;
A rotational force applying mechanism for applying a rotational force to the output shaft;
A moving member that is screwed into the screwing portion and moves in the axial direction of the output shaft as the output shaft rotates.
A link member having one end portion pivotably linked to the moving member;
A link portion that is pivotably linked to the other end of the link member, and that rotates the control shaft by a driving force transmitted from the link member as the moving member moves in the axial direction;
When the variable lift mechanism controls the valve lift amount of the engine valve from the minimum lift range to a large lift range via the drive mechanism, the angle formed between the link member and the output shaft is reduced. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized in that it is formed as follows.
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