JP4220911B2 - Variable valve mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の運転状況に応じてバルブのリフト量、作用角及びタイミングを連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構に関するものである。 The present invention relates to a variable valve mechanism that changes a valve lift amount, a working angle, and timing continuously or stepwise in accordance with the operating state of an internal combustion engine.
特許文献1には、カムのストロークがロッカーレバーとスイングアームとからなる伝達部材を介して吸気バルブに伝達されるように構成し、該ロッカーレバーの支持点を角度可変の偏心軸により移動させることにより、同じカムのストロークでも吸気バルブのリフト量が変わるようにした可変動弁機構が記載されている。さらに同文献には、内燃機関の気筒毎に少なくとも2つの吸気バルブを設けるとともに、各吸気バルブ毎に前記伝達機構及び偏心軸を設け、但し偏心軸には吸気バルブ間で形状の異なるものを用いることにより、2つの吸気バルブの作用角を互いに異ならせることが記載されている。
しかし、上記特許文献1に記載された可変動弁機構を複数の気筒に実装する際には、可変動弁機構の構成部品の製造精度や組付精度に起因してバルブのリフト量、作用角及びタイミングが気筒間でばらつくという問題がある。この気筒間ばらつきを抑制するためには、構成部品の製造精度や組付精度を相当に高める必要があるが、それには非常にコストがかかる。さらに、許容できない気筒間ばらつきが生じた場合のメンテナンス時には、可変動弁機構のほぼ全体のアッシー交換を余儀なくされるという問題がある。
However, when the variable valve mechanism described in
そこで、本発明の目的は、可変動弁機構を複数の気筒に実装する際に、バルブのリフト量、作用角及びタイミングの気筒間ばらつきを、構成部品の製造精度や組付精度に頼らずに、また、アッシー交換によることなく、簡単な構成で容易且つ迅速に調整することができるようにすることにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide the valve lift amount, the operating angle, and the timing variation between cylinders when the variable valve mechanism is mounted on a plurality of cylinders without depending on the manufacturing accuracy and assembly accuracy of the components. Another object of the present invention is to enable easy and quick adjustment with a simple configuration without replacing the assembly.
上記目的を達成するために、本発明の可変動弁機構は、ロッカアームの被押圧部を押圧する押圧面を備えた揺動可能な第一介在アームと、前記第一介在アームを押圧する押圧部を備えた第二介在アームと、前記第二介在アーム及び前記第一介在アームをその順に介して前記ロッカアームを押圧する回転カムと、前記第二介在アームをスライド制御することによりバルブのリフト量、作用角及びタイミングを変化させる制御手段とを備えた可変動弁機構において、前記制御手段は、制御シャフトと、前記制御シャフトからその径方向に突出し前記第二介在アームの基端部を回動可能に軸着する突出部と、内燃機関の運転状況に応じて前記制御シャフトを小角度回転制御するリフト制御装置とを含み、前記突出部に対する前記第二介在アームの基端部の相対位置を変更することによりバルブの作用角を調整する作用角調整機構を備えたことを特徴とする。 To achieve the above object, the variable valve mechanism according to the present invention includes a swingable first intervening arm having a pressing surface that presses a pressed portion of a rocker arm, and a pressing portion that presses the first intervening arm. A second cam arm, a rotating cam that presses the rocker arm through the second intervening arm and the first intervening arm in this order, and a lift amount of the valve by sliding control of the second intervening arm, In the variable valve mechanism having a control means for changing the operating angle and timing, the control means protrudes in the radial direction from the control shaft and the control shaft and can turn the base end of the second intervening arm. And a lift control device that controls rotation of the control shaft at a small angle according to the operating condition of the internal combustion engine, and a base of the second intervening arm with respect to the protrusion. Characterized by comprising the operating angle adjusting mechanism for adjusting the operating angle of the valve by changing the relative positions of the parts.
ここで、作用角調整機構は、前記突出部の穴に相対回動可能に挿入された基軸と、該基軸に偏心して連結され前記第二介在アームの穴に相対回動可能に挿入された調整軸とを含み、回転角度を調整することにより前記突出部に対する前記第二介在アームの基端部の相対位置を変更する偏心支軸と、前記回動角度を調整した後の偏心支軸を固定する固定具とからなる。 Here, the working angle adjustment mechanism includes a base shaft that is inserted into the hole of the protruding portion so as to be relatively rotatable , and an adjustment that is eccentrically connected to the base shaft and is inserted into the hole of the second intervening arm so as to be relatively rotatable. An eccentric support shaft that changes the relative position of the proximal end portion of the second intervening arm with respect to the protruding portion by adjusting the rotation angle, and the eccentric support shaft after adjusting the rotation angle are fixed. ing from the fixture to be.
この固定具は、前記第二介在アームより突出する前記調整軸の突部に形成した雄ネジに螺合されて前記第二介在アームに締め付けられる固定ナットである。 The fixing tool is a fixing nut that is screwed into a male screw formed on a protruding portion of the adjustment shaft that protrudes from the second interposed arm and is fastened to the second interposed arm.
この固定ナットを採用する場合には、固定ナットを締め付ける際の前記偏心支軸の共回転を規制する共回転規制機構を設けることが好ましい。 When this fixing nut is employed, it is preferable to provide a co-rotation regulating mechanism that regulates the co-rotation of the eccentric support shaft when the fixing nut is tightened.
この共回転規制機構としては、特に限定されないが、仮に前記偏心支軸が共回転すると前記偏心支軸が軸方向に移動するように働く、前記第二介在アームの穴に形成された雌ネジと前記調整軸に形成された雄ネジとの螺合によるネジ機構と、前記第二介在アームより突出する前記調整軸の突部に設けた係止部と前記第二介在アームの側面との間に緊密に嵌り込むことにより前記偏心支軸が軸方向に移動するのを止め、もって前記偏心支軸が共回転するのを規制する調整シムとからなる機構を維持できる。調整軸の突部の係止部としては、係止溝、係止孔等を例示できる。 This co-rotation restricting mechanism is not particularly limited, but if the eccentric support shaft co-rotates, the eccentric support shaft works so as to move in the axial direction, and a female screw formed in the hole of the second intervening arm; Between a screw mechanism by screwing with a male screw formed on the adjustment shaft, and a locking portion provided on a protrusion of the adjustment shaft protruding from the second interposition arm, and a side surface of the second interposition arm By closely fitting, it is possible to maintain a mechanism including an adjustment shim that stops the eccentric support shaft from moving in the axial direction and restricts the eccentric support shaft from co-rotating. Examples of the locking portion of the protrusion of the adjustment shaft include a locking groove and a locking hole.
なお、本発明においては、ロッカアームの上方に、前記第一介在アームと、前記第一介在アームの側方で上下に延びる第二介在アームとが配置されるとともに、前記第二介在アームの側方に、前記回転カムが配置されることが、可変動弁機構を高さ方向にコンパクト化できる点で好ましい。この場合、第二介在アームが上下スライド制御されることにより、第二介在アームと回転カムとの接点が上下に変わるとともに、第一介在アームの揺動開始位置が変わり、もって押圧面における被押圧部の当接位置が押圧面の長さ方向に変わることにより、バルブのリフト量、作用角及びタイミングが変化する。なお、ここで「上下」とは内燃機関のシリンダの軸線方向(図5、図6に例示するシリンダCの軸線A方向を参照)を意味し、「上方」とはシリンダから離れる方向を意味する。また、第二介在アームの「側方」に回転カムが配置されるとは、最上位置にある時の第二介在アームの上端よりも回転カムの回転中心が上にならないようにして回転カムが配置されることを意味する。 In the present invention, the first intermediate arm and the second intermediate arm extending vertically on the side of the first intermediate arm are disposed above the rocker arm, and the side of the second intermediate arm. In addition, it is preferable that the rotary cam is arranged in that the variable valve mechanism can be made compact in the height direction. In this case, when the second intervening arm is controlled to slide up and down, the contact point between the second intervening arm and the rotary cam changes up and down, and the swinging start position of the first intervening arm changes, so that the pressed surface is pressed. When the contact position of the part changes in the length direction of the pressing surface, the lift amount, the working angle, and the timing of the valve change. Here, “upper and lower” means the axial direction of the cylinder of the internal combustion engine (refer to the direction of the axis A of the cylinder C illustrated in FIGS. 5 and 6), and “upward” means the direction away from the cylinder. . In addition, the fact that the rotating cam is arranged “side” of the second intervening arm means that the rotating cam does not become above the upper end of the second interposing arm when it is at the uppermost position. It means to be placed.
第二介在アームが上下スライド制御されるための構造としては、特に限定されないが、第二介在アームがその基端部において制御シャフトの突出部に回動可能に軸着され、制御シャフトが内燃機関の運転状況に応じて小角度回転制御されることにより第二介在アームが上下スライド制御される態様を例示できる。この例示において制御シャフトを小角度回転制御する装置としては、特に限定されないが、ヘリカルスプライン機構と、油圧を用いた駆動部と、マイクロコンピュータ等の制御装置とを備えたものを例示できる。 The structure for controlling the second intervening arm to slide up and down is not particularly limited, but the second intervening arm is pivotally attached to the projecting portion of the control shaft at the base end thereof, and the control shaft is connected to the internal combustion engine. A mode in which the second intervening arm is controlled to slide up and down by being controlled to rotate at a small angle in accordance with the driving situation can be exemplified. In this example, the device for controlling the rotation of the control shaft at a small angle is not particularly limited, but a device including a helical spline mechanism, a drive unit using hydraulic pressure, and a control device such as a microcomputer can be exemplified.
また、この例示における第二介在アームとしては、特に限定されないが、次の態様abを例示できる。
a:第二介在アームが、その基端部から下方へ延び、その途中部に回転カムに押圧されるカム摺接部を備え、その下端部に第一介在アームの被押動部を押動する押動部を備えた態様。
b:第二介在アームが、その基端部から上方へ延び、その途中部に回転カムに押圧されるカム摺接部を備え、その上端部に第一介在アームの被押動部を押動する押動部を備えた態様。
Further, the second intervening arm in this illustration is not particularly limited, but the following embodiment ab can be exemplified.
a: The second intervening arm includes a cam sliding contact portion that extends downward from the base end portion thereof and is pressed by the rotating cam at the midway portion thereof, and pushes the driven portion of the first interposing arm at the lower end portion thereof. The aspect provided with the pushing part which performs.
b: The second intervening arm is provided with a cam sliding contact portion that extends upward from the base end portion thereof and is pressed by the rotating cam at the midway portion thereof, and pushes the driven portion of the first intervening arm at the upper end portion thereof. The aspect provided with the pushing part which performs.
上記態様aにおいては、第一介在アームがロッカアームより幅広に形成され、第一介在アームのうちロッカアームの真上部位に押圧面が形成され、第一介在アームのうちロッカアームの真上部位から外れた部位に被押動部が形成されることが好ましい。被押動部の位置をどのように決めてもロッカアームと干渉しないからである。これにより、例えば、被押動部の位置を押圧面より低くすることができる。 In the above aspect a, the first intervening arm is formed wider than the rocker arm, a pressing surface is formed at a position directly above the rocker arm of the first intervening arm, and is disengaged from a position directly above the rocker arm of the first intervening arm. It is preferable that a pushed portion is formed at the site. This is because no matter how the position of the driven portion is determined, it does not interfere with the rocker arm. Thereby, for example, the position of the pushed part can be made lower than the pressing surface.
第一介在アームは、制御シャフトに前記小角度回転とは独立して揺動可能に軸着されたものでもよいし、制御シャフトとは別のシャフトに揺動可能に軸着されたものでもよい。 The first intervening arm may be pivotally mounted on the control shaft so as to be swingable independently of the small angle rotation, or may be pivotally mounted on a shaft different from the control shaft. .
被押動部を押動部に常に当接させるように第一介在アームを付勢する付勢手段が設けられることが好ましい。付勢手段としては、内燃機関のシリンダヘッドに設けたコイルバネを第一介在アームに当接させる構造を例示できる。 It is preferable that an urging means for urging the first intervening arm is provided so that the pushed portion always comes into contact with the pushing portion. As the biasing means, a structure in which a coil spring provided in a cylinder head of the internal combustion engine is brought into contact with the first intervening arm can be exemplified.
ロッカアームは、その揺動中心部がアーム長方向の中央部にあるものでも、一端部にあるもの(いわゆるスイングアーム)でもよい。その揺動中心部は軸着でもピボット支持でもよい。また、揺動中心部にタペットクリアランス調整機構が設けられることが好ましい。 The rocker arm may have a rocking center at the center in the arm length direction or at one end (so-called swing arm). The rocking center may be pivotally supported or pivotally supported. Further, it is preferable that a tappet clearance adjusting mechanism is provided at the center of swinging.
ロッカアームの被押圧部は、固定面でも回転可能なローラでもよい。第二介在アームの回転カム摺接部も、固定面でも回転可能なローラでもよい。第二介在アームの押圧部も、固定面でも回転可能なローラでもよい。いずれも、コストの観点では固定面が好ましく、摺動抵抗や摩耗の観点では回転可能なローラが好ましい。 The pressed portion of the rocker arm may be a fixed surface or a rotatable roller. The rotating cam sliding contact portion of the second intervening arm may also be a roller that can rotate on a fixed surface. The pressing portion of the second intervening arm may also be a roller that can rotate on a fixed surface. In any case, a fixed surface is preferable from the viewpoint of cost, and a rotatable roller is preferable from the viewpoint of sliding resistance and wear.
なお、本発明の可変動弁機構は、吸気バルブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできるが、両方に適用することが好ましい。 The variable valve mechanism of the present invention can be applied to either the intake valve or the exhaust valve, but is preferably applied to both.
可変動弁機構を複数の気筒に実装する際に、バルブのリフト量、作用角及びタイミングの気筒間ばらつきを、構成部品の製造精度や組付精度に頼らずに、また、アッシー交換によることなく、簡単な構成で容易且つ迅速に調整することができる。 When mounting a variable valve mechanism in multiple cylinders, valve lift, operating angle, and timing variations between cylinders do not depend on the manufacturing accuracy and assembly accuracy of the components, and do not depend on assembly replacement. It can be adjusted easily and quickly with a simple configuration.
可変動弁機構は、ロッカアームの被押圧部を押圧する押圧面を備えた揺動可能な第一介在アームと、第一介在アームを押圧する押圧部を備えた第二介在アームと、第二介在アーム及び第一介在アームをその順に介してロッカアームを押圧する回転カムと、第二介在アームをスライド制御することによりバルブのリフト量、作用角及びタイミングを変化させる制御手段とを備える。制御手段は、制御シャフトと、制御シャフトからその径方向に突出し第二介在アームの基端部を回動可能に軸着する突出部と、内燃機関の運転状況に応じて制御シャフトを小角度回転制御するリフト制御装置とを含み、突出部に対する第二介在アームの基端部の相対位置を変更することによりバルブの作用角を調整する作用角調整機構を備える。作用角調整機構は、突出部の穴に相対回転可能に挿入された基軸と、該基軸に偏心して連結され第二介在アームの穴に相対回転可能に挿入された調整軸とを含み、回転角度を調整することにより突出部に対する第二介在アームの基端部の相対位置を変更する偏心支軸と、回動角度を調整した後の偏心支軸を固定する固定具とからなる。固定具は、第二介在アームより突出する調整軸の突部に形成した雄ネジに螺合されて第二介在アームに締め付けられる固定ナットである。固定ナットを締め付ける際の前記偏心支軸の共回転を規制する共回転規制機構は、仮に前記偏心支軸が共回転すると前記偏心支軸が軸方向に移動するように働く、前記第二介在アームの穴に形成された雌ネジと前記調整軸に形成された雄ネジとの螺合によるネジ機構と、前記第二介在アームより突出する前記調整軸の突部に設けた係止部と前記第二介在アームの側面との間に緊密に嵌り込むことにより前記偏心支軸が軸方向に移動するのを止め、もって前記偏心支軸が共回転するのを規制する調整シムとからなる。 The variable valve mechanism includes a swingable first intervening arm having a pressing surface that presses a pressed portion of the rocker arm, a second interposing arm having a pressing portion that presses the first interposing arm, and a second intervening arm. A rotation cam that presses the rocker arm through the arm and the first intervening arm in that order; and a control means that changes the lift amount, the operating angle, and the timing of the valve by controlling the slide of the second intervening arm. The control means includes a control shaft, a protruding portion that protrudes in the radial direction from the control shaft and pivotally mounts the proximal end portion of the second intervening arm, and rotates the control shaft by a small angle according to the operating state of the internal combustion engine. And a lift control device for controlling, and a working angle adjusting mechanism for adjusting the working angle of the valve by changing the relative position of the base end portion of the second intervening arm with respect to the protruding portion. The working angle adjustment mechanism includes a base shaft that is inserted into the hole of the projecting portion so as to be relatively rotatable, and an adjustment shaft that is eccentrically connected to the base shaft and is inserted into the hole of the second intervening arm so as to be relatively rotatable. The eccentric support shaft which changes the relative position of the base end part of the 2nd interposition arm with respect to a protrusion part by adjusting, and the fixing tool which fixes the eccentric support shaft after adjusting a rotation angle. The fixing tool is a fixing nut that is screwed into a male screw formed on the protruding portion of the adjustment shaft that protrudes from the second intervening arm and is fastened to the second intervening arm. The co-rotation restricting mechanism for restricting the co-rotation of the eccentric support shaft when tightening the fixing nut is such that the eccentric support shaft moves in the axial direction when the eccentric support shaft rotates together. A screw mechanism formed by screwing a female screw formed in the hole and a male screw formed in the adjustment shaft, a locking portion provided on a protrusion of the adjustment shaft protruding from the second intervening arm, and the first An adjustment shim is provided that prevents the eccentric support shaft from moving in the axial direction by closely fitting between the side surfaces of the two intervening arms, thereby restricting the eccentric support shaft from co-rotating.
図1〜図7は実施例の可変動弁機構を示している。可変動弁機構は内燃機関の複数の気筒毎に設けられ、図1には2気筒分の2つの可変動弁機構が示されている。各可変動弁機構において、スイングアームタイプの二つのロッカアーム1が間隔をおいて並ぶように配され、各ロッカアーム1の基端部は同部に形成された凹球面部2がピボット30に支持されてなる揺動中心部となっている。ピボット30の下部の雄ネジがピボット支持部材31の雌ネジに螺入量調節可能に螺入されることにより、手動によるタペットクリアランス調整が可能となっている(これは油圧等による自動調整機構に変更することもできる。)。ロッカアーム1の先端部にはバルブ9の基端部を押圧するバルブ押圧部3が設けられている。ロッカアーム1の長さ方向の中央部には被押圧部としての被押圧ローラ4が回転可能に軸着されている。以下の説明において、便宜上、ロッカアーム1の先端方向(図1〜図3、図5、図6において右方向)を「前」あるいは必要に応じて前方又は前側といい、基端方向(同じく左方向)を「後」あるいは必要に応じて後方又は後側ということにする。
1 to 7 show a variable valve mechanism of the embodiment. The variable valve mechanism is provided for each of a plurality of cylinders of the internal combustion engine. FIG. 1 shows two variable valve mechanisms for two cylinders. In each variable valve mechanism, two
本実施例では、ロッカアーム1の上方に、被押圧ローラ4を押圧する押圧面17を備えた揺動可能な第一介在アーム10と、制御シャフト27と、第一介在アーム10の前側方で上下に延びて制御シャフト27により上下スライド制御される第二介在アーム20とが配置されているとともに、第二介在アーム20の前側方に回転カム7が配置されている。以下、これらを詳述する。
In this embodiment, above the
第一介在アーム10は、二つのロッカアーム1に対応して間隔をおいて並んだ二つのアーム本体11と、両アーム本体11を連結する連結部12と、連結部12の前部から延びる被押動部13と、連結部12の後部から延びる突起部14とからなる。各アーム本体11は、後述する制御シャフト27に回転可能に挿通されることにより第一介在アーム10を揺動可能にする円筒形のボス部15と、各ボス部15の下側に設けられてさらに前方へ延びるアーム部16とからなる。アーム部16の下面は被押圧ローラ4を押圧する押圧面17であり、図示例の押圧面17は、その後半部が第一介在アーム10の揺動中心に対して距離が略等しい凸円弧面状の非作用面部17aであり、その前半部が第一介在アーム10の揺動中心に対して前側ほど距離が離れる作用面部17bとなっている。そして、第一介在アーム10の揺動中心は被押圧ローラ4の真上よりやや後側にあり、押圧面17は被押圧ローラ4の真上より後側からロッカアーム1の先端付近の上方まで延びている。
The
連結部12は後述する突出部28を逃がすために円筒の上半分が除去された半割円筒形に形成され、両ボス部15を連結している。被押動部13は、連結部12の前部から前下方へ延びる板状に形成され、二つのロッカアーム1間の間隔に非接触で入り込んでいる。言い換えると、第一介在アーム10は連結部12及び被押動部13の分だけロッカアーム1より幅広に形成され、第一介在アーム10のうちロッカアーム1の真上部位に押圧面17が形成され、第一介在アーム10のうちロッカアーム1の真上部位から外れた部位に被押動部13が形成されている。従って、被押動部13がロッカアーム1と干渉しないため、被押動部13の位置は押圧面17の作用面部17bより低く設定されている。図示例の被押動部13の上面は略平面であるが、曲面でもよい。突起部14は連結部12の後部から後方へ延びており、その上面にはシリンダヘッドに設けられたコイルバネ18により付勢される圧子19が当接しており、被押動部13を後述する押動部としての押動ローラ22に常に当接させるようにしている。
The connecting
制御シャフト27は、図示しない支持機構により小角度回転可能に軸支されている。制御シャフト27における二つのロッカアーム1間の間隔の上方位置には、シャフト径方向に前方へ突出する突出部28が設けられている。突出部28はその基端部においてピン29により制御シャフト27の上部に止められており、制御シャフト27と一体となって小角度回転するようになっている。なお、前記第一介在アーム10はこの小角度回転とは独立して回転自在である。制御シャフト27に対する突出部28の止め方は特に限定されないし、制御シャフト27と突出部28とが一体形成されてもよい。
The
第二介在アーム20は基端部(本例では上端部)において突出部28に回動可能に軸着され、該基端部から下方へ延びており、制御シャフト27が内燃機関の運転状況に応じて小角度回転制御されることにより制御シャフト27と回転カム7との間で上下スライド制御される。第二介在アーム20を軸着する突出部28には相対的に中径の穴32が形成されている。第二介在アーム20は2枚のフォーク部23,23とそれらを間隔をおいて連結する連結部24とからなり、突出部28を挟む一方のフォーク部23の基端部には相対的に小径の穴25が、他方のフォーク部23の基端部には相対的に大径の穴26がそれぞれ形成されている(両穴25,26は同軸上にある)。そして、相対的に中径の基軸34と、該基軸34の一端に偏心して連結した相対的に小径の第1調整軸35と、基軸34の他端に第1調整軸35と同様に偏心して(従って両調整軸35,36は同軸上にある)連結した相対的に大径の第2調整軸36とからなる偏心支軸33が使用される。この偏心支軸33が第二介在アーム20に大径の穴26側から差し込まれ、第1調整軸35、基軸34、第2調整軸36がそれぞれ穴25,32,26に相対回動可能に挿入されることによって、前記のとおり第二介在アーム20は突出部28に回動可能に軸着されている。ここで、基軸34の軸中心をOaとし、両調整軸35,36の軸中心Obとする。
The
第2調整軸36の端面には治具係合部37が形成され、該治具係合部37にレンチ等の治具(図示略)を係合して偏心支軸33を回転させ、偏心支軸33の回転角度を調整できるようになっている。これにより、後述するとおり突出部28に対する第二介在アーム20の基端部の相対位置を基軸34の軸中心Oaの回りに変更してバルブの作用角を調整することができる。そして、前記回動角度を調整した後の偏心支軸33は、前記一方のフォーク部23より突出する第1調整軸35の突部に形成した雄ネジ39に螺合された固定具としての固定ナット41を、該フォーク部23の側面に締め付けることにより、第二介在アーム20に固定される。本実施例では、以上の穴32,25,26と偏心支軸33と固定ナット41によって作用角調整機構が構成されている。さらに、この固定ナット41を締め付ける際に、偏心支軸33が共回転(連れて回転すること)すると、前記作用角の調整が狂ってしまうため、該共回転が起きないように規制する共回転規制機構が設けられている。
A
本実施例における共回転規制機構は、一方のフォーク部23の穴25に形成された雌ネジ38と第1調整軸35に(前記突部のみならず)形成された雄ネジ39との螺合によるネジ機構と、他方のフォーク部23より突出する第2調整軸36の突部に設けた所定幅の係止溝42と該フォーク部23の側面との間に緊密に嵌り込む平板状で円弧切欠状の調整シム43とからなる。前者のネジ機構は、仮に偏心支軸33が共回転すると偏心支軸33が軸方向に移動するように働く。後者の調整シム43は、図4に基づいて後述するように、選択したものを前記の間に緊密に嵌り込むことにより偏心支軸33が軸方向に移動するのを止め、もって偏心支軸33が共回転するのを規制する。なお、本実施例の調整シム43は手で掴めるように長く延びた掴み部44を備えているが、図1の上部に併記したように指先でつまめる程度のつまみ部45を備えたものでもよい。また、本実施例では念のためさらに、両フォーク部23,23の小ネジ孔に螺合された固定具としての固定ネジ40が両第1調整軸35,36に締め付けられることにより、調整軸35,36が穴25,26に固定されるようにしているが、この固定ネジ40は省略することができる。
The co-rotation restricting mechanism according to the present embodiment is formed by screwing a
第二介在アーム20の途中部には、回転カム7に押圧されるカム摺接部としてのカム摺接ローラ21が回転可能に軸着されている。第二介在アーム20の先端部(本例では下端部)には、第一介在アーム10の被押動部13を押動する押動部としての押動ローラ22が回転可能に軸着されている。第二介在アーム20の幅は二つのロッカアーム1間の間隔や二つのアーム本体11間の間隔よりも狭いため、第二介在アーム20の下端部はこれらの間隔に非接触で入り込んで、押動ローラ22を被押動部13に当接させる。本例では、第二介在アーム20の基端部と途中部のカム摺接部(カム摺接ローラ21)と先端部の押動部(押動ローラ22)とは、カム摺接部が回転カム7側に張り出した「く」字配置(側面視)になっている。そして、回転カム7と被押動部13と間に介在する第二介在アーム20は、上下スライドすると、回転カム7と被押動部13との距離を変えることができるように設計されている。
A
第二介在アーム20の側方には、1本のカムシャフト6が回転可能に軸支されている。カムシャフト6には、カム摺接ローラ21を側方に押圧することで、第二介在アーム20及び第一介在アーム10をその順に介してロッカアーム1を押圧することによりバルブ9をリフトさせる回転カム7が形成されている。回転カム7は、ベース円7aと、突出量が漸増するノーズ漸増部7bと、最大突出量となるノーズ7cと、突出量が漸減するノーズ漸減部7dとからなっている。回転カム7の回転方向は、ノーズ7cがカム摺接ローラ21に上方から接近する方向(図示例では反時計回り)である。そして、最上位置にある時(図6)の第二介在アーム20の上端よりも回転カム7の回転中心(カムシャフト6の軸線)が上にならないようにして、第二介在アーム20の側方に回転カム7が配置されている。
One
制御シャフト27には、制御シャフト27を内燃機関の運転状況に応じて小角度回転制御して、突出部28の配向角を1回転以内の範囲で連続的に又は段階的(少なくとも二段階、好ましくは三段階、さらに好ましくは四段階以上の多段階)に変えることにより、前記のとおり第二介在アーム20を上下スライド制御するリフト制御装置(図示略)が設けられている。第二介在アーム20が上下スライド制御されると、カム摺接ローラ21と回転カム7との接点が上下に変わると同時に、押動ローラ22が被押動部13を変位させて第一介在アーム10の揺動開始位置が変わり、もって押圧面17における被押圧ローラ4の当接位置Pが第一介在アーム10の長さ方向に変わることにより、バルブ9のリフト量、作用角及びタイミングが変化する。
The
リフト制御装置は、例えば、ヘリカルスプラインを設けたピストンが油圧により所定角の回転を伴いながら軸方向に移動し、該回転が制御シャフト27を回転させることにより突出部28の配向角を1回転以内の範囲で変える構造となっており、内燃機関の回転センサやアクセル開度センサ等からの検知値に基づいてマイクロコンピュータ等の制御装置により制御されるようになっている。リフト制御装置は、例えばステップモータ等の電動機を用いたものであってもよい。
In the lift control device, for example, a piston provided with a helical spline moves in the axial direction while rotating at a predetermined angle by hydraulic pressure, and the rotation rotates the
本実施例の可変動弁機構は、内燃機関への実装時に次のように作用する。複数の気筒に実装する際には、気筒間における構成部品の製造精度や組付精度に起因して、バルブのリフト量、作用角及びタイミングが気筒間でばらつくので、とりわけ作用角を調整する必要がある。すなわち、図3に示すように、回転カム7のベース円7aがカム摺接ローラ21に接するときに、押動ローラ22と被押動部13との間の隙間(実際には、コイルバネ18によって第一介在アーム10が付勢されるので、押圧面17と被押圧ローラ4との間の隙間ということになる。)が設計値(0又は所定クリアランス)に管理される。しかし、ある気筒で隙間が設計値に適合しても、他の気筒では前記ばらつきにより隙間が設計値に不適合となってバルブの作用角が変わってしまうことがあるので、隙間を調整して作用角を調整する必要がある。
The variable valve mechanism of this embodiment operates as follows when mounted on an internal combustion engine. When mounting to multiple cylinders, the valve lift, operating angle, and timing vary among the cylinders due to the manufacturing accuracy and assembly accuracy of the components between the cylinders. There is. That is, as shown in FIG. 3, when the
本実施例では、この調整を前記の作用角調整機構により行う。すなわち、図1に示すように、第2調整軸36の治具係合部37に治具(図示略)を係合して偏心支軸33の回転角度を調整することにより、図3(a)(b)及び図4(a)(b)に示すように、突出部28に対する第二介在アーム20の基端部の相対位置を、軸中心Oaの回りに軸中心Obまでの偏心量を半径として回すようにして変更する。例えば、図3(a)のようにOaに対してObが右上に配向するように介在アーム20の基端部の位置を変更すると、押動ローラ22と被押動部13との隙間が増加する方向に調整できる(図4では(a))。また、図3(b)のようにOaに対してObが左下に配向するように介在アーム20の基端部の位置を変更すると、前記隙間が減少する方向に調整できる(図4では(b))。なお、図3(b)は押動ローラ22が被押動部13に食い込んで前記隙間がマイナスになる仮想状態を塗り潰しで表した仮想図である。従って、前記気筒間のバラツキによって生じた前記隙間の程度に応じて、第二介在アーム20の基端部の位置を適宜変更すれば、前記隙間が設計値となるように調整することができる。その調整作業は偏心支軸33の回転角度を調整するという単純作業だけで行うことができ、前記従来例のように構成部品の製造精度や組付精度に頼ったりアッシー交換したりすることもなく、簡単な構成で容易且つ迅速に調整することができる。
In the present embodiment, this adjustment is performed by the working angle adjustment mechanism. That is, as shown in FIG. 1, a jig (not shown) is engaged with the
この調整後には、前記のとおり固定ナット41を締め付けて偏心支軸33を固定すればよい。この締め付け時には、前記のとおり偏心支軸33の共回転が起きないようにする必要がある。そのためには、治具係合部37に治具(図示略)を係合して偏心支軸33の回転角度を保持する方法もあるが、治具を手で保持するのは面倒であり難しい。そこで、本実施例では前記の共回転規制機構が設けられているのである。前記雌ネジ38と雄ネジ39との螺合によるネジ機構は、偏心支軸33の回転角度を調整して作用角を調整する際にも偏心支軸33を軸方向に移動させるため、例えば図4(a)と(b)とで係止溝42とフォーク部23の側面との間の幅が変化する。そのため、調整シム43は、厚さにランクをもった多数の調整シム43のうちから前記の間に緊密に嵌り込むものを選択し、それを前記の間に緊密に嵌り込ませる。この嵌り込ませるだけの簡単な操作により偏心支軸33が軸方向に移動するのを止め、もって偏心支軸33が共回転するのを容易に規制することができる。平板状の調整シム43は、比較的容易に厚さの作り込みが可能なので、作用角の細かい調整が可能なように厚さのランクを細かく設定することができる。なお、偏心支軸33の共回転を規制しつつ固定ナット41を締め付けた後は、調整シム43を前記の間から引き抜いて外せばよい。
After this adjustment, the
また、本実施例の可変動弁機構は、内燃機関の運転時に次のように作用する。
まず、図5は最大リフト量・最大作用角が必要な運転状況下においてノーズ7cがカム摺接ローラ21に当接するとき(いわゆるノーズ時)を示しており、同図の(a)と(b)とは断面の切断位置が異なる。この運転状況下では、制御シャフト27の小角度回転制御により突出部28が最も下側に配向し、第二介在アーム20は最下位置にスライド制御される。すると、前記図3のようにベース円7aがカム摺接ローラ21に当接するとき(いわゆるベース時)には、押動ローラ22は被押動部13をその前端が二つのロッカアーム1間に進入するまで下方に押し下げるため、アーム部16は前下方へ傾いた位置にあり、これが第一介在アーム10の揺動開始位置である。このとき、被押圧ローラ4の当接位置は非作用面部17aの前端部にあり、バルブ9のリフトは発生しない。そして、図5のノーズ時には、回転カム7がカム摺接ローラ21を最大に押圧し、第二介在アーム20が後方へ最大に揺動して、押動ローラ22が被押動部13を前下方へ最大に押動する。このため、第一介在アーム10は前下方へ最大に揺動し、被押圧ローラ4は作用面部17bに当接し、ロッカアーム1は前下方へ最大に揺動するため、バルブ9のリフト量Lは最大値Lmaxに達する。また、ベース時に当接位置Pは非作用面部17aの前端部にあり、第一介在アーム10が揺動し始めてから最大に揺動するまでの広い範囲でバルブ9がリフトされることから、作用角は最大となる。また、ノーズ7cがカム摺接ローラ21に上方から接近するのに対して、カム摺接ローラ21と回転カム7との接点が下側にあることから、リフトのピークが訪れるタイミングは最も遅角となる(図7参照)。
Further, the variable valve mechanism of the present embodiment operates as follows during operation of the internal combustion engine.
First, FIG. 5 shows the time when the
続いて、図6は微小リフト量・微小作用角が必要な運転状況下においてノーズ時を示しており、同図の(a)と(b)とは断面の切断位置が異なる。この運転状況下では、制御シャフト27の小角度回転制御により突出部28が図5の時よりも上側に配向し、第二介在アーム20は図5の時よりも上側の位置にスライド制御される。すると、ベース時(図示略)には、押動ローラ22による被押動部13の押し下げ量が減るため、アーム部16は図3の時よりも上側に位置し、これが第一介在アーム10の揺動開始位置である。このとき、被押圧ローラ4の当接位置は非作用面部17aの途中部にあり、バルブ9のリフトは発生しない。そして、図6のノーズ時には、回転カム7がカム摺接ローラ21を押圧し、第二介在アーム20が後方へ揺動し、押動ローラ22が被押動部13を前下方へ押動する。よって、第一介在アーム10は前下方へ揺動するが、高い揺動開始位置からの揺動なので、図5の時よりも上側までしか揺動しない。このため、被押圧ローラ4の当接位置Pは作用面部17bにかかり始めたところまでしか前進しない。よって、ロッカアーム1は前下方へ僅かに揺動するにすぎず、バルブ9のリフト量は微小となる。また、ベース時に当接位置Pは非作用面部17aの途中部にあり、第一介在アーム10がある程度まで揺動してからでないとバルブ9がリフトされないことから、作用角は微小となる。また、ノーズ7cがカム摺接ローラ21に上方から接近するのに対して、カム摺接ローラ21と回転カム7との接点が上側にあることから、リフトのピークが訪れるタイミングは最も進角となる(図7参照)。
Next, FIG. 6 shows a nose state under an operating condition that requires a minute lift amount and a minute working angle, and (a) and (b) in FIG. Under this operating condition, the projecting
図5と図6との中間的なリフト量・作用角が必要な運転状況下では、制御シャフト27の小角度回転制御により突出部28を図5と図6との中間的な位置に配向し、第二介在アーム20を図5と図6との中間的な位置に連続的に又は段階的に上下スライド制御することにより、図7に示すように中間的なリフト量・作用角・タイミングが連続的に又は段階的に得られる。
Under an operating situation where an intermediate lift amount / working angle between FIGS. 5 and 6 is required, the projecting
また、リフト休止が必要な運転状況下では、制御シャフト27の小角度回転制御により突出部28を図6の時よりもさらに上側に配向し、第二介在アーム20を図6の時よりもさらに上側の位置にスライド制御することにより、バルブ9のリフト量を0にできる。
Further, under an operating condition that requires a lift stop, the projecting
以上のように構成された本実施例の可変動弁機構によれば、従来の駆動系を大きく変えることなく、1本のカムシャフト6を回転させるだけで、バルブ9のリフト量、作用角及びタイミングを連続的又は段階的に変化させることができる。また、ロッカアーム1の上方に第一介在アーム10と上下に延びる第二介在アーム20とが配置されているとともに、第二介在アーム20の側方に回転カム7が配置されていることにより、高さを抑えたコンパクトな可変動弁機構を形成することができる。このため、可変動弁機構の車両搭載性を向上させることができる。特に本実施例では、被押動部13の位置を押圧面17より低くして、押動ローラ22が二つのロッカアーム1間に進入できるようにしたことから、上下に延びる第二介在アーム20をより低く配置することができ、回転カム7もより低く配置しやすい。
According to the variable valve mechanism of the present embodiment configured as described above, the lift amount, the working angle, and the operating angle of the
なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。
(1)リフト制御装置の構成や制御の仕方を適宜変更すること。
(2)中央部に揺動中心部があるロッカアームとすること。
(3)第二介在アーム20の形状を適宜変更すること。
(4)押圧面17の形状を適宜変更すること。
(5)第二介在アーム20において、カム摺接ローラ21に代えてカム摺接チップとし、押動ローラ22に代えて押動チップとすること。
(6)第一介在アーム10のアーム部16をボス部15の下側から後方へ延びるようにし、被押動部13を連結部12の上部から上方へ延びるようにし、制御シャフト27の突出部28の位置を低くして、第二介在アーム20を突出部28に軸着される基端部から上方へ延びるようにしても、同様の作用効果が得られる。
In addition, this invention is not limited to the structure of the said Example, For example, as follows, it can also change and actualize in the range which does not deviate from the meaning of invention.
(1) Change the configuration and control method of the lift control device as appropriate.
(2) Use a rocker arm with a rocking center at the center.
(3) Change the shape of the
(4) Change the shape of the
(5) In the
(6) The
1 ロッカアーム
4 被押圧ローラ
6 カムシャフト
7 回転カム
9 バルブ
10 第一介在アーム
13 被押動部
17 押圧面
20 第二介在アーム
21 カム摺接ローラ
22 押動ローラ
25 穴
26 穴
27 制御シャフト
28 突出部
32 穴
33 偏心支軸
34 基軸
35 第1調整軸
36 第2調整軸
37 治具係合部
38 雌ネジ
39 雄ネジ
41 固定ナット
42 係止溝
43 調整シム
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記制御手段は、制御シャフトと、前記制御シャフトからその径方向に突出し前記第二介在アームの基端部を回動可能に軸着する突出部と、内燃機関の運転状況に応じて前記制御シャフトを小角度回転制御するリフト制御装置とを含み、前記突出部に対する前記第二介在アームの基端部の相対位置を変更することによりバルブの作用角を調整する作用角調整機構を備え、
前記作用角調整機構が、前記突出部の穴に相対回転可能に挿入された基軸と、該基軸に偏心して連結され前記第二介在アームの穴に相対回転可能に挿入された調整軸とを含み、回転角度を調整することにより前記突出部に対する前記第二介在アームの基端部の相対位置を変更する偏心支軸と、前記回動角度を調整した後の偏心支軸を固定する固定具とからなり、
前記固定具が、前記第二介在アームより突出する前記調整軸の突部に形成した雄ネジに螺合されて前記第二介在アームに締め付けられる固定ナットであることを特徴とする可変動弁機構。 A swingable first intervening arm having a pressing surface for pressing the pressed portion of the rocker arm, a second interposing arm having a pressing portion for pressing the first interposing arm, the second interposing arm and the first A variable valve mechanism comprising: a rotating cam that presses the rocker arm through one intervening arm in that order; and a control means that changes the lift amount, operating angle, and timing of the valve by sliding control of the second intervening arm In
The control means includes a control shaft, a projecting portion projecting in a radial direction from the control shaft and pivotally mounted on a proximal end portion of the second intervening arm, and the control shaft according to an operating condition of the internal combustion engine A lift control device that controls rotation at a small angle, and a working angle adjusting mechanism that adjusts the working angle of the valve by changing the relative position of the base end portion of the second intervening arm with respect to the protruding portion,
The working angle adjustment mechanism includes a base shaft that is inserted into the hole of the projecting portion so as to be relatively rotatable, and an adjustment shaft that is eccentrically connected to the base shaft and is inserted into the hole of the second interposed arm so as to be relatively rotatable. An eccentric support shaft that changes a relative position of a base end portion of the second intervening arm with respect to the protrusion by adjusting a rotation angle; and a fixture that fixes the eccentric support shaft after adjusting the rotation angle. Consists of
The variable valve mechanism characterized in that the fixing tool is a fixing nut that is screwed into a male screw formed on a protruding portion of the adjusting shaft that protrudes from the second interposed arm and is fastened to the second interposed arm. .
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