JP5436103B2 - 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開閉量を変更する可変動弁機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism that changes an opening / closing amount of a valve in accordance with an operating state of an internal combustion engine.
可変動弁機構の中には、図6に示す従来例の可変動弁機構90のように、駆動力を供給する駆動用カム91と、該駆動力をバルブ6に伝達して該バルブ6を開閉する、複数の揺動レバー92〜95が順に各関節で相対回動可能に接続されてなるリンク機構と、該リンク機構を変位させることによりバルブ6の開閉量を変更する可変機構97とを含み構成されたものがある。
Among the variable valve mechanisms, like the conventional
特開平11−324625号公報 JP-A-11-324625
ところが、上記の従来例の可変動弁機構90では、各揺動レバー92〜95の寸法のずれ等でバルブ6の開閉量が所望の開閉量からずれてしまい、エンジン性能の低下に繋がるおそれがある。
However, in the
そこで、各揺動レバーの寸法のずれ等でバルブの開閉量が所望の開閉量からずれても、調整できるようにすることを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to enable adjustment even if the opening / closing amount of the valve deviates from a desired opening / closing amount due to a difference in the size of each swing lever.
上記の目的を達成するため、本発明の可変動弁機構は、駆動力を供給する駆動用カムと、該駆動力をバルブに伝達して該バルブを開閉する、複数の揺動レバーが順に各関節で相対回動可能に接続されてなるリンク機構と、該リンク機構を変位させることにより前記バルブの開閉量を変更する可変機構とを含み構成された可変動弁機構において、前記リンク機構の少なくともいずれか1つの揺動レバーに対しては、該1つの揺動レバーの長さを調整する長さ調整機構が設けられ、該長さ調整機構で該長さを調整することにより、前記バルブの開閉量を調整できるように構成され、前記長さ調整機構は、長さ方向に2つの部材に分割形成された前記1つの揺動レバーと、該2つの部材の間に交換可能に挿入されたスペーサと、該スペーサを間に挿入した状態で前記2つの部材を連結解除可能に連結した連結部材とを含み構成され、前記スペーサを厚さの異なるスペーサに交換することにより、前記1つの揺動レバーの長さを調整できるように構成され、前記2つの部材のうちの一方の部材は、他方の部材に前記連結部材で連結される被連結部と、該被連結部から前記1つの揺動レバーの幅方向に延びて、該一方の部材に隣り合う他の揺動レバーに前記各関節の1つで相対回動可能に接続される接続軸とを含み構成され、前記被連結部は、前記接続軸よりも該接続軸の径方向に大きく形成され、該被連結部には、前記スペーサに当接する平面状の当接面が設けられたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a variable valve mechanism according to the present invention includes a driving cam for supplying a driving force, and a plurality of swing levers that transmit the driving force to the valve to open and close the valve. A variable valve mechanism comprising: a link mechanism that is connected so as to be relatively rotatable at a joint; and a variable mechanism that changes an opening / closing amount of the valve by displacing the link mechanism. Any one of the swing levers is provided with a length adjusting mechanism for adjusting the length of the one swing lever, and the length of the valve is adjusted by adjusting the length with the length adjusting mechanism. The length adjustment mechanism is configured to be able to adjust the opening / closing amount, and the length adjusting mechanism is inserted in a replaceable manner between the one swing lever divided into two members in the length direction and the two members. Insert the spacer between the spacers. In this state, the two members are connected to each other so as to be disengageable, and the length of the one swing lever can be adjusted by replacing the spacer with a spacer having a different thickness. One of the two members is connected to the other member by the connecting member, and extends from the connected portion in the width direction of the one swing lever, A connecting shaft connected to another swinging lever adjacent to one member so as to be relatively rotatable at one of the joints, and the connected portion is connected to the connecting shaft more than the connecting shaft. It is large in the radial direction, and the connected portion is provided with a flat contact surface that contacts the spacer .
また、更に、前記一方の部材及び前記他の揺動レバーは、特に限定されないが、前記接続軸は、前記被連結部の前記1つの揺動レバーの幅方向の両側に1つずつ設けられ、前記他の揺動レバーは、2つの前記接続軸のうちの一方に接続される部材と、他方に接続される部材とに分割形成されていることが好ましい。このように隣り合う他の揺動レバーを分割形成すれば、上記のように被連結部がその両側にある接続軸よりも径方向に大きい場合にも、簡単に組み立てることができるからである。 Furthermore, the one member and the other swing lever are not particularly limited, but the connection shaft is provided one on each side in the width direction of the one swing lever of the coupled portion, The other swing lever is preferably divided into a member connected to one of the two connecting shafts and a member connected to the other. This is because if the adjacent swing levers are divided and formed in this way, it is possible to easily assemble even when the connected parts are larger in the radial direction than the connecting shafts on both sides as described above.
本発明によれば、上記の通り、少なくともいずれか1つの揺動レバーに対して長さ調整機構を設け、該長さ調整機構で該揺動レバーの長さを調整することにより、バルブの開閉量を調整することができる。また、前記被連結部は、前記接続軸よりも該接続軸の径方向に大きく形成され、該被連結部には、前記スペーサに当接する平面状の当接面が設けられているので、該一方の部材の断面係数(曲げに対する強さ)を低下させることなく、当接面を形成することができる。 According to the present invention, as described above, a length adjustment mechanism is provided for at least one of the swing levers, and the length of the swing lever is adjusted by the length adjustment mechanism, thereby opening and closing the valve. The amount can be adjusted. The coupled portion is formed larger in the radial direction of the connecting shaft than the connecting shaft, and the coupled portion is provided with a planar contact surface that contacts the spacer. The contact surface can be formed without reducing the section modulus (strength against bending) of one member.
図1〜図5に示す本実施例の可変動弁機構7は、同一気筒に対して設けられた2本の吸気用又は排気用のバルブ6,6に対して設けられており、該2本のバルブ6,6の開閉量Lを連続的に変更する。この可変動弁機構7は、次に示す駆動用カム8と、第1〜第5の各揺動レバー10,20,30,40,50,50と、ロッカアーム60,60と、可変機構70とを含み構成されている。ここで、第1〜第5の各揺動レバー10,20,30,40,50,50は、左右方向に直交する各方向にそれぞれ延び、かつ、左右方向に直交する各平面内でそれぞれ揺動可能となっている。それらの第1〜第5の揺動レバー10,20,30,40,50,50が、駆動用カム8の駆動力をロッカアーム60,60に伝達してバルブ6,6を開閉するリンク機構を構成している。
The
[駆動用カム8]
駆動用カム8は、左右方向に延びるカムシャフト9に設けられており、該カムシャフト9の回転とともに回転する。この駆動用カム8は、断面形状が真円形でその真円形の中心Aがカムシャフト9の軸心Aoから偏心している。そのカムシャフト9は、複数の可変動弁機構7,7・・に共通のシャフトであって、内燃機関の回転に従い回転する。
[Drive cam 8]
The
[第1揺動レバー10]
第1揺動レバー10は、その後端部にリング状のリング部11を備え、そのリング部11にて駆動用カム8に相対回動可能に外嵌されている。また、先端部には、第2揺動レバー20の後端部に接続されるための被接続孔(図示略)が貫設されている。
[First swing lever 10]
The
[第2揺動レバー20]
第2揺動レバー20は、その長さ方向中間部にリング状のリング部(図示略)を備え、そのリング部にて後述する支持シャフト72に外嵌されることによって、該支持シャフト72に相対回動可能に支持されている。また、後端部に被接続孔22を備え、該被接続孔22と第1揺動レバー10の先端部の被接続孔(図示略)とに1本の接続ピン23が挿入されることによって、該第2揺動レバー20の後端部が第1揺動レバー10の先端部に相対回動可能に接続されている。また、該第2揺動レバー20の先端部には、第3揺動レバーの後端部に接続されるための被接続孔25が貫設されている。
[Second swing lever 20]
The
[第3揺動レバー30]
第3揺動レバー30は、左右方向にレバー左側部材30Lとレバー右側部材30Rとに分割形成されている。そして、レバー左側部材30Lの後端部の右側面には右方に延びる接続軸33が突設され、レバー右側部材30Rの後端部の左側面には左方に延びる接続軸33が突設されている。そして、両接続軸33,33が第2揺動レバー20の先端部の被接続孔25に左右両側からそれぞれ挿入されることによって、該第3揺動レバー30の後端部が第2揺動レバー20の先端部に相対回動可能に接続されている。また、レバー左側部材30L及びレバー右側部材30Rの各先端部には、第4揺動レバー40の後端部に接続されるための被接続孔35,35がそれぞれ貫設されている。
[Third swing lever 30]
The
[第4揺動レバー40]
第4揺動レバー40は、その長さ方向にレバー後側部材41とレバー先側部材44とに分割形成されている。また、この第4揺動レバー40に対しては、その長さを調整するための長さ調整機構47が設けられている。
[Fourth swing lever 40]
The
レバー後側部材41は、第4揺動レバー40の後端部を構成している。このレバー後側部材41は、レバー先側部材44に連結される被連結部42と、該被連結部42の左側面から左方及び右側面から右方にそれぞれ延びる左右2本の接続軸43,43とを含み構成されている。被連結部42は、接続軸43,43よりも該接続軸43,43の径方向に大きく(略2倍に)形成された円柱状の状態から、第4揺動レバー40の長さ方向両側の部分が平面状に切り取られた形状をしている。その被連結部42のレバー先側部材44側の平面は、後述するスペーサ48に当接する当接面42bを構成している。また、該被連結部42には、該被連結部42をレバー先側部材44に連結するためのボルト通し孔42aが、第4揺動レバー40の長さ方向に貫設されている。また、このレバー後側部材41は、左側の接続軸43が、第3揺動レバー30のレバー左側部材30Lの先端部の被接続孔35に挿入され、右側の接続軸43が、第3揺動レバー30のレバー右側部材30Rの先端部の被接続孔35に挿入されることによって、第3揺動レバー30の先端部に相対回動可能に接続されている。また、該レバー後側部材41の一方の接続軸43は、可変機構70の後述する可変用レバー73の先端部にも接続されており、それにより該接続軸43の変位方向が一円周方向に規制されている。
The lever
レバー先側部材44は、第4揺動レバー40の後端部以外の部分を構成している。このレバー先側部材44は、その後端部に、レバー後側部材41を連結するための第4揺動レバー40の長さ方向に延びる雌ネジ状のボルト穴44aと、スペーサ48に当接する平面状の当接面44bと、該スペーサ48がずれるのを防止する突起44c,44cとを備えている。また、該レバー先側部材44の先端部には、第5揺動レバー50,50に接続されるための被接続孔(図示略)が貫設されている。
The lever
長さ調整機構47は、前述のレバー後側部材41及びレバー先側部材44と、該レバー後側部材41と該レバー先側部材44との間に交換可能に挿入されたスペーサ48と、該スペーサ48を間に挿入した状態でレバー後側部材41とレバー先側部材44とを連結解除可能に連結した連結部材としてのボルト49とを含み構成されている。ここで、スペーサ48は、板状の部材(シム)であって、その一辺から中央部に架けては切欠48aが設けられている。そして、ボルト49が、レバー後側部材41のボルト通し孔42a及びスペーサ48の切欠48aを挿通した状態で、レバー先側部材44のボルト穴44aに螺着されている。
The
[第5揺動レバー50]
第5揺動レバー50,50は、各バルブ6,6毎に1つずつ設けられた一対のレバーである。第5揺動レバー50,50は、その後端部にリング部51,51をそれぞれ備え、そのリング部51,51にて支持シャフト72にそれぞれ外嵌されることによって、該支持シャフト72に相対回動可能に支持されている。また、該第5揺動レバー50,50は、その長さ方向中間部に被接続孔52,52を備え、該被接続孔52,52と第4揺動レバー40の先端部の被接続孔(図示略)とに、1本の接続ピン53が挿入されることによって、該第5揺動レバー50,50の長さ方向中間部が該第4揺動レバー40の先端部に相対回動可能に接続されている。また、該第5揺動レバー50,50の先端部の下面には、一対のロッカアーム60,60を押圧する押圧面55,55が形成されている。
[Fifth swing lever 50]
The fifth swing levers 50 and 50 are a pair of levers provided for each of the
[ロッカアーム60,60]
ロッカアーム60,60は、各バルブ6,6毎に1つずつ設けられている。各ロッカアーム60は、左右方向に直交する一方向に延び、その後端部がラッシュアジャスタ67によって揺動可能に支持され、長さ方向中間部に第5揺動レバー50の押圧面55に当接するローラ63を備え、先端部にバルブ6のステムエンドを押圧する押圧面65を備えている。
[
One
また、バルブ6,6には、ロッカアーム60,60の押圧面65,65がバルブ6,6のステムエンドから離れる方向に変位するのに追従させて該バルブ6,6を閉じるためのバルブスプリング(図示略)が取り付けられている。
Further, the
よって、カムシャフト9の回転時には、図3(b)に示すように、該カムシャフト9の回転とともに駆動用カム8が回転し、その駆動力が第1揺動レバー10、第2揺動レバー20、第3揺動レバー30、第4揺動レバー40、一対の第5揺動レバー50,50、一対のロッカアーム60,60の順に伝えられることによって、該一対のロッカアーム60,60が揺動し、該一対のロッカアーム60,60で一対のバルブ6,6を一定の開閉量Lで開閉する。
Therefore, when the camshaft 9 is rotated, as shown in FIG. 3 (b), the driving
[可変機構70]
可変機構70は、第4揺動レバー40のレバー後側部材41の接続軸43を変位させることによってバルブ6,6の開閉量を変更する機構である。この可変機構70は、次に示す可変用カム71と、可変用レバー73とを含み構成されている。
[Variable mechanism 70]
The
可変用カム71は、第2揺動レバー20及び第5揺動レバー50,50を相対回動可能に支持した支持シャフト72に設けられており、該支持シャフト72の回動とともに回動する。この可変用カム71の断面形状は真円形で、該真円形の中心Bは支持シャフト72の軸心Boから偏心している。その支持シャフト72は、回動装置(図示略)によって回動駆動される。
The
可変用レバー73は、左右方向に直交する一方向に延び、後端部にはリング状のリング部74を備えている。そのリング部74にて可変用カム71に回動可能に外嵌されている。また、この可変用レバー73は、そのの先端部に被接続孔75が貫設されており、その被接続孔75に第4揺動レバー40のレバー後側部材41の一方の接続軸43が挿入されることによって、該可変用レバー73の先端部が、第4揺動レバー40の後端部に回動可能に接続されている。また、該第4揺動レバー40の接続軸43には、可変用レバー73が該接続軸43から抜けるのを防止するためのストッパ76が取り付けられている。
The
よって、図4(a)に示すように、支持シャフト72が回動装置(図示略)によって駆動され、一方の周方向に回動した際には、該支持シャフト72の回動とともに可変用カム71が回動し、その駆動力が第4揺動レバー40、一対の第5揺動レバー50,50の順に伝わることによって、該一対の第5揺動レバー50,50が、支持シャフト72の軸心Boを軸に揺動しつつも、その揺動範囲が全体的に該軸心Boの一方の周方向にシフトし、バルブ6,6の開閉量Lが減少する。
Therefore, as shown in FIG. 4A, when the
また、図4(b)に示すように、支持シャフト72が回動装置(図示略)によって駆動され、他方の周方向に回動した際には、該支持シャフト72の回動とともに可変用カム71が回動し、その駆動力が第4揺動レバー40、一対の第5揺動レバー50,50の順に伝わることによって、該一対の第5揺動レバー50,50が、支持シャフト72の軸心Boを軸に揺動しつつも、その揺動範囲が全体的に該軸心Boの他方の周方向にシフトし、バルブ6,6の開閉量Lが増加する。
Further, as shown in FIG. 4B, when the
次に、長さ調整機構47を用いて、バルブ6,6の開閉量L(及びタイミング)を調整する際の様子を、開閉量Lを減少させるように調整する減少調整時と、増加させるように調整する増加調整時とに分けて以下に説明する。
Next, the state of adjusting the opening / closing amount L (and timing) of the
{減少調整時}
図5(a)に示すように、ボルト49を緩めてスペーサ48を引き抜いてから、代わりに該スペーサ48よりも厚さの薄いスペーサ48Pを挿入しボルト49を締め直すことによって、スペーサ48をそれよりも厚さの薄いスペーサ48Pに交換する。それによって、第4揺動レバー40の長さが僅かに短くなり、それに伴い一対の第5揺動レバー50,50が、支持シャフト72の軸心Boを中心とした一方の回動方向に僅かにシフトして、バルブ6,6の開閉量Lが僅かに減少する。
{During adjustment}
As shown in FIG. 5 (a), the
{増加調整時}
図5(b)に示すように、ボルト49を緩めてスペーサ48を引き抜いてから、代わりに該スペーサ48よりも厚さの厚いスペーサ48Qを挿入しボルト49を締め直すことによって、スペーサ48をそれよりも厚さの厚いスペーサ48Qに交換する。それによって、第4揺動レバー40の長さが僅かに長くなり、それに伴い一対の第5揺動レバー50,50が、支持シャフト72の軸心Boを中心とした他方の回動方向に僅かにシフトして、バルブ6,6の開閉量Lが僅かに増加する。
{Increase adjustment}
As shown in FIG. 5 (b), the
なお、スペーサ48P,48,48Qのランク間隔やランク数は任意に設定可能であり、それらのランク間隔やランク数を変更することにより調整精度や調整可能範囲を任意に決定することがきる。 Note that the rank intervals and the number of ranks of the spacers 48P, 48, and 48Q can be arbitrarily set, and the adjustment accuracy and the adjustable range can be arbitrarily determined by changing the rank interval and the number of ranks.
本実施例によれば、上記の通り、第4揺動レバーのレバー後側部材41とレバー先側部材44との間に挿入されたスペーサ48を、厚さの異なるスペーサ48P,48Qに交換することによって、バルブ6,6の開閉量(及びタイミング)を調整することができる。そのため、より正確なバルブタイミングの同調が可能となりエンジン性能向上に寄与できる。また、各揺動レバー10,20,30,40,50等の各部品の寸法精度の緩和ができ、製造の容易性が向上する。
According to the present embodiment, as described above, the
また、レバー後側部材41の被連結部42を、その両側の接続軸43,43よりも径方向に大きく形成し、該被連結部42に、スペーサ48に当接する平面状の当接面42bを設けることによって、レバー後側部材41の断面係数(曲げに対する強さ)を低下させることなく、スペーサ48に対する当り面積を大きく確保することができる。また、レバー後側部材41をそのような中間部が太い形状にすることにより発生する組み立て性の問題は、第3揺動レバー30を、上記のように、左右方向にレバー左側部材30Lとレバー右側部材30Rとに分割することにより解決することができる。よって、このように、第4揺動レバー40のレバー後側部材41の形状及び第3揺動レバー30の形状を工夫することにより、長さ調整機構47の主要部分を小さいスペースに強度を落とさずに纏めることができる。
Further, the connected
なお、本発明は上記実施例の構成に限定されるものではなく、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。 In addition, this invention is not limited to the structure of the said Example, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can also change and actualize.
6 バルブ
7 可変動弁機構
8 駆動用カム
10 第1揺動レバー
20 第2揺動レバー
30 第3揺動レバー(他の揺動レバー)
30L レバー左側部材
30R レバー右側部材
40 第4揺動レバー(いずれか1つの揺動レバー)
41 レバー後側部材(一方の部材)
42 被連結部
42b 当接面
43 接続軸
44 レバー先側部材(他方の部材)
47 長さ調整機構
48 スペーサ
49 連結部材としてのボルト
50 第5揺動レバー
70 可変機構
L バルブの開閉量
6
30L Lever left
41 Lever rear member (one member)
42 Connected portion
47
Claims (2)
前記リンク機構の少なくともいずれか1つの揺動レバー(40)に対しては、該1つの揺動レバー(40)の長さを調整する長さ調整機構(47)が設けられ、
該長さ調整機構(47)で該長さを調整することにより、前記バルブ(6)の開閉量(L)を調整できるように構成され、
前記長さ調整機構(47)は、長さ方向に2つの部材(41,44)に分割形成された前記1つの揺動レバー(40)と、該2つの部材(41,44)の間に交換可能に挿入されたスペーサ(48)と、該スペーサ(48)を間に挿入した状態で前記2つの部材(41,44)を連結解除可能に連結した連結部材(49)とを含み構成され、
前記スペーサ(48)を厚さの異なるスペーサ(48P,48Q)に交換することにより、前記1つの揺動レバー(40)の長さを調整できるように構成され、
前記2つの部材(41,44)のうちの一方の部材(41)は、他方の部材(44)に前記連結部材(49)で連結される被連結部(42)と、該被連結部(42)から前記1つの揺動レバー(40)の幅方向に延びて、該一方の部材(41)に隣り合う他の揺動レバー(30)に前記各関節の1つで相対回動可能に接続される接続軸(43)とを含み構成され、
前記被連結部(42)は、前記接続軸(43)よりも該接続軸(43)の径方向に大きく形成され、該被連結部(42)には、前記スペーサ(48)に当接する平面状の当接面(42b)が設けられたことを特徴とする可変動弁機構。 A driving cam (8) for supplying a driving force, and a plurality of swing levers (10, 20, 30, 40, 50) that transmit the driving force to the valve (6) to open and close the valve (6). Includes a link mechanism that is connected in order to be relatively rotatable at each joint, and a variable mechanism (70) that changes the opening / closing amount (L) of the valve (6) by displacing the link mechanism. In the variable valve mechanism
A length adjusting mechanism (47) for adjusting the length of the one swing lever (40) is provided for at least one swing lever (40) of the link mechanism,
By adjusting the length with the length adjustment mechanism (47), the opening / closing amount (L) of the valve (6) can be adjusted ,
The length adjusting mechanism (47) is provided between the one swing lever (40) divided into two members (41, 44) in the length direction and the two members (41, 44). A spacer (48) inserted in a replaceable manner, and a connecting member (49) in which the two members (41, 44) are connected in a releasable manner with the spacer (48) inserted therebetween. ,
By exchanging the spacer (48) with spacers (48P, 48Q) having different thicknesses, the length of the one swing lever (40) can be adjusted,
One member (41) of the two members (41, 44) includes a connected portion (42) connected to the other member (44) by the connecting member (49), and the connected portion ( 42) extends in the width direction of the one oscillating lever (40) and is rotatable relative to the other oscillating lever (30) adjacent to the one member (41) by one of the joints. A connecting shaft (43) to be connected,
The connected portion (42) is formed larger in the radial direction of the connecting shaft (43) than the connecting shaft (43), and the connected portion (42) is a flat surface that contacts the spacer (48). A variable valve mechanism characterized in that a contact surface (42b) is provided .
前記他の揺動レバー(30)は、2つの前記接続軸(43,43)のうちの一方に接続される部材(30L)と、他方に接続される部材(30R)とに分割形成された請求項1記載の可変動弁機構。 The connection shaft (43) is provided one on each side in the width direction of the one swing lever (40) of the coupled portion (42),
The other swing lever (30) is divided into a member (30L) connected to one of the two connecting shafts (43, 43) and a member (30R) connected to the other. The variable valve mechanism according to claim 1.
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