JP2008215163A - Variable valve mechanism for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の可変動弁機構に関するものである。 The present invention relates to a variable valve mechanism for an internal combustion engine.
自動車用エンジン等の内燃機関においては、吸気バルブにおける最大リフト量、作動角、及びバルブタイミング(最大リフト量の得られるタイミング)といった開閉特性を可変とする可変動弁機構が設けられたものが知られている。 Some internal combustion engines, such as automobile engines, are provided with a variable valve mechanism that can change open / close characteristics such as the maximum lift amount, operating angle, and valve timing (timing at which the maximum lift amount is obtained) of the intake valve. It has been.
ここで、吸気バルブの開閉特性の可変として最大リフト量及び作動角を可変とする際は、機関運転状態に応じて、例えば図13にY1で示されるように吸気バルブの最大リフト量及び作動角が同期した状態で増加側または減少側に変化されることとなる。具体的には、高負荷運転時など内燃機関の吸入空気量の要求値が大であるときには、その要求を満たすべく吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大とされる。一方、アイドル運転時など内燃機関の吸入空気量の要求値が小であるときには、その要求に応じて吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最小とされる。従って、吸気バルブにおける最大リフト量及び作動角は、高負荷運転時に最大となるよう制御され、アイドル運転に向けて機関負荷が小となるにつれて徐々に小さくなるよう制御される。 Here, when the maximum lift amount and the operating angle are made variable as the opening / closing characteristics of the intake valve, the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve, for example, as indicated by Y1 in FIG. Are changed to the increase side or the decrease side in a synchronized state. Specifically, when the required value of the intake air amount of the internal combustion engine is large, such as during high load operation, the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are maximized to satisfy the request. On the other hand, when the required value of the intake air amount of the internal combustion engine is small, such as during idling, the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are minimized according to the request. Therefore, the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are controlled to be maximized during high-load operation, and are controlled to gradually decrease as the engine load decreases toward idle operation.
ところで、吸気バルブの最大リフト量及び作動角を最大とすると、吸気バルブの開弁タイミングが早まって吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップが大となり、それが機関運転に悪影響を及ぼすおそれがある。また、吸気バルブの最大リフト量及び作動角をアイドル運転時に最小とするときには、吸気バルブの閉弁タイミングが早められて内燃機関のポンピングロス低減が図られるものの、更なるポンピングロス低減を実現するためには吸気バルブの閉弁タイミングを一層早めることが好ましい。 By the way, if the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are maximized, the opening timing of the intake valve is advanced and the valve overlap between the intake valve and the exhaust valve becomes large, which may adversely affect the engine operation. . In addition, when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are minimized during idle operation, the intake valve closing timing is advanced to reduce the pumping loss of the internal combustion engine, but in order to realize further reduction of the pumping loss. It is preferable to further advance the closing timing of the intake valve.
なお、アイドル運転時に吸気バルブの閉弁タイミングを早めることで内燃機関のポンピングロスを低減できるのは、次の理由による。すなわち、アイドル運転時に吸気バルブの最大リフト量及び作動角を最小とし、閉弁タイミングを進角側に変化させると、吸気行程中に吸気バルブの閉弁タイミングを迎えることになる。そして、この状態にあっては、吸気バルブの閉弁タイミングを早めるほど圧縮行程中に燃焼室に存在するガスの量が少なくなり、圧縮行程での燃焼室内の圧力が低くなることから、内燃機関のポンピングロスが低減される。 Note that the pumping loss of the internal combustion engine can be reduced by advancing the closing timing of the intake valve during idle operation for the following reason. That is, when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are minimized during idle operation and the valve closing timing is changed to the advance side, the valve closing timing of the intake valve is reached during the intake stroke. In this state, as the closing timing of the intake valve is advanced, the amount of gas present in the combustion chamber during the compression stroke decreases, and the pressure in the combustion chamber during the compression stroke decreases. The pumping loss is reduced.
従って、内燃機関の運転状態が高負荷運転からアイドル運転へと変化する状況下における吸気バルブの開閉特性の理想的な変化は、図14に矢印Y2で示されるような変化ということになる。すなわち、高負荷運転時からアイドル運転に向けて機関負荷が小となるとき、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大値から徐々に小さくなるにつれて、吸気バルブのバルブタイミングを最進角状態から最進角状態に向けて変化させる。これにより、吸気バルブの開閉特性が図14に矢印Y2で示されるように変化することとなる。 Therefore, an ideal change in the opening / closing characteristics of the intake valve in a situation where the operating state of the internal combustion engine changes from a high load operation to an idle operation is a change as indicated by an arrow Y2 in FIG. That is, when the engine load is reduced from high load operation to idle operation, the valve timing of the intake valve is changed from the most advanced angle state as the maximum lift amount and operating angle of the intake valve gradually decrease from the maximum value. Change toward the most advanced state. As a result, the opening / closing characteristics of the intake valve change as shown by the arrow Y2 in FIG.
こうした吸気バルブの開閉特性の可変を実現するため、例えば特許文献1に示されるような可変動弁機構を採用することが考えられる。
この可変動弁機構は、回転するカムにより押されてシャフト回りで揺動するとともに同揺動を通じて吸気バルブを開弁方向に押圧する仲介部材と、その仲介部材における上記カム側との接触部分であるカム側接触部が同カムの回転方向前方または後方に変位するよう上記シャフトを仲介部材と共に径方向に平行移動させる駆動機構とを備えている。また、上記仲介部材には、吸気バルブの開弁方向への押圧を行うプロフィール面が設けられている。
In order to realize such variable opening / closing characteristics of the intake valve, it is conceivable to employ a variable valve mechanism as disclosed in Patent Document 1, for example.
The variable valve mechanism is configured by an intermediate member that is pushed by a rotating cam and swings around a shaft and presses the intake valve in the valve opening direction through the swing, and a contact portion between the intermediate member and the cam side. A drive mechanism that translates the shaft together with the intermediate member in the radial direction so that a certain cam side contact portion is displaced forward or backward in the rotation direction of the cam. The mediating member is provided with a profile surface for pressing the intake valve in the valve opening direction.
このプロフィール面に関しては、吸気バルブ側との接触部分であるバルブ側接触部と上記カム側接触部との間における吸気バルブの開閉方向についての距離が上記駆動機構によるシャフトの平行移動に伴い変化するように形成されていると推測される。より詳しくは、カム側接触部をカムの回転方向後方側(進角側)に変位させる方向にシャフト及び仲介部材を大きく平行移動させるほど、バルブ側接触部とカム側接触部との間における吸気バルブの開閉方向についての距離が短くなるよう、上記プロフィール面が形成されているものと推測される。
上記可変動弁機構の採用により、吸気バルブの開閉特性の可変として、最大リフト量及び作動角を小さくしつつバルブタイミングを進角させるという開閉特性の可変を実現することができるようにはなる。 By adopting the variable valve mechanism, it is possible to realize a variable opening / closing characteristic such that the valve timing is advanced while reducing the maximum lift amount and the operating angle as the variable opening / closing characteristic of the intake valve.
ただし、上記可変動弁機構では、バルブタイミングを可変とすることの可能な範囲が限られており、アイドル運転への移行時に上記バルブタイミングを進角させる際、その進角を内燃機関のポンピングロスの低減にとって十分な程度まで実施することができない可能性が高い。これは、吸気バルブのバルブタイミングを可変とするためのシャフト及び仲介部材の平行移動、すなわち仲介部材におけるカム側接触部をカムの回転方向前方または後方に変位させるためのシャフト及び仲介部材の平行移動を行う際、それを行うための内燃機関上でのスペースが限られていることが関係している。すなわち、吸気バルブのバルブタイミングの進角を上述した十分な程度まで実施すべく同バルブタイミングの可変範囲を広くとると、シャフト及び仲介部材の平行移動を行う際、仲介部材の変位に用いられるスペースが大きくなり、仲介部材がその平行移動を許容し得る上記スペースからはみ出してしまう。更に、吸気バルブを開閉させる際の仲介部材の揺動時にも、同仲介部材が上記スペースからはみ出す可能性が高くなる。このため、バルブタイミングを可変とすることの可能な範囲を小さく抑えなければならず、アイドル運転への移行時における上記バルブタイミングの進角を上述した十分な程度まで実施することが困難になる。 However, in the variable valve mechanism, the range in which the valve timing can be made variable is limited, and when the valve timing is advanced at the time of transition to idle operation, the advance angle is set to the pumping loss of the internal combustion engine. There is a high possibility that it cannot be carried out to a degree sufficient for the reduction of the above. This is due to the parallel movement of the shaft and the intermediate member for making the valve timing of the intake valve variable, that is, the parallel movement of the shaft and the intermediate member for displacing the cam side contact portion of the intermediate member forward or backward in the rotational direction of the cam. This is related to the limited space on the internal combustion engine for doing so. That is, if the variable range of the valve timing is widened so that the advance timing of the valve timing of the intake valve is implemented to the above-described sufficient level, the space used for the displacement of the mediating member when the shaft and the mediating member are translated. Becomes larger and the mediation member protrudes from the space where the translation can be allowed. Further, when the mediating member swings when opening and closing the intake valve, the mediating member is more likely to protrude from the space. For this reason, the range in which the valve timing can be made variable must be kept small, and it becomes difficult to carry out the advance timing of the valve timing to the above-described sufficient level when shifting to idle operation.
また、上記可変動弁機構を多気筒内燃機関に適用する場合、吸気バルブの開閉特性の可変を各気筒で同時にかつ同じ態様で行うべく、各気筒共通の一本のシャフトに対し各気筒の仲介部材をそれぞれ揺動自在に連結することが考えられる。この場合、上記一方のシャフトを平行移動させることにより、各気筒の仲介部材全部を同時に平行移動させることができ、吸気バルブの開閉特性の可変を各気筒で同時にかつ同じ態様で行うことが可能になる。このように吸気バルブの開閉特性の可変を各気筒で同時にかつ同じ態様で行うことは可能なものの、吸気バルブ及びその周辺部品の寸法交差等により吸気バルブの開閉特性に気筒間でのばらつきが生じたとき、上記可変動弁機構では、吸気バルブの開閉特性の気筒間でのばらつきをなくすことはできない。従って、各気筒のうちのいずれかにおいて吸気バルブの開閉特性を最適に調整したとしても、他の気筒では吸気バルブの開閉特性が不適切な状態になる。 In addition, when the variable valve mechanism is applied to a multi-cylinder internal combustion engine, in order to change the opening / closing characteristics of the intake valve simultaneously and in the same manner in each cylinder, the intermediation of each cylinder with respect to a single shaft common to each cylinder. It is conceivable to connect the members in a swingable manner. In this case, by moving the one shaft in parallel, all the mediating members of each cylinder can be translated at the same time, and the opening / closing characteristics of the intake valves can be varied simultaneously in the same manner in each cylinder. Become. Although it is possible to change the opening / closing characteristics of the intake valve simultaneously and in the same manner in each cylinder in this way, variations in the opening / closing characteristics of the intake valve occur between cylinders due to the crossing of the dimensions of the intake valve and its peripheral components. In this case, the variable valve mechanism cannot eliminate the variation in the opening / closing characteristics of the intake valve among the cylinders. Therefore, even if the opening / closing characteristics of the intake valve are optimally adjusted in any one of the cylinders, the opening / closing characteristics of the intake valve are not appropriate in other cylinders.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気バルブの開閉特性の可変を必要とされる程度に広い範囲をもって行うことができ、吸気バルブの開閉特性の各気筒間でのばらつきをなくすことのできる内燃機関の可変動弁機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose can be performed over a wide range to the extent that the opening / closing characteristics of the intake valve are required. An object of the present invention is to provide a variable valve mechanism for an internal combustion engine that can eliminate variations among cylinders.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、回転するカムにより押されてシャフト回りで揺動するとともに同揺動を通じて吸気バルブを開弁方向に押圧する仲介部材と、その仲介部材における前記カム側との接触部分であるカム側接触部が同カムの回転方向前方または後方に変位するよう前記シャフトを前記仲介部材と共に径方向に平行移動させる駆動機構とを備え、前記仲介部材には前記吸気バルブの開弁方向への押圧を行うプロフィール面が設けられ、このプロフィール面に関しては前記吸気バルブ側との接触部分であるバルブ側接触部と前記カム側接触部との間の前記吸気バルブの開閉方向についての距離が前記駆動機構による前記シャフトの平行移動に伴い変化するように形成されている内燃機関の可変動弁機構において、前記仲介部材は、前記シャフトに対して同シャフト回りで揺動可能な第1リンクと、その第1リンクに対し同シャフトと同方向に延びるピンを介して同ピンを中心に回動可能に連結されるとともに前記カム側接触部及び前記プロフィール面が形成される第2リンクとから構成されており、前記駆動機構は、前記シャフトを第1の変位端位置と第2の変位端位置との間で変位させるものであり、前記第1の変位端位置は以下の(a)及び(b)を実現可能な位置に設定されるとともに、前記第2の変位端位置は以下の(c)及び(d)を実現可能な位置に設定され、
(a)前記カム側接触部が前記カムのベース円部分に接触しているとき、前記第1リンクと前記第2リンクとが伸びた状態になるとともに、同第2リンクのカム側接触部が前記カムに対しその回転方向後方側の部分で接触する
(b)前記カム側接触部が前記カムのノーズにより押されることに基づき、前記第1リンクと前記第2リンクとの連結部分が前記カムによる前記吸気バルブの押圧方向と逆方向に突出するようそれら第1及び第2リンクが折れ曲がる
(c)前記カム側接触部が前記カムのベース円部分に接触しているとき、前記第1リンクと前記第2リンクとの連結部分が前記カムのノーズによる前記吸気バルブの押圧方向に突出するようそれら第1及び第2リンクが折れ曲がるとともに、前記カム側接触部が前記カムに対しその回転方向前方側の部分で接触する
(d)前記カム側接触部が前記カムのノーズ頂点部分に位置しているとき、前記第1リンクと前記第2リンクとが伸びた状態になる
前記第2リンクのプロフィール面に関しては、前記シャフトが前記第2の変位端位置にあるときカム側接触部とバルブ側接触部との間の吸気バルブの開閉方向についての距離が最大となり、前記シャフトが前記第2の変位端位置から前記第1の変位端位置に近づくほど上記距離が短くなるよう形成されていることを要旨とした。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an intermediate member that is pushed by a rotating cam and swings around the shaft and presses the intake valve in the valve opening direction through the swing, A drive mechanism that translates the shaft in the radial direction together with the mediating member so that a cam side contact portion that is a contact portion with the cam side is displaced forward or backward in the rotation direction of the cam; A profile surface for pressing the intake valve in the valve opening direction is provided, and the intake valve between the valve side contact portion that is a contact portion with the intake valve side and the cam side contact portion is provided with respect to the profile surface. In the variable valve mechanism of the internal combustion engine, the distance in the opening / closing direction of the internal combustion engine is configured to change with the parallel movement of the shaft by the drive mechanism. The mediating member is connected to the first shaft via a first link that can swing around the shaft and a pin that extends in the same direction as the shaft with respect to the first link. And the cam-side contact portion and the second link on which the profile surface is formed, and the drive mechanism moves the shaft between the first displacement end position and the second displacement end position. The first displacement end position is set to a position where the following (a) and (b) can be realized, and the second displacement end position is set to the following (c) and ( d) is set to a feasible position,
(A) When the cam side contact portion is in contact with the base circle portion of the cam, the first link and the second link are extended, and the cam side contact portion of the second link is (B) Based on the fact that the cam side contact portion is pushed by the nose of the cam, the connecting portion between the first link and the second link is the cam. The first and second links bend so as to protrude in a direction opposite to the direction of the intake valve pressing by (c) When the cam side contact portion is in contact with the base circle portion of the cam, The first and second links are bent so that the connecting portion with the second link protrudes in the pressing direction of the intake valve due to the nose of the cam, and the cam side contact portion rotates with respect to the cam. (D) The second link in which the first link and the second link are extended when the cam side contact portion is located at the nose apex portion of the cam. When the shaft is at the second displacement end position, the distance in the opening / closing direction of the intake valve between the cam side contact portion and the valve side contact portion is maximum, and the shaft is in the second position. The gist of the present invention is that the distance becomes shorter as the distance from the first displacement end position approaches the first displacement end position.
上記構成によれば、第2リンクのカム側接触部がカムのベース円部分に接触している状態にあって、シャフトが第1の変位端位置と第2の変位端位置への間で変位すると、上記カム側接触部がカムのベース円部における回転方向前方側の部分と回転方向後方側の部分との間で変位する。これにより、吸気バルブのバルブタイミング(最大リフト量の生じるタイミング)が変化する。また、シャフトが第1の変位端位置と第2の変位端位置との間で変位するとき、第1リンクと第2リンクとの位置関係は、上記(a)に示されるように延びた状態と上記(c)に示されるように折れ曲がった状態との間で変化する。このように第1リンクと第2リンクとの位置関係を変化させる際に両者が折れ曲がることにより、シャフトが第1の変位端位置と第2の変位端位置との間で変位するときの第1及び第2リンクの変位に用いられるスペースが小さく抑えられる。 According to the above configuration, the cam side contact portion of the second link is in contact with the base circle portion of the cam, and the shaft is displaced between the first displacement end position and the second displacement end position. Then, the cam side contact portion is displaced between the portion on the front side in the rotation direction and the portion on the rear side in the rotation direction in the base circle portion of the cam. As a result, the valve timing of the intake valve (the timing at which the maximum lift amount occurs) changes. Further, when the shaft is displaced between the first displacement end position and the second displacement end position, the positional relationship between the first link and the second link extends as shown in (a) above. And the bent state as shown in (c) above. As described above, when the positional relationship between the first link and the second link is changed, both of them are bent so that the shaft is displaced between the first displacement end position and the second displacement end position. And the space used for the displacement of the second link is kept small.
一方、第1リンクと第2リンクとの位置関係が上記(a)に示されるように延びた状態にあるとき、第2リンクのカム側接触部がカムのノーズにより押されると、第1リンクと第2リンクとの位置関係が上記(b)に示されるように折れ曲がった状態になる。また、第1リンクと第2リンクとの位置関係が上記(c)に示されるように折れ曲がった状態にあるとき、第2リンクのカム側接触部がカムのノーズにより押されると、そのカム側接触部がカムのノーズ頂点部分と接触するまでの間は第1リンクと第2リンクとが折れ曲がった状態のままとなる。このようにカム側接触部がカムのノーズに押される際にも第1リンクと第2リンクとが折れ曲がった状態となるため、上記カム側接触部がカムのノーズに押されるときの第1及び第2リンクの変位に用いられるスペースも小さく抑えられる。 On the other hand, when the positional relationship between the first link and the second link is extended as shown in (a) above, if the cam-side contact portion of the second link is pushed by the nose of the cam, the first link And the second link are bent as shown in (b) above. Further, when the positional relationship between the first link and the second link is bent as shown in (c) above, if the cam side contact portion of the second link is pushed by the nose of the cam, the cam side The first link and the second link remain bent until the contact portion comes into contact with the nose apex portion of the cam. Since the first link and the second link are bent even when the cam side contact portion is pushed by the nose of the cam in this way, the first and the second when the cam side contact portion is pushed by the nose of the cam. The space used for the displacement of the second link is also kept small.
以上により、吸気バルブのバルブタイミングの進角を内燃機関のポンピングロスの低減にとって十分な程度まで実施すべく、同バルブタイミングの可変範囲を広くとったとしても、シャフトを第1の変位端位置と第2の変位端位置との間で変位させる際、カム側接触部がカムのノーズに押されている場合であれ、そうでない場合であれ、第1及び第2リンクがそれらの変位用のスペースとして内燃機関上で確保されるスペースからはみ出してしまうことは抑制される。従って、吸気バルブのバルブタイミングを可変とすることの可能な範囲を小さく抑えなくてもよくなり、上記バルブタイミングの進角を上述した十分な程度まで実施することができる。言い換えれば、吸気バルブの開閉特性の可変を必要とされる程度に広い範囲をもって行うことができるようになる。 Thus, even if the variable range of the valve timing is widened so that the advance timing of the valve timing of the intake valve is sufficient to reduce the pumping loss of the internal combustion engine, the shaft is positioned at the first displacement end position. When displacing between the second displacement end positions, whether or not the cam side contact portion is pushed by the nose of the cam, the first and second links have spaces for their displacement. As a result, it is possible to suppress the protrusion from the space secured on the internal combustion engine. Therefore, the range in which the valve timing of the intake valve can be made variable does not need to be kept small, and the advance timing of the valve timing can be implemented to the above-described sufficient degree. In other words, the opening / closing characteristics of the intake valve can be varied over a wide range as required.
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記シャフト、前記第1リンク、前記ピン、及び前記第2リンクは内燃機関の各気筒毎にそれぞれ設けられ、前記駆動機構は前記各気筒のシャフトを一体的に平行移動させるものであり、前記各気筒のシャフトはその径方向位置を気筒毎に設けられた調整機構によって個別に微調整可能とされていることを要旨とした。 According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the shaft, the first link, the pin, and the second link are provided for each cylinder of an internal combustion engine, and the drive mechanism is provided for each of the above-described driving mechanisms. The shafts of the cylinders are integrally translated, and the shafts of the cylinders can be individually finely adjusted by adjusting mechanisms provided for the cylinders in the radial direction.
上記構成によれば、駆動機構による各気筒のシャフトの一体的な平行移動を通じて、各気筒の仲介部材全部が同時に平行移動され、吸気バルブの開閉特性の可変が各気筒で同時にかつ同じ態様で行われるようになる。そして、吸気バルブ及びその周辺部品の寸法交差等により吸気バルブの開閉特性に気筒間でのばらつきが生じたときには、各気筒毎に設けられた調整機構を用いて各気筒のシャフトの径方向位置が個別に微調整され、これにより上記吸気バルブの開閉特性の気筒間でのばらつきをなくすことができるようになる。 According to the above configuration, through the integral translation of the shaft of each cylinder by the drive mechanism, all the mediating members of each cylinder are translated at the same time, and the opening / closing characteristics of the intake valves can be changed simultaneously and in the same manner in each cylinder. Will come to be. When the intake valve opening / closing characteristics vary among cylinders due to the crossing of the dimensions of the intake valve and its peripheral parts, the radial position of the shaft of each cylinder is adjusted using an adjustment mechanism provided for each cylinder. Fine adjustment is performed individually, so that variations in the opening / closing characteristics of the intake valve among the cylinders can be eliminated.
請求項3記載の発明では、回転するカムにより押されてシャフト回りで揺動するとともに同揺動を通じて吸気バルブを開弁方向に押圧する仲介部材と、その仲介部材における前記カム側との接触部分であるカム側接触部が同カムの回転方向前方または後方に変位するよう前記シャフトを径方向に平行移動させる駆動機構とを備え、前記仲介部材には前記仲介部材に接触するプロフィール面が形成され、このプロフィール面に関しては前記吸気バルブ側との接触部分であるバルブ側接触部と前記カム側接触部との間の前記吸気バルブの開閉方向についての距離が前記駆動機構による前記シャフトの平行移動に伴い変化するように形成されている内燃機関の可変動弁機構において、前記駆動機構は、内燃機関の各気筒毎に設けられた前記シャフトを一体的に第1の変位端位置と第2の変位端位置との間で変位させるものであり、前記第1の変位端位置に関しては、前記カム側接触部が前記カムのベース円部分に接触しているとき、同接触が前記カムに対しその回転方向後方側の部分で行われるように設定されており、前記第2の変位端位置に関しては、前記カム側接触部が前記カムのベース円部分に接触しているとき、同接触が前記カムに対しその回転方向前方側の部分で行われるように設定されており、前記仲介部材のプロフィール面に関しては、前記シャフト位置が前記第2の変位端位置にあるときカム側接触部とバルブ側接触部との間の吸気バルブの開閉方向についての距離が最大となり、前記シャフト位置が前記第2の変位端位置から前記第1の変位端位置に近づくほど上記距離が短くなるよう形成されており、前記各気筒のシャフトはその径方向位置を気筒毎に設けられた調整機構によって個別に微調整可能とされていることを要旨とした。 According to a third aspect of the present invention, an intermediate member that is pushed by the rotating cam and swings around the shaft and presses the intake valve in the valve opening direction through the swing, and a contact portion between the intermediate member and the cam side A drive mechanism that translates the shaft in the radial direction so that the cam side contact portion is displaced forward or backward in the rotational direction of the cam, and the intermediate member is formed with a profile surface that contacts the intermediate member. With respect to this profile surface, the distance in the opening / closing direction of the intake valve between the valve side contact portion, which is a contact portion with the intake valve side, and the cam side contact portion is determined by the parallel movement of the shaft by the drive mechanism. In the variable valve mechanism of the internal combustion engine formed so as to change with the above, the drive mechanism is the shaft provided for each cylinder of the internal combustion engine The first displacement end position and the second displacement end position are integrally displaced, and the cam side contact portion contacts the base circle portion of the cam with respect to the first displacement end position. The contact is set so that the contact is made with respect to the cam at a portion on the rear side in the rotational direction. With respect to the second displacement end position, the cam side contact portion is the base circle of the cam. When contacting the portion, the contact is set so that the contact is made at the portion on the front side in the rotational direction with respect to the cam, and the shaft position is the second displacement with respect to the profile surface of the mediating member. When in the end position, the distance in the opening and closing direction of the intake valve between the cam side contact portion and the valve side contact portion is maximized, and the shaft position is changed from the second displacement end position to the first displacement end position. The closer the distance is It is formed so that the shorter shaft of each cylinder was summarized in that there is a possible fine adjustment individually by adjusting mechanism provided its radial position in each cylinder.
上記構成によれば、駆動機構による各気筒のシャフトの一体的な平行移動を通じて、各気筒の仲介部材全部が同時に平行移動され、吸気バルブの開閉特性の可変が各気筒で同時にかつ同じ態様で行われるようになる。そして、吸気バルブ及びその周辺部品の寸法交差等により吸気バルブの開閉特性に気筒間でのばらつきが生じたときには、各気筒毎に設けられた調整機構を用いて各気筒のシャフトの径方向位置が個別に微調整され、これにより上記吸気バルブの開閉特性の気筒間でのばらつきをなくすことができるようになる。 According to the above configuration, through the integral translation of the shaft of each cylinder by the drive mechanism, all the mediating members of each cylinder are translated at the same time, and the opening / closing characteristics of the intake valves can be changed simultaneously and in the same manner in each cylinder. Will come to be. When the intake valve opening / closing characteristics vary among cylinders due to the crossing of the dimensions of the intake valve and its peripheral parts, the radial position of the shaft of each cylinder is adjusted using an adjustment mechanism provided for each cylinder. Fine adjustment is performed individually, so that variations in the opening / closing characteristics of the intake valve among the cylinders can be eliminated.
請求項4記載の発明では、請求項2又は3記載の発明において、前記調整機構は、前記シャフトの軸線と平行な中心線周りに同シャフトを回動させることで、前記シャフトの径方向位置を調整するものであることを要旨とした。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the invention, the adjusting mechanism rotates the shaft around a center line parallel to the axis of the shaft to thereby adjust the radial position of the shaft. The gist is to adjust.
上記構成によれば、各気筒のシャフトの径方向位置を微調整するうえで調整機構に必要とされる機能は、シャフトの軸線と平行な中心線回りに同シャフトを回動させるという機能だけであるため、同機構に複雑な部品を用いる必要がない。 According to the above configuration, the function required for the adjustment mechanism to finely adjust the radial position of the shaft of each cylinder is only the function of rotating the shaft around a center line parallel to the axis of the shaft. Therefore, it is not necessary to use complicated parts for the mechanism.
[第1実施形態]
以下、本発明を自動車用の多気筒エンジンに適用した第1実施形態を図1〜図6に基づき説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a multi-cylinder engine for an automobile will be described with reference to FIGS.
図1は、エンジンのシリンダヘッド1における所定気筒の吸気バルブ2周りの構造を示す概略図である。この吸気バルブ2はエンジンの吸気通路と燃焼室との連通・遮断を行うべく開閉動作するものである。シリンダヘッド1には吸気バルブ2を駆動するための吸気カムシャフト4が設けられ、吸気カムシャフト4には吸気カム4aが固定されている。そして、エンジンのクランクシャフトからの回転伝達を通じて吸気カムシャフト4が吸気カム4aと共に一体回転すると、その吸気カム4aの回転を通じて吸気バルブ2が開閉動作する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a structure around an
エンジンのシリンダヘッド1において、吸気カム4aと吸気バルブ2との間には、その吸気バルブ2の開閉特性を可変とする可変動弁機構6が設けられている。この可変動弁機構6は、吸気バルブ2の最大リフト量、作動角、及びバルブタイミング(最大リフト量の得られるタイミング)を可変とするものである。そして、回転する吸気カム4aのノーズ4bによって可変動弁機構6が押圧されると、その際の押圧力が可変動弁機構6及びロッカアーム7を介して吸気バルブ2に伝達され、当該吸気バルブ2がリフトするようになる。
In the cylinder head 1 of the engine, a
ロッカアーム7においては、基端部がラッシュアジャスタ8によって支持されるとともに先端部が吸気バルブ2に接触し、それら基端部と先端部との間に吸気カム4aのノーズ4bによる押圧を受けるローラ10が回転可能に支持されている。また、ロッカアーム7はラッシュアジャスタ8及び吸気バルブ2のバルブスプリング9によって可変動弁機構6側に付勢されている。従って、回転する吸気カム4aによる可変動弁機構6及びロッカアーム7の吸気バルブ2側への押圧、及びバルブスプリング9による吸気バルブ2のロッカアーム7側への押圧により、吸気カム4aの回転に基づき吸気バルブ2が開閉動作するようになる。
In the
次に、可変動弁機構6の具体的な構造について説明する。
この可変動弁機構6は、回転する吸気カム4aに押されてシャフト11周りで揺動するとともに同揺動を通じて吸気バルブ2(ロッカアーム7)を開弁方向に押圧する仲介部材12と、上記シャフト11を仲介部材12と共に径方向に平行移動させる駆動機構13とを備えている。
Next, a specific structure of the
The
上記仲介部材12は、吸気カムシャフト4と平行に延びる上記シャフト11に対し同シャフト11周りでの揺動を可能とした状態で連結された第1リンク12aと、その第1リンク12aに対し上記シャフト11と平行に延びるピン14を介して同ピン14を中心に回動可能に連結された第2リンク12bとから構成されている。そして、第2リンク12bには、吸気カム4aが接触するローラ27が回転可能に支持されるとともに、吸気バルブ2(ロッカアーム7)を開弁方向に押圧するプロフィール面16が形成されている。また、第2リンク12bのローラ27における吸気カム4aと接触する部分はカム側接触部15となっている。
The
上記駆動機構13は、吸気カムシャフト4と平行な中心線周りに回動可能とされるウォームホイール17を備えている。このウォームホイール17における中心線から離れた位置には上記シャフト11が固定されており、ウォームホイール17の回動を通じて同シャフト11における第1の変位端位置P1と第2の変位端位置P2との間での変位が行われる。なお、図1及び図2にはシャフト11が第1の変位端位置P1に位置した状態が示されており、図3及び図4にはシャフト11が第2の変位端位置P2に位置した状態が示されている。
The
各気筒のウォームホイール17は、それら各気筒に亘って吸気カムシャフト4と平行に延びる駆動軸18を介して互いに連結されている。より詳しくは、駆動軸18における各気筒のウォームホイール17に対応する部分にはそれぞれウォームギヤ19が形成され、そのウォームギヤ19を対応するウォームホイール17の外周に形成されたギヤ17aと噛み合わせることにより、各ウォームホイール17が駆動軸18を介して互いに連結される。この駆動軸18にはモータ20が連結されている。そして、同モータ20を駆動して駆動軸18を正方向または逆方向に回転させると、各気筒のウォームホイール17が一体的に回動し、同ウォームホイール17に固定された各気筒のシャフト11が第1の変位端位置P1と第2の変位端位置P2との間で一体的に平行移動する。
The
ここで、第1の変位端位置P1は以下の(a)及び(b)を実現可能な位置に設定されるとともに、第2の変位端位置P2は以下の(c)及び(d)を実現可能な位置に設定されている。 Here, the first displacement end position P1 is set to a position where the following (a) and (b) can be realized, and the second displacement end position P2 realizes the following (c) and (d). It is set to a possible position.
(a)図1に示されるように、第2リンク12bのカム側接触部15が吸気カム4aのベース円部分4cに接触しているとき、第1リンク12aと第2リンク12bとが伸びた状態になるとともに、同第2リンク12bのカム側接触部15が吸気カム4aに対しその回転方向後方側(進角側)の部分で接触する。
(A) As shown in FIG. 1, when the cam
(b)図2に示されるように、第2リンク12bのカム側接触部15が吸気カム4aのノーズ4bにより押されることに基づき、第1リンク12aと第2リンク12bとの連結部分が吸気カム4aによる吸気バルブ2の押圧方向と逆方向(図中の右上方向)に突出するようそれら第1及び第2リンク12a,12bが折れ曲がる。
(B) As shown in FIG. 2, based on the fact that the cam
(c)図3に示されるように、第2リンク12bのカム側接触部15が吸気カム4aのベース円部分4cに接触しているとき、第1リンク12aと第2リンク12bとの連結部分が吸気カム4aのノーズ4bによる吸気バルブ2の押圧方向(図中の左下方向)に突出するようそれら第1及び第2リンク12a,12bが折れ曲がる。更に、このときに、上記カム側接触部15が吸気カム4aに対しその回転方向前方側(遅角側)の部分で接触する。
(C) As shown in FIG. 3, when the cam
(d)図4に示されるように、第2リンク12bのカム側接触部15が吸気カム4aのノーズ4b頂点部分に位置しているとき、第1リンク12aと第2リンク12bとが伸びた状態になる。
(D) As shown in FIG. 4, when the cam
また、第2リンク12bのプロフィール面16に関しては、シャフト11が第2の変位端位置P2にあるとき(図3、図4)カム側接触部15とプロフィール面16における吸気バルブ2側との接触部分であるバルブ側接触部21との間における吸気バルブ2の開閉方向についての距離Xが最大となるよう形成されている。更に、上記プロフィール面16に関しては、シャフト11が第2の変位端位置P2から第1の変位端位置P1に近づくほど上記距離Xが短くなるよう形成され、シャフト11が第1の変位端位置P1にあるとき(図1、図2)上記距離Xが最小値となるよう形成されている。
As for the
エンジンの運転状態の変化として例えば高負荷運転からアイドル運転への変化が生じる状況下では、そのときの吸気バルブ2の開閉特性の理想的な変化である図14の矢印Y2で示される変化を実現することを意図して、シャフト11が第2の変位端位置P2にある状態から第1の変位端位置P1へと変位される。具体的には、シャフト11が第2の変位端位置P2にある状態から第1の変位端位置P1へと変位されるよう、モータ20の駆動を通じてウォームホイール17が回動されることとなる。これにより、上述した状況下での吸気バルブ2の開閉特性の理想的な変化、すなわち図14の矢印Y2で示される変化が実現される。
For example, in a situation where the engine operating state changes from high load operation to idle operation, the change indicated by the arrow Y2 in FIG. 14, which is an ideal change in the opening / closing characteristics of the
次に、ウォームホイール17に固定されたシャフト11回りの詳細な構造、より詳しくはシャフト11の径方向位置を各気筒毎に微調整するための調整機構の詳細な構造について、図5及び図6を併せ参照して説明する。なお、図5はシャフト11回りの構造を示す拡大図であり、図6は図5のシャフト11及びウォームホイール17等を矢印A−A方向から見た断面図である。
Next, a detailed structure around the
図6に示されるように、シャフト11は、ウォームホイール17の穴22に挿入される小径部11aと、第1リンク12aの孔23に挿入されるとともに上記小径部11aよりも大径に形成された大径部11bとを備えている。これら小径部11a及び大径部11bに関しては、各々の中心線C1,C2がずれて平行となるよう形成されている。シャフト11において、大径部11bの中心線C2は第1リンク12aにおける孔23の中心線と一致しており、小径部11aの中心線C1はウォームホイール17における穴22の中心線と一致している。そして、大径部11bと孔23とはそれらの周方向に相対移動可能となっており、小径部11aと穴22とはそれらの周方向に相対移動可能となっている。
As shown in FIG. 6, the
従って、シャフト11に関しては、ウォームホイール17に対し小径部11aの中心線C1を中心に回動可能となっており、その回動を通じて大径部11bが第1リンク12aの孔23との間で周方向に相対移動しながらウォームホイール17に対し上記中心線C1回りに変位することが可能となる。こうした大径部11bの上記中心線C1回りでの変位を通じて、第1リンク12a(仲介部材12)がウォームホイール17に対しシャフト11の径方向に変位するようになる。そして、各気筒毎にシャフト11の大径部11bをウォームホイール17に対し上記中心線C1回りで変位させることにより、シャフト11及び第1リンク12a(仲介部材12)のウォームホイール17に対する同シャフト11の径方向についての位置調整を各気筒毎に行うことが可能になる。
Accordingly, the
シャフト11における大径部11bには、その大径部11bを中心線C2方向に貫通するボルト24を挿入するための長孔25が形成されている。長孔25は図5に示されるように小径部11aの中心線C1を中心とする周方向に延びており、同長孔25に挿入されたボルト24は図6に示されるようにウォームホイール17にねじ込まれている。そして、このボルト24を締め付けて同ボルト24の頭部24aとウォームホイール17との間に大径部11bを挟み込むことにより、大径部11bのウォームホイール17に対する上記中心線C1を中心とする周方向への変位が禁止される。通常は、このようにして大径部11bのウォームホイール17に対する変位が禁止された状態となっている。従って、ウォームホイール17に対するシャフト11及び第1リンク12a(仲介部材12)の同シャフト11の径方向についての位置の微調整に関しては、ボルト24を緩めることによって実施可能となり、同ボルト24を緩めた状態で行われることとなる。
In the
この実施形態では、シャフト11における小径部11a、大径部11b、ボルト24、及び長孔25等により、シャフト11の径方向位置を各気筒毎に微調整するための調整機構26が構成されている。そして、同調整機構26は各気筒毎に設けられている。
In this embodiment, an
次に、可変動弁機構6の動作について詳しく説明する。
図1に示されるように、例えば第2リンク12bのカム側接触部15が吸気カム4aのベース円部分4cに接触している状態にあって、モータ20の駆動を通じて各気筒のウォームホイール17の回動が行われることにより、シャフト11が第1の変位端位置P1(図1)と第2の変位端位置P2(図2)との間で変位したとする。この場合、各気筒のシャフト11が同じように第1の変位端位置P1と第2の変位端位置P2との間で変位し、上記カム側接触部15が各気筒で同じように吸気カム4aにおけるベース円部分4cの回転方向前方側の部分と回転方向後方側の部分との間で変位する。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, for example, the cam
より詳しくは、シャフト11が第1の変位端位置P1にあるときには、上記カム側接触部15が図1に示されるベース円部分4cに対しその回転方向(図中の矢印AR1方向)後方側の部分に接触する。この場合、吸気カム4aのノーズ4bにより第2リンク12bを介して吸気バルブ2がリフトされる際、その吸気バルブ2のバルブタイミング(最大リフトの得られるタイミング)が最も進角することとなる。また、シャフト11が第1の変位端位置P1にあるときには、カム側接触部15とバルブ側接触部21との間における吸気バルブ2の開閉方向についての距離Xが最小となるため、上記のように吸気バルブ2がリフトされる際の同バルブ2の最大リフト量及び作動角が最小となる。
More specifically, when the
一方、図3に示されるように、シャフト11が第2の変位端位置P2にあるときには、上記カム側接触部15がベース円部分4cに対しその回転方向(図中の矢印AR1方向)前方側の部分に接触する。この場合、吸気カム4aのノーズ4bにより第2リンク12bを介して吸気バルブ2がリフトされる際、その吸気バルブ2のバルブタイミング(最大リフトの得られるタイミング)が最も遅角することとなる。また、シャフト11が第2の変位端位置P2にあるときには、カム側接触部15とバルブ側接触部21との間における吸気バルブ2の開閉方向についての距離Xが最大となるため、上記のように吸気バルブ2がリフトされる際の同バルブ2の最大リフト量及び作動角が最大となる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the
そして、エンジンの運転状態が高負荷運転からアイドル運転への変化する際には、各気筒のシャフト11が第2の変位端位置P2(図3、図4)から第1の変位端位置P1(図1、図2)へと同時にかつ同じ態様で変位される。これにより、各気筒の吸気バルブ2の最大リフト量及び作動角が最大値から最小値へと徐々に変化してゆくとともに、その変化に伴い吸気バルブ2のバルブタイミングも最遅角状態から最進角状態へと徐々に変化してゆく。その結果、図14の矢印Y2で示される吸気バルブ2の開閉特性の理想的な変化が各気筒で実現されることとなる。
When the engine operating state changes from the high load operation to the idle operation, the
ここで、カム側接触部15が吸気カム4aのベース円部分4cに接触した状態にあって、シャフト11が第1の変位端位置P1(図1)と第2の変位端位置P2(図3)との間で変位するとき、第1リンク12aと第2リンク12bとの位置関係は、上記(a)に示される状態と上記(c)に示される状態との間で変化する。より詳しくは、図1に示される第1及び第2リンク12a,12bが伸びた状態と図3に示される第1及び第2リンク12a,12bが折れ曲がった状態との間で、第1リンク12aと第2リンク12bとの位置関係が変化する。このように第1リンク12aと第2リンク12bとの位置関係を変化させる際に両者が折れ曲がることにより、シャフト11が第1の変位端位置P1と第2の変位端位置P2との間で変位するときの第1及び第2リンク12a,12bの変位に用いられるスペースが小さく抑えられる。
Here, when the cam
一方、第1リンク12aと第2リンク12bとの位置関係が上記(a)に示されるように両者の延びた状態にあるとき(図1)、第2リンク12bのカム側接触部15が吸気カム4aのノーズ4bにより押されると、第1リンク12aと第2リンク12bとの位置関係が上記(b)に示されるように両者の折れ曲がった状態になる(図2)。また、第1リンク12aと第2リンク12bとの位置関係が上記(c)に示されるように両者の折れ曲がった状態にあるとき(図3)、カム側接触部15が吸気カム4aのノーズ4bにより押されると、カム側接触部15が図4に示されるようにノーズ4b頂点部分と接触するまでの間、上記折れ曲がった状態が保持される。このようにカム側接触部15がノーズ4bにより押される際にも第1リンク12aと第2リンク12bとが折れ曲がった状態となるため、上記カム側接触部15がノーズ4bに押されるときの第1及び第2リンク12a,12bの変位に用いられるスペースも小さく抑えられる。
On the other hand, when the positional relationship between the
以上のように、カム側接触部15が吸気カム4aのノーズ4bに押されている場合であれ、そうでない場合であれ、シャフト11を第1の変位端位置P1と第2の変位端位置P2との間で変位させる際における第1及び第2リンク12a,12bの変位に用いられるスペースを小さく抑えることが可能になる。このため、アイドル運転時の吸気バルブ2のバルブタイミングの進角をエンジンのポンピングロス低減にとって十分な程度まで実施すべく、同バルブタイミングの可変範囲を広くとったとしても、第1及び第2リンク12a,12bを変位させるためのスペース上の問題が生じることは抑制される。すなわち、シャフト11を第1の変位端位置P1と第2の変位端位置P2との間で変位させる際、第1及び第2リンク12a,12bがそれらの変位用のスペースとしてエンジン上で確保されるスペースからはみ出してしまうことが抑制される。
As described above, whether the cam
ところで、多気筒エンジンにおいては、吸気バルブ2及びその周辺部品の寸法公差等により、吸気バルブ2の開閉特性に気筒間でのばらつきが生じる。しかし、モータ20による駆動軸18の回動を通じて吸気バルブ2の開閉特性の気筒間でのばらつきをなくすことはできない。これは、駆動軸18の回動を通じて吸気バルブ2の開閉特性の調整を行う場合、その調整を各気筒において同じの態様で行うことしかできないためである。従って、このように吸気バルブ2の開閉特性を調整を行う場合、所定の気筒では吸気バルブ2の開閉特性を適正に調整することはできても、他の気筒では吸気バルブ2の開閉特性を適正に調整することができずに同開閉特性が不適切なものとなる。
By the way, in a multi-cylinder engine, the opening / closing characteristics of the
こうしたことへの対処として、各気筒毎に設けられた調整機構26によるシャフト11の径方向位置の微調整が行われる。
具体的には、図5及び図6に示されるボルト24が緩められ、シャフト11の大径部11bがウォームホイール17に対し小径部11aの中心線C1回りに回動可能な状態とされる。この大径部11bがウォームホイール17に対し中心線C1回りで回動されることにより、シャフト11及び仲介部材12における同シャフト11の径方向についての位置が微調整され、それに伴い吸気バルブ2の開閉特性が変化する。従って、こうした大径部11bのウォームホイール17に対する中心線C1回りでの回動を通じて、吸気バルブ2の開閉特性が適正となるようシャフト11の径方向位置が微調整されることとなる。そして、同微調整後にはボルト24が締め付けられ、大径部11bのウォームホイール17に対する中心線C1回りでの回動が禁止される。更に、こうしたシャフト11の径方向位置の微調整は各気筒毎に行われ、吸気バルブ2の開閉特性が各気筒毎にそれぞれ適正となるよう調整される。このように各気筒でシャフト11の径方向位置の微調整が行われることにより、吸気バルブ2の開閉特性が気筒間でばらつくことがないようにされる。
As a countermeasure to this, fine adjustment of the radial position of the
Specifically, the
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)シャフト11を第1の変位端位置P1と第2の変位端位置P2との間で変位させる際における第1及び第2リンク12a,12bの変位に用いられるスペースを小さく抑えることが可能になる。このため、アイドル運転時の吸気バルブ2のバルブタイミングの進角をエンジンのポンピングロス低減にとって十分な程度まで実施すべく、同バルブタイミングの可変範囲を広くとったとしても、第1及び第2リンク12a,12bを変位させるためのスペース上の問題が生じることは抑制される。従って、吸気バルブ2のバルブタイミングを可変とすることの可能な範囲を小さく抑えなくてもよくなり、上記バルブタイミングの進角を上述した十分な程度まで実施することができる。言い換えれば、吸気バルブ2の開閉特性の可変を必要とされる程度に広い範囲をもって行うことができるようになる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) It is possible to reduce the space used for the displacement of the first and
(2)駆動機構13による各気筒のシャフト11の一体的な平行移動を通じて、各気筒の仲介部材12全部が同時に同シャフト11の径方向に平行移動され、吸気バルブ2の開閉特性の可変が各気筒で同時にかつ同じ態様で行われるようになる。そして、吸気バルブ2及びその周辺部品の寸法交差等により吸気バルブ2の開閉特性に気筒間でのばらつきが生じたときには、各気筒毎に設けられた調整機構26を用いて各気筒のシャフト11の径方向位置が個別に微調整され、これにより上記吸気バルブ2の開閉特性の気筒間でのばらつきをなくすことができるようになる。
(2) Through the integral translation of the
(3)吸気カム4aの回転に伴い仲介部材12における第1リンク12aと第2リンク12bとの位置関係が、図1及び図4に示される互いに延びた状態と図2及び図3に示される互いに折れ曲がった状態との間で変化する。このように第1リンク12aと第2リンク12bとの位置関係を変化させることによって、第2リンク12bにおけるプロフィール面16の形成自由度が高くなり、シャフト11を第1の変位端位置P1と第2の変位端位置P2との間で変化させるときに吸気バルブ2の開閉特性が理想的に変化するようプロフィール面16を形成することが容易になる。
(3) With the rotation of the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図7〜図12に基づき説明する。
図7に示されるように、この実施形態の可変動弁機構6も、回転する吸気カム4aに押されてシャフト11周りで揺動するとともに同揺動を通じて吸気バルブ2(ロッカアーム7)を開弁方向に押圧する仲介部材12と、上記シャフト11を仲介部材12と共に径方向に平行移動させる駆動機構13とを備えている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7, the
上記仲介部材12においては、ローラ27及びプロフィール面16等が設けられており、ローラ27における吸気カム4a側との接触部分がカム側接触部15になるとともに、プロフィール面16における吸気バルブ2側(ロッカアーム7)との接触部分がバルブ側接触部21となっている。
The
上記駆動機構13は、エンジンの各気筒に亘って吸気カムシャフト4と平行に延びる駆動軸18を備えている。この駆動軸18には各気筒のシャフト11が固定されており、それらシャフト11における上記駆動軸18の固定位置は同シャフト11の中心線C3からずれた位置となっている。そして、この駆動軸18に連結されたモータ20の駆動を通じて、駆動軸18を正回転方向または逆回転方向に回転させると、各気筒のシャフト11が駆動軸18の中心線C4回りに一体的に回動する。これにより、各気筒のシャフト11が第1の変位端位置P1と第2の変位端位置P2との間で変位する。なお、図7及び図8にはシャフト11が第1の変位端位置P1に位置した状態が示されており、図9及び図10にはシャフト11が第2の変位端位置P2に位置した状態が示されている。
The
ここで、第1の変位端位置P1に関しては、カム側接触部15が吸気カム4aのベース円部分4cに接触しているとき、同接触が吸気カム4aに対しその回転方向(矢印AR方向)の後方側(進角側)の部分で行われるように設定されている。また、第2の変位端位置P2に関しては、カム側接触部15が吸気カム4aのベース円部分4cに接触しているとき、同接触が吸気カム4aに対しその回転方向(矢印AR方向)の前方側(遅角側)の部分で行われるように設定されている。
Here, regarding the first displacement end position P1, when the cam-
更に、仲介部材12のプロフィール面16に関しては、シャフト11が第2の変位端位置P2にあるとき(図9、図10)カム側接触部15とバルブ側接触部21との間の吸気バルブ2の開閉方向についての距離Xが最大となるよう形成されている。更に、上記プロフィール面16に関しては、シャフト11が第2の変位端位置P2から第1の変位端位置P1に近づくほど上記距離Xが短くなるよう形成され、シャフト11が第1の変位端位置P1にあるとき(図7、図8)上記距離Xが最小値となるよう形成されている。
Further, with respect to the
そして、エンジンの運転状態の変化として例えば高負荷運転からアイドル運転への変化が生じる状況下では、シャフト11が第2の変位端位置P2にある状態から第1の変位端位置P1へと変位されるよう、モータ20の駆動を通じて駆動軸18が回動される。
Then, for example, in a situation where the engine operating state changes from high load operation to idle operation, the
次に、シャフト11における駆動軸18回りの詳細な構造、より詳しくはシャフト11の径方向位置を各気筒毎に微調整するための調整機構26の詳細な構造について、図11及び図12を併せ参照して説明する。なお、図11はシャフト11における駆動軸18回りの構造を示す拡大図であり、図12は図11のシャフト11及び駆動軸18等を矢印B−B方向から見た断面図である。
Next, a detailed structure of the
図11に示されるように、駆動軸18にはシャフト11よりも小径の円板状に形成された調整カム31が固定されている。この調整カム31及び駆動軸18に関しては、各々の中心線C5,C4がずれて平行となるように位置している。また、それら中心線C5,C4はシャフト11の中心線C3とも平行になっている。
As shown in FIG. 11, an
図12に示されるように、シャフト11においては、上記駆動軸18を貫通させるための孔32と上記調整カム31を挿入するための穴33とが形成され、孔32の中心線が駆動軸18の中心線C4と一致するとともに、穴33の中心線が調整カム31の中心線C5と一致している。そして、駆動軸18と孔32とは中心線C4を中心とするそれらの周方向に相対移動可能となっており、調整カム31と穴33とは中心線C5を中心とするそれらの周方向に相対移動可能となっている。
As shown in FIG. 12, in the
従って、シャフト11に関しては、図11に示される駆動軸18(調整カム31)に対し調整カム31の中心線C5を中心に回動可能となっており、その回動を通じて調整カム31に対し周方向に相対移動しながらシャフト11の径方向に変位するようになる。そして、各気筒毎にシャフト11を調整カム31に対し上記中心線C5回りに回動させることにより、シャフト11及び仲介部材12の調整カム31(駆動軸18)に対する同シャフト11の径方向についての位置調整を各気筒毎に行うことが可能になる。
Accordingly, the
調整カム31には同カム31を中心線C5方向に貫通するボルト24を挿入するための長孔25が形成されている。長孔25は調整カム31の中心線C5を中心とする周方向に延びており、同長孔25に挿入されたボルト24は図12に示されるようにシャフト11にねじ込まれている。そして、このボルト24を締め付けて同ボルト24の頭部24aとシャフト11との間に調整カム31を挟み込むことにより、シャフト11の調整カム31に対する上記中心線C5を中心とする周方向への変位が禁止される。通常は、このようにしてシャフト11の調整カム31に対する変位が禁止された状態となっている。従って、調整カム31に対するシャフト11及び仲介部材12の同シャフト11の径方向についての位置の微調整に関しては、ボルト24を緩めることによって実施可能となり、同ボルト24を緩めた状態で行われることとなる。
The
この実施形態では、駆動軸18における調整カム31、ボルト24、及び長孔25等により、シャフト11の径方向位置を各気筒毎に微調整するための調整機構26が構成されている。そして、同調整機構26は各気筒毎に設けられている。
In this embodiment, an
ところで、多気筒エンジンにおいては、吸気バルブ2及びその周辺部品の寸法公差等により、吸気バルブ2の開閉特性に気筒間でのばらつきが生じることは第1実施形態にも記載したとおりである。こうしたことへの対処として、この実施形態でも、各気筒毎に設けられた調整機構26によるシャフト11の径方向位置の微調整が行われる。
By the way, as described in the first embodiment, in the multi-cylinder engine, the opening / closing characteristics of the
具体的には、図11及び図12に示されるボルト24が緩められ、シャフト11が調整カム31に対し同カム31の中心線C5回りに回動可能な状態とされる。このシャフト11が調整カム31に対し中心線C5回りで回動されることにより、シャフト11及び仲介部材12における同シャフト11の径方向についての位置が微調整され、それに伴い吸気バルブ2の開閉特性が変化する。従って、こうしたシャフト11の調整カム31に対する中心線C5回りでの回動を通じて、吸気バルブ2の開閉特性が適正となるようシャフト11の径方向位置が微調整されることとなる。そして、同微調整後にはボルト24が締め付けられ、シャフト11の調整カム31に対する中心線C5回りでの回動が禁止される。更に、こうしたシャフト11の微調整は各気筒毎に行われ、吸気バルブ2の開閉特性が各気筒毎にそれぞれ適正となるよう調整される。このように各気筒でシャフト11の径方向位置の微調整が行われることにより、吸気バルブ2の開閉特性が気筒間でばらつくことがないようにされる。
Specifically, the
この実施形態によれば、第1実施形態に記載した(2)の効果と同等の効果が得られるようになる。
[その他の実施形態]
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
According to this embodiment, an effect equivalent to the effect (2) described in the first embodiment can be obtained.
[Other Embodiments]
In addition, each said embodiment can also be changed as follows, for example.
・第1及び第2実施形態では、回動動作を通じてシャフト11を径方向に変位させる駆動機構13を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、シャフト11を径方向にスライド移動させる方式の駆動機構を採用してもよい。
-In 1st and 2nd embodiment, although the
第1及び第2実施形態では、各気筒のシャフト11の径方向位置を個別に微調整可能な調整機構として、同シャフト11の回動動作を通じて上記微調整を行う調整機構26を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、シャフト11を各気筒毎に個別に径方向にスライド移動させる方式の調整機構を採用してもよい。
In the first and second embodiments, the
・第1実施形態において、必ずしも調整機構26を設ける必要はない。
・第2実施形態において、仲介部材12を第1実施形態のように第1リンクと第2リンクとにより構成してもよい。
In the first embodiment, the
-In 2nd Embodiment, you may comprise the
1…シリンダヘッド、2…吸気バルブ、4…吸気カムシャフト、4a…吸気カム、4b…ノーズ、4c…ベース円部分、6…可変動弁機構、7…ロッカアーム、8…ラッシュアジャスタ、9…バルブスプリング、10…ローラ、11…シャフト、11a…小径部、11b…大径部、12…仲介部材、12a…第1リンク、12b…第2リンク、13…駆動機構、14…ピン、15…カム側接触部、16…プロフィール面、17…ウォームホイール、17a…ギヤ、18…駆動軸、19…ウォームギヤ、20…モータ、21…バルブ側接触部、22…穴、23…孔、24…ボルト、24a…頭部、25…長孔、26…調整機構、27…ローラ、31…調整カム、32…孔、33…穴。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder head, 2 ... Intake valve, 4 ... Intake cam shaft, 4a ... Intake cam, 4b ... Nose, 4c ... Base circle part, 6 ... Variable valve mechanism, 7 ... Rocker arm, 8 ... Rush adjuster, 9 ... Valve Spring, 10 ... Roller, 11 ... Shaft, 11a ... Small diameter part, 11b ... Large diameter part, 12 ... Intermediary member, 12a ... First link, 12b ... Second link, 13 ... Drive mechanism, 14 ... Pin, 15 ... Cam Side contact portion, 16 ... profile surface, 17 ... worm wheel, 17a ... gear, 18 ... drive shaft, 19 ... worm gear, 20 ... motor, 21 ... valve side contact portion, 22 ... hole, 23 ... hole, 24 ... bolt, 24a ... head, 25 ... long hole, 26 ... adjustment mechanism, 27 ... roller, 31 ... adjustment cam, 32 ... hole, 33 ... hole.
Claims (4)
前記仲介部材は、前記シャフトに対して同シャフト回りで揺動可能な第1リンクと、その第1リンクに対し同シャフトと同方向に延びるピンを介して同ピンを中心に回動可能に連結されるとともに前記カム側接触部及び前記プロフィール面が形成される第2リンクとから構成されており、
前記駆動機構は、前記シャフトを第1の変位端位置と第2の変位端位置との間で変位させるものであり、
前記第1の変位端位置は以下の(a)及び(b)を実現可能な位置に設定されるとともに、前記第2の変位端位置は以下の(c)及び(d)を実現可能な位置に設定され、
(a)前記カム側接触部が前記カムのベース円部分に接触しているとき、前記第1リンクと前記第2リンクとが伸びた状態になるとともに、同第2リンクのカム側接触部が前記カムに対しその回転方向後方側の部分で接触する
(b)前記カム側接触部が前記カムのノーズにより押されることに基づき、前記第1リンクと前記第2リンクとの連結部分が前記カムによる前記吸気バルブの押圧方向と逆方向に突出するようそれら第1及び第2リンクが折れ曲がる
(c)前記カム側接触部が前記カムのベース円部分に接触しているとき、前記第1リンクと前記第2リンクとの連結部分が前記カムのノーズによる前記吸気バルブの押圧方向に突出するようそれら第1及び第2リンクが折れ曲がるとともに、前記カム側接触部が前記カムに対しその回転方向前方側の部分で接触する
(d)前記カム側接触部が前記カムのノーズ頂点部分に位置しているとき、前記第1リンクと前記第2リンクとが伸びた状態になる
前記第2リンクのプロフィール面に関しては、前記シャフトが前記第2の変位端位置にあるときカム側接触部とバルブ側接触部との間の吸気バルブの開閉方向についての距離が最大となり、前記シャフトが前記第2の変位端位置から前記第1の変位端位置に近づくほど上記距離が短くなるよう形成されている
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 An intermediate member that is pushed by the rotating cam and swings around the shaft and presses the intake valve in the valve opening direction through the swing, and a cam side contact portion that is a contact portion of the intermediate member with the cam side are the same. A drive mechanism that translates the shaft in a radial direction together with the intermediate member so as to be displaced forward or backward in the rotational direction of the cam, and the intermediate member has a profile surface that presses the intake valve in the valve opening direction. With respect to this profile surface, the distance in the opening and closing direction of the intake valve between the valve side contact portion that is a contact portion with the intake valve side and the cam side contact portion is parallel to the shaft by the drive mechanism. In a variable valve mechanism of an internal combustion engine that is configured to change with movement,
The intermediary member is connected to the shaft so as to be rotatable about the same pin via a first link that can swing around the shaft and a pin that extends in the same direction as the shaft relative to the first link. And the cam side contact portion and the second link on which the profile surface is formed,
The drive mechanism displaces the shaft between a first displacement end position and a second displacement end position;
The first displacement end position is set to a position where the following (a) and (b) can be realized, and the second displacement end position is a position where the following (c) and (d) can be realized. Set to
(A) When the cam side contact portion is in contact with the base circle portion of the cam, the first link and the second link are extended, and the cam side contact portion of the second link is (B) Based on the fact that the cam side contact portion is pushed by the nose of the cam, the connecting portion between the first link and the second link is the cam. The first and second links bend so as to protrude in a direction opposite to the direction of the intake valve pressing by (c) When the cam side contact portion is in contact with the base circle portion of the cam, The first and second links are bent so that the connecting portion with the second link protrudes in the pressing direction of the intake valve due to the nose of the cam, and the cam side contact portion rotates with respect to the cam. (D) When the cam side contact portion is positioned at the nose apex portion of the cam, the first link and the second link are in an extended state. The second link When the shaft is at the second displacement end position, the distance in the opening / closing direction of the intake valve between the cam side contact portion and the valve side contact portion is maximum, and the shaft is in the second position. A variable valve mechanism for an internal combustion engine, characterized in that the distance decreases as the distance from the displacement end position approaches the first displacement end position.
前記各気筒のシャフトはその径方向位置を気筒毎に設けられた調整機構によって個別に微調整可能とされている
請求項1記載の内燃機関の可変動弁機構。 The shaft, the first link, the pin, and the second link are provided for each cylinder of the internal combustion engine, and the drive mechanism integrally translates the shaft of each cylinder,
The variable valve mechanism for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the shaft of each cylinder can be finely adjusted individually by an adjusting mechanism provided for each cylinder in the radial direction.
前記駆動機構は、内燃機関の各気筒毎に設けられた前記シャフトを一体的に第1の変位端位置と第2の変位端位置との間で変位させるものであり、
前記第1の変位端位置に関しては、前記カム側接触部が前記カムのベース円部分に接触しているとき、同接触が前記カムに対しその回転方向後方側の部分で行われるように設定されており、
前記第2の変位端位置に関しては、前記カム側接触部が前記カムのベース円部分に接触しているとき、同接触が前記カムに対しその回転方向前方側の部分で行われるように設定されており、
前記仲介部材のプロフィール面に関しては、前記シャフト位置が前記第2の変位端位置にあるときカム側接触部とバルブ側接触部との間の吸気バルブの開閉方向についての距離が最大となり、前記シャフト位置が前記第2の変位端位置から前記第1の変位端位置に近づくほど上記距離が短くなるよう形成されており、
前記各気筒のシャフトはその径方向位置を気筒毎に設けられた調整機構によって個別に微調整可能とされている
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 An intermediate member that is pushed by the rotating cam and swings around the shaft and presses the intake valve in the valve opening direction through the swing, and a cam side contact portion that is a contact portion of the intermediate member with the cam side are the same. A drive mechanism that translates the shaft in a radial direction so that the shaft is displaced forward or backward in the rotational direction of the cam, and a profile surface that contacts the mediation member is formed on the mediation member. A distance in the opening / closing direction of the intake valve between the valve side contact portion, which is a contact portion with the valve side, and the cam side contact portion is changed with the parallel movement of the shaft by the drive mechanism. In the variable valve mechanism of the internal combustion engine,
The drive mechanism integrally displaces the shaft provided for each cylinder of the internal combustion engine between a first displacement end position and a second displacement end position;
The first displacement end position is set such that when the cam side contact portion is in contact with the base circle portion of the cam, the contact is made at the portion on the rear side in the rotational direction with respect to the cam. And
The second displacement end position is set so that when the cam side contact portion is in contact with the base circle portion of the cam, the contact is made at the portion on the front side in the rotational direction with respect to the cam. And
Regarding the profile surface of the mediating member, when the shaft position is at the second displacement end position, the distance in the opening / closing direction of the intake valve between the cam side contact portion and the valve side contact portion is maximized, and the shaft The distance is shortened as the position approaches the first displacement end position from the second displacement end position,
A variable valve mechanism for an internal combustion engine, wherein the shaft of each cylinder can be finely adjusted individually by an adjusting mechanism provided for each cylinder in the radial direction.
請求項2又は3記載の内燃機関の可変動弁機構。 The variable valve for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the adjustment mechanism adjusts a radial position of the shaft by rotating the shaft around a center line parallel to the axis of the shaft. mechanism.
Priority Applications (1)
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JP2007052860A JP2008215163A (en) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | Variable valve mechanism for internal combustion engine |
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- 2007-03-02 JP JP2007052860A patent/JP2008215163A/en active Pending
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