JP2004204722A - Variable valve system for engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンの可変動弁装置に係り、特に三次元カムが備えられたカムシャフトのスラスト力を簡単な構成で且つ少ないフリクションで受けることができるエンジンの可変動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両には、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムが備えられたカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに設け、このカムシャフトと平行にロッカシャフトを配設し、エンジンの運転条件に応じてロッカシャフトを軸方向に変位(スライド)させるロッカシャフト駆動手段を設け、ロッカシャフトの軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるバルブリフト量変更手段を設け、そして、三次元カムとバルブ軸(バルブステムの中心)とを相対的にスライドさせてバルブリフトカーブを連続的に可変するエンジンの可変動弁装置を設置しているものがある。つまり、バルブリフト量を可変してエンジン性能を向上するエンジンの可変動弁装置においては、バルブリフト量をカムシャフトの軸方向に徐々に変化させた三次元カムを用いて、この三次元カムとバルブ軸(バルブステムの中心)とを相対的にスライドさせて、バルブリフトカーブを連続的に可変している。
【0003】
従来、エンジンの可変動弁装置には、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムを有するカムシャフトと、エンジンの運転条件(状態)に応じてカムシャフトを軸方向へ変位させるアクチュエータとを備え、バルブを閉弁方向へ付勢するバルブスプリングに抗し、カムシャフトの回転に伴ない三次元カムによりバルブを押圧して開弁させるとともに、カムシャフトの軸方向の変位によりバルブ開閉特性を変更し、バルブ反力の軸方向成分の大きさに応じてモータのトルクを大きくして、アクチュエータの出力を増大させるものがある(例えば、特許文献1)。また、エンジンの可変動弁装置には、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カム(三次元カム)を備えたカムシャフトと、このカムシャフトを軸方向へ連続的に変位させる変位装置と、立体カムのカムプロフィールに基づいて揺動して隣り合う二つのバルブを同時に開閉するスイングアーム又はロッカアームを備え、このアームには、立体カムの回転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カムに接触する追従接触部付ローラ機構と、二つのバルブの端部を押圧する雄ねじ付ピンとを設けたものがある(例えば、特許文献2)。更に、エンジンの可変動弁装置には、カムプロフィールを軸方向に変化させた立体カム(三次元カム)を有するカムシャフトと、エンジンの運転条件(状態)に応じてカムシャフトを軸方向へ変化させる駆動手段とを備え、複数の弁に当接する部位を持つロッカアームをエンジン本体に対して揺動自在に設け、立体カムに転接するローラフォロワを回転自在に支持するサブロッカを設け、ロッカアームに対してサブロッカを揺動自在に支持する手段を設け、ローラフォロワを介して立体カム等の偏摩耗を防止しつつ、フリクションを低減するものがある(例えば、特許文献3)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−161764号公報(第4〜6頁、図2)
【特許文献2】
特開平10−18823号公報(第3、4頁、図1)
【特許文献3】
特開平5−18221号公報(第3、4頁、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、エンジンの可変動弁装置においては、三次元カムを利用した場合に、カム面が斜めになるので、カムシャフトに軸方向へのスラスト力が発生し、何からの方法で、そのスラスト力を受け止めなければならないが、前記特許文献2においては、ロッカアームを介してバルブを駆動しており、この場合には、カムシャフトを軸方向に変位させることから、カムシャフトにかかるスラスト力を、カムシャフトを駆動するアクチュエータで受け止めればよいものである。
【0006】
しかしながら、ロッカアームにかかるスラスト力を、面積の狭いロッカアームの端面で受け止めるしかなく、このため、多大なフリクションが発生するという不都合があった。
【0007】
また、図23に示す如く、三次元カムを備えていない通常のエンジン202においては、シリンダヘッド204に吸気側、排気側カムシャフト204−1、204−2が所定間隔で配置した複数の吸気側、排気側カムシャフトハウジング206−1、206−2で軸支され、吸気側、排気側カムシャフト204−1、204−2に一体の吸気側、排気側カム208−1、208−2のカム面が平坦であることから、吸気側、排気側カムシャフト204−1、204−2には多大なスラスト力が発生せず、図24に示す如く、エンジン前方F側のカムシャフトハウジング206の両端面206F・206Fでカムシャフト204のスラスト力を受け止めればよいが、このスラスト力を受けるには、受圧面積が不足することから、このようなエンジン202に三次元カムを備えたカムシャフトを用いた場合、受圧面積を増加させるためには、三次元カムを備えた動弁系の構成が複雑となり、このため、スペース上制約を受け、特に、エンジン前方F側では、カム駆動機構(スプロケット、VVT配管等)が存在するので、受圧面積を拡大するような構成にすることが困難になるという不都合がある。
【0008】
更に、前記特許文献2、3においては、三次元カムをカムシャフトの軸方向に変位し、一体型なロッカアームによって2つのバルブを同時に駆動することから、カムシャフトを軸方向に変位させなければならず、このため、多気筒エンジンの場合には、多大な荷重を必要とし、よって、駆動手段には大きな駆動エネルギが必要になるという不都合があった。
【0009】
また、三次元カムを軸方向変位させず、通常の分割されていないロッカアームを軸方向変位(スライド)する案もあるが、この場合、ロッカアームとバルブ軸との位置関係が軸方向変位(スライド)するので、バルブクリアランスの調整が困難となり、また、ロッカアームがスライドする分、バルブとの接触面を大きくする必要があるので、ロッカアームが大型化してしまうという不都合があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】
そこで、上述の不都合を除去するためにこの発明は、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムが備えられたカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに設け、前記カムシャフトと平行にロッカシャフトを配設し、前記エンジンの運転条件に応じて前記ロッカシャフトを軸方向に変位させるロッカシャフト駆動手段を設け、前記ロッカシャフトの軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるバルブリフト量変更手段を設けたエンジンの可変動弁装置において、少なくとも前記カムシャフトを前記シリンダヘッドの吸気ポート側に設け、前記カムシャフトは、前記三次元カムのバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側がエンジン前方側に向かって配置されるように、前記シリンダヘッドに軸方向変位不可能に設けられ、前記ロッカシャフト駆動手段は前記ロッカシャフトのエンジン後方側に設けられ、前記カムシャフトのエンジン後方側には、バルブ圧縮に伴う前記三次元カム及び前記カムシャフトのスラスト力を受けるスラスト力吸収手段を設け、このスラスト力吸収手段はカム角センサ用ロータによって保持されたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
この発明は、カムシャフトにはエンジン後方側でスラスト吸収手段がカム角センサ用ロータによって保持されることから、構成が簡単で、コンパクトなレイアウトを可能とし、また、カムシャフトのスラスト力を少ないフリクションで受けさせ、しかも、部品点数を低減し、廉価とすることができる。
【0012】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図1〜20は、この発明の第1実施例を示すものである。図3〜8及び図16において、2は車両(図示せず)に搭載される多気筒用(4気筒:♯1、♯2、♯3、♯4)のエンジン、4はシリンダブロック、6はシリンダヘッド、8はシリンダヘッドカバー、10は可変動弁装置である。エンジン2は、一気筒当たり、吸気側が二つのバルブで且つ排気側が二つのバルブが設けられた4バルブの構成である。
【0013】
シリンダヘッド6には、図7、図8に示す如く、各気筒毎で、吸気側の吸気側壁12−1に吸気側ポート14−1が夫々形成されているとともに、排気側の排気側壁12−2に排気側ポート14−2が夫々形成され、また、下面に吸気側ポート14−1及び排気側ポート14−2に連通可能な燃焼室16が夫々形成され、更に、吸気側壁12−1と排気側壁12−2とを各端部位で連設する前側壁12Fと後側壁12Rとが設けられている。また、シリンダヘッド6の吸気側壁12−1には、各気筒毎で、各吸気側ポート14−1に対応した燃料噴射弁18が夫々取り付けられている。これら各燃料噴射弁18には、図16に示す如く、吸気側で、エンジン前後方向(長手方向)に指向した燃料デリバリパイプ20が取り付けられている。更に、シリンダヘッド6の上部には、図8に示す如く、各気筒毎で、燃焼室6に臨む点火栓22と、この点火栓22を覆う点火栓用パイプ24とが夫々取り付けられている。
【0014】
また、シリンダヘッド6の上部には、図16に示す如く、幅方向に指向し且つ各気筒間で所定間隔に配置させた複数(5つ)のシャフト支持機構26によって軸支された吸気側カムシャフト28−1と排気側カムシャフト28−2とがエンジン前後方向(長手方向)に指向して並設されている。シャフト支持機構26は、図6〜8に示す如く、シリンダヘッド6の上面に立設した第1カムシャフトハウジング30と、吸気側カムシャフト28−1及び排気側カムシャフト28−2を挟むようにして第1カムシャフトハウジング30に立設された第2カムシャフトハウジング32とからなり、上方からの複数のハウジング固定ボルト34でシリンダヘッド6上に固定され、吸気側カムシャフト28−1と排気側カムシャフト28−2とを回転自在に軸支している。エンジン後方R側のシャフト支持機構26の第1カムシャフトハウジング30には、図16に示す如く、エンジン後方R側に延長した吸気側延設部36−1と排気側延設部36−2とが一体的な後部ハウジング38が連設されている。
【0015】
エンジン2においては、少なくとも、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カム42が備えられたカムシャフト28を、シリンダヘッド6の吸気側ポート14−1側に設ける。
【0016】
即ち、吸気側カムシャフト28−1には、図3、図16に示す如く、エンジン前方F側の端部位に吸気側スプロケット40−1が取り付けられているとともに、各気筒の位置に対応して、4つの吸気側三次元カム42−1が一体的に設けられている。また、排気側カムシャフト28−2には、吸気側カムシャフト28−1と同様に、エンジン前方F側の端部位に排気側スプロケット40−2が取り付けられているとともに、各気筒の位置に対応して、4つの排気側三次元カム42−2が一体的に設けられている。吸気側スプロケット40−1と排気側スプロケット40−2とには、タイミングチェーン(図示せず)が巻き掛けて設けられる。
【0017】
吸気側三次元カム42−1は、図9、図17に示す如く、カムプロフィールを軸方向に変化させたものであり、後述するように吸気側カムシャフト28−1が軸方向変位不可能(スライド不可能)に設けられることから、軸方向変位(スライド)せず、吸気カムシャフト28−1の回転に伴う回転運動のみ行うものである。また、吸気カムシャフト28−1は、図17に示す如く、カム面としての平坦面42Aと傾斜面42Bとを備え、吸気側三次元カム42−1のバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側、つまり、最大カムリフト部42−1Fがエンジン前方F側に配置され、且つ、バルブリフト量が零となる最小カムリフト部42−1Rがエンジン後方R側に配置され、後述するようにシリンダヘッド6に対して軸方向変位不可能で且つ回転自在に軸支して設けられる。
【0018】
なお、排気側三次元カム42−2は、前記吸気側三次元カム42−1と同様に構成されているので、ここでは、その説明を省略する。
【0019】
シリンダヘッド6には、各気筒毎で、吸気側ポート14−1と燃焼室16とを連通・非連通する2つの吸気側バルブ44−1・44−1が設けられているとともに、排気側ポート14−2と燃焼室16とを連通・非連通する2つの排気側バルブ44−2・44−2が設けられている。
【0020】
図7に示す如く、吸気側バルブ44−1は、シリンダヘッド6に固定した吸気側バルブガイド46−1によって軸方向移動可能に保持されている。この吸気側バルブ44−1には、先端側に取り付けた吸気側リテーナ48−1とシリンダヘッド6の吸気側スプリングシート部50との間で弾圧された吸気側スプリング52−1が嵌装して設けられている。また、排気側バルブ44−2は、シリンダヘッド6に固定した排気側バルブガイド46−2によって軸方向移動可能に保持されている。この排気側バルブ44−2には、先端側に取り付けた排気側リテーナ48−2とシリンダヘッド6の排気側スプリングシート部50−2間で弾圧された排気側スプリング52−2が嵌装して設けられている。
【0021】
また、各シャフト支持機構26の第1カムシャフトハウジング30には、図4、図6、図7に示す如く、吸気側カムシャフト28−1及び排気側カムシャフト28−2と平行に、吸気側ロッカシャフト54−1及び排気側ロッカシャフト54−2が軸方向変位可能(スライド可能)且つ回転不可能に支持されている。
【0022】
吸気側カムシャフト28−1の吸気側三次元カム42−1と吸気側バルブ44−1の先端との間には、吸気側バルブリフト量変更手段56−1が設けられる。また、排気側カムシャフト28−2の排気側三次元カム42−2と排気側バルブ44−2の先端との間には、排気側バルブリフト量変更手段56−2が設けられる。
【0023】
吸気側バルブリフト量変更手段56−1は、図9、図10に示す如く、吸気側ロッカシャフト54−1の軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるものであり、吸気側ロッカシャフト54−1に回転自在に支持され且つ複数(2つ)の吸気側バルブ44−1・44−2と常時接している第1の吸気側ロッカアーム58−1と、吸気側ロッカシャフト54−1に軸方向変位不可能で且つ回転可能に支持され、しかも、吸気側三次元カム42−1と接している吸気側ローラ60−1を回転自在に支持する第2の吸気側ロッカアーム62−1とから構成されている。
【0024】
第1の吸気側ロッカアーム58−1は、基端側が吸気側ロッカシャフト54−1を軸方向変位可能に保持する吸気側一方アーム部64−1F及び吸気側他方アーム部64−1Rと、この吸気側一方アーム部64−1Fと吸気側他方アーム部64−1Rとの各先端側を連結して吸気側ロッカシャフト54−1と平行な吸気側連結部材66−1とでC字形状に形成されているとともに、隣接する各シャフト支持機構26間に挟持され、吸気側ロッカシャフト54−1が軸方向変位しても軸方向変位しないように保持されるが、吸気側ロッカシャフト54−1を中心に揺動運動のみを行うものである。
【0025】
また、図13に示す如く、第1の吸気側ロッカアーム58−1の吸気側一方アーム部64−1Fと吸気側他方アーム部64−1Rの各先端側の吸気側スクリュ取付部68−1・68−1には、2つの吸気側バルブ44−1・44−1と連絡するように、下端側が吸気側バルブ44−1・44−1の先端に接する吸気側アジャスタスクリュ70−1・70−1と、この吸気側アジャスタスクリュ70−1・70−1の上端側に螺着した吸気側ナット72−1・72−1と、吸気側連結部材66−1とが一体的に設けられている。この吸気側アジャスタスクリュ70−1と吸気側ナット72−1とは、バルブクリアランスを調整可能なものである。
【0026】
第2の吸気側ロッカアーム62−1は、図4に示す如く、Eリング等の吸気側留め具74−1・74−1によって吸気側ロッカシャフト54−1に軸方向移動不可能で且つ回転可能に設けられた吸気側ボス部76−1と、この吸気側ボス部76−1に接続して先端側で吸気側ローラ60−1を保持する吸気側ローラ保持部78−1・78−1とからなる。吸気側ローラ60−1は、第1の吸気側ロッカアーム58−1の吸気側一方アーム部64−1Fと吸気側他方アーム部64−1Rとに取り付けた吸気側ローラシャフト60−1Aに回転自在に設けられている。この吸気側ローラシャフト60−1Aには、第2の吸気側ロッカアーム62−1の吸気側ローラ保持部78−1・78−1の先端側の吸気側ローラシャフト孔78−1A・78−1Aが摺動可能に設けられている。
【0027】
また、図10に示す如く、第1の吸気側ロッカアーム58−1と吸気側ロッカシャフト54−1とによって囲まれる吸気側アーム空間80−1には、第2の吸気側ロッカアーム62−1が配設されている。そして、この第2の吸気側ロッカアーム62−1は、第1の吸気側ロッカアーム58−1と同様に吸気側ロッカシャフト54−1を中心に揺動運動し、さらに吸気側留め具74−1・74−1で吸気側ロッカシャフト54−1に取り付けられている。第2の吸気側ロッカアーム62−1及び吸気側ローラ60−1の軸方向変位(スライド)により、吸気側三次元カム42−1と吸気側ローラ60−1との接触位置が変化し、吸気側バルブ44−1のバルブリフト量が連続的に変化する。
【0028】
なお、排気側バルブリフト量変更手段56−2は、前記吸気側バルブリフト量変更手段56−1と同様に構成されているので、ここでは、図7、図8において該当する部材にのみ符号を付して、その説明を省略する。
【0029】
図4に示す如く、吸気側ロッカシャフト54−1には、エンジン後方R側の端部位に、エンジン2の運転条件に応じて該吸気側ロッカシャフト54−1を軸方向に変位(スライド)させる吸気側ロッカシャフト駆動手段82−1が設けられている。また、排気側ロッカシャフト54−2には、エンジン後方R側の端部位に、エンジン2の運転条件に応じて該排気側ロッカシャフト54−2を軸方向に変位させる排気側ロッカシャフト駆動手段82−2が設けられている。
【0030】
吸気側ロッカシャフト駆動手段82−1は、エンジン後方R側の端部位の吸気側外周雄ねじ84−1と、この吸気側外周雄ねじ84−1に螺合された吸気側内周雌ねじ86−1を備えた吸気側回転体88−1と、この吸気側回転体88−1の外周面に突出した吸気側連絡ギヤ90−1に噛合する吸気側ピニオンギヤ92−1が備えられた吸気側モータ94−1とを有している。そして、この吸気側モータ94−1を駆動すると、吸気側ピニオンギヤ92−1と吸気側連絡ギヤ90−1とを介して吸気側回転体88−1を回転させることにより、吸気側ロッカシャフト54−1が軸方向に変位(スライド)する。
【0031】
なお、排気側ロッカシャフト駆動手段82−2は、吸気側ロッカシャフト駆動手段82−1と同様に構成されているので、ここでは、図4において該当する部材にのみ符号を付して、その説明を省略する。
【0032】
また、エンジン後方R側のシャフト支持機構26の第2カムシャフトハウジング32に連設した後部ハウジング38の後端面には、図16に示す如く、後端面に吸気側モータ94−1及び排気側モータ94−2を取り付けたモータケース96が所定の固定手段(図示せず)によってリジット結合して設けられる。このモータケース96は、吸気側ロッカシャフト駆動手段82−1及び排気側ロッカシャフト駆動手段82−2の一部を収納している。また、このモータケース96の外周面の上部位には、吸気側カム角センサ98−1及び排気側カム角センサ98−2が固設されている。
【0033】
モータケース96が固定される後部ハウジング38には、図1、図2に示す如く、吸気側で、吸気側大径部100−1の後端面に、吸気側カムシャフト28−1の外径よりも所定に大きな内径で環状の吸気側凹所102−1が形成されているとともに、吸気側大径部100−1から吸気側段差部104−1を介して連設した吸気側小径部106−1の外周面にはヘッドカバーシール材108を介してシリンダヘッドカバー8が取り付けられている。よって、シリンダヘッドカバー8は、ラバーマウントされている。
【0034】
なお、モータケース96が固定される後部ハウジング38の排気側は、吸気側と同様に構成されているので、ここでは、その説明を省略する。
【0035】
また、吸気側カムシャフト28−1のエンジン後方R側の後端部28−1Eには、図1に示す如く、吸気側カム角センサロータ110−1が圧入して固定されている。この吸気側カム角センサロータ110−1は、モータケース96と吸気側凹所102−1との内側に位置し、一端側のモータケース96内で吸気側カム角センサ98−1に対応した吸気側センシング部112−1と、他端側の後部ハウジング38の吸気側凹所102−1内に位置した吸気側スラスト保持部114−1とを備えている。
【0036】
吸気側カムシャフト28−1のエンジン後方R側の端部位には、後部ハウジング38の吸気側凹所102−1内で、吸気側カム角センサロータ110−1の吸気側スラスト保持部114−1と吸気側段差部104−1との間に、吸気側スラスト吸収手段116−1が固定して設けられる。
【0037】
この吸気側スラスト吸収手段116−1は、吸気側カム角センサロータ110−1の一端側の吸気側スラスト保持部114−1で保持され、バルブ圧縮に伴う吸気側三次元カム42−1と吸気側カムシャフト28−1とのスラスト力を受けるものであり、吸気側カムシャフト28−1に嵌装した吸気側ニードルスラストベアリング118−1と吸気側スラストワッシヤ120−1と有している。
【0038】
この吸気側ニードルスラストベアリング118−1は、吸気側凹所102−1内で所定の大径に形成され、吸気側カム角センサロータ110−1の一端側の吸気側スラスト保持部114−1の端部位の吸気側ロータ取付部122−1に保持されている。また、吸気側スラストワッシヤ120−1は、吸気側ニードルスラストベアリング118−1と同様な大径に形成され、吸気側カムシャフト28−1の外周面に形成したシャフト外周溝124−1に嵌装されて吸気側ニードルスラストベアリング118−1に接している。そして、吸気側ニードルスラストベアリング118−1と吸気側スラストワッシヤ120−1とは、吸気側カム角センサロータ110−1の吸気側スラスト保持部114−1と吸気側段差部104−1との間で挟持されて吸気側カムシャフト28−1に固定され、該吸気側カムシャフト28−1を軸方向変位不可能(スライド不可能)に支持している。従って、吸気側カム角センサロータ110−1は、吸気側センシング部112−1の信号発生用のロータと、吸気側ニードルスラストベアリング118−1を押える機能とを有している。
【0039】
なお、エンジン2の排気側カムシャフト28−2には、前記吸気側スラスト吸収手段116−1と同様な構成の排気側スラスト吸収手段が設けられているが、この排気側スラスト吸収手段については、その説明を省略する。
【0040】
次に、この第1実施例の作用を、エンジン2の吸気側のみを例として説明する。
【0041】
可変動弁装置10においては、エンジ2ンの運転状態に応じて吸気側ロッカシャフト54−1を軸方向に変位(スライド)させると、この吸気側ロッカシャフト54−1の軸方向への変位(スライド)により、この吸気側ロッカシャフト54−1に軸方向変位不可能に設けられている第2の吸気側ロッカアーム62と共に吸気側ローラ60−1が追従して軸方向に変位(スライド)するが、吸気側カムシャフト28−1と一体の吸気側三次元カム42−1及び吸気側ロッカシャフト54−1に摺動可能に設けられた第1の吸気側ロッカアーム58−1が、軸方向に変位せず、連続可変リフトが実現される。
【0042】
つまり、図17、図18に示す如く、吸気側バルブ44−1がリフトしない状態の場合に、吸気側カムシャフト28−1の回転と共に吸気側三次元カム42−1が回転しているが、吸気側ロッカシャフト駆動手段82−1において、吸気側モータ94−1に駆動によって吸気側ピニオンギヤ92−1及び吸気側連絡ギヤ90−1を介して吸気側回転体88−1が回転し、この吸気側回転体88−1の吸気側内周雌ねじ86−1に螺合した吸気側ロッカシャフト54−1の吸気側外周雄ねじ84−1が吸気側回転体88−1の回転によってエンジン後方R側へ移動することで、吸気側ロッカシャフト54−1がエンジン後方R側へ軸方向変位(スライド)し、そして、この吸気側ロッカシャフト54−1のエンジン後方R側への軸方向の変位(スライド)によって第2の吸気側ロッカアーム62−1及び吸気側ローラ60−1が最右側に位置し、これにより、吸気側バルブ44−1がリフトしない箇所の吸気側三次元カム42−1の最小カムリフト部42−1Rに吸気側ローラ60−1が接し、吸気側バルブ44−1が作動していない。
【0043】
そして、図19、図20に示す如く、吸気側バルブ44−1がフルリフト状態の場合には、吸気側カムシャフト28−1の回転と共に吸気側三次元カム42−1が回転しているが、吸気側ロッカシャフト駆動手段82−1において、吸気側モータ94−1に駆動によって吸気側ピニオンギヤ92−1及び吸気側連絡ギヤ90−1を介して吸気側回転体88−1が回転し、この吸気側回転体88−1の吸気側内周雌ねじ86−1に螺合した吸気側ロッカシャフト54−1の吸気側外周雄ねじ84−1が吸気側回転体88−1の回転によってエンジン前方F側へ移動することで、吸気側ロッカシャフト54−1がエンジン前方F側へ軸方向変位(スライド)し、そして、この吸気側ロッカシャフト54−1のエンジン前方F側への軸方向の変位(スライド)によって第2の吸気側ロッカアーム62−1及び吸気側ローラ60−1が最左側に位置し、これにより、吸気側バルブ44−1がフルリフト(最大リフト)する箇所の吸気側三次元カム42−1の最大カムリフト部42−1Fに吸気側ローラ60−1が接し、吸気側バルブ44−1が最大リフト状態となる。
【0044】
一方、吸気側ロッカシャフト54−1の軸方向の変位(スライド)により、第2の吸気側ロッカアーム62−1が吸気側三次元カム42−1の中間部位に位置した場合には、吸気側バルブ44−1の中間リフト状態が実現される。
【0045】
このように、カムプロフィールを軸方向に変化させた吸気側三次元カム42−1を備えた吸気側カムシャフト28−1にあっては、図2に示す如く、吸気側三次元カム42−1が第1の吸気側ロッカアーム58−1及び第2の吸気側ロッカアーム62−1からスラスト力FC1を受けるとともに、この反作用として、図2、図4に示す如く、第1の吸気側ロッカアーム58−1及び第2の吸気側ロッカアーム62−1がスラスト力FC2を受ける。ここで、FC1=FC2である。
【0046】
そして、このスラスト力FC2が、吸気側ロッカシャフト54−1に伝達し、結局、吸気側回転体88−1の吸気側内周雌ねじ86−1で釣り合い、この吸気側回転体88−1の吸気側内周雌ねじ86−1には十分に受圧面積があり、よって、フリクションの増大や、摩耗等の問題が惹起するおそれがない。
【0047】
なお、エンジン2の排気側でも、吸気側と同様な作用をするので、ここでは、その説明を省略する。
【0048】
この結果、エンジン2の吸気側についてのみ説明すると、少なくともカムシャフトしての吸気側カムシャフト28−1をシリンダヘッド6の吸気ポート14−1側に設け、吸気側カムシャフト28−1は、三次元カム42−1のバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側がエンジン前方F側に向かって配置されように、シリンダヘッド6に軸方向変位不可能(スライド不可能)に設けられ、吸気側ロッカシャフト駆動手段82−1は、吸気側ロッカシャフト54−1のエンジン後方R側に設けられ、吸気側カムシャフト28−1のエンジン後方R側には、バルブ圧縮に伴う吸気側三次元カム42−1及び吸気側カムシャフト28−1のスラスト力を受ける吸気側スラスト力吸収手段116−1を設け、この吸気側スラスト力吸収手段116−1は、吸気側カム角センサ用ロータ110−1によって保持されたことから、エンジン後方R側のスペース的に有利な余裕のある空間に吸気側スラスト吸収手段116−1を配置することができ、よって、スラスト力の受圧面積を十分確保させることができ、また、エンジン後方R側で吸気側スラスト吸収手段116−1が吸気側カム角センサ用ロータ110−1によって保持されることから、構成が簡単で、コンパクトなレイアウトを可能とし、更に、吸気側カムシャフト28−1のスラスト力を少ないフリクションで受け止め、しかも、部品点数を低減し、廉価とすることができる。
【0049】
また、シリンダヘッド6には吸気側カムシャフト28−1を軸支する第1、第2吸気側カムシャフトハウジング30、32を設け、第1吸気側カムシャフトハウジング30には吸気側ロッカシャフト駆動手段82−1の一部を収納して吸気側カム角センサ98−1が固定されたモータケース96を設けたことにより、吸気側カム角センサ98−1がシリンダヘッド6とリジット結合されたモータケース96に取り付けられているので、精度の高いセンシングが可能となり、また、形状変更が比較的簡単なモータケース96に吸気側カム角センサ98−1を取り付けることから、設計の自由度を高くすることができる。
【0050】
更に、吸気側スラスト力吸収手段116−1は、吸気側ニードルスラストベアリング118−1からなることから、吸気側ニードルスラストベアリング118−1によってスラスト力を受ける受圧面積を増加させ、従来の通常のエンジンのすべり軸受に比べて、フリクションを低減することが可能となり、摩耗を低減することができる。
【0051】
更にまた、吸気側バルブリフト量変更手段56−1は、吸気側ロッカシャフト54−1に回転自在に支持され且つ複数の吸気側バルブ44−1、44−1と常時接している第1の吸気側ロッカアーム58と、吸気側ロッカシャフト54−1に軸方向変位不可能で且つ吸気側三次元カム42−1と接している吸気側ローラ60−1を回転自在に支持している第2の吸気側ロッカアーム62−1とから構成されていることから、バルブリフト量を変更するのに、吸気側カムシャフト28−1を軸方向変位する代わりに、吸気側ロッカシャフト54−1と吸気側三次元カム42−1との接触部位のみを支持した第2の吸気側ロッカアーム62−1とを軸方向変位させるように構成しているので、従来のように三次元カム及びカムシャフトを軸方向に変位させた場合に較べて、バルブリフト量を変更するときの荷重(駆動力)を少なくすることが可能となり、吸気側モータ94の駆動エネルギを少なくし、不要なエネルギ損失を減少し、しかも、吸気側三次元カム42−1に吸気側ローラ60−1を接触させるので、フリクションを低減し、よって、摩耗ロスを低減し、燃費にも貢献することができる。
【0052】
また、2つの吸気側バルブ44−1、44−1を駆動する第1の吸気側ロッカアーム58−1をC字形状に形成し、該第1の吸気側ロッカアーム58−1と吸気側ロッカシャフト54−1とによって囲まれる吸気側アーム空間80−1には第2の吸気側ロッカアーム62−1を配設したことから、第1の吸気側ロッカアーム58−1がY字形状の場合に比べて、剛性が高く、且つ、コンパクトにする。
【0053】
更に、吸気側カムシャフト28−1がシリンダヘッド6に軸方向変位不可能に設けられているとともに、吸気側バルブ44−1と接触する第1の吸気側ロッカアーム58−1が軸方向変位しないことから、構成が簡単で、コンパクトとなり、更に、バルブクリアランスの調整を吸気側アジャスタスクリュ70−1と吸気側ナット72−1とで行うことができ、簡便であり、しかも、既存の吸気側ロッカシャフト54−1を軸方向変位させるので、部品点数の増加を回避することができる。
【0054】
また、吸気側カム角センサ98−1をラバーマウントされたシリンダヘッドカバー8に取り付けた場合に、吸気側カム角センサ98−1と吸気側カム角センサロータ110−1の吸気側センシング部112−1とのクリアランスを正確に確保することができず、また、吸気側カム角センサ98−1をシリンダヘッド6に直接取り付けると、レイアウト上の制約を受けることから、この第1実施例においては、エンジン後方R側に突出して第1吸気カムシャフトハウジング30−1にリジットマウントされたモータケース96に吸気側カム角センサ98−1に取り付けることで、吸気側カム角センサ98−1の取り付けの自由度を大きくし、レイアウト上有利にするとともに、センシング精度を確保することができる。
【0055】
図21は、この発明の特別構成であり、第2実施例を示すものである。
【0056】
以下の実施例においては、上述の第1実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【0057】
この第2実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、カム角センサ98をモータケース96に傾斜させて固設するとともに、カム角センサ用ロータ110のスラスト保持部114の先端側には、カム角センサ98に指向するように斜めのセンシング部112を連設した。
【0058】
この第2実施例の構成によれば、カム角センサ98をモータケース96に傾斜させたので、全高を低くすることができ、また、スラスト保持部114の先端側にセンシング部112を連設したことにより、カム角センサ用ロータ110の軸方向の長さを小さくし、これにより、全体的にコンパクトなエンジン2を実現することができる。
【0059】
図22は、この発明の特別構成であり、第3実施例を示すものである。
【0060】
この第3実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、各シャフト支持機構26には、スラスト吸収手段116を夫々設けた。このスラスト吸収手段116は、ニードルスラストベアリング118とスラストワッシャ120とからなり、カムシャフト28の溝部28Dに係止した保持具132によってシャフト支持機構26との間で支持されている。
【0061】
この第3実施例の構成によれば、各シャフト支持機構26にはスラスト吸収手段116を夫々設けたことにより、カムシャフト28に生ずるスラスト力を各スラスト吸収手段116に分散することができ、スラスト力を効果的に吸収することが可能となる。
【0062】
なお、この発明において、吸気側ロッカシャフトを軸方向変位させてバルブリフト量を調整しているが、吸気側ロッカシャフトと第2の吸気側ロッカアームのボス部との摺動部位を、ねじやボールねじ等で構成し、吸気側ロッカシャフトを回転することで、第2の吸気側ロッカアームを軸方向変位する構成とすることも可能である。
【0063】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、三次元カムが備えられたカムシャフトを少なくともシリンダヘッドの吸気ポート側に設け、カムシャフトは、三次元カムのバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側がエンジン前方側に向かって配置されるように、シリンダヘッドに軸方向変位不可能に設けられ、ロッカシャフト駆動手段はロッカシャフトのエンジン後方側に設けられ、カムシャフトのエンジン後方側には、バルブ圧縮に伴う三次元カム及びカムシャフトのスラスト力を受けるスラスト力吸収手段を設け、このスラスト力吸収手段はカム角センサ用ロータによって保持されたことにより、カムシャフトにはエンジン後方側でスラスト吸収手段がカム角センサ用ロータによって保持されることで、構成が簡単で、コンパクトなレイアウトを可能とし、また、カムシャフトのスラスト力を少ないフリクションで受けさせ、しかも、部品点数を低減し、廉価とし得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例において図2のエンジンの要部拡大断面図である。
【図2】第1実施例において図3のII−II線によるエンジンの断面図である。
【図3】第1実施例におけるエンジンの平面図である。
【図4】第1実施例において図7のIV−IV線によるエンジンの断面図である。
【図5】第1実施例において図4のV−V線によるエンジンの断面図である。
【図6】第1実施例において図3のVI−VI線によるエンジンの断面図である。
【図7】第1実施例において図3のVII−VII線によるエンジンの断面図である。
【図8】第1実施例において図3のVIII−VIII線によるエンジンの断面図である。
【図9】第1実施例においてエンジンの吸気側ロッカアーム部位の斜視図である。
【図10】第1実施例においてエンジンの吸気側カムシャフトを除いた吸気側ロッカアーム部位の平面図である。
【図11】第1実施例においてエンジンの吸気側カムシャフトを含んだ吸気側ロッカアーム部位の平面図である。
【図12】第1実施例においてエンジンの吸気側カムシャフトを含んだ吸気側ロッカアーム部位の正面図である。
【図13】第1実施例においてエンジンの第1、第2の吸気側ロッカアーム部位の平面図である。
【図14】第1実施例においてエンジンの吸気側バルブ及び吸気側ロッカアーム部位の側面図である。
【図15】第1実施例においてエンジンの吸気側バルブ及び吸気側ロッカアーム部位の断面図である。
【図16】第1実施例におけるエンジンの斜視図である。
【図17】第1実施例においてバルブリフト量が零で吸気側三次元カムの平坦面に吸気ローラが接しているときの構成図である。
【図18】第1実施例においてバルブリフト量が零で吸気側三次元カムの傾斜面の最小リフト部位に吸気ローラが接しているときの構成図である。
【図19】第1実施例においてバルブリフト量が最大で吸気側三次元カムの平坦面に吸気ローラが接しているときの構成図である。
【図20】第1実施例においてバルブリフト量が最大で吸気側三次元カムの傾斜面の最大リフト部に吸気ローラが接しているときの構成図である。
【図21】第2実施例におけるスラスト吸収手段部位の断面図である。
【図22】第3実施例において各カムシャフトハウジングにスラスト吸収手段を設けたカムシャフトの断面図である。
【図23】従来のエンジンの平面図である。
【図24】図23の従来のエンジンの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
2 エンジン
4 シリンダブロック
6 シリンダヘッド
8 シリンダヘッドカバー
10 可変動弁装置
26 シャフト支持機構
28−1 吸気側カムシャフト
42−1 吸気側三次元カム
44−1 吸気側バルブ
54−1 吸気側ロッカシャフト
56−1 吸気側バルブ量変更手段
58−1 第1の吸気側ロッカアーム
60−1 吸気側ローラ
62−1 第2の吸気側ロッカアーム
82−1 吸気側ロッカシャフト駆動手段
94−1 吸気側モータ
96 モータケース
98−1 吸気側カム角センサ
110−1 吸気側カム角センサロータ
116−1 吸気側スラスト吸収手段
118−1 吸気側ニードルスラストベアリング
120−1 吸気側スラストワッシャ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve operating device for an engine, and more particularly to a variable valve operating device for an engine capable of receiving a thrust force of a camshaft provided with a three-dimensional cam with a simple configuration and with a small friction.
[0002]
[Prior art]
In the vehicle, a camshaft provided with a three-dimensional cam whose cam profile is changed in the axial direction is provided on the cylinder head of the engine, and a rocker shaft is arranged in parallel with this camshaft, according to the operating conditions of the engine. Rocker shaft driving means for displacing (sliding) the rocker shaft in the axial direction is provided, valve lift changing means for changing the valve lift in accordance with the displacement of the rocker shaft in the axial direction is provided, and the three-dimensional cam and 2. Description of the Related Art There is an engine provided with a variable valve operating device for an engine that continuously varies a valve lift curve by relatively sliding a valve shaft (center of a valve stem). In other words, in a variable valve operating device for an engine that improves the engine performance by varying the valve lift, a three-dimensional cam in which the valve lift is gradually changed in the axial direction of the camshaft is used. The valve shaft (center of the valve stem) is slid relatively to continuously vary the valve lift curve.
[0003]
Conventionally, a variable valve operating device for an engine includes a camshaft having a three-dimensional cam whose cam profile is changed in the axial direction, and an actuator for displacing the camshaft in the axial direction according to the operating condition (state) of the engine. With a valve spring that urges the valve in the valve closing direction, the valve is opened by pressing the valve with a three-dimensional cam accompanying the rotation of the camshaft, and the valve opening and closing characteristics are improved by the axial displacement of the camshaft. In some cases, the output of the actuator is increased by increasing the torque of the motor in accordance with the magnitude of the axial component of the valve reaction force (for example, Patent Document 1). Further, the variable valve operating device of the engine includes a camshaft having a three-dimensional cam (three-dimensional cam) having a cam profile continuously changed in the axial direction, and a displacement for continuously displacing the camshaft in the axial direction. A swing arm or rocker arm that swings based on the cam profile of the three-dimensional cam and simultaneously opens and closes two adjacent valves. The arm follows a change in a contact line angle accompanying rotation of the three-dimensional cam. There is a mechanism provided with a roller mechanism with a follow-up contact portion that contacts the three-dimensional cam while a male screw pin presses the ends of two valves (for example, Patent Document 2). Further, the variable valve operating device of the engine includes a camshaft having a three-dimensional cam (three-dimensional cam) in which a cam profile is changed in the axial direction, and a camshaft that changes in the axial direction according to the operating condition (state) of the engine. A rocker arm having a portion abutting on a plurality of valves is swingably provided with respect to the engine body, and a sub rocker rotatably supporting a roller follower rotatably connected to the three-dimensional cam is provided. There is a device which is provided with a means for swingably supporting a sub rocker to reduce friction while preventing uneven wear of a three-dimensional cam or the like via a roller follower (for example, Patent Document 3).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-161664 (
[Patent Document 2]
JP-A-10-18823 (
[Patent Document 3]
JP-A-5-18221 (
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, conventionally, in a variable valve operating device of an engine, when a three-dimensional cam is used, a cam surface is inclined, so that a thrust force is generated in an axial direction on a camshaft, and in some way, the thrust force is generated. Although it is necessary to receive the thrust force, in
[0006]
However, the thrust force applied to the rocker arm has to be received by the end face of the rocker arm having a small area, and there has been a disadvantage that a great deal of friction is generated.
[0007]
Further, as shown in FIG. 23, in a
[0008]
Further, in
[0009]
In addition, there is a plan in which the normal undivided rocker arm is displaced (slid) in the axial direction without displacing the three-dimensional cam in the axial direction. In this case, the positional relationship between the rocker arm and the valve shaft is displaced in the axial direction (slide). Therefore, it is difficult to adjust the valve clearance, and it is necessary to increase the contact surface with the valve for the slide of the rocker arm, so that the rocker arm is disadvantageously increased in size.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to eliminate the above-mentioned inconvenience, the present invention provides a camshaft provided with a three-dimensional cam having a cam profile changed in an axial direction in a cylinder head of an engine, and arranges a rocker shaft in parallel with the camshaft. A rocker shaft drive means for axially displacing the rocker shaft in accordance with the operating conditions of the engine, and a valve lift changer for changing a valve lift in accordance with the axial displacement of the rocker shaft. In the variable valve operating device of the engine provided with the means, at least the camshaft is provided on the intake port side of the cylinder head, and the camshaft is capable of maximizing a valve lift of the three-dimensional cam. The cylinder head is axially changed so that the side is located toward the front side of the engine. The rocker shaft driving means is provided on the engine rear side of the rocker shaft, and receives the three-dimensional cam and the thrust force of the cam shaft accompanying the valve compression on the engine rear side of the cam shaft. Thrust force absorbing means is provided, and the thrust force absorbing means is held by a cam angle sensor rotor.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the present invention, since the thrust absorbing means is held by the cam angle sensor rotor on the rear side of the engine on the camshaft, the structure is simple, a compact layout is possible, and the thrust force of the camshaft is reduced. In addition, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
[0012]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and specifically with reference to the drawings. 1 to 20 show a first embodiment of the present invention. 3 to 8 and FIG. 16,
[0013]
As shown in FIGS. 7 and 8, the
[0014]
In addition, as shown in FIG. 16, on the upper part of the
[0015]
In the
[0016]
That is, as shown in FIGS. 3 and 16, the intake-side camshaft 28-1 has an intake-side sprocket 40-1 attached to an end portion on the front F side of the engine, and corresponds to the position of each cylinder. , Four intake-side three-dimensional cams 42-1 are provided integrally. Similarly to the intake-side camshaft 28-1, the exhaust-side camshaft 28-2 has an exhaust-side sprocket 40-2 attached to an end portion on the front F side of the engine, and corresponds to the position of each cylinder. Thus, four exhaust-side three-dimensional cams 42-2 are provided integrally. A timing chain (not shown) is wound around the intake side sprocket 40-1 and the exhaust side sprocket 40-2.
[0017]
The intake side three-dimensional cam 42-1 has a cam profile changed in the axial direction as shown in FIGS. 9 and 17, and the intake side camshaft 28-1 cannot be displaced in the axial direction (described later). Since it is provided in a non-slidable manner, it does not axially displace (slide), but performs only a rotational movement accompanying the rotation of the intake camshaft 28-1. Also, as shown in FIG. 17, the intake camshaft 28-1 has a
[0018]
The three-dimensional cam 42-2 on the exhaust side is configured in the same manner as the three-dimensional cam 42-1 on the intake side, and a description thereof will be omitted.
[0019]
The
[0020]
As shown in FIG. 7, the intake side valve 44-1 is held so as to be movable in the axial direction by an intake side valve guide 46-1 fixed to the
[0021]
Further, as shown in FIGS. 4, 6, and 7, the
[0022]
An intake-side valve lift changer 56-1 is provided between the intake-side three-dimensional cam 42-1 of the intake-side camshaft 28-1 and the tip of the intake-side valve 44-1. An exhaust-side valve lift changing means 56-2 is provided between the exhaust-side three-dimensional cam 42-2 of the exhaust-side camshaft 28-2 and the tip of the exhaust-side valve 44-2.
[0023]
As shown in FIGS. 9 and 10, the intake-side valve lift amount changing means 56-1 changes the valve lift amount in accordance with the axial displacement amount of the intake-side rocker shaft 54-1. A first intake-side rocker arm 58-1 rotatably supported by the rocker shaft 54-1 and constantly in contact with a plurality (two) of intake-side valves 44-1 and 44-2; and an intake-side rocker shaft 54-1. 1 and a second intake side rocker arm 62-1 rotatably supporting the intake side roller 60-1 which is non-axially displaceable and rotatable and which is in contact with the intake side three-dimensional cam 42-1. It is composed of
[0024]
The first intake-side rocker arm 58-1 includes an intake-side one arm portion 64-1F and an intake-side other arm portion 64-1R whose base ends hold the intake-side rocker shaft 54-1 in an axially displaceable manner. The distal end of the one side arm 64-1F and the other side of the intake side 64-1R are connected to each other to form a C-shape with an intake side connecting member 66-1 parallel to the intake side rocker shaft 54-1. And is held between the adjacent
[0025]
As shown in FIG. 13, the intake-side screw mounting portions 68-1 and 68 at the distal ends of the intake-side one arm portion 64-1F and the intake-side other arm portion 64-1R of the first intake-side rocker arm 58-1. -1, the intake side adjuster screw 70-1 ・ 70-1 whose lower end is in contact with the tip of the intake side valve 44-1 ・ 44-1 so as to communicate with the two intake side valves 44-1 ・ 44-1. , Intake side nuts 72-1 and 72-1 screwed to the upper ends of the intake side adjust screws 70-1 and 70-1 and an intake side connecting member 66-1 are integrally provided. The intake side adjust screw 70-1 and the intake side nut 72-1 can adjust the valve clearance.
[0026]
As shown in FIG. 4, the second intake side rocker arm 62-1 cannot move axially and can rotate on the intake side rocker shaft 54-1 by the intake side fasteners 74-1 and 74-1 such as E-rings. And intake-side roller holding portions 78-1 and 78-1 connected to the intake-side boss portion 76-1 and holding the intake-side roller 60-1 at the distal end side. Consists of The intake side roller 60-1 is rotatable about an intake side roller shaft 60-1A attached to the intake side one arm portion 64-1F and the intake side other arm portion 64-1R of the first intake side rocker arm 58-1. Is provided. The intake-side roller shaft 60-1A is provided with intake-side roller shaft holes 78-1A and 78-1A at the distal ends of the intake-side roller holding portions 78-1 and 78-1 of the second intake-side rocker arm 62-1. It is slidably provided.
[0027]
As shown in FIG. 10, a second intake side rocker arm 62-1 is disposed in an intake side arm space 80-1 surrounded by the first intake side rocker arm 58-1 and the intake side rocker shaft 54-1. Is established. The second intake-side rocker arm 62-1 swings about the intake-side rocker shaft 54-1 similarly to the first intake-side rocker arm 58-1. 74-1 is attached to the intake side rocker shaft 54-1. Due to the axial displacement (slide) of the second intake-side rocker arm 62-1 and the intake-side roller 60-1, the contact position between the intake-side three-dimensional cam 42-1 and the intake-side roller 60-1 changes. The valve lift of the valve 44-1 changes continuously.
[0028]
Note that the exhaust-side valve lift amount changing means 56-2 is configured in the same manner as the intake-side valve lift amount changing means 56-1. Therefore, in FIG. 7 and FIG. The description is omitted.
[0029]
As shown in FIG. 4, the intake-side rocker shaft 54-1 is axially displaced (slid) at an end portion on the rear R side of the engine in accordance with the operating conditions of the
[0030]
The intake-side rocker shaft driving means 82-1 includes an intake-side outer peripheral male screw 84-1 at an end portion on the rear side of the engine and an intake-side inner peripheral female screw 86-1 screwed to the intake-side outer male screw 84-1. An intake-side motor 94- equipped with an intake-side rotator 88-1 and an intake-side pinion gear 92-1 meshing with an intake-side communication gear 90-1 protruding from the outer peripheral surface of the intake-side rotator 88-1. And 1. When the intake-side motor 94-1 is driven, the intake-side rotator 88-1 is rotated via the intake-side pinion gear 92-1 and the intake-side communication gear 90-1 to thereby rotate the intake-side rocker shaft 54-1. 1 is displaced (slid) in the axial direction.
[0031]
The exhaust-side rocker shaft driving unit 82-2 is configured in the same manner as the intake-side rocker shaft driving unit 82-1. Therefore, here, only the corresponding members in FIG. Is omitted.
[0032]
As shown in FIG. 16, the rear end surface of the
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0034]
Note that the exhaust side of the
[0035]
As shown in FIG. 1, an intake-side cam angle sensor rotor 110-1 is press-fitted and fixed to a rear end portion 28-1E of the intake-side camshaft 28-1 on the rear R side of the engine. The intake-side cam angle sensor rotor 110-1 is located inside the
[0036]
An intake-side thrust holding portion 114-1 of the intake-side cam angle sensor rotor 110-1 is provided in an end portion of the intake-side camshaft 28-1 on the rear R side of the engine in the intake-side recess 102-1 of the
[0037]
The intake-side thrust absorbing means 116-1 is held by an intake-side thrust holding portion 114-1 at one end of the intake-side cam angle sensor rotor 110-1. It receives the thrust force with the side camshaft 28-1 and has an intake side needle thrust bearing 118-1 fitted to the intake side camshaft 28-1 and an intake side thrust washer 120-1.
[0038]
The intake-side needle thrust bearing 118-1 is formed to have a predetermined large diameter in the intake-side recess 102-1. The intake-side needle thrust bearing 118-1 is provided at one end of the intake-side cam angle sensor rotor 110-1. It is held by the intake-side rotor mounting portion 122-1 at the end portion. The intake-side thrust washer 120-1 is formed to have a large diameter similar to that of the intake-side needle thrust bearing 118-1, and is fitted into a shaft outer peripheral groove 124-1 formed on the outer peripheral surface of the intake-side camshaft 28-1. And is in contact with the intake side needle thrust bearing 118-1. The intake-side needle thrust bearing 118-1 and the intake-side thrust washer 120-1 are connected between the intake-side thrust holding portion 114-1 and the intake-side step portion 104-1 of the intake-side cam angle sensor rotor 110-1. The intake camshaft 28-1 is fixed to the intake-side camshaft 28-1 and supported so that the intake-side camshaft 28-1 cannot be displaced in the axial direction (not slid). Accordingly, the intake cam angle sensor rotor 110-1 has a rotor for generating a signal of the intake sensing unit 112-1 and a function of pressing the intake needle thrust bearing 118-1.
[0039]
The exhaust-side camshaft 28-2 of the
[0040]
Next, the operation of the first embodiment will be described by taking only the intake side of the
[0041]
In the
[0042]
That is, as shown in FIGS. 17 and 18, when the intake side valve 44-1 does not lift, the intake side three-dimensional cam 42-1 rotates together with the rotation of the intake side camshaft 28-1. In the intake side rocker shaft driving means 82-1, the intake side rotating body 88-1 rotates via the intake side pinion gear 92-1 and the intake side communication gear 90-1 by driving the intake side motor 94-1. The intake-side outer male screw 84-1 of the intake-side rocker shaft 54-1 screwed to the intake-side inner female screw 86-1 of the side rotator 88-1 is rotated to the rear R side of the engine by the rotation of the intake-side rotator 88-1. By the movement, the intake side rocker shaft 54-1 is displaced (slid) in the axial direction toward the rear R side of the engine, and the displacement of the intake side rocker shaft 54-1 in the axial direction toward the rear R side of the engine (sliding). 2), the second intake-side rocker arm 62-1 and the intake-side roller 60-1 are positioned at the rightmost position, and thereby the minimum of the intake-side three-dimensional cam 42-1 at a position where the intake-side valve 44-1 does not lift. The intake roller 60-1 is in contact with the cam lift section 42-1R, and the intake valve 44-1 is not operating.
[0043]
Then, as shown in FIGS. 19 and 20, when the intake side valve 44-1 is in the full lift state, the intake side three-dimensional cam 42-1 is rotating together with the rotation of the intake side camshaft 28-1. In the intake side rocker shaft driving means 82-1, the intake side rotating body 88-1 rotates via the intake side pinion gear 92-1 and the intake side communication gear 90-1 by driving the intake side motor 94-1. The intake-side outer male screw 84-1 of the intake-side rocker shaft 54-1 screwed into the intake-side inner female screw 86-1 of the side rotator 88-1 is moved toward the engine front F side by the rotation of the intake-side rotator 88-1. By the movement, the intake side rocker shaft 54-1 is axially displaced (slid) toward the front F side of the engine, and the axial side displacement of the intake side rocker shaft 54-1 toward the front F side of the engine (sliding). 2), the second intake side rocker arm 62-1 and the intake side roller 60-1 are located on the leftmost side, whereby the intake side three-
[0044]
On the other hand, when the second intake-side rocker arm 62-1 is positioned at an intermediate position of the intake-side three-dimensional cam 42-1 due to the axial displacement (slide) of the intake-side rocker shaft 54-1, the intake-side valve is disengaged. The intermediate lift state 44-1 is realized.
[0045]
As described above, in the intake-side camshaft 28-1 provided with the intake-side three-dimensional cam 42-1 in which the cam profile is changed in the axial direction, as shown in FIG. Receives the thrust force FC1 from the first intake side rocker arm 58-1 and the second intake side rocker arm 62-1. As a reaction, as shown in FIGS. 2 and 4, the first intake side rocker arm 58-1 And the second intake side rocker arm 62-1 receives the thrust force FC2. Here, FC1 = FC2.
[0046]
Then, the thrust force FC2 is transmitted to the intake side rocker shaft 54-1 and is eventually balanced by the intake side inner peripheral female screw 86-1 of the intake side rotating body 88-1. The side inner peripheral female screw 86-1 has a sufficient pressure receiving area, and therefore, there is no possibility that problems such as increase in friction and wear will be caused.
[0047]
Note that the same operation as the intake side is performed on the exhaust side of the
[0048]
As a result, if only the intake side of the
[0049]
The
[0050]
Further, since the intake-side thrust force absorbing means 116-1 is composed of the intake-side needle thrust bearing 118-1, the pressure receiving area receiving the thrust force by the intake-side needle thrust bearing 118-1 is increased, and the conventional normal engine As compared with the plain bearing, the friction can be reduced, and the wear can be reduced.
[0051]
Furthermore, the intake-side valve lift amount changing means 56-1 is rotatably supported by the intake-side rocker shaft 54-1 and is always in contact with the plurality of intake-side valves 44-1 and 44-1. The second intake that rotatably supports the intake rocker arm 58 and the intake roller 60-1 that is not axially displaceable on the intake rocker shaft 54-1 and is in contact with the intake three-dimensional cam 42-1. In order to change the valve lift, instead of displacing the intake camshaft 28-1 in the axial direction, the intake rocker shaft 54-1 and the intake-side three-dimensional Since the second intake rocker arm 62-1 supporting only the contact portion with the cam 42-1 is configured to be displaced in the axial direction, the three-dimensional cam and the camshaft are moved in the axial direction as in the related art. As compared with the case where the valve lift amount is changed, the load (driving force) when changing the valve lift amount can be reduced, the driving energy of the intake side motor 94 is reduced, unnecessary energy loss is reduced, and Since the intake-side roller 60-1 is brought into contact with the intake-side three-dimensional cam 42-1, friction can be reduced, thereby reducing wear loss and contributing to fuel efficiency.
[0052]
A first intake side rocker arm 58-1 for driving the two intake side valves 44-1 and 44-1 is formed in a C-shape, and the first intake side rocker arm 58-1 and the intake side rocker shaft 54 are formed. Since the second intake-side rocker arm 62-1 is provided in the intake-side arm space 80-1 surrounded by -1, the first intake-side rocker arm 58-1 has a Y-shape as compared with the case where the first intake-side rocker arm 58-1 is Y-shaped. High rigidity and compactness.
[0053]
Further, the intake camshaft 28-1 is provided on the
[0054]
When the intake-side cam angle sensor 98-1 is attached to the rubber-mounted cylinder head cover 8, the intake-side cam angle sensor 98-1 and the intake-side sensing unit 112-1 of the intake-side cam angle sensor rotor 110-1 are provided. In this first embodiment, the engine clearance cannot be ensured accurately, and if the intake-side cam angle sensor 98-1 is directly attached to the
[0055]
FIG. 21 shows a special configuration of the present invention, and shows a second embodiment.
[0056]
In the following embodiments, portions that perform the same functions as those in the above-described first embodiment will be described with the same reference numerals.
[0057]
The features of the second embodiment are as follows. That is, the
[0058]
According to the configuration of the second embodiment, since the
[0059]
FIG. 22 shows a special configuration of the present invention, and shows a third embodiment.
[0060]
The features of the third embodiment are as follows. That is, each
[0061]
According to the configuration of the third embodiment, the thrust absorbing means 116 is provided in each
[0062]
In the present invention, the valve lift amount is adjusted by axially displacing the intake side rocker shaft. However, the sliding portion between the intake side rocker shaft and the boss of the second intake side rocker arm is formed by screws or balls. It is also possible to employ a configuration in which the second intake side rocker arm is displaced in the axial direction by rotating the intake side rocker shaft by using a screw or the like.
[0063]
【The invention's effect】
As apparent from the detailed description above, according to the present invention, the camshaft provided with the three-dimensional cam is provided at least on the intake port side of the cylinder head, and the camshaft maximizes the valve lift of the three-dimensional cam. The rocker shaft driving means is provided on the engine rear side of the rocker shaft, and the rocker shaft driving means is provided on the engine rear side of the rocker shaft so that the cam profile side capable of being arranged is disposed toward the front side of the engine. On the rear side, a three-dimensional cam and a thrust force absorbing means for receiving a thrust force of the camshaft accompanying the valve compression are provided, and the thrust force absorbing means is held by a cam angle sensor rotor. On the rear side, the thrust absorbing means is held by the cam angle sensor rotor, Formation is simple, and enables a compact layout, and subjected a small friction thrust force of the cam shaft, moreover, to reduce the number of parts, may be a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part of the engine of FIG. 2 in a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view of the engine according to the first embodiment taken along line II-II of FIG. 3;
FIG. 3 is a plan view of the engine in the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the engine according to the first embodiment taken along line IV-IV of FIG. 7;
FIG. 5 is a cross-sectional view of the engine according to the first embodiment taken along line VV of FIG. 4;
FIG. 6 is a cross-sectional view of the engine according to the first embodiment taken along line VI-VI of FIG. 3;
7 is a cross-sectional view of the engine according to the first embodiment taken along line VII-VII of FIG. 3;
FIG. 8 is a cross-sectional view of the engine according to the first embodiment taken along line VIII-VIII of FIG. 3;
FIG. 9 is a perspective view of an intake side rocker arm portion of the engine in the first embodiment.
FIG. 10 is a plan view of an intake side rocker arm portion of the first embodiment excluding the intake side camshaft of the engine.
FIG. 11 is a plan view of an intake side rocker arm portion including an intake side camshaft of the engine in the first embodiment.
FIG. 12 is a front view of an intake side rocker arm portion including an intake side camshaft of the engine in the first embodiment.
FIG. 13 is a plan view of first and second intake side rocker arm portions of the engine in the first embodiment.
FIG. 14 is a side view of an intake side valve and an intake side rocker arm of the engine in the first embodiment.
FIG. 15 is a sectional view of an intake side valve and an intake side rocker arm of the engine in the first embodiment.
FIG. 16 is a perspective view of the engine in the first embodiment.
FIG. 17 is a configuration diagram of the first embodiment when the valve lift is zero and the intake roller is in contact with the flat surface of the intake-side three-dimensional cam.
FIG. 18 is a configuration diagram in the first embodiment when the valve lift is zero and the intake roller is in contact with the minimum lift portion of the inclined surface of the intake-side three-dimensional cam.
FIG. 19 is a configuration diagram when the intake roller is in contact with the flat surface of the intake-side three-dimensional cam with the maximum valve lift in the first embodiment.
FIG. 20 is a configuration diagram when the valve lift is maximum and the intake roller is in contact with the maximum lift portion of the inclined surface of the intake-side three-dimensional cam in the first embodiment.
FIG. 21 is a cross-sectional view of a thrust absorbing unit in the second embodiment.
FIG. 22 is a sectional view of a camshaft in which thrust absorbing means is provided in each camshaft housing in the third embodiment.
FIG. 23 is a plan view of a conventional engine.
FIG. 24 is an enlarged sectional view of a main part of the conventional engine of FIG. 23;
[Explanation of symbols]
2 Engine
4 Cylinder block
6 Cylinder head
8 Cylinder head cover
10 Variable valve gear
26 Shaft support mechanism
28-1 Intake side camshaft
42-1 Three-dimensional cam on intake side
44-1 Intake side valve
54-1 Intake side rocker shaft
56-1 Intake side valve amount changing means
58-1 First Intake Side Rocker Arm
60-1 Intake side roller
62-1 Second intake side rocker arm
82-1 Intake side rocker shaft driving means
94-1 Intake side motor
96 Motor case
98-1 Intake side cam angle sensor
110-1 Intake side cam angle sensor rotor
116-1 Intake side thrust absorbing means
118-1 Intake side needle thrust bearing
120-1 Thrust washer on intake side
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