JP2006291819A - Variable valve train for internal combustion engine - Google Patents

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Fuminori Hosoda
文典 細田
Takahide Koshimizu
孝英 腰水
Yuji Yoshihara
裕二 吉原
Yoshiaki Miyasato
佳明 宮里
Ken Sugiura
憲 杉浦
Shizuo Ishikawa
鎮夫 石川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit the maximum lift amount of an engine valve relative to the axial displacement of a slider, and the operating angle change mode of an intake cam resulting from the thermal expansion of shims, from being in inadequate conditions. <P>SOLUTION: The axial positions of arms 17, 18 have a great influence on the maximum lift amount of the intake valve relative to the axial displacement and the operating angle change mode of the intake cam. The shim 46 and a shim 50 are therefore provided between a rising wall portion 45 and the arm 18 and between the arms 17, 18, respectively. The shims 46, 50 are properly replaced with those which are different in axial thickness. The axial positions of the arms 17, 18 are thereby adjusted into adequate positions to correct the maximum lift amount and the operating angle change mode. These shims 46, 50 are formed of ceramic which has almost no thermal expansion. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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、機関運転領域全体に亘って最適な吸気特性が得られるよう、機関バルブの最大リフト量、及び同バルブを駆動するカムの作用角を可変とする可変動弁機構を備え、同機構を機関運転状態に応じて駆動するものが提案されている(特許文献1参照)。   In an internal combustion engine such as an automobile engine, a variable valve that makes the maximum lift amount of an engine valve and the operating angle of a cam that drives the valve variable so that optimum intake characteristics can be obtained over the entire engine operating range. A mechanism that includes a mechanism and drives the mechanism in accordance with the engine operating state has been proposed (see Patent Document 1).

こうした可変動弁機構は、回転するカムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、この入力アームの揺動に基づき上記軸を中心に揺動して機関バルブをリフトさせる出力アームと、それらアームの揺動中心となる軸の外周面に嵌め込まれた円筒状のスライダとを備えている。このスライダは入力アーム及び出力アームを貫通した状態となっており、それらアームはそれぞれ互いに歯すじの傾斜方向の異なるギヤによってスライダに連結されている。そして、スライダを軸方向に移動させると、上記ギヤの作用によって入力アームと揺動アームとの揺動方向についての相対位置が変更され、上記最大リフト量及び作用角が変更されるようになる。   Such a variable valve mechanism includes an input arm that is pushed by a rotating cam and swings about a shaft, and an output arm that swings about the shaft based on the swing of the input arm and lifts the engine valve. And a cylindrical slider fitted on the outer peripheral surface of the shaft that becomes the swing center of the arms. This slider is in a state of penetrating the input arm and the output arm, and these arms are connected to the slider by gears having different inclination directions of the teeth. When the slider is moved in the axial direction, the relative position of the input arm and the swing arm in the swinging direction is changed by the action of the gear, and the maximum lift amount and the operating angle are changed.

可変動弁機構において、上記軸はシリンダヘッドに並設された複数の立壁部に支持されており、上記入力アーム及び出力アームは立壁部の間に配置されている。機関バルブの最大リフト量及び吸気カムの作用角は入力アーム及び出力アームの軸方向位置から大きな影響を受けるため、それらアームを軸方向について適切に位置決めしないと、スライダの軸方向変位に対する上記最大リフト量及び作用角の変化態様が不適正な状態になってしまう。このため、アームと立壁部との間、及び、各アーム同士の間にシムを設け、そのシムを軸方向厚さの異なるものに適宜交換することにより、スライダの方向変位に対する上記最大リフト量及び作用角の変化態様が適正状態となるよう、各アームの軸方向位置が適切な位置に調整される。
特開2001−263015公報
In the variable valve mechanism, the shaft is supported by a plurality of standing wall portions arranged in parallel with the cylinder head, and the input arm and the output arm are disposed between the standing wall portions. The maximum lift amount of the engine valve and the operating angle of the intake cam are greatly affected by the axial positions of the input arm and output arm. Therefore, if the arms are not properly positioned in the axial direction, the maximum lift with respect to the axial displacement of the slider will be described. The change mode of the amount and the working angle is in an inappropriate state. For this reason, by providing a shim between the arm and the standing wall part and between each arm and appropriately replacing the shim with a different axial thickness, the maximum lift amount with respect to the directional displacement of the slider and The axial position of each arm is adjusted to an appropriate position so that the change of the operating angle is in an appropriate state.
JP 2001-263015 A

ところで、上記シムにおいては、加工のし易さや強度の面から鉄系材料を用いて形成されることが多く、こうした材料を用いている関係から機関運転時に熱膨張することは避けられない。そして、シムの軸方向についての熱膨張は同シムの軸方向厚さが大となるほど大きくなる。従って、上記シムによる各アームの軸方向についての位置調整を行った結果、アームと立壁部との間及び各アーム同士の間における各シムの軸方向厚さが異なるものとなった場合には、各シム毎に機関運転時の軸方向への熱膨張が大きく異なるようになる。   By the way, the shim is often formed using an iron-based material from the viewpoint of ease of processing and strength, and due to the use of such a material, thermal expansion during engine operation is inevitable. The thermal expansion in the axial direction of the shim increases as the axial thickness of the shim increases. Therefore, as a result of adjusting the position of each arm in the axial direction by the shim, when the axial thickness of each shim between the arm and the standing wall portion and between each arm is different, The thermal expansion in the axial direction during engine operation differs greatly for each shim.

ここで、上記各シムの軸方向への熱膨張について、各シム毎にばらつきがなく各々一様に熱膨張したとすれば、同熱膨張による各アームの軸方向位置及びアーム同士の相対位置への影響は極小さくてすむ。しかし、上述したように各シム毎の軸方向についての熱膨張にばらつきが生じると、同熱膨張による各アームの軸方向位置及びアーム同士の相対位置への影響が無視できない問題となる。すなわち、上記熱膨張のばらつきが大きくなるほど各アームの軸方向位置の適正状態からのずれが大きくなり、アーム同士の相対位置の適正状態からのずれも大きくなる。その結果、スライダの軸方向に変位に対する上記最大リフト量及び作用角の変化態様が不適正な状態になってしまう。   Here, regarding the thermal expansion in the axial direction of each shim, assuming that there is no variation for each shim and that each thermal expansion is uniform, the axial position of each arm and the relative position between the arms due to the thermal expansion. The effect of is minimal. However, as described above, when variation occurs in the thermal expansion in the axial direction for each shim, the influence of the thermal expansion on the axial position of each arm and the relative position between the arms cannot be ignored. That is, as the variation in the thermal expansion increases, the deviation of the axial position of each arm from the proper state increases, and the deviation of the relative position between the arms from the proper state also increases. As a result, the change mode of the maximum lift amount and the operating angle with respect to the displacement in the axial direction of the slider is in an inappropriate state.

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、シムの熱膨張に起因して、スライダの軸方向変位に対する機関バルブの最大リフト量及び吸気カムの作用角の変化態様が不適正な状態になるのを抑制する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 is to change the maximum lift amount of the engine valve and the working angle of the intake cam with respect to the axial displacement of the slider due to the thermal expansion of the shim. It is an object of the present invention to provide a variable valve mechanism for an internal combustion engine that can suppress an inappropriate state.

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、回転するカムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、この入力アームの揺動に基づき前記軸を中心に揺動して機関バルブをリフトさせる出力アームと、前記入力アーム及び前記出力アームに対し互いに歯すじの傾斜方向の異なるギヤを介して連結されるとともに軸方向に往復移動可能なスライダとを備え、それらアームと前記軸を支持する立壁部との間、及び、各アーム同士の間に設けられたシムの軸方向厚さに応じて、前記アームが軸方向について位置決めされる内燃機関の可変動弁機構において、前記シムはセラミックによって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 input arm which is pushed by a rotating cam and swings around an axis, and swings around the axis based on the swing of the input arm. An output arm that lifts the engine valve; and a slider that is connected to the input arm and the output arm via gears having different inclination directions of the tooth traces and that can reciprocate in the axial direction. In the variable valve mechanism of the internal combustion engine in which the arm is positioned in the axial direction according to the axial thickness of the shim provided between the standing wall portion supporting the shaft and between the arms, The gist is that the shim is made of ceramic.

可変動弁機構において、入力アーム及び出力アームの軸方向位置は機関バルブの最大リフト量及び吸気カムの作用角に大きな影響を及ぼす。このため、アームと立壁部との間、及び、各アーム同士の間に設けられたシムを軸方向厚さの異なるものに適宜交換することにより、スライダの軸方向変位に対する上記最大リフト量及び作用角の変化態様が適正状態となるよう、各アームの軸方向位置が適切な位置に調整される。こうした調整を行った結果、各シムの軸方向厚さが各々異なるものとなる。仮に、上記各シムが鉄系材料等によって形成されているとすると、機関運転時の各シムの軸方向への熱膨張がシム毎に大きく異なるようになる。そして、こうした各シムの熱膨張のばらつきに起因して、各アームの軸方向位置及びアーム同士の相対位置が適正な位置からずれ、スライダの軸方向変位に対する上記最大リフト量及び作用角の変化態様が不適正な状態になる。しかし、上記構成によれば、シムが熱膨張のほとんどないセラミックによって形成されているため、上述した各シム毎の熱膨張のばらつきが生じることはない。従って、その各シム毎の熱膨張のばらつきに起因して、各アームの軸方向位置及びアーム同士の相対位置が適正な位置からずれ、スライダの軸方向変位に対する上記最大リフト量及び作用角の変化態様が不適正な状態になるのを抑制することができる。   In the variable valve mechanism, the axial positions of the input arm and output arm greatly affect the maximum lift amount of the engine valve and the operating angle of the intake cam. For this reason, the above-mentioned maximum lift amount and action with respect to the axial displacement of the slider can be obtained by appropriately replacing the shims provided between the arms and the standing wall and between the arms with ones having different axial thicknesses. The axial position of each arm is adjusted to an appropriate position so that the angle change mode is in an appropriate state. As a result of such adjustment, the axial thickness of each shim is different. If each of the shims is formed of an iron-based material or the like, the thermal expansion in the axial direction of each shim during engine operation differs greatly for each shim. Then, due to the variation in the thermal expansion of each shim, the axial position of each arm and the relative position between the arms deviate from the proper positions, and the maximum lift amount and the operating angle change mode with respect to the axial displacement of the slider. Is in an incorrect state. However, according to the above-described configuration, since the shim is formed of a ceramic having almost no thermal expansion, the above-described variation in thermal expansion for each shim does not occur. Therefore, due to the variation in thermal expansion for each shim, the axial position of each arm and the relative position between the arms deviate from the proper positions, and the maximum lift and working angle change with respect to the axial displacement of the slider. It can suppress that a mode becomes an improper state.

以下、本発明を自動車用多気筒エンジンの可変動弁機構に具体化した一実施形態を図1〜図4に従って説明する。
図1は、エンジン1における所定気筒のシリンダヘッド2周りの構造を示す拡大断面図である。このエンジン1においては、シリンダヘッド2、シリンダブロック3、及びピストン5によって燃焼室6が区画され、この燃焼室6には吸気通路7及び排気通路8が各々二つに分岐した状態で接続されている(図1には一方のみ図示)。そして、吸気通路7と燃焼室6との間は吸気バルブ9の開閉動作によって連通・遮断され、排気通路8と燃焼室6との間は排気バルブ10の開閉動作によって連通・遮断されるようになる。なお、これら吸気バルブ9及び排気バルブ10はそれぞれ各気筒毎に二つずつ設けられている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a variable valve mechanism of a multi-cylinder engine for an automobile will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing a structure around a cylinder head 2 of a predetermined cylinder in the engine 1. In this engine 1, a combustion chamber 6 is defined by a cylinder head 2, a cylinder block 3, and a piston 5, and an intake passage 7 and an exhaust passage 8 are connected to the combustion chamber 6 in a state of being branched into two. (Only one is shown in FIG. 1). The intake passage 7 and the combustion chamber 6 are communicated and blocked by the opening / closing operation of the intake valve 9, and the exhaust passage 8 and the combustion chamber 6 are communicated and blocked by the opening / closing operation of the exhaust valve 10. Become. Two intake valves 9 and two exhaust valves 10 are provided for each cylinder.

シリンダヘッド2には、吸気バルブ9及び排気バルブ10を駆動するための吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12が設けられている。これら吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12は、エンジン1のクランクシャフトからの回転伝達によって回転するようになっている。また、吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12には、それぞれ吸気カム11a及び排気カム12aが設けられている。そして、これら吸気カム11a及び排気カム12aの吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12との一体回転を通じて、吸気バルブ9及び排気バルブ10が開閉動作するようになっている。   The cylinder head 2 is provided with an intake camshaft 11 and an exhaust camshaft 12 for driving the intake valve 9 and the exhaust valve 10. The intake camshaft 11 and the exhaust camshaft 12 are rotated by transmission of rotation from the crankshaft of the engine 1. The intake camshaft 11 and the exhaust camshaft 12 are provided with an intake cam 11a and an exhaust cam 12a, respectively. The intake valve 9 and the exhaust valve 10 are opened and closed through integral rotation of the intake cam shaft 11 and the exhaust cam shaft 12 of the intake cam 11a and the exhaust cam 12a.

また、エンジン1は吸気バルブ9及び排気バルブ10といった機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構が設けられている。こうした可変動弁機構の一つとして、吸気カム11aと吸気バルブ9との間に、同バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角を可変とするリフト量可変機構14が設けられている。このリフト量可変機構14の駆動を通じて、例えば吸入空気量を多く必要とするエンジン運転状態になるほど、最大リフト量及び作用角が大となるよう制御される。これは最大リフト量及び作用角を大とするほど、吸気通路7から燃焼室6への空気の吸入が効率よく行われ、上述した吸入空気量に関する要求を満たすことが可能なためである。   Further, the engine 1 is provided with a variable valve mechanism that varies the valve characteristics of the engine valves such as the intake valve 9 and the exhaust valve 10. As one of such variable valve mechanisms, a lift amount variable mechanism 14 is provided between the intake cam 11a and the intake valve 9 to vary the maximum lift amount of the valve 9 and the operating angle of the intake cam 11a. . Through the driving of the variable lift amount mechanism 14, for example, the maximum lift amount and the operating angle are controlled to be larger as the engine operation state that requires a larger intake air amount is reached. This is because the larger the maximum lift amount and the operating angle, the more efficiently the air is sucked into the combustion chamber 6 from the intake passage 7 and the above-described requirements regarding the intake air amount can be satisfied.

次に、リフト量可変機構14の詳細な構造について説明する。
リフト量可変機構14は、吸気カムシャフト11と平行に延びるロッカシャフト15及びコントロールシャフト16と、回転する吸気カム11aにより押されて上記ロッカシャフト15を中心に揺動する入力アーム17と、この入力アーム17の揺動に基づき上記ロッカシャフト15を中心に揺動する出力アーム18とを備えている。入力アーム17については、ローラ19が回転可能に取り付けられるとともに、そのローラ19が吸気カム11aに押しつけられるようコイルスプリング20によって吸気カム11a側に付勢されている。また、出力アーム18については、その揺動時にロッカアーム21に押しつけられ、同ロッカアーム21を介して吸気バルブ9をリフトさせるものである。
Next, the detailed structure of the lift amount variable mechanism 14 will be described.
The variable lift amount mechanism 14 includes a rocker shaft 15 and a control shaft 16 that extend in parallel with the intake camshaft 11, an input arm 17 that is pushed by the rotating intake cam 11a and swings about the rocker shaft 15, and this input. An output arm 18 that swings about the rocker shaft 15 based on the swing of the arm 17 is provided. The input arm 17 is rotatably attached to a roller 19 and is biased toward the intake cam 11a by a coil spring 20 so that the roller 19 is pressed against the intake cam 11a. Further, the output arm 18 is pressed against the rocker arm 21 when the output arm 18 swings, and the intake valve 9 is lifted through the rocker arm 21.

このロッカアーム21の一端部は上記ラッシュアジャスタ22によって支持され、同ロッカアーム21の他端部は吸気バルブ9に接触している。また、ロッカアーム21は吸気バルブ9のバルブスプリング24によって出力アーム18側に付勢され、これによりロッカアーム21の一端部と他端部との間に回転可能に支持されたローラ23が出力アーム18に押しつけられている。   One end of the rocker arm 21 is supported by the lash adjuster 22, and the other end of the rocker arm 21 is in contact with the intake valve 9. The rocker arm 21 is urged toward the output arm 18 by the valve spring 24 of the intake valve 9, whereby a roller 23 rotatably supported between one end and the other end of the rocker arm 21 is applied to the output arm 18. It is pressed.

従って、吸気カム11aの回転に基づき入力アーム17及び出力アーム18が揺動すると、出力アーム18がロッカアーム21を介して吸気バルブ9をリフトさせ、吸気バルブ9の開閉動作が行われるようになる。そして、リフト量可変機構14では、入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置を変更することで、上記吸気バルブ9の最大リフト量、及び吸気カム11aの吸気バルブ9に対する作用角が可変とされる。即ち、入力アーム17と出力アーム18とを揺動方向について互いに接近させるほど、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角は小となってゆく。逆に、入力アーム17と出力アーム18とを揺動方向について互いに離間させるほど、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角は大となってゆく。   Therefore, when the input arm 17 and the output arm 18 swing based on the rotation of the intake cam 11a, the output arm 18 lifts the intake valve 9 via the rocker arm 21, and the intake valve 9 is opened and closed. In the variable lift amount mechanism 14, the maximum lift amount of the intake valve 9 and the action of the intake cam 11a on the intake valve 9 are changed by changing the relative positions of the input arm 17 and the output arm 18 in the swing direction. The corner is variable. That is, as the input arm 17 and the output arm 18 are brought closer to each other in the swing direction, the maximum lift amount of the intake valve 9 and the operating angle of the intake cam 11a become smaller. Conversely, as the input arm 17 and the output arm 18 are separated from each other in the swinging direction, the maximum lift amount of the intake valve 9 and the operating angle of the intake cam 11a increase.

ここで、リフト量可変機構14における入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置を変更する構造について、図2及び図3を併せ参照して詳しく説明する。   Here, a structure for changing the relative position in the swing direction of the input arm 17 and the output arm 18 in the lift amount varying mechanism 14 will be described in detail with reference to FIGS.

図2は、リフト量可変機構14の内部構造、詳しくはロッカシャフト15に取り付けられた入力アーム17及び出力アーム18の内側の構造を示す破断斜視図である。同図に示されるように、ロッカシャフト15は入力アーム17及び出力アーム18を貫通している。また、ロッカシャフト15の外周面における入力アーム17及び出力アーム18に対応する部分には円筒状をなすスライダ26が嵌め込まれている。このスライダ26の外壁において、長手方向中央部にはヘリカルスプライン27を有する入力ギヤ27aが設けられ、長手方向両端部にはヘリカルスプライン29を有する出力ギヤ29aが設けられている。   FIG. 2 is a cutaway perspective view showing the internal structure of the variable lift amount mechanism 14, specifically the internal structure of the input arm 17 and the output arm 18 attached to the rocker shaft 15. As shown in the figure, the rocker shaft 15 passes through the input arm 17 and the output arm 18. Further, a cylindrical slider 26 is fitted into a portion corresponding to the input arm 17 and the output arm 18 on the outer peripheral surface of the rocker shaft 15. On the outer wall of the slider 26, an input gear 27a having a helical spline 27 is provided at the longitudinal center, and an output gear 29a having a helical spline 29 is provided at both longitudinal ends.

一方、図3に示されるように、入力アーム17の内壁にはヘリカルスプライン28を有する円環状の内歯ギヤ28aが形成され、出力アーム18の内壁にはヘリカルスプライン30を有する円環状の内歯ギヤ30aが形成されている。そして、入力アーム17の内歯ギヤ28aはスライダ26の入力ギヤ27a(図2)と噛み合わされ、出力アーム18の内歯ギヤ30aはスライダ26の出力ギヤ29a(図2)と噛み合わされている。なお、ヘリカルスプライン27,28とヘリカルスプライン29,30とは、互いに傾斜角が異なっており、例えば互いに歯すじの傾斜方向が逆となっている。   On the other hand, as shown in FIG. 3, an annular inner gear 28 a having a helical spline 28 is formed on the inner wall of the input arm 17, and an annular inner tooth having a helical spline 30 is formed on the inner wall of the output arm 18. A gear 30a is formed. The internal gear 28a of the input arm 17 is meshed with the input gear 27a (FIG. 2) of the slider 26, and the internal gear 30a of the output arm 18 is meshed with the output gear 29a (FIG. 2) of the slider 26. The helical splines 27 and 28 and the helical splines 29 and 30 have different inclination angles, for example, the inclination directions of the tooth traces are opposite to each other.

上記ロッカシャフト15は、円筒状に形成され、その内側にはピンによってスライダ26と連結されるコントロールシャフト16が挿入されている。このコントロールシャフト16をスライダ26と共に軸線方向に移動させると、ヘリカルスプライン27,29とヘリカルスプライン28,30との噛み合いにより、入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置が変更される。   The rocker shaft 15 is formed in a cylindrical shape, and a control shaft 16 connected to the slider 26 by a pin is inserted inside the rocker shaft 15. When the control shaft 16 is moved in the axial direction together with the slider 26, the relative positions of the input arm 17 and the output arm 18 in the swinging direction are changed by the meshing of the helical splines 27, 29 and the helical splines 28, 30. The

具体的には、コントロールシャフト16を矢印L方向に変位させるほど入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置が互いに接近するように変更され、コントロールシャフト16を矢印H方向に変位させるほど上記相対位置が互いに離間するように変更される。こうした入力アーム17及び出力アーム18の揺動方向についての相対位置の変更を通じて、吸気カム11aの回転により出力アーム18が揺動したときの吸気バルブ9の最大リフト量、及び吸気カム11aの作用角が可変とされる。以上のようなコントロールシャフト16の軸線方向についての変位は、例えば電動モータを用いたアクチュエータの駆動制御によって実現される。   Specifically, as the control shaft 16 is displaced in the arrow L direction, the relative positions of the input arm 17 and the output arm 18 in the swing direction are changed so as to approach each other, and the control shaft 16 is displaced in the arrow H direction. The relative positions are changed so as to be separated from each other as the distance is increased. Through the change of the relative position of the input arm 17 and the output arm 18 in the swing direction, the maximum lift amount of the intake valve 9 and the working angle of the intake cam 11a when the output arm 18 swings due to the rotation of the intake cam 11a. Is variable. The displacement in the axial direction of the control shaft 16 as described above is realized by, for example, drive control of an actuator using an electric motor.

次に、リフト量可変機構14における入力アーム17、出力アーム18、スライダ26、ロッカシャフト15、及びコントロールシャフト16等のシリンダヘッド2への取り付け構造、並びに、スライダ26とコントロールシャフト16との連結構造について、図4を参照して説明する。   Next, a structure for mounting the input arm 17, the output arm 18, the slider 26, the rocker shaft 15, the control shaft 16 and the like in the lift amount variable mechanism 14 to the cylinder head 2, and a structure for connecting the slider 26 and the control shaft 16. Will be described with reference to FIG.

同図に示されるように、ロッカシャフト15及びコントロールシャフト16は、シリンダヘッド2の立壁部45を貫通するとともに、二つの立壁部45に挟まれた状態にある各アーム17,18を貫通している。各アーム17,18のうち、入力アーム17は二つの出力アーム18によって挟まれた状態となっている。そして、入力アーム17は吸気カム11a(図1参照)に対応して位置し、二つの出力アーム18はそれぞれ二つの吸気バルブ9(図1参照)に対応して位置している。また、各アーム17,18の内側にはロッカシャフト15に嵌め込まれたスライダ26が位置しており、同スライダ26の入力ギヤ27a及び出力ギヤ29aと、入力アーム17の内歯ギヤ28a及び出力アーム18の内歯ギヤ30aとは互いに噛み合っている。   As shown in the figure, the rocker shaft 15 and the control shaft 16 pass through the standing wall 45 of the cylinder head 2 and through the arms 17 and 18 sandwiched between the two standing walls 45. Yes. Of the arms 17 and 18, the input arm 17 is sandwiched between two output arms 18. The input arm 17 is positioned corresponding to the intake cam 11a (see FIG. 1), and the two output arms 18 are positioned corresponding to the two intake valves 9 (see FIG. 1). A slider 26 fitted to the rocker shaft 15 is positioned inside each arm 17, 18. An input gear 27 a and an output gear 29 a of the slider 26, and an internal gear 28 a and an output arm of the input arm 17. The 18 internal gears 30a mesh with each other.

コントロールシャフト16には、同シャフト16とスライダ26とを連結するためのピン51が径方向に挿入されている。また、ロッカシャフト15における上記ピン51に対応する位置には、軸線方向に延びるとともに同ピン51が貫通する長穴33が形成されている。更に、スライダ26の内周面における上記ピン51に対応する位置には、周方向(図中の紙面と直交する方向)に延びてピン51の先端が挿入される溝34が形成されている。そして、溝34内に位置するピン51の先端部分にはブッシュ35が設けられている。   A pin 51 for connecting the shaft 16 and the slider 26 is inserted in the control shaft 16 in the radial direction. Further, at a position corresponding to the pin 51 on the rocker shaft 15, an elongated hole 33 extending in the axial direction and through which the pin 51 passes is formed. Further, a groove 34 is formed at a position corresponding to the pin 51 on the inner peripheral surface of the slider 26 so as to extend in the circumferential direction (a direction orthogonal to the paper surface in the drawing) and into which the tip of the pin 51 is inserted. A bush 35 is provided at the tip of the pin 51 located in the groove 34.

コントロールシャフト16の軸方向移動は、ピン51の長穴33に沿った移動を通じて許容される。こうしたコントロールシャフト16の軸方向移動に伴いピン51が長穴33に沿って移動すると、ブッシュ35が溝34の内側面に押しつけられ、スライダ26がコントロールシャフト16の軸方向に移動する。また、入力アーム17及び出力アーム18が揺動するときには、それに伴いスライダ26もロッカシャフト15の外周面に対し周方向に変位(回動)するが、こうした変位はピン51に対しスライダ26と共に周方向に相対移動する溝34によって許容される。   The axial movement of the control shaft 16 is allowed through movement of the pin 51 along the elongated hole 33. When the pin 51 moves along the elongated hole 33 as the control shaft 16 moves in the axial direction, the bush 35 is pressed against the inner surface of the groove 34, and the slider 26 moves in the axial direction of the control shaft 16. Further, when the input arm 17 and the output arm 18 swing, the slider 26 is displaced (rotated) in the circumferential direction with respect to the outer peripheral surface of the rocker shaft 15. Allowed by grooves 34 that move relative to each other.

次に、入力アーム17及び出力アーム18の軸方向位置を調節するための構造について説明する。
入力アーム17及び出力アーム18の軸方向位置については、それがスライダ26の軸方向変位に対する上記最大リフト量及び作用角の変化態様に大きな影響を及ぼすことになる。このため、立壁部45と出力アーム18との間にシム46が設けられるとともに、各アーム17,18の間にシム50が設けられ、これらシム46,50を軸方向厚さの異なるものに適宜交換することにより、上記最大リフト量及び作用角の変化態様が適正となるよう、入力アーム17及び出力アーム18の軸方向位置が適切な位置に調整される。こうした位置調整を行うことにより、各シム46,50の軸方向厚さはシム毎に各々異なるものとなる。
Next, a structure for adjusting the axial positions of the input arm 17 and the output arm 18 will be described.
The axial positions of the input arm 17 and the output arm 18 have a great influence on the change of the maximum lift amount and the operating angle with respect to the axial displacement of the slider 26. For this reason, a shim 46 is provided between the standing wall portion 45 and the output arm 18, and a shim 50 is provided between the arms 17, 18. The shims 46, 50 are appropriately changed to those having different axial thicknesses. By exchanging, the axial positions of the input arm 17 and the output arm 18 are adjusted to appropriate positions so that the above-described change modes of the maximum lift amount and the operating angle are appropriate. By performing such position adjustment, the axial thickness of each of the shims 46 and 50 is different for each shim.

ところで、上記シム46,50を形成する材料として仮に鉄系材料を用いたとすると、上述したように各シム46,50の軸方向厚さがシム毎に異なる場合に、機関運転時における同シム46,50の軸方向への熱膨張がシム毎に大きく異なるようになる。このように各シム46,50毎の軸方向についての熱膨張にばらつきが生じると、当該ばらつきが大きくなるほど各アーム17,18の軸方向位置の適正状態からのずれが大きくなることは、[発明が解決しようとする課題]の欄に記載したとおりである。その結果、スライダ26の軸方向変位に対する吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角の変化態様が不適正な状態になってしまう。   By the way, if an iron-based material is used as a material for forming the shims 46 and 50, the shim 46 during engine operation is used when the axial thickness of the shims 46 and 50 is different for each shim as described above. , 50 in the axial direction is greatly different for each shim. As described above, when the thermal expansion in the axial direction of each of the shims 46 and 50 varies, the deviation from the appropriate state of the axial positions of the arms 17 and 18 increases as the variation increases. Is as described in the column “Problems to be solved”. As a result, the change mode of the maximum lift amount of the intake valve 9 and the operating angle of the intake cam 11a with respect to the axial displacement of the slider 26 is in an inappropriate state.

そこで本実施形態では、シム46,50を熱膨張のほとんど無いセラミックによって形成する。これにより、上述した各シム46,50毎の熱膨張のばらつきが生じることはなくなり、当該ばらつきに起因して各アーム17,18の軸方向位置及びアーム17,18同士の相対位置が適正な位置からずれ、上記最大リフト量及び作用角の変化態様が不適正な状態になるのを抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, the shims 46 and 50 are formed of ceramic that has almost no thermal expansion. As a result, the variation in thermal expansion of each of the shims 46 and 50 does not occur, and the axial positions of the arms 17 and 18 and the relative positions of the arms 17 and 18 are the proper positions due to the variations. Therefore, it is possible to suppress the change of the maximum lift amount and the operating angle from being in an inappropriate state.

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)シム46,50をセラミックにより形成することで、各シム46,50毎の軸方向についての熱膨張を回避することができる。このため、当該熱膨張のシム毎のばらつきに起因して各アーム17,18の軸方向位置が適正な位置からずれるのを抑制することができ、ひいてはスライダ26の軸方向変位に対する上記最大リフト量及び作用角の変化態様が不適正な状態になるのを抑制する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) By forming the shims 46 and 50 of ceramic, thermal expansion in the axial direction of each of the shims 46 and 50 can be avoided. For this reason, it is possible to prevent the axial positions of the arms 17 and 18 from deviating from the proper positions due to the variation of the thermal expansion for each shim, and thus the maximum lift amount with respect to the axial displacement of the slider 26. In addition, it is possible to suppress the state of change of the working angle from being in an inappropriate state.

(2)リフト量可変機構14は、エンジン1の各気筒毎に設けられており、一つの入力アーム17の揺動に基づき二つの出力アーム18を揺動させることで、各気筒の二つの吸気バルブ9を開閉駆動させる構成となっている。このため、各シム46,50の軸方向についての熱膨張のばらつきが大きくなると、アーム17,18同士の相対位置の適正状態からのずれも大きくなり、入力アーム17における二つの出力アーム18との間の距離がそれぞれ異なるものとなる。その結果、スライダ26の軸方向変位に対する吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角の変化態様が、一つの気筒における二つの吸気バルブ9の間で異なるものとなり、同気筒での燃焼状態に影響を及ぼすという問題が生じる。しかし、シム46,50をセラミックにより形成することで、各シム46,50毎の軸方向についての熱膨張が回避され、上述した問題が生じるのを抑制することができるようになる。   (2) The lift amount variable mechanism 14 is provided for each cylinder of the engine 1, and the two output arms 18 are swung based on the swing of the one input arm 17, whereby the two intakes of each cylinder are swung. The valve 9 is configured to open and close. For this reason, when the variation of the thermal expansion in the axial direction of each of the shims 46 and 50 increases, the deviation of the relative positions of the arms 17 and 18 from the appropriate state also increases, and the two output arms 18 in the input arm 17 differ from each other. The distance between them will be different. As a result, the change in the maximum lift amount of the intake valve 9 and the operating angle of the intake cam 11a with respect to the axial displacement of the slider 26 differs between the two intake valves 9 in one cylinder, and combustion in the same cylinder The problem of affecting the state arises. However, by forming the shims 46 and 50 of ceramic, thermal expansion in the axial direction of each of the shims 46 and 50 can be avoided, and the above-described problem can be suppressed.

(3)多気筒のエンジン1においては、各気筒毎にリフト量可変機構14が設けられ、シム46,50によるアーム17,18の軸方向位置の調節も各気筒毎に行われる。このため、仮にシム46,50が鉄系材料等を用いて形成されていると、各シム46,50毎の熱膨張のばらつきに起因して上記最大リフト量及び作用角の変化態様が不適正な状態になるとき、その変化態様の適正状態からのずれが気筒毎に異なるものとなる。その結果、気筒間での燃焼状態にばらつきが生じるおそれがある。しかし、シム46,50をセラミックにより形成することで、こうした問題を抑制することができる。   (3) In the multi-cylinder engine 1, the lift amount variable mechanism 14 is provided for each cylinder, and the axial positions of the arms 17 and 18 are adjusted by the shims 46 and 50 for each cylinder. For this reason, if the shims 46 and 50 are formed using an iron-based material or the like, the variation mode of the maximum lift amount and the working angle is inappropriate due to variations in thermal expansion of the shims 46 and 50. When the engine is in a different state, the deviation of the change mode from the appropriate state is different for each cylinder. As a result, there is a possibility that the combustion state between the cylinders varies. However, such problems can be suppressed by forming the shims 46 and 50 from ceramic.

(4)入力アーム17及び出力アーム18は、通常、加工のし安さや強度の面から鉄系材料を用いて形成されるため、仮にシム46、50を鉄系材料によって形成したとすると、アーム17,18とシム46,50とが同質の材料で形成されることになる。このような場合にはアーム17,18とシム46,50とが熱膨張した状態で周方向に摺動するとき、それらの接触面にて摩擦が大となって摩耗が進む傾向がある。しかし、シム46,50をセラミックにより形成することで、アーム17,18とシム46,50とが別の材料によって形成されることになり、上記の問題が生じるのを抑制することができる。   (4) Since the input arm 17 and the output arm 18 are usually formed using a ferrous material in terms of ease of processing and strength, if the shims 46 and 50 are formed of a ferrous material, the arm 17 and 18 and shims 46 and 50 are made of the same material. In such a case, when the arms 17 and 18 and the shims 46 and 50 slide in the circumferential direction in a thermally expanded state, the friction tends to increase at their contact surfaces and wear tends to proceed. However, when the shims 46 and 50 are formed of ceramic, the arms 17 and 18 and the shims 46 and 50 are formed of different materials, and the above-described problems can be suppressed.

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・吸気バルブ9を気筒毎に一つだけ設けたエンジンや、三つ設けたエンジンに本発明を適用してもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
The present invention may be applied to an engine provided with only one intake valve 9 for each cylinder or an engine provided with three intake valves.

・単気筒のエンジンに本発明を適用してもよい。この場合でも上記(1)及び(3)と同等の効果が得られるようになる。   The present invention may be applied to a single cylinder engine. Even in this case, the same effects as in the above (1) and (3) can be obtained.

本実施形態の可変動弁機構が適用されたエンジンのシリンダヘッド周りの構造を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the structure around the cylinder head of the engine to which the variable valve mechanism of this embodiment was applied. リフト量可変機構の内部構造を示す破断斜視図。The fracture | rupture perspective view which shows the internal structure of a lift amount variable mechanism. 入力アーム及び出力アームの内部構造を示す破談斜視図。The broken perspective view which shows the internal structure of an input arm and an output arm. スライダ、入力アーム、及び、出力アームのシリンダヘッドへの取り付け構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the attachment structure to the cylinder head of a slider, an input arm, and an output arm.

符号の説明Explanation of symbols

1…エンジン、2…シリンダヘッド、3…シリンダブロック、5…ピストン、6…燃焼室、7…吸気通路、8…排気通路、9…吸気バルブ、10…排気バルブ、11…吸気カムシャフト、11a…吸気カム、12…排気カムシャフト、12a…排気カム、14…リフト量可変機構、15…ロッカシャフト、16…コントロールシャフト、17…入力アーム、18…出力アーム、19…ローラ、20…コイルスプリング、21…ロッカアーム、22…ラッシュアジャスタ、23…ローラ、24…バルブスプリング、26…スライダ、27…ヘリカルスプライン、27a…入力ギヤ、28…ヘリカルスプライン、28a…内歯ギヤ、29…ヘリカルスプライン、29a…出力ギヤ、30…ヘリカルスプライン、30a…内歯ギヤ、33…長穴、34…溝、35…ブッシュ、45…立壁部、46…シム、50…シム、51…ピン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Cylinder head, 3 ... Cylinder block, 5 ... Piston, 6 ... Combustion chamber, 7 ... Intake passage, 8 ... Exhaust passage, 9 ... Intake valve, 10 ... Exhaust valve, 11 ... Intake camshaft, 11a DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Intake cam, 12 ... Exhaust cam shaft, 12a ... Exhaust cam, 14 ... Lift amount variable mechanism, 15 ... Rocker shaft, 16 ... Control shaft, 17 ... Input arm, 18 ... Output arm, 19 ... Roller, 20 ... Coil spring , 21 ... Rocker arm, 22 ... Rush adjuster, 23 ... Roller, 24 ... Valve spring, 26 ... Slider, 27 ... Helical spline, 27a ... Input gear, 28 ... Helical spline, 28a ... Internal gear, 29 ... Helical spline, 29a ... output gear, 30 ... helical spline, 30a ... internal gear, 33 ... long hole, 3 ... groove, 35 ... bush, 45 ... vertical wall portion, 46 ... Sim, 50 ... Sim, 51 ... pin.

Claims (1)

回転するカムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、この入力アームの揺動に基づき前記軸を中心に揺動して機関バルブをリフトさせる出力アームと、前記入力アーム及び前記出力アームに対し互いに歯すじの傾斜方向の異なるギヤを介して連結されるとともに軸方向に往復移動可能なスライダとを備え、それらアームと前記軸を支持する立壁部との間、及び、各アーム同士の間に設けられたシムの軸方向厚さに応じて、前記アームが軸方向について位置決めされる内燃機関の可変動弁機構において、
前記シムはセラミックによって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 input arm that is pushed by a rotating cam and swings about an axis, an output arm that swings about the axis based on the swing of the input arm and lifts the engine valve, the input arm, and the output The sliders are connected to the arms via gears having different inclination directions of the tooth traces and are reciprocally movable in the axial direction, and between the arms and the standing wall portion supporting the shaft, and between the arms. In the variable valve mechanism of the internal combustion engine in which the arm is positioned in the axial direction according to the axial thickness of the shim provided between
The variable valve mechanism for an internal combustion engine, wherein the shim is made of ceramic.
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