JP2007205329A - Variable valve gear mechanism of internal combustion engine - Google Patents

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Hidekazu Hioka
英一 日岡
Takahide Koshimizu
孝英 腰水
Takao Yuasa
貴夫 湯浅
Yuji Yoshihara
裕二 吉原
Yoshiaki Miyasato
佳明 宮里
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure the smooth movement of a control shaft by reducing the resistance of the control shaft from a lubricating oil when the control shaft is moved while effectively lubricating component parts moving relative to each other in a variable valve gear mechanism of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: This variable valve gear mechanism 30 comprises a hollow rocker shaft (support shaft) 31, a control shaft 32 disposed in the rocker shaft 31 movably in the axial direction, and a variable valve lift mechanism 40 disposed on the rocker shaft 31. A lubricating oil is supplied between the component parts of the variable valve gear mechanism 30 moving relative to each other, for example, between the rocker shaft 31 and the control shaft 32. The control shaft 32 is formed of a hollow member in which an internal space 32b extending in the axial direction is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の機関バルブのバルブ特性を連続的に変更する可変動弁機構に関する。   The present invention relates to a variable valve mechanism that continuously changes the valve characteristics of an engine valve of an internal combustion engine.

内燃機関(エンジン)の可変動弁機構として、機関バルブ(吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブ)の作用角や最大リフト量のようなバルブ特性を、エンジンの運転状態に応じて連続的に変更可能とする技術が知られている。このようなエンジンの可変動弁機構を、例えば、吸気バルブに適用すると、エンジンの低回転低負荷域では、吸気バルブの作用角や最大リフト量を小さくして、吸入空気量を制限することで、スロットルバルブの開度制御によって生ずるポンピングロスを小さくし、燃費の向上を図ることができる。また、エンジンの高回転高負荷域では、吸気バルブの作用角や最大リフト量を大きくして、吸気充填効率の向上により出力の増加を確保することができる。   As a variable valve mechanism for an internal combustion engine (engine), the valve characteristics such as the operating angle and the maximum lift amount of the engine valve (at least one of the intake valve and the exhaust valve) are continuously changed according to the operating state of the engine. A technique for enabling change is known. When such a variable valve mechanism of an engine is applied to, for example, an intake valve, the intake valve can be limited by reducing the operating angle of the intake valve and the maximum lift amount in a low engine speed and low load range. Further, the pumping loss caused by the throttle valve opening control can be reduced, and the fuel consumption can be improved. Also, in the high engine speed and high load range, the operating angle of the intake valve and the maximum lift amount can be increased, and an increase in output can be secured by improving the intake charging efficiency.

そのようなエンジンの可変動弁機構の一例に、エンジンのシリンダヘッドに固定され、機関バルブのカムシャフトと平行に設けられた中空のロッカシャフト(支持軸)と、このロッカシャフト内に軸方向に移動可能な状態で配設されたコントロールシャフト(制御軸)と、そのロッカシャフト上に配設される複数の可変バルブリフト機構とを備えて構成されているものがある(例えば、特許文献1参照)。   An example of such a variable valve mechanism for an engine is a hollow rocker shaft (support shaft) fixed to the cylinder head of the engine and provided parallel to the camshaft of the engine valve, and an axial direction within the rocker shaft. Some include a control shaft (control shaft) disposed in a movable state and a plurality of variable valve lift mechanisms disposed on the rocker shaft (see, for example, Patent Document 1). ).

可変バルブリフト機構は、エンジンの各気筒ごとに設けられており、コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギアと、カムシャフトのカムにより駆動される入力アームと、機関バルブをリフトさせる出力アームとを備えて構成されている。入力アームおよび出力アームは、スライダギア上に設けられ、軸方向への移動が規制された状態でロッカシャフトを支持する支持部間に配設されている。   The variable valve lift mechanism is provided for each cylinder of the engine, and includes a slider gear that can move in conjunction with the control shaft, an input arm that is driven by a camshaft cam, and an output arm that lifts the engine valve. It is configured with. The input arm and the output arm are provided on the slider gear, and are disposed between the support portions that support the rocker shaft in a state where movement in the axial direction is restricted.

スライダギアには、コントロールシャフトが挿入される軸挿入孔が形成されている。また、スライダギアには、入力アームと噛み合う入力側ヘリカルスプラインと、出力アームと噛み合う出力側ヘリカルスプラインが形成されている。入力側ヘリカルスプラインの歯のねじれの向きと、出力側ヘリカルスプラインの歯のねじれの向きとは、反対方向に形成されている。これに対し、入力アームの内周面にはスライダギアの入力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成されており、出力アームの内周面にも同様に、スライダギアの出力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成されている。   A shaft insertion hole into which the control shaft is inserted is formed in the slider gear. The slider gear is formed with an input side helical spline that meshes with the input arm and an output side helical spline that meshes with the output arm. The direction of the twist of the teeth of the input side helical spline and the direction of the twist of the teeth of the output side helical spline are formed in opposite directions. On the other hand, a helical spline that meshes with the input-side helical spline of the slider gear is formed on the inner peripheral surface of the input arm, and similarly, a helical spline that meshes with the output-side helical spline of the slider gear. Splines are formed.

上述のような構成のエンジンの可変動弁機構では、カムシャフトのトルクが入力アームに伝達されると、入力アームが揺動され、この入力アームと一体的に揺動する出力アームによって機関バルブがリフトされるようになっている。そして、機関バルブの作用角および最大リフト量が次のようにして変更される。すなわち、コントロールシャフトの軸方向への移動に連動してスライダギアが軸方向に移動されると、スライダギアと入力アームおよび出力アームとの軸方向における相対位置が変化する。これにより、スライダギア上の入力アームと出力アームとが相対回転して、両者の相対位相差が変更され、機関バルブの作用角および最大リフト量が連続的に変更されるようになっている。なお、入力アームは、ロストモーションスプリングの弾性力によって、常にカムシャフトのカムへ押し付けられている。また、出力アームには、機関バルブのバルブスプリングの弾性力によってロッカアームが押し付けられている。
特開2001−263015号公報
In the variable valve mechanism of the engine configured as described above, when the torque of the camshaft is transmitted to the input arm, the input arm is swung, and the engine valve is moved by the output arm that swings integrally with the input arm. It is supposed to be lifted. Then, the operating angle and the maximum lift amount of the engine valve are changed as follows. That is, when the slider gear is moved in the axial direction in conjunction with the movement of the control shaft in the axial direction, the relative positions of the slider gear, the input arm, and the output arm in the axial direction change. As a result, the input arm and the output arm on the slider gear are relatively rotated, the relative phase difference between the two is changed, and the operating angle and the maximum lift amount of the engine valve are continuously changed. The input arm is always pressed against the cam of the camshaft by the elastic force of the lost motion spring. The rocker arm is pressed against the output arm by the elastic force of the valve spring of the engine valve.
JP 2001-263015 A

上述のエンジンの可変動弁機構では、その構成部品間、特に、互いに接触した状態で相対移動する構成部品間の摺動部分(ギアの噛み合い部分を含む)に潤滑油を供給して、スムーズな相対移動を確保するようにしている。このため、可変動弁機構には、そのような構成部品間に外部から潤滑油を供給するための油路が形成されている。例えば、コントロールシャフトをスムーズに軸方向に移動して、迅速に機関バルブの作用角および最大リフト量を変更するために、ロッカシャフトとコントロールシャフトとの間にも油路が形成されている。   In the above-described variable valve mechanism of the engine, the lubricating oil is supplied to the sliding parts (including the gear meshing parts) between the constituent parts, particularly the constituent parts that move relative to each other in a state of being in contact with each other. The relative movement is ensured. For this reason, the variable valve mechanism is formed with an oil passage for supplying lubricating oil from the outside between such components. For example, an oil passage is also formed between the rocker shaft and the control shaft in order to move the control shaft smoothly in the axial direction and quickly change the operating angle and maximum lift amount of the engine valve.

ところで、コントロールシャフトが中空ではなく中実である場合には、コントロールシャフトの軸方向への移動時に、ロッカシャフトとコントロールシャフトとの間に供給された潤滑油が抵抗になり得る。このため、潤滑油の抵抗に逆らってコントロールシャフトを移動させようとすると、コントロールシャフト移動用のアクチュエータの消費電力が大きくなり、燃費に影響を及ぼしてしまうという問題点がある。   By the way, when the control shaft is not hollow but solid, the lubricating oil supplied between the rocker shaft and the control shaft can become a resistance when the control shaft moves in the axial direction. For this reason, if it is attempted to move the control shaft against the resistance of the lubricating oil, there is a problem in that the power consumption of the actuator for moving the control shaft increases, which affects fuel consumption.

本発明は、上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、内燃機関の可変動弁機構において、互いに相対移動する構成部品間の潤滑をより効果的に行いながら、制御軸の移動時に潤滑油から受ける抵抗を低減させ、制御軸のスムーズな移動を確保することができるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and in a variable valve mechanism of an internal combustion engine, the movement of a control shaft while performing lubrication between components that move relative to each other more effectively. It is an object of the present invention to reduce the resistance sometimes received from the lubricating oil and to ensure smooth movement of the control shaft.

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、中空の支持軸と、前記支持軸内に軸方向に移動可能な状態で配設された制御軸と、前記支持軸上に配設される可変バルブリフト機構とを備え、前記可変バルブリフト機構には、制御軸と連動して軸方向に駆動されるスライダと、前記スライダの外周面に形成されたヘリカルスプラインと係合し、カムシャフトからの力を受ける入力アームと、前記スライダの外周面に前記入力アームと係合するヘリカルスプラインとは異なる方向に形成されたヘリカルスプラインと係合し、機関バルブをリフトさせる出力アームとが設けられ、前記制御軸の軸方向への移動によって機関バルブのバルブ特性を変更するとともに、互いに相対移動する構成部品間に油路を通じて潤滑油を供給するようにした内燃機関の可変動弁機構において、前記制御軸が中空に形成されていることを特徴としている。   In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows. That is, the present invention comprises a hollow support shaft, a control shaft disposed in an axially movable state in the support shaft, and a variable valve lift mechanism disposed on the support shaft, The variable valve lift mechanism includes a slider driven in the axial direction in conjunction with a control shaft, an input arm that engages with a helical spline formed on the outer peripheral surface of the slider and receives a force from a camshaft, An output arm that engages with the helical spline formed in a direction different from the helical spline that engages with the input arm on the outer peripheral surface of the slider and lifts the engine valve is provided. In a variable valve mechanism for an internal combustion engine that changes the valve characteristics of an engine valve by movement and supplies lubricating oil through an oil passage between components that move relative to each other. It is characterized in that the control shaft is made hollow.

このような内燃機関の可変動弁機構では、カムシャフトのトルクが入力アームに伝達されると、入力アームが揺動され、この入力アームと一体的に揺動する出力アームによって機関バルブがリフトされる。また、機関バルブの作用角や最大リフト量のようなバルブ特性が次のようにして変更される。すなわち、制御軸の軸方向への移動に連動してスライダが軸方向に移動されると、スライダと入力アームおよび出力アームとの軸方向における相対位置が変化する。これにより、スライダ上の入力アームと出力アームとが相対回転して、両者の相対位相差が変更され、機関バルブのバルブ特性が連続的に変更される。また、互いに相対移動する構成部品間の摺動部分(ギアの噛み合い部分を含む)、例えば、支持軸と制御軸との間には、油路を通じて潤滑油が供給されている。   In such a variable valve mechanism for an internal combustion engine, when the torque of the camshaft is transmitted to the input arm, the input arm is swung, and the engine valve is lifted by the output arm that swings integrally with the input arm. The Further, the valve characteristics such as the working angle and the maximum lift amount of the engine valve are changed as follows. That is, when the slider is moved in the axial direction in conjunction with the movement of the control shaft in the axial direction, the relative positions of the slider, the input arm, and the output arm in the axial direction change. As a result, the input arm and the output arm on the slider rotate relative to each other, the relative phase difference between them changes, and the valve characteristic of the engine valve changes continuously. Further, lubricating oil is supplied through an oil passage between sliding portions (including gear meshing portions) between components that move relative to each other, for example, between a support shaft and a control shaft.

そして、上記の構成によれば、制御軸を軸方向へ移動させて、機関バルブのバルブ特性を変更する際には、支持軸と制御軸との間の潤滑油が抵抗になり得るが、制御軸が中空に形成されているので、軸方向に垂直な平面で切断したときの制御軸の断面積が、中空ではなく中実である場合と比べて小さくなる。これにより、制御軸が中実である場合と比べて、制御軸の軸方向への移動時に潤滑油から受ける抵抗を低減させることができる。そして、制御軸のスムーズな移動を確保することができ、機関バルブのバルブ特性の変更を迅速に行うことができる。   According to the above configuration, when changing the valve characteristic of the engine valve by moving the control shaft in the axial direction, the lubricating oil between the support shaft and the control shaft can become a resistance. Since the shaft is formed hollow, the cross-sectional area of the control shaft when cut along a plane perpendicular to the axial direction is smaller than when the shaft is solid rather than hollow. Thereby, compared with the case where a control shaft is solid, the resistance received from lubricating oil at the time of the movement of an axial direction of a control shaft can be reduced. Then, smooth movement of the control shaft can be ensured, and the valve characteristics of the engine valve can be changed quickly.

また、潤滑油から受ける抵抗に逆らって制御軸を移動させても、制御軸が中実である場合と比べて、制御軸の駆動用のアクチュエータの消費電力を節約することができ、燃費への影響を小さくすることができる。しかも、制御軸の内部空間が可変動弁機構において互いに相対移動する構成部品間を潤滑する潤滑油を供給するための油路の一部を形成しているので、互いに相対移動する構成部品間の潤滑をより効果的に行うことができ、また、潤滑経路の設計自由度を向上させることができる。   Also, even if the control shaft is moved against the resistance received from the lubricating oil, the power consumption of the actuator for driving the control shaft can be saved compared to the case where the control shaft is solid. The influence can be reduced. Moreover, since the internal space of the control shaft forms part of an oil passage for supplying lubricating oil between the components that move relative to each other in the variable valve mechanism, the space between the components that move relative to each other is formed. Lubrication can be performed more effectively, and the degree of freedom in designing the lubrication path can be improved.

本発明によれば、制御軸が中空に形成されているので、互いに相対移動する構成部品間の潤滑をより効果的に行いながら、制御軸の移動時に潤滑油から受ける抵抗を低減させ、制御軸のスムーズな移動を確保することができる。   According to the present invention, since the control shaft is formed hollow, the resistance received from the lubricating oil when the control shaft is moved can be reduced while performing lubrication between the components that move relative to each other more effectively. Smooth movement can be ensured.

本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

以下では、本発明の可変動弁機構を車両に搭載される内燃機関(エンジン)に適用した例を挙げて説明する。以下の例では、可変動弁機構を吸気バルブについて適用した場合について述べる。ただし、排気バルブに対しても、吸気バルブの場合と同様に適用することが可能である。   Hereinafter, an example in which the variable valve mechanism of the present invention is applied to an internal combustion engine (engine) mounted on a vehicle will be described. In the following example, a case where the variable valve mechanism is applied to an intake valve will be described. However, the present invention can be applied to the exhaust valve in the same manner as the intake valve.

まず、エンジンの概略構成について、図1,図2を用いて説明する。   First, the schematic configuration of the engine will be described with reference to FIGS.

この例のエンジン10は、車両に搭載される直列4気筒ガソリンエンジンであって、4つの気筒(シリンダ:#1〜#4)12を有するシリンダブロック11と、このシリンダブロック11上に取り付けられるシリンダヘッド14とを備えている。各気筒12内には、ピストン13が往復運動可能な状態で収容されている。ピストン13は、コネクティングロッドを介してクランクシャフト34に連結されており、ピストン13の往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフト34の回転運動に変換される。   The engine 10 of this example is an in-line four-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle, and includes a cylinder block 11 having four cylinders (cylinders: # 1 to # 4) 12 and a cylinder mounted on the cylinder block 11. And a head 14. A piston 13 is accommodated in each cylinder 12 in a state where the piston 13 can reciprocate. The piston 13 is connected to the crankshaft 34 via a connecting rod, and the reciprocating motion of the piston 13 is converted into the rotational motion of the crankshaft 34 by the connecting rod.

エンジン10のシリンダヘッド14には、各燃焼室15に連通する吸気ポート17と排気ポート18とが各気筒12ごとに一対ずつ設けられている。燃焼室15には、点火プラグ16が各気筒12ごとに配置されている。   The cylinder head 14 of the engine 10 is provided with a pair of intake ports 17 and exhaust ports 18 communicating with the combustion chambers 15 for each cylinder 12. In the combustion chamber 15, a spark plug 16 is arranged for each cylinder 12.

シリンダヘッド14には、各吸気ポート17を開閉する吸気バルブ21と、各排気ポート18を開閉する排気バルブ22とがそれぞれ配置されている。各吸気バルブ21には、バルブスプリング21aがそれぞれ設けられており、バルブスプリング21aの弾性力によって各吸気バルブ21が吸気ポート17を閉じる方向に付勢されている。また、各排気バルブ22にも同様にバルブスプリング22aが設けられている。   An intake valve 21 that opens and closes each intake port 17 and an exhaust valve 22 that opens and closes each exhaust port 18 are disposed in the cylinder head 14. Each intake valve 21 is provided with a valve spring 21a, and each intake valve 21 is urged in a direction to close the intake port 17 by the elastic force of the valve spring 21a. Similarly, each exhaust valve 22 is provided with a valve spring 22a.

吸気バルブ21の上方には、各気筒12ごとに1つの吸気カム23aを有する吸気カムシャフト23が配置されている。吸気カムシャフト23は、複数の支持壁25によって回転自在に支持されている。なお、支持壁25は、シリンダヘッド14に一体的に設けられたカムハウジングと、このカムハウジングにボルト締結等により脱着可能に取り付けられたカムキャップとで構成されている。   Above the intake valve 21, an intake camshaft 23 having one intake cam 23a for each cylinder 12 is disposed. The intake camshaft 23 is rotatably supported by a plurality of support walls 25. The support wall 25 includes a cam housing that is provided integrally with the cylinder head 14 and a cam cap that is detachably attached to the cam housing by bolt fastening or the like.

また、排気バルブ22の上方に、各気筒12ごとに1つの排気カム24aを有する排気カムシャフト24が配置されている。排気カムシャフト24は、複数の支持壁26によって回転自在に支持されている。なお、支持壁26は、シリンダヘッド14に一体的に設けられたカムハウジングと、このカムハウジングにボルト締結等により脱着可能に取り付けられたカムキャップとで構成されている。   Further, an exhaust camshaft 24 having one exhaust cam 24 a for each cylinder 12 is disposed above the exhaust valve 22. The exhaust camshaft 24 is rotatably supported by a plurality of support walls 26. The support wall 26 includes a cam housing that is provided integrally with the cylinder head 14 and a cam cap that is detachably attached to the cam housing by bolt fastening or the like.

これら吸気カムシャフト23および排気カムシャフト24は、タイミングチェーン35等を介してクランクシャフト34に駆動連結されている。そして、クランクシャフト34の回転がタイミングチェーン35等を介して吸気カムシャフト23および排気カムシャフト24に伝達され、各カムシャフト23,24の回転によって、吸気バルブ21および排気バルブ22がそれぞれ往復運動する。   The intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are drivingly connected to a crankshaft 34 via a timing chain 35 and the like. The rotation of the crankshaft 34 is transmitted to the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 via the timing chain 35 and the like, and the intake valve 21 and the exhaust valve 22 reciprocate by the rotation of the camshafts 23 and 24, respectively. .

吸気バルブ21の上端部と吸気カム23aとの間、および、排気バルブ22の上端部と排気カム24aとの間には、それぞれ、ローラ27aを有するロッカアーム27が揺動自在に配置されている。さらに、吸気バルブ21および排気バルブ22の各上端部の近傍には、油圧式のラッシュアジャスタ28がそれぞれ配置されている。ロッカアーム27には、バルブスプリング21a(22a)の圧縮反力とラッシュアジャスタ28の押し上げ力とが伝達されている。これにより、ロッカアーム27のローラ27aがほぼ上方に付勢されている。そして、この例では、ローラ27aは、各排気カム24aに対しては直接的に接触されている一方で、各吸気カム23aに対しては以下に述べるような可変動弁機構30を介して間接的に接触されている。なお、ロッカアームとして、ローラを備えないものを用いてもよい。   A rocker arm 27 having a roller 27a is swingably disposed between the upper end portion of the intake valve 21 and the intake cam 23a and between the upper end portion of the exhaust valve 22 and the exhaust cam 24a. Further, hydraulic lash adjusters 28 are arranged near the upper ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22, respectively. A compression reaction force of the valve spring 21a (22a) and a pushing force of the lash adjuster 28 are transmitted to the rocker arm 27. Thereby, the roller 27a of the rocker arm 27 is biased substantially upward. In this example, the roller 27a is in direct contact with each exhaust cam 24a, but indirectly with each intake cam 23a via a variable valve mechanism 30 described below. Are in contact. A rocker arm that does not include a roller may be used.

上述のようなエンジン10において、吸気カムシャフト23の近傍に可変動弁機構30が設けられている。以下、可変動弁機構30の構成について、図1〜図8を用いて詳しく説明する。なお、図3の矢印Fは、アクチュエータ33から離れる方向を示し、矢印Rは、アクチュエータ33に近づく方向を示す。   In the engine 10 as described above, the variable valve mechanism 30 is provided in the vicinity of the intake camshaft 23. Hereinafter, the configuration of the variable valve mechanism 30 will be described in detail with reference to FIGS. 3 indicates a direction away from the actuator 33, and an arrow R indicates a direction approaching the actuator 33.

可変動弁機構30は、吸気バルブ21の作用角および最大リフト量を連続的に変更するためのものであって、吸気カムシャフト23の吸気カム23aとロッカアーム27との間に配設されている。なお、ロッカアーム27は、一端がラッシュアジャスタ28に支持され、他端が吸気バルブ21の上端に当接している。   The variable valve mechanism 30 is for continuously changing the operating angle and the maximum lift amount of the intake valve 21, and is disposed between the intake cam 23 a of the intake camshaft 23 and the rocker arm 27. . One end of the rocker arm 27 is supported by the lash adjuster 28, and the other end is in contact with the upper end of the intake valve 21.

ここで、吸気バルブ21の作用角とは、図9に示すように、吸気バルブ21の開弁時期IVOから閉弁時期IVCまでの角度範囲(図9ではクランク角で表現している)である。また、吸気バルブ21の最大リフト量は、吸気バルブ21が開弁時において可動範囲の最も下方まで移動(リフト)したときの吸気バルブ21の移動量である。これらの作用角および最大リフト量は、可変動弁機構30によって互いに同期して変化する。例えば、作用角が小さくなるほど最大リフト量も小さくなる。また、作用角が小さくなるに従って吸気バルブ21の開弁時期IVOと閉弁時期IVCとが互いに近寄り、開弁期間が短くなって1気筒当たりの吸入空気量が少なくなる。   Here, as shown in FIG. 9, the operating angle of the intake valve 21 is an angle range from the valve opening timing IVO to the valve closing timing IVC of the intake valve 21 (expressed by a crank angle in FIG. 9). . The maximum lift amount of the intake valve 21 is the amount of movement of the intake valve 21 when the intake valve 21 is moved (lifted) to the lowest position within the movable range when the valve is opened. The operating angle and the maximum lift amount are changed in synchronization with each other by the variable valve mechanism 30. For example, the maximum lift amount decreases as the operating angle decreases. Further, as the operating angle decreases, the valve opening timing IVO and the valve closing timing IVC of the intake valve 21 approach each other, the valve opening period is shortened, and the intake air amount per cylinder is decreased.

可変動弁機構30は、気筒12ごとの可変バルブリフト機構40を備えるほか、全ての可変バルブリフト機構40にそれぞれ共通のロッカシャフト(支持軸)31、コントロールシャフト(制御軸)32、および、アクチュエータ33を備えている。   The variable valve mechanism 30 includes a variable valve lift mechanism 40 for each cylinder 12, and a rocker shaft (support shaft) 31, a control shaft (control shaft) 32, and an actuator common to all the variable valve lift mechanisms 40, respectively. 33 is provided.

ロッカシャフト31は、吸気カムシャフト23と平行な方向(気筒配列方向)に沿って延びる中空の円筒状の部材であり、シリンダヘッド14に設けられた複数の支持壁25,25,・・・に、軸方向および周方向への移動が規制された状態で取り付けられている。ロッカシャフト31には、可変バルブリフト機構40を挟んで対向する一対の支持壁25,25によって挟まれた箇所に軸方向に延びる長孔(貫通孔)31aが形成されている。長孔31aにはコネクトピン44が挿通されている。なお、ロッカシャフト31が延びる方向を、「軸方向」と称する。   The rocker shaft 31 is a hollow cylindrical member extending along a direction parallel to the intake camshaft 23 (cylinder arrangement direction), and is provided on a plurality of support walls 25, 25,. It is attached in a state where movement in the axial direction and the circumferential direction is restricted. The rocker shaft 31 is formed with a long hole (through hole) 31a extending in the axial direction at a position sandwiched by a pair of support walls 25, 25 facing each other with the variable valve lift mechanism 40 interposed therebetween. A connect pin 44 is inserted through the long hole 31a. The direction in which the rocker shaft 31 extends is referred to as the “axial direction”.

コントロールシャフト32は、内部に軸方向に延びる内部空間32bが形成された中空の円筒状の部材であり、ロッカシャフト31内に軸方向の移動が可能な状態で挿入されている。コントロールシャフト32の一端側には、コントロールシャフト32の駆動用のアクチュエータ33が接続されている。コントロールシャフト32は、アクチュエータ33によって軸方向(F方向またはR方向)に前進・後退される。また、コントロールシャフト32には、コネクトピン44を挿入するための一対のピン挿入孔32a,32aが形成されている。一対のピン挿入孔32a,32aは、コントロールシャフト32の中心軸まわりで互いに180度異なる箇所に設けられている。   The control shaft 32 is a hollow cylindrical member in which an internal space 32 b extending in the axial direction is formed. The control shaft 32 is inserted into the rocker shaft 31 so as to be movable in the axial direction. An actuator 33 for driving the control shaft 32 is connected to one end side of the control shaft 32. The control shaft 32 is advanced and retracted in the axial direction (F direction or R direction) by the actuator 33. Further, the control shaft 32 is formed with a pair of pin insertion holes 32a and 32a for inserting the connect pins 44. The pair of pin insertion holes 32 a and 32 a are provided at positions different from each other by 180 degrees around the central axis of the control shaft 32.

ロッカシャフト31の内径は、コントロールシャフト32の外径よりも大きくなっており、ロッカシャフト31の内周面とコントロールシャフト32の外周面との間には、円環状の隙間52が形成されている。この隙間52は、後述するように、潤滑油が流れる油路となっている。また、コントロールシャフト32の内部空間32bも、後述するように、潤滑油が流れる油路となっている。   The inner diameter of the rocker shaft 31 is larger than the outer diameter of the control shaft 32, and an annular gap 52 is formed between the inner peripheral surface of the rocker shaft 31 and the outer peripheral surface of the control shaft 32. . As will be described later, the gap 52 is an oil passage through which lubricating oil flows. The internal space 32b of the control shaft 32 is also an oil passage through which lubricating oil flows, as will be described later.

可変バルブリフト機構40は、気筒数と同数設けられており、ロッカシャフト31に対して各気筒12と対応するように外装されている。各可変バルブリフト機構40は、コントロールシャフト32と連動して移動可能なスライダギア43と、吸気カムシャフト23の吸気カム23aにより駆動される入力アーム(カム被打部材)41と、吸気バルブ21をリフトさせる出力アーム(バルブ打部材)42とを備えている。入力アーム41および出力アーム42は、スライダギア43上に設けられ、軸方向への移動が規制された状態でロッカシャフト31(コントロールシャフト32)を支持する一対の支持壁25,25間に配設されている。なお、出力アーム42と支持壁25との間には、スライダギア43に対する入力アーム41および出力アーム42の軸方向における初期相対位置を調整するための板状のシム45が介装されている。   The number of variable valve lift mechanisms 40 is the same as the number of cylinders, and is externally mounted on the rocker shaft 31 so as to correspond to each cylinder 12. Each variable valve lift mechanism 40 includes a slider gear 43 that can move in conjunction with the control shaft 32, an input arm (cam hitting member) 41 that is driven by the intake cam 23 a of the intake cam shaft 23, and the intake valve 21. And an output arm (valve striking member) 42 for lifting. The input arm 41 and the output arm 42 are provided on the slider gear 43, and are disposed between a pair of support walls 25 and 25 that support the rocker shaft 31 (control shaft 32) in a state where movement in the axial direction is restricted. Has been. A plate-like shim 45 for adjusting the initial relative position of the input arm 41 and the output arm 42 in the axial direction with respect to the slider gear 43 is interposed between the output arm 42 and the support wall 25.

入力アーム41は、円筒形のハウジング41aを備えている。ハウジング41aの内周面には、後述するスライダギア43の入力側ヘリカルスプライン43aに噛み合うヘリカルスプライン41bが形成されている。また、ハウジング41aの外周には、径方向外向きに突出する一対の支持片41c,41cが設けられており、この一対の支持片41c,41cの間にローラ41eが配置されている。ローラ41eは、ロッカシャフト31と平行な回転軸41dによって回転自在に支持されている。   The input arm 41 includes a cylindrical housing 41a. A helical spline 41b that meshes with an input-side helical spline 43a of a slider gear 43, which will be described later, is formed on the inner peripheral surface of the housing 41a. A pair of support pieces 41c and 41c protruding outward in the radial direction is provided on the outer periphery of the housing 41a, and a roller 41e is disposed between the pair of support pieces 41c and 41c. The roller 41e is rotatably supported by a rotation shaft 41d parallel to the rocker shaft 31.

入力アーム41の軸方向両側には、一対の出力アーム42,42が配置されている。各出力アーム42は、円筒形のハウジング42aを備えている。ハウジング42aの内周面には、スライダギア43の出力側ヘリカルスプライン43bに噛み合うヘリカルスプライン42bが形成されている。また、ハウジング42aの外周には、径方向外向きに突出するノーズ42cが設けられている。ノーズ42cは、略三角形状に加工されており、その一辺が凹状に湾曲するカム面42dとなっている。   A pair of output arms 42 and 42 are disposed on both sides in the axial direction of the input arm 41. Each output arm 42 includes a cylindrical housing 42a. A helical spline 42b that meshes with the output-side helical spline 43b of the slider gear 43 is formed on the inner peripheral surface of the housing 42a. Further, a nose 42c is provided on the outer periphery of the housing 42a so as to protrude outward in the radial direction. The nose 42c is processed into a substantially triangular shape, and a cam surface 42d whose one side is curved in a concave shape.

これらの入力アーム41および2つの出力アーム42,42によって区画された内部空間には、スライダギア43が配設されている。スライダギア43は、ロッカシャフト31上にコントロールシャフト32と連動して軸方向に移動可能に外装されている。   A slider gear 43 is disposed in an internal space defined by the input arm 41 and the two output arms 42 and 42. The slider gear 43 is externally mounted on the rocker shaft 31 so as to be movable in the axial direction in conjunction with the control shaft 32.

スライダギア43は、中心に軸挿入孔43cを有する略円筒形状に加工されている。スライダギア43の軸方向の中央部には、入力アーム41のヘリカルスプライン41bに噛み合う入力側ヘリカルスプライン43aが加工されている。また、スライダギア43の軸方向の両端部には、出力アーム42のヘリカルスプライン42bに噛み合う出力側ヘリカルスプライン43bがそれぞれ加工されている。出力側ヘリカルスプライン43bは、入力側ヘリカルスプライン43aに対して外径が小さく形成されている。また、入力側ヘリカルスプライン43aと出力側ヘリカルスプライン43bとは、歯のねじれの向きが互いに逆向きとなるように加工されている。   The slider gear 43 is processed into a substantially cylindrical shape having a shaft insertion hole 43c at the center. An input-side helical spline 43 a that engages with the helical spline 41 b of the input arm 41 is machined in the central portion of the slider gear 43 in the axial direction. Further, output-side helical splines 43b that mesh with the helical splines 42b of the output arm 42 are respectively machined at both ends of the slider gear 43 in the axial direction. The output side helical spline 43b has a smaller outer diameter than the input side helical spline 43a. Further, the input side helical spline 43a and the output side helical spline 43b are processed so that the directions of twisting of teeth are opposite to each other.

スライダギア43の内壁の軸方向中央部には、周方向に延びる周溝43dが形成されている。また、周溝43dは、貫通孔43eによってスライダギア43の外部に連通されている。   A circumferential groove 43 d extending in the circumferential direction is formed in the axial center of the inner wall of the slider gear 43. The circumferential groove 43d communicates with the outside of the slider gear 43 through a through hole 43e.

そして、入力アーム41のローラ41eは、シリンダヘッド14に圧縮状態で配設されたロストモーションスプリング29の弾性力によって、常に吸気カム23aへ押し付けられている。一方、出力アーム42のハウジング42aのベース円部分またはノーズ42cのカム面42dには、吸気バルブ21のバルブスプリング21aによってロッカアーム27のローラ27aが圧接されている。これにより、吸気カムシャフト23が回転すると、吸気カム23aによって入力アーム41のローラ41eが押し下げられる。そして、入力アーム41とともに、スライダギア43および出力アーム42が一体的に揺動される。このような入力アーム41および出力アーム42の一体的な揺動によって、ロッカアーム27を介して吸気バルブ21がリフトされるようになっている。   The roller 41e of the input arm 41 is always pressed against the intake cam 23a by the elastic force of the lost motion spring 29 disposed in the cylinder head 14 in a compressed state. On the other hand, the roller 27a of the rocker arm 27 is pressed against the base circular portion of the housing 42a of the output arm 42 or the cam surface 42d of the nose 42c by the valve spring 21a of the intake valve 21. Thus, when the intake camshaft 23 rotates, the roller 41e of the input arm 41 is pushed down by the intake cam 23a. Then, the slider gear 43 and the output arm 42 are rocked together with the input arm 41. The intake valve 21 is lifted via the rocker arm 27 by such integral swinging of the input arm 41 and the output arm 42.

ここで、ロッカシャフト31の外側のスライダギア43を、ロッカシャフト31内のコントロールシャフト32に動力伝達可能に連結するために、スライダギア43の周溝43d内には、断面円弧状のブッシュ46が配設されている。ブッシュ46には、周方向中間にピン挿入孔(貫通孔)46aが形成されている。   Here, in order to connect the slider gear 43 outside the rocker shaft 31 to the control shaft 32 in the rocker shaft 31 so that power can be transmitted, a bush 46 having an arcuate cross section is formed in the circumferential groove 43d of the slider gear 43. It is arranged. A pin insertion hole (through hole) 46a is formed in the bush 46 at the middle in the circumferential direction.

ブッシュ46は、コネクトピン44を介してコントロールシャフト32に連結されている。具体的には、コネクトピン44の一端部がブッシュ46のピン挿入孔46aに挿入され、コネクトピン44の他端部がコントロールシャフト32のブッシュ46から遠い側のピン挿入孔32aに挿入されている。また、コネクトピン44の中間部がロッカシャフト31の長孔31aと、コントロールシャフト32のブッシュ46から近い側のピン挿入孔32aに挿入されている。なお、コネクトピン44およびブッシュ46の組み付け時に、コネクトピン44は、スライダギア43の貫通孔43eと、ブッシュ46のピン挿入孔46aと、ロッカシャフト31の長孔31aと、コントロールシャフト32の2つのピン挿入孔32a,32aとの位置合わせを行った状態で、スライダギア43の貫通孔43e側から挿入される。   The bushing 46 is connected to the control shaft 32 via the connection pin 44. Specifically, one end portion of the connect pin 44 is inserted into the pin insertion hole 46 a of the bush 46, and the other end portion of the connect pin 44 is inserted into the pin insertion hole 32 a far from the bush 46 of the control shaft 32. . An intermediate portion of the connect pin 44 is inserted into the long hole 31 a of the rocker shaft 31 and the pin insertion hole 32 a on the side closer to the bush 46 of the control shaft 32. When the connect pin 44 and the bush 46 are assembled, the connect pin 44 includes two through holes 43e of the slider gear 43, a pin insertion hole 46a of the bush 46, a long hole 31a of the rocker shaft 31, and a control shaft 32. The slider gear 43 is inserted from the through hole 43e side in a state where the pin insertion holes 32a and 32a are aligned.

そして、可変動弁機構30において、スライダギア43は次のように動作する。   In the variable valve mechanism 30, the slider gear 43 operates as follows.

コントロールシャフト32は、ロッカシャフト31の長孔31aの軸方向の長さの範囲内で、ロッカシャフト31に対して軸方向に移動可能となっている。また、スライダギア43は、周溝43dとブッシュ46との係合により、コントロールシャフト32に対する軸方向の位置が固定されているので、アクチュエータ33の駆動によりコントロールシャフト32が軸方向に移動されると、その動作がコネクトピン44およびブッシュ46を介してスライダギア43に伝えられる。これにより、コントロールシャフト32に連動してスライダギア43が軸方向に移動する。加えて、ブッシュ46がスライダギア43の周溝43d内を周方向に移動可能となっているので、その範囲内で、スライダギア43がコントロールシャフト32に対し回動可能となっている。これにより、コントロールシャフト32が軸方向に移動されると、スライダギア43は、軸方向に移動しながら、コントロールシャフト32に対して回動する。   The control shaft 32 is movable in the axial direction with respect to the rocker shaft 31 within the range of the axial length of the long hole 31 a of the rocker shaft 31. Further, since the slider gear 43 is fixed in the axial position with respect to the control shaft 32 by the engagement of the circumferential groove 43d and the bush 46, when the control shaft 32 is moved in the axial direction by driving the actuator 33. The operation is transmitted to the slider gear 43 through the connect pin 44 and the bush 46. As a result, the slider gear 43 moves in the axial direction in conjunction with the control shaft 32. In addition, since the bush 46 is movable in the circumferential direction in the circumferential groove 43d of the slider gear 43, the slider gear 43 is rotatable with respect to the control shaft 32 within the range. Thus, when the control shaft 32 is moved in the axial direction, the slider gear 43 rotates with respect to the control shaft 32 while moving in the axial direction.

また、入力アーム41に吸気カムシャフト23のトルクが伝達されると、そのトルクが入力アーム41からスライダギア43を介して出力アーム42に伝達されるが、このとき、スライダギア43は、ロッカシャフト31(コントロールシャフト32)の回りを揺動する。   When the torque of the intake camshaft 23 is transmitted to the input arm 41, the torque is transmitted from the input arm 41 to the output arm 42 via the slider gear 43. At this time, the slider gear 43 is connected to the rocker shaft. Oscillates around 31 (control shaft 32).

このような可変バルブリフト機構40において、スライダギア43の入力側ヘリカルスプライン43aと、入力アーム41のヘリカルスプライン41bとは、互いに噛み合わされることによって支持されている。また同様に、スライダギア43の出力側ヘリカルスプライン43bと、出力アーム42のヘリカルスプライン42bとは、互いに噛み合わされて支持されている。   In such a variable valve lift mechanism 40, the input side helical spline 43a of the slider gear 43 and the helical spline 41b of the input arm 41 are supported by being engaged with each other. Similarly, the output-side helical spline 43b of the slider gear 43 and the helical spline 42b of the output arm 42 are engaged with each other and supported.

したがって、コントロールシャフト32の前進・後退によりスライダギア43を軸方向に移動させて、スライダギア43と、入力アーム41および出力アーム42との軸方向における相対位置を変化させることによって、入力アーム41と出力アーム42とに互いに逆向きのねじり力が付与されることになる。これにより、入力アーム41と出力アーム42とが互いに相対回転し、入力アーム41(ローラ41e)と出力アーム42(ノーズ42c)との相対位相差が変更されるようになっている。   Therefore, by moving the slider gear 43 in the axial direction by moving the control shaft 32 forward and backward, the relative position in the axial direction between the slider gear 43 and the input arm 41 and the output arm 42 is changed. Twisting forces in opposite directions are applied to the output arm 42. As a result, the input arm 41 and the output arm 42 rotate relative to each other, and the relative phase difference between the input arm 41 (roller 41e) and the output arm 42 (nose 42c) is changed.

以上のようにして、入力アーム41のローラ41eと出力アーム42のノーズ42cとの相対位相差が変更されると、吸気バルブ21の作用角および最大リフト量が変更される。そして、相対位相差が最も小さいとき(可変バルブリフト機構40の周方向において、ローラ41eとノーズ42cとが最も接近した状態にあるとき)、吸気バルブ21の作用角および最大リフト量は最も小さくなる。逆に、相対位相差が最も大きいとき(可変バルブリフト機構40の周方向において、ローラ41eとノーズ42cとが最も離れた状態にあるとき)、吸気バルブ21の作用角および最大リフト量は最も大きくなる。   As described above, when the relative phase difference between the roller 41e of the input arm 41 and the nose 42c of the output arm 42 is changed, the operating angle and the maximum lift amount of the intake valve 21 are changed. When the relative phase difference is the smallest (when the roller 41e and the nose 42c are closest to each other in the circumferential direction of the variable valve lift mechanism 40), the operating angle and the maximum lift amount of the intake valve 21 are the smallest. . On the contrary, when the relative phase difference is the largest (when the roller 41e and the nose 42c are in the most separated state in the circumferential direction of the variable valve lift mechanism 40), the working angle and the maximum lift amount of the intake valve 21 are the largest. Become.

そして、この例の可変動弁機構30においては、共通する1本のコントロールシャフト32に各気筒12ごとのスライダギア43がそれぞれ設けられているので、アクチュエータ33の駆動によるコントロールシャフト32の軸方向の前進・後退に応じて、全ての気筒12の吸気バルブ21の作用角および最大リフト量が同時に変更されるようになっている。   In the variable valve mechanism 30 of this example, the slider gear 43 for each cylinder 12 is provided on one common control shaft 32, so that the axial direction of the control shaft 32 by the drive of the actuator 33 is provided. The operating angle and the maximum lift amount of the intake valves 21 of all the cylinders 12 are changed at the same time in accordance with the advance / retreat.

次に、可変動弁機構30の動作について、図10,図11を用いて説明する。   Next, the operation of the variable valve mechanism 30 will be described with reference to FIGS.

まず、図10を参照して、コントロールシャフト32を最大限までアクチュエータ33から離れる方向(図3の矢印F方向)へ移動させた場合の可変動弁機構30の動作について説明する。   First, the operation of the variable valve mechanism 30 when the control shaft 32 is moved in the direction away from the actuator 33 (the direction of arrow F in FIG. 3) will be described with reference to FIG.

図10(a)に示すように、吸気カム23aのベース円部分が入力アーム41のローラ41eに当接しているとき、ロッカアーム27のローラ27aは、出力アーム42のハウジング42aのベース円部分と当接した状態にある。このため、吸気バルブ21は最大リフト量が「0」の状態(エンジン10の吸気ポート17を閉じた状態)に維持される。   As shown in FIG. 10A, when the base circle portion of the intake cam 23a is in contact with the roller 41e of the input arm 41, the roller 27a of the rocker arm 27 is in contact with the base circle portion of the housing 42a of the output arm 42. In contact. Therefore, the intake valve 21 is maintained in a state where the maximum lift amount is “0” (a state where the intake port 17 of the engine 10 is closed).

そして、吸気カムシャフト23の時計方向への回転にともない、入力アーム41のローラ41eが吸気カム23aのリフト部分により押し下げられると、入力アーム41がロッカシャフト31に対して、反時計回り方向(図10(a)の矢印方向)に回動する。また、これに伴って、出力アーム42およびスライダギア43が一体となって揺動する。   When the roller 41e of the input arm 41 is pushed down by the lift portion of the intake cam 23a along with the clockwise rotation of the intake cam shaft 23, the input arm 41 is counterclockwise with respect to the rocker shaft 31 (see FIG. It rotates in the direction of the arrow 10 (a). As a result, the output arm 42 and the slider gear 43 swing together.

これにより、出力アーム42のノーズ42cに形成されたカム面42dが、ロッカアーム27のローラ27aに当接し、カム面42dの押圧によってローラ27aが押し下げられる。   As a result, the cam surface 42d formed on the nose 42c of the output arm 42 contacts the roller 27a of the rocker arm 27, and the roller 27a is pushed down by the pressing of the cam surface 42d.

図10(b)に示すように、ロッカアーム27のローラ27aがカム面42dにより押圧されているとき、ロッカアーム27がラッシュアジャスタ28との当接部を中心として揺動し、吸気バルブ21が開弁される。   As shown in FIG. 10B, when the roller 27a of the rocker arm 27 is pressed by the cam surface 42d, the rocker arm 27 swings about the contact portion with the lash adjuster 28, and the intake valve 21 opens. Is done.

以上のように、コントロールシャフト32がアクチュエータ33から離れる方向に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト31の軸心回りにおける入力アーム41のローラ41eと、出力アーム42のノーズ42cとの相対位相差が最大となる。   As described above, when the control shaft 32 moves to the maximum in the direction away from the actuator 33, the relative phase difference between the roller 41 e of the input arm 41 and the nose 42 c of the output arm 42 around the axis of the rocker shaft 31. Is the maximum.

これにより、吸気カム23aがローラ41eを最大限に押し下げたとき、ロッカアーム27の揺動量(揺動範囲)が最も大きくなり、吸気バルブ21は最大の作用角および最大リフト量で開閉される。   Thereby, when the intake cam 23a pushes down the roller 41e to the maximum, the rocking amount (swing range) of the rocker arm 27 becomes the largest, and the intake valve 21 is opened and closed with the maximum operating angle and the maximum lift amount.

次に、図11を参照して、コントロールシャフト32を最大限までアクチュエータ33に近づける方向(図3の矢印R方向)へ移動させた場合の可変動弁機構30の動作について説明する。   Next, with reference to FIG. 11, the operation of the variable valve mechanism 30 when the control shaft 32 is moved in the direction (arrow R direction in FIG. 3) that is as close as possible to the actuator 33 will be described.

図11(a)に示すように、吸気カム23aのベース円部分が入力アーム41のローラ41eに当接しているときには、出力アーム42とローラ27aとの当接位置は、カム面42dから最大限まで離れた位置にある。そして、吸気カムシャフト23の回転によって、入力アーム41のローラ41eが吸気カム23aのリフト部分により押し下げられると、入力アーム41と出力アーム42とが一体となって回動する。   As shown in FIG. 11A, when the base circle portion of the intake cam 23a is in contact with the roller 41e of the input arm 41, the contact position between the output arm 42 and the roller 27a is maximized from the cam surface 42d. Is far away. When the roller 41e of the input arm 41 is pushed down by the lift portion of the intake cam 23a due to the rotation of the intake cam shaft 23, the input arm 41 and the output arm 42 rotate together.

ただし、この場合、出力アーム42とローラ27aとの当接位置は、カム面42dから最大限離れているので、カム面42dによるロッカアーム27のローラ27aの押し下げが開始されるまでの出力アーム42の回転量が、図10に示す場合と比べて大きくなる。また、吸気カム23aのリフト部分により入力アーム41のローラ41eが押し下げられた際、ローラ27aと当接するカム面42dの範囲が、ノーズ42cの基端側の一部のみに縮小される。このため、吸気カム23aのリフト部分によるローラ41eの押し下げに応じたロッカアーム27の揺動量(揺動範囲)は小さくなる。   However, in this case, since the contact position between the output arm 42 and the roller 27a is farthest from the cam surface 42d, the output arm 42 until the pressing of the roller 27a of the rocker arm 27 by the cam surface 42d is started. The amount of rotation is larger than that shown in FIG. Further, when the roller 41e of the input arm 41 is pushed down by the lift portion of the intake cam 23a, the range of the cam surface 42d that comes into contact with the roller 27a is reduced to only a part of the base end side of the nose 42c. For this reason, the rocking | fluctuation amount (swinging range) of the rocker arm 27 according to depression of the roller 41e by the lift part of the intake cam 23a becomes small.

図11(b)に示すように、ロッカアーム27の揺動量が小さいことにより、吸気バルブ21は、より小さい最大リフト量にて開弁されるようになる。   As shown in FIG. 11B, when the rocking amount of the rocker arm 27 is small, the intake valve 21 is opened with a smaller maximum lift amount.

また、コントロールシャフト32がアクチュエータ33に近づく方向に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト31の軸心回りにおけるローラ41eとノーズ42cとの相対位相差が最小となる。   Further, when the control shaft 32 moves to the maximum in the direction approaching the actuator 33, the relative phase difference between the roller 41e and the nose 42c around the axis of the rocker shaft 31 is minimized.

これにより、吸気カム23aがローラ41eを最大限に押し下げたときのローラ27aの変位量は最も小さくなり、吸気バルブ21が最小の作用角および最大リフト量で開閉されるようになる。   Thereby, when the intake cam 23a pushes down the roller 41e to the maximum, the displacement amount of the roller 27a becomes the smallest, and the intake valve 21 is opened and closed with the minimum operating angle and the maximum lift amount.

以上述べたように、可変動弁機構30では、アクチュエータ33の駆動によって全ての気筒12に共通のコントロールシャフト32が軸方向に移動されると、スライダギア43が軸方向に移動される。そして、コントロールシャフト32の軸方向の移動位置に応じて、各可変バルブリフト機構40において、スライダギア43に対する入力アーム41および出力アーム42の軸方向の相対位置が変化する。これにより、スライダギア43上の入力アーム41と出力アーム42とが相対回転して、入力アーム41と出力アーム42との相対位相差が変更され、吸気バルブ21の作用角および最大リフト量が連続的に変更されるようになっている。   As described above, in the variable valve mechanism 30, when the control shaft 32 common to all the cylinders 12 is moved in the axial direction by driving the actuator 33, the slider gear 43 is moved in the axial direction. The relative position of the input arm 41 and the output arm 42 in the axial direction with respect to the slider gear 43 changes in each variable valve lift mechanism 40 in accordance with the axial movement position of the control shaft 32. As a result, the input arm 41 and the output arm 42 on the slider gear 43 are relatively rotated, the relative phase difference between the input arm 41 and the output arm 42 is changed, and the operating angle and the maximum lift amount of the intake valve 21 are continuously increased. Has been changed.

上述の可変動弁機構30では、その構成部品間、特に、互いに接触した状態で相対移動する構成部品間の摺動部分(ギアの噛み合い部分を含む)に潤滑油を供給して、スムーズな相対移動を確保するようにしている。このため、可変動弁機構30には、そのような構成部品間の摺動部分に外部から潤滑油を供給するための油路が形成されている。次に、可変動弁機構30の構成部品間の摺動部分に潤滑油を供給する油路について、図12を用いて説明する。   In the variable valve mechanism 30 described above, lubricating oil is supplied to the sliding parts (including gear meshing parts) between the constituent parts, in particular, the constituent parts that move relative to each other in a state of being in contact with each other. I try to secure the movement. For this reason, the variable valve mechanism 30 is formed with an oil passage for supplying lubricating oil from the outside to the sliding portion between such components. Next, an oil passage for supplying lubricating oil to sliding portions between the components of the variable valve mechanism 30 will be described with reference to FIG.

可変動弁機構30の油路は、具体的には次の箇所となっている。支持壁25に設けられた油供給路51、ロッカシャフト31の内周面とコントロールシャフト32の外周面との間の円環状の隙間52、出力アーム42のハウジング42aの側壁部42fとロッカシャフト31の外周面との間の円環状の隙間53、スライダギア43の内周面とロッカシャフト31の外周面との間の円環状の隙間54、スライダギア43の外周面と入力アーム41の内周面との隙間55(スライダギア43の入力側ヘリカルスプライン43aと入力アーム41のヘリカルスプライン41bとの噛み合い部分を含む)、スライダギア43の外周面と出力アーム42の内周面との隙間56(スライダギア43の出力側ヘリカルスプライン43bと出力アーム42のヘリカルスプライン42bとの噛み合い部分を含む)、ロッカシャフト31の端部(F方向側の端部)とコントロールシャフト32の端部(F方向側の端部)との間の円柱状の空間57、ロッカシャフト31の外周面と出力アーム42のハウジング42aの内周面との間の円環状の空間58である。また、ロッカシャフト31に設けられた貫通孔31b、貫通孔31c、上記長孔31a、コントロールシャフト32の上記内部空間32b、上記ピン挿入孔32a、入力アーム41のハウジング41aに設けられた貫通孔41f(図3参照)、出力アーム42のハウジング42aに設けられた貫通孔42e、スライダギア43の上記周溝43d(周溝43dとブッシュ46との隙間を含む)、上記貫通孔43e(図8参照)である。   Specifically, the oil passage of the variable valve mechanism 30 is as follows. An oil supply path 51 provided in the support wall 25, an annular gap 52 between the inner peripheral surface of the rocker shaft 31 and the outer peripheral surface of the control shaft 32, the side wall portion 42f of the housing 42a of the output arm 42 and the rocker shaft 31 An annular gap 53 between the outer circumferential surface of the slider gear 43, an annular gap 54 between the inner circumferential surface of the slider gear 43 and the outer circumferential surface of the rocker shaft 31, an outer circumferential surface of the slider gear 43 and the inner circumference of the input arm 41. Clearance 55 (including a meshing portion between the input side helical spline 43a of the slider gear 43 and the helical spline 41b of the input arm 41), and a clearance 56 between the outer peripheral surface of the slider gear 43 and the inner peripheral surface of the output arm 42 ( Including a meshing portion between the output-side helical spline 43b of the slider gear 43 and the helical spline 42b of the output arm 42), A cylindrical space 57 between the end portion (end portion on the F direction side) of the shaft 31 and the end portion (end portion on the F direction side) of the control shaft 32, the outer peripheral surface of the rocker shaft 31, and the housing of the output arm 42 It is an annular space 58 between the inner peripheral surface of 42a. Also, a through hole 31 b provided in the rocker shaft 31, a through hole 31 c, the long hole 31 a, the internal space 32 b of the control shaft 32, the pin insertion hole 32 a, and a through hole 41 f provided in the housing 41 a of the input arm 41. (See FIG. 3), a through hole 42e provided in the housing 42a of the output arm 42, the circumferential groove 43d of the slider gear 43 (including the gap between the circumferential groove 43d and the bush 46), and the through hole 43e (see FIG. 8). ).

上述の可変動弁機構30の油路を通じて潤滑油が供給される箇所は、互いに相対移動する構成部品間の摺動部分であるが、具体的には次の箇所となっている。ロッカシャフト31とコントロールシャフト32との間、ロッカシャフト31とスライダギア43との間、スライダギア43と入・出力アーム41,42との間、スライダギア43とブッシュ46との間等である。   The location where the lubricating oil is supplied through the oil passage of the variable valve mechanism 30 described above is a sliding portion between components that move relative to each other, and specifically, is the following location. These are between the rocker shaft 31 and the control shaft 32, between the rocker shaft 31 and the slider gear 43, between the slider gear 43 and the input / output arms 41 and 42, between the slider gear 43 and the bush 46, and the like.

そして、ロッカシャフト31の貫通孔31bにより、支持壁25の油供給路51と、ロッカシャフト31とコントロールシャフト32との間の上記隙間52または上記空間57とが連通されている。また、上記空間57により、上記隙間52と、コントロールシャフト32の内部空間32bとが連通されている。また、ロッカシャフト31の貫通孔31cにより、ロッカシャフト31とコントロールシャフト32との間の上記隙間52と、出力アーム42とロッカシャフト31との間の上記隙間53とが連通されている。また、コントロールシャフト32のピン挿入孔32aにより、上記隙間52と、コントロールシャフト32の内部空間32bとが連通されている。また、スライダギア43の貫通孔43eにより、スライダギア43の周溝43dと、スライダギア43と入力アーム41との上記隙間55とが連通されている。   The oil supply path 51 of the support wall 25 and the gap 52 or the space 57 between the rocker shaft 31 and the control shaft 32 are communicated with each other through the through hole 31 b of the rocker shaft 31. The space 57 allows the gap 52 and the internal space 32 b of the control shaft 32 to communicate with each other. Further, the gap 52 between the rocker shaft 31 and the control shaft 32 and the gap 53 between the output arm 42 and the rocker shaft 31 are communicated with each other through the through hole 31 c of the rocker shaft 31. Further, the gap 52 and the internal space 32 b of the control shaft 32 are communicated with each other by a pin insertion hole 32 a of the control shaft 32. Further, the circumferential groove 43 d of the slider gear 43 and the gap 55 between the slider gear 43 and the input arm 41 are communicated with each other through the through hole 43 e of the slider gear 43.

支持壁25の油供給路51は、潤滑油の流入口となっている。この油供給路51を介して、オイルポンプから吐出された潤滑油の一部がエンジン10の各部を循環する過程で、上述した可変動弁機構30の油路に流入される。そして、可変動弁機構30の油路を流れた後、潤滑油は、入力アーム41の貫通孔41fまたは出力アーム42の貫通孔42eから外部へ排出される。   The oil supply passage 51 of the support wall 25 is an inflow port for lubricating oil. A part of the lubricating oil discharged from the oil pump flows into the oil passage of the variable valve mechanism 30 described above in the process of circulating each part of the engine 10 through the oil supply passage 51. Then, after flowing through the oil passage of the variable valve mechanism 30, the lubricating oil is discharged to the outside from the through hole 41 f of the input arm 41 or the through hole 42 e of the output arm 42.

さらに、この例では、油供給路51が、各可変バルブリフト機構40を挟んで対向する一対の支持壁25,25のうち一方の支持壁25(図12ではR方向側の支持壁25)、および、最もアクチュエータ33から遠い側に配置された支持壁25(ロッカシャフト31のF方向側の端部を支持する支持壁25)に設けられている。このように、コントロールシャフト32の端部の近傍に配置された支持壁25に油供給路51を形成することによって、コントロールシャフト32の内部空間32bへ潤滑油をスムーズに供給することができる。なお、各支持壁25ごとに油供給路51を設けることも可能である。   Furthermore, in this example, the oil supply path 51 is one of the support walls 25, 25 facing each other with the variable valve lift mechanism 40 interposed therebetween (the support wall 25 on the R direction side in FIG. 12), And it is provided in the support wall 25 (support wall 25 which supports the edge part of the F direction side of the rocker shaft 31) arrange | positioned at the side farthest from the actuator 33. Thus, by forming the oil supply path 51 in the support wall 25 disposed in the vicinity of the end of the control shaft 32, the lubricating oil can be smoothly supplied to the internal space 32b of the control shaft 32. An oil supply path 51 can be provided for each support wall 25.

そして、最もアクチュエータ33から遠い側に配置された支持壁25の油供給路51に流入した潤滑油は、ロッカシャフト31の貫通孔31bを通り、上記空間57に流入する。空間57に流入した潤滑油は、上記隙間52またはコントロールシャフト32の内部空間32bを介して、可変動弁機構30の油路を通じて互いに相対移動する構成部品間の摺動部分に供給される。これにより、可変動弁機構30の互いに相対移動する構成部品間の摺動部分が潤滑される。一方、それ以外の支持壁25の油供給路51に流入した潤滑油は、ロッカシャフト31の貫通孔31bを通り、上記隙間52に流入する。隙間52に流入した潤滑油は、ロッカシャフト31の長孔31a、貫通孔31c、コントロールシャフト32のピン挿入孔32a等を介して、可変動弁機構30の油路を通じて互いに相対移動する構成部品間の摺動部分に供給される。これにより、可変動弁機構30の互いに相対移動する構成部品間の摺動部分が潤滑される。   Then, the lubricating oil that has flowed into the oil supply path 51 of the support wall 25 disposed on the side farthest from the actuator 33 passes through the through hole 31 b of the rocker shaft 31 and flows into the space 57. The lubricating oil that has flowed into the space 57 is supplied to the sliding portion between the components that move relative to each other through the oil passage of the variable valve mechanism 30 via the gap 52 or the internal space 32 b of the control shaft 32. Thereby, the sliding part between the components of the variable valve mechanism 30 that move relative to each other is lubricated. On the other hand, the lubricating oil that has flowed into the oil supply path 51 of the other support wall 25 passes through the through hole 31 b of the rocker shaft 31 and flows into the gap 52. The lubricating oil that has flowed into the gap 52 moves between components that move relative to each other through the oil passage of the variable valve mechanism 30 through the long hole 31a, the through hole 31c of the rocker shaft 31, the pin insertion hole 32a of the control shaft 32, and the like. Supplied to the sliding portion. Thereby, the sliding part between the components of the variable valve mechanism 30 that move relative to each other is lubricated.

この例では、上述したように、コントロールシャフト32が中空の部材であり、その内部空間32bが可変動弁機構30の油路の一部となっている。これにより、次のような作用効果が得られる。   In this example, as described above, the control shaft 32 is a hollow member, and the internal space 32 b is a part of the oil passage of the variable valve mechanism 30. Thereby, the following effects can be obtained.

アクチュエータ33の駆動によってコントロールシャフト32を軸方向へ移動させて、吸気バルブ21のバルブ特性(作用角および最大リフト量)を変更する際には、ロッカシャフト31とコントロールシャフト32との間の上記空間57等の潤滑油が抵抗になり得るが、中空のコントロールシャフト32を用いることによって、潤滑油から受ける抵抗を低減させることができる。詳しく言えば、軸方向に垂直な平面で切断したときのコントロールシャフト32の断面積が、コントロールシャフトが中空ではなく中実である場合と比べて小さくなる。このため、コントロールシャフトが中実である場合と比べて、コントロールシャフト32の軸方向への移動時に潤滑油から受ける抵抗を低減させることができる。そして、コントロールシャフト32のスムーズな移動を確保することができ、吸気バルブ21の作用角および最大リフト量の変更を迅速に行うことができる。また、潤滑油から受ける抵抗に逆らってコントロールシャフト32を移動させても、コントロールシャフトが中実である場合と比べて、アクチュエータ33の消費電力を節約することができ、燃費への影響を小さくすることができる。   When the control shaft 32 is moved in the axial direction by driving the actuator 33 to change the valve characteristics (working angle and maximum lift amount) of the intake valve 21, the space between the rocker shaft 31 and the control shaft 32 is changed. Although the lubricating oil such as 57 can be a resistance, the resistance received from the lubricating oil can be reduced by using the hollow control shaft 32. Specifically, the cross-sectional area of the control shaft 32 when cut along a plane perpendicular to the axial direction is smaller than when the control shaft is solid rather than hollow. For this reason, compared with the case where a control shaft is solid, the resistance received from lubricating oil at the time of the movement of the control shaft 32 to an axial direction can be reduced. The smooth movement of the control shaft 32 can be ensured, and the operating angle and the maximum lift amount of the intake valve 21 can be changed quickly. Further, even if the control shaft 32 is moved against the resistance received from the lubricating oil, the power consumption of the actuator 33 can be saved and the influence on fuel consumption can be reduced as compared with the case where the control shaft is solid. be able to.

しかも、コントロールシャフト32の内部空間32bが可変動弁機構30の油路の一部を形成しているので、コントロールシャフトが中実である場合と比べて、互いに相対移動する構成部品間の摺動部分の潤滑をより効果的に行うことができ、また、潤滑経路の設計自由度を向上させることができる。   Moreover, since the internal space 32b of the control shaft 32 forms a part of the oil passage of the variable valve mechanism 30, the sliding between the components that move relative to each other compared to the case where the control shaft is solid. Lubrication of the portion can be performed more effectively, and the degree of freedom in designing the lubrication path can be improved.

上述の例では、コントロールシャフト32が円筒状の場合について説明したが、コントロールシャフト32の形状は、中空であれば円筒状だけに限られない。例えば、コントロールシャフトを角パイプ状に形成してもよい。   Although the case where the control shaft 32 has a cylindrical shape has been described in the above example, the shape of the control shaft 32 is not limited to a cylindrical shape as long as it is hollow. For example, the control shaft may be formed in a square pipe shape.

本発明を適用するエンジンの可変動弁機構の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the variable valve mechanism of the engine to which this invention is applied. エンジンのシリンダヘッドを示す平面図である。It is a top view which shows the cylinder head of an engine. 可変動弁機構の入力アーム、出力アーム等を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the input arm, output arm, etc. of a variable valve mechanism. 可変動弁機構のスライダギア、入力アーム、出力アーム等を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the slider gear, input arm, output arm, etc. of a variable valve mechanism. 可変動弁機構のスライダギア、ロッカシャフト、コントロールシャフト等を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the slider gear, rocker shaft, control shaft, etc. of a variable valve mechanism. 可変動弁機構のスライダギア、入力アーム、出力アーム等を示す水平破断斜視図である。It is a horizontal fracture perspective view showing a slider gear, an input arm, an output arm, etc. of a variable valve mechanism. 可変動弁機構のスライダギア、ロッカシャフト、コントロールシャフト、ブッシュ、コネクトピンの組み付けを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the assembly | attachment of the slider gear of a variable valve mechanism, a rocker shaft, a control shaft, a bush, and a connect pin. 図7のX−X線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XX line of FIG. 可変動弁機構により変更される吸気バルブの作用角およびリフト量を示す図である。It is a figure which shows the working angle and lift amount of an intake valve which are changed by the variable valve mechanism. 入力アームと出力アームとの相対位相差を最大にした場合の可変動弁機構の動作説明に用いる側面図である。It is a side view used for explanation of operation of a variable valve mechanism when the relative phase difference between an input arm and an output arm is maximized. 入力アームと出力アームとの相対位相差を最小にした場合の可変動弁機構の動作説明に用いる側面図である。It is a side view used for explanation of operation of a variable valve mechanism when the relative phase difference between an input arm and an output arm is minimized. 可変動弁機構の内部の油路を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the oil path inside a variable valve mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン
14 シリンダヘッド
21 吸気バルブ
23 吸気カムシャフト
23a 吸気カム
25 支持壁
27 ロッカアーム
30 可変動弁機構
31 ロッカシャフト
31a 長孔
32 コントロールシャフト
32a ピン挿入孔
32b 内部空間
33 アクチュエータ
40 可変バルブリフト機構
41 入力アーム
42 出力アーム
43 スライダギア
43c 軸挿入孔
43d 周溝
44 コネクトピン
46 ブッシュ
51 油供給路
52 隙間
57 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 14 Cylinder head 21 Intake valve 23 Intake cam shaft 23a Intake cam 25 Support wall 27 Rocker arm 30 Variable valve mechanism 31 Rocker shaft 31a Long hole 32 Control shaft 32a Pin insertion hole 32b Internal space 33 Actuator 40 Variable valve lift mechanism 41 Input Arm 42 Output arm 43 Slider gear 43c Shaft insertion hole 43d Circumferential groove 44 Connect pin 46 Bush 51 Oil supply path 52 Clearance 57 Space

Claims (1)

中空の支持軸と、
前記支持軸内に軸方向に移動可能な状態で配設された制御軸と、
前記支持軸上に配設される可変バルブリフト機構とを備え、
前記可変バルブリフト機構には、制御軸と連動して軸方向に駆動されるスライダと、前記スライダの外周面に形成されたヘリカルスプラインと係合し、カムシャフトからの力を受ける入力アームと、前記スライダの外周面に前記入力アームと係合するヘリカルスプラインとは異なる方向に形成されたヘリカルスプラインと係合し、機関バルブをリフトさせる出力アームとが設けられ、
前記制御軸の軸方向への移動によって機関バルブのバルブ特性を変更するとともに、互いに相対移動する構成部品間に油路を通じて潤滑油を供給するようにした内燃機関の可変動弁機構において、
前記制御軸が中空に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。
A hollow support shaft;
A control shaft disposed in the support shaft so as to be movable in the axial direction;
A variable valve lift mechanism disposed on the support shaft,
The variable valve lift mechanism includes a slider driven in the axial direction in conjunction with a control shaft, an input arm that engages with a helical spline formed on the outer peripheral surface of the slider and receives a force from a camshaft, An output arm that engages with a helical spline formed in a direction different from the helical spline that engages with the input arm on the outer peripheral surface of the slider and lifts the engine valve is provided,
In the variable valve mechanism of the internal combustion engine that changes the valve characteristics of the engine valve by moving the control shaft in the axial direction and supplies lubricating oil through an oil passage between components that move relative to each other.
A variable valve mechanism for an internal combustion engine, wherein the control shaft is hollow.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101852111A (en) * 2009-03-31 2010-10-06 本田技研工业株式会社 The variable driving valve device of motor

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