JP2007303350A - 可変動弁機構 - Google Patents

Abstract

【課題】アームアセンブリに発生する傾動力の向きを変えて、動弁系部品の局部摩耗を抑える。
【解決手段】アームアセンブリ３を入力アーム１５と出力アーム１５とスライダ１９とで構成し、カムシャフト上のカムで入力アーム１４を駆動し、出力アーム１５でロッカアーム１７を介しバルブ１８を開閉する。支持パイプ１３の内側にコントロールシャフト２２を挿通し、ピン４とブッシュ５でスライダ１９に連結する。コントロールシャフト２２を軸線方向に移動し、スライダ１９によりスプライン２０を介し入力アーム１４と出力アーム１５との相対位相を変更する。ピン４とブッシュ５をバルブ軸線Ｖに関し横向きに設け、コントロールシャフト２２の移動に伴う傾動力Ｍの発生方向とバルブ反力Ｆの作用方向とを直角に近い角度で交差させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のバルブリフト量を変更する可変動弁機構に関する。

従来、自動車用ガソリンエンジンにおいて、低速低負荷時の燃費を向上し、高速高負荷時の出力を高めるために、バルブのリフト量、作用角、開閉タイミングをエンジンの回転数に応じて変更する可変動弁機構が提案されている。例えば、特許文献１には、図６〜図９に示すような可変動弁機構が記載されている。

この可変動弁機構１１はカムシャフト１２と平行な支持パイプ１３を備え、支持パイプ１３上に一気筒あたり一つの入力アーム１４と二つの出力アーム１５とが設けられている。入力アーム１４はカムシャフト１２上のカム１６によって駆動され、出力アーム１５がロッカアーム１７を介してバルブ１８を縦方向の軸線Ｖに沿って開閉する。

両方のアーム１４，１５の内側において支持パイプ１３上にはスライダ１９が摺動可能に支持され、スライダ１９の中央部がスプライン２０を介して入力アーム１４に噛み合わされ、スライダ１９の両端部がスプライン２１を介して出力アーム１５に噛み合わされている。スプライン２０，２１は逆向きの斜状に形成され、スライダ１９の摺動に伴い、入力アーム１４と出力アーム１５とが互いに反対方向へ揺動する。

支持パイプ１３の内側にはコントロールシャフト２２が挿通され、ピン２４によってスライダ１９に連結されている。ピン２４はコントロールシャフト２２の一箇所にバルブ軸線Ｖと略平行に突設され、突端が支持パイプ１３の軸方向長孔２５を通りスライダ１９の周方向溝２６に嵌入されている。なお、特許文献２には、ピン２４の突端にブッシュを装着し、ピン２４と周方向溝２６との摩擦を抑える技術が記載されている。

そして、アクチュエータ（図示略）によりコントロールシャフト２２を軸線方向に駆動し、スライダ１９により入力アーム１４と出力アーム１５との相対位相を変化させて、バルブ１８のリフト量、作用角、開閉タイミングをエンジンの回転数に応じて連続的に変更するようになっている。
特開２００１−２６３０１５号公報 特開２００５−００２８３５号公報

ところで、ピン２４をコントロールシャフト２２の一箇所に設けた可変動弁機構１１では、コントロールシャフト２２を低リフト位置から高リフト位置（図９の矢印Ａ方向）へ移動したときに、アームアセンブリ２７にピン２４を中心とする傾動力Ｍが発生する。また、このときアームアセンブリ２７には、バルブスプリング２８の強い反発力Ｆがロッカアーム１７を介しバルブ軸線Ｖ方向において上向きに作用する。

ところが、従来の可変動弁機構１１によると、図８に示すように、ピン２４がバルブ軸線Ｖと略平行な縦向きに設けられているので、傾動力Ｍの発生方向がバルブ反力Ｆの作用方向と略一致する。このため、傾動力Ｍとバルブ反力Ｆとがコントロールシャフト２２周りの特定の部位（例えば図９の部位Ｐ１，Ｐ２）に集中的に作用し、動弁系部品に局部摩耗が発生しやすくなるという問題点があった。

本発明の目的は、上記課題を解決し、コントロールシャフトの移動に伴って発生する傾動力の向きを変えることで、動弁系部品の局部摩耗を抑えることができる可変動弁機構を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の可変動弁機構は、内燃機関のバルブを開閉する出力アームと、カムシャフト上のカムによって駆動される入力アームと、両方のアームに噛み合うスライダと、スライダにピンを介して連結されたコントロールシャフトとを備え、コントロールシャフトを軸線方向へ移動して、出力アームと入力アームの相対位相を変更する機構において、ピンの軸線とバルブの軸線とのなす角度が４５〜１３５°であることを特徴とする。

ピンの軸線とバルブの軸線とのなす角度は、特に限定されないが、４５〜１３５°であるのがより好ましく、７５〜１０５°であるのが最も好ましい。この角度が９０°に近づくほど、傾動力の作用方向とバルブ反力の作用方向とが大きく相違することになるため、局部摩耗をより効果的に抑制できるからである。

また、ピンをコントロールシャフト周りの一箇所に設けてもよく、コントロールシャフト周りの二箇所（例えば、１８０°離れた二箇所）に設けてもよい。後者の場合には、コントロールシャフトの移動に伴って発生する傾動力自体を軽減できる効果がある。なお、ピンは、コントロールシャフト側に設けてもよく、スライダ側に設けて実施することも可能である。

本発明の可変動弁機構によれば、ピンの軸線とバルブの軸線とのなす角度が４５〜１３５°であるため、傾動力の発生方向とバルブ反力の作用方向とが直角又はそれに近い角度で交差する。このため、傾動力とバルブ反力とをコントロールシャフト周りに分散させ、特定部位への集中荷重を回避し、動弁系部品の局部摩耗を抑制できるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１、図３に示すように、この可変動弁機構１は、支持パイプ１３上に気筒と同数のアームアセンブリ３を備えている。アームアセンブリ３は、ガソリンエンジンのバルブ（吸気又は排気バルブ）１８を開閉する左右一対の出力アーム１５と、カムシャフト１２上のカム１６によって駆動される一つの入力アーム１４と、両方のアーム１４，１５に噛み合うスライダ１９とから構成されている。

支持パイプ１３の内側にはコントロールシャフト２２が挿通され、コントロールシャフト２２の一箇所がピン４を介してスライダ１９に連結されている。そして、アクチュエータ（図示略）によりコントロールシャフト２２を軸線方向に移動し、スライダ１９によりスプライン２０，２１を介して入力アーム１４と出力アーム１５との相対位相をエンジンの回転数や負荷に応じて連続的に変更するようになっている。

図２に示すように、ピン４はバルブ１８の軸線Ｖに関して横向きに設けられている。具体的には、以下に説明する実施例１〜３において、ピン４の軸線Ｈとバルブ１８の軸線Ｖとのなす角度θが７５〜１０５°に設定されている。また、ピン４は突端部にブッシュ５を備え、ブッシュ５がスライダ１９の周方向溝２６に嵌合して、スライダ１９の回動に伴うピン４及び周方向溝２６の摩耗を抑制できるようになっている。

図１〜図３は本発明の実施例１を示す。この実施例では、コントロールシャフト２２の一箇所にピン孔２３がカムシャフト１２側に向かって開口するように凹設されている。ピン孔２３にはピン４の基部が挿入固定され、ピン４の先端部にブッシュ５が固着されている。そして、一組のピン４とブッシュ５が、バルブ軸線Ｖに関し横向きで、カムシャフト１２の軸線に対し略直交する向きでコントロールシャフト２２上に設けられている。

ブッシュ５は周方向溝２６の幅と略同じ厚さのリング部材から分割形成されている。入力アーム１４とスライダ１９には、ピン４とブッシュ５をコントロールシャフト２２に組み付けるための開口部６，７が設けられている。支持パイプ１３はハウジング２に支持され、ハウジング２と左右の出力アーム１５との間にシム８が交換可能に介装され、シム８によってアームアセンブリ３の軸線方向位置を微調整できるようになっている。

この実施例の可変動弁機構１において、コントロールシャフト２２が低リフト位置から高リフト位置（図３の矢印Ａ方向）へ移動するときには、図２に示すように、アームアセンブリ３にピン４を中心とする傾動力Ｍとバルブスプリング２８の強い反発力Ｆとが作用する。しかし、ピン４とブッシュ５がバルブ軸線Ｖに関し横向きに設けられているので、傾動力Ｍの発生方向とバルブ反力Ｆの作用方向とが直角に近い角度で交差する。従って、傾動力Ｍとバルブ反力Ｆをコントロールシャフト２２周りに分散させ、アームアセンブリ３の特定部位への集中荷重を回避して、動弁系部品の局部摩耗を抑えることができる。

図４は本発明の実施例２を示す。この実施例では、一組のピン４とブッシュ５が、カムシャフト１２の反対側において、コントロールシャフト２２の一箇所に設けられている。ピン４の向きは、実施例１と同様、バルブ軸線Ｖに関し横向きであり、カムシャフト１２の軸線に対し略直交する向きである。従って、この可変動弁機構１によっても、傾動力Ｍとバルブ反力Ｆをコントロールシャフト２２周りに分散させ、アームアセンブリ３の特定部位への集中荷重を回避することができる。

図５は本発明の実施例３を示す。この実施例では、二組のピン４とブッシュ５が、バルブ軸線Ｖに関し横向きで、カムシャフト１２の軸線に対し略直交する向きで、コントロールシャフト２２上の１８０°離れた二箇所に設けられている。従って、この可変動弁機構１によれば、特に、コントロールシャフト２２の動力を二組のピン４とブッシュ５でスライダ１９にバランスよく伝え、アームアセンブリ３に発生する傾動力を軽減して、動弁系部品の局部摩耗を抑えることができる。

本発明の実施例１を示す可変動弁機構の立面図である。 図１の可変動弁機構のアームアセンブリを示す断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明の実施例２を示す可変動弁機構の断面図である。 本発明の実施例３を示す可変動弁機構の断面図である。 従来の可変動弁機構を示す立面図である。 図６の可変動弁機構のアームアセンブリを示す斜視図。 該アームアセンブリの断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

符号の説明

１ 可変動弁機構
３ アームアセンブリ
４ ピン
５ ブッシュ
１２ カムシャフト
１４ 入力アーム
１５ 出力アーム
１６ カム
１８ バルブ
１９ スライダ
２２ コントロールシャフト

Claims (1)

1. 内燃機関のバルブを開閉する出力アームと、カムシャフト上のカムによって駆動される入力アームと、両方のアームに噛み合うスライダと、スライダにピンを介して連結されたコントロールシャフトとを備え、コントロールシャフトを軸線方向へ移動して、出力アームと入力アームの相対位相を変更する可変動弁機構において、ピンの軸線とバルブの軸線とのなす角度が４５〜１３５°であることを特徴とする可変動弁機構。

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