JP2008019784A - Supporting structure to cylinder head of variable valve train - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変動弁機構のシリンダヘッドに対する支持構造に関する。 The present invention relates to a support structure for a cylinder head of a variable valve mechanism.
特許文献1には、吸気弁用のカム軸が、シリンダヘッドに一体的に設けられた軸受け部と、この軸受け部に締結されるキャップ体とによって回転可能に支持された構成が開示されている。
また、特許文献2には、吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大、縮小制御な可能な可変動弁機構が開示されている。この可変動弁機構は、クランクシャフトにより駆動される気筒列方向に沿った駆動軸と、リンク機構を介してこの駆動軸に連係した駆動軸と平行な制御軸と、有し、制御軸が駆動軸よりも上方側に位置するようにシリンダヘッドの上方に配置されている。
Further,
このような特許文献2においては、シリンダヘッドの上方に上記制御軸及び上記駆動軸が位置することになるが、これら2本の軸部材は、特許文献1のように、それぞれシリンダヘッドに対して回転自在に支持された構成となる。
ここで、上記可変動弁機構においては、上記駆動軸よりも上方に上記制御軸が位置し、上記制御軸と上記シリンダヘッド上面との間に上記駆動軸が位置することになる。そのため、上記制御軸の軸受け構造は、耐久性に加え、上記駆動軸や上記リンク機構の動作を阻害にしないように設定されることになるが、必ずしも制御軸の支持構成に対して最適化が図られてはいないという問題がある。 Here, in the variable valve mechanism, the control shaft is positioned above the drive shaft, and the drive shaft is positioned between the control shaft and the upper surface of the cylinder head. For this reason, the bearing structure of the control shaft is set so as not to hinder the operation of the drive shaft and the link mechanism in addition to durability, but it is not necessarily optimized for the support structure of the control shaft. There is a problem that it is not planned.
そこで、本発明は、シリンダヘッドの上方に配置される可変動弁機構のシリンダヘッドに対する支持構造として、特に駆動軸よりもシリンダヘッド上方側にある制御軸のシリンダヘッドに対する支持構造の最適化を図ることを目的としている。 In view of this, the present invention aims to optimize the support structure for the cylinder head of the control shaft, which is located above the drive shaft, as the support structure for the cylinder head of the variable valve mechanism disposed above the cylinder head. The purpose is that.
本発明における可変動弁機構のシリンダヘッドに対する支持構造は、可変動弁機構の制御軸が可変動弁機構の駆動軸よりもシリンダヘッドの上方側に位置し、上記制御軸及び上記駆動軸が気筒列方向に沿うようにシリンダヘッドに取り付けられ、上記制御軸は、この制御軸を駆動軸側から支持するシリンダヘッド幅方向に細長い制御軸軸受け部材と、この制御軸軸受け部材と一体となって制御軸用軸受けを構成する軸受けキャップと、によって回転可能に支持され、上記制御軸軸受け部材は、上記軸受けキャップと伴に制御軸用軸受けを構成する制御軸軸受け部と、この制御軸軸受け部の下方に位置し、シリンダヘッド幅方向の両端が上記制御軸軸受け部よりも外側に張り出した隔壁部と、を有し、上記軸受けキャップを上記制御軸軸受け部に締結するキャップ締結用ボルトの先端部が、上記隔壁部に到達するよう構成されている。 The support structure for the cylinder head of the variable valve mechanism in the present invention is such that the control shaft of the variable valve mechanism is positioned above the cylinder head with respect to the drive shaft of the variable valve mechanism, and the control shaft and the drive shaft are cylinders. The control shaft is attached to the cylinder head along the column direction, and the control shaft is controlled integrally with the control shaft bearing member which is elongated in the cylinder head width direction and supports the control shaft from the drive shaft side. A bearing cap that constitutes a bearing for the shaft is rotatably supported by the bearing cap, and the control bearing member includes a control bearing that constitutes a bearing for the control shaft together with the bearing cap, and a lower portion of the control bearing. And a partition wall portion having both ends in the cylinder head width direction projecting outward from the control shaft bearing portion, and the bearing cap is connected to the control shaft bearing portion. Tip of the cap fastening bolt for fastening is configured so as to reach the partition wall.
本発明によれば、締結時にキャップ締結用ボルトの先端部に発生するネジの噛み合い力を、制御軸軸受け部よりも幅広の隔壁部で受けることができるため、制御軸軸受け部材に作用するネジの噛み合い応力を相対的に小さくすることができ、制御軸軸受け部材の耐久性を向上させることができる According to the present invention, since the meshing force of the screw generated at the tip of the cap fastening bolt at the time of fastening can be received by the partition wall portion wider than the control shaft bearing portion, the screw acting on the control shaft bearing member can be received. The meshing stress can be made relatively small, and the durability of the control bearing member can be improved.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、シリンダヘッド1(後述の図2〜図4を参照)上に設けられる可変動弁機構の一例として、吸気弁(図示せず)を開閉駆動しつつ吸気弁のリフト量及び作動角の双方を連続的に可変制御可能なリフト・作動角可変機構2の構造を示している。尚、この図1は3気筒エンジンに適用した例であり、3つの気筒の吸気弁のバルブリフト特性を変更すべく、各気筒毎にリフト・作動角可変機構2が設けられたものである。
FIG. 1 shows an example of a variable valve mechanism provided on a cylinder head 1 (see FIGS. 2 to 4 to be described later), and an intake valve lift amount and an operating angle while opening and closing an intake valve (not shown). 2 shows the structure of the lift / operating
リフト・作動角可変機構2は、吸気弁(図示せず)と、シリンダヘッド1上部のラダーカムブラケット1b(後述)に回転自在に支持された中空状の駆動軸3と、この駆動軸3に、圧入等により固定された偏心カム4と、この駆動軸3の上方位置にラダーカムブラケット1b(後述)によって回転自在に支持されるとともに駆動軸3と平行に配置された中空状の制御軸5と、この制御軸5の偏心カム部6に揺動自在に支持されたロッカアーム7と、吸気弁の上端部に配置されたタペット(図示せず)に当接する揺動カム8と、を備えている。偏心カム4とロッカアーム7とはリンクアーム9によって連係されており、ロッカアーム7と揺動カム8とは、リンク部材10によって連係されている。
The lift / operating
駆動軸3は、図示しないタイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフト(図示せず)によって駆動されるものである。
The
偏心カム4は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸3の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム9の環状部9aが回転可能に嵌合している。
The eccentric cam 4 has a circular outer peripheral surface, the center of the outer peripheral surface is offset from the axis of the
ロッカアーム7は、略中央部が偏心カム部6によって支持されており、その一端部に、リンクアーム9の延長部が連係しているとともに、他端部に、リンク部材10の上端部が連係している。偏心カム部6は、制御軸5の軸心から偏心しており、従って、制御軸5の角度位置に応じてロッカアーム7の揺動中心は変化する。
The
揺動カム8は、駆動軸3の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部8aに、リンク部材10の下端部が連係している。この揺動カム8の下面には、駆動軸3と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これらの基円面ならびにカム面が、揺動カム8の揺動位置に応じて図示せぬタペットの上面に当接するようになっている。
The
制御軸5は、一端部に設けられた図示せぬリフト・作動角制御用アクチュエータによって所定角度範囲内で回転するように構成されている。
The
尚、図1中の11は、リンク部材10のリンク長を調整して、バルブリフト量調整を行うアジャストボルトであり、12は、上記のアジャストボルト11をロック(固定)するロックボルトである。
In FIG. 1, 11 is an adjusting bolt that adjusts the link length of the
このようなリフト・作動角可変機構2によれば、制御軸5の回転角度位置に応じて吸気弁のリフト並びに作動角が、両者同時に、連続的に拡大、縮小し、このリフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁の開時期と閉時期とが略対称に変化する。
According to the lift / operating
そして、上述したリフト・作動角可変機構2は、シリンダヘッド1の上部にそれぞれ回転可能に軸受支持されている。
The above-described lift / operating
シリンダヘッド1は、図2及び図3に示すように、ヘッド本体として機能するヘッドロア1aの上面に、複数の軸受キャップを枠状のフレームとともに一体に形成したいわゆるラダーフレーム構造のラダーカムブラケット1bを着脱可能に装着したもので、ヘッドアッパとして機能するラダーカムブラケット1bは複数の取付ボルト13によりヘッドロア1aに締結固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
このラダーカムブラケット1bは、シリンダヘッド1の気筒列方向に沿った外壁に沿う2つの外枠に後述する制御軸軸受け壁21が架け渡されて連結された構造となっている。
The
そして、駆動軸3及び制御軸5はともに平行状態を保ちながら気筒列方向に延びていて、駆動軸3はヘッドロア1aとラダーカムブラケット1bに挟持されるようにして軸受支持されている一方、制御軸5はラダーカムブラケット1bの上面に載置された上で、ラダーカムブラケット1bに対してキャップ締結用ボルト14によりボルト締め固定される軸受けキャップ15にて軸受支持されている。軸受けキャップ15は、制御軸5を跨ぐように配置され、制御軸5の軸直角方向で制御軸5を挟む2本のキャップ締結用ボルト14,14によりラダーカムブラケット1bに対して固定されている。
The
尚、先に述べたように気筒列方向に延びている駆動軸3および制御軸5は気筒列を構成する複数の気筒に共用されるのに対して、リフト・作動角可変機構2の構成部品である揺動カム8、ロッカアーム7、リンクアーム9、リンク部材10等は気筒列を構成する個々の気筒毎に独立して設けられている。
As described above, the
図4は、図3のA−A線に沿った断面図であり、制御軸5のシリンダヘッド1への支持構造を示している。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3 and shows a support structure of the
ラダーカムブラケット1bは、上述したようにラダーフレーム構造を呈しており、制御軸5は、ラダーカムブラケット1bの制御軸軸受け壁21と軸受けキャップ15とによって回転可能に支持されている。この制御軸軸受け壁21は、シリンダヘッド1幅方向(図3における上下方向、図4における左右方向)に細長く形成された制御軸軸受け部材に相当するものであって、シリンダヘッド1のシリンダヘッド1幅方向に沿う2つの外壁に沿う2つの外枠の間に位置している。
The
この制御軸軸受け壁21は、軸受けキャップ15と伴に制御軸5の軸受けを構成する制御軸軸受け部22と、シリンダヘッド1幅方向の両端がシリンダヘッド1幅方向の制御軸軸受け部22の両端よりも外側に張り出した隔壁部23と、を有している。
The control
つまり、制御軸軸受け壁21は、シリンダヘッド1幅方向に沿って細長い隔壁部23と、シリンダヘッド1幅方向に沿った長さが隔壁部23より短い制御軸軸受け部22と、を有し、気筒列方向(シリンダヘッド1長手方向)からみると略T字型状の外形状に形成されている。さらに言えば、隔壁部23は、気筒列方向(シリンダヘッド1長手方向)からみると、制御軸軸受け部22よりも幅広に形成されている。
That is, the control
また、隔壁部22は、制御軸軸受け部22の下方、換言すれば制御軸軸受け部22よりも駆動軸3側、さらに言い換えれば駆動軸3と制御軸5との間に位置している。さらに、隔壁部22には、ヘッドロア1aと対向する側に、駆動軸3の回転を干渉しないように、駆動軸3の軸方向(シリンダヘッド1長手方向)に連続する断面円弧状の凹部24が形成されている。
The
そして、キャップ締結用ボルト14で軸受けキャップ15を制御軸軸受け部22に締結固定した際には、キャップ締結用ボルト14の先端部が制御軸軸受け部22を貫通し隔壁部3に到達するように設定されている。
When the
詳述すると、キャップ締結用ボルト14の完全ねじ部14aの先端位置P1が、制御軸軸受け部22と隔壁部23との境界位置P2を超えて隔壁部23内に位置すると共に、凹部24の壁面うち最も制御軸軸受け部22側となる位置P3よりも制御軸軸受け部22側に位置するよう構成されている。換言すれば、軸受けキャップ15が制御軸軸受け部22に締結された際に、キャップ締結用ボルト14の完全ねじ部14aの先端位置P1の半径方向外周側には、凹部24が位置しないように構成されている。
More specifically, the tip position P1 of the
このように構成されたリフト・作動角可変機構2のシリンダヘッドに対する支持構造においては、締結時にキャップ締結用ボルト14の完全ねじ部14aの先端位置P1に発生するネジの噛み合い力を、制御軸軸受け部22よりも幅広の隔壁部23で受けることができるため、制御軸軸受け壁21に作用するネジの噛み合い応力を相対的に小さくすることができ、制御軸軸受け壁21の耐久性を向上させることができる。
In the support structure for the cylinder head of the lift / operating angle
特に、制御軸軸受け壁21の隔壁部23に凹部24が形成されているような場合、キャップ締結用ボルト14の完全ねじ部14aの先端位置P1が、制御軸軸受け部22と隔壁部23との境界位置P2を超えて隔壁部23内に位置すると共に、凹部24の壁面うち最も制御軸軸受け部22側となる位置P3よりも制御軸軸受け部22側に位置するように設定することにより、完全ねじ部14aの先端位置P1に発生するネジの噛み合い力を受ける完全ねじ部14aの先端外周側の制御軸軸受け壁21の断面積を最大にすることができる。すなわち、キャップ締結用ボルト14の軸心に直交する平面に沿った制御軸軸受け壁21の断面積が最大となる位置に、完全ねじ部14aの先端が位置しているので、完全ねじ部14aの先端位置P1の外周側に作用するネジの噛み合い応力を最小にすることができ、制御軸軸受け壁21の耐久性を向上させる上で特に有利となる。
In particular, when the recessed
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。 The technical idea of the present invention that can be grasped from the above embodiment will be listed together with the effects thereof.
(1) 駆動軸により回転駆動される偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に嵌合したリンクアームと、上記駆動軸と平行に設けられ、かつ偏心カム部を備えた回動可能な制御軸と、この制御軸の偏心カム部に回転可能に装着され、かつ上記リンクアームにより揺動されるロッカアームと、上記駆動軸に回転可能に支持されるとともに、上記ロッカアームにリンクを介して連結され、該ロッカアームに伴って揺動することにより吸気弁もしくは排気弁をリフトする揺動カムと、を備え吸気弁もしくは排気弁のバルブリフト特性を変更可能な可変動弁機構のシリンダヘッドに対する支持構造において、上記可変動弁機構は、上記制御軸が上記駆動軸よりもシリンダヘッドの上方側に位置し、上記制御軸及び上記駆動軸が気筒列方向に沿うように上記シリンダヘッドに取り付けられ、上記制御軸は、この制御軸を駆動軸側から支持するシリンダヘッド幅方向に細長い制御軸軸受け部材と、この制御軸軸受け部材と一体となって制御軸用軸受けを構成する軸受けキャップと、によって回転可能に支持され、上記制御軸軸受け部材は、上記軸受けキャップと伴に制御軸用軸受けを構成する制御軸軸受け部と、この制御軸軸受け部の下方に位置し、シリンダヘッド幅方向の両端が上記制御軸軸受け部よりも外側に張り出した隔壁部と、を有し、上記軸受けキャップを上記制御軸軸受け部に締結するキャップ締結用ボルトの先端部が、上記隔壁部に到達するよう構成されている。これによって、締結時にキャップ締結用ボルトの先端部に発生するネジの噛み合い力を、制御軸軸受け部よりも幅広の隔壁部で受けることができるため、制御軸軸受け部材に作用するネジの噛み合い応力を相対的に小さくすることができ、制御軸軸受け部材の耐久性を向上させることができる。 (1) An eccentric cam that is rotationally driven by a drive shaft, a link arm that is fitted to the outer periphery of the eccentric cam so as to be relatively rotatable, and a rotatable that is provided in parallel with the drive shaft and includes an eccentric cam portion. Control shaft, a rocker arm that is rotatably mounted on an eccentric cam portion of the control shaft and is oscillated by the link arm, and is rotatably supported by the drive shaft, and is connected to the rocker arm via a link. And a swing cam that lifts the intake valve or the exhaust valve by swinging along with the rocker arm, and a support for the cylinder head of the variable valve mechanism that can change the valve lift characteristics of the intake valve or the exhaust valve In the structure, the variable valve mechanism is configured such that the control shaft is positioned above the cylinder head with respect to the drive shaft, and the control shaft and the drive shaft are arranged in the cylinder row direction. The control shaft is attached to the cylinder head in such a manner that the control shaft is a control shaft bearing member that is elongated in the width direction of the cylinder head that supports the control shaft from the drive shaft side, and the control shaft bearing member is integrated with the control shaft bearing member. A bearing cap that constitutes a bearing, and is rotatably supported by the bearing member, and the control bearing member includes a control bearing that constitutes a bearing for the control shaft together with the bearing cap, and a position below the control bearing. And both ends of the cylinder head in the width direction protruded outward from the control shaft bearing portion, and a tip end portion of a cap fastening bolt for fastening the bearing cap to the control shaft bearing portion is It is comprised so that a partition part may be reached. As a result, the engagement force of the screw generated at the tip of the cap fastening bolt at the time of fastening can be received by the partition wall portion wider than the control shaft bearing portion, so that the engagement stress of the screw acting on the control shaft bearing member can be reduced. It can be made relatively small, and the durability of the control shaft bearing member can be improved.
(2) 上記(1)に記載の可変動弁機構のシリンダヘッドに対する支持構造おいて、上記隔壁部は、具体的には、上記制御軸と上記駆動軸との間に位置し、上記シリンダヘッドと対向する側に、上記駆動軸の回転に干渉しないように凹部が設けられ、上記キャップ締結用ボルトの先端部が、上記凹部の壁面うち最も上記制御軸軸受け部側となる位置よりも上記制御軸軸受け部側に位置するよう構成されている。 (2) In the support structure for the cylinder head of the variable valve mechanism according to (1) above, the partition wall is specifically positioned between the control shaft and the drive shaft, and the cylinder head Is provided with a recess so as not to interfere with the rotation of the drive shaft, and the tip of the cap fastening bolt is more controlled than the position of the wall surface of the recess closest to the control shaft bearing portion. It is comprised so that it may be located in the bearing part side.
(3) 上記(1)または(2)に記載の可変動弁機構のシリンダヘッドに対する支持構造において、上記制御軸軸受け部材は、具体的には、上記シリンダヘッドの気筒列方向に沿った外壁に沿う2つの外枠に架け渡されて連結され、上記制御軸軸受け部材と上記外枠とによりラダーフレーム構造が形成されている。 (3) In the support structure for the cylinder head of the variable valve mechanism according to (1) or (2), specifically, the control shaft bearing member is formed on an outer wall along the cylinder row direction of the cylinder head. A ladder frame structure is formed by the control shaft bearing member and the outer frame.
(4) 上記(1)〜(3)のいずれかに記載の可変動弁機構のシリンダヘッドに対する支持構造において、上記キャップ締結用ボルトの先端部は、具体的には、完全ねじ部の先端位置である。 (4) In the support structure for the cylinder head of the variable valve mechanism according to any one of (1) to (3) above, the tip of the cap fastening bolt is specifically the tip position of the complete screw portion. It is.
1…シリンダヘッド
3…駆動軸
5…制御軸
14…キャップ締結用ボルト
15…軸受けキャップ
21…制御軸軸受け壁
22…制御軸軸受け部
23…隔壁部
24…凹部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記可変動弁機構は、上記制御軸が上記駆動軸よりもシリンダヘッドの上方側に位置し、上記制御軸及び上記駆動軸が気筒列方向に沿うように上記シリンダヘッドに取り付けられ、
上記制御軸は、この制御軸を駆動軸側から支持するシリンダヘッド幅方向に細長い制御軸軸受け部材と、この制御軸軸受け部材と一体となって制御軸用軸受けを構成する軸受けキャップと、によって回転可能に支持され、
上記制御軸軸受け部材は、上記軸受けキャップと伴に制御軸用軸受けを構成する制御軸軸受け部と、この制御軸軸受け部の下方に位置し、シリンダヘッド幅方向の両端が上記制御軸軸受け部よりも外側に張り出した隔壁部と、を有し、
上記軸受けキャップを上記制御軸軸受け部に締結するキャップ締結用ボルトの先端部が、上記隔壁部に到達するよう構成されていることを特徴とする可変動弁機構のシリンダヘッドに対する支持構造。 An eccentric cam that is rotationally driven by a drive shaft, a link arm that is fitted to the outer periphery of the eccentric cam so as to be relatively rotatable, and a rotatable control shaft that is provided in parallel with the drive shaft and includes an eccentric cam portion. A rocker arm that is rotatably attached to the eccentric cam portion of the control shaft and is rocked by the link arm, and is rotatably supported by the drive shaft, and is connected to the rocker arm via a link, In a support structure for a cylinder head of a variable valve mechanism that includes a swing cam that lifts an intake valve or an exhaust valve by swinging along with the rocker arm, and that can change a valve lift characteristic of the intake valve or the exhaust valve.
The variable valve mechanism is attached to the cylinder head such that the control shaft is located above the drive shaft above the drive shaft, and the control shaft and the drive shaft are along the cylinder row direction.
The control shaft is rotated by a control shaft bearing member that is elongated in the width direction of the cylinder head that supports the control shaft from the drive shaft side, and a bearing cap that forms a bearing for the control shaft integrally with the control shaft bearing member. Supported as possible,
The control shaft bearing member is positioned below the control shaft bearing portion, which forms a control shaft bearing together with the bearing cap, and both ends in the cylinder head width direction are from the control shaft bearing portion. And a partition wall portion protruding outward,
A support structure for a cylinder head of a variable valve mechanism, wherein a tip end portion of a cap fastening bolt for fastening the bearing cap to the control shaft bearing portion reaches the partition wall portion.
上記キャップ締結用ボルトの先端部が、上記凹部の壁面うち最も上記制御軸軸受け部側となる位置よりも上記制御軸軸受け部側に位置するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の可変動弁機構のシリンダヘッドに対する支持構造。 The partition wall is located between the control shaft and the drive shaft, and a recess is provided on the side facing the cylinder head so as not to interfere with the rotation of the drive shaft,
The tip end portion of the cap fastening bolt is configured to be positioned closer to the control shaft bearing portion than the position of the wall surface of the recess closest to the control shaft bearing portion. A support structure for the cylinder head of the variable valve mechanism described above.
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