JP2008255873A - Variable valve gear for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、制御部材により駆動されるホルダと該ホルダに揺動可能に支持されると共に動弁カムにより駆動されて揺動するサブカムとから構成される弁特性可変機構を備え、該弁特性可変機構により機関弁の最大リフト量が変更される内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention includes a valve characteristic variable mechanism that includes a holder driven by a control member and a sub cam that is swingably supported by the holder and driven by a valve cam. The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine in which a maximum lift amount of an engine valve is changed by a mechanism.
内燃機関の可変動弁装置が、機関回転速度に同期して駆動される動弁カムと、制御部材により駆動されるホルダと該ホルダに揺動可能に支持されると共に動弁カムにより駆動されて揺動するサブカムとから構成される弁特性可変機構と、サブカムにより駆動されて機関弁を開閉するカムフォロア(例えば、ロッカアーム)とを備え、ホルダが制御部材より駆動されることにより、サブカムとカムフォロアとの当接位置が変更されて機関弁の最大リフト量が変更されるものは知られている。(例えば、特許文献1参照)
弁特性可変機構を備える可変動弁装置では、動弁カムが弁特性可変機構およびカムフォロア(例えばロッカアーム)を介して機関弁を開閉駆動するので、動弁装置がカムフォロアのみを介して機関弁を開閉駆動する動弁装置(以下、「不変式動弁装置」という。)に比べて、動弁カムから機関弁までの弁駆動力の伝達経路に多くの部材が介在する。
このため、変化する最大リフト量の制御精度を確保するには、動弁カムから弁特性可変機構およびカムフォロアを介して機関弁に至るまでの前記伝達経路中に隙間(以下、「クリアランス」という。)が発生しないようにすることが重要である。
ところで、可変動弁装置において前記クリアランスが発生しないように、前記伝達経路を構成する部材の位置を調整する調整機構がロッカアームに設けられる場合、ロッカアームが機関弁付近に配置されることに対応して、調整機構は可変動弁装置が収容される動弁室の底部寄りに配置されること、および動弁カムとロッカアームとの間に弁特性可変機構が配置されることから、調整機構の調整作業が、動弁室の奥における、しかも弁特性可変機構を避けながらの作業になるため、その作業性は良好とはえいない。そこで、調整機構をロッカアームにおいて調整作業がしやすい位置に配置しようとすると、ロッカアームが大型化したり、弁特性可変機構の構成部材の形状や配置が制約されて、弁特性可変機構が大型化することがある。
また、調整部材が、ロッカアームなど、動弁カムにより駆動される部材に設けられると、動弁カムにより駆動される動弁系等価質量が、該調整部材のために増加するので、機関弁のバウンスが発生する機関回転速度が低下して、バウンスの発生頻度が高まり、該バウンスに起因する騒音の発生頻度が高まることがある。そして、可変動弁装置では、弁特性可変機構の分、不変式動弁装置に比べて動弁系等価質量が大きいために、バウンスが発生しやすい。
In a variable valve operating apparatus having a variable valve characteristic mechanism, a valve operating cam opens and closes an engine valve via a variable valve characteristic mechanism and a cam follower (for example, a rocker arm), so that the valve operating apparatus opens and closes the engine valve only through the cam follower. Compared to a valve operating device that drives (hereinafter referred to as “invariable valve operating device”), many members are present in the transmission path of the valve driving force from the valve operating cam to the engine valve.
For this reason, in order to ensure the control accuracy of the changing maximum lift amount, a clearance (hereinafter referred to as “clearance”) is formed in the transmission path from the valve cam to the engine valve via the valve characteristic variable mechanism and the cam follower. ) Is important.
By the way, when the adjustment mechanism for adjusting the position of the member constituting the transmission path is provided in the rocker arm so that the clearance does not occur in the variable valve operating apparatus, it corresponds to the fact that the rocker arm is arranged in the vicinity of the engine valve. The adjustment mechanism is disposed near the bottom of the valve operating chamber in which the variable valve operating device is accommodated, and the variable valve characteristic mechanism is disposed between the valve operating cam and the rocker arm. However, since the work is performed while avoiding the valve characteristic variable mechanism at the back of the valve operating chamber, the workability is not good. Therefore, if an attempt is made to arrange the adjustment mechanism at a position where adjustment work can be easily performed on the rocker arm, the rocker arm will be enlarged, or the shape and arrangement of components of the variable valve characteristic mechanism will be restricted, and the variable valve characteristic mechanism will be enlarged. There is.
Further, if the adjusting member is provided on a member driven by the valve cam, such as a rocker arm, the valve system equivalent mass driven by the valve cam increases due to the adjusting member. The engine speed at which the engine is generated decreases, the frequency of occurrence of bounce increases, and the frequency of occurrence of noise due to the bounce may increase. In the variable valve operating apparatus, bounce is likely to occur because the valve system equivalent mass is larger than that of the invariable valve operating apparatus by the variable valve characteristic mechanism.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項1〜9記載の発明は、弁特性可変機構を備える可変動弁装置において、動弁カムから弁特性可変機構およびカムフォロアを経て機関弁に至るまでの弁駆動力の伝達経路におけるクリアランスの調整作業の作業性の向上を図ることを目的とする。そして、請求項2,4記載の発明は、さらに、調整機構による動弁系等価質量の増加を防止して、機関弁のバウンスおよび該バウンスに起因する騒音の発生を抑制することを目的とし、請求項5,7記載の発明は、さらに、サブカムの揺動に起因する揺動中心線の位置の変動を防止することを目的とし、請求項8は、さらに、支持部材の加工の容易化および構造の簡単化を図ることを目的とし、請求項9記載の発明は、さらに、調整機構を備える弁特性可変機構の小型化を図ることを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and the invention according to claims 1 to 9 is a variable valve operating apparatus having a valve characteristic variable mechanism, wherein the valve characteristic variable mechanism and the cam follower are changed from the valve cam. An object of the present invention is to improve the workability of the clearance adjustment work in the transmission path of the valve driving force through the engine valve. The inventions of
請求項1記載の発明は、機関回転速度に同期して駆動される動弁カムと、制御部材により駆動されるホルダと、前記ホルダに揺動可能に支持されると共に前記動弁カムにより駆動されて揺動するサブカムとから構成される弁特性可変機構と、前記サブカムにより駆動されて機関弁を開閉するカムフォロアとを備え、前記ホルダが前記制御部材より駆動されることにより、前記サブカムと前記カムフォロアとの相対位置が変更されて前記機関弁の最大リフト量が変更される内燃機関の可変動弁装置において、前記弁特性可変機構は、前記動弁カムから前記弁特性可変機構および前記カムフォロアを経て前記機関弁に至るまでの前記動弁カムの弁駆動力の伝達経路でのクリアランスの発生を防止または抑制する調整機構を備え、前記調整機構は前記ホルダにおける前記サブカムの揺動中心線の位置を調整する内燃機関の可変動弁装置である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記調整機構は、前記サブカムを揺動可能に支持すると共に前記ホルダに位置調整可能に設けられる支持部材を有するものである。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記調整機構は、前記支持部材に調整力を加えることにより前記ホルダに対する前記支持部材の位置を調整する調整部材を有するものである。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記調整部材は前記ホルダに設けられるものである。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記ホルダは、前記支持部材を支持する支持壁を有し、前記調整部材は前記支持壁に設けられるものである。
請求項6記載の発明は、請求項3から5のいずれか1項記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記調整部材は、前記揺動中心線に対して、前記サブカムにおいて前記カムフォロアが当接するカム面とは反対側に配置されるものである。
請求項7記載の発明は、請求項3から6のいずれか1項記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記調整部材には駆動ギヤが設けられ、前記支持部材には、前記駆動ギヤに噛合する被動ギヤが設けられ、前記駆動ギヤおよび前記被動ギヤは、それぞれウォームおよびウォームホイールとしてウォームギヤを構成するものである。
請求項8記載の発明は、請求項2から7のいずれか1項記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記支持部材は、前記ホルダに回動可能に支持される被支持部と、前記サブカムが前記被支持部の回動中心線に平行な揺動中心線を有するように前記サブカムを揺動可能に支持する偏心部とを有する偏心軸であるものである。
請求項9記載の発明は、請求項8記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記被支持部は前記ホルダの内部に配置され、前記調整部材は前記ホルダの内部で前記被支持部に調整力を加えるものである。
According to the first aspect of the present invention, the valve drive cam driven in synchronization with the engine rotational speed, the holder driven by the control member, the swingable support supported by the holder and the drive of the valve drive cam. And a cam follower that is driven by the sub cam to open and close the engine valve, and the holder is driven by the control member, whereby the sub cam and the cam follower are provided. In the variable valve operating apparatus of the internal combustion engine in which the relative lift position of the engine valve is changed and the maximum lift amount of the engine valve is changed, the valve characteristic variable mechanism passes through the valve characteristic variable mechanism and the cam follower from the valve operating cam. An adjustment mechanism that prevents or suppresses the generation of clearance in the transmission path of the valve driving force of the valve drive cam leading to the engine valve; A variable valve device for an internal combustion engine for adjusting the position of the swing center line of the sub-cam of the holder.
According to a second aspect of the present invention, in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the adjustment mechanism has a support member that supports the sub cam so as to be swingable and is provided on the holder so that the position can be adjusted. Is.
According to a third aspect of the present invention, in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the second aspect, the adjustment mechanism adjusts the position of the support member relative to the holder by applying an adjustment force to the support member. It is what has.
According to a fourth aspect of the present invention, in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the third aspect, the adjustment member is provided in the holder.
According to a fifth aspect of the present invention, in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the fourth aspect, the holder has a support wall that supports the support member, and the adjustment member is provided on the support wall. is there.
According to a sixth aspect of the present invention, in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of the third to fifth aspects, the adjusting member is configured such that the cam follower is applied to the sub cam with respect to the swing center line. It is arrange | positioned on the opposite side to the cam surface which touches.
A seventh aspect of the present invention is the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of the third to sixth aspects, wherein the adjustment member is provided with a drive gear, and the support member is provided with the drive gear. A meshing driven gear is provided, and the driving gear and the driven gear constitute a worm gear as a worm and a worm wheel, respectively.
The invention according to
According to a ninth aspect of the present invention, in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the eighth aspect, the supported portion is arranged inside the holder, and the adjustment member is adjusted to the supported portion inside the holder. It adds power.
請求項1記載の発明によれば、動弁カムから弁特性可変機構およびカムフォロアを経て機関弁に至るまでの動弁カムの弁駆動力の伝達経路でのクリアランスの発生を防止または抑制する調整機構が、サブカムの揺動中心線の位置を調整するので、サブカムにより駆動されて機関弁を開閉するカムフォロアに調整機構が設けられる場合に比べて、動弁カムにより駆動されるサブカムが動弁カムの近くに配置されること、およびサブカムがホルダに支持されるためにホルダの配置が揺動中心線の調整作業の妨げになりにくいことから、調整機構による調整作業が容易になって、その作業性が向上する。
請求項2記載の事項によれば、調整機構を構成する支持部材は、サブカムを揺動可能に支持すると共にホルダに設けられるので、調整機構の支持部材により動弁系等価質量が増加することがないことから、機関弁のバウンスが発生する機関回転速度をより高回転側に移行させることができるので、バウンスの発生および該バウンスに起因する騒音の発生が抑制される。また、サブカムを支持する支持部材が調整機構を構成するので、部品点数が削減される。
請求項3記載の事項によれば、調整部材により、サブカムを揺動可能に支持する支持部材の位置を調整すればよいので、揺動中心線の調整作業が容易になる。
請求項4記載の事項によれば、調整機構を構成する調整部材はホルダに設けられるので、調整部材により動弁系等価質量が増加することがないことから、機関弁のバウンスが発生する機関回転速度をより高速側に移行させることができるので、バウンスの発生および該バウンスに起因する騒音の発生が抑制される。
請求項5記載の事項によれば、調整部材は、支持部材を介してサブカムを支持するためにホルダにおいて高剛性の部分である支持壁に設けられることから、調整部材を強固に設けることができるので、サブカムの揺動により発生するトルクが支持部材を通じて調整部材の位置を変動させることが防止されて、調整された揺動中心線の位置の変動が防止されて、最大リフト量の制御精度の向上に寄与する。
請求項6記載の事項によれば、調整部材およびカムフォロアが揺動中心線を挟んで配置されるので、調整部材による調整作業がカムフォロアに妨げられることがなく、その作業性が向上する。
請求項7記載の事項によれば、ウォームとしての駆動ギヤおよびウォームホイールとしての被動ギヤがウォームギヤを構成するので、サブカムの揺動により発生するトルクが支持部材を通じて調整部材を回動させることが防止されるので、調整された揺動中心線の位置が変動することなく確実に維持されて、最大リフト量の制御精度の向上に寄与する。
請求項8記載の事項によれば、支持部材が偏心軸であるので、支持部材の加工が容易で、かつ構造が簡単になって、コストが削減される。
請求項9記載の事項によれば、被支持部が、サブカムをホルダに支持するために、偏心軸において高い剛性を有する部分であることを利用して、該被支持部に調整力が加えられるので、偏心軸を小型化することができる。そのうえ、被支持部がホルダの内部に配置されて、調整部材はホルダの内部で被支持部に調整力を加えるので、調整機構を備える弁特性可変機構を小型化できる。
According to the first aspect of the present invention, the adjusting mechanism prevents or suppresses the generation of clearance in the transmission path of the valve driving force of the valve operating cam from the valve operating cam to the engine valve via the valve characteristic variable mechanism and the cam follower. However, since the position of the swing center line of the sub cam is adjusted, the sub cam driven by the valve cam is compared with the cam follower that is driven by the sub cam and opens and closes the engine valve. Because the sub-cam is supported close to the holder and the holder is not easily hindered from adjusting the swing center line, the adjustment mechanism can be easily adjusted. Will improve.
According to the second aspect of the present invention, since the support member constituting the adjustment mechanism supports the sub cam in a swingable manner and is provided on the holder, the valve system equivalent mass may be increased by the support member of the adjustment mechanism. Therefore, the engine rotational speed at which the engine valve bounces can be shifted to a higher speed side, so that the occurrence of bounces and the noise caused by the bounces are suppressed. Further, since the support member that supports the sub cam constitutes the adjustment mechanism, the number of parts is reduced.
According to the third aspect of the present invention, since the position of the support member that supports the sub cam so as to be able to swing is adjusted by the adjustment member, the adjustment work of the swing center line is facilitated.
According to the fourth aspect of the present invention, since the adjusting member constituting the adjusting mechanism is provided in the holder, the valve operating system equivalent mass is not increased by the adjusting member. Since the speed can be shifted to a higher speed side, occurrence of bounce and generation of noise due to the bounce are suppressed.
According to the fifth aspect of the present invention, since the adjustment member is provided on the support wall which is a highly rigid portion in the holder in order to support the sub cam via the support member, the adjustment member can be provided firmly. Therefore, the torque generated by the swing of the sub cam is prevented from changing the position of the adjustment member through the support member, the change of the position of the adjusted swing center line is prevented, and the control accuracy of the maximum lift amount is improved. Contributes to improvement.
According to the sixth aspect of the present invention, since the adjustment member and the cam follower are arranged with the swing center line interposed therebetween, the adjustment work by the adjustment member is not hindered by the cam follower, and the workability is improved.
According to the seventh aspect, since the drive gear as the worm and the driven gear as the worm wheel constitute the worm gear, it is possible to prevent the torque generated by the swing of the sub cam from rotating the adjustment member through the support member. Therefore, the adjusted position of the swing center line is reliably maintained without fluctuation, contributing to improvement in control accuracy of the maximum lift amount.
According to the eighth aspect, since the support member is an eccentric shaft, the processing of the support member is easy, the structure is simplified, and the cost is reduced.
According to the ninth aspect of the present invention, an adjustment force is applied to the supported portion by utilizing the fact that the supported portion is a portion having high rigidity in the eccentric shaft in order to support the sub cam on the holder. Therefore, the eccentric shaft can be reduced in size. In addition, since the supported portion is disposed inside the holder and the adjusting member applies adjusting force to the supported portion inside the holder, the valve characteristic variable mechanism including the adjusting mechanism can be reduced in size.
以下、本発明の実施形態を図1〜図9を参照して説明する。
図1を参照すると、本発明が適用された可変動弁装置は頭上カム軸型の動弁装置に備えられ、該動弁装置は車両に搭載される内燃機関Eに備えられる。多気筒4ストローク内燃機関Eは、複数のシリンダ1aが一体成形されたシリンダブロック1と、シリンダブロック1の上端部に結合されるシリンダヘッド2と、シリンダヘッド2の上端部に結合されるヘッドカバー3とから構成される機関本体を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
Referring to FIG. 1, the variable valve operating apparatus to which the present invention is applied is provided in an overhead camshaft type valve operating apparatus, and the valve operating apparatus is provided in an internal combustion engine E mounted on a vehicle. The multi-cylinder four-stroke internal combustion engine E includes a cylinder block 1 in which a plurality of
なお、この実施形態において、上下方向はシリンダ1aのシリンダ軸線Lyの方向に一致し、中心線方向とは、後述するサブカム40の揺動中心線Lsに平行な方向(すなわち揺動中心線方向)または後述するカム21aの回転中心線Lcに平行な方向を意味し、側面視とは、中心線方向から見ることを意味し、平面視とは上下方向から見ることを意味するものとする。
In this embodiment, the vertical direction coincides with the direction of the cylinder axis Ly of the
各シリンダ1aには、コンロッドを介してクランク軸に連結されるピストン4が往復動可能に嵌合する。シリンダヘッド2には、シリンダ1a毎に、シリンダ軸線方向(または上下方向)でピストン4に対向する燃焼室5と、燃焼室5にそれぞれ開口する1対の吸気口を有する吸気ポート6および1対の排気口を有する排気ポートと、前記吸気口を開閉する1対の機関弁としての吸気弁7(図3,図4も参照)と、前記排気口を開閉する1対の機関弁としての排気弁と、収容筒8内に配置されて燃焼室5に臨む点火栓9とが設けられる。
燃焼室5毎の吸気弁7および前記排気弁は、シリンダヘッド2とヘッドカバー3とで形成される動弁室10に収容される前記動弁装置により開閉駆動される。
A
The
そして、内燃機関Eの吸気装置(図示されず)により形成される吸気通路を通る吸入空気は、燃料噴射弁で構成される混合気形成装置から供給された燃料と混合して混合気を形成し、吸気行程において吸気弁7の開弁時に吸気ポート6を通って燃焼室5に吸入される。該混合気は、ピストン4が上昇する圧縮行程において圧縮され、圧縮行程の終期に点火栓9により点火されて燃焼し、ピストン4が下降する膨張行程において燃焼ガスの圧力により駆動されるピストン4がクランク軸を回転駆動する。燃焼ガスは、ピストン4が上昇する排気行程において排気弁の開弁時に排気ガスとして燃焼室5から排出されて排気ポートを通った後、排気装置(図示されず)により形成される排気通路を通って内燃機関Eの外部に排出される。
Then, the intake air passing through the intake passage formed by the intake device (not shown) of the internal combustion engine E is mixed with the fuel supplied from the air-fuel mixture forming device constituted by the fuel injection valve to form an air-fuel mixture. In the intake stroke, the
シリンダヘッド2に設けられる前記動弁装置は、動弁カムとしての吸気カム21aが設けられる吸気カム軸21を備えて吸気弁7を開閉駆動する吸気側動弁装置と、動弁カムとしての排気カムが設けられる排気カム軸を備えて排気弁を開閉駆動する排気側動弁装置(図示されず)とから構成される。そして、この実施形態において、前記吸気側動弁装置は、吸気弁7の最大リフト量を含む弁作動特性を内燃機関Eの機関運転状態に応じて変更可能な可変動弁装置20から構成される。
前記排気側動弁装置は、弁作動特性が機関運転状態に対して一定の動弁装置により構成されるが、可変動弁装置20と基本的に同一構造の可変動弁装置により構成されてもよい。
The valve operating device provided in the
The exhaust side valve operating device is configured by a valve operating device whose valve operating characteristics are constant with respect to the engine operating state, but may be configured by a variable valve operating device having basically the same structure as the variable
シリンダ軸線Lyを含むと共に吸気カム軸21の回転中心線Lcに平行な中心平面11を挟んで配置される吸気カム軸21および前記排気カム軸は、それぞれ前記クランク軸の回転中心線に平行な回転中心線(それぞれ吸気カム21aおよび前記排気カムの回転中心線でもあり、吸気カム21aについては図1に示されるように回転中心線Lcである。)を有するように、シリンダヘッド2に一体に設けられるカム軸ホルダ12(図2参照)を介してシリンダヘッド2に回転可能に支持される。
そして、吸気カム軸21および前記排気カム軸は、タイミングチェーンを備える動弁用伝動機構を介して伝達されるクランク軸の動力により、クランク軸の1/2の回転速度で回転駆動される。
The
The
以下、主に可変動弁装置20について説明する。
図1〜図6を参照すると、可変動弁装置20は、内燃機関Eの機関回転速度に同期して回転駆動されるカム21aを有するカム軸21のほかに、カム21aの弁駆動力を吸気弁7に伝達すると共に吸気弁7の最大リフト量を変更可能な弁特性可変機構Cと、該最大リフト量を変更するために弁特性可変機構Cのホルダ30を駆動する制御部材22と、シリンダヘッド2に設けられてホルダ30を制御部材22の制御カム22cに押し付ける付勢力を発生するホルダ用付勢部材23と、弁特性可変機構Cのサブカム40により駆動されて吸気弁7を開閉するカムフォロアとしてのロッカアーム24とを備える。そして、制御部材22は内燃機関Eの機関運転状態に応じてホルダ30を駆動し、シリンダヘッド2に対して変位するホルダ30の位置に応じて、サブカム40とロッカアーム24の相対位置または当接位置が変更されて、吸気弁7の弁作動特性である最大リフト量および開閉時期が変更される。
Hereinafter, the
Referring to FIGS. 1 to 6, the
弁特性可変機構Cは、回転中心線Lcに平行なホルダ中心線Lhを中心に、シリンダヘッド2に変位可能、ここでは揺動可能に支持されて制御部材22の制御力により駆動されて揺動するホルダ30と、揺動中心線Lsを中心に揺動可能にホルダ30に支持されると共にカム21aにより駆動されて揺動するサブカム40と、ホルダ30に設けられてサブカム40をカム21aに押し付けるカム用付勢部材48と、カム21aからサブカム40およびロッカアーム24を経て吸気弁7に至るまでのカム21aの弁駆動力の伝達経路でのクリアランスの発生を防止または抑制するためにホルダ30におけるサブカム40の揺動中心線Lsの位置を調整する調整機構Aとを備える。
ここで、ホルダ中心線Lhおよび揺動中心線Lsはカム21aの回転中心線Lcに平行である。
The variable valve characteristic mechanism C is displaceable to the
Here, the holder center line Lh and the swing center line Ls are parallel to the rotation center line Lc of the
制御部材22は、シリンダヘッド2に取り付けられるアクチュエータとしての電動モータ22aと、電動モータ22aにより減速機構を介して回転駆動される駆動軸22bに設けられると共にホルダ30を揺動または停止させる駆動力をホルダ30に作用させる駆動部としての制御カム22cとから構成される。電動モータ22aは、機関回転速度や機関負荷などの内燃機関Eの機関運転状態を検出する運転状態検出手段からの検出信号が入力される電子制御ユニットにより制御されて、ホルダ30が該機関運転状態に応じて設定された揺動位置を占めるようにホルダ30を駆動する。
The
中心線方向で隣接するカム軸ホルダ12(図2参照)に揺動可能に支持されて、シリンダ1a毎に配置されるホルダ30は、上下方向でカム21aと吸気弁7との間で、かつカム21aの下方に配置される。ホルダ30は、中心線方向で離隔する1対の支持壁31,32と、中心平面11(図1参照)に直交する方向(以下、「直交方向」という。)での各支持壁31,32の両端部同士をそれぞれ連結する1対の連結壁33,34と、各支持壁31,32に設けられてカム軸ホルダ12に枢支される円柱状の1対のホルダ支点部35と、制御カム22cと当接してその駆動力が作用する作用部としてのローラ36とを有する。1対の支持壁31,32および1対の連結壁33,34は、サブカム40、ロッカアーム24およびローラ36が収容される収容空間39を形成する。
A
ロッカアーム24の上方に配置されるサブカム40は、揺動中心線Lsを規定する支持軸50の偏心軸部53に揺動可能に支持される筒状の支点部41と、吸気カム21aに当接するカム当接部としてのローラ42と、1対のロッカアーム24にそれぞれ当接する1対の駆動カム部44と、付勢部材23の付勢力が作用する作用部46とを有する。ローラ42は支点部41から径方向外方に突出する1対の保持部43に回転可能に支持される。作用部46は、1対の保持部43を連結するので、カム21aからの弁駆動力を受け止める1対の保持部43の剛性が高められる。
The
連結壁33に保持される付勢部材48は、作用部46に付勢力を作用させるべく当接する押圧部材48aと、押圧部材48aと連結壁33との間に配置されるバネ48bとから構成される。押圧部材48aは、連結壁33に圧入されて固定された円筒状の案内筒49に摺動可能に嵌合する。バネ48bの内側に配置される案内筒49は、バネ48bの倒れを防止するバネガイドとして機能する。
The urging
中心線方向で1対の支持壁31,32の内側に配置される各駆動カム部44は、ロッカアーム24のローラ24cが当接するカム面45を有し、ローラ42から入力されたカム21aの弁駆動力をロッカアーム24を介して吸気弁7に出力する。カム面45は、サブカム40が揺動することによりロッカアーム24を揺動させて吸気弁7を開弁状態にする駆動面45aと、サブカム40の揺動とは無関係にロッカアーム24を揺動させることなく吸気弁7を閉弁状態に保つ非駆動面45bとから構成される。非駆動面45bは揺動中心線Lsを中心とする円柱面から構成される。
Each
各ロッカアーム24は、油圧式ラッシュアジャスタを兼ねる揺動支持部としてのピボット25に揺動可能に支持される支点部24aと、駆動カム部44のカム面45に当接する従動当接部としてのローラ24cと、吸気弁7の弁ステムを押圧する弁押圧部24bとを有する。1対のピボット25は、連結壁34において中心線方向に離隔して設けられる支持部37に取り付けられる。それゆえ、ロッカアーム24は、ピボット25を介してホルダ30に揺動可能に支持される。
Each
付勢部材23は、連結壁34において両支持部37の間に設けられる作用部38に当接する押圧部材23aと、収容筒8に一体成形された収容部14aに収容されると共に収容部14aと押圧部材23aとの間に配置されて押圧部材23aを付勢するバネ23bとにより構成される。
The urging
図7,図8を主に参照すると、ホルダ30に設けられる調整機構Aは、サブカム40を揺動可能に支持すると共にホルダ30に位置調整可能に設けられる支持部材としての支持軸50と、支持軸50の被動側当接部としての被動ギヤ54に当接して支持軸50を移動させる調整力を加えることによりホルダ30に対する支持軸50および揺動中心線Lsの位置を調整する調整部材としての調整ネジ60と、座金68およびロックナット69とを有する。座金68およびロックナット69は、サブカム40が支持軸50に加えるトルクによる調整ネジ60の位置の変動を防止する固定部材を構成する。
Referring mainly to FIGS. 7 and 8, the adjustment mechanism A provided in the
ホルダ30に対して相対移動可能、この実施形態では回動可能に支持される支持軸50は、各支持壁31,32に設けられた支持孔31a,32aに挿入された状態で各支持壁31,32に対して摺動可能に、かつ回動可能に支持される1対の円柱状の被支持部51,52と、両被支持部51,52を連結すると共にサブカム40が被支持部51,52の回動中心線Laに平行で所定の偏心量eで偏心した揺動中心線Lsを有するようにサブカム40を揺動可能に支持する偏心部としての円柱状の偏心軸部53とが一体に回動するように一体化された偏心軸である。
A
支持軸50は、この実施形態では、被支持部51および偏心軸部53が一体成形された第1部材50aと、被支持部52をなす第2部材50bとがネジ部で一体化される分割構造を有する部材である。また、支持軸50は、支持壁32と被支持部52とに跨って装着される止め輪58により中心線方向での移動が規制される。
被支持部52および偏心軸部53には、カム軸ホルダ12に設けられる油路59aからホルダ支点部35および支持壁32の油路59bを経たオイルが導かれる油路59cが設けられ、該油路59cのオイルが偏心軸部53とサブカム40の支点部41との間の摺動部分に供給される。
In this embodiment, the
The supported
被支持部51に設けられる被動ギヤ54は、被支持部51の外周面の、中心線方向での一部に、全周に渡って形成されるが、揺動中心線Lsの位置の調整範囲に対応して、周方向での一部に形成されてもよい。
The driven
支持壁31に取り付けられる調整ネジ60は、支持壁31に設けられた挿入孔31b内に挿入されてホルダ30に対して相対移動可能に設けられる。調整ネジ60は、挿入孔31b内のネジ部31cに螺合するネジ部61と、被動ギヤ54と噛合する駆動ギヤ62と、調整ネジ60を操作して回動させる工具が係合する操作部63とを有する。
駆動ギヤ62は、被動ギヤ54と当接して調整力を被動ギヤ54に加える駆動側当接部である。そして、駆動ギヤ62および被動ギヤ54は、それぞれウォームおよびウォームホイールとしてウォームギヤを構成する。
また、被動ギヤ54の全体および調整ネジ60の一部である駆動ギヤ62の全体は、支持壁31の内部に配置される。
The
The
The entire driven
図1を参照すると、被支持部51および調整ネジ60、座金68およびロックナット69は、シリンダヘッド2のヘッドカバー3と合わせ面2aよりも上方に配置され、上下方向で、揺動中心線Lsまたは支持軸50に対してサブカム40のカム面45およびロッカアーム24とは反対側で、揺動中心線Lsまたは支持軸50よりも上方に配置される。それゆえ、調整ネジ60は、ロッカアーム24、駆動カム部44および付勢部材48よりも上方で、かつ上下方向でカム21a寄りに配置され、しかも側面視でローラ42と重なる位置に配置される。また、調整ネジ60およびその操作部63は、前記直交方向で揺動中心線Lsに対して中心平面11とは反対側に配置される。
それゆえ、動弁室10のうちで吸気弁7寄りの底部に配置されると共にホルダ30により形成される収容空間39内およびサブカム40の下方に配置されるロッカアーム24に調整ネジが設けられる場合に比べて、調整ネジ60はホルダ30の最上部付近にあるために、揺動中心線Lsの位置の調整作業が容易になる。
Referring to FIG. 1, the supported
Therefore, when the adjustment screw is provided in the
図7,図8を参照すると、揺動中心線Lsの位置を調整するには、調整ネジ60が、工具により回動されて、1つの直線としての調整ネジ60の軸線Ln上の方向である調整方向Dsに沿って、支持壁31内に進入または支持壁31内から後退する進退移動を行う。これにより、調整ネジ60は、駆動ギヤ62が噛合する被動ギヤ54を通じて調整力を被支持部51に加え、偏心軸部53と一体の両被支持部51,52を、したがって支持軸50を、回動中心線Laを中心に、回動方向での一方またはその反対方向である他方に回動させる。ここで、支持軸50は、調整方向Dsでの調整ネジ60の進退移動と駆動ギヤ62の回動との合成運動により回動する。
そして、支持軸50の回動により、揺動中心線Lsは、回動中心線Laを中心に、偏心量eを半径とする円上を移動して、ホルダ30に対する揺動中心線Lsおよびサブカム40の位置が調整される。その後、座金68およびネジ部61に螺合するロックナット69により調整ネジ60が固定されて、調整機構Aによる揺動中心線Lsの位置調整が完了する。
Referring to FIGS. 7 and 8, in order to adjust the position of the swing center line Ls, the
Then, by the rotation of the
次に、可変動弁装置20の動作について説明する。
図9を参照すると、内燃機関Eが例えば高負荷領域で運転されるとき、ホルダ30は、吸気弁7の最大リフト量が最大値となる上限位置を占める。このとき、制御カム22cは、その回動範囲においてカム山の高さが最大となる位置でローラ36に当接する。カム21aにより駆動されるサブカム40は、駆動カム部44の駆動面45aによりロッカアーム24を駆動して、吸気弁7が前記最大値で開弁する。図9には、このときのカム21a、サブカム40、ロッカアーム24および吸気弁7が二点鎖線で示され、ローラ42がカム21aのベース円に当接し、かつローラ24cが非駆動面45bに当接していて、吸気弁7が閉弁状態にあるときの吸気カム21a、サブカム40およびロッカアーム24が実線で示されている。
Next, the operation of the
Referring to FIG. 9, when the internal combustion engine E is operated in a high load region, for example, the
そして、内燃機関Eがより小さい負荷領域に移行するとき、制御カム22cが電動モータ22aにより駆動されて反時計方向に回動するにつれて、ホルダ30は、ローラ36が制御カム22cのカム山の高さがより低い部分に当接することにより、ホルダ中心線Lhを中心に時計方向に回動する。ホルダ30のこの回動により、揺動中心線Lsが時計方向に移動して、ローラ24cは、駆動カム部44において駆動面45a側から非駆動面45b側に移動した位置で接触する。このため、駆動面45aによりロッカアーム24が駆動されたとき、吸気弁7の最大リフト量は連続的に小さくなる。
When the internal combustion engine E shifts to a smaller load region, the
そして、図5に示されるように、制御カム22cのカム山の高さが最小となる位置にローラ36が当接するとき、ホルダ30は、吸気弁7の最大リフト量が最小値となる下限位置を占める。このとき、サブカム40はカム21aにより駆動されて時計方向に回動するものの、ローラ24cは駆動カム部44の非駆動面45bのみと接触するため、ロッカアーム24が揺動することはなく、吸気弁7は閉弁状態を維持する。図5には、このときの吸気カム21aおよびサブカム40が二点鎖線で示され、ローラ42が吸気カム21aのベース円に当接して吸気弁7が閉弁状態にあるときの吸気カム21a、サブカム40、およびロッカアーム24が実線で示されている。そして、前記最小値が例えばゼロに設定される場合には、吸気弁7が休止状態になる。
As shown in FIG. 5, when the
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
可変動弁装置20の弁特性可変機構Cは、カム21aからサブカム40およびロッカアーム24を経て吸気弁7に至るまでのカム21aの弁駆動力の前記伝達経路でのクリアランスの発生を防止または抑制する調整機構Aは、ホルダ30におけるサブカム40の揺動中心線Lsの位置を調整することにより、サブカム40により駆動されて機関弁を開閉するロッカアーム24に調整機構が設けられる場合に比べて、カム21aにより駆動されるサブカム40がカム21aの近くに配置されること、およびサブカム40がホルダ30に支持されるためにホルダ30の配置が揺動中心線Lsの調整作業の妨げになりにくいことから、調整機構Aによる調整作業が容易になって、その作業性が向上する。
Next, operations and effects of the embodiment configured as described above will be described.
The variable valve characteristic mechanism C of the
調整機構Aは、サブカム40を揺動可能に支持すると共にホルダ30に位置調整可能に設けられる支持軸50と、ホルダ30に設けられる調整ネジ60とを有することにより、支持軸50および調整ネジ60により動弁系等価質量が増加することがないことから、吸気弁7のバウンスが発生する機関回転速度をより高速側に移行させることができるので、バウンスの発生および該バウンスに起因する騒音の発生が抑制される。また、サブカム40を支持する支持軸50が調整機構Aを構成するので、部品点数が削減される。
The adjustment mechanism A includes a
調整機構Aは、支持軸50に調整力を加えることによりホルダ30に対する支持軸50の位置を調整する調整ネジ60を有することにより、調整ネジ60により、サブカム40を揺動可能に支持する支持軸50の位置を調整すればよいので、揺動中心線Lsの調整作業が容易になる。
The adjustment mechanism A has an
ホルダ30は支持軸50を支持する支持壁31,32を有し、調整ネジ60は支持壁31に設けられることにより、調整ネジ60は、支持軸50を介してサブカム40を支持するためにホルダ30において高剛性の部分である支持壁31に設けられることから、調整ネジ60を強固に設けることができるので、サブカム40の揺動により発生するトルクが支持軸50を通じて調整ネジ60の位置を変動させることが防止されて、調整された揺動中心線Lsの位置の変動が防止されて、最大リフト量の制御精度の向上に寄与する。
The
調整ネジ60は、揺動中心線Lsに対して、サブカム40においてロッカアーム24が当接するカム面45とは反対側に配置されることにより、調整ネジ60およびロッカアーム24が揺動中心線Lsを挟んで配置されるので、調整ネジ60による調整作業が、ロッカアーム24に妨げられることがなく、さらにサブカム40の駆動カム部44により妨げられることがなく、その作業性が向上する。
The adjusting
調整ネジ60には駆動ギヤ62が設けられ、支持軸50には、駆動ギヤ62に噛合する被動ギヤ54が設けられ、駆動ギヤ62および被動ギヤ54は、それぞれウォームおよびウォームホイールとしてウォームギヤを構成することにより、サブカム40の揺動により発生するトルクが支持軸50を通じて調整ネジ60を回動させることが防止されるので、調整された揺動中心線Lsの位置が変動することなく確実に維持されて、最大リフト量の制御精度の向上に寄与する。
The
支持軸50は、ホルダ30に回動可能に支持される被支持部51,52と、サブカム40が被支持部51,52の回動中心線Laに平行な揺動中心線Lsを有するようにサブカム40を揺動可能に支持する偏心部とを有する偏心軸であることにより、支持軸50が偏心軸であるので、支持軸50の加工が容易で、かつ構造が簡単になって、コストが削減される。
The
被支持部51はホルダ30の支持壁31の内部に配置され、調整ネジ60はホルダ30の支持壁31の内部で被支持部51に調整力を加えることにより、被支持部51が、サブカム40をホルダ30に支持するために、支持軸50において高い剛性を有する部分であることを利用して、該被支持部51に調整力が加えられるので、支持軸50を小型化することができる。そのうえ、被支持部51がホルダ30の内部に配置されて、調整ネジ60はホルダ30の内部で被支持部51に調整力を加えるので、調整機構Aを備える弁特性可変機構Cを小型化できる。
The supported
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
支持軸50は、サブカム40の組付が可能となる範囲で、その全体が一体成形された部材であってもよい。
支持部材は、サブカム40を揺動支持する偏心軸部53を有することなく、サブカム40自体が偏心した位置で支持部材、例えば被支持部に揺動可能に支持されてもよい。
サブカム40により駆動されるカムフォロアは、シリンダヘッドに摺動可能に支持される円筒状のバルブリフタであってもよい。
支持部材は、ホルダ30に対して直線的に移動するなど、回動以外の形態で相対移動するものであってもよい。
駆動ギヤ62および被動ギヤ54は支持壁31の外部にあってもよい。
内燃機関は単気筒内燃機関であってもよい。また、内燃機関は、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。
Hereinafter, an embodiment in which a part of the configuration of the above-described embodiment is changed will be described with respect to the changed configuration.
The
The support member may not be provided with the
The cam follower driven by the
The support member may move relative to the
The
The internal combustion engine may be a single cylinder internal combustion engine. Moreover, although the internal combustion engine is used for a vehicle in the embodiment, it may be used for a ship propulsion apparatus such as an outboard motor having a crankshaft oriented in the vertical direction.
2…シリンダヘッド、7…吸気弁、20…可変動弁装置、21a…カム、22…制御部材、24…ロッカアーム、30…ホルダ、31,32…支持壁、33,34…連結壁、40…サブカム、45…カム面、50…支持軸、51,52…被支持部、53…偏心軸部、54…被動ギヤ、60…調整ネジ、62…駆動ギヤ、
E…内燃機関、C…弁特性可変機構、Ls…揺動中心線、La…回動中心線、A…調整機構、Ds…調整方向。
DESCRIPTION OF
E: internal combustion engine, C: variable valve characteristic mechanism, Ls: swing center line, La: rotation center line, A: adjustment mechanism, Ds: adjustment direction.
Claims (9)
制御部材により駆動されるホルダと、前記ホルダに揺動可能に支持されると共に前記動弁カムにより駆動されて揺動するサブカムとから構成される弁特性可変機構と、
前記サブカムにより駆動されて機関弁を開閉するカムフォロアとを備え、
前記ホルダが前記制御部材より駆動されることにより、前記サブカムと前記カムフォロアとの相対位置が変更されて前記機関弁の最大リフト量が変更される内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁特性可変機構は、前記動弁カムから前記弁特性可変機構および前記カムフォロアを経て前記機関弁に至るまでの前記動弁カムの弁駆動力の伝達経路でのクリアランスの発生を防止または抑制する調整機構を備え、前記調整機構は前記ホルダにおける前記サブカムの揺動中心線の位置を調整することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A valve cam that is driven in synchronism with the engine speed;
A variable valve characteristic mechanism comprising a holder driven by a control member, and a sub cam that is swingably supported by the holder and driven by the valve cam;
A cam follower driven by the sub cam to open and close the engine valve;
In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine in which the relative position between the sub cam and the cam follower is changed by changing the maximum lift amount of the engine valve by driving the holder from the control member.
The valve characteristic variable mechanism prevents or suppresses generation of a clearance in a transmission path of the valve driving force of the valve cam from the valve cam to the engine valve via the valve characteristic variable mechanism and the cam follower. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising an adjustment mechanism, wherein the adjustment mechanism adjusts a position of a swing center line of the sub cam in the holder.
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JP2011052570A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Honda Motor Co Ltd | Variable valve gear of internal combustion engine |
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