JP2017078376A - Variable valve train - Google Patents

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Toru Sakuma
亨 佐久間
寿行 矢野
Hisayuki Yano
寿行 矢野
横山 友
Tomo Yokoyama
友 横山
悠太 西村
Yuta Nishimura
悠太 西村
篤央 玉野
Atsuhisa Tamano
篤央 玉野
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable valve train capable of reducing the outer diameter size of a cam shaft while securing good mountability of the cam shaft.SOLUTION: A spacer 16 is assembled to an outer periphery of a journal part 12b of an intake cam shaft 12 by spline engagement. A position of the spacer 16 in a direction along the axial line of the intake cam shaft 12 is fixed by receiving energization force toward the radial direction outside from a coil spring 17b interposed between the spacer 16 and the journal part 12b. The coil spring 17b is arranged at a position where the energization force acts on a direction opposite to the projecting direction of a cam nose in a cam. This reduces the outer diameter size of the intake cam shaft 12 while securing good mountability of the intake cam shaft 12. Further, when an intake valve 10 is lifted, a bearing pressure on a spline-engagement portion between the journal part 12b and the spacer 16 can be reduced.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、例えばエンジンなどに用いられる可変動弁機構に関し、特に、カムシャフトの軸受け構造の改良に関する。   The present invention relates to a variable valve mechanism used in, for example, an engine, and more particularly to an improvement in a camshaft bearing structure.

従来、特許文献1に開示されているように、エンジンの吸気バルブや排気バルブのリフト特性を変更可能とする可変動弁機構が知られている。この可変動弁機構は、エンジンの運転状態に応じてバルブの最大リフト量を変更する。   Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, a variable valve mechanism that can change lift characteristics of an intake valve and an exhaust valve of an engine is known. This variable valve mechanism changes the maximum lift amount of the valve according to the operating state of the engine.

また、特許文献1に開示されている可変動弁機構は、複数のカムが設けられたカムユニット(カムキャリア)をカムシャフトに外挿し、このカムユニットを軸方向(カム軸方向)にスライドさせることにより、バルブ開閉に使用するカムを切り替えるようにしたカム切替方式のものである。   The variable valve mechanism disclosed in Patent Document 1 extrapolates a cam unit (cam carrier) provided with a plurality of cams to a cam shaft, and slides the cam unit in the axial direction (cam shaft direction). Thus, the cam switching system is configured to switch the cam used for opening and closing the valve.

特表2010−520395号公報Japanese translation of PCT publication 2010-520395

可変動弁機構に対する要求として、ロストモーション量の確保およびカムリフト量の確保が挙げられる。ロストモーション量を大きく得る手段としてはローラロッカアームのローラ径を大きくすることが挙げられる。また、カムリフト量を大きく得る(カムリフト量の可変範囲を大きく得る)手段としてはカムのベース円径を小さくすることが挙げられる。そして、これらを満たすためには、カムシャフトの外径寸法を小さくする必要がある。   The requirements for the variable valve mechanism include securing the lost motion amount and securing the cam lift amount. As a means for obtaining a large amount of lost motion, it is possible to increase the roller diameter of the roller rocker arm. Further, as means for obtaining a large cam lift amount (obtaining a variable range of the cam lift amount), it is possible to reduce the cam base circle diameter. In order to satisfy these requirements, it is necessary to reduce the outer diameter of the camshaft.

しかしながら、カムシャフトは、その長手方向の複数箇所に配設されたジャーナル部が軸受け手段(カムハウジングのジャーナル支持部およびカムキャップ)によって回転自在に支持されるため、前記の要求を十分に満たすためには、従来の軸受け構造では、前記ジャーナル部の外径寸法(シャフト外径)を前記軸受け手段の内径寸法(ジャーナル内径)よりも小さくせねばならなくなり、この場合、カムシャフトの搭載性の悪化を招くことになる。また、一般に、カムシャフトには、他の機器を作動させるためのカム(例えば燃料ポンプ用のカム)や継ぎ手が備えられ、この部分での軸受け強度を確保しておく必要がある。このため、前記軸受け手段の内径寸法を小さくする(前記の要求を十分に満たす程度まで小径にしたカムシャフトの外径寸法に一致する寸法まで軸受け手段の内径寸法を小さくする)には限界がある。つまり、従来の技術にあっては、カムシャフトの軸受け強度を確保しながらカムシャフトの外径寸法を小さくすることが困難である。   However, in the camshaft, since the journal portions arranged at a plurality of positions in the longitudinal direction are rotatably supported by bearing means (the journal support portion of the cam housing and the cam cap), the camshaft sufficiently satisfies the above requirements. In the conventional bearing structure, the outer diameter dimension (shaft outer diameter) of the journal section must be smaller than the inner diameter dimension (journal inner diameter) of the bearing means, and in this case, the mounting performance of the camshaft is deteriorated. Will be invited. In general, the camshaft is provided with a cam (for example, a cam for a fuel pump) and a joint for operating other devices, and it is necessary to ensure bearing strength at this portion. Therefore, there is a limit to reducing the inner diameter dimension of the bearing means (reducing the inner diameter dimension of the bearing means to a dimension that matches the outer diameter dimension of the camshaft, which has been reduced to such a degree as to sufficiently satisfy the above requirement). . That is, in the prior art, it is difficult to reduce the outer diameter of the camshaft while ensuring the bearing strength of the camshaft.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カムシャフトの搭載性を良好に確保しながらも、カムシャフトの外径寸法を小さくすることができる可変動弁機構を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a variable valve that can reduce the outer diameter of the camshaft while ensuring good mountability of the camshaft. To provide a mechanism.

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、軸受け手段によって回転自在に支持される部位であるジャーナル部を備えたカムシャフトと、このカムシャフトに回転一体に設けられたカムと、前記カムシャフトの回転に伴う前記カムによるバルブリフト時のリフト量を可変とするリフト可変ユニットとを備えた可変動弁機構を前提とする。この可変動弁機構に対し、前記ジャーナル部の外周囲に、スプライン係合によってスペーサを回転一体に組み付ける。また、このスペーサが、当該スペーサと前記ジャーナル部との間に介在された付勢手段からの半径方向外側に向かう付勢力を受けて前記カムシャフトの軸線に沿う方向の位置が固定されるようにする。そして、前記付勢手段を、前記半径方向外側に向かう付勢力が前記カムにおけるカムノーズの突出する向きに反する向きに作用する位置に配設する。   In order to achieve the above-mentioned object, the solution means of the present invention includes a camshaft provided with a journal portion which is a part rotatably supported by bearing means, a cam provided integrally with the camshaft, It is assumed that the variable valve mechanism includes a variable lift unit that varies a lift amount during valve lift by the cam accompanying rotation of the camshaft. With respect to this variable valve mechanism, a spacer is assembled integrally with the outer periphery of the journal portion by spline engagement. Further, the spacer receives a biasing force directed radially outward from a biasing means interposed between the spacer and the journal portion so that the position in the direction along the axis of the camshaft is fixed. To do. The urging means is disposed at a position where the urging force directed outward in the radial direction acts in a direction opposite to the direction in which the cam nose projects in the cam.

この特定事項により、カムシャフトのジャーナル部の外周囲に組み付けられたスペーサを利用してカムシャフトを回転自在に支持することができる。つまり、カムシャフト自体の外径寸法を小さくしながらも、スペーサが組み付けられている位置(大径となっている位置)でカムシャフトを軸受け手段(例えばカムハウジングのジャーナル支持部およびカムキャップ)によって回転自在に支持することができる。このため、軸受け手段でのカムシャフトの軸受け強度が十分に得られる程度まで、この軸受け手段によって支持される部分の外径寸法(スペーサの外径寸法)を大きくすることができる。従って、カムシャフトの搭載性を良好に確保しながらも、カムシャフトの外径寸法を小さくすることができる。   By this specific matter, the camshaft can be rotatably supported by using the spacer assembled on the outer periphery of the journal portion of the camshaft. In other words, while the outer diameter of the camshaft itself is reduced, the camshaft is supported by the bearing means (for example, the journal support portion of the cam housing and the cam cap) at the position where the spacer is assembled (position where the diameter is large). It can be rotatably supported. For this reason, the outer diameter dimension (outer diameter dimension of the spacer) of the portion supported by the bearing means can be increased to such an extent that the bearing strength of the camshaft at the bearing means is sufficiently obtained. Therefore, it is possible to reduce the outer diameter of the camshaft while ensuring good mountability of the camshaft.

また、バルブリフト時には、バルブから受ける反力がカムを介してカムシャフトに作用し、この反力によって、ジャーナル部とスペーサとのスプライン係合部分での面圧が高くなってしまう可能性があるが、この反力に反する向きの付勢力が付勢手段によってカムシャフトのジャーナル部に作用しているため、前記面圧の低減を図ることができる。   Further, when the valve is lifted, the reaction force received from the valve acts on the camshaft via the cam, and this reaction force may increase the surface pressure at the spline engagement portion between the journal portion and the spacer. However, since the urging force in the direction opposite to the reaction force is applied to the journal portion of the camshaft by the urging means, the surface pressure can be reduced.

本発明では、カムシャフトのジャーナル部の外周囲にスペーサをスプライン係合によって組み付けると共に、カムにおけるカムノーズの突出する向きに反する向きの付勢力をスペーサに作用させている。このため、スペーサを利用してカムシャフトを回転自在に支持することで、カムシャフトの搭載性を良好に確保しながらも、カムシャフトの外径寸法を小さくすることができる。また、バルブリフト時において、前記付勢力がジャーナル部に作用することで、このジャーナル部とスペーサとのスプライン係合部分の面圧の低減を図ることができる。   In the present invention, a spacer is assembled to the outer periphery of the journal portion of the camshaft by spline engagement, and a biasing force in a direction opposite to the cam nose protruding direction of the cam is applied to the spacer. For this reason, by using a spacer to support the camshaft in a freely rotatable manner, the outer diameter of the camshaft can be reduced while ensuring good mountability of the camshaft. Further, when the valve is lifted, the urging force acts on the journal portion, so that the surface pressure of the spline engagement portion between the journal portion and the spacer can be reduced.

本発明の実施の形態に係る可変動弁機構を装備したエンジンの動弁系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the valve operating system of the engine equipped with the variable valve operating mechanism which concerns on embodiment of this invention. 所定気筒における吸気側の動弁系を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the valve system by the side of intake in a predetermined cylinder. シフトロック機構およびその周辺を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a shift lock mechanism and its periphery. カムユニットにおけるガイド溝の形成箇所を展開した図であって、カムユニットを高リフト位置にスライドさせる場合の動作を説明するための図である。It is the figure which expanded the formation part of the guide groove in a cam unit, Comprising: It is a figure for demonstrating operation | movement in the case of sliding a cam unit to a high lift position. カムユニットにおけるガイド溝の形成箇所を展開した図であって、カムユニットを低リフト位置にスライドさせる場合の動作を説明するための図である。It is the figure which expanded the formation part of the guide groove in a cam unit, Comprising: It is a figure for demonstrating operation | movement in the case of sliding a cam unit to a low lift position. 吸気カムシャフトのジャーナル部およびその周辺部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the journal part and its peripheral part of an intake camshaft. 図6のVII−VII線に対応した位置における吸気カムシャフトおよびスペーサの断面図である。It is sectional drawing of the intake camshaft and a spacer in the position corresponding to the VII-VII line of FIG. ロック部材の付勢力の方向とカムノーズの突出方向との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the direction of the urging | biasing force of a locking member, and the protrusion direction of a cam nose. 吸気カムシャフトに作用する荷重を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the load which acts on an intake camshaft.

以下、本発明をエンジンの動弁系に適用した実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態のエンジン1は、一例として直列4気筒のガソリンエンジン1であって、図1には模式的に示すように第1〜第4の4つの気筒3(#1〜#4)がシリンダブロック(図示せず)の長手方向、即ちエンジン1の前後方向(矢印で示す図1の左右方向)に並んでいる。   Embodiments in which the present invention is applied to a valve train of an engine will be described below with reference to the drawings. The engine 1 of this embodiment is an in-line four-cylinder gasoline engine 1 as an example, and as shown schematically in FIG. 1, the first to fourth four cylinders 3 (# 1 to # 4) are provided. They are arranged in the longitudinal direction of a cylinder block (not shown), that is, in the front-rear direction of the engine 1 (left-right direction in FIG. 1 indicated by arrows).

−動弁系の概略−
図1に示すように、エンジン1の上部(シリンダヘッド)には、カムハウジング2が配設され、その内部に吸気バルブ10および排気バルブ11の動弁系が収容されている。すなわち、図1に破線で示すように、エンジン1の前後方向に一列に並んで設けられた4つの気筒3のそれぞれに、2つの吸気バルブ10および2つの排気バルブ11が設けられており、それらが吸気カムシャフト12および排気カムシャフト13によってそれぞれ駆動されるようになっている。
-Outline of valve system-
As shown in FIG. 1, a cam housing 2 is disposed in an upper portion (cylinder head) of the engine 1, and a valve operating system of an intake valve 10 and an exhaust valve 11 is accommodated therein. That is, as shown by broken lines in FIG. 1, two intake valves 10 and two exhaust valves 11 are provided in each of the four cylinders 3 arranged in a line in the longitudinal direction of the engine 1, Are driven by an intake camshaft 12 and an exhaust camshaft 13, respectively.

それら吸気カムシャフト12および排気カムシャフト13の前端(図1の左端)部にはそれぞれ、バルブタイミングを連続的に変更可能なVVT(Variable Valve Timing)機構14が設けられている。さらに、吸気カムシャフト12には気筒3毎に、吸気バルブ10を駆動するカム41,42(図2を参照)を切り替えて、そのリフト特性を変更するカム切替機構(後述するカムユニット4およびアクチュエータ51,52で構成されるカム切替機構)が設けられている。   Each of the intake camshaft 12 and the exhaust camshaft 13 is provided with a VVT (Variable Valve Timing) mechanism 14 that can continuously change the valve timing at the front end (left end in FIG. 1). Further, the intake camshaft 12 switches cams 41 and 42 (see FIG. 2) for driving the intake valve 10 for each cylinder 3 and changes its lift characteristics (cam unit 4 and actuator described later). 51, 52) is provided.

一例として第2気筒3(#2)について図2に拡大して示すように、各気筒3毎の2つの吸気バルブ10にそれぞれ対応して、プロフィールの異なる2つのカム41,42が設けられており、そのいずれかがロッカアーム15を介して吸気バルブ10を駆動するようになっている。2つのカム41,42は、吸気カムシャフト12の軸線Xの方向(カム軸方向)に隣接して設けられ、図2では左側(一側)のカム41が相対的にカムロブの小さな(カムノーズの突出寸法が小さな)低リフトカム41であり、右側(他側)のカム42が相対的にカムロブの大きな(カムノーズの突出寸法が大きな)高リフトカム42である。   As an example, as shown in the enlarged view of FIG. 2 for the second cylinder 3 (# 2), two cams 41 and 42 having different profiles are provided corresponding to the two intake valves 10 for each cylinder 3, respectively. Any one of them drives the intake valve 10 via the rocker arm 15. The two cams 41 and 42 are provided adjacent to the direction of the axis X (cam shaft direction) of the intake camshaft 12, and the left side (one side) cam 41 in FIG. The low lift cam 41 has a small protruding dimension, and the right (other side) cam 42 has a relatively large cam lobe (the cam nose has a large protruding dimension).

これら低リフトカム41および高リフトカム42のベース円は同径であり、互いに連続する円弧面として形成されている。図2においては、低リフトカム41に切り替えられた状態を示しており、そのベース円区間にロッカアーム15のローラ15aが当接して、吸気バルブ10のバルブスプリング10aの反力によって押し付けられている。このようにベース円区間にロッカアーム15のローラ15aが当接している状態では、吸気バルブ10はリフトしていない。   The base circles of the low lift cam 41 and the high lift cam 42 have the same diameter and are formed as arc surfaces that are continuous with each other. In FIG. 2, the state is switched to the low lift cam 41, and the roller 15 a of the rocker arm 15 comes into contact with the base circle section and is pressed by the reaction force of the valve spring 10 a of the intake valve 10. In this manner, when the roller 15a of the rocker arm 15 is in contact with the base circle section, the intake valve 10 is not lifted.

そして、矢印Rの向きに吸気カムシャフト12が回転することによって、図示はしないが、低リフトカム41のカムロブがローラ15aを押圧し、ロッカアーム15を押し下げるようになる。これによりロッカアーム15は、カムロブのプロフィールに従って吸気バルブ10を駆動するようになり、バルブスプリング10aの反力に抗して吸気バルブ10が、図2に仮想線で示すようにリフトする。   Then, when the intake camshaft 12 rotates in the direction of the arrow R, although not shown, the cam lobe of the low lift cam 41 presses the roller 15a and pushes down the rocker arm 15. As a result, the rocker arm 15 drives the intake valve 10 according to the profile of the cam lobe, and the intake valve 10 is lifted against the reaction force of the valve spring 10a as indicated by the phantom line in FIG.

−カム切替機構の構成−
本実施の形態では、前記のようにロッカアーム15を介して吸気バルブ10をリフトさせるカムを、前記の低リフトカム41または高リフトカム42のいずれかに切り替える。すなわち、前記図2の他、図3にも示すように、2つのカム41,42は一体としてリング状に形成され、円筒状のスリーブ43の軸線X方向の端部に嵌合されて、カムユニット4を構成している。そして、そのカムユニット4が吸気カムシャフト12にスライド可能に外挿されている。
-Configuration of cam switching mechanism-
In the present embodiment, the cam that lifts the intake valve 10 via the rocker arm 15 as described above is switched to either the low lift cam 41 or the high lift cam 42. That is, as shown in FIG. 3 in addition to FIG. 2, the two cams 41, 42 are integrally formed in a ring shape and are fitted to the end of the cylindrical sleeve 43 in the axis X direction. Unit 4 is configured. The cam unit 4 is slidably inserted on the intake camshaft 12.

カムユニット4のスリーブ43の内周にはスプラインの内歯が形成され、吸気カムシャフト12の外周に形成されたスプラインの外歯と噛み合っている。つまり、カムユニット4(スリーブ43)は吸気カムシャフト12に対しスプライン結合されていて、これと一体に回転するとともに、軸線Xの方向にはスライドするようになっている。このスライドによってカムユニット4は、吸気バルブ10の開閉に使用するカムとして低リフトカム41が選択される低リフト位置(低リフトカム41がロッカアーム15のローラ15aに当接する位置;図3の上段に示す位置)と、吸気バルブ10の開閉に使用するカムとして高リフトカム42が選択される高リフト位置(高リフトカム42がロッカアーム15のローラ15aに当接する位置;図3の下段に示す位置)との間で切り替えられる。   Spline inner teeth are formed on the inner periphery of the sleeve 43 of the cam unit 4, and meshed with spline outer teeth formed on the outer periphery of the intake camshaft 12. That is, the cam unit 4 (sleeve 43) is splined to the intake camshaft 12, and rotates together with the intake camshaft 12 and slides in the direction of the axis X. As a result of this sliding, the cam unit 4 has a low lift position (a position where the low lift cam 41 contacts the roller 15a of the rocker arm 15; a position shown in the upper part of FIG. ) And a high lift position where the high lift cam 42 is selected as the cam used to open and close the intake valve 10 (position where the high lift cam 42 contacts the roller 15a of the rocker arm 15; position shown in the lower part of FIG. 3). Can be switched.

このようにカムユニット4をスライドさせるために、軸線X方向の中間部分においてスリーブ43の外周(カムユニット4の外周)には、以下に述べるように、アクチュエータ51,52から進出するシフトピン53,54が係合されるガイド溝7が形成されている。このガイド溝7が形成されているスリーブ43およびアクチュエータ51,52によって本発明でいうリフト可変ユニットが構成されている。   In order to slide the cam unit 4 in this way, the shift pins 53 and 54 that advance from the actuators 51 and 52 are provided on the outer periphery of the sleeve 43 (the outer periphery of the cam unit 4) in the intermediate portion in the axis X direction as described below. A guide groove 7 to be engaged is formed. The sleeve 43 in which the guide groove 7 is formed and the actuators 51 and 52 constitute a lift variable unit referred to in the present invention.

−ガイド溝−
以下、ガイド溝7について説明する。
-Guide groove-
Hereinafter, the guide groove 7 will be described.

図4はカムユニット4におけるガイド溝7の形成箇所を展開した図である。この図4に示すように、ガイド溝7は、前記軸線Xに沿う方向(図4における上下方向)に所定間隔を存して形成された第1溝71および第2溝72と、これら第1溝71および第2溝72が合流して成る合流溝73とを備えている。   FIG. 4 is a developed view of a portion where the guide groove 7 is formed in the cam unit 4. As shown in FIG. 4, the guide groove 7 includes a first groove 71 and a second groove 72 formed at predetermined intervals in the direction along the axis X (the vertical direction in FIG. 4), and the first groove 71. And a joining groove 73 formed by joining the groove 71 and the second groove 72.

第1溝71および第2溝72は、それぞれ、カムユニット4の周方向(図4における左右方向)に沿って延びる導入部71a,72aと、この導入部71a,72aに連続し、且つ導入部71a,72aが延びる方向に対して所定角度だけ傾斜して合流溝73に向かって延びる傾斜部71b,72bとを備えている。また、合流溝73は、カムユニット4の周方向(図4における左右方向)に沿って延びている。   The first groove 71 and the second groove 72 are respectively continuous with the introduction portions 71a and 72a extending along the circumferential direction of the cam unit 4 (left and right direction in FIG. 4), and the introduction portions 71a and 72a. Inclined portions 71b and 72b that incline by a predetermined angle with respect to the direction in which 71a and 72a extend and extend toward the joining groove 73 are provided. Further, the joining groove 73 extends along the circumferential direction of the cam unit 4 (left and right direction in FIG. 4).

また、前記第1溝71の導入部71aの中心線L1と合流溝73の中心線L3との間の距離(図中のLa)と、前記第2溝72の導入部72aの中心線L2と合流溝73の中心線L3との間の距離(図中のLb)とは互いに一致している。これにより、前記第1溝71および第2溝72それぞれの傾斜部71b,72bの傾斜角度(カムユニット4の中央側に向かって傾斜する傾斜角度)も互いに一致している。   Further, the distance (La in the drawing) between the center line L1 of the introduction part 71a of the first groove 71 and the center line L3 of the merge groove 73, and the center line L2 of the introduction part 72a of the second groove 72 The distance (Lb in the figure) between the merging groove 73 and the center line L3 coincides with each other. Thereby, the inclination angles (inclination angles inclined toward the center side of the cam unit 4) of the inclined portions 71b and 72b of the first groove 71 and the second groove 72 also coincide with each other.

また、第1溝71および第2溝72それぞれの導入部71a,72aは、その一端側(図4における右側)に向かって溝深さが次第に小さくなり、スリーブ43の外周面(溝が形成されていない外周面)に連続している。同様に、合流溝73も、その一端側(図4における左側)に向かって溝深さが次第に小さくなり、スリーブ43の外周面(溝が形成されていない外周面)に連続している。   Further, each of the introduction portions 71a and 72a of the first groove 71 and the second groove 72 has a groove depth that gradually decreases toward one end side (right side in FIG. 4), and the outer peripheral surface (groove is formed) of the sleeve 43. Is not continuous to the outer peripheral surface). Similarly, the merging groove 73 also has a groove depth that gradually decreases toward one end side (left side in FIG. 4), and is continuous with the outer peripheral surface of the sleeve 43 (the outer peripheral surface where no groove is formed).

また、図2に示すように、吸気カムシャフト12の上方には各気筒3毎に、第1および第2のアクチュエータ51,52が配設されている。第1アクチュエータ51は、前記第1溝71に対向する位置に配設されていると共に、この第1溝71に向けて進退移動する第1シフトピン53を備えている。また、第2アクチュエータ52は、前記第2溝72に対向する位置に配設されていると共に、この第2溝72に向けて進退移動する第2シフトピン54を備えている。   Further, as shown in FIG. 2, first and second actuators 51 and 52 are disposed above the intake camshaft 12 for each cylinder 3. The first actuator 51 is disposed at a position facing the first groove 71 and includes a first shift pin 53 that moves forward and backward toward the first groove 71. The second actuator 52 includes a second shift pin 54 that is disposed at a position facing the second groove 72 and moves forward and backward toward the second groove 72.

これらアクチュエータ51,52は、例えば図示しないステーによってカムハウジング2に支持されている。また、これらアクチュエータ51,52は、電磁ソレノイドによってシフトピン53,54を駆動するものである。このため、第1アクチュエータ51がオンされると、第1シフトピン53が進出して第1溝71に係合する。一方、第2アクチュエータ52がオンされると、第2シフトピン54が進出して第2溝72に係合することになる。   These actuators 51 and 52 are supported on the cam housing 2 by a stay (not shown), for example. The actuators 51 and 52 are for driving the shift pins 53 and 54 by electromagnetic solenoids. Therefore, when the first actuator 51 is turned on, the first shift pin 53 advances and engages with the first groove 71. On the other hand, when the second actuator 52 is turned on, the second shift pin 54 advances and engages with the second groove 72.

そして、第1シフトピン53が進出して第1溝71に係合すると、吸気カムシャフト12の回転に伴うカムユニット4の回転により、第1シフトピン53が、第1溝71の導入部71aから傾斜部71bを経て合流溝73に相対的に移動することになる(図4における第1シフトピン53の移動軌跡を参照)。この第1シフトピン53が第1溝71の傾斜部71bを移動する際に、第1溝71と第1シフトピン53との係合が維持されるように、カムユニット4が軸線X方向の一方側(図4における上側、図2における左側)にスライドする。これにより、カムユニット4は、前記高リフト位置となり、高リフトカム42がロッカアーム15のローラ15aに当接することになる。つまり、吸気バルブ10が、高リフトカム42を使用したリフト特性に変更される。   When the first shift pin 53 advances and engages with the first groove 71, the first shift pin 53 is inclined from the introduction portion 71 a of the first groove 71 by the rotation of the cam unit 4 accompanying the rotation of the intake camshaft 12. It moves relative to the merging groove 73 via the portion 71b (see the movement locus of the first shift pin 53 in FIG. 4). When the first shift pin 53 moves on the inclined portion 71b of the first groove 71, the cam unit 4 is positioned on one side in the axis X direction so that the engagement between the first groove 71 and the first shift pin 53 is maintained. Slide (upper side in FIG. 4, left side in FIG. 2). As a result, the cam unit 4 is in the high lift position, and the high lift cam 42 comes into contact with the roller 15 a of the rocker arm 15. That is, the intake valve 10 is changed to a lift characteristic using the high lift cam 42.

逆に、第2シフトピン54が進出して第2溝72に係合すると、吸気カムシャフト12の回転に伴うカムユニット4の回転により、第2シフトピン54が、第2溝72の導入部72aから傾斜部72bを経て合流溝73に相対的に移動することになる(図5における第2シフトピン54の移動軌跡を参照)。この第2シフトピン54が第2溝72の傾斜部72bを移動する際に、第2溝72と第2シフトピン54との係合が維持されるように、カムユニット4が軸線X方向の他方側(図5における下側、図2における右側)にスライドする。これにより、カムユニット4は、前記低リフト位置となり、低リフトカム41がロッカアーム15のローラ15aに当接することになる。つまり、吸気バルブ10が、低リフトカム41を使用したリフト特性に変更される。   Conversely, when the second shift pin 54 advances and engages with the second groove 72, the second shift pin 54 is moved from the introduction portion 72 a of the second groove 72 by the rotation of the cam unit 4 accompanying the rotation of the intake camshaft 12. It moves relative to the merging groove 73 via the inclined portion 72b (see the movement locus of the second shift pin 54 in FIG. 5). When the second shift pin 54 moves on the inclined portion 72b of the second groove 72, the cam unit 4 is placed on the other side in the axis X direction so that the engagement between the second groove 72 and the second shift pin 54 is maintained. Slide down (lower side in FIG. 5, right side in FIG. 2). As a result, the cam unit 4 is in the low lift position, and the low lift cam 41 comes into contact with the roller 15 a of the rocker arm 15. That is, the intake valve 10 is changed to a lift characteristic using the low lift cam 41.

−シフトロック機構−
本実施の形態では、前述の如く、吸気バルブ10の開閉に使用するカムが低リフトカム41または高リフトカム42に切り替えられたときに、カムユニット4の位置(低リフト位置、高リフト位置)を保持するためのシフトロック機構6が設けられている。すなわち、前記の図3に表れているようにカムユニット4のスリーブ43の内周面には、軸線X方向(図3の左右方向)の中央付近に2つの環状溝43c,43dが並んで形成され、その間に残存するように形成される環状突部43eが軸線X方向のほぼ中央に位置している。
-Shift lock mechanism-
In the present embodiment, as described above, the position of the cam unit 4 (low lift position, high lift position) is maintained when the cam used to open and close the intake valve 10 is switched to the low lift cam 41 or the high lift cam 42. A shift lock mechanism 6 is provided. That is, as shown in FIG. 3, two annular grooves 43c and 43d are formed side by side on the inner peripheral surface of the sleeve 43 of the cam unit 4 in the vicinity of the center in the axis X direction (left and right direction in FIG. 3). The annular protrusion 43e formed so as to remain in between is positioned substantially at the center in the axis X direction.

そして、カムユニット4が前記低リフト位置または高リフト位置にあるときに、前記の環状溝43c,43dの一方に係合するように、吸気カムシャフト12には、その外周において出没可能にロック部材61が配設されている。例えばロック部材61はロックボールであり、吸気カムシャフト12の外周面に開口する断面円形状の孔部12aに収容されて、コイルスプリング62によって外方に押圧されている。つまり、ロック部材61は、吸気カムシャフト12の孔部12aから径方向外方に対向するスリーブ43の内周面に向かって押し付けられている。   When the cam unit 4 is in the low lift position or the high lift position, the intake camshaft 12 has a locking member that can be projected and retracted on the outer periphery thereof so as to be engaged with one of the annular grooves 43c and 43d. 61 is disposed. For example, the lock member 61 is a lock ball, is accommodated in a hole 12 a having a circular cross section that opens on the outer peripheral surface of the intake camshaft 12, and is pressed outward by a coil spring 62. That is, the lock member 61 is pressed from the hole 12a of the intake camshaft 12 toward the inner peripheral surface of the sleeve 43 that faces radially outward.

これにより、図3の上段に示すようにカムユニット4が軸線X方向他側(図3の右側)の低リフト位置にあるときには、ロック部材61が環状溝43cに係合してカムユニット4の位置を保持するようになる。また、図3の下段に示すようにカムユニット4が軸線X方向一側(図3の左側)の高リフト位置にあるときには、ロック部材61が環状溝43dに係合してカムユニット4の位置を保持するようになる。   Thereby, as shown in the upper stage of FIG. 3, when the cam unit 4 is in the low lift position on the other side in the axis X direction (the right side in FIG. 3), the lock member 61 is engaged with the annular groove 43c. Holds the position. When the cam unit 4 is at a high lift position on one side in the axis X direction (left side in FIG. 3) as shown in the lower part of FIG. 3, the lock member 61 engages with the annular groove 43d and the position of the cam unit 4 is reached. Will come to hold.

−吸気カムシャフトの軸受け構造−
本実施形態の特徴は、前記吸気カムシャフト12の軸受け構造にある。以下、この軸受け構造について説明する。
-Bearing structure of intake camshaft-
The feature of this embodiment is the bearing structure of the intake camshaft 12. Hereinafter, this bearing structure will be described.

図6は、吸気カムシャフト12のジャーナル部12bおよびその周辺部を示す断面図(軸線Xに沿う方向での断面図)である。また、図7は、図6におけるVII−VII線に対応した位置における吸気カムシャフト12および後述するスペーサ16の断面図である。   6 is a cross-sectional view (a cross-sectional view in the direction along the axis X) showing the journal portion 12b of the intake camshaft 12 and its peripheral portion. FIG. 7 is a cross-sectional view of the intake camshaft 12 and a later-described spacer 16 at a position corresponding to the line VII-VII in FIG.

これらの図に示すように、中空パイプで構成されている吸気カムシャフト12におけるカムユニット4,4の配設位置同士の間にはジャーナル部12bが設けられている。そして、このジャーナル部12bの外周囲にはスペーサ16が組み付けられている。   As shown in these drawings, a journal portion 12b is provided between the positions where the cam units 4 and 4 are disposed on the intake camshaft 12 formed of a hollow pipe. A spacer 16 is assembled on the outer periphery of the journal portion 12b.

スペーサ16は、円筒形状で成り、その内径寸法が前記吸気カムシャフト12のジャーナル部12bの外径寸法に略一致している。また、このスペーサ16の内周面にはスプラインの内歯16aが形成されている。一方、吸気カムシャフト12のジャーナル部12bの外周面にはスプラインの外歯12cが形成されている。そして、これらスプラインの各歯16a,12cが互いに噛み合わされることで、ジャーナル部12bの外周囲にスペーサ16が組み付けられている。これにより、スペーサ16は吸気カムシャフト12と回転一体となっている。   The spacer 16 has a cylindrical shape, and an inner diameter thereof substantially coincides with an outer diameter of the journal portion 12 b of the intake camshaft 12. Further, spline inner teeth 16 a are formed on the inner peripheral surface of the spacer 16. On the other hand, spline external teeth 12 c are formed on the outer peripheral surface of the journal portion 12 b of the intake camshaft 12. Then, the teeth 16a and 12c of these splines are engaged with each other, whereby the spacer 16 is assembled to the outer periphery of the journal portion 12b. Thereby, the spacer 16 is integrally rotated with the intake camshaft 12.

そして、吸気カムシャフト12は、前記ジャーナル部12bがスペーサ16を介して回転自在に支持されている。具体的には、図6に示すように、スペーサ16がカムハウジング2のジャーナル支持部21に載置され、このジャーナル支持部21の上側にカムキャップ22が取り付けられることによって、スペーサ16の下側半分がジャーナル支持部21の内側面(半円弧形状の内側面)に、また、スペーサ16の上側半分がカムキャップ22の内側面(半円弧形状の内側面)にそれぞれ摺接可能な状態で回転自在に支持されている。これらジャーナル支持部21およびカムキャップ22によって本発明でいう軸受け手段が構成されている。このように、吸気カムシャフト12において回転自在に支持される箇所では、ジャーナル部12bとスペーサ16とによる2重構造となっており、この部分の外周面(スペーサ16の外周面)が、ジャーナル支持部21およびカムキャップ22によって回転自在に支持されている。   The intake camshaft 12 is supported such that the journal portion 12 b is rotatable via a spacer 16. Specifically, as shown in FIG. 6, the spacer 16 is placed on the journal support portion 21 of the cam housing 2, and a cam cap 22 is attached to the upper side of the journal support portion 21, thereby lowering the spacer 16. The half rotates on the inner surface (semi-circular arc-shaped inner surface) of the journal support portion 21 and the upper half of the spacer 16 rotates in a slidable contact with the inner side surface (semi-arc-shaped inner surface) of the cam cap 22. It is supported freely. These journal support portion 21 and cam cap 22 constitute a bearing means in the present invention. As described above, the portion of the intake camshaft 12 that is rotatably supported has a double structure of the journal portion 12b and the spacer 16, and the outer peripheral surface of this portion (the outer peripheral surface of the spacer 16) is the journal support. The portion 21 and the cam cap 22 are rotatably supported.

このように、吸気カムシャフト12のジャーナル部12bがスペーサ16を介して回転自在に支持されているため、吸気カムシャフト12自体の外径寸法を小さくしながらも、スペーサ16が組み付けられている位置(大径となっている位置)で吸気カムシャフト12を回転自在に支持することができる。このため、カムハウジング2のジャーナル支持部21およびカムキャップ22での吸気カムシャフト12の軸受け強度が十分に得られる程度まで、この支持される部分の外径寸法(実際には、スペーサ16の外径寸法)を大きくすることができる。従って、吸気カムシャフト12の搭載性を良好に確保しながらも、吸気カムシャフト12の外径寸法を小さくすることができる。   Thus, since the journal portion 12b of the intake camshaft 12 is rotatably supported via the spacer 16, the position where the spacer 16 is assembled while reducing the outer diameter of the intake camshaft 12 itself. The intake camshaft 12 can be rotatably supported at the (large-diameter position). For this reason, the outer diameter of the supported portion (in practice, the outer diameter of the spacer 16 is reduced to the extent that the bearing strength of the intake camshaft 12 at the journal support portion 21 and the cam cap 22 of the cam housing 2 is sufficiently obtained. (Diameter dimension) can be increased. Accordingly, it is possible to reduce the outer diameter of the intake camshaft 12 while ensuring good mountability of the intake camshaft 12.

また、前記スペーサ16は、スペーサロック機構17によって軸線X方向の位置が固定されている。すなわち、図6に表れているように、スペーサ16の内周面には、軸線X方向(図6の左右方向)の中央付近に1つの環状溝16bが形成されている。また、吸気カムシャフト12のジャーナル部12bには、その外周において出没可能にロック部材17aが配設されている。例えばロック部材17aはロックボールであり、吸気カムシャフト12の外周面に開口する断面円形状の孔部12dに収容され、吸気カムシャフト12の内部に配設されたコイルスプリング17bによって外方に押圧されている。つまり、ロック部材17aは、吸気カムシャフト12の孔部12dから径方向外方で対向するスペーサ16の内周面に向かって押し付けられ、前記環状溝16bに嵌り込んでいる。このロック部材17aおよびコイルスプリング17bによって本発明でいう付勢手段が構成されている。これにより、スペーサ16は、スペーサロック機構17によって軸線X方向の位置が固定されている。   The spacer 16 is fixed at a position in the axis X direction by a spacer lock mechanism 17. That is, as shown in FIG. 6, one annular groove 16b is formed on the inner peripheral surface of the spacer 16 in the vicinity of the center in the direction of the axis X (the left-right direction in FIG. 6). Further, the journal member 12b of the intake camshaft 12 is provided with a lock member 17a that can be projected and retracted on the outer periphery thereof. For example, the lock member 17 a is a lock ball that is housed in a hole 12 d having a circular cross section that opens to the outer peripheral surface of the intake camshaft 12 and is pressed outward by a coil spring 17 b disposed inside the intake camshaft 12. Has been. That is, the lock member 17a is pressed from the hole 12d of the intake camshaft 12 toward the inner peripheral surface of the spacer 16 that faces radially outward, and is fitted into the annular groove 16b. The lock member 17a and the coil spring 17b constitute an urging means in the present invention. Thereby, the position of the spacer 16 in the direction of the axis X is fixed by the spacer lock mechanism 17.

また、前記ロック部材17aおよびコイルスプリング17bの配設位置は、前記ロック部材17aがスペーサ16の内周面に向けて付勢する付勢力(半径方向外側に向かう付勢力)が、前記カム41,42におけるカムノーズ41a,42aの突出する向きに反する向きに作用する位置に配設されている。   Further, the arrangement positions of the lock member 17a and the coil spring 17b are such that the urging force (the urging force toward the radially outer side) that the lock member 17a urges toward the inner peripheral surface of the spacer 16 is the cam 41, 42, the cam noses 41a and 42a are disposed at positions that act in a direction opposite to the protruding direction of the cam noses 41a and 42a.

図8は、ロック部材17aの付勢力の方向と高リフトカム42のカムノーズ42aの突出方向との関係を説明するための図である。この図8は、第1気筒3(#1)に対応するカムユニット4と第2気筒3(#2)に対応するカムユニット4との間のジャーナル部12bに組み付けられたスペーサ16を固定しているスペーサロック機構17を示している。また、この図8に示すカム形状(仮想線)は、このスペーサ16の両側(軸線X方向の両側)それぞれに位置するカムユニット4の高リフトカム42の形状を表している。つまり、第1気筒3(#1)に対応するカムユニット4の高リフトカム42a−1の形状、および、第2気筒3(#2)に対応するカムユニット4の高リフトカム42−2を表している。第1気筒3(#1)に対応するカムユニット4の高リフトカム42−1におけるカムノーズ42a−1の突出方向と、第2気筒3(#2)に対応するカムユニット4の高リフトカム42−2におけるカムノーズ42a−2の突出方向とは90°の位相差を存している。この図8では、第1気筒3(#1)に対応するカムユニット4の高リフトカム42−1におけるカムノーズ42a−1の突出方向が下方向となっており、第2気筒3(#2)に対応するカムユニット4の高リフトカム42−2におけるカムノーズ42a−2の突出方向が右方向となっている。このため、第1気筒3(#1)の吸気バルブ10がリフトする際には、この第1気筒3(#1)に対応するカムユニット4の高リフトカム42a−1に荷重(リフト荷重)が作用することになる(図8における矢印FAを参照)。一方、第2気筒3(#2)の吸気バルブ10がリフトする際には、この第2気筒3(#2)に対応するカムユニット4の高リフトカム42a−2に荷重が作用することになる(図8における矢印FBを参照)。   FIG. 8 is a view for explaining the relationship between the direction of the urging force of the lock member 17a and the protruding direction of the cam nose 42a of the high lift cam 42. As shown in FIG. In FIG. 8, the spacer 16 assembled to the journal portion 12b between the cam unit 4 corresponding to the first cylinder 3 (# 1) and the cam unit 4 corresponding to the second cylinder 3 (# 2) is fixed. The spacer lock mechanism 17 is shown. Further, the cam shape (virtual line) shown in FIG. 8 represents the shape of the high lift cam 42 of the cam unit 4 located on both sides of the spacer 16 (both sides in the direction of the axis X). That is, the shape of the high lift cam 42a-1 of the cam unit 4 corresponding to the first cylinder 3 (# 1) and the high lift cam 42-2 of the cam unit 4 corresponding to the second cylinder 3 (# 2) are shown. Yes. The protruding direction of the cam nose 42a-1 in the high lift cam 42-1 of the cam unit 4 corresponding to the first cylinder 3 (# 1), and the high lift cam 42-2 of the cam unit 4 corresponding to the second cylinder 3 (# 2). There is a phase difference of 90 ° from the protruding direction of the cam nose 42a-2. In FIG. 8, the protruding direction of the cam nose 42a-1 in the high lift cam 42-1 of the cam unit 4 corresponding to the first cylinder 3 (# 1) is downward, and the second cylinder 3 (# 2) The protruding direction of the cam nose 42a-2 in the high lift cam 42-2 of the corresponding cam unit 4 is the right direction. Therefore, when the intake valve 10 of the first cylinder 3 (# 1) is lifted, a load (lift load) is applied to the high lift cam 42a-1 of the cam unit 4 corresponding to the first cylinder 3 (# 1). Will act (see arrow FA in FIG. 8). On the other hand, when the intake valve 10 of the second cylinder 3 (# 2) is lifted, a load acts on the high lift cam 42a-2 of the cam unit 4 corresponding to the second cylinder 3 (# 2). (See arrow FB in FIG. 8).

そして、前記ロック部材17aおよびコイルスプリング17bの配設位置としては、前記各カムノーズ42a−1,42a−2の突出方向の中間の方向(図8に破線の矢印で示す方向;図中の右下方向)に対して反対の方向(図8に実線の矢印で示す方向;図中の左上方向)に向けてコイルスプリング17bの付勢力がロック部材17aを介してスペーサ16の内周面に付与されるようになっている。つまり、ロック部材17aおよびコイルスプリング17bは、吸気カムシャフト12に対してスペーサ16を、この方向(図中の左上方向)に移動させる付勢力を与えている。言い換えると、ロック部材17aおよびコイルスプリング17bは、スペーサ16に対して吸気カムシャフト12を、この方向とは反対方向(前述した破線の矢印で示す方向;図中の右下方向)に移動させる付勢力を与えている。つまり、この付勢力(破線の矢印で示す方向の付勢力)が、各カムノーズ42a−1,42a−2の突出方向に向く方向に作用可能となっている。   The arrangement positions of the lock member 17a and the coil spring 17b are intermediate directions of the protruding directions of the cam noses 42a-1 and 42a-2 (the direction indicated by the broken arrow in FIG. 8; The urging force of the coil spring 17b is applied to the inner peripheral surface of the spacer 16 via the lock member 17a in a direction opposite to the direction (direction indicated by a solid arrow in FIG. 8; upper left direction in the figure). It has become so. That is, the lock member 17a and the coil spring 17b give a biasing force that moves the spacer 16 in this direction (upper left direction in the drawing) to the intake camshaft 12. In other words, the lock member 17a and the coil spring 17b are attached to move the intake camshaft 12 with respect to the spacer 16 in a direction opposite to this direction (the direction indicated by the broken arrow described above; the lower right direction in the figure). Giving power. That is, this urging force (the urging force in the direction indicated by the broken-line arrow) can act in the direction toward the protruding direction of the cam noses 42a-1 and 42a-2.

−カム切替機構の動作−
上述したカム切替機構の動作を、ガイド溝7内でのシフトピン53,54の移動と共に説明する。
-Operation of cam switching mechanism-
The operation of the cam switching mechanism described above will be described together with the movement of the shift pins 53 and 54 in the guide groove 7.

まず、エンジン1の運転中に、図2を参照して上述したように低リフトカム41が選択されているときには、これによりロッカアーム15を介して駆動される吸気バルブ10のリフト量および作用角が相対的に小さなものとなっている。また、シフトロック機構6は、図3の上段に示すように、ロック部材61が環状溝43cに係合してカムユニット4の位置(低リフト位置)を保持している。   First, when the low lift cam 41 is selected during the operation of the engine 1 as described above with reference to FIG. 2, the lift amount and the working angle of the intake valve 10 driven by the rocker arm 15 are thereby relative to each other. It is small in size. In the shift lock mechanism 6, as shown in the upper part of FIG. 3, the lock member 61 is engaged with the annular groove 43c to hold the position of the cam unit 4 (low lift position).

この状態で高リフトカム42に切り替えるために第1アクチュエータ51をオンすると、第1シフトピン53が進出して、第1溝71の導入部71aに挿入される(図4にIを付した第1シフトピン53の位置を参照)。   In this state, when the first actuator 51 is turned on to switch to the high lift cam 42, the first shift pin 53 advances and is inserted into the introduction portion 71a of the first groove 71 (the first shift pin indicated by I in FIG. 4). See position 53).

そして、カムユニット4が回転すると、第1シフトピン53は、第1溝71の導入部71aから傾斜部71bに向けて相対的に移動する。この際、第1シフトピン53が傾斜部71bの内側面71cを押圧することになり(図4にIIを付した第1シフトピン53の位置を参照)、カムユニット4が図4における上側(図2および図3における左側)にスライドする。つまり、カムユニット4が高リフト位置に向けてスライドする。   When the cam unit 4 rotates, the first shift pin 53 relatively moves from the introduction portion 71a of the first groove 71 toward the inclined portion 71b. At this time, the first shift pin 53 presses the inner surface 71c of the inclined portion 71b (see the position of the first shift pin 53 marked II in FIG. 4), and the cam unit 4 is the upper side in FIG. 4 (FIG. 2). And slide to the left in FIG. That is, the cam unit 4 slides toward the high lift position.

このようにカムユニット4がスライドする場合、前記シフトロック機構6のロック部材61が環状突部43eを乗り越え、ロック部材61は環状溝43dに嵌り込むことになる。また、第1シフトピン53は合流溝73まで移動する(図4にIVを付した第1シフトピン53の位置を参照)。   When the cam unit 4 slides in this way, the lock member 61 of the shift lock mechanism 6 gets over the annular protrusion 43e, and the lock member 61 fits into the annular groove 43d. Further, the first shift pin 53 moves to the joining groove 73 (see the position of the first shift pin 53 marked with IV in FIG. 4).

このようにしてカムユニット4が高リフト位置にスライドすると、ローラ15aに押し付けられる高リフトカム42によって、ロッカアーム15が押し下げられるようになり、吸気バルブ10は大きなリフト量および作用角で動作する。   When the cam unit 4 slides to the high lift position in this manner, the rocker arm 15 is pushed down by the high lift cam 42 pressed against the roller 15a, and the intake valve 10 operates with a large lift amount and working angle.

この高リフトカム42を利用したカムリフト時には、図9に矢印F1(図8における荷重FAまたはFBに相当)およびF2で示すように、吸気バルブ10から受ける反力(リフト荷重)がカムユニット4(高リフトカム42)を介して吸気カムシャフト12に作用し、この反力によって、ジャーナル部12bとスペーサ16とのスプライン係合部分での面圧が高くなってしまう可能性があるが、前記ロック部材17aからの付勢力(図9におけるF3;図6に破線の矢印で示した方向の付勢力)が、この反力に反する向きで吸気カムシャフト12のジャーナル部12bに作用しているため、前記面圧の低減を図ることができる。   At the time of cam lift using this high lift cam 42, as shown by arrows F1 (corresponding to the load FA or FB in FIG. 8) and F2 in FIG. 9, the reaction force (lift load) received from the intake valve 10 is the cam unit 4 (high It acts on the intake camshaft 12 via the lift cam 42), and this reaction force may increase the surface pressure at the spline engagement portion between the journal portion 12b and the spacer 16, but the locking member 17a Since the urging force (F3 in FIG. 9; the urging force in the direction indicated by the dashed arrow in FIG. 6) acts on the journal portion 12b of the intake camshaft 12 in a direction against this reaction force, The pressure can be reduced.

一方、前述の如く高リフトカム42が選択されている状態から、低リフトカム41が選択される状態に切り替える際には、第2アクチュエータ52をオンする。これにより、第2シフトピン54が進出して、第2溝72の導入部72aに挿入される(図5にIを付した第2シフトピン54の位置を参照)。   On the other hand, when switching from the state where the high lift cam 42 is selected as described above to the state where the low lift cam 41 is selected, the second actuator 52 is turned on. As a result, the second shift pin 54 advances and is inserted into the introduction portion 72a of the second groove 72 (see the position of the second shift pin 54 marked I in FIG. 5).

そして、カムユニット4が回転すると、第2シフトピン54は、第2溝72の導入部72aから傾斜部72bに向けて相対的に移動する。この際、第2シフトピン54が傾斜部72bの内側面72cを押圧することになり(図5にIIを付した第2シフトピン54の位置を参照)、カムユニット4が図5における下側(図2および図3における右側)にスライドする。つまり、カムユニット4が低リフト位置に向けてスライドする。   When the cam unit 4 rotates, the second shift pin 54 relatively moves from the introduction portion 72a of the second groove 72 toward the inclined portion 72b. At this time, the second shift pin 54 presses the inner side surface 72c of the inclined portion 72b (refer to the position of the second shift pin 54 marked II in FIG. 5), and the cam unit 4 is lower in FIG. 2 and the right side in FIG. That is, the cam unit 4 slides toward the low lift position.

このようにカムユニット4がスライドする場合、前記シフトロック機構6のロック部材61が環状突部43eを乗り越え、ロック部材61は環状溝43cに嵌り込むことになる。また、第2シフトピン54は合流溝73まで移動する(図5にIVを付した第2シフトピン54の位置を参照)。   When the cam unit 4 slides in this way, the lock member 61 of the shift lock mechanism 6 gets over the annular protrusion 43e, and the lock member 61 is fitted into the annular groove 43c. Further, the second shift pin 54 moves to the joining groove 73 (see the position of the second shift pin 54 marked IV in FIG. 5).

このようにしてカムユニット4が低リフト位置にスライドすると、ローラ15aに押し付けられる低リフトカム41によって、ロッカアーム15が押し下げられるようになり、吸気バルブ10は小さなリフト量および作用角で動作する。   When the cam unit 4 slides to the low lift position in this way, the rocker arm 15 is pushed down by the low lift cam 41 pressed against the roller 15a, and the intake valve 10 operates with a small lift amount and working angle.

この低リフトカム41を利用したカムリフト時にあっても、吸気バルブ10から受ける反力がカムユニット4(低リフトカム41)を介して吸気カムシャフト12に作用し、この反力によって、ジャーナル部12bとスペーサ16とのスプライン係合部分での面圧が高くなってしまう可能性があるが、前記ロック部材17aからの付勢力が、この反力に反する向きで吸気カムシャフト12のジャーナル部12bに作用しているため、前記面圧の低減を図ることができる。   Even during the cam lift using the low lift cam 41, the reaction force received from the intake valve 10 acts on the intake camshaft 12 via the cam unit 4 (low lift cam 41), and this reaction force causes the journal portion 12b and the spacer to move. There is a possibility that the surface pressure at the spline engaging portion with 16 will increase, but the urging force from the lock member 17a acts on the journal portion 12b of the intake camshaft 12 in a direction against this reaction force. Therefore, the surface pressure can be reduced.

以上、説明したように本実施の形態に係る可変動弁機構(前記吸気カムシャフト12、カム41,42、リフト可変ユニット(スリーブ43およびアクチュエータ51,52により構成されるリフト可変ユニット))によると、吸気カムシャフト12のジャーナル部12bの外周囲に組み付けられたスペーサ16を利用して吸気カムシャフト12を回転自在に支持することができる。つまり、吸気カムシャフト12自体の外径寸法を小さくしながらも、スペーサ16が組み付けられている位置(大径となっている位置)で吸気カムシャフト12をカムハウジング2のジャーナル支持部21およびカムキャップ22によって回転自在に支持することができる。このため、カムハウジング2のジャーナル支持部21およびカムキャップ22での吸気カムシャフト12の軸受け強度が十分に得られる程度まで、このジャーナル支持部21およびカムキャップ22によって支持される部分の外径寸法(スペーサ16の外径寸法)を大きくすることができる。従って、吸気カムシャフト12の搭載性を良好に確保しながらも、吸気カムシャフト12の外径寸法を小さくすることができる。その結果、ロストモーション量の確保およびカムリフト量の確保を図ることができる。   As described above, according to the variable valve mechanism (the intake camshaft 12, the cams 41 and 42, the lift variable unit (the lift variable unit including the sleeve 43 and the actuators 51 and 52)) according to the present embodiment as described above. The intake camshaft 12 can be rotatably supported using the spacer 16 assembled around the outer periphery of the journal portion 12b of the intake camshaft 12. That is, while reducing the outer diameter of the intake camshaft 12 itself, the intake camshaft 12 is connected to the journal support portion 21 of the cam housing 2 and the cam at the position where the spacer 16 is assembled (position where the diameter is large). The cap 22 can be rotatably supported. For this reason, the outer diameter dimension of the portion supported by the journal support portion 21 and the cam cap 22 to the extent that the bearing strength of the intake camshaft 12 at the journal support portion 21 and the cam cap 22 of the cam housing 2 is sufficiently obtained. The (outer diameter dimension of the spacer 16) can be increased. Accordingly, it is possible to reduce the outer diameter of the intake camshaft 12 while ensuring good mountability of the intake camshaft 12. As a result, it is possible to secure the lost motion amount and the cam lift amount.

また、吸気バルブ10のリフト時には、吸気バルブ10から受ける反力がカムユニット4を介して吸気カムシャフト12に作用し、この反力によって、吸気カムシャフト12のジャーナル部12bとスペーサ16とのスプライン係合部分での面圧が高くなってしまう可能性があるが、この反力に反する向きの付勢力がコイルスプリング17bによって吸気カムシャフト12のジャーナル部12bに作用しているため、前記面圧の低減を図ることができる。その結果、このスプライン係合部分での各部材の摩耗を抑制することができる。   Further, when the intake valve 10 is lifted, a reaction force received from the intake valve 10 acts on the intake camshaft 12 via the cam unit 4, and this reaction force causes a spline between the journal portion 12 b of the intake camshaft 12 and the spacer 16. There is a possibility that the surface pressure at the engaging portion is increased, but since the urging force in the direction opposite to this reaction force acts on the journal portion 12b of the intake camshaft 12 by the coil spring 17b, the surface pressure is increased. Can be reduced. As a result, wear of each member at the spline engagement portion can be suppressed.

−他の実施形態−
本発明は、前記実施の形態に記載された構成に限定されるものではない。前記実施の形態はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成は勿論、用途などについても限定しない。
-Other embodiments-
The present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment. The above embodiments are merely examples, and the configuration of the present invention is of course not limited to applications.

また、前記実施の形態では、エンジン1のDOHCタイプの動弁系において、吸気バルブ10のリフト特性を切り替えるカム切替機構について説明しているが、これにも限定されず、排気バルブ11のリフト特性を切り替えるカム切替機構にも本発明を適用することができる。また、DOHCタイプの動弁系にも限定されず、本発明は、例えばSOHCタイプの動弁系にも適用可能である。   In the above embodiment, the cam switching mechanism for switching the lift characteristic of the intake valve 10 in the DOHC type valve system of the engine 1 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the lift characteristic of the exhaust valve 11 is not limited thereto. The present invention can also be applied to a cam switching mechanism for switching between. Further, the present invention is not limited to a DOHC type valve system, and the present invention can be applied to, for example, an SOHC type valve system.

本発明は、自動車用エンジンの可変動弁機構に適用可能である。   The present invention is applicable to a variable valve mechanism for an automobile engine.

4 カムユニット
7 ガイド溝
12 吸気カムシャフト
12b ジャーナル部
12c スプライン外歯
16 スペーサ
16a スプライン内歯
17a ロック部材(付勢手段)
17b コイルスプリング(付勢手段)
21 ジャーナル支持部(軸受け手段)
22 カムキャップ(軸受け手段)
41 低リフトカム
42 高リフトカム
42a カムノーズ
51 第1アクチュエータ
52 第2アクチュエータ
4 Cam unit 7 Guide groove 12 Intake cam shaft 12b Journal portion 12c Spline outer teeth 16 Spacer 16a Spline inner teeth 17a Lock member (biasing means)
17b Coil spring (biasing means)
21 Journal support (bearing means)
22 Cam cap (bearing means)
41 Low lift cam 42 High lift cam 42a Cam nose 51 First actuator 52 Second actuator

Claims (1)

軸受け手段によって回転自在に支持される部位であるジャーナル部を備えたカムシャフトと、このカムシャフトに回転一体に設けられたカムと、前記カムシャフトの回転に伴う前記カムによるバルブリフト時のリフト量を可変とするリフト可変ユニットとを備えた可変動弁機構において、
前記ジャーナル部の外周囲には、スプライン係合によってスペーサが回転一体に組み付けられており、このスペーサは、当該スペーサと前記ジャーナル部との間に介在された付勢手段からの半径方向外側に向かう付勢力を受けて前記カムシャフトの軸線に沿う方向の位置が固定されており、
前記付勢手段は、前記半径方向外側に向かう付勢力が前記カムにおけるカムノーズの突出する向きに反する向きに作用する位置に配設されていることを特徴とする可変動弁機構。
A camshaft provided with a journal portion which is a part rotatably supported by bearing means, a cam provided integrally with the camshaft, and a lift amount at the time of valve lift by the cam accompanying the rotation of the camshaft In a variable valve mechanism equipped with a variable lift unit that makes the variable
A spacer is rotatably assembled integrally with the outer periphery of the journal portion by spline engagement, and this spacer is directed radially outward from the urging means interposed between the spacer and the journal portion. The position in the direction along the axis of the camshaft is fixed by receiving an urging force,
The urging means is disposed at a position where the urging force directed outward in the radial direction acts in a direction opposite to a direction in which the cam nose projects in the cam.
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