JP3879179B2 - Variable valve mechanism - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁を機関の運転状態に応じたタイミングで開閉制御する、可変動弁機構に関し、特に、入力回転の回転速度を一回転中で増減しながら出力しうる不等速継手を利用した、可変動弁機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
往復動式内燃機関(以下、エンジンという)には、吸気弁や排気弁(以下、これらを総称して機関弁又は単にバルブともいう)がそなえられるが、このようなバルブは、カムの形状や回転位相に応じたバルブリフト状態で駆動されるので、バルブの開閉タイミング及び開放期間(バルブを開放している期間をクランクの回転角度の単位で示した量)も、カムの形状や回転位相に応じることになる。
【0003】
ところで、エンジンにそなえられた吸気弁や排気弁の場合には、エンジンの負荷状態や速度状態に応じて最適な開閉タイミングや開放期間が異なる。そこで、このようなバルブの開閉タイミングや開放期間を変更できるようにした、所謂可変バルブタイミング装置(可変動弁機構)が各種提案されている。
特に、カムとカムシャフトとの間に、偏心機構を用いた不等速継手を介装し、カムシャフト側回転軸に対してカム側回転軸を偏心した位置に設定することで、カムシャフトが1回転する間にカムをカムシャフトの回転速度に対して増減又は位相変化させうるようにして、偏心機構におけるかかるカム側回転軸の偏心状態(即ち、カム側回転軸の軸心軸位置)を調整することで、バルブの開閉タイミング及び開放期間を調整できるようにした技術も開発されている。
【0004】
このような不等速継手を用いた技術は、例えば特公昭47−20654号公報,特開平3−168309号公報,特開平4−183905号公報,特開平6−10630号公報,特開平7−238815号公報,特開平8−144725号公報等にて提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような不等速継手を利用した内燃機関の可変動弁機構では、カムシャフト側回転軸とカム側回転軸との間には、カムシャフト側回転軸に対してカム側回転軸を所定の偏心状態に保持する部材(軸支部材)が必要になり、バルブの開閉タイミングや開放期間を調整するためには、この軸支部材の位置を変更してカムシャフト側回転軸に対するカム側回転軸の偏心状態(一般には、偏心軸心の位置)を変更する必要がある。
【0006】
このため、カムシャフトの外周に不等速継手及び軸支部材を配設し、この軸支部材によってカムシャフト側回転軸に対してカム側回転軸を所定の偏心状態に保持するようにしている。
かかる軸支部材は、バルブの開閉タイミングや開放期間を調整する際には、一定の範囲で回転することにはなるが、基本的には固定側部材であり、カム側回転軸やカムシャフト側回転軸と連動して回転するものではなく、カムシャフトや不等速継手との間の摺動面では、大きなフリクションが生じることになるため、軸支部材とカムシャフトとの間や軸支部材と不等速継手との間には、潤滑油を供給したり、ベアリングを介装したりする必要がある。
【0007】
一方、上述のような不等速継手を利用した内燃機関の可変動弁機構では、いずれも、不等速継手を介してカムに回転力が伝達されるが、このように回転力を伝達する際に、不等速継手では、互いに偏心した回転軸心で回転するカムシャフト側回転部材とカム側回転部材との間に、例えば半径方向にスライドしながら回転力を伝達する接続部材(例えばピン部材)をはじめとした、数種の部材を介し複雑な伝達経路で回転力を伝達することになる。
【0008】
特に、ピン部材等の接続部材では、カムシャフト側回転部材とカム側回転部材との間での回転力伝達時に、カムシャフト側からの回転駆動力とカム側からのバルブ駆動反力とが互いに逆回転方向に作用する。このため、接続部材をそなえる不等速継手には、軸心線と直交する方向に、これらの回転駆動力とバルブ駆動反力とが合成された大きな荷重が発生することになる。
【0009】
このような荷重が作用すると、不等速継手とこれらの軸支部材やカムシャフトとの間あるいは不等速継手の内周側や外周側の摺動面に大きな垂直抗力を与え、回転時の摩擦抵抗の大幅な増大を招く。これを低減するには、摺動面に潤滑油を確実に供給して摩擦係数の低減を図ることが重要になる。
ところが、摺動面のうちのこのような大きな荷重の作用する部分は、荷重の影響で面圧が高くなり、摺動面の外部(内側又は外側)からこの部分に潤滑油を供給しようとしても潤滑油が油路に押し戻されてしまい、十分に潤滑油を供給することができず、潤滑油不足による潤滑不良が発生し、大きな摩擦抵抗を招いてしまうことになる。これでは、不等速継手とこれらの軸支部材やカムシャフトとの間で焼付け等が発生することになる。
【0010】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、カム側回転軸を偏心状態に支持する部材(軸支部材)をそなえた不等速継手を利用する可変動弁機構において、不等速継手に作用する荷重を考慮して、摺動面へ供給効率の良い箇所から潤滑油を供給しうるようにすることで、不等速継手まわりの潤滑を良好に行なえるようにした、可変動弁機構を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の本発明の可変動弁機構は、内燃機関のクランク軸から回転力を伝達されて第1回転軸心回りに回転駆動され、内部に軸方向に沿って潤滑油路が形成された第1回転軸部材と、該第1回転軸心とは異なり且つ該第1回転軸心と平行な第2回転軸心を有する軸支部を備えると共に該第1回転軸部材の外周に相対回転可能又は揺動可能に設けられて該第2回転軸心を変位させうる軸支部材と、該軸支部材に軸支された中間回転部材と、該第1回転軸部材に該中間回転部材を連結して該中間回転部材を該第1回転軸部材と連動して回転可能とする第1接続部材と、該第1回転軸心回りに回転しカム部を有する第2回転軸部材と、該中間回転部材に該第2回転軸部材を連結して該第2回転部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする第2接続部材と、該第2接続部材と一体又は別体に設けられて、該カム部を通じて該第2回転軸部材の回転位相に対応して該内燃機関の燃焼室への吸気流入期間又は排気放出期間を設定する弁部材と、該内燃機関の運転状態に応じて該軸支部材の該軸支部の回転中心である該第2回転軸心を第1位置と第2位置との間で変位させる制御用部材とをそなえ、該第1回転軸部材と該軸支部材との摺動面を潤滑するように該潤滑油路から分岐して該第1回転軸部材の外周面に向かって油路が形成され、該第1回転軸部材の外周面に形成される該油路の開口部が、該第1回転軸部材と対応して回転する該中間回転部材の系に対し、該第2接続部材とほぼ反対位置に設定されることを特徴としている。
【0012】
請求項2記載の本発明の可変動弁機構は、内燃機関のクランク軸から回転力を伝達されて第1回転軸心回りに回転駆動される第1回転軸部材と、該第1回転軸部材の外周に回転可能に設けられた中間回転部材と、該第1回転軸心とは異なり且つ該第1回転軸心と平行な第2回転軸心を有する軸支部を備えると共に該中間回転部材の外周に相対回転しうるように設けられて該第2回転軸心を変位させうる軸支部材と、該軸支部材を該内燃機関に回動自在に保持する保持部材と、該第1回転軸部材に該中間回転部材を連結して該中間回転部材を該第1回転部材と連動して回転可能とする第1接続部材と、該第1回転軸心回りに回転しカム部を有する第2回転軸部材と、該中間回転部材に該第2回転軸部材を連結して該第2回転部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする第2接続部材と、該第2接続部材と一体又は別体に設けられて、該カム部を通じて該第2回転軸部材の回転位相に対応して該内燃機関の燃焼室への吸気流入期間又は排気放出期間を設定する弁部材と、該内燃機関の運転状態に応じて該軸支部材の該軸支部の回転中心である該第2回転軸心を第1位置と第2位置との間で変位させる制御用部材とをそなえ、該内燃機関に形成される潤滑油路から分岐し、該保持部材と該軸支部材との摺動面を潤滑するように該保持部材の内部を貫通し該軸支部材の外周面に向かって油路が形成され、該軸支部材の外周面に形成される該油路の開口部が、該弁部材の開閉時に該中間回転部材に生じる荷重が作用する該摺動面の荷重作用部分を除いた該摺動面に形成され、該油路の該開口部が、該弁部材の最大リフト時における該第2接続部材の位置を基準として略±90°の範囲内の摺動面部分に形成されることを特徴としている。
【0013】
請求項3記載の本発明の可変動弁機構は、内燃機関のクランク軸から回転力を伝達されて第1回転軸心回りに回転駆動され、内部に軸方向に沿って潤滑油路が形成された第1回転軸部材と、該第1回転軸心とは異なり且つ該第1回転軸心と平行な第2回転軸心を有する軸支部を備えると共に該第1回転軸部材の外周に相対回転可能又は揺動可能に設けられて該第2回転軸心を変位させうる軸支部材と、該軸支部材に軸支された中間回転部材と、該第1回転軸部材に該中間回転部材を連結して該中間回転部材を該第1回転軸部材と連動して回転可能とする第1接続部材と、該第1回転軸心回りに回転しカム部を有する第2回転軸部材と、該中間回転部材に該第2回転軸部材を連結して該第2回転部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする第2接続部材と、該第2接続部材と一体又は別体に設けられて、該カム部を通じて該第2回転軸部材の回転位相に対応して該内燃機関の燃焼室への吸気流入期間又は排気放出期間を設定する弁部材と、該内燃機関の運転状態に応じて該軸支部材の該軸支部の回転中心である該第2回転軸心を第1位置と第2位置との間で変位させる制御用部材とをそなえ、該第1回転軸部材と該軸支部材との摺動面を潤滑するように該潤滑油路から分岐して該第1回転軸部材の外周面に向かって少なくとも2つの油路が形成され、該第1回転軸部材の外周面に形成される少なくとも1つの油路の開口部が、該弁部材の開閉時に該中間回転部材に生じる荷重が作用する該摺動面の荷重作用部分に形成されることを特徴としている。
【0014】
【発明の実施形態】
以下、図面により、本発明の実施形態について説明する。
図1〜図12,図17,図18は本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構を示すものであり、図13〜図15は本発明の第2実施形態にかかる可変動弁機構を示すものである。
【0015】
まず、第1実施形態について説明する。
この実施形態にかかる内燃機関は、レシプロ式の内燃機関であり、また、この実施形態にかかる可変動弁機構は、気筒上方に設置された吸気弁又は排気弁(これらを総称して、機関弁又は単にバルブという)を駆動するようにそなえられている。
【0016】
図3,図4は本可変動弁機構の要部を示す斜視図,断面図であり、図3,図4に示すように、シリンダヘッド1には、図示しない吸気ポート又は排気ポートを開閉すべくバルブ(弁部材)2が装備されており、このバルブ2のステム端部2Aには、バルブ2を閉鎖側に付勢する図示しないバルブスプリングが設置されている。
【0017】
さらに、バルブ2のステム端部2Aには、ロッカアーム8が当接しており、このロッカアーム8にカム6が当接している。そして、カム6の凸部(カム山部分)6Aによってバルブスプリングの付勢力に抗するようにしてバルブ2が開方向へ駆動される。本可変動弁機構は、このようなカム6を回動させるためにそなえられている。
【0018】
本可変動弁機構は、図3,図4に示すように、ベルト(タイミングベルト)41とプーリ42とを介してエンジンのクランク軸(図示略)に連動して回転駆動されるカムシャフト(第1回転軸部材)11と、このカムシャフト11の外周に設けられたカムローブ(第2回転軸部材)12とをそなえ、カム(カム部)6はこのカムローブ12の外周に突設されている。なお、このカムローブ12の外周はシリンダヘッド1側の軸受部7によって回転自在に軸支されている。
【0019】
また、カムシャフト11はこのカムローブ12を介して軸受部7に支持されるが、カムシャフト11の端部は、同一軸心線上に結合された端部部材43を介してシリンダヘッド1の軸受部1Aに軸支されている。前述のプーリ42は、このような端部部材43に装備されているので、このプーリ42を装備した端部部材43を、入力部と称することができる。
【0020】
なお、軸受部7は、図4に示すように、二つ割れ構造になっており、シリンダヘッド1に形成された軸受下半部7Aと、この軸受下半部7Aに上方から接合される軸受キャップ7Bと、軸受下半部7Aに軸受キャップ7Bを結合する図示しないボルトとから構成される。
そして、カムシャフト11とカムローブ12との間に不等速継手13が設けられている。
【0021】
なお、本可変動弁機構は、多気筒エンジンに適しており、多気筒エンジンに適用した場合には、各気筒毎に、カムローブ12及び不等速継手13を設けるようにする。ここでは、一例として本可変動弁機構を直列4気筒エンジンに適用した場合を説明する。
この不等速継手13は、カムシャフト11の外周に回動可能に支持されたコントロールディスク(軸支部材)14と、このコントロールディスク14に一体的に設けられた偏心部(軸支部)15と、この偏心部15の外周に設けられた係合ディスク(中間回転部材)16と、係合ディスク16に接続されたカムシャフト側スライダ(第1接続部材)17及びカムローブ側スライダ(第2接続部材)18とをそなえている。なお、係合ディスク16は、ハーモニックリングともいう。
【0022】
偏心部15は、図3に示すように、カムシャフト11の回転中心(第1回転中心軸線)O1 から偏心した位置に回転中心O2 を有しており、係合ディスク16はこの偏心部15の中心(第2回転中心軸線)O2 の回りに回転するようになっている。
カムシャフト側スライダ17及びカムローブ側スライダ18は、図3に示すように、それぞれその先端にスライダ本体部21,22をそなえ、それぞれ基端側にドライブピン部23,24をそなえている。
【0023】
そして、係合ディスク16の一面には、図4に示すように、半径方向(ラジアル方向)に、カムシャフト側スライダ17のスライダ本体部21が摺動自在に嵌合したスライダ用溝16Aと、カムローブ側スライダ18のスライダ本体部22が摺動自在に嵌合したスライダ用溝16Bとが形成されている。ここでは、2つのスライダ用溝16A,16Bが互いに180°だけ回転位相をずらせるように同一直径上に配置されている。
【0024】
また、カムシャフト11にはドライブアーム19が設けられ、カムローブ12にはアーム部20が設けられ、ドライブアーム19には、カムシャフト側スライダ17のドライブピン部23が回転自在に嵌入する穴部19Aが設けられ、アーム部20には、カムローブ側スライダ18のドライブピン部24が回転自在に嵌入する穴部20Aが設けられている。
【0025】
なお、ドライブアーム19は、カムローブ12とコントロールディスク14との間のアーム部20を除く空間に、カムシャフト11から半径方向(ラジアル方向)に突出するように設けられ、ロックピン25によりカムシャフト11と一体回転するように結合されている。一方、アーム部20はカムローブ12の端部を、係合ディスク16の一側面に近接する位置まで半径方向(ラジアル方向)及び軸方向へ突出させるように一体形成されている。
【0026】
ところで、スライダ本体部21と溝16Aとの間では、図5に示すように、スライダ本体部21の外側平面21B,21Cと溝16Aの内壁平面28A,28Bとの間で、溝16Bとスライダ本体部22との間では、溝16Bの内壁平面28C,28Dとスライダ本体部22の外側平面22B,22Cとの間で、それぞれ回転力の伝達が行なわれる。
【0027】
このように回転を伝達する際に、係合ディスク16が偏心していることにより、係合ディスク16はカムシャフト11に対して先行したり遅延したりすることを繰り返し、また、カムローブ12は係合ディスク16に対して先行したり遅延したりすることを繰り返しながら、カムローブ12がカムシャフト11とは不等速で回転するようになっている。
【0028】
このようなカムローブ12側の回転位相特性(即ち、カムローブ12側がカムシャフト11側よりも進むか遅れるかといった特性)については、図6の中段に記載したグラフ内の曲線PA1,PA2に示すようになる。
つまり、図6(a1)に示すように、係合ディスク16の回転中心(第2回転中心軸線)O2 が、カムシャフト11,カムローブ12の回転中心(第1回転中心軸線)O1 に対して上方に偏心しているもの(高速上方偏心)とする。そして、回転中心O1 ,O2 の上方にスライダ溝16A及びカムシャフト側スライダ17が位置し、回転中心O1 ,O2 の下方にスライダ溝16B及びカムローブ側スライダ18が位置した状態を、基準(カムシャフト回転角度が0)とすると、カムローブ12側の位相特性は、図6の曲線PA1に示すようになる。
【0029】
図6の曲線PA1に示すように、図6(a1)に示すようなカムシャフト回転角度が0のときには、カムローブ12側はカムシャフト11側と等しい位相角度となる。
この後のカムシャフト11の回転角度に応じたカムローブ12側の回転位相特性、即ち、カムシャフト11側の回転位相に対するカムローブ12側の回転位相の進みや遅れの特性は、カムシャフト11側の回転速度に対するカムローブ12側の回転速度を積分した積分値に相当する。
【0030】
したがって、図6の曲線PA1に示すように、カムシャフト11が0°から90°へと回動する際には、カムローブ12側がカムシャフト11側に先行してその進み角度が次第に増大するが、カムシャフト11が90°となった時点でカムローブ12側はカムシャフト11側よりも最も先行して〔図6(a2)参照〕、この後、カムシャフト11が90°から180°へと回動する際には、カムローブ12側がカムシャフト11側に先行してはいるがその進み角度は次第に減少して、カムシャフト11が180°になった時点で、カムローブ12側はカムシャフト11側と等しい位相角度となる〔図6(a3)参照〕。
【0031】
さらに、カムシャフト11が180°から270°へと回動する際には、カムローブ12側がカムシャフト11側から遅れてその遅れ角度が次第に増大するが、カムシャフト11が270°となった時点でカムローブ12側はカムシャフト11側よりも最も遅れて〔図6(a4)参照〕、その後、カムシャフト11が270°から360°へと回動する際には、カムローブ12側がカムシャフト11側に遅れてはいるがその遅れ角度は次第に減少して、カムシャフト11が360°になった時点で、カムローブ12側はカムシャフト11側と等しい位相角度となる〔図6(a5)参照〕。
【0032】
ここで、カムシャフト11が180°の位置で、バルブリフトが最大となるように、カム6に対するバルブ2の位置を設定すると、バルブのリフトカーブは、図6の曲線VL1に示すようになる。なお、図6中の曲線VL0は、カムローブ12側がカムシャフト11側に対して偏心していないでカムローブ12側がカムシャフト11側と常に等しい位相角度となる場合のバルブのリフトカーブ特性(リフトカーブベース)を示すものである。
【0033】
曲線VL1に示すリフトカーブ特性では、バルブの開放タイミング(開放開始時期)ST1はリフトカーブベースの開放タイミングST0よりも早くなり、バルブの閉鎖タイミング(開放終了時期)ET1はリフトカーブベースの閉鎖タイミングET0よりも遅くなる。バルブの開放タイミングST1がリフトカーブベースよりも早まるのは、バルブが開放を開始する領域では、カムローブ12側はカムシャフト11側よりも回転位相角度が進んでいるためであり、バルブの閉鎖タイミングET1がリフトカーブベースよりも遅くなるのは、バルブが開放を終了する領域では、カムローブ12側はカムシャフト11側よりも回転位相角度が遅れているためである。
【0034】
一方、図6(b1)に示すように、係合ディスク16の回転中心(第2回転中心軸線)O2 が、カムシャフト11,カムローブ12の回転中心(第1回転中心軸線)O1 に対して下方に偏心(低速下方偏心)していて、回転中心O1 ,O2 の上方にスライダ溝16A及びカムシャフト側スライダ17が位置し、回転中心O1 ,O2 の下方にスライダ溝16B及びカムローブ側スライダ18が位置した状態を、基準(カムシャフト回転角度が0)とすると、カムローブ12側の位相特性は、図6の曲線PA2に示すようになる。
【0035】
つまり、図6の曲線PA2に示すように、図6(a1)に示すようなカムシャフト回転角度が0のときには、カムローブ12側はカムシャフト11側と等しい位相角度となり、この後は、カムシャフト11が0°から90°へと回動する際には、カムローブ12側がカムシャフト11側から遅れてその遅れ角度が次第に増大するが、カムシャフト11が90°となった時点でカムローブ12側はカムシャフト11側よりも最も遅れて〔図6(b2)参照〕、この後、カムシャフト11が90°から180°へと回動する際には、カムローブ12側がカムシャフト11側から遅れてはいるがその遅れ角度は次第に減少して、カムシャフト11が180°になった時点で、カムローブ12側はカムシャフト11側と等しい位相角度となる〔図6(b3)参照〕。
【0036】
さらに、カムシャフト11が180°から270°へと回動する際には、カムローブ12側がカムシャフト11側に先行してその進み角度が次第に増大するが、カムシャフト11が270°となった時点でカムローブ12側はカムシャフト11側よりも最も進んで〔図6(b4)参照〕、その後、カムシャフト11が270°から360°へと回動する際には、カムローブ12側がカムシャフト11側より先行してはいるがその進み角度は次第に減少して、カムシャフト11が360°になった時点で、カムローブ12側はカムシャフト11側と等しい位相角度となる〔図6(b5)参照〕。
【0037】
このように、図6の曲線PA2に示すような回転位相特性でカムローブ12が回転する場合には、バルブのリフトカーブは、図6の曲線VL2に示すようになる。
この曲線VL2に示すリフトカーブ特性では、バルブの開放タイミング(開放開始時期)ST2はリフトカーブベースの開放タイミングST0よりも遅くなり、バルブの閉鎖タイミング(開放終了時期)ET2はリフトカーブベースの閉鎖タイミングET0よりも早くなる。
【0038】
このようにバルブの開放タイミングST2がリフトカーブベースよりも遅くなるのは、バルブが開放を開始する領域では、カムローブ12側はカムシャフト11側よりも回転位相角度が遅れているためである。また、バルブの閉鎖タイミングET2がリフトカーブベースよりも早くなるのは、バルブが開放を終了する領域では、カムローブ12側はカムシャフト11側よりも回転位相角度が進んでいるためである。
【0039】
このように、係合ディスク16の回転中心(第2回転中心軸線)O2 、即ち、係合ディスク16の偏心位置に応じて、バルブのリフトカーブ特性を変更することができるのである。バルブの開放タイミングが早く閉鎖タイミングが遅い場合には、バルブ開放期間が長くなり、機関の高速回転時に適し、バルブの開放タイミングが遅く閉鎖タイミングが速い場合には、バルブ開放期間が短くなり、機関の低速回転時に適している。
【0040】
このため、図6(a1)に示すように、係合ディスク16の回転中心(第2回転中心軸線)O2 がカムシャフト11の回転中心(第1回転中心軸線)O1 に対して上方(バルブリフトトップを与える回転位相方向と逆方向)にあれば、バルブ開放期間が最も長くなるため、高速用偏心となり、図6(b1)に示すように、係合ディスク16の回転中心(第2回転中心軸線)O2 が、カムシャフト11の回転中心(第1回転中心軸線)O1 に対して下方(バルブリフトトップを与える回転位相方向)にあれば、バルブ開放期間が最も短くなるため、低速用偏心となる。
【0041】
そして、係合ディスク16の回転中心(第2回転中心軸線)O2 が図6(a1)に示す位置と図6(b1)に示す位置との中間的な位置にある場合には、その位置に応じたバルブ特性(バルブの開放タイミングや閉鎖タイミング)でバルブ2を駆動することになる。
つまり、第2回転中心軸線O2 を図6(a1)に示す上方偏心位置から下方位置へずらしていくと、バルブ特性は、曲線VL1で示すリフトカーブ特性(高速用特性)から曲線VL0で示すリフトカーブベース特性へと近づいて、第2回転中心軸線O2 が第1回転中心軸線O1 とほぼ等しい高さになる(上下方向への偏差がなくなる)と、バルブ特性はほぼリフトカーブベース特性に近いものになる。さらに、第2回転中心軸線O2 を図6(b1)に示す下方偏心位置へ向けてずらしていくと、バルブ特性は、曲線VL0で示すリフトカーブベース特性から曲線VL2で示すリフトカーブ特性(低速用特性)へと近づく。
【0042】
したがって、例えば機関の回転数(回転速度)等の機関の運転状態に応じて、第2回転中心軸線O2 の位置を連続的又は段階的に調整すれば、機関の運転状態に常に適した特性でバルブ2を駆動させることができる。
係合ディスク16の回転中心(第2回転中心軸線)O2 を位置調整するためには、係合ディスク16を偏心状態に支持する偏心部15を回転させればよいので、本機構には、偏心部15を有するコントロールディスク14を回転させて偏心部15の偏心位置を調整する偏心位置調整機構(制御用部材)30が設けられている。
【0043】
この偏心位置調整機構30は、図3,図4に示すように、コントロールディスク14の外周に形成された偏心制御ギヤ31と、この偏心制御ギヤ31と噛合するコントロールギヤ35をそなえカムシャフト11と平行に設置されたギヤ軸(コントロールシャフト)32と、このコントロールシャフト32を回転駆動するためのアクチュエータ33とをそなえて構成されており、ECU34を通じて作動を制御するようになっている。
【0044】
つまり、図3に示すように、ECU34に、エンジン回転数センサ(図示略)からの検出情報(エンジン回転数情報),スロットルポジションセンサからの検出情報(TPS情報),エアフローセンサ(図示略)からの検出情報(AFS情報)等が入力されるようになっており、偏心位置調整機構30におけるモータの制御は、これらの情報に基づいて、エンジンの回転速度や負荷状態に応じて行なうようになっている。
【0045】
そして、例えばエンジンの高速時や高負荷時には、図6中の曲線VL1のようなバルブリフト特性になるようにコントロールディスク14の回転位相を調整して、バルブの開放期間を長期間にするように制御する。また、エンジンの低速時や低負荷時には、図6中の曲線VL2のようなバルブリフト特性になるようにコントロールディスク14の回転位相を調整して、バルブの開放期間を短期間にするように制御する。一般には、エンジンの回転や負荷に応じて、図6中の曲線VL1と曲線VL2との中間的なバルブリフト特性になるようにコントロールディスク14の回転位相を調整する。
【0046】
ところで、コントロールシャフト32にそなえられたコントロールギヤ35は、2つのギヤ35A,35Bからなるシザースギヤであって、一方のギヤ35Aはコントロールシャフト32に固定されているが、他方のギヤ35Bはコントロールシャフト32に対して回転可能に装備されている。つまり、ギヤ35Bは、ギヤ35Aに当接するように配設されており、コントロールシャフト32の外周に固定されるジャーナル36との間に装備されたねじりスプリング38によって、回転方向への付勢力を受けるように設置され、両ギヤ35A,35Bによって、コントロールディスク14側の偏心制御ギヤ31とコントロールギヤ35とがガタつくことなく噛合するようになっている。
【0047】
なお、偏心位置調整機構30の設置にあたっては、既に設置されているカムシャフト11外周のコントロールディスク14側の偏心制御ギヤ31に対して、両ギヤ35A,35Bを噛合させた上で、ジャーナル36をコントロールシャフト32に対して回転させながら軸方向所定位置に配置することで、ギヤ35Bに軸方向付勢力及び回転方向付勢力を与えておいてから、ジャーナル36を回り止めピン36Aによりコントロールシャフト32と一体回転するように固定する。
【0048】
また、本可変動弁機構を4気筒エンジンに適用した場合には、各気筒毎にカムローブ12及び不等速継手13を設けるようにすることになるが、ここでは、吸気側の各気筒に可変動弁機構をそなえている。
ところで、偏心部15は、図5に示すように、その内周面をカムシャフト11の外周面に滑り軸受け47の油膜を介して摺接し、その外周面を係合ディスク16の内周面にベアリング37を介して摺接している。
【0049】
この偏心部15は、アクチュエータ33により位相調整される際に駆動されるが、この偏心部15については機関の回転に対しては回動せず固定状態と見なすことができるのに対し、カムシャフト11及び係合ディスク16は機関の回転に連動して回動するため、偏心部15の内周,外周の摺接面において、磨耗等が発生し易くこれを防止する必要がある。
【0050】
そこで、上述のように係合ディスク16と偏心部15との摺動部、即ち、偏心部15の外周面と係合ディスク16の内周面との間にベアリング37を介装しており、磨耗も抑制している。このベアリング37としては、よりコンパクトに介装しうるニードルベアリングが用いられている。なお、ベアリング37はこのニードルベアリングに限定されず、種々のベアリングを用いることができる。
【0051】
このような係合ディスク16と偏心部15との摺動部を「単なる滑り軸受け」とした場合、流体潤滑となりにくい時、特に、機関の始動時に、係合ディスク16と偏心部15とのフリクションが大きくなるが、このベアリング37を装備することにより、係合ディスク16と偏心部15とのフリクションが大幅に低減されて、係合ディスク16を通じた回転力の伝達や、位相調整をより円滑に行なるようになり、機関の始動性も良好なものにできるようになっている。
【0052】
一方、偏心部15とカムシャフト11との摺動面は、滑り軸受け(ジャーナル軸受け)47としている。
これは、係合ディスク16と偏心部15との摺動面と偏心部15とカムシャフト11との摺動面の双方にベアリングを介装するとシステムの大型化や搭載性の低下を招くことになるからであり、また、カムシャフト11と偏心部15との間よりも、係合ディスク16と偏心部15との間に設置した方が、摺動面における径が大きいことからベアリングをより効果的に発揮することができて好ましいからである。
【0053】
このため、図4に示すように、カムシャフト11の内部にはその軸方向に沿って潤滑油路11Aが形成されており、また、カムシャフト11の偏心部15の装備される位置には、潤滑油路11Aから分岐してカムシャフト11の外周面へ向けて油路11Bが形成されている。そして、これらの潤滑油路11A及び油路11Bを介して、偏心部15とカムシャフト11との摺動面に潤滑油(エンジンオイル)が供給されるようになっている。
【0054】
ここで、油路11Bの位置、即ち、偏心部15とカムシャフト11との摺動面に形成される油路11Bの開口部11bの位置について説明する。
この油路11Bの開口部11bの位置は、係合ディスク16に加わる力の方向を考慮して形成しており、ここでは、まずカムシャフト11及びカムローブ12に加わる力、及び、これらのカムシャフト11及びカムローブ12を通じて係合ディスク16に加わる力について説明する。
【0055】
カムシャフト11には、エンジンのクランクシャフトの回転に応じた回転力(即ち、カム駆動トルク)が加わる。
また、カムローブ12に加わる力を考えると、カムローブ12には、カム6を通じてバルブ2のリフト(開放)に伴ってバルブスプリング3からスプリング反力やバルブ等の往復動による慣性力を受ける。このため、図7に示すように、エンジンのバルブリフト量VLに対するカム回転駆動トルクは、低速域では主としてバルブスプリング力に対抗するように働くため曲線TL のような特性となり、高速域では主として弁の慣性荷重に対抗するように働くため曲線TH のような特性となる。
【0056】
なお、図7に示すように、バルブリフトの最大点を境にカムに働くトルクの方向が逆転するため、カム駆動トルクは、バルブリフトの最大点を境に正から負へと逆転する。
そして、係合ディスク16に加わる力を考えると、図8に示すように、この係合ディスク16には、カムシャフト11の回転力として加わるカムシャフト側スライダ17からのカム駆動力T1と、カムローブ側スライダ18からのカム駆動力T1に対する反力F1とが加わり、これらのカム駆動力T1と反力F1との合力FFが、係合ディスク16に加わる力となる。
【0057】
ここで、係合ディスク16が反時計回りに回転しているものとすると、バルブが開放方向へ移動している場合には、図8に示すように、カム駆動力T1と反力F1とが互いに逆回転方向に働いて、カム駆動力T1と反力F1との合力FFは、カムシャフト側スライダ17の中心とカムローブ側スライダ18の中心とを結んだ直線に対して垂直な方向で且つカムローブ側スライダ18にとって反回転方向に作用することになる。
【0058】
バルブが閉鎖方向へ移動している場合には、合力FFは、カムシャフト側スライダ17の中心とカムローブ側スライダ18の中心とを結んだ直線に対して垂直な方向ではあるが、図8とは逆に、カムローブ側スライダ18にとって回転方向に作用することになる。また、このような合力FFの方向は、バルブ最大リフト時に反転することになる。
【0059】
係合ディスク16を支える力は、合力FFに反する力となり、合力FFはカム駆動トルクにより生じる。したがって、カム駆動トルクは、バルブ開動時、即ちバルブリフトが上昇している時には、カムローブ側スライダ18にとって反回転方向に又バルブ閉動時にはカムローブ側スライダ18にとって回転方向にそれぞれ作用することになる。
【0060】
そこで、カム6の位相に応じて係合ディスク16に加わる合力FFのベクトルを図示すると、図9に示すようになる。図9は、カムローブ側スライダ18の位置をCを付して示し、カムシャフト側スライダ17をSを付して示しており、係合ディスク16は反時計回りに回転するものとする。
また、図9中の縦軸の上方向がバルブ最大リフト時における回転中心(第1回転中心軸線)O1 に対するカムローブ側スライダ18の位置を示し、この縦軸上方向から右側(時計回り方向)はバルブ最大リフト時前のカムローブ側スライダ18の位置を、縦軸上方向から左側(反時計回り方向)はバルブ最大リフト時後のカムローブ側スライダ18の位置を、それぞれ示している。
【0061】
図9において、FL1はバルブ開動時に係合ディスク16に加わる合力FFの大きさと方向とを、FL2はバルブ閉動時に係合ディスク16に加わる合力FFの大きさと方向とを、それぞれ示している。
図9に示すFL1のように、バルブ開動時には、バルブの開放開始から上りカム駆動トルク最大点に達したところでカム駆動力T1 が最大となり、係合ディスク16に加わる合力FFも最大となる。この時の合力FFは、カムシャフト側スライダ17とカムローブ側スライダ18とを結ぶ線と直交しカムローブ側スライダ18にとって反回転方向に向く。即ち、カムシャフト側スライダ17の位相よりも90°だけ回転方向前方にずれ、カムローブ側スライダ18の位相よりも90°だけ回転方向後方にずれた方向に向く。
【0062】
また、図9に示すFL2のように、バルブ閉動時には、バルブの閉鎖開始の手前の下りカム駆動トルク最大点に達したところでカム駆動力T1 が最大となり、係合ディスク16に加わる合力FFも最大となる。この時の合力FFは、カムシャフト側スライダ17とカムローブ側スライダ18とを結ぶ線と直交しカムローブ側スライダ18にとって回転方向に向く。即ち、カムシャフト側スライダ17の位相よりも90°だけ回転方向後方にずれ、カムローブ側スライダ18の位相よりも90°だけ回転方向前方にずれた方向に向く。このように、係合ディスク16に加わる2つの最大荷重の方向は、バルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ18方向とは逆向きのV字状に向かうようになる。
【0063】
可変動弁機構では、バルブリフト期間はエンジンの回転速度等に応じて調整され、低速時にはバルブリフト期間は短く調整され、高速時にはバルブリフト期間は長く調整されるので、図9に示すような係合ディスク16に加わる合力FFの特性図(ベクトル図)を推定し、エンジンの回転速度領域毎に示すと、図10に示すようになる。
【0064】
図10において、(A)はエンジンの低速回転時を示し、(B)はエンジンの高速回転時を示している。
図10(A)に示すように、エンジンの低速回転時には、バルブリフト期間は短く調整され、且つ、カム駆動トルクTL はバルブスプリング力が主体的になるため、上りカム駆動トルク最大点及び下りカム駆動トルク最大点がいずれも、バルブ最大リフト点に近づく。したがって、バルブ開動時の合力FL1の最大荷重方向は、これに応じて、横軸右方向(バルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ18の位相角よりも90°だけ時計回りの方向)に接近し、バルブ閉動時の合力FL2の最大荷重方向は、これに応じて、横軸左方向(バルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ18位相角よりも90°だけ反時計回りの方向)に接近する。
【0065】
したがって、係合ディスク16に加わる2つの最大荷重の方向は、やはりバルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ18方向と逆向きのV字状に向かうようになるが、2つの最大荷重方向のなす角度θL は、バルブリフト期間(開弁期間)の短期化及びエンジン回転数の低回転化に応じて広がる。
また、図10(B)に示すように、エンジンの高速回転時には、バルブリフト期間は長く調整されるうえ、カム駆動トルクTH はバルブの慣性力が主体的なため、上りカム駆動トルク最大点及び下りカム駆動トルク最大点がいずれも、バルブ最大リフト点から遠ざかる。したがって、バルブ開動時の合力FL1の最大荷重方向は、これに応じて、横軸右方向(バルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ18位相角よりも90°だけ時計回りの方向)から遠ざかり、バルブ閉動時の合力FL2の最大荷重方向は、これに応じて、横軸左方向(バルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ18位相角よりも90°だけ反時計回りの方向)から遠ざかる。
【0066】
したがって、係合ディスク16に加わる2つの最大荷重の方向は、やはりバルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ18方向と逆向きのV字状に向かうようになるが、2つの最大荷重方向のなす角度は、バルブリフト期間(開弁期間)の長期化及びエンジン回転数の高回転化に応じて狭まる。
また、図11,図12は、カム駆動に必要なトルク、即ち、カムシャフト11を通じて係合ディスク16に加えるべきカム駆動トルクを、カムシャフトの回転角度に対して示すもので、図11はエンジンの低回転時の場合を示し、図12はエンジンの高回転時の場合を示している。図示するように、エンジンの高回転になるほど、カム駆動に必要なトルクが増大すること、及び、最大トルク点が最大リフトから遠ざかることがわかる。
【0067】
このように、係合ディスク16に加わる力を考えると、図9,図10に示すように、その方向に一定の特性があり、図11,図12に示すように、エンジンの回転速度が高速になるほど、大きな力が加わることがわかる。
次に、上述した係合ディスク16に加わる力を考慮した油路11Bの開口部11bの位置設定について説明する。なお、ここでは静止系(例えば偏心部15)を基準とした場合の位置設定について説明する。
【0068】
図8,図9に示したように、係合ディスク16には、バルブが開放方向へ移動している場合は、カム駆動力T1と反力F1とが互いに逆回転方向に働いて、カム駆動力T1と反力F1との合力FFは、カムシャフト側スライダ17の中心とカムローブ側スライダ18の中心とを結んだ直線に対して垂直な方向で、且つカムローブ側スライダ18に対して90°だけ位相遅れした方向に作用する。
【0069】
このため、カムローブ側スライダ18が、バルブリフト上り時のカム駆動トルク最大点である図1のA点に示す位置に来た時に、カムローブ側スライダ18に対して90°だけ位相遅れした方向(バルブリフト上りと付す矢印方向)に最大荷重(合力FF)が発生する。このA点では、偏心部15とカムシャフト11との摺動面10は偏心部15の内側に存在するので、係合ディスク16に合力FFが作用すると、この摺動面10のうち合力FFの作用方向と反対側に位置する摺動面10のa部が荷重作用部分となり、偏心部15がカムシャフト11に対して押圧することとなる。
【0070】
そして、最大リフト点となる図1のB点を通過した後、合力FFはカムシャフト側スライダ17の中心とカムローブ側スライダ18の中心とを結んだ直線に対して垂直な方向ではあるが、図1のA点とは逆に、カムローブ側スライダ18に対して90°だけ位相が進んだ方向(バルブリフト下りと付す矢印方向)に作用することになり、バルブリフト下り時のカム駆動トルクの最大点である図1のC点に来た時に、カムローブ側スライダ18に対して90°だけ位相が進んだ方向に最大荷重(合力FF)が発生する。
【0071】
このC点では、偏心部15とカムシャフト11との摺動面10は偏心部15の内側に存在するので、係合ディスク16に合力FFが作用すると、この摺動面10のうち合力FFの作用方向と反対側に位置する摺動面10のb部が荷重作用部分となり、偏心部15がカムシャフト11に対して押圧することとなる。
このような荷重作用部分である摺動面10のa部及びb部とに開口部11bを形成すると、くさび効果やスクイーズ効果によって発生する流体圧力により油が開口部11bを介して油路11Bへ逆流することになり、これにより摺動面10(a部又はb部近傍)の油膜厚さが薄くなることで偏心部15とカムシャフト11との固体接触が発生して焼き付いてしまうという不具合が生じることになる。
【0072】
ここで、図2は摺動面10に加わる荷重を示す図であり、実線は開弁期間大の高速時(ex.7000rpm)に加わる荷重、破線は開弁期間小の低速時(ex.1000rpm)に加わる荷重を示している。なお、図2の縦軸は荷重を示しており、横軸はカムシャフト11の外周位置を最大バルブリフト時のカムシャフト側スライダ17の位置に相当する位置(図1中の摺動面の最下点位置)で展開して示している。また、摺動面位置は、静止系(偏心部15)に関して示している。
【0073】
このように、図2の摺動面10の外周のうちa部及びb部(図1のa部及びb部に相当する)の位置では、高速時でも低速時でも比較的大きな荷重が加わることがわかる。したがって、所定のタイミングで、開口部11bが摺動面10の外周のうち荷重が加わらない位置〔a部及びb部を除いた位置;図2中の油路適正位置(−180°〜−90°,90°〜180°)〕内にくるようにすればよい。
【0074】
ところで、本実施形態において、このようなa部,b部に作用する荷重が問題になるのは、最大荷重(合力FF)が発生する過程の前後の荷重発生領域、つまり、カムローブ側スライダ18のA点前後及びC点前後の領域(この場合、カムシャフト11の軸線と直交する水平基準線Lの上方にカムローブ側スライダ18が位置する状態)である。そこで、このバルブリフト領域で、開口部11bがa部,b部に位置しないようにすれば、開口部11bからの給油を支障なく行なえる。
【0075】
したがって、バルブリフト領域では、開口部11bが線L(図1参照)のほぼ下方に常に位置すればよい。
一方、カムローブ側スライダ18に着目すると、バルブリフト領域では、このカムローブ側スライダ18は線Lの上方に位置する。したがって、カムシャフト11の開口部11bは、このカムシャフト11と対応して回転する係合ディスク16の系に対し、カムローブ側スライダ18とほぼ正反対の位置に設定している。
【0076】
このような位置に油路11Bを形成することにより、カムシャフト11が回転して、カムローブ側スライダ18が図1のA点からC点へと移動し、係合ディスク16に荷重が作用した場合であっても、油路11Bの開口部11bの位置は図1の11B(A点)から11B(C点)に移動することになり、係合ディスク16に荷重が作用した際の摺動面の荷重作用部分であるa部及びb部に位置することはないため、上述のような不具合が生じるのを防ぐことができ、摺動面10への潤滑油供給を良好なものとすることができる。
【0077】
なお、ここでは、カムローブ側スライダ18とほぼ正反対の位置に設定するようにしているが、この位置に限定されるものではない。
本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構は、上述のように構成されているので、このような可変動弁機構をそなえた内燃機関では、偏心位置調整機構30を通じて、コントロールディスク14の回転位相を調整しながら、バルブの開度特性が制御される。
【0078】
つまり、ECU34において、エンジン回転数情報やAFS情報等に基づき、エンジンの回転速度や負荷状態に応じたコントロールディスク14の回転位相を設定して、ポジションセンサの検出信号に基づいて、コントロールディスク14の実際の回転位相が設定された状態になるように、アクチュエータ33の作動制御を通じてコントロールディスク14を駆動する。
【0079】
そして、このECU34によるアクチュエータ33の作動制御を通じて、偏心部15を回動させて位相角度を調整し、係合ディスク16の回転中心(第2回転中心軸線)O2 を変位させながら、例えばエンジンの回転速度やエンジンの負荷が高くなるほど、図6の曲線VL1に近づけるようにしてバルブ開放期間を長くしていき、逆に、エンジンの回転速度やエンジンの負荷が低くなるほど、図6の曲線VL2に近づけるようにしてバルブ開放期間を短くしていく。
【0080】
このようにして、エンジンの運転状態に応じてコントロールディスク14の回転位相(位置)を制御しながら、エンジンの運転状態に適したバルブ駆動を行なえるようになる。特に、バルブのリフト特性は、連続的に調整することができるので、常にエンジンの運転状態に最適の特性でバルブ駆動を行なえるようになるのである。
【0081】
そして、本可変動弁機構では、図1に示すように、油路11Bの開口部11bが、潤滑油を供給しにくい荷重作用部分を除いた部分に形成されているため、荷重作用の影響で潤滑油供給に支障を来すようなことがなく、潤滑油路11A及び油路11Bを介して、カムシャフト11と偏心部15との間の摺動面部分に確実に油膜を形成できるようになる。
【0082】
したがって、本可変動弁機構によれば、荷重作用により摩擦を生じやすいカムシャフト11と偏心部15との間の摺動面10に、確実に油膜を形成することができ、これにより、カムシャフト11と偏心部15との間に焼付け等が発生するのを防止することができるという利点がある。
また、潤滑油路11A及び油路11Bを介して確実に油膜を形成することができるため、滑り軸受を採用することができ、システム全体としての低コスト化を図ることができるという利点がある。
【0083】
なお、ここでは、静止系に着目して油路11Bの開口部11bの位置を設定する場合について説明したが、回転系(即ち、回転するカムシャフト11)に着目しても油路11Bの開口部11bの位置を設定することができる。
このように、回転するカムシャフト11に着目して開口部11bを設定することができるのは、ハーモニックリング16がカムシャフト11の回転に応じて回転し、このハーモニックリング16に接続されるカムローブ側スライダ18の位置によって荷重作用部分を規定することができるからである。
【0084】
このような回転系に着目した場合、即ち、図8を参照して合力FFについて説明した内容に対応するが、図17に示すように、カムローブ側スライダ18に対して略±90°位相をずらした部分(図中、荷重作用部分と示す)に大きな荷重が作用することになる。
このため、油路11Bは、その開口部11bが潤滑油を供給しにくいこれらの荷重作用部分を除いた部分に形成されるように設ければよい。つまり、油路11Bの開口部11bを、偏心部15とカムシャフト11との摺動面10のうちカムローブ側スライダ18の方向に対して直交する2方向の近傍を除いた部分に設ければよいことになる。特に、潤滑油を供給しにくい荷重作用部分から最も離れた位置に油路11Bの開口部11bを形成すれば、より潤滑油の供給をしやすくなる。
【0085】
このように回転系を基準に開口部11bの位置を設定すると、静止系を基準に開口部11bの位置を設定する場合よりも広く、しかも、より確実な領域内で設定することができる。
なお、油路11Bの開口部11bは、潤滑油を供給しにくい荷重作用部分を除いた部分に設ければよいため、図17中、実線で示すように、カムローブ側スライダ18と反対側の偏心部15とカムシャフト11との摺動面10に形成してもよく、二点鎖線で示すように、カムローブ側スライダ18側の偏心部15とカムシャフト11との摺動面10に形成してもよい。
【0086】
ここでは、油路11Bは、その開口部11bが潤滑油を供給しにくい荷重作用部分を除いた部分に形成されるように1つ設けるようにしているが、2つの油路11BA,11BBを設けるならば、図18に示すように、潤滑油を供給しにくい荷重作用部分に油路11BA,11BBの各開口部11ba,11bbを形成することも考えられる。
【0087】
このように2つの油路11BA,11BBを設ければ、バルブが開放方向へ移動している場合は、カムローブ側スライダ18にとって回転方向前方の荷重作用部分(図18中、左側)が潤滑油を供給しにくい部分になり、油路11BAからは潤滑油を供給しにくいが、逆に油路11BBからは潤滑油を供給しやすいため、この場合は、油路11BBから潤滑油が供給される。
【0088】
一方、バルブが閉鎖方向へ移動している場合は、カムローブ側スライダ18にとって回転方向後方の荷重作用部分(図18中、右側)が潤滑油を供給しにくい部分になり、油路11BBからは潤滑油を供給しにくいが、逆に油路11BAからは潤滑油を供給しやすいため、この場合は、油路11BAから潤滑油が供給される。
【0089】
したがって、偏心部15とカムシャフト11との摺動面10に潤滑油を供給しにくい荷重作用部分に開口部が形成されるように設けられた2つの油路11BA,11BBのうち、いずれか一方が潤滑油を供給しにくい状態にあっても、逆に他方は潤滑油を供給しやすい状態になるため、偏心部15とカムシャフト11との摺動面10に確実に潤滑油を供給することができることになる。
【0090】
なお、ここでは、2つの油路11BA,11BBの開口部11ba,11bbを、バルブ押し上げ時及びバルブ戻り時のいずれか一方の時に潤滑油を供給しにくい荷重作用部分に形成しているが、開口部の位置は、これに限られるものではなく、1方の開口部を潤滑油を供給しにくい荷重作用部分に形成し、他方の開口部を潤滑油を供給しにくい荷重作用部分を除いた部分に形成するようにしてもよい。
【0091】
また、ここでは、2つの油路11BA,11BBを設けるようにしているが、これに限られるものではなく、さらに多数の油路を設けるようにしてもよい。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
この実施形態では、上述の第1実施形態と不等速継手が異なる。つまり、本実施形態の不等速継手70は、図13及び図14に示すように、カムシャフト(第1回転軸部材)11の外周に回動可能に支持された係合ディスク(中間回転部材)71と、係合ディスク71に接続されたカムシャフト側スライダ(第1接続部材)78及びカムローブ側スライダ(第2接続部材)79と、係合ディスク71の外周にベアリング73を介して回動可能に支持された偏心リング(軸支部材)72と、この偏心リング72に一体的に設けられた偏心部(軸支部)82とをそなえており、係合ディスク71の外周に偏心リング72を設けるようにしている点が異なる。
【0092】
そして、この不等速継手70は、ホルダ(保持部材)74を介してエンジンのシリンダヘッド1に支持されている。つまり、不等速継手70の外周にホルダ74を配設し、このホルダ74をネジ75,76を介してエンジンのシリンダヘッド1に取り付けることにより、不等速継手70がシリンダヘッド1に支持されるようにしている。
【0093】
ここで、偏心リング72の偏心部82は、図13に示すように、カムシャフト11の回転中心(第1回転中心軸線)O1 から偏心した位置に回転中心(第2回転中心軸線)O2 を有しており、偏心リング72はこの偏心部82の中心O2 の回りに回転するようになっている。
また、係合ディスク71の一面には、図13に示すように、カムシャフト側スライダ78を装着するための穴部71Aが形成されるとともに、カムローブ側スライダ79を装着するための穴部71Bが形成されている。
【0094】
また、カムシャフト側スライダ78は、カムシャフト11にラジアル方向に突設された突設ピン部材80と、この突設ピン部材80に対して、その軸方向(カムシャフト11のラジアル方向)に摺動しうるように装備されたコマ部材81とを備えて構成される。
なお、コマ部材81は、外周に円筒外周面81Aを備えており、係合ディスク71の穴部71Aの内周は、この円筒外周面81Aと対応する円筒内周面71aにより構成され、この穴部71A内にコマ部材81が揺動可能に内挿されている。コマ部材81は、その円筒外周面81Aを円筒内周面71aに摺動させながら、穴部71A内での回転しうるようになっている。
【0095】
一方、カムローブ側スライダ79は、カムシャフト側スライダ78と干渉しないように、カムシャフト側スライダ78のコマ部材81と位相をずらせるようにして(ここでは180°位相がずらされている)装備される。このカムローブ側スライダ79は、ピン部材として構成されており、このカムローブ側スライダ79の一端部は、カムローブ83のアーム部84に形成されたスライダ用溝84A内に半径方向(ラジアル方向)にラジアル方向へ摺動自在に係合し、カムローブ側スライダ79の他端部は、係合ディスク71側の穴部71Bに内装される。
【0096】
このため、係合ディスク71が回転すると、カムローブ側スライダ79が係合ディスク71と一体に回転して、この回転力がカムローブ側スライダ79からスライダ用溝84Aを通じてアーム部84からカムローブ83側へ伝わるようになっている。
したがって、不等速継手70では、カムシャフト11の回転は、突設ピン部材80から、コマ部材81,穴部71Aを経て係合ディスク71に伝達して、さらに、穴部71B,カムローブ側スライダ79を経て、アーム部84からカムローブ83へと伝達するようになっている。
【0097】
このように回転を伝達する際に、係合ディスク71が偏心していることにより、係合ディスク71がカムシャフト11に対して先行したり遅延したりすることを繰り返し、また、カムローブ83は係合ディスク71に対して先行したり遅延したりすることを繰り返しながら、カムローブ83がカムシャフト11とは不等速で回転するようになっている。
【0098】
したがって、例えば機関の回転数(回転速度)等の機関の運転状態に応じて、第2回転中心軸線O2 の位置を連続的又は段階的に調整すれば、機関の運転状態に常に適した特性でバルブ(弁部材)を駆動させることができる。
係合ディスク71の回転中心(第2回転中心軸線)O2 を位置調整するためには、係合ディスク71を偏心状態に支持する偏心リング72の偏心部82を回転させればよいので、本機構には、偏心リング72を回転させて偏心部82の偏心位置を調整する偏心位置調整機構(制御用部材)30が設けられている。
【0099】
この偏心位置調整機構30の構成については、上述の第1実施形態と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。
ところで、偏心部82は、図13に示すように、その外周面をホルダ74の内周面に滑り軸受け85の油膜を介して摺接し、その内周面を係合ディスク71の外周面にベアリング73を介して摺接している。
【0100】
なお、滑り軸受け85及びベアリング73の構成については、上述の第1実施形態と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。
ここで、ホルダ74と偏心部82との間の摺接面への潤滑油の供給について説明する。偏心部82の外周面とホルダ74の内周面とは、偏心部82の偏心位置を調整する際に摺動し、これ以外の時には、積極的に摺動することはないが、この部分には、内部の係合ディスク71に作用する力によってフレッティング磨耗が生じるので、これを回避できるように確実に油膜を形成する必要がある。
【0101】
本実施形態では、図13に示すように、ホルダ74の内部に、ホルダ74と偏心部82との間の摺接面とエンジンのシリンダベッド1に形成される潤滑油路77とを接続するように油路74Aが形成されている。そして、この油路74Aを介して、ホルダ74と偏心部82との間の摺接部に潤滑油(エンジンオイル)が供給されるようになっている。
【0102】
この油路74Aの位置、即ち、ホルダ74と偏心部82との摺動面に形成される油路74Aの開口部74aの位置は、係合ディスク71に加わる力の方向を考慮して設定されている。
すなわち、この係合ディスク71に加わる力には、上述の第1実施形態で説明した係合ディスクに加わる力と同様の特性がある(図9参照)。つまり、バルブ開動時には、バルブの開放開始から上りカム駆動トルク最大点に達したところでカム駆動力T1 が最大となり、係合ディスク71に加わる合力FFも最大となる。この時の合力FFは、カムシャフト側スライダ78とカムローブ側スライダ79とを結ぶ線と直交しカムローブ側スライダ79にとって回転方向後方に位相おくれした方向に向く。即ち、カムシャフト側スライダ78の位相よりも90°だけ回転方向前方にずれ、カムローブ側スライダ79の位相よりも90°だけ回転方向後方にずれた方向に向く。
【0103】
また、バルブ閉動時には、バルブの閉鎖開始の手前の下りカム駆動トルク最大点に達したところでカム駆動力T1 が最大となり、係合ディスク71に加わる合力FFも最大となる。この時の合力FFは、カムシャフト側スライダ78とカムローブ側スライダ79とを結ぶ線と直交しカムローブ側スライダ79にとって回転方向前方に位相が進んだ方向に向く。即ち、カムシャフト側スライダ78の位相よりも90°だけ回転方向後方にずれ、カムローブ側スライダ79の位相よりも90°だけ回転方向前方にずれた方向に向く。
【0104】
このように、係合ディスク71に加わる2つの最大荷重の方向は、前述のように、バルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ79方向とは逆向きのV字状に向かうようになる。つまり、バルブ最大リフト時にはカムローブ側スライダ79は、最も上側の位置(図13記載の位置から180°ずれた位置)になるように設定されているため、係合ディスク71に加わる2つの最大荷重の方向は、最大リフト時にカムローブ側スライダ79の方向とは逆向き(図13、下向き)のV字状になる。
【0105】
このため、偏心部82とホルダ74との摺動面のうち、2つの最大荷重の作用方向の摺動面部分(図15の荷重作用面部分)には圧力が加わることになるため、この荷重作用面部分に油路74Aの開口部74aを形成すると、スクイーズ効果によって発生した流体圧力が油路を通じて低下し、油膜の厚さが薄くなり、偏心部82とホルダ74との固体接触が発生し、磨耗や焼き付きが生じるおそれがある。
【0106】
したがって、油路74Aの開口部74aは、図15に示すように、潤滑油をスクイーズ効果を妨げる荷重作用面を除いた部分に形成されている。つまり、油路74Aの開口部74aが、バルブの最大リフト時におけるカムローブ側スライダ79の位置を挟んで略±90°の範囲内の摺動面部分に形成されるようにしている。なお、油路74Aの開口部74aは、図2の油路適正位置に対して180°ずれた位置、即ち、−90°〜+90°の範囲内の位置に設けるのが好ましい。
【0107】
なお、その他の可変動弁機構の各構成要素は第1実施形態と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態にかかる可変動弁機構は、上述のように構成されるので、このような可変動弁機構をそなえた内燃機関では、上述の第1実施形態と同様に作動される。
【0108】
また、本可変動弁機構では、図15に示すように、油路74Aの開口部74aが、潤滑油を供給しにくい荷重作用面を除いた部分に形成されるように油路74Aが設けられているため、潤滑油路77及び油路74Aを介して、ホルダ74と偏心部82との間の摺動面に、確実に油膜を形成できるようになる。
したがって、本可変動弁機構によれば、ホルダ74と偏心部82との間の摺動面部分に確実に油膜を形成することができるため、ホルダ74と偏心部82との間に焼付け等が発生するのを防止することができる。
【0109】
また、偏心部82の外周面とホルダ74の内周面との間に、確実に油膜が形成されるため、その摺動面部分のフレッティング磨耗を抑制することができるという利点がある。
また、潤滑油路77及び油路74Aを介して確実に油膜を形成することができるため、滑り軸受を採用することができ、システム全体としての低コスト化を図ることができるという利点がある。
【0110】
なお、本発明にかかる可変動弁機構は、各実施形態の構成に限定されるものではなく、排気弁側と吸気弁側との両方を一つのアクチュエータで駆動しているが、これらは別々に駆動してもよく、また、各実施形態にかかる構成は、排気弁側と吸気弁側とのいずれか一方だけに部分的に適用することも考えられる。
また、本発明は、各実施形態の可変動弁機構に限定されるものではなく、従来の技術の欄に各公報番号をあげて記載した各可変動弁機構にも適用できるものである。
【0111】
さらに、各実施形態の可変動弁機構では、第1ピン部材の軸心と第2ピン部材の軸心とを第1回転中心軸線O1 の回りにほぼ180°だけ角度をずらせて、第1ピン部材の軸心,第1回転中心軸線O1 ,第2ピン部材の軸心がほぼ一直線状に並ぶように配置しているが、第1ピン部材の軸心及び第2ピン部材の軸心の相対位置関係はこれに限定されるものではなく、第1ピン部材の軸心と第1回転中心軸線O1 と第2ピン部材の軸心とが、180°以外の角度(例えば鈍角であっても鋭角であってもよい)になるように配置してもよい。
【0112】
さらに、不等速継手については各気筒毎に設置することができるので、エンジンの形状や形式に限定されることなく、4気筒エンジン等の各種の直列多気筒エンジンをはじめとして、あらゆるタイプのエンジンに対して、本機構を適用することができる。
また、本可変動弁機構におけるバルブステムとカムとの間のバルブ駆動形態は、実施形態に示すようなものに限定されるものではなく、例えば従来技術として記載した各種のバルブ駆動形態にも適用しうるものである。
【0113】
ここで、例えば特開平7−238815号公報に開示されているような可変動弁機構に適用する場合について第3実施形態として説明する。
このような可変動弁機構は、図16に示すように、カムシャフト(第1回転軸部材)100の外周に環状の隙間をおいて設けられる環状ディスク(中間回転部材)150と、弁部材としての吸気弁又は排気弁を駆動するカム部(第2回転軸部材)170と、環状ディスク150をベアリング155を介して回転自在に保持し、カム部材(軸部材)110,120を介して図示しないシリンダヘッドに支持されるディスクハウジング(保持部材)160とを備えて構成される。
【0114】
また、カムシャフト100と環状ディスク150とはピン部材(第1接続部材)130を介して連結され、さらに環状ディスク150とカム部170とはピン部材(第2接続部材)140を介して連結されており、カムシャフト100の回転力がピン部材130を介して環状ディスク150に伝達され、環状ディスク150に伝達された回転力がピン部材140を介してカム部170に伝達されるようになっている。
【0115】
そして、カム部材110,120を、図示しないアクチュエータによって軸線直角平面内で同方向に変位させることで、ディスクハウジング160を一方向に変位させ、カムシャフト100と環状ディスク150との回転軸線をずらすことでカムシャフト100の一回転中のカム部170の回転速度を増速又は減速させ、バルブ開放期間を変更するようになっている。
【0116】
ここでは、カム部材110,120が、第2回転軸部材としてのカム部170の回転速度を第1回転軸部材としてのカムシャフト100の一回転内で増減させて伝達する変速機構として機能する。
このような可変動弁機構の場合であっても、上述の各実施形態で説明したように、バルブ最大リフト時には、中間回転部材(ここでは、環状ディスク150)に左右対称なV字状の2つの荷重(合力FF)が作用することになる。なお、V字状の荷重が上向きになっているのは、ピン部材140がカム部170の最大リフト点に対してカムシャフト100の中心を挟んで反対側にあるためである。
【0117】
このため、カム部材110,120とディスクハウジング160との摺動面を潤滑するための油路を形成する際には、この荷重を考慮して、内燃機関に形成される潤滑油路から分岐させ、ディスクハウジング160の内部を通って、若しくは、カム部材110,120の内部を通じて、カム部材110,120とディスクハウジング160との摺動面に向かって油路を形成し、その開口部が、図16のB区間(この区間が荷重作用部分を除いた区間となる)に形成されるようにすれば良い。
【0118】
また、ディスクハウジング160(又はベアリング155)と環状ディスク150との摺動面を潤滑するための油路を形成する際には、この荷重を考慮して、内燃機関に形成される潤滑油路から分岐させ、ディスクハウジング160の内部を通って、ディスクハウジング160(又はベアリング155)と環状ディスク150との摺動面に向かって油路を形成し、その開口部が、図16のA区間〔この区間が荷重作用部分を除いた区間(図2の油路適正位置に対応する)となる〕に形成されるようにすれば良い。また、図16に二点鎖線で示すように、A区間の摺動面がつかるように油だまり(オイルバス)180を設けても良い。
【0119】
なお、第2回転軸部材としてのカム部170の回転速度を第1回転軸部材としてのカムシャフト100の一回転内で増減させて伝達する変速機構は、上述したものには限定されず、種々のものを採用しうる。
また、このような荷重(合力FF)を考慮した油路の設定方法は、カム部材110,120と図示しないシリンダヘッドとの摺動面にも適用しうるものであり、この場合には、図16の区間Cに相当する部位に油路の開口部を配置するのが好ましい。
【0120】
この本発明の可変動弁機構における荷重(合力FF)を考慮した油路の設定方法に関する技術は、荷重が影響する全ての摺動面において適用しうるものである。
【0121】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1記載の本発明の可変動弁機構によれば、第1回転軸部材と軸支部材との摺動面に確実に油膜形成が可能となり、焼付け等の不具合を防止できるという利点がある。また、確実に油膜形成が可能となったことにより、すべり軸受の採用が可能となり、システム全体としての低コスト化を図ることができるという利点がある。
【0122】
請求項2及び3記載の本発明の可変動弁機構によれば、保持部材と軸支部材との摺動面に確実に油膜を形成することが可能となり、焼付け等の不具合を防止できるという利点がある。また、確実に潤滑油を給油できることにより、すべり軸受の採用が可能となり、システム全体としての低コスト化を図ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構における油路の配置を示す模式的な断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構の係合ディスクに作用する力によってカムシャフト外周位置に発生する荷重を示すグラフである。
【図3】本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構の斜視図である。
【図4】本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構の要部縦断面図である。
【図5】本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構における不等速継手を示す断面図であり、図4のA−A矢視断面図である。
【図6】本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構の不等速機構についての作動特性を説明する特性図であり、(a1)〜(a5)は高速時の作動状態を示し、(b1)〜(b5)は低速時の作動状態を示す。
【図7】本発明の第1実施形態の可変動弁機構の不等速機構の設定を説明する図であり、機関のバルブリフト量,バルブ移動速度,バルブ移動加速度の変化例を示す図である。
【図8】本発明の第1実施形態の可変動弁機構の不等速機構の設定を説明する図であり、中間回転部材(係合ディスク)へ加わる力を説明する図である。
【図9】本発明の第1実施形態の可変動弁機構の不等速機構の設定を説明する図であり、カムの位相に応じて中間回転部材(係合ディスク)に加わる力のベクトルを示す図である。
【図10】本発明の第1実施形態の可変動弁機構の不等速機構の設定を説明する図であり、カムの位相に応じて中間回転部材(係合ディスク)に加わる力のベクトルを示す図であり、(A)は低速回転領域について、(B)は高速回転領域について、それぞれ示している。
【図11】本発明の第1実施形態の可変動弁機構の不等速機構の設定を説明する図であり、カム駆動に必要なトルクをカムシャフトの角度に対して示す図であり、機関の低速領域における場合を示している。
【図12】本発明の第1実施形態の可変動弁機構の不等速機構の設定を説明する図であり、カム駆動に必要なトルクをカムシャフトの角度に対して示す図であり、機関の高速領域における場合を示している。
【図13】本発明の第2実施形態にかかる可変動弁機構における不等速継手を示す断面図であり、図14のC−C矢視断面図である。
【図14】本発明の第2実施形態にかかる可変動弁機構の要部縦断面図である。
【図15】本発明の第2実施形態にかかる可変動弁機構における油路の配置を示す模式的な断面図である。
【図16】本発明の第3実施形態にかかる可変動弁機構における油路の配置を説明するための模式的な断面図である。
【図17】本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構における回転系に着目した油路の配置を示す模式的な断面図である。
【図18】本発明の第1実施形態にかかる可変動弁機構における回転系に着目した油路の配置を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
1 エンジン(内燃機関)のシリンダヘッド
2 バルブ(弁部材)
6 カム
10 摺動面
11 カムシャフト(第1回転軸部材)
11A 潤滑油路
11B 油路
11b 油路の開口部
12 カムローブ(第2回転軸部材)
13 不等速継手
14 コントロールディスク(軸支部材)
15 偏心部(軸支部)
16 係合ディスク(中間回転部材)
16A 第1溝部としてのスライダ用溝
16B 第2溝部としてのスライダ用溝
17 カムシャフト側スライダ(第1接続部材)
18 カムローブ側スライダ(第2接続部材)
19 ドライブアーム
30 偏心位置調整機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve mechanism that controls opening and closing of intake valves and exhaust valves of an internal combustion engine at a timing according to the operating state of the engine, and in particular, can output while increasing or decreasing the rotational speed of an input rotation in one rotation. The present invention relates to a variable valve mechanism using an inconstant velocity joint.
[0002]
[Prior art]
A reciprocating internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) is provided with an intake valve or an exhaust valve (hereinafter collectively referred to as an engine valve or simply a valve). Since the valve is driven in a valve lift state corresponding to the rotation phase, the valve opening / closing timing and opening period (the amount of time the valve is opened in units of the crank rotation angle) also depends on the cam shape and rotation phase. Will respond.
[0003]
By the way, in the case of an intake valve or an exhaust valve provided in an engine, the optimum opening / closing timing and opening period differ depending on the load state and speed state of the engine. Therefore, various so-called variable valve timing devices (variable valve mechanisms) have been proposed that can change the opening / closing timing and opening period of such valves.
In particular, an inconstant-velocity joint using an eccentric mechanism is interposed between the cam and the camshaft, and the camshaft is set at a position that is eccentric with respect to the camshaft-side rotating shaft. The cam can be increased, decreased, or phase-changed with respect to the rotational speed of the camshaft during one rotation so that the eccentric state of the cam-side rotating shaft in the eccentric mechanism (that is, the axial center position of the cam-side rotating shaft). A technique has also been developed in which the opening / closing timing and opening period of the valve can be adjusted by adjustment.
[0004]
Techniques using such an inconstant velocity joint include, for example, Japanese Patent Publication No. 47-20654, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-168309, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-18305, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-10630, Japanese Patent Application Laid-Open No. No. 238815, JP-A-8-144725, and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the variable valve mechanism of the internal combustion engine using the non-constant velocity joint as described above, the cam side rotary shaft is located between the cam shaft side rotary shaft and the cam side rotary shaft with respect to the cam shaft side rotary shaft. Is required to maintain a predetermined eccentric state (shaft support member), and in order to adjust the opening / closing timing and opening period of the valve, the position of the shaft support member is changed and the cam with respect to the camshaft side rotating shaft is changed. It is necessary to change the eccentric state of the side rotation shaft (generally, the position of the eccentric shaft center).
[0006]
Therefore, an inconstant velocity joint and a shaft support member are disposed on the outer periphery of the camshaft, and the cam side rotation shaft is held in a predetermined eccentric state with respect to the camshaft side rotation shaft by the shaft support member. .
Such a shaft support member rotates within a certain range when adjusting the opening / closing timing and opening period of the valve, but is basically a fixed side member, such as a cam side rotating shaft or a camshaft side. It does not rotate in conjunction with the rotating shaft, and a large friction is generated on the sliding surface between the camshaft and the constant velocity joint. Therefore, between the shaft supporting member and the camshaft or the shaft supporting member. It is necessary to supply lubricating oil or interpose a bearing between the constant velocity joint and the inconstant velocity joint.
[0007]
On the other hand, in any of the variable valve mechanisms of the internal combustion engine using the constant velocity joint as described above, the rotational force is transmitted to the cam through the constant velocity joint, but the rotational force is transmitted in this way. On the other hand, in an inconstant velocity joint, a connecting member (for example, a pin) that transmits a rotational force while sliding in a radial direction, for example, between a camshaft-side rotating member and a cam-side rotating member that rotate at eccentric rotation axes. The rotational force is transmitted through a complicated transmission path through several kinds of members including the member.
[0008]
In particular, in a connecting member such as a pin member, when a rotational force is transmitted between the camshaft side rotating member and the cam side rotating member, the rotational driving force from the camshaft side and the valve driving reaction force from the cam side are mutually different. Acts in the reverse direction. For this reason, a large load in which these rotational driving force and valve driving reaction force are combined is generated in the constant velocity joint having the connecting member in a direction orthogonal to the axial center line.
[0009]
When such a load is applied, a large vertical drag is applied between the inconstant velocity joint and these shaft support members and camshaft, or on the inner peripheral side and outer peripheral side sliding surfaces of the inconstant velocity joint. This causes a significant increase in frictional resistance. In order to reduce this, it is important to reduce the coefficient of friction by reliably supplying lubricating oil to the sliding surface.
However, the portion of the sliding surface where such a large load is applied has a high surface pressure due to the influence of the load, and even if an attempt is made to supply lubricating oil to this portion from the outside (inside or outside) of the sliding surface. The lubricating oil is pushed back into the oil passage, and the lubricating oil cannot be sufficiently supplied, resulting in poor lubrication due to insufficient lubricating oil, leading to a large frictional resistance. In this case, seizure or the like occurs between the inconstant velocity joint and these shaft support members and the camshaft.
[0010]
The present invention has been devised in view of the above-described problems. In a variable valve mechanism using an inconstant velocity joint provided with a member (shaft support member) that supports a cam side rotating shaft in an eccentric state, Considering the load acting on the joint, it is possible to supply lubrication oil to the sliding surface from a location where supply efficiency is good, so that the variable motion around the constant velocity joint can be performed well. An object is to provide a valve mechanism.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the variable valve mechanism according to the first aspect of the present invention receives the rotational force from the crankshaft of the internal combustion engine and is driven to rotate about the first rotational axis, and the lubricating oil passage is formed along the axial direction inside. And a shaft support portion having a second rotation axis different from the first rotation axis and parallel to the first rotation axis, and an outer periphery of the first rotation shaft member A shaft support member that can be relatively rotated or swingable to displace the second rotation axis, an intermediate rotation member that is supported by the shaft support member, and an intermediate member that is supported by the first rotation shaft member. A first connecting member that connects the rotating member to rotate the intermediate rotating member in conjunction with the first rotating shaft member; and a second rotating shaft member that rotates about the first rotating shaft and has a cam portion. And connecting the second rotating shaft member to the intermediate rotating member and rotating the second rotating member in conjunction with the intermediate rotating member. A second connecting member that is capable of functioning, and an intake air that is provided integrally with or separately from the second connecting member, and that corresponds to the rotational phase of the second rotating shaft member through the cam portion. A valve member for setting an inflow period or an exhaust discharge period; and a second rotation axis that is a rotation center of the shaft support portion of the shaft support member in accordance with an operating state of the internal combustion engine. A control member that is displaced between the first rotary shaft member and the outer circumferential surface of the first rotary shaft member branched from the lubricating oil passage so as to lubricate the sliding surface between the first rotary shaft member and the pivot support member. An oil path is formed toward the outer periphery of the first rotary shaft member, The intermediate rotating member system that rotates corresponding to the first rotating shaft member is set at a position substantially opposite to the second connecting member. It is characterized by that.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a variable valve mechanism according to the present invention, comprising: a first rotating shaft member that receives rotational force from a crankshaft of an internal combustion engine and is driven to rotate about a first rotating shaft; and the first rotating shaft member An intermediate rotation member rotatably provided on an outer periphery of the intermediate rotation member, and a shaft support portion having a second rotation axis different from the first rotation axis and parallel to the first rotation axis. A shaft support member provided so as to be relatively rotatable on the outer periphery and capable of displacing the second rotation axis; a holding member that rotatably holds the shaft support member on the internal combustion engine; and the first rotation shaft A first connecting member that connects the intermediate rotating member to the member so that the intermediate rotating member can rotate in conjunction with the first rotating member; and a second connecting member that rotates about the first rotational axis and has a cam portion. A rotating shaft member, and the second rotating shaft member is connected to the intermediate rotating member, and the second rotating member is connected to the intermediate rotating portion. A second connecting member that is rotatable in conjunction with the second connecting member, and provided integrally or separately with the second connecting member, and corresponding to the rotational phase of the second rotating shaft member through the cam portion. A valve member for setting an intake air inflow period or an exhaust discharge period to the combustion chamber, and a second rotational axis that is a rotation center of the shaft support part of the shaft support member in accordance with an operating state of the internal combustion engine is a first position. And a control member that is displaced between the second position and the control member. The control member is branched from a lubricating oil passage formed in the internal combustion engine, and the sliding surface between the holding member and the shaft support member is lubricated. An oil passage is formed through the inside of the holding member toward the outer peripheral surface of the shaft support member, and the opening of the oil passage formed on the outer peripheral surface of the shaft support member is in the middle when the valve member is opened and closed. It is formed on the sliding surface excluding the load acting part of the sliding surface on which the load generated on the rotating member acts. The opening of the oil passage is formed in a sliding surface portion within a range of approximately ± 90 ° with reference to the position of the second connecting member when the valve member is fully lifted. It is characterized by that.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, the variable valve mechanism according to the present invention receives rotational force from the crankshaft of the internal combustion engine and is driven to rotate about the first rotational axis, and a lubricating oil passage is formed along the axial direction. A first rotation shaft member and a shaft support portion having a second rotation axis that is different from the first rotation axis and parallel to the first rotation axis, and is rotated relative to the outer periphery of the first rotation shaft member. A shaft support member which is provided so as to be movable or swingable and capable of displacing the second rotation shaft center, an intermediate rotation member supported by the shaft support member, and the intermediate rotation member disposed on the first rotation shaft member. A first connecting member that is coupled to rotate the intermediate rotating member in conjunction with the first rotating shaft member; a second rotating shaft member that rotates about the first rotating shaft center and has a cam portion; The second rotating shaft member is connected to the intermediate rotating member so that the second rotating member can rotate in conjunction with the intermediate rotating member. An intake inflow period or exhaust gas into the combustion chamber of the internal combustion engine corresponding to the rotational phase of the second rotating shaft member, which is provided integrally with or separately from the two connecting members and the second connecting member. A valve member that sets a discharge period, and a second rotation axis that is a rotation center of the shaft support portion of the shaft support member is displaced between a first position and a second position in accordance with an operating state of the internal combustion engine. And a control member for branching from the lubricating oil passage so as to lubricate the sliding surface between the first rotating shaft member and the shaft support member, toward the outer peripheral surface of the first rotating shaft member. At least two An oil passage is formed and formed on the outer peripheral surface of the first rotating shaft member. At least one The load acting portion of the sliding surface where the load of the oil passage acts on the intermediate rotating member when the valve member is opened and closed In minutes Formed Be It is characterized by that.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1 to 12, 17 and 18 show a variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 13 to 15 show a variable valve mechanism according to the second embodiment of the present invention. Is shown.
[0015]
First, the first embodiment will be described.
The internal combustion engine according to this embodiment is a reciprocating internal combustion engine, and the variable valve mechanism according to this embodiment includes an intake valve or an exhaust valve (generally referred to as an engine valve) installed above a cylinder. Or simply called a valve).
[0016]
3 and 4 are a perspective view and a cross-sectional view showing the main part of the variable valve mechanism. As shown in FIGS. 3 and 4, the cylinder head 1 opens and closes an intake port or an exhaust port (not shown). Accordingly, a valve (valve member) 2 is provided, and a valve spring (not shown) that urges the
[0017]
Further, the
[0018]
As shown in FIGS. 3 and 4, the variable valve mechanism is a camshaft (first shaft) that is rotationally driven in conjunction with an engine crankshaft (not shown) via a belt (timing belt) 41 and a
[0019]
The
[0020]
As shown in FIG. 4, the bearing portion 7 has a split structure, and a bearing lower half portion 7 </ b> A formed in the cylinder head 1 and a bearing joined to the bearing lower half portion 7 </ b> A from above. The cap 7B and a bolt (not shown) that couples the bearing cap 7B to the bearing
An inconstant velocity joint 13 is provided between the
[0021]
The variable valve mechanism is suitable for a multi-cylinder engine. When the variable valve mechanism is applied to a multi-cylinder engine, a
The inconstant velocity joint 13 includes a control disk (shaft support member) 14 rotatably supported on the outer periphery of the
[0022]
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 3, each of the
[0023]
As shown in FIG. 4, on one surface of the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
By the way, between the slider
[0027]
When the rotation is transmitted in this manner, the
[0028]
Such rotational phase characteristics on the
That is, as shown in FIG. 6 (a1), the rotation center (second rotation center axis) O of the
[0029]
As shown by a curve PA1 in FIG. 6, when the camshaft rotation angle as shown in FIG. 6A1 is 0, the
The rotational phase characteristics on the
[0030]
Therefore, as shown by the curve PA1 in FIG. 6, when the
[0031]
Further, when the
[0032]
Here, when the position of the
[0033]
In the lift curve characteristic indicated by the curve VL1, the valve opening timing (opening start timing) ST1 is earlier than the lift curve base opening timing ST0, and the valve closing timing (opening end timing) ET1 is the lift curve base closing timing ET0. Will be slower. The valve opening timing ST1 is earlier than the lift curve base because the rotational phase angle is advanced on the
[0034]
On the other hand, as shown in FIG. 6 (b1), the rotation center (second rotation center axis) O of the
[0035]
That is, as shown by a curve PA2 in FIG. 6, when the camshaft rotation angle as shown in FIG. 6 (a1) is 0, the
[0036]
Further, when the
[0037]
Thus, when the
In the lift curve characteristic indicated by the curve VL2, the valve opening timing (opening start timing) ST2 is later than the lift curve base opening timing ST0, and the valve closing timing (opening end timing) ET2 is the lift curve base closing timing. It will be faster than ET0.
[0038]
The reason why the valve opening timing ST2 is later than the lift curve base is that the rotational phase angle of the
[0039]
In this way, the rotation center (second rotation center axis) O of the
[0040]
For this reason, as shown in FIG. 6 (a1), the rotation center (second rotation center axis) O of the
[0041]
Then, the rotation center (second rotation center axis) O of the
That is, the second rotation center axis O 2 Is shifted from the upper eccentric position shown in FIG. 6 (a1) to the lower position, the valve characteristic approaches the lift curve base characteristic shown by the curve VL0 from the lift curve characteristic (high speed characteristic) shown by the curve VL1, Second rotation center axis O 2 Is the first rotation center axis O 1 When the height is substantially equal to (there is no deviation in the vertical direction), the valve characteristics are almost similar to the lift curve base characteristics. Further, the second rotation center axis O 2 Is shifted toward the downward eccentric position shown in FIG. 6 (b1), the valve characteristic approaches the lift curve characteristic (low speed characteristic) indicated by the curve VL2 from the lift curve base characteristic indicated by the curve VL0.
[0042]
Therefore, for example, according to the engine operating state such as the engine speed (rotational speed), the second rotation center axis O 2 If the position of the
Rotation center (second rotation center axis) O of the
[0043]
As shown in FIGS. 3 and 4, the eccentric
[0044]
That is, as shown in FIG. 3, the
[0045]
Then, for example, when the engine is at high speed or high load, the rotational phase of the
[0046]
Incidentally, the
[0047]
When the eccentric
[0048]
In addition, when this variable valve mechanism is applied to a four-cylinder engine, a
By the way, as shown in FIG. 5, the
[0049]
The
[0050]
Therefore, as described above, the
[0051]
When the sliding portion between the
[0052]
On the other hand, a sliding surface between the
This is because if a bearing is interposed on both the sliding surface of the
[0053]
Therefore, as shown in FIG. 4, a lubricating
[0054]
Here, the position of the
The position of the
[0055]
A rotational force (that is, cam driving torque) corresponding to the rotation of the crankshaft of the engine is applied to the
Considering the force applied to the
[0056]
As shown in FIG. 7, since the direction of the torque acting on the cam is reversed at the maximum valve lift point, the cam drive torque is reversed from positive to negative at the maximum valve lift point.
Considering the force applied to the
[0057]
Here, assuming that the
[0058]
When the valve is moving in the closing direction, the resultant force FF is a direction perpendicular to a straight line connecting the center of the
[0059]
The force that supports the
[0060]
Therefore, a vector of the resultant force FF applied to the
Further, the upward direction of the vertical axis in FIG. 9 indicates the rotation center (first rotation center axis) O at the maximum valve lift. 1 Shows the position of the cam
[0061]
In FIG. 9, FL1 indicates the magnitude and direction of the resultant force FF applied to the
As shown in FL1 in FIG. 9, when the valve is opened, the cam drive force T is reached when the maximum cam drive torque is reached from the start of valve opening. 1 Is the maximum, and the resultant force FF applied to the
[0062]
Further, as shown in FL2 in FIG. 9, when the valve is closed, the cam driving force T is reached when the maximum downward cam driving torque is reached before the valve starts closing. 1 Is the maximum, and the resultant force FF applied to the
[0063]
In the variable valve mechanism, the valve lift period is adjusted according to the rotational speed of the engine, the valve lift period is adjusted to be shorter at low speeds, and the valve lift period is adjusted to be longer at high speeds. A characteristic diagram (vector diagram) of the resultant force FF applied to the
[0064]
In FIG. 10, (A) shows when the engine is rotating at low speed, and (B) shows when the engine is rotating at high speed.
As shown in FIG. 10A, when the engine rotates at a low speed, the valve lift period is adjusted to be short, and the cam drive torque T L Since the valve spring force is mainly used, the maximum cam driving torque maximum point and the maximum cam driving torque maximum point both approach the maximum valve lift point. Therefore, the maximum load direction of the resultant force FL1 when the valve is opened approaches the right side of the horizontal axis (the direction clockwise by 90 ° from the phase angle of the cam
[0065]
Therefore, the directions of the two maximum loads applied to the
Further, as shown in FIG. 10B, during the high speed rotation of the engine, the valve lift period is adjusted to be longer and the cam drive torque T H Since the inertia force of the valve is mainly, the maximum cam drive torque maximum point and the maximum cam drive torque maximum point both move away from the maximum valve lift point. Accordingly, the maximum load direction of the resultant force FL1 when the valve is opened is accordingly moved away from the right side of the horizontal axis (the direction clockwise by 90 ° from the cam
[0066]
Therefore, the directions of the two maximum loads applied to the
11 and 12 show the torque required for cam drive, that is, the cam drive torque to be applied to the
[0067]
Thus, considering the force applied to the
Next, the position setting of the
[0068]
As shown in FIGS. 8 and 9, when the valve is moved in the opening direction, the cam driving force T1 and the reaction force F1 act on the
[0069]
For this reason, when the cam
[0070]
Then, after passing the point B in FIG. 1 which is the maximum lift point, the resultant force FF is in a direction perpendicular to a straight line connecting the center of the
[0071]
At this point C, since the sliding
When the
[0072]
Here, FIG. 2 is a diagram showing the load applied to the sliding
[0073]
Thus, a relatively large load is applied at both the high speed and the low speed at positions a and b (corresponding to a and b in FIG. 1) of the outer periphery of the sliding
[0074]
By the way, in this embodiment, the load acting on the a part and the b part becomes a problem because the load generation region before and after the process of generating the maximum load (the resultant force FF), that is, the cam
[0075]
Therefore, in the valve lift region, it is only necessary that the
On the other hand, paying attention to the cam
[0076]
When the
[0077]
In this case, the position is set almost opposite to the cam
Since the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention is configured as described above, in an internal combustion engine equipped with such a variable valve mechanism, the
[0078]
In other words, the
[0079]
Then, through the operation control of the
[0080]
In this manner, valve driving suitable for the engine operating state can be performed while controlling the rotational phase (position) of the
[0081]
In this variable valve mechanism, as shown in FIG. 1, the
[0082]
Therefore, according to the present variable valve mechanism, an oil film can be reliably formed on the sliding
Further, since an oil film can be reliably formed through the lubricating
[0083]
Here, the case where the position of the
In this way, the
[0084]
When attention is paid to such a rotating system, that is, it corresponds to the content described for the resultant force FF with reference to FIG. 8, the phase is shifted by approximately ± 90 ° with respect to the cam
For this reason, the
[0085]
If the position of the
Since the
[0086]
Here, one
[0087]
If the two oil passages 11BA and 11BB are provided in this way, when the valve is moving in the opening direction, the load acting portion (the left side in FIG. 18) forward of the cam
[0088]
On the other hand, when the valve is moving in the closing direction, the load acting portion (right side in FIG. 18) behind the rotational direction is a portion where it is difficult to supply the lubricating oil to the cam
[0089]
Therefore, one of the two oil passages 11BA and 11BB provided so that the opening is formed in the load acting portion where it is difficult to supply the lubricating oil to the sliding
[0090]
In this case, the openings 11ba and 11bb of the two oil passages 11BA and 11BB are formed in a load acting portion where it is difficult to supply the lubricating oil when the valve is pushed up or when the valve is returned. The position of the portion is not limited to this, and one opening is formed in a load acting portion where it is difficult to supply the lubricating oil, and the other opening is a portion excluding the load acting portion where it is difficult to supply the lubricating oil. You may make it form in.
[0091]
Here, the two oil passages 11BA and 11BB are provided, but the present invention is not limited to this, and a larger number of oil passages may be provided.
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, the constant velocity joint is different from that of the first embodiment. That is, as shown in FIGS. 13 and 14, the inconstant velocity joint 70 of the present embodiment is an engagement disk (intermediate rotating member) supported rotatably on the outer periphery of the camshaft (first rotating shaft member) 11. ) 71, a camshaft side slider (first connecting member) 78 and a cam lobe side slider (second connecting member) 79 connected to the
[0092]
The constant velocity joint 70 is supported by the cylinder head 1 of the engine via a holder (holding member) 74. That is, the
[0093]
Here, the
Further, as shown in FIG. 13, a
[0094]
The
The
[0095]
On the other hand, the cam
[0096]
Therefore, when the
Therefore, in the constant velocity joint 70, the rotation of the
[0097]
When the rotation is transmitted in this manner, the
[0098]
Therefore, for example, according to the engine operating state such as the engine speed (rotational speed), the second rotation center axis O 2 If the position of the valve is adjusted continuously or stepwise, the valve (valve member) can be driven with characteristics always suitable for the operating state of the engine.
Rotation center (second rotation center axis) O of the
[0099]
Since the configuration of the eccentric
By the way, as shown in FIG. 13, the
[0100]
In addition, about the structure of the sliding
Here, the supply of the lubricating oil to the sliding contact surface between the
[0101]
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, a sliding contact surface between the
[0102]
The position of the
That is, the force applied to the
[0103]
When the valve is closed, the cam drive force T is reached when the maximum descending cam drive torque is reached before the valve starts closing. 1 Is the maximum, and the resultant force FF applied to the
[0104]
As described above, the directions of the two maximum loads applied to the
[0105]
For this reason, pressure is applied to the sliding surface portions (the load acting surface portion in FIG. 15) in the acting direction of the two maximum loads among the sliding surfaces of the
[0106]
Therefore, the opening 74a of the
[0107]
Since the other components of the variable valve mechanism are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
Since the variable valve mechanism according to the second embodiment of the present invention is configured as described above, an internal combustion engine having such a variable valve mechanism is operated in the same manner as in the first embodiment described above. .
[0108]
Further, in the present variable valve mechanism, as shown in FIG. 15, the
Therefore, according to this variable valve mechanism, an oil film can be reliably formed on the sliding surface portion between the
[0109]
Further, since an oil film is reliably formed between the outer peripheral surface of the
Further, since an oil film can be reliably formed through the lubricating
[0110]
The variable valve mechanism according to the present invention is not limited to the configuration of each embodiment, and both the exhaust valve side and the intake valve side are driven by a single actuator. The configuration according to each embodiment may be partially applied to only one of the exhaust valve side and the intake valve side.
Further, the present invention is not limited to the variable valve mechanism of each embodiment, but can be applied to each variable valve mechanism described with reference to each publication number in the column of the prior art.
[0111]
Furthermore, in the variable valve mechanism of each embodiment, the axis of the first pin member and the axis of the second pin member are connected to the first rotation center axis O. 1 The axis of the first pin member and the first rotation center axis O are shifted by approximately 180 ° around 1 The second pin members are arranged so that the shaft centers thereof are aligned in a substantially straight line, but the relative positional relationship between the shaft center of the first pin member and the shaft center of the second pin member is not limited to this. , The axis of the first pin member and the first rotation center axis O 1 And the axis of the second pin member may be arranged at an angle other than 180 ° (for example, an obtuse angle or an acute angle).
[0112]
Furthermore, since the constant velocity joint can be installed for each cylinder, it is not limited to the shape and form of the engine, and any type of engine including various in-line multi-cylinder engines such as a 4-cylinder engine. In contrast, this mechanism can be applied.
In addition, the valve drive mode between the valve stem and the cam in the variable valve mechanism is not limited to the one shown in the embodiment, and for example, can be applied to various valve drive modes described as the prior art. It is possible.
[0113]
Here, for example, a case where the present invention is applied to a variable valve mechanism as disclosed in JP-A-7-238815 will be described as a third embodiment.
As shown in FIG. 16, such a variable valve mechanism includes an annular disc (intermediate rotary member) 150 provided with an annular gap on the outer periphery of a camshaft (first rotary shaft member) 100, and a valve member. The cam portion (second rotary shaft member) 170 for driving the intake valve or the exhaust valve of the cylinder and the
[0114]
The
[0115]
Then, the
[0116]
Here, the
Even in the case of such a variable valve mechanism, as described in the above embodiments, at the time of maximum valve lift, the V-shaped 2 symmetrical to the intermediate rotating member (here, the annular disk 150) is symmetric. Two loads (the resultant force FF) will act. The reason why the V-shaped load is upward is that the
[0117]
For this reason, when forming an oil passage for lubricating the sliding surface between the
[0118]
Further, when an oil passage for lubricating the sliding surface between the disk housing 160 (or the bearing 155) and the
[0119]
Note that the speed change mechanism that increases and decreases the rotation speed of the cam portion 170 as the second rotation shaft member within one rotation of the
Further, the oil path setting method in consideration of such a load (the resultant force FF) can be applied to the sliding surface between the
[0120]
The technology relating to the oil passage setting method in consideration of the load (the resultant force FF) in the variable valve mechanism of the present invention can be applied to all sliding surfaces affected by the load.
[0121]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the variable valve mechanism of the present invention described in claim 1, it is possible to reliably form an oil film on the sliding surface between the first rotating shaft member and the shaft support member, which causes problems such as seizure. There is an advantage that can be prevented. In addition, since the oil film can be reliably formed, a slide bearing can be adopted, and there is an advantage that the cost of the entire system can be reduced.
[0122]
According to the variable valve mechanism of the second and third aspects of the present invention, it is possible to reliably form an oil film on the sliding surface between the holding member and the shaft support member, and it is possible to prevent problems such as seizure. There is. Further, since the lubricating oil can be reliably supplied, a sliding bearing can be adopted, and there is an advantage that the cost of the entire system can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an arrangement of oil passages in a variable valve mechanism according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a load generated at an outer peripheral position of the camshaft by a force acting on an engagement disk of the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of a variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an essential part of the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing the inconstant velocity joint in the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4;
FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the operating characteristics of the inconstant speed mechanism of the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention, wherein (a1) to (a5) show operating states at high speed; (B1)-(b5) show the operating state at low speed.
FIG. 7 is a diagram for explaining the setting of the inconstant speed mechanism of the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing a change example of the valve lift amount, the valve moving speed, and the valve moving acceleration of the engine. is there.
FIG. 8 is a diagram illustrating the setting of the inconstant speed mechanism of the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating the force applied to the intermediate rotating member (engagement disk).
FIG. 9 is a diagram for explaining the setting of the inconstant speed mechanism of the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention, in which a vector of force applied to the intermediate rotating member (engagement disk) according to the phase of the cam is calculated. FIG.
FIG. 10 is a diagram for explaining the setting of the inconstant speed mechanism of the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention, in which a vector of force applied to the intermediate rotating member (engaging disk) according to the phase of the cam is calculated. FIG. 5A shows a low-speed rotation area, and FIG. 5B shows a high-speed rotation area.
FIG. 11 is a view for explaining the setting of the inconstant speed mechanism of the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention, and shows the torque required for driving the cam with respect to the angle of the camshaft; The case in the low-speed region is shown.
FIG. 12 is a view for explaining the setting of the inconstant speed mechanism of the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention, and shows the torque required for driving the cam with respect to the angle of the camshaft; The case in the high-speed region is shown.
13 is a cross-sectional view showing an inconstant velocity joint in a variable valve mechanism according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of an essential part of a variable valve mechanism according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of oil passages in a variable valve mechanism according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining the arrangement of oil passages in a variable valve mechanism according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing an oil passage arrangement focusing on a rotating system in the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing an oil passage arrangement focusing on a rotating system in the variable valve mechanism according to the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Cylinder head of engine (internal combustion engine)
2 Valve (Valve member)
6 cams
10 Sliding surface
11 Camshaft (first rotating shaft member)
11A Lubricating oil passage
11B oil passage
11b Oil passage opening
12 Cam lobe (second rotary shaft member)
13 Constant velocity joint
14 Control disk (shaft support member)
15 Eccentric part (shaft support)
16 Engagement disc (intermediate rotating member)
16A Slider groove as first groove
16B Slider groove as second groove
17 Camshaft side slider (first connecting member)
18 Cam lobe side slider (second connecting member)
19 Drive arm
30 Eccentric position adjustment mechanism
Claims (3)
該第1回転軸心とは異なり且つ該第1回転軸心と平行な第2回転軸心を有する軸支部を備えると共に該第1回転軸部材の外周に相対回転可能又は揺動可能に設けられて該第2回転軸心を変位させうる軸支部材と、
該軸支部材に軸支された中間回転部材と、
該第1回転軸部材に該中間回転部材を連結して該中間回転部材を該第1回転軸部材と連動して回転可能とする第1接続部材と、
該第1回転軸心回りに回転しカム部を有する第2回転軸部材と、
該中間回転部材に該第2回転軸部材を連結して該第2回転部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする第2接続部材と、
該第2接続部材と一体又は別体に設けられて、該カム部を通じて該第2回転軸部材の回転位相に対応して該内燃機関の燃焼室への吸気流入期間又は排気放出期間を設定する弁部材と、
該内燃機関の運転状態に応じて該軸支部材の該軸支部の回転中心である該第2回転軸心を第1位置と第2位置との間で変位させる制御用部材とをそなえ、
該第1回転軸部材と該軸支部材との摺動面を潤滑するように該潤滑油路から分岐して該第1回転軸部材の外周面に向かって油路が形成され、
該第1回転軸部材の外周面に形成される該油路の開口部が、該第1回転軸部材と対応して回転する該中間回転部材の系に対し、該第2接続部材とほぼ反対位置に設定されることを特徴とする、可変動弁機構。A first rotating shaft member that receives rotational force from a crankshaft of an internal combustion engine and is driven to rotate about a first rotating shaft center, and in which a lubricating oil passage is formed along the axial direction;
A shaft support portion having a second rotation axis that is different from the first rotation axis and parallel to the first rotation axis is provided, and is provided on the outer periphery of the first rotation shaft member so as to be relatively rotatable or swingable. A shaft support member capable of displacing the second rotation axis;
An intermediate rotating member pivotally supported by the pivoting member;
A first connecting member that couples the intermediate rotating member to the first rotating shaft member and enables the intermediate rotating member to rotate in conjunction with the first rotating shaft member;
A second rotating shaft member rotating around the first rotating shaft center and having a cam portion;
A second connecting member that couples the second rotating shaft member to the intermediate rotating member and enables the second rotating member to rotate in conjunction with the intermediate rotating member;
An intake inflow period or an exhaust discharge period to the combustion chamber of the internal combustion engine is set corresponding to the rotational phase of the second rotating shaft member through the cam portion, provided integrally with or separately from the second connection member. A valve member;
A control member for displacing the second rotational axis, which is the rotation center of the shaft support portion of the shaft support member, between the first position and the second position in accordance with the operating state of the internal combustion engine;
An oil path is formed to branch from the lubricating oil path so as to lubricate the sliding surface between the first rotating shaft member and the shaft support member and toward the outer peripheral surface of the first rotating shaft member;
The opening of the oil passage formed on the outer peripheral surface of the first rotating shaft member is substantially opposite to the second connecting member with respect to the system of the intermediate rotating member that rotates corresponding to the first rotating shaft member. A variable valve mechanism characterized by being set to a position .
該第1回転軸部材の外周に回転可能に設けられた中間回転部材と、
該第1回転軸心とは異なり且つ該第1回転軸心と平行な第2回転軸心を有する軸支部を備えると共に該中間回転部材の外周に相対回転しうるように設けられて該第2回転軸心を変位させうる軸支部材と、
該軸支部材を該内燃機関に回動自在に保持する保持部材と、
該第1回転軸部材に該中間回転部材を連結して該中間回転部材を該第1回転部材と連動して回転可能とする第1接続部材と、
該第1回転軸心回りに回転しカム部を有する第2回転軸部材と、
該中間回転部材に該第2回転軸部材を連結して該第2回転部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする第2接続部材と、
該第2接続部材と一体又は別体に設けられて、該カム部を通じて該第2回転軸部材の回転位相に対応して該内燃機関の燃焼室への吸気流入期間又は排気放出期間を設定する弁部材と、
該内燃機関の運転状態に応じて該軸支部材の該軸支部の回転中心である該第2回転軸心を第1位置と第2位置との間で変位させる制御用部材とをそなえ、
該内燃機関に形成される潤滑油路から分岐し、該保持部材と該軸支部材との摺動面を潤滑するように該保持部材の内部を貫通し該軸支部材の外周面に向かって油路が形成され、
該軸支部材の外周面に形成される該油路の開口部が、該弁部材の開閉時に該中間回転部材に生じる荷重が作用する該摺動面の荷重作用部分を除いた該摺動面に形成され、
該油路の該開口部が、該弁部材の最大リフト時における該第2接続部材の位置を基準として略±90°の範囲内の摺動面部分に形成されることを特徴とする、可変動弁機構。A first rotating shaft member that receives rotational force from a crankshaft of the internal combustion engine and is driven to rotate about the first rotating shaft center;
An intermediate rotating member rotatably provided on the outer periphery of the first rotating shaft member;
Different from the first rotation axis and having a shaft support portion having a second rotation axis parallel to the first rotation axis, the second rotation axis is provided so as to be relatively rotatable on the outer periphery of the intermediate rotation member. A shaft support member capable of displacing the rotation axis;
A holding member that rotatably holds the shaft support member on the internal combustion engine;
A first connecting member that couples the intermediate rotating member to the first rotating shaft member and enables the intermediate rotating member to rotate in conjunction with the first rotating member;
A second rotating shaft member rotating around the first rotating shaft center and having a cam portion;
A second connecting member that couples the second rotating shaft member to the intermediate rotating member and enables the second rotating member to rotate in conjunction with the intermediate rotating member;
An intake inflow period or an exhaust discharge period to the combustion chamber of the internal combustion engine is set corresponding to the rotational phase of the second rotating shaft member through the cam portion, provided integrally with or separately from the second connection member. A valve member;
A control member for displacing the second rotational axis, which is the rotation center of the shaft support portion of the shaft support member, between the first position and the second position in accordance with the operating state of the internal combustion engine;
Branching from a lubricating oil passage formed in the internal combustion engine, passing through the inside of the holding member so as to lubricate the sliding surface between the holding member and the shaft support member, toward the outer peripheral surface of the shaft support member An oil passage is formed,
The oil passage opening formed on the outer peripheral surface of the shaft support member is a sliding surface excluding a load acting portion of the sliding surface on which a load generated on the intermediate rotating member acts when the valve member is opened and closed. It is formed on,
The opening of the oil passage is formed in a sliding surface portion within a range of approximately ± 90 ° with respect to the position of the second connecting member when the valve member is fully lifted. Variable valve mechanism.
該第1回転軸心とは異なり且つ該第1回転軸心と平行な第2回転軸心を有する軸支部を備えると共に該第1回転軸部材の外周に相対回転可能又は揺動可能に設けられて該第2回転軸心を変位させうる軸支部材と、
該軸支部材に軸支された中間回転部材と、
該第1回転軸部材に該中間回転部材を連結して該中間回転部材を該第1回転軸部材と連動して回転可能とする第1接続部材と、
該第1回転軸心回りに回転しカム部を有する第2回転軸部材と、
該中間回転部材に該第2回転軸部材を連結して該第2回転部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする第2接続部材と、
該第2接続部材と一体又は別体に設けられて、該カム部を通じて該第2回転軸部材の回転位相に対応して該内燃機関の燃焼室への吸気流入期間又は排気放出期間を設定する弁部材と、
該内燃機関の運転状態に応じて該軸支部材の該軸支部の回転中心である該第2回転軸心を第1位置と第2位置との間で変位させる制御用部材とをそなえ、
該第1回転軸部材と該軸支部材との摺動面を潤滑するように該潤滑油路から分岐して該第1回転軸部材の外周面に向かって少なくとも2つの油路が形成され、
該第1回転軸部材の外周面に形成される少なくとも1つの油路の開口部が、該弁部材の開閉時に該中間回転部材に生じる荷重が作用する該摺動面の荷重作用部分に形成されることを特徴とする、可変動弁機構。A first rotating shaft member that receives rotational force from a crankshaft of an internal combustion engine and is driven to rotate about a first rotating shaft center, and in which a lubricating oil passage is formed along the axial direction;
A shaft support portion having a second rotation axis that is different from the first rotation axis and parallel to the first rotation axis is provided, and is provided on the outer periphery of the first rotation shaft member so as to be relatively rotatable or swingable. A shaft support member capable of displacing the second rotation axis;
An intermediate rotating member pivotally supported by the pivoting member;
A first connecting member that couples the intermediate rotating member to the first rotating shaft member and enables the intermediate rotating member to rotate in conjunction with the first rotating shaft member;
A second rotating shaft member rotating around the first rotating shaft center and having a cam portion;
A second connecting member that couples the second rotating shaft member to the intermediate rotating member and enables the second rotating member to rotate in conjunction with the intermediate rotating member;
An intake inflow period or an exhaust discharge period to the combustion chamber of the internal combustion engine is set corresponding to the rotational phase of the second rotating shaft member through the cam portion, provided integrally with or separately from the second connection member. A valve member;
A control member for displacing the second rotational axis, which is the rotation center of the shaft support portion of the shaft support member, between the first position and the second position in accordance with the operating state of the internal combustion engine;
Branching from the lubricating oil passage so as to lubricate the sliding surface between the first rotating shaft member and the shaft support member, and at least two oil passages are formed toward the outer peripheral surface of the first rotating shaft member;
At least one opening of the oil passage, formed in the load operating unit amount of the sliding surface of the load caused the intermediate rotary member acting upon the opening and closing of the valve member formed on an outer circumferential surface of the first rotating shaft member A variable valve mechanism characterized by that.
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