JP4131043B2

JP4131043B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine

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Publication number: JP4131043B2
Application number: JP22203998A
Authority: JP
Inventors: 健朝倉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2018-08-05
Also published as: JP2000054814A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバルブ特性を可変とする可変動弁装置に関し、特にカムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた３次元カムを備えたカムシャフトを軸方向に摺動させ、機関バルブを押圧する部分のカムプロフィールを可変とすることでバルブ特性を可変とする装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような可変動弁装置としては、例えば特開平７−２６９２０号公報に記載された装置が知られている。
【０００３】
図３は、上記公報に記載の可変動弁装置の側部構造を示す断面図である。
同公報に記載の可変動弁装置は、３次元カム１０２を備えるカムシャフト１０１をその軸方向（カム軸方向）に変位させる油圧アクチュエータ１１０を備えている。油圧アクチュエータ１１０は、内燃機関本体を構成するシリンダヘッド部に固定されたケース１１１と、このケース１１１の内部に形成された円筒形状のシリンダ室１１２と、同シリンダ室１１２内にカム軸方向に変位可能に配設されたピストン１１３とから構成されている。カムシャフト１０１はピストン１１３に相対回転可能に支持され且つ、カム軸方向には一体となって移動可能に連結されている。
【０００４】
シリンダ室１１２内の空間は、ピストン１１３によって２つの空間１１４，１１５に区画されている。そしてこれら空間１１４，１１５に充填される作動油の圧力差に基づき、ピストン１１３はカムシャフト１０１と共にカム軸方向に変位される。こうしてカムシャフト１０１をカム軸方向に変位させることで、３次元カム１０２の機関バルブ（図示略）と当接される部位のカムプロフィールを変化させ、同機関バルブのバルブ特性を可変とする構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
こうした装置では、カム軸方向に対する構成部材の寸法公差や組み付け公差が極めて重要となる。３次元カムのカム軸方向の位置にずれが生じると、機関バルブを押圧する部分のカムプロフィールが変わり、機関バルブのバルブ特性も変わってしまうからである。したがって、構成部材に極めて高い精度が要求され、加工コストの増大も避けられないものとなっていた。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、３次元カムのカム軸方向に対する位置精度要求を容易に満たして、その安定した可変動弁特性を維持することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内燃機関の可変動弁装置において、内燃機関本体に対して回転可能且つ軸方向に摺動可能に支持され、軸方向に沿って連続的にカムプロフィールが変化する３次元カムを備えるカムシャフトと、前記カムシャフトに対して相対回転可能に且つ、同カムシャフトと一体となってその軸方向に摺動可能に同カムシャフトの一端に連結される摺動部材と、前記内燃機関本体に固定されて前記摺動部材を前記カムシャフトの軸方向に移動させるアクチュエータと、前記内燃機関本体若しくは同内燃機関本体に一体に固定された特定の部材に対する前記摺動部材の当接に基づいて、前記カムシャフトの同内燃機関本体に対する軸方向の移動を係止する係止機構とを備え、前記係止機構による前記摺動部材の当接位置を前記カムシャフトの前記内燃機関本体に対する軸方向の基準位置として設定したことをその要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、カムシャフトの内燃機関本体に対する軸方向の移動は、内燃機関本体若しくは同本体に一体に固定された特定の部材と、カムシャフトと共にその軸方向に移動する摺動部材との当接に基づきカムシャフトの移動を係止する係止機構により係止されるようになる。この係止される当接位置をカムシャフトの内燃機関本体に対する軸方向の基準位置として設定することで、内燃機関本体に対するカムシャフトの位置を容易かつ確実に把握することができる。そのため、可変動弁装置の内燃機関への組みつけ時におけるカムシャフトの軸方向の位置決めを容易かつ確実に向上することができるようになる。
【０００９】
また、可変動弁装置の動作時においても、カムシャフトを基準位置に位置させることで、カムシャフトの軸方向位置を的確に把握することができるようになる。その結果、カムシャフトの位置決め制御を容易かつ確実に行うことができるようになる。なお、カムシャフトを基準位置に位置させるには、同カムシャフトを基準位置に向けて係止機構が作動するまで移動させるだけでよいため、軸方向位置の把握は容易に行うことができる。
【００１０】
このように、容易かつ的確にカムシャフトの軸方向位置を把握することのできる基準位置を設定することで、カムシャフトの組み付け精度の向上や動作時の位置決め精度を向上することができ、ひいてはバルブ特性制御の制御精度を高めることができるようになる。
【００１１】
なおその軸方向に対するカムシャフトの移動を係止する基準位置において当接される内燃機関本体若しくは同本体に固定された特定の部材と摺動部材とは、カムシャフトが回転しても互いに相対回転せず、当接する面同士の摺動が生じないため、摩耗損傷が生じて位置精度が低下することもない。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記係止機構は、前記内燃機関本体若しくは同内燃機関本体に固定された特定の部材に形成された第１の当接面と、前記摺動部材に形成された第２の当接面とを有し、前記第１及び第２の当接面の間には、前記カムシャフトの軸方向の位置を調整するためのシムが介設されてなることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、基準位置におけるカムシャフトの内燃機関本体に対する軸方向の位置の公差を第１及び第２の当接面間に介設されたシムの厚さでもって調整できるため、カムシャフトの軸方向の位置を容易かつ高精度に合わせることができるようになる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記第１の当接面は、前記アクチュエータの前記カムシャフト側の側面に設けられていることをその要旨とする。
【００１７】
上記のように基準位置を設定する場合、内燃機関本体に対するカムシャフトの軸方向の位置精度を確保するためには、可変動弁装置の構成部材における内燃機関本体から第１の当接面までの軸方向の寸法精度と、第２の当接面からカムシャフトまでの寸法精度を確保することが必要とされる。上記構成によれば、基準位置をカムシャフトの近傍に設定することができるため、カムシャフトの軸方向の寸法精度が要求される部位を減らすことができるようになる。その結果、高精度の加工が要求される部位を少なくし、加工コストを低減することができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる内燃機関の可変動弁装置の一実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態の可変動弁装置の構成を示す側部断面図及び同装置の油圧回路構成を示すブロック図を併せて示した図である。
本実施の形態の可変動弁装置は、３次元カム２を備えるカムシャフト１と、同カムシャフト１を回転可能に支持すると共に、これと一体となってカム軸方向に変位可能なロッド５と、同ロッド５及びカムシャフト１をカム軸方向に変位させる油圧アクチュエータ１０とを備えて構成される。
【００２２】
カムシャフト１は、内燃機関本体を構成するシリンダヘッド部６に回転可能かつその軸方向（カム軸方向）に変位可能に支持されており、同機関の出力軸（図示略）の回転に基づき回転駆動される。このカムシャフト１には、カム軸方向に沿って連続的に変化するカムプロフィールを有する３次元カム２が設けられている。この３次元カム２のカムプロフィールは、同図１に示されるように左側のバルブリフト量並びに開弁作用角が大きく、高速及び高負荷運転に適したカムプロフィールから、バルブリフト量並びに開弁作用角が小さく、低速及び低負荷運転に適したカムプロフィールまで連続的に変化している。３次元カム２のカムプロフィール面は、このようにカム軸方向に沿って傾斜しており、しかも油圧アクチュエータ１０側のリフト量が高くなる形状となっている。このため、３次元カム２が押圧する機関バルブ（図示略）のバルブスプリングの付勢力によって、カムシャフト１は常時油圧アクチュエータ１０側（図１の左側）に向けて付勢される。
【００２３】
なお、周知のように、内燃機関の機関バルブ（図示しない）は、３次元カム２の押圧に基づき開閉駆動される。そしてカムシャフト１がカム軸方向に摺動することで、同３次元カム２の機関バルブと当接される部位のカムプロフィールが変化する。その結果、機関バルブのバルブリフト量や開弁作用角等のバルブ特性が可変とされる。同図１においては、カムシャフト１が右側に移動するほど機関バルブのバルブリフト量や開弁作用角は大きくなる。なお、同図１は、カムシャフト１が図中最も左側に位置しており、バルブリフト量及び開弁作用角が最小となる状態を示している。
【００２４】
カムシャフト１の先端は、ボルト３によってベアリング４の内輪に固定されている。一方、ベアリング４の外輪は、ナット７によってロッド５に固定されている。こうしてカムシャフト１とロッド５とは、ベアリング４を介して相対回転可能且つカム軸方向に対して一体となって摺動可能に連結されている。
【００２５】
内燃機関本体を構成するシリンダヘッド部６には、ロッド５及びカムシャフト１をカム軸方向に移動させるための油圧アクチュエータ１０が配設されている。油圧アクチュエータ１０は、内燃機関本体を構成するシリンダヘッド部６に固定されたケース１２を備えている。前記ロッド５は、以下に説明するピストン１１を介して、カム軸方向に摺動可能にケース１２内に支持されている。また、ケース１２の内部には、円筒形状のシリンダ１６が形成されている。ケース１２の前面はカバー１３によって被われており、シリンダ１６を閉じた空間としている。
【００２６】
シリンダ１６内には、ピストン１１がカム軸方向に摺動可能に収容されている。このピストン１１はロッド５の先端に固定されている。こうしてピストン１１及びロッド５、カムシャフト１は、一体となってカム軸方向に摺動可能となる。。なお、本実施の形態では、このピストン１１とロッド５とによって摺動部材が構成されている。
【００２７】
また、シリンダ１６の内部は、ピストン１１によって２つの空間１４,１５に区画されている。これら２つの空間１４，１５は、油圧アクチュエータ１０を作動させるための油圧室となる。これら油圧室（空間）１４，１５内には、油圧アクチュエータ１０の作動時に作動油が充填される。この作動油は、内燃機関各部の潤滑用の一部が流用される。油圧室１４，１５にはそれぞれ、同油圧室１４，１５内に作動油を供給する、あるいは同油圧室１４，１５内から作動油を排出するための油通路２４，２５が接続されている。これら油通路２４，２５は、他端において油圧制御弁２６に接続されている。
【００２８】
油圧制御弁２６は、電子制御装置３０によりデューティ制御される電磁式の４ポート弁であり、上記油通路２４，２５に加え、更に２本の油通路２２，２３が接続されている。このうち油通路２２には、作動油（潤滑油）が貯留されたオイルパン２１内の作動油を吸引し、加圧吐出するオイルポンプ２７が途中に設けられており、同制御弁２６に作動油を供給するための通路となっている。また、油通路２３は、オイルパン２１内に作動油を排出するための通路となっている。なお、これら各油通路２２〜２５は、内燃機関本体を構成するシリンダヘッド部６やシリンダブロック（図示略）内に形成されている。
【００２９】
また、ロッド５には、その軸心を通る小径の連通孔２８が形成されており、カムシャフト先端側の油圧室１４に充填された作動油の一部が同孔２８を通じてベアリング４に供給されるようになっている。
【００３０】
なお、本実施の形態の可変動弁装置では、油圧アクチュエータ１０がシリンダヘッド部６に固定されているため、同油圧アクチュエータ１０の動力源である作動油を容易に供給することができ、また作動油供給のための油通路の構成も簡素化可能となっている。
【００３１】
油圧制御弁２６は、油圧アクチュエータ１０の各油圧室１４，１５と接続された油通路２４，２５と、作動油を供給する油通路２２及び作動油を排出する油通路２３とを選択的に連通あるいは連通遮断される。油圧制御弁２６が連通状態にあるとき、油圧室１４，１５の一方に対してオイルポンプ２７から作動油が供給されると共に、もう一方からは作動油がオイルパン２１に排出される。また、油圧制御弁２６が連通遮断状態にあるときには、各油通路２２〜２５間の連通が遮断され、油圧室１４，１５内の作動油の圧力が保持される。このように油圧制御弁２６は、作動油の供給量及び排出量を制御することで、各油圧室１４，１５内の作動油の圧力を調整する。
【００３２】
油圧アクチュエータ１０は、各油圧室１４，１５内の作動油の圧力制御に基づき動作する。例えば、図１における左側の圧力室１４内の作動油の圧力を右側の圧力室１５内の圧力に対して高くすると、ピストン１１の前後には作動油の圧力差に基づく力が作用し、ピストン１１はロッド５及びカムシャフト１と共に、同図１における右方向に移動する。その結果、３次元カム２の機関バルブと当接される部位のカムプロフィールは、バルブリフト量及び開弁作用角のより大きなカムプロフィールとなる。一方、左側の圧力室１４内の作動油の圧力を右側の圧力室１５内の圧力に対して低くすると、同様にしてピストン１１はロッド５及びカムシャフト１と共に、同図１における左方向に移動する。その結果、３次元カム２の機関バルブと当接される部位のカムプロフィールは、バルブリフト量及び開弁作用角のより小さなカムプロフィールとなる。こうして機関バルブのバルブ特性は可変とされる。
【００３３】
以下、電子制御装置３０が油圧制御弁２６を制御することで行われるバルブ特性制御の概要を説明する。
電子制御装置３０は、内燃機関の出力軸の回転位相を検出するクランク角センサや同機関に導入される吸気の圧力を検出する圧力センサ等の各種センサ３２の出力信号から同機関の運転状態を把握し、それに基づき適切なバルブ特性を得られるカムシャフト１のカム軸方向の位置（目標位置）を算出する。更に、電子制御装置３０は、カムシャフト１のカム軸方向の位置を検出するカムシャフト位置センサ３１の出力信号に基づきカムシャフト１の実際のカム軸方向の位置を把握する。そしてカムシャフト１のカム軸方向の実際の位置と目標位置との比較に基づき油圧制御弁２６をフィードバック制御する。なお、本実施の形態の可変動弁装置では、油圧制御弁２６のフィードバック制御に際して、過応答を防止しつつも応答性を高めることのできる最適な作動油の供給量及び排出量が得られるように、フィードバック制御時に油圧制御弁２６に対して出力されるデューティ指令信号の変更量を学習することが行われている。
【００３４】
さて、本実施の形態の装置ではカムシャフト１をその軸方向に摺動させることでカムプロフィールを変更し、バルブ特性を可変としている。すなわち、カムシャフト１のカム軸方向の位置によってバルブ特性が変化する。そのため、カムシャフト１のカム軸方向の位置に誤差があると、３次元カム２において機関バルブと当接する部位にも誤差が生じ、所望とするバルブ特性が得られなくなってしまう。したがって、組みつけ時においても、また動作時においてもカムシャフト１のカム軸方向の位置精度がその性能を左右する重要な要素となる。
【００３５】
図２は、本実施の形態の可変動弁装置の油圧アクチュエータ１０付近の拡大断面図である。
先述したように、本実施の形態のような３次元カム２を備える可変動弁装置では、機関バルブ等が設けられた内燃機関本体（シリンダヘッド部６）と３次元カム２が設けられたカムシャフト１とのカム軸方向の位置精度が非常に重要となる。そこで、本実施の形態の可変動弁装置では、以下に説明するように、カムシャフト１のカム軸方向の移動が所定位置で係止される構造とし、この所定位置をカムシャフト１のカム軸方向の基準位置とすることで、位置精度を確保するようにしている。カムシャフト１の係止は、摺動部材としてのロッド５と内燃機関本体に固定された部材としてのケース１２とにそれぞれ設けられた当接面の当接に基づきロッド５及びカムシャフト１のそれ以上の移動が拘束されるようにすることで行われる。
【００３６】
本実施の形態の可変動弁装置では、油圧アクチュエータ１０のケース１２におけるカムシャフト１側の面４０（第１の当接面）とロッド５の面４１（第２の当接面）とが当接することで、カムシャフト１のカム軸方向の移動が係止される構成となっている。そしてこれら第１の当接面４０と第２の当接面４１とが当接する位置をカムシャフト１のカム軸方向に対する基準位置として設定している。この基準位置は、可変動弁装置の組みつけ時におけるカムシャフト１のカム軸方向の位置決め基準として用いられる他、動作時におけるカムシャフト１等のカム軸方向の移動の原点位置として用いられる。
【００３７】
可変動弁装置の組みつけは、以下の手順で行われる。
まず、油圧アクチュエータ１０及びカムシャフト１を内燃機関本体に仮組み付けする。仮組み付けされた状態で、油圧アクチュエータ１０のケース１２に設けられた第１の当接面４０とロッド５に設けられた第２の当接面４１とが当接する位置にカムシャフト１を位置させ、そこで同カムシャフト１のカム軸方向の位置の公差、すなわち３次元カム２のカム軸方向の組み付け公差を測定する。そしてこの公差分の厚みのシム４２を上記第１の当接面４０と第２の当接面４１との間に介設した後、可変動弁装置を内燃機関本体に正式に組み付ける。
【００３８】
このように本実施の形態の可変動弁装置は、カム軸方向の組み付け精度を高く確保しつつも、容易にカムシャフト１を内燃機関本体へと組み付けることができる。
【００３９】
また、可変動弁装置の動作時おいても、上記第１の当接面４０と第２の当接面４１とがシム４２を介して当接する位置を基準位置（原点）としてカムシャフト１のカム軸方向の位置決め制御が行われる。特に内燃機関の始動時にあっては、前述した機関バルブのバルブスプリングの付勢力によって、あるいは油圧室１５に一方的に作動油を供給することで、カムシャフト１を第１及び第２の当接面４０，４１が互いに当接する基準位置に位置させる。そのため、特にカムシャフト１のカム軸方向の位置を検出してのフィードバック制御等を行わずとも、バルブリフト量や開弁作用角の最も小さなバルブ特性とすることができる。
【００４０】
さらに、第１及び第２の当接面４０，４１が当接する基準位置においてカムシャフト１の実際の位置と制御系が把握する制御上の位置とを一致させるイニシャライズを行うことができる。こうして基準位置においてイニシャライズを行っておけば、同基準位置からの移動量によってカムシャフト１の位置を正確に把握することができる。また、カムシャフト１が基準位置に位置する低速、低負荷運転状態となるたびに同カムシャフト１の位置のイニシャライズを行うことができるため、常にカムシャフト１の位置を正確に把握し続けることができる。こうしてカムシャフト１の位置を正確に把握しておくことで、同カムシャフト１の位置決め精度、すなわちバルブ特性制御の制御精度を向上することができるようにもなる。
【００４１】
なお、本実施の形態の可変動弁装置では、上記基準位置を内燃機関本体に固定されたケース１２に設けられた第１の当接面４０とロッド５に設けられた第２の当接面４１とが当接する位置としているが、こうした位置に基準位置を設定した理由を以下に列記する。
【００４２】
（i）前述したように、可変動弁装置の動作中にもカムシャフト１は、繰り返し基準位置に位置される。したがって、第１の当接面４０と第２の当接面４１とは動作中にも、繰り返し（シム４２を介して）当接されることになる。そのため、この基準位置を相対回転する部位（例えばカムシャフト１とシリンダヘッド部６とが当接する部位）に設けるとすれば、当接面同士が互いに相対回転して摩耗が生じ、その結果カムシャフト１の位置決め精度の低下をも招くおそれがある。その点、本実施の形態の可変動弁装置では、相対回転することのない内燃機関本体（シリンダヘッド部６）に固定されたケース１２とロッド５との当接位置に基準面を設けているため、上記のような摩耗が生じない構成となっている。
【００４３】
（ii）内燃機関本体（シリンダヘッド部６）に対するカムシャフト１のカム軸方向の位置精度を確保するには、内燃機関本体（シリンダヘッド部６）から同機関本体側（ケース１２）の第１の当接面４０までのカム軸方向の寸法精度と、カムシャフト１からロッド５側の第２の当接面４１までのカム軸方向の寸法精度とを確保しなければならない。これらカム軸方向の長さ精度が要求される部位の長さが長い程、あるいは長さ精度が要求される部材の点数が多いほど、製造時の加工精度が要求される部位が増加し、可変動弁機構の構成部材の加工コストが増大する。その点、本実施の形態の可変動弁装置では上記第１及び第２の当接面４０，４１の当接位置を基準位置として設定したため、カム軸方向の長さ精度が要求される部位を少なくすることができる。すなわち本実施の形態において長さ精度が要求されるのは、ケース１２におけるシリンダヘッド部６との取り付け面から第１の当接面４０迄の長さ（図２のＡ）と、ロッド５の当接面４１からカムシャフト１先端迄の長さ（図２のＢ）だけとなり、構成部材の加工コストの低減が図られるようになる。
【００４４】
（iii）本実施の形態の可変動弁装置では、３次元カム２のカムプロフィールが傾斜しているため、先述したように機関バルブのバルブスプリングの付勢力によってカムシャフト１は油圧アクチュエータ１０側（図１及び図２において左側）に向けて常時付勢されている。そのため、油圧室１４，１５に対する作動油供給が不足した場合など油圧アクチュエータ１０がカムシャフト１の位置を保持できない状況にあるとき、上記バルブスプリングの付勢力に基づきカムシャフト１は油圧アクチュエータ１０側、すなわち基準位置方向に移動する。やがてカムシャフト１は、第１の当接面４０と第２の当接面４１とがシム４２を介して当接することで基準位置にて保持されるようになる。その結果、油圧アクチュエータ１０が作動しない状況にあっても、内燃機関の運転は少なくとも保証される。特に、作動油の供給が不安定となる機関始動時にあっては、カムシャフト１が基準位置に位置することで、同機関の低速、低回転運転に適したバルブ特性を得ることができるため、油圧アクチュエータ１０が作動し得ない状況にあっても、内燃機関の好適な運転を保証することができる。このように第１及び第２の当接面４０，４１は、カムシャフト１の移動範囲を所定範囲内に規制する規制部材としての役割も果たしている。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態の可変動弁装置によれば、以下の効果を得ることができるようになる。
（１）油圧アクチュエータ１０のケース１２に設けられた第１の当接面４０とロッド５に設けられた第２の当接面４１との当接によってカムシャフト１のカム軸方向の移動を係止可能とし、これら第１及び第２の当接面４０，４１とが当接する位置をカムシャフト１のカム軸方向に対する基準位置として設定することで、カムシャフト１のカム軸方向の位置精度を高くすることができるようになり、カムシャフト１の組み付けや可変動弁装置の動作時における同カムシャフト１の位置制御を容易かつ高精度に行うことができるようになる。
【００４６】
（２）更に、第１当接面４０と第２の当接面４１とは、カムシャフト１の回転にともない相対回転し得ない部材にそれぞれ設けられているため、摩耗損傷が生じにくく、位置精度を維持することができる。
【００４７】
（３）第１及び第２の当接面４０，４１の間にシム４２を介設することで、カムシャフト１の軸方向の位置調整を容易に行うことができるようになる。
（４）第１の当接面４０と第２の当接面４１とをロッド５とカムシャフト１との連結部近傍に設定したことで、高い寸法精度が要求される部材を削減し、可変動弁装置の製造コストの低減を図ることができるようになる。
【００４８】
（５）作動油の供給不足等によって油圧アクチュエータ１０がカムシャフト１を保持し得ない状況にあっても、機関バルブのバルブスプリングの付勢力に基づきカムシャフト１は油圧アクチュエータ１０側に移動し、第１及び第２の当接面４０，４１が当接する基準位置にて係止されるため、内燃機関の運転だけは補償することができる。特に作動油供給が不安定となりがちな始動時において、上記状況が発生した場合には、カムシャフト１が基準位置に位置することで始動時の運転状態に適したバルブ特性が得られるため、好適な運転が保証される。
【００４９】
（６）カムシャフト１に対して相対回転可能かつ一体となってカム軸方向に移動可能に連結されたロッド５を設けるとともに、カムシャフト１及びロッド５をカム軸方向に移動させる油圧アクチュエータ１０を内燃機関本体を構成するシリンダヘッド部６に固定することで、油圧アクチュエータ１０自体もその構成部材もカムシャフト１と共に回転しない構成とすることができる。こうした構成とすることで、油圧アクチュエータ１０に相対回転する部材がなくなり、その構成部材の摩耗損傷を低減することができるため、信頼性や耐久性を高めることができるようになる。また、油圧アクチュエータの動力源である作動油の供給やシールが容易となり、その構造の簡素化や軽量化を図ることもできるようになる。
【００５０】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・本実施の形態では、内燃機関本体を構成するシリンダヘッド部６に固定された油圧アクチュエータ１０のケース１２のカムシャフト１側端面に設けられた第１の当接面４０と、ロッド５に設けられた第２の当接面４１との当接位置をカムシャフト１のカム軸方向の基準位置とする構成としたが、シリンダヘッド部６等の内燃機関本体あるいは内燃機関本体に固定された部材に第１の当接面を、カムシャフト１と共にカム軸方向に移動し、かつ同シャフト１の回転にともない回転しない摺動部材（本実施の形態の可変動弁装置では、ロッド５とピストン１１がこの摺動部材にあたる）に第２の当接面を設け、これら第１及び第２の当接面が当接することでカムシャフト１の移動が係止される所定位置をカムシャフト１のカム軸方向の基準位置として設定することでも、上記（１）、（２）、（５）、（６）の効果を得ることはできる。
【００５１】
・また、カムシャフト１を摺動させるアクチュエータとしては、本実施の形態のような油圧に基づき動作する油圧アクチュエータ１０に限らず、電動式や空気圧式等、他の形式のアクチュエータを採用してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関本体若しくは同本体に固定された特定の部材と摺動部材との当接に基づきカムシャフトの軸方向の移動を係止する当接位置を内燃機関本体に対する同カムシャフトの軸方向の基準位置として設定することで、容易かつ的確にカムシャフトの軸方向位置を把握することができる。したがって、カムシャフトの組み付け精度の向上や動作時の位置決め精度を向上することができ、ひいてはバルブ特性制御の制御精度を高めることができるようになる。しかも、これら第１及び第２の当接面はカムシャフトが回転しても相対回転しない部位に設けられており、カムシャフトを動作時に基準位置に位置させたときにも当接する面同士は摺動しないため、摩耗損傷が生じて位置精度が低下することもない。
【００５４】
また、請求項２に記載の発明によれば、基準位置におけるカムシャフトの内燃機関本体に対する軸方向の位置の公差を第１及び第２の当接面間に介設されたシムの厚さでもって調整できるため、カムシャフトの軸方向の位置を容易かつ高精度に合わせることができるようになる。
【００５５】
また、請求項３に記載の発明によれば、基準位置をカムシャフトの近傍に設定することができるため、カムシャフトの軸方向の寸法精度が要求される部位を減らすことができるようになるため、高精度の加工が要求される部位を少なくし、加工コストを低減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる可変動弁装置の一実施例の側部断面構造及びその油圧回路構成を併せ示す図。
【図２】同可変動弁装置の油圧アクチュエータ付近の側面構造を示す断面図。
【図３】従来の可変動弁装置の側面構造を示す断面図。
【符号の説明】
１…カムシャフト、２…３次元カム、３…ボルト、４…ベアリング、５…ロッド、６…シリンダヘッド部、７…ナット、１０…油圧アクチュエータ、１１…ピストン、１２…ケース、１３…カバー、１４…油圧室、１５…油圧室、１６…シリンダ、２１…オイルパン、２２〜２５…油通路、２６…油圧制御弁、２７…オイルポンプ、２８…連通孔、３０…電子制御装置、３１…カムシャフト位置センサ、３２…その他のセンサ、４０…第１の当接面、４１…第２の当接面、４２…シム。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve operating apparatus that can vary valve characteristics of an internal combustion engine, and in particular, an engine valve having a three-dimensional cam in which a cam profile is continuously changed in the axial direction is slid in the axial direction. The present invention relates to a device that makes the valve characteristics variable by making the cam profile of the portion that presses variable.
[0002]
[Prior art]
As such a variable valve operating device, for example, a device described in JP-A-7-26920 is known.
[0003]
FIG. 3 is a sectional view showing a side structure of the variable valve operating apparatus described in the above publication.
The variable valve operating apparatus described in the publication includes a hydraulic actuator 110 that displaces a cam shaft 101 including a three-dimensional cam 102 in the axial direction (cam shaft direction). The hydraulic actuator 110 includes a case 111 fixed to a cylinder head constituting the internal combustion engine body, a cylindrical cylinder chamber 112 formed inside the case 111, and a displacement in the cam shaft direction within the cylinder chamber 112. It is comprised from the piston 113 arrange | positioned possible. The camshaft 101 is supported by the piston 113 so as to be relatively rotatable, and is connected so as to be integrally movable in the camshaft direction.
[0004]
The space in the cylinder chamber 112 is divided into two spaces 114 and 115 by the piston 113. The piston 113 is displaced together with the camshaft 101 in the camshaft direction based on the pressure difference between the hydraulic oils filled in the spaces 114 and 115. In this way, the camshaft 101 is displaced in the camshaft direction, thereby changing the cam profile of the portion of the three-dimensional cam 102 that is in contact with the engine valve (not shown) and making the valve characteristics of the engine valve variable. It has become.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such an apparatus, the dimensional tolerance and assembly tolerance of the component members with respect to the cam shaft direction are extremely important. This is because when the position of the three-dimensional cam in the cam shaft direction is shifted, the cam profile of the portion that presses the engine valve changes, and the valve characteristics of the engine valve also change. Therefore, extremely high accuracy is required for the constituent members, and an increase in processing cost is unavoidable.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to easily satisfy the positional accuracy requirement of the three-dimensional cam in the cam shaft direction and maintain its stable variable valve characteristic. An object is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, which is supported so as to be rotatable and axially slidable with respect to the internal combustion engine body, and is continuous along the axial direction. A camshaft having a three-dimensional cam with a variable cam profile, and rotatable relative to the camshaft and integrated with the camshaft and slidable in the axial direction at one end of the camshaft A sliding member to be connected, an actuator fixed to the internal combustion engine body and moving the sliding member in the axial direction of the camshaft, and the internal combustion engine body or the internal combustion engine body Together A locking mechanism for locking the movement of the camshaft in the axial direction relative to the internal combustion engine main body based on the contact of the sliding member with a fixed specific member, and the sliding by the locking mechanism The gist is that the contact position of the member is set as a reference position in the axial direction of the camshaft with respect to the internal combustion engine body.
[0008]
According to the above configuration, the axial movement of the camshaft relative to the internal combustion engine main body is caused by the internal combustion engine main body or the main body. Together It is locked by a locking mechanism that locks the movement of the camshaft based on the contact between the fixed specific member and the sliding member that moves in the axial direction together with the camshaft. By setting the locked contact position as the axial reference position of the camshaft with respect to the internal combustion engine body, the position of the camshaft with respect to the internal combustion engine body can be easily and reliably grasped. Therefore, it is possible to easily and reliably improve the axial positioning of the camshaft when the variable valve apparatus is assembled to the internal combustion engine.
[0009]
Further, even when the variable valve apparatus is in operation, the axial position of the camshaft can be accurately grasped by positioning the camshaft at the reference position. As a result, camshaft positioning control can be easily and reliably performed. Note that in order to position the camshaft at the reference position, it is only necessary to move the camshaft toward the reference position until the locking mechanism operates, so that the axial position can be easily grasped.
[0010]
In this way, by setting the reference position where the axial position of the camshaft can be grasped easily and accurately, the camshaft assembly accuracy and the positioning accuracy during operation can be improved. The control accuracy of the characteristic control can be increased.
[0011]
Note that the internal combustion engine body that is abutted at the reference position that locks the movement of the camshaft in the axial direction or a specific member that is fixed to the body and the sliding member rotate relative to each other even if the camshaft rotates. In addition, since the abutting surfaces do not slide with each other, wear damage does not occur and position accuracy does not deteriorate.
[0014]
Claims 2 The invention described in claim 1 In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine described above, the locking mechanism includes a first contact surface formed on the internal combustion engine body or a specific member fixed to the internal combustion engine body, and the sliding member. And a shim for adjusting the position of the camshaft in the axial direction is interposed between the first and second contact surfaces. Is the gist.
[0015]
According to the above configuration, since the tolerance of the axial position of the cam shaft relative to the internal combustion engine body at the reference position can be adjusted by the thickness of the shim interposed between the first and second contact surfaces, the cam shaft The position in the axial direction can be easily and accurately adjusted.
[0016]
Claims 3 The invention described in claim 2 In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine described in (1), the first contact surface is provided on the side surface of the actuator on the camshaft side.
[0017]
When the reference position is set as described above, in order to ensure the positional accuracy of the camshaft in the axial direction with respect to the internal combustion engine body, from the internal combustion engine body to the first abutment surface in the component member of the variable valve operating device. It is necessary to ensure the dimensional accuracy in the axial direction and the dimensional accuracy from the second contact surface to the camshaft. According to the above configuration, since the reference position can be set in the vicinity of the camshaft, it is possible to reduce the portions where the dimensional accuracy in the axial direction of the camshaft is required. As a result, the number of parts that require high-precision machining can be reduced, and the machining cost can be reduced.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described.
[0021]
FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a variable valve operating apparatus according to the present embodiment and a block diagram showing a hydraulic circuit configuration of the apparatus.
The variable valve operating apparatus according to the present embodiment includes a camshaft 1 having a three-dimensional cam 2, a rod 5 that supports the camshaft 1 in a rotatable manner, and is displaceable in the camshaft direction integrally with the camshaft 1. The rod 5 and the camshaft 1 are configured to include a hydraulic actuator 10 that displaces the camshaft 1 in the camshaft direction.
[0022]
The camshaft 1 is supported by a cylinder head portion 6 constituting an internal combustion engine main body so as to be rotatable and displaceable in an axial direction (camshaft direction), and is rotated based on rotation of an output shaft (not shown) of the engine. Driven. The camshaft 1 is provided with a three-dimensional cam 2 having a cam profile that continuously changes along the camshaft direction. As shown in FIG. 1, the cam profile of the three-dimensional cam 2 has a large valve lift amount on the left side and a valve opening operating angle. From the cam profile suitable for high speed and high load operation, the valve lift amount and valve opening action are obtained. The angle is small and continuously changes to a cam profile suitable for low speed and low load operation. The cam profile surface of the three-dimensional cam 2 is thus inclined along the cam shaft direction, and the lift amount on the hydraulic actuator 10 side is increased. Therefore, the camshaft 1 is constantly urged toward the hydraulic actuator 10 side (left side in FIG. 1) by the urging force of the valve spring of the engine valve (not shown) pressed by the three-dimensional cam 2.
[0023]
As is well known, an engine valve (not shown) of the internal combustion engine is driven to open and close based on the pressing of the three-dimensional cam 2. And the cam profile of the site | part contact | abutted with the engine valve of the same three-dimensional cam 2 changes because the cam shaft 1 slides in a cam shaft direction. As a result, valve characteristics such as the valve lift amount and valve opening operating angle of the engine valve are made variable. In FIG. 1, the valve lift amount and the valve opening operating angle of the engine valve increase as the camshaft 1 moves to the right. FIG. 1 shows a state where the camshaft 1 is located on the leftmost side in the drawing and the valve lift amount and the valve opening operating angle are minimized.
[0024]
The tip of the camshaft 1 is fixed to the inner ring of the bearing 4 with bolts 3. On the other hand, the outer ring of the bearing 4 is fixed to the rod 5 by a nut 7. Thus, the camshaft 1 and the rod 5 are coupled via the bearing 4 so as to be relatively rotatable and slidable integrally with the camshaft direction.
[0025]
A hydraulic actuator 10 for moving the rod 5 and the camshaft 1 in the camshaft direction is disposed in the cylinder head portion 6 constituting the internal combustion engine body. The hydraulic actuator 10 includes a case 12 fixed to a cylinder head portion 6 constituting the internal combustion engine body. The rod 5 is supported in the case 12 through a piston 11 described below so as to be slidable in the cam shaft direction. A cylindrical cylinder 16 is formed inside the case 12. The front surface of the case 12 is covered with a cover 13, and the cylinder 16 is a closed space.
[0026]
A piston 11 is accommodated in the cylinder 16 so as to be slidable in the cam shaft direction. The piston 11 is fixed to the tip of the rod 5. Thus, the piston 11, the rod 5 and the camshaft 1 can be integrally slidable in the camshaft direction. . In the present embodiment, the piston 11 and the rod 5 constitute a sliding member.
[0027]
The inside of the cylinder 16 is partitioned into two spaces 14 and 15 by the piston 11. These two spaces 14 and 15 serve as a hydraulic chamber for operating the hydraulic actuator 10. The hydraulic chambers (spaces) 14 and 15 are filled with hydraulic oil when the hydraulic actuator 10 is operated. A part of the lubricating oil for each part of the internal combustion engine is diverted. Oil passages 24 and 25 are connected to the hydraulic chambers 14 and 15, respectively, for supplying hydraulic oil into the hydraulic chambers 14 and 15 or discharging hydraulic oil from the hydraulic chambers 14 and 15. These oil passages 24 and 25 are connected to a hydraulic control valve 26 at the other end.
[0028]
The hydraulic control valve 26 is an electromagnetic four-port valve that is duty-controlled by the electronic control unit 30, and in addition to the oil passages 24 and 25, two oil passages 22 and 23 are connected. Among these, the oil passage 22 is provided with an oil pump 27 that sucks the hydraulic oil in the oil pan 21 in which the hydraulic oil (lubricating oil) is stored, and pressurizes and discharges the hydraulic oil. It is a passage for supplying oil. Further, the oil passage 23 is a passage for discharging hydraulic oil into the oil pan 21. Each of these oil passages 22 to 25 is formed in a cylinder head portion 6 or a cylinder block (not shown) constituting the internal combustion engine body.
[0029]
Further, the rod 5 is formed with a small-diameter communication hole 28 that passes through the shaft center, and a part of the hydraulic oil filled in the hydraulic chamber 14 on the camshaft tip side is supplied to the bearing 4 through the hole 28. It has become so.
[0030]
In the variable valve operating apparatus according to the present embodiment, since the hydraulic actuator 10 is fixed to the cylinder head portion 6, hydraulic oil that is a power source of the hydraulic actuator 10 can be easily supplied. The configuration of the oil passage for supplying oil can also be simplified.
[0031]
The hydraulic control valve 26 selectively communicates the oil passages 24 and 25 connected to the respective hydraulic chambers 14 and 15 of the hydraulic actuator 10, the oil passage 22 that supplies the hydraulic oil, and the oil passage 23 that discharges the hydraulic oil. Or communication is cut off. When the hydraulic control valve 26 is in communication, hydraulic oil is supplied from one oil pump 27 to one of the hydraulic chambers 14 and 15, and hydraulic oil is discharged from the other to the oil pan 21. Further, when the hydraulic control valve 26 is in the communication cut-off state, the communication between the oil passages 22 to 25 is cut off, and the pressure of the hydraulic oil in the hydraulic chambers 14 and 15 is maintained. In this way, the hydraulic control valve 26 adjusts the pressure of the hydraulic oil in the hydraulic chambers 14 and 15 by controlling the supply amount and the discharge amount of the hydraulic oil.
[0032]
The hydraulic actuator 10 operates based on pressure control of hydraulic oil in the hydraulic chambers 14 and 15. For example, when the pressure of the hydraulic oil in the left pressure chamber 14 in FIG. 1 is made higher than the pressure in the right pressure chamber 15, a force based on the pressure difference of the hydraulic oil acts before and after the piston 11. 11 moves together with the rod 5 and the camshaft 1 in the right direction in FIG. As a result, the cam profile of the portion of the three-dimensional cam 2 that comes into contact with the engine valve becomes a cam profile with a larger valve lift and valve opening operating angle. On the other hand, when the pressure of the hydraulic oil in the left pressure chamber 14 is made lower than the pressure in the right pressure chamber 15, the piston 11 moves in the left direction in FIG. 1 together with the rod 5 and the camshaft 1. To do. As a result, the cam profile of the portion of the three-dimensional cam 2 that comes into contact with the engine valve is a cam profile with a smaller valve lift amount and valve opening operating angle. Thus, the valve characteristic of the engine valve is variable.
[0033]
Hereinafter, an outline of valve characteristic control performed by the electronic control unit 30 controlling the hydraulic control valve 26 will be described.
The electronic control unit 30 determines the operating state of the engine from output signals of various sensors 32 such as a crank angle sensor that detects the rotational phase of the output shaft of the internal combustion engine and a pressure sensor that detects the pressure of intake air introduced into the engine. The position (target position) of the cam shaft 1 of the cam shaft 1 that can be grasped and obtain appropriate valve characteristics based on the grasp is calculated. Further, the electronic control unit 30 grasps the actual position of the camshaft 1 in the camshaft direction based on the output signal of the camshaft position sensor 31 that detects the position of the camshaft 1 in the camshaft direction. The hydraulic control valve 26 is feedback-controlled based on a comparison between the actual position of the camshaft 1 in the camshaft direction and the target position. In the variable valve operating apparatus according to the present embodiment, it is possible to obtain the optimum hydraulic oil supply amount and discharge amount that can improve the responsiveness while preventing the excessive response in the feedback control of the hydraulic control valve 26. In addition, the change amount of the duty command signal output to the hydraulic control valve 26 during feedback control is learned.
[0034]
Now, in the apparatus of the present embodiment, the cam profile is changed by sliding the camshaft 1 in the axial direction, and the valve characteristics are made variable. That is, the valve characteristic varies depending on the position of the cam shaft 1 in the cam shaft direction. For this reason, if there is an error in the position of the cam shaft 1 in the cam axis direction, an error also occurs in the portion of the three-dimensional cam 2 that contacts the engine valve, and the desired valve characteristics cannot be obtained. Therefore, the position accuracy of the camshaft 1 in the cam shaft direction is an important factor that affects the performance of the camshaft 1 during assembly and operation.
[0035]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the hydraulic actuator 10 of the variable valve operating apparatus according to the present embodiment.
As described above, in the variable valve gear including the three-dimensional cam 2 as in the present embodiment, the internal combustion engine main body (cylinder head portion 6) provided with an engine valve and the like and the cam provided with the three-dimensional cam 2 are provided. The positional accuracy in the cam shaft direction with respect to the shaft 1 is very important. Therefore, in the variable valve operating apparatus according to the present embodiment, as described below, the camshaft 1 moves in the camshaft direction at a predetermined position, and this predetermined position is the camshaft of the camshaft 1. Position accuracy is ensured by using the reference position in the direction. The camshaft 1 is locked based on the contact of the contact surfaces provided on the rod 5 as the sliding member and the case 12 as the member fixed to the internal combustion engine body. This is done by restricting the above movement.
[0036]
In the variable valve operating apparatus of the present embodiment, the surface 40 (first contact surface) on the camshaft 1 side of the case 12 of the hydraulic actuator 10 and the surface 41 (second contact surface) of the rod 5 are in contact. By contact, the cam shaft 1 is configured to be locked in the cam shaft direction. The position at which the first contact surface 40 and the second contact surface 41 are in contact is set as a reference position with respect to the cam shaft direction of the camshaft 1. This reference position is used not only as a positioning reference in the cam shaft direction of the camshaft 1 when the variable valve apparatus is assembled, but also as an origin position for movement of the camshaft 1 or the like in the cam shaft direction during operation.
[0037]
The assembly of the variable valve operating device is performed according to the following procedure.
First, the hydraulic actuator 10 and the camshaft 1 are temporarily assembled to the internal combustion engine body. In the temporarily assembled state, the camshaft 1 is positioned at a position where the first contact surface 40 provided on the case 12 of the hydraulic actuator 10 contacts the second contact surface 41 provided on the rod 5. Therefore, the tolerance of the cam shaft 1 in the cam shaft direction, that is, the assembly tolerance of the three-dimensional cam 2 in the cam shaft direction is measured. Then, after the shim 42 having the thickness of the tolerance is interposed between the first contact surface 40 and the second contact surface 41, the variable valve gear is formally assembled to the internal combustion engine body.
[0038]
As described above, the variable valve operating apparatus according to the present embodiment can easily assemble the camshaft 1 to the internal combustion engine body while ensuring high assembling accuracy in the camshaft direction.
[0039]
Further, even during the operation of the variable valve operating apparatus, the position of the camshaft 1 with the reference position (origin) as the position where the first contact surface 40 and the second contact surface 41 contact through the shim 42 is used. Positioning control in the cam shaft direction is performed. In particular, at the time of starting the internal combustion engine, the camshaft 1 is brought into contact with the first and second abutments by urging force of the valve spring of the engine valve described above or by unilaterally supplying hydraulic oil to the hydraulic chamber 15. The surfaces 40 and 41 are positioned at a reference position where they contact each other. Therefore, the valve characteristics with the smallest valve lift and valve opening operating angle can be obtained without performing feedback control or the like by detecting the position of the camshaft 1 in the camshaft direction.
[0040]
Furthermore, initialization can be performed to match the actual position of the camshaft 1 with the control position grasped by the control system at the reference position where the first and second contact surfaces 40 and 41 contact. If initialization is performed at the reference position in this way, the position of the camshaft 1 can be accurately grasped from the amount of movement from the reference position. In addition, since the position of the camshaft 1 can be initialized every time the camshaft 1 is in the low speed and low load operation state where the camshaft 1 is located at the reference position, it is possible to always keep track of the position of the camshaft 1 accurately. it can. By accurately grasping the position of the camshaft 1 in this way, it becomes possible to improve the positioning accuracy of the camshaft 1, that is, the control accuracy of valve characteristic control.
[0041]
In the variable valve operating apparatus of the present embodiment, the first contact surface 40 provided on the case 12 fixed to the internal combustion engine body and the second contact surface provided on the rod 5 are used. The reason why the reference position is set at such a position is listed below.
[0042]
(I) As described above, the camshaft 1 is repeatedly positioned at the reference position even during the operation of the variable valve apparatus. Therefore, the first contact surface 40 and the second contact surface 41 are repeatedly contacted (via the shim 42) even during operation. For this reason, if the reference position is provided at a portion that relatively rotates (for example, a portion where the camshaft 1 and the cylinder head portion 6 abut), the abutment surfaces rotate relative to each other, resulting in wear. As a result, the camshaft There is also a possibility that the positioning accuracy of 1 is lowered. In that respect, in the variable valve operating apparatus according to the present embodiment, a reference surface is provided at a contact position between the case 12 fixed to the internal combustion engine body (cylinder head portion 6) that does not rotate relative to the rod 5. Therefore, the above-described wear does not occur.
[0043]
(Ii) In order to ensure the positional accuracy of the camshaft 1 in the cam shaft direction with respect to the internal combustion engine body (cylinder head portion 6), the first from the internal combustion engine body (cylinder head portion 6) to the engine body side (case 12). It is necessary to ensure the dimensional accuracy in the cam shaft direction to the contact surface 40 and the dimensional accuracy in the cam shaft direction from the cam shaft 1 to the second contact surface 41 on the rod 5 side. The longer the length of the parts that require length accuracy in the cam shaft direction, or the greater the number of parts that require length accuracy, the more parts that require processing accuracy during manufacturing. The processing cost of the components of the variable valve mechanism increases. In that respect, in the variable valve operating apparatus according to the present embodiment, the contact position of the first and second contact surfaces 40 and 41 is set as the reference position, and therefore, the portion where the length accuracy in the cam shaft direction is required is set. Can be reduced. That is, in the present embodiment, length accuracy is required because the length from the attachment surface of the case 12 to the cylinder head portion 6 to the first contact surface 40 (A in FIG. 2) and the rod 5 Only the length from the contact surface 41 to the tip of the camshaft 1 (B in FIG. 2) is achieved, and the processing cost of the constituent members can be reduced.
[0044]
(Iii) In the variable valve system of the present embodiment, since the cam profile of the three-dimensional cam 2 is inclined, as described above, the camshaft 1 is moved to the hydraulic actuator 10 side by the biasing force of the valve spring of the engine valve ( It is always urged toward the left side in FIGS. Therefore, when the hydraulic actuator 10 cannot hold the position of the camshaft 1 such as when the hydraulic oil supply to the hydraulic chambers 14 and 15 is insufficient, the camshaft 1 is connected to the hydraulic actuator 10 side based on the urging force of the valve spring. That is, it moves in the reference position direction. Eventually, the camshaft 1 is held at the reference position by the first abutment surface 40 and the second abutment surface 41 abutting via the shim 42. As a result, even when the hydraulic actuator 10 does not operate, the operation of the internal combustion engine is at least guaranteed. In particular, when starting the engine where the supply of hydraulic oil becomes unstable, the camshaft 1 is positioned at the reference position, so that valve characteristics suitable for low speed and low speed operation of the engine can be obtained. Even in a situation where the hydraulic actuator 10 cannot be operated, it is possible to guarantee a suitable operation of the internal combustion engine. Thus, the 1st and 2nd contact surfaces 40 and 41 also play a role as a regulating member that regulates the movement range of the camshaft 1 within a predetermined range.
[0045]
As described above, according to the variable valve operating apparatus of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The movement of the camshaft 1 in the cam shaft direction is engaged by the contact between the first contact surface 40 provided on the case 12 of the hydraulic actuator 10 and the second contact surface 41 provided on the rod 5. By setting the position where the first and second contact surfaces 40, 41 are in contact as a reference position with respect to the cam shaft direction of the cam shaft 1, the position accuracy of the cam shaft 1 in the cam shaft direction can be increased. As a result, the camshaft 1 can be easily and accurately controlled in position during assembly of the camshaft 1 and operation of the variable valve gear.
[0046]
(2) Furthermore, since the first contact surface 40 and the second contact surface 41 are respectively provided on members that cannot rotate relative to the rotation of the camshaft 1, wear damage is unlikely to occur. Accuracy can be maintained.
[0047]
(3) Since the shim 42 is interposed between the first and second contact surfaces 40 and 41, the position of the camshaft 1 in the axial direction can be easily adjusted.
(4) By setting the first contact surface 40 and the second contact surface 41 in the vicinity of the connecting portion between the rod 5 and the camshaft 1, it is possible to reduce the number of members that require high dimensional accuracy. The manufacturing cost of the variable valve device can be reduced.
[0048]
(5) Even in a situation where the hydraulic actuator 10 cannot hold the camshaft 1 due to insufficient supply of hydraulic oil, the camshaft 1 moves to the hydraulic actuator 10 side based on the urging force of the valve spring of the engine valve, Since the first and second contact surfaces 40 and 41 are locked at the reference position where they abut, only the operation of the internal combustion engine can be compensated. In particular, when the above situation occurs at the start when the hydraulic oil supply tends to become unstable, the camshaft 1 is positioned at the reference position, so that a valve characteristic suitable for the operation state at the start can be obtained. Driving is guaranteed.
[0049]
(6) Provided is a rod 5 connected to the camshaft 1 so as to be rotatable relative to the camshaft 1 so as to be movable in the camshaft direction, and a hydraulic actuator 10 for moving the camshaft 1 and the rod 5 in the camshaft direction. By fixing to the cylinder head part 6 which comprises an internal combustion engine main body, it can be set as the structure which neither the hydraulic actuator 10 itself nor its structural member rotates with the camshaft 1. By adopting such a configuration, there is no member that rotates relative to the hydraulic actuator 10, and wear damage of the component member can be reduced, so that reliability and durability can be improved. Further, it becomes easy to supply and seal the hydraulic oil that is a power source of the hydraulic actuator, and the structure can be simplified and the weight can be reduced.
[0050]
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the present embodiment, the rod 5 is provided with the first contact surface 40 provided on the camshaft 1 side end surface of the case 12 of the hydraulic actuator 10 fixed to the cylinder head portion 6 constituting the internal combustion engine body. The abutting position with respect to the second abutting surface 41 is set as a reference position in the cam shaft direction of the camshaft 1, but the internal combustion engine body such as the cylinder head 6 or a member fixed to the internal combustion engine body The first abutting surface moves in the cam shaft direction together with the cam shaft 1 and does not rotate with the rotation of the shaft 1 (in the variable valve system of the present embodiment, the rod 5 and the piston 11). Is provided with a second contact surface on the sliding member, and the cam of the camshaft 1 is positioned at a predetermined position where the movement of the camshaft 1 is locked by the contact between the first and second contact surfaces. Axis reference position Also be set by the above (1), (2), (5), it is possible to obtain an effect of (6).
[0051]
In addition, the actuator for sliding the camshaft 1 is not limited to the hydraulic actuator 10 that operates based on the hydraulic pressure as in the present embodiment, and other types of actuators such as an electric type and a pneumatic type may be adopted. Good.
[0052]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the internal combustion engine main body or a contact position for locking the axial movement of the camshaft based on the contact between the specific member fixed to the main body and the sliding member is set to the internal combustion engine. By setting it as the axial reference position of the camshaft with respect to the engine body, the axial position of the camshaft can be grasped easily and accurately. Therefore, the camshaft assembly accuracy can be improved and the positioning accuracy during operation can be improved. As a result, the control accuracy of the valve characteristic control can be increased. In addition, the first and second contact surfaces are provided in a portion that does not rotate relative to each other even when the camshaft rotates. The surfaces that contact even when the camshaft is positioned at the reference position during operation are slid. Since it does not move, wear damage does not occur and position accuracy does not decrease.
[0054]
Claims 2 Since the tolerance of the axial position of the camshaft in the reference position relative to the internal combustion engine body can be adjusted by the thickness of the shim interposed between the first and second contact surfaces, The axial position of the camshaft can be easily and accurately adjusted.
[0055]
Claims 3 Since the reference position can be set in the vicinity of the camshaft, it is possible to reduce the portion of the camshaft that requires dimensional accuracy in the axial direction. Therefore, it is possible to reduce the number of parts that are required, and to reduce the processing cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a side sectional structure and a hydraulic circuit configuration of an embodiment of a variable valve operating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a side structure in the vicinity of a hydraulic actuator of the variable valve operating apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a side structure of a conventional variable valve operating apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cam shaft, 2 ... Three-dimensional cam, 3 ... Bolt, 4 ... Bearing, 5 ... Rod, 6 ... Cylinder head part, 7 ... Nut, 10 ... Hydraulic actuator, 11 ... Piston, 12 ... Case, 13 ... Cover, DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Hydraulic chamber, 15 ... Hydraulic chamber, 16 ... Cylinder, 21 ... Oil pan, 22-25 ... Oil passage, 26 ... Hydraulic control valve, 27 ... Oil pump, 28 ... Communication hole, 30 ... Electronic control unit, 31 ... Camshaft position sensor, 32 ... other sensors, 40 ... first contact surface, 41 ... second contact surface, 42 ... shim.

Claims

A camshaft comprising a three-dimensional cam that is rotatably supported relative to the internal combustion engine body and slidable in the axial direction, and the cam profile continuously changes along the axial direction;
A sliding member connected to one end of the camshaft so as to be rotatable relative to the camshaft and to be integral with the camshaft and slidable in the axial direction;
An actuator fixed to the internal combustion engine body and moving the sliding member in the axial direction of the camshaft;
A locking mechanism for locking axial movement of the camshaft with respect to the internal combustion engine body based on contact of the sliding member with the internal combustion engine body or a specific member integrally fixed to the internal combustion engine body And
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein a contact position of the sliding member by the locking mechanism is set as an axial reference position of the camshaft with respect to the internal combustion engine body.

The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The locking mechanism includes a first contact surface formed on the internal combustion engine body or a specific member fixed to the internal combustion engine body, and a second contact surface formed on the sliding member. And a shim for adjusting the axial position of the camshaft is interposed between the first and second contact surfaces.
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.

The first contact surface is provided on a side surface of the actuator on the camshaft side.
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 2.