JP4269924B2 - Valve lift amount adjusting method and adjusting mechanism for internal combustion engine - Google Patents
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本発明は、カムシャフトの回転に伴いロッカアームを揺動させ、このロッカアームの端部にリンク部材を介してカムシャフトに設けた揺動カムを揺動させてバルブを開閉させる内燃機関のバルブリフト量調整方法および調整機構に関する。 The present invention relates to a valve lift amount of an internal combustion engine that swings a rocker arm with rotation of a camshaft and swings a swing cam provided on the camshaft via a link member at an end of the rocker arm to open and close a valve. The present invention relates to an adjustment method and an adjustment mechanism.
従来、例えば下記特許文献1には、機関性能を高めるために、機関運転状態の変化に応じてバルブリフト量を可変制御する動弁機構が記載されている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 described below describes a valve operating mechanism that variably controls a valve lift amount in accordance with a change in an engine operating state in order to improve engine performance.
これは、カムシャフトに設けた偏心回転カムである駆動カムからロッカアームやリンク部材などを介して伝達する回転力により、揺動カムが吸気弁を開閉作動するとともに、カムシャフトと平行に配置した制御軸外周の制御カムを回転制御して、ロッカアームの揺動支点を変化させ、これによりバルブリフト量を運転状態に応じて可変にしている。
ところで、上記した従来の動弁機構では、複数のリンク部品の寸法精度によりバルブリフト量が決まるため、その寸法精度によってバルブリフト量にばらつきが生じる。そして、このバルブリフト量を適正とするための調整作業は、動弁機構を組み付けた状態でバルブリフト量を測定し、その後分解してから調整対象のリンク部材を長さの違うものに交換する必要があり、作業性の悪化を招いている。 By the way, in the conventional valve operating mechanism described above, the valve lift amount is determined by the dimensional accuracy of a plurality of link parts, and therefore the valve lift amount varies depending on the dimensional accuracy. And the adjustment work to make this valve lift amount appropriate is to measure the valve lift amount with the valve mechanism assembled, and then disassemble and then replace the link member to be adjusted with a different length. It is necessary, and the workability is deteriorated.
そこで、本発明は、バルブリフト量の調整作業を容易に行えるようにすることを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to make it possible to easily adjust the valve lift amount.
本発明は、カムシャフトの回転に伴いロッカアームを揺動させ、このロッカアームの端部にリンク部材を介して前記カムシャフトに設けた揺動カムを揺動させてバルブを開閉させ、前記ロッカアームと前記リンク部材とを、連結軸によって連結し、バルブリフト量測定後に、前記連結軸の前記ロッカアームと前記リンク部材とを連結する位置を変化させることで、バルブリフト量を調整する内燃機関のバルブリフト量調整方法において、前記連結軸は、前記ロッカアームと前記リンク部材とのいずれか一方の端部を回転可能に支持するピン部と、ピン部と一体のガイド部とから構成され、このガイド部が移動する移動案内部を前記ロッカアームと前記リンク部材とのいずれか他方に設け、前記ガイド部を前記ピン部とともに該ピン部の径方向に前記移動案内部に沿って調整手段により移動させて前記連結軸の位置を変化させた後、楔状部材を前記移動案内部に対し交差する方向から挿入し、前記楔状部材に設けた傾斜面を前記ガイド部に設けた傾斜面に、前記調整手段による押し付け方向と反対方向から押し付けるように摺接させて前記連結軸を固定することを最も主要な特徴とする。 The present invention is, to oscillate the rocker arm in accordance with the rotation of the camshaft, this end of the rocker arm via the link member to swing the swing cam provided on the cam shaft by opening and closing the valve, before Symbol rocker arm wherein the link member, and connected by a connecting shaft, the valve lift amount measuring, by changing the position for connecting the said rocker arm of the connecting shaft and the link member, the internal combustion engine for adjusting the valve lift valve In the lift amount adjusting method, the connecting shaft includes a pin portion that rotatably supports one of the end portions of the rocker arm and the link member, and a guide portion integrated with the pin portion. A moving guide part for moving the rocker arm is provided on the other of the rocker arm and the link member, and the guide part together with the pin part in the radial direction of the pin part After moving along the movement guide part by the adjusting means to change the position of the connecting shaft, the wedge-shaped member is inserted from the direction intersecting the movement guide part, and the inclined surface provided on the wedge-shaped member is The most important feature is that the connecting shaft is fixed by being brought into sliding contact with an inclined surface provided in the guide portion so as to be pressed from a direction opposite to the pressing direction by the adjusting means .
本発明によれば、ロッカアームとリンク部材とを連結軸によって連結し、この連結軸のロッカアームとリンク部材とを連結する位置を変化させることで、バルブリフト量を調整するようにしたため、組み付け後に分解することなく、バルブリフト量を調整することができ、バルブリフト量の調整作業を容易に行うことができる。 According to the present invention, the rocker arm and the link member are connected by the connecting shaft, and the valve lift amount is adjusted by changing the position of connecting the rocker arm and the link member of the connecting shaft. Therefore, the valve lift amount can be adjusted without adjusting the valve lift amount.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係わる内燃機関のバルブリフト量調整機構を備えた動弁機構の斜視図、図2は同側面図である。ここでの動弁機構は、吸気側に適用したもので、1気筒あたり2つの吸気弁1を備え、かつ、各吸気弁1のバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変にする可変機構を備えている。 FIG. 1 is a perspective view of a valve operating mechanism having a valve lift adjustment mechanism for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof. The valve operating mechanism here is applied to the intake side, and is provided with two intake valves 1 per cylinder and a variable mechanism that makes the valve lift amount of each intake valve 1 variable according to the engine operating state. I have.
すなわち、この可変動弁機構は、図外のシリンダヘッドにバルブガイドを介して摺動自在に設けられ、バルブスプリングのばね力によって閉方向に付勢されたバルブとしての一対の吸気弁1と、シリンダヘッド上部の図外の軸受に回転自在に支持された中空状のカムシャフトとしての駆動軸3と、駆動軸3に固定された偏心回転カムである1つの駆動カム5と、駆動軸3の外周に揺動自在に支持されて、各吸気弁1の上端部に配設されたバルブリフタ6の上面6aに摺接する揺動カム7と、駆動カム5と揺動カム7との間に連係されて、駆動カム5の回転力を揺動カム7の揺動力として伝達する伝達機構8と、伝達機構8の作動位置を制御する制御機構9と、をそれぞれ備えている。
That is, this variable valve mechanism is slidably provided on a cylinder head (not shown) via a valve guide, and a pair of intake valves 1 as valves energized in the closing direction by the spring force of a valve spring; A
前記駆動軸3は、機関前後方向に沿って配置されているとともに、一端部に設けられた図外の従動スプロケットやこの従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーンなどを介して機関のクランク軸から回転力が伝達されており、この回転方向は図2中で時計回り方向に設定している。
The
前記駆動カム5は、耐摩耗材によってほぼ円環状に形成し、外端に一体に設けた筒状部5aを有し、内部軸方向に駆動軸挿通孔を貫通形成しているとともに、図2に示すようにその中心Yが駆動軸3の軸心Xから径方向へ所定量βだけオフセットしている。また、この駆動カム5は、その筒状部5aが、駆動軸3に直径方向から挿通された図外の連結ピンにより駆動軸3に連結固定されている。さらに、この駆動カム5は、駆動軸3の回転に伴って図2中で時計回り方向(矢印方向)へ回転する。
The
前記バルブリフタ6は、有蓋円筒状に形成し、シリンダヘッドの保持孔内に摺動自在に保持されているとともに、揺動カム7の後述するカム本体7aが摺接する上面6aを平坦状に形成している。
The
前記揺動カム7は、ほぼ円筒状の基端部10の両端部に一体に設けたほぼ雨滴状の一対のカム本体7aを備え、基端部10の内部軸方向に形成された支持孔10aに挿通した駆動軸3に全体が揺動自在に支持されているとともに、2つのうちの一方の揺動カム7の一端部側に有するカムノーズ部11にピン孔11aを貫通形成している。また、各カム本体7aの下面に形成したカム面が、揺動カム7の揺動位置に応じて各バルブリフタ6の上面6a所定位置に当接してバルブリフト特性を変化させるようになっている。
The rocking
前記伝達機構8は、駆動軸3の上方に配置したロッカアーム13と、ロッカアーム13の一端部13aと駆動カム5とを連結するリンクアーム14と、ロッカアーム13の他端部13bと揺動カム7とを連結するリンク部材15とを備えている。
The
前記ロッカアーム13は、中央に有する筒状基部13cが支持孔13dを介して後述する制御カム23に回転自在に支持されている。また、筒状基部13cの一端外側部に突設した一端部13aには、ピン16が嵌入するピン孔を貫通形成する一方、筒状基部13cの他端外側部に突設した他端部13bには、リンク部材15と連結する連結軸としてのピン部材17が設けられるピン固定部18を形成してある。
The
上記したピン固定部18の詳細を図3に示す。ピン部材17は、リンク部材15を回転可能に支持するピン部17aと、ピン部17aと一体のガイド部17bとから構成している。ガイド部17bは、ロッカアーム13の他端部13bに図3中で下方から上方に向けて形成した移動案内部としてのガイド穴19内を、上下方向に移動可能となっている。
The details of the
ガイド穴19上部の他端部13bにねじ孔20を設け、ねじ孔20に他端部13bの外部から調整手段としての調整ねじ21をねじ込み、調整ねじ21の先端をガイド部17bに当接させている。すなわち、この調整ねじ21をねじ込むことで、ガイド部17bを下方に移動させ、ロッカアーム13とリンク部材15との連結位置を、ピン部17aの径方向に変化させることができる。また、この調整ねじ21には緩み止め用のナット22を設けてある。
A
上記したガイド穴19に対し、他端部13bの図3中で左側の端部から固定穴24を交差するように設け、固定穴24に固定手段としての楔状部材25を挿入する。楔状部材25は、図3中で上面を右下がりの傾斜面25aに形成し、この傾斜面25bに対向するガイド部17bの下面を同様の右下がりの傾斜面17cに形成している。
The
固定穴24の図3中で左側の開口側にはねじ孔26を形成し、ねじ孔26に固定ねじ27をねじ込み、固定ねじ27の先端を楔状部材25に当接させている。すなわち、この固定ねじ27をねじ込むことで、楔状部材25の傾斜面25aをガイド部17bの傾斜面17cに当接させてピン部材17を固定する。また、この固定ねじ27には緩み止め用のナット28を設けてある。
A
図4は、上記したピン固定部18の他の例を示している。これは楔状部材25の傾斜面25aを図3とは逆に図4中で左下がりとし、これに対応してガイド部17bの傾斜面17cも左下がりとしている。
FIG. 4 shows another example of the
そして、楔状部材25の端部に固定ねじ29をねじ込んでいる。したがってこの場合には、固定ねじ29を引き抜く方向に回転させることで、楔状部材25の傾斜面25aをガイド部17bの傾斜面17cに当接させてピン部材17を固定することになる。
A
前記図1および図2に示したリンクアーム14は、比較的大径な円環状の一端部である基端部14aと、基端部14aの外周面所定位置に突設した他端部である突出端14bとを備え、基端部14aの中央位置には、前記駆動カム5の外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔14cを形成する一方、突出端14bには、前記ピン16が回転自在に挿通するピン孔を貫通形成している。このピン16の軸心16aがロッカアーム13の一端部13aとの枢支点になっている。
The
さらに、前記リンク部材15は、横断面ほぼコ字形状に折曲形成されて、二股状の両端部15a,15bが、ロッカアーム13の他端部13bと一方のカム本体7aのカムノーズ部11をそれぞれ挟みながら、前記したピン部17aおよびピン30によって他端部13bおよびカムノーズ部11にそれぞれ回転自在に連結している。
Further, the
また、ピン30の一端部には、リンク部材15の軸方向の移動を規制する図外のスナップリングを設けるとともに、ピン部17aおよびピン30の軸心17dおよび30aが、リンク部材15の両端部15a,15bと、ロッカアーム13の他端部13bおよび揺動カム7のカムノーズ部11との枢支点になっている。
In addition, a snap ring (not shown) that restricts the movement of the
前記制御機構9は、図1に示すように、駆動軸3の上方位置に前記した図外の軸受に回転自在に支持された制御軸32と、制御軸32の外周に固定されてロッカアーム13の揺動支点となる前記した制御カム23と、前記制御軸32をボール螺子機構34と歯車機構35を介して回転制御するDCモータ36と、DCモータ36の駆動を制御するコントローラ37とを備えている。
As shown in FIG. 1, the control mechanism 9 includes a
前記制御軸32は、駆動軸3と並行に機関前後方向に配設する一方、前記制御カム23は、円筒状を呈し、図2に示すように軸心P2位置が肉厚部23aの分だけ制御軸32の軸心P1からα分だけ偏倚している。
The
前記ボール螺子機構34は、制御軸32の一端部に固定した筒部39から突設した一対のレバー39a,39bと、両レバー39a,39bの先端部間に制御軸32と軸直角方向に配置してピン40を介して回動自在に設けた円筒状のナット部材41と、ナット部材41の内周面に形成した雌ねじに螺着する螺子軸42とから構成している。
The
前記歯車機構35は、前記DCモータ36の駆動シャフト36aの先端部と前記螺子軸42の先端部にそれぞれ結合して、各歯部が互いに軸直角方向から噛合した2つの傘歯車35a,35bとから構成している。
The
前記コントローラ37は、クランク角センサやエアフローメータ,水温センサ、スロットル開度センサなどの各種のセンサ類からの検出信号に基づいて、現在の機関運転状態を演算などにより検出するとともに、制御軸32の回転位置を検出するポテンショメータ38からの検出信号に基づいて、前記DCモータ36に制御信号を出力している。
The
上記した動弁機構によれば、機関低速低負荷時には、コントローラ37からの制御信号によってDCモータ36が回転し、歯車機構35およびボール裸子機構34を介して制御軸32を図2中で反時計回り方向へ最大回転する。このため制御カム23は、軸心P2が制御軸32の軸心P1に対して図2中で右下方の回転角度位置に移動する。すなわち、肉厚部23aが駆動軸3側から枢支点16a側へ移動する。このため、ロッカアーム13は、全体が図2の状態から時計回り方向へ回転し、これに伴い各カム本体7aは、リンク部材15を介してカムノーズ部11側が強制的に引き上げられて全体が時計回り方向へ回転する。
According to the valve mechanism described above, at the time of engine low speed and low load, the
したがって、この状態で吸気弁1の開閉作動中において、駆動カム5が回転してリンクアーム14を介してロッカアーム13の一端部13aを押し上げると、そのリフト量がリンク部材15を介して揺動カム7およびバルブリフタ6に伝達されるが、そのリフト量は充分小さくなる。
Therefore, when the
次に、上記した動弁機構におけるバルブリフト量の調整について説明する。図3に示す状態では、調整ねじ21および固定ねじ27のそれぞれの先端がガイド部17bおよび楔状部材25を押し付け、その各傾斜面17c,25aが互いに密着している。また、調整ねじ21および固定ねじ27は、緩み止めナット22および28でそれぞれ緩み止めがなされ、これにより、ロッカアーム13とリンク部材15とが、ピン部材17を介して連結した状態となる。
Next, adjustment of the valve lift amount in the above-described valve operating mechanism will be described. In the state shown in FIG. 3, the leading ends of the adjusting
ここで、バルブリフト量にばらつきが生じ、その調整が必要となったときには、例えば緩み止めナット22を緩めた上で、調整ねじ21を引き抜く方向に回転させ、さらに緩み止めナット28を緩めた上で、固定ねじ27を押し込む方向に回転させる。すると、楔状部材25が固定ねじ27に押されて前進し、これに伴いその傾斜面25aがガイド部17bの傾斜面17cに対して摺接しつつガイド部17bを調整ねじ21が後退した分上方に押し上げる。
Here, when variations occur in the valve lift amount and adjustment is necessary, for example, after loosening the locking
これにより、ガイド部17bおよびガイド部17bと一体のピン部17aすなわち、ピン部材17が上方に移動し、ピン部17aに連結されている図2に示すリンク部材15も上昇する。リンク部材15の上昇により、リンク部材15に連結してある揺動カム7が、図2中で時計回り方向に回転する結果、リフト量が小さくなる方向に調整される。調整後は、緩み止めナット22および28を締結し、調整ねじ21および固定ねじ27の緩み止めを行う。
Thereby, the
逆に、リフト量を大きくする方向に調整する場合には、図3の状態から、固定ねじ27側を緩めた状態で、調整ねじ21側を押し込む方向に回転させることで、ガイド部17bすなわちピン部材17を下方に移動させることができる。これにより、リンク部材15が下降し、揺動カム7を図2中で反時計方向に回転させて、リフト量を大きくする方向に調整することができる。
On the contrary, when adjusting in the direction of increasing the lift amount, the
また、この場合、図3のようにガイド部17bと楔状部材25とがそれぞれの傾斜面17c,25aを介して互いに密着した状態で、緩み止めナット22または28を緩めた上で、調整ねじ21または固定ねじ27をさらにねじ込むことで、ガイド部17bを弾性変形させ、これによりリフト量を微細に調整することができる。
In this case, as shown in FIG. 3, the adjusting
さらに、上記したリフト量の調整を行う際に、リンク部材15にロッカアーム13に対してどの程度移動したかを判別できる測定点を設けることで、調整と同時に移動調整量の測定も行うことができる。このような測定を行った後に、リフト量を調整することで、より効率的に調整作業を行うことができる。
Further, when the above-described lift amount is adjusted, a measurement point that can determine how much the
また、調整時に、実際のバルブリフト作動時にかかる荷重を、ロッカアーム13およびリンク部材15にかけた状態で、リフト量を測定しながら調整することで、正確なリフト量の調整が可能となるとともに、ガタによる誤差を防止することができる。
In addition, during the adjustment, the load applied during the actual valve lift operation is applied to the
図4の別の例については、調整ねじ29を図3の調整ねじ27とは逆の方向に移動させることで、図3のものと同様の作用が発生するだけなので、詳しい説明は省略する。
In the other example of FIG. 4, the
なお、上記した実施形態では、ピン固定部18をロッカアーム13に設けたが、リンク部材15に設けるようにしてもよい。この場合、ピン部材17のガイド部17bとなる部分をリンク部材15に対して移動可能に設け、ピン部材17のピン部17aとなる部分をロッカアーム12に対して回転可能に設ける。このとき、ロッカアーム13やリンク部材15のピン固定部18を設定する部位の形状は、図1〜図3とは異なるものとなる。
In the above-described embodiment, the
上記した実施形態によれば、バルブリフト量を調整する際には、調整ねじ21および固定ねじ27を操作すればよく、動弁機構を組み付け後に分解する必要がないので、リフト量の調整作業が極めて容易であり、生産コストを削減することができる。
According to the above-described embodiment, when adjusting the valve lift amount, it is only necessary to operate the adjusting
本発明によれば、実際のバルブリフト作動時にかかる荷重を、前記ロッカアームおよび前記リンク部材にかけた状態で、バルブリフト量を測定しながら調整するようにしたため、正確なリフト量の調整が可能になるとともに、ガタによる誤差を防止することができる。 According to the present invention, since the load applied during actual valve lift operation is applied to the rocker arm and the link member while adjusting the valve lift amount, it is possible to accurately adjust the lift amount. At the same time, errors due to backlash can be prevented.
また、ロッカアームとリンク部材とを、連結軸によって連結し、この連結軸を、バルブリフト量が変化するように、ロッカアームとリンク部材とのいずれか他方に対して連結軸の半径方向に移動可能に設け、この移動適宜位置にて連結軸を固定する固定手段を設けたため、組み付け後に分解することなくバルブリフト量を調整することができ、バルブリフト量の調整作業を容易に行うことができる。 Further, the rocker arm and the link member, and connected by the connecting shaft, the connecting shaft, so that the amount of valve lift is changed, to be movable in a radial direction of the coupling shaft relative the other of the rocker arm and the link member Since the fixing means for fixing the connecting shaft is provided at an appropriate position for this movement, the valve lift amount can be adjusted without disassembling after the assembly, and the valve lift amount can be easily adjusted.
ロッカアームとリンク部材とのいずれか他方に、連結軸が移動する移動案内部を設け、この移動案内部に沿って連結軸をその径方向に移動可能に調整する調整手段を設けたため、連結軸の移動を精度よく確実に行うことができる。 To the other of the rocker arm and the link member, the movement guide portion connecting shaft moves provided, due to the provision of the adjusting means for movably adjusting the coupling shaft along the movement guide portion in the radial direction, of the connecting shaft The movement can be performed accurately and reliably.
固定手段は、連結軸を調整手段による押し付け方向と反対方向から押し付けるように、連結軸の移動方向と交差する方向から挿入する楔状部材で構成したため、楔状部材を連結軸に押し付けるだけで、連結軸を強固に固定することができる。 The fixing means is composed of a wedge-shaped member that is inserted from a direction intersecting the moving direction of the connecting shaft so as to press the connecting shaft in a direction opposite to the pressing direction by the adjusting means, so that the connecting shaft only needs to be pressed against the connecting shaft. Can be firmly fixed.
1 吸気弁(バルブ)
3 駆動軸(カムシャフト)
7 揺動カム
13 ロッカアーム
15 リンク部材
17 ピン部材(連結軸)
19 ガイド穴(移動案内部)
21 調整ねじ(調整手段)
25 楔状部材(固定手段)
1 Intake valve
3 Drive shaft (camshaft)
7 Rocking
19 Guide hole (movement guide)
21 Adjustment screw (Adjustment means)
25 Wedge-shaped member (fixing means)
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