JP4407598B2 - Variable valve mechanism for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の吸気バルブや排気バルブの作動特性を変更可能とするための可変動弁機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism for making it possible to change the operating characteristics of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine.
可変動弁機構は、内燃機関に固定されたロッカシャフトと、軸方向へ移動可能な状態で同シャフト内に配設されたコントロールシャフトと、このロッカシャフト上に設けられて機関バルブのリフト量を変更する複数のバルブリフト機構とを備えて構成されている(例えば、特許文献1参照。)。 The variable valve mechanism is provided with a rocker shaft fixed to the internal combustion engine, a control shaft disposed in the shaft so as to be movable in the axial direction, and a lift amount of the engine valve provided on the rocker shaft. And a plurality of valve lift mechanisms to be changed (see, for example, Patent Document 1).
ロッカシャフトは、吸気バルブまたは排気バルブのカムシャフトと平行に設けられている。またロッカシャフト上において、各シリンダと対応した位置にはバルブリフト機構が設けられている。 The rocker shaft is provided in parallel with the camshaft of the intake valve or the exhaust valve. On the rocker shaft, a valve lift mechanism is provided at a position corresponding to each cylinder.
このバルブリフト機構は、コントロールシャフトの軸方向の変位に連動して移動可能なスライダギアと、スライダギア上に設けられてカムシャフトのカムにより駆動される入力アームと、スライダギア上に設けられてバルブリフト量を変化させる出力アームとを備えて構成されている。 This valve lift mechanism is provided on a slider gear that is movable in conjunction with an axial displacement of the control shaft, an input arm that is provided on the slider gear and is driven by a cam of the camshaft, and a slider gear. And an output arm for changing the valve lift amount.
スライダギアには、入力アームと噛み合う入力側ヘリカルスプラインと、出力アームと噛み合う出力側ヘリカルスプラインが形成されている。入力側ヘリカルスプラインの歯すじの傾斜方向と、出力側ヘリカルスプラインの歯すじの傾斜方向とは、反対方向に形成されている。 The slider gear is formed with an input side helical spline that meshes with the input arm and an output side helical spline that meshes with the output arm. The inclination direction of the teeth of the input side helical spline and the inclination direction of the teeth of the output side helical spline are formed in opposite directions.
これに対し、入力アームの内周面にはスライダギアの入力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成されており、出力アームの内周面にも同様に、スライダギアの出力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成されている。 On the other hand, a helical spline that meshes with the input-side helical spline of the slider gear is formed on the inner peripheral surface of the input arm, and similarly, a helical spline that meshes with the output-side helical spline of the slider gear. Splines are formed.
これにより、コントロールシャフトとともにスライダギアが軸方向に変位すると、軸方向におけるスライダギアと、入力アームおよび出力アームとの相対位置が変化し、入力アームと出力アームとに対して互いに逆方向のねじり力が付与されるようになっている。その結果、入力アームと出力アームとが相対回動して、両者の相対位相差が変更され、各シリンダのバルブリフト量を変更することができるように構成されている。
前記従来の可変動弁機構においてバルブリフト機構は、入力アームと出力アームとが隣り合う端面で接触するように配設されている。この場合、両アームの端面間から両アームのヘリカルスプラインとスライダギアの各ヘリカルスプラインとの噛合部へオイル中の異物が入りやすくなるので、本願発明者らは、入力アームと出力アームのいずれか一方の端面を他方の端面に嵌め合わせるように構成することを考えた。 In the conventional variable valve mechanism, the valve lift mechanism is disposed so that the input arm and the output arm are in contact with each other at the adjacent end surfaces. In this case, foreign matter in oil easily enters between the end surfaces of both arms and the meshing portion between the helical splines of both arms and each helical spline of the slider gear. A configuration was considered in which one end face is fitted to the other end face.
しかしながら、入力アームと出力アームとは、スライダギアの軸方向変位によって相対回動するので、入力アームおよび出力アームの各端面の嵌め合い隙間を小さく設定していると、ロッカシャフトに対してスライダギアおよび両アームが僅かでも径方向に変位することで、前記嵌め合い隙間が詰まってしまい、入力アームと出力アームとの相対回動にフ
リクションを生じて、その動きが悪くなってしまうという懸念があった。
However, since the input arm and the output arm rotate relative to each other due to the displacement of the slider gear in the axial direction, if the fitting clearance between the end faces of the input arm and the output arm is set small, the slider gear with respect to the rocker shaft There is a concern that even if the arms are slightly displaced in the radial direction, the fitting gap is clogged, and friction is generated in the relative rotation between the input arm and the output arm, resulting in poor movement. It was.
そこで本発明は、前記のような事情にかんがみてなされたものであり、入力アームと出力アーム、および出力アームとロッカシャフトとの円滑な相対回動を可能にしつつ、効率よくバルブの作動特性を変更することのできる内燃機関の可変動弁機構を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and enables efficient relative rotation of the input arm and the output arm, and the output arm and the rocker shaft, while efficiently improving the operation characteristics of the valve. The present invention provides a variable valve mechanism for an internal combustion engine that can be changed.
前記した課題を解決するため、本発明では、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの作動特性を変更可能とする可変動弁機構において、吸気バルブまたは排気バルブとカムシャフトとの間にはバルブリフト機構が配置され、このバルブリフト機構は、コントロールシャフトを軸方向に変位可能に内挿したロッカシャフト上に配設されてコントロールシャフトの変位に連動しうるスライダギアと、このスライダギアに外装されてカムシャフトからの駆動力を受ける入力アームと、スライダギアに入力アームと軸方向隣り合わせに外装されて前記バルブをリフトする出力アームとを備え、かつ、前記スライダギアの外周には、歯すじの傾斜方向が反対となる入力側ヘリカルスプラインと出力側ヘリカルスプラインとが設けられ、前記入力アームの内周面にはスライダギアの入力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが設けられるとともに、出力アームの内周面にはスライダギアの出力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが設けられ、これらの各ヘリカルスプラインが互いに噛み合わされることによって、入力アームおよび出力アームがスライダギアに対して支持されていて、前記コントロールシャフトの軸方向変位により入力アームに対し出力アームを所定角度回動させて、バルブの作動特性を変更するように構成され、これらの入力アームと出力アームとにおいて軸方向で隣り合う端部には、径方向内外で非接触に対向するように嵌め合わされる筒部がそれぞれ設けられており、入力アームと出力アームの両筒部における径方向の対向間隔が、ロッカシャフトに対するバルブリフト機構全体の径方向の変位許容量よりも大きく設定されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, according to the present invention, in a variable valve mechanism that can change the operation characteristics of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, a valve lift mechanism is provided between the intake valve or the exhaust valve and the camshaft. The valve lift mechanism is disposed on a rocker shaft in which the control shaft is inserted so as to be displaceable in the axial direction and can be interlocked with the displacement of the control shaft. An input arm that receives a driving force from the shaft; and an output arm that is mounted on the slider gear so as to be adjacent to the input arm in the axial direction and lifts the valve. Are provided with an input side helical spline and an output side helical spline, and the input arm A helical spline that meshes with the input side helical spline of the slider gear is provided on the inner circumferential surface, and a helical spline that meshes with the output side helical spline of the slider gear is provided on the inner circumferential surface. By engaging with each other, the input arm and the output arm are supported with respect to the slider gear, and the output arm is rotated by a predetermined angle with respect to the input arm due to the axial displacement of the control shaft, so that the operating characteristics of the valve are improved. These input and output arms are adjacent to each other in the axial direction, and end portions adjacent to each other in the radial direction are provided with cylindrical portions that are fitted so as to face each other in a non-contact manner. The radial facing distance between the cylinder parts of the arm and output arm It is characterized in that it is set larger than the allowable displacement amount in the radial direction of the entire valve lift mechanism relative to the shaft.
この構成では、要するに、入力アームの軸方向両端部とその両側の出力アームの軸方向内端部とを、いわゆるインロー嵌合とし、入力アームと出力アームとの軸方向対向間を径方向内外で塞ぐような形態とされている。これにより、両アームの外側に存在するオイル中の異物を、両アームの内側に入りにくくすることを可能にしている。また、かかる入力アームと出力アームとの嵌合部分は、径方向内外で非接触に対向して互いに干渉しない形態のルーズフィットとされている。これによって、両アームの相対回動時の動きを円滑にしている。また、前記構成において、スライダギアに外装される入力アームおよび出力アームは、スライダギアの入力側ヘリカルスプラインまたは出力側ヘリカルスプラインの噛合部において両アームの荷重を負担するようになっているから、両アームの筒部での径方向の干渉を抑制または防止することが可能になり、円滑な相対回動が可能になる。 In this configuration, short, and an axial inner end portion of the output arm of the both sides of the axial end portion of the input arm, and a so-called faucet fitting, axially between opposing the input arm and the output arm in a radial direction and out It is in a form that closes. Thereby, it is possible to make it difficult for foreign matter in the oil existing on the outside of both arms to enter the inside of both arms. In addition, the fitting portion between the input arm and the output arm is a loose fit in a form that does not interfere with each other so as to face each other in a non-contact manner in the radial direction. Thereby, the movement at the time of relative rotation of both arms is made smooth. Further, in the above configuration, the input arm and the output arm that are externally mounted on the slider gear bear the load of both arms at the meshing portion of the input side helical spline or the output side helical spline of the slider gear. It becomes possible to suppress or prevent radial interference at the cylindrical portion of the arm, and smooth relative rotation is possible.
また、本発明は前記構成の可変動弁機構において、出力アームにおける反入力アーム側の端部の内周面は、ロッカシャフトの外周面に対し非接触に対向されていて、この非接触対向間隔は、ロッカシャフトに対するバルブリフト機構全体の径方向の変位量よりも大きく設定されていることを特徴としている。 In the variable valve mechanism having the above-described configuration, the inner peripheral surface of the output arm on the side opposite to the input arm faces non-contact with the outer peripheral surface of the rocker shaft, and this non-contact facing interval Is characterized in that it is set larger than the radial displacement of the entire valve lift mechanism relative to the rocker shaft.
この構成では、回動する出力アームと、その内側のロッカシャフトとの間が非接触に対向して径方向に干渉しない形態とされるので、出力アームの回動時におけるロッカアームに対するフリクションを大幅に低減して、円滑な回動を可能にしている。 In this configuration, the rotating output arm and the inner rocker shaft are opposed to each other in a non-contact manner and do not interfere with each other in the radial direction. Reduced to enable smooth rotation.
ここで、ロッカシャフトとスライダギアとの嵌め合い隙間寸法をΔh1、スライダギア
に対する出力アームの径方向変位許容寸法をΔh2としたとき、入力アームの筒部と出力
アームの筒部との径方向の対向間隔Δh3は次式、
Δh3>Δh1+Δh2
を満たすことが好ましい。
Here, when the fitting clearance dimension between the rocker shaft and the slider gear is Δh 1 , and the radial displacement allowable dimension of the output arm with respect to the slider gear is Δh 2 , the diameter between the cylindrical portion of the input arm and the cylindrical portion of the output arm The facing distance Δh 3 in the direction is
Δh 3 > Δh 1 + Δh 2
It is preferable to satisfy.
さらに、ロッカシャフトとスライダギアとの嵌め合い隙間寸法をΔh1、スライダギア
に対する出力アームの径方向変位許容寸法をΔh2としたとき、出力アームの端部内周面
とロッカシャフトの外周面との非接触対向間隔Δh4は次式、
Δh4>Δh1+Δh2
を満たすように構成されることが好ましい。
Further, when the fitting clearance dimension between the rocker shaft and the slider gear is Δh 1 and the radial displacement allowable dimension of the output arm relative to the slider gear is Δh 2 , the distance between the inner peripheral surface of the end of the output arm and the outer peripheral surface of the rocker shaft The non-contact facing distance Δh 4 is the following formula:
Δh 4 > Δh 1 + Δh 2
It is preferable to be configured to satisfy.
このような構成によれば、入力アームと出力アームの両筒部における径方向の対向間隔、および出力アームとロッカシャフトとの非接触対向間隔を、ロッカシャフトに対するバルブリフト機構全体の径方向の変位量よりも大きく設定することができ、これらの間にフリクションを生じることなく、バルブリフト機構を効率よく作動させることを可能にしている。 According to such a configuration, the radial opposing distance between the cylindrical portions of the input arm and the output arm, and the non-contact opposing distance between the output arm and the rocker shaft are determined by the radial displacement of the entire valve lift mechanism with respect to the rocker shaft. The valve lift mechanism can be operated efficiently without causing friction between them.
本発明によれば、入力アームおよび出力アームの内側に外部のオイル中の異物が入るのを抑制または防止することが可能であり、しかも、入力アームと出力アームとを円滑に相対回動させることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to suppress or prevent foreign matter in the external oil from entering the input arm and the output arm, and to smoothly rotate the input arm and the output arm relative to each other. Is possible.
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁機構を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、本発明の可変動弁機構を直列4気筒型DOHCエンジンに適用した例を挙げている。 The best mode for carrying out a variable valve mechanism for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, an example in which the variable valve mechanism of the present invention is applied to an in-line four-cylinder DOHC engine is given.
図1〜図8は本発明に係る内燃機関の可変動弁機構を示し、図1は可変動弁機構を模式的に示す平面図、図2は図1におけるD1−D1線断面の矢視図、図3は図1の可変動弁機構の斜視図である。また、図4は図3のバルブリフト機構の分解斜視図、図5は図3のバルブリフト機構のスライダギアとロッカシャフトとの関係を示す分解斜視図、図6は図3のバルブリフト機構4の上半分を破断して示す斜視図である。また、図7は図1の入力アームと出力アームとの相対位相差を最大にした場合の動作説明図であり、図8はその相対位相差を最小にした場合の動作説明図である。図7,8において(a)は閉弁状態、(b)は開弁状態を示している。
1 to 8 show a variable valve mechanism for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 1 is a plan view schematically showing the variable valve mechanism, and FIG. 2 is a sectional view taken along line D1-D1 in FIG. FIG. 3 is a perspective view of the variable valve mechanism of FIG. 4 is an exploded perspective view of the valve lift mechanism of FIG. 3, FIG. 5 is an exploded perspective view showing the relationship between the slider gear and the rocker shaft of the valve lift mechanism of FIG. 3, and FIG. 6 is the
内燃機関1は、シリンダブロック11、およびシリンダブロック11上に取り付けられたシリンダヘッド12等を備えている。
The
シリンダブロック11には、複数のシリンダ13が設けられている。例示の形態では、4つのシリンダ13が設けられ、各シリンダ13には、吸気ポートを開閉する吸気バルブ14と、排気ポートを開閉する排気バルブ15とがそれぞれ配置されている。
A plurality of
各シリンダ13において吸気バルブ14の近傍には、吸気カム17を備えた吸気カムシャフト16が設けられ、排気バルブ15の近傍には排気カム19を備えた排気カムシャフト18が設けられている。
In each
吸気カムシャフト16および排気カムシャフト18は、内燃機関1の出力軸であるタイミングチェーン23を介してクランクシャフトにより回転駆動されて、この回転を通じて、吸気バルブ14および排気バルブ15がそれぞれリフトされる。
The
これらのバルブ14,15のうち吸気バルブ16は、複数の隔壁21に回転可能に支持された吸気カムシャフト16の回転によってリフトされるとともに、可変動弁機構3によってバルブリフト量や作動角を連続的に変更することができるように構成されている。
Of these
可変動弁機構3は、吸気カムシャフト16の吸気カム17と、ローラロッカーアーム24との間に配設されている。なお、ローラロッカーアーム24は、一端がラッシュアジャスタ25に支持され、他端は吸気バルブ14上端のタペット14aに当接されている。
The
この可変動弁機構3は、ロッカシャフト31、コントロールシャフト32、アクチュエータ33、およびバルブリフト機構4を備えている。
The
ロッカシャフト31は、シリンダヘッド12に一定間隔ごとに設けられた多数の隔壁21に、軸方向および円周方向に不動となるように取り付けられて、吸気カムシャフト16と平行、すなわち気筒配列方向(図3における矢符F,R方向)に沿って配置されている。なお、図3において、矢符Fはアクチュエータ33から離れる方向を示し、矢符Rはアクチュエータ33に近づく方向を示している。
The
ロッカシャフト31には、コントロールシャフト32が軸方向に変位しうる摺動可能な状態で内挿されている。このコントロールシャフト32は、アクチュエータ33によって軸方向に進退駆動されるようになっている。
A
このロッカシャフト31上には、各シリンダ13と対応する位置にバルブリフト機構4が設けられている。各バルブリフト機構4は、入力アーム41、出力アーム42、およびスライダギア43を備えて構成されている。
A
入力アーム41は円筒形のハウジング41aを有し、その内周面には、スライダギア43の入力側ヘリカルスプライン43aに噛み合うヘリカルスプライン41bが形成されている。また、ハウジング41aの外周には、径方向外向きに突出する一対のフォーク41cL,41cRが設けられており、この一対のフォーク41cL,41cRの間にロッカシャフト31と平行な支軸41dを介して、ローラ41eが回転自在に支持されている。
The
出力アーム42は、入力アーム41の軸方向両側にそれぞれ備えられて円筒形のハウジング42aを有し、その内周面には、スライダギア43の出力側ヘリカルスプライン43bに噛み合うヘリカルスプライン42bが形成されている。また、ハウジング42aの外周には、径方向外向きに突出するノーズ42cが設けられている。このノーズ42cは、側面視で略三角形状に形成され、その一辺が凹状に湾曲するカム面42dとなされている。また、各出力アーム42のハウジング42aは、隣り合う入力アーム41とは軸方向反対側となる端部に、ロッカシャフト31を挿通させ、ロッカシャフト31の外周面と非接触に対向し、径方向内向きに延出する内鍔部422がそれぞれ形成されている。
The
これらの入力アーム41および二つの出力アーム42によって区画された内部空間には、スライダギア43が配設されている。このスライダギア43は、ロッカシャフト31上にコントロールシャフト32と連動して軸方向に移動可能に外装されている。
A
スライダギア43は、中心に貫通孔43cを有する円筒形状に形成されており、その外周における軸方向中間には、入力アーム41のヘリカルスプライン41bに噛み合う入力
側ヘリカルスプライン43aが、また、外周における軸方向両側には、出力アーム42のヘリカルスプライン42bに噛み合う出力側ヘリカルスプライン43bが形成されている。出力側ヘリカルスプライン43bは、入力側ヘリカルスプライン43aに対して外径が小さく形成されている。入力側ヘリカルスプライン43aと出力側ヘリカルスプライン43bとは、歯すじの傾斜方向が反対となるように形成されている。
The
そして、入力アーム41のローラ41eは、シリンダヘッド2に圧縮状態で配設されたロストモーションスプリング26によって、常に吸気カム17aへ押しつけられるように付勢されている。出力アーム42のハウジング42aのベース円部分、またはノーズ42cのカム面42dのいずれかに、吸気バルブ14の弁ばね14bによってローラロッカーアーム24のローラ24aが圧接されている。このような関係により、吸気カム17aの回転によって入力アーム41が揺動され、この入力アーム41と一体的に揺動する出力アーム42によって、ローラロッカーアーム24を介して吸気バルブ14がリフトされるようになっている。
The
ここで、スライダギア43について、ロッカシャフト31およびコントロールシャフト32との結合形態について説明する。
Here, the
スライダギア43において、入力側ヘリカルスプライン43aと一方の出力側ヘリカルスプライン43bとの間には、径方向内外に貫通するとともに周方向に延びる長孔43dが設けられている。また、ロッカシャフト31において、スライダギア43の長孔43dと対応する箇所には、径方向内外に貫通するとともに軸方向へ伸びる長孔31aが形成されている。このロッカシャフト31の長孔31aに対応するコントロールシャフト32の箇所には、挿通孔32aが形成されている。
In the
そして、ロッカシャフト31をスライダギア43の貫通孔43cへ挿入し、スライダギア43の長孔43dとロッカシャフト31の長孔31aとが交差した箇所に、係止ピン44を挿入し、この係止ピン44の一端を、コントロールシャフト32内に挿入したコントロールシャフト32の挿通孔32aに固定している。
Then, the
このように組み付けられたスライダギア43は次のように動作する。
(a)係止ピン44は、ロッカシャフト31の長孔31aに沿って移動することができる。このため、コントロールシャフト32を軸方向に移動させると、スライダギア43がコントロールシャフト32と連動して軸方向に移動する。
(b)係止ピン44がスライダギア43の長孔43dへ挿入されているので、入力アーム41に吸気カムシャフト16のトルクが伝達されると、スライダギア43がロッカシャフト31の周りを揺動する。
The
(A) The
(B) Since the locking
このように、スライダギア43は、コントロールシャフト32上における軸方向の位置が固定される一方で、ロッカシャフト31上において軸方向へ移動することが可能となっている。また、スライダギア43は、ロッカシャフト31(コントロールシャフト32)を支点として、揺動することが可能となっている。
Thus, the
このようなバルブリフト機構4において、スライダギア43の入力側ヘリカルスプライン43aと、入力アーム41のヘリカルスプライン41bとは、互いに噛み合わされることによって支持されている。また、スライダギア43の出力側ヘリカルスプライン43bと、出力アーム42のヘリカルスプライン42bも、互いに噛み合わされて支持されている。
In such a
したがって、コントロールシャフト32とともにスライダギア43を軸方向に移動させ
て、スライダギア43と入力アーム41および出力アーム42との軸方向における相対位置を変更することにより、入力アーム41と出力アーム42とに互いに逆方向のねじり力が付与されることになる。これにより、入力アーム41と出力アーム42とが相対回動し、入力アーム41(ローラ41e)と出力アーム42(ノーズ42c)との相対位相差が変更されるようになる。
Therefore, by moving the
なお、前記可変動弁機構3においては、共通する1本のコントロールシャフト32にシリンダ13ごとのスライダギア43…がそれぞれ固定されているので、コントロールシャフト32の軸方向の変位にともなって全シリンダ13の吸気バルブ14のリフト量が同時に変更されるようになる。
In the
次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.
図7(a)に示すように、吸気カム17のベース円部分が入力アーム41のローラ41eに当接しているとき、ローラロッカーアーム24のローラ24aは、出力アーム42のハウジング42aのベース円部分と当接した状態にある。このため、吸気バルブ14はリフト量が「0」の状態(内燃機関1の吸気ポート14Pを閉じた状態)に維持される。
As shown in FIG. 7A, when the base circle portion of the
そして、吸気カムシャフト16の時計方向の回転にともない、入力アーム41のローラ41eが吸気カム17のリフト部分を通じて押し下げられると、入力アーム41がロッカシャフト31に対して、図7(a)の反時計回り方向(矢符A方向)に回動する。また、これにともなって、出力アーム42およびスライダギア43が一体となって回動する。
When the
これにより、出力アーム42のノーズ42cに形成されたカム面42dが、ローラロッカーアーム24のローラ24aに当接し、カム面42dの押圧によってローラ24aが押し下げられる。
As a result, the
図7(b)に示すように、ローラロッカーアーム24のローラ24aがカム面42dにより押圧されているとき、ローラロッカーアーム24がラッシュアジャスタ25との当接部を中心として揺動し、吸気バルブ14が開弁される。
As shown in FIG. 7B, when the
コントロールシャフト32がアクチュエータ33から離れる方向(図3における矢符F方向)に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト31の軸心回りにおける入力アーム41のローラ41eと、出力アーム42のノーズ42cとの相対位相差が最大となる。
In a state where the
これにより、吸気カム17がローラ41eを最大限に押し下げたとき、ローラロッカーアーム24のローラ24aの変位差が最も大きくなり、吸気バルブ14は最大のバルブリフト量および作用角で開閉される。
As a result, when the
図8(a)に示すように、吸気カム17のベース円部分が入力アーム41のローラ41eに当接しているときには、出力アーム42とローラ24aとの当接位置は、カム面42dから最大限まで離れた位置にある。そして、吸気カムシャフト16の回転によって、入力アーム41のローラ41eが吸気カム17のリフト部分により押し下げられると、入力アーム41と出力アーム42とが一体となって回動する。
As shown in FIG. 8A, when the base circular portion of the
ただし、この場合、出力アーム42とローラ24aとの当接位置は、カム面42dから最大限離れているので、カム面42dによるローラロッカーアーム24のローラ24aの押し下げが開始されるまでの出力アーム43の回動量が、図7に示した作動状態に比べて大きくなる。また、吸気カム17のリフト部分を通じて入力アーム41のローラ41eが押し下げられた際、ローラ24aと当接するカム面42dの範囲が、ノーズ42cの基端
側の一部のみに縮小される。このため、吸気カム17のリフト部分によるローラ41eの押し下げに応じたローラロッカーアーム24の揺動量は小さくなる。
However, in this case, since the contact position between the
図8(b)に示すように、ローラロッカーアーム24の揺動量が小さいことにより、吸気バルブ14は、より小さいバルブリフト量にて開弁されるようになる。
As shown in FIG. 8B, the
また、コントロールシャフト32がアクチュエータ33に近づく方向(図3における矢符R方向)に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト31の中心軸30回りにおけるローラ41eとノーズ42cとの相対位相差が最小となる。
Further, when the
これにより、吸気カム17がローラ41eを最大限に押し下げたときのローラ24aの変位量は最も小さくなり、吸気バルブ14が最小のバルブリフト量および作用角で開閉されるようになる。
As a result, the displacement amount of the
次に本実施形態の特徴的な構成部分であるバルブリフト機構の嵌め合いについて説明する。図9は、図1のD2−D2線断面を示す矢視図、図10は図9のバルブリフト機構4の一部を拡大して示す説明図である。
Next, the fitting of the valve lift mechanism, which is a characteristic component of this embodiment, will be described. 9 is an arrow view showing a cross section taken along line D2-D2 of FIG. 1, and FIG. 10 is an explanatory diagram showing an enlarged part of the
前記のように、バルブリフト機構4において、隔壁21,21の間には入力アーム41と出力アーム42とが、気筒間調整用のシム27を介して配置されている。そして、これらの入力アーム41と出力アーム42とが軸方向で隣り合う端部は、互いに嵌め合わせることができるように構成されている。
As described above, in the
この実施形態でのバルブリフト機構4は、入力アーム41の軸方向両端部とその両側の出力アーム42の軸方向内端部とを、いわゆるインロー嵌合としたうえで、その嵌合部分を径方向で干渉しないようにルーズフィットとしている。
In the
まず、入力アーム41の円筒形ハウジング41aにおける軸方向両端には、軸方向外向きに延出する円筒部411,411が設けられている。
First,
これら両円筒部411の外径は、円筒形ハウジング41aの外径と同一に設定されていて、それにより円筒部411の外周面と円筒形ハウジング41aの外周面とが軸方向で面一となっている。また、両円筒部411の内径は、円筒形ハウジング41aの内周に設けてあるヘリカルスプライン41bの歯先それぞれを結ぶ内接円径よりも大きく設定されており、この円筒部411の大径内周面によってヘリカルスプライン41bの歯先それぞれを結ぶ内接円との間に段差ができている。
The outer diameters of both the
次いで、出力アーム42の円筒形ハウジング42aにおける軸方向内端部つまり入力アーム41と軸方向で対向する端部には、外径が円筒形ハウジング42aの外径より小さな段付き形状の小径円筒部421が設けられている。
Next, an axially inner end portion of the
そして、入力アーム41の円筒部411の内周に、出力アーム42の小径円筒部421が非接触に嵌入されていて、入力アーム41と出力アーム42との軸方向対向間が径方向内外で塞がれたようになっている。これにより、両アーム41,42の外側に存在するオイル中の異物が両アーム41,42の内側に入りにくくなっている。
The small-diameter
但し、入力アーム41の円筒部411と出力アーム42の小径円筒部421との径方向の対向間隔は、入力アーム41と出力アーム42とが相対回動する際に互いに径方向で干渉しないように比較的大きく設定されている。
However, the radial facing distance between the
具体的には、これらの入力アーム41の円筒部411と、出力アーム42の小径円筒部421とは、径方向に、所定寸法より大きくなるように設定された対向間隔を有するものとなっている。
Specifically, the
図10に示すように、スライダギア43の貫通孔43cと、その内側に挿入されたロッカシャフト31との間には、嵌め合い隙間H11,H12が設けられている。ここで、これらの嵌め合い隙間H11,H12を合わせた寸法を、スライダギア43とロッカシャフト31との嵌め合い隙間寸法Δh1とする。
As shown in FIG. 10, fitting clearances H 11 and H 12 are provided between the through
また、スライダギア43の出力側ヘリカルスプライン43bと、これに噛み合った出力アーム42のヘリカルスプライン42bとの間には、噛み合い隙間H21,H22を有する。ここで、これらの噛み合い隙間H21,H22を合わせた寸法を、スライダギア43と出力アーム42との径方向変位許容寸法Δh2とする。
Further, meshing gaps H 21 and H 22 are provided between the output-side
前記したように、スライダギア43はコントロールシャフト32上に軸方向の位置が固定されるが、ロッカシャフト31上では相対的に軸方向へ移動することが可能であるとともに、ロッカシャフト31を支点として回動する。また、これにより出力アーム42が入力アーム41に対してロッカシャフト31上に所定角度回動する。
As described above, the position of the
そこで、このときのバルブリフト機構4のコントロールシャフト32に対する径方向の変位量、すなわちΔh1+Δh2は、入力アーム41の円筒部411と、出力アーム42の小径円筒部421との径方向の対向間隔をΔh3(=H31+H32)とすれば、(1)式を
満たすように構成されている。
Therefore, the amount of radial displacement of the
Δh3>Δh1+Δh2 …(1)
これにより、バルブリフト機構4がコントロールシャフト32に対して径方向に変位しても、入力アーム41と出力アーム42との対向間隔Δh3に余裕があり、径方向の変位
量を許容するので、入力アーム41の円筒部411と出力アーム42の小径円筒部421とが径方向で干渉しなくなり、両アーム41,42の相対回動時の動きを円滑にすることが可能になる。
Δh 3 > Δh 1 + Δh 2 (1)
Thereby, even if the
なお、両アーム41,42と、スライダギア43とは、各ヘリカルスプラインの噛合部で荷重が負担されているので、入力アーム41の円筒部411と出力アーム42の小径円筒部421とを、このような寸法の対向間隔に設定することによって、径方向の干渉を抑制または防止することが可能になり、円滑な相対回動が可能になる。
Since both
また、出力アーム42の円筒形ハウジング42aにおける軸方向外端部つまり反入力アーム41側の端部には、径方向内向きに延出する内鍔部422が設けられている。この内鍔部422の内径は、円筒形ハウジング42aの内周に設られたヘリカルスプライン42bの歯先それぞれを結ぶ内接円径よりも小さく設定されている。
Further, an
この出力アーム42の内鍔部422は、ロッカシャフト31の外周面に対して径方向で所定間隔を隔てて対向されているが、この径方向対向間隔は、非回転のロッカシャフト31に対して出力アーム42が回動する際に干渉しないように比較的大きく設定されている。
The
具体的には、図10に示すように、この内鍔部422と、ロッカシャフト31の外周面との間には、径方向に対向間隔H41,H42が設けられている。
Specifically, as shown in FIG. 10, opposed spaces H 41 and H 42 are provided in the radial direction between the
ここで、これらの対向間隔H41,H42を合わせた寸法を、出力アーム42の内鍔部42
2とロッカシャフト31との径方向の非接触対向間隔Δh4とすると、この非接触対向間
隔Δh4(=H41+H42)は(2)式を満たすように構成されている。
Here, the total dimension of these facing intervals H 41 and H 42 is set to the
2 and the
Δh4>Δh1+Δh2…(2)
これにより、バルブリフト機構4がコントロールシャフト32に対して径方向に変位しても、出力アーム42とロッカシャフト31との非接触対向間隔Δh4により許容される
ので、出力アーム42がロッカシャフト31上を回動する際に干渉せず、円滑に動くことが可能となっている。
Δh 4 > Δh 1 + Δh 2 (2)
As a result, even if the
したがって、バルブリフト機構4の入力アーム41および出力アーム42は、ロッカシャフト31上において、相対回動時のフリクションが大幅に低減されてスムーズに回動し、効率よく吸気バルブ14の作動特性を変更することが可能になる。
Therefore, the
なお、入力アーム41と出力アーム42の筒部の構成は、前記のように円筒部411と小径円筒部421の形態に限定されるものではなく、出力アーム42に円筒部が形成されて、入力アームに小径円筒部が設けられて、径方向に互いに干渉しないルーズフィットとする構成であってもよい。いずれの構成においても、入力アーム41と出力アーム42とに非接触に対向する筒部を設けることで、オイル中の異物が両アーム41,42の内側に入らないようにしつつ、円滑な相対回動を可能にするものとなる。
Note that the configuration of the cylindrical portion of the
1 内燃機関
11 シリンダブロック
12 シリンダヘッド
13 シリンダ
14 吸気バルブ
15 排気バルブ
16 吸気カムシャフト
17 吸気カム
18 排気カムシャフト
19 排気カム
21 隔壁
23 タイミングチェーン
24 ローラロッカーアーム
24a ローラ
25 ラッシュアジャスタ
26 ロストモーションスプリング
27 シム
3 可変動弁機構
30 中心軸
31 ロッカシャフト
31a 長孔
32 コントロールシャフト
32a 挿通孔
33 アクチュエータ
4 バルブリフト機構
41 入力アーム
41a ハウジング
41b ヘリカルスプライン
41cL,41cR フォーク
41d 支軸
41e ローラ
411 円筒部
42 出力アーム
42a ハウジング
42b ヘリカルスプライン
42c ノーズ
42d カム面
421 小径円筒部
422 内鍔部
43 スライダギア
43a 入力側ヘリカルスプライン
43b 出力側ヘリカルスプライン
43c 貫通孔
43d 長孔
44 係止ピン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
吸気バルブまたは排気バルブとカムシャフトとの間にはバルブリフト機構が配置され、
このバルブリフト機構は、コントロールシャフトを軸方向に変位可能に内挿したロッカシャフト上に配設されてコントロールシャフトの変位に連動しうるスライダギアと、このスライダギアに外装されてカムシャフトからの駆動力を受ける入力アームと、スライダギアに入力アームと軸方向隣り合わせに外装されて前記バルブをリフトする出力アームとを備え、かつ、
前記スライダギアの外周には、歯すじの傾斜方向が反対となる入力側ヘリカルスプラインと出力側ヘリカルスプラインとが設けられ、前記入力アームの内周面にはスライダギアの入力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが設けられるとともに、出力アームの内周面にはスライダギアの出力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが設けられ、これらの各ヘリカルスプラインが互いに噛み合わされることによって、入力アームおよび出力アームがスライダギアに対して支持されていて、前記コントロールシャフトの軸方向変位により入力アームに対し出力アームを所定角度回動させて、バルブの作動特性を変更するように構成され、
これらの入力アームと出力アームとにおいて軸方向で隣り合う端部には、径方向内外で非接触に対向するように嵌め合わされる筒部がそれぞれ設けられており、
入力アームと出力アームの両筒部における径方向の対向間隔が、ロッカシャフトに対するバルブリフト機構全体の径方向の変位許容量よりも大きく設定されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 In a variable valve mechanism that can change the operating characteristics of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine,
A valve lift mechanism is arranged between the intake valve or exhaust valve and the camshaft,
This valve lift mechanism is arranged on a rocker shaft in which the control shaft is inserted so as to be displaceable in the axial direction and can be interlocked with the displacement of the control shaft, and is mounted on the slider gear and driven from the camshaft. An input arm that receives force, an output arm that is mounted on the slider gear adjacent to the input arm in the axial direction and lifts the valve, and
On the outer periphery of the slider gear, there are provided an input-side helical spline and an output-side helical spline in which the inclination direction of the teeth is opposite, and an helical surface that meshes with the input-side helical spline of the slider gear on the inner peripheral surface of the input arm. A spline is provided, and a helical spline that meshes with the output-side helical spline of the slider gear is provided on the inner peripheral surface of the output arm, and when these helical splines are meshed with each other, the input arm and the output arm are connected to the slider gear. Is configured to change the operating characteristics of the valve by rotating the output arm by a predetermined angle with respect to the input arm by the axial displacement of the control shaft,
In these input arms and output arms, cylindrical portions that are fitted so as to face each other in a non-contact manner are provided on the ends adjacent to each other in the axial direction.
A variable valve mechanism for an internal combustion engine, characterized in that a radial facing distance between both cylindrical portions of the input arm and the output arm is set to be larger than a radial displacement allowable amount of the entire valve lift mechanism with respect to the rocker shaft. .
この非接触対向間隔は、ロッカシャフトに対するバルブリフト機構全体の径方向の変位量よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁機構。 The inner peripheral surface of the output arm on the side opposite to the input arm faces non-contact with the outer peripheral surface of the rocker shaft,
2. The variable valve mechanism for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the non-contact facing distance is set to be larger than a radial displacement amount of the entire valve lift mechanism with respect to the rocker shaft.
Δh 3 >Δh 1 +Δh 2
を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の可変動弁機構。 When the fitting clearance dimension between the rocker shaft and the slider gear is Δh 1 , and the radial displacement allowable dimension of the output arm relative to the slider gear is Δh 2 , the radial facing between the cylindrical portion of the input arm and the cylindrical portion of the output arm The interval Δh 3 is
Δh 3 > Δh 1 + Δh 2
The variable valve mechanism for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein:
Δh 4 >Δh 1 +Δh 2
を満たすことを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関の可変動弁機構。 Non-contact between the inner peripheral surface of the end of the output arm and the outer peripheral surface of the rocker shaft when the fitting clearance between the rocker shaft and the slider gear is Δh 1 and the allowable radial displacement of the output arm relative to the slider gear is Δh 2 The facing interval Δh 4 is
Δh 4 > Δh 1 + Δh 2
The variable valve mechanism for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein:
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