JP4555270B2 - Variable valve opening characteristics internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、開弁特性可変型内燃機関に係り、詳しくは、動力伝達部材の支持剛性の向上やコントロールシャフトの捩れの抑制等を実現する技術に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine with variable valve opening characteristics, and more particularly to a technique for improving support rigidity of a power transmission member and suppressing twisting of a control shaft.

4サイクルガソリンエンジン(以下、単にエンジンと記す)では、出力および燃費の向上や有害排出ガス成分の低減等を図るべく、種々の開弁特性可変機構を搭載したものが多くなっている。開弁特性可変機構としては、運転状況に応じて低速型カムと高速型カムとを切り換えるものが従来より存在するが、近年では過渡特性の更なる向上やスロットルレス化等を実現すべく、カム位相とバルブリフトとを個別に可変制御するものが主流となってきている。   Many 4-cycle gasoline engines (hereinafter simply referred to as engines) are equipped with various valve opening characteristic variable mechanisms in order to improve output and fuel consumption, reduce harmful exhaust gas components, and the like. As a valve opening characteristic variable mechanism, there is a mechanism that switches between a low-speed cam and a high-speed cam according to the operating situation. However, in recent years, in order to realize further improvement of transient characteristics and reduction of throttle, etc. One that variably controls the phase and valve lift individually has become the mainstream.

バルブリフトの可変制御に供されるバルブリフト可変装置としては、カムとロッカアームとの間にバルブリフト可変用のコントロールアームやコントロールリンクを介装させ、コントロールアームの支点やコントロールリンクのジオメトリー等を変化させることによってバルブリフトを変更するものが提案されている(特許文献1,2参照)。この種のバルブリフト可変装置を多気筒エンジンに搭載する場合、各気筒のバルブリフト可変機構を作動させるコントロールシャフト(旋回軸やカム軸、回転軸等)の外周や端部に動力伝達部材(例えば、セクタギヤ)を別体あるいは一体に形成し、この動力伝達部材をシリンダヘッドの中央部や端部に設置した電動アクチュエータによって駆動する構成が採られている。
特開2004−521234号公報 特開2005−248874号公報
As a variable valve lift device used for variable valve lift control, a control arm or control link for variable valve lift is installed between the cam and rocker arm to change the fulcrum of the control arm or the geometry of the control link. There has been proposed one in which the valve lift is changed by making it (see Patent Documents 1 and 2). When this type of variable valve lift device is mounted on a multi-cylinder engine, a power transmission member (for example, an outer periphery or an end of a control shaft (such as a turning shaft, a cam shaft, or a rotation shaft) that operates a variable valve lift mechanism of each cylinder. The sector gear) is formed separately or integrally, and this power transmission member is driven by an electric actuator installed at the center or end of the cylinder head.
JP 2004-521234 A JP 2005-248874 A

上述した従来のバルブリフト可変装置には、以下に述べるように、動力伝達部材やコントロールシャフトの支持等に係る種々の問題があった。すなわち、上述した特許文献のバルブリフト可変装置では、動力伝達部材が支持部材(カムホルダ等)の側方に配置されているため、動力伝達部材が片持ちされることになってその支持剛性が低くなったり、動力伝達部材のスラスト方向の移動規制が行い難くなったりすることが避けられなかった。また、電動アクチュエータをコントロールシャフトの軸方向中央付近に設置しても、支持部材が存在するためにコントロールシャフトをその軸方向における中間位置で駆動することができず、上述した動力伝達部材の支持剛性の低下も相俟って、コントロールシャフトに微少な傾きや捩れが生じたりする虞があった。一方、バルブリフト可変装置では、過大なバルブリフト等を防止する都合上、コントロールシャフトや動力伝達部材の可動範囲を規制する必要があるが、そのためのストッパをシリンダヘッドに設けた場合、部品点数や組立工数が増大して製品価格が上昇する問題があった。   As described below, the conventional variable valve lift device described above has various problems related to support of the power transmission member and the control shaft. That is, in the valve lift variable device of the above-mentioned patent document, since the power transmission member is disposed on the side of the support member (cam holder or the like), the power transmission member is cantilevered and its support rigidity is low. It is unavoidable that it becomes difficult to restrict the movement of the power transmission member in the thrust direction. Even if the electric actuator is installed near the center in the axial direction of the control shaft, the control shaft cannot be driven at an intermediate position in the axial direction due to the presence of the support member. In combination with this, there is a risk that the control shaft may be slightly tilted or twisted. On the other hand, in the variable valve lift device, it is necessary to regulate the movable range of the control shaft and the power transmission member for the purpose of preventing an excessive valve lift, etc. There was a problem that the assembly man-hours increased and the product price increased.

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、動力伝達部材の支持剛性の向上やコントロールシャフトの捩れの抑制等を実現した開弁特性可変型内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a variable valve opening characteristic internal combustion engine that realizes improvement in support rigidity of a power transmission member, suppression of twisting of a control shaft, and the like.

請求項1の発明は、気筒列方向に延在するコントロールシャフトと、一端が前記コントロールシャフトに揺動自在に保持され、他端ではカムシャフトとロッカアームとの間にローラおよびローラシャフトを保持するローラリンクと、ドライブギヤを有するアクチュエータと、カムホルダに回動自在に支持されるとともに、前記ドライブギヤに噛み合うドリブンギヤを有し、その回転によって前記コントロールシャフトを旋回させる動力伝達部材とを有し、前記動力伝達部材の回転に伴って前記コントロールシャフトが旋回することにより、複数の気筒に設置されたバルブの開弁特性が同時に変化する内燃機関であって、前記動力伝達部材は、前記カムホルダに形成された一対の支持壁の間に配置されたことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a control shaft extending in the cylinder row direction , one end of which is swingably held by the control shaft, and a roller which holds the roller and the roller shaft between the camshaft and the rocker arm at the other end. a link, an actuator having a drive gear, while being rotatably supported in the cam holder, having a driven gear meshing with the drive gear, and a power transmission member for pivoting the control shaft by its rotation, the power An internal combustion engine in which valve opening characteristics of valves installed in a plurality of cylinders change simultaneously by turning the control shaft as the transmission member rotates, wherein the power transmission member is formed on the cam holder. It is arranged between a pair of support walls .

また、請求項2の発明は、請求項1に記載された開弁特性可変型内燃機関において、前記一対の支持壁には、前記動力伝達部材を支持するための軸受がそれぞれ形成されたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the variable valve opening characteristic internal combustion engine according to the first aspect, a bearing for supporting the power transmission member is formed on each of the pair of support walls. Features.

また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載された開弁特性可変型内燃機関において、前記カムホルダには、前記コントロールシャフトの旋回範囲を規制するストッパが形成されたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the variable valve opening characteristic internal combustion engine according to the first or second aspect, wherein the cam holder is provided with a stopper for restricting a turning range of the control shaft. Features.

また、請求項4の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載された開弁特性可変型内燃機関において、前記動力伝達部材は、前記コントロールシャフトの軸方向における略中央部に位置したことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the variable valve opening characteristic type internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, the power transmission member is a substantially central portion in the axial direction of the control shaft. It is located in.

請求項1の発明によれば、動力伝達部材の支持剛性が向上し、コントロールシャフトに傾きや捩れが生じ難くなるとともに、スラスト方向の移動規制が行いやすくなる。また、請求項2の発明によれば、軸受の長さを比較的大きくすることができ、長期間に亘る運転が行われても支持ピン等の摩耗等が起こり難くなる。そして、一対の支持壁によってカムシャフトを保持するようにすれば、カムシャフトの軸受長さが大きくなるため、カムシャフトの倒れ等が起き難くなる。また、請求項3の発明によれば、何らかの原因で動力伝達部材のオーバランが発生しても、バルブのオーバリフト等が生じなくなって騒音の発生や機関性能の低下等が抑制される。また、請求項4の発明によれば、コントロールシャフトの傾きや捩れがより生じ難くなる。 According to the first aspect of the invention, the support rigidity of the power transmission member is improved, the control shaft is less likely to be inclined or twisted, and movement in the thrust direction is easily controlled. According to the second aspect of the invention, the length of the bearing can be made relatively large, and even when the operation is performed for a long period of time, the wear of the support pins and the like hardly occur. If the camshaft is held by a pair of support walls, the bearing length of the camshaft increases, and the camshaft is unlikely to fall down. According to the invention of claim 3, even if the power transmission member overruns for some reason, the valve overlift or the like does not occur, and the generation of noise, the deterioration of the engine performance, and the like are suppressed. According to the invention of claim 4, the control shaft is less likely to be inclined or twisted.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態およびその一部変形例を詳細に説明する。
[実施形態]
図1は実施形態に係るエンジンの上部を示す要部透視斜視図であり、図2は実施形態に係るVLC機構の要部を示す斜視図であり、図3は図2中の要部破断III矢視図であり、図4はセンタカムホルダとギヤリンクとの連結状態を示す斜視図であり、図5はセンタカムホルダとギヤリンクとの連結部位を示す回転断面図であり、図6はVLC機構の作動範囲を示す図である。なお、実施形態では、説明の便宜上、図1中の斜め左下を左とする。
Hereinafter, an embodiment of the present invention and a partial modification thereof will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of an upper part of an engine according to the embodiment, FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the VLC mechanism according to the embodiment, and FIG. 3 is a main part fracture III in FIG. 4 is a perspective view showing a connection state between the center cam holder and the gear link, FIG. 5 is a rotary sectional view showing a connection portion between the center cam holder and the gear link, and FIG. It is a figure which shows the operating range of a VLC mechanism. In the embodiment, for the convenience of explanation, the lower left in FIG.

≪実施形態の構成≫
<全体構成>
図1に示すエンジン(開弁特性可変型内燃機関)Eは自動車用の4サイクル直列4気筒ガソリンエンジンであり、そのシリンダヘッド1には、図2,図3に示すように、各気筒2つずつの排気バルブ2と吸気バルブ3とを備え、これらバルブ2,3を排気カムシャフト4と吸気カムシャフト5とによって駆動するDOHC4バルブ型の動弁機構が設けられている。なお、排気バルブ2と排気カムシャフト4との間には排気ロッカアーム6が介装され、吸気バルブ3と吸気カムシャフト5との間には吸気ロッカアーム7が介装されている。また、排気バルブ2および吸気バルブ3は、バルブスプリング9,10によって閉鎖方向に常時付勢されている。
<< Configuration of Embodiment >>
<Overall configuration>
An engine (variable valve opening characteristic internal combustion engine) E shown in FIG. 1 is a four-cycle in-line four-cylinder gasoline engine for automobiles. As shown in FIG. 2 and FIG. A DOHC 4-valve type valve operating mechanism is provided which includes an exhaust valve 2 and an intake valve 3, and drives the valves 2 and 3 by an exhaust camshaft 4 and an intake camshaft 5. An exhaust rocker arm 6 is interposed between the exhaust valve 2 and the exhaust camshaft 4, and an intake rocker arm 7 is interposed between the intake valve 3 and the intake camshaft 5. The exhaust valve 2 and the intake valve 3 are always urged in the closing direction by the valve springs 9 and 10.

シリンダヘッド1の上面には5つのカムホルダ(支持部材)11〜15が締結されており、これらカムホルダ11〜15によって両カムシャフト4,5や両ロッカアーム6,7が回転自在に支持されている。なお、本実施形態では、各カムホルダ11〜15のうち、右端のものをフロントカムホルダ11、中央のものをセンタカムホルダ13、左端のものをリヤカムホルダ15、その他の2つをミドルカムホルダ12,14とそれぞれ記す。図2に示すように、センタカムホルダ13は排気側に左右一対の支持壁16,17を有しており、これら支持壁16,17によって排気カムシャフト4の軸方向中央部分が支持されている。また、各カムホルダ11〜15の上面には平板状のベースプレート18が設置されており、このベースプレート18とヘッドカバー19とによって動弁機構が覆われている。   Five cam holders (support members) 11 to 15 are fastened to the upper surface of the cylinder head 1, and the cam shafts 4 and 5 and the rocker arms 6 and 7 are rotatably supported by the cam holders 11 to 15. In the present embodiment, among the cam holders 11 to 15, the right end one is the front cam holder 11, the center one is the center cam holder 13, the left end one is the rear cam holder 15, and the other two are the middle cam holder 12, And 14 respectively. As shown in FIG. 2, the center cam holder 13 has a pair of left and right support walls 16 and 17 on the exhaust side, and an axial center portion of the exhaust camshaft 4 is supported by the support walls 16 and 17. . A flat base plate 18 is installed on the upper surfaces of the cam holders 11 to 15, and the valve mechanism is covered with the base plate 18 and the head cover 19.

本実施形態のエンジンEには、開弁特性可変機構として、両カムシャフト4,5の角度位相を可変制御する2つのVTC(Variable valve Timing Control)機構41,42と、排気バルブ2のリフト量を可変制御するVLC(Variable valve Lift Control)機構20とが搭載されている。   The engine E of the present embodiment includes two variable valve timing control (VTC) mechanisms 41 and 42 that variably control the angle phases of the camshafts 4 and 5 as the valve opening characteristic variable mechanism, and the lift amount of the exhaust valve 2. And a VLC (Variable valve Lift Control) mechanism 20 that variably controls the engine.

<VLC機構>
図2,図3に示すように、VLC機構20は、ベースプレート18(図2には示さず)の上面に両カムシャフト4,5と平行に設置された電動モータ(アクチュエータ)21と、電動モータ21のシャフト21aに取り付けられた扇状のドライブギヤ(平歯車)22と、円弧状のドリブンギヤ部23aとシャフトホルダ部23bとを有するギヤリンク(動力伝達部材)23と、ギヤリンク23のシャフトホルダ部23bに回動自在に支持されたコントロールシャフト24と、コントロールシャフト24がその基端に嵌挿されたローラリンク25と、ローラリンク25の先端にローラシャフト26を介して回動自在に支持されたローラ27と、ローラ27を排気カムシャフト4側に常時付勢するスプリングユニット28とを主要構成要素としている。なお、図1中に符号29で示す部材はドライブギヤ22の回転角度を検出するセンサ(ロータリエンコーダ)であり、図示しないエンジンECUは、このセンサ29の検出信号に基づきコントロールシャフト24の位置を判定し、電動モータ21への供給電流をフィードバック制御する。
<VLC mechanism>
As shown in FIGS. 2 and 3, the VLC mechanism 20 includes an electric motor (actuator) 21 installed in parallel with the camshafts 4 and 5 on the upper surface of a base plate 18 (not shown in FIG. 2), and an electric motor. A fan-shaped drive gear (spur gear) 22 attached to the shaft 21a of the gear 21, a gear link (power transmission member) 23 having an arc-shaped driven gear portion 23a and a shaft holder portion 23b, and a shaft holder portion of the gear link 23 A control shaft 24 rotatably supported by 23b, a roller link 25 in which the control shaft 24 is fitted and inserted at the base end thereof, and a roller link 26 rotatably supported by the tip of the roller link 25. The main components are a roller 27 and a spring unit 28 that constantly biases the roller 27 toward the exhaust camshaft 4. That. 1 is a sensor (rotary encoder) that detects the rotation angle of the drive gear 22, and an engine ECU (not shown) determines the position of the control shaft 24 based on the detection signal of the sensor 29. Then, the supply current to the electric motor 21 is feedback controlled.

図3〜図5に示すように、ギヤリンク23は、支持ピン31を介してセンタカムホルダ13の左右支持壁16,17に回動自在に支持されており、ドリブンギヤ部23aに噛み合ったドライブギヤ22によって回転駆動される。なお、支持ピン31の左右端面は、排気カムシャフト4に形成されたスラストフランジ4a,4bによって係止されている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the gear link 23 is rotatably supported by the left and right support walls 16 and 17 of the center cam holder 13 via a support pin 31, and engages with the driven gear portion 23 a. 22 is driven to rotate. The left and right end surfaces of the support pin 31 are locked by thrust flanges 4 a and 4 b formed on the exhaust camshaft 4.

図4,図5に示すように、支持ピン31の外周面には軸方向に沿って油溝31aが形成される一方、センタカムホルダ13の左右支持壁16,17には油孔16a,17aが穿設されており、排気カムシャフト4に形成された油孔4cからのエンジンオイルがこれら油孔16a,17aと油溝31aとを介して支持ピン31の外周面に供給される。また、センタカムホルダ13とベースプレート18とには、排気カムシャフト4の油孔4cからのエンジンオイルを上方に噴出させるための油孔16b,17b,18aが穿設されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, an oil groove 31 a is formed along the axial direction on the outer peripheral surface of the support pin 31, while oil holes 16 a and 17 a are formed in the left and right support walls 16 and 17 of the center cam holder 13. The engine oil from the oil hole 4c formed in the exhaust camshaft 4 is supplied to the outer peripheral surface of the support pin 31 through these oil holes 16a and 17a and the oil groove 31a. The center cam holder 13 and the base plate 18 are provided with oil holes 16b, 17b, and 18a for jetting engine oil from the oil hole 4c of the exhaust camshaft 4 upward.

ギヤリンク23は、図6中に実線で示す位置(最小リフト位置)と破線で示す位置(最大リフト位置)との間で無段階に回動し、これによって、コントロールシャフト24(すなわち、シャフトホルダ部23b)が支持ピン31を中心に旋回することになる。センタカムホルダ13における左右支持壁16,17の端面には、ギヤリンク23の反時計回りへの回動を規制する上部ストッパ部13aと、ギヤリンク23の時計回りへの回動を規制する下部ストッパ部13bとが形成されている。すなわち、本実施形態では、ギヤリンク23の回動範囲の規制は、独立したストッパ部材を設置するのではなく、センタカムホルダ13にストッパ部13a,13bを形成することによってなされている。なお、ギヤリンク23は、最小リフト位置と最大リフト位置との間でのみ回動するため、通常作動時においてシャフトホルダ部23bやストッパ部13a,13bに接触による摩耗等は生じない。そして、何らかの原因によりギヤリンク23が最小リフト位置や最大リフト位置からオーバランすると、シャフトホルダ部23bが上部ストッパ部13aまたは下部ストッパ部13bに係止される。   The gear link 23 rotates steplessly between a position indicated by a solid line (minimum lift position) in FIG. 6 and a position indicated by a broken line (maximum lift position), whereby the control shaft 24 (that is, the shaft holder) is rotated. The part 23 b) turns around the support pin 31. On the end surfaces of the left and right support walls 16 and 17 in the center cam holder 13 are an upper stopper portion 13a that restricts the counterclockwise rotation of the gear link 23 and a lower portion that restricts the clockwise rotation of the gear link 23. A stopper portion 13b is formed. That is, in the present embodiment, the rotation range of the gear link 23 is regulated by forming the stopper portions 13 a and 13 b in the center cam holder 13 instead of installing an independent stopper member. Since the gear link 23 rotates only between the minimum lift position and the maximum lift position, wear or the like due to contact with the shaft holder portion 23b or the stopper portions 13a and 13b does not occur during normal operation. When the gear link 23 overruns from the minimum lift position or the maximum lift position for some reason, the shaft holder portion 23b is locked to the upper stopper portion 13a or the lower stopper portion 13b.

コントロールシャフト24は、センタカムホルダ13以外のカムホルダ11,12,14,15にも、フロントリンクホルダ33やミドルリンクホルダ34、リヤリンクホルダ35を介して旋回自在に支持されている。フロントリンクホルダ33はフロントカムホルダ11の端面に軸支されているが、ミドルリンクホルダ34は、図2に示すように、保持部34aから延設された左右の腕部34b,34cでミドルカムホルダ12,14を挟むかたちで軸支されている。   The control shaft 24 is also rotatably supported by the cam holders 11, 12, 14, 15 other than the center cam holder 13 via a front link holder 33, a middle link holder 34, and a rear link holder 35. Although the front link holder 33 is pivotally supported on the end surface of the front cam holder 11, the middle link holder 34 has a middle cam formed by left and right arm portions 34b and 34c extending from the holding portion 34a as shown in FIG. The holders 12 and 14 are pivotally supported.

ミドルリンクホルダ34はピン38によってミドルカムホルダ12,14に連結され、ピン38の脱落はC形止め輪39によって防止されている。ピン38には、排気カムシャフト4に連通する図示しない油孔を介して、ミドルカムホルダ12,14から潤滑用のエンジンオイルが供給される。また、図示はしないが、リヤリンクホルダ35も、ミドルリンクホルダ34と同様の形態でリヤカムホルダ15に軸支されている。なお、ミドルカムホルダ11,12やリヤカムホルダ15にも、センタカムホルダ13と同様に、ミドルリンクホルダ34やリヤリンクホルダ35の反時計回りへの回動を規制する上部ストッパ部と、ミドルリンクホルダ34やリヤリンクホルダ35の時計回りへの回動を規制する下部ストッパ部とが形成されている。   The middle link holder 34 is connected to the middle cam holders 12 and 14 by pins 38, and the pins 38 are prevented from falling off by C-shaped retaining rings 39. Lubricating engine oil is supplied to the pin 38 from the middle cam holders 12 and 14 through an oil hole (not shown) communicating with the exhaust camshaft 4. Although not shown, the rear link holder 35 is also pivotally supported by the rear cam holder 15 in the same manner as the middle link holder 34. As with the center cam holder 13, the middle cam holders 11, 12 and the rear cam holder 15 also have an upper stopper portion for regulating the counterclockwise rotation of the middle link holder 34 and the rear link holder 35, and the middle link holder. 34 and a lower stopper portion for restricting the clockwise rotation of the rear link holder 35 is formed.

図6に示すように、ローラリンク25は、ギヤリンク23が最小リフト位置にある場合には最小リフト点P1を中心に揺動し、ギヤリンク23が最大リフト位置にある場合には最大リフト点P2を中心に揺動する。ローラ27は、ローラリンク25に形成された左右一対のリンクレバー25a,25bによって挟持され、排気カムシャフト4のカムローブ4dに転接している。また、ローラシャフト26は、排気ロッカアーム6に形成された円弧面6aに転接している。なお、円弧面6aは、最小リフト点P1の斜め上方内側に中心P3を有している。   As shown in FIG. 6, the roller link 25 swings around the minimum lift point P1 when the gear link 23 is at the minimum lift position, and the maximum lift point when the gear link 23 is at the maximum lift position. Swings around P2. The roller 27 is sandwiched between a pair of left and right link levers 25 a and 25 b formed on the roller link 25, and is in rolling contact with the cam lobe 4 d of the exhaust camshaft 4. The roller shaft 26 is in rolling contact with a circular arc surface 6 a formed on the exhaust rocker arm 6. In addition, the circular arc surface 6a has a center P3 obliquely above and below the minimum lift point P1.

≪実施形態の作用≫
自動車のエンジンEが始動されると、エンジンECUは、運転者によるスロットルペダルの踏込量や冷却水温等、種々の運転情報に基づき排気バルブ2の目標リフト量を設定し、VLC機構20の電動モータ21に駆動電流を出力する。すると、電動モータ21のシャフト21aに取り付けられたドライブギヤ22が回転し、ドライブギヤ22にドリブンギヤ部23aで噛み合ったギヤリンク23が正逆いずれかの方向に回転駆動される。
<< Operation of Embodiment >>
When the engine E of the automobile is started, the engine ECU sets the target lift amount of the exhaust valve 2 based on various operation information such as the depression amount of the throttle pedal and the coolant temperature by the driver, and the electric motor of the VLC mechanism 20 The drive current is output to 21. Then, the drive gear 22 attached to the shaft 21a of the electric motor 21 rotates, and the gear link 23 meshed with the drive gear 22 by the driven gear portion 23a is rotationally driven in either the forward or reverse direction.

圧縮着火可能な内部EGR量を増大させる燃焼状態を得る場合、エンジンECUは、図7に示すように、ギヤリンク23を最小リフト位置に回動させ、最小リフト点P1を中心にローラリンク25を揺動させるようにする。これにより、カムローブ4dによってローラ27が押し下げられても、図7中に矢印で示すようにローラシャフト26が円弧面6aに沿って転動することで、排気ロッカアーム6の揺動量(すなわち、排気バルブ2のリフト量)が最小となる。また、通常の燃焼状態とする場合、エンジンECUは、図8に示すように、ギヤリンク23を最大リフト位置に回動させ、最大リフト点P2を中心にローラリンク25を揺動させるようにする。これにより、カムローブ4dによってローラ27が押し下げられると、円弧面6aに沿ったローラシャフト26の転動が殆ど起こらないことから、排気バルブ2のリフト量が最大となる。   When obtaining a combustion state that increases the amount of internal EGR that can be compressed and ignited, the engine ECU rotates the gear link 23 to the minimum lift position and moves the roller link 25 around the minimum lift point P1, as shown in FIG. Try to rock. As a result, even when the roller 27 is pushed down by the cam lobe 4d, the roller shaft 26 rolls along the arc surface 6a as shown by an arrow in FIG. 2 lift amount) is minimized. In the normal combustion state, the engine ECU rotates the gear link 23 to the maximum lift position and swings the roller link 25 around the maximum lift point P2 as shown in FIG. . Thereby, when the roller 27 is pushed down by the cam lobe 4d, the roller shaft 26 hardly rolls along the arc surface 6a, so that the lift amount of the exhaust valve 2 is maximized.

ドライブギヤ22によってギヤリンク23が駆動される際、ギヤリンク23にはドライブギヤ22とドリブンギヤ部23aとの噛み合いによって、下方への比較的大きな付勢力が作用する。ところが、本実施形態では、ギヤリンク23がセンタカムホルダ13の左右支持壁16,17によって支持されているため、ギヤリンク23が排気カムシャフト4の軸方向中央に位置することも相俟って、ギヤリンク23およびコントロールシャフト24に微少な傾きや捩れが生じることがなくなる。また、ギヤリンク23を支持する支持ピン31には、左右支持壁16,17との間だけでなく、前述した油溝31aによってギヤリンク23との間にもエンジンオイルが流入するため、長期間に亘る運転が行われても各摺動面の摩耗等が起こり難くなる。なお、排気カムシャフト4は、センタカムホルダ13における支持長が他のカムホルダ11,12,14,15における支持長より有意に大きくなるため、その支持剛性が高くなって傾き等が効果的に抑制され、各気筒間におけるバルブリフトのばらつきが低減された。   When the gear link 23 is driven by the drive gear 22, a relatively large downward biasing force acts on the gear link 23 due to the engagement of the drive gear 22 and the driven gear portion 23a. However, in this embodiment, since the gear link 23 is supported by the left and right support walls 16 and 17 of the center cam holder 13, the gear link 23 is positioned in the center in the axial direction of the exhaust camshaft 4. The gear link 23 and the control shaft 24 are prevented from being slightly inclined or twisted. In addition, since the engine oil flows into the support pin 31 that supports the gear link 23 not only between the left and right support walls 16 and 17 but also between the gear link 23 through the oil groove 31a described above, a long period of time is required. Even if the operation over the range is performed, the wear of each sliding surface hardly occurs. The exhaust camshaft 4 has a support length at the center cam holder 13 that is significantly greater than the support lengths at the other cam holders 11, 12, 14, and 15, so that the support rigidity is increased and tilt and the like are effectively suppressed. Thus, the variation in valve lift among the cylinders was reduced.

一方、何らかの原因でギヤリンク23が最小リフト位置や最大リフト位置からオーバランした場合、本実施形態では、ギヤリンク23のシャフトホルダ部23bが左右支持壁16,17の上部ストッパ部13aまたは下部ストッパ部13bに係止される。また、ミドルカムホルダ11,12やリヤカムホルダ15も同様に、ミドルカムホルダ11,12やリヤカムホルダ15の上部ストッパ部または下部ストッパ部に係止される。これにより、排気バルブ2のオーバリフト等が生じなくなり、騒音の発生や機関性能の低下等が抑制される。   On the other hand, when the gear link 23 overruns from the minimum lift position or the maximum lift position for some reason, in this embodiment, the shaft holder portion 23b of the gear link 23 is the upper stopper portion 13a or the lower stopper portion of the left and right support walls 16 and 17. 13b. Similarly, the middle cam holders 11 and 12 and the rear cam holder 15 are also locked to the upper stopper portion or the lower stopper portion of the middle cam holders 11 and 12 and the rear cam holder 15. As a result, an overlift or the like of the exhaust valve 2 does not occur, and the generation of noise or the deterioration of engine performance is suppressed.

[一部変形例]
図9は一部変形例に係るエンジンの上部を示す要部透視斜視図であり、図10は一部変形例に係るVLC機構を示す要部断面図である。
図9,図10に示すように、一部変形例も上述した実施形態と略同様の構成を採っているが、電動モータ21とギヤリンク23との間の動力伝達方法等が異なっている。すなわち、一部変形例では、実施形態で用いた扇状のドライブギヤに代えて、多段ギヤ列50が採用されている。
[Partial modification]
FIG. 9 is a perspective view showing a main part of an upper part of an engine according to a partial modification, and FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part showing a VLC mechanism according to the partial modification.
As shown in FIGS. 9 and 10, some modified examples have substantially the same configuration as that of the above-described embodiment, but the power transmission method between the electric motor 21 and the gear link 23 is different. That is, in some modifications, the multistage gear train 50 is employed instead of the fan-shaped drive gear used in the embodiment.

図10に示すように、多段ギヤ列50は、4枚のギヤ(第1ギヤ51〜第4ギヤ54)によって構成されている。第1ギヤ51は、歯数の少ない比較的小径の平ギヤであり、電動モータ21のシャフト21aに取り付けられている。また、第2ギヤ52は、第1ギヤ51に噛み合う大ギヤ部52aと、第3ギヤ53に噛み合う小ギヤ部52bとを有する段付ギヤである。また、第3ギヤ53は、第2ギヤ52と第4ギヤ54との間に介在するアイドラギヤであり、センサ29が連結されている。また、第4ギヤ54は、第3ギヤ53に噛み合う小ギヤ部54aと、ギヤリンク23のドリブンギヤ部23aに噛み合う大ギヤ部54bとを有する段付ギヤである。   As shown in FIG. 10, the multistage gear train 50 includes four gears (first gear 51 to fourth gear 54). The first gear 51 is a relatively small diameter flat gear with a small number of teeth, and is attached to the shaft 21 a of the electric motor 21. The second gear 52 is a stepped gear having a large gear portion 52 a that meshes with the first gear 51 and a small gear portion 52 b that meshes with the third gear 53. The third gear 53 is an idler gear interposed between the second gear 52 and the fourth gear 54, and the sensor 29 is connected to the third gear 53. The fourth gear 54 is a stepped gear having a small gear portion 54 a that meshes with the third gear 53 and a large gear portion 54 b that meshes with the driven gear portion 23 a of the gear link 23.

一部変形例では、このような構成を採ったことにより、電動モータ21の回転が比較的大きな減速比をもってギヤリンク23に伝達されるようになり、電動モータ21として発生トルクや体格の小さいものを採用できた。また、電動モータ21やセンサ29を比較的低い位置に設置できるため、実施形態のものに較べてエンジンEの重心や全高が低くなり、自動車の運動性能やエンジンEの搭載性等を向上させることもできた。   In some modified examples, by adopting such a configuration, the rotation of the electric motor 21 is transmitted to the gear link 23 with a relatively large reduction ratio, and the generated torque and the physique of the electric motor 21 are small. Could be adopted. Moreover, since the electric motor 21 and the sensor 29 can be installed at a relatively low position, the center of gravity and the overall height of the engine E are lower than those of the embodiment, and the motor performance of the automobile, the mountability of the engine E, and the like are improved. I was able to.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は本発明を排気バルブ側のリフト量のみを可変制御する直列4気筒DOHCガソリンエンジンに適用したものであるが、吸気バルブ側のリフト量も可変制御するものや、V型エンジンやSOHCエンジン、ディーゼルエンジン等にも当然に適用可能である。また、上記実施形態ではアクチュエータによる動力伝達部材の駆動に平歯車機構を採用したが、ウォーム減速機構やチェーン駆動機構、カム機構等を採用してもよい。また、開弁特性可変機構の具体的構成等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。   Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to an in-line four-cylinder DOHC gasoline engine that variably controls only the lift amount on the exhaust valve side, but the lift amount on the intake valve side is also variably controlled. Of course, the present invention can also be applied to SOHC engines and diesel engines. In the above embodiment, the spur gear mechanism is employed for driving the power transmission member by the actuator, but a worm reduction mechanism, a chain drive mechanism, a cam mechanism, or the like may be employed. Further, the specific configuration and the like of the variable valve opening characteristic mechanism can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

実施形態に係るエンジンの上部を示す要部透視斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the upper part of the engine which concerns on embodiment. 実施形態に係るVLC機構の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the VLC mechanism which concerns on embodiment. 図2中の要部破断III矢視図である。It is a principal part fracture III arrow directional view in FIG. センタカムホルダとギヤリンクとの連結状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the connection state of a center cam holder and a gear link. センタカムホルダとギヤリンクとの連結部位を示す回転断面図である。It is a rotation sectional view showing a connection part of a center cam holder and a gear link. VLC機構の作動範囲を示す図である。It is a figure which shows the operating range of a VLC mechanism. VLC機構の作動説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a VLC mechanism. VLC機構の作動説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a VLC mechanism. 一部変形例に係るエンジンの上部を示す要部透視斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the upper part of the engine which concerns on a partial modification. 一部変形例に係るVLC機構を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the VLC mechanism which concerns on a partial modification.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリンダヘッド
2 排気バルブ
4 排気カムシャフト
6 排気ロッカアーム
13 センタカムホルダ(支持部材)
13a 上部ストッパ部(ストッパ)
13b 下部ストッパ部(ストッパ)
16 支持壁
17 支持壁
20 VLC機構
21 電動モータ(アクチュエータ)
22 ドライブギヤ
23 ギヤリンク(動力伝達部材)
24 コントロールシャフト
31 支持ピン
50 多段ギヤ列
E エンジン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder head 2 Exhaust valve 4 Exhaust cam shaft 6 Exhaust rocker arm 13 Center cam holder (support member)
13a Upper stopper (stopper)
13b Lower stopper (stopper)
16 Support wall 17 Support wall 20 VLC mechanism 21 Electric motor (actuator)
22 drive gear 23 gear link (power transmission member)
24 Control shaft 31 Support pin 50 Multi-stage gear train E Engine

Claims (4)

気筒列方向に延在するコントロールシャフトと、
一端が前記コントロールシャフトに揺動自在に保持され、他端ではカムシャフトとロッカアームとの間にローラおよびローラシャフトを保持するローラリンクと、
ドライブギヤを有するアクチュエータと、
カムホルダに回動自在に支持されるとともに、前記ドライブギヤに噛み合うドリブンギヤを有し、その回転によって前記コントロールシャフトを旋回させる動力伝達部材と
を有し、
前記動力伝達部材の回転に伴って前記コントロールシャフトが旋回することにより、複数の気筒に設置されたバルブの開弁特性が同時に変化する内燃機関であって、
前記動力伝達部材は、前記カムホルダに形成された一対の支持壁の間に配置されたことを特徴とする開弁特性可変型内燃機関。
A control shaft extending in the cylinder row direction ,
One end is swingably held on the control shaft, and the other end is a roller link that holds the roller and the roller shaft between the camshaft and the rocker arm.
An actuator having a drive gear ;
A power transmission member rotatably supported by the cam holder and having a driven gear meshing with the drive gear, and rotating the control shaft by rotation thereof ;
Have
An internal combustion engine in which valve opening characteristics of valves installed in a plurality of cylinders change simultaneously by turning the control shaft as the power transmission member rotates.
The variable valve opening characteristic internal combustion engine , wherein the power transmission member is disposed between a pair of support walls formed in the cam holder .
前記一対の支持壁には、前記動力伝達部材を支持するための軸受がそれぞれ形成されたことを特徴とする、請求項1に記載された開弁特性可変型内燃機関。   2. The variable valve opening characteristic internal combustion engine according to claim 1, wherein bearings for supporting the power transmission member are formed on the pair of support walls. 前記カムホルダには、前記コントロールシャフトの旋回範囲を規制するストッパが形成されたことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載された開弁特性可変型内燃機関。 The variable valve opening characteristic internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the cam holder is formed with a stopper for restricting a turning range of the control shaft. 前記動力伝達部材は、前記コントロールシャフトの軸方向における略中央部に位置したことを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載された開弁特性可変型内燃機関。   4. The variable valve opening characteristic internal combustion engine according to claim 1, wherein the power transmission member is positioned at a substantially central portion in an axial direction of the control shaft. 5.
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