KR20090019723A - Variable valve drive apparatus of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내연 기관의 흡기 밸브나 배기 밸브의 밸브 리프트량이나 작동각 등의 작동 상태를 기관의 운전 상태에 따라서 가변 제어하는 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치에 관한 것으로, 특히 그 각 구동부로 윤활유를 강제적으로 공급하여 윤활 성능을 향상시키기에 적합한 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래부터 가변 밸브 구동 장치의 윤활 성능을 향상시키기 위해, 로커 아암과 링크 로드 등의 각 피봇 지지부로 윤활유를 강제적으로 공급하는 가변 밸브 구동 장치가 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).Conventionally, in order to improve the lubrication performance of a variable valve drive apparatus, the variable valve drive apparatus which forcibly supplies lubricating oil to each pivot support part, such as a rocker arm and a link rod, is proposed (refer patent document 1).
이것은 구동 캠의 회전력을 링크 아암과 로커 아암 및 링크 로드를 통해 요동 캠에 전달하여 각 흡기 밸브를 개방 작동시키는 동시에, 제어축과 제어 캠의 회전에 의해 흡기 밸브의 밸브 리프트량을 가변 제어하는 가변 밸브 구동 장치이다. 그리고 캠 노즈부를 제1 피봇 지지부인 핀의 축심(Q)과 구동축의 축심(X)을 잇는 직선(S)보다도 제어축측에 배치하여, 제어 캠과 로커 아암의 사이로부터 유출되어 요동 캠의 상면에 적하한 윤활유가, 요동 캠의 튀어오름에 수반하여 상기 핀 방향으로 튀어올라 강제적으로 윤활하도록 한 것이다.This transmits the rotational force of the drive cam to the swing cam via the link arm, rocker arm and link rod to open and operate each intake valve, and at the same time, the variable to control the valve lift amount of the intake valve by the rotation of the control shaft and the control cam. It is a valve drive device. The cam nose portion is disposed on the control shaft side rather than the straight line S connecting the shaft center Q of the pin, which is the first pivot support portion, and the shaft center X of the drive shaft, and flows out from between the control cam and the rocker arm to the upper surface of the swing cam. The dropwise lubricating oil is forcibly lubricated by jumping in the direction of the pin with the spring of the swinging cam.
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2005-113720호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-113720
그런데, 상기 종래의 가변 밸브 구동 장치에서는 로커 아암을 요동 가능하게 지지하고 또한 그 요동각 및 요동 영역을 변화시키는 수단으로서 로커 샤프트로서의 제어축의 외주면에 일체로 고정된 제어 캠을 이용하는 구성이므로, 제어 캠의 편심량은 로커 커버 내에 다른 부품과 간섭하지 않고 수용 가능한 사이즈로 제약되어 크게 할 수 없고, 로커 아암의 요동 중심의 가동 제어 범위가 제약되어 흡기 밸브의 리프트 특성이나 밸브 개방 시기가 제약되는 과제가 있었다.By the way, since the conventional variable valve drive apparatus uses a control cam fixedly fixed to the outer circumferential surface of the control shaft as the rocker shaft as a means for rocking the rocker arm so as to oscillate and changing its rocking angle and rocking area, the control cam The amount of eccentricity of the rocker cover is limited to the size that can be accommodated without interfering with other components, and cannot be enlarged.Therefore, there is a problem that the lift characteristics of the intake valve and the timing of opening the valve are limited due to the limited movement control range of the rocking arm swinging center. .
이 과제를 해결하기 위해, 축심이 오프셋된 편심축을 제어축에 크랭크 형상으로 일체 형성함으로써 제어축의 축심과 편심축의 축심을 크게 떨어뜨려 편심량을 크게 할 수 있다. 그러나 이와 같이 크랭크 형상의 제어축을 채용하는 경우에는, 제어축과 편심축의 오버랩도 작아지므로 직선 형상의 제어축을 채용하는 종래예와 같이 내부에 일직선의 연통된 윤활유로를 형성할 수 없고, 또한 비교적 큰 직경의 크랭크 샤프트에서 일반적으로 채용되어 있는 복잡한 오일 구멍 배치를 비교적 가는 축으로 형성되는 제어축에 적용하는 것은, 오일 구멍 가공이 복잡해지고 또한 오일 구멍 주위의 응력 집중 등에 우려가 있어 편심축의 로커 아암과의 미끄럼 이동부로의 윤활유의 도입 방법에 과제가 있었다.In order to solve this problem, the eccentric shaft offset from the axial center is formed integrally with the control shaft in a crank shape, so that the eccentricity of the control shaft and the eccentric shaft can be greatly reduced to increase the amount of eccentricity. However, in the case of employing the crank-shaped control shaft as described above, the overlap between the control shaft and the eccentric shaft also becomes small, so that a straight line communicating lubricating oil passage cannot be formed inside, as in the conventional example in which the linear control shaft is adopted. The application of complex oil hole arrangements commonly employed in diameter crankshafts to control shafts formed with relatively thin shafts complicates oil hole machining and may result in stress concentrations around the oil holes. There was a problem in the method of introducing lubricating oil into the sliding part.
그래서 본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 크랭크 형상의 제어축을 이용하기에 적합한 윤활유의 공급 구조를 구비하는 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a variable valve driving apparatus of an internal combustion engine having a supply structure of lubricating oil suitable for using a crank-shaped control shaft.
본 발명은 캠 브래킷에 회전 가능하게 지지되고 기관의 회전에 동기하여 회전하고 외주에 구동 캠을 구비하는 구동축과, 상기 구동 캠과는 축 방향 위치를 다르게 하여 요동 가능하게 배치되고, 요동에 의해 기관의 구동 밸브를 압박하여 개폐 작동시키는 요동 캠과, 상기 구동축에 형성된 구동 캠을 삽입 관통하는 링크 아암과, 상기 요동 캠에 일단부를 연결하는 링크 로드와, 상기 캠 브래킷에 회전 가능하게 지지되고 액추에이터에 의해 회전 제어되는 주축과, 상기 주축으로부터 편심된 편심축과, 상기 주축과 상기 편심축을 연결하는 웨브로 이루어지는 크랭크 형상의 제어축과, 상기 편심축에 요동 가능하게 설치되고, 한쪽의 요동 단부에 상기 링크 아암의 단부가 회전 가능하게 연결되는 동시에 상기 한쪽의 단부와는 축 방향 위치를 다르게 한 다른 쪽의 요동 단부에 상기 링크 로드의 단부가 회전 가능하게 연결되고, 요동 작용에 의해 상기 구동 캠의 구동력을 상기 요동 캠에 전달하는 요동 아암과, 상기 제어축의 편심축에 연속되는 상기 2개의 웨브 중 상기 링크 로드측의 웨브를 관통시켜 주축으로부터 편심축으로 연장하고, 주축을 회전 가능하게 지지하는 캠 브래킷의 베어링면에 공급된 윤활유를 상기 요동 아암과 상기 편심축 사이의 미끄럼 이동면에 공급하는 유로(油路)를 구비하도록 하였다.The present invention is rotatably supported by a cam bracket, is rotated in synchronization with the rotation of the engine and has a drive cam on its outer periphery, and the drive cam is arranged so as to be swingable at a different axial position, and the engine is moved by swinging. A swing cam configured to press open and close the driving valve, a link arm penetrating a drive cam formed in the drive shaft, a link rod connecting one end to the swing cam, and rotatably supported by the cam bracket. A crank-shaped control shaft consisting of a main shaft which is rotationally controlled by the main shaft, an eccentric shaft eccentric from the main shaft, a web connecting the main shaft and the eccentric shaft, and the eccentric shaft so as to be swingable. The ends of the link arms are rotatably connected and differ in axial position from the one ends. An end portion of the link rod is rotatably connected to an end swinging side, and includes a swinging arm for transmitting a driving force of the drive cam to the swinging cam by a rocking action, and the two webs that are continuous to the eccentric shaft of the control shaft. A flow path for supplying the lubricating oil supplied to the bearing surface of the cam bracket which penetrates the web on the link rod side from the main shaft to the eccentric shaft and rotatably supports the main shaft to the sliding surface between the swinging arm and the eccentric shaft ( A road was provided.
따라서 본 발명에서는, 캠 브래킷에 회전 가능하게 지지되고 액추에이터에 의해 회전 제어되는 주축과, 상기 주축으로부터 편심된 편심축과, 상기 주축과 상기 편심축을 연결하는 웨브로 구성된 크랭크 형상의 제어축의 편심축에, 한쪽의 요 동 단부에 링크 아암의 단부가 회전 가능하게 연결되는 동시에 상기 한쪽의 단부와는 축 방향 위치를 다르게 한 다른 쪽의 요동 단부에 링크 로드의 단부가 회전 가능하게 연결되고, 요동 작용에 의해 구동 캠의 구동력을 요동 캠에 전달하는 요동 아암을 요동 가능하게 지지시킨 구성에 있어서, 상기 제어축의 편심축에 연속되는 상기 2개의 웨브 중 상기 링크 로드측의 웨브를 관통시켜 주축으로부터 편심축으로 연장하고, 주축을 회전 가능하게 지지하는 캠 브래킷의 베어링면에 공급된 윤활유를 상기 요동 아암과 상기 편심축 사이의 미끄럼 이동면에 공급하는 유로를 설치하도록 하였다. 이로 인해, 이 유로가 구성된 제어축 부분은 링크 로드측에 있고 동일 축 방향 영역에 요동 캠을 구비하여 비교적 긴 축 방향 스팬을 확보할 수 있고, 오일 구멍의 직경 치수나 배치 각도 등에 대한 제한이 비교적 작으므로 오일 구멍 배치의 자유도를 높게 할 수 있다.Therefore, in the present invention, the eccentric shaft of the crank-shaped control shaft composed of a main shaft rotatably supported by the cam bracket and rotationally controlled by the actuator, an eccentric shaft eccentric from the main shaft, and a web connecting the main shaft and the eccentric shaft. The end of the link rod is rotatably connected to the other end of the link arm rotatably connected to the end of the link arm at the same time as the end of the link arm. In the configuration in which the swinging arm which transmits the driving force of the drive cam to the swinging cam is rotatably supported, the web on the link rod side of the two webs continuous to the eccentric shaft of the control shaft is allowed to pass from the main shaft to the eccentric shaft. Extends the lube oil supplied to the bearing surface of the cam bracket to rotatably support the spindle; It was to install the flow passage to be supplied to the sliding surface between the eccentric shaft. For this reason, the control shaft part in which this flow path is comprised is located in the link rod side, and the swing cam is provided in the same axial direction area | region, and a relatively long axial span can be ensured, and the restriction about the diameter dimension of an oil hole, an arrangement angle, etc. is comparatively relatively Since it is small, the freedom degree of oil hole arrangement can be made high.
이하, 본 발명의 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치를 각 실시 형태를 기초로 하여 설명한다.Hereinafter, the variable valve drive device of the internal combustion engine of this invention is demonstrated based on each embodiment.
(제1 실시 형태)(1st embodiment)
도1 내지 도5는 본 발명을 적용한 제1 실시 형태의 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치의 제1 실시예를 도시하는 것으로, 도1은 가변 밸브 구동 장치의 사시도, 도2는 도1의 가변 밸브 구동 장치의 단면도, 도3은 가변 밸브 구동 장치의 윤활유로 구성을 도시하는 단면도, 도4는 베어링부의 유로 구성을 도시하는 단면도, 도5는 캠 브래킷의 주축의 베어링면의 오일 홈의 전개도, 도6은 가변 밸브 구동 장치 의 중간 작동각시에 작용하는 힘의 설명도이다. 본 실시 형태의 가변 밸브 구동 장치는 1기통당 2개의 흡기 밸브를 구비하고, 각 흡기 밸브의 밸브 리프트를 기관 운전 상태에 따라서 가변 제어하는 내연 기관에 적용된다.1 to 5 show a first example of the variable valve drive device of the internal combustion engine of the first embodiment to which the present invention is applied, FIG. 1 is a perspective view of the variable valve drive device, and FIG. 2 is a variable valve of FIG. Fig. 3 is a sectional view showing the configuration of the lubricating oil of the variable valve drive device, Fig. 4 is a sectional view showing the flow path configuration of the bearing portion, Fig. 5 is an exploded view of the oil groove of the bearing surface of the main shaft of the cam bracket. 6 is an explanatory diagram of the force acting at the intermediate operating angle of the variable valve drive device. The variable valve drive apparatus of this embodiment is provided with two intake valves per cylinder, and is applied to the internal combustion engine which variably controls the valve lift of each intake valve according to engine operation state.
도1 내지 도3에 있어서, 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치는 도시하지 않는 실린더 헤드 상부의 캠 브래킷(3)에 회전 가능하게 지지된 구동축(1)과, 이 구동축(1)에 핀 등에 의해 고정된 구동 캠(2)과, 상기 구동축(1)의 상방 위치에 있어서 구동축(1)과 평행하게 배치되고 동일하게 캠 브래킷(3)에 의해 회전 가능하게 지지되는 주축(5)과, 주축(5)의 양측에 웨브(7)를 통해 오프셋된 편심축(6)을 구비하는 제어축(4)과, 이 제어축(4)의 편심축(6)에 요동 가능하게 지지된 요동 아암(8)과, 상기 구동축(1)에 요동 가능하게 지지되어 각 흡기 밸브(30)의 롤러(32) 부착된 로커 아암(31)에 접촉하는 요동 캠(9)을 구비한다.1 to 3, a variable valve drive device of an internal combustion engine is fixed to a
상기 구동 캠(2)과 요동 아암(8)은 링크 아암(10)에 의해 연결되고, 요동 아암(8)과 요동 캠(9)은 링크 로드(11)에 의해 연결되어 있다. 상기 구동축(1)은 도시하지 않은 타이밍 체인 내지는 타이밍 벨트를 통해 기관의 크랭크축에 의해 구동된다. 상기 구동 캠(2)은 구동축(1)의 축심으로부터 소정량만큼 오프셋된 점을 중심으로 한 원형 외주면을 갖고, 이 외주면에는 링크 아암(10)의 고리 형상부가 회전 가능하게 끼워 맞추어져 있다.The
상기 요동 아암(8)은 그 기부(基部)가 편심축(6)을 사이에 두고 베어링 브래킷(15)과 상기 링크 아암(10) 및 링크 로드(11)에의 연결 부분을 구비한 아암부(16)로 2분할하여 구성되고, 양자를 체결 볼트(17)에 의해 일체화시킴으로써 양 자 사이에 제어축(4)의 편심축(6)에 요동 가능하게 끼워 맞추는 베어링 구멍(18)을 형성하고, 제어축(4)의 편심축(6)에 의해 요동 가능하게 지지된다. 상기 아암부(16)의 일방측으로 연장되는 선단부는 연결 핀(19)을 통해 상기 링크 로드(11)의 상단부가 연결되어 있는 동시에, 상기 선단부와 동일한 측에 있어서 상기 선단부보다 약간 기부로 치우친 중간 부분에 있어서 기부의 축 방향 단부보다 축 방향으로 돌출시킨 연결 핀(20)을 통해 상기 링크 아암(10)의 아암부(16)가 연결되어 있다. 즉, 상기 링크 아암(10)과 링크 로드(11)는 동일한 측에 위치되지만, 축 방향으로 위치를 다르게 하여 배치되어 있다.The swinging
상기 제어축(4)은 상기 캠 브래킷(3)에 회전 가능하게 지지되는 주축(5)과, 웨브(7)를 통해 주축(5)에 대해 편심시킨 편심축(6)으로 구성되고, 제어축(4)의 각도 위치를 변화시킴으로써 편심축(6)의 위치가 변경되고 그에 따라서 요동 아암(8)의 요동 중심 위치도 변화된다. 상기 제어축(4)의 편심축(6)의 축 방향 길이는 상기 요동 아암(8)의 기부와 기부로부터 축 방향으로 돌출되는 연결 핀(20)을 수용하는 길이로 설정되어, 편심축(6)의 양단부에 배치한 웨브(7)와 이들 링크 아암(10) 및 링크 로드(11)가 간섭하지 않도록 배열된다.The
상기 요동 캠(9)은 구동축(1)의 외주에 끼워 맞추어져 회전 가능하게 지지된 통 형상의 캠축(25)에 각 흡기 밸브(30)의 로커 아암(31)에 대응한 2개가 일체 형성되고, 한쪽의 요동 캠(9)으로부터 측방으로 연장된 단부에 연결 핀(21)을 통해 상기 링크 로드(11)의 하단부가 연결되어 있다. 상기 캠축(25)은 구동축(1) 외주에 회전 가능하게 지지되지만, 외주부에 있어서도 그 단부가 캠 브래킷(3)에 요동 가능하게 지지되고, 중간부가 실린더 헤드에 설치한 중간 브래킷(3A)에 요동 가능하게 지지된다. 각 요동 캠(9)의 하면에는 구동축(1)과 동심 형상의 원호를 이루는 기초원면과, 상기 기초원면으로부터 소정의 곡선을 그려 연장되는 캠면이 연속하여 형성되고, 이들 기초원면 및 캠면이 요동 캠(9)의 요동 위치에 따라서 각 흡기 밸브(30)의 로커 아암(31)의 롤러(32)의 상면에 접촉하도록 되어 있다.The
즉, 상기 기초원면은 베이스 서클 구간으로서 리프트량이「0」으로 되는 구간이며, 요동 캠(9)이 요동하여 캠면이 로커 아암(31)의 롤러(32)에 접촉하면 서서히 흡기 밸브(30)가 리프트해 나가는 것으로 된다. 또한, 베이스 서클 구간과 리프트 구간 사이에는 약간의 랩 구간이 설치되어 있다. 또한, 본 실시예의 흡기 밸브(30)는 도2에 도시하는 바와 같이 롤러(32)가 부착된 로커 아암(31)에 의해 개폐되도록 구성되어 있고, 로커 아암(31)의 기부에는 윤활유의 공급을 받아 작동하는 하이드롤릭·래시·어저스터(33)(HLA)를 구비하도록 구성되어 있다.That is, the base circular section is a section in which the lift amount becomes "0" as a base circle section, and when the rocking
상기 제어축(4)은 일단부에 설치된 제어용 액추에이터(23)에 의해 소정 각도 범위 내에서 회전하도록 구성되어 있다. 이 제어용 액추에이터(23)는 예를 들어 전동 액추에이터 등으로 이루어지고, 도시하지 않은 엔진 컨트롤러로부터의 제어 신호에 의해 제어된다. 제어축(4)의 회전 각도는 도시하지 않은 제어축(4) 센서에 의해 검출된다.The
이상과 같이 구성된 가변 밸브 구동 장치는, 구동축(1)이 회전하면 구동 캠(2)의 캠 작용에 의해 링크 아암(10)을 상하 이동시키고 이에 수반하여 요동 아암(8)이 요동한다. 이 요동 아암(8)의 요동은 링크 로드(11)를 통해 요동 캠(9)에 전달되어 상기 요동 캠(9)을 요동시킨다. 이 요동 캠(9)의 캠 작용에 의해 로커 아암(31)이 압박되어 흡기 밸브(30)를 리프트시키도록 작용한다.In the variable valve drive device configured as described above, when the
상기 제어용 액추에이터(23)를 통해 제어축(4)의 각도 위치를 변화시키면, 요동 아암(8)의 초기 위치가 변화되어 요동 캠(9)의 초기 요동 위치가 변화된다. 예를 들어, 내연 기관의 저속 저부하 운전 상태에 있어서는, 편심축(6)이 [구동축(1)에 근접하는] 도면의 하방에 위치(도2 중의 시계 방향의 위치)하도록 제어되어 요동 아암(8)의 기부는 하방에 위치하고, 요동 캠(9)의 연결 핀(21)측의 단부가 상대적으로 상방으로 끌어 올려진 상태로 된다. 즉, 요동 캠(9)의 초기 위치는 그 캠면이 로커 아암(31)의 롤러(32)로부터 멀어지는 방향으로 기운다. 따라서, 구동축(1)의 회전에 수반하여 요동 캠(9)이 요동하였을 때에, 기초원면이 길어 태핏(50)에 계속 접촉하고, 캠면이 로커 아암(31)의 롤러(32)에 접촉하는 기간은 짧다. 따라서, 리프트량이 전체적으로 작아지고, 또한 그 개방 시기로부터 폐쇄 시기까지의 각도 범위 즉 작동각도 축소된다.When the angular position of the
반대로, 내연 기관의 고속 회전 고부하 운전 상태에 있어서는, 편심축(6)이 구동축(1)으로부터 멀어지는 도면의 상방에 위치(도2 중의 반시계 방향의 위치)하도록 제어되어 요동 아암(8)의 기부는 상방에 위치하고, 요동 캠(9)의 연결 핀(21)측의 단부가 상대적으로 하방으로 끌어 내려진 상태로 된다. 또한, 도2는 최대 입력 하중이 작용하는 중간 작동각의 상태를 나타내고 있다. 즉, 요동 캠(9)의 초기 위치는 그 캠면이 로커 아암(31)의 롤러(32)에 근접하는 방향으로 기운다. 따라서 구동축(1)의 회전에 수반하여 요동 캠(9)이 요동하였을 때, 로커 아암(31)의 롤 러(32)와 접촉하는 부위가 기초원면으로부터 캠면으로 즉시 이행한다. 따라서, 리프트량이 전체적으로 커지고, 또한 그 작동각도 확대된다.On the contrary, in the high-speed rotational high load operating state of the internal combustion engine, the
상기 편심축(6)의 초기 위치는 연속적으로 변화시킬 수 있으므로, 이에 수반하여 밸브 리프트 특성은 연속적으로 변화된다. 즉, 리프트 및 작동각을 양자 동시에 연속적으로 확대, 축소시킬 수 있다. 각 부의 레이아웃에 따르지만, 예를 들어 리프트·작동각의 대소 변화에 수반하여 흡기 밸브(30)의 개방 시기와 폐쇄 시기가 거의 대칭으로 변화된다.Since the initial position of the
또한, 도시하지 않았지만 크랭크축에 타이밍 체인 혹은 타이밍 벨트를 통해 구동되는 스프로킷과 상기 구동축(1) 사이에 소정의 각도 범위 내에 있어서 구동축(1)을 상대적으로 회전시키는 위상 제어용 액추에이터를 배치하고, 이 위상 제어용 액추에이터를 엔진 컨트롤러로부터의 제어 신호에 의해 제어하여 스프로킷과 구동축(1)을 상대적으로 회전시켜, 밸브 리프트에 있어서의 리프트 중심각을 지진(遲進)시키도록 해도 좋다. 즉, 리프트 특성의 곡선 자체는 바뀌지 않고, 전체가 진각(進角) 혹은 지각(遲角)하도록 해도 좋다.Although not shown, a phase control actuator is disposed between the sprocket driven through the timing chain or the timing belt on the crankshaft and the
상기 구동축(1)에는 내부 축 방향으로 관통시켜 형성되고, 내연 기관의 메인 오일 갤러리(40)로부터 공급되는 윤활유를 도입하는 윤활유 통로(41)가 형성되어 있다. 이 윤활유 통로(41)에 도입된 윤활유는 링크 아암(10)과 구동 캠(2) 및 연결 핀(20)과의 미끄럼 이동부를 윤활하는 제1 윤활유 공급 경로와, 구동축(1)과 요동 캠(9)의 캠축(25)과 구동축(1) 사이 및 요동 캠(9)과 흡기 밸브(30)의 로커 아암(31)의 각 미끄럼 이동부를 윤활하는 제2 윤활유 공급 경로와, 요동 캠(9)의 캠 축(25)과 캠 브래킷(3) 사이 및 캠 브래킷(3)과 제어축(4)의 주축(5) 사이 및 요동 아암(8)과 편심축(6)의 각 미끄럼 이동부를 윤활하는 제3 윤활유 공급 경로에 공급된다. 또한, 메인 갤러리(40)로부터 공급되는 윤활유를 분류(分流)시켜 흡기 밸브(30)의 로커 아암(31)의 기부에 배치한 하이드롤릭·래시·어저스터(33)(HLA)에 윤활유를 공급하고 있다.The
상기 제1 윤활유 공급 경로는 상기 구동 캠(2)의 박육부와 이에 대응하는 구동축(1)의 주위벽에 직경 방향으로 연속시켜 형성한 오일 구멍(42)에 의해 구동 캠(2)과 링크 아암(10) 사이의 미끄럼 이동면에 연통된다. 그리고 이 미끄럼 이동면은 당해 미끄럼 이동면에 개구되고 또한 링크 아암(10)의 돌출 단부의 내부로부터 상기 연결 핀(20)의 핀 구멍에 개구되는 오일 통로 구멍(43)에 의해 연결 핀(20)과 핀 구멍의 미끄럼 이동면에 연통되어 구성된다. 따라서, 링크 아암(10)과 구동 캠(2) 및 연결 핀(20)과의 미끄럼 이동부가 윤활된다.The first lubricating oil supply path is driven by the
상기 제2 윤활유 공급 경로는 구동축(1)의 상기 요동 캠(9)에 대응하는 주위벽 위치에 직경 방향을 따라 관통 형성된 오일 구멍(44)에 의해 캠축(25)의 내주면과 구동축(1)의 외주면 사이의 미끄럼 이동면에 연통된다. 또한, 이 미끄럼 이동면은 도시하지 않은 세공(細孔)에 의해 요동 캠(9)의 로커 아암(31)의 롤러(32)의 구름 이동면(기초원면 및 캠면)에 개구된다. 따라서 구동축(1)과 요동 캠(9)의 캠축(25) 사이의 미끄럼 이동부 및 요동 캠(9)과 흡기 밸브(30)의 로커 아암(31)과의 미끄럼 이동부가 윤활된다. 또한, 상기 구동축(1)과 요동 캠(9)의 캠축(25) 사이의 미끄럼 이동부는 오일 구멍(45)을 통해 캠축(25) 외주와 중간 브래킷(3A)의 미 끄럼 이동면에도 연통되어, 중간 브래킷(3A)과 캠축(25) 외주의 미끄럼 이동부도 윤활하도록 구성되어 있다.The second lubricating oil supply path is formed between the inner circumferential surface of the
상기 제3 윤활유 공급 경로는 구동축(1)의 상기 캠축(25)의 캠 브래킷(3)에 대응하는 주위벽 위치에 직경 방향을 따라 관통 형성된 오일 구멍(46)에 의해 캠축(25)의 내주면과 구동축(1)의 외주면 사이의 미끄럼 이동면에 우선 연통되고, 계속해서 캠축(25)에 직경 방향으로 관통 형성된 오일 구멍(47)에 의해 캠 브래킷(3)과 캠축(25)과의 미끄럼 이동부에 연통된다. 캠 브래킷(3)에는 캠축(25)을 수용하는 브래킷면에 일단부가 개구되고 타단부가 상기 제어축(4)의 주축(5)을 수용하는 브래킷면에 개구되는 오일 통로 구멍(48)이 형성되어 있다.The third lubricating oil supply path is connected to the inner circumferential surface of the
상기 제어축(4)에는 상기 주축(5)의 외주에 일단부가 개구되고 타단부가 상기 편심축(6)의 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동면에 개구되는 직선 형상의 경사 방향 오일 구멍(50)을 구비한다. 상기 편심축(6)의 표면의 개구 위치는 상기 요동 아암(8)의 링크 아암(10)이 연결된 측에 근접시켜 배치되어 있다. 또한, 상기 경사 방향 오일 구멍(50)의 중도부에는 편심축(6)에 반경 방향으로 형성한 오일 구멍(51)이 연통 형성되고, 이 반경 방향의 오일 구멍(51)은 요동 아암(8)의 링크 로드(11)가 연결되어 있는 전방 부분의 위치에 있어서 편심축(6)의 표면에 개구되어 있다.The
이 경사 방향 오일 구멍(50)을 형성하는 경우에, 당해 주축(5)과 편심축(6)을 연결하는 웨브(7)의 주변 영역은 중간 브래킷(3A)이나 요동 캠(9) 중 한쪽이 배치된 영역으로, 축 방향 치수가 비교적 크게 되어 있고 반대측의 링크 아암(10)측 에 배치되어 있는 웨브(7)에 대해 축 방향의 두께를 증가시키는 것이 비교적 용이하다. 따라서, 당해 웨브(7)의 축 방향 치수를 증가시킴으로써 경사 방향 오일 구멍(50)의 오일 구멍 직경이나 오일 구멍의 각도 등 오일 구멍 배치의 자유도를 높일 수 있다.In the case of forming the oblique
또한, 상기 경사 방향 오일 구멍(50)의 입구측에 주축(5)을 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍(53)을 형성하면, 주축(5)과 캠 브래킷(3)의 미끄럼 이동면 사이에 고리 형상으로 윤활유의 오일막을 구석구석까지 형성할 수 있어 주축(5)의 회전 작동이 원활해진다.Moreover, when the through-
따라서 제3 윤활유 공급 경로는 요동 캠(9)의 캠축(25)과 캠 브래킷(3) 사이, 캠 브래킷(3)과 제어축(4)의 주축(5) 사이 및 요동 아암(8)과 편심축(6) 사이의 각 미끄럼 이동부를 윤활한다. 또한, 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동부에 경사 방향 오일 구멍(50)과 반경 방향 오일 구멍(51)의 양자에서 2군데에 윤활유를 공급하므로, 적은 윤활유량으로 하중점을 핀포인트로 윤활할 수 있고, 게다가 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동부의 비균일 접촉 하중이 커지는 단부에 윤활유를 구석구석까지 공급할 수 있다.Thus, the third lubricant supply path is between the
상기 제어축(4)의 주축(5)을 회전 가능하게 지지하는 캠 브래킷(3)의 베어링면에는, 도4에 도시하는 바와 같이 그 상하면에 있어서 오일 통로 구멍(48)과 교차하는 부분에서 홈 폭이 최대로 되고, 교차 부분으로부터 원주 방향으로 멀어짐에 따라 그 폭이 좁아지는 오일 홈(54)이 형성되어 있다. 상기 경사 방향 오일 구멍(50)의 개구는 제어축(4)의 회전 위치의 변화에 따라 상기 오일 홈(54)을 따라 이동하고, 오일 홈(54)의 폭으로 설정된 개구 면적을 통과하여 공급하는 윤활유의 유량이 조정된다.In the bearing surface of the
구체적으로는, 편심축(6)이 도시 위치로 회전된 소 작동각일 때(도면 중의 A점)에 있어서는, 오일 홈(54)의 폭은 좁게 설정되어 있고 그 개구 면적도 비교적 작아, 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동면으로의 윤활유 공급량도 비교적 적게 설정된다. 그런데, 내연 기관의 시동시 및 저회전시에 있어서는, 하이드롤릭·래시·어저스터(33)로의 공급 오일량이 부족하기 쉽지만, 상기 제3 윤활유 공급 계통에 공급하는 작동유량을 적게 함으로써 하이드롤릭·래시·어저스터(33)(HLA)에 윤활유를 우선적으로 공급할 수 있다.Specifically, when the
또한, 편심축(6)이 주축(5) 중심과 구동축(1)의 중심을 연결하는 선의 연장선 상에 위치하도록 회전된 중간 작동각일 때(도5 중의 B점)에 있어서는, 도6에 도시하는 바와 같이 링크 아암(10)과 링크 로드(11)의 자세가 가장 급준해져 부품에의 입력 하중이 커진다. 그러나 오일 홈(54)의 폭은 최대로 설정되어 그 개구 면적도 최대로 되므로, 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동면으로의 윤활유 공급량도 최대로 설정된다.Moreover, when the
또한, 편심축(6)이 상기 주축(5) 중심과 구동축(1)의 중심을 연결하는 선의 연장선 상을 넘어서 위치하도록 회전된 대 작동각일 때(도면 중의 C점)에 있어서는, 오일 홈(54)의 폭은 최대값보다 약간 좁아지지만 그 개구 면적도 비교적 크기 때문에, 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동면으로의 윤활유 공급량도 충분한 양이 설정된다.In addition, when the
도7 내지 도8은 본 실시 형태의 제2 실시예의 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치를 도시한다. 이 가변 밸브 구동 장치에 있어서는, 제3 윤활유 공급 경로의 경사 방향 오일 구멍(50)의 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동부로의 출구측의 구성만이 하기에 기재하는 바와 같이 제1 실시예와 상이하고, 그 밖의 구성은 제1 실시예와 동일하게 구성되어 있다.7 to 8 show a variable valve drive device of the internal combustion engine of the second example of this embodiment. In this variable valve drive device, only the configuration on the outlet side of the
즉, 제2 실시예의 가변 밸브 구동 장치에 있어서는 경사 방향 오일 구멍(50)의 출구가 상기 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동부의 전방측에 개구되어 있다. 또한, 요동 아암(8)의 기부의 베어링 브래킷(15)의 내면(미끄럼 이동면)에는 도8에 도시하는 바와 같이 축 방향으로 연장되는 오일 홈(55)과, 이 오일 홈(55)의 양단부에 있어서 각각 원주 방향으로 연장되는 오일 홈(56)이 형성되어 있다.That is, in the variable valve drive device of the second embodiment, the outlet of the oblique
따라서 본 실시예에 있어서도, 경사 방향 오일 구멍(50)을 경유하여 도입된 윤활유는, 전방측의 원주 방향의 오일 홈(56)에 의해 전방측에 있어서 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동부에 원주 방향으로 공급되는 한편, 축 방향의 오일 홈(55)에 의해 미끄럼 이동부의 깊이측으로 공급되고, 깊이측에 있어서도 원주 방향의 오일 홈(56)을 통해 미끄럼 이동부에 원주 방향으로 공급된다. 따라서, 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동부에 베어링 브래킷(15)에 설치한 축 방향의 오일 홈(55)으로 연결된 2군데의 원주 방향의 오일 홈(56)에 의해 2군데에 윤활유를 공급하므로, 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동부의 비균일 접촉 하중이 커지는 단부에 윤활유를 구석구석까지 공급할 수 있다.Therefore, also in this embodiment, the lubricating oil introduced via the inclination
또한, 본 실시예에 있어서는 요동 아암(8)의 기부의 베어링 브래킷(15)의 내 면(미끄럼 이동면)에 축 방향으로 연장되는 오일 홈(55)과, 이 오일 홈(55)의 양단부에 있어서 각각 원주 방향으로 연장되는 오일 홈(56)을 형성하고 있으므로, 제어축(4)에 설치하는 경사 방향 오일 구멍(50)을 짧게 할 수 있어, 그 가공이 용이한 동시에 그 구멍 직경이나 설치 각도의 자유도도 높게 할 수 있다. 또한, 요동 아암(8)의 기부의 베어링 브래킷(15)의 내면(미끄럼 이동면)에 축 방향으로 연장되는 오일 홈(55)과, 이 오일 홈(55)의 양단부에 있어서 각각 원주 방향으로 연장되는 오일 홈(56)의 형성은 베어링 브래킷(15)을 주조 등의 주물로 형성하는 경우에 주형에 미리 오일 홈용의 돌출 형상 부분을 형성해 두면 되므로, 가공이 저렴하고 또한 용이하다.In addition, in this embodiment, the
본 실시 형태에 있어서는, 이하에 기재하는 효과를 발휘할 수 있다.In this embodiment, the effect described below can be exhibited.
(A) 캠 브래킷(3)에 회전 가능하게 지지되고 기관의 회전에 동기하여 회전하고, 외주에 구동 캠(2)을 구비하는 구동축(1)과, 상기 구동 캠(2)과는 축 방향 위치를 다르게 하여 요동 가능하게 배치되고, 요동에 의해 기관의 구동 밸브를 압박하여 개폐 작동시키는 요동 캠(9)과, 상기 구동축(1)에 형성된 구동 캠(2)을 삽입 관통하는 링크 아암(10)과, 상기 요동 캠(9)에 일단부에 연결하는 링크 로드(11)와, 상기 캠 브래킷(3)에 회전 가능하게 지지되고 액추에이터(23)에 의해 회전 제어되는 주축(5)과, 상기 주축(5)으로부터 편심된 편심축(6)과, 상기 주축(5)과 상기 편심축(6)을 연결하는 웨브(7)로 이루어지는 크랭크 형상의 제어축(4)과, 상기 편심축(6)에 요동 가능하게 설치되고 한쪽의 요동 단부에 상기 링크 아암(10)의 단부가 회전 가능하게 연결되는 동시에 상기 한쪽의 단부와는 축 방향 위치를 다르게 한 다른 쪽의 요동 단부에 상기 링크 로드(11)의 단부가 회전 가능하게 연결되고, 요동 작용에 의해 상기 구동 캠(2)의 구동력을 상기 요동 캠(9)에 전달하는 요동 아암(8)과, 상기 제어축(4)의 편심축(6)에 연속되는 상기 2개의 웨브(7) 중 상기 링크 로드(11)측의 웨브(7)를 관통시켜 주축(5)으로부터 편심축(6)으로 연장하고, 주축(5)을 회전 가능하게 지지하는 캠 브래킷(3)의 베어링면에 공급된 윤활유를 상기 요동 아암(8)과 상기 편심축(6) 사이의 미끄럼 이동면에 공급하는 유로(50)를 구비한다. 즉, 이 유로(50)가 구성된 제어축(4) 부분은 링크 로드(11)측에 있고 동일축 방향 영역에 요동 캠(9)을 구비하여 비교적 긴 축 방향 스팬을 확보할 수 있고, 오일 구멍(50)의 직경 치수나 배치 각도 등에 대한 제한이 비교적 작으므로 오일 구멍 배치의 자유도를 높게 할 수 있다.(A) A drive shaft (1) rotatably supported by the cam bracket (3) and rotated in synchronism with the rotation of the engine, the drive shaft (1) having a drive cam (2) on its outer periphery, and an axial position with the drive cam (2). The
(B) 제어축(4)에 설치되는 유로(50)는 제어축(4)의 주축(5)을 요동 가능하게 지지하고 또한 구동축(1)을 회전 가능하게 지지하는 캠 브래킷(3)에 설치한 유로(48)를 경유하여 상기 구동축(1)에 관통 형성된 윤활유 통로(41)에 연통되어 있음으로써, 입력 하중, 미끄럼 이동 속도가 큰 구동축(1)에 관련되는 윤활 부위를, 요동에 의한 미끄럼 이동부를 구비한 제어축(4)에 관련되는 윤활 부위에 대해 우선하여 윤활할 수 있다.(B) The
(C) 제어축(4)에 설치되는 유로(50)는 주축(5)의 표면으로부터 편심축(6)의 요동 아암(8)과 미끄럼 이동하는 표면을 향해 직선적으로 배치됨으로써 일직선의 오일 구멍이므로, 오일 구멍 가공이 용이하다.(C) Since the
(D) 제어축(4)의 편심축(6)에 연속되는 상기 2개의 웨브(7) 중 상기 링크 로 드(11)측의 웨브(7)는, 상기 링크 아암(10)측의 웨브(7)보다 축 방향 치수가 크게 형성되어 있음으로써 오일 구멍(50)의 직경 치수나 배치 각도 등에 대한 제한을 한층 더 작게 할 수 있어, 오일 구멍 배치의 자유도를 한층 더 높게 할 수 있다.(D) Among the two
(E) 제어축(4)에 설치되는 유로(50)는 요동 아암(8)과 미끄럼 이동하는 편심축(6)의 표면 부분의 상기 링크 아암(10)에 치우친 측에 개구되고, 이 유로(50)의 중도부에 연통되어 상기 링크 아암(10)과는 멀어진 쪽의 상기 표면 부분에 개구되는 직경 방향 구멍(51)을 구비함으로써 2군데에 윤활유를 공급하므로 적은 윤활유량으로 하중점을 핀포인트로 윤활할 수 있고, 게다가 요동 아암(8)과의 미끄럼 이동부의 비균일 접촉 하중이 커지는 단부에 윤활유를 구석구석까지 공급할 수 있다.(E) The
(F) 편심축(6)과 미끄럼 이동하는 요동 아암(8)의 베어링면에는 축 방향으로 연장되는 오일 홈(55)과 이 오일 홈(55)의 양단부에 연통시켜 원주 방향으로 연장되는 오일 홈(56)을 구비하고, 상기 제어축(4)에 설치되는 유로는 이들 오일 홈(55, 56) 중 어느 하나에 연통되도록 편심축(6)의 표면에 개구됨으로써 제어축(4)에 설치하는 경사 방향 오일 구멍(50)을 짧게 할 수 있어, 그 가공이 용이한 동시에, 그 구멍 직경이나 설치 각도의 자유도도 높게 할 수 있다. 또한, 요동 아암(8)의 기부의 베어링 브래킷(15)의 내면(미끄럼 이동면)에 축 방향으로 연장되는 오일 홈(55)과, 이 오일 홈(55)의 양단부에 있어서 각각 원주 방향으로 연장되는 오일 홈(56)의 형성은 베어링 브래킷(15)을 주조 등의 주물로 형성하는 경우에 주형에 미리 오일 홈용의 돌출 형상 부분을 형성해 두면 되므로, 가공이 저렴하고 또한 용이하다.(F) The
(G) 제어축(4)의 주축(5)을 회전 가능하게 지지하는 캠 브래킷(3)의 베어링면에는, 상기 제어축(4)에 설치된 유로(50)의 주축(5) 표면의 개구에 연통시켜 원주 방향으로 오일 홈(54)이 형성되고, 이 오일 홈(54)의 홈 폭이 원주 방향 위치에 따라서 변화되어 있음으로써 윤활유 공급측인 캠 브래킷(3)측과 윤활유 도입측인 제어축(4)의 유로 개구의 일치 면적을 제어축(4)의 각도 위치, 즉 흡기 밸브(30)의 작동각에 따라서 윤활유의 공급량을 조정할 수 있다.(G) On the bearing surface of the
(H) 제어축(4)의 주축(5)을 회전 가능하게 지지하는 캠 브래킷(3)의 베어링면에 설치하는 원주 방향의 오일 홈(54)의 홈 폭은 흡기 밸브(30)를 대 작동각으로 작동시키는 제어축(4)의 회전 위치에 있어서의 상기 유로(50)의 개구와 대면하는 부분에 있어서 크고, 제어축(4)의 회전 위치가 소 작동각으로 이행함에 따라 상기 유로(50)의 개구와 대면하는 오일 홈(54)의 홈 폭이 좁게 형성되어 있음으로써, 흡기 밸브(30)가 소 작동각일 때에는 공급량을 적게, 대 작동각일 때에는 공급량을 많게 할 수 있다.(H) The groove width of the
(I) 제어축(4)의 주축(5)을 회전 가능하게 지지하는 캠 브래킷(3)의 베어링면에 설치하는 원주 방향의 오일 홈(54)의 홈 폭은, 상기 요동 캠(9)의 축심과 주축(5)의 축심을 연결하는 선과 교차하는 부분에 있어서 가장 크고, 그보다 멀어짐에 따라 좁게 형성됨으로써, 요동 캠(9)의 축심과 주축(5)의 축심의 연장선 상에 편심축(6)의 축심이 위치되는 흡기 밸브(30)의 중간 작동각에서의 작동시에 윤활유의 공급량을 가장 많게 할 수 있어, 중간 작동각에서의 최대 입력 하중에 대해 충분한 윤활을 행할 수 있다.(I) The groove width of the
(J) 제어축(4)에 설치되는 유로(50)는 상기 캠 브래킷(3)에 설치된 유로(48)와, 상기 요동 캠(9)의 축심과 주축(5)의 축심을 연결하는 선 상에 편심축(6)의 축심이 위치될 때에 서로의 개구끼리가 일치함으로써, 요동 캠(9)의 축심과 주축(5)의 축심의 연장선 상에 편심축(6)의 축심이 위치되는 흡기 밸브(30)의 중간 작동각에서의 작동시에 유로(48, 50)끼리의 개구가 일치되어 직접 윤활유를 전달할 수 있고 윤활유의 공급량을 가장 많게 할 수 있어, 중간 작동각에서의 최대 입력 하중에 대해 충분한 윤활을 행할 수 있다.(J) The
(K) 흡기 밸브(30)의 구동 밸브 형식은 요동 캠(9)에 의해 요동하여 흡기 밸브(30)를 개폐시키는 로커 아암(31)과, 로커 아암(31)의 기부를 지지하는 하이드롤릭·래시·어저스터(33)를 구비하고, 하이드롤릭·래시·어저스터(33)는 구동축(1)을 관통 형성한 윤활유 통로(41)로 윤활유를 공급하는 메인 갤러리(40)로부터 분기시켜 윤활유가 공급됨으로써, 내연 기관의 시동시 및 저회전시에 있어서는 하이드롤릭·래시·어저스터(33)에의 공급 오일량이 부족하기 쉽지만, 저부하 저회전시에 있어서는 제어축(4)에 관련되는 윤활 계통에 공급하는 작동유량을 적게 할 수 있음으로써 하이드롤릭·래시·어저스터(33)(HLA)에 윤활유를 우선적으로 공급할 수 있다.(K) The drive valve type of the
도1은 본 발명의 일 실시 형태의 제1 실시예를 도시하는 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치의 사시도.1 is a perspective view of a variable valve drive device of an internal combustion engine, showing a first example of one embodiment of the present invention.
도2는 도1의 가변 밸브 구동 장치의 단면도.Fig. 2 is a sectional view of the variable valve drive device of Fig. 1.
도3은 가변 밸브 구동 장치의 윤활유로 구성을 도시하는 단면도.Fig. 3 is a sectional view showing the configuration of a lubricating oil in the variable valve drive device.
도4는 베어링부의 유로 구성을 도시하는 단면도.4 is a sectional view showing a flow path configuration of a bearing portion;
도5는 캠 브래킷의 주축의 베어링면의 오일 홈의 전개도.5 is an exploded view of an oil groove in the bearing surface of the main shaft of the cam bracket.
도6은 가변 밸브 구동 장치의 중간 작동각시에 작용하는 힘의 설명도.6 is an explanatory view of a force acting at an intermediate operating angle of the variable valve drive device.
도7은 제2 실시예의 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치의 윤활유로 구성을 도시하는 단면도.Fig. 7 is a sectional view showing a configuration of lubricating oil in the variable valve drive device of the internal combustion engine of the second embodiment.
도8은 베어링 브래킷에 설치하는 오일 홈의 구성을 도시하는 사시도.Fig. 8 is a perspective view showing the structure of an oil groove provided in the bearing bracket.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 구동축, 2 : 구동 캠, 3 : 캠 브래킷, 4 : 제어축, 5 : 주축, 6 : 편심축, 7 : 웨브, 8 : 요동 아암, 9 : 요동 캠, 10 : 링크 아암, 11 : 링크 로드, 15 : 베어링 브래킷, 16 : 아암부, 18 : 베어링면, 41 : 윤활유 통로, 50, 51 : 오일 구멍, 54 : 오일 홈DESCRIPTION OF
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