KR20090103686A - Variable valve gear for an internal combustion engine - Google Patents

Variable valve gear for an internal combustion engine

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KR20090103686A
KR20090103686A KR1020080133321A KR20080133321A KR20090103686A KR 20090103686 A KR20090103686 A KR 20090103686A KR 1020080133321 A KR1020080133321 A KR 1020080133321A KR 20080133321 A KR20080133321 A KR 20080133321A KR 20090103686 A KR20090103686 A KR 20090103686A
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쥰 호시까와
히로후미 히가시
아끼히로 후지모또
노리쯔구 오오사와
데쯔지 다쯔미
도모유끼 무라오까
히데오 나까이
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미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
미츠비시 지도샤 엔지니어링 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: A variable valve drive device of an internal combustion engine is provided to suppress unnecessary displacement of a bearing member and to prevent the end surface of the bearing member from moving to the direction in which the bearing member is drawn out. CONSTITUTION: A variable valve drive device of an internal combustion engine comprises a cylinder head(2), a cam drive shaft(10), a cam lobe(16), and a variable valve device. The cylinder head has an intake valve and an exhaust valve. The cam drive shaft is supported by the cylinder head to rotate. The cam lobe is supported by the cam drive shaft to rotate. The cam lobe has a cam driving the valve. The variable valve device controls the eccentricity of an eccentric shaft member and varies the opening period of the valve.

Description

내연 기관용 가변 밸브 기어{VARIABLE VALVE GEAR FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}Variable valve gear for internal combustion engines {VARIABLE VALVE GEAR FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 밸브의 개방 기간의 가변을 행하는 내연 기관용 가변 밸브 기어에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a variable valve gear for an internal combustion engine that varies the opening period of a valve.

자동차에 탑재되는 왕복식 엔진(내연 기관)과 관련하여, 적절하게 흡기 및 배기 밸브의 밸브 특성을 제어하기 위해, 엔진의 운전 상태에 따라 밸브의 밸브 개방 기간을 가변시키는 가변 밸브 기어가 개발되고 있다.In relation to reciprocating engines (internal combustion engines) mounted in automobiles, in order to appropriately control the valve characteristics of the intake and exhaust valves, variable valve gears for varying the valve opening period of the valve in accordance with the operating state of the engine have been developed. .

이러한 방식의 가변 밸브 기어의 대부분은 일본 특허 문헌(공개평 10-280925호)에 개시된 바와 같이, 실린더 헤드에 의해 지지되는 캠 샤프트(캠 구동 샤프트)의 외주면에 회전 가능하게 끼워진 캠 로브가 소정 주기로 캠 샤프트의 회전 속도를 변화시켜 회전을 캠 로브로 전달하는 밸브 개방 기간 가변 기구와 조합된 구성을 가진다. 다수의 밸브 개방 기간 가변 기구는 구동 아암이 캠 샤프트의 외주면 상에서 캠 로브와 인접한 지점에 고정되고, 편심 샤프트가 구동 아암과 인접한 지점에 편심 회전 가능하게 캠 샤프트의 외주면에 끼워지고, 하모닉 링(중간 회전 부재)이 편심 샤프트의 외주면에 회전 가능하게 끼워지는 올덤 커플링 구조를 가진다. 구체적으로는, 구동 아암으로부터 출력되는 캠 샤프트의 일정 속도 회전을 입구측의 전달 부재를 사용하여 하모닉 링으로 전달하고 일정 속도 회전을 소정 주기로 속도가 바뀌는 부등속 회전으로 변화시키고, 상기 회전을 출구측의 전달 부재를 사용하여 캠 로브 단부의 외주로부터 돌출되는 보스부로부터 캠 로브로 전달함으로써 밸브를 구동시키는 구조를 채용한다. 편심 샤프트의 축심 위치를 캠 샤프트의 축심 위치로부터 위상 쉬프트시키기 위해, 캠 샤프트의 회전 각에 대한 캠 로브의 회전 위상의 지연 또는 전진을 조정하여, 밸브 개방 기간을 가변시킨다.Most of the variable valve gears in this manner have a cam lobe rotatably fitted to the outer circumferential surface of the cam shaft (cam drive shaft) supported by the cylinder head, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 10-280925. And a valve opening period variable mechanism for varying the rotational speed of the camshaft to transmit rotation to the cam lobe. Many valve opening period variable mechanisms have a drive arm fixed at a point adjacent to the cam lobe on the outer circumferential surface of the camshaft, and an eccentric shaft is fitted to the outer circumferential surface of the camshaft so as to be eccentrically rotatable at a point adjacent to the drive arm, and the harmonic ring (middle Rotating member) has an Oldham coupling structure, which is rotatably fitted to the outer circumferential surface of the eccentric shaft. Specifically, the constant speed rotation of the camshaft output from the drive arm is transmitted to the harmonic ring using the transmission member on the inlet side, and the constant speed rotation is changed to an inconstant speed rotation in which the speed is changed at a predetermined cycle, and the rotation is made on the outlet side. It employs a structure for driving the valve by transferring from the boss portion protruding from the outer periphery of the cam lobe end to the cam lobe using the transmission member. In order to phase shift the axial position of the eccentric shaft from the axial position of the cam shaft, the delay or advancement of the rotational phase of the cam lobe relative to the rotation angle of the cam shaft is adjusted to vary the valve opening period.

밸브 개방 기간 가변 기구를 실린더 헤드의 각각의 인접하는 실린더 사이의 한정된 영역에 배치시키기 위해서, 기구는 캠 로브의 단부 외주면으로부터 돌출된 보스부가 구동 아암의 측부와 인접한 지점에 측부와 나란히 배치되어 하모닉 링으로부터의 회전을 전달하고, 하모닉 링이 가변 기구의 입력 기어부의 내측에 위치된 캠 샤프트보다 약간 큰 외경을 가지는 편심 샤프트에 의해 지지되는 구조를 가진다. In order to place the valve opening period variable mechanism in a confined area between each adjacent cylinder of the cylinder head, the mechanism is arranged side by side with the side at a point where the boss portion protruding from the end outer circumferential surface of the cam lobe is adjacent to the side of the driving arm and the harmonic ring Has a structure in which the harmonic ring is transmitted by an eccentric shaft having an outer diameter slightly larger than the cam shaft located inside the input gear portion of the variable mechanism.

일본 특허 문헌에 개시된 바와 같이, 밸브 개방 기간 가변 기구에는 하모닉 링의 원활한 회전을 위해 편심 샤프트의 외주면과 하모닉 링의 내주면 사이에 니들 베어링과 같은 베어링부가 제공된다.As disclosed in Japanese Patent Document, the valve opening period variable mechanism is provided with a bearing portion such as a needle bearing between the outer circumferential surface of the eccentric shaft and the inner circumferential surface of the harmonic ring for smooth rotation of the harmonic ring.

베어링부는 하모닉 링의 거동의 변화(편심 방향의 변화 결과)에 기인하여 빠지는 방향, 구체적으로는 캠 로브측으로 변위될 수 있다.The bearing portion can be displaced in the disengaging direction, specifically the cam lobe side, due to the change in the behavior of the harmonic ring (resulting in the change in the eccentric direction).

베어링부의 변위는 하모닉 링의 안정적인 지지를 불가능하게 한다. 게다가, 변위는 이상 마모를 초래한다. 베어링부는 하모닉 링을 지지하기 위하여 캠 샤프트와 편심된 지점에 배치되고, 캠 로브의 보스부는 캠 샤프트와 동축으로 구동 아암과 인접하여 배치된다. 이러한 배치 때문에, 베어링부의 단부면은 하모닉 링의 회전 중 반복적으로 구동 아암의 단부면과 대면하고 캠 로브의 보스부의 단부면과 대면한다. 특히 캠 로브의 보스부는 구동 아암의 외측에 배치되어서, 보스부의 단부면의 전체가 완전하게 베어링부로부터 외측으로 어긋나고 베어링부의 내측으로 돌아오는 거동을 반복한다. 이 때문에, 비록 미소해도 베어링부의 단부가 편심 샤프트와 하모닉 링 사이로부터 돌출되면, 보스부가 베어링부의 단부를 통과할 때 베어링부의 단부와 보스부의 단부면의 코너부가 서로 간섭하는 이상 마모를 발생시킨다.The displacement of the bearing part makes it impossible to support the harmonic ring. In addition, displacement results in abnormal wear. The bearing portion is disposed at a point eccentric with the cam shaft to support the harmonic ring, and the boss portion of the cam lobe is disposed adjacent the drive arm coaxially with the cam shaft. Because of this arrangement, the end face of the bearing portion repeatedly faces the end face of the drive arm and the end face of the boss portion of the cam lobe during rotation of the harmonic ring. In particular, the boss portion of the cam lobe is disposed outside the driving arm, so that the entirety of the end face of the boss portion completely shifts outward from the bearing portion and returns to the inside of the bearing portion. For this reason, even if minutely, when the end of the bearing portion protrudes from between the eccentric shaft and the harmonic ring, abnormal wear occurs when the edge of the bearing portion and the corner of the end face of the boss portion interfere with each other when the boss portion passes through the bearing portion.

압입(press fitting)에 의해 하모닉 링와 편심 샤프트 사이에 베어링부가 고정되는 구조 또는 스톱퍼가 하모닉 링과 편심 샤프트 사이에 별도로 설치되는 구조를 채용함으로써 베어링부는 빠져나오는 것이 방지될 수 있다. By adopting a structure in which the bearing portion is fixed between the harmonic ring and the eccentric shaft by press fitting or a structure in which a stopper is separately installed between the harmonic ring and the eccentric shaft, the bearing portion can be prevented from coming out.

그러나, 압입의 경우, 하모닉 링의 높은 탄성 변형율에 기인하여 베어링부의 축방향의 이동을 확실하게 저지하는 것은 어렵다.However, in the case of press-fitting, it is difficult to reliably prevent the axial movement of the bearing portion due to the high elastic strain of the harmonic ring.

스톱퍼가 사용되는 경우, 스톱퍼를 설치하는 공간을 확보하기 위해 베어링부는 베어링 길이가 짧게 만들어져야만 한다(베어링부의 강도의 저하). 그 결과, 만족할 수 있는 하모닉 링의 지지 강도가 확보할 수 없게 되어 다른 문제를 초래한다.If a stopper is used, the bearing part must be made short in bearing length to reduce the space for installing the stopper (deterioration of the bearing part strength). As a result, satisfactory support strength of the harmonic ring cannot be ensured, which causes other problems.

이상 마모를 방지하기 위한 가능한 방법으로서는 구동 아암의 단부면과 캠 로브의 단부면이 서로 동일면으로 하여 보스부가 베어링부의 단부면과 구동 아암의 단부면 사이를 원활하게 통과하도록 하는 것이 있다. 구동 아암과 캠 로브는 별도의 부품이고 다르게 이동하기 때문에, 단차나 간극 없이 이들 부품의 단부면을 함께 완전하게 맞추는 것을 불가능하다. 따라서, 이상 마모를 방지하기는 어렵다.Possible methods for preventing abnormal wear include the end face of the drive arm and the end face of the cam lobe being equal to each other so that the boss portion smoothly passes between the end face of the bearing portion and the end face of the drive arm. Since the drive arm and the cam lobe are separate parts and move differently, it is impossible to completely fit the end faces of these parts together without steps or gaps. Therefore, it is difficult to prevent abnormal wear.

본 발명은 상술한 사안들에 비추어 이루어졌다. 본 발명의 목적은 베어링부 및 중간 회전 부재에는 가공을 요구하지 않는 간단한 구조를 가진 베어링부의 빠짐 방향의 거동을 규제하고 베어링부의 단부와 캠 로브 사이의 간섭을 방지하는 내연기관용 가변 밸브 기어를 제공하는 것이다.The present invention has been made in light of the above-mentioned issues. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a variable valve gear for an internal combustion engine that restricts the movement of the bearing part in the direction of the bearing part having a simple structure that does not require machining on the bearing part and the intermediate rotating member and prevents interference between the end of the bearing part and the cam lobe. will be.

본 발명에 따른 내연 기관용 가변 밸브 기어는 흡기 또는 배기 밸브를 갖는 실린더 헤드; 실린더 헤드에 의해 회전 가능하게 지지되는 캠 구동 샤프트; 캠 구동 샤프트에 의해 회전 가능하게 지지되고 밸브를 구동하는 캠을 가지는 캠 로브; 그리고 캠 구동 샤프트에 캠 로브의 일단부에 인접하여 고정된 구동 아암, 캠 구동 샤프에 구동 아암에 대해 캠 로브에 대향하는 위치에서 선회 가능하게 지지되고 캠 구동 샤프트의 축심과 편심되는 외주면을 가지고 편심이 조정 가능한 편심 샤프트 부재 및 편심 샤프트 부재의 외주면의 주위에 베어링 부재를 통하여 회전 가능하게 지지되고 구동 아암에 연결되는 중간 회전 부재를 갖고, 구동 아암과 중간 회전 부재를 통해 캠 구동 샤프트의 회전을 캠 로브로 전달하고, 편심 샤프트 부재의 편심을 조정하여 밸브의 개방 기간을 가변시키는 것이 가능한 가변 밸브 기구를 포함한다. 구동 아암은 캠 구동 샤프트의 축을 따라 돌출하는 경우 폄심 샤프트 부재에 대한 구동 아암의 회전 위치와 무관하게 베어링 부재의 단부면과 오버랩하는 단부면을 포함한다. 단부면은 베어링 부재 측으로 캠 로브의 단부면보다 더 돌출하고 있다.A variable valve gear for an internal combustion engine according to the present invention includes a cylinder head having an intake or exhaust valve; A cam drive shaft rotatably supported by the cylinder head; A cam lobe rotatably supported by the cam drive shaft and having a cam for driving the valve; And an eccentric with a drive arm fixed adjacent to one end of the cam lobe to the cam drive shaft, the cam drive shaft being pivotally supported at a position opposite the cam lobe with respect to the drive arm and having an outer circumferential surface eccentric with the axial center of the cam drive shaft. This adjustable eccentric shaft member and an intermediate rotation member rotatably supported through a bearing member and connected to the drive arm around the outer circumferential surface of the eccentric shaft member, cam rotation of the cam drive shaft through the drive arm and the intermediate rotation member. And a variable valve mechanism capable of transmitting to the lobe and adjusting the eccentricity of the eccentric shaft member to vary the opening period of the valve. The drive arm includes an end face that overlaps with the end face of the bearing member regardless of the rotational position of the drive arm relative to the chamfer shaft member when projecting along the axis of the cam drive shaft. The end face protrudes more toward the bearing member than the end face of the cam lobe.

이러한 구조에 따르면, 구동 아암이 편심 샤프트 부재에 대한 구동 아암의 회전 위치와 무관하게, 베어링 부재의 단부면 중 어딘가와 확실하게 대면하게 된다. 따라서, 베어링 부재의 단부면은 베어링 부재가 빠져나가는 방향으로 이동하는 것을 규제하고 베어링 부재의 불필요한 변위를 억제한다. 베어링 부재의 단부가 약간 돌출하는 경우에도, 이는 구동 아암의 단부면과 단순히 부딪힐 뿐이고 캠 로브의 다른 부분과 간섭하는 것이 확실하게 방지된다. 또한, 베어링 부재 및 중간 회전 부재에 대한 개조를 필요로 하지 않고 단순한 구조로서 목적을 달성하는 것이 가능하다.According to this structure, the drive arm is surely facing one of the end faces of the bearing member irrespective of the rotational position of the drive arm with respect to the eccentric shaft member. Thus, the end face of the bearing member restricts movement in the direction in which the bearing member exits and suppresses unnecessary displacement of the bearing member. Even when the end of the bearing member slightly protrudes, it simply hits the end face of the drive arm and is reliably prevented from interfering with other parts of the cam lobe. It is also possible to achieve the object as a simple structure without requiring modifications to the bearing member and the intermediate rotating member.

본 발명의 양호한 양태로서, 구동 아암은 캠 구동 샤프트에 고정되는 고정 고리 및 반경 방향 외측 방향으로 고정 고리의 외주로부터 연장하고 중간 회전 부재로 토크를 전달하는 아암부를 가진다. 고정 고리의 베어링측 단부면은 구동 아암에서 베어링 부재의 단부면과 오버랩된다.In a preferred aspect of the invention, the drive arm has a stationary ring fixed to the cam drive shaft and an arm portion extending from the outer periphery of the stationary ring in the radially outward direction and transmitting torque to the intermediate rotating member. The bearing side end face of the fixed ring overlaps the end face of the bearing member at the drive arm.

이러한 구조에 따르면, 베어링 부재는 구동 아암의 고정 고리의 단부면 때문에 빠져나가는 방향으로 이동하는 것이 규제된다. 베어링 부재의 단부가 약간 돌출하는 경우에도, 구동 아암의 고정 고리의 단부면과 부딪힐 뿐이고, 캠 로브와 구동 아암 사이의 간섭은 확실하게 방지될 수 있다. 또한, 고정 고리의 형상이 단순히 변경되는 단순한 구조로서 목적이 달성될 수 있다.According to this structure, the bearing member is restricted to move in the exiting direction because of the end face of the fixing ring of the drive arm. Even when the end of the bearing member slightly protrudes, it only hits the end face of the fixing ring of the drive arm, and the interference between the cam lobe and the drive arm can be reliably prevented. In addition, the object can be achieved with a simple structure in which the shape of the fixing ring is simply changed.

다른 양호한 양태로서, 캠 로브는 캠 로브의 축으로부터 어긋나는 지점에 중간 회전 부재의 토크가 전달되는 보스부를 가진다. 보스부는 중간 회전 부재를 향해 연장한다. 캠 로브는 구동 아암의 고정 고리의 캠 로브측 단부면과 접촉하게 되고 구동 아암에 대한 캠 로브의 축방향 위치를 결정하는 접촉면을 가진다. 구동 아암의 고정 고리는 캠 로브의 접촉면과 보스부의 선단부측 면 사이의 축 방향 길이보다 긴 축 방향 길이를 가진다.In another preferred aspect, the cam lobe has a boss portion to which the torque of the intermediate rotating member is transmitted at a point that deviates from the axis of the cam lobe. The boss portion extends toward the intermediate rotating member. The cam lobe is in contact with the cam lobe side end face of the stationary ring of the drive arm and has a contact surface that determines the axial position of the cam lobe relative to the drive arm. The fixed ring of the drive arm has an axial length longer than the axial length between the contact surface of the cam lobe and the tip side surface of the boss portion.

이러한 구조에 따르면, 캠 로브의 접촉면 및 구동 아암의 캠 로브측 단부면이 서로 접촉하게 되고, 이렇게 함으로써, 캠 로브 및 구동 아암의 축 방향 위치와 축방향 길이가 결정된다. 이는 캠 로브의 보스부의 단부면으로부터 구동 아암의 고정 고리의 단부면의 돌출량을 정확하게 설정하는 것을 가능하게 한다. 결과적으로, 보스부의 단부면 및 중간 회전 부재는 서로 가능한 근접하여 배치되어서, 중간 회전 부재로부터 보스부로 힘이 매끄럽게 전달될 수 있다.According to this structure, the contact surface of the cam lobe and the cam lobe side end surface of the driving arm come into contact with each other, whereby the axial position and the axial length of the cam lobe and the driving arm are determined. This makes it possible to accurately set the amount of protrusion of the end face of the fixing ring of the drive arm from the end face of the boss portion of the cam lobe. As a result, the end face of the boss portion and the intermediate rotating member are arranged as close as possible to each other so that the force can be smoothly transmitted from the intermediate rotating member to the boss portion.

본 발명의 추가 적용 범위는 이후 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 기술 분야의 숙련자에게 있어 이러한 상세한 설명으로부터의 본 발명의 정신 및 범위 내에서의 변형 및 변경은 자명한 것이므로, 상세한 설명 및 구체적인 예들은 본 발명의 양호한 실시예를 나타내고 있지만 예시로서만 주어진 것임을 이해하여야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations within the spirit and scope of the present invention from this detailed description are obvious, and therefore, the detailed description and specific examples are given by way of example only, although they represent preferred embodiments of the present invention. It must be understood.

본 발명은 본 발명을 제한하지 않고 예시로서만 주어진 첨부 도면 및 이하의 상세한 설명으로부터 더 상세하게 이해될 것이다.The invention will be understood in more detail from the accompanying drawings and the following detailed description given by way of illustration only and not as a limitation of the invention.

본 발명에 따르면, 구동 아암이 편심 샤프트 부재에 대한 구동 아암의 회전 위치와 무관하게, 베어링 부재의 단부면 중 어딘가와 확실하게 대면하게 되어서, 베어링 부재의 단부면이 베어링 부재가 빠져나가는 방향으로 이동하는 것이 규제되고 베어링 부재의 불필요한 변위가 억제되는 내연 기관용 가변 밸브 기어가 제공된다.According to the invention, the drive arm is reliably faced to any of the end faces of the bearing member irrespective of the rotational position of the drive arm relative to the eccentric shaft member, so that the end face of the bearing member moves in the direction in which the bearing member exits. There is provided a variable valve gear for an internal combustion engine which is regulated to do so and unnecessary displacement of the bearing member is suppressed.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관용 가변 밸브 기어를 도시하는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a variable valve gear for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

도2는 가변 밸브 기어의 주요부의 구조를 도시한 분해 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing the structure of the main part of the variable valve gear.

도3은 도1에서의 원 A에 의해 둘러싸인 부분 확대하여 도시하는 단면도.FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by circle A in FIG. 1; FIG.

도4의 (a) 내지 도의 (d)는 가변 밸브 기어의 베어링부의 단부면 상을 이동하는 구동 아암 및 보스부의 궤적을 도시하는 설명도.4 (a) to 4 (d) are explanatory views showing the trajectory of the drive arm and the boss portion moving on the end face of the bearing portion of the variable valve gear.

도5의 (a) 내지 도5의 (c)는 가변 밸브 기어의 작동 특성에 대한 설명도.5 (a) to 5 (c) are explanatory views of the operating characteristics of the variable valve gear.

도6은 작동 특성에 따라 얻어지는 밸브 개방 기간의 변화를 설명하는 선도.6 is a diagram for explaining changes in valve opening periods obtained in accordance with operating characteristics.

<도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for major symbols in the drawings>

2 : 실린더 헤드2: cylinder head

8 : 흡기 밸브(밸브)8: intake valve (valve)

10 : 흡기용 캠 샤프트(캠 구동 샤프트)10: intake cam shaft (cam drive shaft)

15 : 가변 밸브 기어15: variable valve gear

16 : 캠 로브16: cam robe

19 : 보스부19: boss

28 : 밸브 개방 기간 가변 기구28: valve opening period variable mechanism

31 : 구동 아암 31: drive arm

본 발명이 도1 내지 도6에 도시된 일 실시예에 기초하여 설명될 것이다.The invention will be explained based on the embodiment shown in Figs.

도1은 예를 들어, 엔진의 흡기측 밸브 작동계에 가변 밸브 기어가 설치된 내연 기관을 도시하는 단면도이다. 도1에서 참조 부호 1은 내연 기관의 실린더 블럭, 예를 들어 4 기통 왕복 가솔린 엔진(이하, 엔진이라 칭함)의 실린더 블럭(도1에만 도시)을 나타낸다. 참조 부호 2는 실린더 블럭(1)의 헤드에 장착된 실린더 헤드를 나타내고 있다.1 is a sectional view showing an internal combustion engine provided with, for example, a variable valve gear in an intake valve operating system of an engine. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a cylinder block of an internal combustion engine, for example, a cylinder block (shown only in Fig. 1) of a four-cylinder reciprocating gasoline engine (hereinafter referred to as an engine). Reference numeral 2 denotes a cylinder head attached to the head of the cylinder block 1.

우선, 엔진의 기본 구조가 설명될 것이다. 실린더 블럭(1)에는, 엔진의 전후 방향으로 직렬로 배열되도록 4개의 실린더(4 : 도1은 실린더의 일부만 도시)가 형성되어 있다. 각각의 실린더(4) 내에는 피스톤(5)이 각각 왕복 이동 가능하게 수용되어 있다. 도시되지는 않았지만, 피스톤(5)은 커넥팅 로드를 통해 크랭크 샤프트에 접속되어 있다.First, the basic structure of the engine will be described. In the cylinder block 1, four cylinders 4 (Fig. 1 shows only a part of the cylinders) are formed so as to be arranged in series in the front-rear direction of the engine. In each cylinder 4, the piston 5 is accommodated so that reciprocation is possible, respectively. Although not shown, the piston 5 is connected to the crankshaft via a connecting rod.

실린더 헤드(2)의 하면에는, 실린더(4)에 대응하여 연소실(6)이 형성되어 있다. 연소실(6)에는, 한 쌍의 흡기 포트(7) 및 도시 생략된 한 쌍의 배기 포트가 형성되어 있다. 또한, 연소실(6)은 흡기 포트(7)를 개폐하는 2개의 흡기 밸브(8 : 본원의 밸브에 상당) 및 배기 포트를 개폐하는 도시 생략된 2개의 배기 밸브를 수용하고 있다. 흡기 밸브(8) 및 배기 밸브는 모두 밸브 스프링(9)에 의해 폐쇄되는 평상시 폐쇄식 밸브이다. 또한, 도시되지는 않았지만, 연소실(6)에는 점화 플러그가 배치되어 소정의 연소 사이클(흡기 행정, 압축 행정, 폭발 행정 및 배기 행정을 포함하는 4 행정)이 반복된다.The combustion chamber 6 is formed in the lower surface of the cylinder head 2 corresponding to the cylinder 4. In the combustion chamber 6, a pair of intake ports 7 and a pair of exhaust ports not shown are formed. In addition, the combustion chamber 6 accommodates two intake valves 8 (corresponding to the valves herein) for opening and closing the intake port 7 and two exhaust valves not shown for opening and closing the exhaust port. The intake valve 8 and the exhaust valve are both normally closed valves closed by a valve spring 9. Although not shown, a spark plug is arranged in the combustion chamber 6 so that a predetermined combustion cycle (four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke and an exhaust stroke) is repeated.

실린더 헤드(2)의 상부에는 실린더(4)가 정렬되는 방향을 따라 흡기용 캠 샤프트(10)(본원의 캠 구동 샤프트에 상당) 및 배기용 캠 샤프트(도시 생략)가 배열되어 있다. 흡기용 캠 샤프트(10) 및 배기용 캠 샤프트는 도시하지 않은 타이밍 체인 부재 등을 통하여 도시 생략된 크랭크 샤프트 단부에 접속된다. 흡기용 캠 샤프트(10) 및 배기용 캠 샤프트는 크랭크 샤프트로부터 출력되는 축 출력에 의해 회전 구동된다.In the upper part of the cylinder head 2, the intake cam shaft 10 (corresponding to the cam drive shaft of this application) and the exhaust cam shaft (not shown) are arranged along the direction in which the cylinder 4 is aligned. The intake camshaft 10 and the exhaust camshaft are connected to the crankshaft end part not shown through the timing chain member etc. which are not shown in figure. The intake camshaft 10 and the exhaust camshaft are rotationally driven by the shaft output output from the crankshaft.

도1에 도시된 바와 같이, 엔진의 흡기용 캠 샤프트(10)에는 가변 밸브 기어(15)가 장착되어 있다. 가변 밸브 기어(15)는 캠 샤프트의 일정 속도 회전을 부등속 회전으로 바꾸어 흡기 밸브(8)의 개방 기간을 가변시키는 가변 구조를 가진다. 가변 구조는 각 실린더(4)마다 흡기용 캠 샤프트(10)의 외주면에 회전 가능하게 끼워진 캠 로브(16) 및 캠 로브(16) 상에 장착되는 편심 회전식의 밸브 개방 기간 가변 기구(28)로 구성된다.As shown in Fig. 1, a variable valve gear 15 is mounted on the intake camshaft 10 of the engine. The variable valve gear 15 has a variable structure which varies the opening period of the intake valve 8 by changing the constant speed rotation of the camshaft to inconstant speed rotation. The variable structure is a cam lobe 16 rotatably fitted to the outer circumferential surface of the intake cam shaft 10 for each cylinder 4 and an eccentric rotation valve opening period variable mechanism 28 mounted on the cam lobe 16. It is composed.

도2는 1개의 실린더에 대한 캠 로브(16) 및 밸브 개방 기간 가변 기구(28)의 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view of the cam lobe 16 and the valve opening period varying mechanism 28 for one cylinder.

도2를 참조하여 이러한 특정 실린더를 기준으로 가변 구조의 각 부가 설명될 것이다. 캠 로브(16)는 흡기용 캠 샤프트(10)의 외주면에 회전 가능하게 끼워지는 원통형 주 본체(17), 주 본체(17)의 외주면에 형성된 한 쌍(복수)의 캠부(18) 및 캠부(18)에 인접하여 위치되는 주 본체(17)의 일 단부의 외주부에 돌출 형성되는 보스부(19)를 가진다. 캠부(18) 사이의 외주면은 흡기 밸브(8) 사이에 위치되어 있는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다(도1에만 도시).Each part of the variable structure will be described with reference to this particular cylinder with reference to FIG. The cam lobe 16 has a cylindrical main body 17 rotatably fitted to the outer circumferential surface of the intake camshaft 10, a pair (plural) cam portions 18 and a cam portion (formed on the outer circumferential surface of the main body 17). It has a boss portion 19 protruding from the outer peripheral portion of one end of the main body 17 positioned adjacent to 18). The outer circumferential surface between the cam portions 18 is rotatably supported by a bearing located between the intake valves 8 (shown in FIG. 1 only).

보스부(19)는 도2 및 도4의 (a) 내지 도4의 (d) 중 이점 쇄선으로 도시된 바와 같은 삼각형 플레이트로 형성되어 있다. 구체적으로는, 보스부(19)는 근원부(19x)가 주 본체(17)의 단부면의 외주부로부터 단부, 구체적으로는 전방으로 돌출하고 선단부인 꼭대기부(19y)가 주 본체(17)의 반경 방향으로 연장하는 삼각형 편의 블록으로 형성되어 있다.The boss portion 19 is formed of a triangular plate as shown by the dashed-dotted line in FIGS. 2 and 4 (a) to 4 (d). Specifically, the boss portion 19 has a base portion 19x protruding from the outer circumference portion of the end face of the main body 17 to the end portion, specifically forward, and having a top portion 19y of the tip portion of the main body 17. It is formed of a triangular piece of block extending in the radial direction.

각각의 캠부(18)의 캠면은 흡기 밸브(8)의 수용부, 예를 들어 흡기 밸브(8)의 베이스 단부에 장착된 밸브 리프터(8a)와 직접 접촉하고 있어, 흡기 밸브(8)가 캠부(18)로 구동될 수 있다.The cam face of each cam portion 18 is in direct contact with a valve lifter 8a mounted to a receiving portion of the intake valve 8, for example, the base end of the intake valve 8, so that the intake valve 8 is cam portion. 18 can be driven.

밸브 개방 기간 가변 기구(28)는 부등속 기구(30) 및 밸브 개방 기간을 설정하는 기간 설정부(40)를 포함한다. 부등속 기구(30)는 흡기용 캠 샤프트(10)의 일정 속도 회전을 부등속 회전으로 변화시켜 회전을 캠 로브(16)로 전달하는 기구이다. 구체적으로는 부등속 기구(30)는 올덤 커플링으로 형성되어 있다.The valve opening period variable mechanism 28 includes an inconstant speed mechanism 30 and a period setting unit 40 for setting the valve opening period. The inconstant speed mechanism 30 is a mechanism for transmitting the rotation to the cam lobe 16 by changing the constant speed rotation of the intake camshaft 10 to inconstant speed rotation. Specifically, the inconstant speed mechanism 30 is formed by Oldham coupling.

즉, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 커플링은 캠 로브(16)의 보스부(19)측의 단부의 단부면과 인접하는 흡기용 캠 샤프트에 배치되는 구동 아암(31), 구동 아암(31)과 인접하는 흡기용 캠 샤프트(10)의 외주면에 회전 가능하게 끼워 넣어진 편심 샤프트(33), 편심 샤프트(33)의 외주면에 끼워 넣어진 중간 회전 부재로서 기능하는 하모닉 링(32) 및 편심 샤프트(33)의 외주면과 하모닉 링(32)의 내주면 사이에 개재되는 베어링부, 예를 들어 니들 베어링(34)을 포함한다.That is, as shown in Figs. 1 and 2, the coupling is a drive arm 31, a drive arm 31 disposed on the intake camshaft adjacent to the end face of the end portion on the boss portion 19 side of the cam lobe 16; An eccentric shaft 33 rotatably fitted to the outer circumferential surface of the intake camshaft 10 adjacent to the arm 31 and a harmonic ring 32 functioning as an intermediate rotation member fitted to the outer circumferential surface of the eccentric shaft 33. ) And a bearing portion interposed between the outer circumferential surface of the eccentric shaft 33 and the inner circumferential surface of the harmonic ring 32, for example, a needle bearing 34.

니들 베어링(34)은 도시 생략된 케이지(cage)로서 다수개의 바늘(34a)을 유지함으로써 간단하게 얻어지는 베어링 본체부가 편심 샤프트(33)의 외주면에 끼워지고, 베어링 본체부의 외주부에 하모닉 링(32)이 끼워져서 하모닉 링(32)을 회전 가능하게 지지하는 구조를 가진다. 바늘(34a)은 편심 샤프트(33)와 하모닉 링(32)의 대향하는 원통면의 길이로부터 케이지를 형성하는데 필요한 길이를 뺀 최대의 길이를 가진다.The needle bearing 34 is a cage (not shown) in which a bearing body portion obtained simply by holding a plurality of needles 34a is fitted to the outer circumferential surface of the eccentric shaft 33, and the harmonic ring 32 is placed on the outer circumference of the bearing body portion. This structure has a structure to rotatably support the harmonic ring 32. The needle 34a has a maximum length minus the length necessary to form the cage from the lengths of the opposing cylindrical surfaces of the eccentric shaft 33 and the harmonic ring 32.

편심 샤프트(33)는 흡기용 캠 샤프트(10)보다 약간 큰 외경을 가지는 축 부재로 이루어진다. 축 부재의 외주면은 흡기용 캠 샤프트(10)의 축심과 편심되어 있고, 편심 상태인 편심 샤프트재의 외주면 상에서 하모닉 링(32)이 회전한다.The eccentric shaft 33 is composed of a shaft member having an outer diameter slightly larger than the intake cam shaft 10. The outer circumferential surface of the shaft member is eccentric with the axial center of the intake camshaft 10, and the harmonic ring 32 rotates on the outer circumferential surface of the eccentric shaft material in an eccentric state.

구동 아암(31)은 캠 샤프트 부분의 외주면에 끼워지는 고정 고리(31a) 및 보스부(19)와는 180°의 각도로 어긋난 고정 고리(31a)의 지점으로부터 반경 방향으로 돌출되는 아암부(31b)를 가진다. 고정 고리(31a)는 고정 부재, 예를 들어 핀 부재(29)(도1 중에 일부만 도시)에 의해 흡기용 캠 샤프트(10)에 고정(동축)된다. 구동 아암(31)은 캠 로브(16)의 단부면과 인접한 지점으로 설정된다. 캠 로브(16)의 보스부(19)는 아암부(31b)와는 반대측인 고정 고리(31a)의 측부 옆에 배치된다. 보스부(19)는 구동 아암(31)의 측부와 인접한 지점에 측부와 평행하게 위치된다. 보스부(19) 전체가 콤팩트하게 구동 아암(31) 단부 주위에 배열된다.The drive arm 31 protrudes radially from the point of the fixed ring 31a fitted to the outer circumferential surface of the camshaft portion and the fixed ring 31a deviated from the boss portion 19 by an angle of 180 °. Has The fixing ring 31a is fixed (coaxial) to the intake camshaft 10 by a fixing member, for example, the pin member 29 (only a part of FIG. 1 is shown). The drive arm 31 is set to a point adjacent to the end face of the cam lobe 16. The boss portion 19 of the cam lobe 16 is disposed next to the side of the fixing ring 31a on the side opposite to the arm portion 31b. The boss portion 19 is located parallel to the side at a point adjacent to the side of the drive arm 31. The entire boss portion 19 is compactly arranged around the end of the drive arm 31.

중계 핀(35a, 35b) 중 어느 하나의 단부가 아암부(31b)의 선단부의 단부면과 보스부(19)의 단부면에 회전 가능하게 삽입된다. 아암부(31b)로부터 돌출된 중계 핀(35a : 입구측의 전달 부재)의 단부는 하모닉 링(32)의 단부면에 형성되어 반경 방향으로 연장되는 슬라이드 홈(36a)에 미끄럼 가능하게 삽입된다. 보스부(19)로부터 돌출된 중계 핀(35b : 출구측의 전달 부재)의 단부는 고정 고리(31a)를 통과하여 슬라이드 홈(36a)과는 180도 각도로 어긋난 지점에 형성되어 반경 방향으로 연장하는 슬라이드 홈(36b)에 미끄럼 가능하게 삽입된다.The end of any one of the relay pins 35a and 35b is rotatably inserted into the end face of the tip portion of the arm portion 31b and the end face of the boss portion 19. An end portion of the relay pin 35a (inlet-side transmission member) protruding from the arm portion 31b is slidably inserted into the slide groove 36a which is formed in the end face of the harmonic ring 32 and extends in the radial direction. An end portion of the relay pin 35b (the transmission member on the outlet side) protruding from the boss portion 19 passes through the fixing ring 31a and is formed at a position shifted from the slide groove 36a at an angle of 180 degrees to extend in the radial direction. It is slidably inserted into the slide groove 36b.

이에 의해, 흡기용 캠 샤프트(10)의 회전이 구동 아암(31)으로부터 중계 핀(35a)을 통하여 하모닉 링(32)으로 전달되고, 또한 하모닉 링(32)으로부터 중계 핀(35b) 및 보스부(19)를 통하여 캠 로브(16)로 전달된다. 즉, 흡기용 캠 샤프트(10)의 회전은 도5의 (a)나 도5의 (c)에 도시된 바와 같이 편심 샤프트(33)의 주위[흡기용 캠 샤프트(10)의 주위]를 지연이나 진행(progress)을 발생시키면서 편심 회전하는 하모닉 링(32)을 통해 도5의 (b) 중의 실선 혹은 파선에 의해 도시된 바와 같은 소정 주기로 속도가 변화되는 회전으로 변화된 이후 캠 로브(16)로 전달된다. Thereby, rotation of the intake camshaft 10 is transmitted from the drive arm 31 to the harmonic ring 32 via the relay pin 35a, and from the harmonic ring 32 to the relay pin 35b and the boss portion. It is transmitted to cam lobe 16 via 19. That is, the rotation of the intake camshaft 10 delays the periphery of the eccentric shaft 33 (the periphery of the intake camshaft 10) as shown in Figs. 5A and 5C. Or the cam lobe 16 after changing to a rotation in which the speed is changed at a predetermined period as shown by the solid line or the broken line in FIG. 5B through the harmonic ring 32 which rotates eccentrically while generating a progress. Delivered.

편심 샤프트(33)의 배치를 고려하면, 구동 아암(31)의 고정 고리(31a)의 하모닉 링(32)측의 단부면은 흡기용 캠 샤프트(10)로부터 캠 로브(16)로 회전이 전달되고 있을 때 니들 베어링(34)의 단부면과 계속 오버랩되는 단부면(31c)(본원의 단부면부에 상당)으로 설계되어 있다. 고정 고리(31a)의 단부면은 캠 샤프트(10)의 축을 따라 돌출할 때 편심 샤프트(33)에 대한 구동 아암(31)의 회전 위치와 무관하게 니들 베어링(34)의 단부면과 오버랩되도록 형성된다. 도1 및 도3(도1 중의 원 A에 의해 둘러싸인 부분이 확대 도시된 도면)에 도시된 바와 같이, 단부면(31c)은 보스부(19)의 단부면으로부터 니들 베어링(34)을 향해 돌출되어 있다. 보스부(19)와 하모닉 링(32) 사이의 거리(S)는 가능한 짧은 것이 바람직하다. 이는 중계 핀(35b)이 작은 힘으로 죄여질 수 있기 때문으로, 즉 거리(S)가 짧은 경우 토크가 하모닉 링(32)으로부터 보스부(19)로 매끄럽게 전달될 수 있기 때문이다.In consideration of the arrangement of the eccentric shaft 33, rotation is transmitted from the intake cam shaft 10 to the cam lobe 16 at the end face of the driving ring 31 on the harmonic ring 32 side of the fixing ring 31 a. It is designed by the end surface 31c (corresponding to the end surface part of this original part) which continues to overlap with the end surface of the needle bearing 34 when being made. The end face of the fixing ring 31a is formed to overlap the end face of the needle bearing 34 regardless of the rotational position of the drive arm 31 with respect to the eccentric shaft 33 when projecting along the axis of the cam shaft 10. do. As shown in Figs. 1 and 3 (enlarged view of the portion enclosed by circle A in Fig. 1), the end face 31c projects from the end face of the boss portion 19 toward the needle bearing 34. As shown in Figs. It is. The distance S between the boss portion 19 and the harmonic ring 32 is preferably as short as possible. This is because the relay pin 35b can be tightened with a small force, that is, torque can be smoothly transferred from the harmonic ring 32 to the boss portion 19 when the distance S is short.

이러한 이유로, 본 발명은 다음과 같이 구성된다. 도3으로부터 명백한 바와 같이, 캠 로브(16)의 주 본체(17)는 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 구동 아암(31)의 고정 고리(31a)의 좌단부면과 접촉하는 접촉면(16a)을 가져서 구동 아암(31)에 대한 캠 로브(16)의 축 방향 위치 설정을 행한다. 이는 캠 로브(16) 및 구동 아암(31)의 정확한 상대 위치 설정을 가능하게 한다. 고정 고리(31a)는 캠 로브(16)의 단부면(16a)과 보스부(19)의 선단부의 단부면(19a) 사이의 축 방향 길이보다 약간 더 길게 설정된 축방향 길이(B)를 가진다. 따라서, 구동 아암(31)의 고정 고리(31a)의 단부면(31c)이 캠 로브(16)의 단부면(16a)보다 더 돌출하는 양이 고정밀도로 설정될 수 있다. 즉, 거리(S)는 가능한 짧게 설정될 수 있다. For this reason, the present invention is constructed as follows. As is apparent from Fig. 3, the main body 17 of the cam lobe 16 has a contact surface 16a in contact with the left end surface of the fixing ring 31a of the drive arm 31 as shown in the drawing. The axial positioning of the cam lobe 16 with respect to the arm 31 is performed. This enables accurate relative positioning of the cam lobe 16 and drive arm 31. The holding ring 31a has an axial length B set slightly longer than the axial length between the end face 16a of the cam lobe 16 and the end face 19a of the tip portion of the boss portion 19. Therefore, the amount by which the end face 31c of the fixing ring 31a of the drive arm 31 protrudes more than the end face 16a of the cam lobe 16 can be set with high precision. In other words, the distance S can be set as short as possible.

기간 설정부(40)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 편심 샤프트(33)에 입력 기어(41)가 일체로 끼워진 구조를 가진다. 입력 기어(41)는 흡기용 캠 샤프트(10)와 동축을 갖는 원형 기어로 형성된다. 입력 기어(41)로부터 밸브 개방 기간의 설정이 입력되면, 편심 샤프트(33)의 축심이 흡기용 캠 샤프트(10)의 축심의 주위를 편심 위상한다. 기간 설정부(40)의 각 부는 도5의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 흡기 밸브(8)의 최대 리프트 시에 관련지어 설정된다. 도5의 (c)에 도시된 바와 같이, 편심 위상이 편심 샤프트(33)의 축심 위치(β)가 흡기용 캠 샤프트(10)의 축심 위치(α)의 상방(밸브 반대측)에 정렬된 0°각도로 설정되면(상방 편심), 캠 샤프트(10)의 회전 각에 대한 캠 장착부(18)의 회전 위상은 캠 샤프트(10)가 0°내지 180°범위 내의 각도인 경우 최대로 전진하고, 캠 샤프트(10)가 180°내지 360°범위 내의 각도인 경우 최대로 지연된다. 결과적으로, 밸브 개방 기간은 상방 편심의 경우 가장 길다. 반대로, 도5의 (a)에 도시된 바와 같이, 편심 위상이 편심 샤프트(31)의 축심 위치(β)가 흡기용 캠 샤프트(10)의 축심 위치(α)의 하방(밸브측)에 정렬된 180°의 각도로 설정되면(하방 편심), 캠 샤프트(10)의 회전 각에 대한 캠 장착부(18)의 회전 위상은 캠 샤프트(10)가 0°내지 180°범위 내의 각도인 경우 최대로 지연되고, 캠 샤프트(10)가 180°내지 360°범위 내의 각도인 경우 최대로 전진한다. 결과적으로, 밸브 개방 기간은 하방 편심의 경우 가장 짧다. 이러한 방식으로, 밸브 개방 기간은 양 위치 사이, 즉 편심 위상에 따라 0°와 180°사이 각도에서 변화될 수 있다. The period setting section 40 has a structure in which the input gear 41 is integrally fitted to the eccentric shaft 33 as shown in FIGS. 1 and 2. The input gear 41 is formed of a circular gear coaxial with the intake camshaft 10. When the setting of the valve opening period is input from the input gear 41, the axial center of the eccentric shaft 33 eccentrically phases around the axial center of the intake cam shaft 10. As shown in FIG. Each section of the period setting section 40 is set in association with the maximum lift of the intake valve 8 as shown in Figs. 5A to 5C. As shown in Fig. 5C, the eccentric phase is zero in which the axial center position β of the eccentric shaft 33 is aligned above the axial center position α of the intake cam shaft 10 (opposite side of the valve). When set at an angle (upward eccentricity), the rotational phase of the cam mounting portion 18 relative to the rotational angle of the camshaft 10 is advanced to the maximum when the camshaft 10 is at an angle within the range of 0 ° to 180 °, If the camshaft 10 is at an angle within the range of 180 ° to 360 °, it is delayed to the maximum. As a result, the valve opening period is the longest for the upward eccentricity. On the contrary, as shown in Fig. 5A, the eccentric phase is aligned with the axial center position β of the eccentric shaft 31 below the axial center position α of the intake cam shaft 10 (valve side). When set at an angle of 180 ° (downward eccentric), the rotational phase of the cam mounting portion 18 with respect to the rotational angle of the camshaft 10 is maximized when the camshaft 10 is at an angle within the range of 0 ° to 180 °. Delayed, and advances to maximum when the camshaft 10 is at an angle within the range of 180 ° to 360 °. As a result, the valve opening period is the shortest in the case of downward eccentricity. In this way, the valve opening period can be varied at an angle between both positions, ie between 0 ° and 180 ° depending on the eccentric phase.

입력 기어(41)는 도1에서의 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 컨트롤 샤프트(42 : 조작 부재)의 기어(42a)와 결합된다. 컨트롤 샤프트(42)에 연결되는 도시 생략된 액추에이터가 엔진의 운전 상태에 따라 제어되는 경우, 하모닉 링(32)의 편심 위치가 엔진의 운전 상태에 따라 변화되어, 각 실린더(4)의 흡기 밸브(8)의 밸브 개방 기간이 조절될 수 있다.The input gear 41 is engaged with the gear 42a of the control shaft 42 (operating member) as indicated by the dashed line in FIG. When the actuator (not shown) connected to the control shaft 42 is controlled according to the operating state of the engine, the eccentric position of the harmonic ring 32 is changed according to the operating state of the engine, so that the intake valve of each cylinder 4 ( The valve opening period of 8) can be adjusted.

작동이 이하 설명될 것이다.Operation will be described below.

이렇게 구성된 엔진의 가변 밸브 기어(15)에 있어서, 도시 생략된 액추에이터를 사용함으로써 도5의 (c)에 도시된 바와 같이 흡기측의 편심 샤프트(33)의 축심 위치(β)는 흡기용 캠 샤프트(1O)의 축심 위치(α)보다 상측인 O°의 편심 위상 각도로 설정된다. 이에 의해, 하모닉 링(32)의 편심 위치는 소정 지점에 위치 결정된다.In the variable valve gear 15 of the engine configured as described above, as shown in Fig. 5C by using an actuator not shown, the axial center position β of the eccentric shaft 33 on the intake side is the intake cam shaft. It is set to an eccentric phase angle of 0 ° above the axial center position α of (10). As a result, the eccentric position of the harmonic ring 32 is positioned at a predetermined point.

각 실린더(4)의 흡기 밸브(8)를 통과하는 캠부(18)는 전술된 바와 같이, 밸브 개방 시기 동안은 최대로 전진되고 밸브 폐쇄 시기 동안은 최대로 지연되도록 변위된다. 도6 중의 실선에 의해 도시된 봐와 같이, 흡기 밸브(8)는 엔진의 고속 운전에 적합한 밸브 개방 기간이 긴 특성으로서 개폐된다.The cam portion 18 passing through the intake valve 8 of each cylinder 4 is displaced to the maximum during the valve opening timing and to the maximum delay during the valve closing timing, as described above. As shown by the solid line in Fig. 6, the intake valve 8 is opened and closed as a characteristic of a long valve opening period suitable for high speed operation of the engine.

반대로, 액추에이터를 사용함으로써 도5의 (a)에 도시된 바와 같이 흡기측의 편심 샤프트(25)의 축심 위치(β)는 흡기용 캠 샤프트(1O)의 축심 위치(α)보다 하측인 O°의 편심 위상 각도로 설정된다. 이에 의해, 하모닉 링(32)의 편심 위치는 소정 지점에 위치 결정된다.On the contrary, by using the actuator, as shown in Fig. 5A, the axial position β of the eccentric shaft 25 on the intake side is O ° lower than the axial center position α of the intake cam shaft 10. Is set to the eccentric phase angle of. As a result, the eccentric position of the harmonic ring 32 is positioned at a predetermined point.

결과적으로, 각 실린더(4)의 흡기 밸브(8)를 통과하는 캠부(18)는 전술된 바와 같이 밸브 개방 시기 동안은 최대한 지연되고 밸브 폐쇄 시기 동안은 최대로 전진되도록 변위된다. 도6 중의 파선에 의해 도시된 바와 같이, 흡기 밸브(8)는 엔진의 저속 운전에 적합한 밸브 개방 기간이 짧은 특성으로서 개폐된다. 물론, 편심 샤프트(33)의 편심 위상 각도가 0 내지 180°의 범위 내에서 변화되는 경우, 흡기 밸브(8)의 밸브 개방 기간은 도5 중의 파선으로 나타내는 최소의 밸브 개방 기간의 밸브 특성과 도5 중의 실선으로 나타내는 최대의 밸브 개방 기간의 밸브 특성 사이에서 가변된다.As a result, the cam portion 18 passing through the intake valve 8 of each cylinder 4 is displaced so as to be maximally delayed during the valve opening timing and to the maximum advance during the valve closing timing as described above. As shown by the broken line in Fig. 6, the intake valve 8 is opened and closed as a characteristic of a short valve opening period suitable for low speed operation of the engine. Of course, when the eccentric phase angle of the eccentric shaft 33 is changed within the range of 0 to 180 °, the valve opening period of the intake valve 8 is the valve characteristic of the minimum valve opening period shown by the broken line in FIG. It varies between the valve characteristics of the largest valve opening period shown by the solid line in five.

밸브 개방 기간의 제어 중, 예를 들어 도4의 (a) 내지 도4의 (d)에 도시된 편심 샤프트(33)의 축심 위치(β)가 흡기용 캠 샤프트(10)의 축심 위치(α)보다 하측에 설정된 상태로 대표되도록, 니들 베어링(34)의 고리 형상의 단부면은 하모닉 링(32)이 회전되는 동안 구동 아암(31)의 단부면과 대면하고 캠 로브(16)의 보스부(19)의 단부면과 대면하는 것을 반복한다. 구동 아암(31)의 외측에 배치되기 때문에, 캠 로브(16)의 보스부(19)는 보스부(19)의 단부면 전체가 완전하게 니들 베어링(34)의 고리 형상의 단부면으로부터 외측으로 어긋나고 다시 니들 베어링(34)의 내측으로 되돌아오는 거동을 반복한다. During the control of the valve opening period, for example, the axial center position β of the eccentric shaft 33 shown in FIGS. 4A to 4D is the axial center position α of the intake cam shaft 10. The annular end face of the needle bearing 34 faces the end face of the drive arm 31 and the boss portion of the cam lobe 16, while the harmonic ring 32 is rotated, so that it is represented in a state set below the). Face the end face of (19) is repeated. Since it is disposed outside the drive arm 31, the boss portion 19 of the cam lobe 16 has the entire end surface of the boss portion 19 completely outward from the annular end surface of the needle bearing 34. It shifts and repeats the behavior which returns to the inside of the needle bearing 34 again.

이때, 니들 베어링(34)의 고리 형상의 단부면과 계속 오버랩되는 구동 아암의 단부면(31c)만은 보스부(19)의 단부면보다도 니들 베어링(34)측으로 돌출되어 있다. 하모닉 링(32)의 편심 방향의 변화에 기인하여 니들 베어링(34)이 빠지는 방향으로 이동하는 경우, 도3에 도시된 바와 같이 니들 베어링(34)의 단부면과 근접하여 항상 돌출된 단부면(31c)이 있어서, 니들 베어링(34)의 고리 형상의 단부면은 단부면(31c)의 어느 한 부분과 대면하여 니들 베어링(34)의 빠지는 방향으로의 거동이 규제된다. 이는 니들 베어링(34)의 불필요한 이동이 억제하여서, 하모닉 링(32)이 항상 양호하게 베어링될 수 있다.At this time, only the end surface 31c of the drive arm which continues to overlap with the annular end surface of the needle bearing 34 protrudes toward the needle bearing 34 side rather than the end surface of the boss part 19. In the case where the needle bearing 34 moves in the disengaging direction due to the change in the eccentric direction of the harmonic ring 32, as shown in Fig. 3, the end face (which always protrudes near the end face of the needle bearing 34) ( 31c), the ring-shaped end face of the needle bearing 34 faces any part of the end face 31c, and the behavior of the needle bearing 34 in the disengaging direction is restricted. This suppresses unnecessary movement of the needle bearing 34 so that the harmonic ring 32 can always be well bearing.

비록 미소하나마 니들 베어링(34)의 단부가 캠 로브(16)측으로 돌출되었다고 해도, 도3에 도시된 바와 같이 니들 베어링(34)의 단부는 돌출된 단부면(31c)과 단순히 맞닿아서, 단부면(31c)으로부터 퇴피한 지점에 있는 보스부(19)의 단부면의 코너부(19c)와 접촉하기 보다는 움직임이 규제된다. 따라서, 이상 마모가 방지된다. Although the end of the needle bearing 34 protrudes toward the cam lobe 16 even though it is minute, as shown in FIG. 3, the end of the needle bearing 34 is simply in contact with the protruding end face 31c. The movement is restricted rather than contacting the corner portion 19c of the end face of the boss portion 19 at the point withdrawn from the side surface 31c. Therefore, abnormal wear is prevented.

따라서, 니들 베어링(34), 하모닉 링(32) 및 편심 샤프트(33)에는 가공을 필요로 하지 않는 간단한 구조로, 니들 베어링(34)의 빠짐 방향의 거동을 억제하고 니들 베어링(34)의 단부와 캠 로브(16)의 보스부(19) 사이의 간섭을 방지하는 것이 가능하다. 돌출되는 단부면(31c)은 구동 아암(31)의 두께 치수, 더 구체적으로는 고정 고리(31a)의 두께 치수를 증대시킴으로써 간단하게 형성되고, 이는 특히 간단한 구조를 가능하게 한다. Therefore, the needle bearing 34, the harmonic ring 32, and the eccentric shaft 33 have a simple structure that does not require machining, thereby suppressing the movement of the needle bearing 34 in the disengagement direction and end of the needle bearing 34. And interference between the boss portion 19 of the cam lobe 16 can be prevented. The protruding end face 31c is simply formed by increasing the thickness dimension of the drive arm 31, more specifically the thickness dimension of the fixing ring 31a, which enables a particularly simple structure.

니들 베어링(34)에는 외부로부터 부하가 가해지지 않기 때문에, 하모닉 링(32)과 편심 샤프트(33) 사이의 제약된 공간 내부에 최대 길이의 바늘(34a)을 채용하는 것이 가능하다. 결과적으로, 하모닉 링(32)의 지지 강도가 충분히 확보될 수 있다.Since no load is applied to the needle bearing 34 from the outside, it is possible to employ the needle 34a of the maximum length inside the confined space between the harmonic ring 32 and the eccentric shaft 33. As a result, the supporting strength of the harmonic ring 32 can be secured sufficiently.

또한, 본 발명은 상술한 일 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서는 고정 고리의 폭 치수를 증대시켜 베어링부의 단부면과 계속 오버랩되는 단부면을 돌출시켰다. 그러나, 말할 것도 없이 고정 고리로부터 아암부까지 연장하도록 단부면을 설계하고 동일 부분의 폭 치수를 증대시켜 베어링부의 단부면과 계속 오버랩되는 단부면을 돌출시키는 것도 가능하다. 일 실시예에서는 베어링부로서 니들 베어링을 사용하였지만, 미끄럼 베어링과 같은 다른 베어링이 사용될 수도 있다. 일 실시예는 엔진의 흡기측에 편심 회전식의 가변 밸브 기어가 설치된 구조를 가지고, 이러한 기어에 본 발명이 채용되었다. 그러나, 본 발명은 엔진의 배기측에 설치되는 편심 회전식의 가변 밸브 기어에 적용될 수도 있다.In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment. Various changes may be made without departing from the spirit of the invention. For example, in one embodiment, the width dimension of the anchoring ring was increased to protrude an end face that continues to overlap with the end face of the bearing portion. Needless to say, however, it is also possible to design the end face to extend from the anchoring ring to the arm part and to increase the width dimension of the same part so as to protrude the end face which continues to overlap with the end face of the bearing part. In one embodiment, needle bearings are used as bearings, although other bearings such as sliding bearings may be used. One embodiment has a structure in which an eccentric rotational variable valve gear is installed on the intake side of an engine, and the present invention is employed in such a gear. However, the present invention can also be applied to an eccentric rotary variable valve gear provided on the exhaust side of the engine.

Claims (3)

흡기 또는 배기 밸브를 갖는 실린더 헤드와, A cylinder head having an intake or exhaust valve, 상기 실린더 헤드에 의해 회전 가능하게 지지되는 캠 구동 샤프트와, A cam drive shaft rotatably supported by the cylinder head; 상기 캠 구동 샤프트에 의해 회전 가능하게 지지되고, 상기 밸브를 구동하는 캠을 가지는 캠 로브와, A cam lobe rotatably supported by the cam drive shaft and having a cam for driving the valve; 상기 캠 구동 샤프트에서 상기 캠 로브의 일단부에 인접하여 고정되는 구동 아암, 상기 캠 구동 샤프에 상기 구동 아암에 대해 상기 캠 로브에 대향하는 위치에서 선회 가능하게 지지되고 상기 캠 구동 샤프트의 축과 편심되는 외주면을 가지고 편심이 조정 가능한 편심 샤프트 부재 및 상기 편심 샤프트 부재의 외주면의 주위에 베어링 부재를 통하여 회전 가능하게 지지되고 상기 구동 아암에 연결되는 중간 회전 부재를 갖고, 상기 구동 아암 및 상기 중간 회전 부재를 통해 상기 캠 구동 샤프트의 회전을 상기 캠 로브로 전달하고, 상기 편심 샤프트 부재의 편심을 조정하여 상기 밸브의 밸브 개방 기간을 가변시키는 가변 밸브 기구를 포함하고, A drive arm fixed adjacent to one end of the cam lobe in the cam drive shaft, the cam drive shaft being rotatably supported at a position opposite the cam lobe with respect to the drive arm and eccentric with the axis of the cam drive shaft An eccentric shaft member having an outer circumferential surface that is adjustable and an intermediate rotator member rotatably supported through a bearing member and connected to the drive arm around an outer circumferential surface of the eccentric shaft member, wherein the drive arm and the intermediate rotation member And a variable valve mechanism for transmitting a rotation of the cam drive shaft to the cam lobe through and adjusting the eccentricity of the eccentric shaft member to vary the valve opening period of the valve. 상기 구동 아암은 상기 캠 구동 샤프트의 축을 따라 돌출하는 경우 상기 폄심 샤프트 부재에 대한 상기 구동 아암의 회전 위치와 무관하게 상기 베어링 부재의 단부면과 오버랩하는 단부면을 가지고, 상기 구동 아암의 단부면은 상기 베어링 부재 측으로 상기 캠 로브의 단부면보다 더 돌출하고 있는 내연 기관용 가변 밸브 기어.The drive arm has an end face that overlaps with the end face of the bearing member when projecting along the axis of the cam drive shaft, regardless of the rotational position of the drive arm relative to the chamfer shaft member, the end face of the drive arm being A variable valve gear for an internal combustion engine protruding more toward the bearing member than the end face of the cam lobe. 제1항에 있어서, 상기 구동 아암은 상기 캠 구동 샤프트에 고정되는 고정 고리 및 반경 방향 외측 방향으로 상기 고정 고리의 외주로부터 연장하고 상기 중간 회전 부재로 토크를 전달하는 아암부를 가지고,The driving arm of claim 1, wherein the driving arm has a fixed ring fixed to the cam drive shaft and an arm portion extending from an outer circumference of the fixed ring in a radially outward direction and transmitting torque to the intermediate rotating member, 상기 고정 고리의 베어링측 단부면은 구동 아암에서 베어링 부재의 단부면과 오버랩하는 내연 기관용 가변 밸브 기어.The bearing side end face of the stationary ring overlaps with the end face of the bearing member at the drive arm. 제2항에 있어서, 상기 캠 로브는 상기 캠 로브의 축으로부터 어긋나는 지점에서 상기 중간 회전 부재의 토크가 전달되고, 상기 중간 회전 부재를 향해 연장하는 보스부를 가지고, 3. The cam lobe of claim 2, wherein the cam lobe has a boss portion to which the torque of the intermediate rotating member is transmitted at a point shifted from the axis of the cam lobe and extends toward the intermediate rotating member, 상기 캠 로브는 상기 구동 아암의 고정 고리의 캠 로브측 단부면과 접촉하게 되고 상기 구동 아암에 대한 상기 캠 로브의 축방향 위치를 결정하는 접촉면을 가지고,The cam lobe is in contact with the cam lobe end surface of the stationary ring of the drive arm and has a contact surface that determines the axial position of the cam lobe relative to the drive arm, 상기 구동 아암의 고정 고리는 상기 캠 로브의 접촉면과 상기 보스부의 선단부측 면 사이의 축 방향 길이보다 긴 축 방향 길이를 가지는 내연 기관용 가변 밸브 기어.And the fixed ring of the drive arm has an axial length longer than the axial length between the contact surface of the cam lobe and the tip side surface of the boss portion.
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