JP2006200391A - Valve lift variable device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】 バルブリフト可変動作に係る作動力を好適に低減させることのできる内燃機関のバルブリフト可変機構を提供する。
【解決手段】 バルブリフト可変装置は、吸気カムシャフトに並設されたコントロールシャフト及びロッカシャフトと、ロッカシャフトに軸支された仲介駆動機構とを備えている。この仲介駆動機構は、ロッカシャフトの外周面に嵌め込まれた略円筒状のスライダギア30と、このスライダギア30にスプライン係合されることでロッカシャフトに軸支される入力アーム31及び出力アームとにより構成されている。スライダギア30及び入力アーム31のスプライン係合部では、スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30aと入力アーム31の内歯ヘリカルスプライン31aとが線接触している。
【選択図】 図5PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable valve lift mechanism for an internal combustion engine capable of suitably reducing an operating force related to variable valve lift operation.
A variable valve lift device includes a control shaft and a rocker shaft that are arranged in parallel with an intake camshaft, and an intermediate drive mechanism that is pivotally supported by the rocker shaft. The intermediate drive mechanism includes a substantially cylindrical slider gear 30 fitted on the outer peripheral surface of the rocker shaft, and an input arm 31 and an output arm that are supported by the rocker shaft by being splined to the slider gear 30. It is comprised by. In the spline engaging portion of the slider gear 30 and the input arm 31, the external helical spline 30a of the slider gear 30 and the internal helical spline 31a of the input arm 31 are in line contact.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、ヘリカルスプライン機構による直線変位の捻り変位への変換を通じて機関バルブのリフト積分値を可変とする内燃機関のバルブリフト可変装置に関する。 The present invention relates to a variable valve lift device for an internal combustion engine that makes a lift integral value of an engine valve variable through conversion of linear displacement into torsional displacement by a helical spline mechanism.
車載用の内燃機関に適用される装置として、機関バルブ(吸気/排気バルブ)のバルブリフト量やバルブ作動角等を可変とする、換言すれば開弁から閉弁までのリフト量をクランク角積分したリフト積分値を可変とするバルブリフト可変装置が知られている。そして従来、この種のバルブリフト可変装置として、特許文献1,2に記載の装置が提案されている。 As a device applied to an on-board internal combustion engine, the valve lift amount and valve operating angle of the engine valve (intake / exhaust valve) are made variable. In other words, the lift amount from the valve opening to the valve closing is integrated into the crank angle. There is known a valve lift variable device that makes the lift integral value variable. Conventionally, devices of Patent Documents 1 and 2 have been proposed as this type of variable valve lift.
これら文献に記載のバルブリフト可変装置は、内燃機関のカムシャフトのカムから機関バルブへの押圧力の伝達を仲介するとともに、その伝達態様を変化させることで機関バルブのリフト積分値を可変とするようにしている。そして図8に見られるようなヘリカルスプライン機構100による直線変位の捻り変位への変換を通じて、上記押圧力の伝達態様を変化させる構成となっている。
The valve lift variable devices described in these documents mediate transmission of the pressing force from the camshaft cam of the internal combustion engine to the engine valve, and change the transmission mode to change the lift integral value of the engine valve. I am doing so. Then, the transmission mode of the pressing force is changed through conversion of linear displacement into twist displacement by the
ヘリカルスプライン機構100は、カムシャフトに並設されたロッカシャフト101において気筒毎に配設されており、入力アーム102、出力アーム103及びスライダギア104を備えて構成されている。入力アーム102は、ロッカシャフト101において上記カムシャフトのカムの押圧を受けて揺動可能に軸支されている。また出力アーム103は、同じくロッカシャフト101に揺動可能に軸支され、その揺動に応じて機関バルブを開閉駆動する。これら入力アーム102及び出力アーム103の内部には、ロッカシャフト101にその軸方向に直線変位可能に軸支された状態でスライダギア104が収容されている。
The
入力アーム102及び出力アーム103の内周には、内歯ヘリカルスプライン102a,103bがそれぞれ形成されている。またスライダギア104の外周には、これら内歯ヘリカルスプライン102a,103bにそれぞれ係合される外歯ヘリカルスプライン104a,104bが形成されている。入力アーム102の内歯ヘリカルスプライン102a及びそれに係合されるスライダギア104の外歯ヘリカルスプライン104aの歯すじは、出力アーム103の内歯ヘリカルスプライン103b及びそれに係合されるスライダギア104の外歯ヘリカルスプライン104bの歯すじとは異なった傾斜方向とされている。
On the inner circumferences of the
スライダギア104は、電動式や油圧駆動式等のアクチュエータにより、ロッカシャフト101の軸線に沿って直線変位されるようになっている。こうしてスライダギア104が直線変位すると、入力アーム102及び出力アーム103は、上記スプライン係合を通じて、ロッカシャフト101の軸回り方向に回動されるようになる。ただし、このときの回動は上記のような歯すじの傾斜方向の違いにより、入力アーム102と出力アーム103との相対捻り変位を生じさせるように行われる。そしてこの入力アーム102と出力アーム103との相対捻りを通じて、機関バルブへのカムの押圧力の伝達態様が変化し、機関バルブのリフト積分値が変更される。
図9に示すように、上記のようなヘリカルスプライン機構100におけるスプライン係合は、押圧力の伝達に際して歯面に作用する面圧を低下させて、ヘリカルスプラインの耐久性を高めるために、ヘリカルスプライン同士が面接触するように形成するのが一般的である。同図9の例では、スライダギア104の外歯ヘリカルスプライン104aをインボリュート歯形に形成するとともに、入力アーム102あるいは出力アーム103の内歯ヘリカルスプライン102a,103bの歯間部が前記外歯ヘリカルスプライン104a,104bとそれぞれ同形状に形成されている。
As shown in FIG. 9, the spline engagement in the
一般にヘリカルスプライン機構100は、対象に高いモーメントが作用する状況での捻り変位の発生に採用されることが多く、そうした場面では、耐久性を優先した上記歯形状の設定が確かに有効である。しかしながら、そうした歯形状の設定では、ヘリカルスプライン機構100の作動力の増大は避け難いものとなっている。
In general, the
ところで車載等の内燃機関のバルブリフト可変装置に採用される場合には、機関運転状況の目まぐるしい変化に連動して動作されることから、ヘリカルスプライン機構100にも高い作動性が求められる。また搭載空間の制約や燃費の面で、それを駆動するアクチュエータの高出力化も難しい。そのため、ヘリカルスプライン機構100の作動力の低減が要望されているものの、上記歯形状の設定のままでは、その低作動力化には自ずと限界があった。
By the way, when employed in a variable valve lift device for an internal combustion engine such as a vehicle, the
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、バルブリフト可変動作に係る作動力を好適に低減させることのできる内燃機関のバルブリフト可変機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and a problem to be solved is to provide a variable valve lift mechanism for an internal combustion engine that can suitably reduce an operating force related to variable valve lift operation. There is.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
請求項1に記載の発明は、ヘリカルスプライン機構による直線変位の捻り変位への変換を通じて機関バルブのリフト積分値を可変とする内燃機関のバルブリフト可変装置において、前記ヘリカルスプライン機構の内歯ヘリカルスプラインがその外歯ヘリカルスプラインに対して線接触されてなることをその要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a variable valve lift device for an internal combustion engine in which a lift integral value of an engine valve is variable through conversion of linear displacement into torsional displacement by the helical spline mechanism. The gist of this is that it is in line contact with the external helical spline.
ヘリカルスプライン機構のスプライン係合部が面接触となっていると、接触面全体に潤滑油を行き渡らせることが困難となり、一部に油膜切れが生じてしまう虞がある。そしてその結果、スプライン係合部の摩擦力が増大して、ヘリカルスプライン機構の作動力の増大を招いてしまうことになる。その点、上記構成では、ヘリカルスプライン機構のスプライン係合部においてその内歯ヘリカルスプラインと外歯ヘリカルスプラインとを線接触させるようにしているため、ヘリカルスプライン同士の接触部に容易に潤滑油を供給することができる。したがって、潤滑油による摩擦力の低減効果をより確実に享受することが可能となり、バルブリフト可変動作に係る作動力を好適に低減させることができる。 When the spline engaging portion of the helical spline mechanism is in surface contact, it becomes difficult to spread the lubricating oil over the entire contact surface, and there is a possibility that a part of the oil film may be cut off. As a result, the frictional force of the spline engaging portion increases, leading to an increase in the operating force of the helical spline mechanism. In that respect, in the above configuration, since the internal helical spline and the external helical spline are brought into line contact at the spline engaging portion of the helical spline mechanism, lubricating oil can be easily supplied to the contact portion between the helical splines. can do. Accordingly, it is possible to more reliably enjoy the effect of reducing the frictional force due to the lubricating oil, and the operating force related to the variable valve lift operation can be suitably reduced.
請求項2に記載の発明は、ヘリカルスプライン機構による直線変位の捻り変位への変換を通じて機関バルブのリフト積分値を可変とする内燃機関のバルブリフト可変装置において、前記ヘリカルスプライン機構の内歯ヘリカルスプラインの外歯ヘリカルスプラインに対する当接面、及び前記外歯ヘリカルスプラインの前記内歯ヘリカルスプラインに対する当接面のいずれか一方が平面とされ、他方が曲面とされてなることをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a variable valve lift device for an internal combustion engine in which a lift integral value of an engine valve is variable through conversion of linear displacement into torsional displacement by the helical spline mechanism. One of the contact surface of the external tooth helical spline and the contact surface of the external helical spline with respect to the internal helical spline is a flat surface and the other is a curved surface.
上記構成では、ヘリカルスプライン機構のスプライン係合部の当接面の一方が平面とされ、他方が曲面とされていることから、それらが線接触するようになる。したがって、上記構成によっても、バルブリフト可変動作に係る作動力を好適に低減させることができる。 In the above configuration, since one of the contact surfaces of the spline engaging portion of the helical spline mechanism is a flat surface and the other is a curved surface, they come into line contact. Therefore, also with the above configuration, the operating force related to the variable valve lift operation can be suitably reduced.
請求項3に記載の発明は、ヘリカルスプライン機構による直線変位の捻り変位への変換を通じて機関バルブのリフト積分値を可変とする内燃機関のバルブリフト可変装置において、前記ヘリカルスプライン機構の内歯ヘリカルスプライン及びその外歯ヘリカルスプラインのいずれか一方が台形歯形とされ、他方がインボリュート歯形とされてなることをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a variable valve lift device for an internal combustion engine in which a lift integral value of an engine valve is made variable through conversion of linear displacement into torsional displacement by the helical spline mechanism, and the internal helical spline of the helical spline mechanism. In addition, the gist of the invention is that either one of the helical splines and the external tooth helical spline has a trapezoidal tooth profile and the other has an involute tooth profile.
上記構成のバルブリフト可変装置のヘリカルスプライン機構では、スプライン係合部の台形歯形とされたヘリカルスプラインの当接面は平面となり、インボリュート歯形とされたヘリカルスプラインの当接面は曲面となることから、それらが線接触するようになる。したがって、上記構成によっても、バルブリフト可変動作に係る作動力を好適に低減させることができる。 In the helical spline mechanism of the variable valve lift device having the above-described configuration, the contact surface of the helical spline that is a trapezoidal tooth shape of the spline engaging portion is a flat surface, and the contact surface of the helical spline that is an involute tooth shape is a curved surface. , They come into line contact. Therefore, also with the above configuration, the operating force related to the variable valve lift operation can be suitably reduced.
こうしてスプライン係合を線接触とした場合には、接触面圧が高くなり、偏摩耗を生じる虞がある。その点、請求項4に記載のように、前記内歯ヘリカルスプライン及び前記外歯ヘリカルスプラインの各歯をそれぞれ等ピッチで形成すれば、各歯に作用する力が概ね均等となり、極端に高い面圧が生じることを抑止できるため、上記偏摩耗の増大を抑制することができる。 In this way, when the spline engagement is a line contact, the contact surface pressure becomes high, and there is a risk of causing uneven wear. In that respect, if each tooth of the internal helical spline and the external helical spline is formed at an equal pitch as described in claim 4, the force acting on each tooth becomes substantially equal and an extremely high surface. Since it can suppress that a pressure arises, the increase in the said uneven wear can be suppressed.
なお上記各構成は、例えば請求項5に記載のような、前記内歯ヘリカルスプラインを有して当該内燃機関のカムシャフトのカムの押圧の入力に応じて揺動する入力アームと、その入力アームとは歯すじの傾斜方向の異なる前記内歯ヘリカルスプラインを有するとともに、同入力アームと同軸を有して揺動可能に配設されてその揺動に応じて前記機関バルブを押圧する出力アームと、それら入力アーム及び出力アームの内歯ヘリカルスプラインにそれぞれ係合される外歯ヘリカルスプラインを有し、かつ前記入力アーム及び出力アームの揺動軸の軸方向に直線変位可能に配設されるスライダギアと、を備えて構成されたヘリカルスプライン機構を有する内燃機関のバルブリフト可変装置に適用することができる。 In addition, each said structure is the input arm which has the said internal-tooth helical spline as described in Claim 5, for example, and rock | fluctuates according to the input of the press of the cam of the cam shaft of the said internal combustion engine, The input arm And an output arm that has the internal helical spline having a different inclination direction of the tooth trace, is coaxially arranged with the input arm and is swingably arranged to press the engine valve in response to the swing. A slider having external helical splines that are respectively engaged with the internal helical splines of the input arm and the output arm, and arranged so as to be linearly displaceable in the axial direction of the swing shaft of the input arm and the output arm. And a variable valve lift device for an internal combustion engine having a helical spline mechanism configured to include a gear.
以下、本発明のバルブリフト可変装置を車載用内燃機関(以下、エンジンと称す)に適用した一実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
図1は、バルブリフト可変装置が適用されたエンジンの動弁系の側面構造を示している。同図に示されるように、エンジンには、吸気バルブ10を駆動するための吸気カムシャフト11が設けられている。吸気カムシャフト11は吸気カム11aを有しており、エンジンのクランクシャフト(図示略)と同期して回転する。そして、この吸気カムシャフト11が回転するのに伴って、吸気カム11aから吸気バルブ10へと、同吸気バルブ10を開閉動作するための押圧力が伝達される。尚、排気バルブについては、吸気バルブ10と同じ構成であるため以下、その説明を省略する。
Hereinafter, an embodiment in which the variable valve lift of the present invention is applied to an in-vehicle internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a side structure of a valve system of an engine to which a variable valve lift is applied. As shown in the figure, the engine is provided with an
また、エンジンには、吸気バルブ10のバルブリフト量及びバルブ作動角を可変とするバルブリフト可変装置12が設けられている。このバルブリフト可変装置12は、吸気バルブ10と吸気カムシャフト11との間に配設されている。このバルブリフト可変装置12では、エンジンが低負荷運転状態から高負荷運転状態になるのに従い、吸気バルブ10のバルブリフト量及びバルブ作動角が共に大きくなるように制御される。こうして吸気バルブ10のリフト積分値を大きくすることにより、エンジンの吸入空気量の増大が図られるようになっている。
Further, the engine is provided with a
次に、バルブリフト可変装置12の詳細な構造について、図1及び図2を参照して詳細に説明する。尚、図2は、バルブリフト可変装置12の内部構造を示す分解斜視図である。
Next, the detailed structure of the
図1及び図2に示されるように、バルブリフト可変装置12は、吸気カムシャフト11に並設されたコントロールシャフト20及びロッカシャフト21と、ロッカシャフト21に軸支されたヘリカルスプライン機構としての仲介駆動機構23とを備えている。この仲介駆動機構23は、吸気カム11aによる押圧力を吸気バルブ10に伝達するとともに、その伝達態様をコントロールシャフト20の駆動制御を通じて変更するためのものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
仲介駆動機構23は、ロッカシャフト21の外周面に嵌め込まれた略円筒状のスライダギア30と、このスライダギア30にスプライン係合されることでロッカシャフト21に軸支された入力アーム31及び出力アーム32とにより構成されている。入力アーム31には、ローラ34が回転可能に取り付けられている。このローラ34は、エンジンに固定されたコイルスプリング(図示略)によって吸気カム11aに押しつけられるように付勢されている。
The
出力アーム32は、ベース円部35と略三角形状をなすノーズ36とを備え、ノーズ36の下面には凹状をなすカム面36aが湾曲形成されている。出力アーム32と吸気バルブ10との間には、出力アーム32の揺動を吸気バルブ10に伝達するロッカアーム37が設けられている。ロッカアーム37はその一端部がアジャスタ39によって支持され、他端部が吸気バルブ10に接するように配置されている。このロッカアーム37の略中央部には、ローラ38が回転可能に取り付けられている。このローラ38は、吸気バルブ10のバルブスプリング10aによって出力アーム32に押しつけられるように付勢されている。
The
こうして構成された仲介駆動機構23では、吸気カムシャフト11が回転し、吸気カム11aがローラ34を押圧することで、入力アーム31及び出力アーム32がロッカシャフト21を中心に揺動する。こうして出力アーム32が揺動することによって、その揺動がノーズ36からローラ38、ロッカアーム37へと伝達されることで、吸気バルブ10の開閉動作が行われるようになっている。
In the
次に、バルブリフト可変装置12における入力アーム31と出力アーム32との相対位置を変更する構造について、図2を参照して詳しく説明する。
同図に示されるように、ロッカシャフト21は、入力アーム31とその両側に配設される出力アーム32とを貫通するように配置されている。このロッカシャフト21に嵌め込まれたスライダギア30において、長手方向中央部の外壁には外歯ヘリカルスプライン30aが形成されるとともに、長手方向両端部の外壁には外歯ヘリカルスプライン30bがそれぞれ形成されている。これら外歯ヘリカルスプライン30a,30bを形成する各歯40は、いずれもスライダギア30の外壁に等ピッチで配設されている。
Next, a structure for changing the relative position between the
As shown in the figure, the
スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30aには、入力アーム31の内壁に形成された内歯ヘリカルスプライン31aが噛合されている。また、スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30bには、出力アーム32の内壁に形成された内歯ヘリカルスプライン32bが噛合されている。これら内歯ヘリカルスプライン31a,32bを形成する各歯41は、それぞれ入力アーム31及び出力アーム32の内壁に等ピッチで配設されている。なお、スライダギア30において、外歯ヘリカルスプライン30aは外歯ヘリカルスプライン30bの歯すじと逆向きの傾斜方向に形成されている。また、入力アーム31の内歯ヘリカルスプライン31aは、出力アーム32の内歯ヘリカルスプライン32bの歯すじと逆向きの傾斜方向に形成されている。
An internal
一方、ロッカシャフト21の内側にはコントロールシャフト20が挿入されている。そして、スライダギア30に形成された周方向に延びる長穴105、及びロッカシャフト21に形成された軸線方向に延びる長穴106にピン107を挿入し、同ピン107の一端をコントロールシャフト20に係止させることで、スライダギア30とコントロールシャフト20とが連結されている(図8参照)。ここで、上記ロッカシャフト21の長穴106はコントロールシャフト20の軸線方向への変位を許容するためのものであり、スライダギア30の長穴105は同スライダギア30の周方向への変位を許容するためのものである。
On the other hand, a
そして、コントロールシャフト20をその軸線方向に直線変位させ、それに連動してスライダギア30を同方向に直線変位させることで、外歯ヘリカルスプライン30a,30bと内歯ヘリカルスプライン31a,32bとの噛み合いにより、入力アーム31と出力アーム32とがそれらの揺動方向について反対向きに回転変位する。こうして、コントロールシャフト20の直線変位が入力アーム31及び出力アーム32の捻り変位に変換されることによって、入力アーム31と出力アーム32との相対位置が変更され、吸気カム11aから吸気バルブ10への押圧力の伝達態様が変更される。尚、こうしたコントロールシャフト20の軸線方向についての直線変位は、例えば電動モータを用いたアクチュエータの駆動制御によって実現される。
Then, the
また、ロッカシャフト21の内壁面とコントロールシャフト20との間の隙間により潤滑油通路45が構成されている。この潤滑油通路45には、エンジンのオイルポンプから吐出された潤滑油の一部が供給される。そして、潤滑油通路45に供給された潤滑油は、図示しない給油口を通じて、スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30a,30bと、入力アーム31及び出力アーム32の内歯ヘリカルスプライン31a,32bとの噛み合い部、即ち、スライダギア30と入力アーム31及び出力アーム32とのスプライン係合部に加圧供給される。
Further, a lubricating
図3(A)には入力アーム31及び出力アーム32の相対位置の差が小さいときのバルブリフト可変装置12の状態が、図3(B)には同相対位置の差が大きいときの同バルブリフト可変装置12の状態がそれぞれ示されている。ここで、図3(A),(B)にて示される挟み角θとは、コントロールシャフト20の軸心をC、ローラ34と吸気カム11aとの接触位置をP、出力アーム32とローラ38との接触位置をQとした場合に、C―P間を結ぶ直線とC―Q間を結ぶ直線とがなす角度の大きさを示している。また、図3(A)の状態では、吸気カム11aの押し下げによる入力アーム31及び出力アーム32の揺動に伴って、ロッカアーム37とノーズ36とが当接する当接位置は、同図に示される使用範囲αとして設定される。同じく、図3(B)の状態では、同当接位置は、同図に示される使用範囲αとして設定される。
FIG. 3A shows the state of the
また、図4には、図3(A)の状態と図3(B)の状態とについて、吸気カム11a、出力アーム32及び吸気バルブ10のリフト量の関係がそれぞれ示されている。図3及び図4に示されるように、入力アーム31及び出力アーム32の相対位置の差が大きいほど、ロッカアーム37とノーズ36との当接位置は、その設定範囲がノーズ36のカム面36aにおいてロッカシャフト21の軸心からの距離がより大きい側へと移行する。そのため、同相対位置の差が大きくなるに従い、吸気カム11aの押し下げに対して、入力アーム31及び出力アーム32が大きく揺動されるようになる。そして、ロッカアーム37が大きく揺動されるようになり、それに伴い、吸気バルブ10のバルブリフト量及びバルブ作動角は大きくなるように変化し、ひいては吸気バルブ10が大きく開弁されるようになる。逆に、入力アーム31及び出力アーム32の相対位置の差が小さくなるに従い、出力アーム32が小さく揺動されるようになり、吸気バルブ10のバルブリフト量及びバルブ作動角は小さくなる。
FIG. 4 shows the relationship among the lift amounts of the
図5には、スライダギア30と入力アーム31及び出力アーム32とのスプライン係合部の断面構造が示されている。
同図に示されるように、スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30aを形成する各歯40は、その歯形がインボリュート歯形とされている。これにより、外歯ヘリカルスプライン30aの各歯40は、入力アーム31の内歯ヘリカルスプライン31aに当接される当接面としての歯面40aが滑らかな曲面形状に形成されている。一方、入力アーム31の内歯ヘリカルスプライン31aを形成する各歯41は、その歯形が台形歯形とされている。これにより、内歯ヘリカルスプライン31aは、スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30aに当接される歯面41aが平面形状に形成されている。
FIG. 5 shows a cross-sectional structure of a spline engaging portion between the
As shown in the figure, each
スライダギア30と入力アーム31とのスプライン係合部では、外歯ヘリカルスプライン30aの各歯40の歯面40aと、内歯ヘリカルスプライン31aの各歯41の歯面41aとが線接触している。このため、同スプライン係合部では、外歯ヘリカルスプライン30aの各歯40の歯面40aと、内歯ヘリカルスプライン31aの各歯41の歯面41aとの間に、これら両歯面40a,41aが線接触する接触部分を除いて隙間Eが形成される。こうして形成される隙間Eに潤滑油が行き渡ることによって、外歯ヘリカルスプライン30aと内歯ヘリカルスプライン31aとが摺動する際に生じる摩擦力が効果的に低減されるようになる。尚、スライダギア30と出力アーム32とのスプライン係合部についても、上記各歯40,41の歯形が同じ形状に形成されているため以下、その説明を省略する。
In the spline engaging portion between the
以上説明した本実施形態のバルブリフト可変装置12によれば、次の効果を奏することができる。
(1)仲介駆動機構23のスプライン係合部が面接触となっていると、その接触面全体に潤滑油を行き渡らせることが困難となり、一部に油膜切れが生じてしまう虞がある。その結果、スプライン係合部の摩擦力が増大して、仲介駆動機構23の作動力の増大を招いてしまうことになる。その点、本実施形態によれば、仲介駆動機構23のスプライン係合部において、スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30a,30bと、入力アーム31及び出力アーム32の内歯ヘリカルスプライン31a,32bとをそれぞれ線接触させるようにしている。このため、外歯ヘリカルスプライン30a,30bと内歯ヘリカルスプライン31a,32bとの接触部に容易に潤滑油を供給することができ、潤滑油による摩擦力の低減効果をより確実に享受することが可能となる。よって、バルブリフト可変動作に係る作動力、即ち仲介駆動機構23を作動させるのに要する作動力を好適に低減させることができる。従って、アクチュエータの低出力化や小型化が可能になるため、消費電力の低減や、供給油量や油圧の低減による燃費の向上等を図ることができる。更には、エンジンに搭載されるバルブリフト可変装置12にあっては、その設置スペースを容易に確保することができる。
According to the variable
(1) If the spline engaging portion of the
(2)スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30a,30bは、その歯形がインボリュート歯形とされている。また、このスライダギア30にスプライン係合される入力アーム31及び出力アーム32の内歯ヘリカルスプライン31a,32bは、その歯形が台形歯形とされている。この場合、スプライン係合部では、外歯ヘリカルスプライン30a,30bの各歯40の歯面40aが曲面形状とされる一方、内歯ヘリカルスプライン31a,32bの各歯41の歯面41aが平面形状とされるため、外歯ヘリカルスプライン30a,30bと内歯ヘリカルスプライン31a,32bとをより確実に線接触させることができる。このため、外歯ヘリカルスプライン30a,30bと内歯ヘリカルスプライン31a,32bとの接触部に、より容易に潤滑油を供給することができ、潤滑油による摩擦力の低減効果を一層確実に享受することが可能となる。
(2) The external tooth
(3)スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30a,30bと、入力アーム31及び出力アーム32の内歯ヘリカルスプライン31a,32bとを線接触させた場合、面接触させた場合に比してその接触圧が高くなるため、各歯40,41の歯面40a,41aに偏摩耗が生じる虞がある。その点、本実施形態によれば、外歯ヘリカルスプライン30a,30bの各歯40はスライダギア30の外壁に等ピッチで配設され、内歯ヘリカルスプライン31a,32bの各歯41は、それぞれ入力アーム31及び出力アーム32の内壁に等ピッチで配設されている。このため、外歯ヘリカルスプライン30a,30bの各歯40や内歯ヘリカルスプライン31a,32bの各歯41に対し作用する力を概ね均等にすることができ、極端に高い面圧が生じることを抑止することができる。よって、各歯40,41の歯面40a,41aに生じる偏摩耗の増大を抑制することができる。
(3) When the external
なお上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・図6に示されるように、入力アーム31及び出力アーム32の内歯ヘリカルスプライン31a,32bを形成する各歯40の歯形をインボリュート歯形に変更してもよい。この場合であっても、入力アーム31及び出力アーム32の内歯ヘリカルスプライン31a,32bを、スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30a,30bに対し線接触させることができる。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
As shown in FIG. 6, the tooth profile of each
・また、入力アーム31及び出力アーム32の内歯ヘリカルスプライン31a,32bを形成する各歯41の歯形をインボリュート歯形から台形歯形に変更し、スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30a,30bを形成する各歯40の歯形を台形歯形からインボリュート歯形に変更してもよい。
Further, the tooth shape of each
・スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30a,30bを形成する各歯40の歯形は台形歯形に限られず、例えば断面コ字状の歯形等、任意の矩形歯形に変更してもよい。
The tooth shape of each
・また、入力アーム31及び出力アーム32の内歯ヘリカルスプライン31a,32bの形成する各歯41の歯形はインボリュート歯形に限られず、例えば、サイクロイド歯形、オクトイド歯形、ライネッカ歯形、グリーソン歯形等、歯面41aが滑らかな曲面形状を有するものであれば任意の歯形に変更することもできる。
Further, the tooth profile of each
・図7に示されるように、スライダギア30の外歯ヘリカルスプライン30a,30bの歯数を必要応じて任意の歯数に変更してもよい。この場合、入力アーム31及び出力アーム32の内壁には、前記外歯ヘリカルスプライン30a,30bを形成する各歯40と対応するように案内溝47が形成される。
As shown in FIG. 7, the number of teeth of the external
・外歯ヘリカルスプライン30a,30bを形成する各歯40を、スライダギア30の外壁に不等ピッチで配設するように変更してもよい。同じく、内歯ヘリカルスプライン31a,32bを形成する各歯41を、それぞれ入力アーム31及び出力アーム32の内壁に不等ピッチで配設するように変更してもよい。
-You may change so that each tooth |
・バルブリフト可変装置12について、仲介駆動機構23による直線変位の捻り変位への変換を通じて吸気バルブ10及び排気バルブのリフト積分値を可変とする装置であれば、その全体構造を適宜変更してもよい。この場合であっても、バルブリフト可変動作に係る作動力を好適に低減させることができる。
If the valve lift
10…吸気バルブ(機関バルブ)、11…吸気カムシャフト、11a…カム、12…バルブリフト可変装置、23…仲介駆動機構(ヘリカルスプライン機構)、30…スライダギア、30a,30b…外歯ヘリカルスプライン、31…入力アーム、31a…内歯ヘリカルスプライン、32…出力アーム、32b…内歯ヘリカルスプライン、40…歯、40a…歯面(当接面)、41…歯、41a…歯面(当接面)。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ヘリカルスプライン機構の内歯ヘリカルスプラインがその外歯ヘリカルスプラインに対して線接触されてなることを特徴とする内燃機関のバルブリフト可変装置。 In a valve lift variable device for an internal combustion engine in which the lift integral value of an engine valve is variable through conversion of linear displacement into torsional displacement by a helical spline mechanism,
The variable valve lift device for an internal combustion engine, wherein the internal helical spline of the helical spline mechanism is in line contact with the external helical spline.
前記ヘリカルスプライン機構の内歯ヘリカルスプラインの外歯ヘリカルスプラインに対する当接面、及び前記外歯ヘリカルスプラインの前記内歯ヘリカルスプラインに対する当接面のいずれか一方が平面とされ、他方が曲面とされてなることを特徴とする内燃機関のバルブリフト可変装置。 In a valve lift variable device for an internal combustion engine in which the lift integral value of an engine valve is variable through conversion of linear displacement into torsional displacement by a helical spline mechanism,
One of the contact surface of the internal helical spline of the helical spline mechanism with the external helical spline and the contact surface of the external helical spline with the internal helical spline is a flat surface, and the other is a curved surface. A variable valve lift device for an internal combustion engine.
前記ヘリカルスプライン機構の内歯ヘリカルスプライン及びその外歯ヘリカルスプラインのいずれか一方が台形歯形とされ、他方がインボリュート歯形とされてなることを特徴とする内燃機関のバルブリフト可変装置。 In a valve lift variable device for an internal combustion engine in which the lift integral value of an engine valve is variable through conversion of linear displacement into torsional displacement by a helical spline mechanism,
One of the internal helical spline and the external helical spline of the helical spline mechanism has a trapezoidal tooth shape, and the other has an involute tooth shape, and the variable valve lift device for the internal combustion engine.
前記内歯ヘリカルスプラインを有して当該内燃機関のカムシャフトのカムの押圧の入力に応じて揺動する入力アームと、
その入力アームとは歯すじの傾斜方向の異なる前記内歯ヘリカルスプラインを有するとともに、同入力アームと同軸を有して揺動可能に配設されてその揺動に応じて前記機関バルブを押圧する出力アームと、
それら入力アーム及び出力アームの内歯ヘリカルスプラインにそれぞれ係合される外歯ヘリカルスプラインを有し、かつ前記入力アーム及び出力アームの揺動軸の軸方向に直線変位可能に配設されるスライダギアと、
を備えて構成される請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関のバルブリフト可変装置。 The helical spline mechanism is
An input arm having the internal helical spline and swinging in response to an input of a cam press of a camshaft of the internal combustion engine;
The input arm has the internal helical spline in which the inclination direction of the tooth line is different, and is coaxially arranged with the input arm so as to be swingable and presses the engine valve according to the swing. An output arm;
A slider gear having external helical splines engaged with the internal helical splines of the input arm and output arm, respectively, and arranged so as to be linearly displaceable in the axial direction of the swing shaft of the input arm and output arm. When,
The variable valve lift device for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005010912A JP2006200391A (en) | 2005-01-18 | 2005-01-18 | Valve lift variable device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2005010912A JP2006200391A (en) | 2005-01-18 | 2005-01-18 | Valve lift variable device for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006200391A true JP2006200391A (en) | 2006-08-03 |
Family
ID=36958617
Family Applications (1)
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| JP2005010912A Pending JP2006200391A (en) | 2005-01-18 | 2005-01-18 | Valve lift variable device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2006200391A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008029140A1 (en) | 2007-07-04 | 2009-03-05 | Hitachi, Ltd. | Control device and control method for an internal combustion engine |
| JP2010276177A (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Honda Motor Co Ltd | Automatic transmission |
| US8061311B2 (en) | 2007-04-23 | 2011-11-22 | Hitachi, Ltd. | Variable valve actuating apparatus for internal combustion engine |
| US8210141B2 (en) | 2007-09-20 | 2012-07-03 | Hitachi, Ltd. | Variable valve system of internal combustion engine |
-
2005
- 2005-01-18 JP JP2005010912A patent/JP2006200391A/en active Pending
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| US8001936B2 (en) | 2007-07-04 | 2011-08-23 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for internal combustion engine and control method therefor |
| US8210141B2 (en) | 2007-09-20 | 2012-07-03 | Hitachi, Ltd. | Variable valve system of internal combustion engine |
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