JP2008202549A - Variable valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】制御軸に作用する回転変動トルクを抑制して駆動機構の駆動負荷を低減することにより、装置の大型化と重量増を抑制し得る可変動弁装置を提供する。
【解決手段】駆動軸13の外周に設けられた駆動カム15から伝達手段であるロッカアーム23を介して揺動力が伝達され、この揺動力によって2つの吸気弁2を開閉作動させる揺動カム17を備えている。また、駆動機構6によって制御軸29を回転制御することにより制御カム30を介して前記ロッカアーム23の揺動支点を変化させ、これによって各吸気弁のバルブリフト量を可変制御する。前記制御軸の駆動機構側の軸受部14の近傍に、回転変動トルクを抑制する扇形状の慣性質量体31を設けると共に、その下部の空隙内に前記駆動軸を配置した。
【選択図】図1The present invention provides a variable valve device that can suppress an increase in size and weight of a device by suppressing a rotational fluctuation torque acting on a control shaft and reducing a driving load of a drive mechanism.
A rocking force is transmitted from a drive cam 15 provided on the outer periphery of a drive shaft 13 via a rocker arm 23 as a transmission means, and a rocking cam 17 for opening and closing two intake valves 2 by this rocking force is provided. I have. The drive mechanism 6 controls the rotation of the control shaft 29 to change the rocking fulcrum of the rocker arm 23 via the control cam 30, thereby variably controlling the valve lift amount of each intake valve. A fan-shaped inertia mass body 31 that suppresses rotational fluctuation torque is provided in the vicinity of the bearing portion 14 on the drive mechanism side of the control shaft, and the drive shaft is disposed in a space below the fan-shaped inertia mass body 31.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、例えば内燃機関の吸気弁や排気弁である機関弁のバルブリフト量や作動角などの機関の作動特性を機関運転状態に応じて可変制御する内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that variably controls engine operating characteristics such as a valve lift amount and an operating angle of an engine valve that is, for example, an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine according to an engine operating state.
従来の内燃機関の可変動弁装置としては、種々提供されており、その1つとして例えば以下の特許文献1に記載されているものが知られている。 Various types of conventional variable valve operating apparatuses for internal combustion engines are provided, and one of them is disclosed in Patent Document 1 below, for example.
概略を説明すれば、この可変動弁装置は、一気筒当たり2つの吸気弁を有し、該各吸気弁のそれぞれのバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御するリフト可変機構を備えている。このリフト可変機構は、カムシャフトに前記各吸気弁を開閉作動させる各カムと各吸気弁との間に配置された伝達部材と、該伝達部材の支持点を2つのカムプロフィールのことなる偏心体を介して移動させる偏心軸と、を備えている。 In brief, this variable valve operating apparatus has two intake valves per cylinder, and includes a variable lift mechanism that variably controls the valve lift amount of each intake valve according to the engine operating state. Yes. This variable lift mechanism includes a transmission member disposed between each intake valve and each cam that opens and closes each intake valve on the camshaft, and an eccentric body having two cam profiles at a support point of the transmission member. And an eccentric shaft that is moved via
そして、前記偏心軸を、機関運転状態に応じてアクチュエータを介して回転駆動させることにより伝達部材の支持点を変化させることにより、前記両吸気弁のバルブリフト量を互いに可変制御するようになっている。
前記従来の技術における可変動弁装置の偏心軸は、伝達部材を介して各吸気弁のバルブスプリングに起因したカムシャフトからの回転変動トルクが作用している。このため、偏心軸に比較的大きな回転方向の振動(捩り振動)が発生し、この回転振動がアクチュエータに伝達されて該アクチュエータの回転駆動負荷が大きくなる。この結果、該アクチュエータの駆動容量を大きくしなければならない。よって、アクチュエータの大型化と重量の増加が余儀なくされると共に、コストが高騰する。 The eccentric shaft of the variable valve device in the prior art is subjected to rotational fluctuation torque from the camshaft due to the valve spring of each intake valve via the transmission member. Therefore, a relatively large rotational vibration (torsional vibration) is generated on the eccentric shaft, and this rotational vibration is transmitted to the actuator, increasing the rotational driving load of the actuator. As a result, the drive capacity of the actuator must be increased. Therefore, the actuator is forced to increase in size and weight, and the cost increases.
また、前記振動の発生によってアクチュエータの各構成部材間に打音や摩耗などが発生し易くなる。 In addition, the occurrence of the vibration makes it easy to generate hitting and wear between the constituent members of the actuator.
本発明は、前記従来の可変動弁装置の実状に鑑みて案出されたもので、請求項1記載の発明は、機関運転状態に応じて回転制御される制御軸と、該制御軸を回転制御することによって機関の作動特性を可変にする可変機構と、前記制御軸の外周に該制御軸の回転中心から偏心した状態で設けられた慣性質量体と、を備えたことを特徴としている。 The present invention has been devised in view of the actual state of the conventional variable valve operating apparatus. The invention according to claim 1 is a control shaft that is rotationally controlled according to an engine operating state, and the control shaft is rotated. It is characterized by comprising a variable mechanism that makes the operating characteristics of the engine variable by controlling, and an inertia mass body provided on the outer periphery of the control shaft in a state of being eccentric from the rotation center of the control shaft.
したがって、この発明によれば、例えば機関作動中におけるバルブスプリングのばね力に起因して制御軸に回転変動トルクが発生すると、この回転変動トルクが慣性質量体によって効果的に吸収されて制御軸の振動が低減される。 Therefore, according to the present invention, for example, when rotational fluctuation torque is generated in the control shaft due to the spring force of the valve spring during engine operation, the rotational fluctuation torque is effectively absorbed by the inertia mass body and Vibration is reduced.
したがって、この制御軸を回転駆動するアクチュエータの駆動負荷が低減されて、アクチュエータの大型化を抑制できると共に、打音や摩耗の発生も抑制することが可能になる。 Therefore, the driving load of the actuator that rotationally drives the control shaft can be reduced, and the increase in size of the actuator can be suppressed, and the occurrence of hitting sound and wear can also be suppressed.
請求項2に記載の発明は、請求項1の発明をさらに具体的にしたものであって、バルブスプリングのばね力によって閉方向へ付勢された機関弁と、外周に偏心制御カムが一体に設けられた制御軸と、機関運転状態に応じて前記制御軸を介して偏心制御カムをアクチュエータにより回転制御することによって前記機関弁の作動特性を可変にする可変機構と、前記制御軸の外周に該制御軸の回転中心から偏心した状態で設けられた慣性質量体と、を備えたことを特徴としている。
The invention according to
したがって、この発明も請求項1の発明と同様な作用効果が得られる。 Therefore, this invention can achieve the same effects as those of the invention of the first aspect.
請求項3に記載の発明は、前記慣性質量体を、前記制御軸を軸受する軸受部に近接して配置したことを特徴としている。
The invention according to
この発明によれば、制御軸に作用する回転変動トルクは、前記慣性質量体によって効果的に吸収されると共に、軸受部によって振動を抑制することが可能になる。特に、慣性質量体を軸受部に近接配置したため、離れている場合に比較して振動の抑制効果を一層高めることが可能になる。 According to this invention, the rotational fluctuation torque acting on the control shaft is effectively absorbed by the inertia mass body, and vibration can be suppressed by the bearing portion. In particular, since the inertia mass body is disposed close to the bearing portion, the vibration suppressing effect can be further enhanced as compared with the case where the inertia mass body is separated.
すなわち、制御軸には、前記回転変動トルクによって回転振動の他に径方向の曲げ振動も発生しており、この制御軸に慣性質量体によって所定の重量を付加することによって固有振動数が低下して曲げ振動の増加を招き易い。 That is, the control shaft also generates radial bending vibration in addition to rotational vibration due to the rotational fluctuation torque. By adding a predetermined weight to the control shaft by an inertial mass body, the natural frequency decreases. This tends to increase bending vibration.
そこで、軸受部の近傍に慣性質量体を配置することによって制御軸の径方向の振動を抑制することが可能になる。この結果、慣性質量体による回転方向の振動吸収と相俟ってアクチュエータへの有害な振動入力を大幅に低減することが可能になる。 Therefore, it is possible to suppress the vibration in the radial direction of the control shaft by arranging the inertia mass body in the vicinity of the bearing portion. As a result, it is possible to significantly reduce harmful vibration input to the actuator in combination with vibration absorption in the rotational direction by the inertial mass body.
請求項4に記載の発明は、慣性質量体を、偏心制御カムとアクチュエータとの間に配置したことを特徴としている。
The invention described in
偏心制御カムの重量増加に伴う前記制御軸の回転振動を慣性質量体によって吸収してアクチュエータへの伝達を効果的に遮断することが可能になる。 The rotational vibration of the control shaft accompanying the increase in the weight of the eccentric control cam can be absorbed by the inertia mass body, and the transmission to the actuator can be effectively cut off.
請求項5に記載の発明は、前記慣性質量体をほぼ円環状に形成すると共に、該慣性質量体の円周方向の一部に切欠部を形成して、該切欠部内に別の構成部材を配置可能な空隙部を形成したことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, the inertial mass body is formed in a substantially annular shape, a notch is formed in a part of the inertial mass body in the circumferential direction, and another component member is provided in the notch. It is characterized in that a dispositionable void is formed.
このように慣性質量体を特異な形状に形成することにより、慣性質量体が最大に回転しても切欠部内に配置された別部材との干渉を回避することが可能になる。これによって、装置のコンパクト化が図れる。 By forming the inertial mass body in a unique shape in this way, it is possible to avoid interference with another member arranged in the notch even if the inertial mass body rotates to the maximum. As a result, the apparatus can be made compact.
請求項6に記載の発明は、前記慣性質量体を、弾性部材を介して前記制御軸に設けたことを特徴としている。 The invention according to claim 6 is characterized in that the inertial mass body is provided on the control shaft via an elastic member.
この発明によれば、例えば慣性質量体を径方向に分割し、この間に弾性部材を介装した場合には、内側の慣性質量部と外側の慣性質量部との固有振動の差から制御軸系の固有振動数に基づく大きな振動加速度レベルを抑制することができる。 According to the present invention, for example, when an inertial mass body is divided in the radial direction and an elastic member is interposed therebetween, the control shaft system is determined from the difference in natural vibration between the inner inertial mass part and the outer inertial mass part. A large vibration acceleration level based on the natural frequency can be suppressed.
請求項7に記載の発明は、前記制御軸の端部に、前記アクチュエータの駆動回転力を前記制御軸に伝達するアーム部を設けると共に、該アーム部に前記慣性質量体を一体に設けたことを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, an arm portion for transmitting the driving rotational force of the actuator to the control shaft is provided at an end portion of the control shaft, and the inertia mass body is integrally provided on the arm portion. It is characterized by.
この発明によれば、慣性質量体を、アーム部を利用して設けたことから、該慣性質量体を設けるための特別なスペースが不要になる。 According to the present invention, since the inertia mass body is provided using the arm portion, a special space for providing the inertia mass body is not required.
しかも、制御軸と慣性質量体とをアーム部と共に一体に形成したことから、制御軸と慣性質量体との締結剛性が高くなり、制御軸から来る有害な振動入力(締結ガタなど)を慣性質量体で効率よく吸収してアーム部を介してアクチュエータ側に伝達されるのを抑制することが可能になる。 In addition, since the control shaft and inertial mass body are integrally formed with the arm, the fastening rigidity between the control shaft and inertial mass body is increased, and harmful vibration input (fastening looseness, etc.) coming from the control shaft is inertial mass. It is possible to prevent the body from efficiently absorbing and transmitting to the actuator side via the arm portion.
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の各実施例を図面に基づいて詳述する。
〔第1実施例〕
まず、第1の実施例では、可変動弁装置をV型6気筒内燃機関の吸気側に適用したものであって、本実施形態の図面では片側3気筒に適用した場合を示している。
Embodiments of a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[First embodiment]
First, in the first example, the variable valve system is applied to the intake side of a V-type six-cylinder internal combustion engine, and the drawing of this embodiment shows a case where it is applied to one side three cylinders.
すなわち、可変動弁装置は、図1〜図5に示すように、シリンダヘッド1に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられて、バルブスプリング3,3によって閉方向に付勢された一気筒当たり2つの吸気弁2,2と、該各吸気弁2,2のバルブリフト量を可変制御する可変機構4と、該可変機構4の作動位置を制御する制御機構5と、該制御機構5を回転駆動するアクチュエータである駆動機構6とを備えている。
That is, as shown in FIGS. 1 to 5, the variable valve operating device is slidably provided on the cylinder head 1 via a valve guide (not shown) and is urged in the closing direction by the
前記可変機構4は、シリンダヘッド1の上部に有する軸受部14に回転自在に支持された中空状の駆動軸13と、該駆動軸13に固定用ピンにより固設された駆動カム15と、駆動軸13の外周面に揺動自在に支持され、前記各吸気弁2,2の上端部に配設されたバルブリフター16,16の上面に摺接して各吸気弁2,2を開作動させる一気筒当たり2つの揺動カム17,17と、駆動カム15と揺動カム17,17との間に連係されて、駆動カム15の回転力を揺動カム17,17の揺動力として伝達する伝達手段とを備えている。
The
前記駆動軸13は、機関前後方向に沿って配置されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットと、該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が伝達されており、この回転方向は図1中、矢印方向に設定されている。
The
前記軸受部14は、図4Aに示すように、シリンダヘッド1の上端部に設けられて駆動軸13の上部を支持するメインブラケット14aと、該メインブラケット14aの上端部に設けられて後述する制御軸32を回転自在に支持するサブブラケット14bとを有し、両ブラケット14a、14bが一対のボルト14c、14cによって上方から共締め固定されている。また、この軸受部14は、気筒毎に設けられていると共に、前記駆動機構6の近傍にも配置されている。
As shown in FIG. 4A, the
前記駆動カム15は、ほぼリング状を呈し、円環状のカム本体と、該カム本体の外端面に一体に設けられた筒状部とからなり、内部軸方向に駆動軸挿通孔が貫通形成されていると共に、カム本体の軸心Yが駆動軸13の軸心Xから径方向へ所定量だけオフセットしている。また、この駆動カム15は、駆動軸13に対し前記両バルブリフター16,16に干渉しない位置に駆動軸挿通孔を介して固定されていると共に、カム本体の外周面が偏心円のカムプロフィールに形成されている。
The
前記各揺動カム17は、同一形状のほぼ雨滴状を呈し、円筒部材20の両端部に一体的に設けられていると共に、該円筒部材20が駆動軸13の外周面に回転自在に嵌合して支持されている。また、各揺動カム17は、各先端部のカムノーズ部21側にピン孔が貫通形成されていると共に、それぞれの下面にはカム面22が形成されている。このカム面22は、円筒部材20側の基円面と、該基円面からカムノーズ部21側に円弧状に延びるランプ面と、該ランプ面からカムノーズ部21の先端側に有する最大リフトの頂面に連なるリフト面が形成されており、該基円面とランプ面及びリフト面が、揺動カム17の揺動位置に応じて各バルブリフター16の上面の所定位置に当接するようになっている。
Each of the
前記伝達手段は、駆動軸13の上方に気筒毎に1つずつ配置されたロッカアーム23と、該各ロッカアーム23の各一端部23aと前記各駆動カム15とを連係するリンクアーム24と、ロッカアーム23の他端部23bと揺動カム17とを連係するリンクロッド25とを備えている。
The transmission means includes a
前記ロッカアーム23は、中央に有する筒状基部の内部に形成された支持孔23cを介して後述する制御カム30に回転自在に支持されている。また、筒状基部から一方向に突設された前記一端部23aには、ピン26が嵌入するピン孔が貫通形成されている一方、筒状基部の他方向に突設された前記他端部23bには、リンクロッド25の一端部と連結するピン27が嵌入するピン孔が形成されている。
The
前記リンクアーム24は、比較的大径な円環状の基部24aと、該基部24aの外周面所定位置に突設された突出端24bとを備え、基部24aの中央位置には、前記駆動カム15のカム本体が回転自在に嵌合する嵌合孔24cが形成されている一方、突出端24bには、前記ピン26が回転自在に挿通するピン孔が貫通形成されている。
The
前記リンクロッド25は、ロッカアーム23側が凹状のほぼく字形状に形成され、両端部25a,25bには前記ロッカアーム23の他端部23bと揺動カム17のカムノーズ部21の各ピン孔に挿入した各ピン27,28の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔が貫通形成されている。
The
なお、各ピン26,27,28の一端部には、リンクアーム24やリンクロッド25の軸方向の移動を規制するスナップリングがそれぞれ設けられている。
A snap ring for restricting the movement of the
前記制御機構19は、前記駆動軸13の上方位置に同じ軸受部14に回転自在に支持された制御軸29と、該制御軸29の外周面に一体に設けられ、前述したロッカアーム23の筒状基部内の支持孔23c内に摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム23の揺動支点となる偏心カムである制御カム30とを備えている。
The control mechanism 19 is integrally provided on the outer peripheral surface of the
前記制御軸29は、図4Aに示すように、駆動軸13と並行に機関前後方向に配設されていると共に、所定位置のジャーナル部が前記軸受部14のメインブラケット14aとサブブラケット14bとの間に回転自在に軸受されている。
As shown in FIG. 4A, the
前記制御カム30は、気筒毎、つまり前記各ロッカアーム23に設けられほぼ偏心円環状に形成されていると共に、軸心P2位置が前記制御軸29の軸心P1から所定分だけ偏倚している。
The
また、前記制御軸29の前記駆動機構6側の端部には、慣性質量体31が設けられている。
An
この慣性質量体31は、第1気筒と駆動機構6との間に設けられた前記軸受部14に近接して配置され、かつ前記第1気筒側の制御カム30と軸受部14との間に配置されており、構造としては、図1及び図3にも示すように、全体が板状の扇形(半円形状)に形成されて、要部31aが前記制御軸29の外周面に嵌合する円筒状に形成されていると共に、円弧状の外周部31bが内周部31cよりも肉厚に形成されている。前記要部31aは、内部径方向に形成された雌ねじ孔に螺入したビス32によって制御軸29の外周の前記特定位置に固定されている。
The
また、この慣性質量体31は、前述のように、下端部が切欠形成された半円形状に形成されて、かかる切欠による空隙内に前記駆動軸13が配置されていると共に、全体の最大回転角度が前記制御軸29の正逆最大角度と同じく約90度になっており(図3の実線から一点鎖線の範囲)、この回転角度範囲内で駆動軸13に干渉しないように配置されている。
Further, as described above, the
前記駆動機構6は、シリンダヘッド1の後端部に固定されたモータハウジング33内に設けられた電動モータ34と、該電動モータ34の回転を減速させて制御軸29に伝達する減速機35とから構成されている
前記電動モータ34は、比例型のDCモータによって構成され、図1に示すように、機関の駆動状態を検出するコントロールユニット36からの制御信号によって駆動するようになっている一方、減速機35は、複数の歯車を噛合させてなる多段歯車型に形成されている。
The drive mechanism 6 includes an
このコントロールユニット36は、図外のクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサや、前記制御軸29の回転位置を検出するポテンショメータ37等の各種のセンサからの検出信号をフィードバックして現在の機関運転状態を演算などにより検出して、前記電動モータ34に制御電流を出力するようになっている。
The
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、例えば、機関のアイドリング運転時を含む低回転運転領域には、コントロールユニット36からの制御電流によって電動モータ34に伝達された回転力は、減速機35から制御軸29に伝達されて、該制御軸29が、図4A、Bに示すように時計方向に回転駆動される。
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described. First, for example, in the low rotation operation region including the idling operation of the engine, the rotational force transmitted to the
これによって、制御カム30は、軸心P2が図4A、Bに示すように、制御軸29の軸心P1の回りを同一半径で回転して、肉厚部が駆動軸13から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム23の他端部23bとリンクロッド25の枢支点は、駆動軸13に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム17は、リンクロッド25を介してカムノーズ部21側が強制的に引き上げられて全体が時計方向へ回動する。
As a result, the
よって、駆動カム15が回転してリンクアーム24を介してロッカアーム23の一端部23aを押し上げると、そのカムリフト量がリンクロッド25を介して揺動カム17及びバルブリフター16に伝達されるが、そのリフト量は小さくなる。
Therefore, when the
したがって、かかる機関の低回転領域では、バルブリフト量が、図6AのL1に示すように、最も小さくなることにより、各吸気弁2の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
Therefore, in the low rotation region of such an engine, the valve lift amount becomes the smallest as shown by L1 in FIG. 6A, so that the opening timing of each
また、機関高回転領域に移行した場合は、コントロールユニット36からの制御信号によって電動モータ34が逆回転し、この回転力が減速機35を介して制御軸29に伝達され、この制御軸29は、制御カム30を図4に示す位置から時計方向へ回転させて、図5A、Bに示すように軸心P2を下方向へ回動させる。このため、ロッカアーム23は、今度は全体が駆動軸13方向寄りに移動して他端部23bが揺動カム17のカムノーズ部21を、リンクロッド25を介して下方へ押圧して該揺動カム17全体を所定量だけ反時計方向へ回動させる。
When the engine is shifted to the high engine speed region, the
よって、駆動カム15が回転してリンクアーム24を介してロッカアーム23の一端部23aを押し上げると、そのカムリフト量がリンクロッド25を介して揺動カム17及びバルブリフター16に伝達されるが、そのリフト量は大きくなる。
Therefore, when the
よって、かかる高回転領域では、各吸気弁2のバルブリフト量が、図6AのL2に示すように、最大に大きくなり、該各吸気弁2の開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上して十分な出力が確保できる。
Therefore, in such a high rotation region, the valve lift amount of each
そして、前記各バルブスプリング3のばね力に起因して駆動軸13から伝達手段などを介して前記制御軸29に回転変動トルクが発生すると、この回転変動トルクが慣性質量体31によって効果的に吸収される。これによって、制御軸29の回転方向の振動が低減される。
When the rotational fluctuation torque is generated from the
すなわち、図6Bに示すように、慣性質量体31を備えない従来の場合(一点鎖線)と、慣性質量体31を備えた本実施例の場合(実線)の駆動機構6近傍の制御軸29のトルク変動を比較してみると、前記高リフト時(機関高回転時)におけるピークトルクが大幅に低減することが明らかである。
That is, as shown in FIG. 6B, the
したがって、この制御軸29を回転駆動させる駆動機構6である減速機35や電動モータ34の駆動負荷が低減されて、該電動モータ34の大型化を抑制できると共に、駆動機構6の各構成部材間の打音や摩耗の発生も抑制することが可能になる。
Therefore, the drive load of the
また、この実施例では、前記慣性質量体31を、前記駆動機構6側の軸受部14に近接して配置したため、前記制御軸29に作用する回転変動トルクは、前記慣性質量体31によって効果的に吸収される他に、軸受部14によって曲げ振動を抑制することが可能になる。
Further, in this embodiment, the inertial
すなわち、制御軸29には、前記回転変動トルクによって回転振動の他に径方向の曲げ振動も発生しており、この制御軸29に慣性質量体31によって所定の重量を付加することによって固有振動数が低下して曲げ振動の増加を招き易い。
That is, the
そこで、本実施例のように、慣性質量体31を軸受部14の近傍に配置することによって制御軸29の径方向の曲げ振動をも効果的に抑制することが可能になる。この結果、慣性質量体31による回転方向の振動吸収と相俟って駆動機構6への有害な振動入力を大幅に低減することが可能になる。
Thus, by arranging the inertial
また、慣性質量体31は、制御カム30と駆動機構6との間に配置されていることから、制御カム30の重量増加に伴う前記制御軸29の回転振動を慣性質量体31によって吸収して駆動機構6への伝達を効果的に遮断することが可能になる。
Further, since the inertial
さらに、慣性質量体31を特異な扇形状に形成することにより、慣性質量体31が最大に回転しても空隙内に配置された駆動軸13の干渉を回避することが可能になる。これによって、装置のコンパクト化が図れる。
〔第2実施例〕
図7A,Bは第2の実施例を示し、慣性質量体31の外周部31bが、径方向へ分割形成され、この分割箇所の内外周面間に弾性部材であるゴム材33が介装されている。このゴム材33は、ほぼ湾曲板状に形成されて、外周部31bの円周方向の長さとほぼ同一の長さに設定されていると共に、幅長も外周部31bの幅長とほぼ同一に設定されている。したがって、このゴム材33によって慣性質量体31がダイナミックダンパーとして機能することになる。なお、他の構成や慣性質量体31の配置構成などについては第1の実施例と同様である。
Furthermore, by forming the inertial
[Second Embodiment]
7A and 7B show a second embodiment, in which the outer
よって、第1実施例の作用効果に加えて、図8に示すように、前記制御軸29に作用する振動周波数の関係における振動加速度レベル(dB)を効果的に低減することができる。すなわち、前記振動加速度レベルは、本実施例のような慣性質量体31を備えている場合(実線)と備えていない場合(一点鎖線)を比較してみると、本実施例の場合の方が大きく低減することが明らかである。つまり、外周部31bの外側部と内側部(内周部31cも含む)との固有振動の差から制御軸29系の固有振動数に基づくピーキーな振動加速度レベルを抑制することができる。これは、ゴム材33によるダイナミックダンパーとしての機能が十分に発揮されたことによる。
〔第3実施例〕
図9及び図10は第3の実施例を示し、駆動機構6の構造を変更したもので、減速機としてボール螺子機構38を用いたものである。
Therefore, in addition to the operational effects of the first embodiment, as shown in FIG. 8, the vibration acceleration level (dB) in the relationship of the vibration frequency acting on the
[Third embodiment]
FIGS. 9 and 10 show a third embodiment in which the structure of the drive mechanism 6 is changed, and a
すなわち、駆動機構6は、図外のハウジングの一端部に設けられたDC型の電動モータ34と前記ハウジングの内部に設けられて電動モータ34の回転駆動力を前記制御軸29に伝達するボール螺子機構38とから構成されている。
That is, the drive mechanism 6 includes a DC type
前記ボール螺子伝達機構38は、前記ハウジング内に電動モータ34の駆動シャフトと同軸上に配置されたボール螺子軸39と、該ボール螺子軸39の外周に螺合する移動ナットであるボールナット40と、前記制御軸29の一端部に直径方向に沿って連結されたアーム部である連係アーム41と、該連係アーム41と前記ボールナット40とを連係するリンク部材42とから主として構成されている。
The ball
前記ボールナット40は、各ボールを介してボール螺子軸39の回転運動を直線運動に変換しつつ軸方向の移動力が付与されるようになっている。
The
また、前記連係アーム41は、一端部が制御軸29の端部に溶接などによって一体に結合されていると共に、その一端部の外端に前記慣性質量体31が一体に設けられている。この慣性質量体31は、連係アーム41の制御軸29を挟んだ反対側に配置されて、要部31aが円筒状ではなく連係アーム41と一体に結合されていると共に、他の外周部31bや内周部31cは第1の実施例の構造と同じである。
One end of the
したがって、この実施例によれば、前述のような機関運転状態に応じて、コントロールユニット38からの制御電流によって電動モータ34に伝達された正転あるいは逆転の回転トルクは、ボール螺子軸39に伝達されて回転すると、この回転に伴って各ボールがボール循環溝とガイド溝との間を転動しながらボールナット40を一方向へ直線状に移動させる。
Therefore, according to this embodiment, the forward or reverse rotational torque transmitted to the
これによって制御軸29は、前述した図4や図5に示すように、リンク部材42と連係アーム41とによって時計あるいは反時計方向に回転駆動されて、第1の実施例と同様な作動を行う。
As a result, the
そして、この実施例によれば、第1実施例の作用効果が奏せられることは勿論のこと、慣性質量体31を、連係アーム41を利用して設けたことから、該慣性質量体31を設けるための特別なスペースが不要になる。
According to this embodiment, the inertial
しかも、制御軸29と慣性質量体31とを連係アーム41と共に一体に形成したことから、制御軸29と慣性質量体31との結合剛性が高くなり、制御軸29から出力される有害な振動入力を慣性質量体31によって効率良く吸収し、連係アーム部41を介して駆動機構6側に伝達されるのを抑制することが可能になる。
In addition, since the
また、本発明における慣性質量体31の適用対象としては、他に例えば特開2005−351280号公報に記載された内燃機関の圧縮比可変機構の制御シャフトに適用することも可能である。
In addition, as an application target of the inertial
図11A〜Cに基づいて概略を説明すれば、この圧縮比可変機構は、コンロッド50が上下2分割構造に形成され、上部コンロッド50aと下部コンロッド50bがリンク51によって接続されている。前記上部コンロッド50aの下端をサポートアーム52によってリンク支持することによってコンロッド全体がほぼくの字形状に屈曲した状態でピストン53を上下動させるようになっている。このコンロッド50の屈曲度合いを変えることによってピストン53の冠部の高さが変化してピストン最上死点位置での燃焼室54の容積が変化することから圧縮比も変化することとなる。この屈曲度合いはサポートアーム52の揺動支点を、偏心カムを有する制御シャフト55によって支持し、この支持点を変化させることによって調整するようになっている。つまり、制御シャフト55を回転させることにより偏心カム56を介してコンロッド50の屈曲度合いが変わり、機関の圧縮比を連続的に変化させるようになっている。
11A to 11C, the compression ratio variable mechanism has a connecting
そして、前記制御シャフト55には、ピストン53やコンロッド50の往復運動によって発生する慣性力が上部コンロッド50a及びサポートアーム52を介して作用するため、先の各実施例と同様に制御シャフト55に回転振動が発生する。
Since the inertia force generated by the reciprocating motion of the
そこで、前記制御シャフト55の前記サポートアーム52とアクチュエータ57との間に、前記慣性質量体31を配置することによって制御シャフト55の回転振動を吸収し、振動の発生やアクチュエータ57の各構成部材の摩耗を防止できる。
Therefore, by disposing the inertial
なお、図11中、58は吸気カムシャフト59に有する駆動カムの回転によって開作動する吸気弁、60は排気カムシャフト61に有する駆動カムの回転によって開作動する排気弁である。
In FIG. 11, 58 is an intake valve that is opened by rotation of a drive cam provided on the
本発明は、前記各実施例の構成や適用対象に限定されるものではなく、例えば慣性質量体の構造や配設位置などを適用機器などに応じて任意に設定することが可能である。 The present invention is not limited to the configuration and application target of each of the above-described embodiments. For example, the structure and arrangement position of the inertial mass body can be arbitrarily set according to the application device.
2…吸気弁(機関弁)
4…可変機構
5…制御機構
6…駆動機構
13…駆動軸
14…軸受部
15…駆動カム
17…揺動カム
23…ロッカアーム
29…制御軸
30…制御カム(偏心制御カム)
31…慣性質量体
31a…要部
31b…外周部
31c…内周部
33…ゴム材(弾性部材)
2 ... Intake valve (engine valve)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該制御軸を回転制御することによって機関の作動特性を可変にする可変機構と、
前記制御軸の外周に該制御軸の回転中心から偏心した状態で設けられた慣性質量体と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A control shaft that is rotationally controlled according to engine operating conditions;
A variable mechanism for varying the operating characteristics of the engine by controlling the rotation of the control shaft;
An inertia mass body provided on the outer periphery of the control shaft in an eccentric state from the rotation center of the control shaft;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
外周に偏心制御カムが一体に設けられた制御軸と、
機関運転状態に応じてアクチュエータにより前記制御軸を介して偏心制御カムを回転制御することによって前記機関弁の作動特性を可変にする可変機構と、
前記制御軸の外周に該制御軸の回転中心から偏心した状態で設けられた慣性質量体と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 An engine valve biased in the closing direction by the spring force of the valve spring;
A control shaft integrally provided with an eccentric control cam on the outer periphery;
A variable mechanism that varies the operating characteristics of the engine valve by rotationally controlling an eccentric control cam via the control shaft by an actuator according to an engine operating state;
An inertia mass body provided on the outer periphery of the control shaft in an eccentric state from the rotation center of the control shaft;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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