JP2017025748A - Variable valve train - Google Patents
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Abstract
【課題】入力アーム及び出力アームとスライダギヤとを組み付ける際に、入力アームと出力アームとを組み間違えた場合には、その組み付け間違いを気づきやすくする。【解決手段】スライダギヤ43の軸方向への移動により入力アーム41のローラ41aと出力アーム42のノーズ42aとの相対位相差が変化するように構成された可変動弁機構において、スライダギヤ43の入力側ヘリカルスプライン43aの歯数と出力側ヘリカルスプライン43bの歯数とを同じとし、出力側ヘリカルスプライン43bのモジュールを入力側ヘリカルスプライン43aのモジュールよりも小さくしている。このような構成により、スライダギヤ43と入力アーム41及び出力アーム42とを組み付ける際に、入力アーム41と出力アーム42との位相を組み間違えた場合には、その組み付け間違いに気づきやすくなる。【選択図】図3When assembling an input arm, an output arm, and a slider gear, if the input arm and the output arm are mistakenly assembled, it is easy to notice the wrong assembly. In a variable valve mechanism configured to change a relative phase difference between a roller 41a of an input arm 41 and a nose 42a of an output arm 42 by movement of the slider gear 43 in the axial direction, the input side of the slider gear 43 is provided. The number of teeth of the helical spline 43a is the same as the number of teeth of the output side helical spline 43b, and the module of the output side helical spline 43b is made smaller than the module of the input side helical spline 43a. With such a configuration, when the slider gear 43 and the input arm 41 and the output arm 42 are assembled, if the phases of the input arm 41 and the output arm 42 are wrongly assembled, it is easy to notice the wrong assembly. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、内燃機関の吸気バルブや排気バルブのバルブ特性を連続的に変更する可変動弁機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism that continuously changes the valve characteristics of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine.
内燃機関(以下、エンジンともいう)の運転状態に応じて、機関バルブ(吸気バルブ・排気バルブ)のバルブリフト量(最大リフト量)を可変とする可変動弁機構が知られている。可変動弁機構の一例として、エンジンに固定された円筒状のロッカシャフト(支持パイプ)と、このロッカシャフト内に軸方向に移動可能な状態で配設されたコントロールシャフトと、ロッカシャフト上に設けられ、機関バルブの作用角及びバルブリフト量を連続的に変更する可変バルブリフト機構とを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art A variable valve mechanism that makes a valve lift amount (maximum lift amount) of an engine valve (intake valve / exhaust valve) variable in accordance with an operating state of an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) is known. As an example of a variable valve mechanism, a cylindrical rocker shaft (support pipe) fixed to the engine, a control shaft disposed in an axially movable state within the rocker shaft, and a rocker shaft are provided. There is also a variable valve lift mechanism that continuously changes the working angle and valve lift amount of the engine valve (see, for example, Patent Document 1).
このような可変動弁機構において、可変バルブリフト機構は、エンジンの各気筒ごとに設けられており、コントロールシャフトと連動して軸方向に移動可能なスライダギヤ、カムシャフトのカムにより駆動される入力アーム、及び、機関バルブをリフトさせる出力アームなどを備えている。スライダギヤには、入力アームと噛み合う入力側ヘリカルスプラインと、出力アームと噛み合う出力側ヘリカルスプラインとが形成されている。また、入力アームの内周面にはスライダギヤの入力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成されており、出力アームの内周面にも同様に、スライダギヤの出力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成されている。 In such a variable valve mechanism, a variable valve lift mechanism is provided for each cylinder of the engine, and a slider gear that can move in the axial direction in conjunction with a control shaft, and an input arm that is driven by a camshaft cam. And an output arm for lifting the engine valve. The slider gear is formed with an input-side helical spline that meshes with the input arm and an output-side helical spline that meshes with the output arm. Also, a helical spline that meshes with the input side helical spline of the slider gear is formed on the inner peripheral surface of the input arm, and similarly, a helical spline that meshes with the output side helical spline of the slider gear is formed on the inner peripheral surface of the output arm. ing.
そして、以上の構成の可変動弁機構では、エンジンのカムシャフトによって入力アームが揺動される。この入力アームの揺動はスライダギヤを介して出力アームに伝達されて出力アームが揺動し、この出力アームの揺動によって機関バルブがバルブスプリングに抗して押下げられる。また、コントロールシャフトが軸方向へ移動されると、その移動に連動してスライダギヤが回動するとともに軸方向へ移動する。これにより入力アームと出力アームとの相対位相差がヘリカルスプラインによって変更され、それに伴い機関バルブの作用角及びバルブリフト量が変更される。 In the variable valve mechanism having the above configuration, the input arm is swung by the camshaft of the engine. The swing of the input arm is transmitted to the output arm via the slider gear, so that the output arm swings, and the engine valve is pushed down against the valve spring by the swing of the output arm. When the control shaft is moved in the axial direction, the slider gear is rotated in conjunction with the movement, and is moved in the axial direction. As a result, the relative phase difference between the input arm and the output arm is changed by the helical spline, and accordingly, the operating angle of the engine valve and the valve lift amount are changed.
上記した可変動弁機構において、スライダギヤの中央部に入力側ヘリカルスプラインが配置され、その入力側ヘリカルスプラインの両側に出力側ヘリカルスプラインがそれぞれ配置される場合(例えば、4バルブエンジンに適用される可変動弁機構の場合)がある。このような構造の可変動弁機構では、スライダギヤを入力アームに組み付け可能とするために、出力側ヘリカルスプラインの歯数を入力側ヘリカルスプラインよりも少なくして、出力側ヘリカルスプラインの外径を入力側ヘリカルスプラインよりも小さくしている。 In the variable valve mechanism described above, when the input side helical spline is arranged at the center of the slider gear and the output side helical splines are arranged on both sides of the input side helical spline, respectively (for example, applicable to a 4-valve engine) There is a variable valve mechanism). In the variable valve mechanism having such a structure, in order to enable the slider gear to be assembled to the input arm, the number of teeth on the output side helical spline is smaller than that on the input side helical spline, and the outer diameter of the output side helical spline is input. It is smaller than the side helical spline.
このように、スライダギヤの入力側ヘリカルスプラインの歯数と出力側ヘリカルスプラインの歯数とが異なる構造では、入力アーム及び出力アームとスライダギヤとを組み付ける際に、間違えて入力アームと出力アームとが同一方向(作用角小方向または作用角大方向の一方向)に1歯ずれた場合、入力アームと出力アームとの位相がずれてしまう。しかしながら、そのアーム位相のずれは少ない(入力側ヘリカルスプラインの歯数と出力側ヘリカルスプラインの歯数との歯数差に相当する分しかずれなくなる)ため、バルブ挙動に異常が現れわれず、組み付け間違いに気づかないおそれがある。 Thus, in the structure where the number of teeth on the input side helical spline and the number of teeth on the output side helical spline of the slider gear are different, when the input arm, the output arm and the slider gear are assembled, the input arm and the output arm are mistakenly assembled. When one tooth is deviated in the direction (one direction of small working angle or large working angle), the phases of the input arm and the output arm are shifted. However, the deviation of the arm phase is small (the difference is equivalent to the number of teeth difference between the number of teeth on the input-side helical spline and the number of teeth on the output-side helical spline). You may not notice the mistake.
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、入力アーム及び出力アームとスライダギヤとを組み付ける際に、入力アームと出力アームとを組み間違えた場合には、その組み付け間違いに気づきやすい構造の可変動弁機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and when the input arm and the output arm and the slider gear are assembled, if the input arm and the output arm are mistakenly assembled, it is easy to notice the assembly error. An object of the present invention is to provide a variable valve mechanism.
本発明は、軸方向に移動可能なコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトに連動して前記軸方向への移動可能であり、外周に入力側ヘリカルスプライン及び出力側ヘリカルスプラインが形成されたスライダギヤと、ローラを有し、内周に前記スライダギヤの入力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成された入力アームと、ノーズを有し、前記スライダギヤの出力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成された出力アームと、を備え、前記スライダギヤの軸方向への移動に応じて前記入力アームのローラと前記出力アームのノーズとの相対位相差が変化するように構成された可変動弁機構において、前記スライダギヤの入力側ヘリカルスプラインの歯数と前記出力側ヘリカルスプラインの歯数とが同じであり、かつ、前記出力側ヘリカルスプラインのモジュールが前記入力側ヘリカルスプラインのモジュールよりも小さいことを特徴としている。 The present invention includes an axially movable control shaft, a slider gear that is movable in the axial direction in conjunction with the control shaft, and has an input side helical spline and an output side helical spline formed on the outer periphery, and a roller An input arm formed with a helical spline that meshes with the input side helical spline of the slider gear on the inner periphery, and an output arm with a nose and formed with a helical spline that meshes with the output side helical spline of the slider gear; In the variable valve mechanism configured to change the relative phase difference between the roller of the input arm and the nose of the output arm according to the movement of the slider gear in the axial direction, the input side helical of the slider gear Number of teeth on the spline and teeth on the output helical spline DOO are the same, and the module of the output-side helical spline is being smaller than the module of the input-side helical spline.
本発明によれば、スライダギヤの入力側ヘリカルスプラインの歯数と出力側ヘリカルスプラインの歯数とを同じとし、出力側ヘリカルスプラインのモジュールを入力側ヘリカルスプラインよりも小さくすることにより、出力側ヘリカルスプラインの外径(ピッチ円径)を入力側ヘリカルスプラインの外径よりも小さくしている。 According to the present invention, the number of teeth on the input-side helical spline of the slider gear is the same as the number of teeth on the output-side helical spline, and the output-side helical spline module is made smaller than the input-side helical spline. Is made smaller than the outer diameter of the input-side helical spline.
そして、スライダギヤの入力側ヘリカルスプラインの歯数と出力側ヘリカルスプラインの歯数とを同じにすることにより、入力アーム及び出力アームとスライダギヤとを組み付ける際に、入力アームと出力アームとが同一方向(作用角小方向または作用角大方向の一方向)に1歯ずれた場合には、入力アームと出力アームとのアーム位相が相対的にずれることはない。 By making the number of teeth of the input side helical spline of the slider gear the same as the number of teeth of the output side helical spline, when the input arm, the output arm and the slider gear are assembled, the input arm and the output arm are in the same direction ( When one tooth shifts in one direction (small direction of working angle or large direction of working angle), the arm phases of the input arm and the output arm do not relatively shift.
入力アームに対して出力アームが作用角小側(作用角小方向)または作用角大側(作用角大方向)に1歯ずれた場合には、入力アームを出力アームとの位相ずれ(角度ずれ)は、スプライン歯の1歯に相当する大きな角度(360°/歯数)となるので、その組み付け間違いに気づくことができる。 When the output arm deviates by one tooth from the input arm to the small working angle side (small working angle direction) or large working angle side (large working angle direction), the input arm is out of phase with the output arm (angular displacement). ) Is a large angle (360 ° / number of teeth) corresponding to one tooth of the spline teeth, so that it is possible to notice an assembly error.
具体的には、入力アームに対して出力アームが作用角小側に1歯ずれた場合、可変動弁機構の作用角が小さくなって失火が生じやすくなるので、そのエンジン異常から組み付け間違いに気づくことができる。また、入力アームに対して出力アームが作用角大側に1歯ずれた場合、可変動弁機構の作用角が大きくなって、ピストンと機関バルブとが干渉する(ピストンスタンプが発生する)ので、そのハード異常から組み付け間違いに気づくことができる。 Specifically, when the output arm is shifted by one tooth to the small operating angle side with respect to the input arm, the operating angle of the variable valve mechanism becomes small and misfiring is likely to occur. be able to. Also, if the output arm deviates by one tooth from the input arm to the larger operating angle side, the operating angle of the variable valve mechanism increases and the piston and engine valve interfere with each other (a piston stamp is generated). You can notice the assembly error from the hard abnormality.
ここで、本発明では、スライダギヤの出力側ヘリカルスプラインのモジュールを小さくしているので、上記した作用角大側への組み付け間違いによりピストンスタンプが発生したときに、ピストンから受ける荷重によって出力側ヘリカルスプラインがせん断変形しやすくなる。出力側ヘリカルスプラインが変形すると、スライダギヤを、バブルリフト量を増大する位置に移動しても、入力アームのローラと出力アームのノーズとの相対位相差が低リフト状態となるため、エンジントルクが正常組み付け時よりも低下する。このトルク低下によりユーザはエンジン異常を知ることができる。 Here, in the present invention, since the module of the output side helical spline of the slider gear is made small, when the piston stamp is generated due to the wrong assembly to the large working angle side, the output side helical spline is generated by the load received from the piston. Tends to shear. If the output-side helical spline is deformed, the engine torque is normal because the relative phase difference between the roller of the input arm and the nose of the output arm is in a low lift state even if the slider gear is moved to a position where the bubble lift amount is increased. Lower than when assembled. By this torque reduction, the user can know the engine abnormality.
なお、本発明において、スライダギヤの入力側ヘリカルスプライン及び出力側ヘリカルスプラインの歯数は、入力アームに対して出力アームが作用角大側または作用角小側に1歯ずれた場合に、上記したバルブスタンプや失火が発生する歯数(例えば24歯)以下とすることが好ましい。 In the present invention, the number of teeth of the input-side helical spline and the output-side helical spline of the slider gear is as described above when the output arm deviates by one tooth from the input arm to the large working angle side or the small working angle side. It is preferable to set the number of teeth (for example, 24 teeth) or less where stamping or misfire occurs.
本発明の可変動弁機構によれば、スライダギヤの入力側ヘリカルスプラインの歯数と出力側ヘリカルスプラインの歯数とを同じとしているので、入力アーム及び出力アームとスライダギヤとを組み付ける際に、入力アームと出力アームとを組み間違えた場合には、その組み付け間違いに気づくことができる。 According to the variable valve mechanism of the present invention, since the number of teeth of the input side helical spline of the slider gear and the number of teeth of the output side helical spline are the same, when the input arm, the output arm and the slider gear are assembled, the input arm If you make a mistake in the assembly of the output arm, you can notice the wrong assembly.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
−エンジン−
まず、可変動弁機構が搭載されたエンジン(内燃機関)について図1を参照して説明する。
-Engine-
First, an engine (internal combustion engine) equipped with a variable valve mechanism will be described with reference to FIG.
この例のエンジン1は、シリンダブロック10、及び、シリンダブロック10の上部に設けられるシリンダヘッド11などを備えている。エンジン1は、例えば直列4気筒ガソリンエンジン(4バルブエンジン)である。なお、図1には、4気筒のうちの1つの気筒のみを示している。
The
シリンダブロック10にはシリンダボア10aが形成されている。シリンダボア10a内にはピストン12が往復運動が可能な状態で収容されている。ピストン12はコネクティングロッド(図示せず)を介してクランクシャフト(図示せず)に連結されており、ピストン12の往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフトの回転へと変換される。
The
シリンダボア10a内におけるピストン12とシリンダヘッド11との間には燃焼室1aが形成されている。シリンダヘッド11には、各燃焼室1aに連通する吸気ポート13と排気ポート14とが気筒毎に一対ずつ設けられている。また、シリンダヘッド11には点火プラグ(図示せず)が燃焼室1a内に臨んで配置されている。
A
さらに、シリンダヘッド11には、各吸気ポート13を開閉する2つの吸気バルブ21と、排気ポート14を開閉する2つの排気バルブ22とがそれぞれ配置されている。各吸気バルブ21にはそれぞれバルブスプリング25が設けられており、そのバルブスプリング25の弾性力によって各吸気バルブ21が吸気ポート13を閉じる方向に付勢されている。また、各排気バルブ22にも同様に、それぞれバルブスプリング25が設けられている。
Further, the
吸気バルブ21の上方には、吸気カム23aを有する吸気カムシャフト23が配置されている。また、排気バルブ22の上方には、排気カム24aを有する排気カムシャフト24が配置されている。これら吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24はタイミングチェーン(図示せず)等を介してクランクシャフトに連結されており、そのクランクシャフトの回転が吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24に伝達され、それら吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24の各回転によって、吸気バルブ21及び排気バルブ22がそれぞれ往復運動する。
Above the
吸気バルブ21の上端部と吸気カム23aとの間、及び、排気バルブ22の上端部と排気カム24aとの間には、それぞれ、ローラ26aを有するロッカアーム26が揺動自在に配置されている。さらに、吸気バルブ21及び排気バルブ22の各上端部の近傍には、それぞれ、油圧式のラッシュアジャスタ27が配置されている。ロッカアーム26には、バルブスプリング25の圧縮反力とラッシュアジャスタ27の押し上げ力が伝達され、これらの伝達力によりロッカアーム26のローラ26aがほぼ上方に付勢されている。このような構造のローラ26aは、排気カム24aに対しては直接接触し、吸気カム23aに対しては後述する可変動弁機構30を介して間接的に接触している。
A
そして、以上のエンジン1において、吸気ポート13に吸気通路が接続されており、エンジン1の外部の空気が吸気通路及び吸気ポート13を通じて燃焼室1a内に取り込まれる。吸気通路には燃料噴射用のインジェクタ(図示せず)が配置されている。インジェクタには、燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となって吸気ポート13を通じてエンジン1の燃焼室1aに導入される。燃焼室1aに導入された混合気(燃料+空気)は点火プラグ3にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室1a内での燃焼・爆発によりピストン12が往復運動してクランクシャフトが回転する。
In the
−可変動弁機構−
以上のようなエンジン1において、吸気カムシャフト23の近傍に可変動弁機構30が設けられている。以下、可変動弁機構30の構成について、図1〜図5を参照して説明する。
-Variable valve mechanism-
In the
可変動弁機構30は、吸気バルブ21の作用角及びバルブリフト量(最大リフト量)を連続的に変更するための機構であって、吸気カムシャフト23の吸気カム23aとロッカアーム26との間に配設されている。
The
可変動弁機構30は、ロッカシャフト31、コントロールシャフト32、アクチュエータ33、及び、可変バルブリフト機構40を備えている。
The
ロッカシャフト31は、吸気カムシャフト23と平行な方向(気筒配列方向、図2の矢印で示すF・R方向)に沿って延びる円筒状の部材であり、シリンダヘッド11に設けられた複数の支持壁(図示せず)に、軸方向及び周方向への移動が規制された状態で取り付けられている。なお、ロッカシャフト31が延びる方向を「軸方向」という。
The
コントロールシャフト32は、ロッカシャフト31内に軸方向の移動が可能な状態で挿入されている。コントロールシャフト32は、アクチュエータ33によって軸方向(図2に示すF方向またはR方向)に前進・後退される。
The
可変バルブリフト機構40は、ロッカシャフト31に対して各気筒と対応するように外装されている。可変バルブリフト機構40は、入力アーム41、2つの出力アーム42,42、及び、スライダギヤ43を備えている。
The variable
入力アーム41は、円筒形状の部材であって、吸気カムシャフト23の吸気カム23aと摺接するローラ41aを有する。入力アーム41の内周面には、後述するスライダギヤ43の入力側ヘリカルスプライン43aに噛み合うヘリカルスプライン41bが形成されている。
The
入力アーム41の軸方向の両側にはそれぞれ出力アーム42,42が配置されている。各出力アーム42は、円筒形状の部材であって、それぞれロッカアーム26を押圧するノーズ42aを有する。各出力アーム42の内周面には、後述するスライダギヤ43の出力側ヘリカルスプライン43bに噛み合うヘリカルスプライン42bが形成されている。
スライダギヤ43は、略円筒形状の部材であって、ロッカシャフト31上に軸方向に移動可能に外装されている。スライダギヤ43は、ピン(図示せず)を介してコントロールシャフト32に係合しており、コントロールシャフト32が軸方向に移動した場合に、このコントロールシャフト32の移動に連動してスライダギヤ43が軸方向に移動するようになっている。なお、スライダギヤ43は、コントロールシャフト32に対して回動可能に設けられている。
The
スライダギヤ43の軸方向の中央部には、入力アーム41のヘリカルスプライン41bに噛み合う入力側ヘリカルスプライン43aが加工されている。スライダギヤ43の軸方向の両端部には、それぞれ、出力アーム42のヘリカルスプライン42bに噛み合う出力側ヘリカルスプライン43bがそれぞれ加工されている。出力側ヘリカルスプライン43bは、入力側ヘリカルスプライン43aに対して外径が小さく形成されている。また、入力側ヘリカルスプライン43aと出力側ヘリカルスプライン43bとは、歯のねじれの向きが互いに逆向きとなるように加工されている。
An input-side
そして、図1に示すように、入力アーム41のローラ41aは、ロストモーションスプリング50によって、吸気カムシャフト23の吸気カム23aに押しつけられている。また、2つの出力アーム42,42には、そのベース円からノーズ42aにかけての部分に、それぞれ、各吸気弁21のロッカアーム26のローラ26aが、吸気バルブ21のバルブスプリング25の反力によって押しつけられている。これにより、吸気カムシャフト23の回転によって入力アーム41が揺動されると、これと一体的に揺動する出力アーム42によってロッカアーム26が動作され、吸気バルブ21がリフトされる。
As shown in FIG. 1, the
さらに、コントロールシャフト32が軸方向に変位すると、これに連動してスライダギヤ43がロッカシャフト31上で軸方向に変位する。このスライダギヤ43の軸方向の変位が、スライダギヤ43の2つヘリカルスプライン43a,43bと、入力アーム41のヘリカルスプライン41b、出力アーム42のヘリカルスプライン42bとの噛み合いによって、入力アーム41及び出力アーム42の周方向の変位に変換される。
Furthermore, when the
すなわち、コントロールシャフト32の軸方向の変位は、可変バルブリフト機構40においてスライダギヤ43により、入力アーム41及び出力アーム42の周方向の変位に変換され、それらを互いに逆の向きに回動させるようになる。これによって、入力アーム41のローラ41aと出力アーム42のノーズ42aとの相対位相差が変化し、以下に説明するように吸気バルブ21のバルブリフト量及び作用角が連続的に変更される。
That is, the axial displacement of the
例えば、コントロールシャフト32が図2に示すF方向に最大限に移動した状態では、図4(A)及び図4(B)に示すように入力アーム41のローラ41aと出力アーム42のノーズ42aとの角度(相対位相差)が最大になる。これにより、図4(B)に示すように、吸気カムシャフト23の吸気カム23aによって入力アーム41のローラ41aが押し下げられた状態でのロッカアーム26の変位量が最大になり、吸気バルブ21は最大のバルブリフト量及び作用角で動作するようになる。
For example, in the state where the
この状態から、コントロールシャフト32が図2に示すR方向に移動すると、入力アーム41のローラ41aと出力アーム42のノーズ42aとの角度は徐々に小さくなってゆく。そして、図5(A)及び図5(B)に示すように角度が最小になると、図5(B)に示すように、吸気カムシャフト23の吸気カム23aによって入力アーム41のローラ41aが押し下げられた状態でも、ロッカアーム26の変位量は非常に小さくなり、吸気バルブ21は最小のバルブリフト量及び作用角で動作するようになる。
When the
−ヘリカルスプライン諸元について−
まず、上述したように、スライダギヤを入力アームに組み付け可能とするために、従来技術では、スライダギヤの出力側ヘリカルスプラインの歯数を入力側ヘリカルスプラインよりも少なくして、出力側ヘリカルスプラインの外径を小さくしている。
-Helical spline specifications-
First, as described above, in order to allow the slider gear to be assembled to the input arm, in the prior art, the number of teeth on the output-side helical spline of the slider gear is smaller than that on the input-side helical spline, and the outer diameter of the output-side helical spline is reduced. Is made smaller.
具体的には、従来技術では、入力側ヘリカルスプラインの歯数(入力アームのヘリカルスプラインの歯数)を26(モジュール:1.00、ピッチ円径:φ26.8mm)とし、出力側ヘリカルスプラインの歯数(出力アームのヘリカルスプラインの歯数)を22(モジュール:1.00、ピッチ円径:φ22.5mm)として、出力側ヘリカルスプラインの外径を小さくしている。 Specifically, in the prior art, the number of teeth on the input side helical spline (the number of teeth on the helical arm of the input arm) is 26 (module: 1.00, pitch circle diameter: φ26.8 mm), The number of teeth (the number of teeth on the helical spline of the output arm) is set to 22 (module: 1.00, pitch circle diameter: φ22.5 mm), and the outer diameter of the output-side helical spline is reduced.
このようなスプライン諸元の入力アーム及び出力アームとスライダギヤとを組み付ける際に、間違えて入力アームと出力アームとが同一方向(作用角小方向または作用角大方向の一方向)に1歯ずれた場合、入力アームと出力アームとの位相は2.6°ずれることになる。つまり、入力側ヘリカルスプラインの1歯分の角度は[360°/26歯→13.8°/歯]であり、出力側ヘリカルスプラインの1歯分の角度は[360°/22歯→16.4°/歯]であるので、その角度差分[16.4°−13.8°=2.6°]だけアーム位相がずれることとなる。ここで、入力アームと出力アームとの位相が3°ずれた程度であると、可変動弁機構の作用角は、例えば、作用角小方向で180°、作用角大方向で280°であり、エンジン異常を判定することができない場合がある(図6参照)。 When assembling the input arm and output arm of such spline specifications and the slider gear, the input arm and the output arm are mistakenly shifted by one tooth in the same direction (one direction of small working angle or one direction of large working angle). In this case, the phase between the input arm and the output arm is shifted by 2.6 °. That is, the angle of one tooth of the input side helical spline is [360 ° / 26 teeth → 13.8 ° / tooth], and the angle of one tooth of the output side helical spline is [360 ° / 22 teeth → 16. 4 ° / tooth], the arm phase shifts by the angular difference [16.4 ° -13.8 ° = 2.6 °]. Here, when the phase between the input arm and the output arm is about 3 °, the operating angle of the variable valve mechanism is, for example, 180 ° in the small operating angle direction and 280 ° in the large operating angle direction, An engine abnormality may not be determined (see FIG. 6).
これに対し、本実施形態にあっては、スライダギヤ43の入力側ヘリカルスプライン43aの歯数と出力側ヘリカルスプライン43bの歯数とを同じとし、出力側ヘリカルスプライン43bのモジュールを入力側ヘリカルスプライン43aのモジュールに対して小さくすることにより、出力側ヘリカルスプライン43bの外径を入力側ヘリカルスプライン43aよりも小さくしている。
On the other hand, in this embodiment, the number of teeth of the input side
具体的には、入力側ヘリカルスプライン43aの歯数(入力アーム41のヘリカルスプライン41bの歯数)を24、モジュールを1.00(ピッチ円径:φ24.4mm)とし、出力側ヘリカルスプライン43bの歯数(出力アーム42のヘリカルスプライン42bの歯数)を24、モジュールを0.83(ピッチ円径:φ20.1mm)としている。
Specifically, the number of teeth of the input side
そして、このように、スライダギヤ43の入力側ヘリカルスプライン43aの歯数と出力側ヘリカルスプライン43bの歯数とを同じとすることにより、スライダギヤ43と入力アーム41及び出力アーム42とを組み付ける際に、入力アーム41と出力アーム42とが同一方向(作用角小方向または作用角大方向の一方向)に1歯ずれた場合、入力アーム41と出力アーム42とのアーム位相が相対的にずれることはない。
In this way, when the number of teeth of the input side
入力アーム41に対して出力アーム42が作用角小側に1歯ずれた場合、入力アーム41と出力アーム42との位相が15°(360°/24歯)ずれるので、例えば、図6に示すように、可変動弁機構30の作用角は0°CA(バルブ停止)となり、1気筒が確実に失火するので、そのエンジン異常(組み付け間違い)から組み付け間違いに気づくことができる。
When the
入力アーム41に対して出力アーム42が作用角大側に1歯ずれた場合、入力アーム41と出力アーム42との位相が15°ずれるので、例えば、図6に示すように、可変動弁機構30の作用角は308°CA(バルブリフト量:13.3mm)となり、ピストン12と吸気バルブ21とが干渉する(ピストンスタンプが発生する)ので、そのハード異常から組み付け間違いに気づくことができる。
When the
また、本実施形態では、出力側ヘリカルスプライン43bのモジュールを小さくしているので、当該出力側ヘリカルスプライン43bを最弱部位とすることができる。これにより、作用角大側への組み付け間違いによりピストンスタンプが発生したときに、ピストン12から受ける荷重によって出力側ヘリカルスプライン43bが先に破損(せん断変形)する。出力側ヘリカルスプライン43bが破損すると、スライダギヤ43を、バルブリフト量を増大する位置に移動しても、入力アーム41のローラ41aと出力アーム42のノーズ42aとの相対位相差が低リフト状態となるため、エンジントルクが正常組み付け時よりも低下する。このトルク低下によりユーザはエンジン異常を知ることができる。
Moreover, in this embodiment, since the module of the output side
なお、従来の構造では、最弱部位を、スライダギヤをコントロールシャフトに連結するピンとしている。この場合(ピンが最弱部位である場合)、作用角大側への組み付け間違いにより、ピストンスタンプが発生してピンが破損したときには、その破損したピンがそのまま保持されるため、バルブ挙動に異常が現れず、ユーザが異常を知ることができない場合がある。 In the conventional structure, the weakest part is a pin that connects the slider gear to the control shaft. In this case (when the pin is the weakest part), if the piston stamp is generated due to incorrect assembly to the large working angle side and the pin is damaged, the damaged pin is held as it is, so the valve behavior is abnormal. May not appear and the user may not know the abnormality.
ここで、スライダギヤ43の入力側ヘリカルスプライン43a及び出力側ヘリカルスプライン43bの歯数は、入力アーム41に対して出力アーム42が作用角大側または作用角小側に1歯ずれた場合に、上記したバルブスタンプや失火が発生する歯数以下、具体的には24歯以下とする。なお、図6は、入力側ヘリカルスプライン43a及び出力側ヘリカルスプライン43bの歯数が24以下の場合の作用角を示している。
Here, the number of teeth of the input-side
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
-Other embodiments-
In addition, embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, the technical scope of the present invention includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
例えば、以上の実施形態では、吸気バルブ21のバルブ特性を変更する可変動弁機構に本発明を適用した例を示したが、これに限られることなく、排気バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構に本発明を適用してもよい。
For example, in the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the variable valve mechanism for changing the valve characteristic of the
本発明は、内燃機関(エンジン)のバルブ特性を変更する可変動弁機構に利用可能である。 The present invention is applicable to a variable valve mechanism that changes the valve characteristics of an internal combustion engine (engine).
1 エンジン
10 シリンダ
11 シリンダヘッド
12 ピストン
21 吸気バルブ
22 排気バルブ
23 吸気カムシャフト
23a 吸気カム
26 ロッカアーム
26a ローラ
30 可変動弁機構
31 ロッカシャフト
32 コントロールシャフト
33 アクチュエータ
40 可変バルブリフト機構
41 入力アーム
41a ローラ
41b ヘリカルスプライン
42 出力アーム
42a ノーズ
43 スライダギヤ
43a 入力側ヘリカルスプライン
43b 出力側ヘリカルスプライン
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記コントロールシャフトに連動して前記軸方向への移動可能であり、外周に入力側ヘリカルスプライン及び出力側ヘリカルスプラインが形成されたスライダギヤと、
ローラを有し、内周に前記スライダギヤの入力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成された入力アームと、
ノーズを有し、前記スライダギヤの出力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成された出力アームと、を備え、
前記スライダギヤの軸方向への移動に応じて前記入力アームのローラと前記出力アームのノーズとの相対位相差が変化するように構成された可変動弁機構において、
前記スライダギヤの入力側ヘリカルスプラインの歯数と前記出力側ヘリカルスプラインの歯数とが同じであり、かつ、前記出力側ヘリカルスプラインのモジュールが前記入力側ヘリカルスプラインのモジュールよりも小さいことを特徴とする可変動弁機構。 A control shaft movable in the axial direction;
A slider gear that is movable in the axial direction in conjunction with the control shaft, and has an input side helical spline and an output side helical spline formed on the outer periphery,
An input arm having a roller and having an inner periphery formed with a helical spline that meshes with the input side helical spline of the slider gear;
An output arm having a nose and formed with a helical spline that meshes with an output-side helical spline of the slider gear,
In the variable valve mechanism configured such that the relative phase difference between the roller of the input arm and the nose of the output arm changes according to the movement of the slider gear in the axial direction,
The number of teeth of the input side helical spline of the slider gear and the number of teeth of the output side helical spline are the same, and the module of the output side helical spline is smaller than the module of the input side helical spline. Variable valve mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2015143604A JP2017025748A (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Variable valve train |
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2015
- 2015-07-21 JP JP2015143604A patent/JP2017025748A/en active Pending
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