JP4283246B2 - Variable lift valve operating system for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダヘッドに回動可能に支承されるコントロールシャフトを有するとともに該コントロールシャフトの回動に応じて機関弁のリフト量を変化させることを可能としたリフト可変機構と、電動モータを有してシリンダヘッドの外面に取付けられるとともに電動モータからの動力伝達を可能として前記コントロールシャフトに連結されるアクチュエータとを備える内燃機関のリフト可変動弁装置に関する。 The present invention has a variable lift mechanism and an electric motor that have a control shaft that is rotatably supported by a cylinder head and that can change the lift amount of the engine valve in accordance with the rotation of the control shaft. In addition, the present invention relates to a variable lift valve operating apparatus for an internal combustion engine, which includes an actuator attached to the outer surface of a cylinder head and capable of transmitting power from an electric motor and coupled to the control shaft.
コントロールシャフトにレバーの一端部が固定され、該レバーの他端部に連結するナットを、該ナットを螺合せしめたねじ軸の回転作動によってスライドさせてコントロールシャフトを回動せしめることにより、吸気弁のリフト量を変化させるようにした動弁装置が、たとえば特許文献1で既に知られている。
ところで、このようなリフト可変動弁装置では、アクチュエータが備える電動モータが何らかの原因で非通電状態となったときには、機関弁のリフト量を所定量に確保する必要があり、そのためのデフォルト機構が必要となるが、該デフォルト機構の配設によってシリンダヘッドが大型化してしまうことは避けたい。 By the way, in such a lift variable valve operating apparatus, when the electric motor provided in the actuator is in a non-energized state for some reason, it is necessary to secure the lift amount of the engine valve to a predetermined amount, and a default mechanism for that is necessary However, it is desirable to avoid an increase in the size of the cylinder head due to the provision of the default mechanism.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、シリンダヘッドの大型化を回避して、デフォルト機構を配設し得るようにした内燃機関のリフト可変動弁装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a variable lift valve operating system for an internal combustion engine that can be provided with a default mechanism while avoiding an increase in the size of a cylinder head. To do.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、シリンダヘッドに回動可能に支承されるコントロールシャフトを有するとともに該コントロールシャフトの回動に応じて機関弁のリフト量を変化させることを可能としたリフト可変機構と、電動モータを有してシリンダヘッドの外面に取付けられるとともに電動モータからの動力伝達を可能として前記コントロールシャフトに連結されるアクチュエータと、前記電動モータの非通電時に前記機関弁のリフト量を所定リフト量とする位置までコントロールシャフトを回動付勢するデフォルト機構とを含む内燃機関のリフト可変動弁装置であって、前記デフォルト機構が、前記機関弁のリフト量変化範囲内での前記電動モータの回転に応じて1回転未満の回動範囲で回動するようにして前記電動モータに連動、連結される第1回動部材と、前記機関弁のリフト量を前記所定リフト量および最小リフト量間で変化させる際に第1回動部材に当接、係合して同一軸線まわりに回動するとともに回動範囲が前記所定リフト量および前記最小リフト量間に規制される第2回動部材と、第1回動部材を第2回動部材に当接、係合させる方向に付勢する第1デフォルトスプリングと、第2回動部材を前記最小リフト量側から所定リフト量側に付勢して第1デフォルトスプリングよりもばね荷重が大きく設定される第2デフォルトスプリングとを備え、少なくとも第1回動部材、第2回動部材および第2デフォルトスプリングが前記ケーシング内に配設されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 has a control shaft rotatably supported by the cylinder head and changes the lift amount of the engine valve in accordance with the rotation of the control shaft. possible and to the variable valve lift mechanism, an actuator coupled to the control shaft as possible the power transmission from the electric motor with mounted on the outer surface of the cylinder head has an electric motor, prior Symbol said at turn-off of the electric motor a lift variable valve apparatus including an internal combustion engine and a default mechanism you turn biased the control shaft to a position where the predetermined lift amount the lift amount of the engine valve, said default mechanism, the lift of the engine valve The electric motor is rotated in a rotation range of less than one rotation according to the rotation of the electric motor within the amount change range. A first rotating member that is linked to and connected to the motor, and the first rotating member that contacts and engages the same axis when changing the lift amount of the engine valve between the predetermined lift amount and the minimum lift amount. A second rotating member that rotates around and whose rotation range is regulated between the predetermined lift amount and the minimum lift amount, and a direction in which the first rotating member is brought into contact with and engaged with the second rotating member A first default spring that biases the second default spring, and a second default spring that biases the second rotating member from the minimum lift amount side to a predetermined lift amount side to set a spring load larger than the first default spring. And at least a first rotating member, a second rotating member, and a second default spring are disposed in the casing .
また請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記コントロールシャフトに固定されるウォームホイルに、前記第1回動部材が連動、連結されるとともに減速機構を介して前記電動モータに連結されるウォームギヤが噛合されることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the first rotating member is interlocked and connected to a worm wheel fixed to the control shaft, and via a speed reduction mechanism. A worm gear connected to the electric motor is meshed.
さらに請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明の構成に加えて、前記第1デフォルトスプリングが、前記ウォームホイルおよび前記ウォームギヤ間のバックラッシを吸収する機能を兼ねて、前記コントロールシャフトおよび前記シリンダヘッド間に介設されることを特徴とする。
Further the third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the invention according to
本発明によれば、デフォルト機構の主要部(即ち少なくとも第1、第2回動部材および第2デフォルトスプリング)が、アクチュエータのケーシング内に配設されるので、シリンダヘッドの大型化を回避しつつデフォルト機構を配設することができる。またスロットルバルブ等で採用される既存のデフォルト機構を採用して電動モータの非通電時に機関弁のリフト量を所定リフト量に確実に維持することができ、しかも第2デフォルトスプリングをケーシング内に配設するようにしたことで、アクチュエータ内での減速比および減速効率等を考慮することによる第2デフォルトスプリングのばね荷重増大分を小さく抑え、第2デフォルトスプリングの大型化を回避し、ケーシングの大型化も回避することができる。 According to the present invention, the main part of the default mechanism (i.e. at least first, second rotating member and the second default spring) is so disposed within the actuator casing, avoiding an increase in size of the cylinder head while Ru can be arranged a default mechanism. In addition, the existing default mechanism used in the throttle valve and the like can be used to reliably maintain the lift amount of the engine valve at a predetermined lift amount when the electric motor is de-energized, and the second default spring is arranged in the casing. As a result, the increase in the spring load of the second default spring due to consideration of the reduction ratio and reduction efficiency in the actuator is kept small, the second default spring is prevented from being enlarged, and the casing is enlarged. Can also be avoided.
また特に請求項2の発明によれば、電動モータの作動によってコントロールシャフトを回動駆動する際のウォームギヤからウォームホイルへの動力伝達経路と同一方向の伝達経路でコントロールシャフトに第2デフォルトスプリングからの荷重を伝達するようにして、コントロールシャフトの確実な回動を保証することができる。
In particular , according to the invention of
また特に請求項3の発明によれば、ウォームギヤ及びウォームホイル間のバックラッシを吸収するための専用のスプリングを不要として、部品点数を低減することができる。 In particular , according to the invention of claim 3 , a dedicated spring for absorbing the backlash between the worm gear and the worm wheel is unnecessary, and the number of parts can be reduced.
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on one embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図8は本発明の一実施例を示すものであり、図1は車両搭載状態での内燃機関の側面図、図2は図1の2矢視図、図3は吸気側動弁装置の縦断側面図、図4は吸気側動弁装置の分解斜視図、図5はアクチュエータの側面図、図6はアクチュエータの上部を切欠いて示す縦断側面図、図7は図6の7−7線断面図、図8はデフォルト機構の構成を説明するための模式図である。
1 to 8 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of an internal combustion engine in a vehicle mounted state, FIG. 2 is a view taken in the direction of
先ず図1および図2において、車両の前部には、クランクシャフト21の軸線Cを車両の幅方向に沿わせた複数気筒たとえば4気筒の機関本体22が搭載されており、各気筒は、前記軸線Cと平行な気筒配列方向23に並んで機関本体22に設けられる。
First, in FIGS. 1 and 2, a plurality of cylinders, for example, a four-
前記機関本体22は、前記クランクシャフト21を回転自在に支承するクランクケース24と、該クランクケース24に結合されるシリンダブロック25と、シリンダブロック25に結合されるシリンダヘッド26と、シリンダヘッド26に結合されるヘッドカバー27とを備えるものであり、車両の進行方向前方を向いた状態でクランクケース24の左端には変速機を収納するミッションケース32が、前記機関本体22の左側方かつ該ミッションケース32の上方に空きスペースを形成するようにして結合される。
The
前記シリンダヘッド26の前方側に臨む一側壁26a(図1参照)には、各気筒毎の吸気ポート33…が設けられており、それらの吸気ポート33…に吸気系34が接続される。また前記シリンダヘッド26の後方側に臨む他側壁26b(図1参照)には各気筒毎の排気ポート35…が設けられており、それらの排気ポート35…には、遮熱カバー36で上方から覆われる排気マニホールド37が接続される。
One
吸気系34は、エアクリーナ108と、各気筒に共通にしてシリンダヘッド26の前方に配置される吸気チャンバ109と、エアクリーナ108および吸気チャンバ109間を連結するホース等の管路部材110と、吸気チャンバ109から各気筒毎に分かれてシリンダヘッド26に接続される複数の吸気管111,111…とを備える。吸気チャンバ109には一対の支持脚112,112が下方に延びるようにして設けられており、それらの支持脚112…は、クランクケース28に取付けられるブラケット113に弾性部材114…を介して支持される。
The
図3および図4において、シリンダヘッド26には、各吸気ポート33…毎に一対の機関弁である吸気弁38…が開閉作動作動可能に配設されており、各吸気弁38…を開閉駆動する吸気側動弁装置39は、吸気側動弁カム40を各気筒毎に有する吸気側カムシャフト41と、吸気側動弁カム40に従動して揺動するとともに各気筒毎に一対の吸気弁38…に共通に連動、連結される吸気側ロッカアーム42と、吸気弁38…の作動特性のうち開弁リフト量を連続的に変化させるリフト可変機構43とを備える。
3 and 4, the
シリンダヘッド26には、各気筒の両側に配置されるようにして上部ホルダ44…が締結されており、各上部ホルダ44…と協働して吸気側カムシャフト41を回転自在に支承するキャップ45…が上部ホルダ44…の上面に締結される。
吸気側ロッカアーム42の一端部には、一対の吸気弁38…におけるステム38a…の上端に上方から当接するタペットねじ46…が進退位置を調節可能として螺合される弁連結部42aが設けられる。また吸気側ロッカアーム42の他端部には、第1支持部42bと、第1支持部42bの下方に配置される第2支持部42cとが相互に連なって設けられ、第1および第2支持部42b,42cは、吸気弁38…とは反対側に開いた略U字状に形成される。
One end portion of the intake
吸気側ロッカアーム42の第1支持部42bには、吸気側カムシャフト41の吸気側動弁カム40に転がり接触するローラ47が第1連結軸48およびニードルベアリング49を介して軸支されるものであり、ローラ47は略U字状である第1支持部42bに挟まれるように配置される。
A
リフト可変機構43は、前記吸気側ロッカアーム42の第1支持部42bに一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が固定支軸50で回動可能に支承される第1リンクアーム51と、前記吸気側ロッカアーム42の第2支持部42cに一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が可動支軸53で回動可能に支承される第2リンクアーム52と、前記可動支軸53をその軸線と平行な軸線まわりに角変位させることを可能として可動支軸53に連結されるコントロールシャフト54とを備える。
The
第1リンクアーム51の一端部は、吸気側ロッカアーム42の第1支持部42bを両側から挟むように略U字状に形成されており、ローラ47を吸気側ロッカアーム42に軸支する第1連結軸48を介して第1支持部42bに回動可能に連結される。また第1リンクアーム51の他端部を回動可能に支承する固定支軸50は、前記上部ホルダ44で支持される。
One end portion of the
第1リンクアーム51の下方に配置される第2リンクアーム52の一端部は、吸気側ロッカアーム42の第2支持部42cに挟まれるように配置され、第2連結軸55を介して第2支持部42cに回動可能に連結される。
One end portion of the
ところで、両吸気弁38…は図示しない弁ばねによって閉弁方向にばね付勢されるものであり、閉弁方向にばね付勢されている両吸気弁38…を吸気側ロッカアーム42で開弁方向に駆動しているときに吸気側ロッカアーム42のローラ47は、弁ばねのばね付勢力によって吸気側動弁カム40に接触しているのであるが、吸気弁38…の閉弁状態では、前記弁ばねのばね付勢力は吸気側ロッカアーム42に作用することはなく、ローラ47が吸気側動弁カム40から離れてしまい、吸気弁38…の微小開弁時における弁リフト量の制御精度が低下してしまう可能性がある。そこで、弁ばねとは別のロッカアーム付勢ばね56により、前記ローラ47を吸気側動弁カム40に当接させる方向に吸気側ロッカアーム42が付勢される。
The two
コントロールシャフト54は、一列に並ぶ複数気筒に共通な単一のものであり、吸気側ロッカアーム42の両側に配置されるウエブ54a…と、両ウエブ54a…の基端部外面に直角に連なる軸部54b…と、両ウエブ54a…間を結ぶ連結部54c…とを各気筒毎に有して一体のクランク形状に構成され、前記固定支軸50および前記軸部54b…と平行な軸線を有する可動支軸53は、両ウエブ54a…間を結ぶようにしてコントロールシャフト54に連結される。しかも前記軸部54b…は、前記上部ホルダ44…と、各上部ホルダ44…の下面に締結される下部ホルダ57…により回動可能に支承される。
The
ところで吸気弁38…が閉弁状態にあるときに第2リンクアーム52を吸気側ロッカアーム42に連結する第2連結軸55は、コントロールシャフト54の軸部54b…と同軸上にあり、コントロールシャフト54が軸部54b…の軸線まわりに揺動すると、可動支軸53は軸部54b…の軸線を中心とする円弧上を移動することになる。
By the way, the second connecting
可動支軸53が下降する方向にコントロールシャフト54が回動し、吸気側カムシャフト41の吸気側動弁カム40でローラ47が押圧されると、固定支軸50、第1連結軸48、第2連結軸55および可動支軸53を結ぶ四節リンクが変形して吸気側ロッカアーム42が下方に揺動し、タペットねじ46…が吸気弁38…のステム38a…を押圧し、吸気弁38…を低リフトで開弁する。
When the
また可動支軸53が上昇する方向にコントロールシャフト54が回動し、吸気側カムシャフト41の吸気側動弁カム40でローラ47が押圧されると、前記四節リンクが変形して吸気側ロッカアーム42が下方に揺動し、タペットねじ46…が吸気弁38…のステム38a…を押圧し、吸気弁38…が高リフトで開弁する。
When the
気筒配列方向23に沿うコントロールシャフト54の一端部、すなわちコントロールシャフト54が備える複数の軸部54b…のうち前記気筒配列方向23に沿う一端側の軸部は連結軸部54dとして比較的長く形成されており、該連結軸部54dはシリンダヘッド26の左側方に突出するものであり、前記連結軸部54dが、シリンダヘッド26の左側端壁外面に取付けられるアクチュエータ60のケーシング67内に突入される。
One end portion of the
図5〜図7において、アクチュエータ60は、電動モータ62と、電動モータ62およびコントロールシャフト54の連結軸部54d間に設けられる動力伝達手段63と、電動モータ62の非通電時に前記連結軸部54dすなわちコントロールシャフト54を所定の回動位置に維持するためのデフォルト機構64とが、無給油のオイルレス構造に構成されてケーシング61に収容されて成るものである。
5-7, the
動力伝達手段63は、デフォルト機構64によるデフォルト位置を零点位置とした正逆回転可能な電動モータ62の作動に応じて吸気弁38…のリフト量を変化させるべくコントロールシャフト54を回動駆動するように構成されてコントロールシャフト54の連結軸部54dに連結されるものであり、前記連結軸部54dに固定されるウォームホイル65と、該ウォームホイル65に噛合するウォームギヤ66と、ウォームギヤ66および電動モータ62間に設けられる減速機構67とを備える。
The power transmission means 63 rotationally drives the
ケーシング61の下部には、機関本体22の車両搭載時には前後方向に延びるようにして横断面円形のモータ収容孔68が設けられており、該モータ収容孔68に電動モータ62が嵌合、固定される。また機関本体22の車両搭載時には後方側側壁となるケーシング61の一側壁には複数のボルト86…で第1カバー69が締結されており、ケーシング61および第1カバー69間に形成される減速機構収容室70に、電動モータ62の出力軸71に設けられる駆動ギヤ72と、該駆動ギヤ72に噛合する被動ギヤ73とから成る前記減速機構67が収容される。
A
前記ウォームギヤ66は、前記モータ収容孔68の上方で該モータ収容孔68と平行に設けられるウォームギヤ収容孔74に収容されるものであり、一端部がボールベアリング75を介してケーシング61に回転自在に支承されるとともに他端部がニードルベアリング76を介してケーシング61に回転自在に支承されるウォームギヤ軸77の外周に設けられる。而してウォームギヤ軸77の一端は減速機構収容室70に突入されており、前記被動ギヤ73がウォームギヤ軸77の一端に設けられる。
The
ケーシング61の上部には、ウォームギヤ収容孔74の中間部に通じるウォームホイル収容室78が形成されており、このウォームホイル収容室78内に、ウォームホイル65が収容される。而してウォームホイル収容室78には、コントロールシャフト54の連結軸部54dが突入されており、ウォームホイル65は、前記連結軸部54dの端部に同軸に設けられるねじ孔79(図4および図7参照)に螺合されるボルト80で連結軸部54dに締めつけ固定される。
In the upper part of the
またシリンダヘッド26とは反対側でケーシング61の上部には開口部80が設けられており、この開口部80を塞ぐ蓋部材82が複数のねじ部材83…でケーシング61に締結される。しかも蓋部材82には、ウォームホイル65に対向するポジションセンサ84が複数のねじ部材85…で取付けられており、ウォームホイル65には前記ポジションセンサ84を係合させる一対の検出孔86,86が設けられる。
An
ウォームホイル収容室78に関して減速機構収容室70とは反対側でケーシング61の他側壁には第2カバー88が複数のボルト87…で締結されており、ケーシング61および第2カバー88間には、デフォルト機構64の主要部を収容するデフォルト機構収容室89が形成される。
A second cover 88 is fastened to the other side wall of the
デフォルト機構64は、電動モータ62に連動、連結される第1回動部材としての大径ギヤ92と、大径ギヤ92とともに同一軸線まわりに回動し得る第2回動部材としてのスプリングホルダ93と、大径ギヤ92をスプリングホルダ93に当接、係合させる方向に付勢する第1デフォルトスプリング94(図4参照)と、大径ギヤ92およびスプリングホルダ93の当接、係合状態で第1デフォルトスプリング94とは逆方向にスプリングホルダ93を付勢する第2デフォルトスプリング95とを備える。
The
大径ギヤ92は、ウォームギヤ軸77と平行な軸線を有して両端がケーシング61および第2カバー88で支持されるデフォルト軸96によって回転自在に支承されており、ウォームギヤ軸77の他端部に設けられる小径ギヤ97に噛合される。すなわち大径ギヤ92は、小径ギヤ97、ウォームギヤ軸77および減速機構67を介して電動モータ62に連動、連結されており、最大リフト量から最小リフト量たとえば全閉まで前記吸気弁38…のリフト量を変化させる作動範囲内で電動モータ62が回転するのに応じて大径ギヤ92は1回転未満の回動範囲で回動する。すなわち大径ギヤ92は、吸気弁38…のリフト量変化範囲内での電動モータ62の回転に応じて1回転未満の回動範囲で回動するようにして電動モータ62に連動、連結される。
The
スプリングホルダ95は、大径ギヤ92との相対回転を可能として前記デフォルト軸96に支承される。大径ギヤ92およびスプリングホルダ95の対向面には、前記吸気弁38…のリフト量を所定リフト量および最小リフト量間で変化させる間の大径ギヤ92の回動に応じて相互に当接、係合する係合突部98,99がそれぞれ突設されており、大径ギヤ92が前記吸気弁38…のリフト量を所定リフト量および最小リフト量間で変化させるように回動したときに、スプリングホルダ95は大径ギヤ92とともに同一軸線まわりに回動することになる。しかもスプリングホルダ95に突設された規制突部100は、前記吸気弁38…のリフト量を最小リフト量から所定リフト量まで変化させる際のスプリングホルダ95の回動に応じて第2カバー88に設けられたストッパ101(図8参照)に当接してスプリングホルダ95の回動を規制するものであり、スプリングホルダ95の回動範囲は前記所定リフト量および前記最小リフト量間に規制されることになる。
The
第2デフォルトスプリング95は、スプリングホルダ93に巻装されるねじりコイルばねであり、その一端はスプリングホルダ93に係合され、他端はケーシング61に係合される。而して第2デフォルトスプリング95は、スプリングホルダ93を前記最小リフト量側から所定リフト量側に付勢するばね力を発揮するものであり、そのばね荷重は第1デフォルトスプリング94よりも大きく設定される。なお第2デフォルトスプリング95を、ねじりコイルばねに代えてゼンマイばねとすることも可能である。
The
図4に注目して、シリンダヘッド26内でコントロールシャフト54の連結軸部54dには、該連結軸部54dを囲繞する筒状のスプリングホルダ101が固着されており、ねじりコイルばねである第1デフォルトスプリング94がスプリングホルダ102に巻装される。しかも第1デフォルトスプリング94の一端はシリンダヘッド26に係合され、第1デフォルトスプリング94の他端は前記スプリングホルダ102に係合される。
Referring to FIG. 4, a
すなわち第1デフォルトスプリング94は、大径ギヤ92をスプリングホルダ93に当接、係合させる方向に付勢する機能だけでなく、ウォームホイル65およびウォームギヤ66間のバックラッシを吸収する機能を兼ねて、コントロールシャフト54の連結軸部54dおよびシリンダヘッド26間に介設されることになる。
That is, the
このようにして、デフォルト機構64を構成する大径ギヤ92、スプリングホルダ93、第1デフォルトスプリング94および第2デフォルトスプリング95のうち、第1デフォルトスプリング94を除く主要部すなわち大径ギヤ92、スプリングホルダ93および第2デフォルトスプリング95はアクチュエータ60のデフォルト機構収容室89に収容され、第1デフォルトスプリング94だけがシリンダヘッド26内に配設されることになる。
In this way, the main part excluding the
このようなデフォルト機構64の構成を模式化して示す図8を参照して、デフォルト機構64の作用について説明すると、大径ギヤ92は第1デフォルトスプリング94で最大リフト位置から最小リフト位置側に向けてばね付勢され、最小リフト位置から吸気弁38…の所定リフト量であるデフォルト位置までの範囲に回動範囲が規制されたスプリングホルダ93は第1デフォルトスプリング94よりもばね荷重の大きな第2デフォルトスプリング95で最小リフト位置からデフォルト位置側に向けてばね付勢されている。したがって電動モータ62の非通電状態では、大径ギヤ92は係合突部98をスプリングホルダ93の係合突部93に当接、係合させる位置まで第1デフォルトスプリング94で回動付勢され、スプリングホルダ93は、第2デフォルトスプリング95によってデフォルト位置まで回動されることになり、コントロールシャフト54に小径ギヤ94、ウォームギヤ軸77、ウォームギヤ66およびウォームホイル65を介して連動、連結されている大径ギヤ98もデフォルト位置となり、吸気弁38…のリフト量が所定量に維持されることになる。
The operation of the
ところでアクチュエータ60の一部を構成するとともに対をなして相互に噛合するギヤ、すなわちウォームホイル65およびウォームギヤ66、駆動ギヤ72および被動ギヤ73、ならびに大径ギヤ92および小径ギヤ97の少なくとも一方は、合成樹脂から成るものであり、この実施例では、ウォームホイル65、被動ギヤ73および大径ギヤ92が、たとえばナイロンやPEEK(商標名;ビクトレックス社)等の合成樹脂から成るものである。
By the way, at least one of the gears constituting part of the
図7で明示するように、ケーシング61には、前記ウォームホイル収容室78に通じる円筒状の筒部61aが設けられており、シリンダヘッド26の左端壁には、コントロールシャフト54の連結軸部54dを同軸に囲繞する円筒状の筒部26cが前記筒部61aに嵌合可能として設けられ、筒部26cの外周には筒部61aの内周に弾発的に接触するOリング103が装着される。すなわちケーシング61およびシリンダヘッド26は、コントロールシャフト54が備える連結軸部54dの軸線に沿う方向で相互に嵌合される。
As clearly shown in FIG. 7, the
アクチュエータ60のケーシング61は、複数のボルト104…(図1参照)でシリンダヘッド26に取付けられるものであり、それらのボルト104…を挿通せしめる4つの挿通孔105…が、モータ収容孔68に嵌合、固定される電動モータ62の周囲の4箇所でケーシング61に設けられるとともに、デフォルト機構収容室89の上方でケーシング61に設けられる。
The
すなわち前記電動モータ62の周囲の4箇所でケーシング61がシリンダヘッド26に締結されるとともに、ケーシング61の上部の1箇所がシリンダヘッド26に締結されることになる。
That is, the
次にこの実施例の作用について説明すると、吸気弁38…のリフト量を可変とするためのリフト可変機構43のコントロールシャフト54は、電動モータ62を有してシリンダヘッド26の外面に取付けられるアクチュエータ60で回動駆動され、電動モータ62の非通電時には、第1および第2デフォルトスプリング94,95を含むデフォルト機構64により吸気弁38…のリフト量を所定リフト量とする位置までコントロールシャフト54が回動付勢されるのであるが、前記デフォルト機構64のうち両デフォルトスプリング94,95の少なくとも一方を含む主要部、この実施例では第2デフォルトスプリング95を含む主要部がアクチュエータ60のケーシング61内に配設されるので、シリンダヘッド26内にデフォルト機構64を配設することでシリンダヘッド26が大型化することを回避することができる。
Next, the operation of this embodiment will be described. The
しかもデフォルト機構64が、前記吸気弁38…のリフト量変化範囲内での前記電動モータ62の回転に応じて1回転未満の回動範囲で回動するようにして前記電動モータ62に連動、連結される大径ギヤ92と、前記吸気弁38…のリフト量を前記所定リフト量および最小リフト量間で変化させる際に大径ギヤ92に当接、係合して同一軸線まわりに回動するとともに回動範囲が前記所定リフト量および前記最小リフト量間に規制されるスプリングホルダ93と、大径ギヤ92をスプリングホルダ93に当接、係合させる方向に付勢する第1デフォルトスプリング94と、スプリングホルダ93を前記最小リフト量側から所定リフト量側に付勢して第1デフォルトスプリング94よりもばね荷重が大きく設定される第2デフォルトスプリング95とを備え、少なくとも大径ギヤ92、スプリングホルダ93および第2デフォルトスプリング95がアクチュエータ60のケーシング61内に配設されるので、スロットルバルブ等で採用される既存のデフォルト機構を採用して電動モータ62の非通電時に吸気弁38…のリフト量を所定リフト量に確実に維持することができ、しかも第2デフォルトスプリング95をケーシング62内に配設するようにしたことで、アクチュエータ60内での減速比および減速効率等を考慮することによる第2デフォルトスプリング95のばね荷重増大分を小さく抑え、第2デフォルトスプリング95の大型化を回避し、ケーシング61の大型化も回避することができる。
In addition, the
またコントロールシャフト54の連結軸部54dに固定されるウォームホイル65に、大径ギヤ92が連動、連結されるとともに減速機構67を介して電動モータ62に連結されるウォームギヤ66が噛合されているので、電動モータ62の作動によってコントロールシャフト54を回動駆動する際のウォームギヤ66からウォームホイル65への動力伝達経路と同一方向の伝達経路でコントロールシャフト54に第2デフォルトスプリング95からの荷重を伝達するようにして、デフォルト時にコントロールシャフト54の確実な回動を保証することができる。
Further, since the
さらに第1デフォルトスプリング94が、ウォームホイル65およびウォームギヤ66間のバックラッシを吸収する機能を兼ねてコントロールシャフト54およびシリンダヘッド26間に介設されるものであるので、ウォームギヤ66およびウォームホイル65間のバックラッシを吸収するための専用のスプリングを不要として、部品点数を低減することができる。
Further, since the
しかもアクチュエータ60が、無給油のオイルレス構造に構成されるものであるので、環境温度が変化してもフリクションの変化が生じることがないようにして、コントロールシャフト54を常時安定的に回動駆動することができる。またオイルシールが不要となることで、電動モータ62の駆動効率が向上し、フェールセーフ時のデフォルト動作も円滑となる。
Moreover, since the
またアクチュエータ60の一部を構成するとともに相互に対をなして噛合されるギヤの少なくとも一方、この実施例では、対をなして相互に噛合するウォームホイル65およびウォームギヤ66、駆動ギヤ72および被動ギヤ73、ならびに大径ギヤ92および小径ギヤ97のうち一方のウォームホイル65、被動ギヤ73および大径ギヤ92が合成樹脂から成るものであるので、オイルレス化を可能としつつ、耐久性および静粛性を確保することができる。
Further, at least one of the gears constituting part of the
さらにアクチュエータ60のケーシング61およびシリンダヘッド26が相互に嵌合され、電動モータ62の周囲の4箇所でケーシング61がシリンダヘッド26に締結されるので、シリンダヘッド26に対するケーシング61の位置決め精度を高めるとともに、アクチュエータ60での振動発生源である電動モータ62の周囲をシリンダヘッド26に固定するようにして、シリンダヘッド26側からアクチュエータ60側に及ぶ振動を抑えるとともに電動モータ62の作動に起因した振動を抑えることが可能であり、耐久性および静粛性をより一層高めることができる。
Further, the
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It is.
26・・・シリンダヘッド
38・・・機関弁である吸気弁
43・・・リフト可変機構
54・・・コントロールシャフト
60・・・アクチュエータ
61・・・ケーシング
62・・・電動モータ
64・・・デフォルト機構
65・・・ウォームホイル
66・・・ウォームギヤ
67・・・減速機構
92・・・第1回動部材である大径ギヤ
93・・・第2回動部材であるスプリングホルダ
94・・・第1デフォルトスプリング
95・・・第2デフォルトスプリング
26 ...
Claims (3)
電動モータ(62)を有してシリンダヘッド(26)の外面に取付けられるとともに電動モータ(62)からの動力伝達を可能として前記コントロールシャフト(54)に連結されるアクチュエータ(60)と、
前記電動モータ(62)の非通電時に前記機関弁(38)のリフト量を所定リフト量とする位置までコントロールシャフト(54)を回動付勢するデフォルト機構(64)とを含む内燃機関のリフト可変動弁装置であって、
前記デフォルト機構(64)が、前記機関弁(38)のリフト量変化範囲内での前記電動モータ(62)の回転に応じて1回転未満の回動範囲で回動するようにして前記電動モータ(62)に連動、連結される第1回動部材(92)と、前記機関弁(38)のリフト量を前記所定リフト量および最小リフト量間で変化させる際に第1回動部材(92)に当接、係合して同一軸線まわりに回動するとともに回動範囲が前記所定リフト量および前記最小リフト量間に規制される第2回動部材(93)と、第1回動部材(92)を第2回動部材(93)に当接、係合させる方向に付勢する第1デフォルトスプリング(94)と、第2回動部材(93)を前記最小リフト量側から所定リフト量側に付勢して第1デフォルトスプリング(94)よりもばね荷重が大きく設定される第2デフォルトスプリング(95)とを備え、
少なくとも第1回動部材(92)、第2回動部材(93)および第2デフォルトスプリング(95)が前記アクチュエータ(60)のケーシング(61)内に配設されることを特徴とする、内燃機関のリフト可変動弁装置。 A lift having a control shaft (54) rotatably supported on the cylinder head (26) and capable of changing the lift amount of the engine valve (38) according to the rotation of the control shaft (54). A variable mechanism (43);
An actuator (60) having an electric motor (62) and attached to the outer surface of the cylinder head (26) and coupled to the control shaft (54) to enable power transmission from the electric motor (62) ;
Before SL electric motor (62) of the lift amount predetermined lift amount to the default mechanism control shaft (54) turn biased to a position (64) and the including internal combustion deenergized the engine valve at (38) An engine lift variable valve operating device,
The electric motor is configured such that the default mechanism (64) rotates within a rotation range of less than one rotation in accordance with the rotation of the electric motor (62) within the range of change in the lift amount of the engine valve (38). When the lift amount of the first rotating member (92) linked to and coupled to (62) and the engine valve (38) is changed between the predetermined lift amount and the minimum lift amount, the first rotating member (92 ) And a second rotating member (93) in which the rotating range is restricted between the predetermined lift amount and the minimum lift amount, and the first rotating member. The first default spring (94) that urges the second rotating member (93) in a direction to contact and engage the second rotating member (93), and the second rotating member (93) from the minimum lift amount side by a predetermined lift. If it is biased to the amount side than the first default spring (94) And a second default spring load is set large (95),
At least a first rotating member (92), a second rotating member (93) and a second default spring (95) are disposed in a casing (61) of the actuator (60), and the internal combustion engine lift variable BenSo location of the institution.
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