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JP4870061B2 - Variable valve opening characteristics valve gear - Google Patents

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JP4870061B2
JP4870061B2 JP2007270035A JP2007270035A JP4870061B2 JP 4870061 B2 JP4870061 B2 JP 4870061B2 JP 2007270035 A JP2007270035 A JP 2007270035A JP 2007270035 A JP2007270035 A JP 2007270035A JP 4870061 B2 JP4870061 B2 JP 4870061B2
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Description

本発明は、運転状態に応じてバルブのリフト量などの開弁特性を変更可能とした開弁特性可変型動弁装置に関するものである。   The present invention relates to a valve opening characteristic variable valve operating device that can change valve opening characteristics such as a lift amount of a valve in accordance with an operation state.

近年、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関では、出力及び燃費の向上や有害排出ガス成分の低減等を図るべく、種々の開弁特性可変型動弁装置を搭載したものが増えている。この開弁特性可変型動弁装置としては、運転状況に応じて低速型カムと高速型カムとを切り換えるものが従来より存在するが、近年では過渡特性の更なる向上やスロットルレス化等を実現すべく、開弁特性(バルブリフトやバルブタイミング)を連続的に変化させるものも出現している。   In recent years, an increasing number of internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines are equipped with various valve opening characteristics variable valve operating devices in order to improve output and fuel consumption, reduce harmful exhaust gas components, and the like. As this type of valve opening characteristics variable type valve operating device, there is a conventional one that switches between a low speed type cam and a high speed type cam according to the operating condition, but in recent years, further improvement of transient characteristics and reduction of throttle etc. have been realized. In order to achieve this, there has been a continuous change in valve opening characteristics (valve lift and valve timing).

この種の開弁特性可変型動弁装置においては、バルブの開弁特性を変更する制御部材を油圧機構や電動モータなどの駆動源を備えたアクチュエータで駆動するようにしている(特許文献1・2参照)。   In this type of variable valve opening characteristic valve operating device, a control member that changes the valve opening characteristic is driven by an actuator having a drive source such as a hydraulic mechanism or an electric motor (Patent Document 1). 2).

特開2000−54815号公報JP 2000-54815 A 特開2007−16726号公報JP 2007-16726 A

しかしながら、アクチュエータに電動モータを採用した場合には駆動時の発熱が避けられず、この発熱により電動モータの温度が高くなると効率が低下することから、昇温を抑制するための冷却が必要となる。   However, when an electric motor is used as the actuator, heat generation during driving is unavoidable, and the efficiency decreases when the temperature of the electric motor increases due to this heat generation. Therefore, cooling is required to suppress the temperature rise. .

また、開弁特性可変型動弁装置では、気筒の配列方向に長く延在するシャフトを介して各気筒ごとの動弁機構を連動させる構成となるが、アクチュエータをシリンダベッドの側方に配置したサイド駆動方式では、シャフトの歪みによる影響により、アクチュエータからの距離の違いに応じて、各気筒ごとの動弁機構の動作に大きなずれが生じる問題点があり、これに対して、シリンダベッドの上方で気筒の配列方向の中央部にアクチュエータを配置するセンタ駆動方式とすると、前記の問題点を改善することができる。   Further, in the variable valve opening characteristic type valve operating apparatus, the valve operating mechanism for each cylinder is interlocked via a shaft extending in the cylinder arrangement direction, but the actuator is arranged on the side of the cylinder bed. In the side drive method, there is a problem that a large deviation occurs in the operation of the valve mechanism for each cylinder due to the difference in the distance from the actuator due to the distortion of the shaft. Thus, if the center driving method is used in which the actuator is arranged at the center in the arrangement direction of the cylinders, the above problem can be improved.

しかるに、このセンタ駆動方式では、アクチュエータの高さが、補機類を含めたエンジンの全高に大きな影響を及ぼすため、エンジンの全高に制限がある場合には、取付対象となるプレートに沿う向きの寸法を大きくしてでもアクチュエータの高さを低く抑えたハウジング形状とすることが望ましいが、このようなハウジング形状とすると、取付対象となるプレートが平板状であることと相まって、プレートに対する接触面積が大きくなることから、放熱性が低下し、また内部の温度分布が不均一になるため、熱応力による影響が顕著になるという問題が生じる。   However, in this center drive system, the height of the actuator has a large effect on the overall height of the engine, including accessories, so if there is a limit on the overall height of the engine, Although it is desirable to have a housing shape in which the height of the actuator is kept low even if the dimensions are increased, such a housing shape, combined with the fact that the plate to be mounted is flat, reduces the contact area with the plate. Since it becomes large, heat dissipation is reduced, and the internal temperature distribution becomes non-uniform, which causes a problem that the influence of thermal stress becomes significant.

このようなアクチュエータの昇温の問題に対して、水冷式あるいは油冷式の冷却装置を設けることが考えられるが、これは、製造コストを大幅に上昇させる難点があり、またハウジングに放熱フィンを設けることも考えられるが、製造コストが嵩む上に、温度分布の不均一の問題を十分に改善することができない。   It is conceivable to provide a water-cooled or oil-cooled cooling device for such a problem of the temperature rise of the actuator, but this has a problem that the manufacturing cost is greatly increased, and a radiating fin is provided on the housing. Although it may be provided, the manufacturing cost increases and the problem of uneven temperature distribution cannot be sufficiently improved.

本発明は、このような発明者の知見に基づいて案出されたものであり、その主な目的は、製造コストを上昇させることなく、アクチュエータの昇温による効率低下を抑制することができるように構成された開弁特性可変型動弁装置を提供することにある。   The present invention has been devised based on the knowledge of the inventor as described above, and its main purpose is to suppress the decrease in efficiency due to the temperature rise of the actuator without increasing the manufacturing cost. Another object is to provide a variable valve opening characteristic valve operating device.

このような課題を解決するために、本発明による開弁特性可変型動弁装置においては、請求項1に示すとおり、動弁室(10)内に設けられて吸気または排気を行うバルブ(2)の開弁特性を変更する制御部材(コントロールシャフト20、ギアリンク21、及びローラリンク22)と、この制御部材を駆動するアクチュエータ(14)とを有し、このアクチュエータが、駆動源としての電動モータ(41)と、この電動モータの駆動力を前記制御部材に伝達する動力伝達部材(リンク駆動用ギア51〜53)と、前記電動モータ及び前記動力伝達部材を収容するハウジング(47)とを備え、前記動弁室の上側を覆うように設けられたベースプレート(13)上に配設され、前記ハウジングが、前記動力伝達部材が収容される部分の下面側に、前記ベースプレートの取付面(13a)に当接する当接面(107)を備え、この当接面及び前記ベースプレートの取付面にそれぞれ、前記制御部材(ギアリンク21)と前記動力伝達部材(リンク駆動用ギア53)とを連結するための開口(89・101)が開設されると共に、この開口を取り囲むようにシール手段(Oリング105)が設けられ、前記ハウジングが、前記電動モータが収容される部分の下面側に、前記ベースプレートの取付面に当接する取付部(94・95)を備え、この取付部の坐面(94a・95a)側がボス状に突出すると共に、底壁部(112)の外面と前記当接面との間に段差が形成されて、前記ベースプレートの取付面と前記底壁部の外面との間に、冷却空気が流通する間隙が画成されるようにしたものとした。特に、請求項2に示すとおり、前記制御部材(ギアリンク21)が、気筒(5)が配列された横方向の軸周りに回動するように設けられ、前記アクチュエータが、前記電動モータの出力軸(45)と前記制御部材の回動軸とが平行となるように配置されたものとするとよい。 In order to solve such a problem, in the valve opening characteristic variable valve operating apparatus according to the present invention, as shown in claim 1, a valve (2 ) provided in the valve operating chamber (10) for intake or exhaust. ) Control member (control shaft 20, gear link 21, and roller link 22) for changing the valve opening characteristics, and an actuator (14) for driving the control member. A motor (41), a power transmission member (link driving gears 51 to 53) for transmitting the driving force of the electric motor to the control member, and a housing (47) for housing the electric motor and the power transmission member. with, disposed on a base plate which is provided so as to cover the upper side of the valve chamber (13), said housing lower surface side of the portion where the power transmission member is accommodated A contact surface (107) that contacts the mounting surface (13a) of the base plate, and the control member (gear link 21) and the power transmission member (link drive) are respectively provided on the contact surface and the mounting surface of the base plate. An opening (89, 101) for connecting to the gear 53) is opened, sealing means (O-ring 105) is provided so as to surround the opening, and the housing accommodates the electric motor. A mounting portion (94/95) that contacts the mounting surface of the base plate is provided on the lower surface side of the portion, and the seating surface (94a / 95a) side of the mounting portion protrudes in a boss shape, and the bottom wall portion (112) wherein the outer surface step is formed between the abutment surface between the mounting surface of the base plate and the bottom wall portion of the outer surface, even gap cooling air flows is to be defined And the. In particular, as shown in claim 2, the control member (gear link 21) is provided so as to rotate around a horizontal axis in which the cylinders (5) are arranged, and the actuator is provided with an output of the electric motor. It is good to arrange | position so that a shaft (45) and the rotating shaft of the said control member may become parallel.

これによると、アクチュエータのハウジングの側方や上方と共に、ベースプレートの取付面に対向する下方からの放熱も可能になるため、放熱面積が増大し、アクチュエータの昇温を抑制することができる。さらにアクチュエータのハウジングの全周に渡って放熱が行われるため、内部の温度分布を均一化して、熱応力による影響を抑制することができる。そして冷却空気が流通する間隙が画成されるようにハウジングを形成することは、製造工数をさほど増加させるものではないため、製造コストの上昇を抑えることができる。 According to this, heat can be radiated from the lower side facing the mounting surface of the base plate as well as the side and upper side of the housing of the actuator, so that the heat radiating area is increased and the temperature rise of the actuator can be suppressed. Furthermore, since heat is dissipated over the entire circumference of the housing of the actuator, the internal temperature distribution can be made uniform and the influence of thermal stress can be suppressed. And , forming the housing so that the gap through which the cooling air flows is defined does not increase the number of manufacturing steps so much, so that an increase in manufacturing cost can be suppressed.

さらに、シール手段により、アクチュエータのハウジングの内部及び動弁室への異物の侵入を防止することができる。そして、ハウジング及びベースプレートにそれぞれ設けられた開口の周辺部分は互いに当接させることになるが、この部分には動力伝達部材が配置されることから、電動モータの昇温に対する影響は小さい。 Further, the sealing means can prevent foreign matter from entering the actuator housing and the valve operating chamber. The peripheral portions of the openings provided in the housing and the base plate are brought into contact with each other. Since the power transmission member is disposed in these portions, the influence on the temperature rise of the electric motor is small.

このように本発明によれば、アクチュエータのハウジングの側方や上方と共に、ベースプレートの取付面に対向する下方からの放熱も可能になるため、放熱面積が増大し、アクチュエータの昇温を抑制することができる。さらにアクチュエータのハウジングの全周に渡って放熱が行われるため、内部の温度分布を均一化して、熱応力による影響を抑制することができる。そして冷却空気が流通する間隙が画成されるようにハウジングを形成することは、製造工数をさほど増加させるものではないため、製造コストの上昇を抑えることができる。 As described above, according to the present invention, heat can be radiated from the lower side facing the mounting surface of the base plate as well as the side and upper side of the actuator housing, so that the heat radiating area is increased and the temperature rise of the actuator is suppressed. Can do. Furthermore, since heat is dissipated over the entire circumference of the housing of the actuator, the internal temperature distribution can be made uniform and the influence of thermal stress can be suppressed. And , forming the housing so that the gap through which the cooling air flows is defined does not increase the number of manufacturing steps so much, so that an increase in manufacturing cost can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明によるエンジンの上部を示す斜視図である。図2は、図1に示したエンジンの開弁特性可変型動弁装置を示す斜視図である。図3は、図2に示した開弁特性可変型動弁装置の動作状況を示す縦断面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an upper portion of an engine according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the variable valve opening characteristic valve operating device for the engine shown in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an operation state of the valve opening characteristic variable valve operating apparatus shown in FIG.

このエンジンは、図1に示すように、自動車に搭載される直列4気筒エンジンであり、シリンダヘッド1には、各気筒5ごとに2つずつの排気用のバルブ2を備え、このバルブ2を駆動する動弁機構として、カム3を備えたカムシャフト4と、バルブ2及びカム3間に介装されたロッカアーム6と、バルブ2を閉鎖方向に常時付勢するバルブスプリング7とが設けられている。   As shown in FIG. 1, this engine is an in-line four-cylinder engine mounted on an automobile. The cylinder head 1 includes two exhaust valves 2 for each cylinder 5, As a valve operating mechanism for driving, a camshaft 4 provided with a cam 3, a rocker arm 6 interposed between the valve 2 and the cam 3, and a valve spring 7 for constantly urging the valve 2 in the closing direction are provided. Yes.

なお、吸気側にも、各気筒ごとに2つずつの吸気用のバルブ8が設けられると共に、このバルブを駆動する動弁装置として、図示しないが、カムシャフト、ロッカアーム、及びバルブスプリングが設けられている。   On the intake side, two intake valves 8 are provided for each cylinder, and a camshaft, a rocker arm, and a valve spring (not shown) are provided as valve gears for driving the valves. ing.

カムシャフト4は、カムホルダ11により回転自在に支持されている。このカムホルダ11は、動弁室10を各気筒5ごとに仕切るように設けられており、シリンダヘッド1の上面にボルトにて締結固定される。   The cam shaft 4 is rotatably supported by the cam holder 11. The cam holder 11 is provided so as to partition the valve operating chamber 10 for each cylinder 5 and is fastened and fixed to the upper surface of the cylinder head 1 with bolts.

このエンジンには、排気用のバルブ2のリフト量を可変制御する開弁特性可変型動弁装置が搭載されている。この開弁特性可変型動弁装置は、動弁室10の上側を覆うように設けられたベースプレート13の上面に設置されたアクチュエータ14と、このアクチュエータ14により駆動されるリンク機構とを有している。なお、同様の機構による開弁特性可変型動弁装置を吸気用のバルブ8に適用することも可能である。   This engine is equipped with a valve opening characteristic variable valve operating device that variably controls the lift amount of the exhaust valve 2. This variable valve opening characteristic type valve operating apparatus has an actuator 14 installed on the upper surface of a base plate 13 provided so as to cover the upper side of the valve operating chamber 10 and a link mechanism driven by the actuator 14. Yes. It is also possible to apply a valve opening characteristic variable valve operating device having a similar mechanism to the intake valve 8.

開弁特性可変型動弁装置のリンク機構は、図2に示すように、横方向に延在するコントロールシャフト(制御部材)20と、カムホルダ11に回動可能に支持されると共にコントロールシャフト20を旋回可能に保持するギアリンク(制御部材)21と、コントロールシャフト20に揺動可能に保持されると共に、遊端側をカム3及びロッカアーム6間に介装されたローラリンク(制御部材)22とを有している。   As shown in FIG. 2, the link mechanism of the variable valve opening characteristic valve operating device is supported by a control shaft (control member) 20 extending in the lateral direction and a cam holder 11 so as to be rotatable, and the control shaft 20 A gear link (control member) 21 that is rotatably held, and a roller link (control member) 22 that is swingably held by the control shaft 20 and that has a free end interposed between the cam 3 and the rocker arm 6. have.

ローラリンク22は各気筒ごとに設けられており、ギアリンク21の回動に伴うコントロールシャフト20の旋回に応じて連動動作し、これによるローラリンク22の揺動支点の変位に応じてバルブ2のリフト量を変化させるようになっている。コントロールシャフト20はリンクホルダ30を介してカムホルダ11に旋回可能に支持されている。なお、ギアリンク21及びローラリンク22の回動中心線は互いに平行となっている。   The roller link 22 is provided for each cylinder, and operates in conjunction with the turning of the control shaft 20 accompanying the rotation of the gear link 21, and the valve 2 according to the displacement of the swing fulcrum of the roller link 22 caused thereby. The lift amount is changed. The control shaft 20 is rotatably supported by the cam holder 11 via the link holder 30. The rotation center lines of the gear link 21 and the roller link 22 are parallel to each other.

ギアリンク21は、カムホルダ11に設けられた支軸23周りに回動するアーム部24と、このアーム部24の遊端側から周方向に円弧状に延出されて、アクチュエータ14側のギアに噛み合うギア部25とを有しており、アクチュエータ14の駆動力により回動動作する。またアーム部24の遊端側には、コントロールシャフト20を回動可能に保持するシャフトホルダ26が形成されている。   The gear link 21 extends in an arc shape in the circumferential direction from the free end side of the arm portion 24 that rotates around the support shaft 23 provided in the cam holder 11, and serves as a gear on the actuator 14 side. The gear portion 25 is engaged with the gear portion 25 and is rotated by the driving force of the actuator 14. A shaft holder 26 is formed on the free end side of the arm portion 24 to hold the control shaft 20 in a rotatable manner.

ローラリンク22は、コントロールシャフト20に嵌合して揺動支点となる基部28と、この基部28から延出された1対のアーム部29とを有している。アーム部29の先端には、カムシャフト4のカム3に転接するローラ31と、ロッカアーム6のスリッパ面に転接するローラシャフト32とを有している。   The roller link 22 has a base portion 28 that is fitted to the control shaft 20 and serves as a rocking fulcrum, and a pair of arm portions 29 extending from the base portion 28. At the tip of the arm portion 29, there are a roller 31 that is in rolling contact with the cam 3 of the camshaft 4, and a roller shaft 32 that is in contact with the slipper surface of the rocker arm 6.

ロッカアーム6は、カムホルダ11に保持されたロッカシャフト34に回転自在に支持される基部35と、この基部35から延出された1対のアーム部36とを有しており、この1対のアーム部36にはそれぞれ、図3に示すように、バルブ2のステムエンド37を押圧するチップ部38と、その位置を調整するアジャストスクリュ39とが設けられている。   The rocker arm 6 includes a base portion 35 rotatably supported by a rocker shaft 34 held by the cam holder 11, and a pair of arm portions 36 extending from the base portion 35, and the pair of arms As shown in FIG. 3, each of the portions 36 is provided with a tip portion 38 that presses the stem end 37 of the valve 2 and an adjustment screw 39 that adjusts its position.

このように構成された開弁特性可変型動弁装置においては、ギアリンク21が、支軸23(図2参照)を中心にして回動するのに伴ってローラリンク22の揺動支点となるコントロールシャフト20が変位することでバルブ2のリフト量が変化し、ギアリンク21の回動角度位置(リンク角)に応じて、バルブ2のリフト量を無段階に調整することができる。   In the valve opening characteristic variable valve operating apparatus configured as described above, the gear link 21 becomes a swing fulcrum of the roller link 22 as it rotates about the support shaft 23 (see FIG. 2). When the control shaft 20 is displaced, the lift amount of the valve 2 changes, and the lift amount of the valve 2 can be adjusted steplessly according to the rotation angle position (link angle) of the gear link 21.

アイドル運転時等にバルブリフトを低減させる場合には、ギアリンク21を図3(A)に示す最小リフト位置(例えばリンク角=0度)とし、この場合、ローラリンク22の揺動支点となるコントロールシャフト20が、ロッカアーム6の上方に位置し、カム3によってローラ31が押し下げられても、矢印で示すようにローラシャフト32がスリッパ面33に沿って転動することで、ロッカアーム6の揺動量(すなわち、バルブ2のリフト量)が小さくなる。   When reducing the valve lift during idling or the like, the gear link 21 is set to the minimum lift position (for example, link angle = 0 degree) shown in FIG. 3A, and in this case, it becomes the swing fulcrum of the roller link 22. Even if the control shaft 20 is positioned above the rocker arm 6 and the roller 31 is pushed down by the cam 3, the roller shaft 32 rolls along the slipper surface 33 as indicated by the arrow, so that the rocker arm 6 swings. (That is, the lift amount of the valve 2) is reduced.

一方、高負荷運転時等にバルブリフトを増大させる場合には、ギアリンク21を図3(B)に示す最大リフト位置(例えばリンク角=60度)とし、この場合、ローラリンク22の揺動支点となるコントロールシャフト20が、ロッカアーム6の側方に位置し、カム3によってローラ31が押し下げられると、スリッパ面33に沿ったローラシャフト32の転動が殆ど起こらないことから、バルブ2のリフト量が大きくなる。   On the other hand, when increasing the valve lift during high load operation or the like, the gear link 21 is set to the maximum lift position (for example, link angle = 60 degrees) shown in FIG. 3B, and in this case, the roller link 22 is swung. When the control shaft 20 serving as a fulcrum is located on the side of the rocker arm 6 and the roller 31 is pushed down by the cam 3, the roller shaft 32 hardly rolls along the slipper surface 33. The amount increases.

図4は、図1に示したアクチュエータの要部断面図である。図5は、図4のV−V線で切断した断面図である。図6は、図4のVI−VI線で切断した断面図である。図7は、図1に示したアクチュエータの側面図である。図8は、図1に示したアクチュエータの底面側を示す斜視図である。図9は、図1に示したエンジンの上部にヘッドカバーを取り付けた状態を示す斜視図である。   4 is a cross-sectional view of the main part of the actuator shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. FIG. 7 is a side view of the actuator shown in FIG. FIG. 8 is a perspective view showing the bottom side of the actuator shown in FIG. FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a head cover is attached to the upper part of the engine shown in FIG.

アクチュエータ14は、図4に示すように、ギアリンク21を駆動する電動モータ(駆動源)41と、この電動モータ41の運動をギアリンク21に伝達するリンク駆動用ギア機構42と、ギアリンク21の角度位置(リンク角)を検出するポジションセンサ43(図1参照)と、ギアリンク21の運動をポジションセンサ43に伝達するセンサ検出用ギア機構44とを有している。   As shown in FIG. 4, the actuator 14 includes an electric motor (drive source) 41 that drives the gear link 21, a link drive gear mechanism 42 that transmits the movement of the electric motor 41 to the gear link 21, and the gear link 21. A position sensor 43 (see FIG. 1) for detecting the angular position (link angle) of the gear link 21 and a sensor detection gear mechanism 44 for transmitting the movement of the gear link 21 to the position sensor 43.

電動モータ41は、ブラシレスモータであり、エンジンECUにおいて、運転者によるスロットルペダルの踏込量や冷却水温等、種々の運転情報に基づいて設定されたバルブ2の目標リフト量、すなわちギアリンク21の回動角度位置(リンク角)にポジションセンサ43の検出位置が一致するように電動モータ41の駆動電流が制御される。   The electric motor 41 is a brushless motor. In the engine ECU, the target lift amount of the valve 2 set based on various operation information such as the depression amount of the throttle pedal and the coolant temperature by the driver, that is, the rotation of the gear link 21. The drive current of the electric motor 41 is controlled so that the detection position of the position sensor 43 coincides with the moving angle position (link angle).

リンク駆動用ギア機構42は、図5に示すように、電動モータ41の出力軸45に設けられた第1ギア51と、この第1ギア51に歯合する第2ギア52と、この第2ギア52に同軸的且つ相対回転不能に設けられた第3ギア53とを有しており、この第3ギア53がギアリンク21に歯合することで、電動モータ41の駆動力が2段階に減速されてギアリンク21に伝達される。   As shown in FIG. 5, the link driving gear mechanism 42 includes a first gear 51 provided on the output shaft 45 of the electric motor 41, a second gear 52 that meshes with the first gear 51, and the second gear 52. The gear 52 has a third gear 53 provided coaxially and relatively non-rotatably. The third gear 53 meshes with the gear link 21, so that the driving force of the electric motor 41 is in two stages. It is decelerated and transmitted to the gear link 21.

リンク駆動用の第2ギア52及び第3ギア53は、シャフト55で連結されており、このシャフト55は、軸受56・57を介してハウジング47に支持されている。   The second gear 52 and the third gear 53 for link driving are connected by a shaft 55, and the shaft 55 is supported by the housing 47 via bearings 56 and 57.

図6に示すように、センサ検出用ギア機構44は、ギアリンク21に歯合する第1ギア61と、この第1ギア61に同軸的且つ相対回転不能に設けられた第2ギア62と、この第2ギア62に歯合する第3ギア63とを有しており、この第3ギア63と一体的に、ポジションセンサ43の検出部65に係合するセンサ係合部66が回転することで、ポジションセンサ43によりギアリンク21の角度位置(リンク角)が検出される。   As shown in FIG. 6, the sensor detection gear mechanism 44 includes a first gear 61 that meshes with the gear link 21, a second gear 62 that is provided coaxially with the first gear 61 and is relatively non-rotatable, A third gear 63 that meshes with the second gear 62 is provided, and the sensor engaging portion 66 that engages with the detecting portion 65 of the position sensor 43 rotates integrally with the third gear 63. Thus, the angular position (link angle) of the gear link 21 is detected by the position sensor 43.

ポジションセンサ43は、いわゆるホールセンサであり、ハウジング内に、検出部65の回転を検出するためのホール素子、永久磁石、及び制御基板などが収容されている。   The position sensor 43 is a so-called hall sensor, and a hall element, a permanent magnet, a control board, and the like for detecting the rotation of the detection unit 65 are accommodated in the housing.

センサ検出用の第1ギア61及び第2ギア62は、シャフト68で連結されており、このシャフト55は、軸受69を介してハウジング47に支持されている。センサ検出用の第3ギア63はシャフト71の一端側に連結され、シャフト71の他端側にはセンサ係合部66が連結されており、このシャフト71は、軸受72を介してハウジング47に支持されている。   The first gear 61 and the second gear 62 for sensor detection are connected by a shaft 68, and the shaft 55 is supported by the housing 47 via a bearing 69. The sensor detection third gear 63 is connected to one end of the shaft 71, and the sensor engaging portion 66 is connected to the other end of the shaft 71. The shaft 71 is connected to the housing 47 via a bearing 72. It is supported.

このアクチュエータ14のハウジング47は、図7に示すように、ギア51〜53・61〜63の軸線方向に分割された第1・第2・第3の3つの分割体81・82・83で構成されている。各分割体81・82・83は、アルミニウム合金などの金属材料の鋳造により製作される。   As shown in FIG. 7, the housing 47 of the actuator 14 includes first, second, and third divided bodies 81, 82, and 83 divided in the axial direction of gears 51 to 53 and 61 to 63. Has been. Each of the divided bodies 81, 82, 83 is manufactured by casting a metal material such as an aluminum alloy.

第1の分割体81には、図5に示すように、電動モータ41が収容されると共に、リンク駆動用の第2ギア52及び第3ギア53の軸受56を保持する軸受保持部85が設けられている。第1の分割体81と第2の分割体82との間に画成される空室88には、リンク駆動用の第1ギア51及び第2ギア52が収容されている。第2の分割体82には、リンク駆動用の第2ギア52及び第3ギア53の軸受57を保持する軸受保持部86が設けられており、また図6に示すように、センサ検出用の第1ギア61及び第2ギア62の軸受69を保持する軸受保持部87が設けられている。   As shown in FIG. 5, the first divided body 81 is provided with a bearing holding portion 85 that holds the electric motor 41 and holds the bearings 56 of the second gear 52 and the third gear 53 for link driving. It has been. A vacant space 88 defined between the first divided body 81 and the second divided body 82 accommodates a first gear 51 and a second gear 52 for link driving. The second divided body 82 is provided with a bearing holding portion 86 that holds the bearings 57 of the second gear 52 and the third gear 53 for driving the link. As shown in FIG. A bearing holding portion 87 that holds the bearings 69 of the first gear 61 and the second gear 62 is provided.

図5に示すように、第1の分割体81と第2の分割体82との接合部分には、ベースプレート13に対向する側に開口89が開設されており、この開口89にギアリンク21が挿入されてリンク駆動用の第3ギア53に歯合する。またこの開口89から第2ギア52が突出している。さらに図6に示すように、開口89からセンサ検出用の第1ギア61が突出してギアリンク21に歯合している。   As shown in FIG. 5, an opening 89 is formed in the joint portion between the first divided body 81 and the second divided body 82 on the side facing the base plate 13, and the gear link 21 is formed in the opening 89. Inserted and meshed with the third gear 53 for link driving. Further, the second gear 52 protrudes from the opening 89. Further, as shown in FIG. 6, the first gear 61 for sensor detection protrudes from the opening 89 and meshes with the gear link 21.

図7に示すように、アクチュエータ14が設置されるベースプレート13には、アクチュエータ14側から突出したリンク駆動用の第2ギア52、及び軸受保持部85・86を受容すると共に、ギアリンク21のギア部25をアクチュエータ14側のリンク駆動用の第3ギア53、及びセンサ検出用の第1ギア61に歯合させるために、開口101が開設されている。   As shown in FIG. 7, the base plate 13 on which the actuator 14 is installed receives the second gear 52 for driving the link protruding from the actuator 14 side and the bearing holding portions 85 and 86, and the gear of the gear link 21. An opening 101 is opened to mesh the portion 25 with the third gear 53 for driving the link on the actuator 14 side and the first gear 61 for sensor detection.

アクチュエータ14のハウジング47は、ベースプレート13の開口101の周縁部でベースプレート13と当接しており、ここには開口101を取り囲むようにOリング(シール手段)105が設けられている。このOリング105は、ベースプレート13に形成された溝106に装填され、ベースプレート13に対するハウジング47の当接面107に圧接して、ハウジング47の内部と動弁室10とを連通させた状態で密閉する。   The housing 47 of the actuator 14 is in contact with the base plate 13 at the periphery of the opening 101 of the base plate 13, and an O-ring (seal means) 105 is provided so as to surround the opening 101. The O-ring 105 is loaded in a groove 106 formed in the base plate 13, pressed against the contact surface 107 of the housing 47 with respect to the base plate 13, and sealed in a state where the inside of the housing 47 and the valve operating chamber 10 are communicated. To do.

またアクチュエータ14のハウジング47は、図8に示すように、複数のボルト91によりベースプレート13に対して締結固定される。ここでは、第1の分割体81に、左右に2本ずつのボルト91が挿通されるボルト挿通孔92・93が開設された取付部94・95が側方に突出した状態で形成されている。また第2の分割体82にも、左右に1本ずつのボルト91が挿通されるボルト挿通孔96が開設された取付部97が側方に突出した状態で形成されている。   The housing 47 of the actuator 14 is fastened and fixed to the base plate 13 by a plurality of bolts 91 as shown in FIG. Here, the first divided body 81 is formed in a state in which mounting portions 94 and 95 in which bolt insertion holes 92 and 93 into which two bolts 91 are inserted on the left and right sides are opened protrude sideways. . Further, the second divided body 82 is also formed with a mounting portion 97 having a bolt insertion hole 96 through which one bolt 91 is inserted on each of the left and right sides protruding in a lateral direction.

第1の分割体81におけるベースプレート13に対向する側には、凹部111が設けられており、この凹部111は、取付部94・95の締付坐面94a・95a、及びOリング105が配置される当接面107を残して、底壁部112の外面を上側に後退させた態様で設けられており、取付部94・95の締付坐面94a・95a側がボス状に突出すると共に、底壁部112の外面と当接面107との間に段差が形成されている。   On the side facing the base plate 13 in the first divided body 81, a recess 111 is provided, and in this recess 111, the fastening seat surfaces 94 a and 95 a of the mounting portions 94 and 95 and the O-ring 105 are arranged. The mounting surface 94a / 95a side of the mounting portion 94/95 protrudes like a boss while the outer surface of the bottom wall 112 is retracted upward while leaving the contact surface 107 to be A step is formed between the outer surface of the wall portion 112 and the contact surface 107.

この凹部111は、図7に示すように、電動モータ41が収容される部分に概ね対応するように設けられており、取付部94・95の締付坐面94a・95aと、Oリング105が配置される当接面107のみが略平板状のベースプレート13の取付面13aに当接し、ベースプレート13の取付面13aと第1の分割体81の底壁部112の外面との間に、冷却空気が流通する間隙が画成され、第1の分割体81の側方や上方と共に、ベースプレート13の取付面13aに対向する下方からの放熱も可能になるため、放熱面積が増大して、電動モータ41の昇温による効率低下を抑制することができ、さらに第1の分割体81の全周に渡って放熱が行われるため、内部の温度分布を均一化して、熱応力による影響を抑制することができる。   As shown in FIG. 7, the recess 111 is provided so as to substantially correspond to the portion in which the electric motor 41 is accommodated, and the fastening seat surfaces 94 a and 95 a of the mounting portions 94 and 95 and the O-ring 105 are provided. Only the contact surface 107 to be disposed contacts the mounting surface 13a of the substantially flat base plate 13, and cooling air is provided between the mounting surface 13a of the base plate 13 and the outer surface of the bottom wall portion 112 of the first divided body 81. Is formed, and heat can be radiated from the lower side facing the mounting surface 13a of the base plate 13 along with the side and upper side of the first divided body 81, so that the heat radiating area is increased and the electric motor is increased. The efficiency reduction due to the temperature rise of 41 can be suppressed, and furthermore, heat is dissipated over the entire circumference of the first divided body 81, so that the internal temperature distribution is made uniform and the influence of thermal stress is suppressed. Can do.

このアクチュエータ14は、図1に示したように、動弁室10の上側を覆うように配置されたベースプレート13上に設置され、ここには図9に示すように、動弁室10を覆うヘッドカバー131が配設されるが、このヘッドカバー131は、アクチュエータ14の周囲を取り囲むように設けられ、アクチュエータ14及びその近傍のベースプレート13の部分は露出されているため、エンジンルーム内の空気がアクチュエータ14の周辺を流通し、特にアクチュエータ14とベースプレート13との間の間隙にも空気が流通するため、アクチュエータ14の放熱が促進される。   As shown in FIG. 1, the actuator 14 is installed on a base plate 13 disposed so as to cover the upper side of the valve operating chamber 10, and here, as shown in FIG. 9, a head cover that covers the valve operating chamber 10. The head cover 131 is provided so as to surround the actuator 14, and the actuator 14 and the base plate 13 in the vicinity thereof are exposed. Since air circulates in the periphery, and particularly in the gap between the actuator 14 and the base plate 13, heat dissipation of the actuator 14 is promoted.

本発明によるエンジンの上部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the upper part of the engine by this invention. 図1に示したエンジンの開弁特性可変型動弁装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the valve opening characteristic variable type valve operating apparatus of the engine shown in FIG. 図2に示した開弁特性可変型動弁装置の動作状況を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an operation state of the valve opening characteristic variable valve operating apparatus shown in FIG. 2. 図1に示したアクチュエータの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the actuator shown in FIG. 図4のV−V線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the VV line | wire of FIG. 図4のVI−VI線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the VI-VI line of FIG. 図1に示したアクチュエータの側面図である。It is a side view of the actuator shown in FIG. 図1に示したアクチュエータの底面側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bottom face side of the actuator shown in FIG. 図1に示したエンジンの上部にヘッドカバーを取り付けた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which attached the head cover to the upper part of the engine shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2 バルブ
10 動弁室
13 ベースプレート、13a 取付面
14 アクチュエータ
20 コントロールシャフト(制御部材)
21 ギアリンク(制御部材)
22 ローラリンク(制御部材)
41 電動モータ(駆動源)
42 リンク駆動用ギア機構
43 ポジションセンサ
44 センサ検出用ギア機構
47 ハウジング
51〜53 リンク駆動用ギア(動力伝達部材)
61〜63 センサ検出用ギア
81〜83 分割体
89 開口
91 ボルト
92・93・96 ボルト挿通孔
94・95・97 取付部
94a・95a 締付坐面
101 開口
105 Oリング(シール手段)
106 溝
107 当接面
111 凹部
112 底壁部
2 Valve 10 Valve chamber 13 Base plate, 13a Mounting surface 14 Actuator 20 Control shaft (control member)
21 Gear link (control member)
22 Roller link (control member)
41 Electric motor (drive source)
42 Link drive gear mechanism 43 Position sensor 44 Sensor detection gear mechanism 47 Housing 51 to 53 Link drive gear (power transmission member)
61-63 Sensor detection gears 81-83 Split body 89 Opening 91 Bolt 92/93/96 Bolt insertion hole 94/95/97 Mounting portion 94a / 95a Tightening seat surface 101 Opening 105 O-ring (sealing means)
106 Groove 107 Contact surface 111 Recess 112 Bottom wall

Claims (2)

動弁室内に設けられて吸気または排気を行うバルブの開弁特性を変更する制御部材と、この制御部材を駆動するアクチュエータとを有し、
このアクチュエータが、駆動源としての電動モータと、この電動モータの駆動力を前記制御部材に伝達する動力伝達部材と、前記電動モータ及び前記動力伝達部材を収容するハウジングとを備え、前記動弁室の上側を覆うように設けられたベースプレート上に配設され、
前記ハウジングが、前記動力伝達部材が収容される部分の下面側に、前記ベースプレートの取付面に当接する当接面を備え、この当接面及び前記ベースプレートの取付面にそれぞれ、前記制御部材と前記動力伝達部材とを連結するための開口が開設されると共に、この開口を取り囲むようにシール手段が設けられ、
前記ハウジングが、前記電動モータが収容される部分の下面側に、前記ベースプレートの取付面に当接する取付部を備え、この取付部の坐面側がボス状に突出すると共に、底壁部の外面と前記当接面との間に段差が形成されて、前記ベースプレートの取付面と前記底壁部の外面との間に、冷却空気が流通する間隙が画成されるようにしたことを特徴とする開弁特性可変型動弁装置。
A control member that is provided in the valve operating chamber and changes a valve opening characteristic of a valve that performs intake or exhaust, and an actuator that drives the control member,
The actuator comprises an electric motor as a driving source, a power transmitting member for transmitting the driving force of the electric motor to the control member, and a housing for accommodating the electric motor and the power transmission member, said valve-operating chamber On the base plate provided to cover the upper side of the
The housing includes a contact surface that contacts a mounting surface of the base plate on a lower surface side of a portion in which the power transmission member is accommodated, and the control member and the mounting surface of the base plate are respectively provided on the contact surface and the mounting surface of the base plate. An opening for connecting the power transmission member is established, and a sealing means is provided so as to surround the opening,
The housing includes a mounting portion that contacts the mounting surface of the base plate on a lower surface side of a portion in which the electric motor is accommodated, and a seating surface side of the mounting portion protrudes in a boss shape, and an outer surface of the bottom wall portion A step is formed between the contact surface, and a gap through which cooling air flows is defined between the mounting surface of the base plate and the outer surface of the bottom wall portion. Variable valve opening characteristics valve operating device.
前記制御部材が、気筒が配列された横方向の軸周りに回動するように設けられ、
前記アクチュエータが、前記電動モータの出力軸と前記制御部材の回動軸とが平行となるように配置されたことを特徴とする請求項1に記載の開弁特性可変型動弁装置。
The control member is provided so as to rotate around a horizontal axis in which the cylinders are arranged,
The variable valve opening characteristic valve operating device according to claim 1, wherein the actuator is arranged so that an output shaft of the electric motor and a rotation shaft of the control member are parallel to each other .
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