JP2785067B2 - Variable valve timing valve train for multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、４サイクル内燃機関の運転状態に応じて吸
排気弁の開弁時期と閉弁時期、換言すれば開弁時期と開
弁期間とを共に適正に調整することができる直列多気筒
内燃機関の動弁装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling the opening and closing timings of intake and exhaust valves, in other words, the opening timing and opening duration, in accordance with the operating state of a four-stroke internal combustion engine. The present invention relates to a valve train for an in-line multi-cylinder internal combustion engine that can be appropriately adjusted.

従来技術 ４サイクル内燃機関においては、高速域で吸排気弁の
開放時期を早めかつ吸排気弁の閉塞時期を遅らせて、バ
ルブオーバラップ期間（吸排気弁が同時に開放されてい
る期間）を長期化し、吸排気弁の慣性効果を利用し吸排
気効率を高めて内燃期間の高出力化を図り、また低速域
では吸排気弁の開放時期を遅らせるとともに吸排気弁の
閉塞時期を早めることにより、バルブオーバラップ期間
を短縮化し、排気再循環、吸気の吹き抜けを防止して、
機関出力低下を避けるために、従来では、種々の可変バ
ルブタイミング動弁装置が提供されてきた。2. Description of the Related Art In a four-stroke internal combustion engine, a valve overlap period (a period during which the intake and exhaust valves are simultaneously opened) is extended by increasing the opening timing of the intake and exhaust valves and delaying the closing timing of the intake and exhaust valves in a high speed range. By increasing the intake and exhaust efficiency by using the inertial effect of the intake and exhaust valves to increase the output during the internal combustion period, and by delaying the opening timing of the intake and exhaust valves and shortening the closing timing of the intake and exhaust valves in the low speed range, the valve Shortening the overlap period, preventing exhaust recirculation and intake air blow-through,
Conventionally, various variable valve timing valve operating devices have been provided in order to avoid a decrease in engine output.

従来の可変バルブタイミング動弁装置として、特開昭
56−104130号公報に記載されたものがあり、該動弁装置
においては、クランクシャフトの２分の１の回転速度で
回転駆動される駆動軸は、中空カム軸内に遊嵌され、こ
の駆動軸に一体に中間部材が嵌着され、この中間部材に
リンクを介して前記中空カム軸が結合されており、駆動
軸をピストン軸線に対して直角な方向に偏心させること
により、中空カム軸の角速度を周期的に変化させ、バル
ブの開放開始時期と閉塞時期とを変え、バルブオーバラ
ップ期間を延長または短縮させるようになっていた。As a conventional variable valve timing valve train,
In this valve operating device, a drive shaft that is rotationally driven at a half rotation speed of a crankshaft is loosely fitted in a hollow cam shaft, and An intermediate member is integrally fitted to the shaft, and the hollow cam shaft is connected to the intermediate member via a link. By eccentricizing the drive shaft in a direction perpendicular to the piston axis, the hollow cam shaft is The angular velocity is periodically changed to change a valve opening start time and a valve closing time, thereby extending or shortening a valve overlap period.

特開昭56−104130号公報に記載の可変バルブタイミン
グ動弁装置においては、前記中核部材を各気筒毎に設
け、リンクの枢着位置を各気筒の点火時期に対応させて
設定しているため、点火時期の異なる直列４気筒内燃期
間に適用可能であるものの、駆動トルクの大きな駆動軸
をピストン軸線に対して直角な駆動軸半径方向に移動さ
せなければならないため、駆動軸移動機構が大型・複雑
化することが避けられず、また駆動軸移動に伴いクラン
クシャフトと駆動軸との間の軸間距離も僅かに変化する
ため、クランクシャフトから駆動軸へのカム駆動力伝達
系を構成するギヤトレンにバックラッシュが大きくなる
という好ましくない現象が発生した。In the variable valve timing valve apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 56-104130, the core member is provided for each cylinder, and the pivot position of the link is set in accordance with the ignition timing of each cylinder. Although it is applicable to an in-line four-cylinder internal combustion period with different ignition timings, the drive shaft with a large drive torque must be moved in the radial direction of the drive shaft perpendicular to the piston axis. The gear train, which constitutes a cam drive force transmission system from the crankshaft to the drive shaft, is inevitably complicated, and the center distance between the crankshaft and the drive shaft slightly changes with movement of the drive shaft. The undesired phenomenon that the backlash becomes large occurred.

このような難点を克服するために、本出願人は、偏心
シャフトを用いて吸排気弁の開弁時期を適正に調整する
ことができる構造が比較的簡単でコンパクトな可変バル
ブタイミング動弁装置（特開昭63−1707号公報参照）を
出願した。In order to overcome such difficulties, the applicant of the present invention has a relatively simple and compact variable valve timing valve operating device (hereinafter, referred to as a variable valve timing valve operating device) capable of appropriately adjusting the opening timing of an intake / exhaust valve using an eccentric shaft. JP-A-63-1707).

前記出願に係る第１図ないし第２図に図示された可変
バルブタイミング動弁装置では、４サイクル期間01のシ
リンダヘッドにはバルブ02が上下に開閉自在に設けら
れ、その上方にカムドライブシャフト03が回転自在に軸
支されている。In the variable valve timing valve operating apparatus shown in FIGS. 1 and 2 according to the above-mentioned application, a valve 02 is provided on a cylinder head in a four-cycle period 01 so as to be openable and closable up and down, and a cam drive shaft 03 is provided above the valve 02. Are rotatably supported.

さらに、中空カムドライブシャフト03の外周面にバル
ブ開閉用カム04が回転自在に嵌合されるとともに、中空
カムドライブシャフト03内に偏心シャフト07が回転自在
に嵌挿され、中空カムドライブシャフト03に形成された
ローラ保持窓03aにローラ05が回転自在にかつ偏心シャ
フト07の偏心軸部07aで支持されて嵌入され、このロー
ラ05の外周に偏心カラー06が嵌合され、この偏心カラー
06はバルブ開閉用カム04の係合突起04bに係合されると
とも、中空カムドライブシャフト03とピン09により一体
的に回転される駆動カラー08の係合突起08abとも係合さ
れている。Further, a valve opening / closing cam 04 is rotatably fitted to the outer peripheral surface of the hollow cam drive shaft 03, and an eccentric shaft 07 is rotatably inserted into the hollow cam drive shaft 03, and the hollow cam drive shaft 03 The roller 05 is rotatably fitted into the formed roller holding window 03a while being supported by the eccentric shaft portion 07a of the eccentric shaft 07, and the eccentric collar 06 is fitted around the outer periphery of the roller 05.
06 is engaged with the engagement projection 04b of the valve opening / closing cam 04, and is also engaged with the engagement projection 08ab of the drive collar 08 that is integrally rotated by the hollow cam drive shaft 03 and the pin 09.

そして、中空カムドライブシャフト03は適宜の機構に
よりクランクシャフトの２分の１の回転速度で回転駆動
されるとともに、内燃機関の回転速度に基づいてコント
ロールギア010が駆動されて偏心シャフト07が回転さ
れ、偏心シャフト07の偏心軸部07aの周方向位置が調整
されるようになっている。Then, the hollow cam drive shaft 03 is driven to rotate at half the rotation speed of the crankshaft by an appropriate mechanism, and the control gear 010 is driven based on the rotation speed of the internal combustion engine to rotate the eccentric shaft 07. The position of the eccentric shaft 07a of the eccentric shaft 07 in the circumferential direction is adjusted.

そこで、例えば内燃機関の高速域では、偏心軸部07a
の偏心中心がバルブ02寄りとなるように偏心シャフト07
が回転調整されると、クランクシャフトに同期して回転
される中空カムドライブシャフト03と一体的に駆動カラ
ー08が回転し、その係合突起08aを介して偏心カラー06
が回転駆動されるが、偏心カラー06は、前記偏心軸部に
沿って回転されているローラ05により支持されるため
に、バルブ02寄りに偏心して回転されることとなる。そ
して、この偏心カラー06により係合突起04bを介してバ
ルブ開閉用カム04が回転駆動されると、特開昭63−1707
号公報に詳記するようにバルブ開閉用カム04の角速度が
変化し、カム山04aによるバルブの開放開始時期早めら
れ、かつバルブの閉塞時期が遅延され、バルブオーバラ
ップ期間が延長化される。Therefore, for example, in the high speed region of the internal combustion engine, the eccentric shaft portion 07a
Eccentric shaft 07 so that the eccentric center of
Is adjusted in rotation, the drive collar 08 rotates integrally with the hollow cam drive shaft 03 which is rotated in synchronization with the crankshaft, and the eccentric collar 06
Is driven to rotate, but the eccentric collar 06 is eccentrically rotated toward the valve 02 because it is supported by the roller 05 rotated along the eccentric shaft. When the valve opening / closing cam 04 is rotationally driven by the eccentric collar 06 via the engagement projection 04b, the Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1707 is disclosed.
As described in detail in the publication, the angular velocity of the valve opening / closing cam 04 changes, the opening timing of the valve by the cam peak 04a is advanced, the closing timing of the valve is delayed, and the valve overlap period is extended.

解決しようとする課題 第１図に図示の可変バルブタイミング動弁装置では、
各気筒毎にバルブ開閉用カム04、偏心カラー06および駆
動カラー08を設けることにより、点火時期が異なる直列
多気筒内燃機関に適用することができるが、シリンダヘ
ッドにジャーナル011を介して軸支される中空カムドラ
イブシャフト03の外周にバルブ開閉用カム04を相対的に
回転自在に嵌合するとともに、中空カムドライブシャフ
ト03内に偏心シャフト07を回転自在に嵌挿しているた
め、中空カムドライブシャフト03の曲げ剛性が比較的小
さく、中空カムドライブシャフト03の半径方向に指向し
たバルブ02のスプリング反力による曲げモーメントでも
って比較的大きな曲げ変形を起こし易い。Problems to be Solved In the variable valve timing valve operating device shown in FIG.
By providing the valve opening / closing cam 04, the eccentric collar 06, and the driving collar 08 for each cylinder, it can be applied to an in-line multi-cylinder internal combustion engine having different ignition timings, but is supported on the cylinder head via the journal 011. Since the valve opening / closing cam 04 is relatively rotatably fitted to the outer periphery of the hollow cam drive shaft 03, and the eccentric shaft 07 is rotatably fitted inside the hollow cam drive shaft 03, the hollow cam drive shaft The bending rigidity of the valve 03 is relatively small, and a relatively large bending deformation is likely to occur due to the bending moment caused by the spring reaction force of the valve 02 directed in the radial direction of the hollow cam drive shaft 03.

このような中空カムドライブシャフト03の曲げ変形を
阻止するために、バルブ開閉用カム04をシリンダヘッド
に枢支し、このバルブ開閉用カム04内に中空カム駆動カ
ラー08を嵌挿するとともに、バルブ開閉用カム04および
駆動カラー08内に偏心シャフト07を嵌挿すると、中空カ
ム駆動カラー08の軸方向両側に位置した２個のバルブ開
閉用カム04を回転させることができるだけであるので、
直列に３個以上に配列されたバルブ開閉用カム04を回転
させるには、カムドライブシャフト03をバルブ開閉用カ
ム04と平行して別個に配置する必要が生ずる。In order to prevent such a bending deformation of the hollow cam drive shaft 03, a valve opening / closing cam 04 is pivotally supported by a cylinder head, and a hollow cam driving collar 08 is inserted into the valve opening / closing cam 04, and the valve is opened. When the eccentric shaft 07 is inserted into the opening / closing cam 04 and the driving collar 08, only the two valve opening / closing cams 04 located on both axial sides of the hollow cam driving collar 08 can be rotated.
In order to rotate three or more valve opening / closing cams 04 arranged in series, it is necessary to separately arrange the cam drive shaft 03 in parallel with the valve opening / closing cams 04.

課題を解決するための手段および作用 本発明は、直列に配列されたバルブ開閉用カムと別個
にカムドライブシャフトを配置することを必要とせずに
直列多気筒内燃機関に適用することができる可変バルブ
タイミング動弁装置に係り、吸気弁および排気弁のいず
れか一方または両方を開弁させるカムを一体に形成した
バルブ開閉用中空カムを直列に２本以上配置した多気筒
４サイクル内燃機関において、前記複数本の中空カムの
うちの第１中空カムの一端は、第１気筒のクランク回転
角におけるカム角速度を変える第１カム角速度変更機構
を介してクランクシャフトの半分の回転速度で定速回転
するカム駆動部材に連結され、前記第１中空カムの他端
は、前記第１カム角速度可変機構のカム角速度をカム変
更角速度以前の定速角速度に復帰させるカム角速度復帰
機構と、第２気筒のクランク回転角におけるカム角速度
を変える第２カム角速度変更機構と、前記カム角速度復
帰機構および第２カム角速度変更機構を相互に結合する
結合機構とを介して第２中空カムの一端に連結されたこ
とを特徴とするものである。The present invention provides a variable valve that can be applied to an in-line multi-cylinder internal combustion engine without having to arrange a cam drive shaft separately from a valve opening / closing cam arranged in series. A multi-cylinder four-cycle internal combustion engine in which two or more valve opening / closing hollow cams integrally formed with a cam that opens one or both of an intake valve and an exhaust valve according to a timing valve operating apparatus is provided. One end of the first hollow cam of the plurality of hollow cams is a cam that rotates at a constant speed at half the rotation speed of the crankshaft via a first cam angular speed changing mechanism that changes the cam angular speed at the crank rotation angle of the first cylinder. The other end of the first hollow cam is connected to a driving member, and the other end of the first hollow cam returns the cam angular velocity of the first cam angular velocity variable mechanism to a constant velocity angular velocity before the cam change angular velocity. A cam angular velocity returning mechanism, a second cam angular velocity changing mechanism for changing a cam angular velocity at a crank rotation angle of the second cylinder, and a coupling mechanism for mutually coupling the cam angular velocity returning mechanism and the second cam angular velocity changing mechanism. It is characterized in that it is connected to one end of the second hollow cam.

本発明は前記したように構成されているため、多気筒
内燃機関の運転中においては、前記カム駆動部材はクラ
ンクシャフトの半分の回転速度で定速回転され、該カム
駆動部材および第１中空カムの一端に介装された第１カ
ム角度変更機構によって、該第１中空カムは周期的に加
速および減速され、前記第１中空カムに対応した第１気
筒の吸排気弁の開閉時期が調整される。そして前記第１
中空カムの他端に付設されたカム角速度復帰機構によっ
て、前記第１中空カムにおける周期的加減速が修正され
て、前記結合機構は定速回転駆動され、該結合機構およ
び第２中空カムの一端に介装された第２カム角度変更機
構によって、該第２中空カムは周期的に加速および減速
され、前記第２中空カムに対応した第２気筒の吸排気弁
の開閉時期が調整される。Since the present invention is configured as described above, during operation of the multi-cylinder internal combustion engine, the cam driving member is rotated at a constant speed at half the rotation speed of the crankshaft, and the cam driving member and the first hollow cam are rotated. The first hollow cam is periodically accelerated and decelerated by a first cam angle changing mechanism interposed at one end of the first cylinder, and the opening / closing timing of the intake / exhaust valve of the first cylinder corresponding to the first hollow cam is adjusted. You. And the first
The periodic acceleration / deceleration of the first hollow cam is corrected by a cam angular velocity return mechanism provided at the other end of the hollow cam, and the coupling mechanism is driven to rotate at a constant speed. One end of the coupling mechanism and one end of the second hollow cam The second hollow cam is periodically accelerated and decelerated by the second cam angle changing mechanism interposed therebetween, and the opening / closing timing of the intake / exhaust valve of the second cylinder corresponding to the second hollow cam is adjusted.

また本発明においては、前記カム角速度変更機構およ
びカム角速度復帰機構を、前記中空カム内に相対的に回
転可能に嵌装される偏心シャフトと、該偏心シャフトの
偏心部に回転自在に嵌合される入力偏心カラーとで構成
すると、前記可変バルブタイミング動弁装置の構成部品
種類を減少させて構造を簡略化することができ、小型化
とコストダウンを図ることができる。Further, in the present invention, the cam angular velocity changing mechanism and the cam angular velocity returning mechanism are rotatably fitted to an eccentric shaft that is rotatably fitted in the hollow cam, and to an eccentric portion of the eccentric shaft. With such an input eccentric collar, the number of types of components of the variable valve timing valve operating device can be reduced, the structure can be simplified, and downsizing and cost reduction can be achieved.

さらに本発明は、前記カム角速度変更機構を制御する
ための制御機構を、前記中空カムの他端側に配置する
と、該制御機構と前記カム駆動部材とを前記中空カムの
配置方向に沿い配列させることができ、前記可変バルブ
タイミング動弁装置をコンパクトまとめることができ
る。Further, according to the present invention, when a control mechanism for controlling the cam angular velocity changing mechanism is arranged on the other end side of the hollow cam, the control mechanism and the cam driving member are arranged along the arrangement direction of the hollow cam. The variable valve timing valve operating device can be compactly assembled.

さらにまた本発明においては、内燃機関の気筒配列方
向中央に前記カム駆動部材を配置すると、４気筒以上の
偶数気筒の内燃機関であっても、前記中空カムと別個
に、カム駆動軸または偏心シャフトを回転させるための
軸を配置する必要がなくなり、前記可変バルブタイミン
グ動弁装置の構造簡略化、小型軽量化を図ることができ
る。Still further, in the present invention, when the cam drive member is disposed at the center of the cylinder arrangement direction of the internal combustion engine, even in the case of an internal combustion engine having four or more cylinders, a cam drive shaft or an eccentric shaft is provided separately from the hollow cam. There is no need to arrange a shaft for rotating the valve timing, and the structure of the variable valve timing valve operating device can be simplified, and the size and weight can be reduced.

しかも本発明では、前記第２中空カム、第２カム角速
度変更機構および結合機構を２組以上交互に直列に配列
することにより、３気筒以上の内燃機関であっても、カ
ム駆動軸または偏心シャフトを回転させるための軸が前
記中空カムとは別個に必要としなくてすみ、前記可変バ
ルブタイミング動弁装置の構造が簡略化され、小型軽量
化が可能となる。Further, in the present invention, even if the internal combustion engine has three or more cylinders, the cam drive shaft or the eccentric shaft can be provided even if the internal combustion engine has three or more cylinders by alternately arranging two or more sets of the second hollow cam, the second cam angular velocity changing mechanism, and the coupling mechanism. It is not necessary to provide a shaft for rotating the valve separately from the hollow cam, so that the structure of the variable valve timing valve operating device is simplified, and the size and weight can be reduced.

実施例 以下第３図ないし第４図に図示された本発明の一実施
例について説明する。Embodiment An embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 and 4 will be described below.

４サイクル内燃機関０はガソリンを燃料とする直列４
気筒内燃機関で、４個の気筒１は、それぞれ第３図で左
側より１番気筒1a（特許請求の範囲の第２気筒に対応す
る）、２番気筒1b（特許請求の範囲の第１気筒に対応す
る）、３番気筒1c（特許請求の範囲の第１気筒に対応す
る）、４番気筒1d（特許請求の範囲の第２気筒に対応す
る）と称することにする。直列４気筒内燃機関では、動
的釣合いの面から、中央の２番、３番気筒に嵌装された
ピストンはクランクシャフトのクランクピンに同じクラ
ンク角で連結され、両側の１番、４番気筒に嵌装された
ピストンはクランクシャフトのクランクピンに180゜の
クランク角度差でもって連結され、各気筒の点火は、１
−２−４−３番気筒の順序、または１−３−４−２の順
序に従い、クランク角で180゜、カム角で90゜毎に行な
われる。The four-cycle internal combustion engine 0 is a gasoline-fueled
In the cylinder internal combustion engine, the four cylinders 1 are each a first cylinder 1a (corresponding to a second cylinder in the claims) and a second cylinder 1b (the first cylinder in the claims) from the left side in FIG. The third cylinder 1c (corresponding to the first cylinder in the claims) and the fourth cylinder 1d (corresponding to the second cylinder in the claims). In the in-line four-cylinder internal combustion engine, the pistons fitted in the central second and third cylinders are connected to the crankpins of the crankshaft at the same crank angle from the viewpoint of dynamic balance, and the first and fourth cylinders on both sides. The piston fitted to the cylinder is connected to the crankpin of the crankshaft with a crank angle difference of 180 °, and the ignition of each cylinder
According to the order of the # 2-4-3 cylinder or the order of 1-3-4-2, the process is performed at every 180 ° of the crank angle and at every 90 ° of the cam angle.

また４サイクル内燃機関０のシリンダヘッド２には吸
気弁または排気弁たるバルブ３が上下に開閉自在に設け
られ、このバルブ３の頂端に設けられた弁駆動部材たる
スリッパー４とシリンダヘッド２との圧縮コイルスプリ
ングよりなるバルブスプリング５が介装されており、バ
ルブ３はバルブスプリング５のセット荷重により常時閉
塞されるように付勢されている。A valve 3 serving as an intake valve or an exhaust valve is provided on the cylinder head 2 of the four-cycle internal combustion engine 0 so as to be openable and closable up and down. A slipper 4 serving as a valve driving member provided at the top end of the valve 3 A valve spring 5 composed of a compression coil spring is interposed, and the valve 3 is urged to be always closed by a set load of the valve spring 5.

さらに左右１対のカムホルダー６にそれぞれ第１中空
カム軸７、第２中空カム軸８が気筒配列中央ｃを中心と
して左右（第３図で）へ対称に回転自在に枢支され、第
１中空カム軸７、第２中空カム軸８はバルブ３の上方に
位置し、第１中空カム軸７、第２中空カム軸８と一体の
第１カム９、第２カム10がスリッパー４に接触しうるよ
うになっている。Further, a first hollow cam shaft 7 and a second hollow cam shaft 8 are rotatably supported by a pair of left and right cam holders 6 so as to be symmetrically rotatable left and right (in FIG. 3) about a cylinder arrangement center c. The hollow cam shaft 7 and the second hollow cam shaft 8 are located above the valve 3, and the first cam 9 and the second cam 10 integrated with the first hollow cam shaft 7 and the second hollow cam shaft 8 contact the slipper 4. It is possible to do it.

しかして４個の１番,2番,3番,4番気筒1a,1b,1c,1dの
配列方向全長に略匹敵する長さの偏心シャフト15の外周
には、その長さ方向中央から左右端部に向いカムギヤ1
8、第１入力偏心カラー22、第１中空カム軸７、第１プ
レート25、出力偏心カラー29、第２入力偏心カラー32、
第２プレート35、第２中空カム軸８が順次配置されてい
る。The outer circumference of the eccentric shaft 15 having a length substantially equivalent to the total length in the arrangement direction of the four first, second, third, and fourth cylinders 1a, 1b, 1c, and 1d is provided from the center in the length direction. Cam gear 1 facing the end
8, first input eccentric collar 22, first hollow camshaft 7, first plate 25, output eccentric collar 29, second input eccentric collar 32,
The second plate 35 and the second hollow cam shaft 8 are sequentially arranged.

また偏心シャフト15の中央眞円部16aと、これに隣接
した第１眞円部16bには、中央ローラガイド39が嵌合さ
れ、中央ローラガイド39の大径中央部40の外周にカムギ
ヤ18が嵌合され、このカムギヤ18にはバックラッシュ除
去機能を有する副ギヤ20が嵌合され、この副ギヤ20の側
面に座金21が当てがわれた状態で、サーフリップがカム
ギヤ18の溝に係合されている。なおギヤトレイン54はカ
ムギヤ18と図示されないクランクシャフトと一体のギヤ
とに介装されており、カムギヤ18はクランクシャフトの
半分の回転速度で回転されるようになっている。The central roller guide 39 is fitted into the central perfect circle 16a of the eccentric shaft 15 and the first perfect circle 16b adjacent thereto, and the cam gear 18 is provided on the outer periphery of the large-diameter central part 40 of the central roller guide 39. The sub gear 20 having a backlash removing function is fitted to the cam gear 18, and the surf lip is engaged with the groove of the cam gear 18 with the washer 21 applied to the side surface of the sub gear 20. Have been. The gear train 54 is interposed between the cam gear 18 and a gear that is integral with a crankshaft (not shown), and the cam gear 18 is configured to rotate at half the rotation speed of the crankshaft.

さらに偏心シャフト15の中央寄り偏心部17aの外周に
位置する中央ローラガイド39のローラ保持窓42にローラ
43がそれぞれ遊嵌され、その外周に第１入力偏心カラー
22が嵌合され、第１入力偏心カラー22の一方挟持片23に
カムギヤ18の係合突起19が係合され、第１入力偏心カラ
ー22の他方挟持片24に第１中空カム軸７の一端係合突起
13が係合されるとともに、中央ローラガイド39の両小径
端部41の外周に第１中空カム軸７の一端中央軸孔11が嵌
合されている。Further, the roller is inserted into the roller holding window 42 of the center roller guide 39 located on the outer periphery of the eccentric portion 17a near the center of the eccentric shaft
43 are loosely fitted, and the first input eccentric collar
The engagement protrusion 19 of the cam gear 18 is engaged with the one holding piece 23 of the first input eccentric collar 22, and the other end of the first hollow cam shaft 7 is fitted with the other holding piece 24 of the first input eccentric collar 22. Engagement projection
The central shaft hole 11 of one end of the first hollow camshaft 7 is fitted to the outer periphery of both small-diameter ends 41 of the central roller guide 39 while being engaged.

さらにまた偏心シャフト15の両端寄り偏心部17bの外
周に位置する両側ローラガイド44のローラ支持窓46にロ
ーラ47がそれぞれ遊嵌され、その外周に出力偏心カラー
29が嵌合され、この出力偏心カラー29の円筒部外周に第
２入力偏心カラー32が嵌合され、両側ローラガイド44の
中央寄り円筒部45に第１プレート25が嵌装されるととも
に、両側ローラガイド44の端部寄り円筒部45に第２プレ
ート35が嵌装されている。Further, rollers 47 are loosely fitted in roller support windows 46 of both side roller guides 44 located on the outer periphery of the eccentric portion 17b near both ends of the eccentric shaft 15, and the output eccentric collar is provided on the outer periphery thereof.
29, the second input eccentric collar 32 is fitted to the outer periphery of the cylindrical portion of the output eccentric collar 29, and the first plate 25 is fitted to the cylindrical portion 45 near the center of the roller guide 44 on both sides. The second plate 35 is fitted in the cylindrical portion 45 near the end of the roller guide 44.

しかも第１プレート25の調心孔26、調心孔27、連結孔
28と第２プレート35の調心孔36、調心孔37、連結孔38と
に出力係合ピン48、入力係合ピン49、連結ピン50の両端
が貫通されて、出力係合ピン48、入力係合ピン49、連結
ピン50の両端にナット51が螺着され、出力偏心カラー29
の一方挟持片30に第１中空カム軸７の他端係合突起14が
係合されるとともに出力偏心カラー29の他方挟持片31に
出力係合ピン48が係合され、第２入力偏心カラー32の一
方挟持片33に入力係合ピン49が係合されるとともに第２
入力偏心カラー32の他方狭持片34に第２カム10の一端係
合突起13が係合されている。Moreover, the alignment holes 26, the alignment holes 27, and the connection holes of the first plate 25 are provided.
The output engagement pin 48, the input engagement pin 49, and the both ends of the connection pin 50 pass through the alignment holes 36, the alignment holes 37, and the connection holes 38 of the second plate 35 and the output engagement pins 48, Nuts 51 are screwed onto both ends of the input engagement pin 49 and the connection pin 50, and the output eccentric collar 29
The other engagement piece 14 of the first hollow cam shaft 7 is engaged with the one holding piece 30, and the output engagement pin 48 is engaged with the other holding piece 31 of the output eccentric collar 29, so that the second input eccentric collar The input engagement pin 49 is engaged with the one holding piece 33 of the
One end engaging projection 13 of the second cam 10 is engaged with the other holding piece 34 of the input eccentric collar 32.

しかして１番気筒1aの第２中空カム軸８の第２カム10
は第３図および第４図に示されるように上方に指向した
場合には、２番気筒1bの第１中空カム軸７の第１カム９
は第４図に明らかなように手前側水平方向へ、また３番
気筒1cの第１中空カム軸７の第１カム９は奥側水平方向
（図示されず）へ、さらに４番気筒1dの第２中空カム軸
８の第２カム10は第３図に明らかなように下方に指向し
た関係に設定されている。Thus, the second cam 10 of the second hollow cam shaft 8 of the first cylinder 1a
Is directed upward as shown in FIGS. 3 and 4, the first cam 9 of the first hollow cam shaft 7 of the second cylinder 1b
4, the first cam 9 of the first hollow camshaft 7 of the third cylinder 1c is moved in the horizontal direction (not shown) of the fourth cylinder 1d, As shown in FIG. 3, the second cam 10 of the second hollow cam shaft 8 is set in a downwardly directed relationship.

また偏心シャフト15の左端にコントロールドリブンギ
ヤ52が一体に嵌着され、このコントロールドリブンギヤ
52に噛み合うコントロールドライブギヤ53がシリンダヘ
ッド２に回転自在に枢着され、このコントロールギヤ53
は伝動系を介して図示されない制御ユニットに連結され
ており、この制御ユニットは、４サイクル内燃機関０の
回転数Ne、スロットル開度θth、吸気負圧PBの入力を受
けて、燃料噴射量を調整し、４サイクル内燃機関０の運
転状態を制御するとともに、低速回転状態では、偏心シ
ャフト15の偏心部17の偏心中心がバルブ３より離れた個
所（第３図では上方）に位置し、高速回転状態では、偏
心シャフト15の偏心部17の偏心中心がバルブ３に接近し
た（第３図で下方）に位置するように、偏心シャフト15
を回転させるようになっている。Further, a control driven gear 52 is integrally fitted to the left end of the eccentric shaft 15, and this control driven gear 52
A control drive gear 53 meshing with the control gear 53 is rotatably pivotally mounted on the cylinder head 2.
Is connected to a control unit (not shown) via a transmission system. The control unit receives the rotation speed Ne, the throttle opening θth, and the intake negative pressure PB of the four-cycle internal combustion engine 0, and adjusts the fuel injection amount. The eccentricity of the eccentric portion 17 of the eccentric shaft 15 is located at a position (upward in FIG. 3) away from the valve 3 in the low-speed rotation state. In the rotating state, the eccentric shaft 15 is positioned such that the eccentric center of the eccentric portion 17 of the eccentric shaft 15 is located close to the valve 3 (downward in FIG. 3).
Is to be rotated.

第３図ないし第４図に図示の実施例は前記したように
構成されているので、４サイクル内燃機関０が低速回転
状態で運転されている状態においては、制御ユニットに
より偏心シャフト15の偏心部17はバルブ３から最も遠く
離れた個所に回転保持され、特開昭63−1707号公報に記
載された動弁装置の原理と同様な原理により、２番,3番
気筒1b,1cにおけるバルブ３を開閉させる第１中空カム
軸７は、第１カム９のカム山が上方より水平方向に指向
し、さらに下方に問う間にてカムギヤ18の回転角速度に
比べて低速に回転し、次に第１カム９のカム山が下方か
ら水平方向に指向しさらに上方に向う間にてカムギヤ18
の回転角速度に比べて高速に回転し、２番,3番気筒1b,1
cにおけるバルブ３の開放開始時期が遅れるとともに、
その閉塞時期が早められ、バルブオーバラップ期間が短
縮し、低速運転に適したバルブ開閉状態となる。Since the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is configured as described above, when the four-stroke internal combustion engine 0 is operated in the low-speed rotation state, the eccentric portion of the eccentric shaft 15 is controlled by the control unit. The valve 17 is rotatably held at a position farthest from the valve 3. The valve 3 in the second and third cylinders 1b and 1c is operated by the same principle as that of the valve train described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1707. The first hollow cam shaft 7, which opens and closes, rotates at a lower speed than the rotation angular speed of the cam gear 18 while the cam ridge of the first cam 9 is directed horizontally from above and interrogates further downward. While the cam peak of one cam 9 is directed horizontally from below and further upwards, the cam gear 18
Rotate at a higher speed than the rotational angular speed of the 2nd and 3rd cylinders 1b and 1
As the opening start time of the valve 3 in c is delayed,
The closing timing is advanced, the valve overlap period is reduced, and the valve is opened and closed suitable for low-speed operation.

このように２番,3番気筒1b,1cにおける第１中空カム
軸７は１回転の間に周期的に減速と加速が繰返される
が、偏心シャフト15の両端偏心部17bに両側ローラガイ
ド44およびローラ47を介して嵌合されている出力偏心カ
ラー29が、第１入力偏心カラー22と逆の作用でもって、
カムギヤ18と同一の定速回転速度に復帰され、この運動
が出力係合ピン48、入力係合ピン49を介して第２入力偏
心カラー32に伝達され、この第２入力偏心カラー32は第
１入力偏心カラー22と同様な作用を行ない、１番,4番気
筒1a,1dにおける第２中空カム軸８は第１中空カム軸７
と同様に１回転の間に周期的に減速と加速が繰返され、
２番,3番気筒1b,気筒1cにおけるバルブ３と同様に、１
番,4番気筒1a,1dにおけるバルブ３も開放開始時期が遅
れるとともに、その閉塞時期が早められ、同じようにバ
ルブオーバラップ期間が短縮する。As described above, the first hollow camshaft 7 in the second and third cylinders 1b and 1c is repeatedly decelerated and accelerated periodically during one rotation. The output eccentric collar 29 fitted via the roller 47 has a function opposite to that of the first input eccentric collar 22,
The rotational speed is returned to the same constant speed as that of the cam gear 18, and this movement is transmitted to the second input eccentric collar 32 via the output engagement pin 48 and the input engagement pin 49, and the second input eccentric collar 32 is moved to the first input eccentric collar 32. The same operation as the input eccentric collar 22 is performed, and the second hollow cam shaft 8 in the first and fourth cylinders 1a and 1d is replaced with the first hollow cam shaft 7
Deceleration and acceleration are repeated periodically during one rotation,
As with the valve 3 in the second and third cylinders 1b and 1c,
The opening start timing of the valves 3 in the fourth and fourth cylinders 1a and 1d is also delayed, and the closing timing thereof is advanced, and the valve overlap period is similarly reduced.

また４サイクル内燃機関０の回転速度が増速して回転
状態になると、偏心シャフト15の偏心部17はバルブ３か
ら最も接近した個所に回転保持され、前記したと同様な
原理により、１番,2番,3番４番気筒1a,1b,1c,1dにおけ
る全バルブ３の開放開始時期が早められるとともに、そ
の閉塞時期が遅れ、バルブオーバラップ期間が延長さ
れ、高速運転に適したバルブ開閉状態となる。When the rotation speed of the four-cycle internal combustion engine 0 is increased to be in a rotating state, the eccentric portion 17 of the eccentric shaft 15 is held at the position closest to the valve 3 and is rotated by the same principle as described above. The opening start timing of all valves 3 in the 2nd, 3rd and 4th cylinders 1a, 1b, 1c, 1d is advanced, the closing timing is delayed, the valve overlap period is extended, and the valve opening / closing state suitable for high-speed operation Becomes

さらに４気筒の４サイクル内燃機関０における各１
番,2番,3番,4番気筒1a,1b,1c,1dの点火時期、すなわち
バルブ３の開閉時期が、動的釣合いの面から、クランク
角で180゜、カムギヤ18で90゜回転する都度、順次行な
う必要があっても、第１中空カム軸７、第２中空カム軸
８間において、第１中空カム軸７の周期的な増減速が定
回転速度に復帰させるため、第２偏心部17bおよび出力
偏心カラー29よりなる復帰機構と、第１プレート25、第
２プレート35、出力係合ピン48、入力係合ピン49、連結
ピン50よりなる結合機構とを介して、第２中空カム軸８
を第１中空カム軸７に直列に結合するだけで足り、第２
中空カム軸８を回転駆動させるためのカム駆動軸を第１
中空カム軸７、第２中空カム軸８とは別個に設ける必要
がなく、部品点数を減少させ、構造を簡略化するととも
に動弁装置、ひいては気筒１全体をコンパクトに構成す
ることができる。Further, each 1 in the 4-cylinder 4-cycle internal combustion engine 0
The ignition timings of the No. 2, No. 3, No. 3 and No. 4 cylinders 1a, 1b, 1c, 1d, that is, the opening / closing timing of the valve 3, are rotated by 180 ° in crank angle and 90 ° by the cam gear 18 in terms of dynamic balance. Even if it is necessary to sequentially perform the second eccentricity between the first hollow cam shaft 7 and the second hollow cam shaft 8, the periodic increase / decrease of the first hollow cam shaft 7 returns to the constant rotation speed. The second hollow is formed via a return mechanism including the portion 17b and the output eccentric collar 29 and a coupling mechanism including the first plate 25, the second plate 35, the output engagement pin 48, the input engagement pin 49, and the connection pin 50. Camshaft 8
Only needs to be connected in series to the first hollow camshaft 7, and the second
A cam drive shaft for rotating and driving the hollow cam shaft 8 is a first drive shaft.
It is not necessary to provide the hollow camshaft 7 and the second hollow camshaft 8 separately, so that the number of parts can be reduced, the structure can be simplified, and the valve train and the entire cylinder 1 can be made compact.

また第１のカム角速度可変機構の第１入力偏心カラー
22とカム角速度復帰機構の出力偏心カラー29を同一寸
法、同一形状に形成できるため、部品種類を削減してコ
ストダウンを図ることができる。A first input eccentric collar of the first cam angular velocity variable mechanism;
Since the output eccentric collar 22 and the output eccentric collar 29 of the cam angular velocity return mechanism can be formed in the same size and the same shape, the number of types of parts can be reduced and the cost can be reduced.

前記実施例では、４気筒４サイクル内燃機関０の気筒
配列方向中央にカムギヤ18を配設し、カムギヤ18の両側
から端部に向い第１中空カム軸７、第２中空カム軸８を
それぞれ直列に配列し、気筒配列の一端に偏心シャフト
15を回転するためのコントロールドリブンギヤ52、コン
トロールドライブギヤ53を配置したが、これと同様な構
成で、６気筒以上の多気筒内燃機関にも本動弁装置を適
用できる。In the above embodiment, a cam gear 18 is disposed at the center of the four-cylinder four-stroke internal combustion engine 0 in the cylinder arrangement direction, and the first hollow camshaft 7 and the second hollow camshaft 8 are respectively connected in series from both sides of the cam gear 18 to the end. And an eccentric shaft at one end of the cylinder array
Although the control driven gear 52 and the control drive gear 53 for rotating the motor 15 are arranged, the valve train can be applied to a multi-cylinder internal combustion engine having six or more cylinders with the same configuration.

また偏心シャフト15を中央より切断して２本とし、該
切断偏心シャフトの各外端にコントロールドリブンギヤ
52、コントロールドライブギヤ53を配置してもよく、こ
のような構成によれば、偏心シャフトの形成と動弁装置
の組立とを容易に行なうことができる。Further, the eccentric shaft 15 is cut from the center into two pieces, and a control driven gear is attached to each outer end of the cut eccentric shaft.
52 and a control drive gear 53 may be arranged. According to such a configuration, formation of the eccentric shaft and assembly of the valve train can be easily performed.

さらに気筒配列方向の一端にカムギヤを配置し、他端
に偏心シャフトを調整回転させるためのギヤを配置すれ
ば、２気筒のみならず、３気筒内燃機にも本動弁装置を
適用できる。Further, if a cam gear is arranged at one end in the cylinder arrangement direction and a gear for adjusting and rotating the eccentric shaft is arranged at the other end, the present valve device can be applied not only to a two-cylinder engine but also to a three-cylinder internal combustion engine.

発明の効果 このように本発明においては、前記中空カムとは別個
に、カム駆動軸または偏心シャフトを回転させるための
軸を配置する必要がなく、部品点数および種類を減ら
し、構造を簡略、単純化することができるとともに、小
型軽量化することができ、しかもコストダウンを図るこ
とができる。As described above, according to the present invention, it is not necessary to arrange a cam drive shaft or an axis for rotating an eccentric shaft separately from the hollow cam, the number of parts and types are reduced, and the structure is simplified and simplified. In addition, the size and weight can be reduced, and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本出願前に出願された本出願人に係る動弁装置
の要部縦断側面図、第２図はその要部分解斜視図、第３
図は本発明に係る内燃機関の可変バルブタイミング動弁
装置の一実施例を図示した要部縦断側面図、第４図はそ
の縦断平面図、第５図はその分解斜視図、第６図は要部
横断面図である。 ０……４サイクル内燃機関、１……気筒、２……シリン
ダヘッド、３……バルブ、４……スリッパー、５……バ
ルブスプリング、６……カムホルダー、７……第１中空
カム、８……第２中空カム、９……第１カム、10……第
２カム、11……一端中心軸孔、12……他端中心軸孔、13
……一端係合突起、14……他端係合突起、15……偏心シ
ャフト、16……眞円部、17……偏心部、18……カムギ
ヤ、19……係合突起、20……副ギヤ、21……座金、22…
…第１入力偏心カラー、23……一方挟持片、24……他方
挟持片、25……第１プレート、26,27……調心孔、28…
…連結孔、29……出力偏心カラー、30……一方挟持片、
31……他方挟持片、32……第２入力偏心カラー、33……
一方挟持片、34……他方挟持片、35……第２プレート、
36,37……調心孔、38……連結孔、39……中央ローラガ
イド、40……大径中央部、41……小径端部、42……ロー
ラ保持窓、43……ローラ、44……両側ローラガイド、45
……円筒部、46……ローラ保持窓、47……ローラ、48…
…出力係合ピン、49……入力係合ピン、50……連結ピ
ン、51……ナット、52……コントロールドリブンギヤ、
53……コントロールドライブギヤ、54……ギヤトレイ
ン。FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of a main part of a valve train according to the present applicant filed before the present application, FIG.
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of an essential part showing an embodiment of a variable valve timing valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 4 is a longitudinal sectional plan view thereof, FIG. 5 is an exploded perspective view thereof, and FIG. It is a principal part cross-sectional view. 0 ... 4 cycle internal combustion engine, 1 ... cylinder, 2 ... cylinder head, 3 ... valve, 4 ... slipper, 5 ... valve spring, 6 ... cam holder, 7 ... first hollow cam, 8 ... second hollow cam, 9 ... first cam, 10 ... second cam, 11 ... one end center shaft hole, 12 ... other end center shaft hole, 13
... one end engaging projection, 14 ... other end engaging projection, 15 ... eccentric shaft, 16 ... round part, 17 ... eccentric part, 18 ... cam gear, 19 ... engaging projection, 20 ... Secondary gear, 21 ... Washer, 22 ...
... First input eccentric collar, 23... One holding piece, 24... The other holding piece, 25... First plate, 26, 27.
... connecting hole, 29 ... output eccentric collar, 30 ... one holding piece,
31… other holding piece, 32… second input eccentric collar, 33…
One holding piece, 34 ... The other holding piece, 35 ... Second plate,
36,37… Alignment hole, 38… Connection hole, 39… Central roller guide, 40… Large diameter central part, 41 …… Small diameter end part, 42 …… Roller holding window, 43 …… Roller, 44 ...... Roller guides on both sides, 45
…… Cylindrical part, 46 …… Roller holding window, 47 …… Roller, 48…
... output engaging pin, 49 ... input engaging pin, 50 ... connecting pin, 51 ... nut, 52 ... control driven gear,
53 ... Control drive gear, 54 ... Gear train.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】吸気弁および排気弁のいずれか一方または
両方を開弁させるカムを一体に形成したバルブ開閉用中
空カムを直列に２本以上配置した多気筒４サイクル内燃
機関において、前記複数本の中空カムのうちの第１中空
カムの一端は、第１気筒のクランク回転角におけるカム
角速度を変える第１カム角速度変更機構を介してクラン
クシャフトの半分の回転速度で定速回転するカム駆動部
材に連結され、前記第１中空カムの他端は、前記第１カ
ム角速度可変機構のカム角速度をカム変更角速度以前の
定速角速度に復帰させるカム角速度復帰機構と、第２気
筒のクランク回転角におけるカム角速度を変える第２カ
ム角速度変更機構と、前記カム角速度復帰機構および第
２カム角速度変更機構を相互に結合する結合機構とを介
して第２中空カムの一端に連結されたことを特徴とする
多気筒内燃機関の可変バルブタイミング動弁装置。1. A multi-cylinder four-cycle internal combustion engine in which two or more valve opening / closing hollow cams integrally forming a cam for opening one or both of an intake valve and an exhaust valve are arranged in series. A cam driving member that rotates at a constant speed at half the rotation speed of the crankshaft via a first cam angular speed changing mechanism that changes a cam angular speed at a crank rotation angle of the first cylinder among the hollow cams of the first embodiment. The other end of the first hollow cam is connected to a cam angular velocity return mechanism for returning the cam angular velocity of the first cam angular velocity variable mechanism to a constant velocity angular velocity before the cam change angular velocity, and the second rotational angle of the second cylinder at the crank rotation angle. A second hollow cam via a second cam angular velocity changing mechanism for changing the cam angular velocity, and a coupling mechanism for mutually coupling the cam angular velocity returning mechanism and the second cam angular velocity changing mechanism Variable valve timing valve operating apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine, characterized in that it is connected to an end. 【請求項２】前記カム角速度変更機構およびカム角速度
復帰機構は、それぞれ前記中空カム内に相対的に回転可
能に嵌装される偏心シャフトと、該偏心シャフトの偏心
部に回転自在に嵌合される入力偏心カラーとよりなるこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の多気筒
内燃機関の可変バルブタイミング動弁装置。2. The cam angular velocity changing mechanism and the cam angular velocity returning mechanism are each eccentric shafts rotatably fitted in the hollow cam, and are rotatably fitted on eccentric portions of the eccentric shafts. 2. A variable valve timing valve operating apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1, wherein said input eccentric collar comprises an input eccentric collar.