JP4135546B2

JP4135546B2 - Variable valve gear for engine

Info

Publication number: JP4135546B2
Application number: JP2003096419A
Authority: JP
Inventors: 真一杉原; 浩康内田; 明栗原; 健梅原; 寿英山本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004301058A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの吸排気バルブの開閉時期やバルブリフト量をエンジンの運転状態に応じて変化させることは一般に知られている。そのような可変動弁装置の一例として、カムシャフトに設けた偏心輪に外輪を嵌める一方、該カムシャフトに吸気バルブをリフトさせる揺動カムを揺動自在に支持し、偏心輪の回転に伴う外輪の変位を揺動カムにリンク手段で伝えるようにし、このリンク手段を、外輪に連結したロッカアームと、揺動カムに連結したリンクとによって構成し、ロッカアームの揺動支点と揺動カムの軸心との距離をエンジンの運転状態に応じて変化させるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この可変動弁装置によれば、エンジン高回転高負荷時にはロッカアームの揺動支点を揺動カム軸心に近づけることにより、バルブ開弁開始時期を早めてバルブリフト量を大きくし、エンジン低回転低負荷時には上記揺動支点を離すことにより、バルブの開弁開始時期を遅らせてバルブリフト量を小さくすることができる。
【０００４】
可変動弁装置の他の例として、カムシャフトに支持アームを回動自在に支持し、この支持アーム先端に上記ロッカアームを揺動自在に支持し、エンジン低回転低負荷時には、支持アームを回動させてロッカアームの揺動支点をカムシャフトの軸心周りに変位させることにより、バルブ開弁開始時期を遅らせることなくバルブリフト量を小さくするという試みも知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１０７７２５号公報
【特許文献２】
特開平１１−２６４３０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載されているような、エンジン低回転低負荷時にバルブリフト量が小さくなるだけでなく、バルブ開弁開始時期が遅くなる可変動弁装置では、これを吸気バルブに適用した場合、バルブリフト量が小さくなると、排気バルブと吸気バルブとのオーパラップ期間を確保することができなくなる。そのため、燃焼排ガスの排出に不利になり、或いは内部ＥＧＲ効果を得ることができなくなることや、ポンピングロスも小さくすることができない等の不具合がある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載されているような、バルブ開弁開始時期を遅らせることなくバルブリフト量を小さくするという試みも、ロッカアームを支持するアーム及びこの支持アームを変位させるアクチュエータが必要となり、部品点数が多くなって可変動弁装置が複雑なものになるとともに、その重量が増大する。
【０００８】
そこで、本発明は、部品点数を少なくして軽量化と信頼性を満足させつつ、バルブ開弁開始時期を大きく変化させることなくバルブリフト量を変化させることができるようにすることを課題とする。
【０００９】
また、本発明の課題は、バルブリフト量を大きく変化させることができるようにすることにある。
【００１０】
また、本発明の課題は、既存のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組み込むことができる可変動弁装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題に対して、偏心輪と外輪とを用いてバルブリフト用の揺動カムを揺動させるようにした可変動弁装置において、外輪と揺動カムとをリンク機構で連結し、偏心輪の回転に伴う外輪の変位をリンク手段で規制するようにした。
【００１２】
すなわち、請求項１にかかる発明は、エンジンのクランク軸に同期して回転する偏心輪を有するカムシャフトと、
上記カムシャフトを軸として揺動するように設けられた、バルブをリフトさせる揺動カムと、
上記偏心輪に回転自在に外嵌めされた外輪と、
上記揺動カムと外輪とを連結し、該外輪の変位を揺動カムに伝達するリンク機構と、
上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴う該外輪の変位を、上記リンク機構を介して上記揺動カムが揺動するように規制する規制リンクと、
エンジンの運転状態に応じて上記規制リンクの位置を変更するコントロール部材とを備え、
上記揺動カムによる上記バルブのリフト量が変化するように、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの位置を変更するようにしたエンジンの可変動弁装置であって、
上記外輪は上記カムシャフトの軸方向において上記リンク機構と上記規制リンクとの中間に配置され、
上記規制リンクは、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動自在に設けられて上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴って該外輪と上記リンク機構との連結点が往復円弧運動をするように該外輪の変位を規制し、
上記コントロール部材は、上記連結点の往復円弧運動位置が上記カムシャフトの軸心回りにおいて周方向に変位するように、上記規制リンクの回動軸の位置を変更することを特徴とする。
【００１３】
従って、カムシャフトの回転に伴って偏心輪が回転すると、外輪とリンク機構との連結点が規制リンクに規制されて往復円弧運動し、この外輪の変位がリンク機構を介して揺動カムに伝わり、該揺動カムが揺動してバルブがリフトする。コントロール部材によって規制リンクの位置を変更すると、それに伴って上記外輪とリンク機構との連結点の運動軌跡が変化して、揺動カムの揺動態様が変化してバルブリフト量が変化する。
【００１４】
そうして、上記リンク機構と規制リンクとが上記外輪を上記カムシャフトの軸方向の中間において連係しているから、コントロール部材によって規制リンクの位置を変えて上記外輪とリンク機構との連結点をカムシャフトの軸心回りに変位させることが容易になり、しかも、規制リンクの位置を大きく変更させて揺動カムによるバルブリフト量を大きく変化させることができ、スロットルレス（スロットルバルブの廃止）を達成することも可能になる。
【００１５】
その上、外輪とリンク機構との連結点を円弧運動させる構成としたから、規制リンクはカムシャフトに平行な軸を中心に回動自在に設ければよく、該規制リンクの構成が簡単になる。また、コントロール部材によって規制リンクの回動軸の位置を変えることによって上記連結点の円弧運動位置をカムシャフト軸心回りに移動させる構成としたから、小リフト制御時には大リフト制御時よりもカムシャフトの回転方向手前側の回転角度で最大リフト時が現れるようにして、バルブの開弁開始時期を略揃えることができる。そうして、コントロール部材自体も、規制リンクの回動軸の位置を変えるものであるから、その構成が簡単になる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のエンジンの可変動弁装置において、
上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する１本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されていることを特徴とする。
【００１７】
従って、可変動弁装置の部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、そのコンパクト化及び軽量化に有利になるとともに、リンク連結点が少なくなることから、リンクの拗れを招くことや大きな荷重がかかるリンク連結点を生ずることを避けて可変動弁装置の信頼性の向上を図る上で有利になる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、エンジンのクランク軸に同期して回転する偏心輪を有するカムシャフトと、
上記カムシャフトを軸として揺動するように設けられた、バルブをリフトさせる揺動カムと、
上記偏心輪に回転自在に外嵌めされた外輪と、
上記揺動カムと外輪とを連結し、該外輪の変位を揺動カムに伝達するリンク機構と、
上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴う該外輪の変位を、上記リンク機構を介して上記揺動カムが揺動するように規制する規制リンクと、
エンジンの運転状態に応じて上記規制リンクの位置を変更するコントロール部材とを備え、
上記揺動カムによる上記バルブのリフト量が変化するように、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの位置を変更するようにしたエンジンの可変動弁装置であって、
上記外輪は上記カムシャフトの軸方向において上記リンク機構と上記規制リンクとの中間に配置され、
上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する１本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されていることを特徴とする。
【００１９】
従って、カムシャフトの回転に伴って偏心輪が回転すると、外輪とリンク機構との連結点が規制リンクに規制された所定の軌跡で運動し、この外輪の変位がリンク機構を介して揺動カムに伝わり、該揺動カムが揺動してバルブがリフトする。コントロール部材によって規制リンクの位置を変更すると、それに伴って上記外輪とリンク機構との連結点の運動軌跡が変化して、揺動カムの揺動態様が変化してバルブリフト量が変化する。
【００２０】
そうして、上記リンク機構と規制リンクとが上記外輪を上記カムシャフトの軸方向の中間において連係しているから、コントロール部材によって規制リンクの位置を変えて上記外輪とリンク機構との連結点をカムシャフトの軸心回りに変位させることが容易になり、しかも、規制リンクの位置を大きく変更させて揺動カムによるバルブリフト量を大きく変化させることができ、スロットルレス（スロットルバルブの廃止）を達成することも可能になる。また、バルブリフト量の変更にあたっては、小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように規制リンクの位置を変更させるから、バルブ開弁開始時期自体はバルブリフト量の変更に拘わらず略揃えることが容易になる。
【００２１】
その上、上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する１本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されているから、可変動弁装置の部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、そのコンパクト化及び軽量化に有利になるとともに、リンク連結点が少なくなることから、リンクの拗れを招くことや大きな荷重がかかるリンク連結点を生ずることを避けて可変動弁装置の信頼性の向上を図る上で有利になる。
【００２２】
請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に記載のエンジンの可変動弁装置において、
上記規制リンクは、上記カムシャフトに平行な軸によって上記コントロール部材に回動自在に連結され、上記外輪と上記リンク機構との連結点は、上記偏心輪の回転に伴って、上記コントロール部材と上記規制リンクとの連結点を中心として往復円弧運動をすることを特徴とする。
【００２３】
従って、規制リンクの構成が簡単になる。
【００２４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載のエンジンの可変動弁装置において、
上記コントロール部材は、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動するものであり、
上記外輪と上記リンク機構との連結点はカムシャフトの上方に配置され、
上記コントロール部材の回動軸は上記連結点の側方に配置されていることを特徴とする。
【００２５】
従って、可変動弁装置全体が嵩高なものにならず、既存のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【００２６】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載のエンジンの可変動弁装置において、
上記揺動カムは、直動式タペットに当接していることを特徴とする。
【００２７】
従って、既存の直動式タペットを備えたエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、バルブをリフトさせる揺動カムと、カムシャフトの偏心輪に嵌めた外輪とをリンク機構で連結する一方、該外輪に規制リンクを連結して外輪の変位を規制し、コントロール部材で規制リンクの位置を変更してバルブリフト量を変化させ、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるようにした可変動弁装置において、上記外輪をカムシャフト軸方向において上記リンク機構と規制リンクとの中間に配置し、上記偏心輪の回転に伴って該外輪と上記リンク機構との連結点が往復円弧運動をするように、上記規制リンクを、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動自在に設けて上記外輪に連結し、上記連結点の往復円弧運動位置が上記カムシャフトの軸心回りにおいて周方向に変位するように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの回動軸の位置を変更するようにしたから、部品点数を少なくして軽量化と信頼性を満足させつつ、バルブ開弁開始時期を略揃えて所望のバルブオーバラップ期間を確保しながらバルブリフト量を変更することができ、しかも、バルブリフト量を大きく変化させることができ、スロットルレス（小リフト制御時のポンピングロスの低減と、大リフト制御時の吸気充填効率の向上）を図る上で有利になり、その上、可変動弁装置の構造が簡単なものになり、そのコンパクト化及び軽量化に有利になる。
【００２９】
請求項２に係る発明によれば、請求項１において、上記リンク機構は揺動カムと外輪とを連結する１本のリンクで構成し、該リンク及び上記規制リンク各々の一端を上記外輪に回動自在に連結する構成としたから、可変動弁装置の部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、そのコンパクト化及び軽量化に有利になるとともに、可変動弁装置の信頼性向上に有利になる。
【００３０】
請求項３に係る発明によれば、バルブをリフトさせる揺動カムと、カムシャフトの偏心輪に嵌めた外輪とをリンク機構で連結する一方、該外輪に規制リンクを連結して外輪の変位を規制し、コントロール部材で規制リンクの位置を変更してバルブリフト量を変化させ、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるようにした可変動弁装置において、上記外輪をカムシャフト軸方向において上記リンク機構と規制リンクとの中間に配置し、上記リンク機構は揺動カムと外輪とを連結する１本のリンクで構成し、該リンク及び上記規制リンク各々の一端を上記外輪に回動自在に連結する構成としたから、部品点数を少なくして軽量化と信頼性を満足させつつ、バルブ開弁開始時期を略揃えて所望のバルブオーバラップ期間を確保しながらバルブリフト量を変更することができ、しかも、バルブリフト量を大きく変化させることができ、スロットルレス（小リフト制御時のポンピングロスの低減と、大リフト制御時の吸気充填効率の向上）を図る上で有利になり、その上、可変動弁装置の部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、そのコンパクト化及び軽量化に有利になるとともに、可変動弁装置の信頼性向上に有利になる。
【００３１】
請求項４に係る発明によれば、請求項２又は請求項３において、上記規制リンクを上記カムシャフトに平行な軸によって上記コントロール部材に回動自在に連結し、上記外輪と上記リンク機構との連結点が、上記偏心輪の回転に伴って、上記コントロール部材と上記規制リンクとの連結点を中心として往復円弧運動をするようにしたから、規制リンクの構成が簡単になる。
【００３２】
請求項５に係る発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか一において、上記コントロール部材は上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動するものとし、上記外輪とリンク機構との連結点をカムシャフトの上方に配置し、上記コントロール部材の回動軸を上記連結点の側方に配置したから、可変動弁装置全体が嵩高なものにならず、既存のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【００３３】
請求項６に係る発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一において、直動式タペットを採用したから、既存の直動式タペットを備えたエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は本発明の実施形態に係る可変動弁装置をエンジンの吸気バルブに適用した全体構成を示す。このエンジンは１つの気筒に２つの吸気バルブ１，２と２つの排気バルブ（図示省略）とを有する４バルブのダブルオーバヘッドカム方式を採用したものである。同図において、３はエンジンのクランク軸に同期して回転するカムシャフトである。吸気バルブ１，２の各々はカムシャフト３に揺動自在に支持された揺動カム４，５によって駆動され、バルブリフト量及びバルブタイミングがエンジンの運転状態に応じて変更される。
【００３６】
吸気バルブ１，２のリフト量及びタイミングの変更のために、カムシャフト３に複数の偏心輪６が軸方向に間隔を一体に形成され、各偏心輪６に外輪７が回転自在に外嵌めされている。この外輪７と上記揺動カム５とが１本の連結リンク（リンク機構）８によって連結されている。揺動カム４は揺動カム５と一体になって揺動するようにカムシャフト３に支持されている。また、上記カムシャフト３と平行に回動軸１１が設けられており、この回動軸１１に複数のコントロールアーム（コントロール部材）１２が軸方向に間隔をおいて結合されている。各コントロールアーム１２と上記外輪７とは、上記偏心輪６の回転に伴う外輪７の変位を上記揺動カム４，５が揺動するように規制する規制リンク１３によって連結されている。
【００３７】
上記回動軸１１には、円周の一部のみに歯が形成されたウォーム歯車１４が結合されている。このウォーム歯車１４の歯にモータ１５で回転駆動されるウォーム１６が噛み合っている。そうして、エンジンの運転状態に応じてモータ１５を作動させて上記コントロールアーム１２を回動させ、上記規制リンク１３の位置を変えて吸気バルブ１，２のリフト量及びタイミングを変更させるようになっている。この場合、コントロールアーム１２は、エンジン負荷が高くなるほどバルブリフト量が大きくなるように制御される。以下、可変動弁装置について具体的に説明する。
【００３８】
図２に示すように、吸気バルブ２のステム上端に直動式タペット２１が設けられ、該タペット２１に揺動カム５が当接している。吸気バルブ２は、タペット内部に設けられたリテーナ２２とシリンダヘッドに設けられたリテーナ２３との間に設けられたバルブスプリング２４によって吸気ポート２５を閉じる方向に付勢されている。吸気バルブ１も吸気バルブ２と同様の構成になっている。
【００３９】
連結リンク８は一端が揺動カム５にピン３１にて回動自在に連結され、規制リンク１３は一端がコントロールアーム１２の先端にピン３２にて回動自在に連結されている。そうして、この連結リンク８と規制リンク１３とは、外輪７を中間において連係している。すなわち、連結リンク８及び規制リンク１３の各々の他端は外輪７を一部を外方へ突出させてなる突出部に連結ピン３３によって同軸で回動自在に連結されている。ピン３１〜３３はいずれもカムシャフト３と平行に延びている。
【００４０】
外輪７と連結リンク８との連結ピン３３はカムシャフト３の上方に配置され、該連結点の側方にコントロールアーム１２の回動軸１１が配置されている。コントロールアーム１２の先端のピン３２は規制リンク１３の回動中心である。このピン３２を回動軸１１の下方に配置した図２は、大リフト制御状態である。図３に示すようにコントロールアーム１２の回動によってピン３２を上方へ移動させてカムシャフト３の上方に位置付けると、小リフト制御状態となる。
【００４１】
図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように外輪７の位置は偏心輪６の回転に伴って変化し、揺動カム５が同図（ａ）に示すように直動式タペット２１を介して吸気バルブ２を大きくリフトさせた状態（揺動カム４が直動式タペットを介して吸気バルブ１を大きくリフトさせた状態）と、同図（ｂ）に示すように吸気バルブ２（吸気バルブ１）のリフト量零の状態との間で揺動する。小リフト制御状態である図３の場合も同様である（同図（ａ）及び（ｂ）参照）。
【００４２】
図４に上記可変動弁装置の作動を具体的に示す。なお、コントロールアーム１２、連結リンク８及び規制リンク１３については直線で表している。また、Ｃは偏心輪６の中心の回転軌跡である。また、吸気バルブ１と揺動カム４との関係も吸気バルブ２と揺動カム５との関係と同じであり、揺動カム４は揺動カム５と同様に働くので、以下では、吸気バルブ２と揺動カム５との関係で当該可変動弁装置を説明する。
【００４３】
まず、揺動カム５の周面には、曲率半径が所定角度範囲一定になっている基円面（ベースサークル区間）θ１と、該θ１に続いて曲率半径が漸次大きくなっているカム面（リフト区間）θ２とが形成されている。カムシャフト３（偏心輪６）の回転方向は図４における時計方向（右回り）に設定されている。図４に実線で示す状態は、コントロールアーム１２が大リフト制御位置とされ、外輪７の連結ピン３３が最も上方に位置付けられたバルブリフトピーク時である。このときに、揺動カム５はカム面θ２のカムノーズ側の端がタペット２１に当接した状態になるように設けられている。
【００４４】
図４の実線状態において、偏心輪６が回転すると、それに伴って外輪７が変位するが、その変位は規制リンク１３によって規制される。すなわち、規制リンク１３は回動軸１１の下方に配置されたピン３２を中心に回動するから、外輪７の連結ピン３３は、偏心輪６が１回転する度に、ピン３２を中心として往復円弧運動Ａをすることになる（規制リンク１３は実線状態と破線状態との間で往復回動する）。
【００４５】
上記往復円弧運動Ａの方向は、揺動カム５と連結リンク８との連結点（ピン３１）の揺動方向と略同じになされている。すなわち、連結ピン３３の往復円弧運動Ａの両端（実線の連結ピン３３と破線の連結ピン３３と）を結ぶ弦の方向（以下、この方向を往復円弧運動Ａの方向という。）と、揺動カム５の連結ピン３１の両揺動端（実線の連結ピン３１と破線の連結ピン３１と）を結ぶ弦の方向（以下、この方向を揺動カム５の揺動方向という。）とのなす角度が小さくなっている（３０度以下）。
【００４６】
上記連結ピン３３の往復円弧運動Ａに伴って、外輪７に連結リンク８で連結された揺動カム５は、実線状態と破線状態との間で揺動運動をする。揺動カム５は破線状態ではその基円面θ１がタペット２１に接しており、バルブリフト量は零（吸気バルブ１，２は閉）となる。
【００４７】
揺動カム５が図４の実線状態と破線状態との間で揺動するときの吸気バルブ１，２のリフト特性を図５にＬ１で示す。
【００４８】
次にコントロールアーム１２を図４に実線で示す状態から回動軸１１周りに上方へ回動させて、規制リンク１３の回動中心であるピン３２を大リフト制御時よりもカムシャフト３の回転方向手前側に位置付けた１点鎖線で示す略水平な状態にすると、小リフト制御状態となる。すなわち、偏心輪６が回転するとき、外輪７の連結ピン３３は規制リンク１３によって変位が規制され、回動軸１１の側方に配置されたピン３２を中心として往復円弧運動Ｂをすることになる（規制リンク１３は１点鎖線状態と２点鎖線状態との間で往復回動する）。
【００４９】
この小リフト制御時の往復円弧運動Ｂの位置は大リフト制御時の往復円弧運動Ａの位置よりもカムシャフト３の回転方向手前側に位置付けられている。また、往復円弧運動Ｂの方向（１点鎖線の連結ピン３３と２点鎖線の連結ピン３３とを結ぶ弦の方向）と往復円弧運動Ａの方向とは、４５度以上９０度以下程度の角度をもって交差している。そのため、往復円弧運動Ｂの方向は、揺動カム５の揺動方向に対して横向きになっている。すなわち、往復円弧運動Ｂの方向と揺動カム５の揺動方向とのなす角度が大リフト制御時の場合よりも大きくなっている（４５度以上１２０度以下）。
【００５０】
上記連結ピン３３の往復円弧運動Ｂに伴って、外輪７に連結リンク８で連結された揺動カム５は、１点鎖線状態と破線状態との間で揺動運動をする。なお、本例の場合、連結ピン３３が往復円弧運動Ｂによってバルブリフト量零になったときの位置（２点鎖線位置）は、往復円弧運動Ａによってバルブリフト量零になったときの位置（破線位置）と略同じであるから、連結ピン３３が往復円弧運動Ｂによって２点鎖線位置に位置付けられたときの揺動カム５の状態は破線状態で代用した。
【００５１】
揺動カム５が図４の１点鎖線状態と破線状態との間で揺動するときの吸気バルブ１，２のリフト特性を図５にＬ２で示す。
【００５２】
そうして、上述の如く大リフト制御時から小リフト制御時への移行にあたっては、コントロールアーム１２の回動により規制リンク１３の回動中心であるピン３２を移動させて連結ピン３３の往復円弧運動の位置をＡからＢへ、すなわち、カムシャフト３の回転方向手前側に移動させている。これにより、大リフト制御時にはバルブリフトピーク時の偏心輪６の中心はＣ１に位置するが、小リフト時にはバルブリフトピーク時の偏心輪６の中心はＣ２に移動する。つまり、大リフト制御時から小リフト制御時に移行したとき、バルブリフトピーク時はＣ１とＣ２とに関する中心角αだけ進角することになる。
【００５３】
このように、バルブリフト量を小さくしていくと、バルブリフトのピーク時が進角するから、図５に示すように、バルブリフト量の大小に拘わらず吸気バルブ１，２の開弁開始時期を略揃える上で有利になる。
【００５４】
次に吸気バルブ２のリフト・ダウン速度をみると、まず、大リフト制御時及び小リフト制御時に揺動カム５がバルブリフト量零側の揺動端に位置するときの偏心輪６の中心は図５のＣ３にある。
【００５５】
偏心輪６の中心がＣ３点からカムシャフト３の軸心を中心として右回りしていくとき、大リフト制御時の場合、Ｃ３点から６０度の回転角ぐらいまでは偏心輪６の中心の移動方向が連結ピン３３の往復円弧運動Ａの方向に対して横向きになっているから、連結ピン３３は破線側の揺動端から殆ど上昇しない。従って、揺動カム５も殆ど動かない。
【００５６】
上記６０度の回転角を過ぎた頃から偏心輪６の中心の回転移動方向が往復円弧運動Ａの方向に沿うようになるから、偏心輪６の中心の回転移動に伴って連結ピン３３が比較的速く上昇していく。この往復円弧運動Ａの方向と揺動カム５の揺動方向とが略同じになっているから、連結ピン３３の上昇に伴って揺動カム５が実質的に揺動し始める。そうして、偏心輪６の中心が上記Ｃ３点から９０度を越えた回転角になると、揺動カム５はそのカム面（リフト区間）θ２がタペット２１に当接するようになって吸気バルブ２が開弁し始める。
【００５７】
一方、小リフト制御時の場合、偏心輪６の中心が上記Ｃ３点から回転移動していくときの移動方向が往復円弧運動Ｂの方向に比較的近いから、この回転移動に伴って、連結ピン３３は大リフト制御時の場合よりも比較的早く上昇していく。しかし、往復円弧運動Ｂの方向と揺動カム５の揺動方向との交差角度が大きいから、連結ピン３３が往復円弧運動Ｂでの上昇を開始しても揺動カム５は殆ど揺動せず、偏心輪６の中心がＣ３から９０度乃至１２０度程度の回転角になったときに吸気バルブ２が開き始める。
【００５８】
すなわち、バルブリフト量の制御において、リフト量が小さくなるほど、連結ピン３３の往復円弧運動の位置をカムシャフト３の回転方向手前側に移動させてバルブリフトピーク時を進角させるようにしたことに加えて、上記往復円弧運動の方向と揺動カム５の揺動方向とのなす角度を大きくしていくようにしたから、吸気バルブ２の開弁開始時期を略揃える上でさらに有利になっている。
【００５９】
また、本例の場合、バルブリフト量が大きくなるほど、規制リンク１３の回動中心（連結ピン３２）をカムシャフト３の軸心側に近づけて、連結ピン３３の往復円弧運動の弦がカムシャフト３の軸心側を向くようにしている。従って、偏心輪６の中心がＣ１点から右回りに回転移動するときの、連結ピン３３の下降速度が速くなり、その結果、吸気バルブ２が早めに閉弁する。すなわち、吸気バルブ２を早閉じにすることができ、ポンピングロス低減にも有利になる。
【００６０】
そうして、上記連結リンク８と規制リンク１３とが外輪７を中間において連係しているから、コントロールアーム１２によって規制リンク１３の位置を大きく変更させて揺動カム５によるバルブリフト量を大きく変化させることができ、このバルブリフト量の制御のみでエンジンの運転状態に応じた最適な吸気量を得ることができるため、スロットルレスとしてポンピングロスを低減することができるとともに、大リフト制御時の吸気充填効率を向上させることができる。
【００６１】
また、上記実施形態では、揺動カム５と外輪７とを１本のリンク８で連結し、該リンク８及び規制リンク１３各々の一端を外輪７に連結する構成としたから、部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、可変動弁装置のコンパクト化及び軽量化に有利になる。しかも、コントロールアーム１２の回動軸１１を外輪７の連結ピンの側方に配置したから、可変動弁装置全体が嵩高なものにならず、既存のエンジンに対して、特に直動タペット式のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【００６２】
なお、連結リンク８と規制リンク１３とは、外輪７に対して別個のピンで異なる位置に連結することもできる。
【００６３】
＜参考形態＞
図６は参考形態（本発明の実施形態ではない）に係る吸気バルブの可変動弁装置の全体構成を示す。実施形態と同様に、このエンジンは１つの気筒に２つの吸気バルブ１，２と２つの排気バルブ（図示省略）とを有する４バルブのダブルオーバヘッドカム方式を採用したものである。同図において、３はエンジンのクランク軸に同期して回転するカムシャフトである。吸気バルブ１，２の各々はカムシャフト３に揺動自在に支持された揺動カム４，５によって駆動され、バルブリフト量及びバルブタイミングがエンジンの運転状態に応じて変更される。
【００６４】
吸気バルブ１，２のリフト量及びタイミングの変更のために、カムシャフト３には複数の偏心輪６が軸方向に間隔をおいて且つ該カムシャフト３と一体になって回転するように設けられ、各偏心輪６に外輪７が回転自在に外嵌めされている。この外輪７と上記揺動カム５とがリンク機構によって連結されている。揺動カム４は揺動カム５と一体になって揺動するようにカムシャフト３に支持されている。リンク機構は、揺動カム５に連結された第１リンク９と、外輪７に連結された第２リンク１０とによって構成され、該第１リンク９と第２リンク１０とが回動自在に連結されている。
【００６５】
また、上記カムシャフト３と平行に回動軸１１が設けられており、この回動軸１１に複数のコントロールアーム（コントロール部材）１２が軸方向に間隔をおいて結合されている。各コントロールアーム１２と上記外輪７とは、上記第２リンク１０を利用して連結されている。すなわち、第２リンク１０は外輪７との連結点よりさらに上記第１リンク９とは反対側に延長されてコントロールアーム１２に連結されている。この第２リンク１０の延長部が、偏心輪６の回転に伴う外輪７の変位を上記揺動カム５が揺動するように規制する規制リンク１３を形成している。
【００６６】
上記回動軸１１には、ウォーム歯車１４が結合されている。このウォーム歯車１４の歯にモータ１５で回転駆動されるウォーム１６が噛み合っている。そうして、エンジンの運転状態に応じてモータ１５を作動させて上記コントロールアーム１２を回動させ、上記規制リンク１３の位置を変えて吸気バルブ１，２のリフト量及びタイミングを変更させるようになっている。この場合、コントロールアーム１２は、エンジン負荷が高くなるほどバルブリフト量が大きくなるように制御される。以下、可変動弁装置について具体的に説明する。
【００６７】
図７に示すように、吸気バルブ２のステム上端に直動式タペット２１が設けられ、該タペット２１に揺動カム５が当接している。吸気バルブ２は、タペット内部に設けられたリテーナ２２とシリンダヘッドに設けられたリテーナ２３との間に設けられたバルブスプリング２４によって吸気ポート２５を閉じる方向に付勢されている。吸気バルブ１も吸気バルブ２と同様の構成になっている。
【００６８】
第１リンク９は、一端が揺動カム５にピン３１にて回動自在に連結され、他端は第２リンク１０の一端にピン３０にて回動自在に連結されている。第２リンク１０は、その中間部が外輪７を一部を外方へ突出させてなる突出部に連結ピン３３によって連結されている。第２リンク１０の他端、すなわち、規制リンク１３の基端はコントロールアーム１２の先端にピン３２にて回動自在に連結されている。従って、リンク機構と規制リンク１３とは外輪７を中間において連係している。ピン３０〜３３はいずれもカムシャフト３と平行に延びている。
【００６９】
外輪７と第２リンク１０との連結ピン３３はカムシャフト３の上方に配置され、該連結ピン３３の側方にコントロールアーム１２の回動軸１１が配置されている。コントロールアーム１２の先端のピン３２は第２リンク１０（規制リンク１３）の回動中心である。このピン３２を高位置（カムシャフト３の軸心位置よりも比較的上方に離した位置）に配置した図７は、大リフト制御状態である。図８に示すようにコントロールアーム１２の回動によってピン３２を下方へ移動させて低位置（カムシャフト３の軸心の側方位置）に位置付けると、小リフト制御状態となる。
【００７０】
図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように外輪７の位置は偏心輪６の回転に伴って変化し、揺動カム５が同図（ａ）に示すように直動式タペット２１を介して吸気バルブ２を大きくリフトさせた状態（揺動カム４が直動式タペットを介して吸気バルブ１を大きくリフトさせた状態）と、同図（ｂ）に示すように吸気バルブ２（吸気バルブ１）のリフト量零の状態との間で揺動する。小リフト制御状態である図８の場合も同様である（同図（ａ）及び（ｂ）参照）。
【００７１】
図９に上記可変動弁装置の作動を具体的に示す。なお、コントロールアーム１２、第１リンク９及び第２リンク１０（規制リンク１３）については直線で表している。また、Ｃは偏心輪６の中心の回転軌跡である。また、吸気バルブ１と揺動カム４との関係も吸気バルブ２と揺動カム５との関係と同じであり、揺動カム４は揺動カム５と同様に働くので、以下では、吸気バルブ２と揺動カム５との関係で当該可変動弁装置を説明する。
【００７２】
まず、揺動カム５の周面には、曲率半径が所定角度範囲一定になっている基円面（ベースサークル区間）θ１と、該θ１に続いて曲率半径が漸次大きくなっているカム面（リフト区間）θ２とが形成されている。カムシャフト３（偏心輪６）の回転方向は図９における時計方向（右回り）に設定されている。図９に実線で示す状態は、コントロールアーム１２が大リフト制御位置とされ、外輪７の連結ピン３３が最も下方に位置付けられたバルブリフトピーク時である。このときに、揺動カム５はカム面θ２のカムノーズ側の端がタペット２１に当接した状態になるように設定されている。
【００７３】
図９の実線状態において、偏心輪６が回転すると、それに伴って外輪７が変位するが、その変位は規制リンク１３によって規制される。すなわち、規制リンク１３はピン３２を中心に回動するから、外輪７の連結ピン３３は、偏心輪６が１回転する度に、ピン３２を中心として往復円弧運動Ａをすることになる（規制リンク１３は実線状態と破線状態との間で往復回動する）。
【００７４】
上記連結ピン３３の往復円弧運動Ａに伴って、外輪７に第１及び第２のリンク９，１０で連結された揺動カム５は、実線状態と破線状態との間で揺動運動をする。揺動カム５は破線状態ではその基円面θ１がタペット２１に接しており、バルブリフト量は零（吸気バルブ１，２は閉）となる。
【００７５】
次にコントロールアーム１２を図９に実線で示す状態から回動軸１１周りに下方へ回動させて規制リンク１３の回動中心であるピン３２を大リフト制御時よりもカムシャフト３の回転方向手前側に位置付けると、小リフト制御状態となる。すなわち、偏心輪６が回転するとき、外輪７の連結ピン３３は規制リンク１３によって変位が規制され、回動軸１１の下方に配置されたピン３２を中心として往復円弧運動Ｂをすることになる（規制リンク１３は１点鎖線状態と２点鎖線状態との間で往復回動する）。
【００７６】
この小リフト制御時の往復円弧運動Ｂの位置は大リフト制御時の往復円弧運動Ａの位置よりもカムシャフト３の回転方向手前側に位置付けられている。
【００７７】
上記連結ピン３３の往復円弧運動Ｂに伴って、外輪７に連結リンク８で連結された揺動カム５は、１点鎖線状態と２点鎖線状態との間で揺動運動をする。
【００７８】
上述の如く大リフト制御時から小リフト制御時へ移行すると、連結ピン３３の往復円弧運動の位置がカムシャフト３の回転方向手前側に移動するから、バルブリフトピーク時の偏心輪６の中心はＣ１からＣ２に移動する。つまり、大リフト制御時から小リフト制御時に移行したとき、バルブリフトピーク時はＣ１とＣ２とに関する中心角αだけ進角することになる。
【００７９】
このように、バルブリフト量を小さくしていくと、バルブリフトのピーク時が進角するから、バルブリフト量の大小に拘わらず吸気バルブ１，２の開弁開始時期を略揃える上で有利になる。
【００８０】
そうして、上記連結リンク８と規制リンク１３とが外輪７を中間において連係しているから、コントロールアーム１２によって規制リンク１３の位置を大きく変更させて揺動カム５によるバルブリフト量を大きく変化させることができ、このバルブリフト量の制御のみでエンジンの運転状態に応じた最適な吸気量を得ることができるため、スロットルレスとしてポンピングロスを低減することができるとともに、大リフト制御時の吸気充填効率を向上させることができる。
【００８１】
また、上記参考形態では、揺動カム５と外輪７とを２本のリンク９，１０で連結するとともに、第２リンク１０の一部を規制リンク１３とする構成としたから、部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、可変動弁装置のコンパクト化及び軽量化に有利になる。しかも、コントロールアーム１２の回動軸１１を外輪７の連結ピンの側方に配置したから、可変動弁装置全体が嵩高なものにならず、既存のエンジンに対して、特に直動タペット式のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【００８２】
また、コントロールアーム１２と第２リンク１０（規制リンク１３）との連結ピン３２と、揺動カム５と第１リンク９との連結ピン３１とは、第２リンク１０と外輪７との連結ピン３３を支点として互いに逆方向に移動する。すなわち、コントロールアーム１２と揺動カム５とは、第２リンク１０を言わばシーソーとして互いに逆方向に移動する関係にあるから、エンジンの運転状態に応じてコントロールアーム１２を動かしたときに、揺動カム５に対してその揺動方向に働く分力が大きくなり、その分、各連結ピン３０〜３３に作用する荷重が小さくなる。よって、バルブリフト量変更のために必要な駆動力を小さくすることができるとともに、リンク９，１０及びコントロールアーム１２の動きが円滑になって当該可変動弁装置の信頼性が高くなる。
【００８３】
なお、上記実施形態及び参考形態では、コントロール部材（アーム１２）が規制リンクの基端の回動中心を旋回移動させるようにしたが、コントロール部材は規制リンクの回転中心を直線的に移動させるものであってもよい。
【００８４】
また、上記実施形態及び参考形態では、外輪とリンク機構との連結点が往復円弧運動をするように規制リンクが該外輪の変位を規制するようにしたが、規制リンクは上記連結点が例えば楕円状に循環軌跡移動するように外輪の変位を規制するものであってもよい。
【００８５】
また、上記実施形態及び参考形態は吸気バルブの可変動弁装置に関するが、それらは排気バルブの可変動弁装置として採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る可変動弁装置を示す斜視図。
【図２】同装置の大リフト制御時におけるバルブリフトピーク時（ａ）及びリフト量零時（ｂ）各々の状態を示す断面図。
【図３】同装置の小リフト制御時におけるバルブリフトピーク時（ａ）及びリフト量零時（ｂ）各々の状態を示す断面図。
【図４】同装置の作動の説明図。
【図５】同装置のバルブリフト特性を示すグラフ図。
【図６】参考形態に係る可変動弁装置を示す斜視図。
【図７】同装置の大リフト制御時におけるバルブリフトピーク時（ａ）及びリフト量零時（ｂ）各々の状態を示す断面図。
【図８】同装置の小リフト制御時におけるバルブリフトピーク時（ａ）及びリフト量零時（ｂ）各々の状態を示す断面図。
【図９】同装置の作動の説明図。
【符号の説明】
１，２吸気バルブ
３カムシャフト
４，５揺動カム
６偏心輪
７外輪
８連結リンク（リンク機構）
９第１リンク
１０第２リンク
１１回動軸
１２コントロールアーム
１３規制リンク
２１タペット
３０〜３３連結ピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a variable valve gear for an engine.
[0002]
[Prior art]
  It is generally known that the opening / closing timing and valve lift amount of the intake / exhaust valve of the engine are changed in accordance with the operating state of the engine. As an example of such a variable valve device, an outer ring is fitted to an eccentric ring provided on a camshaft, while a swinging cam for lifting an intake valve is supported on the camshaft so as to be swingable, and the eccentric ring rotates. The displacement of the outer ring is transmitted to the swing cam by the link means, and this link means is constituted by a rocker arm connected to the outer ring and a link connected to the swing cam, and the rocker arm swing support point and the swing cam shaft A device in which the distance from the mind is changed in accordance with the operating state of the engine is known (see Patent Document 1).
[0003]
  According to this variable valve operating system, at the time of high engine speed and high load, the rocker arm's rocking fulcrum is brought close to the rocking cam shaft so that the valve opening start time is advanced and the valve lift amount is increased. By releasing the swing fulcrum at the time of loading, the valve opening start timing can be delayed to reduce the valve lift amount.
[0004]
  As another example of a variable valve system, a support arm is rotatably supported on a camshaft, and the rocker arm is swingably supported at the tip of the support arm, and the support arm is rotated at low engine speed and low load. There is also known an attempt to reduce the valve lift amount without delaying the valve opening start timing by displacing the rocking fulcrum of the rocker arm around the axis of the camshaft (see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
        JP-A-11-107725
[Patent Document 2]
        JP-A-11-264307
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  However, as described in Patent Document 1, not only the valve lift amount becomes small at the time of engine low rotation and low load, but also in a variable valve system in which the valve opening start timing is delayed, this is applied to the intake valve. In this case, when the valve lift amount is small, it is impossible to secure an overlap period between the exhaust valve and the intake valve. For this reason, there are disadvantages such as being disadvantageous for the emission of combustion exhaust gas, being unable to obtain the internal EGR effect, and being unable to reduce the pumping loss.
[0007]
  On the other hand, an attempt to reduce the valve lift amount without delaying the valve opening start timing as described in Patent Document 2 requires an arm that supports the rocker arm and an actuator that displaces the support arm. As the number of points increases, the variable valve operating device becomes complicated, and the weight increases.
[0008]
  Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to change the valve lift amount without greatly changing the valve opening start timing while reducing the number of parts and satisfying weight reduction and reliability. .
[0009]
  Another object of the present invention is to make it possible to greatly change the valve lift amount.
[0010]
  Another object of the present invention is to provide a variable valve device that can be incorporated into an existing engine while suppressing an increase in the overall height of the engine and without making a major design change.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve such a problem, the present invention provides a variable valve operating apparatus in which an eccentric ring and an outer ring are used to swing a swing cam for a valve lift. It is connected and the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring is restricted by the link means.
[0012]
  That is, the invention according to claim 1 is a camshaft having an eccentric wheel that rotates in synchronization with a crankshaft of an engine;
  A swing cam that lifts the valve provided to swing about the camshaft;
  An outer ring rotatably fitted on the eccentric ring,
  A link mechanism for connecting the swing cam and the outer ring, and transmitting a displacement of the outer ring to the swing cam;
  A regulation link connected to the outer ring and regulating the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring so that the swing cam swings via the link mechanism;
  And a control member that changes the position of the restriction link according to the operating state of the engine.e,
the aboveIn order to change the lift amount of the valve by the swing cam, and so that the peak of the valve lift appears at the rotation angle on the front side in the rotation direction of the camshaft at the time of the small lift control than at the time of the large lift control.By the control memberThe position of the restriction link was changedA variable valve operating system for an engine,
The outer ring is disposed between the link mechanism and the restriction link in the axial direction of the camshaft,
The restricting link is rotatably provided about an axis parallel to the camshaft and is connected to the outer ring, and the connection point between the outer ring and the link mechanism moves in a reciprocating arc motion as the eccentric wheel rotates. Restricting the displacement of the outer ring to
The control member changes the position of the rotation shaft of the restriction link so that the reciprocating arc motion position of the connection point is displaced in the circumferential direction around the axis of the camshaft.It is characterized byThe
[0013]
  Therefore, when the eccentric wheel rotates as the camshaft rotates, the connection point between the outer ring and the link mechanism is restricted by the restriction link.Reciprocating arcThe outer ring is moved, and the displacement of the outer ring is transmitted to the swing cam via the link mechanism. The swing cam swings to lift the valve. When the position of the restriction link is changed by the control member, the movement locus of the connection point between the outer ring and the link mechanism is changed accordingly, the swing mode of the swing cam is changed, and the valve lift amount is changed.
[0014]
  Then, the link mechanism and the regulation linkAxial direction of the camshaftSince it is linked in the middle, it becomes easy to change the position of the restriction link by the control member to displace the connection point between the outer ring and the link mechanism around the axis of the camshaft, and the position of the restriction link can be changed. It is possible to greatly change the valve lift amount by the swing cam so as to achieve throttleless (abolition of the throttle valve).
[0015]
  Moreover,Since the connection point between the outer ring and the link mechanism is moved in an arc, the restriction link may be provided so as to be rotatable about an axis parallel to the camshaft, and the structure of the restriction link is simplified. In addition, since the arc movement position of the connecting point is moved around the camshaft axis by changing the position of the rotation shaft of the restriction link by the control member, the camshaft is smaller in the small lift control than in the large lift control. The valve opening start timings of the valves can be substantially aligned so that the maximum lift appears at the rotation angle on the near side in the rotation direction. Thus, since the control member itself also changes the position of the rotation shaft of the restriction link, its configuration is simplified.
[0016]
The invention according to claim 2 is the variable valve operating apparatus for the engine according to claim 1,
The link mechanism includes a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. To do.
[0017]
Therefore, it is possible to simplify the configuration by reducing the number of parts of the variable valve operating device, which is advantageous for downsizing and weight reduction, and the number of link connection points is reduced, which causes the link to be twisted. This is advantageous in improving the reliability of the variable valve operating apparatus by avoiding the occurrence of a link connection point where a large load is applied.
[0018]
  The invention according to claim 3A camshaft having an eccentric wheel that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine;
A swing cam that lifts the valve provided to swing about the camshaft;
An outer ring rotatably fitted on the eccentric ring,
A link mechanism for connecting the swing cam and the outer ring, and transmitting a displacement of the outer ring to the swing cam;
A regulation link connected to the outer ring and regulating the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring so that the swing cam swings via the link mechanism;
A control member that changes the position of the restriction link according to the operating state of the engine,
The control of the valve lift so that the lift amount of the valve by the swing cam changes, and the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the time of large lift control at the time of small lift control. A variable valve operating apparatus for an engine that changes the position of the restriction link by a member,
The outer ring is disposed between the link mechanism and the restriction link in the axial direction of the camshaft,
  The link mechanism includes a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. To do.
[0019]
Therefore, when the eccentric wheel rotates along with the rotation of the camshaft, the connection point between the outer ring and the link mechanism moves along a predetermined locus restricted by the restriction link, and the displacement of the outer ring moves through the swing mechanism via the link mechanism. The swing cam swings and the valve lifts. When the position of the restriction link is changed by the control member, the movement locus of the connection point between the outer ring and the link mechanism is changed accordingly, the swing mode of the swing cam is changed, and the valve lift amount is changed.
[0020]
Then, since the link mechanism and the restriction link link the outer ring in the middle of the camshaft in the axial direction, the position of the restriction link is changed by the control member to change the connection point between the outer ring and the link mechanism. It becomes easy to displace the camshaft around the shaft center, and the valve lift amount by the swing cam can be changed greatly by changing the position of the regulation link greatly. It can also be achieved. Also, when changing the valve lift amount, the position of the restriction link is changed so that the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the time of large lift control at the time of small lift control. The valve opening start timing itself can be easily aligned regardless of the change in the valve lift amount.
[0021]
  In addition, the link mechanism is composed of a single link that connects the swing cam and the outer ring, and each end of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. ,The number of parts of the variable valve system can be reduced to simplify the structure, which is advantageous for making it compact and lightweight, and the number of link connection points is reduced. This is advantageous in improving the reliability of the variable valve operating apparatus by avoiding the occurrence of a link connection point where a load is applied.
[0022]
  The invention according to claim 4Claim 2 or claim 3In the variable valve operating apparatus for an engine described in 1.
  The restriction link is pivotally connected to the control member by an axis parallel to the camshaft, and a connection point between the outer ring and the link mechanism is connected to the control member and the link with the rotation of the eccentric ring. Reciprocating arc motion around the connection point with the restriction linkIt is characterized by that.
[0023]
  Therefore,The configuration of the regulatory link is simplified.
[0024]
  Claim 5The invention according to claim 1Any one of Claim 4In the variable valve operating apparatus for an engine described in 1.
  The control member rotates around an axis parallel to the camshaft.
  The connection point between the outer ring and the link mechanism is disposed above the camshaft,
  The rotation shaft of the control member is arranged on the side of the connection point.
[0025]
  Therefore, the entire variable valve operating device does not become bulky, and it is advantageous in incorporating an existing engine without restraining an increase in the overall height of the engine and making a major design change.
[0026]
  Claim 6The invention according to claim 1 to claim 1Claim 5In the variable valve operating apparatus for an engine according to any one of
  The rocking cam is in contact with a direct acting tappet.
[0027]
  Therefore, it is advantageous in incorporating an existing engine equipped with a direct-acting tappet without restraining an increase in the overall height of the engine and making a major design change.
[0028]
【The invention's effect】
  As described above, according to the first aspect of the present invention, the swing cam for lifting the valve and the outer ring fitted to the eccentric ring of the camshaft are connected by the link mechanism, and the restriction link is connected to the outer ring. To regulate the displacement of the outer ringAndThe valve lift amount is changed by changing the position of the restriction link with the control member, and the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the large lift control at the time of small lift control.In the variable valve operating apparatus, the outer ring is arranged in the camshaft axial direction between the link mechanism and the restriction link, and the connection point between the outer ring and the link mechanism undergoes a reciprocating arc motion as the eccentric wheel rotates. The restriction link is pivotally provided around an axis parallel to the camshaft and connected to the outer ring, and the reciprocating arc motion position of the connecting point is a circumferential direction around the axis of the camshaft. The position of the pivot shaft of the restriction link is changed by the control member so as to be displacedTherefore, while reducing the number of parts to satisfy weight reduction and reliability, it is possible to change the valve lift amount while ensuring the desired valve overlap period by substantially aligning the valve opening start timing, The lift amount can be changed greatly, which is advantageous for throttle-less (reducing pumping loss during small lift control and improving intake charging efficiency during large lift control).On top of that,Structure of variable valve gearButIt becomes simple, which is advantageous for making it compact and lightweight.
[0029]
According to the invention of claim 2, in claim 1,The link mechanism is configured by a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. The configuration can be simplified by reducing the number of parts, which is advantageous in reducing the size and weight, and in improving the reliability of the variable valve operating apparatus.
[0030]
  According to the invention of claim 3,The swing cam that lifts the valve and the outer ring fitted to the eccentric ring of the camshaft are connected by a link mechanism, while the outer ring is connected to a restriction link to restrict the displacement of the outer ring, and the position of the restriction link is controlled by the control member. In the variable valve operating apparatus, the valve lift amount is changed by changing the valve lift amount, and the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the time of large lift control at the time of small lift control. An outer ring is arranged between the link mechanism and the restriction link in the camshaft axial direction,The link mechanism is configured by a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring.While reducing the number of parts to satisfy weight reduction and reliability, the valve lift amount can be changed while the valve opening start timing is substantially aligned to ensure the desired valve overlap period. Can be greatly changed, which is advantageous in achieving throttle-less (reducing pumping loss during small lift control and improving intake charging efficiency during large lift control).It is possible to simplify the configuration by reducing the number of parts of the variable valve operating device, which is advantageous for reducing the size and weight of the variable valve operating device, and for improving the reliability of the variable valve operating device.
[0031]
  According to the invention of claim 4,Claim 2 or claim 3InThe restriction link is pivotally connected to the control member by an axis parallel to the camshaft, and the connection point between the outer ring and the link mechanism is connected to the control member and the restriction as the eccentric ring rotates. Since the reciprocating arc motion is performed around the connection point with the link, the configuration of the restriction link is simplified.
[0032]
  Claim 5According to the invention which concerns on this, Claim 1Any one of Claim 4The control member rotates about an axis parallel to the camshaft, the connection point between the outer ring and the link mechanism is disposed above the camshaft, and the rotation shaft of the control member is connected to the connection Since it is arranged on the side of the point, the entire variable valve system does not become bulky, and it can be incorporated into an existing engine without increasing the overall height of the engine and without making major design changes. Will be advantageous.
[0033]
  Claim 6According to the invention according to claims 1 toClaim 5In any one of the above, since a direct-acting tappet is used, it is possible to incorporate an existing engine equipped with a direct-acting tappet without increasing the overall height of the engine and without making a major design change. Will be advantageous.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
Figure1 is the present inventionEmbodiment ofThe whole structure which applied the variable valve apparatus which concerns on this to the intake valve of an engine is shown. This engine employs a four-valve double overhead cam system having two intake valves 1 and 2 and two exhaust valves (not shown) in one cylinder. In the figure, 3 is a camshaft that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine. Each of the intake valves 1 and 2 is driven by swing cams 4 and 5 that are swingably supported by the camshaft 3, and the valve lift amount and valve timing are changed according to the operating state of the engine.
[0036]
  In order to change the lift amount and timing of the intake valves 1 and 2, a plurality of eccentric rings 6 are integrally formed in the camshaft 3 at intervals in the axial direction, and an outer ring 7 is rotatably fitted to each eccentric ring 6. ing. The outer ring 7 and the swing cam 5 are connected by a single connecting link (link mechanism) 8. The swing cam 4 is supported on the camshaft 3 so as to swing integrally with the swing cam 5. A rotating shaft 11 is provided in parallel with the camshaft 3, and a plurality of control arms (control members) 12 are coupled to the rotating shaft 11 at intervals in the axial direction. Each control arm 12 and the outer ring 7 are connected by a regulation link 13 that regulates the displacement of the outer ring 7 accompanying the rotation of the eccentric ring 6 so that the swing cams 4 and 5 swing.
[0037]
  A worm gear 14 having teeth formed on only a part of the circumference is coupled to the rotating shaft 11. A worm 16 that is rotationally driven by a motor 15 meshes with the teeth of the worm gear 14. Then, the motor 15 is operated according to the operating state of the engine to rotate the control arm 12, and the position of the restriction link 13 is changed to change the lift amount and timing of the intake valves 1 and 2. It has become. In this case, the control arm 12 is controlled so that the valve lift amount increases as the engine load increases. Hereinafter, the variable valve operating device will be described in detail.
[0038]
  As shown in FIG. 2, a direct acting tappet 21 is provided at the upper end of the stem of the intake valve 2, and the swing cam 5 is in contact with the tappet 21. The intake valve 2 is urged in a direction to close the intake port 25 by a valve spring 24 provided between a retainer 22 provided in the tappet and a retainer 23 provided in the cylinder head. The intake valve 1 has the same configuration as the intake valve 2.
[0039]
  One end of the connection link 8 is rotatably connected to the swing cam 5 by a pin 31, and one end of the regulation link 13 is rotatably connected to the tip of the control arm 12 by a pin 32. Thus, the connecting link 8 and the regulation link 13 are linked with the outer ring 7 in the middle. In other words, the other end of each of the connection link 8 and the regulation link 13 is coaxially and rotatably connected by a connection pin 33 to a protruding portion formed by partially protruding the outer ring 7 outward. The pins 31 to 33 all extend in parallel with the camshaft 3.
[0040]
  A connection pin 33 between the outer ring 7 and the connection link 8 is disposed above the camshaft 3, and the rotation shaft 11 of the control arm 12 is disposed on the side of the connection point. The pin 32 at the tip of the control arm 12 is the rotation center of the restriction link 13. FIG. 2 in which the pin 32 is disposed below the rotation shaft 11 is in a large lift control state. As shown in FIG. 3, when the pin 32 is moved upward by the rotation of the control arm 12 and positioned above the camshaft 3, a small lift control state is established.
[0041]
  As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the position of the outer ring 7 changes with the rotation of the eccentric ring 6, and the swing cam 5 moves the direct acting tappet 21 as shown in FIG. 2 (a). The state in which the intake valve 2 is greatly lifted through (the swing cam 4 has lifted the intake valve 1 through the direct acting tappet), and the intake valve 2 (intake air) as shown in FIG. It swings between the lift amount of the valve 1) and zero. The same applies to the case of FIG. 3 which is the small lift control state (see FIGS. 3A and 3B).
[0042]
  FIG. 4 specifically shows the operation of the variable valve operating apparatus. The control arm 12, the connection link 8, and the restriction link 13 are represented by straight lines. C is a rotation locus of the center of the eccentric ring 6. Further, the relationship between the intake valve 1 and the swing cam 4 is the same as the relationship between the intake valve 2 and the swing cam 5, and the swing cam 4 works in the same manner as the swing cam 5. The variable valve operating apparatus will be described with reference to the relationship between the rocking cam 2 and the swing cam 5.
[0043]
  First, on the peripheral surface of the swing cam 5, a base circle surface (base circle section) θ1 whose curvature radius is constant within a predetermined angle range, and a cam surface whose curvature radius gradually increases following θ1 ( Lift section) θ2. The rotation direction of the camshaft 3 (eccentric ring 6) is set to the clockwise direction (clockwise) in FIG. The state shown by the solid line in FIG. 4 is a valve lift peak time when the control arm 12 is in the large lift control position and the connecting pin 33 of the outer ring 7 is positioned at the uppermost position. At this time, the swing cam 5 is provided so that the cam nose side end of the cam surface θ <b> 2 is in contact with the tappet 21.
[0044]
  In the state of the solid line in FIG. 4, when the eccentric ring 6 rotates, the outer ring 7 is displaced accordingly, but the displacement is regulated by the regulation link 13. That is, since the restricting link 13 rotates around the pin 32 disposed below the rotating shaft 11, the connecting pin 33 of the outer ring 7 reciprocates around the pin 32 every time the eccentric ring 6 makes one rotation. An arc motion A is performed (the restriction link 13 reciprocates between a solid line state and a broken line state).
[0045]
  The direction of the reciprocating arc motion A is substantially the same as the swinging direction of the connecting point (pin 31) between the swing cam 5 and the connecting link 8. That is, the direction of the string connecting both ends of the reciprocating arc motion A of the connecting pin 33 (the solid connecting pin 33 and the broken connecting pin 33) (hereinafter, this direction is referred to as the direction of the reciprocating arc motion A) and swinging. The direction of the string connecting both swing ends of the connection pin 31 of the cam 5 (the solid connection pin 31 and the broken connection pin 31) (hereinafter, this direction is referred to as the swing direction of the swing cam 5). The angle is small (30 degrees or less).
[0046]
  Along with the reciprocating arc motion A of the connecting pin 33, the swing cam 5 connected to the outer ring 7 by the connection link 8 swings between a solid line state and a broken line state. In the broken line state, the rocking cam 5 has its base circle surface θ1 in contact with the tappet 21, and the valve lift is zero (the intake valves 1 and 2 are closed).
[0047]
  The lift characteristics of the intake valves 1 and 2 when the swing cam 5 swings between the solid line state and the broken line state in FIG. 4 are indicated by L1 in FIG.
[0048]
  Next, the control arm 12 is rotated upward around the rotation shaft 11 from the state indicated by the solid line in FIG. 4, and the pin 32, which is the rotation center of the restriction link 13, rotates the camshaft 3 more than during the large lift control. When a substantially horizontal state indicated by a one-dot chain line positioned on the front side in the direction is set, a small lift control state is set. That is, when the eccentric ring 6 rotates, the displacement of the connecting pin 33 of the outer ring 7 is restricted by the restricting link 13 and performs a reciprocating arc motion B around the pin 32 disposed on the side of the rotating shaft 11. (The restriction link 13 reciprocates between the one-dot chain line state and the two-dot chain line state).
[0049]
  The position of the reciprocating arc motion B during the small lift control is positioned closer to the camshaft 3 in the rotational direction than the position of the reciprocating arc motion A during the large lift control. The direction of the reciprocating arc motion B (the direction of the string connecting the connecting pin 33 of the one-dot chain line and the connecting pin 33 of the two-dot chain line) and the direction of the reciprocating arc motion A is an angle of about 45 degrees or more and 90 degrees or less. Intersect with each other. Therefore, the direction of the reciprocating arc motion B is transverse to the swing direction of the swing cam 5. That is, the angle formed between the direction of the reciprocating arc motion B and the swinging direction of the swing cam 5 is larger than that in the case of the large lift control (45 degrees or more and 120 degrees or less).
[0050]
  Along with the reciprocating arc motion B of the connecting pin 33, the swing cam 5 connected to the outer ring 7 by the connecting link 8 swings between a one-dot chain line state and a broken line state. In the case of this example, the position when the connecting pin 33 becomes zero in the valve lift amount by the reciprocating arc motion B (two-dot chain line position) is the position when the valve lift amount becomes zero by the reciprocating arc motion A ( The position of the swing cam 5 when the connecting pin 33 is positioned at the two-dot chain line position by the reciprocating arc motion B is substituted with the broken line state.
[0051]
  The lift characteristics of the intake valves 1 and 2 when the swing cam 5 swings between the one-dot chain line state and the broken line state in FIG. 4 are indicated by L2 in FIG.
[0052]
  Thus, when shifting from the large lift control to the small lift control as described above, the pin 32 which is the rotation center of the restricting link 13 is moved by the rotation of the control arm 12, and the reciprocating arc of the connecting pin 33. The position of the movement is moved from A to B, that is, to the front side in the rotational direction of the camshaft 3. As a result, the center of the eccentric wheel 6 at the valve lift peak is positioned at C1 during the large lift control, but the center of the eccentric wheel 6 at the valve lift peak moves to C2 during the small lift. That is, when shifting from the time of the large lift control to the time of the small lift control, the valve angle is advanced by the center angle α related to C1 and C2.
[0053]
  As described above, when the valve lift amount is decreased, the valve lift peak angle is advanced. As shown in FIG. 5, the opening start timing of the intake valves 1 and 2 regardless of the valve lift amount. It is advantageous to substantially align
[0054]
  Next, looking at the lift / down speed of the intake valve 2, the center of the eccentric wheel 6 when the swing cam 5 is positioned at the swing end of the valve lift amount zero side during the large lift control and the small lift control is as follows. It is in C3 of FIG.
[0055]
  When the center of the eccentric wheel 6 rotates clockwise from the point C3 around the axis of the camshaft 3, in the case of large lift control, the center of the eccentric wheel 6 moves from the point C3 to a rotation angle of 60 degrees. Since the direction is transverse to the direction of the reciprocating arc motion A of the connecting pin 33, the connecting pin 33 hardly rises from the rocking end on the broken line side. Therefore, the swing cam 5 hardly moves.
[0056]
  Since the rotational movement direction of the center of the eccentric ring 6 is in the direction of the reciprocating arc motion A from the time when the rotation angle of 60 degrees is passed, the connecting pin 33 is compared with the rotational movement of the center of the eccentric ring 6. Ascending quickly. Since the direction of the reciprocating arc motion A and the swinging direction of the swing cam 5 are substantially the same, the swing cam 5 starts to swing substantially as the connecting pin 33 is lifted. Then, when the center of the eccentric ring 6 reaches a rotation angle exceeding 90 degrees from the point C3, the cam surface (lift section) θ2 of the swing cam 5 comes into contact with the tappet 21 and the intake valve 2 Begins to open.
[0057]
  On the other hand, in the case of the small lift control, the moving direction when the center of the eccentric ring 6 rotates from the point C3 is relatively close to the direction of the reciprocating arc motion B. 33 rises relatively faster than in the case of large lift control. However, since the crossing angle between the direction of the reciprocating arc motion B and the swinging direction of the swing cam 5 is large, even if the connecting pin 33 starts to rise in the reciprocating arc motion B, the swing cam 5 is almost swung. First, the intake valve 2 starts to open when the center of the eccentric wheel 6 reaches a rotation angle of about 90 to 120 degrees from C3.
[0058]
  That is, in the control of the valve lift amount, the reciprocal arc movement position of the connecting pin 33 is moved forward in the rotational direction of the camshaft 3 to advance the valve lift peak as the lift amount becomes smaller. In addition, since the angle formed by the reciprocating arc motion direction and the swing direction of the swing cam 5 is increased, it is further advantageous to substantially align the opening timing of the intake valve 2. Yes.
[0059]
  Further, in this example, as the valve lift amount increases, the rotation center of the restriction link 13 (the connection pin 32) is brought closer to the axial center side of the camshaft 3, and the string of the reciprocating arc motion of the connection pin 33 is It faces the 3 axis side. Therefore, when the center of the eccentric wheel 6 rotates clockwise from the point C1, the lowering speed of the connecting pin 33 is increased, and as a result, the intake valve 2 is closed early. That is, the intake valve 2 can be quickly closed, which is advantageous for reducing pumping loss.
[0060]
  Thus, since the connecting link 8 and the regulating link 13 link the outer ring 7 in the middle, the position of the regulating link 13 is greatly changed by the control arm 12 and the valve lift amount by the swing cam 5 is greatly changed. Since it is possible to obtain an optimum intake amount corresponding to the engine operating state only by controlling the valve lift amount, it is possible to reduce pumping loss as a throttleless and intake air during large lift control. Filling efficiency can be improved.
[0061]
  In the above embodiment, since the swing cam 5 and the outer ring 7 are connected by the single link 8 and one end of each of the link 8 and the restriction link 13 is connected to the outer ring 7, the number of parts is reduced. Thus, the configuration can be simplified, which is advantageous for making the variable valve operating apparatus compact and lightweight. In addition, since the pivot shaft 11 of the control arm 12 is disposed on the side of the connecting pin of the outer ring 7, the entire variable valve device is not bulky, and is particularly of a direct acting tappet type with respect to an existing engine. This is advantageous in incorporating the engine while suppressing an increase in the overall height of the engine and without making a major design change.
[0062]
  The connection link 8 and the restriction link 13 can be connected to the outer ring 7 at different positions with separate pins.
[0063]
  <Reference form>
  FIG.Reference form (not an embodiment of the present invention)The whole structure of the variable valve operating apparatus of the intake valve which concerns on is shown.EmbodimentSimilarly, this engine employs a four-valve double overhead cam system having two intake valves 1 and 2 and two exhaust valves (not shown) in one cylinder. In the figure, 3 is a camshaft that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine. Each of the intake valves 1 and 2 is driven by swing cams 4 and 5 that are swingably supported by the camshaft 3, and the valve lift amount and valve timing are changed according to the operating state of the engine.
[0064]
  In order to change the lift amount and timing of the intake valves 1 and 2, a plurality of eccentric wheels 6 are provided on the camshaft 3 so as to rotate integrally with the camshaft 3 at intervals in the axial direction. The outer ring 7 is rotatably fitted to each eccentric ring 6. The outer ring 7 and the swing cam 5 are connected by a link mechanism. The swing cam 4 is supported on the camshaft 3 so as to swing integrally with the swing cam 5. The link mechanism includes a first link 9 connected to the swing cam 5 and a second link 10 connected to the outer ring 7, and the first link 9 and the second link 10 are rotatably connected. Has been.
[0065]
  A rotating shaft 11 is provided in parallel with the camshaft 3, and a plurality of control arms (control members) 12 are coupled to the rotating shaft 11 at intervals in the axial direction. Each control arm 12 and the outer ring 7 are connected using the second link 10. That is, the second link 10 extends further to the opposite side of the first link 9 than the connection point with the outer ring 7 and is connected to the control arm 12. The extension portion of the second link 10 forms a restricting link 13 that restricts the displacement of the outer ring 7 accompanying the rotation of the eccentric ring 6 so that the swing cam 5 swings.
[0066]
  A worm gear 14 is coupled to the rotating shaft 11. A worm 16 that is rotationally driven by a motor 15 meshes with the teeth of the worm gear 14. Then, the motor 15 is operated according to the operating state of the engine to rotate the control arm 12, and the position of the restriction link 13 is changed to change the lift amount and timing of the intake valves 1 and 2. It has become. In this case, the control arm 12 is controlled so that the valve lift amount increases as the engine load increases. Hereinafter, the variable valve operating device will be described in detail.
[0067]
  As shown in FIG. 7, a direct acting tappet 21 is provided at the upper end of the stem of the intake valve 2, and the swing cam 5 is in contact with the tappet 21. The intake valve 2 is urged in a direction to close the intake port 25 by a valve spring 24 provided between a retainer 22 provided in the tappet and a retainer 23 provided in the cylinder head. The intake valve 1 has the same configuration as the intake valve 2.
[0068]
  One end of the first link 9 is rotatably connected to the swing cam 5 by a pin 31 and the other end is rotatably connected to one end of the second link 10 by a pin 30. The second link 10 is connected by a connecting pin 33 to a projecting portion having an intermediate portion projecting a part of the outer ring 7 outward. The other end of the second link 10, that is, the base end of the restriction link 13 is rotatably connected to the tip of the control arm 12 by a pin 32. Therefore, the link mechanism and the regulation link 13 are linked with the outer ring 7 in the middle. Each of the pins 30 to 33 extends in parallel with the camshaft 3.
[0069]
  A connecting pin 33 between the outer ring 7 and the second link 10 is disposed above the camshaft 3, and the rotating shaft 11 of the control arm 12 is disposed on the side of the connecting pin 33. The pin 32 at the tip of the control arm 12 is the rotation center of the second link 10 (regulation link 13). FIG. 7 in which the pin 32 is arranged at a high position (a position relatively above the axial center position of the camshaft 3) is in a large lift control state. As shown in FIG. 8, when the pin 32 is moved downward by the rotation of the control arm 12 and positioned at a low position (a lateral position of the axis of the camshaft 3), a small lift control state is established.
[0070]
  As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the position of the outer ring 7 changes as the eccentric ring 6 rotates, and the swing cam 5 moves the direct acting tappet 21 as shown in FIG. 7 (a). The state in which the intake valve 2 is greatly lifted through (the swing cam 4 has lifted the intake valve 1 through the direct acting tappet), and the intake valve 2 (intake air) as shown in FIG. It swings between the lift amount of the valve 1) and zero. The same applies to the case of FIG. 8 in the small lift control state (see FIGS. 8A and 8B).
[0071]
  FIG. 9 specifically shows the operation of the variable valve operating apparatus. The control arm 12, the first link 9, and the second link 10 (restriction link 13) are represented by straight lines. C is a rotation locus of the center of the eccentric ring 6. Further, the relationship between the intake valve 1 and the swing cam 4 is the same as the relationship between the intake valve 2 and the swing cam 5, and the swing cam 4 works in the same manner as the swing cam 5. The variable valve operating apparatus will be described with reference to the relationship between the rocking cam 2 and the swing cam 5.
[0072]
  First, on the peripheral surface of the swing cam 5, a base circle surface (base circle section) θ1 whose curvature radius is constant within a predetermined angle range, and a cam surface whose curvature radius gradually increases following θ1 ( Lift section) θ2. The rotation direction of the camshaft 3 (eccentric ring 6) is set in the clockwise direction (clockwise) in FIG. The state shown by the solid line in FIG. 9 is a valve lift peak time when the control arm 12 is in the large lift control position and the connecting pin 33 of the outer ring 7 is positioned at the lowest position. At this time, the swing cam 5 is set so that the cam nose side end of the cam surface θ2 is in contact with the tappet 21.
[0073]
  In the solid line state of FIG. 9, when the eccentric ring 6 rotates, the outer ring 7 is displaced accordingly, but the displacement is regulated by the regulation link 13. That is, since the restriction link 13 rotates about the pin 32, the connecting pin 33 of the outer ring 7 performs a reciprocating arc motion A about the pin 32 every time the eccentric ring 6 makes one rotation (restriction). The link 13 reciprocates between a solid line state and a broken line state).
[0074]
  Along with the reciprocating arc motion A of the connecting pin 33, the swing cam 5 connected to the outer ring 7 by the first and second links 9 and 10 swings between the solid line state and the broken line state. . In the broken line state, the rocking cam 5 has its base circle surface θ1 in contact with the tappet 21, and the valve lift is zero (the intake valves 1 and 2 are closed).
[0075]
  Next, the control arm 12 is rotated downward from the state indicated by the solid line in FIG. 9 around the rotation shaft 11 so that the pin 32 which is the rotation center of the restriction link 13 is rotated in the direction of rotation of the camshaft 3 rather than during the large lift control. When positioned on the near side, a small lift control state is established. In other words, when the eccentric ring 6 rotates, the displacement of the connecting pin 33 of the outer ring 7 is restricted by the restricting link 13 and performs a reciprocating arc motion B around the pin 32 disposed below the rotating shaft 11. (The restriction link 13 reciprocates between the one-dot chain line state and the two-dot chain line state).
[0076]
  The position of the reciprocating arc motion B during the small lift control is positioned closer to the camshaft 3 in the rotational direction than the position of the reciprocating arc motion A during the large lift control.
[0077]
  Along with the reciprocating arc motion B of the connecting pin 33, the swing cam 5 connected to the outer ring 7 by the connecting link 8 swings between the one-dot chain line state and the two-dot chain line state.
[0078]
  As described above, when shifting from the large lift control to the small lift control, the position of the reciprocating arc movement of the connecting pin 33 moves to the front side in the rotational direction of the camshaft 3, so the center of the eccentric ring 6 at the valve lift peak is Move from C1 to C2. That is, when shifting from the time of the large lift control to the time of the small lift control, the valve angle is advanced by the center angle α related to C1 and C2.
[0079]
  In this way, if the valve lift amount is reduced, the peak time of the valve lift is advanced, which is advantageous in substantially aligning the valve opening start timings of the intake valves 1 and 2 regardless of the valve lift amount. Become.
[0080]
  Thus, since the connecting link 8 and the regulating link 13 link the outer ring 7 in the middle, the position of the regulating link 13 is greatly changed by the control arm 12 and the valve lift amount by the swing cam 5 is greatly changed. Since it is possible to obtain an optimum intake amount corresponding to the engine operating state only by controlling the valve lift amount, it is possible to reduce pumping loss as a throttleless and intake air during large lift control. Filling efficiency can be improved.
[0081]
  In the reference embodiment, the swing cam 5 and the outer ring 7 are connected by the two links 9 and 10 and a part of the second link 10 is the restriction link 13, so that the number of parts is reduced. Thus, the configuration can be simplified, which is advantageous for making the variable valve operating apparatus compact and lightweight. In addition, since the pivot shaft 11 of the control arm 12 is disposed on the side of the connecting pin of the outer ring 7, the entire variable valve device is not bulky, and is particularly of a direct acting tappet type with respect to an existing engine. This is advantageous in incorporating the engine while suppressing an increase in the overall height of the engine and without making a major design change.
[0082]
  The connection pin 32 between the control arm 12 and the second link 10 (the restriction link 13) and the connection pin 31 between the swing cam 5 and the first link 9 are the connection pins between the second link 10 and the outer ring 7. They move in opposite directions with 33 as a fulcrum. In other words, since the control arm 12 and the swing cam 5 are in a relation of moving in the opposite directions as the seesaw as the second link 10, the control arm 12 swings when the control arm 12 is moved according to the operating state of the engine. The component force acting on the cam 5 in the swinging direction is increased, and the load acting on the connecting pins 30 to 33 is decreased accordingly. Therefore, the driving force required for changing the valve lift amount can be reduced, and the movements of the links 9 and 10 and the control arm 12 are smoothed, and the reliability of the variable valve operating apparatus is increased.
[0083]
  The aboveEmbodiment and reference formIn the above, the control member (arm 12) pivots the rotation center of the base end of the restriction link. However, the control member may move the rotation center of the restriction link linearly.
[0084]
  Also, aboveEmbodiment and reference formIn this case, the restricting link restricts the displacement of the outer ring so that the connecting point between the outer ring and the link mechanism performs a reciprocating arc motion. However, the restricting link moves the connecting point, for example, in an elliptical circular path. It may restrict the displacement of the outer ring.
[0085]
  Also, aboveEmbodiment and reference formIs related to the variable valve system of the intake valve,They areVariable valve operating device for exhaust valveAsIt can also be adopted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present inventionEmbodimentThe perspective view which shows the variable valve gear concerning this.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing states of a valve lift peak (a) and a lift amount zero (b) at the time of large lift control of the apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing states of a valve lift peak (a) and a lift amount zero (b) during small lift control of the apparatus.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the apparatus.
FIG. 5 is a graph showing valve lift characteristics of the apparatus.
[Fig. 6]Reference formThe perspective view which shows the variable valve gear concerning this.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing states of a valve lift peak (a) and a lift amount zero (b) at the time of large lift control of the apparatus.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing states of a valve lift peak (a) and a lift amount zero (b) at the time of small lift control of the apparatus.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the apparatus.
[Explanation of symbols]
      1, 2, intake valve
          3 Camshaft
      4,5 Swing cam
          6 Eccentric ring
          7 outer ring
          8 Link (link mechanism)
          9 First link
        10 Second link
        11 Rotating shaft
        12 Control arm
        13 Regulatory links
        21 Tappet
  30-33 connecting pin

Claims

エンジンのクランク軸に同期して回転する偏心輪を有するカムシャフトと、
上記カムシャフトを軸として揺動するように設けられた、バルブをリフトさせる揺動カムと、
上記偏心輪に回転自在に外嵌めされた外輪と、
上記揺動カムと外輪とを連結し、該外輪の変位を揺動カムに伝達するリンク機構と、
上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴う該外輪の変位を、上記リンク機構を介して上記揺動カムが揺動するように規制する規制リンクと、
エンジンの運転状態に応じて上記規制リンクの位置を変更するコントロール部材とを備え、
上記揺動カムによる上記バルブのリフト量が変化するように、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの位置を変更するようにしたエンジンの可変動弁装置であって、
上記外輪は上記カムシャフトの軸方向において上記リンク機構と上記規制リンクとの中間に配置され、
上記規制リンクは、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動自在に設けられて上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴って該外輪と上記リンク機構との連結点が往復円弧運動をするように該外輪の変位を規制し、
上記コントロール部材は、上記連結点の往復円弧運動位置が上記カムシャフトの軸心回りにおいて周方向に変位するように、上記規制リンクの回動軸の位置を変更することを特徴とするエンジンの可変動弁装置。A camshaft having an eccentric wheel that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine;
A swing cam that lifts the valve provided to swing about the camshaft;
An outer ring rotatably fitted on the eccentric ring,
A link mechanism for connecting the swing cam and the outer ring, and transmitting a displacement of the outer ring to the swing cam;
A regulation link connected to the outer ring and regulating the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring so that the swing cam swings via the link mechanism;
Bei example a control member in accordance with the operating condition of the engine changes the position of the regulating link,
The control of the valve lift so that the lift amount of the valve by the swing cam changes, and the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the time of large lift control at the time of small lift control. A variable valve operating apparatus for an engine that changes the position of the restriction link by a member ,
The outer ring is disposed between the link mechanism and the restriction link in the axial direction of the camshaft,
The restricting link is rotatably provided about an axis parallel to the camshaft and is connected to the outer ring, and the connection point between the outer ring and the link mechanism moves in a reciprocating arc motion as the eccentric wheel rotates. Restricting the displacement of the outer ring to
The control member may change the position of the rotation shaft of the restriction link so that the reciprocating arc movement position of the connection point is displaced in the circumferential direction around the axis of the camshaft. Variable valve device.

請求項１において、
上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する１本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。In claim 1,
The link mechanism includes a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. Variable valve operating device for the engine.

エンジンのクランク軸に同期して回転する偏心輪を有するカムシャフトと、
上記カムシャフトを軸として揺動するように設けられた、バルブをリフトさせる揺動カムと、
上記偏心輪に回転自在に外嵌めされた外輪と、
上記揺動カムと外輪とを連結し、該外輪の変位を揺動カムに伝達するリンク機構と、
上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴う該外輪の変位を、上記リンク機構を介して上記揺動カムが揺動するように規制する規制リンクと、
エンジンの運転状態に応じて上記規制リンクの位置を変更するコントロール部材とを備え、
上記揺動カムによる上記バルブのリフト量が変化するように、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの位置を変更するようにしたエンジンの可変動弁装置であって、
上記外輪は上記カムシャフトの軸方向において上記リンク機構と上記規制リンクとの中間に配置され、
上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する１本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 A camshaft having an eccentric wheel that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine;
A swing cam that lifts the valve provided to swing about the camshaft;
An outer ring rotatably fitted on the eccentric ring,
A link mechanism for connecting the swing cam and the outer ring, and transmitting a displacement of the outer ring to the swing cam;
A regulation link connected to the outer ring and regulating the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring so that the swing cam swings via the link mechanism;
A control member that changes the position of the restriction link according to the operating state of the engine,
The control of the valve lift so that the lift amount of the valve by the swing cam changes, and the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the time of large lift control at the time of small lift control. A variable valve operating apparatus for an engine that changes the position of the restriction link by a member,
The outer ring is disposed between the link mechanism and the restriction link in the axial direction of the camshaft,
The link mechanism includes a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. Variable valve operating device for the engine.

請求項２又は請求項３において、
上記規制リンクは、上記カムシャフトに平行な軸によって上記コントロール部材に回動自在に連結され、上記外輪と上記リンク機構との連結点は、上記偏心輪の回転に伴って、上記コントロール部材と上記規制リンクとの連結点を中心として往復円弧運動をすることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。In claim 2 or claim 3,
The restriction link is pivotally connected to the control member by an axis parallel to the camshaft, and a connection point between the outer ring and the link mechanism is connected to the control member and the link with the rotation of the eccentric ring. A variable valve operating device for an engine, which reciprocates circularly around a connection point with a restriction link .

請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記コントロール部材は、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動するものであり、
上記外輪と上記リンク機構との連結点はカムシャフトの上方に配置され、
上記コントロール部材の回動軸は上記連結点の側方に配置されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
The control member rotates around an axis parallel to the camshaft.
The connection point between the outer ring and the link mechanism is disposed above the camshaft,
A variable valve operating apparatus for an engine, wherein a rotation shaft of the control member is disposed on a side of the connection point.

請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
上記揺動カムは、直動式タペットに当接していることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The variable valve operating apparatus for an engine, wherein the swing cam is in contact with a direct acting tappet.