JP4362249B2 - Variable valve mechanism - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状況に応じてバルブのリフト量及び作用角を連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の出力、トルク、燃費、排気ガスのクリーン度等の諸特性を両立させるため、内燃機関の運転状況に応じてバルブのリフト量又は作用角を連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構が種々考えられている。その一つの代表例として二本のカムシャフトを回転させてロッカアームを揺動させると共に２本のカムシャフトの位相を相対的に変えることによりロッカアームの揺動角を変えて、バルブのリフト量又は作用角を連続的に変化させるようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記代表例のように２本のカムシャフトを回転させるには、１本のカムシャフトを回転させてきた従来の駆動系を大きく変えることになると共に、駆動上難しいとか、駆動系のサイズを大きくせざるを得ないとかいう問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、従来の駆動系を大きく変えることなく、１本のカムシャフトを回転させて、バルブのリフト量及び作用角を連続的又は段階的に変化させることができるコンパクトな可変動弁機構を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の可変動弁機構は、ロッカアームのカム対応部の近傍に該カム対応部を押圧する第一押圧面と第一摺接部とを備えた第一介在アームを揺動可能に軸着し、回転カムを形成した１本のカムシャフトを回転可能に軸支し、カムシャフトに、回転カムと無関係に前記カムシャフトを中心に回動可能な回動部材が軸着され、回動部材の先端部に、カムシャフトと平行に延びるリンクシャフトが形成され、第一介在アームと回転カムとの間に位置して、カム摺接部と、第一摺接部を押圧する第二押圧面とを備え、回転カムによる押圧を受けて変位することで第一介在アームを介してロッカアームを押圧することによりバルブをリフトさせる第二介在アームがリンクシャフトの周りに揺動可能に軸着され、回動部材を内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的に１回転以内の範囲で小角度回転させることにより第二介在アームをカムシャフトの周りに小角度回転させて、回転カムとカム摺接部との当接位置を移動させると同時に、第一摺設部と第二押圧面との当接位置も移動させることで、第二介在アームのアーム比を変えて第一介在アームの揺動量を変え、もってカム対応部に対する第一介在アームの第一押圧面の当接位置を第一介在アームの長さ方向に変えることにより、回転カムによるバルブのリフト量及び作用角を変化させる制御部材を設けたことを特徴としている。なお、カム対応部とは、回転カムに第二介在アーム及び第一介在アームを介して対応し押圧される部位という意味である。また、アーム比とは、第二介在アームがリンクシャフトを中心として揺動するときの、リンクシャフトから回転カムとカム摺接部との当接位置までの距離に対するリンクシャフトから第二押圧面と第一摺設部との当接位置までの距離の割合という意味である。
【０００６】
第二介在アームの第二押圧面の形状としては、特に限定されないが、カム摺接部が回転カムのベース円に摺接している時（いわゆるベース時）における第一介在アームの位置を、制御部材の状態によらず一定にするためには、カム摺接部を回転カムのベース円に摺接させたときの第二介在アームの第二押圧面が、カムシャフトと同軸の円柱の周側面の一部と一致するように形成されていることが好ましい。
【０００７】
カム対応部、第一摺接部、及びカム摺接部は、固定された硬質チップでも回転可能なローラでもよい。但し、各部材間の摺動抵抗や磨耗を考慮すると、カム対応部、第一摺接部、及びカム摺接部の少なくともいずれか一つは、ロッカアームに回転可能に軸着されたローラ、第一介在アームに回転可能に軸着されたローラ、又は第二介在アームに回転可能に軸着されたローラであることが好ましい。
【０００８】
制御部材としては、特に限定されないが、リンクシャフトに係合して第二介在アームをカムシャフトの周りに変位させるフォークと、フォークの基端を支持して回動可能に軸着されたコントロールシャフトとで構成されたものや、回動部材をカムシャフトの周りに小角度回転させる駆動装置を例示できる。
【０００９】
駆動装置としては、特に限定されないが、ヘリカルスプライン機構と、油圧を用いた駆動部と、マイクロコンピュータ等の制御装置とを備えたものを例示できる。
【００１０】
ロッカアーム、第一介在アーム、及び制御部材は、別の面内で揺動してもよいが、スペース効率上、同一面内で揺動することが好ましい。
【００１１】
ここで、ロッカアームは、次のいずれのタイプでもよい。
（１）ロッカアームの一端部に揺動中心部があり、中央部にカム対応部があり、他端端にバルブ押圧部があるタイプ。（いわゆるスイングアーム）
（２）ロッカアームの中央部に揺動中心部があり、一端部にカム対応部があり、他端端にバルブ押圧部があるタイプ。
【００１２】
揺動中心部としては、次の二態様を例示できる。
（ａ）揺動中心部はピボットに支持された凹球面部である態様。
（ｂ）揺動中心部はシーソアームが回動可能に軸支された軸穴部である態様。
【００１３】
上記（ａ）の態様では、揺動中心部にタペットクリアランス調整機構が設けられることが好ましい。例えば、ピボットに設けた雄ネジをピボット支持材に設けた雌ネジに螺入量調節可能に螺入するようにしたタペットクリアランス調整機構を例示できる。
【００１４】
なお、本発明の可変動弁機構は、吸気バルブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできるが、両方に適用することが好ましい。
【００１５】
見方を変えると、第二介在アームは、第一摺接部と摺接し、カムシャフトを中心とする円弧面状に形成された第二押圧面と、第二押圧面からの距離が第二介在アームの長さ方向に変化して、回転カムに摺接するカム摺接部と、リンクシャフトが挿通されてノーズ時に第二押圧面を傾かせる支点とを備えて、第一介在アームと回転カムとの間に位置させられていて、第二介在アームを支点を介してカムシャフトの周りに小角度回転させることで、ノーズ時の第二押圧面の傾き量を変え、カム摺接部と回転カムとの当接位置と、第二押圧面と第一摺接部との当接位置と、の距離を変化させることで第一介在アームの押圧量が変わるようになっているとも言い換えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した可変動弁機構の第一実施形態例について、図１〜図６を参照して説明する。この可変動弁機構にはスイングアームタイプのロッカアーム１が使用され、ロッカアーム１の一端部は同部に形成された凹球面部２がピボット３に支持されてなる揺動中心部となっている。ロッカアーム１の他端部は二股状に分かれて、それぞれの先端下部にバルブ押圧部４が凹設され、バルブ５の基端部をバルブ押圧部４が押圧するようになっている。
【００１７】
ロッカアーム１の中央部に形成された第一ローラ配置穴６には、カム対応部としての第一ローラ７が、ロッカアーム１の上面からやや突出するように配され、該第一ローラ７はアーム側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。
【００１８】
ピボット３の軸下部に設けられた雄ネジは、ピボット支持材８に設けられた雌ネジに螺入量調節可能に螺入されて、タペットクリアランス調整機構が構成されている。
【００１９】
第一ローラ７の上方近傍には、第一ローラ７を押圧する第一押圧面１４と、第一摺設部としての第二ローラ１５とを備えた第一介在アーム１０が設けられている。第一介在アーム１０は、その基端の円筒部１１がアームシャフト１２の周りに揺動可能に軸着されており、円筒部１１からロッカアーム１のバルブ押圧部４側へ向かって延びるアーム部１３の上部と下部とに第二ローラ１５と第一押圧面１４とがそれぞれ形成されている。また、第一介在アーム１０は、第一ローラ７と略同一幅となっており、また図示しない付勢手段により左回転方向に付勢されている。
【００２０】
第一押圧面１４は、第一ローラ７の半径よりも大きい曲率半径の凹曲面に形成され、後述するように第一ローラ７に対する第一押圧面１４の当接位置が第一介在アーム１０の長さ方向に変わっても、押圧面１４はその略垂線方向に第一ローラ７を押圧するようになっている。
【００２１】
第二ローラ１５は、アーム部１３の上面からやや突出するように配されて、アーム部１３の側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。
【００２２】
回転カム２０を形成した一本のカムシャフト２１が第一介在アーム１０の上方において回転可能に軸支されている。回転カム２０は、ベース円２０ａと、突出量が漸増するノーズ漸増部２０ｂと、最大突出量となるノーズ２０ｃと、突出量が漸減するノーズ漸減部２０ｄとからなっている。
【００２３】
カムシャフト２１に、回転カム２０と無関係にカムシャフトを中心に回動可能な回動部材２２が軸着されている。回動部材２２の基端は、二つの平行なフック部２３が形成され、欠損部分を下側に向けて回転カム２０を両側から挟んでいる。また、回動部材２２の先端には、カムシャフト２１と平行に延びるリンクシャフト２４が形成されている。
【００２４】
第一介在アーム１０と回転カム２０との間に位置して、カム摺接部としての第三ローラ３１と、第二ローラ１５を押圧する第二押圧面３２とを備え、回転カム２０による押圧を受けて変位することで第一介在アーム１０を介してロッカアーム１を押圧することによりバルブ５をリフトさせる第二介在アーム３０がリンクシャフト２４の周りに揺動可能に軸着されている。
【００２５】
第二介在アーム３０は、第二ローラ１５と略同一幅の略扇型に形成され、第二介在アーム３０の上側には第三ローラ３１がやや突出するように配されて、第二介在アーム３０の側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。また、第二介在アーム３０の第二押圧面３２は、第三ローラ３１を回転カム２０のベース円２０ａに摺接させたときに、カムシャフト２１を中心とする円弧面状に形成されている。
【００２６】
また、第二介在アーム３０のロッカアーム１の揺動中心部側は、二股に分かれてフォーク３３が形成され、フォーク３３の先端寄りには、軸を共有する丸孔３４がそれぞれ貫設されている。フォーク３３の内側には、回動部材２２の先端が配されて、該先端から左右に延びるリンクシャフト２４は各丸孔３４に挿通されている。従って、第二介在アーム３０は、回動部材２２の先端のリンクシャフト２４の周りに揺動可能に軸着されている。
【００２７】
回動部材２２を内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的に１回転以内の範囲で小角度回転させることにより、第二介在アーム３０をカムシャフト２１の周りに小角度回転させて、回転カム２０と第三ローラ３１との当接位置を移動させると同時に、第一摺設部と第二押圧面との当接位置も移動させることで、第二介在アーム３０のアーム比を変えて第一介在アーム１０の揺動量を変え、もってカム対応部に対する第一介在アーム１０の第一押圧面１４の当接位置を第一介在アーム１０の長さ方向に変えることにより、回転カム２０によるバルブ５のリフト量及び作用角を変化させる制御部材４０が設けられている。
【００２８】
制御部材４０は、リンクシャフト２４に係合して第二介在アーム３０をカムシャフト２１の周りに変位させるフォーク４１と、フォーク４１の基端を支持して回動可能に軸着されたコントロールシャフト４２とで構成されている。
【００２９】
上記の構成により、回転カム２０が回転すると、第三ローラ３１が押圧を受けて第二介在アーム３０がリンクシャフト２４を軸として揺動し、第二介在アーム３０の下面に形成された第二押圧面３２が第二ローラ１５を押圧するので第一介在アーム１０が揺動するようになっている。第一介在アーム１０は、図示しない付勢手段によって左回転方向に付勢を受けているため、常に第二ローラ１５を第二押圧面３２に当接させている。そして、第一介在アーム１０が揺動させられると、第一ローラ７は、第一ローラ７に対する第一介在アーム１０の当接位置を円筒部１１から第一押圧面１４へと第一介在アーム１０の長さ方向に変化させながら押圧される。このとき、第一押圧面１４はその略垂線方向に第一ローラ７を押圧し、ロッカアーム１は、第一ローラ７を押圧されるために揺動し、バルブ押圧部４によりバルブ５を押圧するようになっている。
【００３０】
ベース時には、第一介在アーム１０は、後述する制御部材４０の状態によらずアーム部１３を常に最上位置に揺動し、そのときロッカアーム１の第一ローラ７には円筒部１１が摺接する。しかし、後述する制御部材４０がリフト休止以外の状態にあるときは、回転カム２０により第二介在アーム３０がリンクシャフト２４の周りを揺動し、第一介在アーム１０も揺動させられて、第一ローラ７に対する当接位置が円筒部１１から第一押圧面１４へと第一介在アーム１０の長さ方向に変化する。このとき、第一押圧面はその略垂線方向に第一ローラ７を押圧し、ロッカアーム１は揺動してバルブ押圧部４がバルブ５を押圧するようになっている。
【００３１】
またこのとき、コントロールシャフト４２に設けられた制御部材４０が、フォーク４１によりリンクシャフト２４の位置を変化させることにより、第二介在アーム３０は回動部材２２とともにカムシャフト２１の周りに小角度回転する。すなわち、フォーク４１が最も起き上がった位置に達すると、第二介在アーム３０は、回転カム２０と第一介在アーム１０との間に最も深く侵入させられて、第二介在アーム３０のベース時のアーム比は最大となる。このベース時のアーム比が最大の状態で、回転カム２０のノーズ２０ｃが第三ローラ３１に摺接する（いわゆるノーズ時になる）と、第二ローラ１５に対する第二介在アーム３０の当接位置がロッカアーム１のバルブ押圧部４側に移動して、リンクシャフト２４から第二押圧面３２と第二ローラ１５との当接位置までの距離が増大し、同時にリンクシャフト２４から回転カム２０と第三ローラ３１との当接位置がやや短くなることからアーム比は大幅に増加する。
【００３２】
このノーズ時のアーム比が大きくなるに従って、回転カム２０から第二ローラ１５が遠ざけられていることになり、このとき第一介在アーム１０は大きく下方に揺動させられて、ロッカアーム１を介してバルブ５を大きくリフトする。
【００３３】
また、逆にフォーク４１が最も倒れた状態に達すると、第二介在アーム３０は、回転カム２０と第一介在アーム１０との間から最も浅く侵入した状態となり、第二介在アーム３０のベース時のアーム比は最小となる。このベース時のアーム比が最小の状態で、回転カム２０が回転してノーズ時になると、第二ローラ１５に対する第二介在アーム３０の当接位置がロッカアーム１のバルブ押圧部４側に若干移動して、リンクシャフト２４から第二押圧面３２と第二ローラ１５との当接位置までの距離がやや増大し、同時にリンクシャフト２４から回転カム２０と第三ローラ３１との当接位置がやや短くなることからアーム比は若干増加するにとどまる。
【００３４】
この時、ノーズ時のアーム比が若干しか増加しないので、回転カム２０から第二ローラ１５は僅かに遠ざけられるにとどまり、このとき第一介在アーム１０は下方に僅かに揺動させられるが、第一ローラ７に対する第一介在アーム１０の当接位置が円筒部１１にとどまるのでロッカアーム１が揺動せず、バルブ５がリフトを休止する。
【００３５】
このように制御部材４０によりアーム比が変化することにより、第二介在アーム３０による第一介在アーム１０の押圧量が変化し、これにより第一ローラ７に対する第一介在アーム１０の当接位置も変化してロッカアーム１の押圧量が変化するようになっている。
【００３６】
見方を変えると、第二介在アーム３０は、第一摺接部としての第二ローラ１５と摺接し、カムシャフト２１を中心とする円弧面状に形成された第二押圧面３２と、第二押圧面３２からの距離が第二介在アーム３０の長さ方向に変化して、回転カム２０に摺接するカム摺接部としての第三ローラ３１と、リンクシャフト２４が挿通されてノーズ時に第二押圧面３２を傾かせる支点としての丸穴３４とを備えて、第一介在アーム１０と回転カム２０との間に位置させられていて、第二介在アーム３０を丸孔３４に挿通されたリンクシャフト２４を介してカムシャフト２１の周りに小角度回転させることで、ノーズ時の第二押圧面３２の傾き量を変え、第三ローラ３１と回転カム２０との当接位置と、第二押圧面３２と第二ローラ１５との当接位置と、の距離を変化させることで第一介在アーム１０の押圧量が変わるようになっているとも言い換えることができる。
【００３７】
以上のように構成された可変動弁機構は、次のように作用する。
まず、図３（ａ）→（ｂ）は、最大リフト量・最大作用角が必要な運転状況下における制御部材の位置とそれによる作用を示している。
図３（ａ）に示すように、最大リフト量・最大作用角が必要な運転状況下では、制御部材４０は最も起き上がった位置になるように制御されている。このとき、回転カム２０はベース円２０ａで第三ローラ３１と摺接しており、第二介在アーム３０は回転カム２０と第一介在アーム１０との間に最も深く侵入させられて、且つ、最も回転カム２０に接近した状態になっている。このとき第一介在アーム１０は、第二ローラ１５を第二押圧面３２に当接させて最上位置にあり、ベース時のアーム比はＢｂｍａｘ／Ａｂとなっている。このアーム比はベース時における最大値となっている。このとき、ロッカアーム１は、第一ローラ７を第一介在アーム１０の円筒部１１に当接させて最上位置にあるので、バルブ５はリフトしていない。
【００３８】
次に、図３（ａ）から図３（ｂ）までの間、すなわち回転カム２０の第三ローラ３１に対する当接位置が、ベース円２０ａからノーズ漸増部２０ｂを経てノーズ２０ｃに変位するときには、回転カム２０の突出量の増加に伴って、第二介在アーム３０はリンクシャフト２４を中心に下方へ揺動を始める。その時、リンクシャフト２４から回転カム２０と第三ローラ３１との当接位置までの距離は僅かながら徐々に短くなる。また、第一介在アーム１０は、第二ローラ１５に対する第二押圧面３２の当接位置をロッカアーム１のバルブ押圧部４側に移動させながら第二押圧面３２により押圧され、リンクシャフト２４から第二押圧面３２と第二ローラ１５との当接位置までの距離は徐々に増加してゆく。このとき、第一介在アーム１０は、第一ローラ７との当接位置を円筒部１１から第一押圧面１４に移動させながら揺動し、ロッカアーム１を押下し始める。このとき、バルブ５はロッカアーム１のバルブ押圧部４による押圧を受けて、バルブ５のリフト量Ｌは発生・増加する。
【００３９】
図３（ｂ）に示すように、回転カム２０がノーズ２０ｃで第三ローラ３１に摺接すると、第二介在アーム３０はリンクシャフト２４を中心として最大揺動する。このとき、リンクシャフト２４から第二押圧面３２と第二ローラ１５との当接位置までの距離が最大値Ｂｎｍａｘとなり、リンクシャフト２４から回転カム２０と第三ローラ３１との当接位置までの距離が最小値Ａｎとなるので、アーム比（ノーズ時）はＢｎｍａｘ／Ａｎとなってノーズ時の最大値となる。このとき、第二ローラ１５は、回転カム２０から最も遠ざかるように、第二押圧面３２から最大押圧を受け、第一介在アーム１０は下方へ最大揺動する。このとき第一介在アーム１０と第一ローラ７との当接位置は、第一押圧面１４の最も先端に近い位置に移動して、ロッカアーム１を最大押下する。バルブ５は最大押下されたロッカアーム１のバルブ押圧部４による押圧を受けるので、バルブ５のリフト量Ｌは発生・増加して最大リフト量Ｌｍａｘに達する。
【００４０】
次に、図４（ａ）→（ｂ）は、微小リフト量・微小作用角が必要な運転状況下における制御部材４０の位置とそれによる作用を示している。
図４（ａ）に示すように、微小リフト量・微小作用角が必要な運転状況下では、制御部材４０は最も倒れた位置よりやや起き上がった位置になるように制御されている。このとき、回転カム２０はベース円２０ａで第三ローラ３１と摺接しており、第二介在アーム３０は回転カム２０と第一介在アーム１０との間に浅く侵入させられて、且つ、最も回転カム２０に接近した状態になっている。このとき第一介在アーム１０は、第二介在アーム３０の第二押圧面３２がカムシャフト２１を中心とする円弧面状に形成されているために、第二ローラ１５を第二押圧面３２に当接させて図３（ａ）と同じ最上位置にあり、ベース時のアーム比はＢｂ１／Ａｂとなっている。このアーム比はベース時における最小値に近い値となっている。このとき、ロッカアーム１は、第一ローラ７を第一介在アーム１０の円筒部１１に当接させて最上位置にあるので、バルブ５はリフトしていない。
【００４１】
次に、図４（ａ）から図４（ｂ）までの間、すなわち回転カム２０の第三ローラ３１に対する当接位置が、ベース円２０ａからノーズ漸増部２０ｂを経てノーズ２０ｃに移動するときには、回転カム２０の突出量の増加に伴って、第二介在アーム３０はリンクシャフト２４を中心に下方へ揺動を始める。その時、リンクシャフト２４から回転カム２０と第三ローラ３１との当接位置までの距離は僅かながら徐々に短くなる。また、第一介在アーム１０は、第二ローラ１５に対する第二押圧面３２の当接位置をロッカアーム１のバルブ押圧部４側に移動させながら第二押圧面３２により押圧され、リンクシャフト２４から第二押圧面３２と第二ローラ１５との当接位置までの距離は僅かながら徐々に増加してゆく。このとき、第一介在アーム１０は、第一ローラ７との当接位置を円筒部１１から第一押圧面１４に移動させながら揺動し、ロッカアーム１を押下し始める。このとき、バルブ５はロッカアーム１のバルブ押圧部４による押圧を受けて、バルブ５のリフト量Ｌは発生・増加する。
【００４２】
図４（ｂ）に示すように、回転カム２０がノーズ２０ｃで第三ローラ３１に摺接すると、第二介在アーム３０はリンクシャフト２４を中心として最大揺動する。このとき、リンクシャフト２４から第二押圧面３２と第二ローラ１５との当接位置までの距離がＢｎ１となり、リンクシャフト２４から回転カム２０と第三ローラ３１との当接位置までの距離が最小値Ａｎとなるので、アーム比（ノーズ時）はＢｎｍａｘ／Ａｎとなってノーズ時の最小値に近い値となる。このとき、第二ローラ１５は第二押圧面３２から微小押圧を受け、第一介在アーム１０は下方へ小さく揺動する。このとき第一介在アーム１０と第一ローラ７との当接位置は、第一押圧面１４の基端寄りの位置に移動して、ロッカアーム１を微小押下する。バルブ５は微小押下されたロッカアーム１のバルブ押圧部４による押圧を受けるので、バルブ５のリフト量Ｌ及び作用角はともに微小となる（図６参照）。
【００４３】
なお、図３と図４との中間的なリフト量・作用角が必要な運転状況下では、図３と図４との中間的な制御部材の位置を連続的に又は段階的に作ることで、図６に示すように中間的なリフト量・作用角が連続的に又は段階的に得られる。
【００４４】
次に、図５（ａ）→（ｂ）は、リフト休止が必要な運転状況下における制御部材の位置とそれによる作用を示している。
図５（ａ）に示すように、リフト休止が必要な運転状況下では、制御部材４０は最も倒れた位置になるように制御されている。このとき、回転カム２０はベース円２０ａで第三ローラ３１と摺接しており、第二介在アーム３０は回転カム２０と第一介在アーム１０との間に最も浅く侵入させられて、且つ、最も回転カム２０に接近した状態になっている。このとき第一介在アーム１０は、第二ローラ１５を第二押圧面３２に当接させて図３（ａ）、図４（ａ）と同じ最上位置にあり、ベース時のアーム比はＢｂｍｉｎ／Ａｂとなっている。このアーム比はベース時における最小値となっている。このとき、ロッカアーム１は、第一ローラ７を第一介在アーム１０の円筒部１１に当接させて最上位置にあるので、バルブ５はリフトしていない。
【００４５】
次に、図５（ａ）から図５（ｂ）までの間、すなわち回転カム２０の第三ローラ３１に対する当接位置が、ベース円２０ａからノーズ漸増部２０ｂを経てノーズ２０ｃに移動するときには、回転カム２０の突出量の増加に伴って、第二介在アーム３０はリンクシャフト２４を中心に下方へ揺動を始める。その時、リンクシャフト２４から回転カム２０と第三ローラ３１との当接位置までの距離は僅かながら徐々に短くなる。また、第一介在アーム１０は、第二ローラ１５に対する第二押圧面３２の当接位置をロッカアーム１のバルブ押圧部４側に移動させながら第二押圧面３２により押圧され、リンクシャフト２４から第二押圧面３２と第二ローラ１５との当接位置までの距離は徐々に増加してゆく。このとき、第一介在アーム１０は、第一ローラ７との当接位置を円筒部１１から第一押圧面１４に向かって移動させながら揺動するが、当接部位が円筒部１１内にあるためロッカアーム１は押下されず、バルブ５もリフトを開始しない。
【００４６】
図５（ｂ）に示すように、回転カム２０がノーズ２０ｃで第三ローラ３１に摺接するようになると、第二介在アーム３０はリンクシャフト２４を中心として最大揺動する。このとき、リンクシャフト２４から第二押圧面３２と第二ローラ１５との当接位置までの距離がＢｎｍｉｎとなり、リンクシャフト２４から回転カム２０と第三ローラ３１との当接位置までの距離が最小値Ａｎとなるので、アーム比（ノーズ時）はＢｎｍｉｎ／Ａｎとなってノーズ時における最小値となる。このとき、第二ローラ１５は第二押圧面３２からごく僅かな押圧を受け、第一介在アーム１０は下方へ微小揺動する。このとき第一介在アーム１０と第一ローラ７との当接位置は、円筒部１１の第一押圧面１４との境界付近に移動するにとどまるので、ロッカアーム１は押下されず、バルブ５はリフトを休止する。
【００４７】
次に、本発明を実施した可変動弁機構の第二実施形態について、図７を参照して説明する。本実施形態は、回動部材の形状と制御部材の構成とにおいてのみ、第一実施形態と相違するものである。
【００４８】
すなわち、本実施形態の可変動弁機構は、回動部材２２のフック部２３の一方が回転カム２０の反対側にカムシャフト２１と平行に延びる円筒部４３となっていて、その円筒部４３の先端に、回動部材２２をカムシャフト２１の周りに小角度回転させる駆動装置（図示略）が接続されている。従って、回動部材２２が円筒部４３を介して直接小角度回転させられることにより、第二介在アーム３０がカムシャフト２１の周りに小角度回転させられるようになっている。
【００４９】
本実施形態の可変動弁機構も、基本的には第一実施形態と同様である。そして、本実施形態によっても、第一実施形態と同様の効果が得られる。
【００５０】
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。
（１）中央部に揺動中心部があるロッカアームとすること。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の可変動弁機構は、上記の通り構成されているので、従来の駆動系を大きく変えることなく、１本のカムシャフトを回転させて、バルブのリフト量及び作用角を連続的又は段階的に変化させることができるとともにコンパクトという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る可変動弁機構を示す斜視図である。
【図２】同可変動弁機構のカムシャフト、回転カム及び回動部材を省いた状態を示す斜視図である。
【図３】図１の最大リフト量・作用角が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図４】図１の微小リフト量・作用角が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図５】図１のリフト休止が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図６】第一実施形態に係る可変動弁機構により得られるバルブのリフト量及び作用角を示すグラフである。
【図７】本発明の第二実施形態に係る可変動弁機構を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ロッカアーム
５ バルブ
１０ 第一介在アーム
２０ 回転カム
２１ カムシャフト
２２ 回動部材
２４ リンクシャフト
３０ 第二介在アーム
４０ 制御部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve mechanism that changes a lift amount and a working angle of a valve continuously or stepwise in accordance with an operating state of an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Variable motion that changes the valve lift or operating angle continuously or stepwise according to the operating conditions of the internal combustion engine in order to achieve various characteristics such as the output, torque, fuel consumption, and exhaust gas cleanliness of the internal combustion engine. Various valve mechanisms have been considered. As one representative example, the rocker arm is swung by rotating two camshafts, and the rocker arm rocking angle is changed by relatively changing the phase of the two camshafts, so that the lift amount or action of the valve. There is known one in which the angle is continuously changed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to rotate two camshafts as in the above representative example, the conventional drive system that has rotated one camshaft is greatly changed, and it is difficult to drive, or the size of the drive system. There was a problem that had to be increased.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and rotate one camshaft to change the lift amount and working angle of the valve continuously or stepwise without greatly changing the conventional drive system. It is an object of the present invention to provide a compact variable valve mechanism that can perform the above-described operation.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a variable valve mechanism according to the present invention includes a first intermediate arm provided with a first pressing surface and a first sliding contact portion that press the cam corresponding portion in the vicinity of the cam corresponding portion of the rocker arm. Is pivotally supported, and a camshaft that forms a rotating cam is rotatably supported on the camshaft. A rotating member that can rotate around the camshaft is provided on the camshaft independently of the rotating cam. A link shaft that is pivotally attached and extends parallel to the camshaft is formed at the tip of the rotating member, and is located between the first intervening arm and the rotating cam, and the cam sliding contact portion and the first sliding contact portion And a second interposition arm that lifts the valve by depressing the rocker arm via the first interposition arm by being displaced by receiving a pressure from the rotating cam. It is pivotally mounted and the rotating member is Depending on the operating condition of the engine, the second intervening arm is rotated around the camshaft by a small angle within a range of one rotation continuously or stepwise, and the rotation cam and the cam sliding contact portion are At the same time as moving the contact position, by moving the contact position between the first sliding portion and the second pressing surface, the arm ratio of the second intervening arm is changed to change the swing amount of the first intervening arm, Therefore, a control member for changing the lift amount and the operating angle of the valve by the rotating cam by changing the contact position of the first pressing surface of the first intervening arm with respect to the cam corresponding portion in the length direction of the first intervening arm is provided. It is characterized by that. In addition, a cam corresponding | compatible part means the site | part corresponding to a rotating cam via a 2nd intervening arm and a 1st intervening arm, and being pressed. The arm ratio refers to the distance from the link shaft to the second pressing surface relative to the distance from the link shaft to the contact position between the rotating cam and the cam sliding contact portion when the second intervening arm swings about the link shaft. It means the ratio of the distance to the contact position with the first sliding portion.
[0006]
The shape of the second pressing surface of the second intervening arm is not particularly limited, but controls the position of the first intervening arm when the cam sliding contact portion is in sliding contact with the base circle of the rotating cam (so-called base). In order to make it constant regardless of the state of the member, the second pressing surface of the second intervening arm when the cam sliding contact portion is brought into sliding contact with the base circle of the rotating cam is a circumferential side surface of a cylinder coaxial with the camshaft. It is preferable that it is formed so as to coincide with a part of.
[0007]
The cam corresponding portion, the first sliding contact portion, and the cam sliding contact portion may be a fixed hard chip or a rotatable roller. However, in consideration of sliding resistance and wear between the members, at least one of the cam corresponding portion, the first sliding contact portion, and the cam sliding contact portion is a roller rotatably attached to the rocker arm, It is preferable that the roller is rotatably mounted on one intervening arm or the roller is rotatably mounted on the second intervening arm.
[0008]
The control member is not particularly limited, but a fork that engages with the link shaft and displaces the second intervening arm around the cam shaft, and a control shaft that is pivotally supported by supporting the base end of the fork. And a drive device that rotates the rotating member around the camshaft by a small angle.
[0009]
Although it does not specifically limit as a drive device, The thing provided with the helical spline mechanism, the drive part using oil_pressure | hydraulic, and control apparatuses, such as a microcomputer, can be illustrated.
[0010]
The rocker arm, the first intervening arm, and the control member may swing in different planes, but preferably swing in the same plane for space efficiency.
[0011]
Here, the rocker arm may be any of the following types.
(1) A type that has a rocking center at one end of the rocker arm, a cam-corresponding portion at the center, and a valve pressing portion at the other end. (So-called swing arm)
(2) Type that has a rocking center at the center of the rocker arm, a cam corresponding part at one end, and a valve pressing part at the other end.
[0012]
The following two modes can be exemplified as the swing center portion.
(A) A mode in which the rocking center is a concave spherical surface supported by a pivot.
(B) A mode in which the rocking center portion is a shaft hole portion in which the seesaw arm is pivotally supported.
[0013]
In the aspect (a), it is preferable that a tappet clearance adjusting mechanism is provided at the center of the swing. For example, a tappet clearance adjustment mechanism in which a male screw provided on a pivot is screwed into a female screw provided on a pivot support member so that the screwing amount can be adjusted.
[0014]
The variable valve mechanism of the present invention can be applied to either the intake valve or the exhaust valve, but is preferably applied to both.
[0015]
In other words, the second interposed arm is in sliding contact with the first sliding contact portion, and the second pressing surface formed in the shape of an arc surface centering on the camshaft and the distance from the second pressing surface is the second interposed. The first intervening arm and the rotating cam, comprising: a cam sliding contact portion that changes in the length direction of the arm and slidingly contacts the rotating cam; and a fulcrum that tilts the second pressing surface when the link shaft is inserted and nose. The second intervening arm is rotated by a small angle around the camshaft via the fulcrum to change the inclination amount of the second pressing surface during nose, and the cam sliding contact portion and the rotating cam In other words, the pressing amount of the first intervening arm can be changed by changing the distance between the contact position between the first pressing arm and the contact position between the second pressing surface and the first sliding contact portion. .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A variable valve mechanism according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. A swing arm type rocker arm 1 is used for this variable valve mechanism, and one end portion of the rocker arm 1 is a rocking center portion formed by supporting a concave spherical surface portion 2 formed on the same portion by a pivot 3. The other end portion of the rocker arm 1 is divided into two forks, and a valve pressing portion 4 is recessed at the lower end of each tip, and the valve pressing portion 4 presses the base end portion of the valve 5.
[0017]
A first roller 7 serving as a cam-corresponding portion is arranged in the first roller arrangement hole 6 formed in the center portion of the rocker arm 1 so as to slightly protrude from the upper surface of the rocker arm 1, and the first roller 7 has an arm side wall. Is rotatably mounted around an axis perpendicular to the axis.
[0018]
The male screw provided at the lower shaft portion of the pivot 3 is screwed into the female screw provided on the pivot support member 8 so that the screwing amount can be adjusted, thereby constituting a tappet clearance adjusting mechanism.
[0019]
A first intervening arm 10 including a first pressing surface 14 that presses the first roller 7 and a second roller 15 as a first sliding portion is provided near the upper portion of the first roller 7. The first intermediate arm 10 has a base end cylindrical portion 11 pivotally mounted around an arm shaft 12 and extends from the cylindrical portion 11 toward the valve pressing portion 4 side of the rocker arm 1. A second roller 15 and a first pressing surface 14 are respectively formed on the upper and lower portions of the lens. The first intervening arm 10 has substantially the same width as the first roller 7 and is urged in the counterclockwise direction by an urging means (not shown).
[0020]
The first pressing surface 14 is formed in a concave curved surface having a radius of curvature larger than the radius of the first roller 7, and the contact position of the first pressing surface 14 with respect to the first roller 7 is the position of the first intervening arm 10 as will be described later. Even if it changes to a length direction, the press surface 14 presses the 1st roller 7 in the substantially perpendicular direction.
[0021]
The second roller 15 is disposed so as to slightly protrude from the upper surface of the arm portion 13, and is rotatably mounted around an axis orthogonal to the side wall of the arm portion 13.
[0022]
A single camshaft 21 forming the rotating cam 20 is rotatably supported above the first intervening arm 10. The rotating cam 20 includes a base circle 20a, a nose gradually increasing portion 20b in which the protruding amount gradually increases, a nose 20c having the maximum protruding amount, and a nose gradually decreasing portion 20d in which the protruding amount gradually decreases.
[0023]
A rotating member 22 that can rotate about the camshaft is pivotally attached to the camshaft 21 independently of the rotating cam 20. Two parallel hook portions 23 are formed at the base end of the rotating member 22, and the rotating cam 20 is sandwiched from both sides with the missing portion facing downward. A link shaft 24 extending in parallel with the camshaft 21 is formed at the tip of the rotating member 22.
[0024]
Positioned between the first intervening arm 10 and the rotating cam 20, a third roller 31 as a cam sliding contact portion and a second pressing surface 32 that presses the second roller 15 are provided. In response to the displacement, the second intervening arm 30 that lifts the valve 5 by pressing the rocker arm 1 through the first intervening arm 10 is pivotally mounted around the link shaft 24.
[0025]
The second intervening arm 30 is formed in a substantially fan shape having substantially the same width as the second roller 15, and the second interposing arm 30 is arranged so that the third roller 31 protrudes slightly above the second interposing arm 30. It is rotatably mounted around an axis perpendicular to the 30 side walls. Further, the second pressing surface 32 of the second intervening arm 30 is formed in an arcuate surface centered on the camshaft 21 when the third roller 31 is brought into sliding contact with the base circle 20 a of the rotating cam 20. .
[0026]
Further, the rocking arm 1 side of the rocker arm 1 of the second intervening arm 30 is bifurcated to form a fork 33, and a round hole 34 sharing a shaft is provided near the tip of the fork 33. . The tip of the rotating member 22 is disposed inside the fork 33, and the link shaft 24 extending from the tip to the left and right is inserted into each round hole 34. Accordingly, the second intervening arm 30 is pivotally mounted around the link shaft 24 at the tip of the rotating member 22 so as to be swingable.
[0027]
The second interposed arm 30 is rotated around the camshaft 21 by a small angle by rotating the rotating member 22 by a small angle within a range within one rotation continuously or stepwise according to the operating condition of the internal combustion engine. The arm ratio of the second intervening arm 30 is changed by moving the contact position between the rotary cam 20 and the third roller 31 and simultaneously moving the contact position between the first sliding portion and the second pressing surface. By changing the swing amount of the first intervening arm 10 and changing the contact position of the first pressing surface 14 of the first interposing arm 10 with respect to the cam corresponding portion in the length direction of the first interposing arm 10, A control member 40 for changing the lift amount and the operating angle of the valve 5 is provided.
[0028]
The control member 40 is engaged with the link shaft 24 to displace the second intervening arm 30 around the camshaft 21, and a control shaft that is pivotally supported by supporting the base end of the fork 41. 42.
[0029]
With the above configuration, when the rotary cam 20 rotates, the third roller 31 receives pressure, the second intervening arm 30 swings around the link shaft 24, and the second cam formed on the lower surface of the second intervening arm 30. Since the pressing surface 32 presses the second roller 15, the first intervening arm 10 swings. Since the first intervening arm 10 is biased in the counterclockwise direction by a biasing means (not shown), the second roller 15 is always brought into contact with the second pressing surface 32. Then, when the first intervening arm 10 is swung, the first roller 7 moves the first interposing arm 10 from the cylindrical portion 11 to the first pressing surface 14 at the contact position of the first interposing arm 10 with respect to the first roller 7. It is pressed while changing in the length direction of 10. At this time, the first pressing surface 14 presses the first roller 7 in the substantially perpendicular direction, and the rocker arm 1 swings to press the first roller 7 and presses the valve 5 by the valve pressing portion 4. It is like that.
[0030]
At the base time, the first intervening arm 10 always swings the arm portion 13 to the uppermost position regardless of the state of the control member 40 described later, and at this time, the cylindrical portion 11 is in sliding contact with the first roller 7 of the rocker arm 1. However, when the control member 40 to be described later is in a state other than the lift pause, the second intervening arm 30 is swung around the link shaft 24 by the rotating cam 20, and the first intervening arm 10 is also swung. The contact position with respect to the first roller 7 changes from the cylindrical portion 11 to the first pressing surface 14 in the length direction of the first intervening arm 10. At this time, the first pressing surface presses the first roller 7 in the substantially perpendicular direction, the rocker arm 1 swings, and the valve pressing portion 4 presses the valve 5.
[0031]
At this time, the control member 40 provided on the control shaft 42 changes the position of the link shaft 24 by the fork 41, so that the second intervening arm 30 rotates around the camshaft 21 by a small angle together with the rotating member 22. To do. That is, when the fork 41 reaches the most raised position, the second intervening arm 30 is inserted most deeply between the rotary cam 20 and the first intervening arm 10, and the arm at the base of the second intervening arm 30. The ratio is maximum. When the nose 20c of the rotating cam 20 is in sliding contact with the third roller 31 (so-called nose time) with the base arm ratio being maximum, the contact position of the second intervening arm 30 with respect to the second roller 15 is the rocker arm. 1 to the valve pressing portion 4 side, the distance from the link shaft 24 to the contact position between the second pressing surface 32 and the second roller 15 increases, and at the same time, the rotating cam 20 and the third roller from the link shaft 24. Since the contact position with 31 is slightly shortened, the arm ratio is significantly increased.
[0032]
As the nose arm ratio increases, the second roller 15 is moved away from the rotary cam 20, and at this time, the first intervening arm 10 is swung downward greatly via the rocker arm 1. The valve 5 is lifted greatly.
[0033]
On the other hand, when the fork 41 reaches the most collapsed state, the second intervening arm 30 enters the shallowest space between the rotary cam 20 and the first intervening arm 10, and the second intervening arm 30 is at the base. The arm ratio is minimal. When the rotating cam 20 rotates and reaches the nose state when the arm ratio at the base is minimum, the contact position of the second intervening arm 30 with respect to the second roller 15 slightly moves toward the valve pressing portion 4 side of the rocker arm 1. Thus, the distance from the link shaft 24 to the contact position between the second pressing surface 32 and the second roller 15 is slightly increased, and at the same time, the contact position between the link cam 24 and the rotary cam 20 and the third roller 31 is slightly shortened. Therefore, the arm ratio is only slightly increased.
[0034]
At this time, since the arm ratio at the nose increases only slightly, the second roller 15 is only slightly moved away from the rotating cam 20, and at this time, the first intervening arm 10 is slightly swung downward. Since the contact position of the first intervening arm 10 with respect to the one roller 7 remains in the cylindrical portion 11, the rocker arm 1 does not swing, and the valve 5 stops the lift.
[0035]
As the arm ratio is changed by the control member 40 in this way, the pressing amount of the first intervening arm 10 by the second intervening arm 30 is changed, so that the contact position of the first interposing arm 10 with respect to the first roller 7 is also changed. As a result, the amount of pressing of the rocker arm 1 changes.
[0036]
In other words, the second intervening arm 30 is in sliding contact with the second roller 15 as the first sliding contact portion, and the second pressing surface 32 is formed in an arcuate shape centered on the camshaft 21; The distance from the pressing surface 32 changes in the length direction of the second intervening arm 30, and the third roller 31 serving as a cam sliding contact portion that is in sliding contact with the rotating cam 20 and the link shaft 24 are inserted into the second nose during nose. A link provided with a round hole 34 as a fulcrum for tilting the pressing surface 32, positioned between the first intervening arm 10 and the rotary cam 20, and the second interposing arm 30 inserted through the round hole 34. By rotating a small angle around the camshaft 21 through the shaft 24, the amount of inclination of the second pressing surface 32 at the time of nose is changed, the contact position between the third roller 31 and the rotating cam 20, and the second pressing Contact position between the surface 32 and the second roller 15 Can be paraphrased by changing the distance also adapted pressing amount of the first intermediate arm 10 is changed.
[0037]
The variable valve mechanism configured as described above operates as follows.
First, FIG. 3 (a) → (b) shows the position of the control member and the operation due to the position under the driving condition where the maximum lift amount and the maximum operating angle are required.
As shown in FIG. 3 (a), the control member 40 is controlled so as to be in the most raised position under an operating condition that requires the maximum lift amount and the maximum operating angle. At this time, the rotating cam 20 is in sliding contact with the third roller 31 at the base circle 20a, and the second intervening arm 30 is inserted most deeply between the rotating cam 20 and the first intervening arm 10, and most The state is close to the rotating cam 20. At this time, the first intervening arm 10 is in the uppermost position with the second roller 15 brought into contact with the second pressing surface 32, and the arm ratio at the time of base is Bbmax / Ab. This arm ratio is the maximum at the base time. At this time, since the rocker arm 1 is in the uppermost position with the first roller 7 brought into contact with the cylindrical portion 11 of the first intervening arm 10, the valve 5 is not lifted.
[0038]
Next, during the period from FIG. 3A to FIG. 3B, that is, when the contact position of the rotating cam 20 with respect to the third roller 31 is displaced from the base circle 20a to the nose 20c through the nose gradually increasing portion 20b, As the protruding amount of the rotating cam 20 increases, the second intervening arm 30 starts swinging downward about the link shaft 24. At that time, the distance from the link shaft 24 to the contact position between the rotary cam 20 and the third roller 31 is slightly reduced gradually. The first intervening arm 10 is pressed by the second pressing surface 32 while moving the contact position of the second pressing surface 32 against the second roller 15 to the valve pressing portion 4 side of the rocker arm 1, and is The distance to the contact position between the second pressing surface 32 and the second roller 15 gradually increases. At this time, the first intervening arm 10 swings while moving the contact position with the first roller 7 from the cylindrical portion 11 to the first pressing surface 14 and starts to push down the rocker arm 1. At this time, the valve 5 is pressed by the valve pressing portion 4 of the rocker arm 1, and the lift amount L of the valve 5 is generated and increased.
[0039]
As shown in FIG. 3B, when the rotating cam 20 is in sliding contact with the third roller 31 with the nose 20 c, the second intervening arm 30 swings around the link shaft 24 at the maximum. At this time, the distance from the link shaft 24 to the contact position between the second pressing surface 32 and the second roller 15 becomes the maximum value Bnmax, and the distance from the link shaft 24 to the contact position between the rotary cam 20 and the third roller 31 is reached. Since the distance becomes the minimum value An, the arm ratio (at the time of the nose) becomes Bnmax / An and becomes the maximum value at the time of the nose. At this time, the second roller 15 receives the maximum pressure from the second pressing surface 32 so as to be farthest from the rotating cam 20, and the first intervening arm 10 swings downward to the maximum. At this time, the contact position between the first intervening arm 10 and the first roller 7 moves to a position closest to the tip of the first pressing surface 14 and presses the rocker arm 1 to the maximum. Since the valve 5 is pressed by the valve pressing portion 4 of the rocker arm 1 that is pressed down to the maximum, the lift amount L of the valve 5 is generated and increased to reach the maximum lift amount Lmax.
[0040]
Next, FIG. 4 (a) → (b) shows the position of the control member 40 and its action under an operating condition where a minute lift amount and a minute working angle are required.
As shown in FIG. 4A, the control member 40 is controlled to be in a position where it rises slightly from the most tilted position under an operating condition that requires a minute lift amount and a minute working angle. At this time, the rotating cam 20 is in sliding contact with the third roller 31 at the base circle 20a, and the second intervening arm 30 is intruded shallowly between the rotating cam 20 and the first intervening arm 10 and rotates most. The cam 20 is approaching. At this time, since the second pressing surface 32 of the second interposed arm 30 is formed in a circular arc shape centering on the camshaft 21, the first intermediate arm 10 has the second roller 15 as the second pressing surface 32. The arm ratio at the base is Bb1 / Ab at the same uppermost position as in FIG. This arm ratio is close to the minimum value at the base time. At this time, since the rocker arm 1 is in the uppermost position with the first roller 7 brought into contact with the cylindrical portion 11 of the first intervening arm 10, the valve 5 is not lifted.
[0041]
Next, during the period from FIG. 4A to FIG. 4B, that is, when the contact position of the rotating cam 20 with respect to the third roller 31 moves from the base circle 20a to the nose 20c via the nose gradually increasing portion 20b. As the protruding amount of the rotating cam 20 increases, the second intervening arm 30 starts swinging downward about the link shaft 24. At that time, the distance from the link shaft 24 to the contact position between the rotary cam 20 and the third roller 31 is slightly reduced gradually. The first intervening arm 10 is pressed by the second pressing surface 32 while moving the contact position of the second pressing surface 32 against the second roller 15 to the valve pressing portion 4 side of the rocker arm 1, and is The distance to the contact position between the second pressing surface 32 and the second roller 15 gradually increases slightly. At this time, the first intervening arm 10 swings while moving the contact position with the first roller 7 from the cylindrical portion 11 to the first pressing surface 14 and starts to push down the rocker arm 1. At this time, the valve 5 is pressed by the valve pressing portion 4 of the rocker arm 1, and the lift amount L of the valve 5 is generated and increased.
[0042]
As shown in FIG. 4B, when the rotary cam 20 is in sliding contact with the third roller 31 with the nose 20 c, the second intervening arm 30 swings around the link shaft 24 at the maximum. At this time, the distance from the link shaft 24 to the contact position between the second pressing surface 32 and the second roller 15 is Bn1, and the distance from the link shaft 24 to the contact position between the rotary cam 20 and the third roller 31 is Since it is the minimum value An, the arm ratio (nose) is Bnmax / An, which is close to the minimum value at the nose. At this time, the second roller 15 receives a minute press from the second pressing surface 32, and the first intervening arm 10 swings downward slightly. At this time, the contact position between the first intervening arm 10 and the first roller 7 moves to a position near the proximal end of the first pressing surface 14 and slightly presses the rocker arm 1. Since the valve 5 is pressed by the valve pressing portion 4 of the rocker arm 1 that has been slightly pressed, both the lift amount L and the operating angle of the valve 5 are very small (see FIG. 6).
[0043]
In an operation situation where an intermediate lift amount / working angle between FIG. 3 and FIG. 4 is required, the intermediate control member position between FIG. 3 and FIG. 4 can be made continuously or stepwise. As shown in FIG. 6, an intermediate lift amount / working angle can be obtained continuously or stepwise.
[0044]
Next, FIG. 5 (a) → (b) shows the position of the control member and the action due to the operation under the condition that the lift stop is necessary.
As shown in FIG. 5 (a), the control member 40 is controlled so as to be in the most tilted position under an operating condition that requires lift suspension. At this time, the rotating cam 20 is in sliding contact with the third roller 31 at the base circle 20a, and the second intervening arm 30 is inserted most shallowly between the rotating cam 20 and the first intervening arm 10, and most The state is close to the rotating cam 20. At this time, the first intervening arm 10 is in the same uppermost position as in FIGS. 3A and 4A with the second roller 15 abutting against the second pressing surface 32, and the base arm ratio is Bbmin / It is Ab. This arm ratio is the minimum value at the base time. At this time, since the rocker arm 1 is in the uppermost position with the first roller 7 brought into contact with the cylindrical portion 11 of the first intervening arm 10, the valve 5 is not lifted.
[0045]
Next, during the period from FIG. 5A to FIG. 5B, that is, when the contact position of the rotating cam 20 with respect to the third roller 31 moves from the base circle 20a to the nose 20c via the nose gradually increasing portion 20b. As the protruding amount of the rotating cam 20 increases, the second intervening arm 30 starts swinging downward about the link shaft 24. At that time, the distance from the link shaft 24 to the contact position between the rotary cam 20 and the third roller 31 is slightly reduced gradually. The first intervening arm 10 is pressed by the second pressing surface 32 while moving the contact position of the second pressing surface 32 against the second roller 15 to the valve pressing portion 4 side of the rocker arm 1, and is The distance to the contact position between the second pressing surface 32 and the second roller 15 gradually increases. At this time, the first intervening arm 10 swings while moving the contact position with the first roller 7 from the cylindrical portion 11 toward the first pressing surface 14, but the contact portion is in the cylindrical portion 11. Therefore, the rocker arm 1 is not depressed and the valve 5 does not start lifting.
[0046]
As shown in FIG. 5 (b), when the rotating cam 20 comes into sliding contact with the third roller 31 with the nose 20 c, the second intervening arm 30 swings to the maximum with the link shaft 24 as the center. At this time, the distance from the link shaft 24 to the contact position between the second pressing surface 32 and the second roller 15 is Bnmin, and the distance from the link shaft 24 to the contact position between the rotary cam 20 and the third roller 31 is Since it becomes the minimum value An, the arm ratio (at the time of nose) becomes Bnmin / An and becomes the minimum value at the time of nose. At this time, the second roller 15 receives a slight pressure from the second pressing surface 32, and the first intervening arm 10 slightly swings downward. At this time, the contact position between the first intervening arm 10 and the first roller 7 only moves to the vicinity of the boundary with the first pressing surface 14 of the cylindrical portion 11, so that the rocker arm 1 is not depressed and the valve 5 is lifted. To pause.
[0047]
Next, a second embodiment of a variable valve mechanism that implements the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment only in the shape of the rotating member and the configuration of the control member.
[0048]
That is, in the variable valve mechanism of the present embodiment, one of the hook portions 23 of the rotating member 22 is a cylindrical portion 43 extending in parallel with the camshaft 21 on the opposite side of the rotating cam 20. A driving device (not shown) for rotating the rotating member 22 around the camshaft 21 by a small angle is connected to the tip. Therefore, when the rotating member 22 is directly rotated through the cylindrical portion 43 by a small angle, the second intervening arm 30 is rotated around the camshaft 21 by a small angle.
[0049]
The variable valve mechanism of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment. Also according to this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
[0050]
In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, For example, as follows, it can also change and actualize in the range which does not deviate from the meaning of invention.
(1) Use a rocker arm with a rocking center at the center.
[0051]
【The invention's effect】
Since the variable valve mechanism of the present invention is configured as described above, the lift amount and operating angle of the valve are continuously or stepwise rotated by rotating one camshaft without greatly changing the conventional drive system. The effect of being compact can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a variable valve mechanism according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a cam shaft, a rotating cam, and a rotating member of the variable valve mechanism are omitted.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the operation of the mechanism when the maximum lift amount and operating angle in FIG. 1 are required.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the operation of the mechanism when the minute lift amount / operation angle shown in FIG. 1 is required.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the operation of the mechanism when the lift stop of FIG. 1 is necessary.
FIG. 6 is a graph showing a lift amount and a working angle of a valve obtained by the variable valve mechanism according to the first embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a variable valve mechanism according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Rocker arm
5 Valve
10 First intervening arm
20 Rotating cam
21 Camshaft
22 Rotating member
24 Link shaft
30 Second intervening arm
40 Control members

Claims (5)

ロッカアームのカム対応部の近傍に該カム対応部を押圧する第一押圧面と第一摺接部とを備えた第一介在アームを揺動可能に軸着し、
回転カムを形成した１本のカムシャフトを回転可能に軸支し、
前記カムシャフトに、前記回転カムと無関係に前記カムシャフトを中心に回動可能な回動部材が軸着され、
前記回動部材の先端部に、前記カムシャフトと平行に延びるリンクシャフトが形成され、
前記第一介在アームと前記回転カムとの間に位置して、カム摺接部と、前記第一摺接部を押圧する第二押圧面とを備え、前記回転カムによる押圧を受けて変位することで第一介在アームを介してロッカアームを押圧することによりバルブをリフトさせる第二介在アームが前記リンクシャフトの周りに揺動可能に軸着され、
前記回動部材を内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的に１回転以内の範囲で小角度回転させることにより前記第二介在アームを前記カムシャフトの周りに小角度回転させて、前記回転カムと前記カム摺接部との当接位置を移動させると同時に、前記第一摺設部と第二押圧面との当接位置も移動させることで、前記第二介在アームのアーム比を変えて第一介在アームの揺動量を変え、もってカム対応部に対する第一介在アームの第一押圧面の当接位置を第一介在アームの長さ方向に変えることにより、前記回転カムによるバルブのリフト量及び作用角を変化させる制御部材を設けたことを特徴とする可変動弁機構。A first intervening arm provided with a first pressing surface for pressing the cam corresponding portion and a first sliding contact portion in the vicinity of the cam corresponding portion of the rocker arm is pivotally attached.
A camshaft that forms a rotating cam is pivotally supported,
A rotating member that is rotatable about the camshaft is pivotally attached to the camshaft independently of the rotating cam,
A link shaft extending in parallel with the camshaft is formed at the tip of the rotating member,
Positioned between the first intervening arm and the rotating cam, the cam sliding contact portion and a second pressing surface that presses the first sliding contact portion are provided, and is displaced by receiving a pressure from the rotating cam. A second intervening arm that lifts the valve by pressing the rocker arm via the first intervening arm is pivotally mounted around the link shaft,
The second interposing arm is rotated around the camshaft by a small angle by rotating the rotating member by a small angle within a range of one rotation continuously or stepwise according to the operating condition of the internal combustion engine, By moving the contact position between the rotating cam and the cam sliding contact portion and at the same time moving the contact position between the first sliding portion and the second pressing surface, the arm ratio of the second intervening arm is increased. By changing the swing amount of the first intervening arm and changing the contact position of the first pressing surface of the first interposing arm with respect to the cam corresponding portion in the length direction of the first interposing arm, the valve of the rotating cam is changed. A variable valve mechanism comprising a control member for changing a lift amount and a working angle. 前記カム摺接部を前記回転カムのベース円に摺接させたときの前記第二介在アームの第二押圧面が、前記カムシャフトを中心とする円弧面状に形成された請求項１記載の可変動弁機構。The second pressing surface of the second intervening arm when the cam sliding contact portion is in sliding contact with the base circle of the rotating cam is formed in an arcuate surface shape centering on the camshaft. Variable valve mechanism. 前記カム対応部、第一摺接部、及びカム摺接部の少なくともいずれか一つは、前記ロッカアームに回転可能に軸着されたローラ、前記第一介在アームに回転可能に軸着されたローラ、または前記第二介在アームに回転可能に軸着されたローラである請求項１又は２記載の可変動弁機構。At least one of the cam corresponding portion, the first sliding contact portion, and the cam sliding contact portion is a roller rotatably mounted on the rocker arm and a roller rotatably mounted on the first intervening arm. The variable valve mechanism according to claim 1, wherein the variable valve mechanism is a roller rotatably mounted on the second intervening arm. 前記制御部材は、前記リンクシャフトに係合して前記第二介在アームを前記カムシャフトの周りに小角度回転させるフォークと、前記フォークの基端を支持して回動可能に軸着されたコントロールシャフトとで構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁機構。The control member includes a fork that engages with the link shaft and rotates the second intervening arm by a small angle around the cam shaft, and a control that is pivotally supported by supporting the base end of the fork. The variable valve mechanism as described in any one of Claims 1-3 comprised by the shaft. 前記制御部材は、前記回動部材を前記カムシャフトの周りに小角度回転させる駆動装置である請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁機構。The variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the control member is a drive device that rotates the rotating member around the camshaft by a small angle.

Images