JP4659583B2 - Variable valve mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、複数の気筒が配列された内燃機関において、バルブ特性を制御する可変動弁機構に関する。   The present invention relates to a variable valve mechanism that controls valve characteristics in an internal combustion engine in which a plurality of cylinders are arranged.

従来、リンクを用いてバルブのリフト量、作用角および開閉タイミングを制御する可変動弁機構が知られている。例えば、図9に示す特許文献1の可変動弁機構100は、内燃機関のクランク軸に連結されたカムシャフト101を備えている。カムシャフト101上には、回転カム102が一体回転可能に固定されるとともに、バルブ103を開閉する揺動カム104が相対回動可能に支持されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a variable valve mechanism that uses a link to control the lift amount, operating angle, and opening / closing timing of a valve is known. For example, the variable valve mechanism 100 of Patent Document 1 shown in FIG. 9 includes a camshaft 101 connected to a crankshaft of an internal combustion engine. A rotating cam 102 is fixed on the camshaft 101 so as to be integrally rotatable, and a swing cam 104 that opens and closes the valve 103 is supported so as to be relatively rotatable.

カムシャフト101と平行なコントロールシャフト105上には、揺動アーム106が可変カム107を介して支持されている。揺動アーム106の入力端はリング状リンク108を介して回転カム102に連結され、揺動アーム106の出力端がロッド状リンク109を介して揺動カム104に連結されている。そして、コントロールシャフト105をアクチュエータで駆動し、可変カム107の偏心回転により揺動アーム106を変位させて、揺動カム104の揺動角度を内燃機関の運転状態に応じて変更するように構成されている。
特開平11−324625号公報
A swing arm 106 is supported via a variable cam 107 on a control shaft 105 parallel to the camshaft 101. The input end of the swing arm 106 is connected to the rotating cam 102 via a ring-shaped link 108, and the output end of the swing arm 106 is connected to the swing cam 104 via a rod-shaped link 109. The control shaft 105 is driven by an actuator, and the swing arm 106 is displaced by the eccentric rotation of the variable cam 107, so that the swing angle of the swing cam 104 is changed according to the operating state of the internal combustion engine. ing.
JP-A-11-324625

ところが、従来の可変動弁機構100によると、バルブ103を開閉する揺動カム104が回転運動するカムシャフト101上に支持されているので、揺動カム104を揺動運動させるために、カムシャフト101と揺動カム104とを長大な2本のリンク108,109で接続する必要があった。また、揺動カム104の揺動角度を変更するために、二本のリンク108,109の間に揺動アーム106を介在させ、揺動アーム106を支持するコントロールシャフト105上に可変カム107を設ける必要もあった。   However, according to the conventional variable valve mechanism 100, the swing cam 104 that opens and closes the valve 103 is supported on the rotating camshaft 101. Therefore, in order to swing the swing cam 104, the camshaft 101 and the swing cam 104 need to be connected by two long links 108 and 109. Further, in order to change the swing angle of the swing cam 104, the swing arm 106 is interposed between the two links 108 and 109, and the variable cam 107 is mounted on the control shaft 105 that supports the swing arm 106. It was also necessary to provide it.

このため、可変動弁機構100が大型化し、設置スペースが大きくなり、部品数が増え、構成が複雑化し、組付誤差によってバルブ特性が不安定になりやすいという問題点があった。特に、複数の気筒を備えた多気筒内燃機関、例えば、2バンク構造のガソリンエンジン等の場合は、二本のカムシャフト101にそれぞれ可変動弁機構100を設置する必要があるため、両方の機構100の誤差によって、気筒間にバルブ特性のバラツキが生じやすくなるという問題点があった。   For this reason, there is a problem that the variable valve mechanism 100 is enlarged, the installation space is increased, the number of parts is increased, the configuration is complicated, and the valve characteristics are likely to become unstable due to an assembly error. In particular, in the case of a multi-cylinder internal combustion engine having a plurality of cylinders, for example, a gasoline engine having a two-bank structure, it is necessary to install the variable valve mechanisms 100 on the two camshafts 101 respectively. Due to the error of 100, there is a problem that variation in valve characteristics easily occurs between cylinders.

本発明の目的は、上記課題を解決し、小型かつ簡単な構成によって安定したバルブ特性が得られる可変動弁機構を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a variable valve mechanism that can obtain stable valve characteristics with a small and simple configuration.

上記の課題を解決するために、本発明の可変動弁機構は、複数の気筒が配列された内燃機関において、各気筒に設けられた吸気バルブ又は排気バルブのどちらか一方のバルブを開閉するカムを備えたカムシャフトと、カムシャフトを、該シャフトの軸線周りで揺動させる駆動手段と、カムシャフトの揺動量である揺動角度を内燃機関の運転状態に応じて変更する可変手段とからなり、前記カムシャフト上に複数のカムを該シャフトの軸心に関して揺動方向両端側の両側にそれぞれ同等の揺動角度となるよう均等に設け、前記駆動手段が、内燃機関のクランク軸によって回転される駆動軸と、駆動軸の回転運動をカムシャフトの揺動運動に変換する運動変換部材とを含み、前記駆動軸が駆動カムシャフトを含み、駆動カムシャフト上に吸気バルブ又は排気バルブのどちらか他方のバルブを開閉するカムを設けたことを特徴とする。
カムシャフト上に複数のカムを該シャフトの軸心に関して揺動方向両端側の両側にそれぞれ同等の揺動角度となるよう均等に設けた構成によれば、複数のカムがシャフト軸線の両側でそれぞれ同等の角度で揺動するとともに、その揺動角度を可変手段によって均等に制御して、気筒間のバルブ特性のバラツキを抑制できる利点がある。
カムシャフトを駆動する駆動手段が、内燃機関のクランク軸によって回転される駆動軸と、駆動軸の回転運動をカムシャフトの揺動運動に変換する運動変換部材とを含む構成によれば、クランク軸の動力を利用してカムシャフトを揺動できる利点がある。
駆動軸が駆動カムシャフトを含み、駆動カムシャフト上に吸気バルブ又は排気バルブのどちらか他方のバルブを開閉するカムを設けた構成によれば、排気カムシャフト又は吸気カムシャフトを駆動軸として利用するので、可変動弁機構の全体を可変機能を備えない通常タイプの動弁機構と同等にレイアウトできる利点がある。
In order to solve the above-described problems, a variable valve mechanism according to the present invention includes a cam that opens and closes one of an intake valve and an exhaust valve provided in each cylinder in an internal combustion engine in which a plurality of cylinders are arranged. A camshaft, a drive means for swinging the camshaft around the axis of the shaft, and a variable means for changing the swing angle, which is the swing amount of the camshaft, according to the operating state of the internal combustion engine. A plurality of cams on the camshaft are equally provided on both sides at both ends of the swinging direction with respect to the shaft center of the shaft, and the driving means is rotated by the crankshaft of the internal combustion engine. A drive shaft, and a motion converting member that converts the rotational motion of the drive shaft into a swing motion of the camshaft, the drive shaft including the drive camshaft, and an intake valve on the drive camshaft. Or characterized in that a cam for opening and closing either other valve of the exhaust valve.
According to the configuration in which a plurality of cams are equally provided on both sides of both ends of the swinging direction with respect to the shaft center on the camshaft, the plurality of cams are respectively disposed on both sides of the shaft axis. There is an advantage that fluctuations in valve characteristics between cylinders can be suppressed by swinging at the same angle and controlling the swing angle evenly by the variable means.
According to the configuration in which the drive means for driving the camshaft includes a drive shaft that is rotated by the crankshaft of the internal combustion engine, and a motion conversion member that converts the rotational motion of the drive shaft into the swing motion of the camshaft. The camshaft can be swung using the power of
According to the configuration in which the drive shaft includes a drive camshaft and the cam for opening or closing the other valve of the intake valve or the exhaust valve is provided on the drive camshaft, the exhaust camshaft or the intake camshaft is used as the drive shaft. Therefore, there is an advantage that the entire variable valve mechanism can be laid out in the same manner as a normal type valve mechanism without a variable function.

上記可変動弁機構において、好ましくは、次の手段を採用できる In the variable valve mechanism, the following means can be preferably used .

(3)運動変換部材がリンクを含み、リンクの一端を駆動軸に連結し、リンクの他端をカムシャフトに連結すること。より好ましくは、一本のリンクの一端を駆動軸の軸心から偏倚した位置に連結し、該リンクの他端をカムシャフトの軸心から偏倚した位置に連結すること。この構成によれば、一本のリンクを用いて、駆動軸の回転運動をカムシャフトの揺動運動に変換できる利点がある。 (3) The motion converting member includes a link, one end of the link is connected to the drive shaft, and the other end of the link is connected to the camshaft. More preferably, one end of one link is connected to a position deviated from the axis of the drive shaft, and the other end of the link is connected to a position deviated from the axis of the camshaft. According to this structure, there exists an advantage which can convert the rotational motion of a drive shaft into the rocking motion of a camshaft using one link.

(4)可変手段が、駆動軸の半回転あたりのリンクの変位量を変更する可変部材と、可変部材を駆動するアクチュエータとを含むこと。可変部材としては、回動運動する部材、直線運動する部材等を例示できる。アクチュエータとしては、油圧ピストン、油圧モータ、電動モータ、電磁ソレノイド、圧電素子等を例示できる。この構成によれば、リンクの往動ストロークと復動ストロークとを等しくし、カムシャフトの両方向への揺動角度を均等に変更できる利点がある。 (4) The variable means includes a variable member that changes the amount of displacement of the link per half rotation of the drive shaft, and an actuator that drives the variable member. Examples of the variable member include a member that rotates and a member that linearly moves. Examples of the actuator include a hydraulic piston, a hydraulic motor, an electric motor, an electromagnetic solenoid, and a piezoelectric element. According to this configuration, there is an advantage that the forward movement stroke and the backward movement stroke of the link can be made equal and the swing angle of the camshaft in both directions can be changed uniformly.

(5)可変部材及びアクチュエータをカムシャフト又は駆動軸のどちらか一方の軸端に設けること。この構成によれば、従来のコントロールシャフトを不要にでき、可変動弁機構の設置スペースをより一層縮小できるとともに、リンクの間近でカムシャフトの揺動角度を正確に変更できる利点がある。 (5) A variable member and an actuator are provided on either one of the camshaft and the drive shaft. According to this configuration, there is an advantage that the conventional control shaft can be eliminated, the installation space for the variable valve mechanism can be further reduced, and the swing angle of the camshaft can be accurately changed near the link.

(7)カムシャフト上に設けられたカムは、複数の気筒を二つのグループに分けた一方のグループの気筒に割り当てられた第一カムと他方のグループの気筒に割り当てられた第二カムとであり、第一カムに並設された第一休止カムと第二カムに並設された第二休止カムとを備えたカムシャフトを軸線方向へ往復駆動するアクチュエータが設けられること。この構成によれば、多気筒内燃機関において、バルブを開閉するカムとバルブを開閉しない休止カムとをアクチュエータで切換え、例えば、半数の気筒を動作させ、残り半数の気筒を休止させるなど、バルブ特性の可変機能に気筒の選択機能を追加して、内燃機関を運転状態に応じてより多様に制御できる利点がある。 (7) The cam provided on the camshaft is composed of a first cam assigned to one of the cylinders divided into two groups and a second cam assigned to the other group of cylinders. There is provided an actuator that reciprocally drives a cam shaft provided with a first pausing cam arranged side by side with the first cam and a second pausing cam arranged side by side with the second cam in the axial direction. According to this configuration, in a multi-cylinder internal combustion engine, valve characteristics such as switching a cam that opens and closes a valve and a stop cam that does not open and close the valve by an actuator, for example, operating half of the cylinders and stopping the remaining half of the cylinders, etc. There is an advantage that the internal combustion engine can be controlled more variously according to the operation state by adding a cylinder selection function to the variable function.

本発明の可変動弁機構によれば、カムシャフト自体が揺動するので、カムシャフト上のカムを揺動運動させるための部品が不要となる。従って、可変動弁機構の全体を少数の部品で小型かつ簡単に構成できるとともに、組付誤差を少なくしてバルブ特性を安定させることができるという優れた効果を奏する。   According to the variable valve mechanism of the present invention, since the camshaft itself oscillates, parts for oscillating the cam on the camshaft become unnecessary. Therefore, the variable valve mechanism as a whole can be configured in a small and simple manner with a small number of parts, and an excellent effect is achieved in that the valve characteristics can be stabilized by reducing assembly errors.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、この実施形態の可変動弁機構1は、複数の気筒3を二つのバンクA,Bに分けて配列した内燃機関2において、気筒3の上方に排気カムシャフト5と吸気カムシャフト7とを備えている。排気カムシャフト5はクランク軸4に連結され、駆動軸として機能する。吸気カムシャフト7には、各気筒3に設けられた複数の吸気バルブ17を開閉する吸気カム15が吸気カムシャフト7の軸心に関して対称状に設けられている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the variable valve mechanism 1 of this embodiment includes an exhaust camshaft 5 and an intake air above a cylinder 3 in an internal combustion engine 2 in which a plurality of cylinders 3 are divided into two banks A and B. And a camshaft 7. The exhaust camshaft 5 is connected to the crankshaft 4 and functions as a drive shaft. An intake cam 15 that opens and closes a plurality of intake valves 17 provided in each cylinder 3 is provided on the intake cam shaft 7 symmetrically with respect to the axis of the intake cam shaft 7.

図2に示すように、排気カムシャフト5と吸気カムシャフト7との間には一本のリンク8が介装され、リンク8の一端が排気カムシャフト5の軸線から偏倚した位置に連結され、リンク8の他端が吸気カムシャフト7の軸線から偏倚した位置に連結されている。排気カムシャフト5とリンク8とは、吸気カムシャフト7を自身の軸線周りで揺動する駆動手段を構成している。排気カムシャフト5の軸端には、該シャフト5の半回転あたりのリンク8の変位量を変更する可変部材23と、可変部材23を駆動するアクチュエータ28とが内蔵されている。そして、可変部材23とアクチュエータ28とが、吸気カムシャフト7の揺動角度を内燃機関2の運転状態に応じて変更する可変装置29を構成している。   As shown in FIG. 2, a single link 8 is interposed between the exhaust camshaft 5 and the intake camshaft 7, and one end of the link 8 is connected to a position deviated from the axis of the exhaust camshaft 5. The other end of the link 8 is connected to a position deviated from the axis of the intake camshaft 7. The exhaust camshaft 5 and the link 8 constitute drive means for swinging the intake camshaft 7 about its own axis. A variable member 23 that changes the amount of displacement of the link 8 per half rotation of the shaft 5 and an actuator 28 that drives the variable member 23 are built in the shaft end of the exhaust camshaft 5. The variable member 23 and the actuator 28 constitute a variable device 29 that changes the swing angle of the intake camshaft 7 according to the operating state of the internal combustion engine 2.

図1〜図6は本発明の実施例1を示す。図1に示すように、この可変動弁機構1は2バンク構造の自動車用ガソリンエンジン2に装備されている。エンジン2は4本、6本又は8本の気筒3を備え、そのうち半数の気筒3がクランク軸4より片側の第一バンクAに配列され、残り半数の気筒3が反対側の第二バンクBに配列されている。第一バンクAの気筒3と第二バンクBの気筒3とは、クランク軸4の両側にV型となる姿勢又は水平な姿勢で対向配置されている。   1 to 6 show Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the variable valve mechanism 1 is mounted on a two-bank automobile gasoline engine 2. The engine 2 includes four, six, or eight cylinders 3, of which half of the cylinders 3 are arranged in the first bank A on one side of the crankshaft 4 and the other half of the cylinders 3 are in the second bank B on the opposite side. Is arranged. The cylinders 3 of the first bank A and the cylinders 3 of the second bank B are arranged opposite to each other in a V-shaped posture or a horizontal posture on both sides of the crankshaft 4.

各バンクA,Bの可変動弁機構1は気筒3の上方に排気カムシャフト5を備えている。排気カムシャフト5は、クランク軸4によりベルト(又はチェーン)6を介して一方向に全回転され、可変動弁機構1の駆動軸として機能する。排気カムシャフト5の下方には、吸気カムシャフト7が排気カムシャフト5と平行に設けられている。吸気カムシャフト7は、排気カムシャフト5により一本のリンク8を介して揺動され、可変動弁機構1の従動カムシャフトとして機能する。   The variable valve mechanisms 1 of the banks A and B each include an exhaust camshaft 5 above the cylinder 3. The exhaust camshaft 5 is fully rotated in one direction by a crankshaft 4 via a belt (or chain) 6 and functions as a drive shaft of the variable valve mechanism 1. Below the exhaust camshaft 5, an intake camshaft 7 is provided in parallel with the exhaust camshaft 5. The intake camshaft 7 is rocked by the exhaust camshaft 5 through a single link 8 and functions as a driven camshaft of the variable valve mechanism 1.

図1、図2に示すように、排気カムシャフト5上には複数の排気カム10が交互に180°の角度をおいて固定され、排気カムシャフト5の回転に伴い、各気筒3の排気バルブ13が排気カム10のカムプロフィールに従いロッカアーム12を介して開閉される。吸気カムシャフト7上には複数の吸気カム15が吸気カムシャフト7の軸心に関して左右対称状に固定され、吸気カムシャフト7の揺動に伴い、各気筒3の吸気バルブ17が吸気カム15のカムプロフィールに従いロッカアーム16を介して開閉される。ロッカアーム16は、基端がピボット18で支持され、中間部に吸気カム15と係合するローラ19を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of exhaust cams 10 are alternately fixed at an angle of 180 ° on the exhaust camshaft 5, and the exhaust valve of each cylinder 3 is rotated as the exhaust camshaft 5 rotates. 13 is opened and closed via the rocker arm 12 according to the cam profile of the exhaust cam 10. A plurality of intake cams 15 are fixed on the intake camshaft 7 symmetrically with respect to the axis of the intake camshaft 7, and the intake valve 17 of each cylinder 3 is connected to the intake cam 15 as the intake camshaft 7 swings. It is opened and closed via the rocker arm 16 according to the cam profile. The rocker arm 16 includes a roller 19 that is supported at the base end by a pivot 18 and engages with the intake cam 15 at an intermediate portion.

図2、図3に示すように、排気カムシャフト5の一方の軸端にはベルト6に噛み合うプーリ21(又はスプロケット)が固定され、プーリ21の偏心位置にキャビティ22が形成されている。キャビティ22にはカップ型の可変部材23が回動可能に収められ、可変部材23の端面にピン24が排気カムシャフト5の軸心Oを通る円周C上に位置するように突設されている。吸気カムシャフト7の一端には軸端部材25が固定され、軸端部材25の偏心位置にピン26が突設されている。リンク8は、排気カムシャフト5側のピン24に連結される入力端8aと、吸気カムシャフト7側のピン26に連結される出力端8bとを備え、排気カムシャフト5の回転運動を吸気カムシャフト7の揺動運動に変換するようになっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, a pulley 21 (or sprocket) that meshes with the belt 6 is fixed to one shaft end of the exhaust camshaft 5, and a cavity 22 is formed at an eccentric position of the pulley 21. A cup-shaped variable member 23 is rotatably accommodated in the cavity 22, and a pin 24 projects from an end surface of the variable member 23 so as to be positioned on a circumference C passing through the axis O of the exhaust camshaft 5. Yes. A shaft end member 25 is fixed to one end of the intake camshaft 7, and a pin 26 projects from an eccentric position of the shaft end member 25. The link 8 includes an input end 8a connected to the pin 24 on the exhaust camshaft 5 side and an output end 8b connected to the pin 26 on the intake camshaft 7 side, and the rotational motion of the exhaust camshaft 5 is controlled by the intake cam. This is converted into a swinging motion of the shaft 7.

キャビティ22にはアクチュエータとしてのピストン28が可変部材23と並べて収められ、可変部材23とピストン28とにより可変装置29が構成されている。キャビティ22は排気カムシャフト5上の油路を介して油圧コントローラ(図示略)に接続され、油圧コントローラによってピストン28のストロークがエンジン2の運転状態に応じて制御される。可変部材23及びピストン28にはそれぞれ傾斜スプライン23a,28aが形成され、スプライン23a,28aの係合によって可変部材23がピストン28のストロークに応じた角度で回動される。そして、可変部材23がピン24を介してリンク8の入力端8aの位置を調整して、排気カムシャフト5の半回転あたりのリンク8のストロークを変更するようになっている。   In the cavity 22, a piston 28 as an actuator is housed side by side with the variable member 23, and the variable member 23 and the piston 28 constitute a variable device 29. The cavity 22 is connected to a hydraulic controller (not shown) via an oil passage on the exhaust camshaft 5, and the stroke of the piston 28 is controlled by the hydraulic controller according to the operating state of the engine 2. The variable member 23 and the piston 28 are formed with inclined splines 23a and 28a, respectively, and the variable member 23 is rotated at an angle corresponding to the stroke of the piston 28 by the engagement of the splines 23a and 28a. The variable member 23 adjusts the position of the input end 8 a of the link 8 via the pin 24 to change the stroke of the link 8 per half rotation of the exhaust camshaft 5.

次に、可変動弁機構1の作用を図3〜図6に従って説明する。図3は排気カム10が気筒3の排気バルブ13を全開しているときの状態を示す。このとき、可変装置29の可変部材23はピン24を排気カムシャフト5の軸心Oと一致する位置に配置している。このため、排気カムシャフト5が回転しても、リンク8は動かず、吸気カムシャフト7、ロッカアーム16が共に静止し、吸気バルブ17が閉鎖位置に保持される。   Next, the operation of the variable valve mechanism 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a state when the exhaust cam 10 fully opens the exhaust valve 13 of the cylinder 3. At this time, the variable member 23 of the variable device 29 has the pin 24 arranged at a position coincident with the axis O of the exhaust camshaft 5. Therefore, even if the exhaust camshaft 5 rotates, the link 8 does not move, the intake camshaft 7 and the rocker arm 16 both stop, and the intake valve 17 is held in the closed position.

図4はエンジン2の低速回転時に吸気バルブ17を小さなリフト量で開閉するときの状態を示す。このときは、可変装置29が可変部材23を小さな角度で回動し、ピン24を排気カムシャフト5の軸心Oから僅かに離れた位置に配置している。この状態で、図4(a)に示すように、排気カムシャフト5が半回転すると、リンク8が小さなストロークで吸気カムシャフト7側へ往動する。そして、吸気カムシャフト7が時計回り方向へ僅かに揺動し、片側の吸気カム15がロッカアーム16を介して吸気バルブ17を小さなリフト量で開放する。   FIG. 4 shows a state where the intake valve 17 is opened and closed with a small lift amount when the engine 2 rotates at a low speed. At this time, the variable device 29 rotates the variable member 23 at a small angle, and the pin 24 is disposed at a position slightly away from the axis O of the exhaust camshaft 5. In this state, as shown in FIG. 4A, when the exhaust camshaft 5 rotates halfway, the link 8 moves forward to the intake camshaft 7 side with a small stroke. Then, the intake camshaft 7 swings slightly in the clockwise direction, and the intake cam 15 on one side opens the intake valve 17 through the rocker arm 16 with a small lift amount.

図4(b)に示すように、排気カムシャフト5が続けて半回転すると、リンク8が往動時と同じストロークで排気カムシャフト5側へ復動する。そして、吸気カムシャフト7が反時計回り方向へ僅かに揺動し、反対側の吸気カム15がロッカアーム16を介して吸気バルブ17を小さなリフト量で開放する。従って、図6の曲線(イ)に示すように、吸気バルブ17のリフト量と作用角が共に縮小し、開放タイミングが遅く閉鎖タイミングが早く制御される。なお、図6の曲線(ホ)は排気バルブ13のリフト量と作用角を示す。   As shown in FIG. 4B, when the exhaust camshaft 5 continues to make a half rotation, the link 8 moves backward to the exhaust camshaft 5 side with the same stroke as that during forward movement. Then, the intake camshaft 7 slightly swings counterclockwise, and the intake cam 15 on the opposite side opens the intake valve 17 through the rocker arm 16 with a small lift amount. Therefore, as shown by the curve (A) in FIG. 6, both the lift amount and the operating angle of the intake valve 17 are reduced, and the opening timing is controlled late and the closing timing is controlled early. The curve (e) in FIG. 6 shows the lift amount and operating angle of the exhaust valve 13.

図5はエンジン2の高速回転時に吸気バルブ17を大きなリフト量で開閉するときの状態を示す。ここでは、可変装置29が可変部材23を大きな角度で回動し、ピン24を排気カムシャフト5の軸心Oから遠く離れた位置に配置している。この状態で、図5(a)に示すように、排気カムシャフト5が半回転すると、リンク8が大きなストロークで往動する。そして、吸気カムシャフト7が時計回り方向へ大きな角度で揺動し、片側の吸気カム15がロッカアーム16を介して吸気バルブ17を大きなリフト量で開放する。   FIG. 5 shows a state where the intake valve 17 is opened and closed with a large lift amount when the engine 2 rotates at high speed. Here, the variable device 29 rotates the variable member 23 at a large angle, and the pin 24 is arranged at a position far from the axis O of the exhaust camshaft 5. In this state, as shown in FIG. 5A, when the exhaust camshaft 5 rotates halfway, the link 8 moves forward with a large stroke. The intake camshaft 7 swings in a clockwise direction at a large angle, and the intake cam 15 on one side opens the intake valve 17 via the rocker arm 16 with a large lift amount.

図5(b)に示すように、排気カムシャフト5が続けて半回転すると、リンク8が往動時と同じストロークで復動する。そして、吸気カムシャフト7が反時計回り方向へ大きな角度で揺動し、反対側の吸気カム15がロッカアーム16を介して吸気バルブ17を大きなリフト量で開放する。このため、図6の曲線(ロ)に示すように、吸気バルブ17のリフト量と作用角が共に拡大し、開放タイミングが早く閉鎖タイミングが遅く制御される。従って、可変装置29によりリンク8のストロークを変更することで、図6の曲線(ハ),(ニ)に示すように、吸気バルブ17の特性を任意の中間値に的確に制御することができる。   As shown in FIG. 5B, when the exhaust camshaft 5 continues to make a half rotation, the link 8 moves backward with the same stroke as that during forward movement. Then, the intake camshaft 7 swings counterclockwise at a large angle, and the intake cam 15 on the opposite side opens the intake valve 17 through the rocker arm 16 with a large lift amount. For this reason, as shown by the curve (b) in FIG. 6, both the lift amount and the operating angle of the intake valve 17 are increased, and the opening timing is controlled early and the closing timing is controlled late. Therefore, by changing the stroke of the link 8 by the variable device 29, the characteristics of the intake valve 17 can be accurately controlled to an arbitrary intermediate value as shown by the curves (c) and (d) of FIG. .

図7、図8は本発明の実施例2を示す。この可変動弁機構31は、吸気カムシャフト7上に休止カムを備え、直列3,4気筒又はV型6,8気筒の自動車用ガソリンエンジンにおいて、二つのグループの気筒を交互に駆動できるように構成されている。なお、排気カムシャフト5の構成、吸気カムシャフト7を揺動するための構成、吸気カムシャフト7の揺動角度を変更するための構成は、それぞれ実施例1と同じである。   7 and 8 show a second embodiment of the present invention. The variable valve mechanism 31 includes a pause cam on the intake camshaft 7 so that two groups of cylinders can be driven alternately in an in-line 3, 4-cylinder or V-6, 8-cylinder automotive gasoline engine. It is configured. The configuration of the exhaust camshaft 5, the configuration for swinging the intake camshaft 7, and the configuration for changing the swing angle of the intake camshaft 7 are the same as those in the first embodiment.

図7に示す気筒配列例では、吸気カムシャフト7上に#1気筒と#3気筒の吸気バルブ17を開閉する吸気カム15と、#2気筒と#4気筒の吸気バルブ17を開閉する吸気カム15とが吸気カムシャフト7の軸心に関して左右対称状に配列されている。なお、吸気バルブ17は各気筒にそれぞれ二本ずつ設けられ、ロッカアーム16が二本の吸気バルブ17を同時に開閉できるようにT字形に形成されている。   In the cylinder arrangement example shown in FIG. 7, the intake cam 15 that opens and closes the intake valves 17 of the # 1 and # 3 cylinders and the intake cam that opens and closes the intake valves 17 of the # 2 and # 4 cylinders on the intake camshaft 7. 15 are arranged symmetrically with respect to the axial center of the intake camshaft 7. Two intake valves 17 are provided for each cylinder, and the rocker arm 16 is formed in a T shape so that the two intake valves 17 can be opened and closed simultaneously.

また、吸気カムシャフト7上には気筒と同数の真円形の休止カム32a〜32dが固定されている。#1気筒と#2気筒を休止させるための休止カム32a,32bは、吸気カムシャフト7の軸線方向片側において吸気カム15に並設されている。#3気筒と#4気筒を休止させるための休止カム32c,32dは、吸気カムシャフト7の軸線方向反対側において吸気カム15に並設されている。そして、吸気カムシャフト7の軸端部材25に、吸気カムシャフト7を軸線方向へ往復駆動する油圧又は電動のアクチュエータ33が内蔵されている。   Further, on the intake camshaft 7, the same number of circular idle cams 32a to 32d as the cylinders are fixed. Pause cams 32 a and 32 b for pausing # 1 cylinder and # 2 cylinder are arranged in parallel with intake cam 15 on one side in the axial direction of intake camshaft 7. Stop cams 32c and 32d for stopping the # 3 cylinder and the # 4 cylinder are arranged in parallel with the intake cam 15 on the opposite side of the intake cam shaft 7 in the axial direction. The shaft end member 25 of the intake camshaft 7 incorporates a hydraulic or electric actuator 33 that reciprocates the intake camshaft 7 in the axial direction.

アクチュエータ33は、エンジン2のコントローラによって可変部材23の一回転(排気カムシャフト7の一回転)につき一ストロークを実行するように制御され、吸気カム15と休止カム32a〜32dとをロッカアーム16に交互に位置決めする。従って、図7(a)に示すように、吸気カムシャフト7が矢印F方向へ駆動されたときには、#3気筒と#4気筒が休止状態に保持され、#1気筒と#2気筒の吸気バルブ17が開閉される。また、図7(b)に示すように、吸気カムシャフト7が矢印R方向へ駆動されたときには、#1気筒と#2気筒が休止状態に保持され、#3気筒と#4気筒の吸気バルブ17が開閉される。   The actuator 33 is controlled by the controller of the engine 2 to execute one stroke per one rotation of the variable member 23 (one rotation of the exhaust camshaft 7), and the intake cam 15 and the pause cams 32a to 32d are alternately provided to the rocker arm 16. Position to. Therefore, as shown in FIG. 7 (a), when the intake camshaft 7 is driven in the direction of arrow F, the # 3 and # 4 cylinders are held in a rest state, and the intake valves of the # 1 and # 2 cylinders are held. 17 is opened and closed. Also, as shown in FIG. 7B, when the intake camshaft 7 is driven in the direction of arrow R, the # 1 and # 2 cylinders are held in a deactivated state, and the # 3 and # 4 cylinder intake valves 17 is opened and closed.

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
(1)図2の可変装置29において、可変部材23及びピストン28を吸気カムシャフト7の軸端部材25に内蔵すること。
(2)吸気カムシャフトを駆動軸として用い、吸気カムシャフトによりリンクを介して排気カムシャフトを揺動し、排気カムの揺動角度を可変装置によりエンジンの運転状態に応じて変更すること。
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, as described below, the present invention can be appropriately modified and embodied without departing from the spirit of the invention.
(1) In the variable device 29 of FIG. 2, the variable member 23 and the piston 28 are built in the shaft end member 25 of the intake camshaft 7.
(2) The intake camshaft is used as a drive shaft, the exhaust camshaft is rocked by the intake camshaft via a link, and the rocking angle of the exhaust cam is changed according to the engine operating state by a variable device.

本発明の実施例1を示す可変動弁機構の全体図である。It is a general view of the variable valve mechanism which shows Example 1 of this invention. 実施例1の可変動弁機構において排気カムシャフト及び吸気カムシャフトの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an exhaust camshaft and an intake camshaft in the variable valve mechanism of Example 1. FIG. 実施例1の可変動弁機構において排気バルブを開閉するときの作用を示す機構図である。It is a mechanism figure which shows an effect | action when opening and closing an exhaust valve in the variable valve mechanism of Example 1. FIG. 実施例1の可変動弁機構において吸気バルブを小さなリフト量で開閉するときの作用を示す機構図である。It is a mechanism figure which shows an effect | action when opening and closing an intake valve by small lift amount in the variable valve mechanism of Example 1. FIG. 実施例1の可変動弁機構において吸気バルブを大きなリフト量で開閉するときの作用を示す機構図である。It is a mechanism figure which shows an effect | action when opening and closing an intake valve with a big lift amount in the variable valve mechanism of Example 1. FIG. バルブリフト量と作用角の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a valve lift amount and a working angle. 本発明の実施例2を示す可変動弁機構の平面図である。It is a top view of the variable valve mechanism which shows Example 2 of this invention. 実施例2の可変動弁機構において排気カムシャフト及び吸気カムシャフトの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an exhaust camshaft and an intake camshaft in the variable valve mechanism of Example 2. FIG. 従来の可変動弁機構を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional variable valve mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

1 可変動弁機構(実施例1)
2 エンジン
3 気筒
4 クランク軸
5 排気カムシャフト
7 吸気カムシャフト
8 リンク
10 排気カム
13 排気バルブ
15 吸気カム
17 吸気バルブ
23 可変部材
28 ピストン
29 可変装置
31 可変動弁機構(実施例2)
32 休止カム
33 アクチュエータ
1 Variable valve mechanism (Example 1)
2 Engine 3 Cylinder 4 Crankshaft 5 Exhaust Camshaft 7 Intake Camshaft 8 Link 10 Exhaust Cam 13 Exhaust Valve 15 Intake Cam 17 Intake Valve 23 Variable Member 28 Piston 29 Variable Device 31 Variable Valve Mechanism (Embodiment 2)
32 Pause cam 33 Actuator

Claims (5)

複数の気筒が配列された内燃機関において、各気筒に設けられた吸気バルブ又は排気バルブのどちらか一方のバルブを開閉するカムを備えたカムシャフトと、カムシャフトを、該シャフトの軸線周りで揺動させる駆動手段と、カムシャフトの揺動量である揺動角度を内燃機関の運転状態に応じて変更する可変手段とからなり、
前記カムシャフト上に複数のカムを該シャフトの軸心に関して揺動方向両端側の両側にそれぞれ同等の揺動角度となるよう均等に設け、
前記駆動手段が、内燃機関のクランク軸によって回転される駆動軸と、駆動軸の回転運動をカムシャフトの揺動運動に変換する運動変換部材とを含み、
前記駆動軸が駆動カムシャフトを含み、駆動カムシャフト上に吸気バルブ又は排気バルブのどちらか他方のバルブを開閉するカムを設けたことを特徴とする可変動弁機構。
In an internal combustion engine in which a plurality of cylinders are arranged, a camshaft having a cam that opens and closes either an intake valve or an exhaust valve provided in each cylinder, and the camshaft are swung around the axis of the shaft. Drive means for moving, and variable means for changing the swing angle, which is the swing amount of the camshaft, according to the operating state of the internal combustion engine,
A plurality of cams are equally provided on the camshaft so as to have the same swing angle on both sides of the swing direction with respect to the shaft center ,
The drive means includes a drive shaft that is rotated by a crankshaft of an internal combustion engine, and a motion conversion member that converts a rotational motion of the drive shaft into a swing motion of a camshaft,
A variable valve mechanism, wherein the drive shaft includes a drive camshaft, and a cam that opens and closes either the intake valve or the exhaust valve is provided on the drive camshaft.
前記運動変換部材がリンクを含み、リンクの一端を駆動軸に連結し、リンクの他端をカムシャフトに連結した請求項1記載の可変動弁機構。   The variable valve mechanism according to claim 1, wherein the motion conversion member includes a link, one end of the link is connected to a drive shaft, and the other end of the link is connected to a camshaft. 前記可変手段が、駆動軸の半回転あたりのリンクの変位量を変更する可変部材と、可変部材を駆動するアクチュエータとを含む請求項2記載の可変動弁機構。   The variable valve mechanism according to claim 2, wherein the variable means includes a variable member that changes a displacement amount of the link per half rotation of the drive shaft, and an actuator that drives the variable member. 前記可変部材及びアクチュエータをカムシャフト又は駆動軸のどちらか一方の軸端に設けた請求項3記載の可変動弁機構。   The variable valve mechanism according to claim 3, wherein the variable member and the actuator are provided at either one of a cam shaft and a drive shaft. 前記カムシャフト上に設けられたカムは、前記複数の気筒を二つのグループに分けた一方のグループの気筒に割り当てられた第一カムと他方のグループの気筒に割り当てられた第二カムとであり、
前記第一カムに並設された第一休止カムと前記第二カムに並設された第二休止カムとを備えた前記カムシャフトを軸線方向へ往復駆動するアクチュエータが設けられた請求項1〜4のいずれか一項に記載の可変動弁機構。
The cams provided on the camshaft are a first cam assigned to one group of cylinders in which the plurality of cylinders are divided into two groups and a second cam assigned to the other group of cylinders. ,
The actuator which reciprocates and drives the said camshaft to an axial direction provided with the 1st pausing cam arranged in parallel with the said 1st cam and the 2nd pausing cam arranged in parallel with the said 2nd cam was provided. 5. The variable valve mechanism according to any one of 4 above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5778598B2 (en) * 2012-02-21 2015-09-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 Variable valve operating device for internal combustion engine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63297707A (en) * 1987-05-22 1988-12-05 エタブリスメント・スーパーヴィス Camshaft and manufacture thereof
JPH0633780A (en) * 1992-07-15 1994-02-08 Isuzu Ceramics:Kenkyusho:Kk Multicylinder gas engine provided with turbocharger having generator-motor
JP2002138808A (en) * 2000-11-01 2002-05-17 Honda Motor Co Ltd Direct acting valve system of internal combustion engine
JP2002168105A (en) * 2000-09-21 2002-06-14 Unisia Jecs Corp Variable valve system for internal combustion engine
JP2003148119A (en) * 2001-11-14 2003-05-21 Otics Corp Variable valve system
JP2003343223A (en) * 2002-05-21 2003-12-03 Otics Corp Variable valve train
JP2004183612A (en) * 2002-12-05 2004-07-02 Toyota Motor Corp Valve drive system and valve drive device of internal combustion engine
JP2005171937A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Toyota Motor Corp Valve system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63297707A (en) * 1987-05-22 1988-12-05 エタブリスメント・スーパーヴィス Camshaft and manufacture thereof
JPH0633780A (en) * 1992-07-15 1994-02-08 Isuzu Ceramics:Kenkyusho:Kk Multicylinder gas engine provided with turbocharger having generator-motor
JP2002168105A (en) * 2000-09-21 2002-06-14 Unisia Jecs Corp Variable valve system for internal combustion engine
JP2002138808A (en) * 2000-11-01 2002-05-17 Honda Motor Co Ltd Direct acting valve system of internal combustion engine
JP2003148119A (en) * 2001-11-14 2003-05-21 Otics Corp Variable valve system
JP2003343223A (en) * 2002-05-21 2003-12-03 Otics Corp Variable valve train
JP2004183612A (en) * 2002-12-05 2004-07-02 Toyota Motor Corp Valve drive system and valve drive device of internal combustion engine
JP2005171937A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Toyota Motor Corp Valve system

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