JP2001329816A - Valve driving mechanism - Google Patents

Valve driving mechanism

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JP2001329816A
JP2001329816A JP2000152781A JP2000152781A JP2001329816A JP 2001329816 A JP2001329816 A JP 2001329816A JP 2000152781 A JP2000152781 A JP 2000152781A JP 2000152781 A JP2000152781 A JP 2000152781A JP 2001329816 A JP2001329816 A JP 2001329816A
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JP
Japan
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valve
swing
axis
rocking
swing trajectory
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000152781A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Ezaki
修一 江崎
Shuji Morita
修二 森田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a desired valve opening timing and valve opening amount in a valve driving mechanism capable of continuously varying the valve opening timing and valve opening amount of a valve. SOLUTION: A rocker arm capable of rocking round a fixed axis is rocked to drive the valve to be opened and closed. The driving force for driving the valve to be opened and closed is generated. A rocking element rocked by the above driving force is provided. The rocking locus of the rocking element is regulated. The regulated rocking locus is variable. The valve is driven to open and close by rocking of the rocking element along the regulated rocking locus.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は弁駆動機構に関す
る。
The present invention relates to a valve drive mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の燃焼室内に流入する空気の量
(以下、吸気量)や流入速度(以下、吸気速度)に関し
て機関出力を向上し、或いは排気エミッションを改善す
るという観点から好ましい吸気量や吸気速度が機関運転
状態毎に存在することが知られている。そこでこれら吸
気量や吸気速度を機関運転状態毎に好ましい吸気量や吸
気速度に適宜変更することにより機関出力を向上し、或
いは排気エミッションを改善しようとする試みがある。
この試みの一つとして内燃機関の吸気弁の開弁タイミン
グや開弁量を変更するという技術がある。この技術は例
えば特開平8−232694号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art A preferable amount of intake air from the viewpoint of improving the engine output with respect to the amount of air (hereinafter, intake amount) and the inflow speed (hereinafter, intake speed) flowing into a combustion chamber of an internal combustion engine, or improving exhaust emission. It is known that the intake air speed exists for each engine operating state. Therefore, there is an attempt to improve the engine output or improve the exhaust emission by appropriately changing the intake amount and the intake speed to preferable intake amounts and intake speeds for each engine operation state.
As one of the attempts, there is a technique of changing the opening timing and the opening amount of an intake valve of an internal combustion engine. This technique is disclosed in, for example, JP-A-8-232694.

【0003】当該公報に記載の吸気弁駆動機構は主に二
つのカムと、揺動可能なロッカアームと、一つのローラ
とから構成される。ローラは二つのカムとロッカアーム
との間に挟まれるように配置される。またローラはロッ
カアーム上を摺動することができる。これら二つのカム
は機関運転時において回転せしめられると一方のカムは
ローラをロッカアーム上で摺動させようとし、他方のカ
ムは或る特定の方向へのローラの移動を制限しようとす
るような関係で配置される。すなわちこれら二つのカム
は機関運転時にローラを特定方向への移動を制限しつつ
ロッカアーム上で摺動させるような関係で配置される。
これにより機関運転時にカムの回転によりローラがロッ
カアームを付勢し、したがってロッカアームを揺動し、
斯くして吸気弁が開弁駆動される。
[0003] The intake valve driving mechanism described in this publication mainly includes two cams, a rocker arm that can swing, and one roller. The roller is disposed so as to be sandwiched between the two cams and the rocker arm. The roller can slide on the rocker arm. When these two cams are rotated during engine operation, one cam tries to slide the rollers on the rocker arm and the other cam tries to restrict the movement of the rollers in a certain direction. It is arranged in. That is, these two cams are arranged in such a manner that the rollers are slid on the rocker arm while restricting the movement of the rollers in a specific direction during operation of the engine.
As a result, the roller urges the rocker arm by rotation of the cam during engine operation, thus rocking the rocker arm,
Thus, the intake valve is driven to open.

【0004】当該公報に記載の吸気弁駆動機構では二つ
のカムの相対的な回転位相を変更することができるよう
になっている。二つのカムの相対的な回転位相を変更す
ればローラの揺動軌跡が変更せしめられ、これにより吸
気弁の開弁タイミングや開弁量が変更せしめられる。
[0004] In the intake valve driving mechanism described in this publication, the relative rotational phase of the two cams can be changed. If the relative rotational phase of the two cams is changed, the swing trajectory of the roller is changed, thereby changing the opening timing and the opening amount of the intake valve.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の吸気
弁駆動機構では二つのカムの相対的な回転位相を変更す
ることができ、したがって、これらカムがとることがで
きる相対的な回転位相は連続的である。すなわち吸気弁
の開弁タイミングや開弁量を連続的に変えることができ
る。しかしながらカムの相対的な回転位相を連続的に変
えることができるということは所望の回転位相からずれ
た位相をとることができることを意味する。したがって
二つのカムの相対的な回転位相を所望の相対的な回転位
相に正確に制御しなければ開弁タイミングや開弁量は所
望の開弁タイミングや開弁量からずれてしまう。特に当
該公報に記載の吸気弁駆動機構ではロッカアームに対す
るローラの作用点が移動するのでローラがロッカアーム
の揺動軸線から離れるほどこのずれは大きくなってしま
う。この問題は内燃機関の吸気弁を駆動するための機構
のみならず、広くは弁の開弁タイミングや開弁量を連続
的に変えることができるようにした弁駆動機構に共通し
て存在する問題である。
In the intake valve driving mechanism described in the above publication, the relative rotational phases of the two cams can be changed, and therefore, the relative rotational phases that can be taken by these cams are as follows. It is continuous. That is, the valve opening timing and the valve opening amount of the intake valve can be continuously changed. However, the fact that the relative rotational phase of the cam can be continuously changed means that a phase deviated from a desired rotational phase can be obtained. Therefore, unless the relative rotational phase of the two cams is accurately controlled to the desired relative rotational phase, the valve opening timing and valve opening amount deviate from the desired valve opening timing and valve opening amount. In particular, in the intake valve driving mechanism described in the publication, the point of action of the roller with respect to the rocker arm moves, so that the deviation increases as the roller moves away from the rocking axis of the rocker arm. This problem exists not only in a mechanism for driving an intake valve of an internal combustion engine, but also in a valve drive mechanism that is capable of continuously changing the valve opening timing and valve opening amount. It is.

【0006】そこで本発明の目的は弁の開弁タイミング
や開弁量を連続的に変えることができるようにした弁駆
動機構において所望の開弁タイミングや開弁量を得るこ
とができるようにすることにある。
Accordingly, an object of the present invention is to obtain a desired valve opening timing and valve opening amount in a valve drive mechanism capable of continuously changing the valve opening timing and valve opening amount. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の一番目の発明によれば、固定軸線周りで揺動可能なロ
ッカアームを揺動させることにより弁を開閉駆動する弁
駆動機構において、弁を開閉駆動するための駆動力を発
生するための駆動力発生手段と、上記固定軸線とは異な
るロッカアーム上の固定揺動軸線周りで駆動力発生手段
の駆動力により揺動せしめられる揺動要素と、揺動要素
の揺動軌跡を規定するための揺動軌跡規定手段とを具備
し、揺動軌跡規定手段により規定される揺動軌跡を変更
可能とし、揺動軌跡規定手段により規定された揺動軌跡
に沿った揺動要素の揺動により弁を開閉駆動する。すな
わち揺動要素はロッカアーム上の固定された一つの支点
周りでのみ揺動せしめられる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a valve driving mechanism for opening and closing a valve by swinging a rocker arm swingable about a fixed axis. A driving force generating means for generating a driving force for driving the opening and closing, and a swing element which is swung by a driving force of the driving force generating means around a fixed swing axis on a rocker arm different from the fixed axis. Swing trajectory defining means for defining the swing trajectory of the swing element, wherein the swing trajectory defined by the swing trajectory defining means can be changed, and the swing trajectory defined by the swing trajectory defining means can be changed. The valve is opened and closed by the swing of the swing element along the movement trajectory. That is, the swing element is swung only around one fixed fulcrum on the rocker arm.

【0008】二番目の発明によれば一番目の発明におい
て、揺動軌跡規定手段を予め定められた回動軸線周りで
回動可能とし、揺動軌跡規定手段を予め定められた回動
軸線周りで回動することにより揺動軌跡規定手段により
規定される揺動軌跡を変更する。三番目の発明によれば
二番目の発明において、揺動軌跡規定手段が予め定めら
れた回動軸線を包囲するように湾曲する壁面を有し、湾
曲した壁面により揺動要素の揺動軌跡を規定する。
According to a second aspect, in the first aspect, the swing trajectory defining means is rotatable around a predetermined rotation axis, and the swing trajectory defining means is rotated around the predetermined rotation axis. To change the swing locus defined by the swing locus defining means. According to a third aspect, in the second aspect, the swing trajectory defining means has a wall surface curved so as to surround a predetermined rotation axis, and the swing trajectory of the swing element is defined by the curved wall surface. Stipulate.

【0009】四番目の発明によれば三番目の発明におい
て、予め定められた回動軸線が弁の全閉時における上記
固定揺動軸線と同一軸線上にあり、揺動軌跡規定手段の
湾曲した壁面の一部領域を弁の全閉時における固定揺動
軸線を中心とする部分円筒面とする。五番目の発明によ
れば三番目の発明において、揺動要素が回転可能なロー
ラを有し、揺動要素が揺動するときにローラが揺動軌跡
規定手段の湾曲した壁面上を転がる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the predetermined rotation axis is on the same axis as the fixed swing axis when the valve is fully closed, and the swing trajectory defining means is curved. A partial region of the wall surface is a partial cylindrical surface centered on the fixed swing axis when the valve is fully closed. According to a fifth aspect, in the third aspect, the swing element has a rotatable roller, and the roller rolls on the curved wall surface of the swing trajectory defining means when the swing element swings.

【0010】六番目の発明によれば一番目の発明におい
て、駆動力発生手段がカムである。
According to a sixth aspect, in the first aspect, the driving force generating means is a cam.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の弁
駆動機構を詳細に説明する。図1には本発明の弁駆動機
構の一つの実施例として吸気弁を開閉駆動するための吸
気弁駆動機構を示した。図1において、1は吸気弁であ
り、2は付勢手段である。付勢手段2は吸気弁1が閉弁
するように吸気弁1を付勢するための手段であり、本実
施例の付勢手段2はコイルバネである。また本実施例の
吸気弁駆動機構は概して駆動力発生手段3と、揺動要素
4と、揺動軌跡規定手段5と、ロッカアーム6とを具備
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a valve driving mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an intake valve drive mechanism for opening and closing an intake valve as one embodiment of the valve drive mechanism of the present invention. In FIG. 1, 1 is an intake valve, and 2 is an urging means. The urging means 2 is a means for urging the intake valve 1 so that the intake valve 1 closes, and the urging means 2 of this embodiment is a coil spring. In addition, the intake valve driving mechanism of the present embodiment generally includes a driving force generating means 3, a swing element 4, a swing locus defining means 5, and a rocker arm 6.

【0012】駆動力発生手段3は吸気弁1を開弁駆動す
るための駆動力を発生するための手段であり、本実施例
ではカムである。カム3はカムシャフト7に取り付けら
れる。カムシャフト7は図1の矢印Dcで示したように
機関運転時においてカム回転軸線Ac周りで一方向に回
転せしめられ、したがってカム3も同様に矢印Dcの方
向に回転せしめられる。なおカムの回転方向は矢印Dc
とは逆方向でもよい。またカム回転軸線Acからカム3
の外面上の各点までの距離、すなわちカム3のリフト量
は図6(a)に示したようにリフト量が最大となる角度
を0°とした場合に略−150°付近から徐々に増大
し、0°において最大となり、0°から+150°に至
るまでは徐々に減少する。したがってカム3のリフト量
は比較的緩やかに変化する。すなわち本実施例のカム3
の作用角は非常に広い。
The driving force generating means 3 is means for generating a driving force for driving the intake valve 1 to open and is a cam in this embodiment. The cam 3 is mounted on a camshaft 7. The camshaft 7 is rotated in one direction around the cam rotation axis Ac during the operation of the engine, as indicated by the arrow Dc in FIG. 1, so that the cam 3 is similarly rotated in the direction of the arrow Dc. The rotation direction of the cam is indicated by an arrow Dc.
May be reversed. Further, the cam 3 is moved from the cam rotation axis Ac to the cam 3.
6A, the lift amount of the cam 3 gradually increases from about -150 ° when the angle at which the lift amount is maximized is 0 ° as shown in FIG. 6A. However, it reaches a maximum at 0 ° and gradually decreases from 0 ° to + 150 °. Therefore, the lift amount of the cam 3 changes relatively slowly. That is, the cam 3 of the present embodiment
Is very wide.

【0013】揺動要素4は駆動力発生手段、すなわちカ
ム3により発生される駆動力により揺動せしめられる要
素である。揺動要素4は図2に示したように中央の一つ
のローラ(以下、中央ローラ)8と、この中央ローラ8
の両側に配置される一対のローラ(以下、側部ローラ)
9と、アーム10とを具備する。中央ローラ8と側部ロ
ーラ9とはローラ回転軸線Ar周りで独立して自由に回
転することができるように共通のローラシャフト11上
に取り付けられる。ローラシャフト11はローラ回転軸
線Ar周りで自由に回転することができるようにアーム
10に支持される。アーム10はロッカアーム6上の揺
動要素揺動軸線Am周りで揺動することができるように
ロッカアーム6に支持される。したがって揺動要素4は
揺動要素揺動軸線Am周りで揺動することができるよう
にロッカアーム6に支持される。揺動要素揺動軸線Am
の位置はロッカアーム6に対して固定である。
The oscillating element 4 is a driving force generating means, that is, an element which is oscillated by the driving force generated by the cam 3. As shown in FIG. 2, the oscillating element 4 includes one central roller (hereinafter, referred to as a central roller) 8 and the central roller 8.
A pair of rollers (hereinafter referred to as side rollers) arranged on both sides of
9 and an arm 10. The center roller 8 and the side rollers 9 are mounted on a common roller shaft 11 so that they can freely rotate independently around the roller rotation axis Ar. The roller shaft 11 is supported by the arm 10 so that it can freely rotate around the roller rotation axis Ar. The arm 10 is supported by the rocker arm 6 so as to be able to swing around a swing element swing axis Am on the rocker arm 6. Therefore, the swing element 4 is supported by the rocker arm 6 so as to be able to swing around the swing element swing axis Am. Swing element swing axis Am
Is fixed to the rocker arm 6.

【0014】ロッカアーム6はその一端に位置する固定
のロッカアーム揺動軸線Ara周りで揺動することがで
きるようにピボット、ラッシュアジャスタまたは揺動シ
ャフト(図示せず)により内燃機関のシリンダヘッド
(図示せず)に支持される。またロッカアーム6の他端
は吸気弁1のヘッド12に接触することができるように
配置される。
The rocker arm 6 is pivoted by a pivot, a lash adjuster or a rocking shaft (not shown) so as to be able to rock around a fixed rocker arm rocking axis Ara located at one end thereof. Zu) is supported. The other end of the rocker arm 6 is arranged so as to be able to contact the head 12 of the intake valve 1.

【0015】揺動軌跡規定手段5は揺動要素4の揺動軌
跡を規定するための手段であり、本実施例では特定の形
状に湾曲せしめられた壁面(以下、湾曲面)13を備え
た制御プレートである。制御プレート5は各側部ローラ
9に対応して一つずつ配置される。また制御プレート5
は図3の矢印Dcpで示したように固定の制御プレート
回動軸線Acp周りで両方向に回動可能とされている。
ここで制御プレート回動軸線Acpは吸気弁1の全閉時
における揺動要素揺動軸線Amと同一軸線上にある。制
御プレート5をこの制御プレート回動軸線Acp周りで
回動することにより制御プレート5の位置を変更するこ
とができる。湾曲面13は制御プレート回動軸線Acp
周りで該制御プレート回動軸線Acpを包囲するように
湾曲している。また湾曲面13はカム3から比較的離れ
た場所からカム3に向かって略180°に亘って延び
る。さらに湾曲面13はカム3に比較的近い場所から或
る範囲では吸気弁1の全閉時における揺動要素揺動軸線
Amを中心とする部分円筒面であり、カム3から離れる
に従って吸気弁1の全閉時における揺動要素揺動軸線A
mと湾曲面13との間の距離は短くなる。上述した側部
ローラ9はこの湾曲面13に接触することができる位置
に配置される。なお中央ローラ8はカム3の外面に接触
することができる位置に配置される。
The swing trajectory defining means 5 is a means for defining the swing trajectory of the swing element 4, and in this embodiment, has a wall surface (hereinafter referred to as a curved surface) 13 which is curved into a specific shape. It is a control plate. The control plates 5 are arranged one by one corresponding to each side roller 9. Control plate 5
Is rotatable in both directions around a fixed control plate rotation axis Acp as indicated by an arrow Dcp in FIG.
Here, the control plate rotation axis Acp is on the same axis as the swing element swing axis Am when the intake valve 1 is fully closed. By rotating the control plate 5 around the control plate rotation axis Acp, the position of the control plate 5 can be changed. The curved surface 13 has a control plate rotation axis Acp.
It is curved around the control plate rotation axis Acp. The curved surface 13 extends from the position relatively far from the cam 3 toward the cam 3 over substantially 180 °. Further, the curved surface 13 is a partial cylindrical surface centered on a swing element swing axis Am when the intake valve 1 is fully closed in a certain range from a place relatively close to the cam 3. Element swing axis A when fully closed
The distance between m and the curved surface 13 decreases. The above-described side roller 9 is disposed at a position where it can come into contact with the curved surface 13. Note that the center roller 8 is arranged at a position where it can come into contact with the outer surface of the cam 3.

【0016】次に図1、図4および図5を参照して本実
施例の吸気弁駆動機構の動作を説明する。なお図1は吸
気弁1が全く開弁されていない全閉段階にある吸気弁駆
動機構を示し、図4は吸気弁1が開弁され始まる開弁開
始段階にある吸気弁駆動機構を示し、図5は吸気弁1が
最大に開弁された全開段階にある吸気弁駆動機構を示
す。
Next, the operation of the intake valve driving mechanism of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 4 and 5. 1 shows an intake valve driving mechanism in a fully closed stage in which the intake valve 1 is not opened at all, FIG. 4 shows an intake valve driving mechanism in a valve opening start stage in which the intake valve 1 starts to be opened, FIG. 5 shows the intake valve driving mechanism in the fully opened stage in which the intake valve 1 is fully opened.

【0017】図1に示した全閉段階では揺動要素4は最
もカム回転軸線Acに近い場所に位置する。すなわち図
1において最も右側に揺動した位置にある。この図1に
示した全閉段階において中央ローラ8に接触するカム3
の外面はカムシャフト7のカム回転軸線Acを中心とす
る部分円筒面である。すなわちカム3のリフト量は零で
あり、したがって揺動要素4は全く揺動されておらず、
斯くして吸気弁1は全く開弁されていない。なお揺動要
素4は図1に示した全閉段階となるように付勢手段(図
示せず)により付勢されている。したがって揺動要素4
はカム3のリフト量が増大すれば付勢手段の付勢力に抗
して図1の左側に向かって揺動せしめられるが、カム3
のリフト量が減少すればそれに追従して付勢手段の付勢
力により図1の右側に向かって揺動せしめられる。なお
以下の説明では図1に示した状態を初期状態と称する。
In the fully closed stage shown in FIG. 1, the swing element 4 is located at a position closest to the cam rotation axis Ac. That is, it is at the position pivoted to the far right in FIG. The cam 3 which comes into contact with the central roller 8 in the fully closed stage shown in FIG.
Is a partial cylindrical surface centered on the cam rotation axis Ac of the camshaft 7. That is, the lift amount of the cam 3 is zero, so that the swing element 4 is not swung at all,
Thus, the intake valve 1 is not opened at all. The swing element 4 is urged by urging means (not shown) so as to be in the fully closed stage shown in FIG. Therefore, the swing element 4
When the lift amount of the cam 3 increases, the cam 3 is swung toward the left side in FIG. 1 against the urging force of the urging means.
When the lift amount decreases, the urging force of the urging means follows the lift amount to cause the rightward swing in FIG. In the following description, the state shown in FIG. 1 is referred to as an initial state.

【0018】次に図4に示した開弁開始段階ではカム3
は図1に示した位置から矢印Dcの方向に回転せしめら
れ、揺動要素4は揺動要素揺動軸線Am周りで揺動せし
められている。図1に示した全閉段階から図4に示した
開弁開始段階に移行する間においてはカム3のリフト量
は徐々に増大する。しかしながら初期状態における揺動
要素揺動軸線Amと揺動要素4の揺動中に側部ローラ9
に接触する湾曲面13上の点との間の距離が揺動要素4
の揺動中における揺動要素揺動軸線Amと揺動要素4の
揺動中に湾曲面13に接触する側部ローラ9の外面上の
点との間の距離に等しい。このためロッカアーム6は揺
動せしめられておらず、したがって吸気弁1は開弁され
ていない。
Next, at the valve opening start stage shown in FIG.
Is rotated from the position shown in FIG. 1 in the direction of arrow Dc, and the swing element 4 is swung around the swing element swing axis Am. During the transition from the fully closed stage shown in FIG. 1 to the valve opening start stage shown in FIG. 4, the lift amount of the cam 3 gradually increases. However, during the swinging of the swinging element swing axis Am and the swinging element 4 in the initial state, the side rollers 9
The distance between the point on the curved surface 13 and the swing element 4
Is equal to the distance between the oscillating element oscillating axis Am during the oscillating movement and a point on the outer surface of the side roller 9 that contacts the curved surface 13 during the oscillating movement of the oscillating element 4. Therefore, the rocker arm 6 is not swung, and the intake valve 1 is not opened.

【0019】次に図5に示した全開段階ではカム3は図
4に示した位置からさらに矢印Dcの方向に回転せしめ
られ、揺動要素4は揺動要素揺動軸線Am周りでさらに
揺動せしめられている。図4に示した開弁開始段階から
図5に示した全開段階に移行する間においてもカム3の
リフト量は徐々に増大する。しかしながら図1に示した
全閉段階から図4に示した開弁開始段階までの間とは異
なり、初期状態における揺動要素揺動軸線Amと揺動要
素4の揺動中に側部ローラ9に接触する湾曲面13上の
点との間の距離は揺動要素4の揺動中における揺動要素
揺動軸線Amと揺動要素4の揺動中に湾曲面13に接触
する側部ローラ9の外面上の点との間の距離より短い。
このため図4に示した開弁開始段階から図5に示した全
開段階までの間においては側部ローラ9の揺動軌跡は湾
曲面13により規定せしめられる。すなわち側部ローラ
9の特定方向への移動は湾曲面13により制限せしめら
れる。したがって揺動要素4はロッカアーム6を押し下
げ、ロッカアーム6をロッカアーム揺動軸線Ara周り
で揺動せしめられ、斯くして吸気弁1が開弁せしめられ
る。
Next, at the fully open stage shown in FIG. 5, the cam 3 is further rotated in the direction of the arrow Dc from the position shown in FIG. 4, and the swing element 4 further swings around the swing element swing axis Am. It has been impatient. The lift amount of the cam 3 also gradually increases during the transition from the valve opening start stage shown in FIG. 4 to the full opening stage shown in FIG. However, unlike the period from the fully closed stage shown in FIG. 1 to the valve opening start stage shown in FIG. 4, the side roller 9 during the swing of the swing element swing axis Am and the swing element 4 in the initial state. The distance between the point on the curved surface 13 that contacts the oscillating element 4 and the side roller that contacts the curved surface 13 during the oscillating movement of the oscillating element 4 and the oscillating element 4 9 is shorter than the distance between the points on the outer surface.
For this reason, from the valve opening start stage shown in FIG. 4 to the fully opened stage shown in FIG. 5, the swing trajectory of the side roller 9 is defined by the curved surface 13. That is, the movement of the side roller 9 in the specific direction is restricted by the curved surface 13. Therefore, the swinging element 4 pushes down the rocker arm 6 and swings the rocker arm 6 around the rocker arm swinging axis Ara, and thus the intake valve 1 is opened.

【0020】図5に示した全開段階からさらにカム3が
回転せしめられるとカム3のリフト量は徐々に減少す
る。したがって揺動要素4は上述した方向とは逆の方
向、すなわち図面の右側に向かって付勢手段の付勢力に
より揺動せしめられ、やがて図1に示した全閉段階に達
する。機関運転中においてはこのサイクルが繰り返さ
れ、斯くして吸気弁1が開閉弁せしめられる。
When the cam 3 is further rotated from the fully open stage shown in FIG. 5, the lift of the cam 3 gradually decreases. Therefore, the swing element 4 is caused to swing by the urging force of the urging means in the direction opposite to the above-mentioned direction, that is, toward the right side of the drawing, and eventually reaches the fully closed stage shown in FIG. This cycle is repeated during the operation of the engine, so that the intake valve 1 is opened and closed.

【0021】さて上述したように制御プレート5は制御
プレート回動軸線Acp周りで回動可能とされている。
制御プレート5を制御プレート回動軸線Acp周りで回
動すると制御プレート5と揺動要素4との間の相対的な
位置関係が変化する。このため湾曲面13が規定する側
部ローラ9の揺動軌跡も変化する。すなわち制御プレー
ト5を回動し、制御プレート5と揺動要素4との間の相
対的な位置関係を変更すれば図6(b)に示したように
吸気弁1の開弁特性を曲線Cmaxと曲線Cminとの
間で変更することができる。具体的には吸気弁1が開弁
している期間や開弁開始タイミング、そして最大開弁量
を変更することができる。斯くして本実施例によれば吸
気量や吸気速度を所望の吸気量や吸気速度にすることが
できる。
As described above, the control plate 5 is rotatable around the control plate rotation axis Acp.
When the control plate 5 is rotated around the control plate rotation axis Acp, the relative positional relationship between the control plate 5 and the swing element 4 changes. Therefore, the swing locus of the side roller 9 defined by the curved surface 13 also changes. That is, when the control plate 5 is rotated and the relative positional relationship between the control plate 5 and the swing element 4 is changed, the valve opening characteristic of the intake valve 1 is changed to a curve Cmax as shown in FIG. And the curve Cmin. Specifically, the period during which the intake valve 1 is open, the valve opening start timing, and the maximum valve opening amount can be changed. Thus, according to the present embodiment, the intake amount and the intake speed can be set to the desired intake amount and the intake speed.

【0022】なお制御プレート5と揺動要素4との間の
相対的な位置関係をいかなる関係とするかは機関出力を
最大限に向上し、或いは排気エミッションを最大限に改
善することができる関係を機関運転状態毎に予め実験的
に求めておき、これに従って最適な関係を適宜選択す
る。例えば機関要求負荷が大きいほど図6(b)の曲線
Cmaxに近くなるように制御プレート5を回動し、機
関要求負荷が小さいほど図6(b)の曲線Cminに近
くなるように制御プレート5を回動するようにすること
ができる。
It should be noted that the relative positional relationship between the control plate 5 and the oscillating element 4 depends on the relationship that can maximize the engine output or maximize the exhaust emission. Is experimentally obtained in advance for each engine operating state, and an optimal relationship is appropriately selected in accordance with the experimental result. For example, the control plate 5 is rotated so that the larger the required engine load is, the closer to the curve Cmax in FIG. 6B, and the smaller the required engine load becomes, the closer to the curve Cmin in FIG. 6B. Can be rotated.

【0023】次に上述した本実施例の吸気弁駆動機構の
利点を以下に列挙する。本実施例では制御プレート5を
回動可能としたことにより吸気量や吸気速度を機関出力
の向上、或いは排気エミッションの改善という観点から
好ましい吸気量や吸気速度にすることができるという利
点がある。また吸気弁1を開弁駆動するためにロッカア
ーム6を揺動させる揺動要素4がロッカアーム6上に固
定された一つの支点周りでのみ揺動せしめられるように
している点、すなわちロッカアーム6に対する揺動要素
4の作用点が固定されている点にも利点がある。なぜな
らば作用点が移動する場合では制御プレート4の位置が
所期の位置からずれたときには特に作用点がロッカアー
ム6の揺動軸線から遠くなると吸気弁1の開弁量や開弁
タイミングのずれが増幅されてしまうからである。しか
しながら本実施例のようにロッカアーム6に対する揺動
要素4の作用点を固定すれば制御プレート4の位置制御
にずれが生じたとしても吸気弁1の開弁量や開弁タイミ
ングが所期の開弁量や開弁タイミングから大きくずれる
ことはない。
Next, advantages of the above-described intake valve driving mechanism of the present embodiment will be enumerated below. In the present embodiment, there is an advantage in that the control plate 5 is made rotatable so that the intake amount and the intake speed can be set to a preferable intake amount and the intake speed from the viewpoint of improving the engine output or improving the exhaust emission. Further, the swinging element 4 for swinging the rocker arm 6 to open and drive the intake valve 1 can be swung only around one fulcrum fixed on the rocker arm 6, that is, swinging with respect to the rocker arm 6. There is also an advantage in that the action point of the moving element 4 is fixed. This is because, when the operation point moves, when the position of the control plate 4 is deviated from the expected position, especially when the operation point is far from the swing axis of the rocker arm 6, the deviation of the opening amount and the valve opening timing of the intake valve 1 may be different. This is because it is amplified. However, if the point of action of the swing element 4 with respect to the rocker arm 6 is fixed as in this embodiment, even if the position control of the control plate 4 is deviated, the opening amount and the opening timing of the intake valve 1 will be the expected opening. There is no large deviation from the valve amount or the valve opening timing.

【0024】さらに吸気弁1を開弁駆動するためにロッ
カアーム6を揺動させる揺動要素4がロッカアーム6上
に固定された一つの支点周りでのみ揺動せしめられるよ
うにしていることには別の利点もある。すなわち支点が
移動しないので吸気弁駆動機構全体をコンパクトに構成
することができる。さらに制御プレート4の湾曲面13
の一部領域を初期状態における揺動要素揺動軸線Amを
中心とした部分円筒面とした点にも利点がある。すなわ
ち湾曲面13の一部領域を部分円筒面とすることにより
カム3のリフト量が零ではない範囲において揺動要素4
は揺動せしめられているが吸気弁1は開弁されていない
領域を形成することができる。したがって制御プレート
5をその回動軸線周りで僅かに回動するだけで吸気弁1
が開弁されていなかった領域を吸気弁1が開弁される領
域に即座に変更することができる。すなわち本実施例の
ように湾曲面13の一部領域を部分円筒面とすれば吸気
弁1の開弁特性の変更の応答性が高くなる。
Further, the swing element 4 for swinging the rocker arm 6 for driving the intake valve 1 to open the valve can be swung only around one fulcrum fixed on the rocker arm 6. There are also advantages. That is, since the fulcrum does not move, the entire intake valve driving mechanism can be configured compactly. Furthermore, the curved surface 13 of the control plate 4
There is also an advantage in that a part of the region is a partial cylindrical surface centered on the swing element swing axis Am in the initial state. That is, by making a partial region of the curved surface 13 a partial cylindrical surface, the swing element 4 can be moved in a range where the lift amount of the cam 3 is not zero.
Is swung, but the intake valve 1 can form a region that is not opened. Therefore, the rotation of the control plate 5 slightly around the rotation axis thereof is sufficient for the intake valve 1.
Can be immediately changed to a region where the intake valve 1 is opened. In other words, when the partial area of the curved surface 13 is a partial cylindrical surface as in the present embodiment, the responsiveness of changing the valve opening characteristics of the intake valve 1 increases.

【0025】さらに制御プレート4の湾曲面13の一部
領域を初期状態における揺動要素揺動軸線を中心とした
部分円筒面とした点には別の利点もある。すなわちカム
3のリフト量の変化曲線を比較的緩やかにとることがで
きる。これによれば制御プレート4の回動位置の選択に
よってカム3のリフト量の変化速度を比較的遅くするこ
とができる。このため吸気弁1の着座速度も比較的遅く
することができる。特に機関低負荷運転時に図6(b)
の曲線Cminに示したように吸気弁1が開弁されるよ
うに制御プレート5の回動位置を選択すると有利であ
る。すなわち一般的に機関低負荷運転時に機関が発生す
る音は比較的小さく、着座音が騒音発生の一因として比
較的大きな割合を占める。しかしながら機関低負荷運転
時に図6(b)の曲線Cminに示したように吸気弁1
が開弁されるようにすれば着座速度を非常に遅くするこ
とができ、したがって内燃機関全体の騒音を低減するこ
とができる。
There is another advantage in that a part of the curved surface 13 of the control plate 4 is a partial cylindrical surface centered on the swing element swing axis in the initial state. That is, the change curve of the lift amount of the cam 3 can be made relatively gentle. According to this, the change speed of the lift amount of the cam 3 can be made relatively slow by selecting the rotation position of the control plate 4. Therefore, the seating speed of the intake valve 1 can be made relatively slow. Especially when the engine is operating at low load, FIG.
It is advantageous to select the rotational position of the control plate 5 so that the intake valve 1 is opened as shown by the curve Cmin. That is, in general, the noise generated by the engine during the low load operation of the engine is relatively small, and the sitting sound occupies a relatively large ratio as a factor of the noise generation. However, at the time of engine low load operation, as shown by the curve Cmin in FIG.
If the valve is opened, the seating speed can be made very slow, and therefore the noise of the entire internal combustion engine can be reduced.

【0026】また吸気弁1の着座速度が遅いということ
は吸気弁1が着座するときのシリンダヘッドに対する吸
気弁1の衝撃は比較的小さいことを意味する。このため
吸気弁1やシリンダヘッドの磨耗が低減され、これらの
寿命が長くなる。さらに揺動要素4が揺動せしめられる
間において揺動要素4は制御プレート5の湾曲面13と
カム3の外面との間に挟まれるように保持されることに
も利点がある。すなわち揺動要素4が湾曲面13とカム
3の外面との間に保持されていれば揺動要素4の揺動に
よりロッカアーム揺動軸線Araを有する揺動シャフト
(図示せず)に極端に大きな力がかかることが防止され
る。
A low seating speed of the intake valve 1 means that the impact of the intake valve 1 on the cylinder head when the intake valve 1 is seated is relatively small. For this reason, the wear of the intake valve 1 and the cylinder head is reduced, and their life is prolonged. It is also advantageous that the swing element 4 is held between the curved surface 13 of the control plate 5 and the outer surface of the cam 3 while the swing element 4 is swung. That is, if the swing element 4 is held between the curved surface 13 and the outer surface of the cam 3, the swing of the swing element 4 causes an extremely large swing shaft (not shown) having the rocker arm swing axis Ara. The application of force is prevented.

【0027】なお別の実施例として図7に示したような
吸気弁駆動機構を採用することもできる。図7に示した
実施例では制御プレートの構成が上述した実施例の制御
プレート5の構成とは異なる。すなわち図7に示した実
施例の制御プレート5aはスロット13aを有する。ス
ロット13a内には側部ローラ9aが嵌挿される。側部
ローラ9aはカム3の駆動力によりスロット13a内を
移動する。このとき側部ローラ9aの揺動軌跡はスロッ
ト13aの湾曲した内壁面により規定され、上述した実
施例と同様のメカニズムによりロッカアーム6を揺動す
る。もちろん図7に示した実施例においても制御プレー
トは制御プレート回動軸線周りで回動可能とされてお
り、制御プレートを制御プレート回動軸線周りで回動す
ることにより吸気弁1の開弁特性を変更することができ
る。
As another embodiment, an intake valve driving mechanism as shown in FIG. 7 can be employed. In the embodiment shown in FIG. 7, the configuration of the control plate is different from the configuration of the control plate 5 of the above-described embodiment. That is, the control plate 5a of the embodiment shown in FIG. 7 has the slot 13a. The side roller 9a is inserted into the slot 13a. The side roller 9a moves in the slot 13a by the driving force of the cam 3. At this time, the swing locus of the side roller 9a is defined by the curved inner wall surface of the slot 13a, and swings the rocker arm 6 by the same mechanism as in the above-described embodiment. Of course, also in the embodiment shown in FIG. 7, the control plate is rotatable about the control plate rotation axis, and the control plate is rotated about the control plate rotation axis, so that the valve opening characteristic of the intake valve 1 is increased. Can be changed.

【0028】さらにカム3の回転位相自体を変更可能と
し、機関運転状態に応じてカム3の回転位相を変更する
ようにしてもよい。このカム3の回転位相の変更と、上
述した制御プレートの位置の変更とを組み合わせれば機
関運転状態毎に好ましい吸気弁1の開弁特性をさらに正
確に確保することができる。また上述では吸気弁を開閉
駆動するための機構を説明したが、本発明は広く弁を開
閉駆動するための機構に適用可能である。
Further, the rotation phase of the cam 3 itself may be changed, and the rotation phase of the cam 3 may be changed according to the engine operating state. If the change in the rotation phase of the cam 3 and the change in the position of the control plate described above are combined, it is possible to more accurately secure the preferable valve opening characteristics of the intake valve 1 for each engine operating state. Although the mechanism for opening and closing the intake valve has been described above, the present invention is widely applicable to a mechanism for opening and closing the valve.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、揺動要素はロッカアー
ム上の固定揺動軸線周りで揺動せしめられる。このよう
に弁を駆動するための駆動力を作用させる点を一つに固
定すれば揺動要素の揺動軌跡を変更したときにその変更
が所期の変更からずれたとしても弁の開弁特性に与える
影響を比較的小さくすることができる。したがって所望
の開弁タイミングや開弁量を得ることができる。
According to the invention, the rocking element is rocked about a fixed rocking axis on the rocker arm. If the point where the driving force for driving the valve is applied is fixed to one as described above, even if the swing locus of the swing element is changed, even if the change deviates from the intended change, the valve is opened. The effect on the characteristics can be made relatively small. Therefore, a desired valve opening timing and valve opening amount can be obtained.

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

【図1】本発明の弁駆動機構の一つの実施例を示す図で
ある。
FIG. 1 is a view showing one embodiment of a valve drive mechanism of the present invention.

【図2】本発明の弁駆動機構の一つの実施例を示す斜視
図である。
FIG. 2 is a perspective view showing one embodiment of the valve drive mechanism of the present invention.

【図3】図1の段階から進んだ段階にある弁駆動機構を
示す図である。
FIG. 3 is a view showing the valve drive mechanism at a stage advanced from the stage of FIG. 1;

【図4】図2の段階から進んだ段階にある弁駆動機構を
示す図である。
FIG. 4 is a view showing the valve drive mechanism at a stage advanced from the stage of FIG. 2;

【図5】制御プレートと揺動要素との関係を詳細に示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a control plate and a swing element in detail.

【図6】カム曲線とリフト曲線とを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a cam curve and a lift curve.

【図7】別の実施例の弁駆動機構を示す図である。FIG. 7 is a view showing a valve drive mechanism of another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…吸気弁 3…カム 4…揺動要素 5…制御プレート 13…湾曲面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Intake valve 3 ... Cam 4 ... Swinging element 5 ... Control plate 13 ... Curved surface

フロントページの続き Fターム(参考) 3G016 AA06 AA19 BA36 BB11 BB17 BB22 CA10 CA16 CA25 DA08 GA00 GA01 3G018 AB04 BA11 DA03 DA10 DA85 EA35 FA06 FA07 GA02 GA04 GA14 GA23 GA32 Continued on the front page F term (reference) 3G016 AA06 AA19 BA36 BB11 BB17 BB22 CA10 CA16 CA25 DA08 GA00 GA01 3G018 AB04 BA11 DA03 DA10 DA85 EA35 FA06 FA07 GA02 GA04 GA14 GA23 GA32

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定軸線周りで揺動可能なロッカアーム
を揺動させることにより弁を開閉駆動する弁駆動機構に
おいて、弁を開閉駆動するための駆動力を発生するため
の駆動力発生手段と、上記固定軸線とは異なるロッカア
ーム上の固定揺動軸線周りで該駆動力発生手段の駆動力
により揺動せしめられる揺動要素と、該揺動要素の揺動
軌跡を規定するための揺動軌跡規定手段とを具備し、該
揺動軌跡規定手段により規定される揺動軌跡を変更可能
とし、該揺動軌跡規定手段により規定された揺動軌跡に
沿った上記揺動要素の揺動により弁を開閉駆動するよう
にしたことを特徴とする弁駆動機構。
1. A valve driving mechanism for opening and closing a valve by swinging a rocker arm that can swing around a fixed axis, a driving force generating means for generating a driving force for opening and closing the valve, A rocking element that is rocked by a driving force of the driving force generating means around a fixed rocking axis on a rocker arm different from the fixed axis, and a rocking path defining a rocking path of the rocking element; Means, the swing trajectory defined by the swing trajectory defining means can be changed, and the valve is moved by swinging the swing element along the swing trajectory defined by the swing trajectory defining means. A valve drive mechanism characterized by being opened and closed.
【請求項2】 上記揺動軌跡規定手段を予め定められた
回動軸線周りで回動可能とし、上記揺動軌跡規定手段を
該予め定められた回動軸線周りで回動することにより上
記揺動軌跡規定手段により規定される揺動軌跡を変更す
るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の弁駆動
機構。
2. The swing trajectory defining means is rotatable about a predetermined rotation axis, and the swing trajectory definition means is rotated about the predetermined rotation axis to thereby oscillate the swing trajectory. 2. The valve driving mechanism according to claim 1, wherein the swing locus defined by the dynamic locus defining means is changed.
【請求項3】 上記揺動軌跡規定手段が上記予め定めら
れた回動軸線を包囲するように湾曲する壁面を有し、該
湾曲した壁面により上記揺動要素の揺動軌跡を規定する
ようにしたことを特徴とする請求項2に記載の弁駆動機
構。
3. The swing trajectory defining means has a wall surface curved so as to surround the predetermined rotation axis, and defines the swing trajectory of the swing element by the curved wall surface. The valve drive mechanism according to claim 2, wherein
【請求項4】 上記予め定められた回動軸線が弁の全閉
時における上記固定揺動軸線と同一軸線上にあり、上記
揺動軌跡規定手段の湾曲した壁面の一部領域を弁の全閉
時における上記固定揺動軸線を中心とする部分円筒面と
したことを特徴とする請求項3に記載の弁駆動機構。
4. The valve according to claim 1, wherein the predetermined rotation axis is on the same axis as the fixed swing axis when the valve is fully closed, and a part of the curved wall surface of the swing trajectory defining means is defined by the entire area of the valve. 4. The valve driving mechanism according to claim 3, wherein the valve is a partial cylindrical surface centered on the fixed swing axis when the valve is closed.
【請求項5】 上記揺動要素が回転可能なローラを有
し、上記揺動要素が揺動するときに該ローラが上記揺動
軌跡規定手段の湾曲した壁面上を転がることを特徴とす
る請求項3に記載の弁駆動機構。
5. The swing element has a rotatable roller, and the roller rolls on a curved wall surface of the swing trajectory defining means when the swing element swings. Item 4. The valve drive mechanism according to Item 3.
【請求項6】 上記駆動力発生手段がカムであることを
特徴とする請求項1に記載の弁駆動機構。
6. The valve driving mechanism according to claim 1, wherein said driving force generating means is a cam.
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