JP2005180232A

JP2005180232A - Variable valve system

Info

Publication number: JP2005180232A
Application number: JP2003419071A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Asada; 俊昭浅田; Shuichi Ezaki; 修一江崎; Manabu Tateno; 学立野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2023-12-17
Also published as: JP4179158B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To constantly keep an urging force acting on each swing arm at an appropriate value regardless of a lift amount, in a variable valve system having the swing arms swinging in synchronization with rotation of cams to operate valve elements. <P>SOLUTION: The variable valve system comprises: a control shaft 40 adjustable its rotation position to change the lift amount of the valve element 12; the swing arms 22 each of which is interposed between the cam and the valve element 12 and swings in synchronization with the rotation of the cam to transmit an action force to the valve element 12; a second arm member 26 changing a basic relative angle of the swing arm 22 with respect to the valve element 12 depending on the rotation position of the control shaft 40; and lost motion springs 56 urging the swing arms 22 toward the cams so as to keep mechanical link of the swing arms 22 with the cams. One end of the lost motion spring 56 is fixed to the swing arm 22, and the other end thereof is integrated with the control shaft 40. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、可変動弁機構に係り、特に、カムシャフトの回転と同期して開閉する弁の作用角およびまたはリフト量を変化させることのできる内燃機関の可変動弁機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism, and more particularly to a variable valve mechanism for an internal combustion engine that can change the operating angle and / or lift amount of a valve that opens and closes in synchronization with the rotation of a camshaft.

従来、例えば特開平７−６３０２３号公報には、カムシャフトの回転と同期して開閉する弁体のリフト量を変化させる機能を有する可変動弁機構が開示されている。この可変動弁機構は、カムと弁体との間に、カムの動作と同期して揺動する揺動アームを備えている。揺動アームは、弁体に対する基本の相対角度を変化させることができるように、自由度をもって内燃機関に組み付けられている。そして、この機構は、揺動アームをカムに向けて付勢することで揺動アームの動きを規制するロストモーションスプリングと、制御軸の回転に伴って、揺動アームと弁体との相対角度を変化させる可変機構とを備えている。 Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-63023 discloses a variable valve mechanism having a function of changing a lift amount of a valve body that opens and closes in synchronization with rotation of a camshaft. This variable valve mechanism includes a swing arm that swings in synchronization with the operation of the cam between the cam and the valve element. The swing arm is assembled to the internal combustion engine with a degree of freedom so that the basic relative angle with respect to the valve body can be changed. And this mechanism is a relative motion angle between the swing arm and the valve body in accordance with the rotation of the lost motion spring that regulates the motion of the swing arm by urging the swing arm toward the cam. And a variable mechanism for changing.

上述した可変動弁機構によれば、ロストモーションスプリングの作用により、常に、カムと揺動アームとが機械的に接した状態を維持することができる。このため、この機構によれば、カムの発する機械的な力を、常にロス無く弁体に伝えることができる。更に、この可変動弁機構によれば、制御軸を回転させることにより、揺動アームと弁体の基準の相対角度を変化させることができる。この相対角度が変化すると、カムの作用力が揺動アームに伝達され始めた後、つまり、カムの作用により揺動アームが揺動し始めた後、揺動アームが実際に弁体を押し下げ始めるまでの期間（クランク角）を変化させることができる。このため、上記従来の機構によれば、内燃機関の弁体のリフト量を、高い自由度で変化させることが可能である。 According to the variable valve mechanism described above, the state where the cam and the swing arm are in mechanical contact with each other can always be maintained by the action of the lost motion spring. For this reason, according to this mechanism, the mechanical force generated by the cam can always be transmitted to the valve body without loss. Furthermore, according to this variable valve mechanism, the reference relative angle between the swing arm and the valve body can be changed by rotating the control shaft. When this relative angle changes, after the cam action force starts to be transmitted to the swing arm, that is, after the swing arm starts swinging due to the cam action, the swing arm actually starts to push down the valve body. The period until (crank angle) can be changed. Therefore, according to the conventional mechanism, the lift amount of the valve body of the internal combustion engine can be changed with a high degree of freedom.

特開平７−６３０２３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-63023

しかしながら、上述した従来の機構において、ロストモーションスプリングは、シリンダヘッド等の固定点と揺動アームとの間に配置されている。このため、制御軸の回転に伴って揺動アームと弁体との相対角度が変更されると、つまり、揺動アームの姿勢が変更されると、ロストモーションスプリングの発する付勢力にも変化が生ずる。 However, in the conventional mechanism described above, the lost motion spring is disposed between a fixed point such as a cylinder head and the swing arm. For this reason, when the relative angle between the swing arm and the valve body is changed with the rotation of the control shaft, that is, when the posture of the swing arm is changed, the biasing force generated by the lost motion spring also changes. Arise.

より具体的には、小リフトが求められる場合には、ロストモーションスプリングが比較的伸びた状態とされるため、揺動アームに作用する付勢力が比較的小さなものとなる。一方、大リフトが要求される場合には、ロストモーションスプリングに大きな圧縮が課され、揺動アームに作用する付勢力は大きなものとなる。 More specifically, when a small lift is required, the lost motion spring is in a relatively extended state, so that the urging force acting on the swing arm is relatively small. On the other hand, when a large lift is required, a large compression is imposed on the lost motion spring, and the urging force acting on the swing arm becomes large.

内燃機関を全領域において正常に機能させるためには、ロストモーションスプリングの付勢力が小さくなる小リフト時にも、揺動アームとカムとの機械的な接触は確実に維持されなければならない。このため、従来の可変動弁機構では、そのような状況下でも十分な付勢力が得られるようにロストモーションスプリングの仕様を決める必要がある。その結果、この機構においては、弁体に大リフトが要求される場合に、不必要に大きな付勢力が揺動アームに作用するという事態が生ずる。 In order for the internal combustion engine to function properly in the entire region, the mechanical contact between the swing arm and the cam must be reliably maintained even during a small lift where the biasing force of the lost motion spring is small. For this reason, in the conventional variable valve mechanism, it is necessary to determine the specifications of the lost motion spring so that sufficient urging force can be obtained even under such circumstances. As a result, in this mechanism, when a large lift is required for the valve body, an unnecessarily large urging force acts on the swing arm.

弁体の開閉に伴う摩擦損失は、揺動アームに作用する付勢力が大きいほど大きなものとなる。また、揺動アームには、そこに作用する付勢力が大きいほど高い剛性が要求される。更に、制御軸を回転させるのに必要なトルクも、揺動アームに作用する付勢力が大きいほど大きくすることが必要である。このように、揺動アームに作用する過大な付勢力は、可変動弁機構において様々な不都合を生じさせる。この点、上述した従来の機構は、大リフトでの運転時に、種々の不都合を生じさせ易いものであった。 The friction loss accompanying the opening and closing of the valve body increases as the biasing force acting on the swing arm increases. The swing arm is required to have higher rigidity as the urging force acting on the swing arm is larger. Furthermore, the torque required to rotate the control shaft needs to increase as the biasing force acting on the swing arm increases. As described above, the excessive urging force acting on the swing arm causes various problems in the variable valve mechanism. In this regard, the above-described conventional mechanism is likely to cause various inconveniences when operating with a large lift.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、弁体に要求される作用角およびまたはリフト量に関わらず、揺動アームに作用する付勢力を常に適正な値に維持し得る可変動弁機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the biasing force acting on the swing arm is always maintained at an appropriate value regardless of the working angle and / or lift amount required for the valve body. It is an object of the present invention to provide a variable valve mechanism that can be used.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の弁体の作用角およびまたはリフト量を変化させる機能を有する可変動弁機構であって、
前記作用角およびまたはリフト量を変化させるべく回転位置が調整される制御軸と、
カムと弁体との間に介在しカムの回転と同期して揺動することにより当該カムの作用力を前記弁体に伝達する揺動アームと、
前記制御軸の回転位置に応じて、前記弁体に対する前記揺動アームの基本相対角を変化させる可変機構と、
前記揺動アームと前記カムとの機械的な連結が維持されるように、前記揺動アームを前記カムに向けて付勢するロストモーションスプリングとを備え、
前記ロストモーションスプリングは、その一端が前記揺動アームに固定され、かつ、その他端が、前記制御軸の回転に伴って前記一端との相対位置関係が維持される方向に移動するスプリング固定点に固定されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention is a variable valve mechanism having a function of changing a working angle and / or a lift amount of a valve body of an internal combustion engine,
A control shaft whose rotational position is adjusted to change the working angle and / or lift amount;
A swing arm that is interposed between the cam and the valve body and swings in synchronization with the rotation of the cam to transmit the acting force of the cam to the valve body;
A variable mechanism that changes a basic relative angle of the swing arm with respect to the valve body according to a rotational position of the control shaft;
A lost motion spring that urges the swing arm toward the cam so that the mechanical connection between the swing arm and the cam is maintained;
One end of the lost motion spring is fixed to the swing arm, and the other end is a spring fixing point that moves in a direction in which the relative positional relationship with the one end is maintained as the control shaft rotates. It is fixed.

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記可変機構は、前記制御軸の回転に伴って、前記揺動アームを前記制御軸と同じ方向に回転移動させ、
前記スプリング固定点は、前記制御軸と一体化された点であることを特徴とする。 The second invention is the first invention, wherein
The variable mechanism rotates and moves the swing arm in the same direction as the control shaft as the control shaft rotates.
The spring fixing point is a point integrated with the control shaft.

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記制御軸は、その外周面に、前記スプリング固定点となる凹部を備え、
前記ロストモーションスプリングは、その一端が前記揺動アームの側面に固定され、かつ、その他端が前記凹部に挿入されていることを特徴とする。 The third invention is the first or second invention, wherein
The control shaft is provided with a concave portion on the outer peripheral surface serving as the spring fixing point,
The lost motion spring has one end fixed to the side surface of the swing arm and the other end inserted into the recess.

第１の発明によれば、制御軸を回転させることにより、弁体と揺動アームの基本相対角を変化させ、その結果として、弁体の作用角およびまたはリフト量を変化させることができる。そして、本発明においては、制御軸の回転に伴って、ロストモーションスプリングの両端が両者の相対位置関係を維持するように移動する。このため、本発明によれば、弁体の作用角およびまたはリフト量変化に関わらず、揺動アームに作用する付勢力をほぼ一定に維持することができる。 According to the first invention, by rotating the control shaft, the basic relative angle between the valve body and the swing arm can be changed, and as a result, the working angle and / or the lift amount of the valve body can be changed. In the present invention, as the control shaft rotates, both ends of the lost motion spring move so as to maintain the relative positional relationship between them. Therefore, according to the present invention, the urging force acting on the swing arm can be maintained substantially constant regardless of the operating angle and / or lift amount change of the valve body.

第２の発明によれば、可変機構によって、揺動アームは制御軸と同じ方向に回転移動させられる。そして、ロストモーションスプリングは、その一端が揺動アームに固定され、かつ、その他端が制御軸と一体化されたスプリング固定点に固定されている。この場合、ロストモーションスプリングの両端の相対位置関係は、必然的にほぼ一定の関係に維持される。 According to the second invention, the swing arm is rotated and moved in the same direction as the control shaft by the variable mechanism. The lost motion spring has one end fixed to the swing arm and the other end fixed to a spring fixing point integrated with the control shaft. In this case, the relative positional relationship between both ends of the lost motion spring is inevitably maintained in a substantially constant relationship.

第３の発明によれば、ロストモーションスプリングの一端は揺動アームの側面に固定され、また、その他端は制御軸の凹部に挿入される。この場合、ロストモーションスプリングの固定に要する部品点数の増加を抑え、更に、組み付け作業の容易化を図ることができる。 According to the third invention, one end of the lost motion spring is fixed to the side surface of the swing arm, and the other end is inserted into the recess of the control shaft. In this case, an increase in the number of parts required for fixing the lost motion spring can be suppressed, and the assembly work can be facilitated.

実施の形態１．
［可変動弁機構の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁機構１０の主要部の斜視図である。図１に示す可変動弁機構は、内燃機関の弁体を駆動するための機構である。ここでは、内燃機関の個々の気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とが備わっているものとする。そして、図１に示す構成は、単一の気筒に配設された２つの吸気弁、或いは２つの排気弁を駆動する機構として機能するものとする。 Embodiment 1 FIG.
[Configuration of variable valve mechanism]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a variable valve mechanism 10 according to Embodiment 1 of the present invention. The variable valve mechanism shown in FIG. 1 is a mechanism for driving a valve body of an internal combustion engine. Here, it is assumed that each cylinder of the internal combustion engine is provided with two intake valves and two exhaust valves. The configuration shown in FIG. 1 functions as a mechanism for driving two intake valves or two exhaust valves arranged in a single cylinder.

図１に示す構成は、吸気弁または排気弁として機能する２つの弁体１２を備えている。弁体１２には、それぞれ弁軸１４が固定されている。弁軸１４の端部は、ロッカーアーム１６の一端に設けられたピボットに接している。弁軸１４には、図示しないバルブスプリングの付勢力が作用しており、ロッカーアーム１６は、その付勢力を受けた弁軸１４により上方に付勢されている。ロッカーアーム１６の他端は、油圧ラッシュアジャスタ１８により回動可能に支持されている。油圧ラッシュアジャスタ１８によれば、ロッカーアームの高さ方向の位置を油圧により自動調整することにより、タペットクリアランスを自動調整することができる。 The configuration shown in FIG. 1 includes two valve bodies 12 that function as intake valves or exhaust valves. A valve shaft 14 is fixed to each valve body 12. The end of the valve shaft 14 is in contact with a pivot provided at one end of the rocker arm 16. A biasing force of a valve spring (not shown) acts on the valve shaft 14, and the rocker arm 16 is biased upward by the valve shaft 14 that has received the biasing force. The other end of the rocker arm 16 is rotatably supported by a hydraulic lash adjuster 18. According to the hydraulic lash adjuster 18, the tappet clearance can be automatically adjusted by automatically adjusting the position in the height direction of the rocker arm by hydraulic pressure.

ロッカーアーム１６の中央部には、ローラ２０が配設されている。ローラ２０の上部には、揺動アーム２２が配置されている。以下、揺動アーム２２の周辺の構造を、図２を参照して説明する。 A roller 20 is disposed at the center of the rocker arm 16. A swing arm 22 is disposed on the upper portion of the roller 20. Hereinafter, the structure around the swing arm 22 will be described with reference to FIG.

図２は、第１アーム部材２４と第２アーム部材２６の分解斜視図である。第１アーム部材２４および第２アーム部材２６は、何れも図１に示す構成における主要な構成部材である。既述した揺動アーム２２は、図２に示すように、第１アーム部材２４の一部である。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the first arm member 24 and the second arm member 26. The first arm member 24 and the second arm member 26 are both main components in the configuration shown in FIG. The swing arm 22 described above is a part of the first arm member 24 as shown in FIG.

すなわち、第１アーム部材２４は、図２に示すように、２つの揺動アーム２２と、それらに挟まれたローラ当接面２８とを一体に備える部材である。２つの揺動アーム２２は、２つの弁体１２のそれぞれに対応して設けられたものであり、それぞれ既述したローラ２０（図１参照）に接している。 That is, as shown in FIG. 2, the first arm member 24 is a member integrally including two swing arms 22 and a roller contact surface 28 sandwiched between them. The two swing arms 22 are provided corresponding to the two valve bodies 12 and are in contact with the rollers 20 (see FIG. 1) described above.

第１アーム部材２４には、２つの揺動アーム２２を貫通するように開口した軸受け部３０が設けられている。また、揺動アーム２２には、それぞれ、ローラ２０と接する面に同心円部３２と押圧部３４とが設けられている。同心円部３２は、ローラ２０との接触面が軸受け部３０と同心円を構成するように設けられている。一方、押圧部３４は、その先端側の部分ほど軸受け部３０の中心からの距離が遠くなるように設けられている。 The first arm member 24 is provided with a bearing portion 30 that is open so as to penetrate the two swing arms 22. Each of the swing arms 22 is provided with a concentric circle portion 32 and a pressing portion 34 on the surface in contact with the roller 20. The concentric circle portion 32 is provided so that the contact surface with the roller 20 forms a concentric circle with the bearing portion 30. On the other hand, the pressing portion 34 is provided such that the distance from the center of the bearing portion 30 increases as the distal end portion thereof is increased.

第２アーム部材２６は、非揺動部３６と揺動ローラ部３８を備えている。非揺動部３６には貫通孔が設けられており、その貫通孔には制御軸４０が挿入される。更に、非揺動部３６および制御軸４０には、両者の相対位置を固定するための固定ピン４２が挿入されている。このため、非揺動部３６と制御軸４０とは、一体の構造物として機能する。 The second arm member 26 includes a non-oscillating portion 36 and an oscillating roller portion 38. The non-oscillating part 36 is provided with a through hole, and the control shaft 40 is inserted into the through hole. Furthermore, a fixing pin 42 is inserted into the non-oscillating portion 36 and the control shaft 40 to fix the relative positions of both. For this reason, the non-oscillating part 36 and the control shaft 40 function as an integral structure.

揺動ローラ部３８は、２つの側壁４４を備えている。これらの側壁４４は、回転軸４６を介して回動自在に非揺動部３６に連結されている。また、２つの側壁４４の間には、カム当接ローラ４８と、スライドローラ５０が配設されている。カム当接ローラ４８およびスライドローラ５０は、それぞれ側壁４４に挟まれた状態で自由に回動することができる。 The swing roller unit 38 includes two side walls 44. These side walls 44 are connected to a non-oscillating portion 36 through a rotation shaft 46 so as to be rotatable. A cam contact roller 48 and a slide roller 50 are disposed between the two side walls 44. The cam contact roller 48 and the slide roller 50 can freely rotate while being sandwiched between the side walls 44.

上述した制御軸４０は、第１アーム部材２４の軸受け部３０により回転可能に保持される部材である。つまり、制御軸４０は、軸受け部３０に保持された状態で非揺動部３６と一体化されるべき部材である。この要求を満たすべく、非揺動部３６（つまり第２アーム部材２６）は、制御軸４０と固定される前に、第１アーム部材２４の２つの揺動アーム２２の間に位置合わせされる。制御軸４０は、この位置合わせがなされた状態で、２つの軸受け部３０および非揺動部３６を貫通するように挿入される。その後、制御軸４０と非揺動部３６とを固定すべく固定ピン４２が装着される。その結果、第１アーム部材２４が制御軸４０回りを自由に回動することができ、非揺動部３６が制御軸４０と一体化され、かつ、揺動ローラ部３８が非揺動部３６に対して揺動し得る機構が実現される。 The control shaft 40 described above is a member that is rotatably held by the bearing portion 30 of the first arm member 24. That is, the control shaft 40 is a member to be integrated with the non-oscillating portion 36 while being held by the bearing portion 30. In order to satisfy this requirement, the non-oscillating portion 36 (that is, the second arm member 26) is positioned between the two oscillating arms 22 of the first arm member 24 before being fixed to the control shaft 40. . The control shaft 40 is inserted so as to pass through the two bearing portions 30 and the non-oscillating portion 36 in a state where the alignment is performed. Thereafter, a fixing pin 42 is attached to fix the control shaft 40 and the non-oscillating portion 36. As a result, the first arm member 24 can freely rotate around the control shaft 40, the non-oscillating portion 36 is integrated with the control shaft 40, and the oscillating roller portion 38 is non-oscillating portion 36. A mechanism capable of swinging with respect to is realized.

第１アーム部材２４と第２アーム部材２６とが、以上のように組み付けられた場合、第１アーム部材２４と制御軸４０との相対角、つまり、第１アーム部材２４と非揺動部３６との相対角が所定の条件を満たす範囲では、揺動ローラ部３８のスライドローラ５０が、第１アーム部材２４のローラ当接面２８と接することができる。そして、それら両者の接触を維持しながら、上記の所定の条件を満たす範囲で第１アーム部材２４を制御軸４０回りで回動させると、スライドローラ５０は、ローラ当接面２８に沿って転動することができる。本実施形態の可変動弁機構は、その転動を伴いながら弁体１２を開閉動作させる。尚、その動作については、後に図４および図５を参照して詳細に説明する。 When the first arm member 24 and the second arm member 26 are assembled as described above, the relative angle between the first arm member 24 and the control shaft 40, that is, the first arm member 24 and the non-oscillating portion 36. In the range where the relative angle satisfies the predetermined condition, the slide roller 50 of the swing roller unit 38 can contact the roller contact surface 28 of the first arm member 24. Then, when the first arm member 24 is rotated around the control shaft 40 within a range that satisfies the predetermined condition while maintaining the contact between both, the slide roller 50 rolls along the roller contact surface 28. Can move. The variable valve mechanism of the present embodiment opens and closes the valve body 12 with its rolling. The operation will be described in detail later with reference to FIG. 4 and FIG.

図１は、第１アーム部材２４、第２アーム部材２６、および制御軸４０が、上記の手順で組み付けられた状態を示している。この状態において、第１アーム部材２４および第２アーム部材２６の位置は制御軸４０の位置により規制される。制御軸４０は、図示しない軸受けを介して、既述した条件がみたされるように、つまり、ロッカーアーム１６のローラ２０が揺動アーム２２に当接するようにシリンダヘッド等の固定部材に固定されている。 FIG. 1 shows a state in which the first arm member 24, the second arm member 26, and the control shaft 40 are assembled in the above-described procedure. In this state, the positions of the first arm member 24 and the second arm member 26 are regulated by the position of the control shaft 40. The control shaft 40 is fixed to a fixing member such as a cylinder head through a bearing (not shown) so that the above-described conditions are met, that is, the roller 20 of the rocker arm 16 is in contact with the swing arm 22. ing.

制御軸４０には、図示しないアクチュエータが連結されている。このアクチュエータは、制御軸４０を所定の角度範囲内で回動させることができる。図１に示す状態は、そのアクチュエータにより、制御軸４０の回転角を上述した所定の条件を満たす範囲に調整し、かつ、スライドローラ５０をローラ当接面２８に当接させた状態を示している。 An actuator (not shown) is connected to the control shaft 40. This actuator can rotate the control shaft 40 within a predetermined angle range. The state shown in FIG. 1 shows a state in which the rotation angle of the control shaft 40 is adjusted to a range that satisfies the above-described predetermined condition by the actuator, and the slide roller 50 is brought into contact with the roller contact surface 28. Yes.

本実施形態の可変動弁機構１０は、また、クランクシャフトと同期して回転するカムシャフト５２を備えている。カムシャフト５２には、内燃機関の気筒毎に設けられたカム５４が固定されている。図１に示す状態において、カム５４は、カム当接ローラ４８に接しており、揺動ローラ部３８の上方への移動を規制している。つまり、図１に示す状態では、揺動ローラ部３８のカム当接ローラ４８およびスライドローラ５０を介して、第１アーム部材２４のローラ当接面２８がカム５４と機械的に連結された状態が実現されている。 The variable valve mechanism 10 of this embodiment also includes a camshaft 52 that rotates in synchronization with the crankshaft. A cam 54 provided for each cylinder of the internal combustion engine is fixed to the camshaft 52. In the state shown in FIG. 1, the cam 54 is in contact with the cam contact roller 48 and restricts the upward movement of the swing roller portion 38. That is, in the state shown in FIG. 1, the roller contact surface 28 of the first arm member 24 is mechanically connected to the cam 54 via the cam contact roller 48 and the slide roller 50 of the swing roller portion 38. Is realized.

上述した状態によれば、カム５４の回転に伴ってカムノーズがカム当接ローラ４８を押圧すると、その力はスライドローラ５０を介してローラ当接面２８に伝達される。スライドローラ５０は、ローラ当接面２８の上を転動しながらカム５４の作用力を第１アーム部材２４に伝え続けることができる。その結果、第１アーム部材２４に、制御軸４０を中心とする回転が生じ、揺動アーム２２によりロッカーアーム１６が押し下げられ、弁体１２に開弁方向の動きが与えられる。可変動弁機構１０は、以上説明したように、カム５４の作用力を、カム当接ローラ４８およびスライドローラ５０を介してローラ当接面２８に伝達することで弁体１２を作動させることができる。 According to the state described above, when the cam nose presses the cam contact roller 48 as the cam 54 rotates, the force is transmitted to the roller contact surface 28 via the slide roller 50. The slide roller 50 can continue to transmit the acting force of the cam 54 to the first arm member 24 while rolling on the roller contact surface 28. As a result, the first arm member 24 rotates around the control shaft 40, the rocker arm 22 pushes down the rocker arm 16, and the valve body 12 is given movement in the valve opening direction. As described above, the variable valve mechanism 10 can actuate the valve body 12 by transmitting the acting force of the cam 54 to the roller contact surface 28 via the cam contact roller 48 and the slide roller 50. it can.

図３は、可変動弁機構１０に、本実施形態における特徴部であるロストモーションスプリング５６を装着した状態を示す。可変動弁機構１０が弁体１２を作動させるためには、カム５４とローラ当接面２８とが、カム当接ローラ４８およびスライドローラ５０を介して機械的に連結された状態を維持することが必要である。そして、この要求を満たすためには、ローラ当接面２８を、つまり、第１アーム部材２４を、カム５４の方向に付勢することが必要である。ロストモーションスプリング５６は、その付勢を実現するためのスプリングである。 FIG. 3 shows a state in which the variable motion mechanism 10 is equipped with a lost motion spring 56 that is a characteristic part of the present embodiment. In order for the variable valve mechanism 10 to operate the valve body 12, the cam 54 and the roller contact surface 28 are maintained in a mechanically connected state via the cam contact roller 48 and the slide roller 50. is required. In order to satisfy this requirement, it is necessary to urge the roller contact surface 28, that is, the first arm member 24 in the direction of the cam 54. The lost motion spring 56 is a spring for realizing the biasing.

本実施形態において、ロストモーションスプリング５６は、第１アーム部材２４の両側に１つずつ、つまり、２つの揺動アーム２２の側面に一つずつ配置されている。揺動アーム２２は、その先端部（図２に示す押圧部３４の先端部）の側面に固定ピン５８を備えている。ロストモーションスプリング５６は、制御軸４０に巻き付けられた状態で、その一端が固定ピン５８に掛留められている。また、ロストモーションスプリング５６の他端は、第２アーム部材２６の非揺動部３６に固定された固定軸６０に掛留められている。 In the present embodiment, one lost motion spring 56 is arranged on each side of the first arm member 24, that is, one on each side of the two swing arms 22. The swing arm 22 includes a fixing pin 58 on a side surface of a tip portion thereof (a tip portion of the pressing portion 34 shown in FIG. 2). The lost motion spring 56 is wound around the control shaft 40, and one end of the lost motion spring 56 is hooked on the fixing pin 58. The other end of the lost motion spring 56 is hooked on a fixed shaft 60 fixed to the non-oscillating portion 36 of the second arm member 26.

非揺動部３６は固定ピン３６により制御軸４０に固定された部材であるから、固定軸６０も制御軸４０と一体化された部材である。このため、ロストモーションスプリング５６は、その一端が揺動アーム２２に固定され、また、その他端が実質的に制御軸４０に固定された状態とされている。そして、この状態において、ロストモーションスプリング５６は、揺動アーム２２を固定軸６０に向けて引き上げる方向の付勢力を発生する。この付勢力は、ローラ当接面２８がスライドローラ５０を上方に付勢する力として、更には、カム当接ローラ４８をカム５４に押し当てる力として作用する（図１および図２参照）。その結果、可変動弁機構１０は、図１に示すように、カム５４とローラ当接面２８とが機械的に連結された状態を維持することができる。 Since the non-oscillating portion 36 is a member fixed to the control shaft 40 by the fixing pin 36, the fixed shaft 60 is also a member integrated with the control shaft 40. Therefore, one end of the lost motion spring 56 is fixed to the swing arm 22, and the other end is substantially fixed to the control shaft 40. In this state, the lost motion spring 56 generates a biasing force in a direction in which the swing arm 22 is pulled up toward the fixed shaft 60. This urging force acts as a force that the roller contact surface 28 urges the slide roller 50 upward, and further as a force that presses the cam contact roller 48 against the cam 54 (see FIGS. 1 and 2). As a result, the variable valve mechanism 10 can maintain the state in which the cam 54 and the roller contact surface 28 are mechanically connected as shown in FIG.

［可変動弁機構の動作］
次に、図４および図５を参照して、本発明の実施の形態１の可変動弁機構１０の動作を説明する。尚、図４および図５においては、説明の便宜上、ロストモーションスプリングを、単純なコイルスプリングで表すこととしている。以下、このスプリングを「ロストモーションスプリング７０」として説明を進める。 [Operation of variable valve mechanism]
Next, the operation of the variable valve mechanism 10 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5, the lost motion spring is represented by a simple coil spring for convenience of explanation. Hereinafter, this spring will be described as “lost motion spring 70”.

図４および図５に示すロストモーションスプリング７０は、その上端がシリンダヘッド等に固定された状態で、ローラ当接面２８の後端部を付勢しているものとする。この場合、その付勢力は、ローラ当接面２８がスライドローラ５０を押し上げる方向に作用する。つまり、図４および図５に示すロストモーションスプリング７０は、ローラ当接面２８とカム５４との機械的接触を維持するという面では、図３に示すロストモーションスプリング５６と同様に機能する。 It is assumed that the lost motion spring 70 shown in FIGS. 4 and 5 biases the rear end portion of the roller contact surface 28 with its upper end fixed to a cylinder head or the like. In this case, the urging force acts in a direction in which the roller contact surface 28 pushes up the slide roller 50. That is, the lost motion spring 70 shown in FIGS. 4 and 5 functions in the same manner as the lost motion spring 56 shown in FIG. 3 in terms of maintaining the mechanical contact between the roller contact surface 28 and the cam 54.

図４は、可変動弁機構１０が弁体１２に対して小さなリフトを与えるように動作している様子を示す。以下、この動作を「小リフト動作」と称す。より具体的には、図４（Ａ）は、小リフト動作の過程で弁体１２が閉弁している様子を、また、図４（Ｂ）は小リフト動作の過程で弁体１２が開弁している様子を、それぞれ表している。 FIG. 4 shows a state in which the variable valve mechanism 10 operates to give a small lift to the valve body 12. Hereinafter, this operation is referred to as “small lift operation”. More specifically, FIG. 4A shows a state in which the valve body 12 is closed during the small lift operation, and FIG. 4B shows that the valve body 12 is opened during the small lift operation. The state of speaking is shown respectively.

図４（Ａ）において、符号θ_Ｃは、制御軸４０の回転位置を表すパラメータである。以下、そのパラメータを「制御軸回転角θ_Ｃ」とする。ここでは、便宜上、制御軸４０と非揺動部３６とを固定する固定ピン４２の軸方向と鉛直方向とのなす角を制御軸回転角θ_Ｃと定義することとする。また、図４（Ａ）において、符号θ_Ａは、揺動アーム２２の回転位置を表すパラメータである。以下、そのパラメータを「アーム回転角θ_Ａ」とする。ここでは、便宜上、揺動アーム２２の先端部と制御軸４０の中心とを結ぶ直線と水平方向とのなす角をアーム回転角θ_Ａと定義することとする。 In FIG. 4A, the symbol θ _C is a parameter that represents the rotational position of the control shaft 40. Hereinafter, the parameter is referred to as “control shaft rotation angle θ _C ”. Here, for the sake of convenience, an angle formed by the axial direction of the fixing pin 42 that fixes the control shaft 40 and the non-oscillating portion 36 and the vertical direction is defined as a control shaft rotation angle θ _C. In FIG. 4A, the symbol θ _A is a parameter representing the rotational position of the swing arm 22. Hereinafter, the parameter is referred to as “arm rotation angle θ _A ”. For convenience, and to define the angle between the straight line and the horizontal direction connecting the center of the tip portion and the control shaft 40 of the swing arm 22 and the arm rotation angle theta _A.

可変動弁機構１０において、揺動アーム２２の回転位置、つまり、アーム回転角θ_Ａは、スライドローラ５０の位置により決定される。また、スライドローラ５０の位置は、揺動ローラ部３８の回転軸４６の位置と、カム当接ローラ４８の位置とで決定される。そして、カム当接ローラ４８とカム５４との接触が維持される範囲では、回転軸４６が図４における左回り方向に回転するほど、つまり、制御軸回転角θcが大きくなるほど、スライドローラ５０の位置は上方に変化する。このため、可変動弁機構１０においては、制御軸回転角θ_Ｃが大きくなるほど、アーム回転角θ_Ａが小さくなるという現象が生ずる。 In the variable valve mechanism 10, the rotation position of the swing arm 22, that is, the arm rotation angle θ _A is determined by the position of the slide roller 50. Further, the position of the slide roller 50 is determined by the position of the rotating shaft 46 of the swing roller unit 38 and the position of the cam contact roller 48. In the range where the contact between the cam contact roller 48 and the cam 54 is maintained, as the rotation shaft 46 rotates counterclockwise in FIG. 4, that is, as the control shaft rotation angle θc increases, the slide roller 50 increases. The position changes upward. Therefore, in the variable valve mechanism 10, the larger the control shaft rotation angle theta _C is, a phenomenon occurs that the arm rotation angle theta _A decreases.

図４（Ａ）に示す状態において、制御軸回転角θ_Ｃは、カム当接ローラ４８がカム５４との接触を保てる範囲で、つまり、カム５４がカム当接ローラ４８の上方への移動を規制し得る範囲でほぼ最大の値とされている。従って、図４（Ａ）に示す状態において、アーム回転角θ_Ａは、ほぼ最小の値となっている。可変動弁機構１０は、この場合において、揺動アーム２２の同心円部３２のほぼ中央がロッカーアーム１６のローラ２０に接し、その結果、弁体１２が閉弁状態となるように構成されている。以下、この場合のアーム回転角θ_Ａを、「小リフト時の基準アーム回転角θ_Ａ０」と称す。 In the state shown in FIG. 4A, the control shaft rotation angle θ _C is within a range in which the cam contact roller 48 can maintain contact with the cam 54, that is, the cam 54 moves upward of the cam contact roller 48. It is almost the maximum value that can be regulated. Therefore, in the state shown in FIG. 4A, the arm rotation angle θ _A is almost the minimum value. In this case, the variable valve mechanism 10 is configured such that the substantially center of the concentric circular portion 32 of the swing arm 22 is in contact with the roller 20 of the rocker arm 16, and as a result, the valve body 12 is closed. . Hereinafter, the arm rotation angle θ _A in this case is referred to as “reference arm rotation angle θ _A0 during small lift”.

図４（Ａ）に示す状態からカム５４が回転すると、図４（Ｂ）に示すように、カム当接ローラ４８がカムノーズにより押圧され、制御軸４０方向に移動する。揺動ローラ部３８の回転軸４６からスライドローラ５０までの距離は変化しないため、カム当接ローラ４８が制御軸４０に近づく際には、ローラ当接面２８が、その面上を転動するスライドローラ５０により押し下げられる。その結果、アーム回転角θ_Ａが大きくなる方向に揺動アーム２２が回転し、揺動アーム２２とローラ２０との接触点が、同心円部３２から押圧部３４に移行する。 When the cam 54 rotates from the state shown in FIG. 4A, the cam contact roller 48 is pressed by the cam nose and moves in the direction of the control shaft 40 as shown in FIG. 4B. Since the distance from the rotation shaft 46 to the slide roller 50 of the oscillating roller portion 38 does not change, the roller contact surface 28 rolls on the surface when the cam contact roller 48 approaches the control shaft 40. It is pushed down by the slide roller 50. As a result, the swing arm 22 is rotated in the direction of arm rotation angle theta _A increases, the contact point between the swinging arm 22 and roller 20, moves from the concentric portion 32 to the pressing portion 34.

小リフト動作の際には、上記の如く基準アーム回転角θ_Ａ０が小さな値とされる。このため、カム５４の回転に伴うアーム回転角θ_Ａの最大値も、小リフト動作の場合には比較的小さな値となる。以下、その最大値を「小リフト時の最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸ」とする。弁体１２には、アーム回転角θ_Ａが最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸとなる時点で最大のリフトが生ずる。可変動弁機構１０は、図４（Ｂ）に示すように、小リフト時の最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸが生じた際に、ローラ２０と揺動アーム２２との接触点が僅かに押圧部３４に入り込み、その結果、僅かなリフトが弁体１２に生ずるように構成されている。このため、可変動弁機構１０によれば、上述した小リフト動作を行うことで、カム５４の回転と同期して、小さなリフトを弁体１２に与えることができる。 In the small lift operation, the reference arm rotation angle θ _A0 is set to a small value as described above. Therefore, the maximum value of the arm rotation angle theta _A due to the rotation of the cam 54 also becomes a relatively small value in the case of the small lift operation. Hereinafter, the maximum value is referred to as “maximum arm rotation angle θ _AMAX during small lift”. The valve body 12 has a maximum lift when the arm rotation angle θ _A reaches the maximum arm rotation angle θ _AMAX . As shown in FIG. 4B, the variable valve mechanism 10 has a slight contact point between the roller 20 and the swing arm 22 when the maximum arm rotation angle θ _AMAX during a small lift occurs. As a result, a slight lift is generated in the valve body 12. Therefore, according to the variable valve mechanism 10, a small lift can be given to the valve body 12 in synchronization with the rotation of the cam 54 by performing the small lift operation described above.

また、この場合、カム５４の作用力が現実に弁体１２を押し下げる期間、つまり、カム５４の回転に伴って弁体１２が非閉弁状態とされる期間（クランク角幅）も比較的小さなものとなる（以下、この期間を「作用角」と称す）。従って、可変動弁機構１０によれば、小リフト動作を行うことで、弁体１２の作用角を小さくすることができる。 In this case, the period during which the acting force of the cam 54 actually pushes down the valve body 12, that is, the period during which the valve body 12 is not closed as the cam 54 rotates (crank angle width) is also relatively small. (This period is hereinafter referred to as “working angle”). Therefore, according to the variable valve mechanism 10, the operating angle of the valve body 12 can be reduced by performing a small lift operation.

図５は、可変動弁機構１０が弁体１２に対して大きなリフトを与えるように動作している様子を示す。以下、この動作を「大リフト動作」と称す。より具体的には、図５（Ａ）は、大リフト動作の過程で弁体１２が閉弁している様子を、また、図５（Ｂ）は大リフト動作の過程で弁体１２が開弁している様子を、それぞれ表している。 FIG. 5 shows a state in which the variable valve mechanism 10 is operated so as to give a large lift to the valve body 12. Hereinafter, this operation is referred to as “large lift operation”. More specifically, FIG. 5A shows a state in which the valve body 12 is closed in the process of the large lift operation, and FIG. 5B shows a state in which the valve body 12 is opened in the process of the large lift operation. The state of speaking is shown respectively.

大リフト動作を行う場合は、図５（Ａ）に示すように、制御軸回転角θ_Ｃが十分に小さな値に調整される。その結果、大リフト動作の実行時には、スライドローラ５０がローラ当接部２８から脱落しない範囲で、非リフト時におけるアーム回転角θ_Ａ、つまり、基準アーム回転角θ_Ａ０が十分に大きな値とされる。可変動弁機構１０は、その基準アーム回転角θ_Ａ０において、揺動アーム２２とローラ２０との接触点が、同心円部３２の端部に位置するように構成されている。このため、大リフト動作の場合にも、弁体１２は閉弁状態に維持される。 When performing a large lift operation, as shown in FIG. 5A, the control shaft rotation angle θ _C is adjusted to a sufficiently small value. As a result, when the large lift operation is performed, the arm rotation angle θ _A when not lifted, that is, the reference arm rotation angle θ _A0, is set to a sufficiently large value within a range in which the slide roller 50 does not fall off the roller contact portion 28. The The variable valve mechanism 10 is configured such that the contact point between the swing arm 22 and the roller 20 is located at the end of the concentric circle portion 32 at the reference arm rotation angle θ _A0 . For this reason, also in the case of a large lift operation, the valve body 12 is maintained in a closed state.

図５（Ａ）に示す状態からカム５４が回転すると、図５（Ｂ）に示すように、カム当接ローラ４８がカムノーズに押圧されることにより、アーム回転角θ_Ａが大きくなる方向に揺動アーム２２が回転する。その結果、揺動アーム２２とローラ２０との接触点が、同心円部３２から押圧部３４に移行する。大リフト動作の際には、上記の如く基準アーム回転角θ_Ａ０が大きな値とされているため、カム５４の回転に伴って生ずる最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸも大きな値となる。可変動弁機構１０は、図５（Ｂ）に示すように、そのような最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸが生じた際に、ローラ２０と揺動アーム２２との接触点が、十分に押圧部３４に入り込んだ位置となるように構成されている。このため、可変動弁機構１０によれば、上述した大リフト動作を行うことで、カム５４の回転と同期して、大きなリフトと大きな作用角を弁体１２に与えることができる。 When the cam 54 from the state shown in FIG. 5 (A) is rotated, as shown in FIG. 5 (B), the cam contact roller 48 is pressed against the cam nose, rocking in a direction arm rotation angle theta _A increases The moving arm 22 rotates. As a result, the contact point between the swing arm 22 and the roller 20 shifts from the concentric circle portion 32 to the pressing portion 34. In the case of the large lift operation, the reference arm rotation angle θ _A0 is set to a large value as described above. Therefore, the maximum arm rotation angle θ _AMAX generated along with the rotation of the cam 54 is also set to a large value. As shown in FIG. 5B, the variable valve mechanism 10 has a sufficient contact point between the roller 20 and the swing arm 22 when the maximum arm rotation angle θ _AMAX is generated. It is comprised so that it may become the position which entered. Therefore, according to the variable valve mechanism 10, a large lift and a large working angle can be given to the valve body 12 in synchronization with the rotation of the cam 54 by performing the large lift operation described above.

［本実施形態の可変動弁機構の利点］
以上説明した通り、本実施形態の可変動弁機構１０は、制御軸回転角θ_Ｃを変化させることにより、基準アーム回転角θ_Ａ０を変化させ、その結果として弁体１２に与える作用角およびリフト量を変化させることができる。ところで、図４および図５には、既述した通り、上端がシリンダヘッド等に固定されたロストモーションスプリング７０が示されている。このような構成を有するロストモーションスプリング７０は、内燃機関の内部で第１アーム部材２４の回転位置が変化することにより、常にその全長を変化させる。 [Advantages of the variable valve mechanism of this embodiment]
As described above, the variable valve mechanism 10 of the present embodiment changes the reference arm rotation angle θ _A0 by changing the control shaft rotation angle θ _C, and as a result, the working angle and lift applied to the valve body 12. The amount can be varied. 4 and 5 show the lost motion spring 70 whose upper end is fixed to the cylinder head or the like, as described above. The lost motion spring 70 having such a configuration always changes its entire length as the rotational position of the first arm member 24 changes inside the internal combustion engine.

具体的には、図４（Ａ）に示す小リフト時の基準アーム回転角θ_Ａ０が実現される場合と、図５（Ａ）に示す大リフト時の基準アーム回転角θ_Ａ０が実現される場合とでは、ロストモーションスプリング７０の全長が異なったものとなる。同様に、図４（Ｂ）に示す小リフト時の最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸが実現される場合と、図５（Ｂ）に示す大リフト時の最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸが実現される場合とを比較しても、ロストモーションスプリング７０の全長は異なったものとなる（図４および図５に示すロストモーションスプリング７０の状態を参照）。 Specifically, in the case where the reference arm rotation angle theta _A0 at the time of a small lift shown in FIG. 4 (A) is realized, the reference arm rotation angle theta _A0 at large lift is achieved shown in FIG. 5 (A) In some cases, the entire length of the lost motion spring 70 is different. Similarly, when the maximum arm rotation angle θ _AMAX at the time of small lift shown in FIG. _4B is realized, and when the maximum arm rotation angle θ _AMAX at the time of large lift shown in FIG. _5B is realized. , The total length of the lost motion spring 70 is different (see the state of the lost motion spring 70 shown in FIGS. 4 and 5).

ロストモーションスプリング７０は、その全長が異なれば、異なる付勢力を発生する。このため、図４または図５に示すような構成が採られるとすると、小リフト動作の際にはその付勢力が小さなものとなり、一方、大リフト動作の際にはその付勢力が大きなものとなる。 If the entire length of the lost motion spring 70 is different, different urging forces are generated. Therefore, if the configuration shown in FIG. 4 or 5 is adopted, the biasing force is small during the small lift operation, while the biasing force is large during the large lift operation. Become.

これに対して、本実施形態の可変動弁機構１０は、図３に示すように、一端が揺動アーム２２に固定され、かつ、他端が制御軸４０と一体化されたロストモーションスプリング５６を用いることとしている。可変動弁機構１０において、揺動アーム２２と制御軸４０とは、常に同じ方向に回転する。つまり、ロストモーションスプリング５６の一端の固定点（揺動アーム２２の固定ピン５８）と、その他端の固定点（固定軸６０）とは、制御軸４０の回転に起因する限りでは、常に両者の相対位置関係が維持される方向に移動する。更に換言すると、制御軸４０と揺動アーム２２との相対角（例えば、θ_Ｃ＋θ_Ａ＋９０°）は、カム５４の影響を除外すれば、制御軸４０の回転位置に関わらず常にほぼ一定となる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the variable valve mechanism 10 of the present embodiment has a lost motion spring 56 in which one end is fixed to the swing arm 22 and the other end is integrated with the control shaft 40. Is going to be used. In the variable valve mechanism 10, the swing arm 22 and the control shaft 40 always rotate in the same direction. In other words, the fixed point at one end of the lost motion spring 56 (fixed pin 58 of the swing arm 22) and the fixed point at the other end (fixed shaft 60) are always both as long as they are caused by the rotation of the control shaft 40. Move in the direction in which the relative positional relationship is maintained. In other words, the relative angle between the control shaft 40 and the swing arm 22 (for example, θ _C + θ _A + 90 °) is always substantially constant regardless of the rotational position of the control shaft 40, except for the influence of the cam 54. Become.

このため、本実施形態の構成によれば、制御軸４０の回転に起因するロストモーションスプリング５６の付勢力変化を、十分に小さく抑えることができる。つまり、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、弁体１２に与えるリフト量の多少によって、揺動アーム２２に作用する付勢力が変化するのを十分に抑制することができる。 For this reason, according to the configuration of the present embodiment, the change in the urging force of the lost motion spring 56 due to the rotation of the control shaft 40 can be suppressed sufficiently small. That is, according to the variable valve mechanism 10 of the present embodiment, it is possible to sufficiently suppress changes in the urging force acting on the swing arm 22 depending on the amount of lift applied to the valve body 12.

図６は、ロストモーションスプリング５６の発する付勢力がバルブリフトの変化に対して大きく変化しないことに伴う効果を説明するための図である。図６中に実線で示す直線は、本実施形態において用いられるロストモーションスプリング５６の付勢力とバルブリフトとの関係を示す。また、図６中に破線で示す２本の直線は、シリンダヘッド等に固定されたロストモーションスプリング７０により発生し得る付勢力とバルブリフトとの関係を示す。 FIG. 6 is a diagram for explaining the effect accompanying the fact that the urging force generated by the lost motion spring 56 does not change greatly with respect to the change in the valve lift. A straight line indicated by a solid line in FIG. 6 indicates a relationship between the urging force of the lost motion spring 56 used in the present embodiment and the valve lift. In addition, two straight lines indicated by broken lines in FIG. 6 indicate the relationship between the urging force that can be generated by the lost motion spring 70 fixed to the cylinder head or the like and the valve lift.

シリンダヘッド等に固定されたロストモーションスプリング７０は、リフト量の増加に伴って付勢力を顕著に増大させる。このため、大リフト時に適正な付勢力を発生させようとすれば、小リフト時に付勢力が過小となり、バルブ挙動に異常が生じかねない。一方、小リフト時に十分な付勢力を確保しようとすれば、大リフト時の付勢力が過大にならざるを得ない。そして、揺動アーム２２に過大な付勢力が作用すれば、可変動弁機構１０に不当に大きなフリクションが生じたり、制御軸４０のアクチュエータに不必要に大きな駆動力が必要となったり、更には、その付勢力を受ける各部の剛性を不必要に高める必要が生じたりといった不都合が生ずる。 The lost motion spring 70 fixed to the cylinder head or the like significantly increases the urging force as the lift amount increases. For this reason, if an appropriate urging force is generated during a large lift, the urging force is too small during a small lift, and abnormal valve behavior may occur. On the other hand, if a sufficient urging force is to be ensured during a small lift, the urging force during a large lift must be excessive. If an excessive urging force acts on the swing arm 22, an unduly large friction is generated in the variable valve mechanism 10, an unnecessarily large driving force is required in the actuator of the control shaft 40, and Inconvenience arises in that it is necessary to unnecessarily increase the rigidity of each part that receives the urging force.

これに対して、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、バルブリフトの大小によらずに、常に適正な付勢力をロストモーションスプリング５６に発生させることができる。このため、本実施形態の構成によれば、アクチュエータや各部の構成物に過剰な品質を与えることなく、全リフト領域において、安定した作動性を示す可変動弁機構１０を実現することができる。 On the other hand, according to the variable valve mechanism 10 of the present embodiment, an appropriate biasing force can always be generated in the lost motion spring 56 regardless of the size of the valve lift. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to realize the variable valve mechanism 10 that exhibits stable operability in the entire lift region without giving excessive quality to the actuator and the components of each part.

ところで、上述した実施の形態１では、可変動弁機構１０が、制御軸４０の回転位置に応じて作用角およびリフト量の双方を変化させることとしているが、ロストモーションスプリング５６を制御軸４０と揺動アーム２２に固定する構成は、このような可変動弁機構１０への適用に限定されるものではない。例えば、可変動弁機構が、制御軸４０を回転させて作用角およびリフト量の一方のみを変化させるものであっても、その回転により、揺動アーム２２が制御軸４０と同方向に移動する場合には、本実施形態の場合と同様の構成を採ることで同様の効果を得ることが可能である。 In the first embodiment described above, the variable valve mechanism 10 changes both the operating angle and the lift amount according to the rotational position of the control shaft 40. However, the lost motion spring 56 and the control shaft 40 are changed. The structure fixed to the swing arm 22 is not limited to application to such a variable valve mechanism 10. For example, even if the variable valve mechanism rotates the control shaft 40 and changes only one of the operating angle and the lift amount, the swing arm 22 moves in the same direction as the control shaft 40 due to the rotation. In this case, it is possible to obtain the same effect by adopting the same configuration as that of the present embodiment.

尚、上述した実施の形態１においては、第２アーム部材２６と第１アーム部材２４のローラ当接面２８とが前記第１の発明における「可変機構」に、固定軸６０が前記第１の発明における「スプリング固定点」に、それぞれ相当している。 In the first embodiment described above, the second arm member 26 and the roller contact surface 28 of the first arm member 24 are the “variable mechanism” in the first invention, and the fixed shaft 60 is the first arm. It corresponds to the “spring fixing point” in the invention.

実施の形態２．
次に、図７および図８を参照して本発明の実施の形態２について説明する。図７は、本実施形態の可変動弁機構８０の構成を説明するための図である。より具体的には、図７（Ｂ）は、本実施形態の可変動弁機構８０の斜視図であり、図７（Ａ）は、その可変動弁機構８０を図７（Ｂ）に示すＡ矢視で表した側面図である。また、図８は、本実施形態において用いられる制御軸８４の斜視図である。 Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a view for explaining the configuration of the variable valve mechanism 80 of the present embodiment. More specifically, FIG. 7 (B) is a perspective view of the variable valve mechanism 80 of the present embodiment, and FIG. 7 (A) shows the variable valve mechanism 80 shown in FIG. 7 (B). It is a side view represented by an arrow. FIG. 8 is a perspective view of the control shaft 84 used in the present embodiment.

本実施形態の可変動弁機構８０は、ロストモーションスプリング８２を制御軸８４と一体化させる手法が異なる点を除き、実施の形態１における可変動弁機構１０と同様である。すなわち、本実施形態において用いられる制御軸８４には、図８に示すように、軸方向に延在するスリット８６が設けられている。スリット８６は、例えば、制御軸８４に切削加工を施すことで設けることができる。 The variable valve mechanism 80 of the present embodiment is the same as the variable valve mechanism 10 of the first embodiment except that the method for integrating the lost motion spring 82 with the control shaft 84 is different. That is, the control shaft 84 used in this embodiment is provided with a slit 86 extending in the axial direction as shown in FIG. The slit 86 can be provided by cutting the control shaft 84, for example.

本実施形態において用いられるロストモーションスプリング８２は、制御軸８４と一体化されるべき端部に、図７に示すように、スリット８６への掛留めを可能とする湾曲部８８が形成されている。ロストモーションスプリング８２は、制御軸８４の測方から、湾曲部８８の先端がスリット８６に収まるように装着されることにより、図７に示すように、その一端が制御軸８４と一体化された状態となる。 In the lost motion spring 82 used in this embodiment, a curved portion 88 that can be hooked to the slit 86 is formed at an end portion to be integrated with the control shaft 84 as shown in FIG. . As shown in FIG. 7, the lost motion spring 82 is integrated with the control shaft 84 as shown in FIG. It becomes a state.

図７に示す構造によれば、実施の形態１において必要であった固定軸６０を廃止することで、部品点数の低減や、可変動弁機構１０の省スペース化を実現し、更に、制御軸８４回りの慣性質量をその中心付近に集中させることができる。そして、慣性質量を集中させることにより、高速運転時の安定性を高めることができる。また、このような構造によれば、ロストモーションスプリング８２の組み付け作業が容易となるという効果をも得ることができる。 According to the structure shown in FIG. 7, by eliminating the fixed shaft 60 necessary in the first embodiment, the number of parts can be reduced and the space for the variable valve mechanism 10 can be reduced. The inertial mass around 84 can be concentrated near the center. And the stability at the time of high-speed driving | operation can be improved by concentrating inertial mass. Moreover, according to such a structure, the effect that the assembly | attachment operation | work of the lost motion spring 82 becomes easy can also be acquired.

尚、上述した実施の形態２においては、制御軸８４のスリット８６が、前記第３の発明における「凹部」に相当している。 In the second embodiment described above, the slit 86 of the control shaft 84 corresponds to the “concave portion” in the third invention.

実施の形態３．
次に、図９を参照して本発明の実施の形態３について説明する。図９は、本実施形態において用いられる制御軸９０の構成を説明するための図である。より具体的には、図９（Ｂ）は、制御軸９０の斜視図であり、図９（Ａ）は、その制御軸９０を図９（Ｂ）に示すＡ矢視で表した側面図である。 Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of the control shaft 90 used in the present embodiment. More specifically, FIG. 9B is a perspective view of the control shaft 90, and FIG. 9A is a side view of the control shaft 90 as viewed in the direction of arrow A shown in FIG. 9B. is there.

本実施形態の可変動弁機構は、図９に示す制御軸９０が用いられる点を除き、実施の形態２の機構と同様である。また、制御軸９０は、スリット８６が切削加工でなく、プレス加工により設けられる点を除き実施の形態２における制御軸８４と同様である。図９（Ａ）に示すように、スリット８６をプレス加工で設けることとすると、スリット８６の部分における肉厚を他の部位と同様に確保することができる。更に、プレス加工によれば、切削加工による場合に比して安価にスリット８６を形成することができる。このため、本実施形態の構成によれば、実施の形態２の場合に比して、より安価で、より動作安定性に優れた可変動弁機構を実現することができる。 The variable valve mechanism of the present embodiment is the same as the mechanism of the second embodiment except that a control shaft 90 shown in FIG. 9 is used. Further, the control shaft 90 is the same as the control shaft 84 in the second embodiment except that the slit 86 is provided by pressing instead of cutting. As shown in FIG. 9A, when the slit 86 is provided by press working, the thickness of the slit 86 can be secured in the same manner as other portions. Furthermore, according to the press working, the slit 86 can be formed at a lower cost than in the case of cutting. For this reason, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to realize a variable valve mechanism that is less expensive and more stable in operation than the second embodiment.

尚、上述した実施の形態３においては、制御軸９０のスリット８６が、前記第３の発明における「凹部」に相当している。 In the third embodiment described above, the slit 86 of the control shaft 90 corresponds to the “concave portion” in the third invention.

実施の形態４．
次に、図１０および図１１を参照して本発明の実施の形態４について説明する。図１０は、本実施形態において用いられる制御軸１００の構成を説明するための図である。より具体的には、図１０（Ｂ）は、制御軸１００の斜視図であり、図１０（Ａ）は、その制御軸１００を図１０（Ｂ）に示すＡ矢視で表した側面図である。 Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10 and FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of the control shaft 100 used in the present embodiment. More specifically, FIG. 10B is a perspective view of the control shaft 100, and FIG. 10A is a side view of the control shaft 100 as indicated by an arrow A shown in FIG. 10B. is there.

本実施形態の可変動弁機構は、図１０に示す制御軸１００が用いられる点を除き、実施の形態２または３の機構と同様である。制御軸１００は、図７に示すロストモーションスプリング８２の湾曲部８８を掛留めるための挿入孔１０２を備えている。挿入孔１０２によれば、湾曲部８８の位置を周方向の他、軸方向においても規制することができる。このため、本実施形態の構成によれば、ロストモーションスプリング８２の位置を、実施の形態２または３の場合に比して、更に正確に決定することができる。 The variable valve mechanism of the present embodiment is the same as that of the second or third embodiment except that the control shaft 100 shown in FIG. 10 is used. The control shaft 100 includes an insertion hole 102 for hooking the curved portion 88 of the lost motion spring 82 shown in FIG. According to the insertion hole 102, the position of the bending portion 88 can be restricted not only in the circumferential direction but also in the axial direction. For this reason, according to the configuration of the present embodiment, the position of the lost motion spring 82 can be determined more accurately than in the case of the second or third embodiment.

図１１は、ロストモーションスプリング８２を、制御軸１００に組み付ける手法を説明するための図である。より具体的には、図１１（Ａ）は、ガイドピン１０４を利用してその組み付けを行う手法を示したものであり、一方、図１１（Ｂ）は、ガイドバイプ１０６を利用してその組み付けを行う手法を示したものである。 FIG. 11 is a view for explaining a method of assembling the lost motion spring 82 to the control shaft 100. More specifically, FIG. 11A shows a method for assembling the guide pins 104, while FIG. 11B shows the method for assembling the guide pins 106. It shows the method of doing.

図１１（Ａ）において、ロストモーションスプリング８２は、湾曲部８８と制御軸１００との間にガイドピン１０４を介在させた状態で、測方から制御軸１００に装着される。湾曲部８８の先端が挿入孔１０２と合致するまでロストモーションスプリング８２を移動させた後、ガイドピン１０４を抜き取ると、湾曲部８８の先端を挿入孔１０２に嵌合させることができる。 In FIG. 11A, the lost motion spring 82 is attached to the control shaft 100 from the measurement with the guide pin 104 interposed between the bending portion 88 and the control shaft 100. After the lost motion spring 82 is moved until the distal end of the bending portion 88 is aligned with the insertion hole 102, the guide pin 104 is extracted, so that the distal end of the bending portion 88 can be fitted into the insertion hole 102.

図１１（Ｂ）において、ロストモーションスプリング８２は、その内周面と制御軸１００との間に肉厚の薄いガイドパイプ１０６を介在させた状態で、測方から制御軸１００に装着される。湾曲部８８の先端が挿入孔１０２と合致するまでロストモーションスプリング８２を移動させた後、ガイドパイプ１０６を抜き取ると、湾曲部８８の先端を挿入孔１０２に嵌合させることができる。 In FIG. 11B, the lost motion spring 82 is mounted on the control shaft 100 from the measurement with a thin guide pipe 106 interposed between the inner peripheral surface of the lost motion spring 82 and the control shaft 100. After the lost motion spring 82 is moved until the distal end of the bending portion 88 is aligned with the insertion hole 102, the guide pipe 106 is pulled out so that the distal end of the bending portion 88 can be fitted into the insertion hole 102.

尚、上述した実施の形態４においては、制御軸１００の挿入孔１０２が、前記第３の発明における「凹部」に相当している。 In the above-described fourth embodiment, the insertion hole 102 of the control shaft 100 corresponds to the “concave portion” in the third invention.

実施の形態５．
次に、図１２を参照して本発明の実施の形態５について説明する。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、それぞれ、本実施形態において用いられるロストモーションスプリング１１０および１１２の構成を説明するための図である。本実施形態の可変動弁機構は、図１２（Ａ）または図１２（Ｂ）に示すロストモーションスプリング１１０または１１２が用いられる点、および揺動アーム２２から固定ピン５８が排除される点を除き、実施の形態２乃至４の何れかの機構と同様である。 Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12A and FIG. 12B are diagrams for explaining the configurations of the lost motion springs 110 and 112 used in the present embodiment, respectively. The variable valve mechanism of the present embodiment is the same except that the lost motion spring 110 or 112 shown in FIG. 12 (A) or 12 (B) is used and the fixed pin 58 is excluded from the swing arm 22. This is the same as the mechanism in any one of the second to fourth embodiments.

図１２（Ａ）に示すロストモーションスプリング１１０は、揺動アーム２２に固定される側の端部に屈曲部１１４を備えている。屈曲部１１４は、ロストモーションスプリング１１０の先端部を揺動アーム２２の幅に相当する長さだけほぼ直角に曲げることで構成されている。ロストモーションスプリング１１０は、その屈曲部１１４を揺動アーム２２自体に掛留めることにより、揺動アーム２２に固定することができる。このタイプのロストモーションスプリング１１０によれば、固定ピン５８を廃止することができるため、実施の形態２乃至４の場合に比して、更なる部品点数の低減を図ることができる。 The lost motion spring 110 shown in FIG. 12A includes a bent portion 114 at an end portion on the side fixed to the swing arm 22. The bent portion 114 is configured by bending the distal end portion of the lost motion spring 110 substantially at a right angle by a length corresponding to the width of the swing arm 22. The lost motion spring 110 can be fixed to the swing arm 22 by hooking the bent portion 114 to the swing arm 22 itself. According to this type of lost motion spring 110, the fixing pin 58 can be eliminated, so that the number of parts can be further reduced as compared with the second to fourth embodiments.

図１２（Ｂ）に示すロストモーションスプリング１１２は、揺動アーム２２に固定される側の端部にリング状屈曲部１１６を備えている。このタイプのロストモーションスプリング１１２は、巻回部分からリング状屈曲部１１６に伸びる直線部分を揺動アーム２２の上面に添わせ、リング状屈曲部１１６を揺動アーム２２の先端部に掛留めることにより、所望の固定を実現することができる。このようなロストモーションスプリング１１２によれば、図１２（Ａ）に示すロストモーションスプリング１１０に比して、更なる省スペースかを実現することができる。 A lost motion spring 112 shown in FIG. 12B includes a ring-shaped bent portion 116 at an end portion on the side fixed to the swing arm 22. In this type of lost motion spring 112, a linear portion extending from the winding portion to the ring-shaped bent portion 116 is attached to the upper surface of the swing arm 22, and the ring-shaped bent portion 116 is hooked on the tip of the swing arm 22. Thus, desired fixation can be realized. According to such a lost motion spring 112, it is possible to realize further space saving as compared with the lost motion spring 110 shown in FIG.

本発明の実施の形態１の可変動弁機構の主要部の斜視図である。It is a perspective view of the principal part of the variable valve mechanism of Embodiment 1 of this invention. 図１に示す可変動弁機構の構成要素である第１アーム部材と第２アーム部材の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the 1st arm member and the 2nd arm member which are the components of the variable valve mechanism shown in FIG. 本発明の実施の形態１の可変動弁機構に、この実施形態の特徴部であるロストモーションスプリングを装着した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mounted | wore the variable valve mechanism of Embodiment 1 of this invention with the lost motion spring which is the characteristic part of this embodiment. 本発明の実施の形態１の可変動弁機構が小リフト動作を行う場合の様子を示す図である。It is a figure which shows a mode in case the variable valve mechanism of Embodiment 1 of this invention performs a small lift operation | movement. 本発明の実施の形態１の可変動弁機構が大リフト動作を行う場合の様子を示す図である。It is a figure which shows a mode in case the variable valve mechanism of Embodiment 1 of this invention performs a large lift operation | movement. 本発明の実施の形態１におけるロストモーションスプリングの付勢力がバルブリフトの変化に対して大きく変化しないことに伴う効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect accompanying the biasing force of the lost motion spring in Embodiment 1 of this invention not changing with respect to the change of a valve lift largely. 本発明の実施の形態２の可変動弁機構の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the variable valve mechanism of Embodiment 2 of this invention. 図７に示す可変動弁機構において用いられる制御軸の斜視図である。It is a perspective view of the control shaft used in the variable valve mechanism shown in FIG. 本発明の実施の形態３において用いられる制御軸の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the control shaft used in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４において用いられる制御軸の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the control shaft used in Embodiment 4 of this invention. 図１０に示す制御軸にロストモーションスプリングを装着する手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of attaching a lost motion spring to the control axis | shaft shown in FIG. 本発明の実施の形態５において用いられるロストモーションスプリングの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the lost motion spring used in Embodiment 5 of this invention.

Explanation of symbols

１０；８０可変動弁機構
１２弁体
１６ロッカーアーム
２０ローラ
２２揺動アーム
２４第１アーム部材
２６第２アーム部材
２８ローラ当接部
３２同心円部
３４押圧部
３６非揺動部
３８揺動ローラ部
４０；８４；９０；１００制御軸
４６回転軸
４８カム当接ローラ
５０スライドローラ
５４カム
５６；８２；１１０；１１２ロストモーションスプリング
５８固定ピン
６０固定軸
７０シリンダヘッド等に固定されたロストモーションスプリング
８６スリット
１０２挿入孔
θ_Ｃ制御軸回転角
θ_Ａアーム回転角 10; 80 Variable valve mechanism 12 Valve body 16 Rocker arm 20 Roller 22 Oscillating arm 24 First arm member 26 Second arm member 28 Roller contact part 32 Concentric part 34 Pressing part 36 Non-oscillating part 38 Oscillating roller part 40; 84; 90; 100 Control shaft 46 Rotating shaft 48 Cam contact roller 50 Slide roller 54 Cam 56; 82; 110; 112 Lost motion spring 58 Fixed pin 60 Fixed shaft 70 Lost motion spring 86 fixed to the cylinder head or the like Slit 102 Insertion hole θ _C Control shaft rotation angle θ _A Arm rotation angle

Claims

A variable valve mechanism having a function of changing the operating angle and / or lift amount of a valve body of an internal combustion engine,
A control shaft whose rotational position is adjusted to change the working angle and / or lift amount;
A swing arm that is interposed between the cam and the valve body and swings in synchronization with the rotation of the cam to transmit the acting force of the cam to the valve body;
A variable mechanism that changes a basic relative angle of the swing arm with respect to the valve body according to a rotational position of the control shaft;
A lost motion spring that biases the swing arm toward the cam so that the mechanical connection between the swing arm and the cam is maintained;
One end of the lost motion spring is fixed to the swing arm, and the other end is a spring fixing point that moves in a direction in which the relative positional relationship with the one end is maintained as the control shaft rotates. A variable valve mechanism characterized by being fixed.

The variable mechanism rotates and moves the swing arm in the same direction as the control shaft as the control shaft rotates.
The variable valve mechanism according to claim 1, wherein the spring fixing point is a point integrated with the control shaft.

The control shaft is provided with a concave portion on the outer peripheral surface serving as the spring fixing point,
The variable valve mechanism according to claim 1 or 2, wherein one end of the lost motion spring is fixed to a side surface of the swing arm and the other end is inserted into the recess.