JP2019152109A - Dynamic valve device of internal combustion engine - Google Patents

Dynamic valve device of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2019152109A
JP2019152109A JP2018036151A JP2018036151A JP2019152109A JP 2019152109 A JP2019152109 A JP 2019152109A JP 2018036151 A JP2018036151 A JP 2018036151A JP 2018036151 A JP2018036151 A JP 2018036151A JP 2019152109 A JP2019152109 A JP 2019152109A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
peripheral member
internal combustion
combustion engine
rotation
torsion spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018036151A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
俊旭 家谷
Toshiaki Ietani
俊旭 家谷
明 大田
Akira Ota
明 大田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP2018036151A priority Critical patent/JP2019152109A/en
Publication of JP2019152109A publication Critical patent/JP2019152109A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To make an energization force imparted to an intake/exhaust valve variable in response to a rotation number of an internal combustion engine by a simple mechanism.SOLUTION: A dynamic valve device 10 comprises: a locker arm 12 for driving an intake/exhaust valve 11; a torsion spring 13 for imparting an energization force in a direction for closing the intake/exhaust valve 11 to the locker arm 12; and an energization force variable mechanism 14 for increasing the energization force of the torsion spring 13 accompanied by an increase of a rotation number of a drive shaft of an internal combustion engine.The energization force variable mechanism 14 has an input shaft 22 whose rotation number is increased and decreased in conjunction with the rotation number of the drive shaft, an internal peripheral member 23 whose an N-pole and an S-pole are alternately magnetized along a rotation direction, and an external peripheral member 24 which corotates together with the internal peripheral member 23, and is composed of a magnetic material for receiving a rotation force. One end of the torsion spring 13 is arranged at the external peripheral member 24 side, the other end of the torsion spring is arranged at the locker arm 12 side, and the torsion of the torsion spring 13 is increased by the rotation of the external peripheral member 24 accompanied by the increase of the rotation number of the drive shaft.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、車両用の内燃機関の吸排気バルブを駆動する動弁装置に関する。   The present invention relates to a valve gear that drives intake and exhaust valves of an internal combustion engine for a vehicle.

内燃機関の吸排気バルブを駆動する動弁装置として、カムシャフトとともに回転軸周りに回転するカムによって吸排気バルブをリフトする一方で、吸排気バルブと同軸に設けられたバルブスプリングの付勢力によって、この吸排気バルブを閉じる構成のものが一般的に知られている。   As a valve operating device for driving an intake / exhaust valve of an internal combustion engine, the intake / exhaust valve is lifted by a cam rotating around a rotation axis together with a camshaft, while a biasing force of a valve spring provided coaxially with the intake / exhaust valve is used. A configuration for closing the intake / exhaust valve is generally known.

この動弁装置においては、内燃機関が低回転のときは、バルブ動作も比較的低速なので、バルブスプリングの付勢力がそれほど大きくなくても、内燃機関の回転にバルブ動作を追随させることができる。これに対して、内燃機関が高回転となると、バルブスプリングの付勢力が不十分な場合、内燃機関の回転にバルブ動作が追随できず、吸排気バルブのバウンス、ジャンプ、サージング等の問題が生じる虞がある。そこで、一般的には、高回転域における上記の問題を回避できるように、高回転域に適合した十分な付勢力のバルブスプリングを採用することが多い。   In this valve operating apparatus, when the internal combustion engine is rotating at a low speed, the valve operation is also relatively slow, so that the valve operation can follow the rotation of the internal combustion engine even if the urging force of the valve spring is not so large. On the other hand, when the internal combustion engine is at a high speed, if the urging force of the valve spring is insufficient, the valve operation cannot follow the rotation of the internal combustion engine, causing problems such as bounce, jump, surging, etc. There is a fear. Therefore, in general, a valve spring having a sufficient urging force suitable for the high rotation range is often used so as to avoid the above-described problem in the high rotation range.

この場合、高回転時におけるバウンス等の問題は回避できる反面、低回転時にはバルブスプリングの付勢力が過剰となって、フリクションの増大を招く等の問題が生じる。低回転時においてバルブスプリングの縮み量を減少させることによって、付勢力を低減することも可能であるが、縮み量(カムリフト量)を可変とするには、動弁装置の構造を大幅に変更する必要があり、コストの面で最良の方法とは言えない。   In this case, problems such as bounce at high revolutions can be avoided, but problems such as an increase in friction occur due to excessive biasing force of the valve spring at low revolutions. It is possible to reduce the urging force by reducing the amount of contraction of the valve spring at the time of low rotation, but in order to make the amount of contraction (cam lift amount) variable, the structure of the valve operating device is significantly changed. It is necessary and is not the best method in terms of cost.

内燃機関の回転数に対応して吸排気バルブに作用する付勢力を可変とするためのその他の機構として、例えば、下記特許文献1〜4に示す構成が提案されている。   As other mechanisms for making the urging force acting on the intake / exhaust valve variable according to the rotational speed of the internal combustion engine, for example, configurations shown in Patent Documents 1 to 4 below have been proposed.

特許文献1に係る構成においては、内燃機関によってオイルポンプを駆動し、内燃機関の回転数の上昇に伴って、吸排気バルブに作用するねじりスプリングのスプリング荷重を増加させている(特許文献1の第5頁目第12行目〜第6頁目第6行目、第1図等参照)。   In the configuration according to Patent Document 1, the oil pump is driven by the internal combustion engine, and the spring load of the torsion spring acting on the intake / exhaust valve is increased as the rotational speed of the internal combustion engine increases (Patent Document 1). (Refer to the fifth page, the twelfth line to the sixth page, the sixth line, FIG. 1, etc.).

特許文献2に係る構成においては、内燃機関によって回転駆動される潤滑油ポンプで、油圧室に油圧を導入する。そして、この油圧で、吸排気バルブにばね荷重を与えるばねのばね座として機能するピストンを駆動し、内燃機関の回転数の上昇に伴って、吸排気バルブに作用するばねのばね荷重を増加させている(特許文献2の第1頁目右下欄第18行目〜第2頁目左下欄第13行目、図面等参照)。   In the configuration according to Patent Document 2, hydraulic pressure is introduced into the hydraulic chamber by a lubricating oil pump that is rotationally driven by an internal combustion engine. This hydraulic pressure drives a piston that functions as a spring seat for applying a spring load to the intake / exhaust valve, and increases the spring load of the spring acting on the intake / exhaust valve as the rotational speed of the internal combustion engine increases. (Refer to Patent Document 2 on page 1, lower right column, line 18 to page 2, lower left column, line 13; drawing, etc.).

特許文献3に係る構成においては、吸排気バルブを付勢するばね手段に、このばね手段の付勢方向に沿って前記吸排気バルブの一端に取り付けられた永久磁石と、他端に取り付けられた電磁石とを有する補助ばね手段を併設している。この補助ばね手段の電磁石に与える電流の極性と大きさを変えることによって、吸排気バルブのリフト荷重を可変としている(特許文献3の第2頁右上欄第9行目〜左下欄第5行目、第2図等参照)。   In the configuration according to Patent Document 3, a permanent magnet attached to one end of the intake / exhaust valve along the biasing direction of the spring means and a spring means for biasing the intake / exhaust valve are attached to the other end. Auxiliary spring means having an electromagnet is also provided. By changing the polarity and magnitude of the current applied to the electromagnet of the auxiliary spring means, the lift load of the intake / exhaust valve is variable (see page 2, right upper column, ninth line to lower left column, fifth line of Patent Document 3). , See FIG.

特許文献4に係る構成においては、バルブスプリングの一部が収納されているリフト空間に、このバルブスプリングを受ける永久磁石製のばね受けを設けるとともに、このばね受けと対向して電磁石を設けている。そして、この電磁石に通電して、ばね受けと電磁石との間に生じた反発力によってばね受けを押し上げ、バルブスプリングの付勢力を調節している(特許文献4の段落0020〜0025、図1等参照)。   In the configuration according to Patent Document 4, a permanent magnet spring receiver that receives the valve spring is provided in a lift space in which a part of the valve spring is accommodated, and an electromagnet is provided to face the spring receiver. . The electromagnet is energized, and the spring receiver is pushed up by the repulsive force generated between the spring receiver and the electromagnet to adjust the urging force of the valve spring (paragraphs 0020 to 0025 in FIG. 1, FIG. 1 and the like). reference).

実開昭61−48908号公報Japanese Utility Model Publication No. 61-48908 特開昭57−13207号公報JP-A-57-13207 特開平2−221608号公報JP-A-2-221608 特開平11−50822号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-50822

特許文献1、2に示す油圧式の構成においては、基本的には内燃機関の回転数に伴ってポンプから供給される油圧は上昇するが、このポンプは、高回転時(特に3000rpm以上)において、回転数の上昇に対する油圧の上昇が緩慢(あるいは頭打ち)となるポンプ特性を有するものが多い。この場合、バウンス等の問題が顕著となる高回転時において、吸排気バルブに対する必要十分な付勢力を確保することができない虞がある。また、内燃機関から独立した専用の油圧ポンプを設けることも考えられるが、装置構成が複雑となるとともに、ポンプの出力制御装置を別途設ける必要があり、コスト高となる問題がある。   In the hydraulic configurations shown in Patent Documents 1 and 2, the hydraulic pressure supplied from the pump basically increases with the rotational speed of the internal combustion engine, but this pump is operated at high speed (particularly 3000 rpm or more). Many pumps have a pump characteristic in which the increase in hydraulic pressure with respect to the increase in rotational speed is slow (or peaked). In this case, there is a possibility that a necessary and sufficient urging force for the intake / exhaust valve cannot be ensured at the time of high rotation at which problems such as bounce become significant. Although it is conceivable to provide a dedicated hydraulic pump independent of the internal combustion engine, the apparatus configuration becomes complicated, and it is necessary to separately provide an output control device for the pump.

また、特許文献3、4に示す電磁石式の構成においては、電磁石に供給する電流を制御するための電流制御装置を別途設ける必要があり、油圧式の場合と同様、コスト高となる問題がある。   Moreover, in the electromagnet type structure shown in Patent Documents 3 and 4, it is necessary to separately provide a current control device for controlling the current supplied to the electromagnet, and there is a problem that the cost becomes high as in the case of the hydraulic type. .

そこで、この発明は、簡便な機構で、内燃機関の回転数に対応して吸排気バルブに与えられる付勢力を可変とすることを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to vary the urging force applied to the intake and exhaust valves in accordance with the rotational speed of the internal combustion engine with a simple mechanism.

上記の課題を解決するために、この発明においては、カムシャフトとともに回転軸周りに回転するカムとの当接によって揺動軸周りに揺動して、内燃機関の吸排気バルブをその軸方向に駆動するロッカーアームと、前記ロッカーアームに、前記吸排気バルブを閉じる方向の付勢力を与えるトーションスプリングと、前記内燃機関の駆動軸の回転数の増大に伴って、前記トーションスプリングの前記付勢力を増大させる付勢力可変機構と、を備え、前記付勢力可変機構が、前記駆動軸の回転数と連動して回転数が増減する入力軸と、前記入力軸と一体に軸周りに回転し、その回転方向に沿ってN極とS極が交互に着磁された磁石からなる内周部材と、前記内周部材と同軸にかつ径方向に離間して軸周りに回転可能に設けられ、前記内周部材の軸周りの回転に伴って連れ回される方向の回転力を受ける磁性材料からなる外周部材と、を有し、前記トーションスプリングの一端が前記外周部材側に、前記一端と反対側の他端が前記ロッカーアーム側にそれぞれ設けられており、前記駆動軸の回転数の増大に伴う前記外周部材の回転によって、前記トーションスプリングの捩りが強められる内燃機関の動弁装置を構成した。   In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the camshaft is swung around the swinging shaft by contact with the cam rotating around the rotating shaft, and the intake / exhaust valve of the internal combustion engine is moved in the axial direction. A rocker arm to be driven, a torsion spring that applies an urging force to the rocker arm in a direction to close the intake / exhaust valve, and the urging force of the torsion spring as the rotational speed of the drive shaft of the internal combustion engine increases. An urging force variable mechanism that increases, and the urging force variable mechanism rotates around the axis integrally with the input shaft, the input shaft increasing and decreasing in association with the rotational speed of the drive shaft, An inner peripheral member made of a magnet in which N poles and S poles are alternately magnetized along the rotation direction; and provided coaxially with the inner peripheral member and spaced apart in the radial direction so as to be rotatable about an axis. Axis of peripheral member An outer peripheral member made of a magnetic material that receives a rotational force in the direction of being rotated along with the rotation of the roller, one end of the torsion spring on the outer peripheral member side, and the other end opposite to the one end A valve operating apparatus for an internal combustion engine, which is provided on each side of the rocker arm and in which torsion of the torsion spring is strengthened by the rotation of the outer peripheral member as the rotational speed of the drive shaft increases, is configured.

前記構成においては、前記外周部材が、その回転方向に沿ってN極とS極が交互に着磁された磁石である構成とするのが好ましい。   In the above configuration, it is preferable that the outer peripheral member is a magnet in which N and S poles are alternately magnetized along the rotation direction.

前記各構成においては、前記内周部材が、その回転方向に沿って分割された複数の分割磁石の集合体から構成されており、前記内周部材の軸周りの回転に伴う遠心力によって、前記各分割磁石が個別に径方向外向きに移動可能となっている構成とするのが好ましい。   In each configuration, the inner circumferential member is composed of an assembly of a plurality of divided magnets divided along the rotation direction thereof, and the centrifugal force accompanying the rotation around the axis of the inner circumferential member causes the It is preferable that each divided magnet is individually movable radially outward.

前記内周部材を分割磁石で構成した場合においては、前記遠心力が作用していない状態において隣り合う前記分割磁石の間に介在して、前記分割磁石同士を隔離する隔離部材が配置された構成とするのが好ましい。   In the case where the inner peripheral member is constituted by divided magnets, a configuration is provided in which an isolation member is disposed between the adjacent divided magnets to isolate the divided magnets in a state where the centrifugal force is not acting. Is preferable.

この発明では、付勢力可変機構により、内燃機関の回転数の増減に対応してトーションスプリングからロッカーアームに与えられる付勢力を連続的に可変とした。これにより、高回転時において、内燃機関の回転に吸排気バルブの動きを確実に追随させて、バウンス等の不具合を確実に防止することができるとともに、低回転時において、吸排気バルブに過剰な付勢力が作用するのを防止して、フリクションの発生を抑制することができる。しかも、この付勢力可変機構は、内燃機関の駆動軸の回転数と連動した入力軸からの入力のみによって機械的に動作し、特別な制御装置を必要としないため、簡便な構成で安定動作を確保することができるとともに、低コスト化を図ることができる。   In the present invention, the urging force applied from the torsion spring to the rocker arm is continuously variable according to the increase / decrease in the rotational speed of the internal combustion engine by the urging force variable mechanism. As a result, the intake / exhaust valve can be made to follow the rotation of the internal combustion engine reliably at the time of high rotation, and problems such as bounce can be surely prevented. The occurrence of friction can be suppressed by preventing the biasing force from acting. Moreover, this biasing force variable mechanism is mechanically operated only by the input from the input shaft linked with the rotational speed of the drive shaft of the internal combustion engine, and does not require a special control device. It can be ensured and the cost can be reduced.

この発明に係る内燃機関の動弁装置の一実施形態を示す正面図The front view which shows one Embodiment of the valve operating apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention 図1に示す動弁装置の要部の斜視図The perspective view of the principal part of the valve operating apparatus shown in FIG. 図2に示す要部の他例を示す断面図Sectional drawing which shows the other example of the principal part shown in FIG. 図1に示す動弁装置の要部の断面図Sectional drawing of the principal part of the valve operating apparatus shown in FIG. 図4に示す要部の一部を切り欠いた斜視図The perspective view which notched a part of principal part shown in FIG. 図4に示す要部の断面図を示し、(a)は低回転時(又は停止時)、(b)は高回転時4A and 4B are cross-sectional views of the main part shown in FIG. 4, where FIG. 図6(a)中のVII−VII線に沿う断面図Sectional drawing which follows the VII-VII line in Fig.6 (a) 図7に示す断面図の他例を示す断面図Sectional drawing which shows the other example of sectional drawing shown in FIG. 図6に示す要部の他例の断面図を示し、(a)は低回転時(又は停止時)、(b)は高回転時Sectional drawing of the other example of the principal part shown in FIG. 6 is shown, (a) at the time of low rotation (or at the time of a stop), (b) at the time of high rotation

この発明に係る内燃機関(以下、エンジンと称する。)の動弁装置10(以下、動弁装置10と称する。)の一実施形態を、図1を用いて説明する。この動弁装置10は、車両用のエンジンの吸排気バルブ11(吸気バルブ又は排気バルブ)を駆動するための装置であって、ロッカーアーム12、トーションスプリング13、及び、付勢力可変機構14を主要な構成要素としている。   An embodiment of a valve gear 10 (hereinafter referred to as a valve gear 10) of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) according to the present invention will be described with reference to FIG. This valve operating device 10 is a device for driving an intake / exhaust valve 11 (intake valve or exhaust valve) of a vehicle engine, and mainly includes a rocker arm 12, a torsion spring 13, and a biasing force variable mechanism 14. As a component.

ロッカーアーム12は、カムシャフト(図示せず)とともに回転軸周りに回転するカム15との当接によって揺動軸12a周りに揺動して、エンジンの吸排気バルブ11をその軸方向に駆動する機能を有する。このロッカーアーム12は、その長手方向に沿って支点(揺動軸12a)、力点(カム15との当接部)、作用点(吸排気バルブ11の係合部)を順に有するスイングアーム式である。揺動軸12aは、ラッシュアジャスタ16によって支持されている。   The rocker arm 12 swings around the swinging shaft 12a by abutment with a cam shaft (not shown) and a cam 15 rotating around the rotation shaft, and drives the intake / exhaust valve 11 of the engine in the axial direction. It has a function. The rocker arm 12 is a swing arm type having a fulcrum (swing shaft 12a), a force point (contact portion with the cam 15), and an action point (engagement portion of the intake / exhaust valve 11) in this order along the longitudinal direction. is there. The swing shaft 12 a is supported by a lash adjuster 16.

エンジンのシリンダヘッド17には、吸排気ポート18に至る貫通孔が形成されており、その貫通孔にバルブガイド19が嵌合されている。このバルブガイド19には、吸排気ポート18を開閉する吸排気バルブ11のバルブステム11aが挿通されている。図2に示すように、バルブステム11aの端部(図1では上端部)のバルブステムエンド11bには凹部が形成されており、この凹部に、先端をフォーク状に分岐させたロッカーアーム12(作用点)が係合している。このように、ロッカーアーム12とバルブステムエンド11bを係合させる代わりに、図3に示すように、ボールジョイント20を介してロッカーアーム12とバルブステムエンド11bを連結させてもよい。   A through hole reaching the intake / exhaust port 18 is formed in the cylinder head 17 of the engine, and a valve guide 19 is fitted into the through hole. A valve stem 11 a of the intake / exhaust valve 11 that opens and closes the intake / exhaust port 18 is inserted through the valve guide 19. As shown in FIG. 2, a recess is formed in the valve stem end 11b at the end of the valve stem 11a (the upper end in FIG. 1), and a rocker arm 12 (with a tip branched in a fork shape) is formed in this recess. The action point) is engaged. Thus, instead of engaging the rocker arm 12 and the valve stem end 11b, the rocker arm 12 and the valve stem end 11b may be coupled via the ball joint 20, as shown in FIG.

この吸排気バルブ11は、ロッカーアーム12によって開閉いずれの方向にも駆動されるようになっている。このため、一般的な動弁装置において吸排気バルブと同軸に配置され、この吸排気バルブを閉じる方向に付勢するバルブスプリングは設けられていない。これにより、一般的なバルブスプリングの軸方向長さに対応する長さ分だけ、この発明に係る動弁装置10に使用される吸排気バルブ11を短くすることができ、エンジンの小型化、軽量化、及び、部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。   The intake / exhaust valve 11 is driven by a rocker arm 12 in either direction of opening and closing. For this reason, in a general valve operating apparatus, a valve spring that is arranged coaxially with the intake / exhaust valve and urges the intake / exhaust valve in a closing direction is not provided. As a result, the intake / exhaust valve 11 used in the valve gear 10 according to the present invention can be shortened by a length corresponding to the axial length of a general valve spring, thereby reducing the size and weight of the engine. And cost reduction by reducing the number of parts.

トーションスプリング13は、ロッカーアーム12に吸排気バルブ11を閉じる方向の付勢力を与える機能を有する。このトーションスプリング13の一端は、ロッカーアーム12の力点付近に固定されており、前記一端と反対側の他端は、付勢力可変機構14の後述するシャフト21に固定されている。トーションスプリング13は、一般的な動弁装置に採用されているコイルスプリングと比較して、共振周波数が大幅に高い。このため、エンジンの回転数に対応してトーションスプリング13の付勢力を連続的に変化させたときに、共振が発生する虞はない。   The torsion spring 13 has a function of applying a biasing force in the direction of closing the intake / exhaust valve 11 to the rocker arm 12. One end of the torsion spring 13 is fixed near the power point of the rocker arm 12, and the other end opposite to the one end is fixed to a shaft 21 described later of the biasing force variable mechanism 14. The torsion spring 13 has a significantly higher resonance frequency than a coil spring employed in a general valve gear. For this reason, there is no possibility that resonance will occur when the urging force of the torsion spring 13 is continuously changed in accordance with the engine speed.

なお、図1に示したトーションスプリング13のロッカーアーム12への取付け位置は例示であって、このトーションスプリング13によって吸排気バルブ11に所定の付勢力を与え得る限りにおいて、その取り付け位置を適宜変更する(例えば作用点近傍とする)こともできる。   The attachment position of the torsion spring 13 to the rocker arm 12 shown in FIG. 1 is an example, and the attachment position is appropriately changed as long as a predetermined urging force can be applied to the intake / exhaust valve 11 by the torsion spring 13. (For example, in the vicinity of the action point).

付勢力可変機構14は、エンジンの駆動軸(図示せず)の回転数の増大に伴って、トーションスプリング13の付勢力を増大させる機能を有する。この付勢力可変機構14は、図4に示すように、入力軸22、内周部材23、及び、外周部材24を有する。   The urging force variable mechanism 14 has a function of increasing the urging force of the torsion spring 13 as the rotational speed of the engine drive shaft (not shown) increases. As shown in FIG. 4, the biasing force variable mechanism 14 includes an input shaft 22, an inner peripheral member 23, and an outer peripheral member 24.

入力軸22は、ギア(図示せず)を介してエンジンの駆動軸と接続されており、この駆動軸の回転数と連動して回転数が増減する。すなわち、駆動軸の回転数が増大すると入力軸22の回転数も増大し、駆動軸の回転数が減少すると入力軸22の回転数も減少する。駆動軸と入力軸22との間のギア比は基本的には一定とされるが、駆動軸の回転数に対応して可変式、例えば、駆動軸の回転数が増大するほどギア比を大きくして、入力軸22をより高速回転させる構成とすることもできる。   The input shaft 22 is connected to the drive shaft of the engine via a gear (not shown), and the rotational speed increases or decreases in conjunction with the rotational speed of the drive shaft. That is, when the rotational speed of the drive shaft increases, the rotational speed of the input shaft 22 also increases, and when the rotational speed of the drive shaft decreases, the rotational speed of the input shaft 22 also decreases. The gear ratio between the drive shaft and the input shaft 22 is basically constant, but is variable according to the rotational speed of the drive shaft, for example, the gear ratio increases as the rotational speed of the drive shaft increases. And it can also be set as the structure which rotates the input shaft 22 at higher speed.

内周部材23は、入力軸22と一体に軸周りに回転する部材である。図5、図6(a)に示すように、この内周部材23は、その回転方向に沿って分割された、中心角が45度の複数の分割磁石23a(永久磁石)から構成されている。各分割磁石23aは、図6(a)、図7に示すように、外径側がN極で内径側がS極のものと、外径側がS極で内径側がN極のものの2種類があり、それらが円環状に交互に配置された集合体を構成している。すなわち、この内周部材23の外周部には、その回転方向に沿ってN極とS極が交互に着磁されている。なお、この中心角の大きさは例示であって、適宜変更(例えば30度等)することができる。   The inner peripheral member 23 is a member that rotates around the axis integrally with the input shaft 22. As shown in FIGS. 5 and 6A, the inner peripheral member 23 is composed of a plurality of divided magnets 23a (permanent magnets) divided along the rotation direction and having a central angle of 45 degrees. . As shown in FIG. 6A and FIG. 7, each divided magnet 23a has two types, an outer diameter side having an N pole and an inner diameter side having an S pole, and an outer diameter side having an S pole and an inner diameter side having an N pole. These constitute an assembly in which they are alternately arranged in an annular shape. That is, the N pole and the S pole are alternately magnetized on the outer peripheral portion of the inner peripheral member 23 along the rotation direction. In addition, the magnitude | size of this center angle is an illustration, Comprising: It can change suitably (for example, 30 degree | times etc.).

内周部材23は、入力軸22とともに軸周りに回転する平坦な円形底面を有するカップ状のヨーク25に収納されている。図4に示す構成においては、入力軸22は、シャフト21側から見て反時計回り(図4中の矢印r1方向)に回転する。ヨーク25の底面には、分割磁石23aの数と同じ本数のガイド溝25aが、中心から放射状に形成されている。また、各分割磁石23aの裏面(ヨーク25の底面に臨む面)には、ガイド溝25aによって径方向にガイドされるガイド突起23bが形成されている。   The inner peripheral member 23 is housed in a cup-shaped yoke 25 having a flat circular bottom surface that rotates about the axis together with the input shaft 22. In the configuration shown in FIG. 4, the input shaft 22 rotates counterclockwise (in the direction of the arrow r1 in FIG. 4) when viewed from the shaft 21 side. On the bottom surface of the yoke 25, the same number of guide grooves 25a as the number of divided magnets 23a are formed radially from the center. In addition, a guide protrusion 23b that is guided in the radial direction by the guide groove 25a is formed on the back surface (the surface facing the bottom surface of the yoke 25) of each divided magnet 23a.

内周部材23(すなわち入力軸22)の低回転時又は停止時においては、図6(a)に示すように、各分割磁石23aは、その磁力によって一体となっている。このとき、ガイド突起23bはガイド溝25aの内径側端部に位置している。その一方で、内周部材23の高回転時においては、図6(b)に示すように、各分割磁石23aに遠心力が作用して、各分割磁石23aが磁力に抗して個別に径方向外向きに移動する。各分割磁石23aは、ガイド突起23bがガイド溝25aの外径側端部に到達することによって、それ以上径方向外向きに移動するのを規制される。これにより、各分割磁石23aと外周部材24が直接接触するのを防止している。   When the inner peripheral member 23 (that is, the input shaft 22) is rotated at a low speed or stopped, the divided magnets 23a are integrated with each other as shown in FIG. 6A. At this time, the guide protrusion 23b is located at the inner diameter side end of the guide groove 25a. On the other hand, at the time of high rotation of the inner peripheral member 23, as shown in FIG. 6 (b), centrifugal force acts on each divided magnet 23a, and each divided magnet 23a has an individual diameter against the magnetic force. Move outward in the direction. Each divided magnet 23a is restricted from moving further outward in the radial direction when the guide protrusion 23b reaches the outer diameter side end of the guide groove 25a. Thereby, each divided magnet 23a and the outer peripheral member 24 are prevented from coming into direct contact.

この実施形態においては、図7に示すように、各分割磁石23aの径方向外側にN極又はS極の一方の極、径方向内側にN極又はS極の前記一方の極とは反対の他方の極が形成された磁石を採用したが、図8に示すように、各分割磁石23aの表面にN極又はS極の一方の極、裏面にN極又はS極の前記一方の極とは反対の他方の極が形成された磁石を採用できる場合もある。   In this embodiment, as shown in FIG. 7, each divided magnet 23 a is opposite to one of the N or S poles on the radially outer side and the one of the N or S poles on the radially inner side. Although the magnet in which the other pole is formed is adopted, as shown in FIG. 8, the one pole of the N pole or S pole on the surface of each divided magnet 23a and the one pole of the N pole or S pole on the back surface In some cases, a magnet on which the other opposite pole is formed can be adopted.

外周部材24は、図4、図5、図6(a)に示すように、内周部材23と径方向に離間しつつ同軸に、軸周りに回転可能に設けられている。この外周部材24は、その回転方向に沿ってN極とS極が交互に形成された永久磁石である。なお、永久磁石の代わりに、磁性材料(強磁性体)から構成することもできる。外周部材24には、この外周部材24と一体に軸周りに回転するシャフト21が、軸方向に突出して設けられている。このシャフト21には、既述のように、トーションスプリング13の他端が固定されている。なお、外周部材24をトーションスプリング13の巻き付けに適した形状とすることにより、この外周部材24にシャフト21を設けずに、トーションスプリング13の他端を外周部材24に直接固定できる場合もある。   As shown in FIGS. 4, 5, and 6 (a), the outer peripheral member 24 is coaxially spaced from the inner peripheral member 23 and is provided to be rotatable around an axis. The outer peripheral member 24 is a permanent magnet in which N poles and S poles are alternately formed along the rotation direction. In addition, it can also comprise from a magnetic material (ferromagnetic substance) instead of a permanent magnet. The outer peripheral member 24 is provided with a shaft 21 that rotates around the axis integrally with the outer peripheral member 24 so as to protrude in the axial direction. As described above, the other end of the torsion spring 13 is fixed to the shaft 21. In some cases, the other end of the torsion spring 13 can be directly fixed to the outer peripheral member 24 without providing the shaft 21 to the outer peripheral member 24 by making the outer peripheral member 24 into a shape suitable for winding the torsion spring 13.

内周部材23が入力軸22とともに軸周りに回転すると(図4中の矢印r1参照)、内周部材23と外周部材24との間の磁力の相互作用によって、外周部材24に、内周部材23によって連れ回される方向(図4中の矢印r2参照)の回転力が作用する。そして、外周部材24に作用する前記回転力と、トーションスプリング13による付勢力が釣り合うまで、外周部材24が回転する。この回転に伴ってトーションスプリング13の捩りが強められ、ロッカーアーム12に与えられる付勢力が増大する。   When the inner circumferential member 23 rotates about the axis together with the input shaft 22 (see arrow r1 in FIG. 4), the inner circumferential member 24 is caused to interact with the outer circumferential member 24 by the interaction of the magnetic force between the inner circumferential member 23 and the outer circumferential member 24. Rotational force in the direction rotated by 23 (see arrow r2 in FIG. 4) acts. Then, the outer circumferential member 24 rotates until the rotational force acting on the outer circumferential member 24 and the biasing force by the torsion spring 13 are balanced. With this rotation, the torsion spring 13 is torsionally increased, and the biasing force applied to the rocker arm 12 is increased.

外周部材24の回転角度は、エンジンの駆動軸(内周部材23)の回転が高回転となるほど連続的に大きくなる。すなわち、エンジンの回転数に対応して、トーションスプリング13の付勢力を連続的に可変とすることができる。トーションスプリング13による適切な付勢力を確保するために、高回転時における外周部材24の最大回転角度を、例えば数十度程度とすることができる。   The rotation angle of the outer peripheral member 24 continuously increases as the rotation of the drive shaft (inner peripheral member 23) of the engine increases. That is, the urging force of the torsion spring 13 can be made continuously variable according to the engine speed. In order to ensure an appropriate urging force by the torsion spring 13, the maximum rotation angle of the outer peripheral member 24 at the time of high rotation can be set to several tens of degrees, for example.

また、内周部材23の回転が高回転となると、既述のように、この内周部材23を構成する各分割磁石23aが、遠心力によって径方向外向きに移動する。この移動によって、各分割磁石23aと永久磁石からなる外周部材24が接近する。磁石同士間に作用する磁力の大きさは、それらの距離の2乗に反比例するため、各分割磁石23aと外周部材24との近接に伴って両者の間に作用する磁力が急速に増大して、高回転時において、トーションスプリング13による十分な付勢力を確保することができる。   Further, when the rotation of the inner peripheral member 23 becomes a high rotation, as described above, the respective divided magnets 23a constituting the inner peripheral member 23 move radially outward by the centrifugal force. By this movement, the outer peripheral member 24 composed of each divided magnet 23a and a permanent magnet approaches. Since the magnitude of the magnetic force acting between the magnets is inversely proportional to the square of the distance between them, the magnetic force acting between the magnets abruptly increases with the proximity of each divided magnet 23a and the outer peripheral member 24. A sufficient biasing force by the torsion spring 13 can be ensured at the time of high rotation.

この発明に採用される付勢力可変機構14においては、図9(a)(b)に示すように、遠心力が作用していない状態において隣り合う分割磁石23aの間に介在して、分割磁石23a同士を隔離する隔離部材26を配置した構成とすることもできる。隣り合う分割磁石23a同士を隔離部材26の厚み分だけ隔離することにより、この隣り合う分割磁石23a同士の吸着力を弱めることができる。このようにすると、内周部材23の回転に伴って分割磁石23aに遠心力が作用した際に、各分割磁石23aをスムーズに径方向外向きに移動させることができ、エンジンの回転数の変化に対応して、吸排気バルブ11に与えられる付勢力をスムーズに連続的に変化させることができる。   In the biasing force variable mechanism 14 employed in the present invention, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), a split magnet is interposed between adjacent split magnets 23a when centrifugal force is not acting. It can also be set as the structure which has arrange | positioned the isolation | separation member 26 which isolates 23a. By separating the adjacent divided magnets 23a by the thickness of the separating member 26, the attractive force between the adjacent divided magnets 23a can be weakened. In this way, when a centrifugal force acts on the divided magnets 23a as the inner peripheral member 23 rotates, the divided magnets 23a can be smoothly moved radially outward, and changes in engine speed can be achieved. In response to the above, the urging force applied to the intake / exhaust valve 11 can be changed smoothly and continuously.

この実施形態では、隔離部材26の素材として樹脂を採用したが、分割磁石23a間の吸着力を適切に弱めることができる限りにおいて、他の素材を採用することもできる。   In this embodiment, resin is used as the material of the separating member 26, but other materials can be used as long as the attractive force between the divided magnets 23a can be appropriately weakened.

上記において説明した動弁装置10によると、背景技術として説明したような油圧や電磁石の磁力を制御するための特別な制御装置を用いることなく、簡便な機械的構成のみによって、エンジンの回転数に対応して吸排気バルブ11に与えられる付勢力を連続的に可変とすることができる。このため、低コスト化を図りつつ、全回転領域において、動弁装置10の良好な作動状態を確保することができる。   According to the valve operating apparatus 10 described above, the engine speed can be controlled only by a simple mechanical configuration without using a special control apparatus for controlling the hydraulic pressure or the magnetic force of the electromagnet as described in the background art. Correspondingly, the urging force applied to the intake / exhaust valve 11 can be made continuously variable. For this reason, it is possible to ensure a good operating state of the valve gear 10 in the entire rotation region while reducing the cost.

この動弁装置10は、油圧式吸排気バルブクリアランス調整機構を備えた4サイクルエンジンであれば、燃焼形式や気筒配列・気筒数に関係なく採用することができる。また、既存の動弁装置と共通する部品が多いため、既存の動弁装置をこの発明に係る動弁装置10に容易に置き換えることも可能である。   If this valve operating apparatus 10 is a 4-cycle engine provided with the hydraulic intake / exhaust valve clearance adjustment mechanism, it can be employed regardless of the combustion type, cylinder arrangement, and number of cylinders. In addition, since there are many parts in common with the existing valve operating apparatus, the existing valve operating apparatus can be easily replaced with the valve operating apparatus 10 according to the present invention.

上記の実施形態は、いずれの点においても例示に過ぎず、簡便な機構で、内燃機関の回転数に対応して吸排気バルブに与えられる付勢力を可変とする、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、採用される構成要素に、適宜変更を加えることができる。   The above embodiment is merely an example in any point, and solves the problem of the present invention that the urging force applied to the intake / exhaust valve can be varied in accordance with the rotational speed of the internal combustion engine with a simple mechanism. As long as it is possible, the adopted components can be appropriately changed.

例えば、上記の実施形態においては、内周部材23として周方向に分割した分割磁石23aを採用した構成を示したが、一体型のドーナツ状の磁石を採用した構成とすることもできる。   For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the divided magnet 23a divided in the circumferential direction is employed as the inner circumferential member 23 is shown, but a configuration in which an integral donut-shaped magnet is employed may be employed.

10 動弁装置
11 吸排気バルブ
11a バルブステム
11b バルブステムエンド
12 ロッカーアーム
12a 揺動軸
13 トーションスプリング
14 付勢力可変機構
15 カム
16 ラッシュアジャスタ
17 シリンダヘッド
18 吸排気ポート
19 バルブガイド
20 ボールジョイント
21 シャフト
22 入力軸
23 内周部材
23a 分割磁石
23b ガイド突起
24 外周部材
25 ヨーク
25a ガイド溝
26 隔離部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Valve apparatus 11 Intake / exhaust valve 11a Valve stem 11b Valve stem end 12 Rocker arm 12a Oscillating shaft 13 Torsion spring 14 Energizing force variable mechanism 15 Cam 16 Rush adjuster 17 Cylinder head 18 Intake / exhaust port 19 Valve guide 20 Ball joint 21 Shaft 22 Input shaft 23 Inner peripheral member 23a Split magnet 23b Guide projection 24 Outer peripheral member 25 Yoke 25a Guide groove 26 Isolation member

Claims (4)

カムシャフトとともに回転軸周りに回転するカムとの当接によって揺動軸周りに揺動して、内燃機関の吸排気バルブをその軸方向に駆動するロッカーアームと、
前記ロッカーアームに、前記吸排気バルブを閉じる方向の付勢力を与えるトーションスプリングと、
前記内燃機関の駆動軸の回転数の増大に伴って、前記トーションスプリングの前記付勢力を増大させる付勢力可変機構と、
を備え、
前記付勢力可変機構が、
前記駆動軸の回転数と連動して回転数が増減する入力軸と、
前記入力軸と一体に軸周りに回転し、その回転方向に沿ってN極とS極が交互に着磁された磁石からなる内周部材と、
前記内周部材と同軸にかつ径方向に離間して軸周りに回転可能に設けられ、前記内周部材の軸周りの回転に伴って連れ回される方向の回転力を受ける磁性材料からなる外周部材と、
を有し、前記トーションスプリングの一端が前記外周部材側に、前記一端と反対側の他端が前記ロッカーアーム側にそれぞれ設けられており、前記駆動軸の回転数の増大に伴う前記外周部材の回転によって、前記トーションスプリングの捩りが強められる内燃機関の動弁装置。
A rocker arm that swings around a swing shaft by abutting a cam shaft and a cam that rotates around a rotation shaft, and drives an intake / exhaust valve of the internal combustion engine in its axial direction;
A torsion spring that applies an urging force in a direction to close the intake and exhaust valves to the rocker arm;
An urging force variable mechanism that increases the urging force of the torsion spring as the rotational speed of the drive shaft of the internal combustion engine increases;
With
The biasing force variable mechanism is
An input shaft whose rotational speed increases or decreases in conjunction with the rotational speed of the drive shaft;
An inner peripheral member made of a magnet that rotates around the shaft integrally with the input shaft, and in which N and S poles are alternately magnetized along the rotation direction;
An outer periphery made of a magnetic material that is provided coaxially with the inner peripheral member and spaced apart in the radial direction so as to be rotatable about an axis, and that receives a rotational force in a direction rotated along with the rotation of the inner peripheral member around the axis. Members,
One end of the torsion spring is provided on the outer peripheral member side, and the other end opposite to the one end is provided on the rocker arm side, and the outer member of the outer peripheral member as the rotational speed of the drive shaft increases. A valve operating apparatus for an internal combustion engine in which the torsion spring is strengthened by rotation.
前記外周部材が、その回転方向に沿ってN極とS極が交互に着磁された磁石である
請求項1に記載の内燃機関の動弁装置。
The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the outer peripheral member is a magnet in which N poles and S poles are alternately magnetized along a rotation direction thereof.
前記内周部材が、その回転方向に沿って分割された複数の分割磁石の集合体から構成されており、前記内周部材の軸周りの回転に伴う遠心力によって、前記各分割磁石が個別に径方向外向きに移動可能となっている
請求項1又は2に記載の内燃機関の動弁装置。
The inner circumferential member is composed of an assembly of a plurality of divided magnets divided along the rotation direction, and each of the divided magnets is individually generated by centrifugal force accompanying rotation around the axis of the inner circumferential member. The valve gear for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, which is movable radially outward.
前記遠心力が作用していない状態において隣り合う前記分割磁石の間に介在して、前記分割磁石同士を隔離する隔離部材が配置されている
請求項3に記載の内燃機関の動弁装置。
4. The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein a separating member is disposed between the divided magnets adjacent to each other in a state where the centrifugal force is not acting to separate the divided magnets from each other.
JP2018036151A 2018-03-01 2018-03-01 Dynamic valve device of internal combustion engine Pending JP2019152109A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018036151A JP2019152109A (en) 2018-03-01 2018-03-01 Dynamic valve device of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018036151A JP2019152109A (en) 2018-03-01 2018-03-01 Dynamic valve device of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019152109A true JP2019152109A (en) 2019-09-12

Family

ID=67948559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018036151A Pending JP2019152109A (en) 2018-03-01 2018-03-01 Dynamic valve device of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019152109A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6805081B2 (en) Valve timing control device for internal combustion engine
JPH02259211A (en) Electromagnetic force driving device of valve
JPH0658047B2 (en) Valve drive controller for internal combustion engine
JP6920096B2 (en) Electromagnetic actuator
JP2011089477A (en) Torque compensation device for camshaft
JP6731542B2 (en) Electromagnetic control device for adjusting the camshaft of an internal combustion engine
GB2319299A (en) Electromechanically actuated intake or exhaust valve for i.c. engine
JP5505744B2 (en) Actuator
JP2003074602A (en) Rotation phase control device and valve timing control device for internal combustion engine
JPH02176288A (en) Electromagnetic force valve driving gear
JP2019152109A (en) Dynamic valve device of internal combustion engine
JP2005098310A (en) Linear solenoid and solenoid valve
US5518092A (en) Phase change mechanism
JP3180044U (en) Torque compensation device for camshaft
JP3917833B2 (en) Valve timing control device for internal combustion engine
US8113161B2 (en) Multi-cam electric valve mechanism for engine
US20080216781A1 (en) Drive motor for use in variable valve operating device for internal combustion engine
US11220935B2 (en) Electromagnetic control device, in particular for adjusting camshafts of an internal combustion engine
JP4008225B2 (en) Valve timing control device for internal combustion engine
JP3989764B2 (en) Valve timing control device for internal combustion engine
EP2180151A1 (en) Valve gear assembly for an internal combustion engine
JP3628183B2 (en) Solenoid valve drive
JP2003293710A (en) Valve timing control device for internal combustion engine
JP2007205280A (en) Intake air control device for engine
JPH02286814A (en) Valve driving device