JP3966146B2

JP3966146B2 - Continuously variable valve operating device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3966146B2
Application number: JP2002297448A
Authority: JP
Inventors: 友横山; 真一村田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2004132257A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、揺動レバーの揺動支点の移動を用いて往復弁のバルブリフト量を連続的に可変可能とした内燃機関の連続可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジン（内燃機関）では、連続可変動弁装置を搭載して、スロットルバブルの仕事（吸入空気量の調整）を、シリンダヘッドに設けてある吸入側の往復弁、すなわち吸気バルブで代行させて、スロットルバブルがもたらすポンプ損失の低減を図ることが行われている。
【０００３】
この連続可変動弁装置には、従来、上端部に揺動支点をもち、下端部に吸気バルブと当接する当接面をもつ揺動レバーを用いた構造が提案されている。
【０００４】
これには、揺動レバーを揺動方向から挟む上部片側に偏心動可能な偏心体で形成される制御シャフトを配置し、また揺動レバーを挟む制御シャフトとは反対側の中間部にカムシャフトを配置し、制御シャフトの偏心変位を用いて揺動レバーの揺動支点を制御シャフトとカムシャフトとの間に移動可能とし、カムシャフトの駆動カムで揺動レバーの中間部に形成した入力部から開弁に必要な駆動力を入力させる可変動弁機構が採用されている。つまり、制御シャフトの偏心変位により揺動レバーの揺動支点を揺動させると、揺動レバーが傾いて吸気バルブと当接する当接面の領域が移動する。この揺動レバーの当接面には、制御シャフトと駆動カムとの間に沿って、ベース円区間と吸気バルブのバルブリフト量を定めるリフト区間とが直列に形成されていて、吸気バルブが当接するベース円区間とリフト区間との領域が移動することで、吸気バルブのバルブリフト量を連続的に可変させる。このバルブリフト量の連続可変を用いて、スロットルバルブで行う吸入空気量の調整の仕事を代行させている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−６３０２３号公報（図６〜図８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、偏心カムがある位置に固定されている状態においても、揺動レバーの移動期間中に揺動支点が移動してしまう。そのため、揺動レバーの移動とローラ当接面形状でもって閉弁状態を維持する必要がある。
【０００７】
そのため、各部品に高い加工精度が要求される難点があった。
【０００８】
このため、各気筒の揺動レバーの揺動支点を共通の一本の保持シャフトで連結し、シリンダヘッドの前後部で、同保持シャフトの端部をぶれないよう揺動自在に支持することが考えられる。しかし、保持シャフトは、全長が長くなるので、揺動レバーの揺動支点におけるねじりや曲げの剛性強度を低下させてしまい、エンジンの高回転化を妨げてしまうおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、エンジンの高回転化を図りつつ、高精度なバルブリフト量の制御が行われるようにした内燃機関の連続可変動弁装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、シリンダヘッドの上部に、気筒毎、揺動レバーと隣接した地点に上下方向に延びるように保持レバーを配置し、保持レバーの上端部を揺動レバーの揺動支点で回動自在に支持し、下端部を往復弁における閉弁時の状態を規定する位置でシリンダヘッドに設けた保持部により回動自在に支持する構成を採用して、気筒毎、各揺動レバーを、各保持レバーにて、その揺動支点を往復弁における閉弁時の状態を規定する位置を中心として、偏心体と駆動カムとの間に沿って揺動自在に保持させるようにした。
【００１１】
同構成により、揺動レバーの揺動中、揺動レバーの揺動支点は、常に保持レバーによって、閉弁状態を規定する位置を中心とした円弧の軌跡上に固定される。このため、どのような大きさのバルブリフト量が設定されても、常に揺動レバーは閉弁時を基準に揺動変位の調整が行われるから、往復弁の開閉時期のばらつきは解消される。しかも、揺動レバーは、隣接して配置した保持レバーで、気筒毎に独立して保持されるから、いずれも高い支持強度のもとで動作する。
【００１２】
それ故、エンジンの高回転化を図りながら、高精度なバルブリフト量の制御が行える。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、さらに上記目的に加え、簡単な構造で、揺動レバーの揺動支点が高い剛性ならびに高精度に保持されるよう、往復弁には、一端部が支持部材により揺動自在に支持され、中間部に当接面と当接する回動自在なローラが支持されたロッカアームと、該ロッカアームの他端部の揺動で開閉操作される弁体とを有したロッカアーム式で構成し、保持レバーには、下端部が閉弁時におけるローラの軸心位置で、シリンダヘッドに形成した保持部により回動自在に支持され、上端部が揺動レバーの揺動支点で回動自在に支持されたレバー部材を用いる構成とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１および図７に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００１５】
図１中１は、内燃機関、例えば複数気筒が直列に並ぶレシプロ式ガソリンエンジンのシリンダヘッドの平面を示している。このシリンダヘッド１には、気筒の配列にならって燃焼室（図示しない）が長手方向に配置してある。そして、燃焼室毎に、吸気ポート、排気ポート（いずれも図示しない）が設けてある。このシリンダヘッド１の上部には、吸気ポート毎、排気ポート毎に動弁系が設けられていて、このうちの吸気側の動弁系に、スロットルバルブの仕事を代行する連続可変動弁装置２が組付けてある。
【００１６】
図２は図１中のＡ−Ａ線に沿う連続可変動弁装置２の構成を示し、図３は図１中のＢ−Ｂに沿う断面図を示し、図４は図１中のＣ−Ｃ線に沿う側面図を示し、図６は連続可変動弁装置２の分解図を示している。
【００１７】
連続可変動弁装置２を説明すると、図２および図６中４は、気筒毎（燃焼室毎）にシリンダヘッド１に組付けた一対の吸気バルブ（１組しか図示せず：往復弁に相当）である。
【００１８】
動弁系を構成する吸気バルブ４には、ロッカアーム５を用いたロッカアーム式のバルブ構造が用いてある。詳しくは、ロッカアーム５は、例えば気筒が並ぶ方向とは直角方向に延びる略板状の部材から形成してある。このロッカアーム５の燃焼室中央側に配置された端部は、支持部材、例えば図１、図２および図４に示されるように気筒が並ぶ方向に沿って、シリンダヘッド１の上部に配設されたロッカシャフト６に揺動自在に支持してある。また反対側の燃焼室端側の端部は、吸気ポートに往復動自在に組付けてある一対の傘状の弁体７から延びる軸部７ａの端が当接させてある。弁体７は、バルブスプリング（図示しない）にて閉方向、ここでは上方向に付勢され、常に閉状態に戻るようにしてある。またロッカアーム５の中間部の中央には、軸線がロッカアーム５の揺動軸と平行となる向きでロッカアームローラ８（ローラに相当）が回転自在に組付けられている。これにより、ロッカアームローラ８が上側から押圧されると、ロッカアーム５が揺動変位して、閉状態の弁体７が開弁するようにしてある。つまり、吸気バルブ４は、ロッカアーム５の揺動により弁体７が往復動して、吸気ポートが開閉される構造となっている。
【００１９】
１０は、連続可変動弁装置２を構成する可変動弁機構を示す。可変動弁機構１０は、図１〜図４、図６に示されるように気筒毎に吸気バルブ４の直上に組付けてある。これら可変動弁機構１０はいずれも同じ構造が用いられている。そのうちの一つの構造を説明すると、１１は、気筒毎、ロッカアーム５の両側に位置してシリンダヘッド１の上部に立設された一対の壁状のホルダ（本願の保持部に相当）、１２は例えばロッカアーム５の揺動支点の上方に位置して気筒列方向に沿って配設された制御シャフト、１３は例えばロッカアーム５の揺動端の略上方に位置して気筒列方向に沿って配設されたカムシャフトである。ホルダ１１は、例えば上方からシリンダヘッド１へ螺挿されるボルト部材１１ａ（締結具）によって締結してある。カムシャフト１３は、制御シャフト１２と並んでいる。これら各シャフト１２，１３は、気筒毎に配置されている各ホルダ１２を回転自在に貫通している。つまり、各シャフト１２，１３はホルダ１１にて回転自在に支持してある。またロッカシャフト６もホルダ１１を貫通して支持してある。このうち制御シャフト１２は、制御駆動源、例えば制御用モータ１４に接続してある。これにより、制御シャフト１２は、制御用モータ１４の作動によって、所望の変位量、回動されるようにしている（時計回り、反時計回り共）。またカムシャフト１３は、タイミングギヤ、タイミングチェーン、クランクギヤ（いずれも図示しない）を介して、シリンダブロック（シリンダヘッド１と組合う部品）に組付けてあるクランクシャフト（図示しない）に接続してある。これにより、カムシャフト１３は、クランク出力によって回転駆動（時計回り）されるようにしている。
【００２０】
ロッカアームローラ８の直上には、図２および図６に示されるように例えば略Ｌ字形をなした揺動レバー１５が配置してある。揺動レバー１５は、ロッカアームローラ８に沿って横方向（揺動支点〜揺動端）に延びる下部分を短手側とし、制御シャフト１２とクランクシャフト１３との間を通り両者間に沿って上方に延びる上部分を長手側としたプレート状の部品が用いてある。そして、短手側の下端面をロッカアームローラ８の外周面に当接させている。この短手側の下端面をロッカアームローラ８に対する当接面１６としてある。
【００２１】
また揺動レバー１５の上端部は制御シャフト１２と隣接し、中間部はカムシャフト１３に隣接している。このうち揺動レバー１５の上部端には、例えば短軸部材で形成された保持シャフト１７が気筒列方向に貫通させて固定してある。この保持シャフト１７で、揺動レバー１５の上端部に揺動支点Ａを形成している。この揺動支点Ａが、揺動レバー１５と隣接した地点に配置した例えば一対の保持レバー１８を用いて、両側から吸気バルブ４の閉弁時の状態を規定する位置を中心とした半径で、制御シャフト１２とカムシャフト１３との間に沿って揺動自在に保持させてある。具体的には一対の保持レバー１８は、いずれも揺動レバー１５と各ホルダ１１との間に配置されたＬ字形のレバー部材から構成してある。この保持レバー１８は、いずれも例えば図６に示されるように上部に通孔部１９を有し、下部に通孔部１９の軸線と平行なして側方へ突き出る軸部２０を有し、通孔部１９の中心から軸部２０の中心までを揺動支点Ａから閉弁時のロッカアームローラ８の中心までの長さ寸法に定めたＬ形のレバー部材が用いてある（図６は片側しか図示せず）。そして、各保持レバー１８の通孔部１９は、図３および図４に示されるように揺動レバー１５の各保持シャフト１７端にそれぞれ回動自在に嵌挿される。また各軸部２０は、閉弁時のロッカアームローラ８の中心位置に合わせて各ホルダ１１の下部にそれぞれ形成してある支持孔２１に回動自在に嵌挿され、揺動支点Ａを閉弁時のロッカアームローラ８のローラ中心を中心としてその軸心周りを移動できるようにしている。
【００２２】
揺動レバー１５の上端部の外周面は平坦な円形に形成してあり、当該外周面に当て面２２を形成している。この揺動レバー１５の当て面２２には、制御シャフト１２に偏心して設けたプレート状の偏心カム１２ａ（偏心体に相当）のカム面（外周面）が横方向から当接している。これにより、偏心カム１２ａが偏心変位すると、揺動レバー１４の揺動支点Ａが、その偏心カム１２ａの動きに追従して、ロッカアームローラ８の軸心周りを移動するようにしてある。
【００２３】
また揺動レバー１４の中間部（揺動支点Ａ〜当接面１６）うち、カムシャフト１３と隣合う側部には、一部が突き出るようにローラ２３が設けてある。そして、このローラ２３の外周面に、カムシャフト１３に設けてある例えば略三角円状に形成された駆動カム１３ａのカム面（外周面）が上側から当接させてある。これで、カムシャフト１３の回転に伴い、ローラ２３が周期的に押圧されるようにしてある。これにより、揺動レバー１４には、ローラ２３を入力部として、駆動カム１３ａから吸気バルブ４の開弁に必要な駆動力が入力されるようにしてある。
【００２４】
つまり、駆動カム１３ａで揺動レバー１５の揺動中、制御シャフト１２の偏心変位で揺動レバー１５の揺動支点Ａを移動させると、揺動レバー１５の傾き角が変化して、ロッカアームローラ８と当接する当接面１６の領域が移動する構造にしている。
【００２５】
また当接面１６の制御シャフト１２側は、駆動カム１３ａのベース円に相当するベース円区間が形成してある。ベース円区間は、揺動支点Ａを中心として、揺動支点Ａ〜ロッカアームローラ中心間距離からローラ半径を引いた値を半径としたベース円半径の円弧面に形成してある。また反対側となるカムシャフト１３側は、それに連続して反対向きの円弧面で形成されたリフト区間が形成してある。リフト区間は、予め設定された吸気バルブ４のバルブリフト量を定めるための円弧で形成されていて、揺動レバー１５の傾き角が変化すると、ロッカアームローラ８が行き交うベース円区間とリフト区間との比率が変化して、吸気バルブ４のバルブリフト量が連続的に可変できるようにしている。
【００２６】
すなわち、駆動カム１３ａで揺動レバー１５を揺動中、制御用モータ１４により、図５（ａ）に示されるように最も大きな移動量を与えるよう偏心カム１３ａを回動変位させると、揺動レバー１５の揺動支点Ａは、閉弁時のロッカアームローラ８の軸心を中心として、最も制御シャフト１２から離れた地点まで移動する。すると、揺動レバー１５は、入力部となるローラ２３と駆動カム１３ａとが当接する地点を支点として起きる方向へ変位する。これにより、ロッカアームローラ８は、揺動レバー１５の揺動支点で定まる領域、すなわち図５（ａ）に示されるように最も狭いベース円区間と最も長いリフト区間とを行き交うようになる。これで、最大のバルブリフト量を確保する制御が行われる。
【００２７】
またこの揺動レバー１５の揺動中、制御用モータ１４により、図５（ｂ）に示されるように最も小さな移動量となるよう偏心カム１３ａを回動変位させると、揺動レバー１５の揺動支点Ａは、閉弁時のロッカアームローラ８の軸心を中心として、最も制御シャフト１２に近づく地点まで移動する。すると、揺動レバー１５は、入力部となるローラ２３と駆動カム１３ａとが当接する地点を支点として傾く方向へ変位する。これにより、ロッカアームローラ８は、揺動レバー１５の揺動支点で定まる領域、すなわち図５（ｂ）に示されるように最も長いベース円区間と最も短いリフト区間とを行き交うようになる。これより、最小のバルブリフト量を確保する制御が行われる。つまり、揺動支点Ａの移動により、最大のバルブリフト量から最小のバルブリフト量まで連続的に制御される。
【００２８】
このように揺動レバー１５の揺動中、揺動レバー１５の揺動支点は、常に閉弁状態を規定する位置を中心とした円弧の軌跡上で固定されるから、図７の線図中Ｘに示されるような大リフト量制御時でも、同じくＹに示されるような小リフト量制御時でも、意図した開閉時期に吸気バルブ４を確実に開閉させることができる（ばらつきの解消）。しかも、各揺動レバー１５は、隣接して配置された保持レバー１８により、気筒毎に独立して保持されることによって、揺動支点Ａ〜保持レバー端までのシャフト部分（保持シャフト１７）は短く抑えられるから、いずれも高い支持強度を確保した状態下のもとで揺動動作ができる。
【００２９】
したがって、エンジンの高回転化を妨げることなく、設定バルブリフト量にしたがって高精度に吸気バルブ４を開閉制御できる。しかも、ロッカアーム式の吸気バルブ４を採用して、揺動レバー１５の揺動支点Ａを、保持レバー１８でロッカアームローラ８の軸心周りを移動自在としたことにより、簡単な構造で、揺動レバー１５の揺動支点Ａを高い剛性ならびに高精度に保持できる。そのうえ、揺動レバー１５と隣接した保持レバー１８で、揺動レバー１５の揺動支点Ａとロッカアームローラ８の軸心との間を結合する構造は、周囲の部品に影響されずに揺動支点Ａをできるだけ低い位置に配置させることができ、エンジンの全高が高くなるのを抑えることができる利点がある。
【００３０】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば一実施形態では、略Ｌ字形の保持レバーを用いて、揺動レバーの揺動支点を両側から揺動自在に支持する構造を挙げたが、他の構造で揺動レバーを揺動自在に支持する構造でもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、どのような大きさのバルブリフト量が設定されても、常に揺動レバーの揺動支点は、保持レバーにより、気筒毎、閉弁時を基準とした軌跡上に固定されるから、往復弁の開閉時期のばらつきは解消される。しかも、揺動レバーは、隣接して配置した保持レバーで、気筒毎に独立して保持されるから、揺動支点から保持レバーまでの部分は短く抑えられ、いずれの揺動レバーも高い支持強度を確保した状態下で揺動できる。
【００３２】
それ故、エンジンの高回転化を妨げることなく、設定バルブリフト量にしたがって高精度に往復弁を開閉制御することができる。
【００３３】
請求項２の発明によれば、上記効果に加え、簡単な構造で、揺動レバーの揺動支点を高い剛性ならびに高精度に保持できる。しかも、周囲の部品に影響されずに揺動支点をできるだけ低い位置に配置させることができ、エンジン全高が抑えられ、エンジンのコンパクト化が図れるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る連続可変動弁装置を示す平面図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿う側断面図。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線に沿う正断面図。
【図４】図１中のＣ−Ｃ線に沿う側面図。
【図５】（ａ）は、最大リフト制御時における可動弁機構の状態を示す側面図。
（ｂ）は、最小リフト制御時における可動弁機構の状態を示す側面図。
【図６】連続可変動弁装置の構造を示す分解斜視図。
【図７】同装置で行われるバルブリフト量の制御を示す線図。
【符号の説明】
４…吸気バルブ（往復弁）
５…ロッカアーム
６…ロッカシャフト（支持部材）
７…弁体
８…ロッカアームローラ（ローラ）
１０…可変動弁機構
１１…壁状のホルダ（保持部）
１２ａ…偏心カム（偏心体）
１３ａ…駆動カム
１５…揺動レバー
１６…当接面
１７…保持シャフト
１８…保持レバー
２３…ローラ（入力部）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuously variable valve operating apparatus for an internal combustion engine in which a valve lift amount of a reciprocating valve can be continuously changed using movement of a swing fulcrum of a swing lever.
[0002]
[Prior art]
Gasoline engines (internal combustion engines) are equipped with a continuously variable valve system, and the work of the throttle bubble (adjustment of intake air amount) is substituted by a reciprocating valve on the intake side provided in the cylinder head, that is, an intake valve. In order to reduce the pump loss caused by the throttle bubble, it has been attempted.
[0003]
Conventionally, a structure using a swing lever having a swing fulcrum at the upper end portion and a contact surface contacting the intake valve at the lower end portion has been proposed for this continuously variable valve apparatus.
[0004]
For this purpose, a control shaft formed of an eccentric body that can be moved eccentrically is arranged on one side of the upper part that sandwiches the swinging lever from the swinging direction, and a camshaft is provided at an intermediate part opposite to the control shaft that sandwiches the swinging lever. An input part formed in the middle part of the swinging lever by the camshaft drive cam so that the swinging fulcrum of the swinging lever can be moved between the control shaft and the camshaft using the eccentric displacement of the control shaft A variable valve mechanism that inputs a driving force required for valve opening is employed. That is, when the swing fulcrum of the swing lever is swung by the eccentric displacement of the control shaft, the region of the contact surface where the swing lever is tilted and is in contact with the intake valve moves. On the contact surface of the swing lever, a base circle section and a lift section that determines the valve lift amount of the intake valve are formed in series along the control shaft and the drive cam. The valve lift amount of the intake valve is continuously varied by moving the area between the base circle section and the lift section that are in contact with each other. Using the continuously variable valve lift amount, the work of adjusting the intake air amount performed by the throttle valve is substituted (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-63023 (FIGS. 6 to 8)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, even when the eccentric cam is fixed at a certain position, the swing fulcrum moves during the movement of the swing lever. Therefore, it is necessary to maintain the valve closed state by the movement of the swing lever and the roller contact surface shape.
[0007]
For this reason, each component has a difficulty in requiring high machining accuracy.
[0008]
For this reason, the swing fulcrum of the swing lever of each cylinder is connected by a common holding shaft, and the end of the holding shaft is swingably supported by the front and rear portions of the cylinder head so as not to shake. Conceivable. However, since the entire length of the holding shaft is long, the rigidity strength of torsion and bending at the swing fulcrum of the swing lever is lowered, and there is a possibility that high rotation of the engine may be hindered.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a continuously variable valve operating apparatus for an internal combustion engine in which the valve lift amount is controlled with high accuracy while increasing the engine speed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the upper part of the cylinder head, a holding lever is disposed so as to extend in the vertical direction at a point adjacent to the swing lever for each cylinder, and the upper end of the holding lever. Is supported by the swinging fulcrum of the swinging lever, and the lower end is rotatably supported by the holding part provided in the cylinder head at the position that defines the closed state of the reciprocating valve. Then, for each cylinder, swing each rocker lever between the eccentric body and the drive cam, with the rocking fulcrum at the position that defines the closed state of the reciprocating valve. It was made to hold freely.
[0011]
With this configuration, during the swinging of the swing lever, the swing support point of the swing lever is always fixed on the locus of a circular arc centered on the position defining the valve closing state by the holding lever. For this reason, no matter how large the valve lift amount is set, the swing lever always adjusts the swing displacement based on the valve closing time, thus eliminating the variation in the opening and closing timing of the reciprocating valve. . In addition, the rocking levers are holding levers arranged adjacent to each other and are held independently for each cylinder, and thus all operate with high support strength.
[0012]
Therefore, it is possible to control the valve lift with high accuracy while increasing the engine speed.
[0013]
In addition to the above object, the invention according to claim 2 has a simple structure, and one end of the reciprocating valve is supported by a support member so that the rocking fulcrum of the rocking lever is held with high rigidity and high accuracy. A rocker arm type having a rocker arm that is supported in a swingable manner and that supports a rotatable roller that comes into contact with a contact surface at an intermediate portion, and a valve body that is opened and closed by swinging at the other end of the rocker arm. The lower end of the holding lever is pivotally supported by the holding portion formed on the cylinder head at the axial center position of the roller when the valve is closed, and the upper end rotates at the swing fulcrum of the swing lever. The lever member supported movably was used.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in FIGS. 1 and 7.
[0015]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a plane of a cylinder head of an internal combustion engine, for example, a reciprocating gasoline engine in which a plurality of cylinders are arranged in series. In the cylinder head 1, combustion chambers (not shown) are arranged in the longitudinal direction according to the arrangement of the cylinders. An intake port and an exhaust port (both not shown) are provided for each combustion chamber. A valve operating system is provided at the top of the cylinder head 1 for each intake port and each exhaust port, and a continuously variable valve operating device 2 acting as a throttle valve for the intake side valve operating system. Is assembled.
[0016]
2 shows the configuration of the continuously variable valve gear 2 taken along the line AA in FIG. 1, FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1, and FIG. FIG. 6 shows an exploded view of the continuously variable valve operating device 2.
[0017]
The continuously variable valve operating apparatus 2 will be described. Reference numeral 4 in FIGS. 2 and 6 denotes a pair of intake valves (only one set shown: reciprocating valve) assembled to the cylinder head 1 for each cylinder (for each combustion chamber). ).
[0018]
The intake valve 4 constituting the valve operating system uses a rocker arm type valve structure using a rocker arm 5. Specifically, the rocker arm 5 is formed of a substantially plate-like member extending in a direction perpendicular to the direction in which the cylinders are arranged, for example. The end of the rocker arm 5 disposed on the center side of the combustion chamber is disposed at the upper portion of the cylinder head 1 along the direction in which the cylinders are arranged as shown in FIGS. 1, 2 and 4. The rocker shaft 6 is swingably supported. The end of the combustion chamber end on the opposite side is in contact with the end of a shaft portion 7a extending from a pair of umbrella-shaped valve bodies 7 that are reciprocally attached to the intake port. The valve body 7 is urged in a closing direction, here upward, by a valve spring (not shown) so as to always return to the closed state. A rocker arm roller 8 (corresponding to a roller) is rotatably assembled at the center of the intermediate portion of the rocker arm 5 so that the axis is parallel to the rocking shaft of the rocker arm 5. Thereby, when the rocker arm roller 8 is pressed from the upper side, the rocker arm 5 is oscillated and displaced, and the valve body 7 in the closed state is opened. That is, the intake valve 4 has a structure in which the intake port is opened and closed by the reciprocating movement of the valve body 7 by the rocker arm 5 swinging.
[0019]
Reference numeral 10 denotes a variable valve mechanism that constitutes the continuously variable valve apparatus 2. As shown in FIGS. 1 to 4 and 6, the variable valve mechanism 10 is assembled immediately above the intake valve 4 for each cylinder. These variable valve mechanisms 10 all have the same structure. The structure of one of them will be described. Reference numeral 11 denotes a pair of wall-like holders (corresponding to the holding portion of the present application) that are erected on the upper part of the cylinder head 1 and located on both sides of the rocker arm 5 for each cylinder. For example, the control shaft 13 disposed above the rocking fulcrum of the rocker arm 5 and disposed along the cylinder row direction, for example, 13 is disposed substantially above the rocking end of the rocker arm 5 and disposed along the cylinder row direction. Camshaft. The holder 11 is fastened by, for example, a bolt member 11a (fastener) that is screwed into the cylinder head 1 from above. The camshaft 13 is aligned with the control shaft 12. These shafts 12 and 13 pass through the respective holders 12 arranged for each cylinder so as to be rotatable. That is, the shafts 12 and 13 are rotatably supported by the holder 11. The rocker shaft 6 is also supported through the holder 11. Among these, the control shaft 12 is connected to a control drive source, for example, a control motor 14. Thus, the control shaft 12 is rotated by a desired amount of displacement by the operation of the control motor 14 (both clockwise and counterclockwise). The camshaft 13 is connected to a crankshaft (not shown) assembled to a cylinder block (parts to be combined with the cylinder head 1) via a timing gear, a timing chain, and a crank gear (not shown). is there. Thereby, the camshaft 13 is driven to rotate (clockwise) by the crank output.
[0020]
A rocking lever 15 having, for example, a substantially L shape is disposed immediately above the rocker arm roller 8 as shown in FIGS. The rocking lever 15 has a lower portion extending in the lateral direction (rocking fulcrum to rocking end) along the rocker arm roller 8 as a short side, passes between the control shaft 12 and the crankshaft 13 and extends between them. A plate-like component having an upper portion extending upward as a longitudinal side is used. The lower end surface on the short side is brought into contact with the outer peripheral surface of the rocker arm roller 8. The lower end surface on the short side is a contact surface 16 with respect to the rocker arm roller 8.
[0021]
Further, the upper end portion of the swing lever 15 is adjacent to the control shaft 12, and the intermediate portion is adjacent to the camshaft 13. Among these, a holding shaft 17 formed of, for example, a short shaft member is fixed to the upper end of the swing lever 15 so as to penetrate in the cylinder row direction. The holding shaft 17 forms a swing fulcrum A at the upper end of the swing lever 15. The swing fulcrum A has a radius centered at a position that defines the closed state of the intake valve 4 from both sides using, for example, a pair of holding levers 18 disposed at a point adjacent to the swing lever 15. The control shaft 12 and the camshaft 13 are held so as to be swingable. Specifically, each of the pair of holding levers 18 is composed of an L-shaped lever member disposed between the swing lever 15 and each holder 11. Each of the holding levers 18 has, for example, as shown in FIG. 6, a through hole portion 19 at the upper portion and a shaft portion 20 that protrudes sideways parallel to the axis of the through hole portion 19 at the lower portion. An L-shaped lever member having a length from the center of the hole 19 to the center of the shaft 20 to the center of the rocker arm roller 8 when the valve is closed is used (FIG. 6 shows only one side). Not shown). And the through-hole part 19 of each holding lever 18 is each inserted in the end of each holding shaft 17 of the rocking lever 15 so that rotation is possible, as FIG. 3 and FIG. 4 shows. Each shaft portion 20 is rotatably fitted in a support hole 21 formed in the lower portion of each holder 11 in accordance with the center position of the rocker arm roller 8 when the valve is closed, and the swing fulcrum A is closed. The center of the rocker arm roller 8 at the time can be moved around its axis.
[0022]
The outer peripheral surface of the upper end portion of the swing lever 15 is formed in a flat circular shape, and a contact surface 22 is formed on the outer peripheral surface. A cam surface (outer peripheral surface) of a plate-shaped eccentric cam 12a (corresponding to an eccentric body) provided eccentric to the control shaft 12 is in contact with the contact surface 22 of the swing lever 15 from the lateral direction. Thus, when the eccentric cam 12a is eccentrically displaced, the swing fulcrum A of the swing lever 14 follows the movement of the eccentric cam 12a and moves around the axis of the rocker arm roller 8.
[0023]
In addition, a roller 23 is provided so that a part of the intermediate portion (swing fulcrum A to contact surface 16) of the swing lever 14 protrudes from a side portion adjacent to the camshaft 13. The cam surface (outer peripheral surface) of the drive cam 13a formed in, for example, a substantially triangular shape provided on the cam shaft 13 is brought into contact with the outer peripheral surface of the roller 23 from above. Thus, the roller 23 is periodically pressed as the camshaft 13 rotates. As a result, the driving force necessary to open the intake valve 4 is input to the swing lever 14 from the drive cam 13a using the roller 23 as an input portion.
[0024]
That is, if the swinging fulcrum A of the swinging lever 15 is moved by the eccentric displacement of the control shaft 12 while the swinging lever 15 is swinging by the drive cam 13a, the tilt angle of the swinging lever 15 changes, and the rocker arm roller The area of the contact surface 16 that contacts the 8 moves.
[0025]
Further, a base circle section corresponding to the base circle of the drive cam 13a is formed on the control shaft 12 side of the contact surface 16. The base circle section is formed on an arc surface having a base circle radius with the value obtained by subtracting the roller radius from the distance between the swing fulcrum A and the center of the rocker arm roller centered on the swing fulcrum A. Further, on the opposite camshaft 13 side, a lift section formed by an arcuate surface facing in the opposite direction is formed. The lift section is formed by a circular arc for determining the valve lift amount of the intake valve 4 set in advance, and when the tilt angle of the swing lever 15 changes, the base circle section where the rocker arm roller 8 passes and the lift section are changed. The ratio is changed so that the valve lift amount of the intake valve 4 can be continuously varied.
[0026]
That is, if the eccentric cam 13a is rotationally displaced by the control motor 14 so as to give the largest amount of movement as shown in FIG. The swing fulcrum A of the lever 15 moves to the point farthest from the control shaft 12 around the axis of the rocker arm roller 8 when the valve is closed. Then, the swing lever 15 is displaced in the direction that occurs with the point where the roller 23 serving as the input unit and the drive cam 13a come into contact with each other. As a result, the rocker arm roller 8 crosses the region defined by the swing fulcrum of the swing lever 15, that is, the narrowest base circle section and the longest lift section as shown in FIG. Thus, control for ensuring the maximum valve lift amount is performed.
[0027]
Further, when the eccentric cam 13a is rotationally displaced by the control motor 14 so as to have the smallest movement amount as shown in FIG. 5B while the swing lever 15 is swinging, the swing lever 15 swings. The moving fulcrum A moves to the point closest to the control shaft 12 around the axis of the rocker arm roller 8 when the valve is closed. Then, the swing lever 15 is displaced in a tilting direction with a point where the roller 23 serving as the input unit and the drive cam 13a abut on each other. Thereby, the rocker arm roller 8 comes and goes between the region defined by the swing fulcrum of the swing lever 15, that is, the longest base circle section and the shortest lift section as shown in FIG. Thus, control for ensuring the minimum valve lift amount is performed. That is, by the movement of the swing fulcrum A, the maximum valve lift amount is continuously controlled from the minimum valve lift amount.
[0028]
As described above, during the swing of the swing lever 15, the swing support point of the swing lever 15 is always fixed on a circular locus centering on the position that defines the valve closing state. The intake valve 4 can be reliably opened / closed at the intended opening / closing timing even when controlling the large lift amount as indicated by X or when controlling the small lift amount as indicated by Y (elimination of variations). In addition, each rocking lever 15 is held independently for each cylinder by holding levers 18 arranged adjacent to each other, so that the shaft portion (holding shaft 17) from the rocking fulcrum A to the holding lever end is maintained. Since they can be kept short, they can be swung under the condition that high support strength is ensured.
[0029]
Therefore, the intake valve 4 can be controlled to open and close with high accuracy in accordance with the set valve lift amount without hindering high engine rotation. In addition, the rocker arm type intake valve 4 is employed, and the rocking fulcrum A of the rocking lever 15 is movable around the axis of the rocker arm roller 8 by the holding lever 18, so that the rocking can be made with a simple structure. The swing fulcrum A of the lever 15 can be held with high rigidity and high accuracy. In addition, the structure in which the swing lever 15 and the holding lever 18 adjacent to the swing lever 15 and the shaft center of the rocker arm roller 8 are coupled to each other is not affected by surrounding components. There is an advantage that A can be arranged at a position as low as possible, and an increase in the overall height of the engine can be suppressed.
[0030]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in one embodiment, a structure in which a substantially L-shaped holding lever is used to support the swing fulcrum of the swing lever so as to be swingable from both sides has been described. A supporting structure may be used.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the swing fulcrum of the swing lever is always held by the holding lever regardless of the magnitude of the valve lift amount. Since it is fixed on the reference locus, the variation in the opening and closing timing of the reciprocating valve is eliminated. In addition, the rocking lever is a holding lever that is placed adjacent to it, and is held independently for each cylinder. Therefore, the part from the rocking fulcrum to the holding lever is kept short, and each rocking lever has high support strength. Can be swung under the condition of ensuring.
[0032]
Therefore, the reciprocating valve can be controlled to open and close with high accuracy in accordance with the set valve lift amount without hindering high engine rotation.
[0033]
According to the second aspect of the invention, in addition to the above effects, the swing fulcrum of the swing lever can be held with high rigidity and high accuracy with a simple structure. In addition, the swing fulcrum can be arranged as low as possible without being affected by surrounding parts, and the overall engine height can be suppressed and the engine can be made compact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a continuously variable valve operating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a front sectional view taken along line BB in FIG.
4 is a side view taken along line CC in FIG. 1. FIG.
FIG. 5A is a side view showing a state of a movable valve mechanism at the time of maximum lift control.
(B) is a side view showing the state of the movable valve mechanism during the minimum lift control.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing the structure of a continuously variable valve gear.
FIG. 7 is a diagram showing control of a valve lift amount performed in the apparatus.
[Explanation of symbols]
4 ... Intake valve (reciprocating valve)
5 ... Rocker arm 6 ... Rocker shaft (support member)
7 ... Valve 8 ... Rocker arm roller (roller)
10 ... Variable valve mechanism 11 ... Wall-shaped holder (holding part)
12a ... Eccentric cam (Eccentric body)
13a ... Driving cam 15 ... Swing lever 16 ... Abutting surface 17 ... Holding shaft 18 ... Holding lever 23 ... Roller (input unit).

Claims

An eccentric body that can be eccentrically moved in the direction in which the cylinders are arranged and a drive cam that is rotationally driven are arranged in parallel on top of a cylinder head that has a plurality of cylinders arranged in series and a reciprocating valve for each cylinder. Between the body and the drive cam, a swing lever that swings between the cylinders and extends between the cylinders is arranged, and each swing lever is in contact with the reciprocating valve at the lower end. An abutting contact surface, having an oscillating fulcrum whose position moves between the eccentric body and the drive cam in response to an eccentric displacement of the eccentric body at an upper end portion; An abutment surface having an input portion for inputting a driving force for opening the reciprocating valve from a driving cam, and abutting against the reciprocating valve from a change in an inclination angle of the oscillating lever when the oscillating fulcrum is moved. The area of the reciprocating valve moves and the valve lift of the reciprocating valve is continuously variable. Equipped with a cell variable valve mechanism,
The upper part of the cylinder head is arranged to extend in the vertical direction at a point adjacent to the swing lever for each cylinder, and the upper end is rotatably supported by the swing fulcrum of the swing lever. Is provided with a holding lever that is rotatably supported by a holding portion provided in the cylinder head at a position that defines a state when the reciprocating valve is closed.
For each cylinder, for each cylinder, each rocking lever is rocked between the eccentric body and the drive cam, with the rocking fulcrum as the center that defines the closed state of the reciprocating valve. A continuously variable valve operating apparatus for an internal combustion engine characterized by being held movably.

The reciprocating valve is supported by a rocker arm having one end supported by a support member in a swingable manner, and a pivotable roller that is in contact with the contact surface at an intermediate portion, and swinging the other end of the rocker arm. It is composed of a rocker arm type having a valve body that is opened and closed,
The holding lever is rotatably supported by a holding portion formed on the cylinder head at the axial center position of the roller when the lower end portion is closed, and the upper end portion is freely rotatable at the swing fulcrum of the swing lever. The continuously variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the continuously variable valve operating apparatus is configured by a lever member supported by the internal combustion engine.