JPH1018823A - Variable valve gear - Google Patents

Variable valve gear

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Publication number
JPH1018823A
JPH1018823A JP18861996A JP18861996A JPH1018823A JP H1018823 A JPH1018823 A JP H1018823A JP 18861996 A JP18861996 A JP 18861996A JP 18861996 A JP18861996 A JP 18861996A JP H1018823 A JPH1018823 A JP H1018823A
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JP
Japan
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cam
rotation
contact
follow
variable valve
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Application number
JP18861996A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Motosugi
勝彦 本杉
Seiji Tsuda
清治 津田
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OTIX KK
Original Assignee
OTIX KK
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Publication date
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Publication of JPH1018823A publication Critical patent/JPH1018823A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable valve gear which can be continuously variably controlled through displacement of a cam shaft and adapted to an internal combustion engine with a multi-valve structure by arranging solid cams and arms by number half as valve number, and forming the solid cam with large width on the cam shaft. SOLUTION: A variable valve gear has a cam shaft 1 provided with a solid cam 2 whose profile is continuously varied in an axial direction, a displacement device 3 which continuously displaces the cam shaft 1 in an axial direction according to an operation condition, a swing arm 6 or a rocker arm which simultaneously opens and closes two adjacent valves 5 through oscillation based on the profile of the solid cam 2. The swing arm 6 is provided with a roller mechanism 11 having a follow-up contact part being in contact with the solid cam 2 while following up variation of the contact linear angle accompanied with the rotation of the solid cam 2, and a pin 8 with a male screw for pressurizing ends of the two valves 5. A cam for idling rotation whose profile is not varied may be arranged on the cam shaft 1, other than the solid cam.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の低回転
時から高回転時まで、バルブタイミング及びリフト量を
連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve mechanism which changes a valve timing and a lift continuously or stepwise from a low rotation to a high rotation of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、内燃機関の低回転時と高回転
時とで、バルブタイミング(開弁作用角と位相とを含
む)及びリフト量を二段階に変化させる動弁機構が種々
知られている。これらの可変動弁機構によれば、一般的
な動弁機構に比べて、トルク、出力、燃費、排気ガスの
クリーン度等の諸特性がかなり向上する。図7には、こ
れら従来の可変動弁機構により得られる内燃機関のトル
ク特性を一点鎖線で示し、可変性の無い一般的な動弁機
構により得られる内燃機関のトルク特性を破線で示した
が、前者は後者に対し全回転域にわたってトルクが増加
している。また、設定にもよるが、燃費は最大で8〜1
0%程度向上するといわれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various valve operating mechanisms have been known in which a valve timing (including a valve opening operating angle and a phase) and a lift amount are changed in two stages between a low rotation and a high rotation of an internal combustion engine. ing. According to these variable valve mechanisms, various characteristics such as torque, output, fuel consumption, and cleanliness of exhaust gas are considerably improved as compared with a general valve mechanism. In FIG. 7, the torque characteristics of the internal combustion engine obtained by these conventional variable valve operating mechanisms are indicated by dashed-dotted lines, and the torque characteristics of the internal combustion engine obtained by a general valve operating mechanism having no change are indicated by broken lines. The former has an increase in torque over the entire rotation range with respect to the latter. In addition, depending on the setting, the fuel efficiency can be up to 8 to 1
It is said to improve by about 0%.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、これら従来
の可変動弁機構は、変化がわずか二段階なので、内燃機
関の運転状況に応じた精密な制御が難しく、図7に一点
鎖線で示すようにトルク特性に谷が生じるとか、低回転
時のトルクと高回転時の出力との両立が難しいとか、一
つのバルブに対して二つ〜三つのアーム等が必要になる
ため、構造が複雑になり、コンパクト化が難しいとか、
切替機構としてはピンを高油圧で移動させるタイプが主
流であったため、一回での切替不良や異音や摩耗の発生
があるとかという問題があった。
However, since these conventional variable valve mechanisms have only two stages of change, it is difficult to perform precise control in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine, and as shown in FIG. A valley occurs in the torque characteristics, it is difficult to achieve both low-torque torque and high-speed output, or two or three arms are required for one valve, which complicates the structure. , It is difficult to make compact,
As the switching mechanism, a type in which the pin is moved with high hydraulic pressure is mainly used, there is a problem that there is a failure in switching at a single time, abnormal noise or wear.

【0004】そこで、本発明者は先に、カムプロフィー
ルを連続的に変化させた立体カムを備えたカムシャフト
と、該カムシャフトを軸方向へ連続的に又は段階的に変
位させる変位装置と、該立体カムのカムプロフィールに
基づいて揺動することによりバルブを開閉するアームと
を備えた可変動弁機構を発明した(特願平7−1924
32号,本願出願時において未公開)。同発明によれ
ば、上記の諸問題を解決することができたが、次のよう
な課題が残っていた。
Accordingly, the present inventor has firstly provided a camshaft provided with a three-dimensional cam having a continuously changed cam profile, a displacement device for continuously or stepwise displacing the camshaft in the axial direction, A variable valve mechanism having an arm that opens and closes a valve by swinging based on the cam profile of the three-dimensional cam has been invented (Japanese Patent Application No. 7-1924).
No. 32, unpublished at the time of filing the present application). According to the present invention, the above-mentioned problems can be solved, but the following problems remain.

【0005】近年の内燃機関は、一気筒当り3バルブ、
4バルブ又は5バルブといったバルブ数の増加(マルチ
バルブ化)が進み、カムシャフトに多数のカムを密に形
成するようになった。しかし、上記の立体カムは、軸方
向に変位させるために、軸線方向の長さ(以下、カム巾
という。)を一般的なカムより大きくしたいので、カム
シャフトに多数の立体カムを密に形成するということが
難しかった。このため、上記の可変動弁機構でマルチバ
ルブ化を行うのは難しく、あえて行う場合には立体カム
のカム巾を一般的なカムのカム巾程度に小さくしなけれ
ばならない。そうすると、立体カムにおけるカムプロフ
ィールの軸方向の変化率が急になるとともに、カムシャ
フトの変位量が小さくなるため、該変位による連続可変
制御が難しくなるという問題があった。
[0005] Recent internal combustion engines have three valves per cylinder,
With the increase in the number of valves such as four valves or five valves (multi-valve), a large number of cams are densely formed on a camshaft. However, in order to displace the three-dimensional cam in the axial direction, the length of the three-dimensional cam in the axial direction (hereinafter, referred to as a cam width) is desired to be larger than that of a general cam. It was difficult to do. For this reason, it is difficult to make a multi-valve with the above-described variable valve mechanism, and if this is done, the cam width of the three-dimensional cam must be reduced to about the same as that of a general cam. Then, the change rate of the cam profile in the axial direction of the three-dimensional cam becomes steep, and the amount of displacement of the camshaft becomes small, so that there has been a problem that it is difficult to perform continuous variable control based on the displacement.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の目的
は、バルブタイミング及びリフト量を連続的に又は段階
的に変化させることにより、トルク、出力、燃費、排気
ガスのクリーン性等の諸特性を内燃機関の全回転域にわ
たって最大限に向上させることができ、また、前記変化
をスムーズかつ静かに行なわせることができるだけでな
く、立体カム及びアームの数をバルブの数の半分以下で
済むようにして、カム巾の大きい立体カムをカムシャフ
トに形成できるようにすることにある。もって、立体カ
ムにおけるカムプロフィールの軸方向の変化率を緩やか
にするとともに、カムシャフトの変位量を大きくし、該
変位による連続可変制御が容易で、かつマルチバルブ化
した内燃機関にも適用できる可変動弁機構を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to continuously or stepwise change a valve timing and a lift amount to obtain various characteristics such as torque, output, fuel consumption, and cleanness of exhaust gas. Can be maximized over the entire rotation range of the internal combustion engine, and not only can the change be made smoothly and quietly, but also the number of three-dimensional cams and arms can be reduced to less than half the number of valves. And a three-dimensional cam having a large cam width can be formed on the camshaft. Accordingly, the rate of change in the axial direction of the cam profile of the three-dimensional cam is moderated, the displacement of the camshaft is increased, and continuous variable control based on the displacement is easy, and the present invention is applicable to a multi-valve internal combustion engine. A variable valve mechanism is provided.

【0007】上記目的を達成するために、本発明の可変
動弁機構は、低回転用カムプロフィールから高回転用カ
ムプロフィールまでカムプロフィールを軸方向に連続的
に変化させた立体カムを備えたカムシャフトと、内燃機
関の回転数等の運転状況に応じてカムシャフトを軸方向
へ連続的に又は段階的に変位させる変位装置と、立体カ
ムのカムプロフィールに基づいて揺動することにより隣
り合う二以上(二又は三が好ましい)のバルブを同時に
開閉するアームとを備え、アームは、立体カムの回転に
伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カムに接触す
る追従接触部を含む追従接触機構と、二以上のバルブの
端部を押圧する二以上(二又は三が好ましい)の押圧部
とを備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a variable valve mechanism according to the present invention provides a cam having a three-dimensional cam in which a cam profile is continuously changed in an axial direction from a low-rotation cam profile to a high-rotation cam profile. A shaft, a displacement device for continuously or stepwise displacing the camshaft in the axial direction according to an operation state such as a rotation speed of the internal combustion engine, and a displacement device adjacent to the shaft by swinging based on a cam profile of the three-dimensional cam. An arm for simultaneously opening and closing the above (preferably two or three) valves, wherein the arm includes a follow-up contact portion that contacts the three-dimensional cam while following a change in a contact line angle accompanying rotation of the three-dimensional cam. And two or more (preferably two or three) pressing parts for pressing the ends of two or more valves.

【0008】ここで、低回転用カムプロフィールにおけ
るバルブタイミングの位相、開弁作用角及びリフト量
と、高回転用カムプロフィールにおけるバルブタイミン
グの位相、開弁作用角及びリフト量は、個々の内燃機関
における要求事項に応じて適宜設定することができる。
もっとも、多くの場合、低回転用カムプロフィールは開
弁作用角及びリフト量が小さく、高回転用カムプロフィ
ールは開弁作用角及びリフト量が大きい。
Here, the phase, valve opening angle and lift amount of the valve timing in the cam profile for low rotation and the phase, valve opening angle and lift amount of the valve timing in the cam profile for high rotation are determined for each internal combustion engine. Can be set as appropriate according to the requirements in.
However, in many cases, the cam profile for low rotation has a small valve opening angle and lift amount, and the cam profile for high rotation has a large valve opening angle and lift amount.

【0009】変位装置によりカムシャフトを段階的に変
位させる場合、二段階に変化させてもよいが、その場合
は二段階の変位を調節できるようにすることが好まし
い。さらに好ましくは、カムシャフトを少なくとも三段
階に変位させることである。最も好ましくは、カムシャ
フトを連続的に変位させることである。変位装置は特定
の構造に限定されず、油圧、電磁力等を利用したものを
例示できる。
When the camshaft is displaced in a stepwise manner by the displacement device, the camshaft may be changed in two steps. In that case, it is preferable that the displacement in the two steps can be adjusted. More preferably, the camshaft is displaced in at least three stages. Most preferably, the camshaft is continuously displaced. The displacement device is not limited to a specific structure, but may be a device using hydraulic pressure, electromagnetic force, or the like.

【0010】前記アームとしては、次のものを例示でき
る。 1) 一端部がロッカシャフトに揺動可能に軸支され、
他端部にバルブ押圧部を備え、中央部に追従接触部付ロ
ーラ機構を備えたスイングアーム。 2) 一端部がピボットに揺動可能に支持され、他端部
にバルブ押圧部を備え、中央部に追従接触部付ローラ機
構を備えたスイングアーム。 3) 一端部に追従接触部付ローラ機構を備え、他端部
にバルブ押圧部を備え、中間部がロッカシャフトに揺動
可能に軸支されたロッカアーム。
The following can be exemplified as the arm. 1) One end is pivotally supported on the rocker shaft,
A swing arm having a valve pressing portion at the other end and a roller mechanism with a follow-up contact portion at the center. 2) A swing arm having one end pivotally supported by a pivot, a valve pressing portion at the other end, and a roller mechanism with a follow-up contact portion at the center. 3) A rocker arm having a roller mechanism with a follow-up contact portion at one end, a valve pressing portion at the other end, and an intermediate portion pivotally supported by a rocker shaft.

【0011】追従接触機構としては、次の機構(A)
(B)を例示できる。 (A)アームに設けられた半円筒内面座と、該半円筒内
面座にロール運動可能に嵌合された追従接触部とからな
る機構。 (B)追従接触部付ローラ機構。この追従接触部付ロー
ラ機構としては、次の(B1)〜(B4)を例示でき
る。
The following mechanism (A) is used as the following contact mechanism.
(B) can be illustrated. (A) A mechanism comprising a semi-cylindrical inner seat provided on an arm and a follow-up contact portion fitted to the semi-cylindrical inner seat so as to be able to roll. (B) A roller mechanism with a follow-up contact portion. The following (B1) to (B4) can be exemplified as the roller mechanism with the following contact portion.

【0012】(B1)アームに取り付けられた支軸と、
支軸に滑り回動可能に外挿された球面滑り軸受とで構成
され、球面滑り軸受の外レースが追従接触部とされたも
の。 (B2)アームに取り付けられた支軸と、支軸に滑り回
動可能に外挿された自動調心ころがり軸受とで構成さ
れ、自動調心ころがり軸受の外レースが追従接触部とさ
れたもの。 (B3)外周面が凸状球面とされアームに取り付けられ
たボール支軸と、内レースの内周面が凹状球面とされボ
ール支軸に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿されたころ
がり軸受とで構成され、ころがり軸受の外レースが追従
接触部とされたもの。 (B4)アームに取り付けられた支軸と、外周面が凸状
球面とされ支軸に滑り回動可能に外挿されたローラとで
構成され、ローラの特に凸状球面が追従接触部とされた
もの。
(B1) a spindle attached to the arm;
A spherical slide bearing externally slidably and rotatably mounted on a support shaft, wherein the outer race of the spherical slide bearing is a follow-up contact portion. (B2) A support shaft attached to an arm and a self-aligning rolling bearing externally slidably and rotatably mounted on the support shaft, wherein the outer race of the self-aligning rolling bearing is used as a follow-up contact portion. . (B3) Roller bearing whose outer peripheral surface is a convex spherical surface and which is attached to an arm, and whose inner peripheral surface of the inner race is a concave spherical surface and which is externally slidably and rotatably and tiltably mounted on the ball support shaft. With the outer race of the rolling bearing as the following contact part. (B4) A support shaft attached to the arm, and a roller whose outer peripheral surface is a convex spherical surface and is externally slidably and rotatably mounted on the support shaft, and particularly the convex spherical surface of the roller is a follow-up contact portion. Things.

【0013】立体カムの低回転用カムプロフィール側の
隣には、カムプロフィールが軸方向に変化しないアイド
ル回転用カムが並設され、追従接触部には、内燃機関の
負荷回転時に立体カムに接触する負荷回転用接触面と、
内燃機関のアイドル回転時にアイドル回転用カムに接触
するアイドル回転用接触面とが並設されることが好まし
い。さらに、立体カムとアイドル回転用カムとの間に
は、追従接触部の負荷回転用接触面とアイドル回転用接
触面との境界部を逃がすための間隙部が設けられること
が好ましい。
An idle rotation cam whose cam profile does not change in the axial direction is provided adjacent to the low-rotation cam profile side of the three-dimensional cam. Load rotating contact surface
It is preferable that an idle rotation contact surface that comes into contact with the idle rotation cam during idle rotation of the internal combustion engine is provided side by side. Further, it is preferable that a gap is provided between the three-dimensional cam and the idle rotation cam to allow a boundary portion between the load rotation contact surface and the idle rotation contact surface of the following contact portion to escape.

【0014】なお、本発明の可変動弁機構は、吸気バル
ブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできる
が、両方に適用することが好ましい。
The variable valve mechanism of the present invention can be applied to either an intake valve or an exhaust valve, but is preferably applied to both.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明を吸気バルブ及び排
気バルブの両方に適用した可変動弁機構の実施形態につ
いて、図面を参照して説明する。よって、実施形態にお
いて単にバルブというときは、吸気バルブと排気バルブ
の両方を指す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a variable valve mechanism in which the present invention is applied to both an intake valve and an exhaust valve will be described below with reference to the drawings. Therefore, in the embodiment, simply referring to a valve refers to both an intake valve and an exhaust valve.

【0016】まず、図1〜図7は第一実施形態の可変動
弁機構を示し、カムシャフト1には、図1において右側
の低回転用カムプロフィールから左側の高回転用カムプ
ロフィールまで、カムプロフィールを軸方向に連続的に
変化させた立体カム2が形成されている。立体カム2は
ベース円部2aとノーズ部2bとからなり、ベース円部
2aは、低回転用カムプロフィールにおいても高回転用
カムプロフィールにおいても同一半径であるため、傾斜
の無い円柱面である。しかし、ノーズ部2bは、低回転
用カムプロフィールにおいては開弁作用角及びリフト量
が小さく、高回転用カムプロフィールにおいては開弁作
用角及びリフト量が大きいため、円錐面のように傾斜し
ている。
First, FIGS. 1 to 7 show a variable valve mechanism according to a first embodiment. A camshaft 1 has a cam from a low-speed cam profile on the right to a high-speed cam profile on the left in FIG. A three-dimensional cam 2 whose profile is continuously changed in the axial direction is formed. The three-dimensional cam 2 includes a base circular portion 2a and a nose portion 2b. The base circular portion 2a has the same radius in both the low-rotation cam profile and the high-rotation cam profile, and thus has a cylindrical surface without inclination. However, since the nose portion 2b has a small valve opening action angle and a lift amount in the low rotation cam profile and has a large valve opening action angle and the lift amount in the high rotation cam profile, the nose portion 2b is inclined like a conical surface. I have.

【0017】カムシャフト1の端部には、内燃機関の回
転数等の運転状況に応じてカムシャフト1を軸方向へ連
続的に変位させる変位装置3が設けられている。変位装
置3は、スプラインを用いたカムシャフト1のガイド部
と、油圧を用いたカムシャフト1の駆動部とからなり
(いずれも図示略)、内燃機関の回転センサやアクセル
開度センサ等に基づいて作動するマイクロコンピュータ
等の制御装置(図示略)により制御されるようになって
いる。
At the end of the camshaft 1, there is provided a displacement device 3 for continuously displacing the camshaft 1 in the axial direction according to the operating condition such as the rotation speed of the internal combustion engine. The displacement device 3 includes a guide portion of the camshaft 1 using splines and a driving portion of the camshaft 1 using hydraulic pressure (both are not shown), and is based on a rotation sensor, an accelerator opening sensor, etc. of the internal combustion engine. The operation is controlled by a control device (not shown) such as a microcomputer which operates in a controlled manner.

【0018】カムシャフト1の斜め下方に配されたロッ
カシャフト4には、立体カム2のカムプロフィールに基
づいて揺動することにより隣り合う二つのバルブ5を同
時に開閉するスイングアーム6が回動可能に軸着されて
いる。スイングアーム6は、右端部にロッカシャフト4
の挿通孔7を備え、左端部の二股状に分かれた二つの分
岐部6aには、それぞれバルブ押圧部としての雄ねじ付
ピン8及びその固定ナット9とを備えている。また、中
央部の上下方向に貫設された収容孔10には、立体カム
2の回転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カ
ム2に接触する追従接触部付ローラ機構11を備えてい
る。
A rocker shaft 4 disposed obliquely below the camshaft 1 is rotatable with a swing arm 6 that simultaneously opens and closes two adjacent valves 5 by swinging based on the cam profile of the three-dimensional cam 2. It is attached to the shaft. The swing arm 6 has a rocker shaft 4 at the right end.
The two branch portions 6a which are bifurcated at the left end are provided with a male threaded pin 8 as a valve pressing portion and a fixing nut 9 thereof. The accommodation hole 10 formed in the center in the vertical direction is provided with a roller mechanism 11 having a follow-up contact portion that contacts the three-dimensional cam 2 while following a change in the contact line angle accompanying the rotation of the three-dimensional cam 2. I have.

【0019】追従接触部付ローラ機構11は、収容孔1
0に通されスイングアーム6に対しカシメにより固定さ
れた中空支軸12と、該中空支軸12に滑り回動可能に
外挿された球面滑り軸受13とで構成されている。球面
滑り軸受13は、外周面が凸状球面とされた内レース1
4と、内周面が凹状球面とされ内レース14に滑り回動
可能かつ傾動可能に外挿された外レース15とで構成さ
れ、外レース15が立体カム2への追従接触部とされて
いる。なお、外レース15は内レース14より幅狭に形
成され、内レース14の両端の溝には外レース15の外
れを防ぐストッパリング16が嵌着されている。
The roller mechanism 11 with a follow-up contact portion is
A hollow support shaft 12 is fixed to the swing arm 6 by swaging, and a spherical slide bearing 13 is slidably and externally inserted into the hollow support shaft 12. The spherical plain bearing 13 has an inner race 1 whose outer peripheral surface is a convex spherical surface.
4 and an outer race 15 externally slidably and pivotably and tiltably inserted into the inner race 14 with an inner peripheral surface being a concave spherical surface. The outer race 15 is a follow-up contact portion for the three-dimensional cam 2. I have. The outer race 15 is formed narrower than the inner race 14, and stopper rings 16 for preventing the outer race 15 from coming off are fitted in grooves at both ends of the inner race 14.

【0020】本実施形態の可変動弁機構は、次のように
作用する。まず、内燃機関の低回転時には、図4に示す
ように、カムシャフト1が変位装置3により左方向へ変
位し、立体カム2のうちの右側の低回転用カムプロフィ
ールが追従接触部付ローラ機構11に対応する。そし
て、図4(a)に示すように、ベース円部2aが外レー
ス15に接触するとき、その接触線角度は立体カム2の
軸線に対し平行であるから、外レース15は内レース1
4に対し傾かないで、ベース円部2aに接触する。ま
た、図4(b)に示すように、ノーズ部2bが外レース
15に接触するとき、その接触線角度は立体カム2の軸
線に対し所定角度傾くから、外レース15は内レース1
4に対し所定角度傾動して、ノーズ部2bにうまく接触
する。
The variable valve mechanism according to this embodiment operates as follows. First, when the internal combustion engine is running at low speed, as shown in FIG. 4, the camshaft 1 is displaced to the left by the displacement device 3, and the right low-speed cam profile of the three-dimensional cam 2 has a roller mechanism with a follow-up contact portion. Corresponds to 11. Then, as shown in FIG. 4A, when the base circle portion 2a comes into contact with the outer race 15, the contact line angle is parallel to the axis of the three-dimensional cam 2, so that the outer race 15 is
4 does not incline with respect to 4, but contacts the base circle portion 2a. Further, as shown in FIG. 4B, when the nose portion 2b contacts the outer race 15, the contact line angle is inclined by a predetermined angle with respect to the axis of the three-dimensional cam 2, so that the outer race 15 is
4 and makes a good contact with the nose portion 2b.

【0021】このように、外レース15は立体カム2の
1回転毎に1回傾動して、接触線角度の変化に追従しな
がら立体カム2に接触し、ノーズ部2bに押圧される。
従って、スイングアーム6は低回転用カムプロフィール
に基づいて揺動し、図6の曲線Lに示すように、排気側
及び吸気側の二つずつのバルブ5を小さい開弁作用角及
びリフト量で開閉させ、低速トルクを高めるとともに、
燃費を向上させる。
As described above, the outer race 15 tilts once for each rotation of the three-dimensional cam 2, contacts the three-dimensional cam 2 while following the change in the contact line angle, and is pressed by the nose portion 2b.
Accordingly, the swing arm 6 swings based on the cam profile for low rotation, and as shown by a curve L in FIG. 6, the two valves 5 on the exhaust side and the intake side are opened with a small valve opening operation angle and lift amount. Open and close to increase low-speed torque,
Improve fuel economy.

【0022】また、内燃機関の高回転時には、図5に示
すように、カムシャフト1が変位装置3により右方向へ
変位し、立体カム2のうちの左側の高回転用カムプロフ
ィールが追従接触部付ローラ機構11に対応する。そし
て、外レース15は、図5(a)(b)に示すように、
立体カム2の1回転毎に1回傾動して、接触線角度の変
化に追従しながら立体カム2に接触し、ノーズ部2bに
押圧される。従って、スイングアーム6は高回転用カム
プロフィールに基づいて揺動し、図6の曲線Hに示すよ
うに、排気側及び吸気側の二つずつのバルブ5を大きい
開弁作用角及びリフト量で開閉させ、吸気量を増やし、
高速出力を高める。
When the internal combustion engine is rotating at high speed, the camshaft 1 is displaced rightward by the displacement device 3 as shown in FIG. Corresponds to the attached roller mechanism 11. And, as shown in FIGS. 5A and 5B, the outer race 15
It tilts once for each rotation of the three-dimensional cam 2, contacts the three-dimensional cam 2 while following the change in the contact line angle, and is pressed by the nose portion 2b. Accordingly, the swing arm 6 swings based on the cam profile for high rotation, and as shown by the curve H in FIG. 6, the two valves 5 on the exhaust side and the intake side are opened at a large valve opening operation angle and a large lift amount. Open and close, increase the intake volume,
Increase high-speed output.

【0023】そして、上記の低回転時から高回転時に至
る途中においても、回転数、アクセル開度等の運転状況
に応じて、カムシャフト1が変位装置3により連続的に
変位し、立体カム2のうちの中間部位のカムプロフィー
ルが追従接触部付ローラ機構11に対応する。従って、
スイングアーム6はそのカムプロフィールに基づいて揺
動し、図6の曲線Mに示すように、排気側及び吸気側の
二つずつのバルブ5を中間的な開弁作用角及びリフト量
で開閉させ、運転状況に応じたトルク及び出力を発生さ
せる。
In the course of the rotation from low rotation to high rotation, the camshaft 1 is continuously displaced by the displacement device 3 in accordance with the operating conditions such as the number of revolutions and the accelerator opening, and the three-dimensional cam 2 Among them, the cam profile of the intermediate portion corresponds to the roller mechanism 11 with the follow-up contact portion. Therefore,
The swing arm 6 swings based on the cam profile, and opens and closes the two valves 5 on the exhaust side and the intake side at an intermediate valve opening duration and lift amount as shown by a curve M in FIG. , And generates a torque and an output according to the driving situation.

【0024】以上のように、本実施形態の可変動弁機構
によれば、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バル
ブタイミング及びリフト量を連続的に変化させて、内燃
機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうことがで
き、もってトルク、出力、燃費、排気ガスのクリーン性
等の諸特性を全回転域にわたって最大限に向上させるこ
とができる。図7には、本実施形態により得られる内燃
機関のトルク特性を実線で示したが、前述の一点鎖線で
示した従来の可変動弁機構に対し、全回転域にわたって
トルクが増加しており、谷も生じていない。また、設定
にもよるが、燃費は最大で15〜20%程度向上させら
れると考えられる。
As described above, according to the variable valve mechanism of the present embodiment, the valve timing and the lift amount are continuously changed from the time of low rotation to the time of high rotation of the internal combustion engine, and the operating condition of the internal combustion engine is changed. , And various characteristics such as torque, output, fuel efficiency, and cleanliness of exhaust gas can be maximized over the entire rotation range. FIG. 7 shows the torque characteristic of the internal combustion engine obtained by the present embodiment by a solid line, but the torque increases over the entire rotation range with respect to the conventional variable valve mechanism shown by the dashed line. There are no valleys. Further, depending on the setting, it is considered that the fuel efficiency can be improved by about 15 to 20% at the maximum.

【0025】また、カムシャフト1の変位によって、前
記変化をスムーズかつ静かに行なわせることができる。
In addition, the change can be performed smoothly and quietly by the displacement of the camshaft 1.

【0026】さらに、立体カム2及びスイングアーム6
の数がバルブ5の数の半分で済むので、カム巾の大きい
立体カム2をカムシャフト1に形成することができる。
このため、立体カム2におけるカムプロフィールの軸方
向の変化率を緩やかにできるとともに、カムシャフトの
変位量を大きくとることができる。従って、この可変動
弁機構は、カムシャフト1の変位による連続可変制御が
容易であり、かつマルチバルブ化した内燃機関にも適用
できる。
Further, the three-dimensional cam 2 and the swing arm 6
Is only half of the number of valves 5, so that the three-dimensional cam 2 having a large cam width can be formed on the camshaft 1.
Therefore, the rate of change of the cam profile in the three-dimensional cam 2 in the axial direction can be moderated, and the displacement of the camshaft can be increased. Therefore, the variable valve mechanism can easily perform continuous variable control by the displacement of the camshaft 1 and can be applied to an internal combustion engine having a multi-valve structure.

【0027】次に、図8及び図9は第二実施形態の可変
動弁機構を示し、スイングアーム6の右端部が油圧アジ
ャスタ18付のピボット19に揺動可能に支持された点
においてのみ、第一実施形態と相違するものである。
FIGS. 8 and 9 show a variable valve mechanism according to the second embodiment. Only the point where the right end of the swing arm 6 is swingably supported by a pivot 19 with a hydraulic adjuster 18 will be described. This is different from the first embodiment.

【0028】次に、図10及び図11は第三実施形態の
可変動弁機構を示し、スイングアームに変えてロッカア
ーム20を使用した点においてのみ、第一実施形態と相
違するものである。このロッカアーム20は、右端部に
追従接触部付ローラ機構11を備え、左端部の二つの分
岐部6aにそれぞれバルブ押圧部としての雄ねじ付ピン
8及びその固定ナット9を備え、中間部にロッカシャフ
ト4の挿通孔7を備えている。カムシャフト1及びその
立体カム2は追従接触部付ローラ機構11の下方に位置
する。そして、ロッカアーム20はスイングアームと異
なりシーソー的な揺動をするが、それ以外は第一実施形
態と同様の作用を奏する。
FIGS. 10 and 11 show a variable valve mechanism according to the third embodiment, which differs from the first embodiment only in that a rocker arm 20 is used instead of a swing arm. The rocker arm 20 has a roller mechanism 11 with a follow-up contact portion at the right end, a male threaded pin 8 as a valve pressing portion and its fixing nut 9 at two branch portions 6a at the left end, and a rocker shaft at an intermediate portion. 4 are provided. The camshaft 1 and its three-dimensional cam 2 are located below the roller mechanism 11 with a follow-up contact portion. The rocker arm 20 swings like a seesaw unlike the swing arm, but otherwise exerts the same operation as the first embodiment.

【0029】次に、図12、図13、図14並びに図1
5はそれぞれ第四、第五、第六及び第七実施形態の可変
動弁機構を示し、追従接触部付ローラ機構11の具体的
構成においてのみ、第一実施形態と相違するものであ
る。
Next, FIG. 12, FIG. 13, FIG.
Reference numeral 5 denotes a variable valve mechanism according to the fourth, fifth, sixth, and seventh embodiments, respectively, which differs from the first embodiment only in the specific configuration of the roller mechanism 11 with a follow-up contact portion.

【0030】図12に示す第四実施形態の追従接触部付
ローラ機構11は、外レース15を二つに分割形成して
内レース14に外挿しやすくするとともに、両外レース
15が離れないようその外周にカバーリング21をカシ
メにより取り付けたものである。
In the roller mechanism 11 with a follow-up contact portion according to the fourth embodiment shown in FIG. 12, the outer race 15 is divided into two parts so that the outer race 15 can be easily inserted into the inner race 14 and the outer races 15 are not separated. The cover ring 21 is attached to the outer periphery by caulking.

【0031】図13に示す第五実施形態の追従接触部付
ローラ機構11は、中空支軸12と、中空支軸12に滑
り回動可能に外挿された自動調心ころがり軸受22とで
構成されたもので、自動調心ころがり軸受22は内レー
ス23とローラ24(又はボール)と内周面が凹状球面
とされた外レース25とからなり、外レース25が追従
接触部となっている。
The roller mechanism 11 with a follow-up contact portion according to the fifth embodiment shown in FIG. 13 comprises a hollow support shaft 12 and a self-aligning roller bearing 22 which is slidably and rotatably mounted on the hollow support shaft 12. The self-aligning rolling bearing 22 includes an inner race 23, a roller 24 (or a ball), and an outer race 25 having a concave spherical inner surface, and the outer race 25 serves as a follow-up contact portion. .

【0032】図14に示す第六実施形態の追従接触部付
ローラ機構11は、外周面が凸状球面とされ、スイング
アーム6に取り付けられたボール支軸26と、ボール支
軸26に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿されたころが
り軸受27とで構成され、ころがり軸受27は内周面が
凹状球面とされた内レース28とローラ29(又はボー
ル)と外レース30とからなり、外レース30が追従接
触部となっている。
The roller mechanism 11 with a follow-up contact portion according to the sixth embodiment shown in FIG. 14 has a convex spherical outer peripheral surface, and has a ball support shaft 26 attached to the swing arm 6 and a sliding motion about the ball support shaft 26. A rolling bearing 27 is externally movably and tiltably inserted. The rolling bearing 27 includes an inner race 28 having a concave spherical inner surface, a roller 29 (or a ball), and an outer race 30. The race 30 is the following contact portion.

【0033】図15に示す第七実施形態の追従接触部付
ローラ機構11は、中空支軸12と、外周面が凸状球面
とされ、中空支軸12に滑り回動可能に外挿されたロー
ラ31とで構成され、ローラ31の凸状球面32が追従
接触部となっている。ベース円部2aが凸状球面32に
接触するとき、その接触線角度は立体カム2の軸線に対
し平行であるから、凸状球面32の頂部がベース円部2
aに接触する。また、ノーズ部2bが凸状球面32に接
触するとき、その接触線角度は立体カム2の軸線に対し
傾くから、凸状球面32の頂部から少し下った部位がノ
ーズ部2bにうまく接触する。
A roller mechanism 11 with a follow-up contact portion according to a seventh embodiment shown in FIG. 15 has a hollow support shaft 12 and an outer peripheral surface formed as a convex spherical surface. The convex spherical surface 32 of the roller 31 is a follow-up contact portion. When the base circular portion 2a contacts the convex spherical surface 32, the contact line angle is parallel to the axis of the three-dimensional cam 2, so that the top of the convex spherical surface 32 is
a. When the nose portion 2b comes into contact with the convex spherical surface 32, the contact line angle is inclined with respect to the axis of the three-dimensional cam 2, so that a portion slightly lower than the top of the convex spherical surface 32 makes good contact with the nose portion 2b.

【0034】次に、図16〜図18は第八実施形態の可
変動弁機構を示し、内燃機関のアイドル回転の安定化を
図る構造を加えた点においてのみ、第一実施形態と相違
するものである。すなわち、第一実施形態では、内燃機
関の負荷を伴わないアイドル回転時に、最低回転数(自
動車では一般に650rpm前後)となって、図6の曲
線Lの状態となり、排気バルブと吸気バルブとのオーバ
ーラップ角がX0 となるはずである。しかし、立体カム
2の加工精度(一般的なカムの加工精度より低くなりや
すい。)や、カムシャフト1の軸方向位置の制御精度に
よって、オーバーラップ角がばらついて、例えば同図の
X1 に増加することがある。そうなると、アイドル回転
が不安定になって乱れるという問題がある。
FIGS. 16 to 18 show a variable valve mechanism according to an eighth embodiment, which differs from the first embodiment only in that a structure for stabilizing the idle rotation of the internal combustion engine is added. It is. That is, in the first embodiment, at the time of the idle rotation without the load of the internal combustion engine, the rotation speed becomes the minimum rotation speed (generally, about 650 rpm in an automobile), and the state of the curve L in FIG. The lap angle should be X0. However, due to the processing accuracy of the three-dimensional cam 2 (it tends to be lower than the processing accuracy of a general cam) and the control accuracy of the axial position of the camshaft 1, the overlap angle varies and increases to, for example, X1 in FIG. May be. Then, there is a problem that the idle rotation becomes unstable and disturbed.

【0035】そこで、本実施形態では、立体カム2の低
回転用カムプロフィール側の隣に、カムプロフィールが
軸方向に変化しないアイドル回転用カム35が並設され
ている。アイドル回転用カム35のカムプロフィール
(図18(a)の曲線I)は、立体カム2の最端の低回
転用カムプロフィール(図18(b)の曲線L)と同一
である。
Therefore, in the present embodiment, an idle rotation cam 35 whose cam profile does not change in the axial direction is juxtaposed next to the low rotation cam profile side of the three-dimensional cam 2. The cam profile of the idle rotation cam 35 (curve I in FIG. 18A) is the same as the endmost low rotation cam profile of the three-dimensional cam 2 (curve L in FIG. 18B).

【0036】また、外レース15の外周面には、内燃機
関の負荷を伴う負荷回転時(低回転から高回転までを含
む。)に立体カム2に接触する負荷回転用接触面36
(図16では外レース15の左半分)と、内燃機関の負
荷を伴わないアイドル回転時にアイドル回転用カム35
に接触するアイドル回転用接触面37(図16では外レ
ース15の右半分)とが山形状に並設されている。立体
カム2とアイドル回転用カム35との間には、負荷回転
用接触面36とアイドル回転用接触面37との境界角部
38を逃がすための間隙部39が設けられている。
On the outer peripheral surface of the outer race 15, a load rotation contact surface 36 that comes into contact with the three-dimensional cam 2 during a load rotation (including a low rotation to a high rotation) with a load of the internal combustion engine.
(The left half of the outer race 15 in FIG. 16) and the idling cam 35 during idling without the load of the internal combustion engine.
The contact surface 37 for idling rotation (the right half of the outer race 15 in FIG. 16) is arranged side by side in a mountain shape. A gap 39 is provided between the three-dimensional cam 2 and the idle rotation cam 35 to allow a boundary 38 between the load rotation contact surface 36 and the idle rotation contact surface 37 to escape.

【0037】本実施形態の可変動弁機構は、次のように
作用する。まず、内燃機関のアイドリング回転時には、
図16に示すように、カムシャフト1が左方向へ変位し
切り、アイドル回転用カム35が外レース15のアイド
ル回転用接触面37に対応する。
The variable valve mechanism according to this embodiment operates as follows. First, when the internal combustion engine is idling,
As shown in FIG. 16, the camshaft 1 is completely displaced leftward, and the idle rotation cam 35 corresponds to the idle rotation contact surface 37 of the outer race 15.

【0038】そして、図16(a)に示すように、アイ
ドル回転用カム35のベース円部35aがアイドル回転
用接触面37に接触するとき、その接触線角度は水平で
あり、負荷回転用接触面36は立体カム2のベース円部
2aから離れる。また、図16(b)に示すように、ア
イドル回転用カム35のノーズ部35bがアイドル回転
用接触面37に接触するときも、その接触線角度は水平
であり、負荷回転用接触面36は立体カム2のノーズ部
2bに形式的に接触する。
As shown in FIG. 16A, when the base circular portion 35a of the idle rotation cam 35 contacts the idle rotation contact surface 37, the contact line angle is horizontal, and the load rotation contact is made. The surface 36 is separated from the base circular portion 2a of the three-dimensional cam 2. Also, as shown in FIG. 16 (b), when the nose portion 35b of the idle rotation cam 35 contacts the idle rotation contact surface 37, the contact line angle is horizontal, and the load rotation contact surface 36 Formally contacts the nose 2b of the three-dimensional cam 2.

【0039】従って、スイングアーム6はアイドル回転
用カム35のカムプロフィールに基づいて揺動し、図1
8(a)の曲線Iに示すように、排気側及び吸気側の二
つずつのバルブ5を小さい開弁作用角及びリフト量で開
閉させる。このアイドル回転用カム35のカムプロフィ
ールは軸方向に変化せず、カムシャフト1の軸方向位置
の制御精度には影響されない。また、アイドル回転用カ
ム35は高い加工精度が期待できる。このため、排気バ
ルブと吸気バルブとのオーバーラップ角はX0に決ま
り、アイドル回転が安定する。
Accordingly, the swing arm 6 swings based on the cam profile of the idle rotation cam 35, and
As shown by the curve I in FIG. 8A, the two valves 5 on the exhaust side and the intake side are opened and closed with a small valve opening operation angle and a small lift amount. The cam profile of the idle rotation cam 35 does not change in the axial direction, and is not affected by the control accuracy of the axial position of the camshaft 1. Further, the idle rotation cam 35 can be expected to have high machining accuracy. For this reason, the overlap angle between the exhaust valve and the intake valve is determined to be X0, and the idle rotation is stabilized.

【0040】また、内燃機関の負荷回転時には、図17
に示すように、カムシャフト1が右方向へ変位し、アイ
ドル回転用カム35が外レース15のアイドル回転用接
触面37から外れ、立体カム2の低回転カムプロフィー
ルないし高回転カムプロフィールが外レース15の負荷
回転用接触面36に対応する。この接触面37、36の
切替に伴って外レース15は小角度傾くが、間隙部39
は境界角部38を逃がすので、スムーズに切り替わる。
At the time of load rotation of the internal combustion engine, FIG.
As shown in (1), the camshaft 1 is displaced rightward, the idle rotation cam 35 is disengaged from the idle rotation contact surface 37 of the outer race 15, and the low rotation cam profile or the high rotation cam profile of the three-dimensional cam 2 is changed to the outer race. This corresponds to 15 load rotation contact surfaces 36. The outer race 15 tilts at a small angle with the switching of the contact surfaces 37 and 36, but the gap 39
Escapes the boundary corner 38, so that the switching is smooth.

【0041】そして、外レース15は、図17(a)
(b)に示すように、立体カム2の1回転毎に1回傾動
して、接触線角度の変化に追従しながら立体カム2に接
触し、ノーズ部2bに押圧される。従って、スイングア
ーム6は、第一実施形態の図4及び図5と同様に、低回
転カムプロフィールないし高回転用カムプロフィールに
基づいて揺動し、図18(b)の曲線L〜M〜Hに示す
ように、排気側及び吸気側の二つずつのバルブ5を最適
な開弁作用角及びリフト量で開閉させる。
The outer race 15 is shown in FIG.
As shown in (b), the three-dimensional cam 2 tilts once for each rotation, contacts the three-dimensional cam 2 while following the change in the contact line angle, and is pressed by the nose portion 2b. Therefore, the swing arm 6 swings based on the low-rotation cam profile or the high-rotation cam profile as in FIGS. 4 and 5 of the first embodiment, and the curves L to M to H in FIG. As shown in (2), the two valves 5 on the exhaust side and the intake side are opened and closed at an optimum valve opening duration and lift amount.

【0042】次に、図19〜図23は第九実施形態の可
変動弁機構を示し、前記追従接触部付ローラ機構11に
代えて、次のように構成された追従接触機構40を使用
した点においてのみ、第一実施形態と相違するものであ
る。
19 to 23 show a variable valve mechanism according to a ninth embodiment, in which a following contact mechanism 40 having the following structure is used in place of the roller mechanism 11 with a following contact section. Only in the point, it is different from the first embodiment.

【0043】スイングアーム6の中央部上面には立体カ
ム2の軸線とは直角方向に長い隆起部41が形成され、
隆起部41には同方向に延びる半円筒内面座42が凹設
され、該座42の両端は閉壁43で閉じている。半円筒
内面座42には、該半円筒内面座42にロール摺動可能
に接触する半円柱面45と、立体カム2に接触する平ら
な接触面46とからなる、半割り円柱状の追従接触部4
4がロール運動可能に嵌合されている。追従接触部44
は、小角度のロール運動によって、立体カム2の回転に
伴う接触線角度の変化に追従しながら、接触面46にお
いて立体カム2に接触するようになっている。
On the upper surface of the central portion of the swing arm 6, a protruding portion 41 which is long in a direction perpendicular to the axis of the three-dimensional cam 2 is formed.
A semi-cylindrical inner surface seat 42 extending in the same direction is recessed in the raised portion 41, and both ends of the seat 42 are closed by closed walls 43. The semi-cylindrical inner seat 42 includes a semi-cylindrical surface 45 that comes into contact with the semi-cylindrical inner seat 42 in a slidable manner and a flat contact surface 46 that contacts the three-dimensional cam 2. Part 4
4 is fitted so as to be able to roll. Follow contact 44
Is configured to contact the three-dimensional cam 2 on the contact surface 46 while following a change in the contact line angle accompanying the rotation of the three-dimensional cam 2 by a small-angle roll motion.

【0044】本実施形態の可変動弁機構は、次のように
作用する。まず、内燃機関の低回転時には、図22に示
すように、カムシャフト1が変位装置3により左方向へ
変位し、立体カム2のうちの右側の低回転用カムプロフ
ィールが追従接触部44に対応する。そして、図22
(a)に示すように、ベース円部2aが追従接触部44
の接触面46に接触するとき、その接触線角度は立体カ
ム2の軸線に対し平行であるから、接触面46はスイン
グアーム6の上面に対し傾かないで、ベース円部2aに
接触する。また、図22(b)に示すように、ノーズ部
2bが追従接触部44の接触面46に接触するとき、そ
の接触線角度は立体カム2の軸線に対し所定角度傾くか
ら、追従接触部44は同角度分だけロール運動して、接
触面46がノーズ部2bにうまく接触する。
The variable valve mechanism according to the present embodiment operates as follows. First, when the internal combustion engine is running at a low speed, as shown in FIG. 22, the camshaft 1 is displaced leftward by the displacement device 3, and the right low-speed cam profile of the three-dimensional cam 2 corresponds to the following contact portion 44. I do. And FIG.
As shown in (a), the base circle portion 2a is
When the contact is made with the contact surface 46, the contact line angle is parallel to the axis of the three-dimensional cam 2, so that the contact surface 46 does not incline with respect to the upper surface of the swing arm 6 and contacts the base circular portion 2a. Further, as shown in FIG. 22B, when the nose portion 2b comes into contact with the contact surface 46 of the follow contact portion 44, the contact line angle is inclined by a predetermined angle with respect to the axis of the three-dimensional cam 2, so that the follow contact portion 44 Rolls by the same angle, and the contact surface 46 makes good contact with the nose portion 2b.

【0045】このように、追従接触部44は立体カム2
の1回転毎に小角度ロール運動して、接触線角度の変化
に追従しながら立体カム2に接触し、ノーズ部2bに押
圧される。従って、スイングアーム6は低回転用カムプ
ロフィールに基づいて揺動し、第一実施形態と同様に、
排気側及び吸気側の二つずつのバルブ5を小さい開弁作
用角及びリフト量で開閉させ、低速トルクを高めるとと
もに、燃費を向上させる。
As described above, the follow-up contact portion 44 is
The roller makes a small-angle roll motion for each rotation of, and contacts the three-dimensional cam 2 while following the change in the contact line angle, and is pressed by the nose portion 2b. Therefore, the swing arm 6 swings based on the cam profile for low rotation, and as in the first embodiment,
The two valves 5 on the exhaust side and the intake side are opened and closed with a small valve opening angle and a small lift to increase low-speed torque and improve fuel economy.

【0046】また、内燃機関の高回転時には、図23に
示すように、カムシャフト1が変位装置3により右方向
へ変位し、立体カム2のうちの左側の高回転用カムプロ
フィールが追従接触部44に対応する。そして、追従接
触部44は、図23(a)(b)に示すように、立体カ
ム2の1回転毎に1回ロール運動して、接触線角度の変
化に追従しながら立体カム2に接触し、ノーズ部2bに
押圧される。従って、スイングアーム6は高回転用カム
プロフィールに基づいて揺動し、第一実施形態と同様
に、排気側及び吸気側の二つずつのバルブ5を大きい開
弁作用角及びリフト量で開閉させ、吸気量を増やし、高
速出力を高める。
When the internal combustion engine is rotating at a high speed, the camshaft 1 is displaced rightward by the displacement device 3 as shown in FIG. 44 corresponding. Then, as shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b), the follow-up contact portion 44 makes a roll motion once for each rotation of the three-dimensional cam 2, and contacts the three-dimensional cam 2 while following the change of the contact line angle. Then, it is pressed by the nose portion 2b. Therefore, the swing arm 6 swings based on the cam profile for high rotation, and opens and closes the two valves 5 on the exhaust side and the intake side with a large valve opening operation angle and a lift amount similarly to the first embodiment. , Increase the intake volume, increase the high-speed output.

【0047】そして、上記の低回転時から高回転時に至
る途中においても、回転数、アクセル開度等の運転状況
に応じて、カムシャフト1が変位装置3により連続的に
変位し、立体カム2のうちの中間部位のカムプロフィー
ルが追従接触部44に対応する。従って、スイングアー
ム6はそのカムプロフィールに基づいて揺動し、第一実
施形態と同様に、排気側及び吸気側の二つずつのバルブ
5を中間的な開弁作用角及びリフト量で開閉させ、運転
状況に応じたトルク及び出力を発生させる。
The camshaft 1 is continuously displaced by the displacement device 3 in accordance with the operating conditions such as the number of revolutions and the degree of opening of the accelerator, even during the period from the low rotation to the high rotation. Among them, the cam profile of the intermediate portion corresponds to the following contact portion 44. Therefore, the swing arm 6 swings based on the cam profile, and opens and closes the two valves 5 on the exhaust side and the intake side at an intermediate valve opening operation angle and a lift amount similarly to the first embodiment. , And generates a torque and an output according to the driving situation.

【0048】次に、図24及び図25は第十実施形態の
可変動弁機構を示し、第八実施形態のアイドル回転安定
化構造を第九実施形態の追従接触機構40に組み合わせ
たものである。すなわち、第八実施形態と同様に、立体
カム2の低回転用カムプロフィール側の隣にはアイドル
回転用カム35が並設され、追従接触部44の上面には
負荷回転用接触面47とアイドル回転用接触面48とが
山形状に並設されている。
Next, FIGS. 24 and 25 show a variable valve mechanism of the tenth embodiment, in which the idle rotation stabilizing structure of the eighth embodiment is combined with the follow-up contact mechanism 40 of the ninth embodiment. . That is, as in the eighth embodiment, the idle rotation cam 35 is provided adjacent to the three-dimensional cam 2 on the side of the low rotation cam profile, and the contact surface 47 for load rotation and the idle surface The rotation contact surface 48 is arranged in a mountain shape.

【0049】従って、本実施形態の可変動弁機構は、次
のように作用する。まず、内燃機関のアイドリング回転
時には、図24(a)(b)に示すように、アイドル回
転用カム35がアイドル回転用接触面48に接触するた
め、スイングアーム6はアイドル回転用カム35のカム
プロフィールに基づいて揺動し、第八実施形態と同様
に、排気側及び吸気側の二つずつのバルブ5を小さい開
弁作用角及びリフト量で開閉させ、アイドル回転を安定
させる。
Accordingly, the variable valve mechanism according to the present embodiment operates as follows. First, when the internal combustion engine is idling, as shown in FIGS. 24A and 24B, the idle rotation cam 35 comes into contact with the idle rotation contact surface 48. It swings based on the profile, and similarly to the eighth embodiment, the two valves 5 on the exhaust side and the intake side are opened and closed with a small valve opening operation angle and a small lift amount to stabilize the idle rotation.

【0050】次に、内燃機関の負荷回転時には、図25
(a)(b)に示すように、立体カム2が負荷回転用接
触面47に接触するため、スイングアーム6は最適のカ
ムプロフィールに基づいて揺動し、第八実施形態と同様
に、排気側及び吸気側の二つずつのバルブ5を最適の開
弁作用角及びリフト量で開閉させる。
Next, at the time of load rotation of the internal combustion engine, FIG.
As shown in (a) and (b), since the three-dimensional cam 2 comes into contact with the load rotation contact surface 47, the swing arm 6 swings based on the optimum cam profile, and the exhaust is performed similarly to the eighth embodiment. The two valves 5 on the side and the intake side are opened and closed at the optimum valve opening duration and lift amount.

【0051】これらの第二〜第十実施形態の可変動弁機
構によっても、第一実施形態と同様の効果が得られる。
また、第四、第五、第六、第七又は第八実施形態の追従
接触部付ローラ機構11や、第九又は第十実施形態の追
従接触機構40を、第二又は第三実施形態に適用するこ
ともできる。
The same effects as those of the first embodiment can be obtained by the variable valve mechanisms of the second to tenth embodiments.
In addition, the roller mechanism 11 with a follow-up contact portion of the fourth, fifth, sixth, seventh or eighth embodiment, or the follow-up contact mechanism 40 of the ninth or tenth embodiment is changed to the second or third embodiment. It can also be applied.

【0052】なお、本発明は前記実施形態の構成に限定
されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨か
ら逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。 (1)カムシャフト1を段階的に変位させるようにする
こと。 (2)変位装置3の構成や制御の仕方を適宜変更するこ
と。
It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and may be embodied with the following modifications without departing from the spirit of the invention. (1) The camshaft 1 is displaced stepwise. (2) The configuration and control method of the displacement device 3 are appropriately changed.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明の可変動弁機構は、上記の通り構
成されているので、バルブタイミング及びリフト量を連
続的に又は段階的に変化させることにより、トルク、出
力、燃費、排気ガスのクリーン性等の諸特性を内燃機関
の全回転域にわたって最大限に向上させることができ、
また、前記変化をスムーズかつ静かに行なわせることが
できるだけでなく、立体カム及びアームの数をバルブの
数の半分以下で済むようにして、カム巾の大きい立体カ
ムをカムシャフトに形成できる、という優れた効果を奏
する。もって、立体カムにおけるカムプロフィールの軸
方向の変化率を緩やかにできるとともに、カムシャフト
の変位量を大きくできるので、該変位による連続可変制
御が容易で、かつマルチバルブ化した内燃機関にも適用
できる可変動弁機構を提供できる。
Since the variable valve mechanism of the present invention is constructed as described above, the valve timing and the lift amount are continuously or stepwise changed to change the torque, output, fuel consumption and exhaust gas. Various characteristics such as cleanliness can be maximized over the entire rotation range of the internal combustion engine,
In addition, not only the change can be made smoothly and quietly, but also the number of the three-dimensional cams and arms can be less than half of the number of valves, so that a three-dimensional cam having a large cam width can be formed on the camshaft. It works. Accordingly, the rate of change of the cam profile in the axial direction of the three-dimensional cam can be moderated, and the displacement of the camshaft can be increased, so that continuous variable control based on the displacement is easy, and the present invention can be applied to an internal combustion engine having a multi-valve structure. A variable valve mechanism can be provided.

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

【図1】本発明を具体化した第一実施形態の可変動弁機
構を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a variable valve mechanism according to a first embodiment of the invention.

【図2】同可変動弁機構の正面図である。FIG. 2 is a front view of the variable valve mechanism.

【図3】同可変動弁機構の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the variable valve mechanism.

【図4】内燃機関の低回転時における図2のIV−IV
線断面図である。
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2 when the internal combustion engine is running at a low speed.
It is a line sectional view.

【図5】内燃機関の高回転時における図2のIV−IV
線断面図である。
FIG. 5 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2 when the internal combustion engine is rotating at a high speed.
It is a line sectional view.

【図6】同可変動弁機構によるバルブタイミング及びリ
フト量を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing valve timing and lift amount by the variable valve mechanism.

【図7】同可変動弁機構により得られる内燃機関のトル
ク特性を従来例と比較して示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing torque characteristics of an internal combustion engine obtained by the variable valve mechanism in comparison with a conventional example.

【図8】第二実施形態の可変動弁機構を示す正面図であ
る。
FIG. 8 is a front view showing a variable valve mechanism according to a second embodiment.

【図9】図8の平面図である。FIG. 9 is a plan view of FIG.

【図10】第三実施形態の可変動弁機構を示す正面図で
ある。
FIG. 10 is a front view showing a variable valve mechanism according to a third embodiment.

【図11】図10の平面図である。FIG. 11 is a plan view of FIG. 10;

【図12】第四実施形態の要部断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a main part of a fourth embodiment.

【図13】第五実施形態の要部断面図である。FIG. 13 is a sectional view of a main part of a fifth embodiment.

【図14】第六実施形態の要部断面図である。FIG. 14 is a sectional view of a main part of a sixth embodiment.

【図15】第七実施形態の可変動弁機構を示す斜視図で
ある。
FIG. 15 is a perspective view showing a variable valve mechanism according to a seventh embodiment.

【図16】第八実施形態の可変動弁機構を内燃機関のア
イドル回転時において示す断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating the variable valve mechanism according to the eighth embodiment when the internal combustion engine is idling.

【図17】同可変動弁機構を内燃機関の負荷回転時にお
いて示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the variable valve mechanism at the time of load rotation of the internal combustion engine.

【図18】同可変動弁機構によるバルブタイミング及び
リフト量を示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing valve timing and lift by the variable valve mechanism.

【図19】第九実施形態の可変動弁機構を示す斜視図で
ある。
FIG. 19 is a perspective view showing a variable valve mechanism according to a ninth embodiment.

【図20】同可変動弁機構の正面図である。FIG. 20 is a front view of the variable valve mechanism.

【図21】同可変動弁機構の平面図である。FIG. 21 is a plan view of the variable valve mechanism.

【図22】内燃機関の低回転時における図20のXXI
I−XXII線断面図である。
22. XXI of FIG. 20 at the time of low rotation of the internal combustion engine
It is an I-XXII line sectional view.

【図23】内燃機関の高回転時における図20のXXI
I−XXII線断面図である。
FIG. 23 shows XXI of FIG. 20 when the internal combustion engine is rotating at a high speed
It is an I-XXII line sectional view.

【図24】第十実施形態の可変動弁機構を内燃機関のア
イドル回転時において示す断面図である。
FIG. 24 is a sectional view showing the variable valve mechanism according to the tenth embodiment when the internal combustion engine is idling.

【図25】同可変動弁機構を内燃機関の負荷回転時にお
いて示す断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing the variable valve mechanism when the internal combustion engine is rotating under load.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カムシャフト 2 立体カム 3 変位装置 4 ロッカシャフト 5 バルブ 6 スイングアーム 6a 分岐部 8 雄ねじ付ピン 9 固定ナット 11 追従接触部付ローラ機構 15 外レース 20 ロッカアーム 21 カバーリング 25 外レース 30 外レース 32 凸状球面 35 アイドル回転用カム 36 負荷回転用接触面 37 アイドル回転用接触面 38 境界角部 39 間隙部 40 追従接触機構 42 半円筒内面座 44 追従接触部 45 半円柱面 46 接触面 47 負荷回転用接触面 48 アイドル回転用接触面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camshaft 2 Solid cam 3 Displacement device 4 Rocker shaft 5 Valve 6 Swing arm 6a Branch part 8 Pin with male screw 9 Fixed nut 11 Roller mechanism with follow-up contact part 15 Outer race 20 Rocker arm 21 Covering 25 Outer race 30 Outer race 32 Convex Spherical sphere 35 Idle rotation cam 36 Load rotation contact surface 37 Idle rotation contact surface 38 Boundary corner 39 Gap 40 Follow-up contact mechanism 42 Semi-cylindrical inner seat 44 Follow-up contact 45 Semi-cylindrical surface 46 Contact surface 47 Load rotation Contact surface 48 Contact surface for idle rotation

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01L 1/26 F01L 1/26 B ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location F01L 1/26 F01L 1/26 B

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 低回転用カムプロフィールから高回転用
カムプロフィールまでカムプロフィールを軸方向に連続
的に変化させた立体カムを備えたカムシャフトと、 内燃機関の回転数等の運転状況に応じて前記カムシャフ
トを軸方向へ連続的に又は段階的に変位させる変位装置
と、 前記立体カムのカムプロフィールに基づいて揺動するこ
とにより隣り合う二以上のバルブを同時に開閉するアー
ムとを備え、 前記アームは、前記立体カムの回転に伴う接触線角度の
変化に追従しながら前記立体カムに接触する追従接触部
を含む追従接触機構と、前記二以上のバルブの端部を押
圧する二以上の押圧部とを備えることを特徴とする可変
動弁機構。
1. A camshaft having a three-dimensional cam in which a cam profile is continuously changed in an axial direction from a low-rotation cam profile to a high-rotation cam profile, and according to an operating condition such as a rotation speed of an internal combustion engine. A displacement device for continuously or stepwise displacing the camshaft in the axial direction, and an arm for simultaneously opening and closing two or more adjacent valves by swinging based on a cam profile of the three-dimensional cam, The arm has a follow-up contact mechanism including a follow-up contact portion that contacts the three-dimensional cam while following a change in the contact line angle accompanying the rotation of the three-dimensional cam, and two or more presses that press the ends of the two or more valves. And a variable valve operating mechanism.
【請求項2】 前記追従接触機構は、前記アームに設け
られた半円筒内面座と、該半円筒内面座にロール運動可
能に嵌合された追従接触部とからなる請求項1記載の可
変動弁機構。
2. The variable movement mechanism according to claim 1, wherein said follow-up contact mechanism comprises a semi-cylindrical inner seat provided on said arm, and a follow-up contact portion fitted to said semi-cylindrical inner face so as to be able to roll. Valve mechanism.
【請求項3】 前記追従接触機構は、追従接触部付ロー
ラ機構である請求項1記載の可変動弁機構。
3. The variable valve mechanism according to claim 1, wherein said follow-up contact mechanism is a roller mechanism with a follow-up contact portion.
【請求項4】 前記立体カムの低回転用カムプロフィー
ル側の隣には、カムプロフィールが軸方向に変化しない
アイドル回転用カムが並設され、前記追従接触部には、
内燃機関の負荷回転時に前記立体カムに接触する負荷回
転用接触面と、内燃機関のアイドル回転時に前記アイド
ル回転用カムに接触するアイドル回転用接触面とが並設
された請求項1、2又は3記載の可変動弁機構。
4. An idle rotation cam whose cam profile does not change in the axial direction is juxtaposed next to the low rotation cam profile side of the three-dimensional cam.
3. The load rotation contact surface that contacts the three-dimensional cam when the internal combustion engine rotates at a load, and the idle rotation contact surface that contacts the idle rotation cam when the internal combustion engine idles. 3. The variable valve mechanism according to 3.
【請求項5】 前記立体カムとアイドル回転用カムとの
間には、前記追従接触部の負荷回転用接触面とアイドル
回転用接触面との境界部を逃がすための間隙部が設けら
れた請求項4記載の可変動弁機構。
5. A gap is provided between the three-dimensional cam and the idle rotation cam to allow a boundary between the load rotation contact surface and the idle rotation contact surface of the following contact portion to escape. Item 5. The variable valve mechanism according to Item 4.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113150A3 (en) * 1999-12-27 2002-07-31 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve operating system in internal combustion engine
US6915768B2 (en) 2002-12-24 2005-07-12 Suzuki Motor Corporation Variable operating valve apparatus for an internal combustion engine
CN101782005A (en) * 2009-01-15 2010-07-21 杨鲁川 Drive device
JP2011247090A (en) * 2010-05-21 2011-12-08 Mitsubishi Motors Corp Rocker arm for internal combustion engine
JP2011247089A (en) * 2010-05-21 2011-12-08 Mitsubishi Motors Corp Rocker arm
JP2018105174A (en) * 2016-12-26 2018-07-05 トヨタ自動車株式会社 Variable valve mechanism for engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113150A3 (en) * 1999-12-27 2002-07-31 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve operating system in internal combustion engine
US6915768B2 (en) 2002-12-24 2005-07-12 Suzuki Motor Corporation Variable operating valve apparatus for an internal combustion engine
CN101782005A (en) * 2009-01-15 2010-07-21 杨鲁川 Drive device
WO2010081424A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-22 Yang Luchuan Driving device
JP2011247090A (en) * 2010-05-21 2011-12-08 Mitsubishi Motors Corp Rocker arm for internal combustion engine
JP2011247089A (en) * 2010-05-21 2011-12-08 Mitsubishi Motors Corp Rocker arm
JP2018105174A (en) * 2016-12-26 2018-07-05 トヨタ自動車株式会社 Variable valve mechanism for engine

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