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JP3330640B2 - Variable engine valve timing device - Google Patents

Variable engine valve timing device

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Publication number
JP3330640B2
JP3330640B2 JP17792892A JP17792892A JP3330640B2 JP 3330640 B2 JP3330640 B2 JP 3330640B2 JP 17792892 A JP17792892 A JP 17792892A JP 17792892 A JP17792892 A JP 17792892A JP 3330640 B2 JP3330640 B2 JP 3330640B2
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JP
Japan
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cam
camshaft
valve
engine
swing arm
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真生 福馬
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Mazda Motor Corp
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、吸、排気バルブ開閉タ
イミングを可変するエンジンのバルブタイミング可変装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve timing device for an engine that changes the opening and closing timing of intake and exhaust valves.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、自動車のエンジンにおける吸、
排気バルブの開閉タイミングは、エンジンの運転状態に
応じて変えることが好ましいため、従来より、種々のバ
ルブタイミング可変装置が提案されている。
2. Description of the Related Art In general, suction in an automobile engine,
Since it is preferable that the opening / closing timing of the exhaust valve be changed according to the operating state of the engine, various valve timing variable devices have been conventionally proposed.

【0003】例えば、本出願人の出願による特開昭59-1
88014号公報には、カムシャフトのカム面から力を受け
る受圧部と上記カム面からの力をバルブステムへ伝達す
る押圧部とを有するタペットと、該タペットを摺動自在
に嵌装する嵌装孔を有しカムシャフトのまわりに回転自
在に支持された回動部材と、この回動部材をエンジンの
運転状態に応じて回動させる操作装置とからなるエンジ
ンのバルブタイミング制御装置が開示されている。
[0003] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Patent No. 88014 discloses a tappet having a pressure receiving portion for receiving a force from a cam surface of a camshaft and a pressing portion for transmitting a force from the cam surface to a valve stem, and a fitting for slidably fitting the tappet. An engine valve timing control device is disclosed which includes a rotating member having a hole and rotatably supported around a camshaft, and an operating device for rotating the rotating member according to an operating state of the engine. I have.

【0004】この装置では、上記回動部材が、エンジン
の少なくとも高負荷高回転時にタペットの摺動方向とバ
ルブの運動方向とが一致する規準位置に保持されること
によって、タペットとバルブステムとの間にはすべりが
生ぜず、低速回転時には上記回動部材が規準位置から回
動されることによって、タペットとバルブステムとの間
にすべりが生じ、これによって低速回転時と高速回転時
との間でバルブタイミングが変えられるように構成され
ている。
In this device, the rotating member is held at a reference position where the sliding direction of the tappet and the moving direction of the valve coincide with each other at least when the engine is under a high load and a high speed, so that the tappet and the valve stem are separated. No slippage occurs between the tappet and the valve stem at the time of low-speed rotation, so that the rotation member is rotated from the reference position, thereby causing a slip between the tappet and the valve stem. , So that the valve timing can be changed.

【0005】また、特開平3-115714号公報に開示された
バルブタイミング可変装置では、カムシャフトに低速用
カムと高速用カムとが並設され、かつ上記低速用カムと
バルブとの双方に係合する主ロッカーアームと、上記高
速用カムのみに係合する副ロッカーアームとが互いに隣
接してロッカーシャフトに揺動自在に設けられていると
ともに、油圧によって上記ロッカーシャフトの軸線方向
に移動しうるピンの係脱によって上記主、副ロッカーア
ームを連動状態または非連動状態に択一的に切換えうる
切換機構が配設され、エンジンの高速運転時には、上記
主、副ロッカーアームが上記ピンによって結合されるこ
とにより連動状態とされて、上記バルブが高速用カムに
よって駆動され、エンジンの低速運転時には、上記主、
副ロッカーアームが非連動状態とされて、上記バルブが
低速用カムで駆動されるように構成されている。
In the variable valve timing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-115714, a low-speed cam and a high-speed cam are provided side by side on a camshaft, and both the low-speed cam and the valve are engaged. The main rocker arm and the auxiliary rocker arm that engages only with the high-speed cam are provided adjacent to each other so as to be swingable on the rocker shaft, and can move in the axial direction of the rocker shaft by hydraulic pressure. A switching mechanism is provided which can selectively switch the main and sub rocker arms to an interlocking state or a non-interlocking state by engaging and disengaging a pin. When the engine is running at high speed, the main and sub rocker arms are connected by the pins. The valve is driven by the high-speed cam, and the main and
The sub rocker arm is set in a non-interlocked state, and the valve is driven by the low speed cam.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者すなわ
ち特開昭59-188014号公報に開示された構成では、バル
ブ作動速度の高いエンジンの高速回転時には、タペット
とバルブステムとの間のすべりが生じないためにバルブ
ステムおよびタペットの摩耗が少なくなり、またエンジ
ンの低速回転時には、タペットとバルブステムとの間に
すべりが生じてもバルブ作動速度が低いためにやはりバ
ルブステムおよびタペットの摩耗が少なくなるという優
れた効果を有するものである。
By the way, in the former, that is, in the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-188014, when the engine with a high valve operating speed rotates at high speed, a slip occurs between the tappet and the valve stem. The wear of the valve stem and tappet is reduced, and when the engine is running at a low speed, even if the tappet and the valve stem are slipped, the wear of the valve stem and tappet is also reduced due to the low valve operating speed. It has an excellent effect.

【0007】但し、この構成では、タペットとバルブス
テムとの間のすべりによってバルブタイミングを遅らせ
ることができるのみであって、例えば開弁タイミングの
進角と閉弁タイミングの遅角とを同時に行なって開弁角
を拡張することは原理上不可能なため、高負荷高回転域
で最大出力を大幅に向上させようとする目的には添え難
いものであった。
However, in this configuration, only the valve timing can be delayed by the slip between the tappet and the valve stem. For example, the advance of the valve opening timing and the delay of the valve closing timing are simultaneously performed. Since it is theoretically impossible to extend the valve opening angle, it has been difficult to increase the maximum output in a high-load and high-speed range.

【0008】一方、後者すなわち特開平3-115714号公報
に開示された構造では、エンジンの低回転域と高回転域
とにそれぞれ適合したバルブリフト特性を独立的に選ぶ
ことが可能となり、所期の性能向上を果すことができる
ものの、部品点数が増加し、かつ特殊なカムシャフトと
複雑な油通路を必要とするのみでなく、主、副ロッカー
アームを連動状態と非連動状態との間で切換えるときに
衝撃を伴うおそれがあり、しかも係脱用ピンにせん断応
力が作用することからピンの耐久性に問題があった。
On the other hand, the latter, that is, the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 3-115714, makes it possible to independently select valve lift characteristics suitable for the low rotation range and the high rotation range of the engine. Although it is possible to improve the performance of, the number of parts increases and not only requires a special camshaft and complicated oil passage, but also the main and sub rocker arms can be switched between the interlocked state and the non-interlocked state. There is a possibility that an impact may occur when switching, and there is a problem in durability of the pin because a shearing stress acts on the pin for disengagement.

【0009】さらに高負荷高回転域では、単に軽負荷域
よりも開弁角およびバルブリフト量を増大させるのみで
なく、バルブの閉じ側の領域を開き側よりも拡大するこ
とが、吸気の充填効率を高める上で有利なことが知られ
ているが、そのようなバルブリフト特性に軽負荷域から
高回転高負荷域に向って連続的に変化させることは、従
来の構成によっては得られないものであった。
Further, in the high-load and high-speed range, not only the valve opening angle and the valve lift amount are simply increased than in the light-load range, but the region on the closed side of the valve is enlarged more than the open side. Although it is known to be advantageous in increasing the efficiency, it is not possible to continuously change such valve lift characteristics from a light load region toward a high rotation and high load region by a conventional configuration. Was something.

【0010】このような課題に鑑み、本発明は、開弁角
およびバルブリフト量ならびにカムシャフトに対するカ
ムの位相を同時にかつ連続的に変化させることができる
エンジンのバルブタイミング可変装置を提供することを
目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a variable valve timing device for an engine that can simultaneously and continuously change a valve opening angle, a valve lift, and a phase of a cam with respect to a camshaft. Aim.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によるエンジンの
バルブタイミング可変装置は、エンジンのクランクシャ
フトの回転に同期して回転駆動されるとともにエンジン
のシリンダヘッドに軸支されたカムシャフトと、該カム
シャフトに対して相対回動可能に設けられるとともに前
記カムシャフトに対して偏心して設けられたカムと、該
カムを前記カムシャフトのまわりで相対回動させること
により、前記カムシャフトに対するカムの位相と、該カ
ムのバルブに対する相対位置とを連続的に変更しうる可
変機構と、前記カムシャフトと平行な軸線のまわりで揺
動自在に設けられ、かつ付勢手段により前記カムに向う
方向に付勢されて該カムに常時当接して揺動され、該揺
動により前記カムからのバルブ開閉駆動力を前記バルブ
に伝達する揺動アームと、を備えるエンジンのバルブタ
イミング可変装置であって、前記可変機構が、前記カム
を回動自在に軸支した状態で前記カムシャフトに回動可
能に軸支された中間部材と、該中間部材を前記カムとと
もに前記カムシャフトのまわりで回動させるアクチュエ
ータとを有し、前記中間部材が、前記カムシャフトと偏
心した位置を中心として前記カムを回動自在に支持する
軸支部を有し、前記カムには前記軸支部と同心をなす内
歯歯車が設けられ、前記カムシャフトには前記内歯歯車
に噛合する外歯歯車が設けられているものである。
SUMMARY OF THE INVENTION
The variable valve timing device is used for the engine crankshaft.
The engine is driven in synchronization with the rotation of the
A camshaft pivotally supported by a cylinder head, and the cam
It is provided so as to be rotatable relative to the shaft and
A cam provided eccentrically with respect to the camshaft;
Relative rotation of the cam about the camshaft
The cam phase with respect to the cam shaft and the cam phase
The position of the system relative to the valve can be changed continuously.
Swinging around an axis parallel to the camshaft.
Movably provided and facing the cam by a biasing means
Direction, and is always in contact with the cam and is swung.
The valve opening / closing driving force from the cam is
Valve arm of an engine comprising
An imming variable device, wherein the variable mechanism comprises the cam
Can be turned on the camshaft while being rotatably supported
An intermediate member pivotally supported by the arm, and the intermediate member
Actuator to rotate around said camshaft
And the intermediate member is biased with the camshaft.
The cam is rotatably supported around a centered position.
A shaft supporting portion, and the cam has an inner portion concentric with the shaft supporting portion.
The internal gear is provided on the camshaft.
Is provided with an external gear that meshes with.

【0012】[0012]

【作用および効果】本発明によれば、カムシャフトに対
して相対回動可能に設けられたカムと、このカムをカム
シャフトのまわりで相対回動させることにより、カムシ
ャフトに対するカムの位相と、カムのバルブに対する相
対位置とを連続的に変更しうる可変機構と、カムとバル
ブとの間に介在する揺動アームとを備えていることによ
り、エンジンの運転状態に応じてカムのカムシャフトに
対する位相を連続的に変化させることができるのみでな
く、それと同時に、カムの開弁角とリフト量をも連続的
に変化させることが可能なバルブタイミング可変装置を
高い信頼性をもって得ることができる効果がある。
According to the present invention, the cam provided so as to be rotatable relative to the camshaft, and by rotating this cam relatively around the camshaft, the phase of the cam with respect to the camshaft is improved. By providing a variable mechanism that can continuously change the relative position of the cam with respect to the valve, and a swing arm interposed between the cam and the valve, the cam with respect to the camshaft can be adjusted according to the operating state of the engine. The effect of being able to obtain a highly reliable variable valve timing device that can not only continuously change the phase but also simultaneously change the valve opening angle and lift amount of the cam at the same time. There is.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明によるエンジンのバルブタ
イミング可変装置の基本的な構成を示す図である。な
お、図1は、そのII-II線に沿った断面図である図2のI
-I線に沿った断面図として示されている。また、図3は
図2のIII-III線に沿った断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a variable valve timing device for an engine according to the present invention. FIG. 1 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
It is shown as a cross-sectional view along the -I line. FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.

【0015】図1〜図3において、エンジンのクランク
シャフトの回転同期して回転駆動されるカムシャフト1
がエンジンのシリンダヘッドに回転自在に軸支されてお
り、このカムシャフト1に、その回転軸線L1に対して
平行でかつ所定距離Dだけ離れた回転軸線L2を有する
カム2がカムシャフト1に対して偏心して設けられてい
る。
1 to 3, a camshaft 1 driven to rotate in synchronization with the rotation of a crankshaft of an engine.
Is rotatably supported by a cylinder head of the engine. A cam 2 having a rotation axis L2 parallel to the rotation axis L1 and separated by a predetermined distance D is provided on the camshaft 1 with respect to the camshaft 1. Eccentrically provided.

【0016】カム2は、その回転軸線L2を中心とする
円孔よりなる中心孔2aを備えており、この中心孔2a内を
カムシャフト1が貫通している。カムシャフト1とカム
2とは、両者間に介在する中間部材3によって相互位置
関係を保っている。
The cam 2 has a center hole 2a formed of a circular hole centered on the rotation axis L2, and the camshaft 1 passes through the center hole 2a. The camshaft 1 and the cam 2 maintain a mutual positional relationship by an intermediate member 3 interposed therebetween.

【0017】中間部材3は、カムシャフト1を回転自在
に貫通させた態様でカムシャフト1に軸支されて、カム
シャフト1の回転軸線L1のまわりに回動可能に設けら
れており、かつカム2の中心孔2aに嵌合する円筒部3aを
備えていて、この円筒部3aにより、カム2をその軸線L
2のまわりで回転自在に軸支している。
The intermediate member 3 is supported by the camshaft 1 in a manner that the camshaft 1 is rotatably penetrated, and is rotatably provided around the rotation axis L1 of the camshaft 1. 2 is provided with a cylindrical portion 3a that fits into the center hole 2a.
It is rotatably supported around 2.

【0018】カム2の中心孔2aの内周面には、上記中間
部材3の円筒部3aが嵌合している部分を除き、全周に亘
り内歯歯車2bが形成されている。また、カムシャフト1
の外周面には、上記カム2の内歯歯車2bに内接噛合する
外歯歯車1aが形成されて、両歯車1a,2bが差動歯車機構
を構成している。また、カムシャフト1の外歯歯車1aと
カム2の内歯歯車2bとの歯数比が1:2に設定されてい
ることによって、カムシャフト1とカム2とが、減速比
を2とする減速機構をも構成している。したがって、カ
ムシャフト1の一端に取付けられるカムプーリは、これ
とタイミングベルト等を介して回転駆動するクランクシ
ャフトのクランクプーリと同径に形成される。
On the inner peripheral surface of the center hole 2a of the cam 2, an internal gear 2b is formed over the entire periphery except for the portion where the cylindrical portion 3a of the intermediate member 3 is fitted. Also, camshaft 1
An external gear 1a internally meshing with the internal gear 2b of the cam 2 is formed on the outer peripheral surface of the cam 2, and the two gears 1a and 2b constitute a differential gear mechanism. Further, since the ratio of the number of teeth between the external gear 1a of the camshaft 1 and the internal gear 2b of the cam 2 is set to 1: 2, the reduction ratio of the camshaft 1 and the cam 2 is set to 2. It also constitutes a speed reduction mechanism. Therefore, the cam pulley attached to one end of the camshaft 1 is formed to have the same diameter as the crank pulley of the crankshaft that is driven to rotate via this and the timing belt.

【0019】中間部材3には、カムシャフト1に関して
カム2の回転軸線L2側とは反対側に突出する板部3bが
一体に設けられている。この板部3bは、カムシャフト1
の回転軸線L1を中心とする円弧面をなす端面を備えて
おり、この端面に沿って外歯歯車3cが形成されている。
The intermediate member 3 is integrally provided with a plate portion 3b projecting from the camshaft 1 on the side opposite to the rotation axis L2 side of the cam 2. This plate portion 3b is
Is provided with an end surface that forms an arc surface centered on the rotation axis L1 of the first gear, and the external gear 3c is formed along this end surface.

【0020】上記中間部材3を回動させるために、上記
回転軸線L1,L2と平行な回転軸線L4を有するシャ
フト4が設けられており、このシャフト4の外周面に、
上記中間部材3の外歯歯車3cに噛合する外歯歯車4aが形
成されている。シャフト4は、例えばステップモータの
ようなアクチュエータによって回動され、シャフト4が
回動されると、図4に示されているように、中間部材3
がカム2を軸支したままカムシャフト1を軸にして回動
され、これに伴って、カム2がカムシャフト1に対して
相対的に回動されてカム2のカムシャフト1に対する位
相が変更されるとともに、カム2の回転軸線L2がカム
シャフト1の回転軸線L1を中心とする円弧上を上下に
移動して、カム2のバルブに対する相対位置も変更され
るように構成されている。
In order to rotate the intermediate member 3, a shaft 4 having a rotation axis L4 parallel to the rotation axes L1 and L2 is provided.
An external gear 4a meshing with the external gear 3c of the intermediate member 3 is formed. The shaft 4 is rotated by an actuator such as a step motor, and when the shaft 4 is rotated, as shown in FIG.
Is rotated about the camshaft 1 while the cam 2 is supported, and accordingly, the cam 2 is rotated relatively to the camshaft 1 to change the phase of the cam 2 with respect to the camshaft 1. At the same time, the rotation axis L2 of the cam 2 moves up and down on an arc centered on the rotation axis L1 of the camshaft 1, so that the relative position of the cam 2 to the valve is also changed.

【0021】一方、上記カム2によって開閉駆動される
バルブとカム2との間には、平坦な頂面5aを有するバケ
ット型のラッシュアジャスタ(HLA)5が設けられて
いるが、さらにこのラッシュアジャスタ5との間に、カ
ム2によって揺動されてカム2からの駆動力をラッシュ
アジャスタ5を介してバルブに伝達する揺動アーム6が
設けられている。
On the other hand, a bucket-type lash adjuster (HLA) 5 having a flat top surface 5a is provided between the cam 2 and a valve which is opened and closed by the cam 2. The lash adjuster is further provided with a lash adjuster. A swing arm 6 that swings by the cam 2 and transmits the driving force from the cam 2 to the valve via the lash adjuster 5 is provided between the swing arm 6 and the swing arm 5.

【0022】揺動アーム6は、カムシャフト1の回転軸
線L1と平行な回転軸線L7を有するシャフト7に固設
されて揺動自在に設けられており、この揺動アーム6
は、カム2のカム面2cに常時当接する平坦な当接面6aを
上面側に備え、かつラッシュアジャスタ5の頂面5aに常
時当接するなだらかな曲面をなす当接面6bを下面側に備
え、かつスプリング8によって、図1の時計方向、すな
わちカム2のカム面2c上に押接される方向に付勢されて
いる。また揺動アーム6には、そのシャフト7の回転軸
線L7を中心とする円弧面6cをシャフト7のまわりに備
えており、かつこの円弧面6cが、ラッシュアジャスタ5
の頂面5aに対する当接面6bに点P1において連続するよ
うに形成されている。
The swing arm 6 is fixed to a shaft 7 having a rotation axis L7 parallel to the rotation axis L1 of the camshaft 1 and is swingably provided.
Is provided with a flat contact surface 6a always in contact with the cam surface 2c of the cam 2 on the upper surface side, and a gentle curved contact surface 6b always in contact with the top surface 5a of the lash adjuster 5 on the lower surface side. 1, and is urged by the spring 8 in a clockwise direction in FIG. 1, that is, a direction in which the cam 2 is pressed against the cam surface 2c. The swing arm 6 has an arc surface 6c around the rotation axis L7 of the shaft 7 around the shaft 7, and the arc surface 6c is provided with the lash adjuster 5
Is formed so as to be continuous with the contact surface 6b with the top surface 5a at the point P1.

【0023】次に、図1〜図4に示された装置の動作に
ついて説明する。
Next, the operation of the apparatus shown in FIGS. 1 to 4 will be described.

【0024】いま、図1に示されているように、カム2
の回転軸線L2が、カムシャフト1および中間部材回動
用シャフト4の軸線L1,L4を含む平面上に存在して
いる状態を考え、かつ揺動アーム6の上方の当接面6aが
カム2のカム面2cの等径円筒面部分に当接してバルブが
閉弁状態にあるものとする。そして、揺動アーム6は、
その下方の当接面6bにおいてラッシュアジャスタ5の頂
面5aに当接するように設定されているものとする。
Now, as shown in FIG.
Is present on a plane including the axes L1 and L4 of the camshaft 1 and the shaft 4 for rotating the intermediate member, and the contact surface 6a above the swing arm 6 is It is assumed that the valve is in a closed state in contact with the cylindrical portion of the cam surface 2c having the same diameter. And the swing arm 6
The lower contact surface 6b is set so as to contact the top surface 5a of the lash adjuster 5.

【0025】この状態から、カムシャフト1が図1の時
計方向に回動すると、カム2はカムシャフト1の1/2の
回転速度をもって時計方向に回動して鎖線で示された位
置(バルブの最大リフト位置)に至り、これに伴って揺
動アーム6は水平状態から下方に向って時計方向に大き
く揺動されて鎖線で示された状態となる。
When the camshaft 1 rotates clockwise in FIG. 1 from this state, the cam 2 rotates clockwise at half the rotation speed of the camshaft 1 and moves to the position indicated by the chain line (the valve). (The maximum lift position), the swing arm 6 is swung largely clockwise downward from the horizontal state to the state shown by the chain line.

【0026】この揺動アーム6の揺動によって、ラッシ
ュアジャスタ5が距離H1だけ下方へ押下げられるか
ら、バルブは図5の曲線Aに示すようなリフトカーブを
もって開弁され、続くカム2の時計方向への回動によっ
て閉弁される。この場合のバルブリフト特性は、大開弁
角かつ大リフト量となる。
Since the lash adjuster 5 is pushed downward by the distance H1 by the swing of the swing arm 6, the valve is opened with a lift curve as shown by a curve A in FIG. The valve is closed by turning in the direction. In this case, the valve lift characteristics are a large valve opening angle and a large lift amount.

【0027】次に、中間部材回動用シャフト4を図1の
状態から時計方向に回動して、中間部材3をカムシャフ
ト1を軸にして反時計方向に回動させると、図4に示さ
れているように、カム2の回転軸線L2はカム2ととも
に上方へ移動するとともに、カム2のカムシャフト1に
対する位相が進角される。そしてスプリング8によって
カム面2cに向って付勢されている揺動アーム6は時計方
向に回動され、この回動に伴って、バルブ閉弁時におけ
る揺動アーム6のラッシュアジャスタ5に対する当接面
は、面6b上から点P1を通過して円弧面6c上に移り、円
弧面6c上の点P2においてラッシュアジャスタ5の頂面
5aに当接した状態となる。
Next, the intermediate member rotating shaft 4 is rotated clockwise from the state shown in FIG. 1 and the intermediate member 3 is rotated counterclockwise about the camshaft 1 as shown in FIG. As described above, the rotation axis L2 of the cam 2 moves upward together with the cam 2, and the phase of the cam 2 with respect to the camshaft 1 is advanced. Then, the swing arm 6 urged toward the cam surface 2c by the spring 8 is rotated clockwise. With this rotation, the swing arm 6 comes into contact with the lash adjuster 5 when the valve is closed. The surface moves from the surface 6b through the point P1 to the arc surface 6c, and at a point P2 on the arc surface 6c, the top surface of the lash adjuster 5
It comes into contact with 5a.

【0028】次にこの状態から、カムシャフト1が図4
の時計方向に回動されると、カム2は時計方向に回動し
て鎖線で示された位置(バルブの最大リフト位置)に至
り、これに伴って揺動アーム6は反時計方向に揺動され
て鎖線で示された位置となる。
Next, from this state, the camshaft 1 is moved from FIG.
Is rotated clockwise, the cam 2 rotates clockwise to reach the position shown by the dashed line (maximum lift position of the valve), whereby the swing arm 6 swings counterclockwise. It is moved to the position indicated by the dashed line.

【0029】この場合は、バルブ閉弁時における揺動ア
ーム6のラッシュアジャスタ5の頂面5aに対する当接位
置が、図4に示されているように、上記したように円弧
面6c上の点P2にあったため、この状態から、揺動アー
ム6が反時計方向に揺動されても、揺動アーム6のラッ
シュアジャスタ5の頂面5aに対する当接位置が、円弧面
6c上を点P2から点P1に達するまでの揺動の初期にお
いては、カム2がラッシュアジャスタ5に作用しないこ
と明らかである。同様にして、バルブ閉弁時において
も、揺動アーム6のラッシュアジャスタ5の頂面5aに対
する当接位置が点P1から点P2に至るまでの区間で
は、カム2がラッシュアジャスタ5に作用しないことに
なる。
In this case, when the swing arm 6 abuts on the top surface 5a of the lash adjuster 5 when the valve is closed, as shown in FIG. In this state, even if the swing arm 6 is swung counterclockwise from this state, the contact position of the swing arm 6 with the top surface 5a of the lash adjuster 5 is changed to an arc surface.
It is clear that the cam 2 does not act on the lash adjuster 5 at the beginning of the swing from the point P2 to the point P1 on 6c. Similarly, even when the valve is closed, the cam 2 does not act on the lash adjuster 5 in a section where the contact position of the swing arm 6 with the top surface 5a of the lash adjuster 5 from the point P1 to the point P2. become.

【0030】また、この場合は、カム2のカム面2aとラ
ッシュアジャスタ5の頂面5aとの間の距離が図1の場合
よりも大きくなっているから、ラッシュアジャスタ5が
下方へ押下げられる距離H2は、図1における距離H1
よりも小さいものとなる。したがって、この場合は図5
の曲線Bで示されているように、曲線Aに比較して遅開
き早閉じの特性となり、バルブのリフト特性は、小開弁
角から小リフト量となる。
In this case, since the distance between the cam surface 2a of the cam 2 and the top surface 5a of the lash adjuster 5 is larger than that in FIG. 1, the lash adjuster 5 is pushed down. The distance H2 is the distance H1 in FIG.
Will be smaller than Therefore, in this case, FIG.
As shown by the curve B, the valve has a characteristic of late opening and early closing compared to the curve A, and the valve lift characteristic changes from a small valve opening angle to a small lift amount.

【0031】さらに、図4に示された状態は、図1に示
された状態よりもカム2のカムシャフト1に対する位相
が進角されているため、曲線Bは曲線Aよりも左方(進
角方向)に偏位した形状となる。したがって、エンジン
の軽負荷域における吸気バルブのバルブリフト特性を曲
線Bのように設定し、かつ高負荷高回転域における吸気
バルブのバルブリフト特性を曲線Aのように設定すれ
ば、高負荷高回転域では、吸気バルブの遅閉じ傾向が顕
著となるという理想的なバルブリフト特性となり、それ
だけ吸気の充填効率を高めることができることになる。
しかも図1〜図4に示された構成においては、中間部材
回動用シャフト4をアクチュエータによって回動するこ
とにより、曲線Bの特性から曲線Aの特性にまで連続的
に特性変化を達成することができる利点がある。
Further, in the state shown in FIG. 4, the phase of the cam 2 with respect to the camshaft 1 is advanced more than in the state shown in FIG. (Angular direction). Therefore, if the valve lift characteristic of the intake valve in the light load region of the engine is set as shown by the curve B and the valve lift characteristic of the intake valve in the high load and high rotation region is set as shown by the curve A, the high load and high rotation In the range, the intake valve has an ideal valve lift characteristic in which the tendency of late closing of the intake valve becomes remarkable, and the charging efficiency of the intake air can be increased accordingly.
In addition, in the configuration shown in FIGS. 1 to 4, the characteristic change can be continuously achieved from the characteristic of the curve B to the characteristic of the curve A by rotating the intermediate member rotating shaft 4 by the actuator. There are advantages that can be done.

【0032】なお、図5の曲線A,Bの形状およびリフ
ト量は、カム2のカム面のプロファイルと、揺動アーム
6の当接面6bのプロファイルと、揺動中心であるシャフ
ト7のカム2およびラッシュアジャスタ5の双方に対す
る相対位置等とによって任意に設定することが可能であ
る。
The shapes of the curves A and B and the lift amount in FIG. 5 correspond to the profile of the cam surface of the cam 2, the profile of the contact surface 6b of the swing arm 6, and the cam of the shaft 7 which is the swing center. It can be arbitrarily set depending on the relative position and the like with respect to both the lash adjuster 2 and the lash adjuster 5.

【0033】以上の説明により、本発明によるエンジン
のバルブタイミング可変装置の構成およびその動作が明
らかとなったが、次に上記装置の揺動アーム6の構成の
みを若干変更してエンジンに適用した場合の実施例を図
6および図7に基づいて説明する。なお、図6,図7に
おいては、図1〜図4に示された部材と同一の機能を有
する部材に対して同一の符号が付されている。
From the above description, the structure and operation of the variable valve timing device of the engine according to the present invention have been clarified. Next, only the structure of the swing arm 6 of the above device was slightly modified and applied to the engine. An embodiment in such a case will be described with reference to FIGS. In FIGS. 6 and 7, members having the same functions as the members shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals.

【0034】シリンダヘッド10には、吸気側カムシャフ
ト1が回転自在に軸支され、かつこのカムシャフト1に
吸気バルブ駆動用カム2が図1〜図4と同様の態様で取
付けられている。
An intake camshaft 1 is rotatably supported on the cylinder head 10, and an intake valve driving cam 2 is mounted on the camshaft 1 in the same manner as in FIGS.

【0035】カム2によって駆動される1対の吸気バル
ブ11は、バルブガイド12に摺動自在に支承され、バルブ
スプリング13によって図の上方、すなわち閉弁方向に付
勢さされ、かつカム2と吸気バルブ11との間に揺動アー
ム6およびラッシュアジャスタ5が設けられている。
A pair of intake valves 11 driven by the cam 2 are slidably supported by a valve guide 12, urged upward by a valve spring 13 in the drawing, that is, in the valve closing direction. The swing arm 6 and the lash adjuster 5 are provided between the swing arm 6 and the intake valve 11.

【0036】図6および図7に示された構成において
は、全体の高さを低くするために、その揺動アーム6
が、カム2に対する当接面6aを備えた1個の部材6A
と、ラッシュアジャスタ5に対する当接面6bを備えた一
対の部材6B,6Bとによって1組をなしており、シリ
ンダヘッド10に回動自在に軸支されたシャフト7に、上
記部材6B,6A,6Bが互いに所定の間隔を介して固
設されている点が、図1〜図4に示された構成と異なる
点である。そして図6および図7に示された構成では、
カム2に当接する揺動アーム6の部材6Aの先端とシリ
ンダヘッド10との間にスプリング8が縮装されているこ
とによって、部材6Aがカム2に常時当接するように構
成されている。
In the configuration shown in FIGS. 6 and 7, the swing arm 6 is used to reduce the overall height.
Is a member 6A having a contact surface 6a for the cam 2.
And a pair of members 6B, 6B provided with a contact surface 6b for the lash adjuster 5, and a shaft 7 rotatably supported by a cylinder head 10 is provided with the members 6B, 6A, 6B are different from the configurations shown in FIGS. 1 to 4 in that they are fixed to each other with a predetermined space therebetween. And in the configuration shown in FIGS. 6 and 7,
The spring 8 is contracted between the tip of the member 6A of the swing arm 6 that comes into contact with the cam 2 and the cylinder head 10, so that the member 6A always comes into contact with the cam 2.

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

【図1】本発明によるエンジンのバルブタイミング可変
装置の基本的な構成を図2のI-I線に沿った断面図とし
て示す図
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a variable valve timing device for an engine according to the present invention as a cross-sectional view taken along line II of FIG. 2;

【図2】図1のII-II線に沿った断面図FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.

【図3】図2のIII-III線に沿った断面図FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 2;

【図4】図1の状態から中間部材が回動された状態を示
す断面図
FIG. 4 is a sectional view showing a state in which the intermediate member is rotated from the state shown in FIG. 1;

【図5】バルブリフト特性を示す図FIG. 5 is a diagram showing valve lift characteristics.

【図6】本発明の実施例の構成を図7のVI-VI線に沿っ
た断面図として示す図
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the embodiment of the present invention as a cross-sectional view along the line VI-VI in FIG. 7;

【図7】図6の装置の断面側面図FIG. 7 is a cross-sectional side view of the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カムシャフト 2 カム 3 中間部材 4 中間部材回動用シャフト 5 ラッシュアジャスタ 6 揺動アーム 7 揺動アームのシャフト 8 スプリング 10 シリンダヘッド 11 吸気バルブ Reference Signs List 1 camshaft 2 cam 3 intermediate member 4 intermediate member rotating shaft 5 lash adjuster 6 swing arm 7 swing arm shaft 8 spring 10 cylinder head 11 intake valve

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エンジンのクランクシャフトの回転に同
期して回転駆動されるとともにエンジンのシリンダヘッ
ドに軸支されたカムシャフトと、 該カムシャフトに対して相対回動可能に設けられるとと
もに前記カムシャフトに対して偏心して設けられたカム
と、 該カムを前記カムシャフトのまわりで相対回動させるこ
とにより、前記カムシャフトに対するカムの位相と、該
カムのバルブに対する相対位置とを連続的に変更しうる
可変機構と、 前記カムシャフトと平行な軸線のまわりで揺動自在に設
けられ、かつ付勢手段により前記カムに向う方向に付勢
されて該カムに常時当接して揺動され、該揺動により前
記カムからのバルブ開閉駆動力を前記バルブに伝達する
揺動アームと、 を備えるエンジンのバルブタイミング可変装置であっ
て、 前記可変機構が、前記カムを回動自在に軸支した状態で
前記カムシャフトに回動可能に軸支された中間部材と、
該中間部材を前記カムとともに前記カムシャフトのまわ
りで回動させるアクチュエータとを有し、 前記中間部材が、前記カムシャフトと偏心した位置を中
心として前記カムを回動自在に支持する軸支部を有し、 前記カムには前記軸支部と同心をなす内歯歯車が設けら
れ、 前記カムシャフトには前記内歯歯車に噛合する外歯歯車
が設けられているエンジンのバルブタイミング可変装
置。
(1) The rotation of a crankshaft of an engine is synchronized with the rotation of the engine.
As well as the engine cylinder head
A camshaft that is pivotally supported on the camshaft, and that is provided so as to be rotatable relative to the camshaft.
A cam provided eccentrically to the camshaft
And rotating the cam relatively around the camshaft.
By this, the phase of the cam with respect to the camshaft,
Can continuously change the position of the cam relative to the valve
A variable mechanism and a swingable mechanism about an axis parallel to the camshaft.
And is urged by the urging means in a direction toward the cam.
The cam is always in contact with the cam and is rocked.
The valve opening / closing drive force from the cam is transmitted to the valve.
A variable valve timing device for an engine having a swing arm.
In the state where the variable mechanism rotatably supports the cam,
An intermediate member pivotally supported by the camshaft,
Turning the intermediate member together with the cam around the camshaft
An actuator that rotates the cam shaft in a position eccentric to the camshaft.
The cam has a shaft supporting portion rotatably supporting the cam, and the cam is provided with an internal gear coaxial with the shaft supporting portion .
It is, in the camshaft external gear meshing with the internal gear
Variable valve timing equipment for engines equipped with
Place.
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