DE102008015218A1

DE102008015218A1 - Ventilmechanismus eines Motors

Info

Publication number: DE102008015218A1
Application number: DE102008015218A
Authority: DE
Inventors: Toshio Wako Yamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: US20090056654A1; US7938089B2; JP4920476B2; JP2008248871A; ITTO20080229A1; DE102008015218B4

Abstract

Die Erfindung gibt einen Ventilmechanismus eines Motors an, der einen Nocken zum Öffnen oder Schließen eines Motorventils umschalten kann, indem er einen Kipphebel in der axialen Richtung einer Kipphebelwelle bewegt, worin der Ventilmechanismus den Kipphebel mit relativ einfachem Aufbau rasch bewegen kann. Hierzu enthält der Ventilmechanismus erfindungsgemäß einen ersten Kipphebelbewegungsmechanismus (21), der die erste Feder (23) enthält, welche die Kraft auf die linken und rechten Kipphebel (17, 18) ausübt, um die linken und rechten Kipphebel (17, 18) von seitens der ersten Betriebsstellung zur Seite der zweiten Betriebsstellung zu bewegen, sowie einen zweiten Kipphebelbewegungsmechanismus (22), der die zweite Feder (24) enthält, der die Kraft auf die linken und rechten Kipphebel (17, 18) ausübt, um die linken und rechten Kipphebel (17, 18) von seitens der zweiten Betriebsstellung zur Seite der ersten Betriebsstellung zu bewegen, wobei die linken und rechten Kipphebel (17, 18) so konfiguriert sind, dass sie, beim Speichern einer vorbestimmten Kraft in einer der jeweiligen Federn (23, 24), entsprechend der vorbestimmten Kraft zu entsprechenden Betriebsstellungen hin bewegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventilmechanismus eines Viertaktmotors, der bevorzugt auf ein Fahrzeug wie etwa ein Motorrad anwendbar ist, worin der variable Ventilmechanismus eine Nockenwelle enthält, die ein Paar von Nocken für ein Motorventil aufweist und die selektiv einen der jeweiligen Nocken zur Durchführung eines Öffnungs/Schließbetriebs des Motorventils verwenden kann.
Herkömmlich ist ein solcher Ventilmechanismus bekannt geworden, der eine Nockenwelle, eine parallel zur Nockenwelle angeordnete Kipphebelwelle sowie einen Kipphebel aufweist, der an der Kipphebelwelle derart gelagert ist, dass der Kipphebel um eine Achse der Kipphebelwelle herum schwenkbar und in axialer Richtung der Kipphebelwelle bewegbar ist. In Antwort auf den drehenden Antrieb der Nockenwelle wird der Kipphebel in Kontakt mit einem der jeweiligen Nocken gebracht und verschwenkt, um das Motorventil zu öffnen oder zu schließen, und gleichzeitig wird der Kipphebel in der axialen Richtung geeignet bewegt, um die selektive Verwendung eines der jeweiligen Nocken zur Durchführung des Öffnungs/Schließbetriebs des Motorventils zu erlauben (siehe JP-A-2001-20710 ).
In der oben erwähnten herkömmlichen Technik wird der Kipphebel in der axialen Richtung mittels Motoröldruck bewegt. Jedoch wird neuerlich ein Motor gefordert, der auf eine Betriebsanforderung vom Fahrer an den Motor rasch reagieren kann.
Jedoch hat der oben erwähnte herkömmliche Aufbau, der den Kipphebel mittels Motoröldruck bewegt, den Nachteil, dass es schwierig ist, eine Bewegungszeit des Kipphebels stabil zu machen (insbesondere eine rasche Bewegung zu ermöglichen), und zwar wegen einer Zustandsänderung des Motoröls (Änderung der Viskosität des Motoröls oder dgl. einhergehend mit einer Änderung der Öltemperatur oder dgl.). Ferner gibt es auch einen Nachteil darin, dass ein Ölkanal zum Zuführen von Öldruck um eine Ventilkammer herum erforderlich ist, und daher der Aufbau des Ventilmechanismus per se kompliziert wird.
Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ventilmechanismus eines Motors anzugeben, der einen Nocken zum Öffnen oder Schließen des Motorventils durch Bewegung eines Kipphebels in der axialen Richtung einer Kipphebelwelle wechseln kann, wobei der Ventilmechanismus den Kipphebel bei relativ einfachem Aufbau rasch bewegen kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Ventilmechanismus eines Motors angegeben, umfassend: eine Nockenwelle, die ein Paar erster und zweiter Nocken für ein Ventil enthält, sowie einen Kipphebel, der an einer Kipphebelwelle gelagert ist, die parallel zu der Nockenwelle angeordnet ist, in einem Zustand, in dem der Kipphebel um eine Achse der Kipphebelwelle herum schwenkbar und in der axialen Richtung der Kipphebelwelle bewegbar ist, worin der Kipphebel in Antwort auf den drehenden Antrieb der Nockenwelle mit einem der jeweiligen Nocken in Kontakt gebracht wird und zum öffnen oder Schließen des Ventils verschwenkt wird, und der Kipphebel in der axialen Richtung zu entweder einer ersten Betriebsstellung, in der der Kipphebel mit dem ersten Nocken in Kontakt gebracht wird, oder in der axialen Richtung zu einer zweiten Betriebsstellung, in der der Kipphebel mit dem zweiten Nocken in Kontakt gebracht wird, bewegbar ist, um hierdurch zu erlauben, dass der Ventilmechanismus selektiv einen der jeweiligen Nocken verwendet, um den Öffnungs/Schließbetrieb des Ventils durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilmechanismus ferner ein erstes Kipphebelbewegungsmittel mit einer ersten Feder, die auf den Kipphebel eine Vorspannkraft ausübt, um den Kipphebel von seitens der ersten Betriebsstellung zur Seite der zweiten Betriebsstellung zu bewegen, sowie ein zweites Kipphebelbewegungsmittel mit einer zweiten Feder, die auf den Kipphebel eine Vorspannkraft ausübt, um den Kipphebel von seitens der zweiten Betriebsstellung zur Seite der ersten Betriebsstellung zu bewegen, enthält, und der Kipphebel so konfiguriert ist, dass er, nachdem eine vorbestimmte Kraft in einer der jeweiligen Federn gespeichert worden ist, mittels der Kraft zur der entsprechenden Betriebsstellung hin bewegt wird.
Durch Bewegung des Kipphebels mittels der Kraft, die in einer der jeweiligen Federn gespeichert ist, wird die Bewegung des Kipphebels durch Öltemperatur oder dgl. nicht beeinflusst, im Vergleich zu einem Fall, wo zum Bewegen des Kipphebels Motoröldruck verwendet wird, und daher wird es möglich, den Kipphebel stabil und rasch zu bewegen, wodurch ein Ventilantriebsnocken rasch umgeschaltet werden kann. Ferner erübrigt sich ein Ölkanal zum Zuführen des Öldrucks um die Ventilkammer herum, und daher wird es möglich, den Ventilmechanismus per se zu vereinfachen. Der Ventilmechanismus mit diesem Aufbau ist bevorzugt in einem Kraftradmotor anwendbar, der relativ hohe Drehzahlen erreicht, und der Erfordernisse nach Miniaturisierung und Gewichtsreduktion erfüllen soll. Das oben erwähnte eine Motorventil kann eine Mehrzahl von Motorventilen umfassen, die einem Zylinder entsprechen und gleichzeitig betätigt werden.
Bevorzugt ist der Ventilmechanismus derart aufgebaut, dass der Ventilmechanismus ein Kipphebelbewegungsbegrenzungsmittel aufweist, das die Bewegung des Kipphebels in der axialen Richtung begrenzt, bis die vorbestimmte Kraft in einer der jeweiligen Federn gespeichert ist.
Bevorzugt ist der Ventilmechanismus derart aufgebaut, dass das Kipphebelbewegungsbegrenzungsmittel ein Auslöserelement enthält, das mit dem Kipphebel in Eingriff tritt, um die Bewegung des Kipphebels in der axialen Richtung zu begrenzen, sowie ein Nockenelement, das das Auslöserelement betätigt, um den Eingriff des Auslöserelements mit dem Kipphebel aufzuheben.
Bei diesen bevorzugten Ausführungen besteht keine Möglichkeit, dass der Kipphebel bewegt wird, bevor eine der Federn die vorbestimmte Kraft gespeichert hat, und daher wird es möglich, den Kipphebel mittels der Kraft, die in einer der jeweiligen Federn gespeichert ist, rasch und genau zu bewegen.
Bevorzugt ist der Ventilmechanismus derart aufgebaut, dass die jeweiligen Federn Schraubenfedern sind, die einen Außenumfang der Kipphebelwelle umgeben, und dass die einen Enden der jeweiligen Federn mit einem von der Kipphebelwelle durchsetzten proximalen Abschnitt des Kipphebels in Eingriff stehen.
Hierdurch wird die Kraft von den jeweiligen Federn auf den von der Kipphebelwelle durchsetzten proximalen Abschnitt des Kipphebels ausgeübt, und daher wird es möglich, den Kipphebel in der axialen Richtung glattgängig zu bewegen. Ferner wird es unnötig, zusätzliche Eingriffsabschnitte für die jeweiligen Federn an einem Hebelabschnitt oder dgl. des Kipphebels vorzusehen, und daher kann die Miniaturisierung und Gewichtsreduktion des Kipphebels, und eventuell des Ventilmechanismus an sich, realisiert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
1 ist eine linke Seitenansicht eines Zylinderkopfs eines Motors gemäß einer Ausführung der Erfindung;
2 ist eine Draufsicht eines wesentlichen Teils eines variablen Ventilmechanismus des Motors, während der Motor mit niedriger Drehzahl läuft;
3 ist eine Draufsicht des wesentlichen Teils des variablen Ventilmechanismus, während der Motor mit hoher Drehzahl läuft;
4(a) ist eine Querschnittsansicht entlang Linie A-A in 2, und 4(b) ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B in 2;
5(a) ist eine Querschnittsansicht entlang Linie C-C in 3, und 5(b) ist eine Querschnittsansicht entlang Linie D-D in 3;
6(a) ist eine linke Seitenansicht eines Auslöserhebels des variablen Ventilmechanismus, und 6(b) ist eine rechte Seitenansicht des Auslöserhebels;
7 ist eine linke Seitenansicht linken und rechten Kipphebel des variablen Ventilmechanismus im überlappten Zustand;
8(a) ist eine linke Seitenansicht eines Mittelkragens des variablen Ventilmechanismus, und 8(b) ist eine Perspektivansicht eines Zustands, in dem der Mittelkragen an der Kipphebelwelle montiert ist;
9 ist eine Draufsicht entsprechend 2, die die erste Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
10(a) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 4(a), die die erste Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 10(b) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 4(b), die die erste Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
11(a) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 4(a), die die zweite Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 11(b) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 4(b), die die zweite Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
12(a) ist eine Draufsicht entsprechend 2, die die zweite Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 12(b) ist eine Draufsicht entsprechend 2, die die dritte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
13(a) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 4(a), die die vierte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 13(b) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 4(b), die die vierte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
14(a) ist eine Draufsicht entsprechend 2, die die vierte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 14(b) ist eine Draufsicht entsprechend 2, die die fünfte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
15 ist eine Draufsicht entsprechend 3, die die sechste Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
16(a) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 5(a), die die sechste Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 16(b) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 5(b), die die sechste Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
17(a) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 5(a), die die siebte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 17(b) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 5(b), die die siebte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
18(a) ist eine Draufsicht entsprechend 3, die die siebte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 18(b) ist eine Draufsicht entsprechend 3, die die achte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
19(a) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 5(a), die die neunte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 19(b) ist eine Querschnittsansicht entsprechend 5(b), die die fünfte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
20(a) ist eine Draufsicht entsprechend 3, die die neunte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt, und 20(b) ist eine Draufsicht entsprechend 3, die die zehnte Betriebsweise des variablen Ventilmechanismus zeigt;
21 ist eine linke Seitenansicht entsprechend 1, die einen Wellenantriebsmechanismus des variablen Ventilmechanismus zeigt;
22 ist eine Rückansicht eines wesentlichen Teils des Wellenantriebsmechanismus; und
23 ist eine Explosionsperspektivansicht der Kipphebelwelle.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert. Im Folgenden bezeichnet der Pfeil FR die Frontrichtung, der Pfeil LH die linke Richtung und der Pfeil OBEN bezeichnet die aufwärtige Richtung in den jeweiligen Zeichnungen.
1 ist eine linke Seitenansicht eines Zylinderkopfs 2 eines Reihen-4-Takt-DOHC-Vierzylindermotors 1, der z. B. als Primärantrieb eines Fahrzeugs, wie etwa eines Kraftrads, verwendet wird. Ein Kopfdeckel 3 ist an einem oberen Abschnitt des Zylinderkopfs 2 angebracht. Im Inneren einer Ventilkammer 4, die aus dem Zylinderkopf 2 und dem Kopfdeckel 3 gebildet ist, ist ein Ventilsystem 5 zum Antrieb von Einlass- und Auslassventilen 6, 7 untergebracht. Hier bezeichnet das Symbol C1 in der Zeichnung eine Mittelachse (Zylinderachse) einer Zylinderbohrung eines Zylinderkörpers.
Einlass- und Auslasskanäle 8, 9 sind für jeden Zylinder in dem Zylinderkopf 2 ausgebildet und die brennkammerseitigen Öffnungen der Einlass- und Auslasskanäle 8, 9 werden jeweils von den Einlass- und Auslassventilen 6, 7 geöffnet und geschlossen. Die jeweiligen Einlass- und Auslassventile 6, 7 sind derart konfiguriert, dass sich stangenartige Schäfte 6b, 7b von schirmförmigen Ventilelementen 6a, 7a erstrecken, die in die brennkammerseitigen Öffnungen zur Seite der Ventilkammer 4 hin eingesetzt sind, und die Schäfte 6b, 7b werden an dem Zylinderkopf 2 mittels zylindrischer Ventilführungen 6c, 7c hin- und herbeweglich geführt.
An distalen Endabschnitten der Schäfte 6b, 7b der jeweiligen Ventile 6, 7 sind Halter 6d, 7d angebracht. Die jeweiligen Ventile 6, 7 werden aufgrund einer Vorspannkraft von Ventilfedern 6e, 7e nach oben vorgespannt, welche zwischen den Haltern 6d, 7d und dem Zylinderkopf 5 zusammendrückbar angeordnet sind, und die Ventilelemente 6a, 7a schließen die brennkammerseitigen Öffnungen. Indem andererseits in jeweiligen Ventilen 6, 7 ein Abwärtshub entgegen der Vorspannkraft der Ventilfedern 6e, 7e erlaubt wird, werden die Ventilelemente 6a, 7a der jeweiligen Ventile 6, 7 von den brennkammerseitigen Öffnungen weg bewegt, um die brennkammerseitigen Öffnungen zu öffnen.
Die Schäfte 6b, 7b der jeweiligen Ventile 6, 7 sind derart angeordnet, dass die Schäfte 6b, 7b in Bezug auf eine Zylinderachse C1 in Seitenansicht V-förmig geneigt sind. Eine einlassseitige Nockenwelle 11 und eine auslassseitige Nockenwelle 12, die sich entlang der Querrichtung erstrecken, sind jeweils über den jeweiligen Schäften 6b, 7b angeordnet. Die jeweiligen Nockenwellen 11, 12 sind an dem Zylinderkopf 2 (einschließlich einem Wellenhalter 2a) um deren Achsen herum drehbar gelagert. Wenn der Motor 1 läuft, werden z. B. die Nockenwellen 11, 12 durch Kopplung mit der Kurbelwelle über einen Ketten-Kraftübertragungsmechanismus in Drehung versetzt (sowohl der Kraftübertragungsmechanismus als auch die Kurbelwelle sind in den Figuren nicht gezeigt). Hier bezeichnen Symbole C2, C3 die Mittelachsen (Nockenachsen) der jeweiligen Nockenwellen 11, 12.
Hier ist der Motor 1 ein 4-Ventilmotor und enthält ein Paar linker und rechter Einlass- und Auslassventile 6, 7 für jeden seiner Zylinder.
Die jeweiligen Einlassventile 6 werden geöffnet und geschlossen, indem sie von einem Nocken 11a an der einlassseitigen Nockenwelle 11 über einen für jeden Zylinder vorgesehenen Kipphebel 13 unter Druck gesetzt werden. Andererseits werden die jeweiligen Auslassventile geöffnet und geschlossen, indem sie direkt von einem Nocken 12a der auslassseitigen Nockenwelle 12 über einen Ventilstößel 7b, der am distalen Endabschnitt des Schafts 7b angebracht ist, unter Druck gesetzt werden. Der Kipphebel 13 ist an einer Kipphebelwelle 14 gelagert, die parallel zur einlassseitigen Nockenwelle 11 hinter einem distalen Endabschnitt des Schafts 6b des Einlassventils 6 um eine Achse der Kipphebelwelle 14 herum kippbar gelagert ist. Hier bezeichnet das Symbol C4 eine Mittelachse (Kippachse) der Kipphebelwelle 14.
Ein Hebelabschnitt 13b erstreckt sich zum distalen Endabschnitt des Schafts 6b des Einlassventils 6 von einem zylindrischen proximalen Abschnitt 13a des Kipphebels 13, den die Kipphebelwelle 14 durchsetzt. Ein Nockengleitkontaktabschnitt 13c, mit dem der Nocken 11A der einlassseitigen Nockenwelle 11 in Gleitkontakt steht, ist an einem oberen Abschnitt des distalen Endabschnitt des Hebelabschnitts 13b angebracht, und gleichzeitig ist ein Ventildruckabschnitt 13d, der den distalen Endabschnitt des Schafts 6b nach unten drücken kann, an einem unteren Abschnitt des distalen Endabschnitts des Hebelabschnitts 13b angebracht.
Wenn ferner die einlassseitige Nockenwelle 11 bei laufendem Motor 1 drehend angetrieben wird, wird der Nocken 11A der Nockenwelle 11 in Gleitkontakt mit dem Nockengleitkontaktabschnitt 13c gebracht, um hierdurch den Kipphebel 13 zu kippen. Dementsprechend drückt der Ventildruckabschnitt 13d des Kipphebels 13 auf den distalen Endabschnitt des Schafts 6b des Einlassventils 6, sodass das Einlassventil 6 entlang dem Schaft 6b geeignet hin- und herbewegt wird, um die brennkammerseitige Öffnung zu öffnen oder zu schließen. Hier kann der Kipphebel 13 eine Nockenrolle aufweisen, die mit dem Nocken 11A der einlassseitigen Nockenwelle 11 in Rollkontakt gebracht wird.
Hier ist, an einer Einlassseite des Ventilmechanismus 5 des Motors 1, ein variabler Ventilmechanismus 5a angeordnet, der die Ventilöffnungs/schließzeiten und Hubbeträge der jeweiligen Einlassventile 6 verändert. Der variable Ventilmechanismus 5a öffnet und schließt die jeweiligen Einlassventile 6 mittels eines Niederdrehzahlnockens der einlassseitigen Nockenwelle 11 in einem Niederdrehzahlbereich, in dem z. B. die Motordrehzahl weniger als 6000 Upm (Umdrehungen pro Minute) beträgt. Andererseits öffnet und schließt der variable Ventilmechanismus 5a die jeweiligen Einlassventile 6 mittels eines Hochdrehzahlnockens der einlassseitigen Nockenwelle 11 in einem Hochdrehzahlbereich, in dem die Motordrehzahl 6000 Upm oder mehr beträgt.
Nachfolgend wird der variable Ventilmechanismus 5a entsprechend einem Zylinder erläutert. In der folgenden Erläuterung wird jedoch angenommen, dass auch die anderen Zylinder im Wesentlichen den gleichen variablen Ventilmechanismus wie dieser eine Zylinder aufweisen, und eine wiederholte Erläuterung wird weggelassen.
Zur Erläuterung des variablen Ventilmechanismus 5a auch in Verbindung mit 2 ist der Nocken 11A der einlassseitigen Nockenwelle 11 aus linken und rechten ersten Nocken 15a, 16a für den Niederdrehzahlbereich und linken und rechten zweiten Nocken 15b, 16b für den Hochdrehzahlbereich aufgebaut, die den linken und rechten Einlassventilen 6 entsprechen. D. h. die einlassseitige Nockenwelle 11 enthält insgesamt vier Nocken, bestehend aus den linken und rechten ersten Nocken 15a, 16a und den linken und rechten zweiten Nocken 15b, 16b, die jeweils den linken und rechten Einlassventilen 6 für einen Zylinder entsprechen.
Nachfolgend wird ein Paar erster Nocken 15a, 16a und ein Paar zweiter Nocken 15b, 16b, die jeweils den linken und rechten Einlassventilen 6 entsprechen, als linke und rechte Nockenpaare 15A, 16A bezeichnet. Die linken und rechten Nockenpaare 15A, 16A sind einander zugeordnet im Wesentlichen links-rechts-symmetrisch in Bezug auf die Zylinderachse C1, die zwischen den Paaren aufgenommen ist, angeordnet. Die linken und rechten Nockenpaare 15A, 16A sind mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen in der Nockenachsrichtung angeordnet. Ferner sind in den linken und rechten Nockenpaaren 15A, 16A die jeweiligen ersten Nocken 15a, 16a und zweiten Nocken 15b, 16b in der Nockenachsrichtung einander benachbart angeordnet, in einem Zustand, in dem die ersten Nocken 15a, 16a an der linken Seite angeordnet sind und die zweiten Nocken 15b, 16b an der rechten Seite angeordnet sind.
Ferner ist der Kipphebel 13 an der Kipphebelwelle 14 in einem Zustand gelagert, in dem der Kipphebel 13 um eine Achse (um eine Kippachse C4) der Kipphebelwelle 14 herum schwenkbar ist und in der axialen Richtung (in Richtung längs der Kippachse C4) der Kipphebelwelle 14 bewegbar ist. Ferner ist der Kipphebel 13 in linke und rechte Kipphebel 17, 18 unterteilt, die relativ zueinander bewegbar sind (relativ zueinander um die Achse verschwenkbar sind und relativ zueinander in der axialen Richtung bewegbar sind). Die linken und rechten Kipphebel 17, 18 sind jeweils entsprechend den linken und rechten Einlassventilen 6 vorgesehen, und die linken und rechten Kipphebel 17, 18 werden durch die linken und rechten ersten Nocken 15a, 16a oder zweiten Nocken 15b, 16b individuell verschwenkt, um hierdurch die linken und rechten Einlassventile 6 zu öffnen und zu schließen.
Nachfolgend sind die proximalen Abschnitte der linken und rechten Kipphebel 17, 18 jeweils mit den Zahlen 17a, 18a bezeichnet, Hebelabschnitte der linken und rechten Kipphebel 17, 18 sind jeweils mit den Zahlen 17b, 18b bezeichnet, Nockengleitkontaktabschnitte der linken und rechten Kipphebel 17, 18 sind jeweils mit den Zahlen 17c, 18c bezeichnet und Ventildruckabschnitte der linken und rechten Kipphebel 17, 18 sind jeweils mit den Zahlen 17d, 18d bezeichnet. Hier sind die linken und rechten Hebelabschnitte 17b, 18b, die Nockengleitkontaktabschnitte 17c, 18c und die Ventildruckabschnitte 17d, 18d jeweils relativ zu den linken und rechten proximalen Abschnitten 17a, 18a in der seitlichen Auswärtsrichtung des Zylinders versetzt angeordnet.
Zur Erläuterung des oben erwähnten Aufbaus auch in Verbindung mit 4 bilden die ersten Nocken 15a, 16a und die zweiten Nocken 15b, 16b zylindrische Null-Huboberflächen F1, welche die Nockenachse C2 als ihre Mitte verwenden und den gleichen Durchmesser haben, sowie hügelförmige Huboberflächen F2, die von den Null-Huboberflächen F1 an vorbestimmten Drehstellungen zu einer Außenumfangsseite hin vorstehen. Wenn die Null-Huboberflächen F1 sich jeweiligen Nocken 15a, 16a, 15b, 16b zu den Gleitkontaktabschnitten 17c, 18c der linken und rechten Kipphebel 17, 18 gegenüberliegend weisen, nehmen die Einlassventile 6 einen geschlossenen Ventilzustand ein, in dem die Einlassventile 6 vollständig geschlossen sind (der Hubbetrag 0 einnimmt), wohingegen dann, wenn die Huboberflächen F2 in Gleitkontakt mit den Nockengleitkontaktabschnitten 17c, 18c gebracht werden, die Einlassventile 6 einen Ventilöffnungszustand einnehmen, worin die Einlassventile 6 mit einem vorbestimmten Betrag geöffnet werden (die Einlassventile 6 mit einem vorbestimmten Betrag angehoben werden).
Vorsprungsbeträge (Hubbeträge) der Huboberflächen F2 der ersten Nocken 15a, 16a der linken und rechten Nockenpaare 15A, 16A sind kleiner gemacht als die Vorsprungsbeträge (Hubbeträge) der zweiten Nocken 15b, 16b. Ferner sind die Vorsprungsbeträge und -formen der Huboberflächen F2 der zweiten Nocken 15b, 16b der linken und rechten Nockenpaare 15A, 16B zueinander gleich gemacht. Andererseits ist z. B. der Vorsprungsbetrag der Huboberfläche F2 des ersten Nockens 16a von dem rechten Nockenpaar 16A kleiner gemacht als der Vorsprungsbetrag der Huboberfläche F2 des ersten Nockens 15a vom linken Nockenpaar 15A. Dementsprechend wird die Luftansauggeschwindigkeit im Niederdrehzahlbereich des Motors E erhöht, und gleichzeitig wird die Differenz der Luftansaugmenge beim Umschalten der Nocken erhöht, und dadurch wird es möglich, die Änderung der Luftansaugcharakteristik hervorzuheben. Hier kann der Hubbetrag des ersten Nockens 16a des rechten Nockenpaars 16A auf 0 gelegt werden, oder die Vorsprungsbeträge der Huboberflächen F2 der ersten Nocken 15a, 16a können zueinander gleich gemacht werden.
Die linken und rechten Kipphebel 17, 18 werden jeweils in der seitlichen Richtung des Zylinders durch die ersten und zweiten Kipphebelbewegungsmechanismen 21, 22, später beschrieben, einwärts vorgespannt und werden integral bewegbar an der Kipphebelwelle 14 in der axialen Richtung der Kipphebelwelle 14 in einem Zustand bewegbar gelagert, indem die proximalen Abschnitte 17a, 18a der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung der Kipphebelwelle 14 über einen später beschriebenen Mittelkragen 37 aneinander abgestützt werden.
Wenn der Betrieb des Motors 1 gestoppt wird oder wenn der Motor 1 im Niederdrehzahlbereich läuft, nehmen die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung linke Bewegungsgrenzpositionen ein. In diesem Zustand sind die Nockengleitkontaktabschnitte 17c, 18c der linken und rechten Kipphebel 17, 18 an Positionen unterhalb der ersten Nocken 15a, 16a der jeweiligen linken und rechten Nockenpaare 15A, 16A angeordnet, wo die Gleitkontaktabschnitte 17c, 18c in Gleitkontakt mit Außenumfangsoberflächen (Nockenoberflächen) der ersten Nocken 15a, 16a gebracht werden können.
Die Ventildruckabschnitte 17d, 18d der linken und rechten Kipphebel 17, 18 sind so ausgebildet, dass ihre Querbreiten größer sind als die Querbreiten der Nockengleitabschnitte 17c, 18c. Wenn die linken und rechten Kipphebel 17, 18 die oben erwähnten linken Bewegungsgrenzpositionen einnehmen, sind rechte Endabschnitte der linken und rechten Kipphebel 17, 18 an Positionen angeordnet, wo ihre rechten Endabschnitte auf die distalen Endabschnitte 6b der linken und rechten Einlassventile 6 drücken können. Hier werden die Positionen der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung als erste Betriebsstellungen bezeichnet.
Um andererseits den oben erwähnten Aufbau auch in Verbindung mit 3 zu erläutern, nehmen die linken und rechten Kipphebel 17, 18 die rechten Bewegungsgrenzpositionen in der axialen Richtung ein, wenn der Motor 1 im Hochdrehzahlbereich läuft. In diesem Zustand werden die Nockengleitkontaktabschnitte 17c, 18c der linken und rechten Kipphebel 17, 18 jeweils an Positionen unter den zweiten Nocken 15b, 16b der linken und rechten Nockenpaare 15A, 16A angeordnet, wo die Nockengleitkontaktabschnitte 17c, 18c in Gleitkontakt mit den Außenumfangsoberflächen (Nockenoberflächen) der zweiten Nocken 15b, 16 gebracht werden können.
Wenn die linken und rechten Kipphebel 17, 18 die oben erwähnten rechten Bewegungsgrenzpositionen einnehmen, werden linke Endabschnitte der Ventildruckabschnitte 17d, 18d der linken und rechten Kipphebel 17, 18 an Positionen angeordnet, wo die linken Endabschnitte auf die distalen Endabschnitte der Schäfte 6b der linken und rechten Einlassventile 6 drücken können. Hier werden die Positionen der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung als zweite Betriebsstellungen bezeichnet.
D. h. der variable Ventilmechanismus 5a betätigt die ersten und zweiten Kipphebelbewegungsmechanismen 21, 22 in Antwort auf die Motordrehzahl, um die linken und rechten Kipphebel 17, 18 entweder zur ersten Betriebsstellung oder der zweiten Betriebsstellung in der axialen Richtung der Kipphebelwelle 14 zu bewegen. Dementsprechend erlaubt der variable Ventilmechanismus 15 die selektive Verwendung eines der jeweiligen Nocken 15a, 16a, 15b, 16b im Öffnungs/Schließbetrieb der linken und rechten Einlassventile 6.
Der erste Kipphebelbewegungsmechanismus 21 enthält eine erste Feder 23, die an der linken Seite des proximalen Abschnitts 17a des linken Kipphebels 17 angeordnet ist, und übt auf den proximalen Abschnitt 17a eine Vorspannkraft aus, die von seitens der ersten Betriebsstellung (Niederdrehzahlseite) zur Seite der zweiten Betriebsstellung (Hochdrehzahlseite) hin gerichtet ist, sowie einen ersten Federaufnahmekragen 25, der an der linken Seite der ersten Feder 23 angeordnet ist und am Außenumfang der Kipphebelwelle 14 in einem Zustand gelagert ist, in dem der erste Federaufnahmekragen 25 in der axialen Richtung relativ zur Kipphebelwelle 14 nicht bewegbar ist.
In der gleichen Weise enthält der zweite Kipphebelbewegungsmechanismus 22 eine zweite Feder 24, die an der rechten Seite des proximalen Abschnitts 18a des rechten Kipphebels 18 angeordnet ist und auf den proximalen Abschnitt 18a eine Vorspannkraft ausübt, die von der Seite der zweiten Betriebsstellung zur Seite der ersten Betriebsstellung hin gerichtet ist, sowie einen zweiten Federaufnahmekragen 26, der an der rechten Seite der zweiten Feder 24 angeordnet ist und am Außenumfang der Kipphebelwelle 14 in einem Zustand gelagert ist, in dem der zweite Federaufnahmekragen 26 in der axialen Richtung relativ zur Kipphebelwelle 14 nicht bewegbar ist.
Die jeweiligen Federn 23, 24 sind bevorzugt als Druckschraubenfeder ausgeführt, die so angeordnet ist, dass sie den Außenumfang der Kipphebelwelle 14 umgibt (sodass die Kipphebelwelle 14 die Federn 23, 24 durchsetzen kann). Ein rechter Endabschnitt der ersten Feder 23 ist auf einen linken Außenumfang des proximalen Abschnitts 17a des linken Kipphebels 17 aufgesetzt, und ein linker Endabschnitt der ersten Feder 23 ist in einen rechten Innenumfang des ersten Federaufnahmekragens 25 eingesetzt. Andererseits ist ein linker Endabschnitt der zweiten Feder 24 auf einen rechten Außenumfang des proximalen Abschnitts 18a des rechten Kipphebels 18 aufgesetzt, und ist ein rechter Endabschnitt der zweiten Feder 24 in einen linken Innenumfang des zweiten Federaufnahmekragens 26 eingesetzt.
Hier ist die Kipphebelwelle 14 an dem Zylinderkopf 2 in einem Zustand gelagert, in dem die Kipphebelwelle 14 in ihrer axialen Richtung bewegbar und um ihre Achse herum drehbar ist.
Wenn der Betrieb des Motors 1 angehalten wird oder wenn der Motor 1 im Niederdrehzahlbereich läuft, nehmen die Kipphebelwelle 14 und die jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 in ihrer axialen Richtung die linke Bewegungsgrenzposition ein (siehe 2). Hier nehmen die linken und rechten Kipphebel 17, 18 die erste Betriebsstellung ein, und die jeweiligen Federn 23, 24 sind zwischen den proximalen Abschnitten 17a, 18a der linken und rechten Kipphebel 17, 18 und den Federaufnahmekrägen 25, 26 zusammendrückbar angeordnet, in einem Zustand, in dem auf die Federn 23, 24 eine vorbestimmte Anfangskompression ausgeübt wird. Hier sind Anfangslasten, die die jeweiligen Federn 23, 24 besitzen, zueinander gleich eingestellt, und daher können die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der ersten Betriebsstellung gehalten werden.
Um andererseits den oben erwähnten Aufbau in Verbindung mit 3 zu erläutern, nehmen, wenn der Motor 1 im Hochdrehzahlbereich läuft, die Kipphebelwelle 14 und die jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 ihre axialen Richtung die rechte Bewegungsgrenzposition ein. Hier nehmen die linken und rechten Kipphebel 17, 18 die zweite Betriebsstellung ein, und die jeweiligen Federn 23, 24 sind zwischen den proximalen Abschnitten 17a, 18a der linken und rechten Kipphebel 17, 18 und den jeweiligen Federbegrenzungskrägen 25, 26 zusammendrückbar angeordnet, in einem Zustand, in dem auf die Federn 23, 24 eine Anfangskompression ausgeübt wird, im Wesentlichen genauso wie oben beschrieben. Hier sind die Anfangslasten, die die jeweiligen Federn 23, 24 besitzen, zueinander gleich eingestellt, und daher können die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der zweiten Betriebsstellung gehalten werden.
Hier sind die Bewegungsbeträge der Kipphebelwelle 14 und der jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 in der axialen Richtung gleich den Bewegungsbeträgen der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung (einem Bewegungsbetrag zwischen den jeweiligen Betriebsstellungen).
Ferner wird in einem Zustand, in dem die Bewegungen der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung in Bezug auf den Zylinderkopf 2 durch einen später beschriebenen Kipphebelbewegungsbegrenzungsmechanismus 31 begrenzt, durch integrale Bewegung der der Kipphebelwelle 14 und der jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 in der axialen Richtung in Bezug auf den Zylinderkopf 2, zwischen den jeweiligen Federn 23, 24 eine vorbestimmte Federkraft-Differenz erzeugt.
Genauer gesagt, wenn die Kipphebelwelle 14 und die jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 von der linken Bewegungsgrenzposition zu der rechten Bewegungsgrenzposition in Bezug auf den Zylinderkopf 2 bewegt werden, wird die erste Feder 23 um einen Betrag zusammengedrückt, der der Bewegung der Kipphebelwelle 14 und der jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 entspricht, wodurch die Federkraft der ersten Feder 23 zunimmt, und gleichzeitig wird die zweite Feder 24 durch den entsprechenden Bewegungsbetrag der Kipphebelwelle 14 und der jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 entspannt, wodurch die Federkraft der zweiten Feder 24 abnimmt. Wenn andererseits die Kipphebelwelle 14 und die jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 von der nach recht bewegungsbegrenzten Position zu der linken Bewegungsgrenzposition in Bezug auf den Zylinderkopf 2 bewegt werden, wird die zweite Feder 24 um einen Betrag zusammengedrückt, der der Bewegung der Kipphebelwelle 14 und der jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 entspricht, wodurch die Federkraft der zweiten Feder 24 zunimmt, und gleichzeitig wird die erste Feder 23 um einen Betrag entspannt, der der Bewegung der Kipphebelwelle 14 und der jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 entspricht wodurch die Federkraft der ersten Feder 23 abnimmt.
Wenn auf diese Weise die Federkraft-Differenz zwischen den jeweiligen Federn genutzt wird (nachfolgend als die Federkraft bezeichnet, die in einer der jeweiligen Federn 23, 24 gespeichert ist), werden die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von der ersten oder zweiten Betriebsstellung zur zweiten oder ersten Betriebsstellung bewegt. Hier werden die Anfangskompressionsbeträge der jeweiligen Federn 23, 24 als die Dehnbeträge der jeweiligen Federn 23, 24 verwendet.
Der Kipphebelbewegungsbegrenzungsmechanismus 31 ist vorgesehen, um die Bewegungen der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung zu begrenzen, bis die vorbestimmte Federkraft in einer der jeweiligen Federn 23, 24 gespeichert ist. Der Kipphebelbewegungsbegrenzungsmechanismus 31 enthält einen Auslöserhebel 33, der an dem Zylinderkopf 3 über eine Lagerwelle 32 gelagert ist, die parallel zur Kipphebelwelle 14 angeordnet ist, in einem Zustand, in dem der Auslöserhebel 33 um eine Achse der Lagerwelle 32 herum kippbar ist und in der axialen Richtung der Lagerwelle 32 nicht bewegbar ist, sowie einen Mittelkragen 37, der an der Kipphebelwelle 14 zwischen proximalen Abschnitten 17a, 18a der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in einem Zustand gelagert ist, in dem der Mittelkragen 37 um die Achse der Kipphebelwelle 14 herum relativ nicht drehbar ist und in der axialen Richtung der Kipphebelwelle 14 relativ bewegbar ist.
Der Auslöserhebel 33 ist hinter der Kipphebelwelle 14 angeordnet, und der Auslöserhebel 33 ist z. B. in Bezug auf die Zylinderachse C1 links und rechts symmetrisch angeordnet. Die Lagerwelle 32 des Auslöserhebels 33 ist an einer schräg rückwärtigen oberen Position in Bezug auf die Kipphebelwelle 14 angeordnet, und ein Hebelabschnitt 33b, der im Querschnitt U-förmig ist, mit linken und rechten Wandabschnitten 34, 35 und einem Rückwandabschnitt 36, erstreckt sich von einem proximalen Abschnitt 33a des Auslöserhebels 33 nach unten, welchen die Lagerwelle 32 durchsetzt.
Um den oben erwähnten Aufbau auch in Verbindung mit 6 zu erläutern, sind linke und rechte Kerbabschnitte 34a, 35a, die sich zur Vorderseite hin öffnen, während sie bei Betrachtung in Seitenansicht voneinander unterschiedliche Formen haben, in den linken und rechten Wandabschnitten 34, 35 des Hebelabschnitts 33b des Auslöserhebels 33 ausgebildet. Genauer gesagt, der linke Kerbabschnitt 34a ist halbkreisförmig ausgebildet und erstreckt sich zwischen einer unteren Seite des proximalen Abschnitts 33a und einer distalen Endseite des Hebelabschnitts 33b, bei Betrachtung in Seitenansicht. Andererseits ist der rechte Kerbabschnitt 35a derart konfiguriert, dass sein unterer Abschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist, mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der linke Kerbabschnitt 34a, bei Betrachtung in Seitenansicht, und sein oberer Abschnitt hügelförmig ausgebildet ist, der von dem linken Kerbabschnitt 34a nach hinten vorsteht, bei Betrachtung in Seitenansicht, wobei der unterer Abschnitt und der obere Abschnitt des rechten Kerbabschnitts 35a einander um einen vorbestimmten Betrag in der vertikalen Richtung überlappen. Nachfolgend werden die linken und rechten Wandabschnitte 34, 35 des Auslöserhebels 33 jeweils als linke und rechte auslöserseitige Schlüsselabschnitte 34, 35 bezeichnet.
An einer Rückseite des proximalen Abschnitts 33a des Auslöserhebels 33 ist ein im Wesentlichen horizontaler plattenförmiger Stopperabschnitt 33c ausgebildet, der sich nach hinten erstreckt. Um den oben erwähnten Aufbau in Verbindung mit 1 zu erläutern, nimmt der Stopperabschnitt 33c von oben her eine Federkraft einer Feder (Druckscheibenfeder) 33 auf, die zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem Stopper 33c zusammendrückbar angeordnet ist, und bringt gleichzeitig eine Unterseite davon in Kontakt mit einer Oberseite eines Stopperaufnahmeabschnitts 33e des Zylinderkopfs 2, und dann wird die Drehung (das Verkippen) des Auslöserhebels 33 in Uhrzeigerrichtung (CW), in 1, 4 und anderen Zeichnungen, begrenzt.
Hier wird der Auslöserhebel 33 in 1, 4 und den anderen Zeichnungen aufgrund der Feder 33d in der Uhrzeigerrichtung vorgespannt, und der Auslöserhebel 33 wird in einem Zustand gehalten, in dem der Hebelabschnitt 33b von hinter der Kipphebelwelle 33 in der Nähe der Kipphebelwelle 14 angeordnet ist. Dieser Zustand des Auslöserhebels 33 wird als Vorkippzustand des Auslöserhebels 33 bezeichnet.
An einem Abschnitt einer Innenwandoberfläche des Zylinderkopfs 2, die hinter dem Hebelabschnitt 33b angeordnet ist, ist ein Kippbegrenzungsabschnitt 33e ausgebildet, der mit einer Rückseite des Auslöserhebels 33 in Kontakt gebracht werden kann, wenn der Auslöserhebel 33 gemäß 1, 4 und den anderen Zeichnungen in Gegenuhrzeigerrichtung (CCW) gedreht wird. Hierdurch kann ein Kippwinkel des Auslöserhebels 33 begrenzt werden, wenn der Auslöserhebel 33 gegen die Vorspannkraft der Feder 33 verkippt wird. Hier kann der Kippbegrenzungsabschnitt 33e an der Rückseite des Auslöserhebels 33 ausgebildet sein.
Wie in 2, 4 und 7 gezeigt, sind an Rückseiten der proximalen Abschnitte 17a, 18a der linken und rechten Kipphebel 17, 18 linke und rechte kipphebelseitige Schlüsselabschnitte 38, 39 ausgebildet, die nach hinten vorstehen, während sie bei Betrachtung in Seitenansicht voneinander unterschiedliche Formen haben. Genauer gesagt, der linke kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 38a ist an der Rückseite des rechten Endabschnitts des linken proximalen Abschnitts 17a bei Betrachtung in Seitenansicht hügelförmig ausgebildet. Ferner ist der linke kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 38a orthogonal zur Querrichtung wandförmig ausgebildet, und ein unterer Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 ist bogenförmig ausgebildet, sodass er mit einer Tangentiallinie in Kontakt gebracht wird, die sich bei Betrachtung in Seitenansicht zum Unterende des proximalen Abschnitts 17a hin erstreckt. Andererseits ist der rechte kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 39 an der Rückseite eines linken Endabschnitts des rechten proximalen Abschnitts 18a bei Betrachtung in Seitenansicht angenähert trapezförmig ausgebildet. Ferner ist der rechte kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 39 orthogonal zur Querrichtung wandförmig ausgebildet, und ein hinterer Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 ist in Seitenansicht bogenförmig ausgebildet, im Wesentlichen koaxial zur Kipphebelwelle 14.
Wenn die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der ersten Betriebsstellung angeordnet sind, ist der linke kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 38 der linken Seite des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 des Auslöserhebels 33 benachbart angeordnet (siehe 2), wohingegen dann, wenn die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der zweiten Betriebsstellung angeordnet sind, der linke kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 38 benachbart einer rechten Seite des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 angeordnet ist (siehe 3). Wenn sich der Auslöserhebel 33 im Vor-Kippzustand befindet, überlappt der linke auslöserseitige Schlüsselabschnitt 34 des Auslöserhebels 33 den linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitt 38 um einen vorbestimmten Betrag, bei Betrachtung in der axialen Richtung.
Wenn andererseits die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der ersten Betriebsstellung angeordnet sind, ist der rechte kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 39 benachbart einer linken Seite des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 des Auslöserhebels 33 angeordnet (siehe 2), wohingegen dann, wenn die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der zweiten Betriebsstellung angeordnet sind, der rechte kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 39 benachbart einer rechten Seite des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 angeordnet ist (siehe 3). Wenn sich der Auslöserhebel 33 in dem Vor-Kippzustand befindet, überlappt der rechte auslöserseitige Schlüsselabschnitt 35 des Auslöserhebels 33 den rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitt 39 um einen vorbestimmten Betrag, bei Betrachtung in der axialen Richtung.
Zwischen den linken und rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitten 38, 39 und den linken und rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitten 34, 35, die jeweils einander benachbart angeordnet sind, ist ein vorbestimmter Spielraum in der axialen Richtung in einem Zustand definiert, in dem die Kräfte von den jeweiligen Kipphebelbewegungsmechanismen 21, 22 nicht auf die linken und rechten Kipphebel 17, 18 wirken (ein Zustand, in dem eine vorbestimmte Anfangskompression auf die jeweiligen Federn 23, 24 ausgeübt wird, in anderen Worten ein Zustand, in dem die Kräfte, die auf die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von den jeweiligen Federn 23, 24 ausgeübt werden, zueinander gleich sind) (siehe 2, 3).
Wie in 8 gezeigt, ist der Mittelkragen 37 ringförmig ausgebildet, mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich den Durchmessern der proximalen Abschnitte 17a, 18a der linken und rechten Kipphebel 17, 18 ist. An der Rückseite eines oberen Abschnitts des Mittelkragens 37 ist ein mittlerer Nockenabschnitt 37a ausgebildet, der sich entlang einer im Wesentlichen horizontalen tangentialen Linie nach hinten erstreckt. In dem Mittelkragen 37 ist ein Durchgangsloch 37b ausgebildet, das sich durch den Mittelkragen 37 in der radialen Richtung erstreckt. Andererseits ist an einer vorbestimmten Position der Kipphebelwelle 14 ein Langloch 14a ausgebildet, das sich durch die Kipphebelwelle 14 in der radialen Richtung erstreckt, während es sich über eine vorbestimmte Länge in der axialen Richtung erstreckt.
Der Mittelkragen 37 ist an der Kipphebelwelle 14 an der vorbestimmten Position angebracht, und diese Teile werden aneinander mittels eines Eingriffsstifts 37c montiert, der das Durchgangsloch 37b und das Langloch 14a durchsetzt, und daher wird der Mittelkragen 37 auf der Kipphebelwelle 14 an der vorbestimmten Position in einem Zustand getragen, in dem der Mittelkragen 37 um die Achse der Kipphebelwelle 14 relativ nicht drehbar ist und in der axialen Richtung der Kipphebelwelle 14 um einen Betrag relativ beweglich ist, der der Länge des Langlochs 14 entspricht.
Der oben erwähnte Aufbau wird in Verbindung mit 2 und 4(a) erläutert. Wenn die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der ersten Betriebsstellung angeordnet sind, ist der mittlere Nockenabschnitt 37a an der Innenseite des Kerbabschnitts 14a des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 des Auslöserhebels 33 angeordnet, und ein distaler Endabschnitt des mittleren Nockenabschnitts 37a ist nahe einer oberen Innenumfangsfläche des linken Kerbabschnitts 34a angeordnet. Andererseits wird der oben erwähnte Aufbau in Verbindung mit 3 und 5 erläutert. Wenn die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der zweiten Betriebsstellung angeordnet sind, ist der mittlere Nockenabschnitt 37a in der Innenseite des Kerbabschnitts 35a des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 des Auslöserhebels 33 angeordnet, und ein distaler Endabschnitt des mittleren Nockenabschnitts 37a ist nahe einer oberen Innenumfangsoberfläche des rechten Kerbabschnitts 35a angeordnet.
Hier wird die Kipphebelwelle 14 in ihrer axialen Richtung in Bezug auf den Zylinderkopf 2 aufgrund des Betriebs eines später beschriebenen Wellenantriebsmechanismus 41 bewegt, und ist gleichzeitig einhergehend mit der axialen Bewegung um ihre Achse herum drehbar. Genauer gesagt, wenn die Kipphebelwelle 14 an der linken Bewegungsgrenzposition angeordnet ist, ist die Kipphebelwelle 14 in 4 und den anderen Zeichnungen um ihre Achse herum an der gegenuhrzeigersinnigen Drehgrenzposition angeordnet, und wenn die Kipphebelwelle 14 an der rechten Bewegungsgrenzposition angeordnet ist, ist die Kipphebelwelle 14 in 4 und den anderen Zeichnungen um ihre Achse an einer uhrzeigersinnigen Drehgrenzposition angeordnet.
Einhergehend mit der Drehung der Kipphebelwelle 14 dreht sich auch der Mittelkragen 37 integral mit (siehe 10(a)). Hier ändert sich die Position des Mittelkragens 37 in der axialen Richtung in Bezug auf die Kipphebelwelle 14 in Abhängigkeit von der Kombination des Langlochs 14a und des Eingriffsstifts 37c.
Um ferner in einem Zustand, in dem die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der ersten Betriebsstellung sind, zu erlauben, dass der erste Kipphebelbewegungsmechanismus 21 eine vorbestimmte Kraft speichert, um die linken und rechten Kipphebel 17, 18 zur zweiten Betriebsstellung zu bewegen, wird zu allererst, wie in 9 gezeigt, der Wellenantriebsmechanismus 41 betätigt, um die Kipphebelwelle 14 an der linken Bewegungsgrenzposition zusammen mit den jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 in Richtung nach rechts zu bewegen.
Da hier ein unterer Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 des linken Kipphebels 17 und ein unterer Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 des Auslöserhebels 33 bei Betrachtung in der oben erwähnten axialen Richtung mit einem vorbestimmten Überlappungsbetrag einander überlappen, werden der untere Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 und der untere Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 miteinander in der axialen Richtung miteinander in Kontakt gebracht, sodass die Rechtsbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 an den Abschnitten in Bezug auf den Auslöserhebel 33 (Zylinderkopf 2) begrenzt wird.
Obwohl hier ein hinterer Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 des rechten Kipphebels 18 und ein unterer Abschnitt des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 des Auslöserhebels 33 bei Betrachtung in der axialen Richtung einander mit einem vorbestimmten Überlappungsbetrag überlappen, ist eine vorbestimmte Lücke S zwischen dem hinteren Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 und dem unteren Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 35 in der axialen Richtung definiert.
Der oben erwähnte Aufbau wird auch in Verbindung mit 10 erläutert. Die Kipphebelwelle 14 dreht sich in 10 und den anderen Zeichnungen um ihre Achse in der Uhrzeigerrichtung einhergehend mit ihrer Bewegung in Richtung nach rechts. Wenn sich der Mittelkragen 37 gemäß 10 und den anderen Zeichnungen in der Uhrzeigerrichtung dreht, einhergehend mit der Drehung der Kipphebelwelle 14, wird eine Außenumfangsoberfläche, die an einem distalen Ende des mittleren Nockenabschnitts 37a ausgebildet ist, in Gleitkontakt mit einer oberen Innenumfangsoberfläche eines Kerbabschnitts 34a des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 des Auslöserhebels 33 in den oben erwähnten Vor-Kippzustand gebracht, und daher wird der Auslöserhebel 33 gemäß 10 und den anderen Zeichnungen in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht – entgegen der Vorspannkraft der Feder 33d.
Zu einem Zeitpunkt, an dem die Kipphebelwelle 14 zu der oben erwähnten rechten Bewegungsbegrenzungsposition bewegt ist und die Drehung des Mittelkragens 37, die mit der Bewegung der Kipphebelwelle 14 einhergeht, und die Drehung des Auslöserhebels 33, die mit der Drehung des Mittelkragens 37 einhergeht, beendet sind, überlappen dann der untere Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 und der untere Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 einander, während der Überlappungsbetrag reduziert wird, bei Betrachtung in der axialen Richtung, und gleichzeitig nehmen auch der hintere Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 und der untere Abschnitt des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 einen Überlappungszustand ein, während in der gleichen Weise der Überlappungsbetrag reduziert wird, bei Betrachtung in der axialen Richtung. Hier nimmt ein unterer Abschnitt des Kerbabschnitts 35a des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitt 35 eine Bogenform ein, die bei Betrachtung in der axialen Richtung zur Kipphebelwelle 14 im Wesentlichen koaxial ist. Dieser Zustand des Auslöserhebels 33 wird als erster Kippzustand des Auslöserhebels 33 bezeichnet.
Zu einem Zeitpunkt, an dem die Kipphebelwelle 14 und die jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 von der linken Bewegungsgrenzposition zu der rechten Bewegungsgrenzposition bewegt sind, wie oben beschrieben, wird die erste Feder 23, die zwischen dem ersten Federaufnahmekragen 25 und einem proximalen Abschnitt 17a des linken Kipphebels 17 angeordnet ist, dessen Bewegung begrenzt ist, um einen vorbestimmten Betrag komprimiert, und daher nimmt die erste Feder 27 einen Zustand ein, in dem in der ersten Feder 23 eine Federkraft gespeichert wird, die ausreicht, um die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von der ersten Betriebsstellung zur zweiten Betriebsstellung zu bewegen.
Dann sei angenommen, dass die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der ersten Betriebsstellung sind, die Kipphebelwelle 14 in der rechten Bewegungsgrenzposition ist und der Auslöserhebel 33 in dem oben erwähnten ersten Kippzustand ist. Wenn, wie in 11 gezeigt, die linken und rechten ersten Nocken 15a, 16a die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von der Ventilschließseite zur Ventilöffnungsseite durch drehenden Antrieb der einlassseitigen Nockenwelle 11 kippen (wenn die linken und rechten Nocken 15a, 16a auf die linken und rechten Kipphebel 17, 18 drücken, um die linken und rechten Einlassventile 6 anzuheben), z. B. während einer vorbestimmten Ventilbetriebsperiode, die einen Zeitpunkt, zu dem linken und rechten Einlassventile 6 den maximalen Hub einnehmen, überspannt, wird eine Überlappungsbreite zwischen dem unteren Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 und dem unteren Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34, bei Betrachtung in der axialen Richtung, zu 0 (der Kontaktbereich in der axialen Richtung wird beseitigt), und daher wird die Begrenzung der Rechtsbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 relativ zum Zylinderkopf 2 an diesem Abschnitt beseitigt.
Selbst wenn hier die linken und rechten Kipphebel 17, 18 gekippt werden, wenn der Auslöserhebel 33 den oben erwähnten Vor-Kippzustand einnimmt, wird die Überlappungsbreite des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 und des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 nicht 0. Dementsprechend wird die Begrenzung der Rechtsbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 beibehalten, bis der Auslöserhebel 33 den oben erwähnten ersten Kippzustand einnimmt (d. h. bis die erste Feder 23 einen vorbestimmten Kraftspeicherzustand erhält).
Andererseits nimmt die Überlappungsbreite des hinteren Abschnitts des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 und des unteren Abschnitts des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 bei Betrachtung in der axialen Richtung, weil die oben erwähnten Abschnitte koaxial zu der Kipphebelwelle 14 ausgebildet sind, kaum zu oder ab, selbst wenn die linken und rechten Kipphebel 17, 18 verkippen. Der oben erwähnte Aufbau wird nun auch in Verbindung mit 12 erläutert. Wenn dementsprechend die Begrenzung der Rechtsbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 zwischen dem linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitt 38 und dem linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitt 34 aufgehoben wird, wie oben beschrieben, werden die linken und rechten Kipphebel 17, 18 (und der Mittelkragen 37) um einen Betrag, der der oben erwähnten Lücke S entspricht, die zwischen dem rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitt 39 und dem rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitt 35 definiert ist, in Richtung nach rechts bewegt.
Indem hier der hintere Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 und der untere Abschnitt des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 in der axialen Richtung miteinander in Kontakt gebracht werden, wird die Rechtsbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 relativ zum Zylinderkopf 2 begrenzt. Hier überlappen der untere Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 und der untere Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 einander in der axialen Richtung um einen Betrag, der der oben erwähnten Lücke S entspricht.
Wenn dann in einem Zustand, in dem der linke kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 38 und der linke auslöserseitige Schlüsselabschnitt 34 in der axialen Richtung um einen vorbestimmten Überlappungsbetrag einander überlappen, wie oben beschrieben, die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von der Ventilöffnungsseite zur Ventilschließseite durch fortlaufenden drehenden Antrieb der einlassseitigen Nockenwelle 11 verkippt werden, wie in 13 gezeigt, wird eine untere Außenumfangsoberfläche des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 in Gleitkontakt mit einer unteren Innenumfangsoberfläche des Kerbabschnitts 34a des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 gebracht, und daher wird der Auslöserhebel 33 aus dem oben erwähnten ersten Kippzustand heraus gemäß 13 und den anderen Zeichnungen weiter in der Gegenuhrzeigerrichtung gedreht.
Der oben erwähnte Aufbau wird ferner in Verbindung mit 14 erläutert. Zu einem Zeitpunkt, an dem die linken und rechten Kipphebel 17, 18 zu einem Zustand verkippt sind, in dem ein Hubbetrag des Einlassventils 6 0 einnimmt (Ventil vollständig geschlossen), wird eine Überlappungsbreite zwischen einem hinteren Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 und einem unteren Abschnitt des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 bei Betrachtung in der axialen Richtung zu 0 (eine Kontaktbreite in der axialen Richtung wird aufgehoben), und daher wird die Begrenzung der Rechtsbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 relativ zu dem Zylinderkopf 2 an den Abschnitten aufgehoben.
Hier wird auch die Begrenzung der Bewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 zwischen dem linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitt 38 und dem linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitt 34 aufgehoben, und daher können die linken und rechten Kipphebel 17, 18 (und der Mittelkragen 37) in Richtung nach rechts bewegt werden, wodurch die linken und rechten Kipphebel 17, 18 aufgrund der in der ersten Feder 23 gespeicherten Federkraft zur zweiten Betriebsstellung bewegt werden.
Wenn die Bewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der zweiten Betriebsstellung abgeschlossen ist, überlappen die linken und rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitte 38, 39 und die linken und rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitte 34, 35 in der axialen Richtung nicht mehr übereinander und daher wird der Auslöserhebel 33 gemäß 13 und den anderen Zeichnungen aufgrund der Vorspannkraft der Feder 33d in der Uhrzeigerrichtung gedreht, und kehrt zum oben erwähnten Vor-Kippzustand zurück.
Um denn in einem Zustand, in dem die linken und rechten Kipphebel 17, 17 in der zweiten Betriebsstellung sind, zu erlauben, dass der zweite Kipphebelbewegungsmechanismus 22 eine vorbestimmte Kraft speichert, um die linken und rechten Kipphebel 17, 18 zur ersten Betriebsstellung zu bewegen, wird zu allererst, wie in 15 gezeigt, der Wellenantriebsmechanismus 41 betätigt, um die Kipphebelwelle 14, zusammen mit den jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26, an der rechten Bewegungsgrenzposition in Richtung nach links zu bewegen.
Da hier ein unterer Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 des linken Kipphebels 17 und ein unterer Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 des Auslöserhebels 33 bei Betrachtung in der axialen Richtung einander mit einem vorbestimmten Überlappungsbetrag überlappen, werden der untere Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 und der untere Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 in der axialen Richtung miteinander in Kontakt gebracht, sodass die Linksbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 an den Abschnitten in Bezug auf den Auslöserhebel 33 (Zylinderkopf 2) begrenzt.
Obwohl hier ein hinterer Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 des rechten Kipphebels 18 und ein unterer Abschnitt des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 des Auslöserhebels 33 bei Betrachtung in der axialen Richtung einander mit einem vorbestimmten Überlappungsbetrag überlappen, ist die oben erwähnte Lücke S zwischen dem hinteren Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 und dem unteren Abschnitt des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 definiert.
Der oben erwähnte Aufbau wird auch in Verbindung mit 16 erläutert. Die Kipphebelwelle 14 wird, einhergehend mit ihrer Bewegung nach links, gemäß 16 und den anderen Zeichnungen, in der Gegenuhrzeigerrichtung gedreht. Wenn der Mittelkragen 37 gemäß 16 und den anderen Zeichnungen einhergehend mit der Drehung der Kipphebelwelle 14 in der Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, wird eine Außenumfangsoberfläche, die an einem distalen Ende des mittleren Nockenabschnitts 37a ausgebildet ist, in Gleitkontakt mit einer oberen Innenumfangsoberfläche eines Kerbabschnitts 35a des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 des Auslöserhebels 33 in den oben erwähnten Vor-Kippzustand gebracht, und daher wird der Auslöserhebel 33, gegen die Vorspannkraft der Feder 33d, gemäß 16 und den anderen Zeichnungen, in der Gegenuhrzeigerrichtung gedreht.
Zu einem Zeitpunkt, an dem die Kipphebelwelle 14 zu der oben erwähnten linken Bewegungsgrenzposition bewegt wird und die Drehung des Mittelkragens 37, die mit der Bewegung der Kipphebelwelle 14 einhergeht, und die Drehung des Auslöserhebels 33, die mit der Drehung des Mittelkragens 37 einhergeht, beendet sind, überlappen der untere Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 und der untere Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 einander, während die Überlappungsbreite bei Betrachtung in der axialen Richtung reduziert wird, und gleichzeitig nehmen auch der hintere Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Abschnitts 39 und der hintere Abschnitt des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 einen Überlappungszustand ein, während die Überlappungsbreite bei Betrachtung in der axialen Richtung in gleicher Weise reduziert wird. Hier nimmt ein unterer Abschnitt des Kerbabschnitt 35a des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 eine Bogenform ein, die bei Betrachtung in der axialen Richtung im Wesentlichen koaxial zur Kipphebelwelle 14 ist, und daher nimmt der Auslöserhebel 33 den oben erwähnten ersten Kippzustand ein.
Zu einem Zeitpunkt, an dem die Kipphebelwelle 14 und die jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 von der rechten Bewegungsgrenzposition zu der linken Bewegungsgrenzposition bewegt sind, wie oben beschrieben, wird die zweite Feder 24, die zwischen dem zweiten Federaufnahmekragen 26 und einem proximalen Abschnitt 18a des rechten Kipphebels 18 angeordnet ist, dessen Bewegung beschränkt ist, um einen vorbestimmten Betrag zusammengedrückt, und daher nimmt die zweite Feder 24 einen Zustand ein, in dem in der zweiten Feder 24 eine Federkraft gespeichert ist, die ausreicht, um die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von der zweiten Betriebsstellung zur ersten Betriebsstellung zu bewegen.
Dann sei angenommen, dass die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der zweiten Betriebsstellung sind, die Kipphebelwelle 14 an der linken Bewegungsgrenzposition und der Auslöserhebel 33 in dem oben erwähnten ersten Kippzustand ist. Wenn, wie in 17 gezeigt, die linken und rechten zweiten Nocken 15b, 16b die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von der Ventilschließseite zur Ventilöffnungsseite hin kippen, durch drehenden Antrieb der einlassseitigen Nockenwelle 11, z. B. während einer vorbestimmten Ventilbetriebsperiode, die einen Zeitpunkt, zu dem die linken und rechten Einlassventile 6 den maximalen Hub einnehmen, überspannt, wird eine Überlappungsbreite zwischen dem unteren Abschnitt des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 und dem unteren Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34, bei Betrachtung in der axialen Richtung, zu 0, und daher wird die Begrenzung der Linksbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 relativ zum Zylinderkopf 2 an diesen Abschnitten aufgehoben.
Selbst wenn hier die linken und rechten Kipphebel 17, 18 verkippt werden, wenn der Auslöserhebel 33 den oben erwähnten Vor-Kippzustand einnimmt, wird die Überlappungsbreite des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 und des linken auslöserseitigen Kipphebelabschnitts 34 nicht zu 0. Dementsprechend bleibt die Begrenzung der Linksbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 erhalten, bis der Auslöserhebel 33 den oben erwähnten ersten Kippzustand einnimmt (d. h. bis die zweite Feder 24 einen vorbestimmten Kraftspeicherzustand erhält).
Andererseits nimmt die Überlappungsbreite des hinteren Abschnitts des rechten kipphebelseitigen Abschnitts 39 und des unteren Abschnitts des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 bei Betrachtung in der axialen Richtung kaum zu oder ab, selbst wenn die linken und rechten Kipphebel 17, 18 verkippen. Der oben erwähnte Aufbau wird nun auch in Verbindung mit 18 erläutert. Wenn die Begrenzung der Linksbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 zwischen dem linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitt 38 und dem linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitt 34 ausgehoben wird, wie oben beschrieben, werden die linken und rechten Kipphebel 17, 18 um einen der oben erwähnten Lücke S entsprechenden Betrag in Richtung nach links bewegt.
Indem hier der hintere Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 und der untere Abschnitt des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 in der axialen Richtung miteinander in Kontakt gebracht werden, wird die Linksbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 relativ zum Zylinderkopf 2 unterbunden. Hier überlappen der untere Abschnitt der linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 und der untere Abschnitt des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 34 einander um einen Betrag, der in der axialen Richtung der oben erwähnten Lücke S entspricht.
Wenn dann in einem Zustand, in dem der linke kipphebelseitige Schlüsselabschnitt 38 und der linke auslöserseitige Schlüsselabschnitt 34 einander um einen vorbestimmten Überlappungsbetrag in der axialen Richtung überlappen, wie oben beschrieben, die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von der Ventilöffnungsseite zur Ventilschließseite gekippet werden, aufgrund des fortlaufenden drehenden Antriebs der einlassseitigen Nockenwelle 11, wie in 19 gezeigt, wird eine Außenumfangsoberfläche eines unteren Abschnitts des linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 38 in Gleitkontakt mit einer unteren Innenumfangsoberfläche des Kerbabschnitts 34 des linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitt 34 gebracht, und daher wird der Auslöserhebel 33 von dem oben erwähnten ersten Kippzustand gemäß 19 und den anderen Zeichnungen weiter in der Gegenuhrzeigerrichtung gedreht.
Der oben erwähnte Aufbau wird ferner in Verbindung mit 20 erläutert. Zu einem Zeitpunkt, an dem die linken und rechten Kipphebel 17, 18 zu einem Zustand verkippt sind, worin ein Hubbetrag des Einlassventils 6 0 einnimmt, überlappen ein hinterer Abschnitt des rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitts 39 und ein unterer Abschnitt des rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitts 35 bei Betrachtung in der axialen Richtung einander mit einer Überlappungsbreite von 0, und daher wird die Begrenzung der Linksbewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 an den Abschnitten in Bezug auf den Zylinderkopf 2 aufgehoben.
Hier wird auch die Begrenzung für die Bewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 zwischen dem linken kipphebelseitigen Schlüsselabschnitt 38 und dem linken auslöserseitigen Schlüsselabschnitt 34 aufgehoben, und daher können die linken und rechten Kipphebel 17, 18 (und der Mittelkragen 37) in Richtung nach links bewegt werden, wodurch die linken und rechten Kipphebel 17, 18 aufgrund der in der zweiten Feder 24 gespeicherten Federkraft zur ersten Betriebsstellung hin bewegt werden.
Wenn die Bewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 zu der ersten Betriebsstellung abgeschlossen ist, überlappen die linken und rechten kipphebelseitigen Schlüsselabschnitte 38, 39 und die linken und rechten auslöserseitigen Schlüsselabschnitte 34, 35 in der axialen Richtung jeweils nicht mehr miteinander, und daher dreht sich der Auslöserhebel 33 aufgrund der Spannkraft der Feder 33d gemäß 19 und den anderen Zeichnungen in der Uhrzeigerrichtung, und kehrt im oben erwähnten Vor-Kippzustand zurück.
Durch geeignetes Wechseln (Verändern) der Öffnen/Schließzeit oder des Ventilhubbetrags des Einlassventils 6 in Abhängigkeit davon, ob die Drehzahl des Motors 1 (die Drehzahl der Kurbelwelle) 0 ist oder im Niederdrehzahlbereich oder im Hochdrehzahlbereich ist, ist es auf diese Weise möglich, den Ventilüberschneidungsbetrag zu reduzieren und den Hub im Niederdrehzahlbereich des Motors 1 zu verringern, während es im Hochdrehzahlbereich des Motors 1 möglich ist, den Ventilüberschneidungsbetrag und den Hubbetrag zu vergrößern. Selbstverständlich kann auch an der Auslassseite des Motors ein variabler Ventilmechanismus angewendet werden, der dem oben erwähnten variablen Ventilmechanismus ähnlich ist. In diesem Fall ist es möglich, bei jeweiligen Drehzahlbereichen des Motors 1 effiziente Einlass- und Auslassvorgänge zu realisieren.
Wie in 21 und 22 gezeigt, enthält der Wellenantriebsmechanismus 41 einen Elektromotor 42, der eine Antriebsquelle darstellt, eine Untersetzergetriebewelle 43, die parallel zur Antriebswelle 42a des Elektromotors 42 angeordnet ist, sowie eine Verbindungsstange 44, die eine Exzenterwelle 43a der Untersetzergetriebewelle 43 mit der einen Endseite der Kipphebelwelle 14 verbindet.
Der Elektromotor 42 ist an der linken (oder rechten) Oberfläche des Zylinderkopfs 2 angebracht und ist orthogonal zur Zylinderachse C1 angeordnet, wenn man die Antriebswellenachse C5 in Seitenansicht betrachtet. Ein Antriebszahnrad 42b ist am Außenumfang der Antriebswelle 42a des Elektromotors 42 ausgebildet, und das Antriebszahnrad 42b steht mit einem Zahnrad 43b großen Durchmessers in Eingriff, das an einer Endseite der Untersetzergetriebewelle 43 angebracht ist. Die drehende Antriebskraft des Elektromotors 42 wird auf die Untersetzergetriebewelle 43 mittels der jeweiligen Zahnräder 42b, 43b untersetzt übertragen, und die Exzenterwelle 43a der Untersetzergetriebewelle 43 wird seitlich versetzt, um zu erlauben, dass die Kipphebelwelle 14 in der seitlichen Richtung einen Hub durchführt (in der axialen Richtung). Dementsprechend wird eine Federkraft in entweder dem ersten Kipphebelbewegungsmechanismus 21 oder dem zweiten Kipphebelbewegungsmechanismus 22 gespeichert. In 22 bezeichnet das Symbol C6 eine Drehmittelachse der Untersetzergetriebewelle 43, das Symbol C7 bezeichnet eine Mittelachse der Exzenterwelle 43a, wenn die Kipphebelwelle 14 in Richtung nach rechts bewegt ist, und das Symbol C7' bezeichnet eine Mittelachse der Exzenterwelle 43a, wenn die Kipphebelwelle 14 in Richtung nach links bewegt wird.
Der oben erwähnte Aufbau wird nun auch in Verbindung mit 23 erläutert. Am einen Endabschnitt der Kipphebelwelle 14 ist eine Endstange 45, die koaxial zur Kipphebelwelle 14 ist, über einen Endkragen 46 angebracht. Ein Endabschnitt der Endstange 45 ist mit einem distalen Endabschnitt der Verbindungsstange 44 mittels eines zur Exzenterwelle 43a parallelen Verbindungsbolzens 45a drehbar verbunden, und ihr anderer Endabschnitt wird von dem Endkragen 46 in einem Zustand gehalten, in dem der andere Endabschnitt in der axialen Richtung nicht bewegbar ist, aber um seine Achse herum drehbar ist.
Der Endkragen 46 hält, mittels einer Mehrzahl von Eingriffsstiften 46a, die Endstange 45 um ihre Achse herum drehbar. Andererseits wird ein Endabschnitt der Kipphebelwelle 14 von dem Endkragen 46 mittels eines Verbindungsstifts 46b festgehalten, der die Kipphebelwelle 14 und den Endkragen 46 in der radialen Richtung durchsetzt. Hier bezeichnet in der Zeichnung das Symbol 45b eine Eingriffsnut, die im Außenumfang der Endstange 45 ausgebildet ist, die mit Eingriffsstiften 46a in Eingriff steht, die am Innenumfang des Endkragens 46 vorstehend ausgebildet sind. Ferner erlaubt der Endkragen 46 – in der gleichen Weise wie der oben erwähnte erste Federaufnahmekragen 45 – dass ein linker Endabschnitt der ersten Feder 23 in einen rechts gelegenen Innenumfang eingesetzt wird. D. h. der Endkragen 46 fungiert auch als der erste Federaufnahmekragen 25 des linken äußeren Zylinders des Motors 1.
Die Kipphebelwelle 14 ist als einzelner Körper ausgebildet, der sich über die jeweiligen Zylinder des Motors 1 hinweg erstreckt. Z. B. ist am anderen Endabschnitt der Kipphebelwelle 14 ein Drehkragen 47, der in seinem Außenumfang eine Schneckeneingriffsnut 47a bildet, mittels eines Verbindungsstifts 47b fest angebracht, der die Kipphebelwelle 14 und den Drehkragen 47 in der radialen Richtung durchsetzt.
Der Drehkragen 47 wird in eine in der Zeichnung nicht gezeigtes Tragloch eingesetzt und dort getragen, welches in dem Zylinderkopf 2 ausgebildet ist, in einem Zustand, in dem der Drehkragen 47 um seine Achse herum drehbar und in der axialen Richtung bewegbar ist. Ein Eingriffsstift 47c, der zum Innenumfang des oben erwähnten Traglochs vorsteht, steht mit der im Drehkragen 47 ausgebildeten Eingriffsnut 47a geeignet in Eingriff. Wenn aufgrund dieses Aufbaus die Kipphebelwelle 14 einen Hub durchführt, werden, in Antwort auf diesen Hub, der Endkragen 46, die Kipphebelwelle 14, der Drehkragen 47, der erste Federaufnahmekragen 25 und der zweite Federaufnahmekragen 26 geeignet gedreht. Der Drehkragen 47 erlaubt in der gleichen Weise wie der zweite Federaufnahmekragen 26, dass ein gerader Endabschnitt der zweiten Feder 24 in den linksseitigen Innenumfang davon eingesetzt wird. D. h. der Drehkragen 47 fungiert auch als der zweite Federaufnahmekragen 26 des rechten äußeren Zylinders des Motors 1.
Wie zuvor erläutert worden ist, enthält der Ventilmechanismus 5 des Motors 1 gemäß der oben erwähnten Ausführung die einlassseitige Nockenwelle 11, die das Paar erster Nocken 15a, 16a und zweiter Nocken 15b, 16b für ein Einlassventil 6 enthält, und die linken und rechten Kipphebel 17, 18, die an der Kipphebelwelle 14, welche parallel zur einlassseitigen Nockenwelle 11 angeordnet ist, in einem Zustand gelagert sind, in dem die linken und rechten Kipphebel 17, 18 um die Achse der Kipphebelwelle 14 herum schwenkbar ist und in der axialen Richtung der Kipphebelwelle 14 bewegbar sind, worin die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in Antwort auf den drehenden Antrieb der einlassseitigen Nockenwelle 11 mit einem der jeweiligen Nocken 15a, 16a, 15b, 16b in Kontakt gebracht werden können und zum öffnen oder Schließen des Einlassventils 6 verkippt werden, und wobei die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung entweder zur ersten Betriebsstellung, bei der die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in Kontakt mit den ersten Nocken 15a, 16a gebracht werden können, oder in der axialen Richtung zur zweiten Betriebsstellung, in der die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in Kontakt mit den zweiten Nocken 15b, 16b gebracht werden können, bewegbar sind, um hierdurch zu erlauben, dass der Ventilmechanismus 5 selektiv einen der jeweiligen Nocken 15a, 16a, 15b, 16b auswählt, um einen Öffnungs/Schließbetrieb des Einlassventils 6 durchzuführen. Der Ventilmechanismus 5 mit diesem Aufbau enthält ferner den ersten Kipphebelbewegungsmechanismus 21, der die erste Feder 23 enthält, die die Kraft auf die linken und rechten Kipphebel 17, 18 ausübt, um die linken und rechten Kipphebel 17, 17 von seitens der ersten Betriebsstellung zur Seite der zweiten Betriebsstellung zu bewegen, und den zweiten Kipphebelbewegungsmechanismus 22, der die zweite Feder 24 enthält, die die Kraft auf die linken und rechten Kipphebel 17, 18 ausübt, um die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von seitens der zweiten Betriebsstellung zur Seite der ersten Betriebsstellung hin zu bewegen, wobei die linken und rechten Kipphebel 17, 18 derart konfiguriert sind, dass sie, nachdem eine vorbestimmte Kraft in einer der jeweiligen Federn 23, 24 gespeichert worden ist, mittels der vorbestimmten Kraft zu der entsprechenden Betriebsstellung hin bewegt werden.
Aufgrund dieses Aufbaus wird durch die Bewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 mittels der Kraft, die in einer der jeweiligen Federn 23, 24 gespeichert ist, die Bewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 durch Öltemperatur oder dgl. nicht beeinflusst im Vergleich zu einem Fall, wo zum Bewegen der linken und rechten Kipphebel 17, 18 Motoröldruck verwendet wird, und daher wird es möglich, die linken und rechten Kipphebel 17, 18 stabil und rasch zu bewegen, wodurch der Ventilantriebsnocken rasch umgeschaltet werden kann. Ferner wird es nicht mehr notwendig, einen Ölkanal zum Zuführen des Öldrucks um die Ventilkammer 4 herum vorzusehen, und daher wird es möglich, den Ventilmechanismus per se zu vereinfachen.
Ferner ist der oben erwähnte Ventilmechanismus 5 derart konfiguriert, dass, zur Bewegungsbegrenzung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung, bis die vorbestimmte Kraft in einer der jeweiligen Federn 23, 24 gespeichert ist, der Ventilmechanismus 5 den Kipphebelbewegungsbegrenzungsmechanismus 31 enthält, der den Auslöserarm 33 enthält, der mit den linken und rechten Kipphebeln 17, 18 in Eingriff tritt, um die Bewegung der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung zu begrenzen, und den Mittelkragen 37, der durch Betätigung des Auslöserhebels 33 den Eingriff zwischen dem Auslöserhebel 33 und den linken und rechten Kipphebeln 17, 18 aufhebt.
Aufgrund dieses Aufbaus besteht keine Möglichkeit, dass die linken und rechten Kipphebel 17, 18 bewegt werden, bevor eine der jeweiligen Federn 23, 24 die vorbestimmte Kraft gespeichert hat, und daher wird es möglich, die linken und rechten Kipphebel 17, 18 mittels der Kraft, die in einer der jeweiligen Federn 23, 24 gespeichert ist, rasch und genau zu bewegen.
Ferner ist der oben erwähnte Ventilmechanismus 5 derart konfiguriert, dass die jeweiligen Federn 23, 24 Druckschraubenfedern sind, welche den Außenumfang der Kipphebelwelle 14 umgeben, und wobei die einen Enden der jeweiligen Federn 23, 24 mit den von der Kipphebelwelle 14 durchsetzten linken und rechten proximalen Abschnitten 17a, 18a der linken und rechten Kipphebel 17, 18 in Eingriff stehen.
Aufgrund dieses Aufbaus wirken die Kräfte von den jeweiligen Federn auf die von der Kipphebelwelle 14 durchsetzten linken und rechten proximalen Abschnitte 17a, 18a der linken und rechten Kipphebel 17, 18, und daher ist es möglich, die linken und rechten Kipphebel 17, 18 in der axialen Richtung glattgängig zu bewegen. Ferner erübrigen sich gesonderte Eingriffsabschnitte für die jeweiligen Federn 23, 24 an den Hebelabschnitten 17b, 18b oder dgl. der linken und rechten Kipphebel 17, 18, und daher kann die Miniaturisierung und Gewichtsreduktion der linken und rechten Kipphebel 17, 18 und eventuell des Ventilmechanismus per se realisiert werden.
Im Übrigen ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnte Ausführung beschränkt. Zum Beispiel kann die Erfindung einen Aufbau einnehmen, welcher den Betrieb des Kipphebels durch die jeweiligen Kipphebelbewegungsmechanismen 21, 22 unterbindet, bis die jeweiligen Federn 23, 24 einen vorbestimmten Kraftspeicherzustand einnehmen, ohne den Auslöserhebel 33 zur Bewegungsbegrenzung des Kipphebels zu verwenden. Ferner kann die vorliegende Erfindung einen Aufbau einnehmen, welcher die Kraft der jeweiligen Federn 23, 24 speichert, indem nur die jeweiligen Federaufnahmekrägen 25, 26 geeignet bewegt werden, ohne die Kipphebelwelle 14 in der axialen Richtung zu bewegen. Ferner können die jeweiligen Federn 23, 24 als Zug- oder Torsionsschraubenfeder oder Blattfeder ausgeführt werden, oder können aus anderen elastischem Material als Metall gebildet werden. Noch weiter kann die vorliegende Erfindung einen Aufbau einnehmen, der, ohne den Kipphebel in zwei Stufen zu bewegen, den Kipphebel zwischen den jeweiligen Betriebsstellungen in einem Hub bewegt, wenn vertiefte Abschnitte und vorstehende Abschnitte der jeweiligen Schlüsselabschnitte zueinander ausgerichtet sind oder miteinander in Eingriff stehen.
Ferner ist der Motor, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird, nicht auf einen 4-Ventilmotor beschränkt und kann auch ein 2-Ventil- oder 3-Ventilmotor sein und kann einen einzelnen Kipphebel aufweisen, der kein relatives Verkippen an den Einlass- und Auslassseiten eines Zylinders durchführen kann. Ferner ist der Motor, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird, nicht auf einen DOHC-Motor beschränkt, sondern kann auch ein OHC- oder OHV-Motor sein. Ferner kann der Motor, auf den die vorliegende Erfindung angewendet sein, auf einen anderen Reihenmehrzylindermotor als einen 4-Zylindermotor anwendbar sein, einen Einzylindermotor oder verschiedene Typen von Hubkolbenmotoren, wie etwa einen Mehrzylindermotor in V-Bauart.
Die Erfindung gibt einen Ventilmechanismus eines Motors an, der einen Nocken zum Öffnen oder Schließen eines Motorventils umschalten kann, indem er einen Kipphebel in der axialen Richtung einer Kipphebelwelle bewegt, worin der Ventilmechanismus den Kipphebel mit relativ einfachem Aufbau rasch bewegen kann.
Hierzu enthält der Ventilmechanismus erfindungsgemäß einen ersten Kipphebelbewegungsmechanismus 21, der die erste Feder 23 enthält, welche die Kraft auf die linken und rechten Kipphebel 17, 18 ausübt, um die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von seitens der ersten Betriebsstellung zur Seite der zweiten Betriebsstellung zu bewegen, sowie einen zweiten Kipphebelbewegungsmechanismus 22, der die zweite Feder (24) enthält, der die Kraft auf die linken und rechten Kipphebel 17, 18 ausübt, um die linken und rechten Kipphebel 17, 18 von seitens der zweiten Betriebsstellung zur Seite der ersten Betriebsstellung zu bewegen, wobei die linken und rechten Kipphebel 17, 18 so konfiguriert sind, dass sie, beim Speichern einer vorbestimmten Kraft in einer der jeweiligen Federn 23, 24, entsprechend der vorbestimmten Kraft zu entsprechenden Betriebsstellungen hin bewegt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2001-20710 A [0002]

Claims

Ventilmechanismus (5) eines Motors (1), umfassend: eine Nockenwelle (11), die ein Paar erster und zweiter Nocken (15a, 16a) für ein Ventil (6) enthält, sowie einen Kipphebel (17, 18), der an einer Kipphebelwelle (14) gelagert ist, die parallel zu der Nockenwelle (11) angeordnet ist, in einem Zustand, in dem der Kipphebel (17, 18) um eine Achse der Kipphebelwelle (14) herum schwenkbar und in der axialen Richtung der Kipphebelwelle (14) bewegbar ist, worin der Kipphebel (17, 18) in Antwort auf den drehenden Antrieb der Nockenwelle (11) mit einem der jeweiligen Nocken (15a, 16a) in Kontakt gebracht wird und zum Öffnen oder Schließen des Ventils (6) verschwenkt wird, und der Kipphebel (17, 18) in der axialen Richtung zu entweder einer ersten Betriebsstellung, in der der Kipphebel (17, 18) mit dem ersten Nocken (15a) in Kontakt gebracht wird, oder in der axialen Richtung zu einer zweiten Betriebsstellung, in der der Kipphebel (17, 18) mit dem zweiten Nocken (16a) in Kontakt gebracht wird, bewegbar ist, um hierdurch zu erlauben, dass der Ventilmechanismus (5) selektiv einen der jeweiligen Nocken (15a, 16a) verwendet, um den Öffnungs/Schließbetrieb des Ventils durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilmechanismus (5) ferner ein erstes Kipphebelbewegungsmittel (21) mit einer ersten Feder (23), die auf den Kipphebel (17, 18) eine Vorspannkraft ausübt, um den Kipphebel (17, 18) von seitens der ersten Betriebsstellung zur Seite der zweiten Betriebsstellung zu bewegen, sowie ein zweites Kipphebelbewegungsmittel (22) mit einer zweiten Feder (24), die auf den Kipphebel (17, 18) eine Vorspannkraft ausübt, um den Kipphebel (17, 18) von seitens der zweiten Betriebsstellung zur Seite der ersten Betriebsstellung zu bewegen, enthält, und der Kipphebel (17, 18) so konfiguriert ist, dass er, nachdem eine vorbestimmte Kraft in einer der jeweiligen Federn (23, 24) gespeichert worden ist, mittels der Kraft zur der entsprechenden Betriebsstellung hin bewegt wird.
Ventilmechanismus (5) eines Motors (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilmechanismus (5) ein Kipphebelbewegungsbegrenzungsmittel (31) aufweist, das die Bewegung des Kipphebels (17, 18) in der axialen Richtung begrenzt, bis die vorbestimmte Kraft in einer der jeweiligen Federn (23, 24) gespeichert ist.
Ventilmechanismus (5) eines Motors (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kipphebelbewegungsbegrenzungsmittel (31) ein Auslöserelement (33) enthält, das mit dem Kipphebel (17, 18) in Eingriff tritt, um die Bewegung des Kipphebels (17, 18) in der axialen Richtung zu begrenzen, sowie ein Nockenelement (37), das das Auslöserelement (33) betätigt, um den Eingriff des Auslöserelements (33) mit dem Kipphebel (17, 18) aufzuheben.
Ventilmechanismus (5) eines Motors (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Federn (23, 24) Schraubenfedern (23, 24) sind, die einen Außenumfang der Kipphebelwelle (14) umgeben, und dass die einen Enden der jeweiligen Federn (23, 24) mit einem von der Kipphebelwelle (14) durchsetzten proximalen Abschnitt (17a, 18a) des Kipphebels (17, 18) in Eingriff stehen.