JP2005069011A - 揺動カム及び内燃機関の動弁機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型、軽量化を図り、揺動カムの接触部分の摩耗等の低減を図る揺動カム及び内燃機関の動弁機構を提供する。
【解決手段】ベース円部５ｃ及びリフト部５ｄを有するカム面５ａを備え、往復運動するように設けられた揺動カム５において、前記ベース円部５ｃの接触面の幅を、前記リフト部５ｄの接触面の幅より狭く形成した。
【選択図】 図１
【解決手段】ベース円部５ｃ及びリフト部５ｄを有するカム面５ａを備え、往復運動するように設けられた揺動カム５において、前記ベース円部５ｃの接触面の幅を、前記リフト部５ｄの接触面の幅より狭く形成した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備え、往復運動するように設けられた揺動カム及び、この揺動カムが設けられた内燃機関の動弁機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からこの種の内燃機関の動弁機構としては、クランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトに回転カムが設けられ、この回転カムにより揺動カムが揺動されて往復運動され、この揺動カムのカム面にロッカーアームの一部が当接している。そして、その揺動カムが揺動されることにより、この揺動カムのカム面により、ロッカーアームが揺動され、このロッカーアームにより、吸気又は排気バルブが押されて吸気又は排気ポートが開閉されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０７−０６３０２３号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、揺動カムのカム面はベース円部、リフト部及びそれらを繋ぐランプ部を有しており、このカム面に大きな力が作用するため、カム面を所定の幅に形成して強度を確保する必要があった。そのため、揺動カムの先端部側の重量が重くなり、往復運動する揺動カムの慣性力が大きくなってしまい、それに伴って、この揺動カムと関連する他の部品の強度も確保する必要があり、重量が増加すると共に、装置も大型化し、更に、揺動カムの接触部分の摩耗等も増加してしまう、という問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、以上のような従来の問題点を解消するためになされたもので、小型、軽量化を図り、揺動カムの接触部分の摩耗等の低減を図る揺動カム及び内燃機関の動弁機構を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備え、往復運動するように設けられた揺動カムにおいて、前記ベース円部の接触面の幅を、前記リフト部の接触面の幅より狭く形成した揺動カムとしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、該カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトに平行に設けられた揺動シャフトと、該揺動シャフトに支持され、前記回転カムにより揺動自在とされる揺動カムとを有し、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を可変可能とする内燃機関の動弁機構であって、前記揺動カムは、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備えると共に、往復運動するように設けられ、前記ベース円部の接触面の幅が、前記リフト部の接触面の幅より狭く形成された内燃機関の動弁機構としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加えて、前記揺動カムには、前記回転カムに接触して該回転カムからの駆動力を前記揺動カムに伝える回転カム当接部が移動可能に設けられると共に、該回転カム当接部を所定方向に案内する案内部が前記揺動カムに設けられ、前記回転カムからの駆動力が前記回転カム当接部を介して前記案内部に入力されて前記揺動カムが揺動されるように構成され、該回転カム当接部を前記案内部に沿って移動させることにより、該回転カム当接部と前記揺動シャフトの中心軸との相対距離を可変させる当接部可変機構を設け、前記相対距離を可変することにより、前記各バルブのリフト量を可変可能とした内燃機関の動弁機構としたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１０】
［発明の実施の形態１］
図１乃至図５は、この発明の実施の形態１に係る図である。
【００１１】
まず構成を説明すると、図１中符号１は、内燃機関としてのガソリンエンジンの吸気バルブ１１の可変動弁機構で、この可変動弁機構１は、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）により回転駆動されるカムシャフト２と、このカムシャフト２に設けられた回転カム３と、このカムシャフト２に平行に設けられた揺動シャフト４と、この揺動シャフト４に支持され、前記回転カム３により揺動される揺動カム５と、この揺動カム５に連動して揺動され、内燃機関の吸気バルブ１１を開閉するロッカーアーム６とを有している。
【００１２】
なお、ガソリンエンジンの吸気バルブ１１の可変動弁機構１と、排気バルブの可変動弁機構との構成は同一であるため、実施の形態１では吸気バルブ１１側の機構を示し、排気弁側の機構はその説明を省略する。
【００１３】
上記カムシャフト２は、図１に示すように、その長手方向を図１中の表裏方向（紙面に対して垂直な方向）に向けて配置されており、中心軸Ｏ１を中心に内燃機関のクランクシャフトの１／２の回転速度で回転駆動されるようになっている。
【００１４】
また、回転カム３は、カムシャフト２の外周面に固定されており、外周部は、図１に示すように、平面視において円弧状のベース面３ａと、ベース面３ａから突出しているノーズ面３ｂとから構成されている。
【００１５】
さらに、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２は、カムシャフト２の中心軸Ｏ１に対して平行に配置されている。
【００１６】
前記揺動カム５は、その揺動シャフト４の外周面に嵌合されており、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に揺動自在に支持され、この揺動カム５の下端部には、ロッカーアーム６を揺動させるカム面５ａが形成されている。
【００１７】
このカム面５ａには、図１乃至図５に示すように、中心軸Ｏ２を中心とする円弧形状のベース円部５ｃと、ロッカーアーム６を揺動させるリフト部５ｄと、これらリフト部５ｄ及びベース円部５ｃを繋ぐランプ部５ｅを有している。
【００１８】
そして、図５に示すように、そのベース円部５ｃの接触面の幅Ｌ１が、前記リフト部５ｄの接触面の幅Ｌ２より狭く形成されている。
【００１９】
さらに、揺動カム５の長手方向の中間部には、長孔である案内部５ｂが貫通して形成されており、この案内部５ｂには、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２に対して平行な中心軸Ｏ３を有するローラシャフト７が移動可能に挿通されている。そして、このローラシャフト７には、回転カム３のベース面３ａ又はノーズ面３ｂに接触して連動し、回転カム３からの駆動力を揺動カム５に伝える「回転カム当接部」としてのローラ８が設けられている。
【００２０】
その案内部５ｂは、長孔形状でローラシャフト７を長手方向に沿って所定距離案内するように形成されており、この案内方向がカムシャフト２の半径方向に対して傾斜するように形成されている。
【００２１】
また、ローラ８は、図１に示すように、円形状に形成され、その中心軸がローラシャフト７の中心軸Ｏ３と同一となるようにローラシャフト７の外周面に配設されており、ローラ８の外周面は、回転カム３のベース面３ａ及びノーズ面３ｂに転動可能となっている。
【００２２】
このように、回転カム３に当接する「回転カム当接部」が、ローラ形状に形成されているので、回転カム３面上を転動することができるため、回転カム３から「回転カム当接部」に伝える駆動力の損失を低減することができる。
【００２３】
なお、「回転カム当接部」は回転カム３面上を転動できるローラ８であるが、これに限定されず、回転カム３からの駆動力を揺動カム５に伝えることができれば、回転カム３面上を摺動するものであってもよい。
【００２４】
また、揺動シャフト４には、揺動カム５を回転カム３側に付勢するスプリング１５が嵌合されている。これにより、揺動カム５は、スプリング１５の付勢力により回転カム３側に付勢され、ローラ８の外周面が常に回転カム３のベース面３ａ又はノーズ面３ｂに接触している。
【００２５】
さらに、可変動弁機構１には、ローラ８と揺動シャフト４の中心軸Ｏ２との相対距離を可変する「当接部可変機構」が設けられている。
【００２６】
この「当接部可変機構」には、揺動シャフト４に固定された状態で設けられた駆動シャフト９と、一端部１０ａがローラシャフト７に連結され、他端部１０ｂが駆動シャフト９に連結されたアーム１０とを有している。
【００２７】
この駆動シャフト９は、この中心軸Ｏ４が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２に対して平行であり、且つ偏心した位置となるように揺動シャフト４に設けられている。
【００２８】
また、揺動シャフト４の一方の端部には、中心軸Ｏ２を中心に揺動シャフト４を所定角度範囲で回転駆動させるアクチュエータ（図示せず）が連結されており、さらに、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの角度を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【００２９】
これにより、揺動シャフト４が所定角度回動すると、駆動シャフト９が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に所定角度回動して、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２に対して中心軸Ｏ４の位置が変化する。
【００３０】
このアーム１０は、ローラシャフト７の中心軸Ｏ３と駆動シャフト９の中心軸Ｏ４との距離を一定に保持でき、一端部１０ａには、ローラシャフト７が嵌合される貫通孔１０ｃが形成され、他端部１０ｂには、駆動シャフト９が挿入される一部が開放された挿通部１０ｄが形成されている。これにより、一端部１０ａの貫通孔１０ｃにローラシャフト７が回動自在に嵌合され、他端部１０ｂの挿通部１０ｄに駆動シャフト９が回動自在に嵌合されてピン１６により外れないように取付けられている。
【００３１】
これにより、揺動シャフト４がアクチュエータにより所定角度で回転駆動すると、揺動シャフト４に設けられている駆動シャフト９が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に所定角度で回動され、これに伴って、ローラシャフト７がアーム１０を介して連動される。そして、アーム１０でローラシャフト７の中心軸Ｏ３と駆動シャフト９の中心軸Ｏ４との距離を一定に保持しながらローラシャフト７が案内部５ｂ内を移動することが可能となり、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させることができる。
【００３２】
そして、揺動カム５の下側には、ロッカーアーム６がロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【００３３】
なお、ロッカーアーム６は、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されているが、これに限定されず、球面ピボットや油圧式ラッシュアジャスタ等により揺動自在に支持することもできる。
【００３４】
このロッカーアーム６は、先端部に、後述する吸気バルブ１１に冠着されたシム２３の上面を押圧するバルブ押圧部６ａが形成されていると共に、ロッカーアーム６の中間部には、ローラシャフト１３が回動自在に設けられている。
【００３５】
このローラシャフト１３には、回転可能にローラ１４が配設され、ローラ１４の外周面が、揺動カム５のカム面５ａに転動可能となっている。
【００３６】
また、ロッカーアームシャフト１２には、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢するスプリング１７が嵌合されている。これにより、ロッカーアーム６は、スプリング１７により揺動カム５側に付勢され、ローラ１４の外周面が常に揺動カム５のカム面５ａに接触している。
【００３７】
そして、ロッカーアーム６のバルブ押圧部６ａの下側には、このバルブ押圧部６ａにより押圧される吸気バルブ１１が上下動自在に配設されている。
【００３８】
この吸気バルブ１１は、上部にコレット２０及びアッパーリテーナ２１が設けられ、アッパーリテーナ２１の下側には、バルブスプリング２２が配設されており、バルブスプリング２２の付勢力で吸気バルブ１１をロッカーアーム６側に付勢している。さらに、吸気バルブ１１の上端部には、シム２３が冠着されている。
【００３９】
これにより、揺動カム５の揺動でロッカーアーム６を連動させ、揺動させることにより、吸気バルブ１１を上下動させることができるので、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させ、揺動カム５の揺動開始位置を調整すると、ロッカーアーム６を介して吸気バルブ１１のリフト量及び最大リフトのタイミングを調整して可変することが可能となる。
【００４０】
次に、以上のように構成された可変動弁機構１の作用について説明する。
【００４１】
まず、最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構１の作用を図１及び図２にて詳しく説明する。
【００４２】
ここで、図１は、この発明の実施の形態１に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構１を示した、吸気バルブ１１が閉弁した状態の要部縦断面図であり、図２は、同実施の形態１に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構１を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【００４３】
まず、図１に示すように、ローラシャフト７を案内部５ｂの回転カム３側の端部に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を変化させる。すなわち、アクチュエータにより揺動シャフト４を所定角度で回動させ、駆動シャフト９を揺動シャフト４の円周方向に移動させる。これにより、ローラシャフト７がアーム１０を介して連動し、案内部５ｂの回転カム３側の端部に移動させられ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離が変化する。
【００４４】
そして、図１に示すように、回転カム３のベース面３ａに揺動カム５に設けられたローラ８が接触しているときは、揺動カム５が吸気バルブ１１側に揺動されず、ロッカーアーム６がスプリング１７の付勢力により揺動カム５側に付勢されると共に、吸気バルブ１１がバルブスプリング２２の付勢力によりロッカーアーム６側に付勢されているので、吸気バルブ１１のリフトは発生せずに吸気バルブ１１は閉弁状態となる。
【００４５】
この状態では、揺動カム５のカム面５ａのベース円部５ｃに対応した位置に、ローラ１４が位置しており、閉弁状態では、そのローラ１４とベース円部５ｃとの間に大きな当接力が作用しないことから、ベース円部５ｃの幅Ｌ１が狭くても十分に耐久性を確保することができる。
【００４６】
そして、内燃機関のクランクシャフトの回転により、カムシャフト２を介して回転カム３が回転駆動されると、図２に示すように、ノーズ面３ｂでローラ８が押圧される。さらに、ローラ８が押圧されるとローラシャフト７を介して揺動カム５が押圧されて、揺動カム５がスプリング１５の付勢力に抗して図１中反時計回りに揺動される。
【００４７】
この揺動カム５の揺動により、揺動カム５のカム面５ａのベース円部５ｃからランプ部５ｅを経てリフト部５ｄへ、ローラ１４に対する押圧部位が変化して行き、ローラシャフト１３を介してロッカーアーム６が吸気バルブ１１側に回動させられる。このように、図１に示すような、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２と揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４との相対距離Ｍから、図２に示すような、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２と揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４との相対距離Ｎに、大きく変化させられるので、ロッカーアーム６が吸気バルブ６側に大きく揺動させられる。
【００４８】
そして、吸気バルブ１１側に大きく揺動させられたロッカーアーム６は、その先端部に形成されたバルブ押圧部６ａでシム２３の上面を押圧して吸気バルブ１１を大きく押下げる。以上より、ローラシャフト７を案内部５ｂの回転カム３側の端部に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変すると、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２から揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４までの相対距離を大きく変化させて吸気バルブ１１を大きく押下げることができるため、最大のリフト量にて吸気バルブ１１を開放状態とすることができる。
【００４９】
このように吸気バルブ１１を開く場合には、揺動カム５のカム面５ａには大きな反力が作用するため、リフト部５ｄは、幅Ｌ２が広く形成されていることから、強度を確保することができる。
【００５０】
次に、最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構１の作用を図３及び図４にて詳しく説明する。
【００５１】
ここで、図３は、この発明の実施の形態１に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図であり、図４は、同実施の形態１に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【００５２】
まず、図３に示すように、ローラシャフト７が、図１に示すような回転カム３側の端部に保持された状態から、案内部５ｂの揺動シャフト４側の端部に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を変化させる。
【００５３】
すなわち、アクチュエータにより揺動シャフト４を所定角度範囲で回動させ、駆動シャフト９を揺動シャフト４の円周方向に移動させる。これにより、ローラシャフト７がアーム１０を介して連動させ、このローラシャフト７が回転カム３側の端部に保持された状態から、案内部５ｂの揺動シャフト４側の端部に移動させられ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離が短くなる。すると、揺動カム５が、スプリング１５の付勢力により、図１に示すような位置から図３に示すような位置まで回動する。
【００５４】
そして、図３に示すように、回転カム３のベース面３ａに揺動カム５に設けられたローラ８が接触しているときは、揺動カム５が吸気バルブ１１側に揺動されず、ロッカーアーム６がスプリング１７の付勢力により揺動カム５側に付勢されると共に、吸気バルブ１１がバルブスプリング２２の付勢力によりロッカーアーム６側に付勢されているので、吸気バルブ１１のリフトは発生せずに吸気バルブ１１は閉弁状態となる。
【００５５】
そして、内燃機関のクランクシャフトの回転により、カムシャフト２を介して回転カム３が回転駆動されると、図４に示すように、ノーズ面３ｂでローラ８が押圧させられ、ローラシャフト７を介して揺動カム５が押圧されて、揺動カム５がスプリング１５の付勢力に抗して図３中反時計回りに揺動させられる。
【００５６】
さらに、揺動カム５が揺動されると、揺動カム５のカム面５ａの揺動シャフト４側の先端部に接触しているローラ１４をカム面５ａの揺動シャフト４側の先端部から中央部までの範囲を使用して吸気バルブ１１側に押下げ、ローラシャフト１３を介してロッカーアーム６を吸気バルブ１１側に揺動する。このように、図３に示すような、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２と揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４との相対距離Ｐから、図４に示すような、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２と揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４との相対距離Ｑに、小さく変化させるので、ロッカーアーム６が吸気バルブ側に小さく揺動される。
【００５７】
そして、吸気バルブ１１側に小さく揺動されたロッカーアーム６は、その先端部に形成されたバルブ押圧部６ａでシム２３の上面を押圧して吸気バルブ１１を小さく押下げる。以上により、ローラシャフト７を案内部５ｂの揺動シャフト４側の端部に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変すると、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２から揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４までの相対距離を小さく変化させて吸気バルブ１１を小さく押下げることができるため、実施の形態１では、最小のリフト量にて吸気バルブ１１を開放状態とすることができる。
【００５８】
このようなものにあっては、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【００５９】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができ、装置の小型化を図ることができると共に、カム面５ａの接触部分の摩耗等も低減することができる。
【００６０】
特に、このベース円部５ｃは、中心軸Ｏ２から離間した位置に形成されているため、慣性力に低減により寄与することができる。
【００６１】
このように構成された内燃機関の可変動弁機構１にあっては、揺動カム５には、回転カム３に接触して、この回転カムからの駆動力を揺動カム５に伝える回転カム当接部としてのローラ８が設けられ、このローラ８を移動可能とすることにより、ローラ８と揺動シャフト４の中心軸Ｏ２との相対距離を可変する当接部可変機構を設け、相対距離を可変することにより、各バルブのリフト量等を可変可能としたので、構造を簡素化できるので安価に構成することができる。
【００６２】
さらに、回転カム３からの荷重は、ローラ８に入力され、このローラ８から揺動カム５の案内部５ａに荷重が直接伝達され、この揺動カム５からロッカーアーム６を介して吸気バルブ１１に荷重が伝達される。従って、このローラ８を支持するアーム１０には、大きな荷重が作用することなく、このアーム１０は単にローラ８を案内部５ａに沿って移動させる機能のみを有するものであるため、このアーム１０の強度をそれ程大きくする必要はない。
【００６３】
［発明の実施の形態２］
図６乃至図８は、この発明の実施の形態２に係る図であり、図６は、最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。図７は、最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【００６４】
この実施の形態２は、実施の形態１の吸気バルブ１１を開閉するロッカーアーム６を配置せずに、揺動カム５で吸気バルブ１１を直接上下動させて開閉するように構成されている。
【００６５】
この揺動カム５は、図６乃至図８に示すように、曲玉形状に形成され、揺動シャフト４の外周面に嵌合して揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に揺動自在に支持されている。
【００６６】
より詳しくは、揺動カム５は、図８に示すように、ベース円部５ｃ，リフト部５ｄ及びランプ部５ｅを有するカム面５ａを有し、そのベース円部５ｃの接触面の幅Ｌ１が、前記リフト部５ｄの接触面の幅Ｌ２より狭く形成されている。また、この揺動カム５の下端部には、吸気バルブ１１側に凸状に湾曲し、吸気バルブ１１のリフタ２６を押圧して上下動させるカム面５ａが形成されている。さらに、カム面５ａの上側には、ローラ８が設けられたローラシャフト７が摺動される案内部５ｂが形成されている。
【００６７】
そのローラシャフト７は駆動シャフト９に連結されたアーム１０の一端部１０ａに連結され、このローラシャフト７に回転自在に支持されたローラ８が、回転カム３に当接するようになっている。
【００６８】
また、揺動シャフト４には、揺動カム５を回転カム３側に付勢するスプリング（図示せず）が配設されている。これにより、揺動カム５はスプリングの付勢力により回転カム３側に付勢され、ローラシャフト７の外周面が常に案内部５ｂに接触すると共に、ローラ８の外周面が常に回転カム３のベース面３ａ又はノーズ面３ｂに接触している。
【００６９】
そして、揺動カム５のカム面５ａの下側には、吸気バルブ１１に冠着されたリフタ２６が配設されているので、揺動カム５の揺動で直接、吸気バルブ１１を上下動させることができる。
【００７０】
これにより、揺動シャフト４がアクチュエータにより所定角度で回転駆動すると、揺動シャフト４に設けられている駆動シャフト９が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に所定角度で回動され、これに伴って、ローラシャフト７がアーム１０を介して連動される。そして、アーム１０でローラシャフト７の中心軸Ｏ３と駆動シャフト９の中心軸Ｏ４との距離を一定に保持しながらローラシャフト７が案内部５ｂを移動して揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させることができ、吸気バルブ１１のリフト及び最大リフトのタイミングを調整して可変することが可能となる。
【００７１】
そして、図６に示すように、ローラシャフト７を案内部５ｂの先端部側に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させた状態は、揺動カム５のカム面５ａで吸気バルブ１１を大きく押し下げることができるので、実施の形態２では最大リフト量となる。
【００７２】
また、図７に示すように、ローラシャフト７を、案内部５ｂの揺動シャフト４側に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させた状態は、揺動カム５のカム面５ａで吸気バルブ１１を小さく押し下げることができるので、実施の形態２では最小リフト量となる。
【００７３】
このようなものにあっても、上記実施の形態と同様に、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【００７４】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができ、装置の小型化を図ることができると共に、カム面５ａの接触部分の摩耗等も低減することができる。
【００７５】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【００７６】
［発明の実施の形態３］
図９乃至図１１は、この実施の形態３に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【００７７】
この実施の形態３は、ロッカーアーム６が、揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４と、このローラ１４を支持して前記揺動カム５の揺動に連動するローラアーム６ｃと、このローラアーム６ｃに連動して揺動して吸気バルブ１１を上下動させるロッカーアーム本体６ｄとを有している。
【００７８】
そして、板ばね２８によりローラアーム６ｃを揺動カム５側に付勢してローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとを接触させるようにしている。
【００７９】
このカム面５ａは、図１０に示すように、上記各実施の形態と同様に、ベース円部５ｃ、リフト部５ｄ及びランプ部５ｅを有し、リフト部５ｄの幅Ｌ２より、ベース円部５ｃの幅Ｌ１が狭く形成されている。
【００８０】
また、そのローラアーム６ｃは、所定位置に移動自在とされ、ローラアーム６ｃに設られたローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとの接触位置を変化させることで、各バルブのリフト量等を調整することが可能となっている。
【００８１】
具体的には、図９に示すように、ロッカーアームシャフト１２に、このロッカーアームシャフト１２の中心軸Ｏ５に対して中心軸Ｏ７が平行であり、且つ偏心した位置となるように偏心シャフト２９が固定された状態で設けられており、この偏心シャフト２９に板ばね２８により回転自在にロッカーアーム６のローラアーム６ｃが係止されている。
【００８２】
このローラアーム６ｃは、一端に偏心シャフト２９の外周面に係合し、且つ偏心シャフト２９の外周面を摺動可能な形状の係合部６ｅが形成されており、係合部６ｅと隣接する位置には、このローラアーム６ｃと偏心シャフト２９とを一体に係止する板ばね２８が外れないように嵌合される嵌合部６ｆが形成されている。また、他端には、揺動カム５のカム面５ａを摺動するローラ１４が支持されるローラシャフト１３が嵌合される貫通孔６ｇが形成されると共に、貫通孔６ｇの下側には揺動カム５の揺動でローラアーム６ｃが連動して吸気バルブ１１側に揺動したときに、ロッカーアーム本体６ｄを吸気バルブ１１側に押圧する押圧部６ｈが形成されている。
【００８３】
さらに、ロッカーアーム６のロッカーアーム本体６ｄは、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設され、先端部に吸気バルブ１１に冠着されたシム２３の上面を押圧するバルブ押圧部６ａが形成されている。また、このバルブ押圧部６ａの上側には、後述する板ばね２８の先端部２８ｂが接触する接触面６ｉが形成されると共に、この接触面６ｉの上側には、ローラアーム６ｃに形成された押圧部６ｈにより押圧される案内部６ｊが形成されている。
【００８４】
そして、板ばね２８は、平板状のばねを複数箇所屈曲させることにより所定形状に形成されたものである。詳しくは、この板ばね２８は、ローラアーム６ｃの嵌合部６ｆに嵌合される形状及び偏心シャフト２９に嵌合される形状に屈曲され、且つ、ローラアーム６ｃと偏心シャフト２９とを一体に係止する係止部２８ａが形成されている。また、この板ばね２８の、ローラアーム６ｃ側の先端部２８ｂは、ローラ１４側に延び、ロッカーアーム本体６ｄに形成された接触面６ｉに接触している。
【００８５】
さらに、板ばね２８は、ローラアーム６ｃと偏心シャフト２９とを係止部２８ａで一体に係止したときに、ローラアーム６ｃとロッカーアーム本体６ｄとを広げる方向に付勢する形状に形成されている。
【００８６】
また、ローラアーム６ｃの押圧部６ｈとロッカーアーム本体６ｄの案内部６ｊとの間に所定のクリアランスＡを設けている。
【００８７】
これにより、ローラアーム６ｃが偏心シャフト２９の外周面を摺動可能となるように板ばね２８でローラアーム６ｃを偏心シャフト２９に一体に係止しているので、揺動カム５が揺動されると、ローラ１４及びローラシャフト１３を介してローラアーム６ｃが板ばね２８の付勢力に抗して吸気バルブ１１側に揺動される。さらに、ローラアーム６ｃが吸気バルブ１１側に揺動されるとローラアーム６ｃの押圧部６ｈでロッカーアーム本体６ｄの案内部６ｊを押圧してロッカーアーム本体６ｄを吸気バルブ１１側に揺動させ、吸気バルブ１１を開閉することが可能となる。
【００８８】
さらに、ローラアーム６ｃは、板ばね２８により揺動カム５側に付勢され、ローラアーム６ｃに設けられたローラ１４の外周面が常に揺動カム５のカム面５ａに接触している。
【００８９】
また、ロッカーアームシャフト１２の一方の端部には、中心軸Ｏ５を中心にロッカーアームシャフト１２を所定角度範囲で回転駆動させるアクチュエータ（図示せず）が連結されており、さらに、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの角度を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【００９０】
これにより、ロッカーアームシャフト１２がアクチュエータにより所定角度で回転駆動すると、ロッカーアームシャフト１２に設けられている偏心シャフト２９がロッカーアームシャフト１２の中心軸Ｏ５を中心に所定角度で回動される。さらに、偏心シャフト２９が所定角度で回動されるとローラアーム６ｃが連動され、例えば、図９中実線に示す位置から図９中二点鎖線に示すような所定位置にローラアーム６ｃが移動される。そして、ローラアーム６ｃが所定位置に移動されると、揺動カム５のカム面５ａとローラアーム６ｃに設けられたローラ１４とが接触する接触点が変化するので、ロッカーアーム本体６ｄの揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【００９１】
そして、ロッカーアーム本体６ｄのバルブ押圧部６ａと吸気バルブ１１との間に所定のクリアランスを設けなくても、押圧部６ｈと案内部６ｊとの間に所定のクリアランスＡが設けられているため、内燃機関の温度上昇により吸気バルブ１１が熱膨張してバルブの突き上げが発生しても吸気バルブ１１は確実に開閉される。
【００９２】
このように構成された、ローラアーム６ｃを所定位置に移動自在とし、ローラアーム６ｃに設られたローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとの接触位置を変化させることで各バルブのリフト量等を調整することが可能な内燃機関の動弁機構１においても、ローラアーム６ｃは板ばね２８で揺動カム５側に付勢されているので、ローラアーム６ｃが所定位置に移動され、ローラ１４とカム面５ａとの接触位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは常に接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【００９３】
また、このようなものにあっても、上記各実施の形態と同様に、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【００９４】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができる。
【００９５】
特に、このベース円部５ｃは、中心軸Ｏ２から離間した位置に形成されているため、慣性力に低減により寄与することができる。
【００９６】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【００９７】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【００９８】
［発明の実施の形態４］
図１２及び図１３は、この実施の形態４に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【００９９】
この実施の形態４は、揺動シャフト４を所定位置に移動自在とすることで、各バルブのリフト量等を調整することが可能な内燃機関の動弁機構１である。
【０１００】
具体的には、図１２に示すように、揺動シャフト４の外周面には、ローラ３３が配設され、このローラ３３は、シリンダヘッド本体１９に形成された揺動シャフト４を所定位置に案内する案内部１９ａに接触している。また、揺動シャフト４は、次に説明するコントロールカム３４で揺動カム５が押圧されると、それに連動して、図１２中実線から図１２中二点鎖線に示す範囲で移動可能なようにシリンダヘッド本体１９に設けられている。
【０１０１】
このコントロールカム３４は、カムシャフト２に対して平行に設けられたコントロールシャフト３５の外周面に固定されている。また、コントロールカム３４の外周部は揺動カム５に接触し、コントロールカム３４を所定角度で回転駆動することにより、揺動シャフト４を所定の位置に案内できる形状に形成されている。
【０１０２】
この揺動カム５のカム面５ａには、図１３に示すように、ベース円部５ｃ，リフト部５ｄ及びランプ部５ｅが形成されており、そのベース円部５ｃの幅Ｌ１が、リフト部５ｄの幅Ｌ２より狭く形成されている。
【０１０３】
そして、コントロールシャフト３５の一方の端部には、コントロールシャフト３５の中心軸Ｏ８を中心にコントロールシャフト３５を所定角度範囲で回転駆動させるアクチュエータ（図示せず）が連結され、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの角度を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【０１０４】
そして、揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するロッカーアーム６は、実施の形態１と同様な構成で、バルブ押圧部６ａが形成されると共に、ローラシャフト１３及びローラ１４が設けられ、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【０１０５】
また、ロッカーアームシャフト１２には、実施の形態１と同様に、常にローラ１４とカム面５ａとを接触させるばね部材としての捩りばね１７が配設されている。
【０１０６】
これにより、コントロールシャフト３５がアクチュエータにより所定角度回動すると、コントロールカム３４がコントロールシャフト３５の中心軸Ｏ８を中心に所定角度回転する。このコントロールカム３４が所定角度回転されると、コントロールカム３４により、揺動カム５を介してローラ３３がシリンダヘッド本体１９の案内部１９ａを摺動し、例えば、図 ５中実線に示す位置から図 ５中二点鎖線に示すような所定位置に揺動シャフト４が移動される。そして、揺動シャフト４が移動されると揺動カム５のカム面５ａの位置が変化するので、ロッカーアーム６の揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【０１０７】
このように構成された、揺動シャフト４を所定位置に移動することで各バルブのリフト量等を可変する動弁機構１においても、ロッカーアーム６は捩りばね１７で揺動カム５側に付勢されているので、揺動シャフト４が所定位置に移動され、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは常に接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【０１０８】
また、このようなものにあっても、上記各実施の形態と同様に、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【０１０９】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができる。
【０１１０】
特に、このベース円部５ｃは、中心軸Ｏ２から離間した位置に形成されているため、慣性力に低減により寄与することができる。
【０１１１】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【０１１２】
［発明の実施の形態５］
図１４及び図１５は、この実施の形態５に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【０１１３】
この実施の形態５は、回転カム３をテーパ形状とし、この回転カム３をカムシャフト２の中心軸Ｏ１方向に移動することにより、回転カム３の外周部と揺動カム５との接触位置を変化させることで、各バルブのリフト量等を調節することが可能な内燃機関の動弁機構１である。
【０１１４】
具体的には、図１４に示すように、回転カム３は、カムシャフト２の外周面に固定されており、回転カム３の外周部は、平面視において円弧状のベース面３ａとベース面３ａから突出しているノーズ面３ｂとから構成されている。そして、これらベース面３ａ及びノーズ面３ｂは、図１４中の中心軸Ｏ１方向（紙面に対して垂直な方向）においてテーパ形状に形成されている。
【０１１５】
そして、カムシャフト２の一方の端部には、カムシャフト２を中心軸Ｏ１方向に所定範囲で移動させるアクチュエータ（図示せず）が連結され、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの移動を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【０１１６】
また、回転カム３に揺動される揺動カム５に設けられたローラ８の外周面は、テーパ形状に形成された回転カム３のベース面３ａ及びベース面３ｂに摺動可能な外周面となっている。
【０１１７】
さらに、この揺動カム５のカム面５ａには、図１５に示すように、ベース円部５ｃ，リフト部５ｄ及びランプ部５ｅが形成されており、そのベース円部５ｃの幅Ｌ１が、リフト部５ｄの幅Ｌ２より狭く形成されている。
【０１１８】
そして、揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するロッカーアーム６は、実施の形態４と同様な構成で、バルブ押圧部６ａが形成されると共に、ローラシャフト１３及びローラ１４が設けられ、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【０１１９】
また、ロッカーアームシャフト１２には、実施の形態４と同様に、常にローラ１４とカム面５ａとを接触させる捩りばね１７が配設されている。
【０１２０】
これにより、カムシャフト２がアクチュエータにより中心軸Ｏ１方向に所定範囲で移動すると、回転カム３がカムシャフト２の中心軸Ｏ１方向に所定範囲で移動する。この回転カム３が所定範囲で移動されると、回転カム３は、テーパ形状に形成されているので、回転カム３により、ローラシャフト７及びローラ８を介して、例えば、図１４中実線に示す位置から図１４中二点鎖線に示すような所定位置に揺動カム５が移動される。そして、揺動カム５が所定位置に移動されると、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化するので、ロッカーアーム６の揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【０１２１】
このように構成された、回転カム３をテーパ形状とし、この回転カム３をカムシャフト２の中心軸Ｏ１方向に移動することにより、回転カム３の外周部と揺動カム５との接触位置を変化させることで各バルブのリフト量等を可変する動弁機構１においても、ロッカーアーム６は捩りばね１７で揺動カム５側に付勢されているので、揺動シャフト４が所定位置に移動され、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは常に接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【０１２２】
また、このようなものにあっても、上記各実施の形態と同様に、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【０１２３】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができる。
【０１２４】
特に、このベース円部５ｃは、中心軸Ｏ２から離間した位置に形成されているため、慣性力に低減により寄与することができる。
【０１２５】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【０１２６】
なお、上記実施の形態では、可変動弁機構１に用いられる揺動カム５についてこの発明を適用しているが、これに限らず、リフト量等を可変出来ないものでも、この発明を適用することができる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載の発明によれば、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備え、往復運動するように設けられた揺動カムにおいて、前記ベース円部の接触面の幅を、前記リフト部の接触面の幅より狭く形成したため、揺動カムの軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カムに関連する部品の軽量化を図ることができる。
【０１２８】
請求項２，３に記載の発明によれば、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を可変可能とする内燃機関の動弁機構に、ベース円部の接触面の幅が、リフト部の接触面の幅より狭く形成された揺動カムを設けることにより、可変動弁機構において上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図２】同実施の形態１に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【図３】同実施の形態１に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図４】同実施の形態１に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【図５】同実施の形態１に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図７】同実施の形態２に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図８】同実施の形態２に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図１０】同実施の形態３に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図１１】同実施の形態３に係る揺動カムを示す図で、揺動カムを斜め下方から見た斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図１３】同実施の形態４に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に係る内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図１５】同実施の形態５に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【符号の説明】
１ 可変動弁機構
２ カムシャフト
３ 回転カム
４ 揺動シャフト
５ 揺動カム
５ａ カム面
５ｂ 案内部
５ｃ ベース円部
５ｄ リフト部
５ｅ ランプ部
６ ロッカーアーム
７ ローラシャフト
８ ローラ（回転カム当接部）
９ 駆動シャフト
１０ アーム（当接部可変機構）
Ｌ１ ベース円部の幅
Ｌ２ リフト部の幅
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備え、往復運動するように設けられた揺動カム及び、この揺動カムが設けられた内燃機関の動弁機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からこの種の内燃機関の動弁機構としては、クランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトに回転カムが設けられ、この回転カムにより揺動カムが揺動されて往復運動され、この揺動カムのカム面にロッカーアームの一部が当接している。そして、その揺動カムが揺動されることにより、この揺動カムのカム面により、ロッカーアームが揺動され、このロッカーアームにより、吸気又は排気バルブが押されて吸気又は排気ポートが開閉されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０７−０６３０２３号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、揺動カムのカム面はベース円部、リフト部及びそれらを繋ぐランプ部を有しており、このカム面に大きな力が作用するため、カム面を所定の幅に形成して強度を確保する必要があった。そのため、揺動カムの先端部側の重量が重くなり、往復運動する揺動カムの慣性力が大きくなってしまい、それに伴って、この揺動カムと関連する他の部品の強度も確保する必要があり、重量が増加すると共に、装置も大型化し、更に、揺動カムの接触部分の摩耗等も増加してしまう、という問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、以上のような従来の問題点を解消するためになされたもので、小型、軽量化を図り、揺動カムの接触部分の摩耗等の低減を図る揺動カム及び内燃機関の動弁機構を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備え、往復運動するように設けられた揺動カムにおいて、前記ベース円部の接触面の幅を、前記リフト部の接触面の幅より狭く形成した揺動カムとしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、該カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトに平行に設けられた揺動シャフトと、該揺動シャフトに支持され、前記回転カムにより揺動自在とされる揺動カムとを有し、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を可変可能とする内燃機関の動弁機構であって、前記揺動カムは、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備えると共に、往復運動するように設けられ、前記ベース円部の接触面の幅が、前記リフト部の接触面の幅より狭く形成された内燃機関の動弁機構としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加えて、前記揺動カムには、前記回転カムに接触して該回転カムからの駆動力を前記揺動カムに伝える回転カム当接部が移動可能に設けられると共に、該回転カム当接部を所定方向に案内する案内部が前記揺動カムに設けられ、前記回転カムからの駆動力が前記回転カム当接部を介して前記案内部に入力されて前記揺動カムが揺動されるように構成され、該回転カム当接部を前記案内部に沿って移動させることにより、該回転カム当接部と前記揺動シャフトの中心軸との相対距離を可変させる当接部可変機構を設け、前記相対距離を可変することにより、前記各バルブのリフト量を可変可能とした内燃機関の動弁機構としたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１０】
［発明の実施の形態１］
図１乃至図５は、この発明の実施の形態１に係る図である。
【００１１】
まず構成を説明すると、図１中符号１は、内燃機関としてのガソリンエンジンの吸気バルブ１１の可変動弁機構で、この可変動弁機構１は、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）により回転駆動されるカムシャフト２と、このカムシャフト２に設けられた回転カム３と、このカムシャフト２に平行に設けられた揺動シャフト４と、この揺動シャフト４に支持され、前記回転カム３により揺動される揺動カム５と、この揺動カム５に連動して揺動され、内燃機関の吸気バルブ１１を開閉するロッカーアーム６とを有している。
【００１２】
なお、ガソリンエンジンの吸気バルブ１１の可変動弁機構１と、排気バルブの可変動弁機構との構成は同一であるため、実施の形態１では吸気バルブ１１側の機構を示し、排気弁側の機構はその説明を省略する。
【００１３】
上記カムシャフト２は、図１に示すように、その長手方向を図１中の表裏方向（紙面に対して垂直な方向）に向けて配置されており、中心軸Ｏ１を中心に内燃機関のクランクシャフトの１／２の回転速度で回転駆動されるようになっている。
【００１４】
また、回転カム３は、カムシャフト２の外周面に固定されており、外周部は、図１に示すように、平面視において円弧状のベース面３ａと、ベース面３ａから突出しているノーズ面３ｂとから構成されている。
【００１５】
さらに、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２は、カムシャフト２の中心軸Ｏ１に対して平行に配置されている。
【００１６】
前記揺動カム５は、その揺動シャフト４の外周面に嵌合されており、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に揺動自在に支持され、この揺動カム５の下端部には、ロッカーアーム６を揺動させるカム面５ａが形成されている。
【００１７】
このカム面５ａには、図１乃至図５に示すように、中心軸Ｏ２を中心とする円弧形状のベース円部５ｃと、ロッカーアーム６を揺動させるリフト部５ｄと、これらリフト部５ｄ及びベース円部５ｃを繋ぐランプ部５ｅを有している。
【００１８】
そして、図５に示すように、そのベース円部５ｃの接触面の幅Ｌ１が、前記リフト部５ｄの接触面の幅Ｌ２より狭く形成されている。
【００１９】
さらに、揺動カム５の長手方向の中間部には、長孔である案内部５ｂが貫通して形成されており、この案内部５ｂには、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２に対して平行な中心軸Ｏ３を有するローラシャフト７が移動可能に挿通されている。そして、このローラシャフト７には、回転カム３のベース面３ａ又はノーズ面３ｂに接触して連動し、回転カム３からの駆動力を揺動カム５に伝える「回転カム当接部」としてのローラ８が設けられている。
【００２０】
その案内部５ｂは、長孔形状でローラシャフト７を長手方向に沿って所定距離案内するように形成されており、この案内方向がカムシャフト２の半径方向に対して傾斜するように形成されている。
【００２１】
また、ローラ８は、図１に示すように、円形状に形成され、その中心軸がローラシャフト７の中心軸Ｏ３と同一となるようにローラシャフト７の外周面に配設されており、ローラ８の外周面は、回転カム３のベース面３ａ及びノーズ面３ｂに転動可能となっている。
【００２２】
このように、回転カム３に当接する「回転カム当接部」が、ローラ形状に形成されているので、回転カム３面上を転動することができるため、回転カム３から「回転カム当接部」に伝える駆動力の損失を低減することができる。
【００２３】
なお、「回転カム当接部」は回転カム３面上を転動できるローラ８であるが、これに限定されず、回転カム３からの駆動力を揺動カム５に伝えることができれば、回転カム３面上を摺動するものであってもよい。
【００２４】
また、揺動シャフト４には、揺動カム５を回転カム３側に付勢するスプリング１５が嵌合されている。これにより、揺動カム５は、スプリング１５の付勢力により回転カム３側に付勢され、ローラ８の外周面が常に回転カム３のベース面３ａ又はノーズ面３ｂに接触している。
【００２５】
さらに、可変動弁機構１には、ローラ８と揺動シャフト４の中心軸Ｏ２との相対距離を可変する「当接部可変機構」が設けられている。
【００２６】
この「当接部可変機構」には、揺動シャフト４に固定された状態で設けられた駆動シャフト９と、一端部１０ａがローラシャフト７に連結され、他端部１０ｂが駆動シャフト９に連結されたアーム１０とを有している。
【００２７】
この駆動シャフト９は、この中心軸Ｏ４が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２に対して平行であり、且つ偏心した位置となるように揺動シャフト４に設けられている。
【００２８】
また、揺動シャフト４の一方の端部には、中心軸Ｏ２を中心に揺動シャフト４を所定角度範囲で回転駆動させるアクチュエータ（図示せず）が連結されており、さらに、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの角度を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【００２９】
これにより、揺動シャフト４が所定角度回動すると、駆動シャフト９が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に所定角度回動して、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２に対して中心軸Ｏ４の位置が変化する。
【００３０】
このアーム１０は、ローラシャフト７の中心軸Ｏ３と駆動シャフト９の中心軸Ｏ４との距離を一定に保持でき、一端部１０ａには、ローラシャフト７が嵌合される貫通孔１０ｃが形成され、他端部１０ｂには、駆動シャフト９が挿入される一部が開放された挿通部１０ｄが形成されている。これにより、一端部１０ａの貫通孔１０ｃにローラシャフト７が回動自在に嵌合され、他端部１０ｂの挿通部１０ｄに駆動シャフト９が回動自在に嵌合されてピン１６により外れないように取付けられている。
【００３１】
これにより、揺動シャフト４がアクチュエータにより所定角度で回転駆動すると、揺動シャフト４に設けられている駆動シャフト９が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に所定角度で回動され、これに伴って、ローラシャフト７がアーム１０を介して連動される。そして、アーム１０でローラシャフト７の中心軸Ｏ３と駆動シャフト９の中心軸Ｏ４との距離を一定に保持しながらローラシャフト７が案内部５ｂ内を移動することが可能となり、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させることができる。
【００３２】
そして、揺動カム５の下側には、ロッカーアーム６がロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【００３３】
なお、ロッカーアーム６は、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されているが、これに限定されず、球面ピボットや油圧式ラッシュアジャスタ等により揺動自在に支持することもできる。
【００３４】
このロッカーアーム６は、先端部に、後述する吸気バルブ１１に冠着されたシム２３の上面を押圧するバルブ押圧部６ａが形成されていると共に、ロッカーアーム６の中間部には、ローラシャフト１３が回動自在に設けられている。
【００３５】
このローラシャフト１３には、回転可能にローラ１４が配設され、ローラ１４の外周面が、揺動カム５のカム面５ａに転動可能となっている。
【００３６】
また、ロッカーアームシャフト１２には、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢するスプリング１７が嵌合されている。これにより、ロッカーアーム６は、スプリング１７により揺動カム５側に付勢され、ローラ１４の外周面が常に揺動カム５のカム面５ａに接触している。
【００３７】
そして、ロッカーアーム６のバルブ押圧部６ａの下側には、このバルブ押圧部６ａにより押圧される吸気バルブ１１が上下動自在に配設されている。
【００３８】
この吸気バルブ１１は、上部にコレット２０及びアッパーリテーナ２１が設けられ、アッパーリテーナ２１の下側には、バルブスプリング２２が配設されており、バルブスプリング２２の付勢力で吸気バルブ１１をロッカーアーム６側に付勢している。さらに、吸気バルブ１１の上端部には、シム２３が冠着されている。
【００３９】
これにより、揺動カム５の揺動でロッカーアーム６を連動させ、揺動させることにより、吸気バルブ１１を上下動させることができるので、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させ、揺動カム５の揺動開始位置を調整すると、ロッカーアーム６を介して吸気バルブ１１のリフト量及び最大リフトのタイミングを調整して可変することが可能となる。
【００４０】
次に、以上のように構成された可変動弁機構１の作用について説明する。
【００４１】
まず、最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構１の作用を図１及び図２にて詳しく説明する。
【００４２】
ここで、図１は、この発明の実施の形態１に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構１を示した、吸気バルブ１１が閉弁した状態の要部縦断面図であり、図２は、同実施の形態１に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構１を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【００４３】
まず、図１に示すように、ローラシャフト７を案内部５ｂの回転カム３側の端部に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を変化させる。すなわち、アクチュエータにより揺動シャフト４を所定角度で回動させ、駆動シャフト９を揺動シャフト４の円周方向に移動させる。これにより、ローラシャフト７がアーム１０を介して連動し、案内部５ｂの回転カム３側の端部に移動させられ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離が変化する。
【００４４】
そして、図１に示すように、回転カム３のベース面３ａに揺動カム５に設けられたローラ８が接触しているときは、揺動カム５が吸気バルブ１１側に揺動されず、ロッカーアーム６がスプリング１７の付勢力により揺動カム５側に付勢されると共に、吸気バルブ１１がバルブスプリング２２の付勢力によりロッカーアーム６側に付勢されているので、吸気バルブ１１のリフトは発生せずに吸気バルブ１１は閉弁状態となる。
【００４５】
この状態では、揺動カム５のカム面５ａのベース円部５ｃに対応した位置に、ローラ１４が位置しており、閉弁状態では、そのローラ１４とベース円部５ｃとの間に大きな当接力が作用しないことから、ベース円部５ｃの幅Ｌ１が狭くても十分に耐久性を確保することができる。
【００４６】
そして、内燃機関のクランクシャフトの回転により、カムシャフト２を介して回転カム３が回転駆動されると、図２に示すように、ノーズ面３ｂでローラ８が押圧される。さらに、ローラ８が押圧されるとローラシャフト７を介して揺動カム５が押圧されて、揺動カム５がスプリング１５の付勢力に抗して図１中反時計回りに揺動される。
【００４７】
この揺動カム５の揺動により、揺動カム５のカム面５ａのベース円部５ｃからランプ部５ｅを経てリフト部５ｄへ、ローラ１４に対する押圧部位が変化して行き、ローラシャフト１３を介してロッカーアーム６が吸気バルブ１１側に回動させられる。このように、図１に示すような、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２と揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４との相対距離Ｍから、図２に示すような、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２と揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４との相対距離Ｎに、大きく変化させられるので、ロッカーアーム６が吸気バルブ６側に大きく揺動させられる。
【００４８】
そして、吸気バルブ１１側に大きく揺動させられたロッカーアーム６は、その先端部に形成されたバルブ押圧部６ａでシム２３の上面を押圧して吸気バルブ１１を大きく押下げる。以上より、ローラシャフト７を案内部５ｂの回転カム３側の端部に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変すると、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２から揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４までの相対距離を大きく変化させて吸気バルブ１１を大きく押下げることができるため、最大のリフト量にて吸気バルブ１１を開放状態とすることができる。
【００４９】
このように吸気バルブ１１を開く場合には、揺動カム５のカム面５ａには大きな反力が作用するため、リフト部５ｄは、幅Ｌ２が広く形成されていることから、強度を確保することができる。
【００５０】
次に、最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構１の作用を図３及び図４にて詳しく説明する。
【００５１】
ここで、図３は、この発明の実施の形態１に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図であり、図４は、同実施の形態１に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【００５２】
まず、図３に示すように、ローラシャフト７が、図１に示すような回転カム３側の端部に保持された状態から、案内部５ｂの揺動シャフト４側の端部に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を変化させる。
【００５３】
すなわち、アクチュエータにより揺動シャフト４を所定角度範囲で回動させ、駆動シャフト９を揺動シャフト４の円周方向に移動させる。これにより、ローラシャフト７がアーム１０を介して連動させ、このローラシャフト７が回転カム３側の端部に保持された状態から、案内部５ｂの揺動シャフト４側の端部に移動させられ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離が短くなる。すると、揺動カム５が、スプリング１５の付勢力により、図１に示すような位置から図３に示すような位置まで回動する。
【００５４】
そして、図３に示すように、回転カム３のベース面３ａに揺動カム５に設けられたローラ８が接触しているときは、揺動カム５が吸気バルブ１１側に揺動されず、ロッカーアーム６がスプリング１７の付勢力により揺動カム５側に付勢されると共に、吸気バルブ１１がバルブスプリング２２の付勢力によりロッカーアーム６側に付勢されているので、吸気バルブ１１のリフトは発生せずに吸気バルブ１１は閉弁状態となる。
【００５５】
そして、内燃機関のクランクシャフトの回転により、カムシャフト２を介して回転カム３が回転駆動されると、図４に示すように、ノーズ面３ｂでローラ８が押圧させられ、ローラシャフト７を介して揺動カム５が押圧されて、揺動カム５がスプリング１５の付勢力に抗して図３中反時計回りに揺動させられる。
【００５６】
さらに、揺動カム５が揺動されると、揺動カム５のカム面５ａの揺動シャフト４側の先端部に接触しているローラ１４をカム面５ａの揺動シャフト４側の先端部から中央部までの範囲を使用して吸気バルブ１１側に押下げ、ローラシャフト１３を介してロッカーアーム６を吸気バルブ１１側に揺動する。このように、図３に示すような、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２と揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４との相対距離Ｐから、図４に示すような、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２と揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４との相対距離Ｑに、小さく変化させるので、ロッカーアーム６が吸気バルブ側に小さく揺動される。
【００５７】
そして、吸気バルブ１１側に小さく揺動されたロッカーアーム６は、その先端部に形成されたバルブ押圧部６ａでシム２３の上面を押圧して吸気バルブ１１を小さく押下げる。以上により、ローラシャフト７を案内部５ｂの揺動シャフト４側の端部に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変すると、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２から揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４までの相対距離を小さく変化させて吸気バルブ１１を小さく押下げることができるため、実施の形態１では、最小のリフト量にて吸気バルブ１１を開放状態とすることができる。
【００５８】
このようなものにあっては、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【００５９】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができ、装置の小型化を図ることができると共に、カム面５ａの接触部分の摩耗等も低減することができる。
【００６０】
特に、このベース円部５ｃは、中心軸Ｏ２から離間した位置に形成されているため、慣性力に低減により寄与することができる。
【００６１】
このように構成された内燃機関の可変動弁機構１にあっては、揺動カム５には、回転カム３に接触して、この回転カムからの駆動力を揺動カム５に伝える回転カム当接部としてのローラ８が設けられ、このローラ８を移動可能とすることにより、ローラ８と揺動シャフト４の中心軸Ｏ２との相対距離を可変する当接部可変機構を設け、相対距離を可変することにより、各バルブのリフト量等を可変可能としたので、構造を簡素化できるので安価に構成することができる。
【００６２】
さらに、回転カム３からの荷重は、ローラ８に入力され、このローラ８から揺動カム５の案内部５ａに荷重が直接伝達され、この揺動カム５からロッカーアーム６を介して吸気バルブ１１に荷重が伝達される。従って、このローラ８を支持するアーム１０には、大きな荷重が作用することなく、このアーム１０は単にローラ８を案内部５ａに沿って移動させる機能のみを有するものであるため、このアーム１０の強度をそれ程大きくする必要はない。
【００６３】
［発明の実施の形態２］
図６乃至図８は、この発明の実施の形態２に係る図であり、図６は、最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。図７は、最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【００６４】
この実施の形態２は、実施の形態１の吸気バルブ１１を開閉するロッカーアーム６を配置せずに、揺動カム５で吸気バルブ１１を直接上下動させて開閉するように構成されている。
【００６５】
この揺動カム５は、図６乃至図８に示すように、曲玉形状に形成され、揺動シャフト４の外周面に嵌合して揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に揺動自在に支持されている。
【００６６】
より詳しくは、揺動カム５は、図８に示すように、ベース円部５ｃ，リフト部５ｄ及びランプ部５ｅを有するカム面５ａを有し、そのベース円部５ｃの接触面の幅Ｌ１が、前記リフト部５ｄの接触面の幅Ｌ２より狭く形成されている。また、この揺動カム５の下端部には、吸気バルブ１１側に凸状に湾曲し、吸気バルブ１１のリフタ２６を押圧して上下動させるカム面５ａが形成されている。さらに、カム面５ａの上側には、ローラ８が設けられたローラシャフト７が摺動される案内部５ｂが形成されている。
【００６７】
そのローラシャフト７は駆動シャフト９に連結されたアーム１０の一端部１０ａに連結され、このローラシャフト７に回転自在に支持されたローラ８が、回転カム３に当接するようになっている。
【００６８】
また、揺動シャフト４には、揺動カム５を回転カム３側に付勢するスプリング（図示せず）が配設されている。これにより、揺動カム５はスプリングの付勢力により回転カム３側に付勢され、ローラシャフト７の外周面が常に案内部５ｂに接触すると共に、ローラ８の外周面が常に回転カム３のベース面３ａ又はノーズ面３ｂに接触している。
【００６９】
そして、揺動カム５のカム面５ａの下側には、吸気バルブ１１に冠着されたリフタ２６が配設されているので、揺動カム５の揺動で直接、吸気バルブ１１を上下動させることができる。
【００７０】
これにより、揺動シャフト４がアクチュエータにより所定角度で回転駆動すると、揺動シャフト４に設けられている駆動シャフト９が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に所定角度で回動され、これに伴って、ローラシャフト７がアーム１０を介して連動される。そして、アーム１０でローラシャフト７の中心軸Ｏ３と駆動シャフト９の中心軸Ｏ４との距離を一定に保持しながらローラシャフト７が案内部５ｂを移動して揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させることができ、吸気バルブ１１のリフト及び最大リフトのタイミングを調整して可変することが可能となる。
【００７１】
そして、図６に示すように、ローラシャフト７を案内部５ｂの先端部側に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させた状態は、揺動カム５のカム面５ａで吸気バルブ１１を大きく押し下げることができるので、実施の形態２では最大リフト量となる。
【００７２】
また、図７に示すように、ローラシャフト７を、案内部５ｂの揺動シャフト４側に移動させ、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラ８との相対距離を可変させた状態は、揺動カム５のカム面５ａで吸気バルブ１１を小さく押し下げることができるので、実施の形態２では最小リフト量となる。
【００７３】
このようなものにあっても、上記実施の形態と同様に、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【００７４】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができ、装置の小型化を図ることができると共に、カム面５ａの接触部分の摩耗等も低減することができる。
【００７５】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【００７６】
［発明の実施の形態３］
図９乃至図１１は、この実施の形態３に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【００７７】
この実施の形態３は、ロッカーアーム６が、揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４と、このローラ１４を支持して前記揺動カム５の揺動に連動するローラアーム６ｃと、このローラアーム６ｃに連動して揺動して吸気バルブ１１を上下動させるロッカーアーム本体６ｄとを有している。
【００７８】
そして、板ばね２８によりローラアーム６ｃを揺動カム５側に付勢してローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとを接触させるようにしている。
【００７９】
このカム面５ａは、図１０に示すように、上記各実施の形態と同様に、ベース円部５ｃ、リフト部５ｄ及びランプ部５ｅを有し、リフト部５ｄの幅Ｌ２より、ベース円部５ｃの幅Ｌ１が狭く形成されている。
【００８０】
また、そのローラアーム６ｃは、所定位置に移動自在とされ、ローラアーム６ｃに設られたローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとの接触位置を変化させることで、各バルブのリフト量等を調整することが可能となっている。
【００８１】
具体的には、図９に示すように、ロッカーアームシャフト１２に、このロッカーアームシャフト１２の中心軸Ｏ５に対して中心軸Ｏ７が平行であり、且つ偏心した位置となるように偏心シャフト２９が固定された状態で設けられており、この偏心シャフト２９に板ばね２８により回転自在にロッカーアーム６のローラアーム６ｃが係止されている。
【００８２】
このローラアーム６ｃは、一端に偏心シャフト２９の外周面に係合し、且つ偏心シャフト２９の外周面を摺動可能な形状の係合部６ｅが形成されており、係合部６ｅと隣接する位置には、このローラアーム６ｃと偏心シャフト２９とを一体に係止する板ばね２８が外れないように嵌合される嵌合部６ｆが形成されている。また、他端には、揺動カム５のカム面５ａを摺動するローラ１４が支持されるローラシャフト１３が嵌合される貫通孔６ｇが形成されると共に、貫通孔６ｇの下側には揺動カム５の揺動でローラアーム６ｃが連動して吸気バルブ１１側に揺動したときに、ロッカーアーム本体６ｄを吸気バルブ１１側に押圧する押圧部６ｈが形成されている。
【００８３】
さらに、ロッカーアーム６のロッカーアーム本体６ｄは、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設され、先端部に吸気バルブ１１に冠着されたシム２３の上面を押圧するバルブ押圧部６ａが形成されている。また、このバルブ押圧部６ａの上側には、後述する板ばね２８の先端部２８ｂが接触する接触面６ｉが形成されると共に、この接触面６ｉの上側には、ローラアーム６ｃに形成された押圧部６ｈにより押圧される案内部６ｊが形成されている。
【００８４】
そして、板ばね２８は、平板状のばねを複数箇所屈曲させることにより所定形状に形成されたものである。詳しくは、この板ばね２８は、ローラアーム６ｃの嵌合部６ｆに嵌合される形状及び偏心シャフト２９に嵌合される形状に屈曲され、且つ、ローラアーム６ｃと偏心シャフト２９とを一体に係止する係止部２８ａが形成されている。また、この板ばね２８の、ローラアーム６ｃ側の先端部２８ｂは、ローラ１４側に延び、ロッカーアーム本体６ｄに形成された接触面６ｉに接触している。
【００８５】
さらに、板ばね２８は、ローラアーム６ｃと偏心シャフト２９とを係止部２８ａで一体に係止したときに、ローラアーム６ｃとロッカーアーム本体６ｄとを広げる方向に付勢する形状に形成されている。
【００８６】
また、ローラアーム６ｃの押圧部６ｈとロッカーアーム本体６ｄの案内部６ｊとの間に所定のクリアランスＡを設けている。
【００８７】
これにより、ローラアーム６ｃが偏心シャフト２９の外周面を摺動可能となるように板ばね２８でローラアーム６ｃを偏心シャフト２９に一体に係止しているので、揺動カム５が揺動されると、ローラ１４及びローラシャフト１３を介してローラアーム６ｃが板ばね２８の付勢力に抗して吸気バルブ１１側に揺動される。さらに、ローラアーム６ｃが吸気バルブ１１側に揺動されるとローラアーム６ｃの押圧部６ｈでロッカーアーム本体６ｄの案内部６ｊを押圧してロッカーアーム本体６ｄを吸気バルブ１１側に揺動させ、吸気バルブ１１を開閉することが可能となる。
【００８８】
さらに、ローラアーム６ｃは、板ばね２８により揺動カム５側に付勢され、ローラアーム６ｃに設けられたローラ１４の外周面が常に揺動カム５のカム面５ａに接触している。
【００８９】
また、ロッカーアームシャフト１２の一方の端部には、中心軸Ｏ５を中心にロッカーアームシャフト１２を所定角度範囲で回転駆動させるアクチュエータ（図示せず）が連結されており、さらに、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの角度を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【００９０】
これにより、ロッカーアームシャフト１２がアクチュエータにより所定角度で回転駆動すると、ロッカーアームシャフト１２に設けられている偏心シャフト２９がロッカーアームシャフト１２の中心軸Ｏ５を中心に所定角度で回動される。さらに、偏心シャフト２９が所定角度で回動されるとローラアーム６ｃが連動され、例えば、図９中実線に示す位置から図９中二点鎖線に示すような所定位置にローラアーム６ｃが移動される。そして、ローラアーム６ｃが所定位置に移動されると、揺動カム５のカム面５ａとローラアーム６ｃに設けられたローラ１４とが接触する接触点が変化するので、ロッカーアーム本体６ｄの揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【００９１】
そして、ロッカーアーム本体６ｄのバルブ押圧部６ａと吸気バルブ１１との間に所定のクリアランスを設けなくても、押圧部６ｈと案内部６ｊとの間に所定のクリアランスＡが設けられているため、内燃機関の温度上昇により吸気バルブ１１が熱膨張してバルブの突き上げが発生しても吸気バルブ１１は確実に開閉される。
【００９２】
このように構成された、ローラアーム６ｃを所定位置に移動自在とし、ローラアーム６ｃに設られたローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとの接触位置を変化させることで各バルブのリフト量等を調整することが可能な内燃機関の動弁機構１においても、ローラアーム６ｃは板ばね２８で揺動カム５側に付勢されているので、ローラアーム６ｃが所定位置に移動され、ローラ１４とカム面５ａとの接触位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは常に接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【００９３】
また、このようなものにあっても、上記各実施の形態と同様に、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【００９４】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができる。
【００９５】
特に、このベース円部５ｃは、中心軸Ｏ２から離間した位置に形成されているため、慣性力に低減により寄与することができる。
【００９６】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【００９７】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【００９８】
［発明の実施の形態４］
図１２及び図１３は、この実施の形態４に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【００９９】
この実施の形態４は、揺動シャフト４を所定位置に移動自在とすることで、各バルブのリフト量等を調整することが可能な内燃機関の動弁機構１である。
【０１００】
具体的には、図１２に示すように、揺動シャフト４の外周面には、ローラ３３が配設され、このローラ３３は、シリンダヘッド本体１９に形成された揺動シャフト４を所定位置に案内する案内部１９ａに接触している。また、揺動シャフト４は、次に説明するコントロールカム３４で揺動カム５が押圧されると、それに連動して、図１２中実線から図１２中二点鎖線に示す範囲で移動可能なようにシリンダヘッド本体１９に設けられている。
【０１０１】
このコントロールカム３４は、カムシャフト２に対して平行に設けられたコントロールシャフト３５の外周面に固定されている。また、コントロールカム３４の外周部は揺動カム５に接触し、コントロールカム３４を所定角度で回転駆動することにより、揺動シャフト４を所定の位置に案内できる形状に形成されている。
【０１０２】
この揺動カム５のカム面５ａには、図１３に示すように、ベース円部５ｃ，リフト部５ｄ及びランプ部５ｅが形成されており、そのベース円部５ｃの幅Ｌ１が、リフト部５ｄの幅Ｌ２より狭く形成されている。
【０１０３】
そして、コントロールシャフト３５の一方の端部には、コントロールシャフト３５の中心軸Ｏ８を中心にコントロールシャフト３５を所定角度範囲で回転駆動させるアクチュエータ（図示せず）が連結され、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの角度を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【０１０４】
そして、揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するロッカーアーム６は、実施の形態１と同様な構成で、バルブ押圧部６ａが形成されると共に、ローラシャフト１３及びローラ１４が設けられ、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【０１０５】
また、ロッカーアームシャフト１２には、実施の形態１と同様に、常にローラ１４とカム面５ａとを接触させるばね部材としての捩りばね１７が配設されている。
【０１０６】
これにより、コントロールシャフト３５がアクチュエータにより所定角度回動すると、コントロールカム３４がコントロールシャフト３５の中心軸Ｏ８を中心に所定角度回転する。このコントロールカム３４が所定角度回転されると、コントロールカム３４により、揺動カム５を介してローラ３３がシリンダヘッド本体１９の案内部１９ａを摺動し、例えば、図 ５中実線に示す位置から図 ５中二点鎖線に示すような所定位置に揺動シャフト４が移動される。そして、揺動シャフト４が移動されると揺動カム５のカム面５ａの位置が変化するので、ロッカーアーム６の揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【０１０７】
このように構成された、揺動シャフト４を所定位置に移動することで各バルブのリフト量等を可変する動弁機構１においても、ロッカーアーム６は捩りばね１７で揺動カム５側に付勢されているので、揺動シャフト４が所定位置に移動され、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは常に接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【０１０８】
また、このようなものにあっても、上記各実施の形態と同様に、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【０１０９】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができる。
【０１１０】
特に、このベース円部５ｃは、中心軸Ｏ２から離間した位置に形成されているため、慣性力に低減により寄与することができる。
【０１１１】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【０１１２】
［発明の実施の形態５］
図１４及び図１５は、この実施の形態５に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【０１１３】
この実施の形態５は、回転カム３をテーパ形状とし、この回転カム３をカムシャフト２の中心軸Ｏ１方向に移動することにより、回転カム３の外周部と揺動カム５との接触位置を変化させることで、各バルブのリフト量等を調節することが可能な内燃機関の動弁機構１である。
【０１１４】
具体的には、図１４に示すように、回転カム３は、カムシャフト２の外周面に固定されており、回転カム３の外周部は、平面視において円弧状のベース面３ａとベース面３ａから突出しているノーズ面３ｂとから構成されている。そして、これらベース面３ａ及びノーズ面３ｂは、図１４中の中心軸Ｏ１方向（紙面に対して垂直な方向）においてテーパ形状に形成されている。
【０１１５】
そして、カムシャフト２の一方の端部には、カムシャフト２を中心軸Ｏ１方向に所定範囲で移動させるアクチュエータ（図示せず）が連結され、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの移動を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【０１１６】
また、回転カム３に揺動される揺動カム５に設けられたローラ８の外周面は、テーパ形状に形成された回転カム３のベース面３ａ及びベース面３ｂに摺動可能な外周面となっている。
【０１１７】
さらに、この揺動カム５のカム面５ａには、図１５に示すように、ベース円部５ｃ，リフト部５ｄ及びランプ部５ｅが形成されており、そのベース円部５ｃの幅Ｌ１が、リフト部５ｄの幅Ｌ２より狭く形成されている。
【０１１８】
そして、揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するロッカーアーム６は、実施の形態４と同様な構成で、バルブ押圧部６ａが形成されると共に、ローラシャフト１３及びローラ１４が設けられ、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【０１１９】
また、ロッカーアームシャフト１２には、実施の形態４と同様に、常にローラ１４とカム面５ａとを接触させる捩りばね１７が配設されている。
【０１２０】
これにより、カムシャフト２がアクチュエータにより中心軸Ｏ１方向に所定範囲で移動すると、回転カム３がカムシャフト２の中心軸Ｏ１方向に所定範囲で移動する。この回転カム３が所定範囲で移動されると、回転カム３は、テーパ形状に形成されているので、回転カム３により、ローラシャフト７及びローラ８を介して、例えば、図１４中実線に示す位置から図１４中二点鎖線に示すような所定位置に揺動カム５が移動される。そして、揺動カム５が所定位置に移動されると、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化するので、ロッカーアーム６の揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【０１２１】
このように構成された、回転カム３をテーパ形状とし、この回転カム３をカムシャフト２の中心軸Ｏ１方向に移動することにより、回転カム３の外周部と揺動カム５との接触位置を変化させることで各バルブのリフト量等を可変する動弁機構１においても、ロッカーアーム６は捩りばね１７で揺動カム５側に付勢されているので、揺動シャフト４が所定位置に移動され、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは常に接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【０１２２】
また、このようなものにあっても、上記各実施の形態と同様に、ベース円部５ｃは、幅Ｌ１が狭く形成されているが、この部分には大きな荷重が作用しないため、強度を確保できるものである。そして、リフト部５ｄには、大きな力が作用するため、幅Ｌ２を広くして強度を確保するようにしている。
【０１２３】
してみれば、揺動カム５は、ベース円部５ｃの幅Ｌ１を狭くすることにより、揺動カム５の軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カム５に関連する部品（スプリング１５等）の軽量化を図ることができる。
【０１２４】
特に、このベース円部５ｃは、中心軸Ｏ２から離間した位置に形成されているため、慣性力に低減により寄与することができる。
【０１２５】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【０１２６】
なお、上記実施の形態では、可変動弁機構１に用いられる揺動カム５についてこの発明を適用しているが、これに限らず、リフト量等を可変出来ないものでも、この発明を適用することができる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載の発明によれば、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備え、往復運動するように設けられた揺動カムにおいて、前記ベース円部の接触面の幅を、前記リフト部の接触面の幅より狭く形成したため、揺動カムの軽量化を図ることができるため、揺動時の慣性力を小さくすることができ、この揺動カムに関連する部品の軽量化を図ることができる。
【０１２８】
請求項２，３に記載の発明によれば、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を可変可能とする内燃機関の動弁機構に、ベース円部の接触面の幅が、リフト部の接触面の幅より狭く形成された揺動カムを設けることにより、可変動弁機構において上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図２】同実施の形態１に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【図３】同実施の形態１に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図４】同実施の形態１に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【図５】同実施の形態１に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図７】同実施の形態２に係る最小リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図８】同実施の形態２に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る最大リフト量が必要なときの内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図１０】同実施の形態３に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図１１】同実施の形態３に係る揺動カムを示す図で、揺動カムを斜め下方から見た斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図１３】同実施の形態４に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に係る内燃機関の可変動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図１５】同実施の形態５に係る揺動カムを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【符号の説明】
１ 可変動弁機構
２ カムシャフト
３ 回転カム
４ 揺動シャフト
５ 揺動カム
５ａ カム面
５ｂ 案内部
５ｃ ベース円部
５ｄ リフト部
５ｅ ランプ部
６ ロッカーアーム
７ ローラシャフト
８ ローラ（回転カム当接部）
９ 駆動シャフト
１０ アーム（当接部可変機構）
Ｌ１ ベース円部の幅
Ｌ２ リフト部の幅
Claims (3)
- ベース円部及びリフト部を有するカム面を備え、往復運動するように設けられた揺動カムにおいて、
前記ベース円部の接触面の幅を、前記リフト部の接触面の幅より狭く形成したことを特徴とする揺動カム。 - 内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、該カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトに平行に設けられた揺動シャフトと、該揺動シャフトに支持され、前記回転カムにより揺動自在とされる揺動カムとを有し、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を可変可能とする内燃機関の動弁機構であって、
前記揺動カムは、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備えると共に、往復運動するように設けられ、
前記ベース円部の接触面の幅が、前記リフト部の接触面の幅より狭く形成されたことを特徴とする内燃機関の動弁機構。 - 前記揺動カムには、前記回転カムに接触して該回転カムからの駆動力を前記揺動カムに伝える回転カム当接部が移動可能に設けられると共に、該回転カム当接部を所定方向に案内する案内部が前記揺動カムに設けられ、前記回転カムからの駆動力が前記回転カム当接部を介して前記案内部に入力されて前記揺動カムが揺動されるように構成され、
該回転カム当接部を前記案内部に沿って移動させることにより、該回転カム当接部と前記揺動シャフトの中心軸との相対距離を可変させる当接部可変機構を設け、前記相対距離を可変することにより、前記各バルブのリフト量を可変可能としたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の動弁機構。
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