JP2008202581A - 内燃機関の動弁機構 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、制御シャフトの変形を抑制できる可変式動弁機構を提供する。
【解決手段】可変式動弁機構５０は、カム５１aが設けられるカムシャフト５１と、吸気弁用ロッカアーム６１と、揺動カム６４と、揺動カム６４とカム５１aとの間に介在されてカム５１aの変位を揺動カム６４に伝達するセンタロッカアーム６２と、吸気弁用ロッカアーム６１を揺動可能に支持し、かつ、センタロッカアーム６２を支持するとともに軸心線回りに回転することによってセンタロッカアーム６２の姿勢を制御する吸気弁用ロッカシャフト５２と、吸気弁用ロッカシャフト５２を保持するとともにシリンダヘッド１２の取り付け面３１２に固定される第１〜３のホルダ３００〜３０２と、取り付け面３１２に対して斜め方向に第１〜３のホルダ３００〜３０２を貫通するとともに、第１〜３のホルダ３００〜３０２をシリンダヘッド１２に固定する第２のボルト３０４とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、吸気弁を駆動する内燃機関の動弁機構に関する。

自動車に搭載されるエンジンの動弁機構の多くは、エンジンの排出ガス対策などの観点から、吸気弁や排気弁の開閉弁時期や開弁期間などを調整できるように構成されている。

この可変式動弁機構の構造の一例としては、例えば、カムシャフトに設けられるカムのカムリフトの変位を、センタロッカアームを用いてベース円区間とリフト区間とが連なる往復式の揺動カムに伝え、当該揺動カムによって駆動されるロッカアームによって吸気弁や排気弁を駆動する構造が提案されている。

この種の可変式動弁機構では、センタロッカアームは、例えばロッカアームを揺動自在に支持する制御シャフトに支持されるとともに、その姿勢が制御されている。具体的には、制御シャフトの姿勢は、アクチュエータによって調整される。制御シャフトの姿勢が変化すると、センタロッカアームにおいて制御シャフトに支持される部位の位置が変化する。この変化にともなって、センタロッカアームの姿勢が変化する。

センタロッカアームの姿勢が変化すると、センタロッカアームにおいてカムと接触する位置が変化するとともに、センタロッカアームにおいて揺動カムと接触する位置が変化する。このことによって、吸気弁や排気弁の動作が変化する。

制御シャフトは、例えば各気筒に共通して用いられている。直列エンジンでは、制御シャフトは、各気筒が並ぶ方向に平行に延びている。それゆえ、制御シャフトは、シリンダヘッドに固定されるホルダに保持されている。ホルダは、互いに隣り合うロッカアーム間に配置されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２９９５３８

吸気弁および排気弁は、ばね部材によって常に閉まるように付勢されている。それゆえ、ロッカアームは、吸気弁または排気弁を介してばね部材によって付勢される。この付勢力によって、制御シャフトは、ロッカアームを介して付勢される。

それゆえ、ホルダには、制御シャフトを介してばね部材の付勢力が伝わる。さらに、特許文献１では、上記されたように、ホルダは、隣り合うロッカアーム間に配置されている。つまり、ホルダには、制御シャフトを介してばね部材の付勢力が伝わりやす。この結果、制御シャフトが微小ながら変形することが考えられる。

制御シャフトが変形すると、アクチュエータによる制御シャフトの姿勢の調整に誤差が生じることが考えられる。さらに、制御シャフトが変形することによって、制御シャフトとホルダとの間のフリクションが大きくなり、アクチュエータには、当該フリクションに打ち勝って制御シャフトを調整できるだけの容量が必要になる。それゆえ、制御シャフトが変形することは好ましくない。

したがって、本発明の目的は、ロッカシャフトや制御シャフトの変形を抑制できる動弁機構を提供することである。

本発明の内燃機関の動弁機構は、回転自在に設けられるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられるカムと、揺動自在に設けられるとともに、吸気弁または排気弁を駆動するロッカアームと、前記ロッカアームを揺動可能に支持し、前記カムシャフトと平行に設けられるロッカシャフトと、前記ロッカシャフトを保持するとともに前記内燃機関本体に形成される取り付け面に固定されるホルダと、前記取り付け面に対して斜め方向に前記ホルダを貫通するとともに、前記ホルダを前記内燃機関本体に固定する固定部材とを備える。

この構成によれば、固定部材が取り付け面に対して斜めであることによって、ホルダ内における固定部材の占める割合が高くなる。それゆえ、固定部材の数を増やすことなくホルダの剛性が向上しロッカシャフトの変形を抑制できる。

上記形態のさらに好ましい形態では、前記固定部材は、前記ロッカシャフトを貫通するとともに当該貫通されるシャフトを前記ホルダに固定する。

この構造によれば、シャフトをホルダに固定する固定部材と、ホルダを内燃機関本体に固定する固定部材とを共通化することができる。

本発明の内燃機関の動弁機構は、回転自在に設けられるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられるカムと、揺動自在に設けられるとともに、吸気弁または排気弁の一方を駆動する第１のロッカアームと、揺動自在に設けられるとともに、前記カムの変位を受けて前記第１のロッカアームを駆動する揺動カムと、前記揺動カムと前記カムとの間に介在され、その姿勢を変位することによって前記カムの変位を前記揺動カムに伝達するセンタロッカアームと、前記第１のロッカアームを揺動可能に支持し、かつ、前記センタロッカアームを支持するとともに軸心線回りに回転することによって前記センタロッカアームの姿勢を制御する制御シャフトと、前記制御シャフトを保持するとともに前記内燃機関本体に形成される取り付け面に固定されるホルダと、前記取り付け面に対して斜め方向に前記ホルダを貫通するとともに、前記ホルダを前記内燃機関本体に固定する固定部材とを備える。

この構造によれば、固定部材が取り付け面に対して斜めであることによって、ホルダ内における固定部材の占める割合が高くなる。それゆえ、ホルダの剛性が向上する。

本発明の好ましい形態では、前記ホルダは、前記揺動カムを揺動可能に支持する揺動カム用ロッカシャフトを保持するとともに、前記吸気弁または前記排気弁の他方を駆動する第２のロッカアームを揺動自在に支持するロッカシャフトを保持する。

この構造によれば、複数のシャフトのホルダを共通化することができる。

上記形態のさらに好ましい形態では、前記固定部材は、前記揺動カム用ロッカシャフトまたは前記ロッカシャフトを貫通するとともに当該貫通されるシャフトを前記ホルダに固定する。

この構造によれば、シャフトをホルダに固定する固定部材と、ホルダを内燃機関本体に固定する固定部材とを共通化することができる。

上記形態のさらに好ましい形態では、前記固定部材は、前記揺動カム用ロッカシャフトと前記ロッカシャフトとのうち前記取り付け面から離れている方を貫通する。

また、前記揺動カム用ロッカシャフトと前記ロッカシャフトとのうち前記固定部材に固定されるシャフトは、前記揺動カム用ロッカシャフトと前記ロッカシャフトとのうち前記固定部材に固定されないシャフトおよび前記制御シャフトよりも太い。

吸気弁と排気弁とが駆動することによって、制御シャフトとロッカシャフトとには、吸気弁と排気弁の駆動による反力が作用する。

この反力により、カムシャフトと制御シャフトとロッカシャフトと揺動カム用ロッカシャフトが取り付け面から離れる方向に持ち上がるように変形する。

しかしながら、上記の構造では、固定部材が複数のシャフトのうち取り付け面から最も離れた位置にあるシャフトを貫通してホルダを内燃機関本体に固定している。このため、上記構造では、ホルダに保持されるシャフトは、固定部材と取り付け面との間に挟み込まれることになる。

さらに、前記揺動カム用ロッカシャフトと前記ロッカシャフトとのうち前記固定部材に固定されるシャフトは、前記揺動カム用ロッカシャフトと前記ロッカシャフトとのうち前記固定部材に固定されないシャフトおよび前記制御シャフトよりも太いので、固定部材を受けるための受け座を当該シャフトに形成しても、揺動カム用ロッカシャフトの剛性が低下することを抑制することができる。

本発明によれば、制御シャフトの変形を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の動弁機構を、図１〜５を用いて説明する。図１は、可変式動弁機構５０を備えるエンジン１０を一部切り欠いて上方から示す斜視図である。図２は、図１に示されるF２−F２線に沿って示すエンジン１０の断面図である。エンジン１０は、例えば、複数の気筒が互いに直列に並ぶレシプロ式エンジンであって、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２、可変式動弁機構５０となどを備えている。可変式動弁機構５０は、本発明で言う動弁機構の一例である。

シリンダヘッド１２には、シリンダブロック１１に形成された気筒１７に対応して燃焼室１８が形成されている。燃焼室１８には、例えば一対の吸気ポート１８ａと一対の排気ポート１８ｂが形成されている。また、シリンダヘッド１２には、各吸気ポート１８ａを開閉する吸気弁１９ａと、各排気ポート１８ｂを開閉する排気弁１９ｂとが設けられている。これら、吸気弁１９ａと排気弁１９ｂとは、スプリング１９ｃによって閉まる方向に付勢される常閉式である。シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とは、本発明で言う内燃機関本体を構成している。

シリンダヘッド１２においてシリンダブロック１１と反対側には、可変式動弁機構５０が搭載されている。本実施形態では、可変式動弁機構５０は、例えば吸気弁１９ａの開閉動作を調整する機能を有している。図３は、可変式動弁機構５０が分解された状態を示す斜視図である。

図３に示すように、可変式動弁機構５０は、カムシャフト５１と、吸気弁用ロッカシャフト５２と、第１〜３のホルダ３００〜３０２と、第１，２のボルト３０３，３０４と、ロッカアーム機構６０とを備えている。

図２に示すように、カムシャフト５１は、燃焼室１８と対向する位置に配置されている。カムシャフト５１は、各気筒が並ぶ方向に延びており、当該カムシャフト５１の軸心線回りに回動自由に支持されている。カムシャフト５１の支持構造については、後で詳細に説明する。

カムシャフト５１の先端には、図示しないカムプーリが取り付けられている。カムプーリは、図示しないクランクシャフトの端部に取り付けられたクランクプーリと図示しないタイミングベルトを介して連結されている。このことによって、クランクシャフトの回転がタイミングベルトを介してカムシャフトに伝えられるので、カムシャフト５１は、駆動される。

カムシャフト５１には、吸気弁用カム５１ａと排気弁用カム５１ｂとが設けられている。吸気弁用カム５１ａは、吸気弁１９ａを駆動するためのカムである。排気弁用カム５１ｂは、排気弁１９ｂを駆動するためのカムである。

吸気弁用ロッカシャフト５２は、カムシャフト５１よりも吸気弁１９ａ側に配置されている。吸気弁用ロッカシャフト５２は、カムシャフト５１と平行に延びており、当該吸気弁用ロッカシャフト５２の軸心線回りに回動自由に支持されている。

排気弁用ロッカシャフト５３は、吸気弁用ロッカシャフト５２と反対側に配置されている。排気弁用ロッカシャフト５３は、カムシャフト５１と平行に延びており、回動しないように支持されている。

図３に示すように、排気弁用ロッカアーム３０５は、排気弁用ロッカシャフト５３に揺動自在に支持されている。排気弁用ロッカアームは、排気弁用カム５１ｂによって駆動されて排気弁１９ｂを駆動する。排気弁用ロッカアーム３０５は、本発明で言う第２のロッカアームである。排気弁用ロッカシャフト５３は、本発明で言うロッカシャフトである。

ここで、カムシャフト５１と吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３とのシリンダヘッド１２への支持構造を説明する。この支持構造には、第１〜３のホルダ３００〜３０２が用いられる。

第１のホルダ３００は、カムシャフト５１の一端部３０６と吸気弁用ロッカシャフト５２の一端部３０７と排気弁用ロッカシャフト５３の一端部３０８とを保持する。第１のホルダ３００は、第１の被固定部材３１０と第１の覆い部材３１１とを備えている。

図２に示すように、第１の被固定部材３１０は、シリンダヘッド１２の取り付け面３１２上に配置される。取り付け面３１２は、図中、シリンダヘッド１２の上方に位置する面であって、略平面である。第１の覆い部材３１１は、第１の被固定部材３１０に、第１の被固定部材３１０を挟んで取り付け面３１２と反対側から固定される。図中、第１の被固定部材３１０は、下方、第１の覆い部材３１１は、上方に配置されている。

第１の被固定部材３１０と第１の覆い部材３１１とにおいて互いに向かいあう面間には、カムシャフト５１を挟みこむとともに回動自由に保持するための第１の収容孔３１３が形成されている。カムシャフト５１の一端部３０６は、第１の収容孔３１３内に収容される。

図３に示すように、第１の覆い部材３１１には、吸気弁用ロッカシャフト５２の一端部３０７を回動自由に収容する第１の吸気弁用ロッカシャフト収容孔３１４と、排気弁用ロッカシャフト５３の一端部３０８を収容する第１の排気弁用ロッカシャフト収容孔３１５とが形成されている。吸気弁用ロッカシャフト５２の一端部３０７と排気弁用ロッカシャフト５３の一端部３０８とは、それぞれ収容孔３１４，３１５内に収容されている。

第１の被固定部材３１０と第１の覆い部材３１１とは、第１，２のボルト３０３，３０４によって、互いに固定されるとともにシリンダヘッド１２に固定される。第１の被固定部材３１０と第１の覆い部材３１１との固定構造については、後で詳細に説明される。

第２のホルダ３０１は、カムシャフト５１の他端部と吸気弁用ロッカシャフト５２の他端部と排気弁用ロッカシャフト５３の他端部とを保持する。第２のホルダ３０１は、第２の被固定部材３２０と第２の覆い部材３２１とを備えている。

第２の被固定部材３２０は、シリンダヘッド１２の取り付け面３１２上に配置される。第２の覆い部材３２１は、第２の被固定部材３２０に、第２の被固定部材３２０を挟んで取り付け面３１２と反対側から固定される。なお、図中、第２の被固定部材３２０は、下方、第２の覆い部材３２１は、上方に配置されている。

第２の被固定部材３２０と第２の覆い部材３２１とにおいて互いに向かいあう面間には、カムシャフト５１の他端部を挟みこむとともに回動自由に保持するための第２の収容孔３２２が形成されている。カムシャフト５１の他端部は、第２の収容孔３２２内に収容される。

第２の覆い部材３２１には、吸気弁用ロッカシャフト５２の他端部を回動自由に収容する第２の吸気弁用ロッカシャフト収容３２３と、排気弁用ロッカシャフト５３の他端部を収容する第２の排気弁用ロッカシャフト収容孔３２４とが形成されている。吸気弁用ロッカシャフト５２の他端部と排気弁用ロッカシャフト５３の他端部とは、それぞれ収容孔内３２３，３２４に収容されている。

第２の被固定部材３２０と第２の覆い部材３２１は、第１，２のボルト３０３，３０４によって、互いに固定されるとともにシリンダヘッド１２に固定される。第２の被固定部材３２０と第２の覆い部材３２１との固定構造については、後で詳細に説明される。

第３のホルダ３０２は、カムシャフト５１と吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３とにおいて、一端部３０６〜３０８と他端部との間の部分を保持している。第３のホルダ３０２は、例えば、第１，２のホルダ３００，３０１間に３つ配置されている。なお、図１，３では、２つの第３のホルダ３０２は、省略されており、１つだけが図示されている。

図４は、可変式動弁機構５０を、第３のホルダ３０２を横切るように切断して示す断面図である。図３，４に示すように、第３のホルダ３０２は、第３の被固定部材３２５と第３の覆い部材３２６とを備えている。

第３の被固定部材３２５は、シリンダヘッド１２の取り付け面３１２上に配置される。第３の覆い部材３２６は、第３の被固定部材３２５に、第３の被固定部材３２５を挟んで取り付け面３１２と反対側から固定される。図中、第３の被固定部材３２５は、下方、第３の覆い部材３２６は、上方に配置されている。

第３の被固定部材３２５と第３の覆い部材３２６とにおいて互いに向かいあう面間には、カムシャフト５１を挟みこむとともに回動自由に保持するための第３の収容孔３２７が形成されている。カムシャフト５１において一端部３０６と他端部との間の部分は、第３の収容孔３２７内に収容される。

第３の覆い部材３２６には、吸気弁用ロッカシャフト５２の一端部３０７と他端部との間の部分を回動自由に収容する第３の吸気弁用ロッカシャフト収容孔３２８と、排気弁用ロッカシャフト５３の一端部３０８と他端部との間の部分とを収容する第３の排気弁用ロッカシャフト収容孔３２９とが形成されている。吸気弁用ロッカシャフト５２の一端部３０７と他端部との間の部分と、排気弁用ロッカシャフト５３の一端部３０８と他端部との間の部分とは、それぞれ収容孔３２８，３２９内に収容されている。

第３の被固定部材３２５と第３の覆い部材３２６とは、第１，２のボルト３０３，３０４によって、互いに固定されるとともにシリンダヘッド１２に固定される。なお、第１の被固定部材３１０と第１の覆い部材３１１との固定構造と、第２の被固定部材３２０と第２の覆い部材３２１との固定構造とは、第３の被固定部材３２５と第３の覆い部材３２６との固定構造と略同じであってよいので、第３の被固定部材３２５と第３の覆い部材３２６との固定構造を代表して説明する。

図３に示すように、第３の被固定部材３２５と第３の覆い部材３２６とを固定するために、第１のボルト３０３と２本の第２のボルト３０４とが用いられる。図４に示すよう、第３の被固定部材３２５において第３の排気弁用ロッカシャフト収容孔３２９の下方には、第１のボルト３０３が貫通可能な第１の貫通孔３３０が形成されている。第１の貫通孔３３０は、第３の被固定部材３２５を貫通している。

第３の覆い部材３２６には、第１の貫通孔３３０に連通するとともに第３の排気弁用ロッカシャフト収容孔３２９を貫通して第３の覆い部材３２６を貫通する第２の貫通孔３３１が形成されている。シリンダヘッド１２には、第１の貫通孔３３０と向かい合う位置に第１のねじ３３２が形成されている。

排気弁用ロッカシャフト５３には、第１のボルト３０３が貫通できる第３の貫通孔３３３が形成されている。第１のボルト３０３は、第１〜３の貫通孔３３０〜３３３を貫通した後、第１のねじ穴３３２に螺合する。

また、第３の被固定部材３２５において第３の収容孔３２７（第１，２のホルダ３００，３０１の場合は、第１，２の収容孔３１３，３２２）を挟んで反対側には、第４の貫通孔３３４が形成されている。第４の貫通孔３３４は、第３の被固定部材３２５を貫通している。第４の貫通孔３３４は、取り付け面３１２に向かうにつれてカムシャフト５１から離れる方向、具体的には図中右下側に向かって斜めに延びている。つまり、第４の貫通孔３３４は、取り付け面３１２に対して斜めに延びている。

第３の覆い部材３２６において第３の貫通孔３３３を挟んで第４の貫通孔３３４の反対側には、第３の覆い部材３２６を貫通する第５の貫通孔３３５が形成されている。第５の貫通孔３３５は、第４の貫通孔３３４に直線状に連通するように、取り付け面３１２に対して斜めに延びている。

具体的には、第５の貫通孔３３５は、カムシャフト５１と吸気弁用ロッカシャフト５２との間を通っている。言い換えると、第４の貫通孔３３４は、第５の貫通孔３３５がカムシャフト５１と吸気弁用ロッカシャフト５２との間を通るように、取り付け面３１２に対して斜めに延びている。それゆえ、第３の覆い部材３２６（第１，２の覆い部材３１１，３２１も同様）中において、吸気弁用ロッカシャフト５２の周囲における第５の貫通孔３３５の距離は長くなる。

シリンダヘッド１２の取り付け面３１２には、第４の貫通孔３３４と直線状に連通する第２のねじ穴３３６が形成されている。図３に示すように、上記のように形成される第４，５の貫通孔３３４，３３５と第２のねじ穴３３６は、カムシャフト５１の延びる方向に並んで１対形成されている。

図３に示すように、第２のボルト３０４は、第４，５の貫通孔３３４，３３５を貫通した後、第２のねじ穴３３６に螺合する。上記のように、第１，２のボルト３０３，３０４が第１，２のねじ穴３３２，３３６に螺合することによって、第３の被固定部材３２５と第３の覆い部材３２６とが互いに固定されるともに、第３のホルダ３０２がシリンダヘッド１２に固定される。第２のボルト３０４は、本発明で言う固定部材の一例である。

なお、第１，２のホルダ３００，３０１における第１〜５の貫通孔３３０〜３３６の構造、および、第１，２のホルダ３００，３０１に対する第１，２のねじ穴３３２，３３６の構造は、第３のホルダ３０２における構造と略同じであるが、第１，２のホルダ３００，３０１には、第４，５の貫通孔３３４，３３５と第２のねじ穴３３６とが１つ形成される点が、第３のホルダ３０２と異なる。

ロッカアーム機構６０は、カムシャフト５１の軸線に沿って４つ設けられており、各々は隣り合うホルダ間に１つずつ配置されている。ロッカアーム機構６０は、吸気弁用カム５１ａによって駆動される。図３に示すように、ロッカアーム機構６０は、吸気弁用ロッカアーム６１と、センタロッカアーム６２と、揺動カム用ロッカシャフト６３と、揺動カム６４と、電動モータとを備えている。

吸気弁用ロッカアーム６１は、本発明で言う第１のロッカアームであるとともにロッカアームの一例である。吸気弁用ロッカアーム６１は、吸気弁用ロッカシャフト５２に揺動自在に支持されている。吸気弁用ロッカアーム６１は、吸気弁用カム５１ａのカムリフトの変位を各吸気弁１９ａへ伝える一対のロッカアーム片６１ａとニードルローラ部材６６とを備えている。これらロッカアーム片６１ａは、吸気弁用ロッカシャフト５２に沿って並んで配置されるとともに吸気弁用ロッカシャフト５２に揺動可能に支持されている。

それゆえ、吸気弁用ロッカアーム６１は、二股状の形状である。このため、各ロッカアーム片６１ａの間からは、吸気弁用ロッカシャフト５２の一部５２ａが露出している。各ロッカアーム片６１ａ間には、後述される揺動カム６４が当接するニードルローラ部材６６が組み付けられている。

図２に示すように、センタロッカアーム６２は、ホルダ部６８と、第２の支持軸６９ｂと、第１の滑りローラ部材６７とを備えている。

ホルダ部６８は、第１の滑りローラ部材６７を回動自在に支持する。ホルダ部６８は、シリンダブロック１１と反対側に向かって延びる中継用アーム部６８ａと、各ロッカアーム片６１ａ間から露出する一部５２ａに向かって延びる支点用アーム部６８ｂとを有する略Ｌ字状である。支点用アーム部６８ｂは、二股状である。

センタロッカアーム６２において吸気弁用カム５１ａと向かい合う部位、つまり二又状の支点用アーム部６８ｂにおいて吸気弁用カム５１ａと向かい合う部位間には、第２の支持軸６９ｂが設けられている。

第１の滑りローラ部材６７は、第２の支持軸６９ｂに支持される。具体的には、第１の滑りローラ部材６７の中央には、第２の支持軸６９ｂを内側に摺動可能に収容する収容孔５７ｃが形成されている。それゆえ、第１の滑りローラ部材６７は、第２の支持軸６９ｂに回動自在に支持されている。

支点用アーム部６８ｂは、露出する一部５２ａに支持機構７０によって支持されている。図３に示されるように、支持機構７０は、支持部７７と、調整部８０とを備えている。

支持部７７は、制御アーム７２を備えている。露出する一部５２ａの下部周壁には、通孔７３が形成されている。通孔７３は、露出する一部５２ａの軸心と直交する向きに延びている。制御アーム７２は、円形断面をもつ軸部７４と、軸部７４の一端に形成された円板状のピン結合片７５とを有している。ピン結合片７５には、当該ピン結合片７５を貫通する支持孔７５ａが形成されている。

軸部７４の端部は、露出する一部５２ａの下部から通孔７３内に差し込まれている。なお、差し込まれた軸部７４は、軸部７４の軸方向および周方向に対して移動自在である。この軸部７４の端は、後述される調整部８０のねじ部材８２に突き当たる。

ピン結合片７５は、二股状の支点用アーム部６８ｂの内側に挿入される。支点用アーム部６８ｂは、支持孔７５ａと対向する位置に貫通孔６８ｄが形成されている。支持孔７５ａと貫通孔６８ｄにピン１００が挿通されることによって、支点用アーム部６８ｂの先端部と露出する一部５２ａから突き出た制御アーム７２の端部との相互は、吸気弁用カム５１ａの起伏方向つまりカムシャフト５１の軸心と直交する方向に回動自在に結合される。

この結合により、吸気弁用ロッカシャフト５２が回転すると、センタロッカアーム６２は、ピン１００を揺動支点にして揺動する。それゆえ、センタロッカアーム６２の姿勢は、吸気弁用ロッカシャフト５２が回転すると、この回転に伴って変化する。第１の滑りローラ部材６７が吸気弁用カム５１ａのカムリフトの変位を受けると、中継用アーム部６８ａの先端面６８ｃの位置と姿勢とが変化する。吸気弁用ロッカシャフト５２は、本発明で言う制御シャフトであるとともにロッカシャフトの一例である。

調整部８０の構造には、差し込まれた制御アーム７２の端をねじ部材８２で支持する構造が用いられている。具体的には、ねじ部材８２は、露出する一部５２ａにおいて通孔７３とは反対側となる地点つまり上部周壁から、進退可能に螺挿されている。ねじ部材８２の挿入端が通孔７３内で制御アーム７２の端と突き当たることによって、制御アーム７２は支持されている。

これにより、ねじ部材８２が回転操作されると、露出する一部５２ａから出る軸部７４の突出量が変更される。つまり、軸部７４の突出量は、可変となる。軸部７４の突出量が変更されることによって吸気弁用カム５１ａ第１の滑りローラ部材６７との転接位置が変更される。吸気弁用カム５１ａと第１の滑りローラ部材６７との転接位置が変更されることにともない、吸気弁１９ａの開閉弁時期が調整される。

但し、８３は、ねじ部材８２を回転操作するための、ねじ部材８２の上端面に形成される例えば十字形の溝部である。８４は、ねじ部材８２の端部にねじ込まれたロックナットである。８４ａは、ロックナット８４の座面を形成する切欠きを示す。なお、図２では、制御アーム７２とねじ部材８２とロックナット８４とは、断面されていない。

図２に示すように、揺動カム用ロッカシャフト６３は、吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３とよりもシリンダブロック１１から離れた位置に配置されている。揺動カム用ロッカシャフト６３は、カムシャフト５１と平行である。揺動カム用ロッカシャフト６３の径aは、吸気弁用ロッカシャフト５２の径ｂと排気弁用ロッカシャフト５３の径ｃとよりも太い。

図３に示すように、揺動カム用ロッカシャフト６３は、第１〜３のホルダ３００〜３０２に固定されている。なお、揺動カム用ロッカシャフト６３と第３のホルダ３０２との固定構造と、揺動カム用ロッカシャフト６３と第１，２のホルダ３００，３０１との固定構造は、同じであってより。それゆえ、揺動カム用ロッカシャフト６３と第３のホルダ３０２との固定構造を代表して説明する。

図４に示すように、揺動カム用ロッカシャフト６３は、第３の覆い部材３２６において取り付け面３１２と反対側の面３３７（図中上方に位置する面）上に開口する第５の貫通孔３３５上に配置されている。それゆえ、揺動カム用ロッカシャフト６３は、吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３よりも取り付け面３１２から離れている。揺動カム用ロッカシャフト６３には、第２のボルト３０４が貫通する第６の貫通孔３３８が形成されている。

第２のボルト３０４は、第４〜６の貫通孔３３４〜３３８を貫通した後、第２のねじ穴３３６に螺合する。揺動カム用ロッカシャフト６３の表面には、第２のボルト３０４のヘッド部３３９を受ける受け座３４０が形成されている。受け座３４０は、表面を切り欠く加工を施すことによって形成されている。

このことによって、揺動カム用ロッカシャフト６３は、第２のボルト３０４によって第１〜３のホルダ３００〜３０２に固定される。言い換えると、第１〜３の覆い部材３１１〜３２６と第１〜３の被固定部材３１０〜３２５とは、揺動カム用ロッカシャフト６３を第１〜３のホルダ３００〜３０２に固定する固定用ボルトを利用して、互いに固定されている。

図２，３に示すように、揺動カム６４は、本体６４ｄと、第２の滑りローラ部材９０とを備えている。なお、図３中、揺動カム６４は、切断されていない。

本体６４ｄは、揺動カム用ロッカシャフト６３に揺動自由に支持されている。本体６４ｄにおいて、中継用アーム部６８ａの先端面６８ｃと向かい合う部位には、先端面６８ｃに向かって開口するとともに第２の滑りローラ部材９０を内側に収容する収容溝が形成されている。第２の滑りローラ部材９０は、収容溝内に収容されるとともに揺動自在に支持されている。

具体的には、収容溝内には、第３の支持軸６４ｇが設けられている。図２に示すように、第３の支持軸６４ｇは、収容溝を規定する壁部のうちピン１００の軸心線方向を横切るとともに互いに向かい合う一対の支持壁部２００の一方から他方に延びており、これら支持壁部２００に支持されている。第３の支持軸６４ｇの軸心線は、ピン１００の軸心線と略平行である。それゆえ、第２の滑りローラ部材９０は、センタロッカアーム６２の揺動軸（ピン１００）と平行な軸を回転軸として回転する。

第２の滑りローラ部材９０は、第３の支持軸６４ｇに回動自在に支持される。

本体６４ｄが揺動自在であるとともに第２の滑りローラ部材９０が第３の支持軸６４ｇ回りに回転自在であることによって、第２の滑りローラ部材９０は、センタロッカアーム６２の姿勢の変化に伴う中継用アーム部６８ａの先端面６８ｃの姿勢の変化に追従することができる。

本体６４ｄにおいてニードルローラ部材６６に向かい合う部位には、ニードルローラ部材６６に接触するアーム部６４ｂが形成されている。アーム部６４ｂの先端には、ニードルローラ部材６６に転接するカム面６４ｅが形成されている。

第２の滑りローラ部材９０がセンタロッカアーム６２の変位を受けると、揺動カム６４は、揺動カム用ロッカシャフト６３回りに揺動する。この際にアーム部６４ｂのカム面６４ｅがニードルローラ部材６６を押す。

各支持壁部２００には、ガイド部２０１が形成されている。ガイド部２０１は、第２の滑りローラ部材９０と中継用アーム部６８ａの先端面６８ｃとの接触箇所を覆う大きさを有している。各ガイド部２０１は、第３の支持軸６４ｇの軸心線方向に、第２の滑りローラ部材９０と先端面６８ｃとの接触箇所を覆っている。

吸気弁用カム５１ａの変位が伝達されている最中では、揺動カム６４の姿勢と先端面６８ｃの姿勢とは、変化する。これにともない、揺動カム６４と先端面６８ｃとの接触箇所は変化する。

ガイド部２０１は、上記のように、想定される第２の滑りローラ部材９０と先端面６８ｃとの接触箇所の変化する範囲を覆うだけの大きさを有している。各支持壁部２００に形成されるガイド部２０１の形状は、同じでよい。言い換えると、可変式動弁機構５０の駆動中では、先端面６８ｃと第２の滑りローラ部材９０との接触箇所は、ガイド部２０１によって常に覆われる。

吸気弁用ロッカアーム６１とセンタロッカアーム６２と揺動カム６４とのの相互間は、吸気弁用ロッカアーム６１とセンタロッカアーム６２と揺動カム６４との円滑な動きが確保されるよう、付勢機構の一例としてのプッシャ８６で互いに密接する方向に付勢されている。

電動モータは、吸気弁用ロッカシャフト５２を回転することによって、吸気弁用ロッカシャフト５２においてセンタロッカアーム６２の支点用アーム部６８ｂを支持する支持部７７の位置（制御アーム７２の姿勢）を変化する。この変化にともなって、センタロッカアーム６２の姿勢が変化する。

センタロッカアーム６２の姿勢は、制御アーム７２が略垂直な姿勢から、図２に示されるように制御アーム７２がカムシャフト５１の回転方向に大きく傾いた姿勢までの範囲で変更できる。

センタロッカアーム６２の姿勢が変化すると、揺動カム６４に伝達される吸気弁用カム５１ａのカムリフトの変位の程度が変化する。このことによって、揺動カム６４の姿勢と揺動とが変化し、それゆえ吸気弁用ロッカアーム６１の動作が変化する。このように、電動モータが吸気弁用ロッカシャフト５２の姿勢を調整することによって、吸気弁１９ａの動作が調整される。

なお、上記された、想定される第２の滑りローラ部材９０と先端面６８ｃとの接触箇所の変化は、電動モータによる吸気弁用ロッカシャフト５２の姿勢の変化にともなう変化も含まれる。

このように構成される可変式動弁機構５０を組み立てる手順の一例を、図５を用いて説明する。図５は、可変式動弁機構５０の組み立て手順の一例を示している。図５に示すように、まず、可変式動弁機構５０をユニット化する。

具体的には、排気弁用ロッカアーム３０５を排気弁用ロッカシャフト５３に組み付け、ロッカアーム機構６０を吸気弁用ロッカシャフト５２に組み付ける。ついで、カムシャフト５１と吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３と揺動カム用ロッカシャフト６３とを第１〜３の被固定部材３１０〜３２５と第１〜３の覆い部材３１１〜３２６に挟みこむとともに、これらを第１のボルト３０３によって一体化する。

ついで、一体化された第１〜３の被固定部材３１０〜３２５と第１〜３の覆い部材３１１〜３２６とを、取り付け面３１２上に配置し、第１のボルト３０３によってこれらをシリンダヘッド１２に固定するとともに、第２のボルト３０４によってこれらをシリンダヘッド１２に固定する。

このように構成される可変式動弁機構５０における吸気弁用カム５１ａの変位と当該変位を伝達する荷重は、吸気弁用カム５１ａ、センタロッカアーム６２、揺動カム６４、吸気弁用ロッカアーム６１の順番で伝達される。具体的に説明する。

図２に示すように、第１の滑りローラ部材６７が吸気弁用カム５１ａと当接しているので、まず、第１の滑りローラ部材６７が吸気弁用カム５１ａの変位に起因する荷重を受ける。第１の滑りローラ部材６７に入力された荷重によって、センタロッカアーム６２が吸気弁用カム５１ａの変位に合わせて変位する。センタロッカアーム６２の変位に起因して、先端面６８ｃから第２の滑りローラ部材９０（揺動カム６４）に荷重が伝わる。

揺動カム６４に入力された荷重によって、当該揺動カム６４が揺動カム用ロッカシャフト６３回りに揺動する。揺動カム６４の揺動に起因して、カム面６４ｅからニードルローラ部材６６に荷重が入力される。ニードルローラ部材６６に荷重が入力されることに起因して、吸気弁用ロッカアーム６１が変位する。吸気弁用ロッカアーム６１の変位に起因して吸気弁１９ａが開閉される。

なお、先端面６８ｃと第２の滑りローラ部材９０との接触箇所は、常にガイド部２０１によって覆われている。先端面６８ｃと第２の滑りローラ部材９０との間を潤滑する潤滑油は、先端面６８ｃと第２の滑りローラ部材９０との接触箇所の変化にともなって、周囲に飛散する。

しかしながら、飛散した潤滑油の一部は、ガイド部２０１にぶつかることよって再び先端面６８ｃと第２の滑りローラ部材９０との接触箇所に戻りかつ先端面６８ｃと第２の滑りローラ部材９０との間を再び潤滑する。さらに、飛散した潤滑油の一部は、第２の滑りローラ部材９０と第３の支持軸６４ｇとの間を潤滑する。

このように構成される可変式動弁機構５０では、第２のボルト３０４が取り付け面３１２に対して斜めであることによって、第１〜３のホルダ３００〜３０２内における第２のボルト３０４の占める割合が高くなる。それゆえ、第２のボルト３０４によって第１〜３のホルダ３００〜３０２の剛性が向上する。この結果、吸気弁用ロッカシャフト５２の支持剛性が向上するので、吸気弁１９aを付勢するスプリング１９ｃによる吸気弁用ロッカシャフト５２の変形が抑制される。

同様に、排気弁用ロッカシャフト５３とカムシャフト５１と揺動カム用ロッカシャフト６３との変形も抑制される。

さらに、第２のボルト３０４が取り付け面３１２に対して斜めに配置されることによって、第１〜３のホルダ３００〜３０２内における第２のボルト３０４の配置の自由度を向上することができる。

さらに、第２のボルト３０４がカムシャフト５１と吸気弁用ロッカシャフト５２との間を通ることによって、第２のボルト３０４が吸気弁用ロッカシャフト５２のより一層近傍に配置されるようになる。それゆえ、吸気弁用ロッカシャフト５２の支持剛性がより一層向上するので、吸気弁用ロッカシャフト５２の変形が抑制される。

また、第１〜３のホルダ３００〜３０２は、カムシャフト５１と吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３と揺動カム用ロッカシャフト６３とを支持している。つまり、これら複数のシャフトを支持する部材として第１〜３のホルダ３００〜３０２が共通して用いられるので、部品点数を削減することができる。

また、揺動カム用ロッカシャフト６３を第１〜３のホルダ３００〜３０２に固定する第２のボルト３０４を利用して第１〜３のホルダ３００〜３０２をシリンダヘッド１２に固定している。それゆえ、部品点数を削減することができる。

また、揺動カム用ロッカシャフト６３は、吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３よりも取り付け面３１２から離れた位置に配置されている。そして、揺動カム用ロッカシャフト６３が第２のボルト３０４によって固定されている。

この結果、カムシャフト５１と吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３と揺動カム用ロッカシャフト６３との変形を抑制することができる。

この点について具体的に説明する。吸気弁１９aと排気弁１９ｂとが駆動することによって、吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３とには、スプリング１９ｃからの反力が作用する。

この反力により、カムシャフト５１と吸気弁用ロッカシャフト５２と排気弁用ロッカシャフト５３と揺動カム用ロッカシャフト６３が取り付け面３１２から離れる方向に持ち上がるように変形する。この変形により、第１〜３のホルダ３００〜３０２には、シャフト５１，５２，５３，６３の軸心線方向に荷重が作用する。

しかしながら、第２のボルト３０４が複数のシャフト５１，５２，５３，６３のうち取り付け面３１２から最も離れた位置にある揺動カム用ロッカシャフト６３を貫通して第１〜３のホルダ３００〜３０２をシリンダヘッド１２に固定している。このため、第１〜３のホルダ３００〜３０２に保持されるシャフト５１，５２，５３，６３は、第２のボルト３０４と取り付け面３１２との間に挟み込まれることになるので、上記の荷重に対する変形が抑制される。

また、揺動カム用ロッカシャフト６３の径aは、吸気弁用ロッカシャフト５２の径ｂと排気弁用ロッカシャフト５３径ｃとよりも太く形成されている。それゆえ、第２のボルト３０４のヘッド部３３９を受けるための受け座３４０を揺動カム用ロッカシャフト６３に形成しても、揺動カム用ロッカシャフト６３の剛性が低下することを抑制することができる。それゆえ、揺動カム用ロッカシャフト６３の変形を抑制することができる。

なお、本実施形態では、可変式動弁機構５０は、吸気弁１９ａを駆動したが、これに限定されない。例えば、可変式動弁機構５０は、排気弁１９ｂを駆動する構成でもよい。

第１のロッカアーム、ロッカアームとして吸気弁用ロッカアームを用い、制御シャフト、ロッカシャフトとして吸気弁用ロッカシャフトを用いたが、これに限定されない。例えば、第１のロッカアーム、ロッカアームとして排気弁用ロッカアームを用い、制御シャフト、ロッカシャフトとして排気弁用ロッカシャフトを用いてもよい。

また、本実施形態では、可変動弁機構を用いて説明したが、ロッカシャフトを備える動弁機構であれば可変動弁機構に限定されない。

本発明の一実施形態に係る動弁機構の一例である可変式動弁機構を備えるエンジンを一部切り欠いて上方から示す斜視図。 図１に示されるF２−F２線に沿って示すエンジンの断面図。 図１に示された可変式動弁機構を分解して示す斜視図。 図１に示された可変式動弁機構を、第３のホルダを横切るように切断して示す断面図。 図１に示された可変式動弁機構の組み立て手順の一例を示す断面図。

符号の説明

１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、５１…カムシャフト、５１a…吸気弁用カム（カム）、５２…吸気弁用ロッカシャフト（制御シャフト）、５３…排気弁用ロッカシャフト（ロッカシャフト）、６１…吸気弁用ロッカアーム（第１のロッカアーム）、６２…センタロッカアーム、６３…揺動カム用ロッカシャフト、６４…揺動カム、３００…第１のホルダ、３０１…第２のホルダ、３０２…第３のホルダ、３０４…第２のボルト（固定部材）、３０５…排気弁用ロッカアーム（第２のロッカアーム）、３１２…取り付け面。

Claims (7)

1. 内燃機関本体に組みつけられる内燃機関の動弁機構であって、
   回転自在に設けられるカムシャフトと、
   前記カムシャフトに設けられるカムと、
   揺動自在に設けられるとともに、吸気弁または排気弁を駆動するロッカアームと、
   前記ロッカアームを揺動可能に支持し、前記カムシャフトと平行に設けられるロッカシャフトと、
   前記ロッカシャフトを保持するとともに前記内燃機関本体に形成される取り付け面に固定されるホルダと、
   前記取り付け面に対して斜め方向に前記ホルダを貫通するとともに、前記ホルダを前記内燃機関本体に固定する固定部材と
   を具備することを特徴とする内燃機関の動弁機構。
2. 前記固定部材は、前記ロッカシャフトを貫通するとともに当該貫通されるシャフトを前記ホルダに固定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁機構
3. 内燃機関本体に組みつけられる内燃機関の動弁機構であって、
   回転自在に設けられるカムシャフトと、
   前記カムシャフトに設けられるカムと、
   揺動自在に設けられるとともに、吸気弁または排気弁の一方を駆動する第１のロッカアームと、
   揺動自在に設けられるとともに、前記カムの変位を受けて前記第１のロッカアームを駆動する揺動カムと、
   前記揺動カムと前記カムとの間に介在され、その姿勢を変位することによって前記カムの変位を前記揺動カムに伝達するセンタロッカアームと、
   前記第１のロッカアームを揺動可能に支持し、かつ、前記センタロッカアームを支持するとともに軸心線回りに回転することによって前記センタロッカアームの姿勢を制御する制御シャフトと、
   前記制御シャフトを保持するとともに前記内燃機関本体に形成される取り付け面に固定されるホルダと、
   前記取り付け面に対して斜め方向に前記ホルダを貫通するとともに、前記ホルダを前記内燃機関本体に固定する固定部材と
   を具備することを特徴とする内燃機関の動弁機構。
4. 前記ホルダは、前記揺動カムを揺動可能に支持する揺動カム用ロッカシャフトを保持するとともに、前記吸気弁または前記排気弁の他方を駆動する第２のロッカアームを揺動自在に支持するロッカシャフトを保持することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の動弁機構。
5. 前記固定部材は、前記揺動カム用ロッカシャフトまたは前記ロッカシャフトを貫通するとともに当該貫通されるシャフトを前記ホルダに固定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の動弁機構。
6. 前記固定部材は、前記揺動カム用ロッカシャフトと前記ロッカシャフトとのうち前記取り付け面から離れている方を貫通することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の動弁機構。
7. 前記揺動カム用ロッカシャフトと前記ロッカシャフトとのうち前記固定部材に固定されるシャフトは、前記揺動カム用ロッカシャフトと前記ロッカシャフトとのうち前記固定部材に固定されないシャフトおよび前記制御シャフトよりも太いことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の動弁機構。

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