JP2009197607A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】カムシャフトの支持剛性が高く、かつ、組み付けが容易な可変動弁機構を有するエンジンを提供する。
【解決手段】カムキャリア１６は、カム軸受部４４、ロッカシャフト支持部５２及び油圧シリンダ支持部４３で一体的に構成される。カム軸受部４４はボアセンタを通りカムシャフト４０，４２に垂直な平面内の直線上に配置される。低速用ロッカアーム８０はカムシャフト４０の低速用カム３９に応じて揺動する。高速用ロッカアーム８４はカムシャフト４０の高速用カム４１に応じて揺動する。低速用ロッカアーム８０は貫通孔８８を含む。連結ピン９０は貫通孔８８内に摺動可能に挿入され、油圧シリンダ支持部４３側に向かって付勢される。油圧シリンダ９２は油圧シリンダ支持部４３内に設けられる。油圧ピストン９４は油圧シリンダ９２内に摺動可能に挿入され、連結ピン９０と当接する。高速用ロッカアーム８４は、貫通孔８８から突出する連結ピン９０と係合する係合部１０４を含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、エンジンに関し、さらに詳しくは、バルブのリフト量を低速時と高速時とで切り替える可変動弁機構を有するエンジンに関する。

特開２００２−３０３１０９号公報（特許文献１）には、内燃機関の高、低速域切換式動弁機構が記載されている。この動弁機構は、カム軸（カムシャフト）がロー、ハイカムノーズを備え、シリンダヘッドに支承された弁（バルブ）と、ロー、ハイカムノーズのいずれか一方とが選択的にカム係合して、内燃機関の高、低速域に合致した開閉動作を弁にさせるようになっている。シリンダヘッドには、第１、第２ロッカアームが枢支されている。第１ロッカアームの揺動端部とローカムノーズとが互いにカム係合させられるとともに、第２ロッカアームの揺動端部とハイカムノーズとが互いにカム係合させられている。第１ロッカアームには、円柱形状の係合体（連結ピン）が往復摺動自在となるように支承されている。この係合体は摺動により第１ロッカアーム側から第２ロッカアーム側に向かって突出、後退自在に突出し、これにより、第１、第２ロッカアームを互いに係脱自在に係止させている。シリンダヘッドには、係合解除ばねの付勢力に対抗しながら係合体に外力を与える油圧式アクチュエータが設けられている。アクチュエータは、シリンダヘッドに形成されるシリンダ孔（油圧シリンダ）と、このシリンダ孔に往復摺動自在に嵌入されるピストン（油圧ピストン）とを備えている。シリンダ孔は油路を通し、油圧ポンプに連通させられる。油路は、シリンダヘッドに形成されている。ロッカアームの枢支軸には、第２ロッカアームとハイカムノーズとを互いにカム係合させるように第２ロッカアームを付勢するコイル形状のロッカアームばね（ロストモーションスプリング）が外嵌されている。

この動弁機構では弁ばね（バルブスプリング）間に油圧式アクチュエータが設けられているが、小型エンジンでは弁ばね間が狭く、スペースはほとんどない。また、シリンダヘッドにシリンダ孔（油圧シリンダ）が形成されているため、多気筒エンジンではシリンダ孔を高精度で加工することが困難である。また、油圧式アクチュエータのピストンやロッカアームの組み付け作業が困難である。また、油路が複雑で、シリンダヘッド内に形成することが困難である。

特開平１０−１８８２６号公報（特許文献２）には、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミング、リフト量、休止タイミング等の各種切り替えが可能な可変動弁機構が記載されている。この可変動弁機構においては、シリンダヘッドの４つの各気筒を挟む位置に５つのサポートが取り付けられ、これらのサポートにはロッカシャフトが挿通されている。ロッカシャフトには、一気筒毎に１本のＴ字形の低速用ロッカアームが揺動可能に挿着されている。各サポートにはカムシャフトが回転可能に支持され、カムシャフトには低速用ロッカアームを揺動させる低速用カムが設けられている。この可変動弁機構には、バルブの開閉タイミング及びリフト量を低速・高速の二段階に切り替えるための切替装置が設けられている。切換装置は、低速用ロッカアームと並べてロッカシャフトに揺動可能に挿着された、バルブを直接には押圧しない高速用ロッカアームと、高速用ロッカアームを揺動させる高速用カムと、高速用ロッカアーム及び低速用ロッカアームを相互に連結し又は切り離す切り替えピンを駆動する油圧ピストンとを備えている。

しかしながら、この可変動弁機構の低速用ロッカアームは同一気筒内における２つのバルブを一緒に押すため、これらバルブのリフト量に差を持たせることができない。また、低速用ロッカアームがボアセンタに配置されるため、カムシャフトをボアセンタで支持することができない。その結果、カムシャフトの支持剛性が低く、この可変動弁機構は高回転エンジンに不向きである。
特開２００２−３０３１０９号公報 特開平１０−１８８２６号公報

本発明の目的は、カムシャフトの支持剛性が高く、かつ、組み付けが容易な可変動弁機構を有するエンジンを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明によるエンジンは、バルブのリフト量を低速時と高速時とで切り替える可変動弁機構を有するエンジンであって、カムキャリアと、ロッカシャフトと、低速用ロッカアームと、高速用ロッカアームと、切替装置とを備える。カムキャリアは、カム軸受部と、ロッカシャフト支持部とを含む。カム軸受部は、ボアセンタを通りカムシャフトに垂直な平面内の直線上に配置され、カムシャフトを支持する。カムキャリアは、シリンダヘッドに着脱可能に取り付けられる。ロッカシャフトは、ロッカシャフト支持部にカムシャフトと平行に取り付けられる。低速用ロッカアームは、ロッカシャフトに揺動可能に支持され、カムシャフトの低速用カムに応じて揺動し、バルブの軸端面を押す。高速用ロッカアームは、ロッカシャフトに揺動可能に支持され、低速用ロッカアームと並設され、カムシャフトの高速用カムに応じて揺動する。切替装置は、低速時に低速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを分離し、高速時に低速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを連結する。

本発明によれば、カムキャリアのカム軸受部がボアセンタに配置され、かつ、カムキャリアにカム軸受部だけでなく、ロッカシャフトを支持するロッカシャフト支持部も形成されているため、カムシャフトの支持剛性を高く維持しながら、エンジンの組み付けを容易にすることができる。

好ましくは、低速用ロッカアームは、ロッカシャフトと平行に形成される貫通孔を含む。カムキャリアはさらに、油圧シリンダ支持部を含む。切替装置は、連結ピンと、油圧シリンダと、油圧ピストンとを含む。連結ピンは、貫通孔内に摺動可能に挿入され、油圧シリンダ支持部側に向かって付勢される。油圧シリンダは、油圧シリンダ支持部内に設けられる。油圧ピストンは、油圧シリンダ内に摺動可能に挿入され、連結ピンと当接する。高速用ロッカアームは、貫通孔から突出する連結ピンと係合する係合部を含む。ここで、油圧シリンダは、カム軸受部を穿孔し、その孔に嵌め込まれたものでもよいが、その孔をそのまま油圧シリンダとして使用してもよい。すなわち、油圧シリンダは、カム軸受部と別体で構成されていても、一体的に構成されていてもよい。

この場合、油圧シリンダ及び油圧ピストンがカム軸受部内に配置されるため、エンジンを小型化することができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態によるエンジンの構造を示す断面図である。図２は、図１におけるII−II線の断面図である。図３は、図１に示したカムキャリア及びそれに組み付けられる各種部品の平面図である。図４は、図３におけるIV−IV線の断面図である。図５は、図１におけるV−V線の断面図である。図６は、図１に示したカムキャリア及びそれに組み付けられる各種部品の分解斜視図である。図７は、図６に示したカムキャリア及びそれに組み付けられる各種部品の斜視図である。図８は、図７に示した低速及び高速ロッカアーム、ロッカシャフト、ロストモーションスプリング、ロストモーションスプリングシャフト、連結ピン、油圧ピストン、並びに油圧シリンダの斜視図である。

本発明の実施の形態によるＤＯＨＣ(Double Over Head Camshaft)エンジンは、吸気及び排気バルブのリフト量を低速時と高速時の２段階に切り替える可変動弁機構を備える。具体的には、図１及び図２を参照して、このエンジン１０は、シリンダ１２と、シリンダ１２に着脱可能に取り付けられるシリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４に着脱可能に取り付けられるカムキャリア１６とを備える。たとえば４気筒エンジンの場合、４つのシリンダ１２が直列に並設される。このエンジン１０は気筒ごとに基本的に同じ構造を有する。以下、１つの気筒に着目して説明する。

図１を参照して、シリンダヘッド１４は、吸気ポート１８、排気ポート２０、吸気バルブ２２、排気バルブ２４、バルブスプリング２６，２８、及びバルブスプリング収容空間３０，３２を備える。このエンジンは４バルブ方式であり、吸気バルブ２２及び排気バルブ２４はそれぞれ２つずつ設けられる。バルブスプリング２６，２８はそれぞれ吸気及び排気バルブ２２，２４のロッド３４，３６に巻回され、バルブスプリング収容空間３０，３２内に収容される。吸気側バルブスプリング収容空間３０と排気側バルブスプリング収容空間３２との間には隔壁３７が形成される。図２を参照して、２つの吸気側バルブスプリング収容空間３０の間にも隔壁３８が形成される。図２と同じであるから図示は省略するが、２つの排気側バルブスプリング空間３２の間にも隔壁が形成される。本例の隔壁３８はどの場所でも同じ厚さになっているが、場所によって厚さが異なっていてもよい。

図１及び図３〜図７を参照して、カムキャリア１６は、２本のカムシャフト４０，４２をそれぞれ回転可能に支持するカム軸受部４４，４６と、ロッカシャフト４８〜５１を支持するロッカシャフト支持部５２と、油圧シリンダ支持部４３，４５とを備える。カム軸受部４４，４６、ロッカシャフト支持部５２及び油圧シリンダ支持部４３，４５は一体的に構成される。図３及び図５を参照して、カム軸受部４４，４６は、ボアセンタ（シリンダ１２の中心）５３を通り、カムシャフト４０，４２に垂直な平面内の直線５５上に並んで配置される。カムキャリア１６は、気筒ごとに個別に形成される。したがって、４気筒エンジンの場合、カムキャリア１６は４つ設けられる。カムシャフト４０，４２は、まっすぐに並んだ４つのカムキャリア１６に共通に支持される。

図６及び図７を参照して、カム軸受部４４，４６はそれぞれ半円形の切り欠き５４，５６を有し、これらにカムシャフト４０，４２が横たわる。カムシャフト４０，４２は、変位量の小さい低速用カム３９と、変位量の大きい高速用カム４１とを有する。カムシャフト４０，４２を挟むように、切り欠き５４，５６と対称な切り欠き５８，６０を有するホルダ６２，６４がボルト６６，６７でカム軸受部４４，４６に取り付けられる。これにより、カムシャフト４０，４２は回転可能に支持される。

図３〜図７を参照して、ロッカシャフト支持部５２は、直方体状の中央部６８と、板状の端部７０，７２と、中央部６８と端部７０，７２とを連結する連結部７４とを備える。中央部６８には、点火プラグ７６をシリンダヘッド１４に着脱できるように円形の貫通孔７８が形成される。ロッカシャフト支持部５２には、カムシャフト４０，４２と平行にロッカシャフト４８〜５１が取り付けられる。ロッカシャフト４８〜５１は、４つのバルブ２２，２４に対応して４つ設けられる。具体的には、ロッカシャフト４８，５０は中央部６８と端部７０との間に架け渡される。ロッカシャフト４９，５１は中央部６８と端部７２との間に架け渡される。ロッカシャフト４８，５０はそれぞれロッカシャフト４９，５１と中央部６８内で突き合わされる。中央部６８内において、ロッカシャフト４８〜５１は貫通孔７８に沿って円弧状に切り欠かれている。

図１〜図７を参照して、ロッカシャフト４８〜５１には、低速用ロッカアーム８０〜８３が揺動可能に支持される。低速用ロッカアーム８０〜８３は、４つのバルブ２２，２４に対応して４つ設けられる。低速用ロッカアーム８０〜８３の先端部は、吸気及び排気バルブ２２，２４の軸端面７９を押す。低速用ロッカアーム８０，８１は、吸気側カムシャフト４０の低速用カム３９に応じて揺動し、これにより吸気バルブ２２を直接押動する。低速用ロッカアーム８２，８３は、排気側カムシャフト４２の低速用カム３９に応じて揺動し、これにより排気バルブ２４を直接押動する。

ロッカシャフト４８〜５１にはまた、高速用ロッカアーム８４〜８７が揺動可能に支持される。高速用ロッカアーム８４〜８７もまた、４つのバルブ２２，２４に対応して４つ設けられる。高速用ロッカアーム８４〜８７はそれぞれ低速用ロッカアーム８０〜８３と並設される。高速用ロッカアーム８４，８５は、吸気側カムシャフト４０の高速用カム４１に応じて揺動する。高速用ロッカアーム８４，８５は、吸気バルブ２２を直接には押動しない。高速用ロッカアーム８６，８７は、排気側カムシャフト４２の高速用カム４１に応じて揺動する。高速用ロッカアーム８６，８７は、排気バルブ２４を直接には押動しない。

図５及び図６を参照して、低速用ロッカアーム８０〜８３は、高速用ロッカアーム８４〜８７よりもカム軸受部４４，４６側に配置され、円形の貫通孔８８を有する。貫通孔８８は、ロッカシャフト４８〜５１と平行に形成される。

図６を参照して、エンジン１０にはまた、低速時に低速用ロッカアーム８０〜８３と高速用ロッカアーム８４〜８７とを分離し、高速時に低速用ロッカアーム８０〜８３と高速用ロッカアーム８４〜８７とを連結する切替装置８９が設けられる。

具体的には図２、図５及び図６を参照して、切替装置８９は、円柱状の連結ピン９０と、円筒状の油圧シリンダ９２と、円柱状の油圧ピストン９４と、スプリング９８とを備える。

連結ピン９０は、その頭部に円形の鍔９６を有する。連結ピン９０にはスプリング９８が巻回される。連結ピン９０は、その尻部から貫通孔８８内に摺動可能に挿入される。したがって、連結ピン９０は、油圧シリンダ支持部４３，４５側に向かって付勢される。また、連結ピン９０の長さは貫通孔８８の長さよりも長い。したがって、連結ピン９０が貫通孔８８に最後まで押し込まれると、連結ピン９０の尻部が貫通孔８８の反対側から突出する。

油圧シリンダ９２は、油圧シリンダ支持部４３，４５内に設けられる。具体的には、カム軸受部４４，４６の切り欠き５４の下方に円形の貫通孔１００が形成される。油圧シリンダ９２は貫通孔１００内に嵌め込まれ、油圧シリンダ支持部４３，４５内に固定される。

本例では、油圧シリンダ支持部４３，４５に油圧シリンダ９２用の貫通孔１００を穿設し、その貫通孔１００に油圧シリンダ９２を嵌め込んでいるが、貫通孔１００に何も嵌め込まず、貫通孔１００をそのまま油圧シリンダとして使用することもできる。

また、本例では、両側の油圧ピストン９４が共通の貫通孔１００に嵌め込まれた油圧シリンダ９２に挿入されているが、互いに軸心が異なる２つの独立した非貫通孔をそれぞれ油圧シリンダ支持部の両側から穿設し、それらの非貫通孔に油圧シリンダを挿入するようにしてもよい。この場合、油圧シリンダはカムシャフトと直交する方向に並ぶので、油圧シリンダ支持部の幅をさらに狭くすることができる。

油圧ピストン９４は、その頭部に円形の鍔１０２を有する。油圧ピストン９４は、その尻部から油圧シリンダ９２内に摺動可能に挿入される。油圧ピストン９４の頭部（鍔１０２）は、連結ピン９０の頭部（鍔９６）と当接する。

このように、油圧シリンダ９２及び油圧ピストン９４をカム軸受部４４，４６の下部に配置しているため、バルブスプリング間の狭い小型エンジンであっても、切替装置８９をコンパクトに搭載することができる。本例の場合、図２に示すように、油圧シリンダ支持部４３，４５は、２つの吸気側バルブスプリング２６の間隔よりも広くなっている。すなわち、カムシャフト４０，４２の軸方向に沿った油圧シリンダ支持部の厚さＤ１は、バルブスプリング２６の外径の間隔Ｄ２よりも厚くなっている。

図５〜図８を参照して、高速用ロッカアーム８４〜８７は、貫通孔８８から突出する連結ピン９０の尻部と係合する係合部１０４を有する。係合部１０４は半円形の切り欠きであり、ここに連結ピン９０が咬み合わされる。

図１、図６〜図８を参照して、ロッカシャフト支持部５２には、カムシャフト４０，４２と平行にロストモーションスプリングシャフト１０６が取り付けられる。ロストモーションスプリングシャフト１０６は、４つのバルブ２２，２４に対応して４つ設けられる。具体的には、ロストモーションスプリングシャフト１０６は中央部６８と端部７０，７２との間に架け渡される。ロストモーションスプリングシャフト１０６にはロストモーションスプリング１０８が巻回され、高速用ロッカアーム８４〜８７及び連結部７４に掛止される。具体的には、高速用ロッカアーム８４〜８７の各々は半円状に切り欠かれた掛止部１１０を有し、ここにロストモーションスプリング１０８の一方端が掛止される。連結部７４は矩形状に穿孔された掛止部１１２を有し、ここにロストモーションスプリング１０８の他方端が掛止される。したがって、高速用ロッカアーム８４〜８７は高速カム４１の方向へ付勢される。

図１を参照して、吸気側において、ロストモーションスプリングシャフト１０６の軸心は、吸気側カムシャフト４０の軸心、ロッカシャフト４８の軸心及び吸気バルブ２２の軸端面７９の中心点で結ばれる範囲の外側に配置される。また、排気側において、ロストモーションスプリングシャフト１０６の軸心は、排気側カムシャフト４２の軸心、ロッカシャフト５０の軸心及び排気バルブ２４の軸端面７９の中心点で結ばれる範囲の外側に配置される。

図１及び図３〜図５を参照して、カムキャリア１６は、ボルト６７，１１４でシリンダヘッド１４に取り付けられる。図４及び図５を参照して、カム軸受部４４，４６の下面１１６は、シリンダヘッド１４の上面１１８と接合する。カム軸受部４４，４６の下面１１６には、油圧シリンダ９２に連通する溝１２０が形成される。溝１２０が油路を構成する。図６を参照して、油圧シリンダ９２は溝１２０に連通する開口部１２２を有する。したがって、油圧ポンプ（図示せず）から送り出された油は、ＯＣＶ(Oil Control Valve)（図示せず）を経由して、溝１２０から開口部１２２を通って油圧シリンダ９２内に流入する。各溝１２０はその両側へ油を送り出し、両側の油圧ピストン９４を押し出す。すなわち、各溝１２０はその両側の油圧ピストン９４に共用されている。

溝１２０は下面１１６側に開口しているので、孔よりも溝１２０を形成する方が容易である。溝１２０は、カムキャリア１６の下面１１６の代わりに、シリンダヘッド１４の上面１１８に形成されていてもよい。本例の溝１２０はまっすぐであるが、屈曲していてもよい。複雑に屈曲していても溝であるから容易に形成することができる。

図１、図４及び図６を参照して、ロッカシャフト支持部５２の中央部６８及び端部７０，７２は、カム軸受部４４，４６の下面１１６よりも突出した凸部１２４を有する。ロッカシャフト４８〜５１は凸部１２４に取り付けられる。

高速時においては、オイル通路上のＯＣＶを開くことにより、溝１２０内の油圧が高くなり、油圧ピストン９４が外側へ押し出される。これに応じて連結ピン９０が押動され、低速用ロッカアーム８０〜８３の貫通孔８８内に押し込まれる。これにより、連結ピン９０の尻部が貫通孔８８の反対側から飛び出す。高速用ロッカアーム８４〜８７はロストモーションスプリング１０８により高速カム４１の方向に付勢されているので、係合部１０４が貫通孔８８から飛び出している連結ピン９０と咬み合わさり、変位量の大きい高速用カム４１に応じて高速用ロッカアーム８４〜８７が大きく揺動されると、低速用ロッカアーム８０〜８３も高速用ロッカアーム８４〜８７と一緒に大きく揺動される。これに応じて低速用ロッカアーム８０〜８３が吸気又は排気バルブ２２，２４を軸端面７９で押動し、吸気又は排気バルブ２２，２４を大きく開く。

一方、低速時においては、オイル通路上のＯＣＶを閉じることにより、溝１２０内の油圧が低くなり、連結ピン９０はスプリング９８の付勢力により油圧シリンダ支持部４３，４５側へ押し戻される。これにより、油圧ピストン９４は油圧シリンダ９２内に押し込まれ、連結ピン９０の尻部は貫通孔８８内に完全に収まる。変位量の小さい低速用カム３９に応じて低速用ロッカアーム８０〜８３が小さく揺動されると、低速用ロッカアーム８０〜８３が吸気又は排気バルブ２２，２４を軸端面７９で押動し、吸気又は排気バルブ２２，２４を小さく開く。このとき、高速用カム４１に応じて高速用ロッカアーム８４〜８７は大きく揺動されるが、連結ピン９０の尻部が貫通孔８８から飛び出していないので、高速用ロッカアーム８４〜８７は何も押動しない（空振りする）。

本発明の実施の形態によれば、カム軸受部４４，４６がボアセンタ５３を通る直線５５上に並んで配置されているため、カムシャフト４０，４２の支持剛性を高く維持することができる。また、カムキャリア１６にカム軸受部４４，４６だけでなくロッカシャフト支持部５２も一体的に形成され、全ての部品をカムキャリア１６に取り付けた後、カムキャリア１６をシリンダヘッド１４に取り付けることができるので、エンジン１０の組み付けを容易にすることができる。

また、油圧シリンダ９２や油圧ピストン９４がカム軸受部４４，４６の下部にある油圧シリンダ支持部４３，４５に配置されているため、カムシャフト４０，４２の軸方向に沿った油圧シリンダ支持部４３，４５の厚さＤ１をバルブスプリング２６の外径の間隔Ｄ２よりも厚くすることができる。したがって、バルブスプリング間の狭い小型エンジンでも、油圧シリンダ９２や油圧ピストン９４をコンパクトに搭載することができる。

また、油圧シリンダ９２へ油圧を提供するための油路は孔ではなく溝１２０であるため、カム軸受部４４，４６の下面１１６を加工することによって容易に溝１２０を形成することができる。また、ダイキャスト製の場合、溝加工は不要である。また、溝１２０で形成される油路を簡略にしたり、短くしたりすることもできる。その結果、可変動弁機構を小型化し、切り替えの応答性を向上させることができる。

また、カムキャリア１６が気筒ごとに個別に形成されているため、ロッカシャフト４８〜５１やロストモーションスプリングシャフト１０６用の孔、油圧シリンダ９２用の貫通孔１００などを気筒ごとに穿設し、かつ、各種部品をカムキャリア１６に気筒ごとに組み付けることができる。このように、カムキャリア１６の加工・組み付けが容易であるため、大規模な設備は不要である。

また、ロストモーションスプリングがロッカシャフトに巻回される従来の可変動弁機構は、低速用ロッカアーム、高速用ロッカアーム及びロストモーションスプリングが占める軸方向の幅が広くなるので、小型エンジンに搭載するのは困難である。あるいは、軸方向の幅に制限があるため、ロッカアームのロッカシャフト部のボス幅を短くせざるを得ない。そのため、ロッカアームの傾きが大きくなってしまう。これに対し、本発明の実施の形態によれば、ロストモーションスプリングシャフト１０６の軸心は、カムシャフト４０，４２の軸心、ロッカシャフト４８，５０の軸心及びバルブ２２，２４の軸端面７９の中心点で結ばれる範囲の外側に配置され、ロストモーションスプリング１０８は、ロッカシャフト４８，５０ではなく、ロストモーションスプリングシャフト１０６に巻回されるため、低速用ロッカアーム８０〜８３、高速用ロッカアーム８４〜８７、ロストモーションスプリング１０８が相互に干渉しにくい。そのため、これらが占める軸方向の幅を狭くし、小型化・軽量化が可能である。

また、ロッカシャフト支持部５２は、カム軸受部４４，４６の下面よりも突出した凸部１２４を有し、ロッカシャフト４８〜５１は凸部１２４に取り付けられているため、排気ポート２０のレイアウト等の制約からカムキャリア１６の下面１１６とシリンダヘッド１４の上面１１８との接合面を低くできない場合においても、ロッカシャフト４８〜５１をその接合面よりも低くすることでシリンダヘッド１４の高さを低くでき、小型化が可能である。

また、低速用ロッカアーム８０〜８３、高速用ロッカアーム８４〜８７、連結ピン９０、油圧ピストン９４などが吸気又は排気バルブ２２，２４ごとに設けられているため、吸気又は排気バルブ２２，２４のリフト量に差を持たせることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

本発明の実施の形態によるエンジンの構造を示す断面図である。 図１におけるII−II線の断面図である。 図１に示したカムキャリア及びそれに組み付けられる各種部品の平面図である。 図３におけるIV−IV線の断面図である。 図１におけるV−V線の断面図である。 図１に示したカムキャリア及びそれに組み付けられる各種部品の分解斜視図である。 図６に示したカムキャリア及びそれに組み付けられる各種部品の斜視図である。 図７に示した低速及び高速ロッカアーム、ロッカシャフト、ロストモーションスプリング、ロストモーションスプリングシャフト、連結ピン、油圧ピストン、並びに油圧シリンダの斜視図である。

符号の説明

４８〜５１ ロッカシャフト
８０〜８３ 低速用ロッカアーム
８４〜８７ 高速用ロッカアーム
１０ エンジン
１２ シリンダ
１４ シリンダヘッド
１６ カムキャリア
１８ 吸気ポート
２０ 排気ポート
２２ 吸気バルブ
２４ 排気バルブ
２６，２８ バルブスプリング
３０，３２ バルブスプリング収容空間
３７，３８ 隔壁
３９ 低速用カム
４０ 吸気側カムシャフト
４１ 高速用カム
４２ 排気側カムシャフト
４３，４５ 油圧シリンダ支持部
４４，４６ カム軸受部
４８〜５１ ロッカシャフト
５２ ロッカシャフト支持部
５３ ボアセンタ
７９ 軸端面
８８ 貫通孔
８９ 切替装置
９０ 連結ピン
９２ 油圧シリンダ
９４ 油圧ピストン
１００ 貫通孔
１０４ 係合部
１０６ ロストモーションスプリングシャフト
１０８ ロストモーションスプリング
１１６ 下面
１１８ 上面
１２０ 溝
１２４ 凸部

Claims (8)

1. バルブのリフト量を低速時と高速時とで切り替える可変動弁機構を有するエンジンであって、
   ボアセンタを通りカムシャフトに垂直な平面内の直線上に配置され、前記カムシャフトを支持するカム軸受部と、ロッカシャフト支持部とを含み、シリンダヘッドに着脱可能に取り付けられるカムキャリアと、
   前記ロッカシャフト支持部に前記カムシャフトと平行に取り付けられるロッカシャフトと、
   前記ロッカシャフトに揺動可能に支持され、前記カムシャフトの低速用カムに応じて揺動し、前記バルブの軸端面を押す低速用ロッカアームと、
   前記ロッカシャフトに揺動可能に支持され、前記低速用ロッカアームと並設され、前記カムシャフトの高速用カムに応じて揺動する高速用ロッカアームと、
   低速時に前記低速用ロッカアームと前記高速用ロッカアームとを分離し、高速時に前記低速用ロッカアームと前記高速用ロッカアームとを連結する切替装置とを備えたことを特徴とするエンジン。
2. 請求項１に記載のエンジンであって、
   前記低速用ロッカアームは、前記ロッカシャフトと平行に形成される貫通孔を含み、
   前記カムキャリアはさらに、油圧シリンダ支持部を含み、
   前記切替装置は、
   前記貫通孔内に摺動可能に挿入され、前記油圧シリンダ支持部側に向かって付勢される連結ピンと、
   前記油圧シリンダ支持部内に設けられる油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダ内に摺動可能に挿入され、前記連結ピンと当接する油圧ピストンとを含み、
   前記高速用ロッカアームは、前記貫通孔から突出する連結ピンと係合する係合部を含む、ことを特徴とするエンジン。
3. 請求項２に記載のエンジンであって、
   前記油圧シリンダ支持部の前記油圧ピストン摺動方向の幅は、前記シリンダヘッドにおける吸気側又は排気側バルブスプリング外径の間隔よりも広い、ことを特徴とするエンジン。
4. 請求項２に記載のエンジンであって、
   前記カム軸受部は、前記シリンダヘッドの上面と接合する下面を有し、
   前記油圧シリンダに連通する溝が、前記カム軸受部の下面又は前記シリンダヘッドの上面に形成される、ことを特徴とするエンジン。
5. 請求項１に記載のエンジンであって、
   前記カムキャリアは、気筒ごとに個別に形成される、ことを特徴とするエンジン。
6. 請求項１に記載のエンジンであってさらに、
   前記ロッカシャフト支持部に前記カムシャフトと平行に取り付けられるロストモーションスプリングシャフトと、
   前記ロストモーションスプリングシャフトに巻回され、前記高速用ロッカアームに掛止されるロストモーションスプリングとを備え、
   前記ロストモーションスプリングシャフトの軸心は、前記カムシャフトの軸心、前記ロッカシャフトの軸心及び前記バルブの軸端面の中心点で結ばれる範囲の外側に配置される、ことを特徴とするエンジン。
7. 請求項１に記載のエンジンであって、
   前記ロッカシャフト支持部は、前記カム軸受部の下面よりも突出した凸部を有し、
   前記ロッカシャフトは前記凸部に取り付けられる、ことを特徴とするエンジン。
8. 請求項１に記載のエンジンであって、
   前記低速用ロッカアーム、前記高速用ロッカアーム、及び前記切替装置は、前記バルブごとに設けられる、ことを特徴とするエンジン。

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