JP2017150453A - 内燃機関用動弁装置におけるカム位相可変機構 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心ウェイトの遠心力を利用して動弁カムの位相を機関回転数の変化に応じて変化させる動弁装置のカム位相可変機構において、遠心機構の軽量小型化を図る。
【解決手段】第２カム２０ｃ付きの第２カム軸２０が第１カム１０ｃ付きの第１カム軸１０に相対回動可能に支持され、カム駆動輪３０に、遠心ウェイト５０が縮径位置と拡径位置との間で揺動し得るようピボットピン３２を介して支持されると共に、遠心ウェイト５０に、これを縮径位置に付勢する戻しばね５１が接続され、カム駆動輪３０に連結した従動フランジ２１と、遠心ウェイト５０とが、カム駆動輪３０の貫通孔３１を貫通する駆動ピン２２を介して連結され、駆動ピン２２により、遠心ウェイト５０の揺動に連動して両カム軸が相対回動するよう遠心ウェイト５０から従動フランジ２１へ駆動力を伝達可能であり、駆動ピン２２は、ピボットピン３２よりも、カム駆動輪３０の径方向で外方に配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動弁用カム軸をカム駆動輪（例えばカムスプロケット、カム駆動プーリ等）を介して内燃機関のクランク軸に連動回転させるようにした内燃機関用動弁装置におけるカム位相可変機構、特に遠心ウェイトの遠心力を利用してカム軸上の動弁カムの位相を機関回転数の変化に応じて変化させるカム位相可変機構に関する。

上記カム位相可変機構は、例えば特許文献１，２に示されるように従来公知であり、このものでは、カム軸に固定の従動フランジ（又はカム軸）にカム駆動輪が相対回動可能に支持され、カム駆動輪（又は従動フランジ）に、遠心ウェイトが縮径位置と拡径位置との間で揺動し得るようにピボットピンを介して支持されると共に、その遠心ウェイトに、これを縮径位置に付勢する戻しばねが接続され、遠心ウェイトと従動フランジ（又はカム駆動輪）とが、遠心ウェイトの揺動に連動して遠心ウェイトから従動フランジ（又はカム駆動輪）へ駆動力を伝達し得る駆動ピンを介して連結される。この可変機構では、機関回転数の上昇に応じて遠心ウェイトが遠心力で縮径位置から拡径位置へ揺動することにより、カム駆動輪と従動フランジ（カム軸）とを相対回動させてカム位相を変化させるようにしている。

特開平８−２５４１０８号公報 実開昭５５−１０８２０３号公報

ところで特許文献１，２に示される従来のカム位相可変機構では、カム軸に複数のカムが一体に形成されており、カム軸とカム駆動輪との相対回動により、カム軸上の複数全てのカムが同時にカム位相を変化（進角又は遅角）する構造である。従って、１つのカム位相可変機構で一部のカムだけを位相変化させるようなことはできず、例えば、排気弁（又は吸気弁）を位相変化させないで吸気弁（又は排気弁）だけを位相変化させるようなことや、１つの気筒に２個の吸気弁を設けた内燃機関において、第１吸気弁を位相変化させないで第２吸気弁だけを位相変化させるようなことはできない。従って、内燃機関の要求特性に応じて一部のカムだけを位相変化させたい場合には適用困難となる。

また特許文献１のカム位相可変機構では、遠心ウェイトの遠心力による揺動力が、カム駆動輪に連結したピボットピン及び駆動ピン間の腕長さＬ１と、駆動ピンとカム軸間の腕長さＬ２との比、即ちレバー比（Ｌ２／Ｌ１）により増幅されて従動フランジに伝達される。そこで、遠心機構の軽量小型化を図るべく更に大きいレバー比を得ようとしてＬ２を長く設定しようとしても、従来機構では、カム駆動輪の規定の位置に連結されるピボットピンよりも径方向内方側に駆動ピンが配置されているため、上記Ｌ２は、ピボットピンに邪魔されて十分長く設定することが困難であった。従って、更に大きいレバー比を得ることはできず、遠心機構の軽量・小型化を図る上で不利な配置構造であった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、上記問題を解消して遠心機構の軽量小型化、延いては動弁装置の小型化に寄与し得る内燃機関用動弁装置におけるカム位相可変機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、第１カムを一体に有する第１カム軸が、内燃機関のクランク軸に連動回転するカム駆動輪に一体的に連結され、第２カムを一体に有する第２カム軸が前記第１カム軸に相対回動可能に支持されると共に、その第２カム軸に、前記カム駆動輪に隣接する従動フランジが一体的に連結され、前記カム駆動輪には、そのカム駆動輪を挟んで前記従動フランジとは反対側に配置した遠心ウェイトが、所定の縮径位置と拡径位置との間で揺動し得るようにピボットピンを介して支持されると共に、その遠心ウェイトに、これを前記縮径位置に付勢する戻しばねが接続され、前記従動フランジと前記遠心ウェイトとが、前記カム駆動輪に設けた貫通孔を貫通する駆動ピンを介して相互に連結されていて、その駆動ピンにより、遠心ウェイトの前記揺動に連動して前記従動フランジが前記第１カム軸に対し相対回動するよう遠心ウェイトから従動フランジへ駆動力を伝達可能であり、前記貫通孔は、遠心ウェイトの前記揺動に伴う前記駆動ピンの前記ピボットピン回りの回動を許容する孔形状を有しており、前記駆動ピンは、前記ピボットピンよりも、前記カム駆動輪の径方向で外方に配置されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、前記相対回動の際の前記第２カムの位相変化角度は、前記駆動ピンが前記貫通孔の一方の内側面との当接位置から、同貫通孔の他方の内側面との当接位置まで移動する量により規制されることを第２の特徴とする。

また本発明は、第１又は第２の特徴に加えて、前記遠心ウェイトが前記縮径位置にあるときに、前記第１カム軸と直交する投影面で見て、前記ピボットピンの中心と第１カム軸中心とを結ぶ仮想直線上に前記駆動ピンが配置されることを第３の特徴とする。

また本発明は、第１〜第３の何れかの特徴に加えて、前記遠心ウェイトは、板状の基部と、その基部に連設される、該基部よりも厚肉の重錘部とを備え、前記従動フランジは、遠心ウェイトの前記基部よりも厚肉に構成されていて、前記駆動ピンの基端部を固着しており、前記駆動ピンの先端部が嵌挿、連結され且つ前記カム駆動輪の径方向に長い長孔で構成される連結孔が、前記遠心ウェイトの前記基部に設けられることを第４の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、第１カム付きの第１カム軸と一体に回動するカム駆動輪にピボットピンを介して揺動可能に連結される遠心ウェイトが、内燃機関の機関回転数の上昇に応じて遠心力で縮径位置から拡径位置へ揺動し、それに伴い、遠心ウェイトが駆動ピンを介して従動フランジ（従って第２カム付きの第２カム軸）を第１カム軸に対し相対回動させるので、第１，第２カムのうち特に第２カムの位相（延いては第２カムに連動する機関弁の開閉時期）だけを、遠心ウェイトの揺動に連動させて機関回転数変化に応じ変化（即ち進角又は遅角）させることができ、従って、内燃機関の要求特性に応じて第２カムだけを位相変化させたい場合に好都合である。しかも、駆動ピンは、ピボットピンよりも径方向外方側に配置されていて、駆動ピンと第１カム軸間の腕長さＬ２をピボットピンに邪魔されずに十分長く確保できるため、ピボットピン及び駆動ピン間の腕長さＬ１と、Ｌ２とのレバー比（Ｌ２／Ｌ１）を十分大きくでき、遠心ウェイトの揺動力を効率よく増幅して従動フランジに伝達可能となり、これにより、遠心ウェイトの比較的小さな遠心力によっても従動フランジを強力に駆動できるから、遠心ウェイトを含む遠心機構の軽量小型化に寄与することができる。

その上、遠心ウェイトは、カム駆動輪を挟んで従動フランジとは反対側に配置され、カム駆動輪には、駆動ピンが貫通する貫通孔が設けられ、その貫通孔は、遠心ウェイトの前記揺動に伴う駆動ピンのピボットピン回りの回動を許容する孔形状を有しているので、従動フランジ及び遠心ウェイトを何れもカム駆動輪の軸方向外側に配置した構造と比べて、カム位相可変機構の、第１カム軸外端からの軸方向張出しを極力抑えることができ、動弁装置の軸方向小型化に寄与することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、従動フランジ（第２カム軸）と第１カム軸との前記相対回動の際の第２カムの位相変化角度は、駆動ピンが貫通孔の一方の内側面との当接位置から、他方の内側面の当接位置まで移動する量により規制されるので、上記貫通孔により規制される駆動ピンの移動量が、第２カムの位相変化角度の限界値に直接対応することとなる。これにより、その位相変化角度の設定精度を高めることができ、また位相変化角度の限界規定手段（即ち遠心ウェイトの揺動限を規制するストッパ手段）を特別に設ける必要はなくなるから、装置の構造簡素化が図られる。

また本発明の第３の特徴によれば、遠心ウェイトが縮径位置にあるときに、第１カム軸と直交する投影面で見て、ピボットピンの中心と第１カム軸中心とを結ぶ仮想直線上に駆動ピンが配置されるので、規定のＬ２に対するＬ１の長さが遠心ウェイトの縮径位置（即ち揺動初期位置）で最小となる。これにより、上述したようなＬ２を十分長く確保し得る効果とも相俟って、上記レバー比の最大値を大きくすることができるため、駆動ピンによる従動フランジの駆動応答性を効果的に高めることができる。

また本発明の第４の特徴によれば、従動フランジは、遠心ウェイトの比較的薄肉の板状基部よりも厚肉に構成されていて、駆動ピンの基端部を固着しているので、従動フランジによる駆動ピンに対する支持剛性を高めることができる。その上、駆動ピンの先端部が嵌挿、連結され且つカム駆動輪の径方向に長い長孔で構成される連結孔が、遠心ウェイトの基部に設けられるので、遠心ウェイトの揺動時、連結孔のピボットピン回りの回動半径と、駆動ピンの第１カム軸中心回りの回動半径との差が、径方向に長い連結孔（長孔）内での駆動ピンの摺動により無理なく許容され、従って、遠心ウェイトの揺動力を連結孔を通して駆動ピンにスムーズに伝達可能となる。

第１実施形態に係る動弁装置の要部縦断面図 図１の２−２矢視断面図 第１実施形態のカムリフトと位相の関係図 第２実施形態に係る動弁装置の要部縦断面図（図１対応図） 図４の５−５矢視断面図 第２実施形態のカムリフトと位相の関係図（図３対応図） 第３実施形態に係る動弁装置の要部を示すものであって、特に（Ａ）は図１の部分対応図、（Ｂ）は図２対応図 第１実施形態のバリエーションであって、排気カムを高速域で進角させた場合のカムリフトと位相の関係図（図６対応図） 第２実施形態のバリエーションであって、吸気カムを高速域で遅角させた場合のカムリフトと位相の関係図（図３対応図）

本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

先ず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。図１，図２において、車両例えば自動二輪車に搭載される内燃機関としてのＳＯＨＣ型単気筒内燃機関のシリンダヘッド５には、複数の動弁用カム（即ち吸・排気カム２０ｃ・１０ｃ）のうちの一部（即ち吸気カム２０ｃ）のカム位相だけを機関回転数の増大変化に応じて変更させるカム位相可変機構が設けられる。次に、そのカム位相可変機構の一例を具体的に説明する。

シリンダヘッド５には、内燃機関の図示しないクランク軸にチェーン伝動機構３３を介して連動回転する第１カム軸１０が、軸受Ｂ１，Ｂ２を介して回転自在に支持される。この第１カム軸１０の一端部には、スプロケット歯３０ｔを外周に有するカムスプロケット３０が、第１カム軸１０と一体回転するように、適当な固定手段（例えばボルトと、図示しない回り止め手段の併用等）で一体的に締結される。そして、このカムスプロケット３０と、クランク軸に固定の駆動スプロケット（図示せず）と、その両スプロケット間に巻き掛けられる無端状チェーン３４とによりチェーン伝動機構３３が構成される。そして、カムスプロケット３０は、本発明のカム駆動輪を構成する。

第１カム軸１０の外周部には、第１カムとしての排気カム１０ｃが一体に形成される。この排気カム１０ｃには、シリンダヘッド５に揺動可能に軸支されて排気弁（図示せず）に係合する排気側ロッカアーム６が摺動可能に当接し、これにより、第１カム軸１０の回転に伴い排気カム１０ｃが排気側ロッカアーム６を介して排気弁を開閉駆動する。

また、第１カム軸１０の外周部には、排気カム１０ｃと並列する第２カムとしての吸気カム２０ｃを一体に有する円筒状の第２カム軸２０が、軸受Ｂ３，Ｂ４を介して相対回動可能に嵌合、支持される。この吸気カム２０ｃには、シリンダヘッド５に揺動可能に軸支されて吸気弁（図示せず）に係合する吸気側ロッカアーム７が摺動可能に当接し、これにより、第２カム軸２０の回転に伴い吸気カム２０ｃが吸気側ロッカアーム７を介して吸気弁を開閉駆動する。

尚、本実施形態では、第１カム軸１０を回転自在に支持する複数の上記軸受Ｂ１，Ｂ２のうちの一部の軸受Ｂ２が、吸気カム２０の側方で第２カム軸２０の外周部に装着されていて、第２カム軸２０及び軸受Ｂ３，Ｂ４を介して第１カム軸１０を回転自在に支持している。

また第２カム軸２０の外端部には、カムスプロケット３０の内側面（図１で右側面）に隣接する円板状の従動フランジ２１が、適当な固定手段（例えば圧入手段やスプライン嵌合等）で一体的に連結される。

カムスプロケット３０には、それの外側面（図１で左側面）に隣接する遠心ウェイト５０が所定の縮径位置（図２実線位置）と、該縮径位置よりも径方向外方に張り出した拡径位置（図２鎖線位置）との間で揺動し得るように、ピボットピン３２を介して揺動可能に支持される。そのピボットピン３２の基端部３２ａは、カムスプロケット３０に適当な固定手段（本実施形態では圧入）に固着される。そして、遠心ウェイト５０には、これを縮径位置に付勢する戻しばねとしての引張コイルばね５１の一端が接続され、同ばね５１の他端は、ピボットピン３２の先端部３２ｂに係止される。

而して、遠心ウェイト５０は、カムスプロケット３０を軸方向に挟んで従動フランジ２１とは反対側（より具体的に言えばカムスプロケット３０から見て軸方向外方側）に配置されるものである。そして、その遠心ウェイト５０と従動フランジ２１とが駆動ピン２２を介して相対回動可能に連結される。その駆動ピン２２は、遠心ウェイト５０のピボットピン３２回りの揺動に連動して従動フランジ２１（従って第２カム軸２０）が第１カム軸１０に対し相対回動するよう遠心ウェイト５０から従動フランジ２１へ駆動力を伝達可能である。しかも駆動ピン２２は、ピボットピン３２よりも、カムスプロケット３０の径方向で外方に配置される。

また、本実施形態では、遠心ウェイト５０が縮径位置にあるときに、第１カム軸１０と直交する投影面（即ち図２）で見て、ピボットピン３２の中心と第１カム軸１０中心とを結ぶ仮想直線上に駆動ピン２２が配置される。尚、本発明では、駆動ピン２２が上述のようにピボットピン３２よりも、カムスプロケット３０の径方向外方側であれば、駆動ピン２２を上記仮想直線上より多少ずらした位置に配置してもよい。

ところで遠心ウェイト５０は、板状の基部５０ａと、その基部５０ａに連設される、該基部５０ａよりも厚肉の重錘部５０ｂとを備えて、カムスプロケット３０の周方向に沿う円弧状に形成される。その基部５０ａは、これの特に基端部分５４が径方向に幅広に形成される。

そして、従動フランジ２１は、遠心ウェイト５０の上記基部５０ａよりも厚肉に構成されており、この厚肉の基部５０ａに駆動ピン２２の基端部２２ａが固着（本実施形態では圧入固定）される。

また、遠心ウェイト５０の幅広の基端部分５４には、ピボットピン３２の中間部を回転自在に貫通、支持させる軸受孔５３と、駆動ピン２２の先端部２２ｂが嵌挿、連結される連結孔５２とが並設される。そのうち、軸受孔５３は円形孔に形成され、また連結孔５２は、カムスプロケット３０の径方向に延びる長孔に形成される。

カムスプロケット３０には、駆動ピン２２の中間部が貫通する貫通孔３１が設けられる。この貫通孔３１は、遠心ウェイト５０の前記揺動に伴う駆動ピン２２の、ピボットピン３２回りの回動を許容する孔形状（即ち駆動ピン２２の回動軌跡に沿う円弧孔状）に形成される。而して、後述するように第１カム軸１０に対して第２カム軸２０（従って第２カム２０ｃ）を相対回動させた際の第２カム２０ｃの位相変化角度は、駆動ピン２２が、円弧状をなす貫通孔３１の一方の内側面３６と当接する第１当接位置から、同孔３１の他方の内側面３５と当接する第２当接位置まで移動する量により規制される。

而して、駆動ピン２２が上記第１当接位置にあるときには、遠心ウェイト５０の揺動位置が戻しばねとしての引張コイルばね５１の弾発力に抗して所定の縮径位置に規定され、また駆動ピン２２が上記第２当接位置にあるときには、遠心ウェイト５０の揺動位置が遠心ウェイト５０の遠心力に抗して所定の拡径位置に規定される。

次に、第１実施形態の作用について説明する。内燃機関が低速運転域にあるときは、遠心ウェイト５０に作用する遠心力が小さいので、遠心ウェイト５０は、引張コイルばね５１の弾発力で所定の縮径位置（図２実線位置）に保持される。また、内燃機関の回転速度が増大すると、それと共に遠心力が増大する遠心ウェイト５０が縮径位置から拡径位置（図２鎖線位置）に向けて揺動する。

かくして、遠心ウェイト５０が、内燃機関の機関回転数の上昇に応じて遠心力で縮径位置から拡径位置へ揺動し、それに伴い、遠心ウェイト５０が駆動ピン２２を介して従動フランジ２１（従って吸気カム２０ｃ付きの第２カム軸２０）を第１カム軸１０に対し相対回動させるので、吸，排気カム２０ｃ，１０ｃのうち特に吸気カム２０ｃの位相（延いては吸気カム２０ｃに吸気側ロッカアーム７を介して連動する吸気弁の開閉時期）だけを、遠心ウェイト５０の揺動に連動させて機関回転数の上昇変化に応じ変化（進角）させることができる。このように、例えば機関高速運転時に吸気カム２０ｃだけを進角（図３参照）させることができるため、吸気バルブ開と排気バルブ開のオーバラップ期間を長くして掃気効率を高めて内燃機関の高速運転性能を向上させることができる。

その上、本実施形態の駆動ピン２２は、ピボットピン３２よりもカムスプロケット３０の径方向で外方に配置されていて、駆動ピン２２と第１カム軸１０間の腕長さＬ２をピボットピン３２に邪魔されずに十分長く確保できるため、ピボットピン３２及び駆動ピン２２間の腕長さＬ１と、上記Ｌ２とのレバー比（Ｌ２／Ｌ１）を十分大きくできる。その結果、遠心ウェイト５０の揺動力を効率よく増幅して従動フランジ２１に伝達可能となるから、遠心ウェイト５０の比較的小さな遠心力によっても従動フランジ２１を強力に駆動できて、遠心ウェイト５０を含む遠心機構の軽量小型化が図られる。

また、本実施形態の遠心ウェイト５０は、カムスプロケット３０を挟んで従動フランジ２１とは反対側に配置され、カムスプロケット３０には、駆動ピン２２が貫通する貫通孔３１が設けられ、その貫通孔３１は、遠心ウェイト５０の前記揺動に伴う駆動ピン２２のピボットピン３２回りの回動を許容する孔（本実施形態では円弧状の長孔）形状を有している。これにより、従動フランジ２１及び遠心ウェイト５０を何れもカムスプロケット３０の軸方向外側に配置した構造と比べて、カム位相可変機構の、第１カム軸１０外端からの軸方向張出しを極力抑えることができ、動弁装置の軸方向小型化が図られる。

しかも従動フランジ２１（従ってこれと一体の第２カム軸２０）と第１カム軸１０との上記相対回動の際の吸気カム２０ｃの位相変化角度は、駆動ピン２２が貫通孔３１の一方の内側面３６との当接位置から、他方の内側面３５との当接位置まで移動する量により規制されるため、上記貫通孔３１の内壁により規制される駆動ピン２２の移動量が、吸気カム２０ｃの位相変化角度の限界値に直接対応することとなり、その位相変化角度の設定精度を高めることができる。

また本実施形態では、遠心ウェイト５０が縮径位置にあるときに、第１カム軸１０と直交する投影面（図２）で見て、ピボットピン３２の中心と第１カム軸１０中心とを結ぶ仮想直線上に駆動ピン２２が配置されるので、規定のＬ２に対するＬ１の長さが遠心ウェイト５０の縮径位置（即ち揺動初期位置）で最小となる。これにより、上述したようなＬ２を十分長く確保し得る効果とも相俟って、上記レバー比（Ｌ２／Ｌ１）の最大値を大きく設定可能となるため、駆動ピン２２による従動フランジ２１の駆動応答性が効果的に高められる。

更に本実施形態の従動フランジ２１は、遠心ウェイト５０の比較的薄肉の板状基部５０ａよりも厚肉に構成されていて、駆動ピン２２の基端部２２ａを固着しているので、従動フランジ２１による駆動ピン２２に対する支持剛性を高めることができる。その上、駆動ピン２２の先端部２２ｂが嵌挿、連結され且つカムスプロケット３０の径方向に長い長孔で構成される連結孔５２が、遠心ウェイト５０の基部５０ａに設けられるから、遠心ウェイト５０の揺動時、連結孔５２のピボットピン３２回りの回動半径と、駆動ピン２２のカムスプロケット３０中心回りの回動半径との差が、径方向に長い連結孔５２（長孔）内での駆動ピン２２の摺動により無理なく許容され、これにより、遠心ウェイト５０の揺動力を連結孔５２を通して駆動ピン２２にスムーズに伝達可能となる。

次に図４〜図６を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。前記した第１実施形態では、第１カム軸１０上の第１カムを排気カム１０ｃ、また第２カム軸２０上の第２カムを吸気カムとしたものを示したが、本第２実施形態では、第１カム軸１０上の第１カム１０ｃを吸気カム、また第２カム軸２０上の第２カム２０ｃを排気カムとしている。従って、その第１カム１０ｃ（吸気カム）に吸気側ロッカアーム７が摺接し、また第２カム２０ｃ（排気カム）に排気側ロッカアーム６が摺接する。

その他の構成は、基本的に第１実施形態と同様であり、各構成部材には、第１実施形態と同様の参照符号を付してある。但し、本第２実施形態では、遠心ウェイト５０、駆動ピン２２及びピボットピン３２の相互の配置構成（即ち相対位置関係）が第１実施形態と異なるものであり、即ち、図５で示す各部材の配置形態は、図２で示す各部材の配置形態とは鏡像関係にある。これにより、遠心ウェイト５０の縮径位置から拡径位置への揺動に伴い、遠心ウェイト５０が駆動ピン２２を介して従動フランジ２１（第２カム軸２０）を第１カム軸１０に対し相対回動させたとき（即ち機関回転数が上昇変化したとき）に、第２カム２０ｃ（排気カム）の位相を遠心ウェイト５０の揺動に連動させて遅角（図６参照）させることができる。

而して、第２実施形態によれば、遠心ウェイト５０が、内燃機関の機関回転数の上昇に応じて遠心力で縮径位置から拡径位置へ揺動して、駆動ピン２２を介して従動フランジ２１（第２カム軸２０）を第１カム軸１０に対し相対回動させたときに、第２カム２０ｃとしての排気カムの位相（延いては排気カムに排気側ロッカアーム６を介して連動する排気弁の開閉時期）だけを機関回転数の上昇変化に応じ変化（遅角）させるので、例えば、内燃機関の高速運転域での掃気効率を高めて高速運転性能を向上させることができる。従って、特に排気効率アップを要求される内燃機関に好適である。

上記第２実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態と基本的に同様である。

次に図７を参照して、第３実施形態を説明する。本実施形態では、遠心ウェイト５０を縮径方向に弾発する戻しばねが、遠心ウェイト５０とカムスプロケット３０間に介装した捩じりばね６０で構成される。

その捩じりばね６０の一端は、遠心ウェイト５０の基部５０ａに固定の第１係止ピン６１を介して遠心ウェイト５０に、また同ばね６０の他端は、カムスプロケット３０に固定の第２係止ピン６２を介してカムスプロケット３０にそれぞれ係止される。また捩じりばね６０の中間コイル部６３は、ピボットピン３２の周囲を囲繞されており、従って、ばね中間部の妄動が抑えられる。

而して、捩じりばね６０の捩じり力により遠心ウェイト５０が平時は縮径位置（図７（Ｂ）で実線位置）に保持される。また遠心ウェイト５０は、機関回転数の増大変化に応じて遠心力で拡径位置（図７図（Ｂ）で鎖線位置）に向けて捩じりばね６０の捩じり力に抗して揺動する。

第３実施形態の、その他の構成は、基本的に第１実施形態と同様であり、各構成部材には、第１実施形態と同様の参照符号を付してある。尚、上記第３実施形態も、第１実施形態と基本的に同様の作用効果を達成する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、前記実施形態では、第１，第２カム１０ｃ，２０ｃのうちの何れか一方を排気カム、また何れか他方を吸気カムとしたものを示したが、本発明では、第１，第２カム１０ｃ，２０ｃを両方とも吸気カム（即ち第１，第２吸気カム）としてもよいし、或いは、第１，第２カム１０ｃ，２０ｃを両方とも排気カム（即ち第１，第２排気カム）としてもよい。

また、前記実施形態では、動弁装置が設けられる内燃機関を単気筒エンジンとしたものを示したが、多気筒（例えば２気筒）エンジンに適用してもよい。この場合は、各気筒毎に本発明のカム位相可変機構を設けるようにする。

また、前記実施形態では、動弁装置が設けられる内燃機関をＳＯＨＣエンジンとしたものを示したが、本発明は、ＤＯＨＣエンジンに適用してもよい。この場合は、吸気弁及び排気弁毎に設けられる吸気用カム軸及び排気用カム軸のうちの少なくとも一方のカム軸に本発明のカム位相可変機構を設けるようにする。

また、前記実施形態では自動二輪車用内燃機関を示したが、本発明は、自動二輪車以外の車両に搭載される内燃機関に適用してもよく、或いは車両用以外の用途の内燃機関（例えば定置式の内燃機関）に適用してもよい。

また、前記実施形態では、遠心ウェイト５０が、カム駆動輪（カムスプロケット３０）を挟んで従動フランジ２１とは反対側、特にカム駆動輪３０の軸方向外側に配置されるものを示したが、本発明では、遠心ウェイト５０をカム駆動輪３０の軸方向内側に配置してもよく、この場合は、カム駆動輪３０の軸方向外側に配置した従動フランジ２１と第１カム軸１０との間を、カム駆動輪３０を緩く貫通する連結腕で一体的に結合すればよい。

尚、機関回転数（特に車両用内燃機関の場合は車速）と吸，排気バルブの開閉タイミングとの最適な関係は、内燃機関の構造や仕様によって様々に設定可能である。例えば、前記実施形態では、高速運転域でバルブタイミングを変化させる制御例を示したが、例えば中速運転域で変化させるようにしてもよい。また、図３に示す第１実施形態では、高速運転域で第２カムとしての吸気カムを進角させたが、逆に排気カムを進角（図８参照）させて、排気バルブの閉弁タイミングを早めるようにしてもよく、この場合は、バルブオーバラップ期間を短くして未燃焼ガスの吹き抜けを抑制し、排気ガス中のハイドロカーボンを低減することができる。また図６に示す第２実施形態では、高速運転域で第２カムとしての排気カムを遅角させたが、逆に吸気カムを遅角（図９参照）させて、吸気バルブの閉弁タイミングを遅らせるようにしてもよく、この場合は、慣性過給効果により吸気効率を向上させることができる。

１０・・・・・第１カム軸
１０ｃ・・・・排気カム（第１カム）
２０・・・・・第２カム軸
２０ｃ・・・・吸気カム（第２カム）
２１・・・・・従動フランジ
２２・・・・・駆動ピン
２２ａ，２２ｂ・・駆動ピンの基端部，先端部
３０・・・・・カムスプロケット（カム駆動輪）
３１・・・・・貫通孔
３２・・・・・ピボットピン
３５，３６・・貫通孔の一方の内側面と他方の内側面
５０・・・・・遠心ウェイト
５０ａ，５０ｂ・・遠心ウェイトの基部，重錘部
５１・・・・・引張コイルばね（戻しばね）
５２・・・・・連結孔
６０・・・・・捩じりばね（戻しばね）

Claims (4)

1. 第１カム（１０ｃ）を一体に有する第１カム軸（１０）が、内燃機関のクランク軸に連動回転するカム駆動輪（３０）に一体的に連結され、
   第２カム（２０ｃ）を一体に有する第２カム軸（２０）が前記第１カム軸（１０）に相対回動可能に支持されると共に、その第２カム軸（２０）に、前記カム駆動輪（３０）に隣接する従動フランジ（２１）が一体的に連結され、
   前記カム駆動輪（３０）には、そのカム駆動輪（３０）を挟んで前記従動フランジ（２１）とは反対側に配置した遠心ウェイト（５０）が、所定の縮径位置と拡径位置との間で揺動し得るようにピボットピン（３２）を介して支持されると共に、その遠心ウェイト（５０）に、これを前記縮径位置に付勢する戻しばね（５１，６０）が接続され、
   前記従動フランジ（２１）と前記遠心ウェイト（５０）とが、前記カム駆動輪（３０）に設けた貫通孔（３１）を貫通する駆動ピン（２２）を介して相互に連結されていて、その駆動ピン（２２）により、遠心ウェイト（５０）の前記揺動に連動して前記従動フランジ（２１）が前記第１カム軸（１０）に対し相対回動するよう遠心ウェイト（５０）から従動フランジ（２１）へ駆動力を伝達可能であり、
   前記貫通孔（３１）は、遠心ウェイト（５０）の前記揺動に伴う前記駆動ピン（２２）の前記ピボットピン（３２）回りの回動を許容する孔形状を有しており、
   前記駆動ピン（２２）は、前記ピボットピン（３２）よりも、前記カム駆動輪（３０）の径方向で外方に配置されることを特徴とする、内燃機関用動弁装置におけるカム位相可変機構。
2. 前記相対回動の際の前記第２カム（２０ｃ）の位相変化角度は、前記駆動ピン（２２）が前記貫通孔（３１）の一方の内側面（３６）との当接位置から、同貫通孔（３１）の他方の内側面（３５）との当接位置まで移動する量により規制されることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関用動弁装置におけるカム位相可変機構。
3. 前記遠心ウェイト（５０）が前記縮径位置にあるときに、前記第１カム軸（１０）と直交する投影面で見て、前記ピボットピン（３２）の中心と第１カム軸（１０）中心とを結ぶ仮想直線上に前記駆動ピン（２２）が配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃機関用動弁装置におけるカム位相可変機構。
4. 前記遠心ウェイト（５０）は、板状の基部（５０ａ）と、その基部（５０ａ）に連設される、該基部（５０ａ）よりも厚肉の重錘部（５０ｂ）とを備え、
   前記従動フランジ（２１）は、遠心ウェイト（５０）の前記基部（５０ａ）よりも厚肉に構成されていて、前記駆動ピン（２２）の基端部（２２ａ）を固着しており、
   前記駆動ピン（２２）の先端部（２２ｂ）が嵌挿、連結され且つ前記カム駆動輪（３０）の径方向に長い長孔で構成される連結孔（５２）が、前記遠心ウェイト（５０）の前記基部（５０ａ）に設けられることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の内燃機関用動弁装置におけるカム位相可変機構。
   

Images