JP4157395B2

JP4157395B2 - Ｏｈｖ型内燃機関の可変動弁装置

Info

Publication number: JP4157395B2
Application number: JP2003041276A
Authority: JP
Inventors: 宏司増田; 豪朝井
Original assignee: Petroleum Energy Center PEC; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd; Japan Petroleum Energy Center JPEC
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: JP2004251167A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁駆動用のカムをシリンダ側方に配設したＯＨＶ型内燃機関において、運転状況に応じて排気弁や吸気弁の開閉時期及び弁リフト量を変更できる内燃機関の可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関に備えられた吸気弁及び排気弁は、通常、吸気カム及び排気カムによって開閉駆動されるようになっており、各弁の開閉時期、開放期間及び弁リフト量は、カム形状及びカムの回転位相によって決定される。
【０００３】
カムをシリンダ側方に配置したＯＨＶ型内燃機関又はカムをシリンダヘッド上に配置したＯＨＣ型内燃機関のいずれにも適用できる可変動弁装置としては、従来、カム駆動軸とカムの間に揺動プレート（又は偏心円形プレート）を介在させてなる揺動プレート式可変動弁装置がある。この揺動プレート式可変動弁装置は、揺動プレートによってカム駆動軸とカムとの間に回転位相差を生じさせることにより、弁の開閉時期及び開放期間を変更できるようになっている（たとえば特許文献１参照）。しかし、この可変動弁装置はカムの回転角速度を増減させることにより、弁の開閉時期及び開放期間を変更することは可能であるが、カム形状自体（カムプロフィール）は変化しないので弁リフト量を変更することはできない。
【０００４】
弁開閉時期及び弁開放期間と共に、弁リフト量も変更できる可変動弁装置としては、同一の弁に対して、異なるカム形状を有する二つのカム部を備え、各カム部を、切換機構を介してそれぞれ弁に連動連結し、切換機構により各カム部と弁との間の動力伝達経路を切り換える可変動弁装置がある（たとえば特許文献２等参照）。
【０００５】
また、弁リフト量も変更可能な別の可変動弁装置として、弁腕の回動支点を偏心可能とした可変動弁装置もあり、弁腕の回動支点を変更することにより弁腕のレバー比を変更し、それにより弁リフト量を変更できるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許３，６３３，５５５号明細書。
【特許文献２】
特開２００２−２７６３１５号公報。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
弁開閉時期等と共に弁リフト量も変更可能とする場合に、上記弁腕の回動支点を変更する方式では、シリンダヘッド上の弁腕及び弁腕軸の構造並びに支点変更操作機構が複雑化すると共に、弁腕室にそれらを収納しなければならず、弁腕室が大型化すると共に機関高さが高くなる。
【０００８】
同一の弁に対してカム形状の異なる２つのカム部を備え、切換機構により切換える可変動弁装置の場合でも、ＯＨＣ型内燃機関では弁腕室に切換機構を収納しなければならず、上記弁腕の改良構造と同様に、弁腕室が大型化すると共に機関高さが高くなる。
【０００９】
また、シリンダー側方にカムを配置したＯＨＶ型では、機関高さを抑えることはできるが、各カム部にそれぞれプッシュロッドを係合し、各プッシュロッドを、切換機構を介して弁腕に切換可能に連結する方式であるので、弁駆動用伝達経路並びに切換機構が複雑化し、弁駆動力の伝達ロスが増加する。
【００１０】
さらに、２つの異なるカム形状のカム部を切換えて利用する従来の可変動弁装置では、一方のカムリフト部に切り換えて運転する場合には、他方のカムリフト部は完全に無効状態となる構造であり、したがって、各カム部は、カムの全回転角範囲において、所望のリフト特性にそれぞれ完全に対応するカム形状としなければならず、各カム形状が複雑化し、カムの製造に手間がかかる。
【００１１】
【発明の目的】
本発明の目的は、異なるカム形状を有する２つのカム部を利用して弁開閉時期及び開放期間並びに弁リフト量を変更可能とする可変動弁装置であって、機関高さを抑えつつ、コンパクトで簡単な構造の切換機構（連結機構）により切り換えることができるＯＨＶ型内燃機関の可変動弁装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明は、弁駆動用のカムをシリンダ側方に配設したＯＨＶ型内燃機関の可変動弁装置において、排気弁を駆動する排気カムに、カム形状の異なる第１カム部と第２カム部を同軸心上に並設し、上記第１、第２カム部のカム面にそれぞれスイングアーム式の第１、第２カムフォロワーを当接し、両カムフォロワーは、切断可能な連結機構により、両カムフォロワーが一体的に揺動する連結状態と各カムフォロワーが独立に揺動する切断状態とに切換自在となっており、スイングアーム式の第１カムフォロワーには、シリンダヘッド側の弁腕に連結するプッシュロッドが係合し、第２カムフォロワーには、該第２カムフォロワーを第２カム部に押し付ける付勢手段を設けてあり、両カム部のベースサークルは同一に形成され、第１カム部には、排気行程に対応する位置に排気弁をリフトするためのカム山が形成され、第２カム部には、吸気行程初期に対応する位置に第１のカム部のカム山よりも短い排気弁再啓開用のカム山が形成され、両カムフォロワーが独立に揺動する場合には、第１のカム部及び第１のカムフォロワーにより排気行程の所定期間排気弁を開き、カムフォロワーが一体的に揺動する場合には、第１のカム部及び第１のカムフォロワーにより排気行程の所定期間排気弁を開くと共に、第２のカム部及び第１のカムフォロワーにより吸気行程初期で排気弁を再啓開するように構成されている。
【００１３】
これにより、シリンダヘッド上の弁腕部分に可変動弁装置を備える構造に比べて、機関高さを低く抑えることができると共に、可変動弁装置及びその操作機構を簡単な構造でコンパクトに製作し、機関に組み付けることができる。
【００１５】
また、カムから弁腕までの弁駆動力伝達経路を簡素化できると共に、両カムフォロワー間を切断した状態でも、無効状態の第２カム部を、がたつかずに安定した状態に維持でき、騒音の発生を防ぐことができる。
【００１７】
また、両カムフォロワーの一体回転時において、弁リフト特性は両カム部のカム形状の組み合せとなり、各カム部それぞれを複雑なカム形状に形成することなく、多種の複雑な弁リフト特性を得ることができる。特に、第１のカム部には、排気行程に対応する位置に排気弁をリフトするためのカム山が形成され、第２カム部には、吸気行程初期に対応する位置に第１のカム部のカム山よりも短い排気弁再啓開用のカム山が形成され、両カム部が一体回転している場合には、第１のカム部で排気行程の所定期間排気弁を開くと共に、第２のカム部により吸気行程初期で排気弁を再啓開するように構成されているので、有効圧縮比を小さくして運転することができる。
【００１８】
上記構成の本発明において、クランク軸により回転駆動されるカム駆動軸と同一軸上にカムを配置し、カムとカム駆動軸との軸芯方向間に、カム軸心から偏心する揺動プレートを配置し、揺動プレートによりカム駆動軸とカムとの間に回転位相差を生じさせるようにすることができる。
【００１９】
このように、一対のカム部及びスイングアーム式カムフォロワーを利用した可変動弁装置に、揺動プレートを利用した可変機構、すなわちカム駆動軸とカムとの間に生じる回転位相差を利用した可変機構を付加していると、弁リフト特性の可変範囲を、より広くかつ運転状況に応じて多種に設定することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
[吸排気弁及び弁駆動用カム機構]
図１〜図７は、ＯＨＶ型ツインバルブ式内燃機関に本発明の可変動弁装置を適用した例である。図１は内燃機関を吸気弁部分で切断して示す縦断面略図であり、シリンダ１内に嵌合するピストン２はコンロッド３を介してクランク軸４のクランクピン５に連結している。一対の吸気弁８はシリンダヘッド（仮想線）７に装着され、シリンダヘッド７の上側には吸気弁腕１０が配置され、吸気弁腕１０の先端部は両吸気弁８の上端部にＴ字形の弁押え１１を介して当接している。弁駆動用のカム機構はシリンダ側方のカム室１３内に配置されており、同一のカム軸心Ｏ0上に吸気カム２１と排気カム２２とカム駆動軸２０を並列に配置してある。吸気カム２１にはスイングアーム式の吸気用カムフォロワー２３の先端ローラ２４が当接し、吸気用カムフォロワー２３の先端部の上面は、吸気用プッシュロッド２７を介して吸気弁腕１０の他端に連結している。吸気用カムフォロワー２３の基端部は水平な支軸１５に回動可能に支持されている。
【００２１】
カム駆動軸２０にはカムギヤ２９が結合されており、該カムギヤ２９は中間伝達ギヤ３０を介してクランク軸４のカム駆動ギヤ３１に連動連結している。クランク軸４の回転は中間伝達ギヤ３０等により１／２の回転角速度に減速されてカム駆動軸２０に伝達される。
【００２２】
図２は図１と同じ内燃機関を、排気弁部分で切断して示す縦断面略図であり、一対の排気弁９は前記吸気弁同様にシリンダヘッド７に装着されており、シリンダヘッド７の上側には排気弁腕１４が配置され、排気弁腕１４の先端部は両排気弁９の上端部にＴ字形の弁押え１２を介して当接している。排気弁腕１４の他端部は排気用プッシュロッド２８の上端部に連結し、排気用プッシュロッド２８は下方に延び、後述する排気用第１カムフォロワー３７の先端部上面に連結している。第１カムフォロワー３７の先端に設けられた排気用第１ローラ２５は、後述する排気カム２２の第１カム部３２のカム面に当接している。
【００２３】
[２つのカム部を利用した排気弁用可変動弁装置]
図４は可変動弁装置を備えたカム機構の平面略図であり、カム駆動軸２０は、一端部がクランクケースカバー等のカバー部材３４に軸受を介して回転可能に支持され、他端部はカム室１３に突出し、軸受ハウジング１６により回転可能に支持されている。カム駆動軸２０側から順に吸気カム２１と排気カム２２が軸方向に並んで配置され、両カム２１，２２は、それぞれ軸受ハウジング１７，１７によりカム駆動軸２０と同一軸心Ｏ0上に回転可能に支持されている。
【００２４】
排気カム２２はカム形状の異なる排気用第１、第２カム部３２，３３を一体に備えており、両排気用カム部３２，３３は軸心方向に並んで配設されている。各カム部３２，３３には排気用第１、第２カムフォロワー３７，３８の先端部がそれぞれ排気用第１、第２ローラ２５，２６を介して当接している。各排気用カムフォロワー３７，３８はスイングアーム式となっており、基端部が前記吸気用カムフォロワー２３と同様に支軸１５に揺動可能に支持されている。排気用第１カムフォロワー３７の先端部の上面には前述のように排気用プッシュロッド２８の下端部が連結し、排気用第２カムフォロワー３８の先端部の上面には、付勢ばね８５が当接し、該付勢ばね８５により、排気用第２カムフォロワー３８の先端ローラ２６を第２カム部３３のカム面に押し付けている。
【００２５】
排気用第１カムフォロワー３７と第２カムフォロワー３８は軸心方向に隣接配置されており、摺動可能な連結ピン７８を利用した連結機構により、両排気用カムフォロワー３７,３８が一体に揺動する連結状態と、両カムフォロワー３７，３８が個々独立に揺動する切断状態とに、切換自在となっている。
【００２６】
排気用第１カムフォロワー３７内にはカム軸心Ｏ0と平行なピン支持孔（作動油室）７７が形成されており、該ピン支持孔７７は第２カムフォロワー３８側の端面が開口すると共に前記連結ピン７８が軸心方向摺動可能に嵌合し、該連結ピン７８はピン支持孔７７から第２カムフォロワー３８側へ突出可能となっている。ピン支持孔（作動油室）７７は第１カムフォロワー３７内の油路８２及び支軸１５内の油路８３を介して油圧切換弁等を有する油圧装置８６に連通しており、油圧制御操作により、ピン支持孔７７内へ作動油を圧入する作用と、ピン支持孔７７内から作動油を排出する作用とを、切換自在に行なえるようになっている。
【００２７】
図６は排気用第１、第２カムフォロワー３７，３８の図２のVI-VI断面拡大図であり、第２カムフォロワー３８には、第１カムフォロワー３７の連結ピン７８に対応する位置に段付きのピン受孔７９が形成されており、該ピン受孔７９内に前記連結ピン７８が嵌入可能となっている。
【００２８】
ピン受孔７９内には、つば付有底筒形（ハット形）のピン受８１がカム軸心方向と平行移動可能に嵌合すると共に、ばね８０により第１カムフォロワー３７側に付勢されており、ピン受８１のつば部８１ａがピン受孔７９の環状段部に当接することにより、停止している。ピン受孔７９の第１カムフォロワー３７側とは反対側の端部には閉塞蓋８４が螺着され、該閉塞蓋８４とピン受８１の間に上記ばね８０が縮設されている。
【００２９】
すなわち、ピン支持孔７７に作動油を圧入して連結ピン７８を第２カムフォロワー３８側へ突出させることにより、図６のように連結ピン７８をピン受孔７９内に嵌入し、これにより両カムフォロワー３７，３８を一体揺動可能に連結する。反対に、図７のようにピン支持孔７７から作動油を排出することにより、連結ピン７８をピン受孔７９から抜き、両カムフォロワー３７，３８間を切断して、個々に揺動可能な状態とする。
【００３０】
図２は排気用第１カム部３２のカム形状の具体化例に示しており、通常運転時に使用するために、排気行程に対応する位置に、ノーマルな排気弁開用のカム山３２ａを形成し、残りはベースサークルとしてある。
【００３１】
図３は排気用第２カム部３３のカム形状の具体化例を示しており、吸気行程初期に対応する位置に、排気弁再啓開用の小さなカム山３３ａを形成し、残りはベースサークルとしてある。
【００３２】
[揺動プレートを利用した吸排気弁用可変動弁機構]
前述のように２つの排気用カム部３２，３３を用いた可変動弁装置に加え、該実施の形態では、図５のように２枚の揺動プレート３５，３６を利用した吸排気弁用可変動弁機構を備えている。
【００３３】
カム駆動軸２０と吸気カム２１の軸心方向間には、吸気用不等速継手機構を構成する部材として吸気用揺動プレート３５が偏心位置変更可能に配置され、吸気カム２１と排気カム２２の軸心方向間には、排気用不等速継手機構を構成する部材として上記吸気用揺動プレート３５とは別に、排気用揺動プレート３６が偏心位置変更可能に配置されている。
【００３４】
吸気用揺動プレート３５の偏心方向及び偏心量を任意にかつ独立に変更可能とするために、カム駆動軸２０内には、吸気用外側偏心軸４０と、該吸気用外側偏心軸４０の内側に嵌合する吸気用内側偏心軸４１とを備えている。
【００３５】
カム駆動軸２０にはカム軸心Ｏ0と同軸心の嵌合孔４３が形成されており、該嵌合孔４３内に上記吸気用外側偏心軸４０が回動可能に嵌合している。吸気用外側偏心軸４０は、偏心部として、カム軸心Ｏ0に対して一定量だけ偏心する偏心孔４４を有しており、該偏心孔（偏心部）４４内に吸気用内側偏心軸４１が回動可能に嵌合している。吸気用内側偏心軸４１の先端には、円柱状のプレート支持部４５が一体に形成されており、該プレート支持部４５は、吸気用揺動プレート３５を支持すると共に、吸気用内側偏心軸４１の軸心（偏心孔４４の中心）Ｏa1に対して一定量だけ偏心している。
【００３６】
排気用揺動プレート３６の偏心方向及び偏心量を任意にかつ独立に変更可能とするために、排気カム２２内には、排気用外側偏心軸５０と、該排気用外側偏心軸５０の内側に嵌合する吸気用内側偏心軸５１とを備えている。
【００３７】
両排気用偏心軸５０，５１は、基本的には吸気用の偏心軸４０、４１と同様の構造となっている。すなわち、排気カム２２にはカム軸心Ｏ0と同軸心の嵌合孔５３が形成されており、該嵌合孔５３内に排気用外側偏心軸５０が回動可能に嵌合している。排気用外側偏心軸５０は、偏心部としてカム軸心Ｏ0に対して一定量だけ偏心した偏心孔５４を有しており、該偏心孔（偏心部）５４内に排気用内側偏心軸５１が回動可能に嵌合している。排気用内側偏心軸５１の先端には、プレート支持部５５が形成されており、該プレート支持部５５は排気用揺動プレート３６を支持すると共に排気用内側偏心軸５１の軸心（偏心孔５４の中心）Ｏb1に対して一定量だけ偏心している。
【００３８】
吸気用揺動プレート３５は円盤状に形成されると共に、中央部に前記プレート支持部４５に嵌合する中央孔３５ａが形成されており、外周端部には吸気用揺動プレート３５の中心Ｏa2に対して対称な位置に一対の駆動ピン６０，６１が固着されている。各駆動ピン６０，６１は互いに軸心方向の反対方向に突出し、各突出部分に長方体形状のスライダー６２，６３がそれぞれ駆動ピン回り回動可能に嵌合している。すなわち、吸気用の両スライダー６２，６３は、吸気用揺動プレート３５の表裏両面に、揺動プレート中心Ｏa2に対して対称位置に配置されている。
【００３９】
排気用揺動プレート３６も基本的には前記吸気用揺動プレート３５と同様な構造となっており、表裏両面に一対の駆動ピン７０，７１とそれらに嵌合するスライダー７２，７３をそれぞれプレート中心に対して対称に備え、中央部には排気用内側偏心軸５１のプレート支持部５５に嵌合する中央孔３６ａが形成されている。
【００４０】
カム駆動軸２０と吸気カム２１の間に配置される吸気用揺動プレート３５に対して、カム駆動軸２０の端面には径方向に延びる駆動溝６４が形成され、該駆動溝６４には吸気用揺動プレート３５の一方のスライダー６２が径方向スライド可能に係合し、吸気カム２２の端面には上記カム駆動軸２０の駆動溝６４と対称な位置に、径方向に延びる駆動溝６５が形成され、該駆動溝６５には吸気用揺動プレート３５の他方のスライダー６３が径方向スライド可能に係合する。
【００４１】
吸気カム２１と排気カム２２の間に配置される排気用揺動プレート３６に対して、吸気カム２１の端面には径方向に延びる駆動溝７４が形成され、該駆動溝７４に排気用揺動プレート３６の一方のスライダー７２が径方向スライド可能に係合している。排気カム２２の端面には上記吸気カム２１の駆動溝７４とカム軸心Ｏ0に対して対称な位置に、径方向に延びる駆動溝７５が形成され、該駆動溝７５には排気用揺動プレート３６の他方のスライダー７３が径方向スライド可能に係合する。
【００４２】
上記吸気カム２１の軸方向両端面に形成された両駆動溝６５，７４は、カム軸心Ｏ0に対して対称な位置に形成されている。
【００４３】
吸気用外側偏心軸４０及び吸気用内側偏心軸４１の吸気用揺動プレート３５側とは反対側の端部には、それぞれフランジ部４０ａ，４１ａが一体に形成されており、各フランジ部４０ａ，４１ａはそれぞれ電動ステップモータ等の駆動装置あるいは手動式駆動装置に連動連結しており、両吸気用偏心軸４０，４１をそれぞれ独立して所定の回転角度だけ回動させることができるようになっている。
【００４４】
また、排気用外側偏心軸５０及び排気用内側偏心軸５１の排気用揺動プレート３６側とは反対側の端部には、それぞれフランジ部５０ａ，５１ａが一体に形成されており、各フランジ部５０ａ，５１ａはそれぞれ電動ステップモータ等の駆動装置あるいは手動式駆動装置に連動連結しており、両排気用偏心軸５０，５１をそれぞれ独立して所定の回転角度だけ回動させることができるようになっている。
【００４５】
吸気用内側偏心軸４１の軸心Ｏa1に対して、吸気用プレート支持部４５の軸心Ｏa2の偏心量は、吸気用外側偏心軸４０におけるカム軸心Ｏ0に対する偏心孔４４の中心Ｏa1の偏心量と同じ値に設定されている。これにより、カム軸心Ｏ0に対して外側偏心軸４０の偏心孔４４の中心Ｏa1を溝６４の長さ方向の一方側に偏心させ、上記偏心孔４４の中心Ｏa1に対してプレート支持部４５の軸心Ｏa2を上記一方側とは反対側に偏心させることにより、上記プレート支持部４５の軸心（吸気用揺動プレート３５の中心）Ｏa2をカム軸心Ｏ0に一致させることができ、これにより揺動プレート３５の偏心量を０とすることができる。
【００４６】
また、カム軸心Ｏ0に対して外側偏心軸４０の偏心孔４４の中心Ｏa1を溝６４の長さ方向の一方側に偏心させ、上記偏心孔４４の中心Ｏa1に対してプレート支持ピン４５の軸心Ｏa2を上記一方側と同じ側に偏心させると、吸気用揺動プレート３５の偏心量を最大に設定することができる。
【００４７】
【作用】
[クランク軸回転力の伝達経路]
図１において、クランク軸４の回転力は、カム軸駆動用ギヤ３１、中間伝達ギヤ３０及びカムギヤ２９を介し、回転角速度を１／２に減速してカム駆動軸２０に伝達される。
【００４８】
カム駆動軸２０から各カム２１，２２への伝達経路は、図５において、カム駆動軸２０→駆動溝６４→スライダー６２→駆動ピン６０→吸気用揺動プレート３５→駆動ピン６１→スライダー６３→駆動溝６５→吸気カム２１→駆動溝７４→スライダー７２→駆動ピン７０→排気用揺動プレート３６→駆動ピン７１→スライダー７３→駆動溝７５→排気カム２２となっている。すなわち、カム駆動軸２０から、吸気用揺動プレート３５及びその駆動ピン６０，６１及びスライダー６２，６３を介してまず吸気カム２１へ伝達され、そして吸気カム２１から排気用揺動プレート３６及びその駆動ピン７０，７１及びスライダー７２，７３を介して排気カム２２に伝達される。
【００４９】
[２つのカム部による排気弁のリフト特性の変更]
通常運転を行なう場合には、図７のように連結ピン７８をピン支持孔７７内に後退させ、両排気用カムフォロワー３７，３８間の連結を切り離し、それぞれ独立に揺動できる状態とする。これにより、常時、図２に示す第１カム部３２による弁駆動力のみが、排気用プッシュロッド２８を介して排気弁腕１４に伝達され、排気弁９を開閉する。このように第１カム部３２の弁駆動力のみが作用する場合には、排気弁９のリフト特性は、カム回転角の全範囲に亘って、図８に実線で示す曲線Ｘ１のようになり、排気行程の所定期間においてのみ排気弁９を開く。
【００５０】
有効圧縮比を小さくして運転する場合には、図６のようにピン支持孔７７内に作動油を圧入し、連結ピン７８を第２カムフォロワー３８側へ突出させてピン受孔７９に嵌入させ、両排気用カムフォロワー３７，３８を一体化させる。両排気用カムフォロワー３７，３８は一体に揺動し、両カム部３２，３３による弁駆動力が排気用プッシュロッド２８を介して排気弁腕１４に伝達され、両カム部３２，３３のカム形状の組み合せによる弁リフト特性で排気弁９を開閉する。
【００５１】
両排気用カムフォロワー３７，３８が一体に連結された状態での排気弁９のリフト特性は、排気行程では、第１カム部３２によるカム駆動力が作用して排気弁９を開き、吸気行程初期では、第２カム部３３によるカム駆動力が作用して排気弁９を再啓開する。
【００５２】
なお、図７において、運転中に上記連結ピン７８を突出させた場合には、両カムフォロワー３７，３８が共に各カム部３２，３３のベースサークル面上に当接する期間に、連結ピン７８がピン受孔７９に嵌入し、図６の状態になる。
【００５３】
[揺動プレートによる吸排気弁のリフト特性の変更]
（１）吸気用揺動プレートによる吸気弁開閉時期等の変更
図５の吸気用外側偏心軸４０の回動位置と吸気用内側偏心軸４１の回動位置との組み合せにより、吸気用揺動プレート３５の中心Ｏa2をカム軸心Ｏ0に一致させ、吸気用揺動プレート３５の偏心量を０とした場合には、カム駆動軸２０の回転は等速で吸気カム２１に伝達される。したがって、カム駆動軸２０と吸気カム２１の間で回転位相差は生じず、等速で同期回転する。
【００５４】
吸気用外側偏心軸４０の回動位置と吸気用内側偏心軸４１の回動位置との組み合せにより、カム軸心Ｏ0に対する吸気用揺動プレート３５の中心Ｏa2を、所望の偏心方向に、所望の偏心量だけ偏心させた場合には、カム駆動軸２０が１回転する間に、たとえば一方の吸気用スライダー６２が中心Ｏa2に近づくと同時に他方のスライダー６３が離れ、続いて一方のスライダー６２が中心Ｏa2から離れると同時に他方のスライダー６３が中心Ｏa2に近づく動作を行ない、カム駆動軸２０の回転は不等速で吸気カム２１に伝達され、カム駆動軸２０に対する吸気カム２１の回転角速度が増減し、カム駆動軸２０と吸気カム２１の間で回転位相差が生じる。この回転位相差により、吸気弁開閉時期が所望の値に変更される。
【００５５】
上記のように吸気揺動プレート３５の偏心方向及び偏心量を、吸気用外側偏心軸４０の回動調節と、吸気用内側偏心軸４１の回動調節を組み合せて変更することにより、広い範囲に亘り吸気弁の開時期、閉時期及び開放期間を変更調節できる。
【００５６】
（２）排気揺動プレートによる排気弁の開閉時期等の変更。
図５の吸気カム２１に対する排気カム２２の基本的な回転位相差の調節は、カム駆動軸２０に対する吸気カム２１の回転位相差の調節と同様である。排気用揺動プレート３６の中心Ｏb2とカム軸心Ｏ0を一致させた場合には、排気カム２２は吸気カム２１と等速で同期回転する。この場合、吸気カム２１がカム駆動軸２０と等速で回転している時には、当然排気カム２２はカム駆動軸２０とも等速で同期回転する。しかし、吸気用揺動プレート３５が任意の方向及び量だけ偏心していることにより、吸気カム２１とカム駆動軸２０との間に回転位相差が生じている時には、排気カム２２はカム駆動軸２０に対して吸気カム２１と同じ位相差で回転することになる。
【００５７】
また、吸気用揺動プレート３５が最大量まで偏心し、吸気カム２１がカム駆動軸２０に対して不等速で回転している場合において、排気カム２２をカム駆動軸２０に対して等速で同期回転させたい時には、排気用揺動プレート３６を吸気用揺動プレート３５の偏心方向と反対方向に、かつ、同じ偏心量だけ偏心させる。この場合、吸気カム２１の軸方向両端に形成された吸気用の駆動溝６４と排気用の駆動溝７４が、カム軸心Ｏ0に対して対称位置に形成してあることにより、排気用揺動プレート３６を、カム軸心Ｏ0に対して簡単に吸気用揺動プレート３５と対称な位置に変更調節することができる。
【００５８】
排気用揺動プレート３６は、カム駆動軸２０から吸気用揺動プレート３６及び吸気カム２１を経て回転力が伝達されるので、カム駆動軸２０に対する排気カム２２の回転位相差は、吸気用揺動プレート３５による回転位相差と、吸気カム２１に対する排気カム２２の回転位相差を加えた位相差になる。したがって、排気用揺動プレート３６の偏心位置を調節する場合には、前記吸気用揺動プレート３５の偏心方向及び偏心量を加味して、排気用揺動プレート３６の偏心方向及び偏心量を設定することになる。
【００６４】
両カムフォロワー間の連結機構として、図６及び図７のように油圧で作動する連結ピンと、該連結ピンが嵌入するピン受孔よりなる機構を採用すると、簡単かつコンパクトで、連結状態も安定する。しかし，本発明はこのような連結ピン式の機構には限定はされず、たとえばロック用ボールと、該ロック用ボールを付勢するばねと、ロック用ボールが嵌合する係合孔との組み合せ構造等、各種連結切換機構を採用することが可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、（１）シリンダ側方に配設した弁駆動用のカム２２に、カム形状の異なる第１カム部３２と第２カム部３３を同軸心上に並設し、これら第１、第２カム部３２，３３にそれぞれ当接するスイングアーム式の第１、第２カムフォロワー３７，３８を、両者３７，３８が一体的に揺動する連結状態と個々独立に揺動する切断状態とに切換自在としているので、シリンダヘッド上の弁腕部分に可変動弁装置を備える構造に比べて、機関高さを低く抑えることができると共に、可変動弁装置及びその連結機構等を簡単な構造でコンパクトに製作し、機関に組み付けることができる。
【００６６】
（２）両カムフォロワー３７，３８を切断可能に連結する構造において、第１カムフォロワー３７にプッシュロッド２８を係合し、第２カムフォロワー３８に該第２カムフォロワー３８を第２カム部３３に押し付けるばね８５等の付勢手段を設けてあると、カム２２から弁腕１４までの弁駆動力伝達経路を簡素化できると共に、両カムフォロワー３７,３８間を切断した状態でも、第２カム部３３を、がたつかずに安定した状態に維持でき、騒音の発生を防ぐことができる。
【００６７】
（３）第１カム部３２と第２カム部３３の各カム形状を、両カムフォロワー３７，３８が一体回転する場合に、いずれのカム部３２，３３もそれぞれ作用し得る区間を有するように形成していると、一体回転時における弁リフト特性は、両カム部３２，３３のカム形状の組み合せとなる。したがって、各カム部３２，３３それぞれを複雑なカム形状に形成することなく、両カム部の組み合せにより多種の複雑な弁リフト特性を得ることができる。
特に、第１のカム部には、排気行程に対応する位置に排気弁をリフトするためのカム山が形成され、第２カム部には、吸気行程初期に対応する位置に第１のカム部のカム山よりも短い排気弁再啓開用のカム山が形成され、両カムフォロワーが一体的に揺動する場合には、第１のカム部及び第１のカムフォロワーにより排気行程の所定期間排気弁を開くと共に、第２のカム部及び第１のカムフォロワーにより吸気行程初期で排気弁を再啓開するように構成されているので、有効圧縮比を小さくして運転することができる。
【００６８】
（４）上記一対のカム部３２，３３及びスイングアーム式カムフォロワー３７，３８を利用した可変動弁装置に、揺動プレートを利用した可変機構、すなわひカム駆動軸とカムとの間に生じる回転位相差によるを利用した可変機構を加えていると、弁リフト特性の可変範囲を、より広くかつ運転状況に応じて多種に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による可変動弁装置を備えた内燃機関であって、吸気弁及び吸気カム部分を通る縦断面略図である。
【図２】本発明による可変動弁装置を備えた内燃機関であって、排気弁及び排気弁の第１カム部分を通る縦断面略図である。
【図３】本発明による可変動弁装置を備えた内燃機関であって、排気カムの第２カム部を通る縦断面略図である。
【図４】カム機構及び可変動弁装置の平面図である。
【図５】図４のカム機構及び可変動弁装置の縦断面分解斜視図である。
【図６】連結状態のカムフォロワーの図２のVI-VI断面図である。
【図７】切断状態のカムフォロワーの図２のVI-VI断面図である。
【符号の説明】
１５カムフォロワー用の支軸
２０カム駆動軸
２１吸気カム
２２排気カム
２８排気用プッシュロッド
３２排気用第１カム部
３３排気用第２カム部
３５吸気用揺動プレート
３６排気用揺動プレート
３７スイングアーム式排気用第１カムフォロワー
３８スイングアーム式排気用第２カムフォロワー
７８、７９連結ピン、ピン受孔（連結切断機構）

Claims

弁駆動用のカムをシリンダ側方に配設したＯＨＶ型内燃機関の可変動弁装置において、
排気弁を駆動する排気カムに、カム形状の異なる第１カム部と第２カム部を同軸心上に並設し、
上記第１、第２カム部のカム面にそれぞれスイングアーム式の第１、第２カムフォロワーを当接し、
両カムフォロワーは、切断可能な連結機構により、両カムフォロワーが一体的に揺動する連結状態と各カムフォロワーが独立に揺動する切断状態とに切換自在となっており、
スイングアーム式の第１カムフォロワーには、シリンダヘッド側の弁腕に連結するプッシュロッドが係合し、第２カムフォロワーには、該第２カムフォロワーを第２カム部に押し付ける付勢手段を設けてあり、
両カム部のベースサークルは同一に形成され、第１カム部には、排気行程に対応する位置に排気弁をリフトするためのカム山が形成され、第２カム部には、吸気行程初期に対応する位置に第１のカム部のカム山よりも短い排気弁再啓開用のカム山が形成され、
両カムフォロワーが独立に揺動する場合には、第１のカム部及び第１のカムフォロワーにより排気行程の所定期間排気弁を開き、
カムフォロワーが一体的に揺動する場合には、第１のカム部及び第１のカムフォロワーにより排気行程の所定期間排気弁を開くと共に、第２のカム部及び第１のカムフォロワーにより吸気行程初期で排気弁を再啓開するように構成されていることを特徴とするＯＨＶ型内燃機関の可変動弁装置。
請求項１に記載のＯＨＶ型内燃機関の可変動弁装置において、
クランク軸により回転駆動されるカム駆動軸と同一軸上にカムを配置し、カムとカム駆動軸との軸芯方向間に、カム軸心から偏心する揺動プレートを配置し、揺動プレートによりカム駆動軸とカムとの間に回転位相差を生じさせるようにしてあることを特徴とするＯＨＶ型内燃機関の可変動弁装置。