JP4278590B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気弁や排気弁である機関弁のバルブリフト量を可変制御する内燃機関の可変動弁装置に関する。

従来の内燃機関の可変動弁装置としては、以下の特許文献１や２に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載された可変動弁装置は、各気筒毎に少なくとも２つの吸気弁を備えた内燃機関に適用され、前記吸気弁の往復過程を互いに異なるように偏心軸によって調整され、前記偏心軸は、カムシャフトに設けられた各駆動カムと各吸気弁との間に介装された伝達部材の支持点を移動させるようになっている。

また、各気筒に付設された両偏心体は、互いに異なる幾何学形状に形成されている。前記伝達部材は、前記各偏心体に支持されて、前記カムによって操作されるロッカアームによって形成されている。

このロッカアームは、スイングレバーに作用し、他の伝達部材はゲート軌道を備えている。

そして、機関運転状態に応じて前記偏心軸が偏心体を介して前記伝達部材の支持点を調整することによって、前記各吸気弁の往復過程をそれぞれ変化させるようになっている。

一方、特許文献２に記載された可変動弁装置は、本出願人が先に出願したもので、外周に駆動偏心カムが設けられた駆動軸と、該駆動軸の外周に回転自在に支持されたカムシャフトに設けられて、吸気弁を開閉作動させる揺動カムと、一端部がリンクアームを介して前記駆動偏心カムに回転自在に連係され、他端部がリンクロッドを介して前記揺動カムに回転自在に連係されたロッカアームと、機関前後方向に配設された制御軸に設けられて、前記ロッカアームの揺動支点を変化させる制御カムとを備えている。

そして、機関運転状態に応じてアクチュエータにより前記制御軸を介して制御カムを回転制御することにより、ロッカアームの揺動支点を変化させ、これによって、前記揺動カムが吸気弁のリフト量を変化させるようになっている。
特開平７−６３０２３号公報 特開平１１−１０７７２５号公報

しかしながら、前者の可変動弁装置にあっては、前記カムシャフトに設けられた駆動カムと吸気弁との間に、偏心軸や偏心体、ロッカアームなどから成るリフト可変機構が介装されていることから、前記カムシャフトを、前記リフト可変機構が設けられていないシリンダヘッド上の特定の位置に配置しなければならない。

このため、前記シリンダヘッドとして一般的な既存のシリンダヘッド、すなわち、吸排気弁のバルブステム上端の近傍上方にロッカアームやバルブリフターを介してカムシャフトが配置されるシリンダヘッドのレイアウトをそのまま用いることができず、構造上大幅な変更が余儀なくされる。この結果、内燃機関の製造コストが高騰してしまうおそれがある。

一方、後者の可変動弁装置にあっては、駆動偏心カムが設けられた前記駆動軸に、揺動カムが設けられた前記カムシャフトを回転自在に支持するようになっているため、これらの各構成部品の組付時において、駆動軸の一端側から各気筒に対応して前記複数のカムシャフトを順次挿通配置しなければならないので、駆動軸の外径寸法や各カムシャフトの内径寸法などの構造が複雑になり、製造コストの高騰が余儀なくされていると共に、組付作業能率の低下を招来している。

本発明は、前記各従来の可変動弁装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、クランクシャフトによって回転駆動し、外周に駆動カムが設けられたカムシャフトと、該カムシャフトの外周面を迂回するように折曲形成されて機関弁の押圧部に当接する鉤状部位を有し、第１揺動支点を中心に揺動することにより前記機関弁の押圧部に対して押圧移動することにより該機関弁を開閉作動させる弁駆動部材と、前記駆動カムから前記弁駆動部材に動力を伝達して該弁駆動部材を作動させると共に、外部から動力を与えることによって前記弁駆動部材の運動軌跡を変化させて前記機関弁のリフト量を可変にするリフト可変機構と、を備え、
前記リフト可変機構は、機関の運転状態に応じて回転制御される制御カムと、前記弁駆動部材に設けられた第２揺動支点を中心に揺動自在に支持され、一端側が前記駆動カムに当接し、他端側が前記制御カムに当接する揺動アームと、該揺動アームの一端を前記駆動カム側に付勢すると共に、前記揺動アームの他端を前記制御カム側に付勢する付勢部材とを備え、
前記駆動カムの回転力を、前記揺動アームを介して弁駆動部材に伝達して前記機関弁を開閉作動させると共に、前記制御カムを駆動することにより弁駆動部材の運動軌跡を変化させて前記機関弁のリフト量を可変制御することを特徴としている。

この発明によれば、前記弁駆動部材が鉤状部位を介してカムシャフトを避けて迂回した形の湾曲状に折曲形成されつつ機関弁の押圧部に当接していることから、前記カムシャフトの配設位置を従来の機関（シリンダヘッド）に対して変更する必要がなく、前記弁駆動部材とリフト可変機構をカムシャフト付近に配置するだけでリフト量を可変にすることができる。

この結果、シリンダヘッドの構造を複雑にすることがなく、既存のシリンダヘッドを用いることが可能になることから、製造コストの低減化が図れる。

しかも、弁駆動部材の鉤状部位の湾曲形状を利用して、カムシャフトに軸方向からではなく、カムシャフトの側部からシリンダヘッドに組み付けることができるので、組み付け作業が容易になる。

請求項２に記載の発明は、前記第１揺動支点に前記制御カムを設け、該制御カムを機関の運転状態に応じて回転制御したことを特徴としている。

この発明によれば、弁駆動部材の揺動支点となる第１揺動支点に前記制御カムを設けたため、前記第１揺動支点となる軸と制御カムを支持する軸を２つ設ける必要がなくなる。この結果、装置の構造の簡素化が図れる。
請求項３に記載の発明は、前記鉤状部位の端部に前記機関弁を開閉作動させるカム部を設け、前記リフト可変機構によって機関弁が大リフト量に制御された際に、前記カム部の剛性の高い基端部によって機関弁を開作動させたことを特徴としている。
この発明によれば、カム部の剛性の高い基端部側で大バルブリフト時の機関弁を開作動させたことによって、増加するバルブスプリングのばね荷重を受けやすくなり、この結果、弁駆動部材の軽量化が図れると共に、摩耗の発生を防止でき、耐久性の向上が図れる。
請求項４に記載の発明は、前記弁駆動部材は、前記駆動カムに対してカムシャフト軸方向に偏倚した位置に配置されていることを特徴としている。

以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態でも、一気筒当たり２つの吸気弁を備えた多気筒内燃機関に適用されている。

図１〜図３は本発明の第１の実施形態を示し、シリンダヘッド１内に形成された一対の吸気ポート２、２を開閉する一気筒当たり２つの吸気弁３，３と、シリンダヘッド１の上端部に軸受部材４を介して機関前後方向に回転自在に支持されたカムシャフト５と、一端側が前記吸気弁３，３の各ステムエンド３ａ、３ａに当接した押圧部である各ロッカアーム６、６と、シリンダヘッド１に保持されて、前記ロッカアーム６の他端側が当接する各油圧ラッシアジャスタ７、７と、前記カムシャフト５を迂回するように配置されて、前記各ロッカアーム６、６を介して各吸気弁３，３を開閉作動させる一対の弁駆動部材８，８と、該弁駆動部材８，８を介して前記各吸気弁３，３のバルブリフトを可変にするリフト可変機構９とを備えている。なお、図中１０はヘッドカバーである。

前記各吸気弁３は、バルブガイド１１を介してシリンダヘッド１に摺動自在に保持されていると共に、各ステムエンド３ａの近傍に設けられた各スプリングリテーナ１２とシリンダヘッド１の内部上面との間に弾接された各バルブスプリング１３によって閉方向に付勢されている。

前記カムシャフト５は、シリンダヘッド１の上端面に一体に有する平板ブロック状の軸受部１ａの軸受溝と前記軸受部材４の下面に形成された軸受溝との間に回転自在に支持され、外周に１つの駆動カム５ａが一体に設けられており、このカムシャフト５の配置構成は汎用性のある一般的な構成になっている。また、駆動カム５ａは、外周のカムプロフィールが通常の雨滴状に形成されている。

前記各ロッカアーム６は、中央に形成された保持孔６ａ内に設けられたローラ軸１４にローラ１５がボールベアリングを介して回転自在に支持されていると共に、一端部の下面が各吸気弁３のステムエンド３ａに当接し、他端部の円弧状下面が油圧ラッシアジャスタ７のプランジャ７ｃの球状頭部に当接している。

前記油圧ラッシアジャスタ７は、周知の構造のものであって、シリンダヘッド１の円柱状保持溝内に固定された有底円筒状のボディ７ａ内に、下部に連通路を有する筒状リテーナ７ｂが固定されていると共に、該リテーナ７ｂの上部に前記プランジャ７ｃが上下摺動自在に設けられている。また、前記リテーナ７ｂの内部に油圧室７ｄが形成されていると共に、ボディ７ａの底部に前記連通路を開閉するチェック弁７ｅを介して開閉される高圧室７ｆが形成されている。

また、前記油圧室７ｄには、シリンダヘッド１内に形成された油通路１ａから油圧が供給されるようになっている。

そして、前記プランジャ７ｃの下降に伴い油圧室７ｄの作動油がチェック弁７ｅを押し開いて高圧室７ｆに油圧が供給されて、プランジャ７ｃを上昇させることにより、ロッカアーム６の一端部と各吸気弁３のステムエンド３ａとの隙間を零調整するようになっている。

前記各弁駆動部材８は、図１〜図３に示すように、金属材によって異形状に形成されて、駆動カム５ａを中心に左右対称位置に配置されていると共に、前記カムシャフト５の外周面を迂回する形に沿って湾曲状に形成された鉤状部位１６を有している。また、この鉤状部位１６の上側部には、突出部１７が前記リフト可変機構９方向へ突設され、この突出部１７に軸支孔１８がそれぞれ穿設されていると共に、鉤状部位１６の最上端位置には、上方に開口した円弧部１９が一体に設けられている。

また、前記鉤状部位１６と円弧部１９とは、中央に軽量化を図るための矩形状の肉抜き孔２１を有する梁状部位２０によって結合されている。

前記鉤状部位１６は、前述のように、中央部位の内面１６ａがカムシャフト５の外周面を迂回するように湾曲状に折曲形成され、下端部に前記ロッカアーム６の各ローラ１５の上面を転動するカム部２２を一体に有している。このカム部２２は、細長い平板状のほぼ横く字形状に形成され、下面にほぼ平坦な湾曲状のカム面２２ａが形成されていると共に、基端部２２ｂが鉤状部位１６の湾曲状脚部１６ｂに一体に結合され、薄肉な先端部２２ｃが自由端状に形成されている。また、カム面２２ａは、基端部２２ｂ側が下方へ曲率半径の小さな湾曲状に形成されていると共に、凹状のほぼ中央位置から先端部２２ｃに亘って曲率半径の大きななだらかな曲面状に形成されている。

前記円弧部１９は、ほぼ短尺な円筒部を半割状にした形状に形成され、内周面が制御軸２６を下方から受けるような半円筒面に形成されている。

前記リフト可変機構９は、前記両弁駆動部材８，８の軸支孔１８，１８間に架設された第２揺動支点である支軸２３と、該支軸２３に揺動自在に支持された揺動アーム２４と、機関前後方向に配設されて、弁駆動部材８の第１揺動支点となる制御軸２６と、該制御軸２６の前記両弁駆動部材８，８間に配置固定された制御カム２７と、シリンダヘッド１に支持されて、前記揺動アーム２４を前記駆動カム５ａと制御カム２７方向へ付勢する付勢部材である捩りばね２８とを備えている。

前記支軸２３は、内部中空状に形成されて、両端部が前記両軸支孔１８、１８に回転自在に支持されていると共に、各軸支孔１８，１８の両側と揺動アーム２４の後述する挿通孔２４ａの両側でそれぞれ左右一対の複数のＣリング３１によって位置決めされている。

前記揺動アーム２４は、ほぼ直線状のレバー状に形成されていると共に、軽量化を図るために横断面ほぼコ字形状に折曲形成されており、長手方向のほぼ中央位置に前記支軸２３が挿通する前記挿通孔２４ａが貫通形成されていると共に、一端部に前記駆動カム５ａの外周面に転接する第１ローラ２９がローラ軸２９ａを介して回転自在に設けられている一方、他端部には、前記制御カム２７の外周面に転接する第２ローラ３０がローラ軸３０ａを介して回転自在に設けられている。

前記制御軸２６は、前記軸受部材４と該軸受部材４の上端部に設けられた軸受ブラケット２５との間に軸受されていると共に、前記円弧部１９，１９の内周面に嵌合して各弁駆動部材８，８を揺動自在に支持している。

前記制御カム２７は、ほぼ円周方向の一端が切り欠かれたほぼ雨滴状に形成され、円弧状のカム面２７ａに前記揺動アーム２４の第２ローラ３０が当接している。

なお、前記軸受ブラケット２５と軸受部材４は、両端部が２本のボルト３２、３２によってシリンダヘッド１の前記軸受部１ａに上方から共締め固定されている。

前記捩りばね２８は、一端部２８ａが前記シリンダヘッド１の上端部に上下方向に沿って形成された固定孔に圧入固定されている一方、他端部２８ｂが前記弁駆動部材８とは反対方向へ前記支軸２３の外面に沿うように円弧状に折曲形成されて、該支軸２３の外面に直接支持されるようになっており、この他端部２８ｂが全体の捩りばね力によって揺動アーム２４の第１、第２ローラ２９，３０を、それぞれ駆動カム５ａの外面と制御カム２７のカム面２７ａ方向に押圧している。

また、前記制御軸２６は、機関運転状態に応じて図外の電動式アクチュエータによって正逆回転駆動されて、所定の回転位置に保持制御されるようになっており、前記アクチュエータは図外のコントローラによって回転駆動制御されている。

前記コントローラは、クランク角センサやスロットル開度センサ、水温センサ、エアーフローメータなどの各種のセンサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を演算などにより検出し、この検出信号を介して前記アクチュエータに制御電流を出力するようになっている。

以下、本実施形態の作用について説明する。まず、各吸気弁３，３の開閉動作について説明すれば、図外のクランクシャフトからカムシャフト５に伝達された回転力は、駆動カム５ａから第１ローラ２９を介して揺動アーム２４に伝達されて、該揺動アーム２４が支軸２３を中心に揺動すると、この揺動力が支軸２３を介して弁駆動部材８に伝達される。

この弁駆動部材８は、円弧部１９を介して制御軸２６を中心に揺動してカム部２２のカム面２２ａが前記ロッカアーム６のローラ１５をバルブスプリング１３のばね力に抗して下方へ押圧しながら該ローラ１５上を基端部２２ｂと先端部２２ｃ間で転動する。これによって、各吸気弁３を開閉作動させる。

次に、リフト可変機構９によるリフト動作を説明すると、まず、機関のアイドリング運転時などの低回転低負荷運転域では、この運転状態を検出したコントローラによってアクチュエータが回転駆動して前記制御軸２６を所定の回転位置に制御する。これにより、前記制御カム２７は、図１及び図４に示すように、カム面２７ａが第２ローラ３０に対して僅かにリフトした領域で当接する。

このため、揺動アーム２４は、支軸２３を中心に図示のように時計方向へ僅かに回転する。そうすると、弁駆動部材８が、制御軸２６を中心にカムシャフト５から離間する方向へ回動する。これによって、前記カム部２２のカム面２２ａのローラ１５に対する当接位置が、該カム面２２ａのほぼ中央から先端部２２ｃ側寄りに移動する。

したがって、前記各吸気弁３，３は、そのリフト量が図６の実線で示すように小さく制御され、これによって燃費の向上と機関回転の安定化が図れる。

一方、機関高回転高負荷領域に移行すると、この運転状態を検出したコントローラによってアクチュエータが回転駆動して前記制御軸２６をさらに所定の回転位置に制御する。これにより、前記制御カム２７は、図５に示すように、第２ローラ３０に対してカム面２７ａがカムノーズ部方向へ回動して高リフト領域で当接する。

このため、揺動アーム２４は、捩りばね２８のばね力に抗して支軸２３を中心に、今度は図示のように反時計方向へ回転する。そうすると、弁駆動部材８が、制御軸２６を中心にカムシャフト５へ近接する方向へ回動する。このとき、鉤状部位１６の円弧状内面１６ａで移動が吸収された状態になり、カムシャフト５との干渉が確実に回避される。これによって、前記カム部２２のカム面２２ａのローラ１５に対する当接位置が、該カム面２２ａのほぼ中央から基端部２２ｂ側寄りに移動する。

したがって、前記各吸気弁３，３は、そのリフト量が図６の一点鎖線で示すように大きく制御され、これによって出力の向上が図れる。

また、この実施形態において、各構成部材を組み付けるには、シリンダヘッド１上に軸受部材４や軸受ブラケット２５を介して前記カムシャフト５や制御軸２６を仮止めしておくと共に、捩りばね２８をシリンダヘッド１に取り付けておく。また、弁駆動部材８と揺動アーム２４を支軸２３によって予めユニット状態に組み付けておく。

そして、前記ユニット体を、所定の手順に従って各円弧部１９を制御軸２６に下方から嵌合させると共に、前記弁駆動部材８の鉤状部材１６の湾曲状内面１６ａを利用して該カムシャフト５に干渉しないように迂回した状態でシリンダヘッド１の巾方向から取り付ける。

これによって、前記揺動アーム２４が捩りばね２８のばね力によって図１の右方向に付勢されて、第１、第２ローラ２９，３０が各駆動カム５ａと制御カム２７にそれぞれ弾接すると共に、前記カム部２２がロッカアーム６のローラ１５に上方から当接する。その後、ボルト３２等を締め付ければ、各構成部材の組み付け作業が完了する。

このように、弁駆動部材８などをユニット化して組み付けることができると共に、鉤状部材１６によって前記カムシャフト５を迂回した形でシリンダヘッド１の巾方向から取り付けることが可能になるため、組み付け作業が極めて容易になる。

また、前述のように、弁駆動部材８の鉤状部材１６によって前記カムシャフト５を迂回した形で取り付けることが可能になるため、シリンダヘッド１に対するカムシャフト５を一般的な配置構成と変わりない位置に配置することができる。

すなわち、前記弁駆動部材８が鉤状部位１６を介してカムシャフト５を避けて迂回した形で湾曲状に折曲されつつ各吸気弁３，３のステムエンド３ａ、３ａに当接していることから、前記カムシャフト５の配設位置を一般のシリンダヘッドに対して大きく変更する必要がなく、前記弁駆動部材８とリフト可変機構９をカムシャフト５付近に配置するだけでリフト量を可変にすることができる。

また、前記弁駆動部材８とリフト可変機構９は、カムシャフト５のほぼ上方にコンパクト配置できるので、一般のシリンダヘッドにみられるスパークプラグや、近年高性能化のためにハイポート化している吸排気ポートに対して干渉しにくくなり、特に吸気ポートをハイポート化して内燃機関の出力向上に効果的である。

この結果、シリンダヘッド１の構造を大きく変更したり、複雑にすることがなく、既存のシリンダヘッドを用いることが可能になることから、製造コストの低減化が図れる。

しかも、弁駆動部材８の揺動支点となる制御軸２６に制御カム２７を設けたため、前記制御軸２６の他に制御カム２７を支持する別の軸を２つ設ける必要がなくなるため、構造の簡素化が図れる。

また、前述のように、カム部２２の剛性の低い先端部２２ｃ側が最小リフトになるように形成し、かつ、剛性の高い基端部２２ｂ側で大バルブリフトとなるように形成したため、吸気弁３，３のバルブリフトに応じて増加するばね荷重を受けやすい構成になっている。

この結果、弁駆動部材８の軽量化が図れると共に、摩耗の発生を防止でき、耐久性の向上が図れる。

さらに、この実施形態では、各吸気弁３，３の開弁作動中、つまりカム部２２のカム面２２ａが基端部２２ｂ側でロッカアーム６を押し下げた際に、バルブスプリング１３のばね反力が、図４の破線矢印で示すように、弁駆動部材８から円弧部１９を介して制御軸２６に斜め下方から作用するが、一方、駆動カム５ａのカムリフト力が、破線矢印で示すように、揺動アーム２４を介して制御軸２６に対し前記バルブスプリング１３のばね反力とほぼ反対側から作用する。

このため、制御軸２６で受ける両方の荷重が互いに相殺されて、該制御軸２６に対する過大な荷重の伝達を回避することが可能になる。

これにより、制御軸２６に作用する荷重が低減するため、該制御軸２６の曲げモーメントも小さくなり、制御軸２６の小径化と軽量化を図ることができる。

また、１気筒当たり２つの弁駆動部材８、８を、前記一つの駆動カム５ａによって揺動させるようにしたため、構造の簡素化が図れる。

前記各弁駆動部材８，８は、前記駆動カム５ａに対して左右対称位置に配置したため、各吸気弁３，３を介してバルブスプリング１３のばね力が前記各弁駆動部材８，８に均等に作用することから装置の傾きを防止することが可能になる。この結果、各吸気弁３，３のリフト量のばらつきを防止できる。

さらに、前記揺動アーム２４の両端部に第１、第２ローラ２９，３０を設けたことから、駆動カム５ａや制御カム２７との当接部の摩擦抵抗が低減して、該当接部の摩耗の発生を抑制できる。この結果、装置の耐久性が向上する。

前記制御軸２６に、前記弁駆動部材８，８の各円弧部１９，１９を下方から支持させるようにしたため、制御軸２６に対する各弁駆動部材８，８を外側の下方から容易に組み付けることが可能になる。

また、弁駆動部材８に作用するバルブスプリング１３などの荷重は各円弧部１９，１９を介して制御軸２６で支持するようにしたため、簡単な構造で各円弧部１９，１９の支持面の面圧を下げることができ、該支持面の摩耗を軽減できる。

さらに、弁駆動部材８は、制御軸２６を中心に揺動運動をするため、カム面２２ａは円弧を描くことになり、先端部２２ｃは零バルブリフトの正確なベースサークルを形成でき、ラッシアジャスタ７の高さを安定して規制することができる。

前記弁駆動部材８，８を、前記円弧部１９，１９を介して油圧ラッシアジャスタ７により前記制御軸２６の方向へ押圧するため、制御軸２６に対する弁駆動部材８，８の組み付け作業が容易になる。

また、制御カム２７を、前記制御軸２６に各気筒毎に一つづ設けて、一つの制御軸２６により支持、制御することができるため、簡単な構造することが可能になる。

前記弁駆動部材８は、鉤状部位１６と円弧部１９が、中央に肉抜き孔２１を有する梁状部位２０によって結合したため、肉抜き孔２１による軽量化を図りつつ梁状部位２０による高剛性が確保され、耐久性の向上が図れる。

また、一つの捩りばね２８によって、前記揺動アーム２４の第１ローラ２９と第２ローラ３０を、それぞれ前記駆動カム５ａと前記制御カム２７に付勢することができるので、構造の簡素化が図れると共に、製造作業や組付作業が容易になる。

また、捩りばね２８の他端部２８ｂを前記支軸２３の円弧外面に沿って弾接させたため、揺動アーム２４の姿勢が変化しても捩りばね２８の支軸２３に対する当接状態が大きく変化することがなく、該捩りばね２８の付勢力を常に安定化させることができる。

図７〜図９は第２の実施形態を示し、基本構造は第１の実施形態と同様であるが、異なるところは、主としてカムシャフト５の駆動カムを１つの吸気弁３に対してそれぞれ一対づつ設けたものである。

すなわち、カムシャフト５の前記各弁駆動部材８に対して左右対称位置に、それぞれ各一対の駆動カム５ａ、５ａ、５ｂ、５ｂがそれぞれ一体に設けられていると共に、該一対の駆動カム５ａ、５ａ、５ｂ、５ｂに対応して一対の前記揺動アーム２４、２４が設けられている。

前記一組の一対の駆動カム５ａ、５ａ同士と他の組の一対の駆動カム５ｂ、５ｂ同士は、それぞれカムプロフィールが同一に設定されているが、隣接する各組同士のカムプロフィールを異なって設定することもできる。

前記各揺動アーム２４，２４は、第１の実施形態とは逆の横断面コ字形状にプレスにより折曲形成され、それぞれの長手方向ほぼ中央に形成された挿通孔２４ａ、２４ａを介して２本の支軸２３、２３にそれぞれ揺動自在に支持されていると共に、各一端部側の各ローラ軸３３ａ，３４ａの両端部に前記各駆動カム５ａ、５ａ、５ｂ、５ｂに対応した各一対の第１ローラ３３，３３、３４，３４がそれぞれ設けられている。この各第１ローラ３３，３３、３４，３４は、各ローラ軸３３ａ、３４ａの両端縁側に設けられたワッシャ３５，３６及びＣリング３７、３７によって各ローラ軸３３ａ、３４ａから抜け出しが防止されつつ回転自在に支持されている。

また、この各揺動アーム２４，２４の他端部側では、それぞれ各ローラ軸３０ａ、３０ａにそれぞれ１つの第２ローラ３０，３０が回転自在に支持されている。

さらに、前記制御軸２６には、前記２つの揺動アーム２４，２４に対応して２つの制御カム２７，２７が軸方向の所定の離間巾をもって一体に設けられていると共に、該両制御カム２７，２７のカムプロフィールは同一あるいは異なった形状に設定されて、これらに２つの第２ローラ３０，３０が当接している。

また、シリンダヘッド１上端部の軸受部１ａや軸受部材４及び軸受ブラケット２５は、前記各一対の駆動カム５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂの間に配置されており、この軸受によって前記カムシャフト５及び制御軸２６が回転自在に支持されている。このため、カムシャフト５や制御軸２６の支持剛性が高くなり、撓みを低減できる。

なお、前記１つの捩りばね２８の他端部２８ｂは、各揺動アーム２４，２４側にほぼＬ字形状に折曲形成されて、該両揺動アーム２４，２４の背面部２４ｂの下端縁に係止している。

したがって、この実施形態によれば、弁駆動部材８やリフト可変機構９の基本動作は前記第１の実施形態と同様であるが、各揺動アーム２４，２４の各一端部側がそれぞれ２つのローラ３３，３３、３４，３４によって各駆動カム５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂに転動することから、該各駆動カム５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂの回転によるカムリフト力を、前記捩りばね２８の押付け力と相俟って各揺動アーム２４，２４に安定かつ確実に伝達することが可能になる。

なお、図８に示すように、各駆動カム５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂのノーズ部は各ロッカアーム６，６の側部に転動できるので、一般のシリンダヘッドのカムシャフト位置でも前記カムシャフト５を配置することができる。

また、前記各駆動カム５ａ，５ａと５ｂ，５ｂのカムプロフィールがそれぞれ異なっているので、両吸気弁３，３の開閉リフト量も変化することから、例えば、機関の燃焼室内での混合気のスワールを強化することが可能になって、良好な燃焼が得られ、燃費の向上や排気エミッションを向上させることができる。

また、前記軸受部１ａなどの軸受が、各駆動カム５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂの間を軸受していることから、左右の両駆動カム５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂに掛かる荷重を効果的に受け止めることができるので、安定した支持が得られる。

さらに、揺動アーム２４，２４を、プレス材によって形成して弁駆動部材８側にコ字形状に折り曲げ、一方前記弁駆動部材８も簡単な平板状に形成したため、該両者２４，８をともに低コストで製造することが可能になる。

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

請求項（１） 付勢部材を、揺動アームまたは前記第２揺動支点に弾接させたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、揺動アームの一端を駆動カム側並びに揺動アームの他端を前記制御カム側に単一の付勢手段によってそれぞれ付勢することができるので、構造の簡素化が図れると共に、製造作業や組付作業が容易になる。

また、第２揺動支点の円弧面に沿って弾接した場合は、第２揺動支点の外周が円弧面に形成されていることから、揺動アームの姿勢が変化しても付勢部材の該第２揺動支点に対する当接状態が大きく変化することがなく、該付勢部材の付勢力を常に安定化させることができる。

請求項（２） 前記弁駆動部材を１気筒当たり複数設けると共に、該複数の弁駆動部材を前記一つの駆動カムによって揺動させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。

１気筒当たり一つの駆動カムを設ければ良いため、構造の簡素化が図れる。

請求項（３） 前記弁駆動部材を前記駆動カムに対して左右対称位置に配置したことを特徴とする請求項（２）に記載の内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、機関弁を介してバルブスプリングのばね力が前記各弁駆動部材に均等に作用することから装置の傾きを防止することが可能になる。この結果、各機関弁のリフト量のばらつきを防止できる。

請求項（４） 前記揺動アームにおける前記駆動カムの当接部及び前記制御カムの当接部にローラを設けたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。

作動時においてローラが回転することにより各当接部の摩擦抵抗が低減して、該当接部の摩耗の発生を抑制できる。この結果、装置の耐久性が向上する。

請求項（５） 前記弁駆動部材の所定部位に円弧部を形成すると共に、該円弧部を介して前記第１揺動支点に支持させたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。

第１揺動支点が円弧部に支持されていることから、第１揺動支点を外側の径方向から容易に組み付けることが可能になる。

請求項（６） 前記弁駆動部材を、前記円弧部を介して押圧機構により前記第１揺動支点の方向へ押圧することを特徴とする請求項（５）に記載の内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、円弧部が第１揺動支点方向へ押圧されていることから、これら弁駆動部材と第１揺動支点の組み付け作業が容易になる。

請求項（７） 前記第１揺動支点に、前記制御カムを各気筒毎に設けると共に、該各制御カムによって前記各気筒の機関弁のリフト量を制御したことを特徴とする請求項（５）に記載の内燃機関の可変動弁装置。

各気筒毎の複数の制御カムを一つの揺動支点によって支持、制御することができるため、簡単な構造することが可能になる。

請求項（８） 前記弁駆動部材の前記鉤状部位と前記円弧部とを、中央に肉抜き孔を有する梁状部位によって結合したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、弁駆動部材の肉抜き孔による軽量化を図りつつ梁状部位による高剛性が確保され、耐久性の向上が図れる。

請求項（９） 前記弁駆動部材の鉤状部位の基端側から先端側が前記機関弁の押圧部位に摺接するしたがって前記機関弁のリフト量が小さくなるように形成したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。

弁駆動部材の鉤状部位の基端側は剛性が高くなっているが、先端側は剛性が最も低くなっていることから、この先端側が最小リフトになるように形成することによって、該先端側に対するバルブスプリングなどのばね荷重を小さくすることができる。

この結果、弁駆動部材の軽量化が図れると共に、摩耗の発生を防止でき、耐久性の向上が図れる。

請求項（１０） クランクシャフトによって回転駆動し、外周に駆動カムが設けられたカムシャフトと、
該カムシャフトの外周面に沿って折曲形成されて機関弁の押圧部に当接する鉤状部位を有し、第１揺動支点を中心に揺動することにより前記機関弁を開閉作動させる弁駆動部材と、
機関の運転状態に応じて駆動制御される制御カムと、
前記弁駆動部材に設けられた第２揺動支点を中心に揺動自在に支持され、一端側が前記駆動カムに当接し、他端側が前記制御カムに当接する揺動アームと、
該揺動アームの一端を前記駆動カム側に付勢すると共に、前記揺動アームの他端を前記制御カム側に付勢する付勢部材とを備え、
前記駆動カムを前記機関弁毎にそれぞれ独立して設けて該各駆動カムの回転駆動力を前記弁駆動部材を介して各機関弁に伝達すると共に、前記制御カムを駆動することにより前記機関弁のリフト量を可変制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、各駆動カムをそれぞれ別個のカムプロフィールに形成すれば、各機関弁の開閉リフト量を任意に設定することが可能になる。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記制御カム２７のベースサークル域では、各吸気弁３，３のリフト量を零に設定することも可能であり、この場合は零リフトから最大リフトまで連続的にリフト制御することが可能になる。
また、可変動弁装置を排気弁側のみあるいは両方に設けることも可能である。

本発明に係る可変動弁装置の第１の実施形態を一部断面して示す側面図である。 同可変動弁装置の正面図である。 同可変動弁装置の各構成部品の分解斜視図である。 同可変動弁装置の最小バルブリフト制御時の作用説明図である。 同可変動弁装置の最大バルブリフト制御時の作用説明図である。 同可変動弁装置のリフト特性図である。 本発明の第２の実施形態を一部断面して示す側面図である。 同可変動弁装置の正面図である。 同可変動弁装置の各構成部品の分解斜視図である。

符号の説明

１…シリンダヘッド
３…吸気弁（機関弁）
５…カムシャフト
５ａ…駆動カム
８…弁駆動部材
９…リフト可変機構
１６…鉤状部位
１９…円弧部
２３…支軸（第２揺動支点）
２４…揺動アーム
２６…制御軸（第１揺動支点）
２７…制御カム
２８…捩りばね（付勢部材）

Claims (4)

1. クランクシャフトによって回転駆動し、外周に駆動カムが設けられたカムシャフトと、
   該カムシャフトの外周面を迂回するように折曲形成されて機関弁の押圧部に当接する鉤状部位を有し、第１揺動支点を中心に揺動することにより前記機関弁の押圧部に対して押圧移動することにより該機関弁を開閉作動させる弁駆動部材と、
   前記駆動カムから前記弁駆動部材に動力を伝達して該弁駆動部材を作動させると共に、外部から動力を与えることによって前記弁駆動部材の運動軌跡を変化させて前記機関弁のリフト量を可変にするリフト可変機構と、を備え、
   前記リフト可変機構は、機関の運転状態に応じて回転制御される制御カムと、前記弁駆動部材に設けられた第２揺動支点を中心に揺動自在に支持され、一端側が前記駆動カムに当接し、他端側が前記制御カムに当接する揺動アームと、該揺動アームの一端を前記駆動カム側に付勢すると共に、前記揺動アームの他端を前記制御カム側に付勢する付勢部材とを備え、
   前記駆動カムの回転力を、前記揺動アームを介して弁駆動部材に伝達して前記機関弁を開閉作動させると共に、前記制御カムを駆動することにより弁駆動部材の運動軌跡を変化させて前記機関弁のリフト量を可変制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記第１揺動支点に前記制御カムを設け、該制御カムを機関の運転状態に応じて回転制御したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記鉤状部位の端部に前記機関弁を開閉作動させるカム部を設け、前記リフト可変機構によって機関弁が大リフト量に制御された際に、前記カム部の剛性の高い基端部によって機関弁を開作動させたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記弁駆動部材は、前記駆動カムに対してカムシャフト軸方向に偏倚した位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。

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