JP4485411B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、動弁カムに従動して揺動するようにして機関本体に支承されるロッカアームに、機関弁に当接する油圧タペットが配設される内燃機関の動弁装置に関する。

ロッカアームが、該ロッカアームに嵌合、固定される油圧タペットを介して機関弁に当接するようにした動弁装置が、たとえば特許文献１によって既に知られている。
特開２００３−４１９１２号公報

ところで、摩耗や経年変化を吸収するために油圧タペットがロッカアームに配設されている場合、上記特許文献１で開示されるように、油圧タペットがロッカアームに固定されていると、製作時の寸法誤差や、振動によるカムシャフトのわずかなぶれによって、本来機関弁が閉弁休止しているべきときに、ロッカアームのわずかな揺動によって機関弁が開弁してしまう現象（バルブ突き上げ）が生じ、機関の不調が生じる可能性がある。

これを防止するために、油圧タペットが本来備えているチェックボールスプリングを廃止して、油圧タペットに機関弁からの突き上げによる荷重がかかったときには一定量の沈み込みを許容して、バルブ突き上げ現象の発生を防止するようにした技術もある。

しかるに、そのような構造ではチェックボールの動作ストロークの寸法ばらつきによる初期沈み込み量のばらつきが生じ、機関弁の微小開弁時にそのリフト量のばらつきによる機関の不調が生じる可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、本来閉弁休止すべきときにロッカアームの不整作動が生じても機関弁の確実な閉弁休止を可能とした内燃機関の動弁装置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、請求項１記載の発明は、動弁カムに従動して揺動するようにして機関本体に支承されるロッカアームに、機関弁に当接する油圧タペットが配設される内燃機関の動弁装置において、前記機関弁側に開放して前記ロッカアームに設けられる取付け孔に前記油圧タペットが摺動可能に嵌合され、該ロッカアームおよび前記油圧タペット間に、前記機関弁を閉弁方向に付勢する弁ばねよりもばね荷重が小さく設定されたばねが、油圧タペットを前記機関弁側に常時付勢するように設けられて、前記機関弁が本来閉弁休止すべきクランク角領域で当該機関弁から作用する突き上げ力を前記ばねの弾性によって吸収可能としたことを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記油圧タペットが前記ロッカアームの一端部に配設され、このロッカアームの他端部に一端が回動可能に連結され且つ他端が機関本体の固定位置に固定支軸を介して回動可能に支承される第１のアームと、機関本体に対し位置調節可能な可動支軸と、前記第１のアームおよび前記ロッカアームと共に四節リンクを構成すべく、一端が前記ロッカアームの他端部に前記第１のアームと間隔をあけて回動可能に連結され且つ他端が前記可動支軸に回動可能に支承される第２のアームとでリフト可変機構が構成され、このリフト可変機構により、前記機関弁のリフト量が前記可動支軸の位置に応じて無段階に変更されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、機関弁側に開放してロッカアームに設けられる取付け孔に油圧タペットが摺動可能に嵌合され、該ロッカアームおよび油圧タペット間に、機関弁を閉弁方向に付勢する弁ばねよりもばね荷重が小さく設定されたばねが、油圧タペットを機関弁側に常時付勢するようにして設けられて、機関弁が本来閉弁休止すべきクランク角領域で当該機関弁から作用する突き上げ力を前記ばねの弾性によって吸収可能としたことで、機関弁が本来閉弁休止すべきクランク角領域で当該機関弁から作用する突き上げ力が吸収されるので、ロッカアームの不整作動が生じても機関弁が不所望に開弁側に作動することはなく、機関弁の確実な閉弁休止が可能となる。

また、ばねの弾性によって機関弁から作用する突き上げ力を吸収することで、構成を簡略化することができる。

尚、実施例のアッパリンクアーム３２，４２は本発明の第１のアームに対応し、実施例のロアリンクアーム３３，４３は本発明の第２のアームに対応する。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図８は本発明の一実施例を示すものであり、図１は吸気弁用動弁装置の縦断側面図であって図２および図３の１−１線に沿う断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４はコントロール軸の斜視図、図５は一対の吸気弁のリフト特性図、図６は油圧タペット付近の拡大縦断面図、図７は上部連結軸および通路形成部材の分解斜視図、図８は図３の８−８線拡大断面図である。

先ず図１〜図３において、多気筒である内燃機関の機関本体１５が備えるシリンダヘッド１６には、各気筒毎に一対ずつの機関弁である第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２が開閉作動可能に配設されており、両吸気弁Ｖ１，Ｖ２が備えるステム１８…の上端部に設けられるばねシート１９…およびシリンダヘッド１６間には、各吸気弁を開弁方向に付勢する弁ばね２０…が設けられる。

シリンダヘッド１６には、各気筒の両側に配置されるカムホルダ２１…が一体に設けられ、それらのカムホルダ２１…にそれぞれ締結されるホルダキャップ２２…およびカムホルダ２１…間にカムシャフト２３が回転自在に支承され、該カムシャフト２３には、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２に個別に対応する第１および第２動弁カム２４，２５が設けられる。

第１吸気弁Ｖ１には第１動弁カム２４に従動して揺動する第１ロッカアーム２６が連動、連結され、第１吸気弁Ｖ１のリフト量は第１リフト可変機構２８で無段階に可変とされる。また第２吸気弁Ｖ２には第２動弁カム２５に従動して揺動する第２ロッカアーム２７が連動、連結され、第２吸気弁Ｖ２のリフト量は第２リフト可変機構２９で無段階に可変とされる。

一端部が第１吸気弁Ｖ１に連動、連結される第１ロッカアーム２６の他端側上部には、相互に間隔をあけて対向する一対の上側連結壁部２６ａ，２６ａが第１吸気弁Ｖ１とは反対側に開いた略Ｕ字状をなすようにして設けられ、また第１ロッカアーム２６の他端側下部には、相互に間隔をあけて対向する一対の下側連結壁部２６ｂ，２６ｂが第１吸気弁Ｖ１とは反対側に開いた略Ｕ字状をなすようにして設けられる。

第１リフト可変機構２８は、第１ロッカアーム２６の他端側上部に一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が機関本体１５の固定位置に固定支軸３０を介して回動可能に支承される第１アッパリンクアーム３２と、第１ロッカアーム２６および第１アッパリンクアーム３２とともに四節リンクを構成すべく第１ロッカアーム２６の他端側下部に一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が可動支軸３１で回動可能に支承される第１ロアリンクアーム３３とで構成され、可動支軸３１は、固定支軸３０と平行な軸線を有してコントロール軸３４に連結され、コントロール軸３４は図示しないアクチュエータで回動駆動される。

第１アッパリンクアーム３２の一端部は、第１ロッカアーム２６の上側連結壁部２６ａ…を両側から挟む一対の連結壁部３２ａ，３２ａを有して略Ｕ字状に形成されており、上部連結軸３５を介して両連結壁部３２ａ…が上側連結壁部２６ａ…に回動可能に連結される。しかも第１ロッカアーム２６における一対の上側連結壁２６ａ…間には、第１動弁カム２４に当接するローラ３６が配置されており、そのローラ３６は、中空の円筒状である上部連結軸３５およびニードルベアリング３７を介して前記両上側支持壁部２６ａ…に軸支される。而して上部連結軸３５は、第１アッパリンクアーム３２の両連結壁部３２ａ…および第１ロッカアーム２６の両上側連結壁部２６ａ…に挿通されており、上部連結軸３５の外面に装着される止め輪３８が、第１アッパリンクアーム３２が備える両連結壁部３２ａ…の一方の内面に係合することにより、第１アッパリンクアーム３２の両連結壁部３２ａ…および第１ロッカアーム２６の両上側連結壁部２６ａ…からの上部連結軸３５の抜け出しが阻止される。

また第１アッパリンクアーム３２の他端部を回動可能に支承する固定支軸３０は、シリンダヘッド１６が一体に備えるカムホルダ２１…にカムシャフト２３と平行な軸線を有して支持される。第１アッパリンクアーム３２の下方に配置される第１ロアリンクアーム３３の一端部は、第１ロッカアーム２６の下側連結壁部２６ｂ…間に挟まれるように配置され、下部連結軸３９を介して下側連結壁部に回動可能に連結される。

一端部が第２吸気弁Ｖ２に連動、連結される第２ロッカアーム２７の他端側上部には、相互に間隔をあけて対向する一対の上側連結壁部２７ａ，２７ａが第２吸気弁Ｖ２とは反対側に開いた略Ｕ字状をなすようにして設けられ、また第２ロッカアーム２７の他端側下部には、相互に間隔をあけて対向する一対の下側連結壁部２７ｂ，２７ｂが第２吸気弁Ｖ２とは反対側に開いた略Ｕ字状をなすようにして設けられる。

第２リフト可変機構２９は、第２ロッカアーム２７の他端側上部に一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が第１リフト可変機構２８と共通である固定支軸３０を介して回動可能に支承される第２アッパリンクアーム４２と、第２ロッカアーム２７および第２アッパリンクアーム４２とともに四節リンクを構成すべく第２ロッカアーム２７の他端側下部に一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が第１リフト可変機構２８と共通な可動支軸３１で回動可能に支承される第２ロアリンクアーム４３とで構成される。

第２アッパリンクアーム４２の一端部は、第２ロッカアーム２７の上側連結壁部２７ａ…を両側から挟む一対の連結壁部４２ａ，４２ａを有して略Ｕ字状に形成されており、上部連結軸４５を介して両連結壁部４２ａ…が上側連結壁部２７ａ…に回動可能に連結される。しかも第２ロッカアーム２７における一対の上側連結壁２７ａ…間には、第２動弁カム２５に当接するカム当接部としてのローラ４６が配置されており、そのローラ４６は、中空の円筒状である上部連結軸４５およびニードルベアリング４７を介して前記両上側支持壁部２７ａ…に軸支される。而して上部連結軸４５は、第２アッパリンクアーム４２の両連結壁部４２ａ…および第２ロッカアーム２７の両上側連結壁部２７ａ…に挿通されており、上部連結軸３５の外面に装着される止め輪４８が、第２アッパリンクアーム４２が備える両連結壁部４２ａ…の一方の内面に係合することにより、第２アッパリンクアーム４２の両連結壁部４２ａ…および第２ロッカアーム２７の両上側連結壁部２７ａ…からの上部連結軸４５の抜け出しが阻止される。

また第２アッパリンクアーム４２の下方に配置される第２ロアリンクアーム４３の一端部は、第２ロッカアーム２７の下側連結壁部２７ｂ…間に挟まれるように配置され、下部連結軸４９を介して下側連結壁部２７ｂ…に回動可能に連結される。

第１リフト可変機構２８における第１アッパリンクアーム３２の他端部および第２リフト可変機構２９における第２アッパリンクアーム４２の他端部は、固定支軸３０を囲繞するリング状のスペーサ５０を相互間に介在させて一対のカムホルダ２１…間に配置されており、カムホルダ２１…には、第１および第２アッパリンクアーム３２，４２の他端部外側面に摺接するボス部２１ａ…が一体に突設される。

図４を併せて参照して、コントロール軸３４は、一列に並ぶ複数気筒に共通に機関本体１５に支承される単一のものであり、第１ロッカアーム２６の他端側下部および第１ロアリンクアーム３３を両側から挟むようにして第１ロッカアーム２６側を開放した略Ｕ字状に形成される第１支持部３４ａと、第２ロッカアーム２７の他端側下部および第２ロアリンクアーム４３を両側から挟むようにして第２ロッカアーム２７側を開放した略Ｕ字状に形成される第２支持部３４ｂと、第１および第２支持部３４ａ，３４ｂの開放側外側面に直角に連設されるジャーナル部３４ｃ，３４ｃと、第１および第２支持部３４ａ，３４ｂの閉塞部側を相互に結ぶ連結部３４ｄとを各気筒毎に備える。

コントロール軸３４の各ジャーナル部３４ｃ…は、機関本体１５のシリンダヘッド１６に設けられるカムホルダ２１…と、カムホルダ２１…に下方から結合される下部ホルダ５１との間で回動可能に支承され、各ジャーナル部３４ｃ…と、カムホルダ２１…および下部ホルダ５１との間には、ローラベアリング５２…が介装される。

また第１および第２支持部３４ａ，３４ｂ内に配置される第１および第２ロアリンクアーム３３，４３の一端部を第１および第２ロッカアーム２６，２７にそれぞれ連結する下部連結軸３９，４９は、第１および第２支持部３４ａ，３４ｂの両側面によって軸方向移動を阻止されるようにして第１および第２ロアリンクアーム３３，４３の一端部ならびに第１および第２ロッカアーム２６，２７の他端側下部に挿通される。

さらに第１支持部４３ａ、連結部４３ｄおよび第２支持部４３ｂには、ジャーナル部４３ｃ…と平行な支持孔５３，５４，５５が同軸に設けられており、第１および第２ロアリンクアーム３３，４３の他端部を回動可能に支承する可動支軸３１が前記支持孔５３〜５５に挿通される。而して可動支軸３１は、コントロール軸３４がジャーナル部３４ｃ…の軸線まわりに回動することにより、カムシャフト２３の軸線と直交する平面内で、図１の実線で示す位置ならびに図１の鎖線で示す位置間を移動する。

第１および第２リフト可変機構２８，２９において、可動支軸３１が図１の実線で示す位置にあるときには、第１および第２動弁カム２４，２５でローラ３６，４６が押圧されると、固定支軸３０、上部連結軸３５，４５、下部連結軸３９，４９および可動支軸３１を結ぶ四節リンクが変形して第１および第２ロッカアーム２６，２７が下方に揺動し、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２を低リフトで開弁する。また可動支軸３１が図１の鎖線で示す位置に上昇すると、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２が高リフトで開弁する。

しかも機関の負荷に応じた第１吸気弁Ｖ１および第２吸気弁Ｖ２のリフト特性は図５で示すように設定されるものであり、機関の高負荷運転域で第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２のリフト特性を同一とするとともに機関の低負荷運転域で第１および第２吸気弁ｖ１，Ｖ２の一方を閉弁休止とすべく、第１および第２リフト可変機構２８，２９が第１アッパおよびロアリンクアーム３２，３３ならびに第２アッパおよびロアリンクアーム４２，４３の第１および第２ロッカアーム２６，２７への連結点ジオメトリを相互に異ならせて構成されるとともに第１および第２動弁カム２４，２５のカムプロフィルが相互に異なって設定されるものであり、この実施例では、機関の低負荷運転域で第１吸気弁Ｖ１を閉弁休止するために、第１アッパリンクアーム３２における固定支軸３０および上部連結軸３５間の距離Ｌ１が第２アッパリンクアーム４２における固定支軸３０および上部連結軸４５間の距離Ｌ２よりも短く設定される。

また第１および第２リフト可変機構２８，２９のジオメトリが異なるので、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２の開弁タイミングを合わせるためには、第１および第２動弁カム２４，２５がカムシャフト２３の周方向にずれた位置に設けられる。

ところで、第１吸気弁Ｖ１は弁ばね２０で閉弁方向にばね付勢されるものであり、閉弁方向にばね付勢されている第１吸気弁Ｖ１を第１ロッカアーム２６で開弁方向に駆動しているときに第１ロッカアーム２６のローラ３６は、弁ばね２０の働きによって第１動弁カム２４に接触しているのであるが、第１吸気弁Ｖ１の閉弁状態では、弁ばね２０のばね力は第１ロッカアーム２６に作用することはなく、ローラ３６が第１ロッカアーム２６から離れてしまい、第１吸気弁Ｖ１の微小開弁時における弁リフト量の制御精度が低下してしまう可能性がある。そこで、弁ばね２０とは別の弾発付勢手段５６により、前記ローラ３６を第１動弁カム２４に当接させる方向に第１ロッカアーム２６が付勢される。

弾発付勢手段５６は、一端が第１ロッカアーム２６側に連結される引っ張りロッド５８と、該引っ張りロッド５８を牽引して第１カム２４にローラ３６を当接させる側に第１ロッカアーム２６を付勢すべく引っ張りロッド５８の他端および機関本体１５間に介設される圧縮コイルばね５９とから成るものである。

而してこの実施例では、第１ロッカアーム２６に一端部が上部連結軸３５を介して連結される第１アッパリンクアーム３２の他端部に一体に設けられて上方に延びるブラケット６０に引っ張りロッド５８の一端部が連結ピン６０ａを介して連結され、機関本体１５のシリンダヘッド１６が一体に備えるカムホルダ２１…に一体に設けられた支持腕部２１ｂに前記引っ張りロッド５８の中間部が摺動可能に嵌合され、半径方向外方に張り出すようにして引っ張りロッド５８の他端部に設けられる鍔部５８ａおよび前記支持腕部２１ｂ間に、引っ張りロッド５８を囲繞する圧縮コイルばね５９が縮設される。

また第２ロッカアーム２７に一端部が連結される第２アッパリンクアーム４２および支持腕部２１ｂ間にも、上述の弾発付勢手段５６と同様に構成される弾発付勢手段５７が設けられ、弁ばね２０とは別の該弾発付勢手段５７により、ローラ４６を第２動弁カム２５に当接させる方向に第２ロッカアーム２７が付勢される。

図６において、第１ロッカアーム２６の一端部には、第１吸気弁Ｖ１が本来閉弁休止すべきクランク角領域で第１吸気弁Ｖ１から作用する突き上げ力を吸収することを可能として、第１吸気弁Ｖ１におけるステム１８の上端に装着されたキャップ６１に当接する油圧タペット６２が配設される。

第１ロッカアーム２６の一端部には、第１吸気弁Ｖ１側に開放した有底の取付け孔６４が設けられており、油圧タペット６２は該取付け孔６４に摺動可能に嵌合される。而して取付け孔６４は、第１ロッカアーム２６の一端下部に下端を開放した小径孔部６４ａと、該小径孔部６４ａよりも大径に形成されるとともに小径孔部６４ａの他端に一端を同軸に連ならせた大径孔部６４ｂとから成り、大径孔部６４ｂの他端は端壁６５で閉塞され、端壁６５の中央部には開放孔６６が設けられる。

油圧タペット６２は、閉塞端を第１吸気弁Ｖ１側に配置して前記取付け孔６４に摺動可能に装着される有底円筒状のボディ６７と、該ボディ６７に摺動可能に装着されるプランジャ６８と、前記ボディ６７の閉塞端および前記プランジャ６８の一端間に形成される高圧室６９ならびに前記プランジャ６８内に形成される油室７０間に介装されて前記プランジャ６８の一端に設けられるチェックバルブ７１と、前記高圧室６９の容積を増大させる側に前記プランジャ６８を付勢するばね力を発揮してボディ６７およびプランジャ６８間に設けられる戻しばね７２とを備え、ボディ６７の閉塞端には、第１吸気弁Ｖ１の上端のキャップ６１に当接するチップ７３が装着される。

前記プランジャ６８を囲繞するコイル状である前記戻しばね７２は、ボディ６７の外方で該ボディ６７およびプランジャ６８間に設けられる。而してボディ６７の他端には、前記戻しばね７２の一端部に挿入される小径の円筒状である一端側内周規制筒部６７ａが、前記戻しばね７２の一端を受ける環状の段部６７ｂを形成するようにして同軸にかつ一体に設けられる。また基本的には円筒状に形成されるプランジャ６８には、前記段部６７ｂに対向するようにして半径方向外方に張り出すとともに取付け孔６４の小径孔部６４ａに摺動可能に嵌合される受け鍔部６８ａと、前記戻しばね７２の他端部に挿入されるようにして前記受け鍔部６８ａの基端に連なる円筒状の他端側内周規制筒部６８ｂとが同軸にかつ一体に設けられ、戻しばね７２の他端は受け鍔部６８ａに当接される。

しかも一端側内周規制筒部６７ａの基端外面には環状の係止溝７４が設けられ、他端側内周規制筒部６８ｂの外面には環状の係止溝７５が設けられており、戻しばね７２の両端はそれらの係止溝７４，７５に係合される。すなわち戻しばね７２の両端は、ボディ６７およびプランジャ６８に係合される。

前記プランジャ６８の一端すなわち下端寄り内面には、内周で弁孔７６を形成するようにして半径方向内方に張り出す内向き鍔部６８ｃが一体に設けられており、その内向き鍔部６８ｃよりも下方でプランジャ６８には、弁孔７６よりも大径に形成される弁室形成孔７７と、該弁室形成孔７７よりも大径に形成される第１圧入孔７８とが、弁室形成孔７７を内向き鍔部６８ｃ側に配置して同軸に設けられる。

前記チェックバルブ７１は、プランジャ６８の内向き鍔部６８ｃとの間に弁室７９を形成するようにして前記プランジャ６８の一端部に取付けられるケージ８０と、前記弁孔７６を中央部に開口させるとともに弁室７９に臨んで前記内向き鍔部６８ｃの一端側内周に設けられるテーパ状の弁座８１と、該弁座８１に着座し得るようにして弁室７９に収容される球状の弁体８２とで構成される。

前記ケージ８０は、削り出し加工によって短円筒状に形成されるものであり、前記プランジャ６８の第１圧入孔７８に圧入される。而してケージ８０は、前記弁体８２の弁座８１への着座時には該弁体８２との間に微小間隙たとえば０．１５ｍｍがあくようにして第１圧入孔７８に圧入される。

しかも弁室形成孔７７の内向き鍔部６８ｃ寄りの部分でプランジャ６８には、弁室７９に内端が通じるとともに外端がプランジャ６８の外周に開口するようにして複数のエア抜き孔８３…が穿設される。

また前記内向き鍔部６８ｃよりも上方で、プランジャ６８には、油室７０を形成すべく前記弁孔７６よりも大径に形成されて該弁孔７６に一端が同軸に連なる油室形成孔８４が設けられるとともに、環状凹部８５を介して該油室形成孔８４の他端に同軸に連なる第２圧入孔８６とが設けられ、高圧室６９とは反対側で油室７０の端部を閉じるキャップ８７が、第２圧入孔８６に圧入される。

このような油圧タペット６２におけるプランジャ６８の受け鍔部６８ａおよびボディ６７は、取付け孔６４の小径孔部６４ａに摺動可能に嵌合され、第１ロッカアーム２６の端壁６５および油圧タペット６２のプランジャ６８間に、第１吸気弁Ｖ１を閉弁方向に付勢する弁ばね２０および戻しばね７４よりもばね荷重が小さく設定されたばね８８が、第１吸気弁Ｖ１が本来閉弁休止すべきクランク角領域で第１吸気弁Ｖ１から作用する突き上げ力をその弾性によって吸収すべく、油圧タペット６２を第１吸気弁Ｖ１側に常時付勢するようにして設けられる。

ところで、取付け孔６４内で、ボディ６７の他端およびプランジャ６８の受け鍔部６８ａ間には環状油室９２が形成され、戻しばね７２が該環状油室９２に収容される。また他端側内周規制突部６８ｂが設けられる部分でプランジャ６８の側壁には、プランジャ６８内の油室７０を前記環状油室９２に連通せしめる複数の連通孔９３…が設けられており、他端側内周規制筒部６８ｂの前記連通孔９３…に対応する部分は、スリット状に切欠かれる。

またボディ６７に摺動可能に嵌合される部分でプランジャ６８の軸方向中間部外面には、ボディ６７およびプランジャ６８間を潤滑するオイルを溜めるための環状凹部９４が設けられ、油室７０内のオイルを前記環状凹部９４に導くための複数の潤滑孔９５…がプランジャ６８に設けられる。

このような油圧タペット６２では、第１吸気弁Ｖ１の閉弁時に戻しばね７２のばね力ならびに環状油室７０の油圧による油圧力によってボディ６７がその閉塞端に装着したチップ７３を第１吸気弁Ｖ１の上端のキャップ６１に当接せしめるように付勢され、第１ロッカアーム２６および第１吸気弁Ｖ１間のクリアランスが「０」となる。また第１吸気弁Ｖ１の開弁時には、第１吸気弁Ｖ１からボディ６７に作用する反力でボディ６７が高圧室６９の容積を減少する側に付勢されることによってチェックバルブ７１が閉じ、高圧室６９にオイルが閉じ込められることによってボディ６７のプランジャ６８に対する軸方向相対移動が阻止されることになり、第１ロッカアーム２６から伝達される開弁駆動力が第１吸気弁Ｖ１に確実に伝達される。

第２吸気弁Ｖ２に連動、連結される第２ロッカアーム２７の一端部には、第１ロッカアーム２６と同様にして、第２吸気弁Ｖ２が本来閉弁休止すべきクランク角領域で第２吸気弁Ｖ２から作用する突き上げ力を吸収することを可能として、第２吸気弁Ｖ２におけるステムの上端に装着されたキャップに当接する油圧タペット６３が配設される。

ところで、固定支軸３０は、図示しないオイルポンプからのオイルを導くオイル通路１０５を同軸に形成するようにして中空の円筒状に形成されるものであり、オイル通路１０５に通じる第１通路１０６が第１アッパリンクアーム３２に設けられ、油圧タペット６２に通じる第２通路１０７が第１ロッカアーム２６に設けられ、上部連結軸３５内に、第１および第２通路１０６，１０７を結ぶ連絡通路１０８を上部連結軸３５の内周との間に形成する通路形成部材１０９が挿入、固定される。

第１通路１０６は、カムホルダ２１…のボス部２１ａに摺接する側とは反対側の側面寄りで固定支軸３０の軸線と直交する平面内で一直線状に延びるようにして第１アッパリンクアーム３２に設けられ、固定支軸３０には、固定支軸３０の軸線まわりの第１アッパリンクアーム３２の回動にかかわらず該固定支軸３０内のオイル通路１０５を第１通路１０６に連通させる連通孔１１０が設けられる。また第２通路１０７は、第１ロッカアーム２６が備える一対の上側連結壁部２６ａ…のうち、内方側の上側連結部２６ａ内を直線状に通るようにして第１ロッカアーム２６に設けられる。

図７および図８において、通路形成部材１０９は、金属もしくは合成樹脂により中空の円筒状に形成されるものであり、この通路形成部材１０９の外周には、上部連結軸３５の内面および通路形成部材１０９の外周間に環状の連絡通路１０８を形成する環状凹部１１１が設けられる。

また上部連結軸３５を嵌合するようにして第１アッパリンクアーム３２の連結壁部３２ａに設けられる第１嵌合孔１１２の内周に第１通路１０６に通じる第１環状溝１１３が設けられ、上部連結軸３５を嵌合するようにして第１ロッカアーム２６の上部連結壁部２６ａに設けられる第２嵌合孔１１４の内周に第２通路１０７に通じる第２環状溝１１５が設けられ、上部連結軸３５には、第１環状溝１１３および連絡通路１０８間を結ぶ一対の第１連通孔１１６，１１６と、第２環状溝１１５および連絡通路１０８間を結ぶ一対の第２連通孔１１７，１１７とが、相互に重ならない直径線上、この実施例では相互に直交する直径線上に配置されるようにして穿設される。

また第２リフト可変機構２９側で固定支軸３０内のオイル通路１０５および油圧タペット６３間は、上述の第１リフト可変機構２８側と同様にして、オイル通路１０５に通じるようにして第２アッパリンクアーム４２に設けられる第１通路１２０と、油圧タペット６３に通じるようにして第２ロッカアーム２７に向けられる第２通路１２１と、第１および第２通路１２０，１２１間を結ぶようにして上部連結軸４５内に形成される連絡通路１２２で接続されており、連絡通路１２２は、上部連結軸４５の内周と、上部連結軸４５に挿入、固定される通路形成部材１２３の外周との間に形成される。

しかも連絡通路１２２と、第１および第２通路１２０，１２１との接続構造は、第１リフト可変機構２８における連絡通路１０８と、第１および第２通路１０６，１０７との接続構造と同様に構成される。

次にこの実施例の作用について説明すると、１気筒あたり一対である第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２に個別に対応して一対のリフト可変機構２８，２９が配設されており、機関の高負荷運転域で第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２のリフト特性を同一とするとともに機関の低負荷運転域で第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２の一方（この実施例では第１吸気弁Ｖ１）を閉弁休止とすべく、第１および第２リフト可変機構２８，２９が第１アッパリンクアーム３２および第１ロアリンクアーム３３の第１ロッカアーム２６への連結点ジオメトリならびに第２アッパリンクアーム４２および第２ロアリンクアーム４３の第２ロッカアーム２７への連結点ジオメトリを相互に異ならせて構成されるとともに、第１および第２ロッカアーム２６，２７に個別に対応して第１および第２動弁カム２４，２５のカムプロフィルが相互に異なって設定されている。

したがって機関の高負荷運転域で第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２のリフト特性を同一とすることにより高負荷運転域での出力特性の向上を図ることができ、また機関の低負荷運転域では第１吸気弁Ｖ１を閉弁休止することによってスワールを生じさせて燃焼効率の向上を図り、燃費の低減および排気性能の向上を図ることができ、しかも低負荷運転域では、第２吸気弁Ｖ２のリフト量が、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２を同一特性で開弁するようにしたときに比べて大きくなるので、リフト量が小さくなる低負荷運転域での第２吸気弁Ｖ２のリフト量の制御および調整が容易となる。

また第１および第２ロッカアーム２６，２７は、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２を閉弁方向に付勢する弁ばね２０…とは別の弾発付勢手段５６，５７により、ローラ３６，４６が第１および第２動弁カム２４，２５に当接する側に付勢されるのであるが、弾発付勢手段５６，５７は、一端が第１および第２ロッカアーム２６，２７側に連結される引っ張りロッド５８…と、該引っ張りロッド５８…を牽引して第１および第２動弁カム２４，２５にローラ３６，４６を当接させる側に第１および第２ロッカアーム２６，２７を付勢すべく引っ張りロッド５８の他端部および機関本体１５間に介設される圧縮コイルばね５９…とから成るものである。

このような弾発付勢手段５６，５７の構成によれば、圧縮コイルばね５９…が発揮するばね力で引っ張りロッド５８…が牽引され、それによって第１および第２ロッカアーム２６，２７が、そのローラ３６，４６を第１および第２動弁カム２４，２５に当接させる側に付勢されることになり、弾発付勢手段５６，５７をコンパクト化して動弁系構造の設計自由度を増大することができる。

また第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２のリフト量を可変とする第１および第２リフト可変機構２８，２９の一部を構成する第１アッパリンクアーム３２および第２アッパリンクアーム４２の一端部が第１および第２ロッカアーム２６，２７にそれぞれ連結され、第１アッパリンクアーム３２および第２アッパリンクアーム４２の他端部が固定支軸３０で支承されるのであるが、弾発付勢手段５６，５７が、第１アッパリンクアーム３２および第２アッパリンクアーム４２の他端部と、シリンダヘッド１６のカムホルダ２１に設けられる支持腕部２１ｂ…との間に設けられており、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２のリフト量を変化させるようにした動弁装置において、第１および第２ロッカアーム２６，２７と、一対ずつのリンクアーム３２，３３；４２，４３とから成るリンク機構のがたを弾発付勢手段５６，５７で抑制し、動弁装置で生じる振動を抑えることが可能となる。

また第１および第２ロッカアーム２６，２７の一端部には、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２側に開放して第１および第２ロッカアーム２６，２７に設けられる取付け孔６４…に油圧タペット６２，６３が摺動可能に嵌合され、該ロッカアーム２６，２７および前記油圧タペット６２，６３間に、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２を閉弁方向に付勢する弁ばね２０…および油圧タペット６２，６３の戻しばね７２…よりもばね荷重が小さく設定されたばね８８…が、油圧タペット６２，６３を第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２側に常時付勢するようにして設けられて、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２が本来閉弁休止すべきクランク角領域で当該第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２から作用する突き上げ力をばね８８…の弾性によって吸収可能としているので、本来閉弁休止すべきクランク角領域で第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２から作用する突き上げ力が吸収されて、第１および第２ロッカアーム２６，２７の不整作動が生じても第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２が不所望に開弁側に作動することはなく、第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２の確実な閉弁休止が可能となる。しかも、突き上げ力を吸収するための構成を簡略化することができる。

また前記油圧タペット６２，６３は、閉塞端を第１および第２吸気弁Ｖ１，Ｖ２側に配置して第１および第２リンクアーム２６，２７の一端部に摺動可能に装着される有底円筒状のボディ６７…と、該ボディ６７…に摺動可能に装着されるプランジャ６８…と、ボディ６７…の閉塞端および前記プランジャ６８…の一端間に形成される高圧室６９…ならびにプランジャ６８…内に形成される油室７０…間に介装されて前記プランジャ６８…の一端に設けられるチェックバルブ７１…と、高圧室６９…の容積を増大させる側にプランジャ６８…を付勢するばね力を発揮してボディ６７…およびプランジャ６８…間に設けられる戻しばね７２…とを備えるものであるが、戻しばね７２…がボディ６７の外方に配置されるので、高圧室６９…の容積を小さくすることが可能であり、それによって作動に伴うオイルの流量を少なくすることが可能であり、油圧タペット６２，６３の小型化を図ることができる。

しかもプランジャ６８…を囲繞するコイル状の戻しばね７２…の両端が、ボディ６７…およびプランジャ６８…に係合されるので、戻しばね７２…によってボディ６７…およびプランジャ６８…の組付け状態を維持することができ、プランジャ６８…のボディ６７…からの抜け出しを阻止するためのスナップリングをボディ６７…の内周に装着することが不要となる。このためボディ６７…およびプランジャ６８…の相互摺接によるシール長さを比較的大きく設定することが可能となり、機能上必要なシール長さを、油圧タペット６２，６３全体の大型化を回避しつつ容易に確保することができる。

またチェックバルブ７１は、プランジャ６８との間に弁室７９を形成するようにしてプランジャ６８の一端部に取付けられるケージ８０と、油室７０に通じる弁孔７６を中央部に開口させるとともに弁室７９に臨んでプランジャ６８に設けられるテーパ状の弁座８１と、該弁座８１に着座し得るようにして弁室７９に収容される球状の弁体８２とで構成されるものであり、弁座８１寄りの部分で弁室７９に内端が通じるとともに外端がプランジャ６８の外周に開口した複数のエア抜き孔８３…がプランジャ６８に設けられるので、高圧室６９内に溜まったエアを、高圧室６９の圧力増大とともにプランジャ６８およびボディ６７間の隙間に押し出すようにして、高圧室６９からのエアを確実に抜くことができる。

さらにケージ８０は、削り出し加工によって短円筒状に形成されるとともにプランジャ６８の一端部に圧入されるものであり、ケージ８０の寸法精度を高め、弁体８２のガイド精度およびストローク精度を高めることが可能となるとともに高圧室６９の容積をより小さくして、剛性向上を図ることが可能となる。しかもケージ８０をプランジャ６８に固定するための専用部品を不要とすることで、部品点数の低減およびチェックバルブ７１の組付け工数低減が可能となる。

第１および第２ロッカアーム２６，２７の一端部に装着される油圧タペット６２，６３に固定支軸３０内のオイル通路１０５からオイルを供給するために、第１アッパリンクアーム３２および第２アッパリンクアーム４２には、オイル通路１０５に通じる第１通路１０６，１２０が設けられ、油圧タペット６２，６３に通じる第２通路１０７，１２１が第１および第２ロッカアーム２６，２７に設けられ、第１アッパリンクアーム３２および第２アッパリンクアーム４２の一端部を第１および第２ロッカアーム２６，２７に回動可能に連結する円筒状の上部連結軸３５，４５内に、第１および第２通路１０６，１２０；１０７，１２１を結ぶ連絡通路１０８，１２２を前記上部連結軸３５，４５の内周との間に形成する通路形成部材１０９，１２３が挿入、固定される。

このような通路構造によれば、上部連結軸３５，３５内に通路形成部材１０９，１２３を挿入、固定するだけの簡単かつコンパクトな構造で第１および第２アッパリンクアーム３２，４２と、第１および第２ロッカアーム２６，２７との間でオイルを受け渡しするための連絡通路１０８，１２２を形成することができ、しかも連絡通路１０８，１２３は通路形成部材１０９，１２３の外周および上部連結軸３５，４５の内周間に形成されるものであるので容積を小さく設定することができ、機関の再始動時に油圧タペット６２，６３への給油遅れが生じることを回避することができ、しかも円筒状とすることで軽量化を図った上部連結軸３５，４５の剛性を通路形成部材１０９，１２３の挿入、固定で増大することができる。

また通路形成部材１０９，１２３の外周に、上部連結軸３５，４５の内面および通路形成部材１０９，１２３の外周間に環状の連絡通路１０８，１２２を形成する環状凹部１１１…が設けられるので、連絡通路１０８，１２２の容積を通路形成部材１０９，１２３の外周に設けられる環状凹部１１１…の形状によって容易に変更可能であり、設計自由度を高めることができる。しかも通路形成部材１０９，１２３が中空の円筒状に形成されるので、軽量化を図ることができる。

さらに上部連結軸３５，４５を嵌合するようにして第１および第２アッパリンクアーム３２，３３に設けられる第１嵌合孔１１２…の内周に第１通路１０６，１２０に通じる第１環状溝１１３…が設けられ、上部連結軸３５，４５を嵌合するようにして第１および第２ロッカアーム２６，２７に設けられる第２嵌合孔１１４…の内周に第２通路１０７，１２１に通じる第２環状溝１１５…が設けられ、上部連結軸３５，４５には、第１環状溝１１３…および連絡通路１０８，１２２間を結ぶ一対の第１連通孔１１６…と、第２環状溝１１５…および連絡通路１０８，１２２間を結ぶ一対の第２連通孔１１７…とが、相互に重ならない直径線上、この実施例では相互に直交する直径線上に配置されるようにして穿設されている。

したがって固定支軸３０で支承される第１および第２アッパリンクアーム３２，４２ならびに第１および第２ロッカアーム２６，２７に対する上部連結軸３５，４５の軸線まわりの相対位置がいずれの位置となっても、第１および第２連通孔１１６…，１１７…の少なくとも一方を極力上方位置に配置する可能性が高くなり、連絡通路１０８，１２２内に溜まったエアを抜き易くすることができ、しかも第１および第２連通孔１１６…，１１７…が上部連結軸３５，４５の直径線上に一対ずつ配置されるようにして第１および第２連通孔１１６…，１１７…の加工性を高めることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上記実施例では、リフト可変機構２８，２９を備える吸気弁Ｖ１，Ｖ２の動弁装置について説明したが、リフト可変機構が装備されない吸気弁の動弁装置に本発明を適用することも可能であり、また機関弁である排気弁に関連して本発明を実施することも可能である。

吸気弁用動弁装置の縦断側面図であって図２および図３の１−１線に沿う断面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線断面図である。 コントロール軸の斜視図である。 一対の吸気弁のリフト特性図である。 油圧タペット付近の拡大縦断面図である。 上部連結軸および通路形成部材の分解斜視図である。 図３の８−８線拡大断面図である。

１５・・・機関本体
２０・・・弁ばね
２４，２５・・・動弁カム
２６，２７・・・ロッカアーム
２８，２９・・・リフト可変機構
３０・・・固定支軸
３１・・・可動支軸
３２，４２・・・第１のアーム（アッパリンクアーム）
３３，４３・・・第２のアーム（ロアリンクアーム）
６２，６３・・・油圧タペット
６４・・・取付け孔
８８・・・ばね
Ｖ１，Ｖ２・・・機関弁としての吸気弁

Claims (2)

1. 動弁カム（２４，２５）に従動して揺動するようにして機関本体（１５）に支承されるロッカアーム（２６，２７）に、機関弁（Ｖ１，Ｖ２）に当接する油圧タペット（６２，６３）が配設される内燃機関の動弁装置において、
   前記機関弁（Ｖ１，Ｖ２）側に開放して前記ロッカアーム（２６，２７）に設けられる取付け孔（６４）に前記油圧タペット（６２，６３）が摺動可能に嵌合され、該ロッカアーム（２６，２７）および前記油圧タペット（６２，６３）間に、前記機関弁（Ｖ１，Ｖ２）を閉弁方向に付勢する弁ばね（２０）よりもばね荷重が小さく設定されたばね（８８）が、油圧タペット（６２，６３）を前記機関弁（Ｖ１，Ｖ２）側に常時付勢するように設けられて、前記機関弁（Ｖ１，Ｖ２）が本来閉弁休止すべきクランク角領域で当該機関弁（Ｖ１，Ｖ２）から作用する突き上げ力を前記ばね（８８）の弾性によって吸収可能としたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 前記油圧タペット（６２，６３）が前記ロッカアーム（２６，２７）の一端部に配設され、
   このロッカアーム（２６，２７）の他端部に一端が回動可能に連結され且つ他端が機関本体（１５）の固定位置に固定支軸（３０）を介して回動可能に支承される第１のアーム（３２，４２）と、機関本体（１５）に対し位置調節可能な可動支軸（３１）と、前記第１のアーム（３２，４２）および前記ロッカアーム（２６，２７）と共に四節リンクを構成すべく、一端が前記ロッカアーム（２６，２７）の他端部に前記第１のアーム（３２，４２）と間隔をあけて回動可能に連結され且つ他端が前記可動支軸（３１）に回動可能に支承される第２のアーム（３３，４３）とでリフト可変機構（２８，２９）が構成され、
   このリフト可変機構（２８，２９）により、前記機関弁（Ｖ１，Ｖ２）のリフト量が前記可動支軸（３１）の位置に応じて無段階に変更されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。

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