JP6133087B2 - 可変動弁機構 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの吸排気用バルブのリフト量及び開期間を変更可能な可変動弁機構に関する。

従来より、エンジンの吸排気用バルブのリフト量及び開期間を変更可能な可変動弁機構が一般的に知られている。該可変動弁機構は、吸排気用バルブと、エンジンのクランク軸に同期して回転するカムシャフトと、該カムシャフトの回転動作により押圧されて揺動するコントロールアームと、当該コントロールアームの揺動動作に連動して上記コントロールシャフトの回転軸心周りに揺動することによりロッカーアームを介して上記バルブをリフトさせるスイングアームと、該スイングアームに対する上記コントロールアームの相対位置を変化させるリフト調整機構とを備え、該リフト調整機構を作動させることより上記スイングアームに対する上記コントロールアームの押圧位置を変更して上記バルブのリフト量及び開期間を変更するようになっている。

ところで、上述の如き可変動弁機構は、各構成部品の製作誤差や組み立てる際の組立誤差により、各気筒の燃焼室に出入りする空気量がばらつき、それに伴って各気筒の燃焼がばらつくことで振動の発生や燃費の悪化を引き起こすおそれがある。したがって、各気筒の燃焼室に出入りする空気量にばらつきが生じないよう各気筒間におけるバルブのリフト量や開時期を予め微調整する必要がある。

これに対応するために、例えば、特許文献１に開示されている可変動弁機構は、ネジ部材の先端をコントロールアームに接触させ、当該接触部分を揺動支点として上記コントロールアームを揺動させている。そして、上記ネジ部材を上記コントロールアームに対して螺進・螺退させて揺動支点の位置を変更することにより、上記スイングアームに対する上記コントロールアームの押圧位置を変更してリフト量や開時期を微調整している。

特開２００９−１４０００号公報（段落００２９〜００４０欄、図１，図４）

しかし、特許文献１の如き可変動弁機構は、スイングアームに対するコントロールアームの押圧位置がロッカーアームに対するスイングアームの押圧位置の近くに設定されており、コントロールアームの押圧位置の変化量に対するバルブのリフト状態の変化量の比率が大きいので、特許文献１のようにコントロールアームの押圧位置を直接変化させてバルブのリフト状態を調整しようとすると、バルブのリフト状態が大きく変化してしまい、極僅かなバルブのリフト量や開時期の調整に時間がかかり煩雑であった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、極僅かなバルブのリフト量や開時期を調整するのが容易な可変動弁機構を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、スイングアームの位置変更のさせ方を工夫してバルブのリフト量や開時期を微調整するようにしたことを特徴とする。

すなわち、第１の発明では、吸排気用バルブと、エンジンのクランク軸に同期して回転するカムシャフトと、該カムシャフトの軸心と同方向に延びる軸心周りに揺動可能に設けられ、上記カムシャフトの回転動作により押圧されて揺動するコントロールアームと、上記カムシャフトの軸心と同方向に延びる軸心周りに揺動可能に設けられ、上記コントロールアームの揺動動作により押圧されて揺動するとともに、当該揺動動作により上記バルブを直接又間接的に押圧してリフトさせるスイングアームと、該スイングアームに対する上記コントロールアームの相対位置を変化させることにより上記スイングアームに対する上記コントロールアームの押圧位置を変更して上記バルブのリフト量及び開期間を調整するリフト調整手段と、上記スイングアームの揺動軸心の位置を移動させることにより上記バルブのリフト量及び開期間を微調整するリフト微調整手段とを備え、上記リフト調整手段は、上記カムシャフトの軸心と同方向に延びる軸心周りに回転するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトに回転一体に設けられ、上記コントロールシャフトの径方向外側に突出して上記コントロールアームを揺動可能に軸支する突出部を有する調整レバーとを備え、該調整レバーは、上記コントロールシャフトと共に当該コントロールシャフトの軸心周りに回動することにより、上記カムシャフトの軸方向から見て、上記コントロールアームの揺動軸心を上記スイングアームの揺動軸心に対して接離させる方向に移動させていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、上記スイングアームの揺動軸部が、上記コントロールアームにおける揺動軸部に対して上記カムシャフトの軸心方向と直交する方向から見て上記カムシャフトの軸心方向に重ならないようにずれて配置されていることを特徴とする。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記バルブの閉状態において、上記カムシャフトの軸心方向から見て、上記コントロールアームの揺動軸心が、上記スイングアームの揺動軸心と上記スイングアームに対する上記コントロールアームの押圧位置とを通過する直線上か、又はその直線に接近した位置となっていることを特徴とする。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、上記バルブは、エンジンの同一気筒において上記カムシャフトの軸心方向に一対並設され、上記スイングアームは、上記各バルブに対応して一対設けられ、上記コントロールアームは、上記カムシャフトの軸心方向において上記両スイングアーム間に配置された本体部と、該本体部に一体に設けられ、上記各スイングアームをそれぞれ押圧する一対の押圧部とを備えていることを特徴とする。

第５の発明では、第４の発明において、上記各コントロールアームの上記スイングアームを押圧する押圧部分の形状が互いに異なっていることを特徴とする。

第６の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、上記リフト微調整手段は、上記コントロールシャフトに当該コントロールシャフトの軸心周りに回転可能に外嵌合され、外周面が上記スイングアームにおける揺動軸心周りの外側面に接触する偏心リングを備えていることを特徴とする。

第７の発明では、第６の発明において、上記リフト微調整手段は、上記偏心リングを上記コントロールシャフトの軸心方向の調整レバー側に付勢する付勢手段をさらに備え、上記調整レバーは、上記コントロールシャフト周りに延びる環状突条部を備え、上記偏心リングの上記調整レバー側の端面及び上記環状突条部の側面のいずれか一方には、複数の同形状の係合突起が周方向に等間隔に設けられているとともに、いずれか他方には、上記各係合突起がそれぞれ係脱可能に係合する複数の同形状の係合凹部が周方向に等間隔に設けられ、上記偏心リングを上記付勢手段の付勢力に抗して回転させることにより上記コントロールシャフトに対する偏心リングの周方向の位置を変更することを特徴とする。

第８の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、上記リフト微調整手段は、上記コントロールシャフトの上記スイングアーム側外周面に着脱可能に取り付けられ、上記コントロールシャフト外周面に取り付けた状態で、外周面が上記コントロールシャフト外周面より外側に飛び出した位置で上記スイングアームにおける揺動軸心周りの外側面に接触するＣ字状シムであることを特徴とする。

第９の発明では、第８の発明において、上記Ｃ字状シムの内周側両端部及び上記コントロールシャフトの外周面のいずれか一方には、一対の係止突部が設けられるとともに、いずれか他方には、上記各係止突部が係止する一対の係止凹部が設けられていることを特徴とする。

第１の発明では、スイングアームに対するコントロールアームの押圧位置よりスイングアームの揺動軸心の方がスイングアームのバルブに対する押圧位置から離れた位置にあるので、コントロールアームを揺動軸心周りに直接回動させてバルブのリフト状態を微調整するよりも、スイングアームの揺動軸心の位置を変化させてバルブのリフト状態を微調整する方がスイングアームのバルブに対する押圧位置の変化が大きくならず、極僅かなバルブのリフト量や開時期の調整が容易にできる。

また、コントロールアームの揺動軸心をスイングアームの揺動軸心に接近させると、コントロールアームとスイングアームとがそれぞれ揺動する際において、スイングアームに対するコントロールアームの相対位置がずれ難くなるので、コントロールアームの揺動軸心とスイングアームの揺動軸心との間の距離が一定の可変動弁機構に比べてスイングアームに対するコントロールアームの摺動量を小さくすることができる。

第２の発明では、カムシャフトの軸心方向から見て、スイングアームの揺動軸部がコントロールアームの揺動軸部に重なるので、コントロールアームの揺動軸心をスイングアームの揺動軸心に接近させる際、スイングアームの揺動軸心とコントロールアームの揺動軸心との間の距離を短くすることができる。

第３の発明では、コントロールアームがスイングアームを押圧する際において、スイングアームに対するコントロールアームの押圧位置が大きく変化し難くなり、スイングアームに対するコントロールアームの摺動量をさらに小さくすることができる。

第４の発明では、一対のスイングアームに対してコントロールアームが１つであるので、同一気筒における２つのバルブ間が短くなり、コンパクトな可変動弁機構にできる。また、コントロールアームを一体成形することで剛性が高まるとともに製造コストを低減することができる。

第５の発明では、同一気筒における２つのバルブのリフト特性を互いに異なるものにできるので、エンジンの仕様に柔軟に対応させることができる。

第６の発明では、偏心リングをコントロールシャフトに対して回転させると、偏心リングの偏心分だけ偏心リングの外周面の位置がコントロールシャフトの径方向に変化し、それに伴ってスイングアームにおける揺動軸心周りの外側面の位置が移動するので、スイングアームの揺動軸心の位置を簡単に変えることができる。

第７の発明では、偏心リングをコントロールシャフトに対して回転させる際、係合突起を係合凹部に係合させることでコントロールシャフトに対する偏心リングの軸心周りの移動を規制することができる。また、係合突起と係合凹部とがそれぞれ同形状で、且つ、等間隔に形成されているので、偏心リングを回転させて各係合凹部に係合する各係合突起を変えることにより、偏心リングを定量的に回転させることができる。さらに、偏心リングを回転させる際、付勢手段の付勢力に抗して偏心リングを調整レバーから離間させると、各係合突起が各係合凹部から外れるので、コントロールシャフトに対して偏心リングを簡単に回転させることが可能となる一方、コントロールシャフトに対して偏心リングを回転させ、各係合突起を各係合凹部に係合させると、付勢手段の付勢力により偏心リングと調整レバーとが互いに密着するので、コントロールシャフトに対して偏心リングを強固に固定することができる。

第８の発明では、Ｃ字状シムの厚みを変更することでＣ字状シムの外周面の位置がコントロールシャフトの径方向に変化し、それに伴ってスイングアームにおける揺動軸心近傍の外側面の位置が移動するので、スイングアームの揺動軸心の位置を簡単に変えることができる。

第９の発明では、Ｃ字状シムをコントロールシャフトに取り付けた際、コントロールシャフトに対してＣ字状シムの位置がずれなくなり、コントロールシャフトに対するＣ字状シムの取り付けを安定させることができる。

本発明の実施形態１に係る可変動弁機構の斜視図である。 可変動弁機構をカムシャフトの軸心方向から見た図であり、大リフト状態においてバルブが閉じた状態を示す。 可変動弁機構をカムシャフトの軸心方向から見た図であり、大リフト状態においてバルブが最大に開いた状態を示す。 可変動弁機構をカムシャフトの軸心方向から見た図であり、小リフト状態においてバルブが閉じた状態を示す。 可変動弁機構をカムシャフトの軸心方向から見た図であり、小リフト状態においてバルブが最大に開いた状態を示す。 回転カムの回転角とバルブのリフト量との関係を示すグラフである。 図２のコントロールシャフト周りの拡大図である。 可変動弁機構をカムシャフトの軸心方向から見た図であり、零リフト状態においてコントロールアームがカムシャフトの回転により揺動する直前の状態を示す。 可変動弁機構をカムシャフトの軸心方向から見た図であり、零リフト状態においてコントロールアームがカムシャフトの回転により揺動した直後の状態を示す。 実施形態２に係る図２相当図である。 図２のＡ矢視図である。 実施形態３に係る図７相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
《発明の実施形態１》
図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る可変動弁機構１を示す。該可変動弁機構１は、４バルブのダブルオーバヘッドカム方式を採用したエンジン（図示せず）の吸気側に適用したものであり、吸気ポートの開口部分（図示せず）に設けられた吸気用のバルブ１０と、エンジンのクランク軸（図示せず）に同期して回転するカムシャフト２とを備えている。

該カムシャフト２は、図示しないクランク軸と同方向に延びるようにエンジンのシリンダヘッド（図示せず）に軸心Ｘ１周りに回転自在に軸支されている。

上記カムシャフト２には、複数の回転カム３が軸心Ｘ１方向に所定の間隔をあけて設けられ、該回転カム３には、ベース円部３ａと、該ベース円部３ａから半径方向に突出してなるカムノーズ部３ｂとを有している。

上記バルブ１０は、エンジンの同一気筒において上記カムシャフト２の軸心Ｘ１方向に一対並設され、吸気ポート（図示せず）を開閉する傘部１０ａと、該傘部１０ａから反カムシャフト２側の斜め上方に向かって延びる軸部１０ｂとを備えている。該軸部１０ｂの周りには、図示しない弁バネが設けられ、該弁バネにより、上記バルブ１０は、上方に付勢されている。

上記各バルブ１０の上方には、当該各バルブ１０をリフトさせるためのロッカアーム４１が一対設けられている。

該ロッカアーム４１は、上記バルブ１０の軸部１０ｂ上端から上記カムシャフト２の軸心方向と交差するように反カムシャフト２側に略水平方向に延びる形状をなし、その中途部には、回転軸心が上記カムシャフト２の軸心方向に向くローラ４２が回転自在に設けられている。

上記ロッカアーム４１の反カムシャフト２側の端部は、球面ピボット構造を介して液圧式のラッシュアジャスタ４３により揺動自在に支持され、この支持部分を支点に上記ロッカアーム４１が揺動することにより、上記ロッカアーム４１のカムシャフト２側の端部が上記バルブ１０の軸部１０ｂ上端を下方に押圧して上記バルブ１０がリフトするようになっている。

上記各ロッカアーム４１の上方には、当該各ロッカアーム４１に対応する一対のスイングアーム１１が設けられ、該スイングアーム１１は、上記ローラ４２の上方から反カムシャフト２側の斜め上方に延びる形状をなしている。

上記スイングアーム１１は、上記カムシャフト２の軸心方向に所定の間隔をあけて対向する一対の側板部１１ａを備え、該両側板部１１ａの上端部分には、上記カムシャフト２の軸心Ｘ１と同方向に延びる揺動軸１１ｂ（揺動軸部）が設けられている。

該揺動軸１１ｂ周りには、当該揺動軸１１ｂ周りに回転するローラ１２が設けられ、上記スイングアーム１１は、上記揺動軸１１ｂ（揺動軸心Ｘ２）を中心に揺動可能に構成されている。

一方、上記両側板部１１ａの下端には、当該両下端を橋絡する第１押圧部１１ｄが設けられている。

該第１押圧部１１ｄは、上記カムシャフト２の軸心Ｘ１方向から見て、中途部が上方に位置する湾曲状をなし、上記ロッカアーム４１のローラ４２に点Ｐ（押圧位置）で接触している。

また、上記各側板部１１ａの下端側上方縁部には、上記カムシャフト２の軸心Ｘ１方向から見て、上方に湾曲する湾曲面部１１ｅが形成されている。

さらに、上記両側板部１１ａの下端寄りには、当該両側板部１１ａを連結する連結軸１１ｃが設けられている。

上記ローラ１２の反カムシャフト２側の斜め下方には、カムシャフト２の軸心Ｘ１と同方向に延びるコントロールシャフト３１がシリンダヘッド（図示せず）に軸心Ｘ４周りに回転可能に軸支されている。

該コントロールシャフト３１には、上記バルブ１０のリフト量及び開時期を変化させる調整レバー３３が回転一体に設けられ、該調整レバー３３と上記コントロールシャフト３１とで本発明のリフト調整手段を構成している。

上記調整レバー３３は、上記コントロールシャフト３１周りに延びる環状突条部３３ｂと、上記両スイングアーム１１の上端間に向かって上記コントロールシャフト３１の径方向外側に突出する突出部３３ｃとを備え、該突出部３３ｃには、上記カムシャフト２の軸心Ｘ１方向に延びる回転軸３３ａ（揺動軸部）が回転可能に設けられている。

また、上記コントロールシャフト３１には、上記各ローラ１２に対応するように一対の偏心リング３２が外嵌合されている。

該各偏心リング３２は、図１０に示すように、冠歯車状をなし、上記コントロールシャフト３１の軸心方向に移動可能となっている。

また、上記各偏心リング３２は、上記各ローラ１２の外周面（スイングアーム１１の揺動軸心周りの外側面）にそれぞれ下方から接触していて、上記コントロールシャフト３１の軸心Ｘ４周りに回転可能となっている。

さらに、上記各偏心リング３２の上記調整レバー３３側の端面には、複数の同形状の歯３２ｂ（係合突起）及び歯溝３２ｃが周方向に交互に等間隔に設けられている。

それに加えて、上記各偏心リング３２の調整レバー３３寄りには、上記偏心リング３２を回転させる際に工具を差し込むための円形の孔３２ｄが周方向に等間隔に複数貫通形成されている。

一方、上記調整レバー３３の環状突条部３３ｂの側面には、上記偏心リング３２の各歯３２ｂ及び歯溝３２ｃにそれぞれ対応する複数の歯３３ｄ及び歯溝３３ｅ（係合凹部）が周方向に交互に等間隔に設けられ、上記偏心リング３２の各歯３２ｂが上記環状突条部３３ｂの各歯溝３３ｅに、上記環状突条部３３ｂの各歯３３ｄが上記偏心リング３２の各歯溝３２ｃに係脱可能に係合するようになっている。

上記コントロールシャフト３１には、１本のバネ鋼を折り曲げて形成されたバネ部材６（付勢手段）が設けられている。

該バネ部材６は、上記コントロールシャフト３１の軸心Ｘ４方向に平行に延びる一対の直線部６ａと、上記コントロールシャフト３１外周面の周方向に沿ってＵ字状に湾曲する一対の湾曲部６ｂとを備え、一方の湾曲部６ｂの各端部は、上記各直線部６ａの一端にそれぞれ連続するとともに、他方の湾曲部６ｂの各端部は、上記各直線部６ａの他端にそれぞれ連続している。

上記湾曲部６ｂは、当該湾曲部６ｂの直線部６ａに対する角度が変わることでバネ機能が発現されるようになっていて、上記各湾曲部６ｂは、各偏心リング３２の反調整レバー３３側の開口端を上記コントロールシャフト３１の軸心Ｘ４方向の調整レバー３３側に付勢している。

そして、上記偏心リング３２を上記バネ部材６の付勢力に抗して回転させることにより、図７に示すように、上記コントロールシャフト３１に対する偏心リング３２の周方向の位置を変更するようになっている。

上記両スイングアーム１１の上方には、上方から見て略Ｔ字状のコントロールアーム２１が設けられている（図１参照）。

該コントロールアーム２１は、上記カムシャフト２の軸心Ｘ１方向と交差するように略水平方向に延びる本体部２１ａを備え、該本体部２１ａは、上記カムシャフト２の軸心Ｘ１方向において上記両スイングアーム１１間に配置されている。

すなわち、上記スイングアーム１１の揺動軸１１ｂが、後述する上記コントロールアーム２１の揺動軸となる回転軸３３ａに対して上記カムシャフト２の軸心方向と直交する方向から見てカムシャフト２の軸心方向に重ならないようにずれて配置されている。

上記本体部２１ａの反カムシャフト２側の端部は、上記突出部３３ｃの回転軸３３ａに軸着され、上記本体部２１ａは、上記回転軸３３ａの揺動軸心Ｘ３周りに揺動可能となっている。

上記本体部２１ａのカムシャフト２側の端部には、当該カムシャフト２側の斜め上方に開放する断面略Ｕ字状の第２押圧部２１ｂがカムシャフト２の軸心Ｘ１方向に離間して一対設けられている。

該両第２押圧部２１ｂは、上記本体部２１ａに一体に設けられ、上記第２押圧部２１ｂの下端側が平面をなして上記スイングアーム１１の湾曲面部１１ｅに接触している。

上記各第２押圧部２１ｂの内方には、回転軸心がカムシャフト２の軸心Ｘ１方向に向くローラ２２が回転自在に設けられ、各ローラ２２の外周面は、当該各ローラ２２に対応する上記回転カム３の外周面に下方から接触している。

上記両スイングアーム１１の上端側上方には、上記カムシャフト２の軸心Ｘ１方向に延びる長方形状の固定ブロック５１がエンジンのシリンダヘッド（図示せず）に固定されている。

上記固定ブロック５１下面の各揺動軸１１ｂに対応する位置には、下面が当該各揺動軸１１ｂの外周面に接触する一対の支持ブロック５１ａが突設され、該支持ブロック５１ａの下端には、反カムシャフト２側に行くにつれて下傾する断面凹状の溝部５１ｂが形成されている。

上記両支持ブロック５１ａは、上記偏心リング３２との間で上記揺動軸１１ｂを支持していて、この支持状態で、上記スイングアーム１１の揺動中心が上記揺動軸１１ｂの揺動軸心Ｘ２に決まるようになっている。

上記固定ブロック５１の反カムシャフト２側には、上記各スイングアーム１１に対応する一対の捩りコイルバネ５２が配設されている。

該各捩りコイルバネ５２の一端は、上記固定ブロック５１に固定される一方、他端は、上記スイングアーム１１の連結軸１１ｃに下方から引っ掛かり、当該スイングアーム１１を上方付勢している。

そして、図示しないエンジンのクランク軸に同期してカムシャフト２が回転し、図３及び図５に示すように、カムシャフト２の回転動作で上記回転カム３のカムノーズ部３ｂが上記ローラ２２を上方から押圧すると、上記コントロールアーム２１が回転軸３３ａを中心に下方に回動することにより、該コントロールアーム２１の第２押圧部２１ｂが上記捩りコイルバネ５２の付勢力に抗して上記スイングアーム１１の湾曲面部１１ｅを下方に押圧するようになっている。

また、上記湾曲面部１１ｅを下方に押圧されたスイングアーム１１は、上記揺動軸１１ｂを中心に下方に回動して上記スイングアーム１１の第１押圧部１１ｄが上記ロッカアーム４１のローラ４２を下方に押圧するようになっている。

さらに、上記ローラ４２を下方に押圧されたロッカアーム４１は、該ロッカアーム４１の反カムシャフト２側の端部を支点に下方に回動するようになっていて、当該ロッカアーム４１の回動により、上記ロッカアーム４１のカムシャフト２側の端部が上記バルブ１０の軸部１０ｂ上端を押圧し、これにより、上記バルブ１０がリフトして図示しない吸気ポートが開くようになっている。

尚、上記スイングアーム１１における第１押圧部１１ｄのうちカムシャフト２側の略半分でローラ４２を押圧してバルブ１０をリフトさせるようになっており、以下、この部分を作用部１１ｆと呼ぶ。

一方、上記カムシャフト２がさらに回転して、上記回転カム３のカムノーズ部３ｂが上記ローラ２２を上方から押圧しなくなると、図２及び図４に示すように、上記捩りコイルバネ５２及び図示しない弁バネの付勢力により、上記スイングアーム１１が上方に回動するとともに、その動きに連動して上記コントロールアーム２１も上方に回動し、これにより、上記ロッカアーム４１及びバルブ１０が元の位置に戻り、図示しない吸気ポートが閉じるようになっている。

また、上記コントロールシャフト３１を軸心Ｘ４周りに回転させて上記調整レバー３３を回動させると、上記回転軸３３ａ（揺動軸心Ｘ３）が上記スイングアーム１１の揺動軸１１ｂ（揺動軸心Ｘ２）に接離するようになっていて、上記バルブ１０の閉状態において、上記カムシャフト２の軸心Ｘ１方向から見て、コントロールアーム２１の揺動軸心Ｘ３は、スイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２とスイングアーム１１に対するコントロールアーム２１の押圧位置とを通過する直線Ｌ１，Ｌ２上（図２，図４参照）か、又はその直線Ｌ１，Ｌ２に接近した位置となっている。

そして、揺動軸心Ｘ２と揺動軸心Ｘ３との接離により、上記カムシャフト２と上記コントロールアーム２１のローラ２２との位置関係、及び、上記コントロールアーム２１の第２押圧部２１ｂと上記スイングアーム１１の湾曲面部１１ｅとの位置関係が変化するようになっていて、このスイングアーム１１に対するコントロールアーム２１の相対位置の変化により、上記湾曲面部１１ｅに対する上記第２押圧部２１ｂの押圧位置と回転軸３３ａ（揺動軸心Ｘ３）との間の距離が変化するとともに、スイングアーム１１の回動前の角度位置（つまり揺動開始角度位置）が変化して、上記第１押圧部１１ｄのローラ４２に対する押圧位置Ｐが変化するようになっている。

上記調整レバー３３を反時計回りに回動させると、上記回転軸３３ａ（揺動軸心Ｘ３）が上記スイングアーム１１のローラ１２（揺動軸心Ｘ２）から次第に離間し、上記第２押圧部２１ｂの上記湾曲面部１１ｅに対する押圧位置と上記回転軸３３ａとの距離が次第に大きくなるようになっている。そうすると、上記第１押圧部１１ｄのローラ４２に対する押圧位置Ｐがカムシャフト２側にシフトし、図２及び図３に示すように、カムシャフト２が回転した際、ローラ４２に対する第１押圧部１１ｄの押圧位置Ｐが作用部１１ｆに大きくかかるようになり、これにより、上記バルブ１０のリフト量及び開期間が最も大きくなって、所謂、大リフト状態となるようになっている。

尚、大リフト状態における回転カム３の回転角とバルブ１０のリフト量との関係は、図６のリフトカーブＣ１のようになる。

上記調整レバー３３の反時計回りの最大回動位置は、カムシャフト２の軸心Ｘ１方向から見て、コントロールアーム２１の揺動軸心Ｘ３が、スイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２に対して所定距離以内の範囲となる位置に設定されていて、大リフト状態であっても、図３に示すように、第２押圧部２１ｂが湾曲面部１１ｅを押圧する際の第２押圧部２１ｂの湾曲面部１１ｅに対する摺動量ｄは小さくなっている。

尚、上記所定距離は、出来る限り小さいことが好ましく、例えば、大リフト状態におけるバルブ１０の閉状態において、カムシャフト２の軸心Ｘ１方向から見て、スイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２と第２押圧部２１ｂの湾曲面部１１ｅに対する押圧位置との間の距離としてもよい。

また、図３において一点鎖線で示す線Ｒ１は、コントロールアーム２１が回転カム３により回動する前の状態（バルブ１０の閉状態）において、第２押圧部２１ｂの湾曲面部１１ｅに対する押圧位置を通る、揺動軸心Ｘ２を中心とする円弧であり、二点鎖線で示す線Ｒ２は、コントロールアーム２１が回転カム３により最大に回動した状態（バルブ１０が最大にリフトされた状態）において、第２押圧部２１ｂの湾曲面部１１ｅに対する押圧位置を通る、揺動軸心Ｘ３を中心とする円弧であり、第２押圧部２１ｂの湾曲面部１１ｅに対する押圧位置における一点鎖線と二点鎖線との間の距離が、上記摺動量ｄとなっている。

一方、図４及び図５の状態まで上記調整レバー３３を時計回りに回動させると、上記回転軸３３ａ（揺動軸心Ｘ３）が上記スイングアーム１１のローラ１２（回転軸心Ｘ２）に次第に接近し、上記第２押圧部２１ｂの上記湾曲面部１１ｅに対する押圧位置と上記回転軸３３ａとの距離が次第に小さくなるようになっている。そうすると、上記第１押圧部１１ｄのローラ４２に対する押圧位置Ｐが反カムシャフト２側にシフトし、カムシャフト２が回転した際、ローラ４２に対する第１押圧部１１ｄの押圧位置Ｐが作用部１１ｆに少しかかる程度となり、これにより、上記バルブ１０のリフト量及び開期間が最も小さくなって、所謂、小リフト状態となるようになっている。

尚、小リフト状態における回転カム３の回転角とバルブ１０のリフト量との関係は、図６のリフトカーブＣ２のようになる。

そして、コントロールアーム２１の揺動軸心Ｘ３がスイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２に接近することで、第２押圧部２１ｂが湾曲面部１１ｅを押圧する際の第２押圧部２１ｂの湾曲面部１１ｅに対する摺動量ｄは小さくなっている。

上記調整レバー３３の回動により、各回動位置でのリフトカーブは、図６に示すように、リフトカーブＣ１とリフトカーブＣ２との間で変化し、各リフトカーブの最大リフト量の点を全リフトカーブに亘って繋いだＳ１（一点鎖線で示す線）が、直線に近似するようになっている。

また、上記調整レバー３３は、図４及び図５の状態からさらに時計回りに回動させてコントロールアーム２１の軸心Ｘ３をスイングアーム１１の軸心Ｘ２に接近させることができ、図８に示すように、湾曲面部１１ｅに対する第２押圧部２１ｂの押圧位置とコントロールアーム２１の揺動軸心Ｘ３との間の距離が、小リフト状態よりさらに小さくなるとともに、ローラ４２に対する第１押圧部１１ｄの押圧位置Ｐが、小リフト状態よりも上記作用部１１ｆからさらに離間するようになっている。この状態で、図９に示すように、カムシャフト２が回転し、コントロールアーム２１の第２押圧部２１ｂがスイングアーム１１の湾曲面部１１ｅを押圧しても、ローラ４２に対する第１押圧部１１ｄの押圧位置Ｐが作用部１１ｆにかからないので、ロッカアーム４１が作動せず、所謂、零リフト状態になっている。

さらに、図７に示すように、コントロールシャフト３１に対して偏心リング３２を回転させると、カムシャフト２の軸心Ｘ１方向から見て、ローラ４２の中心軸Ｘ５と上記支持ブロック５１ａの溝部５１ｂに対するローラ１２の接触位置との間の距離Ｄ（図２参照）が変化しないように上記スイングアーム１１の揺動軸１１ｂが支持ブロック５１ａの溝部５１ｂに沿って移動するようになっている（仮想線参照）。すなわち、上記偏心リング３２を回転させることにより上記スイングアーム１１の揺動軸１１ｂを移動させても上記バルブ１０の位置が変化しないようになっている。

そして、スイングアーム１１の揺動軸１１ｂの移動により、上記スイングアーム１１の湾曲面部１１ｅに対するコントロールアーム２１の第２押圧部２１ｂの押圧位置が変更されて上記バルブ１０のリフト量及び開期間が微調整されるようになっている。

尚、上記距離Ｄが変化しないように上記スイングアーム１１の揺動軸１１ｂが移動するとは、上記距離Ｄが全く変化しないように上記スイングアーム１１の揺動軸１１ｂが移動するものだけでなく、上記距離Ｄが多少変化して上記スイングアーム１１の揺動軸１１ｂが移動するものも含む。本実施形態１では、上記コントロールシャフト３１に対して偏心リング３２を回転させると、上記スイングアーム１１における揺動軸心Ｘ２側の端部は、上記溝部５１ｂの傾斜方向に移動するので、上記距離Ｄは多少変化しているが、その値は微少であるので問題にならない。

以上より、本発明の実施形態１によると、偏心リング３２でバルブ１０のリフト状態を微調整すると、スイングアーム１１に対するコントロールアーム２１の押圧位置よりスイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２の方がスイングアーム１１のロッカアーム４１におけるローラ４２に対する押圧位置Ｐ（バルブ１０に対する押圧位置）から離れた位置にあるので、コントロールアーム２１を揺動軸心Ｘ３周りに直接回動させてバルブ１０のリフト状態を微調整するよりも、スイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２の位置を変化させてバルブのリフト状態を微調整する方がスイングアーム１１のロッカアーム４１におけるローラ４２に対する押圧位置Ｐの変化が大きくならず、極僅かなバルブ１０のリフト量や開時期の調整が容易にできる。

また、コントロールアーム２１の揺動軸心Ｘ３をスイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２に接近させると、コントロールアーム２１とスイングアーム１１とがそれぞれ揺動する際において、スイングアーム１１に対するコントロールアーム２１の相対位置がずれ難くなるので、コントロールアーム２１の揺動軸心Ｘ３とスイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２との間の距離が一定の可変動弁機構に比べてスイングアーム１１に対するコントロールアーム２１の摺動量ｄを小さくすることができる。

また、カムシャフト２の軸心Ｘ１方向から見て、スイングアーム１１の揺動軸１１ｂがコントロールアーム２１の回転軸３３ａに重なるので、コントロールアーム２１の揺動軸心Ｘ３をスイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２に接近させる際、スイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２とコントロールアーム２１の揺動軸心Ｘ３との間の距離を短くすることができる。

また、上記バルブ１０の閉状態において、コントロールアーム２１の揺動軸心Ｘ３は、直線Ｌ１，Ｌ２上か、又はその直線Ｌ１，Ｌ２に接近した位置となっているので、コントロールアーム２１がスイングアーム１１を押圧する際において、スイングアーム１１に対するコントロールアーム２１の押圧位置が大きく変化し難くなり、スイングアーム１１に対するコントロールアーム２１の摺動量ｄをさらに小さくすることができる。

また、一対のスイングアーム１１に対してコントロールアーム２１が１つであるので、同一気筒における２つのバルブ間が短くなり、コンパクトな可変動弁機構１にできる。また、コントロールアーム２１を一体成形することで剛性が高まるとともに製造コストを低減することができる。

また、偏心リング３２をコントロールシャフト３１に対して回転させると、偏心リング３２が偏心している分だけ偏心リング３２の外周面の位置がコントロールシャフト３１の径方向に変化し、それに伴ってスイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２周りの外側面の位置が移動するので、スイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２の位置を簡単に変えることができる。

また、偏心リング３２をコントロールシャフト３１に対して回転させる際、各歯３２ｂを各歯溝３３ｅに係合させるとともに、各歯３３ｄを各歯溝３２ｃに係合させることでコントロールシャフト３１に対する偏心リング３２の軸心Ｘ４周りの移動を規制することができる。また、歯３２ｂと歯溝３２ｃとがそれぞれ同形状で、且つ、等間隔に形成されるとともに、歯３３ｄと歯溝３３ｅとがそれぞれ同形状で、且つ、等間隔に形成されているので、偏心リング３２を回転させて各歯溝３３ｅに係合する各歯３２ｂを変えるとともに、各歯溝３２ｃに係合する各歯３３ｄを変えることにより、偏心リング３２を定量的に回転させることができる。さらに、偏心リング３２を回転させる際、バネ部材６の付勢力に抗して偏心リング３２を調整レバー３３から離間させると、各歯３２ｂが各歯溝３３ｅから外れるとともに各歯３３ｄが各歯溝３２ｃから外れるので、コントロールシャフト３１に対して偏心リング３２を簡単に回転させることが可能となる一方、コントロールシャフト３１に対して偏心リング３２を回転させ、各歯３２ｂを各歯溝３３ｅに係合させるとともに、各歯３３ｄを各歯溝３２ｃに係合させると、バネ部材６の付勢力により偏心リング３２と調整レバー３３とが互いに密着するので、コントロールシャフト３１に対して偏心リング３２を強固に固定することができる。
《発明の実施形態２》
図１１は、本発明の実施形態２に係る可変動弁機構１を示す。この実施形態２では、第２押圧部２１ｂの構造が実施形態１と異なるだけでその他は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分のみを説明する。

実施形態２では、一方のコントロールアーム２１の第２押圧部２１ｂにおける上記スイングアーム１１の湾曲面部１１ｅに接触する部分が、上記カムシャフト２の軸心Ｘ１方向から見て中途部が下方に位置する湾曲状をなしている。

すると、実施形態２の一方のコントロールアーム２１に対応するバルブ１０の各リフトカーブ自体の図示は省略するが、その各リフトカーブの最大リフト量の点を全リフトカーブに亘って繋いだ線が、図６に二点鎖線で示す曲線Ｓ２のようになる。すなわち、一方のコントロールアーム２１に対応するバルブ１０が他方のコントロールアーム２１に対応するバルブ１０よりも早開き傾向になる。

したがって、同一気筒内における２つのバルブ１０のリフト特性を互いに異なるものにできるので、エンジンの仕様に柔軟に対応させることができる。
《発明の実施形態３》
図１２は、本発明の実施形態３に係る可変動弁機構１を示す。この実施形態３では、コントロールシャフト３１周りの構造が実施形態１と異なるだけでその他は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分のみを説明する。

実施形態３のコントロールシャフト３１には、各ローラ１２に対応する位置に一対の真円の環状リング３４が外嵌合されて固定され、該環状リング３４外周面の上下部分には、係止凹部３４ａがそれぞれ凹陥形成されている。

上記環状リング３４外周面のスイングアーム１１側には、Ｃ字状シム７（リフト微調整手段）が着脱可能に取り付けられるようになっている。

該Ｃ字状シム７両端の内周側両端部には、上記各係止凹部３４ａにそれぞれ係止する一対の係止突部７ａが突設され、上記Ｃ字状シム７は、上記環状リング３４外周面に取り付けた状態で、外周面が上記環状リング３４より外側に飛び出した位置でスイングアーム１１における揺動軸心Ｘ２周りの外側面に接触するようになっている。尚、図１１の仮想線は、環状リング３４にＣ字状シム７を取り付けない状態のときのスイングアーム１１の姿勢を示している。

したがって、Ｃ字状シム７の厚みを変更することでＣ字状シム７の外周面の位置がコントロールシャフト３１の径方向に変化し、それに伴ってスイングアーム１１における揺動軸心Ｘ２周りの外側面の位置が移動するので、スイングアーム１１の揺動軸心Ｘ２の位置を簡単に変えることができる。

また、Ｃ字状シム７をコントロールシャフト３１に取り付けた際、コントロールシャフト３１に対してＣ字状シム７の位置がずれなくなり、コントロールシャフト３１に対するＣ字状シム７の取り付けを安定させることができる。

尚、本発明の実施形態１〜３では、可変動弁機構１を吸気用のバルブ１０に適用したが、排気用のバルブ１０に適用することも可能である。

また、本発明の実施形態１〜３では、スイングアーム１１がロッカアーム４１を介してバルブ１０を間接的に押圧しているが、ロッカアーム４１を介さずに直接バルブ１０を押圧する構成であってもよい。

また、本発明の実施形態１，２では、偏心リング３２の歯３２ｂを本発明の係合突起と、環状突条部３３ｂの歯溝３３ｅを本発明の係合凹部と定義したが、偏心リング３２の歯溝３２ｃを本発明の係合凹部と、環状突条部３３ｂの歯３３ｄを本発明の係合突起と定義してもよい。

また、本発明の実施形態３では、Ｃ字状シム７に係止突部７ａを、環状リング３４に上記係止突部７ａが係止する係止凹部３４ａを設けたが、環状リング３４に係止凹部３４ａを、Ｃ字状シム７に係止突部７ａが係止する係止凹部３４ａを設けてもよい。

本発明は、エンジンの吸排気バルブのリフト量及び開期間を変更可能な可変動弁機構に適している。

１ 可変動弁機構
２ カムシャフト
６ バネ部材（付勢手段）
７ Ｃ字状シム
７ａ 係止突部
１０ バルブ
１１ スイングアーム
１１ｂ 揺動軸（揺動軸部）
２１ コントロールアーム
２１ａ 本体部
２１ｂ 第２押圧部
３１ コントロールシャフト
３２ 偏心リング（微調整手段）
３２ａ 凹条溝（目印部）
３２ｂ 歯（係合突起）
３３ 調整レバー
３３ａ 回転軸（揺動軸部）
３３ｂ 環状突条部
３３ｃ 突出部
３３ｅ 歯溝（係合凹部）
３４ａ 係止凹部

Claims (9)

1. 吸排気用バルブと、
   エンジンのクランク軸に同期して回転するカムシャフトと、
   該カムシャフトの軸心と同方向に延びる軸心周りに揺動可能に設けられ、上記カムシャフトの回転動作により押圧されて揺動するコントロールアームと、
   上記カムシャフトの軸心と同方向に延びる軸心周りに揺動可能に設けられ、上記コントロールアームの揺動動作により押圧されて揺動するとともに、当該揺動動作により上記バルブを直接又間接的に押圧してリフトさせるスイングアームと、
   該スイングアームに対する上記コントロールアームの相対位置を変化させることにより上記スイングアームに対する上記コントロールアームの押圧位置を変更して上記バルブのリフト量及び開期間を調整するリフト調整手段と、
   上記スイングアームの揺動軸心の位置を移動させることにより上記バルブのリフト量及び開期間を微調整するリフト微調整手段とを備え、
   上記リフト調整手段は、上記カムシャフトの軸心と同方向に延びる軸心周りに回転するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトに回転一体に設けられ、上記コントロールシャフトの径方向外側に突出して上記コントロールアームを揺動可能に軸支する突出部を有する調整レバーとを備え、
   該調整レバーは、上記コントロールシャフトと共に当該コントロールシャフトの軸心周りに回動することにより、上記カムシャフトの軸方向から見て、上記コントロールアームの揺動軸心を上記スイングアームの揺動軸心に対して接離させる方向に移動させていることを特徴とする可変動弁機構。
2. 請求項１に記載の可変動弁機構において、
   上記スイングアームの揺動軸部が、上記コントロールアームにおける揺動軸部に対して上記カムシャフトの軸心方向と直交する方向から見て上記カムシャフトの軸心方向に重ならないようにずれて配置されていることを特徴とする可変動弁機構。
3. 請求項１又は２に記載の可変動弁機構において、
   上記バルブの閉状態において、上記カムシャフトの軸心方向から見て、上記コントロールアームの揺動軸心が、上記スイングアームの揺動軸心と上記スイングアームに対する上記コントロールアームの押圧位置とを通過する直線上か、又はその直線に接近した位置となっていることを特徴とする可変動弁機構。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の可変動弁機構において、
   上記バルブは、エンジンの同一気筒において上記カムシャフトの軸心方向に一対並設され、
   上記スイングアームは、上記各バルブに対応して一対設けられ、
   上記コントロールアームは、上記カムシャフトの軸心方向において上記両スイングアーム間に配置された本体部と、該本体部に一体に設けられ、上記各スイングアームをそれぞれ押圧する一対の押圧部とを備えていることを特徴とする可変動弁機構。
5. 請求項４に記載の可変動弁機構において、
   上記各コントロールアームの上記スイングアームを押圧する押圧部分の形状が互いに異なっていることを特徴とする可変動弁機構。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の可変動弁機構において、
   上記リフト微調整手段は、上記コントロールシャフトに当該コントロールシャフトの軸心周りに回転可能に外嵌合され、外周面が上記スイングアームにおける揺動軸心周りの外側面に接触する偏心リングを備えていることを特徴とする可変動弁機構。
7. 請求項６に記載の可変動弁機構において、
   上記リフト微調整手段は、上記偏心リングを上記コントロールシャフトの軸心方向の調整レバー側に付勢する付勢手段をさらに備え、
   上記調整レバーは、上記コントロールシャフト周りに延びる環状突条部を備え、
   上記偏心リングの上記調整レバー側の端面及び上記環状突条部の側面のいずれか一方には、複数の同形状の係合突起が周方向に等間隔に設けられているとともに、いずれか他方には、上記各係合突起がそれぞれ係脱可能に係合する複数の同形状の係合凹部が周方向に等間隔に設けられ、
   上記偏心リングを上記付勢手段の付勢力に抗して回転させることにより上記コントロールシャフトに対する偏心リングの周方向の位置を変更することを特徴とする可変動弁機構。
8. 請求項１から５のいずれか１つに記載の可変動弁機構において、
   上記リフト微調整手段は、上記コントロールシャフトの上記スイングアーム側外周面に着脱可能に取り付けられ、上記コントロールシャフト外周面に取り付けた状態で、外周面が上記コントロールシャフト外周面より外側に飛び出した位置で上記スイングアームにおける揺動軸心周りの外側面に接触するＣ字状シムであることを特徴とする可変動弁機構。
9. 請求項８に記載の可変動弁機構において、
   上記Ｃ字状シムの内周側両端部及び上記コントロールシャフトの外周面のいずれか一方には、一対の係止突部が設けられるとともに、いずれか他方には、上記各係止突部が係止する一対の係止凹部が設けられていることを特徴とする可変動弁機構。

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