JP6604063B2 - エンジンのカム構造 - Google Patents

Description

本開示は、エンジンのカム構造に関する。

特許文献１には、ベース円部とバルブリフト部とを有するベースカムと、バルブリフト部の先端部に取り付けられ、バルブリフトさせるローラとを有するローラ付きカムが開示されている。かかるローラ付きカムは、バルブリフトの立ち上がりで正の第１のバルブ加速度ピークを生じ、バルブリフトの立ち下がりで正の第２のバルブ加速度ピークを生じる。そして、第１のバルブ加速度ピークと第２のバルブ加速度ピークとの間でバルブ加速度が負となるバルブ加速度特性を有している。
また、かかるローラ付きカムは、第１のバルブ加速度ピークと第２のバルブ加速度ピークとの間で、動弁機構の被駆動部がベースカムのバルブリフト部からローラのローラ本体に乗り移りのときに生じる正の第３のバルブ加速度ピークと、第１のバルブ加速度ピークと第２のバルブ加速度ピークとの間で、動弁機構の被駆動部がローラのローラ本体からバルブリフト部に乗り移りのときに生じる正の第４のバルブ加速度ピークとが、第１のバルブ加速度ピークと第２のバルブ加速度ピークよりも小さくなるように、ローラのローラ本体の径と取付位置が設定されている。
特許文献１に開示されたローラ付きカムは、動弁機構の被駆動部がベースカムのバルブリフト部からローラ本体に乗り移るときに生じる第３のバルブ加速度ピークなどを抑えることができる。また、バルブのジャンプも小さくなるため、安定したバルブリフト特性を維持することができる。

特許第５２８７６４８号公報

ところで、ローラ付きカムを採用したエンジンのバルブリフト装置では、動弁機構の被駆動部（バルブ）がベースカムのバルブリフト部からローラ本体に乗り移るときに動弁機構の被駆動部（バルブ）に急激な速度変化が生じると騒音が大きくなる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、カムの乗り移りによる騒音を抑制することができるエンジンのカム構造を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るエンジンのカム構造は、エンジンのバルブをリフトするカムの構造であって、前記バルブのリフト量が０となるベースサークルと、前記バルブのリフト特性を決定する第１のカムプロフィールと、前記ベースサークルと前記第１のカムプロフィールとをつなぐランプ部と、前記第１のカムプロフィールと異なるリフト特性の第２のカムプロフィールと、前記第１のカムプロフィールと前記第２のカムプロフィールが交差することで折れ曲がり前記バルブのリフト速度が変化する折れ曲がり部と、を有し、前記折れ曲がり部のリフト速度の速度差が前記ランプ部における等速度区間の速度以下に設定される。

上記（１）の構成によれば、折れ曲がり部におけるリフト速度の速度差がランプ部における等速度区間の速度以下に設定されるので、バルブの急激な速度変化を抑制することができ、カムの乗り移りによる騒音を抑制することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記カムは前記カムの先端部に回転するローラを設けたローラカムであり、前記ローラカムは、前記ベースサークルと、前記第１のカムプロフィールからなるカム山部と、前記第２のカムプロフィールからなるローラ部と、により構成される。
上記（２）の構成によれば、カム山部とローラ部との間におけるバルブの急激な速度変化を抑制することができ、カム山部とローラ部との間におけるカムの乗り移りによる騒音を抑制することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記折れ曲がり部は、前記バルブの最大変位点を基準としてオープンサイド又はクローズサイドに３０度から６０度の範囲に設定される。
上記（３）の構成によれば、カムの乗り移りは、バルブの最大変位点を基準としてオープンサイド又はクローズサイドに３０度から６０度の範囲に設定される。したがって、折れ曲がり部におけるリフト速度の変化量をランプ部のリフト速度の変化量以下に比較的簡単に設定することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、バルブの急激な速度変化を抑制することができ、カムの乗り移りによる騒音を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンのローラカムが適用されるバルブリフト装置の構成を簡単に示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンのローラカムの外観を示す斜視図である。 図２に示したエンジンのローラカムにより駆動されるバルブのリフト量と速度を示す図である。 図３に示したＡ部の詳細を示す図である。 図３に示したＢ部の詳細を示す図である。 図３に示したＣ部の詳細を示す図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンのカムが適用されるバルブリフト装置の構成を簡単に示す模式図である。 Ｔレバーとロッカーアームが合体される前の状態を示す模式図である。 Ｔレバーとロッカーアームが合体された後の状態を示す模式図である。 図７に示したエンジンのカムにより駆動されるバルブのリフト量と速度を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブを駆動するローラカム（カム構造）３を適用したエンジンのバルブリフト装置２を簡単に示す模式図である。
まず、図１に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ２１を駆動するローラカム３が適用されるエンジンのバルブリフト装置２を簡単に説明する。ここでは、バルブ２１を駆動するローラカム３でバルブ２１を直接駆動するダイレクト型又は直接駆動型と称されるバルブリフト装置２を例に説明するが、これに限られるものではない。

エンジンのバルブリフト装置２は、エンジンの吸気側と排気側とに設けられている。吸気側のバルブリフト装置２及び排気側のバルブリフト装置２は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）により駆動され、ピストン（図示せず）に対して適切な時期にバルブ（吸気バルブ及び排気バルブ）２１を開閉せしめている。これにより、混合気がエンジンの燃焼室１１に供給され、燃焼室１１から排気ガスが排出される。

エンジンの吸気側に設けられるバルブリフト装置２において、バルブ（吸気バルブ）２１は燃焼室１１に混合気を送り込む一方、燃焼室１１を閉鎖する役割を果たし、エンジンの排気側に設けられるバルブリフト装置２において、バルブ（排気バルブ）２１は燃焼室１１から排気ガスを排出する一方、燃焼室１１を閉鎖する役割を果たしている。
尚、エンジンの吸気側に設けられるバルブリフト装置２とエンジンの排気側に設けられるバルブリフト装置２では傘部（バルブヘッド）の大きさが異なることがあるが、開閉時期を除いて略同様の構成である。これにより、以下の説明では、エンジンの吸気側に設けられるバルブリフト装置２とエンジンの排気側に設けられるバルブリフト装置２を区別することなく説明する。

図１に示すように、エンジンのバルブリフト装置２は、バルブ２１、バルブシート２２、タペット２３，バルブスプリング２４、及びバルブ２１を駆動するローラカム３を備えて構成されている。

バルブ２１は、上述したように燃焼室１１を開閉せしめる役割を果たすもので、通常、キノコ型をしたポペットバルブが採用されている。ポペットバルブは、軸部と軸部の一端に設けられる円形の傘部とにより構成されている。そして、軸部がバルブステムと称され、傘部がバルブヘッドと称される。また、バルブステムの他端（軸部の他端）はバルブステムエンドと称される。そして、バルブステムのバルブステムエンド側（軸部の他端側）にはバルブコッタ（図示せず）を取り付けるための溝又は孔が設けられている。

図１に示すように、バルブ（バルブステム）２１は、バルブステムガイド２５に挿通され、燃焼室（シリンダヘッド）１１に取り付けられている。バルブステムガイド２５は、バルブ２１に正確な直線運動をさせるためのもので、通常、鋳鉄製の厚肉の円筒状のものがシリンダヘッドに取り付けられている。

バルブシート２２は、バルブ２１と密着し、燃焼室１１の圧縮漏れを防止するためのもので、シリンダヘッドが鋳鉄製の場合にはシリンダヘッドに直接設けられ、シリンダヘッドがアルミニウム合金などの場合にはバルブシート２２のみが鋳鉄や耐熱鋼で製造され、シリンダヘッドに嵌め込まれている。

タペット２３は、バルブ２１を駆動するローラカム３の回転運動を直線運動に変換してバルブ２１を開閉せしめる役目を果たすもので、バルブリフタとも称されている。タペット２３は、有底の円筒状に形成され、特殊鋳鉄で作成されるバルブ２１を駆動するローラカム３との接触面は表面硬化が施されている。また、バルブ２１を駆動するローラカム３とタペット２３は中心がオフセットされ、バルブ２１を駆動するローラカム３の運動によりタペット２３が回転され、当たり面の偏摩耗を防ぐように工夫されている。

バルブスプリング２４は、バルブ２１の開閉を確実に行うためのもので、タペット２３とシリンダヘッド側に設けられたバルブスプリングシート２６との間に介装されている。バルブスプリング２４は、１本又は２本のコイルスプリングで構成されている。

バルブ２１を駆動するローラカム３は、バルブ２１を開閉せしめるためのもので、カムシャフト２７に固定され、タペット２３を往復動させることにより、バルブ２１を開閉せしめている。尚、カムシャフト２７は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に固定されたスプロケット及びチェーン、又はギヤにより駆動される。

つぎに、図２から図６に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ２１を駆動するローラカム３を詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ２１を駆動するローラカム３の外観を示す斜視図であり、図３は、図２に示したエンジンのバルブ２１を駆動するローラカム３により駆動されるバルブ２１のリフト量（リフト曲線）と速度（速度曲線）を示す図である。また、図４は、図３に示したＡ部の詳細を示す図であり、図５は、図３に示したＢ部の詳細を示す図である。また、図６は、図３に示したＣ部の詳細を示す図である。

本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ２１を駆動するローラカム３は、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉せしめるもので、図２に示すように、複数のカムによって構成されている。本発明の一実施形態に係るバルブ２１を駆動するローラカム３において、複数のカムは、カム本体を構成するカム３１と、カム３１の先端部（リフト部３１ｂ）に設けられるローラ３２と、を備えて構成されている。

カム３１は、バルブ２１の変位が０（ゼロ）であるベースサークル部３１ａと、バルブ２１の変位を決定するリフト部（カム山部）３１ｂと、ベースサークル部３１ａとリフト部３１ｂとをつなぐランプ部３１ｃと、を有して構成されている。これらカム３１を構成するベースサークル部３１ａ、リフト部３１ｂ、及びランプ部３１ｃの外周面は、ベースサークル部３１ａ、ランプ部３１ｃ、リフト部３１ｂの順に連続したカム面を構成している。
また、カム３１のリフト部（カム山部）３１ｂの先端部（カムトップ部３１ｄ）には、ローラ３２を収容するための凹部３１ｅが設けられている。凹部３１ｅは、カム３１の幅方向中央にカム３１の幅の３分の１の幅で設けられている。
また、カム３１のリフト部３１ｂの先端部（カムトップ部３１ｄ）には、カム３１の幅方向に貫通する軸穴３１ｆが設けられている。軸穴３１ｆは、凹部３１ｅに収容されたローラ３２を支持する軸３３を支持するためのもので、軸穴３１ｆにはローラ３２を支持するための軸３３が嵌合されている。
尚、カム３１は、カムシャフト２７に固定されるものであれば、カムシャフト２７と一体に設けられてもよいし、別体に設けられてもよい。また、上述したカム３１は一体に設けられているが、複数の部品を結合して構成するものとしてもよい。

ローラ３２は、タペット２３との間に生じるフリクション（摩擦抵抗）を減少させるためのものである。ローラ３２は、ローラ３２の外周面の一部がリフト部３１ｂから突出するようにカム３１のリフト部３１ｂの先端部（カムトップ部３１ｄ）に設けられた凹部３１ｅに収容され、軸穴３１ｆに支持された軸３３に回転自在に支持されている。これにより、ローラ３２の外周面は、カム面を構成する。そして、バルブ２１を駆動するローラカム３により駆動されるタペット２３は、カム３１のベースサークル部３１ａ、ランプ部３１ｃ、及びリフト部３１ｂのカム面に摺接され、リフト部３１ｂにおいてカム３１のカム面からローラ３２のカム面に乗り移り、その後、リフト部３１ｂにおいてローラ３２のカム面からカム３１のカム面に乗り移る。

また、カムシャフト２７の中心部には給油孔２７ａが軸方向に設けられ、バルブ２１を駆動するローラカム３（カム３１）には、給油孔２７ａに連通する給油孔（図示せず）が径方向に設けられている。これにより、カムシャフト２７に設けられた給油孔２７ａに供給された潤滑油は、カム３１に設けられた給油孔を通り、ローラ３２に供給される。

ところで、図３に示すように、バルブ２１を駆動するローラカム３に駆動されるバルブ２１のリフト量（変位量）を実線の太線と二点鎖線の太線とで示すリフト曲線ＤＬは、バルブ２１を駆動するローラカム３のリフト特性を決定するカムプロフィールと対応する。これにより、リフト曲線ＤＬは、ベースサークル部３１ａに対応するベースサークル領域Ｐ、リフト部（カム山部）３１ｂに対応するリフト領域Ｑ、ランプ部３１ｃに対応するランプ領域Ｒと、で構成される。
そして、バルブ２１の最大変位点Ｔを基準にバルブ２１の開き側（オープンサイド）の変位と閉じ側（クローズサイド）の変位が一つのリフト曲線ＤＬに示され、オープンサイド及びクローズサイドにおいて、カム３１のランプ部３１ｃによるバルブ２１のリフト量、カム３１のリフト部３１ｂによるバルブ２１のリフト量、及び、ローラ３２によるバルブ２１の変位量がリフト曲線ＤＬに示される。

また、図３に示すように、バルブ２１を駆動するローラカム３に駆動されるバルブ２１のリフト速度を実線で示す速度曲線ＶＬは、リフト曲線ＤＬを時間で微分することにより求められる。速度曲線ＶＬは、リフト曲線ＤＬと同様、バルブ２１を駆動するローラカム３の速度特性を決定するカムプロフィールと対応する。そして、カム３１のランプ部３１ｃによるバルブ２１のリフト速度、カム３１のリフト部３１ｂによるバルブ２１のリフト速度、及び、ローラ３２によるバルブ２１のリフト速度が速度曲線ＶＬに示される。
尚、カム３１のランプ部３１ｃによるバルブ２１のリフト速度は、バルブクリアランス（タペット２３とバルブ２１を駆動するローラカム３（カム３１）との隙間）により発生する衝突の衝撃が少なくなるように設定される。また、カム３１のランプ部３１ｃは、図６に示すように、等加速度区間Ｓ１、等速度区間Ｓ２、及び等加速度区間Ｓ３から構成される。

図３に示すように、上述した本発明の一実施形態に係るバルブ２１を駆動するローラカム３のリフト曲線ＤＬは、カム３１によるリフト量を実線で示すリフト曲線（第１のカムプロフィール）ＤＬ１と、ローラ３２によるリフト量を二点鎖線で示すリフト曲線（第２のカムプロフィール）ＤＬ２とが合成され、図４に示すように、カム３１によるリフト曲線ＤＬ１とローラ３２によるリフト曲線ＤＬ２との交差に折れ曲がり部Ｚを有する。
したがって、ローラカム３のカムプロフィールは、カム３１によるリフト特性を決定する第１のカムプロフィールと、ローラ３２によるリフト特性を決定する第２のカムプロフィールとが合成され、第１のカムプロフィールと第２のカムプロフィールとが交差することで折れ曲がり、バルブ６１のリフト速度が変化する。

図３に示すように、本発明の一実施形態に係るバルブ２１を駆動するローラカム３は、バルブ２１の最大変位点を基準としてオープンサイドに３０度から６０度の範囲にカム３１からローラ３２への乗り移りによる折れ曲がり部Ｚを有し、クローズサイドに３０度から６０度の範囲にローラ３２からカム３１への乗り移りによる折れ曲がり部Ｚを有する。

また、本発明の一実施形態に係るバルブ２１を駆動するローラカム３の速度曲線ＶＬは、リフト曲線ＤＬと同様、カム３１によるリフト速度を示す速度曲線ＶＬ１と、ローラ３２によるリフト速度を示す速度曲線ＶＬ２とが合成され、図５に示すように、リフト曲線ＤＬの交差に速度の変化量（速度差）Ｖｂを有する。

本発明の一実施形態に係るバルブ２１を駆動するローラカム３は、図５及び図６に示すように、リフト曲線ＤＬの交差における速度の変化量Ｖｂをランプ領域Ｒにおけるリフト速度（ランプ速度）の変化量Ｖｃ、例えば、等速度区間Ｓ２の速度以下に設定されている。リフト曲線ＤＬの交差における速度の変化量Ｖｂをランプ部３１ｃにおけるリフト速度の変化量Ｖｃ以下に設定するのは、速度の変化量による衝突（バルブ２１を駆動するローラカム３とタペット２３との衝突）の衝撃をバルブクリアランスによる衝突（バルブ２１を駆動するローラカム３（ランプ部３１ｃ）とタペット２３との衝突）の衝撃よりも小さくすることにある。これにより、速度の変化量Ｖｂによる衝突の打音をバルブクリアランスによる衝突の打音よりも小さくすることができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ２１を駆動するローラカム（カム構造）３によれば、折れ曲がり部Ｚにおけるリフト速度の変化量Ｖｂがランプ部３１ｃにおけるリフト速度の変化量Ｖｃ以下に設定されるので、バルブ２１の急激な速度変化を抑制することができ、カムの乗り移りによる騒音（打音）を抑制することができる。

また、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ２１を駆動するローラカム３によれば、カム３１のリフト部（カム山部）３１ｂとローラ３２の外周面（ローラ部）との間におけるバルブの急激な速度変化を抑制することができ、カム３１のリフト部３１ｂとローラ３２の外周面との間におけるカムの乗り移りによる騒音（打音）を抑制することができる。

また、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ２１を駆動するローラカム３によれば、カムの乗り移りは、バルブ２１（タペット２３）の最大変位点Ｔを基準としてオープンサイド又はクローズサイドに３０度から６０度の範囲に設定されるので、折れ曲がり部Ｚにおけるリフト速度の変化量Ｖｂをランプ部３１ｃのリフト速度の変化量Ｖｃ以下に比較的簡単に設定することができる。

また、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ２１を駆動するローラカム３によれば、ランプ部３１ｃの速度は、ランプ部３１ｃにおける等速度区間Ｓ２の速度であるから、カムの乗り移りによる折れ曲がり部Ｚの変化量を明確に設定することができる。

（実施形態２）
図７は、本発明の他の一実施形態に係るエンジンのバルブ６１を駆動するカム（カム構造）７が適用されるバルブリフト装置６の構成を簡単に示す模式図である。また、図８は、Ｔレバー６２とロッカーアーム６３が合体される前の状態を示す模式図（断面図）であり、図９は、Ｔレバー６２とロッカーアーム６３が合体された後の状態を示す模式図（断面図）である。また、図１０は、図７に示したエンジンのバルブ６１を駆動するカム７により駆動されるバルブのリフト量（リフト曲線）と速度（速度曲線）を示す図である。

図７から図９に基づいて、本発明の他の一実施形態に係るエンジンのバルブ６１を駆動するカム７が適用されるエンジンのバルブリフト装置６を説明する。ここでは、二つのバルブ６１，６１を同時に開閉するバルブリフト装置６を例に説明するが、これに限られるものではない。また、説明に際して上述した本発明の一実施形態（実施形態１）と共通する構成については説明を省略する。

本発明の他の一実施形態（実施形態２）に係るエンジンのバルブリフト装置６は、バルブ６１，６１の開閉タイミング及び開閉ストロークを可変するもので、図７に示すように、バルブ６１，６１、Ｔレバー６２、ロッカーアーム６３、バルブ６１を駆動するカム７（低速カム７１、高速カム７２）を備えて構成されている。

Ｔレバー６２は、二つのバルブ６１，６１を直接駆動することにより、二つのバルブ６１，６１を同時に開閉するもので、図７に示すように、平面視Ｔ字型に形成され、基端部に制御軸６２ａ（ロッカーシャフト）が設けられている。また、Ｔレバー６２は、その中央部にカムフォロワ６４が設けられている。Ｔレバー６２に設けられたカムフォロワ６４は、制御軸６２ａと平行に設けられた軸に回転自在に支持されている。
また、図８及び図９に示すように、Ｔレバー６２の内部には油圧ピストン６５が設けられている。図８及び図９に例示する油圧ピストン６５は、制御軸６２ａの径方向に進退可能に設けられ、油圧供給前はバネ６６により制御軸に収容される一方、油圧供給後はバネ６６の弾性復元力に抗して制御軸６２ａから突出するように設けられている。

図７に示すように、ロッカーアーム６３は、Ｔレバー６２に設けられた制御軸６２ａに回転可能に支持されている。ロッカーアーム６３は、その先端部にカムフォロワ６７が設けられている。ロッカーアーム６３に設けられたカムフォロワ６７は、Ｔレバー６２に設けられたカムフォロワ６７と同様、制御軸６２ａと平行に設けられた軸（図示せず）に回転自在に支持されている。また、ロッカーアーム６３は、Ｔレバー６２の内部に設けられた油圧ピストン６５が嵌合する嵌合穴６３ａを有している。これにより、ロッカーアーム６３は、バルブ６１、６１を直接駆動することはないが、Ｔレバー６２に内蔵された油圧ピストン６５がロッカーアーム６３に設けられた嵌合穴６３ａに嵌合することにより、ロッカーアーム６３がＴレバー６２に合体され、バルブ６１，６１を駆動（間接駆動）する。

バルブ６１を駆動するカム７は、バルブ６１，６１を開閉させるためのもので、カムシャフト７３に固定され、Ｔレバー６２に設けられたカムフォロワ６４及びロッカーアーム６３に設けられたカムフォロワ６７を押圧することにより、バルブ６１，６１を開閉させる。尚、カムシャフト７３は、エンジンのクランクシャフトに固定されたスプロケット及びチェーン、又はギヤにより駆動される。

図７に示すように、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ６１を駆動するカム７は、低速カム７１と、低速カム７１と同軸上に設けられた高速カム７２と、を備えて構成されている。
低速カム７１及び高速カム７２は、それぞれ、ベースサークル部、リフト部、及びランプ部を有して構成され、それぞれ、エンジンの運転状態に適したカムプロフィールを有している。例えば、エンジンが高速運転される場合にはエンジンが低速運転される場合よりも、長い開弁時間又は大きなバルブリフト量が要求されるため、高速カム７２の開弁時間が低速カム７１の開弁時間よりも長く設定され、又は、高速カム７２のカムストロークが低速カム７１のカムストロークよりも大きく設定される。

上述したバルブリフト装置６は、エンジンが低速運転される場合には、図８に示すように、油圧ピストン６５が制御軸に収容され、ロッカーアーム６３はフリーな状態で運転される。したがって、低速カム７１がＴレバー６２に設けられたカムフォロワ６４を押圧するとともに、高速カム７２がロッカーアーム６３に設けられたカムフォロワ６７を押圧することになるが、ロッカーアーム６３は空振りし、動力を伝達することはない。これにより、エンジンが低速運転される場合には、低速カム７１からＴレバー６２に動力が伝達され、バルブ６１，６１は小さなストロークで燃焼室を開閉する。

一方、エンジンが高速運転される場合には、図９に示すように、油圧ピストン６５が制御軸６２ａからロッカーアーム６３の嵌合穴６３ａに突出し、ロッカーアーム６３はＴレバー６２に合体した状態で運転される。したがって、低速カム７１がＴレバー６２に設けられたカムフォロワ６４を押圧するとともに、高速カム７２がロッカーアーム６３に設けられたカムフォロワ６７を押圧することになるが、図１０に示す例では、高速カム７２の開弁時間は低速カム７１の開弁時間と同じで、高速カム７２のカムストロークは低速カム７１のカムストロークよりも大きいため、低速カム７１は空転することになり、動力は高速カム７２からロッカーアーム６３を経てＴレバー６２に伝達される。これにより、エンジンが高速運転される場合には、高速カム７２からロッカーアーム６３を経てＴレバー６２に動力が伝達され、バルブ６１，６１は大きなストロークで燃焼室を開閉する。

ところで、図１０に示すように、バルブ６１を駆動するカム７に駆動されるバルブ６１のリフト曲線ＤＬは、低速から高速に移行する際、及び高速から低速に移行する際に折れ曲がり部を有する。
すなわち、リフト曲線ＤＬは、低速から高速に移行する際に、低速カム７１によるリフト量を二点鎖線で示すリフト曲線（第１のカムプロフィール）ＤＬ３と、高速カム７２によるリフト量を実線で示すリフト曲線（第２のカムプロフィール）ＤＬ４とが合成され、低速カム７１によるリフト曲線ＤＬ３と高速カムによるリフト曲線ＤＬ４との交差に折れ曲がり部を有する。同様に、リフト曲線ＤＬは、高速から低速に移行する際に、高速カム７２によるリフト量を示すリフト曲線ＤＬ４と低速カム７１によるリフト曲線ＤＬ３とが合成され、高速カム７２によるリフト曲線ＤＬ４と低速カム７１によるリフト曲線ＤＬ３との交差に折れ曲がり部を有する。

また、このリフト曲線ＤＬを時間で微分したものがバルブのリフト速度を示す速度曲線ＶＬとなるが、リフト曲線ＤＬの交差に速度の変化量（速度差）を有する。
したがって、カム７のカムプロフィールは、低速から高速に移行する際、及び高速から低速に移行する際に、低速カム７１によるリフト特性を決定する第１のカムプロフィールと、高速カム７２によるリフト特性を決定する第２のカムプロフィールとが交差することで折れ曲がり、バルブ６１のリフト速度が変化する。

本発明の一実施形態に係るバルブ６１を駆動するカム７は、上述した一実施形態（実施形態１）に係るバルブ６１を駆動するローラカム３と同様、リフト曲線ＤＬの交差における速度の変化量（速度差）をランプ部におけるリフト速度（ランプ速度）の変化量、例えば、等速度区間の速度以下に設定されている。リフト曲線ＤＬにおける速度の変化量をランプ部におけるリフト速度の変化量以下に設定するのは、速度の変化量による衝突（カム７１，７２とカムフォロワ６４，６７との衝突）の衝撃をバルブクリアランスによる衝突の衝撃よりも小さくすることにある。これにより、速度の変化量による衝突の打音をバルブクリアランスによる衝突の打音よりも小さくすることができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ６１を駆動するカム７によれば、折れ曲がり部におけるリフト速度の変化量がランプ部におけるリフト速度の変化量以下に設定されるので、バルブ６１の急激な速度変化を抑制することができ、カムの乗り移りによる騒音（打音）を抑制することができる。

また、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブ６１を駆動するカム７によれば、低速カム７１と高速カム７２との間のカムの乗り移りにおけるバルブの急激な速度変化を抑制することができ、低速カム７１と高速カム７２との間におけるカムの乗り移りによる騒音（打音）を抑制することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１１ 燃焼室
２ バルブリフト装置
２１ バルブ
２２ バルブシート
２３ タペット
２４ バルブスプリング
２５ バルブステムガイド
２６ バルブスプリングシート
２７ カムシャフト
２７ａ 給油孔
３ ローラカム
３１ カム
３１ａ ベースサークル部
３１ｂ リフト部
３１ｃ ランプ部
３１ｄ カムトップ部
３１ｅ 凹部
３１ｆ 軸穴
３２ ローラ
３３ 軸
６１ バルブ
６２ Ｔレバー
６２ａ 制御軸
６３ ロッカーアーム
６３ａ 嵌合穴
６４ カムフォロワ
６５ 油圧ピストン
６６ バネ
６７ カムフォロワ
７ カム
７１ 低速カム
７２ 高速カム
７３ カムシャフト
ＤＬ，ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３，ＤＬ４ リフト曲線
Ｐ ベースサークル領域
Ｑ リフト領域
Ｒ ランプ領域

Claims (3)

1. エンジンのバルブをリフトするカムの構造であって、
   前記バルブのリフト量が０となるベースサークルと、
   前記バルブのリフト特性を決定する第１のカムプロフィールと、
   前記ベースサークルと前記第１のカムプロフィールとをつなぐランプ部と、
   前記第１のカムプロフィールと異なるリフト特性の第２のカムプロフィールと、
   前記第１のカムプロフィールと前記第２のカムプロフィールが交差することで折れ曲がり前記バルブのリフト速度が変化する折れ曲がり部と、
   を有し、
   前記折れ曲がり部のリフト速度の速度差が前記ランプ部における等速度区間の速度以下に設定されたことを特徴とするエンジンのカムの構造。
2. 前記カムは前記カムの先端部に回転するローラを設けたローラカムであり、
   前記ローラカムは、
   前記ベースサークルと、
   前記第１のカムプロフィールからなるカム山部と、
   前記第２のカムプロフィールからなるローラ部と、
   により構成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのカムの構造。
3. 前記折れ曲がり部は、前記バルブの最大変位点を基準としてオープンサイド又はクローズサイドに３０度から６０度の範囲に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのカムの構造。

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