JP2004108302A

JP2004108302A - 可変動弁機構

Info

Publication number: JP2004108302A
Application number: JP2002273869A
Authority: JP
Inventors: Ken Sugiura; 杉浦　憲; Kimihiko Tofuji; 東藤　公彦; Hitoshi Tsuge; 柘植　仁; Shizuo Ishikawa; 石川　鎮夫; Manabu Shibata; 柴田　学
Original assignee: Toyota Motor Corp; Otics Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Otics Corp
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: JP4063622B2

Abstract

【課題】軸を減らして構造をシンプルにするとともにエンジンヘッドをコンパクトにする。
【解決手段】ロッカアーム１の第一ローラ８の近傍に設けた制御シャフト１０に制御カム１１を形成し、介在アーム２１を揺動可能に設け、介在アーム２１に、第二ローラ３０と第三ローラ３１とを備えたレバー３２を設け、第三ローラ３１をレバー３２の小角度回転方向の一方向に押圧することで、レバー３２と介在アーム２１とをその順に介してロッカアーム１を押圧しバルブ６をリフトさせる回転カム４２を回転可能に設け、制御カム１１の配向角を変えることにより、回転カム４２によるバルブ６のリフト量及び作用角を変化させるリフト制御装置を設けた。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状況に応じてバルブのリフト量及び作用角を連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可変動弁機構としては、二本のカムシャフトを回転させてロッカアームを揺動させると共に２本のカムシャフトの位相を相対的に変えることによりロッカアームの揺動角を変えて、バルブのリフト量又は作用角を連続的に変化させるようにしたものがある（例えば、非特許文献１参照。）。
また、本出願人は先に、ロッカアームのカム対応部の近傍に該カム対応部を押圧する押圧面を備えた第一介在アームを揺動可能に軸着し、第一介在アームに回転カム摺接部と制御カム摺接部とを備えた第二介在アームを揺動可能に軸着し、回転カム摺接部を第二介在アームの揺動方向の一方側から押圧し、第二介在アーム及び第一介在アームをその順に介してロッカアームを押圧することによりバルブをリフトさせる回転カムを形成した１本のカムシャフトを回転可能に軸支し、制御カム摺接部を第二介在アームの揺動方向の他方側から押圧する制御カムを形成した１本の支持シャフトを回転可能に軸支し、制御カムの配向角を１回転以内の範囲で変えることにより第二介在アームの揺動の仕方を変えることを介して第一介在アームの揺動開始角を変え、もってカム対応部に対する第一介在アームの押圧面の当接位置を第一介在アームの長さ方向に変えることにより回転カムによるバルブのリフト量及び作用角を変化させるリフト制御装置を設けた可変動弁機構を提案した（特願２００２−１０９０４２、本願出願時において未公開）。
【０００３】
【非特許文献１】
「自動車工学・１９９９年１２月号」株式会社鉄道日本社、平成１１年、第８６−８７頁
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のタイプでは、二本の回転カムの位相を変えて回転させることが必要であるが駆動が難しいという問題があった。そこで、後者のタイプにより、回転カムを一つに減らすことにより駆動を容易にしたが、カムシャフト、支持シャフト及び第一介在アームの揺動軸となるアームシャフトの合計３本の軸が必要となりエンジンヘッドをコンパクトにするのが難しくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、軸を減らして構造をシンプルにするとともにエンジンヘッドをコンパクトにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の可変動弁機構は、ロッカアームのカム対応部の近傍に回動可能に設けた制御シャフトに制御カムを形成し、カム対応部を押圧する押圧面を備えた介在アームを、制御シャフトを中心にその周りを制御カムの回動とは独立して揺動可能に設け、介在アームに、制御カム摺接部と回転カム摺接部とを備えたレバーを小角度回転可能に設け、制御カム摺接部に、レバーの小角度回転方向の一方向を規制するように制御カムが当接し、回転カム摺接部をレバーの小角度回転方向の一方向に押圧することで、レバーと介在アームとをその順に介してロッカアームを押圧しバルブをリフトさせる回転カムを回転可能に設け、制御カムの配向角を１回転以内の範囲で内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的に変えることにより、レバーを小角度回転させて回転カム摺接部を回転カムに近づく方向に変位させ、回転カム摺接部と回転カムとの当接位置を移動すると同時に、介在アームの揺動開始角を変え、もってカム対応部に対する介在アームの押圧面の当接位置を介在アームの長さ方向に変えることにより、回転カムによるバルブのリフト量及び作用角を変化させるリフト制御装置を設けたことを特徴としている。なお、カム対応部とは、回転カムにレバー及び介在アームを介して対応し押圧される部位という意味である。
【０００７】
レバーの構成は、特に限定されないが、次の態様を例示できる。
（１）一端部に回転カム摺接部を備え、他端部に制御カム摺接部を備えるとともに、途中部において介在アームに小角度回転可能に軸支された態様。
（２）一端部に回転カム摺接部と制御カム摺接部とを備えるとともに、他端部において介在アームに小角度回転可能に軸支された態様。
（３）一端部に回転カム摺接部を備え、途中部に制御カム摺接部を備えるとともに、他端部において介在アームに小角度回転可能に軸支された態様。
【０００８】
カム対応部は、固定された硬質チップでも回転可能なローラでもよい。但し、摺動抵抗や摩耗を考慮すると、カム対応部はロッカアームに回転可能に軸着されたローラが好ましい。
【０００９】
回転カム摺接部又は制御カム摺接部は、固定された硬質チップでも回転可能なローラでもよい。但し、摺動抵抗や摩耗を考慮すると、回転カム摺接部又は制御カム摺接部の少なくとも一方（好ましくは両方）は、第二介在アームに回転可能に軸着されたローラが好ましい。
【００１０】
回転カム摺接部及び制御カム摺接部が共に回転可能なローラである場合、両ローラは同軸上に並設しても平行な別々の軸上に設けてもよい。また、いずれか一方のローラの１つを対称面にして他方のローラを２つ配するようにし、回転カム及び制御カムから受ける力がレバーにねじれ応力を生じさせないようにしてもよい。
【００１１】
回転カム摺接部及び制御カム摺接部の一方のみが回転可能なローラである場合、他方としては、レバーに形成されたローラ片持ち支持部や、ローラを両側から支持するレバーに形成された一対のフォーク片等が例示できる。また、フォーク片間にローラの回転を妨げないようにローラの側周面の少なくとも一部を包み込むローラ包囲部が架設され、該ローラ包囲部を回転カム摺接部及び制御カム摺接部の他方側としてもよい。
【００１２】
ロッカアーム、介在アーム及びレバーは、別の面内で揺動又は小角度回転してもよいが、スペース効率上、同一面内で揺動又は小角度回転することが好ましい。
【００１３】
ここで、ロッカアームは、次のいずれのタイプでもよい。
（ａ）ロッカアームの一端部に揺動中心部があり、中央部にカム対応部があり、他端端にバルブ押圧部があるタイプ。（いわゆるスイングアーム）
（ｂ）ロッカアームの中央部に揺動中心部があり、一端部にカム対応部があり、他端端にバルブ押圧部があるタイプ。
【００１４】
揺動中心部としては、次の二態様を例示できる。
（ｉ）揺動中心部はピボットに支持された凹球面部である態様。
（ｉｉ）揺動中心部はシーソアームが回動可能に軸支された軸穴部である態様。
【００１５】
上記（ｉ）の態様では、揺動中心部にタペットクリアランス調整機構が設けられることが好ましい。例えば、ピボットに設けた雄ネジをピボット支持材に設けた雌ネジに螺入量調節可能に螺入するようにしたタペットクリアランス調整機構や、ピボットをピボット支持材に対して摺動可能に設けて、油圧でタペットクリアランスを自動調整するようにしたもの等を例示できる。
【００１６】
回転カムと制御カムとに回転カム摺接部と制御カム摺接部とがそれぞれ常に摺接するように介在アームとレバーとを付勢する付勢手段を設けることが好ましい。付勢手段としては、特に限定されないが、介在アームをその揺動方向に沿って付勢することでレバーの回転カム摺接部と制御カム摺接部とが回転カムと制御カムとから離間しないようにレバーを付勢するバネ部材が好ましい。
具体的には、介在アームのアーム部又はアーム部とは別に設けられた突起とシリンダヘッドとの間に押し縮めたバネ部材を設けたもの等を例示できる。
【００１７】
リフト制御装置としては、特に限定されないが、ヘリカルスプライン機構と、油圧を用いた駆動部と、マイクロコンピュータ等の制御装置とを備えたものを例示できる。
【００１８】
なお、本発明の可変動弁機構は、吸気バルブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできるが、両方に適用することが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した可変動弁機構の第一実施形態例について、図１〜図５を参照して説明する。この可変動弁機構にはスイングアームタイプのロッカアーム１が二つ使用され、各ロッカアーム１の一端部は同部に形成された凹球面部２がピボット３に支持されてなる揺動中心部となっている。各ピボット３はネジによるタペットクリアランス調整機構を内蔵している。各ロッカアーム１の他端下部には、バルブ押圧部５が凹設され、バルブ６の基端部をバルブ押圧部５が押圧するようになっている。
【００２０】
各ロッカアーム１の中央部に形成されたローラ配置穴７には、カム対応部としての第一ローラ８が、ロッカアーム１の上面からやや突出するように配され、該第一ローラ８はアーム側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。
【００２１】
ピボット３の軸下部に設けられた雄ネジは、ピボット支持材４に設けられた雌ネジに螺入量調節可能に螺入されて、タペットクリアランス調整機構が構成されている。なお、タペットクリアランス調整機構は、ピボット３をピボット支持材４に対して摺動可能な構成にして、油圧でタペットクリアランスが自動調整されるものに変更してもよい。
【００２２】
第一ローラ８の上方近傍には、制御シャフト１０が回動可能に設けられるとともに、該制御シャフト１０には制御カム１１が形成されている。制御カム１１は、制御シャフト１０の外周面であるベース円１１ａと、ベース円１１ａから滑らかに繋がって突出量が漸増するノーズ漸増部１１ｂとを備えている。
【００２３】
また、第一ローラ８を押圧する押圧面２２を備えた介在アーム２１が、制御シャフト１０を中心にその周りを制御カム１１の回動とは独立して揺動可能に設けられている。即ち、介在アーム２１は、その基端の円筒部２３が制御シャフト１０に外挿され、介在アーム２１の軸線方向両端部には、円筒部２３からロッカアーム１のバルブ押圧部側へ向かって略平行に延びる一対のアーム部２５が形成されている。各アーム部２５の下面は、直下に位置する第一ローラ８を押圧するための押圧面２２となっている。
【００２４】
各押圧面２２は、第一ローラ８の半径よりも大きい曲率半径の凹曲面に形成され、後述するように第一ローラ８に対する押圧面２２の当接位置が介在アーム２１の長さ方向に変わっても、押圧面２２はその略垂線方向に第一ローラ８を押圧するようになっている。
【００２５】
また、制御カム１１は、該円筒部２３の略中央部に円筒部２３の内側から外側まで連通するように形成された逃がし窓２４を通して、円筒部２３の外側に突出させられている。
【００２６】
逃がし窓２４は、円筒部２３の周方向に対して、円筒部２３の略１２分の１１周分の長さを備えており、制御カム１１が介在アーム２１に対して相対的に所定角度範囲で揺動できるようになっている。
【００２７】
一対のアーム部２５の間には、制御カム摺接部としての第二ローラ３０と、回転カム摺接部としての第三ローラ３１とを備えたレバー３２が小角度回転可能に設けられている。レバー３２は、上端部に第三ローラ３１を備え、下端部に第二ローラ３０を備えるとともに、中央部においてアーム部２５に小角度回転可能に軸支されており、第二ローラ３０には、レバー３２の小角度回転方向の一方向（図２における右回転方向）を規制するように制御カム１１が当接している。
【００２８】
第三ローラ３１は、レバー３２の上端部に形成されたフォーク３２ａに配されて、第三ローラ３１はフォーク３２ａの側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。また、第二ローラ３０は、レバー３２の下端部に形成されたフォーク３２ｂに配されて、第二ローラ３０はフォーク３２ｂの側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。また、第二ローラ３０は制御カム１１と略同一幅に形成されている。
【００２９】
また、介在アーム２１には、付勢手段（図示略）が接続されていて、アーム部２５を第一ローラ８から遠ざける方向に常に付勢され、後述する回転カム４２と制御カム１１とに第三ローラ３１と第二ローラ３０とがそれぞれ常に摺接するようになっている。
【００３０】
また、レバー３２のロッカアーム１でいう揺動中心部側の上方には、第三ローラ３１をレバー３２の小角度回転方向の一方向（図２における右回転方向）に押圧することで、レバー３２と介在アーム２１とをその順に介してロッカアーム１を押圧しバルブ６をリフトさせる回転カム４２が回転可能に設けられている。
【００３１】
回転カム４２は、ベース円４２ａと、突出量が漸増するノーズ漸増部４２ｂと、最大突出量となるノーズ４２ｃと、突出量が漸減するノーズ漸減部４２ｄとからなり、回転可能に支持されたカムシャフト４１に形成されている。また、回転カム４２は、第三ローラ３１と略同一幅に形成されている。
【００３２】
制御シャフト１０には、制御カム１１の配向角を１回転以内の範囲で内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的（好ましくは三段階以上、さらに好ましくは四段階以上の多段階）に変えることによりレバー３２を小角度回転させて第三ローラ３１を回転カム４２に近づく方向に変位させ、第三ローラ３１と回転カム４２との当接位置を移動すると同時に、介在アーム２１の揺動開始角（回転カム４２のベース円４２ａが第三ローラ３１に当接しているときの介在アーム２１の角度であって、制御カム１１と第二ローラ３０との当接位置によって変化する）を変え、もって第一ローラ８に対する介在アーム２１の押圧面２２の当接位置を介在アーム２１の長さ方向に変えることにより回転カム４２によるバルブ６のリフト量及び作用角を変化させるリフト制御装置（図示略）が接続されている。
【００３３】
リフト制御装置は、例えば、ヘリカルスプラインを設けたピストンが油圧により所定角の回転を伴いながら軸方向に移動し、該回転が制御シャフトを回転させることにより制御カム１１の配向角を１回転以内の範囲で変える構造となっており、内燃機関の回転センサやアクセル開度センサ等からの検知値に基づいてマイクロコンピュータ等の制御装置により制御されるようになっている。
【００３４】
上記の構成により、制御カム１１が第二ローラ３０に当接してレバー３２が右回転方向に小角度回転するのを規制した状態で、回転カム４２がレバー３２を右回転方向に小角度回転させる向きに第三ローラ３１を斜め下方（ロッカアーム１でいう揺動中心部側からバルブ押圧部側に向かいながら下方へ）へ押圧し、レバー３２と介在アーム２１とをその順に介してロッカアーム１が押圧されることによりバルブ６がリフトされるようになっている。このとき、回転カム４２により第三ローラ３１を押圧されたレバー３２は第二ローラ３０と制御カム１１との当接位置を突出量の大きい側に移動させながら下方へ変位し、該レバー３２を介して下方へ押圧された介在アーム２１は所定の角度範囲で揺動する。
【００３５】
またこのとき、制御カム１１の配向角を変えて、第二ローラ３０に当接する位置をベース円１１ａにしたりノーズ漸増部１１ｂの各所にしたりすることにより、レバー３２が小角度回転して姿勢が変化し、第三ローラ３１が回転カム４２に近づく方向に変位させられて、介在アーム２１の揺動開始角も変わることになる。すると、第一ローラ８に対する介在アーム２１の押圧面２２の当接位置が介在アーム２１の長さ方向に変わり、具体的には、介在アーム２１の揺動開始角が高いときには押圧面２２の当接位置はアーム部２５基端側となり、介在アーム２１の揺動開始角が低いときには押圧面２２の当接位置はアーム部２５先端側となる。
【００３６】
以上のように構成された可変動弁機構は、次のように作用する。
まず、図２（ａ）→（ｂ）は、最大リフト量・最大作用角が必要な運転状況下における制御カム１１の配向角度とそれによる作用を示している。
図２（ａ）に示すように、最大リフト量・最大作用角が必要な運転状況下で、回転カム４２の第三ローラ３１に対する当接位置がベース円４２ａの位置であるとき、制御カム１１はノーズ漸増部１１ｂの中間突出部付近が第二ローラ３０に当接するように配向制御される。このとき、第二ローラ３０が当接している制御カム１１の当接位置がベース円１１ａに比べて大きな突出量を持っているので、レバー３２は介在アーム２１に対して左回転方向に小角度回転する。すると、レバー３２の小角度回転に伴って第三ローラ３１が回転カム４２に近づく方向に変位させられるため、回転カム４２のベース円４２ａに当接している第三ローラ３１は、ベース円４２ａに沿って回転カム４２の下側にやや潜り込むとともにレバー３２を下方へ変位させる。このレバー３２の変位に伴って、介在アーム２１が下方へやや傾き、その位置が最大リフト量・最大作用角が必要な運転状況下における介在アーム２１の揺動開始角となる。このときの介在アーム２１の揺動開始角は、下方へやや傾いた所といっても依然として高いため、第一ローラ８に対する介在アーム２１の押圧面２２の当接位置は、アーム部２５基端側（詳しくは、円筒部２３）であり、まだバルブ６のリフトは発生しない。
【００３７】
次に、図２（ａ）から図２（ｂ）までの間、すなわち回転カム４２の第三ローラ３１に対する当接位置がベース円４２ａからノーズ漸増部４２ｂに変位するときには、第三ローラ３１が回転カム４２により右下方に押圧を受け、レバー３２が下方へ変位するとともにレバー３２を軸支した介在アーム２１は、付勢手段による付勢に抗して下方に傾きを増してゆく。このとき、第二ローラ３０の制御カム１１に対する当接位置が、制御カム１１の下方のより突出量の大きい側へ移動するので、レバー３２は介在アーム２１に対して相対的に左回転方向に小角度回転を始める。しかし、介在アーム２１の右回転方向の揺動量の方が、レバー３２の介在アーム２１に対する左回転方向の小角度回転量よりも大きいため、レバー３２は全体的に見れば右回転方向に傾いてゆく。このとき、介在アーム２１の二つの押圧面２２が二つの第一ローラ８に対する当接位置を円筒部２３から押圧面２２側に変位させながら二つの第一ローラ８を下方へ押圧し始める。二つのロッカアーム１は、二つの第一ローラ８がそれぞれ押圧され始めるのに対応して各ピボット３を中心として下方へ揺動を開始し、バルブ押圧部５が二つのバルブ６を下方に押圧して各バルブ６がリフトされ始める。
【００３８】
次に、図２（ｂ）に示すように、回転カム４２のノーズ漸増部４２ｂを経てノーズ４２ｃが第三ローラ３１に摺接するとき、レバー３２は第二ローラ３０の制御カム１１に対する当接位置をノーズ漸増部１１ｂの最大突出部付近に移動させ、最も下方に変位するとともに右回転方向に大きく傾いた状態になる。このレバー３２の変位に伴って、介在アーム２１は付勢手段による付勢に抗して下方へ最大に揺動し、その位置が最大リフト量・最大作用角が必要な運転状況下における介在アーム２１の揺動終了角となる。すると、第一ローラ８に対する介在アーム２１の押圧面２２の当接位置はアーム部２５先端側に変わり、介在アーム２１はロッカアーム１を下方へ最大に揺動させるので、バルブ６のリフト量Ｌは発生・増加して最大値Ｌｍａｘに達し、作用角も最大となる。
なお、前記の通り、前記当接位置が変わっても、凹曲面に形成された押圧面２２はその略垂線方向に第一ローラ８を押圧するので、介在アーム２１にその長さ方向の応力成分がほとんど生じず、円筒部２３と制御シャフト１０との間に負担がかからない。
【００３９】
次に、図３（ａ）→（ｂ）は、微小リフト量・微小作用角が必要な運転状況下における制御カム１１の配向角度とそれによる作用を示している。
図３（ａ）に示すように、微小リフト量・微小作用角が必要な運転状況下で、回転カム４２の第三ローラ３１に対する当接位置がベース円４２ａの位置であるとき、制御カム１１はノーズ漸増部１１ｂの小突出部付近が第二ローラ３０に当接するように配向制御される。このとき、第二ローラ３０が当接している制御カム１１の当接位置が図２（ａ）の時より突出量が小さくなるため、レバー３２は介在アーム２１に対して図２（ａ）の時よりも右回転方向に小角度回転する。すると、レバー３２の小角度回転に伴って第三ローラ３１が回転カム４２から遠ざかる方向に変位させられるため、回転カム４２のベース円４２ａに当接している第三ローラ３１は、ベース円４２ａに沿って回転カム４２との当接位置を図２（ａ）の時よりも右上方へ変位させるとともにレバー３２を上方へ変位させる。このレバー３２の変位に伴って、介在アーム３２が図２（ａ）の時よりもやや上方へ傾き、その位置が微小リフト量・微小作用角が必要な運転状況下における介在アーム２１の揺動開始角となる。このときの介在アーム２１の揺動開始角は、下方へやや傾いた所といっても依然として高いため、第一ローラ８に対する介在アーム２１の押圧面２２の当接位置は、アーム部２５の基端側（詳しくは、円筒部２３）であり、まだバルブ６のリフトは発生しない。
【００４０】
次に、図３（ａ）から図３（ｂ）までの間、すなわち回転カム４２の第三ローラ３１に対する当接位置がベース円４２ａからノーズ漸増部４２ｂに変位するときには、第三ローラ３１が回転カム４２により右下方に押圧を受け、レバー３２が下方へ変位するとともにレバー３２を軸支した介在アーム２１は、付勢手段による付勢に抗して下方に傾きを増してゆく。このとき、第二ローラ３０の制御カム１１に対する当接位置が、図３（ａ）の時よりも制御カム１１の下方のより突出量の大きい側へ移動するので、レバー３２は介在アーム２１に対して左回転方向に小角度回転を始める。しかし、介在アーム２１の右回転方向の揺動量の方が、レバー３２の介在アーム２１に対する左回転方向の小角度回転量よりも大きいため、レバー３２は全体的に見れば右回転方向に傾いてゆく。このとき、介在アーム２１の二つの押圧面２２が二つの第一ローラ８に対する当接位置を円筒部２３から押圧面２２側に変位させながら二つの第一ローラ８を下方へ押圧し始める。二つのロッカアーム１は、二つの第一ローラ８がそれぞれ押圧され始めるのに対応して各ピボット３を中心として下方へ揺動を開始し、バルブ押圧部５が二つのバルブ６を下方に押圧して各バルブ６がリフトされ始める。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、回転カム４２のノーズ漸増部４２ｂを経てノーズ４２ｃが第三ローラ３１に摺接するとき、レバー３２は第二ローラ３０の制御カム１１に対する当接位置を図３（ａ）の時よりもやや下側のノーズ漸増部１１ｂの中突出部付近に移動させ、レバー３２自体は下方に変位するとともに、右回転方向に大きく傾いた状態になる。このレバー３２の変位に伴って、介在アーム２１は付勢手段による付勢に抗して下方に揺動し、その位置が微小リフト量・微小作用角が必要な運転状況下における介在アーム２１の揺動終了角となる。しかし、第一ローラ８に対する介在アーム２１の押圧面２２の当接位置は、押圧面２２の基端部に留まるので、介在アーム２１はロッカアーム１を下方へ僅かに揺動させ、バルブ６のリフト量Ｌは微小となる。また、介在アーム２１の揺動開始角が図２（ａ）の時よりも上方に傾いた所であり、バルブ６がリフトされるのが揺動終了角付近に限られるので作用角も微小となる（図５参照）。
【００４２】
なお、図２と図３との中間的なリフト量・作用角が必要な運転状況下では、図２と図３との中間的な制御カム１１の配向角度をリフト制御装置により連続的に又は段階的に作ることで、図５に示すように中間的なリフト量・作用角が連続的に又は段階的に得られる。
【００４３】
次に、図４（ａ）→（ｂ）は、リフト休止が必要な運転状況下における制御カム１１の配向角度とそれによる作用を示している。
図４（ａ）に示すように、リフト休止が必要な運転状況下で、回転カム４２の第三ローラ３１に対する当接位置がベース円４２ａの位置であるとき、制御カム１１はベース円１１ａ（制御シャフト１０の外周面ともいえる）が第二ローラ３０に当接するように配向制御される。この時、第二ローラ３０が当接している制御カム１１の当接位置が図３（ａ）の時より突出量が小さくなるため、レバー３２は介在アーム２１に対して図３（ａ）の時よりも右回転方向に小角度回転する。すると、レバー３２の小角度回転に伴って第三ローラ３１が回転カム４２から更に遠ざかる方向に変位させられるため、回転カム４２のベース円４２ａに当接している第三ローラ３１は、ベース円４２ａに沿って回転カム４２との当接位置を図３（ａ）の時よりも右上方へ変位させるとともにレバー３２を上方へ変位させる。このレバー３２の変位に伴って、介在アーム３２が図３（ａ）の時よりも更に上方へ傾いてアーム部２５が略水平となり、その位置がリフト休止が必要な運転状況下における介在アーム２１の揺動開始角となる。このときの介在アーム２１の揺動開始角は高いため、第一ローラ８に対する介在アーム２１の押圧面２２の当接位置は、アーム部２５の基端側（詳しくは、円筒部２３）であり、バルブ６のリフトは発生しない。
【００４４】
次に、図４（ａ）から図４（ｂ）までの間、すなわち回転カム４２の第三ローラ３１に対する当接位置がベース円４２ａからノーズ漸増部４２ｂに変位するときには、第三ローラ３１が回転カム４２により右下方に押圧を受け、レバー３２が下方へ変位するとともにレバー３２を軸支された介在アーム２１は、付勢手段による付勢に抗して下方に傾きを増してゆく。このとき、第二ローラ３０の制御カム１１に対する当接位置が、ベース円１１ａから変化しないのでレバー３２は介在アーム２１に対する小角度回転を停止し、介在アーム２１と一体的に傾いてゆく。このとき、介在アーム２１の二つの押圧面２２が、二つの第一ローラ８に対する当接位置を円筒部２３から押圧面２２側に向かって変位させるが、当接位置が円筒部２３内に留まるため、二つの第一ローラ８は押圧されず、各バルブ６はリフトを開始しない。
【００４５】
次に、図４（ｂ）に示すように、回転カム４２のノーズ漸増部４２ｂを経てノーズ４２ｃが第三ローラ３１に摺接するとき、レバー３２は第二ローラ３０の制御カム１１に対する当接位置を図４（ａ）の時よりもやや下側のベース円１１ａに移動させ、レバー３２自体は下方に僅かに変位するとともに、右回転方向に最も大きく傾いた状態になる。このレバー３２の変位に伴って、介在アーム２１は付勢手段による付勢に抗して下方に揺動し、その位置がリフト休止が必要な運転状況下における介在アーム２１の揺動終了角となる。しかし、第一ローラ８に対する介在アーム２１の押圧面２２の当接位置は、円筒部２３内に留まるので、介在アーム２１はロッカアーム１を揺動させず、バルブ６はリフト休止状態となる。
【００４６】
以上のような可変動弁機構によれば、制御カム１１が形成された制御シャフト１０が介在アーム２１を揺動可能に支持する軸を兼ねているので、従来エンジンヘッドに３本必要であった軸を制御シャフト１０とカムシャフト４１との２本に減らすことができ、可変動弁機構をシンプルにするとともに、エンジンヘッドをコンパクトにしてエンジンを小型化することができる。
【００４７】
次に、本発明を実施した可変動弁機構の第二実施形態について、図６〜図７を参照して第一実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態の可変動弁機構は、レバーの制御カム摺接部の構成、回転カムによるレバーの押圧方向、回転カム及び第三ローラの数、及び介在アームの構成においてのみ第一実施形態と相違するものである。
【００４８】
すなわち、本実施形態の可変動弁機構は、レバー３５が上端部に回転カム摺接部としての第三ローラ３１と制御カム摺接部としての第二ローラ３０とを備えるとともに、下端部において介在アーム２１に小角度回転可能に軸支されている。
【００４９】
レバー３５の上端部には、フォーク３６が形成され、フォーク３６の内側壁には第二ローラ３０が配されるとともに、第二ローラ３０はフォーク３６の内側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。また、フォーク３６と第二ローラ３０とを挟んでフォーク３６の両外側には、第二ローラ３０と略同一外径の二つの第三ローラ３１が、第二ローラ３０と同軸上に配されるとともに、各第三ローラ３１はフォーク３６の外側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。また、第二ローラ３０と第三ローラ３１とは、互いに独立して回転可能となっている。なお、第二ローラ３０と第三ローラ３１とは、異なる外径に形成されていてもよい。また、二つの第三ローラ３１を一つに減らしてもよい。
【００５０】
また、第三ローラ３１が二つに増えたことに伴って、回転カム４２は二つに増やされている。二つの回転カム４２は、丁度二つの第三ローラ３１にそれぞれ摺接するように所定間隔をおいてカムシャフト４１に形成されている。
【００５１】
また、レバー３５は、アーム部２５とは別に円筒部２３から斜め下方へ延びるように形成された一対のレバー支持部３７の間に配されて、該レバー３５はレバー支持部３７の内側壁に直交する軸の周りに揺動可能に軸着されている。なお、レバー３５は第一実施形態と同様にアーム部２５に揺動可能に軸着されていてもよい。
【００５２】
また、第一実施形態では、回転カム４２がレバー３２のロッカアーム１でいう揺動中心部側に設けられていたが、本実施形態では、回転カム４２がレバー３５のロッカアーム１でいうバルブ押圧部側に設けられている。したがって、回転カム４２は、ロッカアーム１でいうバルブ押圧部側から揺動中心部側に向かって第三ローラ３１を押圧しながらレバー３５を下方へ押圧するようになっている。
【００５３】
本実施形態の可変動弁機構は、レバー３５の構成、回転カム４２によるレバー３５の押圧方向、回転カム及び第三ローラの数、及び介在アーム２１の構成が異なるものの、基本的には第一実施形態と同様である。そして、本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果が得られるとともに、レバー３２より短いレバー３５を用いたことにより、回転カム４２の位置をバルブ６に近づけることができ、可変動弁機構の寸法をバルブ６の長さ方向に対して縮めてコンパクトにすることができる。これによりエンジンヘッドを小型化してエンジンの小型化を図ることができる。
【００５４】
次に、本発明を実施した可変動弁機構の第三実施形態について、図８〜図９を参照して第二実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態の可変動弁機構は、レバーの構成においてのみ第二実施形態と相違するものである。
【００５５】
すなわち、本実施形態の可変動弁機構は、レバー３９が上端部に回転カム摺接部としての一つの第三ローラ３１を備え、レバー３９の略中央部に制御カム摺接部としての第二ローラ３０を備えるとともに、レバー３９の下端部において介在アーム２１に小角度回転可能に軸支されている。
【００５６】
レバー３９は、第二実施形態のレバー３５の略２倍の長さのものに変更され、第三ローラ３１と回転カム４２とは共に一つに減らされている。また、第二ローラ３０は、レバー３９の略中央部に凹設されたローラ配置穴４０にレバー３９の側面からやや突出するように配されて、ローラ配置穴４０の内側壁に直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。
【００５７】
従って、本実施形態の可変動弁機構は、第二実施形態のレバー３５よりもレバー３９が長くなるものの、基本的には第一実施形態及び第二実施形態と同様である。そして、本実施形態によれば、レバー３９が第二実施形態のレバー３５より長いため第二実施形態ほどのエンジンの小型化が望めないものの、回転カム４２と第三ローラ３１とを二つずつ設ける必要がないので、部品点数を減らして可変動弁機構の構造をシンプルにすることができる。
【００５８】
なお、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、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。
（１）リフト制御装置の構成や制御の仕方を適宜変更すること。
（２）中央部に揺動中心部があるロッカアームとすること。
（３）第二実施形態において、第三ローラ３１と回転カム４２とを二つずつ設ける代わりに第二ローラ３０と制御カム１１とを二つずつ設けること。
（４）付勢手段の構成を適宜変更すること。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の可変動弁機構は、上記の通り構成されているので、軸を減らして構造をシンプルにするとともにエンジンヘッドをコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る可変動弁機構を示す斜視図である。
【図２】図１の最大リフト量・作用角が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図３】図１の微小リフト量・作用角が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図４】図１のリフト休止が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る可変動弁機構により得られるバルブのリフト量及び作用角を示すグラフである。
【図６】本発明の第二実施形態に係る可変動弁機構を示す斜視図である。
【図７】同可変動弁機構を示す断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る可変動弁機構を示す斜視図である。
【図９】同可変動弁機構を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　ロッカアーム
６　　バルブ
８　　カム対応部としての第一ローラ
１０　　制御シャフト
１１　　制御カム
２１　　介在アーム
２２　　押圧面
４２　　回転カム
３０　　制御カム摺接部としての第二ローラ
３１　　回転カム摺接部としての第三ローラ
３２　　レバー
４２　　回転カム
４１　　カムシャフト

Claims

ロッカアームのカム対応部の近傍に回動可能に設けた制御シャフトに制御カムを形成し、
前記カム対応部を押圧する押圧面を備えた介在アームを、前記制御シャフトを中心にその周りを前記制御カムの回動とは独立して揺動可能に設け、
前記介在アームに、制御カム摺接部と回転カム摺接部とを備えたレバーを小角度回転可能に設け、
前記制御カム摺接部に、前記レバーの小角度回転方向の一方向を規制するように前記制御カムが当接し、
前記回転カム摺接部を前記レバーの小角度回転方向の前記一方向に押圧することで、前記レバーと前記介在アームとをその順に介して前記ロッカアームを押圧しバルブをリフトさせる回転カムを回転可能に設け、
前記制御カムの配向角を１回転以内の範囲で内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的に変えることにより、前記レバーを小角度回転させて前記回転カム摺接部を前記回転カムに近づく方向に変位させ、前記回転カム摺接部と前記回転カムとの当接位置を移動すると同時に、前記介在アームの揺動開始角を変え、もって前記カム対応部に対する前記介在アームの押圧面の当接位置を前記介在アームの長さ方向に変えることにより、前記回転カムによる前記バルブのリフト量及び作用角を変化させるリフト制御装置を設けた可変動弁機構。
前記レバーが、一端部に前記回転カム摺接部を備え、他端部に前記制御カム摺接部を備えるとともに、途中部において前記介在アームに小角度回転可能に軸支された請求項１記載の可変動弁機構。
前記レバーが、一端部に前記回転カム摺接部と前記制御カム摺接部とを備えるとともに、他端部において前記介在アームに小角度回転可能に軸支された請求項１記載の可変動弁機構。
前記レバーが、一端部に前記回転カム摺接部を備え、途中部に前記制御カム摺接部を備えるとともに、他端部において前記介在アームに小角度回転可能に軸支された請求項１記載の可変動弁機構。
前記カム対応部が、前記ロッカアームに回転可能に軸着されたローラである請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変動弁機構。
前記回転カム摺接部又は制御カム摺接部の少なくとも一方が、前記介在アームに回転可能に軸着されたローラである請求項１〜５のいずれか一項に記載の可変動弁機構。