JP2005155555A - 可変動弁機構 - Google Patents

Abstract

【課題】段階的にバルブのリフト量を変化させる可変動弁機構において、低速側から高速側における切り替えを良好に行うことができ、低速および高速の中間での最適なリフト量を多段階で得ることが可能な可変動弁機構を提供する。
【解決手段】段階的に複数のリフト量を付与することができる複数のカムと、上記複数のカムの回転に伴ってロッカシャフトを軸に揺動するロッカアームと、上記ロッカアームの揺動により開閉されるバルブとを有する可変動弁機構において、上記ロッカアームと上記複数のカムとは、上記ロッカアームに形成されたローラを介して接しており、上記複数のカムは、軸方向に階段状となるように配置されたリフト部と、軸方向に平坦となるように配置された平坦部とを有し、上記ロッカアームは、上記ロッカシャフトに上記ロッカシャフトの軸方向に移動可能に支持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関用の可変動弁機構に関するものである。

内燃機関用の可変動弁機構には、段階的にバルブリフト量を変化させるステージ式と、連続的にバルブリフト量を変化させる連続式とがある。

例えば、ステージ式の代表的なものとしては、低速・高速の２段、または、低速・中速・高速の３段のロッカアームを用い、ロッカアームとバルブとの間の連結および切り離しを行うことにより、バルブのリフト量を段階的に変更するものが挙げられる。しかしながら、このように各速度に合わせたロッカアームを用いるステージ式の可変動弁機構においては、スペース的な制約から２段階または３段階での切り替えが限界である。よって、中間での最適なリフト量を得ることができないため、出力向上および燃費改善には限界がある。

さらに、連続的にバルブリフト量を変更する連続式の可変動弁機構としては、例えば、一般的にカムシャフトの回転によって決められるバルブの開閉タイミングを、コンピュータ制御し、モーターによるバルブコントロール機能を付加、自在に変化させるようにしたシステム（以下、このシステムをバルブトロニックと記載する場合がある。）や３次元形状を有するカムシャフト等がある。しかしながら、上記バルブトロニックにおいては、重量面およびコスト面で不利な点がある。また、３次元カムについてはカムとのエッジロードという点から、ローラ対応が困難でありフリクションに対し不利であると共に、切り替え誤差および製品誤差による出力バラツキが発生する恐れがある。

また、特許文献１には、カム形状を段階的または連続的に２種以上の異なる形状を有するものとしたカムを用い、タペットまたはロッカアームをカム軸方向に相対的に移動させることにより、段階的または連続的にバルブリフト量を変化させることを可能とする可変動弁機構が開示されている。

しかしながら、このような上記特許文献１に記載の可変動弁機構のうち、カム形状を段階的に変化させたカムを用い、例えば、図６に示すようなカム６０のノーズ６０´方向が気筒毎に、様々な向きとなっている多気筒エンジンに応用した場合、タペットまたはロッカのカム軸方向への相対的な移動は事実上困難である。したがって、低速側から高速側への切り替えは不可能である。さらに、図７に示すように、カム７０のリフト部７１で低速側から高速側への切り替えを行う場合には、カム７０の段差によりタペット７２等の上記移動が妨げられ、この場合も切り替えは困難である。また、図８に示すように、タペット７２に小さな曲率をつけて形成した場合には、カム７０のリフト部７１での切り替えが可能となるものの、切り替え時にカム７０のエッジとすり合わされるので摩耗が激しいといった問題があった。

特開昭６１−１２９４１１号公報

本発明は、上記目的に鑑みてなされたものであり、段階的にバルブのリフト量を変化させる可変動弁機構において、低速側から高速側における切り替えを良好に行うことができ、低速および高速の中間での最適なリフト量を多段階で得ることが可能な可変動弁機構を提供することを主目的とするものである。

本発明は、上記目的に鑑みてなされたものであり、段階的に複数のリフト量を付与することができる複数のカムと、上記複数のカムの回転に伴ってロッカシャフトを軸に揺動するロッカアームと、上記ロッカアームの揺動により開閉されるバルブとを有する可変動弁機構において、上記ロッカアームと上記複数のカムとは、上記ロッカアームに形成されたローラを介して接しており、上記複数のカムは、軸方向に階段状となるように配置されたリフト部と、軸方向に平坦となるように配置された平坦部とを有し、上記ロッカアームは、上記ロッカシャフトに上記ロッカシャフトの軸方向に移動可能に支持されており、上記ロッカシャフトには、上記ロッカシャフトをその軸方向に移動させるロッカシャフト移動手段が設けられており、さらに、上記ロッカシャフト移動手段により、上記階段状に設けられた複数のカムのリフト部のリフト量が増加する方向に上記ロッカシャフトが移動された場合、上記ロッカアームは上記カムのリフト部では移動せず、上記カムの平坦部では上記ロッカシャフトの移動量分移動し、上記ロッカシャフトが上記ロッカシャフト移動手段により、上記複数のカムのリフト部のリフト量が減少する方向に移動された場合、上記ロッカアームは上記ロッカシャフトの移動量分移動するようにロッカアームの移動を制限するロッカアーム移動制限手段を有することを特徴とする可変動弁機構を提供する。

本発明の可変動弁機構においては、ロッカアーム移動制限手段を有することにより、カムのリフト部のリフト量が増加する方向にロッカシャフトが移動する際には、常に平坦部でロッカアームを移動させることが可能となる。すなわち、リフト量を増やす方向にロッカシャフトが移動する際、カムのリフト部でロッカアームが接触している場合には、ロッカアームは上記方向へ移動せず、カムの回転により平坦部でロッカアームが接触すると、ロッカアームはロッカシャフトの移動量分移動するからである。したがって、低速側から高速側への切り替えを良好に行うことができる。また、異なるリフト量を有するカムを複数用いたことにより、低速および高速の２段の切り替えのみならず、中間での切り替えを多段階で行うことができるので、簡便な機構で中間での最適なリフト量を得ることができ、出力向上および燃費改善に効果を有する。

さらに本発明においては、上記ロッカアーム移動制限手段は、上記ロッカシャフトに設けられた二つの固定部と、上記固定部間に配置された弾性部材とを有し、上記ロッカアームは上記固定部間に配置され、上記二つの固定部は、上記複数のカムが有する軸方向の幅より大きい間隔をおいて配置され、さらに上記弾性部材は、上記ロッカアームを上記階段状に設けられた複数のカムのリフト部のリフト量が増加する方向に上記ロッカアームを付勢するように、上記ロッカアームと上記二つの固定部のいずれかとの間に配置されていることが好ましい。

弾性部材は、その弾性力でロッカシャフトの移動量分を吸収することができる。したがって、リフト量を増やす方向にロッカシャフトが移動する際、カムのリフト部でロッカアームが接触している場合には、カムのリフト部における段差によりロッカアームの移動は妨げられるが、ロッカシャフトの移動量分を弾性部材が吸収することができるので、カムの回転により、カムの平坦部でロッカアームと接触するようになると、弾性部材の弾性力により、ロッカシャフトの移動量分だけ、ロッカアームを移動させることができる。このようなロッカアーム移動制限手段は、小規模かつ簡易な手段で信頼性高くロッカアームの移動を制限することができる。

本発明の可変動弁機構によれば、多段階でのバルブリフト量の切り替えを信頼性高く簡便な機構で可能にするといった効果を奏する。

以下、本発明の可変動弁機構について説明する。

まず、本発明の可変動弁機構の構成部材について図を用いて説明する。図１は本発明の可変動弁機構の一例を示した概略図である。図１に示すように、本発明の可変動弁機構２０は、回転するカム軸３に形成されたカム４と、このカム４の回転に従ってロッカシャフト１を軸に揺動するロッカアーム２と、前記ロッカアーム２の一端に配置され、前記ロッカアーム２の揺動により開閉されるバルブ（図示せず）とを有する。

図１に示す例では、ロッカシャフト１をロッカアーム２に貫通させて設けた場合を示しているが、例えば、ロッカアームのロッカシャフトと接触する部分であるロッカシャフト溝の形状を半円状とし、ロッカシャフトに対してロッカアームを載置するように設置する場合であってもよい。このように、ロッカシャフト溝の形状を半円状とした場合には、載置するだけでロッカシャフトにロッカアームを組み合わせることができるので、ロッカシャフトにロッカアームを固定するロッカガイド等の固定部を設けた後であってもロッカシャフトにロッカアームを設置することができる。したがって、製造上有利であるといった利点を有する。

また、図１に示すように、ロッカアーム２のカム４との接触部分にはローラ５が配置されている。このローラ５は、カム４の回転にしたがって回転し、カム４とロッカアーム２とにおける摺動を転がり摺動とする。このようにローラ５を設けることにより、フリクションの低減を図ることができる。

さらに、本発明におけるカム４は、リフト量の違いにより複数のものからなっている。図２は、本発明におけるカムを、その軸方向から見た場合の概略図を示している。図２に示すように、個々のカム４は、リフト量を発生するノーズ４´が形成されており、ノーズ４´の頂点をリフト頂点１２とする。このようなノーズ４´が形成されている区間をカム４のリフト区間Ａとする。さらに、リフト量を発生しない区間をカム４のベース区間Ｂとする。本発明においては、図１に示すように、各々のカム４におけるベース区間およびリフト区間が一致するように、かつ、カム軸３の軸方向に対して、段階的にリフト量が変化するように、各々のカム４をカム軸３に固定している。このように各々のカム４をカム軸３に固定し、各々のカム４のリフト区間が連なって、カム４の軸方向に階段状となるように配置された部分をリフト部６とする。さらに、個々のカム４のベース区間によりカム４の軸方向に平坦となるように配置された部分を平坦部７とする。

本発明においては、低速側および高速側の切り替えを、異なるリフト量を有する複数のカム４により行う。この点について具体的に図１０および図１１を用いて説明する。図１０および図１１は、カム軸の軸方向であって、リフト量が増加する方向に向って見た場合の本発明の可変動弁機構の一例を示す概略図である。図１０に示すように、本発明におけるカム４は、各々のカム４のリフト区間Ａおよびベース区間Ｂが一致するように、かつ、カム軸３の軸方向に対して、段階的にリフト量が変化するようにカム軸３に固定されている。リフト頂点１２の位置は、図１０に示すように、複数のカム４で同一、または、若干ずらして形成してもよい。リフト頂点の位置を若干ずらして形成した場合には、高速域および低速域でバルブの開くタイミングを制御することにより、より出力および燃費の向上が期待できる。

図１１では、低速側のカム４とロッカアーム２とがローラ５を介して接触している場合を破線で示しており、高速側のカム４とロッカアーム２とがローラ５を介して接触している場合を実線で示している。図１１に示すように、ロッカアーム２と接触するカム４が変更されると、各々のカム４が有するリフト量がロッカアーム２を介してバルブ９に伝達される。また、本発明の可変動弁機構において、低速側のカム４と高速側のカム４とを比較すると、リフト区間Ａにおけるリフト量の大きさが高速側のカム４の方が大きいため、その分、バルブ９に与えられるリフト量も大きくなり、バルブ９の開弁量が大きくなる。したがって、ロッカアーム２と接触するカム４を変更することにより、各々のリフト量に応じたバルブ９の開閉駆動を行うことができるため、低速側および高速側の切り替えを異なるリフト量を有する複数のカム４により行うことが可能なのである。

さらに、図1に示すように、本発明におけるロッカアーム２は、ロッカシャフト１の軸方向に移動可能に支持されている。さらに、ロッカシャフト１の一端には、ロッカシャフト１をその軸方向に移動可能とするロッカシャフト移動手段としてアクチュエータ８が設けられている。さらに、ロッカシャフト１には、ロッカアーム２を挟むように、固定部として２つのロッカガイド１０が固定されている。ロッカアーム２はこの２つのロッカガイド１０により定められた区間内を、ロッカシャフト１の軸方向に移動する。また、このロッカアーム２の移動によりローラ５を介して接触するカム４を変更することができる。

さらに、アクチュエータ８が設けられた側に位置するロッカガイド１０とロッカアーム２との間には、弾性部材としてロストモーションスプリング１１が設けられている。本発明においては、このように、固定部として設けた２つのロッカガイド１０と、弾性部材として設けたロストモーションスプリング１１とを有するロッカアーム移動制限手段を設けたことにより、後に詳述するように低速側から高速側にかけての切り替えを良好に行うことを可能とするものである。さらに、リフト量が異なる複数のカム４を用いてバルブリフト量を変更しているので、低速および高速のみならず、その中間での切り替えを多段階で行うことができ出力および燃費の向上に効果を有する。このようなロッカアーム移動制限手段の動きについては、後に詳述する。

また、本発明の可変動弁機構においては、精度の高いバルブリフト量の調整を行うため、バルブクリアランスを調整する手段を設けてもよい。具体的に、バルブクリアランスを調整する手段としては、図１０に示すように、ロッカアーム２とバルブ９との当接位置にシム３０等の調整部材を挟むことにより、シム３０の厚みでバルブクリアランスを調整する手段や、図示していないが、バルブと当接する側のロッカアームの端部に、スクリューおよびナット等の組合せからなる調整部材を配置し、バルブクリアランスを調整する手段等を挙げることができる。

図９は、本発明の可変動弁機構おけるバルブリフト曲線を示すグラフである。本発明においては、上述したように、段階的に複数のリフト量を付与することができる複数のカムを用い、さらに、ロッカアーム移動制限手段を設けたことにより、図９に示すように、吸・排気バルブのリフト量の切り替え数を増やすことができる。また、このような切り替え数の増加を比較的簡便な機構で精度良く実現することが可能である。

このような本発明の可変動弁機構における主たる構成部材である、ロッカアーム移動制限手段、ロッカシャフト移動手段およびカムについて、以下、詳細に説明する。なお、その他の構成については、一般的な内燃機関の動弁機構において用いられるものと同様なのでここでの説明は省略する。

１．ロッカアーム移動制限手段
まず、本発明におけるロッカアーム移動制限手段について説明する。本発明におけるロッカアーム移動制限手段は、ロッカシャフト移動手段により、階段状に設けられた複数のカムのリフト部のリフト量が増加する方向に前記ロッカシャフトが移動された場合、前記ロッカアームは前記カムのリフト部では移動せず、前記カムの平坦部では前記ロッカシャフトの移動量分移動し、前記ロッカシャフトが前記ロッカシャフト移動手段により、前記複数のカムのリフト部のリフト量が減少する方向に移動された場合、前記ロッカアームは前記ロッカシャフトの移動量分移動するようにロッカアームの移動を制限するものである。

本発明においては、このようなロッカアーム移動制限手段を設けたことを特徴とする。このようなロッカアーム移動制限手段を設けたことにより、カムのリフト量が増加する方向にロッカシャフトを移動させる場合には、常にカムの平坦部でロッカアームを移動させることができるため、低速側から高速側への移行を精度良く良好に行うことができる。

このようなロッカアーム移動制限手段は、上述したようにロッカアームの移動を制限することができるものであれば特に限定はされない。具体的には、ロッカシャフトに設けられた２つの固定部と、前記固定部間に配置された弾性部材とを有するものであることが好ましい。以下、本発明におけるロッカアーム移動制限手段が、２つの固定部と弾性部材とを有する場合について説明する。

まず、本発明におけるロッカアーム移動制限手段が２つの固定部と弾性部材とを有する場合の低速側から高速側への移行について図３を用いて具体的に説明する。図３に示すように、ロッカアーム２が揺動自在に設置されたロッカシャフト１に、ロッカアーム２を挟むように固定部として２つのロッカガイド１０が固定されている。ロッカアーム２は２つのロッカガイド１０により定められた区間内をロッカシャフト１の軸方向に移動する。さらに、ロッカシャフト１の一端に設けられたアクチュエータ８側に位置するロッカガイド１０とロッカアーム２との間には、弾性部材としてロストモーションスプリング１１が設けられている。このような位置にロストモーションスプリング１１を配置することにより、カム４のリフト量が増加する方向にロッカアーム２を付勢することができる。

このようなロッカアーム移動制限手段が設けられた本発明の可変動弁装置において、低速側から高速側への移行は以下のようにして行われる。

まず、図３（ａ）に示すように、ロッカアーム２が低速側のカム４のリフト部６でローラ５を介して接触している際、図３（ｂ）に示すように、アクチュエータ８により、ロッカシャフト１が、その軸方向であり、カム４のリフト量が増加する方向に移動すると、ロッカガイド１０はロッカシャフト１に固定されているので、ロッカシャフト１と共に移動する。しかしながら、ロッカアーム２は、カム４のリフト部６の段差により、その移動が妨げられる。ロストモーションスプリング１１は、カム４のリフト部６のリフト量が増加する方向に、ロッカアーム２を付勢するように配置されていることから、ロッカシャフト１の移動量Ｃ分だけ縮み、その移動量Ｃ分を一旦吸収する。このような状態で、図３（ｃ）に示すように、カム軸３の回転により、ロッカアーム２がローラ５を介して、カム４の平端部７で接触するようになると、ロッカアーム２の上記方向への移動を妨げるものはなくなるため、ロストモーションスプリング１１の弾性力により、ロッカシャフト１の上記移動量Ｃ分だけ、ロッカアーム２をカム４のリフト量が増加する方向へ移動させることができる。さらに、高速側への切り替えも同様の手順で行われる。

本発明においては、このようなロッカアーム移動制限手段を用いることにより、低速側から高速側へ移行する際には、常に、カムの平坦部でロッカアームを移動させることができるため、良好な切り替えが可能となる。

逆に、カムのリフト量が減る方向、すなわち、高速側から低速側への切り替えは、ロッカアームの移動がカムのリフト部の段差により妨げられることはないので、ロッカアーム移動制限手段により、ロッカアームの移動を制限しなくとも、切り替えることができる。

以下、本発明におけるロッカアーム移動制限手段について固定部および弾性部材に分けて説明する。

（１）固定部
本発明における２つの固定部は、ロッカアームを挟み込むようにロッカシャフトに固定して配置されている。ロッカアームは、ロッカシャフトに、その軸方向に移動可能に支持されているので、２つの固定部により定められた区間内を移動することができる。

このような固定部は、ロッカアームのロッカシャフトの軸方向における移動区間を固定できるものであれば特に限定はされない。具体的には、ロッカガイド等の固定部材をボルト等で固定したものや、このような固定部材をロッカシャフトと一体物として形成したもの等を挙げることができる。本発明においては、特に、ロッカガイド等の固定部材をボルト等で固定して設けたものが好ましい。ロッカアームおよび後述する弾性部材の取り付けが容易となるため、製造上好ましいからである。

さらに、２つの固定部は、複数のカムが有する軸方向の幅より大きい間隔をおいて配置されている。これにより、ロッカアームは、少なくともカムの軸方向の幅分だけロッカシャフトの軸方向への移動が可能となるため、接触するカムを変更することにより、各々のカムのリフト量に応じた多段階の切り替えが可能となる。具体的に２つの固定部間の距離としては、個々のカムの軸方向の幅、設けるカムの個数、後述する弾性部材の弾性力等を考慮して適宜決定する。

（２）弾性部材
次に、本発明におけるロッカアーム移動制限手段に用いられる弾性部材について説明する。本発明における弾性部材は、複数のカムのリフト部のリフト量が増加する方向にロッカアームを付勢するようにロッカアームと２つの固定部のいずれかとの間に配置されているものである。

本発明において、弾性部材を設ける位置は、複数のカムのリフト部のリフト量が増加する方向にロッカアームを付勢するように、カムのリフト量が増加する方向と反対側の固定部とロッカアームとの間に配置される。図１に示すように、２つの固定部１０のうち、アクチュエータ８が設けられている側の固定部１０とロッカアーム２との間が、複数のカム４のリフト部６のリフト量が増加する方向にロッカアーム２を付勢することができる位置に該当する。

このような弾性部材は、ロッカシャフトの移動量分を弾性力により吸収することができ、カムのリフト量が増加する方向にロッカアームを移動させる際、カムの平坦部でその弾性力によりロッカアームを上記方向に移動させることができるものであれば特に限定はされないが、一般的には、コイルバネが用いられる。

このように弾性部材としてコイルバネを用いた場合、コイルバネが縮んだ状態でロッカアームに与える荷重としては、ロッカアームをロッカシャフトの移動量分だけ移動させることができ、さらに、ローラ側面とカム側面との摺動部分における側圧を所定の範囲内に抑えることができる程度であれば特に限定はされない。コイルバネが縮みロッカシャフトの移動量分を吸収した状態にある場合には、ロッカアームはカムのリフト部でローラを介して接触しており、リフト部の段差で、カムのリフト量が増加する方向への移動は妨げられている。さらに、ローラ側面とカム側面とは、接触し摺動している状態にある。この際、コイルバネがロッカアームに与える荷重が過剰となると、カム側面にローラ側面が強く押し当てられ、その摺動摩擦が多大となるため、摩耗および破損等の生じる危惧がある。したがって、摩耗および破損等の不都合の発生を抑制するため、コイルバネがロッカアームに与える荷重は、ローラ側面とカム側面との摺動部分における側圧を所定の範囲内に抑えることができる程度とする。さらに、カムのリフト部におけるリフト量が増加する方向にロッカシャフトを移動させる際は、常に平坦部でロッカアームが移動することを可能とするため、コイルバネがロッカアームに与える荷重を、カムの平坦部では、ロッカシャフトの移動量分だけロッカアームを移動させることができる程度とする。このようにコイルバネが縮んだ状態でロッカアームに与える荷重としては、上記程度となるように、例えば、ロッカアームの質量等を考慮して適宜決定するものとする。

２．ロッカシャフト移動手段
次に、ロッカシャフト移動手段について説明する。ロッカシャフト移動手段は、ロッカシャフトをその軸方向に移動させる手段である。

このようなロッカシャフト移動手段としては、ロッカシャフトをその軸方向に移動可能とするものであれば特に限定はされない。具体的には、アクチュエータを用いた方法等を挙げることができる。例えば、図１に示すように、アクチュエータ８をロッカシャフト１の一端に連結することにより、ロッカシャフト１をその軸方向へ移動させることができる。

ロッカシャフト移動手段としてアクチュエータを用いた場合、ロッカシャフトをその軸方向に移動させることが可能なものであるならば、機械式、電気式、または油圧式等のいずれであっても特に限定はされない。

また、ロッカシャフト移動手段によるロッカシャフトの移動量は、エンジンの回転数、アクセル開度および油音等の情報をコンピューター等で処理し、その情報に基づいて、移動量を調整することが好ましい。これにより、ロッカシャフトのその軸方向における位置を、エンジンの駆動状態に合わせて適正な位置とすることができ、バルブにエンジンの駆動状態に応じたリフト量を与えることができるからである。

３．カム
さらに、本発明におけるカムについて説明する。本発明においては、複数のカムを用いていることから、段階的に複数のリフト量をバルブに付与することができる。また、複数のカムをその軸方向にリフト量が段階的に変化するように配置することにより、カムの軸方向に階段状となるように配置されたリフト部と、軸方向に平坦となるように配置された平坦部とを有している。

図２に示すように、個々のカム４は、リフト量を発生するノーズ４´が形成されたリフト区間Ａと、リフト量を発生しないベース区間Ｂとを有している。このようなカム４を図１に示すように、上記リフト区間およびベース区間が一致するように、かつ、カム軸３の軸方向に対して、段階的にリフト量が変化するように、カム軸３に固定することにより、カム４の軸方向に階段状となるように配置されたリフト部６と、カム４の軸方向に平坦となるように配置された平坦部７とが形成される。

本発明においては、低速側および高速側の切り替えを、段階的に複数のリフト量を付与することができる複数のカムにより行う。したがって、カムを設けた個数だけ、バルブのリフト量を変更することができる。また、複数のカムは、その軸方向に並べて配置しているので、広いスペースを占有することがない。したがって、スペース的な制約がある場合でも、従来のように、２段階または３段階での切り替えに限定されることはなく、低速および高速の中間での最適なリフト量を多段階で得ることができるため、出力および燃費の向上に効果を有する。

具体的に、設けるカムの個数は、特に限定はされないが、２〜７の範囲内、中でも、４〜５の範囲内であることが好ましい。カムを上記範囲の個数設ければ、低速および高速の中間での最適なリフト量を得ることができ、出力および燃費の向上に効果を有するからである。また、上記範囲の個数であれば、特に広いスペースを占めることがないので、エンジンの小型化および軽量化に効果を有する。

さらに、本発明におけるカムは、段階的に複数のリフト量を付与することができる複数のカムからなっているが、全体的に一体となって形成されている場合でもよく、個々が別個に形成されている場合であってもよい。

このようなカムの形成方法としては、段階的に複数のリフト量を付与することができるものとして形成できるのであれば特に限定はされない。具体的には、異なるリフト量を有するカムを複数準備し、カム軸に組付ける方法、鋳造または削り出し等を挙げることができる。中でも、加工しろを少なくすることができることから、組付ける方法であることが好ましい。

例えば、複数のカムをカム軸に組付けて製造する際、個々のカムを密着させて組付けてもよく、間隔を置いて組付けてもよい。間隔を置いて組付けた場合は、組付後に個々のカムに研磨処理を施す場合に、処理が行いやすいといった利点を有する。

また、本発明においては、図４に示すように、個々のカム４の間隙に摺動部材４０を配置することが好ましい。上述したロッカアーム移動制限手段により、ロッカアームの移動が制限されている状態においては、ローラ側面とカム側面とが摺動している状態にあるため、この際の摺動摩擦による両者の摩耗および破損等を防止することができるからである。具体的に摺動部材としては、耐摩耗性のワッシャー、板ベアリング等を挙げることができる。

さらに、このような摺動部材は、その他、図５に示すように、ローラ側面５ａや、ロッカアーム２と、固定部１０および弾性部材１１との摺動部分等に配置してもよい。このような場所に摺動部材を配置することにより、全体的に摺動による摩耗等を低減させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態は例示であり、本明細書の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一の構成を有し、同様の効果を奏するものは、如何なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

例えば、本発明は、上記カムおよびロッカアーム移動制限手段を用いることができるのであれば、上述したような型のエンジンに限定されるものではなく、例えばオーバーヘッドバルブ型のエンジンに対して用いることも可能である。

本発明の可変動弁機構の一例を示した概略図である。 本発明におけるカムの一例を示した概略図である。 本発明の可変動弁機構における低速側から高速側への移行を説明した説明図である。 本発明におけるカムに摺動部材を設けた場合の例を示した概略図である。 摺動部材の設置位置の例を示した概略図である。 従来の多気筒エンジンにおけるカムの一例を示した説明図である。 カム形状が段階的に異なるカムを用いた場合の従来の可変動弁機構の一例を示す概略図である。 カム形状が段階的に異なるカムを用いた場合の従来の可変動弁機構の他の例を示す概略図である。 本発明の可変動弁機構におけるバルブリフト曲線を示すグラフである。 カム軸の軸方向であって、リフト量が増加する方向へ向って見た場合の本発明の可変動弁機構の一例を示す概略図である。 本発明の可変動弁機構において、低速および高速間におけるバルブリフト量の変化の様子を示した説明図である。

符号の説明

１ … ロッカシャフト
２ … ロッカアーム
３ … カム軸
４ … カム
５ … ローラ
６ … リフト部
７ … 平坦部
８ … アクチュエータ
９ … バルブ
１０ … ロッカガイド
１１ … ロストモーションスプリング
１２ … リフト頂点
２０ … 可変動弁装置
３０ … シム

Claims (2)

1. 段階的に複数のリフト量を付与することができる複数のカムと、前記複数のカムの回転に伴ってロッカシャフトを軸に揺動するロッカアームと、前記ロッカアームの揺動により開閉されるバルブとを有する可変動弁機構において、
   前記ロッカアームと前記複数のカムとは、前記ロッカアームに形成されたローラを介して接しており、
   前記複数のカムは、軸方向に階段状となるように配置されたリフト部と、軸方向に平坦となるように配置された平坦部とを有し、
   前記ロッカアームは、前記ロッカシャフトに前記ロッカシャフトの軸方向に移動可能に支持されており、
   前記ロッカシャフトには、前記ロッカシャフトをその軸方向に移動させるロッカシャフト移動手段が設けられており、
   さらに、前記ロッカシャフト移動手段により、前記階段状に設けられた複数のカムのリフト部のリフト量が増加する方向に前記ロッカシャフトが移動された場合、前記ロッカアームは前記カムのリフト部では移動せず、前記カムの平坦部では前記ロッカシャフトの移動量分移動し、前記ロッカシャフトが前記ロッカシャフト移動手段により、前記複数のカムのリフト部のリフト量が減少する方向に移動された場合、前記ロッカアームは前記ロッカシャフトの移動量分移動するようにロッカアームの移動を制限するロッカアーム移動制限手段を有することを特徴とする可変動弁機構。
2. 前記ロッカアーム移動制限手段は、前記ロッカシャフトに設けられた二つの固定部と、前記固定部間に配置された弾性部材とを有し、
   前記ロッカアームは前記固定部間に配置され、
   前記二つの固定部は、前記複数のカムが有する軸方向の幅より大きい間隔をおいて配置され、
   さらに前記弾性部材は、前記ロッカアームを前記階段状に設けられた複数のカムのリフト部のリフト量が増加する方向に前記ロッカアームを付勢するように、前記ロッカアームと前記二つの固定部のいずれかとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構。

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