JP2005315135A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関弁に連動、連結される弁駆動部材と、機関弁を駆動する側に前記弁駆動部材を作動せしめるように揺動可能なスイングカムと、動弁カムを有するカムシャフトと、前記スイングカムの揺動軸線および前記カムシャフトの軸線に直交する平面での所定範囲での変位を可能とするとともに前記所定範囲内での任意の位置を保持し得る可動支軸と、前記動弁カムに当接するカム当接部を中間部に有して前記可動支軸および前記スイングカム間に設けられるリンク機構とを備えるエンジンの動弁装置において、スイングカムの組付けを容易とする。
【解決手段】スイングカム４２を揺動自在に支承する支軸３５が、カムシャフト３２から離隔した位置で該カムシャフト３２と平行に配置される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、機関弁に連動、連結される弁駆動部材と、機関弁を駆動する側に前記弁駆動部材を作動せしめるように揺動可能なスイングカムと、動弁カムを有するカムシャフトと、前記スイングカムの揺動軸線および前記カムシャフトの軸線に直交する平面での所定範囲での変位を可能とするとともに前記所定範囲内での任意の位置を保持し得る可動支軸と、前記動弁カムに当接するカム当接部を中間部に有して前記可動支軸および前記スイングカム間に設けられるリンク機構とを備えるエンジンの動弁装置に関する。

カムシャフトの動弁カムに従動して変形作動するリンク機構によってスイングカムを揺動せしめ、変位可能な可動支軸の位置を任意に定めることにより、スイングカムによる弁駆動部材の作動開始タイミングおよび作動量を変化させ、機関弁の開弁タイミングおよび開弁リフト量を変化させるようにしたもの（たとえば特許文献１参照。）がある。
米国特許明細書第５９３７８０９号明細書

ところが、上記従来のものでは、スイングカムがカムシャフトで揺動可能に支承されており、カムシャフトに設けられている動弁カムが邪魔になって、スイングカムの位置および組付け方向が制限されてしまい、スイングカムの組付けが困難である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、スイングカムの組付けを容易としたエンジン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、機関弁に連動、連結される弁駆動部材と、機関弁を駆動する側に前記弁駆動部材を作動せしめるように揺動可能なスイングカムと、動弁カムを有するカムシャフトと、前記スイングカムの揺動軸線および前記カムシャフトの軸線に直交する平面での所定範囲での変位を可能とするとともに前記所定範囲内での任意の位置を保持し得る可動支軸と、前記動弁カムに当接するカム当接部を中間部に有して前記可動支軸および前記スイングカム間に設けられるリンク機構とを備えるエンジンの動弁装置において、前記スイングカムを揺動自在に支承する支軸が、前記カムシャフトから離隔した位置で該カムシャフトと平行に配置されることを特徴とする。

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、前記機関弁は吸気弁であり、前記支軸が、前記カムシャフトに設けられる排気側動弁カムに従動することで排気弁を開弁駆動する排気側ロッカアームを揺動可能に支承する排気側ロッカシャフトであることを特徴とする。

さらに請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成に加えて、前記弁駆動部材が、前記カムシャフトおよび前記支軸と平行な軸線を有して固定配置される吸気側ロッカシャフトに揺動可能に支承される吸気側ロッカアームであり、前記吸気側ロッカシャフトで角変位可能に支承されるととともにアクチュエータに連結されるコントロールアームに、前記吸気側ロッカシャフトの軸線からオフセットして前記可動支軸が設けられることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、カムシャフトとは異なる支軸でスイングカムが揺動自在に支承されるので、カムシャフトに設けられる動弁カムが邪魔になることはないようにして、スイングカムを支軸に容易に組付けることができる。

また請求項２記載の発明によれば、排気弁を開閉駆動する機構の一部で吸気弁側のスイングカムを揺動可能に支承するので、動弁装置を部品点数の少ないコンパクトな構成とすることができる。

請求項３記載の発明によれば、部品点数をより少なくし、動弁装置をより一層コンパクト化することができる。

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６は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンの要部縦断面図、図２は吸気側動弁装置の分解斜視図、図３は高リフト状態の閉弁タイミングでの吸気側動弁手段を図１と同一方向から見た縦断面図、図４は高リフト状態の開弁タイミングでの図３に対応した断面図、図５は低リフト状態の閉弁タイミングでの図３に対応した断面図、図６は低リフト状態の開弁タイミングでの図３に対応した断面図である。

先ず図１において、エンジンＥのシリンダブロック１１に設けられるシリンダボア１２にはピストン１３が摺動自在に嵌合されており、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１に結合されるシリンダヘッド１４との間には前記ピストン１３の頂部を臨ませる燃焼室１５が形成される。またシリンダヘッド１４には、前記燃焼室１５の天井部に開口する一対の吸気弁口１６…および一対の排気弁口１７…が設けられるとともに、前記両吸気弁口１６…に通じるとともにシリンダヘッド１４の一側面に開口する吸気ポート１８ならびに前記両排気弁口１７…に通じるとともにシリンダヘッド１４の他側面に開口する排気ポート１９が設けられる。

両吸気弁口１６…をそれぞれ開閉可能な一対の機関弁である吸気弁２０…のステム２０ａ…が、シリンダヘッド１４に設けられたガイド筒２１…に摺動可能に嵌合され、ステム２０ａ…の上端部に設けられるリテーナ２２…およびシリンダヘッド１４間には吸気弁２０…を閉弁方向に付勢する弁ばね２３…が縮設される。また両排気弁口１７…をそれぞれ開閉可能な一対の排気弁２４…のステム２４ａ…が、シリンダヘッド１４に設けられたガイド筒２５…に摺動可能に嵌合され、ステム２４ａ…の上端部に設けられるリテーナ２６…およびシリンダヘッド１４間には排気弁２４…を閉弁方向に付勢する弁ばね２７…が縮設される。

一対の吸気弁２０…は吸気側動弁装置２８によって開閉駆動され、一対の排気弁２４…は排気側動弁装置２９によって開閉駆動されるのであるが、吸気側動弁装置２８および排気側動弁装置２９は、シリンダヘッド１４と、該シリンダヘッド１４に結合されるヘッドカバー３０との間に形成される動弁室３１に収容される。

排気側動弁装置２９は、吸気側動弁装置２８と共通であるカムシャフト３２と、該カムシャフト３２に設けられる排気側動弁カム３３…に従動して揺動する排気側ロッカアーム３４…とを備えており、カムシャフト３２は吸気弁２０…および排気弁２４…間の中間部に配置されるようにしてシリンダヘッド１４で回転自在に支承される。また排気側ロッカアーム３４…は、前記カムシャフト３２と平行な軸線を有してシリンダヘッド１４に支持される排気側ロッカシャフト３５で揺動可能に支承されるものであり、排気側ロッカアーム３４…の一端部には、排気側動弁カム３３…に転がり接触するローラ３６…が軸支され、排気側ロッカアーム３４…の他端部には、前記両排気弁２０…のステム２０ａ…の上端に当接するタペットねじ３７…が進退位置を調節可能としてそれぞれ螺合される。

図２〜図４を併せて参照して、吸気側動弁装置２８は、両吸気弁２０…に連動、連結される弁駆動部材としての吸気側ロッカアーム４１と、両吸気弁２０…を駆動する側に前記吸気側ロッカアーム４１を揺動作動せしめるように揺動可能なスイングカム４２と、吸気側動弁カム４３を有する前記カムシャフト３２と、前記スイングカム４２の揺動軸線および前記カムシャフト３２の軸線に直交する平面での所定範囲での変位を可能とするとともに前記所定範囲内での任意の位置を保持し得る可動支軸４４と、角変位可能としてアクチュエータ４５に連結されるとともに前記可動支軸４４が設けられるコントロールアーム４６と、前記吸気側動弁カム４３に当接するカム当接部であるローラ４７を中間部に有して前記可動支軸４４および前記スイングカム４２間に設けられるリンク機構４８とを備える。

吸気側ロッカアーム４１は、両吸気弁２０…のステム２０ａ…の上端にそれぞれ当接可能な一対のタペットねじ４７…をその進退位置の調節を可能として螺合せしめるねじ孔５０，５０が設けられる弁連結部４１ａと、相互に平行にして弁連結部４１ａに一端が一体に連設される一対の支持壁部４１ｂ，４１ｂを有して略Ｕ字状に形成されるものであり、この吸気側ロッカアーム４１の中間部すなわち前記両支持壁部４１ｂ，４１ｂの中間部が、前記カムシャフト３２および前記排気側ロッカシャフト３５と平行な軸線を有してシリンダヘッド１４に支持される吸気側ロッカシャフト５１で揺動可能に支承される。また前記両支持壁部４１ｂ，４１ｂの他端部間には前記吸気側ロッカシャフト５１と平行な軸５２が設けられ、該軸５２にニードルベアリング５３を介してローラ５４が軸支される。

吸気側ロッカアーム４１の中間部において両支持壁部４１ｂ，４１ｂ間にはコントロールアーム４６が配置されており、このコントロールアーム４６は、前記吸気側ロッカシャフト５１で角変位可能に支承される。しかもコントロールアーム４６の外側面の一部には被動ギヤ５５が刻設されており、その被動ギヤ５５に噛合する駆動ギヤ５６が、シリンダヘッド１４で回動自在に支持される回動軸５７に固定され、電動モータ等のアクチュエータ４５で前記回動軸５７が回動駆動されることにより、コントロールアーム４６が吸気側ロッカシャフト５１の軸線まわりに角変位することになる。

可動支軸４４は、吸気側ロッカシャフト５１の軸線からオフセットした位置でコントロールアーム４６の両面から両端を突出するようにしてコントロールアーム４６に設けられるものであり、コントロールアーム４６がアクチュエータ４５で回動駆動されるのに応じて、前記可動支軸４４は、スイングカム４２の揺動軸線およびカムシャフト３２の軸線に直交する平面で、図３および図４で示す位置と、図５および図６で示す位置との間の所定範囲で変位することが可能であり、しかもアクチュエータ４５の作動を停止することにより、可動支軸４４の前記所定範囲内での任意の位置を保持することができる。

スイングカム４２は、支軸である排気側ロッカシャフト３５で揺動可能に支承されるものであり、このスイングカム４２の吸気側ロッカアーム４１側側面には、排気側ロッカシャフト３５の軸線を中心とする円弧面４２ａと、該円弧面４２ａに滑らかに連なるカム面４２ｂとが、前記吸気側ロッカアーム４１のローラ５４を転がり接触せしめるようにして形成されており、カム面４２ｂは、スイングカム４２が図３〜図６の時計方向に揺動したときに、前記両吸気弁２０…を開弁側に駆動すべく吸気側ロッカアーム４１を揺動作動せしめるように前記ローラ５４を押す形状に形成される。

リンク機構４８は、前記コントロールアーム４６の両側に配置されて一端が前記可動支軸４４の両端に連結される一対の第１リンク６０，６０と、スイングカム４２の両側に配置されるとともに第１リンク６０…の他端部に第１連結軸６２を介して一端部が連結される一対の第２リンク６１，６１とを備え、第２リンク６１…の他端部は、排気側ロッカシャフト３５の軸線と平行にして排気側ロッカシャフト３５の軸線からオフセットした位置に配置される第２連結軸６３を介してスイングカム４２に連結され、カムシャフト３２の吸気側動弁カム４３に転がり接触するローラ４７は、第１および第２リンク６０…，６１…を連結する第１連結軸６２にニードルベアリング６４を介して軸支される。

また排気側ロッカシャフト３５を囲繞するねじりばねであるロストモーションばね６５の一端部が第２連結軸６３に係合され、該ロストモーションばね６５の他端部は、シリンダヘッド１４に固定される係合軸６６に係合される。而してこのロストモーションばね６５が発揮するばね力により、リンク機構４８は、その中間部のローラ４７を吸気側動弁カム４３に接触させる側に付勢されることになる。

このような吸気側動弁装置２８において、アクチュエータ４５によりコントロールアーム４６を時計方向に角変位せしめ、図３および図４で示すように、可動支軸４４を吸気弁２０…に近接する側に変位させるとともにその変位位置を保持すると、リンク機構４８は、スイングカム４２を排気側ロッカシャフト３５の軸線まわりに時計方向に押し上げるように変形する。この状態で吸気弁２０…の閉弁時には、図３で示すように、スイングカム４２における円弧面４２ａおよびカム面４２ｂの境界部に吸気側ロッカアーム４１のローラ５４が接触しており、開弁タイミングで吸気側動弁カム４３によってリンク機構４８のローラ４７が押し上げられ、スイングカム４２が時計方向に回動すると、スイングカム４２のカム面４２ｂが吸気側ロッカアーム４１のローラ５４に直ちに接触することにより吸気弁２０…が直ちに開弁作動し、図４で示すように吸気弁２０…の開弁リフト量も大きなものとなる。

一方、アクチュエータ４５によりコントロールアーム４６を反時計方向に角変位せしめ、図５および図６で示すように、可動支軸４４を吸気弁２０…から離反する側に変位させるとともにその変位位置を保持すると、リンク機構４８は、スイングカム４２を図３および図４で示した状態よりも排気側ロッカシャフト３５の軸線まわりに反時計側に回動せしめるように変形する。この状態で吸気弁２０…の閉弁時には、図４で示すように、スイングカム４２における円弧面４２ａおよびカム面４２ｂの境界部から遠い位置で円弧面４２ａに吸気側ロッカアーム４１のローラ５４が接触しており、吸気側動弁カム４３によってリンク機構４８のローラ４７が押し上げられてスイングカム４２が時計方向に回動しても、スイングカム４２のカム面４２ｂが吸気側ロッカアーム４１のローラ５４に接触することはなく、図６で示すように、吸気弁２０…は閉弁したままである。

すなわち図３および図４で示す位置と、図５および図６で示す位置との間の任意の位置で、可動支軸４４の変位位置を保持することにより、図３および図４で示した最大リフト量ならびに図５および図６で示したリフト量「０」間の任意のリフト量で吸気弁２０…を開弁駆動することが可能となり、吸気弁２０…の開弁タイミングも調整可能となる。

次にこの実施例の作用について説明すると、スイングカム４２が、カムシャフト３２から離隔した位置で該カムシャフト３２と平行に配置される排気側ロッカシャフト３５で揺動自在に支承されるので、カムシャフト３２に設けられる吸気側動弁カム４３および排気側動弁カム３３が邪魔になることはないようにして、スイングカム４２を排気側ロッカシャフト３５に容易に組付けることができる。しかも排気弁２４…を開閉駆動する機構の一部で吸気弁２０…側のスイングカム４２を揺動可能に支承することになるので、吸気側および排気側動弁装置２８，２９を部品点数の少ないコンパクトな構成とすることができる。

また吸気側ロッカアーム４１を揺動可能に支承するようにして、カムシャフト３２および排気側ロッカシャフト３５と平行な軸線を有して固定配置される吸気側ロッカシャフト５１に、アクチュエータ４５に連結されるコントロールアーム４６が角変位可能に支承され、吸気側ロッカシャフト５１の軸線からオフセットした位置でコントロールアーム４６に可動支軸４４が設けられるので、部品点数をより少なくし、吸気側および排気側動弁装置２８，２９をより一層コンパクト化することができる。

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。

エンジンの要部縦断面図である。 吸気側動弁装置の分解斜視図である。 高リフト状態の閉弁タイミングでの吸気側動弁装置を図１と同一方向から見た縦断面図である。 高リフト状態の開弁タイミングでの図３に対応した断面図である。 低リフト状態の閉弁タイミングでの図３に対応した断面図である。 低リフト状態の開弁タイミングでの図３に対応した断面図である。

符号の説明

２０・・・機関弁である吸気弁
２４・・・排気弁
３２・・・カムシャフト
３３・・・排気側動弁カム
３４・・・排気側ロッカアーム
３５・・・支軸としての排気側ロッカシャフト
４１・・・弁駆動部材としての吸気側ロッカアーム
４２・・・スイングカム
４３・・・吸気側動弁カム
４４・・・可変支軸
４５・・・アクチュエータ
４６・・・コントロールアーム
４７・・・カム当接部としてのローラ
４８・・・リンク機構
５１・・・吸気側ロッカシャフト

Claims (3)

1. 機関弁（２０）に連動、連結される弁駆動部材（４１）と、機関弁（２０）を駆動する側に前記弁駆動部材（４１）を作動せしめるように揺動可能なスイングカム（４２）と、動弁カム（４３）を有するカムシャフト（３２）と、前記スイングカム（４２）の揺動軸線および前記カムシャフト（３２）の軸線に直交する平面での所定範囲での変位を可能とするとともに前記所定範囲内での任意の位置を保持し得る可変支軸（４４）と、前記動弁カム（４３）に当接するカム当接部（４７）を中間部に有して前記可動支軸（４４）および前記スイングカム（４２）間に設けられるリンク機構（４８）とを備えるエンジンの動弁装置において、前記スイングカム（４２）を揺動自在に支承する支軸（３５）が、前記カムシャフト（３２）から離隔した位置で該カムシャフト（３２）と平行に配置されることを特徴とするエンジンの動弁装置。
2. 前記機関弁（２０）は吸気弁であり、前記支軸（３５）が、前記カムシャフト（３２）に設けられる排気側動弁カム（３３）に従動することで排気弁（２４）を開弁駆動する排気側ロッカアーム（３４）を揺動可能に支承する排気側ロッカシャフト（３５）であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの動弁装置。
3. 前記弁駆動部材（４１）が、前記カムシャフト（３２）および前記支軸（３５）と平行な軸線を有して固定配置される吸気側ロッカシャフト（５１）に揺動可能に支承される吸気側ロッカアームであり、前記吸気側ロッカシャフト（５１）で角変位可能に支承されるととともにアクチュエータ（４５）に連結されるコントロールアーム（４６）に、前記吸気側ロッカシャフト（５１）の軸線からオフセットして前記可動支軸（４４）が設けられることを特徴とする請求項２記載のエンジンの動弁装置。

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