JP4248343B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの動弁装置に関し、より詳細には、バルブの開期間及びリフト量を連続的に変化させることを可能とした動弁装置に関する。

例えば吸気バルブの開期間及びリフト量を連続的に変化させることを可能としたエンジンの動弁装置が実用化されている。この種の動弁装置として、カム軸によりロッカアームを介して吸気バルブを開閉駆動する場合に、上記カム軸で揺動駆動される揺動部材を設け、該揺動部材の揺動カム面とロッカアームのロッカ側被押圧面との間にコントロールアームを介在させ、該コントロールアームの上記揺動カム面との当接位置及び上記ロッカ側被押圧面との当接位置を変化させることにより、バルブの開期間及びリフト量を連続的に変化させるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
特公表昭５９−５００００２号公報

ところで上記従来の動弁装置のようにコントロールアームのロッカ側被押圧面との当接位置を変化させる構造を採用した場合、該ロッカ側被押圧面の配設位置の設定如何によっては揺動カム面からコントロールアームに加えられた力のロッカアーム、ひいてはバルブへの伝達効率が低いといった問題が懸念される。

本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたものであり、コントロールアームに加えられた力のロッカアームひいてはバルブへの伝達効率を高めることができるエンジンの動弁装置を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、ロッカ軸により揺動自在に支持されたロッカアームを揺動させることにより、燃焼室のバルブ開口を開閉するバルブを開閉駆動するようにしたエンジンの動弁装置において、揺動可能に配置され駆動手段により揺動駆動される揺動部材と、該揺動部材に形成された揺動カム面と上記ロッカアームに形成されたロッカ側被押圧面との間に配置され上記揺動カム面の動きを上記ロッカ側被押圧面に伝達するコントロールアームと、該コントロールアームの上記揺動カム面及び上記ロッカ側被押圧面との当接点を移動させる移動機構とを備え、上記移動機構は、上記ロッカ軸の途中に偏心ピンを設け、該偏心ピンに上記コントロールアーム部の基端部を回動可能に連結し、上記ロッカ軸を回動させることにより上記当接点を移動させるように構成されており、上記ロッカ側被押圧面を、上記揺動部材の揺動中心を中心とする円弧状をなし、かつ該ロッカ側被押圧面又はその延長線が、上記ロッカ軸の回動による上記偏心ピンの軸心の回動軌跡内を通るように形成したことを特徴としている。

ここで本発明において、「ロッカ側被押圧面１１ｄ又はその延長線１１ｄ′が偏心ピンの回動軌跡Ｃ内を通るように」とは、上記ロッカ側被押圧面１１ｄを、コントロールアーム１０からロッカアーム１１に伝達される力Ｆの作用点ｆと上記揺動中心ｂとを結ぶ直線Ｌｏにできるだけ近似させ、もって上記力Ｆを効率良くロッカアーム１１の回転力とするとの趣旨である。

請求項２の発明は、請求項１において、上記ロッカアーム１１は、ロッカ軸１４により軸支される左，右ロッカアーム部１１ａをロッカ連結部１１ｂで一体化してなり、上記コントロールアーム１０は、その先端部の上記ロッカアーム部側に上記ロッカ側被押圧面１１ｄに当接するコントロール側押圧面１０ｂが形成されたコントロールアーム部１０ａと、該コントロールアーム部１０ａの先端部に設けられて上記揺動カム面９ｂと当接する当接部、例えば請求項３のようなローラ１０ｃとを備え、上記左，右ロッカアーム部１１ａ間に挟み込まれるように配置されており、上記ロッカ連結部１１ｂに上記ロッカ側被押圧面１１ｄが形成されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、 請求項２において、上記当接部は、コントロールアーム部の先端部に軸支されたローラであることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１において、上記ロッカアーム２１は、ロッカ軸２４により軸支されるロッカアーム部２１ｂを有し、上記コントロールアーム２０は、その先端部に上記揺動カム面９ｂと当接するローラ２０ｃを備えており、該ローラ２０ｃが上記ロッカアーム部２１ｂの外側に位置するとともに、該ローラ２０ｃを支持するローラ軸２０ｂが上記ロッカアーム２１に形成されたロッカ側被押圧面２１ｄに当接するコントロール側押圧面となっていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１において、上記偏心ピンは、これの外周面が上記ロッカ軸の外周面より径方向外側に突出するようにその偏心量が設定されており、上記ロッカアームのロッカ軸により支持される軸受部の内周面には上記偏心ピンの突出量に対応する逃げ部が形成されていることを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項１ないし５の何れかにおいて、上記移動機構は、上記バルブの開期間，リフト量が小又は大の運転域における上記ロッカ軸の回動角度に対する上記当接点の移動量が上記バルブの開期間，リフト量が中の運転域における上記移動量より小さくなるように構成されていることを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項１ないし６の何れかにおいて、上記コントロールアーム部の上記偏心ピンとの連結部は、該コントロールアーム部の基端部に半円状に一体形成され上記偏心ピンに回動可能に支持される軸受部と、該軸受部と偏心ピンとが分離するのを防止する抜け止め部材とを備えていることを特徴としている。

請求項８の発明は、請求項７において、上記抜け止め部材は、上記コントロールアーム部の軸受部及び上記偏心ピンを挟持する板ばねにより構成されており、該板ばねには上記ロッカアームを押圧することにより上記コントロールアームを上記ローラが揺動カム面に当接するよう付勢する押圧部が一体形成されていることを特徴としている。

請求項９の発明は、請求項１ないし８の何れかにおいて、上記コントロールアームは上記ロッカ軸の偏心ピンとの段差部に摺接することにより軸方向に位置決めされており、上記ロッカアームは上記コントロールアームの軸方向端面に摺接することにより軸方向に位置決めされていることを特徴としている。

請求項１０の発明は、請求項１ないし９の何れかにおいて、上記揺動部材の揺動中心が上記ロッカ軸の軸線を通るバルブ軸線と平行な線を挟んで該バルブ軸線の反対側に配置されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、図３に示すように、コントロールアーム１０により上記揺動部材９の揺動カム面９ｂの動きを上記ロッカアーム１１のロッカ側被押圧面１１ｄに伝達するよう構成する場合に、上記ロッカ軸１４の途中に設けた偏心ピン１４ｂに上記コントロールアーム部１０ａの基端部を回動可能に連結し、上記ロッカ軸１４を回動させることにより上記ローラ１０ｃの上記揺動カム面９ｂとの当接点及び上記コントロール側押圧面１０ｂの上記ロッカ側被押圧面１１ｄとの当接点を移動させるように構成したので、ロッカ軸１４を回動させるだけの非常に簡単を構造でバルブ３の開期間及びリフト量を連続的に変化させることができる。
また、ロッカ側被押圧面１１ｄを、上記揺動部材９の揺動中心ａを中心とする円弧状をなし、かつ該ロッカ側被押圧面１１ｄ又はその延長線１１ｄ′が偏心ピンの回動軌跡Ｃ内を通るように形成したので、揺動部材９からコントロールアーム１０に加えられた力Ｆをロッカアーム１１ひいてはバルブ３に効率良く伝達できる。

即ち、上記コントロールアーム１０からロッカアーム１１に伝達される力Ｆは、該力Ｆの作用点ｆとロッカアームの揺動中心ｂとを結ぶ直線Ｌｏと直角方向の第１分力（ロッカアームの回転力）Ｆ１と該直線Ｌｏ方向の第２分力Ｆ２とに分解されるが、本発明ではロッカ側被押圧面１１ｄ又はその延長線１１ｄ′が、偏心ピンの回動軌跡Ｃ内、つまりロッカアーム１１の揺動中心ｂの近傍を通るので、該ロッカ側被押圧面１１ｄが上記直線Ｌｏに概ね一致することとなり、そのため上記第２分力Ｆ２は小さく、上記第１分力Ｆ１は大きくなり、その結果コントロールアーム１０からロッカアーム１１への力Ｆの伝達効率が高くなる。

請求項２，３の発明によれば、上記コントロールアーム１０を上記ロッカアーム１１の左，右ロッカアーム部１１ａ，１１ａ間に挟み込まれるように配置し、該左，右ロッカアーム部１１ａ，１１ａを連結するロッカ連結部１１ｂに上記ロッカ側被押圧面１１ｄを形成したので、該ロッカ側被押圧面１１ｄ又はその延長線１１ｄ′をロッカアーム１１の揺動中心ｂの近傍を通るように形成することが可能となり、上述のコントロールアーム１０からロッカアーム１１への力の伝達効率を向上させるための構成を実現できる。

請求項４の発明によれば、コントロールアーム２１に揺動カム面９ｂに当接するローラ２０ｃをロッカアーム２１のロッカアーム部２１ｂの外側に位置するように設け、該ローラ２０ｃを支持するローラ軸２０ｂによりロッカアーム部２１ｂのロッカ側被押圧面２１ｄを押圧するように構成したので、ロッカ側被押圧面２１ｄ又はその延長線２１ｄ′をロッカアーム２１の揺動中心ｂの近傍を通るように形成することが可能となり、上述のコントロールアーム２０からロッカアーム２１への力の伝達効率を向上させるための構成を実現できる。

請求項５の発明によれば、上記偏心ピン１４ｂの外周面１４ｂ′が上記ロッカ軸１４の外周面１４ａ′より径方向外側に突出するように該偏心ピン１４ｂの偏心量を設定したので、ロッカ軸１４の直径を大きくすることなくコントロールアーム１１の移動量を大きくでき、バルブの開期間，リフト量の制御幅を大きくできる。

そして上記偏心ピン１４ｂを外方に突出させる場合に、上記ロッカアーム１１のロッカ軸１４により支持される軸受部１１ｃの内周面に上記偏心ピン１４ｂの突出量に対応する逃げ部１１ｆを形成したので、該逃げ部１１ｆを上記偏心ピン１４ｂの突出部に合わせつつ該ロッカアーム１１を上記ロッカ軸１４の軸方向に移動させることにより、ロッカアーム１１をロッカ軸１４に支障無く組み付けることができる。

また請求項６の発明によれば、上記バルブ３の開期間，リフト量が小の運転域における上記ロッカ軸１４の回動角度に対する上記当接点の移動量が上記バルブ３の開期間，リフト量が中の運転域における上記移動量より小さくなるように構成したので、エンジンの低速回転域において、ロッカ軸１４の回動角度の僅かな増減によりエンジン出力が急に増減することはなく、低速回転域が円滑となり、ギクシャク感を回避できる。

また上記バルブ３の開期間等が大の運転域における上記当接点の移動量を中の運転域におけるより小さく設定したので、高速回転域においてロッカ軸１４の回動に要するトルクを軽減でき、運転操作を円滑にできる。

請求項７の発明によれば、上記コントロールアーム部１０ａの基端部に半円状に一体形成した軸受部１０ｄを上記偏心ピン１４ｂに回動可能に支持させ、該軸受部１０ｄと偏心ピン１４ｂとが分離するのを防止する抜け止め部材を備えたので、上記コントロールアーム１０と偏心ピン１４ｂとの連結作業が簡単である。

即ち、複数気筒エンジンの場合、各気筒におけるバルブ開期間やリフト量が均一になるよう調整する必要がある。そのために許容寸法誤差範囲内にあるコントロールアーム１０を複数製造しておき、選択組合せにより上記バルブ開期間やリフト量を均一化することとなる。このような選択組合せを要する場合はその組立及び取外し外し作業が容易であることが必要となるが、本発明はこの要請に応えることができる。

また請求項８の発明では、上記抜け止め部材を、上記コントロールアーム部１０ａの軸受部１０ｄ及び上記偏心ピン１４ｂを挟持する板ばね１５により構成したので、上述のコントロールアーム１０のロッカ軸１４への組立及び取外しをより一層容易に行なうことができる。

また上記板ばね１５に上記ロッカアーム１１を押圧することにより上記コントロールアーム１０を上記ローラ１０ｃが揺動カム面９ｂに当接するよう付勢する押圧部１５ｂを一体形成したので、簡単な構成によりコントロールアーム１０のローラ１０ｃを揺動部材９の揺動カム面９ｂに常時当接させることができる。これにより該揺動カム面９ｂの動きに対するローラ１０ｃの転がり接触を正常に保つことができ、揺動カム面９ｂとローラ１０ｃの磨耗を防止できる。

請求項９の発明では、上記コントロールアーム１０を上記ロッカ軸１４の偏心ピン１４ｂとの段差部１４ｃに摺接させることにより軸方向に位置決し、上記ロッカアーム１１を上記コントロールアーム１０の軸方向端面１０ｆに摺接させることにより軸方向に位置決めしたので、特別な部品を要することなく、コントロールアーム１０及びロッカアーム１１の軸方向の位置決めを実現することができる。

請求項１０の発明によれば、上記揺動部材９の揺動中心ａを、バルブ軸線Ｌ１と平行で上記ロッカ軸１４の軸心ｂを通る直線Ｌ２を挟んで上記バルブ軸線Ｌ１の反対側に配置したので、上記ロッカ側被押圧面１１ｄ又はその延長線１１ｄ′をロッカアーム１１の回動中心ｂ近傍を通すのに有利である。即ち、上記ロッカアーム１１に加えられる力Ｆの方向と、該力Ｆの作用点ｆとロッカアーム１１の揺動中心ｂとを結ぶ上記直線Ｌｏとのなす角度が直角に近いほど上記力の伝達効率は高くなるが、上記揺動部材９の揺動中心ａをバルブ軸線Ｌ１の反対側に配置することにより上記力Ｆの方向を上記直線Ｌｏと直角方向に設定することが容易となる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１〜図３は本発明の第１実施形態を説明するための図であり、図１は本実施形態に係る動弁装置の断面側面図、図２はその主要部品の斜視図、図３は本発明による力Ｆの伝達効率を説明するための図である。

図１において、１は燃焼室に開口するバルブ開口を開閉する弁装置であり、この弁装置１は以下の構造を有している。なお、本実施形態では吸気バルブ側部分のみが図示されている。吸気バルブ２本，排気バルブ２本を備えたエンジンのシリンダヘッド２のシリンダボディ側合面部分に燃焼室の天壁側部分を構成する燃焼凹部２ａが凹設されている。この燃焼凹部２ａには左右の吸気バルブ開口２ｂが形成されており、該各吸気バルブ開口２ｂは吸気ポート２ｃにより合流されつつエンジン壁の外部接続開口に導出されている。そして上記各吸気バルブ開口２ｂは吸気バルブ３のバルブヘッド３ａにより開閉されるようになっている。この吸気バルブ３は、図示しない弁ばねにより閉方向に常時付勢されている。

上記吸気バルブ３の上方には動弁装置７が配設されている。この動弁装置７は、揺動部材駆動手段として機能する吸気カム軸８により揺動部材９を揺動させ、該揺動部材９によりコントロールアーム１０を介してロッカアーム１１を揺動させ、該ロッカアーム１１の揺動により上記吸気バルブ３を軸方向に進退させ、もって上記吸気バルブ開口２ｂを開閉するように構成されている。

そして上記コントロールアーム１０を進退させることにより、該コントロールアーム１０と上記揺動部材９との当接点及び該コントロールアーム１０と上記ロッカアーム１１との当接点を連続的に変化させ、もって上記吸気バルブ３の開期間及びリフト量を連続的に変化させることができるようになっている。

上記吸気カム軸８はクランク軸（図示せず）と平行に配置され、シリンダヘッド２に形成されたカムジャーナル部及び該ジャーナル部の上合面に装着されたカムキャップにより回転自在に、かつ軸直角方向及び軸方向に移動不能に支持されている。また上記吸気カム軸８には、一定の外径を有するベース円部８ａと、所定のカムプロフィールを有するリフト部８ｂとからなる左右の吸気バルブに共通の気筒あたり１つのカムノーズ８ｃが形成されている。

上記揺動部材９は、上記吸気カム軸８と平行にかつ軸直角方向及び軸方向に移動不能に配置された揺動軸１２により揺動自在に支持された左，右一対の揺動アーム部９ａ，９ａと、該揺動アーム部９ａの先端部（下端部）同士を連結するように形成された揺動カム面９ｂと、上記揺動アーム部９ａ，９ａの途中に揺動軸１２と平行に、かつ左右揺動アーム部９ａ，９ａを貫通するように配置されたローラ軸９ｃと、該ローラ軸９ｃにより回転自在に支持された揺動ローラ９ｄとを備えている。この揺動ローラ９ｄは上記カムノーズ８ｃに常時転接している。

上記揺動アーム部９ａの基部（上端部）は上記揺動軸１２に揺動自在に嵌装支持されている。またこの揺動軸１２にはコイルスプリングからなる左右一対のバランスばね１３が装着されている。このバランスばね１３の一端１３ａは上記揺動アーム部９ａの揺動軸１２とローラ軸９ｃとの間に係止し、他端１３ｂはシリンダヘッド２に係止している。このバランスばね１３は揺動部材９をこれの揺動ローラ９ｄが吸気カム軸８のカムノーズ８ｃに当接するように付勢し、これによりエンジン高速回転時においても、揺動ローラ９ｄがカムノーズ８ｃから離れることがなく、揺動部材９の異常挙動が回避されている。

上記揺動カム面９ｂは、ベース円部９ｅとリフト部９ｆとを連続面をなす湾曲状に形成した大略板状のものである。上記揺動部材９はベース円部９ｅがロッカ軸１４側寄りに、リフト部９ｆが反ロッカ軸１４側寄りに位置するように配設されている。上記ベース円部９ｅは揺動軸１２の軸芯を揺動中心ａとする半径R1の円弧状をなしており、そのためベース円部９ｅがローラ１０ｃを押圧している期間においては揺動部材９の揺動角度が増加しても吸気弁３は全閉位置にありリフトされない。

一方、上記リフト部９ｆは、吸気カム軸８のリフト部８ｂの頂部に近い部分が揺動ローラ９ｄを押圧するほど、つまり揺動部材９の揺動角度が大きくなるほど吸気弁３を大きくリフトさせる。このリフト部９ｆは、本実施形態では、速度一定のランプ区間と、速度が変化する加速区間と、略一定速度のリフト区間とから構成されている。

上記ロッカ軸１４は、大径部１４ａの途中にこれより小径の偏心ピン１４ｂを該ロッカ軸１４の軸心ｂから径方向外側に偏心させて設けたものであり、上記大径部１４ａが上記シリンダヘッド２に回転可能に支持されている。ここで上記偏心ピン１４ｂは、これの外表面の一部１４ｂ′が大径部１４ａの外表面１４ａ′から径方向外方に突出するようにその軸心ｃの位置が設定されている。また図示していないがこのロッカ軸１４には、エンジン負荷（スロットル開度）及びエンジン回転速度に応じてその角度位置を制御するロッカ軸駆動機構が接続されている。

上記ロッカアーム１１は、左，右ロッカアーム部１１ａ，１１ａの先端側下半部同士をロッカ連結部１１ｂで一体的に結合し、該左，右ロッカアーム部１１ａ，１１ａの基端部にリング状の軸受部１１ｃ，１１ｃを一体形成してなるものである。上記軸受部１１ｃ，１１ｃが上記ロッカ軸１４の大径部１４ａ，１４ａにより軸支されている。また上記軸受部１１ｃの上記ロッカアーム部１１ａ側部分には上記偏心ピン１４ｂの外方突出形状に対応する逃げ部１１ｆが凹設されている。

上記コントロールアーム１０は、二股状に分岐された左，右のコントロールアーム部１０ａ，１０ａの先端部下面にコントロール側押圧面１０ｂを上記揺動中心ａを中心とする円弧状をなすように形成し、該コントロールアーム部１０ａ，１０ａの先端部間に上記揺動カム面９ｂと転接するローラ１０ｃを軸支し、さらに後端部に二股状かつ半円状の軸受部１０ｄを形成した概略構造のものである。

上記ロッカアーム１１のロッカ連結部１１ｂの上面には上記左，右のコントロール側押圧面１０ｂ，１０ｂが摺接する左，右のロッカ側被押圧面１１ｄ，１１ｄが形成されている。このロッカ側被押圧面１１ｄ，１１ｄは、上記揺動軸１２の揺動中心ａを中心とする半径Ｒ２の円弧状をなし、かつその延長線１１ｄ′は該ロッカアーム１１の揺動中心ｂの近傍を、より具体的には偏心ピン１４ｂの軸心ｃの回動軌跡Ｃ内を通るように設定されている。

また上記コントロールアーム１０は、上記ロッカアーム１１の左，右ロッカアーム部１１ａ，１１ａ間に挟み込まれるように配置されている。そして上記半円状の軸受部１０ｄは上記ロッカ軸１４の偏心ピン１４ｂ部分により回動可能に支持され、抜け止めばね１５により両者が分離することのないよう抜け止めがなされている。

上記抜け止めばね１５は、ばね鋼製帯板状部材からなり、大略Ｃ字状に屈曲形成された挟持部１５ａと、該挟持部１５ａの前端から上記ロッカアーム１１の先端側に向けて延びる押圧部１５ｂとを有する。この抜け止めばね１５は、上記挟持部１５ａの押圧部１５ｂとの境界付近に形成された屈曲係止部１５ｃをコントロールアーム１０の被係止部１０ｅに係止させるとともに、上記押圧部１５ｂの反対側に形成された円弧係止部１５ｄを上記偏心ピン１４ｂに係止させ、もって軸受部１０ｄと上記偏心ピン１４ｂを分離しないよう、かつ相対的に回動可能に挟持している。

また上記抜け止めばね１５の押圧部１５ｂの先端部は、上記ロッカアーム１１のロッカ連結部１１ｂの上面の軸方向中央に凹設された押圧溝１１ｅに所定のばね力をもって当接している。この押圧溝１１ｅは、上記揺動部材９の回転中心ａを中心とする円弧状に形成されている。このようにして上記コントロールアーム１０は図示時計回りに付勢され、上記ローラ１０ｃが上記揺動カム面９ｂに当接しており、また上記ロッカ側被押圧面１１ｄとコントール側押圧面１０ｂとの間には極僅かな隙間ｄが生じている。

このようにして上記ロッカ軸１４を回動させることにより上記ローラ１０ｃの上記揺動カム面９ｂとの当接点ｅ及び上記コントロールアーム部１０ａのコントロール側押圧面１０ｂの上記ロッカ側被押圧面１１ｄとの当接点ｆを移動させる移動機構が構成されている。

ここで上記移動機構では、上記吸気バルブ３の開期間及びリフト量が大の運転域（図１に実線で示されている）と、小の運転域（図１に二点鎖線で示されている）の運転域における上記ロッカ軸１４の回動角度に対する上記当接点の移動量が上記バルブの開期間等が中の運転域における上記移動量より小さくなるように構成されている。即ち、上記大の運転域では偏心ピン１４ｂの軸心はｃ１付近に位置し、小の運転域ではｃ２付近に位置することとなるが、偏心ピン１４ｂがこのｃ１，ｃ２近傍にある場合にはロッカ軸１４の回動角度に対する上記当接点ｅ，ｆの移動量は比較的小さい。一方、上記中の運転域では上記偏心ピン１４ｂの軸心は上記ｃ１とｃ２の中間付近に位置することとなるが、偏心ピン１４ｂがこのｃ１，ｃ２の中間付近にある場合にはロッカ軸１４の回動角度に対する上記当接点ｅ，ｆの移動量は比較的大きい。

ここで上記コントロールアーム１０は、上記ロッカ軸１４の大径部１４ａの偏心ピン１４ｂとの段差部をなす端面１４ｃに上記軸受部１０ｄの軸方向端面１０ｆを摺接させることにより軸方向に位置決めされている。また上記ロッカアーム１１は、上記軸受部１１ｃの内側端面１１ｃ′を上記コントロールアーム１０の軸受部１０ｄの上記端面１０ｆと反対側の端面に摺接させることにより軸方向に位置決めされている。

次に本実施形態における動作及び作用効果を説明する。
本実施形態の動弁装置７では、エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づいて判断されたエンジン運転状態に応じてロッカ軸駆動機構がロッカ軸１４の回転角度位置を制御する。例えば高速回転・高負荷運転域では、図１に実線で示すように、偏心ピン１４の軸心がｃ１に位置するようにロッカ軸１４の角度位置が制御される。これによりコントロールアーム１０が前進端に位置し、カム軸８のベース円部８ａがローラ９ｄに当接している時点において、該コントロールアーム１０のローラ１０ｃと揺動部材９の揺動カム面９ｂとの当接点ｅは、リフト部９ｆに最も近い側に位置する。その結果、吸気バルブ３の開期間及びリフト量は共に最大となる。

一方低速回転・低負荷運転域では、図１に二点鎖線で示すように、偏心ピン１４の軸心がｃ２に位置するようにロッカ軸１４の角度位置が制御される。これによりコントロールアーム１０が後退端に移動し、該コントロールアーム１０のローラ１０ｃと揺動部材９の揺動カム面９ｂとの当接点ｅはリフト部９ｆから最も遠い側に位置する。その結果、吸気バルブ３の開期間及びリフト量は共に最小となる。

そして本実施形態では、ロッカ側被押圧面１１ｄを、これの延長線１１ｄ′が上記ロッカアーム１１の揺動中心ｂの近傍を通るように形成している。具体的には以下の構造を採用することにより、上記延長線１１ｄ′が上記偏心ピン１４の回動軌跡Ｃ（図３参照）内を通るように形成している。即ち、上記コントロールアーム１０を上記ロッカアーム１１の左，右ロッカアーム部１１ａ，１１ａ間に挟み込まれるように配置し、該左，右ロッカアーム部１１ａ，１１ａを連結するロッカ連結部１１ｂに上記ロッカ側被押圧面１１ｄを形成したので、該ロッカ側被押圧面１１ｄの延長線１１ｄ′をロッカアーム１１の揺動中心ｂの近傍を通るように形成することが可能となっている。

このようにロッカ側被押圧面１１ｄをこれの延長線１１ｄ′がロッカアーム１１の揺動中心ｂの近傍を通るように形成したので、揺動部材９からコントロールアーム１０を介して当接点ｆに伝達された力Ｆをロッカアーム１１ひいてはバルブ３に効率良く伝達できる。即ち、本実施形態では、ロッカ側被押圧面１１ｄが、ロッカアーム１１の揺動中心ｂの近傍を通るので、該ロッカ側被押圧面１１ｄが上記直線Ｌｏに概ね一致することとなり、そのため上記コントロールアーム１０からロッカアーム１１に伝達される力Ｆの、上記ロッカアーム１１の回転力となる上記直線Ｌｏと直角方向の第１分力Ｆ１が大きくなる。このようにコントロールアーム１０からロッカアーム１１への力Ｆの伝達効率が高くなる。

そして上記揺動部材９の揺動中心ａを、バルブ軸線Ｌ１と平行で上記ロッカ軸１４の軸心ｂを通る直線Ｌ２を挟んで上記バルブ軸線Ｌ１の反対側にｇだけ離れるように配置したので、上記ロッカ側被押圧面１１ｄの延長線１１ｄ′をロッカアーム１１の回動中心ｂ近傍を通すのに有利である。即ち、上記ロッカアーム１１に加えられる力Ｆの方向と、該力Ｆの作用点ｆとロッカアーム１１の揺動中心ｂとを結ぶ上記直線Ｌｏとのなす角度が直角に近いほど上記力Ｆの伝達効率は高くなるが、上記揺動部材９の揺動中心ａをバルブ軸線Ｌ１の反対側に配置することにより上記力Ｆの方向を上記直線Ｌｏと直角方向に近づけることが容易となる。

また上記ロッカ軸１４の途中に設けた偏心ピン１４ｂに上記コントロールアーム部１０ａの軸受部１０ｄを回動可能に支持させ、該軸受部１０ｄと上記偏心ピン１４ｂとを上記抜け止めばね１５で挟持したので、ロッカ軸１４を回動させるだけの非常に簡単を構造でバルブ３の開期間及びリフト量を連続的に変化させることができるとともに、上記コントロールアーム１０と偏心ピン１４ｂとの連結作業を簡単に行なうことができる。

複数気筒エンジンの場合、各気筒におけるバルブ開期間やリフト量を均一にする必要があることから、コントロールアーム１０を許容寸法誤差範囲内において複数製造しておき、ロッカ軸１４との選択組合せにより上記バルブ開期間やリフト量を均一化することとなる。このような選択組合せを要する場合の組立及び取外し外し作業を容易に行なうことができる。

また上記上記抜け止めばね１５に上記ロッカアーム１１を押圧することにより上記コントロールアーム１０を上記ローラ１０ｃが揺動カム面９ｂに当接するよう付勢する押圧部１５ｂを一体形成したので、簡単な構成によりコントロールアーム１０のローラ１０ｃを揺動部材９の揺動カム面９ｂに常時当接させることができ、該揺動カム面９ｂの動きに対するローラ１０ｃの転がり接触を正常に保つことができ、揺動カム面９ｂとローラ１０ｃの磨耗を防止できる。

また上記偏心ピン１４ｂの外周面１４ｂ′が上記ロッカ軸１４の外周面１４ａ′より径方向外側に突出するように該偏心ピン１４ｂの偏心量を設定したので、ロッカ軸１４の直径を大きくすることなくコントロールアーム１１の移動量を大きくでき、バルブの開期間，リフト量の調整幅を大きくできる。

そして上記偏心ピン１４ｂを外方に突出させる場合に、上記ロッカアーム１１のロッカ軸１４により支持される軸受部１１ｃの内周面に上記偏心ピン１４ｂの突出量に対応する逃げ部１１ｆを形成したので、上記ロッカアーム１１の逃げ部１１ｆを上記偏心ピン１４ｂの突出部に合わせつつ該ロッカアーム１１を上記ロッカ軸１４の軸方向に移動させることにより、ロッカアーム１１をロッカ軸１４に支障無く組み付けることができる。

また上記バルブ３の開期間，リフト量が小の運転域においては上記偏心ピン１４ｂをｃ２に位置させることにより、上記ロッカ軸１４の回動角度に対する上記当接点ｅの移動量が上記バルブ３の開期間，リフト量が中の運転域における上記移動量より小さくなるように構成したので、エンジンの低速回転域において、ロッカ軸１４の回動角度の僅かな増減によりエンジン出力が急に増減するのを回避でき、低速回転域が円滑となり、ギクシャク感を回避できる。

また上記バルブ３の開期間等が大の運転域においては上記偏心ピン１４ｂをｃ１に位置させることにより、上記ロッカ軸１４の開度角度に対する上記当接点ｅの移動量を中の運転域におけるより小さく設定したので、高速回転域においてロッカ軸１４の回動に要するトルクを軽減でき、運転操作を円滑にできる。

また上記コントロールアーム１０を上記ロッカ軸１４の偏心ピン１４ｂとの段差部１４ｃに摺接させることにより軸方向に位置決し、上記ロッカアーム１１を上記コントロールアーム１０の軸方向端面１０ｆに摺接させることにより軸方向に位置決めしたので、特別な部品を要することなく、コントロールアーム１０及びロッカアーム１１の軸方向の位置決めを実現することができる。

なお、上記第１実施形態では抜け止め部材が板ばね製である場合を説明したが、本発明における抜け止め部材は、図４に示すように、丸棒製の抜け止めピンを軸受部１０ｄの外端部に圧入等で固定するようにしても良い。

また上記第１実施形態ではコントロールアームがロッカアームに内蔵されている場合を説明したが、本発明ではコントロールアームをロッカアームの外側に配置することもできる。

図５，図６はコントロールアームをロッカアームの外側に配置した第２実施形態を説明するための図である。図中、図１〜図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。

ロッカアーム２１はロッカ軸２４の大径部２４ａにより軸支された筒状の軸受部２１ａと、該軸受部２１ａの軸方向両端部から前方に一体的に延びる左，右のロッカアーム部２１ｂ，２１ｂとを備えている。該ロッカアーム部２１ｂの先端下面が左，右の吸気バルブ３，３の上端に当接している。

また上記左，右のロッカアーム部２１ｂの上面には、ロッカ側被押圧面２１ｄが形成されている。このロッカ側被押圧面２１ｄは、揺動軸１２の軸心を中心とする所定半径の円弧状をなし、かつその延長線２１ｄ′は該ロッカアーム２１の揺動中心ｂの近傍を、より具体的には偏心ピン２４ｂの軸心ｃの回動軌跡Ｃ内を通るように設定されている。

コントロールアーム２０は、左，右一対のアーム部２０ａ，２０ａの先端部同士をローラ軸２０ｂで接続固定してなり、該左，右のアーム部２０ｂ，２０ｂの基端部２０ｄは半円状に形成され、上記第１実施形態と同一構造によりロッカ軸２４の偏心ピン２４ｂに連結支持され、板ばねで抜け止めがなされている。

上記左，右のアーム部２０ａ，２０ａはロッカアーム部２１ｂ，２１ｂの軸方向外側に隙間を開けて位置しており、両者の間にローラ２０ｃ，２０ｃが配置され、上記ローラ軸２０ｂにより回転自在に支持されている。このローラ２０ｃは上記揺動アーム９の揺動カム面９ｂに転接している。

また上記ローラ軸２０ｂは上記ロッカアーム２１の左，右のロッカ側被押圧面２１ｄ，２１ｄに摺接している。即ち本実施形態では、ローラ軸２０ｂはロッカ側被押圧面２１ｄを押圧するコントロール側押圧面となっている。

本第２実施形態では、コントロールアーム２０のアーム部２０ａをロッカアーム２１のロッカアーム部２１ｂの外側に配置し、両者間にローラ２０ｃを配置し、ローラ軸２０ｂでロッカ側被押圧面２１ｄを押圧するように構成したので、このロッカ側被押圧面２１ｄを、これの延長線２１ｄ′がロッカアーム２１の揺動中心ｂの近傍を通るように形成することが可能となっている。これにより上記第１実施形態の場合と同様にコントロールアーム２０からロッカアーム２１への力の伝達効率を高めることができる。

本発明の第１実施形態によるエンジンの動弁装置の断面側面図である。 上記第１実施形態装置のコントロールアーム，ロッカアーム及びロッカ軸の斜視図である。 本発明の作用効果を説明するための断面側面図である。 上記第１実施形態における抜け止め部材の変形例を示す模式図である。 本発明の第２実施形態を説明するための断面側面図である。 上記第２実施形態の模式平面図である。

符号の説明

２ａ 燃焼室
２ｂ バルブ開口
３ 吸気バルブ
７ 動弁装置
８ カム軸（駆動手段）
９ 揺動部材
９ｂ 揺動カム面
１０ コントロールアーム
１０ａ コントロールアーム部
１０ｂ コントロール側押圧面
１０ｃ ローラ
１１ ロッカアーム
１１ａ，１１ａ 左，右ロッカアーム部
１１ｂ ロッカ連結部
１１ｄ ロッカ側被押圧面
１４ ロッカ軸
１４ａ′ロッカ軸の外周面
１４ｂ 偏心ピン
１４ｂ′偏心ピンの外周面
１１ｃロッカアームの軸受部
１１ｃ′ コントロールアームの軸方向端面
１１ｆ 逃げ部
１０ｄ コントロールアームの軸受部
１４ｃ ロッカ軸の段差部
１５ 抜け止めばね
１５ｂ 押圧部
ａ 揺動部材の揺動中心
ｂ ロッカアームの揺動中心
Ｃ 偏心ピンの軸心の回動軌跡
ｅ，ｆ 揺動カム面，ロッカ側被押圧面との当接点
Ｌ１ バルブ軸線
Ｌ２ ロッカ軸の軸線を通るバルブ軸線と平行な線

Claims (10)

1. ロッカ軸により揺動自在に支持されたロッカアームを揺動させることにより、燃焼室のバルブ開口を開閉するバルブを開閉駆動するようにしたエンジンの動弁装置において、
   揺動可能に配置され駆動手段により揺動駆動される揺動部材と、該揺動部材に形成された揺動カム面と上記ロッカアームに形成されたロッカ側被押圧面との間に配置され上記揺動カム面の動きを上記ロッカ側被押圧面に伝達するコントロールアームと、該コントロールアームの上記揺動カム面及び上記ロッカ側被押圧面との当接点を移動させる移動機構とを備え、
   上記移動機構は、上記ロッカ軸の途中に偏心ピンを設け、該偏心ピンに上記コントロールアーム部の基端部を回動可能に連結し、上記ロッカ軸を回動させることにより上記当接点を移動させるように構成されており、
   上記ロッカ側被押圧面を、上記揺動部材の揺動中心を中心とする円弧状をなし、かつ該ロッカ側被押圧面又はその延長線が、上記ロッカ軸の回動による上記偏心ピンの軸心の回動軌跡内を通るように形成した
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
2. 請求項１において、上記ロッカアームは、ロッカ軸により軸支される左，右ロッカアーム部をロッカ連結部で一体化してなり、上記コントロールアームは、その先端部の上記ロッカアーム部側に上記ロッカ側被押圧面に当接するコントロール側押圧面が形成されたコントロールアーム部と、該コントロールアーム部の先端部に設けられて上記揺動カム面と当接する当接部とを備え、上記左，右ロッカアーム部間に挟み込まれるように配置されており、上記ロッカ連結部に上記ロッカ側被押圧面が形成されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
3. 請求項２において、上記当接部は、コントロールアーム部の先端部に軸支されたローラであることを特徴とするエンジンの動弁装置。
4. 請求項１において、上記ロッカアームは、ロッカ軸により軸支されるロッカアーム部を有し、上記コントロールアームは、その先端部に上記揺動カム面と当接するローラを備えており、該ローラが上記ロッカアーム部の外側に位置するとともに、該ローラを支持するローラ軸が上記ロッカアームに形成されたロッカ側被押圧面に当接するコントロール側押圧面となっていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
5. 請求項１において、上記偏心ピンは、これの外周面が上記ロッカ軸の外周面より径方向外側に突出するようにその偏心量が設定されており、上記ロッカアームのロッカ軸により支持される軸受部の内周面には上記偏心ピンの突出量に対応する逃げ部が形成されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
6. 請求項１ないし５の何れかにおいて、上記移動機構は、上記バルブの開期間，リフト量が小又は大の運転域における上記ロッカ軸の回動角度に対する上記当接点の移動量が上記バルブの開期間，リフト量が中の運転域における上記移動量より小さくなるように構成されていることを特徴とする特徴とするエンジンの動弁装置。
7. 請求項１ないし６の何れかにおいて、上記コントロールアーム部の上記偏心ピンとの連結部は、該コントロールアーム部の基端部に半円状に一体形成され上記偏心ピンに回動可能に支持される軸受部と、該軸受部と偏心ピンとが分離するのを防止する抜け止め部材とを備えていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
8. 請求項７において、上記抜け止め部材は、上記コントロールアーム部の軸受部及び上記偏心ピンを挟持する板ばねにより構成されており、該板ばねには上記ロッカアームを押圧することにより上記コントロールアームを上記ローラが揺動カム面に当接するよう付勢する押圧部が一体形成されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
9. 請求項１ないし８の何れかにおいて、上記コントロールアームは上記ロッカ軸の偏心ピンとの段差部に摺接することにより軸方向に位置決めされており、上記ロッカアームは上記コントロールアームの軸方向端面に摺接することにより軸方向に位置決めされていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
10. 請求項１ないし９の何れかにおいて、上記揺動部材の揺動中心が上記ロッカ軸の軸線を通るバルブ軸線と平行な線を挟んで該バルブ軸線の反対側に配置されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。

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