JP4456808B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置、とりわけ機関弁である吸気弁や排気弁のバルブリフト特性を機関運転状態に応じて可変にできる内燃機関の動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の動弁装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献に記載されたものがある。
【０００３】
概略を説明すれば、この動弁装置は、一気筒当たり２つの吸気弁を有するものに適用されたもので、クランク軸の回転に同期回転する駆動軸の外周に、軸心が駆動軸の軸心から偏心した駆動カムが固設されていると共に、前記駆動軸の外周に円筒状のカムシャフトが同軸上に回転自在に設けられている。
【０００４】
このカムシャフトは、両端部に前記一対の吸気弁に対応した左右一対の揺動カムが一体に設けられており、この両揺動カムに前記駆動カムの回転力が多節リンク状の伝達機構を介して伝達されて、各吸気弁をバルブリフターを介して開閉作動させるようになっている。また、前記カムシャフトは、両揺動カムの間に有するジャーナル部がシリンダヘッドの上端部に設けられたカム軸受、つまりシリンダヘッド上面の軸受溝と軸受ブラケットとからなるカム軸受に回転自在に軸支されている。
【０００５】
前記伝達機構は、揺動カムの上方に配置されて、後述する制御軸に制御カムを介して回動自在に支持されたロッカアームと、円環状の一端部が駆動カムの外周面に嵌合しかつ他端部がロッカアームの一端部に回転自在に連結されたリンクアームと、一端部がロッカアームの他端部に回転自在に連結され、他端部が前記一方の揺動カムのカムノーズ部の先端部に回転自在に連結されたリンクロッドとから構成されている。
【０００６】
また、前記制御軸の外周面には、軸心が制御軸の軸心から所定量偏心した制御カムが固定されている。この制御カムは、ロッカアームのほぼ中央に穿設された支持孔に回転自在に嵌入保持されて、その回転位置に応じてロッカアームの揺動支点を変化させて、各揺動カムのカム面のバルブリフター上面に対する転接位置を変化させて、各吸気弁のバルブリフトを可変制御するようになっている。
【０００７】
したがって、機関運転状態に応じてバルブリフト特性を変化させることによって、燃費や出力の向上など機関性能を十分に発揮させることができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−５５９１５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の動弁装置にあっては、特に吸気弁の開作動時において、駆動軸から揺動カムに伝達される下方への押圧によってカムシャフトが大きく傾いてしまう。
【００１０】
すなわち、駆動軸の回転に伴い駆動カムから両揺動カムへの回転駆動力がロッカアームやリンクロッド等の伝達機構を介して一方側の揺動カムに伝達されて、カムシャフトの一端部側にバルブスプリングのばね力に抗して吸気弁側への押し付け力が働き、他方側の揺動カムには逆にバルブスプリングのばね力には上方への付勢力が働くため、該カムシャフトが駆動軸上で大きく傾いてしまう。
【００１１】
つまり、駆動軸とカムシャフトとの間にも該カムシャフトの回転を確保するためにクリアランスが存在し、したがって、前述のように、伝達機構からの回転伝達によってカムシャフトが傾き、駆動軸の外周面との局部的な片当たりの発生が懸念される。
【００１２】
一方、カム軸受は、油膜による耐荷重能力を高めることを狙いとして、カム軸受の内周面とカムシャフトの外周面との間のクリアランスを比較的小さく取るようになっている。
【００１３】
このため、駆動軸とカムシャフトとの間のクリアランスと、カムシャフトとカム軸受との間のクリアランスがほぼ等しいかあるいは前者の方が大きい場合は、前記カムシャフトの傾きによって前記ジャーナル部の外周面とカム軸受の内周面との間に局部的な片当たりが発生し易くなり、この結果、摩耗が発生して耐久性が低下してしまう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来に係る内燃機関の動弁装置の実情に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、機関のクランク軸に同期回転する駆動軸と、該駆動軸の回転に伴って回転する駆動カムと、前記駆動軸の外周に所定のクリアランスをもって揺動自在に設けられ、円筒状のジャーナル部及び機関弁を開閉作動させる揺動カムを有する円筒状のカムシャフトと、該カムシャフトの前記ジャーナル部を所定のクリアランスをもって回転自在に軸支するカム軸受と、前記駆動カムの回転力を前記揺動カムの揺動力として伝達する伝達機構とを備え、前記駆動軸とカムシャフトとの間のクリアランスを、前記ジャーナル部とカム軸受との間のクリアランスよりも小さく設定したことを特徴としている。
【００１５】
したがって、この発明によれば、駆動軸とカムシャフトとの間のクリアランスを、ジャーナル部とカム軸受の間のクリアランスよりも小さくしたことによって、伝達機構から揺動カムに伝達された機関弁への押圧力によるカムシャフトの傾きを吸収して抑制することができる。
【００１６】
このため、カムシャフトのジャーナル部の外周面とカム軸受の内周面との局部的な片当たりを防止することができる。この結果、該ジャーナル部とカム軸受間の局部的な摩耗の発生が防止されて、耐久性の向上を図ることができる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、機関運転状態に応じて前記伝達機構を介して前記機関弁に対するカムの当接位置を変化させて機関弁のバルブリフト量を可変にする可変機構を備えたことを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、可変機構によって機関弁のバルブリフトを機関運転状態に応じて可変制御することができることから、機関低回転時や高回転時などの運転状態に応じて性能を十分に発揮させることができる。
【００２１】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記カムと機関弁との間に、バルブリフターを介装すると共に、該バルブリフターの外周面をバレル状に形成して、該バルブリフターが摺動する摺動孔に傾動自在に設けたことを特徴としている。
【００２２】
この発明によれば、前記カムシャフトが、支軸の外周面との間の小さなクリアランスを介して僅かに傾き、これによってバルブリフターの上面に対するカムの当接位置が偏った場合は、それに追随してバルブリフターも傾きながら上下に摺動することから、カムとバルブリフター上面との片当たりなどが防止され、カムによる機関弁の開閉作動性が良好になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の動弁装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。この各実施形態の動弁装置は、１気筒あたり２つの吸気弁を備えかつ該各吸気弁のバルブリフトを機関運転状態に応じて可変にする可変機構を備えた内燃機関に適用されている。
【００２７】
すなわち、第１の実施形態の動弁装置は、図１〜図３に示すように、シリンダヘッド１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられた一対の吸気弁２，２と、機関前後方向に配置された内部中空状の支軸である駆動軸３と、該駆動軸３に嵌装されて、該駆動軸３の外周面３ａに同軸上に回転自在に支持されたカムシャフト４と、前記駆動軸３に固設された駆動カム５と、前記カムシャフト４の両端部４ａ、４ｂに一体に設けられて、各吸気弁２，２の上端部に配設されたバルブリフター６，６に摺接して各吸気弁２，２を開作動させる一対の揺動カム７，７と、駆動カム５と揺動カム７，７との間に連係されて、駆動カム５の回転力を揺動カム７，７の揺動力（開弁力）として伝達する伝達機構８と、該伝達機構８の作動位置を可変にする可変機構９とを備えている。
【００２８】
前記吸気弁２，２は、シリンダヘッド１の上端部内に収容されたほぼ円筒状のボア１１、１１の底部とバルブステム上端部のスプリングリテーナとの間に弾装されたバルブスプリング１２，１２によって閉方向に付勢されている。なお、前記駆動軸３と駆動カム５によって駆動機構が構成されている。
【００２９】
前記駆動軸３は、機関前後方向に沿って配置されて、両端部がシリンダヘッド１上部に設けられた図外の軸受によって回転自在に軸支されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットや該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が伝達されており、この回転方向は図２中時計方向に設定されている。
【００３０】
前記カムシャフト４は、駆動軸３の軸方向に沿ってほぼ円筒状に形成され、内部軸方向に前記駆動軸３の外周面３ａに回転自在に支持される支軸孔４ｄが貫通形成されていると共に、中央位置に形成された大径円筒状のジャーナル部４ｃが円筒状の第１のクリアランスＣをもってカム軸受１０によって回転自在に軸支されていると共に、支軸孔４ｄの内周面が前記駆動軸３の外周面３ａに円筒状の第２のクリアランスＣ１をもって回転自在支持されている。
【００３１】
そして、前記駆動軸３の外周面３ａとカムシャフト４の内周面との間の前記第２のクリアランスＣ１は、周方向の全体の幅厚さが例えば約４０〜６０μｍに設定されている一方、前記ジャーナル部４ｃとカム軸受１０との間の第１のクリアランスＣは、周方向の全体の幅厚さが約６５μｍ以上に設定されて、第２のクリアランスＣ１が第１のクリアランスＣよりも小さく設定されている。
【００３２】
前記カム軸受１０は、図１に示すように、シリンダヘッド１の上端部に突設された軸受部１０ａと、該軸受部１０ａの上端部に図外の左右のボルトによって固定された軸受ブラケット１０ｂとから構成され、該両者１０ａ、１０ｂ間に前記カムシャフト４の外周上下面を軸受けする半円弧状軸受面がそれぞれ形成されている。
【００３３】
前記駆動カム５は、図１及び図２にも示すように、ほぼ円環状のカム本体５ａと、該カム本体５ａの外端面に一体に設けられた筒状部５ｂとからなり、駆動軸３の軸方向の所定位置で図外の固定用ピンを介して駆動軸３上に固定されていると共に、カム本体５ａの外周面が偏心円のカムプロフィールに形成されて、カム本体５ａの軸心Ｙが駆動軸３の軸心Ｘから径方向へ所定量だけオフセットしている。
【００３４】
前記バルブリフター６，６は、軽量化を図るためにアルミニウム合金材によって有蓋円筒状に形成され、シリンダヘッド１１の前記ボア１１，１１内の摺動孔１１ａ、１１ａ内で上下方向へ摺動自在に保持されていると共に、揺動カム７，７が摺接する上面６ａ，６ａが平坦状に形成されている。また、このバルブリフター６，６は、外周面６ｂ、６ｂがバレル状に形成されて、吸気弁２，２の軸線に対して各摺動孔１１ａ，１１ａ内で傾動可能になっている。また、バルブリフター６，６の上壁下部中央には、吸気弁２，２のバルブステムの上端が当接する剛性の高い鋼製のシムが設けられている。
【００３５】
前記各揺動カム７は、図１，図２に示すように同一形状のほぼ雨滴状を呈し、基端部７ａ側がカムシャフト４を介して前記駆動軸３の軸心Ｘを中心として揺動するようになっていると共に、揺動カム７の下面にはカム面７ｃ、７ｃがそれぞれ形成され、基端部７ａ側の基円面と該基円面からカムノーズ部７ｂ、７ｂ側に円弧状に延びるランプ面と該ランプ面からカムノーズ部７ｂの先端側に有する最大リフトの頂面に連なるリフト面とが形成されており、該基円面とランプ面、リフト面及び頂面とが、揺動カム７の揺動位置に応じて各バルブリフター６の上面６ａ所定位置に当接するようになっている。
【００３６】
前記伝達機構８は、図１〜図３に示すように、駆動軸３の上方に配置されたロッカアーム１３と、該ロッカアーム１３の一端部１３ａと駆動カム５とを連係するリンクアーム１４と、ロッカアーム１３の他端部１３ｂと揺動カム７とを連係するリンクロッド１５とを備えている。
【００３７】
前記ロッカアーム１３は、中央に有する筒状基部が支持孔１３ｃを介して後述する制御カム２３に揺動自在に支持されている。また、筒状基部の外端部に突設された前記一端部１３ａには、ピン１９が嵌入するピン孔が貫通形成されている一方、基部の内端部に夫々突設された前記他端部１３ｂには、リンクロッド１５の一端部１５ａと連結するピン２０が嵌入するピン孔が形成されている。
【００３８】
前記リンクアーム１４は、比較的大径な円環状の基部１４ａと、該基部１４ａの外周面所定位置に突設された突出端１４ｂとを備え、基部１４ａの中央位置には、前記駆動カム５のカム本体５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔１４ｃが形成されている一方、突出端１４ｂには、前記ピン１９が回転自在に挿通するピン孔１４ｄが貫通形成されている。
【００３９】
前記リンクロッド１５は、横断面ほぼコ字形状に形成されていると共に、内側が凹状のほぼく字形状に形成されている。また、両端部１５ａ，１５ｂは、前記ロッカアーム１３の他端部１３ｂと揺動カム７のカムノーズ部７ｂの各ピン孔に各ピン２０、２１を介して回転自在に連結されている。
【００４０】
前記可変機構９は、図１及び図２に示すように、駆動軸３の上方位置に配置された軸受１６に回転自在に支持された制御軸１７と、該制御軸１７の外周に固定されてロッカアーム１３の揺動支点となる制御カム１８とを備えている。
【００４１】
前記制御軸１７は、駆動軸３と並行に機関前後方向に配設されていると共に、一端部に設けられた図外の電動アクチュエータ（ＤＣモータ）により歯車機構を介して所定回転角度範囲内で回転制御されるようになっている。
【００４２】
また、前記制御カム１８は、円筒状を呈し、図２に示すように軸心Ｐ１位置が肉厚部１８ａの分だけ制御軸１７の軸心Ｐ２から所定分だけ偏倚している。
【００４３】
なお、前記軸受１６は、シリンダヘッド１の上端部に設けられた図外の枠部材に設けられている。
【００４４】
また、電磁アクチュエータは、機関の運転状態を検出するコントローラからの制御信号によって駆動するようになっており、このコントローラは、マイクロコンピュターが内蔵され、クランク角センサやエアーフローメータ，水温センサ及び制御軸１７の回転位置を検出するポテンションメータ等の各種センサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を演算等により検出して、前記電動アクチュエータに制御信号を出力している。
【００４５】
以下、まず本実施形態の作動を説明すれば、低リフト制御時には、コントローラからの制御信号によって電動アクチュエータを介して制御軸１７が図２に示す所定位置まで回転駆動される。このため、制御カム１８は、肉厚部１８ａが駆動軸３から上方向に離間移動し、制御軸１７の軸心Ｐ２から左上方の回動角度位置に保持される。これにより、ロッカアーム他端部１３ｂとリンクロッドの枢支点は、駆動軸３に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム７は、リンクロッド１５を介してカムノーズ部７ｂ側を強制的に引き上げられて全体が時計方向へ回動する。
【００４６】
したがって、駆動カム５が回転してリンクアーム１４を介してロッカアーム１３の一端部１３ａを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド１５を介して揺動カム７及びバルブリフター６に伝達されるが、そのリフト量は十分小さくなる。
【００４７】
よって、バルブリフト量が小さくなると共に、各吸気弁２の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、例えば低負荷域の燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
【００４８】
一方、高リフト制御時は、コントローラからの制御信号によって電動アクチュエータにより制御軸１７が反時計方向に回転駆動される。したがって、制御軸１７が、制御カム１８を図２の位置から反時計方向の回転角度位置まで回転させ、軸心Ｐ１（肉厚部１８ａ）を下方向へ移動させる。このため、前記枢支点は、今度は駆動軸３方向（下方向）に移動して端部１３ｂが揺動カム７のカムノーズ部７ｂを、リンクロッド１５を介して下方へ押圧して該揺動カム７全体を所定量だけ反時計方向へ回動させる。
【００４９】
したがって、揺動カム７のバルブリフター６の上面６ａに対するカム面７ｃの当接位置が頂面側に移動する。このため、駆動カム５が回転してロッカアーム１３の一端部１３ａを、リンクアーム１４を介して押し上げると、バルブリフター６に対するそのリフト量は大きくなる。
【００５０】
よって、各吸気弁２の開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、例えば、高負荷域における吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。
【００５１】
そして、この実施形態では、前述のように駆動軸３とカムシャフト４との間の第２のクリアランスＣ１を、ジャーナル部４ｃとカム軸受１０との間の第１のクリアランスＣよりも小さく形成したため、図４に示すように、前記吸気弁２，２の開作動時に、前記駆動カム５からリンクアーム１４、ロッカアーム１３及びリンクロッド１５を介して一方の揺動カム７、つまりカムシャフト４の一端部４ａに伝達された下方向への押圧力と、他端部４ｂに掛かるバルブスプリング１２のばね力によって発生するカムシャフト４の傾きを第１のクリアランスＣ１によって吸収する形になり、該カムシャフト４の大きな傾きを十分に抑制することができる。
【００５２】
このため、ジャーナル部４の外周面とカム軸受１０の内周面との間（第１クリアランスＣ側）の局部的な片当たりを防止することができる。この結果、局部的な摩耗の発生が防止されて、耐久性の向上を図ることができる。
【００５３】
また、前記各バルブリフター６，６の外周面６ｂ、６ｂをほぼバレル状に形成したことから、カムシャフト４が前記第２のクリアランスＣ１を介して僅かに傾き、これによってバルブリフター６，６の上面６ａ、６ａに対する揺動カム７，７の当接位置が偏った場合は、それに追随した形でバルブリフター６，６が摺動孔１１ａ内で僅かに傾きながら上下に摺動することから、揺動カム７、７とバルブリフター６，６上面との片当たりなどが防止され、揺動カム７，７による吸気弁２，２の開閉作動性が良好になる。
【００５４】
なお、前記各バルブリフター６，６が僅かに傾動した際に、各吸気弁２，２のバルブステムの上端縁と鋼製のシムが摺接することから、バルブリフター６，６の上面６ａ、６ａの摩耗が防止できる。
【００５５】
図５は本発明の第２の実施形態を示し、１気筒当たり１つの吸気弁２に適用したものであって、カムシャフト４が短尺に形成されて、一端部４ａに揺動カム７が一体に設けられ、他端部４ｂに有するジャーナル部４ｃがカム軸受１０に軸受けされている。また、駆動軸３の外周面３ａとカムシャフト４の内周面との間の第２のクリアランスＣ２が、ジャーナル部４ｃの外周面とカム軸受１０の内周面との間の第１のクリアランスＣよりも小さく形成されている。
【００５６】
したがって、この実施形態も第１の実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００５７】
図６〜図９は本願発明の各参考例を示し、駆動軸３や揺動カム７、伝達機構８、可変機構９、第１、第２クリアランスＣ、Ｃ１などの基本構成は、前記第１〜第２実施形態と同様である。また、カムシャフト４と各揺動カム７，７によって揺動部材が構成されている。すなわち、図６は第１の参考例であって、駆動軸３から伝達機構８を介して各揺動カム７，７伝達される揺動力は、前記各実施形態と同じくカムシャフト４の軸方向に偏倚した一端部４ａ側に上方から作用するようになっている。
【００５８】
そして、前記カムシャフト４の他端部４ｂ側の他方の揺動カム７は、カムノーズ部７ｂの長さＬ２が一端部４ａ側の一方の揺動カム７のカムノーズ部７ｂの長さＬ１よりも長く設定されている。
【００５９】
すなわち、前記伝達機構８からカムシャフト４の一端部４ａに下方へ作用する力によって一方の揺動カム７が第２クリアランスＣ１を介して僅かに下がり、したがって、かかる部位の支軸孔４ｄの中心Ｐ１がほぼΔ／２だけ下がる一方、他方の揺動カム７が僅かに上がり、したがってかかる部位の支軸孔４ｄの中心Ｐ２がほぼΔ／２だけ上がり、結果的にΔ分だけ両吸気弁２２，２３間でリフト差が生じる。なお、ここで、Δとは、第２のクリアランスＣ１のデジタル値である。
【００６０】
そこで、この実施形態では、前記他端部４ｂ側のカムノーズ部７ｂの長さＬ２を、一端部４ａ側のカムノーズ部７ｂの長さＬ１にΔ分だけプラスした長さに設定したものである（Ｌ２＝Ｌ１＋Δ）。
【００６１】
したがって、支軸孔４ｄの中心Ｐ２から他方の吸気弁２３の傘部２３ａ下面までの長さｙ２が、支軸孔４ｄの中心Ｐ１から一方の吸気弁２２の傘部２２ａ下面までの長さｙ１よりも前記Δ分だけ長く設定されることになる。
【００６２】
このため、前記伝達機構８を介して一方側の揺動カム７に前記下方向の揺動力が伝達されて、カムシャフト４の一端部４ａ側が下方へ、他端部４ｂ側が上方へ傾いても、各吸気弁２２，２３の長さｙ１，ｙ２の相違によって該両吸気弁２２，２３の最大バルブリフト量のばらつきの発生を抑制することが可能になる。
【００６３】
図７は第２の参考例を示し、各バルブリフター６，６の上壁下面に前記各吸気弁２２、２３のバルブステム２２ｂ、２３ｂの上面が当接する突起部２４，２５が設けられていると共に、カムシャフト４の他端部４ｂ側の他方のバルブリフター６の上面６ａから突起部２５の下端面までの長さｔ２を、一方のバルブリフター６の上面６ａから突起部２４の下端面までの長さｔ１よりも前記ト分だけプラスした長さに設定したものである（ｔ２＝ｔ１＋Δ）。
【００６４】
したがって、支軸孔４ｄの中心Ｐ２から他方の吸気弁２３の傘部２３ａ下面までの長さｙ２が、支軸孔４ｄの中心Ｐ１から一方の吸気弁２２の傘部２２ａ下面までの長さｙ１よりも前記Δ分だけ長く設定されることになる。
【００６５】
このため、前記第３の実施形態と同じく、各吸気弁２２，２３の最大バルブリフト量のばらつきの発生を抑制することができる。
【００６６】
図８は第３の参考例を示し、これは他方の吸気弁２３のバルブステム２３ｂの長さＳ２を一方の吸気弁２２のバルブステム２２ｂの長さＳ１に前記ト分をプラスした長さに設定したものである（Ｓ２＝Ｓ１＋Δ）。
【００６７】
したがって、前述と同じく、支軸孔４ｄの中心Ｐ２から他方の吸気弁２３の傘部２３ａ下面までの長さｙ２が、支軸孔４ｄの中心Ｐ１から一方の吸気弁２２の傘部２２ａ下面までの長さｙ１よりも前記Δ分だけ長く設定されることになる。
【００６８】
このため、前記第１及び２の参考例と同じく、各吸気弁２２，２３の最大バルブリフト量のばらつきの発生を抑制することができる。
【００６９】
図９は第４の参考例を示し、各バルブリフター６，６の上壁下面に、前記各吸気弁２２，２３のバルブステム２２ｂ、２３ｂの上端部が嵌合するシム２６，２７が設けられている。
【００７０】
このシム２６，２７は、縦断面ほぼコ字形に形成され、前記各バルブステム２２ｂ、２３ｂの上端部が当接する上壁部の厚さを異ならせている。つまり、カムシャフト４の他端部４ｂ側の他方のシム２７の上壁部の厚さｅ２を、一端部４ａ側の一方のシム２６の上壁部の厚さｅ１よりも前記Δ分だけプラスした長さに設定したものである（ｅ２＝ｅ１＋Δ）。
【００７１】
したがって、支軸孔４ｄの中心Ｐ２から他方の吸気弁２３の傘部２３ａ下面までの長さｙ２が、支軸孔４ｄの中心Ｐ１から一方の吸気弁２２の傘部２２ａ下面までの長さｙ１よりも前記Δ分だけ長く設定されることになる。
【００７２】
このため、前記各実施形態と同じく、各吸気弁２２，２３の最大バルブリフト量のばらつきの発生を抑制することができる。
【００７３】
また、前記各実施形態ではカムシャフト４の支軸として駆動軸３を兼用させたため、支軸を別に設けた場合に比較して部品点数の増加を抑制することが可能になり、製造作業や組付作業が容易になる。
【００７４】
しかも、駆動軸３の外周面とカムシャフト４の支軸孔４ｄの内周面との間に、動弁装置に供給された潤滑油が入り込んで、油膜を形成されることから、この油膜によってカムシャフト４の前記傾きを若干抑制させることができる。
【００７５】
また、本発明では、Ｃ１＜Ｃであり、カムシャフトとカム軸受とのクリアランスＣが比較的大きく設定される場合も出てくるが問題はない。すなわち、通常の動弁系ではＣを小さく取ってカム軸受の油膜負荷能力を高めてカムシャフトの負荷を支持しているが、本発明では支軸とカムシャフト内径の小さなＣ１によっても十分な軸受の油膜負荷能力が得られるからである。
【００７６】
前記請求項に記載の発明にかかる前記実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下の（ハ）〜（ホ）に記載する。
【００８１】
（ハ）前記支軸孔の中心から各機関弁の傘部までの各長さを、前記揺動部材の前記機関弁に当接する当接部位の高さを変更して調整したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【００８２】
この発明によれば、１つの揺動部材の各当接部位の高さを変更するだけであるから、２つ以上の部材である場合に比較して１つの揺動部材を組み付ける際における誤組み付けの発生を防止できる。
【００８３】
（ニ）前記支軸孔の中心から各機関弁の傘部までの各長さを、各機関弁のバルブステムの長さを変更して調整したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【００８４】
この発明によれば、各機関弁のバルブステムの長さを変更するだけであるから、支軸孔から各機関弁の傘部までの全体の長さの誤差を微調整することが可能になる。
【００８５】
（ホ）前記揺動部材と各機関弁との間に、シムを有するバルブリフターを介装すると共に、前記支軸孔の中心から各機関弁の傘部までの各長さを、前記シムの厚さ幅を変更して調整したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【００８６】
この発明によれば、単にシムの厚さ幅を調整するだけで、前記誤差の調整が可能になることから、調整作業が容易になると共に、微調整が可能になる。
【００８７】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、前記吸気弁側ばかりか排気弁側に適用することも可能であり、また例えば駆動機構としては、可変機構９を備えない通常カムシャフトの外周にカムを設けたものであってもよく、また、可変機構として複数の高低カムを切り換えて各機関弁のバルブリフト量を変化させるものであってもよい。
【００８８】
さらに、前記各バルブリフター６，６を必ずしもバレル状に形成する必要はなく、また材質もアルミニウム合金に限らず鉄製であってもよく、また、各上面６ａ、６ａを平坦ではなく、上方へ膨出した球面状に形成することも可能である。
【００８９】
さらに、機関弁は一気筒あたり２つばかりか３つあるものに適用することも可能である。
【００９０】
また、支軸としては、前記駆動軸３に限定されるものではなく他の部材を支軸として用いることも可能である。
【００９１】
また、揺動部材としては、前記カムシャフト４と揺動カム７，７との構成ばかりか、一端部で直接機関弁を押圧する一般的なロッカアームとすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施態様を示す要部縦断面図。
【図２】 図１のＡ矢視図。
【図３】 本実施形態の要部平面図。
【図４】 本実施形態の作用説明図。
【図５】 本発明の第２の実施形態を示す要部縦断面図。
【図６】 本発明の第１の参考例を示す要部縦断面図。
【図７】 本発明の第２の参考例を示す要部縦断面図。
【図８】 本発明の第３の参考例を示す要部縦断面図。
【図９】 本発明の第４の参考例を示す要部縦断面図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置、とりわけ機関弁である吸気弁や排気弁のバルブリフト特性を機関運転状態に応じて可変にできる内燃機関の動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の動弁装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献に記載されたものがある。
【０００３】
概略を説明すれば、この動弁装置は、一気筒当たり２つの吸気弁を有するものに適用されたもので、クランク軸の回転に同期回転する駆動軸の外周に、軸心が駆動軸の軸心から偏心した駆動カムが固設されていると共に、前記駆動軸の外周に円筒状のカムシャフトが同軸上に回転自在に設けられている。
【０００４】
このカムシャフトは、両端部に前記一対の吸気弁に対応した左右一対の揺動カムが一体に設けられており、この両揺動カムに前記駆動カムの回転力が多節リンク状の伝達機構を介して伝達されて、各吸気弁をバルブリフターを介して開閉作動させるようになっている。また、前記カムシャフトは、両揺動カムの間に有するジャーナル部がシリンダヘッドの上端部に設けられたカム軸受、つまりシリンダヘッド上面の軸受溝と軸受ブラケットとからなるカム軸受に回転自在に軸支されている。
【０００５】
前記伝達機構は、揺動カムの上方に配置されて、後述する制御軸に制御カムを介して回動自在に支持されたロッカアームと、円環状の一端部が駆動カムの外周面に嵌合しかつ他端部がロッカアームの一端部に回転自在に連結されたリンクアームと、一端部がロッカアームの他端部に回転自在に連結され、他端部が前記一方の揺動カムのカムノーズ部の先端部に回転自在に連結されたリンクロッドとから構成されている。
【０００６】
また、前記制御軸の外周面には、軸心が制御軸の軸心から所定量偏心した制御カムが固定されている。この制御カムは、ロッカアームのほぼ中央に穿設された支持孔に回転自在に嵌入保持されて、その回転位置に応じてロッカアームの揺動支点を変化させて、各揺動カムのカム面のバルブリフター上面に対する転接位置を変化させて、各吸気弁のバルブリフトを可変制御するようになっている。
【０００７】
したがって、機関運転状態に応じてバルブリフト特性を変化させることによって、燃費や出力の向上など機関性能を十分に発揮させることができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−５５９１５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の動弁装置にあっては、特に吸気弁の開作動時において、駆動軸から揺動カムに伝達される下方への押圧によってカムシャフトが大きく傾いてしまう。
【００１０】
すなわち、駆動軸の回転に伴い駆動カムから両揺動カムへの回転駆動力がロッカアームやリンクロッド等の伝達機構を介して一方側の揺動カムに伝達されて、カムシャフトの一端部側にバルブスプリングのばね力に抗して吸気弁側への押し付け力が働き、他方側の揺動カムには逆にバルブスプリングのばね力には上方への付勢力が働くため、該カムシャフトが駆動軸上で大きく傾いてしまう。
【００１１】
つまり、駆動軸とカムシャフトとの間にも該カムシャフトの回転を確保するためにクリアランスが存在し、したがって、前述のように、伝達機構からの回転伝達によってカムシャフトが傾き、駆動軸の外周面との局部的な片当たりの発生が懸念される。
【００１２】
一方、カム軸受は、油膜による耐荷重能力を高めることを狙いとして、カム軸受の内周面とカムシャフトの外周面との間のクリアランスを比較的小さく取るようになっている。
【００１３】
このため、駆動軸とカムシャフトとの間のクリアランスと、カムシャフトとカム軸受との間のクリアランスがほぼ等しいかあるいは前者の方が大きい場合は、前記カムシャフトの傾きによって前記ジャーナル部の外周面とカム軸受の内周面との間に局部的な片当たりが発生し易くなり、この結果、摩耗が発生して耐久性が低下してしまう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来に係る内燃機関の動弁装置の実情に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、機関のクランク軸に同期回転する駆動軸と、該駆動軸の回転に伴って回転する駆動カムと、前記駆動軸の外周に所定のクリアランスをもって揺動自在に設けられ、円筒状のジャーナル部及び機関弁を開閉作動させる揺動カムを有する円筒状のカムシャフトと、該カムシャフトの前記ジャーナル部を所定のクリアランスをもって回転自在に軸支するカム軸受と、前記駆動カムの回転力を前記揺動カムの揺動力として伝達する伝達機構とを備え、前記駆動軸とカムシャフトとの間のクリアランスを、前記ジャーナル部とカム軸受との間のクリアランスよりも小さく設定したことを特徴としている。
【００１５】
したがって、この発明によれば、駆動軸とカムシャフトとの間のクリアランスを、ジャーナル部とカム軸受の間のクリアランスよりも小さくしたことによって、伝達機構から揺動カムに伝達された機関弁への押圧力によるカムシャフトの傾きを吸収して抑制することができる。
【００１６】
このため、カムシャフトのジャーナル部の外周面とカム軸受の内周面との局部的な片当たりを防止することができる。この結果、該ジャーナル部とカム軸受間の局部的な摩耗の発生が防止されて、耐久性の向上を図ることができる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、機関運転状態に応じて前記伝達機構を介して前記機関弁に対するカムの当接位置を変化させて機関弁のバルブリフト量を可変にする可変機構を備えたことを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、可変機構によって機関弁のバルブリフトを機関運転状態に応じて可変制御することができることから、機関低回転時や高回転時などの運転状態に応じて性能を十分に発揮させることができる。
【００２１】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記カムと機関弁との間に、バルブリフターを介装すると共に、該バルブリフターの外周面をバレル状に形成して、該バルブリフターが摺動する摺動孔に傾動自在に設けたことを特徴としている。
【００２２】
この発明によれば、前記カムシャフトが、支軸の外周面との間の小さなクリアランスを介して僅かに傾き、これによってバルブリフターの上面に対するカムの当接位置が偏った場合は、それに追随してバルブリフターも傾きながら上下に摺動することから、カムとバルブリフター上面との片当たりなどが防止され、カムによる機関弁の開閉作動性が良好になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の動弁装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。この各実施形態の動弁装置は、１気筒あたり２つの吸気弁を備えかつ該各吸気弁のバルブリフトを機関運転状態に応じて可変にする可変機構を備えた内燃機関に適用されている。
【００２７】
すなわち、第１の実施形態の動弁装置は、図１〜図３に示すように、シリンダヘッド１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられた一対の吸気弁２，２と、機関前後方向に配置された内部中空状の支軸である駆動軸３と、該駆動軸３に嵌装されて、該駆動軸３の外周面３ａに同軸上に回転自在に支持されたカムシャフト４と、前記駆動軸３に固設された駆動カム５と、前記カムシャフト４の両端部４ａ、４ｂに一体に設けられて、各吸気弁２，２の上端部に配設されたバルブリフター６，６に摺接して各吸気弁２，２を開作動させる一対の揺動カム７，７と、駆動カム５と揺動カム７，７との間に連係されて、駆動カム５の回転力を揺動カム７，７の揺動力（開弁力）として伝達する伝達機構８と、該伝達機構８の作動位置を可変にする可変機構９とを備えている。
【００２８】
前記吸気弁２，２は、シリンダヘッド１の上端部内に収容されたほぼ円筒状のボア１１、１１の底部とバルブステム上端部のスプリングリテーナとの間に弾装されたバルブスプリング１２，１２によって閉方向に付勢されている。なお、前記駆動軸３と駆動カム５によって駆動機構が構成されている。
【００２９】
前記駆動軸３は、機関前後方向に沿って配置されて、両端部がシリンダヘッド１上部に設けられた図外の軸受によって回転自在に軸支されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットや該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が伝達されており、この回転方向は図２中時計方向に設定されている。
【００３０】
前記カムシャフト４は、駆動軸３の軸方向に沿ってほぼ円筒状に形成され、内部軸方向に前記駆動軸３の外周面３ａに回転自在に支持される支軸孔４ｄが貫通形成されていると共に、中央位置に形成された大径円筒状のジャーナル部４ｃが円筒状の第１のクリアランスＣをもってカム軸受１０によって回転自在に軸支されていると共に、支軸孔４ｄの内周面が前記駆動軸３の外周面３ａに円筒状の第２のクリアランスＣ１をもって回転自在支持されている。
【００３１】
そして、前記駆動軸３の外周面３ａとカムシャフト４の内周面との間の前記第２のクリアランスＣ１は、周方向の全体の幅厚さが例えば約４０〜６０μｍに設定されている一方、前記ジャーナル部４ｃとカム軸受１０との間の第１のクリアランスＣは、周方向の全体の幅厚さが約６５μｍ以上に設定されて、第２のクリアランスＣ１が第１のクリアランスＣよりも小さく設定されている。
【００３２】
前記カム軸受１０は、図１に示すように、シリンダヘッド１の上端部に突設された軸受部１０ａと、該軸受部１０ａの上端部に図外の左右のボルトによって固定された軸受ブラケット１０ｂとから構成され、該両者１０ａ、１０ｂ間に前記カムシャフト４の外周上下面を軸受けする半円弧状軸受面がそれぞれ形成されている。
【００３３】
前記駆動カム５は、図１及び図２にも示すように、ほぼ円環状のカム本体５ａと、該カム本体５ａの外端面に一体に設けられた筒状部５ｂとからなり、駆動軸３の軸方向の所定位置で図外の固定用ピンを介して駆動軸３上に固定されていると共に、カム本体５ａの外周面が偏心円のカムプロフィールに形成されて、カム本体５ａの軸心Ｙが駆動軸３の軸心Ｘから径方向へ所定量だけオフセットしている。
【００３４】
前記バルブリフター６，６は、軽量化を図るためにアルミニウム合金材によって有蓋円筒状に形成され、シリンダヘッド１１の前記ボア１１，１１内の摺動孔１１ａ、１１ａ内で上下方向へ摺動自在に保持されていると共に、揺動カム７，７が摺接する上面６ａ，６ａが平坦状に形成されている。また、このバルブリフター６，６は、外周面６ｂ、６ｂがバレル状に形成されて、吸気弁２，２の軸線に対して各摺動孔１１ａ，１１ａ内で傾動可能になっている。また、バルブリフター６，６の上壁下部中央には、吸気弁２，２のバルブステムの上端が当接する剛性の高い鋼製のシムが設けられている。
【００３５】
前記各揺動カム７は、図１，図２に示すように同一形状のほぼ雨滴状を呈し、基端部７ａ側がカムシャフト４を介して前記駆動軸３の軸心Ｘを中心として揺動するようになっていると共に、揺動カム７の下面にはカム面７ｃ、７ｃがそれぞれ形成され、基端部７ａ側の基円面と該基円面からカムノーズ部７ｂ、７ｂ側に円弧状に延びるランプ面と該ランプ面からカムノーズ部７ｂの先端側に有する最大リフトの頂面に連なるリフト面とが形成されており、該基円面とランプ面、リフト面及び頂面とが、揺動カム７の揺動位置に応じて各バルブリフター６の上面６ａ所定位置に当接するようになっている。
【００３６】
前記伝達機構８は、図１〜図３に示すように、駆動軸３の上方に配置されたロッカアーム１３と、該ロッカアーム１３の一端部１３ａと駆動カム５とを連係するリンクアーム１４と、ロッカアーム１３の他端部１３ｂと揺動カム７とを連係するリンクロッド１５とを備えている。
【００３７】
前記ロッカアーム１３は、中央に有する筒状基部が支持孔１３ｃを介して後述する制御カム２３に揺動自在に支持されている。また、筒状基部の外端部に突設された前記一端部１３ａには、ピン１９が嵌入するピン孔が貫通形成されている一方、基部の内端部に夫々突設された前記他端部１３ｂには、リンクロッド１５の一端部１５ａと連結するピン２０が嵌入するピン孔が形成されている。
【００３８】
前記リンクアーム１４は、比較的大径な円環状の基部１４ａと、該基部１４ａの外周面所定位置に突設された突出端１４ｂとを備え、基部１４ａの中央位置には、前記駆動カム５のカム本体５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔１４ｃが形成されている一方、突出端１４ｂには、前記ピン１９が回転自在に挿通するピン孔１４ｄが貫通形成されている。
【００３９】
前記リンクロッド１５は、横断面ほぼコ字形状に形成されていると共に、内側が凹状のほぼく字形状に形成されている。また、両端部１５ａ，１５ｂは、前記ロッカアーム１３の他端部１３ｂと揺動カム７のカムノーズ部７ｂの各ピン孔に各ピン２０、２１を介して回転自在に連結されている。
【００４０】
前記可変機構９は、図１及び図２に示すように、駆動軸３の上方位置に配置された軸受１６に回転自在に支持された制御軸１７と、該制御軸１７の外周に固定されてロッカアーム１３の揺動支点となる制御カム１８とを備えている。
【００４１】
前記制御軸１７は、駆動軸３と並行に機関前後方向に配設されていると共に、一端部に設けられた図外の電動アクチュエータ（ＤＣモータ）により歯車機構を介して所定回転角度範囲内で回転制御されるようになっている。
【００４２】
また、前記制御カム１８は、円筒状を呈し、図２に示すように軸心Ｐ１位置が肉厚部１８ａの分だけ制御軸１７の軸心Ｐ２から所定分だけ偏倚している。
【００４３】
なお、前記軸受１６は、シリンダヘッド１の上端部に設けられた図外の枠部材に設けられている。
【００４４】
また、電磁アクチュエータは、機関の運転状態を検出するコントローラからの制御信号によって駆動するようになっており、このコントローラは、マイクロコンピュターが内蔵され、クランク角センサやエアーフローメータ，水温センサ及び制御軸１７の回転位置を検出するポテンションメータ等の各種センサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を演算等により検出して、前記電動アクチュエータに制御信号を出力している。
【００４５】
以下、まず本実施形態の作動を説明すれば、低リフト制御時には、コントローラからの制御信号によって電動アクチュエータを介して制御軸１７が図２に示す所定位置まで回転駆動される。このため、制御カム１８は、肉厚部１８ａが駆動軸３から上方向に離間移動し、制御軸１７の軸心Ｐ２から左上方の回動角度位置に保持される。これにより、ロッカアーム他端部１３ｂとリンクロッドの枢支点は、駆動軸３に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム７は、リンクロッド１５を介してカムノーズ部７ｂ側を強制的に引き上げられて全体が時計方向へ回動する。
【００４６】
したがって、駆動カム５が回転してリンクアーム１４を介してロッカアーム１３の一端部１３ａを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド１５を介して揺動カム７及びバルブリフター６に伝達されるが、そのリフト量は十分小さくなる。
【００４７】
よって、バルブリフト量が小さくなると共に、各吸気弁２の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、例えば低負荷域の燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
【００４８】
一方、高リフト制御時は、コントローラからの制御信号によって電動アクチュエータにより制御軸１７が反時計方向に回転駆動される。したがって、制御軸１７が、制御カム１８を図２の位置から反時計方向の回転角度位置まで回転させ、軸心Ｐ１（肉厚部１８ａ）を下方向へ移動させる。このため、前記枢支点は、今度は駆動軸３方向（下方向）に移動して端部１３ｂが揺動カム７のカムノーズ部７ｂを、リンクロッド１５を介して下方へ押圧して該揺動カム７全体を所定量だけ反時計方向へ回動させる。
【００４９】
したがって、揺動カム７のバルブリフター６の上面６ａに対するカム面７ｃの当接位置が頂面側に移動する。このため、駆動カム５が回転してロッカアーム１３の一端部１３ａを、リンクアーム１４を介して押し上げると、バルブリフター６に対するそのリフト量は大きくなる。
【００５０】
よって、各吸気弁２の開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、例えば、高負荷域における吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。
【００５１】
そして、この実施形態では、前述のように駆動軸３とカムシャフト４との間の第２のクリアランスＣ１を、ジャーナル部４ｃとカム軸受１０との間の第１のクリアランスＣよりも小さく形成したため、図４に示すように、前記吸気弁２，２の開作動時に、前記駆動カム５からリンクアーム１４、ロッカアーム１３及びリンクロッド１５を介して一方の揺動カム７、つまりカムシャフト４の一端部４ａに伝達された下方向への押圧力と、他端部４ｂに掛かるバルブスプリング１２のばね力によって発生するカムシャフト４の傾きを第１のクリアランスＣ１によって吸収する形になり、該カムシャフト４の大きな傾きを十分に抑制することができる。
【００５２】
このため、ジャーナル部４の外周面とカム軸受１０の内周面との間（第１クリアランスＣ側）の局部的な片当たりを防止することができる。この結果、局部的な摩耗の発生が防止されて、耐久性の向上を図ることができる。
【００５３】
また、前記各バルブリフター６，６の外周面６ｂ、６ｂをほぼバレル状に形成したことから、カムシャフト４が前記第２のクリアランスＣ１を介して僅かに傾き、これによってバルブリフター６，６の上面６ａ、６ａに対する揺動カム７，７の当接位置が偏った場合は、それに追随した形でバルブリフター６，６が摺動孔１１ａ内で僅かに傾きながら上下に摺動することから、揺動カム７、７とバルブリフター６，６上面との片当たりなどが防止され、揺動カム７，７による吸気弁２，２の開閉作動性が良好になる。
【００５４】
なお、前記各バルブリフター６，６が僅かに傾動した際に、各吸気弁２，２のバルブステムの上端縁と鋼製のシムが摺接することから、バルブリフター６，６の上面６ａ、６ａの摩耗が防止できる。
【００５５】
図５は本発明の第２の実施形態を示し、１気筒当たり１つの吸気弁２に適用したものであって、カムシャフト４が短尺に形成されて、一端部４ａに揺動カム７が一体に設けられ、他端部４ｂに有するジャーナル部４ｃがカム軸受１０に軸受けされている。また、駆動軸３の外周面３ａとカムシャフト４の内周面との間の第２のクリアランスＣ２が、ジャーナル部４ｃの外周面とカム軸受１０の内周面との間の第１のクリアランスＣよりも小さく形成されている。
【００５６】
したがって、この実施形態も第１の実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００５７】
図６〜図９は本願発明の各参考例を示し、駆動軸３や揺動カム７、伝達機構８、可変機構９、第１、第２クリアランスＣ、Ｃ１などの基本構成は、前記第１〜第２実施形態と同様である。また、カムシャフト４と各揺動カム７，７によって揺動部材が構成されている。すなわち、図６は第１の参考例であって、駆動軸３から伝達機構８を介して各揺動カム７，７伝達される揺動力は、前記各実施形態と同じくカムシャフト４の軸方向に偏倚した一端部４ａ側に上方から作用するようになっている。
【００５８】
そして、前記カムシャフト４の他端部４ｂ側の他方の揺動カム７は、カムノーズ部７ｂの長さＬ２が一端部４ａ側の一方の揺動カム７のカムノーズ部７ｂの長さＬ１よりも長く設定されている。
【００５９】
すなわち、前記伝達機構８からカムシャフト４の一端部４ａに下方へ作用する力によって一方の揺動カム７が第２クリアランスＣ１を介して僅かに下がり、したがって、かかる部位の支軸孔４ｄの中心Ｐ１がほぼΔ／２だけ下がる一方、他方の揺動カム７が僅かに上がり、したがってかかる部位の支軸孔４ｄの中心Ｐ２がほぼΔ／２だけ上がり、結果的にΔ分だけ両吸気弁２２，２３間でリフト差が生じる。なお、ここで、Δとは、第２のクリアランスＣ１のデジタル値である。
【００６０】
そこで、この実施形態では、前記他端部４ｂ側のカムノーズ部７ｂの長さＬ２を、一端部４ａ側のカムノーズ部７ｂの長さＬ１にΔ分だけプラスした長さに設定したものである（Ｌ２＝Ｌ１＋Δ）。
【００６１】
したがって、支軸孔４ｄの中心Ｐ２から他方の吸気弁２３の傘部２３ａ下面までの長さｙ２が、支軸孔４ｄの中心Ｐ１から一方の吸気弁２２の傘部２２ａ下面までの長さｙ１よりも前記Δ分だけ長く設定されることになる。
【００６２】
このため、前記伝達機構８を介して一方側の揺動カム７に前記下方向の揺動力が伝達されて、カムシャフト４の一端部４ａ側が下方へ、他端部４ｂ側が上方へ傾いても、各吸気弁２２，２３の長さｙ１，ｙ２の相違によって該両吸気弁２２，２３の最大バルブリフト量のばらつきの発生を抑制することが可能になる。
【００６３】
図７は第２の参考例を示し、各バルブリフター６，６の上壁下面に前記各吸気弁２２、２３のバルブステム２２ｂ、２３ｂの上面が当接する突起部２４，２５が設けられていると共に、カムシャフト４の他端部４ｂ側の他方のバルブリフター６の上面６ａから突起部２５の下端面までの長さｔ２を、一方のバルブリフター６の上面６ａから突起部２４の下端面までの長さｔ１よりも前記ト分だけプラスした長さに設定したものである（ｔ２＝ｔ１＋Δ）。
【００６４】
したがって、支軸孔４ｄの中心Ｐ２から他方の吸気弁２３の傘部２３ａ下面までの長さｙ２が、支軸孔４ｄの中心Ｐ１から一方の吸気弁２２の傘部２２ａ下面までの長さｙ１よりも前記Δ分だけ長く設定されることになる。
【００６５】
このため、前記第３の実施形態と同じく、各吸気弁２２，２３の最大バルブリフト量のばらつきの発生を抑制することができる。
【００６６】
図８は第３の参考例を示し、これは他方の吸気弁２３のバルブステム２３ｂの長さＳ２を一方の吸気弁２２のバルブステム２２ｂの長さＳ１に前記ト分をプラスした長さに設定したものである（Ｓ２＝Ｓ１＋Δ）。
【００６７】
したがって、前述と同じく、支軸孔４ｄの中心Ｐ２から他方の吸気弁２３の傘部２３ａ下面までの長さｙ２が、支軸孔４ｄの中心Ｐ１から一方の吸気弁２２の傘部２２ａ下面までの長さｙ１よりも前記Δ分だけ長く設定されることになる。
【００６８】
このため、前記第１及び２の参考例と同じく、各吸気弁２２，２３の最大バルブリフト量のばらつきの発生を抑制することができる。
【００６９】
図９は第４の参考例を示し、各バルブリフター６，６の上壁下面に、前記各吸気弁２２，２３のバルブステム２２ｂ、２３ｂの上端部が嵌合するシム２６，２７が設けられている。
【００７０】
このシム２６，２７は、縦断面ほぼコ字形に形成され、前記各バルブステム２２ｂ、２３ｂの上端部が当接する上壁部の厚さを異ならせている。つまり、カムシャフト４の他端部４ｂ側の他方のシム２７の上壁部の厚さｅ２を、一端部４ａ側の一方のシム２６の上壁部の厚さｅ１よりも前記Δ分だけプラスした長さに設定したものである（ｅ２＝ｅ１＋Δ）。
【００７１】
したがって、支軸孔４ｄの中心Ｐ２から他方の吸気弁２３の傘部２３ａ下面までの長さｙ２が、支軸孔４ｄの中心Ｐ１から一方の吸気弁２２の傘部２２ａ下面までの長さｙ１よりも前記Δ分だけ長く設定されることになる。
【００７２】
このため、前記各実施形態と同じく、各吸気弁２２，２３の最大バルブリフト量のばらつきの発生を抑制することができる。
【００７３】
また、前記各実施形態ではカムシャフト４の支軸として駆動軸３を兼用させたため、支軸を別に設けた場合に比較して部品点数の増加を抑制することが可能になり、製造作業や組付作業が容易になる。
【００７４】
しかも、駆動軸３の外周面とカムシャフト４の支軸孔４ｄの内周面との間に、動弁装置に供給された潤滑油が入り込んで、油膜を形成されることから、この油膜によってカムシャフト４の前記傾きを若干抑制させることができる。
【００７５】
また、本発明では、Ｃ１＜Ｃであり、カムシャフトとカム軸受とのクリアランスＣが比較的大きく設定される場合も出てくるが問題はない。すなわち、通常の動弁系ではＣを小さく取ってカム軸受の油膜負荷能力を高めてカムシャフトの負荷を支持しているが、本発明では支軸とカムシャフト内径の小さなＣ１によっても十分な軸受の油膜負荷能力が得られるからである。
【００７６】
前記請求項に記載の発明にかかる前記実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下の（ハ）〜（ホ）に記載する。
【００８１】
（ハ）前記支軸孔の中心から各機関弁の傘部までの各長さを、前記揺動部材の前記機関弁に当接する当接部位の高さを変更して調整したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【００８２】
この発明によれば、１つの揺動部材の各当接部位の高さを変更するだけであるから、２つ以上の部材である場合に比較して１つの揺動部材を組み付ける際における誤組み付けの発生を防止できる。
【００８３】
（ニ）前記支軸孔の中心から各機関弁の傘部までの各長さを、各機関弁のバルブステムの長さを変更して調整したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【００８４】
この発明によれば、各機関弁のバルブステムの長さを変更するだけであるから、支軸孔から各機関弁の傘部までの全体の長さの誤差を微調整することが可能になる。
【００８５】
（ホ）前記揺動部材と各機関弁との間に、シムを有するバルブリフターを介装すると共に、前記支軸孔の中心から各機関弁の傘部までの各長さを、前記シムの厚さ幅を変更して調整したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【００８６】
この発明によれば、単にシムの厚さ幅を調整するだけで、前記誤差の調整が可能になることから、調整作業が容易になると共に、微調整が可能になる。
【００８７】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、前記吸気弁側ばかりか排気弁側に適用することも可能であり、また例えば駆動機構としては、可変機構９を備えない通常カムシャフトの外周にカムを設けたものであってもよく、また、可変機構として複数の高低カムを切り換えて各機関弁のバルブリフト量を変化させるものであってもよい。
【００８８】
さらに、前記各バルブリフター６，６を必ずしもバレル状に形成する必要はなく、また材質もアルミニウム合金に限らず鉄製であってもよく、また、各上面６ａ、６ａを平坦ではなく、上方へ膨出した球面状に形成することも可能である。
【００８９】
さらに、機関弁は一気筒あたり２つばかりか３つあるものに適用することも可能である。
【００９０】
また、支軸としては、前記駆動軸３に限定されるものではなく他の部材を支軸として用いることも可能である。
【００９１】
また、揺動部材としては、前記カムシャフト４と揺動カム７，７との構成ばかりか、一端部で直接機関弁を押圧する一般的なロッカアームとすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施態様を示す要部縦断面図。
【図２】 図１のＡ矢視図。
【図３】 本実施形態の要部平面図。
【図４】 本実施形態の作用説明図。
【図５】 本発明の第２の実施形態を示す要部縦断面図。
【図６】 本発明の第１の参考例を示す要部縦断面図。
【図７】 本発明の第２の参考例を示す要部縦断面図。
【図８】 本発明の第３の参考例を示す要部縦断面図。
【図９】 本発明の第４の参考例を示す要部縦断面図。
Claims (3)
- 機関のクランク軸に同期回転する駆動軸と、
該駆動軸の回転に伴って回転する駆動カムと、
前記駆動軸の外周に所定のクリアランスをもって揺動自在に設けられ、円筒状のジャーナル部及び機関弁を開閉作動させる揺動カムを有する円筒状のカムシャフトと、
該カムシャフトの前記ジャーナル部を所定のクリアランスをもって回転自在に軸支するカム軸受と、
前記駆動カムの回転力を前記揺動カムの揺動力として伝達する伝達機構とを備え、
前記駆動軸とカムシャフトとの間のクリアランスを、前記ジャーナル部とカム軸受との間のクリアランスよりも小さく設定したことを特徴とする内燃機関の動弁装置。 - 機関運転状態に応じて前記伝達機構を介して前記機関弁に対するカムの当接位置を変化させて機関弁のバルブリフト量を可変にする可変機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
- 前記カムと機関弁との間に、バルブリフターを介装すると共に、該バルブリフターの外周面をバレル状に形成して、該バルブリフターが摺動する摺動孔に傾動自在に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の動弁装置。
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