(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド（１２）に揺動自在に支持されたコントロールアーム（２０）と、
前記コントロールアーム（２０）を揺動させるコントロールシャフト（３９）と、
前記コントロールアーム（２０）にサブカムシャフト（１７）を介して支持されて動弁カム（１５）により揺動するサブカム（１８）と、
前記サブカム（１８）を前記動弁カム（１５）に当接する方向に付勢するロストモーションスプリング（３６）と、
前記コントロールアーム（２０）にロッカアームシャフト（２９）を介して支持され、前記サブカム（１８）により揺動して機関弁（１３）を駆動するロッカアーム（１９）とを備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロストモーションスプリング（３６）は捩じりばねよりなり、前記サブカムシャフト（１７）に巻き付けられる本体部（３６ａ）と、前記本体部（３６ａ）から延びて前記サブカム（１８）に係止される第１腕部（３６ｂ）と、前記本体部（３６ａ）から直線状に延びて前記ロッカアームシャフト（２９）に当接する第２腕部（３６ｃ）とを備え、
前記ロッカアーム（１９）は、前記第２腕部（３６ｃ）が前記ロッカアームシャフト（２９）から離間したときに該第２腕部（３６ｃ）に当接する係止部（１９ｄ）を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記ロッカアーム（１９）は前記ロッカアームシャフト（２９）を覆う部分に前記係止部（１９ｄ）に対向する切欠き部（１９ｃ）を備え、前記第２腕部（３６ｃ）は前記切欠き部（１９ｃ）および前記係止部（１９ｄ）間に介在して該切欠き部（１９ｃ）から露出する前記ロッカアームシャフト（２９）に当接することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動弁カムの駆動力を機関弁に伝達するサブカムおよびロッカアームを備えるコントロールアームをシリンダヘッドに揺動可能に支持し、コントロールシャフトでコントロールアームを揺動させることで機関弁のリフト量を変更する内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる内燃機関の可変動弁装置は、例えば下記特許文献１により公知である。
【０００３】
この可変動弁装置は、サブカムを予め一体に組み付けたコントロールアームをサブアセンブリとしてシリンダヘッドに組み付ける際に、コントロールアームに対してサブカムが固定されておらず、そのサブカムがロストモーションスプリングの弾発力で支軸まわりに勝手に揺動して他部材と干渉するため、コントロールアームのシリンダヘッドへの組み付けが困難になる問題があった。
【０００４】
この問題を解決するために、コントロールアームに対するサブカムの揺動限界を規制するストッパを設けることで、コントロールアームに対してサブカムが妄動するのを防止してコントロールアームのシリンダヘッドへの組付作業性を高めるものが、下記特許文献２により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０７７６５号公報
【特許文献２】特開２００８−３０３７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで上記特許文献２に記載されたものは、サブカムを付勢して動弁カムに当接させるロストモーションスプリングがコイルばねで構成されているため、その設置のために大きなスペースが必要になって可変動弁装置全体の寸法が大型化する問題があり、しかもサブカムの妄動を規制するストッパが必要であるために構造が複雑化する問題があった。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ロストモーションスプリングをコンパクトに配置するとともにサブカムの妄動を規制するストッパを簡素化をすることで可変動弁装置の小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、シリンダヘッドに揺動自在に支持されたコントロールアームと、前記コントロールアームを揺動させるコントロールシャフトと、前記コントロールアームにサブカムシャフトを介して支持されて動弁カムにより揺動するサブカムと、前記サブカムを前記動弁カムに当接する方向に付勢するロストモーションスプリングと、前記コントロールアームにロッカアームシャフトを介して支持され、前記サブカムにより揺動して機関弁を駆動するロッカアームとを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記ロストモーションスプリングは捩じりばねよりなり、前記サブカムシャフトに巻き付けられる本体部と、前記本体部から延びて前記サブカムに係止される第１腕部と、前記本体部から直線状に延びて前記ロッカアームシャフトに当接する第２腕部とを備え、前記ロッカアームは、前記第２腕部が前記ロッカアームシャフトから離間したときに該第２腕部に当接する係止部を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置が提案される。
【０００９】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ロッカアームは前記ロッカアームシャフトを覆う部分に前記係止部に対向する切欠き部を備え、前記第２腕部は前記切欠き部および前記係止部間に介在して該切欠き部から露出する前記ロッカアームシャフトに当接することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置が提案される。
【００１０】
尚、実施の形態の吸気弁１３は本発明の機関弁に対応する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の構成によれば、コントロールシャフトにより揺動するコントロールアームにサブカムおよびロッカアームを支持し、動弁カムの駆動力をサブカムおよびロッカアームを介して機関弁に伝達する際に、コントロールアームを揺動させてサブカムシャフトの位置を移動させることで機関弁のバルブリフトを変化させる。サブカムを動弁カムに当接する方向に付勢するロストモーションスプリングを、サブカムシャフトに巻き付けられる本体部と、本体部から延びてサブカムに係止される第１腕部と、本体部から直線状に延びてロッカアームシャフトに当接する第２腕部とで構成したので、ロストモーションスプリングをコイルスプリングで構成する場合に比べて設置スペースを節減することができる。またサブカム、ロッカアームおよびロストモーションスプリングを支持するコントロールアームをサブアセンブリとしてシリンダヘッドに組み付けるとき、ロストモーションスプリングで付勢されたサブカムがサブカムシャフトまわりに無制限に揺動しようとしても、ロストモーションスプリングの第２腕部がロッカアームの係止部に当接して係止されるため、サブカムの妄動を規制してコントロールアームの組付性を高めることができる。またサブカムの妄動を規制するために相互に当接する一対のストッパが不要になるため、可変動弁装置の構造の簡素化および小型化に寄与することができる。
【００１２】
また請求項２に記載された発明によれば、ロッカアームがロッカアームシャフトを覆う部分に係止部に対向する切欠き部を形成し、この切欠き部と係止部との間に介在するロストモーションスプリングの第２腕部が切欠き部から露出するロッカアームシャフトに当接するので、コントロールアームをサブアセンブリとしてシリンダヘッドに組み付けるとき、ロッカアームがロッカアームシャフトまわりに回転しようとしても、第２腕部が切欠き部と係止部とに同時に当接してロッカアームの回転を規制することで、コントロールアームの組付性を高めることができる。
【００１３】
尚、実施の形態の吸気弁１３は本発明の機関弁に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】可変動弁装置の高リフト時の縦断側面図。
【図２】可変動弁装置の低リフト時の縦断側面図。
【図３】コントロールアームアッシィの斜視図（図１の３方向矢視図）。
【図４】コントロールアームアッシィの分解斜視図。
【図５】図３の５方向矢視図。
【図６】図５の６−６線断面図。
【図７】図５の７−７線矢視図。
【図８】コントロールアームアッシィの組付時の作用説明図（その１）。
【図９】コントロールアームアッシィの組付時の作用説明図（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図１〜図９に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１〜図７に示すように、機関本体１１の一部を構成するシリンダヘッド１２には、各気筒毎に一対の吸気弁１３，１３が開閉作動可能に支持される。吸気弁１３，１３を開閉駆動する動弁装置１４は、吸気弁１３，１３を駆動する動弁カム１５が設けられたカムシャフト１６と、カムシャフト１６の軸線Ｌ１に直交する平面内で変位可能なサブカムシャフト１７で揺動可能に支持されて動弁カム１５に従動して揺動するサブカム１８と、サブカム１８に従動して吸気弁１３，１３を駆動するロッカアーム１９と、カムシャフト１６の軸線Ｌ１と平行な軸線Ｌ２まわりに揺動可能に支持されて該軸線Ｌ２からオフセットした位置でサブカムシャフト１７を支持するコントロールアーム２０と、コントロールアーム２０を揺動させる駆動手段２１とを備えるものであり、コントロールアーム２０の揺動に伴って前記サブカムシャフト１７の位置を変位させることで、吸気弁１３，１３のリフト量を含む作動特性を変化させることができる。
【００１７】
吸気弁１３，１３のステム１３ａ，１３ａはシリンダヘッド１２に配設されたガイド筒２２，２２に摺動自在に嵌合しており、ステム１３ａ，１３ａの上端に設けられたリテーナ２４，２４と、シリンダヘッド１２に当接するリテーナ２５，２５との間に介設された弁ばね２６，２６により、吸気弁１３，１３は閉弁方向に付勢される。
【００１８】
ロッカアーム１９の一端部はロッカアームシャフト２９を介してコントロールアーム２０に揺動可能に支持される。またロッカアーム１９の他端部には、吸気弁１３，１３のステム１３ａ，１３ａの上端に当接する弁当接部１９ａ，１９ａが設けられる。更にロッカアーム１９の中間部には支軸３４およびニードルベアリング３０を介して第１ローラ３１が軸支されており、第１ローラ３１はサブカム１８のカム面１８ａに転がり接触する。
【００１９】
コントロールアーム２０は、一対の側壁部２０ａ，２０ａと、両側壁部２０ａ，２０ａの外面から前記軸線Ｌ２に沿って突出する一対の軸部２０ｂ，２０ｂとで構成され、両側壁部２０ａ，２０ａはサブカムシャフト１７およびロッカアームシャフト２９で連結され、軸部２０ｂ，２０ｂはシリンダヘッド１２に設けられた支持孔１２ａ，１２ａ（図５参照）に揺動可能に支持される。
【００２０】
カムシャフト１６の軸線Ｌ１と平行に配置されるサブカムシャフト１７は、コントロールアーム２０における両側壁部２０ａ，２０ａの内側に配置されるサブカム１８を貫通しており、サブカムシャフト１７の両端が両側壁部２０ａ，２０ａ間を架橋するように固定される。サブカム１８にはロッカアーム１９の第１ローラ３１に当接するカム面１８ａが形成されるとともに、動弁カム１５に当接する第２ローラ３２が支軸２７およびニードルベアリング３３を介して回転自在に支持される。よってサブカム１８は、カムシャフト１６の動弁カム１５に第２ローラ３２が接触することでサブカムシャフトまわりに揺動する。
【００２１】
サブカムシャフト１７の両端部、つまりサブカム１８とコントロールアーム２０の両側壁部２０ａ，２０ａの内面との間に、一対の捩じりばねよりなるロストモーションスプリング３６，３６の本体部３６ａ，３６ａが巻き付けられる。各ロストモーションスプリング３６の本体部３６ａからＪ字状に延びる第１腕部３６ｂは、サブカム１８に第２ローラ３２を支持する支軸２７に係止される。また各ロストモーションスプリング３６の本体部３６ａから直線状に延びる第２腕部３６ｃは、コントロールアーム２０にロッカアーム１９を支持するロッカアームシャフト２９に係止される。サブカム１８はロストモーションスプリング３６，３６の弾発力で付勢され、サブカム１８に設けた第２ローラ３２が動弁カム１５に弾発的に当接する。
【００２２】
前記駆動手段２１は、サブカムシャフト１７と平行なコントロールシャフト３９と、コントロールシャフト３９に設けられたコントロールカム４０と、ロッカアームシャフト２９にニードルベアリング４１を介して支持された第３ローラ４２と、コントロールシャフト３９を正逆両方向に回転駆動するアクチュエータ４３とで構成される。ロストモーションスプリング３６，３６の弾発力でサブカム１８に設けた第２ローラ３２が動弁カム１５に当接することでコントロールアーム２０が矢印ｂ方向に付勢され、これにより第３ローラ４２がコントロールカム４０に弾発的に当接する。従って、アクチュエータ４３を駆動するとコントロールカム４０および第３ローラ４２を介してコントロールアーム２０が軸部２０ｂ，２０ｂまわりに揺動し、サブカム１８をコントロールアーム２０に支持するサブカムシャフト１７の位置が変化する。
【００２３】
ロッカアーム１９はロッカアームシャフト２９が貫通する円筒状の軸支持部１９ｂ，１９ｂを備えており、これらの軸支持部１９ｂ，１９ｂの外端に形成された一対の切欠き部１９ｃ，１９ｃ（図５および図７参照）から露出するロッカアームシャフト２９の一部に、ロストモーションスプリング３６，３６の第２腕部３６ｃ，３６ｃが係止される。またロッカアーム１９は前記一対の切欠き部１９ｃ，１９ｃに対向する位置に、ロストモーションスプリング３６，３６の第２腕部３６ｃ，３６ｃが当接可能な一対の係止部１９ｄ，１９ｄ（図５および図７参照）を備える。よって、ロストモーションスプリング３６，３６の第２腕部３６ｃ，３６ｃは、ロッカアーム１９の切欠き部１９ｃ，１９ｃと係止部１９ｄ，１９ｄとの間に介在するように延びている。
【００２４】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００２５】
カムシャフト１６に設けた動弁カム１５で吸気弁１３，１３を開閉駆動しているとき、サブカム１８はロストモーションスプリング３６，３６の弾発力でサブカムシャフト１７まわりに付勢されることで、その第２ローラ３２が動弁カム１５に圧接される。即ち、ロストモーションスプリング３６，３６の第２腕部３６ｃ，３６ｃがロッカアーム１９の切欠き部１９ｃ，１９ｃから露出するロッカアームシャフト２９に当接し、ロッカアームシャフト２９から受ける反力で第１腕部３６ｂ，３６ｂが第２ローラ３２を支持する支軸２７を押圧することで、サブカム１８はサブカムシャフト１７まわりに図中矢印ａ方向に付勢される。
【００２６】
またコントロールアーム２０は、ロストモーションスプリング３６，３６の弾発力で第２ローラ３２が動弁カム１５に圧接される反力で軸部２０ｂ，２０ｂまわりに図中ｂ方向に付勢されることで、その第３ローラ４２がコントロールシャフト３９のコントロールカム４０に圧接される。またロッカアーム１９は第１ローラ３１をサブカム１８のカム面１８ａに押圧されてロッカアームシャフト２９まわりに図中ｃ方向に付勢されることで、その弁当接部１９ａ，１９ａが吸気弁１３，１３のステム１３ａ，１３ａの上端に圧接される。
【００２７】
アクチュエータ４３、コントロールシャフト３９、コントロールカム４０および第３ローラ４２よりなる駆動手段２１によりコントロールアーム２０が図１に示す位置に駆動されるときには、サブカムシャフト１７まわりに揺動するサブカム１８のカム面１８ａはサブカムシャフト１７から遠い部分でロッカアーム１９を大きく揺動させるため、吸気弁１３，１３におけるステム１３ａ，１３ａの上端の開弁方向への駆動量が大きくなって吸気弁１３，１３のリフト量が最大となる。
【００２８】
また駆動手段２１によりコントロールアーム２０が図２に示す位置に駆動されるときには、サブカムシャフト１７まわりに揺動するサブカム１８のカム面１８ａはサブカムシャフト１７から近い部分でロッカアーム１９を小さく揺動させるため、吸気弁１３，１３におけるステム１３ａ，１３ａの上端を開弁方向への駆動量が小さくなって吸気弁１３，１３のリフト量が最小となる。
【００２９】
コントロールアーム２０を駆動手段２１で軸部２０ｂ，２０ｂまわりに揺動させることにより吸気弁１３，１３のリフト量が変化するが、コントロールアーム２０の揺動によって動弁カム１５が第２ローラ３２に接触するタイミングも変化するため、吸気弁１３，１３の開閉タイミングも変化することになる。
【００３０】
ところで、コントロールアーム２０にサブカム１８、ロッカアーム１９、ロストモーションスプリング３６，３６等を予め組み付けることでサブアセンブリ化しておき、そのサブアセンブリが一括してシリンダヘッド１２に組み付けられる。このとき、コントロールアーム２０にサブカムシャフト１７で枢支されたサブカム１８が自由に揺動可能な状態にあると仮定すると、サブカム１８が図１および図２に示す本来の組付位置から図中矢印ａ方向に大きく揺動してしまい、サブカム１８が他部材と干渉してコントロールアーム２０のシリンダヘッド１２への組付作業性が低下する問題がある。
【００３１】
しかしながら本実施の形態では、図８に示すように、サブカム１８がサブカムシャフト１７まわりに矢印ａ方向に揺動すると、サブカムシャフト１７に第１腕部３６ｂ，３６ｂを係止されたロストモーションスプリング３６，３６もサブカムシャフト１７まわりに矢印ａ方向に揺動し、その第２腕部３６ｃ，３６ｃがロッカアームシャフト２９から離間してロッカアーム１９の係止部１９ｄ，１９ｄに当接し、サブカム１８はそれ以上矢印ａ方向に揺動することが規制される。つまりサブカム１８の揺動範囲は、第２腕部３６ｃ，３６ｃがロッカアームシャフト２９に当接する位置と係止部１９ｄ，１９ｄに当接する位置との間に制限されるため、サブカム１８の妄動を防止してコントロールアーム２０の組付性を高めることができる。
【００３２】
また前記サブアセンブリを一括してシリンダヘッド１２に組み付けるとき、本実施の形態によれば、図９（Ａ）に示すように、ロッカアーム１９が図中ｃ′方向に揺動しようとすると、ロッカアーム１９の切欠き部１９ｃ，１９ｃと係止部１９ｄ，１９ｄとの間にロストモーションスプリング３６，３６の第２腕部３６ｃ，３６ｃが挟まれてロッカアームの揺動を規制する。また図９（Ｂ）に示すように、ロッカアーム１９が図中ｃ方向に揺動しようとすると、ロッカアーム１９の切欠き部１９ｃ，１９ｃと係止部１９ｄ，１９ｄとの間にロストモーションスプリング３６，３６の第２腕部３６ｃ，３６ｃが挟まれてロッカアームの揺動を規制する。これにより、ロッカアーム１９がロッカアームシャフト２９まわりに妄動するのを防止し、前記サブアセンブリの組付作業の作業性を高めることができる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、ロストモーションスプリング３６，３６をサブカムシャフト１７に巻き付けた捩じりばねで構成したので、それをコントロールアーム２０の内部に配置することが可能となり、従来のコイルスプリングで構成したロストモーションスプリングをコントロールアーム２０の外部に配置する場合に比べて、動弁装置１４の小型化を図ることができる。
【００３４】
またロストモーションスプリング３６，３６の第２腕部３６ｃ，３６ｃを利用してサブカム１８の妄動を規制するので、従来必要であった相互に当接する一対のストッパが不要になり、動弁装置１４の構造の簡素化および小型化に寄与することができる。しかも前記ロストモーションスプリング３６，３６の第２腕部３６ｃ，３６ｃを利用してロッカアーム１９の妄動をも規制することができるので、前記サブアセンブリの組付作業の作業性を更に高めることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３６】
例えば、実施の形態では吸気弁１３，１３の動弁装置について説明したが、本発明は、機関弁である排気弁の動弁装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１２        シリンダヘッド
１３        吸気弁（機関弁）
１５        動弁カム
１７        サブカムシャフト
１８        サブカム
１９        ロッカアーム
１９ｃ      切欠き部
１９ｄ      係止部
２０        コントロールアーム
２９        ロッカアームシャフト
３６        ロストモーションスプリング（捩じりばね）
３６ａ      本体部
３６ｂ      第１腕部
３６ｃ      第２腕部
３９        コントロールシャフト
【図１】
0005461247.tif 000002
【図２】
0005461247.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005461247.tif 000009
【図９】
0005461247.tif 000010