(57)【要約】ロッカ軸１４により揺動自在に支持されたロッカアーム１１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９と、該揺動部材９に形成された揺動カム面９ｂと上記ロッカアーム１１に形成されたロッカ押圧面１１ｂとの間に配設され上記揺動カム面９ｂの動作をロッカ押圧面１１ｂに伝達する中間ロッカ部材１０と、上記ロッカ軸１４を回動させることより上記中間ロッカ部材１０の上記揺動カム面９ｂ及びロッカ押圧面１１ｂとの当接点を移動させる中間ロッカ移動機構とを備え、もって上記バルブの開期間及びリフト量を連続的に調整可能とした。
2003098013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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押圧面との間に配設され上記揺動カム面の動作をロッカ押圧面に伝達する中間ロッカ部材と、上記ロッカ軸を回動させることより上記中間ロッカ部材の上記揺動カム面及びロッカ押圧面との当接点を移動させる中間ロッカ移動機構とを備え、もって上記バルブの開期間及びリフト量を連続的に調整可能としたことを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項２】
請求項１において、上記中間ロッカ部材は、中間アーム部の先端部に中間ロッカピンを介して中間ロッカローラを配設してなり、該中間ロッカローラが上記揺動カム面により押圧され、上記中間ロッカピンが直接又は上記中間アーム部を介して上記ロッカ押圧面を押圧し、上記中間ロッカ移動機構は、上記ロッカ軸の途中に該ロッカ軸から偏心した偏心ピン部を形成し、該偏心ピン部に上記中間アーム部の基端部を揺動可能に連結した構造のものであることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項３】
請求項２において、上記駆動手段は、上記揺動部材を挟んで上記ロッカアームのロッカ軸と反対側に配置されたカム軸であり、上記揺動カム面は揺動部材の揺動角度が変化してもバルブリフト量を変化させないベース円部と揺動角度の増加にともなってバルブリフト量を増加させるリフト部とを連続的に形成してなり、上記ベース円部が上記ロッカ軸側に位置するように配置されており、上記中間ロッカローラ及び中間ロッカピンを、ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が小さくなり、反ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が大きくなることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項４】
請求項２において、上記駆動手段は、上記揺動部材の上記ロッカアームのロッカ軸と同じ側に配置されたカム軸であり、上記揺動カム面は揺動部材の揺動角度が変化してもバルブリフト量を変化させないベース円部と揺動角度の増加にともなってバルブリフト量を増加させるリフト部とを連続的に形成してなり、上記リフト部が上記ロッカ軸側に位置するように配置されており、上記中間ロッカローラ及び中間ロッカピンを、反ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が小さくなり、ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が大きくなることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、揺動部材の揺動中心と上記揺動カム面の両端とを結ぶ各直線と揺動カム面とで囲まれた空間内に上記カム軸により押圧される揺動ローラが配設されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項６】
請求項３ないし５の何れかにおいて、上記揺動部材の重量が上記バルブを閉状態に付勢する弁ばねに作用するのを抑制する方向に上記揺動部材を回動付勢するバランスばねを備たことを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項７】
請求項３ないし５の何れかにおいて、上記カム軸が、駆動軸に円盤状のカムプレートを偏心させて一体化してなるクランク軸タイプのものであり、上記カムプレートにコンロッドの基端部が回動自在に連結され、該コンロッドの先端部が上記揺動部材に回動自在に連結されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、バルブの開期間及びリフト量を連続的に制御可能としたエンジンの動弁装置に関する。
背景技術
バルブの開期間及びリフト量を連続的に制御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、従来例えば特公表昭５９−５００００２号に記載されているものがある。これは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ように構成する場合に、上記カム軸で揺動駆動される揺動部材を配設し、該揺動部材の揺動カム面とロッカアームとの間に中間ロッカローラを介在させ、該中間ロッカローラの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なっている。
ところで上記従来の動弁装置のように中間ロッカローラの位置を変化させるタイプの構造を採用した場合、該中間ロッカローラを移動させるための機構の構造の如何によっては装置全体の構造が複雑化し、バルブ特性の制御精度が十分に得られないといったことが懸念される。
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で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の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。
発明の開示
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押圧面との間に配設され上記揺動カム面の動作をロッカ押圧面に伝達する中間ロッカ部材と、上記ロッカ軸を回動させることより上記中間ロッカ部材の上記揺動カム面及びロッカ押圧面との当接点を移動させる中間ロッカ移動機構とを備え、もって上記バルブの開期間及びリフト量を連続的に調整可能としたことを特徴としている。
請求項２の発明は、請求項１において、上記中間ロッカ部材は、中間アーム部の先端部に中間ロッカピンを介して中間ロッカローラを配設してなり、該中間ロッカローラが上記揺動カム面により押圧され、上記中間ロッカピンが直接又は上記中間アーム部を介して上記ロッカ押圧面を押圧し、上記中間ロッカ移動機構は、上記ロッカ軸の途中に該ロッカ軸から偏心した偏心ピン部を形成し、該偏心ピン部に上記中間アーム部の基端部を揺動可能に連結した構造のものであ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、上記駆動手段は、上記揺動部材を挟んで上記ロッカアームのロッカ軸と反対側に配置されたカム軸であり、上記揺動カム面は揺動部材の揺動角度が変化してもバルブリフト量を変化させないベース円部と揺動角度の増加にともなってバルブリフト量を増加させるリフト部とを連続的に形成してなり、上記ベース円部が上記ロッカ軸側に位置するように配置されており、上記中間ロッカローラ及び中間ロッカピンを、ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が小さくなり、反ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が大きくなることを特徴としている。
請求項４の発明は、請求項２において、上記駆動手段は、上記揺動部材の上記ロッカアームのロッカ軸と同じ側に配置されたカム軸であり、上記揺動カム面は揺動部材の揺動角度が変化してもバルブリフト量を変化させないベース円部と揺動角度の増加にともなってバルブリフト量を増加させるリフト部とを連続的に形成してなり、上記リフト部が上記ロッカ軸側に位置するように配置されており、上記中間ロッカローラ及び中間ロッカピンを、反ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が小さくなり、ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が大きくなることを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項３又は４において、揺動部材の揺動中心と上記揺動カム面の両端とを結ぶ各直線と揺動カム面とで囲まれた空間内に上記カム軸により押圧される揺動ローラが配設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３ないし５の何れかにおいて、上記揺動部材の重量が上記バルブを閉状態に付勢する弁ばねに作用するのを抑制する方向に上記揺動部材を回動付勢するバランスばねを備たことを特徴としている。
請求項６の発明は、請求項３ないし５の何れかにおいて、上記カム軸が、駆動軸に円盤状のカムプレートを偏心させて一体化してなるクランク軸タイプのものであり、上記カムプレートにコンロッドの基端部が回動自在に連結され、該コンロッドの先端部が上記揺動部材に回動自在に連結されていることを特徴としている。
発明を実施するための最良の形態
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５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，図２は本実施形態によるエンジンの動弁装置の吸気バルブ側の小開度状態，大開度状態それぞれ示す断面側面図、図３，図４はその正面斜視図，側面図、図５は動作を説明するためのカム角−リフト特性図である。
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、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。シリンダヘッド２にエンジンの燃焼室の天壁側部分を構成するように凹設された燃焼凹部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、これのバルブ軸３ｂの上端部に軸方向移動不能に装着されたリテーナ４とシリンダヘッド２の座面に載置されたばね座５との間に介在された弁ばね６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が配設されており、該動弁装置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により中間ロッカ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。
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。
また上記揺動アーム部９ａの基部（上端部）には上記揺動軸１２が揺動自在に貫通している。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との間の反カム軸側縁に係止し、他端１３ｂはシリンダヘッド２に係止されている。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、これにより揺動部材９の重量が弁ばね６に作用するのを回避している。
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が揺動ローラ９ｄ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。
上記ロッカアーム１１は、円筒状の基部１１ｃから左右のアーム部１１ｄを前方（吸気バルブ側）に延びるように一体形成したものであり、上記基部１１ｃが吸気カム軸８と平行にかつ気筒軸線側に配置されたロッカ軸１４により揺動自在に支持されている。上記各アーム部１１ｄの先端下部にはバルブ押圧面１１ａが上記吸気弁３の弁軸３ｂの上端に装着されたシム３ｃを押圧するように形成されている。また上記各アーム部１１ｄの上縁には上記中間ロッカ１０のロッカピン１０ａで押圧されるロッカ押圧面１１ｂが形成されている。このロッカ押圧面１１ｂはバルブ全閉状態でカム軸方向に見た時、上記揺動部材９の揺動中心ａを中心とする半径Ｒ２の円弧をなすように形成されている。
また上記ロッカ軸１４は図示しない駆動機構によりその回転角度位置を自由に制御可能に構成されている。そしてこのロッカ軸１４の途中には偏心ピン部１４ａが他の部分より小径にかつロッカ軸１４の軸芯ｂから半径方向外方に偏心させて形成されている。この偏心ピン部１４ａに上記中間ロッカ１０の中間アーム部１０ｂの基端部に形成された係止凹部１０ｃが回動自在に係止されている。
上記中間ロッカ１０は左右一対の中間アーム部１０ｂの先端部同士をカム軸方向に延びるロッカピン１０ａで連結固定し、該ロッカピン１０ａによりロッカローラ１０ｄを回転自在に支持した概略構造を有している。なお、上記中間アーム部１０ｂの先端部同士をロッカピン１０ａを係合させて連結してもよい。上記ロッカローラ１０ｄは上記揺動部材９の揺動カム面９ｂの下面に転接しており、またロッカピン１０ａはロッカアーム１１のロッカ押圧面１１ｂの上面に摺接している。
このようにして上記駆動機構によりロッカ軸１４の回転角度位置を変化させることにより中間ロッカ１０の中間ロッカローラ１０ｄ，中間ロッカピン１０ａの位置を上記揺動カム面９ｂ，ロッカ押圧面１１ｂに沿って移動させる中間ロッカ移動機構が構成されている。
ここで上記揺動部材９の揺動中心ａと、上記揺動カム面９ｂと中間ロッカローラ１０ｄとの接点ｃとを結ぶ直線Ａから上記ロッカアーム１１の揺動中心ｂまでの距離をＬｃ、バルブ軸線Ｂから上記ロッカアーム１１の揺動中心ｂまでの距離をＬｖとするとき、ロッカレバー比はＬｖ／Ｌｃとなり、該レバー比が大きいほど同じカムノーズ高さに対してバルブリフト量が大きくなる。
上記駆動機構によりロッカ軸１４の回転角度位置を変化させることにより中間ロッカ１０の中間ロッカローラ１０ｄ，中間ロッカピン１０ａの位置が上記揺動カム面９ｂ，ロッカ押圧面１１ｂに沿って移動し、これによりバルブの開角度及びリフト量が連続的に変化する。なお、上記駆動機構は、例えばアクセルペダルの開度に応じて、該開度が大きくなるほどバルブの開角度及びリフト量が大きくなるように上記ロッカ軸１４の回転角度位置を制御する。
具体的には、例えば図１に示すバルブ開期間が最小でかつ最大リフト量が最小の小開度状態では、ロッカ軸１４は偏心ピン部１４ａが揺動カム面９ｂから最も離れるように回転駆動され、これによりロッカローラ１０ｄの揺動カム面９ｂとの接点ｃはリフト部９ｆから最も遠い位置にある。また上記接点ｃがロッカアーム１１の揺動中心ｂに最も近くなり、上記Ｌｃが最も小さくなることから上記ロッカレバー比（Ｌｖ／Ｌｃ）は最大となる。そのためリフトカーブは図５の曲線Ｃ１となる。
一方図２に示すバルブ開期間が最大かつ最大リフト量が最大の大開度状態では、ロッカ軸１４は偏心ピン１４ａが揺動カム面９ｂ側に最も接近するするように回転駆動され、これにより中間ロッカローラ１０ｄの揺動カム面９ｂとの接点ｃ′はリフト部９ｆ側に最も近い位置に、より具体的にはリフト部９ｆとベース円部９ｅとの境界付近の位置にある。またロッカレバー比（Ｌｖ／Ｌｃ）は、上記接点ｃ′がロッカアーム１１の揺動中心ｂから離れ、上記Ｌｃが最大となることから最小となる。そのためリフトカーブは図５の曲線Ｃ３となる。そして上記小開度状態から大開度状態に移行するにつれてリフトカーブは図６の曲線Ｃ１から曲線Ｃ３に連続的に変化する。
ここで図５における曲線Ｃ１′〜Ｃ３′は、ロッカレバー比が一定の場合の比較例のリフトカーブを示す。即ち、この比較例装置を、本発明の大開度状態におけるリフトカーブと同じ特性を有するように設定し、ここから小開度状態側に移行する場合のリフト量の変化を比較したものである。同図から明らかなように、ロッカレバー比が一定の比較例装置の場合にはロッカレバー比を小開度状態側ほど大きく設定した本実施形態に比べて、同一開度で比較した場合のリフト量の落ち込みが大きい。
なお、上記図５のリフトカーブにおいて、バルブ開期間の外側部分はバルブクリアランスに対応するリフト高さを有するランプ区間を表しており、バルブはこのランプ区間においては、冷間状態ではバルブクリアランスがあるために開かず、熱間運転状態ではバルブ軸の熱膨張によりランプ区間の終わり付近から極僅かに開くこととなる。
本実施形態装置では、上記カム軸８の回転に伴って揺動部材９が揺動し、該揺動部材９の揺動に伴ってこれの揺動カム面９ｂが中間ロッカローラ１０ｄを押圧して中間ロッカ部材１０を揺動させ、該中間ロッカ部材１０の中間ロッカピン１０ａがロッカアーム１１を揺動駆動し、該ロッカアーム１１が吸気バルブ３を開閉駆動する。
そしてロッカ軸１４を回動させることにより中間ロッカ部材１０の中間ロッカローラ１０ｄ，中間ロッカピン１０ａの揺動カム面９ｂ，ロッカ押圧面１１ｂとの接点ｃが連続的に移動し、これによりバルブの開期間及び最大リフト量を連続的に調整できる。
また本実施形態装置では、大開度時と小開度時とでバルブリフトカーブの位相に全く変化がないので、汎用性が高い。即ち、例えばＶ型エンジンの左右バンクに共通の機構及び共通の部品を用いることができる。
上記中間ロッカ部材１０を移動させるためにロッカ軸１４の回動動作を利用するようにしたので、構造が非常にシンプルであり、結果的にバルブ開期間，最大リフト量の制御精度を高めることができる。
上記接点ｃをロッカ軸１４の回動動作を利用して移動させるにあたり、中間ロッカ部材１０の基端部をロッカ軸１４の途中に形成した偏心ピン部１４ａに揺動可能に連結する構造を採用したので、上記ロッカ軸１４を回動させることにより中間ロッカローラ１０ｄ及び中間ロッカピン１０ａを上記揺動カム面９ｂ及びロッカ押圧面１１ｂに沿って連続的に移動させることができ、非常に簡単な構造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ことができる。
またロッカアーム１１の揺動中心であるロッカ軸１４と中間ロッカ部材１０の揺動中心である偏心ピン部１４ａとが近接して位置しているので、バルブの開閉に伴う中間ロッカ部材１０の中間ロッカピン１０ａとロッカアーム１１のロッカ押圧面１１ｂ間の滑り量を大幅に小さくできる。
また、バルブ開期間及び最大バルブリフト量の大きい大開度運転域では、図２に示すように、中間ロッカ部材１０の中間ロッカローラ１０ｄ，中間ロッカピン１０ａが反ロッカ軸側に移動される。そのためロッカレバー比＝Ｌｖ／Ｌｃが小さく、吸気バルブ３の略真上を押圧することとなる。そのためロッカアーム１１に作用する曲げモーメントが小さくなり、結果的にバルブ開閉機構全体の剛性が高くなる。
一方、バルブ開期間及び最大バルブリフト量の小さい小開度運転域では、図１に示すように、上記中間ロッカローラ１０ｄ及び中間ロッカピン１０ａがロッカ軸１４側に移動される。そのためロッカレバー比＝Ｌｖ／Ｌｃが大きく、バルブ開期間が小さいにも関わらず最大バルブリフト量を確保し易い（図５の曲線Ｃ１とＣ１′参照）。そのためポンピングロスの低減，燃焼改善を図ることができ、またバルブリフトカーブにおけるランプ速度の低下を防止でき、バルブの開閉タイミングの制御性を向上できる。
また、カム軸方向に見た時、揺動部材９の揺動中心ａと上記揺動カム面９ｂの両端とを結ぶ各直線と揺動カム面９ｂとで囲まれた空間内に上記カム軸により押圧される揺動ローラ９ｄを配設したので、カム軸８の回転力により揺動ローラ９ｄの支持部に発生する曲げモーメントを、例えば上述の従来技術のように揺動ローラを別体のアームの先端に支持した場合に比較して小さくでき、結果的に揺動部材の剛性を高めることができる。
さらにまた、上記揺動部材９の重量が上記バルブを閉状態に付勢する弁ばね６に作用するのを抑制する方向に上記揺動部材９を回動付勢するバランスばね１３を備たので、揺動部材９を設けたことにより弁ばね６への荷重が増加することはない。そのため弁ばね６のばね荷重を大きく設定する必要がなく、高速回転時のバルブの追従性を確保できる。
図６，図７は請求項４の発明に係る第２実施形態を説明するための図であり、図中、図１，図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。本第２実施形態は、カム軸８及び揺動部材９を直線Ａを挟んで上記第１実施形態の場合と対称に配置したものである。
即ち、カム軸８は揺動部材９に対し、ロッカアーム１１のロッカ軸１４と同じ側に配置されている。また上記揺動部材９は、リフト部９ｆが上記ロッカ軸１４側に位置するように配置されており、中間ロッカローラ１０及び中間ロッカピン１０ａを、図６に示すように、ロッカ軸１４の反対側に移動させるほど吸気バルブ３の開期間及び最大バルブリフト量が小さくなり、また上記ロッカレバー比も小さくなる。
また上記中間ロッカローラ１０及び中間ロッカピン１０ａを、図７に示すように、ロッカ軸１４側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が大きくなり、また上記ロッカレバー比も大きくなる。
このように本第２実施形態では、バルブ開期間及び最大バルブリフト量の小さい小開度運転域では、中間ロッカ部材１０の中間ロッカローラ１０ｄ，中間ロッカピン１０ａが反ロッカ軸側に移動され（図６参照）、そのためロッカレバー比＝Ｌｖ／Ｌｃが小さくなり、バルブの略真上を押圧することとなり、バルブ開閉機構全体の剛性が高くなる。
一方、バルブ開期間及び最大バルブリフト量の大きい大開度運転域では、上記中間ロッカローラ１０ｄ及び中間ロッカピン１０ａがロッカ軸１４側に移動され（図７参照）、そのためロッカレバー比＝Ｌｖ／Ｌｃが大きく、リフト量を確保し易い。
図８，図９は本発明の第３実施形態を説明するための図であり、図中、図１，２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
本第３実施形態はカム軸をクランク軸式とした例である。即ち、クランク軸（カム軸）１８は、駆動軸１９ａの途中に円盤状のカムプレート１９ｂを該駆動軸１９ａに対して偏心させて一体化したものである。上記カムプレート１９ｂにはプレート状のコンロッド２０の基端部２０ａが回動自在に装着されており、該コンロッド２０の先端部２０ｂは上記揺動部材９のローラ軸９ｃに回動自在に連結されている。
本第３実施形態では、駆動軸１９ａを回転駆動するとカムプレート１９ｂは駆動軸１９ａの軸芯ｄを中心に偏心回転し、これによりコンロッド２０が揺動部材９を揺動させ、この揺動運動により中間ロッカ部材１０を介してロッカアーム１１が吸気バルブ３を開閉駆動する。
本第３実施形態では、カム軸をクランク方式に構成したので、揺動部材９を容易確実に追従性良く揺動させることができ、バルブの開期間，リフト量を精度良く制御でき、またバランスばねを不要にできる。
図１０，図１１は本発明の第４実施形態を説明するための図でああり、図中、図１，図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
本第４実施形態は、左，右の吸気バルブ３，３′にそれぞれ独立した動弁装置７，７を設けた例である。具体的には、吸気カム軸８の左，右のカムノーズ８ｃ，８ｃ′により左，右の揺動部材９，９′を揺動させ、該揺動部材９，９′により左，右の中間ロッカ１０，１０′を介して左，右のロッカアーム１１，１１′を揺動させ、該ロッカアーム１１，１１′の揺動により吸気バルブ３，３′を軸方向に進退させ、もって上記吸気バルブ開口２ｂ，２ｂ′を開閉するように構成されている。
本第４実施形態では、左，右の動弁装置７，７′を独立させて設けたので、上記左，右のカムノーズ８ｃ，８ｃ′、左，右の揺動カム面９ｂ，９ｂ′、左，右の中間ロッカ１０，１０′の形状寸法を適宜設定することにより左，右の吸気バルブ３，３′を異なるタイミングやバルブリフト量でもって動作させることが可能となる。
図１２は本発明の第５実施形態を説明するためのものであり、図９，図１０と同一符号は同一又は相当部分を示す。本第５実施形態は、揺動部材９の揺動カム面９ｂにより中間ロッカローラ１０ｄを押圧し、中間アーム部１０ｂの先端側面に押圧部１０ｅをロッカアーム１１と上下方向に重なるように突設し、該押圧部１０ｅの先端下面に形成した押圧面１０ｆによりロッカアーム１１のロッカ押圧面１１ｂを押圧するようにした例である。
なお、本実施形態では、中間ロッカ１０は、これの中間アーム部１０ｂの基端部を二股状に形成して偏心ピン部１４ａに装着し、この偏心ピン部１４ａを挟むように係止ピン１０ｇを二股部分に貫通挿着することによりロッカ軸１４に回動可能に連結されている。
このように中間ロッカピン１０ａで直接ロッカアーム１１を押圧するのではなく、中間ロッカ１０に形成した曲率半径の大きな押圧面１０ｆによりロッカアーム１１を押圧するようにしたので、ロッカ押圧面の接触応力を緩和することができ、また、部品点数を削減することができる。
なお、上記各実施形態では、揺動部材９が揺動軸１２で軸支されている場合を説明したが、この揺動部材９は球面ピボットにより支持してもよい。
また上記揺動部材９を揺動させる駆動手段がカム軸８又は１８である場合を説明したが、この駆動手段はカム軸８に限られるものではなく、ソレノイド式のものやシリンダ式のもの等、要は揺動部材９をエンジン回転速度に応じた速度で揺動駆動できるものであるば何れの方式のものであっても採用可能である。
産業上の利用可能性
請求項１の発明によれば、駆動手段により揺動部材を揺動させると、該揺動部材の揺動カム面が中間ロッカ部材を介してロッカアームを揺動駆動し、該ロッカアームがバルブを開閉駆動する。そして中間ロッカ移動機構がロッカ軸を回動させることにより中間ロッカ部材の揺動カム面及びロッカ押圧面との当接点が連続的に移動し、これによりバルブの開期間及び最大リフト量を連続的に調整できる。
このように中間ロッカ部材を移動させるためにロッカ軸の回動動作を利用するようにしたので、構造が非常にシンプルであり、結果的にバルブ開期間，最大リフト量の制御精度を高めることができる。
請求項２の発明によれば、上記中間ロッカ部材の先端部に中間ロッカローラと中間ロッカピンとを配置し、中間ロッカ部材の基端部をロッカ軸の途中に形成した偏心ピン部に揺動可能に連結したので、上記ロッカ軸を回動させることにより中間ロッカローラ及び中間ロッカピンを上記揺動カム面及びロッカ押圧面に沿って連続的に移動させることができ、非常に簡単な構造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ことができる。
またロッカアームの揺動中心であるロッカ軸と中間ロッカ部材の揺動中心である偏心ピン部とが近接して位置しているので、バルブの開閉に伴う中間ロッカ部材の中間ロッカピン又は中間アーム部とロッカアームのロッカ押圧面間の滑り量を大幅に小さくできる。
請求項３の発明によれば、上記カム軸の回転により揺動部材が中間ロッカ部材を介してロッカアームを揺動させ、バルブが開閉駆動される。そして中間ロッカ部材をロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が小さくなり、反ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が大きくなる。
バルブ開期間及び最大バルブリフト量の大きい運転域では、中間ロッカ部材の中間ロッカローラ，中間ロッカピンが反ロッカ軸側に移動される。そのためロッカレバー比＝Ｌｖ／Ｌｃ（Ｌｃ＝ロッカアーム揺動中心から中間ロッカローラと揺動部材の揺動中心とを結んだ直線までの距離、Ｌｖ＝ロッカアーム揺動中心からバルブ軸までの距離）が小さく、バルブの略真上を押圧することとなる。そのためバルブ開閉機構全体の剛性が高くなる。
一方、バルブ開期間及び最大バルブリフト量の小さい運転域では、上記中間ロッカローラ及び中間ロッカピンがロッカ軸側に移動される。そのためロッカレバー比＝Ｌｖ／Ｌｃが大きく、バルブ開期間が小さいにも関わらず最大バルブリフト量を確保し易い。そのためポンピングロスの低減，燃焼改善を図ることができ、またランプ速度の低下を防止でき、バルブの開閉タイミングの制御性を向上できる。
請求項４の発明によれば、上記カム軸の回転により揺動部材が中間ロッカ部材を介してロッカアームを揺動させ、バルブが開閉駆動される。そして中間ロッカ部材を反ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が小さくなり、ロッカ軸側に移動させるほどバルブの開期間及び最大バルブリフト量が大きくなる。
バルブ開期間及び最大バルブリフト量の小さい運転域では、中間ロッカ部材の中間ロッカローラ，中間ロッカピンが反ロッカ軸側に移動される。そのためロッカレバー比＝Ｌｖ／Ｌｃが小さく、バルブの略真上を押圧することとなり、バルブ開閉機構全体の剛性が高くなる。
一方、バルブ開期間及び最大バルブリフト量の大きい運転域では、上記中間ロッカローラ及び中間ロッカピンがロッカ軸側に移動される。そのためロッカレバー比＝Ｌｖ／Ｌｃが大きく、リフト量を確保し易い。
請求項５の発明によれば、揺動部材の揺動中心と上記揺動カム面の両端とを結ぶ各直線と揺動カム面とで囲まれた空間内に上記カム軸により押圧される揺動ローラを配設したので、カム軸の回転力により揺動ローラの支持部に作用する曲げモーメントを小さくでき、結果的に揺動部材の剛性を高めることができる。
ちなみに、上述の従来技術では、揺動ローラをアームの先端部に支持する構造を採用しているので、このアームの基部に大きな曲げモーメントが作用し、剛性確保上不利である。
請求項６の発明によれば、上記揺動部材の重量が上記バルブを閉状態に付勢する弁ばねに作用するのを抑制する方向に上記揺動部材を回動付勢するバランスばねを備たので、揺動部材を設けたことにより弁ばねへの荷重が増加することはない。そのため弁ばねのばね荷重を大きく設定する必要がなく、弁ばねによるロス馬力が大きくなるのを回避しつつ高速回転時のバルブの追従性を確保できる。
請求項７の発明によれば、上記カム軸をカムプレートを有するクランク軸タイプのものとし、該カムプレートと揺動部材とをコンロッドで連結したので、揺動部材を容易確実に追従性良く揺動駆動でき、バルブの開角度，リフト量の制御精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、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。
図２は、上記第１実施形態装置の断面側面図である。
図３は、上記第１実施形態装置の正面斜視図である。
図４は、上記第１実施形態装置の正面図である。
図５は、上記第１実施形態装置のカム角−リフト特性図である。
図６は、本発明の第２実施形態装置の断面側面図である。
図７は、上記第２実施形態装置の断面側面図である。
図８は、本発明の第３実施形態装置の断面側面図である。
図９は、上記第３実施形態装置の断面側面図である。
図１０は、本発明の第４実施形態装置の正面斜視図である。
図１１は、上記第４実施形態装置の正面図である。
図１２は、本発明の第５実施形態装置の断面側面図である。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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