(57)【要約】【課題】駆動カムが２つのバルブそれぞれに対して均等な配置とならない場合に、駆動カムの回転に応じて２つのバルブそれぞれを好適に同時駆動可能な内燃機関の動弁機構を提供する。【解決手段】動弁機構１は支持部１０に移動不能に固定された支持軸２と、支持軸２によって揺動可能に支持されたメインアーム３と、支持軸２の軸方向においてメインアーム３の両側に配置された２つのサブアーム４とを備える。２つのサブアーム４それぞれは、一端にバルブ１１を押圧駆動する駆動部４ａを備える。２つのサブアーム４のうち一方のサブアームであるサブアーム４´は、駆動部４ａとして、支持軸２の軸方向において、２つのバルブ１１のうち対応するバルブの駆動位置Ｐ２に延びる延設部４´を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関本体に移動不能に固定された支持軸と、
前記支持軸によって揺動可能に支持され、駆動カムの回転に応じて揺動するメインアームと、
前記支持軸の軸方向において前記メインアームの両側に配置され、一の気筒に設けられた２つのバルブを個別に押圧駆動する２つのサブアームと、
前記２つのサブアームを前記メインアームに連結し、揺動可能に支持する連結支持部とを備え、
前記駆動カムが、前記支持軸の軸方向において前記２つのバルブの中央位置からオフセットした位置に設けられており、
前記２つのサブアームそれぞれが、前記２つのバルブのうち対応するバルブを押圧駆動する駆動部を一端に備えるとともに、ラッシュアジャスタのプランジャが接触する接触部を他端に備え、
前記２つのサブアームのうち少なくとも一方のサブアームが、前記駆動部として、前記支持軸の軸方向において、前記２つのバルブのうち対応するバルブの駆動位置に延びる延設部を備える内燃機関の動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、可変カム速度機構を備える内燃機関の可変動弁装置が開示されている。特許文献２では、ロッカシャフトを揺動支点として可動するスイングアームの両サイドにロッカアームを取り付けたエンジンのバルブ駆動装置が開示されている。この装置では、スイングアームがカムの回転に応じて揺動することで、ロッカアームそれぞれがバルブ（吸気弁または排気弁）を同時駆動する。この装置では、スイングアームを上下動可能に支持することで、バルブタイミングを複数に変更できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２２４３６号公報
【特許文献２】特許第３１６５５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関では、特許文献１が開示する可変カム速度機構のような機構がカム軸上に設けられることがある。この場合、機構の分だけ、カム軸の軸方向のスペースが圧迫される。結果、駆動カムが次のように設けられる場合がある。すなわち、カム軸の軸方向において、一の気筒に設けられた２つのバルブの中央位置からオフセットした位置に設けられる場合がある。そして、このように駆動カムが設けられる場合、特許文献２が開示するような装置では、２つのバルブそれぞれと駆動カムとの位置関係上、スイングアームの動作が不安定となり、バルブ間で駆動がアンバランスになる虞がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み、駆動カムが２つのバルブそれぞれに対して均等な配置とならない場合に、駆動カムの回転に応じて２つのバルブそれぞれを好適に同時駆動可能な内燃機関の動弁機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は内燃機関本体に移動不能に固定された支持軸と、前記支持軸によって揺動可能に支持され、駆動カムの回転に応じて揺動するメインアームと、前記支持軸の軸方向において前記メインアームの両側に配置され、一の気筒に設けられた２つのバルブを個別に押圧駆動する２つのサブアームと、前記２つのサブアームを前記メインアームに連結し、揺動可能に支持する連結支持部とを備え、前記駆動カムが、前記支持軸の軸方向において前記２つのバルブの中央位置からオフセットした位置に設けられており、前記２つのサブアームそれぞれが、前記２つのバルブのうち対応するバルブを押圧駆動する駆動部を一端に備えるとともに、ラッシュアジャスタのプランジャが接触する接触部を他端に備え、前記２つのサブアームのうち少なくとも一方のサブアームが、前記駆動部として、前記支持軸の軸方向において、前記２つのバルブのうち対応するバルブの駆動位置に延びる延設部を備える内燃機関の動弁機構である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、駆動カムが２つのバルブそれぞれに対して均等な配置とならない場合に、駆動カムの回転に応じて２つのバルブそれぞれを好適に同時駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】内燃機関の動弁機構の断面図である。
【図２】内燃機関の動弁機構の斜視図である。
【図３】内燃機関の動弁機構の側面図である。
【図４】可変動弁装置を示す図である。
【図５】可変動弁装置とともに動弁機構を示す第１の図である。
【図６】可変動弁装置とともに動弁機構を示す第２の図である。
【図７】可変動弁装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【００１０】
図１は内燃機関の動弁機構（以下、動弁機構と称す）１の断面図である。図２は動弁機構１の斜視図である。図３は動弁機構１の側面図である。図２、図３では動弁機構１とともにバルブ１１およびラッシュアジャスタ１２を示す。図３では動弁機構１とともにさらに駆動カムであるカムＣを示す。動弁機構１、バルブ１１、ラッシュアジャスタ１２およびカムＣを備える内燃機関は多気筒内燃機関である。内燃機関は動弁機構１とカムＣとを気筒毎に備えている。また、バルブ１１とラッシュアジャスタ１２とを気筒毎に２つずつ備えている。
【００１１】
動弁機構１は支持軸２と、メインアーム３と、サブアーム４と、ローラ軸５と、ローラ６と、Ｅリング７とを備える。支持軸２は支持部１０に移動不能に固定されている。支持部１０は内燃機関本体の一部であり、具体的には例えばシリンダヘッドやカムキャリアである。支持軸２は後述する駆動軸部材１５に平行に延びている。
【００１２】
メインアーム３は支持軸２によって揺動可能に支持され、カムＣの回転に応じて揺動する。メインアーム３は、２つのアーム部３ａを備えている。アーム部３ａそれぞれは互いに対向するように設けられている。メインアーム３はアーム部３ａの一端部それぞれで支持部１０を挟み込むように設けられている。支持軸２は支持部１０を挟み込んだアーム部３ａの一端部それぞれを貫通するように設けられている。
【００１３】
サブアーム４は支持軸２の軸方向においてメインアーム３の両側に配置されている。２つのサブアーム４は、内燃機関の一の気筒に設けられた２つのバルブ１１を個別に押圧駆動する。２つのサブアーム４それぞれは、バルブ１１を押圧駆動する駆動部４ａを一端に備えるとともに、ラッシュアジャスタ１２のプランジャ１２ａが接触する接触部４ｂを他端に備えている。
【００１４】
２つのサブアーム４それぞれは、底壁部４ｃと側壁部４ｄとを備えている。底壁部４ｃと側壁部４ｄとは支持軸２に直交する方向に延伸している。側壁部４ｄａは側壁部４ｄのうち内側（メインアーム３側）に配置される側壁部を示す。側壁部４ｄｂは側壁部４ｄのうち外側に配置される側壁部を示す。底壁部４ｃと側壁部４ｄとはサブアーム４のアーム本体部を構成している。
【００１５】
２つのサブアーム４のうち一方のサブアームであるサブアーム４´は、駆動部４ａとして、支持軸２の軸方向において、２つのバルブ１１のうち対応するバルブの駆動位置Ｐ２に延びる延設部４ａ´を備えている。延設部４ａ´は具体的には、支持軸２の軸方向において、接触部４ｂの中心位置である位置Ｐ１から駆動位置Ｐ２に延びている。
【００１６】
延設部４ａ´は、サブアーム４´のアーム本体部と異なる部材で構成されている。このため、位置Ｐ１はサブアーム４´のアーム本体部の中心位置ということもできる。延設部４ａ´はサブアーム４´のアーム本体部の一部であってもよい。接触部４ｂはプランジャ１２ａの先端部に形成された平坦面１２ａａと接触するパッド面４ｂａを有している。
【００１７】
ローラ軸５はアーム部３ａそれぞれを他端部で貫通するとともに、サブアーム４それぞれを側壁部４ｄの中央で貫通するように設けられている。ローラ軸５は２つのサブアーム４それぞれをメインアーム３に連結し、揺動可能に支持する。具体的にはローラ軸５は２つのサブアーム４それぞれをメインアーム３とともに揺動可能に連結する。また、２つのサブアーム４をローラ軸５周りに揺動可能に支持する。ローラ軸５は支持軸２に沿って延びている。ローラ軸５は連結支持部に相当する。
【００１８】
ローラ６はカムフォロアであり、メインアーム３に回転可能に設けられている。具体的には、ローラ６はローラ軸５を介してメインアーム３に回転可能に設けられている。ローラ６はアーム部３ａそれぞれの内側に配置されている。ローラ６にはカムＣが当接する。ローラ６はカムＣと転がり接触をすることで、カムＣとの間で発生するフリクションを抑制する。
【００１９】
Ｅリング７はローラ軸５に設けられている。Ｅリング７はサブアーム４それぞれの側壁部４ｄａの内側に当接するように２つ設けられている。これにより、ローラ軸５をサブアーム４の側壁部４ｄｂそれぞれから突出させる必要がなくなり、ローラ軸５の全長を短くすることができる。Ｅリング７は、メインアーム３およびサブアーム４それぞれのローラ軸５における配置を全体的に規制する。
【００２０】
バルブ１１は吸気弁または排気弁である。ラッシュアジャスタ１２はバルブ１１のバルブクリアランスをゼロに調整する。ラッシュアジャスタ１２は具体的には例えばＨＬＡ（ハイドロリックラッシュアジャスタ）である。動弁機構１はラッシュアジャスタ１２をさらに備える構成として把握されてもよい。
【００２１】
図４は可変動弁装置である可変カム速度機構２０およびカム切替機構３０を示す図である。図５は可変カム速度機構２０およびカム切替機構３０とともに動弁機構１を示す第１の図である。図６は可変カム速度機構２０およびカム切替機構３０とともに動弁機構１を示す第２の図である。図５では、後述するロック機構３１がカムＣをロックしている状態でカム切替機構３０を示す。図６では、ロック機構３１がロックを解除している状態でカム切替機構３０を示す。可変カム速度機構２０とカム切替機構３０とは、ともに内燃機関が備えるクランクシャフトと同期して回転する駆動軸部材１５上に設けられている。可変カム速度機構２０とカム切替機構３０とは、ともにバルブ１１のバルブ特性を可変にする可変動弁装置の一例である。
【００２２】
可変カム速度機構２０はカム軸部材２１と、駆動アーム部２２と、回転部材であるドライブディスク２３と、リンク部材２４ａ、２４ｂと、コントロールスリーブ２５と、第１から第３ベアリング２６、２７、２８とを備えている。可変カム速度機構２０はさらに駆動軸部材１５を備える構成として把握されてもよい。カム軸部材２１は駆動軸部材１５の周囲に回転自在に設けられている。カム軸部材２１は、カムＣのベース円が外周に形成されたカムベース部となっている。
【００２３】
駆動アーム部２２は駆動軸部材１５に設けられ、駆動軸部材１５とともに回転する。ドライブディスク２３はコントロールスリーブ２５に設けられた偏心穴２５ａの内周壁面に沿って回転する。リンク部材２４ａ、２４ｂはドライブディスク２３を介して駆動アーム部２２の回転をカム軸部材２１に伝達する。具体的には第１リンク部材であるリンク部材２４ａが駆動アーム部２２の回転をドライブディスク２３に伝達する。また、第２リンク部材であるリンク部材２４ｂがドライブディスク２３の回転をカム軸部材２１に伝達する。
【００２４】
この点、リンク部材２４ａは具体的には、駆動アーム部２２とピン結合されている。同時に、リンク部材２４ａはドライブディスク２３ともピン結合されている。リンク部材２４ｂはカム軸部材２１とピン結合されている。同時に、リンク部材２４ｂはドライブディスク２３ともピン結合されている。コントロールスリーブ２５は偏心穴２５ａの中心軸の位置を変更することで、駆動軸部材１５一回転中のカム軸部材２１の回転速度を可変にする。偏心穴２５ａの中心軸の位置は、図示しない制御軸部材によってコントロールスリーブ２５を回転させることで変更できる。
【００２５】
偏心穴２５ａには、第１ベアリング２６を介してドライブディスク２３の筒状部２３ａが回転自在に装着される。また、コントロールスリーブ２５の筒状部２５ｂと駆動軸部材１５との間に第２ベアリング２７が介装されることによって、駆動軸部材１５は、第２ベアリング２７を介して筒状部２５ｂ内で支持されている。筒状部２５ｂの外側には第３ベアリング２８が配置され、第３ベアリング２８の外側にはキャップ１６が配置される。これにより、駆動軸部材１５とコントロールスリーブ２５とがともに内燃機関に装着される。第１から第３ベアリング２６、２７、２８には具体的にはニードルベアリングが適用されている。
【００２６】
可変カム速度機構２０は、駆動軸部材１５一回転中のカム軸部材２１の回転速度を可変にすることで、後述するようにカム軸部材２１に連結されるカムＣの回転速度を可変にする。結果、リフト量一定でバルブ１１の作用角を可変にすることで、バルブ１１のバルブ特性を可変にする。
【００２７】
カム切替機構３０はカムＣを備えている。この例において、カムＣは具体的には可動カムであり、Ｕ字状の形状を有している。カムＣは第１状態および第２状態間を揺動して移行するようにカム軸部材２１に連結される。第１状態は突出した位置にある状態である。第２状態は第１状態よりも低い位置（沈んだ位置）にある状態である。第１状態は具体的には、カム軸部材２１の外周から突出した位置にある状態である。第２状態は具体的には、カムＣがロストモーションした状態である。カムＣはロストモーションすることで、バルブ１１を駆動しないようになっている。
【００２８】
カム切替機構３０はロック機構３１を備えている。ロック機構３１は第１状態でカムＣをロックする。ロック機構３１は第１状態でカムＣのロックを解除することで、カムＣが第２状態に移行できるようにする。カム切替機構３０は、ロック機構３１がロックを解除している場合にローラ６からの反力によりカムＣが第２状態へ移行する程度にカムＣを第１状態へ付勢する付勢部材（例えばリターンスプリング）も備えている。
【００２９】
ロック機構３１は具体的には、カムＣに形成され、駆動軸部材１５の軸方向に延びた保持孔Ｈ、保持孔Ｈに保持されるロック部材であるピンＰｎ１、カム軸部材２１に形成され第１状態でピンＰｎ１が駆動軸部材１５の軸方向に並ぶ第１ロック孔Ｈ１、第１状態でピンＰｎ１が第１ロック孔Ｈ１に挿入されるように付勢する第１スプリングＳｐ１、およびカム軸部材２１に形成され、第１状態でピンＰｎ１が第１ロック孔Ｈ１から離脱するように油圧を作用させる第１経路Ｒ１を備える構成となっている。
【００３０】
ロック機構３１は、さらに第２状態でカムＣをロックしてもよい。この場合、ロック機構３１は、カム軸部材２１に形成され第２状態でピンＰｎ１が駆動軸部材１５の軸方向に並ぶ第２ロック孔、第２状態でピンＰｎ１が第２ロック孔から退避するように付勢する第２スプリング、およびカム軸部材２１に形成され、第２状態でピンＰｎ１が第２ロック孔に挿入されるように油圧を作用させる第２経路をさらに備える構成とすることができる。カム切替機構３０は、カムＣに応じてバルブ１１を駆動する場合と、バルブ１１を停止する場合とを切り替えることで、バルブ１１のバルブ特性を可変にする。
【００３１】
機構２０、３０を備える内燃機関では、機構２０、３０が駆動軸部材１５の軸方向のスペースを圧迫する関係上、カムＣが２つのバルブ１１に対して均等な配置になっていない。このため、動弁機構１では延設部４ａ´を備えることで、２つのバルブ１１を同時駆動できるようにしている。加えて動弁機構１では、図１を用いて前述したように、支持部１０に移動不能に固定された支持軸２によってメインアーム３を支持している。
【００３２】
このため、動弁機構１は駆動軸部材１５から伝達される動力をメインアーム３で安定的に受け止め、２つのバルブ１１それぞれに伝達することができる。結果、カムＣの回転に応じて２つのバルブ１１それぞれを好適に同時駆動できる。
【００３３】
可変カム速度機構２０やカム切替機構３０などのバルブ１１のバルブ特性を可変にする可変動弁装置が、駆動軸部材１５上に設けられている場合、カムＣが２つのバルブ１１に対して均等な配置とならなくなる蓋然性が高まる。このため、動弁機構１は駆動軸部材１５上に設けられた可変動弁装置とともに用いられる場合に適している。
【００３４】
動弁機構１は換言すれば、駆動軸部材１５上に設けられる可変動弁装置に対して、駆動軸部材１５の軸方向のスペースに余裕を与えることができるといえる。このため、動弁機構１は、２つの可変動弁装置によって駆動軸部材１５の軸方向のスペースがより圧迫され易くなる機構２０、３０とともに用いられる場合に好適である。この場合、バルブ１１の作用角の可変とバルブ１１の停止とが可能になる。また、厚さに対して幅が広いニードルベアリングを第１から第３ベアリング２６、２７、２８に適用することで、コントロールスリーブ２５の揺動も抑制できる。
【００３５】
図７は駆動軸部材１５上に設けられた可変動弁装置の変形例を示す図である。この例では、動弁機構１は可変カム速度機構２０´とともに用いられている。可変カム速度機構２０´は、カム軸部材２１の代わりにカムロブとしてカムＣを有するカム軸部材２１´を備える点以外、可変カム速度機構２０と実質的に同一である。この例では、カム軸部材２１´に形成されたカムＣが２つのバルブ１１に対して均等な配置になっていない。したがって、動弁機構１とともに用いられる可変動弁装置は、例えば可変カム速度機構２０´だけであってもよい。
【００３６】
上記実施形態は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【００３７】
例えば２つのサブアームのうち一方のサブアームが駆動部として延設部を備えることが、通常は好ましいと考えられる。しかしながら、本発明においては必ずしもこれに限られず、２つのサブアームそれぞれが駆動部として延設部を備えてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
動弁機構                １
支持軸                  ２
メインアーム            ３
サブアーム              ４、４´
駆動部                  ４ａ
駆動部（延設部）        ４ａ´
接触部                  ４ｂ
ローラ軸                ５
ローラ                  ６
支持部                  １０
バルブ                  １１
ラッシュアジャスタ      １２
プランジャ              １２ａ
駆動軸部材              １５
可変カム速度機構        ２０、２０´
カム切替機構            ３０
【図１】
2015086826.tif 000003
【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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