(57)【要約】メインアームの姿勢悪化を回避しつつ、バルブクリアランスを適切に調整可能な内燃機関の動弁機構を提供する。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、２つのサブアーム（４）をメインアーム（３）に連結し、揺動可能に支持するローラ軸（５）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）を備えるとともに、他端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）を備える。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）と摺動可能に接触する曲面（４ｂａ）を有する。
2015064492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持軸と、
前記支持軸によって揺動可能に支持されたメインアームと、
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た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２つのサブアームそれぞれが、一端にバルブを押圧駆動する駆動部を備えるとともに、他端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備え、
前記支持軸は、内燃機関本体に移動不能に固定されている内燃機関の動弁機構。
【請求項２】
前記接触部が、前記プランジャの先端部に形成された平坦面と摺動可能に接触する曲面を有する請求項１に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項３】
ベース円部を備えたカムと、
連結支持部を介してメインアームに回転可能に設けられるローラと、を備え、
前記曲面は、円弧状の曲面形状を有しており、前記円弧状の曲面形状の中心軸線は、前記カムが前記ベース円部で前記ローラと当接する状態で、前記メインアームの揺動中心軸線に合わせて設定されている請求項２に記載の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】
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特許文献１で開示されている。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】特開平６−１０１４３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロッカアームの一端部には通常、ラッシュアジャスタのプランジャが当接され、バルブクリアランスが自動調整される。ところが、上記装置のようにスイングアームを上下動可能に支持する場合、ラッシュアジャスタの調整がスイングアームにも影響する。結果、スイングアームに傾きを発生させることで、異音発生等の異常を引き起こす虞がある。【０００５】
本発明は上記課題に鑑み、メインアームの姿勢悪化を回避しつつ、バルブクリアランスを適切に調整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】
本発明は支持軸と、前記支持軸によって揺動可能に支持されたメインアームと、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た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２つのサブアームそれぞれが、一端にバルブを押圧駆動する駆動部を備えるとともに、他端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備え、前記支持軸は、内燃機関本体に移動不能に固定されている内燃機関の動弁機構である。【０００７】
係る内燃機関の動弁機構において、前記接触部が、前記プランジャの先端部に形成された平坦面と摺動可能に接触する曲面を有するようにしてもよい。【０００８】
さらに、ベース円部を備えたカムと、連結支持部を介してメインアームに回転可能に設けられるローラと、を備え、前記曲面は、円弧状の曲面形状を有しており、前記円弧状の曲面形状の中心軸線は、前記カムが前記ベース円部で前記ローラと当接する状態で、前記メインアームの揺動中心軸線に合わせて設定されている構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、メインアームの姿勢悪化を回避しつつ、バルブクリアランスを適切に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】カム切替機構を示す第１の図である。
【図５】カム切替機構を示す第２の図である。
【図６】可動カムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【００１２】
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とともにさらにカムＣを示す。
【００１３】
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。ここで、支持軸２を支持部１０に移動不能に固定するために、本実施例では、内燃機関本体が備えるシリンダヘッドに支持部１０を形成して支持軸２を固定している。この形式は、支持部１０を備えたシリンダヘッドを準備する必要があるが、剛性の高い固定を実現することができる。また、他の例として、例えば、カムハウジングに支持部を形成して、支持軸２を固定するようにしてもよい。支持部をカムハウジングに形成するようにすれば、専用のシリンダヘッドを準備しなくてもよく、シリンダヘッドの共通化を図ることができる。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ている。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。
【００１４】
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を備えるとともに、他端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を備えている。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と摺動可能に接触する曲面４ｂａを有している。曲面４ｂａは具体的には円弧状の曲面形状を有している。さらに具体的には、曲面４ｂａはカムＣがベース円部Ｃ１でローラ６と当接する状態で、メインアーム３の揺動中心軸線Ｐに合わせて中心軸線が設定された円弧状の曲面形状を有している。なお、本実施例では、サブアーム４側の接触部４ｂが曲面４ｂａであり、プランジャ１２ａの先端部を平坦面１２ａａとしているが、双方を曲面としてもよいし、サブアーム４側の接触部４ｂを平坦面として、プランジャ１２ａの先端部を曲面としてもよい。また、双方を平坦面としてもよい。
【００１５】
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それぞれを中央部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は連結支持部に相当する。
【００１６】
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は具体的には複数（ここでは２つ）設けられている。複数のローラ６にはカムＣが個別に当接する。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。Ｅリング７はローラ軸５の両端部に設けられている。Ｅリング７はサブアーム４それぞれの外側に設けられており、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。
【００１７】
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。
【００１８】
次に動弁機構１の主な作用効果について説明する。動弁機構１では支持軸２が支持部１０に移動不能に固定されている。このため、動弁機構１ではメインアーム３の姿勢悪化が構造上、回避される。また、動弁機構１では接触部４ｂが平坦面１２ａａと摺動可能に接触する曲面４ｂａを有している。このため、動弁機構１は平坦面１２ａａ、曲面４ｂａ間での摺動を許容しつつ、バルブクリアランスを調整することで、バルブクリアランスも適切に調整できる。
【００１９】
プランジャ１２ａが仮に平坦面１２ａａの代わりに円弧状の曲面を有する場合、曲面４ｂａとの接触を考慮すると、プランジャ１２ａには回転止めが必要となる。この点、上記構成の動弁機構１では、プランジャ１２ａの回転を許容することもできる。結果、プランジャ１２ａの偏摩耗も抑制できる。
【００２０】
動弁機構１は具体的にはカムＣがベース円部Ｃ１でローラ６と当接する状態で、メインアーム３の揺動中心軸線Ｐに合わせて中心軸線が設定された円弧状の曲面形状を曲面４ｂａが有する構成となっている。かかる構成の動弁機構１は、当該中心軸線と揺動中心軸線Ｐとの離間距離の関係上、平坦面１２ａａ、曲面４ｂａ間の接点移動を少なくすることもできる。結果、平坦面１２ａａ、曲面４ｂａ間での摺動を抑制することもできる。
【００２１】
動弁機構１はメインアーム３に回転可能に設けられ、カムＣが個別に当接する複数のローラ６を備えている。かかる構成の動弁機構１は、複数（ここでは２つ）のカムＣを有して構成されるカム切替機構５０と組み合わせて用いることで、バルブ１１のバルブ特性（例えばリフト量や開弁回数）を可変にすることもできる。次にこの点について説明する。
【００２２】
図４はカム切替機構５０を示す第１の図である。図５はカム切替機構５０を示す第２の図である。図６は可動カムＣｂを示す図である。図４、図５ではカム切替機構５０とともに動弁機構１とカムシャフト６０とを示す。図４、図５ではともにカム切替機構５０を後述する第１状態で示す。図６も同様である。固定カムＣａ、可動カムＣｂはともに複数（ここでは２つ）のカムＣを構成するカムである。
【００２３】
カム切替機構５０はカムベース部５１と支点ピン５２とロック機構５３とを備えている。カムベース部５１は概略円柱状の回転体であり、カムベース部５１には固定カムＣａが形成されている。カムベース部５１はカムシャフト６０と別体に設けられ、カムシャフト６０に移動不能に固定されている。カムベース部５１はカムシャフト６０と一体に設けられてもよい。カムベース部５１にはスリットＳが設けられている。スリットＳは固定カムＣａに隣接して設けられている。
【００２４】
スリットＳには可動カムＣｂが設けられている。可動カムＣｂはカムロブ部であり、カムシャフト６０の軸方向に延びたピン穴Ｈ１を有している。ピン穴Ｈ１はピンＰｎ１を保持する保持孔である。可動カムＣｂは、カムベース部５１の外周（具体的にはここでは固定カムＣａの外周）から突出した位置にある第１状態と、第１状態よりも低い位置にある第２状態間を揺動して移行するようにカムベース部５１に連結される。第２状態については後述する。
【００２５】
可動カムＣｂは具体的にはくの字状に湾曲した形状を有し、その一端部が支点ピン５２によって回転可能に支持されている。そして、可動カムＣｂの他端部にピン穴Ｈ１が設けられている。カムベース部５１のうちスリットＳを挟んで固定カムＣａと反対側の部分には、ピン穴Ｈ２と油路Ｒが形成されている。ピン穴Ｈ２はカムシャフト６０の軸方向に延びている。油路Ｒはピン穴Ｈ２の底部に連通している。
【００２６】
可動カムＣｂは、後述するようにロック機構５３によるロックが解除された状態で、図示しない付勢部材（例えばリターンスプリング）により、第１状態へ付勢される。第１状態では、ピン穴Ｈ１とピン穴Ｈ２とがカムシャフト６０の軸方向に沿って並ぶ。付勢部材の付勢力は可動カムＣｂがローラ６からの反力を受けて第２状態へ移行することが可能な範囲内の付勢力に設定できる。
【００２７】
ロック機構５３はピン穴Ｈ１やピン穴Ｈ２や油路Ｒのほか、ピンＰｎ１、Ｐｎ２とスプリングＳｐとを備えている。ピンＰｎ１はロック部材であり、ピン穴Ｈ１、Ｈ２のうち少なくともピン穴Ｈ１に保持される。ピンＰｎ２はピン穴Ｈ１、Ｈ２のうちピン穴Ｈ２に保持される。スプリングＳｐはピン穴Ｈ１の底部とピンＰｎ１との間に設けられている。スプリングＳｐは第１状態でピンＰｎ１がピン穴Ｈ２に挿入されるように付勢する。
【００２８】
ロック機構５３のロック動作は次の通りである。すなわち、まず第１状態で、ピン穴Ｈ１とピン穴Ｈ２とがカムシャフト６０の軸方向に沿って並ぶ。このとき、スプリングＳｐがピンＰｎ１を付勢することで、ピンＰｎ１がピンＰｎ２とともに移動し、ピン穴Ｈ１およびピン穴Ｈ２に保持される。結果、可動カムＣｂがロックされる。したがって、ロック機構５３は第１状態で可動カムＣｂをロックする。ピン穴Ｈ２は、第１状態でピンＰｎ１が軸方向に並ぶロック孔である。
【００２９】
ロック機構５３のロック解除動作は次の通りである。すなわち、油路Ｒを介してピンＰｎ２に油圧を作用させると、ピンＰｎ２がスプリングＳｐの付勢力に抗してピンＰｎ１とともに移動する。結果、ピンＰｎ１がピン穴Ｈ１、Ｈ２のうちピン穴Ｈ１に保持されるとともに、ピンＰｎ２がピン穴Ｈ２に保持される。結果、可動カムＣｂのロックが解除される。油路Ｒは第１状態でピンＰｎ１がピン穴Ｈ２から離脱するように油圧を作用させる経路である。
【００３０】
次にカム切替機構５０の可変動作例について説明する。固定カムＣａのほうが可動カムＣｂよりもバルブ１１のリフト量が小さくなるように固定カムＣａおよび可動カムＣｂのカムプロフィールそれぞれが設定されている場合、カム切替機構５０は次のように動作する。すなわち、可動カムＣｂをロックした状態において、可動カムＣｂでバルブ１１を駆動する。また、可動カムＣｂのロックを解除した状態において、固定カムＣａでバルブ１１を駆動し、可動カムＣｂをロストモーションさせる。第２状態は可動カムＣｂがロストモーションした状態である。
【００３１】
固定カムＣａと可動カムＣｂのカムプロフィールそれぞれが一燃焼サイクル当たりに２回、バルブ１１を開弁するように設定されている場合、カム切替機構５０は次のように動作する。すなわち、可動カムＣｂをロックした状態において、固定カムＣａと可動カムＣｂとが異なるタイミングでバルブ１１を駆動する。また、可動カムＣｂのロックを解除した状態において、固定カムＣａでバルブ１１を駆動し、可動カムＣｂをロストモーションさせる。
【００３２】
固定カムＣａがバルブ１１をリフトさせないゼロリフトカムである場合、カム切替機構５０は可動カムＣｂのロックを解除した状態において、バルブ１１を作動停止状態にすることもできる。動弁機構１はカム切替機構５０と組み合わせて用いることで、具体的には例えば上述したようなかたちでバルブ１１のバルブ特性を可変にすることができる。
【００３３】
ロック機構５３はカムベース部５１に形成され第２状態でピンＰｎ１がカムシャフト６０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、およびカムベース部５１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経路をさらに備えてもよい。この場合、ピン穴Ｈ２を第１ロック孔、スプリングＳｐを第１スプリング、油路Ｒを第１経路とすることができる。
【００３４】
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。
【符号の説明】
【００３５】
動弁機構                １
支持軸                  ２
メインアーム            ３
サブアーム              ４
駆動部                  ４ａ
接触部                  ４ｂ
曲面                    ４ｂａ
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
平坦面                  １２ａａ
カム                    Ｃ
ベース円部              Ｃ１
【図１】
2015064492.tif 000003
【図２】
2015064492.tif 000004
【図３】
2015064492.tif 000005
【図４】
2015064492.tif 000006
【図５】
2015064492.tif 000007
【図６】
2015064492.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月27日(2016.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持軸と、
前記支持軸によって揺動可能に支持されたメインアームと、
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た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、
ベース円部を備えたカムと、
連結支持部を介してメインアームに回転可能に設けられるローラと、
を備え、
前記２つのサブアームそれぞれが、一端にバルブを押圧駆動する駆動部を備えるとともに、他端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備え、
前記支持軸は、内燃機関本体に移動不能に固定されており、
前記接触部が、前記プランジャの先端部に形成された平坦面と摺動可能に接触する曲面を有し、
前記曲面は、円弧状の曲面形状を有しており、前記円弧状の曲面形状の中心軸線は、前記カムが前記ベース円部で前記ローラと当接する状態で、前記メインアームの揺動中心軸線に合わせて設定されている内燃機関の動弁機構。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は支持軸と、前記支持軸によって揺動可能に支持されたメインアームと、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た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、ベース円部を備えたカムと、連結支持部を介してメインアームに回転可能に設けられるローラと、を備え、前記２つのサブアームそれぞれが、一端にバルブを押圧駆動する駆動部を備えるとともに、他端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備え、前記支持軸は、内燃機関本体に移動不能に固定されており、前記接触部が、前記プランジャの先端部に形成された平坦面と摺動可能に接触する曲面を有し、前記曲面は、円弧状の曲面形状を有しており、前記円弧状の曲面形状の中心軸線は、前記カムが前記ベース円部で前記ローラと当接する状態で、前記メインアームの揺動中心軸線に合わせて設定されている内燃機関の動弁機構である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2015064492.tif 000009
2015064492.tif 000010
2015064492.tif 000011
2015064492.tif 000012