(57)【要約】【課題】駆動軸及び制御軸の撓みを抑制し、かつ揺動アームの倒れも抑制するエンジンの動弁機構を提供する。【解決手段】エンジンに同期回転する駆動軸１１に応動する揺動カム１６によって動弁１８を押圧開弁する動弁機構であって、駆動軸の駆動カム１１１を挿通するリンクアーム１２と、ベース部１４１及びアームボディ１４２を備える揺動アーム１４と、揺動アームの揺動中心を制御する制御軸１３と、揺動アーム及び揺動カムを連結するリンクロッド１５とを有する。リンクアーム１２は、ベース部の端面からアームボディまでの長さよりも幅狭で、アームボディとベース部とに囲まれた空間に配設されるように、アームボディ１４２がベース部中心軸方向に対して片寄っている側と反対側のアームボディの側面１４２ａに回動支点Pin1を介して回動自在に連係される。駆動軸１１及び制御軸１３は、制御カムの両端に隣接して設けられた軸受１９で軸支される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転に同期して回転する駆動軸に応動する揺動カムによって動弁を押圧して開弁するエンジンの動弁機構であって、
前記駆動軸に形成された駆動カムを挿通するリンクアームと、
ベース部と、そのベース部の外周面にベース部中心軸方向に対して揺動カム側に片寄って突設され、ベース部の全長よりも幅狭のアームボディと、を備え、前記駆動軸の回転に応動して揺動する揺動アームと、
前記揺動アームのベース部内を挿通する制御カムを備え、その制御カムの偏心位置を調整して揺動アームの揺動中心を制御する制御軸と、
前記揺動アーム及び前記揺動カムを連結するリンクロッドと、
を有し、
前記リンクアームは、前記ベース部の端面から前記アームボディまでの長さよりも幅狭であり、前記アームボディと前記ベース部とに囲まれた空間に配設されるように、前記アームボディがベース部中心軸方向に対して片寄っている側と反対側の前記アームボディの側面に回動支点を介して回動自在に連係され、
前記駆動軸及び制御軸は、前記制御軸の制御カムの両端に隣接して設けられた軸受で軸支される、
ことを特徴とするエンジンの動弁機構。
【請求項２】
前記リンクアームの前記リンクロッドに対する反対側の側面から、前記リンクロッドの前記リンクアームに対する反対側の側面までの長さは、前記揺動アームのベース部の全長よりも短い、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項３】
前記制御軸の制御カム及び前記揺動アームのベース部は、全長が前記軸受間の距離に略等しい、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項４】
前記揺動アームのアームボディは、先端が幅狭になるように段付形成され、幅広部に前記リンクアームを連結し、幅狭部に前記リンクロッドを連結する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項５】
前記リンクアーム及び前記リンクロッドは、前記揺動アームのアームボディの同一側の側面に連結される、
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項６】
前記リンクロッドは、断面コ状であって内側に前記アームボディの幅狭部が配置されてピン結合される、
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項７】
前記リンクアームは、前記揺動アームと連結するための連結ピンを一体形成し、
前記揺動アームは、前記連結ピンを挿入する穴部を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項８】
前記揺動アームは、前記ベース部の外周面に突設された第２のアームボディを有し、
前記リンクアームは、前記２つのアームボディに挟まれ、それら２つのアームボディを挿通する連結ピンによって前記揺動アームに連結される、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項９】
前記連結ピンは、前記リンクロッドの前記リンクアームに対する荷重点よりも外側でリンクアームに軸支される、
ことを特徴とする請求項８に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項１０】
前記軸受は、前記駆動軸及び制御軸を両方とも軸支する２段軸受である、
ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項１１】
前記揺動カムは、バルブロッカアームを介して動弁を押圧して開弁する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項１２】
前記バルブロッカアームは、滑りフォロアである、
ことを特徴とする請求項１１に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項１３】
前記リンクロッドは、前記揺動アームのアームボディ及び前記揺動カムにピンを介して相対回転可能に連結する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項１４】
前記制御軸の制御カムは、前記軸受で軸支される主軸よりも大径であり、制御カム中心がその主軸内に存在する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項１５】
前記制御軸は、前記軸受で軸支される主軸から前記制御カムをオフセットしたクランク形状である、
ことを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項１６】
前記制御軸の制御カムは、軸方向から見たときに、前記軸受で軸支される主軸と重なり、この重なり部分に形成された油路を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項１７】
前記制御軸は、軸方向から見たときに、前記主軸が前記リンクアームに重なる、
ことを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載のエンジンの動弁機構。
【請求項１８】
前記リンクアームと前記リンクロッドとの幅が、前記揺動アームのベース部と略等しく、
前記制御軸は、前記主軸と、その主軸からオフセットした制御カムと、を連結するとともに、軸方向から見たときに前記リンクアームに重なるウェブプレートを含み、
前記リンクアームは、前記ウェブプレートと、前記揺動アームのアームボディと、の間に配置される、
ことを特徴とする請求項１５から請求項１７までのいずれか１項に記載のエンジンの動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンの動弁機構には、たとえば特許文献１に記載されたものがある。
【特許文献１】特開２００２−３８９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１では、揺動アームの片側面にリンクアームを配置するとともに、揺動アームの反対側面にリンクロッドを配置する構成としていたので、リンクアームの荷重点とリンクロッドの荷重点とが離れてしまいモーメントアーム長が長くなることから、両荷重によって発生するモーメントが大きくなってしまい揺動アームに倒れが発生するおそれがあった。そのため揺動アームの剛性を高くしておく必要があり、製造コストや重量が増えてしまう。
【０００４】
また特許文献１の動弁機構は、駆動軸や制御軸を軸支する軸受間の距離が長く、そのため駆動軸及び制御軸が撓みやすく、リフト変形(設計値に対して実際のリフト量が目減りする現象)の一因になっていた。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、駆動軸及び制御軸の撓みを抑制するとともに、揺動アームの倒れも抑制するエンジン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】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、エンジン回転に同期して回転する駆動軸(１１)に応動する揺動カム(１６)によって動弁(１８)を押圧して開弁するエンジンの動弁機構であって、前記駆動軸(１１)に形成された駆動カム(１１１)を挿通するリンクアーム(１２)と、ベース部(１４１)と、そのベース部(１４１)の外周面にベース部中心軸方向に対して揺動カム側に片寄って突設され、ベース部(１４１)の全長よりも幅狭のアームボディ(１４２)と、を備え、前記駆動軸(１１)の回転に応動して揺動する揺動アーム(１４)と、前記揺動アーム(１４)のベース部内を挿通する制御カム(１３１)を備え、その制御カム(１３１)の偏心位置を調整して揺動アーム(１４)の揺動中心を制御する制御軸(１３)と、前記揺動アーム(１４)及び前記揺動カム(１６)を連結するリンクロッド(１５)と、を有し、前記リンクアーム(１２)は、前記ベース部(１４１)の端面から前記アームボディ(１４２)までの長さよりも幅狭であり、前記アームボディ(１４２)と前記ベース部(１４１)とに囲まれた空間に配設されるように、前記アームボディ(１４２)がベース部中心軸方向に対して片寄っている側と反対側の前記アームボディの側面(１４２ａ)に回動支点(Pin1)を介して回動自在に連係され、前記駆動軸(１１)及び制御軸(１３)は、前記制御軸(１３)の制御カム(１３１)の両端に隣接して設けられた軸受(１９)で軸支される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ベース部と、ベース部中心軸方向に対して揺動カム側に片寄ってベース部の外周面に突設され、ベース部の全長よりも幅狭のアームボディと、を備える揺動アームを有し、リンクアームを、ベース部の端面からアームボディまでの長さよりも幅狭にし、アームボディとベース部とに囲まれた空間に配設されるように、アームボディがベース部中心軸方向に対して片寄っている側と反対側のアームボディ側面に回動支点を介して回動自在に連係し、駆動軸及び制御軸を、制御軸の制御カムの両端に隣接して設けられた軸受で軸支するようにしたので、駆動軸及び制御軸を軸支する軸受間の距離を短縮化でき、揺動アームに作用するこじりモーメントを小さくでき、揺動アームの倒れを抑制できるとともに、駆動軸及び制御軸の撓みも抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明によるエンジンの動弁機構の第１実施形態を示す斜視図であり、図２は、動弁機構の正面図(図１のII矢視図)である。
【００１０】
本実施形態の動弁機構１０は、１気筒あたり２つの動弁を備えかつ動弁のバルブリフト量をエンジン運転状態に応じて変更可能である。
【００１１】
本発明の動弁機構１０は、駆動軸１１と、リンクアーム１２と、バルブリフト制御軸１３と、揺動アーム１４と、リンクロッド１５と、揺動カム１６と、バルブロッカアーム１７と、動弁１８と、を備え、駆動軸１１及びバルブリフト制御軸１３が、バルブリフト制御軸１３のバルブリフト制御カム１３１の両端に隣接して設けられた軸受１９に回転自在に支持される。
【００１２】
バルブロッカアーム１７は、ローラを不持のいわゆる滑りフォロアである。
【００１３】
軸受１９は、駆動軸１１及びバルブリフト制御軸１３を両方とも軸支する２段軸受である。軸受１９は、ロアブラケット１９ａと、アッパブラケット１９ｂと、からなる。ロアブラケット１９ａは、シリンダヘッド２０の上部に設けられ駆動軸１１を回転自在に支持する。アッパブラケット１９ｂは、ロアブラケット１９ａの上部に設けられバルブリフト制御軸１３を回転自在に支持する。ロアブラケット１９ａ及びアッパブラケット１９ｂは、一対のボルト１９ｃによって上方から共締め固定される。
【００１４】
図３は、動弁機構の作動要部を示す斜視図である。
【００１５】
駆動軸１１は、エンジン前後方向に沿ってシリンダヘッド上部に回転自在に支持される。駆動軸１１は、エンジンのクランク軸からトルクが伝達されて回転する。駆動軸１１は中空状である。駆動軸１１は、高強度材で形成される。駆動軸１１には、駆動カム１１１が固設される。駆動カム１１１は駆動軸１１の軸心から偏倚した偏心回転カムである。駆動カム１１１は駆動軸１１と一体回転する。駆動カム１１１は、耐摩耗材によって形成される。駆動カム１１１は、駆動軸１１を挿通する筒状部１１１ａと、その筒状部１１１ａに形成された円環状のカムボディ１１１ｂと、を含む。カムボディ１１１ｂの軸心は駆動軸１１の軸心から径方向へ所定量オフセットする。駆動カム１１１は、連結ピンによって駆動軸１１に連結固定される。
【００１６】
リンクアーム１２は駆動カム１１１(カムボディ１１１ｂ)を挿通して支持される。
【００１７】
バルブリフト制御軸１３は、駆動軸１１と平行に配置される。バルブリフト制御軸１３にはバルブリフト制御カム１３１が一体形成される。バルブリフト制御軸１３はアクチュエータ(不図示)によって所定回転角度範囲内で回転するように制御される。アクチュエータは、クランク角センサやエアフロメータ、水温センサ等の各種センサからの検出信号から検出されたエンジンの現在の運転状態に基づいてバルブリフト制御軸１３を回転制御する。バルブリフト制御軸１３が回転制御されると、バルブリフト制御カム１３１の偏倚位置が調整され、揺動アーム１４の揺動中心が変更される。
【００１８】
揺動アーム１４は、リンクアーム１２にピンPin1を介して相対回転可能に連結される。揺動アーム１４は、ベース部１４１と、アームボディ１４２と、を備える。ベース部１４１は、バルブリフト制御カム１３１を挿通する。アームボディ１４２は、ベース部１４１の外周面にベース部１４１の中心軸方向に対して揺動カム１６側に片寄って突設され、ベース部１４１の全長よりも幅狭である。揺動アーム１４は、駆動軸１１の回転に応動して揺動する。揺動アーム１４のベース部１４１の端面１４１ａからアームボディ１４２までの長さは、リンクアーム１２の厚さよりも長い。換言すれば、揺動アーム１４のベース部１４１の端面１４１ａからアームボディ１４２までの長さよりも、リンクアーム１２は幅狭である。アームボディ１４２は、先端が幅狭になるように段付形成され、リンクアーム１２をアームボディ１４２とベース部１４１とに囲まれた空間に配設されるように、アームボディ１４２がベース部１４１の中心軸方向に対して片寄っている側と反対側のアームボディ１４２の側面１４２ａにピンPin1を介して回動自在に連結し、幅狭部にリンクロッド１５を連結する。
【００１９】
リンクロッド１５は、揺動アーム１４の端部付近(幅狭部)に連結される。リンクロッド１５は、揺動アーム１４の揺動中心からの距離がリンクアーム１２よりも離れた位置で揺動アーム１４に連結される。リンクロッド１５は、揺動アーム１４及び揺動カム１６を連結する。リンクロッド１５は、断面コ状であって内側にアームボディ１４２の幅狭部を配置してピンPin2を介して相対回転可能に結合する。
【００２０】
揺動カム１６は、パイプで連結された一対の部材である。揺動カム１６は、駆動軸１１を挿通し、駆動軸１１を中心として揺動自在である。一方の揺動カム１６が、リンクロッド１５にピンPin3を介して相対回転可能に連結される。揺動カム１６は上下動して、バルブロッカアーム１７を押し下げ、動弁１８を開閉する。
【００２１】
図４は、機関低速低負荷時の動弁機構の状態を示す図である。
【００２２】
機関低速低負荷時には、バルブリフト制御軸１３が図４に示す位置まで回転駆動される。このため、バルブリフト制御カム１３１の軸心Ｐ１は、図４に示すようにバルブリフト制御軸１３の軸心Ｐから左上方向(駆動軸１１から離れる方向)に保持される。すると揺動アーム１４は、全体が左上方向へ移動し、これにともなってリンクロッド１５も左上方向へ移動する。この状態で駆動軸１１を回転駆動すると、その駆動力がリンクアーム１２→揺動アーム１４→リンクロッド１５→揺動カム１６と伝達する。このとき揺動アーム１４が全体的に左上方向(駆動軸１１から離れる方向)へ移動しているので、揺動カム１６は、基円部１６ａからカムノーズ１６ｃにかけてのリフト部１６ｂの途中までしかバルブロッカアーム１７を押圧せず、リフト量Ｌ１は図４に示すように小さくなる。
【００２３】
低速低負荷域では、このようにすることで、図４に示すようにバルブリフト量を小さくすることができる。
【００２４】
図５は、機関高速高負荷時の動弁機構の状態を示す図であり、図５(Ａ)は閉弁状態を示し、図５(Ｂ)は開弁状態(最大リフト状態)を示す。
【００２５】
機関高速高負荷時に移行すると、バルブリフト制御軸１３が図５に示す位置まで回転駆動される。これにより、バルブリフト制御カム１３１の軸心Ｐ１は、図５に示すようにバルブリフト制御軸１３の軸心Ｐから右上方向(駆動軸１１に近づく方向)に保持される。すると揺動アーム１４は、全体が右方向へ移動するとともに、Ｐ１を中心に時計方向に回転する。この状態で駆動軸１１を回転駆動すると、その駆動力がリンクアーム１２→揺動アーム１４→リンクロッド１５→揺動カム１６と伝達する。
【００２６】
閉弁状態では、図５(Ａ)に示すように、揺動カム１６の基円部１６ａがバルブロッカアーム１７に当接する。
【００２７】
開弁状態では、図５(Ｂ)に示すように、揺動カム１６の基円部１６ａからカムノーズ１６ｃにかけてのリフト部１６ｂがバルブロッカアーム１７に当接する。このとき揺動カム１６は、図４の場合よりも大きく揺動し、リフト量Ｌ２は図５に示すように図４の場合よりも大きくなる。
【００２８】
このような高速高負荷域では、カムリフト特性が低速低負荷域に比較して大きくなり、図６に示すようにバルブリフト量も大きくなるとともに、動弁１８の開時期が早くなるとともに閉時期が遅くなる。
【００２９】
図７は、従来と本発明の動弁機構にかかる荷重について説明する図であり、図７(Ａ)は従来構造を示し、図７(Ｂ)は本発明の構造を示す。なお図中の矢印が荷重の方向を示す。
【００３０】
従来の動弁機構としては、上述の特許文献１に記載された機構が知られている。ところが、この機構では、図７(Ａ)に示すように、揺動アーム１４の片側面１４２ａ(図７(Ａ)では左側面)にリンクアーム１２を配置するとともに、揺動アームの反対(図７(Ａ)では右側)にリンクロッド１５を配置する構成である。このような構成であると、リンクアーム１２の荷重点とリンクロッド１５の荷重点とが離れてしまいモーメントアーム長が長くなることから、両荷重によって発生するモーメントが大きくなって揺動アームに倒れが発生するおそれがあった。そのため揺動アームの剛性を高くしておく必要があり、製造コストや重量が増えてしまう。また特許文献１の機構は、駆動軸や制御軸を軸支する軸受間の距離が長く、そのため駆動軸及び制御軸が撓みやすく、リフト変形(設計値に対して実際のリフト量が目減りする現象)の一因になっていた。
【００３１】
そこで本発明では、図１及び図２に示したように、ベース部と、ベース部中心軸方向に対して揺動カム側に片寄ってベース部の外周面に突設され、ベース部の全長よりも幅狭のアームボディと、を備える揺動アームを有し、リンクアームを、ベース部の端面からアームボディまでの長さよりも幅狭にし、アームボディとベース部とに囲まれた空間に配設されるように、アームボディがベース部中心軸方向に対して片寄っている側と反対側のアームボディ側面に回動支点を介して回動自在に連係し、駆動軸及び制御軸を、制御軸の制御カムの両端に隣接して設けられた軸受で軸支するようにしたので、駆動軸及び制御軸を軸支する軸受間の距離を短縮化でき、揺動アームに作用するこじりモーメントを小さくでき、揺動アームの倒れを抑制できるとともに、駆動軸及び制御軸の撓みも抑制できる。
【００３２】
すなわちバルブリフト制御軸１３のバルブリフト制御カム１３１の両端に隣接する軸受１９を設けた。そしてこの軸受１９で駆動軸１１及びバルブリフト制御軸１３を回転自在に支持するようにした。このように駆動軸１１及びバルブリフト制御軸１３を軸支する軸受間の距離を短くすることで、駆動軸１１及びバルブリフト制御軸１３が撓みにくくなった。
【００３３】
また特許文献１では、動弁の上端に有蓋円筒状のバルブリフタを配置していたので、バルブリフタとリンクアームとのクリアランスを確保するために、リンクアームをバルブリフタから離さなければならなかった。そのため、図７(Ａ)に示したように、リンクアーム１４の荷重点とリンクロッド１５の荷重点とが離れざるを得ずモーメントアーム長が長くなり、両荷重によって発生するモーメントが大きくなってしまっていた。
【００３４】
そこで本発明では、いわゆる滑りフォロアのバルブロッカアーム１７を介して揺動カム１６で動弁１８を押圧して開弁するようにした。滑りフォロアのバルブロッカアーム１７は、幅が薄いので、図７(Ｂ)に示すように、リンクアーム１２をバルブロッカアーム１７に近づけることができ、そのためリンクアーム１２の荷重点とリンクロッド１５の荷重点とを接近させることができ、両荷重によって発生するモーメントを小さくできたのである。
【００３５】
さらに本発明では、アームボディ１４２の先端が幅狭になるように段付形成し、そのアームボディ１４２の幅狭部を、断面コ状のリンクロッド１５の内側に配置してピン結合するようにした。そのため、図７(Ｂ)に示すように、さらにリンクアーム１２の荷重点とリンクロッド１５の荷重点とを接近させることができ、両荷重によって発生するモーメントを小さくできたのである。そしてアームボディ１４２の幅狭部を、断面コ状のリンクロッド１５の内側に配置してピン結合するようにしたので、リンクロッド１５の倒れも低減できる。なおリンクロッド１５の倒れを考慮しなければ、リンクロッド１５を平面状とし、リンクロッド１５を、リンクアーム１２と揺動アーム１４のアームボディ１４２の同一側の側面１４２ａ(図７の左側面)に連結するようにしてもよい。このようにすれば、リンクアーム１２の荷重点とリンクロッド１５の荷重点とを、さらに接近させることができ、両荷重によって発生するモーメントを一層小さくできる。
【００３６】
（第２実施形態）
図８は、本発明によるエンジンの動弁機構の第２実施形態を示す図であり、図８(Ａ)は全体斜視図、図８(Ｂ)はリンクアームの先端に形成されたピン状部材を含む断面図である。
【００３７】
なお以下では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００３８】
本実施形態のリンクアーム１２は、先端付近にピン状部材１２ａを一体成形して凸設している。そして揺動アーム１４のアームボディ１４２には、そのピン状部材１２ａを挿入する穴部１４２ａが凹設されている。
【００３９】
このように構成すれば、荷重の作用する腕の長さを一層短縮化でき、揺動アーム１４に作用するこじりモーメントをさらに低減することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
図９は、本発明によるエンジンの動弁機構の第３実施形態を示す斜視図である。
【００４１】
本実施形態の揺動アーム１４は、ベース部１４１から突設された２本のアームボディ１４２，１４３を貫通するピン１４ａでリンクアーム１２を連結する。
【００４２】
図１０は、２本のアームボディを貫通するピン近傍の断面図である。
【００４３】
ピン１４ａは、揺動アーム１４の外方付近で支持される。リンクロッド１５よりも外側で支持されている。
【００４４】
このように構成すれば、リンクアーム１２に作用する荷重と、リンクロッド１５に作用する荷重と、が一部相殺され、揺動アーム１４に作用するこじりモーメントを低減できる。またピン１４ａがリンクアーム１２を貫通し、両端がアームボディ１４２，１４３で支持されているので、リンクアーム１２に作用するこじり力も低減できる。
【００４５】
（第４実施形態）
図１１は、本発明によるエンジンの動弁機構の第４実施形態を示す正面図である。
【００４６】
本実施形態のバルブリフト制御軸１３のバルブリフト制御カム１３１及び揺動アーム１４のベース部１４１は、全長が軸受１９の間の距離に略等しい。
【００４７】
このように構成すれば、バルブリフト制御軸１３の剛性をさらに高めることができ、バルブリフト制御軸１３が撓みにくくなる。
【００４８】
（第５実施形態）
図１２は、本発明によるエンジンの動弁機構の第５実施形態を示す斜視図である。図１３は、動弁機構の第５実施形態の二面図であり、図１３(Ａ)は側面図、図１３(Ｂ)は正面図である。
【００４９】
本実施形態の動弁機構においては、バルブリフト制御カム１３１がウェブプレート(web plate)１３ａを介してバルブリフト制御軸１３に連結されている。揺動アーム１４は、バルブリフト制御カム１３１の回りに揺動する。バルブリフト制御軸１３が回転制御されると、バルブリフト制御カム１３１の偏倚位置が調整され、揺動アーム１４の揺動中心が変更される。
【００５０】
揺動アーム１４のベース部１４１の軸長は、バルブリフト制御カム１３１の軸長、すなわちウェブプレート間の距離に等しく、揺動アーム１４のアームボディ１４２及びリンクアーム１２がウェブプレート１３ａの間に配置される。
【００５１】
ウェブプレート１３ａは、バルブリフト制御軸１３及びバルブリフト制御カム１３１に直交し、両者を連結する板状部材である。
【００５２】
図１３(Ａ)に示すように、バルブリフト制御カム１３１の中心からバルブリフト制御軸１３の中心までの距離Ｌ１、バルブリフト制御カム１３１の中心からピンPin1の中心までの距離Ｌ２、バルブリフト制御軸１３の中心からウェブプレート１３ａの端面までの距離Ｒ１、ピンPin1からリンクアーム１２の端面までの距離Ｒ２の間には、少なくとも次式(1)の関係が成立している。
【００５３】
【数１】
2008202589.tif 000003
【００５４】
したがって、図１３(Ａ)に示すようにバルブリフト制御軸１３の軸方向から見ると、ウェブプレート１３ａはリンクアーム１２に重なる。
【００５５】
さらにバルブリフト制御軸１３の半径Ｒ３との間に、次式(2)の関係が成立していることが望ましい。
【００５６】
【数２】
2008202589.tif 000004
【００５７】
このようになっていれば、バルブリフト制御軸１３の軸方向から見たときに、バルブリフト制御軸１３がリンクアーム１２に重なる。
【００５８】
図１４は、バルブリフト制御軸１３を示す二面図であり、図１４(Ａ)は正面図、図１４(Ｂ)は側面図である。
【００５９】
ウェブプレート１３ａは、バルブリフト制御軸１３及びバルブリフト制御カム１３１に直角に交差し、両者を連結する。本実施形態では、バルブリフト制御カム１３１の直径は、バルブリフト制御軸１３の直径と略同じである。すなわち第１実施形態などのバルブリフト制御カム１３１に比べて細い。
【００６０】
また図１４(Ｂ)に示すように、バルブリフト制御軸１３の軸方向から見ると、バルブリフト制御カム１３１の一部が、バルブリフト制御軸１３に重なる。この重なり部分に直線状の油路１３ｂが形成されている。このように油路１３ｂは直線状であるので、ドリルなどを使用して容易に貫穿可能であり、油路１３ｂの加工コストを低減できる。
【００６１】
なおバルブリフト制御軸１３は、図１２や図１３からも明らかなように可変動弁機構の上方に配置される。したがって、このバルブリフト制御軸１３の油路１３ｂを流れる潤滑油が排出されるように油孔を油路１３ｂに連通しておけば、その油孔から滴下した潤滑油によって、摺動部(たとえば、駆動軸１１(カムボディ１１１ｂ)とリンクアーム１２との摺動部や、リンクアーム１２とピンPin1との摺動部など)の摺動性を確保することができる。
【００６２】
図１５は、軸受１９の斜視図であり、図１６は、その軸受１９で駆動軸１１及びバルブリフト制御軸１３を軸支した様子を示す正面図である。
【００６３】
軸受１９は、第１実施形態と同様に、ロアブラケット１９ａと、アッパブラケット１９ｂと、からなり、一対のボルト１９ｃによって上方から、ロアブラケット１９ａ及びアッパブラケット１９ｂが共締め固定される。軸受１９は、駆動軸１１及びバルブリフト制御軸１３を両方とも軸支する２段軸受である。
【００６４】
このようにすることで、第１実施形態と同様に、駆動軸及び制御軸を軸支する軸受間の距離を短縮化でき、揺動アームに作用するこじりモーメントを小さくでき、揺動アームの倒れを抑制できるとともに、駆動軸及び制御軸の撓みも抑制できるのである。
【００６５】
図１７は、本実施形態の効果を示す図であり、図１７(Ａ)は小作動角時の状態を示し、図１７(Ｂ)は大作動角時の状態を示す。
【００６６】
本実施形態では、バルブリフト制御カム１３１を、ウェブプレート１３ａを介してバルブリフト制御軸１３に連結するようにした。そして少なくとも前述の式(1)を満たすように各部の寸法を設定した。このようにしたので、作動角が小さいときであっても(図１７(Ａ))、作動角が大きいときであっても(図１７(Ｂ))、バルブリフト制御軸１３の軸方向から見ると、ウェブプレート１３ａがリンクアーム１２に重なるので、リンクアーム１２の軸方向移動を防止できる。そのため第１実施形態などでは必要であった抜止め窪部１１１ｃ(図１８参照)の加工が不要になり、加工コストを低減できるのである。
【００６７】
図１９は、本実施形態のさらなる効果を説明する図であり、図１９(Ａ)は比較例としての第１実施形態の場合であり、図１９(Ｂ)は本実施形態である。
【００６８】
本実施形態(図１９(Ｂ))では、バルブリフト制御カム１３１を、ウェブプレート１３ａを介してバルブリフト制御軸１３に連結するようにしたので、バルブリフト制御カム１３１のバルブリフト制御軸１３からのオフセット量(偏心量)を、第１実施形態(図１９(Ａ))に比べて大きくすることができた。図１９(Ｂ)は、図１９(Ａ)の３倍ほどのオフセット量(偏心量)になった。このようにオフセット量(偏心量)を大きくすることで、同一作動角における引き下げリンクのバルブリフトを、図１９(Ａ)の場合に較べて拡大できるのである。
【００６９】
またバルブリフト制御カム１３１は、バルブリフト制御軸１３と略同径である。図１９(Ｂ)では、バルブリフト制御軸１３をバルブリフト制御カム１３１と略同径になるようにしている。したがってバルブリフト制御軸１３の剛性を高めることができる。この逆にバルブリフト制御カム１３１を、図１９(Ａ)のバルブリフト制御軸１３と略同径になるようにしてもよい。そのようにすれば、機構のコンパクト化を図ることができる。特に可変動弁機構が大きくなると、エンジンの全高が高くなってしまうが、このようなコンパクトな機構を採用することで、バルブリフト拡大とエンジン全高の低減とを両立できるのである。またバルブリフト制御軸１３の摩擦トルクを低減できるとともに、バルブリフト制御カム１３１の径に対する揺動アーム１４の幅の比が大きくなるので、揺動アーム１４の倒れを抑制でき、焼付き等の摺動不具合を回避できるのである。
【００７０】
さらに、リンクアーム１２とリンクロッド１５との幅が、揺動アーム１４のベース部１４１と略等しい。またバルブリフト制御軸１３は、軸受１９で軸支される主軸と、その主軸からオフセットしたバルブリフト制御カム１３１と、を連結するとともに、軸方向から見たときにリンクアーム１２に重なるウェブプレート１３ａを含む。そしてリンクアーム１２は、ウェブプレート１３ａと、揺動アーム１４のアームボディ１４２と、の間に配置される。このような構造であるので、リンクアーム１２の倒れを防止でき、リンクアーム１２と駆動カム１１１との間の摺動不具合を生じない。また駆動軸１１と駆動カム１１１との固定部分に設けられたリンクアーム１２の抜止め部分１１１ｃを廃止でき、製造コストを低減できるのである。
【００７１】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００７２】
たとえば、図２０に示すように、制御軸軸受の下部をラダー構造とし、かつラダーの下面が駆動軸軸受の上部(キャップ)としてもよい。このようにすれば、図１５に示した軸受構造に比べて支持剛性が上がるので、バルブリフトの変形を一層抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明によるエンジンの動弁機構の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】動弁機構の正面図(図１のII矢視図)である。
【図３】動弁機構の作動要部を示す斜視図である。
【図４】機関低速低負荷時の状態を示す図である。
【図５】機関高速高負荷時の動弁機構の状態を示す図である。
【図６】動弁機構を調整したときのバルブのリフト量及び開閉タイミングを示す図である。
【図７】従来と本発明の動弁機構にかかる荷重について説明する図である。
【図８】本発明によるエンジンの動弁機構の第２実施形態を示す図である。
【図９】本発明によるエンジンの動弁機構の第３実施形態を示す斜視図である。
【図１０】２本のアームボディを貫通するピン近傍の断面図である。
【図１１】本発明によるエンジンの動弁機構の第４実施形態を示す正面図である。
【図１２】本発明によるエンジンの動弁機構の第５実施形態を示す斜視図である。
【図１３】動弁機構の第５実施形態の二面図である。
【図１４】バルブリフト制御軸１３を示す二面図である。
【図１５】軸受１９の斜視図である。
【図１６】軸受１９で駆動軸１１及びバルブリフト制御軸１３を軸支した様子を示す正面図である。
【図１７】本実施形態の効果を示す図である。
【図１８】第５実施形態で廃止できた抜止め窪部１１１ｃを説明する図である。
【図１９】本実施形態のさらなる効果を説明する図である。
【図２０】他の軸受構造の側面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  動弁機構
１１  駆動軸
１１１  駆動カム
１２  リンクアーム
１３  バルブリフト制御軸
１３ａ  ウェブプレート
１３１  バルブリフト制御カム
１４  揺動アーム
１４１  ベース部
１４２  アームボディ
１４２ａ  アームボディ側面
１５  リンクロッド
１６  揺動カム
１７  バルブロッカアーム
１８  動弁
１９  軸受
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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