(57)【要約】【課題】特別な補正機構を必要とすることなくバルブ開閉動作を適正に行なうことのできるエンジンの動弁装置を提供する。【解決手段】回転自在にかつ軸直角方向に固定して配置されたカム軸８により揺動自在に配置されたロッカアームを介して燃焼室２ａのバルブ開口２ｂ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７において、上記カム軸８により揺動駆動される揺動部材９を配設し、該揺動部材９の一端部に上記ロッカアームに配設されたロッカローラと転接する揺動カム面９ｂを形成し、上記揺動部材９の他端部を揺動軸回りに揺動可能にかつ上記ロッカローラの軸線ｂを中心とする円弧に沿って移動させる揺動部材傾斜手段を設け、上記揺動カム面９ｂのベース円部９ｅを上記揺動部材の揺動軸ａを中心とする円弧をなすように形成した。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在にかつ軸直角方向に固定して配置されたカム軸により揺動自在に配置されたロッカアームを介して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、上記カム軸により揺動駆動される揺動部材を配設し、該揺動部材の一端部に上記ロッカアームに配設されたロッカローラと転接する揺動カム面を形成し、上記揺動部材の他端部を揺動軸回りに揺動可能にかつ上記ロッカローラの軸線を中心とする円弧に沿って移動させる揺動部材傾斜手段を設け、上記揺動カム面のベース円部を上記揺動部材の揺動軸を中心とする円弧をなすように形成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、上記揺動部材傾斜手段は、上記揺動部材の他端部にガイドローラをカム軸と平行な軸線回りに回転可能に設け、該ガイドローラを上記ロッカローラの軸線を中心とする円弧に沿って移動するように案内するガイド部材を設け、上記ガイドローラを揺動カム軸により移動させるよう構成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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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、従来例えば特開平７−６３０２３号公報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，排気バルブを開閉駆動するように構成する場合に、上記カム軸と平行な揺動軸回りに揺動可能に支持され該カム軸で揺動駆動される揺動部材を設け、該揺動部材の一端に上記ロッカアームを押圧駆動する揺動カム面を形成し、上記揺動部材の他端部を移動させる別のカム軸を配設した構成となっており、上記揺動部材の揺動中心を移動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ことができる。
【０００３】
【発明が解決すようとする課題】
ところで上述の揺動部材の揺動中心を移動させることによりバルブの開期間やリフト量を連続可変制御する構造の場合、上記揺動中心の移動軌跡をどのように設定するかが重要である。例えば上記移動軌跡が適正でないとバルブ閉止時にバルブが完全に閉じなくなり、この問題を回避するために例えばロッカアームに何らかの補正機構、例えばラッシュアジャスターのリークダウン量を大きくする機構を追加する必要が生じる。しかし上記従来公報にはこのような観点に立った場合の揺動中心の移動軌跡に関する教示は存在しない。
【０００４】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたものであり、特別な補正機構を必要とすることなくバルブ開閉動作を適正に行なう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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、回転自在にかつ軸直角方向に固定して配置されたカム軸により揺動自在に配置されたロッカアームを介して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、上記カム軸により揺動駆動される揺動部材を配設し、該揺動部材の一端部に上記ロッカアームに配設されたロッカローラと転接する揺動カム面を形成し、上記揺動部材の他端部を揺動軸回りに揺動可能にかつ上記ロッカローラの軸線を中心とする円弧に沿って移動させる揺動部材傾斜手段を設け、上記揺動カム面のベース円部を上記揺動部材の揺動軸を中心とする円弧をなすように形成したことを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１において、上記揺動部材傾斜手段は、上記揺動部材の他端部にガイドローラをカム軸と平行な軸線回りに回転可能に設け、該ガイドローラを上記ロッカローラの軸線を中心とする円弧に沿って移動するように案内するガイド部材を設け、上記ガイドローラを揺動カム軸により移動させるよう構成されていることを特徴としている。
【０００７】
【発明の作用効果】
請求項１の発明によれば、上記カム軸により揺動部材揺動させると、該揺動部材の揺動カム面がロッカローラを介してロッカアームを揺動させ、これによりバルブがバルブ開口を開閉する。この場合に、揺動部材傾斜手段により、揺動部材のバルブ閉止状態での傾斜角度が変化し、これによりロッカアームのロッカローラと揺動カム面との接点が移動し、バルブの開度及びリフト量を連続的に変化させることができる。
【０００８】
上記揺動部材を傾斜させるに当たり、揺動部材の他端部がロッカローラを中心とする円弧上を移動するように構成し、かつ揺動カム面のベース円部を揺動部材の揺動軸を中心とする円弧をなすように構成したので、バルブ閉止状態において揺動部材を揺動させた際にバルブが開いてしまうといった問題を回避できる。
【０００９】
請求項２の発明では、揺動部材の他端部にガイドローラを設け、該ガイドローラを揺動カム軸で移動させるとともに、ガイド部材によりガイドローラをロッカローラの回転軸を中心とする円弧に沿って移動させるように形成し、また揺動カム面のベース円部を上記ガイドローラの回転中心を中心とする円弧に一致させたので、バルブ閉止状態において揺動部材を揺動させた際にバルブが開いてしまうといった問題を回避できるという請求項１における作用効果を実現できる具体的構成を提供できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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４は本発明の一実施形態を説明するための図であり、図１は本実施形態によるエンジンの動弁装置を模式的に示す断面側面図、図２，図３はその動作を説明するための模式図、図４はカム角−リフト特性図である。
【００１１】
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。シリンダヘッド２にはエンジンの燃焼室の天壁側部分を構成するように燃焼凹部２ａが凹設され、該燃焼凹部２ａには左右の吸気バルブ開口２ｂ，及び排気バルブ開口２ｄが形成されており、該吸気バルブ開口２ｂ，排気バルブ開口２ｄは吸気ポート２ｃ，排気ポート２ｅにより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、また排気バルブ開口２ｄは排気バルブ４のバルブヘッド４ａにより開閉されるようになっている。吸気バルブ３，排気バルブ４は、これのバルブ軸３ｂ，４ｂの上端部に装着されたリテーナ５ａとシリンダヘッド２の座面に載置されたばね座５ｂ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。
【００１２】
上記吸気バルブ３，排気バルブ４の上方には吸気側動弁装置７ａ，排気側動弁装置７ｂが配置されている。以下吸気側動弁装置７ａについて詳述するが、排気側動弁装置７ｂも同様の構造となっている。
【００１３】
上記吸気側動弁装置７ａは、揺動部材９を揺動軸ａ回りに揺動可能に、かつ該揺動軸ａが移動可能となるように配置し、該揺動部材９をカム軸８により揺動させ、該揺動部材９の揺動によりロッカアーム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。
【００１４】
上記カム軸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受部及び該ジャーナル受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、かつ軸直角方向に移動不能に支持されている。そして上記吸気カム軸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とからなるカムノーズ８ｃが形成されている。
【００１５】
上記ロッカアーム１１の基部１１ａはバルブ軸３ｂと平行に配置されたラッシュアジャスタ１４の上端部により揺動自在に、かつ該ラッシュアジャスタ１４の軸方向に弾性を持つように支持されており、その先端部１１ｂの下面には吸気バルブ３の上端を押圧するバルブ押圧面が形成されている。またロッカアーム１１の長さ方向略中心部にはロッカローラ１１ｃがカム軸８と平行の軸回りに回転自在に装着されている。
【００１６】
上記揺動部材９は、帯板状の揺動アーム部９ａの上端にガイドローラ１０を上記カム軸８と平行の軸線ａ回りに回転自在に配置し、該揺動アーム部９ａの下端に揺動カム面９ｂを形成し、該揺動アーム部９ａの上記ガイドローラ１０と揺動カム面９ｂとの間の部分に揺動ローラ９ｃを上記ガイドローラ１０と平行の軸回りに回転自在に配置したものである。
【００１７】
上記揺動カム面９ｂは、ベース円部９ｅとリフト部９ｆとを連続面をなす波形状をなすように形成したものである。上記揺動部材９はリフト部９ｆが上記カム軸８側、換言すれはロッカアーム１１のカム軸側寄りに、上記ベース円部９ｅが気筒中心側、換言すれば吸気バルブ３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はガイドローラ１０の軸線ａを中心とする半径Ｒ１の円弧状をなしており、そのためベース円部９ｅがロッカアーム１１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バルブ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９ｃ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バルブ３を大きくリフトさせる。
【００１８】
また上記揺動アーム部９ａの上側には上記ガイドローラ１０を転接させてこれの移動を所定方向に案内するガイド部材１５が配設されている。このガイド部材１５のガイド面１５ａは、上記吸気バルブ３が閉止状態にある場合において、上記ロッカローラ１１ｃの軸線ｂを中心とする半径Ｒ２の円弧に一致するように形成されている。
【００１９】
また上記揺動部材９を挟んでカム軸８の反対側上端部に揺動カム軸１６が上記ガイド面１５ａとで上記ガイドローラ１０の位置を規制するように配設されている。上記揺動カム軸１６には揺動カム面１６ａが形成されており、該揺動カム面１６ａは、この揺動カム軸１６を図示反時計回りに回動させるほど上記ガイドローラ１０をカム軸８側に揺動させる。
【００２０】
また上記揺動カム軸１６の外端部には、エンジンの運転状態に応じて該揺動カム軸１６の角度位置を制御する駆動モータが接続されている。例えば、アクセルペダルの踏込み量が大きいほど上記揺動部材９をガイドローラ１０がカム軸８側に移動するように揺動させる。
【００２１】
このようにして、揺動カム軸１６の角度位置を調整することにより、揺動部材９の上記ロッカローラ１１ｃの軸線を中心とする半径Ｒ２の円弧（ガイド面）１５ａに沿って移動させ、もって揺動カム面９ｂのロッカローラ１１ｃとの接点ｃの位置を可変制御する揺動部材傾斜手段が構成されている。
【００２２】
また上記揺動カム軸１６にはコイルスプリングからなるバランスばね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の下端に係止し、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９ｃがカム軸８のカムノーズ８ｃに当接するように付勢している。
【００２３】
次に本実施形態装置の動作及び作用効果について説明する。
低負荷の運転域、例えばエンジン回転数がアイドリング回転数でスロットルペダルの踏込み量がゼロ付近であり、アイドルスピードコントロールバルブが徐開，徐閉を繰り返すアイドル運転領域では、図２（ａ）に示すように、揺動カム軸１６は時計回りのストッパ位置に回動しており、そのため揺動カム１６ａのベース円部がガイドローラ１０に当接し、カム軸８のベース円部８ａが揺動ローラ９ｃに接している状態で、その揺動カム面９ｂのベース円部９ｅの最もリフト部９ｆから離れた部分がロッカローラ１１ｃに転接している。即ち、ロッカローラ１１ｃと揺動カム面９ｂとの接点ｃはリフト部９ｆから最も離れた位置にある。
【００２４】
従ってカム軸８の回転により揺動部材９の揺動角度が増加しても揺動カム面９ｂのベース円部９ｅがロッカローラ１１ｃに転接する範囲が大きく（図２（ｂ）参照）、その結果バルブの開角度及びリフト量ｈ１も僅かであり、そのリフトカーブは図４の曲線Ｃ１となる。
【００２５】
一方、高負荷の運転域、例えばスロットルペダルの踏込み量が最大の運転領域では、図３（ａ）に示すように、揺動カム軸１６は最大リフト点付近に回動しており、そのため揺動カム１６ａの最大リフト部がガイドローラ１０に当接し、カム軸８のベース円部８ａが揺動ローラ９ｃに接している状態で、その揺動カム面９ｂのベース円部９ｅのリフト部９ｆに近い部分がロッカローラ１１ｃに転接している。即ちロッカローラ１１ｃの揺動カム面９ｂとの接点ｃはリフト部９ｆに近い位置にある。
【００２６】
従ってカム軸８の回転により揺動部材９の揺動角度が増加すると揺動カム面９ｂのリフト部９ｆが直ちにロッカローラ１１ｃに転接することとなり、その結果バルブの開角度及びリフト量ｈ２は最大となり、そのリフトカーブは図４の曲線Ｃ１１となる。上記図２の状態から図３の状態に移行するにつれてリフトカーブは図４の曲線Ｃ１からＣ１１まで連続的に変化する。
【００２７】
このように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。
【００２８】
そして揺動カム軸１６を回動させることにより揺動部材９が揺動し、バルブ閉止状態、即ちカム軸８のベース円部８ａが揺動ローラ９ｃに接している状態におけるロッカローラ１１ｃの揺動カム面９ｂ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制御できる。
【００２９】
また、バルブ閉止状態でカム軸方向に見た時、ガイド部材１５のガイド面１５ａをロッカローラ１１ｃの軸線ｂを中心とする半径Ｒ２の円弧に一致させ、かつ揺動カム面９ｂのベース円部９ｅを揺動部材９の軸線ａを中心とする半径Ｒ１の円弧と一致させたので、揺動部材９の揺動角度を変化させることによりバルブが開いてしまうといった問題を、特別な吸収機構を備えることなく回避できる。
【００３０】
またロッカローラ１１の基端部１１ａをラッシュアジャスタ１４により、揺動可能に支持したので、熱膨張や経年変化によるバルブクリアランス変化を自動補正し、低リフト時の吸入空気気筒間ばらつきを最小限に保つ事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一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】上記実施形態装置の動作説明図である。
【図３】上記実施形態装置の動作説明図である。
【図４】上記実施形態装置のバルブ開度−リフト特性図である。
【符号の説明】
２ａ　燃焼室
２ｂ　バルブ開口
３　吸気バルブ
７　動弁装置
８　カム軸
９　揺動部材
９ｂ　揺動カム面
９ｅ　ベース円部
１０　ガイドローラ
１１　ロッカアーム
１１ｃ　ロッカローラ
１５　ガイド部材
ａ　揺動部材の揺動軸
ｂ　ロッカローラの軸線
【図１】
2004011523.tif 000003
【図２】
2004011523.tif 000004
【図３】
2004011523.tif 000005
【図４】
2004011523.tif 000006