(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関が高回転の時でも、ローラと接触面との凝着摩耗を防止し、確実な作動により高い信頼性を実現する内燃機関の動弁機構の提供。【解決手段】クランクシャフトにより駆動される回転カム３により揺動される揺動カム５と、該揺動カム５により揺動され、吸気バルブ１１又は排気バルブを開閉するロッカーアーム６とを有する動弁機構であって、揺動カム５は、揺動シャフト４を中心に所定範囲で揺動し、ロッカーアーム６は、揺動カム５に連動して所定範囲で揺動し、ロッカーアーム６には揺動カム５の揺動をロッカーアーム６に連動させるローラ１４が設けられ、揺動カム５にはローラ１４が接触するカム面５ａが設けられ、ローラ１４がカム面５ａのベース円部５ｅに位置する時に、隙間Ａを、ローラ１４とカム面５ａとの接触部位を基準として、力の伝達経路中の下流側の部品間に設け、常にローラ１４とカム面５ａとを接触させるばね部材１７を有する。【選択図】図１
2005098279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース円部及びリフト部を有するカム面を備えたカムと、前記カム面に接触して回転するローラとを有し、これらが相対的に往復運動することにより、吸気バルブ又は排気バルブを開閉するようにした内燃機関の動弁機構において、
前記ローラが前記ベース円部に位置する時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間を、前記ローラと前記カム面との接触部位を基準として、力の伝達経路中の相対的に往復運動するローラ以外の下流側の部品間に設け、
前記カムと前記ローラとの相対的な往復運動時において、常に前記ローラと前記カム面とを接触させるばね部材を設けたことを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項２】
前記ローラを支持すると共に往復運動するローラ支持部材と、  前記吸気バルブ又は排気バルブを押圧するバルブ押圧部及び、前記ローラ支持部材に当接する当接部を有すると共に、該当接部を介して前記ローラ支持部材と連動するように往復運動するバルブ押圧部材とを有し、
前記ばね部材は、前記ローラ支持部材と前記バルブ押圧部材との間に設けられ、それらの間の前記当接部を開く方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項３】
前記バルブ押圧部材は、枢支軸により揺動自在に枢支されたロッカーアーム、前記ローラ支持部材は前記枢支軸に枢支されたローラアームであることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項４】
前記ローラアームの枢支軸心は、前記ロッカーアームの枢支軸心に対して偏心しており、前記ロッカーアームの枢支軸をその軸心を中心に回転させることにより、前記ロッカーアームと前記ローラアームとの間の当接部の位置が可変となり、これにより前記バルブのリフト量等を可変可能とすることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項５】
前記ばね部材は、前記ローラアームと前記ロッカーアームとを前記枢支軸を中心として拡開する方向に付勢する板ばねであることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項６】
内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるシャフトと、該シャフトに設けられた駆動力伝達手段と、前記シャフトに同軸又は平行に設けられた揺動シャフトと、該揺動シャフトに支持され、前記駆動力伝達手段により揺動自在とされる揺動カムと、該揺動カムにより往復運動させられ、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを開閉するローラフォロアとを有する内燃機関の動弁機構であって、
前記揺動カムは、前記揺動シャフトを中心に所定範囲で揺動して往復運動し、  前記ローラフォロアは、前記揺動カムに連動して所定範囲で往復運動し、
前記揺動カム又は前記ローラフォロアのうち、どちらか一方には前記揺動カムの揺動を前記ローラフォロアに連動させるローラが設けられ、他方には前記ローラが接触する接触面が設けられており、
前記ローラが前記接触面のベース円部に位置する時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間を、前記ローラと前記接触面との接触部位を基準として、力の伝達経路中の相対的に往復運動するローラ以外の下流側の部品間に設け、
前記揺動カム及び前記ローラフォロアの往復運転時において、常に前記ローラと前記接触面とを接触させるばね部材を有することを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項７】
前記ばね部材は、前記ローラを有するロッカーアームを揺動自在に支持するロッカーアームシャフトに嵌合され、一端が前記ロッカーアームに係止され、他端がシリンダヘッド本体に係止されており、前記ロッカーアームを前記揺動カム側に付勢する捩ればねを有することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項８】
前記ばね部材は、前記ローラを有するロッカーアームとシリンダヘッド本体との間に設けられ、
前記ロッカーアームを前記揺動カム側に付勢するコイルばねを有することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項９】
ベース円部及びリフト部を有するカム面を備えたカムと、前記カム面に接触して回転するローラとを有し、これらが相対的に往復運動することにより、吸気バルブ又は排気バルブを開閉するようにした内燃機関の動弁機構において、
前記ローラが前記ベース円部に位置する時に、往復運転する前記ローラと前記カム面部との間に隙間を設けると共に、前記ローラが慣性により回り続けるのを抑制するブレーキ手段を設けたことを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項１０】
内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるシャフトと、該シャフトに設けられた駆動力伝達手段と、前記シャフトに同軸又は平行に設けられた揺動シャフトと、該揺動シャフトに支持され、前記駆動力伝達手段により揺動自在とされる揺動カムと、該揺動カムにより往復運動させられ、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを開閉するローラフォロアとを有する内燃機関の動弁機構であって、
前記揺動カムは、前記揺動シャフトを中心に所定範囲で揺動して往復運動し、  前記ローラフォロアは、前記揺動カムに連動して所定範囲で往復運動し、
前記揺動カム又は前記ローラフォロアのうち、どちらか一方には前記揺動カムの揺動を前記ローラフォロアに連動させるローラが設けられ、他方には前記ローラが接触する接触面が設けられており、
前記揺動カム及び前記ローラフォロアの往復運転時で、前記接触面と前記ローラとが接していない状態において、前記ローラの慣性力による回転を抑制するブレーキ手段を有することを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項１１】
前記ブレーキ手段は、前記ローラと、該ローラが設けられた前記揺動カム又は前記ローラフォロアであるロッカーアームとの間に配設され、前記ローラの慣性力による回転を抑制するブレーキ部材であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１２】
回転カムが回転されることにより、ローラがロッカーアームの上面上を往復運動して、該往復運動時のローラの押圧力により前記ロッカーアームが揺動されて、吸気バルブ又は排気バルブを開閉するようにした内燃機関の動弁機構において、
前記バルブが閉状態の時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間を、前記ロッカーアームと前記バルブとの間に設け、
前記ロッカーアーム上面と前記ローラとの相対的な往復運動時において、常に前記ローラと前記ロッカーアーム上面とを接触させるばね部材を設けたことを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを開閉する内燃機関の動弁機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを開閉する内燃機関の動弁機構にあっては、内燃機関のクランクシャフトに連動し、カムシャフトを介して回転駆動される回転カムと各バルブとの間に、その回転カムに連動し、所定範囲で揺動して往復運動される揺動カム及び、この揺動カムに連動して吸気バルブ又は排気バルブを開閉するロッカーアームを有しているものが知られている。また、揺動カムと、揺動カムに連動されるロッカーアームとの摩擦抵抗を小さくするために、ロッカーアームにローラが設けられ、揺動カムにローラが接触する接触面が形成され、揺動カムはローラを介してロッカーアームを揺動して各バルブを駆動し、開閉するものが多い。
【０００３】
また、従来の内燃機関の動弁機構においては、ロッカーアームと各バルブとを常に接触させた状態にしておくと、内燃機関の温度上昇により各バルブが熱膨張したときに、各バルブがロッカーアームを揺動カム側に押圧するバルブの突き上げを起こしてバルブの閉弁が不確実となり、ガス漏れが生じて出力の低下の原因となる。そのため、このバルブの突き上げを防ぐために、ロッカーアームと各バルブとの間に所定のバルブクリアランスが設けられている。
【０００４】
このように、バルブクリアランスを設けた状態で、各バルブを開閉させるために揺動カムを往復運動させると、揺動カムのベース円上において、この揺動カムの揺動方向が反転したときに、上述したようにローラと接触面との間にクリアランスがある場合には、揺動カムにより回転されたローラは慣性力により回転が保持されるため、揺動カムの揺動方向とローラが回転する回転方向とが逆方向の状態になる。そして、この揺動カムの揺動方向と、慣性力により回転するローラの回転方向とが逆方向の状態でローラが接触面に接触すると凝着摩耗により、耐久性が低下し、揺動カムの揺動が正確にロッカーアームに伝わらず、各バルブを確実に作動させることができないという問題があった。
【０００５】
特に、ローラの回転が慣性によって完全に保持される場合は、ローラが揺動カムから離れる時と接触する時は相対速度の大きさが同じで方向が逆になるために接触時の両者の接触面は逆方向に同じ大きさの速度を持つことになる。弾性流体潤滑理論では、この条件は最も油膜を形成し難いとされており、容易に油膜切れを発生して凝着摩耗が発生しやすいと言える。
【０００６】
そこで、ローラと接触面との凝着摩耗を防ぐ内燃機関の動弁機構としては、ロッカーアームを油圧式ラッシュアジャスタにて揺動可能に支持することで、この油圧式ラッシュアジャスタでロッカーアームの支持位置を適正に補正してロッカーアームのローラと揺動カムの接触面との間を補正できるものがある。これにより、揺動カムの往復運転時には、揺動カムとローラとを常に接触させることが可能になるので、揺動カムの揺動方向とローラの回転方向とが逆方向になることがないため、接触面とローラとの凝着摩耗を防ぐことができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２６３０１５号公報（第１０頁  段落番号００８９、第２４図）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このようなロッカーアームが油圧式ラッシュアジャスタにて揺動可能に支持された内燃機関の動弁機構にあっては、油圧式ラッシュアジャスタは構造が複雑で製造や組立てに多くの工程を要し、高価であるためコストが増大してしまう問題があった。
【０００８】
さらに、油圧式ラッシュアジャスタは、内燃機関の潤滑用の油がその作動流体となっているため、特に内燃機関が高回転時に、その油に空気を吸い込むことや、油温で粘度が変化するため確実な作動ができなくなる問題があった。
【０００９】
そこで、この発明は、以上のような従来の問題点を解消するためになされたもので、簡素な構造で、且つ内燃機関が高回転のときにおいても、ローラと接触面との凝着摩耗を防止し、確実な作動により高い信頼性を実現する内燃機関の動弁機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備えたカムと、前記カム面に接触して回転するローラとを有し、これらが相対的に往復運動することにより、吸気バルブ又は排気バルブを開閉するようにした内燃機関の動弁機構において、前記ローラが前記ベース円部に位置する時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間を、前記ローラと前記カム面との接触部位を基準として、力の伝達経路中の相対的に往復運動するローラ以外の下流側の部品間に設け、前記カムと前記ローラとの相対的な往復運動時において、常に前記ローラと前記カム面とを接触させるばね部材を設けた内燃機関の動弁機構としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ローラを支持すると共に往復運動するローラ支持部材と、前記吸気バルブ又は排気バルブを押圧するバルブ押圧部及び、前記ローラ支持部材に当接する当接部を有すると共に、該当接部を介して前記ローラ支持部材と連動するように往復運動するバルブ押圧部材とを有し、前記ばね部材は、前記ローラ支持部材と前記バルブ押圧部材との間に設けられ、それらの間の前記当接部を開く方向に付勢することを特徴とする。  請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記バルブ押圧部材は、枢支軸により揺動自在に枢支されたロッカーアーム、前記ローラ支持部材は前記枢支軸に枢支されたローラアームであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記ローラアームの枢支軸心は、前記ロッカーアームの枢支軸心に対して偏心しており、前記ロッカーアームの枢支軸をその軸心を中心に回転させることにより、前記ロッカーアームと前記ローラアームとの間の当接部の位置が可変となり、これにより前記バルブのリフト量等を可変可能とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の構成に加え、前記ばね部材は、前記ローラアームと前記ロッカーアームとを前記枢支軸を中心として拡開する方向に付勢する板ばねであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるシャフトと、該シャフトに設けられた駆動力伝達手段と、前記シャフトに同軸又は平行に設けられた揺動シャフトと、該揺動シャフトに支持され、前記駆動力伝達手段により揺動自在とされる揺動カムと、該揺動カムにより往復運動させられ、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを開閉するローラフォロアとを有する内燃機関の動弁機構であって、前記揺動カムは、前記揺動シャフトを中心に所定範囲で揺動して往復運動し、前記ローラフォロアは、前記揺動カムに連動して所定範囲で往復運動し、前記揺動カム又は前記ローラフォロアのうち、どちらか一方には前記揺動カムの揺動を前記ローラフォロアに連動させるローラが設けられ、他方には前記ローラが接触する接触面が設けられており、前記ローラが前記接触面のベース円部に位置する時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間を、前記ローラと前記接触面との接触部位を基準として、力の伝達経路中の相対的に往復運動するローラ以外の下流側の部品間に設け、前記揺動カム及び前記ローラフォロアの往復運転時において、常に前記ローラと前記接触面とを接触させるばね部材を有する内燃機関の動弁機構としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の構成に加え、前記ばね部材は、前記ローラを有するロッカーアームを揺動自在に支持するロッカーアームシャフトに嵌合され、一端が前記ロッカーアームに係止され、他端がシリンダヘッド本体に係止されており、前記ロッカーアームを前記揺動カム側に付勢する捩ればねを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の構成に加え、前記ばね部材は、前記ローラを有するロッカーアームとシリンダヘッド本体との間に設けられ、前記ロッカーアームを前記揺動カム側に付勢するコイルばねを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、ベース円部及びリフト部を有するカム面を備えたカムと、前記カム面に接触して回転するローラとを有し、これらが相対的に往復運動することにより、吸気バルブ又は排気バルブを開閉するようにした内燃機関の動弁機構において、前記ローラが前記ベース円部に位置する時に、往復運転する前記ローラと前記カム面部との間に隙間を設けると共に、前記ローラが慣性により回り続けるのを抑制するブレーキ手段を設けた内燃機関の動弁機構としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるシャフトと、該シャフトに設けられた駆動力伝達手段と、前記シャフトに同軸又は平行に設けられた揺動シャフトと、該揺動シャフトに支持され、前記駆動力伝達手段により揺動自在とされる揺動カムと、該揺動カムにより往復運動させられ、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを開閉するローラフォロアとを有する内燃機関の動弁機構であって、前記揺動カムは、前記揺動シャフトを中心に所定範囲で揺動して往復運動し、前記ローラフォロアは、前記揺動カムに連動して所定範囲で往復運動し、前記揺動カム又は前記ローラフォロアのうち、どちらか一方には前記揺動カムの揺動を前記ローラフォロアに連動させるローラが設けられ、他方には前記ローラが接触する接触面が設けられており、前記揺動カム及び前記ローラフォロアの往復運転時で、前記接触面と前記ローラとが接していない状態において、前記ローラの慣性力による回転を抑制するブレーキ手段を有する内燃機関の動弁機構としたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の構成に加え、前記ブレーキ手段は、前記ローラと、該ローラが設けられた前記揺動カム又は前記ローラフォロアであるロッカーアームとの間に配設され、前記ローラの慣性力による回転を抑制するブレーキ部材であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、回転カムが回転されることにより、ローラがロッカーアームの上面上を往復運動して、該往復運動時のローラの押圧力により前記ロッカーアームが揺動されて、吸気バルブ又は排気バルブを開閉するようにした内燃機関の動弁機構において、前記バルブが閉状態の時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間を、前記ロッカーアームと前記バルブとの間に設け、前記ロッカーアーム上面と前記ローラとの相対的な往復運動時において、常に前記ローラと前記ロッカーアーム上面とを接触させるばね部材を設けた内燃機関の動弁機構としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、ローラがベース円部に位置する時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間を、前記ローラと前記カム面との接触部位を基準として、力の伝達経路中の相対的に往復運動するローラ以外の下流側の部品間に設けたため、従来のような油圧式ラッシュアジャスタを使用することがないことから、簡素な構造で、且つ内燃機関が高回転のときにおいても、ローラと接触面との凝着摩耗を防止し、確実な作動により高い信頼性を実現することができる。
【００２２】
また、カムとローラとの相対的な往復運動時において、常にローラとカム面とを接触させるばね部材を設けたため、簡単な構造を追加するだけで、凝着摩耗を防止することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、ローラを支持すると共に往復運動するローラ支持部材と、吸気バルブ又は排気バルブを押圧するバルブ押圧部及び、ローラ支持部材に当接する当接部を有すると共に、該当接部を介してローラ支持部材と連動するように往復運動するバルブ押圧部材とを有し、ばね部材は、ローラ支持部材とバルブ押圧部材との間に設けられ、それらの間の当接部を開く方向に付勢するため、ばね部材は、ローラ支持部材とバルブ押圧部材との間に設けられたクリアランス分のストロークを有するものであれば良く、コンパクトなものにて構成できる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、バルブ押圧部材は、枢支軸により揺動自在に枢支されたロッカーアーム、ローラ支持部材は枢支軸に枢支されたローラアームであるため、ロッカーアーム及びローラアームが別部品となり、部品点数は増えるが、それらは共通の枢支軸により枢支されるので支持構造における構成を簡単にできる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、ローラアームの枢支軸心は、ロッカーアームの枢支軸心に対して偏心しており、ロッカーアームの枢支軸をその軸心を中心に回転させることにより、ロッカーアームとローラアームとの間の当接部の位置が可変となり、これによりバルブのリフト量等を可変可能としているため、可変動弁機構を有するものにおいても凝着摩耗を防止できる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、ばね部材は、ローラアームとロッカーアームとを枢支軸を中心として拡開する方向に付勢する板ばねであるため、板ばねを用いることにより、簡単な構造のものにて構成できる。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、揺動カムは、揺動シャフトを中心に所定範囲で揺動して往復運動し、ローラフォロアは、揺動カムに連動して所定範囲で往復運動し、揺動カム又はローラフォロアのうち、どちらか一方には揺動カムの揺動をローラフォロアに連動させるローラが設けられ、他方にはローラが接触する接触面が設けられており、ローラが接触面のベース円部に位置する時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間を、ローラと接触面との接触部位を基準として、力の伝達経路中の相対的に往復運動するローラ以外の下流側の部品間に設け、揺動カム及びローラフォロアの往復運転時において、常にローラと接触面とを接触させるばね部材を有するため、従来のような油圧式ラッシュアジャスタを使用することがないことから、簡素な構造で、且つ内燃機関が高回転のときにおいても、ローラと接触面との凝着摩耗を防止し、確実な作動により高い信頼性を実現することができる。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、ばね部材は、ローラを有するロッカーアームシャフトに嵌合され、一端がロッカーアームに係止され、他端がシリンダヘッド本体に係止されており、ロッカーアームを揺動カム側に付勢する捩ればねを有するので、動弁機構を簡素な構成とすることができるため、コストを削減することが可能となる。また、捩りばねをロッカーアームシャフトに嵌合して動弁機構に設けているため、組立て作業工程が簡素となると共に、コンパクトに動弁機構を構成することができる。
【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、ばね部材は、ロッカーアームとシリンダヘッド本体との間に設けられ、ロッカーアームを揺動カム側に付勢するコイルばねを有するので、ロッカーアームとシリンダヘッド本体との間にコイルばねを配設すればよいだけなので、動弁機構の組立て作業工程を簡素にすることができる。
【００３０】
請求項９に記載の発明によれば、ローラがベース円部に位置する時に、往復運転するローラとカム面部との間に隙間を設けると共に、ローラが慣性により回り続けるのを抑制するブレーキ手段を設けたため、従来のような油圧式ラッシュアジャスタを使用することがないことから、簡素な構造で、且つ内燃機関が高回転のときにおいても、ローラと接触面との凝着摩耗を抑制することができる。
【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、揺動カムは、揺動シャフトを中心に所定範囲で揺動して往復運動し、ローラフォロアは、前記揺動カムに連動して所定範囲で往復運動し、前記揺動カム又はローラフォロアのうち、どちらか一方には前記揺動カムの揺動を前記ローラフォロアに連動させるローラが設けられ、他方には前記ローラが接触する接触面が設けられており、前記揺動カム及び前記ローラフォロアの往復運転時で、前記接触面と前記ローラとが接していない状態において、前記ローラの慣性力による回転を抑制するブレーキ手段を有するので、従来のような油圧式ラッシュアジャスタを使用することがないため、簡素な構造で、且つ内燃機関が高回転のときにおいても、ローラと接触面との凝着摩耗を抑制することができる。
【００３２】
請求項１１に記載の発明によれば、ブレーキ手段は、ローラと、ローラが設けられた揺動カム又はローラフォロアであるロッカーアームとの間に配設され、ローラの慣性力による回転を抑制するブレーキ部材としたため、動弁機構をより簡素な構成とすることができるため、コストを削減することが可能となる。また、抑制部材を配設するだけなので、組立て作業工程が簡素となると共に、コンパクトに動弁機構を構成することができる。
【００３３】
請求項１２に記載の発明によれば、バルブが閉状態の時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間を、ロッカーアームとバルブとの間に設けたため、従来のような油圧式ラッシュアジャスタを使用することがないことから、簡素な構造で、且つ内燃機関が高回転のときにおいても、ローラと接触面との凝着摩耗を防止し、確実な作動により高い信頼性を実現することができる。
【００３４】
また、ロッカーアーム上面とローラとの相対的な往復運動時において、常にローラとロッカーアーム上面とを接触させるばね部材を設けたため、簡単な構造を追加するだけで、凝着摩耗を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
［発明の実施の形態１］
【００３６】
図１及び図２は、この発明の実施の形態１に係る図であり、図１は、内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図であり、図２は、内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【００３７】
まず構成を説明すると、図１中符号１は、内燃機関の吸気バルブ１１の動弁機構で、この動弁機構１は、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）により回転駆動される「シャフト」としてのカムシャフト２と、このカムシャフト２に設けられた「駆動力伝達手段」としての回転カム３と、カムシャフト２に平行に設けられた揺動シャフト４と、揺動シャフト４に支持され、回転カム３により揺動自在とされている揺動カム５と、この揺動カム５により揺動自在（往復運動自在）とされ、内燃機関の吸気バルブ１１を開閉する「ローラフォロア」としてのロッカーアーム６とを有している。
【００３８】
なお、内燃機関の吸気バルブ１１及び排気バルブの動弁機構の構成は、同一であるため、実施の形態１では吸気弁側の機構を示し、排気弁側の機構はその説明を省略する。
【００３９】
上記カムシャフト２は、図１に示すように、その長手方向を図１中の表裏方向（紙面に対して垂直な方向）に向けて配置しており、中心軸Ｏ１を中心に内燃機関のクランクシャフトの１／２の回転速度で回転駆動する。
【００４０】
また、回転カム３は、カムシャフト２の外周面に固定されており、外周部は、図１に示すように、平面視において円弧状のベース面３ａと、ベース面３ａから突出しているノーズ面３ｂとから構成されている。
【００４１】
揺動シャフト４の中心軸Ｏ２は、カムシャフト２の中心軸Ｏ１に対して平行である。すなわち、揺動シャフト４は、カムシャフト２と異なる位置に平行に配置されている。
【００４２】
揺動カム５は、揺動シャフト４の外周面に嵌合しており、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に揺動自在に支持されている。また、この揺動カム５の下端部には、揺動シャフト４側に凹状に湾曲し、後述するロッカーアーム６に設けられたローラ１４が転動可能な接触面５ａが形成されている。
【００４３】
さらに、揺動カム５の中間部には、貫通孔５ｃが形成されており、この貫通孔５ｃには、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２に対して平行な中心軸Ｏ３を有するローラシャフト７が回動自在に設けられている。そして、このローラシャフト７には、回転カム３のベース面３ａ又はノーズ面３ｂに接触して連動するローラ８が設けられている。
【００４４】
このローラ８は、図１に示すように、側面視において円形状に形成され、ローラシャフト７の外周面に配設されており、ローラ８の外周面は、回転カム３のベース面３ａ及びノーズ面３ｂに摺動可能となっている。
【００４５】
また、揺動シャフト４には、揺動カム５を回転カム３側に付勢する捩りばね１５が嵌合されている。詳しくは、捩りばね１５の一端は揺動カム５に係止されており、他端はシリンダヘッド本体１９に係止されている。これにより、揺動カム５は、捩りばね１５の付勢力により回転カム３側に付勢され、ローラ８の外周面が常に回転カム３のベース面３ａ又はノーズ面３ｂに接触し、揺動カム５は回転カム３に連動して所定範囲で揺動して往復運動する。
【００４６】
そして、揺動カム５の下側には、ロッカーアーム６が、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２に対して平行な中心軸Ｏ５を有するロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【００４７】
このロッカーアーム６は、先端部に、後述する吸気バルブ１１に冠着されたシム２３の上面を押圧するバルブ押圧部６ａが形成されていると共に、ロッカーアーム６の中間部には、ロッカーアームシャフト１２の中心軸Ｏ５に対して平行な中心軸Ｏ６を有するローラシャフト１３が回動自在に設けられている。
【００４８】
このローラシャフト１３には、回転可能にローラ１４が配設され、ローラ１４の外周面は、揺動カム５のカム面５ａに接触して摺動可能となっている。このカム面５ａには、ベース円部５ｅ、リフト部５ｆ及びそれらを繋ぐランプ部５ｇを有している。
【００４９】
また、ロッカーアームシャフト１２には、ローラ１４とカム面５ａとを接触させる「ばね部材」としての捩りばね１７を有している。
【００５０】
この捩りばね１７は、ロッカーアームシャフト１２に嵌合されており、その一端１７ａはロッカーアーム６の下面部６ｂに係止され、他端１７ｂはシリンダヘッド本体１９に係止され、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢している。また、捩りばね１７のばね力は、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢してローラ１４を揺動カム５のカム面５ａに押圧し、且つ揺動カム５が揺動されたときには、ロッカーアーム６が連動して揺動できる程度に設定されている。これにより、ロッカーアーム６は、捩りばね１７の付勢力により揺動カム５側に付勢され、ローラ１４の外周面が常に揺動カム５のカム面５ａに接触し、ロッカーアーム６は揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するように構成されている。
【００５１】
そして、ロッカーアーム６のバルブ押圧部６ａの下側には、このバルブ押圧部６ａで押圧される吸気バルブ１１が、内燃機関の温度上昇により熱膨張して吸気バルブ１１の閉弁が不確実となるようなことがないように、所定の隙間Ａを設けた位置に上下動自在に配設されている。
【００５２】
この隙間Ａは、大きすぎると異音が発生したり吸気バルブ１１を確実に開弁できなくなる。また、隙間Ａが小さすぎると、バルブの突き上げにより、吸気バルブ１１を確実に閉弁することができなくなるので、ロッカーアーム６の揺動範囲や吸気バルブ１１の熱膨張等を考慮して設定されてい
る。
【００５３】
この吸気バルブ１１は、上部にコレット２０及びアッパーリテーナ２１が設けられ、アッパーリテーナ２１の下側には、バルブスプリング２２が配設されており、バルブスプリング２２の付勢力で吸気バルブ１１をロッカーアーム６側に付勢している。さらに、吸気バルブ１１の上端部には、バルブクリアランスを調整するためのシム２３が冠着されている。
【００５４】
これにより、揺動カム５の揺動でロッカーアーム６を連動させ、揺動させることにより、吸気バルブ１１を上下動させることができるため、吸気バルブ１１を開閉することが可能となる。
【００５５】
次に、以上のように構成された動弁機構１の作用について図１及び図２にて詳しく説明する。
【００５６】
吸気バルブ１１が閉弁状態から開弁状態となるには以下のように動弁機構１が作動する。
【００５７】
まず、この動弁機構１は、内燃機構のクランクシャフトにより、このクランクシャフトの１／２の回転速度でカムシャフト２が回転され、このカムシャフト２の回転により、回転カム３が、図１中矢視方向に、カムシャフト２の中心軸Ｏ１を中心に回転駆動している。
【００５８】
そして、図１に示すように、回転カム３のベース面３ａに揺動カム５に設けられたローラ８が接触しているときは、揺動カム５が吸気バルブ１１側に揺動されず、ロッカーアーム６が捩りばね１７の付勢力により揺動カム５側に付勢されると共に、吸気バルブ１１がバルブスプリング２２の付勢力によりロッカーアーム６側に付勢されているので、吸気バルブ１１のリフト量は発生せずに吸気バルブ１１は閉弁状態となっている。
【００５９】
そして、内燃機関のクランクシャフトにより、回転カム３がカムシャフト２を介して回転駆動し、図２に示すように、ノーズ面３ｂでローラ８が押圧されると、ローラシャフト７を介して揺動カム５が押圧され、揺動カム５が捩りばね１５の付勢力に抗して図１中反時計回りに揺動される。
【００６０】
さらに、揺動カム５が、図１中反時計回りに揺動されると、ローラ１４は捩りばね１７の付勢力により揺動カム５のカム面５ａに接触しているので、揺動カム５に連動して、図１中時計回りに回転しながらカム面５ａを摺動して吸気バルブ１１側に押圧され、ローラシャフト１３を介してロッカーアーム６が捩りばね１７の付勢力に抗して、吸気バルブ側に揺動される。
【００６１】
そして、吸気バルブ１１側に揺動されたロッカーアーム６は、その先端部に形成されたバルブ押圧部６ａでシム２３の上面を押圧して吸気バルブ１１を押下げ、吸気バルブ１１が開弁される。このように、ロッカーアーム６は捩りばね１７及びバルブスプリング２２により揺動カム５側に付勢され、ロッカーアーム６のローラ１４は揺動カム５のカム面５ａに常に接触しているので、揺動カム５の揺動方向とローラ１４の回転方向とが常に同方向となり、図２に示すように、吸気バルブ１１を開弁状態とすることができる。
【００６２】
次いで、吸気バルブ１１が開弁状態から閉弁状態となるには以下のように動弁機構１が作動する。
【００６３】
まず、前述したような動弁機構１の作動で、図２に示すように、回転カム３のノーズ面３ｂでローラ８が押圧されることで吸気バルブ１１が開弁された状態から、内燃機関のクランクシャフトにより、回転カム３がカムシャフト２を介して回転駆動されると、揺動カム５のローラ８が回転カム３のノーズ面３ｂから、図１に示すように、ベース面３ａを摺動する。すると、揺動カム５が捩りばね１５の付勢力により、ローラ８が回転カム３に接触した状態で、揺動カム５の揺動方向が反転されて図１中時計回りに揺動される。
【００６４】
そして、揺動カム５の揺動方向が反転され、図１中時計回りに揺動すると、ロッカーアーム６は捩りばね１７の付勢力によりローラ１４が揺動カム５のカム面５ａに接触した状態で揺動カム５側に揺動される。このとき、ローラ１４は、揺動カム５のカム面５ａに接触しているので、揺動カム５の揺動方向が反転すると同時に、図１中時計回りに回転されていた状態から図１中反時計回りに回転が反転してカム面５ａ上を転動する。
【００６５】
そして、ロッカーアーム６が揺動カム５側に揺動すると、吸気バルブ１１はバルブスプリング２２の付勢力によりロッカーアーム６側に付勢され、吸気バルブ１１が閉弁される。このように、ロッカーアーム６は捩りばね１７により揺動カム５側に付勢され、ロッカーアーム６のローラ１４は揺動カム５のカム面５ａに常に接触しているので、揺動カム５の揺動方向とローラ１４の回転方向とが常に同方向となり、図１に示すように、吸気バルブ１１を閉弁状態とすることができる。
【００６６】
このように捩りばね１７によりローラ１４が常に揺動カム５のカム面５ａに圧接されて、揺動カム５の揺動方向とローラ１４の回転方向とが常に同方向となるようにしているため、揺動カム５の揺動方向とローラ１４の回転方向が逆になることにより生じる凝着摩耗の発生を防止できる。
【００６７】
すなわち、従来では、バルブ開状態から閉状態に移行し、ローラがベース円部まで移動した場合に、このローラとベース円部との間に隙間が発生していると、このローラが所定の方向に回転し続ける。そして、この状態から、バルブ開状態に移行すると、ローラがランプ部に当接して上記の回転が停止させられると同時に急激に逆方向に回転させられる。これにより、凝着摩耗が発生するものである。
【００６８】
これに対して、この発明では、図２に示すように、バルブ開状態において、揺動カム５のリフト部５ｆにてローラ１４が押圧されている状態から、図１に示すように、バルブ閉状態とされて、ローラ１４が揺動カム５のベース円部５ｅまで移動した状態でも、捩りばね１７により、ローラ１４はベース円部５ｅに常に接触した状態で移動するようにしている。そして、下流側の部位、ここでは、ロッカーアーム６のバルブ押圧部６ａと、吸気バルブ１１との間に隙間Ａが発生するようにしている。従って、このバルブ閉状態において、ローラ１４が、従来と異なり、慣性で所定の方向に回転し続けるようなことがない。そして、再度、バルブ閉状態からバルブ開状態に移行する場合でも、ローラ１４がベース円部５ｅからランプ部５ｇを経てリフト部５ｆへ移動する際に、ローラ１４が、ベース円部５ｅ上からリフト部５ｆ上へ転動して行くため、従来のように、ローラ１４がベース円部５ｅからリフト部５ｆに移動する段階で急激に逆方向に回転させられるようなことがなく、凝着摩耗の発生を防止できるものである。
【００６９】
なお、ロッカーアーム６にローラ１４を設け、揺動カム５の下端部にローラ１４が接触するカム面５ａを形成しているが、これに限定されず、揺動カム５の下端部にローラ１４を設け、ロッカーアーム６の上端部にローラ１４が接触するカム面５ａを形成しても、ローラ１４とカム面５ａとが凝着摩耗することなく揺動カム５でロッカーアーム６を揺動させることができる。
【００７０】
このように構成された内燃機関の動弁機構１にあっては、揺動シャフト４を中心に所定範囲で揺動して往復運動する揺動カム５には、ローラ１４が接触するカム面５ａが設けられ、その揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するロッカーアーム６には、揺動カム５の揺動をロッカーアーム６に連動させるローラ１４が設けられており、揺動カム５及びロッカーアーム６の往復運転時において、常にローラ１４とカム面５ａとを接触させる捩りばね１７を有するので、従来のような油圧式ラッシュアジャスタを使用することがないため、簡素な構造で、且つ内燃機関が高回転のときにおいても、ローラ１４とカム面５ａとの凝着摩耗を防止し、確実な作動により高い信頼性を実現することができる。
【００７１】
さらに、捩りばね１７は、ロッカーアーム６を揺動自在に支持するロッカーアームシャフト１２に嵌合され、一端１７ａがロッカーアーム６に係止され、他端１７ｂがシリンダヘッド本体１９に係止されており、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢しているので、動弁機構をより簡素な構成とすることができるため、コストを削減することが可能となる。また、捩りばね１７をロッカーアームシャフト１２に嵌合して動弁機構１に設けているため、組立て作業工程が簡素となると共に、コンパクトに動弁機構１を構成することができる。
【００７２】
なお、この実施の形態１では、「駆動力伝達手段」としてカムシャフト２の回転カム３を用いているが、これに限らず、回転カム３を備えていないシャフトからの駆動力をリンクを介して揺動カム５に伝達させるようにすることもできる。また、「ローラフォロア」としてロッカーアーム６を用いているが、このロッカーアーム６を使用せず、揺動カム５からの駆動力をローラ８を介してバルブ１１側に直接伝達することもできる。
［発明の実施の形態２］
【００７３】
図３及び図４は、この実施の形態２に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【００７４】
この実施の形態２は、実施の形態１のばね部材とは異なり、ロッカーアーム６とシリンダヘッド本体１９との間に設けられたコイルばね２６で、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢し、ロッカーアーム６に設けられたローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとを接触させている。
【００７５】
具体的には、図３に示すように、コイルばね２６は、吸気バルブ１１とほぼ平行となるように配設されており、その一端２６ａはロッカーアーム６の下面部６ｂに係止され、他端２６ｂはシリンダヘッド本体１９に係止され、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢している。また、コイルばね２６のばね力は、実施の形態１と同様に、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢してローラ１４を揺動カム５のカム面５ａに押圧し、且つ揺動カム５が揺動されたときには、ロッカーアーム６が連動して揺動できる程度に設定されている。これにより、ロッカーアーム６は、コイルばね２６の付勢力により揺動カム５側に付勢され、ローラ１４の外周面が常に揺動カム５のカム面５ａに接触している。
【００７６】
なお、この実施の形態２では、ロッカーアーム６の下面部６ｂとシリンダヘッド本体１９との間にコイルばね２６を設けてローラ１４の外周面を揺動カム５のカム面５ａに接触させているが、これに限定されず、図４に示すように、ロッカーアーム６をロッカーアームシャフト１２を中心として揺動するシーソ形状に形成し、ロッカーアーム６の一端部６ｃには、前述したように先端部にバルブ押圧部６ａが形成されると共に、このバルブ押圧部６ａとロッカーアームシャフト１との間には、ローラシャフト１３及びローラ１４が設けられている。そして、他端部６ｄの上面部とシリンダ本体１９との間に、コイルばね２６を設け、その一端２６ａはロッカーアーム６の上面部に係止され、他端２６ｂはシリンダヘッド本体１９に係止することにより、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢し、ロッカーアーム６に設けられたローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとを接触させることも可能である。
【００７７】
このように構成された内燃機関の動弁機構１にあっては、実施の形態１のばね部材とは異なるコイルばね２６を用いて構成しているが、ローラ１４は、実施の形態１と同様な方向に付勢力が働いているので、実施の形態１と同様な作用となるため、実施の形態２の作用の説明は省略する。
【００７８】
そして、ばね部材は、ロッカーアーム６とシリンダ本体１９との間に設けられ、ロッカーアーム６を揺動カム５側に付勢するコイルばね２６を有するので、ロッカーアーム６とシリンダヘッド本体１９との間にコイルばね２６を配設するだけでローラ１４とカム面５ａとを接触させることが可能なため、動弁機構１の組立て作業工程を簡素にすることができる。
【００７９】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
［発明の実施の形態３］
【００８０】
図５は、この実施の形態３に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉した状態の要部縦断面図である。
【００８１】
この実施の形態３は、揺動シャフト４を所定位置に移動自在とすることで、各バルブのリフト量等を調整することが可能な内燃機関の動弁機構１である。
【００８２】
具体的には、図５に示すように、揺動シャフト４の外周面には、ローラ３３が配設され、このローラ３３は、シリンダヘッド本体１９に形成された揺動シャフト４を所定位置に案内する案内部１９ａに接触している。また、揺動シャフト４は、次に説明するコントロールカム３４で揺動カム５が押圧されると、それに連動して、図５中実線から図５中二点鎖線に示す範囲で移動可能なようにシリンダヘッド本体１９に設けられている。
【００８３】
このコントロールカム３４は、カムシャフト２に対して平行に設けられたコントロールシャフト３５の外周面に固定されている。また、コントロールカム３４の外周部は揺動カム５に接触し、コントロールカム３４を所定角度で回転駆動することにより、揺動シャフト４を所定の位置に案内できる形状に形成されている。
【００８４】
そして、コントロールシャフト３５の一方の端部には、コントロールシャフト３５の中心軸Ｏ８を中心にコントロールシャフト３５を所定角度範囲で回転駆動させるアクチュエータ（図示せず）が連結され、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの角度を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【００８５】
そして、揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するロッカーアーム６は、実施の形態１と同様な構成で、バルブ押圧部６ａが形成されると共に、ローラシャフト１３及びローラ１４が設けられ、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【００８６】
また、ロッカーアームシャフト１２には、実施の形態１と同様に、常にローラ１４とカム面５ａとを接触させるばね部材としての捩りばね１７が配設されている。
【００８７】
これにより、コントロールシャフト３５がアクチュエータにより所定角度回動すると、コントロールカム３４がコントロールシャフト３５の中心軸Ｏ８を中心に所定角度回転する。さらに、コントロールカム３４が所定角度回転されると、コントロールカム３４により、揺動カム５を介してローラ３３がシリンダ本体の案内部１９ａを摺動し、例えば、図５中実線に示す位置から図５中二点鎖線に示すような所定位置に揺動シャフト４が移動される。そして、揺動シャフト４が移動されると揺動カム５のカム面５ａの位置が変化するので、ロッカーアーム６の揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【００８８】
なお、この実施の形態３では、ばね部材として、実施の形態１と同様な捩りばね１７により、ローラ１４とカム面５ａと接触させているが、これに限定されず、例えば、実施の形態２と同様なばね部材としてのコイルばね２６を用いてローラ１４とカム面５ａとを接触させることも可能である。
【００８９】
このように構成された、揺動シャフト４を所定位置に移動することで各バルブのリフト量等を可変する動弁機構１においても、ロッカーアーム６は捩りばね１７で揺動カム５側に付勢されているので、揺動シャフト４が所定位置に移動され、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【００９０】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
［発明の実施の形態４］
【００９１】
図６は、この実施の形態４に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉した状態の要部縦断面図である。
【００９２】
この実施の形態４は、回転カム３をテーパ形状とし、この回転カム３をカムシャフト２の中心軸Ｏ１方向に移動することにより、回転カム３の外周部と揺動カム５との接触位置を変化させることで、各バルブのリフト量等を調節することが可能な内燃機関の動弁機構１である。
【００９３】
具体的には、図６に示すように、回転カム３は、カムシャフト２の外周面に固定されており、回転カム３の外周部は、平面視において円弧状のベース面３ａとベース面３ａから突出しているノーズ面３ｂとから構成されている。また、図６中の表裏方向（紙面に対して垂直な方向）に向けてテーパ形状に形成されている。すなわち、回転カム３の外周面部のベース面３ａ及びノーズ面３ｂは、カムシャフト２の中心軸Ｏ１に対して傾斜している。
【００９４】
そして、カムシャフト２の一方の端部には、カムシャフト２を中心軸Ｏ１方向に所定範囲で移動させるアクチュエータ（図示せず）が連結され、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの移動を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【００９５】
また、回転カム３に揺動される揺動カム５に設けられたローラ８の外周面は、テーパ形状に形成された回転カム３のベース面３ａ及びベース面３ｂに摺動可能な外周面となっている。
【００９６】
そして、揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するロッカーアーム６は、実施の形態１と同様な構成で、バルブ押圧部６ａが形成されると共に、ローラシャフト１３及びローラ１４が設けられ、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【００９７】
また、ロッカーアームシャフト１２には、実施の形態１と同様に、常にローラ１４とカム面５ａとを接触させるばね部材としての捩りばね１７が配設されている。
【００９８】
これにより、カムシャフト２がアクチュエータにより中心軸Ｏ１方向に所定範囲で移動すると、回転カム３がカムシャフト２の中心軸Ｏ１方向に所定範囲で移動する。さらに、回転カム３が所定範囲で移動されると、回転カム３は、テーパ形状に形成されているので、回転カム３により、ローラシャフト７及びローラ８を介して、例えば、図６中実線に示す位置から図６中二点鎖線に示すような所定位置に揺動カム５が移動される。そして、揺動カム５が所定位置に移動されると、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化するので、ロッカーアーム６の揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【００９９】
なお、この実施の形態４では、ばね部材として、実施の形態１と同様な捩りばね１７により、ローラ１４とカム面５ａと接触させているが、これに限定されず、例えば、実施の形態２と同様なばね部材としてのコイルばね２６を用いてローラ１４とカム面５ａとを接触させることも可能である。
【０１００】
このように構成された、回転カム３をテーパ形状とし、この回転カム３をカムシャフト２の中心軸Ｏ１方向に移動することにより、回転カム３の外周部と揺動カム５との接触位置を変化させることで各バルブのリフト量等を可変する動弁機構１においても、ロッカーアーム６は捩りばね１７で揺動カム５側に付勢されているので、揺動シャフト４が所定位置に移動され、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【０１０１】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
［発明の実施の形態５］
【０１０２】
図７は、この実施の形態５に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【０１０３】
この実施の形態５は、揺動カム５に設けられ、回転カム３に接触するローラ８が配設されたローラシャフト７を所定範囲で移動してローラシャフト７の中心軸Ｏ３と揺動シャフト４の中心軸Ｏ２との相対距離を可変することで、各バルブのリフト量等を調整することが可能な内燃機関の動弁機構１である。
【０１０４】
具体的には、図７に示すように、揺動カム５のローラシャフト７が貫通される貫通孔５ｃが、そのローラシャフト７の長手方向に沿って所定距離案内するように形成されており、この案内方向がカムシャフト２の半径方向に対して傾斜するように形成されている。
【０１０５】
そして、動弁機構１には、貫通孔５ｃに挿通されたローラシャフト７を所定距離案内するローラ可変機構が設けられている。このローラ可変機構は、揺動シャフト４に固定された状態で設けられた偏心シャフト９と、一方の先端部１０ａがローラシャフト７に連結され、他方の先端部１０ｂが偏心シャフト９に連結されたアーム１０とを有している。
【０１０６】
偏心シャフト９は、この中心軸Ｏ４が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２に対して平行であり、且つ偏心した位置となるように揺動シャフト４に設けられている。
【０１０７】
また、揺動シャフト４の一方の端部には、中心軸Ｏ２を中心に揺動シャフト４を所定角度範囲で回転駆動させるアクチュエータ（図示せず）が連結されており、さらに、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの角度を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【０１０８】
アーム１０は、ローラシャフト７の中心軸Ｏ３と偏心シャフト９の中心軸Ｏ４との距離が一定に保持できる形状に形成されている。
【０１０９】
これにより、揺動シャフト４がアクチュエータにより所定角度で回転駆動すると、揺動シャフト４に設けられている偏心シャフト９が揺動シャフト４の中心軸Ｏ２を中心に所定角度で回動され、これに伴って、ローラシャフト７がアーム１０を介して連動される。そして、アーム１０でローラシャフト７の中心軸Ｏ３と偏心シャフト９の中心軸Ｏ４との距離を一定に保持しながらローラシャフト７が案内部５ｂ内を移動することが可能となり、揺動シャフト４の中心軸Ｏ２とローラシャフト７の中心軸Ｏ３との相対距離を可変させることができる。
【０１１０】
そして、揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するロッカーアーム６は、実施の形態１と同様な構成で、バルブ押圧部６ａが形成されると共に、ローラシャフト１３及びローラ１４が設けられ、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持されて配設されている。
【０１１１】
また、ロッカーアームシャフト１２には、実施の形態１と同様に、常にローラ１４とカム面５ａとを接触させるばね部材としての捩りばね１７が配設されている。
【０１１２】
これにより、ローラシャフト７が所定範囲で移動すると、ローラシャフト７の中心軸Ｏ３と揺動シャフト４の中心軸Ｏ２との相対距離を可変することにより、例えば、図７中実線に示す位置から図７中二点鎖線に示すような所定位置に揺動カム５が移動される。そして、揺動カム５が所定位置に移動すると、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化するので、ロッカーアーム６の揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【０１１３】
なお、この実施の形態５では、ばね部材として、実施の形態１と同様な捩りばね１７により、ローラ１４とカム面５ａと接触させているが、これに限定されず、例えば、実施の形態２と同様なばね部材としてのコイルばね２６を用いてローラ１４とカム面５ａとを接触させることも可能である。
【０１１４】
このように構成された、ローラシャフト７を所定範囲で移動してローラシャフト７の中心軸Ｏ３と揺動シャフト４の中心軸Ｏ２との相対距離を可変することで各バルブのリフト量等を可変する動弁機構１においても、ロッカーアーム６は捩りばね１７で揺動カム５側に付勢されているので、揺動シャフト４が所定位置に移動され、揺動カム５のカム面５ａの位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【０１１５】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
［発明の実施の形態６］
【０１１６】
図８は、この実施の形態６に係る内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【０１１７】
この実施の形態６は、「バルブ押圧部材」としてのロッカーアーム６が揺動カム５のカム面５ａに接触するローラ１４が設けられ、揺動カム５の揺動に連動する「ローラ支持部材」としてのローラアーム６ｃと、ローラアーム６ｃに連動して揺動して吸気バルブ１１を上下動させるロッカーアーム本体６ｄとを有している。さらに、実施の形態１のばね部材とは異なり、板ばね２８によりローラアーム６ｃを揺動カム５側に付勢してローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとを接触させている。さらに、ローラアーム６ｃを所定位置に移動自在とし、ローラアーム６ｃに設られたローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとの接触位置を変化させることで、各バルブのリフト量等を調整することが可能な内燃機関の動弁機構１である。
【０１１８】
具体的には、図８に示すように、「枢支軸」としてのロッカーアームシャフト１２に、このロッカーアームシャフト１２の中心軸Ｏ５に対して中心軸Ｏ７が平行であり、且つ偏心した位置となるように偏心シャフト２９が固定された状態で設けられており、この偏心シャフト２９に板ばね２８により回転自在にロッカーアーム６のローラアーム６ｃが係止されている。
【０１１９】
このローラアーム６ｃは、一端に偏心シャフト２９の外周面に係合し、且つ偏心シャフト２９の外周面を摺動可能な形状の係合部６ｅが形成されている。さらに、係合部６ｅと隣接する位置には、このローラアーム６ｃと偏心シャフト２９とを一体に係止する板ばね２８が外れないように嵌合される嵌合部６ｆが形成されている。また、他端には、揺動カム５のカム面５ａを摺動するローラ１４が支持されるローラシャフト１３が嵌合される貫通孔６ｇが形成されると共に、貫通孔６ｇの下側には揺動カム５の揺動でローラアーム６ｃが連動して吸気バルブ１１側に揺動したときに、ロッカーアーム本体６ｄを吸気バルブ１１側に押圧する押圧部６ｈが形成されている。
【０１２０】
さらに、ロッカーアーム６のロッカーアーム本体６ｄは、ロッカーアームシャフト１２に揺動自在に支持され配設され、先端部に吸気バルブ１１に冠着されたシム２３の上面を押圧するバルブ押圧部６ａが形成されている。さらに、バルブ押圧部６ａの上側には、後述する板ばね２８の先端部２８ｂが接触する接触面６ｉが形成されると共に、接触面６ｉの上側には、ローラアーム６ｃに形成された押圧部６ｈにより押圧される押圧面６ｊが形成されている。
【０１２１】
そして、ばね部材としての板ばね２８は、平板状のばねを複数箇所屈曲させることにより所定形状に形成されたものである。詳しくは、ローラアーム６ｃの嵌合部６ｆに嵌合される形状及び偏心シャフト２９に嵌合される形状に屈曲され、且つローラアーム６ｃと偏心シャフト２９とを一体に係止する係止部２８ａが形成されている。また、ローラアーム６ｃ側の先端部２８ｂは、ロッカーアーム本体６ｄ側に延び、ロッカーアーム本体６ｄに形成された接触面６ｉに接触している。さらに、板ばね２８は、ローラアーム６ｃと偏心シャフト２９とを係止部２８ａで一体に係止したときに、ローラアーム６ｃとロッカーアーム本体６ｄとが広げる方向に付勢される形状に形成されている。
【０１２２】
また、ローラアーム６ｃのバルブ押圧部６ａとロッカーアーム本体６ｄの押圧面６ｊとの間に所定の隙間Ａを設けている。この隙間Ａは、実施の形態１のバルブ押圧部６ａと吸気バルブ１１との間の隙間Ａと同一である。
【０１２３】
これにより、ローラアーム６ｃが偏心シャフト２９の外周面を摺動可能となるように板ばね２８でローラアーム６ｃを偏心シャフト２９に一体に係止しているので、揺動カム５が揺動されると、ローラ１４及びローラシャフト１３を介してローラアーム６ｃが板ばね２８の付勢力に抗して吸気バルブ１１側に揺動される。さらに、ローラアーム６ｃが吸気バルブ１１側に揺動されるとローラアーム６ｃの押圧部６ｈでロッカーアーム本体６ｄの押圧面６ｊを押圧してロッカーアーム本体６ｄを吸気バルブ１１側に揺動させ、吸気バルブ１１を開閉することが可能となる。
【０１２４】
さらに、ローラアーム６ｃは、板ばね２８により揺動カム５側に付勢され、ローラアーム６ｃに設けられたローラ１４の外周面が常に揺動カム５のカム面５ａに接触している。
【０１２５】
また、ロッカーアームシャフト１２の一方の端部には、中心軸Ｏ５を中心にロッカーアームシャフト１２を所定角度範囲で回転駆動させるアクチュエータ（図示せず）が連結されており、さらに、このアクチュエータには、内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータの角度を制御する制御手段（図示せず）が接続されている。
【０１２６】
これにより、ロッカーアームシャフト１２がアクチュエータにより所定角度で回転駆動すると、ロッカーアームシャフト１２に設けられている偏心シャフト２９がロッカーアームシャフト１２の中心軸Ｏ５を中心に所定角度で回動される。さらに、偏心シャフト２９が所定角度で回動されるとローラアーム６ｃが連動され、例えば、図８中実線に示す位置から図８中二点鎖線に示すような所定位置にローラアーム６ｃが移動される。そして、ローラアーム６ｃが所定位置に移動されると、揺動カム５のカム面５ａとローラアーム６ｃに設けられたローラ１４とが接触する接触点が変化するので、ロッカーアーム本体６ｄの揺動量を変化させることができ、ロッカーアーム６に上下動される吸気バルブ１１のリフト量等を調整することが可能となる。
【０１２７】
そして、ロッカーアーム本体６ｄのバルブ押圧部６ａと吸気バルブ１１との間に所定の隙間を設けなくても、押圧部６ｈと押圧面６ｊとの間に所定の隙間Ａが設けられているため、内燃機関の温度上昇により吸気バルブ１１が熱膨張してバルブの突き上げがおきても吸気バルブ１１は確実に開閉される。
【０１２８】
このように構成された、ローラアーム６ｃを所定位置に移動自在とし、ローラアーム６ｃに設られたローラ１４と揺動カム５のカム面５ａとの接触位置を変化させることで各バルブのリフト量等を調整することが可能な内燃機関の動弁機構１においても、ローラアーム６ｃは板ばね２８で揺動カム５側に付勢されているので、ローラアーム６ｃが所定位置に移動され、ローラ１４とカム面５ａとの接触位置が変化しても、ロッカーアーム６のローラ１４と揺動カム５のカム面５ａは接触するため、凝着摩耗を防止することが可能となる。
【０１２９】
また、その板ばね２８は、ローラアーム６ｃとロッカーアーム６との間に設けられた隙間Ａ分のストロークを有するものであれば良く、コンパクトなものにて構成できると共に、板ばね２８を用いることにより、簡単な構造のものにて構成できる。
【０１３０】
さらに、ローラアーム６ｃとロッカーアーム６とが別部品となり、部品点数は増えるが、それらは共通のロッカーアームシャフト１２により枢支されるので支持構造における構成を簡単にできる。
【０１３１】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
［発明の実施の形態７］
【０１３２】
図９は、この発明の実施の形態７に係る図であり、内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【０１３３】
この実施の形態７は、請求項１２に対応した実施の形態であり、ロッカーアーム６がロッカーアームシャフト１２を介してシリンダヘッド本体１９に対して上下動自在に配設され、このロッカーアーム６の押圧部６ａにより、吸気バルブ１１の上端部に設けられたシム２３が押圧されて、バルブスプリング２２の付勢力に抗して吸気バルブ１１が下方に押し下げられて開かれるようになっている。
【０１３４】
また、そのロッカーアーム６の下面部６ｂには、基端部４０ａがシリンダヘッド本体１９に固定された「ばね部材」としての押付けばね４０の先端部４０ｂが当接されて、そのロッカーアーム６が反時計回りに回動するように付勢されている。
【０１３５】
このロッカーアーム６の上面６ｃには、ローラ部材４１の小径の「ローラ」としての第１ローラ４１ａが当接され、これら第１ローラ４１ａと上面６ｃとが相対的に往復運動するように構成されている。そして、このローラ部材４１の大径の第２ローラ４１ｂが回転カム３とコントロール部材４２との間に当接している。このコントロール部材４２は、ランプ部及びリフト部を有するカム面４２ａと、ベース円４２ｂとが形成され、前記上面６ｃは、そのベース円４２ｂと同心円に形成されている。それら第１，第２ローラ４１ａ，４１ｂは、軸４１ｃを中心に回転するように構成されている。
【０１３６】
これにより、ローラ部材４１が、ロッカーアーム６、回転カム３及びコントロール部材４２の三者の間に配置され、押付けばね４０により、ロッカーアーム６が上方に付勢されることにより、そのローラ部材４１が常に三者の間に挟持されるようになっている。そして、図９に示すように、吸気バルブ１１の閉状態で、ローラ部材４１の第２ローラ４１ｂが、回転カム３のベース面３ａ及びコントロール部材４２のベース円４２ｂに接触し、且つ、ローラ部材４１の第１ローラ４１ａが、ロッカーアーム６の上面６ｃに接触した状態で、ロッカーアーム６の押圧部６ａと、吸気バルブ１１との間に、隙間Ａが発生するように構成されている。
【０１３７】
さらに、このローラ部材４１がリターンスプリング４３により付勢されて、このローラ部材４１が回転カム３とコントロール部材４２とに圧接されるようになっている。
【０１３８】
このリターンスプリング４３は、基端部４３ａが吸気バルブ１１側に取り付けられ、先端部４３ｂがローラ部材４１に当接されることにより、このリターンスプリング４３にて、ローラ部材４１が付勢されて、回転カム３とコントロール部材４２とに当接されるようになっている。
【０１３９】
次に、作用について説明する。
【０１４０】
回転カム３が図中矢印方向に回動されると、ローラ部材４１に対する回転カム３の押圧位置が、ベース面３ａからノーズ面３ｂに移行することにより、このノーズ面３ｂにてローラ部材４１が押圧され、このローラ部材４１は、リターンスプリング４３の付勢力に抗して、コントロール部材４２のベース面４２ｂからカム面４２ａに沿って図中下方に向けて移動させられる。
【０１４１】
このローラ部材４１の移動により、ロッカーアーム６の上面６ｃが押圧され、このロッカーアーム６がロッカーアームピボット１２を中心に回動させられる。そして、そのロッカーアーム６の押圧部６ａが下降して隙間Ａが閉じ吸気バルブ１１のシム２３に当接し、この押圧部６ａにて押圧されてバルブスプリング２２の付勢力に抗して吸気バルブ１１が押し下げられて開かれることとなる。
【０１４２】
一方、ローラ部材４１に対する回転カム３の押圧位置が、ノーズ面３ｂからベース面３ａに移行することにより、ロッカーアーム６がバルブスプリング２２の付勢力により上方に回動されて、吸気バルブ１１が閉じられることとなる。
【０１４３】
また、そのロッカーアーム６は、押付けばね４０により、上方に付勢されているため、このロッカーアーム６により、ローラ部材４１が上方に押圧されると共に、リターンスプリング４３により、このローラ部材４１が上方に押圧されて、このローラ部材４１は、常に、回転カム３，ロッカーアーム６及びコントロール部材４２の三者の間に挟持された状態となる。
【０１４４】
この状態では、ロッカーアーム６の押圧部６ａと、吸気バルブ１１のシム２３との間に隙間Ａが形成されている。
【０１４５】
このように、吸気バルブ１１が閉じた状態で、ローラ部材４１の第２ローラ４１ｂが、コントロール部材４２のベース円４２ｂに位置する時に、動弁系各部の誤差及び熱膨張を吸収するための隙間Ａを、ロッカーアーム６の押圧部６ａと、吸気バルブ１１のシム２３との間に設けたため、従来のような油圧式ラッシュアジャスタを使用することがないことから、簡素な構造で、且つ内燃機関が高回転のときにおいても、ローラ部材４１の第１ローラ４１ａとロッカーアーム６の上面６ｃとの凝着摩耗を防止し、確実な作動により高い信頼性を実現することができる。
【０１４６】
また、ロッカーアーム６とローラ部材４１との相対的な往復運動時において、常にローラ部材４１の第１ローラ４１ａとロッカーアーム６の上面６ｃとを接触させる押付けばね４０を設けたため、簡単な構造を追加するだけで、凝着摩耗を防止することができる。
［発明の実施の形態８］
【０１４７】
図１０及び図１１は、この実施の形態８に係る図であり、図１０は、内燃機関の動弁機構を示した吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図であり、図１１は、図１０の矢印Ｂ方向から見たロッカーアームの要部拡大図である。
【０１４８】
この実施の形態７は、ロッカーアーム６には、実施の形態１のばね部材ではなく、揺動カム５及びロッカーアーム６の往復運転時で、揺動カム５のカム面５ａとローラ１４とが接していない状態において、ロッカーアーム６に設けられたローラ１４の慣性力による回転を抑制するブレーキ手段を有している。
【０１４９】
そして、このブレーキ手段は、図１０及び図１１に示すように、ローラ１４と、このローラ１４が設けられたロッカーアーム６との間に抑制部材としてのウェーブワッシャ３７が配設されている。具体的には、ウェーブワッシャ３７は、ローラシャフト１３の外周面に嵌合してローラ１４の側面側に配設することで、ロッカーアーム６とローラ１４との間に配設されている。
【０１５０】
これにより、揺動カム５がリフトを終えてカム面５ａとローラ１４とが離れても、ローラ１４は慣性力により回り続けようとするが、ローラシャフト３にはウェーブワッシャ３７が配設されているので、摩擦抵抗によりローラ１４の回転が抑制される。そして、揺動カム５が再びリフトしようとして、カム面５ａとローラ１４が接触するとき、揺動カム５とローラ１４の相対速度は低下しているので、ローラ１４とカム面５ａとの凝着摩耗を抑制することができる。
【０１５１】
なお、この実施の形態７では、抑制部材としてウェーブワッシャ３７をローラシャフト１３に嵌合することでローラ１４の慣性力による回転を抑制しているが、ローラ１４の慣性力による回転を抑制可能な抑制部材であれば特に限定されるものではない。
【０１５２】
このように構成された内燃機関の動弁機構１にあっては、揺動シャフト４を中心に所定範囲で揺動して往復運動する揺動カム５には、ローラ１４が接触するカム面５ａが設けられ、その揺動カム５に連動して所定範囲で揺動して往復運動するロッカーアーム６には、揺動カム５の揺動をロッカーアーム６に連動させるローラ１４が設けられており、揺動カム５及びロッカーアーム６の往復運転時で、揺動カム５のカム面５ａとローラ１４とが接していない状態において、ローラ１４の慣性力による回転を抑制するブレーキ手段を有するので、従来のような油圧式ラッシュアジャスタを使用することがないため、簡素な構造で、且つ内燃機関が高回転のときにおいても、ローラ１４とカム面５ａとの凝着摩耗を抑制することができる。
【０１５３】
さらに、ブレーキ手段は、ローラ１４と、このローラ１４が設けられた揺動カム５又はロッカーアーム６との間に配設され、ローラ１４の慣性力による回転を抑制する抑制部材としてのウェーブワッシャ３７であるので、動弁機構をより簡素な構成とすることができるため、コストを削減することが可能となる。また、ウェーブワッシャ３７をローラシャフト１３に嵌合するだけなので、組立て作業工程が簡素となると共に、コンパクトに動弁機構１を構成することができる。
【０１５４】
その他の構成及び作用は発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図２】同実施の形態１に係る内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが開弁した状態の要部縦断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図４】同実施の形態２に係る内燃機関の動弁機構の変形例を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図７】この発明の実施の形態５に係る内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図８】この発明の実施の形態６に係る内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図９】この発明の実施の形態７に係る内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態８に係る内燃機関の動弁機構を示した、吸気バルブが閉弁した状態の要部縦断面図である。
【図１１】同実施の形態８に係る図１０の矢印Ｂ方向から見たロッカーアームの要部拡大図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１  動弁機構
２  カムシャフト（シャフト）
３  回転カム（駆動力伝達手段）
４  揺動シャフト
５  揺動カム
５ａ  接触面
６  ロッカーアーム（ローラフォロア）
１１  吸気バルブ
１２  ロッカーアームシャフト
１４  ローラ
１７  捩りばね（ばね部材）
１７ａ  捩りばねの一端
１７ｂ  捩りばねの他端
１９  シリンダヘッド本体
２６  コイルばね（ばね部材）
２８  板ばね（ばね部材）
３７  ウェーブワッシャ（ブレーキ手段，ブレーキ部材）
４０  押付けばね
４１  ローラ部材
４１ａ  第１ローラ（ローラ）
４１ｂ  第２ローラ
Ａ  隙間
【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】
2005098279.tif 000009
【図８】
2005098279.tif 000010
【図９】
2005098279.tif 000011
【図１０】
2005098279.tif 000012
【図１１】
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