(57)【要約】【課題】エンジンのバルブリフト及びバルブタイミングを調整するとき、カムに対して揺動カムを押圧接触する押圧力の変動のない可変動弁装置を提供する。【解決手段】エンジンのバルブリフト及びバルブタイミングを調整するための可変動弁装置であって、回転自在なカム軸１に備えたカム３によって揺動される揺動カム３７と、この揺動カム３７を揺動自在に支持した揺動カム支持部材７と、前記揺動カム３７によって開閉される開閉弁２５と、前記揺動カム支持部材７を移動可能な移動手段とを備え、前記揺動カム３７が前記カム３と接触するカム接触面３９の反対側に、当該揺動カム３７の支持軸９を中心として回動可能かつ前記揺動カム３７を前記カム３側へ押圧する押圧部材４１を備えると共に定位置において前記押圧部材１１を接触支持する接触支持部４３を備え、前記押圧部材４１は、弾性変形自在な弾性部材により構成してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのバルブリフト及びバルブタイミングを調整するための可変動弁装置であって、回転自在なカム軸に備えたカムによって揺動される揺動カムと、この揺動カムを揺動自在に支持した揺動カム支持部材と、前記揺動カムによって開閉される開閉弁と、前記揺動カム支持部材を移動可能な移動手段とを備え、前記揺動カムが前記カムと接触する接触面の反対側に、当該揺動カムの支持軸を中心として回動可能かつ前記揺動カムを前記カム側へ押圧する押圧部材を備えると共に定位置において前記押圧部材を接触支持する接触支持部を備えていることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変動弁装置において、前記押圧部材は、弾性変形自在な弾性部材により構成してあり、かつ前記カムと揺動カムとの接触位置から前記押圧部材と前記接触支持部との接触位置までの距離は、前記支持軸の移動位置に拘らず一定に保持される構成であることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の可変動弁装置において、前記押圧部材と前記接触支持部との接触位置は、前記カムと揺動カムとの接触位置及び前記カム軸の軸心を含む平面と同一平面内に又は上記平面からずれた位置に設定してあることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載の可変動弁装置において、前記揺動カムが前記カムと接触するカム接触面と前記押圧部材が前記接触支持部に接触する接触面の関係は等速カム形状の関係に形成してあることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の可変動弁装置において、前記押圧部材と前記接触支持部との接触位置は、前記支持軸の軸心を通り前記揺動カム支持部材の移動方向と平行な基準面から前記カムと揺動カムとの接触位置までの寸法と略同一又は短い或は長い位置に設定してあることを特徴とする可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに備えた吸気弁、排気弁の開閉タイミング，バルブリフト量を調整可能な可変動弁装置に係り、さらに詳細には、前記吸気弁，排気弁の開閉を行うための揺動カムの回転中心に作用する荷重の軽減を図ることのできる可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンに備えた吸気弁，排気弁の開閉を行う構成として、回転自在なカム軸に備えたカムによって前記吸気弁，排気弁に備えたバルブリフター（バルブタペット）を直接押圧作動する構成がある。この構成においては、前記吸気弁，排気弁の開閉タイミング，リフト量を調整することが困難であるので、前記カムとバルブリフターとの間に、ロッカーアーム又は揺動カムを介在して、上記ロッカーアーム又は揺動カムのレバー比を調整することにより、前記吸気弁，排気弁の開閉タイミング，リフト量の調整が行われている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載の構成は、図２に示すごとき構成である。すなわち、回転自在なカム軸１に備えたカム３によって揺動される揺動カム５は、図２において左右方向へ移動可能な揺動カム支持部材７に支持軸９を介して揺動自在に支持されている。前記揺動カム５が開閉弁に連結したバルブリフタ１１を押圧するバルブ接触カム面１３には、前記揺動カム５の回動に拘らず前記バルブリフタ１１を上下動することのない基本円弧部１５Ａと、前記バルブリフタ１１を上下動するためのリフト円弧部１５Ｂとを備えている。
【０００４】
そして、前記揺動カム５がカム３に接触する位置にはローラ１７が回転自在に備えられており、このローラ１７を前記カム３側へ押圧付勢するために、前記揺動カム５の上端部と固定部１９との間には、コイルスプリング２１が張設してある。
【特許文献１】特開平６−７４０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のごとき従来の構成においては、バルブ接触カム面１３における基本円弧部１５Ａが主としてバルブリフタ１１に接触するゼロリフト位置Ｐ１と、リフト円弧部１５Ｂが主としてバルブリフタ１１に接触するフルリフト位置Ｐ２との間において前記支持軸９を移動すると、前記コイルスプリング２１の張力が変化する。したがって、揺動カム支持部材７を介して前記支持軸９を移動するためのアクチュエータの負荷変動が大きいという問題がある。
【０００６】
また、前述したごとき従来の構成においては、ローラ１７を支点としてコイルスプリング２１の付勢力によるモーメントが支持軸９に作用する。すなわち支持軸９には支持軸９に対して直交する方向の負荷が常に作用している。したがって、揺動カム支持部材７を介して前記支持軸９を移動するためのアクチュエータの小型化を図り、動作を安定的に行うには、前記負荷変動が少ないことが望まれているものである。
【０００７】
また、カム３の高速回転に対して揺動カム５の安定した追従性の向上を図るために、揺動カム５の軽量化が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、エンジンのバルブリフト及びバルブタイミングを調整するための可変動弁装置であって、回転自在なカム軸に備えたカムによって揺動される揺動カムと、この揺動カムを揺動自在に支持した揺動カム支持部材と、前記揺動カムによって開閉される開閉弁と、前記揺動カム支持部材を移動可能な移動手段とを備え、前記揺動カムが前記カムと接触する接触面の反対側に、当該揺動カムの支持軸を中心として回動可能かつ前記揺動カムを前記カム側へ押圧する押圧部材を備えると共に定位置において前記押圧部材を接触支持する接触支持部を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記可変動弁装置において、前記押圧部材は、弾性変形自在な弾性部材により構成してあり、かつ前記カムと揺動カムとの接触位置から前記押圧部材と前記接触支持部との接触位置までの距離は、前記支持軸の移動位置に拘らず一定に保持される構成であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記可変動弁装置において、前記押圧部材と前記接触支持部との接触位置は、前記カムと揺動カムとの接触位置及び前記カム軸の軸心を含む平面と同一平面内に又は上記平面からずれた位置に設定してあることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記可変動弁装置において、前記揺動カムが前記カムと接触するカム接触面と前記押圧部材が前記接触支持部に接触する接触面の関係は等速カム形状の関係に形成してあることを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記可変動弁装置において、前記押圧部材と前記接触支持部との接触位置は、前記支持軸の軸心を通り前記揺動カム支持部材の移動方向と平行な基準面から前記カムと揺動カムとの接触位置までの寸法と略同一又は短い或は長い位置に設定してあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、支持軸の移動位置に拘わりなく、揺動カムをカムへ押圧接触するための弾性部材の付勢力により支持軸に作用する負荷を常にほぼ一定に設定することが容易であり、揺動カムを移動するためのアクチュエータの小型化を図ることができると共に安定した動作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、エンジンの構成や、カム軸の支持構造、カム軸を回転するための構成などは既に公知であるから、本発明に係る主要部の構成を概略的、概念的に図示して説明することとする。
【００１５】
また、良く知られているように、エンジンのシリンダヘッドには吸気孔、排気孔が設けられている。上記吸気孔には、吸気孔の開閉を行うための吸気弁が設けられており、排気孔には排気孔の開閉を行うための排気弁が設けられている。
【００１６】
なお、本明細書においては、以後、前記吸気孔及び排気孔を総称して「吸排気孔」と称し、また前記吸気弁及び排気弁を総称して「バルブ」又は「開閉弁」と称することとする。さらに、前述した従来の構成要素と同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
【００１７】
図１を参照するに、エンジン（図示省略）のシリンダヘッド（図示省略）には吸排気孔２３が設けられていると共に、この吸排気孔２３の開閉を行う開閉弁２５が設けられている。この開閉弁２５におけるステム２７は、シリンダヘッドに備えたステムガイド２９によって上下動自在に案内支持されている。上記ステム２７の上端にはカップ状の前記バルブリフタ（タペット）１１が備えられており、このバルブリフタ１１内に備えたスプリング座３１と前記ステムガイド２９に備えたスプリング座３３との間に弾装したバルブスプリング３５の付勢力によって、前記開閉弁２５は常に上方向（閉じる方向）に付勢されている。
【００１８】
前記開閉弁２５の開閉作動を行うために、シリンダヘッドには前記カム３を備えたカム軸１が回転自在に備えられている。そして、前記カム３によって回動（揺動）されることによって前記開閉弁２５の上下動（開閉作動）を行うための揺動カム３７が、前記カム３と前記バルブリフタ１１との間に介在してある。
【００１９】
より詳細には、前記揺動カム３７は、支持軸９に揺動自在（回動自在）に支持されているものであり、この支持軸９は、揺動カム支持部材７に支持されている。上記揺動カム支持部材７は、前記バルブリフタ１１の上面と平行で前記カム軸１に対して接近離反する方向（図１において左右方向）へ移動調整可能であり、この揺動カム支持部材７の移動調整は、例えばモータ等のごとき適宜のアクチュエータ或はカム機構等のごとき適宜の作動手段によって行われるものである。なお、上記作動手段としては種々の構成を採用可能であるから、その詳細についての図示、説明は省略する。
【００２０】
前記揺動カム３７は、前記カム３と接触するカム接触面３９を備えていると共に、前記バルブリフタ１１の上面に接触したバルブ接触カム面とを備えている。上記バルブ接触カム面は、従来の構成と同様に、揺動カム３７の回動に拘らず前記バルブリフタ１１を上下動することのない基本円弧部１５Ａと、前記バルブリフタ１１を介して開閉弁２５の上下動を行うリフト円弧部１５Ｂとを備えた構成である。
【００２１】
したがって、カム軸１，カム３の回転により前記揺動カム３７が揺動されるとき、前記基本円弧部１５Ａがバルブリフタ１１の上面に接触した状態においては、揺動カム３７の揺動に係りなく開閉弁２５は上下動されることはない。そして、前記揺動カム３７におけるリフト円弧部１５Ｂがバルブリフタ１１の上面に接触した状態においては、前記揺動カム３７の揺動（回動）に対応して前記開閉弁２５の上下作動（開閉作動）が行われるものである。
【００２２】
前記揺動カム３７において、前記カム接触面３９の反対側には、カム接触面３９を前記カム３に常に接触するように押圧する押圧部材４１を備えている。この押圧部材４１は弾性変形自在な例えば板ばね，コイルばねなどの適宜の弾性部材によって構成してある。本例においては、前記押圧部材４１は前記支持軸９に巻き付けたトーションスプリング等よりなるものであって、一端部４１Ａは前記揺動カム３７を前記カム３方向へ付勢するように、揺動カム３７の適宜位置に係止してある。そして、他端部４１Ｂ側は定位置に設けた接触支持部４３に接触支持されている。
【００２３】
上記接触支持部４３は、例えばシリンダヘッドなどの適宜の固定部よりなるものであって、前記カム軸１，カム３に対向した位置に配置してある。換言すれば、支持軸９に回動自在に支持された揺動カム３７及び押圧部材４１は、前記カム３と接触支持部４３の間に配置してあって、カム接触面３９がカム３に接触した接触位置４５と押圧部材４１が接触支持部４３に接触した接触位置４７は、ほぼ同一平面に配置可能な位置関係に配置してある。そして、前記支持軸９は、前記接触位置４５，４７の間において、バルブリフタ１１に近接した位置に配置してある。
【００２４】
したがって、前記接触位置４７は、カム軸１の中心０と前記接触位置４５とを含む平面内に配置する構成（配置例１）とすることや、上記平面を間にして支持軸９の反対側に配置する構成（図１に示す構成：配置例２）とすることができる。また、前記接触位置４７を、前記平面よりも前記支持軸９側に配置する構成（配置例３）とすることも可能である。換言すれば、前記支持軸９の軸心を通り、前記揺動カム支持部材７の移動方向と平行な平面（図１においては、支持軸９の軸心を通る左右方向の水平線で表わされる）を基準面としたとき、この基準面から前記接触位置４５までの寸法をＡとし、上記基準面から前記接触位置４７までの寸法をＢとしたとき、前記配置例１はＡ＝Ｂであり、配置例２はＢ＞Ａである。そして、配置例３はＡ＞Ｂである。
【００２５】
前記カム接触面３９の形状と前記押圧部材４１の他端部４１Ｂ側の形状の関係は、等速カムの関係に構成してある。すなわち、図１に示すように、基本円弧部１５Ａがバルブリフタ１１に接触した状態において、アクチュエータを作動し揺動カム支持部材７を介して支持軸９を左右方向に移動したとき、前記カム３と揺動カム３７におけるカム接触面３９とは接触位置４５において常に接触した状態に保持され、かつ押圧部材４１の他端部４１Ｂ側と接触支持部４３との接触は接触位置４７において常に接触した状態に保持される。換言すれば、支持軸９の左右方向への移動位置、すなわちカム軸１に対して接近離反する方向への移動に拘らず前記接触位置４５，４７間の距離は一定に保持される構成である。
【００２６】
前述のように、支持軸９を左右方向へ移動することによって開閉弁２５の開閉タイミング動作及び開閉弁２５のリフト量を調整することができるものである。
【００２７】
ところで、前記各接触位置４５，４７がカム軸１の中心０を含む同一面に配置してあるとき（配置例１）には、カム３に対するカム接触面３９の接触圧による反力と押圧部材４１における他端部４１Ｂの接触支持部４３に対する接触圧の反力は互いに反対方向であってバランスすることとなり、前記支持軸９を左右方向へ移動するときの駆動力に影響を与えるようなことがないものである。したがって、この場合には比較的小さなアクチュエータでもって支持軸９を左右方向へ軽快に移動することができるものである。
【００２８】
そして、例えば図１に示すように、押圧部材４１の他端部４１Ｂ側の接触支持部４３との接触位置４７が、前記カム軸１の中心０及び前記接触位置４５を含む面を間にして支持軸９の反対側に配置してある場合（配置例２）には、前記接触圧の反力によるモーメントは、接触位置４５側よりも接触位置４７側の方が大きい。したがって、この場合には、揺動カム３７の基本円弧部１５Ａがバルブリフタ１１に接触する状態の位置（ゼロリフト位置）へ戻るリターン力を生じ、ゼロリフト位置への復帰をより迅速に行うことができるものである。
【００２９】
逆に、前記接触位置４７が前記カム軸１の中心０と前記接触位置４５を含む平面よりも支持軸９側に配置した場合（配置例３）には、揺動カム３７のリフト円弧部１５Ｂがバルブリフタ１１に接触する状態の位置（フルリフト位置）へ戻るリターン力を生じ、フルリフト位置への復帰をより速く行うことができるものである。
【００３０】
以上のごとき説明より理解されるように、支持軸９を左右方向に移動した場合であっても押圧部材４１による押圧力が大きく変化するものではないので、揺動カム支持部材７を介して支持軸９を移動するためのアクチュエータの小径化を図ることができると共に安定した動作を行うことができるものである。また、押圧部材４１をコイルばね，板ばねなどによって揺動カム３７とは別個の部材によって構成できるので、揺動カム３７側の全体的構成の小型軽量化を図ることができ、カム３の回転に対する揺動カム３７の追従性能の向上を図ることができる。また、カム軸１と接触支持部４３との間において支持軸９をバルブリフタ１１側に配置してあることにより、全体的構成の小型化及び省スペース化を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る可変動弁装置の構成を概念的，概略的に示した説明図である。
【図２】従来の可変動弁装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    カム軸
３    カム
５，３７    揺動カム
７    揺動カム支持部材
９    支持軸
１１    バルブリフタ
２５    開閉弁
２７    ステム
３５    バルブスプリング
３９    カム接触面
４１    押圧部材
４１Ａ    一端部
４１Ｂ    他端部
４３    接触支持部
４５，４７    接触位置
【図１】
2007113571.tif 000003
【図２】
2007113571.tif 000004