(57)【要約】【課題】二つの機関弁を同時に開弁させて時間面積を確保しつつ、作用角を可変とすることを課題とする。【解決手段】可変動弁装置は、外部シャフトに固定された第１カムロブと、前記外部シャフト内に収容された内部シャフトに固定され、前記第１カムロブと位相差を設けることができる第２カムロブと、エンジンに設けられた第１機関弁をリフトさせる第１ロッカーアーム部とを備える。さらに、可変動弁装置は、エンジンに設けられた第２機関弁をリフトさせる第２ロッカーアーム部と、回転する前記第１カムロブによって押圧される第１押圧部と、回転する前記第２カムロブによって押圧される第２押圧部と、前記第１カムロブが前記第１押圧部を押圧したとき及び前記第２カムロブが前記第２押圧部を押圧したときに前記第１ロッカーアーム部材及び前記第２ロッカーアーム部材を連動させて駆動する連動部材と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部シャフトに固定された第１カムロブと、
前記外部シャフト内に収容された内部シャフトに固定され、前記第１カムロブと位相差を設けることができる第２カムロブと、
エンジンに設けられた第１機関弁をリフトさせる第１ロッカーアーム部と、
エンジンに設けられた第２機関弁をリフトさせる第２ロッカーアーム部と、
回転する前記第１カムロブによって押圧される第１押圧部と、
回転する前記第２カムロブによって押圧される第２押圧部と、
前記第１カムロブが前記第１押圧部を押圧したとき及び前記第２カムロブが前記第２押圧部を押圧したときに前記第１ロッカーアーム部材及び前記第２ロッカーアーム部材を連動させて駆動する連動部材と、
を備えた可変動弁装置。
【請求項２】
前記第１押圧部と前記第２押圧部とは、互いの中心軸をずらして配置された請求項２記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記第１ロッカーアーム部材及び前記第２ロッカーアーム部材は、ロッカーシャフトに装着された請求項１又は２記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記第１押圧部及び前記第２押圧部は、保持部材によって保持され、
前記第１ロッカーアーム部材と前記第２ロッカーアーム部材とは、前記保持部材を介して一体とされた請求項１乃至３のいずれか一項記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内外二重のカム軸を形成するアウタ軸に固定された第１動弁カムと、インナ軸に固定された第２動弁カムを備えた動弁装置が知られている。このような動弁装置は、第１動弁カムと第２動弁カムとの間に位相差を設け、二つある機関弁（吸気弁又は排気弁）の一方が閉じた状態となるときに他方を開いた状態に移行させることにより、擬似的に作用角を変更可能としている。このような動弁装置は、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４４５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された形式の動弁装置では、一方の機関弁が開弁状態の時に他方の機関弁が閉弁状態となるタイミングが存在するため、シリンダの内外が連通状態となっているときのその通路面積（時間面積）が不足するおそれがある。時間面積が不足すると、ポンプ損失による燃費悪化等、エンジン性能に影響を与えかねない。
【０００５】
そこで本明細書開示の可変動弁装置は、二つの機関弁を同時に開弁させて時間面積を確保しつつ、作用角を可変とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本明細書開示の可変動弁装置は、外部シャフトに固定された第１カムロブと、前記外部シャフト内に収容された内部シャフトに固定され、前記第１カムロブと位相差を設けることができる第２カムロブと、エンジンに設けられた第１機関弁をリフトさせる第１ロッカーアーム部と、エンジンに設けられた第２機関弁をリフトさせる第２ロッカーアーム部と、回転する前記第１カムロブによって押圧される第１押圧部と、回転する前記第２カムロブによって押圧される第２押圧部と、前記第１カムロブが前記第１押圧部を押圧したとき及び前記第２カムロブが前記第２押圧部を押圧したときに前記第１ロッカーアーム部材及び前記第２ロッカーアーム部材を連動させて駆動する連動部材と、を備える。
【０００７】
第１ロッカーアーム部材と第２ロッカーアーム部材とは、連動部材によって連動する。このため、第１カムロブがリフト状態にある場合と、第２カムロブがリフト状態にある場合に第１ロッカーアーム部材と第２ロッカーアーム部材はともにリフト状態となることができる。すなわち、第１カムロブと第２カムロブの少なくとも一方がリフト状態にあれば、第１ロッカーアーム部材と前記第２ロッカーアーム部材はともにリフト状態となることができる。この結果、第１機関弁と第２機関弁は、同時に開弁状態となり、時間面積を確保することができる。しかも、第１カムロブと第２カムロブとの間に位相差が設けられると、一方のカムロブのリフト状態が開始されてから、他方のカムロブのリフト状態が終了するまでの期間が変更され、作用角が変更されることになる。
【０００８】
このような可変動弁装置における前記第１押圧部と前記第２押圧部とは、互いの中心軸をずらして配置されることができる。第１押圧部と第２押圧部のそれぞれの中心軸をずらして配置することにより、第１カムロブが第１押圧部を押圧するタイミングと第２カムロブが第２押圧部を押圧するタイミングのずれ幅を大きく採ることができるようになる。この結果、作用角の調整幅を広げることができる。
【０００９】
このような可変動弁装置における前記第１ロッカーアーム部材及び前記第２ロッカーアーム部材は、ロッカーシャフトに装着されることができる。第１ロッカーアーム部材と前記第２ロッカーアーム部材は、ローカーシャフトを回転軸部材として回転することができる。第１ロッカーアーム部材と前記第２ロッカーアーム部材は、ロッカーシャフト回りに回転自在に装着されることができる。この場合、ロッカーシャフトは、例えば、エンジンのヘッド部に固定される。また、第１ロッカーアーム部材と前記第２ロッカーアーム部材をロッカーシャフト自体に固定し、ロッカーシャフトを例えば、エンジンのヘッド部等に回転自在に装着することもできる。第１ロッカーアーム部材と前記第２ロッカーアーム部材をロッカーシャフトに装着することにより、これらの部分をユニット化することができる。
【００１０】
このような可変動弁装置における前記第１押圧部及び前記第２押圧部は、保持部材によって保持され、前記第１ロッカーアーム部材と前記第２ロッカーアーム部材とは、前記保持部材を介して一体とすることができる。第１ロッカーアーム部材と前記第２ロッカーアーム部材とは、同時に作動することが求められ、このため、両者は一体化されていると都合がよい。そこで、第１押圧部及び第２押圧部を保持する保持部材を利用することにより、コンパクトな構成で第１ロッカーアーム部材と第２ロッカーアーム部材とを一体化することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書に開示された可変動弁装置によれば、二つの機関弁を同時に開弁させて時間面積を確保しつつ、作用角を可変とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は実施例の可変動弁装置の主要部から第１カムロブと第２カムロブを備えたカムシャフトを取り去った状態を示す斜視図である。
【図２】図２は実施例の可変動弁装置の主要部から第１カムロブと第２カムロブを備えたカムシャフトを取り去った状態を図１とは異なる方向からみた斜視図である。
【図３】図３は実施例の可変動弁装置に用いられる外部シャフトと内部シャフトを備えるカムシャフトの一部を示す断面図である。
【図４】図４は実施例の可変動弁装置の主要部から第１ロッカーアーム部材と第２ロッカーアーム部材とを取り去った状態を示す斜視図である。
【図５】図５は作用角が小さい状態の可変動弁装置を示す斜視図である。
【図６】図６は作用角が大きい状態の可変動弁装置を示す斜視図である。
【図７】図７は実施例の可変動弁装置における作用角の変化の様子を示すグラフである。
【図８】図８（Ａ）は実施例の可変動弁装置における第１ローラー部材（第１押圧部）と第２ローラー部材（第２押圧部）の配置を示す模式図であり、図８（Ｂ）は第１ローラー部材と第２ローラー部材の配置の他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。
【実施例】
【００１４】
図１は、図１は実施例の可変動弁装置１の主要部から第１カムロブ３と第２カムロブ４を備えたカムシャフト２を取り去った状態を示す斜視図である。図２は実施例の可変動弁装置１の主要部から第１カムロブ３と第２カムロブ４を備えたカムシャフト２を取り去った状態を図１とは異なる方向からみた斜視図である。図３は実施例の可変動弁装置１に用いられる外部シャフト２１と内部シャフト２２を備えるカムシャフト２の一部を示す断面図である。図４は実施例の可変動弁装置１の主要部から第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６とを取り去った状態を示す斜視図である。
【００１５】
本実施例における可変動弁装置１は、排気弁又は吸気弁を駆動することができる。すなわち、機関弁である排気弁と吸気弁のいずれにも適用することができる。以下の説明では、可変動弁装置１は、機関弁としての吸気弁を駆動する。可変動弁装置１は、図３に示すように外部シャフト２１と、この外部シャフト２１内に収容された内部シャフト２２を備えたカムシャフト２を備える。外部シャフト２１には、第１カムロブ３が設けられている。外部シャフト２１の外周面には、溝２１ａが設けられている。この溝２１ａには、内部シャフト２２の外周面から半径方向に向かって延びる固定ピン２３が挿通される。そして、この固定ピン２３を介して第２カムロブ４が内部シャフト２２に固定される。カムシャフト２の端部には、吸気側ＶＶＴ（Variable Valve Timing）２４が装着されている。吸気側ＶＶＴ２４により、内部シャフト２２が外部シャフト２１に対して回転することができる。この結果、第２カムロブ４は、第１カムロブ３に対し位相差を設けることができる。
【００１６】
図１、図２を参照すると、可変動弁装置１は、ロッカーシャフト１１に装着された第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６とを備える。第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６は、それぞれロッカーシャフト１１に対し、回転自在に装着されている。ロッカーシャフト１１は、エンジンのシリンダヘッド部に固定されている。第１ロッカーアーム部材５は、エンジンのシリンダ毎に設けられた第１吸気弁（第１機関弁に相当）５１をリフトさせる。第２ロッカーアーム部材６は、エンジンのシリンダ毎に設けられた第２吸気弁（第２機関弁に相当）をリフトさせる。第１吸気弁５１は、ラッシュアジャスター５５に支持され、第１受け側ローラー５３ａを備えた第１ローラーアーム５３を介して、第１ロッカーアーム部材５によってリフト状態とされる。第２吸気弁５２は、ラッシュアジャスター５５に支持され、第２受け側ローラー５４ａを備えた第１ローラーアーム５４を介して、第２ロッカーアーム部材６によってリフト状態とされる。
【００１７】
図１、図２を参照すると、可変動弁装置１は、第１押圧部に相当する第１ローラー７と第２押圧部に相当する第２ローラー８を備える。図４に示すように、第１ローラー７は、回転する第１カムロブ３によって押圧される。図４に示すように第２ローラー８は、回転する第２カムロブ４によって押圧される。図１、図２等に示すように、第１ローラー７の中心軸ＡＸ１と第２ローラー８の中心軸ＡＸ２はずらして配置されている。具体的には、第１カムロブ３と第２カムロブ４との間に位相差が設けられていない場合において、第２カムロブ４による第２ローラー８の押圧開始よりも、第１カムロブ３による第１ローラー７の押圧開始の方が先となるように両者は配置されている。第１ローラー７は、第２ローラー８よりもロッカーシャフト１１から離れた位置に配置されている。
【００１８】
第１ローラー部材７と第２ローラー部材８は、保持部材９によってそれぞれ回転自在に保持されている。保持部材９は、両端に突起部１０を備えており、この突起部１０が第１ロッカーアーム部材５、第２ロッカーアーム部材６にそれぞれ圧入される。これにより、第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６とは一体となっている。すなわち、第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６とは保持部材９を介して一体とされている。これにより、第１カムロブ３が第１ローラー７を押圧したとき及び第２カムロブ４が第２ローラー８を押圧したときに第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６の双方が同時に駆動される。このように、第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６とを一体とする保持部材９は、連動部材の機能を発揮する。なお、本実施例の第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６は、ともにロッカーシャフト１１に回転自在に装着されているが、第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６をロッカーシャフト１１に固定することにより、両者を一体化することもできる。この場合、ロッカーシャフト１１が連動部材の機能を担う。
【００１９】
つぎに、以上のように構成される可変動弁装置１の動作につき、図４乃至図７を参照しつつ説明する。図５は作用角が小さい状態の可変動弁装置１を示す斜視図である。図６は作用角が大きい状態の可変動弁装置１を示す斜視図である。図７は実施例の可変動弁装置１における作用角の変化の様子を示すグラフである。
【００２０】
図５に示すように吸気側ＶＶＴ２４により、第１カムロブ３と第２カムロブ４との位相差を小さい状態に調整する。第１カムロブ３と第２カムロブ４の位相を比較すると、第１カムロブ３が進角側に位置し、第２カムロブ４が遅角側である。カムシャフト２は、図４に示す矢示Ｘの方向に回転する。進角側に位置している第１カムロブ３は、第１ローラー７が第２ローラー８よりもカムシャフト２に近い側に位置していることと相俟って、第２カムロブ４が第２ローラー８の押圧を開始するよりも先に第１ローラー７の押圧を開始する。
【００２１】
第１カムロブ３が第１ローラー７の押圧を開始すると、第１ローラー７を保持する保持部材９によって連結された第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６がともに駆動される。これにより、第１吸気弁５１と第２吸気弁５２の双方がほぼ同等のタイミングでリフトを開始する。
【００２２】
第１カムロブ３が第１ローラー７を押し続けている間に、第２カムロブ４による第２ローラー８の押圧が開始される。換言すれば、第２カムロブ４による第２ローラー８の押圧が第１カムロブ３による第１ローラー７の押圧に遅れて開始される。この結果、第１カムロブ３による第１ローラー７の押圧が終了した後も、第２カムロブ４による第２ローラー８の押圧が継続される。第２ローラー８の押圧が継続されていれば、第２ローラー８を保持する保持部材９によって連結された第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６の駆動が継続される。これにより、作用角が大きくなる。
【００２３】
また、第１カムロブ３による第１ローラー７の押圧、第２カムロブ４による第２ローラー８の押圧が行われていれば、第１ロッカーアーム部材５と第２ロッカーアーム部材６の駆動は行われる。すなわち、第１吸気弁５１と第２吸気弁５２は、ともにリフト状態が維持される。第１吸気弁５１と第２吸気弁５２とが、同期間にリフト状態となるため、第１吸気弁５１と第２吸気弁５２の開閉時期をずらすことによりシリンダに対し擬似的に作用角を広げる場合と比較して、時間面積を大きくすることができる。
【００２４】
図６に示すように吸気側ＶＶＴ２４により、第１カムロブ３と第２カムロブ４との位相差を大きい状態に調整する。図５に示した状態と比較して、第２カムロブ４は、さらに遅角側に調整され、第１カムロブ３と第２カムロブ４と位相差が多くされている。
【００２５】
このように、第２カムロブ４がさらに遅角側に調整されると、第２カムロブ４が第２ローラーを押圧し始めるタイミングが遅れることになる。また、これに伴って、第２カムロブ４による第２ローラー８の押圧が終了するタイミングも遅くなる。このため、第１ロッカーアーム部材５による第１吸気弁５１のリフト及び第２ロッカーアーム部材６による第２吸気弁５２のリフトの終了時点が遅くなる。このように、リフト終了時期が遅れることにより、第１ロッカーアーム部材５及び第２ロッカーアーム部材６が駆動されている時間が長くなり、作用角が拡大される。このように作用角が拡大されたときも、第１吸気弁５１と第２吸気弁５２とが、同期間にリフト状態となるため、時間面積を確保することができる。
【００２６】
図７は、可変動弁装置１による作用角の変化の一例を示したグラフである。図７中、実線は、第１カムロブ３と第２カムロブ４との位相差が大きい場合の作用角の変化を示している。点線は、第１カムロブ３と第２カムロブ４との位相差が小さい場合の作用角の変化を示している。このように、本実施例の可変動弁装置１は、作用角の変更にも対応することができる。
【００２７】
上記実施例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。
【００２８】
例えば、上記実施例では、図８（Ａ）に示すように第１ローラー７の中心軸線ＡＸ１と第２ローラー８の中心軸線ＡＸ２をずらして配置しているが、図８（Ｂ）に示すように、中心軸ＡＸ１と中心軸ＡＸ２を一致させてもよい。この場合であっても、第１カムロブ３と第２カムロブ４とに位相差を設けることにより、第１カムロブ３が第１ローラー７を押し始めるタイミングと第２カムロブ４が第２ローラー８を押し始めるタイミングをずらすことができる。すなわち、作用角の変更することが可能となる。
【符号の説明】
【００２９】
１  可変動弁装置
２  カムシャフト
３  第１カムロブ
４  第２カムロブ
５  第１ロッカーアーム部
６  第２ロッカーアーム部
７  第１ローラー（第１押圧部）
８  第２ローラー（第２押圧部）
９  保持部材
１０  突起部
１１  ロッカーシャフト
２１  外部シャフト
２２  内部シャフト
２２ａ  溝
２３  固定ピン
２４  吸気側ＶＶＴ
５１  第１吸気弁（第１機関弁）
５２  第２吸気弁（第２機関弁）
５３  第１ローラーアーム
５３ａ  第１受け側ローラー
５４  第２オーラーアーム
５４ａ  第２受け側ローラー
５５  ラッシュアジャスター
ＡＸ１  第１ローラーの中心軸
ＡＸ２  第２ローラーの中心軸
【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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