(57)【要約】【課題】この発明は、可変動弁装置の構造を簡素化しつつ部品類の寸法誤差によって生じるバルブリフト量のばらつきを容易に調整できる構造にすることを目的とする。【解決手段】この発明は、内燃機関の可変動弁装置において、第２伝達アームに支持軸が貫通する円筒部を形成し、揺動カムに円筒部の外周を囲むリング部を形成し、円筒部にこの円筒部の外周面から半径方向に延びる板状の突出部を形成する一方、突出部と所定隙間で対向する一対のフランジ部をリング部の外周に形成し、各フランンジ部を貫通するネジ孔に互いに対向する方向から突起部と接触する一対の調整ネジを装着したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムを備えるカム軸と平行に支持軸を配置し、前記支持軸にバルブを開閉する揺動カムを揺動自在に支持し、支点を中心に所定角度回転する制御アームを前記カム軸の側方に配置し、前記制御アームに前記カムと接触する入力部を有する入力アームを揺動自在に連結し、前記入力アームに第１伝達アームを揺動可能に連結し、前記第１伝達アームに前記揺動カムと連結される第２伝達アームを揺動可能に連結し、前記制御アームの回転にともなってこの制御アームと前記入力アームと前記第１伝達アームと前記第２伝達アームとによって構成されるリンク機構の形態を変えて前記バルブのリフト量を変更する内燃機関の可変動弁装置において、前記第２伝達アームに前記支持軸が貫通する円筒部を形成し、前記揺動カムに前記円筒部の外周を囲むリング部を形成し、前記円筒部にこの円筒部の外周面から半径方向に延びる板状の突出部を形成する一方、前記突出部と所定隙間で対向する一対のフランジ部を前記リング部の外周に形成し、前記各フランンジ部を貫通するネジ孔に互いに対向する方向から前記突起部と接触する一対の調整ネジを装着したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記一対のフランジ部は、その外側端部が連結部によって互いに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記調整ネジは、先端部が前記突出部側に凸となる曲面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記バルブおよび前記揺動カムを２つ並列に配置し、前記２つの揺動カムの間に前記第２伝達アームを１つ配置したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の可変動弁装置に係り、特に、可変動弁装置の構成部品群の組付け時またはサービスメンテナンス時にバルブリフト量の調整作業を容易にすることができる内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載した内燃機関においては、低回転低負荷時の燃焼安定性を高め、高回転高負荷時の出力を確保するように、動弁装置のカム軸に設けたカムにより開閉駆動される吸気弁及び排気弁からなるバルブのリフト時期やリフト量を、内燃機関の運転状態に応じて変更する可変動弁装置を備えているものがある。
バルブリフト量を変化させる可変動弁装置には、カムを備えるカム軸と平行に支持軸を配置し、支持軸にバルブを開閉する揺動カムを揺動自在に支持し、支持軸と揺動カムとの間を四節リンク機構で連結してカムの力をバルブに伝達し、四節リンク機構の形態を変えることでバルブリフト量を連続的に変更するものがある。（特許第４１５１３５７号）
このような可変動弁装置は、従来の内燃機関の動弁装置とは異なり、複雑なリンク機構を有しているため、各バルブのリフト量が均一にならず、各気筒間または各バルブ間におけるバルブリフト量のばらつきが生じる。バルブリフト量のばらつきは、気筒間の出力変動等を招き、ドライバビリティの損失につながるおそれがある。
そのため、可変動弁装置においては、構成部品の組付け後にバルブリフト量の初期調整を行う必要がある。
従来の内燃機関の可変動弁装置におけるバルブリフト量の初期調整例としては、可変動弁装置を構成する部品自体を選択勘合することで、バルブリフト量を調整するものがある。（特開２００１−１２３８０９号）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１５１３５７号公報
【特許文献２】特開２００１−１２３８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記特許文献２の可変動弁装置は、
・グレード分けされた調整用部品を予め準備する必要があり、複数種類の部品設定が必要になる。
・複数種類の調整用部品から１つを選択勘合してバルブリフト量を調整する必要があり、作業効率の悪化が懸念される
・グレード分けされた調整用部品を工場に保有するためのスペースが必要となる。
等の問題がある。
【０００５】
この発明は、バルブリフト量を変化させる内燃機関の可変動弁装置ついて、可変動弁装置の構造を簡素化しつつ部品類の寸法誤差によって生じるバルブリフト量のばらつきを容易に調整できる構造にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、カムを備えるカム軸と平行に支持軸を配置し、前記支持軸にバルブを開閉する揺動カムを揺動自在に支持し、支点を中心に所定角度回転する制御アームを前記カム軸の側方に配置し、前記制御アームに前記カムと接触する入力部を有する入力アームを揺動自在に連結し、前記入力アームに第１伝達アームを揺動可能に連結し、前記第１伝達アームに前記揺動カムと連結される第２伝達アームを揺動可能に連結し、前記制御アームの回転にともなってこの制御アームと前記入力アームと前記第１伝達アームと前記第２伝達アームとによって構成されるリンク機構の形態を変えて前記バルブのリフト量を変更する内燃機関の可変動弁装置において、前記第２伝達アームに前記支持軸が貫通する円筒部を形成し、前記揺動カムに前記円筒部の外周を囲むリング部を形成し、前記円筒部にこの円筒部の外周面から半径方向に延びる板状の突出部を形成する一方、前記突出部と所定隙間で対向する一対のフランジ部を前記リング部の外周に形成し、前記各フランンジ部を貫通するネジ孔に互いに対向する方向から前記突起部と接触する一対の調整ネジを装着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の内燃機関の可変動弁装置は、一対の調整ネジが各フランジ部から突出する量を変更することによって、第２伝達アームに対する揺動カムの相対的な位置を変更でき、部品類の寸法誤差によって生じるバルブリフト量のばらつきを調整できる。
そのため、バルブリフト量のばらつきを調整する際に構成部品を交換する必要をなくし、バルブリフト量の調整作業を容易にすることができる。
また、この発明の内燃機関の可変動弁装置は、第２伝達アームの突出部を揺動カムの一対のフランジ部間に挿入し調整ネジを仮締めすることで、揺動カムを第２伝達アームに対して仮固定できるため、可変動弁装置の製造性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は可変動弁装置の正面図である。（実施例）
【図２】図２は可変動弁装置の斜視図である。（実施例）
【図３】図３は可変動弁装置の分解斜視図である。（実施例）
【図４】図４は第２伝達アームおよび揺動カムの分解斜視図である。（実施例）
【図５】図５は第２伝達アームに組み付けた揺動カムの断面図である。（実施例）
【図６】図６は突出部および調整ネジの接触する部分の正面図である。（実施例）
【図７】図７は調整ネジの斜視図である。（変形例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１は内燃機関、２はシリンダヘッド、３はシリンダヘッドカバーである。この実施例においては、内燃機関１のクランク軸線を前後方向とし、シリンダ軸線を上下方向とし、クランク軸線及びシリンダ軸線と直交する方向を左右方向として説明する。内燃機関１は、シリンダヘッド２の燃焼室に連通する吸気ポートあるいは排気ポートからなるポートを開閉するための、吸気バルブあるいは排気バルブからなるバルブ４を設けている。
バルブ４は、ポートの開口に接離されるバルブヘッドと、バルブヘッドに先端側を一体に連結されたバルブステム５とからなる。バルブ４は、前方からの正面視で、上下方向に対し軸線を傾斜させて、バルブステム５をシリンダヘッド２に軸方向移動可能に支持している。バルブ４は、バルブステム５の基端側とシリンダヘッド２との間に、閉弁方向に付勢するバルブスプリング６を配設している。
前記内燃機関１は、バルブ４を開閉するローラ式ロッカアーム７を設けている。ローラ式ロッカアーム７は、油圧ラッシュアジャスタ８に一端側を支持されて他端側を揺動され、バルブ４を軸方向に移動させて開閉する。ローラ式ロッカアーム７は、バルブステム５の基端上から右方向に延びるように配置され、左端をバルブステム５の基端に当接し、中央部に前後方向に指向するローラ軸９によりローラ１０を軸支し、右端を油圧ラッシュアジャスタ８の頂部に支持している。
前記内燃機関１は、チェーンあるいはベルトにてクランク軸の回転の１／２で回転されるカム軸１１を前後方向に指向させてシリンダヘッド２に軸支している。カム軸１１は、バルブ４を開閉駆動するためのカム１２を備えている。カム１２は、バルブ４をリフトさせない形状のベース円部１３と、ベース円部１３から径方向に突出されたバルブ４をリフトさせる形状のリフト部１４とからなる。
【００１１】
この内燃機関１は、バルブ４のリフト量を連続的に変更する可変動弁装置１５を設けている。可変動弁装置１５は、図２・図３に示すように、カム軸１１と平行に前後方向に延びる支持軸１６を備えている。支持軸１６は、ローラ式ロッカアーム７の上方に配設され、モータ等からなるアクチュエータ１７により回転駆動される。アクチュエータ１７は、制御手段１８により駆動制御される。
前記支持軸１６には、バルブ４を開閉する揺動カム１９と後述する第２伝達アーム３７とを揺動自在に支持している。揺動カム１９は、第２伝達アーム３７を挟んで前後両側にそれぞれ１個ずつ配置されている。つまり、揺動カム１９は、１つの第２伝達アーム３７に対して２個設けられている。そして、この内燃機関１は、１つの気筒につき、２個のバルブ４を備え、各バルブ４を開閉する２個のローラ式ロッカアーム７を備え、各ローラ式ロッカアーム７を支持する２個の油圧ラッシュアジャスタ８を備え、カム１２を１個備えている。
揺動カム１９は、円筒状のリング部２０を備えている。リング部２０は、後述する第２伝達アーム３７の係合部４２に相対回転可能に係合する。したがって、揺動カム１９は、第２伝達アーム３７を介して支持軸１６に揺動自在に支持されている。リング部２０は、ローラ式ロッカアーム７のローラ１０と対向する外周に、カム面２１を備えている。カム面２１は、支持軸１６の軸心Ｃを中心とする円弧形状であり、バルブ４をリフトさせない形状のベース円部２２と、このベース円部２２から径方向外側に突出していてバルブ４をリフトさせる形状のリフト部２３とからなり、ローラ式ロッカアーム７のローラ１０に接触する。
【００１２】
前記支持軸１６には、第２伝達アーム３７の前側に配置した揺動カム１９に隣接して制御アーム２４を配置している。制御アーム２４は、支持軸１６に固定される円筒状のボス部２５を備えている。ボス部２５には、その外周からカム軸１１側に向かって突出する突出部２６が連結されている。これにより、制御アーム２４は、カム軸１１の側方に配置され、アクチュエータ１７により回転駆動される支持軸１６を支点として、この支持軸１６の軸心Ｃを中心に所定角度回転される。
前記制御アーム２４の端部には、入力アーム２７を揺動可能に連結している。入力アーム２７は、制御アーム２４への連結部と反対側に円筒状のボス部２８を備え、ボス部２８の外周から前記制御アーム２４の突出部２６に向かって突出する一対の平行な支持部２９・２９を備えている。これら支持部２９・２９の間には前記突出部２６の先端が挿入され、支持部２９・２９は軸３０により突出部２６に回転自在に連結されている。ボス部２８には、支持軸１６と平行な回転軸３１を第２伝達アーム３７側に突出するように取り付けている。この回転軸３１には、前記カム１２と接触する入力部３２としてローラを回転自在に支持している。入力アーム２７のボス部２８は、バネ３３によりカム１２側に牽引され、入力部３２をカム１２に押圧する。
前記入力アーム２７には、前記回転軸３１を介して第１伝達アーム３４が揺動可能に連結されている。第１伝達アーム３４は、内燃機関１の左右方向に長い長四角板形状の基板部３５と、基板部３５の幅方向両側から突出する一対の平行な平板部３６・３６とにより断面コ字形状に形成される。第１伝達アーム３４の長手方向一端側における平板部３６・３６の間には、前記入力部３２が配置され、平板部３６・３６には前記回転軸３１が回転自在に連結されている。
前記第１伝達アーム３４の長手方向他端部には、前記揺動カム１９と連結される第２伝達アーム３７を揺動可能に連結している。第２伝達アーム３７は、支持軸１６が回転自在に貫通する円筒部３８を備えている。円筒部３８は、その外周から第１伝達アーム３４の長手方向他端側に向かって延びる延長部３９を設けている。延長部３９の先端には、その中心軸が支持軸１６と平行な円筒状の保持部４０を設けている。保持部４０は前記第１伝達アーム３４の長手方向他端側の平板部３６・３６の間に配置され、支持軸１６と平行な軸４１によって平板部３６・３６に回転自在に支持されている。
【００１３】
前記第２伝達アーム３７には、図４・図５に示すように、支持軸１６が貫通する円筒部３８の前後両端にそれぞれ小径の係合部４２・４２を形成している。これら係合部４２・４２の外周には、前記揺動カム１９に形成したリング部２０が揺動自在に係合される。円筒部３８には、その外周面に半径方向外側に延びる板状の突出部４３が形成されている。
一方、揺動カム１９のリング部２０の外周には、支持軸１６を中心とする突出部４３の回転方向両側の各側面４４・４４と所定隙間で対向する一対のフランジ部４５・４５を形成している。各フランジ部４５・４５は、その外側端部が連結部４６によって互いに連結されている。各フランンジ部４５・４５には、突出部４３の各側面４４・４４を挟んで、互いに対向するネジ孔４７・４７を貫通して形成している。一対のネジ孔４７・４７には、互いに対向する方向から突起部４３の各側面４４・４４と接触する一対の調整ネジ４８・４８を装着している。
調整ネジ４８は、ネジ軸部４９とネジ頭部５０とを備えている。ネジ軸部４９の先端部５１は、図６に示すように、突出部４３側に凸となる曲面に形成されている。調整ネジ４８は、ネジ頭部５０に調整工具を係合してネジ軸部４９を回転させ、フランジ部４５・４５から突出部４３に向かって突出する量を変更する。
前記第２伝達アーム３７は、揺動カム１９のフランジ部４５・４５間に突出部４３を配置し、各フランンジ部４５・４５のネジ孔４７・４７に装着した調整ネジ４８・４８を調整工具で回転させ、突出部４３の各側面４４・４４にネジ軸部４９・４９の先端部５１・５１を接触させることで、揺動カム１９と連結している。
可変動弁装置１５は、制御アーム２４と入力アーム２７と第１伝達アーム３４と第２伝達アーム３７とを連結することによって、リンク機構を構成している。可変動弁装置１５は、支持軸１６の軸心Ｃを支点としてアクチュエータ１７により回転駆動される制御アーム２４の回転にともなって、この制御アーム２４と入力アーム２７と第１伝達アーム３４と第２伝達アーム３７とによって構成されるリンク機構の形態を変えて、バルブ４のリフト量を変更する。
【００１４】
この内燃機関１の可変動弁装置１５は、図４・図５に示すように、一対の調整ネジ４８・４８を回転させて各フランジ部４５・４５から突出する量を変更することによって、第２伝達アーム３７に対する揺動カム１９の相対的な位置を変更でき、部品類の寸法誤差によって生じるバルブリフト量のばらつきを調整できる。
そのため、バルブリフト量のばらつきを調整する際に、構成部品を交換する必要をなくし、バルブリフト量の調整作業を容易にすることができる。
また、この可変動弁装置１５は、第２伝達アーム３７の突出部４３を揺動カム１９の一対のフランジ部４５・４５間に挿入し、調整ネジ４８・４８を仮締めして突出部４３の動きを規制することで、揺動カム１９を第２伝達アーム３７に対して仮固定できるため、可変動弁装置１５の製造性を向上できる。
さらに、この可変動弁装置１５の揺動カム１９の一対のフランジ部４５・４５は、その外側端部を連結部４６によって互いに連結している。
これにより、この可変動弁装置１５は、連結部４６によってフランジ部４５・４５の結合強度を高めることができ、調整ネジ４８・４８を締め付けた場合、互いに対向するフランジ部４５・４５が倒れることを防止しつつフランジ部４５・４５を薄肉化することができる。このため、可変動弁装置１５を小型かつ簡素な構造にできる。
また、この可変動弁装置１５の調整ネジ４８・４８は、ネジ軸部４９・４９の先端部５１・５１が、突出部４３側に凸となる曲面に形成されている。
これにより、この可変動弁装置１５は、突出部４３が調整ネジ４８・４８の軸線に対して傾いた状態となった場合にも、調整ネジ４８・４８の先端部５１・５１を常に安定した状態で突起部４３の各側面４４・４４と面接触させ、調整ネジ４８・４８の軸力が低下することを防止できる。
さらに、この可変動弁装置１５は、バルブ４および揺動カム１９を２つ並列に配置し、２つの揺動カム１９の間に第２伝達アーム３７を１つ配置している。
これにより、この可変動弁装置１５は、バルブ４および揺動カム１９を２つ並列に配置する場合、２つの揺動カム１９の間に１つの第２伝達アーム３７を配置したことで、第２伝達アーム３７を共用して可変動弁装置１５の小型化を図ることができる。
【００１５】
図７は、変形例を示すものである。
図１に示すように、可変動弁装置１５をシリングヘッド２に組み付けた場合、特に支持軸１６よりも下側に配置される調整ネジ４８は、シリンダヘッド２の内側に位置するため、調整工具（例えば、六角レンチ頭）を調整ネジ４８のネジ頭部５０に係合させることが困難になり、調整作業が制限されることになる。
そこで、図７に示すように、調整ネジ４８のネジ頭部５０には、外周に六角軸形状の工具係合部５２を形成するとともに頂部に六角穴形状の工具係合部５３を形成することで、六角軸形状の工具係合部５２によるスパナの使用と六角穴形状の工具係合部５３による六角レンチの使用とを可能としている。
これにより、可変動弁装置１５は、上側に配置される調整ネジ４８は六角レンチで回転させることができ、下側の調整ネジ４８はスパナで回転させることができるため、調整工具の選択幅を広げることができ、バルブリフト量を調整する際の作業性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明は、可変動弁装置の構造を簡素化しつつ部品類の寸法誤差によって生じるバルブリフト量のばらつきを容易に調整できる構造であり、可変動弁装置だけでなく、機械装置の調整機構全般に適応可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１  内燃機関
２  シリンダヘッド
３  シリンダヘッドカバー
４  バルブ
７  ローラ式ロッカアーム
８  油圧ラッシュアジャスタ
１１  カム軸
１２  カム
１５  可変動弁装置
１９  揺動カム
２０  リング部
２４  制御アーム
２７  入力アーム
３４  第１伝達アーム
３７  第２伝達アーム
３８  円筒部
３９  延長部
４２  係合部
４３  突出部
４４  側面
４５  フランジ部
４６  連結部
４７  ネジ孔
４８  調整ネジ
５１  先端部
【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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