(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カムと、内燃機関の回転数等の運転状況に応じて前記立体カムを軸方向へ変位させる変位装置と、立体カムのカムプロフィールに基づいて往復動することによりバルブを開閉する直打式バルブリフタとを備えた可変動弁機構において、
前記直打式バルブリフタ（５）は、立体カム（２）と接触するカム接触子（６）と、シリンダヘッド（９）のリフタガイド穴（１０）に摺動可能に挿入された円筒状のカップ部材（７）とを備え、
前記カップ部材を、立体カムと対向する端壁部（１８）とリフタガイド穴に摺接する側壁部（１９）とから一体成形するとともに該側壁部に穴（２７）を貫設し、
前記カップ部材に、該穴を介して前記側壁部の外側に突出する凸部（３０）と、該穴を通過不可能に形成され、前記カップ部材の内面に取り付けられる取付部（３１，５１）とが一体形成されてなる回転阻止部材（２５，５０）を取り付け、
前記凸部（３０）は、前板部（３５）と、該前板部の両側端縁からそれぞれ後方に延びる側板部（３６）と、該前板部の上端縁から後方へ延びる上板部（３７）と、各側板部の後端縁に形成された側方へ延びる位置決め部（３８）とを備え、前記取付部（３１，５１）は、上板部（３７）の後端縁から一体形成されており、
シリンダヘッドのリフタガイド穴に前記凸部が摺動可能に嵌合する凹溝（２６）を形成したことを特徴とする可変動弁機構。
【請求項２】
前記取付部は、前記側壁部内面を押圧することにより前記カップ部材に位置保持されるように構成された請求項１記載の可変動弁機構。
【請求項３】
前記取付部は、前記端壁部内面に溶接固定されることにより取り付けられるように構成された請求項１記載の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の運転状況に応じてバルブタイミング及びリフト量を変化させる可変動弁機構に関し、特に直打式バルブリフタの回転阻止構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
カムプロフィールが軸方向に連続的に変化する立体カムと、該立体カムに接触するカム接触子を備えた直打式バルブリフタとを用いた可変動弁機構によれば、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バルブタイミング及びリフト量を連続的に変化させて、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうことができる。この可変動弁機構においては、立体カムに対してカム接触子が回転しないようにする回転阻止構造が設けられるが、前記公報に記載された回転阻止構造では、部品点数の増加や剛性の低下等の問題があった（後記の特開２０００−１３６７０４号公報で指摘）。
【０００３】
そこで、本出願人は先に、前記問題を解消できる回転阻止構造として、図１８に示すとおり、直打式バルブリフタの倒立カップ状のカップ部材１０７の端壁部１１８の外周面に、シリンダヘッド１０９に対するカップ部材１０７の回転を阻止する凸部１２５を一体的に設け、シリンダヘッド１０９のガイド穴１１０の一部に、前記凸部１２５が摺動可能に嵌合する凹溝１２６を設けたものを提案した（特開２０００−１３６７０４号公報）。この可変動弁機構によれば、部品点数を削減し、剛性を高めることができた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図７の回転阻止構造によると、端壁部１１８の外側に凸部１２５を設けるので、該凸部１２５が邪魔になって側壁部１１９の外周面の研削加工が困難になり、該面の精度を確保することも困難になっていた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、カップ部材及びカム接触子の回転阻止構造を簡単な構成で実現することができ、側壁部の外周面の研削加工及び精度確保を容易化できる可変動弁機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の可変動弁機構は、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カムと、内燃機関の回転数等の運転状況に応じて前記立体カムを軸方向へ変位させる変位装置と、立体カムのカムプロフィールに基づいて往復動することによりバルブを開閉する直打式バルブリフタとを備えた可変動弁機構において、前記直打式バルブリフタは、立体カムと接触するカム接触子と、シリンダヘッドのリフタガイド穴に摺動可能に挿入された円筒状のカップ部材とを備え、前記カップ部材を、立体カムと対向する端壁部とリフタガイド穴に摺接する側壁部とから一体成形するとともに該側壁部に穴を貫設し、前記カップ部材に、該穴を介して前記側壁部の外側に突出する凸部と、該穴を通過不可能に形成され、前記カップ部材の内面に取り付けられる取付部とが一体形成されてなる回転阻止部材を取り付け、前記凸部は、前板部と、該前板部の両側端縁からそれぞれ後方に延びる側板部と、該前板部の上端縁から後方へ延びる上板部と、各側板部の後端縁に形成された側方へ延びる位置決め部とを備え、前記取付部は、上板部の後端縁から一体形成されており、シリンダヘッドのリフタガイド穴に前記凸部が摺動可能に嵌合する凹溝を形成したことを特徴としている。
【０００７】
前記取付部としては、特に限定されないが、次の態様を例示する。
（１）前記側壁部内面を押圧することにより前記カップ部材に位置保持されるように構成された態様。
（２）前記端壁部内面に溶接固定されることにより取り付けられるように構成された態様。
【０００８】
立体カムは、低回転用カムプロフィールから高回転用カムプロフィールまでカムプロフィールを軸方向に連続的に変化させたものが好ましい。
【０００９】
低回転用カムプロフィールにおけるバルブタイミングの位相、開弁作用角及びリフト量と、高回転用カムプロフィールにおけるバルブタイミングの位相、開弁作用角及びリフト量は、個々の内燃機関における要求事項に応じて適宜設定することができる。もっとも、多くの場合、低回転用カムプロフィールは開弁作用角及びリフト量が小さく、高回転用カムプロフィールは開弁作用角及びリフト量が大きい。
【００１０】
変位装置により立体カムを段階的に変位させる場合、二段階に変化させてもよいが、その場合は二段階の変位を調節できるようにすることが好ましい。さらに好ましくは、立体カムを少なくとも三段階に変位させることである。最も好ましくは、立体カムを連続的に変位させることである。変位装置は特定の構造に限定されず、油圧、電磁力等を利用したものを例示できる。
【００１１】
追従接触機構は、特に限定されないが、リフタブリッジの中央部に設けられた半円筒内面座と、該半円筒内面座にロール運動可能に嵌合されたカム接触子とからなるものが好ましい。このカム接触子は、バルブクリアランス調整用の取替部品とされてもよい。その他、特開平９−２９６７１４号公報に示したカム接触子付ローラ機構を適用することもできる。
【００１２】
なお、本発明の可変動弁機構は、吸気バルブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできるが、両方に適用することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を吸気バルブ及び排気バルブの両方に適用した可変動弁機構の実施形態について、図面を参照して説明する。よって、実施形態において単にバルブというときは、吸気バルブと排気バルブの両方を指す。
【００１４】
まず、図１〜図４に示すように、可変動弁機構のカムシャフト１には、図４において右側の低回転用カムプロフィールから左側の高回転用カムプロフィールまで、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カム２が形成されている。立体カム２はベース円部２ａとノーズ部２ｂとからなり、ベース円部２ａは、低回転用カムプロフィールにおいても高回転用カムプロフィールにおいても同一半径であるため、傾斜の無い円柱面である。しかし、ノーズ部２ｂは、低回転用カムプロフィールにおいては開弁作用角及びリフト量が小さく、高回転用カムプロフィールにおいては開弁作用角及びリフト量が大きいため、円錐面のように傾斜している。
【００１５】
カムシャフト１の端部には、内燃機関の回転数等の運転状況に応じてカムシャフト１及び立体カム２を軸方向へ連続的に変位させる変位装置３が設けられている。変位装置３は、例えば、スプラインを用いたカムシャフト１のガイド部と、油圧を用いたカムシャフト１の駆動部とからなり（いずれも図示略）、内燃機関の回転センサやアクセル開度センサ等に基づいて作動するマイクロコンピュータ等の制御装置（図示略）により制御されるようになっている。
【００１６】
カムシャフト１の下方には、立体カム２のカムプロフィールに基づいてバルブ４を開閉する直打式バルブリフタ５が配置されている。このバルブリフタ５は、立体カム２に接触するカム接触子６と、カム接触子６を支持する円筒状のカップ部材７とを備え、カップ部材７はスプリング８により立体カム２側へ付勢される。カム接触子６は半割り円柱状に形成され、立体カム２の回転に伴う接触線角度の変化に追従してカムシャフト１と直角の軸線周りで揺動される（図４参照）。カップ部材７はシリンダヘッド９のリフタガイド穴１０に摺動可能に挿入され、立体カム２の回転に伴いカム接触子６を介しバルブ４のステム部４ａと平行な軸線に沿って往復動される。
【００１７】
ステム部４ａはシリンダヘッド９に固定されたバルブガイド１１に摺動可能に挿通されている。ステム部４ａの上端部にはノッチ１２が形成され、ノッチ１２にはスプリングリテーナ１３がコッタ１４を介しバルブ軸線方向へ移動不能に係止されている。スプリング８はステム部４ａに嵌挿され、その上端はスプリングリテーナ１３に保持され、下端はシリンダヘッド９に固定されたスプリングシート１５に保持されている。そして、スプリング８はカップ部材７を立体カム２側へ付勢することにより、カム接触子６を立体カム２に圧接させるとともに、バルブ４を閉鎖方向へ付勢するようになっている。なお、シリンダヘッド９の上面には立体カム２の回転軌跡を逃がすための逃がし凹部１６（図３参照）が形成されている。
【００１８】
カップ部材７は、立体カム２と対向する端壁部１８とリフタガイド穴１０に摺接する側壁部１９とから一体成形されている。端壁部１８の上面つまりカム対向面には、カムシャフト１の軸線とは直角の方向に長い隆起部２０が一体的に設けられ、隆起部２０にはカム接触子６が着座する半円筒内面座２１が凹設されている。隆起部２０及び半円筒内面座２１はカム接触子６の支持部を構成し、この支持部にカム接触子６がカムシャフト１とは直角の軸線周りで揺動可能かつバルブ４の中心線周りで回動不能に支持されている。また、カム接触子６の長手方向の移動を規制するために、カム接触子６には端壁部１８の切欠２２に嵌合する突起２３が設けられている。
【００１９】
一方、シリンダヘッド９のリフタガイド穴１０には凹溝２６がカップ部材７の摺動方向に延びるように形成されている。そして、側壁部１９には穴２７が貫設され、該穴２７を介してシリンダヘッド９に対するカップ部材７の回転を阻止する回転阻止部材２５が取り付けられている。回転阻止部材２５は、板バネ材からなり、カップ部材７の内側から穴２７に挿通されて側壁部１９の外側に突出する凸部３０と、穴２７を通過不可能に形成され、カップ部材７の内面に取り付けられる取付部３１とが一体形成されてなっている。
【００２０】
凸部３０は、前板部３５と、該前板部３５の両側端縁からそれぞれ後方に延びる側板部３６と、該前板部３５の上端縁から後方へ延びる上板部３７とを備えている。各側板部３６の後端縁には側方へ延びる位置決め部３８が形成されている。取付部３１は、上板部３７の後端縁から略垂下されたベース部４０と、該ベース部４０の両側端縁から後方へ延び、側壁部１９の内周面を押圧する一対の押圧部４１とを備えている。押圧部４１は、その外面が側壁部１９の内周面に略沿って対向するように略弓形に折曲形成されている。
【００２１】
この回転阻止部材２５を取り付けるには、一対の押圧部４１を互いに近づけるように縮め、この状態で側壁部１９の内側に挿入する。そして、穴２７を通過させて凸部３０を側壁部１９の外側に突出させるとともに、押圧部４１が端壁部１８の内面の周方向に延びるように配設すると取り付けが完了する。このとき、一対の側板部３６が穴２７の内周面を押圧するので、凸部３０の穴２７からの抜けが防止される。また、位置決め部３８が側壁部１９の内周面に係止されることにより、凸部３０が側壁部１９の内周面に対して位置決めされる。また、押圧部４１が側壁部１９の内周面を押圧し、回転阻止部材２５がカップ部材７から抜けないように該カップ部材７に位置保持される。
【００２２】
上記のように構成された可変動弁機構によれば、次の効果を得ることができる。
▲１▼  カム接触子６の支持部である隆起部２０及び半円筒内面座２１が一体的に設けられたカップ部材７に、別体の回転阻止部材２５を取り付けるようになっているので、端壁部１８の外側に従来のような凸部を設けなくてもよく、側壁部１９の外周面の研削加工が容易になり、該面の精度を確保することも容易になる。
【００２３】
▲２▼  取付部３１は、側壁部１９の内面を押圧することによりカップ部材７に位置保持されるように構成されているので、カップ部材７に溶接する等の固定作業が必要がなく、簡単に組み付けることができ、作業性が良い。
【００２４】
次に、図５及び図６は回転阻止部材の変更例を示すものである。この回転阻止部材５０は、取付部５１を、その上面が端壁部１８内面に対向するようにして上板部３７の後端縁から両側へ円弧状に延びるように形成し、その先端部５１ａを端壁部１８の内面に溶接固定することにより取り付けている点において上記実施形態と相違するものであり、その他は実質的に共通である。なお、溶接は、例えば図５に示す部分５２のように、カップ部材７への熱影響の少ない部分ですることが好ましい。本実施形態によっても、上記実施形態と同様に、上記丸１の効果を得ることができる。
【００２５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で回転阻止部材の構成・形状やその他各部の構成・形状等を適宜変更して具体化することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の可変動弁機構は、上記の通り構成されているので、カップ部材及びカム接触子の回転阻止構造を簡単な構成で実現することができ、側壁部の外周面の研削加工及び精度確保を容易化でき、回転阻止部材の凸部が側壁部の穴から抜けるのを防止でき、また、該凸部が側壁部の内周面に対して位置決めされるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の可変動弁機構を示す斜視図である。
【図２】同可変動弁機構の直打式バルブリフタの分解斜視図である。
【図３】（ａ）は同直打式バルブリフタの回転阻止部材を示す平面図、（ｂ）は、同回転阻止部材のカップ部材への取付状態を示す平断面図、（ｃ）は同直打式バルブリフタの平面図である。
【図４】同可変動弁機構の断面図である。
【図５】同直打式バルブリフタの変更例を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は同直打式バルブリフタの変更例の回転阻止部材を示す斜視図、（ｂ）は同回転阻止部材の平面図、（ｃ）は同直打式バルブリフタの変更例の断面図である。
【図７】従来例の可変動弁機構を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    カムシャフト
２    立体カム
３    変位装置
４    バルブ
５    直打式バルブリフタ
６    カム接触子
７    カップ部材
８    スプリング
９    シリンダヘッド
１０    リフタガイド穴
１８    端壁部
１９    側壁部
２０    隆起部
２１    半円筒内面座
２５    回転阻止部材
２６    凹溝
２７    穴
３０    凸部
３１    取付部
４１    押圧部
５０    回転阻止部材
５１    取付部
【図１】
0003985032.tif 000002
【図２】
0003985032.tif 000003
【図３】
0003985032.tif 000004
【図４】
0003985032.tif 000005
【図５】
0003985032.tif 000006
【図６】
0003985032.tif 000007
【図７】
0003985032.tif 000008