(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関のクランク軸によって回転駆動し、外周に駆動カムが固定されたドライブシャフトと、
該ドライブシャフトに前記駆動カムと同軸上に揺動自在に設けられ、機関弁をバルブリフターを介して開閉作動させる揺動カムと、
一端部がリンクアームを介して前記駆動カムに回転自在に連係しかつ他端部がリンク部材を介して揺動カムの端部に連係したロッカアームと、
該ロッカアームの揺動支点を可変にする可変機構と、
該可変機構を機関運転状態に応じて作動制御する制御手段と、を備え、
前記ロッカアームの揺動支点を可変制御することによって揺動カムの前記バルブリフターの頂面に対する揺動位置を変化させて機関弁のリフト量を可変制御する可変動弁装置であって、
前記揺動カムのカムフェースの一端側にカムリフト部を有するカム面が摺接するバルブリフターの頂面を、前記揺動カムのカムリフト部側が下り傾斜状となるように形成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】
前記バルブリフターの頂面に、前記揺動カムのカムフェースが摺接するほぼ円板状のシムを設けると共に、前記揺動カムのカムフェースの巾方向の中心線を前記シムの中心からオフセット配置したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記揺動カムのカムフェースの巾方向の中心線を、前記バルブリフター頂面のほぼ中央に配置し、前記シムの中心を前記バルブリフター頂面の中心から前記揺動カムのカムフェースの巾方向にオフセット配置したことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記バルブリフターの頂面に、前記揺動カムのカムフェースが摺接するほぼ円板状のシムを設けると共に、該シムの中心をバルブリフター頂面の中心から前記揺動カムのカムリフト部側にオフセット配置したことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記バルブリフターの頂面と前記シムとの間に弾性部材を介装し、シムを前記揺動カムのカムフェースに常時弾接したことを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸・排気弁の開閉時期及びバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変にできる内燃機関の動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知にように、機関低速低負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する等のために、吸気・排気弁の開閉時期とバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御する動弁装置は従来から種々提供されており、その一例として特開昭５５−１３７３０５号公報等に記載されているもの知られている。
【０００３】
図１５に基づきその概略を説明すれば、シリンダヘッド１のアッパデッキの略中央近傍上方位置にカムシャフト２が設けられていると共に、該カムシャフト２の外周にカム２ａが一体に設けられている。また、カムシャフト２の側部には、制御シャフト３が平行に配置されており、この制御シャフト３に偏心カム４を介してロッカアーム５が揺動自在に軸支されている。一方、シリンダヘッド１に摺動自在に設けられた吸気弁６の上端部には、バルブリフター７を介して揺動カム８が配置されている。この揺動カム８は、バルブリフター７の上方にカムシャフト２と並行に配置された支軸９に揺動自在に軸支され、下端のカム面８ａがバルブリフター７の上面に当接している。また、前記ロッカアーム５は、一端部５ａがカム２ａの外周面に当接していると共に、他端部５ｂが揺動カム８の上端面８ｂに当接して、カム２ａのリフトを揺動カム８及びバルブリフター７を介して吸気弁６に伝達するようになっている。
【０００４】
また、前記制御シャフト３は、図外のアクチュエータによって所定角度範囲で回転制御されて、偏心カム４の回動位置を制御し、これによってロッカアーム５の揺動支点を変化させるようになっている。
【０００５】
そして、偏心カム４が正逆の所定回動位置に制御されるとロッカアーム５の揺動支点が変化して、他端部５ｂの揺動カム８の上端面８ｂに対する当接位置が図中上下方向に変化し、これによって揺動カム８のカム面８ａのバルブリフター７上面に対する当接位置の変化に伴い、揺動カム８の揺動軌跡が変化することにより吸気弁６の開閉時期（バルブタイミング）とバルブリフト量を可変制御するようになっている。尚、図中１０は、揺動カム８の上端面８ｂを常時ロッカアーム５の他端部５ｂに弾接付勢するスプリングである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の動弁装置にあっては、カム２ａと揺動カム８がそれぞれカムシャフト２と支軸９に設けられて、両者２ａ，８は、機関の巾方向へ大きく離間した位置に別個独立に配置されている。このため、これらカム２ａや揺動カム８の大きな配置スペースが要求される。
【０００７】
また、カム２ａと揺動カム８が機関巾方向へ大きく離れているため、ロッカアーム５の両端部５ａ，５ｂを必然的に機関巾方向へほぼへ字形状に延出させなければならない。したがって、配置スペースの増加と相俟ってロッカアーム５の大型化により、動弁装置の機関への搭載性が悪化すると共に、機関の大型化と重量の増加が余儀なくされている。
【０００８】
さらに、カムシャフト２の他に支軸９を必要とするので、部品点数が増加すると共に、カムシャフト２と支軸９との互いの軸心のずれが生じ易くなり、これによってバルブタイミングの制御精度が低下するおそれがある。
【０００９】
また、ロッカアーム５の端部５ｂが、揺動カム８の上端面８ｂを直接押圧することによって該揺動カム８の揺動を得る構成のため、ロッカアーム５の押圧点（当接位置）が揺動カム８の上端面８ｂから離脱するおそれがある。したがって、ロッカアーム５の揺動支点位置に制約が生じ、揺動カム８の揺動軌跡、ひいては吸気弁６のバルブタイミング／リフト量を比較的大きく設定することができない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の可変動弁装置の課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、機関のクランク軸によって回転駆動し、外周に駆動カムが固定されたドライブシャフトと、該ドライブシャフトに前記駆動カムと同軸上に揺動自在に設けられ、機関弁をバルブリフターを介して開閉作動させる揺動カムと、一端部がリンクアームを介して前記駆動カムに回転自在に連係しかつ他端部がリンク部材を介して揺動カムの端部に連係したロッカアームと、該ロッカアームの揺動支点を可変にする可変機構と、該可変機構を機関運転状態に応じて作動制御する制御手段と、を備え、前記ロッカアームの揺動支点を可変制御することによって揺動カムの前記バルブリフターの頂面に対する揺動位置を変化させて機関弁のリフト量を可変制御する可変動弁装置であって、前記揺動カムのカムフェースの一端側にカムリフト部を有するカム面が摺接するバルブリフターの頂面を、前記揺動カムのカムリフト部側が下り傾斜状となるように形成したことを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記バルブリフターの頂面に、前記揺動カムのカムフェースが摺接するほぼ円板状のシムを設けると共に、前記揺動カムのカムフェースの巾方向の中心線を前記シムの中心からオフセット配置したことを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記揺動カムのカムフェースの巾方向の中心線を、前記バルブリフター頂面のほぼ中央に配置し、前記シムの中心を前記バルブリフター頂面の中心から前記揺動カムのカムフェースの巾方向にオフセット配置したことを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記バルブリフターの頂面に、前記揺動カムのカムフェースが摺接するほぼ円板状のシムを設けると共に、該シムの中心をバルブリフター頂面の中心から前記揺動カムのカムリフト部側にオフセット配置したことを特徴としている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記バルブリフターの頂面と前記シムとの間に弾性部材を介装し、シムを前記揺動カムのカムフェースに常時弾接したことを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、駆動カムと揺動カムの両方をドライブシャフトに同軸上に設け、つまりドライブシャフトに一緒に設けたため、機関巾方向への配置スペースを十分に小さくすることができる。
【００１６】
また、バルブリフターの頂面を、揺動カムのカムリフト部側が下り傾斜となるようにテーパ状に形成したため、バルブリフターの頂面における揺動カムのカムフェースが摺動する領域、つまりトラベル領域が大きくなる。このため、揺動カムの揺動角や該揺動カムの外径を大きくしなくても、機関弁のリフト量を大きくすることが可能になる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、揺動カムの揺動に伴いバルブリフターが作動すると、カムフェースの巾方向中心とシムの中心とのオフセット配置に起因して該シムの自由な回転を促進できる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、揺動カムのカムフェースの巾方向の中心線が、バルブリフターの中心を通るように配置したので、バルブリフターにその中心まわりの回転モーメントが発生しない。したがって、バルブリフターは揺動カムのカムフェースにて安定的に保持されて、カムフェースとバルブリフターとの片当たりを防止できる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、シムをバルブリフター中心に対して揺動カムのカムリフト部側にオフセット配置したので、揺動カムとシムとの摺動領域（トラベル領域）を可及的に大きくすることができる。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、弾性部材によってシムが揺動カムのカムフェースに常時当接した状態になっているため、揺動カムのベースサークル時におけるカムフェースとシムとの間のクリアランスの発生を防止できる。したがって、このベースサークル域における機関振動によるバルブリフターの自由な回転を抑制でき、もって、バルブリフターは揺動カムのカムフェースにて安定的に保持されて、カムフェースとバルブリフターとの片当たりを防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本発明に係る可変動弁装置の第１の実施形態を示し、１気筒あたり２つの吸気弁を有する内燃機関に適用したものを示している。
【００２２】
すなわち、この可変動弁装置は、シリンダヘッド１１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられた一対の吸気弁１２，１２と、シリンダヘッド１１上部の図外の軸受に回転自在に支持された中空状のドライブシャフト１３と、該ドライブシャフト１３の外周面に、圧入等により固設された駆動カム１５と、前記ドライブシャフト１３に駆動カム１５と同軸上に回動自在に設けられて、各吸気弁１２，１２をバルブリフター１６，１６を介して押圧開動させる一対の揺動カム１７，１７と、前記ドライブシャフト１３にほぼ平行に配設された制御軸２８に制御カム２９を介して揺動自在に軸支され、一端部１８ａがリンクアーム１９を介して前記駆動カム１５に連係し、他端部１８ｂがリンク部材２０を介して前記揺動カム１７，１７に連係したロッカアーム１８と、前記ロッカアーム１８の揺動支点位置を可変にする可変機構２１と、該可変機構２１を機関運転状態に応じて作動制御する図外の制御手段とから構成されている。
【００２３】
前記ドライブシャフト１３は、機関前後方向に沿って配置されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットや該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が伝達されている。
【００２４】
前記駆動カム１５は、図４にも示すように、ほぼリング状を呈し、大径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの側端面に一体に設けられた筒状部１５ｂとからなり、内部軸方向にドライブシャフト挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがドライブシャフト１３の軸心Ｙから径方向へ所定量だけオフセットしている。また、この駆動カム１５は、ドライブシャフト１３に対し前記両バルブリフター１６，１６に干渉しない両外側にドライブシャフト挿通孔１５ｃを介して圧入固定されている。
【００２５】
前記各バルブリフター１６は、図１〜図４に示すように有蓋円筒状を呈し、筒状のスカート部１６ａと該スカート部１６ａの上端部に一体に有する円板状の上壁１６ｂとからなり、スカート部１６ａがシリンダヘッド１１に形成された保持孔１１ａ，１１ａ内に摺動自在に保持されている一方、上壁１６ｂの頂面１６ｃが傾斜状に形成されている。すなわち、頂面１６ｃは、前記揺動カム１７の後述するカムフェース２５に沿って傾斜し、揺動カム１７のカムリフト部２５ｃ側が下り傾斜状に形成され、その傾斜角度θは約１０°に設定されている。また、前記保持孔１１ａのバルブリフター１６の頂面１６ｃ最高位置側の内面には、バルブリフター１６との間に潤滑油を供給する供給通路３０が形成されている。
【００２６】
また、前記リンクアーム１９は、比較的大径な円環状の基部１９ａと、該基部１９ａの外周面所定位置に突設された突出端１９ｂとを備え、基部１９ａの中央位置には、前記駆動カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔１９ｃが形成されている一方、突出端１９ｂには、ピン２３が回転自在に挿通するピン孔１９ｄが貫通形成されている。
【００２７】
前記各揺動カム１７は、図１及び図４に示すようにほぼ横Ｕ字形状を呈し、両者１７，１７間に有する筒状の基部１７ａの内部にドライブシャフト１３が相対的に回転自在に嵌挿された支持孔１７ｂが貫通形成されていると共に、筒状基部１７ａの外周が軸受２２によって軸受けされている。また、ロッカアーム１８他端部１８ｂ側に位置する一方の揺動カム１７の一端部２４には、ピン孔２４ａが貫通形成されている。また、各揺動カム１７，１７の下面には、カムフェース２５が形成されている。このカムフェース２５は、筒状基部１７ａ側の基円面２５ａと該基円面２５ａからカムノーズ部側の一端部２４端縁側に円弧状に延びるカム面２５ｂと、該カム面２５ｂの先端側に有するカムリフト部２５ｃとから構成されており、該基円面２５ａとカム面２５ｂ及びカムリフト部２５ｃが、揺動カム１７の揺動位置に応じて各バルブリフター１６の上面所定位置に当接するようになっている。すなわち、図５に示すバルブリフト特性からみると、図１に示すように基円面２５ａの所定角度範囲θ１がベースサークル区間になり、カム面２５ｂの所定角度範囲θ２がいわゆるランプ区間となり、さらにカム面２５ｂからカムリフト部２５ｃまでの所定角度範囲θ３がリフト区間になるように設定されている。
【００２８】
前記軸受２２は、シリンダヘッド１１の上端部に設けられて筒状基部１７ａを支持するメインブラケット２２ａと、該メインブラケット２２ａの上端部に設けられて後述する制御軸を回転自在に支持するサブブラケット２２ｂとを有し、両ブラケット２２ａ，２２ｂが一対のボルト２２ｃ，２２ｃによってシリンダヘッド１１に上方から共締め固定されている。
【００２９】
前記ロッカアーム１８は、図１及び図４に示すように、ほぼく字形に折曲形成されて、ドライブシャフト１３の上方位置に機関巾方向に沿って配置されており、中央に有する基部１８ｃが後述する制御軸２８に揺動自在に支持されていると共に、一端部１８ａが前記ピン２３を介してリンクアーム１９の突出端１９ｂに回転自在に連結されている一方、他端部１８ｂがピン２６を介してリンク部材２０の一端部２０ａに回転自在に連結されている。
【００３０】
前記リンク部材２０は、図１にも示すように所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部２０ａ，２０ｂは前記ロッカアーム１８の他端部１８ｂと揺動カム１７の一端部２４にピン２６，２７を介して回転自在に連結している。
【００３１】
尚、各ピン２３，２６，２７の端部には、リンクアーム１９やリンク部材２０の軸方向の移動を規制するスナップリング３１が夫々設けられている。
【００３２】
前記可変機構２１は、前記軸受２２のメインブラケット２２ａとサブブラケット２２ｂとの間に軸受けされた制御軸２８と、該制御軸２８に圧入固定され、ロッカアーム１８の基部１８ｃに有するカム孔１８ｄ内に回転自在に嵌挿された制御カム２９とから構成されている。
【００３３】
前記制御カム２９は、ほぼ円筒状を呈し、内部軸方向に制御軸２８に嵌挿して圧入固定される挿通孔２９ａが貫通形成されていると共に、その軸心Ｐ１が制御軸２８の軸心Ｐからα分だけ偏倚している。
【００３４】
前記制御軸２８は、一端部に設けられた図外の電磁アクチュエータによって所定回転角度範囲内で回転するように制御されており、前記電磁アクチュエータは、機関の運転状態を検出する制御手段である図外のコントローラからの制御信号によって駆動するようになっている。コントローラは、クランク角センサやエアーフローメータ，水温センサ等の各種のセンサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を演算等により検出して、前記電磁アクチュエータに制御信号を出力している。
【００３５】
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、機関低速低負荷時には、コントローラからの制御信号によって電磁アクチュエータが一方に回転駆動され、これに伴い、制御軸２８も同方向へ所定量回動して、制御カム２９を図６Ａ，Ｂに示すように軸心Ｐ１が制御軸２８の軸心Ｐから左上方向の回動位置に保持され、厚肉部２９ｂがドライブシャフト１３から上方向に離間移動する。したがって、ロッカアーム１８は、全体がドライブシャフト１３に対して上方向へ移動して、他端部１８ｂによってリンク部材２０を上方向へ引き上げる。このため、揺動カム１７，１７は、一端部２４が強制的に若干引き上げられて全体が図示のように反時計方向へ回動位置に保持される。
【００３６】
したがって、駆動カム１５の回転によりリンクアーム１９を介してロッカアーム１８の一端部１８ａを上下方向へ作動させると、該ロッカアーム１８が制御カム２９を揺動支点として揺動し、他端部１８ｂからその揺動力がリンク部材２０を介して揺動カム１７，１７に伝達される。揺動カム１７，１７は、基円面２５ａ及びカム面２５ｂ，カムリフト部２５ｃがバルブリフター１６の頂面１６ｃ上を摺接しながら押圧あるいは押圧を解除して各吸気弁１２を開閉作動させるが、そのリフト量Ｌ１は図６Ｂに示すように比較的小さくなる。
【００３７】
よって、かかる低速低負荷域では、図８の破線で示すようにバルブリフト量が小さくなると共に、各吸気弁１２の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
【００３８】
一方、機関高速高負荷時に移行した場合は、コントローラからの制御信号によって電磁アクチュエータが反対方向に回転駆動される。したがって、図７Ａ，Ｂに示すように制御軸２８が、時計方向（図中矢印方向）へ所定量回動して制御カム２９を図６Ａ，Ｂに示す位置から反時計方向へ所定量回動させ、軸心Ｐ１（厚肉部２９ｂ）を下方向へ移動させる。このため、ロッカアーム１８は、今度は全体がドライブシャフト１３方向へ移動して、他端部１８ｂがリンク部材２０を介して揺動カム１７，１７の一端部２４を下方向へ押圧して、揺動カム１７，１７全体を所定量だけ時計方向へ回動させる。
【００３９】
したがって、各揺動カム１７のバルブリフター１６上面に対する当接位置が図７Ａ，Ｂに示すように一端部２４側の右方向位置に移動する。このため、駆動カム１５が回転してロッカアーム１８を揺動させて揺動カム１７，１７を所定範囲で揺動させると、バルブリフター１６に対するそのリフト量Ｌ２は図７Ｂに示すように大きくなる。
【００４０】
よって、かかる高速高負荷域では、図８の実線で示すようにカムリフト特性が低速低負荷域に比較して大きくなってバルブリフト量も大きくなると共に、各吸気弁１２の開時期が早くなる一方、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。以上のように、機関運転状態に応じて各吸気弁１２の開閉時期やバルブリフト量を可変にすることができる。
【００４１】
ところで、バルブリフター１６，１６の外径は機関の仕様によって定まっているものであり、その頂面１６ｃ，１６ｃの面積も一定に設定されているが、本実施形態ではバルブリフター１６，１６の頂面１６ｃ，１６ｃを傾斜状に形成したため、該頂面１６ｃ，１６ｃを水平に形成した場合に比較して、該頂面１６ｃ，１６ｃ上における揺動カム１７，１７のトラベル領域が大きくなり、前述のバルブリフト量を大きくすることが可能になる。
【００４２】
すなわち、バルブリフター１６の頂面１６ｃが水平面なもの（図９参照）と本願発明の傾斜面のもの（図１０参照）を、カムフェース２５が同一の揺動カム１７を用いた場合を比較すると、まず最大リフト時におけるカムリフト部２５ｃによる各頂面１６ｃの垂直方向の単位リフト量ｄｌ，ｄＬ１は、以下の式で求められる。
【００４３】
バルブリフター１６の頂面１６ｃが水平面なものでは、ｌｄθ＝ｄｌ  の式が求められる。（ここで、ｌはドライブシャフトの軸心からカムリフト部と頂面との当接点までの長さ、θは揺動カムの揺動角である。）
【００４４】
【数１】
0003933288.tif 000002
【００４５】
（ここで、Ｓはカムリフト部と頂面との当接点の傾斜面に直交する線に対してドライブシャフトの軸心から直角に延びた線の長さ、αは傾斜面の傾斜角度、Ｌはリフト量，ｄＬは前記直交する線における単位リフト量、ｒはベースサークル長さである。）
【００４６】
【数２】
0003933288.tif 000003
【００４７】
この式によって、水平面と傾斜面のバルブリフト量の比が求められる。具体的には、例えばｌ＝１７mm，ｒ＝１４mm，Ｌ＝９mm，α＝１０°とすると、ｄＬ１／ｄｌ＝１.２７ となり、水平面の場合に比較して傾斜面では１.２７倍のバルブリフト量となり、揺動カムの同じ揺動角θであっても傾斜面の方がバルブリフト量を増加させることができることが明らかである。これは、カムフェース２５の頂面１６ｃに対するトラベル領域が増加したためである。
【００４８】
このように、本実施形態では、バルブリフター１６の頂面１６ｃを傾斜状に形成することによってバルブリフト量を大きくすることが可能になる。この結果、水平面と同じバルブリフト量とするならば、揺動カム１７の揺動角θを小さくすることが可能になり、したがって、リンク部材２０やリンクアーム１９等の各リンク機構を小型化することができ、ひいては装置全体のコンパクト化が図れる。
【００４９】
また、この装置によれば、ドライブシャフト１３に駆動カム１５と各揺動カム１７とを同軸上に設けたため、機関巾方向の配置スペースを十分に小さくすることができる。
【００５０】
さらに、駆動カム１５と揺動カム１７とをドライブシャフト１３に同軸上に設けることにより、従来のような揺動カム１７を支持する支軸が不要となり、この分、部品点数の削減が図れ、また、ドライブシャフト１３と揺動カム１７の互いの軸心のずれが生じないため、バルブタイミングの制御精度の低下を防止できる。
【００５１】
しかも、駆動カム１５を、各バルブリフター１６とオフセット配置し互いに干渉しない位置に配したため、駆動カム１５の外形を大きくとることができ、駆動カム１５の外周面１５ａの設計自由度を向上させることが可能となり、これによって揺動カム１７の揺動量を確保するためのリフト量を十分に確保できると共に、駆動カム１５の駆動面圧を低減するためのカム幅を十分に確保できる。
【００５２】
特に、駆動カム１５は、リング状に形成され、外周面全体がリンクアーム基部１９ａの嵌合孔１９ｃの内周面全体に摺接するため、外周面の面圧が分散されて、該面圧を十分に低減できる。したがって、嵌合孔１９ｃの内周面間との摩耗の発生が抑制できると共に、潤滑も行い易い。さらに、面圧の低下に伴い駆動カム１５の材料選択の自由度が向上し、加工し易くかつ低コストの材料を選択できる。
【００５３】
また、本装置は、全体がいわゆる６リンク方式となるため、ロッカアーム１８のロッカ比を大きくとることが可能となり、これによって、駆動カム１５のドライブシャフト１３に対するオフセット量を大きく設定しなくても、つまり駆動カム１５の外径を大きく設定しなくても、揺動カム１７の大きな揺動角が得られる。この結果、装置全体のコンパクト化がさらに助長できる。
【００５４】
また、ロッカアーム１８と揺動カム１７とがリンク部材２０を介して連係しているため、ロッカアーム１８のロッカ比を比較的大きく設定しても、ロッカアーム１８と揺動カム１７との連係状態が常に保たれる。したがって、揺動カム１７の大きな揺動角が得られることにより、揺動カム１７の前記ランプ区間θ２を大きくすることが可能になり、これによってバルブリフター１６と揺動カム１７の衝突速度を緩和することができ、この結果、駆動騒音の発生を抑制することが可能になる。
【００５５】
さらに、本装置は、２つの吸気弁１２，１２の間に設けられたカム軸受２２に制御軸２８も一緒に軸受けすることができるので、従来の内燃機関にそのまま搭載することが可能となり、この結果、シリンダヘッドの形状変更を要さず、製造コストの高騰を防止できる。また、ドライブシャフト１３も従来と同様の位置とすることができるので、この点でもシリンダの形状変更が不要になる。
【００５６】
また、本装置は、ドライブシャフト１３の上方位置にロッカアーム１８を配置するだけであるから、全高を十分に低くすることが可能になる。
【００５７】
さらに、バルブリフター１６は、保持孔１１ａ内に供給通路３０から強制的に供給された潤滑油によって外周面と保持孔１１ａ内周面との間が潤滑されるため、揺動カム１７の押圧荷重によるバルブリフター１６の倒れによる保持孔１１ａの内周面との摩擦抵抗が低減されて円滑な摺動性が得られる。
【００５８】
さらに、図１４に示すように、揺動カム１７がバルブリフター１６を押し下げる力Ｆがバルブリフター方向の分力ＦＶと水平分力Ｆｒとに分けられるから、バルブリフター１６とその保持孔１１ａとの当接力Ｆｓが低減され、よって、バルブリフター１６の側面の摩耗や摩擦力を低減することができる。
【００５９】
図１１は本発明の第２の実施形態を示し、バルブリフター１６の頂面１６ｃに円板状の嵌合溝３２を形成すると共に、該嵌合溝３２内に揺動カム１７のカムフェース２５が摺接する円板状の低摩耗材のシム３３を回転自在に嵌合した。また、前記揺動カム１７を、自身のカムフェース２５の巾方向の中心線Ｓ１をシム３３の径方向中心線Ｓ２から径方向へ所定量だけオフセットさせて配置した。
【００６０】
したがって、各揺動カム１７が各シム３３上面３３ａを摺動すると、その摺動位置がシム３３の中心から外れた位置になるため、揺動カム１７からの偏荷重によってシム３３の自由な回転が促進されて、シム３３の上面３３ａの一部の摩耗が防止されて、全体の均一な摩耗が得られ、したがって、全体として摩耗の発生を抑制できる。この場合、シム３３として平坦なシムを用いると、バルブリフター１６の頂面の加工が容易であることは言うまでもない。
【００６１】
また、シム３３の中心をバルブリフター１６の中心に対して揺動カム１７のカムフェース２５のカムリフト側にオフセット配置させた。このため、揺動カム１７のカムフェース２５とシム３３との摺動領域（トラベル領域）が大きくなり、バルブリフト量を増大させることができる。
【００６２】
図１２は、本発明の第３の実施形態を示し、バルブリフター１６に対して揺動カム１７を偏倚させるのではなく、嵌合溝３２を頂面１６ｃの中心線Ｓ３に対して、一方側へ偏倚させてシム３３の中心線Ｓ２を揺動カム１７の中心線Ｓ１から偏倚させたものである。
【００６３】
したがって、この場合も揺動カム１７の摺接に伴いシム３３の自由な回転が促進されて、第２実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００６４】
この場合、揺動カム１７の中心線Ｓ１とバルブリフター１６の中心線Ｓ３が一致していることから、バルブリフター１６は揺動カム１７の揺動によって回動せず、シム３３のみ回転する。したがって、揺動カム１７のカムフェース２５がバルブリフター１６の傾斜状の頂面１６ｃと片当たりすることがない。
【００６５】
図１３は本発明の第４の実施形態を示し、嵌合溝３２の底面３２ａ中央に小径溝３２ｂを形成し、この小径溝３２ｂの底面とシム３３との間にテーパ状のばね３４を弾装させて、シム３３の上面３３ａを揺動カム１７のカムフェース２５に常時弾接させるようにしたものである。
【００６６】
したがって、揺動カム１７の揺動に伴ってシム３３は自由回転するがバルブリフター１６の自由回転を阻止することができる。すなわち、揺動カム１７とシム３３が当接しているカムリフト時にはバルブリフター１６の自由な回転はないが、ベースサークル時には、カムフェース２５とシム３３との間にクリアランスが発生して、バルブリフター１６はこの時点で機関の振動などにより保持孔１１ａ内を自由に回転するおそれがあるが、この実施形態のように、ばね３４によって両者１７，３３が常に当接した状態になるため、バルブリフター１６は自由な回転が規制される。したがって、揺動カムフェースとシムとの間では常時円滑な摺動性が得られ、片当たりや摩耗の発生が防止される。尚、ばね３４は、テーパ状のばねに限定されるものではなく、板ばねや通常のコイルばねであってもよく、また、ゴムなどの弾性を有する素材を用いてもよい。
【００６７】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば本装置を排気弁あるいは吸気・排気弁の両方に適用することも可能であり、さらに１気筒あたり２弁ではなく、１弁のものに適用することも可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、機関弁のバルブタイミング及びバルブリフト量を可変制御できることは勿論のこと、駆動カムと揺動カムとをドライブシャフトに同軸上に設けたため、機関巾方向の配置スペースを十分に小さくすることができると共に、ロッカアームも機関巾方向へ延設する必要がなくなるため、装置全体のコンパクト化が図れる。この結果、装置の機関への搭載性が向上する。
【００６９】
また、揺動カムを偏心カムと一緒にドライブシャフトに設けることにより、従来のような支軸が不要になるため、部品点数の削減が図れると共に、ドライブシャフトと揺動カムの互いの軸心のずれが生じないため、バルブタイミングの制御精度の低下を防止できる。
【００７０】
しかも、本発明は、バルブリフターの頂面を、揺動カムのカムリフト側が下方へ傾斜したテーパ状に形成したため、揺動カムのバルブリフター頂面に対するトラベル領域が頂面を水平面とした場合に比較して十分に大きくなる。したがって、揺動カムによるバルブリフター、つまり機関弁のバルブリフト量を大きくすることが可能となる。この結果、運転状態に応じた機関性能を十分に発揮できると共に、逆に同じバルブリフト量であれば、揺動カムの揺動角を小さくすることができるため、リンク機構を小型化でき、したがって、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００７１】
また、請求項２及び３記載の発明によれば、シムの自由な回転を促進できるため、該シムの部分的な摩耗の発生が防止されて、シムの耐久性の向上が図れる。
請求項４記載の発明によれば、シムをバルブリフター中心に対して揺動カムのカムリフト側にオフセット配置したため、揺動カムのシムに対するトラベル領域を可及的に大きくすることができる。
請求項５記載の発明によれば、バルブリフターの自由な回転を阻止できるため、揺動カムフェースとシムの片当たりを防止して、常時円滑な摺動性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図２】本実施形態を一部断面して示す側面図。
【図３】同実施形態の平面図。
【図４】同実施形態に供される各構成部品の分解斜視図。
【図５】揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図６】Ａ，Ｂは、低速低負荷時の作用を示す図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図７】Ａ，Ｂは高速高負荷時の作用を示す図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図８】本実施形態のバルブタイミングとバルブリフトの特性図。
【図９】本発明におけるバルブリフターの作用原理説明図。
【図１０】バルブリフターの頂面を水平面とした場合の作用原理説明図。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示す平面図。
【図１２】本発明の第３の実施形態を示す平面図。
【図１３】本発明の第４の実施形態を示す縦断面図。
【図１４】本発明における揺動カムの押圧力の分力特性を示す図。
【図１５】従来の可変動弁装置を示す断面図。
【符号の説明】
１１…シリンダヘッド
１２…吸気弁
１３…ドライブシャフト
１５…駆動カム
１６…バルブリフター
１６ｃ…頂面
１７…揺動カム
１８…ロッカアーム
１８ａ…一端部
１８ｂ…他端部
１９…リンクアーム
２０…リンク部材
２１…可変機構
２５…カムフェース
２５ｃ…カムリフト部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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