JP6520909B2 - エンジンの可変動弁機構 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの動弁系に用いられる可変動弁機構に関し、特に、カムシャフトに外挿したカムユニットを軸方向（以下、カム軸方向ともいう）にスライドさせて、複数のカムのうちのいずれかを選択するようにしたカム切替方式のものに係る。

従来より、エンジンの吸気バルブのリフト特性を変更可能な可変動弁機構として、例えば特許文献１に記載されているように、複数のカムが設けられたカムキャリア（カムユニット）を吸気カムシャフトに外挿し、その軸方向にスライドさせることにより、いずれかのカムを選択するようにしたカム切替方式のものが知られている。この例ではエンジンの各気筒毎に２つずつ吸気バルブが設けられ、それぞれロッカアームを介して、前記の選択されたカムにより駆動されるようになっている。

すなわち、吸気カムシャフトに外挿された各気筒毎のカムキャリアには、２つの吸気バルブのそれぞれに対応して、互いに高さの異なる複数のカムが設けられており、このカムユニットをカム軸方向にスライドさせることにより、いずれかのカムがロッカアームを押圧するようになっている。また、カムキャリアの外周には螺旋状のガイド溝が設けられており、これに外方からシフトピンを係合させると、カムシャフトの回転に伴いカムキャリアが回転しながら、カム軸方向にスライドする。

特開２０１０−５２０３９５号公報

そのような動弁系の構造について図２を参照して説明すると、まず、ロッカアーム１５は、基端側の支持部１５ｂがラッシュアジャスタ１６を介してシリンダヘッド（図示せず）に支持されており、一方、先端部１５ｃ（押圧部）は吸気バルブ１０のステム部１０ａの頂部を押圧している。そして、ロッカアーム１５の中間部分に設けられたローラ１５ａが例えば低リフト側のカム４１によって押圧され、先端部１５ｃが下向きに揺動して吸気バルブ１０を開動作させるようになっている。

そのように揺動するロッカアーム１５は、上方から見ると、通常はカム４１とほぼ平行に、即ちカム軸方向（軸線Ｘ）に対して直交するように配置されているが、製造上の公差などによって実際には、図７に誇張して示すようにロッカアーム１５に対してカム４１（仮想線で示す）が少し傾斜していることがある（図には傾斜角をθとして示す）。このため、カム４１が回転してロッカアーム１５を押圧するときには、それらの間の摩擦抵抗によって軸線Ｘ（図７には示さず）の方向にカム４１が引き摺られることになる。

すなわち、カム４１がロッカアーム１５を押圧するときには、このロッカアーム１５を介してバルブスプリング１８の反力を受けることになるが、前記のようにロッカアーム１５とカム４１とが傾斜していると、そのロッカアーム１５を介してカム４１に、ひいてはカムユニット４に作用するバルブスプリング反力には、軸線Ｘ方向の成分が含まれることになる。そして、これによりカムユニット４に予期せぬスライドが発生するおそれがあった。

かかる実状を考慮して本発明の目的は、カムユニットのスライドによってバルブのリフト特性を切り替えるようにした可変動弁機構において、バルブスプリングからの反力に起因する予期しないスライドの発生を抑制することにある。

本発明では、気筒毎に例えば吸気バルブが２つずつ設けられている場合に、それぞれのバルブスプリング反力がカムユニットに対して、カム軸方向については逆向きに作用するようにし、これによりスライド力を相殺した。具体的に本発明は、多気筒エンジンに搭載され、カムシャフトに外挿したカムユニットを軸方向にスライドさせて、当該カムユニットに設けられた複数のカムのうちのいずれかを選択するようにしたエンジンの可変動弁機構が対象である。

そして、各気筒毎に吸気および排気の少なくとも一方のバルブが２つずつ設けられて、それぞれロッカアームを介して前記選択されたカムにより駆動されるように構成され、それらの各ロッカアームが、エンジンのシリンダヘッドに揺動可能に支持される支持部と、前記バルブのステム部を押圧する押圧部とを有している場合に、いずれか一方のロッカアームの支持部を、その押圧部よりもカム軸方向一側に偏位させ、かつ、他方のロッカアームの支持部は、その押圧部よりもカム軸方向他側に偏位させたものである。

前記のように構成されたエンジンの可変動弁機構においては、各気筒毎にシリンダヘッドの上方から見ると、製造上の公差によってカムがロッカアームに対して少し傾斜しているため、図７を参照して上述したように、ロッカアームからカム、そしてカムユニットに対して作用するバルブスプリング反力には、カム軸方向の成分が含まれるようになる。通常、カムユニットにおいて複数のカムは一体として同時に研磨されるので、２つのロッカアームからはカム軸方向について同じ向きに力が作用しやすい。

しかしながら前記の構成では、各気筒毎の２つのロッカアームを敢えてカム軸方向に直交させず、少し傾斜させるとともに、その傾斜の向きを互いに逆の向きにしている。すなわち、前記のようにいずれか一方のロッカアームの支持部を、その押圧部よりもカム軸方向一側に偏位させ、反対に他方のロッカアームの支持部は、その押圧部よりもカム軸方向他側に偏位させている（図８を参照）。

このような２つのロッカアームの傾斜配置によって、各気筒毎の２つのカムにそれぞれロッカアームから作用する力は、カム軸方向について逆の向きになる。すなわち、一方のロッカアームからの力はカム軸方向について一側に向かい、他方のロッカアームからの力はカム軸方向について他側に向かうようになる。こうしてバルブスプリング反力に起因して気筒毎２つのカムに作用するカム軸方向の力が相殺されることで、カムユニットのスライドを抑制することができる。

そのように各気筒毎２つのロッカアームを互いに逆の向きに傾斜させるために好ましい構造は、前記シリンダヘッドに各気筒毎に、２つのロッカアームをそれぞれ支持するラッシュアジャスタの装着穴と、２つのバルブのステム部がそれぞれ挿通される挿通穴とが設けられている場合に、それら２つの装着穴の中心の間隔を２つの挿通穴の中心の間隔よりも広くすることである。

すなわち一般的に、エンジンの各気筒毎の２つのバルブのレイアウトは、燃焼室の構成によって決定されるものであり、これにより、バルブのステム部の挿通穴のレイアウトも決定される。そのため、そうして決定される２つの挿通穴の間隔に対して、前記のように２つのラッシュアジャスタの装着穴の間隔を広くすれば、この装着穴と吸気ポートとの干渉を回避しやすくなり、吸気ポートの形状およびレイアウトの自由度が高くなるからである。

また、好ましいのは、前記のようにロッカアームとの間の摩擦抵抗によってカムが引き摺られることを抑制するために、このカムのベース円区間において各気筒の排気行程に相当する角度範囲の少なくとも一部に、相対的に小径の区間を形成することである。こうすれば、その小径の区間においてロッカアームとの摩擦抵抗が小さくなって、カムの引き摺りが抑制される。なお、気筒の排気行程であれば小径の区間においてバルブの密閉度が低下しても不具合は生じない。

本発明は、カムユニットのスライドによってバルブのリフト特性を切り替えるようにしたエンジンの可変動弁機構において、各気筒毎に吸気および排気の少なくとも一方のバルブが２つずつ設けられている場合に、それぞれに対応するロッカアームを逆向きに傾斜させて配置することで、バルブスプリング反力がカムユニットに対しカム軸方向については逆の向きに作用するようにした。これにより、バルブスプリング反力に起因する予期しないスライドの発生を抑制できる。

本発明の実施の形態に係る可変動弁機構を装備したエンジンの動弁系の概略構成図である。 吸気側の動弁系の基本的な構成を示す斜視図である。 吸気カムシャフトに外挿されたカムユニットの横断面図である。 同カムユニットの構造を示す部分断面図である。 シフトピンとガイド溝との係合によってカムユニットをスライドさせるカム切替機構の基本的な構成を説明する図である。 同カム切替機構の動作を説明する図である。 シリンダヘッドの上方から見て、ロッカアームやカムの位置関係を誇張して示す説明図である。 実施の形態に係るロッカアームの傾斜配置を誇張して示す図７相当図である。 バルブ挿通穴とアジャスタ装着穴との位置関係を誇張して示す図である。 カムのベース円区間に相対的に小径の区間を形成した他の実施の形態に係るカムプロフィールの説明図である。

以下、本発明をエンジンの動弁系に適用した実施の形態について説明する。本実施の形態のエンジン１は、一例として直列４気筒のガソリンエンジン１であって、図１には模式的に示すように第１〜第４の４つの気筒３（＃１〜＃４）がシリンダブロック（図示せず）の長手方向、即ちエンジン１の前後方向（矢印で示す図１の左右方向）に並んでいる。なお、以下ではエンジン１の前後方向を単に前後と呼ぶこともある。

図１には上方から見て示すように、エンジン１の上部、即ちシリンダヘッド２の上部には、吸気バルブ１０および排気バルブ１１の動弁系が配設されている。すなわち、図１には破線で示すように、エンジン１の前後方向に一列に並んで設けられた４つの気筒３のそれぞれに、２つの吸気バルブ１０および２つの排気バルブ１１が設けられており、それらが吸気カムシャフト１２および排気カムシャフト１３によって駆動されるようになっている。

それら吸気カムシャフト１２および排気カムシャフト１３の前端（図１の左端）部にはそれぞれ、バルブタイミングを連続的に変更可能なＶＶＴ（Variable Valve Timing）１４が設けられている。さらに、吸気カムシャフト１２には各気筒３毎に、吸気バルブ１０を駆動するカム４１，４２（図２を参照）を切り替えて、そのリフト特性を変更するカム切替機構（本発明の可変動弁機構）が設けられている。

一例として第１気筒３（＃１）について図２に拡大して示すように、各気筒３毎に吸気カムシャフト１２の軸線Ｘの方向（カム軸方向、エンジン前後方向）に並ぶ２つの吸気バルブ１０にそれぞれ対応して、プロフィールの異なる２つのカム４１，４２が設けられている。図２においては左側（軸線Ｘ方向の一側）から右側（他側）に向かって、低リフトカム４１および高リフトカム４２が並んでおり、そのいずれかが選択され、ロッカアーム１５を介して吸気バルブ１０を駆動する。

これら低リフトカム４１および高リフトカム４２のベース円は同径で、互いに連続する円弧面として形成されており、図２には、低リフトカム４１のベース円区間にロッカアーム１５のローラ１５ａが当接している状態を示している。ロッカアーム１５は、その基端側の支持部１５ｂが、ラッシュアジャスタ１６を介してシリンダヘッド２（図２には示さず）に揺動可能に支持されている一方、先端部１５ｃ（押圧部）はリテーナ１７を介して吸気バルブ１０のステム部１０ａの頂部を押圧するようになっている。

すなわち、吸気バルブ１０は一般的なポペット弁であり、そのステム部１０ａの上部にリテーナ１７が取り付けられて、バルブスプリング１８から上向きの押圧力を受けている。これにより、図２に実線で示すように吸気バルブ１０は、その傘部が吸気ポート（仮想線で示す）を閉じている。なお、吸気バルブ１０のステム部１０ａは、シリンダヘッド２に固定されたバルブガイド１９に挿通されている。

前記図２に表れているようにベース円区間にローラ１５ａが当接していて、吸気バルブ１０がリフトしていないときに、ロッカアーム１５の先端部１５ｃは吸気バルブ１０を殆ど押圧していない。この状態から矢印Ｒの向きに吸気カムシャフト１２が回転すると、図示はしないが、低リフトカム４１がローラ１５ａを押圧して、ロッカアーム１５を押し下げる。これにより吸気バルブ１０はバルブスプリング１８の反力に抗して、図２に仮想線で示すようにリフトされる。

−カム切替機構の全体構成−
本実施の形態では、前記のようにロッカアーム１５を介して吸気バルブ１０をリフトさせるカムを、低リフトカム４１または高リフトカム４２のいずれかに切り替えるようになっている。すなわち、前記図２の他、図３〜５にも示すように本実施の形態では、円筒状のスリーブ４３の所定カ所にカム４１，４２が２つずつ一体に設けられてカムユニット４を構成し、吸気カムシャフト１２にスライド可能に外挿されている。

なお、図１にのみ示すように本実施の形態では、長尺のスリーブ４３が第１気筒３（＃１）および第２気筒３（＃２）に亘って延びていて、それぞれの気筒３の２つの吸気バルブ１０に対応する部位に、即ち合計４カ所に２つずつカム４１，４２が設けられている。つまり、第１気筒３（＃１）および第２気筒３（＃２）の２つのカムユニット４，４は、一つのスリーブ４３で連結一体化されている。第３気筒３（＃３）および第４気筒３（＃４）についても同様である。

図３には、第１気筒（＃１）のカムユニット４について軸線Ｘ方向の中央付近における横断面（図４のIII−III線断面）を示すように、スリーブ４３の内周にはスプラインの内歯が形成され、吸気カムシャフト１２の外周に形成されたスプラインの外歯と噛み合っている。つまり、カムユニット４（スリーブ４３）は吸気カムシャフト１２に対しスプライン結合されており、これと一体に回転するとともに軸線Ｘの方向にはスライドするようになっている。

そのようにカムユニット４をスライドさせるためにスリーブ４３の外周には、以下に説明するようにシフトピン５１の係合されるガイド溝４４が設けられている。本実施の形態では、前記図２、４などに表れているように、第１気筒（＃１）のカムユニット４における軸線Ｘ方向の中間部分に、全周に亘って周方向に延びる右回りの螺旋状のガイド溝４４が設けられている。同様に、図示はしないが第２気筒（＃２）のカムユニット４には、左回りの螺旋状のガイド溝が設けられている。

そして、それらのガイド溝４４にそれぞれシフトピン５１を係合させることができるように、吸気カムシャフト１２の上方には各気筒３毎にアクチュエータ５が配設されて、例えば軸線Ｘ方向に延びるステー５２によってシリンダヘッド２に支持されている。このアクチュエータ５は、電磁ソレノイドによってシフトピン５１を進退駆動するものであり、そのオン状態でシフトピン５１が進出して、ガイド溝４４に係合する。

そうして進出したシフトピン５１が例えばガイド溝４４と係合することにより、以下に図６も参照して説明するように、吸気カムシャフト１２の回転に伴い、カムユニット４の外周面において相対的にはシフトピン５１が周方向に移動しながら、ガイド溝４４に沿って軸線Ｘ方向にも（即ち斜めに）移動するようになる。このとき実際にはカムユニット４が回転しながら軸線Ｘ方向にスライドする。

詳しくは、まず、図５に表れているようにガイド溝４４は、カムユニット４の外周における軸線Ｘ方向の一側（図５の左側）寄りおよび他側（図５の右側）寄りを、それぞれ周方向に直線的に延びる直溝部４４ａ，４４ｂと、これらの直溝部４４ａ，４４ｂ同士を繋ぐＳ字状の湾曲溝部４４ｃとを有している。そして、前記図２に表れているように低リフトカム４１が選択されている位置（低リフト位置）では、軸線Ｘ方向一側の直溝部４４ａがアクチュエータ５のシフトピン５１と対向している。

この状態でアクチュエータ５が動作してシフトピン５１を進出させると、図６の上段に示すようにシフトピン５１がガイド溝４４の一側の直溝部４４ａと係合し、吸気カムシャフト１２の回転に伴い図の下側に相対移動する。そして、図６の中段に示すように湾曲溝部４４ｃに至り、この湾曲溝部４４ｃに沿ってシフトピン５１が図の下側に相対移動しながら、軸線Ｘ方向の他側にも、即ち斜めに移動するようになる。

これにより、実際にはシフトピン５１がカムユニット４を軸線Ｘ方向の一側に押圧してスライドさせ、高リフトカム４２が選択される位置（高リフト位置）へと切り替える。このとき、図６の下段に示すようにシフトピン５１は、ガイド溝４４の他側の直溝部４４ｂに到達し、その後、ガイド溝４４から離脱する。このようにして低リフト位置から高リフト位置に切り替えるときのカムユニット４のスライド量Ｓは、図５に示すように、低リフトカム４１および高リフトカム４２の間隔と同じになっている。

なお、前記のようにカムユニット４が高リフト位置に切り替えられると、図示はしないが、第２気筒（＃２）のカムユニット４に設けられたガイド溝の軸線Ｘ方向他側の直溝部がアクチュエータ５のシフトピン５１と対向するようになる。そして、このアクチュエータ５をオンして、シフトピン５１をガイド溝に係合させることで、前記と同様にして、吸気カムシャフト１２の回転に伴いカムユニット４を軸線Ｘ方向の他側にスライドさせて、低リフト位置へと移動させることができる。

−ロック機構−
本実施の形態では、前記のようにカム４１，４２を切り替えたときのカムユニット４の位置（低リフト位置、高リフト位置）を保持するためのロック機構６が、当該カムユニット４と吸気カムシャフト１２との間に設けられている。すなわち、前記図４に表れているようにカムユニット４のスリーブ４３の内周面には、軸線Ｘ方向（図４の左右方向）に並んで２つの環状溝４３ａ，４３ｂが形成され、その間に残存するように環状突部４３ｃが形成されている。

そして、カムユニット４が前記低リフト位置または高リフト位置にあるときに、前記の環状溝４３ａ，４３ｂにそれぞれ嵌り込むように、吸気カムシャフト１２には、その外周において出没可能に２つのロックボール６１が配設されている。すなわち、本実施の形態では、吸気カムシャフト１２を貫通してその外周面の２カ所にそれぞれ開口する断面円形状の貫通孔１２ａが形成され、その内部に２つのロックボール６１とコイルスプリング６２とが収容されている。

それら２つのロックボール６１は、コイルスプリング６２の両端部にそれぞれ配設されて、そのばね力によって貫通孔１２ａの両端の開口から外方に押し出されるように付勢されている。これにより、図４の上段に示すようにカムユニット４が低リフト位置（図４の右側の位置）にあるときには、２つのロックボール６１がそれぞれ環状溝４３ａに嵌まり込んでカムユニット４のスライドを規制し、低リフト位置に保持している。

一方、図４の下段に示すようにカムユニット４が高リフト位置（図４の左側の位置）にあるときには、２つのロックボール６１がそれぞれ環状溝４３ｂに嵌まり込んで、カムユニット４のスライドを規制し、高リフト位置に保持している。そして、図６を参照して前述したように、カムユニット４が例えば低リフト位置から高リフト位置にスライドするときには、ロックボール６１が環状突部４３ｃを乗り越えて環状溝４３ａから環状溝４３ｂに移動するようになる。

このときにはカムユニット４のスライドに伴いロックボール６１が、まず、環状突部４３ｃに押されて、コイルスプリング６２のばね力に抗して移動し、環状溝４３ａから離脱する。そして、環状突部４３ｃを乗り越えた後にロックボール６１は、コイルスプリング６２のばね力によって環状溝４３ｂに嵌り込んでゆく。なお、カムユニット４が高リフト位置から低リフト位置にスライドする場合についても同様である。

−ロッカアームの配置−
ところで、上述したカム切替機構のように、吸気カムシャフト１２にカムユニット４をスライド可能に外挿した構造では、吸気バルブ１０のバルブスプリング１８からの反力に起因して、カムユニット４がスライドしてしまうことがあった。すなわち、まず、図２を参照して上述したようにロッカアーム１５は、その中間部分に設けられたローラ１５ａがカム４１，４２により押圧されることによって揺動し、リテーナ１７を介して吸気バルブ１０を開動作させる。

そのように揺動するロッカアーム１５は、図７に示すように上方から見ると、仮想線で示すカム（図７では低リフトカム４１とし、以下、単にカム４１ともいう）と平行になるように、即ち吸気カムシャフト１２の軸線Ｘ（図７には示さず）に対して直交するように配置される。しかしながら、製造上の公差などによって実際には、同図に誇張して示すようにロッカアーム１５に対してカム４１が少し傾斜していることがある（図には傾斜角をθとして示す）。

このようにカム４１との間にミスアライメントがあると、ロッカアーム１５を介してカム４１、ひいてはカムユニット４に作用するバルブスプリング１８の反力によって、予期しないカムユニット４のスライドが発生する可能性があった。すなわち、前記のようにカム４１が回転してロッカアーム１５を揺動させるときには、このロッカアーム１５を介してバルブスプリング１８からの反力を受ける。

このとき、前記のようにロッカアーム１５とカム４１とが傾斜していると、両者の摩擦抵抗（本実施の形態ではカム４１とローラ１５ａとの転がり抵抗）によって軸線Ｘの方向にカム４１が引き摺られることになる。言い換えると、ロッカアーム１５を介してカム４１ひいてはカムユニット４に作用するバルブスプリング反力には、軸線Ｘ方向の成分が含まれるようになり、これによりカムユニット４にスライド力が加わるのである。

こうしてカムユニット４に加わるスライド力の大きさは、摩擦抵抗の大きさに比例するとみなしてよいので、バルブスプリング１８の反力が大きいほど、スライド力は大きくなる。また、スライドの量については、ロッカアーム１５とカム４１との傾斜角度θを用いて、「カム４１の周長」×ｔａｎθ と表すことができ、傾斜角度θが大きいほど、スライド量が大きくなる。

さらに、本実施の形態では、気筒３毎のカムユニット４において２つの吸気バルブ１０に対応するカム４１が一体として同時に研磨される（カム４２も同じ）ので、ロッカアーム１５との傾斜が同様に発生し、前記の引き摺りの向きが２つのロッカアーム１５において同じ向きになる。このため、カム４１ひいてはカムユニット４に作用するスライド力が大きくなりやすく、これがロック機構６の保持力に勝ると、カムユニット４の予期しないスライドが発生することになる。

これに対し、例えばロック機構６のコイルスプリング６２のばね定数を大きくしたり、ロックボール６１の嵌り込む環状溝４３ａ，４３ｂを深くしたりすることも考えられるが、こうすると、カム４１，４２の切り替えのためにカムユニット４をスライドさせる際の抵抗が増大することになり、切り替えの上限となるエンジン回転数が低くなってしまう。また、コイルスプリング６２を高応力状態で使用することになり、その耐久性が低下する懸念もある。

このような実状を考慮して本実施の形態では、各気筒３毎の２つのロッカアーム１５の配置に工夫をして、それぞれのバルブスプリング１８の反力がカムユニット４に対し、軸線Ｘ方向については逆の向きになるようにしている。こうすれば、２つのロッカアーム１５を介してそれぞれカムユニット４へ作用するスライド力が相殺されることになるので、その予期しないスライドが抑制される。

具体的には図８に一例を示すように本実施の形態では、各気筒３毎の２つのロッカアーム１５のうち、いずれか一方（図の例では左側）のロッカアーム１５の支持部１５ｂを、その先端部１５ｃよりも軸線Ｘ方向の一側（図の左側）に偏位させ、かつ、他方（図の例では右側）のロッカアーム１５の支持部１５ｂは、その先端部１５ｃよりも軸線Ｘ方向の他側（図の右側）に偏位させて、図では「ハの字」になるようにしている。

こうすると、前記一方のロッカアーム１５の先端部１５ｃに入力して、その揺動によりカム４１，４２（図８には示さず）に作用するバルブスプリング反力には、軸線Ｘ方向一側に向かう成分が含まれるようになる。また、他方のロッカアーム１５を介してカム４１，４２に作用するバルブスプリング反力には、軸線Ｘ方向他側に向かう成分が含まれるようになって、両者が相殺し合うことになる。

そのように２つのロッカアーム１５をレイアウトするために本実施の形態では、図９に一例を示すようにシリンダヘッド２を上方から見て、各気筒３毎２つのラッシュアジャスタ１６が装着されるアジャスタ装着穴２ａと、２つの吸気バルブ１０の挿通穴（吸気バルブ１０のステム部１０ａが挿通されるバルブ挿通穴２ｂ）との位置関係を、以下のように設定している。なお、バルブ挿通穴２ｂには、吸気バルブ１０のバルブガイド１９が嵌入されている。

図９において軸線Ｘ方向の一側（図では左側）にあるアジャスタ装着穴２ａは、バルブ挿通穴２ｂよりも軸線Ｘ方向一側に偏位しており、他方（図では右側）のアジャスタ装着穴２ａは、バルブ挿通穴２ｂよりも軸線Ｘ方向他側に偏位している。これにより、２つのアジャスタ装着穴２ａの中心同士の間隔Ｄ１は、２つのバルブ挿通穴２ｂの中心（バルブガイド１９の中心）同士の間隔Ｄ２よりも広くなっている。

ここで、一般的に本実施の形態のようなエンジン１において、各気筒３毎２つの吸気バルブ１０のレイアウトは燃焼室の構成によって決定され、これにより２つのバルブ挿通穴２ｂの間隔Ｄ２が決定される。そこで、この間隔Ｄ２に対して２つのアジャスタ装着穴２ａの間隔Ｄ１を広くすれば、このアジャスタ装着穴２ａと吸気ポート（図９には示さず） との干渉を回避しやすくなって、その形状およびレイアウトの自由度が高くなる。

以上、説明したように本実施の形態に係るエンジン１では、吸気カムシャフト１２に装着したカムユニット４をスライドさせて、２つのカム４１，４２を切り替えるカム切替機構を備える場合に、各気筒３毎２つの吸気バルブ１０にそれぞれに対応するロッカアーム１５を逆向きに傾斜させて配置することで、バルブスプリング１８からの反力がカムユニット４に対しては軸線Ｘ方向について逆の向きに作用して、相殺されるようになる。これにより、バルブスプリング反力に起因する予期しないカムユニット４のスライドを抑制することができる。

−他の実施形態−
本発明の構成は、上述した実施の形態の記載には限定されない。実施の形態はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成は勿論、用途などについても限定しない。例えば実施の形態では、カムユニット４に吸気バルブ１０毎に低リフトカム４１および高リフトカム４２を設け、そのリフト特性を高低２段階に切り替えるようにしているが、これに限定されず、例えばリフト特性を３段階に切り替えるものであってもよい。

また、前記実施の形態では、第１および第２気筒３（＃１、＃２）のカムユニット４をスリーブ４３によって連結一体化し、同様にして第３および第４気筒３（＃３、＃４）のカムユニット４も連結一体化しているが、これにも限定されず、第１〜第４気筒３（＃１〜＃４）それぞれのカムユニット４を独立してスライドするように構成してもよい。この場合にガイド溝４４は、例えば特許文献１に記載されているＹ字状のガイド溝など、公知の種々の形状とすればよい。

また、前記実施の形態では、各気筒３毎２つのロッカアーム１５を介してカムユニット４に作用するバルブスプリング反力を、軸線Ｘ方向について相殺するために、それら２つのロッカアーム１５を逆向きに傾斜させて、図９においてハの字になるように配置しているが、２つのロッカアーム１５の傾斜状態は図９において逆ハの字になるようにしてもよい。

さらに、ロッカアーム１５との間の摩擦抵抗によってカム４１，４２が引き摺られることを抑制するために、カムプロフィールに工夫をすることも効果的である。すなわち、一例を図１０に示すようにカムプロフィールのベース円区間において、気筒３の排気行程に相当する角度範囲にベース円よりも少し小径の区間Ａ（図では仮想線で示す）を形成するのである。

こうすると、その小径の区間においてロッカアーム１５との摩擦抵抗が小さくなって、カム４１，４２の引き摺りが抑制されることによっても、カムユニット４の予期しないスライドが発生し難くなる。排気行程であれば小径の区間において吸気バルブ１０の密閉度が低下しても、不具合は生じない。なお、図１０では気筒３の排気行程に相当する角度範囲全部を小径の区間としているが、これは排気行程に相当する角度範囲の一部であってもよい。

さらにまた、前記実施の形態ではエンジン１の動弁系における吸気側にカム切替機構を設けた例について説明したが、これは排気側であってもよいし、両側であってもよい。エンジン１についても直列４気筒には限定されず、直列２気筒、３気筒或いは５気筒以上であってもよいし、直列でなくＶ型など種々の気筒配列のエンジンにも本発明は適用可能である。

本発明は、エンジンの動弁系に設けたカム切替方式の可変動弁機構において、バルブスプリングの反力に起因する予期しないカムユニットのスライドを抑制できるものであり、例えば自動車に搭載されるエンジンに適用して効果が高い。

１ エンジン
２ シリンダヘッド
２ａ アジャスタ装着穴
２ｂ バルブ挿通穴
３（＃１） 第１気筒
３（＃２） 第２気筒
４ カムユニット
４１ 低リフトカム
４２ 高リフトカム
４４ ガイド溝
１０ 吸気バルブ
１０ａ ステム部
１２ 吸気カムシャフト
１５ ロッカアーム
１５ｂ 支持部
１５ｃ 先端部（押圧部）
１６ ラッシュアジャスタ
Ｄ１ ２つのアジャスタ装着穴の中心間隔
Ｄ２ ２つのバルブ挿通穴の中心間隔
Ｘ 吸気カムシャフトの軸線（カム軸方向、エンジン前後方向）

Claims (2)

1. 多気筒エンジンに搭載され、カムシャフトに外挿したカムユニットを軸方向にスライドさせて、当該カムユニットに設けられた複数のカムのうちのいずれかを選択するようにしたエンジンの可変動弁機構であって、
   各気筒毎に吸気および排気の少なくとも一方のバルブが２つずつ設けられて、それぞれロッカアームを介して前記選択されたカムにより駆動されるように構成され、
   前記各ロッカアームは、エンジンのシリンダヘッドに揺動可能に支持される支持部と、前記バルブのステム部を押圧する押圧部とを有し、
   各気筒毎の２つのロッカアームのいずれか一方の支持部が、その押圧部よりも前記カムシャフトの軸方向一側に偏位し、他方のロッカアームの支持部は、その押圧部よりも前記カムシャフトの軸方向他側に偏位している、ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構。
2. 請求項１に記載のエンジンの可変動弁機構において、
   前記シリンダヘッドには各気筒毎に、前記２つのロッカアームをそれぞれ支持するラッシュアジャスタの装着穴と、前記２つのバルブのステム部がそれぞれ挿通される挿通穴とが設けられ、
   前記各気筒毎の２つの装着穴の中心の間隔が、２つの挿通穴の中心の間隔よりも広い、エンジンの可変動弁機構。

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