JP2001234721A

JP2001234721A - 内燃機関の可変動弁装置

Info

Publication number: JP2001234721A
Application number: JP2000046871A
Authority: JP
Inventors: Tsuneyasu Nohara; 常靖野原; Kenji Ushijima; 研史牛嶋; Yoshihiko Yamada; 吉彦山田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2001-08-31
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP3971882B2

Abstract

(57)【要約】【課題】固定ピンを用いて駆動軸１１に固定される偏
心カム１２を、固定用のピンボス部のない簡素な形状と
する。【解決手段】駆動軸１１の外周に固定される偏心カム
１２と、駆動軸１１の外周に相対回転可能に外嵌する吸
気弁１９駆動用の揺動カム１８とを、制御軸１４の外周
に設けられた制御カム１５を介してリング状リンク１３
等により機械的に連携する。偏心カム１２は、略一定の
軸方向幅を有し、その外周面がリング状リンク１３の軸
受面１３ｃと摺接するカム面１２ａをなしている。偏心
カム１２及び駆動軸１１の内部に、固定ピンが嵌合する
ピン孔２１，１１ｂを、軸直交方向に沿って形成する。
偏心カム１２のピン孔２１の開口部２１ａを、そのカム
面１２ａ上に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の運転状
態に応じて吸気弁や排気弁（吸排気弁）の開閉時期，開
閉期間，バルブリフト量等のバルブリフト特性を変える
ことができる可変動弁装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、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、吸排気弁の開閉時期やバルブリフト量を機
関運転状態に応じて変えることができる可変動弁装置が
従来から種々提案されている。

【０００３】図１９は、本出願人が先に出願した特開平
１１−１０７７２５号公報に記載された可変動弁装置を
示している。この可変動弁装置は、クランクシャフトと
連動して回転する駆動軸５１と、この駆動軸５１に相対
回転可能に外嵌し、吸気弁（又は排気弁）５２を駆動す
る揺動カム５３とを、駆動軸５１と平行に延びる制御軸
５４を介して機械的に連携させた構造となっている。

【０００４】詳述すると、駆動軸５１の外周には偏心カ
ム５５が固定されている。この偏心カム５５は、図２０
にも示すように、その軸心が駆動軸５１の軸心に対して
偏心した偏心リング状のカム部５５ａを主体としてお
り、このカム部５５ａの外周面にリング状リンク５６が
相対回転可能に外嵌している。また、制御軸５４の外周
には制御カム５７が設けられ、この制御カム５７の軸心
は制御軸５４の軸心に対して偏心している。制御カム５
７の外周にはロッカーアーム５８が回転可能に外嵌して
おり、このロッカーアーム５８の一端はリング状リンク
５６の先端と相対回転可能に連結されている。また、ロ
ッカーアーム５８の他端と揺動カム５３とはロッド状リ
ンク５９により連携されている。

【０００５】そして、制御軸５４を所定角度範囲内で回
転制御することにより、ロッカーアーム５８の揺動中心
となる制御カム５７の軸心５７ａの位置を制御軸５４の
軸心５４ａの位置に対して変化させて、吸気弁５２のバ
ルブリフト特性を変化させるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図２０は、上記の偏心
カム５５を単体で示している。この偏心カム５５は、外
周面がリング状リンク５６側の軸受面と摺接するカム面
をなす略一定の軸方向幅のカム部５５ａと、このカム部
５５ａの軸方向一側に付帯形成され、このカム部５５ａ
より小径な略円盤状をなすボス部５５ｂと、が一体的に
成形されている。そして、ボス部５５ｂを駆動軸５１に
圧入，嵌合することによって、偏心カム５５を駆動軸５
１へ固定するようになっている。

【０００７】このように、上記公報の装置の偏心カム５
５では、カム面を有するカム部５５ａの軸方向一側に、
固定用のボス部５５ｂが付帯形成され、つまりカム面の
ないボス部５５ｂが軸方向に別途形成されているため、
ボス部５５ｂの分だけ軸方向寸法が長くなってしまい、
レイアウト的に不利である。また、偏心カム５５が、形
状の異なるカム部５５ａとボス部５５ｂとを有する複雑
な形状となるため、その製造が難しく、製造方法も限ら
れてしまう。

【０００８】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、本発明の目的の一つは、上記のようなボス
部を別途設けることなく、偏心カムを駆動軸に固定し得
る新規な内燃機関の可変動弁装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る内燃機関の
可変動弁装置は、機関のクランクシャフトに連動して回
転し、駆動軸の軸心に対して偏心した偏心カムが外周に
固定された駆動軸と、この駆動軸と略平行に配置され、
制御カムが外周に設けられた制御軸と、上記駆動軸の外
周に相対回転可能に外嵌され、吸排気弁を駆動する揺動
カムと、上記偏心カムの外周に相対回転可能に外嵌する
リング状リンクを含み、上記偏心カムと揺動カムとを制
御カムを介して機械的に連携するリンク機構と、を備
え、上記制御軸を所定の角度範囲内で回動させることに
より、上記リンク機構の姿勢を変化させて上記吸排気弁
のバルブリフト特性を変化させるように構成されてい
る。

【００１０】このように本発明の可変動弁装置は、吸排
気弁駆動用の揺動カムが、機関と連動して回転する駆動
軸の外周に相対回転可能に外嵌する構成となっているた
め、揺動カムの駆動軸に対する軸心ズレを生じるおそれ
がなく、制御精度に優れている。また、揺動カムを支持
する支軸を駆動軸と別個に設ける必要がないため、部品
点数，配置スペースが低減化される。更に、駆動カムと
リング状リンクとの摺接部分等の各部材の連結部分が面
接触となり、比較的広い接触面積が確保されるため、耐
磨耗性に優れるとともに、潤滑も行い易い。

【００１１】そして、請求項１の発明では、上記偏心カ
ムは、略一定の軸方向幅を有し、その外周面がリング状
リンク側の軸受部と摺接するカム面をなしており、この
偏心カム及び駆動軸の内部には、両者を固定する固定ピ
ンが嵌合するピン孔が、軸直交方向に沿ってそれぞれ形
成されており、上記偏心カムのカム面に、上記偏心カム
のピン孔の開口部が形成されていることを特徴としてい
る。

【００１２】このように本発明によれば、偏心カムの外
周面が全周にわたってリング状リンクと摺接するカム面
をなし、この偏心カムが、略一定の軸方向幅を有する簡
素な形状となる。この結果、上記従来例のように偏心カ
ムのカム部に固定用のボス部が付帯形成されたものに比
し、偏心カムの形状が簡素化され、例えば焼結により製
造することも可能となり、その製造コストを低減するこ
とができる。また、ボス部を設ける必要がないので、そ
の分の軸方向寸法が抑制され、装置自体のコンパクト化
を図ることができるとともに、設計の自由度も向上す
る。

【００１３】しかしながら、本発明のように、リング状
リンクの軸受部と摺接する偏心カムのカム面にピン孔の
開口部が形成されると、この開口部の周囲の部分で、局
所的に面圧が増加してしまう。このように面圧が局所的
に高くなる部分に大きな荷重が作用すると、焼き付き，
スカッフ等の問題が起こることのないように、この部分
の強度を十分に確保する必要があり、好ましくない。そ
こで、請求項２〜４の発明では、開口部を、実際に大き
な荷重が作用する部分を避けるように配置している。こ
れにより、開口部の周囲に大きな荷重が作用することを
避けることができ、開口部の形成に伴う面圧の増加を効
果的に抑制することができる。

【００１４】すなわち、請求項２の発明では、上記開口
部は、上記カム面の中で、少なくとも上記偏心カムの軸
心と駆動軸の軸心とを通る基準線と交差する位置の近傍
を避けるように配置されている。

【００１５】請求項３の発明では、上記開口部は、上記
カム面の中で、上記駆動軸に近い側で上記基準線と交差
する位置を中央として、バルブ加速度が負加速度となる
駆動軸の角度範囲と同等の角度範囲の領域を避けるよう
に配置されている。

【００１６】請求項４の発明では、上記開口部は、上記
カム面の中で、上記駆動軸に遠い側で上記基準線と交差
する位置を中央として、イベント区間に対応する角度範
囲から、バルブ加速度が負加速度となる角度範囲を除い
た領域を避けるように配置されている。

【００１７】また、請求項５の発明は、上記偏心カムの
ピン孔を、一端が偏心カムの内部で閉じられた袋孔とし
たことを特徴としている。この場合、偏心カムのカム面
上に形成される開口部が一つだけに抑制される。この結
果、開口部の周囲の、面圧が局所的に大きくなる部分が
確実に低減されるとともに、レイアウトの自由度も高く
なる。

【００１８】請求項６の発明は、上記固定ピン又はピン
孔の内周面に、偏心カムとリング状リンクとの摺接部分
へ潤滑油を供給するための油路を形成したことを特徴と
している。

【００１９】この場合、固定ピン又はピン孔を利用した
簡素な構造で、偏心カムとリング状リンクとの摺接部分
へ潤滑油を供給することができ、この摺接部分を確実か
つ良好に潤滑することができる。

【００２０】このような請求項６の発明において、より
好ましくは請求項７の発明のように、上記開口部を、上
記カム面の中で、上記偏心カムの軸心と駆動軸の軸心と
を通る基準線と交差する位置のうち駆動軸に近い側の位
置を中央として、バルブ加速度が負加速度となる駆動軸
の角度範囲と同等の角度範囲の領域を避けるとともに、
この領域の駆動軸回転方向上流側又は下流側に近接して
配置する。

【００２１】この場合、大きな荷重が作用する上記の領
域に近接して開口部が配置されるため、この領域に、上
記の油路及び開口部を通して潤滑油をより確実に供給す
ることができ、その潤滑能力が一層向上する。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、偏心カ
ムを、略一定の軸方向幅を有する簡素な形状とすること
ができるため、その製造が容易で、製造コストが低減さ
れるとともに、上記従来例のように偏心カムに固定用の
ボス部を別途設ける必要がなく、その分だけ軸方向寸法
が抑制され、装置自体のコンパクト化を図ることがで
き、かつ、設計の自由度も向上する。

【００２３】加えて、請求項２〜４の発明によれば、偏
心カムのカム面の中で、実際に大きな荷重が作用する部
分を避けるように開口部が配置されるため、この開口部
の周囲の部分に大きな荷重が作用してその面圧が局所的
に大きくなることを効果的に抑制することができる。

【００２４】請求項５の発明によれば、開口部の数が一
つだけに抑制されるため、局所的に面圧が高くなる開口
部の周囲の部分の数及び面積も低減される形となり、か
つ、レイアウトの自由度もより高くなる。

【００２５】請求項６，７の発明によれば、上記の固定
ピン又はピン孔を利用した簡素な構造で、偏心カムとリ
ング状リンクとの摺接部分へ潤滑油を供給することがで
き、この摺接部分を良好に潤滑することができる。

【００２６】特に請求項７の発明によれば、実際に大き
な荷重が作用する領域に、効果的に潤滑油を供給するこ
とが可能で、その潤滑性能が更に向上する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の具
体的な実施の形態を説明する。

【００２８】図１〜３は、本発明に係る可変動弁装置
を、各気筒毎に一対の吸気弁１９及び一対の排気弁（図
示省略）が設けられた内燃機関に適用した第１実施例を
示している。なお、図１は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図
である。

【００２９】吸気弁（又は排気弁）１９のバルブリフタ
１９ａの上方には駆動軸１１が設けられている。この駆
動軸１１は、気筒列方向へ延在し、図外の一端にスプロ
ケットが取り付けられ、タイミングチェーン等を介して
機関のクランクシャフトに連動して回転駆動される。駆
動軸１１の内部には、一般的なカムシャフトと同じよう
に、潤滑油供給用の軸方向油路１１ａが形成されてい
る。この軸方向油路１１ａには、シリンダヘッドよりカ
ムジャーナル（図示省略）を通して潤滑油が供給され
る。

【００３０】駆動軸１１の斜め上方には、駆動軸１１と
略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１４が設けられてい
る。この制御軸１４は、図外のモータや油圧アクチュエ
ータ等により所定の角度範囲内で回動，保持されるよう
になっており、かつ、周知のＣＰＵ及びメモリ等を備え
た制御部により機関の運転状態に応じて回転制御され
る。なお、この制御軸１４にも必要に応じて駆動軸１１
と同じように潤滑油供給用の油路を形成しても良い。

【００３１】駆動軸１１の外周には、吸気弁（又は排気
弁）１９を開閉駆動する揺動カム１８が各気筒毎に設け
られている。各揺動カム１８は、駆動軸１１の外周に相
対回転可能に外嵌しており、一対の吸気側バルブリフタ
１９ａに摺接する一対のカム本体１８ａを主体とし、両
カム本体１８ａの間に円筒状のジャーナル部１８ｂが設
けられている。このジャーナル部１８ｂと制御軸１４と
が、ブラケット２，３及びボルト４を介してシリンダヘ
ッド１側へ回転可能に支持されている。

【００３２】また、駆動軸１１の外周には偏心カム１２
が固定されている。この偏心カム１２は、その軸心Ｃ２
が駆動軸１１の軸心Ｃ１に対して所定量偏心した偏心リ
ング状をなし、後述するように、固定ピン２０を用いて
駆動軸１１に固定されている。一方、制御軸１４の外周
には偏心リング状の制御カム１５が一体的に設けられて
おり、この制御カム１５の軸心Ｃ４は制御軸１４の軸心
Ｃ３に対して所定量偏心している。

【００３３】そして、リンク機構によって、上記の偏心
カム１２と揺動カム１８とが制御カム１５を介して機械
的に連携されている。このリンク機構は、偏心カム１２
の外周に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１３
と、制御カム１５の外周に回転可能に外嵌するロッカー
アーム１６と、このロッカーアーム１６と揺動カム１８
とを連携するロッド状リンク１７と、を有している。

【００３４】リング状リンク１３は、偏心カム１２と略
同じ軸方向幅の薄板状をなしており、偏心カム１２に外
嵌するリング部１３ａと、このリング部１３ａの外周よ
り突出するアーム部１３ｂと、を有している。

【００３５】ロッカーアーム１６は、いわゆるベル形ク
ランクであって、制御カム１５に外嵌する略円筒状の中
央基部の外周より互いに異なる方向へ突出する第１アー
ム部１６ａ及び第２アーム部１６ｂを有している。第１
アーム部１６ａの先端部は、リング状リンク１３のアー
ム部１３ｂの先端部と連結ピンＫ１によって相対回転可
能に連結されている。第２アーム部１６ｂの先端部は、
ロッド状リンク１７の一端部（上端部）と第２連結ピン
Ｋ２によって相対回転可能に連結されている。

【００３６】ロッド状リンク１７は、吸気弁１９の軸方
向にほぼ沿うように配置されており、その他端部（下端
部）が揺動カム１８のカム本体１８ａの先端部と第３連
結ピンＫ３によって相対回転可能に連結されている。

【００３７】このような構成により、機関の回転に連動
して駆動軸１１が回転すると、偏心カム１２の軸心Ｃ２
が駆動軸１１の軸心Ｃ１周りに回転し、この偏心カム１
２に外嵌するリング状リンク１３が並進移動する。これ
に応じてロッカーアーム１６が制御カム１５の軸心Ｃ４
周りに揺動し、ロッド状リンク１７を介して揺動カム１
８が揺動する。この揺動カム１８がバルブリフタ１９ａ
を図外のバルブスプリングの反力に抗して押圧すること
により、吸気弁１９が機関の回転に連動して開閉駆動さ
れる。

【００３８】また、機関の運転状態に応じて制御軸１４
が回動されると、ロッカーアーム１６の揺動中心となる
制御カム１５の軸心Ｃ４の位置が変化して、吸気弁１９
のリフト特性が連続的に変化する。具体的には、制御カ
ム１５の軸心Ｃ４を駆動軸１１の軸心Ｃ１に近づけるほ
ど、バルブリフト量及び作動角が大きくなる。

【００３９】このように、吸気弁１９を駆動する揺動カ
ム１８が機関と連動して回転する駆動軸１１の外周に相
対回転可能に外嵌しているため、揺動カム１８の駆動軸
１１に対する軸心ズレを生じるおそれがなく、制御精度
が向上する。また、揺動カム１８を支持する支軸を駆動
軸１１と別個に設ける必要がないため、部品点数，配置
スペースの低減化を図ることができる。更に、各部材の
連結部（例えば偏心カム１２のカム面１２ａとリング状
リンク１３の軸受面１３ｃとの摺接部分Ｓや、制御カム
１５の外周面とロッカーアーム１６の軸受部との摺接部
分）が面接触となり、広い接触面積が確保されるため、
その面圧が抑制される。この結果、耐磨耗性に優れると
ともに、潤滑も行い易い。

【００４０】次に、図３〜５を参照して、本実施例の特
徴的な構成である偏心カム１２と駆動軸１１との固定構
造について説明する。

【００４１】偏心カム１２は、略一定の軸方向幅を有す
る薄板状の簡素な形状をなしており、その外周面全体が
リング状リンク１３側の軸受部である軸受面１３ｃに摺
接するカム面１２ａとして機能している。なお、この実
施例では、偏心カム１２とリング状リンク１３との周面
が直接的に摺接する構成となっているが、この摺接部分
Ｓにニードルベアリング等を設ける構成とすることもで
きる。

【００４２】この偏心カム１２は、固定ピン２０を用い
て駆動軸１１に固定されている。詳述すると、駆動軸１
１には、その軸直交方向に沿って延びるピン孔１１ｂが
貫通形成されているとともに、偏心カム１２には、同じ
く軸直交方向に沿って延びるピン孔２１が貫通形成され
ており、両ピン孔１１ｂ，２１の双方に、一つの固定ピ
ン２０が圧入により挿通，嵌合されている。両ピン孔１
１ｂ，２１は、駆動軸１１及び偏心カム１２の軸方向中
央部に位置しており、かつ、軸方向視で駆動軸１１の軸
心Ｃ１を通る直線上に形成されている。つまり、駆動軸
１１のピン孔１１ｂは、自身の軸心Ｃ１を通る直径方向
に延びている。一方、偏心カム１２のピン孔２１は、自
身の軸心Ｃ２からオフセットした位置に配置されてお
り、より具体的には、軸方向視で、駆動軸１１の軸心Ｃ
１と偏心カム１２の軸心Ｃ２とを結ぶ基準線Ｌ１に直交
する方向Ｌ２に沿って延びている。組付の際には、両ピ
ン孔１１ｂ，２１を一直線上に配置した状態で、両ピン
孔１１ｂ，２１に固定ピン２０を圧入すれば良い。

【００４３】そして、偏心カム１２のカム面１２ａに
は、ピン孔２１へ臨んだ開口部２１ａが２箇所に形成さ
れている。つまり、ピン孔２１の開口部２１ａを、カム
面１２ａ上に配置している。このため、上記公報の装置
のように、偏心カムに固定用のピンボス部を設ける必要
がない。従って、図４に示すように、偏心カム１２を、
軸方向全長にわたってカム面１２ａが形成された簡素な
形状の薄板リング状とすることができる。この結果、上
記公報のようにピンボス部を設けたものに比して、偏心
カム１２の軸方向寸法がコンパクト化され、設計の自由
度が向上する。また、偏心カム１２の形状が簡素化され
るため、偏心カムを例えば焼結により製造することもで
き、製造の簡素化，低コスト化を図ることができる。

【００４４】しかしながら、実際にリング状リンク１３
の軸受面１３ｃに摺接するカム面１２ａ上に開口部２１
ａが形成される関係で、偏心カム１２のカム面１２ａと
リング状リンク１３の軸受面１３ｃとの摺接部分Ｓの中
で、開口部２１ａの周囲の部分の面圧が局所的に増加し
てしまう。この結果、偏心カム１２やリング状リンク１
３の強度不足，耐久性の低下等が懸念される。

【００４５】そこで、本実施例では、後述する（１）〜
（４）でも説明するように、ピン孔２１の開口部２１ａ
を、摺接部分Ｓの中でも比較的大きな荷重が作用する部
分を避けるように配置している。つまり、面圧が局所的
に高くなる開口部２１ａの近傍に、大きな荷重が作用す
ることを回避する構成とすることにより、上述した偏心
カム１２やリング状リンク１３の強度不足，耐久性の低
下等を効果的に抑制するようにしている。

【００４６】（１）図６〜８は最大バルブリフト状態を
示しており、かつ、図６，７は、機関が低回転域で運転
している状態を、図８は高回転で運転している状態を示
している。このような最大バルブリフト状態では、図６
〜８に示すように、ロッカーアーム１６とリング状リン
ク１３との連結位置Ｃ１０が、駆動軸１１の軸心Ｃ１と
偏心カム１２の軸心Ｃ２とを通る基準線Ｌ１上に配置さ
れる形となる。

【００４７】図６，７に示す低回転域では、慣性力が弱
いため、バルブスプリング反力による荷重が相対的に大
きくなる。このため、リング状リンク１３から偏心カム
１２へ作用する荷重の方向Ｆ１は、連結位置Ｃ１０から
偏心カム１２の軸心Ｃ２へ向かう方向となる。従って、
リング状リンク１３と偏心カム１２との摺接部分Ｓに作
用する荷重の分布Ｂ１は、図７に示すように、駆動軸１
１に遠い側で基準線Ｌ１と交差する位置Ｐ４を中央とし
た領域となる。

【００４８】なお、本実施例のような可変動弁装置を用
いた内燃機関では、一般的に、低回転域では比較的バル
ブリフト量が低く設定されるため、その荷重は後述する
高回転時に比して十分に小さい。従って、上述したよう
な面圧の増加による強度不足等はあまり問題とならな
い。

【００４９】図８に示す高回転時には、揺動カム１８等
の個々の部材の慣性力が大きくなる。つまり、慣性力は
速度の２乗に比例して増加するため、高回転での慣性力
は非常に大きくなる。特に最大リフト付近では、慣性力
が最大となり、この慣性力がバルブスプリング反力を上
回る形となる。このため、リング状リンク１３から偏心
カム１２へ作用する荷重の方向Ｆ２は、偏心カム１２の
軸心Ｃ２から連結位置Ｃ１０へ向かう方向となる。従っ
て、摺接部分Ｓに作用する荷重の分布は、駆動軸１１に
近い側で基準線Ｌと交差する部分Ｐ１を中央とした領域
となる。

【００５０】このように、最大バルブリフト時には、摺
接部分Ｓの中でも、基準線Ｌ１と交差する部分Ｐ４，Ｐ
１の付近に、大きな荷重が作用する。そこで、本実施例
では、図７にも示すように、偏心カム１２のピン孔２１
の開口部２１ａを、基準線Ｌ１と交差する部分Ｐ４，Ｐ
１の近傍を避けるように配置している。

【００５１】（２）上述したように、機関の回転数が高
くなると、揺動カム１８等の各部材の慣性力が大きくな
り、この慣性力がバルブスプリング反力を上回る形とな
る。慣性力はバルブ加速度が負の領域、つまりバルブリ
フトの加速度が負となる駆動軸１１の角度範囲θ１’
（図９参照）で発生するため、偏心カム１２のカム面１
２ａには、上記の角度範囲θ１’と略同等の角度範囲θ
１に、慣性力による荷重が作用する（図１０，１１参
照）。より具体的には、摺接部分Ｓの中で、最大リフト
時に荷重が作用する位置（駆動軸に近い側で基準線Ｌ１
と交差する位置）Ｐ１を中央とする上記の角度範囲θ１
の領域（区間）Ｐ２〜Ｐ３に、慣性力による荷重が大き
く作用する。そこで本実施例では、図１１に示すよう
に、カム面１２ａの中でも上記の領域Ｐ２〜Ｐ３を避け
るように、ピン孔２１の開口部２１ａを配置している。

【００５２】（３）上述したような最大リフト付近の荷
重に加え、図９に示すように、リフト開始及び終了付近
のように、バルブ正加速度が大きくなる駆動軸１１の角
度範囲θ３’でも、偏心カム１２のカム面１２ａに作用
する荷重は大きくなる。これは、バルブ加速度が大き
く、バルブ反力も大きくなるためであり、そのときに、
リング状リンク１３から偏心カム１２へ作用する荷重の
方向Ｆ３は、図１３に示すように、連結位置Ｃ１０から
偏心カム軸心Ｃ２へ向かう方向であり、上述した慣性力
による場合の方向とは略逆方向となる。

【００５３】ここで、図９，図１３に示すように、正加
速度となる駆動軸１１の角度範囲θ３’に対応する角度
範囲θ３は、駆動軸１１に遠い側で基準線Ｌ１と交差す
る位置Ｐ４を中央として、イベント区間（バルブリフト
期間）の角度範囲２×θ２から負加速度域の角度範囲θ
１を除いた角度範囲θ３に対応する。つまり、摺接部分
Ｓの中で、位置Ｐ４を基準として、両側にθ２だけ離れ
た点をＰ５，Ｐ８とし、両側に（θ１）／２だけ離れた
点をＰ６，Ｐ７とすると、Ｐ５〜Ｐ６及びＰ７〜Ｐ８の
領域が、バルブ正加速度域に対応し、こられの領域Ｐ５
〜Ｐ６，Ｐ７〜Ｐ８に、比較的大きな荷重が作用する。
そこで、本実施例では、図１３に示すように、カム面１
２ａの中でも、これらの領域Ｐ５〜Ｐ６及びＰ７〜Ｐ８
を避けるように、ピン孔２１の開口部２１ａを配置して
いる。

【００５４】（４）実際には、リンク機構の各部材の剛
性や部材間のクリアランスの影響等により、バルブリフ
ト開始付近の加速度はバルブリフト終了付近の加速度に
比して相対的に小さくなる。また、機関回転上昇に伴
い、吸気弁１９の揺動カム１８への追従性が低下するた
め、下りの加速度は増大する（図１２参照）。従って、
上り区間（領域）Ｐ７〜Ｐ８及び下り区間Ｐ５〜Ｐ６の
うち、特に下り区間Ｐ５〜Ｐ６及びその近傍の領域Ｒ１
に、ピン孔２１の開口部２１ａが配置されることを確実
に避けることが望ましい。

【００５５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その趣旨及び範囲を逸脱しない範囲で、種
々の変形，変更を含むものである。

【００５６】例えば図１４に示す第２実施例のように、
好ましくは偏心カム１２に形成されるピン孔２２を、一
端が偏心カム１２の内部で閉じられた袋孔（止まり孔）
とする。この場合、偏心カム１２のカム面１２ａ上に形
成されるピン孔２２の開口部２２ａが一つだけとなり、
上記第１実施例のようにピン孔２１を貫通形成した場合
に比して、開口部２２ａの数が少なくなる。この結果、
ピン孔２２の形成位置の自由度が増し、レイアウト的に
有利であるとともに、開口部２２ａの数が減ることか
ら、面圧の局所的な増加を招く部分が確実に低減され
る。

【００５７】また、好ましくは図１５〜１８に示す実施
例のように、駆動軸１１と偏心カム１２との嵌合部分、
つまり固定ピン２０又はそのピン孔の内周面に、偏心カ
ム１２とリング状リンク１３との摺接部分Ｓに潤滑油を
供給するための油路を形成する。

【００５８】例えば図１５に示す第３実施例では、固定
ピン２０の内部に、互いに交差する径方向油路３１及び
軸方向油路３２がそれぞれ貫通形成されている。この結
果、潤滑油は、駆動軸１１内の軸方向油路１１ａから径
方向油路３１を経由して軸方向油路３２へ導入され、更
にピン孔２１内を通って、開口部２１ａより摺接部分Ｓ
へ供給される。このように、偏心カム１２を固定するた
めの固定ピン２０及びピン孔２１を利用した簡素な構造
で、摺接部分Ｓに潤滑油を確実に供給することができ
る。

【００５９】また、図１６に示す第４実施例では、駆動
軸１１のピン孔１１ｂ及び偏心カム１２のピン孔２１の
内周面に、それぞれ油路としての径方向油溝３３，３４
が凹設されている。これにより、潤滑油は、軸方向油路
１１ａから径方向油溝３３，３４を経由してピン孔２１
内へ導入され、このピン孔２１の開口部２１ａより摺接
部分Ｓへ供給される。この場合でも、ピン孔１１ｂ，２
１を利用した簡素な構造で、摺接部分Ｓに潤滑油を確実
に供給することができる。

【００６０】図１７，１８に示す第５，６実施例では、
上記第３実施例と同様に、固定ピン２０に、摺接部分Ｓ
へ潤滑油を供給するための径方向油路３１及び軸方向油
路３２が形成されていることに加え、摺接部分Ｓの中で
も、大きな荷重が作用し、潤滑性能が特に要求される区
間Ｐ２〜Ｐ３に対し、有効に給油を行い得るように構成
されている。

【００６１】つまり、摺接部分Ｓの中でも、上記区間Ｐ
２〜Ｐ３から外れた位置で、かつ、区間Ｐ２〜Ｐ３に近
接する位置に、ピン孔２１の開口部２２ａを形成してい
る。言い換えると、ピン孔２２を、基準線Ｌ１と直交す
る方向Ｌ２に対してある程度傾斜させている。なお、こ
のときの開口部２２ａの位置は、上記第１実施例と同
様、摺接部分Ｓの中でも大きな荷重が作用する部分を避
けるように設定されている。

【００６２】より具体的には、図１７に示す第５実施例
では、ピン孔２２の開口部２２ａが、区間Ｐ１〜Ｐ２の
駆動軸回転方向下流側に近接して配置されている。この
場合、荷重が加わった直後の、温度上昇している摺接部
分Ｓに潤滑油が速やかに供給されて、この摺接部分Ｓが
冷却されるため、面圧の増加によるスカッフが発生する
のを確実に防止することができる。つまり、このような
構造は、軸受材としてのリング状リンク１３の硬度が固
く、スカッフし易いような場合に特に有効である。

【００６３】一方、図１８に示す第６実施例では、区間
Ｐ１〜Ｐ２よりも駆動軸１１の回転方向上流側に、ピン
孔２２の開口部２２ａが形成されている。この場合、大
きな荷重が加わる直前に、摺接部分Ｓに潤滑油が供給さ
れる形となり、大きな荷重が作用する際に、油巻き込み
が促進されて適切な油膜が保持されることとなり、高面
圧により摩耗が発生するのを効果的に防止することがで
きる。つまり、このような構造は、軸受材としてのリン
グ状リンク１３の硬度が比較的低く、摩耗し易い場合に
特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関の可変動弁
装置を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図２】第１実施例の可変動弁装置の一部破断側面対応
図。

【図３】第１実施例の可変動弁装置の要部を示す断面
図。

【図４】第１実施例の偏心カム及び駆動軸を示す斜視対
応図。

【図５】第１実施例の要部を示す断面図。

【図６】低回転，最大バルブリフト時の状態を示す断面
対応図。

【図７】低回転，最大バルブリフト時に偏心カムの摺接
部分へ作用する荷重分布を示す作用説明図。

【図８】高回転，最大バルブリフト時の状態を示す断面
対応図。

【図９】駆動軸の角度に対するバルブ加速度及びバルブ
リフト量を示すグラフ。

【図１０】高回転時に偏心カムの摺動部分へ作用する荷
重分布を示す作用説明図。

【図１１】高回転時の状態を示す断面対応図。

【図１２】高回転時に偏心カムの摺接部分へ作用する荷
重分布を示す作用説明図。

【図１３】高回転時の状態を示す正面対応図。

【図１４】本発明の第２実施例に係る可変動弁装置の要
部を示す断面図。

【図１５】本発明の第３実施例に係る可変動弁装置の要
部を示す正面対応図。

【図１６】本発明の第４実施例に係る可変動弁装置の要
部を示す断面図及び側面図。

【図１７】本発明の第５実施例に係る可変動弁装置の要
部を示す断面図。

【図１８】本発明の第６実施例に係る可変動弁装置の要
部を示す断面図。

【図１９】従来例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す
断面図。

【図２０】図１９の可変動弁装置の偏心カムを示す斜視
図。

【符号の説明】

１１…駆動軸１２…偏心カム１３…リング状リンク１４…制御軸１５…制御カム１６…ロッカーアーム１７…ロッド状リンク１８…揺動カム１９…吸気弁２０…固定ピン２１…ピン孔２１ａ…開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牛嶋研史神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者山田吉彦神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内Ｆターム(参考） 3G013 AA05 BC11 BD41 3G018 AB07 AB17 BA06 BA10 BA14 BA17 BA24 BA32 BA36 CA07 CB03 CB05 DA03 DA05 DA10 DA13 DA15 DA18 DA19 FA01 FA06 FA08 GA02 GA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関のクランクシャフトに連動して回転
し、駆動軸の軸心に対して偏心した偏心カムが外周に固
定された駆動軸と、この駆動軸と略平行に配置され、制御カムが外周に設け
られた制御軸と、上記駆動軸の外周に相対回転可能に外嵌され、吸排気弁
を駆動する揺動カムと、上記偏心カムの外周に相対回転可能に外嵌するリング状
リンクを含み、上記偏心カムと揺動カムとを制御カムを
介して機械的に連携するリンク機構と、を備え、上記制御軸を所定の角度範囲内で回動させることによ
り、上記リンク機構の姿勢を変化させて上記吸排気弁の
バルブリフト特性を変化させる内燃機関の可変動弁装置
において、上記偏心カムは、略一定の軸方向幅を有し、その外周面
がリング状リンク側の軸受部と摺接するカム面をなして
おり、この偏心カム及び駆動軸の内部には、両者を固定する固
定ピンが嵌合するピン孔が、軸直交方向に沿ってそれぞ
れ形成されており、上記偏心カムのカム面に、上記偏心カムのピン孔の開口
部が形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動
弁装置。
【請求項２】上記開口部は、上記カム面の中で、少な
くとも上記偏心カムの軸心と駆動軸の軸心とを通る基準
線と交差する位置の近傍を避けるように配置されること
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３】上記開口部は、上記カム面の中で、上記
駆動軸に近い側で上記基準線と交差する位置を中央とし
て、バルブ加速度が負加速度となる駆動軸の角度範囲と
同等の角度範囲の領域を避けるように配置されることを
特徴とする請求項２の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】上記開口部は、上記カム面の中で、上記
駆動軸に遠い側で上記基準線と交差する位置を中央とし
て、イベント区間に対応する角度範囲から、バルブ加速
度が負加速度となる角度範囲を除いた領域を避けるよう
に配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の
内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】上記偏心カムのピン孔を、一端が偏心カ
ムの内部で閉じられた袋孔としたことを特徴とする請求
項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】上記固定ピン又はピン孔の内周面に、偏
心カムとリング状リンクとの摺接部分へ潤滑油を供給す
るための油路を形成したことを特徴とする請求項１〜５
のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項７】上記開口部を、上記カム面の中で、上記
偏心カムの軸心と駆動軸の軸心とを通る基準線と交差す
る位置のうち駆動軸に近い側の位置を中央として、バル
ブ加速度が負加速度となる駆動軸の角度範囲と同等の角
度範囲の領域を避けるとともに、この領域の駆動軸回転
方向上流側又は下流側に近接して配置したことを特徴と
する請求項６に記載の内燃機関の可変動弁装置。