JP2005226566A - 可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、可変動弁装置に関し、制御軸のねじれに起因して気筒毎または弁体毎に生ずる弁体の作用角およびまたはリフト量のばらつきを抑制することを目的とする。
【解決手段】 弁体の作用角およびリフト量を変化させるべく回転位置が調整される制御軸４０を備える。ウォームギヤ６０と制御軸４０の一端に固定されたウォームホイール６２とを介して、制御軸４０を回転駆動するモータ５８を備える。カムの回転に対する弁体の作用角およびリフト量を、制御軸４０の回転位置に応じて変化させる可変動弁機構１０を各気筒に配置する。すべての可変動弁機構１０で単一の制御軸４０を共用する。ウォームホイール６２からの距離が長い軸受け部６４、および可変動弁機構１０の軸受け部７０ほど、潤滑油の供給量を多くする。
【選択図】 図９

Description

この発明は、可変動弁装置に係り、特に、カムシャフトの回転と同期して開閉する弁体の作用角およびまたはリフト量を変化させることのできる可変動弁機構を、気筒毎にまたは弁毎に配置する内燃機関の可変動弁装置に関する。

従来、例えば特開２００１−８２１９１号公報に開示されているように、内燃機関の運転状態に応じて、弁体の作用角およびリフト量を連続的に変更させる機能を有する可変動弁装置が知られている。この可変動弁装置は、気筒毎に、上記機能を有する可変動弁機構を備えている。各可変動弁機構は、アクチュエータにより回転駆動される制御軸と、制御軸の回転位置に対応した揺動範囲を揺動し、カムの押圧力を弁体に伝達する伝達機構とを備えている。これらの可変動弁機構は、制御軸の回転位置を制御することにより、弁体の作用角およびリフト量を連続的に変更できるように構成されている。また、上記従来の装置では、複数の可変動弁機構に対して単一の制御軸を共用している。

特開２００１−８２１９１号公報

上記従来のような可変動弁装置において、弁体が開弁動作を行うと、バルブスプリングの反力が伝達機構を介して制御軸に入力される。この反力は、制御軸にねじりモーメントとして作用することがある。このねじりモーメントによる制御軸のねじれ量は、アクチュエータからの距離が長いほど大きくなる。つまり、各可変動弁機構には、アクチュエータからの距離に応じて、異なる量のねじれが生じることとなる。可変動弁機構に生ずるねじれ量が異なると、制御軸や伝達機構の摺動部における摺動量が可変動弁機構毎に異なり、当該摺動部における摩擦が増加する。このような摩擦の増加は、更なる制御軸のねじれ量の増加を助長する。そして、制御軸のねじれは、可変動弁装置に対して、弁体の作用角およびリフト量の減少をもたらす。このため、制御軸のねじれ量が可変動弁機構毎に異なると、気筒間で弁体の作用角およびリフト量のばらつきを生じさせてしまう。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、制御軸のねじれに起因して気筒毎または弁体毎に生ずる弁体の作用角およびまたはリフト量のばらつきを抑制することのできる可変動弁装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、モータにより回転駆動される制御軸と、気筒毎または弁体毎に配置され、カムの回転に対する前記弁体の作用角およびまたはリフト量を前記制御軸の回転位置に応じて変化させる可変動弁機構とを備え、複数の可変動弁機構で単一の前記制御軸を共用する可変動弁装置であって、
それぞれの前記可変動弁機構およびまたは前記制御軸は、前記制御軸に生ずるねじれ量が大きいほど摺動量が増加する摺動部を備え、
前記制御軸が前記モータから駆動力の入力を受ける点からの距離が長い摺動部ほど、潤滑油の供給量を多くする潤滑油供給手段を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記潤滑油供給手段は、前記制御軸内に設けられた主油路と、前記主油路から分岐してそれぞれの前記摺動部と連通する副油路と、それぞれの前記副油路に対し前記入力点との距離が最も長い摺動部と連通する副油路から順に潤滑油が供給されるように前記主油路に潤滑油を圧送する潤滑油供給源とを備えることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１の発明において、前記潤滑油供給手段は、潤滑油供給源から潤滑油が圧送される主油路と、前記主油路から分岐してそれぞれの前記摺動部と連通する副油路とを備え、前記入力点からの距離が短い摺動部ほど、前記副油路の径が小さく形成されていることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記摺動部は、前記制御軸を回転可能に支持する軸受け部であることを特徴とする。

また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、前記可変動弁機構は、カムの回転と同期して揺動することによりカムの押圧力を前記弁体に伝達する第１の揺動アームと、前記制御軸の径方向に突出して設けられた非揺動部と、前記非揺動部に揺動可能に支持されカムの押圧力を前記第１の揺動アームに伝達する第２の揺動アームとを備え、
前記摺動部は、前記第２の揺動アームを支持する前記非揺動部の軸受け部であることを特徴とする。

第１の発明によれば、制御軸のねじれ量に応じた量の潤滑油を各摺動部に供給することができる。その結果、制御軸のねじれに起因して摺動部に生ずる摩擦の増加が抑制される。また、摩擦の増加に伴う更なる制御軸のねじれ量の増加が抑制される。このため、本発明によれば、制御軸のねじれに起因して気筒毎または弁体毎に生ずる弁体の作用角およびまたはリフト量のばらつきを抑制することができる。

第２の発明によれば、モータの駆動力の入力点からの距離が長く、制御軸のねじれ量が大きい摺動部ほど、多量の潤滑油を供給することができる。

第３の発明によれば、モータの駆動力の入力点からの距離が長く、制御軸のねじれ量が大きい摺動部ほど、多量の潤滑油を供給することができる。

第４の発明によれば、制御軸の各軸受け部に、制御軸のねじれ量に応じた量の潤滑油を供給することができる。

第５の発明によれば、第２の揺動アームを支持する非揺動部の各軸受け部に、制御軸のねじれ量に応じた量の潤滑油を供給することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
［可変動弁機構の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁機構１０の主要部の斜視図である。図１に示す可変動弁機構は、内燃機関の弁体を駆動するための機構である。ここでは、内燃機関の個々の気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とが備わっているものとする。そして、図１に示す構成は、単一の気筒に配設された２つの吸気弁、或いは２つの排気弁を駆動する機構として機能するものとする。

図１に示す構成は、吸気弁または排気弁として機能する２つの弁体１２を備えている。弁体１２には、それぞれ弁軸１４が固定されている。弁軸１４の端部は、ロッカーアーム１６の一端に設けられたピボットに接している。弁軸１４には、図示しないバルブスプリングの付勢力が作用しており、ロッカーアーム１６は、その付勢力を受けた弁軸１４により上方に付勢されている。ロッカーアーム１６の他端は、油圧ラッシュアジャスタ１８により回動可能に支持されている。油圧ラッシュアジャスタ１８によれば、ロッカーアームの高さ方向の位置を油圧により自動調整することにより、タペットクリアランスを自動調整することができる。

ロッカーアーム１６の中央部には、ロッカーローラ２０が配設されている。ロッカーローラ２０の上部には、揺動アーム２２が配置されている。以下、揺動アーム２２の周辺の構造を、図２を参照して説明する。

図２は、第１アーム部材２４と第２アーム部材２６の分解斜視図である。第１アーム部材２４および第２アーム部材２６は、何れも図１に示す構成における主要な構成部材である。既述した揺動アーム２２は、図２に示すように、第１アーム部材２４の一部である。

すなわち、第１アーム部材２４は、図２に示すように、２つの揺動アーム２２と、それらに挟まれたローラ当接面２８とを一体に備える部材である。２つの揺動アーム２２は、２つの弁体１２のそれぞれに対応して設けられたものであり、それぞれ既述したロッカーローラ２０（図１参照）に接している。

第１アーム部材２４には、２つの揺動アーム２２を貫通するように開口した軸受け部３０が設けられている。また、揺動アーム２２には、それぞれ、ロッカーローラ２０と接する面に同心円部３２と押圧部３４とが設けられている。同心円部３２は、ロッカーローラ２０との接触面が軸受け部３０と同心円を構成するように設けられている。一方、押圧部３４は、その先端側の部分ほど軸受け部３０の中心からの距離が遠くなるように設けられている。

第２アーム部材２６は、非揺動部３６と揺動ローラ部３８を備えている。非揺動部３６には貫通孔が設けられており、その貫通孔には制御軸４０が挿入される。更に、非揺動部３６および制御軸４０には、両者の相対位置を固定するための固定ピン４２が挿入されている。このため、非揺動部３６と制御軸４０とは、一体の構造物として機能する。

揺動ローラ部３８は、２つの側壁４４を備えている。これらの側壁４４は、回転軸４６を介して回動自在に非揺動部３６に連結されている。また、２つの側壁４４の間には、カム当接ローラ４８と、スライドローラ５０が配設されている。カム当接ローラ４８およびスライドローラ５０は、それぞれ側壁４４に挟まれた状態で自由に回動することができる。

上述した制御軸４０は、図示しないシリンダヘッドにより回転自在に保持される部材であり、第１アーム部材２４は、軸受け部３０を介して制御軸４０により保持される部材である。つまり、制御軸４０は、軸受け部３０に挿通された状態で非揺動部３６と一体化されるべき部材である。この要求を満たすべく、非揺動部３６（つまり第２アーム部材２６）は、制御軸４０と固定される前に、第１アーム部材２４の２つの揺動アーム２２の間に位置合わせされる。制御軸４０は、この位置合わせがなされた状態で、２つの軸受け部３０および非揺動部３６を貫通するように挿入される。その後、制御軸４０と非揺動部３６とを固定すべく固定ピン４２が装着される。その結果、第１アーム部材２４が制御軸４０回りを自由に回動することができ、非揺動部３６が制御軸４０と一体化され、かつ、揺動ローラ部３８が非揺動部３６に対して揺動し得る機構が実現される。

第１アーム部材２４と第２アーム部材２６とが、以上のように組み付けられた場合、第１アーム部材２４と制御軸４０との相対角、つまり、第１アーム部材２４と非揺動部３６との相対角が所定の条件を満たす範囲では、揺動ローラ部３８のスライドローラ５０が、第１アーム部材２４のローラ当接面２８と接することができる。そして、それら両者の接触を維持しながら、上記の所定の条件を満たす範囲で第１アーム部材２４を制御軸４０回りで回動させると、スライドローラ５０は、ローラ当接面２８に沿って転動することができる。本実施形態の可変動弁機構は、その転動を伴いながら弁体１２を開閉動作させる。尚、その動作については、後に図３および図４を参照して詳細に説明する。

図１は、第１アーム部材２４、第２アーム部材２６、および制御軸４０が、上記の手順で組み付けられた状態を示している。この状態において、第１アーム部材２４および第２アーム部材２６の位置は制御軸４０の位置により規制される。制御軸４０は、図示しない軸受けを介して、既述した条件が満たされるように、つまり、ロッカーアーム１６のロッカーローラ２０が揺動アーム２２に当接するようにシリンダヘッド等の固定部材に固定されている。

制御軸４０には、後述するモータが連結されている。このモータは、制御軸４０を所定の角度範囲内で回動させることができる。図１に示す状態は、そのモータにより、制御軸４０の回転角を上述した所定の条件を満たす範囲に調整し、かつ、スライドローラ５０をローラ当接面２８に当接させた状態を示している。

本実施形態の可変動弁機構１０は、また、クランクシャフトと同期して回転するカムシャフト５２を備えている。カムシャフト５２には、内燃機関の気筒毎に設けられたカム５４が固定されている。図１に示す状態において、カム５４は、カム当接ローラ４８に接しており、揺動ローラ部３８の上方への移動を規制している。つまり、図１に示す状態では、揺動ローラ部３８のカム当接ローラ４８およびスライドローラ５０を介して、第１アーム部材２４のローラ当接面２８がカム５４と機械的に連結された状態が実現されている。

上述した状態によれば、カム５４の回転に伴ってカムノーズがカム当接ローラ４８を押圧すると、その力はスライドローラ５０を介してローラ当接面２８に伝達される。スライドローラ５０は、ローラ当接面２８の上を転動しながらカム５４の作用力を第１アーム部材２４に伝え続けることができる。その結果、第１アーム部材２４に、制御軸４０を中心とする回転が生じ、揺動アーム２２によりロッカーアーム１６が押し下げられ、弁体１２に開弁方向の動きが与えられる。可変動弁機構１０は、以上説明したように、カム５４の作用力を、カム当接ローラ４８およびスライドローラ５０を介してローラ当接面２８に伝達することで弁体１２を作動させることができる。

［可変動弁機構の動作］
次に、図３および４を参照して、本発明の実施の形態１の可変動弁機構１０の動作を説明する。

上記のように構成された可変動弁機構１０は、カム当接ローラ４８およびスライドローラ５０を介して、カム５４とローラ当接面２８とが機械的に連結された状態を維持すべく、ロストモーションスプリング５６を備えている。図３および図４に示すように、ロストモーションスプリング５６は、その上端がシリンダヘッドに取り付けられた後述の支持部材に固定された状態で、ローラ当接面２８の後端部を付勢している。このロストモーションスプリング５６の付勢力は、ローラ当接面２８がスライドローラ５０を上方に付勢する力として、更には、カム当接ローラ４８をカム５４に押し当てる力として作用する。その結果、可変動弁機構１０は、図３または図４に示すように、カム５４とローラ当接面２８とが機械的に連結された状態を維持することができる。

図３は、可変動弁機構１０が弁体１２に対して小さなリフトを与えるように動作している様子を示す。以下、この動作を「小リフト動作」と称す。より具体的には、図３（Ａ）は、小リフト動作の過程で弁体１２が閉弁している様子を、また、図３（Ｂ）は小リフト動作の過程で弁体１２が開弁している様子を、それぞれ表している。

図３（Ａ）において、符号θ_Ｃは、制御軸４０の回転位置を表すパラメータである。以下、そのパラメータを「制御軸回転角θ_Ｃ」とする。ここでは、便宜上、制御軸４０と非揺動部３６とを固定する固定ピン４２の軸方向と鉛直方向とのなす角を制御軸回転角θ_Ｃと定義することとする。また、図３（Ａ）において、符号θ_Ａは、揺動アーム２２の回転位置を表すパラメータである。以下、そのパラメータを「アーム回転角θ_Ａ」とする。ここでは、便宜上、揺動アーム２２の先端部と制御軸４０の中心とを結ぶ直線と水平方向とのなす角をアーム回転角θ_Ａと定義することとする。

可変動弁機構１０において、揺動アーム２２の回転位置、つまり、アーム回転角θ_Ａは、スライドローラ５０の位置により決定される。また、スライドローラ５０の位置は、揺動ローラ部３８の回転軸４６の位置と、カム当接ローラ４８の位置とで決定される。そして、カム当接ローラ４８とカム５４との接触が維持される範囲では、回転軸４６が図３における左回り方向に回転するほど、つまり、制御軸回転角θcが大きくなるほど、スライドローラ５０の位置は上方に変化する。このため、可変動弁機構１０においては、制御軸回転角θ_Ｃが大きくなるほど、アーム回転角θ_Ａが小さくなるという現象が生ずる。

図３（Ａ）に示す状態において、制御軸回転角θ_Ｃは、カム当接ローラ４８がカム５４との接触を保てる範囲で、つまり、カム５４がカム当接ローラ４８の上方への移動を規制し得る範囲でほぼ最大の値とされている。従って、図３（Ａ）に示す状態において、アーム回転角θ_Ａは、ほぼ最小の値となっている。可変動弁機構１０は、この場合において、揺動アーム２２の同心円部３２のほぼ中央がロッカーアーム１６のロッカーローラ２０に接し、その結果、弁体１２が閉弁状態となるように構成されている。以下、この場合のアーム回転角θ_Ａを、「小リフト時の基準アーム回転角θ_Ａ０」と称す。

図３（Ａ）に示す状態からカム５４が回転すると、図３（Ｂ）に示すように、カム当接ローラ４８がカムノーズにより押圧され、制御軸４０方向に移動する。揺動ローラ部３８の回転軸４６からスライドローラ５０までの距離は変化しないため、カム当接ローラ４８が制御軸４０に近づく際には、ローラ当接面２８が、その面上を転動するスライドローラ５０により押し下げられる。その結果、アーム回転角θ_Ａが大きくなる方向に揺動アーム２２が回転し、揺動アーム２２とロッカーローラ２０との接触点が、同心円部３２から押圧部３４に移行する。

小リフト動作の際には、上記の如く基準アーム回転角θ_Ａ０が小さな値とされる。このため、カム５４の回転に伴うアーム回転角θ_Ａの最大値も、小リフト動作の場合には比較的小さな値となる。以下、その最大値を「小リフト時の最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸ」とする。弁体１２には、アーム回転角θ_Ａが最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸとなる時点で最大のリフトが生ずる。可変動弁機構１０は、図３（Ｂ）に示すように、小リフト時の最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸが生じた際に、ロッカーローラ２０と揺動アーム２２との接触点が僅かに押圧部３４に入り込み、その結果、僅かなリフトが弁体１２に生ずるように構成されている。このため、可変動弁機構１０によれば、上述した小リフト動作を行うことで、カム５４の回転と同期して、小さなリフトを弁体１２に与えることができる。

また、この場合、カム５４の作用力が現実に弁体１２を押し下げる期間、つまり、カム５４の回転に伴って弁体１２が非閉弁状態とされる期間（クランク角幅）も比較的小さなものとなる（以下、この期間を「作用角」と称す）。従って、可変動弁機構１０によれば、小リフト動作を行うことで、弁体１２の作用角を小さくすることができる。

図４は、可変動弁機構１０が弁体１２に対して大きなリフトを与えるように動作している様子を示す。以下、この動作を「大リフト動作」と称す。より具体的には、図４（Ａ）は、大リフト動作の過程で弁体１２が閉弁している様子を、また、図４（Ｂ）は大リフト動作の過程で弁体１２が開弁している様子を、それぞれ表している。

大リフト動作を行う場合は、図４（Ａ）に示すように、制御軸回転角θ_Ｃが十分に小さな値に調整される。その結果、大リフト動作の実行時には、スライドローラ５０がローラ当接面２８から脱落しない範囲で、非リフト時におけるアーム回転角θ_Ａ、つまり、基準アーム回転角θ_Ａ０が十分に大きな値とされる。可変動弁機構１０は、その基準アーム回転角θ_Ａ０において、揺動アーム２２とロッカーローラ２０との接触点が、同心円部３２の端部に位置するように構成されている。このため、大リフト動作の場合にも、弁体１２は閉弁状態に維持される。

図４（Ａ）に示す状態からカム５４が回転すると、図４（Ｂ）に示すように、カム当接ローラ４８がカムノーズに押圧されることにより、アーム回転角θ_Ａが大きくなる方向に揺動アーム２２が回転する。その結果、揺動アーム２２とロッカーローラ２０との接触点が、同心円部３２から押圧部３４に移行する。大リフト動作の際には、上記の如く基準アーム回転角θ_Ａ０が大きな値とされているため、カム５４の回転に伴って生ずる最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸも大きな値となる。可変動弁機構１０は、図４（Ｂ）に示すように、そのような最大アーム回転角θ_ＡＭＡＸが生じた際に、ロッカーローラ２０と揺動アーム２２との接触点が、十分に押圧部３４に入り込んだ位置となるように構成されている。このため、可変動弁機構１０によれば、上述した大リフト動作を行うことで、カム５４の回転と同期して、大きなリフトと大きな作用角を弁体１２に与えることができる。

次に、以上説明した可変動弁機構１０において、バルブスプリングの反力が当該機構１０に作用した場合に、制御軸４０が受ける影響について説明する。
可変動弁機構１０において、カム５４の回転に伴ってカムノーズがカム当接ローラ４８を押圧すると、揺動アーム２２によりロッカーアーム１６が押し下げられる。その結果、揺動アーム２２の押圧部３４には、図示しないバルブスプリングの付勢力による反力が作用する（図３または図４参照）。この反力はローラ当接面２８に伝わり、スライドローラ５０を押圧する力として作用する。カム当接ローラ４８はカム５４により上方への移動が規制されているため、スライドローラ５０に加えられた力は、第２アーム部材２６の回転軸４６に作用する。第２アーム部材２６は、固定ピン４２により制御軸４０に固定されている。このため、制御軸４０には、回転軸４６に作用する力により、左回り方向のねじりモーメントが作用する。つまり、バルブスプリングの反力を受けると、制御軸４０には、ねじれが生ずる。このようにして、制御軸４０が左回り方向にねじれると、揺動アーム２２の基準位置を表す基準アーム回転角θ_Ａ０が小さくなり、弁体１２の作用角およびリフト量が減少することとなる。

次に、図５を参照して、上述した可変動弁機構１０を用いて、内燃機関の各気筒に配置された弁体の作用角およびリフト量を連続的に変更させる可変動弁装置１の構成について説明する。
図５は、本実施形態の可変動弁装置１が内燃機関に搭載された状態を示す斜視図である。ここでは、可変動弁装置１を直列４気筒エンジンに適用した例を示している。ただし、図５は、第１気筒および第２気筒に配置される可変動弁機構１０についてのみ図示し、第３気筒および第４気筒に配置される可変動弁機構１０についての図示を省略している。尚、図５において、「＃１」〜「＃４」は、それぞれ内燃機関の第１気筒〜第４気筒を表しており、各気筒に配置される可変動弁機構１０およびその構成部材を示す符号の末尾に、その配置気筒を示すためにそれぞれ＃１〜＃４を付している。

図５に示すように、本実施形態の可変動弁装置１は、各気筒に配置された可変動弁機構１０と、制御軸４０を回転駆動するモータ５８と、モータ５８の駆動力を制御軸４０に伝達するウォームギヤ６０およびウォームホイール６２とにより構成されるものである。すなわち、制御軸４０の一端、より詳細には第４気筒側の一端には、ウォームホイール６２が固定されている。ウォームホイール６２には、モータ５８の出力軸に固定されたウォームギヤ６０が噛み合わされている。

本実施形態の可変動弁装置１では、図５に示すように、すべての気筒に配置された可変動弁機構１０に対して単一の制御軸４０を共用している。制御軸４０は、複数の軸受け部６４を備えている。これらの軸受け部６４では、制御軸４０のジャーナル６６が、図示しないシリンダヘッドの軸受けと支持部材６８とにより回転可能に支持されている。これらの軸受け部６４は、すべての可変動弁機構１０の両側にそれぞれ設けられている。また、支持部材６８は、カムシャフト５２を支持する支持部材としての機能も有し、更に、ロストモーションスプリング５６の一端を固定するための固定具としての機能も有している。このような構成を有する可変動弁装置１によれば、モータ５８の駆動力がウォームギヤ６０を介してウォームホイール６２に入力されることにより、制御軸４０の回転位置が変更される。制御軸４０は、すべての気筒の可変動弁機構１０に対して共通に設けられているので、制御軸４０の回転位置を制御することにより、各気筒の弁体１２の作用角およびリフト量を同時、かつ連続的に変更することができる。

本実施形態の可変動弁装置１において、バルブスプリングの反力による制御軸４０のねじれ量は、制御軸４０の固定端となるウォームホイール６２からの距離が長い位置ほど大きくなる。つまり、モータ５８の駆動力が入力される点から遠いほど、制御軸４０のねじれ量が大きくなる。そして、制御軸４０のねじれ量が大きくなるほど、制御軸４０の軸受け部６４に生ずる摺動量が大きくなる。従って、制御軸４０の軸受け部６４においては、ウォームホイール６２からの距離が長い部分ほど、大きな摺動量が生ずる。

図６は、本実施形態の可変動弁装置１において、各気筒周辺の制御軸４０の軸受け部６４に生ずる摺動量の傾向を示す図である。図６に示すように、ウォームホイール６２からの距離が最も長い第１気筒の周辺の軸受け部６４に生ずる摺動量が最も大きくなり、ウォームホイール６２に近い気筒ほどその摺動量は小さくなる。

本実施形態の可変動弁装置１においては、制御軸４０のねじれ量が大きい部分の軸受け部６４ほど、摩擦が増加する。このような摩擦の増加は、更なる制御軸４０のねじれ量の増加を助長する。既述した通り、各気筒の可変動弁機構１０がバルブスプリングの反力によりねじれると、弁体１２の作用角およびリフト量が減少する。このため、制御軸４０のねじれ量が可変動弁機構１０毎に異なると、気筒間で弁体１２の作用角およびリフト量のばらつきを生じさせてしまう。また、摩擦の増加に伴ってねじれ量が増加すると、上記ばらつき量が更に大きくなってしまう。従って、各軸受け部６４に生ずる摩擦の増加を防止し、気筒間の上記ばらつきを最小限に抑制するためには、ウォームホイール６２から遠い制御軸４０の軸受け部６４ほど、多くの潤滑油を供給するのが望ましい。

可変動弁装置１には、制御軸４０の軸受け部６４に加え、もう１つの摺動部として、第２アーム部材２６における非揺動部３６の回転軸４６の軸受け部７０が存在する（図３または図４参照）。回転軸４６の軸受け部７０では、揺動ローラ部３８の揺動量が大きいほどその摺動量が大きくなる。制御軸４０が回転すると、揺動ローラ部３８は揺動するため、その揺動量は、制御軸４０のねじれ量が大きいほど大きくなる。従って、回転軸４６の軸受け部７０の摺動量についても、上記図６の関係が成立している。つまり、ウォームホイール６２から遠い気筒の回転軸４６の軸受け部７０ほど、多くの潤滑油を供給するのが望ましい。そこで、本実施形態の可変動弁装置１は、上記要求を満たすような油路を備えている。

図７は、本実施形態において用いられる制御軸４０に形成された油路を説明するための図である。図７に示すように、制御軸４０には、その内部を油路として利用するための中空部７２が形成されている。また、制御軸４０には、各ジャーナル６６に油路７４が形成されている。それぞれの油路７４は、中空部７２と連通するように設けられている。このため、中空部７２から油路７４に潤滑油が供給されることで、ジャーナル６６を潤滑することができる。また、制御軸４０には、各気筒に対応した油路７６がそれぞれ形成されている。油路７６は、第２アーム部材２６の回転軸４６に潤滑油を供給するためのものである。

図８は、第２アーム部材２６に形成された油路を説明するための図である。図８に示すように、制御軸４０と非揺動部３６とを一体化させるべく、制御軸４０内には、中空部７２を塞ぐように固定ピン４２が挿入されている。固定ピン４２には、環状の油溝７８が形成されている。このため、固定ピン４２により遮断されることなく各気筒に行き渡るように、制御軸４０の中空部７２内に潤滑油を流通させることができる。また、非揺動部３６には、制御軸４０の中空部７２から回転軸４６の軸受け部７０に潤滑油を供給すべく、油路８０が形成されている。油路８０は、制御軸４０と非揺動部３６とが一体化された状態で、制御軸４０の油路７６と回転軸４６の軸受け部７０とを繋ぐように設けられている。

図９は、可変動弁装置１に供給される潤滑油の流れを説明するための図である。図９中の矢印は、各摺動部、すなわち、制御軸４０の各軸受け部６４、および第２アーム部材２６の回転軸４６の各軸受け部７０に潤滑油を供給すべく、各油路内を流れる潤滑油の流れを示している。図９に示すように、本実施形態の可変動弁装置１は、各摺動部に潤滑油を圧送する潤滑油供給源８２を備えている。潤滑油供給源８２は、シリンダヘッド内に設けられた油路８４を介して、制御軸４０の第１気筒側端部に位置する制御軸４０の油路７４と接続されている。そして、潤滑油供給源８２は、ウォームホイール６２からの距離が最も長い摺動部からウォームホイール６２に近い摺動部に向けて潤滑油を供給している。このような構成によれば、ウォームホイール６２から遠い摺動部ほど、高圧の潤滑油を供給することができる。すなわち、ウォームホイール６２から遠い摺動部ほど、多量の潤滑油を供給することができる。

図９に示す構成によれば、制御軸４０のねじれ量に応じた量の潤滑油を各摺動部に供給することができる。このため、各摺動部に生ずる摩擦が、制御軸４０のねじれ量の差に起因して各摺動部間で異なって増加するのを防ぐことができ、摩擦の増加がもたらす制御軸４０の更なるねじれ量の増加を抑制することができる。このため、本実施形態の可変動弁装置１によれば、弁体１２の作用角およびリフト量が気筒間でばらつくのを最小限に抑制することができる。

また、上記図９に示す構成によれば、摺動量の異なる各摺動部の摩耗量を平準化させることができる。このため、本実施形態の可変動弁装置１によれば、経時変化による弁体１２の作用角およびリフト量の気筒間ばらつきを抑制することができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、ウォームホイール６２から最も遠い摺動部から順に潤滑油を供給することとしているが、摺動量の差に応じた潤滑油を各摺動部に供給する方式はこのような例に限定されるものではない。すなわち、各摺動部に潤滑油を供給する油路の径を、ウォームホイールに近い摺動部に対応する油路ほど小さくすることとしてもよい。具体的には、例えば、制御軸の各ジャーナルを支持するシリンダヘッドのすべての軸受けに油溝を設け、それらの油溝に潤滑油を導くための油路をシリンダヘッド内に設け、それらの油路の径がウォームホイールに近い油路ほど小さくなるように構成することにより実現することができる。また、例えば、上述した実施の形態１の順序で潤滑油を供給する場合であっても、各摺動部に潤滑油を導く油路の径を適宜変更することとしてもよい。これにより、各摺動部に供給する油量の微調整が可能となるため、制御軸に潤滑油を供給する入口の配置場所の設定自由度を向上させることができる。

尚、上述した実施の形態１においては、ウォームホイール６２と固定された制御軸４０の端部が、前記第１の発明における「モータから駆動力の入力を受ける点」に、潤滑油供給源８２、制御軸４０の中空部７２、および油路７４、７６、８０、８４が、前記第１の発明における「潤滑油供給手段」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、制御軸４０の中空部７２が、前記第２および第３の発明における「主油路」に、油路７４、７６、８０が前記第２および第３の発明における「副油路」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、第１アーム部材２４の揺動アーム２２が、前記第５の発明における「第１の揺動アーム」に、揺動ローラ部３８が、前記第５の発明における「第２の揺動アーム」に、それぞれ相当している。

実施の形態２．
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図１０は、本実施形態の可変動弁装置２の構成を説明するための図である。本実施形態の可変動弁装置２は、制御軸９２を回転駆動するための装置、すなわち、モータ９４、ウォームギヤ９６およびウォームホイール９８が、第２気筒の可変動弁機構９０と第３気筒の機構９０との間に配置されている点を除き、実施の形態１の構成と基本的に同様である。そして、この可変動弁装置２では、実施の形態１の可変動弁装置１に対し、上記の構成変更に伴い、各摺動部に潤滑油を供給する経路が変更されている。

図１１は、本実施の形態の可変動弁装置２において、各摺動部に生ずる摺動量の気筒毎の傾向を示す図である。既述した通り、制御軸９２のねじれ量は、制御軸９２の固定端となるウォームホイール９８からの距離が長い位置ほど大きくなり、可変動弁装置の各摺動部では、そのねじれ量が大きい摺動部ほど摺動量が大きくなる。このため、ウォームホイール９８が第２気筒の可変動弁機構９０と第３気筒の機構９０との間に配置されている場合には、図１１に示すように、ウォームホイール９８からの距離の長い第１気筒および第４気筒の摺動部に生ずる摺動量が、第２気筒および第３気筒の摺動部に生ずる摺動量より大きくなる。そこで、本実施形態の可変動弁装置２は、図１０に示す順序で潤滑油を供給する経路を備えている。尚、可変動弁装置２では、制御軸９２の軸受け部１００の数が実施の形態１の制御軸４０の軸受け部６４の数とは異なるが、本実施形態の制御軸９２においても、実施の形態１の制御軸４０と同様の油路が形成されているものとする。

図１０中に示す矢印のように、本実施形態の可変動弁装置２では、制御軸９２の両端側に位置する軸受け部１００から、それぞれ潤滑油を供給することとしている。つまり、ウォームホイール９８からの距離が遠い第１気筒の摺動部および第４気筒の摺動部から、それぞれ第２気筒の摺動部および第３気筒の摺動部に向けて潤滑油を供給している。尚、可変動弁装置２は、図示しない潤滑油供給源を備え、この潤滑油供給源により、上記の如く潤滑油が供給されているものとする。

図１０に示す構成によれば、制御軸９２のねじれ量に応じた量の潤滑油を各摺動部に供給することができる。このため、各摺動部に生ずる摩擦が、制御軸９２のねじれ量の差に起因して各摺動部間で異なって増加するのを防ぐことができ、摩擦の増加がもたらす制御軸９２の更なるねじれ量の増加を抑制することができる。このため、本実施形態の可変動弁装置２によれば、弁体１２の作用角およびリフト量が気筒間でばらつくのを最小限に抑制することができる。その他、実施の形態１と同様の効果が得られる。

ところで、上述した実施の形態２においては、各摺動部に潤滑油を供給するための油路の径を変更することにより、摺動量に応じた量の潤滑油を各摺動部に供給することが可能である点は、実施の形態１と同様である。

本発明の実施の形態１の可変動弁機構の主要部の斜視図である。 図１に示す可変動弁機構の構成要素である第１アーム部材と第２アーム部材の分解斜視図である。 図１に示す可変動弁機構が小リフト動作を行う場合の様子を示す図である。 図１に示す可変動弁機構が大リフト動作を行う場合の様子を示す図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁装置が内燃機関に搭載された状態を示す斜視図である。 図５に示す可変動弁装置において、各気筒周辺の制御軸の軸受け部に生ずる摺動量の傾向を示す図である。 本発明の実施の形態１において用いられる制御軸に形成された油路を説明するための図である。 図２に示す第２アーム部材に形成された油路を説明するための図である。 図５に示す可変動弁装置に供給される潤滑油の流れを説明するための図である。 本発明の実施の形態２の可変動弁装置の構成を説明するための図である。 図１０に示す可変動弁装置において、各摺動部に生ずる摺動量の気筒毎の傾向を示す図である。

符号の説明

１、２ 可変動弁装置
１０、９０ 可変動弁機構
１２ 弁体
１６ ロッカーアーム
２２ 揺動アーム
２４ 第１アーム部材
２６ 第２アーム部材
２８ ローラ当接面
３２ 同心円部
３４ 押圧部
３６ 非揺動部
３８ 揺動ローラ部
４０、９２ 制御軸
４６ 回転軸
４８ カム当接ローラ
５０ スライドローラ
５４ カム
５８、９４ モータ
６０、９６ ウォームギヤ
６２、９８ ウォームホイール
６４、１００ 制御軸の軸受け部
６６ ジャーナル
６８ 支持部材
７０ 非揺動部の回転軸の軸受け部
７２ 中空部
７４、７６、８０、８４ 油路
７８ 油溝
８２ 潤滑油供給源
θ_Ｃ 制御軸回転角
θ_Ａ アーム回転角

Claims (5)

1. モータにより回転駆動される制御軸と、気筒毎または弁体毎に配置され、カムの回転に対する前記弁体の作用角およびまたはリフト量を前記制御軸の回転位置に応じて変化させる可変動弁機構とを備え、複数の可変動弁機構で単一の前記制御軸を共用する可変動弁装置であって、
   それぞれの前記可変動弁機構およびまたは前記制御軸は、前記制御軸に生ずるねじれ量が大きいほど摺動量が増加する摺動部を備え、
   前記制御軸が前記モータから駆動力の入力を受ける点からの距離が長い摺動部ほど、潤滑油の供給量を多くする潤滑油供給手段を備えることを特徴とする可変動弁装置。
2. 前記潤滑油供給手段は、前記制御軸内に設けられた主油路と、前記主油路から分岐してそれぞれの前記摺動部と連通する副油路と、それぞれの前記副油路に対し前記入力点との距離が最も長い摺動部と連通する副油路から順に潤滑油が供給されるように前記主油路に潤滑油を圧送する潤滑油供給源とを備えることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
3. 前記潤滑油供給手段は、潤滑油供給源から潤滑油が圧送される主油路と、前記主油路から分岐してそれぞれの前記摺動部と連通する副油路とを備え、前記入力点からの距離が短い摺動部ほど、前記副油路の径が小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
4. 前記摺動部は、前記制御軸を回転可能に支持する軸受け部であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の可変動弁装置。
5. 前記可変動弁機構は、カムの回転と同期して揺動することによりカムの押圧力を前記弁体に伝達する第１の揺動アームと、前記制御軸の径方向に突出して設けられた非揺動部と、前記非揺動部に揺動可能に支持されカムの押圧力を前記第１の揺動アームに伝達する第２の揺動アームとを備え、
   前記摺動部は、前記第２の揺動アームを支持する前記非揺動部の軸受け部であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の可変動弁装置。

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