JP2006152926A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 揺動カムによる吸気弁の大きなバルブリフト量を確保しつつ装置のコンパクト化を図り得る可変動弁装置を提供する。
【解決手段】駆動軸３から回転駆動力が伝達される駆動カム４と、該駆動カムの回転力が一端側ローラ１８を介して伝達されるロッカアーム１４と、該ロッカアームの各他端側ローラ２０，２１を介して揺動力が伝達される揺動カム５と、一端部３７ａが吸気弁２のステムエンド２ａに当接していると共に他端部３７ｂがピボット３８に枢支されたスウィングアーム３７とを備えている。該スウィングアームの内部に形成された空間部３９内に揺動カムのカム面１３ｂに当接する従動ローラ４０が設けられており、前記吸気弁が最大リフト制御された最大開弁時に、揺動カムのカム部１３のカムノーズ部１３ｃと背面１３ａと従動ローラとの接触点Ｓが前記空間部内に入り込むように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば内燃機関の吸気弁や排気弁のバルブリフト量や作動角等を機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置の改良に関する。

従来の内燃機関の可変動弁装置としては、以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

概略を説明すれば、１気筒当たり２つの吸気弁を保持したシリンダヘッドの上方位置に、二股状のスウィングアームが他端側のピボットを支点として揺動自在に支持されていると共に、該スウィングアームの各一端部が前記吸気弁のステムエンドに当接している。また、このスウィングアームの上方近傍位置に制御軸が軸支され、この制御軸に第１介在アームである揺動カムが軸着されている。

また、前記制御軸に一体に設けられた突出部に、第２介在アームが軸着されていると共に、この第２介在アームに、カムシャフトに設けられた回転カムを摺動するようになっている。

そして、前記制御軸と突出部を小角度回転させることにより、前記揺動カムの揺動開始角を変化させ、これによって、前記回転カムによる吸気弁のリフト量及び作動角を変化させるようになっている。
特開２００２−３７１８１６号公報

ところで、近時、内燃機関の動弁装置にあっては、車両のエンジンルーム内への搭載性を向上させるために、該動弁装置のコンパクト化の要請が高まっており、この要請を満足するために、例えば動弁装置を吸気弁側にできるだけ集中配置させる構造のものが提供されている。

しかしながら、前記公報記載の従来の動弁装置のようにリフトや作動角を可変にする可変機構を備えた可変動弁装置にあっては、該可変機構などを吸気弁の近傍に集中的に配置しようとすると、可変機構による吸気弁のリフト量の大きさに自ずと限界が生じて、十分に大きなリフト量を得ることかできないといった問題がある。

本発明は、前記従来の可変動弁装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明にあっては、機関のクランク軸から回転力が伝達される駆動カムと、揺動支点を中心に揺動自在に設けられた揺動カムと、前記駆動カムから前記揺動カムへ動力が伝達されると共に、姿勢の変化により前記揺動カムの揺動状態を変化させて機関弁のバルブリフト量を可変制御する可変機構と、一端側のアーム揺動支点を中心に揺動自在に設けられ、他端側が前記機関弁に当接したスウィングアームと、該スウィングアームのアーム揺動支点と前記他端側との間に設けられた空間部と、該空間部内に回転自在に設けられ、前記揺動カムのカム面に当接する従動ローラとを備え、前記機関弁が所定量以上にリフトした状態では、前記揺動カムと従動ローラとの接触点が前記スウィングアームの空間部内に入り込むように構成したことを特徴としている。

この発明によれば、前記可変機構により機関弁が所定量以上にリフト制御されている状態時において、前記揺動カムが従動ローラを介してスウィングアームを押し下げて開弁させた場合に、前記揺動カムのカム面と前記従動ローラとの接触点がスウィングアームの空間部内に入り込んだ位置になることから、該スウィングアームと揺動カムとの干渉を回避しつつ前記揺動カムの揺動角度を大きくすることが可能になり、大きなバルブリフト量を確保できる。

しかも、前記大きなバルブリフト量を、該揺動カムの長さを大きくするのではなく、前記空間部を利用して揺動カムの揺動角を増加することにより確保していることから、装置のコンパクト化を図りつつハイリフトを実現できる。

請求項２に記載の発明にあっては、前記可変機構は、機関弁のリフト時に、前記駆動カムからの駆動力を前記揺動カムに伝達する伝達部を備えると共に、前記揺動カムを、前記伝達部と前記ローラとの間に挟持状態に配置したことを特徴としている。

この発明によれば、機関弁の特にリフト時には、前記駆動カムから可変機構の伝達部を介して前記揺動カムに揺動力が伝達されることになるが、このとき、揺動カムに対して、前記伝達部からの駆動力とローラに伝達された機関弁のバルブスプリングのばね力とが互いにほぼ反対方向から作用することから、かかる対向する荷重が相殺された形になる。このため、揺動カムの揺動支点に対する過大な荷重の発生が防止される。

これにより、揺動カムの揺動支点となる軸受孔周囲の肉厚を薄くすることが可能になるとともに、前記軸受孔による軸受部の負荷が低減する。この結果、装置全体のコンパクト化が図れる。

請求項３に記載の発明は、前記揺動カムを前記複数の機関弁の対応して複数設けると共に、前記可変機構を幅方向の中心軸を中心にして左右対称形状に形成し、該対称部位の一方側に前記伝達部を設け、他方側に別異の伝達部を設けたことを特徴としている。

この発明によれば、可変機構に前記各機関弁の各バルブスプリングから伝達された駆動力は、対称に離間した左右の各伝達部を介して左右ほぼ均等に作用することから、該可変機構が安定して左右の倒れを防止することが可能になる。

以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。この実施形態では、一気筒当たり２つ有する吸気弁側に適用されている。

すなわち、この可変動弁装置は、図１、図２及び図４に示すように、シリンダヘッド１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられた２つの吸気弁２と、シリンダヘッド１の上部に配置されて、クランク軸の回転力によって回転駆動する駆動軸３と、該駆動軸３の外周に一体に設けられた駆動カム４と、該駆動カム４の回転力を介して前記各吸気弁２を開閉作動させる一対の揺動カム５と、該各揺動カム５を介して各吸気弁２のバルブリフト量を可変制御する可変機構６と、該可変機構６の作動位置を制御する制御部を駆動させる駆動機構７と、前記可変機構６の作動を各揺動カム５を介して吸気弁２に伝達するスウィング機構８とを備えている。

前記吸気弁２は、ステムエンド２ａにコッタを介してスプリングリテーナ９が固定されていると共に、該スプリングリテーナ９に上端部が弾持されたバルブスプリング１０のばね力によって閉弁方向に付勢されている。

前記駆動軸３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おり、この回転方向は図１中、矢印方向に設定されている。また、駆動軸３の内部軸方向には、シリンダヘッド１の内部に形成されたオイルギャラリーと連通する油通路１１が形成されている。

前記各駆動カム４は、ほぼ雨滴状に形成され、ベースサークル側の円環基部が前記駆動軸３に一体的に形成されていると共に、その回転中心位置が図４に示すように、前記両吸気弁２の軸線Ｑのほぼ延長線上、つまり両吸気弁２の間の上方近傍に配置されている。

前記揺動カム５は、前記駆動軸３の前記駆動カム４の両側位置に配置されており、前記駆動軸３の外周面に回転自在に支持されたほぼ円環状の基端部１２と、該基端部１２の外面からほぼ径方向に突設されたカム部１３とから構成されている。

前記基端部１２は、中央に前記駆動軸３の外周面に回転摺動する軸受孔１２ａが貫通形成されていると共に、該軸受孔１２ａの内周面と駆動軸３の外周面との間に前記駆動軸３の径方向に穿設された油孔１１ａを介して潤滑油が供給されるようになっている。

前記カム部１３は、基端部１２から先細り状のテーパー状に形成され、上面（背面）１３ａが平坦状に形成されている一方、下面にほぼ円弧状のカム面１３ｂが形成されている。このカム面１３ｂは、基端部１２側の基円面（ベースサークル面）と、該基円面から先端部（カムノーズ部）１３ｃ側に円弧状に延びるランプ面と、該ランプ面からカムノーズ部１３ｃの先端側に有する最大リフトの頂面に連なるリフト面が形成されている。

前記可変機構６は、前記駆動カム４と揺動カム５との間に連係されて、駆動カム４の回転力を往復運動に変換して前記揺動カム５に揺動力として伝達するロッカアーム１４と、前記駆動軸３の上方位置に平行に配置された制御軸１５と、該制御軸１５の外周に一体に設けられて、前記ロッカアーム１４を揺動自在に支持する偏心制御カム１６とを備えている。

前記ロッカアーム１４は、平面ほぼＹ字形状に形成されていると共に、側面ほぼ横く字形状に折曲形成されている。具体的に説明すれば、中央の基部１４ａ内に前記偏心制御カム１６が嵌挿して揺動自在に支持される支持孔１４ｂｂが貫通形成されていると共に、基部１４ａから駆動カム４方向へ突出した一端部１４ｃは先端部にスリット状の溝が形成されている。一方、基部１４ａから前記揺動カム１３の背面１３ａ側に突出した他端部１４ｄ、１４ｄは、二股状に形成されて、ロッカアーム１４全体が平面ほぼ左右対称形状に形成されていると共に、それぞれの先端部にスリット状の溝が形成されている。

また、前記一端部１４ｃの先端スリット溝には、前記駆動カム４の外周面を転動する伝達部である一端側ローラ１８が支軸１９に複数のボールを介して回転自在に設けられていると共に、前記二股状に形成された各他端部１４ｄ、１４ｄのそれぞれの先端スリット溝内には、各揺動カム５の背面１３ａ上をそれぞれ転動する伝達部である他端側ローラ２０、２１が各支軸２２，２３に複数のボールを介して回転自在に支持されている。

前記制御軸１５は、図１及び図２、図４に示すように、駆動軸３と共用の軸受２４に回転自在に支持されていると共に、内部軸方向に機関のオイルギャラリーと連通する油導入通路１５ａが貫通形成されている。

一方、前記偏心制御カム１６は、円筒状に形成され、軸方向の幅が前記ロッカアーム１４の支持孔１４ｂの軸方向の長さとほぼ同一に設定されていると共に、その軸心Ｐ１が制御軸１５の軸心Ｐよりも所定量だけ偏心して、制御軸１５を介して偏心回転することによってロッカアーム１４の揺動支点を変化させ、該ロッカアーム１４の姿勢を変位させるようになっている。なお、前記制御軸１５と偏心制御カム１６によって制御部が構成されている。

また、前記油導入通路１５ａは、制御軸１５と偏心制御カム１６にそれぞれ連続して径方向に貫通形成された油孔１５ｂを介して偏心制御カム１６の外周面と前記支持孔１４ｂとの間に潤滑油を供給するようになっている。

前記軸受２４は、シリンダヘッド１の上端部に一体に形成された軸受本体２４ａと、該軸受本体２４ａの上端部に重ねられた２つの軸受ブラケット２４ｂ、２４ｃと、該各軸受ブラケット２４ｂ、２４ｃを軸受本体２４ａに上下方向から共締め固定する両側一対のボルト２４ｄ、２４ｄとから構成されており、これらのブラケット間に前記駆動軸３と制御軸１５とを一緒に軸受けしている。

また、前記揺動カム５は、捩りスプリング２５のばね力によってカム部１３のカムノーズ部１３ｃ側が前記各他端側ローラ２０，２１方向（図４矢印方向）へ回転するように付勢されている。この捩りスプリング２５は、一端部２５ａが前記基端部１２の下部に係止されていると共に、他端部２５ｂが前記軸受２４の側面にスプリングブラケット２６を介してボルト２６ａによって固定されている。

前記駆動機構７は、シリンダヘッド１の後端部に固定された図外のハウジングの一端部に設けられた電動モータ２７と、ハウジングの内部に設けられて電動モータ２７の回転駆動力を前記制御軸１５に伝達するボール螺子伝達手段とから構成されている。

前記電動モ−タ２７は、比例型のＤＣモータによって構成され、駆動シャフト２７ａが機関の運転状態を検出するコントローラ２８からの制御信号によって回転駆動するようになっている。

このコントローラ２８は、クランク角センサ２９やエアーフローメータ３０、水温センサ３１や、制御軸１５の回転位置を検出するポテンショメータ３２等の各種のセンサからの検出信号をフィードバックして現在の機関運転状態を演算などにより検出して、前記電動モータ２７に制御信号を出力している。

前記ボール螺子伝達手段は、前記ハウジング内に電動モータ２７の駆動シャフト２７ａとほぼ同軸上に配置されたボール螺子軸３３と、該ボール螺子軸３３の外周に螺合する移動部材であるボールナット３４と、前記制御軸１５の一端部に直径方向に沿って連結された連係アーム３５と、該連係アーム３５と前記ボールナット３４とを連係する連係リンク３６とから主として構成されている。

前記ボール螺子軸３３は、外周にボール循環溝が形成されていると共に、電動モータ２７の駆動シャフト２７ａと結合され、かかる結合によって電動モータ２７の回転駆動力を前記ボール螺子軸３３に伝達するようになっている。

前記ボールナット３４は、ほぼ円筒状に形成され、内周面にボール循環溝と共同して複数のボールを転動自在に保持するガイド溝が螺旋状に連続して形成されていると共に、各ボールを介してボール螺子軸３３の回転運動をボールナット３４に直線運動に変換しつつ軸方向の移動力が付与されるようになっている。

前記スウィング機構８は、各一端部３７ａの下面が各吸気弁２のステムエンド２ａに当接したスウィングアーム３７と、該スウィングアーム３７の他端部３７ｂを揺動自在に枢支するピボット３８とを備えている。

前記スウィングアーム３７は、平面細長い矩形枠状に形成されて、内部に空間部３９が形成されていると共に、該空間部３９内のほぼ一端部３７ａ側寄りに従動ローラ４０が回転自在に設けられている。

前記空間部３９は、図３にも示すように、その幅Ｗが前記揺動カム５のカム部１３の幅Ｗ１よりも大きく設定されて、該カム部１３の入り込みを可能にしている。

また、スウィングアーム３７は、一端部３７ａに前記ステムエンド２ａにより下方から遊嵌保持される保持溝が形成されている一方、他端部３７ｂの下面に球面状の嵌合溝３７ｃが形成されていると共に、前記空間部３９の下部の一部に前記他端部３７ｂと連なる底壁３７ｄが一体に設けられている。

前記従動ローラ４０は、外輪４０ａと、両端部が空間部３９の対向壁に固定された支軸４０ｂと、該支軸４０ｂの外周に保持されたニードルローラ４０ｃとによって回転自在に支持されており、前記空間部３９から突出したその外輪４０ａの上端部が前記揺動カム５のカム面１３ｂに転接するようになっている。

したがって、前記各揺動カム５は、前記従動ローラ４０と前記ロッカアーム１４の他端側ローラ２０，２１との間に挟持状態に配置された形になっている。 そして、この揺動カム５は、図７に示すように、バルブリフト量が最大に制御された際において、前記各背面１３ａをロッカアーム１４の他端側ローラ２０，２１転接しながら下方へ押圧して最大に開弁させた場合には、カムノーズ部１３ｃ側が前記空間部３９内に入り込むように構成されていると共に、各カム面１３ｂと前記従動ローラ４０との接触点Ｓも空間部３９内に位置するようになっている。

また、前記揺動カム５が、前述のように最大に揺動してカムノーズ部１３ｃ側が空間部３９内に入り込んだ際には、図３にも示すように、カム部１３の先端縁と前記スウィングアーム３７の底壁３７ｄの上面との間に隙間Ｃが形成されて干渉が回避されるようになっている。

前記ピボット３８は、図１及び図４に示すように、いわゆる油圧ラッシアジャスタ型に形成され、シリンダヘッド１の所定位置に形成された固定用孔１ａ内に嵌装固定された有底円筒状のボディ４１と、該ボディ４１の内部に摺動自在に嵌装されて、内部の高圧室とリザーバ室とを連通孔を介して連通するほぼ円筒状のシート部と、ボディ４１の内部に摺動自在に設けられて、先端球面状の先端部４２ａがボディ４１の前端開口から突出したプランジャ４２と、前記高圧室内に配置されて、リテーナを介して保持されたスプリングのばね力によって前記連通孔を閉止するチェックボールとを備えている。

また、前記プランジャ４２の先端部４２ａは、前記スウィングアーム３７の嵌合凹部３７ｃに摺動自在に嵌合している。

そして、シリンダヘッド１内のオイルギャラリー４３から油圧が供給された潤滑油は、前記ボディ４１とプランジャ４２に形成された油孔４４を介して外周面からリザーバ室内に流入し、非バルブリフト区間にプランジャ４２の上方への移動に伴ってリザーバ室内からチェックボールを押し開いて高圧室に流入してプランジャ４２をシート部を介してさらに上方へ突出させるようになっている。これにより、バルブクリアランスが０に保持される。

なお、図２に示すように、前記駆動カム４と両揺動カム５、５の各基端部１２，１２との間には、該両者間の軸方向の位置決めを行う円筒状の２つのスペーサ４５ａ，４５ｂが前記駆動軸３の外周に嵌挿されていると共に、前記ロッカアーム１４の基部１４ａの両側には、該ロッカアーム１４の軸方向の位置決めを行う円筒状の２つのスペーサ４６ａ、４６ｂが前記制御軸１５の外周に嵌挿されている。

以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、例えば、機関の始動時では、コントローラ２８からの制御電流の供給が停止されていることから、電動モータ２７は回転トルクが発生せず、したがってボール螺子軸３３にも回転トルクが発生しないことから、制御軸１５は捩りスプリング２５のばね反力により偏心制御カム１６の偏心方向が右上になるように回転させられており、それに伴いボールナット３４も最大一方向位置に保持された状態になっている。すなわち、制御軸１５は、連係リンク３６と連係アーム３５とによって図４、図５に示す位置に保持される。

つまり、偏心制御カム１６の肉厚部が、図示のように駆動軸３から右上方向に位置している。これにより、ロッカアーム１４の姿勢が制御軸１５に対して上方に位置して他端側ローラ２０，２１と各揺動カム５の背面１３ａ、１３ａの接触点が、駆動軸３に対して上方向に移動した状態を維持する。一方、各揺動カム５は、捩りスプリング２５のばね力によってカムノーズ部１３ｃ側が反時計方向へ付勢されている。

よって、駆動カム４が回転してロッカアーム１４の一端部１４ｃを一端側ローラ１８を介して押し上げると、そのリフト量が他端側ローラ２０，２１を介して揺動カム５に伝達されるが、図５に示すように、各揺動カム５の従動ローラ４０の接点は基円面であり、従動ローラ４０は揺動せず、したがって、そのバルブリフト量は最小の零になる。

したがって、かかる機関の始動時では、スウィングアーム３７の従動ローラ４０は、揺動カム５のカム面１３ｂのベースサークル面の範囲内を繰り返し転動することになり、各吸気弁２，２が閉弁状態となって開弁リフト量は図８に示すように、零リフトになる。これにより、機関のフリクションが大幅に低減されて、始動性が良好になる。

その後、機関低回転領域に移行した場合は、コントローラ２８からの制御電流が出力されて、電動モータ２７が所定量だけ回転し、この回転トルクがボール螺子軸３３に伝達されて回転すると、この回転に伴ってボールナット３４が各ボールを介して前記位置から反対方向へ直線移動する。したがって、制御軸１５は、偏心制御カム１６を図４、図５に示す位置から図中時計方向へ回転させて、軸心Ｐ１を下方向へ僅かに回動させる。このため、ロッカアーム１４は、その姿勢が今度は全体が駆動軸３方向寄りに僅かに移動して各他端部１４ｄ、１４ｄの各ローラ２０，２１が各揺動カム５のカムノーズ部１３ｃを下方へ押圧して該揺動カム５全体を所定量だけ時計方向へ回動させる。

よって、駆動カム４が回転してロッカアーム１４の一端部１４ｃを押し上げると、そのリフト量が揺動カム５及びスウィングアーム３７に伝達され、そのバルブリフト量は僅かに大きくなる。

したがって、かかる低回転領域では、スウィングアーム３７の従動ローラ４０は、カム面１３ｂのベースサークル域からランプ域を経由して僅かなリフト域間を繰り返し転動することから、吸気弁２のピークリフト量が、図８に示すように小リフト特性となり、該吸気弁２の開時期が若干遅くなり、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。

また、機関高回転領域に移行した場合は、コントローラ２８からの制御信号によって電動モータ２７がさらに回転し、ボールナット３４が各ボールを介して同方向へ直線移動する。したがって、制御軸１５は、偏心制御カム１６をさらに時計方向へ回転させて、図６及び図７に示すように軸心Ｐ１を下方向へ回動させる。このため、ロッカアーム１４は、全体がさらに駆動軸３方向寄りに移動して他端ローラ２０，２１が揺動カム５の背面１３ａを下方へさらに押圧して該揺動カム５全体を所定量だけ時計方向へ回動させる。

よって、駆動カム４が回転してロッカアーム１４の一端部１４ｃを押し上げると、そのリフト量が、図７に示すように、各他端側ローラ２０，２１を介して揺動カム５に伝達されると共に、従動ローラ４０を介してスウィングアーム３７に伝達され、そのバルブリフト量は大きくなる。

したがって、かかる高回転領域では、スウィングアーム３７の従動ローラ４０は、カム面１３ｂの基円面からカムノーズ部１３ｃ付近の最大リフト面域までを繰り返し転動し、吸気弁２の開弁時のバルブリフト量Ｌｍａｘが、図８に示すように最大に大きくなり、各吸気弁２の開時期がさらに早くなると共に、閉時期がさらに遅くなる。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。

そして、この実施形態では、前述の最大リフト制御時において、前記揺動カム５のカム面１３ｂが従動ローラ４０を介してスウィングアーム３７の一端部３７ａ側を押し下げて開弁させると、揺動カム５カム面１３ｂと前記従動ローラ４０との接触点Ｓがスウィングアーム３７の空間部３９に入り込んだ位置になる。このため、スウィングアーム３７と揺動カム５のカムノーズ部１３ｃとの干渉を回避しつつ前記揺動カム５の揺動角度を大きくすることが可能になり、絶対値の大きなバルブリフト量を確保できる。

特に、前記揺動カム５の前記ロッカアーム１４の各ローラ２０，２１と当接する背面１３ａの接触部Ｔも、前記スウィングアーム３７の空間部３９内に入り込むようになっているので、揺動カム５の揺動角度をさらに大きくすることが可能になる。

しかも、前記揺動カム５の大きな揺動量の確保を、該揺動カム５の長さを大きくするのではなく、前記空間部３９にカムノーズ部１３ｃ側を入り込むようにして、揺動角度を大きくすることによって行っていることから、構造的な大型化を必要としないので、装置のコンパクト化を図ることができる。

また、各吸気弁２の特に開弁リフト時には、前記駆動カム１６からロッカアーム１４の他端側ローラ２０，２１を介して前記揺動カム５に揺動力が伝達されることになるが、このとき、揺動カム５に対して、図７の矢印で示すように、前記各ローラ２０，２１からの駆動伝達力Ｆ１とスウィングアーム３７の従動ローラ４０に伝達された吸気弁２のバルブスプリング１０のばね反力Ｆ２とが互いにほぼ反対方向から作用することから、かかる対向する荷重Ｆ１，Ｆ２が相殺された形になる。このため、揺動カム５の揺動支点、つまり基端部１２に対する過大な荷重の発生が防止される。

これにより、揺動カム５の基端部１２の軸受孔１２ａ周囲の肉厚を薄くすることが可能になると共に、軸受の負荷を低減できる。この結果、全体のコンパクト化が図れる。

また、前記ロッカアーム１４を幅方向の中心軸を中心にして左右対称形状に形成したことから、該ロッカアーム１４に対して各揺動カム５を介して前記各バルブスプリング１０から伝達されたばね反力は、各他端側ローラ２０，２１を介して左右ほぼ均等に作用する。このため、図１の矢印Ｄに示すロッカアーム１４の左右の倒れを防止することが可能になる。この結果、前記揺動カム５に対する押圧量のばらつきの発生が抑制されて、各吸気弁２間のリフト量のばらつきを防止できる。

また、前述のように、可変機構６による吸気弁２の最大バルブリフト制御時に前記揺動カム５が最大に揺動した際（最大開弁時）には、揺動カム５のカム部１３の先端縁が前記スウィングアーム３７の底壁３７ｄの上面と僅かな隙間Ｃをもって対峙するため、吸気弁２のリフト量をさらに大きくすることが可能になることは勿論のこと、底壁３７ｄの存在によって前記スウィングアーム３７の剛性を向上させることが可能になる。

さらに、前記各揺動カム５と駆動カム４とを、それぞれ別の支持軸に設けるのではなく、同じ駆動軸３に同一の位置に配置したため、装置のコンパクト化をより促進できる。

また、ロッカアーム１４の一端部１４ｃと各他端部１４ｄ、１４ｄ側に駆動カム４の外周面と各揺動カム５の各背面１３ａとにそれぞれ転動するローラ１８，２０，２１を設けたことによって、前記駆動カム４とロッカアーム１４並びにロッカアーム１４と揺動カム５との間の摩擦抵抗を大幅に低減させることが可能になる。

とりわけ、前記ロッカアーム５の各他端部１４ｄにローラ２０，２１を設けたことによって、吸気弁２のピークリフト付近での揺動カム５の挙動を安定化できる。すなわち、ピークリフト前後で背面１３ａにおける接点の移動方向が反転し、摩擦力の方向も反転するため、揺動カム５の挙動が不安定になるおそれがあるが、本実施形態のように、前記各ローラ２０，２１を用いることによって摩擦抵抗力自体が低減できるので、ピークリフト前後での摩擦力の変化を抑制することができ、これによって揺動カム５の挙動が安定化する。

また、前記ロッカアーム１４の各ローラ２０，２１によって各揺動カム５の背面１３ａ、１３ａとの摩擦抵抗を大幅に低減できることによって、それぞれの摩擦力のばらつきの絶対値を小さくすることができるので、ばらつきが発生した場合に生じるロッカアーム１４のねじれの発生も防止できる。この結果、２つの吸気弁２、２のリフト差の発生も防止できる。

また、この実施形態では、前記制御軸１５の内部の油導入通路１５ａを通って油孔１５ｂから流出した潤滑油は、制御カム１６の外周面と軸受孔１４ｂの内周面を十分に潤滑した後に、ロッカアーム１４の表面を伝って各端部１４ｃ、１４ｄ、１４ｄから各ローラ１８、２０，２１に供給される。

一方、前記駆動軸３の内部の油通路１１を通って油孔１１ａから流出した潤滑油は、駆動軸３の外周面と各揺動カム５の軸受孔１２ａ内周面との間を潤滑した後に、基端部１２の外面を伝って従動ローラ４０に供給され、ここを十分に潤滑すると共に、カム面１３ｄと従動ローラ４０の外面との間を潤滑する。

したがって、前記各ローラ１８，２０，２１、４０の潤滑性が向上すると共に、揺動カム背面１３ａや駆動カム外周面、並びカム面１３ｄとの間の摩擦抵抗をさらに低減できる。

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

請求項（１） 前記揺動カムを、前記駆動カムが一体的に設けられた駆動軸に揺動自在に支持した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。

この発明によれば、揺動カムと駆動カムをそれぞれ別の支持軸に設けるのではなく、同じ駆動軸に同一の位置に配置したため、装置のコンパクト化をより促進できる。

請求項（２） 前記可変機構の伝達部をローラによって構成したことを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の可変動弁装置。

前記駆動カムから可変機構に伝達された駆動力を伝達部であるローラによって前記揺動カムに伝達するため、該揺動カムと可変機構との間の摩擦抵抗を大幅に低減させることが可能になる。

しかも、請求項３に記載したような構成を採用した場合には、前記可変機構の各ローラによって各揺動カムとの摩擦抵抗を大幅に低減できることによって、それぞれの摩擦力のばらつきの絶対値を小さくすることができるので、ばらつきが発生した場合に生じる可変機構のねじれの発生も防止できる。この結果、２つの機関弁のリフト差の発生も防止できる。

請求項（３） 前記可変機構は、
外周に偏心制御カムが設けられた制御軸と、
該制御軸の偏心制御カムに揺動自在に設けられたロッカアームと、
該ロッカアームの一端側に設けられ、前記駆動カムに当接する駆動伝達部及び他端側に設けられ、前記揺動カムに当接する作動伝達部と、
によって構成され、
前記制御軸を回転制御することによって前記ロッカアームの姿勢を変化させることにより、前記機関弁のバルブリフト量を変化させるように形成した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（４） 前記駆動カムの両側にそれぞれ前記揺動カムを配置すると共に、前記可変機構は、１つの前記駆動カムから２つの揺動カムを同時に作動させる２つの作動伝達部を有す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。

この発明によれば、単一の駆動カムによって２つの作動伝達部を作動させることができるので、２つの駆動カムを用いる場合に比較して、装置の製造コストの低減化が図れると共に、コンパクト化をさらに促進できる。

請求項（５） 前記駆動カムの回転中心位置を、前記機関弁の軸線上付近に配置した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。

この発明によれば、駆動カムを機関弁の上方位置に配置したため、装置のさらなるコンパクト化が図れる。

さらに、直動式の動弁装置として設計された機関のシリンダヘッドのカム軸穴座標を本発明の可変動弁装置の駆動軸（カムシャフト）軸心座標として用いることができる。このため、本発明の可変動弁装置を前記通常のシリンダヘッドに容易に搭載することが可能になる。

しかも、駆動軸を駆動するプーリやチェーン（タイミングベルト）のレイアウトも、前記通常の直動式の動弁装置の内燃機関のものをそのまま流用することができるといった利点もある。

請求項（６） 前記機関弁の所定量以上のリフト時に、前記揺動カムの前記可変機構に当接する当接面も、前記スウィングアームの空間部内に入り込むように構成した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。

前記揺動カムの可変機構との当接面も空間部に入り込むように構成したことから、揺動カムとスウィングアームとの干渉を防止しつつ機関弁のリフト量をさらに大きくすることが可能になる。

請求項（７） 前記機関弁の所定量以上のリフト時でかつ前記揺動カムが最大に揺動した際に、該揺動カムの先端部が前記スウィングアームの空間部下部の底壁面と僅かな隙間をもって対峙するように形成したことを特徴とする請求項１または（６）に記載の内燃機関の可変動弁装置。

これによって、機関弁のリフト量をさらに大きくすることが可能になることは勿論のこと、空間部の下部に底壁を設けたことによって前記スウィングアームの剛性を向上させることが可能になる。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、吸気弁側の他に排気弁側あるいは両方の弁側に適用することが可能である。

本発明の可変動弁装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 同実施形態の要部側面図である。 図７のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態の可変動弁装置による吸気弁の最小零リフト制御時の作用説明図である。 本実施形態の可変動弁装置による吸気弁の最小零リフト制御時の作用説明図である。 本実施形態の可変動弁装置による吸気弁の最大リフト制御時の作用説明図である。 本実施形態の可変動弁装置による吸気弁の最大リフト制御時の作用説明図である。 本実施形態による吸気弁のバルブリフト特性図である。

符号の説明

１…シリンダヘッド
２…吸気弁（機関弁）
２ａ…ステムエンド
３…駆動軸
４…駆動カム
５…揺動カム
６…可変機構
７…駆動機構
８…スウィング機構
１２…基端部
１３…カム部
１３ａ…背面
１３ｂ…カム面
１４…ロッカアーム
１５…制御軸
１６…制御カム
１８…一端側ローラ
２０，２１…他端側ローラ
３７…スウィングアーム
３８…ピボット
３９…空間部
４０…従動ローラ

Claims (3)

1. 機関のクランク軸から回転力が伝達される駆動カムと、
   揺動支点を中心に揺動自在に設けられた揺動カムと、
   前記駆動カムから前記揺動カムへ動力が伝達されると共に、姿勢の変化により前記揺動カムの揺動状態を変化させて機関弁のバルブリフト量を可変制御する可変機構と、
   一端側のアーム揺動支点を中心に揺動自在に設けられ、他端側が前記機関弁に当接したスウィングアームと、
   該スウィングアームの前記アーム揺動支点と前記機関弁に当接した他端側との間に形成された空間部と、
   前記スウィングアームに形成された前記空間部内に回転自在に設けられ、前記揺動カムのカム面に当接する従動ローラとを備え、
   前記機関弁が所定量以上にリフトした状態では、前記揺動カムと従動ローラとの接触点が前記空間部内に入り込むように構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記可変機構は、機関弁のリフト時に、前記駆動カムからの駆動力を前記揺動カムに伝達する伝達部を備えると共に、前記揺動カムを、前記伝達部と前記従動ローラとの間に挟持状態に配置した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。
3. 前記揺動カムを前記複数の機関弁の対応して複数設けると共に、前記可変機構を幅方向の中心から左右対称形状に形成し、該対称部位の一方側に前記伝達部を設け、他方側に別異の伝達部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
   

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