JP2006291913A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 各吸気弁のリフト量を微調整することができると共に、捩りスプリングによって作動中における揺動カムやロッカアームなどのばたつきの発生を十分に防止しつつ円滑な作動を確保することができる。
【解決手段】ロッカアーム１４の揺動力によりスイングアーム３７を介して吸気弁２を開閉作動させる揺動カム５を備えている。揺動カムのカムノーズ部とロッカアームの二股状他端部１４ｄとの間に介装されたプッシュロッド２０，２１の各両端部に球状のピボット２０ａ〜２１ｂが一体に形成されている。この各ピボットが、カムノーズ部に形成された凹部１３ａとロッカアーム他端部のリフト調整機構１７の調整ねじ５７の凹部５７ａに収容状態に嵌合している。また、各ピボットは、揺動カムも受圧ピン２２を介して各捩りスプリング２３のばね力によって各プッシュロッドのほぼ軸方向に付勢されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁である機関弁のリフト量を機関運転状態に応じて可変にする可変動弁装置の改良に関する。

この種の従来の可変動弁装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載されたものがある。

概略を説明すれば、この可変動弁装置は、例えば４気筒や６気筒などの複数気筒を備えた内燃機関の吸気弁側に適用されたもので、クランクシャフトの回転に同期して回転する駆動軸の外周に、軸心が駆動軸の軸心から偏心した駆動カムが設けられていると共に、１気筒当たり２つの吸気弁を開閉作動する１気筒当たり２つの揺動カムを有している。

また、前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換させて、前記揺動カムに揺動力を伝達する多節リンク状の伝達機構が各気筒毎に設けられており、この伝達機構は、揺動カムの上方に配置されて制御軸に揺動自在に支持されたロッカアームと、該ロッカアームの一端部と駆動カムとを連係するリンクアームと、ロッカアームの他端部と揺動カムとを連係するリンクロッドとを備えている。

前記制御軸は、機関前後方向に延設された１本状のものであって、シリンダヘッドの上端部に設けられた軸受によって回転自在に支持されていると共に、その外周面には、前記各ロッカアームの揺動支点となる制御カムが各気筒毎にそれぞれ設けられている。

そして、機関運転状態に応じてアクチュエータによって前記制御軸を介して各制御カムの回動位置を変化させることによって各ロッカアームの揺動支点を変化させて、各吸気弁のバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御するようになっている。

また、このような可変動弁装置は、多節リンク機構による前記伝達機構などの多くの各構成部材が必要になっており、これらの製造誤差や組付誤差などに起因して、各吸気弁のバルブリフト量のばらつきが発生し易くなっており、特に、各気筒間でのバルブリフト量のばらつきが発生し易い。

そこで、前記伝達機構などの各構成部材からなるバルブリフトの各可変機構にそれぞれリフト調整機構を設けて、各構成部品の組付時などにおいて各吸気弁のバルブリフト量を微調整するようになっている。
特開２００１−１２３８０９号公報

しかしながら、前記従来の可変動弁装置にあっては、前述のように、ロッカアームに対してリンクアームやリンクロッドをそれぞれピンによって連結して、各吸気弁の開作動及び閉作動をリンクによって強制的に行ういわゆるデイスモドロミックリンク機構の構造になっており、前記リンクロッドの長さを前記リフト調整機構によって調整することによって各吸気弁のリフトを調整するようになっている。このため、機関の作動時に前記リンクロッドに圧縮と引っ張りの交番荷重が繰り返し作用する。したがって、かかるロッカアームとリンクロッドとの間に設けられたリフト調整機構にも大きな交番荷重が作用して、該リフト調整機構の耐久性が低下すると共に、経時的にリフト調整ねじが緩みやすくなるおそれがある。

そこで、かかる不都合点を解消するために構造を変更するなど別途の改良が余儀なくされ、この結果、リフト調整機構のコストが高騰してしまうおそれがある。

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ていると共に、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、揺動自在に支持されて、揺動運動によって機関弁を開閉作動させる揺動カムと、前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して前記揺動カムに動力を伝達すると共に、前記駆動カムから前記揺動カムに動力が伝達される過程中に対向する一対の連係部を有する動力伝達機構と、該動力伝達機構の動力伝達状態を変更することによって前記機関弁のリフト量を可変にする可変機構と、前記一対の連係部の一方側に凸状に形成された第１当接部と、前記一対の連係部の他方側に設けられ、前記第１当接部を摺動可能に保持する凹状に形成された第２当接部と、前記第１当接部と第２当接部を互いに当接する方向へ付勢する付勢部材と、前記第１当接部と第２当接部の当接位置を変更するリフト調整機構と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、例えば、各構成部品の組立時において、リフト調整機構により第１当接部または第２当接部を移動させて機関弁のリフトを調整することができると共に、付勢部材によって前記両当接部を互いに当接する方向へ付勢することによって、作動中におけるばたつきの発生を十分に防止しつつ円滑な作動を確保することができる。

また、リフト調整機構には、前記付勢部材による前記両当接部の当接方向への荷重のみが作用するだけであって、機関のバルブスプリングのばね力に起因して発生する正負の交番トルクは作用しないことから耐久性の向上が図れる。

請求項２に記載の発明は、基本構造は請求項１に記載の発明と同様であって、異なるところは、リフト調整機構の構造を一部変更し、前記一方の当接部の肉厚に応じて機関弁のリフト量を調整することを特徴としている。

この発明によれば、前記請求項１の発明の作用効果に加えて、各構成部品の組付時などにおいて、前記一方の当接部が固定されずに、その肉厚を調整することによって機関弁のリフト量を容易に調整することができる。

また、第１当接部と第２当接部は、球面あるいは円筒面での接触であるから面圧が低くなり、さらに両当接部の互いの摺接面が平面であれば、この摺接面圧も低減でき、耐久性の向上が図れる。また、前記摺接面がローラ接触であったとしても、滑り摩擦の発生が抑制されるので、互いの摺接面の摩耗の発生が防止されて、耐久性の向上が図れる。

請求項３に記載の発明は、基本構造は請求項１、２に記載の発明と同様であるが、リフト調整機構をさらに変更したものであって、とりわけ、前記第１当接部と第２当接部のうちの一方の当接部と前記一対の連係部のうちの一方の連係部が摺接すると共に、前記第１当接部と第２当接部の当接位置を調整するリフト調整機構を設けたことを特徴としている。

この発明によれば、請求項１、２の発明と同様な作用効果が得られるが、特に当接部の肉厚によらずリフト調整ねじなどを用いてリフト調整ができるので、肉厚の異なる複数の前記当接部を予め用意する必要がなくなる。この結果、コストの低減化が図れる。

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。この実施形態では吸気弁側に適用されているものを示しているが、排気弁側に適用することも可能である。

すなわち、この動弁装置は、図１〜図３に示すように、シリンダヘッド１にバルブガイドを介して摺動自在に設けられた一気筒当たり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１気筒当たり１つの駆動カム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、前記駆動カム４の回転力を揺動運動に変換して前記各揺動カム５に伝達する動力伝達機構６と、該動力伝達機構６と各揺動カム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７と、該可変機構７の作動位置を制御する制御機構８と、前記可変機構７の作動を各揺動カム５を介して各吸気弁２に伝達するスウィング機構９とを備えている。

前記各吸気弁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２ｂが固定されていると共に、該スプリングリテーナ２ｂに上端部が弾持された各バルブスプリング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導入通路１１が形成されている。

前記駆動カム４は、ほぼ雨滴状に形成され、ベースサークル側の円環状基部が前記駆動軸３に一体的に固定されていると共に、その駆動軸３の回転中心位置が図３に示すように、前記両吸気弁２の軸線Ｑより若干シリンダヘッド１中心寄りの上方近傍に配置されている。

前記揺動カム５は、図１及び図２に示すように、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通路孔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からほぼ矩形状に突設され、上面（背面）にほぼ半球面状の第２当接部である凹部１３ａが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。

前記動力伝達機構６は、一端部が前記駆動カム４に連係されたロッカアーム１４と、該ロッカアーム１４と前記各揺動カム５とを連係する連係部の一つを構成する一対のプッシュロッド２０，２１とから構成されている。

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内に後述する制御軸１５に固定された偏心制御カム１６が嵌挿して揺動自在に支持される支持孔１４ｂ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と共に、該一端部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に複数のニードルを介して回転自在に設けられている。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、各先端側に各構成部品の組付時に各吸気弁２のバルブリフト量を微調整するリフト調整機構１７が設けられている。

なお、図２に示すように、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４５、４５が前記制御軸１５の外周に嵌挿されている。

前記各プッシュロッド２０，２１は、両方ともほぼ同一の長さの直線状の丸棒に形成されて各一端部には、前記揺動カム５，５の各凹部１３ａ、１３ａにそれぞれ摺動自在に嵌合される球状の第１当接部である凸状の第１ピボット２０ａ、２１ａが一体に設けられている一方、各他端部には、前記リフト調整機構１７の後述する第２当接部である各凹部５７ａ、５７ａにそれぞれ摺動自在に嵌合される球状の同じく第１当接部である凸状の第２ピボット２０ｂ、２１ｂが一体に設けられている。

前記リフト調整機構１７は、図３及び図４に示すように、前記ロッカアーム１４の各他端部１４ｄ、１４ｄの先端部に上下方向に沿って貫通形成された調整用雌ねじ孔５６と、該調整用雌ねじ孔５６に外周の雄ねじ５７ｂを介して螺着され、先端部に前記各第２当接部である凹部５７ａが一体に設けられた調整ねじ５７と、該調整ねじ５７の上端部に螺着されたロックナット５８とから構成されている。前記凹部５７ａは、前記第２ピボット２０ｂ、２１ｂを受ける内面が凹球面状に形成されている。また、前記調整ねじ５７の上端部にマイナスドライバーなどの作業工具の先端を係合させる係合溝５７ｄが形成されている。

したがって、一旦、前記各ロックナット５８を緩めて各調整ねじ５７を、係合溝５７ｄを介してマイナスドライバーなどを用いて左右いずれかに回転させることによって、前記各第１凹部５７ａを進出あるいは後退させて第２ピボット２０ｂ、２１ｂとの当接位置を移動させて位置決めする。その後、ロックナット５８を締め付けて、調整ねじ５７の位置を固定することによって前記軸方向の長さを自由に調整することが可能になる。

前記各揺動カム５、５は、カムノーズ部１３ｃ側の内部軸方向に幅方向から貫通した受圧部である受圧ピン２２，２２がそれぞれ圧入固定されている。この各受圧ピン２２，２２はそれぞれ両端部が、所定長さをもって各揺動カム５，５の両側面から突出形成されている。

前記各揺動カム５，５は、各カムノーズ部１３ｃ、１３ｃ側が付勢部材である一対の捩りスプリング２３、２３によって前記各受圧ピン２２，２２を介して前記各プッシュロッド２０，２１のほぼ軸方向に沿って付勢されている。

すなわち、前記各捩りスプリング２３，２３は、ほぼ中央のコ字形部２３ａ、２３ａがシリンダ１の壁部１ｂにボルト固定されていると共に、それぞれ前方へ突出した各先端側両端部２３ｂ、２３ｂが前記各受圧ピン２２，２２の両端部に下方から弾接して、揺動カム５，５側の凹部１３ａ、１３ａの内面を各プッシュロッド２０，２１の第１ピボット２０ａ、２１ａの外面に、第２ピボット２０ｂ、２１ｂの外面をリフト調整機構１７の凹部５７ａ、５７ａの内面にそれぞれ当接するように付勢している。

前記可変機構７は、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。

前記制御軸１５は、図１及び図３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後述の油導入通路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おり、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。

前記軸受２４は、図３に示すように、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。

前記制御機構８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比例型のＤＣモータである電動モータ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、前記電動モ−タ２７を機関運転状態に応じて回転制御するコントローラ２８とから構成されている。

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などから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に制御電流を出力している。

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９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油圧式のラッシアジャスタ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、その幅が前記揺動カム５のカム部１３の幅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が下方から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の上端部が前記各揺動カム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の各他端部１４ｄ側の各プッシュロッド２０，２１との間に挟持状態に配置された形になっていると共に、作動時において、前記各捩りスプリング２３のばね力（ｆｂ）と各プッシュロッド２０，２１からの下方への押圧力（ｆｐ）とが互いにほぼ反対方向から作用し、荷重が相殺される形に配置されている。したがって、回転する駆動軸３に作用する荷重が低減し、フリクション損失が低減する。

前記ラッシアジャスタ３８は、図１〜図３に示すように、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図外のシート部と、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図外のボールスプリングのばね力によって前記連通孔を閉止する図外の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図外のリターンスプリングによるシート部及びプランジャ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を零に保持するようになっている。

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と共に、ここに供給された潤滑油をさらに油供給通路を介して前記リフト調整機構１７を介して前記凹部５７ａ、１３ａの各内面と各ピボット２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂの各外面との間に供給するようになっている。

すなわち、前記油供給通路は、前記ロッカアーム１４の各他端部１４ｄ、１４ｄの内部に前記偏心制御カム１６の外周面と支持孔１４ｂとの間と前記雌ねじ孔５６と雄ねじ５７との間とを連通する連通路６０と、調整ねじ５７の内部軸方向に形成されて、一端側が前記連通路６０に連通し、他端が凹部５７ａの内面に開口した通路孔６１と、各プッシュロッド２０，２１の内部軸方向に貫通形成されて、両端が各ピボット２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂの先端にそれぞれ形成された油溜部６２，６３を介して前記通路孔６１と前記各凹部５７ａ、１３ａの各内面に連通する軸方向孔６４とから主として構成されている。

前記通路孔６１は、その一端側が調整ねじ５７の内部径方向に形成された径方向孔６１ａや外周面ほぼ中央位置に形成されたグルーブ溝６１ｂを介して前記連通路６０に連通するようになっている。

以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、例えば、機関の低回転域では、コントローラ２８からの制御電流により、電動モータ２７は一方向に回転し、それに伴いボールナット３４は一方向に直線移動して、ここに保持された状態になっている。

これによって、制御軸１５は、図３及び図５に示すように、連係リンク３６と連係アーム３５とによって偏心制御カム１６の中心位置Ｐ１が右上になるように回転保持されている。したがって、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いる。一方、各揺動カム５は、各捩りスプリング２３のばね力によってカムノーズ部１３ｃ側が各プッシュロッド２０，２１方向、つまり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、そのベースサークル域では図３に示すように、ロッカアーム１４の一端部１４ｃを押し上げないことから、各吸気弁２は閉弁状態になるが、図５に示すリフト域では、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の各プッシュロッド２０，２１を介して揺動カム５に伝達され、そのリフト量がスウィングアーム３７に伝達され、これにより各吸気弁２は開弁状態になる。ここで、各プッシュロッド２０，２１の上部側のピボット２０ｂは、凹部５７ａの内面でジョイント連係している。

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により押し下げられるので、各吸気弁２のピークリフト量が、図８に示すように小リフト特性（リフト量Ｌ１）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。また、小リフトなので、吸入ガス流動も高められ、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から逆方向の制御電流が出力されて電動モータ２７が逆方向に回転し、ボールナット３４が各ボールを介して低回転域とは逆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、全体が駆動軸３方向寄りに移動して他端側の各プッシュロッド２０，２１が揺動カム５の背面１３ａ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、図７に示すように、他端側の各プッシュロッド２０，２１を介して各揺動カム５に伝達されると共に、従動ローラ４０を介して各スウィングアーム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、カムノーズ部１３ｃ付近の最大リフト面域により押し下げられ、各吸気弁２の開弁時のバルブリフト特性（リフト量Ｌ２）が、図８に示すように最大に大きくなり、各吸気弁２の開時期が早くなると共に、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。

そして、この実施形態によれば、各構成部品の組付時において、前述のようにリフト調整機構１７によって調整ねじ５７を左右に回転することによって凹部５７ａ、５７ａと各プッシュロッド２０，２１のピボット２０ｂ、２１ｂとの嵌合位置を移動させることにより、各吸気弁２，２のリフト量を微調整することができるので、２弁間のリフト量のばらつきや各気筒間のリフト量のばらつきを低減できると共に、そのリフト調整作業が極めて簡単である。したがって、かかる調整作業コストの低減化が図れる。

また、ロッカアーム１４の揺動力を、従来のようにリンクロッドを介して揺動カム５，５に伝達するのではなく、両端部が各ピボット２０ａ〜２１ｂを介して支持されたプッシュロッド２０，２１によって揺動力を伝達するようにしたため、構造が簡素化されると共に、部品点数を削減できる。この結果、製造コストの低減化が図れると共に、レイアウトの自由度が向上する。また、ロッカアーム１４が、直接揺動カム５を押し下げる場合と比較し、有効に揺動カム５を押し下げることができるので、最大バルブリフトを大きく取ることができる。

さらに、各プッシュロッド２０，２１は、駆動カム４の回転位置（回転位相）によらず、すなわち、駆動カム４の零リフト位置を含めて各捩りスプリング２３、２３のばね力によって各揺動カム５，５を介して上方への付勢力が付与されているため、前記各ピボット２０ａ〜２１ｂが各凹部１３ａ、１３ａ、５７ａ、５７ａに対して適度な圧接力で嵌合保持される。したがって、作動時における前記各プッシュロッド２０，２１の不用意な脱落を防止することが可能になると共に、前記ばね力によって各構成部品が互いに押付けられることから、該各構成部品の作動中におけるばたつきの発生を十分に防止しつつ円滑な作動を確保することができる。

また、前記リフト調整機構１７には、前記捩りスプリング２３，２３によって前記各プッシュロッド２０，２１から各凹部５７ａ、５７ａに対して当接する方向への荷重のみが作用するだけであって、従来例に示すデスモドロミック機構による強制開閉駆動に起因して発生する正負の交番トルクは作用しないことから耐久性の向上が図れる。

前記各凹部１３ａ、５７ａの内周面を球面状に形成したことによって各ピボット２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂとの接触面圧が低下し、また、吸気弁２，２のリフト調整を調整ねじ５７の回転によって行うことから、各凹部１３ａ、５７ａと各ピボット２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂ間が低面圧の状態が調整ねじ５７の角度位相によらず維持されるため、これらの各構成部材の耐久性の向上が図れる。

各構成部品を機関に組み付ける際には、前記リフト調整機構１７の各調整ねじ５７を予めある量だけ緩めておき、さらに揺動カム５を捩りスプリング２３のばね力に抗して押し下げつつ各プッシュロッド２０，２１を側方から挿入し、各ピボット２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂを前記各凹部１３ａ、５７ａに軸方向からキャップ状に嵌合した状態で揺動カム５を開放することで、容易に組み付けることができる。そして、その後、それぞれが自由に摺動できる状態で各調整ねじ５７を回転調整した上で締め付けるようにした。このため、各ピボット２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂが前記各凹部１３ａ、５７ａから不用意に脱落するのを防止することができる。この結果、これらの組付作業性が良好になる。

また、前記各ピボット２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂと各凹部１３ａ、５７ａの間には前記油導入通路１５ａからの潤滑油が各油供給通路を介して供給されることから、常時円滑な作動状態が得られると共に、摩耗の発生を防止できる。この摩耗の発生を防止できることによって機関弁のリフト量の変化を防止できる。

また、前記各ピボットの外面や凹部１３ａ、５７ａの内面との間に供給される潤滑油は、外部からの跳ねかけ給油ではなく前記油導入通路１５ａや油供給通路を介して装置の内部から強制的に供給するので、該潤滑油の供給効率が向上し、前記摩耗の発生を効果的に抑制できる。

特に、前記油溜部６２，６３内に潤滑油を滞留させることができるので、前記各凹部１３ａ、５７ａ内面と各ピボット２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂの外面との間に常に油膜を形成できることから、潤滑性能がさらに向上する。

また、この実施形態では、単一のロッカアーム１４を用いながら２つの吸気弁２，２のリフト量を調整することが可能になり、しかも、単一のロッカアームと一対のリフト調整機構及び一対の揺動カムを左右対称位置に配置したため、機関作動中におけるロッカアーム１４の倒れを抑制することが可能になり、この結果、２つに吸気弁２，２間のリフト差の発生を回避することか可能になる。このため、各リフト調整機構１７による２つの吸気弁２，２のリフト量調整精度を高めることができる。

図９は第２の実施形態を示し、基本構造は第１の実施形態と同様であるが、前記リフト調整機構１７の調整ねじ５７の先端部が凹部ではなく凸状のピボット５７ａに形成されている一方、各プッシュロッド２０，２１の上端部に前記ピボット５７ａが収容状態に嵌合される凹部２０ｂ、２１ｂが形成されている。

したがって、この実施形態によれば、リフト調整機構１７によって各吸気弁２，２のリフト量の微調整を容易に行うことができるなどの、作用効果は第１の実施形態と同様である。

図１０及び図１１は第３の実施形態を示し、各揺動カム５と各プッシュロッド２０，２１との連係を凹部１３ａやピボット２０ａ、２１ａに代えて、各プッシュロッド２０，２１の一端部にそれぞれ形成された二股状の連結部４６にピン孔４６ａが穿設されている、一方、前記連結部４６の間に配置された揺動カム５のカム部１３に前記ピン孔４６ａに摺動自在に挿通したピン４７が回転自在に支持されて、該ピン４７を介して両者を連係するようになっている。また、前記各ピン４７の外方へ突出した両端部４７ａ、４７ａに前記捩りスプリング２３の先端側両端部２３ｂが下方から弾接している。また、前記リフト調整機構１７の構成は、第１の実施形態と同様であるが、油供給通路の軸方向孔６４は、その一端側が前記連結部４６の二股中央に開口して潤滑油を該連結部４６の対向内面やピン孔４６ａ、４６ａ内に供給するようになっている。

したがって、この実施形態によれば、揺動カム５とプッシュロッド２０，２１の相対角度変化が大きくなったとしても、両者間の確実な連結状態が得られ、各プッシュロッド２０，２１からの安定した揺動力の伝達作用が得られる。

図１２は第４の実施形態を示し、主としてリフト調整機構１７の構成を変更したものである。すなわち、前記ロッカアーム１４の他端部１４ｄに下方へ折曲した先端球面状のピボット７０が一体に設けられている一方、前記揺動カム５のカムノーズ部１３ｃを延長形成して上面が平坦状に形成されており、この上面１３ｄに、前記ピボット７０が嵌合するリフト調整機構としてのシム部材７１が摺動自在に配置されている。

前記シム部材７１は、ほぼ矩形ブロック状に形成されて、その肉厚ｔが所定厚に設定されていると共に、ほぼ中央位置に前記ピボット７０が摺動自在に嵌合する当接凹部である球面状の嵌合溝７１ａが形成されている。なお、このシム部材７１は、肉厚の僅かに異なる複数のものが予め用意されている。

また、前記揺動カム５は、前記軸受２４に固定された付勢手段である捩りスプリング２５のばね力によって反時計方向（矢印方向）へ付勢されて、カム部１３を介してシム部材７１をピボット７０方向へ押し付けるようになっている。前記捩りスプリング２５は、基端部２５ｂがブラケット２６を介して複数のボルト２６ａにより前記軸受２４の中央ブラケット２４ｂに固定されていると共に、先端部２５ａが前記揺動カム５の基部に係止している。

したがって、機関の作動中には、駆動カム４の回転力がロッカアーム１４からピボット７０を介してシム部材７１に伝達され、さらにこのシム部材７１の下面７１ｂが揺動カム５の上面１３ｄを長手方向へ摺動しつつ該揺動カム５に揺動力を伝達するようになっている。

また、前記嵌合溝７１ａの内面とピボット７０の外面との間には、油溜部６２を介して折曲状の連通路６０から潤滑油が供給されるようになっている。

そして、各構成部品の組付時において、前記ロッカアーム１４のピボット７０を前記シム部材７１の嵌合溝７１ａに嵌合して連係するわけであるが、各吸気弁２，２の最終的なリフト調整時には、異なる肉厚のシム部材７１を適宜交換しながら最適なものを選択してリフト調整を行う。したがって、そのリフト調整作業が第１の実施形態の場合と同様に容易である。

また、前記シム部材７１は、下面７１ｂが揺動カム５の上面１３ｄ上を比較的広い面積で摺動するため、この摺接面圧が低減できるので耐久性の向上が図れると共に、下面７１ｂが経時的に摩耗した場合は、適宜交換することが可能である。

図１３は第５の実施形態を示し、リフト調整機構１７は第１の実施形態と同様の構造に形成されているが、前記プッシュロッド２０，２１を廃止して、揺動カム５側の連係部の構造を変更したものである。

すなわち、カム部１３の上面１３ｄにブロック状の摺動部材７２を摺動自在に設けると共に、該摺動部材７２の中央上端面に前記凹部５７ａに収容状態で摺動可能なピボット７２ａが一体に設けられている。

また、前記カム部１３の上面１３ｄと摺動部材７２の下面との間には、前記摺動部材７２とピボット７２ａの内部に連続して貫通形成された油孔７３及び油溜部７４を介して前記通路孔６１から潤滑油が供給されるようになっている。

したがって、この実施形態によれば、各構成部品の組付時には、前記リフト調整機構１７によって第１の実施形態と同様の操作によって各吸気弁２，２のリフト量を微調整することができると共に、作動中に上面１３ｄ上を摺動する摺動部材７２の下面とカム部１３の上面１３ｄとの間には、前記通路孔６１及び油孔７３を介して潤滑油が供給されて、良好な潤滑性が確保されている。

また、前記摺動部材７２の下面が経時的に摩耗した場合であっても、前記リフト調整機構１７の調整ねじ５７を僅かにねじ込んで摩耗量を吸収することかできるので、摺動部材７２の交換が不要になる。この結果、その都度交換する場合に比較して摺動部材７２のグレード設定が不要になる。

図１４Ａ、Ｂは第６の実施形態を示し、ロッカアーム１４の他端部１４ｄ、１４ｄに、前記揺動カム５のカム部１３の上面１３ｄに転動するローラ部材７５を着脱自在に設けたものである。

すなわち、前記他端部１４ｄ、１４ｄの先端下面に半円弧状の支持溝７６、７６が他端部幅方向に沿って一体に形成されており、この各支持溝７６は、幅方向のほぼ中央位置に突部７６ａが設けられている。

一方、前記各ローラ部材７５は、前記各支持溝７６に嵌着支持されるローラ軸７５ａと、該ローラ軸７５ａの両端部にニードルベアリング７５ｂを介して回転自在に設けられた左右一対のローラ７５ｃ、７５ｃとから構成されている。

前記ローラ軸７５ａは、前記支持溝７６の突部７６ａに対応した位置に環状溝７５ｄが形成されて、この環状溝７５ｄが前記突部７６ａに嵌合することによってローラ部材７５のスラスト方向の自由移動を規制するようになっている。また、前記各ローラ７５ｃ、７５ｃは、その半径ｒが複数異なるものが用意されて、このローラ７５ｃ、７５ｃによってリフト調整機構を構成するようになっている。

したがって、各構成部品の組付時に、前記ローラ部材７５の半径ｒの異なる各ローラ７５ｃ、７５ｃを適宜選択して各吸気弁２，２の最適なリフト量に微調整することができる。このため、かかるリフト調整作業が極めて容易になる。

しかも、ロッカアーム１４の他端部１４ｄ、１４ｄを、ローラ部材７５によって揺動カム５の上面１３ｄに転動させるようにしたため、ロッカアーム１４から揺動カム５への揺動力の伝達作用が円滑に行うことが可能になると共に、摩耗の発生を防止することが可能になり、揺動カム５やロッカアーム１４の耐久性の向上が図れる。

なお、前記各ニードルベアリング７５ｂ、７５ｂには、ロッカアーム他端部１４ｄ、１４ｄの内部に形成された連通路６０から潤滑油が供給されるようになっているため、常時円滑な軸受作用が得られると共に、耐久性も向上する。

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）前記凸状の第１当接部を球面状に形成すると共に、
前記リフト調整機構を、前記第１当接部と第２当接部の少なくとも一方を回転させることによりリフト量を調整する調整ねじ部と、調整された前記第１当接部及び／または前記第２当接部を回転不能に固定する固定部とから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。

第１当接部を球面状に形成したことによって第２当接部との接触面圧が低下し、また、機関弁のリフト調整を調整ねじの回転によって行うことから、回転位相によらず第１当接部と第２当接部間が低面圧の状態が維持されるため、これらの各構成部材の耐久性の向上が図れる。

請求項（２）前記第１当接部と第２当接部のうち一方の当接部と前記一対の連係部のうち一方の連係部とを、脱落不能でかつ揺動自在に連係し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。

各構成部品を機関に組み付ける際に、前記一方の当接部の脱落やそれに伴う第１当接部と第２当接部の当接箇所からの脱落を防止することができる。この結果、組付作業性が良好になる。さらに、前記一方の当接部と前記インナーロータの連係部の相対角度が大きく作動した場合に脱落が発生しない。

請求項（３）前記第１当接部と第２当接部の当接箇所に潤滑油を供給したことを特徴とする請求項１〜（２）のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、両当接部間に潤滑油が供給されることから、常時円滑な作動状態が得られると共に、摩耗の発生を防止できる。この摩耗の発生を防止できることによって機関弁のリフト量の変化を防止できる。

請求項（４）前記第１、第２当接部間への潤滑油を、前記第１当接部及び／または前記第２当接部の内部から供給したことを特徴とする請求項１〜（３）のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、潤滑油を外部からではなく内部から強制供給するので、該潤滑油の供給効率が向上し、前記摩耗の発生を効果的に抑制できる。

請求項（５）前記固定部をロックナットによって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。

請求項（６）前記第１当接部及び第２当接部が設けられた一対の連係部の少なくとも一方は、リンク部材によってリフト結合されていることを特徴とする請求項（２）に記載の内燃機関の可変動弁装置。

請求項（７）前記供給された潤滑油は、前記一方の当接部と一方の連係部との摺接部にも供給されることを特徴とする請求項２、３及び（３）のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、摺接部材の摩耗も併せて低減することが可能になる。この結果、摩耗によって機関弁のリフト量が変化してしまうのを極力防止することが可能になる。

請求項（８）前記動力伝達機構は、一端側が前記駆動カムに連係され、他端側が前記第１、第２当接部を介して前記揺動カムに連係されたロッカアームを備え、
一方、前記可変機構は、前記ロッカアームの中央端を制御カムを介して揺動自在に支持する制御軸と、該制御軸を回転制御する制御機構とを備え、
前記制御機構が制御軸を介して前記制御カムの回転位置を制御することによってロッカアームの揺動支点を変化させることにより、前記揺動カムの機関弁に対する当接位置を変更させて機関弁のリフト量を可変にするように構成したことを特徴とする請求項１〜（７）のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。

請求項（９）前記一対の連係部の一方を、前記駆動カムの回転力を受けて揺動する単一のロッカアームによって構成すると共に、他方を、一対の機関弁を開閉作動させる前記一対の揺動カムによって構成し、
前記リフト調整機構を、前記ロッカアームと各揺動カムとの間にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１〜（８）のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、単一のロッカアームを用いながら２つの機関弁のリフト量を調整することが可能になる。これによって、構造の簡素化が図れる。

請求項（１０）前記単一のロッカアームと一対のリフト調整機構及び一対の揺動カムを左右対称位置に配置したことを特徴とする請求項（９）に記載の内燃機関の可変動弁装置。

この発明によれば、リフト調整機構などを左右対称に配置したことにより、機関作動中におけるロッカアームの倒れを抑制することが可能になり、この結果、２つに機関弁間のリフト差の発生を回避することか可能になる。このため、各リフト調整機構による２つの機関弁のリフト量調整精度を高めることが、機関作動中も含めて実現できる。

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。

また、前記各実施形態で示した制御軸を回転可能な駆動軸とし、実施形態で示した駆動軸を位相変換可能な制御軸とした場合にも適用できるのはいうまでもない。すなわち、次のようになる。

請求項（１１）前記動力伝達機構は、中央端で前記駆動カムに連係され、他端側が前記第１、第２当接部を介して揺動カムに連係されたロッカアームを備え、
一方、前記可変機構は、前記ロッカアームの一端を制御カムを介して揺動自在に支持する制御軸と、該制御軸を回転制御する制御機構とを備え、
前記制御機構が制御軸を介して前記制御カムの回転位置を制御することによって前記ロッカアームの揺動支点を変化させることにより、前記揺動カムの機関弁に対する当接位置を変更させて機関弁のリフト量を可変にするように構成したことを特徴とする請求項１〜（７）のいずれかかに記載の内燃機関の可変動弁装置。

本発明の可変動弁装置の第１の実施形態を示す分解斜視図である。 本実施形態の可変動弁装置の要部側面図である。 本実施形態の可変動弁装置における最小リフト制御時の作用を示す一部縦断面図である。 本実施形態の要部拡大断面図である。 本実施形態の可変動弁装置における最小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おける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おける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。 第２の実施形態を示す可変動弁装置の断面図である。 第３の実施形態を示す可変動弁装置の断面図である。 第３の実施形態の要部断面図である。 第４の実施形態を示す可変動弁装置の断面図である。 第５の実施形態を示す可変動弁装置の断面図である。 第６の実施形態を示し、Ａは本実施形態における可変動弁装置の断面図、ＢはＡのＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１…シリンダヘッド
２…吸気弁（機関弁）
３…駆動軸
４…駆動カム
５…揺動カム（連係部）
６…動力伝達機構
７…可変機構
８…駆動機構
１３…カム部
１３ａ…凹部（第２当接部）
１４…ロッカアーム（連係部）
１５…制御軸
１６…制御カム
１７…リフト調整機構
２０，２１…プッシュロッド
２０ａ・２１ａ…ピボット（第１当接部）
２０ｂ・２１ｂ…ピボット（第１当接部）
５７…調整ねじ
５７ａ…凹部（第２当接部）

Claims (3)

1. 機関のクランク軸から回転力が伝達されていると共に、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、
   揺動自在に支持されて、揺動運動によって機関弁を開閉作動させる揺動カムと、
   前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して前記揺動カムに動力を伝達すると共に、前記駆動カムから前記揺動カムに動力が伝達される過程中に対向する一対の連係部を有する動力伝達機構と、
   該動力伝達機構の動力伝達状態を変更することによって前記機関弁のリフト量を可変にする可変機構と、
   前記一対の連係部の一方側に凸状に形成された第１当接部と、
   前記一対の連係部の他方側に設けられ、前記第１当接部を摺動可能に保持する凹状に形成された第２当接部と、
   前記第１当接部と第２当接部を互いに当接する方向へ付勢する付勢部材と、
   前記第１当接部と第２当接部の当接位置を変更するリフト調整機構と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 機関のクランク軸から回転力が伝達されていると共に、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、
   揺動自在に支持されて、揺動運動によって機関弁を開閉作動させる揺動カムと、
   前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して前記揺動カムに動力を伝達すると共に、前記駆動カムから前記揺動カムに動力が伝達される過程中に対向する一対の連係部を有する動力伝達機構と、
   該動力伝達機構の動力伝達状態を変更することによって前記機関弁のリフト量を可変にする可変機構と、
   前記一対の連係部の一方側に凸状に形成された第１当接部と、
   前記一対の連係部の他方側に設けられ、前記第１当接部を摺動可能に保持する凹状に形成された第２当接部と、
   前記第１当接部と第２当接部を互いに当接する方向へ付勢する付勢部材と、 を備え、
   前記第１当接部と第２当接部のうちの一方の当接部と前記一対の連係部のうちの一方の連係部が摺接すると共に、
   前記一方の当接部の肉厚に応じて機関弁のリフト量を調整することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
3. 機関のクランク軸から回転力が伝達されていると共に、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、
   揺動自在に支持されて、揺動運動によって機関弁を開閉作動させる揺動カムと、
   前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して前記揺動カムに動力を伝達すると共に、前記駆動カムから前記揺動カムに動力が伝達される過程中に対向する一対の連係部を有する動力伝達機構と、
   該動力伝達機構の動力伝達状態を変更することによって前記機関弁のリフト量を可変にする可変機構と、
   前記２つの連係部の一方側に凸状に形成された第１当接部と、
   前記２つの連係部の他方側に設けられ、前記第１当接部を摺動可能に保持する凹状に形成された第２当接部と、
   前記第１当接部と第２当接部を互いに当接する方向へ付勢する付勢部材と、 を備え、
   前記第１当接部と第２当接部のうちの一方の当接部と前記一対の連係部のうちの一方の連係部が摺接すると共に、
   前記第１当接部と第２当接部の当接位置を調整するリフト調整機構を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
   

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