JP2006328978A - 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、制御軸の回転位置に応じて、バルブの開弁特性を変化させる可変動弁機構を含む可変動弁装置において、油圧駆動系の良好な駆動応答性を確保することを目的とする。
【解決手段】 制御軸３４の回転位置に応じて、バルブ１６の開弁特性を変化させる可変動弁機構２０を備える。バルブ１６Ｒを単一の開弁特性で駆動可能な固定動弁機構３０を備える。可変動弁機構２０Ｒと固定動弁機構３０との連結およびその解除を行うアーム結合機構７４を備える。各気筒のアーム結合機構７４に作動油を分配するための主油圧通路１０６が内部に設けられた油分配軸７０を、制御軸３４およびカム軸とは別に設ける。油分配軸７０の主油圧通路１０６から各気筒のアーム結合機構７４に向けて作動油を流通させるための出口通路１１０を、可変動弁装置１が車両に搭載された状態で、水平方向より上方向を向くように設ける。
【選択図】 図６

Description

この発明は、可変動弁装置に係り、特に、バルブの開弁特性を機械的に変更可能な内燃機関の可変動弁装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、油圧によってバルブのリフト動作の実行と休止とが制御される動弁機構の油圧制御装置が開示されている。この装置は、カムと摺接可能に構成されたカムリフト用ロッカーアームと、このカムリフト用ロッカーアームに隣接する弁駆動用ロッカーアームとを備えている。これらのロッカーアームは、ロッカーシャフトに回転可能に保持されている。カムリフト用ロッカーアームは、カムの回転に伴って当該カムの押圧力が伝達されることで揺動する。カムリフト用ロッカーアームと弁駆動用ロッカーアームとは、油圧駆動されるピンが両者に係合した場合に連動状態が実現され、一方、そのピンの係合が解除された場合にカムリフト用ロッカーアームから弁駆動用ロッカーアームにカムの押圧力が伝達されなくなるように構成されている。

上記従来の装置は、上記のピンの係合状態を切り換えるためのピン切り換え機構を備えている。より具体的には、ロッカーシャフト内に油圧通路が形成されている。上記のピンに作用する油圧を生じさせる油圧室には、この油圧通路を介して、オイルポンプによって圧送される作動油が供給されるように構成されている。このような構成によれば、オイルコントロールバルブ（スプールバルブ）によって油圧室への作動油の流通を制御することにより、ピンの係合状態と非係合状態との切り換えが可能となる。

また、上記従来の装置によれば、上述したカムリフト用ロッカーアーム等の動弁機構が備える各部材の摺動部を潤滑するための潤滑油を供給する通路として、上記のロッカーシャフト内に設けられた油圧通路が用いられている。すなわち、上記従来の装置では、ロッカーシャフト内の油圧通路に対し、油圧駆動通路としての機能と、潤滑油供給通路としての機能とを担わせている。

特開２００４−１９６１６号公報

ところで、バルブの開弁特性を連続的に可変可能とすべく、カムとバルブとの間に可変動弁機構を介在させると共に、カム軸と平行する制御軸（上記ロッカーシャフトに相当する）を備える可変動弁装置が知られている。このような可変動弁装置では、制御軸の回転位置に応じて、可変動弁機構の姿勢を変化させることにより、バルブの開弁特性が変更可能となっている。

上記のような構成を有する可変動弁装置に対して上記従来技術の手法を適用した場合、すなわち、制御軸の内部に油圧駆動通路と潤滑油供給通路とを設けた場合、制御軸は、上記の如く、所定の範囲を回転するものであるため、制御軸から油圧により駆動される被駆動部に向けて作動油を流通させるための出口通路の位置が、制御軸の回転位置によって変化してしまう。従って、内燃機関の停止時に上記出口通路の位置が下方を向いていると、油圧通路内からの油漏れが生じ易くなり、その結果、次回の始動時に、作動油が油圧通路内に満たされるようになるまでの間は、油圧駆動系の応答性が悪化してしまう。

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、制御軸の回転位置に応じて、バルブの開弁特性を変化させる可変動弁機構を含む可変動弁装置において、油圧駆動系の良好な駆動応答性を確保し得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、アクチュエータにより回転駆動される制御軸を備え、当該制御軸の回転位置に応じて、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を変化させる可変動弁機構をカムとバルブとの間に介在させている可変動弁装置であって、
気筒毎に或いはバルブ毎に設けられ、油圧により駆動される被駆動部と、
前記制御軸および前記カム軸とは別に設けられ、回転が規制された第３の軸とを備え、
少なくとも２ヶ所の前記被駆動部に対して作動油を分配するための油圧通路が、前記第３の軸の内部に形成されてい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、カムとバルブとの間に介在し、前記可変動弁機構と異なる開弁特性が得られるように構成された第２動弁機構を更に備え、
前記被駆動部は、前記可変動弁機構と前記第２動弁機構との連結およびその連結解除を行う連結機構であることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第３の軸は、前記第３の軸の径方向に対し、前記油圧通路から前記被駆動部に向けて作動油を流通させるための出口通路を備え、
前記出口通路は、前記可変動弁装置が搭載された状態で、水平方向より上方向を向くように設けら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、前記制御軸およびまたは前記カム軸は、気筒間或いはバルブ間の部位において、その部位毎に用いられる固定部材と、前記制御軸およびまたは前記カム軸を搭載する搭載部材とによって保持されており、
前記第３の軸は、少なくとも２ヶ所に用いられる前記固定部材を貫通してい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、カムとバルブとの間に配置される可動部材をカムに向けて付勢する付勢手段を備え、
前記第３の軸は、前記付勢手段の固定端として用いられていることを特徴とする。

第１の発明によれば、バルブの開弁特性を可変制御する際に回転することのない第３の軸の内部に設けられた油圧通路によって、可変動弁装置に備えられた各被駆動部への作動油の分配が行われることになる。このため、本発明によれば、油圧通路内からの油漏れを回避して、油圧駆動系の良好な駆動応答性を確保することができる。

第２の発明によれば、内燃機関の始動当初から、可変動弁機構および第２動弁機構を用いて、複数のバルブに異なる開弁特性を与えることができる。

第３の発明によれば、内燃機関の停止中等、被駆動部への作動油の供給が遮断された状態にあっても、油圧駆動系の油圧通路内に作動油を保持させておくことが容易となる。

第４の発明によれば、動弁系からの力によって制御軸およびまたはカム軸を保持する部位に変形が生ずるのを抑制することができ、これにより、内燃機関の運転中に、当該部位に伝達される力を緩和させることができる。

第５の発明によれば、カムハウジング等の静止部材を付勢手段の固定端とする場合に比して、内燃機関への可変動弁装置の搭載性を向上させることができる。

実施の形態１．
［可変動弁装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁装置１において、駆動カムとバルブとの間に介在する機構を説明するための図である。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装置として機能するものとする。

図１に示すように、本可変動弁装置１のカム軸１０には、１気筒当たり２つの駆動カム１２、１４が設けられている。そして、一方の駆動カム（第１駆動カム）１２を中心として左右対称に２つのバルブ１６Ｌ、１６Ｒが配置されている。第１駆動カム１２と各バルブ１６Ｌ、１６Ｒとの間には、第１駆動カム１２の回転運動に各バルブ１６Ｌ、１６Ｒのリフト運動を連動させる可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒがそれぞれ設けられている。

もう一方の駆動カム（第２駆動カム１４）は、第１駆動カム１２との間で第２バルブ１６Ｒを挟むようにして配置されている。第２駆動カム１４と第２バルブ１６Ｒとの間には、第２駆動カム１４の回転運動に第２バルブ１６Ｒのリフト運動を連動させる固定動弁機構３０が設けられている。本可変動弁装置１は、第２バルブ１６Ｒのリフト運動の連動先を可変動弁機構２０Ｒと固定動弁機構３０との間で選択的に切り換えることができるようになっている。

（１）可変動弁機構の詳細構成
次に、先ず、図２を参照して、可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒの詳細な構成について説明する。図２は、図１に示す可変動弁機構２０をカム軸１０の軸方向から見た図である。尚、左右の可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒは、基本的には、第１駆動カム１２に関して対称形であるので、ここでは左右の可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒを区別することなくその構成を説明する。また、本明細書および図面では、左右の可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒを区別しないときには、単に可変動弁機構２０と表記する。同様に、可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒの各構成部品やバルブ１６Ｌ、１６Ｒ等の対称に配置されている部品については、特に区別をする必要がある時以外は、左右を区別するＬ、Ｒの記号は付けないものとする。

図２に示すように、本可変動弁措置１では、バルブ１６はロッカーアーム３２によって支持されている。可変動弁機構２０は、第１駆動カム１２とロッカーアーム３２との間に介在し、第１駆動カム１２の回転運動とロッカーアーム３２の揺動運動との連動状態を連続的に変化させるようになっている。

可変動弁機構２０は、以下に説明するように、制御軸３４、制御アーム３６、リンクアーム３８、揺動カムアーム４０、第１ローラ４２、および第２ローラ４４を主たる構成部材として構成されている。制御軸３４はカム軸１０に平行に配置されている。制御軸３４の回転角度は、図示しないアクチュエータ（例えばモータ等）によって任意の角度に制御することができる。また、制御軸３４の内部には、制御軸３４上に設けられる揺動カムアーム４０等の各部材の摺動部を潤滑させるための油路３４aが形成されている。

制御アーム３６は、ボルト４６（図１参照）によって制御軸３４に一体的に固定されている。制御アーム３６は、制御軸３４の径方向に突出しており、その突出部に弧状のリンクアーム３８が取り付けられている。リンクアーム３８の後端部は、ピン４８によって制御アーム３６に回転自在に連結されている。ピン４８の位置は制御軸３４の中心から偏心しており、このピン４８がリンクアーム３８の揺動支点となる。

揺動カムアーム４０は、制御軸３４に揺動可能に支持され、その先端を第１駆動カム１２の回転方向の上流側に向けて配置されている。揺動カムアーム４０における駆動カム１２に対向する側には、第２ローラ４４に接触するスライド面５０が形成されている。スライド面５０は、第２ローラ４４が揺動カムアーム４０の先端側から制御軸３４の軸中心側に向かって移動するほど、第１駆動カム１２との間隔が徐々に狭まるような曲面で形成されている。また、スライド面５０の反対側には、揺動カム面５２が形成されている。揺動カム面５２は、揺動カムアーム４０の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面５２aと、非作用面５２aから離れた位置ほど制御軸３４の軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面５２bとで構成されている。

揺動カムアーム４０のスライド面５０と第１駆動カム１２の周面との間には、第１ローラ４２と第２ローラ４４が配置されている。より具体的には、第１ローラ４２は、第１駆動カム１２の周面と接触し、第２ローラ４４は、揺動カムアーム４０のスライド面５０に接触するように配置されている。第１ローラ４２と第２ローラ４４は、共に前述のリンクアーム３８の先端部に固定された連結軸５４によって回転自在に支持されている。リンクアーム３８は、ピン４８を支点として揺動できるので、これらのローラ４２、４４もピン４８から一定距離を保ちながらスライド面５０および第１駆動カム１２の周面に沿って揺動することができる。

また、揺動カムアーム４０には、ロストモーションスプリング５６を掛けるためのバネ座５８が設けられている。ここでは、ロストモーションスプリング５６としてねじりバネが用いられており、このロストモーションスプリング５６の他端は、図４を示して後述する油分配軸７０に設けられた挿入穴７０aに掛け留められている。このような構成によれば、カムハウジング等の静止部材をロストモーションスプリング５６の固定端とする場合に比して、内燃機関への可変動弁装置１の搭載性を向上させることができる。

上記のロストモーションスプリング５６の付勢力は、スライド面５０が第２ローラ４４を付勢し、更に、第１ローラ４２を第１駆動カム１２に押し当てる力として作用する。これにより、第１ローラ４２および第２ローラ４４は、スライド面５０と第１駆動カム１２の周面とに両側から挟み込まれた状態で位置決めされる。

揺動カムアーム４０の下方には、前述のロッカーアーム３２が配置されている。ロッカーアーム３２には、揺動カム面５２に対向するようにロッカーローラ６０が配置されている。ロッカーローラ６０は、ロッカーアーム３２の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム３２の一端には、バルブ１６を支持するバルブシャフト６２が取り付けられ、ロッカーアーム３２の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ６４によって回転自在に支持されている。バルブシャフト６２は、図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム３２を押し上げる方向に付勢されており、更に、ロッカーローラ６０は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ６４によって揺動カムアーム４０の揺動カム面５２に押し当てられている。

上述した可変動弁機構２０の構成によれば、第１駆動カム１２の回転に伴って、第１駆動カム１２の押圧力が第１ローラ４２および第２ローラ４４を介してスライド面５０に伝達される。その結果、揺動カム面５２とロッカーローラ６０との接点が非作用面５２aから作用面５２bにまで及ぶと、ロッカーアーム３２が押し下げられ、バルブ１６が開弁する。

また、可変動弁機構２０の構成によれば、制御軸３４の回転角度を変化させると、スライド面５０上における第２ローラ４４の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム４０の揺動範囲が変化する。より具体的には、制御軸３４を図２における反時計回り方向に回転させると、スライド面５０上における第２ローラ４４の位置が揺動カムアーム４０の先端側に移動する。そうすると、第１駆動カム１２の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム４０が揺動動作を開始した後に、現実にロッカーアーム３２が押圧され始めるまでに要する揺動カムアーム４０の回転角度は、制御軸３４が図２における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、可変動弁機構２０によれば、制御軸３４を図２における反時計回り方向に回転させることにより、バルブ１６の作用角およびリフト量を小さくすることができ、また、制御軸３４をその逆の方向に回転させることにより、バルブ１６の作用角およびリフト量を大きくすることができる。

（２）固定動弁機構の詳細構成
次に、上記の図１に加え、図３をも参照して、固定動弁機構３０の詳細な構成について説明する。
図１に示すように、固定動弁機構３０は、第２駆動カム１４と第２揺動カムアーム４０Ｒとの間に介在している。固定動弁機構３０は、第２揺動カムアーム４０Ｒの揺動運動を第２駆動カム１４の回転運動に連動させるものであり、第２駆動カム１４によって駆動される大リフトアーム７２と、大リフトアーム７２を第２揺動カムアーム４０Ｒに結合するアーム結合機構７４（図３参照）とを備えている。

大リフトアーム７２は、制御軸３４上に第２揺動カムアーム４０Ｒと並んで配置され、第２揺動カムアーム４０Ｒとは独立して回転可能となっている。大リフトアーム７２には、第２駆動カム１４の周面に接触する入力ローラ７６が回転可能に支持されている。大リフトアーム７２には、上記ロストモーションスプリング５６と同様の手法で、一端を油分配軸７０に掛け留められたロストモーションスプリング（図示省略）の他端が掛けられており、そのバネ力は、入力ローラ７６を第２駆動カム１４の周面に押し当てる付勢力として作用している。

図３は、図１に示す可変動弁機構２０および固定動弁機構３０の分解斜視図である。図３に示すように、大リフトアーム７２には、第２揺動カムアーム４０Ｒに向けて出し入れ可能なピン７８が備えられている。大リフトアーム７２には、第２揺動カムアーム４０Ｒ側に開口部を有する油圧室８０が形成されており、ピン７８はこの油圧室８０内に嵌め込まれている。また、大リフトアーム７２には、油圧室８０の上記開口部が設けられた側面と反対側の側面に円筒部７２aが一体で形成されている。円筒部７２aの外周面には、環状の油溝８２が設けられている。油圧室８０と油溝８２とは、大リフトアーム７２内に設けられた油路８４（図６および図７に図示）を介して連通している。油圧室８０には、これらの油路８４および油溝８２を介して、図４乃至図７を参照して後述する構成によって作動油が供給される。このような構成によって油圧室８０内の油圧が高められた場合に、ピン７８は、その油圧によって油圧室８０から第２揺動カムアーム４０Ｒに向けて押し出されるようになっている。

一方、第２揺動カムアーム４０Ｒには、大リフトアーム７２側に開口部を有するピン穴８６が形成されている。ピン７８とピン穴８６は、制御軸３４を中心とする同じ円弧上に配置されている。これにより、第２揺動カムアーム４０Ｒが大リフトアーム７２に対して所定の回転角度に位置したとき、ピン穴８６の位置とピン７８の位置とが一致するようになっている。ピン穴８６内には、その奥側からリターンスプリング８８とピストン９０とが配置される。

上記の構成によれば、ピン穴８６の位置とピン７８の位置とが一致したとき、ピン７８はピストン９０に当接する。このとき、リターンスプリング８８がピストン９０を押す力よりも、油圧室８０内の油圧がピン７８を押す力の方が大きければ、ピン７８は、ピストン９０をピン穴８６の奥に押し込むようにしてピン穴８６内に進入する。ピン７８がピン穴８６内に挿入されることで、揺動カムアーム４０Ｒと大リフトアーム７２は、ピン７８を介して結合されることになる。つまり、上記のピン７８、作動油が供給される油圧室８０、ピン穴８６、リターンスプリング８８、およびピストン９０によって、アーム結合機構７４が構成されている。

本可変動弁装置１では、ピン７８とピン穴８６とは、揺動カムアーム４０Ｒが大リフトアーム７２に対して所定の回転角度に位置したとき、互いの位置が一致するようになっている。ピン７８とピン穴８６の各位置が重なると、ピン７８がピン穴８６に挿入され、大リフトアーム７２は、第２揺動カムアーム４０Ｒに結合される。本可変動弁装置１では、アーム結合機構７４によって大リフトアーム７２を第２揺動カムアーム４０Ｒに結合することで、第２バルブ１６Ｒのリフト運動の連動先を可変動弁機構２０Ｒから固定動弁機構３０へ切り換えることができる。逆に、アーム結合機構７４による大リフトアーム７２と第２揺動カムアーム４０Ｒの結合を解除することで、第２バルブ１６Ｒのリフト運動の連動先を固定動弁機構３０から可変動弁機構２０Ｒへ切り換えることができる。

大リフトアーム７２と第２揺動カムアーム４０Ｒとが結合されていない場合、カム軸１０の回転運動は、第１駆動カム１２から第１ローラ４２および第２ローラ４４を介して、第１揺動カムアーム４０Ｌおよび第２揺動カムアーム４０Ｒのそれぞれのスライド面５０に伝達される。従って、この場合は、制御軸３４の回転に連動させて、第１バルブ１６Ｌおよび第２バルブ１６Ｒの作用角およびリフト量が同一特性となるように制御することができる（両弁可変制御）。

一方、大リフトアーム７２と第２揺動カムアーム４０Ｒとが結合されている場合、第２揺動カムアーム４０Ｒには、カム軸１０の回転運動が第２駆動カム１４から大リフトアーム７２を介して伝達される。大リフトアーム７２と第２揺動カムアーム４０Ｒとは、制御軸３４を回転させ、第２ローラ４４Ｒのスライド面５０Ｒ上での位置を通常使用範囲よりも大リフト側に移動させた状態で結合される。このため、この場合の第２バルブ１６Ｒの開弁特性は、第２駆動カム１４、大リフトアーム７２および第２揺動カムアーム４０Ｒの形状及び位置関係によって機械的に決まり、制御軸３４の回転角度に関係なく常に一定の開弁特性に固定される。これに対し、第１揺動カムアーム４０Ｌには、第１駆動カム１２から第１ローラ４２および第２ローラ４４Ｌを介してカム軸１０の回転運動が伝達される。従って、この場合の第１バルブ１６Ｌの開弁特性は、大リフトアーム７２と揺動カムアーム４０Ｒとが結合されていない場合と同様、制御軸３４の回転角度に連動して変化することになる。以上説明したように、本可変動弁装置１によれば、大リフトアーム７２と第２揺動カムアーム４０Ｒとが結合されている状態で、第１バルブ１６Ｌのみの開弁特性を可変制御することが可能になる（片弁可変制御）。

［本実施形態の可変動弁装置による油圧駆動系の構成］
次に、図４乃至図７を参照して、両弁可変制御と片弁可変制御の切り換えのための油圧駆動系の構成について説明する。図４は、大リフトアーム７２の油圧室８０に作動油を供給するための構成を説明するための斜視図である。図４に示すように、上述したカム軸１０および制御軸３４は、共に、各気筒間の部位において、カムハウジング９２とカムキャップ９４とによって挟み込まれた状態で保持される。また、上述した大リフトアーム７２の油溝８２は、カムハウジング９２とカムキャップ９４とによって挟まれた状態で保持されることで、油路として機能する。

カムキャップ９４には、上述した油分配軸７０を挿入するための挿入孔９４aが形成されている。図４に示すカムキャップ９４（＃１）は、第１気筒側の最も端部側に配置されるカムキャップ９４を示している。このカムキャップ９４（＃１）には、油分配軸７０に作動油を供給するための接続部９６が設けられている。接続部９６は、シリンダヘッドカバー９８に設けられた接続部１００にＯリング１０２を介して結合される。また、シリンダヘッドカバー９８には、大リフトアーム７２の油圧室８０への作動油の供給量を調整するためのオイルコントロールバルブ１０４（以下、OCV１０４）が取り付けられる。OCV１０４には、図示しないオイルポンプによって所定圧の作動油が供給される。

油分配軸７０の内部には、作動油が流通できるように軸方向に貫通する主油圧通路１０６が形成されている。油分配軸７０には、主油圧通路１０６に連通する入口通路１０８が形成されている。また、油分配軸７０には、主油圧通路１０６に連通する出口通路１１０が各カムキャップ９４（カムキャップ９４（＃１）を除く）に対応して形成されている。更に、油分配軸７０の外周面には、入口通路１０８に近接する位置に、凹部１１２が形成されている。

凹部１１２には、油分配軸７０がカムキャップ９４（＃１）内に挿入された状態で、図示しないボルトの先端部が当該カムキャップ９４（＃１）を介して嵌め込まれる。より具体的には、そのようなボルトが凹部１１２に嵌め込まれた状態で、油分配軸７０の入口通路１０８とカムキャップ９４の接続部９６との位置が一致するように、更には、出口通路１１０とカムキャップ９４（カムキャップ９４（＃１）を除く）の油路１１６（図６および図７に図示）との位置が一致するように、油分配軸７０上における凹部１１２の位置が決められている。出口通路１１０は、上記ボルトが凹部１１２に嵌め込まれた状態で、鉛直上方向を向くようにカムキャップ９４との間で位置決めがなされている。また、このような構成によれば、油分配軸７０がカムキャップ９４に対して回転するのを防止することができる。

図５は、図４に示す構成が組み付けられた状態を示している。尚、図５においてはカムキャップ９４より下方に配置される構成要素のみを示している。油分配軸７０は、可変動弁装置１の各構成要素がカムハウジング９２に搭載された状態で、図５中に示すカムキャップ９４のみならず、その他の気筒のカムキャップに対しても貫通している。また、油分配軸７０とカムキャップ９４との接合部には、それらの接合部からの作動油の漏れを防ぐことができるようなクリアランスが与えられている。

カムキャップ９４には、バルブスプリングからの反力等に起因する動弁系からの力が、バルブ１６のリフト動作時に気筒毎に所定のタイミングで、カム軸１０および制御軸３４を介して作用する。以上のように、本可変動弁装置１では、大リフトアーム７２の油圧室８０に作動油を供給するための油分配軸７０を各気筒のカムキャップ９４に貫通させることとしている。このため、組付け時の剛性を向上させることができ、そのような動弁系からの力によってカムキャップ９４が図５中に矢印を付して示す方向に倒れ込むのを防止することができる。これにより、内燃機関の運転中に、カムキャップ９４に伝達される力を緩和させることができる。

次に、図６および図７を参照して、上記図４に示す構成を用いた油圧駆動系の油圧通路構成およびその特徴点について説明する。
図６は、そのような油圧駆動系の油圧通路構成を概念的に示す図であり、図７は、図６中に示すＡ−Ａ断面を概念的に示す図である。

図６に示すように、シリンダヘッドカバー９８に組み込まれた上記OCV１０４は、上記の如く、カムキャップ９４の接続部９６に連通している。接続部９６が設けられたカムキャップ９４（＃１）には、接続部９６および油分配軸７０の入口通路１０８にそれぞれ連通できる位置に、油路１１４が形成されている。また、カムキャップ９４（＃１）以外のカムキャップ９４には、図７に示すように、油分配軸７０の出口通路１１０と大リフトアーム７２の油溝８２とに連通する油路１１６が形成されている。油溝８２は、上記の如く、油路８４を介して油圧室８０と連通している。以上の構成によれば、オイルポンプにより圧送される作動油の流量をOCV１０４によって制御することにより、作動油を各気筒に分配して供給することができ、これにより、油圧室８０内の圧力を調整することができる。

上記のように構成された本可変動弁装置１の油圧駆動系では、OCV１０４が、内燃機関が車両に搭載された状態で、重力方向に対して最も高い場所に配置されることになる。そして、そのOCV１０４の下流に、油分配軸７０が配置される。油分配軸７０における出口通路１１０は、内燃機関が車両に搭載された状態で、鉛直上方向を向くように配置される。また、制御軸３４は、油分配軸７０の下流に配置されると共に、油溝８２に比して高い場所にある出口通路１１０から作動油が供給される。更に、油圧室８０は、大リフトアーム７２の所定の揺動範囲内において、油路８４との接続部が、制御軸３４の軸方向から見て制御軸３４の軸中心を通る水平線より下方となるように配置されている。つまり、油圧室８０は、大リフトアーム７２の揺動位置に関係なく、より高い場所に位置する油溝８２から作動油が供給されることになる。

上記の構成と異なり、例えば、制御軸内に油圧通路が設けられていることとすると、制御軸自体が回転するため、制御軸を径方向に貫通して設けられる出口通路の位置が、制御軸の回転位置によって変化してしまう。つまり、その出口通路の位置は、制御軸の回転範囲によって決まってしまう。従って、内燃機関の停止時に出口通路の位置が下方を向いてしまうことがあると、油圧通路からの油漏れが生じ易くなり、その結果、次回の始動時に、作動油が油圧通路内に満たされるようになるまでの間は、油圧駆動系の応答性が悪化してしまう。

そこで、制御軸の出口通路を鉛直上方向となるように制御軸の回転範囲を設定することが考えられるが、そうすると、油圧室が出口通路の上方に配置されることになる。その結果、油圧室内に空気が溜まり易くなり、片弁可変制御と両弁可変制御を切り換えるピンの作動性が悪化してしまう。また、油圧室を上方に設けることは、大リフトアームと揺動カムアームとの結合点が、ロッカーアームを介して揺動カムアームに作用するバルブスプリングの反力の力点から遠くなり、結合時の剛性面で不利となる。従って、油圧室は、下方に配置されるのが望ましいが、制御軸の内部に油圧通路を設けた場合には、上記のように、作動油の保持という面で問題がある。

これに対し、以上説明した本実施形態の可変動弁装置１では、バルブ１６の開弁特性の可変制御時に回転することのない油分配軸７０の内部に、各気筒の油圧室８０に作動油を分配する主油圧通路１０６が設けられている。そして、その主油圧通路１０６に連通する出口通路１１０の向きが、可変動弁装置１が車両に搭載された状態で、鉛直上方向となるように設定されている。このため、内燃機関が停止して作動油の供給が遮断された状態であっても、油分配軸７０内の作動油の保持が容易となり、良好な油圧駆動系の応答性を確保することができ、これにより、次回の内燃機関の始動時において、直ちに両弁可変制御と片弁可変制御の切り換えを行うことが可能となる。

また、本実施形態の可変動弁装置１によれば、各気筒の油圧室８０への油圧分配通路を制御軸３４と独立させ、かつ、制御軸３４よりも高い場所に配置しているため、制御軸３４の回転範囲に影響されることなく、油圧室８０を下方に配置させ易くなる。その結果、油圧室８０内に空気が溜まるのを回避することができると共に、OCV１０４方向への空気の抜けが良くなる。このため、油圧駆動系内に空気が噛み込むことに伴って応答性が悪化するのを回避することができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、可変動弁機構２０と共に制御軸３４に搭載される第２動弁機構を、単一の開弁特性を実現する固定動弁機構３０としているが、本発明における第２動弁機構はこれに限定されるものではなく、可変動弁機構２０と異なる領域で開弁特性を実現するものであれば、バルブの開弁特性を可変させるものであってもよい。

尚、上述した実施の形態１においては、可変動弁機構２０が前記第１の発明における「可変動弁機構」に、アーム結合機構７４が前記第１の発明における「被駆動部」または第２の発明における「連結機構」に、油分配軸７０が前記第１の発明における「第３の軸」に、主油圧通路１０６が前記第１の発明における「油圧通路」に、それぞれ相当している。また、固定動弁機構３０が前記第２の発明における「第２動弁機構」に相当している。また、カムキャップ９４が前記第４の発明における「固定部材」に、カムハウジング９２が前記第４の発明における「搭載部材」に、それぞれ相当している。また、ロストモーションスプリング５６が前記第５の発明における「付勢手段」に相当している。

本発明の実施の形態１の可変動弁装置において、駆動カムとバルブとの間に介在する機構を説明するための図である。 図１に示す可変動弁機構をカム軸の軸方向から見た図である。 図１に示す可変動弁機構および固定動弁機構の分解斜視図である。 大リフトアームの油圧室に作動油を供給するための構成を説明するための斜視図である。 図４に示す構成が組み付けられた状態を示す図である。 本発明の実施の形態１における油圧駆動系の油圧通路構成を概念的に示す図である。 図６中に示すＡ−Ａ断面を概念的に示す図である。

符号の説明

１ 可変動弁装置
１０ カム軸
１２ 第１駆動カム
１４ 第２駆動カム
１６ バルブ
２０ 可変動弁機構
３０ 固定動弁機構
３４ 制御軸
５６ ロストモーションスプリング
７０ 油分配軸
７２ 大リフトアーム
７４ アーム結合機構
７８ ピン
８０ 油圧室
９２ カムハウジング
９４ カムキャップ
１０４ オイルコントロールバルブ
１０６ 主油圧通路
１１０ 出口通路

Claims (5)

1. アクチュエータにより回転駆動される制御軸を備え、当該制御軸の回転位置に応じて、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を変化させる可変動弁機構をカムとバルブとの間に介在させている可変動弁装置であって、
   気筒毎に或いはバルブ毎に設けられ、油圧により駆動される被駆動部と、
   前記制御軸および前記カム軸とは別に設けられ、回転が規制された第３の軸とを備え、
   少なくとも２ヶ所の前記被駆動部に対して作動油を分配するための油圧通路が、前記第３の軸の内部に形成されていることを特徴とする可変動弁装置。
2. カムとバルブとの間に介在し、前記可変動弁機構と異なる開弁特性が得られるように構成された第２動弁機構を更に備え、
   前記被駆動部は、前記可変動弁機構と前記第２動弁機構との連結およびその連結解除を行う連結機構であることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
3. 前記第３の軸は、前記第３の軸の径方向に対し、前記油圧通路から前記被駆動部に向けて作動油を流通させるための出口通路を備え、
   前記出口通路は、前記可変動弁装置が搭載された状態で、水平方向より上方向を向くように設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の可変動弁装置。
4. 前記制御軸およびまたは前記カム軸は、気筒間或いはバルブ間の部位において、その部位毎に用いられる固定部材と、前記制御軸およびまたは前記カム軸を搭載する搭載部材とによって保持されており、
   前記第３の軸は、少なくとも２ヶ所に用いられる前記固定部材を貫通してい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. カムとバルブとの間に配置される可動部材をカムに向けて付勢する付勢手段を備え、
   前記第３の軸は、前記付勢手段の固定端として用いられてい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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