JP2009008049A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、伝達機構の噛合い部の潤滑が、可変動弁機構の駆動で用いられる部品をそのまま流用して行われるようにした内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【解決手段】本発明の可変動弁装置は、伝達機構８２の噛合い部９５をなす部品８３，９４を、カムシャフト２６を駆動する無端状索状部材７２から飛び散る潤滑材Ｐによって潤滑される地点に配置した。これにより、可変動弁機構２１の駆動で用いられる部品への潤滑油経路追加や潤滑油経路用部品を追設することなく伝達機構８２の潤滑を可能とした。
【選択図】図７

Description

本発明は、吸気バルブあるいは排気バルブを駆動するバルブ駆動出力を連続的に制御する内燃機関の可変動弁装置に関する。

自動車に搭載されるレシプロ式のエンジン（内燃機関）では、エンジンの排出ガスの対策やポンピングロスの改善を図るために、シリンダヘッドに、少なくとも吸気バルブのバルブ特性を連続的に制御する可変動弁装置を搭載することが行われる。
こうした可変動弁装置の多くは、吸入空気量の調整を担うために、少なくとも吸気バルブのバルブリフト量を連続的に変化させるようにした可変動弁機構が用いられる。多くは、カムシャフトに形成されている吸気用カムのカム変位を受けてバルブ駆動出力を出力させる構造と、得られるバルブ駆動出力（バルブリフト量や開閉タイミングや開弁期間など）を、制御シャフトから入力される回動変位にしたがい連続的に可変させる構造とを組み合わせた装置が用いられている（例えば特許文献１を参照）。

特に、バルブ反力に勝る駆動力でバルブ駆動出力の可変が円滑に行えるよう、制御シャフトの回動変位には、電動モータなど駆動源から出力される駆動出力を伝達機構、例えばスクリュ機構やウォームギヤ機構といった減速機構を用いて、高トルクの出力を制御シャフトへ伝える構造が提案されている（特許文献２、特許文献３を参照）。
特開２００５−２９９５３６号公報 特開２００５− ４２６４２号公報 特開２００７− ２６８６号公報

ところで、制御シャフトを円滑に回動変位させるため、伝達機構では、潤滑油（潤滑材）により、ギヤやリードネジなど部品間を噛み合せる噛合い部を潤滑させることが求められる。特にギヤなどの噛合い部は、制御シャフトから大きなバルブ反力が加わったり、定常時には一定の姿勢が続いたり、という具合に、潤滑が損なわれる状況が形成されやすいため、常に新鮮な潤滑油で潤滑しておく必要がある。

通常、エンジンでは、こうした場合、シリンダヘッドの各部へ給送される潤滑油の一部を噛合い部へ導くオイル供給系統を追加する。
ところが、同構造は、別途、シリンダヘッドや噛合い部をなす部品に、オイルギャラリにつながる各種オイル通路を形成する必要がある。このため、潤滑させる構造は、かなり複雑な構造となり、コスト的にもかなりの負担が強いられる難点がある。

そこで、本発明の目的は、伝達機構の噛合い部の潤滑が、可変動弁機構の駆動で用いられる部品をそのまま流用して行われるようにした内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、伝達機構の噛合い部を、カムシャフトを駆動する無端状索状部材から飛び散る潤滑材によって潤滑される地点に配置した。
すなわち、可変動弁機構の多くは、潤滑材が付着した無端状索状部材でカムシャフトを駆動させて、バルブ駆動出力を可変制御させている。同無端状索状部材からは、カムシャフトの駆動にしたがい、付着した潤滑材が周囲に飛び散る挙動が生じる。このため、伝達機構の噛合い部を、無端状索状部材から飛び散る潤滑材を受ける地点に配置することにより、別途、オイル通路など複雑かつコストの負担が強いられる構造を必要とせずに、新鮮な潤滑材が噛合い部へ供給し続けられる。

請求項２に記載の発明は、伝達機構部の噛合い部をカムスプロケットに掛け渡された無端状索状部材部分の外側に配置させて、遠心力で潤滑材が噛合い部へ行き渡るようにした。
請求項３に記載の発明は、伝達機構が、制御シャフトに設けられたウォームホイールギヤと、同ウォームホイールギヤと噛合い部を形成し該ウォームギヤへ駆動源からの駆動出力を伝えるウォームシャフトギヤとを有するものとした。

同構成により、特別な構造を用いずに、無端状索状部材から飛び散る多量の新鮮な潤滑材が噛合い部へ供給される。
請求項４に記載の発明は、ウォームホイールギヤの側面が、無端状索状部材から飛び散る潤滑材を受けてウォームホイールギヤの外周へ案内する。
同構成により、多量の新鮮な潤滑材が噛合い部へ安定供給される。

請求項５に記載の発明は、伝達機構は、制御シャフトに設けられた扇形のウォームホイールギヤと、ウォームシャフトギヤを含んで同ウォームホイールギヤとは別体にユニット化され、シリンダヘッドに組み付くことによってウォームホイールギヤと組み合うウォームシャフトギヤユニットとを用いた。
同構成により、伝達機構は、新鮮な潤滑材が噛合い部に十分に供給されるだけでなく、一体構造に比べて、簡単な構造ですむ。また容易にウォームホイールギヤをウォームシャフトギヤに組み付けられる。

請求項１の発明によれば、伝達機構の噛合い部は、カムシャフトを駆動する無端状索状部材から飛び散る潤滑材によって潤滑できる。これにより、可変動弁機構の駆動で用いられる部品への潤滑経路の追加や新規部品を追加することなく伝達機構の潤滑ができる。
それ故、簡単、かつコストの負担が少ない構造で、伝達機構の潤滑ができ、摩耗が抑制されて、耐久信頼性が高められるだけでなく、フリクションも低減されて可変応答性が高められる。さらには、伝達機構や可変するアクチュエータをコンパクトにすることができる。

請求項２の発明によれば、噛合い部へ、無端状索状部材から遠心力により飛び散る新鮮な潤滑材を十分に行き渡らせることができる。さらには、ロッカカバー内がギア部品により分離されるために、気筒上方に相当するロッカカバー内に飛散するミスト状の油の量が抑制される。このために、ロッカカバー内などに設けられたオイルセパレーター機能を向上させることなく、オイル消費を低減することができる。

請求項３の発明によれば、大きな減速比で制御シャフトを回動変位させるウォームギヤ機構のウォームホイールギヤを活用して、無端状索状部材から飛び散る新鮮な潤滑材をウォームホイールギヤやウォームシャフトギヤの噛合い部へ多量に供給できる。ウォームギヤの効率は噛合い部の状態に大きく左右されるが、潤滑油が潤沢に供給されることで、高いギア効率が得られ、可変応答性が高められる。さらには、伝達機構や可変するアクチュエータをコンパクトにすることができる。

請求項４の発明によれば、ウォームホイールギヤの側面の案内により、多量の潤滑材を噛合い部へ安定して供給できる。さらに、飛散するミスト状の油の量が抑制され、オイル消費を低減することができる。
請求項５の発明によれば、新鮮な潤滑材が十分に供給されるだけでなく、一体構造に比べて、簡単な構造ですむうえ、容易にウォームホイールギヤをウォームシャフトギヤに組み付けることができる。

以下、本発明を図１〜図７に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は、内燃機関、例えば直列４気筒レシプロ式ガソリンエンジンの本体の斜視図、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図１中のロッカカバー、タイミングチェーンカバーを取り外したエンジンの斜視図、図４は図３中の動弁系を取り外した分解斜視図、図５は図３中のＢ−Ｂ線に沿う可変動弁装置の断面図、図６は図３中のＣ−Ｃ線に沿う可変動弁装置の断面図、図７は伝達機構の各部の図をそれぞれ示している。

図１中１は、エンジン本体を構成するシリンダブロック、２は同じくシリンダブロック１の上部に搭載されたシリンダヘッド、３は同じくシリンダヘッド２の上方を覆うロッカカバー、４は同じくシリンダブロック１の下部に設けられたオイルパン、１ａはシリンダブロック１の前部に設けられたタイミングチェーンカバーである。
シリンダブロック１には、図５に示されるようにエンジンの前後方向に沿って４つの気筒６（一部だけ図示）が形成されている。これら気筒６には、ピストン７がそれぞれ往復動可能に収めてある。これらピストン７が、コンロッド８、クランクピン９ａを介して、シリンダブロック１の前後方向に配設されたクランクシャフト９に連結され、ピストン７から伝わる往復運動が回転運動に変換されながらクランクシャフト９へ出力されるようにしている。

シリンダヘッド２の下面には、図５に示されるように４つの気筒６にならってそれぞれ燃焼室１１が形成されている。これら燃焼室１１の両側には、一対の吸気ポート１２、一対の排気ポート１３（いずれも片側だけ図示）が形成してある。シリンダヘッド２の上部中央は前後方向に渡り凹んでいる。そして、凹部２ａの両側がそれぞれ側方に張り出している。また燃焼室１１の両側には、気筒６毎、吸気ポート１２を開閉する吸気バルブ１４、排気ポート１３を開閉する排気バルブ１５が設けられている。なお、吸気バルブ１４、排気バルブ１５は、いずれもバルブスプリング１６（図５のみに図示）によって閉じる方向へ付勢される常閉式である。

シリンダヘッド２の上部に形成された凹部２ａには、図２〜図６に示されるようにＳＯＨＣ式の動弁機構で構成される可変動弁装置２０が搭載されている。この可変動弁装置２０はロッカカバー３内に収められている。可変動弁装置２０には、カムシャフト２６と共に、吸気バルブ１４のバルブ特性を連続的に可変する可変動弁機構２１と、排気バルブ１５を通常の一義的に開閉させるロッカアーム機構２２とを１つに集約してユニットにした構造が用いられている。

すなわち、可変動弁装置２０を説明すると、図１〜図６中２５は保持部材、２６はカムシャフト、２７は排気用ロッカシャフト、２８は吸気用ロッカシャフトを兼ねる制御シャフト、２９は支持シャフトである。各シャフト２６〜２９は、いずれもエンジンの前後方向に延びたシャフト部材で形成される。このうちカムシャフト２６には、図５の一部に示されるように気筒毎に、カム群、例えば吸気用カム２６ａと、その両側に配置された一対の排気用カム２６ｂ（図５に一部だけ図示）といった３つのカムが形成されている。

保持部材２５は、シリンダヘッド２の上部の各地点、例えば気筒列の最前部、気筒間、最後部にそれぞれ配置される。保持部材２５は、いずれも図６に示されるようにホルダ部３２と、同ホルダ部３２の下端部に組付くキャップ部３３との組み合わせから構成される。そして、カムシャフト２６は、各ホルダ部３２の下端面に形成されたジャーナル面と、キャップ部３３の上面に形成されたジャーナル面との間に挟み込まれて回転自在に支持される。制御シャフト２８は、各ホルダ部３２の中段の吸気側（幅方向一側）で回転自在に支持される。排気用ロッカシャフト２７は、各ホルダ部３２の中段の制御シャフト２８とは反対となる排気側（幅方向他一側）で固定される。さらに支持シャフト２９は、各ホルダ部３２の上部で固定される。各ホルダ部３２の両側には、図６に示されるように排気用ロッカシャフト２７、制御シャフト２８の近辺の地点に位置して、一対の固定座３４が形成される。こうした構造により、シリンダヘッド２に搭載可能なフレームを形成している。

同フレームには、気筒毎に、可変動弁機構２１とロッカアーム機構２２が組み付いている。可変動弁機構２１には、いずれも例えば図５に示されるようにロッカアーム４０、スイングカム５０、センタロッカアーム６０を組み合わせた構造が用いられている。
すなわち、図３および図４に示されるようにロッカアーム４０は、二股に分かれたアーム部材が用いられる。このアーム部材の中央部が図５に示されるように制御シャフト２８に回動自在に支持され、アーム部材の先端部に設けたアジャストスクリュ部４１をフレームの側方へ張り出させ、アーム部材の基端部に設けたニードルローラ４２を支持シャフト２９側へ配置させている。

スイングカム５０は、図３〜図５に示されるように一端部が支持シャフト２９に回動自在に支持され、他端部がロッカアーム４０のニードルローラ４２に向かって突き出る揺動カム部材で形成される。他端面に形成されているカム面５１は、ニードルローラ４２と転接する。揺動カム部材の下部には滑りローラ５２が回転自在に組み込まれている。
センタロッカアーム６０は、図５に示されるように吸気用カム２６ａ、制御シャフト２８、滑りローラ５２で囲まれる地点に配置される。センタロッカアーム６０は、上方の滑りローラ５２へ向かうアーム部６１と、横方向となる制御シャフト２８直下へ向かうアーム部６２とにより、Ｌ形に形成される。アーム部６１の先端面に形成されている斜面６１ａ（例えば制御シャフト側が低、支持シャフト側が高の面）は、スイングカム５０の滑りローラ５２と転接する。アーム部６１，６２の交差する部分に支持されている滑りローラ６３は、吸気用カム２６ａのカム面と転接し、バルブ駆動出力となる吸気用カム２６ａのカム変位がアーム部６１を通じて、スイングカム５０へ出力されるようにしている。アーム部６２端に回動自在に支持されているピン部６４は、制御シャフト２８に形成されている通孔６５に回動自在に差し込まれている。この差込みにより、センタロッカアーム６０は、アーム部６２端の回動点を支点として揺動自在に支持される。このセンタロッカアーム６０の組み込み構造により、制御シャフト２８が回動変位すると、センタロッカアーム３５は、吸気用カム２６ａとの転接位置を変更しながら、カムシャフト１６と交差する方向（進角方向や遅角方向）へ変位する。

この変位により、センタロッカアーム６０から出力されるバルブ駆動出力、例えば吸気バルブ１４のバルブリフト量や開閉タイミングが、同時に連続的に可変される。すなわち、カム面５１は、上部側が吸気用カム２６ａのベース円に相当するベース円区間とし、下部側がベース円区間に連続したリフト区間（吸気用カム２６ａのリフト域のカム形状に相当）としてある。これにより、センタロッカアーム６０の滑りローラ６３が吸気用カム２６ａの進角方向あるいは遅角方向へ変位すると、スイングカム５０の姿勢が変化して、ニードルローラ４２が揺動するカム面５１の領域が変化する。つまり、ニードルローラ４２が揺動するベース区間とリフト区間の比率が変わる。この進角方向の位相変化、遅角方向の位相変化を伴うベース区間、リフト区間の比率の変化を用いて、吸気バルブ１４のバルブリフト量が、吸気用カム２６ａの頂部のカム形状がもたらす低バルブリフト量から、吸気用カム２６ａの頂部から基端部までのカム形状がもたらす高バルブリフト量まで連続的に可変される。また同時に吸気バルブ１４の開閉タイミングが、開弁時期よりも閉弁時期が大きく可変される。

なお、通孔６５には、ピン部６４の突出し量を調整するためのねじ部材６６が進退可能に螺挿してある（気筒毎のバルブ開閉時期やバルブリフト量の調整のため）。
ロッカアーム機構２２（排気側）は、図５に示されるように一対のロッカアーム６７をもつ（片側しか図示せず）。この一対のロッカアーム６７は、センタロッカアーム３５の両側に位置し、排気用ロッカシャフト２７に回動自在に支持される。そして、一端部に有るローラ部材（図示しない）を排気用カム２６ｂのカム面に転接させ、他端部に有るアジャストスクリュ部６７ａをフレームの側方へ張り出させている。

こうした各構造により、カムシャフト２６、可変動弁機構２１、ロッカアーム機構２２を１つに集約させている。このユニット化された可変動弁装置２０の各固定座３４が、図４および図６に示されるように凹部２ａ（シリンダヘッド２）の底面から突き出ているボス部１７に設置される。そして、各固定座３４は、図３および図６に示されるように該固定座３４およびシリンダヘッド２を通じて、シリンダブロック１へねじ込まれるシリンダヘッドボルト１８により、シリンダヘッド２と一緒に固定される（共締め）。つまり、可変動弁装置２０は、高い支持強度をもつシリンダヘッドボルト１８（シリンダヘッド２に加わる爆発圧力に耐えうる性能が求められるため、他のボルトより剛性・強度は大）を流用して固定される。特に可変動弁装置２０が強固に固定されるよう、排気用ロッカシャフト２７や制御シャフト２８の直近の地点を固定してある。なお、最前部、最後部の保持部材２５については、別の固定ボルト１８ａでもシリンダヘッド２に固定してある。

この可変動弁装置２０の搭載により、図５に示されるように各ロッカアーム４０（吸気用）のアジャストスクリュ部４１は、シリンダヘッド２に組み付けてある吸気バルブ１４のステム端に配置され、排気用ロッカアーム６７のアジャストスクリュ部４１は、シリンダヘッド２に組み付けてある排気バルブ１５のステム端に配置される。なお、６８は、スイングカム５０に組み付くプッシャである。同プッシャ６８は、スイングカム５０を介してセンタロッカアーム６０を吸気用カム２６ａへ押し付ける部品である。

またカムシャフト２６の一端部は、例えば図４に示されるようにシリンダヘッド１の凹部２ａを囲う端壁に有る貫通部１ｂを通じて、前方へ突き出る。この突き出たカムシャフト２６の端部には、図１〜図３に示されるようにタイミング部品であるカムスプロケット７０が設けられる。このカムスプロケット７０とクランクシャフト９の一端部に設けたクランクスプロケット７１間に、無端状索状部材、例えば無端状のタイミングチェーン７２が掛け渡され、カムシャフト２６がクランク出力で回転されるようにしている。タイミングチェーン７２には、図示はしないが、例えばオイルギャラリからの潤滑材、例えば潤滑油を移動中のチェーン７２に吹き付ける機器が付帯されている。この潤滑油により、タイミングチェーン７２とスプロケット７０，７１の摺動部分などが潤滑される。

図３に示されるようにシリンダヘッド１の最前部には、制御シャフト２８を駆動する駆動装置８０が設けられている。この駆動装置８０は、例えば回転駆動源としての電動モータ８１と、電動モータ８１とは別体な伝達機構、具体的にはウォームギヤ減速機構８２を組み合わせた構造が用いられる。ウォームギヤ減速機構８２には、扇形のウォームホイールギヤ８３とこれと噛合うウォームシャフトギヤ８４との組み合わせが用いられる。そして、このうちウォームシャフトギヤ８４を含む部分を、ウォームホイールギヤ８３とは別体なウォームシャフトギヤユニット８５としてユニット化してある。

すなわち、扇形のウォームホイールギヤ８３は、図３、図４および図７に示されるように扇形板状の本体８６の外周縁部に多数のギヤ部８７を有し、回動中心部に取付座８８を有した板状部品が用いてある。この扇形部品の取付座８８が、最前部のホルダ部３２（保持部材２５）から前方へ突き出ている制御シャフト２８の軸端に固定され、ギヤ部８７をシリンダヘッド２の上方に配置させている。ここで、図２に示されるように本体８６の外周縁部のギヤ部８７はカムスプロケット７０に掛け渡されたタイミングチェーン７２の外側に位置しているためタイミングチェーン７２に付着している潤滑油が遠心力により飛び散りギヤ部８７、ウォームシャフトギヤ８４に供給される。さらには、ロッカカバー内の飛散した潤滑油はギア部品により分離されるために、ロッカカバー内の気筒上方に相当する領域に飛散するミスト状の油の量が抑制される。このために、ロッカカバー内などに設けられたオイルセパレーター機能を向上させることなく、オイル消費を低減することができる。なお、本体８６のカムスプロケット７０側の板面には受け止めた潤滑油を外周のギヤ部８７へ案内するガイド部を形成してもよい。この場合、ガイド部には、例えば本体８６の外周側の板面全体に、外周へ向かうにしたがい下る傾斜面７０ａを形成した構造が用いる。これにより、カムスプロケット７０に至った潤滑油が、他の方向へ向かわずに、ギヤ部８７へ導けるようになる。

ウォームシャフトギヤユニット８５は、例えば図２、図４および図７に示されるようにフレーム９０をもつ。フレーム９０は、シリンダヘッド２の幅方向に延びるベース部９０ａと、同ベース部９０ａの両端部からシリンダヘッド２の前後方向に延びる一対のアーム部９０ｂを有する。アーム部９０ｂの先端部には、それぞれ軸受面９０ｃ（図２に図示）が形成されている。ウォームシャフトギヤ８４は、中間にウォームギヤ部８４ａをもつシャフト部８４ｂが用いてある。このシャフト部８４ｂの両端部がそれぞれ軸受面９０ｃで回転自在に支持され、軸受面９０ｃ間にウォームギヤ部８４ｂを配置させている。そして、アーム部９０ｂを突き出るシャフト部８４ｂの一方には、オルダム継手９１を構成する雄部９１ａおよび雌部９１ｂの一方、例えば雄部９１ａが連結してある。またベース部９０ａの両端部には、シリンダヘッド２に搭載するための設置座９２がそれぞれ形成されている。

これら設置座９２が、図４に示されるように固定用ボルト９３を用いて、最前部のホルダ部３２（保持部材２５）の上部、具体的には制御シャフト２８の直上となる部分に形成された受座９４に設置され、ウォームシャフトギヤユニット８５をシリンダヘッド２に横向きに取り付けている。この取り付けの際、同時に図２に示されるようにウォームシャフトギヤ８４がウォームホイールギヤ８３に噛合う。特にウォームシャフトギヤユニット８５は、ウォームシャフトギヤ８４とウォームホイールギヤ８３とが噛合う噛合い部９５の地点より、オルダム継手９１側が低くなるよう、シリンダヘッド２側へ下降させた傾斜姿勢で組み付けてある。これにより、オルダム継手９１の雄部９１ａから入力される制御回転（バルブリフト量や開閉タイミングの要求バルブ特性を定める回転）が、両ギヤ８３，８４の噛合い部９５を通じて、制御シャフト２８へ伝達されるようにしている。これで、例えば図２中の矢印で示されるようにウォームホイールギヤ８３が排気用ロッカシャフト２７側へ向かう方向に回動変位するときは、高バルブリフト側へ制御する制御回転が制御シャフト２８へ伝達され、反対にオルダム継手９１側へ向かう方向に回動変位するときは、低バルブリフト側へ制御する制御回転が制御シャフト２８へ伝達される。

ここで、制御シャフト２８は、可変動弁機構２１の各部の組み付きにより、可変動弁機構２１から伝わるバルブ反力（スプリング反力）が一回転方向、例えば低バルブリフト方向へだけ作用するように設定されている。これにより、ウォームシャフトギヤ８４には、軸方向の一方向にだけしかバルブ反力が作用しない構造にしている。このバルブ反力を受けるために、オルダム継手９１側のシャフト部分にはスラスト受け部９６が設けられている。具体的には、スラスト受け部９６は、フランジ形状に形成され、オルダム継手９１側のアーム部９０ｂと隣接した地点に配置してある。そして、このスラスト受け部９６は、アーム部９０ｂに形成されたスラスト面９７（図２および図７に図示）で摺動自在に受け止められる構造にしてある。これで、バルブ反力がもたらすスラスト力が、オルダム継手９１側へ伝わらないようにしている。

またウォームホイールギヤ８３とウォームシャフトギヤ８４とが噛合うギヤ歯の向きは、バルブ反力によって、ウォームホイールギヤ８３自身に保持部材２５へ向かわせる力を生じさせる斜め方向の向きに設定されている。これにより、制御シャフト２８は、軸方向一方向にだけスラスト力が作用する構造にしている。また制御シャフト２８に作用するスラスト力（一方向）は、図７に示されるように制御シャフト２８の一端部、例えばウォームホイールギヤ８３側の端部に形成されたスラスト面４５と、最前部のホルダ部３２（保持部材２５）の前面に形成されたスラスト受け部４６とがなす受け構造によって受け止めている。

またウォームホイールギヤ８３には、ウォームシャフトギヤ８４との噛合い部９５に生ずるバックラッシュを抑えるバックラッシュ用スプリング部材（図示しない）が組み込まれている。同スプリング部材は、吸気バルブ１４のバルブリフト量を連続的に可変する領域のうち、例えば低リフトバルブ量を除く高リフトバルブ量の区間の領域だけ、ウォームホイールギヤ８３のギヤ部８７の歯面を、ウォームシャフトギヤ８４のウォームギヤ部８４ａの歯面に押し付ける力が加わるように組み込んである。このバックラッシュ用スプリング部材により、高歯打ち音が発生しやすい高リフトバルブ時と高歯打ち音が発生しにくい低リフトバルブ時の状況に対応して、バックラッシュを抑え込んでいる。これらのバックラッシュ付勢機構やスラスト受け構造にもタイミングチェーン７２に付着している潤滑油が遠心力により飛び散り供給される。

このようにユニット化されたウォームシャフトギヤユニット８５に対して電動モータ８１は、図２および図３に示されるように通常の回転子と固定子（図示しない）とを組み合わせた電動機本体８１ａが用いられている。すなわち、電動モータ８１には、先端部に円柱形の差込み部８１ｄを有し、胴部に取付用ブラケット８１ｂが取り付けられた電動機部８１ａが用いられる。そして、電動機部８１ａのモータ軸８１ｃが差込み部８１ｄの中央を貫通して前方へ延びている。この前方へ延びたモータ軸８１ｃの先端部に、オルダム継手９１の残る片側の部品、すなわち雌部９１ｂが装着してある。このオルダム継手にもタイミングチェーン７２に付着している潤滑油が遠心力により飛び散り供給される。

取付け用ブラケット８１ｂは、シリンダヘッド２の側部に形成されたモータ取付面２ｂ（図２に図示）に対し、取り付け可能なＬ字形のブラケット部材から形成される。また差込み部８１ｄは、図１および図２に示されるようにロッカカバー３の側壁に形成された円筒形の差込み口部３ａに差込み可能な形状をなしている。差込み部８１ｄの外周面には、外周面から外側へ突き出るように環状のオイルシール部材９８が装着されている。むろん、差込み口部３ａは、ウォームシャフトギヤユニット８５の雄部９１ａの前方に配置され、かつウォームシャフトギヤ８４の傾きにならい下側へ傾斜している。

こうした差込み構造を用いて、電動モータ８１はウォームシャフトギヤユニット８５に組み付けられる。すなわち、電動モータ８１は、図２および図３に示されるように差込み口部３ａへ差込み部８１ｄを差し込んで、同差込み口部３ａをガイドとして先端の雌部９１ｂをウォームシャフトギヤユニット８５の雄部９１ａに噛合わせてから、取付け用ブラケット８１ｂをシリンダヘッド２のモータ取付け面２ｂにボルト止めすることにより、ウォームシャフトギヤユニット８５に着脱可能に組み付く。そして、オルダム継手９１がもつ芯ずれを吸収する機能により、電動モータ８１のモータ軸８１ｃとウォームシャフトギヤ８４間で芯ずれが生じても、電動モータ８１の制御回転がウォームシャフトギヤユニット８５へ所定に入力される構造にしている。

図２に示されるように差込み部８１ｄは、オイルシール部材９８の装着により、差込み口部３ａに差し込むと、オイルシール部材９８だけが差込み口部３ａの内面と弾接し、他の差込み部８１ｄの外周面は差込み口部３ａの内面から離れる構造にしてある。同構造によって、電動モータ８１は、スラスト力だけでなく、ロッカカバー３から伝わる振動からも隔てている。

つぎに、このように構成された可変動弁装置２０の作用について説明する。
今、カムシャフト２６が、図１および図２中の矢印方向に示されるようにタイミングチェーン７２から伝達されるクランクシャフト９の軸出力によって駆動（回転）されるとする。
このとき、図５に示されるようにセンタロッカアーム６０の滑りローラ６３は、吸気用カム２６ａのカム変位を受けている。これにより、センタロッカアーム６０からは、バルブ駆動出力が出力される。つまり、センタロッカアーム６０は、カム変位にしたがい、ピン部６４を支点として、上下方向へ揺動する。

スイングカム５０の滑りローラ５２は、同滑りローラ５２と転接する斜面６１ａを通じて、センタロッカアーム６０の揺動変位を受けている。このため、スイングカム５０は、斜面６１ａを転がりながら、該斜面６１ａで押し上げられたり下降したりする揺動運動を繰り返す。このスイングカム５０の揺動により、スイングカム６０のカム面５１は上下方向へ往復動する。

このとき、カム面５１は、ロッカアーム４０のニードルローラ４２と転接しているから、カム面５１でニードルローラ４２を周期的に押圧する。この押圧を受けてロッカアーム４０は、制御シャフト２８を支点に揺動され、一対の吸気バルブ１４を開閉させる。
一方、各排気用ロッカアーム６７は、それぞれ排気用カム２６ｂを受けていて、同カム２６ｂのカム形状にならい駆動される。これにより、各排気用ロッカアーム６７は、排気用ロッカシャフト２７を支点に揺動して、それぞれ排気バルブ１５を開閉させる。

このとき、図示しない制御部の指令により、高バルブリフト量にするべく、電動モータ８１が作動したとする。すると、同電動モータ８１の回転が、オルダム継手９１を通じて、ウォームシャフトギヤ８４へ伝わり、同ウォームシャフトギヤ８４と噛合う扇形のウォームホイールギヤ８３を回動変位させる（図２中の高リフト方向）。これにより、電動モータ８１の回転は、減速されながら制御シャフト２８へ伝わり、制御シャフト２８を要求バルブ特性の地点まで回動させる。この回動変位により、センタロッカアーム６０のピン部６４の位置は変位する。これにより、センタロッカアーム６０の滑りローラ６３は、吸気用カム２６ａ上を回転方向に沿って変位し、図５に示されるようにスイングカム５０のカム面５１を垂直に近い角度となる姿勢に位置決める。

このカム面５１の姿勢により、カム面５１のニードルローラ４２が行き交う領域（比率）は、高バルブリフト量をもたらす領域に設定される。例えば最も短いベース円区間と最も長いリフト区間となる比率に設定される。これにより、例えば吸気バルブ１４は、最大のバルブリフト量を確保するように駆動される。つまり、吸気バルブ１４は、吸気用カム２６ａのリフト区間の全域（頂部から基端）を用いて駆動される。

一方、低バルブリフト量にするべく、高バルブリフトのときとは反対方向へ電動モータ８１を作動させたとする。すると、同電動モータ８１の回転が、オルダム継手９１を通じて、ウォームシャフトギヤ８４へ伝わり、扇形のウォームホイールギヤ８３を反対の方向へ回動変位させる（図２中の低リフト方向）。これにより、電動モータ８１の回転は、減速されながら制御シャフト２８へ伝わり、制御シャフト２８を要求バルブ特性の地点まで回動させる。

この回動変位により、センタロッカアーム６０の支点位置（ピン部６４）は吸気用カム２６ａへ接近する方向に回動変位する。すると、センタロッカアーム６０の滑りローラ６３は、吸気用カム２６ａ上を吸気用カム２６ａの回転方向とは反対側へ変位する。これにより、センタロッカアーム６０と吸気用カム２６ａとの転接位置は、吸気用カム２６ａ上を進角する方向へずれる。この転接位置の可変により、バルブリフト曲線のＴＯＰ位置が進角方向へ移動する。また斜面６３も、センタロッカアーム６０の移動を受けて進角方向へ変位する。このセンタロッカアーム６０の移動により、スイングカム５０は、カム面５１が下側へ傾く姿勢に変わる。傾きが大きくなるにしたがい、ニードルローラ４２が行き交うカム面５１の領域は、ベース円区間が次第に長く、リフト区間が次第に短くなる比率に変わる。この比率の変化により、吸気バルブ１４は、吸気用カム２６ａのリフト区間の全域を用いた駆動から、次第にリフト区間の頂部へ移行した部分で限定的に駆動される状態に変わる。

これにより、バルブ駆動出力となる吸気バルブ１４の開閉タイミングとバルブリフト量は、制御シャフト２８から入力される回動変位にしたがい、最大バルブリフト時とほぼ同じ開弁時期から開弁するタイミングを保ちつつ、閉弁時期を大きく変化させながら連続的に可変制御される。
こうした可変制御中、タイミングチェーン７２は、潤滑油の供給により、各部が潤滑され続けている。これにより、特にタイミングチェーン７２の移動方向が変わるカムスプロケット７０の地点においては、図７（ａ），（ｂ）に示されるようにタイミングチェーン７２に付着していた潤滑油が多量に飛び散る。

このとき、ウォームギヤ減速機構８２のウォームホイールギヤ８３やウォームシャフトギヤ８４は、図７（ａ），（ｂ）に示されるようにタイミングチェーン７２の近くの潤滑油の飛沫Ｐを受ける地点に配置されているから、ウォームホイールギヤ８３とウォームシャフトギヤ８４が噛合う噛合い部９５は、常に新鮮な潤滑油の飛沫Ｐによって潤滑される。特にウォームホイールギヤ８３とウォームシャフトギヤ８４とが噛合う噛合い部９５は、大きなバルブ反力が加わったり（高バルブリフト時）、定常時には一定の姿勢が続いたりするが、常に新鮮な潤滑油で潤滑されるので、同部分の潤滑が損なわれることはない。しかも、新鮮な潤滑油の飛沫Ｐは、噛合い部９５の周辺のウォームシャフトギヤ８４を支持している軸受部９０ｃやスラスト力を受けているスラスト受部９６やオルダム継手部９１にも行き届くから、同部分も併せて潤滑される。

したがって、ウォームギヤ減速機構８２（伝達機構）の噛合い部９５の潤滑は、可変動弁機構２１の駆動で用いられる部品、すなわちタイミングチェーン７２をそのまま流用して行うことができ、オイル通路など複雑、かつコストの負担が強いられる構造を必要とせずにすむ。そして、摩耗が抑制されて、耐久信頼性が高められるだけでなく、フリクションも低減されて可変応答性が高められる。さらには、伝達機構や可変するアクチュエータをコンパクトにすることができる。

特にウォームホイールギヤ８３とウォームシャフトギヤ８４との噛合い部は、カムシャフト２６に掛け渡したタイミングチェーン７２（無端状索状部材）の上方で、同チェーン７２の移動方向前側に配置させてあるので、ウォームギヤ減速機構８２の配置の仕方だけで、タイミングチェーン７２から飛び散る新鮮な潤滑油の飛沫Ｐを噛合い部９５へ行き渡せることができる。

しかも、ウォームホイールギヤ８３の板面で奥側へ飛散する多くの飛沫Ｐを受け止めるから、多量の潤滑油を噛合い部９５へ供給できる。つまり、高バルブ反力に耐えながら制御シャフト２８を作動させるのに適した大減速比のウォームギヤ減速機構８２を活用して、多量の新鮮な潤滑油の飛沫Ｐを噛合い部９５へ供給することができるうえ、ロッカカバー内に飛散するミスト状の油の量が抑制されるために、オイル消費を低減することができる。

特にウォームホイールギヤ８５の側面に傾斜面７０ａ（ガイド部）が形成してあると、一層、安定した潤滑油の供給ができる。すなわち、図７（ａ），（ｂ）に示されるようにタイミングチェーン７２から飛び散る潤滑油の飛沫Ｐは、ウォームホイールギヤ８３の板面で多量に受け止められて油粒となり、同油粒が傾斜面７０ａを伝わり、ウォームホイールギヤ８３のギヤ部８７へ積極的に導かれるから、大きなバルブ反力が加わったり、定常時には一定の姿勢が続いたりする噛合い部９５に対して、安定した多量の潤滑油の供給が期待できる。

またウォームギヤ減速機構８２には、ウォームホイールギヤ８３とは別体なウォームシャフトギヤユニット８５を採用したことにより、ウォームホイールギヤ８３とウォームシャフトギヤ８４とを一体にした構造に比べ、ウォームホイールギヤ８３とウォームシャフトギヤ８４との組み付けが容易である。すなわち、ウォームギヤ減速機構８２の組み込みは、通常、ウォームホイールギヤ８３のギヤ部８７は、多くは斜めに傾いており、ウォームシャフトギヤ８４のウォームギヤ部８４ａも、斜めに傾いている。一体構造の場合、双方をかみ合わせるには、ウォームシャフトギヤ８４を回転させながら、ウォームホイールギヤ８３に噛み合わせるなどの面倒な作業が求められる。別体構造だと、このような面倒な作業を必要とせずに、ウォームホイールギヤ８４を制御シャフト２８に取り付けてから、ウォームホイールギヤ８４のギヤ８４に対して、外側からウォームギヤ部８４ａを合わせながら、ホルダ部３２の受座９４に固定するという簡単な作業で、ウォームギヤ減速機構８２をシリンダヘッド２に組み付けることができる。しかも、別体構造は、ウォームシャフトギヤ８４を組み付ける構造が簡素化されるので、簡単な構造ですむ。

なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱し
ない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、吸気バルブのバルブ特性を連続的に可変する可変動弁装置に本発明を適用したが、これに限らず、排気バルブのバルブ特性を連続的に可変する可変動弁装置に本発明を適用してもよい。また、上述した一実施形態では、リフト量と開閉タイミングを同時に変更できるもので説明したが、一方のみを変更するもの、例えば、不等速継手を用いて開閉タイミングを変更する可変動弁装置にも適用することができる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の概観を示す斜視図。 図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図。 ロッカカバーやタイミングチェーンカバーを取り外して可変動弁装置を露出させた内燃機関の斜視図。 同可変動弁装置をシリンダヘッドから取り外した斜視図。 図３中のＢ−Ｂ線に沿う可変動弁装置の断面図。 図３中のＣ−Ｃ線に沿う可変動弁装置の断面図。 タイミングチェーンから飛び散る潤滑油により、ウォームギヤ減速機構の噛合い部が潤滑されることを説明するための図。

符号の説明

２ シリンダヘッド
１４ 吸気バルブ
２０ 可変動弁装置
２１ 可変動弁機構
２６ カムシャフト
２６ａ吸気用カム
２８ 制御シャフト
７０ａ傾斜面（ガイド部）
７２ タイミングチェーン（無端状索状部材）
８１ 電動モータ（駆動源）
８２ ウォームギヤ減速機構（伝達機構）
８３ 扇形のウォームホイールギヤ
８４ ウォームシャフトギヤ
８５ ウォームシャフトギヤユニット
９５ 噛合い部

Claims (5)

1. 潤滑材が飛び散りながら移動する無端状索状部材によって駆動されるカムシャフトと、
   前記カムシャフトのカム変位を受けてバルブ駆動出力を出力し、制御部品へ入力される変位にしたがい前記バルブ駆動出力を可変制御する可変動弁機構と、
   駆動源からの駆動出力を噛合い部を通じて前記制御部品へ伝える伝達機構とを有し、
   前記伝達機構の前記噛合い部が、前記無端状索状部材から飛び散る潤滑材によって潤滑される地点に配置される
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記無端状索状部材は、前記カムシャフトと一体に回転するカムスプロケットに掛け渡され、
   前記伝達機構の噛合い部は、前記掛け渡された無端状索状部材部分の外側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。
3. 前記伝達機構は、前記制御シャフトに設けられたウォームホイールギヤと、同ウォームホイールギヤと前記噛合い部を形成し該ウォームホイールギヤへ駆動源からの駆動出力を伝えるウォームシャフトギヤとを有し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。
4. 前記ウォームホイールギヤの形状が扇形となっており、その側面部は、前記無端状索状部材から飛び散る潤滑材を受けて前記ウォームホイールギヤの外周へ案内することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記伝達機構は、前記制御シャフトに設けられた扇形のウォームホイールギヤと、前記ウォームシャフトギヤを含んで前記同ウォームホイールギヤとは別体にユニット化され、シリンダヘッドに組み付くことによって前記ウォームホイールギヤと組み合うウォームシャフトギヤユニットを有していることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置。

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