JP3853287B2 - 可変動弁機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バルブタイミング及びリフト量を連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の低回転時と高回転時とで、バルブタイミング（開弁作用角と位相とを含む）及びリフト量を二段階に変化させる動弁機構が種々知られている。
例えば、開弁作用角及びリフト量の小さい低回転用カムと、開弁作用角及びリフト量の大きい高回転用カムとを切り替えて、それぞれスイングアームを揺動させるタイプの可変動弁機構がある。このタイプでは、低回転時に、図２３に実線で示すように、左側の排気バルブも右側の吸気バルブも開弁作用角及びリフト量を小さくして、吸気にスワールを与え、低速トルクを高めるとともに、燃費を向上させている。また、高回転時には、図２３に破線で示すように、排気バルブも吸気バルブも開弁作用角及びリフト量を大きくして、吸気量を増やし、高速出力を高めている。
【０００３】
また、内燃機関の低回転時と高回転時とで、吸気側のカムシャフトをヘリカルスプライン使用の変位装置で一定角度回転させることにより、開弁作用角及びリフト量はそのままで、バルブタイミングの位相のみを変化させ、その吸気カムで直打式バルブリフタを押圧するタイプの可変動弁機構がある。このタイプでは、低回転時に、図２４に実線で示すように、右側の吸気バルブのバルブタイミングの位相を左側の排気バルブ側にずらし、バルブオーバーラップを大きくして、吸気早閉効果を得、低速トルクを高めつつ燃費を向上させている。また、高回転時には、図２４に破線で示すように、吸気バルブのバルブタイミングの位相を左側の排気バルブから離す方向にずらし、バルブオーバーラップを小さくして、吸気時間を長くとり、高速出力を高めている。
【０００４】
これら従来の可変動弁機構によれば、一般的な動弁機構に比べて、トルク、出力、燃費、排気ガスのクリーン度等の諸特性がかなり向上する。図７には、これら従来の可変動弁機構により得られる内燃機関のトルク特性を一点鎖線で示し、可変性の無い一般的な動弁機構により得られる内燃機関のトルク特性を破線で示したが、前者は後者に対し全回転域にわたってトルクが増加している。また、設定にもよるが、燃費は最大で８〜１０％程度向上するといわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これら従来の可変動弁機構にも、次のような課題が残っていた。
▲１▼ 上記のいずれのタイプにおいても、低回転時と高回転時とでバルブタイミング又はリフト量を二段階に変化させるだけなので、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御は難しかった。そして、図７に一点鎖線で示すように、低回転時と高回転時との切替ポイントでトルク特性に谷が生じることがあった。この現象は、特に高回転域（例えば８０００ｒｐｍ以上）を重視した設定を行なった場合に現れやすかった。
【０００６】
▲２▼ 開弁作用角及びリフト量はそのままで、バルブタイミングの位相のみを変化させる場合には、高回転時の出力を重視して開弁作用角を大きくしておくと、低回転時のトルクが犠牲になってアイドリングも不安定になり、低回転時のトルクを重視して開弁作用角を小さくしておくと、高回転時の出力が犠牲になる、という二律背反の問題があった。
【０００７】
▲３▼ 開弁作用角及びリフト量の小さい低回転用カムと、開弁作用角及びリフト量の大きい高回転用カムとを切り替える場合には、上記二律背反の問題は解決できるが、一つのバルブに対して二つのカムと二つ〜三つのアームとが必要になるため、構造が複雑になり、コンパクト化が難しいという問題があった。また、切替機構としてはピンを高油圧で移動させるタイプが主流であったため、一回の作動でスムーズに切り替わらなかったり、切替時に異音が発生したり、一部が摩耗したりして、精度や信頼性に欠けるという問題があった。さらに、切替応答性を早くするために高油圧源が必要になるという問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バルブタイミング及びリフト量を連続的に又は段階的に変化させて、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうことができ、さらには、内燃機関が中・高回転時に突然停止したような場合でも、自動的に低回転用カムプロフィールが作用するように戻して内燃機関のスムーズな再始動を可能にする新規な可変動弁機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の可変動弁機構は、低回転用カムプロフィールから高回転用カムプロフィールまでカムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カムを備えたカムシャフトと、内燃機関の回転数等の運転状況に応じてカムシャフトを軸方向へ連続的に又は段階的に変位させる変位装置と、立体カムとバルブとの間に介在して、カムプロフィールに基づいてバルブを開閉する介在部材とを備え、変位装置は、カムシャフトを油圧に応じた変位量だけ軸方向へ変位させる油圧式アクチュエータと、内燃機関の回転数等の運転状況に応じて油圧式アクチュエータへの油圧を変化させる制御装置と、内燃機関が停止して油圧式アクチュエータへの油圧が低下した時に、カムシャフトを低回転用カムプロフィールが介在部材に作用する低回転位置へ自動的に戻すリターンスプリングとを備え、油圧式アクチュエータは、カムシャフトに外挿された筒状のスリーブと、スリーブに共回転可能に取着されたタイミングプーリーと、タイミングプーリーに取着されたカップ状シリンダと、カップ状シリンダの内部に摺動可能に挿入されてカムシャフトに取着された円盤状の可動ピストンとを備え、カムシャフトの外周面とスリーブの内周面とに形成された多条のスプライン歯の噛み合いにより、カムシャフトはスリーブに対して、軸方向に変位可能かつ相対回転せずに共回転可能となっており、タイミングプーリーとクランクシャフトプーリーとに掛けられたタイミングベルトによって、カムシャフトとクランクシャフトとが同期回転するようになっていることを特徴としている。
【００１０】
ここで、低回転用カムプロフィールにおけるバルブタイミングの位相、開弁作用角及びリフト量と、高回転用カムプロフィールにおけるバルブタイミングの位相、開弁作用角及びリフト量は、個々の内燃機関における要求事項に応じて適宜設定することができる。もっとも、多くの場合、低回転用カムプロフィールは開弁作用角及びリフト量が小さく、高回転用カムプロフィールは開弁作用角及びリフト量が大きい。
【００１１】
変位装置によりカムシャフトを段階的に変位させる場合、二段階に変化させてもよいが、その場合は二段階の変位を調節できるようにすることが好ましい。さらに好ましくは、カムシャフトを少なくとも三段階に変位させることである。最も好ましくは、カムシャフトを連続的に変位させることである。
【００１３】
前記介在部材も特定の構造に限定されず、次のものを例示できる。
ａ） 立体カムのカムプロフィールに基づいて揺動することによりバルブを開閉するアーム。該アームに、立体カムの回転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カムに接触する追従接触部付ローラ機構を設けることが好ましい。
ｂ） 立体カムのカムプロフィールに基づいて直線的に往復動することによりバルブを開閉するカップ状の直打式バルブリフタ。該バルブリフタに、立体カムの回転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カムに接触する追従接触部を設けることが好ましい。
【００１４】
前記ａ）のアームとしては、次のものを例示できる。
１） 一端部がロッカシャフトに揺動可能に軸支され、他端部にバルブ押圧部を備え、中央部に追従接触部付ローラ機構を備えたスイングアーム。
２） 一端部がピボットに揺動可能に支持され、他端部にバルブ押圧部を備え、中央部に追従接触部付ローラ機構を備えたスイングアーム。
３） 一端部に追従接触部付ローラ機構を備え、他端部にバルブ押圧部を備え、中間部がロッカシャフトに揺動可能に軸支されたロッカアーム。
【００１５】
前記追従接触部付ローラ機構としては、次のものを例示できる。
イ） アームに取り付けられた支軸と、支軸に滑り回動可能に外挿された球面滑り軸受とで構成され、球面滑り軸受の外レースが追従接触部とされたもの。
ロ） アームに取り付けられた支軸と、支軸に滑り回動可能に外挿された自動調心ころがり軸受とで構成され、自動調心ころがり軸受の外レースが追従接触部とされたもの。
ハ） 外周面が凸状球面とされアームに取り付けられたボール支軸と、内レースの内周面が凹状球面とされボール支軸に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿されたころがり軸受とで構成され、ころがり軸受の外レースが追従接触部とされたもの。
ニ） アームに取り付けられた支軸と、外周面が凸状球面とされ支軸に滑り回動可能に外挿されたローラとで構成され、ローラの特に凸状球面が追従接触部とされたもの。
【００１６】
なお、本発明の可変動弁機構は、吸気バルブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできるが、両方に適用することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を吸気バルブ及び排気バルブの両方に実施した可変動弁機構の形態例について、図面を参照して説明する。よって、以下の実施形態において単にバルブというときは、吸気バルブと排気バルブの両方を指す。
【００１８】
まず、図１〜図７は第一実施形態の可変動弁機構の本体部分を示し、図１８〜図２２は同機構におけるカムシャフトの変位装置とその変更例を示している。
カムシャフト１には、図１において右側の低回転用カムプロフィールから左側の高回転用カムプロフィールまで、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カム２が形成されている。立体カム２はベース円部２ａとノーズ部２ｂとからなり、ベース円部２ａは、低回転用カムプロフィールにおいても高回転用カムプロフィールにおいても同一半径であるため、傾斜の無い円柱面である。しかし、ノーズ部２ｂは、低回転用カムプロフィールにおいては開弁作用角及びリフト量が小さく、高回転用カムプロフィールにおいては開弁作用角及びリフト量が大きいため、円錐面のように傾斜している。
【００１９】
カムシャフト１の端部には、カムシャフト１の変位装置３が設けられている。変位装置３は、図１８〜図２０に示すように、カムシャフト１を油圧に応じた変位量だけ軸方向へ連続的に変位させる油圧式アクチュエータ３３と、内燃機関の回転数等の運転状況に応じて油圧式アクチュエータ３３への油圧を変化させる制御装置５３と、内燃機関が停止して油圧式アクチュエータ３３への油圧が低下した時に、カムシャフト１を、低回転用カムプロフィールが下記のスイングアームに作用する低回転位置へ戻すリターンスプリング３４とを備えている。
【００２０】
油圧式アクチュエータ３３は次のように構成されている。カムシャフト１には筒状のスリーブ３５が外挿され、カムシャフト１の外周面とスリーブ３５の内周面とに形成された多条のスプライン歯３６，３７の噛み合いにより、カムシャフト１はスリーブ３５（これ自体は軸方向に変位しない）に対して、軸方向に変位可能かつ相対回転せずに共回転可能となっている。スリーブ３５にはタイミングプーリー３８が共回転可能に取着され、該タイミングプーリー３８とクランクシャフトプーリー（図示略）とに掛けられたタイミングベルトによって、カムシャフト１とクランクシャフト（図示略）とが同期回転するようになっている。
タイミングプーリー３８には、カップ状シリンダ３９が開口フランジ部においてネジで取着されている。４０はオイルシールである。カップ状シリンダ３９の内部には円盤状の可動ピストン４１が摺動可能に挿入され、該可動ピストン４１はカムシャフト１の端面にボルト４２で取着されている。４３はオイルシールである。
【００２１】
可動ピストン４１とカップ状シリンダ３９の端壁との間がオイル５９の入る高圧室４４となっている。オイル５９は、オイルパン４５→オイルポンプ４６→オイルコントロールバルブ４７→スリーブ３５に貫設された導入孔４８→スリーブ３５の内周面に周状に凹設された内周溝４９→カムシャフト１内の半径方向及び軸方向に設けられたシャフト内孔５０→ボルト４２に貫設された中空孔５１、の順に構成された流路を経て高圧室４４に流入し、また、逆に流出し得るようになっている。
一方、可動ピストン４１とタイミングプーリー３８との間に前記リターンスプリング３４が装着されている。この間には空気が入るが、この空気が可動ピストン４１の摺動速度を低下させないようにするため、カムシャフト１には空気抜きドレーン５２が貫設されている。
【００２２】
制御装置５３は、クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ５４、内燃機関の吸気系の負圧変動を検出する負圧センサ５５、カムシャフト１の位置を検出してサーボ制御するためのカムシャフト位置センサ５６、その他のセンサ５７、及びこれらのセンサに基づいてオイルコントロールバルブ４７の開度を連続的に制御して、高圧室４４への油圧を連続的に変化させるマイクロコンピュータ５８により構成されている。
【００２３】
カムシャフト１の斜め下方に配されたロッカシャフト４には、立体カム２のカムプロフィールに基づいて揺動することによりバルブ５を開閉するスイングアーム６が回動可能に軸着されている。スイングアーム６は、右端部にロッカシャフト４の挿通孔７を備え、左端部にバルブ押圧部としての雄ねじ付ピン８及びその固定ナット９とを備え、中央部の上下方向に貫設された収容孔１０には、立体カム２の回転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カム２に接触する追従接触部付ローラ機構１１を備えている。
【００２４】
追従接触部付ローラ機構１１は、収容孔１０に通されスイングアーム６に対しカシメにより固定された中空支軸１２と、該中空支軸１２に滑り回動可能に外挿された球面滑り軸受１３とで構成されている。球面滑り軸受１３は、外周面が凸状球面とされた内レース１４と、内周面が凹状球面とされ内レース１４に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿された外レース１５とで構成され、外レース１５が立体カム２への追従接触部とされている。なお、外レース１５は内レース１４より幅狭に形成され、内レース１４の両端の溝には外レース１５の外れを防ぐストッパリング１６が嵌着されている。
【００２５】
以上のように構成された可変動弁機構は、次のように作用する。
まず、内燃機関の低回転時には、図１８に示すように、マイクロコンピュータ５８がオイルコントロールバルブ４７の開度を小さく又はゼロにし、変位装置３の高圧室４４の油圧が低下するため、カムシャフト１は可動ピストン４１と共にリターンスプリング３４の弾発力によって左方向へ変位し、図４に示すように、立体カム２のうちの右側の低回転用カムプロフィールが追従接触部付ローラ機構１１に対応する。
そして、図４（ａ）に示すように、ベース円部２ａが外レース１５に接触するとき、その接触線角度は立体カム２の軸線に対し平行であるから、外レース１５は内レース１４に対し傾かないで、ベース円部２ａに接触する。
しかし、図４（ｂ）に示すように、ノーズ部２ｂが外レース１５に接触するとき、その接触線角度は立体カム２の軸線に対し例えば１０度程度傾くから、外レース１５は内レース１４に対し１０度程度傾動して、ノーズ部２ｂにうまく接触する。
【００２６】
このように、外レース１５は立体カム２の１回転毎に１回傾動して、接触線角度の変化に追従しながら立体カム２に接触し、ノーズ部２ｂに押圧される。従って、スイングアーム６は低回転用カムプロフィールに基づいて揺動し、図６の曲線Ｌに示すように、排気側及び吸気側のバルブ５を小さい開弁作用角及びリフト量で開閉させ、低速トルクを高めるとともに、燃費を向上させる。
【００２７】
また、内燃機関の高回転時には、図１９に示すように、マイクロコンピュータ５８がオイルコントロールバルブ４７の開度を大きくし、変位装置３の高圧室４４へオイル５９が入り込んで油圧が上昇するため、カムシャフト１は可動ピストン４１と共に右方向へ変位し、図５に示すように、立体カム２のうちの左側の高回転用カムプロフィールが追従接触部付ローラ機構１１に対応する。
そして、外レース１５は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、立体カム２の１回転毎に１回傾動して、接触線角度の変化に追従しながら立体カム２に接触し、ノーズ部２ｂに押圧される。従って、スイングアーム６は高回転用カムプロフィールに基づいて揺動し、図６の曲線Ｌに示すように、バルブ５を大きい開弁作用角及びリフト量で開閉させ、吸気量を増やし、高速出力を高める。
【００２８】
そして、上記の低回転時から高回転時に至る途中においても、回転数、アクセル開度等の運転状況に応じて、カムシャフト１が変位装置３により連続的に変位し、立体カム２のうちの中間部位のカムプロフィールが追従接触部付ローラ機構１１に対応する。従って、スイングアーム６はそのカムプロフィールに基づいて揺動し、図６の曲線Ｍに示すように、バルブ５を中間的な開弁作用角及びリフト量で開閉させ、運転状況に応じたトルク及び出力を発生させる。
【００２９】
また、内燃機関が中・高回転時に突然停止したような場合には、リターンスプリング３４がその弾発力によってカムシャフト１を可動ピストン４１と共に左方向の低回転位置に戻し、図４に示すように、立体カム２のうちの右側の低回転用カムプロフィールを追従接触部付ローラ機構１１に対応させる。従って、内燃機関のスムーズな再始動が可能になる。
【００３０】
以上のように、第一実施形態の可変動弁機構によれば、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バルブタイミング及びリフト量を連続的に変化させて、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうことができ、もってトルク、出力、燃費、排気ガスのクリーン性等の諸特性を全回転域にわたって最大限に向上させることができる。図７には、本実施形態により得られる内燃機関のトルク特性を実線で示したが、前述の一点鎖線で示した従来の可変動弁機構に対し、全回転域にわたってトルクが増加しており、谷も生じていない。また、設定にもよるが、燃費は最大で１５〜２０％程度向上させられると考えられる。
【００３１】
また、カムシャフト１の変位によって、前記変化をスムーズかつ静かに行なわせることができ、さらに、一つのバルブ５に対して一つの立体カム２と一つのスイングアーム６で済むようにでき、構造をシンプルにしてコンパクト化を図ることができる。
【００３２】
なお、図２１及び図２２は変位装置３の変更例を示している。この変更例は、可動ピストン４１とタイミングプーリー３８との間がオイルの入る高圧室４４となっているとともに、可動ピストン４１とカップ状シリンダ３９の端壁との間にリターンスプリング３４が装着されており、これに伴ってシャフト内孔５０と空気抜きドレーン５２の開口位置が変更されている点において、前記例と相違するもので、その他は共通である。
従って、内燃機関の低回転時には、図２１に示すように、カムシャフト１は可動ピストン４１と共にリターンスプリング３４の弾発力によって右方向へ変位しする。また、内燃機関の高回転時には、図２２に示すように、カムシャフト１は可動ピストン４１と共に高圧室４４の油圧によって左方向へ変位する。よって、立体カム２は、前記例とは逆に、左側が低回転用カムプロフィールで右側が高回転用カムプロフィールとされている。
【００３３】
次に、図８は第二実施形態の可変動弁機構を示し、スイングアーム６の右端部が油圧アジャスタ１８付のピボット１９に揺動可能に支持された点においてのみ、第一実施形態と相違するものである。
【００３４】
次に、図９〜図１２は第三実施形態の可変動弁機構を示し、スイングアームに変えてロッカアーム２０を使用した点においてのみ、第一実施形態と相違するものである。このロッカアーム２０は、右端部に追従接触部付ローラ機構１１を備え、左端部にバルブ押圧部としての雄ねじ付ピン８及びその固定ナット９を備え、中間部にロッカシャフト４の挿通孔７を備えている。カムシャフト１及びその立体カム２は追従接触部付ローラ機構１１の下方に位置する。
【００３５】
そして、ロッカアーム２０はスイングアームと異なりシーソー的な揺動をするが、本実施形態のそれ以外は第一実施形態と同様の作用を奏する。
図１１（ａ）（ｂ）は、内燃機関の低回転時における立体カム２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を示し、第一実施形態の図４（ａ）（ｂ）に相当する。
図１２（ａ）（ｂ）は、内燃機関の高回転時における立体カム２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を示し、第一実施形態の図５（ａ）（ｂ）に相当する。
【００３６】
次に、図１３、図１４、図１５並びに図１６及び図１７はそれぞれ第四、第五、第六及び第七実施形態の可変動弁機構を示し、追従接触部付ローラ機構１１の具体的構成においてのみ、第一実施形態と相違するものである。
【００３７】
図１３に示す第四実施形態の追従接触部付ローラ機構１１は、外レース１５を二つに分割形成して内レース１４に外挿しやすくするとともに、両外レース１５が離れないようその外周にカバーリング２１をカシメにより取り付けたものである。
【００３８】
図１４に示す第五実施形態の追従接触部付ローラ機構１１は、中空支軸１２と、中空支軸１２に滑り回動可能に外挿された自動調心ころがり軸受２２とで構成されたもので、自動調心ころがり軸受２２は内レース２３とローラ２４（又はボール）と内周面が凹状球面とされた外レース２５とからなり、外レース２５が追従接触部となっている。
【００３９】
図１５に示す第六実施形態の追従接触部付ローラ機構１１は、外周面が凸状球面とされ、スイングアーム６に取り付けられたボール支軸２６と、ボール支軸２６に滑り回動可能かつ傾動可能に外挿されたころがり軸受２７とで構成され、ころがり軸受２７は内周面が凹状球面とされた内レース２８とローラ２９（又はボール）と外レース３０とからなり、外レース３０が追従接触部となっている。
【００４０】
図１６及び図１７に示す第七実施形態の追従接触部付ローラ機構１１は、中空支軸１２と、外周面が凸状球面とされ、中空支軸１２に滑り回動可能に外挿されたローラ３１とで構成され、ローラ３１の凸状球面が追従接触部となっている。
【００４１】
図１６は、内燃機関の低回転時における立体カム２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を示している。同図（ａ）に示すように、ベース円部２ａがローラ３１に接触するとき、その接触線角度は立体カム２の軸線に対し平行であるから、ローラ３１の凸状球面の頂部がベース円部２ａに接触する。また、同図（ｂ）に示すように、ノーズ部２ｂがローラ３１に接触するとき、その接触線角度は立体カム２の軸線に対し傾くから、ローラ３１の凸状球面の頂部から少し下った部位がノーズ部２ｂにうまく接触する。
図１７は、内燃機関の高回転時における立体カム２と追従接触部付ローラ機構１１との対応関係を示し、同図（ａ）（ｂ）に示す通り、立体カム２とローラ３１の凸状球面との接触の仕方は図１６（ａ）（ｂ）と同じである。
【００４２】
これらの第二〜第七実施形態の可変動弁機構によっても、第一実施形態と同様の効果が得られる。また、第四、第五、第六及び第七実施形態の追従接触部付ローラ機構１１を第二実施形態のロッカアーム２０に適用することもできる。
【００４３】
なお、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、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。
（１）カムシャフト１を段階的に変位させるようにすること。
（２）変位装置３の構成や制御の仕方を適宜変更すること。例えば、可動ピストン４１の左右両側を高圧室とし、油圧で双方向制御するようにすること。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の可変動弁機構は、上記の通り構成されているので、内燃機関の低回転時から高回転時まで、バルブタイミング及びリフト量を連続的に又は段階的に変化させて、内燃機関の運転状況に応じた精密な制御を行なうことができ、さらには、内燃機関が中・高回転時に突然停止したような場合でも、自動的に低回転用カムプロフィールが作用するように戻して内燃機関のスムーズな再始動を可能にする、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した第一実施形態の可変動弁機構を示す斜視図である。
【図２】同可変動弁機構の正面図である。
【図３】同可変動弁機構の平面図である。
【図４】内燃機関の低回転時における図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】内燃機関の高回転時における図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図６】同可変動弁機構によるバルブタイミング及びリフト量を示すグラフである。
【図７】同可変動弁機構により得られる内燃機関のトルク特性を従来例と比較して示すグラフである。
【図８】第二実施形態の可変動弁機構を示す正面図である。
【図９】第三実施形態の可変動弁機構を示す正面図である。
【図１０】同可変動弁機構の平面図である。
【図１１】内燃機関の低回転時における図９のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】内燃機関の高回転時における図９のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１３】第四実施形態の要部断面図である。
【図１４】第五実施形態の要部断面図である。
【図１５】第六実施形態の要部断面図である。
【図１６】第七実施形態の内燃機関の低回転時における要部断面図である。
【図１７】同実施形態の内燃機関の高回転時における要部断面図である。
【図１８】上記各実施形態での低回転時におけるカムシャフトの変位装置を示す断面図である。
【図１９】高回転時における同変位装置を示す断面図である。
【図２０】図１８のＸＸ−ＸＸ線断面図である。
【図２１】低回転時における同変位装置の変形例を示す断面図である。
【図２２】高回転時における同変位装置の変形例を示す断面図である。
【図２３】従来の可変動弁機構によるバルブタイミング及びリフト量を示すグラフである。
【図２４】従来の別の可変動弁機構によるバルブタイミング及びリフト量を示すグラフである。
【符号の説明】
１ カムシャフト
２ 立体カム
３ 変位装置
４ ロッカシャフト
５ バルブ
６ スイングアーム
８ 雄ねじ付ピン
１１ 追従接触部付ローラ機構
１２ 支軸
１３ 球面滑り軸受
１４ 内レース
１５ 外レース
１９ ピボット
２０ ロッカアーム
２２ 自動調心ころがり軸受
２５ 外レース
２６ ボール支軸
２７ ころがり軸受
２８ 内レース
３０ 外レース
３１ ローラ
３３ 油圧式アクチュエータ
３４ リターンスプリング
５３ 制御装置

Claims (2)

1. 低回転用カムプロフィールから高回転用カムプロフィールまでカムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カム（２）を備えたカムシャフト（１）と、
   内燃機関の回転数等の運転状況に応じて前記カムシャフト（１）を軸方向へ連続的に又は段階的に変位させる変位装置（３）と、
   前記立体カム（２）とバルブ（５）との間に介在して、カムプロフィールに基づいてバルブ（５）を開閉する介在部材（６，２０）とを備え、
   前記変位装置（３）は、カムシャフト（１）を油圧に応じた変位量だけ軸方向へ変位させる油圧式アクチュエータ（３３）と、内燃機関の回転数等の運転状況に応じて油圧式アクチュエータ（３３）への油圧を変化させる制御装置（５３）と、内燃機関が停止して油圧式アクチュエータ（３３）への油圧が低下した時に、カムシャフト（１）を低回転用カムプロフィールが介在部材（６，２０）に作用する低回転位置へ自動的に戻すリターンスプリング（３４）とを備え、
   前記油圧式アクチュエータ（３３）は、カムシャフト（１）に外挿された筒状のスリーブ（３５）と、スリーブ（３５）に共回転可能に取着されたタイミングプーリー（３８）と、タイミングプーリー（３８）に取着されたカップ状シリンダ（３９）と、カップ状シリンダ（３９）の内部に摺動可能に挿入されてカムシャフト（１）に取着された円盤状の可動ピストン（４１）とを備え、
   カムシャフト（１）の外周面とスリーブ（３５）の内周面とに形成された多条のスプライン歯（３６，３７）の噛み合いにより、カムシャフト（１）はスリーブ（３５）に対して、軸方向に変位可能かつ相対回転せずに共回転可能となっており、
   タイミングプーリー（３８）とクランクシャフトプーリーとに掛けられたタイミングベルトによって、カムシャフト（１）とクランクシャフトとが同期回転するようになっていることを特徴とする可変動弁機構。
2. 前記油圧式アクチュエータ（３３）は、オイル（５９）を流すための、スリーブ（３５）に貫設された導入孔（４８）と、スリーブ（３５）の内周面に周状に凹設された内周溝（４９）と、カムシャフト（１）内の半径方向及び軸方向に設けられたシャフト内孔（５０）とを備える請求項１記載の可変動弁機構。

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