JP3921290B2

JP3921290B2 - 内燃機関の可変動弁装置

Info

Publication number: JP3921290B2
Application number: JP1009498A
Authority: JP
Inventors: 誠之助原; 信中村; 吉彦山田; 敬介武田; 徹朗後藤
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2018-01-22
Also published as: JPH11210434A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸・排気弁の開閉時期及びバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変にできる内燃機関の動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知にように、機関低速低負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する等のために、吸気・排気弁の開閉時期とバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御する動弁装置は従来から種々提供されており、その一例として特開昭５５−１３７３０５号公報等に記載されているものが知られている。
【０００３】
図１０に基づきその概略を説明すれば、シリンダヘッド１のアッパデッキの略中央近傍上方位置にカムシャフト２が設けられていると共に、該カムシャフト２の外周にカム２ａが一体に設けられている。また、カムシャフト２の側部には、制御シャフト３が平行に配置されており、この制御シャフト３に偏心カム４を介してロッカアーム５が揺動自在に軸支されている。一方、シリンダヘッド１に摺動自在に設けられた吸気弁６の上端部には、バルブリフター７を介して揺動カム８が配置されている。この揺動カム８は、バルブリフター７の上方にカムシャフト２と並行に配置された支軸９に揺動自在に軸支され、下端のカム面８ａがバルブリフター７の上面に当接している。また、前記ロッカアーム５は、一端部５ａがカム２ａの外周面に当接していると共に、他端部５ｂが揺動カム８の上端面８ｂに当接して、カム２ａのリフトを揺動カム８及びバルブリフター７を介して吸気弁６に伝達するようになっている。
【０００４】
また、前記制御シャフト３は、図外のアクチュエータによって所定角度範囲で回転制御されて、偏心カム４の回動位置を制御し、これによってロッカアーム５の揺動支点を変化させるようになっている。
【０００５】
そして、偏心カム４が正逆の所定回動位置に制御されるとロッカアーム５の揺動支点が変化して、他端部５ｂの揺動カム８の上端面８ｂに対する当接位置が図中上下方向に変化し、これによって揺動カム８のカム面８ａのバルブリフター７上面に対する当接位置の変化に伴い、揺動カム８の揺動軌跡が変化することにより吸気弁６の開閉時期（バルブタイミング）とバルブリフト量を可変制御するようになっている。尚、図中１０は、揺動カム８の上端面８ｂを常時ロッカアーム５の他端部５ｂに弾接付勢するスプリングである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の動弁装置にあっては、カム２ａと揺動カム８がそれぞれカムシャフト２と支軸９に設けられて、両者２ａ，８は、機関の巾方向へ大きく離間した位置に別個独立に配置されている。このため、これらカム２ａや揺動カム８の大きな配置スペースが要求される。
【０００７】
また、カム２ａと揺動カム８が機関巾方向へ大きく離れているため、ロッカアーム５の両端部５ａ，５ｂを必然的に機関巾方向へほぼへ字形状に延出させなければならない。したがって、配置スペースの増加と相俟ってロッカアーム５の大型化により、動弁装置の機関への搭載性が悪化すると共に、機関の大型化と重量の増加が余儀なくされている。
【０００８】
しかも、ロッカアーム５は、カム２ａと揺動カム８の上方位置に配置されているため、機関の高さが必然的に高くなり、この点でも機関への搭載性の悪化と機関の大型化、重量の増加を招来している。
【０００９】
さらに、カムシャフト２の他に支軸９を必要とするので、部品点数が増加すると共に、カムシャフト２と支軸９との互いの軸心のずれが生じ易くなり、これによってバルブタイミングの制御精度が低下するおそれがある。
【００１０】
更に、ロッカアーム５の端部５ｂが、揺動カム８の上端面８ｂを直接押圧することによって該揺動カム８の揺動を得る構成のため、ロッカアーム５の押圧点（当接位置）が揺動カム８の上端面８ｂから離脱するおそれがある。したがって、ロッカアーム５の揺動支点位置に制約が生じ、揺動カム８の揺動軌跡、ひいては吸気弁６のバルブタイミング／リフト量を比較的大きく設定することができない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、機関のクランク軸によって回転駆動し、外周に駆動カムが固定されたドライブシャフトと、該ドライブシャフトに前記駆動カムと同軸上に揺動自在に設けられ、機関弁を開作動させる揺動カムと、ドライブシャフトの側方位置でかつ該ドライブシャフトとほぼ同一の高さに配設され、シリンダヘッド上部に固定された支持ロッドと、前記支持ロッドに揺動自在に支持されつつ前記ドライブシャフトの側方位置にほぼ上下方向に沿って配置され、一端部が前記駆動カムに回転自在に連係する一方、他端部がリンク部材を介して揺動カムの端部に連係したロッカアームと、前記支持ロッドの外周に嵌挿されて前記ロッカアームの揺動支点となる制御カムと、前記ドライブシャフトのほぼ上方位置に配設されて伝達機構を介して前記制御カムに連係した制御軸と、機関運転状態に応じて前記制御軸の回転角度を制御する制御手段と、を備え、前記制御軸の回転に伴い伝達機構を介して制御カムが回転されることによって前記ロッカアームの揺動支点が変化して機関弁のリフト量を可変制御することを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明にあっては、前記伝達機構は、一端が前記制御カムに連結された連結碗と、一端が前記連結碗の他端に回転自在に連結された伝達リンクと、一端が前記支持ロッドに連結され、他端が前記伝達リンクの他端に回転自在に連結された腕部とから構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記伝達リンクを、制御軸の下方に配置したことを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記支持ロッドの両端部を、シリンダヘッドに形成された隣接する点火プラグ孔の各対向壁に固定したことを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、駆動カムと揺動カムの両方をドライブシャフトに同軸上に設け、つまりドライブシャフトに一緒に設けたため、機関巾方向への配置スペースを十分に小さくすることができると共に、ロッカアームなどをドライブシャフトの上方ではなくシリンダヘッド上部内側の側方位置に配置したため、装置の高さも十分に低くすることが可能になる。
【００１６】
特に、制御カムを制御軸ではなく、前記支持ロッドに設けたことから、装置の高さを一層低くすることが可能になる。
また、ロッカアームは、支持ロッドによってシリンダヘッドに直接的に支持されているため、支持剛性が高くなり、駆動カムや揺動カムから荷重が伝達されても安定した揺動作用が得られる。
【００１８】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１の発明と相俟って装置の高さをさらに抑制することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、支持ロッドを機関のシリンダヘッドに形成された点火プラグ孔の対向壁に固定したため、ロッカアームなどの配置スペースとしてシリンダヘッド上面のデッドスペースを有効利用することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は、本発明に係る可変動弁装置の一実施形態を示し、１気筒あたり２つの吸気弁を有する内燃機関に適用したものを示している。
【００２１】
すなわち、この可変動弁装置は、シリンダヘッド１１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられた一対の吸気弁１２，１２と、シリンダヘッド１１上部の図外の軸受に回転自在に支持された中空状のドライブシャフト１３と、該ドライブシャフト１３の外周面に、圧入等により固設された駆動カム１５と、前記ドライブシャフト１３に駆動カム１５と同軸上に回動自在に設けられて、各吸気弁１２，１２をバルブリフター１６，１６を介して押圧開動させる一対の揺動カム１７，１７と、一端部１８ａが前記駆動カム１５にリンクアーム１９を介して連係し、他端部１８ｂがリンク部材２０を介して前記揺動カム１７，１７に連係したロッカアーム１８と、前記駆動カム１５の側方に位置するシリンダヘッド１１の上部に固定されて、ロッカアーム１８を揺動自在に支持する支持ロッド２１と、前記ロッカアーム１８の揺動支点位置を可変にする可変機構２２と、該可変機構２２を機関運転状態に応じて作動制御する図外の制御手段とから構成されている。
【００２２】
前記ドライブシャフト１３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いる。
【００２３】
前記駆動カム１５は、図５にも示すように、ほぼリング状を呈し、大径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの側端面に一体に設けられた筒状部１５ｂとからなり、内部軸方向にドライブシャフト挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがドライブシャフト１３の軸心Ｙから径方向へ所定量だけオフセットしている。また、この駆動カム１５は、ドライブシャフト１３に対し前記両バルブリフター１６，１６に干渉しない両外側にドライブシャフト挿通孔１５ｃを介して圧入固定されている。
【００２４】
また、前記リンクアーム１９は、比較的大径な円環状の基部１９ａと、該基部１９ａの外周面所定位置に突設された突出端１９ｂとを備え、基部１９ａの中央位置には、前記駆動カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔１９ｃが形成されている一方、突出端１９ｂには、ピン２３が回転自在に挿通するピン孔１９ｄが貫通形成されている。また、リンクアーム１９は、機関の巾方向に沿って横倒し状態に配置されている。
【００２５】
前記揺動カム１７，１７は、図１及び図５に示すようにほぼ横Ｕ字形状を呈し、両者１７，１７間に有する筒状の基部１７ａの内部にドライブシャフト１３が相対的に回転自在に嵌挿された支持孔１７ｂが貫通形成されていると共に、筒状基部１７ａの外周が軸受１４によって軸受けされている。また、ロッカアーム１８他端部１８ｂ側に位置する一端部２４には、ピン孔２４ａが貫通形成されている。また、各揺動カム１７，１７の下面には、筒状基部１７ａ側の基円面２５ａと該基円面２５ａから一端部２４端縁側に円弧状に延びるカム面２５ｂとが形成されており、該基円面２５ａとカム面２５ｂとが、揺動カム１７の揺動位置に応じて各バルブリフター１６の上面所定位置に当接するようになっている。すなわち、図６に示すバルブリフト特性からみると、図１に示すように基円面２５ａの所定角度範囲θ１がベースサークル区間になり、カム面２５ｂの前記ベースサークル区間θ１から所定角度範囲θ２がいわゆるランプ区間となり、さらにカム面２５ｂのランプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト区間になるように設定されている。また、揺動カム１７，１７は、基円面２５ａからカム面２５ｂの端縁までのリフト立ち上がり時における回動方向がドライブシャフト１３の回転方向と同方向に設定されている。
【００２６】
前記軸受１４は、シリンダヘッド１１の上端部に設けられて筒状基部１７ａを支持するメインブラケット１４ａと、該メインブラケット１４ａの上端部に設けられて後述する制御軸を回転自在に支持するサブブラケット１４ｂとを有し、両ブラケット１４ａ，１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１４ｃによってシリンダヘッド１１に上方から共締め固定されている。
【００２７】
前記ロッカアーム１８は、図１に示すように、ほぼく字形に折曲形成されて、シリンダヘッド１１の上方内側にほぼ上下方向に沿って配置されており、中央に有する基部１８ｃが支持ロッド２１を介してシリンダヘッド１１上部に揺動自在に支持されていると共に、一端部１８ａが前記ピン２３を介してリンクアーム１９の突出端１９ｂに回転自在に連結されている一方、他端部１８ｂがピン２７を介してリンク部材２０の一端部２０ａに回転自在に連結されている。
【００２８】
前記リンク部材２０は、図１にも示すように所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部２０ａ，２０ｂは前記ロッカアーム１８の他端部１８ｂと揺動カム１７のピン孔２４ａにピン２７，２８を介して回転自在に連結している。
【００２９】
前記支持ロッド２１は、図１及び図３〜図５に示すように直線状の棒状を呈し、板状に潰された両端部２１ａ，２１ｂがボルト２９，３０によってシリンダヘッド１１上部の両点火プラグ孔３１，３２のボス部各対向壁１１ａ，１１ｂ上に架橋状態に固定されている。
【００３０】
尚、各ピン２３，２７，２８の端部には、リンクアーム１９やリンク部材２０の軸方向の移動を規制する各スナップリング３３が設けられている。
【００３１】
前記可変機構２２は、前記支持ロッド２１の外周に回転自在に支持されて、ロッカアーム１８の基部１８ｃに有するカム孔１８ｄ内に回動自在に嵌挿された制御カム３４と、前記軸受１４のメインブラケット１４ａとサブブラケット１４ｂとの間に軸受けされた制御軸３５と、前記制御カム３４と制御軸３５とを連係する伝達機構とから構成されている。
この伝達機構は、一端部が前記制御軸３５の外周所定位置に圧入固定された連結腕３６と、一端部が前記制御カム３４に固定された腕部３９と、該腕部３９の他端部と前記連結腕３６の他端部とを回転自在に連結する伝達リンク３７とから主として構成されている。
【００３２】
前記制御カム３４は、円筒状を呈し、中心軸方向に支持ロッド２１に嵌挿される挿通孔３８が貫通形成されており、前記カム孔１８ｄに嵌挿されるカム本体３４ａの両側に筒部３４ｂ，３４ｃが一体に設けられていると共に、一方側筒部３４ｂの外端に雨滴状の前記腕部３９の一端部が一体に固定されている。この腕部３９の他端部である先端部には、連結用のピン４０が挿通されるピン孔３９ａが貫通形成されている。また、前記カム本体３４ａは、図１に示すように軸心Ｐ１位置が支持ロッド２１の軸心Ｐからα分だけ偏倚している。
【００３３】
前記伝達リンク３７は、直線棒状を呈し、一端部３７ａがピン４０を介して腕部３９に回転自在に連結されていると共に、他端部３７ｂがピン４１によって連結腕３６の先端部３６ａにピン孔４２を介して回転自在に連結している。また、前記連結腕３６は、回動範囲が制御軸３５の下方位置に設定されて、伝達リンク３７の他端部３７ａがいかなる回転位置においても制御軸３５よりも高い位置にならないように設定されている。
【００３４】
前記制御軸３５は、一端部に設けられた図外の電磁アクチュエータによって所定回転角度範囲内で回転するように制御されており、前記電磁アクチュエータは、機関の運転状態を検出する制御手段である図外のコントローラからの制御信号によって駆動するようになっている。コントローラは、クランク角センサやエアーフローメータ，水温センサ等の各種のセンサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を演算等により検出して、前記電磁アクチュエータに制御信号を出力している。
【００３５】
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、機関低速低負荷時には、コントローラからの制御信号によって電磁アクチュエータが一方に回転駆動され、これに伴い、制御軸３５も同方向へ所定量回動して、連結腕３６を図１及び図７に示す回動位置に保持する。このため、制御カム３４は、伝達リンク３７を介して全体が回動してカム本体３４ａの軸心Ｐ１が支持ロッド２１の軸心Ｐより下方の回動位置となって、厚肉部３４ｄが図示のように左側下方位置に保持される。したがって、ロッカアーム１８は、全体がカム本体３４ａを中心に左方向へ移動して他端部１８ｂによってリンク部材２０を左方向へ引っ張る。このため、各揺動カム１７，１７は、リンク部材２０を介して端部２４が強制的に若干左方向へ引っ張られて反時計方向へ回動して図示の位置に保持される。
【００３６】
したがって、駆動カム１５の回転によりリンクアーム１９を介してロッカアーム１８の一端部１８ａを左右方向へ作動させると、該ロッカアーム１８がカム本体３４ａを支点として揺動し、他端部１８ｂからその揺動力がリンク部材２０を介して揺動カム１７，１７に伝達される。したがって、この揺動カム１７，１７は、基円面２５ａ及びカム面２５ｂがバルブリフター１６の上面に摺接しながら押圧あるいは押圧を解除して吸気弁１２，１２を開閉作動させるが、そのリフト量Ｌ１は図９に示すように比較的小さくなる。
【００３７】
よって、かかる低速低負荷域では、図９の破線で示すようにバルブリフト量が小さくなると共に、各吸気弁１２の開時期が遅くなり、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。
【００３８】
一方、機関高速高負荷時に移行した場合は、コントローラからの制御信号によって電磁アクチュエータが反対方向に回転駆動される。したがって、図８Ａ，Ｂに示すように制御軸３５が、時計方向へ所定量回動して連結腕３６，伝達リンク３７を介して制御カム３４を図１，６に示す位置から反時計方向へ約１００°回動させ、軸心Ｐ１（厚肉部）を右方向へ移動させる。このため、ロッカアーム１８は、今度は全体がドライブシャフト１３側の右方向に移動して、他端部１８ｂがリンク部材２０を介して揺動カム１７，１７の端部２４を右方向へ押圧して、揺動カム１７，１７全体を所定量だけ時計方向へ回動させながら右方向へ移動させる。
【００３９】
したがって、揺動カム１７のバルブリフター１６上面に対する当接位置が図８Ａ，Ｂに示すように一端部２４側の右方向位置に移動する。このため、駆動カム１７が回転してロッカアーム１８の一端部１８ａをリンクアーム１９を介して押し上げると、バルブリフター１６に対するそのリフト量Ｌ２は図８Ｂに示すように大きくなる。
【００４０】
よって、かかる高速高負荷域では、図９の実線で示すようにカムリフト特性が低速低負荷域に比較して大きくなってバルブリフト量も大きくなると共に、各吸気弁１２の開時期が早くなる一方、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。
【００４１】
このように、本実施形態では、各吸気弁１２の開閉時期やバルブリフト量を可変にできることは勿論のこと、ドライブシャフト１３に、駆動カム１５と各揺動カム１７とを同軸上に設けたため、機関巾方向の配置スペースを十分に小さくすることができる。
【００４２】
しかも、リンクアーム１９，リンク部材２０の全体を横倒し状態に配置し、したがって、ロッカアーム１８もドライブシャフト１３の側部側に配置したため、機関上下方向の配置スペースも十分に小さくすることができる。特に、前述のように最大リフト状態におけるロッカアーム１８の揺動もサブブラケット１４ｂの高さよりも低い位置で行われると共に、連結腕３６の回動範囲も制御軸３５の位置よりも低い位置になっているので、図外のロッカカバー高さつまり機関の高さを十分に低くすることが可能になり、装置全体のコンパクト化が図れる。この結果、装置の機関への搭載性が向上する。また、ドライブシャフト１３の配置を変更することなく、現行のカムシャフトの配置によって装置を設けることができるため、この点でも機関への搭載性が良好になる。
【００４３】
さらに、駆動カム１５と揺動カム１７とをドライブシャフト１３に同軸上に設けることにより、従来のような揺動カム１７を支持するための支軸が不要となり、この分、部品点数の削減が図れる。また、ドライブシャフト１３と揺動カム１７の互いの軸心のずれが生じないため、バルブタイミングの制御精度の低下を防止できる。
【００４４】
また、ロッカアーム１８は、支持ロッド２１によってシリンダヘッド１１の上部に直接的に支持されているため、該ロッカアーム１８の支持剛性が高くなる。したがって、ロッカアーム１８に対して駆動カム１５や揺動カム１７から伝達される揺動方向への荷重などに対する支持力が向上する。このため、ロッカアーム１８や揺動カム１７の常時安定かつ確実な揺動作用が得られ、この結果、バルブタイミングの制御精度が向上する。
【００４５】
さらに、ロッカアーム１８や支持ロッド２１を両点火プラグ孔３１，３２の間に配置したため、シリンダヘッド１１上のデッドスペースを有効に利用できる。
【００４６】
また、伝達機構は、制御軸３５に固定された連結腕３６や伝達リンク３７及び腕部３９などによって多節リンク機構を構成しているため、制御軸３５の回動トルク負荷が低減できると共に、機構全体の円滑な作動が得られる。さらに、多節リンク機構を用いることによって制御軸３５からロッカアーム１８までの長さを短尺化することが可能になり、装置のコンパクト化が図れる。
【００４７】
また、各駆動カム１５を、各バルブリフター１６とオフセット配置し互いに干渉しない位置に配したため、各駆動カム１５の外形を大きくとることができ、外周面１５ｄの設計の自由度を向上させることが可能となり、これによって、揺動カム１７の揺動量を確保するためのリフト量を十分に確保できると共に、駆動カム１５の駆動面圧を低減するためのカム幅を十分に確保できる。
【００４８】
さらに、駆動カム１５は、リング状に形成され、外周面全体がリンクアーム基部１９ａの嵌合孔１９ｃの内周面全体に摺接するため、外周面の面圧が分散されて、該面圧を十分に低減できる。したがって、嵌合孔１９ｃの内周面間との摩耗の発生が抑制できると共に、潤滑も行い易い。さらに、面圧の低下に伴い駆動カム１５の材料選択の自由度が向上し、加工し易くかつ低コストの材料を選択できる。
【００４９】
また、本装置は、全体がいわゆる６リンク方式となるため、ロッカアーム１８のロッカ比を大きくとることが可能となり、これによって駆動カム１５のドライブシャフト１３に対するオフセット量を大きく設定しなくても、つまり駆動カム１５の外径を大きく設定しなくても、揺動カム１７の大きな揺動角が得られる。この結果、装置全体のコンパクト化がさらに助長できる。
【００５０】
また、ロッカアーム１８と揺動カム１７とがリンク部材２０を介して連係しているため、ロッカアーム１８のロッカ比を比較的大きく設定しても、ロッカアーム１８と揺動カム１７との連係状態が常に保たれる。したがって、揺動カム１７の大きな揺動角が得られることにより、揺動カム１７の前記ランプ区間θ２を大きくすることが可能になり、これによってバルブリフター１６と揺動カム１７の衝突速度が緩和することができ、この結果、駆動騒音の発生を抑制することが可能になる。
【００５１】
さらに、本装置は、２つの吸気弁１２，１２の間に設けられた軸受１４に制御軸３０も一緒に軸受けすることができるので、従来の内燃機関にそのまま搭載することが可能となり、この結果、シリンダヘッド１１の形状変更を要さず、製造コストの高騰を防止できる。
【００５２】
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、例えば両揺動カム１７，１７の外形状を異ならせて２つの吸気弁１２，１２にリフト差を与えるようにすれば、１つの気筒内で吸気スワール効果が大きくなり、燃焼性が良好となるといった効果が得られる。
【００５３】
前記各実施態様では、装置を吸気弁１２側に適用した場合を示したが、排気弁側あるいは吸気・排気弁の両方に適用することも可能であり、さらに１気筒あたり２弁ではなく、１弁のものに適用することも可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、機関弁のバルブタイミング及びバルブリフト量を可変制御できることは勿論のこと、駆動カムと揺動カムとをドライブシャフトに同軸上に設けたため、機関巾方向の配置スペースを十分に小さくすることができると共に、ロッカアームも機関巾方向へ延設する必要がなくなるため、装置全体のコンパクト化が図れる。この結果、装置の機関への搭載性が向上する。
【００５５】
また、揺動カムを偏心カムと一緒にドライブシャフトに設けることにより、従来のような支軸が不要になるため、部品点数の削減が図れると共に、ドライブシャフトと揺動カムの互いの軸心のずれが生じないため、バルブタイミングの制御精度の低下を防止できる。
【００５６】
しかも、本発明は、ロッカアームを支持ロッド等を介してドライブシャフト上方位置ではなく、横方向へ配置したため、上下方向の揺動スペースが不要になり、機関の高さを十分に低くすることが可能になる。この結果、前記横巾方向の省配置スペース化と相俟って装置の機関への搭載性が一層向上する。
【００５７】
また、制御カムを制御軸ではなく、前記支持ロッドに設けたことから、装置の高さを一層低くすることが可能になる。
さらに、ロッカアームは、支持ロッドによってシリンダヘッドに直接的に支持されているため、支持剛性が向上する。このため、外部から荷重を受けても安定かつ確実な揺動作用が得られ、この結果、バルブタイミングの制御精度が向上する。
【００５８】
請求項２記載の発明によれば、伝達機構も多節リンクに構成されているため、自身の円滑な作動が得られると共に、ロッカアーム全体を円滑に移動させることが可能になる。
【００５９】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明と相俟って、装置の高さを十分に低くすることができる。
【００６０】
請求項４記載の発明によれば、支持ロッドやロッカアームをシリンダヘッドの両点火プラグ孔の対向壁間に配置したため、シリンダヘッド上のデッドスペースを有利に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図２】本実施形態を一部断面して示す側面図。
【図３】同実施形態の平面図。
【図４】図３のＣ矢視図。
【図５】同実施形態に供される各構成部品の分解斜視図。
【図６】揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図７】低速低負荷時の作用を示す図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図８】Ａ，Ｂは高速高負荷時の作用を示す図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図９】本実施形態のバルブタイミングとバルブリフトの特性図。
【図１０】従来の可変動弁装置を示す断面図。
【符号の説明】
１１…シリンダヘッド
１２…吸気弁
１３…ドライブシャフト
１５…駆動カム
１７…揺動カム
１８…ロッカアーム
１８ａ…一端部
１８ｂ…他端部
１９…リンクアーム
１９ａ…基部
１９ｂ…突出端
２０…リンク部材
２１…支持ロッド
２２…可変機構
２５ａ…基円面
２５ｂ…カム面
３４…制御カム
３５…制御軸
３７…伝達リンク

Claims

機関のクランク軸によって回転駆動し、外周に駆動カムが固定されたドライブシャフトと、
該ドライブシャフトに前記駆動カムと同軸上に揺動自在に設けられ、機関弁を開作動させる揺動カムと、
ドライブシャフトの側方位置でかつ該ドライブシャフトとほぼ同一の高さに配設され、シリンダヘッド上部に固定された支持ロッドと、
前記支持ロッドに揺動自在に支持されつつ前記ドライブシャフトの側方位置にほぼ上下方向に沿って配置され、一端部が前記駆動カムに回転自在に連係する一方、他端部がリンク部材を介して揺動カムの端部に連係したロッカアームと、
前記支持ロッドの外周に嵌挿されて前記ロッカアームの揺動支点となる制御カムと、
前記ドライブシャフトのほぼ上方位置に配設されて伝達機構を介して前記制御カムに連係した制御軸と、
機関運転状態に応じて前記制御軸の回転角度を制御する制御手段と、を備え、
前記制御軸の回転に伴い伝達機構を介して制御カムが回転されることによって前記ロッカアームの揺動支点が変化して機関弁のリフト量を可変制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
前記伝達機構は、一端が前記制御カムに連結された連結碗と、一端が前記連結碗の他端に回転自在に連結された伝達リンクと、一端が前記支持ロッドに連結され、他端が前記伝達リンクの他端に回転自在に連結された腕部とから構成したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
前記伝達リンクを、前記制御軸の下方に配置したことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
前記支持ロッドの両端部を、シリンダヘッドに形成された隣接する点火プラグ孔の各対向壁に固定したことを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。