JP3971882B2

JP3971882B2 - 内燃機関の可変動弁装置

Info

Publication number: JP3971882B2
Application number: JP2000046871A
Authority: JP
Inventors: 常靖野原; 研史牛嶋; 吉彦山田
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP2001234721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁や排気弁（吸排気弁）の開閉時期，開閉期間，バルブリフト量等のバルブリフト特性を変えることができる可変動弁装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、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、吸排気弁の開閉時期やバルブリフト量を機関運転状態に応じて変えることができる可変動弁装置が従来から種々提案されている。
【０００３】
図１９は、本出願人が先に出願した特開平１１−１０７７２５号公報に記載された可変動弁装置を示している。この可変動弁装置は、クランクシャフトと連動して回転する駆動軸５１と、この駆動軸５１に相対回転可能に外嵌し、吸気弁（又は排気弁）５２を駆動する揺動カム５３とを、駆動軸５１と平行に延びる制御軸５４を介して機械的に連携させた構造となっている。
【０００４】
詳述すると、駆動軸５１の外周には偏心カム５５が固定されている。この偏心カム５５は、図２０にも示すように、その軸心が駆動軸５１の軸心に対して偏心した偏心リング状のカム部５５ａを主体としており、このカム部５５ａの外周面にリング状リンク５６が相対回転可能に外嵌している。また、制御軸５４の外周には制御カム５７が設けられ、この制御カム５７の軸心は制御軸５４の軸心に対して偏心している。制御カム５７の外周にはロッカーアーム５８が回転可能に外嵌しており、このロッカーアーム５８の一端はリング状リンク５６の先端と相対回転可能に連結されている。また、ロッカーアーム５８の他端と揺動カム５３とはロッド状リンク５９により連携されている。
【０００５】
そして、制御軸５４を所定角度範囲内で回転制御することにより、ロッカーアーム５８の揺動中心となる制御カム５７の軸心５７ａの位置を制御軸５４の軸心５４ａの位置に対して変化させて、吸気弁５２のバルブリフト特性を変化させるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図２０は、上記の偏心カム５５を単体で示している。この偏心カム５５は、外周面がリング状リンク５６側の軸受面と摺接するカム面をなす略一定の軸方向幅のカム部５５ａと、このカム部５５ａの軸方向一側に付帯形成され、このカム部５５ａより小径な略円盤状をなすボス部５５ｂと、が一体的に成形されている。そして、ボス部５５ｂを駆動軸５１に圧入，嵌合することによって、偏心カム５５を駆動軸５１へ固定するようになっている。
【０００７】
このように、上記公報の装置の偏心カム５５では、カム面を有するカム部５５ａの軸方向一側に、固定用のボス部５５ｂが付帯形成され、つまりカム面のないボス部５５ｂが軸方向に別途形成されているため、ボス部５５ｂの分だけ軸方向寸法が長くなってしまい、レイアウト的に不利である。また、偏心カム５５が、形状の異なるカム部５５ａとボス部５５ｂとを有する複雑な形状となるため、その製造が難しく、製造方法も限られてしまう。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的の一つは、上記のようなボス部を別途設けることなく、偏心カムを駆動軸に固定し得る新規な内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関の可変動弁装置は、機関のクランクシャフトに連動して回転し、駆動軸の軸心に対して偏心した偏心カムが外周に固定された駆動軸と、この駆動軸と略平行に配置され、制御カムが外周に設けられた制御軸と、上記駆動軸の外周に相対回転可能に外嵌され、吸排気弁を駆動する揺動カムと、上記偏心カムの外周に相対回転可能に外嵌するリング状リンクを含み、上記偏心カムと揺動カムとを制御カムを介して機械的に連携するリンク機構と、を備え、上記制御軸を所定の角度範囲内で回動させることにより、上記リンク機構の姿勢を変化させて上記吸排気弁のバルブリフト特性を変化させるように構成されている。
【００１０】
このように本発明の可変動弁装置は、吸排気弁駆動用の揺動カムが、機関と連動して回転する駆動軸の外周に相対回転可能に外嵌する構成となっているため、揺動カムの駆動軸に対する軸心ズレを生じるおそれがなく、制御精度に優れている。また、揺動カムを支持する支軸を駆動軸と別個に設ける必要がないため、部品点数，配置スペースが低減化される。更に、駆動カムとリング状リンクとの摺接部分等の各部材の連結部分が面接触となり、比較的広い接触面積が確保されるため、耐磨耗性に優れるとともに、潤滑も行い易い。
【００１１】
そして、第１〜第３の発明では、上記偏心カムは、略一定の軸方向幅を有し、その外周面がリング状リンク側の軸受部と摺接するカム面をなしており、この偏心カム及び駆動軸の内部には、両者を固定する固定ピンが嵌合するピン孔が、軸直交方向に沿ってそれぞれ形成されており、上記偏心カムのカム面に、上記偏心カムのピン孔の開口部が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
このように本発明によれば、偏心カムの外周面が全周にわたってリング状リンクと摺接するカム面をなし、この偏心カムが、略一定の軸方向幅を有する簡素な形状となる。この結果、上記従来例のように偏心カムのカム部に固定用のボス部が付帯形成されたものに比し、偏心カムの形状が簡素化され、例えば焼結により製造することも可能となり、その製造コストを低減することができる。また、ボス部を設ける必要がないので、その分の軸方向寸法が抑制され、装置自体のコンパクト化を図ることができるとともに、設計の自由度も向上する。
【００１３】
しかしながら、本発明のように、リング状リンクの軸受部と摺接する偏心カムのカム面にピン孔の開口部が形成されると、この開口部の周囲の部分で、局所的に面圧が増加してしまう。このように面圧が局所的に高くなる部分に大きな荷重が作用すると、焼き付き，スカッフ等の問題が起こることのないように、この部分の強度を十分に確保する必要があり、好ましくない。そこで、第１，第２の発明では、開口部を、実際に大きな荷重が作用する部分を避けるように配置している。これにより、開口部の周囲に大きな荷重が作用することを避けることができ、開口部の形成に伴う面圧の増加を効果的に抑制することができる。
【００１４】
すなわち、第１，第２の発明では、上記開口部は、上記カム面の中で、少なくとも上記偏心カムの軸心と駆動軸の軸心とを通る基準線と交差する位置の近傍を避けるように配置されている。
【００１５】
第１の発明では、上記開口部は、上記カム面の中で、上記駆動軸に近い側で上記基準線と交差する位置を中央として、吸排気弁のバルブリフト方向を正方向とするバルブ加速度が負の加速度となる駆動軸の角度範囲と同等の角度範囲の領域を避けるように配置されている。
【００１６】
第２の発明では、上記開口部は、上記カム面の中で、上記駆動軸に遠い側で上記基準線と交差する位置を中央として、イベント区間に対応する角度範囲から、吸排気弁のバルブリフト方向を正方向とするバルブ加速度が負の加速度となる角度範囲を除いた領域を避けるように配置されている。
【００１７】
また、第３の発明は、上記偏心カムのピン孔を、一端が偏心カムの内部で閉じられた袋孔としたことを特徴としている。この場合、偏心カムのカム面上に形成される開口部が一つだけに抑制される。この結果、開口部の周囲の、面圧が局所的に大きくなる部分が確実に低減されるとともに、レイアウトの自由度も高くなる。
【００１８】
請求項６の発明は、上記固定ピン又はピン孔の内周面に、偏心カムとリング状リンクとの摺接部分へ潤滑油を供給するための油路を形成したことを特徴としている。
【００１９】
この場合、固定ピン又はピン孔を利用した簡素な構造で、偏心カムとリング状リンクとの摺接部分へ潤滑油を供給することができ、この摺接部分を確実かつ良好に潤滑することができる。
【００２０】
このような請求項６の発明において、より好ましくは請求項７の発明のように、上記開口部を、上記カム面の中で、上記偏心カムの軸心と駆動軸の軸心とを通る基準線と交差する位置のうち駆動軸に近い側の位置を中央として、バルブ加速度が負加速度となる駆動軸の角度範囲と同等の角度範囲の領域を避けるとともに、この領域の駆動軸回転方向上流側又は下流側に近接して配置する。
【００２１】
この場合、大きな荷重が作用する上記の領域に近接して開口部が配置されるため、この領域に、上記の油路及び開口部を通して潤滑油をより確実に供給することができ、その潤滑能力が一層向上する。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、偏心カムを、略一定の軸方向幅を有する簡素な形状とすることができるため、その製造が容易で、製造コストが低減されるとともに、上記従来例のように偏心カムに固定用のボス部を別途設ける必要がなく、その分だけ軸方向寸法が抑制され、装置自体のコンパクト化を図ることができ、かつ、設計の自由度も向上する。
【００２３】
加えて、第１，第２の発明によれば、偏心カムのカム面の中で、実際に大きな荷重が作用する部分を避けるように開口部が配置されるため、この開口部の周囲の部分に大きな荷重が作用してその面圧が局所的に大きくなることを効果的に抑制することができる。
【００２４】
第３の発明によれば、開口部の数が一つだけに抑制されるため、局所的に面圧が高くなる開口部の周囲の部分の数及び面積も低減される形となり、かつ、レイアウトの自由度もより高くなる。
【００２５】
請求項６，７の発明によれば、上記の固定ピン又はピン孔を利用した簡素な構造で、偏心カムとリング状リンクとの摺接部分へ潤滑油を供給することができ、この摺接部分を良好に潤滑することができる。
【００２６】
特に請求項７の発明によれば、実際に大きな荷重が作用する領域に、効果的に潤滑油を供給することが可能で、その潤滑性能が更に向上する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施の形態を説明する。
【００２８】
図１〜３は、本発明に係る可変動弁装置を、各気筒毎に一対の吸気弁１９及び一対の排気弁（図示省略）が設けられた内燃機関に適用した第１実施例を示している。なお、図１は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２９】
吸気弁（又は排気弁）１９のバルブリフタ１９ａの上方には駆動軸１１が設けられている。この駆動軸１１は、気筒列方向へ延在し、図外の一端にスプロケットが取り付けられ、タイミングチェーン等を介して機関のクランクシャフトに連動して回転駆動される。駆動軸１１の内部には、一般的なカムシャフトと同じように、潤滑油供給用の軸方向油路１１ａが形成されている。この軸方向油路１１ａには、シリンダヘッドよりカムジャーナル（図示省略）を通して潤滑油が供給される。
【００３０】
駆動軸１１の斜め上方には、駆動軸１１と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１４が設けられている。この制御軸１４は、図外のモータや油圧アクチュエータ等により所定の角度範囲内で回動，保持されるようになっており、かつ、周知のＣＰＵ及びメモリ等を備えた制御部により機関の運転状態に応じて回転制御される。なお、この制御軸１４にも必要に応じて駆動軸１１と同じように潤滑油供給用の油路を形成しても良い。
【００３１】
駆動軸１１の外周には、吸気弁（又は排気弁）１９を開閉駆動する揺動カム１８が各気筒毎に設けられている。各揺動カム１８は、駆動軸１１の外周に相対回転可能に外嵌しており、一対の吸気側バルブリフタ１９ａに摺接する一対のカム本体１８ａを主体とし、両カム本体１８ａの間に円筒状のジャーナル部１８ｂが設けられている。このジャーナル部１８ｂと制御軸１４とが、ブラケット２，３及びボルト４を介してシリンダヘッド１側へ回転可能に支持されている。
【００３２】
また、駆動軸１１の外周には偏心カム１２が固定されている。この偏心カム１２は、その軸心Ｃ２が駆動軸１１の軸心Ｃ１に対して所定量偏心した偏心リング状をなし、後述するように、固定ピン２０を用いて駆動軸１１に固定されている。一方、制御軸１４の外周には偏心リング状の制御カム１５が一体的に設けられており、この制御カム１５の軸心Ｃ４は制御軸１４の軸心Ｃ３に対して所定量偏心している。
【００３３】
そして、リンク機構によって、上記の偏心カム１２と揺動カム１８とが制御カム１５を介して機械的に連携されている。このリンク機構は、偏心カム１２の外周に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１３と、制御カム１５の外周に回転可能に外嵌するロッカーアーム１６と、このロッカーアーム１６と揺動カム１８とを連携するロッド状リンク１７と、を有している。
【００３４】
リング状リンク１３は、偏心カム１２と略同じ軸方向幅の薄板状をなしており、偏心カム１２に外嵌するリング部１３ａと、このリング部１３ａの外周より突出するアーム部１３ｂと、を有している。
【００３５】
ロッカーアーム１６は、いわゆるベル形クランクであって、制御カム１５に外嵌する略円筒状の中央基部の外周より互いに異なる方向へ突出する第１アーム部１６ａ及び第２アーム部１６ｂを有している。第１アーム部１６ａの先端部は、リング状リンク１３のアーム部１３ｂの先端部と連結ピンＫ１によって相対回転可能に連結されている。第２アーム部１６ｂの先端部は、ロッド状リンク１７の一端部（上端部）と第２連結ピンＫ２によって相対回転可能に連結されている。
【００３６】
ロッド状リンク１７は、吸気弁１９の軸方向にほぼ沿うように配置されており、その他端部（下端部）が揺動カム１８のカム本体１８ａの先端部と第３連結ピンＫ３によって相対回転可能に連結されている。
【００３７】
このような構成により、機関の回転に連動して駆動軸１１が回転すると、偏心カム１２の軸心Ｃ２が駆動軸１１の軸心Ｃ１周りに回転し、この偏心カム１２に外嵌するリング状リンク１３が並進移動する。これに応じてロッカーアーム１６が制御カム１５の軸心Ｃ４周りに揺動し、ロッド状リンク１７を介して揺動カム１８が揺動する。この揺動カム１８がバルブリフタ１９ａを図外のバルブスプリングの反力に抗して押圧することにより、吸気弁１９が機関の回転に連動して開閉駆動される。
【００３８】
また、機関の運転状態に応じて制御軸１４が回動されると、ロッカーアーム１６の揺動中心となる制御カム１５の軸心Ｃ４の位置が変化して、吸気弁１９のリフト特性が連続的に変化する。具体的には、制御カム１５の軸心Ｃ４を駆動軸１１の軸心Ｃ１に近づけるほど、バルブリフト量及び作動角が大きくなる。
【００３９】
このように、吸気弁１９を駆動する揺動カム１８が機関と連動して回転する駆動軸１１の外周に相対回転可能に外嵌しているため、揺動カム１８の駆動軸１１に対する軸心ズレを生じるおそれがなく、制御精度が向上する。また、揺動カム１８を支持する支軸を駆動軸１１と別個に設ける必要がないため、部品点数，配置スペースの低減化を図ることができる。更に、各部材の連結部（例えば偏心カム１２のカム面１２ａとリング状リンク１３の軸受面１３ｃとの摺接部分Ｓや、制御カム１５の外周面とロッカーアーム１６の軸受部との摺接部分）が面接触となり、広い接触面積が確保されるため、その面圧が抑制される。この結果、耐磨耗性に優れるとともに、潤滑も行い易い。
【００４０】
次に、図３〜５を参照して、本実施例の特徴的な構成である偏心カム１２と駆動軸１１との固定構造について説明する。
【００４１】
偏心カム１２は、略一定の軸方向幅を有する薄板状の簡素な形状をなしており、その外周面全体がリング状リンク１３側の軸受部である軸受面１３ｃに摺接するカム面１２ａとして機能している。なお、この実施例では、偏心カム１２とリング状リンク１３との周面が直接的に摺接する構成となっているが、この摺接部分Ｓにニードルベアリング等を設ける構成とすることもできる。
【００４２】
この偏心カム１２は、固定ピン２０を用いて駆動軸１１に固定されている。詳述すると、駆動軸１１には、その軸直交方向に沿って延びるピン孔１１ｂが貫通形成されているとともに、偏心カム１２には、同じく軸直交方向に沿って延びるピン孔２１が貫通形成されており、両ピン孔１１ｂ，２１の双方に、一つの固定ピン２０が圧入により挿通，嵌合されている。両ピン孔１１ｂ，２１は、駆動軸１１及び偏心カム１２の軸方向中央部に位置しており、かつ、軸方向視で駆動軸１１の軸心Ｃ１を通る直線上に形成されている。つまり、駆動軸１１のピン孔１１ｂは、自身の軸心Ｃ１を通る直径方向に延びている。一方、偏心カム１２のピン孔２１は、自身の軸心Ｃ２からオフセットした位置に配置されており、より具体的には、軸方向視で、駆動軸１１の軸心Ｃ１と偏心カム１２の軸心Ｃ２とを結ぶ基準線Ｌ１に直交する方向Ｌ２に沿って延びている。組付の際には、両ピン孔１１ｂ，２１を一直線上に配置した状態で、両ピン孔１１ｂ，２１に固定ピン２０を圧入すれば良い。
【００４３】
そして、偏心カム１２のカム面１２ａには、ピン孔２１へ臨んだ開口部２１ａが２箇所に形成されている。つまり、ピン孔２１の開口部２１ａを、カム面１２ａ上に配置している。このため、上記公報の装置のように、偏心カムに固定用のピンボス部を設ける必要がない。従って、図４に示すように、偏心カム１２を、軸方向全長にわたってカム面１２ａが形成された簡素な形状の薄板リング状とすることができる。この結果、上記公報のようにピンボス部を設けたものに比して、偏心カム１２の軸方向寸法がコンパクト化され、設計の自由度が向上する。また、偏心カム１２の形状が簡素化されるため、偏心カムを例えば焼結により製造することもでき、製造の簡素化，低コスト化を図ることができる。
【００４４】
しかしながら、実際にリング状リンク１３の軸受面１３ｃに摺接するカム面１２ａ上に開口部２１ａが形成される関係で、偏心カム１２のカム面１２ａとリング状リンク１３の軸受面１３ｃとの摺接部分Ｓの中で、開口部２１ａの周囲の部分の面圧が局所的に増加してしまう。この結果、偏心カム１２やリング状リンク１３の強度不足，耐久性の低下等が懸念される。
【００４５】
そこで、本実施例では、後述する（１）〜（４）でも説明するように、ピン孔２１の開口部２１ａを、摺接部分Ｓの中でも比較的大きな荷重が作用する部分を避けるように配置している。つまり、面圧が局所的に高くなる開口部２１ａの近傍に、大きな荷重が作用することを回避する構成とすることにより、上述した偏心カム１２やリング状リンク１３の強度不足，耐久性の低下等を効果的に抑制するようにしている。
【００４６】
（１）図６〜８は最大バルブリフト状態を示しており、かつ、図６，７は、機関が低回転域で運転している状態を、図８は高回転で運転している状態を示している。このような最大バルブリフト状態では、図６〜８に示すように、ロッカーアーム１６とリング状リンク１３との連結位置Ｃ１０が、駆動軸１１の軸心Ｃ１と偏心カム１２の軸心Ｃ２とを通る基準線Ｌ１上に配置される形となる。
【００４７】
図６，７に示す低回転域では、慣性力が弱いため、バルブスプリング反力による荷重が相対的に大きくなる。このため、リング状リンク１３から偏心カム１２へ作用する荷重の方向Ｆ１は、連結位置Ｃ１０から偏心カム１２の軸心Ｃ２へ向かう方向となる。従って、リング状リンク１３と偏心カム１２との摺接部分Ｓに作用する荷重の分布Ｂ１は、図７に示すように、駆動軸１１に遠い側で基準線Ｌ１と交差する位置Ｐ４を中央とした領域となる。
【００４８】
なお、本実施例のような可変動弁装置を用いた内燃機関では、一般的に、低回転域では比較的バルブリフト量が低く設定されるため、その荷重は後述する高回転時に比して十分に小さい。従って、上述したような面圧の増加による強度不足等はあまり問題とならない。
【００４９】
図８に示す高回転時には、揺動カム１８等の個々の部材の慣性力が大きくなる。つまり、慣性力は速度の２乗に比例して増加するため、高回転での慣性力は非常に大きくなる。特に最大リフト付近では、慣性力が最大となり、この慣性力がバルブスプリング反力を上回る形となる。このため、リング状リンク１３から偏心カム１２へ作用する荷重の方向Ｆ２は、偏心カム１２の軸心Ｃ２から連結位置Ｃ１０へ向かう方向となる。従って、摺接部分Ｓに作用する荷重の分布は、駆動軸１１に近い側で基準線Ｌと交差する部分Ｐ１を中央とした領域となる。
【００５０】
このように、最大バルブリフト時には、摺接部分Ｓの中でも、基準線Ｌ１と交差する部分Ｐ４，Ｐ１の付近に、大きな荷重が作用する。そこで、本実施例では、図７にも示すように、偏心カム１２のピン孔２１の開口部２１ａを、基準線Ｌ１と交差する部分Ｐ４，Ｐ１の近傍を避けるように配置している。
【００５１】
（２）上述したように、機関の回転数が高くなると、揺動カム１８等の各部材の慣性力が大きくなり、この慣性力がバルブスプリング反力を上回る形となる。慣性力はバルブ加速度が負の領域、つまりバルブリフトの加速度が負となる駆動軸１１の角度範囲θ１’（図９参照）で発生するため、偏心カム１２のカム面１２ａには、上記の角度範囲θ１’と略同等の角度範囲θ１に、慣性力による荷重が作用する（図１０，１１参照）。より具体的には、摺接部分Ｓの中で、最大リフト時に荷重が作用する位置（駆動軸に近い側で基準線Ｌ１と交差する位置）Ｐ１を中央とする上記の角度範囲θ１の領域（区間）Ｐ２〜Ｐ３に、慣性力による荷重が大きく作用する。そこで本実施例では、図１１に示すように、カム面１２ａの中でも上記の領域Ｐ２〜Ｐ３を避けるように、ピン孔２１の開口部２１ａを配置している。
【００５２】
（３）上述したような最大リフト付近の荷重に加え、図９に示すように、リフト開始及び終了付近のように、バルブ正加速度が大きくなる駆動軸１１の角度範囲θ３’でも、偏心カム１２のカム面１２ａに作用する荷重は大きくなる。これは、バルブ加速度が大きく、バルブ反力も大きくなるためであり、そのときに、リング状リンク１３から偏心カム１２へ作用する荷重の方向Ｆ３は、図１３に示すように、連結位置Ｃ１０から偏心カム軸心Ｃ２へ向かう方向であり、上述した慣性力による場合の方向とは略逆方向となる。
【００５３】
ここで、図９，図１３に示すように、正加速度となる駆動軸１１の角度範囲θ３’に対応する角度範囲θ３は、駆動軸１１に遠い側で基準線Ｌ１と交差する位置Ｐ４を中央として、イベント区間（バルブリフト期間）の角度範囲２×θ２から負加速度域の角度範囲θ１を除いた角度範囲θ３に対応する。つまり、摺接部分Ｓの中で、位置Ｐ４を基準として、両側にθ２だけ離れた点をＰ５，Ｐ８とし、両側に（θ１）／２だけ離れた点をＰ６，Ｐ７とすると、Ｐ５〜Ｐ６及びＰ７〜Ｐ８の領域が、バルブ正加速度域に対応し、こられの領域Ｐ５〜Ｐ６，Ｐ７〜Ｐ８に、比較的大きな荷重が作用する。そこで、本実施例では、図１３に示すように、カム面１２ａの中でも、これらの領域Ｐ５〜Ｐ６及びＰ７〜Ｐ８を避けるように、ピン孔２１の開口部２１ａを配置している。
【００５４】
（４）実際には、リンク機構の各部材の剛性や部材間のクリアランスの影響等により、バルブリフト開始付近の加速度はバルブリフト終了付近の加速度に比して相対的に小さくなる。また、機関回転上昇に伴い、吸気弁１９の揺動カム１８への追従性が低下するため、下りの加速度は増大する（図１２参照）。従って、上り区間（領域）Ｐ７〜Ｐ８及び下り区間Ｐ５〜Ｐ６のうち、特に下り区間Ｐ５〜Ｐ６及びその近傍の領域Ｒ１に、ピン孔２１の開口部２１ａが配置されることを確実に避けることが望ましい。
【００５５】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨及び範囲を逸脱しない範囲で、種々の変形，変更を含むものである。
【００５６】
例えば図１４に示す第２実施例のように、好ましくは偏心カム１２に形成されるピン孔２２を、一端が偏心カム１２の内部で閉じられた袋孔（止まり孔）とする。この場合、偏心カム１２のカム面１２ａ上に形成されるピン孔２２の開口部２２ａが一つだけとなり、上記第１実施例のようにピン孔２１を貫通形成した場合に比して、開口部２２ａの数が少なくなる。この結果、ピン孔２２の形成位置の自由度が増し、レイアウト的に有利であるとともに、開口部２２ａの数が減ることから、面圧の局所的な増加を招く部分が確実に低減される。
【００５７】
また、好ましくは図１５〜１８に示す実施例のように、駆動軸１１と偏心カム１２との嵌合部分、つまり固定ピン２０又はそのピン孔の内周面に、偏心カム１２とリング状リンク１３との摺接部分Ｓに潤滑油を供給するための油路を形成する。
【００５８】
例えば図１５に示す第３実施例では、固定ピン２０の内部に、互いに交差する径方向油路３１及び軸方向油路３２がそれぞれ貫通形成されている。この結果、潤滑油は、駆動軸１１内の軸方向油路１１ａから径方向油路３１を経由して軸方向油路３２へ導入され、更にピン孔２１内を通って、開口部２１ａより摺接部分Ｓへ供給される。このように、偏心カム１２を固定するための固定ピン２０及びピン孔２１を利用した簡素な構造で、摺接部分Ｓに潤滑油を確実に供給することができる。
【００５９】
また、図１６に示す第４実施例では、駆動軸１１のピン孔１１ｂ及び偏心カム１２のピン孔２１の内周面に、それぞれ油路としての径方向油溝３３，３４が凹設されている。これにより、潤滑油は、軸方向油路１１ａから径方向油溝３３，３４を経由してピン孔２１内へ導入され、このピン孔２１の開口部２１ａより摺接部分Ｓへ供給される。この場合でも、ピン孔１１ｂ，２１を利用した簡素な構造で、摺接部分Ｓに潤滑油を確実に供給することができる。
【００６０】
図１７，１８に示す第５，６実施例では、上記第３実施例と同様に、固定ピン２０に、摺接部分Ｓへ潤滑油を供給するための径方向油路３１及び軸方向油路３２が形成されていることに加え、摺接部分Ｓの中でも、大きな荷重が作用し、潤滑性能が特に要求される区間Ｐ２〜Ｐ３に対し、有効に給油を行い得るように構成されている。
【００６１】
つまり、摺接部分Ｓの中でも、上記区間Ｐ２〜Ｐ３から外れた位置で、かつ、区間Ｐ２〜Ｐ３に近接する位置に、ピン孔２１の開口部２２ａを形成している。言い換えると、ピン孔２２を、基準線Ｌ１と直交する方向Ｌ２に対してある程度傾斜させている。なお、このときの開口部２２ａの位置は、上記第１実施例と同様、摺接部分Ｓの中でも大きな荷重が作用する部分を避けるように設定されている。
【００６２】
より具体的には、図１７に示す第５実施例では、ピン孔２２の開口部２２ａが、区間Ｐ１〜Ｐ２の駆動軸回転方向下流側に近接して配置されている。この場合、荷重が加わった直後の、温度上昇している摺接部分Ｓに潤滑油が速やかに供給されて、この摺接部分Ｓが冷却されるため、面圧の増加によるスカッフが発生するのを確実に防止することができる。つまり、このような構造は、軸受材としてのリング状リンク１３の硬度が固く、スカッフし易いような場合に特に有効である。
【００６３】
一方、図１８に示す第６実施例では、区間Ｐ１〜Ｐ２よりも駆動軸１１の回転方向上流側に、ピン孔２２の開口部２２ａが形成されている。この場合、大きな荷重が加わる直前に、摺接部分Ｓに潤滑油が供給される形となり、大きな荷重が作用する際に、油巻き込みが促進されて適切な油膜が保持されることとなり、高面圧により摩耗が発生するのを効果的に防止することができる。つまり、このような構造は、軸受材としてのリング状リンク１３の硬度が比較的低く、摩耗し易い場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】第１実施例の可変動弁装置の一部破断側面対応図。
【図３】第１実施例の可変動弁装置の要部を示す断面図。
【図４】第１実施例の偏心カム及び駆動軸を示す斜視対応図。
【図５】第１実施例の要部を示す断面図。
【図６】低回転，最大バルブリフト時の状態を示す断面対応図。
【図７】低回転，最大バルブリフト時に偏心カムの摺接部分へ作用する荷重分布を示す作用説明図。
【図８】高回転，最大バルブリフト時の状態を示す断面対応図。
【図９】駆動軸の角度に対するバルブ加速度及びバルブリフト量を示すグラフ。
【図１０】高回転時に偏心カムの摺動部分へ作用する荷重分布を示す作用説明図。
【図１１】高回転時の状態を示す断面対応図。
【図１２】高回転時に偏心カムの摺接部分へ作用する荷重分布を示す作用説明図。
【図１３】高回転時の状態を示す正面対応図。
【図１４】本発明の第２実施例に係る可変動弁装置の要部を示す断面図。
【図１５】本発明の第３実施例に係る可変動弁装置の要部を示す正面対応図。
【図１６】本発明の第４実施例に係る可変動弁装置の要部を示す断面図及び側面図。
【図１７】本発明の第５実施例に係る可変動弁装置の要部を示す断面図。
【図１８】本発明の第６実施例に係る可変動弁装置の要部を示す断面図。
【図１９】従来例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す断面図。
【図２０】図１９の可変動弁装置の偏心カムを示す斜視図。
【符号の説明】
１１…駆動軸
１２…偏心カム
１３…リング状リンク
１４…制御軸
１５…制御カム
１６…ロッカーアーム
１７…ロッド状リンク
１８…揺動カム
１９…吸気弁
２０…固定ピン
２１…ピン孔
２１ａ…開口部

Claims

機関のクランクシャフトに連動して回転し、駆動軸の軸心に対して偏心した偏心カムが外周に固定された駆動軸と、
この駆動軸と略平行に配置され、制御カムが外周に設けられた制御軸と、
上記駆動軸の外周に相対回転可能に外嵌され、吸排気弁を駆動する揺動カムと、
上記偏心カムの外周に相対回転可能に外嵌するリング状リンクを含み、上記偏心カムと揺動カムとを制御カムを介して機械的に連携するリンク機構と、を備え、
上記制御軸を所定の角度範囲内で回動させることにより、上記リンク機構の姿勢を変化させて上記吸排気弁のバルブリフト特性を変化させる内燃機関の可変動弁装置において、
上記偏心カムは、略一定の軸方向幅を有し、その外周面がリング状リンク側の軸受部と摺接するカム面をなしており、
この偏心カム及び駆動軸の内部には、両者を固定する固定ピンが嵌合するピン孔が、軸直交方向に沿ってそれぞれ形成されており、
上記偏心カムのカム面に、上記偏心カムのピン孔の開口部が形成され、
上記開口部は、上記カム面の中で、少なくとも上記偏心カムの軸心と駆動軸の軸心とを通る基準線と交差する位置の近傍を避けつつ、上記駆動軸に近い側で上記基準線と交差する位置を中央として、吸排気弁のバルブリフト方向を正方向とするバルブ加速度が負の加速度となる駆動軸の角度範囲と同等の角度範囲の領域を避けるように配置されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
機関のクランクシャフトに連動して回転し、駆動軸の軸心に対して偏心した偏心カムが外周に固定された駆動軸と、
この駆動軸と略平行に配置され、制御カムが外周に設けられた制御軸と、
上記駆動軸の外周に相対回転可能に外嵌され、吸排気弁を駆動する揺動カムと、
上記偏心カムの外周に相対回転可能に外嵌するリング状リンクを含み、上記偏心カムと揺動カムとを制御カムを介して機械的に連携するリンク機構と、を備え、
上記制御軸を所定の角度範囲内で回動させることにより、上記リンク機構の姿勢を変化させて上記吸排気弁のバルブリフト特性を変化させる内燃機関の可変動弁装置において、
上記偏心カムは、略一定の軸方向幅を有し、その外周面がリング状リンク側の軸受部と摺接するカム面をなしており、
この偏心カム及び駆動軸の内部には、両者を固定する固定ピンが嵌合するピン孔が、軸直交方向に沿ってそれぞれ形成されており、
上記偏心カムのカム面に、上記偏心カムのピン孔の開口部が形成され、
上記開口部は、上記カム面の中で、少なくとも上記偏心カムの軸心と駆動軸の軸心とを通る基準線と交差する位置の近傍を避けつつ、上記駆動軸に遠い側で上記基準線と交差する位置を中央として、イベント区間に対応する角度範囲から、吸排気弁のバルブリフト方向を正方向とするバルブ加速度が負の加速度となる角度範囲を除いた領域を避けるように配置されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
上記偏心カムのピン孔を、一端が偏心カムの内部で閉じられた袋孔としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
機関のクランクシャフトに連動して回転し、駆動軸の軸心に対して偏心した偏心カムが外周に固定された駆動軸と、
この駆動軸と略平行に配置され、制御カムが外周に設けられた制御軸と、
上記駆動軸の外周に相対回転可能に外嵌され、吸排気弁を駆動する揺動カムと、
上記偏心カムの外周に相対回転可能に外嵌するリング状リンクを含み、上記偏心カムと揺動カムとを制御カムを介して機械的に連携するリンク機構と、を備え、
上記制御軸を所定の角度範囲内で回動させることにより、上記リンク機構の姿勢を変化させて上記吸排気弁のバルブリフト特性を変化させる内燃機関の可変動弁装置において、
上記偏心カムは、略一定の軸方向幅を有し、その外周面がリング状リンク側の軸受部と摺接するカム面をなしており、
この偏心カム及び駆動軸の内部には、両者を固定する固定ピンが嵌合するピン孔が、軸直交方向に沿ってそれぞれ形成されており、
上記偏心カムのカム面に、上記偏心カムのピン孔の開口部が形成され、
かつ、上記偏心カムのピン孔を、一端が偏心カムの内部で閉じられた袋孔としたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
上記開口部は、上記カム面の中で、少なくとも上記偏心カムの軸心と駆動軸の軸心とを通る基準線と交差する位置の近傍を避けるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記固定ピン又はピン孔の内周面に、偏心カムとリング状リンクとの摺接部分へ潤滑油を供給するための油路を形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記開口部を、上記カム面の中で、上記偏心カムの軸心と駆動軸の軸心とを通る基準線と交差する位置のうち駆動軸に近い側の位置を中央として、吸排気弁のバルブリフト方向を正方向とするバルブ加速度が負の加速度となる駆動軸の角度範囲と同等の角度範囲の領域を避けるとともに、この領域の駆動軸回転方向上流側又は下流側に近接して配置したことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の可変動弁装置。