JP4138128B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
内燃機関の可変動弁装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4138128B2 JP4138128B2 JP01647199A JP1647199A JP4138128B2 JP 4138128 B2 JP4138128 B2 JP 4138128B2 JP 01647199 A JP01647199 A JP 01647199A JP 1647199 A JP1647199 A JP 1647199A JP 4138128 B2 JP4138128 B2 JP 4138128B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam
- rocker arm
- outer periphery
- drive shaft
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
- F01L13/0026—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio by means of an eccentric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁又は排気弁の開閉時期や作動角を可変制御する可変動弁装置に関する。
【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、吸気弁又は排気弁（以下、吸，排気弁と略す）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可変動弁装置が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】
すなわち、この公報の可変動弁装置は、機関に連動して回転する駆動軸の外周に設けられたカムと、支軸の外周に設けられて吸，排気弁を駆動する揺動カムとを、制御軸外周の偏心カムに回転可能に外嵌するロッカアームで連携させている。そして、制御軸の回転位置を変化させることで、ロッカアームの姿勢を変化させ、もって吸，排気弁のリフト特性を可変制御するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の内燃機関の可変動弁装置にあっては、機関と連動して回転する駆動軸と、揺動カムを支持する支軸と、が別個に設けられているため、部品点数，配置スペースの増加を招聘するとともに、駆動軸と支軸との軸心ズレに起因して、リフト特性の制御精度の低下を招く虞がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するとともに、更に改良された新規な内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【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、機関の回転に連動して回転する駆動軸と、この駆動軸の外周に相対回転可能に設けられ、吸気弁又は排気弁を駆動する揺動カムと、上記駆動軸の外周に偏心して設けられた偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に設けられたリング状リンクと、上記駆動軸と略平行に設けられた制御軸と、この制御軸の外周に偏心して設けられた制御カムと、この制御カムの外周に相対回転可能に設けられ、その一端で上記リング状リンクの一端と連結するロッカアームと、このロッカアームの他端と上記揺動カムの先端とを連結するロッド状リンクと、を有することを１つの特徴としている。
【０００７】
このような構成により、機関の回転に連動して駆動軸が軸周りに回転すると、偏心カムを介してリング状リンクが並進移動し、これに応じてロッカアームが制御カムの軸心周りに揺動し、かつ、ロッド状リンクを介して揺動カムが揺動して、吸気弁又は排気弁が開閉駆動される。
【０００８】
また、機関の運転状態に応じて制御軸を回転制御することにより、ロッカアームの揺動支点となる制御カムの軸心位置が変化して、吸，排気弁のリフト特性が可変制御される。
【０００９】
このような本発明においては、吸，排気弁を駆動する揺動カムが、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設けられているため、上記の従来例のように揺動カムを支持する支軸を設ける必要がない。このため、部品点数，配置スペースの低減化を図ることができ、また従来のように駆動軸と支軸との軸心ズレを生じることもないので、リフト特性の制御精度の向上を図ることができる。更に、各部材の連結部が面接触となっているため、耐磨耗性に優れており、潤滑も行い易い。
【００１０】
しかしながら、このような構成の可変動弁装置では、特に機関が中速回転域で運転されている際に、ロッカアームに作用する荷重の方向が最大リフト点を境に逆転する現象を生じることがある。具体的に詳述すると、最大リフト点を境に、吸，排気弁に対する揺動カムの摺動方向が逆転するため、揺動カムに作用する摩擦力の向きが逆転する。この関係で、ロッカアームの揺動中心に、例えば最大リフトの直前では駆動軸側の押し荷重が作用する一方、最大リフトの直後では逆向き、つまり反駆動軸側の引張り荷重が作用する場合がある。
【００１１】
このように、最大リフト点を境にロッカアームに作用する荷重方向が逆転した場合、ロッカアームの内周と上記制御カムの外周との滑り軸受部分で、ロッカアームが滑り軸受部分のクリアランス分だけ急激に移動し、制御カム外周に強く衝突して打音を発生する虞がある。このような打音を防止するために、滑り軸受部分のクリアランスを小さくすると、摩擦抵抗の増加や、摩擦発熱による温度の上昇を招聘してしまう。そこで耐摩耗性，耐スカッフ性を確保するために、この滑り軸受部分に特殊な材料を用いて強度向上を図ることも考えられるが、コストの増加等を招き、好ましくない。
【００１２】
そこで、請求項１の発明は、上記ロッカアームの内周と上記制御カムの外周との滑り軸受部分に、潤滑油が導入される油溝を形成し、上記制御軸の回転位置及び揺動カムの揺動位置に応じて上記吸気弁又は排気弁のリフト量が最大となった最大リフト状態で、上記油溝が、上記制御カムの軸心から見て上記駆動軸の反対側に位置するように設定したことを特徴としている。
【００１３】
また、好ましくは、上記ロッカアームの内周と上記制御カムの外周との滑り軸受部分に、潤滑油が導入される油溝を形成し、
上記ロッカアームの揺動中心と上記ロッカアームのロッド状リンクとの連結点とを結ぶ第１の線と、上記ロッカアームの揺動中心と上記ロッカアームのリング状リンクとの連結点とを結ぶ第２の線とのなす角度をθｒとし、
上記制御軸の回転位置及び揺動カムの揺動位置に応じて上記吸気弁又は排気弁のリフト量が最大となる最大リフト状態において、上記ロッド状リンクの両端の連結点間を互いに結ぶ線と上記第１の線とのなす角度をθ１，上記リング状リンクの両端の連結点間を互いに結ぶ線と上記第１の線とのなす角度をθ２とし、
上記ロッカアームのロッド状リンクとの連結点と、上記ロッカアームの揺動中心との距離をＬ１とし、
上記ロッカアームのリング状リンクとの連結点と、上記ロッカアームの揺動中心との距離をＬ２とし、
上記Ｌ１／Ｌ２をαとした場合、
上記油溝の中央部と上記第１の線とのなす角度θｃを、次式に従って設定したことを特徴としている。
【００１４】
【数２】
【００１５】
このような請求項１の発明によれば、例えば機関が中速回転域で運転しており、最大リフト状態でロッカアームに作用する合力の向きが逆転するような場合に、最大リフトの直前においてロッカアームへ作用する合力の方向に、上記の油溝が位置する形となる。言い換えると、最大リフトの直後にロッカアームへ作用する合力の方向と反対側に、上記の油溝が位置する形となる。
【００１６】
ここで、滑り軸受部分では、ロッカアームに作用する合力の方向と反対側で、ロッカアームの内周と制御カムの外周とが強く摺接し、上記合力の方向側にクリアランスが存在する。
【００１７】
従って、上記の最大リフト直前の状態で、クリアランスが存在する側に油溝が存在する形となり、このクリアランスに潤滑油が迅速かつ確実に導入され、このクリアランスが潤滑油で十分に満たされている状態が実現される。
【００１８】
このため、揺動カムが最大リフト点を通過し、摩擦力の逆転によりロッカアームに逆向きの合力が作用して、ロッカアームが滑り軸受部分のクリアランス分だけ移動しようとした場合に、このクリアランスに満たされている潤滑油の粘性抵抗によって、ロッカアームの移動に対向する力が効果的に与えられる。この力は、粘性抵抗に起因するために、ダンピング効果がある。従って、ロッカアームと制御カムとの衝突による衝撃力を効果的に低減でき、打音の発生等を抑制することができる。
【００１９】
一方、機関が高回転域で運転されているような場合、揺動カムの慣性力が大きくなるとともに、揺動カムの摩擦力が小さくなる関係で、上述した最大リフト点での合力方向の逆転現象は生じない。つまり、高回転域における最大リフト近傍では、ロッカアームの揺動中心に作用する合力の方向と反対側（反合力側）で、常にロッカアームの内周と制御カムの外周とが強く摺接する。従って、この滑り軸受部分の反合力側においては、摺動速度の上昇に伴い摩擦発熱温度が上昇するとともに、潤滑油粘度が低下し、特に最大リフト時には、最大慣性力荷重が作用するとともに、その摺動速度がゼロになるため、油膜形成が極めて困難な条件となる。
【００２０】
ここで、本発明によれば、このように荷重が大きく油膜形成が困難な滑り軸受部分の反合力側に、潤滑油が導入される油溝が形成される形となる。この結果、この部分に十分な潤滑油が供給されるようになって、十分な冷却効果が得られ、潤滑油粘度の低下を最小限に抑制することができる。よって、高速回転時も十分な潤滑油膜が形成されて、滑り軸受部分に特殊な材料を用いることなく、耐摩耗性、耐スカッフ性を確保することができる。
【００２１】
また、請求項２の発明は、上記制御軸には、潤滑油を導入する中空状の軸方向油路が形成され、この軸方向油路が形成された上記制御軸の内周から上記制御カムの外周に至る径方向油路を有し、上記最大リフト状態で、上記径方向油路と上記油溝とが周方向で互いに重なるように設定したことを特徴としている。
【００２２】
この場合、最大リフト近傍で、軸方向油路及び径方向油路を介して上記油溝に更に確実に潤滑油が供給されるようになり、上述したダンピング効果及び冷却性能等を更に向上することができる。
【００２３】
請求項３の発明は、上記油溝を、加工が容易な丸穴状に形成したことを特徴としている。
【００２４】
請求項４の発明は、機関のメインギャラリから上記制御軸へ直接的に潤滑油を供給するように構成したことを特徴としている。
【００２５】
この場合、油溝に、より多くの潤滑油を強制的に供給することができ、上述したダンピング，冷却等の効果を更に高めることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ロッカアームに作用する合力の向きが逆転する中速回転域での運転状態においては、最大リフトの直前の状態で、滑り軸受部分に存在するクリアランスに油溝を介して潤滑油が効果的に供給され、このクリアランスが潤滑油で満たされる形となる。この結果、最大リフト点を通過して合力の向きが逆転し、ロッカアームがクリアランス分だけ移動しようとした場合に、クリアランスに満たされた潤滑油によって、油膜のダンピング効果が十分作用し、ロッカアームの移動が効果的に減衰される。従って、ロッカアームの外周と制御カムの内周との衝突による打音の発生等を効果的に防止することができる。
【００２７】
一方、機関が高回転域で運転されているような場合、上述した合力方向の逆転現象は生じず、従って、滑り軸受部分では、ロッカアームに作用する合力の方向と反対側（反合力側）で、常にロッカアーム内周と制御カム外周とが強く摺接する。そして本発明によれば、荷重が大きく油膜形成が困難な滑り軸受部分の反合力側に、潤滑油が導入される油溝が形成される形となる。この結果、この部分に潤滑油が確実に供給されるようになって、十分な冷却効果が得られ、潤滑油粘度の低下を最小限に抑制することができる。よって、高速回転時にも潤滑油膜が良好に形成されて、滑り軸受部分に特殊な材料を用いることなく、十分な耐摩耗性，耐スカッフ性を確保することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１，２は、この発明の第１実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示している。
【００２９】
図１に示すように、シリンダヘッド１０の上部には、全気筒にわたって連続した駆動軸１２が設けられている。この駆動軸１２は、内部に潤滑油を導入する軸方向油路１２ａが形成された中空状に形成されており、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を介して機関のクランクシャフトに連動している。
【００３０】
この駆動軸１２の外周には、吸気弁１８を図外のバルブスプリングの反力に抗して開閉駆動する揺動カム１６が相対回転可能に外嵌されている。また、駆動軸１２の外周には、この駆動軸１２の軸心に対して所定量偏心した偏心カム２０が固定されており、この偏心カム２０の外周に、リング状リンク２２が相対回転可能に外嵌されている。
【００３１】
このような駆動軸１２と略平行に配設された制御軸２４は、潤滑油を導入する軸方向油路２４ａが形成された中空状に形成されており、図外のアクチュエータ等により機関の運転状態に応じて所定の角度範囲で回転制御されるようになっている。この制御軸２４の外周には、制御軸２４の軸心に対して所定量偏心した制御カム２６が固定されており、この制御カム２６の外周には、軸方向視で略Ｌ字状をなすロッカアーム２８の中央部が相対回転可能に外嵌されている。
【００３２】
なお、制御軸２４には、軸方向油路２４ａを形成する内周から制御カム２６の外周に至る径方向油路２４ｂが形成されている。そして、シリンダヘッド１０側から供給される潤滑油は、軸方向油路２４ａ及び径方向油路２４ｂを経由して、ロッカアーム２８の内周と制御カム２６の外周とが摺接する滑り軸受部分４４を潤滑するようになっている。
【００３３】
上記のロッカアーム２８の一端と、リング状リンク２２の先端とは、両者を挿通する第１ピン３２を介して相対回転可能に連結されている。また、ロッカアーム２８の他端と、上記の揺動カム１６の先端とは、ロッド状リンク３０によって連結されている。より具体的には、揺動カム１６の先端と、ロッド状リンク３０の一端とは、両者を挿通する第２ピン３４を介して相対回転可能に連結されている。また、ロッド状リンク３０の他端と、ロッカアーム２８の他端とは、両者を挿通する第３ピン３６を介して相対回転可能に連結されている。
【００３４】
なお、上記の駆動軸１２及び制御軸２４は、一対のカムブラケット３８，４０及びボルト４２を介してシリンダヘッド１０の上部に回転可能に支持されている。
【００３５】
このような構成により、機関の回転に同期して駆動軸１２が軸周りに回転すると、偏心カム２０を介してリング状リンク２２が並進移動し、これに応じてロッカアーム２８が制御カム２６の軸心周りに揺動し、かつ、ロッド状リンク３０を介して揺動カム１６が揺動して、吸気弁１８が開閉駆動される。
【００３６】
また、機関の運転状態に応じて制御軸２４が回転制御されると、ロッカアーム２８の揺動支点となる制御カム２６の軸心位置が変化して、吸気弁１８のリフト特性が可変制御される。
【００３７】
このように本実施例では、吸気弁１８を駆動する揺動カム１６が、機関と連動して回転する駆動軸１２の外周に相対回転可能に外嵌する構成となっているから、上記従来例のように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。このため、部品点数，配置スペースの低減化を図ることができるとともに、従来例のように駆動軸と支軸との軸心ズレといった問題を生じることがなく、リフト特性の制御精度が向上する。また、各部材の連結部が面接触となっているため、耐磨耗性に優れており、潤滑も行い易い。
【００３８】
ここで本実施例では、ロッカアーム２８の内周と制御カム２６の外周との滑り軸受部分４４、より詳しくは、図２にも示すように、滑り軸受部分４４を形成するロッカアーム２８の内周に、潤滑油が導入される一対の油溝４６が凹設されている。各油溝４６は、軸方向に互いに所定量離間しており、かつ、周方向に長尺な所定の軸方向幅，深さ及び周方向長さに形成されている。
【００３９】
そして、制御軸２４の回転位置及び揺動カム１６の揺動位置に応じて、吸気弁１８のリフト量が最大となった最大リフト状態（図１の状態）、すなわち揺動カム１６が吸気弁１８を最も下方へ押し下げたタイミングにおいて、油溝４６が、制御カム２６の軸心（ロッカアーム２８の揺動中心）から見て駆動軸１２の反対側に位置するように設定している。すなわち、各油溝４６は、この実施例では、Ｌ字状に折曲するロッカアーム２８の外側に位置する形となっている。
【００４０】
更に本実施例では、この図１に示す最大リフト状態で、制御軸２４の径方向油路２４ｂと油溝４６とが周方向で互いに重なり合うように設定され、より好ましくは、径方向油路２４ｂと油溝４６とが軸方向でも互いに重なり合い、両者２４ｂ，４６が直接的に連通するように設定されている。
【００４１】
次に本実施例の作用を図１を参照して説明する。
【００４２】
滑り軸受部分４４を形成するロッカアーム２８には、モーメントで釣り合うロッド状リンク３０からの入力Ｆ１（Ｆ１’）及びリング状リンク２２からの入力Ｆ２（Ｆ２’）の合力Ｆｃ（Ｆｃ’）が、制御カム２６の軸心上に位置するロッカアーム２８の揺動中心に作用する。
【００４３】
機関が所定の低回転域で運転されている場合、揺動カム１６の慣性力Ｆｉが弱く、揺動カム１６を開弁方向（図１の上方向）へ付勢する吸気弁１８のバネ力Ｆｂ等により、上記の入力Ｆ１，Ｆ２は図１の上側に作用する形となる。従って、ロッカアーム２８の揺動中心に作用する合力Ｆｃは、制御カム２６の軸心から見て駆動軸１２の反対側（以下、反駆動軸側と略す）、つまり図１の上側に作用する押し荷重となる。この場合、滑り軸受部分４４では、制御カム２６の軸心から見て駆動軸１２側（以下、駆動軸側と略す）、つまり図１の下側で、制御カム２６の外周がロッカアーム２８の内周と強く摺接して押し荷重Ｆｃを支える形となる。
【００４４】
一方、高回転時の最大リフト近傍で揺動カム１６の慣性力Ｆｉが大きい場合のように、上記の場合と逆方向の入力Ｆ１’，Ｆ２’が作用すると、その合力Ｆｃ’は駆動軸側に作用する引張り荷重となる。この場合、滑り軸受部分４４では、反駆動軸側つまり図１の上側で、制御カム２６の外周がロッカアーム２８の内周と強く摺接して引張り荷重Ｆｃ’を支える形となる。
【００４５】
ところで、揺動カム１６がバネ力Ｆｂに抗して吸気弁１８を押し下げている時、すなわち揺動カム１６が図１の反時計回りの方向に揺動している時、つまり最大リフト前においては、吸気弁１８のバルブリフタ１８ａ上面と摺動する揺動カム１６のカム面に、図１で左方向の摩擦力Ｆｆが作用し、この摩擦力Ｆｆは、揺動カム１６，ロッド状リンク３０を介してロッカアーム２８を押す方向に作用する。一方、揺動カム１６が引き上げられている時、すなわち揺動カム１６が図１の時計回りの方向に揺動している時、つまり最大リフト後には、図１で右方向の摩擦力Ｆｆ’が作用し、この摩擦力Ｆｆ’は、ロッカアーム２８を引張る方向に作用する。これは、最大リフト点を境に摺動方向が逆転するためである。つまり、最大リフト点を境に、摺動部分の摩擦力は、滑り軸受部分４４に対し、逆向きの力を発生する。そして、ロッカアーム２８に作用する慣性力Ｆｉと逆転した摩擦力Ｆｆ’との合計がバネ力Ｆｂを上回ると、最大リフト点を境に滑り軸受部分４４に作用する荷重方向が逆転する。
【００４６】
機関が高回転域で運転されているような場合、回転の上昇とともに慣性力Ｆｉが増大する一方、潤滑状態が改善されて摩擦力Ｆｆ（Ｆｆ’）は小さくなる。このため、最大リフト近傍では、常に慣性力Ｆｉがバネ力Ｆｂと逆向きの摩擦力Ｆｆ’との合力を上回る形となる。従って、高回転時の最大リフト近傍では、ロッカアーム２８に常に引張り荷重Ｆｃ’が作用し、ロッカアーム２８の内周は、常に反駆動軸で制御カム２６と摺動する。
【００４７】
一方、回転数がある程度低い場合、慣性力Ｆｉが小さいため、上記の低回転域の場合と同様、最大リフト前ではバネ力Ｆｂが慣性力Ｆｉを上回る形となり、ロッカアーム２８には押し方向の荷重Ｆｃが作用する。この状態で最大リフト点を境に摩擦力の逆転が起こり、その摩擦力Ｆｆ’による引張り荷重がバネ力Ｆｂと慣性力Ｆｉとによる押し荷重を上回れば、ロッカアーム２８に作用する荷重の方向が、一瞬で押し荷重Ｆｃから引張り荷重Ｆｃ’へ逆向きに変化することになる。このように荷重の方向が一瞬で逆向きに変化する現象は、特に中速回転域で発生し易い。
【００４８】
本実施例によれば、このように荷重の方向が一瞬で逆向きに変化した場合、最大リフトの直後に、逆向きの合力Ｆｃ’によって、ロッカアーム２８が滑り軸受部分４４のクリアランス分だけ急激に移動することを効果的に抑制し、反駆動軸でロッカアーム２８の内周と制御カム２６の外周とが勢い良く衝突することを回避できる。
【００４９】
詳述すると、最大リフト直前の押し荷重Ｆｃが作用している状態では、滑り軸受部分４４の反駆動軸側（図１の上側）でクリアランスが大きく空いている。そして本実施例では、この滑り軸受部分４４の反駆動軸側に、潤滑油を導入する油溝４６が存在するため、滑り軸受部分４４のクリアランスに潤滑油が迅速かつ確実に導入され、このクリアランスが潤滑油で十分に満たされている状態が実現される。
【００５０】
この状態で、揺動カム１６が最大リフト点を通過し、摩擦力の逆転によりロッカアーム２８に逆向きの合力Ｆｃ’が作用すると、ロッカアーム２８が滑り軸受部分４４のクリアランス分だけ駆動軸側へ移動して、反駆動軸側で制御カム２６と衝突しようとする。しかしながら、本実施例では、滑り軸受部分４４の反駆動軸側のクリアランスが潤滑油で満たされているため、この潤滑油の粘性抵抗によって、ロッカアーム２８の移動に対向する力が効果的に与えられる。この力は、粘性抵抗に起因するために、ダンピング効果がある。従って、制御カム２６の軸心から見て駆動軸１２の反対側で、ロッカアーム２８と制御カム２６とが衝突する衝撃力を効果的に低減でき、打音の発生等を抑制することができる。
【００５１】
また、高回転域における最大リフト近傍では、上述したように、常に引張り荷重Ｆｃ’が作用し、滑り軸受部分４４の反駆動軸側でロッカアーム２８内周と制御カム２６外周とが強く摺接する。このため、滑り軸受部分４４の反駆動軸側で、摺動速度の上昇に伴って摩擦発熱温度が上昇し、潤滑油粘度が低下する。そして、最大リフト時には、この滑り軸受部分４４の反駆動軸側に、最大慣性力荷重が作用し、かつ摺動速度がゼロになる。つまり荷重が大きく摺動速度が小さいため、流体潤滑膜が非常に形成され難い条件となる。本実施例では、このように境界接触頻度が高く、境界潤滑能力や潤滑油自体の流体油膜形成能力が特に要求される滑り軸受部分４４の反駆動軸側に、油溝４６を設けているため、十分な冷却効果が得られ、潤滑油粘度の低下を最小限に抑制することができる。この結果、境界潤滑膜の保護作用が図られるとともに、潤滑油粘度を適切に保つことができ、ひいては、部品の直接的な接触を効果的に回避することができ、耐摩耗性，耐スカッフ性の向上を図ることができる。
【００５２】
また本実施例では、最大リフト状態で、制御軸２４の径方向油路２４ｂと油溝４６とが連通する構成としているため、制御軸２４の軸方向油路２４ａ及び径方向油路２４ｂを介して、油溝４６へ確実に潤滑油を供給することができ、上述した最大リフト前後でのダンピング効果及び冷却性能等を更に向上することができる。
【００５３】
次に、油溝４６の形成位置を、ロッカアーム２８の形状等により特定した第２実施例について、図３を参照して説明する。なお、基本的な構成は上記第１実施例と同様であり、重複する説明を省略する。
【００５４】
図３において、ロッカアーム２８における揺動中心（制御カム２６の軸心）５０とロッド状リンク３０との連結点５１とを結ぶ第１の線（ｘ軸）５２と、ロッカアーム２８における揺動中心５０とリング状リンク２２との連結点５３とを結ぶ第２の線５４と、のなす角度をθｒとする。また、最大リフト状態におけるロッド状リンク３０の両端の連結点間を互いに結ぶ線５５と第１の線５２とのなす角度をθ１，リング状リンク２２の両端の連結点間を互いに結ぶ線５６と第１の線５２とのなす角度をθ２とする。また、ロッカアーム２８とロッド状リンク３０との連結点５１と揺動中心５０との距離をＬ１，ロッカアーム２８とリング状リンク２２との連結点５３と揺動中心５０との距離をＬ２とし、ロッカー比Ｌ１／Ｌ２をαとする。
【００５５】
そして本実施例は、油溝４６の周方向中央部と、ｘ軸とのなす角度θｃを、次式に従って設定することを特徴としている。
【００５６】
【数３】
【００５７】
ここで、最大リフト近傍で、ロッカアーム２８における連結点５１に作用する入力をＦ１，連結点５３に作用する入力をＦ２，揺動中心５０に作用する合力をＦｃとして、上記の角度θｃと合力Ｆｃの角度との関係を検討する。
【００５８】
【数４】
【００５９】
このように、上記の角度θｃは、最大リフト近傍でロッカアーム２８に作用する荷重Ｆｃの向きと概略一致（ロッカアーム２８の摩擦力やリング状リンク２２，ロッド状リンク３０の慣性力等を無視すれば略完全に一致し、これらは、揺動カム１６の慣性力Ｆｉや吸気弁１８のバネ力Ｆｂに比して非常に小さいので無視できる）する。
【００６０】
つまり、本実施例によれば、リンク部材の配置等に関わらず、上記の角度θｃの方向に油溝４６の周方向中央部を設定することによって、上記の第１実施例と同様、最大リフト時に押し荷重Ｆｃが作用する方向に油溝４６が位置する形となり、上記の第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記の実施例に種々の変形，変更を加えることもできる。
【００６２】
例えば、図４に示すように、油溝４６Ａを加工の容易な丸穴形状としても良く、この場合でも、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
また、制御軸２４の軸方向油路２４ａに供給する潤滑油をメインギャラリから別経路で直接的に導く構成として、より高圧の潤滑油を供給する構成とすることもできる。この場合、上記の油溝４６（４６Ａ）に、より多くの潤滑油を強制的に供給することができ、上述したダンピング，冷却等の効果を更に高めることができる。
【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構成図。
【図２】第１実施例のロッカアームを単体で示し、（ａ）は断面図，（ｂ）は平面図。
【図３】本発明の第２実施例に係る説明図。
【図４】油溝の変形例を示し、（ａ）はロッカアームの正面図，（ｂ）は断面図。
【符号の説明】
１２…駆動軸
１６…揺動カム
１８…吸気弁
２０…偏心カム
２２…リング状リンク
２４…制御軸
２４ａ…軸方向油路
２４ｂ…径方向油路
２６…制御カム
２８…ロッカアーム
３０…ロッド状リンク
４４…滑り軸受部分
４６…油溝
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁又は排気弁の開閉時期や作動角を可変制御する可変動弁装置に関する。
【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、吸気弁又は排気弁（以下、吸，排気弁と略す）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可変動弁装置が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】
すなわち、この公報の可変動弁装置は、機関に連動して回転する駆動軸の外周に設けられたカムと、支軸の外周に設けられて吸，排気弁を駆動する揺動カムとを、制御軸外周の偏心カムに回転可能に外嵌するロッカアームで連携させている。そして、制御軸の回転位置を変化させることで、ロッカアームの姿勢を変化させ、もって吸，排気弁のリフト特性を可変制御するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の内燃機関の可変動弁装置にあっては、機関と連動して回転する駆動軸と、揺動カムを支持する支軸と、が別個に設けられているため、部品点数，配置スペースの増加を招聘するとともに、駆動軸と支軸との軸心ズレに起因して、リフト特性の制御精度の低下を招く虞がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するとともに、更に改良された新規な内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【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、機関の回転に連動して回転する駆動軸と、この駆動軸の外周に相対回転可能に設けられ、吸気弁又は排気弁を駆動する揺動カムと、上記駆動軸の外周に偏心して設けられた偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に設けられたリング状リンクと、上記駆動軸と略平行に設けられた制御軸と、この制御軸の外周に偏心して設けられた制御カムと、この制御カムの外周に相対回転可能に設けられ、その一端で上記リング状リンクの一端と連結するロッカアームと、このロッカアームの他端と上記揺動カムの先端とを連結するロッド状リンクと、を有することを１つの特徴としている。
【０００７】
このような構成により、機関の回転に連動して駆動軸が軸周りに回転すると、偏心カムを介してリング状リンクが並進移動し、これに応じてロッカアームが制御カムの軸心周りに揺動し、かつ、ロッド状リンクを介して揺動カムが揺動して、吸気弁又は排気弁が開閉駆動される。
【０００８】
また、機関の運転状態に応じて制御軸を回転制御することにより、ロッカアームの揺動支点となる制御カムの軸心位置が変化して、吸，排気弁のリフト特性が可変制御される。
【０００９】
このような本発明においては、吸，排気弁を駆動する揺動カムが、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設けられているため、上記の従来例のように揺動カムを支持する支軸を設ける必要がない。このため、部品点数，配置スペースの低減化を図ることができ、また従来のように駆動軸と支軸との軸心ズレを生じることもないので、リフト特性の制御精度の向上を図ることができる。更に、各部材の連結部が面接触となっているため、耐磨耗性に優れており、潤滑も行い易い。
【００１０】
しかしながら、このような構成の可変動弁装置では、特に機関が中速回転域で運転されている際に、ロッカアームに作用する荷重の方向が最大リフト点を境に逆転する現象を生じることがある。具体的に詳述すると、最大リフト点を境に、吸，排気弁に対する揺動カムの摺動方向が逆転するため、揺動カムに作用する摩擦力の向きが逆転する。この関係で、ロッカアームの揺動中心に、例えば最大リフトの直前では駆動軸側の押し荷重が作用する一方、最大リフトの直後では逆向き、つまり反駆動軸側の引張り荷重が作用する場合がある。
【００１１】
このように、最大リフト点を境にロッカアームに作用する荷重方向が逆転した場合、ロッカアームの内周と上記制御カムの外周との滑り軸受部分で、ロッカアームが滑り軸受部分のクリアランス分だけ急激に移動し、制御カム外周に強く衝突して打音を発生する虞がある。このような打音を防止するために、滑り軸受部分のクリアランスを小さくすると、摩擦抵抗の増加や、摩擦発熱による温度の上昇を招聘してしまう。そこで耐摩耗性，耐スカッフ性を確保するために、この滑り軸受部分に特殊な材料を用いて強度向上を図ることも考えられるが、コストの増加等を招き、好ましくない。
【００１２】
そこで、請求項１の発明は、上記ロッカアームの内周と上記制御カムの外周との滑り軸受部分に、潤滑油が導入される油溝を形成し、上記制御軸の回転位置及び揺動カムの揺動位置に応じて上記吸気弁又は排気弁のリフト量が最大となった最大リフト状態で、上記油溝が、上記制御カムの軸心から見て上記駆動軸の反対側に位置するように設定したことを特徴としている。
【００１３】
また、好ましくは、上記ロッカアームの内周と上記制御カムの外周との滑り軸受部分に、潤滑油が導入される油溝を形成し、
上記ロッカアームの揺動中心と上記ロッカアームのロッド状リンクとの連結点とを結ぶ第１の線と、上記ロッカアームの揺動中心と上記ロッカアームのリング状リンクとの連結点とを結ぶ第２の線とのなす角度をθｒとし、
上記制御軸の回転位置及び揺動カムの揺動位置に応じて上記吸気弁又は排気弁のリフト量が最大となる最大リフト状態において、上記ロッド状リンクの両端の連結点間を互いに結ぶ線と上記第１の線とのなす角度をθ１，上記リング状リンクの両端の連結点間を互いに結ぶ線と上記第１の線とのなす角度をθ２とし、
上記ロッカアームのロッド状リンクとの連結点と、上記ロッカアームの揺動中心との距離をＬ１とし、
上記ロッカアームのリング状リンクとの連結点と、上記ロッカアームの揺動中心との距離をＬ２とし、
上記Ｌ１／Ｌ２をαとした場合、
上記油溝の中央部と上記第１の線とのなす角度θｃを、次式に従って設定したことを特徴としている。
【００１４】
【数２】
このような請求項１の発明によれば、例えば機関が中速回転域で運転しており、最大リフト状態でロッカアームに作用する合力の向きが逆転するような場合に、最大リフトの直前においてロッカアームへ作用する合力の方向に、上記の油溝が位置する形となる。言い換えると、最大リフトの直後にロッカアームへ作用する合力の方向と反対側に、上記の油溝が位置する形となる。
【００１６】
ここで、滑り軸受部分では、ロッカアームに作用する合力の方向と反対側で、ロッカアームの内周と制御カムの外周とが強く摺接し、上記合力の方向側にクリアランスが存在する。
【００１７】
従って、上記の最大リフト直前の状態で、クリアランスが存在する側に油溝が存在する形となり、このクリアランスに潤滑油が迅速かつ確実に導入され、このクリアランスが潤滑油で十分に満たされている状態が実現される。
【００１８】
このため、揺動カムが最大リフト点を通過し、摩擦力の逆転によりロッカアームに逆向きの合力が作用して、ロッカアームが滑り軸受部分のクリアランス分だけ移動しようとした場合に、このクリアランスに満たされている潤滑油の粘性抵抗によって、ロッカアームの移動に対向する力が効果的に与えられる。この力は、粘性抵抗に起因するために、ダンピング効果がある。従って、ロッカアームと制御カムとの衝突による衝撃力を効果的に低減でき、打音の発生等を抑制することができる。
【００１９】
一方、機関が高回転域で運転されているような場合、揺動カムの慣性力が大きくなるとともに、揺動カムの摩擦力が小さくなる関係で、上述した最大リフト点での合力方向の逆転現象は生じない。つまり、高回転域における最大リフト近傍では、ロッカアームの揺動中心に作用する合力の方向と反対側（反合力側）で、常にロッカアームの内周と制御カムの外周とが強く摺接する。従って、この滑り軸受部分の反合力側においては、摺動速度の上昇に伴い摩擦発熱温度が上昇するとともに、潤滑油粘度が低下し、特に最大リフト時には、最大慣性力荷重が作用するとともに、その摺動速度がゼロになるため、油膜形成が極めて困難な条件となる。
【００２０】
ここで、本発明によれば、このように荷重が大きく油膜形成が困難な滑り軸受部分の反合力側に、潤滑油が導入される油溝が形成される形となる。この結果、この部分に十分な潤滑油が供給されるようになって、十分な冷却効果が得られ、潤滑油粘度の低下を最小限に抑制することができる。よって、高速回転時も十分な潤滑油膜が形成されて、滑り軸受部分に特殊な材料を用いることなく、耐摩耗性、耐スカッフ性を確保することができる。
【００２１】
また、請求項２の発明は、上記制御軸には、潤滑油を導入する中空状の軸方向油路が形成され、この軸方向油路が形成された上記制御軸の内周から上記制御カムの外周に至る径方向油路を有し、上記最大リフト状態で、上記径方向油路と上記油溝とが周方向で互いに重なるように設定したことを特徴としている。
【００２２】
この場合、最大リフト近傍で、軸方向油路及び径方向油路を介して上記油溝に更に確実に潤滑油が供給されるようになり、上述したダンピング効果及び冷却性能等を更に向上することができる。
【００２３】
請求項３の発明は、上記油溝を、加工が容易な丸穴状に形成したことを特徴としている。
【００２４】
請求項４の発明は、機関のメインギャラリから上記制御軸へ直接的に潤滑油を供給するように構成したことを特徴としている。
【００２５】
この場合、油溝に、より多くの潤滑油を強制的に供給することができ、上述したダンピング，冷却等の効果を更に高めることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ロッカアームに作用する合力の向きが逆転する中速回転域での運転状態においては、最大リフトの直前の状態で、滑り軸受部分に存在するクリアランスに油溝を介して潤滑油が効果的に供給され、このクリアランスが潤滑油で満たされる形となる。この結果、最大リフト点を通過して合力の向きが逆転し、ロッカアームがクリアランス分だけ移動しようとした場合に、クリアランスに満たされた潤滑油によって、油膜のダンピング効果が十分作用し、ロッカアームの移動が効果的に減衰される。従って、ロッカアームの外周と制御カムの内周との衝突による打音の発生等を効果的に防止することができる。
【００２７】
一方、機関が高回転域で運転されているような場合、上述した合力方向の逆転現象は生じず、従って、滑り軸受部分では、ロッカアームに作用する合力の方向と反対側（反合力側）で、常にロッカアーム内周と制御カム外周とが強く摺接する。そして本発明によれば、荷重が大きく油膜形成が困難な滑り軸受部分の反合力側に、潤滑油が導入される油溝が形成される形となる。この結果、この部分に潤滑油が確実に供給されるようになって、十分な冷却効果が得られ、潤滑油粘度の低下を最小限に抑制することができる。よって、高速回転時にも潤滑油膜が良好に形成されて、滑り軸受部分に特殊な材料を用いることなく、十分な耐摩耗性，耐スカッフ性を確保することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１，２は、この発明の第１実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示している。
【００２９】
図１に示すように、シリンダヘッド１０の上部には、全気筒にわたって連続した駆動軸１２が設けられている。この駆動軸１２は、内部に潤滑油を導入する軸方向油路１２ａが形成された中空状に形成されており、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を介して機関のクランクシャフトに連動している。
【００３０】
この駆動軸１２の外周には、吸気弁１８を図外のバルブスプリングの反力に抗して開閉駆動する揺動カム１６が相対回転可能に外嵌されている。また、駆動軸１２の外周には、この駆動軸１２の軸心に対して所定量偏心した偏心カム２０が固定されており、この偏心カム２０の外周に、リング状リンク２２が相対回転可能に外嵌されている。
【００３１】
このような駆動軸１２と略平行に配設された制御軸２４は、潤滑油を導入する軸方向油路２４ａが形成された中空状に形成されており、図外のアクチュエータ等により機関の運転状態に応じて所定の角度範囲で回転制御されるようになっている。この制御軸２４の外周には、制御軸２４の軸心に対して所定量偏心した制御カム２６が固定されており、この制御カム２６の外周には、軸方向視で略Ｌ字状をなすロッカアーム２８の中央部が相対回転可能に外嵌されている。
【００３２】
なお、制御軸２４には、軸方向油路２４ａを形成する内周から制御カム２６の外周に至る径方向油路２４ｂが形成されている。そして、シリンダヘッド１０側から供給される潤滑油は、軸方向油路２４ａ及び径方向油路２４ｂを経由して、ロッカアーム２８の内周と制御カム２６の外周とが摺接する滑り軸受部分４４を潤滑するようになっている。
【００３３】
上記のロッカアーム２８の一端と、リング状リンク２２の先端とは、両者を挿通する第１ピン３２を介して相対回転可能に連結されている。また、ロッカアーム２８の他端と、上記の揺動カム１６の先端とは、ロッド状リンク３０によって連結されている。より具体的には、揺動カム１６の先端と、ロッド状リンク３０の一端とは、両者を挿通する第２ピン３４を介して相対回転可能に連結されている。また、ロッド状リンク３０の他端と、ロッカアーム２８の他端とは、両者を挿通する第３ピン３６を介して相対回転可能に連結されている。
【００３４】
なお、上記の駆動軸１２及び制御軸２４は、一対のカムブラケット３８，４０及びボルト４２を介してシリンダヘッド１０の上部に回転可能に支持されている。
【００３５】
このような構成により、機関の回転に同期して駆動軸１２が軸周りに回転すると、偏心カム２０を介してリング状リンク２２が並進移動し、これに応じてロッカアーム２８が制御カム２６の軸心周りに揺動し、かつ、ロッド状リンク３０を介して揺動カム１６が揺動して、吸気弁１８が開閉駆動される。
【００３６】
また、機関の運転状態に応じて制御軸２４が回転制御されると、ロッカアーム２８の揺動支点となる制御カム２６の軸心位置が変化して、吸気弁１８のリフト特性が可変制御される。
【００３７】
このように本実施例では、吸気弁１８を駆動する揺動カム１６が、機関と連動して回転する駆動軸１２の外周に相対回転可能に外嵌する構成となっているから、上記従来例のように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。このため、部品点数，配置スペースの低減化を図ることができるとともに、従来例のように駆動軸と支軸との軸心ズレといった問題を生じることがなく、リフト特性の制御精度が向上する。また、各部材の連結部が面接触となっているため、耐磨耗性に優れており、潤滑も行い易い。
【００３８】
ここで本実施例では、ロッカアーム２８の内周と制御カム２６の外周との滑り軸受部分４４、より詳しくは、図２にも示すように、滑り軸受部分４４を形成するロッカアーム２８の内周に、潤滑油が導入される一対の油溝４６が凹設されている。各油溝４６は、軸方向に互いに所定量離間しており、かつ、周方向に長尺な所定の軸方向幅，深さ及び周方向長さに形成されている。
【００３９】
そして、制御軸２４の回転位置及び揺動カム１６の揺動位置に応じて、吸気弁１８のリフト量が最大となった最大リフト状態（図１の状態）、すなわち揺動カム１６が吸気弁１８を最も下方へ押し下げたタイミングにおいて、油溝４６が、制御カム２６の軸心（ロッカアーム２８の揺動中心）から見て駆動軸１２の反対側に位置するように設定している。すなわち、各油溝４６は、この実施例では、Ｌ字状に折曲するロッカアーム２８の外側に位置する形となっている。
【００４０】
更に本実施例では、この図１に示す最大リフト状態で、制御軸２４の径方向油路２４ｂと油溝４６とが周方向で互いに重なり合うように設定され、より好ましくは、径方向油路２４ｂと油溝４６とが軸方向でも互いに重なり合い、両者２４ｂ，４６が直接的に連通するように設定されている。
【００４１】
次に本実施例の作用を図１を参照して説明する。
【００４２】
滑り軸受部分４４を形成するロッカアーム２８には、モーメントで釣り合うロッド状リンク３０からの入力Ｆ１（Ｆ１’）及びリング状リンク２２からの入力Ｆ２（Ｆ２’）の合力Ｆｃ（Ｆｃ’）が、制御カム２６の軸心上に位置するロッカアーム２８の揺動中心に作用する。
【００４３】
機関が所定の低回転域で運転されている場合、揺動カム１６の慣性力Ｆｉが弱く、揺動カム１６を開弁方向（図１の上方向）へ付勢する吸気弁１８のバネ力Ｆｂ等により、上記の入力Ｆ１，Ｆ２は図１の上側に作用する形となる。従って、ロッカアーム２８の揺動中心に作用する合力Ｆｃは、制御カム２６の軸心から見て駆動軸１２の反対側（以下、反駆動軸側と略す）、つまり図１の上側に作用する押し荷重となる。この場合、滑り軸受部分４４では、制御カム２６の軸心から見て駆動軸１２側（以下、駆動軸側と略す）、つまり図１の下側で、制御カム２６の外周がロッカアーム２８の内周と強く摺接して押し荷重Ｆｃを支える形となる。
【００４４】
一方、高回転時の最大リフト近傍で揺動カム１６の慣性力Ｆｉが大きい場合のように、上記の場合と逆方向の入力Ｆ１’，Ｆ２’が作用すると、その合力Ｆｃ’は駆動軸側に作用する引張り荷重となる。この場合、滑り軸受部分４４では、反駆動軸側つまり図１の上側で、制御カム２６の外周がロッカアーム２８の内周と強く摺接して引張り荷重Ｆｃ’を支える形となる。
【００４５】
ところで、揺動カム１６がバネ力Ｆｂに抗して吸気弁１８を押し下げている時、すなわち揺動カム１６が図１の反時計回りの方向に揺動している時、つまり最大リフト前においては、吸気弁１８のバルブリフタ１８ａ上面と摺動する揺動カム１６のカム面に、図１で左方向の摩擦力Ｆｆが作用し、この摩擦力Ｆｆは、揺動カム１６，ロッド状リンク３０を介してロッカアーム２８を押す方向に作用する。一方、揺動カム１６が引き上げられている時、すなわち揺動カム１６が図１の時計回りの方向に揺動している時、つまり最大リフト後には、図１で右方向の摩擦力Ｆｆ’が作用し、この摩擦力Ｆｆ’は、ロッカアーム２８を引張る方向に作用する。これは、最大リフト点を境に摺動方向が逆転するためである。つまり、最大リフト点を境に、摺動部分の摩擦力は、滑り軸受部分４４に対し、逆向きの力を発生する。そして、ロッカアーム２８に作用する慣性力Ｆｉと逆転した摩擦力Ｆｆ’との合計がバネ力Ｆｂを上回ると、最大リフト点を境に滑り軸受部分４４に作用する荷重方向が逆転する。
【００４６】
機関が高回転域で運転されているような場合、回転の上昇とともに慣性力Ｆｉが増大する一方、潤滑状態が改善されて摩擦力Ｆｆ（Ｆｆ’）は小さくなる。このため、最大リフト近傍では、常に慣性力Ｆｉがバネ力Ｆｂと逆向きの摩擦力Ｆｆ’との合力を上回る形となる。従って、高回転時の最大リフト近傍では、ロッカアーム２８に常に引張り荷重Ｆｃ’が作用し、ロッカアーム２８の内周は、常に反駆動軸で制御カム２６と摺動する。
【００４７】
一方、回転数がある程度低い場合、慣性力Ｆｉが小さいため、上記の低回転域の場合と同様、最大リフト前ではバネ力Ｆｂが慣性力Ｆｉを上回る形となり、ロッカアーム２８には押し方向の荷重Ｆｃが作用する。この状態で最大リフト点を境に摩擦力の逆転が起こり、その摩擦力Ｆｆ’による引張り荷重がバネ力Ｆｂと慣性力Ｆｉとによる押し荷重を上回れば、ロッカアーム２８に作用する荷重の方向が、一瞬で押し荷重Ｆｃから引張り荷重Ｆｃ’へ逆向きに変化することになる。このように荷重の方向が一瞬で逆向きに変化する現象は、特に中速回転域で発生し易い。
【００４８】
本実施例によれば、このように荷重の方向が一瞬で逆向きに変化した場合、最大リフトの直後に、逆向きの合力Ｆｃ’によって、ロッカアーム２８が滑り軸受部分４４のクリアランス分だけ急激に移動することを効果的に抑制し、反駆動軸でロッカアーム２８の内周と制御カム２６の外周とが勢い良く衝突することを回避できる。
【００４９】
詳述すると、最大リフト直前の押し荷重Ｆｃが作用している状態では、滑り軸受部分４４の反駆動軸側（図１の上側）でクリアランスが大きく空いている。そして本実施例では、この滑り軸受部分４４の反駆動軸側に、潤滑油を導入する油溝４６が存在するため、滑り軸受部分４４のクリアランスに潤滑油が迅速かつ確実に導入され、このクリアランスが潤滑油で十分に満たされている状態が実現される。
【００５０】
この状態で、揺動カム１６が最大リフト点を通過し、摩擦力の逆転によりロッカアーム２８に逆向きの合力Ｆｃ’が作用すると、ロッカアーム２８が滑り軸受部分４４のクリアランス分だけ駆動軸側へ移動して、反駆動軸側で制御カム２６と衝突しようとする。しかしながら、本実施例では、滑り軸受部分４４の反駆動軸側のクリアランスが潤滑油で満たされているため、この潤滑油の粘性抵抗によって、ロッカアーム２８の移動に対向する力が効果的に与えられる。この力は、粘性抵抗に起因するために、ダンピング効果がある。従って、制御カム２６の軸心から見て駆動軸１２の反対側で、ロッカアーム２８と制御カム２６とが衝突する衝撃力を効果的に低減でき、打音の発生等を抑制することができる。
【００５１】
また、高回転域における最大リフト近傍では、上述したように、常に引張り荷重Ｆｃ’が作用し、滑り軸受部分４４の反駆動軸側でロッカアーム２８内周と制御カム２６外周とが強く摺接する。このため、滑り軸受部分４４の反駆動軸側で、摺動速度の上昇に伴って摩擦発熱温度が上昇し、潤滑油粘度が低下する。そして、最大リフト時には、この滑り軸受部分４４の反駆動軸側に、最大慣性力荷重が作用し、かつ摺動速度がゼロになる。つまり荷重が大きく摺動速度が小さいため、流体潤滑膜が非常に形成され難い条件となる。本実施例では、このように境界接触頻度が高く、境界潤滑能力や潤滑油自体の流体油膜形成能力が特に要求される滑り軸受部分４４の反駆動軸側に、油溝４６を設けているため、十分な冷却効果が得られ、潤滑油粘度の低下を最小限に抑制することができる。この結果、境界潤滑膜の保護作用が図られるとともに、潤滑油粘度を適切に保つことができ、ひいては、部品の直接的な接触を効果的に回避することができ、耐摩耗性，耐スカッフ性の向上を図ることができる。
【００５２】
また本実施例では、最大リフト状態で、制御軸２４の径方向油路２４ｂと油溝４６とが連通する構成としているため、制御軸２４の軸方向油路２４ａ及び径方向油路２４ｂを介して、油溝４６へ確実に潤滑油を供給することができ、上述した最大リフト前後でのダンピング効果及び冷却性能等を更に向上することができる。
【００５３】
次に、油溝４６の形成位置を、ロッカアーム２８の形状等により特定した第２実施例について、図３を参照して説明する。なお、基本的な構成は上記第１実施例と同様であり、重複する説明を省略する。
【００５４】
図３において、ロッカアーム２８における揺動中心（制御カム２６の軸心）５０とロッド状リンク３０との連結点５１とを結ぶ第１の線（ｘ軸）５２と、ロッカアーム２８における揺動中心５０とリング状リンク２２との連結点５３とを結ぶ第２の線５４と、のなす角度をθｒとする。また、最大リフト状態におけるロッド状リンク３０の両端の連結点間を互いに結ぶ線５５と第１の線５２とのなす角度をθ１，リング状リンク２２の両端の連結点間を互いに結ぶ線５６と第１の線５２とのなす角度をθ２とする。また、ロッカアーム２８とロッド状リンク３０との連結点５１と揺動中心５０との距離をＬ１，ロッカアーム２８とリング状リンク２２との連結点５３と揺動中心５０との距離をＬ２とし、ロッカー比Ｌ１／Ｌ２をαとする。
【００５５】
そして本実施例は、油溝４６の周方向中央部と、ｘ軸とのなす角度θｃを、次式に従って設定することを特徴としている。
【００５６】
【数３】
ここで、最大リフト近傍で、ロッカアーム２８における連結点５１に作用する入力をＦ１，連結点５３に作用する入力をＦ２，揺動中心５０に作用する合力をＦｃとして、上記の角度θｃと合力Ｆｃの角度との関係を検討する。
【００５８】
【数４】
このように、上記の角度θｃは、最大リフト近傍でロッカアーム２８に作用する荷重Ｆｃの向きと概略一致（ロッカアーム２８の摩擦力やリング状リンク２２，ロッド状リンク３０の慣性力等を無視すれば略完全に一致し、これらは、揺動カム１６の慣性力Ｆｉや吸気弁１８のバネ力Ｆｂに比して非常に小さいので無視できる）する。
【００６０】
つまり、本実施例によれば、リンク部材の配置等に関わらず、上記の角度θｃの方向に油溝４６の周方向中央部を設定することによって、上記の第１実施例と同様、最大リフト時に押し荷重Ｆｃが作用する方向に油溝４６が位置する形となり、上記の第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記の実施例に種々の変形，変更を加えることもできる。
【００６２】
例えば、図４に示すように、油溝４６Ａを加工の容易な丸穴形状としても良く、この場合でも、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
また、制御軸２４の軸方向油路２４ａに供給する潤滑油をメインギャラリから別経路で直接的に導く構成として、より高圧の潤滑油を供給する構成とすることもできる。この場合、上記の油溝４６（４６Ａ）に、より多くの潤滑油を強制的に供給することができ、上述したダンピング，冷却等の効果を更に高めることができる。
【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構成図。
【図２】第１実施例のロッカアームを単体で示し、（ａ）は断面図，（ｂ）は平面図。
【図３】本発明の第２実施例に係る説明図。
【図４】油溝の変形例を示し、（ａ）はロッカアームの正面図，（ｂ）は断面図。
【符号の説明】
１２…駆動軸
１６…揺動カム
１８…吸気弁
２０…偏心カム
２２…リング状リンク
２４…制御軸
２４ａ…軸方向油路
２４ｂ…径方向油路
２６…制御カム
２８…ロッカアーム
３０…ロッド状リンク
４４…滑り軸受部分
４６…油溝
Claims (4)
- 機関の回転に連動して回転する駆動軸と、この駆動軸の外周に相対回転可能に設けられ、吸気弁又は排気弁を駆動する揺動カムと、上記駆動軸の外周に偏心して設けられた偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に設けられたリング状リンクと、上記駆動軸と略平行に設けられた制御軸と、この制御軸の外周に偏心して設けられた制御カムと、この制御カムの外周に相対回転可能に設けられ、その一端で上記リング状リンクの一端と連結するロッカアームと、このロッカアームの他端と上記揺動カムの先端とを連結するロッド状リンクと、を有し、
上記ロッカアームの内周と上記制御カムの外周との滑り軸受部分に、潤滑油が導入される油溝を形成し、
上記制御軸の回転位置及び揺動カムの揺動位置に応じて上記吸気弁又は排気弁のリフト量が最大となる最大リフト状態で、上記油溝が、上記制御カムの軸心から見て上記駆動軸の反対側に位置するように設定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 上記制御軸には、潤滑油を導入する中空状の軸方向油路が形成され、この軸方向油路が形成された上記制御軸の内周から上記制御カムの外周に至る径方向油路を有し、上記最大リフト状態で、上記径方向油路と上記油溝とが周方向で互いに重なるように設定した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。
- 上記油溝を丸穴状に形成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。
- 機関のメインギャラリから上記制御軸へ直接的に潤滑油を供給するように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01647199A JP4138128B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01647199A JP4138128B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213319A JP2000213319A (ja) | 2000-08-02 |
| JP4138128B2 true JP4138128B2 (ja) | 2008-08-20 |
Family
ID=11917190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01647199A Expired - Fee Related JP4138128B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4138128B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8249681B2 (en) | 2005-01-31 | 2012-08-21 | Given Imaging Ltd. | Device, system and method for in vivo analysis |
| US8663093B2 (en) | 2006-04-03 | 2014-03-04 | Given Imaging Ltd. | Device, system and method for in-vivo analysis |
| US8738106B2 (en) | 2005-01-31 | 2014-05-27 | Given Imaging, Ltd | Device, system and method for in vivo analysis |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5088240B2 (ja) * | 2008-06-04 | 2012-12-05 | 日産自動車株式会社 | エンジンの動弁機構 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0236883Y2 (ja) * | 1986-10-23 | 1990-10-05 | ||
| JPH0526242Y2 (ja) * | 1986-11-10 | 1993-07-02 | ||
| JP3419937B2 (ja) * | 1995-02-07 | 2003-06-23 | 日産自動車株式会社 | エンジンの弁作動装置 |
| JP3485434B2 (ja) * | 1997-04-04 | 2004-01-13 | 株式会社日立ユニシアオートモティブ | 内燃機関の動弁装置 |
| JP3881783B2 (ja) * | 1997-08-07 | 2007-02-14 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の可変動弁装置 |
-
1999
- 1999-01-26 JP JP01647199A patent/JP4138128B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8249681B2 (en) | 2005-01-31 | 2012-08-21 | Given Imaging Ltd. | Device, system and method for in vivo analysis |
| US8738106B2 (en) | 2005-01-31 | 2014-05-27 | Given Imaging, Ltd | Device, system and method for in vivo analysis |
| US8663093B2 (en) | 2006-04-03 | 2014-03-04 | Given Imaging Ltd. | Device, system and method for in-vivo analysis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000213319A (ja) | 2000-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4827865B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JP3893202B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| US20070144474A1 (en) | Variable valve operating mechanism | |
| KR100812880B1 (ko) | 내연 기관용 밸브 트레인 | |
| US6295958B2 (en) | Linkless variable valve actuation mechanism | |
| JPH0128206B2 (ja) | ||
| JP4138128B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JP4091709B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| EP2025887A1 (en) | Variable valve driving apparatus of internal combustion engine | |
| JP2003013764A (ja) | 内燃機関のピストン−クランク装置 | |
| US6497206B2 (en) | Engine with two cylinder banks each with a valve operating device enabling variation of valve timing and valve lift characteristic | |
| JP4177866B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JP6258383B2 (ja) | エンジンの可変バルブリフト装置 | |
| JP4136153B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JP2001234720A (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JP5119180B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JPH11229837A (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JP4345616B2 (ja) | エンジンの可変動弁装置 | |
| JP2017218953A (ja) | 内燃機関用のカム位相可変動弁装置 | |
| JP2019035404A (ja) | エンジンの可変バルブリフト装置 | |
| JP3986212B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁制御装置 | |
| JP2001003720A (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JP2018162772A (ja) | 遠心作動装置、及び内燃機関用動弁装置におけるカム位相可変機構 | |
| JP4153806B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JP4546435B2 (ja) | 内燃機関のリフト量可変動弁装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20041217 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051226 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080304 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080507 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080527 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080605 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |