JP4668257B2 - 内燃機関の可変動弁装置及びその駆動機構 - Google Patents

Description

本発明は、吸気弁や排気弁の例えばバルブリフト量を機関運転状態に応じて変更可能な内燃機関の可変動弁装置及びその駆動機構に関する。

この種の従来の可変動弁装置としては、以下の特許文献１に記載されたものがある。

概略を説明すれば、この可変動弁装置は、吸気弁側に適用されたもので、クランクシャフトの回転に同期して回転する駆動軸の外周に、軸心が前記駆動軸の軸心から偏心した駆動カムが設けられていると共に、該駆動カムの回転力が多節リンク状の伝達機構を介して伝達されて、吸気弁の上端部に有するバルブリフターの上面をカム面が摺接して吸気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる揺動カムを有している。

そして、機関運転状態に応じて電動モータや減速機構であるボール螺子手段からなる駆動機構によって制御軸を介して制御カムの回動位置を変化させることによって前記伝達機構の揺動支点を変化させ、これにより、前記揺動カムのカム面のバルブリフター上面に対する転接位置を変化させて、前記吸気弁のバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御するようになっている。
特願２００４−８５９０５号(特開２００５−２７３５０８号公報）

前記従来の可変動弁装置にあっては、前記駆動機構が、制御軸の後端側に配置されて機関のシリンダの後端から大きく突き出した状態になっている。このため、装置全体の軸方向の長さが大きくなり、この結果、機関の軸方向の長さが大きくなって、車両への搭載性が悪化している。

そこで、前記駆動機構を前記制御軸の軸方向の中間位置に設けることも考えられるが、前記制御軸が断面円形状に形成されていることから、駆動機構との連結構造が複雑になるおそれがあり、製造作業や組付作業が繁雑になると共に、コストの高騰を招来してしまう。

本発明は、前記従来の可変可変動弁装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、多気筒内燃機関に適用される可変動弁装置であって、気筒毎に設けられ、制御軸を回転させることによって機関弁の作動特性を変化させる可変機構と、前記制御軸の外周で、かつ軸方向における気筒間の位置に突設され、先端に前記制御軸の軸線とほぼ直交するように雌ねじ孔が形成された突出部と、該突出部に対して前記雌ねじ孔に螺着する固定ボルトを介して挟持状態に固定される固定部材と、該固定部材を介して前記制御軸に回転力を付与する駆動機構と、該駆動機構を機関の運転状態に応じて制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、制御軸と駆動機構とを、構造の簡単な突出部と固定ボルトと固定部材とによって前記制御軸の軸方向の中間位置、つまり、軸方向の気筒間の位置で連結するようにしたため、装置の軸方向の長尺化を抑制することができると共に、製造作業や組付作業が容易になり、コストの低減化が図れる。

以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施例を図面に基づいて詳述する。この実施例では、多気筒内燃機関の吸気弁側に適用したものであって、１気筒当たり２つの吸気弁を備えている。

ずなわち、可変動弁装置は、図１〜図４に示すように、シリンダヘッド１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられた１気筒当たり一対の吸気弁２，２と、機関前後方向に配置された内部中空状の駆動軸３と、気筒毎に配置されて、前記駆動軸３の外周面に同軸上に回転自在に支持されたカムシャフト４と、前記駆動軸３の所定位置に一体的に固定された駆動カム５と、前記カムシャフト４の両端部に一体に設けられて、各吸気弁２，２の上端部に配設されたバルブリフター６，６に摺接して各吸気弁２，２を開作動させる一対の揺動カム７，７と、前記駆動カム５と揺動カム７，７との間に配置されて、前記駆動カム５の回転力を揺動カム７，７の揺動力（開弁力）として伝達する伝達機構８と、該伝達機構８の作動位置を可変にする制御機構９とを備えている。

前記吸気弁２，２は、シリンダヘッド１の上端部に形成されたボアの底部とバルブステム上端部のスプリングリテーナとの間に弾装されたバルブスプリング１０，１０によって閉方向に付勢されている。なお、可変機構は、前記駆動軸３、カムシャフト４、揺動カム７及び伝達機構８及び制御機構９などよって構成されている。

前記駆動軸３は、機関前後方向に沿って配置されて、内部軸方向にメインオイルギャラリーと連通する油通路孔３ａが形成されていると共に、カムシャフト４のジャーナル部４ｂに対応した位置に図外の油孔が径方向に沿って貫通形成されている。また、この駆動軸３は、両端部がシリンダヘッド１の上部に設けられた図外の軸受によって回転自在に軸支されていると共に、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シャフトから回転力が伝達されている。

前記カムシャフト４は、前記駆動軸３の軸方向に沿ってほぼ円筒状に形成され、内部軸方向に前記駆動軸３の外周面に回転自在に支持される支軸孔４ａが貫通形成されていると共に、外周面のほぼ中央位置に形成された大径円筒状のジャーナル部４ｂが図外のカム軸受によって回転自在に軸支されている。

前記駆動カム５は、カム本体がほぼ円盤状に形成されて、該カム本体の軸心Ｙが駆動軸３の軸心Ｘから径方向へ所定量だけオフセットしていると共に、該カム本体の一側部軸方向に筒状部５ａが一体に設けられており、この筒状部５ａに径方向に穿設された固定部５ｂとこれに連続して形成された駆動軸３の固定孔に圧入された固定用ピンによって駆動軸３に固定されている。

前記各揺動カム７は、同一形状のほぼ雨滴状を呈し、基端部側がカムシャフト４を介して前記駆動軸３の軸心を中心として揺動するようになっていると共に、それぞれの下面には、各バルブリフター６の上面所定位置に当接するカム面７ａがそれぞれ形成されており、また、一方の揺動カム７の先端側のカムノーズ部７ｂにピン孔７ｃが巾方向から貫通形成されている。

前記伝達機構８は、前記駆動軸３の上方に配置されたロッカアーム１３と、該ロッカアーム１３の一端部１３ａと駆動カム５とを連係するリンクアーム１４と、ロッカアーム１３の他端部１３ｂと一方の揺動カム７とを連係するリンクロッド１５とを備えている。

前記ロッカアーム１３は、中央の筒状基部１３ｃの内部に支持孔１３ｄが横方向から貫通形成され、この支持孔１３ｄを介して後述する制御カム２０の外周に揺動自在に支持されている。また、ロッカアーム１３の一端部１３ａは、先端部の側部にピン１６が一体に突設されている一方、他端部１３ｂには、先端側に前記リンクロッド１５との関連で吸気弁２，２のバルブリフト量を調整するリフト調整機構２１が設けられている。

前記リンクアーム１４は、大径な円環部１４ａと、該円環部１４ａの外周面所定位置に突設された突出端１４ｂとを備え、円環部の中央位置には、前記駆動カム５の外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔１４ｃが形成されている一方、突出端１４ｂには、前記ピン１６が回転自在に挿通するピン孔が貫通形成されている。

前記リンクロッド１５は、プレス成形によって横断面ほぼコ字形状に形成されており、内側がコンパクト化を図るために、ほぼく字形状に折曲形成されていると共に、平行な２枚板状、つまり横断面ほぼコ字形状に形成された二股状の両端部１５ａ、１５ｂにピン孔がそれぞれ横方向に貫通形成されている。

また、リンクロッド１５は、二股状の一端部１５ａが前記両ピン孔に挿通した連結ピン１７と前記リフト調整機構２１を介してロッカアーム１３の他端部１３ｂに回転自在に連結されている。一方、他端部１５ｂは、前記各ピン孔と揺動カム７のカムノーズ部７ｂに形成されたピン孔にそれぞれ挿通された連結ピン１８を介して揺動カム７に回転自在に連結している。

前記リフト調整機構２１は、ロッカアーム１３の他端部１３ｂに一体に有するブロック状の連係部２２と、該連係部２２の上面から内部に形成された図外の雌ねじに上方から螺着したロック用ねじ２３と、前記雌ねじに下方から螺着した調整用ねじ２３ａ等から構成されており、可変機構の各構成部品の組付時に、前記調整用ねじ２３ａを回転することによって、リンクロッド１５の連係部２２に対する長さを変化させて各揺動カム７，７の開弁量を微調整するようになっている。

前記制御機構９は、前記駆動軸３の上方位置に配置された内部中空状の制御軸１９と、該制御軸１９の外周に一体に固定されてロッカアーム１３の揺動支点となる制御カム２０と、前記制御軸１９を回転制御する駆動機構２４と、該駆動機構２４を機関運転状態に応じて制御する制御手段である電子コントローラ２５と、を備えている。

前記制御軸１９は、図１〜図３及び図６などに示すように、駆動軸３と並行に機関前後方向に配設され、シリンダヘッド１の上端部に設けられた軸受部２６を介して回転自在に支持されていると共に、内部軸心方向に潤滑油通路２７が形成されている。また、制御軸１９の前記軸受部２６に支持されるジャーナル部１９ａとなる位置に、前記潤滑油通路２７と径方向から連通する通路孔１９ｂが形成されて、潤滑油通路２７から通路孔１９ｂを介して供給された潤滑油によってジャーナル部１９ａと軸受部２６との間が効果的に潤滑されるようになっている。なお、前記軸受部２６は、下側で前記駆動軸３の軸受けも兼用している。

また、前記制御軸１９は、図６、図７及び図１２に示すように、軸方向の所定の中間位置にほぼ円柱状の突出部２８が一体に設けられている。すなわち、この突出部２８は、前記制御軸１９の軸方向の２つの気筒間のほぼ中間位置でかつ制御軸１９の軸線とほぼ直交する方向に設けられ、外面から径方向へ突出形成されていると共に、先端部には平坦面状の第１座面２８ａが形成されている。また、前記第１座面２８ａのほぼ中央から内部軸方向に固定部である雌ねじ孔２８ｂが穿設されていると共に、前記制御軸１９の回転方向側の一側部には、平坦面状の第２座面２８ｃが形成されている。したがって、前記第１座面２８ａと第２座面２８ｃによってほぼＬ形状の座面が形成されるようになっている。前記雌ねじ孔２８ｂは、前記制御軸１９の潤滑油通路２７まで貫通形成されている。

一方、前記制御カム２０は、円筒状を呈し、軸心位置が肉厚部の分だけ制御軸１９の軸心から所定分だけ偏倚していると共に、軸方向の巾Ｗがロッカアーム１３の筒状基部１３ｃの巾長さ(支持孔１３ｄの巾長さ)よりも僅かに大きく形成され、これによって、作動中におけるロッカアーム１３の軸方向の倒れを規制するようになっている。

前記潤滑油通路２７は、図外のオイルポンプから圧送された潤滑油を各摺動部に供給する前記メインオイルギャラリーに連通していると共に、前記通路孔１９ｂの他に、前記制御軸１９と制御カム２０の内部に径方向へ沿って連続して形成された油孔２０ａを介して前記ロッカアーム１３の筒状基部１３ｃの支持孔１３ｄに連通しており、したがって、この潤滑油通路２７から供給された潤滑油によって制御カム２０の外周面と筒状基部１３ｃの支持孔１３ｄの内周面との間も効果的に潤滑されるようになっている。

さらに、前記ロッカアーム１３の筒状基部１３ｃ及び他端部１３ｂの内部には、図７に示すように、油孔１３ｅが径方向に沿って貫通形成されており、この油孔１３ｅは、一端が前記連通路の他端開口に適宜合致して連通する一方、他端が前記他端部１３ｂの段差面から前記調整用ねじ部材２３の頭部付近に指向している。なお、前記他端部１３ｂの段差面は、前記油孔３０を中心とした左右側が若干下り傾斜面状に形成されている。

前記駆動機構２４は、図１及び図２に示すように、前記突出部２８が位置するシリンダヘッド１の上端部に機関巾方向に沿って傾斜状に配置固定されており、一端側に配置された電動モータ３１と、他端側に配置されて、前記電動モータ３１の回転駆動力を減速する減速機構であるボール螺子伝達機構３２と、前記突出部２８に結合されて、前記ボール螺子伝達機構３２の駆動力を制御軸１９に伝達する固定部材である連結プレート３３と、から主として構成されている。

前記電動モ−タ３２は、モータケーシング３２ａの内部に収容された図外の電磁コイルや回転子などから構成された比例型のＤＣモータによって構成され、機関の運転状態を検出する前記電子コントローラ２５から出力された制御電流によって駆動されるようになっている。

前記電子コントローラ２５は、機関回転数を検出するクランク角センサや、吸入空気量を検出するエアーフローメータ、機関の水温を検出する水温センサ及び制御軸１９の回転位置を検出するポテンショメータ等の各種のセンサからの検出信号をフィードバックして現在の機関運転状態を演算などにより検出して、前記電動モータに制御信号を出力している。

前記ボール螺子伝達機構３２は、前記モータケーシング３２ａに軸方向から結合されたハウジング３４と、該ハウジング３４の内部に収容され、電動モータ３０の駆動シャフト３０ｂとほぼ同軸上に配置された出力軸であるボール螺子軸３５と、該ボール螺子軸３５の外周に螺合する移動部材であるボールナット３６と、前記ボールナット３６と前記制御軸１９とを前記突出部２８と連結プレート３３を介して連結する連係アーム３７と、から主として構成されている。

前記ハウジング３４は、図１〜図５に示すように、前記ボール螺子軸３５などを収容したほぼ円筒状のハウジング本体３４ａと、該ハウジング本体３４ａの前後に一体に設けられて、シリンダヘッド１の上端部に固定される第１、第２ブラケット３８、３９とから構成されている。

前記第１ブラケット３８は、図１、図３及び図５に示すよう、断面ほぼく字形状に形成され、細長いブロック状の下端部３８ａの両側にシリンダヘッド１に締結固定する一対のボルト４０、４０が挿通するボルト挿通孔３８ｂ、３８ｂが上下に貫通形成されている。また、第１ブラケット３８は、プレート状に形成された上端部３８ｂのほぼ中央位置に、前記突出部２８に連結プレート３４を固定するための後述する固定ボルト４８を通過させる比較的大径な作業用孔３８ｃが貫通形成されている。

一方、第２ブラケット３９は、前記ハウジング本体３４ａの両側部に一体に設けられていると共に、それぞれにシリンダヘッド１に締結固定する一対のボルト４１が挿通するボルト挿通孔３９ａ、３９ａが上下に貫通形成されている。

したがって、前記駆動機構２４は、前記各ブラケット３８，３９を介して前記揺動カム７や伝達機構８などの可変機構の一部を上方から跨って配置されるようになっている。

前記ボール螺子軸３５は、両端部を除く外周面全体に所定幅のねじ部である図外のボール循環溝が螺旋状に連続して形成されていると共に、前記ハウジング３４ａ内の電動モータ３０側の一端開口部と他端部の小径部内にそれぞれ臨んだ両端部が第１、第２ボールベアリング４２、４３によって回転自在に軸受けされている。

前記電動モータ３６側の第１ボールベアリング４２は、１列のボール溝に複数のボールが転動自在に設けられ、アウターレースの外周面が一端開口部の内側に圧入固定されていると共に、ベアリングキャップ４４によって軸方向に位置決め固定されている。一方、先端側の第２ボールベアリング４３は、第１ボールベアリング４２とほぼ同じ構造であって、１列のボール溝に複数のボールが転動自在に設けられていると共に、アウターレースの外周面が他端壁の小径部の内部に圧入固定されている。

さらに、ボール螺子軸３５は、図１及び図２に示すように、一端部の先端部が横断面ほぼ四角形状に形成されて、前記電動モータ３０の駆動シャフト３０ｂの先端部と連結部材４５によって同軸上で軸方向移動可能に連結され、かかる結合によって電動モータ３０の回転駆動力を前記ボール螺子軸３５に伝達するようになっている。

前記ボールナット３６は、ほぼ円筒状に形成され、内周面に前記ボール循環溝と共同して複数のボールを転動自在に保持するガイド溝が螺旋状に連続して形成されていると共に、複数のボールの循環列をボールナット３６の軸方向の前後２個所に設定する２つのディフレクタが取り付けられている。

前記ボールナット４１は、各ボールを介してボール螺子軸３５の回転運動を直線運動に変換しつつ軸方向の移動力が付与されるようになっている。また、ボールナット４１は、軸方向のほぼ中央位置に前記連結アーム３７の一端部が枢支ピン４６によって回転自在に連結されている。

また、前記ボールナット４１は、後述するフランジ部によってその軸方向の移動範囲が所定範囲に規制され、電動モータ３０側へ最大に移動した位置(図１の位置)で前記吸気弁２，２が最小バルブリフトとなり、第２ボールベアリング４３側へ最大に移動した位置(図２の位置)で最大バルブリフトになるように設定されている。また、第２ボールベアリング４３側に有するハウジング段差面とボールナット４１の一端側に設けられたスプリングリテーナとの間に弾装された付勢手段であるコイルスプリング４７によって電動モータ３０側へ付勢されており、この最小バルブリフトとなる位置で前記第１ブラケット３８の作業用孔３８ｃの軸心と突出部２８の雌ねじ孔２８ｂの軸心がほぼ直線(一点鎖線)上に位置するように設定されている。

前記連結プレート３３は、図１、図２及び図９に示すように、ほぼへ字形状に形成されて、矩形板状のプレート本体４９と、該プレート本体４９の先端側に一体に設けられた連結部５０と、プレート本体４９と連結部５０との間の外面に一体に突設された断面矩形状の凸部５１と、を備えている。

前記プレート本体４９は、図９に示す平坦状の上面が前記突出部２８の第１座面２８ａに当接する平面状の第１着座面４９ａとして形成されていると共に、該第１着座面４９ａのほぼ中央位置に、締結手段である固定ボルト４８が挿通する貫通部であるボルト挿通孔４９ｂが貫通形成されている。

前記連結部５０は、外面がほぼ円弧状に形成されていると共に、内部巾方向に前記連係アーム３７の他端部と回転自在に連結する連結ピン４８が挿通するピン挿通孔５０ａが貫通形成されている。

前記凸部５１は、プレート本体４９に対してほぼ直角状に設けられて該プレート本体４９とともにほぼＬ字形状に形成されていると共に、プレート本体４９側の平坦な一側面が前記突出部２８の第２座面２８ｃに着座する第２着座面５１ａとして形成されており、突出部２８への組付時に位置決めストッパとして機能するようになっている。

そして、前記連結プレート３３を突出部２８に固定する際には、まず、連結プレート３３の凸部５１を上にして、各着座面４９ａ、５１ａを突出部２８の各座面２８ａ、２８ｃに着座させつつ横方向の位置決めを行う。この状態で前記ボルト挿通孔４８ｂと雌ねじ孔２８ｂが互いに合致するようになっている。その後、この前記固定ボルト４８の雄ねじ部をボルト挿通孔４９ｂに挿通させつつ前記突出部２８の雌ねじ孔２８ｂに螺着して締結することにより連結プレート３３を突出部２８に簡単かつ確実に固定することができる。

前記連係アーム３７は、プレス成形によって断面ほぼコ字形状に折曲されて細長いほぼ２枚板状に形成され、一端部が前述のように前記ボールナット３６のほぼ中央にピン４６を介して回転自在に連結されていると共に、他端部が前記連結部５０のピン孔５０ａに挿通した枢支ピン５２を介して連結プレート３３に回転自在に連結され、これによって、ボールナット３６の軸方向の移動力が前記制御軸１９を正逆回転させる力として伝達されるようになっている。

さらに、前記制御軸１９の突出部２８の側部には、図８及び図１２に示すように該制御軸１９の正逆の最大回転位置を規制する所定巾のフランジ部５３が一体的に設けられている。このフランジ部５３は、円盤状のフランジ本体５３ａと、該フランジ本体５３ａの外周に一体に設けられたほぼ扇形状のストッパ部５３ｂとからなり、前記フランジ本体５３ａは、その下半部がシリンダヘッド１の上端部に形成された半円弧状溝１ａ内に非接触状態で回転自在に嵌入している。一方、前記ストッパ部５３ｂは、その円周方向の角度長さが約９０°に設定されて、制御軸１９の正逆回転に伴いフランジ本体５３ａを介して正逆回転すると、その両端縁５３ｃ、５３ｄのいずれか一方が前記半円弧状溝１ａの両端縁１ｂ、１ｃのいずれか一方に当接して制御軸１９のそれ以上の回転が規制されるようになっている。

また、前記フランジ本体５３ａは、その下半分が半円弧状溝１ａに常時位置していることから、制御軸１９に軸方向の移動力が作用すると、左右両側面５３ｅ、５３ｆのいずれか一方が前記半円弧状溝１ａの対向両側面のいずれか一方に当接することによって、前記制御軸１９の軸方向の移動も規制できるようになっている。

以下、前記可変機構によるバルブリフト量の可変作用を簡単に説明する。

まず、例えば、機関の低回転域では、電子コントローラ２５から出力された制御電流によって電動モータ３０が回転駆動し、この回転トルクがボール螺子軸３５に伝達されて回転してボールナット３６が図１に示す位置に移動すると、この移動力が前記連係アーム３７、連結プレート３３及び突出部２８を介して制御軸１９に伝達されて一方向へ回転駆動されて、ストッパ部５３ｂによって図１０に示す一方向の最大回転位置に規制される。

したがって、制御カム２０が、一方向に回動して軸心が制御軸１９の軸心の回りを同一半径で回転し、肉厚部が駆動軸３から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム１３の他端部１３ｂとリンクロッド１５の枢支点（連結ピン１７）は、駆動軸３に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム７は、リンクロッド１５を介してカムノーズ部側が強制的に引き上げられる。

よって、駆動カム５が回転してリンクアーム１４を介してロッカアーム１３の一端部１３ａを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド１５を介して各揺動カム７及び各バルブリフター６に伝達されるが、吸気弁２，２のリフト量は十分小さくなる。

さらに、機関高回転領域に移行した場合は、電子コントローラ２５からの制御軸電流によって電動モータ３０が逆回転してボール螺子軸３５を同方向へ回転させると、この回転に伴って制御軸１９が制御カム２０を他方向へ回転させて、軸心が下方向へ移動する。このため、ロッカアーム１３は、今度は全体が駆動軸３方向に移動して他端部１３ｂによって揺動カム７のカムノーズ部を、リンクロッド１５を介して下方へ押圧して該各揺動カム７全体を所定量だけ図１に示す位置から反時計方向へ回動させる。したがって、図２に示すように、各揺動カム７の各バルブリフター６の上面に対するカム面７ａの当接位置が、カムノーズ部側（リフト部側）に移動する。

このため、吸気弁２の開作動時に駆動カム５が回転してロッカアーム１３の一端部１３ａを、リンクアーム１４を介して押し上げると、各バルブリフター６を介して吸気弁２，２のバルブリフト量が大きくなる。

また、機関停止時は、前記ボールナット４７がコイルスプリング４７のばね力によって図１に示す最小バルブリフト位置に付勢保持されるようになっている。したがって、機関の再始動性が良好になる。

そして、この実施例によれば、前記駆動機構２４が制御軸１９の軸方向の端部ではなく、軸方向の中間位置に配置したことから装置の軸方向の長尺化を抑制することができ、車両への搭載性が向上する。

しかも、前記制御軸１９とボールナット３６の連係アーム３７とを、構造の簡単な突出部２８と固定ボルト４８及び連結プレート３３を介して連結したことから、部品点数の増加が抑制されると共に、製造作業や組付作業が容易になり、コストの低減化が図れる。

また、例えば駆動機構２４のシリンダヘッド１の組み付け時には、コイルスプリング４７のばね力によってボールナット３６が図１に示す最小バルブリフトの位置に保持されていることから、第１ブラケット３８の作業用孔３８ｃの軸心と連結プレート３３のボルト挿通孔４９ｂ及び突出部２８の雌ねじ孔２８ｂがほぼ同一直線上に位置することから、前記固定ボルト４８を外側から作業用孔３８ｃを通過させて前記雌ねじ孔２８ｂへの螺着作業を容易に行うことが可能になる。これによって、各構成部品の組み付け作業能率の向上が図れる。

また、突出部２８に対する連結プレート３３の固定を固定ボルト４８によって行うことによって、固定作業の容易性は勿論のこと強固な固定状態が得られる。

さらに、この実施例では、前記駆動機構２４が、各ブラケット３８、３９を介して前記伝達機構８や制御軸１９などを上方から跨ぐような形でシリンダヘッド１上に取り付けられることから、駆動機構２４の取り付け作業が極めて容易になると共に、前後２つのブラケット３８，３９によって取り付けることから、取付強度が高くなる。

また、前記突出部２８は、前記フランジ部５３に対して近接して配置されていることから、例えば図１２の矢印で示すように、各ロッカアーム１３を対応する各制御カム２０に組み付ける際に、制御軸１９の両端部側から嵌挿させることができる。つまり、突出部２８やフランジ部５３が邪魔にならずに取り付けることができるため、かかる取付作業が容易になる。

さらに、前記突出部２８の雌ねじ孔２８ｂは、潤滑油通路２７まで延設されていることから、固定ボルト４８の雄ねじ部との間にも潤滑油が導入されるので、固定ボルト４８の錆による固着などが防止できる。

また、前記突出部２８を、各気筒間、つまり他の部品が存在しない各可変機構の間に設けられていることから、デッドスペースの有効利用が図れる。

さらに、前記連結プレート３３は、プレート本体４９の第１着座面４９ａと凸部５１の第２着座面５１ａが突出部２８の第１、第２座面２８ａ、２８ｃに対してほぼＬ字形状に着座することから、突出部２８への取り付け時における位置決めが容易になると共に、凸部５１によって適正な位置に保持することができるので、固定ボルト４８による固定作業が一層容易になる。また、連結プレート３３を突出部２８に組み付けた段階でボルト挿通孔４９ｂと雌ねじ孔２８ｂが合致することから、固定ボルト４８の締結作業が容易になる。

また、この実施例では、前記可変機構が作動中に、前記メインオイルギャラリーから潤滑油通路２７内に流入した潤滑油に一部は、通路孔１９ｂを通って前記ジャーナル部１９ａと軸受ブラケットとの間を潤滑するが、他の一部は、前記連通路内に流入する。

ここでロッカアーム１３の所定の揺動位置において連通路の他端開口と前記油孔１３ｅの一端開口が合致して連通すると、潤滑油は、前記連通路から油孔１３ｅ内を通って他端開口から吐出され、ここから他端部１３ｂの上面を伝って前記連係部２２の上面上から調整用ねじ部材２３付近を中心に左右に分かれて連係部２２の両側面を伝って前記連結ピン１７の外周面と各ピン孔の内周面との間に流れ込んで、該両者間を効果的かつ積極的に潤滑する。

さらに、ここから潤滑油は、リンクロッド１５の内面を伝って流下し、他端部１５ｂ付近まで来ると、今度は下側の連結ピン１８の外周面とピン孔及び揺動カム７側のピン孔の各内周面との間に供給されて、該両者間を効果的に潤滑する。

したがって、前記両連結ピン１７，１８及び各ピン孔に対して強制的な潤滑によってリンクロッド１５や揺動カム７の常時円滑な作動が得られる。

また、前記連通路に流入した潤滑油は、制御カム２０の外周面と支持孔１３ｄとの間にも強制的に供給されるため、該制御カム２０とロッカアーム１３との間も、効果的に潤滑されることは前述の通りである。

本発明は、前記実施例の構成に限定されるものではなく、例えば、駆動機構や可変機構を他の構造としてもよく、また、この装置を吸気弁の他に排気弁側に適用することも可能である。

さらに、固定部としては、前記雌ねじ孔２８ｂに限定されるものではなく、単に締結手段を固定用ピンとした場合に、この固定用ピンが圧入される圧入用孔などで構成してもよい。

本発明の可変動弁装置の実施例における可変機構及び駆動機構を示す断面図である。 本実施例における最大バルブリフト制御状態を示す断面図である。 本実施例における可変機構と駆動機構の要部斜視図である。 本実施例における可変機構と駆動機構の要部を断面して示す斜視図である。 本実施例における可変機構と駆動機構の要部平面図である。 本実施例における可変機構を示す側面図である。 本実施例における可変機構を示す平面図である。 本実施例における可変機構と駆動機構の一部を示す要部斜視図である。 本実施例に供される連結プレートを示す斜視図である。 本実施例に供されるフランジ部と半円弧状溝を示す断面図である。 同フランジ部と半円弧状溝の平面図である。 本実施例に供される制御軸にロッカアームを組み付ける状態を示す斜視図である。

符号の説明

１…シリンダヘッド
２…吸気弁（機関弁）
３…駆動軸
４…カムシャフト
５…駆動カム
７…揺動カム
８…伝達機構
９…制御機構
１３…ロッカアーム
１５…リンクロッド
１９…制御軸
２０…制御カム
２４…駆動機構
２７…潤滑油通路(中空孔)
２８…突出部
２８ａ…第１座面
２８ｂ…雌ねじ孔(固定部)
２８ｃ…第２座面
３０…電動モータ
３３…連結プレート(固定部材)
３４…ハウジング
３８・３９…ブラケット
３８ｃ…作業用孔
４７…コイルスプリング(付勢手段)
４９…プレート本体
４９ａ…第１着座面
４９ｂ…ボルト挿通孔
５１…凸部
５１ａ…第２着座面
５３…フランジ部
５３ａ…ストッパ部

Claims (17)

1. 多気筒内燃機関に適用される可変動弁装置であって、
   気筒毎に設けられ、制御軸を回転させることによって機関弁の作動特性を変化させる可変機構と、
   前記制御軸の外周で、かつ軸方向における気筒間の位置に突設され、先端に前記制御軸の軸線とほぼ直交するように雌ねじ孔が形成された突出部と、
   該突出部に対して前記雌ねじ孔に螺着する固定ボルトを介して挟持状態に固定される固定部材と、
   該固定部材を介して前記制御軸に回転力を付与する駆動機構と、
   該駆動機構を機関の運転状態に応じて制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記駆動機構のハウジングに設けられた固定用ブラケットに、前記固定ボルトを前記雌ねじ孔に螺着する際に、該固定ボルトを外方から前記雌ねじ孔方向に通過させる作業用孔を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記駆動機構は所定の作動範囲内を作動するように構成され、
   前記駆動機構が作動範囲の一方向へ作動した際に、前記作業用孔と雌ねじ孔がほぼ直線上に配置されるように構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記駆動機構には、該駆動機構を一方向へ作動させる付勢手段を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記可変機構は、機関弁のリフト量を可変制御する構成とし、
   前記作業用孔と雌ねじ孔がほぼ直線上となる位置は、前記駆動機構が可変機構を介して機関弁の最小リフトに制御した状態であることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
6. 請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記駆動機構のハウジングを、前記可変動弁装置を跨いだ状態で機関本体に固定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
7. 請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記制御軸の内部軸方向に潤滑油が流通する中空孔を形成する共に、該中空孔と前記固定部とを連通したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
8. 請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記可変機構は、クランクシャフトから回転力が伝達される駆動軸と、該駆動軸と一体に回転する駆動カムと、該駆動カムの回転力によって揺動運動することによって前記機関弁を開作動させる揺動カムと、によって構成され、前記制御軸に設けられた制御カムの回転によって前記揺動カムの揺動状態を変化させて前記機関弁の作動状態を変化させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
9. 請求項８に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記制御軸の突出部の軸方向側部に、前記制御軸の軸方向の移動を規制するフランジ部を隣接して設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
10. 請求項８に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記制御軸の突出部の軸方向側部に、前記制御軸の最大回転位置を規制するフランジ部を隣接して設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
11. 請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記駆動機構は、電動モータと、該電動モータによって回転駆動される出力軸と、該出力軸の回転に応じて前記出力軸の軸方向に沿って移動する移動部材と、該移動部材と前記固定部材とを揺動自在に連結する連係アームと、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
12. 請求項１１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記可変機構は、クランクシャフトから回転力が伝達される駆動軸と、該駆動軸と一体に回転する駆動カムと、前記制御軸に設けられた制御カムを支点として揺動自在に設けられ、前記駆動カムの回転によって揺動運動を行うロッカアームと、該ロッカアームの揺動運動によって揺動して前記機関弁を開作動させる揺動カムと、によって構成され、
    前記突出部を、前記制御軸の軸方向の前記駆動カムに対応した位置に設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
13. 多気筒内燃機関に適用される可変動弁装置であって、
    気筒毎に設けられ、制御軸を回転させることによって機関弁の作動特性を変化させる可変機構と、
    前記制御軸の外周でかつ軸方向における気筒間の位置に突設され、先端に前記制御軸の軸線とほぼ直交するように雌ねじ孔が形成された突出部と、
    該突出部の回転方向側面と当接可能な凸部と、該凸部側の平面と該平面と反対側の平面とを貫通して設けられ、前記凸部と前記突出部の回転方向側面が当接した際に、前記雌ねじ孔に合致する貫通部と、を有する固定部材と、
    前記貫通部に挿通すると共に、前記雌ねじ孔に螺着することによって前記固定部材を前記突出部に固定する固定ボルトと、
    前記固定部材に対して揺動自在に連結されて、該固定部材を介して前記制御軸に回転力を付与する駆動機構と、
    該駆動機構を機関の運転状態に応じて制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
14. 請求項１３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記突出部の回転方向側面に座面を形成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
15. 請求項１４に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記固定部材の凸部側の部位に、前記座面に着座する着座面を形成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
16. 請求項１５に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記突出部に設けられた前記座面と固定部材に設けられた着座面を、前記制御軸の軸線に沿った平面状に形成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
17. 軸方向における気筒間の位置に、外周側に突設されて先端に軸線とほぼ直交するように設けられた雌ねじ孔が形成された突出部を有する制御軸を回転制御することによって機関弁の作動特性を変化させる多気筒内燃機関の可変動弁装置の駆動機構であって、
    電動モータと、
    該電動モータによって回転駆動される出力軸と、
    該出力軸の回転に応じて前記出力軸の軸方向に沿って移動する移動部材と、
    前記突出部の回転方向側面と当接可能な凸部と、該凸部側の平面と該平面と反対側の平面とを貫通して設けられ、前記凸部と前記突出部の回転方向側面が当接した際に、前記雌ねじ孔に合致する貫通部と、を有する固定部材と、
    前記貫通部に挿通すると共に、前記雌ねじ孔に螺着することによって前記固定部材を前記突出部に固定する固定ボルトと、
    前記移動部材と前記固定部材とを揺動自在に連結するリンク部材と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置の駆動機構。

Images