JP5561480B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の可変動弁装置に係り、特にバルブのリフト特性を変更する内燃機関の可変動弁装置に関する。

車両の内燃機関には、駆動カムによって揺動するカムフォロアを設け、バルブを開閉するようにカムフォロアによって揺動される揺動カムを設け、カムフォロアから揺動カムに伝わる駆動力で揺動カムを揺動させてバルブを開閉する一方、揺動カムに伝わる駆動力でバルブのリフト特性を変更する可変動弁装置を設けているものがある。

特許第４３６２２４９号公報 特許第４０２６６３４号公報

特許文献１に係る可変動弁装置は、カム軸（駆動カム軸）の回転カム（駆動カム）によって揺動される第二介在アーム（カムフォロア）を設け、この第二介在アームによって揺動される第一介在アーム（揺動カム）を設け、この第一介在アームの揺動によってバルブを開閉するものであって、第二介在アームのアーム比を変えて第一介在アームの揺動量を変えるものである。
特許文献２に係る可変動弁装置は、駆動カムを備えたカム軸と平行に制御軸を配置し、この制御軸に揺動部材（揺動カム）を設け、駆動カムと揺動部材との間で駆動カムに接触する中間部材（カムフォロア）を設け、カム軸に制御部材を回転可能に設け、この制御部材に支持部材を設け、制御部材の回転を制御軸に連動させる回転連動機構を設け、制御軸の回転角度を変更し、中間部材の駆動カム面上での位置とスライド面上での位置を変化させるものである。

ところが、従来、上記の特許文献１、２では、ロッカアーム又は揺動カムにこれらロッカアーム及び揺動カムと相対的な位置が変化するローラと接触する接触面を設ける構造である。そのため、このローラの接触面を確保するために、上記の特許文献１では、長いロッカアームが必要となり、また、上記の特許文献２では、長い揺動カムが必要となり、このため、装置の大型化や内燃機関への搭載性が低下するという不都合があった。
また、図１０に示すように、従来の可変動弁装置では、バルブの最大リフト位置が略一定で（破線Ｐで示す）、バルブのリフト状態に応じてバルブタイミングを調整することが困難となり、ポンピングロスや燃費が増加するという不都合があった。

そこで、この発明の目的は、装置の小型化を図り、内燃機関への搭載性を向上する内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。

この発明は、駆動カムを備える駆動カム軸を設け、この駆動カム軸と平行に配置される揺動カム軸にはベース部とリフト部とを備える揺動カムを揺動自在に設け、長手方向一端部が支持軸に揺動可能に連結されるとともに長手方向他端部に前記駆動カムに接触するカムフォロアローラを備えたカムフォロアを設け、このカムフォロアを前記駆動カム軸と前記揺動カム軸との間で前記駆動カムの中心と前記揺動カムの中心とを結ぶ直線を横切る状態で配置し、前記カムフォロアの揺動を前記揺動カムに伝えてバルブを開閉する一方、前記カムフォロアローラの中心を前記揺動カムの中心に対して相対的に移動させることで前記バルブのリフト特性を変更する内燃機関の可変動弁装置において、中空状の本体部とこの本体部から径方向外側へ延びる制御アーム部とを備える制御軸を前記駆動カム軸の外周面に回転自在に設け、前記制御アーム部に前記支持軸を介して前記カムフォロアを揺動自在に取り付け、前記揺動カムには前記カムフォロアローラを間に挟んで前記駆動カムと対向する位置へ延びる揺動アーム部を設け、前記カムフォロアローラの中心軸及び前記揺動アーム部に長手方向両端部が回転自在に連結されるリンクアームによって前記カムフォロアローラの中心軸と前記揺動アーム部とを連結したことを特徴とする。

この発明は、装置の小型化を図り、内燃機関への搭載性を向上できる。

図１は内燃機関の可変動弁装置の分解斜視図である。（実施例） 図２は内燃機関の可変動弁装置の斜視図である。（実施例） 図３は内燃機関の可変動弁装置の平面図である。（実施例） 図４は図３のＩＶ−ＩＶ線による可変動弁装置の断面図である。（実施例） 内燃機関の可変動弁装置の正面図である。（実施例） 図６は図５のＶＩ−ＶＩ線による可変動弁装置の拡大断面図である。（実施例） 図７（Ａ）はバルブの大リフト・非作動時の動作を示す正面図である。図７（Ｂ）はバルブの大リフト・作動時の動作を示す正面図である。（実施例） 図８（Ａ）はバルブの小リフト・非作動時の動作を示す正面図である。図８（Ｂ）はバルブの小リフト・作動時の動作を示す正面図である。（実施例） クランク角に対するバルブのリフト量を示すグラフ図である。（実施例） 従来でクランク角に対するバルブのリフト量を示すグラフ図である。（従来例）

この発明は、装置の小型化を図り、内燃機関への搭載性を向上する目的を、カムフォロアにリンクアームを設け、このリンクアームを揺動カムに連結して実現するものである。

図１〜図９は、この発明の実施例を示すものである。
図１、図２において、１は車両に縦置きに搭載される多気筒用の内燃機関である。以下に、この内燃機関１のクランク軸線方向を前後方向とし、気筒軸線方向を上下方向、クランク軸線及び気筒中心線と直交する方向を左右方向として説明する。
内燃機関１には、シリンダヘッドで駆動カム軸２が軸支されている。
この駆動カム軸２は、タイミングチェーンあるいはタイミングベルトを介してクランク軸と同期して回転、つまり、クランク軸の１回転に対して１／２回転するものであって、別体に形成されて圧入等の固定手段で嵌着された駆動カム３を備え、前後方向に延びるように配置されている。駆動カム３には、駆動カム軸２を挿通するカム軸用孔４が形成されている。

内燃機関１のシリンダヘッドには、一つの気筒に対して、燃焼室に連通するポートを開閉するバルブとして、前方に配置した一側吸気バルブ５Ａと、この一側吸気バルブ５Ａに並んで後方に配置した他側吸気バルブ５Ｂとが設けられる。この一側吸気バルブ５Ａ及び他側吸気バルブ５Ｂは、正面視で、軸線が右方へ所定に傾斜し、上下方向で往復動可能にシリンダヘッドに支持される。

また、内燃機関１のシリンダヘッドには、一側吸気バルブ５Ａを軸方向（上下方向）移動して開弁・閉弁するように一側ローラ式ロッカアーム６Ａと、他側吸気バルブ５Ｂを軸方向（上下方向）移動して開弁・閉弁する他側ローラ式ロッカアーム６Ｂとが設けられる。
一側ローラ式ロッカアーム６Ａは、中央部の一側ローラピン７Ａで回転自在に支持された一側ローラ８Ａを備えるとともに、右方の基端部が下方からの一側油圧ラッシュアジャスタ９Ａで支持され、また、左方の先端部の下面が一側吸気バルブ５Ａの上端部に当接して配置されている。
他側ローラ式ロッカアーム６Ｂは、中央部の他側ローラピン７Ｂで回転自在に支持された他側ローラ８Ｂを備えるとともに、右方の基端部が下方からの他側油圧ラッシュアジャスタ９Ｂで支持され、また、左方の先端部の下面が他側吸気バルブ５Ｂの上端部に当接して配置されている。

駆動カム軸３と一側ローラ式ロッカアーム６Ａ・他側ローラ式ロッカアーム６Ｂとの間には、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト特性を変更する可変動弁装置１０が設けられる。
この可変動弁装置１０は、駆動カム軸２の外周面に回転自在で且つ駆動カム軸２と同軸上に配置される制御軸（コントロールシャフト）としての一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂと、駆動カム軸２と平行に配置される揺動カム軸１２と、駆動カム軸２と揺動カム軸１２との間に配置されるカムフォロア１３と、揺動カム軸１２に揺動自在に配置される揺動カムとしての一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂとを備えている。

図１、図６に示すように、一側制御軸１１Ａは、駆動カム３よりも前方で、駆動カム軸２を挿通する一側軸用孔１５Ａを形成した中空状の一側本体部１６Ａと、この一側本体部１６Ａから径方向外側へ延びる一側制御アーム部１７Ａとを一体に備えて、駆動カム軸２の外周面に環状の一側転がり軸受（ニードルベアリング）１８Ａを介して回転自在に配置される。他側制御軸１１Ｂは、駆動カム３よりも後方で、駆動カム軸２を挿通する他側軸用孔１５Ｂを形成した中空状の他側本体部１６Ｂと、この他側本体部１６Ｂから径方向外側へ延びる他側制御アーム部１７Ｂとを一体に備えて、駆動カム軸２の外周面に環状の他側転がり軸受（ニードルベアリング）１８Ｂを介して回転自在に配置される。
一側転がり軸受１８Ａ・他側転がり軸受１８Ｂには、駆動カム軸２を挿通する一側軸受孔１９Ａ・一側軸受孔１９Ｂが形成されている。よって、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂの内周面には、一側転がり軸受１９Ａ・他側転がり軸受１９Ｂを介して駆動カム軸２が回転自在に配置される。
また、この一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂの外周面は、図６に示すように、一側カムハウジング２０Ａ・他側カムハウジング２０Ｂの一側軸受部２１Ａ・他側軸受部２１Ｂによって回転自在に支持されている。
一側制御アーム部１７Ａ・他側制御アーム部１７Ｂの先端には、一側支持軸用孔２２Ａ・他側支持軸用孔２２Ｂが形成されている。

図１に示すように、カムフォロア１３は、下側の長手方向一端部２３Ａから上側の長手方向他端部２３Ｂへ延びるカムフォロア本体２４を備えている。
長手方向一端部２３Ａは、支持軸２５に揺動可能に連結している。一方、長手方向他端部２３Ｂは二股状に分岐し、中心軸２６を支持するとともに、駆動カム３に接触するカムフォロアローラ２７を中心軸２６の軸方向中央部に回転自在に備え、そして、図５に示すように、駆動カム軸２と揺動カム軸１２との間で、駆動カム３の中心ａ（駆動カム軸２の軸心）と一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの中心ｄ（揺動カム軸１２の軸心）とを結ぶ直線である基準線Ｈを横切る状態で配置されている。
カムフォロア本体２４には、図１、図３に示すように、中心軸２６と同軸の一側リンク用軸部２８Ａ・他側リンク用軸部２８Ｂが、長手方向他端部２３Ｂの両端部から突出する状態で設けられている。
この一側リンク用軸部２８Ａ・他側リンク用軸部２８Ｂには、一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂの基端部が揺動可能に取り付けられている。この一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂの先端部には、一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂが設けられている。
一方、このカムフォロア１３は、支持軸２５の両端が一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂの一側制御アーム部１７Ａ・他側制御アーム部１７Ｂの一側支持軸用孔２２Ａ・他側支持軸用孔２２Ｂとに取り付けられることにより、支持軸２５を介して一側制御アーム部１７Ａ・他側制御アーム部１７Ｂに揺動可能に取り付けられる。

一側揺動カム１４Ａは、左右方向で左下側の一側ベース部３１Ａと右下側の一側リフト部３２Ａとを備えるとともに揺動カム軸１２を挿通する一側揺動カム軸用孔３３Ａを形成した一側揺動カム本体３４Ａを有し、一側揺動カム軸用孔３３Ａに挿通した揺動カム軸１２に揺動自在に配置されている。
他側揺動カム１４Ｂは、左右方向で左下側の他側ベース部３１Ｂと右下側の他側リフト部３２Ｂとを備えるとともに揺動カム軸１２を挿通する他側揺動カム軸用孔３３Ｂを形成した他側揺動カム本体３４Ｂを有し、他側揺動カム軸用孔３３Ｂに挿通した揺動カム軸１２に揺動自在に配置されている。そして、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂは、一側揺動カム軸用孔３３Ａ・他側揺動カム軸用孔３３Ｂに挿通した揺動カム軸１２に揺動可能に連結される。
揺動カム軸１２の軸方向から見た場合、一側揺動カム本体３４Ａ・他側揺動カム本体３４Ｂには、カムフォロアローラ２７を間に挟んで駆動カム３と対向する位置へ延びる一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂが一体に設けられている。

一側揺動アーム部３５Ａは、先端側に一側ピン用孔３６Ａ・３６Ａが形成された一対の一側アーム３７Ａ・３７Ａを備える。他側揺動アーム部３５Ｂは、先端側に他側ピン用孔３６Ｂ・３６Ｂが形成された一対の他側アーム３７Ｂ・３７Ｂを備える。
一対の一側アーム３７Ａ・３７Ａの間には、一側リンクアーム２９Ａが配置され、この一側リンクアーム２９Ａを貫通する一側連結ピン３０Ａの両端を一側ピン用孔３６Ａ・３６Ａに挿着することで、一側リンクアーム２９Ａが一側アーム３７Ａ・３７Ａに摺動可能に連結される。
一対の他側アーム３７Ｂ・３７Ｂの間には、他側リンクアーム２９Ｂが配置され、この他側リンクアーム２９Ｂを貫通する他側連結ピン３０Ｂの両端を他側ピン用孔３６Ｂ・３６Ｂに挿着することで、他側リンクアーム２９Ｂが他側アーム３７Ｂ・３７Ｂに摺動可能に連結される。
よって、カムフォロアローラ２７の中心軸２６及び一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂに長手方向両端部が回転自在に連結される一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂによって、カムフォロアローラ２７の中心軸２６と一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂとが連結される。つまり、一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂは、一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂによって一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂに連結される。

また、揺動カム軸１２と制御軸としての他側制御軸１１Ｂとの間には、揺動カム軸１２から他側制御軸１１Ｂに駆動力を伝達するギヤ列３８が配置される。
このギヤ列３８は、揺動カム軸１２の後端に一体に取り付けられた駆動ギヤ３９と、この駆動ギヤ３９に噛み合って他側制御軸１１Ｂの他側本体部１６Ｂに一体に取り付けられた被駆動ギヤ４０とからなる。この被駆動ギヤ４０の直径は、駆動ギヤ３９の直径よりも大きく設定されている。これにより、揺動カム軸１２の回転によって、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを回転させる構造としている。

可変動弁装置１０は、カムフォロア１３の揺動を一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂに伝えて一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂを開閉する一方、カムフォロアローラ２７の中心ｂを一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの中心ｄに対して相対的に移動させることで、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト特性を変更する。具体的に説明すると、揺動カム軸１２を内燃機関１の運転条件に応じて回転させると、ギヤ列３８の駆動ギヤ３９と被駆動ギヤ４０とを介して一側制御アーム部１７Ａ・他側制御アーム部１７Ｂが揺動し、カムフォロアローラ２７の位置が変化し、一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂによって一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの姿勢が変化し、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト特性を変化する。

また、この可変動弁装置１０では、図５、図７（Ａ）に示すように、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂがリフトしていない状態で、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量が増加する方向へ回転させた場合、駆動カム３の中心ａとカムフォロアローラ２７の中心ｂとを結ぶ直線である第１直線Ｌ１と、カムフォロアローラ２７の中心ｂと一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂの中心ｃとを結ぶ直線である第２直線Ｌ２との為す角度が、拡大するようにしている。

更に、この可変動弁装置１０では、図５、図７（Ａ）に示すように、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量が最大となる位置にした場合、駆動カム３の中心ａとカムフォロアローラ２７の中心ｂとを結ぶ第１直線Ｌ１と、カムフォロアローラ２７の中心ｂと一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂの中心ｃとを結ぶ第２直線Ｌ２の両直線の為す角度が、１８０度に近い角度となるようにしている。

更にまた、この可変動弁装置１０では、図５、図７（Ａ）に示すように、駆動カム３の回転方向と一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂが一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂをリフトさせる際の回転方向を同一方向に設定する一方、カムフォロアローラ２７の中心ｂと一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの中心ｄとを結ぶ直線である第３直線Ｌ３に対して、駆動カム３の中心ａと反対側に一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂの中心ｃを配置し、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを駆動カム３の回転方向と反対方向に回転させた場合、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量が減少するようにしている。

次いで、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂの大リフト時及び小リフト時における可変動弁装置１０の動作について説明する。
一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂの大リフト・非作動時には、図７（Ａ）で示すように、一側制御アーム部１７Ａ・他側制御アーム１７Ｂの基準線Ｈと為す角度がα１の時に、カムフォロアローラ２７の基準線Ｈと為す角度がβ１である。この時、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂは、一側ベース部３１Ａ・他側ベース部３１Ｂの一側リフト部３２Ａ・他側リフト部３２Ｂとの境界に近い部分で、一側ローラ式ロッカアーム６Ａ・他側ローラ式ロッカアーム６Ｂの一側ローラ８Ａ・他側ローラ８Ｂに接触する。この場合、駆動カム３の中心ａとカムフォロアローラ２７の中心ｂとを結ぶ第１直線Ｌ１と、カムフォロアローラ２７の中心ｂと一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂの中心ｃとを結ぶ第２直線Ｌ２との為す角度θ１が、１８０度に近い角度になる。
そして、図７（Ｂ）で示すように、駆動カム３が回転し、カムフォロアローラ２７、一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂを介して一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂに駆動力が伝わると、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの一側リフト部３２Ａ・他側リフト部３２Ｂによって一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂが押されて所定の距離Ｄ１で大きくリフトする（大リフト）。この場合、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との為す角度θ１が、１８０度に近い角度であるため、この駆動カム３のリフトを効率的に一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの動きに変換できる。つまり、容易に一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量を稼ぐことができ、内燃機関１の最大出力の向上に寄与する。

一方、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂの小リフト・非作動時には、図８（Ａ）で示すように、一側制御アーム部１７Ａ・他側制御アーム部１７Ｂの基準線Ｈと為す角度をα１からα２に縮小し、カムフォロアローラ２７の基準線Ｈと為す角度をβ１からβ２に変更する。この時、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂは、一側ベース部３１Ａ・他側ベース部３１Ｂの一側リフト部３２Ａ・他側リフト部３２Ｂから離れた部分が一側ローラ式ロッカアーム６Ａ・他側ローラ式ロッカアーム６Ｂの一側ローラ８Ａ・他側ローラ８Ｂと接触する状態にある。この場合、駆動カム３の中心ａとカムフォロアローラ２７の中心ｂとを結ぶ第１直線Ｌ１と、カムフォロアローラ２７の中心ｂと一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂの中心ｃとを結ぶ第２直線Ｌ２との為す角度θ２が、上記の角度θ１よりも小さくなるので、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの中心ｄを中心とするカムフォロアローラ２７の中心ｂの回転半径が大きくなり、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの揺動量が小さくなる。従って、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの摩擦及び慣性力を抑制して、燃費向上に寄与する。
そして、図８（Ｂ）で示すように、駆動カム３の駆動力をカムフォロアローラ２７、一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂを介して一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂに伝達すると、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの一側ベース部３１Ａ・他側ベース部３１Ｂが一側ローラ式ロッカアーム６Ａ・他側ローラ式ロッカアーム６Ｂの一側ローラ８Ａ・他側ローラ８Ｂに接している区間が長くなるので、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂが、上記の距離Ｄ１よりも小さい距離Ｄ２だけ移動するだけで、リフト量が最小となる（小リフト）。

上記の大リフト時及び小リフト時においては、駆動カム３の中心ａとカムフォロアローラ２７の中心ｂとを結ぶ第１直線Ｌ１が基準線Ｈと為す角度β（カムフォロアローラ２７の回転角）が変化する。つまり、第１直線Ｌ１が基準線Ｈと為す角度βは、小リフトになる程大きくなり（β２＞β１）、バルブタイミングも早くなる。
従って、図９に示すように、小リフトになる程一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂが早閉じとなり（破線Ｓで示す）、つまり、従来と比べて一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂの閉じる時期を進角方向に移行させることができる。このようなミラーサイクル効果によって内燃機関１のポンピングロスを低減し、燃費を向上させることができる。
また、駆動カム軸２と一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂとを同軸上に配置したことにより、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂの回転角αの変化に対して、カムフォロアローラ２７の回転角βが線形に変化するので、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂの回転に対して、線形にバルブタイミングが変化し、精密にバルブタイミングの制御が可能となる。
さらに、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの一側リフト部３２Ａ・他側リフト部３２Ｂを駆動カム３と反対側に突出させ、かつカムフォロアローラ２７の移動範囲が駆動カム３の中心ａと一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの中心ｄとを結ぶ基準線Ｈを横切らないようにしたため、駆動カム軸２と揺動カム軸１２との軸間距離を短縮でき、可変動弁装置１０を小型化できる。

以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
請求項１に係る発明では、中空状の一側本体部１６Ａ・他側本体部１６Ｂとこの一側本体部１６Ａ・他側本体部１６Ｂから径方向外側へ延びる一側制御アーム部１７Ａ・他側制御アーム部１７Ｂとを備える一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを駆動カム軸２の外周面に回転自在に設け、一側制御アーム部１７Ａ・他側制御アーム部１７Ｂに支持軸２５を介してカムフォロア１３を揺動自在に取り付け、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂにはカムフォロアローラ２７を間に挟んで駆動カム３と対向する位置へ延びる一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂを設け、カムフォロアローラ１３の中心軸２６及び一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂに長手方向両端部が回転自在に連結される一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂによってカムフォロアローラ２７の中心軸２６と一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂとを連結している。
これにより、カムフォロア１３に取り付けられたカムフォロアローラ２７の揺動を一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂによって一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂに取り付けた一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂに伝えて一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂを揺動させることができる。また、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを回転させ、カムフォロアローラ２７の中心ｂを一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの中心ｄに対して相対的に移動させると、一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂによって一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂが揺動して一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト特性を変更できる。このため、カムフォロア１３から一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂに揺動力を伝達するとともに、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト特性を変更する機構を簡素化し、そして、装置の小型化を図り、よって、可変動弁装置１０の内燃機関１への搭載性を向上できる。
請求項２に係る発明では、一側リンクアーム２９Ａ・他側リンクアーム２９Ｂは一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂによって一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂに連結され、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂがリフトしていない状態で一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量が増加する方向へ回転させた場合、駆動カム３の中心ａとカムフォロアローラ２７の中心ｂとを結ぶ第１直線Ｌ１とカムフォロアローラ２７の中心ｂと一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂの中心ｃとを結ぶ第２直線Ｌ２の為す角度θ１が拡大するようにしている。
これにより、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量を大きくするにつれて、駆動カム３の中心ａとカムフォロアローラ２７の中心ｂとを結ぶ第１直線Ｌ１とカムフォロアローラ２７の中心ｂと一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂの中心ｃとを結ぶ第２直線Ｌ２との為す角度θ１が増加し、駆動カム３から一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂに入力する揺動量を増加させることができ、その分、一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの小型化が図れ、可変動弁装置１０の内燃機関１への搭載性を向上できる。
請求項３に係る発明では、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量が最大となる位置にした場合、駆動カム３の中心ａとカムフォロアローラ２７の中心ｂとを結ぶ第１直線Ｌ１と、カムフォロアローラ２７の中心ｂと一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂの中心ｃとを結ぶ第２直線Ｌ２との為す角度θ１が、１８０度に近い角度となるようにしている。
これにより、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量を最大とした場合に、駆動カム３から一側揺動アーム部３５Ａ・他側揺動アーム部３５Ｂに伝わる揺動量を最大にできる。
請求項４に係る発明では、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂの外周面を一側カムハウジング２０Ａ・他側カムハウジング２０Ｂの一側軸受部２１Ａ・他側軸受部２１Ｂによって回転自在に支持し、かつこの一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂの内周面に一側転がり軸受１８Ａ・他側転がり軸受１８Ｂを介して駆動カム軸２を回転自在に支持している。
これにより、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを駆動カム軸２と同軸上に配置して可変動弁装置１０の小型化を図りつつ、駆動カム軸２を一側転がり軸受１８Ａ・他側転がり軸受１８Ｂと一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂとを介して一側カムハウジング２０Ａ・他側カムハウジング２０Ｂに回転可能に支持でき、駆動カム軸２と一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂとの同軸構造を採りながらも、駆動カム軸２が一側転がり軸受１８Ａ・他側転がり軸受１８Ｂでのみ支えられ、一側カムハウジング２０Ａ・他側カムハウジング２０Ｂとは接触しないので、駆動カム軸２の摩擦損失を低減できる。
請求項５に係る発明では、駆動カム３を駆動カム軸２と別体に形成している。
これにより、多気筒用の内燃機関１において、駆動カム軸２の軸方向で２つの駆動カム３・３間に挟まれる部分に中空状の一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを取り付ける場合、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂと駆動カム３を交互に駆動カム軸２に組み付けでき、駆動カム軸２の対する一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂの組付性を向上させることができる。
請求項６に係る発明では、バルブは一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂであり、駆動カム３の回転方向と一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂが一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂをリフトさせる際の回転方向を同一方向に設定する一方、カムフォロアローラ２７の中心ｂと一側揺動カム１４Ａ・他側揺動カム１４Ｂの中心ｄとを結ぶ第３直線Ｌ３に対して駆動カム３の中心ａと反対側に一側連結ピン３０Ａ・他側連結ピン３０Ｂの中心ｃを配置し、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを駆動カム３の回転方向と反対方向に回転させた場合、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量が減少するようにしている。
これにより、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂのリフト量を減少させるにつれて、一側吸気バルブ５Ａ・他側吸気バルブ５Ｂの閉弁時期を早めることができる。このため、内燃機関１をミラーサイクル化してポンピングロスを低減することができる。
請求項７に係る発明では、揺動カム軸１２と一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂとの間に揺動カム軸１２から一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂに駆動力を伝達するギヤ列３８を配置し、揺動カム軸１２の回転によって一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを回転させるようにしている。
これにより、揺動カム軸１２から一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂに駆動力を伝達するようにしたため、一側制御軸１１Ａ・他側制御軸１１Ｂを回転させるために、専用の駆動軸を設ける必要がなく、可変動弁機構１０の小型化、コスト低減を図ることができる。

この発明に係る可変動弁装置を、各種車両の内燃機関に適用可能である。

１ 内燃機関
２ 駆動カム軸
３ 駆動カム
５Ａ 一側吸気バルブ（バルブ）
５Ｂ 他側吸気バルブ（バルブ）
１０ 可変動弁装置
１１Ａ 一側制御軸
１１Ｂ 他側制御軸
１２ 揺動カム軸
１３ カムフォロア
１４Ａ 一側揺動カム
１４Ｂ 他側揺動カム
１６Ａ 一側本体部
１６Ｂ 他側本体部
１７Ａ 一側制御アーム部
１７Ｂ 他側制御アーム部
１８Ａ 一側転がり軸受
１８Ｂ 他側転がり軸受
２０Ａ 一側カムハウジング
２０Ｂ 他側カムハウジング
２１Ａ 一側軸受部
２１Ｂ 他側軸受部
２３Ａ 長手方向一端部
２３Ｂ 長手方向他端部
２５ 支持軸
２６ 中心軸
２７ カムフォロアローラ
２９Ａ 一側リンクアーム
２９Ｂ 他側リンクアーム
３０Ａ 一側連結ピン
３０Ｂ 他側連結ピン
３１Ａ 一側ベース部
３１Ｂ 他側ベース部
３２Ａ 一側リフト部
３２Ｂ 他側リフト部
３５Ａ 一側揺動アーム部
３５Ｂ 他側揺動アーム部
３８ ギヤ列
３９ 駆動ギヤ
４０ 被駆動ギヤ

Claims (7)

1. 駆動カムを備える駆動カム軸を設け、この駆動カム軸と平行に配置される揺動カム軸にはベース部とリフト部とを備える揺動カムを揺動自在に設け、長手方向一端部が支持軸に揺動可能に連結されるとともに長手方向他端部に前記駆動カムに接触するカムフォロアローラを備えたカムフォロアを設け、このカムフォロアを前記駆動カム軸と前記揺動カム軸との間で前記駆動カムの中心と前記揺動カムの中心とを結ぶ直線を横切る状態で配置し、前記カムフォロアの揺動を前記揺動カムに伝えてバルブを開閉する一方、前記カムフォロアローラの中心を前記揺動カムの中心に対して相対的に移動させることで前記バルブのリフト特性を変更する内燃機関の可変動弁装置において、中空状の本体部とこの本体部から径方向外側へ延びる制御アーム部とを備える制御軸を前記駆動カム軸の外周面に回転自在に設け、前記制御アーム部に前記支持軸を介して前記カムフォロアを揺動自在に取り付け、前記揺動カムには前記カムフォロアローラを間に挟んで前記駆動カムと対向する位置へ延びる揺動アーム部を設け、前記カムフォロアローラの中心軸及び前記揺動アーム部に長手方向両端部が回転自在に連結されるリンクアームによって前記カムフォロアローラの中心軸と前記揺動アーム部とを連結したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記リンクアームは連結ピンによって前記揺動アーム部に連結され、前記バルブがリフトしていない状態で前記制御軸を前記バルブのリフト量が増加する方向へ回転させた場合、前記駆動カムの中心と前記カムフォロアローラの中心とを結ぶ直線と、前記カムフォロアローラの中心と前記連結ピンの中心とを結ぶ直線との為す角度が、拡大するようにしたことを特微とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記制御軸を前記バルブのリフト量が最大となる位置にした場合、前記駆動カムの中心と前記カムフォロアローラの中心とを結ぶ直線と、前記カムフォロアローラの中心と前記連結ピンの中心とを結ぶ直線との為す角度が、１８０度に近い角度となるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記制御軸の外周面をカムハウジングの軸受部によって回転自在に支持し、かつ前記制御軸の内周面に転がり軸受を介して前記駆動カム軸を回転自在に支持したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記駆動カムを前記駆動カム軸と別体に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
6. 前記リンクアームは連結ピンによって前記揺動アーム部に連結され、前記バルブは吸気バルブであり、前記駆動カムの回転方向と前記揺動カムが前記バルブをリフトさせる際の回転方向を同一方向に設定する一方、前記カムフォロアローラの中心と前記揺動カムの中心とを結ぶ直線に対して前記駆動カムの中心と反対側に前記連結ピンの中心を配置し、前記制御軸を前記駆動カムの回転方向と反対方向に回転させた場合、前記バルブのリフト量が減少するように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。
7. 前記揺動カム軸と前記制御軸との間に前記揺動カム軸から前記制御軸に駆動力を伝達するギヤ列を配置し、前記揺動カム軸の回転によって前記制御軸を回転させるように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。

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