JPH08144725A - 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動機構の各構成部品の高い加工精度と組付
精度を抑制すると共に、シール性能の向上とコストの低
廉化を図る。 【構成】 駆動軸とカムシャフトとの間に介装されて、
揺動に伴いカムシャフトの角速度を変化させて吸気弁の
作動角を可変にする制御機構と、該制御機構のディスク
ハウジングを制御シャフト４２を介して揺動させる駆動
機構２４とを備えている。この駆動機構２４は、制御シ
ャフト４２を一端部４２ａにボルト５１により連結され
たリンク部材４７を介して油圧ピストン４５の連接ロッ
ド４６とクランク状に連結すると共に、受圧室４４ａを
油圧ピストン４５の外周に設けられた円環状のシール部
材５５でシールするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の運転状態に
応じて吸気・排気弁の開閉時期を可変制御する吸排気弁
駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の装置としては種々提供さ
れているが、その一つとして例えば実開昭５７−１９８
３０６号公報等に記載されているものが知られている。

【０００３】図１６及び図１７に基づいて概略を説明す
れば、図中２はカムシャフト１の外周に相対回転自在に
設けられて、吸気バルブ１６をバルブスプリング１７の
ばね力に抗して開作動させるカムであって、このカム２
はカム軸受用ブラケット３とカムシャフト１にキー４を
介して固設されたフランジ部５とにより軸方向の位置決
めがなされている。また、カム２の一側部にはＵ字溝６
を有するフランジ部７が形成されている一方、前記フラ
ンジ部５にもＵ字溝８が形成され、両フランジ部５，７
間に円環状のディスク９が介装されている。このディス
ク９は、両側の対向位置に前記両Ｕ字溝６，８に係合す
るピン１０，１１が設けられていると共に、外周が制御
環１２に回転自在に支持されている。この制御環１２
は、外周の突起１２ａを介してシリンダヘッド側の支持
孔１３に揺動自在に支持されていると共に、該突起１２
ａの反対側に有する円弧状の歯車部１２ｂがロッカアー
ム１５を軸支するロッカシャフト１４外周に形成された
平歯形の歯車環１４ａに噛合している。

【０００４】そして、制御環１２は、歯車部１２ｂに噛
合した歯車環１４ａを介して図１８に示す駆動機構１８
のベーン型の油圧アクチュエータ１９により機関運転状
態に応じて一方あるいは他方向へ揺動するようになって
いる。即ち、ディスク９の中心Ｐが図１６に示す位置に
ある場合は、カムシャフト１とディスク９との回転中心
が一致し、したがってディスク９は、ピン１１とＵ字溝
８を介してカムシャフト１に同期回転する一方、カム２
はピン１０とＵ字溝６を介してカムシャフト１に同期回
転する。

【０００５】また、機関運転状態の変化に伴い油圧アク
チュエータによってロッカシャフト１４を回動させる
と、歯車環１４ａと歯車部１２ｂを介して制御環１２が
突起１２ａを支点として揺動し、これによってディスク
９の中心Ｐがカムシャフト１の中心に対し前記回動方向
に偏心する。このため、ピン１０，１１が夫々Ｕ字溝
６，８に沿って移動し、かつ偏心方向にフランジ部５，
７をカムシャフト１を中心に回動させる。依って、カム
シャフト１の１回転毎に、ディスク９の回転位相がカム
シャフト１に対して変化し、同時にカム２の回転位相も
ディスク９に対して変化する。したがって、カム２は、
カムシャフト１に対し、ディスク９のカムシャフト１に
対する位相差の２倍の位相差で回転する。この結果、吸
気弁１６の作動角つまり開閉時期をカム２の位相差に応
じて可変制御にすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、前記従来の
装置にあっては、制御環１２を円弧状歯車部１２ｂとロ
ッカシャフト１４の歯車環１４ａとの噛合回転により揺
動させる、つまり平歯車として単に回転運動をそのまま
並行な回転運動に変換して揺動させるようにしたため、
作動中にバルブスプリング１７のばね力に起因してカム
シャフト１１に発生する正負の回転トルク変動が制御環
１２から歯車部１２ｂ及び歯車環１４ａに伝達されて、
該両歯車部１２ｂと歯車環１４ａとの間のバックラッシ
ュ隙間によって大きな打音が発生し易くなると共に、逆
にロッカシャフト１４からの駆動力を制御環１２へ円滑
に伝達することが困難になる。したがって、斯かる問題
を解消するためには、前記バックラッシュ隙間を適正に
設定する必要があり、このためには各構成部品の高い加
工精度が要求され、特に油圧アクチュエータ１９とロッ
カシャフト１４との高い取付精度つまり両者間の高い芯
出し精度が要求されている。この結果、製造及び組付作
業能率の低下とコストの高騰を招いている。

【０００７】しかも、従来の油圧アクチュエータ１９
は、ベーン型を用いていたため、図１８に示すように各
ベーン２０，２０で隔成される各室２１，２２間をシー
ルするシール部材２３，２４をベーンの外形に合わせた
略コ字形状のものを使用しなければならない。したがっ
て、該シール部材２３，２４の複雑な形状に起因して前
記各室２１，２２間のシール性能が低下し易くなるばか
りかシール部材２３，２４の製造コストの高騰が余儀な
くされている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の問
題点に着目して案出されたもので、請求項１の発明は、
機関によって回転駆動する駆動軸と、該駆動軸の同軸上
に相対回転自在に設けられ、外周に吸排気弁を開作動さ
せるカムを有するカムシャフトと、駆動軸とカムシャフ
トとを連繋し、かつ駆動軸の軸心に対して偏心動して駆
動軸とカムシャフトとの角速度を変化させる制御機構
と、機関運転状態に応じて前記制御機構を揺動させる駆
動機構とを備えた吸排気弁駆動制御装置において、前記
駆動機構は、一端部が前記制御機構に連繋した制御シャ
フトと、ハウジングのシリンダ内に摺動自在に設けられ
て、連接ロッドが前記制御シャフトの他端部にリンク部
材を介して連結された油圧ピストンと、前記シリンダ内
に切替弁を介して油圧を給排する油圧回路と、前記油圧
ピストンの摺動位置に応じて前記切替弁を作動制御する
アクチュエータとを備えたことを特徴としている。

【０００９】請求項２の発明は、前記アクチュエータ
を、回転モータの駆動ロッドの先端部に固定された制御
カムと、該制御カムの回動位置に応じて前記切替弁を押
圧して前記油圧回路の供給通路と排出通路とを切り替え
作動させるプッシュロッドとによって構成したことを特
徴としている。

【００１０】請求項３の発明は、前記制御カムと連接ロ
ッドとの間に、前記油圧ピストンの摺動位置を制御カム
を介して切替弁に伝達する伝達部材を連結したことを特
徴としている。

【００１１】請求項４の発明は、前記制御機構の揺動位
置を検出する位置検出センサと、該位置検出センサから
の情報信号に基づいて前記回転モータを回転制御するコ
ントロールユニットとを備えたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１の発明によれば、駆動機構を従来のよ
うな歯車機構を用いるのではなく、油圧ピストン等によ
って構成し、該油圧ピストンの制御シャフトとをリング
部材を介してクランク状に連結したため、制御機構から
制御シャフトに伝達されたカムシャフトの正負のトルク
変動がリンク部材や油圧ピストン等によって効果的に吸
収される。

【００１３】また、リンク部材を制御シャフトにボルト
等を利用して連結することができるため、製造時の各構
成部品の寸法誤差をボルト締結時に吸収することが可能
になる。

【００１４】さらに、シリンダと油圧ピストンとの間の
シールは、一般的な単純な円環状のシール部材を用いる
ことができるので、シール性能の低下が防止されると共
に、シール部材自体のコストの高騰を抑制できる。

【００１５】請求項２の発明によれば、機関運転状態に
応じて回転モータが回転すると、制御カムも同期回動し
てプッシュロッドによる切替弁の押圧を解除して一時的
に供給通路を開成すると同時に排出通路を閉成する。し
たがって、シリンダ内に供給された油圧によって油圧ピ
ストンが摺動下降し、リンク部材を介して制御シャフト
を一方向へ回動させ、これによって制御機構が揺動す
る。

【００１６】ここで、伝達部材は、油圧ピストンの下降
に伴って一端部が回動すると共に、他端部も制御カムの
外周上を回動して外端縁でプッシュロッドを押圧する。
このため、切替弁は、供給通路と排出通路の両方を閉成
して、シリンダ内への油圧の給排を停止させ、油圧ピス
トンを下降摺動位置に保持する。

【００１７】また、機関運転状態が変化して、回転モー
タが逆回動すると制御カムがプッシュロードを押し出し
て、切替弁が供給通路の閉成状態を維持しつつ排出通路
を開成する。このため、シリンダ内の油圧が排出されて
ピストンが上昇摺動し、リンク部材を介して制御シャフ
トを前述とは逆方向に回動させ、これによって制御機構
が反対方向へ揺動する。

【００１８】

【実施例】図１〜図７は本発明に係る内燃機関の吸排気
弁駆動制御装置を多気筒内燃機関の吸気側に適用した第
１実施例を示している。

【００１９】即ち、図５の２１は図外の機関のクランク
軸からスプロケットを介して回転駆動する駆動軸、２２
は該駆動軸２１の外周に一定の隙間をもって同軸上に配
置され、かつ駆動軸２１と相対回転自在なカムシャフ
ト、２３は駆動軸２１とカムシャフト２２との間に介装
されて、両者２１，２２を連繋する制御機構、２４は該
制御機構２３を揺動させる駆動機構である。

【００２０】前記駆動軸２１は、機関前後方向へ延設さ
れていると共に、軽量化を図るために内部中空状に形成
されている。

【００２１】前記カムシャフト２２は、長手方向の所定
位置で各気筒毎に軸直角方向から分割形成されており、
夫々がシリンダヘッド２０上端部に有するカムブラケッ
ト２０ａ，２０ａに回転自在に支持されていると共に、
外周の所定位置に吸気弁２５をバルブスプリング２５ａ
のばね力に抗してバルブリフター２５ｂを介して開作動
させる夫々一対のカム２６が一体に設けられている。

【００２２】前記制御機構２３は、図５〜図７に示すよ
うに各カムシャフト２２の一端部に一体に設けられた第
１フランジ部２７と、駆動軸２１の所定外周にスリーブ
２８を介して設けられ、前記第１フランジ部２７と対向
する第２フランジ部３２と、該両フランジ部２９，３２
の間に介装された環状ディスク２９と、該環状ディスク
２９の外周を支持孔３４ａ内周面にベアリング３５を介
して回転自在に支持するディスクハウジング３４とから
主として構成されている。

【００２３】前記第１フランジ部２７は、図８にも示す
ように中空部から半径方向に沿った細長い矩形状の係合
溝３０が形成されており、また、その外側面に円周方向
に環状ディスク２９の一側面に摺接する突起面２７ａが
一体に設けられている。一方、第２フランジ部３２は、
図９に示すようにスリーブ２８の機関後端側に一体に設
けられ、前記係合溝３０と１８０°の反対位置に半径方
向に沿った細長い矩形状の係合溝３３が形成されてお
り、また、外側面に環状ディスク２９の他側面に摺接す
る突起面３２ａが一体に設けられている。

【００２４】前記スリーブ２８は、小径な一端部２８ｂ
が各カムシャフト２２の前記他方側の分割端部内に回転
自在に挿入している共に、略中央位置に直径方向に貫通
した連結軸３１を介して駆動軸２１に連結固定されてい
る。

【００２５】前記環状ディスク２９は、略ドーナツ板状
を呈し、内径がカムシャフト２２の内径と略同径に形成
されて、駆動軸２１の外周面との間に環状の隙間部Ｓが
形成されており、また、直径線上の対向位置に貫通形成
されたピン孔２９ｂ，２９ｃには、各係合溝３０，３３
に係合する一対のピン３６，３７が設けられている。こ
の各ピン３６，３７は、互いにカムシャフト軸方向へ逆
向きに突出しており、基部がピン孔２９ｂ，２９ｃ内に
回転自在に支持されていると共に、先端部の両側縁に図
８及び図９に示すように前記係合溝３０，３３の対向内
面３０ａ，３０ｂ、３３ａ，３３ｂと当接する２面巾状
の平面部３６ａ，３６ｂ、３７ａ，３７ｂが形成されて
いる。

【００２６】前記ディスクハウジング３４は、図６に示
すように略円環状を呈し、外周の図中右端部に有するボ
ス部３４ａに支持孔３８が形成されていると共に、図中
左端部に有するボス部３４ｂにコ字形のカム溝３９が切
欠形成されている。そして、前記支持孔３８内に挿通し
た支軸４０を支点として上下に揺動自在に支持されてい
ると共に、カム溝３９内に配置された偏心カム４１の回
動によって揺動するようになっている。前記支軸４０
は、シリンダヘッド２０に支持されている。

【００２７】前記偏心カム４１は、リング状を呈し、外
径がカム溝３９の内径より若干小さく設定されていると
共に、周方向の肉厚が薄肉部４１ａから漸次厚肉部４１
ｂに変化している。また、軸方向に貫通形成された貫通
孔４１ｃを介して後述する中空状の制御シャフト４２に
固定支持されている。

【００２８】前記駆動機構２４は、図１及び図２に示す
ように前記制御シャフト４２と、シリンダヘッド２０の
上面に固定されたハウジング４３と、該ハウジング４３
の一端内部に形成されたシリンダ４４内に図中左右方向
へ摺動自在に設けられた油圧ピストン４５と、該油圧ピ
ストン４５の連接ロッド４６と制御シャフト４２とをク
ランク状に連結させるリンク部材４７と、前記油圧ピス
トン４５を摺動させるアクチュエータ４８とを備えてい
る。

【００２９】前記制御シャフト４２は、機関の前後方向
に沿って延設されており、シリンダヘッド２０上部に設
けられた図外の軸受によって回転自在に支持されている
と共に、図２に示すように他端部に止めねじ４９によっ
て止着された捩りコイルばね５０によって図中左回転方
向に付勢されている。更に、この制御シャフト４２の他
端部先端に、軸方向から螺着されたボルト５１によって
前記リンク部材４７が固定されている。

【００３０】前記ハウジング４３は、２分割形成された
左右側の第１，第２ハウジング４３ａ，４３ｂがビス５
２によって連結されており、図中左側の第１ハウジング
部４３ａは、内部上端側に前記円筒状のシリンダ４４が
形成されている一方、内部下端側に弁孔５３がシリンダ
４４と並行に形成されている。また、右側の第２ハウジ
ング部４３ｂは、前端壁に矩形状の開口部５４が形成さ
れている。

【００３１】前記油圧ピストン４５は、ピストン本体４
５ａの外周にシリンダ４４の前端側受圧室４４ａをシー
ルする円環状のシールリング５５が嵌着固定されている
と共に、ピストン本体４５ａの内側両ボス部４５ｂ，４
５ｂにピストンピン５６が挿通固定されている。また、
前記連接ロッド４６は、一端部４６ａがピストンピン５
６に回転自在に連結されていると共に、、他端部４６ｂ
が支持ボルト５７によって前記リンク部材４７の一端部
４７ａに回転自在に連結されている。

【００３２】前記リンク部材４７は、略８字形状を呈
し、大径な他端部４７ｂが前述のように制御シャフト４
２にボルト５１により連結されている。

【００３３】前記アクチュエータ４８は、図１に示すよ
うに第２ハウジング部４３ｂの前端壁４３ｃに小ボルト
５８によって固定された回転モータであるステッピング
モータ５９と、前記開口部５４から第２ハウジング部４
３ｂ内に臨んだステッピングモータ５９の駆動ロッド５
９ａの先端に固定された制御カム６０と、前記弁孔５３
内に軸方向へ摺動自在に設けられた切替弁たるスプール
弁６１と、弁孔５３の第２ハウジング部４３ｂ側の端部
に固定されたガイド筒６２に摺動自在にガイドされたプ
ッシュロッド６３と、前記スプール弁６１を介して受圧
室４４ａに油圧を給排する油圧回路６４と、制御カム６
０と連接ロッド４６の他端部４６ｂとの間に介装された
伝達部材６５とを備えている。

【００３４】前記ステッピングモータ５９は、マイクロ
コンピュータを内蔵したコントロールユニット６６から
のパルス信号によって回転制御されるようになってお
り、このコントロールユニット６６は、機関回転数信号
や吸気量信号その他機関冷却水温信号等の各種情報信号
に基づいて現在の機関運転状態を検出して機関運転状態
に応じた制御パルス電流を出力するようになっている。

【００３５】前記制御カム６０は、円環状を呈し、軸心
が駆動ロッド５９ａの軸心から偏心しており、周方向の
薄肉部位６０ａと対向する部位が最大厚肉部位６０ｂに
なっている。

【００３６】前記油圧回路６４は、一端がオイルストレ
ーナ６７を介してオイルパン６８内に臨む供給通路６９
の他端が第１ハウジング部４３ａの下壁を貫通した供給
孔７０を介して弁孔５３内に連通している一方、一端が
オイルパン６８内に臨む排出通路７１の他端が前記下壁
を貫通した排出孔７２を介して弁孔５３内に連通してい
る。また、シリンダ４４と弁孔５３の隔壁７３には、受
圧室４４ａと、弁孔５３とを連通する連通路７４が傾斜
状に形成されている。また、供給通路６９の上流側に
は、オイルポンプ７５と圧力調整弁７６が設けられてい
る。

【００３７】前記スプール弁６１は、図１に示すように
外周に円環状の供給用溝７７と排出用溝７８が軸方向へ
一定の間隔をもって形成されていると共に、該両溝７
７，７８の間に連通路７４のグルーブ溝７４ａを開閉す
る環状の弁部６１ａが形成されている。また、スプール
弁６１は、自身の底壁を第１ハウジング４３ａの側壁内
面との間に弾装されたコイルスプリング７９によって図
中右方向、つまり供給用溝７７を供給孔７０とグルーブ
溝７４ａを連通させる方向に付勢されている。

【００３８】前記プッシュロッド６３は、一端６３ａが
スプール弁６１の底壁外面中央に当接していると共に、
他端６３ｂが伝達部材６５の一端部６５ａ外端縁に側方
から当接している。

【００３９】前記伝達部材６５は、細長いプレート状に
形成され、一端部６５ａがカム孔６５ｃを介して制御カ
ム６０の外周に回動自在に連結されている一方、他端部
６５ｂは中央長手方向に沿って形成されたＵ字溝６５ｄ
を介して前記支持ボルト５７の段差状軸部に摺動嵌合状
態に連結されている。

【００４０】尚、図１の８０は第２ハウジング部４３ｂ
に設けられて、油圧ピストン４５の最大下降位置を規制
するストッパピンである。

【００４１】また、前記スプール弁６１は、ステッピン
グモータ５９による制御カム６０の回転制御に伴い中立
位置（グルーブ溝７４の閉止位置）から一時的に軸方向
へ移動して連通路７４を開成して受圧室４４ａ内に油圧
を供給しあるいは油圧を排出してピストン４５を前述の
最大上昇位置と最大下降位置間の任意の中間位置にも安
定して保持することができるように構成されている。し
たがって、制御シャフト４２を任意の中間回動位置に制
御できるようになっている。

【００４２】以下、本実施例の作用について説明する。
まず、機関高回転域では、ステッピングモータ５９にコ
ントロールユニット６６からパルス信号が出力されて駆
動ロッド５９ａが図１の時計方向に回転し、制御カム６
０も図１の破線で示すように回動して薄肉部位６０ａが
右下側の位置に移動する。このため、伝達部材６５は、
他端部６５ｂが破線で示すように図中右方向へ移動す
る。したがって、スプール弁６１は、プッシュロッド６
３を介してコイルスプリング７９のばね力によって右方
向位置つまり破線位置まで移動し、弁部６１ａが供給孔
７０と供給用溝７７及びグルーブ溝７４ａを連通させ
る。

【００４３】このため、オイルポンプ７５から圧送され
た油圧は、供給通路６９，連通路７４を介して受圧室４
４ａ内に供給され、油圧ピストン４５の頂面を押圧して
図中右方向へストッパピン８０に突き当たるまで最大に
下降移動させる。これにより、連接ロッド４６を介して
リンク部材４７の先端部が図３に示すように時計方向に
回動すると共に、制御シャフト４２も捩りコイルばね５
０のばね力に抗して図中時計方向（右回転方向）へ回動
する。

【００４４】同時に、伝達部材６５は、図３に示すよう
に他端部６５ｂが、Ｕ字溝６５ｄを介して支持ボルト５
７の軸部外周を摺動しつつ図中時計方向へ回動して一端
部６５ａの外側線がプッシュロッド６３を押圧して、ス
プール弁６１をコイルスプリング７９のばね力に抗して
図３に実線位置に摺動させる。このため、弁部６１ａが
グルーブ溝７４ａを閉止して供給用溝７７とグルーブ溝
７４ａとの連通を遮断する。したがって、受圧室４４ａ
への油圧の供給が阻止され、油圧ピストン４５は、図３
に示す最大下降位置に保持される。

【００４５】この結果、制御シャフト４２は、一方向の
最大回動位置に保持されて、偏心カム４１も図６に示す
ように破線位置から図中時計方向へ最大に回転し（実線
位置）、最大肉厚部４１ｂが下部側に移動する。依っ
て、ディスクハウジング３４は、カム溝３９を介して支
軸４０を支点として下方に揺動し、環状ディスク２９の
中心Ｙが駆動軸２１の中心Ｘに合致する。依って、この
場合は、環状ディスク２９と駆動軸２１との間に回転位
相は生じず、またカムシャフト２２の中心と環状ディス
ク２９の中心Ｙも合致しているため、両者２２，２９間
の回転位相差も生じない（図１０Ａ実線参照）。したが
って駆動軸２１の回転に伴い連結軸３１を介してスリー
ブ２８が同期回転すると共に、係止溝３３とピン３７，
環状ディスク２９，ピン３６，係止溝３０を介してカム
シャフト２２も同期回転する。したがって、吸気弁の作
動角が大きくなり（図１０Ｂ実線参照）、開時期が早く
なると共に、閉時期が遅くなるため、吸気慣性力を利用
した吸気充填効率が向上し、高出力化が図れる。

【００４６】一方、機関が低回転低負荷域に移行した場
合は、ステッピングモータ５９にパルス信号が出力され
て駆動ロッド５９ａが図３の反時計方向へ回転して制御
カム６０の厚肉部位６０ｂが図中左側に回転移動し、伝
達部材６５の一端部６５ａを介してプッシュロッド６３
を左方向へ押圧する。このため、スプール弁６１は、コ
イルスプリング７９のばね力に抗して左方向へ摺動し
て、弁部６１ａが供給用溝７７とグルーブ溝７４ａとの
連通を遮断しつつ今度はグルーブ溝７４ａと排出用溝７
８とを連通させる。このため、受圧室４４ａ内の油圧
は、連通路７４からグルーブ溝７４ａ，排出用溝７８，
排出孔７２，排出通路７１を通ってオイルパン６８内に
戻される。

【００４７】したがって、受圧室４４ａの低圧化に伴い
油圧ピストン４５は、図１及び図２に示すように最大上
昇位置に移動し、連接ロッド４６を介してリンク部材４
７を反時計方向へ回動させる。これにより、制御シャフ
ト４２は、捩りコイルばね５０のばね力によって図示の
位置つまり最大左回転位置まで回転して保持される。

【００４８】ここで、リンク部材４７の一端部４７ａが
前記のように連接ロッド４６により反時計方向へ回動す
ると、他端部４７ｂも同方向へ回動する。このため、プ
ッシュロッド６３と共にスプール弁６１がコイルスプリ
ング７９のばね力で図１の実線で示すように右方向へ移
動し、弁部６１ａがグルーブ溝７４ａと供給用溝７７と
は勿論のこと排出用溝７８との連通を遮断する。これに
より、油圧ピストン４５の最大上昇位置が安定保持され
る。したがって、スリーブ２８側の係止溝３３とピン３
７並びにカムシャフト２２側の係止溝３０とピン３６と
の摺動位置が駆動軸２１の回転毎に移動し、環状ディス
ク２９の角速度が変化して不等角速度回転になる（図１
０Ａ破線参照）。

【００４９】これにより、係止溝３０とピン３６の摺動
位置が、駆動軸２１の中心Ｘに接近する一方、係止溝３
３とピン３７の摺動位置が、中心Ｘから離れる関係にな
る。したがって、環状ディスク２９は、駆動軸２１に対
して角速度が大きくなり、環状ディスク２９に対しカム
シャフト２２の角速度も大きくなり、これによってカム
シャフト２２は駆動軸２１に対して部分的に増速された
状態になる。このため、吸気弁２５の作動角が小さくな
り（図１０Ｂ破線参照）、開時期が少し遅れ、閉時期が
早くなる。これによって吸排気弁のバルブオーバラップ
が小さくなり、燃焼室の残留ガスが減少し、安定した燃
焼により燃費の向上が図れる。

【００５０】以上のように本実施例では、吸気弁２５の
作動角変化により機関運転状態に応じて機関性能を向上
させることが可能になることは勿論のこと、制御シャフ
ト４２を、従来のように歯車機構ではなく、油圧ピスト
ン４５によって回転駆動すると共に、リンク部材４７を
介して両者４２，４５をクランク状に連結したため、制
御シャフト４２に伝達されたカムシャフト２２の正負の
トルク変動を油圧ピストン４５等で効果的に吸収でき
る。

【００５１】しかも、制御シャフト４２に対してリンク
部材４７をボルト５１によって連結したため、各構成部
品の製造時の寸法誤差をボルト５１の締結時に吸収でき
る。即ち、制御シャフト４２と油圧ピストン４５等を組
み付ける際には、予め連接ロッド４６の他端部４６ｂに
リンク部材４７の一端部４７ａを支持ボルト５７を介し
て連結しておき、その後、油圧ピストン４５をシリンダ
４４内で最大上昇位置に移動した状態でリンク部材４７
の他端部４７ｂをボルト５１によって制御シャフト４２
の一端部４２ａに締結固定する。したがって組み付け作
業が極めて容易になると共に、ボルト５１締結時に製造
時の寸法誤差を吸収することができるので、各構成部品
の高い加工精度や組付精度が不要になる。この結果、製
造作業能率の向上とコストの低廉化が図れる。

【００５２】また、油圧ピストン４５の移動位置を、伝
達部材６５を利用して機械的に検出し、スプール弁６１
をフィードバック制御して受圧室４４ａに対する油圧の
給排を遮断するため、制御シャフト４２の正逆回転位置
つまりディスクハウジング３４による環状ディスク２９
の同心ー偏心制御の安定化が図れると共に、構造が簡単
でかつ安価な伝達部材６５を利用することによりコスト
の低廉化が図れる。。さらに、前述のようにステッピン
グモータ５９の作動に応じて制御シャフト４２の回動位
置を任意に回動制御することができるので、ディスクハ
ウジング３４に支持される環状ディスク２９の回転中心
が駆動軸２１の軸心に対して任意に偏心させることがで
き、前記吸気弁２５の作動角を機関運転変化に応じて高
精度に制御することが可能になる。

【００５３】さらに、第２ハウジング部４３ｂの開口窓
５４を利用して伝達部材６５を支持ボルト５７に連結す
ることができるため、その連結作用が容易になり、ま
た、ステッピングモータ５９の取付作業も容易になる。

【００５４】また、受圧室４４ａのシールは、油圧ピス
トン４５の外周に設けられた単純な円環状のシール部材
５５によって行うことができるため、確実なシールが得
られると共に、シール部材５５の製造性が良好となり、
この点でもコストの低廉化が図れる。

【００５５】図１１〜図１３は本発明の第２実施例を示
し、スプール弁６１を、プッシュロッド６３を介してス
テッピングモータ５９で直接的に作動させると共に、制
御シャフト４２の回転位置を電気的な位置検出センサ８
１を用いて検出するようにしたものである。

【００５６】即ち、ステッピングモータ５９の駆動ロッ
ド５９ａの先端部に、図１１にも示すように逆Ｕ字形の
連結部８２が固定されている一方、プッシュロッド６３
の他端部６３ｂに連結部８２の逆Ｕ字溝８２ａ内に係合
する棒状の係合突部８３が設けられている。また、位置
検出センサ８１は、先端部がディスクハウジング３４の
移動方向の外周面に当接配置されており、ディスクハウ
ジング３４の検出された揺動位置情報をコントロールユ
ニット６６に出力し、ここからステッピングモータ５９
を目標値に回転制御するものである。

【００５７】以下、コントロールユニット６６によるス
テッピングモータ５９の回転制御を図１５のフローチャ
ートに基づいて説明する。

【００５８】まず、ステップＳ１では、クランク角セン
サやエアーフローメータから現在の機関回転数Ｎと負荷
Ｌを読み込み、ステップＳ２では、Ｎ，Ｌの情報信号に
基づいてコントロールユニット６６中のマップによって
目標値Ｔを検出する。次に、ステップＳ３では、位置検
出センサ８１からの位置検出信号ＰＯＳを読み込み、ス
テップＳ４でＴの値からＰＯＳを減算してＤを求める。
さらに、ステップＳ５では、Ｄが制御目標のばらつき範
囲であるαよりも小さいか否かを判別する。ここで、小
さいと判別した場合は、ステップＳ６でステッピングモ
ータ５９の作動を停止し、制御を終わる。

【００５９】また、ステップＳ５でＤがαよりも大きい
と判別した場合は、ステップＳ７でＤか０よりも大きい
か否かを判別し、大きいと判別した場合は、ステップＳ
８でステッピングモータ５９を正転させる一方、ＤがＯ
よりも小さいと判別した場合は、ステップＳ９に移行
し、ここではステッピングモータ５９を逆転させる制御
を行う。また、ステップＳ８及び９でステッピングモー
タ５９を正逆転制御した後は、ステップＳ３に戻り同じ
処理を繰り返す。

【００６０】これによって、スプール弁６１は、機関運
転状態に応じて左右軸方向へ移動して、グルーブ溝７４
ａと供給用溝７７，排出用溝７８の連通，遮断制御が行
われるわけであるが、第１実施例と異なり、ディスクハ
ウジング３４の揺動位置つまり環状ディスク２９の偏心
量のフィードバックによる制御が行われるので、制御精
度が大巾に向上する。特に例えば、油圧ピストン４５の
シール部材５５から受圧室４４ａ内の油圧がリークして
油圧ピストン４５が若干移動すると、制御シャフト４２
を介してディスクハウジング３４の位置変化を即座に位
置検出センサ８１が検出してコントロールユニット６６
にフィードバックし、ステッピングモータ５９を回転駆
動させてスプール弁６１を移動させることにより、受圧
室４４ａへの補給を行うため、環状ディスク２９を常時
適性な位置に制御することが可能になる。

【００６１】尚、他の構成は第１実施例と同様であるか
ら組付精度や製造コストの低廉化などの効果が得られ
る。

【００６２】

【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、駆動機構によって制御機構を揺動制御して吸気
・排気弁の作動角を可変制御できることは勿論のこと、
前記駆動機構を従来のように歯車機構によって形成する
のではなく、油圧ピストン等によって形成したため、制
御シャフトに伝達されたカムシャフトの正負の回転トル
ク変動をクランク状に連結された該制御シャフトと油圧
ピストンとの間で効果的に吸収でき、打音等の発生が確
実に防止される。

【００６３】しかも、制御シャフトとリンク部材をボル
ト等によって連結できるため、該制御シャフトと油圧ピ
ストンとの高い組付精度や各構成部品の加工精度が要求
されず、製造や組付作業が容易になるとと共に、コスト
の低廉化が図れる。

【００６４】また、従来のようにベーン型の油圧アクチ
ュエータではなく、油圧ピストンを用いたため、シール
部材も単純な円環状のものでよく、したがって良好なシ
ール性能が確保できると共に、シール部材の製造作業が
容易となり、この点でもコストの低廉化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に供される駆動機構を示す
図２のＡ−Ａ線断面図。

【図２】同図１のＢ−Ｂ線断面図。

【図３】本実施例の作用を示す図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】本実施例の要部拡大断面図。

【図５】本実施例の要部を示す図６のＣ−Ｃ線断面図。

【図６】図５のＤ−Ｄ線断面図。

【図７】本実施例の要部平面図。

【図８】図７のＥ−Ｅ線断面図。

【図９】図７のＦ−Ｆ線断面図

【図１０】本実施例の駆動軸とカムシャフトの回転位相
差特性及びバルブリフト特性図。

【図１１】本発明の第２実施例を示す図１２のＧ−Ｇ線
断面図。

【図１２】図１１のＨ−Ｈ線断面図。

【図１３】本実施例の作用を示す図１２のＧ−Ｇ線断面
図。

【図１４】本実施例の要部拡大断面図。

【図１５】本実施例のコントロールユニットのフローチ
ャート図。

【図１６】従来の装置を示す断面図。

【図１７】図１６のＩ−Ｉ線断面図。

【図１８】従来の駆動機構を示す全体構成図。

【符号の説明】

２１…駆動軸 ２２…カムシャフト ２３…制御機構 ２４…駆動機構 ２５…吸気弁 ４２…制御シャフト ４３…ハウジング ４４…シリンダ ４５…油圧ピストン ４６…連接ロッド ４７…リンク部材 ４８…アクチュエータ ５９…ステッピングモータ ６０…制御カム ６１…切替弁 ６３…プッシュロッド ６５…伝達部材 ６６…コントロールユニット ８１…位置検出センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関によって回転駆動する駆動軸と、該
   駆動軸の同軸上に相対回転自在に設けられ、外周に吸排
   気弁を開作動させるカムを有するカムシャフトと、駆動
   軸とカムシャフトとを連繋し、かつ駆動軸の軸心に対し
   て偏心動して駆動軸とカムシャフトとの角速度を変化さ
   せる制御機構と、機関運転状態に応じて前記制御機構を
   揺動させる駆動機構とを備えた吸排気弁駆動制御装置に
   おいて、 前記駆動機構は、一端部が前記制御機構に連繋した制御
   シャフトと、ハウジングのシリンダ内に摺動自在に設け
   られて、連接ロッドが前記制御シャフトの他端部にリン
   ク部材を介して連結された油圧ピストンと、前記シリン
   ダ内に切替弁を介して油圧を給排する油圧回路と、前記
   油圧ピストンの摺動位置に応じて前記切替弁を作動制御
   するアクチュエータとを備えたことを特徴とする内燃機
   関の吸排気弁駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータは、回転モータの駆
   動ロッドの先端部に固定された制御カムと、該制御カム
   の回動位置に応じて前記切替弁を押圧して前記油圧回路
   の供給通路と排出通路とを切り替え作動させるプッシュ
   ロッドとを備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃
   機関の吸排気弁駆動制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御カムと連接ロッドとの間に、前
   記油圧ピストンの摺動位置を制御カムを介して切替弁に
   伝達する伝達部材を連結したことを特徴とする内燃機関
   の吸排気弁駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御機構の揺動位置を検出する位置
   検出センサと、該位置検出センサからの情報信号に基づ
   いて前記回転モータを回転制御するコントロールユニッ
   トとを備えたことを特徴とする請求項１及び請求項２記
   載の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。