JPH11294125A

JPH11294125A - 内燃機関の動弁装置

Info

Publication number: JPH11294125A
Application number: JP10098031A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakamura; 信中村; Seinosuke Hara; 誠之助原; Yoshihiko Yamada; 吉彦山田; Keisuke Takeda; 敬介武田; Katsuya Mogi; 克也茂木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-10-26
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: JP3880197B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機関始動時における駆動軸の起動トルクを低
減させて始動性の向上と始動装置の小型化及び簡素化を
図る。【解決手段】駆動軸１３に固定された駆動カム１５
と、同じ駆動軸に揺動自在に支持された揺動カム１７と
を、リンクアーム２４とロッカアーム２３及びリンクロ
ッド２５によって連係し、揺動カムのカム面２２がバル
ブリフター１６の上面１６ａを摺動することにより、吸
気弁１２を開閉作動させる。また、可変機構１９の制御
カム３３によってロッカアームの揺動支点を変化させて
バルブリフト特性を可変にする動弁装置である。リンク
アームとロッカアームの連結ピン２６の軸心Ｚと駆動カ
ムの中心Ｘとを結ぶ直線Ｓに対して制御カムの中心Ｐ１
から延びた垂線Ｑの長さを、下り区間の中間リフト位置
での垂線長Ｌ₂よりも上り区間の中間リフト位置での垂
線長Ｌ₁の方を長くなるように設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁装
置、とりわけ駆動カムからリンクアームやロッカアーム
などの伝達機構を介して所定角度範囲で揺動する揺動カ
ムによって機関弁を開閉作動させる内燃機関の動弁装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】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・排気バルブ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動弁装置は従来から種々提供
されており、その一例として本出願人が先に出願した特
願平９−２１２８３１号の明細書及び図面に記載された
ものがある。

【０００３】図１３に基づいて概略を説明すれば、シリ
ンダヘッド５１に図外のバルブガイドを介して摺動自在
に設けられた一対の吸気弁５２と、シリンダヘッド５１
上部の軸受５３に回転自在に支持されて、機関のクラン
ク軸から回転力が伝達される駆動軸５４と、該駆動軸５
４の軸心に対して中心を所定量偏心させて固定された２
つの駆動カム５５と、同じく駆動軸５４に揺動自在に支
持されて、各吸気弁５２の上端部に設けられたバルブリ
フター５６の上面に摺接して各吸気弁５２をバルブスプ
リング５７のばね力との相対圧で開閉作動させる揺動カ
ム５８と、該揺動カム５８と駆動カム５５との間に介装
されて駆動カム５５の偏心回転を揺動カム５８に伝達し
て揺動させる伝達機構５９と、該伝達機構５９を介して
揺動カム５８のバルブリフター上面に対する揺動位置を
変化させてバルブリフト特性を可変にする可変機構６０
とを備えている。

【０００４】前記伝達機構５９は、ほぼ円環状の基端部
６１ａの嵌合孔６１ｃが駆動カム５５の外周面に回転自
在に嵌合したリンクアーム６１と、前記軸受５３の上端
部に制御軸６７を介して揺動自在に支持され、一端部６
２ａが連結ピン６３によってリンクアーム６１の突出端
部６１ｂに相対回転自在に連結されたロッカアーム６２
と、両端部６４ａ，６４ｂがロッカアーム６２の他端部
６２ｂと揺動カム５８のカムノーズ部５８ａに夫々ピン
６５，６６を介して相対回転自在に連結されたリンクロ
ッド６４とから構成されている。

【０００５】また、可変機構６０は、図外のアクチュエ
ータによって回転位置を制御される前記制御軸６７と、
該制御軸６７の外周に中心Ｐ１を制御軸６７の軸心Ｐ２
から所定量α偏心した状態で固定されて、ロッカアーム
６２のほぼ中央に穿設されたカム孔６２ｄ内に摺動自在
に設けられた偏心制御カム６８とから構成されている。

【０００６】そして、機関の始動とともに駆動軸５４及
び駆動カム５５が回転し始めると、該駆動カム５５の偏
心回転によりリンクアーム６１が上下動してロッカアー
ム６２を制御カム６８を支点として揺動させ、この揺動
力がリンクロッド６４に伝達されて揺動カム５８を図中
上下方向へ揺動させることによりカム面５８ｂでバルブ
リフター５６を下方へ押圧あるいは押圧を解除して吸気
弁５２を開閉作動させるようになっている。

【０００７】また、機関運転状態の変化に伴い制御軸６
７が所定量回転して制御カム６８を偏心回動させること
によりロッカアーム６２の揺動支点Ｐ１を変化させる。
これによって、揺動カム５８は、リンクロッド６４を介
してバルブリフター５６の上面上での揺動支点位置が図
中左あるいは右方向へ変化し、これによって吸気弁５２
のバルブリフト特性を大小可変するようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記先願に
係る動弁装置のような駆動カム５５からリンクアーム６
１やロッカアーム６２などのリンク機構（伝達機構６
４）によって揺動カム５８を揺動させるものにあって
は、構造上、駆動カム５５の径が比較的大きいことやバ
ルブリフトアップ時（上り時）における駆動カム５５が
リンクアーム６１から受ける荷重が大きいことなどに起
因して機関始動時の起動トルクが増大し、機関始動性が
悪化するといった問題がある。

【０００９】すなわち、本出願人の発明者の精査研究に
よれば、駆動カム５５がリンクアーム６１から受ける荷
重Ｆについて考察すると、例えばロッカアーム６４の揺
動支点が変化しない状態であるバルブリフトアップ時と
ダウン時のそれぞれ同一リフトでは、揺動カム５８に対
するバルブスプリング５７からのばね反力は同一である
が、前記荷重Ｆについてみると、リフトのアップ（上
り）区間とダウン（下り）区間とではロッカー比によっ
てその荷重Ｆの大きさが異なっており、リフトアップ区
間では荷重Ｆは大きくなっている。

【００１０】次に、機関始動時について考えてみると、
エンジン回転が安定的に立上がる迄の間は、駆動カム５
５とリンクアーム６１との間の相対回転がほとんどない
ため、両者５５，６１の内外周面間に大きな静摩擦係数
μの摩擦抵抗が作用している。また、バルブリフトの上
り区間では、前述の大きな静摩擦抵抗力が働いている上
に、前記荷重Ｆが大きくなり、さらに駆動カム径が大き
いことと相俟って駆動軸５４を回転させるための起動ト
ルクが増大してしまう。したがって、全体的に機関始動
性が悪化するおそれがあった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記先願に係
る動弁装置の実情に鑑みて案出されたもので、請求項１
記載の発明は、機関のクランク軸によって回転駆動する
駆動軸と、該駆動軸の外周に固定され、中心が駆動軸の
軸心から所定量偏倚した駆動カムと、一端部が前記駆動
カムの外周に回転自在に連係したリンクアームと、支軸
に揺動自在に支持され、一端部が該リンクアームの他端
部に連結ピンを介して回転自在に連係されたロッカアー
ムと、該ロッカアームの他端部に揺動自在に連係され
て、カム面が機関弁の上端部に有するフォロア部に摺接
しつつ機関弁を開閉作動させる揺動カムとを備えた内燃
機関の動弁装置において、前記リンクアームとロッカア
ームとを連結する前記連結ピンの軸心と前記駆動カムの
中心点とを結ぶ直線に対して前記ロッカアームの揺動支
点から延びた垂線の長さを、前記揺動カムによる機関弁
のバルブリフト下り区間における前記垂線長さよりもバ
ルブリフト上り区間における前記垂線長さを長くなるよ
うに設定したことを特徴としている。

【００１２】この発明によれば、リフト上り区間の方の
垂線長さＬ₁をリフト下り区間の方の垂線長さＬ₂よりも
長く設定したため、上り側荷重がＦ₁＝Ｍ／Ｌ₁、下り側
荷重がＦ₂＝Ｍ／Ｌ₂となり（Ｍ：バルブスプリングがロ
ッカアームを回すモーメント）、Ｆ₁＜Ｆ₂となるから、
上り区間の駆動軸の起動トルクを小さくすることができ
る。

【００１３】請求項２記載の発明は、前記揺動カムを駆
動軸の外周に揺動自在に支持すると共に、該駆動軸の回
転方向と揺動カムのカムリフト側の揺動方向とを同一に
設定したことを特徴としている。

【００１４】この発明によれば、駆動軸の外径と揺動カ
ムの内径の摩擦モーメントが、揺動カムをリフトダウン
方向ではなくリフトアップ方向に働くため、前記起動ト
ルクを減少させることができる。

【００１５】請求項３記載の発明は、前記駆動軸の回転
方向をクランク軸の回転方向と同一に設定したことを特
徴としている。

【００１６】したがって、通常の一般的なカムシャフト
の駆動と同様にタイミングチェーンやタイミングベルト
を介してクランク軸により回転方向反転プーリ等を用い
ずに直接的に駆動することができるため、駆動軸を容易
に回転駆動させることができる。

【００１７】請求項４記載の発明は、前記ロッカアーム
の揺動支点を変化させることにより前記揺動カムのフォ
ロワ部に対する相対位置を変化させてバルブリフト特性
を可変にする可変機構を設けたことを特徴としている。

【００１８】したがって、可変機構の例えば制御カムの
比較的小さな偏心回動によってロッカアームの揺動支点
位置を変えるだけで、バルブリフト特性を可変にでき、
特に小さなバルブリフト特性が得られるため、起動トル
クをさらに低減させることができる。

【００１９】請求項５記載の発明は、前記バルブリフト
特性を機関始動時には、前記可変機構によって小バルブ
リフトとなるように制御したことを特徴としている。

【００２０】したがって、機関始動時は常に小バルブリ
フト特性になっているため、バルブスプリングのばね反
力が小さくなり、始動時の起動トルクを常に低減でき
る。

【００２１】請求項６記載の発明は、前記ロッカアーム
と揺動カムとをリンクロッドによって連係したことを特
徴としている。

【００２２】したがって、ロッカアームと揺動カムとの
間のリンクロッドの存在によって、バルブリフト特性の
可変の自由度が向上し、この結果、より小さなバルブリ
フト特性を得ることができるため、始動性の向上をさら
に高めることができる。

【００２３】請求項７記載の発明は、前記駆動カムとリ
ンクアームの一端部との間に、ベアリングを介装したこ
とを特徴としている。

【００２４】したがって、機関始動時における駆動カム
とリンクアームとの間に静摩擦係数を小さくできるた
め、駆動軸の起動トルクを大巾に低減できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の動弁装置の第１の
実施形態を図１〜図３に基づいて詳述する。この実施形
態の動弁装置は、先願のものと同じく１気筒あたり２つ
の吸気弁を備えかつ該吸気弁のバルブリフトを機関運転
状態に応じて可変にする可変機構を備えたものを示して
いる。

【００２６】すなわち、この動弁装置は、シリンダヘッ
ド１１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けら
れた一対の吸気弁１２，１２と、シリンダヘッド１１上
部の軸受１４に回転自在に支持された中空状の駆動軸１
３と、該駆動軸１３に、圧入等により固定された偏心回
転カムである２つの駆動カム１５，１５と、駆動軸１３
に揺動自在に支持されて、各吸気弁１２，１２の上端部
に配設されたフォロワであるバルブリフター１６，１６
の平坦な上面１６ａ，１６ａに摺接して各吸気弁１２，
１２を開作動させる揺動カム１７，１７と、駆動カム１
５と揺動カム１７，１７との間に連係されて、駆動カム
１５の回転力を揺動カム１７，１７の揺動力として伝達
する伝達機構１８と、該伝達機構１８の作動位置を可変
にする可変機構１９とを備えている。

【００２７】前記駆動軸１３は、機関前後方向に沿って
配置されていると共に、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軸から回転力が
伝達されており、この回転方向は図１中、時計方向（矢
印方向）に設定されている。

【００２８】前記軸受１４は、図２に示すように、シリ
ンダヘッド１１の上端部に設けられて駆動軸１３の上部
を支持するメインブラケット１４ａと、該メインブラケ
ット１４ａの上端部に設けられて後述する制御軸３２を
回転自在に支持するサブブラケット１４ｂとを有し、両
ブラケット１４ａ，１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１４
ｃによって上方から共締め固定されている。

【００２９】前記両駆動カム１５は、図１〜図３に示す
ようにほぼリング状を呈し、小径なカム本体１５ａと、
該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられたフランジ
部１５ｂとからなり、内部軸方向に駆動軸挿通孔１５ｃ
が貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘ
が駆動軸１３の軸心Ｙから径方向へ所定量だけオフセッ
トしている。また、この各駆動カム１５は、駆動軸１３
に対し前記両バルブリフター１６，１６に干渉しない両
外側に駆動軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されている
と共に、両方のカム本体１５ａ，１５ａの外周面１５
ｄ，１５ｄが同一のカムプロフィールに形成されてい
る。

【００３０】前記揺動カム１７は、図１，図４〜図６に
示すようにほぼ横雨滴状を呈し、ほぼ円環状の基端部２
０に駆動軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持
孔２０ａが貫通形成されていると共に、一端部のカムノ
ーズ部２１にピン孔２１ａが貫通形成されている。ま
た、揺動カム１７の下面には、カム面２２が形成され、
基端部２０側の基円面２２ａと該基円面２２ａからカム
ノーズ部２１側に円弧状に延びるランプ面２２ｂと該ラ
ンプ面２２ｂの先端側に有する最大リフトの頂面２２ｃ
とが形成されており、該基円面２２ａとランプ面２２ｂ
及び頂面２２ｃとが、揺動カム１７の揺動位置に応じて
各バルブリフター１６の上面１６ａ所定位置に当接する
ようになっている。また、揺動カム１７は、基円面２２
ａから頂面２２ｃ方向へ摺動するカムリフト側の揺動方
向が前記駆動軸１３の回転方向と同一方向に設定されて
いる。

【００３１】前記伝達機構１８は、図１に示すように駆
動軸１３の上方に配置されたロッカアーム２３と、該ロ
ッカアーム２３の一端部２３ａと駆動カム１５とを連係
するリンクアーム２４と、ロッカアーム２３の他端部２
３ｂと揺動カム１７とを連係するリンクロッド２５とを
備えている。

【００３２】前記各ロッカアーム２３は、図３に示すよ
うに平面からみてほぼクランク状に折曲形成され、中央
に有する筒状基部２３ｃが後述する制御カム３３に回転
自在に支持されている。また、各基部２３ｃの各外端部
に突設された前記一端部２３ａには、リンクアーム２４
と相対回転自在に連結するピン２６が圧入されるピン孔
２３ｄが貫通形成されている一方、各基部２３ｃの各内
端部に夫々突設された前記他端部２３ｂには、各リンク
ロッド２５の一端部２５ａと相対回転自在に連結するピ
ン２７が圧入されるピン孔２３ｅが形成されている。

【００３３】また、前記リンクアーム２４は、比較的大
径な円環状の基部２４ａと、該基部２４ａの外周面所定
位置に突設された突出端２４ｂとを備え、基部２４ａの
中央位置には、前記駆動カム１５のカム本体１５ａの外
周面に回転自在に嵌合する嵌合孔２４ｃが形成されてい
る一方、突出端２４ｂには、前記ピン２６が回転自在に
挿通するピン孔２４ｄが貫通形成されている。

【００３４】さらに、前記リンクロッド２５は、図１に
も示すように所定長さの平板状を呈し、ほぼ中央がく字
形状に折曲形成され、円形状の両端部２５ａ，２５ｂに
は前記ロッカアーム２３の他端部２３ｂと揺動カム１７
の端部２１の各ピン孔２３ｅ，２１ａに圧入した各ピン
２７，２８の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔２５
ｃ，２５ｄが貫通形成されている。

【００３５】尚、各ピン２６，２７，２８の一端部に
は、リンクアーム２４やリンクロッド２５の軸方向の移
動を規制するスナップリング２９，３０，３１，が設け
られている。

【００３６】前記可変機構１９は、駆動軸１３の上方位
置に同じ軸受１４に回転自在に支持された制御軸３２
と、該制御軸３２の外周に固定されてロッカアーム２３
の揺動支点となる制御カム３３とを備えている。

【００３７】前記各制御カム３３は、夫々円筒状を呈
し、図１に示すように軸心Ｐ１位置が制御軸３２の軸心
Ｐ２からα分だけ偏倚している。

【００３８】前記制御軸３２は、駆動軸１３と並行に延
設されて、一端部に設けられた図外の電磁アクチュエー
タによって所定回転角度範囲内で回転するように制御さ
れており、前記電磁アクチュエータは、機関の運転状態
を検出する図外のコントローラからの制御信号によって
駆動するようになっている。コントローラは、クランク
角センサやエアーフローメータ，水温センサ等の各種の
センサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を
演算等により検出して、前記電磁アクチュエータに制御
信号を出力している。

【００３９】そして、図４及び図６に示すように前記駆
動カム１３の軸心Ｘと、前記リンクアーム２４とロッカ
アーム２３とを連結するピン２６の軸心Ｚとを結ぶ直線
Ｓに対して、前記ロッカアーム２３の揺動支点中心つま
り制御カム３３の中心Ｐ１から延びた垂線Ｑの長さ
Ｌ₁，Ｌ₂を、揺動カム１７によるバルブリフトの上り
（リフトアップ）区間（図４状態）と下り（リフトダウ
ン）区間（図６状態）における各中間バルブリフト位置
で変えるように設定した。つまり、上り時の中間リフト
位置の垂線Ｑの長さＬ₁を、下り時の中間リフト位置に
おける垂線Ｑの長さＬ₂よりも長くなるように設定し
た。尚、この時点では、バルブリフト量は両者とも同一
になっている。

【００４０】以下、本実施形態の作用を説明すれば、ま
ず、機関始動時及び低回転低負荷時には、機関運転を検
出したコントローラからの制御信号によって、電磁アク
チュエータが一方向に回転駆動されて、制御軸３２が制
御カム３３を図１及び図４〜図６に示す位置に回転させ
て厚肉部３３ａを左下方向へ回動させる。このため、ロ
ッカアーム２３は、その揺動支点中心Ｐ１位置が図示の
ように左側へ移動して他端部２３ｂが揺動カム１７のカ
ムノーズ部２１をリンクロッド２５を介して上方へわず
かに引き上げて該揺動カム１７全体を所定量だけ図示の
反時計方向の位置に回動させる。

【００４１】この状態で揺動カム１７の揺動作用、つま
り駆動カム１５と伝達機構１８による揺動カム１７のカ
ムリフト作用を図１及び図４〜図６に基づいて説明する
と、まず図１に示すように揺動カム１７の基円面２２ａ
がバルブリフター１６の上面１６ａに位置している場合
は、ベースサークル領域であって吸気弁１２が閉作動状
態にある。

【００４２】この状態から図４に示すように、駆動カム
１５の回転駆動に伴いリンクアーム２４が左上方向へ移
動してロッカアーム２３の一端部２３ａを押し上げる。
したがって、ロッカアーム２３は、図示のように時計方
向へ揺動して他端部２３ｂでリンクロッド２５を下方へ
押圧し、これによって揺動カム１７が時計方向へ揺動す
ることによりカムリフトが開始されてリフト上り区間に
なる。ここから、駆動カム１５がさらに回転すると、揺
動カム１７は図５に示す位置に時計方向へ揺動して頂面
２２ｃがバルブリフター１６の上面１６ａに当接した段
階で、最大リフトとなる。駆動カム１５がさらに回転す
ると、揺動カム１７図６に示すように反転してリフト下
り区間になり、さらに揺動カム１７の同方向の揺動によ
って図１に示すベースサークル領域（閉弁領域）にな
る。

【００４３】したがって、この吸気弁１２のバルブリフ
ト特性は、図１１の破線に示すような小リフト特性とな
るため、吸気のガス流動が強化されて、燃費が改善され
る。

【００４４】そして、前記上り区間と下り区間の中間リ
フト位置（図４，図６に示す位置）では、前述のように
上り区間の垂線Ｑが下り区間の垂線Ｑよりも長く設定さ
れているため、駆動軸１３を駆動させるための起動トル
クを低減させることが可能になる。すなわち、図４及び
図６を参照して説明すれば、図４に示す上り区間の中間
リフト位置における直線Ｓとピン２６軸心Ｚと制御カム
３３の中心Ｐ１との結線Ｓ２間で形成される角度（リン
クアーム２４とロッカアーム２３との開き角度）θ
₁は、図６に示す対応する角度θ₂よりも大きく、かつ両
者θ₁，θ₂はともに９０°以下であるため、Ｌ₁＞Ｌ₂に
なっている。

【００４５】また、図４，図６に示す中間リフト位置で
はバルブリフト量が同一であるため、バルブスプリング
３４からのばね反力は同一である。したがって、バルブ
スプリング３４がロッカアーム２３を揺動カム１７とリ
ンクロッド２５を介して反時計方向へ回転させるモーメ
ントＭも両者ともに同一になっている。そして、ロッカ
アーム２３からリンクアーム２４を介して駆動カム１５
の中心Ｘに作用する荷重をＦ（上り側をＦ₁，下り側を
Ｆ₂）とすれば、Ｆ＝Ｍ／Ｌであるので、上り側荷重Ｆ₁
はＦ₁＝Ｍ／Ｌ₁となり、下り側荷重Ｆ₂は、Ｆ₂＝Ｍ／Ｌ
₂となる。したがって、Ｆ₁＜Ｆ₂となり、上り側の荷重
Ｆ₁の方が下り側の荷重Ｆ₂よりも小さくなる。

【００４６】一方、駆動カム１５（駆動軸１３）に対す
る起動トルクについて考察すると、リフト上り区間で
は、図４に示すようにバルブスプリング３４のばね力が
伝達機構１８を介して駆動軸１３の回転方向とは逆の方
向に作用し、その計算値はＴ_S1＝Ｆ₁×ｌ₁（エル）と
なり、このＦ₁が前述のようにＬ₁の長尺化に起因してＦ
₂よりも十分に小さくなっているため、駆動軸１３の回
転方向とは逆方向のトルクが低減される。ここで、ｌ₁
（エル）は直線Ｓに対して駆動カム１５の中心Ｘから延
ばした垂線の長さである。

【００４７】また、機関始動時には、その回転が安定的
に立上るまでの間は、駆動カム１５とリンクアーム２４
とは相対回転がほとんどないため、両者１５，２４の内
外周面間に比較的大きな静摩擦係数μが作用し、その摩
擦トルクμＦ₁×D/2 も付加されるが、Ｆ₁が小さいため
比較的小さな値となる。この摩擦トルク低減効果及び前
記Ｔ_S1の低減効果により、起動トルクＴＫを低減でき
る。ここでＴＫ＝Ｆ_S1＋μＦ₁×D/2 となり、 D は駆動
カムの直径である。

【００４８】また、リフト下り区間では、図６に示すよ
うにバルブスプリング３４のばね力が伝達機構１８を介
して駆動軸１３の回転方向と同方向に作用するため、こ
のばね力によって駆動軸１３の回転力をアシストする。
つまり、その計算値は、Ｔ_S2＝Ｆ₂×ｌ₂（エル）とな
り、Ｆ₂Ｔの効果、すなわち、その大きなトルク（ばね
力）が駆動軸１３の回転力をアシストする。

【００４９】（尚、リフト上り区間におけるｌ₁とリフ
ト下り区間におけるｌ₂は、同一バルブリフト量の時は
ｌ₁＝ｌ₂となっている。）以上のように、リフト上り区
間では、起動トルクＴＫが低減し、リフト下り区間で
は、駆動軸１３と同方向の比較的大きな回転アシスト力
が作用するため、駆動軸１３の始動初期（起動初期）及
び始動直後の回転の立上りが良好となる。この結果、機
関始動性の向上が図れると共に、セルモータ等の始動装
置の小型化及び簡素化が図れる。

【００５０】しかも、本実施形態では、可変機構１９に
よる吸気弁１２の可変バルブリフト特性を機関始動時に
最小リフトとなるように設定してあるため、この小バル
ブリフト状態ではバルブスプリング３４のばね反力が小
さくなるので、前記起動トルクＴ_K をさらに小さくする
ことが可能となり、始動時には常にかかる作用効果が得
られ、始動性能が一層向上する。また、駆動軸１３の回
転方向と揺動カム１７のリフト上り時の揺動方向（矢印
方向）とを同一に設定しているため、駆動軸１３の外周
面と揺動カム１７の支持孔２０ａ内周面との間の摩擦モ
ーメントが、揺動カムをリフト上昇方向へ作用する。し
たがって、駆動軸１３の起動トルクを低減できる。

【００５１】さらにリンクロッド２５の存在によってそ
の長さを変更するなどにより、バルブリフト特性の可変
幅を自由に変えることができるため、さらに小バルブリ
フト特性に設定して駆動軸１３の起動トルクを小さくす
ることができる。

【００５２】図７〜図１０は本発明の第２実施形態を示
し、バルブリフトを可変機構１９によって最大リフトに
制御した際における上り区間の中間リフト位置のＬ₁を
下り区間の中間リフト位置のＬ₂よりも長く設定したも
のである。すなわち、コントローラからの制御信号によ
って電磁アクチュエータが他方向に回転駆動されて、制
御軸３２が制御カム３３を図７〜図１０に示す位置に回
転させて厚肉部３３ａを右下方へ回動させる。このた
め、ロッカアーム２３は、その揺動支点中心Ｐ１位置が
図示のように右側へ移動して他端部２３ｂが揺動カム１
７のカムノーズ部２１を下方へわずかに押し下げて、揺
動カム１７全体を所定量だけ図示の時計方向の位置に回
動させる。

【００５３】したがって、かかる可変機構１９によって
揺動カム１７の位置制御の状態において、駆動軸１３，
駆動カム１５の回転に伴うバルブリフトは図７に示すベ
ースサークル域から図８に示すリフト上り区間を経て図
９に示すようにバルブリフター１６を押圧する位置がカ
ムノーズ部２１の頂面２２ｃ端縁側になるため、バルブ
リフト量は図１１の実線に示すように最大リフトにな
る。その後、揺動カム１７が反転して図１０に示すよう
にリフト下り区間の中間リフト域を通過して元のベース
サークル域に移行する。

【００５４】そして、このバルブリフト特性状態即ち、
最大リフトに制御した状態にあっても垂線ＳのＬ₁の長
さをＬ₂よりも長く設定してあるため、前述の式に基づ
きＦ₁＜Ｆ₂の関係により上り区間における駆動軸１３の
機関始動時における起動トルクの低減が図れ、したがっ
て、エンジン出力を重視し、大リフトに制御した場合で
あっても始動性を向上できる。

【００５５】図１２は、第１の実施形態を基本とした本
発明の第３の実施形態を示し、駆動カム１５の外周面と
リンクアーム２４の嵌合孔２４ｃの内周面との間にころ
がり軸受であるニードルベアリング４０を介装したもの
である。

【００５６】したがって、駆動カム１５とリンクアーム
２４との間の摺動摩擦抵抗が大巾に減少し、特に静摩擦
係数μを十分低減できるため、前述のような始動時にお
ける駆動軸１３の起動トルクを大巾に低減でき、始動性
をさらに向上させることが可能になる。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、機関始動時における駆動軸の起動
トルクを低減することができるため、始動性の向上が図
れると共に、始動用セルモータ等の始動装置を小形化と
簡素化が図れる。

【００５８】請求項２記載の発明によれば、駆動軸の外
周面と揺動カムの駆動軸挿通孔の内周面に発生する摩耗
モーメントが揺動カムのリフト下り側ではなくリフト上
り側に作用するため、始動時における駆動軸の起動トル
クをさらに低減できる。

【００５９】請求項３記載の発明によれば、駆動軸をク
ランク軸の回転方向と同方向に回転させるため、駆動軸
を容易に回転させることができるため、駆動軸の回転駆
動性が良好になる。

【００６０】請求項４記載の発明によれば、ロッカアー
ムの揺動支点を制御カムの回転によってわずかに変化さ
せるだけでバルブリフトを大きく変化させることができ
るため、機関性能を十分に発揮させることができること
は勿論のこと、小バルブリフトに制御することによって
駆動軸の起動トルクをさらに低減することが可能にな
る。

【００６１】請求項５記載の発明によれば、機関始動時
には常に小バルブリフトに制御してあるため、駆動軸の
起動トルクを低減できるので常時良好な始動性を得るこ
とができる。

【００６２】請求項６記載の発明によれば、リンクロッ
ドを設けることにより、その長さ等を変えることにより
揺動カムによるバルブリフト特性の可変巾の自由度が向
上し、より小さなバルブリフトに設定することにより、
起動トルクの大巾な低減が図れ、始動性を一層向上させ
ることができる。

【００６３】請求項７記載の発明によれば、ニードルベ
アリングによって駆動カムとリンクアームとの間の摺動
摩擦抵抗が大巾に減少させることができ、特に静摩擦係
数を十分低減できるため、機関始動時における駆動軸の
起動トルクを大巾に低減でき、始動性をさらに向上させ
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す図２のＡ−Ａ線断面
図。

【図２】本実施形態の側面図。

【図３】本実施形態の平面図。

【図４】本実施形態における小バルブリフト制御時の上
り区間の中間リフト状態を示す断面図。

【図５】本実施形態における小バルブリフト制御時の最
大リフト状態を示す断面図。

【図６】本実施形態における小バルブリフト制御時の下
り区間の中間リフト状態を示す断面図。

【図７】第２の実施形態における大バルブリフト制御時
のベースサークル時のリフト状態を示す断面図。

【図８】第２の実施形態における大バルブリフト制御時
の上り区間の中間リフト状態を示す断面図。

【図９】第２の実施形態における大バルブリフト制御時
の最大リフト状態を示す断面図。

【図１０】第２の実施形態における大バルブリフト制御
時の下り区間の中間リフト状態を示す断面図。

【図１１】第１，第２実施形態のバルブリフト特性図。

【図１２】第３の実施形態を示す断面図。

【図１３】先願に係る動弁装置を示す断面図。

【符号の説明】

１１…シリンダヘッド１２…吸気弁１３…駆動軸１５…駆動カム１６…バルブリフター１７…揺動カム１８…伝達機構１９…可変機構２１…カムノーズ部２２…カム面２３…ロッカアーム２３ａ，２３ｂ…端部２４…リンクアーム２４ａ…基端部２４ｂ…突出端部２５…リンクロッド２５ａ，２５ｂ…両端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田吉彦神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (72)発明者武田敬介神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (72)発明者茂木克也神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関のクランク軸によって回転駆動する
駆動軸と、該駆動軸の外周に固定され、中心が駆動軸の
軸心から所定量偏倚した駆動カムと、一端部が前記駆動
カムの外周に回転自在に連係したリンクアームと、支軸
に揺動自在に支持されて、一端部が該リンクアームの他
端部に連結ピンを介して回転自在に連係されたロッカア
ームと、該ロッカアームの他端部に揺動自在に連係され
て、カム面が機関弁の上端部に有するフォロア部に摺接
しつつ機関弁を開閉作動させる揺動カムとを備えた内燃
機関の動弁装置において、前記リンクアームとロッカアームとを連結する前記連結
ピンの軸心と前記駆動カムの中心点とを結ぶ直線に対し
て前記ロッカアームの揺動支点から延びた垂線の長さ
を、前記揺動カムによる機関弁のバルブリフト下り区間
における前記垂線長さよりもバルブリフト上り区間にお
ける前記垂線長さを長くなるように設定したことを特徴
とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】前記揺動カムを駆動軸の外周に揺動自在
に支持すると共に、該駆動軸の回転方向と揺動カムのカ
ムリフト側の揺動方向とを同一に設定したことを特徴と
する請求項１記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項３】前記駆動軸の回転方向をクランク軸の回
転方向と同一に設定したことを特徴とする請求項１また
は２記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】前記ロッカアームの揺動支点を変化させ
ることにより前記揺動カムのフォロワ部に対する相対位
置を変化させてバルブリフト特性を可変にする可変機構
を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載の内燃機関の動弁装置。
【請求項５】前記バルブリフト特性を機関始動時に
は、前記可変機構によって小バルブリフトとなるように
制御したことを特徴とする請求項４記載の内燃機関の動
弁装置。
【請求項６】前記ロッカアームと揺動カムとをリンク
ロッドによって連係したことを特徴とする請求項４また
は５記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項７】前記駆動カムとリンクアームの一端部と
の間に、ベアリングを介装したことを特徴とする請求項
１〜６記載の内燃機関の動弁装置。