WO2007013460A1 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

　本発明の可変動弁装置（２０）は、内燃機関（２００）に回転自在に設けられたカムシャフト（１０）と、カムシャフト（１０）に形成されたカム（１５）と、カムにより駆動される揺動カムと、揺動カムにより駆動される吸気バルブ（５）又は排気バルブ（６）と、内燃機関（２００）に回転自在にカムシャフトと並行に設けられ、内部に油が流通する油路（１１ａ）が形成された制御シャフト（１１）と、一端が制御シャフト（１１）に保持され、他端が制御シャフト（１１）から突出する制御アーム（７２）と、制御シャフト（１１）を回転させ制御アーム（７２）を変位させるアクチュエータ（４３）と、制御アーム（７２）の他端と回動自在に結合し、制御アーム（７２）の変位を揺動カム（４５）に伝達する伝達アーム（３５）と、制御アーム（７２）の内部に設けられ制御シャフト（１１）の油路の油を制御アーム（７２）と伝達アーム（３５）との結合される部分（７９）へ供給する潤滑油路（７８）とを用いた。

Description

明 細 書

内燃機関の可変動弁装置

技術分野

[0001] 本発明は、吸気バルブあるいは排気バルブの位相またはリフト量を可変とする内燃 機関の可変動弁装置に関する。

背景技術

[0002] 内燃機関の一例として、自動車に搭載されるレシプロ式エンジンには、エンジンの 排出ガス対策や燃費を低減するために、吸気バルブや排気バルブの位相つまり開 閉タイミングと、バルブのリフト量とを変化させる可変動弁装置を搭載することが行わ れている。

[0003] このような可変動弁装置の多くには、カムシャフトに形成されて 、るカムの位相を、 ベース円区間とリフト区間とが連なる揺動往復式のカムに置き換えて、吸気バルブや 排気バルブの特性を変更する構造が用いられて!/ヽる。

[0004] また、近時では、ボンビングロスの改善を図るために、回動可能な制御シャフトに制 御アームを支持させ、同制御アームの端部にカムと当接する伝達アームを支持させ る構造が用いられている。この構造では、制御シャフトが回動すると、伝達アームが 移動することによって、伝達アームとカムとの当接位置が変更される。このことによつ て、吸気バルブや排気バルブの位相は、開弁時期より閉弁時期が大きく変化しなが ら変更されるようになる（例えば、特開 2003— 239712号公報を参照)。

発明の開示

[0005] ところで、開弁時期より閉弁時期を大きく可変させる機能をもつ可変動弁装置の多 くは、特許文献 1にも示されるように、制御シャフトの外周部に制御アームを嵌挿させ る支持構造が用いられて 、る。

[0006] ところで、このような可変動弁装置の場合、各部材の摺動部への潤滑油の供給が 必要不可欠となる。特に、制御アームと伝達アームとの支持部分への潤滑油の供給 が必要だが特許文献 1ではなんら対策されておらず、また、上記支持部分がバルブ 特性変更に伴 、移動するため、十分に潤滑油を供給できな力つたり供給構造が複雑 になったりしていた。

[0007] そこで、本発明の目的は、十分な潤滑が簡単な構造で確保されながら、制御ァー ムと伝達アームとの支持部分を潤滑できる内燃機関の可変動弁装置を提供すること である。

[0008] 本発明は、内燃機関に回転自在に設けられたカムシャフトと、前記カムシャフトに形 成されたカムと、前記内燃機関に揺動自在に設けられ前記カムにより駆動される揺動 カムと、前記揺動カムにより駆動される吸気バルブ又は排気バルブと、前記内燃機関 に回転自在に前記カムシャフトと並行に設けられ、内部に油が流通する油路が形成 された制御シャフトと、一端が前記制御シャフトに保持され、他端が前記制御シャフト から突出する制御アームと、前記制御シャフトを回転させ制御アームを変位させるァ クチユエータと、前記制御アームの他端と回動自在に結合し、前記制御アームの変 位を前記揺動カムに伝達する伝達アームと、前記制御アームの内部に設けられ、前 記制御シャフトの油路の油を前記制御アームと前記伝達アームとの結合される部分 へ供給する潤滑油路とを備える。

[0009] この構成によれば、潤滑が求められる伝達アームと同制御アームとが結合される部 分は、単純に、制御シャフトの油路から油を伝達アーム内部に形成した潤滑油路へ 供給するだけで潤滑される。それゆえ、簡単な通路構造で、結合した部分が十分に 潤滑されるようになる。

[0010] 本発明の好ましい形態は、さらに、前記制御アームと前記伝達アームの結合される 部分と前記制御シャフトの軸心との距離を調整する調整機構を備える。

[0011] この構成によれば、調整機構を操作することによって、制御アームと伝達アームとが 互いに結合される部分と制御シャフトの軸心との距離を調整することにより、高精度に 気筒間のばらつきや制御ばらつきなどの調整がされる。このことによって、ばらつきを 要因とした内燃機関の振動の発生や燃費の悪ィ匕が防げられる。

[0012] 上記形態の好ま 、形態では、前記制御アームの一端は、前記制御シャフトに挿 入される。前記調整機構は、前記制御シャフトの前記制御アームと反対側に進退可 能に螺挿された、前記制御アームの一端と当接する調整ねじ部材を有し、かつ前記 制御アームの一端と前記調整ねじ部材との当接部位が前記制御シャフトの油路内に 位置される。

[0013] この構成によれば、さらに、簡単な調整ねじ部材を用いた構造で、気筒間のばらつ きや制御ばらつきなどを調整することができる。しかも、当接する制御アーム端と調整 部材端間の潤滑は、制御シャフト内の油路に該当接部位を位置決めるという構造だ けで、特別な構造を必要とせずに簡単にできる。

[0014] 上記形態の好ましい形態では、前記制御アームの一端又は該一端と当接する前記 調整ねじ部材の端の少なくとも一方には、前記制御シャフトの油路と前記制御アーム の潤滑油路とを連通する切欠き部が形成される。

[0015] この構成によれば、さらに、切欠き部を用いた簡単な構造で、常に良好に、制御シ ャフトの油路力 制御アームの潤滑油路へ、油が供給される。

[0016] 本発明の好ま 、形態では、前記制御シャフトには、前記伝達アームと前記制御ァ 一ムとを結合した結合部分の一部が格納される凹部が形成される。

[0017] この構成によれば、さらに、制御アームの結合部と制御シャフトの軸心間の距離が 短くでき、調整機構の軽量 'コンパクトィ匕を図ることができる。し力も、制御シャフトの単 位回転当たりのカム位相またはリフト量の変化量は小さくなるから、一層、高精度の 制御性を確保できたり、伝達アームを移動させるときの負荷が低減できたり、吸気バ ルブゃ排気バルブ力もの反力つまり回転トルクを抑えたりすることができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係る可変動弁装置を、同装置を搭載したシリンダへ ッドと共に示す断面図である。

[図 2]図 1に示された可変動弁装置を示す平面図である。

[図 3]図 1に示された可変動弁装置を示す分解斜視図である。

[図 4A]図 1に示された可変動弁装置のばらつきを調整する調整部の構造を一部断 面して示す正面図である。

[図 4B]図 1に示された可変動弁装置のばらつきを調整する調整部の構造を一部断面 して示す側断面図である。

[図 5]図 4A, 4Bに示された調整部を分解して各部を示す分解斜視図である。

[図 6]図 1に示された可変動弁装置の最大バルブリフト制御時におけるカム面のベー ス円区間にロッカアームが当接している状態を示す断面図である。

[図 7]図 1に示された可変動弁装置の最大バルブリフト制御時におけるカム面のリフト 区間にロッカアームが当接している状態を示す断面図である。

[図 8]図 1に示された可変動弁装置の最小バルブリフト制御時におけるカム面のベー ス円区間にロッカアームが当接している状態を示す断面図である。

[図 9]図 1に示された可変動弁装置の最小バルブリフト制御時におけるカム面のリフト 区間にロッカアームが当接している状態を示す断面図である。

[図 10]図 1に示された可変動弁装置の調整作業を説明する断面図である。

[図 11]図 1に示された可変動弁装置の性能を示す線図である。

[図 12A]本発明の第 2の実施形態に係る可変動弁装置の要部を示しかつ可変動弁 装置のばらつきを調整する調整部の構造を一部断面して示す正面図である。

[図 12B]本発明の第 2の実施形態に係る可変動弁装置の要部を示しかつ可変動弁 装置のばらつきを調整する調整部の構造を一部断面して示す側断面図である。 発明を実施するための最良の形態

[0019] 本発明の第 1の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を、図 1〜図 11を用い て説明する。図 1は、内燃機関、例えば複数の気筒 laが直列に並ぶレシプロ式ガソリ ンエンジン 200のシリンダヘッド 1の断面図を示している。なお、気筒 laは、図中 1つ 示されている。図 2は、シリンダヘッド 1の平面図を示している。図 3は、シリンダヘッド 1に搭載された可変動弁装置 20を分解して示す斜視図である。

[0020] 図 1および図 2を参照してシリンダヘッド 1について説明する。シリンダヘッド 1の下 面には、気筒 la毎に燃焼室 2が形成されている。なお、燃焼室 2は、図中 1つし力示 されていない。これら燃焼室 2には、それぞれ例えば 2個づつ、つまり一対の吸気ポ ート 3および排気ポート 4が組み付けられている。なお、吸気ポート 3および排気ポー ト 4は、図中片側しか示されていない。

[0021] シリンダヘッド 1の上部には、吸気ポート 3を開閉する吸気ノ レブ 5と、排気ポート 4 を開閉する排気バルブ 6とが組み付けられている。吸気バルブ 5と排気バルブ 6とは、 バルブスプリング 7で閉方向に付勢される常閉式の往復バルブである。なお、気筒 la 内には、ピストン lbが往復動可能に収められている。 [0022] 一方、図 1中 8は、シリンダヘッド 1の上部に搭載された、例えば Single Overhead Comshaft (SOHC)式の動弁系を示している。 SOHC式の動弁系 8は、複数の吸 気バルブ 5と複数の排気バルブ 6とを、一本のカムシャフトで駆動する。

[0023] 動弁系 8について説明する。 10は、燃焼室 2の頭上に、シリンダヘッド 1の長手方向 に沿うとともに回転自在に配設された中空なカムシャフトである。 11は、カムシャフト 1 0を挟んだ片側に回動可能に配設された吸気側のロッカシャフトである。ロッカシャフ ト 11は、本願の制御シャフトを兼ねている。

[0024] 12は、ロッカシャフト 11の反対側に配設固定された排気側のロッカシャフトである。

13は、例えばロッカシャフト 11とロッカシャフト 12と間の上側でかつロッカシャフト 12 寄りに配設された支持シャフトを示して 、る。

[0025] ロッカシャフト 11, 12および支持シャフト 13は、いずれもカムシャフト 10と平行でか つ並行に配置された中空な軸部材力 構成されている。

[0026] これら軸部材の内部の孔で形成される通路 l la〜13aには、図 3に示される潤滑油 供給系 100から供給される潤滑油 Gが流通するようになっている。潤滑油 Gは、図 4B に示されている。なお、 11aは、ロッカシャフト 11の内部に形成された通路を示してい る。通路 11aは、本願の油路に相当する。 12aは、ロッカシャフト 12の内部に形成さ れた通路を示している。 13aは、支持シャフト 13の内部に形成された通路を示してい る。

[0027] カムシャフト 10は、図示しないクランクシャフトから伝えられるエンジンの出力により 、図 1中の矢印方向に沿って回転駆動される。図 2に示されるように、カムシャフト 10 は、燃焼室 2毎に、一つの吸気用カム 15と、 2つの排気用カム 16が形成されている。 吸気用カム 15は、本願のカムに相当する。

[0028] 吸気用カム 15は、燃焼室 2の頭上中央に配置されている。排気用カム 16, 16は、 吸気用カム 15の両側に 1つづつ配置されている。

[0029] 図 1に示されるように、排気側のロッカシャフト 12には、排気用カム 16毎つまり排気 バルブ 6毎に、排気バルブ 6用のロッカアーム 18がそれぞれ回動自在に支持されて いる。なお、図中片側のロッカアーム 18しか図示されていない。また、吸気側のロッカ シャフト 11には、吸気用カム 15毎つまり吸気バルブ 5, 5毎に、可変動弁装置 20が 組み込まれている。ロッカアーム 18は、排気用カム 16の変位を排気バルブ 6へ伝え る部品である。可変動弁装置 20は、吸気用カム 15の変位を吸気バルブ 5, 5へ伝え る装置である。

[0030] ロッカアーム 18と可変動弁装置 20とが各カム 15, 16で駆動されることによって、ピ ストン lbの往復動に連動して、気筒 la内で、所定の燃焼サイクルが形成される。所 定のサイクルは、例えば吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程の 4サイクルであ る。

[0031] 可変動弁装置 20を説明する。図 1〜3に示されるように、可変動弁装置 20は、ロッ 力シャフト 11に揺動自在に支持されたロッカアーム 25と、ロッカアーム 25と組み合う スイングカム 45と、吸気用カム 15の変位をスイングカム 45へ伝達するセンタ口ッカァ ーム 35と、センタロッカアーム 35を吸気用カム 15の回転方向へ移動させるバルブ特 性変更機構 70とを有している。ロッカアーム 25は、吸気バルブ用であって、本願の口 ッカアームに相当する。スイングカム 45は、本願の揺動カムに相当する。センタロッカ アーム 35は、本願の伝達アームに相当する。

[0032] 図 2および図 3に示されるように、ロッカアーム 25には、例えば二股形状の構造が用 いられている。具体的には、ロッカアーム 25は、一対のロッカアーム片 29と、ローラ部 材 30とを備えている。

[0033] ロッカアーム片 29は、中央に筒状のロッカシャフト支持用ボス 26が形成され、一端 側に吸気バルブ 5の駆動をなす駆動部分、例えばアジャストスクリュ部 27が組み付け られている。ローラ部材 30は、ロッカアーム片 29の他端部間に挟み込まれ、かつ、回 転自在である。ローラ部材 30は、本発明で言う当接部を形成する。なお、 32は、ロー ラ部材 30をロッカアーム片 29に回転自在に枢支する短シャフである。

[0034] そして、ロッカシャフト 11は、ロッカシャフト支持用ボス 26, 26に揺動自在に嵌挿さ れる。ローラ部材 30は、支持シャフト 13側つまりシリンダヘッド 1の中央側に配置され ている。アジャストスクリュ部 27は、それぞれ吸気バルブ 5, 5の上部端つまりバルブス テム端に配置されている。それゆえ、ロッカアーム 25がロッカシャフト 11を支点に摇 動すると、吸気バルブ 5, 5が駆動されるようになっている。

[0035] 図 1〜3に示されるように、スイングカム 45は、ボス部 46と、アーム部 47と、受け部 4 8とを有している。ボス部 46は、支持シャフト 13に回動自在に嵌挿される筒状である。 アーム部 47は、ボス部 46からローラ部材 30つまりロッカアーム 25へ向って延びてい る。受け部 48は、アーム部 47の下部に形成されている。

[0036] アーム部 47の先端面には、ロッカアーム 25へ変位を伝える伝達面部として、例え ば上下方向に延びるカム面 49が形成されている。カム面 49は、ロッカアーム 25の口 一ラ部材 30の外周面に転接されている。カム面 49についての詳細は後述する。

[0037] 図 3に示すように、受け部 48の構造には、例えばアーム部 47の下部のうちカムシャ フト 10の直上となる下面部分に形成された凹陥部 51と、凹陥部 51内にカムシャフト 1 0と同じ向きで回転自在に支持された短シャフト 52とを備えた構造が用いられる。な お、 53は、短シャフト 52において凹陥部 51内に露出する部分の外周部に形成され た、平面な底面をもつ凹部である。

[0038] 図 1および図 3に示されるように、センタロッカアーム 35には、吸気用カム 15のカム 面と転接する転接子例えばカムフォロア 36と、カムフォロア 36を回転自在に支持す る枠形のホルダ部 37とをもつ、ほぼ L形部材が用いられて 、る。

[0039] 具体的には、センタロッカアーム 35は、中継用アーム部 38と、支点用アーム部 39と を有する L形に形成されて 、る。

[0040] 中継用アーム部 38は、カムフォロア 36を中心として、ホルダ部 37から上方のロッカ シャフト 11と支持シャフト 13間へ向かって延びる柱状である。支点用アーム部 39は、 ホルダ部 37の側部から、ロッカシャフト 11にお!/、て一対のロッカアーム片 29間力も露 出するシャフト部分 11cの下側へ延びる。シャフト部分 11cは、図 6〜9に示されてい る。

[0041] なお、支点用アーム部 39は、例えば二股状に分けられている。また、中継用アーム 部 38の先端つまり上端面には、駆動面としての傾斜面 40が形成されている。傾斜面 40は、ロッカシャフト 11側が低ぐ支持シャフト 13側が高くなるよう傾斜している。

[0042] 中継用アーム部 38の先端は、スイングカム 45の凹部 53内へ差し込まれている。こ のことによって、吸気用カム 15とスイングカム 45との間にセンタロッカアーム 35が介 在される。そして、アーム部 38の傾斜面 40は、凹部 53の底面に形成される受け面 5 3aにスライド自在に突き当てられている。このこと〖こよって、吸気用カム 15の変位は、 滑りを伴いながら中継用アーム部 38からスイングカム 45へ伝達される。

[0043] 図 1, 3に示すように、バルブ特性変更機構 70は、アーム移動機構 77と、調整部 80 と有している。アーム移動機構 77は、シャフト部分 11cに直径方向つまり軸心と直交 する方向力も差し込んだ制御アーム 72を用いてセンタロッカアーム 35を移動可能に する。

[0044] 調整部 80は、シャフト部分 1 lcの軸心と制御アーム 72の先端との距離、即ちシャフ ト部分 11cからの制御アーム 72の突出量を調整する。調整部 80は、本願の調整機 構に相当する。

[0045] 図 3〜5に、アーム移動機構 77や調整部 80の具体的な構造が示されている。これ らの図を参照してアーム移動機構 77について説明する。図 5に示すように、シャフト 部分 11cの下部周壁には、シャフト部分 11cの軸心と直交する通孔 73が形成されて いる。なお、通孔 73は、通路 11aと連通する孔である。

[0046] 制御アーム 72は、円形断面をもつ軸部 74と、同軸部 74の一端に形成された円板 状のピン結合片 75と、図 3に示される同ピン結合片 75に形成された支持孔 75aとを 有している。

[0047] 制御アーム 72の内部には、軸方向の全長、具体的には支持孔 75aから反対側の 端に渡る潤滑油通路 78が形成されている。潤滑油通路 78は、本願の潤滑油路に相 当する。なお、図 4A, 4B, 5に示すように、軸部 74の他端の端面には、潤滑油通路 78の導入口を形成するための溝形の切欠き部 78aが形成されている。また、ピン結 合片 75を除く軸部 74の全体の外径は、通孔 73に挿入自在になるように形成されて いる。制御アーム 72は、ピン結合片 75から反対側の端部分までを調整域部 76として いる。この調整域部 76がシャフト部分 11cの下部力も通孔 73に挿入されている。な お、挿入された調整域部 76は、軸方向および周方向に対して移動自在である。この 調整域部 76が、後述する調整部 80によって支持される。

[0048] ピン結合片 75は、二股に分かれた支点用アーム部 39内に挿入される。そして、ァ ーム部 39および支持孔 75aにはピン 42が揷通されている。この結果、支点用アーム 部 39の先端部と、シャフト部分 11cから突き出た制御アーム 72の端部とは、相互を力 ムシャフト 10、ロッカシャフト 11の軸心と直交する方向に回動自在に結合されて！、る 。つまり、互いにピン結合されている。

[0049] この結合により、吸気用カム 15の回転にしたがい、ピン 42を支点として、センタロッ 力アーム 35の中継用アーム部 38は、上下方向に変位つまり揺動される。さらに、スィ ングカム 45は、センタロッカアーム 35の動きに連動して、支持シャフト 13を支点に、 短シャフト 52を作用点つまりセンタロッカアーム 35からの荷重が作用する点とし、カム 面 49を力点つまりロッカアーム 25を駆動させる点として、周期的に揺動する。

[0050] 図 3に示すように、ロッカシャフト 11の端部には、制御ァクチユエータとして、例えば 制御用モータ 43が接続されている。制御用モータ 43は、ロッカシャフト 11を軸心回り に回動する。ロッカシャフト 11が回動することにより、制御アーム 72は、例えば図 6お よび図 7に示される略垂直方向に配置された姿勢から、図 8および図 9に示される力 ムシャフト回転方向に大きく傾いた姿勢まで移動する。

[0051] つまり、センタロッカアーム 35は、制御アーム 72の移動にしたがってシャフト部分 1 lcの軸方向と交差する方向に移動つまり変位できる。この移動により、図 6〜図 9に 示されるように、カムフォロア 36における吸気用カム 15との転接位置つまり当接位置 が進角方向や遅角方向に移動つまり変更する。

[0052] 転接位置を変更することによって、スイングカム 45のカム面 49の姿勢が変化する。

スイングカム 45のカム面 49の姿勢が変化することによって、吸気バルブ 5の開閉タイ ミングゃバルブリフト量力 同時に変更されるようにしている。

[0053] この点を説明すると、カム面 49は、例えば支持シャフト 13の中心からの距離が変化 する曲面である。例えば図 1に示されるように、カム面 49の上部側は、ベース円区間 α、すなわち、支持シャフト 13の軸心を中心とした円弧面で形成された区間である。 カム面 49の下部側は、リフト区間 β、すなわち上記円弧に連続した複数の円弧面、 具体的には例えば吸気用カム 15のリフト域のカム形状と同じような円弧面で形成され る区間である。

[0054] これにより、カムフォロア 36が吸気用カム 15の進角方向あるいは遅角方向へ変位 すると、スイングカム 45の姿勢が変化する。そして、スイングカム 45の姿勢の変化に よって、カム面 49においてローラ部材 30が接する領域が変化する。詳しくは、吸気 用カム 15の位相が進角方向あるいは遅角方向へずれながら、ローラ部材 30が行き 交うベース円区間 aとリフト区間 βの比率が変わる。

[0055] 進角方向の位相変化もしくは遅角方向の位相変化を伴いながら行われる区間 ex , βの比率の変化によって、吸気バルブ 5の開閉タイミングを開弁時期よりも閉弁時期 を大きく変更したり、同時に吸気バルブ 5のノ レブリフト量を連続的に変更したりして いる。

[0056] 図 3〜5に示すように、調整部 80には、シャフト部分 11cにおいて通孔 73とは反対 側の地点つまりシャフト部分 11cの上部周壁に形成されたねじ孔 81と、ねじ孔 81に 進退可能に螺挿された軸状のねじ部材 82とを用 V、た構造が用 、られて 、る。なお、 ねじ孔 81は、図 4に示されている。ねじ部材 82は、本願の調整ねじ部材に相当する

[0057] ねじ孔 81は、シャフト部分 11cの通路 11aまで延びている。ねじ孔 81は、通路 11a を挟んで、通孔 73と直列に配置させてある。通孔 73内に差し込まれた制御アーム 7 2の端は、ねじ孔 81内にねじ込まれたねじ部材 82の端と突き当たる。

[0058] このように、制御アーム 72がねじ部材 82に当接することによって、制御アーム 72は 、支持される。この支持によって、センタロッカアーム 35の支点用アーム部 39の端が 位置決められている。また、制御アーム 72とねじ部材 82とが当接する当接部位は、 制御シャフト 11の通路 11a内に配置されるように位置決められている。この結果、通 路 11a内を通る潤滑油 Gによって、制御アーム 72とねじ部材 82との当接部間が潤滑 されるようになつている。

[0059] また、潤滑油通路 78は、切欠き部 78aを通じて通路 11a内と連通している。通路 11 a内の潤滑油 Gが、切欠き部 78aから潤滑油通路 78を通じて、ピン 42で結合した結 合部分 79 (ピン結合部）、具体的にはピン 42と制御アーム 72端とが接する摺動部や ピン 42と支点用アーム部 39端とが接する摺動部など潤滑が求められる部位へ十分 に供給される。なお、溝形の切欠き部 78aは、潤滑通路 78へ潤滑油 Gが導入されや す 、よう、先端開口が通路 1 laの上流側に位置決めされて 、る。

[0060] 上記のように制御アーム 72が支持されることによって、ねじ部材 82を回転操作する と、シャフト部分 11cから突き出る調整域部 76つまり制御アーム 72の突出量が調整さ れる。 [0061] 但し、 83は、ねじ部材 82を回転操作するための、ねじ部材 82の上端面つまりシャ フト部分 11cから露出する端面に形成された例えば十字形の溝部である。 84は、ね じ部材 82をロックすべく制御アーム 72とは反対側のねじ部材 82の端部にねじ込まれ たロックナット（ナット部材)である。 84aは、ロックナット 84の座面を形成する切欠きで ある。

[0062] 制御アーム 72の突出量が可変であることによって、吸気用カム 15とセンタ口ッカァ ーム 35との転接位置を変更させて、センタロッカアーム 35の姿勢、スイングカム 45の 姿勢を変更し、吸気バルブ 5の開時期やリフト量が調整される。

[0063] なお、図 1〜図 3において、 86は、吸気用カム 15とセンタロッカアーム 35とスイング カム 45との相互間を密接する方向に付勢するプッシャである。 87は、燃焼室 2内の 混合気に点火するための点火プラグである。

[0064] つぎに、このように構成された可変動弁装置 20の作用を説明する。

[0065] 図 1中の矢印方向に示されるように、エンジンの運転によりカムシャフト 10が回転し ているとする。

[0066] このとき、センタロッカアーム 35のカムフォロア 36は、吸気用カム 15に転接している ので、吸気用カム 15のカムプロフィールにならって駆動される。これにより、センタロッ 力アーム 35は、ピン 42を支点として上下方向に揺動する。

[0067] 一方、スイングカム 45の受け面 53aには、中継用アーム部 38の傾斜面 40を介して センタロッカアーム 35の揺動変位が伝えられる。受け面 53aと傾斜面 40とはスライド 可能であるから、スイングカム 45は、傾斜面 40をすベりながら、該傾斜面 40によって 押し上げられたり下降したりするといつた揺動運動を繰り返す。このスイングカム 45の 揺動により、カム面 49は上下方向に往復するように駆動される。

[0068] このとき、カム面 49は、ロッカアーム 25のローラ部材 30と転接しているから、ローラ 部材 30は、カム面 49によって周期的に押圧される。この押圧を受けて、ロッカアーム 25は、ロッカシャフト 11を支点に駆動つまり揺動されて、複数つまり一対の吸気バル ブ 5を開閉する。

[0069] このとき、制御用モータ 43の作動によってロッカシャフト 11を回動させて、制御ァー ム 72を、例えば最大ノ レブリフト量が確保される地点、例えば図 6および図 7に示さ れるような垂直姿勢となる地点まで回動させるとする。

[0070] すると、この制御アーム 72の回動変位を受けて、センタロッカアーム 35は、吸気用 カム 15上を回転方向沿いに移動する。これにより、図 6, 7に示すように、センタロッカ アーム 35と吸気用カム 15との転接位置は、吸気用カム 15上を遅角方向に沿ってず れる。この結果、スイングカム 45のカム面 49は、垂直に近い角度となる姿勢に位置決 められる。

[0071] このカム面 49の姿勢により、図 6および図 7に示されるように、カム面 49において口 一ラ部材 30が行き交う領域、つまりベース円区間 ocとリフト区間 βとの比率は、最大 のバルブリフト量をもたらす領域、すなわち最も短いベース円区間 aと最も長いリフト 区間 βに設定される。

[0072] これにより、ロッカアーム 25は、狭いベース円区間 αと最も長いリフト区間 βとで形 成されるカム面部分によって駆動される。この結果、吸気バルブ 5は、例えば図 11中 の A1の線図に示されるような最大バルブリフト量、さらには吸気バルブリフト曲線の Τ ΟΡ位置にならう開閉タイミングで開閉される。

[0073] また、この状態から、吸気バルブ 5のリフト量および吸気用カム 15において実際に 吸気バルブ 5を開弁する範囲とを小さくなるように変更するときは、制御用モータ 43 の作動によりロッカシャフト 11を回動させて、制御アーム 72を図 8および図 9に示され るように、ピン 42が吸気用カム 15へ接近する方向に傾力せる。

[0074] すると、制御アーム 72の回動変位によって、センタロッカアーム 35は、吸気用カム 1 5上を回転方向前側へ移動する。これにより、センタロッカアーム 35と吸気用カム 15 との転接位置つまり当接位置は、図 8および図 9に示されるように、吸気用カム 15上 を進角する方向へずれる。この転接位置の変更により、バルブリフト曲線の TOP位置 が進角方向へ移動する。また傾斜面 40も、センタロッカアーム 35の移動を受けて、 当初の位置力 受け面 53a上をカム進角方向へスライドする。

[0075] このときのセンタロッカアーム 35の移動により、スイングカム 45の姿勢は、図 8およ び図 9に示されるようにカム面 49が下側へ傾く姿勢に変わる。

[0076] ここで、ローラ部材 30が行き交うカム面 49の領域は、この傾きが大きくなるにしたが つて、ベース円区間 αが次第に長ぐリフト区間 |8が次第に短くなる比率に変わる。 つまり、カム面 49のカムプロフィールが変更される。この変更されたカム面のカムプロ フィールがローラ部材 30へ伝達されると、ロッカアーム 25は、カムプロフィール全体 を進角させつつ、リフト量が低くなるよう駆動される。

[0077] これにより、吸気バルブ 5は、図 11中に示される最大バルブリフト量 A1からピン部 材 41が最大限に傾くことで得られる最小バルブリフト量 A7までのように、開弁時期を 大きく変化させずに開弁するタイミングを保ちながら閉弁時期を大きく変化させた開 閉タイミングとバルブリフト量との連続的な同時可変により制御される。

[0078] この間、潤滑油供給系 100から供給された通路 11a内の潤滑油 Gの一部は、図 4B 中の矢印に示されるように、制御アーム 72内の潤滑油通路 78へ導入される。これに より、制御アーム 72端とねじ部材 82端との間が潤滑される。さらには、ピン 42で結合 された結合部分 79、具体的にはピン 42とピン結合片 75間の摺動部分やピン 42と支 点用アーム部 39間の摺動部分などが潤滑される。

[0079] ここで、制御アーム 72は、一端が本願の制御シャフトに相当するシャフト部分 11c に直径方向力も挿入され、ねじ部材 82端に突き当たり、かつ、軸部 74の軸心を中心 に回動自在に結合されて 、る。

[0080] それゆえ、変更動作中、本願の伝達アームとしてのセンタロッカアーム 35が吸気用 カム 15上でずれて、カム面とカムフォロア 36が平行に接触しないミスァライメントが生 じたとしても、同ずれの挙動は、制御アーム 72の軸中心を支点としたセンタ口ッカァ ーム 35の動きつまり回動変位によって吸収される。

[0081] したがって、吸気用カム 15のカム面とカムフォロア 36が片当たりにより磨耗したり、 局部荷重により損傷することはない。また、制御アーム 72は、一端がシャフト部分 11 cに挿入され、他端がセンタロッカアーム 35の端とピン結合される。それゆえ、潤滑が 求められる、ピン 42で結合される結合部分 79つまり（ピン結合部）は、単純に、制御 アーム 72の内部に通路 11a内の潤滑油 Gをピン結合部へ導く潤滑油通路 78を形成 するだけで潤滑できる。

[0082] つまり、簡単な通路構造で、ピン 42で結合した部位が十分に潤滑される。特に、制 御アーム 72の端には、通路 1 laから潤滑油 Gを潤滑油通路 78へ導入する切欠き部 78aが形成されて 、るので、十分な油量が確保しやす!/、。 [0083] また、シャフト部分 11cには同シャフト部分 11cからの突出量を調整する調整部 80 が設けられているので、気筒 la間のばらつきや制御ばらつきが容易に調整される。 すなわち、この調整について説明すると、今、吸気バルブ 5の開弁時期のばらつきを 調整するとする。

[0084] このときは、まず、エンジンの非作動時において、ロッカシャフト 11を回動操作して、 図 10に示されるように、ねじ部材 82を頭部つまり溝部 83がある端部がロッカアーム 片 29, 29間に臨む姿勢、具体的には作業がしゃすい姿勢にロッカシャフト 11を傾け る。

[0085] ついで、ドライバー治具 64の先端部を、ロッカアーム片 29, 29間の隙間から、ロッ クナット 84に嵌めて、図 10中の二点鎖線に示されるようにドライバー治具 64の後端 力もねじ部材 82の端部までの間にドライバー 65を挿入するための案内路 66を形成 する。

[0086] ついで、案内路 66内にドライバー 65の先端側を挿入し、案内路 66を通じてドライ バー 65の先端にあるプラス形の差込部がねじ部材 82端にある十字形の溝部 83へ 差込まれる。

[0087] 次に、ドライバー 65を固定した状態でドライバー治具 64を回動してロックナット 84b を弛める。続いて、ドライバー 65を回動操作して、制御アーム 72の突出量を加減す ると、センタロッカアーム 35の姿勢が変更される。このことによって、該センタ口ッカァ ーム 35と吸気用カム 15との転接位置つまり当接位置は、調整される。この調整により 、スイングカム 45の姿勢が変更される。スイングカム 45のロッカアーム 25を駆動する 駆動位置が変更されることによって、吸気バルブ 5の開閉位相およびリフト量が調整 される。

[0088] 力べして、ロッカシャフト 11に組み込んだ制御アーム 72の移動によって、センタロッ 力アーム 35と吸気用カム 15との転接位置が変更される。そして、ロッカアーム 25の駆 動範囲を変更する可変動弁構造にとして、制御アーム 72の突出量を調整する構造 を採用することにより、センタロッカアーム 35の進角方向や遅角方向に沿う微細な位 置調整が可能となり、センタロッカアーム 35と吸気用カム 15との転接位置つまり当接 位置が微細に調整される。 [0089] これで、吸気バルブ 5の位相は、スイングカム 45の姿勢の変更、スイングカム 45の ロッカアーム 25を駆動する駆動位置の変更により調整され、気筒間のばらつきが是 正される。しかも、センタロッカアーム 35と制御アーム 72とをピン 42で結合した構造 により、制御アーム 72の可変範囲力 そのまま、センタロッカアーム 35へ伝えられる ので、広範囲な領域にわたって調整される。

[0090] 特に、調整部 80は、挿入された制御アーム 72の反対側のシャフト部分 11cにねじ 部材 82を螺揷するだけであるから、簡単な構造である。しかも、同構造だと、当接す る制御アーム 72の端とねじ部材 82の端との間の潤滑構造は、当接部位となる制御ァ ーム 72の端とねじ部材 82の端とを、通路 11a内に位置決めるだけの簡単な構造でよ いので、特別な構造を必要とせずにすむ。

[0091] つぎに、本発明の第 2の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を、図 12A,図 12Bを用いて説明する。図 12A, 12Bは、本発明の第 2の実施形態の要部を示す。

[0092] 本実施形態では、ロッカシャフト 11つまり本発明で言う制御シャフトの外周部に凹 部 90を形成して、この凹部 90内に、ピン結合部、すなわちピン 42で結合したセンタ ロッカアーム 35と制御アーム 72との結合部分 79の一部が格納されている。

[0093] 具体的には、本実施形態は、例えば図 12A, 12Bに示されるように、ロッカシャフト 11の下部つまりロッカシャフト 11においてピン 42が配置される側の外周面の一部に 、凹部 90をなす切欠き部 90aが形成される。そして、切欠き部 90a内に、結合部分 7 9の一部、例えばピン 42の一部までが格納される。

[0094] このような格納構造を用いると、図 12Aに示すように、センタロッカアーム 35と制御 アーム 72とを結合するピン 42の軸心からロッカシャフト 11つまり制御シャフトの軸心 までの軸心間 Lの距離を短くできる。これにより、調整部 80のコンパクトィ匕および軽量 化が図れる。

[0095] し力も、軸心間 Lの距離が短くなることで、ロッカシャフト 11つまり制御シャフトの単 位回転当たりのカム位相の変化量は小さくなる。それゆえ、その分、開閉タイミングと リフト量を高精度で制御することができる。また、センタロッカアーム 35を移動させる 負荷つまりロッカシャフト 11の回転トルクも小さくてすむ。加えて、吸気バルブ 5からの 反力つまり回転トルクも小さくなる利点がある。 [0096] 但し、第 2の実施形態において、第 1の実施形態と同じ部分には同一符号を附して その説明を省略した。

[0097] なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなぐ本発明の主旨を逸 脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。上述した実施形態では、吸気 側のロッカシャフトを制御シャフトとして兼用させた構造が採用された。し力しながら、 別途、制御シャフトを用いた構造が採用されてもよい。

[0098] また、上述した実施形態では、制御アームに切欠き部が形成された力 これに限ら ず、調整ねじ部材の端面に切欠き部が形成されてもよい。また、上述した実施形態で は、本発明は、吸気バルブ側に適用されたが、これに限らず、排気バルブ側に適用 されてちょい。

[0099] また、上述の実施形態では、本発明は、一本のカムシャフトで吸気バルブと排気バ ルブを駆動する構造の SOHC式動弁系のエンジンに適用されたが、これに限らず、 カムシャフトが吸気側と排気側とに専用にある構造の Double Overhead Camsha ft (DOHC)式動弁系のエンジンに適用されてもよ！、。

産業上の利用可能性

[0100] 本発明によれば、潤滑が求められる伝達アームと制御アームとが結合される部分は 、単純に、制御シャフトの油路から油を伝達アーム内部に形成した潤滑油路へ供給 させるだけで潤滑される。それゆえ、簡単な通路構造で、結合した部分は、十分に潤 滑される。

Claims

請求の範囲

[1] 内燃機関に回転自在に設けられたカムシャフトと、

前記カムシャフトに形成されたカムと、

前記内燃機関に揺動自在に設けられ前記カムにより駆動される揺動カムと、 前記揺動カムにより駆動される吸気バルブ又は排気バルブと、

前記内燃機関に回転自在に前記カムシャフトと並行に設けられ、内部に油が流通 する油路が形成された制御シャフトと、

一端が前記制御シャフトに保持され、他端が前記制御シャフトから突出する制御ァ ームと、

前記制御シャフトを回転させ制御アームを変位させるァクチユエータと、 前記制御アームの他端と回動自在に結合し、前記制御アームの変位を前記揺動力 ムに伝達する伝達アームと、

前記制御アームの内部に設けられ、前記制御シャフトの油路の油を前記制御ァー ムと前記伝達アームとの結合される部分へ供給する潤滑油路と

を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

[2] 前記制御アームと前記伝達アームの結合される部分と前記制御シャフトの軸心との 距離を調整する調整機構を備えている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。

[3] 前記制御アームの一端は、前記制御シャフトに挿入され、

前記調整機構は、前記制御シャフトの前記制御アームと反対側に進退可能に螺揷 された、前記制御アームの一端と当接する調整ねじ部材を有し、かつ前記制御ァー ムの一端と前記調整ねじ部材との当接部位が前記制御シャフトの油路内に位置させ てある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] 前記制御アームの一端又は該一端と当接する前記調整ねじ部材の端の少なくとも 一方には、前記制御シャフトの油路と前記制御アームの潤滑油路とを連通する切欠 き部が形成されることを特徴とする請求項 3に記載の内燃機関の可変動弁装置。

[5] 前記制御シャフトには、前記伝達アームと前記制御アームとを結合した結合部分の 一部が格納される凹部が形成されていることを特徴とする請求項 1ないし請求項 4の V、ずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。