(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカシャフト回りを揺動するロッカアームの揺動角を機関の運転状態に応じて変化させることにより、バルブリフトを高バルブリフト状態と低バルブリフト状態とに変化させる内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロッカシャフトに、その内部から前記ロッカアームとの嵌合部の外周面に開口する第１オイル通路を設け、前記ロッカアームに、一端が前記ロッカシャフトとの嵌合部の内周面に開口し、他端がロッカアーム駆動用カムに向かってオイル噴出口として開口する第２オイル通路を設ける一方、前記第１オイル通路と前記第２オイル通路とを、前記嵌合部における互いの開口部が、前記ロッカアームの揺動角が前記低バルブリフト状態に対応する揺動範囲においては連通する期間を持たず、揺動角が前記高バルブリフト状態に対応する揺動範囲において連通する期間を持つように形成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
少なくとも、機関の低速運転時に前記ロッカアームの揺動角を小さくして前記低バルブリフト状態を得るように前記ロッカアームを駆動する低速用カムと、高速運転時に前記ロッカアームの揺動角を大きくして前記高バルブリフト状態を得るように前記ロッカアームを駆動する高速用カムと、を備え、
前記第２オイル通路は、前記他端が前記高速用カムに向かってオイル噴出口として開口することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記第２オイル通路は、前記ロッカシャフトの軸線と直交する平面に配置するのではなく、前記高速用カムに向かって斜めカムノーズ寄りに設けられていることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から低速運転時と高速運転時との性能を両立する目的で、運転状態に応じて吸気弁又は排気弁のリフト特性を異ならせ、これによって吸排気のタイミングあるいは吸排気量を制御することが知られており、このための可変動弁装置として、例えば特開昭６３−１６７０１３号公報に示されるように、ロッカアーム回りを揺動するロッカアームの揺動角を変化させることにより、バルブリフトを変化させ、特に、低回転域で揺動角を小さくして低バルブリフト特性を得、高回転域で揺動角を大きくして高バルブリフト特性を得るようにしたものがある。
【０００３】
前記公報の装置は、詳しくは、揺動先端が弁に当接する低速用ロッカアームと、これに隣接して弁との当接位置を持たない高速用ロッカアームとが共通のロッカシャフトに揺動自在に支持され、低速用ロッカアームには低速用カムが、高速用ロッカアームには低速用カムよりもバルブリフト量（及び開弁期間）が大きくなるプロフィルを有する高速用カムがそれぞれ摺接される。そして、ロッカシャフトから所定の距離だけ離れた揺動部位においてロッカシャフトと平行な方向に切換信号油圧に応動するプランジャが設けられていて、これが嵌合穴に嵌まりあるいは抜けることで、２つのロッカアームが連結されたり、その連結が解かれたりする。
【０００４】
従って、低回転域では２つのロッカアームの連結が解除された状態で低速用カムにより低速用ロッカアームを小さく揺動させて低バルブリフト特性を得、高回転域では切換信号油圧により２つのロッカアームを連結して高速用カムにより駆動される高速用ロッカアームと一体に低速用ロッカアームを大きく揺動させて高バルブリフト特性を得ることができる。
【０００５】
ところで、このような可変動弁装置においては、高バルブリフト状態では、バルブスプリングの作用荷重が大きく、カムに作用する荷重が大きいため、耐摩耗性の点で不利であり、また、高回転域で使うのでカムに供給された潤滑用オイルがカムの回転による遠心力により飛ばされやすくなることから、潤滑用オイルの給油量を増加してやる必要性がある。
【０００６】
このため、前記公報の装置では、高バルブリフト状態へ切換えるための切換信号油圧通路の後流に高バルブリフト時作動カム（高速用カム）への給油孔を設け、切換信号油圧が高圧となって、高バルブリフト状態に切換わっている時のみ、高バルブリフト時作動カムへの給油量を増加させるという策をとっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の内燃機関の可変動弁装置にあっては、切換信号油圧通路に給油孔をあけており、その分、切換信号油圧が低下するため、必要な切換特性（油圧）を確保するために、大型のオイルポンプが必要となり、エネルギーロスが大きく、燃費悪化を招くという問題点があった。また、大型のオイルポンプを用いることにより、コストが高くなるという問題点もあった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、切換信号油圧の低下を抑えつつ、高バルブリフト時のみカムへの潤滑用オイルの給油量を増加できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、ロッカシャフト回りを揺動するロッカアームの揺動角を機関の運転状態に応じて変化させることにより、バルブリフトを高バルブリフト状態と低バルブリフト状態とに変化させる内燃機関の可変動弁装置において、前記ロッカシャフトに、その内部から前記ロッカアームとの嵌合部の外周面に開口する第１オイル通路を設け、前記ロッカアームに、一端が前記ロッカシャフトとの嵌合部の内周面に開口し、他端がロッカアーム駆動用カムに向かってオイル噴出口として開口する第２オイル通路を設ける一方、前記第１オイル通路と前記第２オイル通路とを、前記嵌合部における互いの開口部が、前記ロッカアームの揺動角が前記低バルブリフト状態に対応する揺動範囲においては連通する期間を持たず、揺動角が前記高バルブリフト状態に対応する揺動範囲において連通する期間を持つように形成する構成としたものである。
【００１０】
【作用】
上記の構成においては、低回転域の低バルブリフト状態では、ロッカアームの揺動角が小さいため、ロッカシャフト側の第１オイル通路とロッカアーム側の第２オイル通路とが連通せず、第２オイル通路のオイル噴出口から高速用カムへのオイルの給油は行われない。
【００１１】
一方、高回転域の高バルブリフト状態では、ロッカアームの揺動角が大きいため、ロッカシャフト側の第１オイル通路とロッカアーム側の第２オイル通路とが連通する期間が存在し、その間、第２オイル通路のオイル噴出口から高速用カムへのオイルの給油が行われる。
【００１２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は本発明の一実施例を示している。尚、本例は、１つの気筒について同一の機能を有する２つの弁（吸気弁、排気弁のいずれでもよく、図示のものは吸気弁とする）を備えた内燃機関に適用したものである。
【００１３】
図１、図２（図１のＡ−Ａ断面図）及び図３（図１のＢ−Ｂ断面図）を参照し、複数の気筒に共通のロッカシャフト１に、各気筒毎に、メインロッカアーム２の基端が揺動自在に支持され、このメインロッカアーム２の先端には２つの吸気弁３の各ステム頂部に当接するアジャストスクリュ４が取付けられている。
メインロッカアーム２には、シャフト５を介して、ローラ状のカムフォロワ６が回転自在に支持され、このカムフォロワ６に後述する低速用カム２５を転接させるようになっている。
【００１４】
メインロッカアーム２には、また、別のシャフト７を介して、サブロッカアーム８の基端が揺動自在に支持されている。
このサブロッカアーム８は、吸気弁３に当接する部位を持たず、その先端部上面側に後述する高速用カム２６に摺接する円弧状のカムフォロワ部９が形成され、その下面側にはカムフォロワ部９を高速用カム２６に押し付けるべくロストモーションスプリング１０が設けられている。このロストモーションスプリング１０は、その下端がメインロッカアーム２に形成された凹部１１の底面に着座し、その上端が凹部１１に摺動自在に嵌合するリテーナ１２を介してサブロッカアーム８に当接する。
【００１５】
両ロッカアーム２，８の相対移動を規制する連結手段としては、サブロッカアーム８にプランジャ１５を摺動自在に嵌合させる穴１６が形成されている。また、メインロッカアーム２にプランジャ１３，１７をそれぞれ摺動自在に嵌合させる穴１４，１８が形成され、さらにプランジャ１３の背後に油室１９が画成される一方、プランジャ１７の背後にリターンスプリング２０が設けられている。
【００１６】
各穴１４，１６，１８は所定位置で互いに同軸方向に連続し、かつ同一径で形成されており、油室１９に導かれる切換信号油圧によりプランジャ１３が穴１４，１６に、プランジャ１５が穴１６，１８に跨がってそれぞれ嵌合することにより、メインロッカアーム２とサブロッカアーム８とが一体的に連結するようになっている。
また、リターンスプリング２０の付勢力によりプランジャ１３が穴１４の一端に当接した状態では、各プランジャ１３，１５，１７が各穴１４，１６，１８にそれぞれ収まって、メインロッカアーム２とサブロッカアーム８との連結が解除されるようになっている。
【００１７】
油室１９に切換信号油圧を導く油圧通路はロッカシャフト１及びメインロッカアーム２の内部を通して設けられる。すなわち、ロッカシャフト１の内部に油圧通路２１が軸方向に形成され、この油圧通路２１から通孔２２及び環状溝２３を介してメインロッカアーム２側の油圧通路２４に連通している。メインロッカアーム２側の油圧通路２４は、一端が環状溝２３に開口し、他端が油室１９に開口している。
【００１８】
ロッカシャフト１側の油圧通路２１には、図示しないコントロールユニットにより制御される切換弁を介してオイルポンプの吐出油圧が所定の高速運転時に導かれ、これが切換信号油圧となる。
低速用カム２５とこれに隣接する高速用カム２６はそれぞれ共通のカムシャフトに一体形成され、機関の低回転時と高回転時とにおいて要求されるバルブリフト特性を満足するように異なる形状（大きさが異なる相似形を含む）に形成されている。つまり、高速用カム２６は低速用カム２５と比べ、バルブリフト量又は開弁期間の少なくとも一方を大きくするプロフィルを有している。ここでは、バルブリフト量及び開弁期間を共に大きくしてある。
【００１９】
従って、機関の低速運転時は、メインロッカアーム２が低速用カム２５のプロフィルに従って揺動し、各吸気弁３を開閉駆動する（図４参照）。このとき、サブロッカアーム８は高速用カム２６によって揺動されるものの、リターンスプリング２０の付勢力により各プランジャ１３，１５，１７が各穴１４，１６，１８にそれぞれ収まって、メインロッカアーム２の動きを妨げることはない。
【００２０】
これに対して、機関の高速運転時には、切換信号油圧が油圧通路２１、通孔２２、環状溝２３及び油圧通路２４を介して油室１９に導かれる結果、各プランジャ１３，１５，１７がリターンスプリング２０に抗して移動し、プランジャ１３が穴１４，１６に跨がって嵌合すると共に、プランジャ１５が穴１６，１８に跨がって嵌合することにより、２つのロッカアーム２，８が一体となって揺動する。ここに、高速用カム２６は低速用カム２５に比較して、バルブリフト量及び開弁期間が共に大となるように形成されているから、サブロッカアーム８と一体化した揺動時はメインロッカアーム２のカムフォロワ６が低速用カム２５から浮き上がり、各吸気弁３は高速用カム２６のプロフィルに従って開閉駆動され、バルブリフト量及び開弁期間が共に大きくなる（図５参照）。
【００２１】
ここにおいて、本発明に係る構成としては、ロッカシャフト１の内部に前記油圧通路２１と平行にオイルギャラリ３１を形成すると共に、このオイルギャラリ３１から分岐してメインロッカアーム２との嵌合部の外周面に開口する第１オイル通路３２を設けてある。
また、メインロッカアーム２に、一端がロッカシャフト１との嵌合部の内周面に開口し、他端が高速用カム２６に向かってオイル噴出口３３ａとして開口する第２オイル通路３３を設けてある。オイル通路３３はロッカシャフト１に直角でなく、やや斜めカムノーズ寄りになっているため、カムノーズの全面を効率的に潤滑できる。この斜め孔はメインロッカアーム２に容易に加工形成することができる。
【００２２】
そして、前記第１オイル通路３２と前記第２オイル通路３３とを、前記嵌合部における互いの開口部が、メインロッカアーム２の揺動角が所定値未満の揺動範囲において連通する期間を持たず（図４参照）、揺動角が所定値以上の揺動範囲において連通する期間を持つように（図５参照）、形成してある。
尚、低速用カム２５及び高速用カム２６の上方には、各カム２５，２６に対応する給油孔３４ａを有するデリバリパイプ３４が設けられている。これは従来と同様である。
【００２３】
作用を説明すれば、低回転域の低バルブリフト状態では、メインロッカアーム２の揺動角が小さい（図３〜図４の範囲）ため、ロッカシャフト１側の第１オイル通路３２とメインロッカアーム２側の第２オイル通路３３とが連通せず、第２オイル通路３３のオイル噴出口３３ａから高速用カム２６へのオイルの給油は行われない（図４参照）。
【００２４】
従って、この状態では、デリバリパイプ３４からの給油があるのみであり、必要以上のオイルが供給されることがなく、エネルギーロスが小さい。
一方、高回転域の高バルブリフト状態では、メインロッカアーム２の揺動角が大きい（図３〜図５の範囲）ため、ロッカシャフト１側の第１オイル通路３２とメインロッカアーム２側の第２オイル通路３３とが連通する期間が存在し、その間、第２オイル通路３３のオイル噴出口３３ａから高速用カム２６へのオイルの給油が行われる（図５参照）。
【００２５】
このとき、切換信号油圧の油圧通路２１は独立しているので、この給油によって生じる切換信号油圧の低下はほとんどない。
図６〜図８には他の実施例を示す。
この実施例は、３段階にバルブリフトを切換えることができる可変動弁装置に適用した例であり、図６は平面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図、図８は図６のＢ−Ｂ断面図（但し高バルブリフト時）である。
【００２６】
共通のカムシャフトに低速用カム５１、中速用カム５２及び高速用カム５３が一体形成される一方、メインロッカアーム２には、低速用カム５１に転接するカムフォロワ６と、中速用カム５２に摺接する第１サブロッカアーム５４と、高速用カム５３に摺接する第２サブロッカアーム５５とが並列に設けられる。
各サブロッカアーム５４，５５は共通のシャフト５６を介してメインロッカアーム２に揺動可能に支持される。
【００２７】
第１サブロッカアーム５４とメインロッカアーム２との間にはプランジャ５７，５８，５９及びリターンスプリング６０が介装され、油圧通路６１から導かれる切換信号油圧に応動して両者の相対移動を規制する連結手段を構成する。
第２サブロッカアーム５５とメインロッカアーム２との間にはプランジャ６２，６３，６４及びリターンスプリング６５が介装され、油圧通路６６から導かれる切換信号油圧に応動して両者の相対移動を規制する連結手段を構成する。
【００２８】
図中６７は第２サブロッカアーム５５を高速用カム５３にリテーナ６８を介して押し付けるロストモーションスプリングであり、その下端はストッパ６９を介してメインロッカアーム２に受けられている。尚、第１サブロッカアーム５４にもメインロッカアーム２との間に同様な構造をもって図示しないロストモーションスプリングが介装される。
【００２９】
尚、メインロッカアーム２の先端には２つの吸気弁３の各ステム頂部に当接する油圧ラッシュアジャスタ７１が設けられ、オイルギャラリ７２から導かれる油圧によりバルブクリアランスを自動的に調整するようになっている。
このようにして、３つのカム５１，５２，５３を機関の低速運転時、中速運転時及び高速運転時において要求されるバルブリフト特性を満足するように、段階的にバルブリフト量、開弁期間を共に大きくし、回転数に応じて各カム５１，５２，５３を順次切換えることにより、より幅広い回転数範囲でトルクの落込みを抑制できる。
【００３０】
ここにおいて、本発明に係る構成としては、ロッカシャフト１に、その内部のオイルギャラリ７２から分岐してメインロッカアーム２との嵌合部の外周面に開口する第１オイル通路７７を設けてある。この第１オイル通路７７の開口部は周方向に一定の長さを有する溝７７ａとしてある。この溝７７ａをロッカシャフト１最下方まで伸ばしているので、オイルギャラリ７２にエアが混入したような場合にでも、エア混入の少ないオイルをカムノーズに給油できる。
【００３１】
また、メインロッカアーム２に、一端がロッカシャフト１との嵌合部の内周面に開口し、他端が高速用カム５３に向かってオイル噴出口７８ａとして開口する第２オイル通路７８を設けてある。
そして、前記第１オイル通路７７と前記第２オイル通路７８とを、前記嵌合部における互いの開口部が、メインロッカアーム２の揺動角が所定値未満の揺動範囲において連通する期間を持たず、揺動角が所定値以上の揺動範囲において連通する期間を持つように形成してある。
【００３２】
作用を説明すれば、低回転域及び中回転域の低バルブリフト状態及び中バルブリフト状態では、メインロッカアーム２の揺動角が小さいため、ロッカシャフト１側の第１オイル通路７７とメインロッカアーム２側の第２オイル通路７８とが連通せず、この第２オイル通路７８のオイル噴出口７８ａから高速用カム５３へのオイルの給油は行われない。
【００３３】
従って、この状態では、デリバリパイプ３４からの給油があるのみであり、必要以上のオイルが供給されることがなく、エネルギーロスが小さい。
一方、高回転域の高バルブリフト状態では、メインロッカアーム２の揺動角が大きいため、ロッカシャフト１側の第１オイル通路７７とメインロッカアーム２側の第２オイル通路７８とが連通する期間が存在し、その間、第２オイル通路７８のオイル噴出口７８ａから高速用カム５３へのオイルの給油が行われる（図８参照）。
【００３４】
このとき、切換信号油圧の油圧通路６１，６６は独立しているので、この給油によって生じる切換信号油圧の低下はほとんどない。
また、このように高バルブリフト状態でのみカム給油を行う他、第１オイル通路７７の溝７７ａを図８に示すよりもさらに上方へ延ばせば、中バルブリフト状態からカム給油を行うこともできる。これは、中バルブリフト状態でのカムの耐摩耗性をさらに改善する場合に適用できる。
【００３５】
尚、本発明は、低速用カム２５及び５１を真円状に形成して低速域における弁３のリフト量を高速用カム２６及び５３に対応するリフト量よりも小であるところのリフト量０として弁作動を停止するようにものにおいても適用されることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、低バルブリフト時に必要以上のオイルが供給されることがなく、エネルギーロスを抑えることができ、また、高バルブリフト時には必要な流量を切換信号油圧をほとんど低下させることなく供給でき、つまり、オイルポンプを大型化しなくて済み、エネルギー低減、コスト低減ができ、所望の高バルブリフト時のカム耐摩耗性を確保できるという効果が得られる。
また、少なくとも、機関の低速運転時にロッカアームの揺動角を小さくして低バルブリフト状態を得るようにロッカアームを駆動する低速用カムと、高速運転時にロッカアームの揺動角を大きくして高バルブリフト状態を得るようにロッカアームを駆動する高速用カムと、を備える場合に、第２オイル通路のオイル噴出口が高速用カムに向かって開口する構成とすることで、高速運転時に潤滑要求が厳しくなる高速用カムを確実に潤滑することができるという効果が得られる。
この場合、更に、第２オイル通路を、ロッカシャフトの軸線と直交する平面に配置するのではなく、高速用カムに向かって斜めカムノーズ寄りに設ける構成とすることで、運転状態に応じて揺動角が変化するロッカアームに、高速用カムに向かって開口する第２オイル通路を設ける際の、レイアウトの自由度が向上すると共に、確実な潤滑が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す可変動弁装置の平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う０バルブリフト時の断面図
【図４】低バルブリフト時の断面図
【図５】高バルブリフト時の断面図
【図６】他の実施例を示す可変動弁装置の平面図
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図
【図８】図６のＢ−Ｂ線に沿う高バルブリフト時の断面図
【符号の説明】
１  ロッカシャフト
２  メインロッカアーム
３  吸気弁
８  サブロッカアーム
１３，１５，１７  プランジャ
２１，２４  油圧通路
２５  低速用カム
２６  高速用カム
３１  オイルギャラリ
３２  第１オイル通路
３３  第２オイル通路
３３ａ  オイル噴出口
３４  デリバリパイプ
５１  低速用カム
５２  中速用カム
５３  高速用カム
５４  第１サブロッカアーム
５５  第２サブロッカアーム
５７，５８，５９  プランジャ
６２，６３，６４  プランジャ
６１，６６  油圧通路
７２  オイルギャラリ
７７  第１オイル通路
７７ａ  溝
７８  第２オイル通路
７８ａ  オイル噴出口
【図１】
0003590970.tif 000002
【図２】
0003590970.tif 000003
【図３】
0003590970.tif 000004
【図４】
0003590970.tif 000005
【図５】
0003590970.tif 000006
【図６】
0003590970.tif 000007
【図７】
0003590970.tif 000008
【図８】
0003590970.tif 000009