(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関が備えるクランクシャフトと同期して回転する駆動軸部材と、
カムロブを有し、前記駆動軸部材の周囲に回転自在に設けられたカム軸部材と、
前記駆動軸部材に設けられ、前記駆動軸部材とともに回転する駆動アーム部と、
偏心穴が設けられ、前記偏心穴に前記駆動軸部材が挿通され、前記偏心穴の中心軸の位置を変更可能に配置されるコントロールスリーブと、
前記偏心穴の内周壁面に沿って回転する回転部材と、
前記回転部材を介して前記駆動アーム部の回転を前記カム軸部材に伝達するリンク部材と、
前記コントロールスリーブを前記駆動軸部材の中心軸と同軸で支持する複列軸受と、
前記駆動軸部材の軸方向において前記コントロールスリーブの両側に設けられ、前記コントロールスリーブの移動を規制する当接部とを備える可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に装着される吸気弁又は排気弁を駆動するカムの作用角を可変制御する可変動弁装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４２３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８は可変動弁装置の一例である可変動弁装置１´の要部を示す図である。可変動弁装置１´の動力伝達の仕組みは概略以下の通りである。すなわち、可変動弁装置１´では駆動アーム部４´が駆動軸部材２´とともに回転する。そして、リンク部材に相当する第１リンク部材６ａ´及び第２リンク部材６ｂ´が、回転部材に相当するドライブディスク５´を介して駆動アーム部４´の回転をカム軸部材３´に伝達する。
【０００５】
可変動弁装置１´の作用角可変の仕組みは概略以下の通りである。すなわち、ドライブディスク５´はコントロールスリーブ８´の偏心穴の内周壁面に沿って回転する。コントロールスリーブ８´は偏心穴の中心軸の位置を変更することで、駆動軸部材２´一回転中のカム軸部材３´の回転速度を可変にする。結果、リフト量一定で吸気弁や排気弁の作用角を可変にする。
【０００６】
可変動弁装置１´では、ドライブディスク５´が動力伝達時に駆動力の入力Ｆ１や出力反力Ｆ２に応じてコントロールスリーブ８´にラジアル荷重の負荷Ｆ３をかける。負荷Ｆ３は駆動軸部材２´の回転とともに向きや大きさが変化する。結果、コントロールスリーブ８´には揺動が発生する。そして、コントロールスリーブ８´が揺動すると、バルブリフト曲線に歪みが生じる虞がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み、コントロールスリーブの揺動によるバルブリフト曲線の歪みの発生を防止或いは抑制可能な可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は内燃機関が備えるクランクシャフトと同期して回転する駆動軸部材と、カムロブを有し、前記駆動軸部材の周囲に回転自在に設けられたカム軸部材と、前記駆動軸部材に設けられ、前記駆動軸部材とともに回転する駆動アーム部と、偏心穴が設けられ、前記偏心穴に前記駆動軸部材が挿通され、前記偏心穴の中心軸の位置を変更可能に配置されるコントロールスリーブと、前記偏心穴の内周壁面に沿って回転する回転部材と、前記回転部材を介して前記駆動アーム部の回転を前記カム軸部材に伝達するリンク部材と、前記コントロールスリーブを前記駆動軸部材の中心軸と同軸で支持する複列軸受と、前記駆動軸部材の軸方向において前記コントロールスリーブの両側に設けられ、前記コントロールスリーブを当接させて前記コントロールスリーブの移動を規制する当接部とを備える可変動弁装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コントロールスリーブの揺動によるバルブリフト曲線の歪みの発生を防止或いは抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】可変動弁装置の要部を示す第１の斜視図である。
【図２】可変動弁装置の要部を示す第２の斜視図である。
【図３】可変動弁装置の要部を示す第３の斜視図である。
【図４】可変動弁装置の要部を示す正面図である。
【図５】可変動弁装置の要部を示す断面図である。
【図６】可変動弁装置の要部を示す断面斜視図である。
【図７】コントロールスリーブを示す図である。
【図８】可変動弁装置の一例の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【００１２】
図１は可変動弁装置１の要部を示す第１の斜視図である。図２は可変動弁装置１の要部を示す第２の斜視図である。図３は可変動弁装置１の要部を示す第３の斜視図である。図４は可変動弁装置１の要部を示す正面図である。図５は可変動弁装置１の要部を示す断面図である。図６は可変動弁装置１の要部を示す断面斜視図である。
図１から図６では、内燃機関が有する複数の気筒のうち最もリヤ側の気筒に対応する部分を中心に可変動弁装置１を示す。図２、図３では可変動弁装置１とともにロッカーアーム５１とロッカーローラー５２とを示す。図４では、可変動弁装置１の要部として駆動軸部材２、コントロールスリーブ８および第１ベアリング９を示す。図５では、図４に示すＡ−Ａ断面で可変動弁装置１の要部を示す。図６では、図４に示すＢ−Ｂ断面で可変動弁装置１の要部を示す。
【００１３】
可変動弁装置１は、内燃機関が備えるクランクシャフトと同期して回転する駆動軸部材２を備える。可変動弁装置１は、駆動軸部材２の周囲に回転自在に設けられたカム軸部材３を備える。カム軸部材３は、カムロブ３ａを有する。可変動弁装置１は、駆動軸部材２に設けられ、駆動軸部材２とともに回転する駆動アーム部４を備える。可変動弁装置１は、回転部材に相当するドライブディスク５と、コントロールスリーブ８を備える。ドライブディスク５は、コントロールスリーブ８に設けられた偏心穴８ａの内周壁面８ａ１に沿って回転する。
【００１４】
駆動軸部材２は、中空の棒状体で、潤滑油を供給するための給油孔２ｃと、結合ピン１３を用いて駆動アーム部４を駆動軸部材２に固定するためのピン穴２ｄを備えている。ピン穴２ｄは、内燃機関の各気筒に対応させて設けられている。
【００１５】
カム軸部材３は、筒状の部材であり、気筒毎の吸気弁又は排気弁であるバルブの数に対応させて２個のカムロブ３ａを備えている。カム軸部材３は、その回転中心軸が駆動軸部材２の中心軸ＡＸと一致するように駆動軸部材２の周囲に回転自在に設けられる。カムロブ３ａは、ノーズ部とベース円部を備えている。２個のカムロブ３ａのうち、１個のカムロブ３ａの側面にはピン接合部３ｂが設けられている。このピン接合部３ｂには第２リンク部材６ｂの一端が接続される。このようなカム軸部材３は、気筒毎に準備され、駆動軸部材２の周囲に回転自在に設けられる。カムロブ３ａは、ロッカーアーム５１が備えるロッカーローラー５２に当接し、吸気弁又は排気弁をリフトさせる。
【００１６】
駆動アーム部４は、筒状の部材で、筒状部４ａとアームとなる板状部４ｂを備えている。駆動アーム部４は、筒状部４ａの中心軸線が駆動軸部材２の中心軸ＡＸと一致するように駆動軸部材２に固定される。筒状部４ａには、駆動アーム部４を駆動軸部材２に固定して一体化するために結合ピン１３が挿入されるピン穴４ａ１が設けられている。板状部４ｂには、第１リンク部材６ａの一端を接続するためのピン挿入孔４ｂ１を備えている。このような駆動アーム部４は、気筒毎に準備され、結合ピン１３により駆動軸部材２に固定される。すなわち、駆動アーム部４は、駆動軸部材２と一体に設けられ、駆動軸部材２とともに回転する。駆動アーム部４は、カム軸部材３と隣り合うように配置される。このとき、駆動アーム部４は、カム軸部材３が備えるピン接合部３ｂと干渉しないように駆動軸部材２に取り付けられる。
【００１７】
ドライブディスク５は、板状部５ａと筒状部５ｄを備える。ここで、板状部５ａの一面側を第１面５ａ１と称し、第１面５ａ１の裏面側となる面を第２面５ａ２と称することとする。筒状部５ｄは、第２面５ａ２側に設けられている。ドライブディスク５は、回転部材に相当し、コントロールスリーブ８が備える偏心穴８ａの内周壁面８ａ１に沿って回転する。偏心穴８ａ内には筒状部５ｄが挿入される。ドライブディスク５の回転中心軸は、偏心穴８ａの中心軸線ＡＸｄｄと一致する。偏心穴８ａの内周壁８ａ１と筒状部５ｄとの間には、第１ベアリング９が介装される。
【００１８】
ドライブディスク５の板状部５ａには、第１ピン結合部５ｃ１と第２ピン結合部５ｃ２とが設けられている。第１ピン結合部５ｃ１には、第１ピン挿入孔が設けられている。第２ピン結合部５ｃ２には、第２ピン挿入孔が設けられている。第１ピン結合部５ｃ１は、第１リンク部材６ａの接続位置になり、第２ピン結合部５ｃ２は、第２リンク部材６ｂの接続位置となる。第１ピン結合部５ｃ１と第２ピン結合部５ｃ２とはドライブディスク５において１８０°隔てて設けられている。すなわち、第１ピン結合部５ｃ１と第２ピン結合部５ｃ２とはドライブディスク５において対向する位置に設けられている。
【００１９】
第１リンク部材６ａは、２個のピン挿入孔６ａ１を備えている。第２リンク部材６ｂも同様に２個のピン挿入孔６ｂ１を備えている。第１リンク部材６ａと第２リンク部材６ｂは、同一形状である。第１リンク部材６ａ及び第２リンク部材６ｂは、回転部材に相当するドライブディスク５を介して駆動アーム部４の回転をカム軸部材３に伝達するリンク部材である。第１リンク部材６ａは、一端側が第１連結ピン７ａを用いて駆動アーム部４と接続されるとともに他端側が第２連結ピン７ｂを用いてドライブディスク５に接続される。具体的にはアーム部４ｂに設けられたピン挿入孔４ｂ１と第１リンク部材６ａの一端側のピン挿入孔６ａ１とに第１連結ピン７ａが挿通されて、アーム部４ｂと第１リンク部材６ａとがピン結合によりに接続される。そして、第１リンク部材６ａの他端側のピン挿入孔６ａ１とドライブディスク５の第１ピン結合部５ｃ１に設けられた第１ピン挿入孔とに第２連結ピン７ｂが挿通されて、第１リンク部材６ａと第１ピン結合部５ｃ１とがピン結合により接続される。これにより、駆動アーム部４の回転がドライブディスク５に伝達される。
【００２０】
第２リンク部材６ｂは、一端側が第３連結ピン７ｃを用いてドライブディスク５に接続されるとともに他端側が第４連結ピン７ｄを用いてカム軸部材３に接続される。具体的にはドライブディスク５の第２ピン結合部５ｃ２に設けられた第２ピン挿入孔と第２リンク部材６ｂの一端側のピン挿入孔６ｂ１とに第３連結ピン７ｃが挿通されて、第２ピン結合部５ｃ２と第２リンク部材６ｂとがピン結合により接続される。そして、第２リンク部材６ｂの他端側のピン挿入孔６ｂ１とカム軸部材３のピン接合部３ｂに設けられたピン挿入孔３ｂ１とに第４連結ピン７ｄが挿通されて、第２リンク部材６ｂとカム軸部材３とがピン結合によって接続される。これにより、ドライブディスク５の回転がカム軸部材３に伝達される。このように、第１リンク部材６ａ及び第２リンク部材６ｂは、ドライブディスク５を介して駆動アーム部４の回転をカム軸部材３に伝達する。
【００２１】
第１リンク部材６ａ及び第２リンク部材６ｂは、いずれもドライブディスク５が備える板状部５ａの第１面５ａ１側に配置されている。そして、板状部５ａの第２面５ａ２側にはコントロールスリーブ８や第２ベアリング１０、第３ベアリング１１及びキャップ１２が配置される。
【００２２】
コントロールスリーブ８は、偏心穴８ａを備える。また、外周面にギヤ部８ｂと筒状部８ｃを備える。コントロールスリーブ８の回転中心軸は、筒状部８ｃの内周円の中心軸と一致している。この回転中心軸は、偏心穴８ａの中心軸線ＡＸｄｄとは異なっている。偏心穴８ａ及び筒状部８ｃには、駆動軸部材２が挿通される。ここで、偏心穴８ａ及び筒状部８ｃに挿通された駆動軸部材２の中心軸ＡＸとコントロールスリーブ８の回転中心軸、すなわち、筒状部８ｃの中心軸線とは一致している。偏心穴８ａには、第１ベアリング９を介してドライブディスク５の筒状部５ｄが回転自在に装着される。また、コントロールスリーブ８の筒状部８ｃと駆動軸部材２との間に第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１が介装されることによって、駆動軸部材２は、第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１を介して筒状部８ｃ内で支持されている。筒状部８ｃの外側にはキャップ１２が配置される。これにより、駆動軸部材２とコントロールスリーブ８とがともに内燃機関に装着される。
【００２３】
ギヤ部８ｂは、図示しない制御軸部材が備える歯車部と噛み合い、制御軸部材の回転に伴ってコントロールスリーブ８を回転させる。コントロールスリーブ８が回転することにより、偏心穴８ａの中心軸線ＡＸｄｄの位置が変化する。基準位置での作用角を基準作用角とし、この状態からコントロールスリーブ８を一方側へ回転させ、バルブが開く期間においてカム軸部材３の回転速度が早くなり、バルブが閉じる期間でカム軸部材３の回転速度が遅くなるようにする。この状態で駆動軸部材２が回転すると、バルブの開弁時期が早くなるとともに閉弁時期が遅くなるため作用角が大きくなる。基準位置からコントロールスリーブ８を他方側へ回転させると、作用角が小さくなる。
【００２４】
カム軸部材３、駆動アーム部４、ドライブディスク５及びコントロールスリーブ８は、気筒毎に設けられる。カム軸部材３、駆動アーム部４は、駆動軸部材２を差し込んで装着される。駆動アーム部４は、結合ピン１３を用いて駆動軸部材２に固定される。そして、ドライブディスク５の筒状部５ｄに第１ベアリング９が装着され、第１面５ａ１側に第１リンク部材６ａ及び第２リンク部材６ｂが取り付けられたドライブディスク５を組み込んだコントロールスリーブ８が装着される。そして、コントロールスリーブ８において後端側に位置する筒状部８ｃには、第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１が装着される。
【００２５】
第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１は駆動軸部材２の軸方向に沿って互いに隣り合っている。第３ベアリング１１は第２ベアリング１０の後方に設けられている。第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１はコントロールスリーブ８を駆動軸部材２の中心軸ＡＸと同軸で支持する。同軸であることは製造誤差や製造公差の範囲内で軸が異なることを含む。第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１は複列軸受に相当する。第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１には具体的には例えばボールベアリングを適用できる。
【００２６】
駆動軸部材２の軸方向において、コントロールスリーブ８のリヤ側にはさらにフランジ２１とスペーサ２２とが設けられている。フランジ２１は筒状の形状を有している。フランジ２１は先端部２１ａを備えている。先端部２１ａには第３ベアリング１１の内輪が当接する。フランジ２１には結合ピン１４が挿入されるピン穴２１ｂが設けられている。駆動軸部材２には結合ピン１４を用いてフランジ２１を駆動軸部材２に固定するためのピン穴２ｅが設けられている。フランジ２１はリヤ側から駆動軸部材２を挿通するようにして装着され、結合ピン１４によって駆動軸部材２に固定されている。結合ピン１４は結合ピン１３と同形状であってよい。また、ピン穴２ｅはピン穴２ｄと同形状であってよい。
【００２７】
スペーサ２２はリング状の部材であり、先端部２１ａを挿入するようにしてフランジ２１に設けられている。スペーサ２２は駆動軸部材２の軸方向に沿ってコントロールスリーブ８とフランジ２１との間に介在するように設けられている。コントロールスリーブ８とスペーサ２２との間には僅かな隙間が設けられている。スペーサ２２はコントロールスリーブ８を当接させてコントロールスリーブ８の移動を規制する。すなわち、スペーサ２２は駆動軸部材２に固定されたフランジ２１に設けられている。このため、コントロールスリーブ８がスペーサ２２に当接すると、スペーサ２２がフランジ２１に当接する。結果、コントロールスリーブ８の移動が規制される。スペーサ２２を先端部２１ａに装着することで、第３ベアリング１１の内輪はフランジ２１に当接できるようになっている。
【００２８】
複数の気筒のうち最もリヤ側の気筒以外の気筒において、スペーサ２２はコントロールスリーブ８とカム軸部材３との間に介在するように設けることができる。この場合、コントロールスリーブ８がスペーサ２２に当接すると、スペーサ２２がカム軸部材３に当接する。そして、カム軸部材３が駆動アーム部４に当接することで、コントロールスリーブ８の移動が規制される。この場合、カム軸部材３にはフランジ２１の先端部２１ａと同形状の先端部３ｃを備える。複数の気筒のうち最もリヤ側の気筒とそれ以外の気筒との間において、スペーサ２２の具体的な形状は異なっていてよい。
【００２９】
駆動アーム部４とコントロールスリーブ８との間には僅かな隙間が設けられている。このため、コントロールスリーブ８のフロント側では、駆動アーム部４がコントロールスリーブ８を当接させてコントロールスリーブ８の移動を規制する。具体的には駆動アーム部４の筒状部４ａの後端部４ａ２がコントロールスリーブ８を当接させてコントロールスリーブ８の移動を規制する。スペーサ２２及び後端部４ａ２は当接部に相当する。
【００３０】
図７（ａ）から図７（ｅ）はコントロールスリーブ８を示す図である。図７（ａ）はコントロールスリーブ８の正面図である。図７（ｂ）はコントロールスリーブ８の第１の斜視図である。図７（ｃ）はコントロールスリーブ８の第２の斜視図である。図７（ｄ）はコントロールスリーブ８の第３の斜視図である。図７（ｅ）はコントロールスリーブ８の断面図である。
【００３１】
コントロールスリーブ８は突起部８ｄを備えている。突起部８ｄの中心軸線は偏心穴８ａの中心軸線ＡＸｄｄと一致している。このため、突起部８ｄは駆動軸部材２と干渉しないように、円周方向において一部が欠落したような部分筒状の形状を有している。突起部８ｄは図５や図６に示すようにドライブディスク５の筒状部５ｄ内に収容される。突起部８ｄの先端部内側にテーパや円弧状の逃げ加工８ｅを施してもよく、これにより、コントロールスリーブ８が傾いた際の突起部８ｄと駆動軸部材２との接触を回避できる。挿入穴８ｆは第１ベアリング９を取り外す際に工具を挿入する穴である。また、挿入溝８ｇは第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１を取り外す際に工具を挿入する溝である。
【００３２】
筒状部８ｃはコントロールスリーブ８の一端部を有している。突起部８ｄはコントロールスリーブ８の他端部を有している。図５や図６からわかるように、コントロールスリーブ８は具体的には筒状部８ｃ及び突起部８ｄが有する両端部で、当接部に相当するスペーサ２２及び後端部４ａ２に当接する。スペーサ２２には、筒状部８ｃの代わりに例えば第３ベアリング１１の外輪が当接してもよい。したがって、コントロールスリーブ８、又はコントロールスリーブ８と一体化された部材（ここでは第３ベアリング１１の外輪）を含むコントロールスリーブ８の組み合わせ品の両端部が、当接部に相当するスペーサ２２及び後端部４ａ２に当接すればよい。
【００３３】
次に可変動弁装置１の主な作用効果について説明する。可変動弁装置１は第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１を備えることで、コントロールスリーブ８の傾きを抑制できる。結果、揺動しようとするコントロールスリーブ８の動きをほぼ軸方向の移動に制限できる。さらに可変動弁装置１はスペーサ２２及びコントロールスリーブ８に突起部８ｄを備えることで、コントロールスリーブ８の軸方向の移動も抑制できる。結果、コントロールスリーブ８の揺動によるバルブリフト曲線の歪みの発生を防止或いは抑制できる。可変動弁装置１はバルブリフト曲線に歪みが発生することを防止或いは抑制することで、具体的には例えば可変動弁装置１が損傷を受けることを防止或いは抑制できる。
【００３４】
かかる構成の可変動弁装置１は、一般に市販されているボールベアリングを第２ベアリング１０及び第３ベアリング１１に適用できる。このため、可変動弁装置１はコントロールスリーブ８の揺動を抑制するにあたって、コスト面で有利な構成とすることができる。可変動弁装置１はドライブディスク５の筒状部５ｄ内に収容するように突起部８ｄを設けることで、コンパクト化や軽量化にも有利な構成とすることができる。
【００３５】
上記実施形態は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
可変動弁装置                    １、１´
駆動軸部材                      ２、２´
カム軸部材                      ３、３´
駆動アーム部                    ４、４´
先端部                          ４ａ２
ドライブディスク                ５、５´
第１リンク部材                  ６ａ、６ａ´
第２リンク部材                  ６ｂ、６ｂ´
コントロールスリーブ            ８、８´
偏心穴                          ８ａ
ギヤ部                          ８ｂ
筒状部                          ８ｃ
突起部                          ８ｄ
第２ベアリング                  １０
第３ベアリング                  １１
スペーサ                        ２２
【図１】
0006003868.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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