(57)【要約】【課題】揺動カムを用いる可変動弁機構において、カムロブ−カムフォロワ間の潤滑状態をより好適にする。【解決手段】揺動カム６と、揺動カム６と弁２０との間に介装された曲面タペット１８と、給油機構２２、２３、２４を備え、揺動カム６の曲面タペット１８との摺動面６ｂがベースサークルから遠ざかるのに伴って曲率半径が正から負へ、そして負から再び正と変化する可変動弁機構において、給油機構２２、２３、２４は、揺動カム６と曲面タペット１８との間のＰＶ値が最大となる前の所定期間中に、揺動カム６と曲面タペット１８との間に潤滑油を供給する。【選択図】図３
2008240626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動カムと、
前記揺動カムと弁との間に介装された曲面タペットと、
前記揺動カム及び前記曲面タペットに潤滑油を供給する給油機構と、
を備え、
前記揺動カムのタペットとの摺動面がベースサークルから遠ざかるのに伴って曲率半径が正から負へ、そして負から再び正と変化する可変動弁機構において、
前記給油機構は、前記揺動カムと前記曲面タペットとの間のＰＶ値が最大となる前に、前記揺動カムと前記曲面タペットとの間に潤滑油を供給することを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項２】
前記給油機構は、前記弁がリフトを開始してから前記ＰＶ値が最大となるまでの期間中の所定区間で潤滑油を供給することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項３】
前記所定区間は、上りランプ区間終了時期の近傍であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項４】
前記所定区間は、前記弁の加速度が正から負に変化する時期の近傍であることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項５】
前記所定区間は、前記ＰＶ値が最大となる時期の近傍であることを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項６】
前記給油機構は、前記ＰＶ値の最大値がリフト開始から２回目の極大値である場合には、リフト開始から１回目の極大値をとる時期の近傍でも前記揺動カムと前記曲面タペットとの間に潤滑油を供給することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項７】
前記給油機構は、前記ＰＶ値の最大値がリフト開始から１回目の極大値である場合には、リフト開始から２回目の極大値をとる時期の近傍においても前記揺動カムと前記曲面タペットとの間に潤滑油を供給することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項８】
前記給油機構は、
前記揺動カムの揺動軸内に設けた油路と、
前記揺動カムのカムロブを貫通して前記揺動カムの外部と前記揺動軸内とを連通するカム油孔と、
を備え、
前記カム油孔から前記揺動カムと前記曲面タペットとの間に潤滑油を供給することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項９】
前記カム油孔の前記カムロブ側開放端は、前記カムロブの曲率半径が正から負に変化する位置近傍に開口することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１０】
前記カム油孔の前記カムロブ側開放端は、前記カムロブの曲率半径が負から正に変化する位置近傍に開口することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１１】
前記揺動カムは前記揺動軸と別部材であって、前記揺動軸に揺動自在に取り付けられており、
前記揺動軸には前記揺動軸の内部と外部とを連通する軸油孔が設けられており、
前記カム油孔と前記軸油孔とが連通することで潤滑油が供給されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１２】
前記揺動カムと前記揺動軸の位相を変化させることで前記弁の開閉時期を進角・遅角させる位相可変機構を備え、
前記弁の開閉時期が最進角及び最遅角の何れの状態であっても前記所定期間中に前記カム油孔と前記軸油孔とが連通するように、前記軸油孔を周方向に長く形成したことを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１３】
前記揺動カムと前記揺動軸の位相を変化させることで前記弁の開閉時期を進角・遅角させる位相可変機構を備え、
前記弁の開閉時期が最進角及び最遅角の何れの状態であっても前記所定期間中に前記カム油孔と前記軸油孔とが連通するように、前記軸油孔を周方向に複数設けたことを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１４】
前記弁のリフト量及び作動角を連続的に拡大・縮小制御可能なリフト量・作動角可変機構を備え、
前記弁のリフト量及び作動角が最大及び最小の何れの状態であっても前記所定期間中に前記カム油孔と前記軸油孔とが連通するように、前記軸油孔を周方向に長く形成したことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１５】
前記弁のリフト量及び作動角を連続的に拡大・縮小制御可能なリフト量・作動角可変機構を備え、
前記弁のリフト量及び作動角が最大及び最小の何れの状態であっても前記所定期間中に前記カム油孔と前記軸油孔とが連通するように、前記軸油孔を周方向に複数設けたことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１６】
前記揺動カムと前記揺動軸との間に、長手方向の切り欠き又は油孔が設けられ前記揺動軸及び前記揺動カムに対して回転しないスリーブ状部材を介装し、
前記長手方向の切り欠き又は油孔と前記軸油孔と前記カム油孔とが連通することで潤滑油が供給されることを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１７】
前記弁の開閉時期が最進角及び最遅角の何れの状態であっても前記所定期間中に前記カム油孔と前記軸油孔と前記長手方向の切り欠き又は油孔とが連通するように、前記長手方向の切り欠き又は油孔を周方向に長く形成したことを特徴とする請求項１６に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１８】
前記弁の開閉時期が最進角及び最遅角の何れの状態であっても前記所定期間中に前記カム油孔と前記軸油孔と前記長手方向の切り欠き又は油孔とが連通するように、前記長手方向の切り欠き又は油孔を周方向に複数設けたことを特徴とする請求項１６に記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項１９】
機関と連動して回転する前記揺動軸と、
前記揺動軸と略平行に延びる制御軸と、
前記揺動軸の外周に回転可能に偏心して外嵌された駆動カムと、
前記駆動カムに回転可能に外嵌するリング状リンクと、
前記リング状リンクに一端が連結され前記揺動軸の回転と連係して前記制御軸周りに揺動運動する揺腕と、
一端が前記揺腕の他端に連結されたロッド状リンクと、
前記ロッド状リンクの他端に連結され弁を開閉駆動する前記揺動カムと、
を備え、
前記スリーブ状部材は前記揺動カムと前記揺動軸との間に介装されたカラー部材により固定され、
前記カラー部材の固定に前記制御軸の軸受を共用することを特徴とする請求項１１から１８のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁機構。
【請求項２０】
前記曲面タペットは前記弁と前記揺動カムとの間に介装されたロッカーアームのカムフォロワ部であることを特徴とする請求項１から１９のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変動弁機構の潤滑機構に関し、特に揺動カムを用いて弁のリフト量・作動角を連続的に拡大・縮小制御可能な可変機構の潤滑機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
弁のリフト量・作動角を連続的に拡大・縮小するために、例えば特許文献１に開示されているように、従来の回転カムに替えて揺動カムを用いる可変動弁機構が知られている。
【特許文献１】特開２００４−２０４８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般的にカムロブ−カムフォロワ間の潤滑は、シリンダヘッド上部に設けたデリバリパイプから潤滑油を滴下する手法により行われているが、揺動カムを用いる場合には、ピークリフト後にカムの運動方向が逆転して、カムロブ摺動面は上方に跳ね上がるようになるので、上方から滴下する手法では潤滑油の巻き込みが阻害されてしまい、十分な潤滑が図れないという問題があった。
【０００４】
また、揺動カムを用いる動弁系と通常の回転カムを用いる従来の動弁系とでは、ＰＶ値（Ｐ：面圧、Ｖ：すべり速度）のピークの出現形態が異なる。具体的には、回転カムの場合には開弁動作中の正のバルブリフト加速度区間終了後に１回だけピークが出現するのに対して、揺動カムの場合は、カムのランプ区間終了後と正の加速度区間終了後の２箇所にピークが出現する。このため、揺動カムを用いる場合には、従来の回転カムを用いる場合に比べてカムロブ−カムフォロワ間の潤滑状態をより好適にする必要がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１にはカムロブ−カムフォロワ間の潤滑ついて何ら記載されていない。
【０００６】
そこで、本発明では、揺動カムを用いる可変動弁機構において、カムロブ−カムフォロワ間の潤滑状態をより好適にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関の動弁機構は、揺動カムと、前記揺動カムと弁との間に介装された曲面タペットと、前記揺動カム及び前記曲面タペットに潤滑油を供給する給油機構と、を備え、前記揺動カムのタペットとの摺動面がベースサークルから遠ざかるのに伴って曲率半径が正から負へ、そして負から再び正と変化する可変動弁機構において、前記給油機構は、前記揺動カムと前記曲面タペットとの間のＰＶ値が最大となる前に、前記揺動カムと前記曲面タペットとの間に潤滑油を供給する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＰＶ値が最大値となる前に、カムロブ−カムフォロワ間に確実に潤滑油を供給することができるので、潤滑状態を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態で使用するバルブのリフト量及び作動角を可変に制御することができる動弁機構の、揺動カム駆動部分についての概略図であり、シリンダヘッド（図示せず）に備えられる。図２は動弁機構の吸気バルブ駆動部分についての概略図（エンジンフロント側から見た図）である。
【００１１】
なお、ここでいうリフト量とは最大リフト量のことをいう。また、リフト量の可変制御とは最大リフト量を可変制御することをいい、クランクシャフトの回転に同期して開閉する際のリフト量変化は除くものである。
【００１２】
本動弁機構は、吸気弁２０のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構１３と、そのリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構１２と、が組み合わされて構成されている。
【００１３】
なお、このリフト・作動角可変機構１３は、本出願人が先に提案し、位相可変機構１２とともに特開２００２−８９３０３号公報や特開２００２−８９３４１号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。
【００１４】
リフト・作動角可変機構１３は、シリンダヘッド上部の図示せぬカムブラケットに回転自在に支持された中空状の駆動軸（揺動軸）１と、この駆動軸１に圧入等により固定された駆動カムとしての偏心カム２と、上記駆動軸１の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に支持されるとともに駆動軸１と平行に配置された制御軸７と、この制御軸７の偏心カム部８に揺動自在に支持された揺腕としての可変動弁用ロッカーアーム４と、各吸気弁２０の上端部に当接する曲面タペットとしてのバルブフォロワ１９を備え、ピボット２１を支点として揺動可能に備えられたバルブ駆動用ロッカーアーム（以下、単にロッカーアームという）１７と、ロッカーアーム１７を介して吸気バルブ２０を開閉駆動する揺動カム６と、を備えている。可変動弁用ロッカーアーム４は一方の端部付近が連結ピン１０を介してリング状リンクとしてのリンクアーム３の上方側端部と連結されており、他方の端部付近が連結ピン９を介してロッド状リンクとしてのリンク部材５の上方側端部と連結されている。リンク部材５の下方側端部は連結ピン１１を介して揺動カム６と連結されている。
【００１５】
上記駆動軸１は、後述するように、タイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動されるものである。
【００１６】
上記偏心カム２は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸１の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム３の環状部３ａが回転可能に嵌合している。
【００１７】
上記可変動弁用ロッカーアーム４は、略中央部を上記偏心カム部８が回転可能に貫通している。上記偏心カム部８は、制御軸７の軸心から偏心しており、従って、制御軸７の角度位置に応じて可変動弁用ロッカーアーム４の揺動中心は変化する。
【００１８】
上記揺動カム６は、駆動軸１の外周に後述するスリーブ状部材２５を介して回転自在に支持されており、駆動軸１の軸方向に対して直角方向へ延びた端部付近に、前述したようにリンク部材５の下端部が連結ピン１１を介して連結している。この揺動カム６の下面には、駆動軸１と同心状の円弧をなす基円面６ｃと、該基円面６ｃから上記端部へと所定の曲線を描いて延びる摺動面としてのカムロブ摺動面６ｂと、が連続して形成されており、これらの基円面６ｃならびにカムロブ摺動面６ｂが、揺動カム６の揺動位置に応じて曲面状のカムフォロワ１８に当接するようになっている。
【００１９】
すなわち、上記基円面６ｃはベースサークル区間として、リフト量がゼロとなる区間であり、揺動カム６が揺動してカムロブ摺動面６ｂがカムフォロワ１８に接触すると、ロッカーアーム１７はピボット２１を支点として傾き、吸気バルブ２０は徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。
【００２０】
上記制御軸７は、図１に示すように、一方の端部に設けられたリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ１４によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ１４への油圧供給は、図示しないエンジンコントロールユニットからの制御信号に基づいて制御されている。
【００２１】
このリフト・作動角可変機構１３の作用を説明する。駆動軸１が回転すると、偏心カム２のカム作用によってリンクアーム３が上下動し、これに伴って可変動弁用ロッカーアーム４が制御軸７を揺動軸として揺動する。この可変動弁用ロッカーアーム４の揺動は、リンク部材５を介して揺動カム６へ伝達され、該揺動カム６が揺動する。この揺動カム６のカム作用によって、カムフォロワ１８が押圧され、ロッカーアーム１７が傾いて吸気弁２０がリフトする。
【００２２】
ここで、リフト・作動角制御用油圧アクチュエータ１４を介して制御軸７の角度が変化すると、可変動弁用ロッカーアーム４の揺動中心位置が変化し、ひいては揺動カム６の初期揺動位置が変化する。
【００２３】
例えば、偏心カム部８が上方に位置しているとすると、可変動弁用ロッカーアーム４は全体として上方へ位置し、連結ピン１１が相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム６の初期揺動位置は、そのカムロブ摺動面６ｂがカムフォロワ１８から離れる方向に傾く。従って、駆動軸１の回転に伴って揺動カム６が揺動した際に、基円面６ｃが長い間カムフォロワ１８に接触し続け、カムロブ摺動面６ｂがカムフォロワ１８に接触する期間は短い。このためリフト量が全体として小さくなり、かつ、その開時期から閉時期までの角度範囲、すなわちカムの作動角も縮小する。
【００２４】
逆に、偏心カム部８が下方へ位置しているとすると、可変動弁用ロッカーアーム４は全体として下方へ位置し、揺動カム６の端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム６の初期揺動位置は、そのカムロブ摺動面６ｂがカムフォロワ１８に近付く方向に傾く。従って、駆動軸１の回転に伴って揺動カム６が揺動した際に、カムフォロワ１８と接触する部位が基円面６ｃからカムロブ摺動面６ｂへと直ちに移行する。このためリフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
【００２５】
上記の偏心カム部８の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性も連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時にかつ連続的に拡大，縮小させることができる。なお、この実施例では、リフト・作動角の大小変化に伴い、中進角は変化せずに吸気弁２０の開時期と閉時期がほぼ対称に変化する。
【００２６】
位相可変機構１２は、図１に示すように、上記駆動軸１の前端部に設けられたスプロケット１５と、このスプロケット１５と上記駆動軸１とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ１６と、から構成されている。上記スプロケット１５は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトと同期して回転している。位相制御用アクチュエータ１６は、エンジンコントロールユニット（図示せず）からの制御信号に基づいて制御される。この位相制御用アクチュエータ１６の制御によって、スプロケット１５と駆動軸１とが相対的に回転し、リフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も連続的に得ることができる。位相可変機構１２としては、油圧式、電磁式アクチュエータを利用したものなど、種々の構成が可能である。
【００２７】
なお、リフト・作動角可変機構１３及び位相可変機構１２は制御手段としてのコントロールユニット（図示せず）により、車速や機関回転数等といった運転状態に応じて制御される。
【００２８】
次に、揺動カム６及びロッカーアーム１７について図２を参照して説明する。
【００２９】
揺動カム６のカムロブ摺動面６ｂのプロフィルは、図２に示すようにカムロブ摺動面６ｂの一部、具体的には吸気バルブ２０の開弁動作（以下、バルブイベントという）の初期に後述するカムフォロワ１８と接する部分が、揺動カム６の内周側に窪んだ形状となっている。以下、この窪んだ部分を「凹部」といい、凹部の曲率半径を負、他の部分の曲率半径を正とする。
【００３０】
ロッカーアーム１７は揺動カム６の揺動軸６ａに対してカムロブ摺動面６ｂとは反対側をピボット２１とし、下面には吸気バルブ２０の上端部と接する略半球状のバルブフォロワ１９を備える。揺動軸６ａはピボット２１と吸気バルブ２０との間に位置する。これは、いわゆるロッカー比を設けることによって、リフト量増大の効果を得るためである。
【００３１】
上面に設けたカムフォロワ１８は、揺動カム６の揺動角が変化するのに従ってカムロブ摺動面６ｂとの接触部が移動する、いわゆるすべりタイプである。なお、ここでいう曲率とは、曲率半径の逆数である。すなわち、「曲率が大きい」とは曲率半径が小さいことをいう。
【００３２】
次に、駆動軸１と揺動カム６との間の支持構造及び駆動軸１のエンジンへの支持構造について図３、図４を参照して説明する。
【００３３】
図３（ａ）、（ｂ）はいずれもエンジンフロント側から見た揺動カム６の断面を模式的に表した図であり、図３（ａ）、（ｂ）はいずれもカムロブ摺動面６ｂとカムフォロワ１８が接触するバルブリフト中を表した図であり、図３（ａ）は位相可変機構１２により最進角状態にした場合、図３（ｂ）は同様に最遅角状態にした場合を表している。なお、駆動軸１は図中時計回りに回転するものとする。
【００３４】
また、カムロブ摺動面６ｂのプロフィルについては、リフト開始から曲率半径が正から負へ、そして再び正へと変化する様子が明確になるよう表しており、実際のカムロブ摺動面６ｂのプロフィルはこれと同じものには限られない。
【００３５】
駆動軸１は中空状の円管であって内部を潤滑油が流れる。駆動軸１の内部への潤滑油の供給方法としては、駆動軸１の端部を開放端にして、そこから供給する方法や、後述する軸受に支持される部分に給油機構としての油孔を設けて、軸受内に設けた供給路から供給する方法等がある。
【００３６】
揺動カム６には、カムロブ摺動面６ｂの外周側と揺同軸内周側とを連通するカム油孔２２が設けられ、駆動軸１には駆動軸１の内周側と外周側とを連通する駆動軸油孔２３が設けられ、スリーブ状部材２５にはスリーブ状部材２５の内周側と外周側とを連通するスリーブ油孔２４が、駆動軸１の回転軸に対して吸気弁２０が配置される側の下方側に開口するよう設けられている。
【００３７】
スリーブ油孔２４は、駆動軸油孔２３及びカム油孔２２と比較して周方向に長くなっている。
【００３８】
したがって、駆動軸油孔２３、スリーブ油孔２４及びカム油孔２２の位置が一致して３つの油孔２２、２３、２４が連通した場合にのみ、駆動軸１内の潤滑油がカムロブ摺動面６ｂに供給される。
【００３９】
なお、スリーブ油孔２４を周方向に長くする代わりに、周方向に複数設けてもよい。
【００４０】
図４は気筒列方向から見た揺動カム６及び駆動軸１の断面図である。
【００４１】
図４の２５はスリーブ状部材、２６はカラー部材、２７は下側駆動軸軸受、２８は下側制御軸軸受である。スリーブ状部材２５はカラー部材２６を介して下側駆動軸軸受２７及び下側制御軸軸受２８に固定支持されている。駆動軸１はスリーブ状部材２５に対して回転自由である。
【００４２】
下側制御軸軸受２８は、駆動軸１の上側軸受も兼ねている。例えば図５に示すように、下側駆動軸軸受２７の上面と下側制御軸軸受け２８の下面とによって駆動軸１を支持し、下側制御軸軸受２８の上面と上側制御軸軸受２９の下面とによって制御軸７を支持する。
【００４３】
このような軸受構造とすることで、制御軸７用の軸受けと駆動軸１用とで別々の軸受けを設けるのに比べて、軸受部分の剛性を高めることができる。すなわち、別々に設ける場合には、制御軸７用の軸受は駆動軸１との干渉を避けるために駆動軸１を跨ぐようなアーチ型にする必要があり、このため制御軸７の下部は空間となってしまい剛性の確保が難しかったが、本実施形態のように軸受を共用する場合には、制御軸７の下部に上側駆動軸受２８があるため、剛性が高まる。
【００４４】
なお、カラー部材２６がスリーブ状部材２５とともに揺動カム６と駆動軸１との間に介装されるようにしてもよい。この場合、カラー部材２６にはスリーブ状部材２５と同じ位置に油孔を設ける必要がある。
【００４５】
上記のような揺動カム６を用いる動弁機構の、バルブイベント中の最小油膜厚さ、ＰＶ値、バルブリフト量について、図６を参照して説明する。図６は所定のリフト量、作動角における前記各値と駆動軸１の回転角との関係の一例を表した図である。なお、比較のために従来の回転カムを用いる動弁機構の各値についても表しており、図中実線Ａが揺動カム６を用いる場合、破線Ｂが回転カムを用いる場合を表している。
【００４６】
開弁前の揺動カム６のランプ区間（上りランプ区間という）が終了してバルブリフト開始直前となるときの駆動軸角度をθ１とすると、最小油膜厚さは駆動軸角度θ１の直後に最大値となる。
【００４７】
一方、回転カムを用いた場合にもバルブリフト初期に最大値をとるが、揺動カム６を用いる場合に比べて、最大値は小さく、また最大値となる駆動軸角度も遅い。
【００４８】
この最小油膜厚さは、面圧と油膜巻き込み速度とにより決まる値であり、駆動軸角度θ１の直後はバルブリフトが開始されていないので面圧は低い。すなわち、上記最小油膜厚さが最大値となるときには、油膜巻き込み速度が大きくなっている。
【００４９】
なお、最小油膜厚さの変動は、最大リフト量となる駆動軸角度に対して略対称形となっているため、閉弁動作時のランプ区間開始直前にもピーク値をとる。ただし、閉弁動作時の方が面圧が低くなる分だけ、ピーク値は最大値よりも小さくなる。
【００５０】
また、駆動軸角度θ１の近傍では、揺動カム６のカムフォロワ１８と接触する部分の曲率半径が、正から負に切換わる。
【００５１】
ＰＶ値は、開弁動作中に駆動軸角度θ２、θ３の２箇所でピーク値（極大値）をとる。駆動軸角度θ２は、正のバルブ加速度が終了する駆動軸角度に概ね一致しており、駆動軸角度θ３は、揺動カム６のカムフォロワ１８と接触する部分の曲率半径が負から正に切換わる部分近傍となる駆動軸角度に概ね一致する。
【００５２】
駆動軸角度θ２におけるＰＶ値は、面圧Ｐは低いものの、すべり速度Ｖが大きいために大きくなっている。一方、駆動軸角度θ３におけるＰＶ値は、すべり速度Ｖは小さいものの、面圧Ｐが大きいために大きくなっている。ＰＶ値の変動は最小油膜厚さの変動と同様に、最大リフト量となる駆動軸角度に対して略対称形となっているため、閉弁動作時にも２つのピーク値をとる。一方、回転カムを用いる場合は、ＰＶ値のピークは開弁動作開始から閉弁するまでを通して１回のみである。
【００５３】
なお、図６ではＰＶ値の１回目のピーク値の方が２回目のピーク値よりも大きいが、これに限られるわけではなく、２回目のピーク値の方が大きくなる場合もあり得る。
【００５４】
次に、カム油孔２２と駆動軸油孔２３とスリーブ油孔２４との位置関係について説明する。
【００５５】
スリーブ油孔２４は駆動角度θ１のときに外周側開放端がカム油孔２２と、内周側開放端が駆動軸油孔２３の外周側開放端と一致するように配置する。
【００５６】
カム油孔２２のカムロブ摺動面側の開放端は、カムロブ摺動面６ｂの曲率半径が正から負に切換わる位置の近傍、すなわち上りランプ区間が終了する位置の近傍に開口する。
【００５７】
このような構成により、駆動軸角度がθ１となったときには、カム油孔２２と駆動軸油孔２３とが連通し、駆動軸１の内部から駆動軸油孔２３、カム油孔２２を介してカムロブ摺動面６ｂとカムフォロワ１８との接触部に潤滑油が供給される。
【００５８】
駆動軸角度θ１、すなわち上りランプ区間の終了時近傍は、最小油膜厚さが最大となる位置であり、また、ＰＶ値が急峻に立ち上がり始める位置でもあるので、このタイミングで潤滑油を供給することにより揺動カム６とカムフォロワ１８との間の潤滑性を確保することができる。
【００５９】
また、カムロブ摺動面６ｂの曲率半径が正から負に切換わる位置近傍は、ＰＶ値が立ち上がり始めるときにカムフォロワ１８と接触する位置なので、ここから潤滑油を供給することにより、ＰＶ値がピーク値となるときの揺動カム６とカムフォロワ１８との間の潤滑性を確保することができる。さらに、曲率半径が正から負に切換わる位置は、カムフォロワ１８と接触する際の面圧が低いので、揺動カム６を貫通する油孔２２を設けても、揺動カム６の耐久性を損なうことはない。
【００６０】
ところで、本実施形態の可変動弁機構はリフト・作動角可変機構１３又は位相可変機構１２を作動させることにより、リフト量、作動角、位相を変化させ得る。
【００６１】
例えば、リフト・作動角可変機構１３によりリフト量を小さくすると、図９（ａ）に示すように中心角は変化せずに作動角が小さくなるので、バルブリフト開始時期が遅角する。また、位相可変機構１２によれば作動角とは独立してバルブリフト開始時期を進角・遅角させることができる。
【００６２】
このため、上述した駆動軸角度θ１〜θ３に相当する値や、カム油孔２２と駆動軸油孔２３とが一致する駆動軸角度が変化する。なお、図９（ａ）はリフト・作動角可変機構１３による作動角とリフト量の変化の様子を表す図、図９（ｂ）は図９（ａ）のバルブリフト開始部分の拡大図である。
【００６３】
ところで、前述したようにスリーブ油孔２４の周方向長さはカム油孔２２及び駆動軸油孔２３に比べて長いので、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すようにスリーブ油孔２４の周方向長さを最進角、最遅角、最大作動角及び最小作動角のいずれの場合にも、上りランプ区間終了時近傍で３つの油孔が連通する程度に長く設定すれば、もしくは、少なくとも最進角状態、最遅角状態、最大作動角状態及び最小作動角状態の各状態において、カム油孔２２と駆動軸油孔２３とスリーブ油孔２４とが連通するように、周方向に複数のスリーブ油孔２４を設ければ、図９（ｂ）に示すようにカム油孔２２と駆動軸油孔２３とが一致する駆動軸角度が変化した場合であっても、上りランプ区間の終了時近傍で潤滑油を供給することができる。
【００６４】
なお、リフト・作動角可変機構１３や位相可変機構１２による可変制御を行わない場合には、スリーブ油孔２４の周方向長さを駆動軸油孔２３やカム油孔２２と同等にしてもよい。
【００６５】
また、揺動カム６と駆動軸１との間にスリーブ状部材２５を介在させなくてもよい。この場合には、リフト・作動角可変機構１３や位相可変機構１２による中心角の変化等に対応するためには、駆動軸油孔２３を周方向に長くするか、周方向に複数設ければよい。
【００６６】
さらに、本実施形態では揺動カム６と吸気弁２０との間にロッカーアーム１７を介在させているが、いわゆる直動式であってもタペット（バルブリフタ）が曲面状であれば適用可能である。
【００６７】
以上により本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
【００６８】
揺動カム６と、曲面タペットを有するロッカーアームと、を備え、揺動カム６のカムロブの摺動面６ｂはベースサークルから遠ざかるのに伴って曲率半径が正から負へ、そして負から再び正と変化する可変動弁機構において、揺動カム６とカムフォロワ１８との間のＰＶ値が最大となる前に揺動カム６とカムフォロワ１８との間に潤滑油を供給するので、最も潤滑が必要となる最大ＰＶ値となる前に確実に潤滑油を供給することができる。なお、本実施形態のように所定のタイミングで潤滑油を供給する他に、最大ＰＶ値となる前の期間中に連続して供給するようにしてもよい。
【００６９】
吸気弁２０がリフトを開始してからＰＶ値が最大となるまでの期間中の所定区間で潤滑油を供給するので、リフト開始によって揺動カム６とカムフォロワ１８との間に油膜が形成されやすくなった状態で潤滑油を供給することができる。
【００７０】
前記所定区間を、吸気弁２０の上りランプ区間が終了する時期の近傍、すなわち最小油膜厚さが最大となる位置の近傍であってＰＶ値が急峻に立ち上がり始める位置近傍とすることにより、ＰＶ値がピークを迎える前に最小油膜厚さが最大となる位置に潤滑油を供給することができ、これにより潤滑性を確保することができる。
【００７１】
駆動軸１内に設けた油路と、カム油孔２２とを備え、カム油孔２２から揺動カム６とカムフォロワ１８との間に潤滑油を供給するので、ピークリフト後に運動方向が逆転してカムロブが上方に跳ね上がる下りリフト区間においても、揺動カム上方からの滴下の場合のように潤滑油の巻き込みが阻害されることなく、揺動カム−カムフォロワ１８間の潤滑性を確保することができる。
【００７２】
カム油孔２２のカムロブ側開放端は、カムロブの曲率半径が正から負に変化する位置近傍に開口するので、ＰＶ値の立ち上がり始める時期であって、最小油膜厚さが最大値となる時期に潤滑油を供給することができ、潤滑性を確保することができる。
【００７３】
揺動カム６は駆動軸１と別部材であって駆動軸１に揺動自在に取り付けられており、駆動軸１には軸油孔２３が設けられており、カム油孔２２と駆動軸油孔２３とが連通することで潤滑油が供給されるので、潤滑油が常時供給されることによる油圧低下を防止することができる。
【００７４】
揺動カム６と駆動軸１との間にスリーブ油孔２４を備えるスリーブ状部材２５を介装し、スリーブ油孔２４と駆動軸油孔２３とカム油孔２２とが連通することで潤滑油が供給されるので、スリーブ油孔２４の位置とは異なる位置でカム油孔２２と駆動軸油孔１とが一致しても潤滑油は供給されず、これにより所望のタイミングでのみ潤滑油を供給することができる。
【００７５】
吸気弁２０の開閉時期が最進角及び最遅角の何れの状態であってもカム油孔２２と駆動軸油孔２３とスリーブ油孔２４とが連通するように、スリーブ油孔２４を周方向に長く、又は複数形成したので、位相可変機構１２によって吸気弁２０のリフトの中心角が変化した場合にも所望のタイミングで潤滑油を供給することができる。
【００７６】
スリーブ状部材２５はカラー部材２６により固定され、カラー部材２６の固定には制御軸７の下側制御軸軸受け２８を共用するので、軸受部の剛性が高まり、これにより機関運転中に作用する荷重による制御軸７の倒れを抑制することができる。
【００７７】
ロッカーアーム１７は、バルブリフタのように潤滑油を溜める穴を形成できないが、カムロブの摺動面６ｂから潤滑油を供給するので、潤滑性を確保することができる。
【００７８】
第２実施形態について図７を参照して説明する。図７はいずれも第１実施形態の図３（ａ）に相当する図である。
【００７９】
本実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるが、カム油孔２２のカムロブ摺動面側の開放端の位置、及び駆動軸油孔２３とスリーブ油孔２４とカム油孔２２とが連通する駆動軸角度が異なる。
【００８０】
図７に示すように、カムロブ摺動面側の開放端は、カムロブ摺動面６ｂの曲率半径が負から正に切換わる位置に開口しており、３つの油孔２２、２３、２４が連通するのは、図６において駆動軸角度がθ３のときである。
【００８１】
曲率半径が負から正に切換わる部分がカムフォロワ１８と接触するときは、ＰＶ値が２番目のピークとなるので、ここで潤滑油を供給することで、揺動カム６とカムフォロワ１８との間の潤滑性を確保することができる。
【００８２】
また、カムロブ摺動面６ｂのプロフィルに基づいて吸気弁２０の加速の特性を調べ、正の加速区間（開弁方向の加速度を正とする）が終了するとき（図６の駆動軸角度θ２）にカムフォロワ１８と接触する位置近傍のカムロブ摺動面６ｂにカムロブ摺動面側開放端を設けてもよい。これによれば、ＰＶ値の最初のピーク時に潤滑油を供給することができる。
【００８３】
以上により本実施形態では、第１実施形態と同様に、揺動カム６を用いる動弁機構においても揺動カム６とカムフォロワ１８との間に潤滑油を確実に供給することができ、潤滑性を確保することができる。
【００８４】
第３実施形態について図８を参照して説明する。図８はエンジンフロント側から見た揺動カム６の断面を模式的に表した図である。なお、図８は簡単のためリフト・作動角可変機構１３及び位相可変機構１２によるリフト量、作動角、中心角の変化がない場合について表している。
【００８５】
本実施形態は、図８に示すように、カム油孔２２、駆動軸油孔２３、スリーブ油孔２４をそれぞれ２つずつ（カム油孔２２ａ、２２ｂ、駆動軸油孔２３ａ、２３ｂ、スリーブ油孔２４ａ、２４ｂとする）備える点が第１実施形態と異なる。
【００８６】
カム油孔２２ａのカムロブ摺動面側開放端は、カムロブ摺動面６ｂの曲率半径が正から負に変わる部分の近傍に設けられ、カム油孔２２ｂのカムロブ摺動面側開放端は、カムロブ摺動面６ｂの曲率半径が負から正に変わる部分の近傍に設けられている。
【００８７】
スリーブ油孔２４ａは、カムロブ摺動面６ｂの曲率半径が正から負に切換わる部分がカムフォロワ１８と接触するときにカム油孔２２ａと連通するように配置し、駆動軸油孔２３ａはスリーブ油孔２４ａとカム油孔２２ａとが連通するときにスリーブ油孔２４ａと連通するように配置する。
【００８８】
一方、スリーブ油孔２４ｂは、カムロブ摺動面６ｂの曲率半径が負から正に切換わる部分がカムフォロワ１８と接触するときにカム油孔２２ｂと連通するように配置し、駆動軸油孔２３ｂはスリーブ油孔２４ｂとカム油孔２２ｂとが連通するときにスリーブ油孔２４ｂと連通するように配置する。
【００８９】
上記のような構成にすることにより、図６の駆動軸角度θ１及びθ３の両方で揺動カム６とカムフォロワ１８との間に潤滑油を供給することができる。また、一方が連通しているときに他方は連通していないので、同時に二箇所から潤滑油が供給されることない。これにより、油圧の低下を防止することができる。
【００９０】
なお、例えばカム油孔２２ａ、駆動軸油孔２３ａ、スリーブ油孔２４ａの径を、カム油孔２２ｂ、駆動軸油孔２３ｂ、スリーブ油孔２４ｂの径よりも大きくする等して、カム油孔２２ａから供給される潤滑油量の方が、カム油孔２２ｂから供給される潤滑油量よりも多くなるようにする。これにより、ＰＶ値の２つのピークのうちＰＶ値が大きくなる駆動軸角度のときに、より多くの潤滑油が供給されるので、ＰＶ値に応じた潤滑油供給量となり、潤滑性を確保することができるとともに、潤滑油を効率よく使用することができる。
【００９１】
また、図８の２つの油孔２２のうち一方を、吸気弁２０の正の加速度が終了するときにカムフォロワ１８と接触する部分に開口するカム油孔２２を設けてもよいし、当該油孔２２を３つめの油孔２２として図８の２つの油孔２２に加えて設けてもよい。
【００９２】
リフト・作動角可変機構１３、位相可変機構１２によりリフト量、作動角、中心角が変化する場合には、第１実施形態と同様にスリーブ油孔２４ａ、２４ｂを周方向に長くすればよい。この場合、駆動軸角度θ１で連通する油孔２２ａ〜２４ａと駆動軸角度θ３で連通する油孔２２ｂ〜２４ｂとを、駆動軸１の軸心方向にずらして配置する。これにより、同時に二箇所から潤滑油が供給されることによる油圧の低下を防止することができる。
【００９３】
以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加え、さらに、揺動カム６とカムフォロワ１８との間のＰＶ値が最大となる前の所定期間中に、揺動カム６とカムフォロワ１８との間に潤滑油を供給する機会が２回あるので、常時供給することで油圧が低下することを防止しつつ、バルブリフト中に２回あるＰＶ値のピーク時における潤滑性を確保することができる。
【００９４】
なお、各油孔２２〜２４を３つ以上設けることで、潤滑油供給の機会を３回以上にすることも可能である。
【００９５】
また、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】第１実施形態の可変動弁機構を表す図である。
【図２】可変動弁機構をエンジンフロント側から見た図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は揺動カムのエンジンフロント側から見た断面図である（第１実施形態）。
【図４】揺動カム付近のエンジン側方から見た断面図である。
【図５】スリーブ状部材及びカラー部材の軸受部を表す図である。
【図６】駆動軸角度と最小油膜厚さ、ＰＶ値、バルブリフト量との関係を表す図である。
【図７】揺動カムのエンジンフロント側から見た断面図である（第２実施形態）。
【図８】（ａ）、（ｂ）は揺動カムのエンジンフロント側から見た断面図である（第３実施形態）。
【図９】（ａ）、（ｂ）はリフト・作動角可変機構による作動角及びバルブリフト量の変化を表す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１    制御軸
２    偏心カム
３    リンクアーム
４    可変動弁用ロッカーアーム
５    リンク部材
６    揺動カム
７    制御軸
８    偏心カム部
１２  位相可変機構
１３  リフト・作動角可変機構
１４  リフト・作動角制御用油圧アクチュエータ
１５  スプロケット
１６  位相制御用アクチュエータ
１７  バルブ駆動用ロッカーアーム
１８  カムフォロワ
１９  バルブフォロワ
２０  吸気弁
２１  ピボット
２２  カム油孔
２３  駆動軸油孔
２４  スリーブ油孔
２５  スリーブ状部材
２６  カラー部材
【図１】
2008240626.tif 000003
【図２】
2008240626.tif 000004
【図４】
2008240626.tif 000005
【図５】
2008240626.tif 000006
【図８】
2008240626.tif 000007
【図３】
2008240626.tif 000008
【図６】
2008240626.tif 000009
【図７】
2008240626.tif 000010
【図９】
2008240626.tif 000011