(57)【要約】【課題】潤滑性および運動性の確保を両立させることの可能な内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】多気筒内燃機関１に適用され、バルブ１８の開弁特性を変更可能な可変動弁装置１０において、電動モータ６５により回転駆動され且つその軸線方向に沿ってメイン油路２２ａが内部に形成された制御軸２２と、制御軸２２に固定され且つ該制御軸２２の回転位置に応じて回転角度が変更されることによって対応する気筒２のバルブ１８の開弁特性を変更させる制御アーム２４と、各制御アーム２４を制御軸２２に固定する固定ピン５２と、メイン油路２２ａを横断するように制御軸２２に設けられ且つ各固定ピン５２が挿着されるピン固定用孔２２ｃと、を備え、各固定ピン５２には、該固定ピン５２に対して上流側のメイン油路２２ａと下流側のメイン油路２２ａとを連通させる油路連通孔５２ｅが形成される。【選択図】図２
2009275630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関に適用され、内燃機関のバルブの開弁特性を変更可能な可変動弁装置において、
駆動装置により回転駆動され、その軸線方向に沿ってオイル通路が内部に形成された制御軸と、
前記制御軸に固定され且つ該制御軸の回転位置に応じて回転角度が変更されることによって、対応する気筒のバルブの開弁特性を変更させる複数の制御アームと、
各制御アームを前記制御軸に固定する固定ピンと、
前記オイル通路を横断するように前記制御軸に設けられ且つ各固定ピンが挿着されるピン固定用孔と、
を備え、
各固定ピンには、該固定ピンに対して上流側のオイル通路と下流側のオイル通路とを連通させる貫通孔が形成されている
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関に適用され、バルブの開弁特性を変更可能な内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、バルブの作用角やリフト量などの開弁特性を機械的に変更可能な内燃機関の可変動弁装置が開示されている。この可変動弁装置では、バルブの開弁特性を変更するために、バルブを支持するロッカーアームをカムによって直接駆動するのではなく、カムとロッカーアームとの間に複数の部材から構成される可変機構を介在させている。より具体的には、アクチュエータにより回転駆動される制御軸と、この制御軸に固定され且つ制御軸の回転位置に応じて回転角度が変更される制御アームとを備え、制御アームの回転角度に応じてバルブの開弁特性を変更している。また、制御アームは、制御軸に設けられた貫通穴に圧入される固定ピンを介して制御軸と一体化されている。
【０００３】
上記の制御アームを構成する構成部材の結合箇所には、部材同士が摺動する摺動部が存在するため、その部分の潤滑を確保する必要がある。そのため、制御軸の内部に該制御軸の長手（軸線）方向に沿ったオイル通路を形成させ、各摺動部に対してオイル通路から潤滑油を供給するようにしている。
【特許文献１】特開２００７−６４１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、多気筒内燃機関においてバルブの開弁特性を変更する場合、単一の制御軸を、複数の制御アームで共用することが多い。この場合には、制御軸の軸線方向に関して各気筒に対応する夫々の位置に制御アームが固定ピンを介して取り付けられる。その際、既述したオイル通路が固定ピンによって塞がれてしまう場合がある。そうすると、他の気筒に配置された可変機構の摺動部に対して潤滑油を供給することが困難となる。これに対して、固定ピンの外周面に溝部を形成させ、オイル通路断面の確保する技術も提案されている。
【０００５】
図１１は、固定ピンの側面に溝部が形成された従来型の固定ピンの部分拡大図である。（Ａ）は、固定ピン側面の全周にわたり、環状の溝を形成させる例を示した図である。（Ｂ）は、固定ピン側面の一部のみに溝を形成させる例を示した図である。以下、（Ａ）に示した固定ピンにおいて、溝が形成された部分を「くびれ部」といい、この形式の固定ピンを「くびれ型」という。また、（Ｂ）に示した固定ピンにおいて、溝が形成された部分を「切り欠き部」といい、この形式の固定ピンを「切り欠き型」という。
【０００６】
ここで、「くびれ型」の固定ピンでは、オイル通路の断面を充分に確保できたとしても、固定ピンの断面欠損が大きいため固定ピンの剛性が低下してしまう。そうすると、可変動弁装置の運動性が低下する虞があった。一方、「切り欠き型」の固定ピンでは、「くびれ型」と比較して断面欠損が小さい分、可変動弁装置の運動性を高めることができる。しかしながら、オイル通路の断面の確保が困難となってしまい、可変動弁装置の潤滑性が低下する虞があった。
【０００７】
本発明は、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑性および運動性の確保を両立させることの可能な内燃機関の可変動弁装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る内燃機関の可変動弁装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、多気筒内燃機関に適用され、内燃機関のバルブの開弁特性を変更可能な可変動弁装置において、
駆動装置により回転駆動され、その軸線方向に沿ってオイル通路が内部に形成された制御軸と、
前記制御軸に固定され且つ該制御軸の回転位置に応じて回転角度が変更されることによって、対応する気筒のバルブの開弁特性を変更させる複数の制御アームと、
各制御アームを前記制御軸に固定する固定ピンと、
前記オイル通路を横断するように前記制御軸に設けられ且つ各固定ピンが挿着されるピン固定用孔と、
を備え、
各固定ピンには、該固定ピンに対して上流側のオイル通路と下流側のオイル通路とを連通させる貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、オイル通路を横断するように形成されたピン固定用孔に固定ピンが挿着される。その際に、固定ピンに対して上流側のオイル通路と下流側のオイル通路とが固定ピンによって遮断されても、潤滑油に上記貫通孔を通過させることができる。そのため、固定ピンが配置される位置においても、オイル通路における潤滑油の流路断面積が確保される。これにより、可変動弁装置の各構成部材に対して、潤滑油をくまなく行き渡らせることができる。その結果、可変動弁装置に形成される各構成部材同士の摺動部の潤滑を確保し、可変動弁装置の潤滑性を高めることができる。従って、可変動弁装置を構成する部材同士の円滑な可動を実現すると共に、これらの焼き付き等を確実に抑制できる。
【００１０】
また、上記構成によれば、従来型の固定ピンのように固定ピン外周面に「くびれ部」や「切り欠き部」などの断面欠損が生じない。そのため、固定ピンに繰り返し作用する外力（例えば、カムやロッカーアームから作用する力）に対して強い構造となり、固定ピンの剛性を高くすることができる。これによれば、固定ピンが破損することが確実に抑制され、可変動弁装置の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
また、上記のように固定ピンの剛性を高めることによって、制御アームが制御軸に固定されるときの固定度合いも高まる。ここで、可変動弁装置の運動性について説明する。可変動弁装置の運動性とは、可変動弁装置によって内燃機関のバルブを正常に作動させることのできる、内燃機関の回転領域の広さとして捉えることができる。制御軸と制御アームとの固定度を高めることによって、内燃機関の回転領域がより高回転側の領域へと移行した場合でも、刻々と変化するカム角に対応させてバルブのリフト量を精度良く制御することができる。
【００１２】
本発明によれば、固定ピンの高剛性化を実現することによって制御軸と制御アームとの固定度が高まるので、より広範な回転領域に亘ってバルブの開弁特性（リフト量や作用角など）を運転状態に適合させて制御できる。その結果、より高いレベルの運動性を実現する可変動弁装置をユーザーに提供することができ、以って可変動弁装置の商品価値を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、潤滑性および運動性の確保を好適に両立させることの可能な内燃機関の可変動弁装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
＜実施例１＞
図１は、本実施例における可変動弁装置１０が適用される内燃機関１の概略構成を示した図である。内燃機関１は、４つの直列に配置された気筒２（第１気筒２＃１〜第４気筒２＃４とする）を有する直列４気筒型内燃機関である。なお、図１には、４つのうちの１気筒のみを図示している。
【００１６】
内燃機関１は、内部にピストン３を有するシリンダブロック４を備えている。ピストン３は、クランク機構を介してクランクシャフト５と接続されている。シリンダブロック４の上部にはシリンダヘッド６が組み付けられている。ピストン３上面からシリンダヘッド６までの空間は燃焼室７を形成している。
【００１７】
シリンダヘッド６は、燃焼室７と連通する吸気ポート８を備えている。吸気ポート８と燃焼室７との接続部には吸気バルブ１８が設けられている。本実施例では、各気筒２に形成された吸気ポート８に対応して２つの吸気バルブ１８を備える（図１では、吸気ポート９と吸気バルブ１８とを夫々１つずつ示す）。内燃機関１には、吸気バルブ１８の開弁特性を機械的に変更可能な可変動弁装置１０が設けられている。なお、可変動弁装置１０の詳細については、後述する。また、シリンダヘッド６は、燃焼室７と連通する排気ポート９を備えている。排気ポート９と燃焼室７との接続部には排気バルブ１３が設けられている。排気バルブ１３においても吸気バルブ１８と同様、各気筒２につき２個の排気バルブ１３が設けられている。
【００１８】
内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１５が併設されている。このＥＣＵ１５は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。また、ＥＣＵ１５には、各気筒２（２＃１〜２＃４）に設けられた可変動弁装置１０が電気配線を介して接続され、これらがＥＣＵ１５により制御される。なお、本実施の形態では、ＥＣＵ１５が可変動弁装置１０を制御して吸気バルブ１８の開弁特性を変更する場合を例示するが、その代わりに排気バルブ１３の開弁特性を制御しても良いし、双方のバルブにかかる開弁特性を制御することもできる。
【００１９】
図２は、本実施例における可変動弁装置１０の構成を示す側面図である。より具体的には、図２は、後述する駆動カム１４が設けられた位置で可変動弁装置１０を切断した断面図である。図３は、図２に示した可変動弁装置１０の斜視図である。
【００２０】
可変動弁装置１０は、ロッカーアーム方式の機械式動弁機構を有し、カム軸１２の回転運動が駆動カム１４によってロッカーアーム１６の揺動運動に変換され、ロッカーアーム１６に支持された吸気バルブ（以下、単に「バルブ」という）１８の上下方向へのリフト運動に変換される。可変動弁装置１０では、駆動カム１４によって直接、ロッカーアーム１６を駆動するのではなく、駆動カム１４とロッカーアーム１６との間に可変機構２０を介在させている。この可変機構２０は、気筒２毎に備えられ、駆動カム１４の回転運動とロッカーアーム１６の揺動運動との連動状態を連続的に変化させることができる機構である。可変動弁装置１０は、各気筒２に設けられた可変機構２０を可変制御することによりロッカーアーム１６の揺動量や揺動タイミングを変化させて、バルブ１８のリフト量や作用角を連続的に変更することができる。
【００２１】
可変機構２０は、以下に説明するように、制御軸２２、制御アーム２４、リンクアーム２６、揺動カムアーム２８、第１ローラ３０、および第２ローラ３２を主たる構成部材として構成されている。制御軸２２は、カム軸１２と平行に配置されている。制御軸２２には、該制御軸２２の軸中心を通り、かつ軸線方向に沿って中空部２２ａが形成されている。この中空部２２ａは、円形断面を有しており、内燃機関１のオイルパンから汲み上げられる潤滑油が供給される。そして、この潤滑油を可変機構２０の構成部材の摺動部に行き渡らせることによってその潤滑が確保されるようになっている。中空部２２ａの詳細については後述する。
【００２２】
また、制御軸２２の一端側にはウォームホイール６４が取り付けられている。また、このウォームホイール６４には、電動モータ６５の出力軸に固定されたウォームギア６６が噛み合わされている。そのため、電動モータ６５の駆動力が、ウォームギア６６、ウォームホイール６４を介して制御軸２２に伝達されることで、該制御軸２２が回転駆動する。電動モータ６５は、ＥＣＵ１５と電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１５によりその駆動力が制御されることで制御軸２２の回転角度が制御される。本実施例においては電動モータ６５が、本発明における駆動装置に相当する。
【００２３】
制御アーム２４は、固定ピン５２によって、制御軸２２に一体的に固定されている。制御アーム２４は、制御軸２２の径方向に突出しており、その突出部に弧状のリンクアーム２６が取り付けられている。リンクアーム２６の後端部は、ピン３４によって制御アーム２４に回転自在に連結されている。ピン３４の位置は制御軸２２の中心から偏心しており、このピン３４がリンクアーム２６の揺動支点となる。
【００２４】
また、制御軸２２には、揺動カムアーム２８が揺動可能に設けられている。すなわち、揺動カムアーム２８は制御軸２２に揺動可能に支持され、その先端は駆動カム１４の回転方向の上流側に向けて配置されている。揺動カムアーム２８において駆動カム１４に対向する側には、第２ローラ３２に接触するスライド面３６が形成されている。スライド面３６は、第２ローラ３２が揺動カムアーム２８の先端側から制御軸２２の軸中心側に向かって移動するほど、駆動カム１４との間隔が徐々に狭まるような曲面で形成されている。
【００２５】
一方、揺動カムアーム２８におけるスライド面３６の反対側には、揺動カム面３８が形成されている。この揺動カム面３８は、揺動カムアーム２８の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面３８ａと、非作用面３８ａから離れた位置ほど制御軸２２の軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面３８ｂとで構成されている。
【００２６】
揺動カムアーム２８のスライド面３６と駆動カム１４の周面との間には、第１ローラ３０と第２ローラ３２とが配置されている。より具体的には、第１ローラ３０は、駆動カム１４の周面と接触し、第２ローラ３２は、揺動カムアーム２８のスライド面３６に接触するように配置されている。第１ローラ３０と第２ローラ３２は、共に既述のリンクアーム２６の先端部に固定された連結軸４０によって回転自在に支持されている。前述のように、リンクアーム２６はピン３４を支点として揺動運動するため、これらのローラ３０、３２もピン３４から一定距離を保ちながらスライド面３６および駆動カム１４の周面に沿って揺動運動を行う。
【００２７】
揺動カムアーム２８には、図示しないロストモーションスプリングが掛けられている。ロストモーションスプリングは圧縮バネであり、ロストモーションスプリングからの付勢力は、スライド面３６が第２ローラ３２を付勢し、更に、第１ローラ３０を駆動カム１４に押し当てる力として作用する。これにより、第１ローラ３０および第２ローラ３２は、スライド面３６と駆動カム１４の周面とに両側から挟み込まれた状態で位置決めされる。
尚、ロストモーションスプリングは、上記の圧縮バネに限らず、例えば、ねじりバネなどにより構成することができる。
【００２８】
揺動カムアーム２８の下方には、前述のロッカーアーム１６が配置されている。ロッカーアーム１６には、揺動カム面３８に対向するようにロッカーローラ４２が配置されている。ロッカーローラ４２は、ロッカーアーム１６の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム１６の一端は、バルブ１８のバルブシャフト４４によって支持されており、ロッカーアーム１６の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ４６によって回転自在に支持されている。リフト作動の際において、バルブシャフト４４は、図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム１６を押し上げる方向に付勢されており、更に、ロッカーローラ４２は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ４６によって揺動カムアーム２８の揺動カム面３８に押し当てられている。
【００２９】
上記構成の可変機構２０によれば、駆動カム１４の回転に伴って、駆動カム１４の押圧力が第１ローラ３０および第２ローラ３２を介してスライド面３６に伝達される。その結果、揺動カム面３８とロッカーローラ４２との接点が非作用面３８ａから作用面３８ｂにまで及ぶと、ロッカーアーム１６が押し下げられることで、バルブ１８が開弁する。
【００３０】
ここで、制御アーム２４の回転角度が変更されると、スライド面３６上における第２ローラ３２の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム２８の揺動範囲が変化する。具体的には、制御軸２２を図２における反時計回り方向に回転させると、スライド面３６上における第２ローラ３２の位置が揺動カムアーム２８の先端側に移動する。そうすると、駆動カム１４の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム２８が揺動動作を開始した後、現実にロッカーアーム１６が押圧され始めるまでに要する揺動カムアーム２８の回転角度は、制御軸２２が図２における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、可変機構２０によれば、制御軸２２を図２における反時計回り方向に回転させることにより、バルブ１８の作用角およびリフト量を小さくすることができる。また、制御軸２２をその逆の方向に回転させることにより、バルブ１８の作用角およびリフト量を大きくすることができる。
【００３１】
次に、本実施例における可変動弁装置１０の潤滑系について説明する。上述したように、可変機構２０には、多数の構成部材が互いにリンク結合しており、各部材同士が摺動する摺動部が存在する。そのため、本実施例では、この摺動部に潤滑油を供給することで部材の磨耗や、焼きつきなどを抑制する構成となっている。
【００３２】
図４は、本実施例における制御軸２２内部に形成された油路を説明するための図である。上述したように、制御軸２２の軸中心側には、軸線方向に沿った中空部２２ａが形成されている。また、内燃機関１は、オイルパンに貯留された潤滑油を制御軸２２の中空部２２ａへと圧送するオイルポンプ６７を具備している。本実施例では、この中空部２２ａに潤滑油を供給することによって、当該中空部２２ａを油路として利用する（以下、油路として利用される中空部を「メイン油路」ともいう）。ここで、メイン油路２２ａに供給された潤滑油は、オイルポンプ６７に近い側から遠い側に向けて流れる。ここでメイン油路２２ａの上流側と下流側とを定義すると、オイルポンプ６７により近い部分が「上流側」（図中、左側）であり、オイルポンプ６７からより遠く離れた部分が「下流側」（図中、右側）である。なお、本実施例においてオイルポンプ６７はクランクシャフト５の駆動力により駆動される機械式ポンプを採用しているが、この限りではない。本実施例においてはメイン油路２２ａが本発明におけるオイル通路に相当する。
【００３３】
本実施例では、制御軸２２の軸線方向に関して各可変機構２０が設けられる部分には、メイン油路２２ａから制御軸２２外周側へと分岐するサブ油路２２ｂが制御軸２２内部に
形成されている。このサブ油路２２ｂは、メイン油路２２ａ内の潤滑油を、各可変機構２０において形成される部材同士の摺動部へと供給するための油路である。すなわち、オイルポンプ６７によってメイン油路２２ａに供給された潤滑油は、メイン油路２２ａの上流側から下流側に向かって流れるとともに、メイン油路２２ａの潤滑油が夫々のサブ油路２２ｂに流れ込む。これにより、気筒２毎に配置されている各可変機構２０の摺動部へと潤滑油が供給され、該摺動部の潤滑が確保される。
【００３４】
この図においては、制御軸２２と揺動カムアーム２８との摺動部、制御アーム２２におけるピン３４の軸受け部に連通しており、これらの潤滑が確保される。なお、ピン３４の軸受け部に連通するサブ油路２２ｂに関してより詳しく説明すると、このサブ油路２２ｂは、ピン３４の軸受け部に連通した制御アーム２２内部に形成される油路と接続されることによって、該軸受け部に潤滑油が供給される。なお、本実施例では、メイン油路２２ａ内の潤滑油は上記例示した以外の箇所、例えば制御軸２２を軸受けする軸受け部などの潤滑を確保するために利用される。
【００３５】
ここで、制御軸２２の軸線方向において、気筒２＃１〜＃４の夫々に対応する位置には、制御軸２２の径方向に貫通された孔であるピン固定用孔２２ｃが形成されている。このピン固定用孔２２ｃは、制御アーム２４を制御軸２２に固定する固定ピン５２を挿着するために利用される貫通孔である。従って、この図では、制御軸２２の軸線方向に４つのピン固定用孔２２ｃが形成されている（図３では、便宜上、一つのみを図示）。
【００３６】
より具体的には、各ピン固定用孔２２ｃは、制御軸２２の軸中心を通りかつ該制御軸２２の軸線と直交する中心線を有している。また、各ピン固定用孔２２ｃの中心線は、そして、ピン固定用孔２２ｃの径は、制御軸２２の軸線方向に形成されたメイン油路２２ａの径と略等しい。すなわち、各ピン固定用孔２２ｃは、メイン油路２２ａを直交方向から横断するように形成されている。
【００３７】
上記のように制御軸２２内部に形成されたピン固定用孔２２ｃには、各可変機構２０（夫々を、２０＃１〜２０＃４とする）の固定ピン５２が挿着されるため、各固定ピン５２によってメイン油路２２ａが塞がれて（遮断されて）しまう。そうすると、オイルポンプ６７によってメイン油路２２ａへと汲み上げられてきた潤滑油は、可変機構２０＃１に配置された固定ピン５２によって、メイン油路２２ａの下流側へと流れることができなくなってしまう。つまり、固定ピン５２に対して上流側のメイン油路２２ａ（図４中、符号Ａにて図示する）と下流側のメイン油路２２ａ（図４中、符号Ｂにて図示する）とが遮断されてしまい、気筒２＃２側への潤滑油の供給が阻害されてしまう。その結果、可変機構２０＃２〜＃４における各摺動部の潤滑を行うことが困難となる。
【００３８】
ここで、固定ピンの挿着位置におけるメイン油路２２ａの流路断面積を確保するために、従来では以下のような方法が採用されていた。すなわち、制御軸２２周壁の厚さを薄肉化することでメイン油路２２ａの流路断面積を大きくする方法が考えられる。しかし、この方法では、制御軸２２の剛性が低下してしまい、可変動弁装置１０の運動性が低下する虞がある。また、制御軸２２の外径を拡大し、周壁の厚さを薄くすることなくメイン油路２２ａの流路断面積を大きくする方法が考えられる。しかし、この方法では可変機構２０が大型化してしまい、コンパクトな可変動弁装置１０を構築することが困難となる。そのため、車両への搭載スペースからの観点により制約を受ける場合がある。
【００３９】
従って、従来においては、図１１に例示したような「くびれ型」、あるいは「切り欠き型」の固定ピンを採用することが多いのが実情であった。しかし、「くびれ型」の固定ピンでは、メイン油路２２ａの流路断面積の確保は充分であっても、「くびれ部」における軸部の断面欠損が大きくなる。そのため、固定ピンにおける剛性の低下が顕著となり、可
変動弁装置１０の運動性が低下する虞がある。一方、「切り欠き型」では、「くびれ型」と比較して剛性が高くすることができる反面、メイン油路２２ａの流路断面積の確保が不充分となってしまう。そのため、可変動弁装置１０の潤滑性が低下してしまう虞がある。
【００４０】
そこで、本実施例では、メイン油路２２ａの流路断面積の確保と、固定ピン５２の剛性の確保を両立させることのできるように固定ピン５２が構成されている。図５は、本実施例における固定機構５０の概略構成を示した図である。図５（Ａ）は、固定機構５０の正面図であり、図５（Ｂ）は固定機構５０の側面図である。ここで、固定機構５０とは、制御アーム２４を制御軸２２に一体的に固定させる機構であり、固定ピン５２、自在リンク５４、固定ボルト５６、および調整シム５８により構成される。
【００４１】
固定ピン５２は、図示のように円柱部５２ａと平坦部５２ｂとを備えている。本実施例では、円柱部５２ａのみがピン固定用孔２２ｃに圧入され、平坦部５２ｂは制御軸２２から突出する（図３を参照）。この平坦部５２ｂには、平坦部貫通孔５２ｃが形成されている。この平坦部貫通孔５２ｃは、後述する支持ピン６０が挿入される。また、該平坦部５２ｂの先端部分には、平坦部貫通孔５２ｃの中心からの距離が一定となる平面となるように形成された突起部５２ｄが設けられている。この突起部５２ｄは、平坦部貫通孔５２ｃ部分より外側の部分にのみ設けられている。そして、固定ピン５２の円柱部５２ａには、平坦部貫通孔５２ｃよりも小径の貫通孔である油路連通孔５２ｅが形成されている。この油路連通孔５２ｅについては後述する。
【００４２】
一方、自在リンク５４は、その内部に固定ピン５２の平坦部５２ｂが収まるような二股状に形成されたリング部５４ａと、後述の固定ボルト５６が噛み合わされるネジ溝５４ｂが内部に形成された円筒部５４ｃとを備える。このように形成された自在リンク５４は、平坦部貫通孔５２ｃに挿入される支持ピン６０を介して固定ピン５２と回転自在に結合される。なお、自在リンク５４のリング部５４ａと支持ピン６０とは、かしめ等によって固定される。
【００４３】
ここで、図３を参照すると、この図においては固定機構５０が可変機構２０に組み込まれたあとの状態が表されている。つまり、固定ピン５２の円柱部５２ａが制御軸２２に形成されたピン固定用孔２２ｃへと圧入され、固定ピン５２の平坦部５２ｂは制御軸２２から突出している状態である。ここで、制御アーム２４には固定ピン５２と対向する位置に、制御軸２２の径方向に突出した突出部２４ａが形成され、この突出部２４ａには固定ボルト５６を挿入可能な長穴が形成されている。そして、固定ボルト５６を突出部２４ａの長穴に挿入しつつ、該突出部２４ａと自在リンク５４との間に略Ｃ字形状を有する調整シム５８を挟んだ上で、該固定ボルト５６が自在リンク５４のネジ溝５４ｂへと締め込まれる。これにより、制御軸２２と制御アーム２４とが確実に一体化される。なお、本実施例では、固定ピン５２には突起部５２ｄが形成されているため、固定ピン５２の円柱部５２ａをピン固定用孔２２ｃへと圧入する際に、平坦部貫通孔５２ｃに変形が生じることを抑制できる。
【００４４】
図６は、本実施例における固定ピン５２を、その軸中心を通りかつ制御軸２２の軸線方向に直交する断面で切断したときの断面図である。図中の破線円は、メイン油路２２ａの外形を表す。本実施例では、固定ピン５２に対して上流側のメイン油路２２ａ（図４中、符号Ａ）と下流側のメイン油路２２ｂ（図４中、符号Ｂ）とが、固定ピン５２に形成された油路連通孔５２ｅによって連通されるように、固定ピン５２がピン固定用孔２２ｃに圧入される。
【００４５】
より具体的には、図６においては、固定ピン５２の油路連通孔５２ｅの軸線は制御軸２２の軸線に一致しており、かつ油路連通孔５２ｅはメイン油路２２ａよりも小さな径を有
している。上記構成によれば、固定ピン５２の円柱部５２ａによって塞がれたメイン油路２２ａが油路連通孔５２ｅによって確実に導通される。そのため、固定ピン５２が配置される位置においても該メイン油路２２ａの流路断面積を確保することができる。つまり、メイン油路２２ａ内の潤滑油は、固定ピン５２の油路連通孔５２ｅを流通することができるので、この潤滑油を他の気筒２に配置されている可変機構２０へと供給することができる。そのため、各可変機構２０に形成された構成部材同士の摺動部の潤滑を、好適に確保することができる。本実施例においては油路連通孔５２ｅが、本発明における貫通孔に相当する。
【００４６】
＜比較検証＞
ここで、本実施例にかかる固定ピン５２を採用した場合と、図１１に示した従来型の固定ピン（以下、「従来型固定ピン」という）を採用した場合とにおいて、可変動弁装置１０の潤滑性と、同装置１０の運動性の違いについて比較検証する。ここでは、本実施例にかかる固定ピン５２（以下、「改良型固定ピン」という）について、油路連通孔５２ｅの径、数の相違する２種類のタイプについて従来型固定ピンとの対比を行う。
【００４７】
図７は、改良型固定ピンおよび従来型固定ピンの形状を説明するための説明図である。上段には、各種固定ピンを、制御軸２２の軸線方向から見たときの側面図を示した。また、下段には、各種固定ピンにおける円柱部５２ａの軸線（図中、鎖線にて表す）に直交する断面を示した。なお、各図に表した破線円は、制御軸２２に開口されたピン固定用孔２２ｃに各固定ピンを挿着した場合のメイン油路２２ａ断面を表している。ここで、左側の２つは本実施例にかかる固定ピン、すなわち改良型固定ピンであり、左側から順に第１改良型固定ピンＭＤ１、第２改良型固定ピンＭＤ２と称する。また、右側の２つは従来型固定ピンであり、左側から順にくびれ型固定ピンＣＶ１、切り欠き型固定ピンＣＶ２と称する。
【００４８】
第１改良型固定ピンＭＤ１は、その円柱部５２ａに油路連通孔５２ｅが１つ形成されているタイプの固定ピンである。この図において、油路連通孔５２ｅの断面は円形であり、その直径（図中、符号Ｄ）を３．０ｍｍとした。また、油路連通孔５２ｅの軸線は、制御軸２２の軸線と一致している。また、円柱部５２ａにおける油路連通孔５２ｅ端縁には幅０．５ｍｍ（図中、符号Ｃ）の面取り部が形成されている。
【００４９】
次に、第２改良型固定ピンＭＤ２は、その円柱部５２ａに油路連通孔５２ｅが２つ形成されているタイプの固定ピンである。この図において各々の油路連通孔５２ｅは円形断面を有し、その直径（図中、符号Ｄ）は２．５ｍｍとした。また、図示のように、油路連通孔５２ｅの軸心間の距離は４．０ｍｍであり、第１改良型固定ピンＭＤ１と同様、油路連通孔５２ｅ端縁には幅０．５ｍｍ（図中、符号Ｃ）の面取り部が形成されている。
【００５０】
次に、従来型固定ピンについて説明すると、くびれ型固定ピンＣＶ１は円柱部５２ａの外周面に環状のＲ型の溝（くびれ部）が形成されている。一方、切り欠き型固定ピンＣＶ２は、円柱部５２ａ外周面の全周ではなく、その一部だけにＲ型の溝（切り欠き部）が形成されている。この図では、切り欠き部は、制御軸２２の軸線方向と平行に形成されており、固定ピン５２の円柱部５２ａによって塞がれたメイン油路２２ａは切り欠き部を介して導通されている。
【００５１】
ここで、図中、下段に示した各断面図についてより具体的に説明すると、この断面図は、円柱部５２ａの軸線に対する直交断面が最小となる位置での該円柱部５２ａの断面（以下、「最小断面部」という）を示したものである。なお、各断面図における破線は、油路連通孔５２ｅ、くびれ部、切り欠き部などによって円柱部５２ａに断面欠損が生じていない部分（以下、「一般部」という）における該円柱部５２ａ外形を表す。
【００５２】
次に、図８〜図１０を参照して、図７に示した各固定ピンを採用した場合の可変動弁装置１０の潤滑性と、同装置１０の運動性について説明する。図８は、図７に示した各固定ピンの設置位置において導通されているメイン油路２２ａの流路断面積（以下、「油路導通断面積」という）Ａｏを示した図である。この図で示された油路導通断面積Ａｏは、図７において各固定ピンの側面図に図示されているハッチングの面積の和である。つまり、第１改良型固定ピンＭＤ１においてはメイン油路２２ａの流路断面積Ａｏが油路連通孔５２ｅの断面積に一致し、第２改良型固定ピンＭＤ２においては２つの油路連通孔５２ｅの断面積の和に一致する。また、くびれ型固定ピンＣＶ１、切り欠き型固定ピンＣＶ２については、くびれ部と切り欠き部の夫々について制御軸２２のメイン油路２２ａと重なる領域の面積がメイン油路２２ａの流路断面積Ａｏとして定義される。当然ながら、油路導通断面積Ａｏがより大きく確保されることで可変動弁装置１０の潤滑性を高めることができる。
【００５３】
ここで、可変動弁装置１０の運動性とは、可変動弁装置１０によってバルブ１８を正常に作動させることのできる、内燃機関１の回転領域の広さとして捉えることができる。すなわち、可変動弁装置１０の運動性が優れているとは、内燃機関１の運転領域がより高回転領域になっても、可変動弁装置１０がバルブ１８を正常に作動させることができることを意味する。
【００５４】
より具体的に説明すると、バルブ１８がバルブシート（不図示）に着座する直前のようにバルブのリフト量が小さいときには、バルブスプリングや既述のロストモーションスプリング（不図示）は弱いバネ力しか発生させることができない。これに対して、バルブ１８のリフト動作時に可動する可変機構２０の慣性力は、エンジン回転数が高くなるほど大きくなる。従って、固定ピンの剛性が低い場合には制御軸２２と制御アーム２４との固定度が低くなるため、バルブ１８のリフト量をそのときのカム角に対応させて適切に制御することが困難となる。つまり、固定ピンの剛性が低いほど、高回転域において可変動弁装置１０の正常な運動性の確保が困難となるといえる。
【００５５】
そこで、本比較検証においては、各固定ピンの円柱部５２ａを制御軸２２のピン固定用孔２２ｃに圧入した状態で、該固定ピンをその軸線方向に引き抜く力（引張り力）を作用させた際に、各固定ピンにおける最小直交断面に生じる応力（最小断面部の単位面積当たりに作用する引張り力）の大きさを確認した。上記のように各固定ピンの材質は同質であるため、上記最小断面部に発生する応力（以下、「発生応力」という）が大きいほどその変形量（伸び量）も増大する。従って、各固定ピンに同じ大きさの引張り力を作用させた際の発生応力が小さいほど剛性が高く維持され、その固定ピンを採用した場合の可変動弁装置１０の運動性は高いということができる。
【００５６】
図９は、図７に示した各固定ピンにおいて固定ピンに作用させた引張り力と発生応力との関係を例示した図である。ここで、本実施例にかかる第１改良型固定ピンＭＤ１と、従来型固定ピンであるくびれ型固定ピンＣＶ１および切り欠き型固定ピンＣＶ２とを比較する。図８に示したように、第１改良型固定ピンＭＤ１とくびれ型固定ピンＣＶ１とは油路導通断面積Ａｏが略等しい。これにより、可変動弁装置１０の潤滑性については略同等の条件下において夫々の固定ピンを採用した場合の可変動弁装置１０の運動性について比較することができる。
【００５７】
図９を参照すると、同等の引張り力を作用させたときの発生応力は、くびれ型固定ピンＣＶ１に比べて第１改良型固定ピンＭＤ１の方を小さくすることができる。くびれ型固定ピンＣＶ１はくびれ部が円柱部５２ａの全周にわたり形成されており、該円柱部５２ａの断面欠損が過大となるからである。
【００５８】
ここで、図１０は、図７に示した各固定ピンの形状を採用したときの可変動弁装置１０の潤滑性および運動性についての関係を示した図である。このように、第１改良型固定ピンＭＤ１とくびれ型固定ピンＣＶ１とを対比すると、可変動弁装置１０の潤滑性が同等とする条件下においては、第１改良型固定ピンＭＤ１を採用することによって可変動弁装置１０の運動性を高めることができる。
【００５９】
次に、第１改良型固定ピンＭＤ１と、従来型の切り欠き型固定ピンＣＶ２を比較すると、図９に示すように、同等の引張り力を作用させたときの発生応力は双方において略等しい。これにより、可変動弁装置１０の運転性については略同等の条件下において夫々の固定ピンを採用した場合の可変動弁装置１０の潤滑性について比較することができる。図８を参照すると、油路導通断面積Ａｏの大きさは、第１改良型固定ピンＭＤ１よりも切り欠き型固定ピンＣＶ２が大幅に小さくなってしまう。つまり、切り欠き型固定ピンＣＶ２では、上記くびれ型固定ピンＣＶ１に比べて剛性を高くすることができるものの、油路導通断面積Ａｏの確保が不充分となり易くなる。
【００６０】
従って、図１０に示したように、第１改良型固定ピンＭＤ１と切り欠き型固定ピンＣＶ２とを対比すると、可変動弁装置１０の運動性について略同等となる条件下においては、第１改良型固定ピンＭＤ１を採用することによって可変動弁装置１０の潤滑性を高めることができる。
【００６１】
以上のように、くびれ型固定ピンＣＶ１では可変動弁装置１０の潤滑性を確保できるものの、同装置の運動性の確保が困難となる。また、切り欠き型固定ピンＣＶ２では可変動弁装置１０運動性を確保できるものの、同装置の潤滑性の確保が困難となる。これに対して、本実施例にかかる第１改良型固定ピンＭＤ１を採用することによって、可変動弁装置１０の潤滑性と運動性の双方を共に高めることができる。つまり、同装置の潤滑性および運動性の確保を両立させることができる。
【００６２】
次に、本実施例かかる第１改良型固定ピンＭＤ１、および第２改良型固定ピンＭＤ２を比較する。図８および図９を参照すると、第２改良型固定ピンＭＤ２は、第１改良型固定ピンＭＤ１に比べて油路導通断面積Ａｏが大きく、かつ同等の引張り力を作用させたときの発生応力を低減することができる。従って、図１０に示したように、第２改良型固定ピンＭＤ２を採用することによって、可変動弁装置１０の潤滑性および運動性を第１改良型固定ピンＭＤ１に比べて更に高めることができる。
【００６３】
以上のように、本実施例にかかる改良型固定ピン（第１改良型固定ピンＭＤ１、第２改良型固定ピンＭＤ２）によれば、可変動弁装置１０の潤滑性と運動性との確保を両立させることができる。つまり、可変動弁装置１０の潤滑性を高めることによって、各気筒２に配置された可変機構２０における摺動部の潤滑を確実に確保することができる。従って、可変動弁装置１０の構成部材同士の円滑な可動を実現すると共に、これらの焼き付き等を確実に抑制できる。
【００６４】
また、固定ピンには、駆動カム１４側からの外力や、ロッカーアーム１６側からの外力が繰り返し作用するため、固定ピンの円柱部５２ａには曲げ応力が発生する。従来型固定ピンでは、最小断面部において固定ピンの円柱部５２ａの軸径が細くなっていたため、当該最小断面部に曲げ応力が集中しやすい形状となっていた。これに対して、改良型固定ピンによれば円柱部５２ａの外周面には「くびれ部」や「切り欠き部」などの断面欠損がないため、最小断面部に作用する曲げ応力に対して強い構造となっている。そのため、本実施例にかかる改良型固定ピンでは、固定ピンの折れなどの破損が起こることをより確実に防止することができる。以上より、本実施例にかかる改良型固定ピンを採用することによ
って可変動弁装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００６５】
また、本実施例にかかる改良型固定ピンを採用することによって、可変動弁装置１０の運動性を高めることができるので、内燃機関１の運転領域がより高い回転領域に移行しても、バルブ１８のリフト量を適切に制御することができる。言い換えると、より広範な回転領域に亘ってバルブ１８の開弁特性（リフト量や作用角など）を内燃機関１の運転状態に適合するように適切に制御することができる。その結果、より高いレベルの運動性を実現する可変動弁装置１０をユーザーに提供することができ、以って可変動弁装置１０の商品価値を高めることができる。
【００６６】
なお、以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施形態には種々の変更を加え得る。例えば、本実施例の改良型固定ピンにおいて、油路連通孔５２ｅは円形断面を有しているが、その他の形状を有していても構わない。また、本実施例では、固定ピン５２の円柱部５２ｂに油路連通孔５２ｅが１つ、または２つ形成される場合を例示したが、３つ以上の油路連通孔５２ｅを形成させても良いのは勿論である。また、油路連通孔５２ｅの数、断面積などは、可変動動弁装置１０の潤滑性と運動性とを両立させる観点から、適宜設定すると好適である。
【００６７】
また、本実施例では、各固定ピン５２によってメイン油路２２ａが完全に遮断されてしまう条件下において本実施例にかかる改良型固定ピンを適用する場合を例に説明したが、これに限定される趣旨ではない。例えば、メイン油路２２ａの一部のみが固定ピン５２によって遮断されている場合であっても、本改良型固定ピンを適用することによって、可変動動弁装置１０の潤滑性と運動性とを両立できるという作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施例における可変動弁装置が適用される内燃機関の概略構成を示した図である。
【図２】本実施例における可変動弁装置の構成を示す側面図である。
【図３】図２に示した可変動弁装置の斜視図である。
【図４】本実施例における制御軸内部に形成された油路を説明するための図である。
【図５】本実施例における固定機構の概略構成を示した図である。（Ａ）は、固定機構の正面図である。（Ｂ）は、固定機構の側面図である。
【図６】本実施例における固定ピンを、その軸中心を通りかつ制御軸の軸線方向に直交する断面で切断したときの断面図である。
【図７】改良型固定ピンおよび従来型固定ピンの形状を説明するための説明図である。
【図８】図７に示した各固定ピンの油路導通断面積Ａｏを示した図である。
【図９】図７に示した各固定ピンにおいて固定ピンに作用させた引張り力と発生応力との関係を例示した図である。
【図１０】図７に示した各固定ピンの形状を採用したときの可変動弁装置の潤滑性および運動性についての関係を示した図である。
【図１１】固定ピンの側面に溝部が形成された従来型の固定ピンの部分拡大図である。（Ａ）は、固定ピン側面の全周にわたり、環状の溝を形成させる例を示した図である。（Ｂ）は、固定ピン側面の一部のみに溝を形成させる例を示した図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
１０・・可変動弁装置
１２・・カム軸
１４・・駆動カム
１５・・ＥＣＵ
１６・・ロッカーアーム
１８・・吸気バルブ
２０・・可変機構
２２・・制御軸
２２ａ・メイン油路
２２ｃ・ピン固定用孔
２４・・制御アーム
２６・・リンクアーム
２８・・揺動カムアーム
５２・・固定ピン
５２ａ・円柱部
５２ｅ・油路連通孔
６５・・電動モータ
６７・・オイルポンプ
【図１】
2009275630.tif 000003
【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】
2009275630.tif 000008
【図７】
2009275630.tif 000009
【図８】
2009275630.tif 000010
【図９】
2009275630.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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