(57)【要約】【課題】内燃機関に組み込まれるバルブリフト可変式動弁装置において、バルブのリフト量を制御する制御軸の駆動機構がハウジング内に満たされた潤滑油に浸漬してあると、潤滑油内の塊やスラッジなどにより駆動機構が円滑に作動しない場合が生じた。【解決手段】バルブリフト可変式動弁装置を備えてなる内燃機関にあって、バルブリフト可変式動弁装置のバルブリフト可変用操作軸を駆動するためのギア装置と電動モータとを備え、ギア装置は、バルブリフト可変用操作軸からの反力を抑える抑制板により移動を抑制され、電動モータが、その出力軸を下向きにしてバルブリフト可変用操作軸に対してほぼ垂直にしてシリンダヘッドカバーの外面に取り付けられ、抑制板が、その上面に滴下された潤滑油をギア装置に導く油路を備え、シリンダヘッドカバーが、抑制板の油路に滴下されるようにシリンダヘッドから供給される潤滑油を導く油通路を備えている。【選択図】図３
2009156110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの上部とシリンダヘッドカバーとの間に吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方のバルブのためのバルブリフト可変式動弁装置を備えてなる内燃機関にあって、
バルブリフト可変式動弁装置は、クランク軸に連動して回転するカム軸に設けたカムが揺動アームの一端部に接触して回転することにより、揺動アームがバルブリフト可変用操作軸に設けた支点部との接触点を中心に揺動し、揺動アームの揺動によって揺動アームの他端部に接触するバルブを開閉させる構成であり、
かつバルブリフト可変用操作軸の端部にバルブリフト可変用操作軸からの反力を抑える抑制板により移動を抑制されて配設されるギア装置とそのギア装置を駆動する電動モータとにより、バルブリフト可変用操作軸を回転させて支点部の揺動アームとの接触点を揺動アームの長手方向に移動し得るように構成されてなり、
電動モータが、その出力軸を下向きにしてバルブリフト可変用操作軸に対してほぼ垂直にしてシリンダヘッドカバーの外面に取り付けられ、
抑制板が、その上面に滴下された潤滑油をギア装置に導く油路を備え、
シリンダヘッドカバーが、抑制板の油路に滴下されるようにシリンダヘッドから供給される潤滑油を導く油通路を備えてなる内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブリフト可変式動弁装置を備える内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの車両に搭載される内燃機関では、吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方のバルブを、動弁装置によりクランク軸の回転に同期させて開閉している。そして、近年においては、燃費や出力などの向上を図るために、バルブを開く際のそのバルブのリフト量を、内燃機関の運転中に所望に応じて変更できるようにしたバルブリフト可変式動弁装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載のバルブリフト可変式動弁装置は、内燃機関の運転状態に応じて制御軸が回転して例えば吸気バルブの作動特性を可変制御する可変機構と、制御軸を回転制御する駆動機構とを備え、駆動機構が電動モータと電動モータの出力軸に連係されて、制御軸を回転させる螺子伝達手段とを備え、電動モータの出力軸と螺子伝達手段との間に、両者の軸方向への移動を許容し、かつ出力軸からの回転トルクを螺子伝達手段に伝達可能に連結する連結機構を設けたものである。
【０００４】
このような構成において、螺子伝達手段は、作動の際に発熱することがあるので、潤滑油に浸されている。具体的には、円筒部と膨出部と側壁とを備えるハウジング内に螺子伝達手段は収納されており、ハウジングは液密的に閉止されて潤滑油が満たされているものである
【特許文献１】特開２００４‐７６６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような構成のものであると、潤滑油はハウジング内において循環するものの、外部に出ることはなく、濾過されるものでもない。その結果、潤滑油が変性し、潤滑油の塊が生じたり、スラッジが堆積したりすることがある。このような潤滑油の塊やスラッジが、螺子伝達手段に噛み込んだり連結機構に挟まったりして、駆動機構の円滑な作動が阻害される場合が生じた。
【０００６】
そこで本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の内燃機関は、シリンダヘッドの上部とシリンダヘッドカバーとの間に吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方のバルブのためのバルブリフト可変式動弁装置を備えてなる内燃機関にあって、バルブリフト可変式動弁装置は、クランク軸に連動して回転するカム軸に設けたカムが揺動アームの一端部に接触して回転することにより、揺動アームがバルブリフト可変用操作軸に設けた支点部との接触点を中心に揺動し、揺動アームの揺動によって揺動アームの他端部に接触するバルブを開閉させる構成であり、かつバルブリフト可変用操作軸の端部にバルブリフト可変用操作軸からの反力を抑える抑制板により移動を抑制されて配設されるギア装置とそのギア装置を駆動するモータとにより、バルブリフト可変用操作軸を回転させて支点部の揺動アームとの接触点を揺動アームの長手方向に移動し得るように構成されてなり、モータが、その出力軸を下向きにしてバルブリフト可変用操作軸に対してほぼ垂直にしてシリンダヘッドカバーの外面に取り付けられ、抑制板が、その上面に滴下された潤滑油をギア装置に導く油路を備え、シリンダヘッドカバーが、抑制板の油路に滴下されるようにシリンダヘッドから供給される潤滑油を導く油通路を備えてなることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、潤滑油は、シリンダヘッドからシリンダヘッドカバーの油通路を通り抑制板に滴下する。その後、潤滑油は、油路を流れてギア装置に導かれるものである。つまり、潤滑油は、機関を運転している状態にあっては、常時、循環するものとなる。したがって、潤滑油が停滞して固まったり、スラッジが堆積したりすることを防止することが可能になる。しかも、シリンダヘッドカバーに油通路を設けることにより、部品点数を少なくすることが可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以上説明したように、潤滑油を常時循環し得るように構成することにより、潤滑油が停滞して固まったり、スラッジが堆積したりすることを防止することができ、しかも、シリンダヘッドカバーに油通路を設けることにより、部品点数を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
以下に説明する実施形態の内燃機関すなわちエンジン１００は、例えば四気筒のものである。図１において、その内の一気筒の吸気バルブ１周辺の構造を示している。エンジン１００は、そのシリンダヘッド２の上部とシリンダヘッドカバー５０との間にバルブリフト可変式動弁装置３を備えている。この実施形態においては、バルブリフト可変式動弁装置３が吸気バルブ１と排気バルブ（図示しない）の両方に対して設けられるものであるが、同じ構造であるので、吸気バルブ１に対するもののみを図示して説明する。なお、バルブリフト可変式動弁装置３は、吸気バルブ１及び排気バルブのうち少なくとも一方のバルブに対して取り付けるものであってよい。
【００１２】
この実施形態においては、シリンダヘッドカバー５０は、シリンダヘッド２のほぼ全域を覆う第一シリンダヘッドカバー（図示しない）と、後述するバルブリフト可変式動弁装置３の駆動手段５１の配置されるシリンダヘッド２の部分を覆う第二シリンダヘッドカバー５２とに分割されているものである。図２及び図３に示すように、第二シリンダヘッドカバー５２の前壁５２ａ及び上壁５２ｂの内部に後述する油通路６３が形成してある。また、上壁５２ｂには、駆動手段５１を構成する電動モータ５３を取り付けるための取付孔５２ｃが設けてある。この実施形態においては、排気バルブに対してもバルブリフト可変式動弁装置が取り付けられているので、取付孔５２ｃは接近した状態に二個設けるものである。
【００１３】
バルブリフト可変式動弁装置３は、クランク軸に連動して回転するカム軸４に設けたカム５が一端部に接触する揺動アーム６、揺動アーム６に接触する支点部たる支点ローラ７を備えてなるバルブリフト可変用操作軸（以下、操作軸と称する）８、揺動アーム６をカム５の方向に付勢する圧縮バネ９、揺動アーム６の下端部に接触するロッカアーム１０及び操作軸８を駆動する駆動手段５１を主として構成されるものである。なお、カム５、揺動アーム６、支点ローラ及びロッカアーム１０はそれぞれの気筒において吸気バルブ１と対をなすものである。
【００１４】
駆動手段５１は、図５に示すように、電動モータ５３と、電動モータ５３の出力軸５３ａと揺動アーム６との間に設けられて電動モータ５３の駆動力を操作軸８に伝達するギア装置５４とを備えている。電動モータ５３は、第二シリンダヘッドカバー５２の外面に、出力軸５３ａを下側つまりシリンダヘッド２側に向けて取り付けられる。この実施形態にあっては、吸気バルブ１と排気バルブとの両方が、リフト量を制御し得る構成であるので、電動モータ５３も二個が接近して取り付けられるものである。
【００１５】
ギア装置５４は、シリンダヘッド２に取り付けられるもので、電動モータ５３の出力軸５３ａに取り付けられるウォームギア５５と、操作軸８に取り付けられるウォームホイール５６と、ウォームギア５５を固定する回転軸５７と、回転軸５７を回転可能に支持する一対のベアリング５８と、回転軸５７の電動モータ５３側への移動を禁止する抑制板５９と、電動モータ５３の出力軸５３ａと回転軸５７とを接続する接続部材６０とを備えている。
【００１６】
ギア装置５４のウォームギア５５は、ウォームホイール５６の位置に対応させて、電動モータ５３の出力軸５３ａの下側にほぼ軸線を同じくして配置される回転軸５７に取り付けられる。ウォームホイール５６は、操作軸８を３６０度回転させる必要がないので、操作軸８の回転範囲に対応した角度範囲に歯を有する扇形形状をしている。このウォームホイール５６の作動範囲を、図５において、想像線により示す。回転軸５７は、その上下端部がベアリング５８により回転可能に支持され、その上端部が接続部材６０を介して電動モータ５３の出力軸５３ａに接続される。なお、この実施形態においては、上側のベアリング５８と抑制板５９との間に、取り付け位置の調整のためのシム６１を介在させている。
【００１７】
抑制板５９には、図６に示すように、回転軸５７の上端を突き出させるための貫通孔５９ａが設けてあり、その第二シリンダヘッドカバー５２側の表面５９ｂには、油路６２が設けてある。この実施形態の抑制板５９は、二個の電動モータ５３に対応するために、貫通孔５９ａが二個あけてある。油路６２は、断面形状がＵ字型の溝であり、後述する潤滑油の油通路６３のほぼ直下に設けられる油溜部６２ａと、その油溜部６２ａに溜まった潤滑油を吸気バルブ１側の貫通孔５９ａに導く第一溝部６２ｂと、貫通孔５９ａに沿って延び油溜部６２ａに溜まった潤滑油を排気バルブ側の貫通孔に導く第二溝部６２ｃとを備えてなる。第一溝部６２ｂ及び第二溝部６２ｃともに、油溜部６２ａ側が貫通孔５９ａ側より高く形成してあり、潤滑油が自重で第一溝部６２ｂ及び第二溝部６２ｃを通過し得るように構成してある。
【００１８】
このような駆動手段５１側の潤滑油の案内通路としての油路６２に対して、第二シリンダヘッドカバー５２の壁部分には、シリンダヘッド２のカム軸４の軸受に供給される潤滑油の一部を抑制板５９の油路６２に供給し得るように油通路６３が形成してある。油通路６３は、第二シリンダヘッドカバー５２の前壁５２ａ及び上壁５２ｂの内部に形成されるものである。油通路６３は、シリンダヘッド２に設けられる潤滑油経路のうち、カム軸４に潤滑油を供給する枝通路に、カム軸４の軸受を介して接続される。そして、シリンダヘッド２から上方向に延びた後、前壁５２ａ内部を横方向に進み、その後上壁５２ｂの内部に延びて油路６２の油溜部６２ａの上の位置に達するものである。
【００１９】
以上の構成において、バルブリフト可変式動弁装置３は、エンジン１００の運転中において、カム軸４が回転してカム５が揺動アーム６の一端部つまり上端に設けられたコロ体１１に接触して回転することにより、揺動アーム６が操作軸８に回転可能に設けられた支点ローラ７との接触点を支点にして揺動し、揺動アーム６の下端部に接触するロッカアーム１０を揺動させる。これによって、吸気バルブ１が開閉するものである。この場合に、エンジン１００の運転状態に応じて、駆動手段５１により操作軸８を回転させて、支点ローラ７の揺動アーム６に対する位置、つまり支点ローラ７と揺動アーム６との接触点を変更するものである。そして、このように支点ローラ７と揺動アーム６との接触点を変更することにより、吸気バルブ１のリフト量を制御するものである。
【００２０】
この場合に、支点ローラ７の揺動アーム６に対する接触点は、操作軸８を正転及び逆転することにより変更されるものである。操作軸８は、電動モータ５３を作動させることによりギア装置５４が駆動されることで回転する。ギア装置５４は、電動モータ５３によりウォームギア５５を回転させることにより、噛み合うウォームホイール５６が回転する。そしてウォームホイール５６が回転することにより、操作軸８が回転し、操作軸８の支点ローラ７の揺動アーム６に対する位置が移動するものである。
【００２１】
エンジン１００の運転中においては、揺動アーム６の揺動に応じて、支点ローラ７を介して操作軸８には上向きの外力が作用する。このため、回転軸５７が上方に移動しようとするが、この回転軸５７の動きを抑制板５９が抑制する。したがって、この外力は電動モータ５３の出力軸５３ａにはほとんど伝達されない。
【００２２】
また、エンジン１００が運転中にあっては、潤滑油がシリンダやシリンダヘッド２を循環するので、そのような潤滑油の一部がシリンダヘッド２から第二シリンダヘッドカバー５２内の油通路６３及び抑制板５９表面の油路６２を介してギア装置５４に供給される。すなわち、シリンダヘッド２から供給される潤滑油は、油通路６３に導入され、油路６２の油流入端である油溜部６２ａの上側において油通路６３から油路６２に向かって滴下する。このようにして、シリンダヘッド２から抑制板５９に移動した潤滑油は、油溜部６２ａから流れ出し、油路６２の第一溝部６２ｂ及び第二溝部６２ｃを流れた後貫通孔５９ａから適宜上側に位置する軸受け５８を介してウォームギア５５及びウォームホイール５６に滴下する。ギア装置５４に接触した潤滑油は、その後シリンダヘッド２に落ち、シリンダヘッド２のカム軸４などに供給された潤滑油と混ざり合ってオイルパンに達し、冷却されるところとなる。
【００２３】
この実施形態の場合、上述のように、第二シリンダヘッドカバー５２と抑制板５９とで潤滑油の供給経路を形成しているので、潤滑油をギア装置５４に導くためのパイプ材などを省略することができ、部品点数を削減することができる。また、抑制板５９に油路６２を設けることにより、吸気バルブ１と排気バルブとの両方のバルブリフト可変式動弁装置３の駆動手段５１のギア装置５４に対して潤滑油を供給することができ、二カ所への潤滑油の供給であるにもかかわらず構造を簡素化することができる。
【００２４】
このように、潤滑油は、第二シリンダヘッドカバー５２の油通路６３及び抑制板５９の油路６２を介してギア装置５４に継続して供給されるものであるが、ギア装置５４内部に停滞することがないため、潤滑油内に存在する油の塊やスラッジなどの固形物がギア装置５４に付着することをなくすことができる。この結果、ギア装置５４を、常に円滑に作動させることができる。また、潤滑油は、停滞することなく循環しているので、ギア装置５４を効率よく冷却させることができる。
【００２５】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００２６】
上記実施形態にあっては、支点部を支点ローラにより構成したが、支点部は、摩擦係数が低く、揺動アームに対して点接触又は線接触し得る半球もしくは半円筒状の凸状曲面を有する構造であればよい。
【００２７】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態を示す一つの気筒における要部拡大断面図。
【図２】同実施形態の第二シリンダヘッドカバーの平面図。
【図３】同実施形態の第二シリンダヘッドカバーの正面図。
【図４】同実施形態のシリンダヘッドに第二シリンダヘッドカバーを取り付けた状態を示す部分斜視図。
【図５】同実施形態の駆動手段を一部断面にて示す正面図。
【図６】同実施形態のシリンダヘッドにおける駆動手段の取付部分を示す部分斜視図。
【符号の説明】
【００２９】
１…吸気バルブ
３…バルブリフト可変式動弁装置
４…カム軸
５…カム
６…揺動アーム
７…支点ローラ
８…バルブリフト可変用操作軸
５９…抑制板
５４…ギア装置
５３…電動モータ
６２…油路
６３…油通路
５２…第二シリンダヘッドカバー
【図１】
2009156110.tif 000003
【図２】
2009156110.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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