(57)【要約】【課題】装置のコンパクト化を図りつつ制御軸の軸心に対する制御カムの偏心量を大きくして可変幅を大きくし得る可変動弁装置を提供する。【解決手段】シリンダヘッド１の軸受部１１に回転自在に支持された制御軸２５を回転制御することにより、吸気弁３のバルブリフト量を可変にする。前記制御軸は、小径な軸部３１と、前記軸受部に回転自在に支持されて、軸心Ｚが軸部の軸心Ｐから所定量Ｅ偏心したジャーナル部３２と、を有し、前記軸部の外周に一体に設けられた制御カム２６は、軸心Ｑが軸部の軸心Ｐから所定量Ｅ１偏心した位置に配置されていると共に、ジャーナル部の軸心Ｚの偏心方向と反対方向に偏心させて両軸心Ｚ，Ｑ間の偏心量Ｅ２を大きくした。【選択図】図１
2009228555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体に軸受部を介して回転自在に支持された制御軸を回転させることにより、機関弁の作動状態を可変にする内燃機関の可変動弁装置であって、
前記制御軸は、中心が制御軸の軸心から偏心した制御カムと、前記軸受部に回転自在に支持されるジャーナル部と、を有し、
該ジャーナル部の軸心を前記制御カムの中心の偏心方向と異なる方向へ偏心させたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制御カムの中心とジャーナル部の軸心は、前記制御軸の軸心を中心として互いに反対方向の位置に偏心していることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
制御軸を回転させることにより機関弁の作動状態を可変にする内燃機関の可変動弁装置であって、
前記制御軸は、軸方向に延設された軸部と、該軸部に設けられたほぼ円柱状の制御カムと、該制御カムの軸方向の両端側に設けられ、軸心が前記軸部の軸心から離間した位置でかつ前記制御カムの中心とは異なる位置に設けられたほぼ円柱状のジャーナル部と、を備え、
前記ジャーナル部は、機関本体に設けられた軸受部に回転自在に支持されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制御カムの中心とジャーナル部の軸心が、前記軸部の軸心を中心として互いに反対側に位置し、前記制御カムとジャーナル部のそれぞれの外周面が前記軸部の外周面から突出しているか、あるいはそれぞれの外周面の一部が前記軸部の外周面と同一面上にあることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動軸と、
該駆動軸に設けられた駆動カムと、
前記制御カムが回転自在に挿通配置され、前記駆動カムの回転により前記制御カムを中心に揺動運動を行うロッカアームと、
該ロッカアームの揺動力が伝達されて揺動することによって機関弁を開閉させる揺動カムと、を備え、
前記制御カムとジャーナル部との間の軸方向の長さを、前記ロッカアームの前記制御カムが挿通される部位の軸方向の長さよりも長く形成すると共に、前記ジャーナル部の直径を、前記制御カムの直径以下に設定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ジャーナル部の直径を、前記制御カムの直径よりも小さく設定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項７】
請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ジャーナル部の直径と前記制御カムの直径を、ほぼ同一に設定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項８】
請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロッカアームの前記駆動カムから駆動力が伝達される位置と、前記揺動カムに揺動力を伝達する位置を、同じ揺動端部側に配置したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロッカアームの前記駆動カムから駆動力が伝達される位置と、前記揺動カムに揺動力を伝達する位置を、前記制御カムの中心と反対側端部のほぼ同一位置に配置したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記駆動カムと前記ロッカアームとを回転自在に連結するリンクアームと、前記ロッカアームと揺動カムとを回転自在に連結するリンクロッドと、を備え、
前記リンクアームとリンクロッドを、前記ロッカアームに設けられたほぼ同一位置の各支軸に揺動自在に設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロッカアームの一端部に前記制御カムを回転自在に配置し、他端部側の前記ロッカアームの前記駆動カムから駆動力が伝達される位置と、前記揺動カムに揺動力を伝達する位置を、前記各端部にそれぞれ配置したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制御軸は、機関運転状態に応じてアクチュエータにより回転制御されると共に、軸方向の所定位置に前記ジャーナル部の外径と同じ軸心の外径を有するアクチュエータ連係部を有し、
該アクチュエータ連係部に、前記アクチュエータから回転力が伝達される回転力伝達部を連結したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１３】
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制御軸は、３６０°未満の所定角度範囲内で回転するようになっていると共に、
前記ジャーナル部と軸受部との間に潤滑油を供給する潤滑油供給手段を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記潤滑油供給手段を、前記制御軸の内部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１５】
請求項１２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記潤滑油供給手段を、前記軸受部側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１６】
回転することによって機関弁の作動状態を可変にする可変動弁装置の制御軸であって、
前記制御軸は、軸部の外周面から径方向へ突出した突出量が円周方向に応じて変化する制御カムと、該制御カムが径方向に最も突出する方向と異なる方向へ偏心したほぼ円柱状のジャーナル部と、を有し、
前記ジャーナル部は、機関に設けられた軸受部に回転自在に支持されることを特徴とする可変動弁装置の制御軸。
【請求項１７】
請求項１５に記載の可変動弁装置の制御軸において、
前記制御カムとジャーナル部は、全体的に前記軸部の外周面よりも径方向へ突出しているか、一部が前記軸部の外周面と同一面上にあることを特徴とする可変動弁装置の制御軸。
【請求項１８】
請求項１６に記載の可変動弁装置の制御軸において、
前記可変動弁装置は、
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動軸と、
該駆動軸に設けられた駆動カムと、
前記制御カムが回転自在に挿通配置され、前記駆動カムの回転により前記制御カムを中心に揺動運動を行うロッカアームと、
該ロッカアームの揺動力が伝達されて揺動することによって機関弁を開閉させる揺動カムと、を備え、
前記ロッカアームは、組立時において前記制御カムや前記ジャーナル部を介して前記制御軸の両端部間へ移動可能に形成したことを特徴とする可変動弁装置の制御軸。
【請求項１９】
請求項１７に記載の可変動弁装置の制御軸において、
前記ジャーナル部の直径を、前記制御カムの直径よりも小さく設定したことを特徴とする可変動弁装置の制御軸。
【請求項２０】
請求項１７に記載の可変動弁装置の制御軸において、
前記ジャーナル部の直径と前記制御カムの直径を、ほぼ同一に設定したことを特徴とする可変動弁装置の制御軸。
【請求項２１】
請求項１５に記載の可変動弁装置の制御軸において、
前記制御軸は、機関運転状態に応じてアクチュエータにより回転制御されると共に、軸方向の所定位置に前記ジャーナル部の外径と同じ軸心の外径を有するアクチュエータ連係部を有し、
該アクチュエータ連係部に、前記アクチュエータから回転力が伝達される回転力伝達部を連結したことを特徴とする可変動弁装置の制御軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁や排気弁の作動状態を機関運転状態に応じて可変にする内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置に用いられる制御軸の改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の可変動弁装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載されているものが知られている。
【０００３】
この可変動弁装置は、クランクシャフトによって回転駆動する駆動軸の外周に一体に有する駆動カムの回転力を、揺動運動に変換するロッカアームやリンクアーム、リンクロッドからなる多節リンク式の伝達機構を介して揺動カムに伝達し、この揺動カムがバルブリフターの上面を摺動して例えば吸気弁を開閉作動させるようになっている。
【０００４】
前記ロッカアームは、一端部側に前記リンクアームを介して前記駆動カムに回転自在に連結され、他端部が前記リンクロッドを介して前記揺動カムに回転自在に連結されている。またロッカアームは、長手方向のほぼ中央に形成され支持孔内に、制御軸に一体に設けられた偏心制御カムを揺動支点として揺動するようになっている。
【０００５】
そして、機関運転状態に応じてアクチュエータにより前記制御軸を介して制御カムの回転位置を制御することにより、前記ロッカアームの揺動支点が変化して、前記揺動カムによる吸気弁のバルブリフト量及び作動角を可変制御するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−１０７７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の可変動弁装置にあっては、重量の増加や大型化など問題から前記ロッカアームの支持孔の内径を大きく形成することができず、この大きさに自ずと制約があることから、前記制御カムの制御軸の軸心に対する偏心量を大きく取ることができない。  このため、ロッカアームの揺動支点の変化量も制限されて、前記吸気弁のバルブリフト量や作動角の可変幅を大きくすることができない。この結果、可変動弁装置、つまり機関の性能を十分に引き出すことが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記従来の可変動弁装置の実情に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、機関本体に軸受部を介して回転自在に支持された制御軸を回転させることにより、機関弁の作動状態を可変にする内燃機関の可変動弁装置であって、前記制御軸は、中心が制御軸の軸心から偏心した制御カムと、前記軸受部に回転自在に支持されるジャーナル部と、を有し、該ジャーナル部の軸心を前記制御カムの中心の偏心方向と異なる方向へ偏心させたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、制御軸の軸心に対する制御カムの偏心量を小さく設定しても、さらにジャーナル部の軸心を制御軸の軸心に対して制御カムの偏心方向とは異なる方向へ偏心させたことから、前記制御カムの中心とジャーナル部の軸心間の偏心量が大きくなる。
【０００９】
したがって、前記制御軸を、ジャーナル部を中心に回転させると、制御カムはジャーナル部の軸心を中心に回転することから、その回転偏心量を十分に大き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、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。この実施形態の可変動弁装置は、１気筒あたり２つの吸気弁を備えかつ該各吸気弁のバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変にする可変機構を備えた多気筒内燃機関に適用されている。
【００１１】
〔第１実施例〕
すなわち、この実施例における可変動弁装置は、図１、図３〜図５、図９、図１０に示すように、機関本体であるシリンダヘッド１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられて、吸気ポートを開閉する一気筒当たり２つの吸気弁３，３と、機関前後方向に沿って配置された内部中空状の駆動軸４と、該駆動軸４の気筒毎に一つずつ固設された駆動カム５と、各吸気弁３，３の上端部に配設されたフォロアである各スイングアーム６、６を介して各吸気弁３，３を開作動させる一対の揺動カム７，７と、駆動カム５と揺動カム７，７との間を連係し、駆動カム５の回転力を揺動運動に変換して揺動カム７，７の揺動力（開弁力）として伝達する伝達機構８と、該伝達機構８の後述するロッカアーム１５の揺動支点を可変にして各吸気弁３，３のバルブリフト量及び作動角を機関運転状態に応じて可変制御する制御機構９とを備えている。
【００１２】
前記吸気弁３，３は、シリンダヘッド１の上端部内に収容されたほぼ円筒状のボアの底部とバルブステム上端部のスプリングリテーナ１０との間に弾装されたバルブスプリング９，９によって吸気ポートの各開口端を閉塞する方向に付勢されている。
【００１３】
前記駆動軸４は、両端部がシリンダヘッド１の上部に設けられた後述する軸受部１１によって回転自在に軸支されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットや該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランクシャフトから回転力が伝達されて、図３、図９の矢印時計方向に回転するようになっている。
【００１４】
前記駆動カム５は、図９及び図１０に示すように、ほぼ円盤状に形成されて、両揺動カム７，７の間に配置されていると共に、外周面が偏心円のカムプロフィールに形成されて、軸心Ｙが駆動軸４の軸心Ｘから径方向へ所定量だけオフセットしており、前記駆動軸５に対し一体的に固定されている。
【００１５】
前記各スイングアーム６は、凹状一端部６ａの下面が前記各吸気弁３のステムエンドに当接していると共に、他端部６ｂの球面状下面がシリンダヘッド１に形成された保持穴１ｃ内に保持された油圧ラッシアジャスタ１３に当接支持されて、この油圧ラッシアジャスタ１３の球状先端部を枢支点として揺動するようになっている。また、スイングアーム６は、中空状のほぼ中央位置に各揺動カム７が当接するローラ１４が回転自在に支持されている。
【００１６】
前記油圧ラッシアジャスタ１３は、その構造が一般的なものであって、前記保持穴１ｃに挿通固定された有底円筒状のボディ１３ａと、該ボディ１３ａ内から上方へ摺動自在に設けられて、球状の先端部が前記スイングアーム６の他端部６ｂに下方から当接したプランジャ１３ｂとを備え、ボディ１３ａの内底部とプランジャ１３ｂの隔壁との間に隔成された図外の高圧室にリザーバ内の油圧をチェック弁を介して適宜供給することによって、プランジャ１３ｂの先端部とスイングアーム６の他端部との間の隙間（揺動カム７のカム面７ｂとローラ１４の間）を常に零にするようになっている。
【００１７】
前記各揺動カム７は、図９、図１０に示すように、同一形状のほぼ雨滴状を呈し、基端部７ａ側の支持孔を介して前記駆動軸４の外周面に揺動自在に支持されている。また、各揺動カム７の下面には前記カム面７ｂがそれぞれ形成され、基端部７ａ側の基円面と、該基円面からカムノーズ部７ｃ側に円弧状に延びるランプ面と、該ランプ面からカムノーズ部７ｃの先端側に有する最大リフトの頂面に連なるリフト面とが形成されており、該基円面とランプ面、リフト面及び頂面とが、揺動カム７の揺動位置に応じて各スイングアーム６のローラ１４の外周面の変位した位置に当接するようになっている。
【００１８】
また、この各揺動カム７は、前記カム面７ｂがリフト面側に移動して吸気弁３，３を開作動させる揺動方向が前記駆動軸４の回転方向と同一に設定されている。
【００１９】
さらに、揺動カム７の前記カムノーズ部７ｃ側には、後述するリンクロッド１７の他端部と連結するピン２０が挿通されるピン孔が両側面方向へ貫通形成されている。
【００２０】
前記伝達機構８は、図３、図５及び図９に示すように、駆動軸４の上方に機関巾方向に沿って配置されたロッカアーム１５と、該ロッカアーム１５と前記駆動カム５とを連係するリンクアーム１６と、ロッカアーム１５と前記両揺動カム７、７のカムノーズ部７ｃ、７ｃとを連係する一対のリンクロッド１７、１７とを備えている。
【００２１】
前記ロッカアーム１５は、図３、図６及び図９などに示すように、全体が側面ほぼヘ字形状に形成されていると共に、一端部１５ａが単一な円筒状に形成されている一方、他端部がほぼ並行な三つ叉状に分離形成され、中央の第１凸部１５ｂと該第１凸部１５ｂ両側の第２凸部１５ｃ、１５ｃとから分岐形成されている。
【００２２】
前記円筒状の一端部１５ａは、内部に後述する制御カムに２６が回転自在に嵌合する支持孔２１が横方向に貫通形成されている。この支持孔２１は、従来技術のものよりも比較的小さく形成され、したがって、ロッカアーム一端部１５ａの外径も十分小さく形成されている。また、前記支持孔２１は、その内径ｄが後述する制御カム２６やジャーナル部３２との外径ｄ１，ｄ２よりも僅かに大きく形成されている。
【００２３】
前記各他端部は、第１凸部１５ｂが先端円弧状に形成されていると共に、この両側に所定の隙間を介して配置された第２凸部１５ｃ、１５ｃの先端部がほぼ上下に長い長方体状に形成されていると共に、それぞれ横方向にそれぞれ３つの連結ピン２２ａ、２２ｂ、２２ｂを挿通するピン孔２３ａ，２３ｂ、２３ｂがほぼ同心上に貫通形成されているが、第２凸部１５ｃ、１５ｃ側のピン孔２３ｂ，２３ｂは上下方向に長い長孔状に形成されている。
【００２４】
前記リンクアーム１６は、比較的大径な円環部１６ａと、該円環部１６ａの外周面所定位置に突設された前記突出端１６ｂとを備え、円環部１６ａの中央位置には、前記駆動カム５の外周面を回転自在に嵌合支持する嵌合孔１６ｃが形成されている。また、前記突出端１６ｂは、先端部側が二股状に形成されて、前記ロッカアーム他端部の第１凸部１５ｂを挟み込む状態で配置されていると共に、前記ピン孔２３ａを介して前記連結ピン２２ａに回転自在に連結されている。
【００２５】
前記各リンクロッド１７は、プレス成形によって一体に形成され、横断面ほぼコ字形状に形成されていると共に、内側がコンパクト化を図るために、ほぼ円弧状に折曲形成されている。また、リンクロッド１７は、上側の二股状の各一端部１７ａ、１７ａが前記ロッカアーム他端部の各第２凸部１５ｃ、１５ｃをそれぞれ挟み込む状態で配置されて、前記連結ピン２２ｂ、２２ｂを介して前記ロッカアーム他端部の各第２凸部１５ｂ、１５ｂにそれぞれ回転自在に連結されている。また、リンクロッド１７の各他端部１７ｂ、１７ｂは、各揺動カム７、７のカムノーズ部７ｃ、７ｃを挟み込む状態で配置されていると共に、横方向から貫通形成された図外の各ピン孔に挿通した前記ピン２０、２０を介して回転自在に連結されている。
【００２６】
なお、前記各連結ピン２０、２２ａは、両端部に嵌着されたスナップリングや両端部のカシメ加工などによって抜け止めされている。
【００２７】
また、前記ロッカアーム他端部の第２凸部１５ｃ、１５ｃと各リンクロッド１７、１７の一端部１７ａ、１７ａとの間には、組立時になどにおいて、前記各吸気弁３，３のリフト量を微調整するリフト調整機構が設けられている。
【００２８】
このリフト調整機構は、前記ロッカアーム他端部の第２凸部１５ｃ、１５ｃの上下方向に前記ピン孔２３ｂ、２３ｂを横断する形で形成された雌ねじ孔と、該雌ねじ孔の下方から螺着された図外の調整ねじと、雌ねじ孔の上方から螺着されたロックねじ２４とから構成され、前記各調整ねじのねじ込み量によって前記連結ピン２２ｂ、２２ｂを上下移動させてロッカアーム他端部に対するリンクロッド１７、１７の長さを調整して各吸気弁３，３のリフト量を微調整するようになっている。すなわち、前記連結ピン２２ｂ、２２ｂは、連結ピン２２ａとほぼ同心であるが、かかるリフト調整機構によって長孔であるピン孔２３ｂ、２３ｂの範囲内を微調整可能になっている。
【００２９】
前記軸受部１１は、図３、図９に示すように、シリンダヘッド１のアッパデッキ上面に載置固定された支持枠(ロアーラダー)２７と、該支持枠２７の上面に機関前後方向の等間隔位置に載置固定されたメインブラケット(アッパラダー)２８と、該各メインブラケット２８の上面にそれぞれ載置固定されたサブブラケット(キャップ)２９とを備えている。また、前記各メインブラケット２８とサブブラケット２９とは、左右の前記ボルト挿通孔にそれぞれ挿通された複数の軸受ボルト３０によって共締めにより支持枠２７上に重合状態に固定されており、該支持枠２７とメインブラケット２８との間に、互いに半円弧状の軸受溝を介して前記駆動軸４を回転自在に支持している。
【００３０】
前記制御機構９は、図１、図３に示すように、駆動軸４の上方位置に該駆動軸４と平行に配置された制御軸２５と、該制御軸２５の外周に一体に固定されてロッカアーム１５の揺動支点となる制御カム２６と、前記制御軸２５を回転制御するアクチュエータとを備えている。
【００３１】
前記制御軸２５は、図１及び図２に示すように、３６０°未満の回転範囲内で回転制御され、比較的小径に形成された軸部３１と、外周の軸方向の所定位置に一体に形成された複数のジャーナル部３２と、を備え、該各ジャーナル部３２が前記軸受部１１のメインブラケット２８とサブブラケット２９との間に回転自在に支持されている。前記制御カム２６も制御軸２５の一部を構成している。
【００３２】
前記軸部３１は、その外径Ｄが後述する制御カム２６やジャーナル部３２の各外径ｄ１，ｄ２よりも小径に形成されていると共に、内部軸心位置に潤滑油供給手段の一つである油通路４１が軸方向に沿って形成されている。
【００３３】
前記ジャーナル部３２は、図１、図２、図７及び図８にも示すように、外径ｄ１が軸部３１よりも大径に形成されて、その軸心Ｚが軸部３１の軸心Ｐよりも一方向へ偏心している。この大きな偏心量Ｅはロッカアーム１５の揺動中心を任意の位置に大きく移動させたい場合に必要となる。また、ジャーナル部３２の軸方向の幅Ｔ１は、前記ロッカアーム１５の一端部１５ａの幅長さＷよりも僅かに大きく形成されている。
【００３４】
また、最後端側のジャーナル部３２には、前記制御機構９の連係部である連係軸３３が軸方向から一体にジャーナル部３２と同軸に連結されている。この連係軸３３は、外径がジャーナル部３２の外径よりも小さく設定されていると共に、先端部には、フランジ状の連結部３４が固定されている。
【００３５】
一方、前記制御カム２６は、軸方向の幅長さＴ２が前記ジャーナル部３２の幅長さＴ１とほぼ同一の円柱状に形成されていると共に、その外径ｄ２がジャーナル部３２の外径ｄ１とほぼ同じ大きく設定されて、前記ロッカアーム１５の支持孔２１の内周面との間に微小隙間を介して摺動し得る大きさに設定されている。また、制御カム２６は、中心である軸心Ｑが前記軸部３１の軸心Ｐを挟んでジャーナル部３２の軸心Ｚと反対側に偏心しており、したがって、前記ジャーナル部３２の軸心Ｚから前記偏心量Ｅに対して約２倍の大きな偏心量Ｅ２をもって偏心している。
【００３６】
また、前記各ジャーナル部３２と各制御カム２６との間の距離(スパン)Ｓは、図７及び図８に示すように、いずれの箇所もほぼ同一に設定されていると共に、前記ロッカアーム１５の一端部１５ａの巾Ｗよりも大きく設定されている。
【００３７】
前記制御機構９は、図１に示すように、シリンダヘッド１の後端部に固定された電動モータ３５と、該電動モータ３５の回転駆動力を前記制御軸２５に伝達する減速機であるボール螺子機構３６と、前記電動モータ３３の回転を制御するコントローラ３７とから構成されている。
【００３８】
前記電動モ−タ３５は、比例型のＤＣモータによって構成され、機関の運転状態を検出する前記コントローラ３７からの制御信号によって駆動するようになっている。このコントローラ３７は、機関回転数を検出するクランク角センサや、吸入空気量を検出するエアーフローメータ、機関の水温を検出する水温センサ及び制御軸２５の回転位置を検出するポテンショメータ５０等の各種のセンサからの検出信号をフィードバックして現在の機関運転状態を演算などにより検出して、前記電動モータに制御信号を出力している。
【００３９】
前記ボール螺子機構３６は、電動モータ３５のモータ軸に連結されて回転力が伝達されるボール螺子軸３８と、該ボール螺子軸３８に螺合状態に設けられて、ボール螺子軸３８の正逆回転に伴って軸方向へ直線移動するボールナット３９と、から主として構成され、前記ボールナット３９は、リンク部材４０を介して前記連係部３４に回動自在に連結されている。
【００４０】
前記潤滑油供給手段は、図１及び図７に示すように、軸部３１の内部軸方向に形成された前記油通路４１と、機関前端部に位置する一つの軸受部１１の内部上下方向に形成されて、一端が図外のメインオイルギャラリーに連通した油供給通路４２と、前記制御カム２６の内部径方向に形成されて、内側一端部が前記油通路４１に接続された第１油孔４３と、前記ジャーナル部３２の内部径方向に形成されて、内側一端部が前記油通路４１に接続された第２油孔４４と、から主として構成されている。
【００４１】
前記油供給通路４２は、下流端が軸受部１１のメインブラケット２８とサブブラケット３２との間の軸受孔の内周面に形成されたグルーブ溝４５に接続されており、このグルーブ溝４５は、前記第２油孔４４を介して前記油通路４１の一端部側に常時連通している。また、この通路内部には、メインオイルギャラリーを介して図外のオイルポンプから潤滑油が常時圧送されるようになっている。
【００４２】
前記油通路４１は、一端部が栓体４６によって閉止されていると共に、他端部である下流端が前記連係軸３３内を通って前記連係部３４付近に開口形成されて、潤滑油をリンク部材４０やボールナット３９などのアクチュエータの各摺動部に供給するようになっている。
【００４３】
以下、本実施例の作用について説明するが、まず、各構成部品の組み付け時において、前記制御軸２５に対するロッカアーム１５の組み付け手順を簡単に説明する。
【００４４】
すなわち、前記ロッカアーム１５を、一端部１５ａの支持孔２１を介して前記制御軸２５に軸方向の一端側から組み付ける場合には、図８Ａ、Ｂの矢印で示すように、ロッカアーム１５を持って支持孔２１を一端側のジャーナル部３２の外周面に嵌合しつつスライドさせて通過させる。その後、図８Ｃの矢印で示すように、ロッカアーム一端部１５ａを軸部３１の外周側で径方向に移動させて前記支持孔２１を、制御カム２６の外周に合わせる。続いて、図８Ｄの矢印で示すように、支持孔２１を、制御カム２６の外周面に軸方向から嵌挿することにより図中右端側から順次組み付ける。
【００４５】
よって、制御軸２５に対するロッカアーム１５の組み付け作業が極めて容易になる。さらに、同様にしてロッカアーム１５をさらにスライドさせて最前端の制御カム２６に容易に組み付けることができる。
【００４６】
なお、本実施例では、前記制御カム２６とジャーナル部３２の各外径をほぼ同一に形成しているが、後述するように、ジャーナル３２の外径ｄ１を制御カム２６の外径ｄ２よりも小さく形成すれば、ジャーナル部３２に対するロッカアーム１５の支持孔２１の挿通性が良好になることから、該ロッカアーム１５の組み付け作業能率が一層向上する。
【００４７】
次に、可変動弁装置の作動について説明すると、例えば、機関のアイドリング運転時などの低回転域では、コントローラ３７からの制御信号によって電動モータ３５が回転駆動し、この回転トルクがボール螺子軸３８に伝達されて、ボールナット３９を介して連係部３４及び連係軸３３が回転してジャーナル部３２に伝達されて、このジャーナル部３２が一方向へ所定量回転駆動される。したがって、軸部３１と制御カム２６が、図９に示すように偏心状態で一緒に同方向へ回動して図示の位置に保持され、軸心Ｑがジャーナル部３２の軸心Ｚの回りを同一半径で回転して、制御カム２６のジャーナル部３２の外径から突出した外端部２６ａが駆動軸４から左上方向に離間移動する。
【００４８】
これにより、ロッカアーム１５の全体が、図９Ａ、Ｂに示すように、駆動軸４の軸心Ｘとジャーナル部３２の軸心Ｚを通る直線Ｃに対して左方向へ傾く。これにより、ロッカアーム１５の他端部と各リンクロッド１７、１７の枢支点であるピン２２、２２は、駆動軸４に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム７は、各リンクロッド１７を介して各カムノーズ部７ｃ側が強制的に引き上げられる。
【００４９】
よって、駆動カム５が回転してリンクアーム１６を介してロッカアーム１５の他端部の第１凸部１５ｂを引き下げて吸気弁３を開弁させると、図９Ｂに示すように、そのカムリフト量がリンクロッド１７を介して揺動カム７からスイングアーム６のニードルローラ１４に伝達され、そのバルブリフト量が十分小さくなる。
【００５０】
したがって、かかる機関の低回転領域では、各吸気弁３のバルブリフト量Ｌが図１１に示すように十分に小さなリフトカーブ特性となる。このピークリフトの瞬間は、駆動カム５の軸心Ｙ方向とリンクアーム１６の軸間方向が一致した瞬間となり、図１１に示す最大ピーク点ａとなる。
【００５１】
これによって、各吸気弁３の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップがなくなる。このため、筒内の残留ガスが低減し燃焼改善によって、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
【００５２】
さらに、例えば、機関高回転領域に移行した場合は、コントローラ３７からの制御信号によって電動モータ３５が逆回転してボール螺子軸３８を同方向へ回転させると、この回転に伴ってボールナット３９が他方向へ移動し、これにより、図１０に示すように、ジャーナル部３２を介して軸部３１及び制御カム２６を他方向(反時計方向)へ回転させて、該制御カム２６の軸心Ｑを右下方向(駆動軸４側)へ移動させて、ほぼ前記直線Ｃ近傍に位置させる。
【００５３】
このため、ロッカアーム１５は、図１０Ａ、Ｂに示すように、今度は全体が右方向に回動して、ロッカアーム１５の他端部によって各揺動カム７のカムノーズ部７ｃを、各リンクロッド１７を介して下方へ押圧して該揺動カム７全体を所定量だけ時計方向へ回動させる。
【００５４】
したがって、各揺動カム７のスイングアーム６のローラ１３に対するカム面７ｂの当接位置が、カムノーズ部７ｃ側（リフト部側）に移動する。このため、吸気弁２の開作動時に駆動カム５が回転してロッカアーム１５の他端部を、リンクアーム１６を介して引き下げると、スイングアーム６の揺動量は十分に大きくなる。
【００５５】
よって、かかる高回転領域では、図１１に示すように、バルブリフト量Ｌ１が最大のリフトカーブ特性となる。このピークリフトの瞬間は、駆動カム５の軸心Ｙ方向とリンクアーム１６の軸間方向が一致した瞬間となり、図１１に示す最大ピーク点ｂとなる。
【００５６】
したがって、各吸気弁３の開時期が早くなり、排気弁とのバルブオーバーラップが大きくなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上して十分な出力が確保できる。
【００５７】
ここで、前記ピークリフト時のリンクアーム１６の角度であるが、最大リフトの図１０Ｂに示す角度、すなわち図１１のピーク点ｂと、最小リフトの図９Ｂに示す角度、すなわちピーク点ａとでは位相が異なっており、最小リフトの方のピーク点ａが反時計方向に位相がずれている。したがって、駆動カム４の回転方向が時計方向であることを考えると、ピークリフトとなる駆動軸４(駆動カム５)の位相は、最小リフトの方が最大リフトよりβだけ進角する。
【００５８】
この小リフトになるほど進角する特性は、機関性能からみて非常に有利になる。なぜなら、吸気弁３の開時期(ＩＶＯ)の変化が小さく、閉時期(ＩＶＣ)の変化が大きくなる特性となるからである。
【００５９】
すなわち、燃費や出力、排気エミッションなどの機関性能に影響が大きいのは、前記閉時期（ＩＶＣ）であって、かかるＩＶＣを即座に可変制御する必要があるが、その際に、ＩＶＯが連動して大きく変化してしまうと種々の不都合が発生しやすくなる。例えば、燃費を向上させるためにＩＶＣを進めポンピングロスを低減しようとした場合に、ＩＶＯが過度に遅れてしまうので、その分、ポンピングロスが増加してしまい燃費を十分に向上させることができない。したがって、後述のバルブタイミング制御装置(ＶＴＣ)の併用が必要になり、ＶＴＣに対する依存性も高い。
【００６０】
次に、機関の加速時に、ＩＶＣを遅くして吸気充填効率を向上させて、機関出力を上げたい場合に、ＩＶＯが過度に進んでしまい、吸気弁３がピストンと干渉するおそれがある。そのために、前記ＶＴＣで遅角させる必要があるが、このＶＴＣは、その駆動源としては一般的に油圧を用いていることから、遅角への変換応答性が悪くなることから、機関出力が上昇するまでに時間が掛かるので、加速性能が低下してしまう。その後、定常走行(燃費走行)に移行する場合でも、ＶＴＣの応答性が悪いので燃費の十分な向上が得られない。
【００６１】
これに対して、本実施例のように、ＩＶＯの変化が小さくなる場合は、応答性の悪いＶＴＣに過度に依らなくても進角状態が得られるので、加速性や燃費の向上が図れる。
【００６２】
このように、ＩＶＯの変化率を抑制するには、リンクアーム１６の傾き角度の変化を大きくする必要があるが、そのためには、制御カム２６の軸心Ｑのジャーナル部３２に対するオフセット量Ｅ２を大きくすれば、リンクアーム１６の支点(ピン２２ａ)を大きく変化させることができるので有利である。
【００６３】
つまり、本実施例では、前記制御軸２５の軸部３１の軸心Ｐに対する制御カム２６の偏心量を小さく設定しても、さらにジャーナル部３２の軸心Ｚを、軸部３１の軸心Ｐに対して制御カム２６の偏心方向とは異なる方向へ偏心させたことから、前記制御カム２６の軸心Ｑとジャーナル部３２の軸心Ｚ間の偏心量Ｅ２が大きくなる。
【００６４】
したがって、前記軸部３１を、ジャーナル部３２を中心に回転させると、制御カム２６はジャーナル部３２の軸心を中心に回転することから、その回転偏心量を十分に大きくすることができるのである。
【００６５】
この結果、装置の小型化を図りつつ、前述した機関性能の向上が図れる。
【００６６】
また、本実施例では、前記制御カム２６とジャーナル部３２の外径がほぼ同一に形成されていることから、軸部３１と制御カム２６の支持剛性が向上する。
【００６７】
さらに、ロッカアーム１５の他端部側に、駆動カム５から駆動力が伝達される位置と、揺動カム７に揺動力を伝達する位置が配置されていることから、装置の駆動時に前記制御カム２６への入力荷重を低減できると共に、前記偏心量Ｅ２の増加に伴う軸部３１のトルクの増加を抑制できる。
【００６８】
また、この実施例では、前記油供給通路４２からグルーブ溝４５及び一つの第２油孔４４を通って油通路４１に供給された潤滑油は、第１油孔４３から制御カム２６の外周面とロッカアーム１５の支持孔２１の内周面との間に流入すると共に、第２油孔４４からジャーナル部３２の外周面と軸受部１１の軸受孔の内周面との間に流入して、これら間を十分に潤滑する。したがって、前記各回転部位を効果的に潤滑することが可能になる。
【００６９】
また、前記油通路４１は、軸部３１の内部に直線状に形成することができるので、その孔明け作業が容易であると共に、軸部３１の軸心方向に穿設されているので、該軸部３１の剛性に低下が防止される。
【００７０】
なお、第１、２油孔４３，４４も、単に制御カム２６やジャーナル部３２の径方向へ穿設するだけであるから、その油孔形成作業も容易である。
〔第２実施例〕
図１２は第２の実施例を示し、前記ジャーナル部３２の外径ｄ１を制御カム２６の外径ｄ２よりも小さく形成して、ジャーナル部３２の外周面の円弧軌跡の一部が軸部３１の外周面の円弧軌跡の一部と合致する、つまり、外形の一部がほぼ一致するように形成されている。
【００７１】
したがって、この実施例によれば、ジャーナル部３２の外径ｄ１が小さく形成されていることから、制御軸２５全体を回転させる際のフリクションを低減できると共に、ジャーナル部３２の外径ｄ１がロッカアーム支持孔２１の内径ｄに対して小さくなるので、前記のような、ロッカアーム１５の制御軸２５の軸方向からの組み付け作業が一層良好になる。
【００７２】
なお、前記ジャーナル部３２の外径ｄ１を小さくする代わりに、偏心量Ｅを、軸部３１の軸心Ｐと制御カム２６の軸心Ｑとの偏心量Ｅ１に対して相対的に大きくして全体の偏心量Ｅ２を大きくすることも可能である。他の構成は第１実施例と同様であるから、同一の作用効果が得られる。
〔第３実施例〕
図１３は第３実施例を示し、ジャーナル部３２の外径ｄと制御カム２６の外径ｄ１が第１実施例と同じくほぼ同一に形成され、前記軸部３１の断面形状が、真円ではなくジャーナル部３２の半径軌跡ｒと制御カム２６の半径軌跡ｒ１の交わる範囲内の楕円形状に形成されている。
【００７３】
この実施例によれば、断面積が増加するので、軸部３１の強度を向上させることが可能になり、また、油通路４１のレイアウトの自由度が向上する。
〔第４実施例〕
図１４は第４実施例を示し、ロッカアーム１５は、中央の円環状基部に制御カム２６に嵌合する支持孔２１が形成されていると共に、一端部１５ａにリンクアーム１６の突出端１６ｂが、ロッカアーム他端部にリンクロッド１７の一端部１７ａがそれぞれ連結されている。
【００７４】
また、揺動カム７は、中央に駆動軸４に揺動自在に支持されるほぼＵ字形状の嵌合溝７ｄが形成されている。
【００７５】
したがって、この実施例によれば、ロッカアーム１５によってシーソー構造になっていることから、ジャーナル部３２の軸心Ｚと制御カム２６の軸心Ｑとの偏心量Ｅ２が前記第１実施例のものと同じであっても、揺動カム７の揺動量、つまり吸気弁３のリフト量変化を大きくすることが可能になり、機関性能をさらに向上させることができる。
【００７６】
また、同じリフト量の変化にした場合は、前記偏心量Ｅ２を小さくすることができ、この結果、装置のコンパクト化が図れる。
【００７７】
本発明は、前記各実施例の構成に限定されるものではなく、装置の仕様や大きさなどによって、ジャーナル部３２の軸心Ｚと制御カム２６の軸心Ｑとの偏心量Ｅ２を任意に変更することも可能である。
【００７８】
また、前記ジャーナル部３２の軸心Ｚの偏心方向は、必ずしも制御カム２６の軸心Ｑと反対方向ではなく、若干円周方向へずれていても良い。
【００７９】
さらに、本発明を排気弁側に適用することも可能であり、また両方に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施形態の可変動弁装置に供される制御軸と制御カム及び制御機構を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本実施形態の可変動弁装置の要部斜視図である。
【図４】本実施形態の可変動弁装置を示す要部平面図である。
【図５】本実施形態の可変動弁装置の要部正面図である。
【図６】本実施形態に供されるロッカアームの斜視図である。
【図７】本実施形態の制御軸が軸受部に軸受けされた状態を示す縦断面図である。
【図８】Ａ〜Ｄは本実施形態におけるロッカアームの組み付け手順を示す概略図である。
【図９】Ａは本実施形態の可変動弁装置による小リフト制御時における吸気弁の閉作動状態を示す作用説明図、Ｂは同小リフト制御時における吸気弁の開作動状態を示す作用説明である。
【図１０】Ａは本実施形態の可変動弁装置による最大リフト制御時における吸気弁の閉作動状態を示す作用説明図、Ｂは同最大リフト制御時における吸気弁の開作動状態を示す作用説明である。
【図１１】本実施例による吸気弁のバルブリフト制御特性図である。
【図１２】本発明の第２実施例における前記Ａ−Ａ線断面図である。
【図１３】本発明の第３実施例における前記Ａ−Ａ線断面図である。
【図１４】本発明の第４実施例の可変動弁装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…シリンダヘッド
２…吸気弁
３…駆動軸
４…駆動カム
５…駆動カム
７…揺動カム
８…伝達機構
９…制御機構
１０…バルブスプリング
１５…ロッカアーム
１５ａ…一端部
１５ｂ…第１凸部
１５ｃ…第２凸部
１６…リンクアーム
１７…リンクロッド
２１…支持孔
２５…制御軸
２６…制御カム
３１…軸部
３２…ジャーナル部
４１…油通路
４２…油供給通路
４３、４４…第１，第２油孔
Ｐ…軸部の軸心
Ｑ…制御カムの軸心
Ｚ…ジャーナル部の軸心
Ｅ・Ｅ１・Ｅ２…偏心量
【図１】
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【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】
2009228555.tif 000009
【図８】
2009228555.tif 000010
【図９】
2009228555.tif 000011
【図１０】
2009228555.tif 000012
【図１１】
2009228555.tif 000013
【図１２】
2009228555.tif 000014
【図１３】
2009228555.tif 000015
【図１４】
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