JP2000234508A

JP2000234508A - 内燃機関の可変動弁装置

Info

Publication number: JP2000234508A
Application number: JP11035120A
Authority: JP
Inventors: Seinosuke Hara; 誠之助原; Makoto Nakamura; 信中村; Yoshihiko Yamada; 吉彦山田; Keisuke Takeda; 敬介武田; Tsutomu Hibi; 勉日比; Tsuneyasu Nohara; 常靖野原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-29
Anticipated expiration: 2019-02-15
Also published as: JP3968184B2

Abstract

(57)【要約】【課題】バルブスプリングのばね力に起因して、制御
軸に掛かる偏荷重トルクを低減させて、制御応答性の向
上とアクチュエータの小型化を図る。【解決手段】駆動軸１３に固定された駆動カムにより
リンクアームを介してロッカアームを揺動させて、これ
に連係する揺動カム１７によって吸気弁１２をバルブス
プリング１０のばね力に抗して開作動させるようになっ
ている。バルブスプリングからロッカアーム，制御カム
を介して制御軸に掛かる一方の回転力に対抗する力を、
プランジャ４４を介してバルブスプリング４５のばね力
により突出部４１を押圧して付与するバイアス機構４０
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば吸気弁ある
いは排気弁のバルブリフト量を機関運転状態に応じて可
変にできる内燃機関の可変動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の可変動弁装置としては、
本出願人が先に出願した特願平９−２１２８３１号や特
願平１０−２９７７１１号などに記載されたものがあ
る。

【０００３】図１２に基づいて概略を説明すれば、この
可変動弁装置は、吸気弁側に適用されたもので、クラン
ク軸の回転に同期して回転する駆動軸５１の外周に、軸
心Ｙが駆動軸５１の軸心Ｘから偏心した駆動カム５２が
設けられていると共に、駆動カム５２の回転力が多節リ
ンク状の伝達機構を介して伝達されて、吸気弁５３の上
端部に有するバルブリフター５４の上面をカム面５５が
摺接して吸気弁５３をバルブスプリング６５のばね力に
抗して開作動させる揺動カム５６を有している。

【０００４】前記伝達機構は、揺動カム５６の上方に配
置されて制御軸５７に揺動自在に支持されたロッカアー
ム５８と、円環状の一端部５９ａが駆動カム５２の外周
面に嵌合しかつ他端部５９ｂがロッカアーム５８の一端
部５８ａにピン６０を介して回転自在に連結されたリン
クアーム５９と、一端部６１ａがロッカアーム５８の他
端部５８ｂにピン６２を介して回転自在に連結され、他
端部６１ｂが前記揺動カム５６のカムノーズ部５６ａに
ピン６３を介して回転自在に連結されたリンクロッド６
１とから構成されている。

【０００５】また、前記制御軸５７の外周面には、軸心
Ｐ１が制御軸５７の軸心Ｐ２から所定量αだけ偏心した
制御カム６４が固定されている。この制御カム６４は、
ロッカアーム５８のほぼ中央に穿設された支持孔５８ｃ
内に回転自在に嵌入保持されて、その回転位置に応じて
ロッカアーム５８の揺動支点を変化させて、揺動カム５
６のカム面５５のバルブリフター５４上面に対する転接
位置を変化させて、吸気弁５３のバルブリフト量を可変
制御するようになっている。

【０００６】すなわち、機関運転状態が、低回転低負荷
域の場合は、図１２に示すように、図外のアクチュエー
タによって制御軸５７を他方向へ回転させて、制御カム
６４も同方向へ回転させることにより、ロッカアーム５
８の揺動支点位置を駆動軸５１より離れる方向へ移動さ
せる。これにより、ロッカアーム５８とリンクロッド６
１との枢支点が上方に移動して揺動カム５６のカムノー
ズ部５６ａを引き上げ、これによって揺動カム５６のバ
ルブリフター５４上面上の当接位置がリフト部５５ｃか
ら離れる方向に移動する。したがって、吸気弁５３は、
そのバルブリフト量が最小となるように制御される。

【０００７】したがって、機関運転状態に応じて機関性
能を十分に発揮させる、つまり燃費や出力の向上などを
図ることができる。

【０００８】一方、中回転中負荷域から高回転高負荷域
へ移行した場合は、図外のアクチュエータにより制御軸
５７が破線矢印方向（反時計方向）へ回転して、制御カ
ム６４を同方向へ回転させるため、図示のように、ロッ
カアーム５８の揺動支点が駆動軸５１に近づく方向に移
動する。これにより、揺動カム５６は、リンクロッド６
１などによって端部５６ａが押し下げられて、バルブリ
フター５４上面の当接位置がリフト部５５ｃ側に移動す
るため、吸気弁５３のバルブリフト量が増加するように
制御される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の可変動弁装置にあっては、制御軸５７による制御カ
ム６４の回転位置に応じてロッカアーム５８の揺動支点
を変化させることによりバルブリフト量を大小可変にす
ることができるものの、制御軸５７に作用するバルブス
プリング６５の偏荷重トルクによる回転駆動負荷につい
ては十分考慮されていなかった。

【００１０】すなわち、図１２に示すように、バルブス
プリング６５のばね反力がバルブリフター５４から揺動
カム５６のカムノーズ部５６ａ側に矢印Ｆ_Sとしての力
が作用し、さらにリンクロッド６１とロッカアーム５８
の他端部５８ｂとを連結するピン６２の軸心（枢支点Ｚ
１）にリンクロッド６１の中心を通る直線方向に矢印Ｆ
_Rとしての力が作用する一方、駆動カム５２の偏心回転
力による押圧力がリンクアーム５９とロッカアーム５８
の一端部５８ａとを連結するピン６０の軸心（枢支点Ｚ
２）にこの軸心（Ｚ２）と駆動軸５１の軸心Ｘとを結ぶ
直線（Ｑ）方向に矢印Ｆａの力が作用する。したがっ
て、制御カム６４には、前記Ｆ_RとＦａの合力（Ｆｃ）
が作用する。そして、この合力Ｆｃは、制御軸５７の軸
心Ｐ２からオフセットした制御カム６４の軸心Ｐ１にＦ
ａとほぼ同方向、つまり制御カム６４を図中時計方向に
回転させる荷重トルク（回転モーメント）として作用す
る。このため、制御軸５７にも同じく時計方向へ偏荷重
トルク（回転モーメント）が発生する。

【００１１】この偏荷重トルク（回転モーメント）は、
ピークトルクを抽出した図１１Ａに示すように制御カム
６４の軸心Ｐ１が制御軸５７の軸心Ｐ２から離れた前記
最小バルブリフト制御中に最も大きくなる。このため、
制御軸５７は、かかる最小バルブリフト制御の回転位置
から図１２に示す矢印方向へ回転して最大バルブリフト
に制御する際に、前記合力ＦＣが矢印回転方向とは逆の
時計方向に作用しているため、図中反時計方向の回転負
荷が大きくなって、最大バルブリフトへの制御応答性が
低下してしまう。

【００１２】そこで、制御応答性を向上させるために、
アクチュエータの出力容量を大きくする必要があり、該
アクチュエータの大型化が余儀なくされ、この結果、重
量の増加とエンジンルーム内への搭載性の悪化及びコス
トの高騰などを招いている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】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
記載の発明は、機関のクランク軸に同期して回転し、外
周に駆動カムが設けられた駆動軸と、バルブスプリング
のばね力に抗して機関弁を開作動させる揺動カムと、一
端部が前記駆動カムに連係する一方、他端部が前記揺動
カムに連係したロッカアームと、該ロッカアームを偏心
制御カムを介して揺動自在に支承する制御軸とを備え、
機関運転状態に応じて前記制御軸の回転位置を制御して
ロッカアームの揺動支点位置を変化させて機関弁のリフ
ト量を可変制御する内燃機関の可変動弁装置において、
前記バルブスプリングのばね力によりロッカアームと制
御カムを介して制御軸に掛かる偏荷重トルクに起因した
一方向の回転力に対抗する力を付与するバイアス機構を
設けたことを特徴としている。

【００１４】請求項２記載の発明は、前記バイアス機構
は、制御軸の端部軸方向に一体に設けられ、軸心が制御
軸の軸心から偏心した突出部と、該突出部のほぼ軸直角
方向に形成されたシリンダと、該シリンダ内に摺動自在
に設けられて、前記突出部にほぼ軸直角方向から当接す
るプランジャと、該プランジャを介して前記突出部を前
記偏荷重トルクによる回転力方向と反対方向へ付勢する
ばね部材とを備えたことを特徴としている。

【００１５】請求項３記載の発明は、前記突起部にブロ
ックを回転自在に設け、かつ該ブロックの下端面に前記
プランジャの先端部をばね部材を介して弾接したことを
特徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の可変動弁装置の実
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、かつ吸
気弁のバルリフト量を機関運転状態に応じて可変にする
可変機構を備えている。

【００１７】すなわち、この可変動弁装置は、図１〜図
３に示すようにシリンダヘッド１１に図外のバルブガイ
ドを介して摺動自在に設けられて、バルブスプリング１
０，１０によって閉方向に付勢された一対の吸気弁１
２，１２と、シリンダヘッド１１上部の軸受１４に回転
自在に支持された中空状の駆動軸１３と、該駆動軸１３
に圧入等により固設された駆動カム１５と、駆動軸１３
の外周面１３ａに揺動自在に支持されて、各吸気弁１
２，１２の上端部に配設されたバルブリフター１６，１
６に摺接して各吸気弁１２，１２を開作動させる２つの
揺動カム１７，１７と、駆動カム１５と揺動カム１７，
１７との間に連係されて、駆動カム１５の回転力を揺動
カム１７，１７の揺動力として伝達する伝達機構１８
と、該伝達機構１８の作動位置を可変にする可変機構１
９と、該可変機構１９にバイアス力を付与するバイアス
機構４０とを備えている。

【００１８】前記駆動軸１３は、機関前後方向に沿って
配置されていると共に、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軸から回転力が
伝達されており、この回転方向は図１中反時計方向に設
定されている。

【００１９】前記軸受１４は、シリンダヘッド１１の上
端部に設けられて駆動軸１３の上部を支持するメインブ
ラケット１４ａと、該メインブラケット１４ａの上端部
に設けられて後述する制御軸３２を回転自在に支持する
サブブラケット１４ｂとを有し、両ブラケット１４ａ，
１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１４ｃによって上方から
共締め固定されている。

【００２０】前記駆動カム１５は、図４にも示すよう
に、ほぼリング状を呈し、円環状のカム本体１５ａと、
該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられた筒状部１
５ｂとからなり、内部軸方向に駆動軸挿通孔１５ｃが貫
通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｙが駆
動軸１３の軸心Ｘから径方向へ所定量だけオフセットし
ている。また、この各駆動カム１５は、駆動軸１３に対
し前記両バルブリフター１６，１６に干渉しない両外側
に駆動軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されていると共
に、カム本体１５ａの外周面１５ｄが偏心円のカムプロ
フィールに形成されている。

【００２１】前記バルブリフター１６，１６は、有蓋円
筒状に形成され、シリンダヘッド１１の保持孔内に摺動
自在に保持されていると共に、揺動カム１７，１７が摺
接する上面１６ａ，１６ａが平坦状に形成されている。

【００２２】前記揺動カム１７は、図２に示すようにほ
ぼ雨滴状を呈し、ほぼ円環状の基端部２０に駆動軸１３
が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２０ａが貫通
形成されていると共に、一端部のカムノーズ部２２側に
ピン孔２１ａが貫通形成されている。また、揺動カム１
７の下面には、カム面２２が形成され、基端部２０側の
基円面２２ａと該基円面２２ａからカムノーズ部２１側
に円弧状に延びるランプ面２２ｂと該ランプ面２２ｂか
らカムノーズ部２１の先端側に有する最大リフトの頂面
２２ｄに連なるリフト面２２ｃとが形成されており、該
基円面２２ａとランプ面２２ｂ、リフト面２２ｃ及び頂
面２２ｄとが、揺動カム１７の揺動位置に応じて各バル
ブリフター１６の上面１６ａ所定位置に当接するように
なっている。

【００２３】すなわち、図５に示すバルブリフト特性か
らみると、図２に示すように基円面２２ａの所定角度範
囲がベースサークル区間θ１になり、ランプ面２２ｂの
前記ベースサークル区間θ１から所定角度範囲がいわゆ
るランプ区間θ２となり、さらにランプ面２２ｂのラン
プ区間θ２から頂面２２ｃまでの所定角度範囲がリフト
区間θ３になるように設定されている。

【００２４】前記伝達機構１８は、駆動軸１３の上方に
配置されたロッカアーム２３と、該ロッカアーム２３の
一端部２３ａと駆動カム１５とを連係するリンクアーム
２４と、ロッカアーム２３の他端部２３ｂと揺動カム１
７とを連係するリンク部材であるリンクロッド２５とを
備えている。

【００２５】前記各ロッカアーム２３は、中央に有する
筒状基部が支持孔２３ｄを介して後述する制御カム３３
に回転自在に支持されている。また、各筒状基部の各外
端に外端部に突設された前記一端部２３ａには、ピン２
６が嵌入するピン孔が貫通形成されている一方、各基部
の各内端部に夫々突設された前記他端部２３ｂには、各
リンクロッド２５の一端部２５ａと連結するピン２７が
嵌入するピン孔が形成されている。

【００２６】また、前記リンクアーム２４は、比較的大
径な円環状の基部２４ａと、該基部２４ａの外周面所定
位置に突設された突出端２４ｂとを備え、基部２４ａの
中央位置には、前記駆動カム１５のカム本体１５ａの外
周面に回転自在に嵌合する嵌合孔２４ｃが形成されてい
る一方、突出端２４ｂには、前記ピン２６が回転自在に
挿通するピン孔２４ｄが貫通形成されている。

【００２７】さらに、前記リンクロッド２５は、図２に
も示すようにロッカアーム２３側が凹状のほぼく字形状
に形成され、両端部２５ａ，２５ｂには前記ロッカアー
ム２３の他端部２３ｂと揺動カム１７のカムノーズ部２
１の各ピン孔に圧入した各ピン２７，２８の端部が回転
自在に挿通するピン挿通孔２５ｃ，２５ｄが貫通形成さ
れており、前記ピン２８の軸心が揺動カム１７の枢支点
になっている。

【００２８】尚、各ピン２６，２７，２８の一端部に
は、リンクアーム２４やリンクロッド２５の軸方向の移
動を規制するスナップリング２９，３０，３１，が設け
られている。

【００２９】前記可変機構１９は、駆動軸１３の上方位
置に同じ軸受１４に回転自在に支持された制御軸３２
と、該制御軸３２の外周に固定されてロッカアーム２３
支持孔２３ｄに摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム２
３の揺動支点となる制御カム３３とを備えている。

【００３０】前記制御軸３２は、図３に示すように駆動
軸１３と並行に機関前後方向に配設されていると共に、
一端部３２ａに設けられた電動アクチュエータ３４によ
って所定回転角度範囲内で回転するようになっている。

【００３１】また、前記制御カム３３は、円筒状を呈
し、図２に示すように軸心Ｐ１位置が肉厚部３３ａの分
だけ制御軸３２の軸心Ｐ２からα分だけ偏倚している。

【００３２】さらに、前記制御軸３２を前述の最小−最
大バルブリフト制御の回転範囲内で回転制御する電動ア
クチュエータ３４は、図３に示すように機関の運転状態
を検出するコントローラ３５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３５は、ク
ランク角センサやエアーフローメータ，水温センサ制御
軸３２の回転位置検出センサ３６等の各種のセンサから
の検出信号に基づいて現在の機関運転状態を演算等によ
り検出して、前記電磁アクチュエータ３４に制御信号を
出力している。

【００３３】そして、前記バイアス機構４０は、図１及
び図３に示すように、制御軸３２の他端部３２ｂに軸方
向から一体に設けられて、軸受１４の外端面から外方へ
突出した突出部４１と、前記軸受１４のメインブラケッ
ト１４ａの外端面に一体に設けられた矩形状のボス部４
２と、該ボス部４２の内部に形成されて上端側が開口し
た円柱状のシリンダ４３と、該シリンダ４３の内部に摺
動自在に設けられて、先端頭部４４ａが前記突出部４１
のほぼ軸直角方向に指向した有蓋円筒状のブラケット４
４と、シリンダ４３内に弾装されて、プランジャ４４を
突出部４１方向へ付勢するバイアススプリング４５とか
ら構成されている。

【００３４】前記突出部４１は、図１〜図３に示すよう
に横断面円形状の丸棒状を呈し、その軸心Ｐ３が制御軸
３２の軸心Ｐ２から所定の距離βの垂直上方向位置に偏
心して配置されていると共に、その外周には、矩形ブロ
ック状の摺動体４６が設けられている。この摺動体４６
は、中央に制御軸３２の軸方向に沿って貫通形成された
貫通孔４６ａ内に前記突出部４１が回転自在に配置され
ていると共に、下端面４６ｂが前記プランジャ４４の先
端頭部４４ａ上面に摺動自在に当接している。尚、突出
部４１の先端部には、摺動体４６の前方への脱落を規制
するスナップリング４７が設けられている。

【００３５】以下、本実施形態の作用を説明すれば、ま
ず、機関低速低負荷時には、コントローラ３５からの制
御信号によって電磁アクチュエータ３６を介して制御軸
３２が図６Ａ，Ｂの回転位置に駆動される。このため、
制御カム３３は、軸心Ｐ１（肉厚部３３ａ）が同図に示
すように、制御軸３２の軸心Ｐ２から左側の回動角度位
置に保持される。これにより、ロッカアーム他端部２３
ｂとリンクロッドの枢支点は、駆動軸１３に対して左上
方向へ移動し、このため、各揺動カム１７は、リンクロ
ッド２５を介してカムノーズ部２１側が強制的に引き上
げられて全体が反時計方向へ回動する。

【００３６】したがって、駆動カム１５が回転してリン
クアーム２４を介してロッカアーム２３の一端部２３ａ
を押し上げると、そのリフト量がリンクロッド２５を介
して揺動カム１７及びバルブリフター１６に伝達される
が、そのリフト量Ｌ１は充分小さくなる。

【００３７】よって、かかる低速低負荷域では、図８の
一点鎖線で示すようにバルブリフト量が小さくなること
により、各吸気弁１２の開時期が遅くなり、排気弁との
バルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向
上と機関の安定した回転が得られる。

【００３８】そして、制御軸３２が前述の回転位置に保
持されると、突出部４１は、図６Ａ，Ｂの一点鎖線で示
す位置、つまり、軸心Ｐ３が制御軸３２の軸心Ｐ２を挟
んだ制御カム３３の軸心Ｐ１とほぼ反対側の位置に偏心
回動する。したがって、摺動体４６は、突出部４１の回
動に伴い図１の一点鎖線で示す位置に偏倚摺動する。こ
のため、突出部４１には、プランジャ４４と摺動体４６
を介してバイアススプリング４５のばね力が下方から垂
直上方向（直径方向）に作用し、したがって、制御軸３
２には、突出部４１を介して図６Ａの破線矢印で示すよ
うに、バルブスプリング１０のばね反力に起因して制御
軸３２に発生するＦ_RとＦａの合力Ｆｃに対抗するバイ
アストルクＦｂが発生する。すなわち、このバイアスト
ルクＦｂは、制御軸３２の軸心Ｐ２を挾んで合力Ｆｃと
ほぼ反対側の位置でかつほぼ平行に作用する。したがっ
て、制御軸３２には、合力Ｆｃによる図中時計方向の回
転モーメントと、この回転モーメントに対抗してバイア
ストルクＦｂによる図中反時計方向の回転モーメントが
作用して、両トルクＦｃとＦｂが互いに打ち消し合うた
め、合力Ｆｃによる時計方向のみの偏荷重トルク（回転
モーメント）の発生が抑制できる。

【００３９】したがって、かかる小バルブリフト域から
リフト量が増加する方向への制御軸３２の回転負荷が低
減されるため、制御応答性の向上が図れる。すなわち、
この低速低回転域から機関高速高負荷時に移行した場合
は、コントローラ３５からの制御信号によって電動アク
チュエータ３４により制御軸３２が図２の反時計方向に
回転駆動される。したがって、制御軸３２は、制御カム
３３を図６Ａ，Ｂに示す位置から反時計方向へ回転させ
て軸心Ｐ１（肉厚部３３ａ）を図７Ａ，Ｂに示す下方向
へ移動させる。このため、ロッカアーム２３は、今度は
全体が駆動軸１３に近づく方向に移動して他端部２３ｂ
が揺動カム１７のカムノーズ部２１をリンクロッド２５
を介して下方へ押圧して該揺動カム１７全体を所定量だ
け時計方向へ回動させる。

【００４０】したがって、揺動カム１７のバルブリフタ
ー１６上面１６ａに対するカム面２２の当接位置が、図
７Ａ，Ｂに示すように右方向位置に移動する。このた
め、吸気弁１２の開作動時に図７Ａに示すように駆動カ
ム１５が回転してロッカアーム２３の一端部２３ａをリ
ンクアーム２４を介して押し上げると、バルブリフター
１６に対するそのリフト量Ｌ２は図７Ａに示すように大
きくなる。

【００４１】よって、かかる高速高負荷域では、図８の
実線で示すようにバルブリフト量も大きくなると共に、
各吸気弁１２の開時期が早くなると共に、閉時期が遅く
なる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が
確保できる。

【００４２】そして、かかる制御軸３２が最小バルブリ
フト制御の回転位置から最大バルブリフト制御へリフト
増加させる方向へ回転するに伴い、突出部４１も図６
Ａ，Ｂに示す位置から反時計方向へ回動して図７Ａ，Ｂ
に示す回動位置、つまり制御軸３２の軸心Ｐ２に近い図
中左側位置に保持され、この回動に伴い摺動体４６もプ
ランジャ４４の先端頭部４４ａ上を摺接しながら、図１
の左方向の二点鎖線位置に移動しバイアストルクＦｂを
付与し続ける。そして、このバイアストルク機構４０の
バイアストルクＦｂは、それを単独でみた場合は図１１
Ｂに示すように、前記小バルブリフト制御中に最大とな
り、リフト量が増加するにしたがって零に近くなり、最
大バルブリフト時には突出部４１の回動位置が制御軸３
２の軸心Ｐ２から反転するため、トルクが若干大きくな
る。

【００４３】したがって、制御軸３２に作用する偏荷重
トルクは、図１１Ｃに示すようにバイアストルクＦｂと
合力Ｆｃが互いに打ち消すように作用するため、最小バ
ルブリフト近傍の制御位置では最小となり、リフトが次
第に増加するにしたがって突出部４１と制御カム３３の
相対位置の変化により、徐々に大きくなる。しかし、最
大バルブリフト位置では、制御軸３２の軸心Ｐ２と制御
カム３３の軸心Ｐ１を結ぶ直線方向がロッカアーム２３
に作用する合力Ｆｃの方向と一致するため、合力Ｆｃに
よる偏荷重トルクは図１１Ａに示すように零になる。し
たがって、制御軸３２に作用する偏荷重トルク（図中時
計方向の回転モーメント）は、バイアストルクＦｂのみ
となり、十分に小さくなる。

【００４４】このように、制御軸３２に作用する偏荷重
トルクが最小バルブリフトから最大バルブリフト制御ま
での間で小さく抑制され、かつ時計方向のプラストルク
とマイナストルクが図１１ＣのＳ１，Ｓ２に示すように
それぞれほぼ等しく小さく設定できる。この結果、電動
アクチュエータ３４の駆動トルクを十分に小さくするこ
とが可能になり、該電動アクチュエータ３４のコンパク
ト化を図ることができ、機関への搭載性が向上する。

【００４５】また、前記バイアス機構４０は、突出部４
１の正逆回動に伴い摺動体４６の下端面４６ａがプラン
ジャ４４の先端頭部４４ａ上面を摺接移動して突出部４
１の回動位置変化に追従するため、バイアススプリング
４５のばね力を突出部４１に常時安定かつ確実に伝達す
ることができる。

【００４６】また、例えば電動アクチュエータ３４が故
障した場合には、バイアス機構４０のプランジャ４４が
突出部４１を下方から押圧して、偏荷重トルクＦｃとバ
イアストルクＦｂが釣り合う位置（図１１ＣのＢ点）に
制御カム３３を保持する。このため、制御軸３２は、常
に回転中立位置に保持されて、バルブリフトを中間のリ
フト位置に制御し、いわゆるフェールセーフ機能を働か
せる。したがって、機関始動性や燃費等の性能の大巾な
低下を防止することができる。

【００４７】図９及び図１０は本発明の第２の実施形態
を示し、バイアス機構４０の構造を変更したものであ
る。すなわち、制御軸３２の他端部３２ａの偏心した位
置に一体に設けられた突出部４１を横断面ほぼ楕円形状
に形成すると共に、その下面４１ａを湾曲状に形成し
た。また、摺動体４６を廃止してプランジャ４４の先端
頭部４４ａの上面を突出部４１の下面４１ａに当接した
ものである。他の構成は第１の実施形態と同様である。

【００４８】したがって、この実施形態によれば、第１
の実施形態と同様に、制御軸３２の回転駆動トルクを低
減できることは勿論のこと、制御軸３２の回転に伴う突
出部４１の回動時に、該突出部４１の湾曲状下面４１ａ
がプランジャ４４の先端頭部４４ａ上面上をローリング
状に滑らかに転動するため、該下面４１ａと先端頭部４
４ａ上面との打音の発生が抑制されると共に、両者間の
摩耗の発生も防止でき、耐久性の向上が図れる。また、
摺動体４６の廃止により、部品点数の削減と制御作業能
率の向上が図れる。

【００４９】なお、本発明は、前記各実施形態の構成に
限定されるものではなく、例えばバイアス機構４０に潤
滑油を積極的に供給してプランジャ４４と摺動体４６あ
るいは突出部４１との間の潤滑性能を高めて、常時円滑
な作動を得ると共に、摩耗の派生をさらに防止すること
も可能である。また、バイアススプリングに代えて油圧
によりプランジャ４４を作動させることも可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、バイアス機構によって制御軸に対
するバルブスプリングのばね力に起因した偏荷重トルク
を低減できるため、この制御軸を回転駆動するアクチュ
エータの駆動トルクを十分に低減できる。この結果、制
御応答性の向上とアクチュエータの小型化が図れ、機関
への搭載性が向上する。

【００５１】また、アクチュエータの故障時にはバイア
ス機構によって制御軸を中回転位置に保持できる為、フ
ェールセース機能が発揮され、機関性能の低下を防止で
きる。

【００５２】請求項２記載の発明によれば、バイアス機
構が簡単な構造であるため、製造作業性が良好になると
共に、コストの低廉化が図れる。

【００５３】請求項３記載の発明によれば、ブロックの
摺動によって、突出部の滑らかな回動が得られ、制御応
答性がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す図３のＡ矢視
図。

【図２】図３のＢ−Ｂ線断面図。

【図３】本実施形態の要部平面図。

【図４】本実施形態に供される駆動カムの斜視図。

【図５】本実施形態に供される揺動カムのカム面のリ
フト特性図。

【図６】Ａは最小バルブリフト制御時の閉弁状態を示
す作用説明図、Ｂは開弁状態の作用説明図。

【図７】Ａは最大バルブリフト制御時の開弁状態を示
す作用説明図。Ｂは閉弁状態の作用説明図。

【図８】本装置のバルブリフト特性図

【図９】本発明の第２の実施形態に供されるバイアス
機構の断面図。

【図１０】同実施形態に供されるバイアス機構の平面
図。

【図１１】Ａはバイアス機構を有しない制御軸に発生
する偏荷重トルク特性図、Ｂはバイアス機構によるバイ
アストルク特性図、Ｃは前記ＡとＢの合成力による制御
軸に発生する荷重トルク特性図。

【図１２】先願に係る可変動弁装置の要部断面図。

【符号の説明】

１０…バルブスプリング１１…シリンダヘッド１２…吸気弁１３…駆動軸１５…駆動カム１７…揺動カム１８…伝達機構１９…可変機構２３…ロッカアーム２３ａ，２３ｂ…端部３２…制御軸３３…制御カム４０…バイアス機構４１…突出部４２…ボス部４３…シリンダ４４…プランジャ４５…バイアススプリング４６…摺動体（ブロック）Ｐ１…制御カムの軸心Ｐ２…制御軸の軸心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村信神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (72)発明者山田吉彦神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (72)発明者武田敬介神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (72)発明者日比勉神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (72)発明者野原常靖神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA19 BA03 BA23 BA37 CA13 CA25 CA27 CA28 CA29 CA43 CA47 CA48 CA57 GA00 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関のクランク軸に同期して回転し、外
周に駆動カムが設けられた駆動軸と、バルブスプリング
のばね力に抗して機関弁を開作動させる揺動カムと、一
端部が前記駆動カムに連係する一方、他端部が前記揺動
カムに連係したロッカアームと、該ロッカアームを偏心
制御カムを介して揺動自在に支承する制御軸とを備え、
機関運転状態に応じて前記制御軸の回転位置を制御して
ロッカアームの揺動支点位置を変化させて機関弁のリフ
ト量を可変制御する内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブスプリングのばね力によりロッカアームと制
御カムを介して制御軸に掛かる偏荷重トルクに起因した
一方向の回転力に対抗する力を付与するバイアス機構を
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２】前記バイアス機構は、制御軸の端部軸方
向に一体に設けられ、軸心が制御軸の軸心から偏心した
突出部と、該突出部のほぼ軸直角方向に形成されたシリ
ンダと、該シリンダ内に摺動自在に設けられて、前記突
出部にほぼ軸直角方向から当接するプランジャと、該プ
ランジャを介して前記突出部を前記偏荷重トルクによる
回転力方向と反対方向へ付勢するばね部材とを備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装
置。
【請求項３】前記突起部にブロックを回転自在に設
け、かつ該ブロックの下端面に前記プランジャの先端部
をばね部材を介して弾接したことを特徴とする請求項２
記載の内燃機関の可変動弁装置。