JP5014290B2

JP5014290B2 - 内燃機関の動弁装置

Info

Publication number: JP5014290B2
Application number: JP2008234121A
Authority: JP
Inventors: 敬介武田; 誠次鶴田; 保東藤; 雅哉徳重
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: JP2010065632A

Description

本発明は、吸気弁や排気弁である機関弁のバルブリフト量などを機関運転状態に応じて可変制御する可変機構を備えた内燃機関の動弁装置に関する。

従来の内燃機関の動弁装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

この動弁装置は、外周に駆動偏心カムが設けられた駆動軸と、該駆動軸の外周に回転自在に支持されたカムシャフトに設けられて、吸気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる揺動カムと、一端部がリンクアームを介して前記駆動偏心カムに回転自在に連係され、他端部がリンクロッドを介して前記揺動カムに回転自在に連係されたロッカアームと、機関前後方向に配設された制御軸に設けられて、前記ロッカアームの揺動支点を変化させる制御カムとを備えている。

また、前記揺動カムと前記吸気弁との間にはスイングアームが介装されており、このスイングアームは、一端部がシリンダヘッドの保持孔に保持された油圧ラッシアジャスタに揺動自在に支持されている一方、他端部が前記吸気弁のステムエンドに当接している。また、前記両端部のほぼ中央位置に設けられたローラの外周面に、前記揺動カムのカム面が転接しつつ揺動カムの揺動力を吸気弁の開弁力として伝達するようになっている。

さらに、前記油圧ラッシアジャスタは、内部の油圧によりスイングアームの他端部を押し上がることによって、前記揺動カムが吸気弁を開作動させるときは勿論のこと、前記揺動カムのベースサークル時にあって吸気弁を開作動させないときもバルブクリアランスを零ラッシにして前記ローラと揺動カムとを常時当接状態にするようになっている。

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を回転制御することにより、ロッカアームの揺動支点を変化させ、これによって、前記揺動カムが吸気弁の作動角及びリフト量を変化させるようになっている。
特表２００４−３３２５５０号公報

しかしながら、前記従来の動弁装置を、例えばＶ型６気筒のガソリン内燃機関に適用した場合に、この片側バンク側についてみると、＃１気筒の吸気弁を揺動カムが開作動するためにローラを介して押圧すると、バルブスプリングのばね反力によって前記リンクロッド、ロッカアーム及びリンクアームを介して駆動カムを押し下げる力が働く。この入力によって駆動軸が、該駆動軸と揺動カムとの間のクリアランス及び揺動カムと軸受との間のクリアランスを減少させながら僅かに下方へ撓み変形する。

これにより、＃１気筒に隣接した＃３気筒の揺動カムがベースサークル時、つまり閉弁状態であるにも拘わらず、該＃３気筒の揺動カムが駆動軸の撓み変形に伴って下方へ僅かに押圧された状態になり、＃３気筒の吸気弁を微小に開弁させてしまうおそれがある。

この現象は、＃３気筒の揺動カムによって吸気弁が開作動された場合にも、閉状態にある＃５気筒の吸気弁が微小に開弁されてしまうおそれがある。

この結果、例えばアイドリング運転時において燃焼室内の混合気が微小に開弁した吸気弁から流出して機関回転の不安定化や燃費の低下を招くおそれがある。

本発明は、前記各従来の可変動弁装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、複数の気筒を備えた内燃機関の気筒毎に設けられ、隣接する気筒の機関弁の作動位置が異なる状態となるように構成された動弁装置であって、
機関のクランクシャフトから回転駆動力が伝達され、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、該駆動軸の外周面に回転自在に支持されて、リフト領域で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、前記駆動カムの回転力を揺動力に変換して前記揺動カムに伝達する伝達機構と、
該揺動カムと機関弁との間に介装され、少なくとも前記カムと当接する介装部材と、前記バルブスプリングのばね荷重よりも小さなばね荷重を有し、前記介装部材を前記揺動カム側へ付勢する付勢機構と、を備え、
前記介装部材は、一端部が前記機関弁のステムエンドに当接していると共に、他端部が油圧ラッシアジャスタによって揺動自在に支持され、前記一端部と他端部との間に設けられた当接部が前記揺動カムに当接するスイングアームによって構成され、
前記付勢機構は、前記油圧ラッシアジャスタを保持する保持穴の底面と該油圧ラッシアジャスタの底部との間に、スプリングリテーナを介して設けられており、
該スプリングリテーナは、前記付勢機構が最大に伸縮しないように前記油圧ラッシアジャスタに対して上下方向に移動が規制された状態で前記油圧ラッシアジャスタの底部に設けられていることを特徴としている。

この発明によれば、前記開弁側の機関弁からバルブスプリングのばね反力が駆動軸に伝達されて、閉弁状態の隣接する気筒の機関弁に介装部材を介して開弁方向への押圧力が作用すると、この押圧力を前記付勢機構が圧縮変形して介装部材を僅かに後退移動させて前記押圧力を吸収する。このため、閉弁状態にある機関弁への介装部材からの押圧力の伝達が回避されて、閉弁状態が確実に保持される。この結果、機関弁からの吸気の流出が十分に抑制されて、機関性能の不安定化を解消できる。

〔第１の参考例〕
図１〜図５は第１の参考例を示し、シリンダヘッド１内に形成された一対の吸気ポート２、２を開閉する一気筒当たり２つの吸気弁３，３と、＃１気筒と＃３気筒及び＃５気筒の上方側に機関前後方向に沿って配置され、外周に駆動カム５ａを有する駆動軸５と、該駆動軸５の外周面の回転自在に支持されて、介装部材であるスイングアーム６を介して前記各吸気弁３を開閉作動させる一対の揺動カム７と、前記駆動カム５ａの回転力を揺動力に変換して前記各揺動カム７に伝達する伝達機構８と、該伝達機構８を介して前記各吸気弁３，３の作動角とリフト量を制御する制御機構９と、シリンダヘッド１に保持されて、前記各スイングアーム６を介して各吸気弁３と各揺動カム７との間のバルブクリアランスを常に零ラッシにする一対の油圧ラッシアジャスタ１０と、を備えている。なお、前記駆動軸５と揺動カム７、伝達機構８及び制御機構９によって可変機構が構成されている。

〔第１の実施形態〕
図１〜図５は第１の実施形態を示し、シリンダヘッド１内に形成された一対の吸気ポート２、２を開閉する一気筒当たり２つの吸気弁３，３と、＃１気筒と＃３気筒及び＃５気筒の上方側に機関前後方向に沿って配置され、外周に駆動カム５ａを有する駆動軸５と、該駆動軸５の外周面の回転自在に支持されて、介装部材であるスイングアーム６を介して前記各吸気弁３を開閉作動させる一対の揺動カム７と、前記駆動カム５ａの回転力を揺動力に変換して前記各揺動カム７に伝達する伝達機構８と、該伝達機構８を介して前記各吸気弁３，３の作動角とリフト量を制御する制御機構９と、シリンダヘッド１に保持されて、前記各スイングアーム６を介して各吸気弁３と各揺動カム７との間のバルブクリアランスを常に零ラッシにする一対の油圧ラッシアジャスタ１０と、を備えている。なお、前記駆動軸５と揺動カム７、伝達機構８及び制御機構９によって可変機構が構成されている。

以下、便宜上、１つの気筒、例えば＃１気筒における各構成部材について説明する
前記各吸気弁３は、バルブガイド４を介してシリンダヘッド１に摺動自在に保持されていると共に、各ステムエンド３ａの近傍に設けられた各スプリングリテーナ１１とシリンダヘッド１の内部上面との間に弾接された各バルブスプリング１２によって閉方向に付勢されている。

前記駆動軸５は、シリンダヘッド１の上端部に設けられた複数の軸受部１３に前記揺動カム７のカムシャフト７ａを介して回転自在に支持され、一端部に設けられた図外のタイミングプーリを介してクランクシャフトの回転力がタイミングベルトによって伝達されるようになっている。また、駆動軸５の外周に一気筒当たり１つ設けられた前記駆動カム５ａは、その軸心Ｘが駆動軸５の軸心Ｙから径方向へ偏心していると共に、外周のカムプロフィールが通常のほぼ円形状に形成されている。

前記各スイングアーム６は、一端部６ａの下面が前記各吸気弁３のステムエンド３ａに当接している一方、他端部６ｂが前記油圧ラッシアジャスタ１０に当接していると共に、中央に形成された収容孔内に、ローラ軸１４ａを介してローラ１４が回転自在に収容配置されている。

前記両揺動カム７は、図１などにも示すように、円筒状のカムシャフト７ａの両端部に一体的に設けられていると共に、該カムシャフト７ａが内周面を介して駆動軸５に回転自在に支持されている。また、下面にベースサークル面やランプ面及びリフト面からなるカム面７ｂが形成されており、該ベースサークル面とランプ面及びリフト面が、揺動カム９の揺動位置に応じて前記スイングアーム６のローラ１４の上面を転接するようになっている。前記カムシャフト７ａは、外周面の軸方向ほぼ中央位置に形成されたジャーナル部が前記複数の軸受部１３に微小クリアランスをもって回転自在に支持されていると共に、その内部に微小クリアランスをもって前記駆動軸５を回転自在に支持するようになっている。

前記伝達機構８は、駆動軸５の上方に配置されたロッカアーム１５と、該ロッカアーム１５の一端部１５ａと駆動カム５ａとを連係するリンクアーム１６と、ロッカアーム１５の他端部１５ｂと一つの揺動カム７とを連係するリンクロッド１７と、を備えている。

前記ロッカアーム１５は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カムに回転自在に支持されていると共に、一端部１５ａがピン１８によってリンクアーム１６に回転自在に連結されている一方、他端部１５ｂがリンクロッド１７の上端部にピン１９を介して回転自在に連結されている。

前記リンクアーム１６は、円環状の基部の中央位置に有する嵌合孔１６ａに前記駆動カム５ａのカム本体が回転自在に嵌合している一方、突出端が前記ピン１８によってロッカアーム一端部１５ａに連結されている。

前記リンクロッド１７は、下端部がピン２０を介して揺動カム７のカムノーズ部に回転自在に連結されている。

なお、前記ロッカアーム１５の他端部１５ｂとリンクロッド１７の上端部との間には、各構成部品の組付時に各吸気弁３のリフト量を微調整するアジャスト機構２３が設けられている。

前記制御機構９は、駆動軸５の上方位置に同じ軸受部に回転自在に支持された制御軸２１と、該制御軸２１の外周に前記ロッカアーム１５の支持孔に摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム１５の揺動支点となる制御カム２２が固定されている。

前記制御軸２１は、駆動軸５と並行に機関前後方向に配設されていると共に、図外のアクチュエータによって回転制御されている。一方、前記制御カム２２は、円筒状を呈し、軸心位置が制御軸２１の軸心から所定分だけ偏倚している。

前記アクチュエータは、ハウジングの一端部に固定された電動モータと、ハウジングの内部に設けられて電動モータの回転駆動力を前記制御軸２１に伝達する減速機構としてのボール螺子伝達手段とから構成されている。

前記電動モ−タは、比例型のＤＣモータによって構成され、機関運転状態を検出するコントロールユニットからの制御信号によって駆動するようになっている。

前記油圧ラッシアジャスタ１０は、図１及び図３Ａ、Ｂに示すように、シリンダヘッド１の円柱状の保持穴１ａ内に上下摺動自在に保持された有底円筒状のボディ２４と、該ボディ２４内に上下摺動自在に収容されて、下部に一体に有する隔壁２５を介して内部にリザーバ室２６を構成するプランジャ２７と、ボディ２４の下部内に形成されて、前記隔壁２５に貫通形成された連通孔２５ａを介して前記リザーバ室２６と連通する高圧室２８と、該高圧室２８の内部に設けられて、前記リザーバ室２６内の作動油を高圧室２８方向へのみ流入を許容するチェック弁２９と、を備えている。また、前記シリンダヘッド１の内部には、前記保持穴１ａ内の溜まった作動油を外部に排出する通孔１ｂが形成されている。

前記ボディ２４は、外周面に円筒状の第１凹溝２４ａが形成されていると共に、該第１凹溝２４ａの周壁に、前記シリンダヘッド１の内部に形成されて下流端が前記第１凹溝２４ａに開口した油通路３０とボディ２４内部とを連通する第１通路孔３１が径方向に貫通形成されている。

なお、前記油通路３０は、図１に示すように、シリンダヘッド１内に形成された潤滑油供給用のメインオイルギャラリー３０ａーと連通しており、このメインオイルギャラリー３０ａには図外のオイルポンプから潤滑油が圧送されるようになっている。

前記プランジャ２７は、軸方向のほぼ中央の外周面に円筒状の第２凹溝２７ａが形成されていると共に、該第２凹溝２７ａの周壁に前記第１通路孔３１とリザーバ室２６とを連通する第２通路孔３２が径方向に沿って貫通形成されていると共に、先端部２７ｂの先端面がスイングアーム６の他端部６ｂ下面との良好な摺動性を確保するために球面状に形成されている。なお、このプランジャ２７は、ボディ２４の上端部に嵌着固定された円環状のストッパ部材３３によってその最大突出量が規制されるようになっている。

前記第２凹溝２７ａは、その軸方向の幅が比較的大きく形成され、これによってボディ２４に対するプランジャ２７のいずれの上下摺動位置においても前記第１通路孔３１と第２通路孔３２とを常時連通するようになっている。

前記チェック弁２９は、前記連通孔２５ａの下部開口縁(シート)を開閉するチェックボール２９ａと、該チェックボール２９ａを閉方向へ付勢する第１コイルばね２９ｂを保持するカップ状のリテーナ２９ｃと、ボディ２４の底壁２４ｃの内底面とリテーナ２９ｃの円環状上端部との間に弾装されて、リテーナ２９ｃを隔壁２５方向へ付勢する第２コイルばね２９ｄとから構成されている。

そして、前記プランジャ２７の進出に伴って高圧室２８内が低圧になると、前記油通路３０から保持穴１ａ内に供給された作動油が第１凹溝２４ａから第１通路孔３１と第２凹溝２７ａ及び第２通路孔３２を通ってリザーバ室２６に流入して、さらにチェックボール２８ａを第１コイルばね２９ｂのばね力に抗して押し開き、作動油を高圧室２８内に流入させる。

これによって、プランジャ２７は、常時スイングアーム６の他端部６ｂを押し上げてローラ１４を介して揺動カム７とスイングアーム６の一端部６ａ及び吸気弁３のステムエンド３ａとの間の隙間を零ラッシに調整するようになっている。

また、前記保持穴１ａの底面と前記ボディ２４の底壁２４ｃの外底面との間には、付勢機構である皿ばね３４が弾装されている。この皿ばね３４は、円形状の外周部が前記保持穴１ａの底面に当接支持されている一方、通常時は、上方へ撓み変形した小径円形状の内周部が前記ボディ２４の底壁２４ｃの外底面に当接している。また、この皿ばね３４は、圧縮変形時におけるそのばね荷重が前記バルブスプリング１２のばね荷重よりも小さく設定されている。

すなわち、前記バルブスプリング１２と皿ばね３４のばね荷重との関係は、本実施形態では、図７に示すように、バルブスプリング１２のばね荷重(実線)が上昇するのに対して、皿ばね３４のばね荷重(破線)はバルブスプリング１２のばね荷重以下で、かつ油圧ラッシアジャスタ１０の必要微小ストローク時のロストモーション荷重が最大でバルブスプリング１２のばね荷重以下となるようにばね荷重が設定されている。つまり、前記スイングアーム６にバルブスプリング１２のばね荷重が作用する段階で吸気弁３の開弁が開始されることから、バルブスプリング１２のばね荷重以下に設定してある。

また、前記各揺動カム７のカム面７ｂのカムプロフィールは、前記皿ばね３４の後述する圧縮変形量を考慮して設定されている。

以下、本参考例における動弁装置の基本的な作動について、図４及び図５に基づいて説明する。

まず、例えば、機関のアイドリング運転などの低回転域では、コントロールユニットから出力された制御電流によって電動モータが回転駆動し、この回転トルクがボール螺子機構を介して前記制御軸２１に伝達されて、該制御軸２１が一方向へ回転駆動されると、図４Ａ、Ｂに示すように、制御カム２２も一方向に回動して軸心が制御軸２１の軸心の回りを同一半径で回転し、肉厚部が駆動軸５から図示のように右上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム１５の他端部１５ｂとリンクロッド１７の枢支点（連結ピン１９）は、駆動軸５に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム７は、リンクロッド１７を介してカムノーズ部側が強制的に引き上げられる。

よって、駆動カム５ａが回転してリンクアーム１６を介してロッカアーム１５の一端部１５ａを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド１７を介して各揺動カム７及び各スイングアーム６に伝達され、各吸気弁３はバルブスプリング１２のばね反力に抗して開弁して、そのリフト量Ｌは図６に示すように十分小さくなる。

例えば、機関が高回転領域に移行した場合は、コントロールユニットからの制御電流によって電動モータが逆回転してボール螺子機構を同方向へ回転させると、図５Ａ、Ｂに示すように、この回転に伴って制御軸２１が制御カム２２を他方向へ回転させて、軸心が下方向へ移動する。

このため、ロッカアーム１５は、今度は全体が駆動軸５方向に移動して他端部１５ｂによって揺動カム７のカムノーズ部を、リンクロッド１７を介して下方へ押圧して該各揺動カム７全体を所定量だけ図４に示す位置から反時計方向へ回動させる。したがって、図５Ａに示すように、各揺動カム７の各スイングアーム６のローラ１４外周面に対するカム面７ｂの当接位置が、カムノーズ部側（リフト部側）に移動する。

このため、吸気弁３の開作動時に駆動カム５ａが回転してロッカアーム１５の一端部１５ａを、リンクアーム１６を介して押し上げると、各スイングアーム６を介して各吸気弁３が各バルブスプリング１２のばね力に抗して開弁して、そのバルブリフト量が図６のＬ１に示すように連続的に変化しつつ大きくなる。

そして、前述したように、例えばアイドリング運転時などの低回転領域において、図１及び図４Ａ、Ｂに示す＃１気筒の各吸気弁３が開作動した際には、前記駆動カム５ａからの押圧力でリンクアーム１６を介してロッカアーム１５の一端部１５ａが押し上げられると共に他端部１５ｂが押し下げられて、各揺動カム７のカムノーズ部を押し下げる。そうすると、各揺動カム７のカム面７ｂのリフト部によって各スイングアーム６のローラ１４が押し下げられて各吸気弁３を開弁させる(白抜き矢印)と、各バルブスプリング１２の大きなばね反力がスイングアーム６から揺動カム７、リンクロッド１７、ロッカアーム１５及びリンクアーム１６を介して前記駆動カム５ａに押し下げ力として作用する(図８黒矢印)。

このため、前記駆動軸５は、該駆動軸５とカムシャフト７ａとの間のクリアランス及びカムシャフト７ａと軸受部１３との間のクリアランスを減少させながら図８の一点鎖線で示すように下方へ僅かに撓み変形する。このとき、＃１気筒と隣接した＃３気筒の各吸気弁３は閉弁状態になっているが、前記駆動軸５の下方への撓み変形によって、隣接した＃３気筒の各吸気弁３が、各揺動カム７とスイングアーム６を介して下方へ微小に開弁してしまう。

図９Ａ、Ｂは前記駆動軸５の下方への撓み変形に伴う＃１、＃３、＃５気筒の各吸気弁３のリフト状態を示している。つまり、＃１気筒の最大リフト(最大開弁)においては、＃３気筒と＃５気筒側のそれぞれの吸気弁３は本来閉弁状態になっているが、前記駆動軸５の撓み変形の影響によって微小に開弁していることが明らかである。特に＃３気筒の吸気弁３の方が撓み変形の影響が大きいことから＃５気筒の吸気弁３よりも僅かである大きな開弁量になっている。

そこで、本参考例では、各気筒にそれぞれ設けられた油圧ラッシアジャスタ１０全体が皿ばね３４の圧縮変形に伴って各保持穴１ａ内で僅かに下降(ロストモーション)して前記駆動軸５の撓み変形を吸収し、これによって、＃３，＃５気筒のそれぞれの吸気弁３の微小な開弁を抑制するようになっている。

すなわち、前述のように、例えば＃１気筒の各吸気弁３が最大に開弁リフトして駆動軸５が撓み変形することにより、＃３気筒や＃５気筒の各揺動カム７が各スイングアーム６のローラ１４を押圧すると、該スイングアーム６の他端部６ｂ側が皿ばね３４のばね力に抗して油圧ラッシアジャスタのプランジャ２７を押し下げると共に高圧室２８内の作動油を介してボディ２４も一緒に押圧する。

これにより、図３Ｂに示すように、皿ばね３４が圧縮変形して油圧ラッシアジャスタ１０全体が下方へ僅かにロストモーションして前記押圧力を吸収する。したがって、スイングアーム６は、他端部６ｂ側のみが僅かに下降して一端部６ａ側は下降しない。このため、閉弁状態にある＃３、５の各気筒の各吸気弁３は確実に閉弁状態が維持される。

この結果、＃３，４気筒の各吸気弁３からの吸気の流出が十分に抑制されて、機関性能の不安定化を解消できる。

また、本参考例では、付勢機構としてばね部材である皿ばね３４を用いたため、オイル粘度や機関回転数、油温などに影響されることなく、安定したロストモーション効果が得られ、しかも、既存の皿ばね３４を用いることができるのでコストの高騰を抑制できる。

また、前記保持穴１ａに溜まった作動油は、前記通孔１ｂから自動的に排出され、油圧ラッシアジャスタ１０が上昇した際に、保持穴１ａ内への空気流入用としても機能することから、油圧ラッシアジャスタ１０の常時スムーズな上下動を確保することができる。

さらに、本参考例では、機関低回転時の場合について説明したが、前記駆動軸５とカムシャフト７ａ及び該カムシャフト７ａと軸受部１３との間にそれぞれ微小クリアランスが形成されていることから、高回転域でも各揺動カム７の激しい揺動によって、閉弁状態にあるいずれかの吸気弁３に微小リフトが発生する可能性がある。したがって、本実施形態では、前記皿ばね３４による油圧ラッシアジャスタ１０のロストモーション作用をいずれの気筒にも適用している。この結果、揺動カム７のカム面７ｂのカムプロフィールを共通にすることができる。

〔第２の参考例〕
図１０Ａ、Ｂは第２の参考例を示し、付勢機構として皿ばねに代えてコイルスプリング３５としたものである。すなわち、保持穴１ａの底面に、ほぼキャップ状のストッパ部材３６が載置保持されていると共に、該ストッパ部材３６の下端外周に有するフランジ部３６ａの上面と油圧ラッシアジャスタ１０のボディ２４の底壁２４ｃ外底面との間にコイルスプリング３５が弾装されている。このコイルスプリング３５は、そのばね荷重が第１実施形態の皿ばねと同じように設定されていると共に、その最大圧縮変形量が前記ストッパ部材３６のフランジ部３６ａ上面に一体に形成された円柱状の突出部３６ｂによって規制されるようになっている。これは、コイルスプリング３５の圧縮変形量(ストローク)を大きくして底付き状態(密着状態)で使用すると、へたりが生じやすくなることからストロークの規制を突出部３６ｂによって行うようにした。

他の構成は第１の参考例と同様である。したがって、前記コイルスプリング３５のばね力によって駆動軸５の撓み変形時に、図１０Ｂに示すように、油圧ラッシアジャスタ１０のロストモーション作用を得ることができるので、第１の参考例と同じ作用効果が得られる。

〔第１の実施形態〕
図１１Ａ、Ｂは第１の実施形態を示し、付勢機構を油圧ラッシアジャスタ１０のボディ２４の下部に一体的に設けたものである。

すなわち、前記ボディ２４の底壁２４ｃの下部外周に円筒状の突起３７が一体に形成されていると共に、該突起３７の内側にカップ状のスプリングリテーナ３８が上下摺動可能に配置されている。また、前記スプリングリテーナ３８の底部３８ａ内底面とボディ２４の底壁２４ｃ外底面との間にコイルスプリング３９が弾装されている。

前記スプリングリテーナ３８は、底部３８ａの外底面が前記保持穴１ａの底面に載置保持されていると共に、外周面下部に段差部３８ｂが形成されて、この段差部３８ｂが前記突起３７の外周部に嵌着固定されたストッパリング４０の下部内周に形成されたストッパ爪４０ａに当接することによってボディ２４の最大上方移動位置を規制するようになっている。また、スプリングリテーナ３８の底部３８ａには、第１参考例と同じような通孔４１が傾斜状に形成されている。

前記コイルスプリング３９のばね荷重は、第１参考例の皿ばねと同じ大きさに設定されている。他の構成は第１参考例と同様である。

したがって、この実施形態によれば、前述した作用によって駆動軸５が下方へ撓み変形して例えば＃３気筒における油圧ラッシアジャスタ１０のプランジャ２７の先端部２７ａに押圧力が作用すると、図１１Ｂに示すように、油圧ラッシアジャスタ１０がコイルスプリング３９のばね力に抗して下方へ移動してスプリングリテーナ３８の上端縁がボディ２４の底壁２４ａ外底面に当接するまで下降する。かかるロストモーションによって前記駆動軸５の撓み変形を吸収して各吸気弁３の開弁作用を十分に抑制することが可能になる。

よって、第１の実施形態と同じ作用効果が得られる。

〔第３の参考例〕
図１２及び図１３は第３の参考例を示し、付勢機構を吸気弁３のステムエンド３ａとスイングアーム６の一端部６ａとの間に介装したものである。

すなわち、付勢機構は、前記ステムエンド３ａに嵌合保持されたほぼ円筒状の保持部材４２と、該保持部材４２の上端開口を閉塞する有蓋円筒状のキャップ部４３と、前記保持部材４２の内部に摺動自在に収容されて、上端部が前記スイングアーム６の一端部６ａに当接する摺動部４４と、前記保持部材４２内部に形成された突部４２ａと前記摺動部４４との間に弾装されて、前記摺動部４４をスイングアーム６の一端部６ａ方向へ付勢するコイルスプリング４５と、から構成されている。

前記保持部材４２は、底部４２ｂの外底面ほぼ中央に前記ステムエンド３ａに上方から嵌合する嵌合溝４２ｃが形成されていると共に、前記突部４２ａの外周に円環状のガイド溝４２ｄが形成されている。

前記キャップ部４３は、保持部材４２の上方から被嵌状態に圧入固定されていると共に、円板状の上壁４３ａのほぼ中央に摺動用孔４３ｂが貫通形成されている。

前記摺動部４４は、前記保持部材４２の内部に上下方向に沿って摺動する円筒部位４４ａと、該円筒部位４４ａの上端壁の上面ほぼ中央に一体に突設されて、前記ガイド溝４２ｄに上下摺動自在に案内された円柱状の押圧部位４４ｂとから構成されている。なお、この押圧部位４４ｂには、該押圧部位４４ｂのスムーズな上下摺動を得るための通孔４６が形成されている。

前記コイルスプリング４５は、そのばね荷重が第１の実施形態と同じようにバルブスプリング１２のばね荷重よりも小さく設定されている。

したがって、この参考例も前述のように、駆動軸５の下方への撓み変形に伴い、各揺動カム７からスイングアーム６の一端部６ａを介して前記押圧部位４４ｂに押圧力が作用すると、該押圧部位４４ｂが、図１３Ｂに示すように、コイルスプリング４５のばね力に抗して、つまりコイルスプリング４５の圧縮変形に伴って下降し、前記駆動軸５の撓み変形分を吸収する。これによって、この＃３や＃５気筒の吸気弁３の閉弁状態が維持される。この結果、第１の参考例と同様な作用効果が得られる。

また、前記通孔４６によって、前記押圧部位４４ｂのスムーズな摺動が確保されると共に、通孔４６から保持部材４２の内部に供給された潤滑油が前記押圧部材４４ｂと保持部材４２の内周面及び突部４２ａの外周面との間に流入してこれらの部位を潤滑することから、前記押圧部位４４ｂをさらに円滑に摺動させることが可能になる。

なお、この参考例では、油圧ラッシアジャスタ１０のボディ２４は、保持穴１ａ内に圧入固定されており、通常の基本作動によって各吸気弁３などの零ラッシを確保している。

〔第４の参考例〕
図１４、図１５は第４の参考例を示し、前記スイングアーム６が、一端部６ａ側と他端部６ｂ側に２分割形成され、これら２分割された第１、第２分割部材４７，４８を該両者の対向端部にそれぞれ挿通された枢軸４９を中心として互いに屈曲回動自在に設けられていると共に、図１４Ａ、Ｂに示すように、両分割部材４７，４８をほぼへ字形状に屈曲する方向へ付勢する付勢機構が設けられている。

前記付勢機構は、前記第１分割部材４７の枢軸４９側の外側面に突設された第１係止部５０と、第２分割部材４８の枢軸４９側の外側面に突設された第２係止部５１と、前記枢軸４９の突出端部に巻回されて、一端部５２ａが前記第１係止部５０に内側から弾接係止され、他端部５２ｂが前記第２係止部５１に内側から弾接係止された捩りばね５２と、から構成されている。

また、前記第１、第２分割部材４７，４８は、互いの上端部にスイングアーム６の最大開き位置を規制する２つのストッパ突部４７ａ、４８ａが回動方向の対向位置に設けられている。

したがって、この参考例によれば、前述のように、例えば＃３気筒の前記揺動カム７のベースサークル領域では、図１４Ａ、Ｂに示すように、スイングアーム６は、捩りばね５２のばね力によって前記両ストッパ突部４７ａ、４８ａが互いに離間して全体がへ字形状に屈曲された状態に付勢されている。このため、かかるベースサークル領域では各吸気弁３への開弁力が作用せず閉弁状態になっている。

ここで、前述のように、駆動軸５の下方への撓み変形に伴って各揺動カム７からのローラ１４を介してスイングアーム６に下方への押圧力が作用すると、図１５Ａ、Ｂに示すように、捩りばね５２のばね力に抗して両分割部材４７，４８が互いに水平方向へ回動(ロストモーション)して両ストッパ突部４７ａ、４８ａの対向面が当接してそれ以上の同方向への回動が規制される。これにより、捩りばね５２のばね力を介して前記押圧力が吸収されることから、各吸気弁３の閉弁状態が維持される。したがって、第１の参考例と同様な作用効果が得られる。

また、この状態で揺動カム７のカム面７ｂを介して吸気弁３に通常の開弁力が作用すると、前記各ストッパ突部４７ａ、４８ａが当接してロックされた状態になっているから、本来の開弁力が効果的に伝達されて開弁リフトする。その後、ベースサークル領域になると、スイングアーム６は、図１４Ａ、Ｂに示す初期の屈曲状態に戻る。

〔第５の参考例〕
図１６、図１７は第５の参考例を示し、前記第３の参考例の付勢機構を用いてさらに該付勢機構と前記各揺動カム７との間に、油圧ラッシアジャスタ６０を備えたバルブリフター６１が介装されている。

前記付勢機構は、第４の実施形態のものと同じであるから、同一の符号を付して具体的な説明を省略する。

前記バルブリフター６１は、鉄系金属で有蓋円筒状に形成され、円板状の冠部６１ａの外周縁に円筒状のスカート部６１ｂが一体に形成されていると共に、シリンダヘッド１の所定部位に形成された摺動孔１ｃの内周面に全体が上下摺動可能でかつ回転自在に配置されている。なお、シリンダヘッド１の内部には、バルブリフター６１の外周面と摺動孔１ｃとの間に潤滑油を供給する油通路６４が形成されている。

また、バルブリフター６１の内部には、円錐状の保持部６２が一体に形成されていると共に、この保持部６２の上部にラッパ状の支持部６３が連結固定されて、この支持部６３と前記保持部６２の内側に前記油圧ラッシアジャスタ６０が収容配置されている。

前記冠部６１ａは、上面である冠面に前記揺動カム７のカム面７ｂが摺動自在に当接していると共に、下面に油圧ラッシアジャスタ６０の内部と支持部６３の内部とを連通する油溝６５が形成されている。

前記油圧ラッシアジャスタ６０は、保持部６２の小径筒部６２ａ内に上下摺動可能な有底円筒状のボディ６６と、該ボディ６６の内部に摺動自在に設けられ、下部内に隔壁６８を有する円筒状のリテーナ６７と、該リテーナ６７の内部に形成されて、前記油溝６５を介して支持部６３の内部と連通するリザーバ室６９と、前記ボディ６６の下部内に形成されて、前記隔壁６８のほぼ中央に貫通形成された連通孔６８ａを介して前記リザーバ室６９と連通する高圧室７０と、該高圧室７０の内部に設けられて、リザーバ室６９内の作動油を連通孔６８ａを介して高圧室７０側にのみ流入を許容するチェック弁７１と、から構成されている。

また、前記ボディ６６の底壁６６ａの外底面に、前記付勢機構の押圧部位４４ｂの上面がコイルスプリング４５のばね力によって常時弾接している。

さらに、前記リザーバ室６９には、支持部６３の内部に図外の油孔を介して導入された潤滑油が油溝６５を介して常時供給されるようになっている。

前記チェック弁７１は、連通孔６８ａをコイルばね７１ｂのばね力で閉止するチェックボール７１ａと、コイルばね７１ｂを保持するカップ状のスプリングリテーナ７１ｃと、から構成されている。

したがって、この参考例によれば、駆動軸５の下方への撓み変形に伴い、各揺動カム７からバルブリフター６１と油圧ラッシアジャスタ６０を介して前記押圧部位４４ｂに押圧力が作用すると、該押圧部位４４ｂが、コイルスプリング４５のばね力に抗して、つまりコイルスプリング４５の圧縮変形に伴って下降し、前記駆動軸５の撓み変形分を吸収する。これによって、この＃３や＃５気筒の吸気弁３の閉弁状態が維持される。この結果、第１の参考例と同様な作用効果が得られる。

なお、前記油圧ラッシアジャスタ６０は、バルブリフター６１の上昇移動に伴い高圧室７０内が低圧になるとリザーバ室６９の油が連通孔６８ａを通ってチェックボール７１ａを押し開いて高圧室７０の流入することから、冠面と揺動カム７との間のクリアランスを零ラッシになるように、常時調整している。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば付勢機構のばね部材としては、ウエーブばねを利用することや、その他のばね部材を用いることも可能である。

また、機関弁としては前記吸気弁３の他に、排気弁側にも適用することが可能である。さらに、内燃機関としては前記Ｖ型６気筒ばかりではなく、Ｖ型８気筒やその他の機関に適用することも可能である。

本発明に係る動弁装置を片バンク側に適用した第１の参考例を一部断面して示す側面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。本参考例に供される油圧ラッシアジャスタを示し、Ａは皿ばねのばね力で上方へ進出した状態、Ｂは皿ばねが圧縮変形して後退した状態を示す縦断面図である。Ａ、Ｂは本参考例の最小作動角、バルブリフト量制御時の作用説明図である。Ａ、Ｂは本参考例の最大作動角、バルブリフト量制御時の作用説明図である。本参考例のバルブリフト特性図である。バルブスプリングと皿ばねのばね荷重の特性図である。駆動軸の撓み変形状態を示す模式図である。Ａは＃１、＃３、＃５の各気筒における各吸気弁の開閉時期の特性図、ＢはＡの一部拡大図である。第２の参考例に供される油圧ラッシアジャスタを示し、Ａはコイルスプリングのばね力で上方へ進出した状態、Ｂはコイルスプリングが圧縮変形して後退した状態を示す縦断面図である。第１の実施形態に供される油圧ラッシアジャスタを示し、Ａはコイルスプリングのばね力で上方へ進出した状態、Ｂはコイルスプリングが圧縮変形して後退した状態を示す縦断面図である。第３の参考例の要部断面図である。Ａは本参考例の要部を一部断面してコイルスプリングの伸びた状態示す斜視図、Ｂは同コイルスプリングが圧縮した状態を示す斜視図である。第４の参考例に供されるスイングアームを示し、Ａは捩りばねのばね力によって各分割部材が屈曲した状態を示す斜視図、Ｂは側面図である。同参考例に供されるスイングアームを示し、Ａは捩りばねのばね力に抗して各分割部材がほぼ水平に回動した状態を示す斜視図、Ｂは側面図である。第５の参考例の動弁装置の要部断面図である。本参考例の要部拡大断面図である。

符号の説明

１…シリンダヘッド
１ａ…保持穴
３…吸気弁（機関弁）
５…カムシャフト
５ａ…駆動カム
６…スイングアーム
６ａ…一端部
６ｂ…他端部
７…揺動カム
８…伝達機構
９…制御機構
１０・６０…油圧ラッシアジャスタ
１２…バルブスプリング
１３…軸受部
１４…ローラ
２４…ボディ
２７…プランジャ
３４…皿ばね(付勢機構)
３５…コイルスプリング(付勢機構)
３９…コイルスプリング(付勢機構)
４５…コイルスプリング(付勢機構)
５２…捩りばね(付勢機構)
６１…バルブリフター

Claims

複数の気筒を備えた内燃機関の気筒毎に設けられ、隣接する気筒の機関弁の作動位置が異なる状態となるように構成された動弁装置であって、
機関のクランクシャフトから回転駆動力が伝達され、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、
該駆動軸の外周面に回転自在に支持されて、リフト領域で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、
前記駆動カムの回転力を揺動力に変換して前記揺動カムに伝達する伝達機構と、
該揺動カムと機関弁との間に介装され、少なくとも前記カムと当接する介装部材と、
前記バルブスプリングのばね荷重よりも小さなばね荷重を有し、前記介装部材を前記揺動カム側へ付勢する付勢機構と、
を備え、
前記介装部材は、一端部が前記機関弁のステムエンドに当接していると共に、他端部が油圧ラッシアジャスタによって揺動自在に支持され、前記一端部と他端部との間に設けられた当接部が前記揺動カムに当接するスイングアームによって構成され、
前記付勢機構は、前記油圧ラッシアジャスタを保持する保持穴の底面と該油圧ラッシアジャスタの底部との間にスプリングリテーナを介して設けられており、
該スプリングリテーナは、前記付勢機構が最大に伸縮しないように前記油圧ラッシアジャスタに対して上下方向に移動が規制された状態で前記油圧ラッシアジャスタの底部に設けられていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。