JP2007064116A - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関１の吸気バルブ１４または排気バルブ１５の少なくともいずれか一方の作動特性を可変するための可変動弁機構３であって、バルブ打部材４２Ａ，４２Ｂによるバルブ群の作動制御の自由度を高める。
【解決手段】コントロールシャフト３２が軸方向変位可能に挿通されるロッカシャフト３１の外周にスライダギア４３をコントロールシャフト３２と連動可能に外装し、コントロールシャフト３２を軸方向に変位させてスライダギア４３のセンタヘリカルスプライン４３ａに噛合されるカム被打部材４１に対し、スライダギア４３の二つのサイドヘリカルスプライン４３ｂ，４３ｂに噛合される両バルブ打部材４２Ａ，４２Ｂの相対位相差を同時に変更可能としたうえで、片方のバルブ打部材４２Ｂのみをカム被打部材４１に対して遠近変位させてカム被打部材４１に対する片方のバルブ打部材４２Ｂの相対位相差を調整可能とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、一気筒あたり少なくとも二つの吸気バルブまたは排気バルブを用いる内燃機関の前記少なくとも一方のバルブ群の作動特性を可変する可変動弁機構に関する。

内燃機関の運転状態に応じて、吸気バルブや排気バルブのバルブリフト量や作用角等の作動特性を可変とする可変動弁機構が知られている(例えば特許文献１参照。)。

この可変動弁機構は、カムとバルブとの間に配置される仲介駆動機構を有しており、この仲介駆動機構は、ロッカシャフトの中心孔に挿通されるコントロールシャフトの軸方向の動きに連動するスライダギアによって入力部（カム被打部材）と二つの揺動カム（バルブ打部材）とを相対的に回動させることで、それらの相対位相差を変更し、バルブのリフト量を調整するようになっている。

この従来例では、コントロールシャフトを軸方向に変位させることで、入力部に対して二つの揺動カムを同時に相対回動させるようにしており、入力部に対する左右の揺動カムの位相差を個別に変更するようにはなっていない。

ところで、上記のような可変動弁機構において、入力部と二つの揺動カムとを含むアッセンブリ全体を軸方向一方向へ変位させることで一気筒あたり二つのバルブの両方をリフトさせないようにしてバルブを閉状態とする気筒休止を行えるようにしたものが考えられている（例えば特許文献２参照。）。
特開２００１−２６３０１５号公報 特開平５−２４８２１８号公報

上記従来例では、例えばアイドリング運転や低負荷運転時等において、吸気バルブや排気バルブの作動を停止させる気筒休止を行うことによって燃費の低減を図ることが可能である。

しかしながら、一気筒あたり二つの吸気バルブ（または排気バルブ）の片方を意図的にリフトさせないようにすることはできない。ここに改良の余地がある。

本発明は、内燃機関の可変動弁機構において、バルブ打部材によるバルブの作動制御の自由度を高めることを目的としている。

本発明は、一気筒あたり少なくとも二つの吸気バルブまたは排気バルブを用いる内燃機関の前記少なくとも一方のバルブ群の作動特性を可変する可変動弁機構であって、シリンダヘッド上の複数の支持台にカムシャフトと平行に固定支持されるロッカシャフトの中心孔にコントロールシャフトを軸方向変位可能に挿通し、前記ロッカシャフトにおいて前記二つの支持台の間の領域に外周に軸方向三列のヘリカルスプラインを有するスライダギアを前記コントロールシャフトと連動可能に外装し、このスライダギアにおいてセンタヘリカルスプラインにカム被打部材をまた二つのサイドヘリカルスプラインに二つのバルブ打部材をそれぞれ外装し、前記コントロールシャフトを軸方向に変位させて前記カム被打部材に対する前記両バルブ打部材の相対位相差を同時に変更可能に構成しており、かつ、前記片方のバルブ打部材のみを前記カム被打部材に対して遠近変位させて前記カム被打部材に対する前記片方のバルブ打部材の相対位相差を調整可能に構成していることを特徴としている。

この構成において、例えばバルブ群の開度を同時に適宜調整することが可能であるとともに、各バルブの開度を異ならせることが可能になる。バルブの使用数は二つ以上であってもよい。その場合、出力アームの数がバルブ数と同数となる。

例えば作動特性の調整対象となるバルブを吸気バルブとする場合、仮に、アイドリング運転や低負荷運転時等のように燃焼室への混合気導入速度が遅くなる状況において、例えば二つの吸気バルブの開度を異ならせることによって、二つの吸気ポートから燃焼室に対する混合気の導入量をアンバランスにさせれば、燃焼室内で混合気の旋回流（スワール）が発生しやすくなり、燃焼条件を良好とすることが可能になる。

本発明は、一気筒あたり少なくとも二つの吸気バルブまたは排気バルブを用いる内燃機関の前記少なくとも一方のバルブ群の作動特性を可変する可変動弁機構であって、シリンダヘッド上の複数の支持台にカムシャフトと平行に固定支持されるロッカシャフトと、このロッカシャフトの中心孔に軸方向変位可能に挿通されるコントロールシャフトと、このコントロールシャフトと連動可能に前記ロッカシャフトにおいて前記二つの支持台の間の領域に外装されかつ外周に軸方向三列のヘリカルスプラインを有するスライダギアと、このスライダギアのセンタヘリカルスプラインに外装されるカム被打部材と、前記スライダギアの二つのサイドヘリカルスプラインに個別に外装される二つのバルブ打部材と、必要に応じて前記コントロールシャフトを軸方向に変位させてスライダギアおよび前記両バルブ打部材を前記カム被打部材に対し回動させることにより前記カム被打部材に対する前記両バルブ打部材の相対位相差を同時に調整する駆動手段と、必要に応じて片方のバルブ打部材のみを前記カム被打部材に対して遠近変位させることにより前記カム被打部材に対する前記片方のバルブ打部材の相対位相差を調整する調整手段とを含むことを特徴としている。

この構成によれば、例えば内燃機関の運転状態に応じて駆動手段と調整手段とでバルブ群の作動特性を任意に変更することが可能になり、内燃機関の運転状態の自由度を拡大できるようになる。

好ましくは、上記内燃機関の可変動弁機構において、前記カム被打部材と両バルブ打部材とからなるアッセンブリ全体を前記一方の支持台側へ向けて付勢する弾性部材をさらに含む構成とし、前記調整手段は、前記他方の支持台側に配置されるバルブ打部材のみを動かすものとすることができる。

この構成によれば、例えば弾性部材により両バルブ打部材の軸方向がたつきを防止または抑制することが可能となり、カム被打部材に対する両バルブ打部材の相対的な位置ずれを防止または抑制することが可能になる。

好ましくは、前記調整手段は、前記バルブ打部材に係止される係止部を有する操作部材と、要求に応じて前記操作部材を動かす駆動源とを有する構成とすることができる。

この構成によれば、例えば調整手段の構成が簡素となり、設備コストおよび設置スペースを抑制するうえで有利となる。

好ましくは、前記操作部材は、前記コントロールシャフトと平行に配置される直線形状の棒からなるものとし、前記駆動源は、前記操作部材をその長手方向に直線変位させるものとすることができる。

この場合、例えば調整手段の構成要素を明確にしており、調整手段の実用性が向上する。

好ましくは、前記調整手段は、前記片方のバルブ打部材と前記カム被打部材との相対位置を検出する検出手段と、この検出手段の検出出力と目標値との偏差に基づき前記駆動源を制御する制御手段とをさらに有する構成とすることができる。

この構成によれば、調整手段により片方のバルブ打部材の変位位置を高精度に管理することが可能になる。

好ましくは、上記内燃機関の可変動弁機構において、必要に応じて前記カム被打部材と両バルブ打部材とからなるアッセンブリ全体を軸方向に変位させることにより前記カム被打部材に対する前記両バルブ打部材の相対位相差を同時に調整する第２調整手段をさらに含む構成とすることができる。

この構成によれば、例えば内燃機関の運転状態に応じて駆動手段と調整手段と第２調整手段とでバルブ群の作動特性をさらに任意に変更することが可能になり、内燃機関の運転状態の自由度をさらに拡大できるようになる。

本発明によれば、バルブ打部材によるバルブ群の作動制御の自由度を高めることが可能になり、内燃機関を様々な形態で運転させることが可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１から図１１に本発明の一実施形態を示している。

まず、本発明の特徴構成の説明に先立ち、本発明の前提となる内燃機関の可変動弁機構の構成を説明する。ここでは、図１に示すように、内燃機関１として直列４気筒型ＤＯＨＣエンジンの吸気バルブ１４に可変動弁機構３を付設した例を挙げている。なお、排気バルブ１５についても同様に可変動弁機構３を用いて駆動する構成にできるが、説明を簡単にするために、ここでの説明を割愛する。

可変動弁機構３は、吸気バルブ１４のバルブリフト量や作用角を連続的に変更可能とするものであって、吸気カムシャフト１６の吸気カム１７とローラロッカーアーム２４との間に配設されている。

なお、ローラロッカーアーム２４は、一端がラッシュアジャスタ２５に支持され、他端は吸気バルブ１４上端のタペット１４ａに当接されている。

この可変動弁機構３は、ロッカシャフト３１、コントロールシャフト３２、アクチュエータ３３、およびバルブリフト機構４を備えている。

ロッカシャフト３１は、シリンダヘッド１２に一定間隔ごとに設けられた多数の隔壁（支持台に相当）２１に軸方向ならびに円周方向に不動となるように取り付けられており、吸気カムシャフト１６と平行つまり気筒（燃焼室１３）の配列方向に沿って配置されている。

コントロールシャフト３２は、中空パイプからなるロッカシャフト３１の中心孔内に軸方向変位可能に挿入されており、アクチュエータ３３によって軸方向に進退駆動される。

バルブリフト機構４は、気筒数と同数設けられており、ロッカシャフト３１に対し各気筒と対応するように外装されている。

このバルブリフト機構４は、カム被打部材としての入力アーム４１、バルブ打部材としての二つの出力アーム４２Ａ，４２Ｂおよびスライダギア４３を備えている。なお、入力アーム４１および二つの出力アーム４２Ａ，４２Ｂを、必要に応じてアームアッセンブリと呼ぶことにする。

入力アーム４１は、円筒形のハウジング４１ａを有し、その内周面には、スライダギア４３のセンタヘリカルスプライン４３ａに噛み合うヘリカルスプライン４１ｂが形成されている。また、ハウジング４１ａの外周には、径方向外向きへ突出する一対のフォーク４１ｃＬ，４１ｃＲが設けられていて、この一対のフォーク４１ｃＬ，４１ｃＲの間にロッカシャフト３１と平行な支軸４１ｄを介してローラ４１ｅが回転自在に支持されている。

二つの出力アーム４２Ａ，４２Ｂは、共に同じ形状であり、いずれも、円筒形のハウジング４２ａを有し、その内周面には、スライダギア４３のサイドヘリカルスプライン４３ｂに噛み合うヘリカルスプライン４２ｂが形成されている。また、ハウジング４２ａの外周には、径方向外向きへ突出するノーズ４２ｃが設けられている。このノーズ４２ｃは、側面視で略三角形状に形成され、その一辺が凹状に湾曲するカム面４２ｄとなされている。

スライダギア４３は、ロッカシャフト３１上にコントロールシャフト３２と連動して軸方向に移動可能に外装されていて、その外径側に入力アーム４１と二つの出力アーム４２Ａ，４２Ｂとが外装されている。このスライダギア４３は、中心に貫通孔４３ｃを有する円筒形状に形成されており、その外周における軸方向中間には、入力アーム４１のヘリカルスプライン４１ｂに噛み合うセンタヘリカルスプライン４３ａが、また、外周における軸方向両側には、出力アーム４２Ａ，４２Ｂのヘリカルスプライン４２ｂに噛み合うサイドヘリカルスプライン４３ｂが形成されている。サイドヘリカルスプライン４３ｂは、センタヘリカルスプライン４３ａに対して外径が小さく形成されている。センタヘリカルスプライン４３ａとサイドヘリカルスプライン４３ｂとは、歯すじの傾斜方向が反対となるように形成されている。

そして、入力アーム４１のローラ４１ｅは、シリンダヘッド１２に圧縮状態で配設されたロストモーションスプリング２６によって、常に吸気カム１７へ押しつけられるように付勢されている。出力アーム４２Ａ，４２Ｂのハウジング４２ａのベース円部分、またはノーズ４２ｃのカム面４２ｄのいずれかに、吸気バルブ１４のバルブスプリング１４ｂによってローラロッカーアーム２４のローラ２４ａが圧接されている。このような関係により、吸気カム１７の回転によって入力アーム４１が揺動され、この入力アーム４１と一体的に揺動する出力アーム４２Ａ，４２Ｂによって、ローラロッカーアーム２４を介して吸気バルブ１４がリフトされるようになっている。

ここで、スライダギア４３について、ロッカシャフト３１およびコントロールシャフト３２との結合形態について説明する。

スライダギア４３においてセンタヘリカルスプライン４３ａと一方のサイドヘリカルスプライン４３ｂとの間には、円周方向に沿うとともに径方向内外に貫通する長孔４３ｄが設けられている。また、ロッカシャフト３１においてスライダギア４３の長孔４３ｄと対応する箇所には、軸方向へ沿うとともに径方向内外に貫通する長孔３１ａが形成されている。このロッカシャフト３１の長孔３１ａに対応するコントロールシャフト３２の箇所には、挿通孔３２ａが形成されている。

そして、ロッカシャフト３１をスライダギア４３の貫通孔４３ｃへ挿入し、スライダギア４３の長孔４３ｄとロッカシャフト３１の長孔３１ａとが交差した箇所に、係止ピン４４を挿入し、この係止ピン４４の一端を、コントロールシャフト３２内に挿入したコントロールシャフト３２の挿通孔３２ａに固定する。

このように組み付けられたスライダギア４３は次のように動作する。
（ａ）係止ピン４４は、ロッカシャフト３１の長孔３１ａに沿って移動することができる。このため、アクチュエータ３３によりコントロールシャフト３２を軸方向に移動させると、スライダギア４３がコントロールシャフト３２と連動して軸方向に移動する。
（ｂ）係止ピン４４がスライダギア４３の長孔４３ｄへ挿入されているので、入力アーム４１に吸気カムシャフト１６のトルクが伝達されると、スライダギア４３がロッカシャフト３１の周りを揺動する。

このように、スライダギア４３は、コントロールシャフト３２上における軸方向の位置が固定される一方で、ロッカシャフト３１上において軸方向へ移動することが可能となっている。また、スライダギア４３は、ロッカシャフト３１（コントロールシャフト３２）を支点として、揺動することが可能となっている。

このようなバルブリフト機構４において、コントロールシャフト３２とともにスライダギア４３を軸方向に移動させて、スライダギア４３とアームアッセンブリ（入力アーム４１および出力アーム４２Ａ，４２Ｂ）との軸方向における相対位置を変更することにより、入力アーム４１と出力アーム４２Ａ，４２Ｂとに互いに逆方向のねじり力が付与されることになる。これにより、入力アーム４１と出力アーム４２Ａ，４２Ｂとが相対回転し、入力アーム４１（ローラ４１ｅ）と出力アーム４２Ａ，４２Ｂ（ノーズ４２ｃ）との相対位相差が変更されるようになる。

なお、上記可変動弁機構３においては、共通する１本のコントロールシャフト３２に気筒毎のバルブリフト機構４・・・がそれぞれ固定されているので、コントロールシャフト３２の軸方向移動にともなって全気筒の吸気バルブ１４のリフト量が同時に変更されるようになっている。但し、気筒毎のバルブリフト機構４を個別に動作させるようにすることも可能であり、そのような形態にも本発明を適用できる。

次に、動作を説明する。

図７（ａ）に示すように、吸気カム１７のベース円部分が入力アーム４１のローラ４１ｅに当接しているとき、ローラロッカーアーム２４のローラ２４ａは、出力アーム４２Ａ，４２Ｂのハウジング４２ａのベース円部分と当接した状態にある。このため、吸気バルブ１４はリフト量が「０」の状態（吸気ポート１２ａを閉じた状態）に維持される。

そして、吸気カムシャフト１６の時計方向の回転に伴い、入力アーム４１のローラ４１ｅが吸気カム１７のリフト部分を通じて押し下げられると、入力アーム４１がロッカシャフト３１に対して、図７（ａ）の反時計回り方向（矢符Ａ方向）に回動する。また、これにともなって、出力アーム４２Ａ，４２Ｂおよびスライダギア４３が一体となって回動する。

これにより、出力アーム４２Ａ，４２Ｂのノーズ４２ｃに形成されたカム面４２ｄが、ローラロッカーアーム２４のローラ２４ａに当接し、カム面４２ｄの押圧によってローラ２４ａが押し下げられる。

図７（ｂ）に示すように、ローラロッカーアーム２４のローラ２４ａがカム面４２ｄにより押圧されているとき、ローラロッカーアーム２４がラッシュアジャスタ２５との当接部を中心として揺動し、吸気バルブ１４が開弁される。

コントロールシャフト３２がアクチュエータ３３から離れる方向（図３における矢符Ｆ方向）に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト３１の軸心回りにおける入力アーム４１のローラ４１ｅと、出力アーム４２Ａ，４２Ｂのノーズ４２ｃとの相対位相差が最大となる。

これにより、吸気カム１７がローラ４１ｅを最大限に押し下げたとき、ローラロッカーアーム２４のローラ２４ａの変位差が最も大きくなり、吸気バルブ１４は最大のバルブリフト量および作用角で開閉される。

図８（ａ）に示すように、吸気カム１７のベース円部分が入力アーム４１のローラ４１ｅに当接しているときには、出力アーム４２Ａ，４２Ｂとローラ２４ａとの当接位置は、カム面４２ｄから最大限まで離れた位置にある。そして、吸気カムシャフト１６の回転によって、入力アーム４１のローラ４１ｅが吸気カム１７のリフト部分により押し下げられると、入力アーム４１と出力アーム４２Ａ，４２Ｂとが一体となって回動する。

ただし、この場合、出力アーム４２Ａ，４２Ｂとローラ２４ａとの当接位置は、カム面４２ｄから最大限離れているので、カム面４２ｄによるローラロッカーアーム２４のローラ２４ａの押し下げが開始されるまでの出力アーム４２Ａ，４２Ｂの回転量が、図７に示した作動状態に比べて大きくなる。また、吸気カム１７のリフト部分を通じて入力アーム４１のローラ４１ｅが押し下げられた際、ローラ２４ａと当接するカム面４２ｄの範囲が、ノーズ４２ｃの基端側の一部のみに縮小される。このため、吸気カム１７のリフト部分によるローラ４１ｅの押し下げに応じたローラロッカーアーム２４の揺動量は小さくなる。

図８（ｂ）に示すように、ローラロッカーアーム２４の揺動量が小さいことにより、吸気バルブ１４は、より小さいバルブリフト量にて開弁されるようになる。

また、コントロールシャフト３２がアクチュエータ３３に近づく方向（図３における矢符Ｒ方向）に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト３１の軸心回りにおけるローラ４１ｅとノーズ４２ｃとの相対位相差が最小となる。

これにより、吸気カム１７がローラ４１ｅを最大限に押し下げたときのローラ２４ａの変位量は最も小さくなり、吸気バルブ１４が最小のバルブリフト量および作用角で開閉されるようになる。

次に、本発明の特徴に関する構成について図９から図１１を参照して説明する。図では、説明をわかりやすくするために、一つの気筒（燃焼室１３）のみを示している。

上述した可変動弁機構３は、バルブリフト機構４の入力アーム４１と二つの出力アーム４２Ａ，４２Ｂとの相対位相差を変えることによってバルブリフト量、バルブ作用角を調整するものであって、その調整の形態について、いわゆる両弁同時制御と片弁単独制御とを選択的に行えるように工夫している。

前記両弁同時制御とは、上述した動作説明のとおり、駆動手段としてのアクチュエータ３３でコントロールシャフト３２を軸方向に変位させることにより入力アーム４１に対して両側の出力アーム４２Ａ，４２Ｂを同時に相対回転させてそれらの相対位相差を同時に調整することである。

前記片弁単独制御とは、下記する調整手段５で例えば右側の出力アーム４２Ｂのみを入力アーム４１に対し軸方向に遠近変位させることにより入力アーム４１に対する右側の出力アーム４２Ｂの相対位相差を調整することである。

具体的には、まず、右側の出力アーム４２Ｂとそれと軸方向で対向する隔壁２１との軸方向対向間に弾性部材６としての円筒コイルバネ等が圧縮状態で介装されており、この弾性部材６の弾性復元力でもってアームアッセンブリ全体を図の左側に付勢させるようになっている。この弾性部材６としての円筒コイルバネの一端側座巻部分は、右側の出力アーム４２Ｂの端面に形成される環状溝内に、また、他端側座巻部分は、隔壁２１の端面に形成される環状溝内にそれぞれ嵌入されることによって、位置決めされて脱落しにくくなっている。

また、入力アーム４１と右側の出力アーム４２Ｂとの軸方向対向間に円筒コイルバネからなる弾性部材７が圧縮状態で介装されている。この弾性部材７としての円筒コイルバネの一端側座巻部分は、入力アーム４１の端面に形成される環状溝内に、また、他端側座巻部分は、右側の出力アーム４２Ｂの端面に形成される環状溝内にそれぞれ嵌入されることによって、位置決めされて脱落しにくくなっている。

さらに、左側の出力アーム４２Ａとそれと軸方向で対向する隔壁２１との軸方向対向間には、リフト量、バルブ作用角の初期値を調整するためのシム８が介装されており、このシム８の厚みを適宜選択することにより、アームアッセンブリとスライダギア４３の初期相対位置を適宜変更するようになっている。このシム８は、馬蹄形状になっていて、その上端の凸部８ａが隔壁２１にボルト等の締結部材９Ｂで固定される回り止め部材９Ａに係止されることによって回り止めされている。

調整手段５は、操作部材５１と、駆動源５２とを含んでいる。

操作部材５１は、ロッカシャフト３１およびコントロールシャフト３２と略平行に隔壁２１に軸方向変位可能に支持される直線形状の丸棒からなり、その軸方向途中には右側の出力アーム４２Ｂに設けられる突片４２ｅに係止される係止部５１ａが径方向外向きに突出する状態で設けられている。

駆動源５２は、操作部材５１をその長手方向に直線変位させることによって右側の出力アーム４２Ｂを動かすもので、例えば油圧シリンダ等からなり、そのピストン（図示省略）の外端を操作部材５１の一端に同軸上に配置して連結されるようになっている。

この駆動源５２の動作は、隔壁２１において右側の出力アーム４２Ｂの端面と軸方向で対向する部分に設置される検出手段５３により右側の出力アーム４２Ｂの端面との相対位置を検出し、この検出手段５３の検出出力と所定の目標値との偏差に基づき制御手段５４によりオイルコントロールバルブ５５を駆動することにより制御されるようになっている。

なお、検出手段５３は、一般的に公知の各種の非接触式の近接センサとされる。また、制御手段５４は、内燃機関１の動作制御を司るエンジンＥＣＵによって構成されたものとすることができるが、それとは別の独立したＥＣＵとすることができる。さらに、オイルコントロールバルブ５５は、駆動源５２としての油圧シリンダにおける油圧室内の油圧を制御するものであり、例えばシリンダヘッド１２内に設置される油圧経路（図示省略）に設置される。

ここで、動作を説明する。

仮に、入力アーム４１およびスライダギア４３が回転していない状態で、図１０に示す状態の右側の出力アーム４２Ｂのみを、上記調整手段５でもって図１１に示すように右側へ所定量変位させると、右側の出力アーム４２Ｂの軸方向推進力が、そのヘリカルスプライン４２ｂとスライダギア４３に備える一方のサイドヘリカルスプライン４３ｂとによって回転動力に変換されることになって、当該右側の出力アーム４２Ｂが螺旋回転することになるので、入力アーム４１に対して軸方向ならびに円周方向での相対位置が変化することになる。このとき、図中右側の弾性部材６が圧縮されて、図中左側の弾性部材７が伸張されるので、入力アーム４１と右側の出力アーム４２Ｂとの間で軸方向のがたつきが発生しないようになる。

このようにすれば、入力アーム４１に対する右側の出力アーム４２Ｂのみの相対位相差が調整される。ここでは、図１１のように右側の出力アーム４２Ｂを図の右側に移動させた場合には、入力アーム４１に対する右側の出力アーム４２Ｂのみの相対位相差が例えば図８に示す状態と同様に小さくなって、右側の出力アーム４２Ｂによる吸気バルブ１４のリフト量が小さくなるものとする。

そのため、操作部材５１による右側の出力アーム４２Ｂの軸方向変位量を調整すれば、例えば右側の出力アーム４２Ｂによる片方の吸気バルブ１４のリフト量をゼロとして閉じたままの状態にすることができる。つまり、この状態では、一つの気筒（燃焼室１３）に備える二つの吸気バルブ１４，１４のうちの片方を休止させた、いわゆる片弁休止状態となるのである。

もちろん、この片弁のリフト量つまり開度は、操作部材５１による右側の出力アーム４２Ｂの軸方向変位量を制御することによって小さくする方向で無段階に調整することができる。但し、単純に図１０に示す定常状態と図１１に示す片弁休止状態との二つの状態に切り替えるだけにしてもよい。その場合には、駆動源５２としての油圧シリンダにおけるピストンの駆動ストロークを管理するだけでよいから、検出手段５３を省略してもかまわない。

ところで、一般的に、例えばアイドリング運転や低負荷運転時等のように燃焼室１３への混合気導入速度が遅くなる状況において、二つの吸気バルブ１４，１４の開度を同一にしていると、燃焼室１３内の隅々へ混合気が行き届きにくくなるおそれがある。

このような状況では、上述したように図１０に示す状態の右側の出力アーム４２Ｂのみを、図１１に示すように右側へ所定量変位させれば、入力アーム４１に対する右側の出力アーム４２Ｂの相対位相差を小さくするように調整することができ、片方の吸気バルブ１４のリフト量を例えばゼロ、あるいは極僅かにすることができる。

ここで、片方の吸気バルブ１４のリフト量を例えばゼロにした場合には、残り片方の吸気ポート１２ａからのみ燃焼室１３に対して必要量の混合気が比較的勢いよく導入されることになるので、燃焼室１３内で混合気の旋回流（スワール）が発生しやすくなり、燃焼条件を良好とすることが可能になる。

また、片方の吸気バルブ１４のリフト量を例えば極僅かにした場合には、例えば二つの吸気バルブ１４，１４の開度を異ならせることができ、それによって二つの吸気ポート１２ａ，１２ａから燃焼室１３への混合気の導入量がアンバランスとなるので、燃焼室１３内で混合気の旋回流（スワール）が発生しやすくなり、燃焼条件を良好とすることが可能になる。

このような片弁単独制御については、片方の吸気バルブ１４の開度を任意に調整することができるので、上述した状況の他にも、内燃機関１の運転における適宜の状況において任意に行わせることができる。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。

（１）上記実施形態において、図１０において右側に配置される出力アーム４２Ｂを調整手段５で軸方向に変位させるようにした例を挙げたが、図１０において左側に配置される出力アーム４２Ａを調整手段５で軸方向に変位させるようにしてもよい。

但し、その場合、図示していないが、図１０の左側の出力アーム４２Ａとそれと軸方向で対向する隔壁２１との間に弾性部材６を設置し、この左側の出力アーム４２Ａと入力アーム４１との軸方向対向間に弾性部材７を設置し、アームアッセンブリ全体を図１０の右側に付勢するようにして、図１０の右側の出力アーム４２Ｂとそれと軸方向でタイミングする隔壁２１との間にシム８を介装する必要がある。

（２）上記実施形態に示した弾性部材６，７は、円筒コイルバネに限らず、一般的に公知の板ばねや皿ばねの他、各種のバネとすることができる。

（３）上記実施形態において、各気筒（燃焼室１３）に調整手段５をそれぞれ個別に設けて、各気筒における二つの吸気バルブ１４，１４または二つの排気バルブ１５，１５のうちの片方を単独で制御するように構成することができる。また、多気筒型エンジンの場合には、ピストンの動きが連動する気筒どうしを一つのグループとし、このグループに属する気筒すべてに設置する調整手段５を互いに連動させるようにすることも可能である。

（４）上記実施形態において、調整手段５の操作部材５１の形状やその動きについては特に限定されず、要するに、図１０の右側の出力アーム４２Ｂを軸方向に変位させるように機能するものであれば何でもよい。例えば操作部材５１そのものを用いずに、駆動源５２としての油圧シリンダにおけるピストンで図１０の右側の出力アーム４２Ｂの係止部４２ｅを直接的に押圧させるようにしてもよい。

（５）上記実施形態の調整手段５について、一気筒における二つの吸気バルブ１４，１４のリフト量を共にゼロとするような機能も付加させることができる。例えば図１２から図１４に示すように、調整手段５における操作部材５１に、図１２の左側に配置される出力アーム４２Ａに設けられる突片４２ｅに係止される係止部５１ｂが径方向外向きに突出する状態で設けられている。

この操作部材５１は、図１２に示す状態において、右側の係止部５１ａが右側の出力アーム４２Ｂの突片４２ｅに当接しているが、左側の係止部５１ｂは左側の出力アーム４２Ａの突片４２ｅに非接触となるように設定されている。この図１２に示す状態から図１３に示すように、操作部材５１を右側に変位させることによって右側の出力アーム４２Ｂを右側に所定量変位させたときに、操作部材５１の係止部５１ｂが左側の出力アーム４２Ｂの突片４２ｅに当接することになる。このとき、右側の出力アーム４２Ｂは、例えばリフト量がゼロとなるように設定される。

そして、図１３に示す状態から図１４に示すように、さらに操作部材５１を右側に変位させると、操作部材５１の係止部５１ｂでもって左側の出力アーム４２Ｂおよび入力アーム４１が共に右側に所定量変位されることになる。このとき、入力アーム４１が右側へ移動すると、当該入力アーム４１が非回転であるから、スライダギア４３が右側に螺旋移動されることになり、左側の出力アーム４２Ａは、例えばリフト量がゼロとなるように設定される。

このように図１４に示す状態にすれば、この気筒（燃焼室１３）に関する二つの吸気バルブ１４，１４を共に閉じたままとなり、この気筒の燃焼を休止させた、いわゆる気筒休止状態とすることができる。

したがって、この実施形態の可変動弁機構３の場合、コントロールシャフト３２でもって入力アーム４１に対する左右の出力アーム４２Ａ，４２Ｂの相対位相差を同時に変更調整する両弁同時制御を行うことができて、しかも、上記実施形態で説明したように片弁単独制御や、図１２から図１４に示したような気筒休止制御を行うことができる。

これにより、吸気バルブ１４，１４の開閉動作を適宜多彩なバリエーションとすることができるので、内燃機関１の運転状況に応じて良好な燃焼状態を確保するうえで有利となる。

（６）上記（５）では、調整手段５の操作部材５１に二つの突片５１ａ，５１ｂを設けて、上記片弁単独制御や上記気筒休止制御といった二つの機能を実行可能とする例を挙げたが、これら二つの機能を別々の調整手段でもって実現するように構成してもよい。

本発明に係る可変動弁機構を備える内燃機関を模式的に示す平面図である。 図１の（２）−（２）線断面の矢視図である。 図１の可変動弁機構の斜視図である。 図１のバルブリフト機構の分解斜視図である。 図４のバルブリフト機構のスライダギアとロッカシャフトとの関係を示す分解斜視図である。 図４のバルブリフト機構の上半分を破断して示す斜視図である。 図２の入力アームと出力アームとの相対位相差を最大にした場合の動作説明に用いる側面図である。 図２の入力アームと出力アームとの相対位相差を最小にした場合の動作説明に用いる側面図である。 図１の（９）−（９）線断面の矢視図である。 図９に示すアームアッセンブリの模式的に示す平面図である。 図１０に示す右側の出力アームによるリフト量をゼロとして片弁休止させた状態を示す平面図である。 本発明の他の実施形態で、図１０に対応する図である。 図１２に示す右側の出力アームによるリフト量をゼロとして片弁休止にさせた状態を示す平面図である。 図１３に示すアームアッセンブリ全体を右側に変位させて両弁休止つまり気筒休止にさせた状態を示す平面図である。

符号の説明

１ 内燃機関
１２ シリンダヘッド
１４ 吸気バルブ
１５ 排気バルブ
１６ 吸気カムシャフト
１７ 吸気カム
２１ 隔壁（支持台）
３ 可変動弁機構
３１ ロッカシャフト
３２ コントロールシャフト
３３ アクチュエータ（駆動手段）
４ バルブリフト機構
４１ 入力アーム（カム被打部材）
４２Ａ 出力アーム（バルブ打部材）
４２Ｂ 出力アーム（バルブ打部材）
４３ スライダギア
５ 調整手段
５１ 操作部材
５２ 駆動源
５３ 検出手段
５４ 制御手段
５５ オイルコントロールバルブ
６ 弾性部材

Claims (7)

1. 一気筒あたり少なくとも二つの吸気バルブまたは排気バルブを用いる内燃機関の前記少なくとも一方のバルブ群の作動特性を可変する可変動弁機構であって、
   シリンダヘッド上の複数の支持台にカムシャフトと平行に固定支持されるロッカシャフトの中心孔にコントロールシャフトを軸方向変位可能に挿通し、前記ロッカシャフトにおいて前記二つの支持台の間の領域に外周に軸方向三列のヘリカルスプラインを有するスライダギアを前記コントロールシャフトと連動可能に外装し、このスライダギアにおいてセンタヘリカルスプラインにカム被打部材をまた二つのサイドヘリカルスプラインに二つのバルブ打部材をそれぞれ外装し、前記コントロールシャフトを軸方向に変位させて前記カム被打部材に対する前記両バルブ打部材の相対位相差を同時に変更可能に構成しており、
   かつ、前記片方のバルブ打部材のみを前記カム被打部材に対して遠近変位させて前記カム被打部材に対する前記片方のバルブ打部材の相対位相差を調整可能に構成していることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
2. 一気筒あたり少なくとも二つの吸気バルブまたは排気バルブを用いる内燃機関の前記少なくとも一方のバルブ群の作動特性を可変する可変動弁機構であって、
   シリンダヘッド上の複数の支持台にカムシャフトと平行に固定支持されるロッカシャフトと、
   このロッカシャフトの中心孔に軸方向変位可能に挿通されるコントロールシャフトと、
   このコントロールシャフトと連動可能に前記ロッカシャフトにおいて前記二つの支持台の間の領域に外装されかつ外周に軸方向三列のヘリカルスプラインを有するスライダギアと、
   このスライダギアのセンタヘリカルスプラインに外装されるカム被打部材と、
   前記スライダギアの二つのサイドヘリカルスプラインに個別に外装される二つのバルブ打部材と、
   必要に応じて前記コントロールシャフトを軸方向に変位させてスライダギアおよび前記両バルブ打部材を前記カム被打部材に対し回動させることにより前記カム被打部材に対する前記両バルブ打部材の相対位相差を同時に調整する駆動手段と、
   必要に応じて片方のバルブ打部材のみを前記カム被打部材に対して遠近変位させることにより前記カム被打部材に対する前記片方のバルブ打部材の相対位相差を調整する調整手段とを含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
3. 請求項２において、前記カム被打部材と両バルブ打部材とからなるアッセンブリ全体を前記一方の支持台側へ向けて付勢する弾性部材をさらに含み、前記調整手段は、前記他方の支持台側に配置されるバルブ打部材のみを動かすものとされることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
4. 請求項２または３において、前記調整手段は、前記バルブ打部材に係止される係止部を有する操作部材と、要求に応じて前記操作部材を動かす駆動源とを有することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
5. 請求項４において、前記操作部材は、前記コントロールシャフトと平行に配置される直線形状の棒からなり、前記駆動源は、前記操作部材をその長手方向に直線変位させるものとされることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
6. 請求項２から５のいずれかにおいて、前記調整手段は、前記片方のバルブ打部材と前記カム被打部材との相対位置を検出する検出手段と、この検出手段の検出出力と目標値との偏差に基づき前記駆動源を制御する制御手段とをさらに有することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
7. 請求項２から６のいずれかにおいて、必要に応じて前記カム被打部材と両バルブ打部材とからなるアッセンブリ全体を軸方向に変位させることにより前記カム被打部材に対する前記両バルブ打部材の相対位相差を同時に調整する第２調整手段をさらに含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。

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