JP2007239494A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気量の増大を図るとともに、作動時の音振性能を向上させることができる可変動弁装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、クランクシャフトに連動して回転する駆動軸１０に揺動可能に取付けられた揺動カム１３と、揺動カム１３の揺動によりリフタボア内を摺動するバルブリフタ２と、バルブリフタ２の冠面２ａの反対面に、同心に設けられたボス２ｂと、ボス２ｂと当接し、バルブリフタ２の上下動に応じてポートを開閉するバルブ１と、バルブ１のバルブリフト特性を変更可能な可変動弁機構を備え、揺動カム１３の揺動時に、揺動カム１３がバルブリフタ２の冠面２ａを摺動する方向に、揺動カム１３の揺動中心とバルブリフタ２の中心とをオフセットして配置するとともに、バルブ１の軸心とバルブリフタ２の中心とを同じく摺動方向にオフセットして配置するようにしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気制御を行う可変動弁装置に関する。

内燃機関の出力や燃費の向上を図るために、吸気バルブ及び排気バルブのバルブリフト特性を変更することができる可変動弁装置が知られている。

特許文献１では、吸気バルブのリフト量および作動角（以下「リフト」と称する）を同時に変化させることにより、ポンピングロスを低減させ、スロットル弁に依存せずに吸気量を制御することのできる技術が開示されている。
特開２００２−２５６９０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、揺動カムの揺動中心、バルブリフタの冠面の中心及びバルブの軸心が一致するように配置されるため、さらなるバルブのリフトの増大を図ることできない。そのため、吸気量を増大することができず、内燃機関の出力や燃費をより向上させることができないという問題がある。

そこで、本発明では、吸気量の増大を図るとともに、作動時の音振性能を向上させることができる可変動弁装置を提供することを目的とする。

本発明は、クランクシャフトに連動して回転する駆動軸に揺動可能に取付けられた揺動カムと、揺動カムの揺動によりリフタボア内を摺動するバルブリフタと、バルブリフタの冠面の反対面に、同心に設けられたボスと、ボスと当接し、バルブリフタの上下動に応じてポートを開閉するバルブと、バルブのバルブリフト特性を変更可能な可変動弁機構を備え、揺動カムの揺動時に、揺動カムがバルブリフタの冠面を摺動する方向に、揺動カムの揺動中心とバルブリフタの中心とをオフセットして配置するとともに、バルブの軸心とバルブリフタの中心とを同じく摺動方向にオフセットして配置するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、バルブリフタの中心と揺動カムの揺動中心とをオフセットして配置する。また、バルブ、バルブリフタの配置は、例えば、そのオフセットに基づいて決定する。

一例として、オフセットが小さい場合には、揺動カムの揺動中心とバルブの軸心とが同一直線上になるように配置する。また、オフセットが中程度の場合には、バルブはバルブリフタの中心から揺動カムのオフセット方向と同方向にずらして配置する。さらに、オフセットが大きい場合には、バルブはバルブリフタの中心から揺動カムのオフセット方向と反対方向にずらして配置する。

これにより、吸気量を増大させることができ、内燃機関の出力特性を向上させることが可能となるとともに、揺動カムの揺動時に生じるバルブリフタの倒れを抑制でき、可変動弁装置の動作時の音振性能を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る可変動弁装置の概略図である。

なお、図１は、一気筒当たり２つの吸気バルブを備える多気筒内燃機関であり、一気筒分を代表して示したものである。

この可変動弁装置は、吸気バルブのリフトを変化させ得るリフト可変機構１００と、吸気バルブ１が最大リフトを迎えるクランク角度位置の位相を進角側もしくは遅角側に変化させ得る位相可変機構３０とを備える。

リフト可変機構１００は、図示しないシリンダヘッド上部のカムブラケットに回転自在に支持される駆動軸１０と、この駆動軸１０の上方位置でカムブラケットによって回転自在に支持され、駆動軸１０と平行に配置される制御軸２０とを備える。

この駆動軸１０は、タイミングチェーンまたはタイミングベルを介して内燃機関のクランクシャフトによって駆動される。駆動軸１０には、偏心カム１１が圧入等によって固定されている。円形外周面を有する偏心カム１１は、その外周面の中心が駆動軸１０の軸心から所定量だけオフセットされている。そして、偏心カム１１の外周面には、リンクアーム１２の環状部が回転可能に嵌合している。リンクアーム１２は、連結ピン１４を介してロッカアーム２２の一端と連結する。また、ロッカアーム２２の他端は、連結ピン２４を介してリンク部材２３の上端と連結する。ロッカアーム２２の略中央部は、制御軸２０の偏心カム部２１に揺動自在に支持される。偏心カム部２１は制御軸２０の軸心から偏心しているため、制御軸２０の回転角度位置に応じてロッカアーム２２の揺動中心が変化する。

揺動カム１３は、駆動軸１０の外周に回転自在に嵌合している。この揺動カム１３は、吸気バルブ１の上端部に配置さているバルブリフタ２に当接するように配置されている。揺動カム１３から側方へ延びた端部は、連結ピン１５を介してリンク部材２３の下端と連結する。

揺動カム１３は、バルブリフタ２と接する摺動面に駆動軸１０と同心の円弧をなす基円面１３ａと、その基円面１３ａから所定の曲線を描いて延びるカム面１３ｂとが連続して形成されている。この基円面１３ａ及びカム面１３ｂが揺動カム１３の揺動位置に応じてバルブリフタ２の上面と順次接触するため、バルブリフタ２が図示しないリフタボア内を上下動する。基円面１３ａは、ベースサークル区間として、吸気バルブ１のリフト量がゼロとなる区間である。また、カム面１３ｂは、リフト区間として、徐々に吸気バルブ１が下方にリフトしていく区間である。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。

制御軸２０は、一端に設けられたリフト制御用アクチュエータ２５により所定の角度範囲内で回転する。このリフト制御用アクチュエータ２５は、例えばサーボモータ等からなり、エンジンコントロールユニット４０（以下「ＥＣＵ４０」と称する）からの制御信号に基づいてウォームギア２６を介して制御軸２０を制御する。この制御軸２０の回転角度は、制御軸センサ４１によって検出され、ＥＣＵ４０に出力される。

上述した駆動軸１０の端部には位相可変機構３０を有する。位相可変機構３０は、駆動軸１０の端部に設けられるスプロケット３１と、このスプロケット３１と駆動軸１０とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ３２とから構成されている。

スプロケット３１は、図示しないタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介してクランクシャフトと連動する。位相制御用アクチュエータ３２は、ＥＣＵ４０からの制御信号によって制御される。この位相可変機構３０の制御状態は、駆動軸１０の回転位置に応答する駆動軸センサ４２によって検出され、ＥＣＵ４０に出力される。

次に、リフト可変機構１００及び位相可変機構３０の作用について説明する。

駆動軸１０が図示しないクランクシャフトにより回転すると、偏心カム１１の作用によってリンクアーム１２が上下動し、ロッカアーム２２が揺動する。ロッカアーム２２の揺動は、ロッカアーム２２に連結するリンク部材２３を介して揺動カム１３へ伝達され、揺動カム１３が揺動する。この揺動カム１３の揺動により、バルブリフタ２が押圧されて吸気バルブ１が下方にリフトする。

また、リフト制御用アクチュエータ２５によって制御軸２０の回転角度が変化すると、ロッカアーム２２の初期位置も変化する。その結果、揺動カム１３の初期揺動位置も変化する。

偏心カム部２１が図の上方に位置している場合には、ロッカアーム２２は全体として上方に位置する。そのため、揺動カム１３の連結ピン１５側の端部は、相対的に上方へ引き上げられる。つまり、揺動カム１３の初期位置は、そのカム面１３ｂがバルブリフタ２から離れる方向に傾く。このような状態で、駆動軸１０の回転に伴って揺動カム１３が揺動すると、揺動カム１３の基円面１３ａが長くバルブリフタ２に接触し続けるため、カム面１３ｂがバルブリフタ２に接触する時間が短くなる。したがって、吸気バルブ１のリフト量が全体として小さくなり、吸気バルブ１の開時期から閉時期までのクランク角度区間も縮小する。

偏心カム部２１が図の下方へ位置している場合には、ロッカアーム２２は全体として下方へ位置する。揺動カム１３の連結ピン１５側の端部は、相対的に下方へ押し下げられる。つまり、揺動カム１３の初期位置は、そのカム面１３ｂがバルブリフタ２に近付く方向に傾く。このような状態で、駆動軸１０の回転に伴って揺動カム１３が揺動した場合には、基円面１３ａがバルブリフタ２に接触する期間が短くなり、カム面１３ｂがバルブリフタ２に接触する時間が長くなる。したがって、吸気バルブ１のリフト量が全体として大きくなり、吸気バルブ１の作動角も拡大する。

このように、偏心カム部２１の初期位置は連続的に変化させることができ、吸気バルブ１のリフトを連続的に変化させることができる。

位相可変機構３０は、位相制御用アクチュエータ３２の作用により、スプロケット３１と駆動軸１０とを相対的に回転させる。そのため、吸気バルブ１のリフト中心角は、クランク角に対して遅れたり進んだりする。

上述したリフト可変機構１００と位相可変機構３０とを備えた可変動弁装置によれば、スロットル弁に依存せずに、吸気バルブ１の開閉を制御することにより吸気量を制御できる。また、リフト可変機構１００においては、吸気バルブ１の閉時期を早くなると吸気バルブ１の開時期が遅れるという特性となり、位相可変機構３０によって任意のクランク角度位置における吸気バルブ１の開閉制御が可能となる。

このような可変動弁装置では、揺動カム１３の速度を増加して吸気バルブ１のリフト速度を増加させることで、シリンダ内の吸入負圧が大きくなる時期に短時間で吸気バルブ１を開弁させることができ、吸気量が増大する。しかしながら、揺動カム１３の速度を増加させると、揺動カム１３とバルブリフタ２との間の面圧及び衝撃荷重が増大して、揺動カム１３とバルブリフタ２との焼き付きや摩耗の促進等の問題が生じる。

そこで、第１の実施形態においては、揺動時の揺動カム１３がバルブリフタ２の冠面２ａ上を摺動する距離（以下「トラベル」と称する）を可能な限り長くし、吸気量を増大させ、内燃機関の性能向上を図る。

図２及び図３は、吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を示す概略図である。Ｘ₁は揺動カム１３のベースサークル１６の中心を通る中心線を示す。

図２においては、揺動カム１３のベースサークル１６の中心（揺動中心）は、バルブリフタ２の中心と一致し、吸気バルブ１の軸心も同一直線Ｘ₁上にある。

図２（Ａ）においては、揺動カム１３の基円面１３ａとバルブリフタ２の冠面２ａが接するため、吸気バルブ１はリフトしない。図２（Ｂ）においては、揺動カム１３のカム面１３ｂがバルブリフタ２の冠面２ａを押圧し、吸気バルブ１がリフトする。このように揺動カム１３が揺動することにより、吸気バルブ１が図示しない吸気ポートを開閉弁する。このように、吸気バルブ１の軸心、バルブリフタ２の中心及び揺動カム１３のベースサークル１６の中心が同一直線上にある場合には、揺動カム１３の揺動時のトラベルはバルブリフタ２の半径とほぼ一致する。

吸気バルブ１の軸心、バルブリフタ２の中心及び揺動カム１３のベースサークル１６の中心が一致する場合には、揺動カム１３のカム面１３ｂは、バルブリフタ２の中心から右側の冠面２ａとのみ接触する。そのため、バルブリフタ２がリフトする場合には、揺動カム１３のカム面１３ｂが冠面２ａを押圧し、その押圧力によりバルブリフタ２の右側においてバルブリフタ２の倒れ（以下「右方向への倒れ」と称する）が発生する。

図３は、トラベルを増加させる場合の吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を示す概略図である。Ｘ₁は揺動カム１３のベースサークル１６の中心を通る中心線を示し、Ｘ₂はバルブリフタ２の中心を通る中心線を示す。

図３に示すように、揺動カム１３のベースサークル１６の中心は図の左方向にオフセットしている。吸気バルブ１は、その軸心がバルブリフタ２の中心の中心線Ｘ₂上になるように配置する。このように配置した場合には、揺動時に揺動カム１３がバルブリフタ２の冠面２ａと接する距離を長くすることができるため、吸気バルブ１のリフトが増大し、吸気量も増加する。

しかしながら、図３に示すように、揺動カム１３を吸気バルブ１及びバルブリフタ２からオフセットすると、揺動カム１３のカム面１３ｂがバルブリフタ２の中心から右側だけでなく左側においても冠面２ａと接触する。そのため、バルブリフタ２のリフト時に揺動カム１３のカム面１３ｂが冠面２ａを押圧し、バルブリフタ２にはその押圧力により右方向への倒れが生じるだけでなく、左側においても倒れ（以下「左方向への倒れ」）が発生する。

このように、揺動カム１３を吸気バルブ１及びバルブリフタ２からオフセットした場合には、トラベルが増大して吸気量も増加するが、揺動カム１３の揺動に伴う倒れモードが増加する。そのため、図示しないリフタボアとバルブリフタ２との間隙において異音が生じ、可変動弁装置作動時の音振性能が悪化するという問題がある。

そこで、第１の実施形態おいては、揺動カム１３のベースサークル１６のオフセットに基づいて、吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を決定する。そして、バルブリフタ２の倒れに基づいて音振性能を抑制するとともに揺動カム１３のトラベルの増加を図る。

図４から図６は、第１の実施形態における吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を示す概略図である。Ｘ₁は揺動カム１３のベースサークル１６の中心を通る中心線を示し、Ｘ₂はバルブリフタ２の中心を通る中心線を示す。また、Ｘ３は吸気バルブ１の軸心を通る中心線を示す。

（１）式及び（２）式を満たす場合には、オフセットが小さい場合と定義し、吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を決定する。ここで、吸気バルブ１の軸の半径をｒ_V、バルブリフタ２のボス２ｂの半径をｒ_L及び揺動カム１３のベースサークル１６とバルブリフタ２との中心間のオフセットをｓとする。

オフセットｓが小さい場合には、図４に示すように、吸気バルブ１の軸心が揺動カム１３のベースサークル１６の中心を通る中心線Ｘ₁上になるように配置する。

このような配置の場合には、揺動カム１３のカム面１３ｂはバルブの軸心よりも右側で冠面２ａに接触する。そのため、揺動カム１３が揺動しても、バルブリフタ２は図の右方向のみにしか倒れず、倒れモードの増加が抑制される。

また、（３）式及び（４）式を満たす場合には、オフセットｓが中程度と定義し、図５に示すように、吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を決定する。

オフセットｓが中程度の場合には、揺動カム１３のベースサークル１６の中心と吸気バルブ１の軸心とが異なるように配置する。例えば、図５に示すように、吸気バルブ１は揺動カム１３のオフセット方向と同方向にずらし、吸気バルブ１の左端とバルブリフタ２のボス２ｂの左端とが略合致するように配置する。

図５のように配置する場合は、揺動カム１３のベースサークル１６の中心と吸気バルブ１の軸心とは同一線上にはないが、揺動カム１３のカム面１３ｂは吸気バルブ１の右側の冠面２ａと接触する。そのため、揺動カム１３が揺動しても、バルブリフタ２は図の右方向のみにしか倒れず、倒れモードの増加が抑制される。

さらに、（５）式及び（６）式を満たす場合はオフセットｓが大きいと定義し、図６に示すように、吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を決定する。

オフセットｓが大きい場合には、揺動カム１３のベースサークル１６の中心と吸気バルブ１の軸心とが異なるように配置する。例えば、図６に示すように、吸気バルブ１は揺動カム１３のオフセット方向と反対方向にずらし、吸気バルブ１の右端とバルブリフタ２のボス２ｂの右端とが略合致するように配置する。

図６のように配置する場合には、揺動カム１３のカム面１３ｂは吸気バルブ１に対して両側の冠面２ａと接触する。そのため、揺動カム１３が揺動すると、バルブリフタ２には図の左右両方向への倒れが発生し、バルブリフタ２の倒れモードは増加する。しかしながら、図６のように、吸気バルブ１の右端とバルブリフタ２のボス２ｂの右端とが略合致するように配置すると、吸気バルブ１の軸心に対するトラベルの左右差が抑制されるため、バルブリフタ２が右側に大きく倒れることを防止でき、両方向への倒れを均一にすることができる。

このように、第１の実施形態においては、バルブリフタ２の倒れや倒れモードの増加を抑制することができる。

図７は、揺動カム１３のベースサークル１６の中心のみをオフセットした場合（図３）と、揺動カム１３のベースサークル１６の中心と吸気バルブ１の軸心とを同一直線上に配置した場合（図４）とにおいて、異音の発生を比較した官能評価結果である。

異音は、バルブリフタ２とリフタボアとの間の間隙に起因して生じる。特に、バルブリフタ２が鉄製、リフタボアがアルミニウム製である場合には、線膨張係数がアルミニウムの方が大きいため、油温が高い場合にはバルブリフタ２とリフタボアとの間の間隙が大きくなり異音が生じやすくなる。そのため、左右方向に倒れモードを有する図３のような配置にした場合には、図７に示す通り、間隙が大きくなる高油温時において異音の発生が認められる。しかしながら、揺動カム１３のベースサークル１６の中心と吸気バルブ１の軸心とを同一直線上に配置した場合には、図４の左方向への倒れモードの増加が抑制されるため、間隙が大きくなる高油温時においても異音の発生が認められない。

以上により、第１の実施形態は以下の効果を得ることができる。

第１の実施形態に係る可変動弁装置では、バルブリフタ２の中心と揺動カム１３のベースサークル１６の中心とをオフセットするため、揺動カム１３の揺動時のトラベルが増加する。これにより、吸気量を増大させることができ、内燃機関の出力特性などの性能を向上させることが可能となる。

第１の実施形態では、吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を、バルブリフタ２の中心と揺動カム１３のベースサークル１６の中心とのオフセットに基づいて決定する。

オフセットが小さい場合には、揺動カム１３のベースサークル１６の中心と吸気バルブ１の軸心とが同一直線上になるように配置するため、揺動カム１３が揺動しても倒れモードの増加を抑制できる。これにより、バルブリフタ２とリフタボアの間隙で生じる異音の発生を抑制できる。

また、オフセットが中程度の場合には、吸気バルブ１は揺動カム１３のオフセット方向と同方向にずらして配置する。そのため、揺動カム１３の揺動時の倒れモードの増加が抑制され、バルブリフタ２とリフタボアの間隙で生じる異音の発生を抑制できる。

さらに、オフセットが大きい場合には、吸気バルブ１は揺動カム１３のオフセット方向と反対方向にずらして配置するため、バルブリフタ２の一方への倒れを効果的に抑制でき、揺動カム１３の揺動時に発生する異音を可能な限り抑制できる。

このように、第１の実施形態においては、吸気量を増大させることにより内燃機関の出力特性を向上させることができるとともに可変動弁装置の動作時の音振性能を向上させることが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図８を参照して説明する。

第２の実施形態の可変動弁装置の構成は、第１の実施形態と同様であるが、バルブリフタ２のボス２ｂの形状において一部相違する。つまり、第２の実施形態では、バルブリフタ２のボス２ｂを球面形状としたもので、以下にその相違点について説明する。

図８は、第２の実施形態に係る吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を示す概略図である。

吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３は、第１の実施形態と同様に、揺動カム１３のベースサークル１６とバルブリフタ２との中心のオフセットｓに基づいて配置される。また、吸気バルブ１の後端１ａは、ボス２ｂの球面形状に接触するように配置される。

図９は、ボス２ｂの形状の違いによるバルブリフタ２の倒れを比較した概略図である。
ここで、図９（Ａ）はボス２ｂが平坦形状である場合を示す。また、図９（Ｂ）はボス２ｂを球面形状にした場合を示す。

図９（Ａ）に示すように、ボス２ｂが平坦形状である場合には、揺動カム１３の揺動によって、バルブリフタ２は吸気バルブ１の後端１ａの一点を基点として倒れが発生する。そのため、その倒れの基点部分において、吸気バルブ１及びバルブリフタ２のボス２ｂに偏摩耗が生じる。

一方、ボス２ｂが球面形状である場合には、図９（Ｂ）に示すように、揺動カム１３が揺動すると、バルブリフタ２は、バルブリフタ２のボス２ｂが吸気バルブ１の後端１ａの面に摺動するようにして倒れが生じる。

したがって、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、バルブリフタ２の倒れに起因する吸気バルブ１の後端１ａ及びバルブリフタ２のボス２ｂの偏摩耗を防止することが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図１０を参照して説明する。

第３の実施形態の可変動弁装置の構成は、第１の実施形態と同様であるが、バルブリフタ２のボス２ｂに接する吸気バルブ１の後端１ａの形状において一部相違する。つまり、第３の実施形態では、吸気バルブ１の後端１ａを球面形状としたもので、以下にその相違点について説明する。

図１０は、第３の実施形態に係る吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３の配置を示す概略図である。

吸気バルブ１、バルブリフタ２及び揺動カム１３は、第１の実施形態と同様に、揺動カム１３のベースサークル１６とバルブリフタ２との中心のオフセットｓに基づいて配置される。また、吸気バルブ１の球面状の後端１ａは、ボス２ｂに接触するように配置される。

吸気バルブ１の後端１ａは球面形状をしているため、揺動カム１３が揺動すると、バルブリフタ２は、バルブリフタ２のボス２ｂが吸気バルブ１の後端１ａの球面形状に摺動するようにして倒れが生じる。そのため、第２の実施形態と同様に、バルブリフタ２の倒れに起因する吸気バルブ１の後端１ａ及びバルブリフタ２のボス２ｂの偏摩耗が抑制される。

以上のように、第３の実施形態では、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白であり、例えば、本発明を排気装置に適用するようにしてもよい。

本発明に係る可変動弁装置の概略図である。 従来の吸気バルブ、バルブリフタ及び揺動カムの配置を示す概略図である。 揺動カムのトラベルを増加させるための吸気バルブ、バルブリフタ及び揺動カムの配置を示す概略図である。 オフセットが小さい場合における、吸気バルブ、バルブリフタ及び揺動カムの配置を示す概略図である。 オフセットが中程度の場合における、吸気バルブ、バルブリフタ及び揺動カムの配置を示す概略図である。 オフセットが大きい場合における、吸気バルブ、バルブリフタ及び揺動カムの配置を示す概略図である。 異音発生についての官能評価結果である。 第２の実施形態に係る吸気バルブ、バルブリフタ及び揺動カムの配置を示す概略図である。 バルブリフタのボス形状の違いによるバルブリフタの倒れを比較した概略図である。 第３の実施形態に係る吸気バルブ、バルブリフタ及び揺動カムの配置を示す概略図である。

符号の説明

１００ リフト可変機構
１ 吸気バルブ（バルブ）
１ａ 後端
２ バルブリフタ
２ａ 冠面
２ｂ ボス
１０ 駆動軸
１１ 偏心カム
１２ リンクアーム
１３ 揺動カム
１６ ベースサークル
２０ 制御軸
２１ 偏心カム部
２２ ロッカアーム
２３ リンク部材
２５ リフト制御用アクチュエータ
３０ 位相可変機構（バルブ閉時期可変機構）
４０ ＥＣＵ

Claims (13)

1. クランクシャフトに連動して回転する駆動軸に揺動可能に取付けられた揺動カムと、
   前記揺動カムの揺動によりリフタボア内を摺動するバルブリフタと、
   前記バルブリフタの冠面の反対面に、同心に設けられたボスと、
   前記ボスと当接し、前記バルブリフタの上下動に応じてポートを開閉するバルブと、
   前記バルブのバルブリフト特性を変更可能な可変動弁機構とを備え、
   前記揺動カムの揺動時に、揺動カムが前記バルブリフタの冠面を摺動する方向に前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とをオフセットして配置するとともに、前記バルブの軸心と前記バルブリフタの中心とを同じく摺動方向にオフセットして配置するようにしたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記可変動弁機構は、
   前記バルブのリフトを変化させ得るリフト可変機構と、
   前記バルブの閉時期を変化させ得るバルブ閉時期可変機構とからなることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記リフト可変機構は、
   前記駆動軸により回転駆動される偏心カムと、
   前記偏心カムに摺動可能に嵌合されるリンクアームと、
   前記駆動軸に平行に配置され、シリンダヘッドに回転可能に支持される制御軸と、
   前記制御軸の偏心カム部に回転可能に支持され、前記リンクアームにより揺動駆動されるロッカアームと、
   前記ロッカアームに連結され、前記揺動カムを揺動させるリンク部材と、
   前記制御軸の偏心カム部の回転角度位置を制御可能なアクチュエータとを備えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記バルブ閉時期可変機構は
   クランクシャフトにより駆動されるとともに、前記駆動軸と同心に回転可能に配置されるスプロケットと、
   前記スプロケットと前記駆動軸の間に装着され、前記スプロケットと前記駆動軸の位相を制御可能なアクチュエータを備えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記バルブの軸心と前記バルブリフタの中心とのオフセットは、
   前記揺動カムの揺動中心と前記ボスの中心とのオフセットに基づいて決定するようにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。
6. 前記バルブの軸心と前記バルブリフタの中心とのオフセットは、
   前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とのオフセットが、第１の所定値以下の場合には、前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とのオフセットを同一にして、前記バルブの軸心と前記揺動カムの揺動中心とを同一直線上に配置するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置。
7. 前記バルブの軸心と前記バルブリフタの中心とのオフセットは、
   前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とのオフセットが第１の所定値よりも大きく、第２の所定値以下の場合には、前記揺動カムをオフセットする方向と同方向にオフセットするようにしたことを特徴とする請求項５または６に記載の内燃機関の可変動弁装置。
8. 前記バルブの軸心と前記バルブリフタの中心とのオフセットは、
   前記揺動カムの揺動中心と前記ボスの中心とのオフセットが第２の所定値よりも大きい場合には、前記揺動カムをオフセットする方向と反対方向にオフセットするようにしたことを特徴とする請求項５から７のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。
9. 前記バルブの軸心と前記バルブリフタの中心とのオフセットは、
   前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とのオフセット量をｓ、前記ボスの半径をｒ_L、前記バルブの軸半径をｒ_Vとして、０≦ｓ≦ｒ_L−ｒ_Vかつｒ_V≦ｒ_L満たす場合には、
   前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とのオフセット量と同一にして、前記バルブの軸心と前記揺動カムの揺動中心とを同一直線上に配置するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置。
10. 前記バルブの軸心と前記バルブリフタの中心とのオフセットは、
    前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とのオフセット量ｓがｒ_L−ｒ_V＜ｓ≦ｒ_Lかつｒ_V≦ｒ_Lを満たす場合には、
    前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とをオフセットする方向と同方向にオフセットし、前記バルブの軸の外径の一部と前記ボスの外径の一部とが一致するようにしたことを特徴とする請求項５または６に記載の内燃機関の可変動弁装置。
11. 前記バルブの軸心と前記バルブリフタの中心とのオフセットは、
    前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とのオフセット量ｓがｒ_L＜ｓかつｒ_V≦ｒ_Lを満たす場合には、
    前記揺動カムの揺動中心と前記バルブリフタの中心とをオフセットする方向と反対方向にオフセットし、前記バルブの軸の外径の一部と前記ボスの外径の一部とが一致するようにしたことを特徴とする請求項５から７のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。
12. 前記ボスは、前記バルブの後端と当接する面が球面状であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。
13. 前記バルブは、前記ボスと当接する前記バルブの後端が球面状であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。

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