JP2009236009A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、重量の低減化や設置性の向上を図った内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【解決手段】本発明の内燃機関の可変動弁装置は、隣接する気筒４ａ，４ｂの不等速継手２２，２３の双方に共通な開弁期間設定部４０を採用して、隣接する気筒４ａ，４ｂの第１中間回転部材２６ａおよび第２中間回転部材２６ｂの双方の偏心位置を共に変位させ、隣接する気筒４ａ、４ｂのバルブ８の開弁期間が一度に設定で行われるようにした。同構成により、開弁期間設定部４０は、気筒毎に設けずに、隣接する気筒４ａ，４ｂで１つの割合で設ければよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、不等速回転の速度変化を用いてバルブの開弁期間の可変を行う内燃機関の可変動弁装置に関する。

自動車に搭載されるレシプロ式の複数気筒のエンジン（内燃機関）では、適切に吸気や排気のバルブのバルブ特性を制御するため、エンジンの運転状態に応じてバルブの開弁期間を変化させる方式の可変動弁装置が開発されている。
この方式の可変動弁装置の多くは、特許文献１に開示されているようにエンジンの気筒列に沿って延びるカムシャフト（カム駆動シャフト）の外周面に、気筒毎にカムローブを回転自在に設け、これらカムローブとカムシャフト間に不等速継手を組み付ける構造が用いられている。不等速継手の多くは、気筒毎、カムシャフトの外周面に、カムシャフトの周りを偏心しながら回転するハーモニックリング（中間回転部材）を設けた構造が用いられている。そして、エンジンのクランク軸出力で駆動されるカムシャフトの一定角速度の回転を、気筒毎のハーモニックリングで、それぞれ所定の周期で角速度が変わる不等速回転に変化させてから、カムローブへ伝わるようにしている。

こうした方式の可変動弁装置には、特許文献１に示されるように不等速継手毎（気筒毎）に、バルブの開弁期間を設定する開弁期間設定部を組み付けた構造が用いられている。この開弁期間設定部の多くは、特許文献１のようにカムシャフトの外周面に、気筒毎、カムシャフトの軸心と偏心する偏心軸部を回転自在に嵌挿して、この偏心軸部の外周面でハーモニックリングを偏心回転可能に支える構造とする。そして、気筒毎の各偏心軸部に、カムシャフトの軸心と同一の軸心をもつ入力ギヤを一体に設けた構造が用いられている。つまり、入力ギヤを回転変位させ、偏心軸部を回転変位すると、偏心軸部の軸心位置がカムシャフトの軸心位置から位相して、バルブの最大リフトさせるときの速度が変化する。これにより、バルブの開弁期間は、カムシャフトが１回転する間に増減変化するハーモニックリングの回転速度と、カムシャフトの軸心とハーモニックリングの軸心（偏心軸部の軸心）の偏心位相とにより変化する。これで、エンジンの運転状態に応じた開弁期間の設定が行われるようにしている。
特開平１０−２８０９２５号公報

ところで、シリンダヘッドは、エンジンの軽量化を図るうえで、できるだけ軽量であることが望ましい。特に可変動弁動弁装置は、シリンダヘッドに組み付く装置なので、できる限り、軽量化に優れた構造であることが求められる。
ところが、特許文献１に示されるように偏心機構を用いた可変動弁装置は、多くの部品を用いるため、複数の気筒用のエンジンでは、かなり重量的な負担が大きく、シリンダヘッドの重量がかさみやすい。特に可変動弁装置は、気筒毎に、それぞれ同一の構造を組み付ける構造なので、多気筒エンジンだと、重量の増加が顕著に表れる。しかも、シリンダブロックにおけるスペースは限られているために、部品点数が多い可変動弁装置は、シリンダヘッドに設置にしにくい傾向にある。

そこで、本発明の目的は、重量の低減化や設置性の向上を図った内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、隣接する気筒の不等速継手の双方に共通な開弁期間設定部を採用して、隣接する気筒の第１中間回転部材および第２中間回転部材の双方の偏心位置を共に変位させ、隣接する気筒のバルブの開弁期間が一度に設定で行われるようにした。
これにより、開弁期間設定部は、気筒毎に設けずに、隣接する気筒で１つの割合で設ければすむ。

請求項２に記載の発明は、さらに、簡単な構造で開弁期間設定部の共用化が実現できるよう、開弁期間設定部は、隣接するカムローブ間のカム駆動シャフトの外周面に回転自在に嵌めた偏心軸部と、偏心軸部に設けられた入力ギヤ部とを有した構造とし、この偏心軸部の外周面に第１中間回転部材と第２中間回転部材を回転自在に嵌めて、入力ギヤ部が回転すると、偏心軸部の変位により、第１中間回転部材と第２中間回転部材との偏心位置が共に変化するようにした。

請求項３に記載の発明は、さらに、開弁期間設定部を操作する操作部材の負担が低減されるよう、内燃機関は、１番気筒、３番気筒、４番気筒および２番気筒の順で点火が行われる４気筒の内燃機関で、隣接する気筒は、１番気筒と２番気筒、３番気筒と４番気筒として、開弁期間設定部に作用する衝撃を減少させた。

請求項１の発明によれば、開弁期間設定部は、隣接する気筒の不等速継手の双方で共用されるから、従来のように気筒毎に設ける必要はなく、隣接する２つの気筒毎に１つの割合で設ければよい。
したがって、可変動弁装置は、部品点数が削減され、重量の低減化を図ることができる。しかも、可変動弁装置は、部品点数の削減により簡素化されるから、シリンダヘッドに設置しやすくなる。

請求項２の発明によれば、さらに、開弁期間設定の共用化は、カム駆動シャフトの外周面に、隣接する気筒の中間回転部材を共に支える偏心軸部を回転自在に嵌め、同偏心軸部に一体な入力ギヤ部を設けるという、簡単な構造で実現できる。
請求項３の発明によれば、さらに、隣接する気筒は、１番気筒、３番気筒、４番気筒および２番気筒の順で点火が行われる４気筒の内燃機関のうちの１番気筒と２番気筒、３番気筒と４番気筒とすると、開弁期間設定部に加わるカム駆動時のねじりトルクが減少され、開弁期間設定部を操作する操作部材の負担を低減することができる。

以下、本発明を図１〜図６に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は本発明を適用した可変動弁装置の断面図を示している。同図を説明すると、図１中１は、複数気筒の内燃機関のシリンダブロック、例えば４気筒のレシプロ式ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）のシリンダブロック（図１にだけ図示）を示し、２は同シリンダブロック２の頭部に搭載されたシリンダヘッドを示している。

まず、エンジンの基本構造を説明すると、シリンダブロック１には、エンジンの前後方向に直列に並んで４つの気筒４ａ〜４ｄが形成されている。これら気筒４ａ〜４ｄ内には、ピストン５がそれぞれ往復動動可能に収められている。ピストン５は、いずれも図示はしないが、コンロッドを介してクランクシャフトに接続してある。
シリンダヘッド２の下面には、気筒４ａ〜４ｄに対応して、燃焼室６ａ〜６ｄが形成されている。燃焼室６ａ〜６ｄには、一対の吸気ポート７、一対の排気ポート（図示しない）が形成されている。また燃焼室６ａ〜６ｄには、吸気ポート７を開閉する一対の吸気バルブ８と、排気ポートを開閉する一対の排気バルブ（図示しない）が設けられている。なお、吸気バルブ８、排気バルブは、いずれもバルブスプリング９により閉じる常閉式である。さらに燃焼室６ａ〜６ｄには、図示はしないが点火プラグがそれぞれ設けられている。そして、各気筒４ａ，４ｄは、吸気バルブ８、排気バルブ（図示しない）および点火プラグとの連携により、所定の順、すなわち最前部の１番気筒４ａ、後寄りの３番気筒４ｃ、最後部の４番気筒４ｄ、前寄りの２番気筒の順で爆発（点火）しながら、所定の燃焼サイクル（吸気行程、圧縮行程、爆発行程および排気行程の４サイクル）が繰り返されるようにしてある。

またシリンダヘッド２の上部には、気筒４ａ〜４ｂが並ぶ気筒列の方向に沿って吸気用カムシャフト１０、排気用カムシャフト（図示しない）が配置されている（いずれも本願のカム駆動シャフトに相当）。吸気用カムシャフト１０および排気用カムシャフトは、いずれも図示しない支持構造でシリンダヘッド２に回転自在に支持されている。また吸気用カムシャフト１０および排気用カムシャフトは、図示しないタイミングチェーン部材などを介して、シリンダブロック１から突き出るクランクシャフト端に接続されている。つまり、両カムシャフトは、クランクシャフトから出力される軸出力にて回転駆動される。

こうしたエンジンの吸気用カムシャフト１０に、図１および図２に示されるように可変動弁装置１５が組み付けられている。排気用カムシャフトにも、可変動弁装置（いずれも図示しない）が組み付けられている。吸気側の可変動弁装置１５と排気側の可変動弁装置には、いずれもカムシャフトの一定回転を不等速回転に変えて、吸気バルブ８や排気バルブの開弁期間を変化させる可変構造が用いられている。これら吸気側の可変動弁装置１５および排気側の可変動弁装置には、同じ構造が用いられている。そのため、本実施形態では、吸気側の可変動弁装置１５だけを図示して、排気側の可変動弁装置についての図示や構造の説明は省略している。

すなわち、吸気側の可変動弁装置１５について説明すると、図１中１６は、吸気用カムシャフト１０の外周面に、気筒４ａ〜４ｄ毎に回転自在に嵌挿されたカムローブである。カムローブ１６は、いずれも、後で説明する図２に示されるように吸気用カムシャフト１０の外周面に回転自在に嵌る筒形の本体部１７と、この本体部１７の外周面に形成された一対のカム部１８とを有している。そして、カム部１８のカム面で、吸気バルブ８の駆動を行う。ここでは、カム部１８のカム面が吸気バルブ８端に設けたバルブリフタ８ａに直接当接して、吸気バルブ８の駆動が行えるようにしている。

また図１中２０は、隣接する気筒のカムローブ間、具体的には１番気筒４ａのカムローブ１６と２番気筒４ｂのカムローブ１６との間のシャフト部分と、３番気筒４ｃのカムローブ１６と４番気筒４ｄのカムローブ１６との間のシャフト部分とにそれぞれ設けられた不等速機構である。不等速機構２０は、吸気用カムシャフト１０の一定回転を不等速回転に変化させて、隣接するカムローブ１６へそれぞれ伝える機構である。さらに各シャフト部分には、隣接する気筒の吸気バルブ８の開弁期間を共に設定するための開弁期間設定部４０が設けられている。図２には、このうちの１番気筒４ａと２番気筒４ｂ間に設けた不等速機構２０および開弁期間設定部４０を分解した斜視図が示されている。

ここで、１番気筒４ａと２番気筒４ｂ間の不等速機構２０および開弁期間設定部４０と、３番気筒４ａと４番気筒４ｂ間の不等速機構２０および開弁期間設定部４０は、いずれも同じ構造である。このため、ここでは１番気筒４ａと２番気筒４ｂ間に設けた不等速機構２０および開弁期間設定部４０の構造について説明し、３番気筒４ｃと４番気筒４ｄ間に設けた不等速機構２０および開弁期間設定部４０については同一符号を付してその説明を省略することにする。

１番気筒４ａと２番気筒４ｂ間の不等速機構２０を説明すると、同不等速機構２０は、図１および図２に示されるように吸気用カムシャフト１０の一定回転を、所定周期で速度が変化する回転に変えて、隣接する気筒のカムローブの一方、すなわち１番気筒４ａのカムローブ１６へ伝える不等速継手２２（本願の第１不等速継手部に相当）と、吸気用カムシャフト１０の回転を、同じ所定周期で速度が変化する回転に変えて、他方の２番気筒４ｂのカムローブ１６へ伝える不等速継手２３（本願の第２不等速継手部に相当）とから構成される。具体的には不等速継手２２は、オルダム継手で構成されている。すなわち、同継手は、吸気用カムシャフト１０の外周面に、同カムシャフト１０の軸心に対し偏心して回転自在に嵌挿された偏心軸部２５と、この偏心した偏心軸部２５の一端側の外周面に回転自在に嵌挿されたハーモニックリング２６ａ（本願の第１中間回転部材に相当）と、このハーモニックリング２６ａと１番気筒４ａのカムローブ１６間のカムシャフト部分に設けられた駆動アーム部２７と、１番気筒４ａのカムローブ１６の駆動アーム２８側の端部に設けたカムシャフトの直径方向の一方向へ向かって突き出るボス部２８とを有している。このうち駆動アーム部２７は、カムシャフト部分の外周面に固定された固定環２７ａと、同固定環２７ａの外周面から、ボス部２８とは１８０度ずれて直径方向へ突き出るアーム部２７ｂとを有した部品で構成されている。またアーム部２７ｂの先端側の端面とボス部２８の端面とには、１組の中継ピン２９ａ、２９ｂの一方の端部が回転自在に嵌挿してある。そして、このうちアーム部２７ｂから突き出た中継ピン２９ａの端部は、ハーモニックリング２６ａの端面の片側に形成された直径方向に延びるスライド溝３０ａにスライド自在に嵌挿される。またボス部２８ｂから突き出た中継ピン２９ｂの端部は、固定環２７ａの側方を通過して、スライド溝３０ａとは１８０度ずれた地点に形成された直径方向に延びるスライド溝３０ｂにスライド自在に嵌挿されている。これにより、吸気用カムシャフト１０の回転が、駆動アーム部２７から中継ピン２９ａを通じてハーモニックリング２６ａへ伝達され、さらにハーモニックリング２６ａから中継ピン２９ｂおよびボス部２８を通じて１番気筒４ａのカムローブ１６へ伝わるようにしている。つまり、吸気用カムシャフト１０の回転は、図３（ａ）や図３（ｃ）に示されるように吸気用カムシャフト１０の周りを遅れや進みを生じながら偏心回転するハーモニックリング２６ａでの中継により、図３（ｂ）中の実線あるいは破線で示されるような所定周期で速度が変化する回転となって、１番気筒４ａのカムローブ１６へ伝えられるようにしている。

また不等速継手２３は、同偏心軸部２５の他端側の外周面に回転自在に嵌挿されたハーモニックリング２６ｂ（本願の第１中間回転部材に相当）と、このハーモニックリング２６ｂと２番気筒４ｂのカムローブ１６間のカムシャフト部分に固定された駆動アーム部３２と、２番気筒４ｂのカムローブ１６の駆動アーム３２側の端部に設けたカムシャフトの直径方向の一方向へ向かって突き出るボス部３３とを用いたオルダム継手が用いられる。なお、駆動アーム部３２は、駆動アーム部２７と同様、カムシャフト部分の外周面に固定される固定環３２ａと、同固定環３２ａの外周面から、ボス部３３とは１８０度ずれて直径方向へ突き出るアーム部３２ｂとを有して構成してある。不等速継手２２と同様、アーム部３２ｂの先端側の端面とボス部３３の端面とには、それぞれ一対の中継ピン３５ａ，３５ｂの一方の端部が回転自在に嵌挿される。このうちアーム部３２ｂから突き出た中継ピン３５ａの端部は、ハーモニックリング２６ｂの端面の片側に形成された直径方向に延びるスライド溝３６ａにスライド自在に嵌挿される。またボス部３３から突き出た中継ピン３５ｂの端部は、固定環３２ａの側方を通過して、スライド溝３６ａとは１８０度ずれた地点に形成された直径方向に延びるスライド溝３６ｂにスライド自在に嵌挿されている。つまり、吸気用カムシャフト１０の回転は、図３（ａ）や図３（ｃ）に示されるように吸気用カムシャフト１０の周りを遅れや進みを生じながら偏心回転するハーモニックリング２６ｂでの中継により、図３（ｂ）中の実線あるいは破線で示されるような所定周期で速度が変化する回転に変えられて、２番気筒４ａのカムローブ１６へ伝えられるようになっている。

すなわち、１番気筒４ａと２番気筒４ｂの両カムローブ１６は、偏心軸部２５を共用したオルダム継手構造により、同じ周期で速度が変化しながら駆動されるようになっている。もちろん、ハーモニックリング２６ａのスライド溝３０ａ，３０ｂの位置と、ハーモニックリング２６ｂのスライド溝３６ａ，３６ｂの位置は、所定の燃焼サイクルにしたがって１番気筒４ａの吸気バルブ８と２番気筒４ｂの吸気バルブ８とが順番に開閉するよう、１番気筒４ａと２番気筒４ｂのカム部１８の位相角に合わせてずらしてある。

開弁期間設定部４０は、不等速継手２２と不等速継手２３とに対して共通に組み込まれている。この開弁期間設定部４０には、偏心軸部２５を共通要素として用いて、吸気バルブ８の開弁期間の設定を行えるようした構造が用いてある。具体的には、偏心軸部２５に対して吸気用カムシャフト１０の軸心と同一の軸心をもつ入力ギヤ部４１を設けた構造が用いてある。この入力ギヤ部４１は、偏心軸部２５の外周面からハーモニックリング２６ａ，２６ｂ間を通じて周囲へ突き出す一体な円板部４２と、この円板部４２の外周面に形成されたギヤ部４３とから、吸気用カムシャフト１０と同一軸心をもつギヤ部品を形成してなる。これにより、ギヤ部４３から開弁期間の設定を入力すると、偏心軸部２５の軸心は、吸気用カムシャフト１０の軸心の周りを偏心位相する。これで、隣接する気筒４ａ，４ｂのハーモニックリング２６ａ，２６ｂは、一緒（同時）に偏心位置が変化する。この偏心位置の変化により、隣接する１番気筒４ａの吸気バルブ８と２番気筒４ｂの吸気バルブ８の開弁期間とが一度に設定される。

そして、開弁期間設定部４０の各部は、図３に示されるように吸気用カムシャフト１０の軸心を通る線上に、吸気用カムシャフト１０の軸心位置αと偏心軸部２５の偏心した軸心位置βとが配置されるとき、吸気バルブ８の最大リフトのときと対応する設定としてある。これにより、図３（ｃ）に示されるように最大リフトで、偏心軸部２５の軸心位置βが、吸気用カムシャフト１０の軸心位置αの上方（反バルブ側）に一直線に並ぶ偏心位相０°のとき、吸気バルブ８を通過するカム部１８は、ハーモニックリング２６ａ，２６ｂの速度変化から、吸気バルブ８の開弁速度が最大に早まり、さらに閉弁速度が最大に遅れるように変位する。反対に図３（ａ）に示されるように偏心軸部２５の軸心位置βが、吸気用カムシャフト１０の軸心位置αの下方（バルブ側）に一直線に並ぶ偏心位相１８０°のとき、吸気バルブ８を通過するカム部１８は、ハーモニックリング２６ａ，２６ｂの速度変化から、吸気バルブ８の開弁速度が最大に遅れ、さらに閉弁速度が最大に早まるように変位する。そして、両位置間、すなわち０〜１８０°間では、偏心位相に応じて開弁速度、閉弁速度は変わる。こうした吸気バルブ８を通過するカム部１８の速度の変化から、吸気弁８の開弁する期間（開弁期間）が可変される構造となっている。

そして、図１に示されるように１番気筒４ａと２番気筒４ｂ間の入力ギヤ部４１と、３番気筒４ｃと４番気筒４ｄ間の入力ギヤ部４１とには、吸気用カムシャフト１０と並行に配設されたコントロールシャフト４５（操作部座に相当）のギヤ部４５ａが噛み合わせてある。また図示はしないが排気バルブの開弁期間を可変する可変動弁装置の１番気筒と２番気筒間の入力ギヤ部と、３番気筒と４番気筒間の入力ギヤ部とにも、排気用カムシャフトと並行に配設されたコントロールシャフトのギヤ部が噛み合わせてある。なお、入力ギヤ部４１は図１中の二点鎖線で示されるアクチュエータの出力ギヤ４６と噛み合っており、同アクチュエータをエンジンの運転状態に応じて制御すると、各気筒の吸気側や排気側のハーモニックリングの偏心位置がエンジンの運転状態に応じ変化して、各気筒４ａ〜４ｄの吸気バルブ８、排気バルブの開弁期間が一度に調節できるようにしている。

つぎに作用について説明する。
このように構成されたエンジンの可変動弁装置１５は、アクチュエータ（図示しない）により、図３（ａ）に示されるように吸気側の偏心軸部２５の軸心位置βを吸気用カムシャフト１０の軸心位置αより上側の偏心位相０°の地点に設定する。これにより、隣接する１番気筒４ａと２番気筒４ｂのハーモニックリング２６ａ，２６ｂとの偏心位置が共に所定地点に位置決められる。また隣接する３番気筒４ｃと４番気筒４ｄのハーモニックリング２６ａ，２６ｂの偏心位置も共に所定地点に位置決められる。

すると、各気筒４ａ〜４ｄの吸気バルブ８を通過するカム部１８は、ハーモニックリング２６ａ，２６ｂの速度変化から、開弁速度は最大に遅れ、閉弁速度は最大に早まるように変位し、図４中の破線のように吸気バルブ８は、エンジンの低速運転に適した開弁期間の短い特性で開閉する。
反対にアクチュエータにより、図３（ｃ）に示されるように吸気側の偏心軸部２５の軸心位置βを吸気用カムシャフト１０の軸心位置αより下側の偏心位相１８０°の地点に設定する。これにより、隣接する１番気筒４ａと２番気筒４ｂのハーモニックリング２６ａ，２６ｂとの偏心位置が共に所定地点に位置決められる。また隣接する３番気筒４ｃと４番気筒４ｄのハーモニックリング２６ａ，２６ｂの偏心位置も共に所定地点に位置決められる。

すると、各気筒４ａ〜４ｄの吸気バルブ８を通過するカム部１８は、ハーモニックリング２６ａ，２６ｂの速度変化から、開弁速度は最大に速まり、閉弁速度は最大に遅れるように変位し、図４中の実線のように吸気バルブ８は、エンジンの高速運転に適した開弁期間の長い特性で開閉する。
また偏心軸部２５の偏心位相角度を０〜１８０°内で変えれば、吸気バルブ８の開弁期間は、図４中の破線で示す最小の開弁期間のバルブ特性と実線で示す最大の開弁期間のバルブ特性との間に可変される。

むろん、排気側の可変動弁装置でも、吸気側と同じく、隣接する１番気筒４ａと２番気筒４ｂのハーモニックリングの偏心位置と、隣接する３番気筒４ｃと４番気筒４ｄのハーモニックリングの偏心位置が共に所定地点に位置決められ、排気バルブの開弁期間の制御が行われる。
このように隣接する気筒４ａ，４ｂ（４ｃ，４ｄ）で開弁期間設定部４０を共用する構造にすると、開弁期間設定部４０は、従来のようにエンジンの気筒４ａ〜４ｄ毎に設けずに、隣接する２つの気筒毎に１つの割合で設置すればすみ、開閉期間設定部４０の数量は抑えられる。

したがって、可変動弁装置１５は、部品点数が削減され、重量の低減化を図ることができる。特に可変動弁装置１５は、部品点数が多い装置であるため、軽量化には有効である。しかも、可変動弁装置１５の構成は、部品点数の削減により簡素化されるから、シリンダヘッド２に設置しやすくなり、装置の設置性の向上も図れる。
特に開弁期間設定部４０の共用化には、カムシャフト１０の外周面に、共通部をなす偏心軸部２５を設け、この偏心軸部２５の外周面に、隣接する気筒４ａ，４ｂ（４ｃ，４ｄ）のハーモニックリング２６ａ，１６ｂを嵌め、同偏心軸部２５に入力ギヤ部４１を設ける構造を採用したので、簡単な構造ですむ。しかも、偏心軸部２５は、不等速継手２２，２３で用いられる部品なので、部品点数が増えることはない。

加えて、隣接する気筒４ａ〜４ｄは、１番気筒、３番気筒、４番気筒および２番気筒の順で点火が行われる４気筒のエンジン燃機関のうちの１番気筒と２番気筒、３番気筒と４番気筒とすると、タイミング的にハーモニックリング２６ａ，２６ｂから反対方向の力（カム駆動力、バルブスプリングの戻り力）が作用する関係となるから、カム駆動時、開弁期間設定部４０に加わるねじりトルクが減少できる。

具体的には、従来のような気筒毎に入力ギヤ部を設けてバルブの開弁期間を可変する可変動弁装置だと、それぞれ入力ギヤ部と噛み合うコントロールシャフトには、図５（ｂ）〜（ｄ）の線図に示されるようにカム駆動時、一方向に加わる衝撃や反対の他方向に加わる衝撃が、ハーモニックリング２６ａ，２６ｂを通じて伝わりねじりトルクとして作用する。このねじりトルクは、気筒４ａ〜４ｄ毎に繰り返し発生する。このため、コントロールシャフトには、図５（ｂ）〜（ｄ）の２〜４番気筒のトルクの合成した図５（ａ）の線図で示す合成トルクが生じ、かなりねじり振動が発生する。従来の可変動弁装置では、このねじり振動に考慮した耐久性の高いコントロールシャフトが必要とされる。

これに対し，本実施形態のように出力ギヤ４６と入力ギヤ部４１とを噛み合わせて、開弁設定のための変位を入力する構造だと、図６に示されるように１番気筒４ａの偏心軸部２５に加わるカム駆動時の上り方向のねじりトルクと、２番気筒４ｂのカム駆動時との下り方向のねじりトルクとがアクチュエータによりロックされ、コントロールシャフトには、２気筒分のねじりトルクしか作用しなくなる。このため、コントロールシャフトのねじり振動を低減できる。

このねじり振動の低減は、同コントロールシャフトの負担を小さくするから、難しいとされるコントロールシャフトの耐久性が容易に図れる。
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば一実施形態では、偏心軸部や入力ギヤ部として、単一の部品から構成した例を挙げたが、これに限らず、例えば分割可能な部品から偏心軸部や入力ギヤ部の各部を構成しても構わない。また一実施形態では、吸気側と排気側との双方に本発明の可変動弁装置を採用したが、吸気側あるいは排気側の一方に本発明の可変動弁装置を採用してもよい。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を示す断面図。 同可変動弁装置の要部の構造を分解した分解斜視図。 同可変動弁装置の作動特性を説明するための図。 同作動特性によって得られるバルブの開弁期間を説明するために線図。 従来のカム駆動時におけるコントロールシャフトに生じるねじりトルクを示す線図。 本発明の可変動弁装置のカム駆動時におけるコントロールシャフトに生じるねじりトルクを示す線図。

符号の説明

２ シリンダヘッド
４ａ〜４ｂ 気筒（１番気筒〜４番気筒）
８ 吸気バルブ
１０ 吸気用カムシャフト（カムシャフト）
１５ 可変動弁装置
１６ カムローブ
２２ 不等速継手（第１不等速継手部）
２３ 不等速継手（第２不等速継手部）
２５ 偏心軸部
２６ａ，２６ｂ ハーモニックリング（第１中間回転部材、第２中間回転部材）
４０ 開弁期間設定部
４１ 入力ギヤ部
４５ コントロールシャフト（操作部材）

Claims (3)

1. 吸気又は排気のバルブを有する複数の気筒が並ぶシリンダヘッドと、
   気筒が並ぶ方向に沿って前記シリンダヘッドに設けられたカム駆動シャフトと、
   前記カム駆動シャフトの外周面に気筒毎に回転自在に設けられた、前記バルブを駆動する複数のカムローブと、
   前記隣接する気筒のカムローブ間のカム駆動シャフトに設けられ、前記カム駆動シャフトの回転を、当該カム駆動シャフトの軸心と偏心した第１中間回転部材で中継して、所定周期で速度が変化する回転に変化させ、隣接する一方のカムローブへ伝える第１不等速継手と、
   前記第１不等速継手と共に前記カム駆動シャフトに設けられ、前記カム駆動シャフトの回転を、当該カム駆動シャフトの軸心と偏心した第２中間回転部材で中継して、所定周期で速度が変化する回転に変化させ、隣接する他方のカムローブへ伝える第２不等速継手と、
   前記第１不等速継手と前記第２不等速継手とに共通に組み込まれ、前記第１中間回転部材および前記第２中間回転部材の偏心位置を共に変位させ、前記隣接する気筒のバルブの開弁期間を一度に設定する開弁期間設定部と
   を具備したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記開弁期間設定部は、前記隣接するカムローブ間のカム駆動シャフトの外周面に当該カム駆動シャフトの軸心と偏心して回転自在に嵌めた偏心軸部と、前記偏心軸部に設けられた前記カム駆動シャフトと同一の軸心を有する入力ギヤ部とを有し、
   前記第１中間回転部材と前記第２中間回転部材は、前記偏心軸部の外周面に、当該偏心軸部の軸心と偏心して回転自在に嵌められ、
   前記入力ギヤ部が回転すると、前記偏心軸部の変位により、前記第１中間回転部材と前記第２中間回転部材との偏心位置が共に変化する
   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. 前記内燃機関は、１番気筒〜４番気筒を有し、かつ１番気筒、３番気筒、４番気筒および２番気筒の順で点火が行われる４気筒の内燃機関であり、
   前記隣接する気筒は、前記１番気筒と前記２番気筒、前記３番気筒と前記４番気筒である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。

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