JP4157649B2

JP4157649B2 - 内燃機関の可変動弁装置

Info

Publication number: JP4157649B2
Application number: JP17631499A
Authority: JP
Inventors: 信一竹村; 佳明宮里
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: JP2001003721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁及び排気弁（吸・排気弁）の作動角やバルブリフト量を変えることができる可変動弁装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、機関低速低負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する等のために、吸・排気弁の作動角やバルブリフト量を機関運転状態に応じて変えることができる可変動弁装置が従来から種々提案されている。
【０００３】
一例として、特開昭５５−１３７３０５号公報に記載された可変動弁装置を図１１に示す。シリンダヘッド１の上方には、機関と連動して回転する駆動軸２が設けられ、この駆動軸２の外周には駆動カム２ａが固定されている。また、駆動軸２と略平行に延びる支軸９には、吸・排気弁６を駆動する揺動カム８が設けられており、この揺動カム８のカム面８ａが、吸・排気弁６の上端に設けられたバルブリフタ７に摺接するようになっている。なお、符号１０は揺動カム８を一方向に付勢するスプリングである。
【０００４】
上記の駆動カム２ａと揺動カム８とは、ロッカアーム５により機械的に連携されている。このロッカアーム５は、制御軸３の外周に偏心して固定された制御カム４の外周に回転可能に外嵌している。そして、制御軸３を回転制御することにより、ロッカアーム５の揺動中心となる制御カム４の中心が制御軸３の中心に対して回転移動し、これにより吸・排気弁６のリフト特性が連続的に変化するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機関のアイドル運転時等において、残留ガスを利用して、ポンプロスを低減して燃費の向上を図るとともに、残留ガスによる低温燃焼を実現して排気の清浄化を図る技術については、従来からよく知られている。また、スロットルの大開度時に大量の残留ガスを燃焼室に導入して、ポンプロスを大幅に低減するために、上死点前に排気弁を閉じ、筒内に排気ガスを封じ込め、かつ、吸気弁の開時期を上死点後とすることで、排気ガスの圧縮仕事を効果的に回収することも、従来から知られている。
【０００６】
このように、多くの残留ガスを燃焼室内に封じ込めるためには、排気弁の閉時期を大幅に早め、かつ、吸気弁の開時期を大幅に遅らせる必要がある。また、排出仕事をあまり増大させないために、排気弁の開時期は遅らせるとしても略下死点付近までとし、かつ、吸入仕事をあまり増大させないために、吸気弁の閉時期は早めるとしても略下死点付近までとする必要がある。
【０００７】
一方、急加速時等の全開時には、排出仕事を低減するために排気弁の閉時期はほぼ上死点付近とし、吸入仕事を低減するために吸気弁の開時期もほぼ上死点付近とすることが望ましい。また、吸・排気系の脈動効果を十分に活用できない低速域では、若干のガス慣性による進み遅れはあるものの、排気弁の開時期及び吸気弁の閉時期は、共にピストン位置で下死点付近が望ましい。
【０００８】
このように、残留ガス量制御のためには、排気弁の閉時期及び吸気弁の開時期を大幅に変化させることが要求され、膨張仕事や充填効率の制御のためには、排気弁の開時期及び吸気弁の閉時期の可変幅を小さくすることが要求される。
【０００９】
ところが、上述した従来公報の可変動弁装置では、このような吸・排気弁の開時期や閉時期について何ら格別の配慮がなされていない。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、特別な駆動・制御機構を設けることなく、吸・排気弁の開・閉時期のそれぞれを適正化することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関の可変動弁装置は、機関の回転に連動して回転する駆動軸と、この駆動軸の外周に相対回転可能に外嵌されて、吸・排気弁を駆動する揺動カムと、を機械的に連携する可変動弁機構が吸気弁側及び排気弁側にそれぞれ設けられている。
【００１２】
各可変動弁機構は、上記駆動軸と略平行に延びる制御軸と、この制御軸の外周に偏心して固定される制御カムと、この制御カムの外周に回転可能に外嵌し、一端で駆動軸側と連携されるとともに、他端で揺動カム側と連携されるロッカアームと、を有し、上記制御軸の回転に伴って、ロッカアームの揺動中心となる制御カムの中心が制御軸の中心に対して回転移動し、吸・排気弁のバルブリフト量及び作動角が連続的に変化するようになっている。
【００１３】
そして、請求項１の発明は、上記制御軸が小作動角側へ回転すると、作動角が最も大きくなる状態から作動角が最も小さくなる状態に至るまで、作動角のリフトピーク時期が、吸気弁側では常に遅角側へ移動するとともに、排気弁側では常に進角側へ移動するように、上記ロッカアームの揺動中心が、駆動軸の中心に対し、吸気弁側では駆動軸の回転方向と同方向へ移動し、排気弁側では駆動軸の回転方向と逆方向へ移動し、かつ、作動角が最も大きくなる状態から作動角が最も小さくなる状態に至るまでの制御軸の回転位相が９０°以内に設定されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項１の発明によれば、制御軸が小作動角側へ回転すると、バルブリフト量及び作動角が小さくなるとともに、作動角のリフトピーク時期が吸気弁側では遅角側へ移動し、排気弁側では進角側へ移動する。従って、吸気弁側では開時期の可変幅が閉時期の可変幅に比して大きくなり、排気弁側では開時期の可変幅が閉時期の可変幅に比して小さくなる。
【００１６】
この結果、制御軸が小作動角側に位置する状態で、排気弁の開時期及び吸気弁の閉時期を下死点の近傍に維持しつつ、請求項８の発明のように、上死点前に排気弁が閉弁するとともに、上死点後に吸気弁が開弁するようにして、残留ガスを利用した燃費の改善及び排気の清浄化を図ることが可能となる。
【００１７】
請求項２の発明は、上記制御軸が大作動角側へ回転すると、吸気弁側では上り作動角が相対的に大きくなり、排気弁側では下り作動角が相対的に大きくなるように設定したことを特徴としている。
【００１８】
この請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様、吸気弁側では開時期の可変幅が閉時期の可変幅に比して大きくなり、排気弁側では開時期の可変幅が閉時期の可変幅に比して小さくなる。従って、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１９】
また、請求項３の発明のように、吸気弁側の可変動弁機構と排気弁側の可変動弁機構とが機関中央を挟んで略面対称に配置されている場合、吸・排気弁で同一部品を使用することができ、コストの低減が可能となる。この場合、吸・排気弁の駆動軸が互いに同方向へ回転する場合には、吸・排気弁の制御軸が互いに逆方向に回転するように設定し、吸・排気弁の駆動軸が互いに逆方向へ回転する場合には、吸・排気弁の制御軸が互いに同方向へ回転するように設定する。
【００２０】
請求項４の発明は、上記ロッカアームの揺動中心の軌跡内で、作動角が最も大きくなる第１の制御位置を、部分負荷域に対応した第２の制御位置と、低速全開域に対応する第３の制御位置との間に設定したことを特徴としている。
【００２１】
この場合、ロッカアームの揺動中心が低速全開域に対応した制御位置へ移動すると、作動角のリフトピーク時期が吸気弁側では進角側へ、排気弁側では遅角側へ移動することとなる。すなわち、作動角のリフトピーク時期を、機関の運転状態に応じて遅角側及び進角側の双方にシフトさせることができ、その制御性をより向上することができる。
【００２２】
また、請求項５の発明のように、作動角が最も小さくなる状態から作動角が最も大きくなる状態までの制御軸の回転位相が略９０°となるように設定した場合に、作動角のリフトピーク時期のシフト量を最も大きくすることが可能となる。
【００２３】
請求項６の発明は、駆動軸の外周に偏心して固定された偏心カムと、この偏心カムの外周に回転可能に外嵌するリング状リングと、を有し、このリング状リンクの先端がロッカアームの一端と連結ピンを介して回転可能に連結されており、上記制御軸が大作動角側に位置する状態で、駆動軸の中心と連結ピンの中心とを結ぶ線に対し、駆動軸の回転に連動して移動する連結ピンの中心の軌跡が交差しないように設定したことを特徴としている。
【００２４】
より好ましくは請求項７の発明のように、上記制御軸が大作動角側に位置する状態で、駆動軸の中心と連結ピンの中心とを結ぶ線に対し、駆動軸の回転に連動して揺動する連結ピンの中心の軌跡を、吸気弁側では駆動軸の回転方向側に設定し、排気弁側では駆動軸の回転方向と逆側に設定する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、制御軸の回転動作に伴って、吸・排気弁の開・閉時期のそれぞれを、機関運転状態に応じて適切に変化させることができる。つまり、特別な駆動・制御機構を用いることのない簡素な構造で、吸・排気弁の開・閉時期の可変幅をそれぞれ異なるものとすることが可能となる。
【００２６】
例えば、吸気弁側では開時期の可変幅を閉時期の可変幅より大きくし、排気弁側では開時期の可変幅を閉時期の可変幅よりも小さく設定することにより、排気弁の開時期及び吸気弁の閉時期を下死点近傍に維持しつつ、請求項８の発明のように、制御軸が小作動角側へ位置する状態で、上死点前に排気弁が開弁するとともに、上死点後に吸気弁が開弁するようにして、残留ガスを利用した燃費の改善及び排気の清浄化を図ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図５は、本発明の第１実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示している。
【００２８】
吸気弁１０の上方には、吸気弁側の駆動軸１１が設けられ、排気弁１０’の上方には、排気弁側の駆動軸１１’が設けられている。各駆動軸１１，１１’は、全気筒にわたって気筒列方向へ延びており、図外の一端にスプロケットが取り付けられ、タイミングチェーン等を介して機関のクランクシャフトに連動して回転する。各駆動軸１１，１１’の外周には、吸・排気弁１０，１０’を駆動する揺動カム１８，１８’がそれぞれ相対回転可能に外嵌している。各揺動カム１８，１８’の外周には、吸・排気弁１０，１０’の上端に設けられた伝達部材としてのバルブリフタ１０ａ，１０ａ’の上面に摺接するカム面がそれぞれ形成されている。
【００２９】
そして、吸気弁側の駆動軸１１と揺動カム１８とを機械的に連携する吸気弁側の可変動弁機構と、排気弁側の駆動軸１１’と揺動カム１８’とを機械的に連携する排気弁側の可変動弁機構とがそれぞれ設けられている。
【００３０】
なお、ここでは吸気弁側の構成について主に説明し、排気弁側の構成については、対応する吸気弁側の構成の参照符号に’を付して示し、重複する説明を適宜省略する。
【００３１】
駆動軸１１の外周にはリング状の偏心カム１２が圧入等により固定されている。この偏心カム１２の中心（軸心）Ｃ２は、駆動軸１１の中心（軸心）Ｃ１に対して所定量偏心している。この偏心カム１２の外周には、リング状リンク１３の基部がベアリング等を介して相対回転可能に外嵌している。
【００３２】
また、駆動軸１１の斜め上方には、制御軸１４が駆動軸１１と略平行に気筒列方向に延設されている。この制御軸１４は、アクチュエータ等により機関の運転状態に応じて所定の回転範囲で回転，保持される。
【００３３】
この制御軸１４の外周には、リング状の制御カム１５が圧入等により固定されている。制御カム１５の中心（軸心）Ｃ４は、制御軸１４の中心（軸心）Ｃ３に対して所定量偏心している。この制御カム１５の外周には、ロッカアーム１６の円筒状の中央基部が相対回転可能に外嵌している。このロッカアーム１６の一端部は、リング状リンク１３の先端部と第１連結ピン１９ａを介して回転可能に連結されている。
【００３４】
また、ロッカアーム１６の他端部と揺動カム１８とは、ロッド状リンク１７を介して連携されている。つまり、ロッカアーム１６の他端部と、ロッド状リンク１７の一端部とが第２連結ピン１９ｂを介して回転可能に連結され、ロッド状リンク１７の他端部と揺動カム１８とが第３連結ピン１９ｃを介して回転可能に連結されている。
【００３５】
このような構成により、機関の回転に連動して駆動軸１１が回転すると、偏心カム１２を介してリング状リンク１３が並進移動し、これに応じてロッカアーム１６が制御カム１５の中心Ｃ４を揺動中心として揺動し、かつ、ロッド状リンク１７を介して揺動カム１８が揺動する。このとき、揺動カム１８のカム面が、吸気弁１０の上端に設けられた伝達部材としてのバルブリフタ１０ａの上面に摺接し、バルブリフタ１０ａを図外のバルブスプリングの反力に抗して押圧することにより、吸気弁１０が機関の回転に連動して開閉作動する。
【００３６】
また、機関の運転状態に応じて制御軸１４を回転制御すると、ロッカアーム１６の揺動中心（制御カム１５の中心）Ｃ４が制御軸１４の中心Ｃ３に対して回転移動し、吸気弁１０のリフト特性が連続的に変化する。具体的には、ロッカアーム１６の揺動中心Ｃ４と駆動軸１１の中心Ｃ１との距離が小さくなるにしたがって、バルブリフト量及び作動角の双方が大きくなり、中心Ｃ４，Ｃ１間の距離が大きくなるにしたがって、バルブリフト量及び作動角の双方が小さくなる。
【００３７】
このように、吸気弁１０を駆動する揺動カム１８が、機関と連動して回転する駆動軸１１の外周に相対回転可能に外嵌する構成としたため、揺動カム１８の駆動軸１１に対する軸心ズレを生じるおそれがなく、制御精度が向上する。また、揺動カム１８を支持する支軸を駆動軸１１と別個に設ける必要がないため、部品点数，配置スペースの低減化を図ることができる。更に、各部材の連結部が面接触となっているため、耐磨耗性に優れており、潤滑も行い易い。
【００３８】
次に、本実施例の特徴的な構成及び作用について、吸気弁側を例にとって、図１〜３を参照して詳述する。なお、図１，２は図５の機構を逆方向から見た図に対応している。また、図１の実線は、ロッカアーム１６の揺動中心Ｃ４が大作動角位置Ｐ１に保持され、かつ、揺動カム１８が最も開弁方向へ揺動した状態、すなわち図３のリフトピーク時期Ｑ１の状態を示している。一方、図１の仮想線は、ロッカアーム１６の揺動中心Ｃ４が小作動角位置Ｐ２に保持され、かつ、揺動カム１８が最も開弁方向へ揺動した状態、すなわち図３のリフトピーク時期Ｑ２の状態を示している。
【００３９】
制御軸１４の回転動作に伴って、ロッカアーム１６の揺動中心となる制御カム１５の中心Ｃ４が、制御軸１４の軸心Ｃ３を中心とする軌跡Ｋ１上を移動する。この軌跡Ｋ１の中で、駆動軸１１の中心Ｃ１に最も近い部分（の近傍）に、実際に吸気弁１０の作動角（及びバルブリフト量）が最も大きくなる大作動角位置Ｐ１が設定されている。
【００４０】
この大作動角位置Ｐ１から小作動角位置Ｐ２へ移行する場合に、本実施例では、制御軸１４が駆動軸１１の回転方向ω１と反対方向ω２（図１の時計方向）へ回転するように設定されている。つまり、制御軸１４が小作動角側へ回転すると（ω２）、ロッカアーム１６の揺動中心Ｃ４が、駆動軸１１の中心Ｃ１に対して、駆動軸１１の回転方向ω１と同方向（反時計方向）、つまり遅角側へ移動する。この結果、ロッカアーム１６の一端部とリング状リンク１３の先端部とを回転可能に連結する第１連結ピン１９ａの中心Ｃ５が、駆動軸１１の中心Ｃ１から見て、駆動軸１１の回転方向ω１側へ移動する。この第１連結ピン１９ａの偏心量（角度）αの分、図３に示すように、作動角のリフトピーク時期が遅角側へ移動する（Ｑ１→Ｑ２）。
【００４１】
このように、制御軸１４が小作動角側へ回転すると、吸気弁１０の作動角及びバルブリフト量が徐々に小さくなることに加え、作動角のリフトピーク時期が遅角側へ移動する。この結果、吸気弁１０の開時期の可変幅が閉時期の可変幅に比して相対的に大きくなる。
【００４２】
そして、小作動角位置Ｐ２の状態で、吸気弁１０の閉時期を吸気下死点の近傍に維持しつつ、吸気弁１０の開時期を大幅に遅らせて、上死点よりも遅くなるように設定している。
【００４３】
なお、作動角のリフトピーク時期の移動量αを最も大きくするために、この実施例では、作動角が最も小さくなる小作動角位置Ｐ２を、ロッカアーム１６の揺動中心Ｃ４の軌跡Ｋ１の中で、駆動軸１１の中心Ｃ１に対して最も駆動軸１１の回転方向ω１側（遅角側）の位置としている。つまり、小作動角位置Ｐ２と駆動軸１１の中心Ｃ１とを結ぶ線Ｌ１が、揺動中心Ｃ４から軌跡Ｋ１への遅角側の接線となるように設定している。この場合、大作動角位置Ｐ１の状態から小作動角位置Ｐ２の状態までの制御軸１４の回転位相は、約９０°となる。
【００４４】
更に、低速全開域に対応するロッカアーム１６の揺動中心Ｃ４の制御位置Ｐ３を、大作動角位置Ｐ１を挟んで小作動角位置Ｐ２と反対側に設定している。つまり、ロッカアーム１６の揺動中心Ｃ４の軌跡Ｋ１の中で、最も作動角が大きくなる大作動角位置（第１の制御位置）Ｐ１を、部分負荷域に対応する小作動角位置Ｐ２（第２の制御位置）と、低速全開域に対応する制御位置（第３の制御位置）Ｐ３との間に設定している。
【００４５】
この結果、大作動角位置Ｐ１から低速全開域に対応する制御位置Ｐ３へ移行すると、バルブリフト量及び作動角が小さくなるとともに、吸気弁側の作動角（のリフトピーク時期）が進角側へ移動する。この結果、吸気弁１０の開時期を適宜に早めることができる。
【００４６】
このように、吸気弁１０の作動角のリフトピーク時期を、機関の運転状態に応じて遅角側及び進角側の双方にシフトさせることができるため、より幅広い制御が可能となる。
【００４７】
図２は、図１の実線と同様、大作動角位置Ｐ１の状態でのリフトピーク時期Ｑ１の姿勢を示している。このような状態で駆動軸１１の中心Ｃ１と第１連結ピン１９ａの中心Ｃ５とを結ぶ線Ｌ２に対し、駆動軸１１の回転に連動して移動する第１連結ピン１９ａの中心Ｃ５の軌跡Ｋ２、特にリフト範囲に対応する軌跡Ｋ３が、駆動軸１１の回転方向ω１側に位置するように設定されている。つまり、線Ｌ２に対して軌跡Ｋ３が交差しないように設定されている。
【００４８】
この結果、大作動角位置Ｐ１に保持された状態では、上り作動角（開時期からリフトピーク時期まで）が下り作動角（リフトピーク時期から閉時期まで）より角度α分だけ相対的に小さくなる。また、ロッカアーム１６の揺動中心Ｃ４が小作動角側へ移動するに従って、リフト可変範囲が小さくなるため、上り作動角と下り作動角の比は１：１へ近づいていく。この結果、吸気弁１０の開時期の可変幅が閉時期の可変幅に比してより一層小さくなる。
【００４９】
次に、排気弁１０’側の構成及び作用について、図４，５を参照して説明する。
【００５０】
排気弁側では吸気弁側の逆の特性となるように設定される。すなわち、図５に示す実施例のように、排気弁１０’側の各部が吸気弁１０側の各部に対して機関中央を挟んで略面対称に配置されており、かつ、吸・排気弁１０，１０’の駆動軸１１，１１’が互いに同方向へ回転するように設定されている場合、吸気弁側の制御軸１４の回転方向ω２と、排気弁側の制御軸１４’の回転方向ω２’とが互いに逆方向に設定される。これにより、排気弁側では、ロッカアーム１６’の揺動中心Ｃ４’が小作動角側へ回転移動すると、排気弁１０’の作動角のリフトピーク時期が進角側へ移動する（Ｑ１’→Ｑ２’）。
【００５１】
また、大作動角位置Ｐ１’におけるリフトピーク時期Ｑ１’の状態で、駆動軸１１’の中心Ｃ１’と第１連結ピン１９ａ’の中心Ｃ５’とを結ぶ線に対し、第１連結ピン１９ａ’の中心のリフト範囲に対応する軌跡が、駆動軸１１’の回転方向ω１’と逆側に位置するように設定されている。
【００５２】
この結果、図４に示すように、排気弁１０’の閉時期の可変幅が開時期の可変幅に比して相対的に大きくなる。従って、小作動角側への移行に伴って、排気弁１０’の開時期を下死点の近傍に維持しつつ、閉時期を大幅に早くして、上死点よりも早く設定することが可能となる。
【００５３】
このように本実施例では、制御軸１４，１４’の回転動作に連動して、吸・排気弁１０，１０’の開・閉時期のそれぞれを、機関運転状態に応じて適切に変化させることができ、特別な駆動・制御機構を追加する必要もない。
【００５４】
特に、図３，４に示すように、排気弁１０’の開時期及び吸気弁１０の閉時期を下死点近傍に維持しつつ、小作動角位置Ｐ２の状態で、排気弁１０’の閉時期を上死点よりも早くするとともに、吸気弁１０の開時期を上死点よりも遅くして、残留ガスを利用した燃費の改善及び排気の清浄化を図ることができる。
【００５５】
加えて、本実施例のように吸気弁側と排気弁側とに同じ構造の可変動弁機構を適用した場合、吸気弁側と排気弁側とで同一の部品を用いることができ、低コスト化を図ることができる。
【００５６】
図６〜１０は、本発明の第２〜６実施例を示している。
【００５７】
図６に示す第２実施例は、図５に示す第１実施例に比して、駆動軸１１，１１’の回転方向ω１，ω１’及び制御軸１４，１４’の回転方向ω２，ω２’がそれぞれ逆方向に設定されている点で異なる。
【００５８】
図７に示す第３実施例では、吸気弁１０側の各部と排気弁１０’側の各部とが軸方向視で同じように配置されている。また、駆動軸１１，１１’の回転方向ω１，ω１’が互いに同方向に、制御軸１４，１４’の回転方向ω２，ω２’が互いに逆方向に設定されている。
【００５９】
図８〜１０に示す第４〜６実施例では、駆動軸１１，１１’の回転方向ω１，ω１’を互いに逆方向に設定し、制御軸１４，１４’の回転方向ω２，ω２’を同方向に設定している。なお、図８，９，１０の各部の配置は、それぞれ図５，６，７の場合と同様である。
【００６０】
このような第２〜６実施例においても、上記第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００６１】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。例えば上述した実施例では吸気弁側と排気弁側に同じ構造の可変動弁機構を用いているが、一方の可変動弁機構を異なる構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変動弁装置の吸気弁側の可変動弁機構を示す説明図。
【図２】同じく吸気弁側の可変動弁機構を示す説明図。
【図３】吸気弁のリフト特性を示す特性図。
【図４】排気弁のリフト特性を示す特性図。
【図５】本発明の第１実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す構成図。
【図６】本発明の第２実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す構成図。
【図７】本発明の第３実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す構成図。
【図８】本発明の第４実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す構成図。
【図９】本発明の第５実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す構成図。
【図１０】本発明の第６実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す構成図。
【図１１】従来例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す構成図。
【符号の説明】
１０，１０’…吸・排気弁
１１，１１’…駆動軸
１３，１１’…リング状リンク
１４，１４’…制御軸
１５，１５’…制御カム
１６，１６’…ロッカアーム
１７，１７’…ロッド状リンク
１８，１８’…揺動カム

Claims

機関の回転に連動して回転する駆動軸と、この駆動軸の外周に相対回転可能に外嵌されて、吸・排気弁を駆動する揺動カムと、を機械的に連携する可変動弁機構が吸気弁側及び排気弁側にそれぞれ設けられ、
各可変動弁機構は、上記駆動軸と略平行に延びる制御軸と、この制御軸の外周に偏心して固定される制御カムと、この制御カムの外周に回転可能に外嵌し、一端で駆動軸側と連携されるとともに、他端で揺動カム側と連携されるロッカアームと、を有し、
上記制御軸の回転に伴って、ロッカアームの揺動中心となる制御カムの中心が制御軸の中心に対して回転移動し、吸・排気弁のバルブリフト量及び作動角が連続的に変化する内燃機関の可変動弁装置であって、
上記制御軸が小作動角側へ回転すると、作動角が最も大きくなる状態から作動角が最も小さくなる状態に至るまで、作動角のリフトピーク時期が、吸気弁側では常に遅角側へ移動するとともに、排気弁側では常に進角側へ移動するように、上記ロッカアームの揺動中心が、駆動軸の中心に対し、吸気弁側では駆動軸の回転方向と同方向へ移動し、排気弁側では駆動軸の回転方向と逆方向へ移動し、かつ、作動角が最も大きくなる状態から作動角が最も小さくなる状態に至るまでの制御軸の回転位相が９０°以内に設定されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
機関の回転に連動して回転する駆動軸と、吸・排気弁を駆動する揺動カムと、を機械的に連携する可変動弁機構が吸気弁側及び排気弁側にそれぞれ設けられ、
各可変動弁機構は、上記駆動軸と略平行に延びる制御軸と、この制御軸の外周に偏心して固定される制御カムと、この制御カムの外周に回転可能に外嵌し、一端で駆動軸側と連携されるとともに、他端で揺動カム側と連携されるロッカアームと、を有し、
上記制御軸の回転に伴って、ロッカアームの揺動中心となる制御カムの中心が制御軸の中心に対して回転移動し、吸・排気弁のバルブリフト量及び作動角が連続的に変化する内燃機関の可変動弁装置であって、
上記制御軸が大作動角側へ回転すると、吸気弁側では上り作動角が相対的に大きくなり、排気弁側では下り作動角が相対的に大きくなるように設定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
吸気弁側の可変動弁機構と排気弁側の可変動弁機構とが機関中央を挟んで略面対称に配置され、
かつ、吸・排気弁の駆動軸が互いに同方向へ回転する場合には、吸・排気弁の制御軸が互いに逆方向へ回転するように設定し、
吸・排気弁の駆動軸が互いに逆方向へ回転する場合には、吸・排気弁の制御軸が互いに同方向へ回転するように設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記ロッカアームの揺動中心の軌跡内で、作動角が最も大きくなる第１の制御位置を、部分負荷域に対応した第２の制御位置と、低速全開域に対応する第３の制御位置との間に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
作動角が最も小さくなる状態から作動角が最も大きくなる状態までの制御軸の回転位相が略９０°となるように設定したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記駆動軸の外周に偏心して固定された偏心カムと、この偏心カムの外周に回転可能に外嵌するリング状リングと、を有し、このリング状リンクの先端がロッカアームの一端と連結ピンを介して回転可能に連結されており、
上記制御軸が大作動角側に位置する状態で、駆動軸の中心と連結ピンの中心とを結ぶ線に対し、駆動軸の回転に連動して移動する連結ピンの中心の軌跡が交差しないように設定したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記制御軸が大作動角側に位置する状態で、駆動軸の中心と連結ピンの中心とを結ぶ線に対し、駆動軸の回転に連動して揺動する連結ピンの中心の軌跡を、吸気弁側では駆動軸の回転方向側に設定し、排気弁側では駆動軸の回転方向と逆側に設定したことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記制御軸が小作動角側に位置する状態で、上死点前に排気弁が閉弁するとともに、上死点後に吸気弁が開弁するように設定したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。