JP4410645B2 - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の可変動弁機構に関するものである。

近年、自動車用エンジン等の内燃機関においては、吸入空気量の調整を吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度調節によって行う代わりに、吸気バルブの最大リフト量及び同バルブを駆動する吸気カムの作用角を可変とすることによって行うことが考えられている。この場合、最大リフト量及び作用角を小とすることによって吸入空気量を少なくし、最大リフト量及び作用角を大とすることによって吸入空気量を多くすることとなる。

こうした最大リフト量及び作用角の変更を実現するには、例えば特許文献１に示される可変動弁機構を内燃機関に適用することが考えられる。この可変動弁機構は、回転する吸気カムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、同入力アームの揺動に基づき前記軸を中心に揺動して吸気バルブをリフトさせる揺動アームとを備え、それら入力アームと揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更して最大リフト量及び作用角を可変とするものである。

同機構の揺動アームには吸気バルブを駆動するためのカム面が形成されており、このカム面の形状によって吸気バルブを駆動する際のリフト量の推移が定められる。ここで、カム面の形状の一例を図７に示す。

同図における揺動アーム５１のカム面５２において、軸５３寄りの部分には同アーム５１の揺動に対し吸気バルブをリフトさせない非リフト区間が形成されている。この非リフト区間は、軸５３の軸線を中心とするベース円Ｂ上に沿って延びる区間であって、これにより揺動アーム５１の揺動に対し吸気バルブがリフトしない区間となっている。

また、カム面５２において、非リフト区間よりも上記軸５３から離れる側には揺動アーム５１の揺動に対し吸気バルブをリフト可能なリフト区間が形成されている。このリフト区間は、上記ベース円Ｂに対し軸５３とは逆側に離れるように延びる区間であって、これにより揺動アーム５１の揺動に対して吸気バルブをリフト可能な区間となっている。なお、リフト区間において非リフト区間寄りの部分は、非リフト区間と逆向き、即ち軸５３から離れる方向に向かって湾曲するＲ区間となっている。

そして、吸気カムの回転に基づき揺動アーム５１が軸５３を中心に揺動すると、カム面５２により吸気バルブが押されて同バルブがリフトする。このときには、カム面５２における吸気バルブ側との接触部分が軸寄りに位置する非リフト区間からリフト区間へと移行してゆき、同リフト区間内にて軸から離れる方向に移行するほど、吸気バルブのリフト量が大となってゆく。そして、上記接触部分は、揺動アーム５１の揺動に伴い、カム面５２に沿って非リフト区間とリフト区間との間で往復動する。

上記接触部分の往復動範囲は、最大リフト量及び作用角を小とするほど軸５３寄りへと変位し、最大リフト量及び作用角を最小としたときには最も軸５３寄りの範囲、例えば点Ｐ１からＰ２までの範囲となる。また、上記接触部分の往復動範囲は、最大リフト量及び作用角を大とするほど軸５３と離れる方向に変位し、最大リフト量及び作用角を最大としたときには最も軸５３と離れる範囲、例えば点Ｐ３からＰ４までの範囲となる。

図８は、吸気カムのカム角度の変化に対する吸気バルブのリフト量の推移を示すグラフである。同図において、実線Ｌ１は最大リフト量及び作用角が最小となるよう可変動弁機構を駆動したときのリフト量の推移を示し、実線Ｌ２は最大リフト量及び作用角が最大となるよう可変動弁機構を駆動したときのリフト量の推移を示している。従って、例えば最大リフト量及び作用角が最小から最大となるように可変動弁機構を駆動すると、吸気バルブのリフト量の推移傾向が実線Ｌ１で示す状態から実線Ｌ２で示す状態へと変化してゆき、それに伴い内燃機関の吸入空気量が徐々に増加してゆく。

ところで、機関運転に必要とされる吸入空気量が極少ない機関運転状態にあっては、最大リフト量及び作用角が例えば最小となるよう可変動弁機構が駆動され、これにより内燃機関の実際の吸入空気量が機関運転の必要に応じて少ない値とされる。なお、このときの吸入空気量は、図８の実線Ｌ１で囲まれた面積Ｓによって表されることとなる。

以上のように吸入空気量を少なくしている状況のもとでは、必要な吸入空気量を確保するのに吸気バルブの開く時間を短くするほどポンピングロスを小とすることが可能になるため、上記面積Ｓを確保した上で吸気カムの吸気バルブに対する作用角を極力小さくすることが望まれている。

こうした要求を満たすためには、揺動アーム５１のカム面５２の形状を例えば図９に示されるような形状とすることが考えられる。即ち、図７のカム面５２と比較して、非リフト区間を長くするとともにリフト区間におけるＲ区間の曲率を大とし、リフト区間における揺動アーム５１先端側がより吸気バルブ側（図中の下方）に傾くようにする。この場合、最大リフト量及び作用角が最小となるよう可変動弁機構を駆動したとき、カム面５２の吸気バルブ側との接触部分の往復動範囲が最も軸５３寄りに移行し、例えば点Ｐ５から点Ｐ６までの範囲となる。以上により、リフト量の立ち上がり開始を遅くするとともにリフト完了を早くしながらも、リフト量の増加及び減少を急速に行って上記面積Ｓを確保するのに必要な最大リフト量が得られる。そして、この場合のリフト量の推移は、例えば図１０に実線Ｌ３で示されるように、面積Ｓを確保しつつ吸気カムの吸気バルブに対する作用角を小としたものになる。

なお、上記カム面５２の形状を採用した場合、最大リフト量及び作用角が最大となるよう可変動弁機構を駆動すると、上記接触部分の往復動範囲は軸５３から最も離れた位置に移行し、例えば図９の点Ｐ７から点Ｐ８までの範囲となる。このため、揺動アーム５１のカム面５２の長さについては、上記接触部分の往復移動範囲の移行を可能とする長さとされている。そして、最大リフト量及び作用角が最大となるよう可変動弁機構を駆動したときのリフト量の推移は、例えば図１０に実線Ｌ４で示されるように、実線Ｌ３で示される推移を増加側に移行させたような推移となる。
特開２００１−２６３０１５公報

図９に示されるカム面５２の形状を採用することで、吸入空気量の極少ない機関運転状態において、必要な吸入空気量を確保しつつ吸気バルブの開いている期間を極力短くし、ポンピングロスの低減を図ることができるようにはなる。ただし、必要とされる吸入空気量の多い機関運転状態であって、最大リフト量及び作用角が大となるよう可変動弁機構が駆動されると、リフト量の推移傾向が図１０の実線Ｌ３で示される状態から実線Ｌ４で示される状態に近づいてゆく。

この場合、図７に示されるカム面５２の形状を採用したときに比べ、リフト量の推移傾向が急増且つ大となる傾向の強いものとなることから、上記のように可変動弁機構を駆動する過程で最大リフト量が大きくなり過ぎるという問題が生じる。このように最大リフト量が大きくなり過ぎると、吸気バルブの開弁時に同バルブが内燃機関の他の部位に干渉するおそれがある。また、吸気バルブのリフト量については、ある程度大きくなると、それ以上は大きくしても吸入空気量を多くすることはできないという傾向があり、上記のように最大リフト量が大きくなり過ぎるということは、吸入空気量の調整に関係なく吸気バルブを無駄に大きく開いているということになる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸入空気量が少ないときに必要な吸入空気量を確保した状態で吸気カムの作用角を小としつつ、最大リフト量及び作用角を大とすべく可変動弁機構を駆動するときに吸気バルブの最大リフト量が大きくなり過ぎるのを抑制することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、回転するカムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、この入力アームの揺動に基づき前記軸を中心に揺動して吸気バルブをリフトさせる揺動アームとを備え、前記揺動アームの前記吸気バルブを駆動するカム面における前記軸寄りの部分に同揺動アームの揺動に対して前記吸気バルブがリフトしない非リフト区間を形成するとともに、前記カム面における前記非リフト区間よりも前記軸から離れる側には前記揺動アームの揺動に対して前記吸気バルブをリフト可能なリフト区間を形成し、前記入力アームと前記揺動アームとの相対位置を変更することで、前記吸気バルブの最大リフト量及び前記カムの同吸気バルブに対する作用角を可変とする内燃機関の可変動弁機構において、前記リフト区間における前記非リフト区間寄りの部分には同非リフト区間と逆向きに湾曲し前記吸気バルブをリフトするＲ区間が形成されるとともに、前記リフト区間における前記Ｒ区間よりも前記揺動アームの先端寄りの部分には前記Ｒ区間と逆向きに湾曲し前記吸気バルブのリフトを抑制する逆Ｒ区間が形成されており、この逆Ｒ区間の曲率は、前記吸気バルブの最大リフト量及び前記カムの同吸気バルブに対する作用角が最小状態よりも大となるよう可変動弁機構を駆動したとき、内燃機関の実際の吸入空気量が必要とされる吸入空気量に等しくなる値に設定されることを要旨とした。

揺動アームが軸を中心に揺動すると、カム面における吸気カム側との接触部分が当該カム面に沿って往復動する。そして、上記接触部分の往復動範囲については、最大リフト量及び作用角が最小となるよう可変動弁機構が駆動されたときには最も軸寄りに移行し、その状態から最大リフト量及び作用角が大となるよう可変動弁機構を駆動するにつれて軸から離れる方向に移行してゆく。従って、カム面の非リフト区間を長くするとともにリフト区間中におけるＲ区間の曲率を大とし、更にリフト区間における揺動アーム先端側の部分を吸気バルブ側により傾けることで、最大リフト量及び作用角が小となるよう可変動弁機構を駆動したとき、必要な吸入空気量を確保した状態で吸気カムの作用角を小とすることができる。

しかし、こうしたカム面の形状を採用すると、最大リフト量及び作用角が大となるよう可変動弁機構を駆動したときであって、上記接触の往復動範囲が軸から離れる方向、言い換えれば揺動アームの先端側に移行したとき、吸気バルブの最大リフト量が大きくなり過ぎるおそれがある。この点、上記構成によれば、カム面のＲ区間よりも揺動アーム先端側の部分に、当該Ｒ区間と逆向きに湾曲する逆Ｒ区間が形成されており、往復動する上記接触部分が揺動アームの揺動に伴い逆Ｒ区間に入ったときには、吸気バルブのリフトが抑制されるようになる。従って、最大リフト量及び作用角が大となるよう可変動弁機構を駆動したとき、最大リフト量が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。

以下、本発明を自動車用エンジンの可変動弁機構に具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１は、エンジン１におけるシリンダヘッド２周りの構造を示す拡大断面図である。このエンジン１においては、シリンダヘッド２、シリンダブロック３、及びピストン５によって燃焼室６が区画され、この燃焼室６には吸気通路７及び排気通路８が接続されている。そして、吸気通路７と燃焼室６との間は吸気バルブ９の開閉動作によって連通・遮断され、排気通路８と燃焼室６との間は排気バルブ１０の開閉動作によって連通・遮断されるようになる。

シリンダヘッド２には、吸気バルブ９及び排気バルブ１０を駆動するための吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２が設けられている。これら吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２は、エンジン１のクランクシャフトからの回転伝達によって回転するようになっている。また、吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２には、それぞれ吸気カム１１ａ及び排気カム１２ａが設けられている。そして、これら吸気カム１１ａ及び排気カム１２ａの吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２との一体回転を通じて、吸気バルブ９及び排気バルブ１０が開閉動作するようになっている。

また、エンジン１は吸気バルブ９のバルブ特性を可変とする可変動弁機構を備えている。こうした可変動弁機構の一つとして、吸気カムシャフト１１の吸気バルブ９との間に、同バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角を可変とするリフト量可変機構１４が設けられている。ちなみに、本実施形態のエンジン１では、このリフト量可変機構１４の駆動による最大リフト量及び作用角の変更を通じて、吸入空気量の調整が行われるようになる。即ち、最大リフト量及び作用角が小となるようリフト量可変機構１４を駆動することで吸入空気量が多くされ、最大リフト量及び作用角が小となるようリフト量可変機構１４を駆動することで吸入空気量が少なくされる。

次に、リフト量可変機構１４の詳細な構造について説明する。
リフト量可変機構１４は、吸気カムシャフト１１と平行に延びる支持パイプ１５及びコントロールシャフト１６と、回転する吸気カム１１ａにより押されて上記支持パイプ１５を中心に揺動する入力アーム１７と、この入力アーム１７の揺動に基づき上記支持パイプ１５を中心に揺動して吸気バルブ９をリフトさせる揺動アーム１８とを備えている。そして、入力アーム１７と揺動アーム１８との揺動方向についての相対位置を変更することで、上記吸気バルブ９の最大リフト量、及び吸気カム１１ａの吸気バルブ９に対する作用角が可変とされる。

リフト量可変機構１４の上記入力アーム１７においては、ローラ１９が回転可能に取り付けられるとともに、そのローラ１９が吸気カム１１ａに押しつけられるようコイルスプリング２０によって吸気カム１１ａ側に付勢されている。

また、揺動アーム１８と吸気バルブ９との間には、揺動アーム１８の揺動を吸気バルブ９に伝達するロッカーアーム２１が設けられている。このロッカーアーム２１の一端部はアジャスタ２２によって支持され、同アーム２１の他端部は吸気バルブ９に接触している。更に、ロッカーアーム２１においては、それら一端部と多端部との間にローラ２３が回転可能に取り付けられるとともに、そのローラ２３が揺動アーム１８に押しつけられるよう吸気バルブ９のバルブスプリング２４により揺動アーム１８側に付勢されている。

従って、揺動アーム１８の揺動時には、揺動アーム１８がロッカーアーム２１を介して吸気バルブ９をリフトさせ、吸気バルブ９の開閉動作が行われるようになる。そして、入力アーム１７と揺動アーム１８とを揺動方向について互いに接近させるほど、吸気バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角は小となってゆく。逆に、入力アーム１７と揺動アーム１８とを揺動方向について互いに離間させるほど、吸気バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角は大となってゆく。

なお、揺動アーム１８におけるロッカーアーム２１と対向する面は、吸気バルブ９を駆動するためのカム面２５となっており、上記揺動時にロッカーアーム２１のローラ２３と接触することとなる。このカム面２５における吸気バルブ９側との接触部分、即ちローラ２３との接触部分は、揺動アーム１８の揺動に伴い吸気バルブ９がリフトする際にカム面２５に沿って往復動する。即ち、吸気バルブ９のリフト量が増加するときには、上記接触部分がリフト量の増加につれて支持パイプ１５から離れる方向に移行してゆく。逆に、吸気バルブ９のリフト量が減少するときには、その減少につれて上記接触部分が支持パイプ１５に接近する方向に移行してゆく。

また、上記接触部分の往復動範囲は、最大リフト量及び作用角を小とする（入力アーム１７と揺動アーム１８とを接近させる）ほど支持パイプ１５寄りに変位するとともに、最大リフト量及び作用角を大とする（入力アーム１７と揺動アーム１８とを離間させる）ほど支持パイプ１５から離れる方向に変位することとなる。

ここで、リフト量可変機構１４における入力アーム１７と揺動アーム１８との相対位置を変更する構造について、図２を参照して詳しく説明する。なお、同図は、リフト量可変機構１４の内部構造、詳しくは支持パイプ１５に取り付けられた入力アーム１７及び揺動アーム１８の内側の構造を示す破断斜視図である。

図２に示されるように、支持パイプ１５は入力アーム１７及び揺動アーム１８を貫通している。また、支持パイプ１５の外周面における入力アーム１７及び揺動アーム１８に対応する部分には円筒状をなすスライダ２６が嵌め込まれている。このスライダ２６において、その長手方向両端部には各々同形状のヘリカルスプライン２７が形成されており、それらヘリカルスプライン２７は揺動アーム１８の内側に形成されたヘリカルスプライン２８と噛み合わされている。また、スライダ２６の長手方向中央部にはヘリカルスプライン２９が形成されており、このヘリカルスプライン２９は入力アーム１７の内側に形成されたヘリカルスプライン３０と噛み合わされている。

なお、ヘリカルスプライン２７，２８とヘリカルスプライン２９，３０とは互いに歯すじの傾斜方向が逆となっている。また、揺動アーム１８ａと揺動アーム１８ｂとは、ヘリカルスプライン２７とヘリカルスプライン２８とが噛み合わされたとき、揺動アーム１８と入力アーム１７との相対位置、及び、揺動アーム１８ｂと入力アーム１７との相対位置が互いに等しくなるように、スライダ２６に組み付けられている。

一方、支持パイプ１５の内側にはコントロールシャフト１６が挿入されている。そして、スライダ２６に形成された周方向に延びる長穴３２、及び、支持パイプ１５に形成された軸線方向に延びる長穴（図示略）にピン３１を挿入し、更に当該ピン３１をコントロールシャフト１６に挿入することで、スライダ２６とコントロールシャフト１６とが連結されている。ここで、上記支持パイプ１５の長穴はコントロールシャフト１６の軸線方向への変位を許容するためのものであり、スライダ２６の長穴３２は同スライダ２６の周方向への変位を許容するためのものである。

そして、コントロールシャフト１６を軸線方向に変位させ、それによってスライダ２６を軸線方向に変位させると、ヘリカルスプライン２７，２９とヘリカルスプライン２８，３０との噛み合いにより、入力アーム１７と揺動アーム１８との揺動方向についての相対位置が変更される。具体的には、コントロールシャフト１６を矢印Ｒ方向に変位させるほど入力アーム１７と揺動アーム１８との相対位置が互いに接近するように変更され、コントロールシャフト１６を矢印Ｆ方向に変位させるほど入力アーム１７と揺動アーム１８との相対位置が互いに離間するように変更される。以上のようなコントロールシャフト１６の軸線方向についての変位は、例えば電動モータを用いたアクチュエータの駆動制御によって実現される。

上記入力アーム１７及び揺動アーム１８の相対位置の変更を通じて、吸気カム１１ａの回転により揺動アーム１８が揺動したときの吸気バルブ９の最大リフト量、及び吸気カム１１ａの作用角が可変とされる。なお、上記のように揺動アーム１８が揺動するときには、それに伴いスライダ２６も支持パイプ１５の外周面に対し周方向に変位するが、こうした変位はスライダ２６の長穴３２によって許容されることとなる。

次に、揺動アーム１８のカム面２５の形状について、図３及び図４を参照して説明する。
図３は揺動アーム１８を支持パイプ１５の軸線方向から見た拡大図である。同図に示されるように、揺動アーム１８のカム面２５において支持パイプ１５寄りの部分には、揺動アーム１８の揺動に対し吸気バルブ９をリフトさせない非リフト区間ＵＬが形成されている。この非リフト区間ＵＬは、支持パイプ１５の軸線を中心とするベース円Ｂ上に沿って延びる区間であって、これにより揺動アーム１８の揺動に対し吸気バルブ９がリフトしない区間となっている。

また、カム面２５において、非リフト区間ＵＬよりも支持パイプ１５から離れる側には、揺動アーム１８の揺動に対し吸気バルブ９をリフト可能なリフト区間ＣＬが形成されている。このリフト区間ＣＬは、上記ベース円Ｂに対し支持パイプ１５とは逆側に離れるように延びる区間であって、これにより揺動アーム１８の揺動に対して吸気バルブ９をリフト可能な区間となっている。なお、リフト区間ＣＬにおいて支持パイプ１５寄りの部分は、ベース円Ｂから離れる方向、即ち非リフト区間ＵＬと逆向きに湾曲するＲ区間ＦＲとなっている。

ここで、カム面２５における非リフト区間ＵＬ、及び、リフト区間ＣＬのＲ区間ＦＲ側は、図９に示される従来の揺動アーム１８の非リフト区間、及び、リフト区間のＲ区間側と同形状とされる。このため、最大リフト及び作用角が最小となるようリフト量可変機構１４を駆動したときには、カム面２５のローラ２３との接触部分の往復動範囲が、例えば図３の点Ｐ５から点Ｐ６までの範囲となる。そして、このときの吸気カム１１ａのカム角の変化に対し、吸気バルブ９のリフト量は、図４に実線Ｌ３で示されるように必要な吸入空気量に対応した面積Ｓを確保しつつ、吸気カム１１ａの吸気バルブ９に対する作用角をできる限り小とした態様で推移することとなる。

一方、本実施形態においては、最大リフト量及び作用角を最小の状態から大とするようリフト量可変機構１４が駆動されたとき、最大リフトが大きくなり過ぎるのを抑制するために、リフト区間ＣＬにおける揺動アーム１８先端側の部分に上記Ｒ区間とは逆向きに湾曲する逆Ｒ区間ＲＲが形成されている。

この逆Ｒ区間ＲＲについては、Ｒ区間ＦＲよりも揺動アーム１８先端側に位置するものであり、上記のようにリフト量可変機構１４が駆動されてカム面２５におけるローラ２３との接触部分の往復動範囲が支持パイプ１５から離れる方向に移行したとき、その往復動範囲がさしかかるようになる区間である。そして、最大リフト量及び作用角が例えば最大となるよう上記リフト量可変機構１４を駆動し、上記接触部分の往復動範囲が例えば図３の点Ｐ９から点Ｐ１０までの範囲となったとき、その往復動範囲と上記逆Ｒ区間ＲＲとの重なる期間が最も長くなる。

上記接触部分が往復動中に逆Ｒ区間ＲＲに入ると、カム面の形状を図９に示される従来形状とした場合に比べて吸気バルブ９のリフトが抑制され、リフト量の推移傾向が緩やかな傾向をとるようになる。図４の実線Ｌ５は、上記逆Ｒ区間ＲＲを形成した状態で最大リフト量及び作用角が最大となるようリフト量可変機構１４を駆動したときのリフト量の推移傾向を示すものであり、この場合も最大リフト量付近ではリフト量の推移傾向が緩やかになる。そして、最大リフト量及び作用角を最小から徐々に大となるようリフト量可変機構１４を駆動すると、リフト量の推移傾向が実線Ｌ３で示す状態から実線Ｌ５で示す状態へと近づいてゆく。

従って、カム面２５のリフト区間ＣＬに逆Ｒ区間ＲＲを形成することで、最大リフト量及び作用角が最小状態から大となるようリフト量可変機構１４を駆動したとき、吸気バルブ９の最大リフト量が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。なお、逆Ｒ区間ＲＲの曲率については、最大リフト量及び作用角を最小状態よりも大となるようリフト量可変機構１４を駆動したとき、エンジン１の実際の吸入空気量（図４上でのリフト量の推移を表す実線によって囲まれる面積に対応）が必要とされる吸入空気量に等しくなる値に設定される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）吸入空気量が少ないときには必要な吸入空気量を確保した状態で、吸気カム１１ａの吸気バルブ９に対する作用角をできる限り小として同バルブ９の開く時間を短くし、エンジン１のポンピングロスを小とすることができる。更に、最大リフト量及び作用角を最小の状態から大となるようリフト量可変機構１４を駆動したとき、吸気バルブ９の最大リフト量が大きくなり過ぎるのを抑制することもできる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・逆Ｒ区間ＲＲをリフト区間ＣＬの揺動アーム１８先端側に形成したが、これに代えて逆Ｒ区間ＲＲをリフト区間ＣＬにおける揺動アーム１８先端に達しないように形成してもよい。

例えば、図５に示されるように、逆Ｒ区間ＲＲをＲ区間ＦＲと隣合うように形成することもできる。この場合、吸気バルブ９のリフト量の推移傾向は、例えば図６に実線Ｌ６，Ｌ７に示される傾向をとるようになる。なお、同図において、実線Ｌ６については最大リフト量及び作用角が最小となるようリフト量可変機構１４を駆動したときのリフト量の推移を示しており、実線Ｌ７については最大リフト量及び作用角が最大となるようリフト量可変機構１４を駆動したときのリフト量の推移を示している。なお、ここでの逆Ｒ区間ＲＲの曲率については、実線Ｌ６で囲まれた部分の面積（最大リフト量及び作用角最小時の吸入空気量に対応）が図４の面積Ｓと等しくなる値であって、且つ、最大リフト量及び作用角を最小状態よりも大となるようリフト量可変機構１４を駆動したときにも、必要とされる吸入空気量が得られる値に設定される。

この場合も、第１実施形態と同等の効果が得られるようになる。即ち、最大リフト量及び作用角を最小にするときには、必要な吸入空気量を確保しつつ吸気バルブ９の作用角を極力小さくすることができる。更に、最大リフト量及び作用角を大とするときには、カム面２５におけるローラ２３との接触部分が逆Ｒ区間ＲＲに入っている期間中に吸気バルブ９のリフトが抑えられるため、最大リフト量が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。

・上記において逆Ｒ区間ＲＲを必ずしも図５のようにＲ区間ＦＲと隣接させる必要はなく、当該Ｒ区間ＦＲと所定の間隔をおいて形成してもよい。

本実施形態のリフト量可変機構が適用されたエンジンの所定気筒におけるシリンダヘッド周りの構造を示す拡大断面図。 リフト量可変機構の内部構造を示す破断斜視図。 揺動アームを支持パイプの軸線方向から見た拡大図。 吸気カムのカム角の変化に対する吸気バルブのリフト量の推移傾向を示すグラフ。 揺動アームを支持パイプの軸線方向から見た拡大図。 吸気カムのカム角の変化に対する吸気バルブのリフト量の推移傾向を示すグラフ。 従来の揺動アームを軸方向から見た拡大図。 吸気カムのカム角の変化に対する吸気バルブのリフト量の推移傾向の従来例を示すグラフ。 従来の揺動アームを軸方向から見た拡大図。 吸気カムのカム角の変化に対する吸気バルブのリフト量の推移傾向の従来例を示すグラフ。

符号の説明

１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…シリンダブロック、５…ピストン、６…燃焼室、７…吸気通路、８…排気通路、９…吸気バルブ、１０…排気バルブ、１１…吸気カムシャフト、１１ａ…吸気カム、１２…排気カムシャフト、１２ａ…排気カム、１４…リフト量可変機構（可変動弁機構）、１５…支持パイプ、１６…コントロールシャフト、１７…入力アーム、１８…揺動アーム、１９…ローラ、２０…コイルスプリング、２１…ロッカーアーム、２２…アジャスタ、２３…ローラ、２４…バルブスプリング、２５…カム面、２６…スライダ、２７，２８，２９，３０…ヘリカルスプライン、３１…ピン、３２…長穴。

Claims (1)

1. 回転するカムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、この入力アームの揺動に基づき前記軸を中心に揺動して吸気バルブをリフトさせる揺動アームとを備え、前記揺動アームの前記吸気バルブを駆動するカム面における前記軸寄りの部分に同揺動アームの揺動に対して前記吸気バルブがリフトしない非リフト区間を形成するとともに、前記カム面における前記非リフト区間よりも前記軸から離れる側には前記揺動アームの揺動に対して前記吸気バルブをリフト可能なリフト区間を形成し、前記入力アームと前記揺動アームとの相対位置を変更することで、前記吸気バルブの最大リフト量及び前記カムの同吸気バルブに対する作用角を可変とする内燃機関の可変動弁機構において、
   前記リフト区間における前記非リフト区間寄りの部分には同非リフト区間と逆向きに湾曲し前記吸気バルブをリフトするＲ区間が形成されるとともに、前記リフト区間における前記Ｒ区間よりも前記揺動アームの先端寄りの部分には前記Ｒ区間と逆向きに湾曲し前記吸気バルブのリフトを抑制する逆Ｒ区間が形成されており、この逆Ｒ区間の曲率は、前記吸気バルブの最大リフト量及び前記カムの同吸気バルブに対する作用角が最小状態よりも大となるよう可変動弁機構を駆動したとき、内燃機関の実際の吸入空気量が必要とされる吸入空気量に等しくなる値に設定される
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。

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