JP5778598B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、機関弁の開閉時期ないしバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変することに供する内燃機関の可変動弁装置に関する。

自動車用の内燃機関に適用される従来の可変動弁装置として、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

すなわち、この可変動弁装置は、排気側に配設されるカムシャフトに一体に設けられた偏心駆動カムによって吸気側に配設される制御軸に支持された揺動カムを介して吸気弁を駆動し、同じく前記排気側カムシャフトに一体に設けられた固定カムにより排気弁を駆動するように構成されると共に、前記揺動カムが、リンクロッド、前記制御軸に固定される制御カムに回動自在に支持されたロッカアーム、及びリンクアームを介して前記偏心駆動カムに連係された構成となっている。そして、アクチュエータによって制御される制御軸（制御カム）の位相によりロッカアームの姿勢を変化させ、吸気バルブリフタに対する揺動カムの当接位置を変化させることで、吸気弁のバルブリフト特性を変更可能としたものである。このような構成とすることで、バルブリフト特性を可変制御しつつ、当該装置の高さ方向幅を低減することによる搭載性の向上が図られている。

特開２００２−１６８１０５号公報

しかしながら、前記従来の可変動弁装置では、排気弁を駆動する固定カムと吸気弁を駆動する偏心駆動カムの両方が同じカムシャフトに固定される構成となっていることから、吸気弁のバルブリフト特性を決定する場合に、排気弁のバルブリフト特性との関係が一義的に規定されてしまうこととなる。換言すれば、吸気弁のバルブリフト特性を変化させた場合に、吸気弁の作動角によっては、当該吸気弁のバルブタイミングと排気弁のバルブタイミングとの関係が理想から大きく外れてしまうこととなる。

その結果、例えば吸気弁のある作動角にて、当該吸気弁の開時期と排気弁の開時期との相対関係が理想の関係から大きく外れてしまい、ポンピングロスの増大化や残留ガスの過大化等の不都合を招来してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、前記従来の可変動弁装置の技術的課題に鑑みて案出されたものであって、良好な搭載性を維持しつつも複数の機関弁の開閉時期の相対関係が１つの機関弁の作動角が変化した場合においても良好となり得る可変動弁装置を提供することを目的としている。

本願発明は、機関の回転が伝達される第１カムシャフトと、該第１カムシャフトに軸心が通るように配設された第２カムシャフトと、前記両カムシャフトの一端側に設けられ、該両カムシャフトの相対回転位相を制御する位相制御手段と、前記両カムシャフトの一方に一体回転可能に設けられ、該一方のカムシャフトの回転に伴って排気弁を開閉する回転カムと、前記両カムシャフトの他方に一体回転可能に設けられた駆動カムと、該駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して伝達する伝達機構と、該伝達機構から伝達される揺動により吸気弁又は排気弁の一方を開閉する揺動カムと、該揺動カムを揺動自在に支持する制御軸と、該制御軸に一体に設けられ、その作動姿勢の変化に基づき前記伝達機構の揺動量を制御する制御部材と、前記制御軸を駆動するアクチュエータと、を備えたことを特徴としている。

なお、本願発明において、揺動カムによる駆動対象は吸・排気いずれの弁でもよいが、吸気弁とすることの方が望ましい。

本願発明によれば、回転カムを駆動するカムシャフトと揺動カムを駆動するカムシャフトとを２重構造とし、該両カムシャフトの相対回転位相を制御可能に構成したことによって、良好な搭載性を維持したまま、揺動カムにより開閉される１つの機関弁の作動角が変化した場合にも、他の機関弁との開閉時期の相対関係に不都合が発生することを回避することができる。

本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の第１実施形態を示したもので、エンジンのシリンダヘッドカバーを外した状態に相当する平面図である。 同実施形態における小リフト制御時を現した図１のＡ−Ａ線断面図である。 同実施形態における大リフト制御時を現した図１のＡ−Ａ線断面図である。 同実施形態における排気側カムシャフトの要部断面図である。 同実施形態における位相制御手段の横断面を現した図１のＢ−Ｂ線断面図である。 同実施形態における偏心駆動カムの横断面を現した図４のＣ−Ｃ線断面図である。 同実施形態において中間位相に制御した回転カムの横断面に係る図４のＤ−Ｄ線断面図である。 同実施形態における図４のＤ−Ｄ線断面図であって、（ａ）は遅角制御時、（ｂ）は進角制御時の回転カムの横断面図である。 同実施形態における吸・排気弁のバルブリフト特性を現したグラフである。 本発明に係る第１実施形態の変形例を示し、図７に相当する断面図である。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は遅角制御時、（ｂ）は進角制御時の回転カムの横断面を現した図８に相当する図である。 本発明の第３実施形態を示した図１に相当する図である。 同実施形態における吸・排気弁のバルブリフト特性を現したグラフである。 本発明の第４実施形態の要部断面図である。 同実施形態における第１吸気弁の非リフト状態を現した図１４のＥ−Ｅ線断面図である。 同実施形態における図１４のＥ−Ｅ線断面図であって、（ａ）は小リフト制御時、（ｂ）は大リフト制御時を現した図である。 同実施形態における吸・排気弁のバルブリフト特性を現したグラフである。

以下に、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の各実施形態につき、図面に基づいて詳述する。なお、当該各実施形態は、本発明を、１気筒あたり２つの吸・排気弁を備えた自動車用内燃機関に適用したものである。

すなわち、この可変動弁装置は、図１〜図３に示すように、シリンダヘッド１の上部両側に機関前後方向に沿って並列に配置された吸気側カムシャフトに相当する制御軸３１及び後述する２重構造をなす排気側カムシャフト１０と、前記排気側カムシャフト１０（後記の外軸１３）に一体に設けられた偏心駆動カム１２の回転運動を直線運動に変換して、制御軸３１に支持される揺動カム２１へと伝達する伝達機構２０と、前記制御軸３１の回転位置を制御して吸気弁２直上に設けられる吸気バルブリフタ２ａに対する揺動カム２１の摺接位置を変化させることにより、吸気弁２のバルブリフト（作動角）特性を可変制御する作動角可変機構である制御機構３０と、を備えている。

前記排気側カムシャフト１０（後記の外軸１３）は、駆動軸として機能するものであって、シリンダヘッド１の上端部にボルト７によって固定されるブラケット６に回転自在に支持され、その前端部に設けられたプーリ４及びこれに巻回されるタイミングベルト５を介して伝達される機関のクランクシャフトの回転に伴い回転する。そして、この排気側カムシャフト１０（後記の内軸１４）には、各排気弁３，３に対応する軸方向位置に、当該各排気弁３，３を開作動させる各一対の回転カム１１，１１が一体に設けられると共に、これら各対の回転カム１１，１１の側部に隣接する気筒間位置に、当該回転カム１１，１１に対し偏心状に形成された前記偏心駆動カム１２が後述する外軸１３と一体に設けられている。

前記各回転カム１１，１１は、一般的な雨滴状であってそれぞれ同一のカムプロフィールとなるように形成され、各外周面が排気弁３，３の上部に設けられる排気側バルブリフタ３ａ，３ａの上面に摺接するよう配設されると共に、前記偏心駆動カム１２は、軸心Ｑが排気側カムシャフト１０の軸心Ｐから所定量αだけ偏倚するかたちで構成され、隣接する気筒間であって各排気側バルブリフタ３ａ，３ａに対して軸方向に離間した位置に配置されている。

前記制御軸３１は、後述する制御機構３０の一部をなし、該制御機構３０による制御量の調整に供するものであり、シリンダヘッド１上に配設されるブラケット８を介して回転自在に支持され、各吸気弁２，２に対応する軸方向位置に、該各吸気弁２，２を開作動させる各一対の揺動カム２１，２１が揺動自在に支持されている。

前記一対の揺動カム２１，２１は、それぞれ前記雨滴状の回転カムとは異形に、つまり各外周の約半周部にそれぞれ丸みを帯びた同一のプロフィールからなるカム面２１ａ，２１ａが設けられるように形成され、該各カム面２１ａ，２１ａが吸気弁２，２上部に設けられる吸気側バルブリフタ２ａ，２ａの上面に摺接するように配設されている。具体的には、その基端部に設けられる基円面２１ｂの所定範囲がベースサークル区間となり、該ベースサークル区間からカム面２１ａの所定範囲までがランプ区間となって、該ランプ区間から先端部（カムノーズ部）２１ｃまでの所定範囲がリフト区間となるように設定されている。そして、これら一対の揺動カム２１，２１は、それぞれが筒状の基端部２１ｄ，２１ｄを介して一体に連結され、当該連結部付近はやや外径の大きな摺動軸となっていて、機関の前端側を除き、ブラケット８の内周部とによって軸受を形成している。また、当該基端部２１ｄ，２１ｄは、内周部に制御軸３１が回転自在に挿通する支持孔２１ｅ，２１ｅが設けられると共に、外周部がシリンダヘッド１上に配設されるブラケット８を介して回転自在に支持されている。

前記伝達機構２０は、排気側カムシャフト１０（後記の外軸１３）に一体に設けられた前記偏心駆動カム１２と、制御軸３１に後述する制御カム３２を介して揺動自在に支持されたロッカアーム２２と、このロッカアーム２２の一端部と偏心駆動カム１２とを連係するリンクアーム２３と、ロッカアーム２２の他端部と一方の揺動カム２１のカムノーズ部２１ｃとを連係するリンクロッド２４と、から構成されている。

前記ロッカアーム２２は、ほぼ三角形状に形成され、その中央の基部に設けられたカム挿通孔２２ａを介して制御カム３２に揺動自在に支持されている。また、このロッカアーム２２の一端部２２ｂには、リンクアーム２３との連結に供するピン２５が圧入されるピン挿通孔が貫通形成されている一方、他端部２２ｃには、リンクロッド２４との連結に供するピン２６が圧入されるピン挿通孔が貫通形成されている。

前記リンクアーム２３は、機関幅方向へ沿うように直線状に形成され、前記両軸１０，３１に跨るようにして配設されたものであり、一端部である大径状の基部２３ａが偏心駆動カム１２に係合される一方、前記基部２３ａから延設された他端部である小径状の突出端２３ｂがピン２５を介しロッカアーム２２の一端部２２ｂに連結されている。

前記リンクロッド２４は、短尺直線状に形成され、円形状の各端部２４ａ，２４ｂにそれぞれピン挿通孔が貫通形成されている。そして、一端部２４ａがロッカアーム２２の他端部２２ｃにピン２６を介し回動自在に連結される一方、他端部２４ｂが揺動カム２１のカムノーズ部２１ｃにピン２７を介し回動自在に連結されている。

前記制御機構３０は、制御軸３１とこれに固定された制御部材たる制御カム３２によって構成されたものであって、制御カム３２は、その軸心Ｓが制御軸３１の軸心Ｒから所定量βだけ偏倚するかたちで構成され、当該制御軸３１は、シリンダヘッド１の前端部に配設されるアクチュエータ３３により、所定角度の範囲内において回動制御される。すなわち、各吸気弁２，２につきリフト量を小さくする（小作動角に設定する）場合は、図２に示すように制御カム３２の厚肉部３２ａが上側に位置するように制御軸３１が回動制御される一方、各吸気弁２，２につきリフト量を大きくする（大作動角に設定する）場合には、図３に示すように制御カム３２の厚肉部３２ａが下側に位置するように制御軸３１が回動制御されることとなる。

なお、前記アクチュエータ３３については、機関の運転状態を判断する図外の電子コントロールユニットからの制御信号に基づいて駆動制御されるものであり、機関始動時には、各吸気弁２，２が中間リフト量Ｌ２（中間作動角Ｄ２）となるように制御される（図９参照）。

ここで、本実施形態に係る可変動弁装置では、図１及び図４に示すように、前記排気側カムシャフト１０が、前記プーリ４と一体回転可能に設けられ、前記クランクシャフトの回転が伝達される中空状の外軸１３（本発明の第１カムシャフトに相当）と、該外軸１３の内周側に重合配置される中実状の内軸１４（本発明の第２カムシャフトに相当）と、からなる２重構造をなし、この外軸１３と内軸１４とが相対回転可能となるように構成されている。そして、これら両軸１３，１４が、排気側カムシャフト１０の後端部において当該両軸１３，１４間に介装される位相制御手段４０をもって相対回転するようになっている（図５参照）。

なお、前記位相制御手段４０は、周知のベーン式バルブタイミング変更機構であって、図５に示すように、外軸１３の後端部に一体回転可能に固定されるほぼ円筒状のハウジング４１と、内軸１４の後端部に一体回転可能に固定され、前記ハウジング４１内にて回動自在に収容されるベーンロータ４２と、から主として構成されている。すなわち、前記ハウジング４１の内周側に突設されて前記ベーンロータ４２の環状基部４２ａの外周面に摺接する３つのシュー４１ａと、ベーンロータ４２の外周側に突設されて前記各シュー４１ａに対応する３つのベーン４２ｂと、により隔成される遅角側油室Ｐｒ及び進角側油室Ｐａに油圧を給排することでハウジング４１に対するベーンロータ４２の相対位相が変化し、これによって、外軸１３に対する内軸１４の相対位相が変更されるようになっている。この際、前記両油室Ｐｒ，Ｐａに対する上記油圧給排制御は、図外のコントロールバルブ等を介して行う。

そして、前記各ベーン４２ｂの１つには、当該ベーン４２ｂに設けられた係合孔４３ａと、当該ベーン４２ｂの側部において図外のばねによって弾性支持され、前記係合孔４３ａとの合致に伴って当該係合孔４３ａに係合することによりベーンロータ４２の自由な回動を拘束するロックピン４３ｂと、からなる周知のロック機構４３が設けられることで、外軸１３に対して内軸１４を中間位相に保持したまま当該両軸１３，１４を同期回転させることが可能となっている。すなわち、本実施形態では、機関の停止条件が整うとベーンロータ４２が上記中間位相となるように制御され、当該位相に達したところでロックピン４３ｂに作用する油圧が開放されて、前記弾性力をもってロックピン４３ｂが係合孔４３ａへと係合することにより、ベーンロータ４２の相対回動が規制されることとなる。

また、前記偏心駆動カム１２は、図６に示すように、外軸１３と一体に形成され、この外軸１３（排気側カムシャフト１０）の軸心Ｐを中心として、内軸１４が挿通する内軸挿通孔１２ａが貫通形成されている。そして、かかる一体構成により、各回転カム１１，１１は、図７に示すように、ベースサークル区間を構成する基端側の基礎円カムロブ１５と、主としてリフト区間を構成するカムノーズ側のリフトカムロブ１６と、に分割形成されていて、その合わせ面間に設けられた両円弧状面１５ａ，１６ａをもって外軸１３を挟持するように外嵌固定され、これら両カムロブ１５，１６と前記両軸１３，１４に跨って締結ピン１７が挿通することにより、内軸１４と各回転カム１１，１１とが一体回転可能に構成されている。

具体的には、前記基礎円カムロブ１５における円弧状面１５ａの周方向中間位置には、締結ピン１７の外径よりも若干小さい内径に設定された、当該締結ピン１７の係合に供するピン係合穴１５ｂが径方向に沿って貫通形成されると共に、前記リフトカムロブ１６における円弧状面１６ａの周方向中間位置にも、締結ピン１７の外径よりも若干小さい内径に設定された、当該締結ピン１７の係合に供するピン係合穴１６ｂがカムノーズに向かって穿設されていて、当該両係合穴１５ｂ，１６ｂに跨って締結ピン１７が前記両カムロブ１５，１６に対し圧入されることで、前記両カムロブ１５，１６が連結されて回転カム１１が構成される。

また、かかる締結ピン１７の挿通にあたって、前記内軸１４には、締結ピン１７が挿通するピン挿通孔１４ａが径方向に沿って貫通形成されている。そして、このピン挿通孔１４ａは、その内径が締結ピン１７の外径より若干小さく設定され、当該締結ピン１７が圧入状態で挿通する構成となっており、これによって、当該締結ピン１７の支持剛性の向上が図られている。なお、この内軸１４に対する締結ピン１７の挿通にあたっては、当該締結ピン１７とピン挿通孔１４ａとの間に若干の径方向隙間をもたせた隙間嵌めとしてもよく、かかる場合には、内軸１４と締結ピン１７との間に若干のガタが生まれることから、外軸１３と内軸１４の間に軸心のズレが生じてしまった場合であっても、前記径方向隙間によってその軸心のズレを吸収させることが可能となって、装置の円滑な作動を図ることに供される。

一方、前記外軸１３には、内軸１４に対して所定量だけ相対回転可能となるように、前記ピン挿通孔１４ａの両端開口へと臨む一対の周方向に沿う長穴状のピン挿通溝１３ａ，１３ａが対向して設けられている。すなわち、この外軸１３に対する内軸１４の相対回転は、これら各ピン挿通溝１３ａ，１３ａの周方向幅内で許容され、当該各ピン挿通溝１３ａ，１３ａの端部に締結ピン１７が当接することにより規制されることとなる。

以下、本実施形態の特異な作用効果について説明する。

すなわち、図２及び図３に示すように、前記排気側カムシャフト１０（外軸１３）の回転に伴い回転する偏心駆動カム１２の回転運動がリンクアーム２３の直線運動に変換され、該リンクアーム２３の直線運動をもってロッカアーム２２が揺動してリンクロッド２４を介して揺動カム２１が揺動することにより、各吸気弁２，２が開閉作動する。このとき、これら各吸気弁２，２については、図９に示すように、機関の運転状態に応じて制御機構３０によりバルブリフト特性が変化することとなるが、まず機関始動時においては、前述したように、中間リフト量Ｌ２に制御される。

一方、前記各排気弁３，３については、前述のような制御機構３０を有することなく通常の回転カムによって駆動されるため、排気側カムシャフト１０の回転に伴い、図９に示すように、各回転カム１１，１１のカムプロフィールに応じた同一の固定的なバルブリフト特性となる。なお、機関始動時には、前述のように、位相制御手段４０の位相が中間位相に保持され（図７参照）、各排気弁３，３のリフトカーブ（開閉タイミング）は中間位相Ｔ２にて固定される。

したがって、機関始動時には、図９に示すような中間リフトＬ２となって、バルブオーバーラップがほとんどなく、かつ、各吸気弁２，２の閉時期が下死点近傍となることから、残留ガスを低減しつつ有効圧縮比を高めることが可能になると共に、このような充填効率の向上によりトルクの増大も図れる結果、良好な始動性を実現することができる。

続いて、機関始動後、低回転低負荷運転状態に移行すると、図２に示すように、アクチュエータ３３により制御カム３２の厚肉部３２ａが上側に位置するように制御軸３１が回動制御されることによって、ロッカアーム２２、リンクロッド２４及び揺動カム２１の全体が時計方向へ回動するように上方へと引き上げられる。この結果、各吸気側バルブリフタ２ａ，２ａ対する揺動カム２１の当接位置が基円面２１ｂ寄りとなって、比較的小さなリフト量Ｌ１となる。

ここで、従来では、前記排気側駆動カムが前述のような回転カムであることから、上記リフト量は勿論のこと、開閉タイミングについても固定的な特性を余儀なくされていた。このため、各排気弁３，３のリフトカーブ（開閉タイミング）は中間位相Ｔ２のまま維持され、当該各排気弁３，３の閉時期は上死点付近となる。すると、各吸気弁２，２の開時期は上死点よりも遅れていることから、各排気弁３，３の閉時期からピストンが下降し各吸気弁２，２が開くまでの間は吸・排気が共に閉じた状態、すなわち負のバルブオーバーラップ期間となって、当該ピストンの下降に伴うシリンダ内負圧が増大してしまうことから、ポンピングロスの増大を招来し、その結果、燃費が悪化してしまうという問題があった。

そこで、本実施形態では、前記小リフトＬ１となる低回転低負荷運転時には、遅角側油室Ｐｒに油圧を供給し、外軸１３に対し内軸１４を遅角側へ相対回動させることによって、各排気弁３，３の開閉タイミングが遅角位相Ｔ１となるよう制御する。すると、かかる遅角制御により、各排気弁３，３が閉じてから各吸気弁２，２が開くまでの期間（負のバルブオーバーラップ期間）ＴＬを縮小することができるため、前記シリンダ内負圧の発生が抑制され、前記ポンピングロスの増大化を抑制することが可能となる結果、燃費の向上を図ることができる。

また、上記遅角制御により、各排気弁３，３の開時期が下死点側へと遅れることとなるため、ピストンによる膨張仕事を増加させることが可能となって、かかる観点からも燃費の向上に供される。

続いて、機関回転数が上昇して高回転高負荷運転状態へと移行すると、図３に示すように、アクチュエータ３３により制御カム３２の厚肉部３２ａが下側に位置するように制御軸３１が回動制御されることにより、ロッカアーム２２、リンクロッド２４及び揺動カム２１の全体が反時計方向へと回動するかたちで下方へと引き下げられる。この結果、各吸気側バルブリフタ２ａ，２ａに対する揺動カム２１の当接位置がカムノーズ部２１ｃ寄りとなって、比較的大きなリフト量Ｌ３となる。

ここで、前記排気側駆動カムが従来のような回転カムである場合には、前述のように各排気弁３，３の開閉タイミングが中間位相Ｔ２のままで保持されることになるため、各排気弁３，３の閉時期と各吸気弁２，２の開時期との間のバルブオーバーラップＯＬが大きくなってしまう。このため、排気ガスが多量にシリンダ内へと取り込まれて残留ガスが増大してしまい、その分だけ新気の充填効率が低下してしまうこととなり、所望とする高回転トルクを発生させることができないという問題があった。

そこで、本実施形態では、前記大リフトＬ３となる高回転高負荷運転時には、前記低回転低負荷運転時とは反対に、進角側油室Ｐａに油圧を供給し、外軸１３に対し内軸１４を進角側へ相対回動させることによって、各排気弁３，３の開閉タイミングが進角位相Ｔ３となるよう制御する。すると、かかる進角制御により、各排気弁３，３と各吸気弁２，２との間における上記バルブオーバーラップＯＬを縮小させることが可能となって、上記シリンダ内への排気ガスの取り込みを抑制することができる。この結果、新気の充填効率の向上が図れ、所望とする高回転トルクを得ることができる。

また、上記進角制御により、各排気弁３，３の開時期も進角することになるため、高回転領域で問題となる排気の押出損失を低減することが可能となって、かかる観点からも上記高回転トルクの十分な発生に供される。

以上のように、本実施形態に係る可変動弁装置においては、前記排気側カムシャフト１０を外軸１３と内軸１４の２重構造とし、これら両軸１３，１４を、位相制御手段４０をもって相対回転制御可能に構成したことにより、各吸気弁２，２のリフト量Ｌ１〜Ｌ３（作動角Ｄ１〜Ｄ３）の変化に応じて各排気弁３，３の開閉タイミングをＴ１〜Ｔ３といった範囲で変化させることが可能となり、前述したような不都合の招来を回避することができる。これにより、吸気側についても、排気側カムシャフト１０に設けた偏心駆動カム１２をもって各吸気弁２，２を開閉作動させるといった特異な構成を用いたことによる良好な搭載性を維持したまま、吸気弁の作動角に合わせた吸・排気両弁２，２、３，３の開閉時期の相対関係の最適化を図ることができる。

しかも、本実施形態の場合は、図２に示す前記小リフトＬ１制御時におけるリンクアーム２３の角度θ１と、図３に示す前記大リフトＬ３制御時におけるリンクアーム２３の角度θ３と、の関係がθ１＜θ３となっていることから、リフト量が増大するにつれ、ピークリフト時の位相も若干変化することとなるが、前述のように各排気弁３，３の開閉タイミングを変化可能とすることで、かかる位相の変化についても適切に補正したかたちで制御することができる。

ちなみに、図２、図３において、前記偏心駆動カム１２が時計方向へと回転する場合は、バルブリフト量が増大するにつれて上述のピークリフト時の位相は遅角側に若干変化する一方、反時計方向に回転する場合には、進角側に若干変化することとなるが、いずれの場合でも適切な補正が可能である。

また、本実施形態では、前記偏心駆動カム１２が外軸１３に固定された構成となっており、当該外軸１３は内軸１４に比べクランクシャフトからのトルク伝達経路の上流側にあって捩り変形も小さいことから、伝達機構２０を介して駆動される各吸気弁２，２のリフトカーブ（作動角変化）の安定化も図れる。

さらに、この偏心駆動カム１２は、比較的剛性の高い外軸１３と一体に成形され、その支持剛性が高く構成されていることからしても、上記伝達機構２０を介して駆動される各吸気弁２，２の作動角変化のさらなる安定化に供される。

また、図４に示すように、前記偏心駆動カム１２の軸方向両側には、軸方向範囲Ｕにわたって逃げ部が連続して形成されると共に、当該逃げ部は、その横断面が図６に斜線で示される偏心駆動カム１２の投影面積の範囲内に収まるようになっている。それゆえ、前記逃げ部の軸方向範囲Ｕをリンクアーム２３の厚さ幅より大きく設定することによって、当該リンクアーム２３を軸方向から挿入することが可能となり、当該リンクアーム２３を前記従来公報（特開２００２−１６８１０５号公報）に開示されるような２分割構造にする必要もなくなるのである。

図１０は、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の前記第１実施形態の変形例を示し、前記偏心駆動カム１２を構成する基礎円カムロブ１５とリフトカムロブ１６との連結固定に際して、複数のボルト１８による締結を併用したものである。

すなわち、この変形例では、前記基礎円カムロブ１５の両端側に、それぞれボルト１８が挿通する一対のボルト挿通孔１５ｃ，１５ｃが、前記ピン係合穴１５ｂと平行となるように貫通形成されている。なお、これら各ボルト挿通孔１５ｃ，１５ｃの外端部には、それぞれ前記各ボルト１８，１８の頭部１８ａ，１８ａを収容するザグリ部１５ｄ，１５ｄが穿設され、これによって、前記各ボルト１８，１８による前記両カムロブ１５，１６の連結固定時において当該各ボルト１８，１８が偏心駆動カム１２の外周側に突出して他の構成部品等と干渉してしまうなどの不都合が回避されている。

また、前記リフトカムロブ１６についても同様に、各ボルト挿通孔１５ｃ，１５ｃに対向するかたちで、その両端部外周側に、各ボルト１８，１８が螺合する雌ねじ部１６ｃ，１６ｃが設けられていて、各ボルト挿通孔１５ｃ，１５ｃに挿通したボルト１８，１８が各雌ねじ穴１６ｃ，１６ｃに螺着することで、前記両カムロブ１５，１６が締結されるようになっている。

このように、本実施形態では、前記両カムロブ１５，１６の連結固定に際し上記各ボルト１８，１８による締結を併用するようにしたことで、当該両カムロブ１５，１６の連結強度が高められると共に、各回転カム１１，１１の支持剛性が高められる、言い換えれば両カムロブ１５，１６の密着性が高められる結果、各円弧状面１５ａ，１６ａの精度が向上し、当該各カムロブ１５，１６の外軸１３に対する円滑な回動（摺動）に供される。

図１１（ａ）（ｂ）は、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の第２実施形態を示し、前記第１実施形態における偏心駆動カム１２を外軸１３と別体に形成すると共に、前記各回転カム１１，１１を一体（１ピース）構造としたものである。

すなわち、この実施形態では、前記偏心駆動カム１２を外軸１３とは別体に構成したことにより、各回転カム１１，１１を排気側カムシャフト１０の一端側から挿通固定させることができるため、前記第１実施形態で説明したような２つのカムロブ１５，１６からなる２ピース構造ではなく、全体が一体に形成される１ピース構造が採用されている。これにより、各回転カム１１，１１の強度が高められる。

なお、この実施形態においても、内軸１４と各回転カム１１，１１との一体回転を可能にするため、前記第１実施形態と同様、前記両軸１３，１４に跨るように締結ピン１７が挿通されている。

そして、この実施形態では、前記外軸１３に設けられる両ピン挿通溝１３ａ，１３ａがそれぞれ前記両軸１３，１４の相対回転時における外軸１３に対する締結ピン１７の相対回動角Ｘ（位相制御手段４０の位相変化角）よりも大きい所定角度Ｙをもって開口するような周方向長さに設定されて、例えばオーバーシュート等により各ベーン４２ｂが各シュー４１ａに衝突するとき、すなわち両軸１３，１４が最も大きく相対回動したときであっても、締結ピン１７と各ピン挿通溝１３ａ，１３ａとの間には若干の隙間Ｃが形成され、締結ピン１７が各ピン挿通溝１３ａ，１３ａの端部に当接しない構成となっている。これにより、当該締結ピン１７や各ピン挿入溝１３ａ，１３ａの強度確保に供されると共に、これらの衝突音の発生も防止されることとなる。

また、この実施形態では、前記内軸１４がほぼ中空状に形成されていて、軸方向内部に一連のオイルギャラリ１４ｂが設けられている。これにより、当該オイルギャラリ１４ｂ内を通流するオイルが締結ピン１７とピン挿通孔１４ａとの間の僅かな隙間を介して流出し、内外軸１３，１４の摺動や、外軸１３と各回転カム１１，１１との摺動が潤滑されるようになっている。

以上のように、本実施形態では、前記各回転カム１１，１１を１ピース構造としたことにより、該各回転カム１１，１１の強度及び支持剛性を向上させることが可能となる。これによって、各回転カム１１，１１のより円滑な作動が得られると共に、該各回転カム１１，１１によって駆動される各排気弁３，３のリフトカーブのさらなる安定化に供される。

図１２及び図１３は、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の第３実施形態を示し、前記第１実施形態に係る可変動弁装置につき、さらに前記排気側カムシャフト１０の他端側にも位相制御手段４４を設けたものである。

すなわち、この実施形態では、図１２に示すように、前記プーリ４と排気側カムシャフト１０の間にも前記位相制御手段４０と同様に構成された第２位相制御手段４４が介装されることにより、当該プーリ４と外軸１３とが相対回転制御可能に構成され、これによって前記クランクシャフトに対する外軸１３の相対回転位相、具体的には図１３に示すように、吸・排気両弁２，２、３，３の開閉タイミングについても、当該第２位相制御手段４４により所定位相Ｔｘの範囲で変更することが可能となっている。

このような構成とすることで、本実施形態によれば、図１３に示すように、各排気弁３，３と各吸気弁２，２のバルブオーバーラップを前記第１実施形態と同様に抑制しつつも、各吸気弁２，２の閉時期を前記第１実施形態に対してさらに早めることによって、ポンピングロスについても十分に低減することが可能となり、燃費のさらなる向上に供される。

なお、この際、前記第２位相制御手段４４による進角制御によって各排気弁３，３の開時期も進角してしまうことから、シリンダ内の膨張仕事が低下してしまうとも考えられるが、各排気弁３，３の開時期が下死点近傍であるから、進角したことによる膨張比の低下は僅かであって、燃費に対する影響も比較的小さいといえる。このため、全体でみれば、各吸気弁２，２の閉時期が進角したことによる燃費向上効果の方が上回り、上述したような燃費の向上が図れるのである。

図１４〜図１７は、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の第４実施形態を示し、前記第１実施形態に係る可変動弁装置の構成を変更したものであって、各吸気弁５１，５２の駆動軸を、前記排気側カムシャフト１０ではなく、独立した軸である吸気側カムシャフト５０をもって構成し、該吸気側カムシャフト５０と制御軸３１の間に前記伝達機構２０を介装したものである。なお、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては同一の符号を付して、具体的な説明については省略する。また、図１４において、前記作動角可変機構についてＶＥＬと略称すると共に、前記位相制御手段についてＶＴＣと略称している。

具体的に説明すれば、本実施形態では、図１４に示すように、各吸気弁５１，５２の駆動に供する吸気側駆動軸である吸気側カムシャフト５０が、シリンダヘッド１の機関前後方向に沿って配設されると共に、当該シリンダヘッド１の上部に設けられる軸受９を介して回転自在に支持されていて、その軸方向一端部に図外のタイミングベルト等を介して図外のクランクシャフトからの回転が伝達されるようになっている。

そして、この吸気側カムシャフト５０のうち、同一気筒における一方の吸気弁である第１吸気弁５１に対応する軸方向位置には、後述するように、リンクロッド２４を介しロッカアーム２２と連係する揺動カム２１が回動自在に支持されると共に、他方の吸気弁である第２吸気弁５２に対応する軸方向位置に、前記第１実施形態と同様の回転カム１１が固定されている。

また、この吸気側カムシャフト５０（後記の外軸１３）には、前記揺動カム２１に対して回転カム１１から遠ざかる側に近接するかたちで、その軸心ｍに対して所定量γだけ偏心した軸心ｎを有する偏心駆動カム１２が、その軸方向（厚さ幅方向）に沿って貫通形成される駆動軸挿通孔１２ａを介して一体回転可能に圧入固定されている（図１５参照）。

前記制御機構３０を構成する制御軸３１には、図１４及び図１５に示すように、偏心状の制御カム３２が固定されると共に、該制御カム３２において偏心形成された大径状のカム本体３２ａの外周に、伝達機構２０の一部を構成するロッカアーム２２が回動自在に支持されている。そして、この制御軸３１は、各種センサにより検出された機関の回転数や負荷、油温ないし水温等の情報に基づいて出力される電子コントロールユニット６０からの各種制御信号により駆動制御されるアクチュエータ３３によって回動制御される。

前記伝達機構２０は、吸気側カムシャフト５０（揺動カム２１）の上方に配置されるロッカアーム２２と、該ロッカアーム２２の一端部２２ｂと偏心駆動カム１２とを連係するリンクアーム２３と、前記ロッカアーム２２の他端部２２ｃと揺動カム２１とを連係するリンクロッド２４と、から主として構成されている。

前記ロッカアーム２２は、その中央基部に設けられるカム挿通孔２２ａを介して制御カム３２に揺動自在に支持されていて、その一端部２２ｂがピン２５を介してリンクアーム２３の後述する突出端２３ｂと相対回動自在に連結されると共に、その他端部２２ｃがピン２６を介してリンクロッド２４の一端部と相対回動自在に連結されている。

前記リンクアーム２３は、比較的大径な円環状の基部２３ａと、該基部２３ａの外周側に突設された突出端２３ｂと、を有し、前記基部２３ａの中央位置には、偏心駆動カム１２に偏心形成された大径状のカム本体１２ｂに回動自在に外嵌する嵌合孔２３ｃが貫通形成されている。また、前記突出端２３ｂには、前記ピン２５が回転自在に挿通するピン挿通孔２３ｄが貫通形成されている。

前記リンクロッド２４は、くの字状に曲折形成されてなるもので、その一端部がロッカアーム２２の他端部２２ｃにピン２６を介し回動自在に連結される一方、その他端部が揺動カム２１のカムノーズ部２１ｃにピン２７を介し回動自在に連結されている。

ここで、かかる可変動弁装置について、本実施形態では、図１４に示すように、前記吸気側カムシャフト５０が、前記クランクシャフトからの回転が伝達される中空状の外軸１３（本発明の第１カムシャフトに相当）と、該外軸１３の内周側に重合して配置される中実状の内軸１４（本発明の第２カムシャフトに相当）と、からなる２重構造をもって相対回転可能に構成され、これら両軸１３，１４間に介装される前記第１実施形態と同様の位相制御手段４０（図５参照）をもって相対回転するようになっている。なお、本実施形態で使用する当該位相制御手段４０では、機関停止の際には最遅角位置でベーンロータ４２がロックされる構成となっている。

そして、前記第２吸気弁５２の駆動に供する回転カム１１は、前記第１実施形態又は第２実施形態と同様、１ピースないし２ピース構造により構成され、締結ピン１７を介して内軸１４と一体回転可能に、かつ、外軸１３と相対回動可能に構成されている（図８（ａ）（ｂ）ないし図１１（ａ）（ｂ）参照）。

以下、本実施形態の特異な作用効果について説明する。

まず、この可変動弁装置では、例えば図１５に示すように、前記吸気側カムシャフト５０の外軸１３の回転に伴って回転する偏心駆動カム１２の回転運動がリンクアーム２３の直線運動へと変換され、該リンクアーム２３の直線運動をもってロッカアーム２２が揺動してリンクロッド２４を介して揺動カム２１が揺動することによって、第１吸気弁５１が開閉作動すると共に、前記吸気側シャフト５０の内軸１４の回転に伴って回転カム１１が回転することによって、第２吸気弁５２が開閉作動することとなるが、第１吸気弁５１については、図１７に示すように、機関運転状態に応じて制御機構３０によりバルブリフト特性が変化する。

具体的には、前述したように、本実施形態では、機関始動時には、第１吸気弁５１は最遅角位置（遅角位相Ｔ１）にて中間作動角Ｄ２（中間リフト量Ｌ２）となるように制御される。そして、第２吸気弁５２の固定リフト量も同じ中間リフト量Ｌ２であり、遅角位相も同じ最遅角位相Ｔ１となっている。すなわち、第１吸気弁５１と第２吸気弁５２はほぼ同じ特性となっている。したがって、吸気側２弁５１，５２共にバルブオーバーラップはほとんどなく、これら両弁５１，５２の閉時期はいずれも下死点近傍となる。このため、前記第１実施形態と同様に、残留ガスを低減しながら有効圧縮比を高めることが可能になると共に、充填効率の向上によってトルクの増大が図られ、この結果、良好な始動性を実現することができる。

続いて、機関始動後、低回転低負荷運転状態へと移行すると、吸気弁開時期を下死点よりも早めることによってポンピングロスの低減を図るべく、図１６（ａ）に示すように、アクチュエータ３３により制御カム３２の厚肉部３２ａが上側に位置するように制御軸３１を回動することで、ロッカアーム２２全体が吸気側カムシャフト５０に対して上方へと引き上げられる結果、第１吸気弁５１は比較的小さな作動角Ｄ１（リフト量Ｌ１）に制御する。

これにより、前記第１吸気弁５１については上記目的としたポンピングロス低減効果が想定されるが、第２吸気弁５２についてはこのようなバルブリフト特性の変更を行うことができないため、その閉時期は下死点近傍に維持されることとなる。この結果、実質的には、この下死点近傍まで吸入が行われることとなって、上記目的としたポンピングロス低減効果が十分に図れないでいた。

そこで、本実施形態では、前記小リフトＬ１となる低回転低負荷運転時には、第２吸気弁５２のリフトカーブが中間位相Ｔ２となるように、外軸１３に対し内軸１４を進角側へ相対回動させることにより、上記第２吸気弁５２の閉時期を早め、該第２吸気弁５２の閉時期を第１吸気弁５１の閉時期と同時期に設定することが可能となる。これによって、上記ポンピングロスを十分に低減することが可能となり、この結果、十分な燃費低減効果が得られる。

加えて、この第２吸気弁５２の開閉タイミングを上述のように進角制御することにより、当該第２吸気弁５２の開時期も進角することになるため、バルブオーバーラップＯＬが増大して内部ＥＧＲが増加することとなり、低負荷運転時における燃焼の悪化が懸念される。ところが、この場合については、吸気側２弁５１，５２の開時期が異なることで、吸入スワールが生じ、その攪拌効果により上述した内部ＥＧＲによる燃焼悪化が改善されることとなる。このため、さらなるポンピングロスの低減や、内部ＥＧＲを増加したことによる混合気比熱比の向上による一層の燃費低減を図ることもできる。

また、機関回転数が上昇して当該機関運転状態が高回転高負荷となったときは、機関の１サイクル時間が短くなることから充填効率を高めるべく、図１６（ｂ）に示すように、アクチュエータ３３により制御カム３２の厚肉部３２ａが下側に位置するように制御軸３１を回動することで、ロッカアーム２２全体が吸気側カムシャフト５０に対して下方へと押し下げられる結果、第１吸気弁５１は比較的大きな作動角Ｄ３（リフト量Ｌ３）に制御する。

ところが、この場合には、前記両吸気弁５１，５２の開時期が大きく異なることになるため、吸気スワール効果が大きく、吸入初期から渦ができてしまうこととなって、シリンダ内への吸入効率が低下し、上記目的とした充填効率の向上が図れないでいた。

そこで、本実施形態では、前記大リフトＬ３となる高回転高負荷運転時には、第２吸気弁５２のリフトカーブが進角位相Ｔ３となるように、外軸１３に対し内軸１４をより進角側へと相対回動させることにより、上記第２吸気弁５２の開時期をさらに早め、該第２吸気弁５２の開時期を第１吸気弁５１の開時期へと接近させることが可能となる。これにより、上記吸入初期のスワール効果が抑制され、充填効率の低下を抑制できる結果、高出力、高トルクを発生させることが可能となる。

以上のことから、本実施形態のような構造を有する可変動弁装置においても、前記吸気側カムシャフト５０を外軸１３と内軸１４の２重構造とし、これら両軸１３，１４を、位相制御手段４０をもって相対回転制御可能に構成したことにより、第１吸気弁５１の作動角Ｄ１〜Ｄ３の変化に応じて第２吸気弁５２の開閉タイミングＴ１〜Ｔ３を変化させ、前述したような様々な不都合の招来を回避することが可能となる結果、吸気側２弁５１，５２の開閉時期の最適化に供される。

ここで、本実施形態のような吸気側カムシャフト５０についての２重構造を採用しない場合を想定してみると、第１カムシャフト（外軸１３）と第２カムシャフト（内軸１４）を幅方向ないし高さ方向に離間して設置する必要があることから、機関幅方向ないし高さ方向の寸法が拡大して、車両への機関搭載性が悪化してしまうこととなる。これに対し、本実施形態では、上記第１、第２カムシャフトが同軸の２重構造となるので、機関幅方向ないし高さ方向の寸法が相対的に縮小し、もって前記第１実施形態と同様に車両への搭載性向上が図れるのである。

本発明は、前記各実施形態の構成等に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲であれば、いかなる構成や構造であってもよい。したがって、例えば前記制御機構３０については、前記各実施形態において開示したような「制御軸３１を回動して揺動カム２１の姿勢を変化させる構造のもの」に限られず、例えば特開２０１１−１７４４１６号公報に記載されるような「制御軸を軸方向に移動させることによって揺動カムの姿勢を変化させる構造のもの」とすることもできる。

また、前述したような作動角可変機構を構成する駆動カムについては「偏心状のもの」を例に説明したが、例えば特開昭５５−１３７３０５号公報に記載されるような「たまご形状のもの」としてもよい。

さらに、前記回転カム１１と内軸１４との相対回転規制手段（一体回転可能化手段）についても、「前記締結ピン１７によって規制されるもの」だけでなく、例えばＳＡＥ−８６０５３７ペーパーに記載されるような「内軸の内部に六角軸を挿入して当該六角軸をもって回転カムを規制するもの」であってもよい。

また、前記実施形態ではクランクシャフトからの回転がプーリを介して外軸１３に伝達される構成を示したが、内軸１４に伝達される構成としてもよい。その場合、回転カム１１と偏心駆動カム１２のうち外軸１３に固定（回転規制）される方が、位相制御手段４０をもって位相変更可能に構成されることとなる。

その他、前記第１〜第３実施形態では、前述したような作動角可変機構を駆動しない回転カム１１を内軸１４に固定して、位相制御手段４０をもって位相変更可能に構成したものを例に説明したが、逆であっても構わない。すなわち、作動角可変機構を駆動する偏心駆動カム１２を内軸１４に固定して、位相制御手段４０をもって位相変更可能構成することも可能である。かかる構成とした場合には、例えば図９において、作動角可変機構により小リフトＬ１のリフトカーブに制御したうえ、さらに位相制御手段４０により位相を進角させることができ、各排気弁３，３のバルブリフト特性を固定のままで、前記負のバルブオーバーラップ期間ＴＬを抑制しつつ、各吸気弁２，２の閉時期がより進角し、ポンピングロスを一層低減することが可能となる。

また、前記第４実施形態では、前記吸気側２弁５１，５２の開閉時期を最適化すべく吸気側カムシャフト５０に位相制御手段４０を設けたものを例に説明したが、同様の構成を有する排気側シャフトに前記位相制御手段４０を設けることとしてもよい。例えば、同一気筒における一方の排気弁を前記作動角可変機構の偏心駆動カムによって駆動すると共に、他方の排気弁を一定のカムプロフィールからなる回転カムにより駆動する構成において、当該回転カムの位相について変更可能に構成することもできる。かかる構成とする場合には、例えば前記他方の排気弁のリフトカーブが終了した後、吸入行程において前記一方の排気弁のリフトカーブをスタートさせることが考えられる。このように設定することで、吸気行程中に前記一方の排気弁を介し残留ガスを十分に吸い込むことが可能となり、バルブオーバーラップによる残留ガスの吸入と比べ、多量の残留ガスを高精度で取り込めるといったメリットが得られる。しかも、前記吸入行程中の排気弁のリフトカーブの作動角を機関運転状態により変化させることもできるので、ディーゼルエンジンを含め、ＮＯｘの低減と燃費の向上を高次元で両立することが可能となる。

前記各実施形態から把握される特許請求の範囲に記載した発明以外の技術的思想について、以下に説明する。

（ａ）請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記偏心駆動カムの回転運動を揺動運動に変換し前記ロッカアームへと伝達するリンクアームを設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

（ｂ）前記（ａ）に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制御軸を、シリンダヘッド上における吸気弁と排気弁の中間よりも排気弁側に配置したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

このように吸気側のバルブリフト特性を変更可能に構成することによって、例えば吸入スワールやポンピングロスなど燃焼に直接係る要素を制御することが可能となるため、燃費の低減に供される。

（ｃ）前記（ａ）に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制御軸を、シリンダヘッド上における吸気弁と排気弁の中間よりも吸気弁側に配置したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

このように排気側のバルブリフト特性を変更可能に構成することによって、排気エミッションの改善等のメリットが得られる。

（ｄ）請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記回転カムは、２分割に構成され、前記第２カムシャフトの外周に若干の隙間を介して両側から挟み込むかたちで取り付けられて締結ピンによって前記第２カムシャフトに固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。

かかる構成により、第２カムシャフトに対し回転カムを簡素な構造をもって容易に取付固定することができる。

（ｅ）前記（ｄ）に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記分割構成された回転カムはボルトによって締結されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

かかる構成とすることで、回転カムをより強固に固定することができ、装置の耐久性の向上等に供される。

（ｆ）前記（ｄ）に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記分割構成された回転カムは、前記締結ピンが圧入されることにより連結されると共に、
前記締結ピンは、前記第２カムシャフトに対しても圧入されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

このように、回転カムのみならず第２カムシャフトまで含め締結ピンを圧入することで、回転カムの支持剛性の向上に供される。

（ｇ）前記（ｄ）に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記分割構成された回転カムは、前記締結ピンが圧入されることにより連結されると共に、
前記締結ピンは、前記第２カムシャフトに対しては若干の隙間をもって挿通されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

このように、第２カムシャフトに対しては若干の隙間をもって締結ピンを挿通させることで、第１カムシャフトと第２カムシャフトとの間に軸心ずれが生じた場合であっても、当該隙間がその軸心ずれを吸収し、装置の円滑な作動を図ることができる。

（ｈ）前記（ｄ）に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記駆動カムを、前記第１カムシャフトに一体に成形したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

かかる構成とすることで、当該駆動カムによって駆動される吸気弁のリフトカーブの安定化に供される。

（ｉ）請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記位相制御手段は、前記第１カムシャフトと同期回転するハウジングと、
前記ハウジング内に回転自在に収容され、前記第２カムシャフトと同期回転するベーン部材と、
前記ベーン部材の径方向に延びるベーンを介して前記ハウジングの内部に隔成された遅角側油室及び進角側油室と、を備え、
前記遅角側油室又は進角側油室に油圧を選択的に給排することにより、前記ハウジングと前記ベーン部材の相対回動位置を遅角側又は進角側に変化させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

（ｊ）請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記揺動カムの揺動量を小さく制御した場合には、前記第２カムシャフトの回転位相を、前記第１カムシャフトに対し遅角側へ制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

（ｋ）請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記揺動カムの揺動量を大きく制御した場合には、前記第２カムシャフトの回転位相を、前記第１カムシャフトに対し進角側へ制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

（ｌ）請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記第１カムシャフトに対する前記第２カムシャフトの回転位相を、吸気弁の開時期と排気弁の閉時期とを近づけるように制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

（ｍ）請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記回転カムは前記第１カムシャフトと一体回転可能に設けられると共に、
前記駆動カムは前記第２カムシャフトと一体回転可能に設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

（ｎ）請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
機関と前記第１カムシャフトとの相対回転位相を制御する第２位相制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

これにより、吸・排気両弁の最適な開閉タイミングを実現することができる。

（ｏ）前記（ｎ）に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記揺動カムの揺動量を小さく制御した場合には、前記第１カムシャフトの回転位相を前記機関の回転位相に対し進角側へ制御すると共に、前記第２カムシャフトの回転位相を前記第１カムシャフトに対し遅角側へ制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

（ｐ）１気筒あたり１対の吸排気弁である第１、第２吸気弁及び第１、第２排気弁を備える内燃機関の可変動弁装置であって、
クランクシャフトの回転が伝達される第１カムシャフトと、
前記第１カムシャフトに軸心が通るように設けられた第２カムシャフトと、
前記第１カムシャフト及び前記第２カムシャフトの一端側に設けられ、該両カムシャフトの相対回転位相を制御する位相制御手段と、
前記第１カムシャフト又は前記第２カムシャフトの一方に一体回転可能に設けられ、該一方のカムシャフトの回転に伴って前記第１吸気弁又は第１排気弁を開閉する回転カムと、
前記第１カムシャフト又は前記第２カムシャフトの他方に一体回転可能に設けられた駆動カムと、
前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して伝達する伝達機構と、
前記伝達機構から伝達される揺動をもって、同一気筒において対応する他方の前記第２吸気弁又は第２排気弁を開閉する揺動カムと、
前記揺動カムを揺動自在に支持する制御軸と、
前記制御軸に一体的に設けられ、その作動姿勢の変化に基づき前記伝達機構の揺動量を制御する制御部材と、
前記制御軸を駆動するアクチュエータと、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

このように、回転カム駆動側につき、当該回転カムを支持するカムシャフトを２重構造とし、該両カムシャフトの相対回転位相を制御可能に構成したことによって、吸排気同一種弁における一方の弁の作動角を変化させる場合でも、当該弁の作動角に合わせて他方の弁のバルブタイミングを変更することが可能となり、各カムによりそれぞれ駆動される両弁のバルブタイミングの最適化に供される。

３…排気弁
１１…回転カム
１２…偏心駆動カム
１３…外軸（第１カムシャフト）
１４…内軸（第２カムシャフト）
２１…揺動カム
２２…ロッカアーム
３１…制御軸
３２…制御カム
３３…アクチュエータ
４０…位相制御手段

Claims (3)

1. クランクシャフトの回転が伝達される第１カムシャフトと、
   前記第１カムシャフトに設けられた軸方向孔に挿通され、前記第１カムシャフトに対し相対回転可能に支持された第２カムシャフトと、
   前記第２カムシャフトに一体回転可能に設けられ、該第２カムシャフトの回転に伴って排気弁を開閉する回転カムと、
   前記第１カムシャフトに一体回転可能に設けられた偏心駆動カムと、
   前記偏心駆動カムの回転に伴って揺動するロッカアームと、
   前記ロッカアームの揺動が伝達されることにより吸気弁を開閉する揺動カムと、
   前記ロッカアームと前記揺動カムとを揺動自在に支持する制御軸と、
   前記制御軸に対し偏心状に構成されて、該制御軸に一体回転可能に設けられ、前記制御軸の回転位置に応じて前記ロッカアームの作動姿勢を変化させることで前記揺動カムの揺動量を変化させる制御カムと、
   前記第１カムシャフトと前記第２カムシャフトとの相対回転位相を制御する位相制御手段と、
   前記制御軸を駆動するアクチュエータと、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. クランクシャフトの回転が伝達される第１カムシャフトと、
   前記第１カムシャフトに設けられた軸方向孔に挿通され、前記第１カムシャフトに対し相対回転可能に支持された第２カムシャフトと、
   前記第１カムシャフト及び前記第２カムシャフトの一端側に設けられ、該両カムシャフトの相対回転位相を制御する位相制御手段と、
   前記第１カムシャフト又は前記第２カムシャフトの一方に一体回転可能に設けられ、該一方のカムシャフトの回転に伴って排気弁を開閉する回転カムと、
   前記第１カムシャフト又は前記第２カムシャフトの他方に一体回転可能に設けられた偏心駆動カムと、
   前記偏心駆動カムの回転に伴って揺動するロッカアームと、
   前記ロッカアームの揺動が伝達されることにより吸気弁を開閉する揺動カムと、
   前記ロッカアームと前記揺動カムとを揺動自在に支持する制御軸と、
   前記制御軸に対し偏心状に構成されて、該制御軸に一体回転可能に設けられ、前記制御軸の回転位置に応じて前記ロッカアームの作動姿勢を変化させることで前記揺動カムの揺動量を変化させる制御カムと、
   前記制御軸を駆動するアクチュエータと、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
3. 機関の回転が伝達される第１カムシャフトと、
   前記第１カムシャフトに軸心が通るように設けられた第２カムシャフトと、
   前記第１カムシャフト及び前記第２カムシャフトの一端側に設けられ、該両カムシャフトの相対回転位相を制御する位相制御手段と、
   前記第１カムシャフト又は前記第２カムシャフトの一方に一体回転可能に設けられ、該一方のカムシャフトの回転に伴って吸気弁又は排気弁の一方を開閉する回転カムと、
   前記第１カムシャフト又は前記第２カムシャフトの他方に一体回転可能に設けられた駆動カムと、
   前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して伝達する伝達機構と、
   前記伝達機構から伝達される揺動により吸気弁又は排気弁の他方を開閉する揺動カムと、
   前記揺動カムを揺動自在に支持する制御軸と、
   前記制御軸に一体的に設けられ、その作動姿勢の変化に基づき前記伝達機構の揺動量を制御する制御部材と、
   前記制御軸を駆動するアクチュエータと、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

Images