JPH0734826A - 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転条件に適したバルブリフト特性の可変制
御を実現するとともに、吸気２弁式機関のような多弁式
機関に適用した際の構成の複雑化を回避し、かつ吸気ス
ワールの可変制御等を可能とする。 【構成】 機関と同期回転する駆動軸２１の外周に円筒
状カムシャフト２２が配設され、カムシャフト２２のフ
ランジ部２７と駆動軸２１に連結固定されたスリーブ２
８のフランジ部３２との間に、環状ディスク２９が配設
される。カムシャフト２２は各気筒毎に分割され、かつ
一対の吸気弁に対応したカム２６Ａ，２６Ｂを有する。
両カム２６Ａ，２６Ｂは異なるリフト特性を有する。環
状ディスク２９は揺動自在な制御環３５により保持され
ており、両フランジ部２７，３２の係合溝３０，３３に
係合する一対のピン３６，３７が回転可能に取り付けら
れている。環状ディスク２９は機関運転条件に基づき揺
動位置が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の運転状態
に応じて吸気弁・排気弁の開閉時期や作動角を可変制御
する吸排気弁駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸気弁・排気弁の開閉時期や作動角を可
変制御する装置は、従来から種々の形式のものが提供さ
れているが、その一つとして例えば実開昭５７−１９８
３０６号公報に記載されているものがある。

【０００３】図９及び図１０は、この従来の吸排気弁駆
動制御装置を示すもので、その概略を説明すれば、図中
２は駆動軸１の外周に回転自在に設けられて、吸気バル
ブ１６をバルブスプリング１７のばね力に抗して開作動
させるカムであって、この円筒状のカム２はカム軸受用
ブラケット３と駆動軸１にキー４を介して固設されたフ
ランジ部５とにより軸方向の位置決めがなされている。
また、カム２の一側部に係合溝６を有するフランジ部７
が形成されている一方、上記フランジ部５にも係合溝８
が形成され、かつ両フランジ部５，７間に円環状のディ
スク９が介装されている。このディスク９は、両側の対
向位置に上記両係合溝６，８に係合するピン１０，１１
が設けられているとともに、外周が制御環１２に回転自
在に保持されている。この制御環１２は、外周の突起１
２ａを介してシリンダヘッド側の支持孔１３に揺動自在
に支持されているとともに、該突起１２ａの反対側に位
置する歯車部１２ｂがロッカシャフト１４外周の歯車環
１４ａに噛合している。

【０００４】そして、上記制御環１２は、歯車環１４ａ
及び歯車部１２ｂを介して図外の駆動機構により機関運
転状態に応じて一方あるいは他方向へ揺動するようにな
っている。即ち、ディスク９の中心Ｃが図９に示す位置
にある場合は、駆動軸１とディスク９との回転中心が一
致し、したがってディスク９は、ピン１１と係合溝８を
介して駆動軸１に等速で同期回転し、かつカム２はピン
１０と係合溝６を介してディスク９に等速で同期回転す
る。

【０００５】また、機関運転状態の変化に伴い駆動機構
によってロッカアーム１５を軸支するロッカシャフト１
４を回動させると、制御環１２が突起１２ａを支点とし
て揺動し、これによってディスク９の中心Ｃが駆動軸１
の中心に対し偏心する。この状態では、係合溝６，８を
有するディスク９とピン１０，１１とによって一種の偏
心軸継手が構成され、カム２が駆動軸１に従動して回転
するものの、両者の回転速度は不等速となる。つまり、
駆動軸１の１回転の間に、ディスク９の回転位相が駆動
軸１に対して変化し、同時にカム２の回転位相もディス
ク９に対して変化する。したがって、カム２は、駆動軸
１に対し、図１１の（ａ）に破線もしくは一点鎖線で示
すように位相差を生じ、この結果、同図（ｂ）のよう
に、実線で示すバルブリフト特性を、破線もしくは一点
鎖線のように変化させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置にあっては、１個のカム２毎にディスク９や制
御環１２を備えた構成となっているため、吸気２弁式機
関のような多弁式内燃機関に適用しようとすると、構成
が非常に複雑になり、かつ摩擦損失等も大きくなるとい
う不具合があった。

【０００７】また、上記装置は、単に吸排気特性の可変
制御のみを行うものであり、当然のことながら、吸気多
弁式機関におけるスワールの可変制御や残留ガスのコン
トロール等に利用することはできない。

【０００８】さらに上記構成では、各ピン１０，１１と
係合溝６，８との間で滑りを生じるため、各ピン１０，
１１や係合溝６，８の対向内面６ａ〜８ｂが摩耗し易
く、経時的に、両者６，８、１０，１１間に比較的大き
な隙間が発生する。この結果、カムシャフト１の正負の
回転トルク変動に伴い打音が発生したり、バルブタイミ
ングのずれが発生して制御精度が低下するといった問題
を生じる虞れがある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る吸排気弁駆
動制御装置は、機関の回転に同期して回転する駆動軸
と、この駆動軸と同軸上に各気筒毎に配設され、かつ１
気筒当たり複数個設けられた吸気弁もしくは排気弁を駆
動するように複数個のカムが外周に形成されたカムシャ
フトと、このカムシャフトの端部に設けられ、かつ半径
方向に沿って係合溝が形成されたフランジ部と、このフ
ランジ部に対向するように上記駆動軸側に設けられ、か
つ半径方向に沿って係合溝が形成されたフランジ部と、
上記両フランジ部の間に配設された揺動自在な環状ディ
スクと、この環状ディスクの両側部に互いに反対方向に
突設されて、上記両フランジ部の各係合溝内に夫々係合
するピンと、上記環状ディスクを機関運転状態に応じて
揺動させる駆動機構と、を備えて構成されている。

【００１０】また請求項２の発明では、上記カムシャフ
トが、その複数個のカムの中に、リフト特性の異なるカ
ムを含んでいる。

【００１１】また請求項３の発明では、上記カムシャフ
トが吸気弁を開閉駆動するものであり、かつカムの閉弁
時期が異なる時期に設定されている。

【００１２】さらに請求項４の発明では、カムシャフト
の一対のカムのリフト特性が互いに異なるように設定さ
れており、該カムシャフトは、両カム間の第１ジャーナ
ル部および一方のカムと上記フランジ部との間の第２ジ
ャーナル部を有し、かつ上記第１ジャーナル部が、他方
のカムに近接して配置されている。

【００１３】また請求項５の発明では、上記ピンを環状
ディスクの保持孔内に回転自在に嵌合支持するととも
に、上記係合溝の内側面に面接触するように、ピンの突
出部分に平面部を形成した構成となっている。

【００１４】

【作用】環状ディスクの中心が駆動軸の中心と合致して
いる制御状態では、カムシャフトは上記環状ディスク等
を介して駆動軸に同期して等速で、つまり位相差なしで
回転する。従って、カムのプロフィルに沿って吸排気弁
が開閉する。これに対し、駆動機構によって環状ディス
クが一方向へ揺動した状態では、環状ディスクの中心が
駆動軸の中心から偏心するため、駆動軸とカムシャフト
とが不等速で連動するようになり、回転中に位相差を生
じる。従って、カムのプロフィルを位相差により遅進さ
せたような特性でもって吸排気弁が開閉する。ここで、
本発明では、気筒毎に配設されるカムシャフトが複数個
のカムを有し、１気筒に複数個設けられた吸気弁もしく
は排気弁が１つの機構で駆動される。

【００１５】上記のように回転中心を偏心させた状態で
は、ピンと係合溝とが摺動するが、請求項５のように構
成すれば、その摩耗が抑制される。

【００１６】また、複数個のカムの中で一部のカムの閉
弁時期等の特性を異ならせた場合には、回転中心を偏心
させた状態において、その特性の差異が強められ、ある
いは弱められる。従って、例えば多弁式の吸気弁に適用
することで、スワールが可変制御される。

【００１７】一方、このようにカムの特性を異ならせる
と、一部のカムのみがバルブスプリング反力を受ける期
間が生じるので、カムシャフトにモーメントが作用する
が、請求項４のようにジャーナル部を配置することで、
ジャーナル部間の距離が大となる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明に係る吸排気弁駆動制御装置
の一実施例を図１〜図６に基づいて説明する。図におい
て、２１は図外の機関クランク軸からスプロケットを介
して回転力が伝達される駆動軸、２２は該駆動軸２１の
外周に一定の隙間をもって配置され、かつ駆動軸２１の
中心Ｘと同軸上に設けられた中空円筒状のカムシャフト
である。上記駆動軸２１は、機関前後方向に延設されて
いると共に、中空状に形成されている。またカムシャフ
ト２２は、各気筒毎に分割して構成されている。

【００１９】上記カムシャフト２２は、一対のジャーナ
ル部つまり第１ジャーナル部２２ａおよび第２ジャーナ
ル部２２ｂを有し、これらがシリンダヘッド上端部のカ
ム軸受５２，５３に回転自在に嵌合して支持されている
と共に、図２に示すように、外周の所定位置に、一対の
吸気弁２３をバルブスプリング２４のばね力に抗してバ
ルブリフター２５を介して開作動させる一対のカム２６
（図１には一方のカムを符号２６Ａ、他方のカムを符号
２６Ｂとして示す）が一体に設けられている。また、カ
ムシャフト２２は、上述したように複数個に分割形成さ
れているが、その一方の分割端部に、フランジ部２７が
設けられている。また、この複数に分割されたカムシャ
フト２２の端部間に、それぞれスリーブ２８と環状ディ
スク２９が配置されている。上記フランジ部２７は、図
４にも示すように、中空部から半径方向に沿った細長い
矩形状の係合溝３０が形成されていると共に、環状ディ
スク２９の一方の表面に摺接するフランジ面２７ａを有
している。上記第１ジャーナル部２２ａは、一対のカム
２６Ａ，２６Ｂの間に位置し、かつ第２ジャーナル部２
２ｂは、一方のカム２６Ｂとフランジ部２７との間に位
置している。そして、第１ジャーナル部２２ａは、一対
のカム２６Ａ，２６Ｂの中央の点からカム２６Ａに近接
した位置に設けられている。

【００２０】上記の一対のカム２６Ａ，２６Ｂは、後述
するように、そのリフト特性が互いに異なっている。

【００２１】上記スリーブ２８は、小径な一端部がカム
シャフト２２の他方の分割端部内に回転自在に挿入され
ている共に、駆動軸２１外周に嵌合しており、かつ直径
方向に貫通した連結ピン３１を介して該駆動軸２１に連
結固定されている。また、スリーブ２８の他端部に設け
られたフランジ部３２は、カムシャフト２２側のフラン
ジ部２７と対向して位置し、かつ図５にも示すように、
半径方向に沿った細長い矩形状の係合溝３３が形成され
ていると共に、外周面に環状ディスク２９の他方の表面
に摺接するフランジ面２８ａを有している。上記係合溝
３３は、カムシャフト２２側フランジ部２７の係合溝３
０と１８０°異なる反対側に配置されている。

【００２２】上記環状ディスク２９は、略ドーナツ板状
を呈し、内径がカムシャフト２２の内径と略同径に形成
されていて、駆動軸２１の外周面との間に環状の隙間部
Ｓが形成されていると共に、小巾の外周部２９ａが環状
のベアリングメタル３４を介して制御環３５の内周面に
回転自在に保持されている。また、互いに１８０°異な
る直径線上の対向位置にそれぞれ保持孔２９ｂ，２９ｃ
が貫通形成されており、該保持孔２９ｂ，２９ｃには、
各係合溝３０，３３に係合する一対のピン３６，３７が
嵌合配置されている。この各ピン３６，３７は、互いに
カムシャフト軸方向へ逆向きに突出しており、円筒面か
らなる基部が保持孔２９ｂ，２９ｃ内に回転自在に嵌合
支持されていると共に、環状ディスク２９表面から突出
する先端部に、図４及び図５に示すように、上記係合溝
３０，３３の対向内面３０ａ，３０ｂ、３３ａ，３３ｂ
と当接する２面巾状の平面部３６ａ，３６ｂ、３７ａ，
３７ｂが形成されている。また、上記ピン３６，３７の
軸方向への位置決めは、突出方向については、ピン３
６，３７の円筒面と上記平面部３６ａ，３６ｂ、３７
ａ，３７ｂとの間に生じる段部とフランジ面２７ａ，２
８ａとの当接により、また後退方向については、上記保
持孔２９ｂ，２９ｃを貫通したピン３６，３７の基端面
とフランジ面２８ａ，２７ａとの当接により、それぞれ
行われる。

【００２３】上記制御環３５は、略円環状をなすととも
に、図２に示すように、外周の一部にボス部３５ａを有
し、該ボス部３５ａを貫通した揺動軸３８を支点とし
て、駆動軸２１の軸方向と直交する面に沿って上下に揺
動自在に構成されている。またボス部３５ａと反対側の
外周面にレバー部３５ｂが半径方向に沿って突設されて
おり、該レバー部３５ｂを介して駆動機構３９により揺
動位置が制御されるようになっている。

【００２４】上記駆動機構３９は、図２及び図６に示す
ように、シリンダヘッドの所定部位に互いに対向して形
成された第１，第２シリンダ４０，４１と、各シリンダ
４０，４１内に出没自在に嵌合した油圧ピストン４２及
びリテーナ４３と、上記第１シリンダ４０内に画成され
る油圧室４０ａに油圧を給排して油圧ピストン４２を進
退させる油圧回路４４とを備えている。上記油圧ピスト
ン４２及びリテーナ４３は、互いに対向し、かつ両者の
先端の間で、上記レバー部３５ｂの円弧状先端部を上下
方向から挾持するようになっている。

【００２５】上記第２シリンダ４１内に設けられたリテ
ーナ４３は、略有底円筒状に形成され、第２シリンダ４
１内に配設されたコイルスプリング４５のばね力で突出
方向に付勢されている。つまり、油圧により進退する油
圧ピストン４２に従動して上下動するようになってい
る。

【００２６】上記油圧回路４４は、一端部が機関のオイ
ルパン４６内に、他端部が油圧室４０ａにそれぞれ連通
した油通路４７と、該油通路４７のオイルパン４６側に
設けられたオイルポンプ４８と、該オイルポンプ４８の
下流側に設けられた３ポート２位置型の電磁切換弁４９
とから主として構成されている。尚、この油圧回路４４
は、一般に機関潤滑系統を利用して構成され、オイルポ
ンプ４８等を機関潤滑系統と共用したものとなる。上記
電磁切換弁４９は、機関回転数や吸入空気量等の運転条
件信号に基づいてコントローラ５０により切換制御され
る。具体的には、該電磁切換弁４９がＯＮ作動すると、
油通路４７が連通して、油圧室４０ａに油圧が供給さ
れ、ＯＦＦ作動すると油通路４７下流部分とドレン通路
５１とが連通して油圧を解放するようになっている。こ
の電磁切換弁４９のＯＮ−ＯＦＦ制御により、機関低速
側では油圧室４０ａに供給される油圧は低くなり、かつ
高速側では油圧が高くなる。尚、機関停止時には、電磁
切換弁４９は、ＯＦＦ状態に保たれる。

【００２７】次に、上記のように構成された実施例の作
用について説明する。

【００２８】先ず、機関の中速回転領域では、油圧室４
０ａに適宜な中間的な油圧が供給され、制御環３５がリ
テーナ４３の押圧力とのバランスにより中立位置に保た
れる。具体的には、環状ディスク２９の回転中心Ｙと駆
動軸２１の中心Ｘが合致するようになる。この場合は、
環状ディスク２９と駆動軸２１との間に回転位相差は生
じず、またカムシャフト２２の中心と環状ディスク２９
の中心Ｙも合致しているため、両者２２，２９間の回転
位相差も生じない。そのため、駆動軸２１，環状ディス
ク２９およびカムシャフト２２の３者は、ピン３６，３
７を介して等速で同期回転する。この結果、図７の
（Ａ）の実線に示すようなカムプロフィルに沿った基本
的なバルブリフト特性が得られる。また、このときに
は、ピン３６，３７と係合溝３０，３３との間で実質的
に滑りが生じないようになる。

【００２９】次に、機関低速側の領域では、上述したよ
うに、油圧室４０ａの油圧は低く制御される。これによ
り、油圧ピストン４２が後退し、リテーナ４３の押圧力
により制御環３５が図２の一点鎖線のように上方に移動
する。従って、環状ディスク２９の中心Ｙが第２図に
Ｙ′として示すように駆動軸２１の中心Ｘから偏心す
る。この状態では、スリーブ２８の係合溝３３とピン３
７並びにカムシャフト２２の係合溝３０とピン３６との
摺動位置が駆動軸２１の１回転毎に移動し、環状ディス
ク２９の角速度が変化する不等速回転になる。

【００３０】特に、一方の係止溝３３とピン３７の摺動
位置が駆動軸２１の中心Ｘに接近する角度領域では、他
方の係止溝３０とピン３６の摺動位置が中心Ｘから離れ
る関係になる。この場合は、環状ディスク２９は、駆動
軸２１に対して角速度が小さくなり、さらに環状ディス
ク２９に対しカムシャフト２２の角速度も小さくなる。
したがって、カムシャフト２２の角速度は、駆動軸２１
に対して２重に減速された状態になる。逆に、一方の係
止溝３３とピン３７の摺動位置が駆動軸２１の中心Ｘか
ら離間する角度領域では、他方の係止溝３０とピン３６
の摺動位置が中心Ｘに接近する関係になる。この場合
は、環状ディスク２９は、駆動軸２１に対して角速度が
大きくなり、さらに環状ディスク２９に対しカムシャフ
ト２２の角速度も大きくなる。したがって、カムシャフ
ト２２の角速度は、駆動軸２１に対して２重に増速され
た状態になる。

【００３１】これにより、図７の（Ｂ）に一点鎖線で示
すように、駆動軸２１とカムシャフト２２との間で比較
的大きな位相差が与えられる。また、回転位相差の最
大，最小点の途中に同位相点（Ｐ点）が存在する。尚、
図７（Ｂ）の特性図では、カムシャフト２２が相対的に
進む方向の位相差を正に、相対的に遅れる方向の位相差
を負にしてある。そして、カムシャフト２２が相対的に
遅れ側となる領域（Ｐ１点以前の領域およびＰ２〜Ｐ３
の領域）に位置する吸気弁２３の開弁時期は、上記位相
差に伴って遅れることになる。逆に、カムシャフト２２
が相対的に進み側となる領域（Ｐ１〜Ｐ２の領域）に位
置する吸気弁２３の閉弁時期は、位相差に伴って進むこ
とになる。従って、図７の（Ａ）に一点鎖線で示すよう
なバルブリフト特性が得られ、その作動角は小さくな
る。

【００３２】一方、機関高速側の領域では、上述したよ
うに、油圧室４０ａの油圧は高く制御される。これによ
り、油圧ピストン４２が突出し、リテーナ４３の押圧力
に抗して制御環３５が図２の二点鎖線のように下方に移
動する。従って、環状ディスク２９の中心Ｙが第２図に
Ｙ″として示すように駆動軸２１の中心Ｘから偏心す
る。この状態では、やはりスリーブ２８の係合溝３３と
ピン３７並びにカムシャフト２２の係合溝３０とピン３
６との摺動位置が駆動軸２１の１回転毎に移動し、環状
ディスク２９の角速度が変化する不等速回転になる。

【００３３】特に、一方の係止溝３３とピン３７の摺動
位置が駆動軸２１の中心Ｘに接近する角度領域では、他
方の係止溝３０とピン３６の摺動位置が中心Ｘから離れ
る関係になる。この場合は、環状ディスク２９は、駆動
軸２１に対して角速度が小さくなり、さらに環状ディス
ク２９に対しカムシャフト２２の角速度も小さくなる。
したがって、カムシャフト２２の角速度は、駆動軸２１
に対して２重に減速された状態になる。逆に、一方の係
止溝３３とピン３７の摺動位置が駆動軸２１の中心Ｘか
ら離間する角度領域では、他方の係止溝３０とピン３６
の摺動位置が中心Ｘに接近する関係になる。この場合
は、環状ディスク２９は、駆動軸２１に対して角速度が
大きくなり、さらに環状ディスク２９に対しカムシャフ
ト２２の角速度も大きくなる。したがって、カムシャフ
ト２２の角速度は、駆動軸２１に対して２重に増速され
た状態になる。

【００３４】これにより、図７の（Ｂ）に二点鎖線で示
すように、駆動軸２１とカムシャフト２２との間で低速
時と逆方向の位相差が与えられる。また、回転位相差の
最大，最小点の途中には同位相点（Ｐ点）が存在する。
従って、カムシャフト２２が相対的に進み側となる領域
（Ｐ１点以前の領域およびＰ２〜Ｐ３の領域）に位置す
る吸気弁２３の開弁時期は、上記位相差に伴って進むこ
とになる。逆に、カムシャフト２２が相対的に遅れ側と
なる領域（Ｐ１〜Ｐ２の領域）に位置する吸気弁２３の
閉弁時期は、位相差に伴って遅れることになる。従っ
て、図７の（Ａ）に二点鎖線で示すようなバルブリフト
特性が得られ、その作動角は大きくなる。

【００３５】尚、吸気弁２３の開弁時期は、Ｐ点に近い
ので、低速，高速のいずれの場合でも、その変化の程度
は、閉弁時期の変化に比べて小さい。

【００３６】このように、低速側の領域で一点鎖線のよ
うな特性となることにより、低速域での充填効率が向上
し、低速トルクが増大する。しかも、開弁時期が遅れる
ことで、バルブオーバーラップが小さくなり、アイドル
時の燃費が良好になるとともに、アイドル安定性が向上
する。

【００３７】逆に、高速側の領域では、相対的に作動角
が大きく、閉弁時期が遅いため、高速域での充填効率が
向上する。しかも、バルブオーバーラップ増大による排
気効率向上により、高速域でのトルク，出力が向上す
る。

【００３８】そして、上記構成では、一つのカムシャフ
ト２２でもって一対の吸気弁２３が同時に開閉駆動され
るので、環状ディスク２９等の構成の複雑化が最小限に
抑制される。しかも、各ピン３６，３７が回転自在であ
るとともに、その両側縁が平面部３６ａ，３６ｂ，３７
ａ，３７ｂに形成されているため、各係止溝３０，３３
の対向内面３０ａ，３０ｂ、３３ａ，３３ｂと常に面接
触状態で当接し、経時的な摩耗が抑制される。

【００３９】尚、上述した中心Ｙ点の上下の移動は、厳
密には直線的ではなく、揺動軸３８を中心として円弧状
に変位することになるため、低速側の状態での同位相点
Ｐと高速側の領域での同位相点Ｐとは、厳密には若干異
なる位置となるが、揺動軸３８からＹ点までの揺動半径
がある程度大きければ、その影響は無視できるので、図
７ではＰ点を同一位置に示してある。

【００４０】ところで、上記実施例では、前述したよう
に、各カムシャフト２２における一対のカム２６Ａ，２
６Ｂのリフト特性が互いに異なっているが、これによる
作用を図８を参照して詳細に説明する。図８の（ａ）
は、第２カム２６Ｂにより開閉される吸気弁２３のバル
ブリフト特性を示し、（ｂ）は第１カム２６Ａにより開
閉される吸気弁２３のバルブリフト特性を示す。また
（ｃ）は、第７図（Ｂ）と同じく低速域（一点鎖線）お
よび高速域（二点鎖線）での位相差を示す。

【００４１】この実施例では、Ｘ点とＹ点との同心状態
における基本的な特性として、第１カム２６Ａによる吸
気弁２３の閉弁時期が上死点後２２５°（これをα０と
する）に、第２カム２６Ｂによる吸気弁２３の閉弁時期
が上死点後１７５°（これをα０′とする）に設定され
ている。また、同位相点Ｐは、それぞれ上死点後２０°
に設定されている。従って、例えば低速域で、図８
（ｃ）の一点鎖線のように位相差を与えるとすると、一
方の吸気弁２３の閉弁時期である上死点後２２５°にお
ける位相差ａと、他方の吸気弁２３の閉弁時期である上
死点後１７５°における位相差ａ′とが略等しくなる。
例えば、この位相差ａ（＝ａ′）を１０５°とすると、
図８の（ａ），（ｂ）に示すように、低速時の閉弁時期
は、第１カム２６Ａで１２０°（これをα１とする）、
第２カム２６Ｂで７０°（これをα１′とする）とな
る。同様に、高速域で、図８（ｃ）の二点鎖線のように
位相差を与えるとすると、やはり上死点後２２５°にお
ける位相差ｂと、上死点後１７５°における位相差ｂ′
とが略等しくなる。この位相差を、例えば２８°とする
と、高速時の閉弁時期は、第１カム２６Ａで２５３°
（これをα２とする）、第２カム２６Ｂで２０３°（こ
れをα２′とする）となる。

【００４２】ここで、第１，第２カム２６Ａ，２６Ｂの
閉弁時期の比を、同心時および各偏心時とで比べてみる
と、次の（１）式のような関係が成立する。

【００４３】

【数１】 （α１／α１′）＞（α０／α０′）＞（α２／α２′） …（１） つまり、位相差により閉弁時期が進み、あるいは遅れる
ことに伴って、一対のカム２６Ａ，２６Ｂの特性の違
い、詳しくは閉弁時期の差異が、増幅されたり、逆に縮
小されたりするという作用が得られるのである。

【００４４】この結果、上記実施例では、機関低速域に
おいて、一方の吸気弁２３を通る吸気流量と他方の吸気
弁２３を通る吸気流量との比が大となり、強いスワール
効果を得ることができる。そのため、低速域での燃焼改
善が図れ、燃費が向上する。特に、本実施例のように、
吸気弁２３の閉弁時期を下死点よりも早めると、ポンピ
ングロスの低減により一層の燃費向上が可能であるが、
これに伴って、実圧縮比が低下し、燃焼温度が低下して
燃焼が悪化しがちとなるが、強いスワールを与えること
により、このような燃焼悪化を抑制できる。

【００４５】また機関高速域では、スワールが最小限に
抑制され、トルク，出力の向上が図れる。

【００４６】尚、上記の説明では、ａ＝ａ′となるよう
に、同位相点Ｐを設定してあるが、ａ≒ａ′あるいはａ
＞ａ′の関係があれば、上記（１）式の関係が成立する
ので、同様の作用効果が得られる。

【００４７】また、上記の説明は吸気弁２３の閉弁時期
について述べたが、同位相点Ｐを図８の例よりも９０°
程度遅らせて上死点後１１０°程度に設定すると、偏心
時の閉弁時期の変化は小さくなり、逆に開弁時期の変化
が大きくなる。従って、吸気弁２３の開弁時期を２弁で
異ならせておけば、その開弁時期の特性の違いを増幅し
たり縮小したりすることができる。これにより、残留ガ
スのコントロールが可能となり、エミッション低減や燃
費低減が可能となる。

【００４８】さらに、各気筒一対の排気弁の開閉駆動に
適用しても、残留ガスコントロールが可能である。

【００４９】ところで、上記のように一対のカム２６
Ａ，２６Ｂのリフト特性を異ならせると、その一方のみ
がリフトし、バルブスプリング２４の反力を受けるとい
う期間が発生する。このように、カム２６Ａ，２６Ｂの
一方のみにバルブスプリング２４の反力が作用すると、
カムシャフト２２にその軸線を傾かせるようなモーメン
トが発生し、その軸受部分の摩耗やフリクションの増大
が問題となる。このような問題に対し、上記実施例の構
成では、図１において説明したように、カムシャフト２
２が第１ジャーナル部２２ａおよび第２ジャーナル部２
２ｂの２点で軸受されているとともに、第１ジャーナル
部２２ａが、一対のカム２６Ａ，２６Ｂの中央の点から
カム２６Ａに近接した位置に設けられているので、軸受
部となる２点間の距離を大きく確保することができ、バ
ルブスプリング反力によるモーメントを効果的に支承す
ることができる。そのため、フリクションや摩耗を抑制
できる。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の吸排気弁駆動制御装置によれば、各気
筒毎に分割して配設されるカムシャフトが複数のカムを
有し、各気筒の複数個の吸気弁もしくは排気弁を開閉駆
動できるので、環状ディスクやその駆動機構等の構成が
比較的簡単なものとなる。また、その複数個のカムの中
にリフト特性の異なるカムを設けることにより、吸気ス
ワールの可変制御や残留ガスのコントロールを実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を示す一部破断図。

【図２】図１のＡ矢視図。

【図３】本実施例の要部を示す平面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。

【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図。

【図６】駆動機構の構成を示す概略図。

【図７】駆動軸とカムシャフトとの回転位相差の特性お
よびバルブリフト特性を対比して示す特性図。

【図８】カムリフト特性の異なる一対のカムを用いた場
合のバルブリフト特性を回転位相差の特性とともに示す
特性図。

【図９】従来の吸排気弁駆動制御装置の断面図。

【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図。

【図１１】従来の吸排気弁駆動制御装置の回転位相差特
性およびバルブリフト特性を示す特性図。

【符号の説明】

２１…駆動軸 ２２…カムシャフト ２６Ａ，２６Ｂ…カム ２７…フランジ部 ３２…フランジ部 ２９…環状ディスク ３０，３３…係合溝 ３６，３７…ピン ３９…駆動機構。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の回転に同期して回転する駆動軸
   と、 この駆動軸と同軸上に各気筒毎に配設され、かつ１気筒
   当たり複数個設けられた吸気弁もしくは排気弁を駆動す
   るように複数個のカムが外周に形成されたカムシャフト
   と、 このカムシャフトの端部に設けられ、かつ半径方向に沿
   って係合溝が形成されたフランジ部と、 このフランジ部に対向するように上記駆動軸側に設けら
   れ、かつ半径方向に沿って係合溝が形成されたフランジ
   部と、 上記両フランジ部の間に配設された揺動自在な環状ディ
   スクと、 この環状ディスクの両側部に互いに反対方向に突設され
   て、上記両フランジ部の各係合溝内に夫々係合するピン
   と、 上記環状ディスクを機関運転状態に応じて揺動させる駆
   動機構と、 を備えてなる内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。
2. 【請求項２】 上記カムシャフトは、その複数個のカム
   の中に、リフト特性の異なるカムを含むことを特徴とす
   る請求項１記載の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。
3. 【請求項３】 上記カムシャフトが吸気弁を開閉駆動す
   るものであり、かつカムの閉弁時期が異なる時期に設定
   されていることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の
   吸排気弁駆動制御装置。
4. 【請求項４】 カムシャフトの一対のカムのリフト特性
   が互いに異なるように設定されており、該カムシャフト
   は、両カム間の第１ジャーナル部および一方のカムと上
   記フランジ部との間の第２ジャーナル部を有し、かつ上
   記第１ジャーナル部が、他方のカムに近接して配置され
   ていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載
   の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。
5. 【請求項５】 上記ピンを環状ディスクの保持孔内に回
   転自在に嵌合支持するとともに、上記係合溝の内側面に
   面接触するように、ピンの突出部分に平面部を形成した
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃
   機関の吸排気弁駆動制御装置。