JPH10121927A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機関の運転状態に応じて吸気弁や排気弁である
機関弁の作動特性を変更可能な内燃機関の動弁装置にお
いて、小型化を可能とした上で、機関弁の作動特性を細
密に変更可能とする。 【解決手段】内輪３１、該内輪３１を囲繞する外輪３
２、ならびに遊星回転体３４を回転自在に支承するキャ
リア３３を構成要素とする動力伝達手段３０Ｉの各構成
要素のうち、第１の構成要素３１がカム軸に連動、連結
され、第２の構成要素３２が機関弁ＶＩに連結され、第
３の構成要素３３に、機関の運転状態に応じて第３の構
成要素３３の回動量を制御する回動量制御手段４４が連
結される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁装
置に関し、特に、機関の運転状態に応じて吸気弁や排気
弁である機関弁の作動特性を変更可能な内燃機関の動弁
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる動弁装置は、たとえば特公
平７−１０７３６８号公報等により既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ものでは、機関弁に連なるロッカアームを、カムプロフ
ィルが異なる複数種類の動弁カムで択一的に切換えて駆
動するように構成されており、機関弁の作動特性が機関
の運転状態に応じて２あるいは３段階に切換えられるも
のである。しかるに、機関の出力トルク、燃費および排
気性状等の機関性能をより向上するためには、機関運転
状態に応じて機関弁の作動特性をより細密に切換え可能
とすることが望ましく、上記従来の動弁装置の構成で
は、カムプロフィルを異ならせた多数の種類の動弁カム
が必要となって動弁装置が大型化してしまい、実現が困
難である。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、小型化を可能とした上で、機関弁の作動特性
を細密に変更可能とした内燃機関の動弁装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、機関の運転状態に応じて機関弁の作動特
性を変更可能な内燃機関の動弁装置において、軸線まわ
りの回動が可能な内輪と、該内輪と同一軸線まわりに回
動可能として内輪を囲繞する外輪と、内輪および外輪間
に配置される遊星回転体を前記内輪および外輪の軸線と
平行な軸線まわりに回転自在に支承するとともに該遊星
回転体の前記内輪まわりの公転に連動して回動するキャ
リアとを構成要素とする動力伝達手段を備え、該動力伝
達手段の各構成要素のうち第１の構成要素がカム軸の回
転に応じた回動作動を可能として該カム軸の動弁カムに
連動、連結され、第２の構成要素が機関弁に連結され、
第３の構成要素に、機関の運転状態に応じて第３の構成
要素の回動量を制御する回動量制御手段が連結されるこ
とを第１の特徴とする。

【０００６】このような第１の特徴によれば、動力伝達
手段を構成する３つの構成要素のうち第１および第２の
構成要素が、カム軸の動弁カムおよび機関弁にそれぞれ
連動、連結され、第３の構成要素の回動量が回動量制御
手段で制御されることにより、カム軸の回転による第１
の構成要素の回動に伴う第２の構成要素の回動すなわち
機関弁の作動特性が制御されることになり、第３の構成
要素の回動量を回動量制御手段でより細密に制御するこ
とにより、機関弁の作動特性をより細密に制御すること
が可能となる。しかも動力伝達手段は、それを構成する
３つの構成要素すなわち内輪、外輪およびキャリアが同
一軸線まわりに回動可能に配置されて成るものであるこ
とにより、動力伝達手段をコンパクトに纏めることがで
き、動弁装置の小型化を図ることができる。

【０００７】また本発明は、上記第１の特徴の構成に加
えて、動力伝達手段が、内輪である太陽ギヤと、外輪で
あるリングギヤと、遊星回転体である遊星ギヤを回転自
在に支承するキャリアとから成る遊星ギヤ式に構成され
ることを第２の特徴とし、この第２の特徴によれば、動
力伝達手段を構成する各構成要素相互の噛合い連結によ
り、機関弁の作動特性を正確に制御することが可能とな
る。

【０００８】本発明は、上記第２の特徴の構成に加え
て、機関弁がリングギヤに連結され、該リングギヤの軸
方向一方側に、太陽ギヤに連なってカム軸側に延びる腕
が配置され、該腕の先端部に連動、連結される動弁カム
が、動力伝達手段の軸線と平行な軸線を有するカム軸に
設けられ、回動量制御手段がキャリアに連結されること
を第３の特徴とし、この第３の特徴によれば、動弁カム
およびリングギヤの相互干渉を回避してカム軸を動力伝
達手段に近接させることが可能となり、カム軸の配置上
の自由度を大きくすることができる。

【０００９】本発明は、上記第３の特徴の構成に加え
て、動弁カムの最外端の回転軌跡がカム軸の軸線方向か
ら見てリングギヤの外周面と交差する位置に、カム軸が
配置されることを第４の特徴とし、この第４の特徴によ
れば、カム軸を動力伝達手段の軸線側により近接させて
配置することが可能となり、動弁装置のコンパクト化が
可能となる。

【００１０】本発明は、上記第１の特徴の構成に加え
て、機関弁は、その開弁方向への作動に応じて大となる
弾発力で閉弁方向に付勢され、回動量制御手段は、第２
の構成要素を介して第３の構成要素に伝わる反力に対抗
する力を変更可能として第３の構成要素に付与すべく構
成され、第３の構成要素に、前記反力に対抗する力の一
部を負担する補助力付与手段が連結されることを第５の
特徴とし、この第５の特徴によれば、流体圧や入力電気
量の制御によって発揮する力を変化せしめるアクチュエ
ータを回動量制御手段として用いるようにして、回動量
制御手段を容易に構成することができ、しかも第３の構
成要素に補助力付与手段が連結されることにより、回動
量制御手段で発揮すべき力を比較的小さくして回動量制
御手段の小型化が可能となる。

【００１１】本発明は、上記第１の特徴の構成に加え
て、回動量制御手段は、第３の構成要素の回動量を制御
すべく第３の構成要素に連結されるとともに検出手段で
作動量が検出される作動部材を備え、該作動部材の作動
量を検出する検出手段が回動量制御手段に付設されるこ
とを第６の特徴とし、この第６の特徴によれば、作動部
材の作動量すなわち第３の構成要素の回動量および機関
弁の作動量を直接検出することができ、前記検出手段の
検出値を用いたフィードバック制御により機関弁の作動
特性を機関の運転状態により適合させて精度の高い動弁
制御を行なうことが可能となる。

【００１２】本発明は、上記第２の特徴の構成に加え
て、カム軸と、複数の機関弁との間に１つの前記動力伝
達手段が設けられることを第７の特徴とし、この第７の
特徴によれば、複数の機関弁の作動特性を１つの動力伝
達手段で細密に制御するようにして、動弁装置をより小
型化することができる。

【００１３】本発明は、上記第１の特徴の構成に加え
て、前記シリンダヘッドの上面に、前記動弁カムをオイ
ル中に浸漬させ得るオイルバスが形成され、カム軸の上
方に動力伝達手段が配置されることを第８の特徴とし、
この第８の特徴によれば、動弁カムでオイルをかき上げ
るようにして、動力伝達手段の潤滑を十分に行なうこと
ができるとともに、動弁装置をコンパクトに纏めること
ができる。

【００１４】本発明は、上記第１の特徴の構成に加え
て、前記内輪および外輪の軸線が、カム軸の軸線とは異
なる位置に配置されることを第９の特徴とし、この第９
の特徴によれば、カム軸および機関弁を従来から用いら
れている一般的な構造のものとし、特殊な構造とする必
要がない。

【００１５】本発明は、上記第９の特徴の構成に加え
て、前記内輪および外輪の軸線が、前記カム軸と平行に
して該カム軸および機関弁間に配置されることを第１０
の特徴とし、この第１０の特徴によれば、カム軸および
機関弁を従来から用いられている一般的な構造のものと
して特殊な構造とする必要がなく、しかも動弁装置をコ
ンパクトに纏めることができる。

【００１６】さらに本発明は、上記第１の特徴の構成に
加えて、前記第１の構成要素または第２の構成要素に
は、動弁カムに連動、連結されるべくカム軸側に延びる
腕または機関弁に連結されるべく該機関弁側に延びる腕
が一体に設けられることを第１１の特徴とし、この第１
１の特徴によれば、部品点数の増加を保持しつつ、第１
の構成要素の動弁カムとの連動、連結または第２の構成
要素の機関弁との連結を達成し、組付性の向上にも寄与
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１８】図１ないし図６は第１実施例を示すもので
あり、図１は内燃機関の要部縦断面図、図２は図１の要
部拡大図、図３は図２の３−３線断面図、図４は吸気側
動弁装置の分解斜視図、図５は図３の５−５線断面図、
図６はキャリアの公転角度規制による弁作動特性変化を
示す図である。

【００１９】先ず図１において、シリンダブロック１１
に設けられたシリンダ１２にはピストン１３が摺動可能
に嵌合され、該ピストン１３の上面およびシリンダヘッ
ド１４間に燃焼室１５が形成される。シリンダヘッド１
４には、燃焼室１５の天井面に開口するようにして一対
の吸気弁口１６…ならびに一対の排気弁口１７…が設け
られており、両吸気弁口１６…は吸気ポート１８に連通
され、両排気弁口１７…は排気ポート１９に連通され
る。

【００２０】両吸気弁口１６…を個別に開閉可能な一対
の機関弁としての吸気弁ＶＩ…のステム２０…は、シリ
ンダヘッド１４にそれぞれ設けられたガイド筒２１…に
摺動可能に嵌合され、各ガイド筒２１…から上方に突出
したステム２０…の上端部に設けられるリテーナ２２…
とシリンダヘッド１４との間には各ステム２０…を囲繞
するコイル状の弁ばね２３…が設けられ、それらの弁ば
ね２３…により吸気弁ＶＩ…は吸気弁口１６…を閉じる
方向に付勢される。また両排気弁口１７…を個別に開閉
可能な一対の機関弁としての排気弁ＶＥ…のステム２４
…は、シリンダヘッド１４にそれぞれ設けられたガイド
筒２５…に摺動可能に嵌合され、各ガイド筒２５…から
上方に突出したステム２４…の上端部に設けられるリテ
ーナ２６…とシリンダヘッド１４との間には各ステム２
４…を囲繞するコイル状の弁ばね２７…が設けられ、そ
れらの弁ばね２７…により排気弁ＶＥ…は排気弁口１７
…を閉じる方向に付勢される。

【００２１】上記両吸気弁ＶＩ…および両排気弁ＶＥ…
間には、図示しないクランク軸の軸線と平行なカム軸２
８が回転自在に配置されており、該カム軸２８は１／２
の減速比で前記クランク軸に連動、連結される。而して
両吸気弁ＶＩ…とカム軸２８との間には、カム軸２８の
回転運動を吸気弁ＶＩ…の開閉運動に変換可能な吸気側
動弁装置２９Ｉが設けられ、両排気弁ＶＥ…と前記カム
軸２８との間には、カム軸２８の回転運動を排気弁ＶＥ
…の開閉運動に変換可能な排気側動弁装置２９Ｅが設け
られる。

【００２２】図２ないし図４を併せて参照して、吸気側
動弁装置２９Ｉは動力伝達手段３０Ｉを備えるものであ
り、この動力伝達手段３０Ｉは、軸線まわりに回動可能
な内輪である太陽ギヤ３１と、該太陽ギヤ３１と同一軸
線まわりに回動可能として太陽ギヤ３１を囲繞する外輪
であるリングギヤ３２と、複数の遊星回転体である遊星
ギヤ３４…を前記太陽ギヤ３１およびリングギヤ３２の
軸線と平行な軸線まわりに回転自在に支承するとともに
それらの遊星ギヤ３４…の太陽ギヤ３１まわりの公転に
連動して回動するキャリア３３とで、遊星ギヤ式に構成
され、前記カム軸２８の軸線に直交する方向から見て前
記リングギヤ３２がカム軸２８の軸線に平行な方向に沿
って並列配置される両吸気弁ＶＩ…間に配置されるよう
にしてカム軸２８および両吸気弁ＶＩ…間に設けられ
る。

【００２３】この動力伝達手段３０Ｉを構成する３つの
構成要素である太陽ギヤ３１、リングギヤ３２およびキ
ャリア３３のうち太陽ギヤ３１は、カム軸２８と平行な
軸線を有してカム軸２８および両吸気弁ＶＩ…間に固定
配置された支軸３５で回転自在に支承される。リングギ
ヤ３２の軸方向一方側には、太陽ギヤ３１の一側に一体
に連なってカム軸２８側に延びる腕３６が配置されてお
り、この腕３６の先端部には、カム軸２８に設けられた
動弁カム３７に接触するカムスリッパ３８が設けられ
る。すなわち太陽ギヤ３１は、カム軸２８に連動、連結
されるものであり、該カム軸２８の回転に応じて動弁カ
ム３７により回動駆動される。

【００２４】動力伝達手段３０Ｉを構成する構成要素の
１つであるリングギヤ３２には、二叉に分岐して両吸気
弁ＶＩ…側に延びる連結腕３９が一体に設けられてお
り、この連結腕３９の先端部には、両吸気弁ＶＩ…にお
けるステム２０…の上端にそれぞれ連接する一対のタペ
ットねじ４０…がそれぞれ進退自在に螺合される。これ
により、リングギヤ３２は両吸気弁ＶＩ…に連動、連結
されることになり、リングギヤ３２の回動に応じて両吸
気弁ＶＩ…が開閉駆動される。

【００２５】しかもカム軸２８は、その動弁カム３７の
最外端が描く回転軌跡Ｌが、カム軸２８の軸線方向から
見て前記リングギヤ３２の外周面と交差するようにし
て、配置される。

【００２６】動力伝達手段３０Ｉを構成する３つの構成
要素のうちの残余の構成要素であるキャリア３３は、両
端に内向き鍔３３ａ，３３ａをそれぞれ有して円筒状に
形成されており、太陽ギヤ３１およびリングギヤ３２間
に同軸に挿入される。太陽ギヤ３１の外周およびリング
ギヤ３２の内周に噛合う遊星ギヤ３４…は、キャリア３
３の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば３箇所に
配置されるものであり、両内向き鍔３３ａ，３３ａ間に
わたって設けられた軸４１…でそれぞれ回転自在に支承
される。またキャリア３３には、各遊星ギヤ３４…をリ
ングギヤ３２の内周に噛合わせるべくそれらの遊星ギヤ
３４…の一部を臨ませる開口部３３ｂ…が設けられてい
る。

【００２７】太陽ギヤ３１の腕３６とは反対側でキャリ
ア３３には、支軸３５で回転自在に支承される円筒体４
２の一端が固着されており、カム軸２８とは反対側で該
円筒体４２の他端部には一面を上方に臨ませた規制腕４
３が一体に設けられる。該規制腕４３の上方位置でヘッ
ドカバー４５には、回動量制御手段４４が配設されてお
り、この回動量制御手段４４が前記規制腕４３の一面す
なわち上面に連接される。

【００２８】回動量制御手段４４は、上下に延びてヘッ
ドカバー４５に設けられたシリンダ孔４６に摺動可能に
嵌合されるピストン４７と、シリンダ孔４６の上端を油
密に塞ぐようにしてヘッドカバー４５に固定されるとと
もにピストン４７との間に油圧室４９を形成する蓋部材
４８と、該蓋部材４８およびピストン４７間に設けられ
てピストン４７を下方に付勢するばね力を発揮する戻し
ばね５０とを備え、ピストン４７の下端に同軸に設けら
れた作動部材としての規制ロッド５１が規制腕４３の上
面に連接される。

【００２９】ヘッドカバー４５には前記油圧室４９に通
じる油路５２が設けられており、この油路５２は、図示
しない制御弁を介して油圧源に接続され、油圧室４９に
は、機関の運転状態に応じて無段階に変化する油圧のオ
イルを供給可能である。

【００３０】ところで、動弁カム３７で腕３６が押され
ることにより太陽ギヤ３１は、図２の矢印５３で示す方
向に回動するのであるが、両吸気弁ＶＩ…およびリング
ギヤ３２には弁ばね２３…によりたとえば２０ｋｇｆ程
度の比較的大きなばね荷重が作用しているので、キャリ
ア３３の公転が回動量制御手段４４で規制されていない
ときには該キャリア３３は前記矢印５３と逆の方向５４
（図２参照）に自由に公転し、両吸気弁ＶＩ…が開閉作
動することはない。しかるに、キャリア３３の公転が規
制されると、その公転量規制分だけ各遊星ギヤ３４…が
自転してリングギヤ３２が回動作動し、両吸気弁ＶＩ…
が開弁作動することになり、キャリア３３の公転規制量
を無段階に変更することにより両吸気弁ＶＩ…の最大リ
フト量および開弁期間、すなわち作動特性を無段階に変
更することができる。

【００３１】回動量制御手段４４は、キャリア３３の回
動量すなわち公転量を無段階に制御するものであり、両
吸気弁ＶＩ…を閉弁方向に付勢する弁ばね２３…のばね
力がリングギヤ３２および各遊星ギヤ３４…を介してキ
ャリア３３に作用し、規制腕４３が上方に付勢されるの
に対し、規制腕４３を下方に向けて押圧する力を無段階
に変更可能なものである。而して弁ばね２３…のばね力
は、両吸気弁ＶＩ…の開弁方向への作動に応じて大とな
るものであり、規制腕４３を上方に向けて押し上げる力
も両吸気弁ＶＩ…の開弁作動に応じて大となるので、回
動量制御手段４４が発揮する力を変更することにより、
両吸気弁ＶＩ…が或る開度まで開弁したときに規制腕４
３に上下から作用する力が釣合うことになり、その位置
にキャリア３３の公転量が規制され、両吸気弁ＶＩ…の
最大リフト位置も上述のように力が釣り合った位置に規
制されることになる。

【００３２】ところで、弁ばね２３…のばね力は、上述
のように比較的大きなものであり、そのような弁ばね２
３…のばね力に対抗する力を回動量制御手段４４のみで
負担すれば、回動量制御手段４４の大型化につながるこ
とになる。そこで、キャリア３３に連なる円筒体４２の
中間部には、該円筒体４２に関してカム軸２８とは反対
側でカム軸２８の側方に対向するようにして補助規制腕
５５が一体に設けられており、この補助規制腕５５に補
助力付与手段５６Ｉが連結される。

【００３３】図５を併せて参照して、補助規制腕５５に
対応する位置でカム軸２８には補助カム５７が固設され
ており、補助力付与手段５６Ｉは、補助カム５７および
補助規制腕５５間に配置される。而して該補助力付与手
段５６Ｉは、カム軸２８の軸線と直交する軸線を有して
円筒体４２の上方でヘッドカバー４５に固定的に支持さ
れる支持筒５８と、閉塞端を補助カム５７に摺接させて
支持筒５８に摺動可能に嵌合される有底円筒状の第１ピ
ストン５９と、閉塞端を補助規制腕５５に摺接させて第
１ピストン５９に相対摺動可能に嵌合される第２ピスト
ン６０と、第１および第２ピストン５９，６０間に設け
られて両ピストン５９，６０を相互に離反せしめる方向
のばね力を発揮するコイル状のばね６１とを備える。

【００３４】このような補助力付与手段５６Ｉによれ
ば、補助カム５７により第１ピストン５９が押されるこ
とによりばね６１が圧縮され、圧縮されたばね６１のば
ね力が第２ピストン６０を介して補助規制腕５５すなわ
ちキャリア３３に、回動量制御手段４４からの規制力と
同一方向に作用することになり、弁ばね２３…のばね力
に対抗する力の一部を補助力付与手段５６Ｉで負担する
ことができる。

【００３５】また補助力付与手段５６Ｉが補助力を発揮
するのは、両吸気弁ＶＩ…の開弁時期に同期する必要が
あり、動弁カム３７から太陽ギヤ３１に回動動力が伝達
されるときに補助カム５７から第１ピストン５９に押圧
力が及ぶように、該補助カム５７はカム軸２８の周方向
に沿って前記動弁カム５７からたとえば９０度ずれた位
置でカム軸２８に固設されている。

【００３６】ところで、回動量制御手段４４において、
規制ロッド５１は該回動量制御手段４４が発揮する力
と、弁ばね２３…のばね力により規制腕４３が上方に押
し上げられる力とが釣合う位置まで軸方向に作動するも
のであり、この規制ロッド５１の作動量を検出すると、
前記力が釣合う状態、すなわち両吸気弁ＶＩ…の最大リ
フト位置を検出することが可能である。そこで、回動量
制御手段４４における蓋部材４８には検出手段としての
リフトセンサ６４が付設されており、回動量制御手段４
４におけるピストン４７の上端には該ピストン４７と同
軸の検出ロッド６５が一体に設けられ、該検出ロッド６
５は、蓋部材４８を油密にかつ移動自在に貫通してリフ
トセンサ６４内に突入される。而して、リフトセンサ６
４は、ピストン４７を介して規制ロッド５１に一体に連
なる検出ロッド６５の作動量を検出することになり、規
制ロッド５１の作動量を直接検出することになる。

【００３７】排気側動弁装置２９Ｅは、動力伝達手段３
０Ｅ、回動量制御手段（図示せず）および補助力付与手
段５６Ｅ等を有して、上記吸気側動弁装置２９Ｉと同様
に構成される。

【００３８】次にこの第１実施例の作用について、吸気
側動弁装置２９Ｉを取り上げて説明すると、遊星ギヤ式
である動力伝達手段３０Ｉを構成する３つの構成要素、
すなわち太陽ギヤ３１、リングギヤ３２およびキャリア
３３のうち、太陽ギヤ３１がカム軸２８の動弁カム３７
により駆動され、リングギヤ３３が両吸気弁ＶＩ…に連
動、連結され、キャリア３３の回動量すなわち公転量が
回動量制御手段４４で無段階に制御されるので、両吸気
弁ＶＩ…の作動特性を無段階に変更することができる。

【００３９】たとえば太陽ギヤ３１が動弁カム３７によ
って図６（ａ）で示すように回動するときに、図６
（ｂ）の符号Ａで示すようにキャリア３３の公転量を
「０」に規制するようにしたときには、図６（ｃ）の符
号Ａで示すように、両吸気弁ＶＩ…がその弁リフト量お
よび開弁期間を最大値とするように開閉駆動される。ま
た図６（ｂ）の符号Ｂで示すようにキャリア３３の公転
角度をたとえば１．６度に規制したときには、図６
（ｃ）の符号Ｂで示すように両吸気弁ＶＩ…が、その弁
リフト量および開弁期間を符号Ａの作動特性よりも小さ
くするように開閉駆動され、図６（ｂ）の符号Ｃで示す
ようにキャリア３３の公転角度をたとえば５．６度に規
制したときには、図６（ｃ）の符号Ｃで示すように両吸
気弁ＶＩ…が、その弁リフト量および開弁期間を符号Ｂ
の作動特性よりもさらに小さくするように開閉駆動され
る。しかも両吸気弁ＶＩ…の開閉作動途中で回動量制御
手段４４による回動規制を図６（ｂ）の破線で示すよう
に解除してもよく、そうすれば、図６（ｃ）破線で示す
ように両吸気弁ＶＩ…の閉弁時期が早まることになる。

【００４０】また動力伝達手段３０Ｉは、それを構成す
る３つの構成要素すなわち太陽ギヤ３１、リングギヤ３
２およびキャリア３３が同一軸線まわりに回動可能に配
置されて成るものであるので、動力伝達手段３０Ｉのコ
ンパクト化すなわち動弁装置２９Ｉの小型化を図ること
ができ、しかも遊星ギヤ式であることにより、動力伝達
手段３０Ｉを構成する各構成要素３１，３２，３３相互
の噛合い連結により、吸気弁ＶＩ…の作動特性を正確に
制御することが可能となる。しかもリングギヤ３２の軸
方向一方側で太陽ギヤ３１に連なってカム軸２８側に延
びる腕３６の先端部に設けられたカムスリッパ３８が動
弁カム３７に接触するので、動弁カム３７およびリング
ギヤ３２の相互干渉を回避してカム軸２８を動力伝達手
段３０Ｉ側に近接させることが可能となり、カム軸２８
の配置上の自由度を大きくすることができる。それに加
えて、動弁カム３７の最外端の回転軌跡Ｌがカム軸２８
の軸線方向から見てリングギヤ３２の外周面と交差する
ようにカム軸２８が配置されることにより、カム軸２８
を動力伝達手段３０Ｉの軸線側により近接させて配置す
ることができ、動弁装置２９Ｉのコンパクト化をより一
層図ることができる。

【００４１】またカム軸２８の軸線に直交する方向から
見てリングギヤ３２が両吸気弁ＶＩ，ＶＩ間に配置され
るものであることにより、両吸気弁ＶＩ，ＶＩ間にコン
パクトに配置される動力伝達手段３０Ｉで両吸気弁Ｖ
Ｉ，ＶＩを、その作動特性を変更可能として開閉駆動す
ることができ、吸気側動弁装置２９Ｉをよりコンパクト
に構成することができる。

【００４２】さらに太陽ギヤ３１には、動弁カム３７に
連動、連結されるべくカム軸２８側に延びる腕３６が一
体に設けられ、リングギヤ３２には、吸気弁ＶＩ…に連
結されるべく該吸気弁ＶＩ…側に延びる連結腕３９…が
一体に設けられるので、部品点数の増加を保持しつつ、
太陽ギヤ３１の動弁カム３７との連動、連結ならびにリ
ングギヤ３２の吸気弁ＶＩ…との連結を達成し、組付性
の向上にも寄与することができる。

【００４３】回動量制御手段４４は、両吸気弁ＶＩ…を
閉弁方向に付勢するとともに両吸気弁ＶＩ…の開弁作動
に応じて大となる弁ばね２３…のばね力に対抗する規制
力を無段階に変更可能としてキャリア３３に作用せしめ
るものであり、規制力の無段階変更によりキャリア３３
の公転量を無段階に規制することができる。したがって
油圧の制御によって発揮する力を変化せしめる油圧アク
チュエータを回動量制御手段４４として用いることが可
能であり、回動量制御手段４４を容易に構成することが
できる。さらにキャリア３３には、補助力付与手段５６
Ｉが連結されており、この補助力付与手段５６Ｉで、弁
ばね２３…のばね力に対抗する力の一部を負担すること
により、回動量制御手段４４で発揮する力を比較的小さ
くすることができ、回動量制御手段４４の小型化を図る
ことが可能となる。

【００４４】しかも回動量制御手段４４にはリフトセン
サ６４が付設されており、このリフトセンサ６４で規制
ロッド５１の作動量すなわちキャリア３３の公転規制量
および両吸気弁ＶＩ…の最大リフト量を検出することが
できるので、該リフトセンサ６４の検出値を用いたフィ
ードバック制御により両吸気弁ＶＩ…の作動特性を、機
関の運転状態により適合させて無段階にかつ高精度で制
御することが可能となる。

【００４５】図７は本発明の第２実施例を示すものであ
り、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号
を付す。

【００４６】動力伝達手段３０Ｉにおけるリングギヤ３
２には、一対の吸気弁ＶＩ，ＶＩの一方側に延びる連結
腕３９′が一体に設けられており、一方の吸気弁ＶＩに
おけるステム２０の上端に連接されるタペットねじ４０
が該連結腕３９′の先端部に進退自在に螺合される。ま
た他方の吸気弁ＶＩにおけるステム２０の上端には、支
軸３５で揺動自在に支承されたロッカアーム６６に進退
自在に螺合されたタペットねじ４０が連接されており、
このロッカアーム６６は、動力伝達手段３０Ｉに動力を
与える動弁カム３７（図２参照）とは異なる動弁カムに
摺接される。

【００４７】この第２実施例によれば、両吸気弁ＶＩ，
ＶＩの一方の作動特性を無段階に変更可能とするが、他
方の吸気弁ＶＩを一定の作動特性で開閉作動することに
なる。

【００４８】図８は本発明の第３実施例を示すものであ
り、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を
付す。

【００４９】シリンダヘッド１４の上面にはオイルバス
７０が形成されており、カム軸２８は、該カム軸２８が
備える動弁カム３７を、オイルバス７０内のオイル中に
浸漬させ得る位置に配置される。

【００５０】カム軸２８の動弁カム３７および吸気弁Ｖ
Ｉ…間に設けられる動力伝達手段３０Ｉの太陽ギヤ３１
には、カム軸２８側に延びる腕３６′が一体に連結され
ており、オイルバス７０に近接した腕３６′の先端部に
は、カム軸２８の動弁カム３７にころがり接触するロー
ラ７１が回転自在に軸支される。

【００５１】この第３実施例によれば、ローラ７１が動
弁カム３７にころがり接触することにより、動弁カム３
７および動力伝達手段３０Ｉ間での摩擦損失を低減して
動弁負荷の低減を図ることができる。また動弁カム３７
がオイルバス７０内のオイルに浸漬されるので、動弁カ
ム３７でオイルをかき上げるようにして、動力伝達手段
３０Ｉの潤滑を十分に行なうことができる。しかもロー
ラ７１がオイルバス７０に近接しているのでローラ７１
の潤滑をも十分に行なうことができる。

【００５２】本発明のさらに他の実施例として、円筒体
４２および回動量制御手段４４を多気筒内燃機関におい
て相互に隣接する２気筒に共通に配設するようにしても
よい。すなわち隣接２気筒では、その機関弁の開弁時期
がクランク角に沿ってずれているので、各気筒の開弁時
期にそれぞれ合わせて回動量制御手段４４で規制力を発
揮せしめるようにすればよく、そうすれば、部品点数の
低減を図ることができる。

【００５３】ところで、上記各実施例では、動力伝達手
段３０Ｉの太陽ギヤ３１がカム軸２８に連結され、リン
グギヤ３２が機関弁に連結され、キャリア３３が回動量
制御手段４４に連結されたが、動力伝達手段３０Ｉを構
成する太陽ギヤ３１、リングギヤ３２およびキャリア３
３と、カム軸２８、機関弁および回動量制御手段４４と
の連結関係は、自由に選択可能である。

【００５４】また回動量制御手段として、リニアソレノ
イドやステップモータ等を用いることも可能であり、特
にステップモータを用いた場合には、動力伝達手段を構
成する３つの構成要素のうち該ステップモータで回動量
を制御する構成要素を機械的にロックさせることができ
るので、弁作動特性の制御精度を高めるとともに動弁装
置の小型化が可能となる。

【００５５】動力伝達手段として、特開平５−３３８４
０号公報、特開平５−７９４５０号公報、特開平５−１
５７１４９号公報、特開平６−３４００５号公報および
特開平６−６６３６０号公報でそれぞれ開示されるよう
な遊星摩擦式の動力伝達手段（トラクションドライブ）
を用いることも可能である。

【００５６】また動力伝達手段を構成する３つの構成要
素のうち回動量制御手段に連動、連結される構成要素の
回動量を、無段階ではなく複数段階に制御することも可
能であり、その場合、段階数をより多く設定することに
より機関弁の作動特性を細密に制御することができる。

【００５７】さらに弁作動特性の変更にあたって、機関
弁の開弁リフト量および開弁期間のいずれか一方だけを
変更することも可能である。

【００５８】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、動力伝達手段を構成する第１ないし第３の構成要素
がカム軸、機関弁および回動量制御手段に連結され、回
動量制御手段に連結された第３の構成要素の回動量が回
動量制御手段で制御されることにより、機関弁に連結さ
れた第２の構成要素の回動量すなわち機関弁の作動特性
が制御されることになり、第３の構成要素の回動量を回
動量制御手段でより細密に制御することにより、機関の
運転条体に応じて機関弁の作動特性をより細密に制御す
ることができ、しかも動力伝達手段を構成する３つの構
成要素すなわち内輪、外輪およびキャリアが同一軸線ま
わりに回動可能に配置されるものであることにより、動
力伝達手段をコンパクトに纏めることができ、ひいては
動弁装置の小型化を図ることができる。

【００６０】また請求項２記載の発明によれば、動力伝
達手段が遊星ギヤ式に構成されるので、動力伝達手段を
構成する各構成要素相互の噛合い連結により、機関弁の
作動特性を正確に制御することが可能となる。

【００６１】請求項３記載の発明によれば、リングギヤ
の軸方向一方側で太陽ギヤに連なってカム軸側に延びる
腕の先端部が動弁カムに接触することにより、動弁カム
およびリングギヤの相互干渉を回避してカム軸を動力伝
達手段側に近接させることを可能とし、カム軸の配置上
の自由度を大きくすることができる。

【００６２】請求項４記載の発明によれば、動弁カムの
最外端の回転軌跡がカム軸の軸線方向から見てリングギ
ヤの外周面と交差することにより、カム軸を動力伝達手
段の軸線側により近接させて配置し、動弁装置のコンパ
クト化が可能となる。

【００６３】請求項５記載の発明によれば、流体圧や入
力電気量の制御によって発揮する力を変化せしめるアク
チュエータを回動量制御手段として用いるようにして、
回動量制御手段を容易に構成することができ、しかも補
助力付与手段により回動量制御手段で発揮すべき力を比
較的小さくして回動量制御手段の小型化が可能となる。

【００６４】請求項６記載の発明によれば、機関弁の開
閉作動量を検出手段で直接検出することができ、前記検
出手段の検出値を用いたフィードバック制御により機関
弁の作動特性を、機関の運転状態により適合させて精度
の高い動弁制御を行なうことが可能となる。

【００６５】請求項７記載の発明によれば、複数の機関
弁の作動特性を１つの動力伝達手段で細密に制御するよ
うにして、動弁装置をより小型化することができる。

【００６６】請求項８記載の発明によれば、動弁カムで
オイルをかき上げるようにして、動力伝達手段の潤滑を
十分に行なうことができ、しかも動弁装置をコンパクト
に纏めることができる。

【００６７】請求項９記載の発明によれば、カム軸およ
び機関弁を従来から用いられている一般的な構造のもの
とし、特殊な構造とする必要がない。

【００６８】請求項１０記載の発明によれば、カム軸お
よび機関弁を従来から用いられている一般的な構造のも
のとし、特殊な構造とする必要がないのに加えて、動弁
装置をコンパクトに纏めることができる。

【００６９】さらに請求項１１記載の発明によれば、部
品点数の増加を保持しつつ、第１の構成要素の動弁カム
との連動、連結または第２の構成要素の機関弁との連結
を達成し、組付性の向上にも寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例における内燃機関の要部縦断面図で
ある。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図２の３−３線断面図である。

【図４】吸気側動弁装置の分解斜視図である。

【図５】図３の５−５線断面図である。

【図６】キャリアの公転角度規制による弁作動特性変化
を示す図である。

【図７】第２実施例の図４に対応した分解斜視図であ
る。

【図８】第３実施例の図２に対応した断面図である。

【符号の説明】

２８・・・カム軸 ２９Ｅ，２９Ｉ・・・動弁装置 ３０Ｅ，３０Ｉ・・・動力伝達手段 ３１・・・内輪としての太陽ギヤ ３２・・・外輪としてのリングギヤ ３３・・・キャリア ３４・・・遊星回転体としての遊星ギヤ ３６，３６′・・・腕 ３７・・・動弁カム ３９・・・連結腕 ４４・・・回動量制御手段 ５１・・・作動部材としての規制ロッド ５６Ｅ，５６Ｉ・・・補助力付与手段 ６４・・・検出手段としてのリフトセンサ ７０・・・オイルバス Ｌ・・・回転軌跡 ＶＥ・・・機関弁としての排気弁 ＶＩ・・・機関弁としての吸気弁

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の運転状態に応じて機関弁（ＶＩ，
   ＶＥ）の作動特性を変更可能な内燃機関の動弁装置にお
   いて、軸線まわりの回動が可能な内輪（３１）と、該内
   輪（３１）と同一軸線まわりの回動を可能として内輪
   （３１）を囲繞する外輪（３２）と、内輪（３１）およ
   び外輪（３２）間に配置される遊星回転体（３４）を前
   記内輪（３１）および外輪（３２）の軸線と平行な軸線
   まわりに回転自在に支承するとともに該遊星回転体（３
   ４）の前記内輪（３１）まわりの公転に連動して回動す
   るキャリア（３３）とを構成要素とする動力伝達手段
   （３０Ｉ，３０Ｅ）を備え、該動力伝達手段（３０Ｉ，
   ３０Ｅ）の各構成要素のうち第１の構成要素（３１）が
   カム軸（２８）の回転に応じた回動作動を可能として該
   カム軸（２８）の動弁カム（３７）に連動、連結され、
   第２の構成要素（３２）が機関弁（ＶＩ，ＶＥ）に連結
   され、第３の構成要素（３３）に、機関の運転状態に応
   じて第３の構成要素（３３）の回動量を制御する回動量
   制御手段（４４）が連結されることを特徴とする内燃機
   関の動弁装置。
2. 【請求項２】 前記動力伝達手段（３０Ｉ，３０Ｅ）
   が、内輪である太陽ギヤ（３１）と、外輪であるリング
   ギヤ（３２）と、遊星回転体である遊星ギヤ（３４）を
   回転自在に支承するキャリア（３３）とから成る遊星ギ
   ヤ式に構成されることを特徴とする請求項１記載の内燃
   機関の動弁装置。
3. 【請求項３】 機関弁（ＶＩ，ＶＥ）がリングギヤ（３
   ２）に連結され、該リングギヤ（３２）の軸方向一方側
   に、太陽ギヤ（３１）に連なってカム軸（２８）側に延
   びる腕（３６，３６′）が配置され、該腕（３６，３
   ６′）の先端部に連動、連結される動弁カム（３７）
   が、動力伝達手段（３０Ｉ，３０Ｅ）の軸線と平行な軸
   線を有するカム軸（２８）に設けられ、回動量制御手段
   （４４）がキャリア（３３）に連結されることを特徴と
   する請求項２記載の内燃機関の動弁装置。
4. 【請求項４】 動弁カム（３７）の最外端の回転軌跡
   （Ｌ）がカム軸（２８）の軸線方向から見てリングギヤ
   （３２）の外周面と交差する位置に、カム軸（２８）が
   配置されることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の
   動弁装置。
5. 【請求項５】 機関弁（ＶＩ，ＶＥ）は、その開弁方向
   への作動に応じて大となる弾発力で閉弁方向に付勢さ
   れ、回動量制御手段（４４）は、前記第２の構成要素
   （３２）を介して第３の構成要素（３３）に伝わる反力
   に対抗する力を変更可能として第３の構成要素（３３）
   に付与すべく構成され、第３の構成要素（３３）に、前
   記反力に対抗する力の一部を負担する補助力付与手段
   （５６Ｉ，５６Ｅ）が連結されることを特徴とする請求
   項１記載の内燃機関の動弁装置。
6. 【請求項６】 回動量制御手段（４４）は、第３の構成
   要素（３３）の回動量を制御すべく第３の構成要素（３
   ３）に連結される作動部材（５１）を備え、該作動部材
   （５１）の作動量を検出する検出手段（６４）が回動量
   制御手段（４４）に付設されることを特徴とする請求項
   １記載の内燃機関の動弁装置。
7. 【請求項７】 カム軸（２８）と、複数の機関弁（Ｖ
   Ｉ，ＶＥ）との間に１つの前記動力伝達手段（３０Ｉ，
   ３０Ｅ）が設けられることを特徴とする請求項２記載の
   内燃機関の動弁装置。
8. 【請求項８】 シリンダヘッド（１４）の上面に、前記
   動弁カム（３７）をオイル中に浸漬させ得るオイルバス
   （７０）が形成され、カム軸（２８）の上方に動力伝達
   手段（３０Ｉ）が配置されることを特徴とする請求項１
   記載の内燃機関の動弁装置。
9. 【請求項９】 前記内輪（３１）および外輪（３２）の
   軸線が、カム軸（２８）の軸線とは異なる位置に配置さ
   れることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装
   置。
10. 【請求項１０】 前記内輪（３１）および外輪（３２）
    の軸線が、前記カム軸（２８）と平行にして該カム軸
    （２８）および機関弁（ＶＩ，ＶＥ）間に配置されるこ
    とを特徴とする請求項９記載の内燃機関の動弁装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の構成要素（３１）または第
    ２の構成要素（３２）には、動弁カム（３７）に連動、
    連結されるべくカム軸（２８）側に延びる腕（３６）ま
    たは機関弁（ＶＩ，ＶＥ）に連結されるべく該機関弁
    （ＶＩ，ＶＥ）側に延びる腕（３９）が一体に設けられ
    ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装
    置。