JPH11336514A - 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、遊星式動力伝達
手段を用いて機関弁の作動特性を細密に変更可能とした
上で、機関弁の開度を簡単かつ正確に検出する。 【解決手段】内輪３７、外輪３８およびキャリア３９を
構成要素とした遊星式動力伝達手段３６の構成要素のう
ち、第１の構成要素３７が機関弁に連結され、各構成要
素のうち第２の構成要素３９が動弁カムに連動、連結さ
れ、各構成要素のうち第３の構成要素にアクチュエータ
が連結され、遊星式動力伝達手段３６の各構成要素のう
ちの１つの回動量を検出するセンサ６４が、遊星式動力
伝達手段３６に対して固定位置に配置される。

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させるためには、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では、カ
ムプロフィルを異ならせたより多く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】そこで、本出願人は、動弁カムおよび機関
弁間に設けられる遊星式動力伝達手段の構成要素の１つ
にアクチュエータが連結された動弁装置を、特願平１０
−９２０２７号により既に提案しており、この提案技術
によれば、アクチュエータおよび動弁カムを組み合わせ
て機関弁を開閉作動せしめるようにし、動弁装置の大型
化を回避しつつ、機関弁の作動特性を細密に制御可能で
ある。

【０００５】ところで、機関弁の作動特性を細密に制御
するにあたっては、機関弁の開度を検出してフィードバ
ック制御することが必要であり、上記提案技術のように
遊星式動力伝達手段を用いた動弁装置においても、機関
弁の開度を検出することが望ましいが、機関弁の開度を
直接検出するのは困難である。

【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、遊星式動力伝達手段を用いて機関弁の作動特
性を細密に変更可能とした上で、機関弁の開度を簡単か
つ正確に検出し得るようにした内燃機関の動弁装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、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、動弁カムが設けられるカム軸と平行な軸線まわりに
回動可能な内輪と、該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回転自在に支持する
キャリアとを構成要素として構成される遊星式動力伝達
手段を含み、該遊星式動力伝達手段の構成要素のうち第
１の構成要素が機関弁に連結され、前記各構成要素のう
ち第２の構成要素が前記動弁カムに連動、連結され、前
記各構成要素のうち第３の構成要素にアクチュエータが
連結され、前記遊星式動力伝達手段の各構成要素のうち
の１つの回動量を検出するセンサが、遊星式動力伝達手
段に対して固定位置に配置されることを特徴とする。

【０００８】ここで、「動弁カムに連動、連結され」と
あるのは、動弁カムが回転しつつ第２の構成要素に接触
し、動弁カムの形状に応じて第２の構成要素が連動して
回動するように、動弁カムおよび第２の構成要素が接触
する状態を表したものであり、動弁カムと、第２の構成
要素とは直接接触していてもよく、またローラを介して
接触していてもよい。

【０００９】このような請求項１記載の発明の構成によ
れば、遊星式動力伝達手段のうち第１および第２の構成
要素が動弁カムおよび機関弁にそれぞれ連動、連結さ
れ、第３の構成要素にアクチュエータが連結されること
により、アクチュエータに連結されている構成要素に機
関弁を開弁せしめる方向の力をアクチュエータから作用
せしめるようにすれば、機関弁の作動特性を任意に変更
可能としつつアクチュエータで機関弁を駆動することが
可能であり、機関弁の閉弁作動時にアクチュエータの動
力を遊星式動力伝達手段に入力することを停止すること
により、機関弁の閉弁着座直前には動弁カムのカムプロ
フィルに応じて機関弁を緩やかに着座せしめて機関弁の
バウンスが生じることを防止することができ、機関弁の
緩やかな作動を得るためにアクチュエータの作動を細か
く制御することを不要として、アクチュエータの作動制
御を単純化することができる。またアクチュエータに連
結されている構成要素の回動位置をアクチュエータで規
制するようにすれば、動弁カムの回転による第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
回動位置をアクチュエータ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。しかも遊星式動力伝達手段の各構成要素のう
ちの１つの回動量がセンサで検出されるので、アクチュ
エータの作動位置をセンサで検出して機関弁の開度を得
るようにしたものに比べると、機関弁に連なる動力伝達
系のうち機関弁により近い側に在る動力伝達部材の位置
を検出するようにしているので、より正確に機関弁の開
度を検出することが可能となる。

【００１０】また請求項２記載の発明は、上記請求項１
記載の発明の構成に加えて、前記センサで検出される被
検出部が前記外輪に設けられることを特徴とし、かかる
構成によれば、外輪は遊星式動力伝達手段のうち最も大
径であり、機関弁の作動に対する被検出部の作動量を、
遊星式動力伝達手段の内輪もしくはキャリアに設けられ
る場合よりも大きくし、センサによる被検出部の検出精
度を向上することができる。

【００１１】さらに請求項３記載の発明は、上記請求項
１記載の発明の構成に加えて、前記第３の構成要素に、
前記アクチュエータが連結される制御腕が第３の構成要
素の半径方向外方に突出して設けられ、前記センサで検
出される被検出部が前記制御腕の先端に設けられること
を特徴とし、かかる構成によれば、機関弁の作動に対す
る被検出部の作動量を大きくし、センサによる被検出部
の検出精度を向上することができる。

【００１２】

【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。

【００１３】図１ないし図９は本発明の第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２−２線拡大断面図、図３は図１の３−３線拡大
断面図、図４はアクチュエータの概略構成を示す断面
図、図５は吸気弁の開弁リフト特性図、図６は開弁開始
時のアクチュエータの作動状況を示す断面図、図７は開
弁保持状態でのアクチュエータの作動状況を示す断面
図、図８は閉弁作動時のアクチュエータの作動状況を示
す断面図、図９は閉弁保持状態でのアクチュエータの作
動状況を示す断面図である。

【００１４】先ず図１において、図示しないシリンダブ
ロックに摺動可能に嵌合されるピストンの上面およびシ
リンダヘッド１４間に燃焼室１５が形成され、シリンダ
ヘッド１４には、燃焼室１５の天井面に閉口するように
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、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。

【００１５】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Ｖ_I …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Ｖ_I …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
可能な一対の排気弁Ｖ_E …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２４…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２
７…により排気弁Ｖ_E …は排気弁口１７…を閉じる方向
に付勢される。

【００１６】上記両吸気弁Ｖ_I …および両排気弁Ｖ_E …
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が両吸気弁Ｖ_I …の上端および両排気弁Ｖ_E …の上端
よりも下方に位置するようにして回転自在に配置されて
おり、該カム軸２８は１／２の減速比で図１の反時計方
向に回転するようにして前記クランク軸に連動、連結さ
れる。しかもシリンダヘッド１４の上面にはオイルバス
３０が形成されており、前記カム軸２８は、該カム軸２
８が備える吸気側動弁カム２９_I および排気側動弁カム
２９_E を、オイルバス３０内のオイル中に浸潰させ得る
位置に配置される。

【００１７】両吸気弁Ｖ_I …とカム軸２８の吸気側動弁
カム２９_I との間には、カム軸２８の回転運動を吸気弁
Ｖ_I …の開閉運動に変換可能な吸気側動弁装置３１_I が
設けられ、両排気弁Ｖ_E …と前記カム軸２８の排気側動
弁カム２９_E との間には、カム軸２８の回転運動を排気
弁Ｖ_E …の開閉運動に変換可能な排気側動弁装置３１ _E
が設けられる。

【００１８】排気側動弁装置３１_E は、カム軸２８と平
行な軸線を有して固定配置されるロツカアーム軸３２
と、該ロッカアーム軸３２に回動可能に支持されて両排
気弁Ｖ _E …および排気側動弁カム２９_E 間に設けられる
ロッカアーム３３とを備える。ロッカアーム３３の一端
には排気側動弁カム２９_E に接触するカムスリッパ３４
が設けられ、ロッカアーム３３の他端には、両排気弁Ｖ
_E …の上端にそれぞれ接触する一対のタペットねじ３５
…が、進退位置を調節可能としてそれぞれねじ込まれ
る。

【００１９】吸気側動弁装置３１_I は遊星式動力伝達手
段としての遊星ギヤ機構３６と、ヘッドカバー５２に固
定される電気式のアクチュエータ５１とを備える。

【００２０】図２および図３を併せて参照して、遊星ギ
ヤ機構３６は、軸線まわりに回動可能な内輪としてのサ
ンギヤ３７と、該サンギヤ３７と同一軸線まわりに回動
可能としてサンギヤ３７を囲繞する外輪としてのリング
ギヤ３８と、複数の遊星回転体としての遊星ギヤ４０…
を前記サンギヤ３７およびリングギヤ３８の軸線と平行
な軸線まわりに回転自在に支持するとともにそれらの遊
星ギヤ４０…のサンギヤ３７まわりの公転に連動して回
動するキャリア３９とで構成される。

【００２１】この遊星ギヤ機構３６を構成する３つの構
成要素であるサンギヤ３７、リングギヤ３８およびキャ
リア３９のうち、第１の構成要素としてのサンギヤ３７
の両側には、支軸４１の軸線方向に間隔をあけた位置で
両吸気弁Ｖ_I …側に延びる一対の連結腕４２，４２の基
部４２ａ, ４２ａが嵌合、固着されており、これらの連
結腕４２, ４２の先端部には、両吸気弁Ｖ_I …における
ステム２０…の上端にそれぞれ接触するタペットねじ４
３, ４３が進退位置を調節可能としてそれぞれねじ込ま
れる。これにより、サンギヤ３７は両吸気弁Ｖ_I …に連
動、連結されることになり、サンギヤ３７の回動に応じ
て両吸気弁Ｖ_I …が開閉駆動される。

【００２２】支軸４１は、カム軸２８の軸線と平行な軸
線を有するものであり、シリンダヘッド１４上に固定さ
れているホルダ５０，５０…で固定的に保持される。

【００２３】遊星ギヤ機構３６を構成する構成要素のう
ち第２の構成要素としてのキャリア３９は、前記連結腕
４２, ４２の基部４２ａ, ４２ａでそれぞれ回転自在に
支持される一対のリング板状の支持板３９ａ, ３９ａ
と、支軸４１の軸線と平行な軸線を有して両支持板３９
ａ, ３９ａに両端が支持される複数たとえば６本の軸３
９ｂ, ３９ｂ…とを有するものであり、支軸４１の周方
向に等間隔をあけた位置に配置される各軸３９ｂ, ３９
ｂ…で、サンギヤ３７の外周およびリングギヤ３８の内
周に噛合う遊星ギヤ４０, ４０…が回転自在に支持され
る。

【００２４】キャリア３９が備える両支持板３９ａ, ３
９ａには、吸気側動弁カム２９_I 側に延びるローラ保持
腕４５, ４５が一体に設けられており、両ローラ保持腕
４５，４５の内面と両支持板３９ａ, ３９ａの内面との
間には段部４６，４６が形成される。これらのローラ保
持腕４５, ４５の先端部間に遊星ギヤ４０, ４０…の軸
方向全長よりも長いローラ４４が軸支される。すなわち
支軸４１の軸線と平行な軸線を有するローラ軸４７の両
端が両ローラ保持腕４５, ４５の先端部間に固定され、
ローラ４４と、前記ローラ軸４７との間にニードルベア
リング４８が介装される。

【００２５】遊星ギヤ機構３６を構成する３つの構成要
素のうちの第３の構成要素であるリングギヤ３８は、キ
ャリア３９で回転自在に支持される。すなわち円筒状に
形成されているリングギヤ３８の両端が、キャリア３９
における両支持板３９ａ, ３９ａの内面外周縁部でそれ
ぞれ回転自在に支持されることになり、両支持板３９
ａ, ３９ａに連なるローラ保持腕４５, ４５に対応する
部分では、リングギヤ３８の両端が、支持板３９ａ, ３
９ａおよびローラ保持腕４５, ４５間に形成されている
段部４６, ４６で回転自在に支持されることになる。

【００２６】リングギヤ３８には、支軸４１の軸線と直
交する方向に延びる制御腕４９が一体に設けられる。ま
たヘッドカバー５２には、前記制御腕４９にほぼ直交す
る方向で接触するロッド５７を備えるアクチュエータ５
１が固定される。

【００２７】図４において、アクチュエータ５１は、円
筒状に形成されるハウジング５３と、該ハウジング５３
内の一端側に固定配置される第１電磁石５４と、ハウジ
ング５３内の他端側に固定配置される第２電磁石５５
と、両電磁石５４，５５間でハウジング５３内に収納さ
れるプランジャ５６と、該プランジャ５６に基端が連設
されて第１電磁石５４の中心部およびハウジング５３を
軸方向移動自在に貫通するロッド５７と、ハウジング５
３の外方でロッド５７の先端側に固定されるばね受け部
５７ａおよびハウジング５３間に設けられる設けられる
戻しばね５８とを備え、ロッド５７の先端をリングギヤ
３９の制御腕４９に当接させることを可能とし、ヘッド
カバー５２に固定される。しかも戻しばね５８のばね荷
重は、弁ばね２３のばね荷重に比べて極めて小さく設定
される。

【００２８】このアクチュエータ５１では、第１および
第２電磁石５４，５５の励磁・消磁を切換えることによ
り、プランジャ５６すなわちロッド５７を往復駆動する
ことができる。而して第１電磁石５４でプランジャ５６
を吸引したときには吸気弁Ｖ _I …を開弁方向に駆動する
動力が遊星ギヤ機構３６のリングギヤ３８に作用し、ま
た第２電磁石５５でプランジャ５６を吸引したときには
アクチュエータ５１から遊星ギヤ機構３６のリングギヤ
３８に動力が作用することはなく、吸気弁Ｖ_I…は弁ば
ね２３のばね力により吸気側動弁カム２９_I のカムプロ
フィルに応じた特性で作動することになる。

【００２９】ところで、吸気弁Ｖ_I …の開弁時におい
て、該吸気弁Ｖ_I …は図５で示すリフト特性で開閉作動
することになる。この図５において、吸気側動弁カム２
９_I は、該吸気側動弁カム２９_I だけで吸気弁Ｖ_I …を
開閉駆動したときには、鎖線で示すようなリフト特性が
得られるカムプロフィルを有するものであり、このカム
プロフィルによれば、開弁作動開始時に緩やかな緩衝曲
線Ｃ₁ を描くとともに、閉弁着座直前に緩やかな緩衝曲
線Ｃ₂ を描くリフト特性が得られる。

【００３０】而して前記アクチュエータ５１は、吸気弁
Ｖ_I の開弁開始時である時刻ｔ₁ において、吸気側動弁
カム２９_I で定まる開弁開始時期とは無関係に吸気弁Ｖ
_I …の開弁作動を開始することができ、図６で示すよう
に、第１電磁石５４を励磁してプランジャ５６を吸引作
動せしめ、第２電磁石５５を消磁する。そうすると、ロ
ッド５７がリングギヤ３８の制御腕４９を押すことによ
りサンギヤ３７が回動して、両吸気弁Ｖ_I …を開弁方向
に作動せしめることになる。この際、ローラ４４を介し
てローラ保持腕４５…が吸気側動弁カム２９_I で押され
るようになると、サンギヤ３７にはアクチュエータ５１
からの動力ならびに吸気側動弁カム２９ _I からの動力が
相乗して作用し、アクチュエータ５１の作動量に伴なう
リフト量と、吸気側動弁カム２９_I によるリフト量との
合計量だけ吸気弁Ｖ_I …がリフトすることになる。すな
わち吸気弁Ｖ_I の最大リフト量がたとえば８ｍｍである
ときに、たとえば７ｍｍをアクチュエータ５１で負担
し、たとえば１ｍｍを吸気側動弁カム２９_I で負担する
ようにすることができる。

【００３１】吸気弁Ｖ_I …のリフト量が最大となった時
刻ｔ₂ からは、図７で示すように第１電磁石５４にプラ
ンジャ５６を吸引せしめたままとし、時刻ｔ₃ で第１電
磁石５４を消磁するとともに第２電磁石５５を励磁する
と、吸気弁Ｖ_I …は弁ばね２３のばね力で閉弁作動を開
始することになり、アクチュエータ５１では、図８で示
すように、ロッド５７が制御腕４９で押され、プランジ
ャ５６が第２電磁石５５側に吸引されることになる。こ
れにより吸気弁Ｖ_I …の閉弁着座直前の時刻ｔ ₄ からは
吸気側動弁カム２９_I のカムプロフィルで定まるリフト
特性を示すようになり、吸気弁Ｖ_I …は緩衝曲線Ｃ₂ に
従って緩やかに閉弁着座する。

【００３２】吸気弁Ｖ_I …の閉弁着座後には、図９で示
すようにプランジャ５６が第２電磁石５５側に吸引され
たまであり、アクチュエータ５１のロッド５７の先端
と、制御腕４９との間には間隙が生じており、戻しばね
５８のばね力が動力伝達手段３６に作用することはな
く、吸気弁Ｖ_I …の作動を乱すことはない。

【００３３】前記アクチュエータ５１は、制御ユニット
５９₁ （図１参照）で制御されるものであり、制御ユニ
ット５９₁ によって第１電磁石５４の励磁開始タイミン
グを制御することにより吸気弁Ｖ_I …の開弁開始時期を
自在に変化させることができるとともに、第２電磁石５
５の励磁開始タイミングを制御することにより吸気弁Ｖ
_I …の開弁開始時期を自在に変化させることができる。

【００３４】しかも前記制御ユニット５９₁ は、吸気弁
Ｖ_I …の現在開度を代表する指標に応じてアクチュエー
タ５１をフィードバック制御するものであり、制御ユニ
ット５９には、吸気弁Ｖ_I …の現在開度を代表する指標
として遊星ギヤ機構３６におけるリングギヤ３８の回動
位置を検出するセンサ６４の検出値が入力される。

【００３５】図３で示すように、遊星ギヤ機構３６に対
して固定位置にあるホルダ５０上にセンサ６４が固定さ
れており、リングギヤ３８には、該センサ６４で検出さ
れるべき被検出部６５が設けられる。而して被検出部６
５のセンサ６４による検出により、リングギヤ３８の回
動位置が検出されて制御ユニット５９₁ に入力される。

【００３６】ところで、前記センサ６４は、たとえば永
久磁石に接続した磁性体から成るコアと、該コアの周囲
に巻かれたコイルとから成るものであり、リングギヤ３
８の側面からセンサ６４側に突出した被検出部６５の先
端と、前記コアの先端とが接近したときに生じる永久磁
石での磁束の変化からコイルに誘起される電流を波形成
形することにより、リングギヤ３８の回動量が検出す
る。但し、センサ６４は、上述のような構成のものに限
定されることはなく、他の方式のセンサが用いられても
よい。

【００３７】次にこの第１実施例の作用について説明す
ると、吸気弁Ｖ_I …は、基本的にはアクチュエータ５１
により開閉駆動され、該吸気弁Ｖ_I …の作動特性をアク
チュエータ５１の作動制御により自在に変化させること
ができる。しかも吸気弁Ｖ_I…の閉弁作動時にはアクチ
ュエータ５１の動力を遊星ギヤ機構３６に入力すること
を停止することにより、吸気弁Ｖ_I …の閉弁作動が吸気
側動弁カム２９_I のカムプロフィルに応じたものとな
る。しかも吸気側動弁カム２９_I のカムプロフィルは、
吸気弁Ｖ_I …の閉弁着座直前には緩衝曲線Ｃ₂ を描くリ
フト特性が得られるように定められており、したがって
吸気弁Ｖ_I …の閉弁着座直前には、吸気側動弁カム２９
_I のカムプロフィルに応じて吸気弁Ｖ_I …を緩やかに着
座せしめ、吸気弁Ｖ_I …のバウンスが生じることを防止
することができる。これにより、吸気弁Ｖ_I …の緩やか
な作動を得るためにアクチュエータ５１の作動を制御ユ
ニット５９₁ で細かく制御することが不要であり、アク
チュエータ５１の作動制御を単純化することができる。

【００３８】また吸気側動弁カム２９_I および吸気弁Ｖ
_I …間に遊星ギヤ機構３６が設けられ、その遊星ギヤ機
構３６の構成要素の１つたとえばリングギヤ３８にアク
チュエータ５１が連結されるのであるが、遊星ギヤ機構
３６は、相互に独立した吸気側動弁カム２９_I からの動
力ならびにアクチュエータ５１からの動力を同時に遊星
ギヤ機構３６に作用せしめたときに、衝突箇所が生じる
ことを回避しつつ両動力を相乗させて吸気弁Ｖ_I …に伝
達することができ、遊星ギヤ機構３６はサンギヤ３７、
リングギヤ３８およびキャリア３９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、コンパクト
化すなわち吸気側動弁装置３１_I の小型化を図ることが
できる。

【００３９】またキャリア３９に連なるローラ保持腕４
５, ４５の先端部間にに支持されたローラ４４が吸気側
動弁カム２９_I にころがり接触するので動弁負荷を低減
することができる。しかもシリンダヘッド１４の上面に
形成されたオイルバス３０内のオイル中に吸気側および
排気側動弁カム２９_I ，２９_E が浸潰されるので、吸気
側および排気側動弁カム２９_I ，２９_E でオイルをかき
上げるようにして、遊星ギヤ機構３６の潤滑を十分に行
なうことができる。この際、カム軸２８が図１の反時計
方向に回転するものであることにより、吸気側および排
気側動弁カム２９_I ，２９_E でかき上げるオイルを遊星
ギヤ機構３６側に有効に飛散せしめ、遊星ギヤ機構３６
の潤滑をより効果的に行なうことができる。

【００４０】また遊星ギヤ機構３６の各構成要素のうち
の１つであるリングギヤ３８の回動量が、吸気弁Ｖ_I …
の開度を代表する指標としてセンサ６４で検出され、セ
ンサ６４の検出値に応じてアクチュエータ５１が制御ユ
ニット５９₁ によりフィードバック制御される。したが
って、吸気弁Ｖ_I …の作動特性をより一層細密に制御す
ることが可能となる。しかもアクチュエータ５１の作動
位置をセンサで検出して吸気弁Ｖ_I …の開度を得るよう
にしたものに比べると、吸気弁Ｖ_I …に連なる動力伝達
系のうち吸気弁Ｖ_I …により近い側に在る動力伝達部材
であるリングギヤ３８の回動位置を検出するようにして
いるので、より正確に吸気弁Ｖ_I …の開度を検出するこ
とが可能であり、リングギヤ３８は遊星ギヤ機構３６の
うち最も大径の構成要素であり、吸気弁Ｖ_I …の作動に
対する被検出部６５の作動量を、サンギヤ３７やキャリ
ア３９に設けられる場合よりも大きくし、センサ６４に
よる被検出部６５の検出精度を向上することができる。

【００４１】上記実施例では、リングギヤ３８の回動位
置をセンサ６４で検出して吸気弁Ｖ _I …のフィードバッ
ク制御に用いるようにしたが、センサ６４の検出値に基
づいて、遊星ギヤ機構３６の異常判断を行なうことも可
能である。

【００４２】図１０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。

【００４３】吸気側動弁装置３１_I ′が備える遊星ギヤ
３６を構成する３つの構成要素であるサンギヤ３７、リ
ングギヤ３８およびキャリア３９のうちサンギヤ３７
は、吸気弁Ｖ_I …に連動、連結され、キャリア３９は、
カム軸２８の吸気側動弁カム２９_I に連動、連結され、
リングギヤ３８には、回動軸４１の軸線と直交する方向
に延びる制御腕４９が一体に設けられる。

【００４４】ヘッドカバー５２には、前記制御腕４９に
ほぼ直交する方向で接触する制御ロッド６１を備えるア
クチュエータ６２が配設され、このアクチュエータ６２
は、たとえば油圧力や電磁力を制御ロッド６１から制御
腕４９に作用せしめることが可能であり、しかも油圧制
御や電気制御により制御ロッド６１から制御腕４９に作
用せしめる力を無段階に変更可能である。而して制御ロ
ッド６１から制御腕４９に作用する力により、回動軸４
１の軸線に対してリングギヤ３８が傾いて偏摩耗が生じ
ることを防止するために、前記制御腕４９は、回動軸４
１の軸線に沿う方向でのリングギヤ３８の中央部に一体
に設けられるものであり、部品点数の増加を回避してア
クチュエータ６２からリングギヤ３８に力を作用せしめ
ることができる。

【００４５】ところで、吸気側動弁カム２９_I でローラ
保持腕４５，４５が押されることによりキャリア３９
は、図１０の矢印６３で示す方向に回動するのである
が、吸気弁Ｖ_I …およびサンギヤ３７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、リングギヤ３８の回動が規制され
ていないときには該リングギヤ３８は前記矢印６３と同
一方向に自由に回動し、両吸気弁Ｖ_I …が開閉作動する
ことはない。しかるに、リングギヤ３８の回動がアクチ
ュエータ６２で制御されると、各遊星ギヤ４０…が自転
してサンギヤ３７が回動作勤し、両吸気弁Ｖ_I …が開弁
作動することになり、リングギヤ３８の回動位置を無段
階に変更することにより両吸気弁Ｖ_I …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。

【００４６】このような吸気側動弁装置３１_I ′におい
て、アクチュエータ６２を制御する制御ユニット５９₂
には、センサ６４の検出値が入力されており、制御ユニ
ット５９₂ はセンサ６４の検出値に応じてアクチュエー
タ６２をフィードバック制御する。

【００４７】この第２実施例によれば、吸気側動弁装置
３１_I ′において、遊星ギヤ機構３６を構成する３つの
構成要素、すなわちサンギヤ３７、リングギヤ３８およ
びキャリア３９のうち、キャリア３９およびサンギヤ３
７が、カム軸２８の吸気側動弁カム２９_I および吸気弁
Ｖ_I …に連動、連結され、リングギヤ３８の回動量がア
クチュエータ６２で無段階に制御されるので、両吸気弁
Ｖ_I …の作動特性を無段階にかつ細密に制御することが
できる。

【００４８】また遊星ギヤ機構３６は、サンギヤ３７、
リングギヤ３８およびキャリア３９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、吸気側動弁
装置３１_I ′の小型化を図ることができる。

【００４９】しかもセンサ６４が遊星ギヤ機構３６にお
けるリングギヤ３８の回動位置を検出するものであるこ
とにより、上記第１実施例と同様に、吸気弁Ｖ_I …の開
度をセンサ６４でより正確に検出して、制御精度を向上
することができる。

【００５０】図１１は本発明の第３実施例を示すもので
あり、吸気側動弁装置３１_I における遊星ギヤ機構３６
のリングギヤ３８には、ヘッドカバー５２′に設けられ
るアクチュエータ５１のロッド５７を接触させるように
して、リングギヤ３８の半径方向外方に突出する制御腕
４９が一体に設けられるが、この制御腕４９の先端に被
検出部６５が設けられ、ヘッドカバー５２′には、被検
出部６５を検出するセンサ６４が固定される。

【００５１】この第３実施例によれば、アクチュエータ
５１に連結される第３の構成要素であるリングギヤ３８
は、遊星ギヤ機構３６におけるサンギヤ３７およびキャ
リア３９よりも大径であり、制御腕４９はリングギヤ３
８から半径方向外方に突出するものであるので、制御腕
４９の先端の被検出部６５の作動量が最も大きくなる。
したがって吸気弁Ｖ_I …の作動に対する被検出部６５の
作動量をより大きくし、センサ６４による被検出部６５
の検出精度をより一層向上することができる。

【００５２】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。

【００５３】たとえば遊星ギヤ機構３６を構成するサン
ギヤ３７、リングギヤ３８およびキャリア３９と、吸気
側動弁カム２９_I 、吸気弁Ｖ_I …およびアクチュエータ
５１もしくは６２との連結、組み合わせは自由に設定可
能である。

【００５４】また機関弁としての排気弁に本発明を適用
することも可能である。

【００５５】さらに本発明は、たとえば特開平５−３３
８４０号公報、特開平５−７９４５０号公報、特開平５
−１５７１４９号公報、特開平６−３４００５号公報お
よび特開平６−６６３６０号公報等で開示されるように
な遊星摩擦式の動力伝達手段（トラクションドライブ）
を用いた動弁装置にも適用可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、アクチュエータに連結されている構成要素に機関弁
を開弁せしめる方向の力をアクチュエータから作用せし
めるようにすれば、機関弁の作動特性を任意に変更可能
としつつアクチュエータで機関弁を駆動することが可能
であり、機関弁の閉弁作動時にアクチュエータの動力を
遊星式動力伝達手段に入力することを停止することによ
り、機関弁の閉弁着座直前には動弁カムのカムプロフィ
ルに応じて機関弁を緩やかに着座せしめて機関弁のバウ
ンスが生じることを防止することができ、機関弁の緩や
かな作動を得るためにアクチュエータの作動を細かく制
御することを不要として、アクチュエータの作動制御を
単純化することができる。またアクチュエータに連結さ
れている構成要素の回動位置をアクチュエータで規制す
るようにすれば、動弁カムの回転による第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
位置をアクチュエータ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。しかも遊星式動力伝達手段の各構成要素のうち
の１つの回動量をセンサで検出するようにしているの
で、より正確に機関弁の開度を検出することが可能とな
る。

【００５７】また請求項２または３記載の発明によれ
ば、センサによる被検出部の検出精度を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の内燃機関の要部縦断面図である。

【図２】図１の２−２線拡大断面図である。

【図３】図１の３−３線拡大断面図である。

【図４】アクチュエータの概略構成を示す断面図であ
る。

【図５】吸気弁の開弁リフト特性図である。

【図６】開弁開始時のアクチュエータの作動状況を示す
断面図である。

【図７】開弁保持状態でのアクチュエータの作動状況を
示す断面図である。

【図８】閉弁作動時のアクチュエータの作動状況を示す
断面図である。

【図９】閉弁保持状態でのアクチュエータの作動状況を
示す断面図である。

【図１０】第２実施例の内燃機関の要部縦断面図であ
る。

【図１１】第３実施例の内燃機関の要部縦断面図であ
る。

【符号の説明】

２８・・・カム軸 ２９_I ・・・動弁カム ３１_I ，３１_I ′・・・動弁装置 ３６・・・遊星式動力伝達手段としての遊星ギヤ機構 ３７・・・内輪としてのサンギヤ ３８・・・外輪としてのリングギヤ ３９・・・キャリア ４０・・・遊星回転体としての遊星ギヤ ５１，６２・・・アクチュエータ ６４・・・センサ ６５・・・被検出部 Ｖ_I ・・・機関弁としての吸気弁

Claims (3)

【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（Ｖ_I ）
   の作動特性を変更可能な内燃機関の動弁装置において、
   動弁カム（２９_I ）が設けられるカム軸（２８）と平行
   な軸線まわりに回動可能な内輪（３７）と、該内輪（３
   ７）を囲繞する外輪（３８）と、内輪（３７）および外
   輪（３８）間に配置される遊星回転体（４０）を回転自
   在に支持するキャリア（３９）とを構成要素として構成
   される遊星式動力伝達手段（３６）を含み、該遊星式動
   力伝達手段（３６）の構成要素（３７，３８，３９）の
   うち第１の構成要素（３７）が機関弁（Ｖ_I ）に連結さ
   れ、前記各構成要素（３７〜３９）のうち第２の構成要
   素（３９）が前記動弁カム（２９_I ）に連動、連結さ
   れ、前記各構成要素（３７〜３９）のうち第３の構成要
   素（３８）にアクチュエータ（５１，６２）が連結さ
   れ、前記遊星式動力伝達手段（３６）の各構成要素のう
   ちの１つの回動量を検出するセンサ（６４）が、遊星式
   動力伝達手段（３６）に対して固定位置に配置されるこ
   とを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 前記センサ（６４）で検出される被検出
   部（６５）が前記外輪（３８）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。
3. 【請求項３】 前記第３の構成要素（３８）に、前記ア
   クチュエータ（５１，６２）が連結される制御腕（４
   ９）が第３の構成要素（３８）の半径方向外方に突出し
   て設けられ、前記センサ（６４）で検出される被検出部
   （６５）が前記制御腕（４９）の先端に設けられること
   を特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。