(57)【要約】【課題】インジェクタから燃焼室内に噴射された燃料の燃焼室外への持ち去りを減らして、空燃比のバラツキを抑制することができる直噴エンジンの動弁装置を提供すること。【解決手段】直噴エンジン１の動弁装置４０において、燃焼室２に連通する吸気ポート４ａを開閉するバルブ部４１ａと、バルブ部４１ａに連結されてバルブ部４１ａの開閉方向へ延設される軸部４１ｂとを備える吸気バルブ４１と、軸部４１ｂの他端部に接触して軸部４１ｂを軸方向へ移動させる回転カム４２と、軸部４１ｂを回転カム４２側に付勢するスプリング４３，５３とを有し、吸気バルブ４１は、回転カム４２により軸部４１ｂを介してバルブ部４１ａが吸気ポート４ａの開口部に沿ってスライドさせられることにより吸気ポート４ａを開閉する。【選択図】図１
2018123787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタからエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する直噴エンジンの動弁装置において、
前記燃焼室に連通する吸排気ポートを開閉するバルブ部と、前記バルブ部に連結されて前記バルブ部の開閉方向へ延設される軸部とを備えるエンジンバルブと、
前記軸部の他端部に接触して前記軸部を軸方向へ移動させる回転カムと、
前記軸部を前記回転カム側に付勢するスプリングと、を有し、
前記エンジンバルブは、前記回転カムにより前記軸部を介して前記バルブ部が前記吸排気ポートの開口部に沿ってスライドさせられることにより前記吸排気ポートを開閉する
ことを特徴とする直噴エンジンの動弁装置。
【請求項２】
インジェクタからエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する直噴エンジンの動弁装置において、
前記燃焼室に連通する吸排気ポートを開閉するバタフライ式のバルブ部と、前記バルブ部の燃焼室外側面に接続される軸部とを備えるエンジンバルブと、
前記軸部の他端部に接触して前記軸部を軸方向へ移動させて前記バルブ部を回動させる回転カムと、
前記軸部を前記回転カム側に付勢するスプリングと、を有し、
前記エンジンバルブは、前記燃焼室外側面が前記インジェクタの噴口に向けられないように、前記回転カムにより前記軸部を介して前記バルブ部が回動させられることにより前記吸排気ポートを開閉する
ことを特徴とする直噴エンジンの動弁装置。
【請求項３】
インジェクタからエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する直噴エンジンの動弁装置において、
前記燃焼室に連通する吸排気ポートを開閉するバルブ部と、前記バルブ部を回転させる回転軸と、前記回転軸に設けられたピニオンと、前記ピニオンに噛み合うラックと、前記ラックに連結されて前記ラックの移動方向へ延設されている軸部とを備えるエンジンバルブと、
前記軸部の他端部に接触して前記軸部を軸方向へ移動させる回転カムと、
前記軸部を前記回転カム側に付勢するスプリングと、を有し、
前記吸排気ポートの開口部及び前記バルブ部は、閉弁状態から前記バルブ部が回転すると前記バルブ部と前記開口部がずれる形状をなしており、
前記エンジンバルブは、前記回転カムにより前記軸部に連結された前記ラックを介して前記ピニオンが回転させられ、前記ピニオンが設けられた前記回転軸を介して前記バルブ部が前記吸排気ポートの開口部に沿って回転させられることにより前記吸排気ポートを開閉する
ことを特徴とする直噴エンジンの動弁装置。
【請求項４】
請求項３に記載する直噴エンジンの動弁装置において、
前記吸排気ポートの開口部及び前記バルブ部は、楕円形をなしている
ことを特徴とする直噴エンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクタから燃焼室内に燃料を噴射する直噴エンジンの動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃費を向上させるために、インジェクタから燃焼室内に燃料を噴射して燃焼させる直噴エンジンが実用化されている。このような直噴エンジンでは、吸気行程における燃料噴射では、混合気が気化不良又は不均一になるため、例えば、特許文献１に記載されているように、インジェクタの噴口の向きを調整したり、インジェクタの噴射タイミングを制御することにより、混合気の均質性を向上させて均一燃焼を行うようにしている。また、インジェクタの噴射タイミングやエンジンバルブの開閉タイミングを、一定の範囲内で制御することにより、エンジンバルブへの燃料の付着を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５６６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の直噴エンジンでは、エンジンバルブが燃焼室内に下降しているときに、インジェクタから燃焼室内に噴射された燃料がエンジンバルブの傘部に付着して、燃焼室外へ持ち去れてしまうおそれがある。そして、エンジンバルブの傘部に付着した燃料が燃焼室外へ持ち去れてしまうと、燃焼に使用される燃料が減るため、空燃比にバラツキが生じてしまって狙い通りの燃焼を実現することができなくなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、インジェクタから燃焼室内に噴射された燃料の燃焼室外への持ち去りを減らして、空燃比のバラツキを抑制することができる直噴エンジンの動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、インジェクタからエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する直噴エンジンの動弁装置において、前記燃焼室に連通する吸排気ポートを開閉するバルブ部と、前記バルブ部に連結されて前記バルブ部の開閉方向へ延設される軸部とを備えるエンジンバルブと、前記軸部の他端部に接触して前記軸部を軸方向へ移動させる回転カムと、前記軸部を前記回転カム側に付勢するスプリングと、を有し、前記エンジンバルブは、前記回転カムにより前記軸部を介して前記バルブ部が前記吸排気ポートの開口部に沿ってスライドさせられることにより前記吸排気ポートを開閉することを特徴とする。
【０００７】
この直噴エンジンの動弁装置では、回転カムによって軸部が往復動されるとバルブ部が吸排気ポートの開口部に沿ってスライドさせられる。このバルブ部のスライド動作により吸排気ポートが開閉される。このように、回転カムでエンジンバルブを駆動することにより、バルブ部を吸排気ポートの開口部に沿ってスライドさせて吸排気ポートを開閉することができる。そのため、エンジンバルブが燃焼室に突き出すことがないので、インジェクタから噴射された燃料がエンジンバルブに付着して燃焼室外へ持ち去られることがない。また、バルブ部の燃焼室内側面にも燃料がほとんど付着しない。従って、インジェクタから噴射された燃料のほぼすべてが燃焼に利用されるため、空燃比のバラツキを抑制することができ、良好な燃焼を実現することができる。
【０００８】
また、エンジンバルブへ燃料がほとんど付着しないので、従来のようにインジェクタの噴射タイミングやエンジンバルブの開閉タイミングを一定範囲に制限する必要がなくなる。そのため、インジェクタの噴射タイミングやエンジンバルブの開閉タイミングの制御幅を、従来に比べて拡大することができる。これにより、インジェクタから燃焼室内に噴射された燃料の霧化を促進することができるため、より良好な燃焼を実現することができる。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の別形態は、インジェクタからエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する直噴エンジンの動弁装置において、前記燃焼室に連通する吸排気ポートを開閉するバタフライ式のバルブ部と、前記バルブ部の燃焼室外側面に接続される軸部とを備えるエンジンバルブと、前記軸部の他端部に接触して前記軸部を軸方向へ移動させて前記バルブ部を回動させる回転カムと、前記軸部を前記回転カム側に付勢するスプリングと、を有し、前記エンジンバルブは、前記燃焼室外側面が前記インジェクタの噴口に向けられないように、前記回転カムにより前記軸部を介して前記バルブ部が回動させられることにより前記吸排気ポートを開閉することを特徴とする。
【００１０】
この直噴エンジンの動弁装置では、回転カムによって軸部が往復動されると、バタフライ式のバルブ部が回動させられる。このバルブ部の回動動作により吸排気ポートが開閉される。このように、回転カムでエンジンバルブを駆動することにより、バルブ部を回動させて吸排気ポートを開閉することができる。
【００１１】
そして、バタフライ式のバルブ部は、燃焼室外側面がインジェクタの噴口に向けられない範囲で回動させられる。そのため、バルブ部の燃焼室内への飛び出し量が少なく、インジェクタから噴射された燃料がエンジンバルブに付着したとしてもバルブ部の燃焼室内側面にしか付着しない。従って、インジェクタから噴射された燃料がエンジンバルブに付着して燃焼室外へ持ち去られることがない。よって、インジェクタから噴射された燃料のほぼすべてが燃焼に利用されるため、空燃比のバラツキを抑制することができ、良好な燃焼を実現することができる。
【００１２】
この直噴エンジンの動弁装置でも、エンジンバルブに燃料がほとんど付着しないので、インジェクタの噴射タイミングやエンジンバルブの開閉タイミングの制御幅を、従来に比べて拡大することができる。これにより、インジェクタから燃焼室に噴射された燃料の霧化を促進することができるため、より良好な燃焼を実現することができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するためになされた本発明の別形態は、インジェクタからエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する直噴エンジンの動弁装置において、前記燃焼室に連通する吸排気ポートを開閉するバルブ部と、前記バルブ部を回転させる回転軸と、前記回転軸に設けられたピニオンと、前記ピニオンに噛み合うラックと、前記ラックに連結されて前記ラックの移動方向へ延設されている軸部とを備えるエンジンバルブと、前記軸部の他端部に接触して前記軸部を軸方向へ移動させる回転カムと、前記軸部を前記回転カム側に付勢するスプリングと、を有し、前記吸排気ポートの開口部及び前記バルブ部は、閉弁状態から前記バルブ部が回転すると前記バルブ部と前記開口部がずれる形状をなしており、前記エンジンバルブは、前記回転カムにより前記軸部に連結された前記ラックを介して前記ピニオンが回転させられ、前記ピニオンが設けられた前記回転軸を介して前記バルブ部が前記吸排気ポートの開口部に沿って回転させられることにより前記吸排気ポートを開閉することを特徴とする。
【００１４】
この直噴エンジンの動弁装置では、回転カムによって軸部が往復動されると、ラックが往復動させられる。このラックの往復動によりピニオンを介して回転軸が回転させて、バルブ部が回転させられる。そして、吸排気ポートの開口部及びバルブ部は、バルブ部が回転するとバルブ部と開口部がずれる形状をなしているため、バルブ部の回転動作により吸排気ポートが開閉される。このように、回転カムでエンジンバルブを駆動することにより、ラックとピニオンを介してバルブ部を回転させて吸排気ポートを開閉することができる。
【００１５】
そして、吸排気ポートの開閉時に、燃焼室内におけるバルブ部の突き出しがほとんどない（バルブ部の燃焼室内への飛び出し量が非常に少ない）ため、インジェクタから噴射された燃料がエンジンバルブに付着し難い。従って、インジェクタから噴射された燃料がエンジンバルブに付着して燃焼室外へ持ち去られる燃料を確実に減らすことができる。よって、インジェクタから噴射された燃料のほぼすべてが燃焼に利用されるため、空燃比のバラツキを抑制することができ、良好な燃焼を実現することができる。
【００１６】
この直噴エンジンの動弁装置でも、エンジンバルブに燃料が付着し難いので、インジェクタの噴射タイミングやエンジンバルの開閉タイミングの制御幅を、従来に比べて拡大することができる。これにより、インジェクタから燃焼室に噴射された燃料の霧化を促進することができるため、より良好な燃焼を実現することができる。
【００１７】
この別形態の直噴エンジンの動弁装置において、前記吸排気ポートの開口部及び前記バルブ部は、楕円形をなしていることが望ましい。
【００１８】
吸排気ポートの開口部及びバルブ部を、このような形状にすることにより、簡単に製造することできるとともに、バルブ部を開弁状態にしたときの吸排気ポートの開口面積を大きくすることができるからである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る直噴エンジンの動弁装置によれば、インジェクタから燃焼室内に噴射された燃料の燃焼室外への持ち去りを減らして、空燃比のバラツキを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】直噴エンジンシステムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の動弁装置の概略構成図である。
【図３】吸気バルブとガイド部との位置関係を示す図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】第２実施形態の動弁装置の概略構成図である。
【図６】第３実施形態の動弁装置の概略構成図である。
【図７】バルブ部及び吸気ポートの開口部の形状を示す図であり、（ａ）が閉弁状態であり、（ｂ）は開弁状態である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
本発明に係る実施形態である動弁装置を適用した直噴エンジンシステムについて、図１を参照しながら詳細に説明する。直噴エンジンシステムは、周知の構造を有するレシプロタイプの多気筒エンジン１を含み、エンジン１の各気筒の燃焼室２のそれぞれには、燃料を燃焼室２に対して直接噴射するインジェクタ３が設けられている。エンジン１は、吸気通路４を通じて吸入される空気と、インジェクタ３から噴射される燃料との可燃混合気を各気筒の燃焼室２で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気を排気通路５を通じて外部へ排出することにより、ピストン６を動作させてクランクシャフト７を回転させ、動力を得るようになっている。
【００２２】
吸気通路４に設けられたスロットルバルブ８は、同通路４を通じて各気筒の燃焼室２に吸入される吸入空気量（吸気量）を調節するために開閉される。そして、スロットルバルブ８の開度（スロットル開度）を検出するためにスロットルセンサ２１が設けられている。
【００２３】
各インジェクタ３は、対応する燃焼室２の中に燃料を直接噴射する。各インジェクタ３には、所定の燃料供給装置（図示略）により所定圧力の燃料が供給される。各インジェクタ３に供給される燃料は、インジェクタ３が作動することにより対応する燃焼室２へ噴射される。吸気通路４には、エアクリーナ１０を通じて外部から空気が取り込まれる。吸気通路４に取り込まれた空気は、各気筒の燃焼室２にて各インジェクタ３から噴射される燃料とともに可燃混合気を形成する。
【００２４】
各気筒の燃焼室２にそれぞれ設けられた点火プラグ１１は、イグニションコイル１２から出力される点火信号を受けて点火動作する。各点火プラグ１１及びイグニションコイル１２は、燃焼室２にて形成される可燃混合気に点火するための点火装置を構成する。
【００２５】
排気通路５に設けられた触媒コンバータ１３は、燃焼室２から排出される排気を浄化するための三元触媒を内蔵する。排気通路５において、触媒コンバータ１３の上流側に、燃焼室２から排気通路５へ排出される排気中の酸素濃度Ｏｘを検出する酸素センサ２３が設けられている。
【００２６】
また、エンジン１には、エンジン１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）検出する水温センサ２４や、クランクシャフト７の回転速度をエンジン回転速度として検出する回転速度センサ２５等が設けられている。
【００２７】
これらスロットルセンサ２１、吸気圧センサ２２、酸素センサ２３、水温センサ２４、回転速度センサ２５から出力される各種信号は、電子制御装置（ＥＣＵ）３０に入力される。ＥＣＵ３０は、これら入力信号に基づいて燃料噴射制御及び点火時期制御等を実行し、各インジェクタ３及びイグニションコイル１２をそれぞれ制御する。
【００２８】
周知のように、ＥＣＵ３０は中央処理装置（ＣＰＵ）３１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３３及びバックアップＲＡＭ（Ｂ．Ｕ．ＲＡＭ）３４等を含んで構成される。ＲＯＭ３２には、前述した各種制御に係る所定の制御プログラム等が予め記憶される。ＥＣＵ３０（ＣＰＵ３１）は、これらの制御プログラムに従って前述した各種制御等を実行する。
【００２９】
エンジン１は、シリンダブロック１５及びシリンダヘッド１６を含む。シリンダブロック１５に設けられたシリンダボア１７には、ピストン６が往復動可能に設けられる。燃焼室２は、シリンダボア１７と、ピストン６と、シリンダヘッド１６とで囲まれた空間として構成される。そして、シリンダヘッド１６には、各燃焼室２に通じる吸気ポート４ａ及び排気ポート５ａが設けられ、図２に示すように、吸気ポート４ａ及び排気ポート５ａをそれぞれ開閉する吸気バルブ４１及び排気バルブ５１を含む動弁装置４０及び５０が設けられている。
【００３０】
吸気側の動弁装置４０は、吸気バルブ４１と、クランクシャフト７に連動して回転するカムシャフト（図示略）に設けられた回転カム４２と、吸気バルブ４１を回転カム４２側へ付勢するスプリング４３とを備えている。そして、この動弁装置４０により、吸気バルブ４１が駆動されて吸気ポート４ａが開閉されるようになっている。
【００３１】
吸気バルブ４１は、バルブ部４１ａと軸部４１ｂを備えている。バルブ部４１ａは、図２及び図３に示すように、吸気ポート４ａの開口部（燃焼室２との連通部）を覆うことが可能な矩形の板状部材であり、吸気ポート４ａの開口部に沿ってスライドして吸気ポート４ａを開閉するものである。このバルブ部４１ａは、図２〜図４に示すように、シリンダヘッド１６に形成された凹状空間であるガイド部４６に配置され、ガイド部４６内をスライドするようになっている。このガイド部４６は、その中央付近に吸気ポート４ａが位置するように設けられている。
【００３２】
軸部４０ｂは、バルブ部４１ａの側面に溶接によって連結された棒状部材であり、バルブ部４１ａの開閉方向へ延設されている。軸部４１ｂの他端には、径方向に張り出すフランジ部４１ｃが設けられている。フランジ部４１ｃは、回転カム４２に接触している。そして、軸部４０ｂは、スプリング４３により回転カム４２側へ付勢されている。
【００３３】
このような動弁装置４０では、回転カム４２が回転すると、回転カム４２のカムプロフィールに従って軸部４１ｂが所定範囲内で所定のタイミングにて往復動される。この軸部４１ｂの往復動に伴って、バルブ部４１ａがガイド部４６内を吸気ポート４ａの開口部に沿ってスライドする。これにより、所定のタイミングで、吸気バルブ４１によって吸気ポート４ａが開閉される。
【００３４】
また、排気側の動弁装置５０は、吸気側の動弁装置４０と基本的に同一の構成であり、バルブ部５１ａと軸部５１ｂとフランジ部５１ｃを備える排気バルブ５１と、排気バルブ５１を駆動する回転カム５２と、排気バルブ５１を回転カム５２側へ付勢するスプリング５３とを備えている。なお、バルブ部５１ａは、ガイド部５６内に配置されている。そして、この動弁装置５０により、排気バルブ５１が駆動されて排気ポート５ａが開閉される。なお、排気バルブ５１の開閉動作は、吸気バルブ４１の開閉動作と基本的に同じであるので詳細な説明は省略する。
【００３５】
このように動弁装置４０及び５０では、従来と同様に、回転カム４２及び５２を用いて、吸気バルブ４１及び排気バルブ５１を駆動させて、吸気ポート４ａ及び排気ポート５ａを開閉することができる。そのため、吸排気バルブ４１，５１の開閉タイミングや移動量を可変とするバルブ可変機構を適用することもできる。
【００３６】
そして、動弁装置４０は、エンジン１の吸気行程において、吸気バルブ４１のバルブ部４１ａを、ガイド部４６内で吸気ポート４ａの開口部に沿ってスライドさせて吸気ポート４ａを開く。そのため、インジェクタ３から燃焼室２に対して燃料を噴射する際、吸気バルブ４１が燃焼室２に突き出すことがない。従って、インジェクタ３から噴射された燃料が吸気バルブ４１に付着して燃焼室２外へ持ち去られることがない。また、バルブ部４１ａの燃焼室内側面にも燃料がほとんど付着しない。
【００３７】
従って、インジェクタ３から噴射された燃料のほぼすべてが燃焼に利用されるため、空燃比のバラツキを抑制することができ、良好な燃焼を実現することができる。また、バルブ部４１ａへ燃料がほとんど付着しないので、従来のようにＥＣＵ３０によって制御されるインジェクタ３の噴射タイミングや吸気バルブ４１の開閉タイミングを一定範囲に制限する必要がなくなる。そのため、ＥＣＵ３０によって制御されるインジェクタ３の噴射タイミングや吸気バルブ４１の開閉タイミングの制御幅を、従来に比べて拡大することができる。これにより、インジェクタ３から燃焼室２内に噴射された燃料の霧化を促進することができるため、より良好な燃焼を実現することができる。
【００３８】
以上、詳細に説明したように本実施形態に係る動弁装置４０によれば、吸気バルブ４１がスライドして吸気ポート４ａを開閉する。そのため、インジェクタ３から燃料が噴射される際、吸気バルブ４１が燃焼室２に突き出すことがないので、インジェクタ３から噴射された燃料が吸気バルブ４１に付着して燃焼室２外へ持ち去られることがない。よって、インジェクタ３から噴射された燃料のほぼすべてが燃焼に利用されるため、空燃比のバラツキを抑制することができ、良好な燃焼を実現することができる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態の動弁装置６０，７０では、図５に示すように、バタフライ式の吸排気バルブ６１，７１を用いている。そこで、まず吸気側の動弁装置６０について説明する。この動弁装置６０は、吸気バルブ６１と、吸気バルブ６１を駆動する回転カム６２と、吸気バルブ６１の軸部６１ｂを回転カム６２側へ付勢するスプリング６３とを備えている。
【００４０】
ここで、吸気バルブ６１は、バルブ部６１ａと軸部６１ｂを備えている。バルブ部６１ａは、吸気ポート４ａの開口部付近に配置されるバタフライ式のバルブであり、バルブ部６１ａが回動することにより吸気ポート４ａを開閉するものである。バルブ部６１ａは、不図示のスプリングによって開弁方向又は閉弁方向に付勢されている。本実施形態において、バルブ部６１ａは閉弁方向に付勢されており、吸気ポート４ａの開口部に周方向へ一部に設けられた凸部材６５ａ，６５ｂに当接して全閉となるようになっている。
【００４１】
軸部６１ｂは、バルブ部６１ａの燃焼室外側面（吸気ポート４ａ側に配置される面）６１ａｏに蝶番などの接続部材６４を介して接続された棒状部材であり、軸部６１ｂの他端には、径方向に張り出すフランジ部６１ｃが設けられている。フランジ部６１ｃは、クランクシャフト７に連動して回転するカムシャフト（図示略）に設けられた回転カム６２に接触している。そして、軸部６１ｂは、スプリング６３により回転カム６２側へ付勢されている。
【００４２】
このような動弁装置６０では、回転カム６２が回転すると、回転カム６２のカムプロフィールに従って軸部６１ｂが所定範囲内で所定のタイミング（間隔）にて往復動される。この軸部６１ｂの往復動に伴って、接続部材６４を介して軸部６１ｂに接続されているバルブ部６１ａが、開方向と閉方向へ交互に回動される。すなわち、バルブ部６１ａは、軸部６１ｂがスプリング６３の付勢力に抗して移動すると開方向へ回動し、軸部６１ｂがスプリング６３の付勢力によって移動すると閉方向へ回動する。これにより、所定のタイミングで、吸気バルブ６１によって吸気ポート４ａが開閉される。なお、バルブ部６１ａの回動は、燃焼室外側面６５ａｏがインジェクタ３の噴口に向けられない範囲内（全閉状態の開度を０°とすると開度が０°〜４５°の範囲内）で行われる。
【００４３】
次に、排気側の動弁装置７０について説明する。この動弁装置７０は、吸気側の動弁装置６０と基本的に同一の構成であり、排気バルブ７１と、排気バルブ７１を駆動する回転カム７２と、排気バルブ７１を回転カム７２側へ付勢するスプリング７３とを備えている。排気バルブ７１は、不図示のスプリングにより閉弁方向へ付勢されているバタフライ式のバルブ部７１ａと、バルブ部７１ａの燃焼室外側面７１ａｏに蝶番などの接続部材７４を介して接続された軸部７１ｂと、軸部７１ｂの他端に設けられ回転カム７２が接触するフランジ部７１ｃとで構成されている。そして、この動弁装置７０により、排気バルブ７１のバルブ部７１ａが開方向と閉方向へ交互に回動されて排気ポート５ａが開閉される。なお、排気バルブ７１の開閉動作は、吸気バルブ６１の開閉動作と基本的に同じであるので詳細な説明は省略する。
【００４４】
このように動弁装置６０及び７０でも、従来と同様に、回転カム６２及び７２を用いて、吸気バルブ６１及び排気バルブ７１を駆動させて、吸気ポート４ａ及び排気ポート５ａを開閉する。そのため、吸排気バルブ６１，７１の開閉タイミングや移動量を可変とするバルブ可変機構を適用することもできる。
【００４５】
そして、動弁装置６０は、エンジン１の吸気行程において、吸気バルブ６１のバルブ部６１ａを、燃焼室外側面６１ａｏがインジェクタ３の噴口に向けられない範囲内（開度４５°以内）で回動させて吸気ポート４ａを開く。そのため、バルブ部６１ａの燃焼室２内への飛び出し量が少なく、インジェクタ３から噴射された燃料が吸気バルブ６１に付着したとしてもバルブ部６１ａの燃焼室内側面６１ａｉにしか付着しない。従って、インジェクタ３から噴射された燃料が吸気バルブ６１に付着して燃焼室２外へ持ち去られることがない。よって、インジェクタ３から噴射された燃料のほぼすべてが燃焼に利用されるため、空燃比のバラツキを抑制することができ、良好な燃焼を実現することができる。
【００４６】
また、バルブ部６１ａへ燃料がほとんど付着しないので、従来のようにＥＣＵ３０によって制御されるインジェクタ３の噴射タイミングや吸気バルブ６０の開閉タイミングを一定範囲に制限する必要がなくなる。そのため、ＥＣＵ３０によって制御されるインジェクタ３の噴射タイミングや吸気バルブ６１の開閉タイミングの制御幅を、従来に比べて拡大することができる。これにより、インジェクタ３から燃焼室２内に噴射された燃料の霧化を促進することができるため、より良好な燃焼を実現することができる。
【００４７】
＜第３実施形態＞
最後に、第３実施形態について説明する。第３実施形態の動弁装置８０，９０では、図６に示すように、スクリュー式の吸排気バルブ８１，９１を用いている。そこで、まず吸気側の動弁装置８０について説明する。動弁装置８０は、吸気バルブ８１と、吸気バルブ８１を駆動する回転カム８２と、吸気バルブ８１に備わる軸部８１ｂを回転カム８２側へ付勢するスプリング８３とを備えている。
【００４８】
ここで、吸気バルブ８１は、微少移動しながら回転するスクリュー式のバルブである。このような吸気バルブ８１は、吸気ポート４ａを開閉するバルブ部８１ａと、ピニオン８１ｐを備える回転軸８１ｓと、ピニオン８１ｐに噛み合うラック８１ｒに連結されてラック８１ｒの移動方向へ延設されている軸部８１ｂとを備えている。
【００４９】
バルブ部８１ａは、吸気ポート４ａの開口面に沿って回転することにより、吸気ポート４ａを開閉するものである。なお、本実施形態では、バルブ部８１ａは、０〜９０°の範囲で回転する。そのため、バルブ部８１ａ及び吸気ポート４ａの形状は、図７（ａ）に示す閉弁状態からバルブ部８１ａが回転すると、図７（ｂ）に示すようにバルブ部８１ａと吸気ポート４ａの開口部がずれる形状、言い換えると真円以外の形状をなしている。本実施形態では、簡単に製造することできるとともに、全開状態にしたときの吸気ポート４ａの開口面積を大きくすることができることから、バルブ部８１ａ及び吸気ポート４ａの形状を楕円形状としている。
【００５０】
回転軸８１ｓは、ピニオン８１ｐを備え、その端部には雄ねじ部８５ａが形成されている。雄ねじ部８５ａは、シリンダヘッド１６に形成された雌ねじ部８５ｂに噛み合っている。これにより、回転軸８１ｓが回転すると、回転軸８１ｓが軸方向へ微少移動するようになっている。
【００５１】
軸部８１ｂは、ラック８１ｒを備え、ラック８１ｒを移動させることにより、ピニオン８１ｐを介して回転軸８１ｓを回転させる部材である。この軸部８１ｂの他端には、径方向に張り出すフランジ部８１ｃが設けられている。フランジ部８１ｃは、不図示のカムシャフトに設けられた回転カム８２に接触している。そして、軸部８１ｂは、スプリング８３により回転カム８２側へ付勢されている。
【００５２】
このような動弁装置８０では、回転カム８２が回転すると、回転カム８２のカムプロフィールに従って軸部８１ｂが所定範囲内で所定のタイミング（間隔）にて往復動される。この軸部８１ｂの往復動に伴って、ラック８１ｒ及びピニオン８１ｐを介して回転軸８１ｓが回転され、バルブ部８１ａが開方向と閉方向へ交互に回転される。このとき、雄ねじ部８５ａと雌ねじ部８５ｂにより、回転軸８１ｓ及びバルブ部８１ａが微少移動する。すなわち、バルブ部８１ａは、軸部８１ｂがスプリング８３の付勢力に抗して移動すると、吸気ポート４ａから離れる方向へ微少移動しながら開方向へ回転し、軸部８１ｂがスプリング８３の付勢力によって移動すると、吸気ポート４ａに近づく方向へ微少移動しながら閉方向へ回転する。これにより、所定のタイミングで、吸気バルブ８１によって吸気ポート４ａが開閉される。
【００５３】
次に、排気側の動弁装置９０について説明する。この動弁装置９０は、吸気側の動弁装置８０と基本的に同一の構成であり、排気ポート５ａを開閉するバルブ部９１ａと、ピニオン９１ｐを有する回転軸９１ｓと、ピニオン９１ｐに噛み合うラック９１ｒに連結されてラック９１ｒの移動方向へ延設されている軸部８１ｂとを備える排気バルブ９１と、排気バルブ９１を駆動する回転カム９２と、排気バルブ９１に備わる軸部９１ｂを回転カム９２側へ付勢するスプリング９３とを備えている。そして、この動弁装置９０により、排気バルブ９１のバルブ部９１ａが開方向と閉方向へ交互に回転されて排気ポート５ａが開閉される。なお、排気バルブ９１の開閉動作は、吸気バルブ８１の開閉動作と基本的に同じであるので詳細な説明は省略する。
【００５４】
このように動弁装置８０及び９０でも、従来と同様に、回転カム８２及び９２を用いて、吸気バルブ８１及び排気バルブ９１を駆動させて、吸気ポート４ａ及び排気ポート５ａを開閉する。そのため、吸排気バルブの開閉タイミングや移動量を可変とするバルブ可変機構を適用することもできる。
【００５５】
そして、動弁装置８０は、エンジン１の吸気行程において、吸気バルブ８１のバルブ部８１ａを、吸気ポート４ａの開口部から離れる程度に微少移動させながら回転させて吸気ポート４ａを開く。そのため、バルブ部８１ａの燃焼室２内への飛び出し量が少ない。従って、インジェクタ３から噴射された燃料が吸気バルブ８１に付着し難くなる。そのため、吸気バルブ８１に付着して燃焼室２外へ持ち去られる燃料を確実に減らすことができる。よって、インジェクタ３から噴射された燃料のほぼすべてが燃焼に利用されるため、空燃比のバラツキを抑制することができ、良好な燃焼を実現することができる。
【００５６】
また、バルブ部８１ａへ燃料がほとんど付着しないので、従来のようにＥＣＵ３０によって制御されるインジェクタ３の噴射タイミングや吸気バルブ８１の開閉タイミングを一定範囲に制限する必要がなくなる。そのため、ＥＣＵ３０によって制御されるインジェクタ３の噴射タイミングや吸気バルブ８１の開閉タイミングの制御幅を、従来に比べて拡大することができる。これにより、インジェクタ３から燃焼室２内に噴射された燃料の霧化を促進することができるため、より良好な燃焼を実現することができる。
【００５７】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した第３の実施形態において、バルブ部８１ａ及び吸気ポート４ａの形状は、楕円形状としているが、これ以外の真円を除く形状であれば特に制限はなく、例えば、菱形等にしてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１    エンジン
２    燃焼室
３    インジェクタ
４ａ  吸気ポート
５ａ  排気ポート
３０  電子制御装置（ＥＣＵ）
４０，６０，８０  動弁装置
４１，６１，８１  吸気バルブ
４１ａ，６１ａ，８１ａ  バルブ部
４１ｂ，６１ｂ，８１ｂ  軸部
４１ｃ，６１ｃ，８１ｃ  フランジ部
４２，６２，８２  回転カム
４３，６３，８３  スプリング
５０，７０，９０  動弁装置
５１，７１，９１  排気バルブ
５１ａ，７１ａ，９１ａ  バルブ部
５１ｂ ，７１ｂ，９１ｂ 軸部
５１ｃ，７１ｃ，９１ｃ  フランジ部
５２，７２，９２  回転カム
５３，７３，９３  スプリング
６１ａｏ  燃焼室外側面
７１ａｏ  燃焼室外側面
８１ｐ，９１ｐ  ピニオン
８１ｒ，９１ｒ  ラック
８１ｓ，９１ｓ  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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