(57)【要約】【課題】可変動弁装置のカムシャフト軸方向のコンパクト化により、内燃機関全体の小型化を図ることが可能な内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】カムシャフト２の外周に回転軸方向へ移動可能に配置され、２つの大小リフトカム１１，１２を有するカムユニット３と、このカムユニットを、ガイド部材１３を介してカムシャフトの回転軸方向へスライド移動させるスライド機構４と、大小リフトカムのリフト力を２つの吸気弁に伝達するロッカアーム５と、を有している。このロッカアームは、アーム本体２０の一端部に二股状に分岐して設けられて、各吸気弁を開作動させる２つの押圧部２１ａ、２１ｂと、他端部に設けられ、油圧ラッシアジャスタ６に当接して揺動支点となる１つの当接部２２と、アーム本体の中央部に設けられて、大小リフトカムのうち１つのカムによって押圧されるローラ２３と、を有している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１気筒に対して複数の吸気弁及びまたは複数の排気弁である複数の機関弁を有する内燃機関の可変動弁装置であって、
カムシャフトに対して該カムシャフトの回転軸方向へ移動可能に配置され、複数のカムを有するカムユニットと、
前記カムユニットを前記カムシャフトの回転軸方向へスライド移動させるスライド機構と、
一端部に設けられて、前記複数の機関弁をそれぞれ押圧して開作動させる複数の押圧部と、他端部に設けられ、支持機構によって支持されて揺動支点となる１つの支点部と、前記両端部の間に設けられて、前記複数のカムのうち１つのカムによって押圧されるローラと、を有するロッカアームと、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記複数の機関弁は、１気筒に対して２つ設けられ、
前記押圧部は、前記２つの機関弁に対応して２つ設けられ、前記２つの機関弁の方向へ二股状に分岐していることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記スライド機構は、前記カムユニットの所定の移動位置において前記複数の機関弁の少なくとも一つのバルブステムに対して前記カムシャフトの回転軸方向でオーバーラップするように配置されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記支持機構は、前記ロッカアームの支点部に嵌合する球面状の頭部を有するラッシアジャスタであることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記スライド機構は、前記カムシャフトの外周面に該カムシャフトの回転軸方向に沿って移動可能に設けられ、外周にガイド溝を有するガイド部材と、
前記ガイド溝に挿入、退出可能なガイドピンを有するアクチュエータと、
を備え、
前記ガイドピンを、前記ガイド溝に挿入、退出させることによって前記ガイド部材を介して前記カムユニットを前記カムシャフトの回転軸方向へ移動させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ガイド部材は、前記カムユニットの軸方向の一側部に結合されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項７】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記複数のカムのうち一部が、カム山の無い円筒状のものも含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の可変動弁装置としては、以下の特許文献１に記載されているものが知られている。
【０００３】
この可変動弁装置は、一つの気筒に有する２つの吸気弁のバルブリフト量を、複数のカムを切り替えて変化させるものであって、カムシャフトの外周面に回転軸方向に移動可能に案内されるカムキャリアを有している。このカムキャリアは、カムプロフィールの異なった３つのカムを有するカム群が設けられていると共に、スライドカム機構によって前記カムシャフトの外周上を回転軸方向へ移動するようになっている。
【０００４】
そして、カムキャリアを、軸方向へスライド移動させることによって、前記３つのうちいずれかのカムを選択して、ロッカアームを介して複数ある吸気弁のバルブリフト量をそれぞれ変化させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１０−５２０３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の可変動弁装置にあっては、一気筒に対して２つ吸気弁にそれぞれ個別的に対応する２つのカム群を有していると共に、このカム群毎(吸気弁毎)にロッカアームがそれぞれ設けられている。このため、一つの気筒における２つの吸気弁の間のカムシャフト軸方向の距離が長くなってしまう。つまり、１気筒における隣接する２つの吸気弁のバルブピッチが大きくなってしまう。この結果、カムシャフト軸方向の長さが大きくなって、内燃機関全体の大型化が余儀なくされている。
【０００７】
本発明は、前記従来技術の技術的課題に鑑みて案出されたもので、可変動弁装置のカムシャフト軸方向のコンパクト化により、内燃機関全体の小型化を図り得る内燃機関の可変動弁装置を提供することを一つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好ましい態様としては、とりわけ、カムシャフトに対して該カムシャフトの回転軸方向へ移動可能に配置され、前記各機関弁を作動させる複数のカムを有するカムユニットと、前記カムユニットを前記カムシャフトの回転軸方向へスライド移動させるスライド機構と、一端部に設けられて、前記各機関弁を押圧して開作動させる複数の押圧部と、他端部に設けられ、支持機構に当接して揺動支点となる１つの支点部と、前記両端部の間に設けられて、前記複数のカムのうち１つのカムによって押圧されるローラと、を有するロッカアームと、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の好ましい態様によれば、可変動弁装置のカムシャフト軸方向のコンパクト化により、内燃機関全体の小型化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の内燃機関の可変動弁装置の概略図である。
【図２】本実施形態における可変動弁装置の一部を取り出した状態を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に供される吸気弁とロッカアームの斜視図である。
【図４】本実施形態における可変動弁装置の一部を取り出した状態を示す正面図である。
【図５】同可変動弁装置のカムユニットとスライド機構を断面して示す正面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本実施形態に供されるスライド機構によってカムユニットが移動した状態を示す模式図であって、Ａはカムユニットが大リフトカムから小リフトカムに切り替えられた状態を示し、Ｂはカムユニットが小リフトカムから大リフトカムに切り替えられた状態を示している。
【図９】本実施形態における吸気弁と排気弁のバルブリフト特性図である。
【図１０】本発明の可変動弁装置を気筒停止用に適用した場合の第２実施形態を示す斜視図である。
【図１１】本実施形態におけるバルブリフト特性図である。
【図１２】本発明の可変動弁装置を排気弁側に適用した場合の第３実施形態におけるバルブリフト特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１は本発明の第１実施形態における可変動弁装置の概略図、図２は本実施形態における可変動弁装置の一部を取り出した状態を示す斜視図、図３は本実施形態に供される吸気弁とロッカアームの斜視図、図４は本実施形態における可変動弁装置の一部を取り出した状態を示す正面図、図５は同可変動弁装置のカムユニットとスライド機構を断面して示す正面図である。
【００１３】
この実施形態における内燃機関は、図１に示すように、ガソリン仕様の直列４気筒であって、１気筒に対して２つの吸気弁１，１を有し、気筒毎に可変動弁装置が設けられている。なお、排気側も１気筒に２つの排気弁を有しているが、排気側カムシャフトの外周面には、各排気弁を開作動させる同一カムプロフィールの固定的な２つの卵形カムが設けられている。
【００１４】
なお、以下では代表的な一つの気筒の可変動弁装置について説明する。
【００１５】
可変動弁装置は、図１〜図４に示すように、内燃機関の前後方向に沿って配置された吸気側のカムシャフト２と、該カムシャフト２の外周面に該カムシャフト２の回転軸方向へスライド移動可能に配置されたカムユニット３と、このカムユニット３をカムシャフト２の回転軸方向へスライド移動させるスライド機構４と、カムユニット３と連係して２つの吸気弁１，１を同期して開閉動させるロッカアーム５と、該ロッカアーム５の揺動支点となる支持機構である油圧ラッシアジャスタ６と、を備えている。
【００１６】
各吸気弁１，１は、図外の吸気ポートの開口端を開閉する傘部１ａ，１ａと、該傘部１ａ、１ａに一体に設けられて、図外のシリンダヘッドに設けられた円筒状のステムガイドによって摺動案内されるバルブステム１ｂ、１ｂと、を備えている。
【００１７】
また、各吸気弁１，１は、各バルブステム１ｂ、１ｂのステムエンド１ｃ、１ｃに固定されたスプリングリテーナ７，７に一端部が当接支持されたバルブスプリング８，８のばね力によって一対の吸気ポートを閉じる方向へ付勢されている。
【００１８】
カムシャフト２は、例えば、鉄系金属材によって形成され、シリンダヘッドの上端部に軸受ブラケットを介して回転可能に軸受されている。また、カムシャフト２は、外周面の各気筒に対応する位置にスライド機構４の一部を構成するスプライン溝９が軸方向に沿って形成されている(図５参照)。
【００１９】
このスプライン溝９は、軸方向の長さがカムユニット３と後述するガイド部材１３の最大移動範囲を決定するものであって、軸方向の両端縁９ａ、９ｂが、カムユニット３などのスライド移動の最大移動位置を規制する機械的なストッパとして機能するようになっている。
【００２０】
カムユニット３は、例えば鉄系金属材によって円筒状に形成されて、各気筒に一つずつ配置されている。このカムユニット３は、内周面にカムシャフト２のスプライン溝９に軸方向から嵌合するスプライン突部１０が軸方向に沿って形成されている。また、カムユニット３は、外周面の軸方向の一端部にカム山の小さな卵形の小リフトカム１１(低速用カム)が一体に設けられている。一方、外周面の軸方向の他端部、つまり、小リフトカム１１の軸方向の外側部には、小リフトカム１１のカム山よりも大きな卵形の大リフトカム１２(高速用カム)が一体に設けられている。
【００２１】
図６は図４のＡ−Ａ線断面図、図７は図４のＢ−Ｂ線断面図、図８はスライド機構によってカムユニットが移動した状態を示す模式図であって、Ａはカムユニットが大リフトカムから小リフトカムに切り替えられた状態を示し、Ｂはカムユニットが小リフトカムから大リフトカムに切り替えられた状態を示している。
【００２２】
スライド機構４は、図１及び図４〜図６に示すように、カムユニット３に軸方向から一体に結合され、カムシャフト２の外周面に回転軸方向へスライド移動可能なガイド部材１３と、該ガイド部材１３を軸方向へスライド移動させるアクチュエータである電磁アクチュエータ１４と、該電磁アクチュエータ１４に制御電流を出力して制御する図外のコントロールユニットと、を備えている。
【００２３】
ガイド部材１３は、カムユニット３と同じく例えば鉄系金属材によって円筒状に形成され、外径がカムユニット３の外径よりも僅かに大きく形成されている。
【００２４】
ガイド部材１３は、内周面にカムユニット３のスプライン突部１０と軸方向から連続して形成されたスプライン突部１６が一体に設けられている。このスプライン突部１６は、カムユニット３のスプライン突部１０と同じくカムシャフト２のスプライン溝９に軸方向から嵌合するようになっている。これによって、カムユニット３とガイド部材１３は、両スプラインと突部１０，１６とスプライン溝９を介してカムシャフト２の回転軸方向へスライド移動可能になっていると共に、カムシャフト２と一体的に回転するようになっている。
【００２５】
また、ガイド部材１３は、外周面に円周方向に沿ってＹ字形状のガイド溝１７が形成されている。このガイド溝１７は、一本の主溝部１７ａと、外主溝部１７ａの一端縁から左右に傾斜状に分かれた一方側溝部１７ｂ及び他方側溝部１７ｃと、を有している。
【００２６】
また、ガイド溝１７は、電磁アクチュエータ１４の後述する一対のガイドピン１９ａ、１９ｂのうちいずれか一方が選択的に挿入されるようになっている。これによって、ガイド部材１３とカムユニット３がカムシャフト２の回転軸方向へ一緒に移動するようになっている。つまり、図８Ａに示すように、一方のガイドピン１９ａが、主溝部１７ａに入り、カムシャフト２の一方向の回転に伴い一方側溝部１７ｂに沿って摺動すると、ガイド部材１３が、回転運動から直線運動に変換されて図中、左方向へカムユニット３と一緒に移動するようになっている。これによって、小リフトカム１１が、ロッカアーム５のローラ２３に当接配置されるようになっている。
【００２７】
また、図８Ｂに示すように、他方のガイドピン１９ｂが、主溝部１７ａに入り、カムシャフト２の一方向の回転に伴い他方側溝部１７ｃに沿って摺動すると、同じく回転運動から直線運動に変換されて、ガイド部材１３が左側の位置から右方向へカムユニット３と一緒に移動するようになっている。これよって、大リフトカム１２が、ロッカアーム５のローラ２３に当接配置されるようになっている。
【００２８】
さらに、このガイド部材１３は、図４に示すように、最大方向の位置にスライド移動した状態では、左側の一部が図中、右側の吸気弁１とほぼオーバーラップする位置になっている。つまり、ガイド部材１３は、図中、左側の一部が右側の第１吸気弁１のバルブステム１ｂ全体と、一つのバルブスプリング８及び傘部１ａの一部が、カムシャフト２の軸方向で、つまり図中、上下方向でオーバーラップするようになっている。
【００２９】
このとき、カムユニット３は、図中、左側の第２吸気弁１の全体と上下方向でオーバーラップした位置になっている。
【００３０】
換言すれば、ガイド部材１３とカムユニット３は、図中、最大左方向の移動位置において、その大部分が第１、第２吸気弁１，１とオーバーラップするように配置構成されている。
【００３１】
電磁アクチュエータ１４は、基本的に前記従来の可変動弁装置のものと同じであるから以下では簡単に説明する。すなわち、電磁アクチュエータ１４は、図４及び図８Ａ，Ｂに示すように、ガイド部材１３の上方位置に配置固定されたボックス状のハウジング１８と、該ハウジング１８の内部に収容された図外の一対のコイルと、該コイルへの通電によって励磁する一対の固定コアと、ハウジング１８の下面から進退動してガイド溝１７内に挿入あるいは退出可能に設けられた可動コアである一対のガイドピン１９ａ、１９ｂと、該各ガイドピン１９ａ、１９ｂを後退方向へ付勢する図外のばね部材と、備えている。
【００３２】
各コイルは、コントロールユニットからの制御電流のオンーオフによって励磁あるいは消磁するようになっている。
【００３３】
一対のガイドピン１９ａ、１９ｂは、各コイルへの通電、非通電に伴い互いに選択的に進出あるいは後退して、ガイド溝１７の対応する一方側溝部１７ｂあるいは他方側溝部１７ｃに対して挿入、抜け出しするようになっている。また、この各ガイドピン１９ａ、１９ｂの各溝部１７ａ、１７ｂへの切り替えは、機関の駆動中においてカムユニット３の大小リフトカム１１、１２のベースサークル中に行われるようになっている。
【００３４】
コントロールユニットは、内燃機関を制御するＥＣＵであって、クランク角センサや負荷センサ、スロットルバルブ開度センサ、水温センサ、カム角センサなど各種のセンサ類からの情報信号を入力している。そして、これらの情報信号に基づいて、現在の運転状態を検出して、この運転状態に応じて点火時期や燃料噴射量などを制御するようになっている。また、コントロールユニットは、機関の運転状態に応じて電磁アクチュエータ１４の各コイルへ選択的に通電あるいは通電を停止すると共に、両コイルへ通電を停止するようになっている。
【００３５】
ロッカアーム５は、図１〜図３、図６、図７に示すように、例えば、鉄系金属材によって平面視ほぼＹ字形状に形成されている。
【００３６】
具体的には、ロッカアーム５は、直線状のアーム本体２０と、該アーム本体２０の一端部に設けられ、各吸気弁１，１のステムエンド１ｃ、１ｃの上面側に配置された一対の押圧部２１ａ、２１ｂと、アーム本体２０の各押圧部２１ａ、２１ｂと反対側の他端部に設けられた支点部である１つの当接部２２と、前記アーム本体２０の各押圧部２１ａ、２１ｂと当接部２２の間に設けられ、カムユニット３の小リフトカム１１か大リフトカム１２に選択的に転接して該各リフトカム１１，１２から押圧力が付与されるローラ２３と、を備えている。
【００３７】
一対の押圧部２１ａ、２１ｂは、アーム本体２０の一端部から分岐されて、互いにＬ字形状に折曲された二股状に形成されている。この各押圧部２１ａ、２１ｂは、それぞれ横断面ほぼ矩形状に形成されていると共に、各吸気弁１，１側へ屈曲形成された各先端部２１ｃ、２１ｄの下面が各バルブステム１ｂ、１ｂのステムエンド１ｃ、１ｃの上面にそれぞれ当接している。
【００３８】
当接部２２は、図６及び図７に示すように、外形がほぼ湾曲状に形成されていると共に、凹状の下面２２ａが半球面状に形成されている。この当接部２２の下面２２ａには、油圧ラッシアジャスタ６が当接支持している。
【００３９】
ローラ２３は、例えば、鉄系金属材によって設けられ、アーム本体２０のほぼ中央に形成された矩形状のローラ保持孔２０ａ内に保持されている。また、このローラ２３は、ローラ保持孔２０ａの対向内面間に設けられたローラ軸２５を介して回転可能に支持されている。また、ローラ２３は、外周面がカムユニット３の移動位置に応じて大小リフトカム１１、１２のいずれか一方に転接するようになっている。
【００４０】
油圧ラッシアジャスタ６は、通常の一般的な構造であって、簡単に説明すると、図外のシリンダヘッドに形成された保持孔に収容保持された円筒状のボディ２６と、該ボディ２６の内部に摺動可能に設けられた有蓋円筒状のプランジャ２７と、該プランジャ２７の内部に形成されたリザーバ室２８と、リザーバ室２８から高圧室のみに作動油の流入を許容するチェック弁２９と、を有している。
【００４１】
プランジャ２７は、リザーバ室２８に供給された作動油圧によって球面状の先端部がロッカアーム５の当接部２２の下面２２ａに当接している。プランジャ２７は、当接部２２を常に図６中、上方へ押圧することによって、各押圧部２１ａ、２１ｂと各吸気弁１，１の各ステムエンド１ｃ、１ｃとの間のクリアランスを零調整するようになっている。
【００４２】
なお、ロッカアーム５は、プランジャ２７を支点としてバルブスプリング８のばね力によって各押圧部２１ａ、２１ｂ側が上方に付勢されている。したがって、ローラ２３は、バルブスプリング８のばね力によってカムユニット３の大小リフトカム１１、１２のいずれか一方の外周面に弾性的に当接している。
〔本実施形態の可変動弁装置の作動〕
以下、本実施形態の可変動弁装置に作動について説明する。図９は本実施形態における吸気弁と排気弁のバルブリフト特性図である。
【００４３】
例えば、機関が始動されてアイドリング運転から定常運転域に移行した場合は、コントロールユニットから電磁アクチュエータ１４の両方のコイルには通電されない状態になっている。このため、各ガイドピン１９ａ、１９ｂは、図４に示すように、両方とも後退した状態が維持されている。
【００４４】
したがって、カムユニット３とガイド部材１３は、機関停止時の状態と同じく、カムシャフト２の外周面において図中、最大右方向の位置に保持されている(図８Ｂの位置)。この位置では、ロッカアーム５のローラ２３は、小リフトカム１１の外周面に転接している。このため、両吸気弁１，１は、バルブスプリング８、８のばね力とともに、ロッカアーム５を介して小リフトカム１１のカムプロフィールにしたがって開閉作動する。したがって、両吸気弁１，１のバルブリフト特性は、図９のＬ１に示すように、小バルブリフトになる。
【００４５】
また、機関運転状態が定常域から例えば高回転域に移行した場合は、これを検出したコントロールユニットから電磁アクチュエータ１４の一方のコイルに通電される。これによって、電磁アクチュエータ１４は、図８Ａに示すように、一方のガイドピン１９ａが進出して先端部がガイド溝１７の主溝部１７ａに入り込む。そして、この一方のガイドピン１９ａは、カムシャフト２(ガイド部材１３)の一方向(矢印方向)の回転に伴って主溝部１７ａから一方側溝部１７ｂ内を摺動する。
【００４６】
そうすると、ガイド部材１３は、一方のガイドピン１９ａの主溝部１７ａから一方側溝部１７ｂの端部への摺動に伴って回転運動から直線運動に変換される。したがって、ガイド部材１３は、スプライン溝９と各スプライン突部１０，１６を介してカムユニット３と一緒に図中右方向(白抜き矢印方向)へカムシャフト２上をスライド移動する。このため、ロッカアーム５のローラ２３は、その当接対象が小リフトカム１１の外周面から大リフトカム１２の外周面に切り替えられる。このため、両吸気弁１，１は、バルブスプリング８、８のばね力とともに、ロッカアーム５を介して大リフトカム１２のカムプロフィールにしたがって開閉作動する。なお、ガイド部材１３が
したがって、両吸気弁１，１のバルブリフト特性は、図９のＬ２に示すように、大バルブリフトに変化する。
【００４７】
なお、カムユニット３とガイド部材１３のスライド移動のタイミングは、前述したように、両リフトカム１１，１２のベースサイクル時である。また、カムユニット３とガイド部材１３が、最大右方向へスライド移動した後は、電磁アクチュエータ１４の一方側のコイルへの通電が遮断される。このため、一方のガイドピン１９ａは、ばね部材のばね力によって後退移動して先端部が一方側溝部１７ｂの端部から抜け出してガイド部材１３との連係が解除される。
【００４８】
また、機関運転状態が例えば高回転域から定常運転あるいはアイドリング運転域に移行した場合は、これを検出したコントロールユニットから電磁アクチュエータ１４の他方のコイルに通電される。これによって、電磁アクチュエータ１４は、図８Ｂに示すように、他方のガイドピン１９ｂが進出して先端部がガイド溝１７の主溝部１７ａに入り込む。
【００４９】
このため、ガイド部材１３は、カムシャフト２と同期して一方向へ回転すると、他方のガイドピン１９ｂを介して主溝部１７ａから他方側溝部１７ｃへの摺動に伴って同じく回転運動から直線運動に変換される。したがって、ガイド部材１３は、カムユニット３と一緒に図中、左方向(白抜き矢印方向)へカムシャフト２上をスライド移動する。このため、ローラ２３は、その当接対象が大リフトカム１２の外周面から小リフトカム１１の外周面に切り替えられる。
【００５０】
したがって、両吸気弁１，１は、前記定常運転域などと同じくバルブスプリング８、８のばね力とともに、ロッカアーム５を介して小リフトカム１１のカムプロフィールにしたがって開閉作動する。よって、両吸気弁１，１のバルブリフト特性は、図９のＬ１に示すように、小バルブリフトに変化する。
【００５１】
なお、カムユニット３とガイド部材１３が、最大左方向へスライド移動した後は、電磁アクチュエータ１４の他方側のコイルへの通電が遮断される。このため、他方のガイドピン１９ｂは、ばね部材のばね力によって後退移動して先端部が他方側溝部１７ｂから抜け出してガイド部材１３との連係が解除される。
【００５２】
なお、排気弁側のバルブリフト特性は、図９に示すように、いずれの機関運転領域においても吸気弁１，１の大バルブリフトＬ２と同じリフト量の大バルブリフトＥＬ２になっている。
【００５３】
そして、この実施形態によれば、２つの吸気弁１，１を、一つのロッカアーム５を用いて大小リフトカム１１、１２のいずれか一つで開作動させるようにした。このため、可変動弁装置全体のカムシャフト２の回転軸方向の長さを十分に短くすることが可能になる。
【００５４】
すなわち、一気筒における両吸気弁１，１のほぼ中央に一つのロッカアーム５を配置し、該ロッカアーム５の２つの押圧部２１ａ、２１ｂを各吸気弁１，１のステムエンド１ｃ、１ｃに当接させて、いずれか一つの大小リフトカム１１、１２からリフト力（揺動力）を伝達するようにした。このため、カムユニット３とガイド部材１３を、ロッカアーム５側寄り、つまり、両吸気弁１，１の間寄りに配置すること可能になる。特に、ガイド部材１３を、一つの吸気弁１に対してカムシャフト２の回転軸方向においてオーバーラップして配置することができる。
【００５５】
このため、本実施形態では、前記従来技術の場合のように吸気弁毎にロッカアームをそれぞれ個別に設けた場合に比較して、可変動弁装置のカムシャフト２の回転軸方向の長さを十分に短くすることが可能になる。この結果、内燃機関全体の小型化が図れる。
【００５６】
また、２つの吸気弁１，１に対してロッカアーム５を一つにしたことから、図２に示すように、２つの吸気弁１，１間のバルブピッチＰを短くすることが可能になる。これにより、両吸気弁１，１に対応する２つのシリンダボアの間の距離も短くできることから、各シリンダボアの内径を小さくすることが可能になる。したがって、内燃機関のピストンのロングストローク化が図れると共に、ボア径の縮小化によって冷却損失を十分に抑制できる。また、ピストンのロングストローク化に伴いピストンのスピード上昇による燃焼室内でのタンブル流の強化が図れることによって、燃焼効率が向上する。
【００５７】
さらに、ロッカアーム５は、油圧ラッシアジャスタ６に支持された当接部２２と、各吸気弁１，１に当接する２つの押圧部２１ａ、２１ｂの３つの支点で安定に支持されている。このため、作動時におけるロッカアーム５の横方向の倒れを抑制することができる。
【００５８】
また、一気筒に一つのロッカアーム５となることから、従来技術に比較して部品点数を削減でき、この結果、製造作業能率の向上と部品管理が容易になる。
【００５９】
なお、本実施形態の前記説明では、一つの気筒のみにおける可変動弁装置について説明したが、他の３つの気筒の可変動弁装置も同じ構造であり、また作動も同じである。
〔第２実施形態〕
図１０は本発明の第２実施形態を示し、可変動弁装置を、４気筒内燃機関のうち吸気側と排気側の一部の気筒を休止可能とするいわゆる気筒休止機構に適用したものである。
【００６０】
すなわち、吸気側で言うならば、図１０中、左端の１番気筒(＃１気筒)と右端の４番気筒(＃４気筒)には可変動弁装置を設けられておらず、中央側の２番気筒(＃２気筒)と３番気筒(＃３気筒)に可変動弁装置が設けられている。
【００６１】
また、排気側でも、同じ構成であって、＃１気筒と＃４気筒には可変動弁装置が設けられておらず、中央側の２番気筒(＃２気筒)と３番気筒(＃３気筒)に可変動弁装置が設けられている。
【００６２】
以下では、便宜上、吸気側の構成についてのみ説明する。
【００６３】
カムシャフト２は、＃１気筒と＃４気筒に対応する位置に卵形の固定カム３０，３１が設けられている。この各固定カム３０，３１は、カムプロフィールが第１実施形態における大バルブリフト(Ｌ２)と同じになるように形成されている。また、各固定カム３０、３１から各吸気弁１，１にリフト力を伝達するロッカアーム５，５は、第１実施形態のものと同じ構造である。つまり、ロッカアーム５は、アーム本体２０の一端部に二股状の各押圧部２１ａ、２１ｂを有している一方、他端部に一つの当接部２２を有している。
【００６４】
＃２気筒と＃３気筒の各可変動弁装置は、基本構造が第１実施形態のものと同じであるが、異なるところは、カムユニット３のカムの構造を変更したものである。
つまり、＃２，＃３気筒のカムユニット３は、大リフトカム１２のカムプロフィールは第１実施形態と同じであるが、小リフトカム１１に代えてカム山のない円筒状の零リフトカム３２に変更したものである。この零リフトカム３２は、外径全体が均一な円筒状に形成され、ロッカアーム５のローラ２３が転接しても各吸気弁１，１にリフト力を付与しない形状になっている。
【００６５】
＃２、＃３気筒の２つのスライド機構４、つまりガイド部材１３や電磁アクチュエータ１４などの構造は第１実施形態と同じである。
【００６６】
したがって、この実施形態によれば、例えば、機関のアイドリング運転領域や低回転領域では、コントロールユニットから電磁アクチュエータ１４の両方のコイルに通電されない。このため、各ガイドピン１９ａ、１９ｂは、両方とも後退した状態が維持されている。
【００６７】
このため、カムユニット３とガイド部材１３は、機関停止時の状態と同じく、カムシャフト２の外周面において図中、最大左方向の位置に保持されている。この位置では、ロッカアーム５のローラ２３は、零リフトカム３２の外周面に転接している。このため、両吸気弁１，１は、バルブスプリング８、８のばね力とともに、ロッカアーム５を介して零リフトカム３２のカムプロフィールにしたがって開閉作動する。つまり、両吸気弁１，１のバルブリフト特性は、図１１のＬ０に示すように、零バルブリフトになってこの＃２，＃３気筒の各吸気弁１、１の作動が停止される。一方、両排気弁のバルブリフト特性も、図１１のＥＬ０に示すように、零バルブリフトになってこの＃２，＃３気筒の各排気弁の作動が停止される。
【００６８】
一方、＃１気筒と＃４気筒では、それぞれ固定カム３０，３１の回転に伴って、各ロッカアーム５，５を介して各吸気弁１，１が開閉作動しており、そのバルブリフト特性は大バルブリフト(Ｌ２)になっている。一方、＃１気筒と＃４気筒の排気弁側も、それぞれ図外の固定カムの回転に伴って、各ロッカアームを介して各排気弁が開閉作動しており、そのバルブリフト特性は大バルブリフト(ＥＬ２)になっている。
【００６９】
したがって、この実施形態では、カムユニット３やスライド機構４によって、一部の気筒が停止されることから、燃費の向上などが図れる。
【００７０】
また、ロッカアーム５の特異な構造によって、カムユニット３やスライド機構４を対応するそれぞれ２つの吸気弁１，１の間や２つの排気弁の間に配置できる。このため、第１実施形態と同じく、可変動弁装置のカムシャフト２の回転軸方向の長さを十分に短くすることが可能になる。この結果、内燃機関の小型化が図れる。
〔第３実施形態〕
第３実施形態では、吸気弁側に適用した第１実施形態における可変動弁装置を、図外の排気弁側のみに適用したものである。
【００７１】
すなわち、１気筒に対して２つの排気弁を有する４気筒のそれぞれの気筒に可変動弁装置を適用したものである。この各可変動弁装置は、第１実施形態と同じ構造であるから具体的な説明は省略する。
【００７２】
したがって、この実施形態の各排気弁のバルブリフト量は、図１２に示すように、機関のアイドリング運転域や定常運転域では、各排気弁は小バルブリフト(ＥＬ１)になる。一方、機関高回転域などでは、各排気弁は大バルブリフト(ＥＬ２)に切り替えられる。
【００７３】
また、可変動弁装置の構造は、第１実施形態と同じであるから、可変動弁装置の軸方向の長さを短くすることができ、この結果、内燃機関の小型化を実現することが可能になる。
【００７４】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、可変動弁装置を、吸気弁側や排気弁側のみだけではなく、吸気弁側と排気弁側の両方に適用することも可能である。
【００７５】
前記各実施形態では吸気弁１や排気弁は、１つの気筒に対して２つ設けられているが、２つ以上有するものも含む。しかし、いずれの態様でもロッカアームは１つであるが、押圧部は、吸気弁や排気弁の数に対応して複数設けられている。
【００７６】
また、支持機構としては、油圧ラッシアジャスタに限定されるものではなく、零ラッシュするものではなく単に固定された支持部材などを用いるものも含む。
【００７７】
また、前記ガイド溝１７は、Ｙ字形状に限定されるものではなく、例えば螺旋状あるいはハ字形状に形成することも可能である。
【００７８】
さらに、ロッカアーム５のローラ２３に代えて、湾曲状のスリッパ面とすることも可能である。
【００７９】
本発明の可変動弁装置は、４気筒内燃機関以外の多気筒内燃機関に適用でき、また、吸気弁側と排気弁側のいずれかに適用するかは任意である。
【００８０】
以上説明した実施形態に基づく内燃機関の可変動弁装置としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
【００８１】
その一つの態様として、１気筒に対して複数の吸気弁及びまたは複数の排気弁である複数の機関弁を有する内燃機関の可変動弁装置であって、
カムシャフトに対して該カムシャフトの回転軸方向へ移動可能に配置され、複数のカムを有するカムユニットと、
前記カムユニットを前記カムシャフトの回転軸方向へスライド移動させるスライド機構と、
一端部に設けられて、前記複数の機関弁をそれぞれ押圧して開作動させる複数の押圧部と、他端部に設けられ、支持機構によって支持されて揺動支点となる１つの支点部と、前記両端部の間に設けられて、前記複数のカムのうち１つのカムによって押圧されるローラと、を有するロッカアームと、を備えている。
【００８２】
さらに好ましくは、前記複数の機関弁は、１気筒に対して２つ設けられ、前記押圧部は、前記２つの機関弁に対応して２つ設けられ、前記２つの機関弁の方向へ二股状に分岐している。
【００８３】
さらに好ましくは、前記スライド機構は、前記カムユニットの所定の移動位置において前記複数の機関弁の少なくとも一つのバルブステムに対して前記カムシャフトの回転軸方向でオーバーラップするように配置されている。
【００８４】
さらに好ましくは、前記支持機構は、前記ロッカアームの支点部に嵌合する球面状の頭部を有するラッシアジャスタである。
【００８５】
さらに好ましくは、前記スライド機構は、前記カムシャフトの外周面に該カムシャフトの回転軸方向に沿って移動可能に設けられ、外周にガイド溝を有するガイド部材と、前記ガイド溝に挿入、退出可能なガイドピンを有するアクチュエータと、を備え、
前記ガイドピンを、前記ガイド溝に挿入、退出させることによって前記ガイド部材を介して前記カムユニットを前記カムシャフトの回転軸方向へ移動させるように構成した。
【００８６】
さらに好ましくは、前記ガイド部材は、前記カムユニットの軸方向の一側部に結合されている。
【００８７】
さらに好ましくは、前記複数のカムのうち一部が、カム山の無い円筒状のものも含んでいる。
【符号の説明】
【００８８】
１…吸気弁、１ｂ…バルブステム、１ｃ…ステムエンド、２…カムシャフト、３…カムユニット、４…スライド機構、５…ロッカアーム、６…油圧ラッシアジャスタ(支持機構)、８…バルブスプリング、９…スプライン溝、１０…カムユニット側のスプライン突部、１１…小リフトカム、１２…大リフトカム、１３…ガイド部材、１４…電磁アクチュエータ(アクチュエータ)、１６…ガイド部材側のスプライン突部、１７…ガイド溝、１７ａ…主溝部、１７ｂ…一方側溝部、１７ｃ…他方側溝部、１８…ハウジング、１９ａ、１９ｂ…ガイドピン、２０…アーム本体、２１ａ、２１ｂ…押圧部、２１ｃ、２１ｄ…先端部、２２…当接部(支点部)、２２ａ…球面状の下面、２３…ローラ、３２…零リフトカム。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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