(57)【要約】【課題】燃焼室内のピストンとバルブとの干渉を確実に回避することが可能な内燃機関の動弁装置を提供する。【解決手段】内燃機関の動弁装置は、内燃機関の燃焼室への吸気通路を開閉する吸気バルブ１１と、回転することにより吸気バルブ１１をリフトさせて吸気通路を開くカム１３と、吸気バルブ１１のリフト量を変化させるバルブリフト可変機構１０と、クランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相を変化させる可変バルブタイミング機構と、吸気バルブ１１のリフト量を制限するバルブリフト制限装置と、クランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相の進角値を制限するバルブタイミング変動制限装置とを備え、吸気バルブ１１のリフト量およびクランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相の進角値は、機械的に制限される。【選択図】図１
2008115779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室およびクランクシャフトを有する内燃機関の動弁装置であって、
前記燃焼室への吸気通路または排気通路を開閉するバルブと、
回転することにより前記バルブをリフトさせて前記吸気通路または前記排気通路を開くカムと、
前記バルブのリフト量を変化させるバルブリフト可変機構と、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記カムの位相を変化させる可変バルブタイミング機構と、
前記バルブのリフト量を制限するバルブリフト制限装置と、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記カムの位相の進角値／遅角値を制限するバルブタイミング変動制限装置とを備え、
前記バルブのリフト量および前記クランクシャフトの回転角に対する前記カムの位相の進角値／遅角値の少なくとも一方は、機械的に制限される、内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記バルブは前記吸気通路を開閉し、
前記バルブリフト制限装置は、前記クランクシャフトの回転角に対する前記カムの進角値が所定値以上であることに基づいて前記バルブのリフト量を所定値以下に制限し、
前記バルブタイミング変動制限装置は、前記バルブのリフト量が所定値以上であることに基づいて前記クランクシャフトの回転角に対する前記カムの進角値を所定値以下に制限する、請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記バルブは前記排気通路を開閉し、
前記バルブリフト制限装置は、前記クランクシャフトの回転角に対する前記カムの遅角値が所定値以上であることに基づいて前記バルブのリフト量を所定値以下に制限し、
前記バルブタイミング変動制限装置は、前記バルブのリフト量が所定値以上であることに基づいて前記クランクシャフトの回転角に対する前記カムの遅角値を所定値以下に制限する、請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記バルブリフト可変機構は、第１と第２のシャフトを有し、
前記第１と第２のシャフトの軸方向の相対的な位置が変動することで前記バルブのリフト量が変化し、
前記バルブリフト制限装置は第１突出部を有し、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記カムの位相の進角値または遅角値が所定値以上であることに基づいて、前記第１突出部の突出量が増大して前記第１と第２のシャフトの一方に当接することで、該第１と第２のシャフトの軸方向の相対的な位置の変動が抑制される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
前記可変バルブタイミング機構は、ベーン部を有し、
前記ベーン部が回転することで前記クランクシャフトの回転角に対する前記カムの位相が変化し、
前記バルブタイミング変動制限装置は第２突出部を有し、
前記バルブのリフト量が所定値以上であることに基づいて、前記第２突出部の突出量が増大して前記ベーン部に当接することで、該ベーン部の回転が抑制される、請求項１から請求項４のいずれかに記載の内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の動弁装置に関し、特に、バルブリフト可変機構および可変バルブタイミング機構を含む内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブリフト可変機構および可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の動弁装置が従来から知られている。
【０００３】
たとえば、特開２０００−３２８９１１号公報（特許文献１）においては、バルブリフト量が大きい高速モード状態において、吸気カムシャフトの位相進角量を制限するためのカム位相進角制限手段を有する弁作動特性可変装置が開示されている。
【０００４】
また、特開２００２−２８５８７１号公報（特許文献２）においては、バルブタイミングとバルブリフト量との一方の制御状態に応じて、他方の制御の制御範囲を制限することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置が開示されている。
【０００５】
また、特開２００１−２６３０１５号公報（特許文献３）においては、バルブリフト量と作用角とを連続的に変化させることが可能な可変動弁装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３２８９１１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８５８７１号公報
【特許文献３】特開２００１−２６３０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
バルブリフト可変機構および可変バルブタイミング機構を含む内燃機関の動弁装置においては、バルブリフト量およびバルブタイミングの変動により、内燃機関のピストンとバルブとが干渉する場合が生じ得る。
【０００７】
他方、バルブリフト可変機構および可変バルブタイミング機構を含む内燃機関の動弁装置においては、燃費および出力の最適化の観点から、バルブリフト量とバルブタイミングとを自由に変化させたいという要請がある。
【０００８】
特許文献１に記載の装置では、バルブリフト量が大きい場合に進角量を制限することのみが記載されているが、上記のように、バルブリフト量とバルブタイミングとを自由に変化させる場合には、バルブタイミングの変動に応じてバルブリフト量を制限すべき場合も生じ得る。
【０００９】
また、特許文献２に記載の装置では、バルブタイミングおよびバルブリフト量の範囲を制御的に制限しているため、制御上のばらつきにより、必ずしも確実にピストンとバルブとの干渉を防止できない場合がある。
【００１０】
なお、特許文献３において、上記の問題を解決可能な構成は開示されていない。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、燃焼室内のピストンとバルブとの干渉を確実に回避することが可能な内燃機関の動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る内燃機関の動弁装置は、燃焼室およびクランクシャフトを有する内燃機関の動弁装置であって、燃焼室への吸気通路または排気通路を開閉するバルブと、回転することによりバルブをリフトさせて吸気通路または排気通路を開くカムと、バルブのリフト量を変化させるバルブリフト可変機構と、クランクシャフトの回転角に対するカムの位相を変化させる可変バルブタイミング機構と、バルブのリフト量を制限するバルブリフト制限装置と、クランクシャフトの回転角に対するカムの位相の進角値／遅角値を制限するバルブタイミング変動制限装置とを備え、バルブのリフト量およびクランクシャフトの回転角に対するカムの位相の進角値／遅角値の少なくとも一方は、機械的に制限される。
【００１２】
上記構成によれば、バルブのリフト量およびクランクシャフトの回転角に対するカムの位相の進角値／遅角値の少なくとも一方を機械的に制限することで、他方を制御により制限した場合でも、燃焼室内のピストンとバルブとの干渉を確実に回避することができる。
【００１３】
なお、本願明細書において、「作用角」とは、カムの１回転内におけるバルブが開かれる位相の範囲を意味する。
【００１４】
１つの局面では、上記内燃機関の動弁装置において、バルブは吸気通路を開閉し、バルブリフト制限装置は、クランクシャフトの回転角に対するカムの進角値が所定値以上であることに基づいてバルブのリフト量を所定値以下に制限し、バルブタイミング変動制限装置は、バルブのリフト量が所定値以上であることに基づいてクランクシャフトの回転角に対するカムの進角値を所定値以下に制限する。このようにすることで、燃焼室内のピストンと吸気バルブとの干渉が抑制される。
【００１５】
他の局面では、上記内燃機関の動弁装置において、バルブは排気通路を開閉し、バルブリフト制限装置は、クランクシャフトの回転角に対するカムの遅角値が所定値以上であることに基づいてバルブのリフト量を所定値以下に制限し、バルブタイミング変動制限装置は、バルブのリフト量が所定値以上であることに基づいてクランクシャフトの回転角に対するカムの遅角値を所定値以下に制限する。このようにすることで、燃焼室内のピストンと排気バルブとの干渉が抑制される。
【００１６】
１つの例として、上記内燃機関の動弁装置において、バルブリフト可変機構は、第１と第２のシャフトを有し、第１と第２のシャフトの軸方向の相対的な位置が変動することでバルブのリフト量が変化し、バルブリフト制限装置は第１突出部を有し、クランクシャフトの回転角に対するカムの位相の進角値または遅角値が所定値以上であることに基づいて、第１突出部の突出量が増大して第１と第２のシャフトの一方に当接することで、該第１と第２のシャフトの軸方向の相対的な位置の変動が抑制される。
【００１７】
他の例として、上記内燃機関の動弁装置において、可変バルブタイミング機構は、ベーン部を有し、ベーン部が回転することでクランクシャフトの回転角に対するカムの位相が変化し、バルブタイミング変動制限装置は第２突出部を有し、バルブのリフト量が所定値以上であることに基づいて、第２突出部の突出量が増大してベーン部に当接することで、該ベーン部の回転が抑制される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、内燃機関の燃焼室内のピストンとバルブとの干渉を確実に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００２０】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。
【００２１】
図１は、本発明の１つの実施の形態に係る内燃機関の動弁機構を示す正面図である。また、図２は、図１に示される動弁機構に含まれるバルブリフト可変機構を部分的に示す斜視図である。図２中では、内部構造が明確に把握できるように一部が破断されて表わされている。
【００２２】
図１および図２を参照して、動弁機構は、バルブリフト可変機構１０を含んで構成される。バルブリフト可変機構１０は、内燃機関のバルブ（たとえば吸気バルブ１１）のバルブリフト量を可変とする機構である。内燃機関は、ガソリンエンジンであっても良いし、ディーゼルエンジンであっても良い。内燃機関は車両に搭載される。
【００２３】
バルブリフト可変機構１０は、内燃機関のシリンダヘッド内に設けられている。そのシリンダヘッド内には、カム１３が形成されたカムシャフト１２、揺動可能に軸支されたロッカアーム１６およびロッカアーム１６の揺動に応じて開閉駆動される吸気バルブ１１が配設されている。バルブリフト可変機構１０は、一方向に延びる駆動軸２０と、駆動軸２０の外周面を覆う支持パイプ１８と、支持パイプ１８の外周面上で駆動軸２０の軸方向に並んで配置された入力アーム１４および揺動カム１５とを備える。
【００２４】
なお、この内燃機関では、各気筒にそれぞれ一対の吸気バルブ１１およびロッカアーム１６が設けられており、一対の吸気バルブ１１が、１つのカム１３によって開閉駆動される。バルブリフト可変機構１０には、各気筒に設けられた１つのカム１３に対応して、１つの入力アーム１４が設けられている。入力アーム１４の両側には、各気筒に設けられた一対の吸気バルブ１１のそれぞれに対応して、２つの揺動カム１５が設けられている。
【００２５】
支持パイプ１８は、中空円筒状に形成されており、カムシャフト１２に対して平行に配置されている。支持パイプ１８は、軸方向へ移動したり、回転したりしないようにシリンダヘッドに固定されている。支持パイプ１８の内部には、その軸方向に摺動可能なように
駆動軸２０が挿入されている。支持パイプ１８の外周面上には、駆動軸２０の軸芯を中心として揺動可能で、かつ、その軸方向には移動しないように、入力アーム１４および２つの揺動カム１５が設けられている。
【００２６】
入力アーム１４は、支持パイプ１８の外周面から離れる方向に突出するアーム部１４Ａと、アーム部１４Ａの先端に回転可能に接続されたローラ部１４Ｂとを有する。入力アーム１４は、ローラ部１４Ｂがカム１３に当接可能な位置に配置されるように設けられている。
【００２７】
揺動カム１５は、支持パイプ１８の外周面から離れる方向に突出する略三角形状のノーズ部１５Ａを有する。ノーズ部１５Ａの一辺（図１中の下方側の辺）には、凹状に湾曲したカム面１５Ｂが形成されている。吸気バルブ１１には、バルブスプリングが設けられている。その付勢力によって、カム面１５Ｂには、ロッカアーム１６に回転可能に取り付けられたローラ１６Ａが押し付けられる。
【００２８】
入力アーム１４および揺動カム１５は、一体となって駆動軸２０の軸芯を中心として揺動する。このため、カムシャフト１２が回転すると、カム１３に当接された入力アーム１４が揺動し、この入力アーム１４の動きに連動して揺動カム１５も揺動する。この揺動カム１５の動きが、ロッカアーム１６を介して吸気バルブ１１に伝わり、これによって吸気バルブ１１が開閉駆動される。
【００２９】
バルブリフト可変機構１０は、さらに、支持パイプ１８の軸芯周りにおいて、入力アーム１４と揺動カム１５との相対位相差を変更する機構を備えており、この機構によって、吸気バルブ１１のバルブリフト量を適宜変更する。つまり、両者の相対位相差を拡大すれば、入力アーム１４および揺動カム１５の揺動角に対するロッカアーム１６の揺動角が拡大され、吸気バルブ１１のバルブリフト量が増大される。また、両者の相対位相差を縮小すれば、入力アーム１４および揺動カム１５の揺動角に対するロッカアーム１６の揺動角が縮小され、吸気バルブ１１のバルブリフト量が低減される。
【００３０】
次に、上記の相対位相差を変更する機構について、より詳細な説明を行なう。図２に示されるように、入力アーム１４および２つの揺動カム１５と、支持パイプ１８の外周面との間に規定された空間には、支持パイプ１８に対して、回転可能で、かつ軸方向に摺動可能に支持されたスライダギア１７が収容されている。
【００３１】
スライダギア１７には、その軸方向の中央部に位置して、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギア１７Ｂが設けられている。また、スライダギア１７には、ヘリカルギア１７Ｂの両側に位置して、ヘリカルギア１７Ｂとは逆に左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギア１７Ｃがそれぞれ設けられている。
【００３２】
一方、スライダギア１７を収容する空間を規定する入力アーム１４および２つの揺動カム１５の表面には、ヘリカルギア１７Ｂ，１７Ｃに対応したヘリカルスプラインがそれぞれ形成されている。つまり、入力アーム１４には、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギア１７Ｂに噛み合っている。また、揺動カム１５には、左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギア１７Ｃに噛み合っている。
【００３３】
スライダギア１７には、一方のヘリカルギア１７Ｃとヘリカルギア１７Ｂとの間に位置して、周方向に延びる長穴１７Ａが形成されている。また、支持パイプ１８には、長穴１７Ａの一部と重なるように、軸方向に延びる長穴１８Ａが形成されている。支持パイプ１８の内部に挿通された駆動軸２０には、これら２つの長穴１７Ａ，１８Ａの重なった部分
を通じて突出する係止ピン２０Ａが一体に設けられている。
【００３４】
駆動軸２０がその軸方向に移動すると、スライダギア１７が係止ピン２０Ａにより押されるため、ヘリカルギア１７Ｂ，１７Ｃが同時に駆動軸２０の軸方向に移動する。このようなヘリカルギア１７Ｂ，１７Ｃの移動に対して、これらにスプライン係合された入力アーム１４および揺動カム１５は、軸方向に移動しないため、ヘリカルスプラインの噛み合いを通じて駆動軸２０の軸芯周りに回動する。このとき、入力アーム１４と揺動カム１５とでは、形成されたヘリカルスプラインの向きが逆であるため、回動方向が互いに逆方向となる。これにより、入力アーム１４と揺動カム１５との相対位相差が変化し、既に説明したように吸気バルブ１１のバルブリフト量が変更される。
【００３５】
内燃機関運転中における吸気バルブ１１の閉弁開始後に、カム１３が揺動カム１５から離れようとすると、油圧式ラッシュアジャスタ３０が伸長する。この結果、ロッカアーム１６が揺動カム１５側に押付けられる。そして、揺動カム１５がカム１３側に押付けられる。このように、揺動カム１５がカム１３に追従して変位することで、カム１３と揺動カム１５との間にクリアランスが生じることが抑制される。
【００３６】
図３は、図２に示されるバルブリフト可変機構におけるバルブリフト量と作用角との関係について説明する図である。図３を参照して、図２に示されるバルブリフト可変機構においては、バルブリフト量がＬ１からＬ２に変更されることに応じて、作用角（カムシャフト１２の１回転内における吸気バルブ１１が開かれる位相の範囲）がθ１からθ２に変更される。より具体的には、バルブリフト量が大きくなる（Ｌ１→Ｌ２）ことに伴なって、カムシャフト１２の１回転内における吸気バルブ１１が開かれる位相の範囲が大きくなる（θ１→θ２）。
【００３７】
図４は、図１に示される動弁機構に含まれる可変バルブタイミング機構を示す斜視図である。図４を参照して、可変バルブタイミング機構４０は、コントローラ５０と、ベーン部６０とを含んで構成される。コントローラ５０は、シリンダヘッド上部に設けられて、バルブタイミングをコントロールする。コントローラ５０は、進角室５１と遅角室５２とを有しており、この進角室５１および遅角室５２をベーン部６０が仕切る。コントローラ５０には、内燃機関のクランクシャフトとともに回転するスプロケット５０Ａが取り付けられており、コントローラ５０はスプロケット５０Ａとともに回転する。
【００３８】
ベーン部６０は進角室５１および遅角室５２に嵌め合わされ、かつカムシャフト１２およびカム１３とともに回転する。ベーン部６０は進角室５１および遅角室５２の体積を可変させることが可能である。すなわち、矢印ＤＲ１で示すように進角側にカムシャフト１２を回転させる場合には、進角室５１が大きくされ、遅角室５２が小さくされる。また、矢印ＤＲ２で示すように遅角側へカムシャフトを回転させる場合には、進角室５１が小さくされ、遅角室５２が大きくされる。
【００３９】
ベーン部６０は進角室５１および遅角室５２を構成する内壁と摺動し、進角室５１および遅角室５２の気密を保ちながらコントローラ５０内部で移動することが可能である。進角室５１および遅角室５２内にはオイルが供給され、進角室５１および遅角室５２内の油圧をコントロールすることで、ベーン部６０の位置を制御する。具体的には、進角室５１の油圧を遅角室５２の油圧よりも多くすると、進角室５１が膨張する。これにより、ベ
ーン部６０は矢印ＤＲ１で示す方向に回動する。これに対して、遅角室５２の油圧を進角室５１の油圧よりも大きくすれば、ベーン部６０は矢印ＤＲ２で示す方向に遅角側へ回動する。
【００４０】
なお、ベーン部６０のベーンの数は、図４では、４枚ベーンのタイプのものを示しているが、これより多くのベーンを設けてもよい。ベーン部６０にはロックピンが設けられてもよく、エンジン停止時に所定の位置でロックピンを用いてベーン部６０の位置を固定することが可能である。
【００４１】
進角室５１および遅角室５２の油圧はオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）により制御される。具体的には、各センサの信号をもとにエレクトリカルコントロールユニット（ＥＣＵ）はＯＣＶに信号を送り、ＯＣＶは、進角室５１および遅角室５２に与えられる油圧を制御し、進角室５１および遅角室５２の大きさを調整する。これにより、カムシャフト１２の位相を連続して変化させることが可能である。
【００４２】
上述した内燃機関の動弁装置においては、バルブリフト量およびバルブタイミングの変動により、内燃機関のピストンと吸気バルブ１１とが干渉することが懸念される。たとえば、吸気バルブ１１のバルブリフト量が大きく、かつ、カム１３の進角値が大きい場合には、内燃機関の排気工程が終わり吸気工程が開始される際に、ピストンと吸気バルブ１１とが干渉しやすくなる。同様に、排気バルブのバルブリフト量が大きく、かつ、排気側のカムの遅角値が大きい場合には、内燃機関の排気工程が終わり吸気工程が開始される際に、ピストンと排気バルブとが干渉しやすくなる。
【００４３】
本実施の形態では、後述するバルブリフト制限装置７０およびバルブタイミング変動制限装置８０により、ピストンと吸気バルブ１１の干渉を防止している。具体的には、カム１３の進角値が大きい場合には、吸気バルブ１１のリフト量を制限し、吸気バルブ１１のリフト量が大きい場合には、カム１３の進角値を制限している。
【００４４】
図５は、バルブリフト可変機構１０に含まれるバルブリフト制限装置の一例を示す図である。図５を参照して、バルブリフト制限装置７０は、アクチュエータ２１と、該アクチュエータ２１に取り付けられた突出部２１Ａとを含んで構成される。突出部２１Ａは、アクチュエータ２１により矢印ＤＲ２１Ａ方向に往復駆動される。これにより、突出部２１Ａのアクチュエータ２１からの突出量が変化する。アクチュエータ２１から突出した突出部２１Ａは、バルブリフト可変機構１０における支持パイプ１８内に挿入される。
【００４５】
上述したように、吸気バルブ１１のバルブリフト量が大きく、かつ、カム１３の進角値が大きい場合には、ピストンと吸気バルブ１１とが干渉しやすくなる。図５の例では、カム１３の進角値が所定値以上である場合には、アクチュエータ２１は突出部２１Ａの突出量を増大させる。この結果、支持パイプ１８内を移動する駆動軸２０と突出部２１Ａとが当接し、駆動軸２０の軸方向の移動が制限される。この結果、吸気バルブ１１のバルブリフト量が制限されることになる。このように、バルブリフト制限装置７０においては、吸気バルブ１１のリフト量が機械的に制限される。
【００４６】
内燃機関のピストンと吸気バルブ１１の干渉を抑制するにあたり、駆動軸２０の移動を制御的に制限するようにした場合には、制御上のばらつきから、バルブリフト量を意図しない程度にまで過度に制限しすぎたり、逆に、意図する程度に十分に制限できない場合がある。この結果、内燃機関の出力が低下したり、ピストンと吸気バルブ１１との干渉を十分に抑制できないという状態が生じ得る。
【００４７】
これに対し、本実施の形態に係るバルブリフト制限装置７０では、上記のように、突出部２１Ａにより機械的に駆動軸２０の移動を制限している。ここでは、駆動軸２０と突出部２１Ａとが当接した場合にも、駆動軸２０や突出部２１Ａが変形したり、突出部２１Ａの突出量が変動したりすることがない。したがって、駆動軸２０の移動が、意図する程度に確実に制限され、バルブリフト量の変動を最小限に抑制しながらピストンと吸気リフト１１との干渉を確実に防止することが可能である。
【００４８】
図６は、バルブリフト制限装置７０の変形例を示す図である。図６の例においても、図５の例と同様に、カム１３の進角値が所定値以上である場合には、アクチュエータ２１は突出部２１Ａの突出量を増大させる。なお、図６の例では、アクチュエータ２１から突出した突出部２１Ａは、駆動軸２０を駆動するアクチュエータ２２と、駆動軸２０をアクチュエータ２２に締結する締結部２３との間に達する。この結果、駆動軸の軸方向（図６における左右方向）の移動が制限され、吸気バルブ１１のバルブリフト量が制限されることになる。このように、図６に示す例においても、吸気バルブ１１のリフト量が機械的に制限される。
【００４９】
図７は、可変バルブタイミング機構４０に含まれるバルブタイミング変動制限装置の一例を示す図である。図７を参照して、バルブタイミング変動制限装置８０は、コントローラ５０から遅角室５２に向かって突出する突出部５３を含んで構成される。突出部５３は、矢印ＤＲ５３方向に往復駆動される。これにより、突出部５３のコントローラ５０からの突出量が変化する。
【００５０】
吸気バルブ１１のバルブリフト量が大きい場合には、ピストンと吸気バルブ１１との干渉を防止するために、カム１３の進角値を制限する必要がある。図７の例では、吸気バルブ１１のバルブリフト量が所定値以上である場合には、突出部５３のコントローラ５０からの突出量を増大させる。この結果、進角側（矢印ＤＲ１方向）に回転するベーン部６０と突出部５３とが当接し、ベーン部６０の矢印ＤＲ１方向の回転が制限される。この結果、カム１３の進角値が制限されることになる。このように、バルブタイミング変動制限装置８０においては、カム１３の進角値が機械的に制限される。
【００５１】
このように、バルブタイミング変動制限装置８０においても、バルブリフト制限装置７０と同様に、突出部５３により機械的にベーン部６０の回転を制限しているため、該回転が意図する程度に確実に制限され、バルブタイミングの変動を最小限に抑制しながらピストンと吸気リフト１１との干渉を確実に防止することが可能である。
【００５２】
上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る内燃機関の動弁装置は、内燃機関の燃焼室への吸気通路を開閉する吸気バルブ１１と、回転することにより吸気バルブ１１をリフトさせて吸気通路を開くカム１３と、吸気バルブ１１のリフト量を変化させるバルブリフト可変機構１０と、クランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相を変化させる可変バルブタイミング機構４０と、吸気バルブ１１のリフト量を制限するバルブリフト制限装置７０と、クランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相の進角値を制限するバルブタイミング変動制限装置８０とを備え、吸気バルブ１１のリフト量およびクランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相の進角値は、機械的に制限される。なお、吸気バルブ１１のリフト量およびクランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相の進角値の一方のみが機械的に制限され、他方は制御的に制限されるようにしてもよい。
【００５３】
バルブリフト制限装置７０は、クランクシャフトの回転角に対するカム１３の進角値が所定値以上であることに基づいて、吸気バルブ１１のリフト量を所定値以下に制限し、バルブタイミング変動制限装置８０は、吸気バルブ１１のリフト量が所定値以上であることに基づいて、クランクシャフトの回転角に対するカム１３の進角値を所定値以下に制限する。
【００５４】
より具体的には、バルブリフト可変機構１０は、「第１のシャフト」としての支持パイプ１８と「第２のシャフト」としての駆動軸２０を有し、支持パイプ１８および駆動軸２０の軸方向の相対的な位置が変動することで吸気バルブ１１のリフト量が変化する。バルブリフト制限装置７０は「第１突出部」としての突出部２１Ａを有し、クランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相の進角値が所定値以上であることに基づいて、突出部２１Ａの突出量が増大して駆動軸２０に当接することで、支持パイプ１８および駆動軸２０の軸方向の相対的な位置の変動が抑制される。これにより、吸気バルブ１１のリフト量が制限される。
【００５５】
また、可変バルブタイミング機構４０は、ベーン部６０を有し、ベーン部６０が回転することでクランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相が変化する。バルブタイミング変動制限装置８０は「第２突出部」としての突出部５３を有し、吸気バルブ１１のリフト量が所定値以上であることに基づいて、突出部５３の突出量が増大してベーン部６０に当接することで、ベーン部６０の回転が抑制される。これにより、カム１３の進角値が制限される。
【００５６】
本実施の形態に係る内燃機関の動弁装置によれば、吸気バルブ１１のリフト量およびクランクシャフトの回転角に対するカム１３の位相の進角値の少なくとも一方を機械的に制限することで、他方を制御により制限した場合でも、内燃機関のピストンと吸気バルブ１１との干渉を確実に回避することができる。
【００５７】
なお、上記の例では、本発明の思想を吸気側の動弁装置に適用した例について説明したが、本発明の思想は排気側の動弁装置に適用することも可能である。この場合は、バルブリフト制限装置は、クランクシャフトの回転角に対するカムの遅角値が所定値以上であることに基づいて、排気バルブのリフト量を所定値以下に制限し、バルブタイミング変動制限装置は、排気バルブのリフト量が所定値以上であることに基づいて、クランクシャフトの回転角に対するカムの遅角値を所定値以下に制限する。このようにすることで、内燃機関のピストンと排気バルブとの干渉が抑制される。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係る内燃機関の動弁装置を示す正面図である。
【図２】図１に示される動弁機構に含まれるバルブリフト可変機構を部分的に示す斜視図である。
【図３】図２に示されるバルブリフト可変機構におけるバルブリフト量と作用角との関係について説明する図である。
【図４】図１に示される動弁機構に含まれる可変バルブタイミング機構を示す斜視図である。
【図５】図２に示されるバルブリフト可変機構に含まれるバルブリフト制限装置の一例を示す図である。
【図６】図２に示されるバルブリフト可変機構に含まれるバルブリフト制限装置の他の例を示す図である。
【図７】図４に示される可変バルブタイミング機構に含まれるバルブタイミング変動制限装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  バルブリフト可変機構、１１  吸気バルブ、１２  カムシャフト、１３  カム、１４  入力アーム、１４Ａ  アーム部、１４Ｂ  ローラ部、１５  揺動カム、１５Ａ  ノーズ部、１５Ｂ  カム面、１６  ロッカアーム、１６Ａ  ローラ、１７  スライダギヤ、１７Ａ  長穴、１７Ｂ，１７Ｃ  ヘリカルギヤ、１８  支持パイプ、１８Ａ  長穴、２０  駆動軸、２１，２２  アクチュエータ、２１Ａ  突出部、２３  締結部、３０  油圧式ラッシュアジャスタ、４０  可変バルブタイミング機構、５０  コントローラ、５０Ａ  スプロケット、５１  進角室、５２  遅角室、５３  突出部、６０  ベーン部、７０  バルブリフト制限装置、８０  バルブタイミング変動制限装置。
【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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