(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関し、バルブオーバーラップの減少を招くことなく、且つ簡素な構成でバルブの駆動位相およびバルブリフト量を連続的に変化させることができるようにする。【解決手段】ロッカシャフト２１，１２１に揺動自在に支持された第１アームと、カムにより駆動されロッカシャフト２１，１２１側を支点として揺動する第２アームと、支持軸に揺動自在に設けられ第２アームの揺動により変位されて第１アームを駆動する第３アームと、第２アームのロッカシャフト２１，１２１側の支点を変位させる可変機構とからなるロッカアーム機構１０，１１０をそなえ、カムシャフト２０，１２０、ロッカシャフト２１，１２１及びロッカアーム機構１０，１１０が、いずれも内燃機関のクランク軸方向から見て対称となるように吸気弁側と排気弁側とにそれぞれ設けられるとともに、吸気弁側と排気弁側とでカムシャフト２０，１２０の回転方向が同一となるように構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に回転自在に設けられたカムシャフトと、
該内燃機関に設けられたロッカシャフトと、
該カムシャフトに形成されたカムによって駆動されて吸気弁または排気弁を開閉するロッカアーム機構とを有し、
該ロッカアーム機構が、
該ロッカシャフトに揺動自在に支持され該吸気弁または該排気弁を駆動可能な第１アームと、
該カムにより駆動され該ロッカシャフト側を支点として揺動する第２アームと、
該ロッカシャフトの近傍に配置された支持軸に揺動自在に設けられ該第２アームの揺動により変位されて該第１アームを駆動する第３アームと、
該第２アームの該ロッカシャフト側の上記支点を変位させる可変機構とをそなえ、
該カムシャフト，該ロッカシャフト及び該ロッカアーム機構が、いずれも該内燃機関のクランク軸方向から見て対称となるように吸気弁側と排気弁側とにそれぞれ設けられるとともに、該吸気弁側と該排気弁側とで該カムシャフトの回転方向が同一となるように設定されている
ことを特徴とする、内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
該第２アームは、該ロッカシャフト側に設けた接続部材によって回動可能に接続される基端部と、該カムに当接する当接部と、該第３アームに当接する作動部とをそなえて構成されるとともに、
該支持軸と該第３アームとの間には、該第２アームが該カムに当接する方向に該第３アームを付勢するスプリングが設けられている
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
該第３アームは、該第１アームと接する伝達面部を有し、
該伝達面部は、該支持軸の中心からの距離が該第３アームの回転方向に変化する変換部をそなえている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
該可変機構は、該ロッカシャフトを回動させることにより該支点を変位させるとともに、該第２アームの該当接部を該カムのベース円の周方向に移動させることによって、該カムに対する該第２アームの回転位相を変化させる
ことを特徴とする、請求項２又は３記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
該伝達面部は、該支持軸の中心からの距離が該第３アームの回転方向に変化しない非変換部を有し、該第１アームが該非変換部に当接している間は、該第２アームが揺動駆動されても該第１アームの揺動がキャンセルされる
ことを特徴とする、請求項３又は４記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気及び排気バルブの駆動位相およびバルブリフト量を変更可能な内燃機関の可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジン等の内燃機関の排出ガス対策あるいは燃費低減等のために、吸排気系のバルブの位相あるいはリフト量を、内燃機関の運転状態に応じて変化させることが知られている。そのための可変動弁装置として、油圧力によってカム位相を連続的に変化させるべ一ン式可変位相動弁装置が知られている。
【０００３】
また、内燃機関の運転状態に応じて複数種類のカムを切換えることにより、バルブの駆動位相とリフト量を運転状態に適合させるカム切換式の動弁装置も知られている。
あるいは、ステッピングモータによって駆動されるギヤと中間レバーおよびリターンスプリング等を用い、バルブの駆動位相とリフト量を変化させることができるようにした機械式の連続可変動弁装置も知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２４５４９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベーン式可変位相動弁装置は、べ一ンの位置を変化させることによってバルブの駆動位相を変更することができるが、バルブのリフト量を変化させることができない。
【０００６】
これに対しカム切換式の動弁装置や機械式の連続可変動弁装置は、リフト量と位相をずらすことができるが、カム切換式の動弁装置は複数種類のカムを必要とするため部品数が多く構造も複雑になる。また機械式の連続可変動弁装置では、リフト量を変化させる機構と、位相を変化させる機構を別々に必要とし、構造が複雑化し、寸法も大きくなる。
【０００７】
また、従来の一般的な連続位相可変動弁装置の場合、吸気バルブの閉弁時期を遅角させると開弁開始時期も遅角してしまう。このため、吸気および排気のバルブオーバーラップが減少あるいは無くなり、ポンピングロスによる燃費悪化が発生するなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、バルブオーバーラップの減少を招くことなく、且つ簡素な構成でバルブの駆動位相およびバルブリフト量を連続的に変化させることのできるようにした、内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の内燃機関の可変動弁装置は、内燃機関に回転自在に設けられたカムシャフトと、該内燃機関に設けられたロッカシャフトと、該カムシャフトに形成されたカムによって駆動されて吸気弁または排気弁を開閉するロッカアーム機構とを有し、該ロッカアーム機構が、該ロッカシャフトに揺動自在に支持され該吸気弁または該排気弁を駆動可能な第１アームと、該カムにより駆動され該ロッカシャフト側を支点として揺動する第２アームと、該ロッカシャフトの近傍に配置された支持軸に揺動自在に設けられ該第２アームの揺動により変位されて該第１アームを駆動する第３アームと、該第２アームの該ロッカシャフト側の上記支点を変位させる可変機構とをそなえ、該カムシャフト，該ロッカシャフト及び該ロッカアーム機構が、いずれも該内燃機関のクランク軸方向から見て対称となるように吸気弁側と排気弁側とにそれぞれ設けられるとともに、該吸気弁側と該排気弁側とで該カムシャフトの回転方向が同一に設定されていることを特徴としている。
【００１０】
なお、該第２アームは、該ロッカシャフト側に設けた接続部材によって回動可能に接続される基端部と、該カムに当接する当接部と、該第３アームに当接する作動部とをそなえて構成されるとともに、該支持軸と該第３アームとの間には、該第２アームが該カムに当接する方向に該第３アームを付勢するスプリングが設けられているのが好ましい。
【００１１】
また、該第３アームは、該第１アームと接する伝達面部を有し、該伝達面部は、該支持軸の中心からの距離が該第３アームの回転方向に変化する変換部をそなえているのが好ましい。
また、該可変機構は、該ロッカシャフトを回動させることにより該支点を変位させるとともに、該第２アームの該当接部を該カムのベース円の周方向に移動させることによって、該カムに対する該第２アームの回転位相を変化させるのが好ましい。
【００１２】
さらに好ましくは、該伝達面部は、該支持軸の中心からの距離が該第３アームの回転方向に変化しない非変換部を有し、該第１アームが該非変換部に当接している間は、該第２アームが揺動駆動されても該第１アームの揺動がキャンセルされるように構成する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１２を参照して、本発明の一実施形態にかかる内燃機関の可変動弁装置について説明すると、本発明が適用される内燃機関（エンジン）には、吸気弁及び排気弁のバルブリフト量及び開閉タイミングを変更可能な可変動弁装置が吸気弁側及び排気弁側にそれぞれ設けられている。なお、以下では、主に吸気弁側に設けられた可変動弁装置１０について説明する。
【００１４】
図１に示すように、可変動弁装置１０は、図示しないクランクシャフトからの回転駆動力を受けて回転するカムシャフト２０と、上記カムシャフト２０と平行に配設されたロッカシャフト２１と、カムシャフト２０に形成されたカム２２の回転運動によってバルブ（吸気弁）１１を開閉駆動するロッカアーム機構２３とを備えている。
【００１５】
カムシャフト２０は、図１に矢印Ｒ１で示す方向に回転するように構成されている。また、ロッカシャフト２１は、図１に矢印Ｒ２で示す方向に所望の角度だけ位相を変更可能に構成されている。すなわち、可変動弁装置１０には、図２に示すような可変機構２５が設けられており、この可変機構２５を図示しないＥＣＵからの制御信号に基づいて作動させることにより、ロッカシャフト２１の位相が変更されるようになっている。なお、このようなロッカシャフト２１の位相変更はモータを用いて行なってもよいし、油圧を用いて行なってもよい。
【００１６】
また、図示するように、ロッカシャフト２１には、例えばスタッドボルト等の球面状の自在継手部２６を有する接続部材２７が取り付けられている。
ロッカアーム機構２３は、以下に説明する第１アーム３１と、第２アーム３２と、第３アーム（伝達カム）３３を含んで構成されている。
このうち、第１アーム３１は、ロッカシャフト２１に相対回転自在（揺動自在）に支持されている。また、第１アーム３１の先端部４０にはアジャストスクリュー３５が設けられており、カムシャフト２０が矢印Ｒ１で示す方向に回動したとき、アジャストスクリュー３５の先端が下降して、バルブ１１を開弁方向に駆動するようになっている。なお、このアジャストスクリュー３５によって、第１アーム３１とバルブ１１との間の遊びを調整できるようになっている。
【００１７】
また、図１に示すように、アジャストスクリュー３５の近傍には、ローラ等の力伝達部材３６を備えた力伝達部３７が設けられている。
また、図２に示すように、第１アーム３１には、ロッカシャフト２１が挿通するシャフト嵌挿部４１，４２を有しており、これらのシャフト嵌揮部４１，４２は、先端部４０から二股状に分岐する形状に形成されている。
【００１８】
また、図１に示すように、第２アーム３２は、ロッカシャフト２１とカムシャフト２０との間に設けられている。この第２アーム３２は、上述した自在継手部２６に対して揺動自在に枢着された基端部５０と、後述する第３アーム３３の中継部６６に当接する作動部５１とを有している。
また、基端部５０と作動部５１との間に、カム２２に転接するローラ等のカムフォロア５２を有する当接部５３が設けられている。これにより、第２アーム３２は、カム２２の回転に伴って、ロッカシャフト２１側の自在継手部２６の中心Ｃ１を支点として揺動することになる。
【００１９】
そして、可変機構２５によってロッカシャフト２１の位相を変更させることで、第２アーム３２の基端部５０がロッカシャフト２１の周方向に変位し、これに伴い当接部５３がカム２２の周方向に変位して、カム２２に対する第２アーム３２の回転位相が遅角側あるいは進角側に変化するようになっている。
なお、第２アーム３２の少なくとも一部は、第２アーム３２の当接部５３がカム２２のべース円２２ｂに当接している状態において、上記シャフト嵌挿部４１，４２の間に位置している。
【００２０】
このようにシャフト嵌挿部４１，４２の間に第２アーム３２の一部を挟み込む構成によれば、第２アーム３２とカム２２との接触部あるいは第２アーム３２と第３アーム３３との接触部などに偏荷重が生じた場合でも、第２アーム３２がロッカシャフト２１の軸線方向に変位することを防止でき、偏摩耗等の不具合を防ぐことができる。
【００２１】
また、ロッカシャフト２１の上方には、ロッカシャフト２１と平行に支持軸６０が配置されており、この支持軸６０に第３アーム（伝達カム）３３が揺動自在に設けられている。第３アーム３３は、リターンスプリング６１によって、図１中の反時計回り方向、すなわち第２アーム３２の当接部５３をカム２２に当接させる方向に付勢されている。
【００２２】
第３アーム３３には、第１アーム３１の力伝達部３７に接する伝達面部６５と、第２アーム３２の作動部５１に当接する中継部６６が設けられている。カム面として機能する伝達面部６５は、第２アーム３２が揺動することに伴って、第３アーム３３の回転方向、すなわち支持軸６０の周方向に変位する。
したがって、第２アーム３２が揺動すると、力伝達部３７と伝達面部６５との接触位置が支持軸６０の周方向に変位することになる。すなわちカム２２の凸部２２ａによって第２アーム３２が自在継手部２６を中心として第３アーム３３側に揺動され、中継部６６を介して第３アーム３３が時計回りに回動したとき、伝達面部６５によって第１アーム３１が矢印Ｒ３方向に回動することにより、バルブ１が開弁することになる。
【００２３】
さらに詳しくは、伝達面部６５は、支持軸６０の中心Ｃ２からの距離が一定の非変換部７０と、支持軸６０の中心Ｃ２からの距離が第３アーム３３の先端部３３ａに向かって増加する変換部７１とを有している。
このうち非変換部７０は、上述のように支持軸６０の中心Ｃ２からの距離が一定のＲ形状に形成されており、これにより、力伝達部３７が非変換部７０に接している間は、第３アーム３３が揺動しても力伝達部３７が変位せず、第１アーム３１の揺動がキャンセルされるようになっている。
【００２４】
より詳しくは、非変換部７０は、ロッカシャフト２１の位相調整量（つまり、第２アーム３２の進角量又は遅角量）にかかわらず、第１アーム３１の揺動開始タイミングが略一定となるようにその区間が設定されている。つまり、可変機構２５によりロッカシャフト２１の位相が変更されると、カム２２に対する第２アーム３２の揺動タイミングが進角又は遅角することになるが、このような第２アーム３２の位相調整時に第３アーム３３が回動して力伝達部３７に対する非変換部７０の当接位置が変化することにより、第２アーム３２の位相調整代がキャンセルされて第１アーム３１の揺動開始タイミングを一定に保持することができるのである。
【００２５】
また、変換部７１を、第３アーム３３の回転方向に関して支持軸６０の中心Ｃ２からの距離が徐々に変化するように形成することにより、力伝達部３７と変換部７１とが当接している間は、第２アーム３２の揺動を第３アーム３３を介して第１アーム３１に伝達することができるようになっている。
次に、上記可変動弁装置１０の動作について説明する。
【００２６】
図１はロッカシャフト２１が可変機構２５によって中立位置Ｎよりも角度θ１だけ遅角側に駆動された状態を示している。この場合、第２アーム３２の当接部５３は、カム２２に対して中立点Ｐ１よりも遅角側（図１において左側）に角度αだけ変位している。また、第２アーム３２の作動部５１が図１において左側に変位している。
【００２７】
この状態でカムシャフト２０が矢印Ｒ１方向に回転し、図３に示すようにカム２２の凸部２２ａが第２アーム３２の当接部５３を押上げると、第２アーム３２が自在継手部２６の中心Ｃ１を支点として反時計回りに回動する。このため第２アーム３２の作動部５１が中継部６６を押し、第３アーム３３が時計回りに回動する。これにより、伝達面部６５の変換部７１が力伝達部３７を押すため、第１アーム３１が回動してバルブ１１が開弁する。
【００２８】
この場合、図１に示すように開弁前に力伝達部３７が変換部７１の近傍に位置しているため、第３アーム３３が時計回りに回転する際に、第３アーム３３の伝達面部６５のうち、力伝達部３７と接する非変換部７０が短くなる。
このため、カム角が小さいうちから第１アーム３１がバルブ１１を開弁させる方向に駆動され始め、しかも力伝達部３７が変換部７１を長い範囲にわたって接しながら第１アーム３１が矢印Ｒ３方向に押される。このため大きなバルブリフト量Ｈ１（図３に示す）を得ることができる。
【００２９】
したがって、この場合には、図４に曲線Ｌ１で示すように、バルブリフトが大きく、かつ、バルブリフトのピークが遅角する。この場合、高回転、高負荷の大吸気量に適したバルブ駆動となる。
図５は、ロッカシャフト２１が可変機構２５によって中立位置Ｎに駆動された状態を示している。この場合、第２アーム３２の当接部５３はカム２２に対し上記中立点Ｐ１と一致している。また、この場合には、第２アーム３２の作動部５１が、図５において、図１に示す場合に比較して右側に僅かに変位し、この分だけ、第３アーム３３が反時計回りに僅かに回転する。このため、図１に示すの状態と比較して、第１アーム３１と第３アーム３３との接点が、伝達面部６５の非変換部７０側にずれることになる。
【００３０】
この状態でカムシャフト２０が回転し、図６に示すようにカム２２の凸部２２ａが第２アーム３２の当接部５３を押上げると、第２アーム３２が自在継手部２６の中心Ｃ１を支点として反時計回りに回動する。このため第２アーム３２の作動部５１が中継部６６を押し、第３アーム３３が時計回りに回動する、これにより、伝達面部６５の変換部７１が力伝達部３７を押すため、第１アーム３１が回動してバルブ１１が開弁する。
【００３１】
言い換えると、図５に示す閉弁時において、第１アーム３１の力伝達部３７から変換部７１までの距離が少し長くなり、図１に示す場合よりも力伝達部３７が非変換部７０に接する距離が増大する。このため、第３アーム３３が時計回りに回転する際に、非変換部７０が力伝達部３７と接して第１アーム３１が駆動されない時間が増大する。また、その後力伝達部３７が変換部７１に接し始めると、第１アーム３１が駆動されて吸気弁１１が開弁される。
【００３２】
このように、ロッカシャフト２１を駆動して第２アーム３２を進角させた場合であっても、この進角量に対応する分は、非変換部７０が増大することによりキャンセルされて、開弁時期は図１に示す場合と同じとなる。
一方、このときのバルブリフト量Ｈ２（図６に示す）は、図１に示す場合に比べて低下しとなり、かつ、図４に曲線Ｌ２で示すようにバルブの閉弁時期は第２アーム３２の進角量に応じて進角され、中回転、中負荷運転に適したバルブ駆動となる。
【００３３】
図７は、ロッカシャフト２１が可変機構２５によって中立位置Ｎよりも角度θ２だけ進角側に駆動された状態を示している。この場合、第２アーム３２の当接部５３は、カム２２に対して申立点Ｐ１よりも進角側（図１において右側）に角度βだけ変位している。また、第２アーム３２の作動部５１が図７において右側に変位し、第３アーム３３が反時計図りに変位している。このため、図５の状態と比較して、第３アーム３３の伝達面部６５のうち、力伝達部３７と接する非変換部７０がさらに長くなり、結果として、変換部７１がさらに短くなる。
【００３４】
この状態でカムシャフト２０が回転すると、図８に示すように、第２アーム３２が進角している分だけ早いタイミングで、カム２２の凸部２２ａが第２アーム３２の当接部５３を押上げ、第２アーム３２が自在継手部２６の中心Ｃ１を支点として反時計回りに回動する。このため第２アーム３２の作動部５１が中継部６６を押し、第３アーム３３が時計回りに回動する。
【００３５】
この場合、第３アーム３３の伝達面部６５のうち、力伝達部３７と接する非変換部７０の期間（距離）が長いため、第３アーム３３が駆動されても第１アーム３が揺動開始するまでの時間が大きくなり、結果的に第２アーム３２の進角分がキャンセルされる。また、第２アーム３２の揺動に伴って第３アーム３３が時計回りに回転する際、力伝達部３７が変換部７１に接する距離は短くなるため、第１アーム３１の回動量は僅かであり、バルブリフト量Ｈ３（図８に示す）が小さくなる。このため図４に曲線Ｌ３で示すように、低回転、低負荷運転に適したバルブ駆動状態となる。
【００３６】
また、図７に示す状態からさらに第２アーム３２をカム２２に対して進角可能と設定することによって、図４のＬ４に示す休筒状態（バルブリフト量が極小またはゼロ）とすることができる。そして、エンジンの運転状態に応じて一部の気筒の運転を停止することで燃費の向上を図ることができる。
ところで、上述した可変動弁装置１０では、図４の曲線Ｌ１の開弁開始から終了までの位相と、バルブリフト量を基準として、曲線Ｌ２，Ｌ３に示すように、ロッカシャフト２１を可変機構２５によって駆動した場合に、第２アーム３２のカム２２に対して進角させた期間が、第３アーム３３の非変換部７０と力伝達部３７と接する期間を長くすることによってキャンセルされることにより、開弁開始時期を略一定とすることができる。
【００３７】
したがって、この可変動弁装置１０によれば、吸気弁の開弁時期を固定したまま閉弁時期を変化させることができるため、慣性吸気の脈動に合わせて閉弁時期を変化させることにより、吸入空気量の増大を図り、燃費低減の効果が得られる。
なお、慣性吸気とは、ピストンの吸入作用で生じた圧力の脈動が、吸気管内の吸気に慣性を起こすことを言う。この慣性吸気を利用して、吸気の脈動のピーク時期に吸気弁１１を閉じ始めることにより、ピストンが下死点を過ぎても新気がシリンダ内に流入を続け、体積効率を高めることができる。エンジンの回転数によって脈動のピーク時期が異なるため、ピーク時期に合わせて吸気弁１１を閉弁し始めることにより吸入空気量を増大できる。
【００３８】
また、空気量を最適に制御することで良好な燃焼状態となり、未燃物等が減少して排出ガス成分が良化する。
ところで、ここまでは吸気側に設けられた可変動弁装置１０の構成及び動作について説明したが、本発明が適用されるエンジンには、図９に示すように、排気側にも吸気側と同様に、カムシャフト１２０，ロッカシャフト１２１及びロッカアーム機構１２３からなる可変動弁装置１１０が設けられている。
【００３９】
ここで、この排気側の可変動弁装置１１０は、吸気側の可変動弁装置１０に対してクランクシャフト軸方向から見て左右対称となるように構成されたものであって、これ以外は吸気側の可変動弁装置１０と同様に構成されている。このため、排気側の可変動弁装置１１０の詳細な構成については説明を省略する。
また、この可変動弁装置に１１０にも、吸気側の可変動弁装置１０と同様にロッカシャフト１２１の位相を変更する可変機構（図示省略）が設けられており、吸気側及び排気側のロッカシャフト２１，１２１はそれぞれ独立して位相調整可能に構成されている。
【００４０】
また、図示するように、カムシャフト２０，１２０は吸気側と排気側とで、同じ方向に回転するように構成されている。これは、図１０に示すように、吸気弁１１の開弁時期を一定にするとともに、排気弁の閉弁時期を一定にするためであり、換言すれば、各可変動弁装置１０，１１０を作動させても、バルブオーバラップを常に一定に保持するためである。
【００４１】
ここで、上述したように、排気側の可変動弁装置１１０と吸気側の可変動弁装置１０とは左右対称に構成されているため、吸気側と排気側とでカムシャフト２０，１２０の回転方向も左右対称とすると（つまりカムシャフト２０，１２０の回転方向を吸気側と排気側とで反対方向とすると）、排気弁のバルブリフト特性も吸気側と同様の特性（図４参照）となる。換言すれば、この場合、ロッカシャフトの位相を変更すると、排気弁の開弁時期がほぼ一定で、閉弁時期が異なるような特性となり、バルブオーバラップを一定に保つことができなくなる。
【００４２】
そこで、本願発明では、吸気側と排気側とで可変動弁装置を左右対称に構成するとともに、カムシャフト２０，１２０の回転方向を同一に設定することで、排気弁の閉弁時期をほぼ一定として、吸気弁１１とのバルブオーバラップとをほぼ一定に保持しているのである。
なお、吸気側と排気側とで可変動弁装置を左右対称とせずに同じ配置とし、且つカムシャフトの回転方向を反対方向に設定すれば、図１０に示すようなバルブリフト特性を得ることも可能ではあるが、このような構成は現実的ではない。つまり、一般にエンジンでは、動弁装置の機構上の制約やレイアウト上の制約により吸気側と排気側とで動弁機構を左右対称に構成せざるを得ない場合が多く、このような事情を鑑みれば、吸気側と排気側とで可変動弁装置を左右対称に設置するのが望ましい。したがって、本願発明では、吸気側と排気側とで可変動弁装置を左右対称に設置した上で、カムシャフト２０，１２０の回転方向を吸気側と排気側とで同じ方向に設定しているのである。
【００４３】
ところで、従来の一般的な連続位相可変動弁装置の場合、バルブの閉弁時期を遅角させると開弁時期も遅角してしまう。このため、吸気および排気のバルブオーバーラップが減少あるいは無くなり、ポンピングロスが発生する。
これに対して上記可変動弁装置１０，１１０によれば、吸気弁１１の開弁時期を固定した状態で閉弁時期を進角又は遅角させることができ、且つ、排気弁の閉弁時期を固定した状態で開弁時期を進角又は遅角させることができるので、バルブオーバーラップを保ったまま吸気弁の閉弁時期を遅角させることにより、吸入空気量増加の効果が得られ、このため燃費低減の効果が得られる。
【００４４】
また、このような可変動弁装置１０，１１０を設けることにより、吸入空気量を制御するための吸気または排気絞りを設ける必要もなく、コスト低減が可能となる。
本発明の一実施形態としての内燃機関の可変動弁装置は上述のように構成されているので、例えば以下のように吸気側及び排気側の可変動弁装置の作動が制御される。
▲１▼全負荷時又は加速時
この場合には、図１１に示すように吸気弁１１及び排気弁の両方ともバルブリフトが最大（リフト量Ｌ１相当）となるように制御される。これにより、全負荷時又は加速時には吸排気効率優先のバルブリフト特性となり、エンジンの性能を優先させたバルブリフト特性となる。
▲２▼始動時
始動性向上のためにはクランキング時のシリンダ内圧縮時温度を高めるのが効果的である。このため始動時には、例えば図１２に示すように、排気弁が高リフトＬ１となるように制御されるとともに吸気弁１１が中リフトＬ２〜低リフトＬ３となるように制御される。これは、エンジンの低回転運転時は、高回転運転時に対して相対的に吸気弁閉弁時期を早めた方が若干バルブリフト量が小さくなっても吸気流量が増大し、この結果シリンダ内圧縮時温度が上昇するからである。
【００４５】
そして、このようにエンジン始動時に排気弁を高リフトＬ１、吸気弁１１を中リフトＬ２〜低リフトＬ３の特性に設定することにより始動性が向上する。
▲３▼後処理装置活性化時（その１）
排ガス温度が高いほど、浄化性能が向上する後処理装置（例えば酸化触媒）を用いる場合、この後処理装置を活性化させときには、上記始動時と同様に、排気弁が高リフトＬ１になるように制御されるとともに、吸気弁１１が中リフトＬ２〜低リフトＬ３となるように制御される。この場合には、上述のように吸気流量が低下するので、この分だけ空燃比がリッチとなり、排気温度を上昇させることができる。
▲４▼後処理装置活性化時（その２）
また、排ガスの後処理装置を活性化させる場合には、一部の気筒（通常は前記等の半数の気筒）について両バルブリフトが０となるように制御して休筒運転を実行する。このとき、非休筒時と同等の出力が要求された場合、休筒運転時における作動気筒は非休筒時に対して１気筒当たりの仕事量が大きい。つまり、１気筒当たりの燃料消費量が多いので排気温度が非休筒運転時に対して大幅に上昇する。
▲５▼空車時一定速度運転
また、車両の積載状態が空車状態であって略一定の速度で走行しているときにも、上述と同様に、一部の気筒について両バルブリフトが０となるように制御される。これにより一部の気筒が休筒状態となる。これにより、作動気筒は非作動気筒に比べ高負荷運転となり燃費が向上し、燃料消費量を低減することができる。
▲６▼ＮＯｘ低減
また、通常の運転時には、排気弁が中〜低リフトとなるように制御されるとともに吸気弁１１が高リフトとなるように制御される。そして、このようなバルブリフト特性とすることで、筒内の燃焼ガスをすべて排出せずに一部を残留させて内部ＥＧＲを高めることができ、ＮＯｘを低減することができるという利点がある。
【００４６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、吸気側及び排気側の可変動弁装置について、図１３に示すように構成してもよい。ここで、この可変動弁装置１０Ａは、第２アーム３２の基端部５０側に二股部３２ａ，３２ｂが形成されたものであり、第１アーム３１の少なくとも一部が上記二股部３２ａ，３２ｂ間に位置するように構成したものである。また。これ以外の構成と作用および効果については、上記の実施形態の可変動弁装置１０と同様であるため、共通の部材には同じ符号を付して説明は省略する。
【００４７】
このように、二股部３２ａ，３２ｂの間に第１アーム３１の一部を挟み込むように構成にした場合にも、第２アーム３２とカム２２との接触部、あるいは第２アーム３２と第３アーム３３との間の接触部などに偏荷重が生じた場合に、第２アーム３２がロッカシャフト２１の軸線方向に変位することを防止できるので、偏摩耗等の不具合を防ぐことができる。
【００４８】
また、これ以外にも例えば図１４に示すように構成してもよい。この可変動弁装置１０Ｂは、第１アーム３１のシャフト嵌挿部３１ａが二股状になっていない点で、上記実施形態の可変動弁装置１０と相違する。また、これ以外の構成については、上記第１の実施形態の可変動弁装置１０と同様であるため、共通の部材には同じ符号を付して説明は省略する。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の内燃機関の可変動弁装置によれば、バルブオーバーラップの減少を招くことなく、比較的簡素な構成でバルブの駆動位相およびバルブリフト量を連続的に変化させることができることができるという利点がある（請求項１）。
【００５０】
第３アームを付勢するスプリングを設けることにより、第２アームが常にカムに当接するように第２アームと第３アームの位置を保持することができる（請求項２）。
また、第３アームの伝達面部に、支持軸の中心からの距離が変化する変換部を設けたことにより、第２アームの揺動量が第３アームにより変換されて第１アームに伝達される。このため、第２アームのロッカシャフト側の支点の位置を可変機構によって移動させることにより、吸気または排気バルブのリフト量を変化させることができる（請求項３）。
【００５１】
また、上記支点をロッカシャフトの軸まわりに変位させる可変機構により、吸気または排気バルブの駆動位相を連続的に変化させることができる（請求項４）。
該第１アームが該非変換部に当接している間は、該第２アームが揺動駆動されても該第１アームの揺動がキャンセルされるので、バルブリフト量にかかわらず開弁時期又は閉弁時期を略同一にすることができる（請求項５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を示す模式図であって、位相が遅角した状態を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を示す模式図であって、図１の上面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を示す模式図であって、位相が遅角した状態における開弁時を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置のカム角とバルブリフトとの関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を示す模式図であって、位相が中立の状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を示す模式図であって、位相中立状態における開弁時を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を示す模式図であって、位相が進角した状態を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を示す模式図であって、位相が進角した状態における開弁時を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置の全体構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置の作用について説明する図であって、吸気弁及び排気弁のバルブリフト線図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置の作用について説明する図であって、全負荷時及び加速時の吸気弁及び排気弁のバルブリフト線図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置の作用について説明する図であって、始動時の吸気弁及び排気弁のバルブリフト線図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置の変形例を示す模式図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１０  可変動弁装置
１１  吸気弁
２０，１２０  カムシャフト
２１，１２１  ロッカシャフト
２２，  カム
２３，１２３  ロッカアーム機構
２５  可変機構
２６  自在継手部
２７  接続部材
３１  第１アーム
３２  第２アーム
３３  第３アーム
３７  力伝達部
６０  支持軸
６１  スプリング
６５  伝達面部
７０  非変換部
７１  変換部
【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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【図１３】
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【図１４】
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