(57)【要約】【課題】各気筒に二つずつ配された被制御バルブの開閉タイミング及びリフト量を互いに独立させて制御することで出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてより一層の改善を行うことができるバルブ制御機構を提供すること。【解決手段】本発明のバルブ制御機構は、カムシャフト１のカム１０ａ，１０ｂによって揺動される揺動アーム４ａ，４ｂと、揺動アーム４ａ，４ｂによって揺動されるロッカーアーム９とを備えており、カムシャフト１が、各気筒毎に二つずつ設けられるカム１０ａ，１０ｂの突出方向のなす角度を変更する第一タイミング変更手段手段２，２０を有し、かつ、各揺動アーム４ａ，４ｂが、カム受部４２ａ，４２ｂの突出方向とロッカーアーム９を押す突起部４３ａ，４３ｂの突出方向とのなす角度を変更する第二タイミング変更手段３，３１，３２，３３ａ，３３ｂ，４５ａ，４５ｂを有していることを特徴としている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の被制御バルブの開閉を制御するバルブ制御機構において、
カムを有するカムシャフトと、該カムによって揺動される揺動アームと、該揺動アームによって揺動されるロッカーアームと、該ロッカーアームによって開閉される前記被制御バルブとを備え、
前記被制御バルブが気筒毎に二つずつ配設されると共に、前記揺動アーム及び前記ロッカーアームが各被制御バルブ毎に配設され、
前記揺動アームが、前記カムによって押されるカム受部と、該カム受部が前記カムによって押されて該揺動アームが揺動することでロッカーアームを押す突起部とを備えており、
前記カムシャフトが、各気筒毎の二つの前記カムの突出方向のなす角度を変更する第一タイミング変更手段手段を有し、かつ、
前記各揺動アームが、前記カム受部の突出方向と前記突起部の突出方向とのなす角度を変更する第二タイミング変更手段を有していることを特徴とするバルブ制御機構。
【請求項２】
前記第一タイミング変更手段手段が、
前記カムシャフトの内部に収納された軸方向にスライド可能なコントロールシャフトと、
該コントロールシャフトに固定された斜行方向の異なる一対のヘリカルギアと、
該ヘリカルギアに対応して各気筒毎の二つの前記カム内部にそれぞれ形成されたギア面とからなることを特徴とする請求項１に記載のバルブ制御機構。
【請求項３】
前記第二タイミング変更手段が、
前記揺動アームの揺動中心となるスリーブシャフトと、
該スリーブシャフトの内部に収納された軸方向にスライド可能な一対の第一コントロールシャフト及び第二コントロールシャフトと、
第一コントロールシャフトに固定された斜行方向の異なる一対の第一ヘリカルギアと、
前記第一ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における一方の前記揺動アームの前記カム受部内部に形成されたギア面と、前記第一ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における一方の前記揺動アームの前記突起部内部に形成されたギア面と、
第二コントロールシャフトに固定された斜行方向の異なる一対の第二ヘリカルギアと、
前記第二ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における他方の前記揺動アームの前記カム受部内部に形成されたギア面と、前記第二ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における他方の前記揺動アームの前記突起部内部に形成されたギア面とからなることを特徴とする請求項２に記載のバルブ制御機構。
【請求項４】
前記カムシャフトの端部に、全気筒のバルブ開閉タイミングを一括して変更する全気筒タイミング変更手段を有していることを特徴とする請求項３に記載のバルブ制御機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉を制御するバルブ制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸排気バルブの開閉は、カムシャフトを用いたバルブ制御機構によって制御されるのが一般的である。近年になって、吸排気バルブの開閉タイミングやリフト量を可変制御する機構も実用化されている。このようなものとして、吸気バルブの開閉タイミングとリフト量とを独立させて可変制御させる機構も公知となっている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の制御機構は、簡素な構造によって可変バルブタイミング＆リフト独立制御を実現し、かつ、スロットルバルブを廃止してポンピングロスを低減し、高出力化や高燃費化を目指したものである。
【０００３】
特許文献１に記載のバルブ制御機構では、各気筒毎に配置された二つの吸気バルブの開閉タイミング及びリフト量は同一となるが、開閉タイミングを遅角又は進角させる制御とリフト量を変更する制御とは独立して行える。開閉タイミングの可変制御は、カムによって揺動される揺動アーム（仲介駆動機構）によって行われる。揺動アームは、カムシャフトのカムによって押されるカム受部（入力部）とロッカーアームを押す突起部（出力部：揺動カム）とを有している。そして、カム受け部と突起部との位置が変更可能とされており、これによってロッカーアームの押し下げタイミングを可変とすることができる。
【０００４】
一方、リフト量の可変制御は、ロッカーアームの支点・力点・作用点の位置関係を変更することで行われる。特許文献１に記載のバルブ制御機構では、ロッカーアームの支点の位置を移動させることで、バルブを押し下げる作用点の作動量を変えることでバルブリフト量を変えている。バルブリフト量を可変制御することで吸入空気量を制御できるので、スロットルバルブを廃止してポンピングロスを抑止している。これらの開閉タイミングの可変制御とリフト量の可変制御とは互いに独立して行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６３０１５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７３４６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、上述した機構をさらに改良し、各気筒毎に配置される一対の吸気バルブ間でも開閉タイミングを及びリフト量を異ならせて制御し得る機構を実現すべく鋭意研究を行い、このような機構を実現するに至った。各気筒に配置される一対の吸気バルブにおける開閉タイミングを及びリフト量を異ならせて制御することで、これまでにない燃焼状態を創出することが可能となる。この結果、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてさらなる改善を行うことが可能となる。なお、ここでは吸気バルブとして説明したが、各気筒毎に配される一対の排気バルブに関しても、その開閉タイミングとリフト量とを異ならせて制御することでも燃焼を制御できるので、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等において改善を行うのに都合がよいことは言うまでもない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のバルブ制御機構は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の被制御バルブの開閉を制御するもので、カムを有するカムシャフトと、カムによって揺動される揺動アームと、揺動アームによって揺動されるロッカーアームと、ロッカーアームによって開閉される被制御バルブとを備えている。また、このバルブ制御機構は、被制御バルブが気筒毎に二つずつ配設されると共に、揺動アーム及びロッカーアームが各被制御バルブ毎に配設され、揺動アームが、カムによって押されるカム受部と、カム受部がカムによって押されて揺動アームが揺動することでロッカーアームを押す突起部とを備えている。ここで、カムシャフトが、各気筒毎の二つのカムの突出方向のなす角度を変更する第一タイミング変更手段手段を有し、かつ、各揺動アームが、カム受部の突出方向と突起部の突出方向とのなす角度を変更する第二タイミング変更手段を有している。
【０００８】
このため、第一タイミング変更手段手段によって各気筒の二つの被制御バルブの開閉タイミングを異ならせることが可能となる。また、第二タイミング変更手段によっても、各気筒の二つの被制御バルブの開閉タイミングを異ならせることができ、制御範囲をより広く確保することができる。両者を組み合わせることで、これまでにない燃焼状態を創出でき、出力性能に優れた燃焼・燃費性能に優れた燃焼・排気クリーン化性能上優れた燃焼などを使い分けることも可能となる。
【０００９】
例えば、各気筒の二つの被制御バルブの開閉タイミングを異ならせる制御も行えるので、被制御バルブを吸気バルブとすれば、気筒内のスワールの発生を強化して気筒内の隅々までより確実に燃焼させることができるようになる。なお、これらの気筒内で第一タイミング変更手段による制御と第二タイミング変更手段による制御とは独立して行うことが可能となる。即ち、一方の制御のみを行うことが可能となり、その分燃焼の最適化の自由度が高い。
【００１０】
請求項２に記載の発明においては、上述した請求項１に記載のバルブ制御機構に加えて、第一タイミング変更手段手段が、カムシャフトの内部に収納された軸方向にスライド可能なコントロールシャフトと、コントロールシャフトに固定された斜行方向の異なる一対のヘリカルギアと、ヘリカルギアに対応して各気筒毎の二つのカム部内部にそれぞれ形成されたギア面とからなることを特徴としている。
【００１１】
このため、コントロールシャフトのスライドという簡便な動作で各気筒毎の二つのカムの突出方向を変えることができる。カムの突出方向を変えることで、各気筒毎の二つの被制御バルブの開閉タイミングをずらすことが可能となる。また、そのスライド量で開閉タイミングのズレ量を容易に変更させることができ、制御可能範囲内であれば連続可変制御を行える。即ち、各気筒毎の二つの被制御バルブ間の開閉タイミングをずらすことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明においては、上述した請求項２に記載のバルブ制御機構に加えて、第二タイミング変更手段が、スリーブシャフトと、第一コントロールシャフト及び第二コントロールシャフトと、一対の第一ヘリカルギア及び第二ヘリカルギアと、第一ヘリカルギアの一方に対応して一方の揺動アームのカム受部内部に形成されたギア面と、第一ヘリカルギアの他方に対応して一方の揺動アームの突起部内部に形成されたギア面と、第二ヘリカルギアの一方に対応して他方の揺動アームのカム受部内部に形成されたギア面と、第二ヘリカルギアの他方に対応して他方の揺動アームの突起部内部に形成されたギア面とからなる。
【００１３】
スリーブシャフトは、揺動アームの揺動中心となる中空のシャフト部材である。一対の第一コントロールシャフト及び第二コントロールシャフトは、スリーブシャフトの内部に収納されており、軸方向にスライド可能となっている。第一ヘリカルギアは、斜行方向の異なる一対のヘリカルギアからなり、第一コントロールシャフトに固定されている。第二ヘリカルギアも、斜行方向の異なる一対のヘリカルギアからなり、第二コントロールシャフトに固定されている。
【００１４】
第一ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における一方の揺動アームのカム受部内部にギア面が形成されている。また、第一ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における一方の揺動アームの突起部内部にもギア面が形成されている。同様に、第二ヘリカルギアの一方に対応して各気筒における他方の揺動アームのカム受部内部にもギア面が形成されている。第二ヘリカルギアの他方に対応して各気筒における他方の揺動アームの突起部内部にもギア面が形成されている。
【００１５】
このため、第一又は第二コントロールシャフトのスライドという簡便な動作で揺動アームのカム受部の突出方向と突出部の突出方向のなす角度を変えることができる。このなす角度を変えることで各気筒毎の二つの被制御バルブの開閉タイミングをそれぞれ独立して変更させることが可能となる。また、そのスライド量で開閉タイミングを容易に変更させることができ、制御可能範囲内であれば連続可変制御を行える。また、各気筒毎の二つの被制御バルブの開閉タイミングは完全に独立して行うことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明においては、上述した請求項３に記載のバルブ制御機構に加えて、カムシャフトの端部に、全気筒のバルブ開閉タイミングを一括して変更する全気筒タイミング変更手段が配設されている。これにより、被制御バルブ全体のクランクシャフトの回転に対する進角・遅角を全気筒タイミング変更手段によって一括して行うことができる。このようにすることで、より的確なバルブ制御が可能となり、より好ましい燃焼を行うことが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のバルブ制御機構の実施形態について、図面を参照しつつ以下に説明する。図１〜図３には、本実施形態のバルブ制御機構が斜視図として示されている。また、図１は、カムシャフト１の内部に収納されているコントロールシャフト２が外部に出された状態で描写されている。さらに、図１は、スリーブシャフト３０に取り付けられている揺動アーム４ａ，４ｂが、スリーブシャフト３０から分離された状態で描写されている。
【００１８】
カムシャフト１は、複数に分割されたアウターシャフト１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、アウターシャフト１ａ〜１ｄの内部に収納されたコントロールシャフト２と、このコントロールシャフト２に固定されたヘリカルギア２０とからなる。各ヘリカルギア２０は、斜行方向が異なる一対のヘリカルギア２０ａ，２０ｂを有している。各ヘリカルギア２０は、円筒状であり、コントロールシャフト２に挿入された後に固定ピン２１（図４参照）によってコントロールシャフト２に固定される。
【００１９】
アウターシャフト１ａ〜１ｄは、各気筒毎に配置される二つのカム１０ａ，１０ｂを分割させ、かつ、隣の気筒の近接するカム１０ａ，１０ｂと組になるように分割されている。図４においては、各気筒のカム１０ａ同士、カム１０ｂ同士がそれぞれ組になっている。このため、各気筒においてカム１０ａとカム１０ｂの配列順は逆になっている。各カム１０ａ，１０ｂの内部に、上述したヘリカルギア２０が配置される。このヘリカルギア２０は、分割されたアウターシャフト１ａ〜１ｄの分割部に一つおきに配置されている。
【００２０】
アウターシャフト１ａ，１ｃのカム１０ａの内部（本実施形態ではややオフセットしている）にはヘリカルギア２０ａを収納する空間が形成されており、この空間の内面にはヘリカルギア２０ａに対応するギア面１１ａがそれぞれ形成されている。一方、アウターシャフト１ｂ，１ｄのカム１０ｂの内部にはヘリカルギア２０ｂを収納する空間が形成されており、この空間の内面にはヘリカルギア２０ｂに対応するギア面１１ｂがそれぞれ形成されている。
【００２１】
上述したようにカムシャフト１が形成されているので、コントロールシャフト２をスライドさせると（例えば、図４において右方にスライドさせると）、ヘリカルギア２０がアウターシャフト１ａ〜１ｄ内部の空間内で移動し、ヘリカルギア２０ａ，２０ｂとギア面１１ａ、１１ｂとの噛み合いによって、アウターシャフト１ａ、１ｃ（図４中のＸグループ）に対してアウターシャフト１ｂ、１ｄ（図４中のＹグループ）が回転する。実際には、カムシャフト１は回転しているので、カムシャフト１が回転しながら、各気筒におけるカム１０ａの突出方向とカム１０ｂの突出方向とのなす角が変更されることとなる。
【００２２】
例えば、図４においては、コントロールシャフト２がそのスライド可能範囲の左側限界に位置している。このとき、各気筒（図４中では＃１〜＃３）におけるカム１０ａとカム１０ｂとは同方向に突出されており、それらのなす角は０°である（隣接する気筒とは突出方向は異なる）。この状態から、コントロールシャフト２を右方にスライドさせると、ヘリカルギア２０ａ，２０ｂの斜行方向が異なるので、各気筒（＃１〜＃３）において、カム１０ａの突出方向とカム１０ｂの突出方向とのなす角が広がる。
【００２３】
即ち、各気筒（＃１〜＃３）において、カム１０ａの作動するタイミングとカム１０ｂの作動するタイミングとが異なるようになる。また、コントロールシャフト２のスライド量によって、そのタイミングのズレを連続的に可変制御できる。最終的には、このカム１０ａ，１０ｂの作動タイミングのズレによって、各気筒における二つの被制御バルブ５の開閉タイミングを異ならせることができる。さらに、この機構はカムシャフト１の内部に収納されるため、スペース的にも効率が良く、スペース的制約が大きいシリンダヘッド部分に良好に構築することができる。なお、ここでは、上述したコントロールシャフト２や、ヘリカルギア２０，ギア面１１ａ，１１ｂなどが、第一タイミング変更手段手段として機能している。
【００２４】
図５に示されるように、本実施形態のバルブ制御機構は直列四気筒エンジンに対して適用したものである。この場合、上述したアウターシャフト１ｄの先には、もう一つのアウターシャフト１ｅが存在する。このアウターシャフト１ｅは、上述したＸグループとなる。そして、このアウターシャフト１ｅは、クランクシャフトの回転に対するカムシャフト１全体の回転位相を連続的に可変制御し得るプーリー６の回転中心に結合されている。プーリー６の外周にはクランクシャフトの出力が入力されるギア６０が形成されている。このギア６０にはタイミングベルトやタイミングチェーンを介してクランクシャフトの出力が伝達され、これによってカムシャフト１とクランクシャフトとの同期がとられている。
【００２５】
プーリー６は、ギア６０（即ちクランクシャフト）とカムシャフト１との回転位相を可変制御し得るものである。この機構は周知であるためここでは詳しく説明しないが、プーリー６の内部には、カムシャフト１（アウターシャフト１ｅ）に結合された部分とギア６０に結合された部分との間に油室が形成されている。そして、オイルポンプによってこの油室に対してオイルを送出・抽出させることで、ギア６０（即ちクランクシャフト）とカムシャフト１との回転位相を可変制御する。即ち、このプーリー６やオイルポンプなどが全気筒タイミング変更手段として機能している。
【００２６】
このプーリー６によって、グループＸに属するカム１０ａ及びグループＹに属するカム１０ｂの双方のクランクシャフトに対する回転位相を一括して可変制御できる。さらに、上述した図４に示される機構によって、グループＸに属するカム１０ａに対するグループＹに属するカム１０ｂの回転位相を可変制御することができる。なお、コントロールシャフト２のスライドは、図５に示されるように、コントロールシャフト２の端部に設けられたアクチュエータ７０によって行われる。アクチュエータ７０は、ダイヤフラムと負圧とを利用するようなものや、ピストンと油圧を利用するもの、電気モータとギヤを利用するものなどを利用する。
【００２７】
次に、上述したカムシャフト１と被制御バルブ５の間に介在する揺動アーム４ａ，４ｂについて説明する。揺動アーム４ａ，４ｂは、被制御バルブ５のリフト量を可変制御することに寄与する。厳密に言えば、リフト量を可変制御するに際して、開閉タイミングにも多少影響を与えるが、開閉タイミングは主として上述した図４に示す機構によって行える。設定次第では、二つの機構を併用することで、開閉タイミングの制御範囲を広く確保することも可能となる。
【００２８】
上述したように、スリーブシャフト３には、各気筒毎に二つの揺動アーム４ａ，４ｂが取り付けられている。これらの符号の添え字となるアルファベットは対応するカム１０ａ，１０ｂのアルファベットと対応している。スリーブシャフトの内部には、半円形の断面を持つ第一コントロールシャフト３１及び第二コントロールシャフト３２がスライド可能に収納されている。スリーブシャフト３０には、円筒状の第一ヘリカルギア３３ａ及び第二ヘリカルギア３３ｂがスライド可能に取り付けられている。これらの符号の添え字となるアルファベットも、対応するカム１０ａ，１０ｂ及び揺動アーム４ａ，４ｂのアルファベットに対応している。
【００２９】
第一ヘリカルギア３３ａ及び第二ヘリカルギア３３ｂは、双方とも同一の形態を有している。しかし、第一ヘリカルギア３３ａは、スリーブシャフト３０に形成された長孔３０ａを介して、固定ピン３４ａ（図６参照）によって第一コントロールシャフト３１に固定され、第二ヘリカルギア３３ｂは、スリーブシャフト３０に形成された長孔３０ｂを介して、固定ピン３４ｂ（図６参照）によって第二コントロールシャフト３２に固定されている。
【００３０】
第一ヘリカルギア３３ａ及び第二ヘリカルギア３３ｂの形態について、第一ヘリカルギア３３ａを例に説明する。一対の第一ヘリカルギア３３ａは、外径の異なるヘリカルギア３５ａ，３６ａからなる。一方のヘリカルギア３５ａの外径が、他方のヘリカルギア３６ａの外径よりも大きくされている。そして、このヘリカルギア３５ａ，３６ａ（一対の第一ヘリカルギア３３ａ）のギア歯の斜行方向は互いに異なる。第二ヘリカルギア３３ｂも同様である。
【００３１】
揺動アーム４ａ，４ｂについても、一方の揺動アーム４ａについてその構造を説明する。他方の揺動アーム４ｂの構造は一方の揺動アーム４ａと全く同一である。揺動アーム４ａは、カムシャフト１のカム１０ａによって押されるローラー（カム受部）４２ａを有する入力部４０ａと、後述するロッカーアーム９を押す突起状のノーズ（突起部）４３ａを有する出力部４１ａとが互いに回転可能に一体化されている。入力部４０ａの内面には一方のヘリカルギア３５ａに対応するギア面４４ａが形成されており、出力部４１ａの内面には他方のヘリカルギア３６ａに対応するギア面４５ａが形成されている。
【００３２】
上述したように構成されているため、第一コントロールシャフト３１をスライドさせると（例えば、図６において右方にスライドさせると）、第一ヘリカルギア３３ａが一方の揺動アーム４ａ内部で移動し、一方のヘリカルギア３５ａ及び他方のヘリカルギア３６ａと揺動アーム４ａ内部のギア面４４ａ，４５ａとの噛み合いによって、入力部４０ａに対して出力部４１ａが回転運動する。各気筒毎に一方の揺動アーム４ａが第一コントロールシャフト３１に固定されているので、第一コントロールシャフトを操作することで、各気筒における一方の被制御バルブ５について制御を行える。
【００３３】
同様にして、第二コントロールシャフト３２をスライドさせれば、第二ヘリカルギア３３ｂが他方の揺動アーム４ｂ内部で移動し、一方のヘリカルギア３５ｂ及び他方のヘリカルギア３６ｂと揺動アーム４ｂ内部のギア面４４ｂ，４５ｂとの噛み合いによって、入力部４０ｂに対して出力部４１ｂを回転させることができる。即ち、入力部４０ａ（４０ｂ）に対して出力部４１ａ（４１ｂ）を回転運動させることで、ローラー４２ａの突出方向とノーズ４３ａの突出方向のなす角度が変更されることとなる。
【００３４】
例えば、図６においては、第一コントロールシャフト３１がそのスライド可能範囲の左側限界に位置している。この状態から、第一コントロールシャフト３１を右方にスライドさせると、ヘリカルギア３５ａ，３６ａの斜行方向が異なるので、ローラー４２ａの突出方向とノーズ４３ａの突出方向とのなす角が広がる（ヘリカルギアとギア面のギアの斜行方向ｂによっては狭くするように設定することもできる）。即ち、カム１０ａによって後述するロッカーアーム９を押すタイミングと、ロッカーアーム９を押し下げる量とを変えることができる。
【００３５】
第一コントロールシャフト３１のスライド量によって、そのタイミング及び押下量を連続的に可変制御できる。このように、最終的には、タイミングが変わることで被制御バルブ５の開閉タイミングを可変制御でき、押下量が変わることで被制御バルブ５のリフト量を可変制御できる。なお、揺動アーム４ａ，４ｂによるタイミング＆リフト制御だけを見れば、タイミングとリフト量との間には一定の関係があが、上述した第一タイミング変更手段はリフト量制御とは完全に独立しており、追って説明するリフト量制御機構は開閉タイミング制御とは完全に独立している。
【００３６】
ここで、第一コントロールシャフト３１と第二コントロールシャフト３２とは独立して制御可能であるため、各気筒毎に二つ配された被制御バルブ５をそれぞれ独立して制御可能となる。第一コントロールシャフト３１及び第二コントロールシャフト３２のスライドは、図５に示されるように、各コントロールシャフト３１，３２の端部に設けられたアクチュエータ７１，７２によって行われる。アクチュエータ７１，７２は、ダイヤフラムと負圧とを利用するようなものや、ピストンと油圧を利用するもの、電気モータとギヤを利用するものなどを利用する。
【００３７】
さらに、この機構は揺動アーム４ａ，４ｂの揺動中心となるスリーブシャフト３０の内部に収納されるため、スペース的にも効率が良く、スペース的制約が大きいシリンダヘッド部分に良好に構築することができる。なお、ここでは、上述したスリーブシャフト３０、第一コントロールシャフト３１、第二コントロールシャフト３２や、揺動アーム４ａ，４ｂなどが、第二タイミング変更手段として機能している。
【００３８】
次に、揺動アーム４ａ，４ｂの出力部４１ａ，４１ｂ（ノーズ４３ａ，４３ｂ）によって揺動されるロッカーアーム９について説明する。なお、このロッカーアーム９近傍の構造は、全ての被制御バルブ５について同様であるため、これまでのように符号にアルファベットの添え字を付さないで説明することとする。図２に示されるように、ロッカーアーム９は、そのほぼ中央に上述したノーズ４３ａ，４３ｂによって押されるローラー９０を有している。
【００３９】
ロッカーアーム９の一端の支点部９１は、支持部８によって下方から支持されている。ロッカーアーム９の他端の作用部９２近傍には、被制御バルブ５の端部が配置されている。ロッカーアーム９の揺動時に、ローラー９０は力点、支点部９１は支点、作用部９２は作用点として機能する。ロッカーアーム９自体は、揺動可能に図示されない機構によってシリンダヘッド内に保持されている。ノーズ４３ａ，４３ｂによってローラー９０部分が押されると、ロッカーアーム９は支点部９１を中心として揺動し、支点部９２によって被制御バルブ５を押し開く。
【００４０】
上述した二つの機構（図４及び図６に示す機構）を組み合わせることで、被制御バルブ５の開閉タイミングやリフト量を、制御範囲を広く確保して連続的に可変制御することが可能となる。また、その制御も、各気筒毎に二つ配置した被制御バルブ５で異なる制御を行うことができる。これによって、これまでには不可能であった燃焼を行うことが可能となり、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてより一層の改善を行うことができる。
【００４１】
例えば、各気筒の二つの吸気バルブの開くタイミングをずらすことで、気筒内にスワールをより確実に発生させ、より完全な燃焼を実現することができる。より完全な燃焼を行うことで、高出力を図ることができる。また、より完全に燃焼させることができれば、排気ガス中に含まれる未燃燃料の量が減るので、排気ガスがよりクリーンになるし、ディーゼルエンジンにおける白煙の発生なども抑止できる。また、制御範囲を広く確保しつつ、バルブリフト量を変更できるため、スロットルバルブを廃止してポンピングロスを抑止しつつ吸入空気量を制御することが可能となる。上述した実施形態のエンジンもスロットルバルブを廃止したものであり、上述したリフト量可変機構によって吸入空気量を可変制御している。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のバルブ制御機構によれば、各気筒に二つずつ配された被制御バルブの開閉タイミングとリフト量とをそれぞれ別々に独立して制御することが可能となる。この結果、より多様な燃焼状況を創出することができ、出力性能・燃費性能・排気クリーン化性能等においてより一層の改善を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバルブ制御機構の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明のバルブ制御機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明のバルブ制御機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明のバルブ制御機構の一実施形態におけるカムシャフトの断面図である。
【図５】本発明のバルブ制御機構の一実施形態のエンジンへの搭載状況を示す説明図である。
【図６】本発明のバルブ制御機構の一実施形態における揺動アームの断面図である。
【符号の説明】
１…カムシャフト、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ…アウターシャフト、２…コントロールシャフト（第一タイミング変更手段手段）、３…スリーブシャフト（第二タイミング変更手段）、４ａ，４ｂ…揺動アーム、５…被制御バルブ、６…プーリー、８…支持部、９…ロッカーアーム、１０ａ，１０ｂ…カム、１１ａ，１１ｂ…ギア面（第一タイミング変更手段手段）、２０（２０ａ，２０ｂ）…ヘリカルギア（第一タイミング変更手段手段）、３０…スリーブシャフト、３１…第一コントロールシャフト（第二タイミング変更手段）、３２…第二コントロールシャフト（第二タイミング変更手段）、３３ａ（３５ａ，３６ａ）…第一ヘリカルギア（第二タイミング変更手段）、３３ｂ（３５ｂ，３６ｂ）…第二ヘリカルギア（第二タイミング変更手段）、４０ａ，４０ｂ…入力部、４１ａ，４１ｂ…出力部、４２ａ，４２ｂ…ローラー（カム受部）、４３ａ，４３ｂ…ノーズ（突起部）、４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ…ギア面（第二タイミング変更手段）、６０…ギア、７０，７１，７２…アクチュエータ、９０…ローラー、９１…支点部、９２…作用部。
【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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