(57)【要約】【課題】吸入空気量を減少させることなく、スワールを生成することのできるエンジンの可変バルブ装置を提供する。【解決手段】電圧を印加すると粘性が変化する電気粘性体２３を備えたダンパー２０と、電気粘性体２３に電圧を印加する制御手段２８とを備える。制御手段２８によって電気粘性体２３への印加電圧を制御することにより、エンジンの吸気バルブ１４の作動速度を可変する。制御手段２８は、吸気バルブ１４の開方向と閉方向の少なくとも一方の作動途中においてその作動速度を所定時間低下させてスワールの生成に適した所定の開度に維持するように、電気粘性体２３への印加電圧を制御する。ダンパー２０は、電気粘性体２３を充填したダンパー室２１と、吸気バルブ１４に設けたポール２４とを備える。ダンパー室２１にポール２４をスライド可能に設け、ポール２４に電気粘性体２３の流動抵抗を受ける突起部２５を設ける。【選択図】      図１
2004301029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を印加すると粘性が変化する電気粘性体を備えたダンパーと、
前記電気粘性体に電圧を印加する制御手段とを備え、
前記制御手段によって前記電気粘性体への印加電圧を制御することにより、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを構成するエンジンバルブの作動速度を可変するエンジンの可変バルブ装置であって、
前記制御手段は、前記エンジンバルブの開方向と閉方向の少なくとも一方の作動途中においてその作動速度を所定時間低下させてスワールの生成に適した所定の開度に維持するように、前記電気粘性体への印加電圧を制御することを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記エンジンバルブは、電磁式駆動手段によって開閉される吸気バルブであり、
前記制御手段は、前記電気粘性体への印加電圧の制御を前記吸気バルブの閉方向の作動途中において行なうことを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記エンジンバルブは、電磁式駆動手段によって開閉される吸気バルブであり、
前記制御手段は、前記電気粘性体への印加電圧の制御を前記吸気バルブの開方向の作動途中において行なうことを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記エンジンバルブは、電磁式駆動手段によって開閉される排気バルブであり、
前記制御手段は、前記電気粘性体への印加電圧の制御を前記排気バルブの閉方向の作動途中において行なうことを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記エンジンバルブは、カムシャフト式駆動手段によって開閉される吸気バルブであり、
前記制御手段は、前記電気粘性体への印加電圧の制御を前記吸気バルブの閉方向の作動途中において行なうことを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記エンジンバルブは、カムシャフト式駆動手段によって開閉される排気バルブであり、
前記制御手段は、前記電気粘性体への印加電圧の制御を前記排気バルブの閉方向の作動途中において行なうことを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記制御手段は、前記エンジンバルブをスワールの生成に適した略一定の開度に維持するように、前記電気粘性体への印加電圧を制御することを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記制御手段は、前記エンジンバルブのタイミング特性が略ブーツ型の波形をなすように、前記電気粘性体への印加電圧を制御することを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記ダンパーは、電気粘性体を充填したダンパー室と、前記エンジンバルブに設けられたポールとを備え、
前記ダンパー室には、前記ポールが軸方向にスライド可能に設けられ、
前記ポールには、前記ダンパー室内の電気粘性体の流動抵抗を受ける突起部が設けられていることを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記ダンパーは、電気粘性体を充填したダンパー室を備え、
前記ダンパー室には、前記エンジンバルブの軸部が軸方向にスライド可能に設けられ、
前記エンジンバルブの軸部には、前記ダンパー室内の電気粘性体の流動抵抗を受ける突起部が設けられていることを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のエンジンの可変バルブ装置であって、
前記ダンパーは、電気粘性体を充填したベローズを有し、
前記ベローズは、前記エンジンバルブと一体をなす連動部によって外部から作動されることを特徴とするエンジンの可変バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの可変バルブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの吸気系にスワールが生成されるように、吸入空気に横方向旋回速度成分を付与するヘリカルポートと、吸入空気に特に旋回速度成分を付与しないストレートポートを設け、ストレートポートにスワールコントロールバルブ（ＳＣＶという）を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１のものでは、低回転低負荷側の運転領域等において、エンジンの燃焼室内での空気と燃料との混合を促進するとともに燃焼速度を速めて燃焼を改善するために、ＳＣＶが閉じられ、空気のスワールが生成される。また、高回転高負荷側の運転領域等においては、ＳＣＶを閉じてしまうと、多量の吸入空気によって過度に強いスワールが発生して燃焼速度が速くなり過ぎ、反って燃焼が悪化してしまうので、ＳＣＶが開かれるように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２０１９４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１のものでは、スワールの生成のためにＳＣＶが閉じられたときに、吸入空気量が減少されることになるため、ときとして吸入空気量が不足することがあった。なお、特開２００２−９７９１５号公報に記載された内燃機関用のバルブ組立体においても、前記した特許文献１と同様の問題があった。
【０００５】
本発明は、吸入空気量を減少させることなく、スワールを生成することのできるエンジンの可変バルブ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、本発明の特許請求の範囲に記載された構成を要旨とするエンジンの可変バルブ装置によって解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、制御手段によってダンパーの電気粘性体への印加電圧が制御されることにより、エンジンバルブの開方向と閉方向の少なくとも一方の作動途中においてその作動速度が所定時間低下される。このため、エンジンバルブが吸気バルブであるときは、開方向と閉方向の少なくとも一方の作動途中において作動速度が所定時間低下されてスワールの生成に適した所定の開度に維持されることで、スワールが生成される。また、エンジンバルブが排気バルブであるときは、排気バルブが閉じきらないうちに吸気行程が始まるようにするとよい。このようにすると、燃焼室の残留ガスが排出されにくく、また排気ポートから燃焼室へ逆流される排気ガスいわゆる内部ＥＧＲによるスワールが生成される。したがって、スワールコントロールバルブを用いる従来（特許文献１）のものと異なり、吸入空気量を減少させることなく、スワールを生成することができる。また、内部ＥＧＲを行なうことにより、希薄域でもＨＣの増加を伴うことなくＮＯｘの低減が可能である。なお、本明細書でいう「スワールの生成に適した所定の開度」とは、空気の吸入量が少ないためスワールが発生しなくなってしまう程小さくなく、また、流速が上昇せずスワールが発生しなくなってしまう程大きくなく、その間の範囲の開度である。
【０００７】
また、特許請求の範囲の請求項２に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、電磁式駆動手段によって開閉される吸気バルブの閉方向の作動途中において、制御手段によってダンパーの電気粘性体への印加電圧が制御されることにより、吸気バルブの閉方向の作動速度が所定時間低下される。これにより、吸入空気量を減少させることなく、吸入空気によるスワールを生成することができる。また、吸気バルブを開閉させる電磁式駆動手段に設計変更を要することなく、吸気バルブの閉方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
【０００８】
また、特許請求の範囲の請求項３に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、電磁式駆動手段によって開閉される吸気バルブの開方向の作動途中において、制御手段によってダンパーの電気粘性体への印加電圧が制御されることにより、吸気バルブの開方向の作動速度が所定時間低下される。これにより、吸入空気量を減少させることなく、吸入空気によるスワールを生成することができる。また、吸気バルブを開閉させる電磁式駆動手段に設計変更を要することなく、吸気バルブの開方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
【０００９】
また、特許請求の範囲の請求項４に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、電磁式駆動手段によって開閉される排気バルブの閉方向の作動途中において、制御手段によってダンパーの電気粘性体への印加電圧が制御されることにより、排気バルブの閉方向の作動速度が所定時間低下される。これにより、吸入空気量を減少させることなく、内部ＥＧＲによるスワールを生成することができる。また、排気バルブを開閉させる電磁式駆動手段に設計変更を要することなく、排気バルブの閉方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
【００１０】
また、特許請求の範囲の請求項５に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、カムシャフト式駆動手段によって開閉される吸気バルブの閉方向の作動途中において、制御手段によってダンパーの電気粘性体への印加電圧が制御されることにより、吸気バルブの閉方向の作動速度が所定時間低下される。これにより、吸入空気量を減少させることなく、吸入空気によるスワールを生成することができる。また、吸気バルブを開閉させるカムシャフト式駆動手段に設計変更を要することなく、吸気バルブの閉方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
【００１１】
また、特許請求の範囲の請求項６に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、カムシャフト式駆動手段によって開閉される排気バルブの閉方向の作動途中において、制御手段によってダンパーの電気粘性体への印加電圧が制御されることにより、排気バルブの閉方向の作動速度が所定時間低下される。これにより、吸入空気量を減少させることなく、内部ＥＧＲによるスワールを生成することができる。また、排気バルブを開閉させるカムシャフト式駆動手段に設計変更を要することなく、排気バルブの閉方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
【００１２】
また、特許請求の範囲の請求項７に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、制御手段によって電気粘性体への印加電圧が制御されることにより、エンジンバルブがスワールの生成に適した略一定の開度に維持される。これにより、吸入空気によるスワールを効果的に生成することができる。
【００１３】
また、特許請求の範囲の請求項８に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、制御手段によって電気粘性体への印加電圧が制御されることにより、エンジンバルブのタイミング特性が略ブーツ型の波形をなすことにより、吸入空気によるスワールを効果的に生成することができる。
【００１４】
また、特許請求の範囲の請求項９に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、エンジンバルブが作動すると、ダンパーの電気粘性体を充填したダンパー室をポールが軸方向にスライドする。このとき、ポールの突起部がダンパー室内の電気粘性体の流動抵抗を受ける。このため、電気粘性体の粘性が低い時は、電気粘性体の流動抵抗が小さいため、エンジンバルブの作動速度は速い。また、電気粘性体の粘性が高い時は、電気粘性体の流動抵抗が大きいため、エンジンバルブの作動速度は遅くなる。したがって、電気粘性体の粘性が高められることによって、エンジンバルブの作動速度が低下される。また、電気粘性体を充填したダンパー室にポールをスライド可能に設けるといった簡単な構造によって、ダンパーを構成することが可能である。
【００１５】
また、特許請求の範囲の請求項１０に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、エンジンバルブが作動すると、ダンパーの電気粘性体を充填したダンパー室をエンジンバルブの軸部が軸方向にスライドする。このとき、エンジンバルブの軸部の突起部がダンパー室内の電気粘性体の流動抵抗を受ける。このため、電気粘性体の粘性が低い時は、電気粘性体の流動抵抗が小さいため、エンジンバルブの作動速度は速い。また、電気粘性体の粘性が高い時は、電気粘性体の流動抵抗が大きいため、エンジンバルブの作動速度は遅くなる。したがって、電気粘性体の粘性が高められることによって、エンジンバルブの作動速度が低下される。
また、電気粘性体を充填したダンパー室にエンジンバルブの軸部をスライド可能に設けるといった簡単な構造によって、ダンパーを構成することが可能である。
【００１６】
また、特許請求の範囲の請求項１１に記載されたエンジンの可変バルブ装置によると、エンジンバルブが作動すると、ダンパーの電気粘性体を充填したベローズがエンジンバルブの連動部によって作動される。このとき、ベローズ内の電気粘性体の粘性が低い時は、電気粘性体の流動抵抗が小さいため、エンジンバルブの作動速度は速い。また、電気粘性体の粘性が高い時は、電気粘性体の流動抵抗が大きいため、エンジンバルブの作動速度は遅くなる。したがって、ベローズ内の電気粘性体の粘性が高められることによって、エンジンバルブの作動速度が低下される。
また、電気粘性体を充填したベローズをエンジンバルブの連動部によって外部から作動させることにより、ダンパーに電気粘性体を密閉することができる。このため、電気粘性体の密閉性及びダンパーの組付性を向上することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１を説明する。図１に示すように、エンジンの吸気バルブ１４は、電磁式駆動手段１５によってエンジンのクランク角に連動して所定の作動速度で開閉されるように構成されている。吸気バルブ１４は、軸部１４ａと、その軸部１４ａの一端部（図１において下端部）に連続するほぼ傘状の弁傘部１４ｂとを有し、エンジンのシリンダヘッド１０における吸気ポート１１を開閉する。その弁傘部１４ｂは、シリンダヘッド１０の吸気ポート１１に設けた弁座１２に当接することによって吸気ポート１１を閉じ、その弁座１２から下方へ離れることによって吸気ポート１１を開く（図１中、二点鎖線１４ｂ参照）。また、電磁式駆動手段１５は、電磁ソレノイドと、吸気バルブ１４の上端部に設けたアーマチュアとを備え、電磁ソレノイドに対する通電によってアーマチュアに上下動を付与するように構成されている。なお、吸気バルブ１４は、本明細書でいう「エンジンバルブ」に相当する。
【００１８】
前記シリンダヘッド１０には、吸気バルブ１４の側方に位置するダンパー２０が設置されている。ダンパー２０は、ダンパー室２１とポール２４とを備えている。ダンパー室２１は、ほぼボックス状に形成されており、その室内に電気粘性体２３が充填されている。電気粘性体２３は、「電圧を印加すると粘性が変化する機能性流体」であり、印加される電圧の大きさに応じて粘性が高くなり、電圧の印加がなくなると元の粘性に低下する特性を有する「電気粘性流体」とも呼ばれるものである。電気粘性体２３に対する印加電圧の制御は、エンジンの制御回路等の制御手段２８によって行なわれるように構成されている。
【００１９】
前記ポール２４は、前記吸気バルブ１４と平行をなしている。ポール２４の下端部と吸気バルブ１４の軸部１４ａの中央部とは、連結部材２６によって一体に連結されている。ポール２４の上端部は、前記ダンパー室２１の下板部２１ａに設けた孔（符号省略）を通じてダンパー室２１内に軸方向にスライド可能に挿入されている。ダンパー室２１の孔には、ポール２４との間の気密を保持するシール部材２２が設けられている。ポール２４の上端部には、例えば、径方向にフランジ状に張り出す突起部２５が形成されている。突起部２５は、ダンパー室２１内の電気粘性体２３の流動抵抗を受ける。
【００２０】
前記制御手段２８は、エンジンの低回転低負荷側の運転領域における吸気バルブ１４の閉方向（図１において上方）の作動途中において、電気粘性体２３への印加電圧の制御すなわち印加電圧を所定時間だけ印加するように構成されている。さらに、本実施の形態において、制御手段２８は、吸気バルブ１４の閉方向の作動途中のうちでも、吸入空気が吸気ポート１１と吸気バルブ１４の弁傘部１４ｂとの間の隙間を通って燃焼室１３に流入する流れによって強いスワールの生成がなされるとき、すなわち全閉に近づいたときに、電気粘性体２３への印加電圧の制御をなすようにしている。なお、開度が小さ過ぎると空気が吸入されずスワールは発生せず、逆に、開度が大き過ぎても流速が上昇せずスワールが発生しないため、強いスワールを生成させるためには、ある所定の範囲の開度にすることが必要であり、その所定の範囲は、実験等によって求めることができる。その所定の範囲の開度にすることで、流速が上昇した十分な量の吸入空気によってスワールが生成される。また、制御手段２８は、エンジンの上記高回転高負荷側の運転領域において、燃焼が悪化するときは、電気粘性体２３への印加電圧の制御を行なわないようになっている。
【００２１】
図２に吸気バルブ１４の開閉にかかるタイミング特性が示されている。横軸がクランク角であり、縦軸がバルブリフト量である。吸気バルブは、図２に特性線１Ｌで示すタイミング特性をもって開閉される。すなわち、吸気バルブは、始めは全閉位置にあり、クランク角が大きくなるにつれて、全閉位置から所定の作動速度で全開位置へ開く。続いて、吸気バルブは、全開位置において所定時間経てから、所定の作動速度で全閉位置へ閉じていく。そして、吸気バルブは、その閉方向の作動途中すなわち全閉に近いところでの前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加によって形成される遅延部１Ｌａにおいて、その作動速度が所定時間低下される。その遅延部１Ｌａにおいて、吸気バルブがスワールの生成に適した略一定の開度に維持される。その後、吸気バルブは、全閉位置へ閉じ、下死点ＢＤＣで全閉となる。このように、制御手段２８（図１参照）は、吸気バルブ１４の１回の開閉毎に上記制御を行う。このため、吸気バルブのタイミング特性は、図２に示される略ブーツ型の波形をなす。なお、前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加がないときは、吸気バルブは、所定の作動速度のまま全閉位置へ閉じる（図２中、二点鎖線１Ｌｂ参照）。
【００２２】
上記したエンジンの可変バルブ装置（図１参照）によると、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御されることにより、吸気バルブ１４の閉方向の作動途中においてその作動速度が所定時間低下されてスワールの生成に適した所定の開度に維持される（図２参照）。このため、吸入空気によるスワールが生成される。
したがって、スワールコントロールバルブを用いる従来（特許文献１）のものと異なり、吸入空気量を減少させることなく、吸入空気によるスワールを生成することができる。
さらに、本実施の形態では、制御手段２８によって、吸気バルブ１４の閉方向の作動途中のうちでも、全閉に近づいたときに、電気粘性体２３への印加電圧の制御をなすようにしている（図２参照）。このため、より強いスワールを生成することができる。
【００２３】
また、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御されることにより、吸気バルブ１４がスワールの生成に適した略一定の開度に維持される。これにより、吸入空気によるスワールを効果的に生成することができる。
【００２４】
また、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御されることにより、吸気バルブ１４のタイミング特性が略ブーツ型の波形をなすことにより（図２参照）、吸入空気によるスワールを効果的に生成することができる。
【００２５】
また、電磁式駆動手段１５によって開閉される吸気バルブ１４の閉方向の作動途中において、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御される。したがって、吸気バルブ１４を開閉させる電磁式駆動手段１５に設計変更を要することなく、吸気バルブ１４の閉方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
【００２６】
また、吸気バルブ１４が作動すると、ダンパー２０の電気粘性体２３を充填したダンパー室２１をポール２４が軸方向にスライドする。このとき、ポール２４の突起部２５がダンパー室２１内の電気粘性体２３の流動抵抗を受ける。このため、電気粘性体２３の粘性が低い時は、電気粘性体２３の流動抵抗が小さいため、吸気バルブ１４の作動速度は速い。また、電気粘性体２３の粘性が高い時は、電気粘性体２３の流動抵抗が大きいため、吸気バルブ１４の作動速度は遅くなる。したがって、電気粘性体２３の粘性が高められることによって、吸気バルブ１４の作動速度が低下される。また、電気粘性体２３を充填したダンパー室２１にポール２４をスライド可能に設けるといった簡単な構造によって、ダンパー２０を構成することが可能である。
【００２７】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２を説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１における制御手段２８（図１参照）に変更を加えたものであるからその変更部分について詳述し、重複する説明は省略する（以下同様）。
実施の形態２は、制御手段２８（図１参照）を、低回転低負荷側の運転領域における吸気バルブ１４の開方向の作動途中において、ダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧を制御すなわち印加電圧を所定時間だけ印加するように構成したものである。
さらに、本実施の形態において、制御手段２８は、吸気バルブ１４の開方向の作動途中のうちでも、吸入空気が吸気ポート１１と吸気バルブ１４の弁傘部１４ｂとの間の隙間を通って燃焼室１３に流入する流れによって強いスワールの生成がなされるとき、すなわち全開に近いときに、電気粘性体２３への印加電圧の制御をなすようにしている。また、制御手段２８は、前記実施の形態１と同様に、エンジンの上記高回転高負荷側の運転領域において、燃焼が悪化するときは、電気粘性体２３への印加電圧の制御を行なわないようになっている。
【００２８】
図３に、吸気バルブ１４のタイミング特性が示されている。横軸がクランク角であり、縦軸がバルブリフト量である。吸気バルブは、図３に特性線２Ｌで示すように、その開方向の作動途中すなわち全閉に近いところでの前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加によって形成される遅延部２Ｌａにおいて、その作動速度が所定時間低下される。その遅延部２Ｌａにおいて、吸気バルブがスワールの生成に適した略一定の開度に維持される。その後、吸気バルブ１４は、所定の作動速度で全開位置へ開いていく。この場合も、制御手段２８（図１参照）は、吸気バルブ１４の１回の開閉毎に上記制御を行う。このため、吸気バルブのタイミング特性は、図３に示される略ブーツ型の波形をなす。
【００２９】
上記したエンジンの可変バルブ装置（図１参照）によると、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御されることにより、吸気バルブ１４の開方向の作動途中においてその作動速度が所定時間低下されてスワールの生成に適した所定の開度に維持される（図３参照）。このため、吸入空気によるスワールが生成される。
したがって、スワールコントロールバルブを用いる従来（特許文献１）のものと異なり、吸入空気量を減少させることなく、吸入空気によるスワールを生成することができる。
さらに、本実施の形態では、制御手段２８によって、吸気バルブ１４の開方向の作動途中のうちでも、全閉に近いときに、電気粘性体２３への印加電圧の制御をなすようにしている（図３参照）。このため、より強いスワールを生成することができる。
【００３０】
また、電磁式駆動手段１５によって開閉される吸気バルブ１４の開方向の作動途中において、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御される。したがって、吸気バルブ１４を開閉させる電磁式駆動手段１５に設計変更を要することなく、吸気バルブ１４の開方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
【００３１】
また、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御されることにより、吸気バルブ１４がスワールの生成に適した略一定の開度に維持される。これにより、吸入空気によるスワールを効果的に生成することができる。
【００３２】
また、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御されることにより、吸気バルブ１４のタイミング特性が略ブーツ型の波形をなすことにより（図３参照）、吸入空気によるスワールを効果的に生成することができる。
【００３３】
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３を説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１におけるエンジンの可変バルブ装置（図１参照）を排気バルブに適用したものである。すなわち、排気バルブ（符号、３４を付す）は、エンジンのシリンダヘッド１０における排気ポート３１を開閉する。排気バルブ３４の弁傘部１４ｂ（実施の形態１と同一符号を付す）は、シリンダヘッド１０の排気ポート３１に設けた弁座３２に当接することによって排気ポート３１を閉じ、その弁座３２から下方へ離れることによって排気ポート３１を開く（図４中、二点鎖線１４ｂ参照）。なお、排気バルブ３４は、本明細書でいう「エンジンバルブ」に相当する。
【００３４】
前記制御手段２８は、エンジンの低回転低負荷側の運転領域における排気バルブ３４の閉方向（図４において上方）の作動途中において、電気粘性体２３への印加電圧の制御すなわち印加電圧を所定時間だけ印加するように構成されている。さらに、本実施の形態において、制御手段２８は、排気バルブ３４の閉方向の作動途中のうちでも、排気ガスが排気ポート３１と排気バルブ３４の弁傘部１４ｂとの間の隙間を通って燃焼室１３に流入する流れによって強いスワールの生成がなされるとき、すなわち全閉に近づいたときに、電気粘性体２３への印加電圧の制御をなすようにしている。また、制御手段２８は、エンジンの上記高回転高負荷側の運転領域において、燃焼が悪化するときは、電気粘性体２３への印加電圧の制御を行なわないようになっている。
【００３５】
図５に排気バルブ３４の開閉にかかるタイミング特性が示されている。横軸がクランク角であり、縦軸がバルブリフト量である。排気バルブは、図５に特性線３Ｌで示すタイミング特性をもって開閉される。すなわち、排気バルブは、前記実施の形態１の吸気バルブのタイミング特性（図２参照）と同様に、クランク角が大きくなるにつれて、全閉位置から所定の作動速度で全開位置へ開く。続いて、排気バルブは、全開位置において所定時間経てから、所定の作動速度で全閉位置へ閉じていく。そして、排気バルブは、その閉方向の作動途中すなわち全閉に近いところでの前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加によって形成される遅延部３Ｌａにおいて、その作動速度が所定時間低下される。その遅延部３Ｌａにおいて、排気バルブがスワールの生成に適した略一定の開度に維持される。しかして、前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加は、上死点ＴＤＣ近くで開始され、その上死点ＴＤＣを所定量過ぎたところまでなされるものとする。一方、上死点ＴＤＣからは、吸気行程が始まり、吸気バルブが開き始める（図５中、特性線１Ｌ参照）。その後、排気バルブは、全閉位置へ閉じる。このように、制御手段２８（図４参照）は、排気バルブ３４の１回の開閉毎に上記制御を行う。このため、排気バルブのタイミング特性は、図５に示される略ブーツ型の波形をなす。なお、前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加がないときは、吸気バルブは、所定の作動速度のまま全閉位置へ閉じる（図５中、二点鎖線３Ｌｂ参照）。
【００３６】
上記したエンジンの可変バルブ装置（図４参照）によると、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御されることにより、排気バルブ３４の閉方向の作動途中においてその作動速度が所定時間低下されてスワールの生成に適した所定の開度に維持される（図５参照）。そして、排気バルブが閉じきらないうちに吸気行程が始まるようにしている。このため、燃焼室の残留ガスが排出されにくく、また排気ポートから燃焼室へ逆流される排気ガスいわゆる内部ＥＧＲによるスワールが生成される。
このため、排気ガスいわゆる内部ＥＧＲによるスワールが生成される。
したがって、スワールコントロールバルブを用いる従来（特許文献１）のものと異なり、吸入空気量を減少させることなく、内部ＥＧＲによるスワールを生成することができる。また、内部ＥＧＲを行なうことにより、希薄域でもＨＣの増加を伴うことなくＮＯｘの低減が可能である。
【００３７】
また、電磁式駆動手段１５によって開閉される排気バルブ３４の閉方向の作動途中において、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御される。したがって、排気バルブ３４を開閉させる電磁式駆動手段１５に設計変更を要することなく、排気バルブ３４の閉方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
【００３８】
また、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御されることにより、排気バルブ３４がスワールの生成に適した略一定の開度に維持される。これにより、吸入空気によるスワールを効果的に生成することができる。
【００３９】
また、制御手段２８によってダンパー２０の電気粘性体２３への印加電圧が制御されることにより、排気バルブ３４のタイミング特性が略ブーツ型の波形をなすことにより（図５参照）、吸入空気によるスワールを効果的に生成することができる。
【００４０】
［実施の形態４］
本発明の実施の形態４を説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１における電磁式駆動手段１５（図１参照）に変更を加えたものである。
実施の形態４は、図６に示すように、吸気バルブ１４を、カムシャフト式駆動手段４０によってエンジンのクランク角に連動して所定の作動速度で開閉されるように構成されている。カムシャフト式駆動手段４０は、エンジンのクランクシャフトの回転に基づいて、タイミングチェーン（又はベルト）を介して回転されるカムシャフト４１を備えている。カムシャフト４１は、吸気バルブ１４の軸端部に設けたカム摺動部材４３に摺動接触するカム４２を有している。また、シリンダヘッド１０には、カム摺動部材４３の下方に対面するスプリング座面４４が形成されている。スプリング座面４４とカム摺動部材４３との間には、吸気バルブ１４を常に閉じ方向（図６において上方）へ付勢するバルブスプリング４６が介在されている。したがって、吸気バルブ１４は、バルブスプリング４６によってカム摺動部材４３をカム４２に摺動接触した状態で、カムシャフト４１の回転にともなってカム４２によって開閉される。
【００４１】
前記制御手段２８は、前記実施の形態１と同様に、エンジンの低回転低負荷側の運転領域における吸気バルブ１４の閉方向（図６において上方）の作動途中において、電気粘性体２３への印加電圧の制御すなわち印加電圧を所定時間だけ印加するように構成されている。
【００４２】
図７に吸気バルブの開閉にかかるタイミング特性が示されている。横軸がクランク角であり、縦軸がバルブリフト量である。吸気バルブは、図７に特性線４Ｌで示すタイミング特性をもって開閉される。すなわち、吸気バルブは、クランク角が大きくなるにつれて、全閉位置から所定の作動速度で全開位置へ開く。続いて、吸気バルブは、全開位置を経てから、所定の作動速度で全閉位置へ閉じていく。そして、吸気バルブは、その閉方向の作動途中すなわち全閉に近いところでの前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加によって形成される遅延部４Ｌａにおいて、その作動速度が所定時間低下される。その遅延部４Ｌａにおいて、吸気バルブがスワールの生成に適した略一定の開度に維持される。このとき、カムシャフト４１のカム４２に対して吸気バルブ１４（図６参照）のカム摺動部材４３が離れる。しかして、前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加は、下死点ＢＤＣ近くで開始され、その下死点ＢＤＣを所定量過ぎたところまでなされるものとする。その後、吸気バルブは、全閉位置へ閉じる。この場合も、制御手段２８（図６参照）は、吸気バルブ１４の１回の開閉毎に上記制御を行う。このため、吸気バルブのタイミング特性は、図７に示される略ブーツ型の波形をなす。なお、前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加がないときは、吸気バルブは、所定の作動速度のまま全閉位置へ閉じる（図７中、二点鎖線４Ｌｂ参照）。
【００４３】
上記したエンジンの可変バルブ装置（図６参照）によっても、前記実施の形態１（図１参照）とほぼ同様の作用効果が得られる。
また、吸気バルブ１４を開閉させるカムシャフト式駆動手段４０に設計変更を要することなく、吸気バルブ１４の閉方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
また、下死点ＢＤＣに達した後も、吸気バルブ１４が所定時間だけ開いている（図７参照）。このため、吸気ポート１１を流れてくる吸入空気を、その慣性力を利用して燃焼室１３内に流入させることができる。
【００４４】
［実施の形態５］
本発明の実施の形態５を説明する。本実施の形態は、前記実施の形態３における電磁式駆動手段１５（図４参照）に変更を加えたものである。
実施の形態５は、図８に示すように、吸気バルブ１４を、カムシャフト式駆動手段４０によってエンジンのクランク角に連動して所定の作動速度で開閉されるように構成されている。カムシャフト式駆動手段４０は、前記実施の形態４におけるカムシャフト式駆動手段４０と同様の構成である。
【００４５】
前記制御手段２８は、前記実施の形態３と同様に、エンジンの低回転低負荷側の運転領域における排気バルブ３４の閉方向（図８において上方）の作動途中において、電気粘性体２３への印加電圧の制御すなわち印加電圧を所定時間だけ印加するように構成されている。
【００４６】
図９に排気バルブの開閉にかかるタイミング特性が示されている。横軸がクランク角であり、縦軸がバルブリフト量である。排気バルブは、図９に特性線５Ｌで示すタイミング特性をもって開閉される。すなわち、排気バルブは、前記実施の形態４の吸気バルブのタイミング特性（図７参照）と同様に、クランク角が大きくなるにつれて、全閉位置から所定の作動速度で全開位置へ開く。続いて、排気バルブは、全開位置を経てから、所定の作動速度で全閉位置へ閉じていく。そして、排気バルブは、その閉方向の作動途中すなわち全閉に近いところでの前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加によって形成される遅延部５Ｌａにおいて、その作動速度が所定時間低下される。その遅延部５Ｌａにおいて、排気バルブがスワールの生成に適した略一定の開度に維持される。このとき、カムシャフト４１のカム４２に対して排気バルブ３４（図８参照）のカム摺動部材４３が離れる。しかして、前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加は、上死点ＴＤＣ近くで開始され、その上死点ＴＤＣを所定量過ぎたところまでなされるものとする。一方、上死点ＴＤＣからは、吸気行程が始まり、吸気バルブが開き始める（図９中、特性線４Ｌ参照）。その後、排気バルブは、全閉位置へ閉じる。この場合も、制御手段２８（図８参照）は、排気バルブ３４の１回の開閉毎に上記制御を行う。なお、前記制御手段による電気粘性体への電圧の印加がないときは、排気バルブは、所定の作動速度のまま全閉位置へ閉じる（図９中、二点鎖線５Ｌｂ参照）。
【００４７】
上記したエンジンの可変バルブ装置（図６参照）によっても、前記実施の形態３（図４参照）とほぼ同様の作用効果が得られる。
また、排気バルブ３４を開閉させるカムシャフト式駆動手段４０に設計変更を要することなく、排気バルブ３４の閉方向の作動速度を所定時間低下させることができる。
【００４８】
［実施の形態６］
本発明の実施の形態６を説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１におけるダンパー２０（図１参照）を変更したものである。図１０に示すように、ダンパー（符号、６０を付す）は、吸気バルブ１４の軸部１４ａの中央部に対応する位置において、前記シリンダヘッド１０に設置されている。ダンパー６０は、ダンパー室６１を備えている。ダンパー室６１は、ほぼボックス状に形成されており、その室内に電気粘性体２３が充填されている。ダンパー室６１には、そのダンパー室６１の下板部６１ａ及び上板部６１ｂに設けた孔（符号省略）を通じて吸気バルブ１４の軸部１４ａの中央部が軸方向（図１０において上下方向）にスライド可能に挿入されている。ダンパー室６１の下板部６１ａ及び上板部６１ｂの孔には、吸気バルブ１４の軸部１４ａとの間の気密を保持するシール部材６２がそれぞれ設けられている。吸気バルブ１４の軸部１４ａには、例えば、径方向にフランジ状に張り出す突起部６５が形成されている。突起部６５は、ダンパー室６１内の電気粘性体２３の流動抵抗を受ける。
【００４９】
上記したエンジンの可変バルブ装置（図１０参照）によっても、前記実施の形態１（図１参照）とほぼ同様の作用効果が得られる。
また、電気粘性体２３を充填したダンパー室６１に吸気バルブ１４の軸部１４ａをスライド可能に設けるといった簡単な構造によって、ダンパー６０を構成することが可能である。
また、ダンパー６０は、前記実施の形態３における電磁式駆動手段１５の排気バルブ３４（図４参照）、前記実施の形態４におけるカムシャフト式駆動手段４０の吸気バルブ１４（図６参照）、前記実施の形態５におけるカムシャフト式駆動手段４０の排気バルブ３４（図８参照）にも、上記と同様に適用することができる。
【００５０】
［実施の形態７］
本発明の実施の形態７を説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１におけるダンパー２０（図１参照）を変更したものである。図１１に示すように、ダンパー（符号、７０を付す）は、支持フレーム７１と、上下一対をなすベローズ７４，７５と備えている。支持フレーム７１は、上下一対をなす支持部７１ａ，７１ｂを有するほぼチャンネル型に形成されており、前記シリンダヘッド１０に設置されている。支持フレーム７１には、上下のベローズ７４，７５内を連通する連通路７２が形成されている。上下一対をなすベローズ７４，７５は、支持フレーム７１における上下の支持部７１ａ，７１ｂの対向面に対して相互にほぼ同一軸線上に位置するように固定されている。各ベローズ７４，７５内には電気粘性体２３が充填されている。しかして、両ベローズ７４，７５内は、支持フレーム７１に設けた連通路７２を介して連通されている。連通路７２内も電気粘性体２３が充填されている。また、前記吸気バルブ１４の軸部１４ａには、側方に突出する連動部７６が一体的に設けられている。連動部７６は、前記両ベローズ７４，７５の対向面間に挟まれている。
【００５１】
上記したダンパー７０は、吸気バルブ１４が開く時には、下方へスライドする吸気バルブ１４の連動部７６によって下側のベローズ７５が作動すなわち短縮される。これにより、下側のベローズ７５内の電気粘性体２３が連通路７２を通じて上側のベローズ７４内に流入し、上側のベローズ７４が伸長される。
逆に、吸気バルブ１４が閉じる時には、下方へスライドする吸気バルブ１４の連動部７６によって上側のベローズ７４が作動すなわち短縮される。これにより、上側のベローズ７４内の電気粘性体２３が連通路７２を通じて下側のベローズ７５内に流入し、下側のベローズ７５が伸長される。
そして、前記制御手段２８により、両ベローズ７４，７５及び連通路７２内の電気粘性体２３へ所定の電圧が印加されると、両ベローズ７４，７５及び連通路７２内の電気粘性体２３の粘性が高くなるため、吸気バルブ１４の作動速度は遅くなる。また、制御手段２８により、電圧の印加がなくなると、両ベローズ７４，７５及び連通路７２内の電気粘性体２３の粘性が元の粘性に低下するため、吸気バルブ１４の作動速度が速くなる。
【００５２】
上記したエンジンの可変バルブ装置（図１１参照）によっても、前記実施の形態１（図１参照）とほぼ同様の作用効果が得られる。
また、電気粘性体２３を充填したベローズ７４，７５を、吸気バルブ１４の連動部７６によってベローズ外部から作動させるようにしている。したがって、ダンパー７０の電気粘性体２３を完全密閉状態で構成することができ、電気粘性体２３の密閉性及びダンパー７０の組付性を向上することができる。
また、ダンパー７０は、前記実施の形態３における電磁式駆動手段１５の排気バルブ３４（図４参照）、前記実施の形態４におけるカムシャフト式駆動手段４０の吸気バルブ１４（図６参照）、前記実施の形態５におけるカムシャフト式駆動手段４０の排気バルブ３４（図８参照）にも、上記と同様に適用することができる。
【００５３】
また、前記実施の形態１（図１参照）で述べた電磁式駆動手段１５を使用すれば、図１２に示すように、制御手段２８は、ダンパー２０の電気粘性体２３の電圧の印加があるときと（図中、線Ａ参照）、その電圧の印加がないとき（図中、線Ｂ参照）とで、吸気バルブ１４の閉じる時期を同じ時期（例えば、ＢＤＣ）になるように制御することもできる。
【００５４】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、ダンパー２０，６０，７０は、１つのエンジンバルブに対して複数配置することができる。また、制御手段２８は、エンジンバルブの開方向と閉方向の少なくとも一方の作動途中において、電気粘性体２３への印加電圧の制御をなすものであればよい。また、制御手段２８は、エンジンバルブの１回の開閉毎に電気粘性体２３への印加電圧の制御を行うと同時に、エンジンの運転状況に応じて印加電圧の大きさも制御することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のエンジンの可変バルブ装置によれば、スワールコントロールバルブを用いる従来（特許文献１）のものと異なり、吸入空気量を減少させることなく、スワールを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるエンジンの可変バルブ装置を示す説明図である。
【図２】吸気バルブのタイミング特性を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２にかかる吸気バルブのタイミング特性を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３にかかるエンジンの可変バルブ装置を示す説明図である。
【図５】排気バルブのタイミング特性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４にかかるエンジンの可変バルブ装置を示す説明図である。
【図７】吸気バルブのタイミング特性を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態５にかかるエンジンの可変バルブ装置を示す説明図である。
【図９】排気バルブのタイミング特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態６にかかるダンパーを示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態７にかかるダンパーを示す説明図である。
【図１２】吸気バルブのタイミング特性の別例を示す図である。
【符号の説明】
１４  吸気バルブ（エンジンバルブ）
１４ａ  軸部
１５  電磁式駆動手段
２０  ダンパー
２１  ダンパー室
２３  電気粘性体
２４  ポール
２５  突起部
２８  制御手段
３４  排気バルブ（エンジンバルブ）
４０  カムシャフト式駆動手段
６０  ダンパー
６１  ダンパー室
６５  突起部
７０  ダンパー
７４，７５  ベローズ
７６  連動部
【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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