(57)【要約】【課題】  比較的簡単な構成により、支持強度を確保すると共に、バルブの駆動位相及びバルブリフト量を連続的に大きく変化させることのできる可変動弁装置を提供する。【解決手段】  ロッカシャフト１２に偏心された偏心シャフト１５を形成し、ロッカアーム機構として、ロッカシャフト１２に揺動自在に支持され、バルブ２を駆動可能な第１アーム２１と、カム１３により駆動され、偏心シャフト１５を回転軸として揺動する第２アーム２２と、支持軸１６に揺動自在に支持され、第２アーム２２の揺動により変位されて第１アーム２１を駆動する第３アーム２３とを備え、ロッカシャフト１２をＲ２方向に回動させることで、偏心シャフト１５の中心軸Ｃ４を変位させて、カム１３との当接点４６を変位させ、バルブ２の開弁のタイミング、リフト量を連続的に変位させる可変動弁装置１。【選択図】  図１
2005264840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に設けられ、カムシャフトにより回転駆動されるカムと、
前記内燃機関に回動可能に設けられ、偏心された偏心シャフトを備えたロッカシャフトと、
前記ロッカシャフトを回動させる回動手段と、
前記カムにより駆動され、吸気バルブ又は排気バルブの開閉を行う開閉手段とを有し、
前記開閉手段は、
前記ロッカシャフトに揺動自在に支持され、前記吸気バルブ又は前記排気バルブを駆動可能な第１アームと、
前記偏心シャフトに揺動自在に支持され、前記カムにより駆動される第２アームと、
前記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支持され、前記第２アームの揺動により変位されて前記第１アームを駆動する第３アームとを具備することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記偏心シャフトは、前記回動手段による前記ロッカシャフトの回動により、前記ロッカシャフトの周方向に変位されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記第３アームは、前記第１アームへ当接する当接面部を有し、
前記当接面部は、前記支持軸の中心からの距離が前記第３アームの揺動方向に変化する変換面部を有することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記当接面部は、前記支持軸の中心からの距離が前記第３アームの揺動方向に変化しない非変換面部を有することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記ロッカシャフトが前記第１アームを支持する支持部分の両側に前記偏心シャフトを設けると共に、
前記第２アームに、前記第１アームを跨ぐように、二股状のシャフト支持部を設け、
前記二股状のシャフト支持部に前記偏心シャフトを嵌挿したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
前記ロッカシャフトが前記第１アームを支持する支持部分の一方側に前記偏心シャフトを設けると共に、
前記第２アームに、前記第１アームに直接干渉しないように、１つのシャフト支持部を設け、
前記シャフト支持部に前記偏心シャフトを嵌挿したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の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、吸気バルブ、排気バルブの駆動位相及びバルブリフト量を変化させることができる内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、例えば、自動車用エンジン等の排出ガス対策、燃費低減等のために、吸排気系のバルブの位相、リフト量を、内燃機関の運転状態に応じて変化させる技術が知られている。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ベーン式可変位相動弁装置が知られている。
【０００３】
又、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。
【０００４】
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及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、下記特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２４５４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ベーン式可変位相動弁装置は、ベー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ずらすことができるが、バルブのリフト量を変化させることができない。
【０００７】
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。又、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、位相をずらす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。
【０００８】
又、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、吸気及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。
【０００９】
更に、連続位相可変動弁装置の中には、バルブを開閉駆動させるロッカアームが、自在継手等によるピボット構造により支持されるものがあり、支持構造上、駆動時の力の大きさ、方向によっては支持が不十分となり、ロッカアームが外れてしまうおそれがあった。又、上記連続位相可変動弁装置では、バルブの駆動位相制御のため、ピボット構造部分が回動される構成であり、支持構造上、回動の角度に制限があり、バルブの駆動位相にも限界があった。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、比較的簡単な構成により、支持強度を確保すると共に、バルブの駆動位相及びバルブリフト量を連続的に大きく変化させることのできる可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の請求項1に係る可変動弁装置は、
内燃機関に設けられ、カムシャフトにより回転駆動されるカムと、
前記内燃機関に回動可能に設けられ、偏心された偏心シャフトを備えたロッカシャフトと、
前記ロッカシャフトを回動させる回動手段と、
前記カムにより駆動され、吸気バルブ又は排気バルブの開閉を行う開閉手段とを有し、
前記開閉手段は、
前記ロッカシャフトに揺動自在に支持され、前記吸気バルブ又は前記排気バルブを駆動可能な第１アームと、
前記偏心シャフトに揺動自在に支持され、前記カムにより駆動される第２アームと、
前記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支持され、前記第２アームの揺動により変位されて前記第１アームを駆動する第３アームとを具備することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記偏心シャフトは、前記回動手段による前記ロッカシャフトの回動により、前記ロッカシャフトの周方向に変位されることを特徴とする。
上記可変動弁装置では、回動手段によりロッカシャフトが回動されると、偏心シャフトの位置がロッカシャフトの周方向に変位する。偏心シャフトの位置の変位は、第２アームの揺動中心位置の変位であり、それに伴いカムに対する第２アームの当接点もカムの外周方向に変位する。これにより、偏心シャフトの位置に応じて、カムに対する第２アームの回転位相が進角あるいは遅角することとなり、最終的には、第２アーム、第３アームを介して駆動される第１アームの駆動位相が進角あるいは遅角することになる。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記第３アームは、前記第１アームへ当接する当接面部を有し、
前記当接面部は、前記支持軸の中心からの距離が前記第３アームの揺動方向に変化する変換面部を有することを特徴とする。
従って、第３アームが揺動する際、第３アームの当接面部の変換面部と第１アームが当接する場合には、第２アームの揺動量を第３アームが変換して第１アームへ伝達することで、第１アームを駆動することとなる。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記当接面部は、前記支持軸の中心からの距離が前記第３アームの揺動方向に変化しない非変換面部を有することを特徴とする。
従って、第３アームが揺動する際、第３アームの当接面部の非変換面部と第１アームが当接する場合には、第２アームの揺動量を第３アームが変換せず、第１アームへの伝達がなくなり、第１アームの駆動を行わない状態となる。
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項５に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記ロッカシャフトが前記第１アームを支持する支持部分の両側に前記偏心シャフトを設けると共に、
前記第２アームに、前記第１アームを跨ぐように、二股状のシャフト支持部を設け、
前記二股状のシャフト支持部に前記偏心シャフトを嵌挿したことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する本発明の請求項６に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記ロッカシャフトが前記第１アームを支持する支持部分の一方側に前記偏心シャフトを設けると共に、
前記第２アームに、前記第１アームに直接干渉しないように、１つのシャフト支持部を設け、
前記シャフト支持部に前記偏心シャフトを嵌挿したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１、２に係る発明によれば、回動手段によりロッカシャフトを回動させると、ロッカシャフトが有する偏心シャフトの位置が変位するので、偏心シャフトに揺動自在に支持された第２アームの揺動中心位置もロッカシャフトの軸まわりに変位され、その揺動中心の変位位置に応じて、吸気バルブ、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。又、ロッカシャフトと第２アームとを１つの構成部品（アッセンブリ）として提供できるため、製造時の組付けを容易にして、組付け性の向上を図ることが可能となる。更に、第２アームをロッカシャフトの偏心シャフトに取付けたので、第２アームに加わる荷重の大小、方向に関係なく、その支持強度を維持することができ、可変動弁装置の信頼性を保つことができる。
【００１８】
本発明の請求項３に係る発明によれば、第３アームの当接面部に、支持軸の中心からの距離が変化する変換面部を設けたので、第２アームの揺動量を第３アームにより変換して第１アームへ伝達することができる。又、この構成に加えて、第２アームの揺動中心位置を回動手段により変位させることにより、吸気バルブ、排気バルブのリフト量を変化させることができる。
【００１９】
本発明の請求項４に係る発明によれば、第３アームの当接面部に、支持軸の中心からの距離が変化しない非変換面部を設けたので、回動手段によりカムに対する第２アームの回転位相が所定角度進角されても、第２アームの揺動開始から略所定角度に相当する揺動量を非変換面部によってキャンセルすることができ、バルブリフト量にかかわらず開弁開始時期を略同一にすることができる。
【００２０】
本発明の請求項５に係る発明によれば、第１アームを跨ぐように、２箇所で第２アームを偏心シャフトへ支持する構成としたので、第２アームとカムとの間の接触部分、第２アームと第３アームとの接触部分等に偏荷重が生じても、第２アームがロッカシャフトの軸線方向に変位することを防止でき、可変動弁装置の信頼性を保つことができる。
【００２１】
本発明の請求項６に係る発明によれば、第１アームと直接干渉しないように、第２アームを１箇所で偏心シャフトへ支持する構成としたので、変位手段となるロッカアーム機構をコンパクトな構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る可変動弁装置の実施形態について、図１〜図７を参照して説明を行う。
【実施例１】
【００２３】
図１〜図５に、本発明に係る可変動弁装置の実施形態の一例を示す。
図１は本発明に係る可変動弁装置の側面図であり、図２は、その上面図（図１のＡ方向から見た図）である。
又、図１はカム角の位相が遅角した状態における閉弁時の可変動弁装置の状態を示し、図３はカム角の位相が遅角した状態における開弁時の可変動弁装置の状態を示す。図４はカム角の位相が進角した状態における閉弁時の可変動弁装置の状態を示し、図５はカム角の位相が進角した状態における開弁時の可変動弁装置の状態を示す。
【００２４】
本実施例に係る可変動弁装置１は、例えば、自動車エンジン等の内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）部分に配設されるものであり、図１に示すように、内燃機関の吸気系を構成する吸気バルブ２等を開閉駆動するものである。吸気バルブ２は、弁ばね３によって吸気通路４を閉止する方向に付勢されており、可変動弁装置１を用いて、所定のタイミング、所定のリフト量にて、弁ばね３に抗う方向に吸気バルブ２を押下して、吸気通路４の開弁を行うものである。なお、排気バルブ側にも、同様の可変動弁装置１を設け、排気バルブの開閉制御を同様に行うようにしてもよい。
【００２５】
可変動弁装置１は、主な構成として、回転自在に設けられたカムシャフト１１と、回動可能に設けられたロッカシャフト１２と、カムシャフト１１に形成されたカム１３と、カムシャフト１１に回転駆動されるカム１３により駆動されるロッカアーム機構１４（開閉手段）とを有し、ロッカアーム機構１４の駆動によりバルブ２が開閉駆動される。
【００２６】
カムシャフト１１とロッカシャフト１２は、互いに平行となるように配置される。又、カムシャフト１１は、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）の回転に応じて、図１のカムシャフト１１の回転中心Ｃ２を回転中心として、矢印Ｒ１で示す方向に回転するようになっている。
【００２７】
ロッカシャフト１２は、ステッピングモータ等を用いた回動手段２４によって、図１の矢印Ｒ２で示す方向に回動可能すなわち往復回動することができる。このロッカシャフト１２には、ロッカシャフト１２より小径であり、ロッカシャフト１２の回転中心Ｃ１から偏心された揺動中心Ｃ４を有する偏心シャフト１５が複数設けられている。このように、ロッカシャフト１２に複数の偏心シャフト１５を設けることで、ロッカシャフト１２を所謂クランク構造に形成している。多気筒エンジンの場合、同列に配置された複数の気筒各々に対して、１つ又は複数の偏心シャフト１３が設けられる。例えば、本実施例の可変動弁装置を直列４気筒エンジンの吸気バルブに用いる場合、１気筒につき１つの吸気バルブを有する構成であれば、１つのロッカシャフト１２に４つの偏心シャフト１５が設けられ、１気筒につき２つの吸気バルブを有する構成であれば、１つのロッカシャフト１２に８つの偏心シャフト１５が設けられる。
【００２８】
なお、回動手段２４によってロッカシャフト１２を矢印Ｒ２方向に回動させると、第２アーム２２が支持される偏心シャフト１５がロッカシャフト１２の周方向に変位し、これに伴い、当接点４６がカム１３の周方向に変位する。この変位により、カム１３に対する第２アーム２２の回転位相を遅角側あるいは進角側に大きく変化させることが可能となる。このロッカシャフト１２は、その回動角度に制限がなく、大きな回転位相の変化を設定することができる。
【００２９】
ロッカアーム機構１４は、主な構成として、第１アーム２１と、第２アーム２２と、第３アーム２３を有する。
【００３０】
第１アーム２１は、アジャストスクリュー３２が設けられた端部３１と、ロッカシャフト１２が挿通するシャフト嵌挿部３４とを有し、ロッカシャフト１２に対して相対回転自在（揺動自在）に支持されている。第１アーム２１の端部３１に設けられたアジャストスクリュー３２は、第１アーム２１とバルブ２の頭部５との間に遊びがなくなるように調整可能である。又、アジャストスクリュー３２の近傍にはローラ３３が設けられ、第３アーム２３からの力を第１アーム２１へ伝達する力伝達部として機能する。従って、カムシャフト１１が矢印Ｒ１で示す方向に回転したとき、この回転に連動して第２アーム２２、第３アーム２３、そして、第１アーム２１が揺動し、アジャストスクリュー３２の先端がバルブ２の頭部５を押下して、バルブ２を開弁方向に駆動する構成となっている。なお、アジャストスクリュー３２、ローラ３３は、ロッカシャフト１２の回転中心Ｃ１の位置に対して、第１アーム２１に作用する力やその揺動距離に応じて、適切に配置される。
【００３１】
第２アーム２２は、半円形状断面の凹部を有する挟持部４１、４２を有し、これらの凹部に偏心シャフト１５を挟み込むように配置し、挟持部４１、４２間を複数のボルト４４により固定することで、偏心シャフト１５に揺動自在に支持される。又、第２アーム２２は、ローラ支持部４７と作動部４３とを有する。ローラ支持部４７には回転可能に支持されたローラ４５が設けられ、ローラ４５がカム１３に当接点４６にて転接することで、カム１３の回転に伴うカム１３の外周形状の変位により、偏心シャフト１５の揺動中心Ｃ４を中心として、第２アーム２２が揺動される。作動部４３は、その端部において、第３アーム２３の中継部５３に当接し、カム１３により揺動された第２アーム２２の動作を第３アーム２３へ中継する。本実施例の場合、第２アーム２２は、その側面視で略Ｌ字形状をしており、一方の端部に挟持部４１、４２を有し、他方の端部に作動部４３を有し、Ｌ字形状の屈曲部分にローラ支持部４７を有する構成である。
【００３２】
偏心シャフト１５は、その揺動中心Ｃ４がロッカシャフト１２の回転中心Ｃ１に対してオフセット（偏心）された状態で配置されれば、必ずしも図１に示すような配置に限定する必要はない。但し、可変動弁装置１の構成をコンパクトにしたい場合、本実施例のように、ロッカシャフト１２より小径で、その断面がロッカシャフト１２の外径に内接するような配置が望ましい。その場合、偏心シャフト１５を有するロッカシャフト１２全体の剛性を考慮して、偏心シャフト１５の直径を設定する。本実施例の場合、一例として、偏心シャフト１５の直径を、ロッカシャフト１２の外径の略半分に設定している。
【００３３】
又、本実施例の場合、図２に示すように、ロッカシャフト１２が第１アーム２１を支持する支持部分の一方側に偏心シャフト１５を設け、第１アーム２１に直接干渉しないように、第２アーム２２に１つのシャフト支持部４８を設け、このシャフト支持部４８側の挟持部４１、４２に偏心シャフト１５を嵌挿した構成である。第２アームが受ける荷重が過大でない場合は、このように、１つのシャフト支持部４８で偏心シャフト１５側へ取付ける構成で十分である。又、偏心シャフト１５の軸長を適切に設定することで、第２アーム２２とカム１３との接触部分、第２アーム２２と第３アーム２３との接触部分等に偏荷重が生じた場合でも、第２アーム２２がロッカシャフト１２の軸線方向に変位することを防止し、偏摩耗等の不具合を防ぎ、可変動弁装置１の信頼性を保つ構成としてもよい。
【００３４】
第３アーム２３は、ロッカシャフト１２の近傍に、ロッカシャフト１２と平行に配置された支持軸１６に揺動自在に設けられると共に、第１アーム２１のローラ３３と第２アーム２２の作動部４３との間に配置されることで、第１アーム２１と第２アーム２２の伝達カムとして機能する。第３アーム２３には、第１アーム２１のローラ３３に接する当接面部５１と、第２アーム２２の作動部４３に当接する中継部５３が設けられており、又、第３アーム２３は、図示しないバネによって、支持軸１６の中心位置Ｃ３の反時計回り方向、すなわち第２アーム２２をカム１３に当接させる方向に付勢されている。
【００３５】
カム面として機能する当接面部５１は、第２アーム２２の揺動に伴い、第３アーム２３の揺動方向、すなわち支持軸１６の周方向に変位する。具体的には、当接面部５１は、支持軸１６の中心位置Ｃ３からの距離が、第３アーム２３が揺動しても変化しない非変換面部５１ａと、支持軸１６の中心位置Ｃ３からの距離が、第３アーム２３の揺動に伴い、第３アーム２３の先端部５２に向かって増加する変換面部５１ｂとを有する。
【００３６】
すなわち、当接面部５１の変換面部５１ｂは、第２アーム２２の揺動量を変換して第１アーム２１を駆動できるように、第３アーム２３の揺動に伴い、支持軸１６の中心位置Ｃ３からの距離が変化するような面形状に形成されている。一方、当接面部５１の非変換面部５１ａは、カム１３に対する第２アーム２２の当接点４６の回転位相が、回動手段２４によって所定角度進角された場合でも、第２アーム２２の揺動開始から略所定角度までの揺動量をキャンセルすることができるような面形状に形成されている。これは、非変換面部５１ａの部分では、第３アーム２３が揺動しても、支持軸１６の中心位置Ｃ３からの距離が変化しないように形成されているため、第２アーム２２の揺動量を第３アーム２３が変換せず、第１アーム２１への伝達がなくなる状態となるからである。
【００３７】
従って、カム１３の凸部１３ａによって第２アーム２２が偏心シャフト１５を中心として第３アーム２３側に揺動され、中継部５３を介して第３アーム２３が時計回りに回動したとき、当接面部５１によって第１アーム２１が矢印Ｓ３方向に回動することにより、バルブ２が開弁することになる。この際、第１アーム２１のローラ３３と第３アーム２３の当接面部５１との接触点３５が、第２アーム２２の揺動に伴い、支持軸１６の周方向に変位し、接触点３５の位置が非変換面部５１ａにあれば、バルブ２の開弁が行われず、開弁の駆動位相を制御することができ、又、接触点３５の位置が変換面部５１ｂにあれば、その位置に応じて開弁のバルブリフト量を制御することができる。
【００３８】
次に、図１、図３を参照して、本実施例の可変動弁装置１の動作について説明する。
図１では、ロッカシャフト１２が回動手段２４によって中立位置Ｎよりも角度θ1遅角側に回動された状態である。この場合、第２アーム２２の当接点４６は、カム１３に対して中立点ＰNよりも遅角側（図１において左側）に変位して当接する。又、第２アーム２２の作動部４３が図１において左側に変位することとなる。
【００３９】
この状態でカムシャフト１３が矢印Ｒ１方向に回転し、図３に示すように、カム１３の凸部１３ａが第２アーム２２のローラ４５を押上げると、第２アーム２２が偏心シャフト１５を回転軸として反時計回りに揺動する（図１の矢印Ｓ１）。このため、第２アーム２２の作動部４３が中継部５３を押し、第３アーム２３が時計回りに揺動する（図１の矢印Ｓ２）。これにより、当接面部５１の変換面部５１ｂがローラ３３を押すため、第１アーム２１が反時計回りに揺動して（図１の矢印Ｓ３）、図１のアジャストスクリュー３２の先端部の位置Ｐ１から図３のアジャストスクリュー３２の先端部の位置Ｐ２へ移動して、バルブ２を開弁させることとなる。
【００４０】
この場合、図１に示すように、開弁前にローラ３３の接触点３５が変換面部５１ｂ寄りに位置しているため、第３アーム２３が時計回りに揺動する際に、ローラ３３と接する第３アーム２３の当接面部５１において、非変換面部５１ａが短く、変換面部５１ｂが長くなる。
【００４１】
このため、カム角が小さいうちから、第１アーム２１がバルブ２を開弁させる方向に駆動され始め、しかも、ローラ３３が変換面部５１ｂを長い範囲に渡って接しながら第１アーム３１を矢印Ｒ３の方向に押すこととなり、大開弁角、つまり、大きなバルブリフト量Ｈ１が得られることとなる（図３に参照）。又、この場合、図６に示すように（曲線θ1参照）、バルブリフト量が大きく、かつ、バルブリフトのピークが遅角することになる。これは、高回転、高負荷の大吸気量に適したバルブの駆動となる。なお、図６における曲線θ1は、ロッカシャフト１２が中立位置Ｎからθ1遅角した場合におけるカム角−バルブリフト量曲線を示すものである。
【００４２】
次に、図４、図５を参照して、上記とは異なる状態における本実施例の可変動弁装置１の動作について説明する。
図４、図５は、ロッカシャフト１２が回動手段２４によって中立位置Ｎよりも角度θ2進角側に回動された状態である。この場合、第２アーム２２の当接点４６は、カム２２に対して中立点ＰNよりも進角側（図４において右側）に変位する。又、第２アーム２２の作動部４３が、図４において右側に変位し、第３アーム２３が反時計回りに変位する。図４での状態は、図１の状態と比較して、開弁前のローラ３３の接触点３５が非変換面部５１ａ寄りに位置しているため、第３アーム２３が揺動する際に、ローラ３３と接する第３アーム２３の当接面部５１において、非変換面部５１ａが長くなり、変換面部５１ｂが短くなる。
【００４３】
この状態でカムシャフト１３が矢印Ｒ１方向に回転し、図５に示すように、カム１３の凸部１３ａが第２アーム２２のローラ４５を押上げると、第２アーム２２が偏心シャフト１５を回転軸として反時計回りに揺動する（図４のＳ１参照）。このため、第２アーム２２の作動部４３が中継部５３を押し、第３アーム２３が時計回りに揺動する（図４のＳ２参照）。これにより、当接面部５１の変換面部５１ｂがローラ３３を押すため、第１アーム２１が揺動して（図４のＳ３参照）、図４のアジャストスクリュー３２の先端部の位置Ｐ３から図５のアジャストスクリュー３２の先端部の位置Ｐ４へ移動して、バルブ２を開弁させることとなる。
【００４４】
この場合、第１アーム２１のローラ３３は、伝達カムとして機能する第３アーム２３の当接面部５１のうち、非変換面部５１ａと接する期間（距離）が長いため、第２アーム２２の揺動に伴って、第３アーム２３が時計回りに回転する際、ローラ３３が変換面部５１ｂ上を移動する距離が短くなり、第１アーム２１の回動量は、図５に示すような僅かなバルブリフト量Ｈ２となる。この場合、図６に示すように（曲線θ2参照）、バルブの駆動位相が進角すると共に、小開弁角、つまり、バルブリフト量が小さくなるため、低回転、低負荷の小吸気量に適したバルブの駆動となる。なお、図６における曲線θ2は、ロッカシャフト１２が中立位置Ｎからθ2進角した場合におけるカム角−バルブリフト量曲線を示すものである。
【００４５】
又、ロッカシャフト１２を回動手段２４によって中立位置Ｎより角度θ2より更に大きい角度の進角側に回動した場合、図６の点線に示すように、バルブリフト量を略零にして、バルブ２を開弁させない状態、つまり、休筒状態とすることも可能である。
【００４６】
上記構成の可変動弁装置１を吸気系に適用すれば、バルブ２の開き側を固定して閉じ側を連続的に変えることができるため、高膨張比サイクルとすることができる。
【００４７】
又、慣性吸気との相乗作用により、燃費低減を図ることが可能である。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バルブ２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バルブ２を閉弁し始めることにより吸入空気量を増大できる。
【００４８】
なお、本実施例の可変動弁装置１では、図６の曲線θ1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、ロッカシャフト１２を回動手段２４によって回動させた場合において、カム１３に対して第２アーム２２を進角させた期間を、第３アーム２３の非変換面部５１ｂとローラ３３と接する期間を長くすることによってキャンセルすることができ、その結果、図６の曲線Ｎ（ロッカシャフト１２の中立位置Ｎにおけるカム角−バルブリフト量曲線）、曲線θ2に示すように、開弁開始時期を略一定とすることができる。
【００４９】
従って、この可変動弁装置１によれば、開弁開始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。又、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。
【００５０】
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い、吸気及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していた。これに対して本実施例の可変動弁装置１によれば、開弁開始時期を固定した状態で閉弁時期を遅角す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閉弁時期を遅角させることにより、吸入空気量増加を図ることができ、燃費低減の効果を得ることができる。
【００５１】
一般に低負荷で空気過剰になると排気温度が低くなるが、本実施例の可変動弁装置１によれば、エンジンの運転状態に応じて吸入空気量を制御できるので、低負荷時に吸入空気量を減少させることにより、排気温度を高くすることができる。このため、排ガス浄化用の触媒を備える場合、触媒を活性化させて効果的に機能させることができる。この場合には触媒によって排出ガスを浄化できるので、排出カス成分が少し悪化しても燃費が良い状態にエンジン本体をセッティングすることができる。これにより、エンジン本体の燃費を良くするとともに、排出ガスを触媒で浄化することにより、高燃費と排出ガスの浄化を両立できることになる。又、本実施例の可変動弁装置１によれば、低負荷時に吸入空気量を減少させることにより、吸入空気量を制御するための吸気又は排気絞りを設ける必要もなく、コスト低減が可能である。
【実施例２】
【００５２】
図７は、本発明に係る可変動弁装置の実施形態の他の一例を示す上面図である。
可変動弁装置１Ａでは、主に、ロッカシャフト１２Ａ、第２アーム２２Ａの構成が上述した実施例１の第２アーム２２と異なる（図２参照）。これは、第２アーム２２に過大な荷重がかかる場合を考慮して構成されたものである。なお、上記以外の構成及び作用、効果については、実施例１の可変動弁装置１と同様であるため、重複する構成には共通の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５３】
図７に示すように、可変動弁装置１Ａでは、第２アーム２２Ａにおいて、ローラ支持部４７から二股状に分岐されて、２つのシャフト支持部４８ａ、４８ｂが形成されており、ロッカシャフト１２Ａにおいて、ロッカシャフト１２Ａが第１アーム２１を支持する支持部分の両側に偏心シャフト１５が形成されており、これらの偏心シャフト１５が、２つのシャフト支持部４８ａ、４８ｂの嵌合部４１ａ、４２ａ及び嵌合部４１ｂ、４２ｂに嵌挿される構成である。つまり、第１アーム２１の一部を跨ぐように、第２アーム２２Ａの二股状のシャフト支持部４８ａ、４８ｂが配置された構成である。
【００５４】
本実施例のように、第２アーム２２Ａにおける偏心シャフト１５側での支持部分が２つのシャフト支持部４８ａ、４８ｂに分岐されて支持され、更に、２つのシャフト支持部４８ａ、４８ｂの間に第１アーム２１の一部を挟み込む構成であるため、第２アーム２２Ａとカム１３との接触部、第２アーム２２Ａと第３アーム２３との間の接触部などに偏荷重が生じた場合でも、第２アーム２２Ａがロッカシャフト１２の軸線方向に変位することを防止して、偏摩耗等の不具合を防いで、可変動弁装置１Ａの信頼性を保つことができる。
【００５５】
なお、本実施例とは逆に、第１アーム２１側にロッカシャフト１２を嵌挿する二股状のシャフト嵌挿部３４を設け、第１アーム２１がロッカシャフト１２に支持される二股状の嵌挿部３４の間に偏心シャフト１５を設け、第１アーム２１の二股状のシャフト嵌挿部３４が第２アーム２２の一部を跨ぐように配置して、偏心シャフト１５をシャフト支持部４８の嵌合部４１、４２間に嵌挿するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る可変動弁装置の実施形態の一例を示す図であり、カム角の位相が遅角した状態における閉弁時の図である。
【図２】図１に示された可変動弁装置の上面図である。
【図３】図１に示された可変動弁装置のカム角の位相が遅角した状態における開弁時の図である。
【図４】図１に示された可変動弁装置のカム角の位相が進角した状態における閉弁時の図である。
【図５】図１に示された可変動弁装置のカム角の位相が進角した状態における開弁時の図である。
【図６】図１に示された可変動弁装置のカム角とバルブリフト量との関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係る可変動弁装置の実施形態の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１、１Ａ  可変動弁装置
２    バルブ
１１  カムシャフト
１２  ロッカシャフト
１３  カム
１４  ロッカアーム機構
１５  偏心シャフト
２１  第１アーム
２２  第２アーム
２３  第３アーム
２４  回動手段
【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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