(57)【要約】【課題】二重カム軸構造によって作用角を可変にするにあたり、同一の燃焼室に対して設けられる同種の機関弁それぞれの作用角を互いに同様に変更可能にすることで、作用角を擬似的に可変にする場合に発生し得るポンピングロスによる燃費悪化やエンジン性能の低下を回避可能な内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】可変動弁装置１は外部カムシャフト１１と、内部カムシャフト１２と、第１のカム１３と、第２のカム１４とを備えている。カム１３、１４は内燃機関の同一の燃焼室Ｅに対して設けられる機関弁３０それぞれに対してセットで設けられている。カム１３、１４のノーズ部Ｎそれぞれは回転中心からの距離が一定となるように設けられた先端部Ｔを備えている。【選択図】図１
2013108370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部カムシャフトと、
前記外部カムシャフトの内部に相対回転可能に挿入された内部カムシャフトと、
前記外部カムシャフトに設けられた第１のカムと、
前記内部カムシャフトに結合された第２のカムと、を備え、
前記第１および第２のカムが内燃機関の同一の燃焼室に対して設けられる複数の同種の機関弁それぞれに対してセットで設けられるとともに、前記第１および第２のカムのノーズ部それぞれが回転中心からの距離が一定となるように設けられた先端部を備える内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の可変動弁装置として、二重カム軸構造の可変動弁装置が知られている。例えば特許文献１では、相対的な位相を変更可能なアウタカム軸およびインナカム軸を備え、アウタカム軸が有する第１動弁カムによって開閉される第１機関弁と、インナカム軸が有する第２動弁カムによって開閉される第２機関弁とを第１および第２吸気弁、または第１および第２排気弁とする動弁装置が開示されている。
【０００３】
このほか、作用角（開弁期間）を変更可能である点で本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献２で開示されている。特許文献２が開示する内燃機関の可変動弁機構は２つの機関弁両弁のリフト量を変更することで作用角を変更できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４４５２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７４７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二重カム軸構造の可変動弁装置では、例えば特許文献１が開示する動弁装置のように機関弁のバルブタイミングを可変にすることで、同一の燃焼室に対して２つ設けられた同種の機関弁それぞれのバルブタイミングを個別に変更することができる。そしてこれにより、２つの機関弁全体として作用角を擬似的に可変にすることができる。ところがこの場合には、２つの機関弁のうち、一方の機関弁のみが開弁する期間が存在する分、両弁の作用角を互いに同様に変更する場合と比較して実際に開口している開口面積の割合が一時的に小さくなる。結果、両弁の作用角を互いに同様に変更する場合と比較してポンピングロスによる燃費悪化やエンジン性能の低下を招く虞がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑み、二重カム軸構造によって作用角を可変にするにあたり、同一の燃焼室に対して設けられる同種の機関弁それぞれの作用角を互いに同様に変更可能にすることで、作用角を擬似的に可変にする場合に発生し得るポンピングロスによる燃費悪化やエンジン性能の低下を回避可能な内燃機関の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】
【０００７】
本発明は外部カムシャフトと、前記外部カムシャフトの内部に相対回転可能に挿入された内部カムシャフトと、前記外部カムシャフトに設けられた第１のカムと、前記内部カムシャフトに結合された第２のカムと、を備え、前記第１および第２のカムが内燃機関の同一の燃焼室に対して設けられる複数の同種の機関弁それぞれに対してセットで設けられるとともに、前記第１および第２のカムのノーズ部それぞれが回転中心からの距離が一定となるように設けられた先端部を備える内燃機関の可変動弁装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、二重カム軸構造によって作用角を可変にするにあたり、同一の燃焼室に対して設けられる同種の機関弁それぞれの作用角を互いに同様に変更可能にすることで、作用角を擬似的に可変にする場合に発生し得るポンピングロスによる燃費悪化やエンジン性能の低下を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】内燃機関の可変動弁装置を示す図である。
【図２】内燃機関の可変動弁装置の動作説明図である。
【図３】機械弁のリフト量変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【００１１】
図１は内燃機関の可変動弁装置（以下、可変動弁装置と称す）１を示す図である。可変動弁装置１はカムシャフト１０とＶＶＴ２０を備えており、機関弁３０に対して設けられている。カムシャフト１０は二重構造のカムシャフトであり、外部カムシャフト１１と、内部カムシャフト１２と、第１のカム１３と、第２のカム１４とを備えている。
【００１２】
外部カムシャフト１１は中空構造を有している。内部カムシャフト１２は外部カムシャフト１１の内部に相対回転可能に挿入されている。第１のカム１３は外部カムシャフト１１に設けられている。第２のカム１４は内部カムシャフト１２に結合されており、外部カムシャフト１１上を周方向に摺動可能に設けられている。第２のカム１４は例えば外部カムシャフト１１に周方向に沿って設けられた長穴を通じて、内部カムシャフト１２とピンで結合できる。カム１３、１４は機関弁３０それぞれに対してセットで設けられている。
【００１３】
ＶＶＴ２０は位相可変機構であり、外部カムシャフト１１に対する内部カムシャフト１２の位相を変更する。そしてこれにより、カム１３、１４がセットで設けられた機関弁３０それぞれの作用角を変更する。ＶＶＴ２０は例えば油圧式の位相可変機構である。ＶＶＴ２０は電動式の位相可変機構であってもよい。機関弁３０それぞれは同一の燃焼室Ｅに対して設けられる複数（ここでは２つ）の同種の機関弁（すなわち、吸気弁または排気弁）となっている。
【００１４】
図２は可変動弁装置１の動作説明図である。図２（ａ）は作用角最小時の可変動弁装置１を示す。図２（ｂ）は作用角拡大時の可変動弁装置１を示す。セットで設けられた一組のカム１３、１４は具体的にはロッカアーム４０を介して対応する機関弁３０を駆動するように設けられている。ロッカアーム４０は一端側で機械弁３０を押圧することで機械弁３０を開弁させる。ロッカアーム４０にはタペットクリアランスを調整するラッシュアジャスタ４１が他端側に設けられている。一組のカム１３、１４は例えば直打式の駆動方式で対応する機械弁３０を駆動するように構成されてもよい。
【００１５】
一組のカム１３、１４のカムプロフィールは互いに等しくなっている。また、一組のカム１３、１４のノーズ部Ｎそれぞれは回転中心からの距離が一定となるように設けられた先端部Ｔを備えている。可変動弁装置１では、図２（ａ）に示すように一組のカム１３、１４間に位相差が設定されていない場合に作用角が最小になるようになっている。また、図２（ｂ）に示すように一組のカム１３、１４間に位相差が設定される場合に作用角が拡大されるようになっている。
【００１６】
作用角拡大時には一組のカム１３、１４が具体的には次に示すように対応する機械弁３０を駆動する。すなわち、作用角拡大時にはまずリフト量増大時に一組のカム１３、１４のうち、一方のカムが対応する機械弁３０を駆動する。また、リフト量最大時に一組のカム１３、１４それぞれが対応する機械弁３０を駆動する。そして、リフト量減少時に一組のカム１３、１４のうち、他方のカムが対応する機械弁３０を駆動する。リフト量最大時には具体的には一組のカム１３、１４の先端部Ｔそれぞれが一方から他方に引き継ぐようにして対応する機械弁３０を駆動する。そして、これにより作用角を拡大する。
【００１７】
図３は機械弁３０のリフト量変化を示す図である。図３（ａ）は作用角が相対的に小さい場合（例えば作用角最小時）の機械弁３０のリフト量変化を示す。図３（ｂ）は作用角が相対的に大きい場合（例えば作用角最大時）の機械弁３０のリフト量変化を示す。図３（ａ）、図３（ｂ）では縦軸がクランク角度、横軸がリフト量となっている。
【００１８】
図３に示すように、機械弁３０のリフト量は一組のカム１３、１４それぞれが先端部Ｔを備えていることから、リフト量最大時に一定となる。この点、先端部Ｔそれぞれは具体的には作用角が相対的に小さい場合から作用角が相対的に大きい場合にかけてリフト量一定期間が形成されるように設けられている。このように先端部Ｔそれぞれを設けるにあたり、先端部Ｔそれぞれは例えば作用角が相対的に小さい場合のリフト量一定期間が２０°ＣＡとなるように設けるとともに、作用角が相対的に大きい場合のリフト量一定期間が３８°ＣＡとなるように設けることができる。
【００１９】
次に可変動弁装置１の作用効果について説明する。可変動弁装置１は外部カムシャフト１１、内部カムシャフト１２、第１のカム１３および第２のカム１４を備える二重カム軸構造の可変動弁装置となっている。そして、可変動弁装置１ではカム１３、１４が同一の燃焼室Ｅに対して設けられる複数の同種の機関弁である機関弁３０それぞれに対してセットで設けられるとともに、カム１３、１４のノーズ部Ｎそれぞれが回転中心からの距離が一定となるように設けられた先端部Ｔを備えている。
【００２０】
このため、可変動弁装置１は二重カム軸構造によって作用角を可変にするにあたり、同一の燃焼室Ｅに対して設けられた機関弁３０それぞれの作用角を互いに同様に変更可能にすることで、作用角を擬似的に可変にする場合に発生し得るポンピングロスによる燃費悪化やエンジン性能の低下を回避できる。また、機関弁３０それぞれの作用角を互いに同様に変更可能にするにあたり、可変動弁装置１は例えば前述した特許文献２が開示する内燃機関の可変動弁機構と比較して構造が簡素である分、コンパクト化や低コスト化を図ることもできる。
【００２１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２２】
可変動弁装置        １
カムシャフト        １０
内部カムシャフト    １１
外部カムシャフト    １２
第１のカム          １３
第２のカム          １４
ＶＶＴ              ２０
機関弁              ３０
【図１】
2013108370.tif 000003
【図２】
2013108370.tif 000004
【図３】
2013108370.tif 000005