(57)【要約】【課題】本発明は、エンジンの低速運転域と高速運転域におけるバルブ特性と、中速運転域におけるエンジンの出力向上とを両立可能にした内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】本発明の内燃機関の可変動弁装置は、排気側の開弁期間可変装置２２で可変される開弁期間を、内燃機関の低速運転付近と内燃機関の高速運転付近では、吸気側の開弁期間可変装置２０で可変される開弁期間より短い期間を保ちながら可変させ、中速運転付近では、吸気側の開弁期間可変装置２０で可変される開弁期間より長い期間を保ちながら可変させる開弁特性逆転手段６６を設けた。これにより、中速運転域においては排気ガスの抜け性を向上させ、低速運転域および高速運転域では吸気の吸入効率を向上させた。【選択図】図６
2009281320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気又は排気のバルブを有するシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドに回転自在に設けられた吸気側および排気側のカム駆動シャフトと、
前記カム駆動シャフトの回転に連動して駆動される吸気側及び排気側のバルブと、
前記吸気側のバルブの開弁期間を、内燃機関の低速運転から高速運転に応じて、所定の範囲で可変させる吸気側の開弁期間可変装置と、
前記排気側のバルブの開弁期間を、内燃機関の低速運転から高速運転に応じて、所定の範囲で可変させる排気側の開弁期間可変装置と、
前記排気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間を、前記内燃機関の低速運転付近と前記内燃機関の高速運転付近では、前記吸気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間より短い期間を保ちながら可変させ、中速運転付近では、前記吸気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間より長い期間を保ちながら可変させる開弁特性逆転手段と
を具備したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記吸気側の開弁期間可変装置は、
前記吸気側のカム駆動シャフトの外周面に回転自在に外嵌され、前記吸気側のバルブを駆動する吸気側のカムローブと、
前記吸気側のカム駆動シャフトの回転を、当該カム駆動シャフトの軸心と偏心した吸気側の中間回転部材により所定周期で速度が変化する回転に変化させて前記吸気側のカムローブへ伝え、前記吸気側のカム駆動シャフトの軸心位置に対する前記中間回転部材の偏心位置を内燃機関の低速運転から高速運転にしたがい可変することにより前記吸気側のバルブの開弁期間を可変とした吸気側の開弁期間可変機構とを有して構成され、
前記排気側の開弁期間可変装置は、
前記排気のカム駆動シャフトの外周面に回転自在に外嵌され、前記排気側のバルブを駆動する排気側のカムローブと、
前記排気側のカム駆動シャフトの回転を、当該カム駆動シャフトの軸心と偏心した排気側の中間回転部材により所定周期で速度が変化する回転に変化させて前記排気側のカムローブへ伝え、前記吸気側の開弁期間可変装置と連動して、前記排気側のカム駆動シャフトの軸心位置に対する前記中間回転部材の偏心位置を内燃機関の低速運転から高速運転にしたがい可変することにより前記排気側のバルブの開弁期間を可変とした排気側の開弁期間可変機構とを有して構成され、
前記開弁特性逆転手段は、前記排気側の開弁期間可変機構における中間回転部材の当初の偏心位置を、通常の位置から、排気側のカム駆動シャフトの周方向へ所定量ずらして、前記内燃機関の低速運転付近と前記内燃機関の高速運転付近では、前記吸気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間より短い期間を保ちながら可変させ、中速運転付近では、前記吸気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間より長い期間を保ちながら可変させる
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気側および排気側のバルブの開弁期間の可変をする内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されるレシプロ式のエンジン（内燃機関）では、適切に吸気や排気のバルブのバルブ特性を制御するため、エンジンの運転状態に応じて吸気側および排気側の双方のバルブの開弁期間を可変させる構造の可変動弁装置の開発が行われている。
同可変動弁装置には、吸気側のバルブの開弁期間を可変させる吸気側の開弁期間可変装置と、排気側のバルブの開弁期間を可変させる排気側の開弁期間可変装置とを組み合わせた構造が用いられる。多くは、吸気側と排気側のいずれの開弁期間可変装置でも、特許文献１に開示されているようにシリンダヘッドに組み付くカムシャフト（カム駆動シャフト）の外周面に、カムローブを回転自在に外嵌させ、カムシャフトの一定回転を、カムシャフトの周りを偏心しながら回転するハーモニックリング（中間回転部材）で、所定周期で速度が変わる不等速回転に変化させてから、カムローブを伝える開弁期間可変機構を組み合わる構造が用いられる。同構造により、ハーモニックリングの偏心した偏心位置をカムシャフトの軸心位置から位相させると、バルブを通過するカムローブのカム山の通過速度が変化して、バルブの開弁期間の可変が行われる。具体的には、ハーモニックリングの中心位置を最もバルブ側に近付けた位置で、カムシャフトの軸心位置に対する位相角が最小（０°）となり、最も開弁期間が短くなる。反対にハーモニックリングの中心位置を最もバルブ側から遠ざけた位置で、カムシャフトの軸心位置に対する位相角が最大（１８０°）となり、最も開弁期間が長くなり、ハーモニックリングの偏心中心位置を変位すると、エンジンの低速運転〜高速運転に応じてバルブの開弁期間が最小から最大まで可変される。
【０００３】
ところで、こうした可変動弁装置においては、排気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間は、通常、吸気側と排気側とは同じバルブ特性に設定されている。
【特許文献１】特開平１０−２８０９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンでは、日常、自動車の運転フィーリングの向上から、中回転数域を中心とした中速の常用運転域の出力の向上が求められている。
ところが、単純に吸気側のバルブや排気側のバルブの開弁期間を変更したのでは、エンジンの最低回転数の運転域や最高回転数の運転域におけるオーバラップ特性等が損なわれてしまう。このため、吸気側と排気側の双方に開弁期間可変装置を採用したエンジンでは、中速の常用運転域における出力を高めるのは難しく、双方の性能向上を両立する技術が要望されている。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、エンジンの低速運転域と高速運転域におけるバルブ特性と、中速運転域におけるエンジンの出力向上とを両立可能にした内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、排気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間を、内燃機関の低速運転付近と内燃機関の高速運転付近では、吸気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間より短い期間を保ちながら可変させ、中速運転付近では、吸気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間より長い期間を保ちながら可変させる開弁特性逆転手段を設けた。
【０００７】
同構成により、内燃機関の中速運転域は排気側の開弁期間を長く、低速運転域および高速運転域は吸気側の開弁期間を長くした。
請求項２に記載の発明は、容易に目標の開弁特性が与えられるよう、吸気側の開弁期間可変装置として、吸気側のカム駆動シャフトの外周面に回転自在に外嵌され、吸気側のバルブを駆動する吸気側のカムローブと、吸気側のカム駆動シャフトの回転を、当該カム駆動シャフトの軸心と偏心した吸気側の中間回転部材により所定周期で速度が変化する回転に変化させて吸気側のカムローブへ伝え、吸気側のカム駆動シャフトの軸心位置に対する中間回転部材の偏心位置を内燃機関の低速運転から高速運転にしたがい可変することにより吸気側のバルブの開弁期間を可変とした吸気側の開弁期間可変機構を用い、排気側の開弁期間可変装置として、排気のカム駆動シャフトの外周面に回転自在に外嵌され、排気側のバルブを駆動する排気側のカムローブと、排気側のカム駆動シャフトの回転を、当該カム駆動シャフトの軸心と偏心した排気側の中間回転部材により所定周期で速度が変化する回転に変化させて排気側のカムローブへ伝え、吸気側の開弁期間可変装置と連動して、排気側のカム駆動シャフトの軸心位置に対する中間回転部材の偏心位置を内燃機関の低速運転から高速運転にしたがい可変することにより排気側のバルブの開弁期間を可変とした排気側の開弁期間可変機構を用いた場合、開弁特性逆転手段は、排気側の開弁期間可変機構における中間回転部材の当初の偏心位置を、通常の位置から、排気側のカム駆動シャフトの周方向へ所定量ずらして、内燃機関の低速運転付近と内燃機関の高速運転付近では、吸気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間より短い期間を保ちながら可変させ、中速運転付近では、吸気側の開弁期間可変装置で可変される開弁期間より長い期間を保ちながら可変させる構造を採用した。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、中速運転域において排気側の開弁期間を長くすることにより排気ガスの抜け性が向上し、出力増大（トルク向上）が得られる。また、低速運転域および高速運転域では吸気側の開弁期間を長くすることにより吸気の吸入効率が向上し、燃費や出力増大（トルク向上）に貢献する。
それ故、開弁期間可変式のエンジンでは困難とされていた、低速運転域と高速運転域におけるバルブ特性と、中速運転におけるエンジンの出力向上を両立させることができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、偏心回転式の吸気側の開弁期間可変機構と偏心回転式の排気側の開弁期間可変機構とを用いた構造では、当初の排気側の開弁期間可変機構の中間回転部材の偏心位置を、通常の位置からずらすだけで、容易に、低速運転域と高速運転域で吸気側の開弁期間を長く、中速運転域で排気側の開弁期間を長く設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図１〜図６に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は内燃機関の動弁系に可変動弁装置を組み込んだ内燃機関の断面図を示している。同図を説明すると、図１中１は、内燃機関のシリンダブロック、例えば４気筒のレシプロ式ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）のシリンダブロック（図１にだけ図示）を示し、２は同シリンダブロック１の頭部に搭載されたシリンダヘッドを示している。
【００１１】
まず、エンジンの基本構造を説明すると、シリンダブロック１には、エンジンの前後方向に直列に並んで４つの気筒４（一部気筒だけ図示）が形成されている。これら気筒４内には、ピストン５がそれぞれ往復動動可能に収められている。ピストン５は、いずれも図示はしないが、コンロッドを介してクランクシャフトに接続してある。
シリンダヘッド２の下面には、気筒４に対応して、それぞれ燃焼室６が形成されている。燃焼室６には、一対の吸気ポート７、一対の排気ポート（図示しない）が形成されている。また燃焼室６には、吸気ポート７を開閉する一対（２つ）の吸気バルブ８（本願の吸気側のバルブに相当）と、排気ポートを開閉する一対の排気バルブ１０（図２に図示：本願の排気側のバルブに相当）が設けられている。なお、吸気バルブ８、排気バルブ１０は、いずれもバルブスプリング１２により閉じる常閉式である。さらに燃焼室６には、図示はしないが点火プラグがそれぞれ設けられていて、所定の燃焼サイクル（吸気行程、圧縮行程、爆発行程および排気行程の４サイクル）が繰り返されるようにしている。
【００１２】
図１および図２に示されるようにシリンダヘッド２の上部には、気筒４が並ぶ方向に、吸気用カムシャフト１４（本願の吸気側のカム駆動シャフトに相当）と排気用カムシャフト１６（本願の排気側のカム駆動シャフトに相当）とが回転自在に並設されている。なお、吸気用カムシャフト１４および排気用カムシャフト１６は、図示しないタイミングチェーン部材などを介して、クランクシャフト端（図示しない）に接続され、クランクシャフトから出力される軸出力にて回転駆動される構造となっている。
【００１３】
このシリンダヘッド１の上部に可変動弁装置１８が組み付けられている。可変動弁装置１８は、図２に示されるように吸気用カムシャフト１４に吸気側の開弁期間可変装置２０を組み付け、排気用カムシャフト１６に排気側の開弁期間可変装置２２を組み付けて構成される。吸気側の開弁期間可変装置２０は、吸気バルブ８の開弁期間を、エンジンの低速回転から高速運転に応じて可変するもので、吸気側の開弁期間可変装置２２は、排気バルブ１０の開弁期間を、エンジンの低速回転から高速運転に応じて可変するものである。
【００１４】
いずれの開弁期間可変装置２０，２２にも、カムシャフトの一定回転を不等速回転に変えて、バルブの開弁期間を変化させる可変構造が用いられている。図２は、このうちの１気筒分の開弁期間可変装置２０，２２の分解斜視図が示されている。
吸気側の開弁期間可変装置２０は、気筒４毎、吸気用カムシャフト１４の外周面に回転自在に嵌挿されたカムローブ２４と、同カムローブ２４毎に組み付く偏心回転式の開弁期間可変機構４０とを組み合わせて構成される。排気側の開弁期間可変装置２０も、同様に、気筒４毎、排気用カムシャフト１６の外周面に回転自在に嵌挿されたカムローブ６０と、同カムローブ６０毎に組み付く偏心回転式の開弁期間可変機構６２とを組み合わせて構成される。
【００１５】
図２を参照して、１気筒分で代表される吸気側の開弁期間可変装置２０の各部を説明すると、カムローブ２４は、吸気用カムシャフト１４の外周面に回転自在に外嵌される筒形の本体部２６と、この本体部２６の外周面に形成された一対（複数）のカム山部２８と、本体部２６の一方の端部の外周部に突設したボス部３０とを有して構成される。このうちカム山部２８間の外周面は、一対の吸気バルブ８間に設置されている軸受部３２によって回転自在に支持される（図１にだけ図示）。そして、各カム山部２８のカム面は、吸気バルブ８の受け部、例えば吸気バルブ８の基端に装着されたバルブリフタ８ａと直接当接していて、カム山部１８で吸気バルブ８の駆動が行えるようにしている。
【００１６】
開弁期間可変機構４０は、不等速機構４２と、開弁期間を設定する期間設定部５６とを組み合わせて構成してある。不等速機構４２はオルダム継手で構成されている。
具体的には同継手は、図２に示されるようにカムローブ２４のボス部３０側の端部と隣接する吸気用カムシャフト部分に設けた駆動アーム４４と、この駆動アーム４４と隣接する吸気用カムシャフト１４の外周面に回転自在に嵌挿された偏心軸部５０と、この偏心軸部５０の外周面に軸受部５６を介して回転自在に嵌挿されたハーモニックリング５４（吸気側の中間回転部材に相当）とを有している。
【００１７】
駆動アーム３１は、カムシャフト部分の外周面に固定された固定環４６と、ボス部３０とは１８０°ずれた固定環４６の地点から直径方向へ突き出るアーム部４８とを有した部品で構成されている。
アーム部４８の先端部の端面とボス部３０の端面とには、１組の中継ピン４５，４７の一方の端部が回転自在に嵌挿される。このうちアーム部４８から突き出た中継ピン４５の端部は、ハーモニックリング５４の端面に形成された直径方向に延びるスライド溝４９にスライド自在に嵌挿される。またボス部３０から突き出た中継ピン４７の端部は、固定環４６の側方を通過して、スライド溝４９とは１８０度ずれた地点に形成された直径方向に延びるスライド溝５１にスライド自在に嵌挿される。
【００１８】
これにより、吸気用カムシャフト１４の回転が、駆動アーム４４から中継ピン４５を通じてハーモニックリング５４へ伝達され、さらにハーモニックリング５４から中継ピン４７およびボス部３０を通じてカムローブ２４へ伝わるようにしている。つまり、吸気用カムシャフト１４の回転は、図３（ａ）や図３（ｃ）に示されるように偏心軸部５０の周り（吸気用カムシャフト１４の周り）を遅れや進みを生じながら偏心回転するハーモニックリング５４により、図３（ｂ）中の実線あるいは破線で示されるような所定周期で速度が変化する回転となって、カムローブ２４へ伝えられるようにしている。
【００１９】
期間設定部５６には、図１および図２に示されるように偏心軸部５０に入力ギヤ部５８を一体に設けた構造が用いられる。同入力ギヤ部５８は、吸気用カムシャフト１４の軸心と同一の軸心をもつ円形ギヤで構成され、入力ギヤ部５８から開弁期間を設定する変位を入力すると、偏心軸部５０の偏心した軸心（ハーモニックリング５４の軸心）が、吸気用カムシャフト１４の軸心の周りを偏心位相する。期間設定部５６の各部は、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように吸気バルブ８の最大リフト方向に関連付けて設定されていて、偏心軸部３３の軸心位置βが、吸気用カムシャフト１４の軸心位置αの下方（バルブ側）に一直線に並んだ偏心位相、すなわち軸心位置αと軸心位置βがなす位相角０°（最小位相角）にすると、吸気バルブ８を通過するカム山部２８は、ハーモニックリング５４の速度変化から、吸気バルブ８の開弁時期が最大に遅れ、さらに閉弁時期が最大に早まるように変位する（最小開弁期間）。反対に偏心軸部５０の軸心位置βが、吸気用カムシャフト１４の軸心位置αの上方（反バルブ側）に一直線に並んだ偏心位相、軸心位置αと軸心位置βがなす位相角１８０°（最大位相角）にすると、吸気バルブ８を通過するカム山部２８は、ハーモニックリング５４の速度変化から、吸気バルブ８の開弁時期が最大に早まり、さらに閉弁時期が最大に遅れるように変位する（最大開弁期間）。また位相角０〜１８０°間では、偏心位相に応じて開弁時期、閉弁時期は変わる。
【００２０】
入力ギヤ部５８は、図１および図２に示されるようにコントロールシャフト５５のギヤ部５７が噛み合わせてある。例えばコントロールシャフト５５には、減速機付きの電動モータなどといったアクチュエータ６１が接続されている。アクチュエータ６１は、エンジンの運転を制御する制御部（図示しない）に接続されている。そして、この制御部によるアクチュエータ６１の制御により、エンジンの運転状態に応じて、ハーモニックリング３２の偏心位置が可変されるようにしてある。このハーモニックリング３２の偏心位置の位相の変化により、吸気バルブ８の開弁期間が、エンジンの最も低速な運転から最も高速な運転まで、当該運転に応じて、図５中の破線で示されるように最小位相角０°の最小開弁期間から実線で示す最大位相角１８０°の最大開弁期間まで可変されるようになっている。
【００２１】
また排気側のカムローブ６０、開弁期間可変機構６２の各部にも、上述した吸気側のカムローブ２４や開弁期間可変機構４０と同じ構造が用いられている。そこで、図２のカムローブ６０、開弁期間可変６２のうち、吸気側のカムローブ６０や開弁期間可変機構４０と同じ部分には、吸気側と同一で、語尾に「ａ」を付した符号を付して、その説明を省略した。なお、図２中１０ａは、排気バルブ１０のバルブリフタを示している。
【００２２】
また排気側のコントロールシャフト５５ａのギヤ部５７ａは、同期用ギヤ５９を介して、吸気側のコントロールシャフト５５のギヤ部５７に噛み合っている。これにより、排気側の開弁期間可変機構６２は、アクチュエータ６１ａにより、吸気側の開弁期間可変機構４０と同期しながら、排気バルブ１０を開閉させると共に、当該排気バルブ１０の開弁期間を、エンジンの最も低速な運転から最も高速な運転に応じて、図５中の破線で示されるように最小位相角の最小開弁期間から実線で示す最大位相角の最大開弁期間まで可変されるようにしてある。
【００２３】
こうした可変動弁装置１８に、エンジンの中回転数域を中心とした中速常用運転域の出力を高める工夫、具体的には当該常用運転域における吸気側と排気側の開弁特性を逆転させる開弁特性逆転部６６が組み付けられている。開弁特性逆転部６６は、開弁期間可変機構４０（吸気側）と開弁期間可変機構６２（排気側）で定められている開弁期間の大小関係を、エンジンの低速運転付近と高速運転付近では吸気側を大きく、その間の中速運転付近においては、逆転して、排気側を大きく設定している。
【００２４】
この開弁特性逆転部６６には、吸気側の開弁期間可変機構４０と排気側の開弁期間可変機構６２の偏心位相をずらすという手法が用いてある（通常は吸気側と排気側とも同じ位相）。具体的には、開弁期間可変機構６２（排気側）のハーモニックリング５４ａの偏心位置（偏心軸部５０ａの偏心した軸心位置）を、当初、定められる吸気側のハーモニックリング５４（（偏心軸部５０の偏心した軸心位置）の偏心位置から、図６の線図に示されるように排気用カムシャフト１６の周方向へ、所定量、例えば３０°程度ずらす（進角）が用いてある。この点をさらに述べると、偏心回転式の開弁期間変更機構４０，６２における最小位相角から最大位相角までの弁開角の変化は、図６に示されるサインカーブのように変化するから、吸気側の開弁期間変更機構４０で設定された偏心位相に対し排気側の開弁期間変更期間６２の偏心位相をずらすと、エンジンの最も低速な運転付近Ｘと最も高速な運転付近Ｙとは、吸気側が排気側より長くなる開弁特性となり、それらＸ，Ｙ間、すなわち中間の中回転数域を中心とした中速の常用運転域Ｚ（中速運転域）は、反対に排気側が吸気側より長くなる開弁特性に逆転する。つまり、偏心位相のずらしにより、中速の常用運転域Ｚは、当初の設定とは逆転した開弁特性に設定される。これで、常用運転域Ｚにおいては、開弁期間機構６２（排気側）が、開弁期間可変機構４０（吸気側）の開弁期間より長い期間を保ちながら、エンジンの低速運転から高速運転に応じて開弁期間が可変されるようにしている。
【００２５】
つぎに作用について説明する。
アクチュエータ６１により、コントロールシャフト５５を駆動して、図３（ａ）に示されるように吸気側の開弁期間可変機構４０の偏心軸部５０の軸心位置βを吸気用カムシャフト１０の軸心位置αより下側の偏心位相０°の地点に設定したとする。吸気側のハーモニックリング５４の偏心位置は同位相角の地点に位置決められる。
【００２６】
このとき、排気側の開弁期間可変機構６２の偏心軸部５０ａの軸心位置βは、吸気側と同じ位相角でなく、図３（ａ）や図６中の排気バルブの線図に示されるように、同地点から３０°程度ずれた位相角の地点に設定される。排気側のハーモニックリング５４ａの偏心位置は同位相角の地点に位置決められる。
すると、各気筒４の吸気バルブ８を通過するカム山部２８は、ハーモニックリング５４の速度変化から、開弁時期は最大に遅れ、閉弁時期は最大に早まるように変位し、図５中の破線のように吸気バルブ８は、エンジンの低速運転に適した短い開弁期間で開閉する。一方、排気バルブ１０を通過するカム山部２８ａは、ハーモニックリング５４ａの速度変化から、ずれた位相角にしたがって、開弁時期は遅れ、閉弁時期は早まるように変位し、図５中の破線のように吸気バルブ８は、エンジンの低速運転に適した短い開弁期間で開閉する。
【００２７】
このとき、偏心回転式の開弁期間変更機構４０，６２における最小位相角から最大位相角までの弁開角の変化は、図６に示されるサインカーブのように変化するから、吸気側の開弁期間変更機構４０で設定された位相に対し排気側の開弁期間変更期間６２の位相をずらすことにより、吸気側の最小位相角付近や最大位相角付近は、吸気側が排気側に対して長い期間となる関係になる。と同時に、最小位相角（０°）と最大位相角（１８０°）の近辺は、位相角変化に対する弁開角の変化が少ないから、排気側の開弁期間変更期間６２の当初の位相をずらしても、当初と同等の弁開角、すなわち開弁期間が確保される。
【００２８】
これにより、エンジンの最も低速な運転付近Ｘでは、吸気バルブ８と排気バルブ１０は、吸気側が排気側より長いという関係を設定できるため、吸気弁の閉弁時期が遅めにすることができ、燃費が向上する。更に、運転付近Ｘにおいて最小位相角で吸気側の開弁期間が最大となるため、特にアイドル運転時の燃費の向上が得られる。なお、このときはオーバラップも抑制されながら、吸気バルブ８および排気バルブ１０の開弁期間の可変が行われる。
【００２９】
またエンジンの高速運転が求められ、アクチュエータ６１により、図３（ｃ）に示すように吸気側の開弁期間可変機構４０の偏心軸部５０の軸心位置βを吸気用カムシャフト１０の軸心位置αより上側の偏心位相１８０°の地点に設定したとする。吸気側のハーモニックリング５４の偏心位置は同位相角の地点に位置決められる。
このとき、排気側の開弁期間可変機構６２の偏心軸部５０ａの軸心位置βは、吸気側と同じ位相角でなく、図３（ｂ）や図６中の排気バルブの線図に示されるように、同地点から３０°程度ずれた位相角の地点に設定される。排気側のハーモニックリング５４ａの偏心位置は同位相角の地点に位置決められる。
【００３０】
すると、各気筒４の吸気バルブ８を通過するカム部２８は、ハーモニックリング５４の速度変化から、開弁時期は最大に早まり、閉弁時期は最大に遅れるように変位し、図５中の実線のように吸気バルブ８は、エンジンの高速運転に適した長い開弁期間で開閉する。一方、排気バルブ１０を通過するカム山部２８ａは、ハーモニックリング５４ａの速度変化から、ずれた位相角にしたがって、開弁時期は早まり、閉弁時期は遅れるように変位し、図５中の実線のように排気バルブ１０は、エンジンの高速運転に適した長い開弁期間で開閉する。
【００３１】
ここでも、偏心回転式の開弁期間変更機構６２の位相のずらしにより、吸気側が排気側に対して長い期間となる関係が保てる。と同時に、位相角変化に対する弁開角の変化の少なさから、当初と同等の弁開角、すなわち開弁期間が確保される。
これにより、エンジンの最も高速な運転付近Ｙでは、吸気バルブ８と排気バルブ１０は、吸気側が排気側より長いという関係を設定できるため、吸気の吸入効率が向上し出力が向上する。なお、排気側の開弁期間については変化は少なく多少短くなってしまうが、排気効率に与える影響は極めて小さいものである。このときは、吸気バルブ８と排気バルブ１０とのオーバラップ量も十分に確保される。
【００３２】
他方、中速回転数域を中心とした常用運転が求められ、アクチュエータ６１により、吸気側の開弁期間可変機構４０の偏心軸部５０を中間の位相角に設定したとする（例えば位相角３０°〜１５０°）。
このときには、図６に示されるように吸気バルブ８と排気バルブ１０との弁開角特性は、排気側の開弁期間可変機構６２の位相ずらしがもたらす弁開角特性の交差により、今までの吸気側の弁開角が排気側より大きい特性から、反対の排気側の弁開角が吸気側より大きい特性に逆転する。
【００３３】
こうした吸気側の開弁期間可変機構４０と排気側の開弁期間可変機構６２との偏心位相のずれにより、Ｘ，Ｙ間の中速の常用運転域Ｚでは、排気側の開弁期間が、吸気側の開弁期間より長いという関係を保ちながら、吸・排気の開弁期間の制御が行われる。これにより、中速の常用運転域Ｚは、今までよりも排気バルブ１０が開いているときが長くなり、排気ガスが排出されやすくなる。
【００３４】
これで、中速の常用運転域Ｚは、排気ガスの抜け性（排出性）が増す。この排気ガスのぬけ性は、吸気バルブ８と排気バルブ１０とのオーバラップ量の増大につながるから、抜け性が向上することで、エンジンの中回転数域の全体の出力の増大、特にトルクの向上に貢献する。
それ故、開弁特性逆転部６６の採用により、エンジンの低速運転域Ｘと高速運転域Ｙにおけるバルブ特性と、両回転数域間（中回転数域の中心とした中速運転域）Ｚにおけるエンジンの出力向上とを両立させることができる。特に吸・排気バルブ特性の逆転は、吸気側および排気側とも、偏心回転式の開弁期間可変機構４０，６２を用いた構造の場合、排気側の開弁期間可変機構６２の偏心軸部６２ａの偏心位置を、通常の位置からずらすだけで、容易にエンジンの中回転数域の中心とした運転域において、吸気側と排気側が逆転した開弁特性を与えることができる。
【００３５】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば一実施形態では、偏心位置をずらすという構造で、中間の運転域における吸気側と排気側との開弁特性を逆転させたが、これに限らず、他の構造で開弁特性を逆転させても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【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断面図。
【図２】同可変動弁装置の吸気側と排気側の要部構造を分解した分解斜視図。
【図３】同可変動弁装置の吸気バルブの作動特性を説明するための図。
【図４】同可変動弁装置の排気バルブの作動特性を説明するための図。
【図５】同吸気バルブと排気バルブのバルブリフト特性を説明するための線図。
【図６】吸気バルブの開弁角の位相と排気バルブの開弁角の位相をずらしたことを説明する線図。
【符号の説明】
【００３７】
２  シリンダヘッド
８  吸気バルブ
１０  排気バルブ
１４  吸気用カムシャフト（吸気側のカム駆動シャフト）
１６  排気用カムシャフト（排気側のカム駆動シャフト）
１８  可変動弁装置
２４，６０  カムローブ
２０  吸気側の開弁期間可変装置
２２  排気側の開弁期間可変装置
４０  吸気側の開弁期間可変機構
５４，５４ａ  ハーモニックリング（中間回転部材）
６２  排気側の開弁期間可変機構
６６  開弁特性逆転部（開弁特性逆転手段）
【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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