(57)【要約】【課題】低負荷時の燃焼状態を安定させるとともに、高負荷時の体積効率の低下を抑制する。【解決手段】本発明は、揺動カムの最大揺動範囲をロッカアームの揺動範囲内に規制する一対のリンク部材３０を備えるエンジンの可変動弁装置であって、リンク部材３０は、そのリンク部材３０とロッカアームとを連結する連結ピンが挿通する第１ピン孔３３と、そのリンク部材３０と揺動カムとを連結する連結ピンが挿通する第２ピン孔３４とを含み、一対のリンク部材３０のいずれか一方のリンク部材３０の前記第１ピン孔３３又は第２ピン孔３４は長孔であることを特徴とする。【選択図】図２
2009264318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって駆動されて回転する駆動軸と、
前記駆動軸に回転自在に取り付けられて、１気筒について２つ設けられた一対の吸気弁を開閉する一対の揺動カムと、
前記駆動軸と平行に気筒列方向へ延びる制御軸と、
前記制御軸の偏心制御カム部に回転自在に連係し、前記駆動軸の回転によってその偏心制御カム部の軸心に対して揺動する一対のロッカアームと、
前記揺動カムと前記ロッカアームとを連結し、前記揺動カムの最大揺動範囲を前記ロッカアームの揺動範囲内に規制する一対のリンク部材と、
前記制御軸を運転状態に応じて所定の回転範囲で回転させるアクチュエータと、
を備えるエンジンの可変動弁装置であって、
前記リンク部材は、リンク部材と前記ロッカアームとを連結する連結ピンが挿通する第１ピン孔と、リンク部材と前記揺動カムとを連結する連結ピンが挿通する第２ピン孔とを含み、
前記一対のリンク部材のいずれか一方のリンク部材の前記第１ピン孔又は第２ピン孔は長孔である
ことを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
【請求項２】
エンジンによって駆動されて回転する駆動軸と、
前記駆動軸に回転自在に取り付けられて、１気筒について２つ設けられた一対の吸気弁を開閉する一対の揺動カムと、
前記駆動軸と平行に気筒列方向へ延びる制御軸と、
前記制御軸の偏心制御カム部に回転自在に連係し、前記駆動軸の回転によってその偏心制御カム部の軸心に対して揺動する一対のロッカアームと、
前記揺動カムと前記ロッカアームとを連結し、前記揺動カムの最大揺動範囲を前記ロッカアームの揺動範囲内に規制する一対のリンク部材と、
前記制御軸を運転状態に応じて所定の回転範囲で回転させるアクチュエータと、
を備えるエンジンの可変動弁装置であって、
前記一対のリンク部材のいずれか一方のリンク部材は、前記ロッカアームに連結する第１部材と、前記揺動カムに連結する第２部材と、を含み、
前記第１部材と前記第２部材とは、前記第１部材と前記第２部材とを連結する連結ピンが挿通するピン孔をそれぞれ含み、そのピン孔のいずれか一方は長孔である
ことを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンの可変動弁装置として、低負荷時に各気筒に２つ設けられた吸気弁の開弁時期をそれぞれ異ならせることでスワールを発生させて、燃焼状態を安定させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１３３２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のエンジンの可変動弁装置では、高負荷時（大作動角）において、２つの吸気弁の閉時期を一致させるにはリフト量を小さくする必要があった。そのため、高負荷時の体積効率が低下するという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、低負荷時の燃焼状態を安定させるとともに、高負荷時の体積効率の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、エンジンによって駆動されて回転する駆動軸（１３）と、前記駆動軸（１３）に回転自在に取り付けられて、１気筒について２つ設けられた一対の吸気弁（１１）を開閉する一対の揺動カム（１２）と、前記駆動軸（１３）と平行に気筒列方向へ延びる制御軸（１６）と、前記制御軸（１６）の偏心制御カム部（１７）に回転自在に連係し、前記駆動軸（１３）の回転によってその偏心制御カム部（１７）の軸心に対して揺動する一対のロッカアーム（１８）と、前記揺動カム（１２）と前記ロッカアーム（１８）とを連結し、前記揺動カム（１２）の最大揺動範囲を前記ロッカアーム（１８）の揺動範囲内に規制する一対のリンク部材（３０）と、前記制御軸（１６）を運転状態に応じて所定の回転範囲で回転させるアクチュエータ（４０）と、を備えるエンジンの可変動弁装置（１）であって、前記リンク部材（３０）は、そのリンク部材（３０）と前記ロッカアーム（１８）とを連結する連結ピン（２１）が挿通する第１ピン孔（３３）と、そのリンク部材（３０）と前記揺動カム（１２）とを連結する連結ピン（２２）が挿通する第２ピン孔（３４）とを含み、前記一対のリンク部材（３０）のいずれか一方のリンク部材（３０）の前記第１ピン孔（３３）又は第２ピン孔（３４）は長孔であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制御軸を回転させて作動角を拡大させていったときに、リンク部材のピン孔を長孔にした方の吸気弁については、所定の作動角に達するまで最少作動角に維持できる。したがって、低負荷時には片弁運転によってスワールを強化できるので燃焼状態を安定させることができる。また、所定の作動角を超えると、ピン孔を縦長にした方の吸気弁の作動角も、他方の吸気弁の作動角と同じにできるので、高負荷時の体積効率の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、エンジンに適用される吸気弁可変動弁機構１の斜視図である。
【００１０】
吸気弁可変動弁機構１は、吸気弁１１のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構１０と、吸気弁１１の中心角（吸気弁１１が最大リフトを迎えるクランク角度位置）の位相を進角又は遅角させる位相可変機構５０と、を備える。なお、図１では１つの気筒に対応する一対の吸気弁１１ａ，１１ｂ及びその関連部品のみを簡略的に図示している。
【００１１】
まず、リフト・作動角可変機構１０の構成について説明する。
【００１２】
エンジン１の各気筒には、吸気弁１１として、一対の吸気弁１１ａ，１１ｂが設けられる。吸気弁１１の上方には、気筒列方向に延びる中空状の駆動軸１３が設けられる。駆動軸１３は、一端部に設けられた従動スプロケット５２等を介して、図示しないベルトやチェーンでクランクシャフトと連係され、クランクシャフトに連動して軸周りに回転する。
【００１３】
駆動軸１３には、気筒ごとに、一対の揺動カム１２が駆動軸１３に対して回転自在に取り付けられる。その作用については後で詳述するが、この一対の揺動カム１２が駆動軸１３を中心として所定の回転範囲で揺動（上下動）することによって、その下方に位置する吸気弁１１のバルブリフタ１９が押圧され、吸気弁１１が下方にリフトする。
【００１４】
駆動軸１３の外周には、円筒状の駆動カム１５が圧入等によって固定される。駆動カム１５は、揺動カム１２から軸方向に所定の距離だけ離れた位置に固定される。そして、駆動カム１５の外周面には、リンクアーム２５の基端２５ａが、回転自在に嵌合する。
【００１５】
駆動軸１３の斜め上方には、制御軸１６が、駆動軸１３と平行に気筒列方向へ延びて、回転自在に支持される。
【００１６】
制御軸１６には、かさ歯車４１を介して制御軸１６を所定回転角度範囲内で回転させるリフト量制御アクチュエータ４０が設けられる。リフト量制御アクチュエータ４０は、エンジンの運転状態を検出するコントローラ６０からの制御信号に基づいて制御される。
【００１７】
制御軸１６の外周面には、制御カム１７が圧入等によって固定される。制御カム１７には、ロッカアーム１８が、制御カム１７の外周面に回転自在に嵌合する。ロッカアーム１８は、制御カム１７の軸心を支点として揺動する。
【００１８】
なお、ロッカアーム１８は、制御カム１７に支持される中央の基端部１８ａを中心に、軸方向と垂直に左右方向に伸びた形状をしている。
【００１９】
ロッカアーム１８の一端部１８ｂと、リンクアーム２５の突出端２５ｂとは、ロッカアーム１８が上方に位置するように、両者を挿通する連結ピン２０によって連結される。
【００２０】
ロッカアーム１８の他端部１８ｃと、揺動カム１２とは、リンク部材３０によって連結される。リンク部材３０は、両端部に二股状の第１軸受部３１と第２軸受部３２とを備える。
【００２１】
第１軸受部３１は、ロッカアーム１８の他端部１８ｃとリンク部材３０とを連結する連結ピン２１を支持する。第１軸受部３１には、連結ピン２１を支持するためのピン孔３３が形成される。ロッカアーム１８の他端部１８ｃは、二股状に形成されたリンク部材３０の第１軸受部３１の間に配置される。
【００２２】
第２軸受部３２は、揺動カム１２とリンク部材３０とを連結する連結ピン２２を支持する。第２軸受部３２には、連結ピン２２を支持するためのピン孔３４が形成される。揺動カム１２は、二股状に形成されたリンク部材３０の第２軸受部３２の間に配置される。
【００２３】
なお、図２を参照して後述するが、本実施形態では、吸気弁１１ａに対応して設けられたリンク部材３０の第１軸受部３１に形成されたピン孔の形状を長孔形状としている。
【００２４】
次に、位相可変機構５０の構成及び作用について説明する。
【００２５】
位相可変機構５０は、位相角制御アクチュエータ５１を備える。
【００２６】
位相角制御アクチュエータ５１は、スプロケット５２と駆動軸１３とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる。これにより、リフト中心角が進角又は遅角する。位相角制御アクチュエータ５１は、エンジンの運転状態を検出するコントローラ６０からの制御信号に基づいて制御される。
【００２７】
図２及び図３は、リンク部材３０の拡大図である。図２は吸気弁１１ａに対応して設けられたリンク部材３０の拡大図であり、図３は吸気弁１１ｂに対応して設けられたリンク部材３０の拡大図である。
【００２８】
図２に示すように、吸気弁１１ａに対応して設けられたリンク部材３０の第１軸受部３１に形成されたピン孔３３は、円を縦長に引き伸ばして、半円と半円との間を直線で結ぶ長孔形状となっている。
【００２９】
一方で、図３に示すように、吸気弁１１ｂに対応して設けられたリンク部材３０の第１軸受部３１に形成されたピン孔３３は、連結ピンの径に対応した円形状となっている。
【００３０】
続いて図１〜図３を参照してリフト・作動角可変機構１０の作用について説明する。
【００３１】
まず図１及び図２を参照して説明する。
【００３２】
駆動軸１３がクランクシャフトに連動して回転すると、駆動カム１５及びその外周に回転自在に嵌合しているリンクアーム２５を介してロッカアーム１８が制御カム１７の中心点を中心として揺動（上下動）する。ロッカアーム１８の揺動は、リンク部材３０を介して揺動カム１２へ伝達され、揺動カム１２が所定角度範囲を揺動する。この揺動カム１２が揺動、すなわち上下動することによって、バルブリフタ１９が押圧され、吸気弁１１が下方にリフトする。
【００３３】
ここで、リフト量制御アクチュエータ４０を介して制御軸１６が回転すると、ロッカアーム１８の揺動支点となる制御カム１７の中心点も回転変位して、エンジン本体に対してロッカアーム１８の支持位置が変化し、ひいては揺動カム１２の初期揺動位置が変化する。したがって、揺動カム１２と、バルブリフタ１９との初期接触位置も変化する。これにより、クランクシャフト一回転あたりの揺動カム１２の揺動角は常に一定なので、最大リフト量が変化する。
【００３４】
このとき、本実施形態では、吸気弁１１ａに対応して設けられたリンク部材３０の第１軸受部３１に形成されたピン孔３３は、縦長に引き伸ばされた長孔形状となっている。
【００３５】
したがって、制御軸１６を回転させても、ロッカアーム１８の他端部が、縦長に引き伸ばされたピン孔の下端まで移動しないと、揺動カム１２の初期揺動位置は変化しない。つまり、ロッカアーム１８の他端部１８ｃが、縦長に引き伸ばされたピン孔３３の下端に移動するまでは、吸気弁１１の最大リフト量は変化しない。この点について図４及び図５を参照して説明する。
【００３６】
図４は、ピン孔３３の形状を連結ピンの径に対応する円形したリンク部材３０に対応する吸気弁１１ｂのリフト特性を示す図である。
【００３７】
ピン孔３３の形状を連結ピンの径に対応する円形したときは、制御カム１７の初期位置を連続的に変化させることができる。つまり、吸気弁１１ｂのバルブリフト特性を連続的に変化させることができる。
【００３８】
したがって、図４に示すように、吸気弁可変動弁機構１は、リフト・作動角可変機構１０によって、吸気弁１１ｂのリフト量及び作動角を、両者同時に連続的に拡大、縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、吸気弁１１ｂのリフト量及び作動角の大小変化に伴い、吸気弁１１ｂの開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。
【００３９】
図５は、ピン孔３３の形状を縦長に引き伸ばした長孔形状にしたリンク部材３０に対応する吸気弁１１ａのリフト特性を示す図である。
【００４０】
一方で、ピン孔３３の形状を縦長に引き伸ばした長孔形状にしたときは、ロッカアーム１８の他端部１８ｃが、縦長に引き伸ばされたピン孔３３の下端に移動するまで、制御カム１７の初期位置を変化させることができない。つまり、最小リフト（ゼロリフト）の状態から制御軸１６を回転させたとき、制御軸１６を所定角度回転させるまでは、吸気弁１１ａのリフト量及び作動角は変化せず、最小リフトのままとなる。
【００４１】
したがって、図５に示すように、リフト・作動角可変機構１０によって、制御軸１６を回転させて中間作動角に設定したときでも、吸気弁１１ａをゼロリフトに維持できる。
【００４２】
以上説明した本実施形態によれば、各気筒に設けた一対の吸気弁１１ａ，１１ｂのうち、一方の吸気弁１１ａに対応して設けられたリンク部材３０の第１軸受部３１に形成されたピン孔３３の形状を縦長に引き伸ばした長孔形状にした。
【００４３】
これにより、リフト・作動角可変機構１０によって制御軸１６を回転させて、最小作動角の状態から作動角を拡大させていったときに、所定の作動角に拡大するまの間は、吸気弁１１ａの作動角を最小作動角の状態に維持できる。
【００４４】
一方で、吸気弁１１ｂの作動角は、制御軸１６の回転に応じて、連続的に最少作動角の状態から拡大していく。
【００４５】
そのため、最小作動角から所定の作動角に拡大させるまでの間は、吸気弁１１ａのリフト量より吸気弁１１ｂのリフト量を大きくできる。これにより、燃焼室内のガス流動（スワール流）を強化して燃焼安定度を向上させることができる。
【００４６】
また、燃焼安定度の向上によって点火時期を遅角することができる。これにより、排気温度を上昇させることができるので、冷間時における触媒の早期活性が可能となり、エミッションを向上させることができる。
【００４７】
さらに、最大作動角時には吸気弁１１ａ，１１ｂの閉時期は一致するので、逆スワール流が発生することもない。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、吸気弁１１ａに対応して設けられたリンク部材３０を２分割し、結合部分の孔の形状を縦長に引き伸ばした長孔形状にした点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００４９】
図６（Ａ）は、第２実施形態による吸気弁可変動弁機構１を示す図であって、リンク部材３０の関連部品のみを簡略的に示した図である。図６（Ｂ）は、後述する第１部材３０ａの拡大図である。
【００５０】
図６（Ａ）に示すように、本実施形態では、吸気弁１１ａに対応するリンク部材３０は、上下の２部材３０ａ，３０ｂに分割される。以下図中上側に部材を第１部材３０ａといい、下側の部材を第２部材３０ｂという。第１部材３０ａと、第２部材３０ｂとは、連結ピン２３によって連結される。
【００５１】
図６（Ｂ）に示すように、本実施形態では、この連結ピン２３を支持するために、第１部材３０ａの下端に形成された軸受部３５のピン孔３６を縦長に引き伸ばした長孔形状にする。一方で、第２部材３０ｂの上端に形成された軸受部３７のピン孔３８は、連結ピン２３の径に対応した円形とする。
【００５２】
これにより、制御軸１６を回転させても、このピン孔３６の上端に連結ピン２３が当接する状態になるまでは、揺動カム１２の初期揺動位置は変化しない。よって、第１実施形態と同様に、最小作動角から所定の作動角になるまでは、最小作動角を維持できる。
【００５３】
なお、第１部材３０ａの上端に形成された軸受部３１のピン孔３３は、連結ピン２１の径に対応した円形とする。
【００５４】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果の他、第１部材３０ａの下端に形成された軸受部３５の長さを長くすることで、ピン孔３６の長さも長くできる。したがって、最小作動角を維持したまま運転できる期間を長くすることができる。
【００５５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００５６】
例えば、第１実施形態では、第１軸受部３１のピン孔３３を縦長に引き伸ばした長孔形状としたが、第２軸受部３２のピン孔３４を縦長に引き伸ばした長孔形状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】エンジンに適用される吸気弁可変動弁機構の斜視図である。
【図２】一対のリンク部材うちの一方の拡大図である。
【図３】一対のリンク部材うちの他方の拡大図である。
【図４】ピン孔の形状を連結ピンの径に対応する円形したリンク部材に対応する吸気弁のリフト特性を示す図である。
【図５】ピン孔の形状を縦長に引き伸ばした長孔形状にしたリンク部材に対応する吸気弁のリフト特性を示す図である。
【図６】第２実施形態による吸気弁可変動弁機構を示す図であって、リンク部材の関連部品のみを簡略的に示した図である。
【符号の説明】
【００５８】
１１    吸気弁
１２    揺動カム
１３    駆動軸
１６    制御軸
１７    制御カム（偏心制御カム部）
１８    ロッカアーム
２１    連結ピン
２２    連結ピン
２３    連結ピン
３０    リンク部材
３０ａ  第１部材
３０ｂ  第２部材
３３    ピン孔（第１ピン孔）
３４    ピン孔（第２ピン孔）
３６    ピン孔
３８    ピン孔
４０    リフト量制御アクチュエータ（アクチュエータ）
【図１】
2009264318.tif 000003
【図２】
2009264318.tif 000004
【図３】
2009264318.tif 000005
【図４】
2009264318.tif 000006
【図５】
2009264318.tif 000007
【図６】
2009264318.tif 000008