JPH1030413A - 内燃機関のバルブ特性制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バルブの開閉時期を変更する機構と、バルブの
リフト量を変更する機構との構成を簡素化するととも
に、両機構の設置スペースを小型化可能な内燃機関のバ
ルブ特性制御装置を提供すること。 【解決手段】カム面Ｃ１とカムシャフト１０の中心部間
の距離が徐々に変位するテーパ状のカムＣをカムシャフ
ト１０に設けたとともに、リングギア４８とカムシャフ
ト１０とを連結し、リングギア４８の回転移動及び軸線
方向への移動に連動してカムシャフト１０が回転移動及
び平行移動するようにした。これにより、リングギア４
８の回転移動にともない、カムシャフト１０の位相がズ
レてバルブ開閉時期が変化する。また、リングギア４８
の軸線方向への移動にともないカム面Ｃ１に対するシュ
ー８ｂの接触位置が変位してバルブリフト量が変化す
る。これにより、共通の駆動源、制御回路、及びバルブ
特性制御機構２５により、バルブオーバラップ量及びバ
ルブリフト量を変更することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関に設け
られた吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開
閉時期を変更する開閉時期変更機構と、前記吸気バルブ
及び排気バルブのリフト量を変更するリフト量変更機構
とを備えた内燃機関のバルブ特性制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、基本的構成を有する内燃機関（エ
ンジン）では、シリンダヘッドに設けられた吸気バルブ
及び排気バルブが燃焼室に通じる吸気通路及び排気通路
をそれぞれ開く。これらのバルブタイミングはクランク
シャフトの回転位相、延いてはピストンが上下動するタ
イミングに一義的に同期する。従って、燃焼室における
吸排気量は吸気通路に別途設けられたスロットルバルブ
の開度やエンジンの回転速度に依存することになる。

【０００３】これに対し、昨今では、燃焼室における吸
排気量を更に自由度をもって調節可能とするために、バ
ルブタイミングを制御するようにした装置がある。この
種の装置はバルブタイミングを変更可能とする開閉時期
変更機構を備え、コントローラがエンジンの運転状態に
応じて開閉時期変更機構を制御することにより、吸気バ
ルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミン
グが変更され、吸気バルブと排気バルブとのバルブオー
バラップ量が変更される。バルブオーバラップ量が変更
されることにより、燃焼室に吸入されるべき空気の量、
或いは、燃焼室から一旦排出された排気ガスが燃焼室へ
逆流して残留する量、即ち内部ＥＧＲの量が適正化さ
れ、もってエンジンの出力、エミッション及び燃費等の
改善が図られる。

【０００４】また、近年では上記開閉時期変更機構の他
に、バルブリフト量を変更するリフト量変更機構を併設
したエンジンがある（例えば、特開平６−２３５３０５
号公報に記載のエンジン）。この公報記載のエンジンに
よれば、その時々の運転状態に応じて開閉時期及びバル
ブリフト量が個々に変更され、エンジンの出力、エミッ
ション及び燃費等の改善がより一層向上される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術の開閉時期変更機構とリフト量変更機構とを併設した
エンジンにおいては、次のような問題があった。

【０００６】（１）開閉時期変更機構とリフト量変更機
構とは、それぞれ個々に駆動機構（油圧回路及び制御回
路等）を有していることから、構成が複雑になるととも
に、両装置を設置するためのスペースが大型化するとい
う問題があった。

【０００７】（２）両機構はそれぞれ個々に駆動制御さ
れることから、その時々の運転状態に対応する最良のバ
ルブオーバラップ量と最良のバルブリフト量とを同期さ
せることが困難である。また、両装置の変更速度の相違
で両装置の最良の開閉時期と最良のバルブリフト量とに
大きなバラツキが発生することがある。

【０００８】（３）リフト量変更機構は、高速用カム及
び高速用ロッカーアームと低速用カム及び低速用ロッカ
ーアームをそれぞれ備え、その時々の運転状態よって各
ロッカアームと各カムとの接触組み合わせが変更して、
リフト量が変更されるようになっている。しかし、複数
のカム及びロッカーアームを必要とすることから、構成
が複雑になるという問題があった。

【０００９】本発明は、上記問題を解消するためになさ
れたものであって、第１の目的は、バルブの開閉時期を
変更する機構と、バルブのリフト量を変更する機構との
構成を簡素化するとともに、両機構の設置スペースを小
型化可能な内燃機関のバルブ特性制御装置を提供するこ
とにある。

【００１０】また、第２の目的は、その時々の運転状態
における最良の開閉時期と最良のバルブリフト量とを同
期させることがてることが可能なバルブ特性制御装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、カムシャフトを中心
に配置され、内周面にヘリカル状の内歯を有する回転体
と、前記カムシャフトと前記回転体との間に配置され、
前記回転体の内歯に噛合するヘリカル状の外歯を有し、
前記カムシャフトと一体回転するとともにカムシャフト
の軸線方向に移動可能なリングギアと、前記カムシャフ
トと一体回転可能に設けられ、カムシャフトの軸線方向
にそのプロフィールが所定の変化量をもって形成されて
いる吸気バルブ及び排気バルブを往復動させるためのカ
ムと、前記リングギアをカムシャフトの軸線方向に移動
させる移動手段とを備えたことをその要旨とする。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記カムはそのカム面が前記カムシ
ャフトの軸線方向に対して傾斜する勾配が設けられてい
ることにより、そのプロフィールがカムシャフトの軸線
方向に変化していることをその要旨とする。

【００１３】（作用）請求項１に記載の発明において
は、バルブの開閉時期及びリフト量を変更する際には、
移動手段によりリングギアをカムシャフトの軸線方向に
移動させる。このとき、リングギアは、その外歯と回転
体の内歯との噛合により回転しながらカムシャフトの軸
線方向に移動され、同リングギアの回転量に対応してカ
ムシャフトの位相がズレて、バルブの開閉時期が変更さ
れる。また、これと同時にリングギアの移動量に相当す
る分だけカムシャフトがその軸線方向に移動される。こ
れにより、カムとバルブとの相対位置（カムの軸線方向
における相対位置）がズレる。カムはカムシャフトの軸
線方向にそのプロフィールが所定の変化量をもって形成
されていることから、バルブとカムとの相対位置がズレ
ることにより、バルブのリフト量が変更される。

【００１４】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載の発明の作用に加え、カム面はカムシャフトの
軸線に対して傾斜する勾配が設けられていることから、
カムシャフトの軸線方向への移動量に対応してバルブリ
フト量が無段階に変更される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態にお
けるガソリンエンジンシステムを示す概略構成図であ
る。内燃機関としてのエンジン１は複数のシリンダ２を
備える。各シリンダ２にそれぞれ設けられたピストン３
はクランクシャフト１ａにつながり、各シリンダ２の中
で上下動可能である。各シリンダ２においてピストン３
の上側は燃焼室４を形成する。各燃焼室４に対応して設
けられた点火プラグ５は燃焼室４に導入された混合気を
点火する。各燃焼室４に対応して設けられた吸気ポート
６ａ及び排気ポート７ａの各々は吸気通路６及び排気通
路７の一部を構成する。各燃焼室４に対応して設けられ
た吸気バルブ８及び排気バルブ９は各ポート６ａ，７ａ
を各々開く。これらのバルブ８，９の各々は互いに異な
るカムシャフト１０，１１の回転に基づき作動する。各
カムシャフト１０，１１の先端に各々設けられたタイミ
ングプーリ１２，１３はタイミングベルト１４を介して
クランクシャフト１ａにつながる。

【００１６】エンジン１の運転時に、クランクシャフト
１ａの回転力はタイミングベルト１４及び各タイミング
プーリ１２，１３を介して各カムシャフト１０，１１に
伝わる。各カムシャフト１０，１１が回転することによ
り、各バルブ８，９が作動する。各バルブ８，９はクラ
ンクシャフト１ａの回転に同期して、即ち各ピストン３
の上下動に対応した吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行
程及び排気行程に同期して、所定のタイミングで作動可
能である。

【００１７】吸気通路６の入口に設けられたエアクリー
ナ１５は同通路６に取り込まれる外気を清浄化する。各
吸気ポート６ａの近傍に各々設けられたインジェクタ１
６は吸気ポート６ａへ向かって燃料を噴射する。エンジ
ン１の運転時には、エアクリーナ１５を介して吸気通路
６に外気が取り込まれる。このとき、各インジェクタ１
６が燃料を噴射することにより、その燃料と外気との混
合気が吸入行程に吸気バルブ８が吸気ポート６ａを開く
ときに、燃焼室４に吸入される。燃焼室４に吸入された
混合気は、点火プラグ５が作動することにより、爆発・
燃焼する。その結果、ピストン３が作動し、クランクシ
ャフト１ａが回転してエンジン１の出力が得られる。燃
焼後の排気ガスは、排気行程に排気バルブ９が排気ポー
ト７ａを開くときに、燃焼室４から導出され、排気通路
７を通って外部へ排出される。

【００１８】吸気通路６に設けられたスロットルバルブ
１７は図示しないアクセルペダルの操作に連動して作動
する。このバルブ１７の開度が調節されることにより、
吸気通路６に対する外気の取り込み量、即ち吸入空気量
が調節される。スロットルバルブ１７の下流側に設けら
れたサージタンク１８は吸入空気の脈動を平滑化する。
エアクリーナ１５の近傍に設けられた吸気温センサ７１
は吸気温度を検出し、その検出値に応じた信号を出力す
る。

【００１９】スロットルバルブ１７の近傍に設けられた
スロットルセンサ７２は、同バルブ１７の開度（スロッ
トル開度）を検出し、その検出値に応じた信号を出力す
る。このセンサ７２はスロットルバルブ１７が全閉の状
態となったときに、そのことを検出して出力する。サー
ジタンク１８に設けられた吸気圧センサ７３は、同タン
ク１８における吸入空気の圧力（吸気圧力）を検出し、
その検出値に応じた信号を出力する。

【００２０】一方、排気通路７の途中に設けられた触媒
コンバータ１９は内蔵された三元触媒２０により排気ガ
スを浄化する。排気通路７に設けられた酸素センサ７４
は排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出値に応じた
信号を出力する。エンジン１に設けられた水温センサ７
５は、エンジン１を冷却するための冷却水の温度（冷却
水温度）を検出し、その検出値に応じた信号を出力す
る。

【００２１】ディストリビュータ２１はイグナイタ２２
から出力される高電圧を各点火プラグ５を作動させるた
めの点火信号として各点火プラグ５へ分配する。従っ
て、各点火プラグ５を作動させるタイミングはイグナイ
タ２２が高電圧を出力するタイミングにより決まる。

【００２２】ディストリビュータ２１に内蔵されたロー
タ（図示しない）は、クランクシャフト１ａの回転に同
期したカムシャフト１１の回転に基づき回転する。ディ
ストリビュータ２１に設けられた回転速度センサ７６
は、エンジン１の回転速度（エンジン回転速度）をロー
タの回転に基づき検出し、その検出値をパルス信号とし
て出力する。ディストリビュータ２１に設けられた気筒
判別センサ７７はクランク角度の基準位置をロータの回
転に応じて所定の割合で検出し、その検出値を同じくパ
ルス信号として出力する。この実施形態において、エン
ジン１の一連の４行程に対してクランクシャフト１ａは
２回転する。クランクシャフト１ａが２回転する間に、
回転速度センサ７６は３０°ＣＡ毎に１パルスの信号を
出力する。気筒判別センサ７７は３６０°ＣＡ毎に１パ
ルスの信号を出力する。

【００２３】吸気通路１１に設けられたバイパス通路２
３は、スロットルバルブ１７を迂回して同バルブ１７の
上流側と下流側との間を連通させる。バイパス通路２３
に設けられたリニアソレノイド式のアイドルスピードコ
ントロールバルブ（ＩＳＣＶ）２４は同通路２２の開度
を調節する。ＩＳＣＶ２３はスロットルバルブ１７が全
閉となるアイドル運転時等にその運転を安定化させるた
めに作動する。アイドル運転時にＩＳＣＶ２３が所定の
指令信号に基づき制御されることにより、バイパス通路
２２を通じて燃焼室４に取り込まれる吸入空気量が調節
され、エンジン回転速度が制御される。即ち、アイドル
回転数の制御が行われる。

【００２４】この実施形態で、タイミングプーリ１２に
設けられた油圧駆動式のバルブ特性変更機構２５は吸気
バルブ８に係るバルブタイミング（開閉時期）及び吸気
バルブ８のリフト量を変更する。バルブ特性変更機構２
５とそれを駆動するための油圧供給手段の構成について
詳しく説明する。

【００２５】図２，図３はバルブ特性変更機構２５及び
それに付随するオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）５
５の構造を示す。エンジン１のシリンダヘッド２６及び
ベアリングキャップ２７は筒状のボス３８を有するタイ
ミングプーリ１２を回転可能に支持する。カムシャフト
１０は前記タイミングプーリ１２に回転可能に支持され
ている。油溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃはカムシャフト１
０の外周に沿って延びる。ベアリングキャップ２７に設
けられた油路３３，３４はタイミングプーリ１２のボス
３８に形成された通路４５ａ，４５ｂを介してカムシャ
フト１０の各油溝３１ａ，３１ｂに潤滑油を供給する。
この実施形態で、図１に示すように、エンジン１に設け
られたオイルパン２８、オイルポンプ２９及びオイルフ
ィルタ３０等はエンジン１の各部を潤滑するための潤滑
装置を構成する。この潤滑装置はバルブ特性変更機構２
５を駆動するために同バルブ特性変更機構２５に油圧を
供給する。ＯＣＶ５５はバルブ特性変更機構２５に供給
される油圧を調節可能とする。この潤滑装置及びＯＣＶ
５５は本発明の移動手段を構成する。

【００２６】エンジン１の運転に連動してオイルポンプ
２９が作動することにより、オイルパン２８から吸い上
げられた潤滑油がオイルポンプ２９より吐出される。吐
出された潤滑油はオイルフィルタ３０を通り、ＬＳＶ５
５により各油路３３，３４へ選択的に圧送され、各油溝
３１，３２及びジャーナル１０ａに供給される。

【００２７】略円板状をなすタイミングプーリ１２と同
プーリ１２に取り付けられたカバー３５はタイミングプ
ーリ１２の一側面及びカムシャフト１０の先端を覆う。
前記タイミングプーリ１２は、同シャフト１０と相対回
動可能となっている。前述したタイミングベルト１４は
外歯３７につながる。

【００２８】カバー３５はその外周にフランジ３９を有
し、その底部中央に孔４０を有する。複数のボルト４１
はフランジ３９をタイミングプーリ１２の一側面に固定
する。孔４０に装着された蓋４３は取り外し可能であ
る。カバー３５はその内周に複数のヘリカル歯３５ａを
有する。タイミングプーリ１２及びカバー３５により囲
まれた空間４４はリングギア４８等を収容する。中空ボ
ルト４６及びピン４７はリングギア４８をカムシャフト
１０の先端に固定する。前記リングギア４８はカバー３
５とカムシャフト１０とを連結する。リングギア４８は
環状をなし、カムシャフト１０の軸方向に沿って移動可
能となっている。リングギア４８はその外周に複数のヘ
リカル歯４８ａを有している。リングギア４８のヘリカ
ル歯４８ａは前記カバー３５のヘリカル歯３５ａと噛み
合っている。リングギア４８はヘリカル歯３５ａ，４８
ａを介してカバー３５に対して回転することで、カムシ
ャフト１０の軸線方向に移動する。

【００２９】また、プーリ１２が回転することにより、
リングギア４８により連結されたカバー３５とキャップ
４６とが一体に回転し、もってカムシャフト１０とカバ
ー３５とが一体的に回転する。スプリング４２はリング
ギア４８とタイミングベルト１２のボス３８先端面との
間に介在されている。リングギア４８はスプリング４２
の付勢力により常時カバー３５底部側に付勢されてい
る。

【００３０】カムＣは前記カムシャフト１０の基端側に
連結されている。吸気バルブ８側のタペット８ａはバル
ブスプリング６５の付勢力によりシュー８ｂを介して前
記カムＣのカム面Ｃ１に常時接触状態に保持される。カ
ムシャフト１０の回転に連動し、吸気バルブ８はカムＣ
及びタペット８ａ等を介して往復動する。前記カム面Ｃ
１は、カムシャフト１０の基端側（図２，図３において
右側）に行くに従ってカムシャフト１０の中心軸線との
間の距離が短くなる勾配が設けられている。即ち、カム
Ｃはカムシャフト１０の軸線方向において、そのプロフ
ィールが所定の変化量をもって形成されている。また、
前記タペット８ａとカム面Ｃ１との間に介在されるシュ
ー８ｂは、カム面Ｃ１と接触する平面部８ｃ及びタペッ
ト８ａに摺動可能に係合する球面部８ｄを有している。

【００３１】図２，図３に示すように、空間４４はリン
グギア４８により区画された第１及び第２の油圧室４
９，５０を含む。第１の油圧室５０はリングギア４８の
左端とカバー３５の底壁との間に位置する。第２の油圧
室５０はリングギア４８の右端とプーリ１２との間に位
置する。

【００３２】ここで、第１の油圧室４９に潤滑油による
油圧を供給するために、カムシャフト１０はその内部に
軸方向に沿って延びる油路５１を有する。この油路５１
の先端は中空ボルト４６の孔４６ａを通じて第１の油圧
室４９に連通する。この油路５１の基端はカムシャフト
１０の周面に形成された油溝３１ａに通じる。

【００３３】一方、第２の油圧室５０に油圧を供給する
ために、カムシャフト１０はその内部に油路５１と平行
に延びる別の油路５３を有する。ボス３８に形成された
油孔５４は第２の油圧室５０と油路５３との間を連通す
る。

【００３４】ここで、両油圧供給通路の途中に設けられ
たＯＣＶ５５はその開度がデューティ制御されることに
より、各油圧室４９，５０に供給される油圧を制御す
る。図１にはこのＯＣＶ５５とオイルパン２８、オイル
ポンプ２９及びオイルフィルタ３０との接続の関係が示
されている。

【００３５】図２，図３に示すように、ＯＣＶ５５を構
成するケーシング５６は、第１〜第５のポート５７，５
８，５９，６０，６１を有する。第１のポート５７は油
路３３に連通し、第２のポート５８は油路３４に連通す
る。第３及び第４のポート５９，６０はオイルパン２８
に連通し、第５のポート６１はオイルフィルタ３０を介
してオイルポンプ２９の吐出側に連通する。ケーシング
５６の内部に設けられた串形のスプール６２は円筒状の
４つの弁体６２ａを有する。スプール６２はその軸方向
に沿って往復動可能となっている。ケーシング５６に設
けられた電磁ソレノイド６３はスプール６２を図２に示
す第１の位置と図３に示す第２の位置との間で移動させ
る。

【００３６】第１の位置とは、図２，図３において、ス
プール６２がケーシング５６に対して最も右側に達した
ときの位置、即ちスプール６２のストロークが最も小さ
くなる位置を意味する。第２の位置とは、図２，図３に
おいて、スプール６２がケーシング５６に対して最も左
側に達したときの位置、即ちスプール６２のストローク
が最も大きくなる位置を意味する。ケーシング５６に設
けられたスプリング６４はスプール６２を第１の位置へ
向けて付勢する。

【００３７】そして、図３に示すように、スプリング６
４の付勢力に抗してスプール６２が第２の位置に配置さ
れることにより、即ちスプール６２のストロークが最も
大きくなることにより、オイルポンプ２９の吐出側と油
路３３とが連通し、油路３４とオイルパン２８とが連通
する。これにより、第１の油圧室４９に油圧が供給さ
れ、リングギア４８が第２の油圧室５０に残る油に抗し
て軸方向へ移動しながら回動する。第２の油圧室５０の
中の油はオイルパン２８へとドレンされる。この結果、
カムシャフト１０とハウジング３６との間で回転位相が
相対的に変わる。ここでは、カムシャフト１０の回転位
相がプーリハウジング３６のそれよりも進む。その結
果、吸気バルブ８のバルブタイミングの位相がクランク
シャフト１ａの回転位相よりも進む。

【００３８】この場合、吸気バルブ８のバルブタイミン
グが相対的に進み、吸気行程における吸気バルブ８と排
気バルブ９とのバルブオーバラップ量が相対的に大きく
なる。このように、第１の油圧室４９に供給される油圧
を制御することにより、図３に示すようにリングギア４
８をタイミングプーリ１２に接近する終端位置まで移動
させることができる。リングギア４８がその終端位置に
達したとき、吸気バルブ８のバルブタイミングが最も進
み、バルブオーバラップ量が最も大きくなる。

【００３９】また、リングギア４８がタイミングプーリ
１２に接近する際に、カムシャフト１０もボス３８内を
リングギア４８と同方向に移動する。このとき、カムシ
ャフト１０の移動にともない、カムＣとシュー８ｂとの
相対位置が変化する。即ち、シュー８ｂと、カムシャフ
ト１０の軸線方向におけるカム面Ｃ１との接触位置が変
化し、シュー８ｂとカムシャフト１０の中心部間の距離
が最大となる。つまり、図３のバルブオーバラップ量が
最大となった場合には、吸気バルブ８のバルブリフト量
も最大となる。

【００４０】一方、図２に示すように、スプール６２が
第１の位置に配置されることにより、即ちスプール６２
のストロークが最も小さくなることにより、オイルポン
プ２９の吐出側と油路３４とが連通し、油路３３とオイ
ルパン２８とが連通する。これにより、第２の油圧室５
０に油圧が供給され、リングギア４８が第１の油圧室４
９に残る油に抗して軸方向へ移動しながら回動する。第
１の油圧室４９の中の油はオイルパン２８へとドレンさ
れる。この結果、カムシャフト１０とハウジング３６と
の間で回転位相が上記と反対の方向へ相対的に変わる。
ここでは、カムシャフト１０の回転位相がハウジング３
６のそれよりも遅れる。その結果、吸気バルブ８のバル
ブタイミングの位相がクランクシャフト１ａの回転位相
よりも遅れる。

【００４１】この場合、吸気バルブ８のバルブタイミン
グが相対的に遅れ、吸気行程におけるバルブオーバラッ
プが相対的に小さくなる。この実施形態では、バルブオ
ーバラップが無くなる。このように、第２の油圧室５０
に供給される油圧を制御することにより、図２に示すよ
うに、リングギア４８をカバー３５に接近する終端位置
まで移動させることができる。リングギア４８が終端位
置に達したとき、吸気バルブ８のバルブタイミングが最
も遅れ、バルブオーバラップ量が最も小さくなる。

【００４２】また、バルブオーバラップの最小時には、
シュー８ｂと、カムシャフト１０の軸線方向におけるカ
ム面Ｃ１との接触位置が変化し、シュー８ｂとカムシャ
フト１０の中心部間の距離が最小となる。つまり、図２
のバルブオーバラップが最小となった場合には、吸気バ
ルブ８のバルブリフト量も最小となる。

【００４３】スプール６２が第１及び第２の位置の間の
任意な位置に配置されることにより、各油圧室４９，５
０に対する油の流路面積が変わり、バルブタイミング開
閉時期の変更速度及びバルブリフト量変更速度がそれぞ
れ微妙に変わる。ここで、スプール６２が第１及び第２
の位置のほぼ中間に配置されることにより、油路３３，
３４とオイルポンプ２９及びオイルパン２８との間が遮
断される。その結果、各油圧室４９，５０に対する油圧
の供給が規制され、バルブ特性変更機構２５の駆動が停
止してバルブタイミングの変位が停止する。

【００４４】ＥＣＵ８０は各種センサからの検出値をパ
ラメータとしてにその時々の運転状態を判別し、その運
転状態に適したバルブオーバラップ量及びバルブリフト
量となるように、ＯＣＶ５５を駆動制御する。

【００４５】本実施の形態では、上記のようにバルブ特
性変更機構２５を構成したことにより、次のような効果
を得ることができる。 （１）カム面Ｃ１とカムシャフト１０の中心部間の距離
が徐々に変位するテーパ状のカムＣをカムシャフト１０
に設けたとともに、リングギア４８とカムシャフト１０
とを連結し、リングギア４８の回転移動及び軸線方向へ
の移動に連動してカムシャフト１０が回転移動及び平行
移動するようにした。これにより、リングギア４８の回
転移動にともない、カムシャフト１０の位相がズレてバ
ルブ開閉時期が変化する。また、リングギア４８の軸線
方向への移動にともないカム面Ｃ１に対するシュー８ｂ
の接触位置が変位してバルブリフト量が変化する。

【００４６】このように、本実施形態では、共通の駆動
源（オイルポンプ２９等）、制御回路（ＥＣＵ８０
等）、及びバルブ特性制御機構２５により、バルブオー
バラップ量及びバルブリフト量を変更することができ
る。これにより、本実施形態では、従来とは異なり、開
閉時期変更機構とリフト量変更機構とを各々別体で設け
る必要がなくなり、構成を簡素化でき、コストの低減を
図ることができる。また、バルブ特性変更機構２５を設
置するスペースも小型化できる。

【００４７】（２）本実施形態では、図４に示すよう
に、開閉時期とバルブリフト量とを同期させて変更でき
ることから、その運転状態に適した最良のバルブオーバ
ラップ量と最良のバルブリフト量とを組み合わせること
ができ、エンジン１の出力及び燃費等を一層向上でき
る。

【００４８】（３）シュー８ｂと接触するカム面Ｃ１が
カムシャフト１０の軸線方向において徐々に傾斜するよ
うにしたことにより、複数のカム（低速用カム及び高速
用カム）を設けることなく、バルブ８のリフト量を変更
することができる。これにより、さらに構成を簡素化で
きる。また、カム面Ｃ１はカムシャフト１０の軸線方向
において徐々に傾斜していることからリフト量を所定の
範囲内で連続的（無段階）に変更することができ、ひい
てはバルブリフト量変更時における衝撃を減少でき、ド
ライバビリティの向上を図ることができる。

【００４９】なお、本発明は次のように構成することも
できる。 （１）前記実施形態では、吸気側のカムシャフト１０に
設けられたバルブ特性変更機構２５により吸気バルブ８
のバルブタイミング及びバルブリフト量だけを変更する
ように構成したが、排気側のカムシャフト１１にバルブ
特性変更機構を設けて具体化してもよい。また、吸気側
及び排気側の両カムシャフト１０，１１にバルブ特性変
更機構をそれぞれ設けて具体化してもよい。

【００５０】（２）前記実施形態では、ロッカアームを
使用しないエンジン１で具体化したが、ロッカアームを
使用したエンジンに具体化してもよい。 （３）前記実施形態では、カムＣのカム面Ｃ１に、カム
シャフト１０の基端側へ行くに従い、カムシャフト１０
の中心軸線との間の距離が短くなる勾配を設けたが、カ
ム面Ｃ１の勾配方向を逆方向として具体化してもよい。

【００５１】すなわち、カム面Ｃ１と、カムシャフト１
０の中心軸線との間の距離がカムシャフト１０の基端側
に行くに従って長くなる勾配をカム面Ｃ１に設けて具体
化してもよい。この場合、バルブ開閉時期が遅角側に変
更するにつれバルブリフト量が大きくなる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、バルブ
開閉時期とバルブリフト量を同じ機構で変更できる。そ
の結果、バルブ開閉時期を変更する機構とバルブリフト
量を変更する機構とを各々設ける必要がないので、コス
トの低減を図ることができるとともに、両機構の設置ス
ペースを小型化できるという優れた効果を奏する。

【００５３】また、バルブ開閉時期とバルブリフト量を
同期して変更できるので、その時々の運転状態に適した
最良の開閉時期と最良のバルブリフト量とを組み合わせ
ることができ、エンジンの出力及び燃費等を一層向上で
きる。

【００５４】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の効果に加え、バルブリフト量を所定範囲内で無
段階に変更することができる。その結果、バルブリフト
量変更時における衝撃等を減少することができ、ドライ
バビリティの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ガソリンエンジンシステムを示す概略構成
図。

【図２】 バルブ特性変更機構及びＯＣＶの構造等を示
す断面図。

【図３】 バルブ特性変更機構及びＯＣＶの構造等を示
す断面図。

【図４】 バルブオーバラップ量とバルブリフト量の変
化状態を記す特性図。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、８…吸気バルブ、８ａ
…タペット、８ｂ…シュー、９…排気バルブ、１０…カ
ムシャフト、２５…バルブ特性変更機構、２９…移動手
段を構成するオイルポンプ、３５…回転体としてのカバ
ー、３５ａ…内歯、４８…リングギア、４８ａ…外歯、
５５…移動手段を構成するオイルコントロールバルブ
（ＯＣＶ）、Ｃ…カム、Ｃ１…カム面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カムシャフトを中心に配置され、内周面に
   ヘリカル状の内歯を有する回転体と、 前記カムシャフトと前記回転体との間に配置され、前記
   回転体の内歯に噛合するヘリカル状の外歯を有し、前記
   カムシャフトと一体回転するとともにカムシャフトの軸
   線方向に移動可能なリングギアと、 前記カムシャフトと一体回転可能に設けられ、カムシャ
   フトの軸線方向にそのプロフィールが所定の変化量をも
   って形成されている吸気バルブ又は排気バルブを往復動
   させるためのカムと、 前記リングギアをカムシャフトの軸線方向に移動させる
   移動手段とを備えたことを特徴とする内燃機関のバルブ
   特性制御装置。
2. 【請求項２】前記カムはそのカム面が前記カムシャフト
   の軸線方向に対して傾斜する勾配が設けられていること
   により、そのプロフィールがカムシャフトの軸線方向に
   変化している請求項１に記載の内燃機関のバルブ特性制
   御装置。