(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに回転自在に軸支されたカムシャフトと、このカムシャフトに回転一体で且つ軸方向に移動可能に設けられたカムと、このカムのカムプロフィルに追従してバルブを進退動作させるバルブリフタと、を備えた可変動弁装置であって、
前記カムは、軸方向一定区間に亘りカムプロフィルが変化しない平坦面部と、軸方向一定区間に亘りカムプロフィルが連続的に無段階に変化する傾斜面部とが交互に形成された立体形状カムであり、前記平坦面部は少なくとも２箇所に設けられ、それぞれが互いに異なるバルブリフト特性を有するカムプロフィルに形成され、
前記バルブリフタは、前記カムの平坦面部に摺接して転動する円筒面状部と、前記カムの傾斜面部に摺接して転動する球面状部とを設けたローラ部を備えるとともに、このローラ部を含むバルブリフタは、前記バルブの軸方向にのみ移動可能にバルブリフタホルダによって浮動保持され、
このローラ部の前記円筒面状部は、前記カムの前記平坦面部の任意の一の平坦面部と線接触することでその平坦面部のバルブリフト特性に従って前記バルブリフタを作動させる一方、
前記カムが回転しつつ軸方向に移動することで、前記ローラ部の前記円筒面状部が前記カムの前記平坦面部の任意の一の平坦面部と線接触した状態から、前記ローラ部の前記球面状部が、前記カムの平坦面部と平坦面部との間に形成した前記傾斜面部に点接触した状態に移行し、前記カムの任意の一の平坦面部から隣接する他の平坦面部に切り換えて前記カムの前記バルブリフト特性を変更するように構成したことを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記カムの傾斜面部には、前記カムの平坦面部との境界付近に、この傾斜面部の主要部分の軸方向勾配よりも緩やかな勾配を有する緩斜面部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記バルブリフタのローラ部の円筒面状部がカムの任意の一の平坦面部への摺接から他の平坦面部への摺接に切り換わることでバルブリフト特性が変更され、このバルブリフト特性の変更時には、前記ローラ部の球面状部が、前記カムにおける前記両平坦面部間の傾斜面部に少なくとも１回転摺接するよう構成された特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記カムは、バルブリフト特性を変更する際に、排気バルブの開閉動作後に開閉動作する吸気バルブが閉じ終わる付近から軸方向への移動を開始するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
【請求項５】
前記カムは、吸気バルブを吸気側バルブリフタを介して進退動作させる吸気カムと、排気バルブを排気側バルブリフタを介して進退動作させる排気カムとのうち、少なくとも吸気カムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車または自動車などのエンジンの運転状況（例えばエンジン回転数など）に応じてバルブリフト特性を変更可能な可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車または自動車のエンジンでは、以前より燃焼効率の向上を図るべく、種々の工夫あるいは提案等がなされている。バルブの開閉タイミングをずらして行なう可変位相方式に始まり、カムの切換によるバルブリフトの可変制御等が採用されてきた。尚、このカム切換方式は、低速用と高速用の２つのカムを用意し、エンジンの出力に応じて作用角の小さなカムから大きなカムに切り換えるものである。
【０００３】
更に、近年では可変位相とカム切換を組み合せたものが提案され、その後、作用角及びバルブリフト量を連続可変する３次元カム（立体形状カム）を使用する方式が提案されている。例えば、特許文献１に記載の動弁装置のように、３次元カムを軸方向にスライドさせることにより、バルブリフト量及び作用角を無段階に変化させて、燃費及びトルクの向上、並びに有害排ガスの低減を図ったものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記公報記載の動弁装置では、カムとタペット（バルブリフタ）とが点接触するものであるため、耐久性を向上させるためにはタペットを大径化させる必要がある。この結果、タペットの重量が増大して、エンジンの高速回転化（例えば１５０００ｒｐｍ）に好適に対応することができない恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、カムのカムプロフィルに追従してバルブを進退動作させるバルブリフタの重量を低減して、エンジンの高速回転化に好適に対応できる可変動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、シリンダヘッドに回転自在に軸支されたカムシャフトと、このカムシャフトに回転一体で且つ軸方向に移動可能に設けられたカムと、このカムのカムプロフィルに追従してバルブを進退動作させるバルブリフタと、を備えた可変動弁装置であって、前記カムは、軸方向一定区間に亘りカムプロフィルが変化しない平坦面部と、軸方向一定区間に亘りカムプロフィルが連続的に無段階に変化する傾斜面部とが交互に形成された立体形状カムであり、前記平坦面部は少なくとも２箇所に設けられ、それぞれが互いに異なるバルブリフト特性を有するカムプロフィルに形成され、前記バルブリフタは、前記カムの平坦面部に摺接して転動する円筒面状部と、前記カムの傾斜面部に摺接して転動する球面状部とを設けたローラ部を備えるとともに、このローラ部を含むバルブリフタは、前記バルブの軸方向にのみ移動可能にバルブリフタホルダによって浮動保持され、このローラ部の前記円筒面状部は、前記カムの前記平坦面部の任意の一の平坦面部と線接触することでその平坦面部のバルブリフト特性に従って前記バルブリフタを作動させる一方、前記カムが回転しつつ軸方向に移動することで、前記ローラ部の前記円筒面状部が前記カムの前記平坦面部の任意の一の平坦面部と線接触した状態から、前記ローラ部の前記球面状部が、前記カムの平坦面部と平坦面部との間に形成した前記傾斜面部に点接触した状態に移行し、前記カムの任意の一の平坦面部から隣接する他の平坦面部に切り換えて前記カムの前記バルブリフト特性を変更するように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、カムの平坦面部とバルブリフタのローラ部の円筒面状部とが線接触するので、バルブリフタのローラ部の耐久性が向上し、このローラ部を小型化できる。このため、このローラ部を含むバルブリフタの重量が低減して、エンジンの高速回転化に好適に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る可変動弁装置の一実施形態が適用されたエンジンを搭載する自動二輪車を示す左側面図。
【図２】図１のエンジンのシリンダヘッド内に装備された可変動弁装置を示す断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】図２の一部（吸気バルブ及びバルブリフタ周り）を拡大して示す断面図。
【図５】図４のＶ矢視図。
【図６】図２及び図３の吸気カム及び排気カムを示す正面図。
【図７】図６の吸気カムのバルブリフト特性を示すグラフ。
【図８】図４の吸気カムの一部を拡大して示す拡大図。
【図９】吸気カムの軸方向移動量とバルブリフタのリフト量との関係を示すグラフ。
【図１０】バルブリフト特性変更時におけるバルブリフトカーブの変化を示すグラフ。
【図１１】圧縮自着火を生じさせる場合の吸気カムと排気カムのバルブリフト特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る可変動弁装置の一実施形態が適用されたエンジンを搭載する自動二輪車を示す左側面図である。尚、本発明は、自動二輪車あるいは四輪自動車に搭載される各種のガソリンエンジンに対して有効に適用可能であり、この実施形態では、図１に示す自動二輪車のエンジンに適用された例を示す。
【００１２】
まず、自動二輪車１０の全体構成を説明する。図１において、鋼製あるいはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１１は前部にヘッドパイプ１２を備え、このヘッドパイプ１２にフロントフォーク１３が左右に旋回可能に支持される。フロントフォーク１３の上端にはハンドルバー１４が固定され、このハンドルバー１４の両端にグリップ１５（後述のアクセルグリップを含む）が設けられる。フロントフォーク１３の下部には、前輪１６が回転可能に支持されると共に、前輪１６の上部を覆うようにフロントフェンダ１７が固定される。前輪１６は、前輪１６と一体回転するブレーキディスク１８を備える。
【００１３】
車体フレーム１１の後部には、スイングアーム１９が揺動可能に設けられると共に、車体フレーム１１とスイングアーム１９の間にリヤショックアブソーバ２０が装架される。スイングアーム１９の後端には後輪２１が回転可能に支持され、この後輪２１は、チェーン２２が巻回されたドリブンスプロケット２３により回転駆動される。
【００１４】
車体フレーム１１に搭載されたエンジン２４（実線部）には、エアクリーナ２５に結合する吸気管２６及びスロットルボディ（不図示）を経て混合気が供給されると共に、燃焼後の排気が排気管２７を通って排出される。また、エンジン２４の上方には燃料タンク２８が搭載され、この燃料タンク２８の後方にシート２９及びシートカウル３０が連設される。
【００１５】
図１において、符号３１はヘッドランプ、符号３２はスピードメータ、タコメータあるいは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、符号３３は、ステー３４を介してハンドルバー１４に支持されるバックミラーである。また、車体フレーム１１の下部にはメインスタンド３５が揺動自在に取付けられる。
【００１６】
ここで、車体フレーム１１は、前部に設けられたヘッドパイプ１２から後斜め下方へ向けて延設され、エンジン２４の下方を包むように湾曲した後、スイングアーム１９の軸支部であるピボット３８を形成し、更に燃料タンク２８及びシート２９を支持する。この車体フレーム１１には、フロントフェンダ１７との干渉を避けるべく車体フレーム１１と平行にラジエータ３６が設けられる。また、ラジエータ３６から車体フレーム１１に沿って冷却水ホース３７が配設され、この冷却水ホース３７は排気管２７と干渉することなくエンジン２４に連通している。
【００１７】
前記エンジン２４は、本実施の形態では単気筒エンジンであり、吸気側（ＩＮ）及び排気側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブ（つまり４バルブ）を有している。シリンダ１内にはピストン（不図示）が上下方向に往復運動し、このシリンダ１の上部にシリンダヘッド２が配置される。図２及び図３に示すように、このシリンダヘッド２及びヘッドカバー３内に可変動弁装置４０が収容される。
【００１８】
可変動弁装置４０は、水平方向に配置される吸気側カム・カムシャフトユニット４１、排気側カム・カムシャフトユニット４２と、吸気側カム・カムシャフトユニット４１、排気側カム・カムシャフトユニット４２のそれぞれの下方に配置される吸気側バルブリフタユニット４３、排気側バルブリフタユニット（不図示）と、吸気、排気をそれぞれ制御する吸気バルブユニット４５、排気バルブユニット（不図示）と、アクセル開度に応じて吸気カム４８及び排気カム４９を変位（軸方向移動）させるアクセルシャフトユニット４７と、を有して構成される。
【００１９】
吸気側カム・カムシャフトユニット４１は、シリンダヘッド２に軸受５０を介して回転自在に軸支された吸気側カムシャフト５１に、吸気カム４８がキー５２やスプライン等を用いて、回転一体で且つ軸方向に移動（スライド）可能に設けられたものであり、吸気側カムシャフト５１の一端に吸気側ドリブンスプロケット５３が回転一体に取り付けられている。また、排気側カム・カムシャフトユニット４２も、吸気側カム・カムシャフトユニット４１と同様に構成され、シリンダヘッド２に軸受５０を介して回転自在に軸支された排気側カムシャフト５４に、排気カム４９がキー５２やスプライン等を用いて、回転一体で且つ軸方向に移動（スライド）可能に設けられたものであり、排気側カムシャフト５４の一端に排気側ドリブンスプロケット５５が回転一体に取り付けられている。
【００２０】
吸気側ドリブンスプロケット５３と、排気側ドリブンスプロケット５５と、図示しないクランクシャフトに回転一体に取り付けられたカムドライブスプロケット（不図示）とにカムチェーン５６が巻き掛けられる。このカムチェーン５６等を介して、吸気側カムシャフト５１及び排気側カムシャフト５４は、クランクシャフトにより回転駆動され、それぞれ吸気カム４８、排気カム４９を回転駆動させる。尚、図２及び図３中の符号６１は、吸気側カムシャフト５１、排気側カムシャフト５４にそれぞれ形成された潤滑油路を示す。
【００２１】
ここで、吸気カム４８は、後に詳説するが、図３に示すように、軸方向一定区間に亘りカムプロフィルが変化しない平坦面部５７と、軸方向一定区間に亘りカムプロフィルが連続的に無段階に変化する傾斜面部５８とが交互に形成された立体形状カムである。平坦面部５７は、少なくとも２個（本実施の形態では３個）設けられ、それぞれが互いに異なるバルブリフト特性を有するカムプロフィルに形成される。平坦面部５７は、本実施の形態では低リフト平坦面部５７Ａ、中リフト平坦面部５７Ｂ、高リフト平坦面部５７Ｃであり、傾斜面部５８は、本実施の形態では第１傾斜面部５８Ａ、第２傾斜面部５８Ｂである。
【００２２】
また、排気カム４９も後に詳説するが、軸方向一定区間に亘りカムプロフィルが変化しない平坦面部５９と、軸方向一定区間に亘りカムプロフィルが連続的に無段階に変化する傾斜面部６０とが交互に形成された立体形状カムである。平坦面部５９は、少なくとも２個（本実施の形態では３個）設けられ、それぞれが互いに異なるバルブリフト特性を有するカムプロフィルに形成される。平坦面部５９は、本実施の形態では低リフト平坦面部５９Ａ、中リフト平坦面部５９Ｂ、高リフト平坦面部５９Ｃであり、傾斜面部６０は、本実施の形態では第１傾斜面部６０Ａ、第２傾斜面部６０Ｂである。
【００２３】
前記吸気側バルブリフタユニット４３は、図２に示すように、吸気カム４８のカムプロフィルに追従して吸気バルブ６２を進退動作させるバルブリフタ６４と、このバルブリフタ６４を収容して保持するバルブリフタホルダ６５とを有してなる。バルブリフタ６４は、ローラ部６６と、このローラ部６６を回転自在に支持する芯材６７とを備える。また、図示しない排気バルブリフタユニットは、バルブリフタ、バルブリフタホルダ、ローラ部及び芯材を有して吸気バルブリフタユニット４３と同様に構成され、このうちのバルブリフタが、排気カム４９のカムプロフィルに追従して排気バルブ（不図示）を進退動作させる。従って、以下、吸気バルブリフタユニット４３について説明する。  
【００２４】
図４及び図５に示すように、バルブリフタ６４のローラ部６６は、ドーナツ形状に形成され、内周面と芯材６７の基部６７Ａとの間に、針状コロなどのベアリング６８が介在されることで、芯材６７に対し回転自在に支持される。このため、ローラ部６６は、吸気カム４８（排気カム４９）のカムプロフィルに摺接して転動する。このローラ部６６の摺接面である外周面には、吸気カム４８の平坦面部５７（排気カム４９の平坦面部５９）に線接触可能な円筒面状部６９と、吸気カム４８の傾斜面部５８（排気カム４９の傾斜面部６０）に点接触可能な球面状部７０とを備える。
【００２５】
バルブリフタ６４の芯材６７は、長手方向中央に位置する前記基部６７Ａと、この基部６７Ａの両側から延びるアーム部６７Ｂと、各アーム部６７Ｂの端部に設けられ、吸気バルブ６２（排気バルブ）のバルブステム７５のステム頂面に当接する押圧ねじ部６７Ｃとを備えてなる。押圧ねじ部６７Ｃと吸気バルブ６２（排気バルブ）の前記ステム頂面とのクリアランス調整は、押圧ねじ部６７Ｃの進退移動によってなされ、ロックナット７１が押圧ねじ部６７Ｃの位置を規制する。ローラ部６６及び芯材６７を備えるバルブリフタ６４では、１個のローラ部６６によって押圧ねじ部６７Ｃを介し、２本の吸気バルブ６２（排気バルブ）を同時に進退動作させることが可能になる。
【００２６】
バルブリフタホルダ６５は、シリンダヘッド２の適所にボルト７２を用いて固定され、内側空間に前記バルブリフタ６４が収容される。このバルブリフタホルダ６５の内側には、ローラ規制面７３及びアーム規制面７４が形成される。ローラ規制面７３は、バルブリフタ６４のローラ部６６の側面に当接して、このローラ部６６を位置規制する。また、アーム規制面７４は、バルブリフタ６４の芯材６７におけるアーム部６７Ｂに当接して、このアーム部６７Ｂを位置規制する。これにより、ローラ部６６を含むバルブリフタ６４は、吸気バルブ６２（排気バルブ）の軸方向にのみ移動可能にバルブリフタホルダ６５によって浮動保持される。
【００２７】
前記吸気バルブユニット４５は、図２に示すように、それぞれのバルブステム７５が、シリンダヘッド２に設けられたバルブガイド７６によってガイドされる２本の吸気バルブ６２を備える。各吸気バルブ６２は、バルブステム７５の端部に設けられたバルブリテーナ７７と、シリンダヘッド２に設けられたスプリングシート７８との間にバルブスプリング７９が装着される。前記排気バルブユニットは、吸気バルブ６２が排気バルブに置き換えられた点を除き、吸気バルブユニット４５と同様に構成される。
【００２８】
前記アクセルシャフトユニット４７は、図３に示すように、吸気側カムシャフト５１と排気側カムシャフト５４との間に、これらのカムシャフト５１及び５４に平行に配置されたアクセルシャフト８０と、このアクセルシャフト８０に固着されると共に吸気カム４８に連結される吸気側アクセルフォーク８１と、アクセルシャフト８０に固着されると共に排気カム４９に連結される排気側アクセルフォーク８２と、を備えて構成される。アクセルシャフト８０は、その軸方向に移動可能にシリンダヘッド２に支持される。このアクセルシャフト８０の一端側には、例えば台形ねじ８３や捩りスプライン等を介してドリブンギア８４が係合される。このドリブンギア８４は、複数の軸受８５によって回転自在にシリンダヘッド２に支持され、図示しない減速ギアを介してアクセルモータ（不図示）に連結される。
【００２９】
アクセルモータは例えばヘッドカバー３に設置され、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転するものである。アクセルモータの出力軸の回転は、減速ギア、ドリブンギア８４及び台形ねじ８３を介してアクセルシャフト８０の軸方向移動に変換される。尚、本実施の形態の自動二輪車では、アクセルグリップの回転操作量をアクセルモータの出力軸の回転量に対応させてもよく、より詳細には、アクセルグリップの回転操作量(開度)の他に、変速段、車両速度、気圧、気温及びアクセルグリップ開速度等によりアクセルシャフト８０の軸方向移動量を決定してもよい。
【００３０】
吸気側アクセルフォーク８１は、ベアリング８６を介して吸気カム４８の端部に回転自在に装着されたフォークガイド８７に係合される。また、排気側アクセルフォーク８２は、ベアリング８６を介して排気カム４９の端部に回転自在に装着されたフォークガイド８７に係合される。これにより、吸気側アクセルフォーク８１の軸方向移動に連動または同期して、吸気カム４８が吸気側カムシャフト５１に沿って軸方向に移動し、且つ、排気カム４９が排気側カムシャフト５４に沿って軸方向に移動する。
【００３１】
ところで、図３及び図６に示すように、前記吸気カム４８は、前述の如く低リフト平坦面部５７Ａ、第１傾斜面部５８Ａ、中リフト平坦面部５７Ｂ、第２傾斜面部５８Ｂ、高リフト平坦面部５７Ｃが順次形成された立体形状カムである。また、前記排気カム４９は、低リフト平坦面部５９Ａ、第１傾斜面部６０Ａ、中リフト平坦面部５９Ｂ、第２傾斜面部６０Ｂ、高リフト平坦面部５９Ｃが順次形成された立体形状カムである。低リフト平坦面部５７Ａ及び５９Ａは、エンジン低速回転時に使用され、燃費及び有害排ガス低減に優れた特性を有する。中リフト平坦面部５７Ｂ及び５９Ｂは、エンジン中速回転時に使用され、最高トルクの発生に優れた特性を有する。高リフト平坦面部５７Ｃ及び５９Ｃは、エンジン高速回転時に使用され、最高出力の発生に優れた特性を有する。
【００３２】
また、吸気カム４８において、低リフト平坦面部５７Ａのカムプロフィルは中リフト平坦面部５７Ｂのカムプロフィル内に収まり、この中リフト平坦面部５７Ｂのカムプロフィルは、高リフト平坦面部５７Ｃのカムプロフィル内に収まるよう形成されることが好ましい。また、排気カム４９において、低リフト平坦面部５９Ａのカムプロフィルは中リフト平坦面部５９Ｂ内に収まり、この中リフト平坦面部５９Ｂのカムプロフィルは、高リフト平坦面部５９Ｃのカムプロフィル内に収まるよう形成されることが好ましい。ここで、排気カム４９は、後述のバルブリフト特性が吸気カム４８と若干異なるものの、その他の点では吸気カム４８と同様に構成されるため、以下、主に吸気カム４８について説明する。
【００３３】
吸気カム４８の低リフト平坦面部５７Ａ、中リフト平坦面部５７Ｂ、高リフト平坦面部５７Ｃのバルブリフト特性（バルブリフト量、作用角、バルブタイミング）を図７に曲線（バルブリフトカーブ）Ａ、曲線（バルブリフトカーブ）Ｂ、曲線（バルブリフトカーブ）Ｃでそれぞれ示す。例えば、バルブリフト量は、低リフト平坦面部５７Ａが３．５ｍｍ、中リフト平坦面部５７Ｂが５．５ｍｍ、高リフト平坦面部５７Ｃが７．５ｍｍである。また、低リフト平坦面部５７Ａのバルブリフト量、作用角は、高リフト平坦面部５７Ｃのバルブリフト量、作用角のそれぞれの１／２程度に設定される。更に、使用頻度が高い低リフト平坦面部５７Ａによる最大加速度は、使用頻度の低い高リフト平坦面部５７Ｃによる最大加速度よりも低く設定されて、吸気カム４８の耐久性の向上が図られている。
【００３４】
図２、図４及び図８に示すように、吸気カム４８の低リフト平坦面部５７Ａ、中リフト平坦面部５７Ｂ、高リフト平坦面部５７Ｃのそれぞれが、バルブリフタ６４のローラ部６６における円筒面状部６９と線接触することで、各平坦面部５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃのバルブリフト特性に従ってバルブリフタ６４を介し吸気バルブ６２が進退動作される。このとき、吸気カム４８の低リフト平坦面部５７Ａ、中リフト平坦面部５７Ｂ、高リフト平坦面部５７Ｃのそれぞれの軸方向長さＬは、上記バルブリフタ６４のローラ部６６における円筒面状部６９の軸方向長さＬ０よりも長さΔＬだけ長く形成されている。例えば、軸方向長さＬ０が４．５ｍｍのとき、長さΔＬが０．２ｍｍに設定されて、平坦面部５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃの軸方向長さＬは４．７ｍｍに設定される。
【００３５】
図４及び図６に示すように、吸気カム４８には、高リフト平坦面部５７Ｃに隣接して、
少なくとも最高リフト付近に最高リフト部８８が形成されてもよい。この最高リフト部８８は、高リフト平坦面部５７Ｃを挟んで中リフト平坦面部５７Ｂと反対側に形成され、バルブリフタ６４におけるローラ部６６の球面状部７０に点接触する形状を呈し、高リフト平坦面部５７Ｃよりも高いリフト部とするのがよい。同様にして、排気カム４９には、高リフト平坦面部５９Ｃに隣接して、少なくとも最高リフト付近に最高リフト部９１（図６）が形成されてもよい。
【００３６】
図８に示すように、吸気カム４８のバルブリフト特性の変更は、吸気カム４８が軸方向へ移動することにより、バルブリフタ６４のローラ部６６の円筒面状部６９が吸気カム４８の任意の一の平坦面部５７（例えば低リフト平坦面部５７Ａ）への摺接から他の平坦面部５７（例えば中リフト平坦面部５７Ｂ）への摺接に切り換わることによってなされる。このバルブリフト特性を変更する際には、バルブリフタ６４のローラ部６６の球面状部７０が、吸気カム４８における上記両平坦面部５７間の傾斜面部５８（例えば第１傾斜面部５８Ａ）に点接触状態で摺接することで、吸気カム４８の軸方向移動がスムーズになされる。
【００３７】
吸気カム４８の上記傾斜面部５８（図８では第１傾斜面部５８Ａ）は、前述の如くカムプロフィルが連続して無段階に変化するが、隣接する平坦面部５７との境界部分Ｍ１、Ｍ２に、傾斜面部５８の主要部分Ｍ０の軸方向勾配よりも緩やかな勾配を有する緩斜面部８９、９０を備える。図８には、緩斜面部８９及び９０を形成しない場合の傾斜面部５８（例えば第１傾斜面部５８Ａ）のカムプロフィルを破線で示す。
【００３８】
バルブリフト特性を変更させるときの吸気カム４８の軸方向移動量とバルブリフタ６４のリフト量との関係を図９に示す。緩斜面部８９及び９０を形成しない場合の傾斜面部５８（例えば第１傾斜面部５８Ａ）では、図９の破線に示すように、吸気カム４８の軸方向移動開始と同時にバルブリフタ６４のリフト量（つまりバルブリフト量）が増大し始め、移動終了と同時にバルブリフタ６４のリフト量の増大も終了する。これに対し、緩斜面部８９及び９０が形成された傾斜面部５８（第１傾斜面部５８Ａ）では、図９の実線に示すように、バルブリフタ６４のリフト量（つまりバルブリフト量）は、吸気カム４８の軸方向移動開始時に直ちに増大せず、吸気カム４８の移動量の増加と共に徐々に増大し、また、吸気カム４８の軸方向移動終了前から増大量が徐々に減少する。
【００３９】
つまり、吸気カム４８の傾斜面部５８（例えば第１傾斜面部５８Ａ）に緩斜面部８９が形成されることで、傾斜面部５８におけるバルブリフタ６４のリフト方向の加速度が抑制
されて、吸気カム４８の傾斜面部５８とバルブリフタ６４のローラ部６６の球面状部７０との接触点における面圧を低減することができる。更に、吸気カム４８の傾斜面部５８（例えば第１傾斜面部５８Ａ）に緩斜面部９０が形成されることで、吸気カム４８の軸方向移動が終了に近づいた際のバルブリフタ６４のジャンプやバウンスを防止することができ、且つ、傾斜面部５８と球面状部７０との接触点における面圧を低減することができる。
【００４０】
ここで、バルブリフタ６４のリフト方向の最大加速度は、吸気カム４８の傾斜面部５８においては、全体として吸気カム４８の低リフト平坦面部５７Ａによる場合よりも低く設定される。これにより、吸気カム４８の傾斜面部５８とバルブリフタ６４のローラ部６６の球面状部７０との接触点における応力が、吸気カム４８の低リフト平坦面部５７Ａとローラ部６６の円筒面状部６９との接触箇所の応力よりも低減される。これは、傾斜面部５８においては点接触となり、平坦面部５７における線接触に比べてヘルツ応力（面圧）が大きくなることから、点接触でのヘルツ応力を低減させるために傾斜面部５８における最大加速度を相対的に低くする必要があるからである。
【００４１】
図４に示すように、バルブリフタ６４のローラ部６６の円筒面状部６９が吸気カム４８の任意の一の平坦面部５７（例えば低リフト平坦面部５７Ａ）に摺接した状態から、この吸気カム４８のバルブリフト特性を変更する際には、ローラ部６６の球面状部７０が吸気カム４８の傾斜面部５８（例えば第１傾斜面部５８Ａ）を少なくとも１回転摺接した後に、ローラ部５６の円筒面状部６９が吸気カム４８の他の平坦面部５７（例えば中リフト平坦面部５７Ｂ）に摺接するよう構成される。上述の少なくとも１回転の摺接は、１回転を含まず、１回転を超えた回転での摺接が好ましい。図４では、ローラ部６６の球面状部７０が吸気カム４８の第１傾斜面部５９Ａを３回転摺接してバルブリフト特性を変更する状況を２点鎖線の矢印で示し、ローラ部６６の球面状部７０が吸気カム４８の第１傾斜面部５８Ａを通過しているときのバルブリフトカーブを、図７に２点鎖線で示している。
【００４２】
図１０は、吸気カム４８及び排気カム４９のバルブリフト特性変更時におけるバルブリフトカーブの変化を示すグラフである。この図１０において、吸気カム４８のバルブリフトカーブ（後述のＡ、α、Ｂ）を実線で示し、排気カム４９のバルブリフトカーブ（後述のＤ、β、Ｅ）を破線で示す。図３に示すアクセルシャフトユニット４７を用いて吸気カム４８及び排気カム４９を同時に軸方向に移動させて、これら吸気カム４８及び排気カム４９のバルブリフト特性を変更する際には、吸気カム４８のバルブリフトカーブによって開閉動作する吸気バルブ６２の閉じ終る付近（図１０の時点Ｐ）から吸気カム４８及び排気カム４９の軸方向移動を開始させる。
【００４３】
この吸気バルブ６２の閉じ終る付近は、具体的には、吸気バルブ６２が閉じ終ると同時、または吸気バルブ６２が閉じ終る直前もしくは直後である。また、吸気カム４８のバルブリフトカーブに基づく吸気バルブ６２の開閉動作は、排気カム４９のバルブリフトカーブに基づく排気バルブの開閉動作後になされる。
【００４４】
この図１０では、排気カム４９が低リフト平坦面部５９Ａのバルブリフト特性（バルブリフトカーブＤ）で排気バルブを進退動作させ、また吸気カム４８が低リフト平坦面部５７Ａのバルブリフト特性（バルブリフトカーブＡ）で吸気バルブ６２を進退動作させた状態から、吸気カム４８及び排気カム４９が軸方向に移動されて、排気バルブ４９が中リフト平坦面部５９Ｂのバルブリフト特性（バルブリフトカーブＥ）で排気バルブを進退動作させ、また吸気カム４８が中リフト平坦面部５７Ｂのバルブリフト特性（バルブリフトカーブＢ）で吸気バルブ６２を進退動作させる例を示している。これらのバルブリフトカーブＤとＥの間のバルブリフトカーブβは、排気カム４９の第１傾斜面部６０Ａにおけるものであり、また、バルブリフトカーブＡとＢの間のバルブリフトカーブαは、吸気カム４８の第１傾斜面部５８Ａにおけるものである。
【００４５】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（６）を奏する。
【００４６】
（１）吸気カム４８の平坦面部５７、排気カム４９の平坦面部５９とバルブリフタ６４のローラ部６６の円筒状面部６９とが線接触するので、バルブリフタ６４のローラ部６６の耐久性が向上し、このローラ部６６を小型化できる。このため、このローラ部６６を含むバルブリフタ６４の重量が低減して、エンジン２４の高速回転化（例えば１５０００ｒｐｍ）に好適に対応した可変動弁装置４０を実現できる。
【００４７】
（２）吸気カム４８の傾斜面部５８は、隣接する平坦面部５７との境界部分Ｍ１、Ｍ２（図８）に、傾斜面部５８の主要部分Ｍ０の軸方向勾配よりも緩やかな勾配の緩斜面部８９、９０を備えている。同様に、排気カム４９の傾斜面部６０にも、隣接する平坦面部５９との境界部分に、傾斜面部６０の主要部分の軸方向勾配よりも緩やかな勾配の緩斜面部（不図示）を備えている。このため、吸気カム４８、排気カム４９のバルブリフト特性の変更時に、バルブリフタ６４のローラ部６６の球面状部７０が吸気カム４８の傾斜面部５８、排気カム４９の傾斜面部６０に接触するときの衝撃を緩和できるので、バルブリフト特性変更時の騒音を低減できると共に、吸気カム４８、排気カム４９及びバルブリフタ６４の耐久性を向上させることができる。更に、バルブリフト特性の変更時に、バルブリフタ６４の球面状部７０が吸気カム４８、排気カム４９のそれぞれの傾斜面部５８、６０から平坦面部５７、５９に移行する際のジャンプやバウンスを防止することができる。
【００４８】
（３）吸気カム４８の低リフト平坦面部５７Ａ、中リフト平坦面部５７Ｂ、高リフト平坦面部５７Ｃのそれぞれの軸方向長さＬ（図４）が、バルブリフタ６４のローラ部６６における円筒面状部６９の軸方向長さＬ０よりも長さΔＬだけ長く形成される。また、排気カム４９の低リフト平坦面部５９Ａ、中リフト平坦部５９Ｂ、高リフト平坦面部５９Ｃのそれぞれの軸方向長さが、バルブリフタ６４のローラ部６６における円筒面状部６９の軸方向長さＬ０よりも長く形成されている。このため、吸気カム４８、排気カム４９のバルブリフト特性を変更するために吸気カム４８、排気カム４９を軸方向に移動させたとき、停止位置の誤差やオーバーシュート（過剰な移動）が生じた場合にも、吸気カム４８の平坦面部５７、排気カム４９の平坦面部５９とローラ部６６の円筒面状部６９との線接触状態が確保される。この結果、吸気カム４８の平坦面部５７、排気カム４９の平坦面部５９によるバルブリフト特性を良好に維持できる。
【００４９】
（４）吸気カム４８、排気カム４９のバルブリフト特性の変更途中におけるバルブ開閉を吸気カム４８の傾斜面部５８、排気カム４９の傾斜面部６０で生じさせることができ、バルブリフト特性が瞬時に変更されることを防止して、エンジン出力の急激な変化を伴なうことを抑制できる。
【００５０】
（５）吸気カム４８及び排気カム４９のバルブリフト特性を変更する際には、吸気バルブ６２の閉じ終る付近（図１０の時点Ｐ）から吸気カム４８及び排気カム４９の軸方向移動を開始させるので、吸気バルブ６２及び排気バルブの作動中に吸気カム４８、排気カム４９のバルブリフト特性を変化させることを極力抑制することができる。
【００５１】
（６）吸気カム４８において、高リフト平坦面部５７Ｃに隣接して、少なくとも最高リフト付近に最高リフト部８８（図４）が形成され、また、排気カム４９において、高リフト平坦面部５９Ｃに隣接して、少なくとも最高リフト付近に最高リフト部９１（図６）が形成されてもよい。この場合には、吸気カム４８の高リフト平坦面部５７Ｃ、排気カム４９の高リフト平坦面部５９Ｃによるバルブリフト特性に比べて、エンジン２４の最高出力をさらに向上させることができる。
【００５２】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】
例えば、図１１に示すように、吸気カム４８の低リフト平坦面部５７Ａ、中リフト平坦面部５７Ｂ、高リフト平坦面部５７Ｃのバルブリフト特性をそれぞれ表すバルブリフトカーブＡ、Ｂ、Ｃと、排気カム４９の低リフト平坦面部５９Ａ、中リフト平坦面部５９Ｂ、高リフト平坦面部５９Ｃのバルブリフト特性をそれぞれ表すバルブリフトカーブＤ、Ｅ、Ｆとのうちで、バルブリフトカーブＡとＤがオーバーラップしないように設定することも可能である。この場合には、エンジン２４の低速回転時に吸気バルブ６２がバルブリフトカーブＡに基づいて、排気バルブがバルブリフトカーブＤに基づいてそれぞれ進退動作することで、バルブオーバーラップによりＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）量が増大し、圧縮自着火燃焼を実現できる。
【００５４】
また、吸気カム４８には平坦面部５７が３段（低リフト平坦面部５７Ａ、中リフト平坦面部５７Ｂ、高リフト平坦面部５７Ｃ）形成され、排気カム４９には平坦面部５９が３段（低リフト平坦面部５９Ａ、中リフト平坦面部５９Ｂ、高リフト平坦面部５９Ｃ）形成されるものを述べた。これに対し、吸気カム４８の平坦面部５７と排気カム４９の平坦面部５９とが、それぞれ２段または４段以上形成されてもよい。
【００５５】
更に、本実施の形態では、排気カム４９が、平坦面部５９と傾斜面部６０とが交互に形成された立体形状カムに構成されて、この排気カム４９のバルブリフト特性が変更されるものを述べた。これに対し、この排気カム４９は、バルブリフト特性が変更されない平カム形状に構成され、吸気カム４８のみが、平坦面部５７と傾斜面部５８とが交互に形成された立体形状カムに構成されて、吸気カム４８のみのバルブリフト特性が変更されるものでもよい。
【符号の説明】
【００５６】
２  シリンダヘッド
２４  エンジン
４０  可変動弁装置
４８  吸気カム
４９  排気カム
５１  吸気側カムシャフト
５４  排気側カムシャフト
５７  平坦面部
５７Ａ  低リフト平坦面部
５７Ｂ  中リフト平坦面部
５７Ｃ  高リフト平坦面部
５８  傾斜面部
５８Ａ  第１傾斜面部
５８Ｂ  第２傾斜面部
５９  平坦面部
５９Ａ  低リフト平坦面部
５９Ｂ  中リフト平坦面部
５９Ｃ  高リフト平坦面部
６０  傾斜面部
６０Ａ  第１傾斜面部
６０Ｂ  第２傾斜面部
６２  吸気バルブ
６４  バルブリフタ
６６  ローラ部
６９  円筒面状部
７０  球面状部
Ｍ０  傾斜面部の主要部分
Ｍ１、Ｍ２  境界部分
Ｐ  時点（吸気バルブの閉じ終わる付近）
【図１】
0005493677.tif 000002
【図２】
0005493677.tif 000003
【図３】
0005493677.tif 000004
【図４】
0005493677.tif 000005
【図５】
0005493677.tif 000006
【図６】
0005493677.tif 000007
【図７】
0005493677.tif 000008
【図８】
0005493677.tif 000009
【図９】
0005493677.tif 000010
【図１０】
0005493677.tif 000011
【図１１】
0005493677.tif 000012