(57)【要約】【課題】吸排気バルブの開弁特性の設定が容易でフリクションロスが少なく、構成が簡素で軽量且つコンパクトで信頼性の高いエンジン可変動弁装置を提供する。【解決手段】所定角度回動してエンジンバルブ（９，10）を全閉から全開まで開弁操作可能な回動カム軸19，20と、一端に伸縮部33、他端に移動入力部34を有し、回動カム軸19，20に直交して配設された伸縮シリンダー21，22と、伸縮シリンダー21，22の移動入力部34付近に位置し、伸縮シリンダー21，22を軸方向に移動させるシリンダー移動手段（23，24）とを有し、伸縮シリンダー21，22の伸縮部33が回動カム軸19，20にクランク連結され、この伸縮シリンダー21，22を所定のタイミングで伸縮させることにより、回動カム軸19，20を回動させてエンジンバルブ９，10を開弁させると共に、シリンダー移動手段（23，24）によって伸縮シリンダー21，22を軸方向に移動させてエンジンバルブ（９，10）の最大バルブリフト量を可変させる。【選択図】  図１
2011137414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーヘッドに軸支され、所定角度回動することによってエンジンバルブを全閉から全開まで開弁操作可能な回動カム軸と、
一端に伸縮部、他端に移動入力部を有し、前記回動カム軸に直交して配設された伸縮シリンダーと、
前記伸縮シリンダーの前記移動入力部付近に位置し、前記伸縮シリンダーを軸方向に移動させるシリンダー移動手段と、を有し、
前記伸縮シリンダーは、その伸縮部が前記回動カム軸にクランク連結され、この伸縮シリンダーを所定のタイミングで伸縮させることにより、前記回動カム軸を回動させて前記エンジンバルブを開弁させると共に、
前記シリンダー移動手段によって前記伸縮シリンダーを軸方向に移動させることにより、前記エンジンバルブの最大バルブリフト量を可変させることを特徴とするエンジン可変動弁装置。
【請求項２】
前記エンジンバルブは、吸気バルブと排気バルブであり、
前記回動カム軸と前記伸縮シリンダーは、それぞれ前記吸気バルブ用のものと前記排気バルブ用のものとが個別に設けられ、
これら各伸縮シリンダーは、それぞれ前記各回動カム軸にクランク連結されると共に、その中間部がクランク連結されていない方の回動カム軸の頭上を通り、且つその移動入力部がクランク連結されていない方の回動カム軸を挟んでクランク連結されている方の回動カム軸の反対側に位置することを特徴とする請求項１に記載のエンジン可変動弁装置。
【請求項３】
前記シリンダーヘッドの上部を液密に覆うヘッドカバー部材に、一方及び他方の伸縮シリンダー保持通路を形成し、これら各伸縮シリンダー保持通路は、その軸心線が平面視で前記各回動カム軸の軸心線に対して直角であるとともに、前記各回動カム軸の軸方向視で互いに交差するように傾斜して形成され、且つその各々の下端側開口部が前記各回動カム軸の近傍に臨むように形成され、
これら各伸縮シリンダー保持通路に、それぞれ前記各伸縮シリンダーを密に、且つ軸方向に摺動自在に挿入し、これら各伸縮シリンダーの前記伸縮部を、それぞれ前記各回動カム軸にクランク連結する一方、前記移動入力部が設けられた端部を、前記伸縮シリンダー保持通路の上端側開口部から外方に臨ませ、さらに、
前記シリンダー移動手段を、それぞれ前記各伸縮シリンダー保持通路の上端側開口部付近に配置し、これらのシリンダー移動手段によって前記各伸縮シリンダーの前記移動入力部を移動操作するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン可変動弁装置。
【請求項４】
前記シリンダー移動手段は、軸方向が平面視で前記回動カム軸に対して平行し、且つ前記各伸縮シリンダー保持通路の軸心線と交わる位置に回転自在に軸支されたカム駆動軸と、このカム駆動軸と一体に回転するように設けられて前記伸縮シリンダーの前記移動入力部を押圧する偏心押圧カムと、前記カム駆動軸を回転駆動するカム駆動手段と、を備えて構成された偏心カム装置であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエンジン可変動弁装置。
【請求項５】
前記伸縮シリンダーを油圧伸縮シリンダーとし、この油圧伸縮シリンダーに所定のタイミングで周期的に油圧を供給する脈動吐出型の油圧供給ポンプを設け、該油圧供給ポンプの脈動吐出周期を変化させることによって、前記エンジンバルブの開弁タイミングを変化させることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のエンジン可変動弁装置。
【請求項６】
前記伸縮シリンダーに供給される油圧を、前記伸縮シリンダーの近傍で、該伸縮シリンダーの作動に支障がない程度に少量ずつ排出させる油圧排出手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載のエンジン可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４サイクル形式のエンジンの可変動弁装置に係り、詳しくは、カム軸を回転させず、回動させることによって吸排気バルブを開弁させるようにしたエンジン可変動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の可変動弁装置として、例えば特許文献１に開示されているものがある。この可変動弁装置は、クランクシャフトと同期回転する駆動軸と、この駆動軸に設けられた駆動カムと、駆動軸に揺動自在に支持され揺動によって吸排気バルブを開閉駆動する揺動カムと、駆動軸と平行な揺動軸と、この揺動軸に揺動自在に支持されるロッカーアームと、ロッカーアームと駆動カムとを連係する第１リンクと、ロッカーアームと揺動カムとを連係する第２リンクと、揺動軸の駆動軸に対する相対位置を変化させることで吸排気バルブの作動角および最大バルブリフト量を変更する揺動軸位置変更手段とを備えたものである。
【０００３】
この構成により、吸排気バルブの作動角と最大バルブリフト量とを比較的自由に設定することができる。
【０００４】
一方、吸排気バルブの開弁を行う動弁装置として、これまでのようにカムシャフトを用いた機械的なものに代わり、油圧等の流体圧や電磁駆動等を用いたカムレス式と呼ばれる動弁装置を採用したものが特許文献２〜５等に開示されている。
【０００５】
このようなカムレス式の動弁装置を採用することにより、吸排気バルブの開閉タイミングや最大バルブリフト量を自在に設定できるため、エンジン制御の自由度を飛躍的に高められるとともに、省燃費化に多大な貢献を果たすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2009-228663号公報
【特許文献２】特公平07-062442号公報
【特許文献３】特開平10-266813号公報
【特許文献４】特開2001-521598号公報
【特許文献５】特開2005-207262号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の可変動弁装置では、駆動カムが回転し、揺動カムが回動する構造であり、この駆動カムと揺動カムの他に、揺動軸、ロッカーアーム、第１リンク、第２リンクを備えており、これらの部材が複雑に連係した構造であるために、吸排気バルブの開弁特性の設定が困難であるばかりか、フリクションロスが多く、動弁装置の重量が増大し、エンジンのコンパクト性も損なわれるという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献２〜５のカムレス式動弁装置では、いずれも吸排気バルブを駆動する機構部が複雑であり、その製造コストが高くなるとともに、吸排気バルブを開弁させる開弁機構がバルブの頭上に高く聳え立つような配置レイアウトとならざるを得ないため、エンジン頭上における寸法形状の大型化及び重量増を招いてしまい、しかも構造及び制御方式が複雑なため信頼性に欠けるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するべくなされたものであり、吸排気バルブの開弁特性の設定が容易であり、フリクションロスが少なく、構成が簡素で軽量且つコンパクトで信頼性の高いエンジン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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、シリンダーヘッドに軸支され、所定角度回動することによってエンジンバルブを全閉から全開まで開弁操作可能な回動カム軸と、一端に伸縮部、他端に移動入力部を有し、前記回動カム軸に直交して配設された伸縮シリンダーと、前記伸縮シリンダーの前記移動入力部付近に位置し、前記伸縮シリンダーを軸方向に移動させるシリンダー移動手段と、を有し、前記伸縮シリンダーは、その伸縮部が前記回動カム軸にクランク連結され、この伸縮シリンダーを所定のタイミングで伸縮させることにより、前記回動カム軸を回動させて前記エンジンバルブを開弁させると共に、前記シリンダー移動手段によって前記伸縮シリンダーを軸方向に移動させることにより、前記エンジンバルブの最大バルブリフト量を可変させるエンジン可変動弁装置としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加え、前記エンジンバルブは、吸気バルブと排気バルブであり、前記回動カム軸と前記伸縮シリンダーは、それぞれ前記吸気バルブ用のものと前記排気バルブ用のものとが個別に設けられ、これら各伸縮シリンダーは、それぞれ前記各回動カム軸にクランク連結されると共に、その中間部がクランク連結されていない方の回動カム軸の頭上を通り、且つその移動入力部がクランク連結されていない方の回動カム軸を挟んでクランク連結されている方の回動カム軸の反対側に位置するエンジン可変動弁装置としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加え、前記シリンダーヘッドの上部を液密に覆うヘッドカバー部材に、一方及び他方の伸縮シリンダー保持通路を形成し、これら各伸縮シリンダー保持通路は、その軸心線が平面視で前記各回動カム軸の軸心線に対して直角であるとともに、前記各回動カム軸の軸方向視で互いに交差するように傾斜して形成され、且つその各々の下端側開口部が前記各回動カム軸の近傍に臨むように形成され、これら各伸縮シリンダー保持通路に、それぞれ前記各伸縮シリンダーを密に、且つ軸方向に摺動自在に挿入し、これら各伸縮シリンダーの前記伸縮部を、それぞれ前記各回動カム軸にクランク連結する一方、前記移動入力部が設けられた端部を、前記伸縮シリンダー保持通路の上端側開口部から外方に臨ませ、さらに、前記シリンダー移動手段を、それぞれ前記各伸縮シリンダー保持通路の上端側開口部付近に配置し、これらのシリンダー移動手段によって前記各伸縮シリンダーの前記移動入力部を移動操作するように構成したエンジン可変動弁装置としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れかの構成に加え、前記シリンダー移動手段は、軸方向が平面視で前記回動カム軸に対して平行し、且つ前記各伸縮シリンダー保持通路の軸心線と交わる位置に回転自在に軸支されたカム駆動軸と、このカム駆動軸と一体に回転するように設けられて前記伸縮シリンダーの前記移動入力部を押圧する偏心押圧カムと、前記カム駆動軸を回転駆動するカム駆動手段と、を備えて構成された偏心カム装置であるエンジン可変動弁装置としたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れかの構成に加え、前記伸縮シリンダーを油圧伸縮シリンダーとし、この油圧伸縮シリンダーに所定のタイミングで周期的に油圧を供給する脈動吐出型の油圧供給ポンプを設け、該油圧供給ポンプの脈動吐出周期を変化させることによって、前記エンジンバルブの開弁タイミングを変化させるエンジン可変動弁装置としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項５の構成に加え、前記伸縮シリンダーに供給される油圧を、前記伸縮シリンダーの近傍で、該伸縮シリンダーの作動に支障がない程度に少量ずつ排出させる油圧排出手段を設けたエンジン可変動弁装置としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、伸縮シリンダーによって回動カム軸が直接回動駆動されるため、回転部や摺動部の数を最小限にしてフリクションロスを大幅に低減させ、非常に簡素で軽量な構造の可変動弁装置にすることができる。
【００１７】
しかも、１本の回動カム軸につき、伸縮シリンダーを１本設けるだけでよく、この伸縮シリンダーは回動カム軸に直交して配設され、その伸縮部が回動カム軸にクランク連結されているため、可変動弁装置を非常にコンパクトな構成にすることができる。
【００１８】
さらに、回動カム軸のカム形状と、前記シリンダー移動手段によって各伸縮シリンダーを軸方向に移動させることにより、吸排気バルブの開弁特性を容易に設定することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、伸縮シリンダーの中間部が、クランク連結されていない方の回動カム軸の頭上を通るように配置されているため、可変動弁装置をよりコンパクトな構成にすることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、ヘッドカバー部材に形成した伸縮シリンダー保持通路が、回動カム軸の軸方向視で互いに交差するように傾斜しているため、ヘッドカバー部材の内部スペースを有効に活用しながら伸縮シリンダーとシリンダー移動手段とを配置可能になり、可変動弁装置を一層コンパクトに構成することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、カム駆動手段によってカム駆動軸と偏心押圧カムとを所定角度回動させれば、伸縮シリンダーの軸方向位置、即ち最大バルブリフト量を簡単に変化させることができるため、簡素でコンパクト、且つ軽量な構成によって、吸排気バルブの開弁特性を容易に設定することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、伸縮シリンダーに油圧を供給する脈動吐出型の油圧供給ポンプの脈動吐出周期を変化させるだけで、簡単に吸排気バルブの開弁タイミングを変化させることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、伸縮シリンダーに激しく出入りする油圧オイルを少しずつ入れ替えて、油圧オイルが高温化したり、泡立つことを防止し、可変動弁装置の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る可変動弁装置を適用した４サイクルエンジンのシリンダーヘッド付近を示し、吸排気バルブが閉弁した状態を示す縦断面図である。
【図２】同じく吸排気バルブが開弁した状態を示す縦断面図である。
【図３】同実施の形態に係る可変動弁装置の斜視図である。
【図４】同実施の形態に係る図１のIV矢視によるヘッドカバー部材の平面図である。
【図５】同実施の形態に係る図４のV-V線に沿うヘッドカバー部材の縦断面図である。
【図６】同実施の形態に係る図４のVI矢視によるヘッドカバー部材の側面図である。
【図７】同実施の形態に係る可変動弁装置の伸縮シリンダーへの油圧供給経路を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態について、図１乃至図７を参照しながら説明する。
【００２６】
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る可変動弁装置を適用した４サイクルエンジンのシリンダーヘッド付近を示す縦断面図であり、図３は可変動弁装置の斜視図である。
【００２７】
このエンジン１は、例えば単気筒４サイクルエンジンであり、図１〜図３に示すように、シリンダーヘッド２の上にブロック状のヘッドカバー部材３が、複数のスタッドボルト４とナット５を用いて液密に被装されている。シリンダーヘッド２の下面には燃焼室６が形成され、この燃焼室６に通じる吸気ポート７と排気ポート８の外端が、それぞれシリンダーヘッド２の一面と他面に開口している。
【００２８】
吸気ポート７と排気ポート８は、その外端開口部からシリンダーヘッド２の内部に進むにつれて隔壁７ａ，８ａにより二股状に分岐して燃焼室６に連通し、この連通部を開閉するエンジンバルブとしての吸気バルブ９と排気バルブ10が、それぞれシリンダーヘッド２内部に２本ずつ設けられている。
【００２９】
吸気バルブ９と排気バルブ10は、所定の挟み角を有して燃焼室６側に開弁するように、シリンダーヘッド２に圧入されたバルブガイド11によって軸方向に摺動自在に軸支されるとともに、シリンダーヘッド２の内部に形成された円柱孔状のバルブリフター通路12に密に挿入されたバルブリフター13と、バルブスプリング14と、図示しないスプリングリテーナー等により、燃焼室６側に開弁可能、且つ閉弁方向（上方）に常時引き上げられるように付勢されている。
【００３０】
本発明に係る可変動弁装置17は、ヘッドカバー部材３と、回動カム軸19，20と、伸縮シリンダー21，22と、シリンダー移動手段としての偏心カム装置23，24と、油圧供給ポンプ25（図７参照）とを有して構成されている。
【００３１】
回動カム軸19，20は、シリンダーヘッド２とヘッドカバー部材３との合面にて回動自在に軸支され、且つ平行に配置されている。これらの回動カム軸19，20には、それぞれ吸気カム19ａと排気カム20ａとが２つずつ同位相で一体に形成されており、これら各々のカム19ａ，20ａが、それぞれ吸気バルブ９と排気バルブ10のバルブリフター13の上面を押圧できる位置に配置されている。なお、エンジン１が２気筒以上である場合には、気筒数分の吸気カム19ａと排気カム20ａとが回動カム軸19，20の軸方向に沿って異なる角度位相で設けられる。
【００３２】
また、これらのカム19ａ，20ａの近傍に、短いレバー状のクランク連結部19ｂ，20ｂが一体に形成されている。図１、図２に示すように、このクランク連結部19ｂ，20ｂは、それぞれ吸気カム19ａと排気カム20ａに対して90°近く位相角がずれた位置に設けられ、図１に示すように吸排気バルブ９，10が閉弁している時に上方を向くように角度付けられている。
【００３３】
図１及び図２に示すように、回動カム軸19が時計回りに所定角度回動することにより、吸気カム19ａがバルブリフター13を押圧して吸気バルブ９を全閉から全開まで開弁させる。同じく、回動カム軸20が反時計回りに所定角度回動することにより、カム20ａがバルブリフター13を押圧して排気バルブ10を全閉から全開まで開弁させる。
【００３４】
図７に示すように、各カム19ａ（20ａ）には、それぞれバルブリフター13を押圧できないベース区間191，201と、バルブリフター13を緩やかな加速度で少しだけ押圧するランプ区間192，202と、バルブリフター13を大きく押圧するリフト区間193，203とが設けられている。カム19ａ，20ａの回動量がごく小さい時には、ベース区間191，201がバルブリフター13の上面で摺動するだけなので、バルブリフター13は押圧されず、吸排気バルブ９，10が開弁しない。
【００３５】
また、カム19ａ，20ａの回動量が少し大きくなると、ランプ区間192，202の部分までがバルブリフター13を押圧し、吸排気バルブ９，10が小さいバルブリフト量で開弁する。また、カム19ａ，20ａの回動量が大きくなると、ランプ区間192，202からリフト区間193，203によってバルブリフター13が押圧されるため、吸排気バルブ９，10が大きいバルブリフト量で開弁する。
【００３６】
一方、伸縮シリンダー21，22は、例えば油圧により伸長する油圧伸縮シリンダーであり、片方の伸縮シリンダー21が吸気バルブ９用、他方の伸縮シリンダー22が排気バルブ10用であって、それぞれが対応する回動カム軸19，20に直交して配設されている。各伸縮シリンダー21，22は、それぞれヘッドカバー部材３に形成された２つの円柱孔状の伸縮シリンダー保持通路27，28内に、密に、且つ軸方向に摺動自在に挿入されている。
【００３７】
伸縮シリンダー保持通路27，28は、その軸心線27ａ，28ａが平面視（図４参照）で各回動カム軸19，20の軸心線19ｃ，20ｃに対して直角であるとともに、各回動カム軸19，20の軸方向視で軸心線27ａ，28ａが互いに浅い角度で交差するように傾斜して形成され（図５参照）、且つその各々の下端側開口部27ｂ，28ｂが各回動カム軸19，20のクランク連結部19ｂ，20ｂの近傍に臨むように形成され、各々の上端側開口部27ｃ，28ｃが各回動カム軸19，20の上方、且つヘッドカバー部材３の側面に開口している。なお、図４中に示す縦孔29は燃焼室６に繋がるプラグホールである。
【００３８】
図７にも拡大して示すように、各伸縮シリンダー21，22は、略円筒状のシリンダー本体31と、棒状の伸縮ロッド32と、連結ブラケット（伸縮部）33と、移動入力部34と、リターンスプリング35等を有して構成されている。移動入力部34は、円柱状のシリンダー本体31の後端面を平坦にした部分であり、この移動入力部34が、伸縮シリンダー保持通路27，28の上端側開口部27ｃ，28ｃから外方に臨んでいる。
【００３９】
また、伸縮シリンダー保持通路27，28の内部の、下端側開口部27ｂ，28ｂ寄りにストッパーリング37が挿入されている。このストッパーリング37は、中心孔37ａを有するドーナツ円板形状であり、上端側開口部27ｃ，28ｃ側から伸縮シリンダー保持通路27，28内に密に挿入されて、下端側開口部27ｂ，28ｂ近くに形成された段差部27ｄ，28ｄに当接して位置決めされる。また、シリンダー本体31も同じく上端側開口部27ｃ，28ｃ側から伸縮シリンダー保持通路27，28内に挿入され、このシリンダー本体31とストッパーリング37との間にリターンスプリング38が弾装されている。リターンスプリング38はシリンダー本体31を上端側開口部27ｃ，28ｃ側に向かって常に付勢している。
【００４０】
シリンダー本体31の中心部には、伸縮シリンダー保持通路27，28の下端側開口部27ｂ，28ｂ側に向かって開口する円柱孔状のシリンダー孔41（図７参照）が形成されており、このシリンダー孔41に伸縮ロッド32が液密に、且つ摺動自在に挿入されている。伸縮ロッド32の一端にはピストン部32ａが一体に形成され、伸縮ロッド32の中間部はシリンダー孔41の出口付近に固定された円筒状のシール軸受42によって遊びなく、且つ摺動自在に保持されている。そして、ピストン部32ａとシール軸受41との間にリターンスプリング35が弾装され、ピストン部32ａ、即ち伸縮ロッド32全体がシリンダー本体31の内部に収まる方向に付勢されている。
【００４１】
伸縮ロッド32の中間部には段差部32ｂが形成されており（図７参照）、この段差部32ｂがシール軸受42に当接するまで、伸縮ロッド32はリターンスプリング35の付勢力に抗してシリンダー本体31から突出する方向に摺動することができる（図２の状態）。以後、伸縮ロッド32が図１に示すように縮んだ位置を収縮位置32Ｒと呼び、図２に示すように延びた位置を伸長位置32Ｆと呼ぶ。
【００４２】
伸縮ロッド32の他端はシリンダー本体31の外部に突出し、ここに形成された雄ネジに、伸縮部としての連結ブラケット33が位置調整可能に螺合されている。隣接する部材44は位置決め用のロックナットである。連結ブラケット33は、ストッパーリング37の中心孔37ａを通って伸縮シリンダー保持通路27，28の外部に突出している。
【００４３】
シリンダー本体31の内部において、シリンダー孔41の頂部には油圧室46が形成され、この油圧室46から放射方向に延びる数本のオイル通路47が、シリンダー本体31の周囲に形成された環帯状オイル通路48に連通している。環帯状オイル通路48は、シリンダー本体31の軸方向に所定の幅を有して形成されている。
【００４４】
一方、ヘッドカバー部材３の上面には、各伸縮シリンダー保持通路27，28の位置に整合して２つの油圧ポート50が形成されている。この油圧ポート50に油圧が掛けられると、この油圧が環帯状オイル通路48とオイル通路47と油圧室46を経て、伸縮ロッド32のピストン部32ａに加わり、これによって伸縮ロッド32がリターンスプリング35の付勢力に抗して収縮位置32Ｒから伸長位置32Ｆに延びる。また、油圧ポート50に加わる油圧が無くなると、リターンスプリング35の付勢力によって伸縮ロッド32が伸長位置32Ｆから収縮位置32Ｒに戻る。なお、伸縮ロッド32を収縮位置32Ｒと伸長位置32Ｆとの間で停止させるような制御はなされない。
【００４５】
伸縮シリンダー21，22の伸縮部である連結ブラケット33は、それぞれ連結リンク53を介して回動カム軸19，20のクランク連結部19ｂ，20ｂにクランク連結される。連結ブラケット33と連結リンク53との間は連結軸54により回動自在に連結され、連結ブラケット33とクランク連結部19ｂ，20ｂとの間は連結軸55により回動自在に連結される。これにより、伸縮シリンダー21，22（伸縮ロッド32）の伸縮運動が、回動カム軸19，20の回動運動に変換される。
【００４６】
このように、各伸縮シリンダー21，22は、それぞれ各回動カム軸19，20にクランク連結されており、前述したように、伸縮シリンダー保持通路27，28の軸心線27ａ，28ａが、回動カム軸19，20の軸方向視（図５参照）で互いに交差するように傾斜して形成されているために、各伸縮シリンダー保持通路27，28に挿入された各伸縮シリンダー21，22の中間部が、クランク連結されていない方の回動カム軸19又は20の頭上を通るレイアウトとなっている。
【００４７】
例えば、伸縮シリンダー21は、その中間部が、クランク連結されていない方の回動カム軸20の頭上を通り、且つその移動入力部34が、クランク連結されていない方の回動カム軸20を挟んで、クランク連結されている方の回動カム軸19の反対側（上端側開口部27ｃ側）に位置している。また、伸縮シリンダー22は、その中間部が、クランク連結されていない方の回動カム軸19の頭上を通り、且つその移動入力部34が、クランク連結されていない方の回動カム軸19を挟んでクランク連結されている方の回動カム軸20の反対側（上端側開口部28ｃ側）に位置している。
【００４８】
ところで、偏心カム装置23，24は、それぞれ伸縮シリンダー保持通路27，28の上端側開口部27ｃ，28ｃ付近に配置され、伸縮シリンダー21，22の移動入力部34付近に位置している。この偏心カム装置23，24は、下記のように構成されている。
【００４９】
図１〜図３に示すように、ヘッドカバー部材３の側面の、伸縮シリンダー保持通路27，28の上端側開口部27ｃ，28ｃが開口している隅角部分には、それぞれ上端側開口部27ｃ，28ｃを挟むように一対の支持ブロック58が、スタッドボルト59とナット60で締結固定されている。また、これらの支持ブロック58に並ぶ形で反対側の隅角部分に略円形状の支持ブロック61が２本のボルト62で締結固定されている。
【００５０】
支持ブロック58，61にはそれぞれベアリング63が内蔵され、ここにカム駆動軸65が回転自在に軸支されている。このカム駆動軸65は、その軸方向が平面視（図４参照）で回動カム軸19，20に対して平行であり、且つ伸縮シリンダー保持通路27，28の軸心線27ａ，28ａと直角に交わる。２個の支持ブロック58の間において、カム駆動軸65には、円形の偏心押圧カム66が、カム駆動軸65に対して偏心し、且つカム駆動軸65と一体に回転するように設けられている。
【００５１】
カム駆動軸65の他端は、支持ブロック61を貫通し、その先に円板状の回動角規制ストッパー67が一体回転するように設けられている。回動角規制ストッパー67には、カム駆動軸65の軸心を中心とする円弧状の回動角規制溝67ａが穿設されている。そして、支持ブロック61の外側面に締結される回動角規制ボルト68が回動角規制溝67ａを貫通している。このため、カム駆動軸65と偏心押圧カム66の回動角度が、回動角規制溝67ａの中を回動角規制ボルト68が相対移動できる範囲の角度に限定される。例えばここでは、カム駆動軸65の回動角度が180°に設定されている。
【００５２】
前述したように、伸縮シリンダー21，22（シリンダー本体31）は、各伸縮シリンダー保持通路27，28内にて軸方向に摺動可能に挿入されており、リターンスプリング38によって上端側開口部27ｃ，28ｃ側に向かって常に付勢されている。この伸縮シリンダー21，22の位置は、偏心押圧カム66が180°回動して移動入力部34を押圧することにより軸方向に移動する。
【００５３】
即ち、図１に示すように、偏心押圧カム66がカム駆動軸65を基準にして伸縮シリンダー21，22の真逆側に偏心した位置にある時には、伸縮シリンダー21，22がリターンスプリング38に押圧されて最も上端側開口部27ｃ，28ｃ側に位置する。この時の伸縮シリンダー21，22の位置を後退位置21Ｒ，22Ｒと呼ぶ。
【００５４】
また、図２に示すように、偏心押圧カム66がカム駆動軸65を基準にして伸縮シリンダー21，22側に偏心した位置にある時には、伸縮シリンダー21，22が最も下端側開口部27ｂ，28ｂ側に位置する。この時の伸縮シリンダー21，22の位置を前進位置21Ｆ，22Ｆと呼ぶ。伸縮シリンダー21，22は、カム駆動軸65と偏心押圧カム66の回動位置に応じて、後退位置21Ｒ，22Ｒと前進位置21Ｆ，22Ｆとの間で停止する。
【００５５】
図７に示すように、カム駆動軸65は、カム駆動手段により、エンジンの運転状況に応じて適宜回動駆動される。カム駆動手段としては、油圧モーターやソレノイドバルブ等のアクチュエーターと、エンジンの運転状況に合わせて上記アクチュエーターを作動させるＣＰＵ等の制御機器とからなるものが考えられる。
【００５６】
なお、シリンダー本体31の周囲に形成された環帯状オイル通路48の幅は、伸縮シリンダー21，22が後退位置21Ｒ，22Ｒから前進位置21Ｆ，22Ｆまでのどの位置に摺動しても、油圧ポート50と環帯状オイル通路48との連通状態が保たれるように、やや幅広く設定されている。
【００５７】
図１では、伸縮シリンダー21，22が後退位置21Ｒ，22Ｒにあり、伸縮ロッド32が収縮位置32Ｒにある状態が示されている。この状態では、各回動カム軸19，20が回動していないため、吸排気バルブ９，10が閉弁している。ここから伸縮ロッド32が伸長位置32Ｆに伸びても、各回動カム軸19，20は僅かな角度しか回動できないため、カム19ａ，20ａのベース区間191，201からランプ区間192，202までの範囲しかバルブリフター13の上面を押圧しない。このため、吸排気バルブ９，10の最大バルブリフト量が小さく保たれる。
【００５８】
一方、図２では、伸縮シリンダー21，22が前進位置21Ｆ，22Ｆにあり、伸縮ロッド32が伸長位置32Ｆにある状態が示されている。この状態では、各回動カム軸19，20の回動量が最大になるため、カム19ａ，20ａのリフト区間193，203の先端までの範囲がバルブリフター13の上面を押圧し、これによって吸排気バルブ９，10の最大バルブリフト量が大きく保たれる。ここから伸縮ロッド32が収縮位置32Ｒに縮むと、カム19ａ，20ａのベース区間191，201がバルブリフター13の上面に来て吸排気バルブ９，10が閉弁する。
【００５９】
このように、偏心カム装置23，24の偏心押圧カム66を回動させて伸縮シリンダー21，22を後退位置21Ｒ，22Ｒと前進位置21Ｆ，22Ｆとの間で移動させることにより、吸排気バルブ９，10の最大バルブリフト量を自由に変化させることができる。
【００６０】
さらに、図７に示すように、エンジンには先述の油圧供給ポンプ25が設けられている。この油圧供給ポンプ25は、伸縮シリンダー21と22に各々設けられており、各伸縮シリンダー21，22に所定のタイミングで周期的に油圧を供給する脈動吐出型のポンプ、例えばレシプロピストンポンプであって、ポンプシリンダー71と、ポンプピストン72と、リターンスプリング73と、ポンプ軸74と、偏心ポンプカム75とを備えて構成されている。
【００６１】
ポンプシリンダー71にはポンプピストン72が摺動自在に挿入され、ポンプ軸74はポンプピストン72に形成されたタペット面72ａの近傍に軸支されている。偏心ポンプカム75はポンプ軸74と一体回転するように偏心して軸装され、この偏心ポンプカム75の周面がポンプピストン72のタペット面72ａに摺接している。ポンプピストン72はリターンスプリング73によって常に偏心ポンプカム75側に付勢されている。また、ポンプシリンダー71にはオイルの吸入部76と吐出部77とが設けられている。
【００６２】
ポンプシリンダー71の吸入部76には、エンジン１潤滑用の図示しないオイルポンプから１bar〜３bar程度の油圧が運転中にコンスタントに供給される。また、吐出部77とヘッドカバー部材３の油圧ポート50との間が油圧供給経路78で接続され、この油圧供給経路78と油圧ポート50との接続部付近に油圧排出手段としてのリリーフバルブ80が設けられている。このリリーフバルブ80は、伸縮シリンダー21，22に近い位置に設けるほど良い。
【００６３】
エンジン１の作動時には、油圧供給ポンプ25のポンプ軸74が、図示しないクランク軸の二分の一の回転速度で駆動される。これにより、偏心ポンプカム75がポンプピストン72のタペット面72ａを周期的に押圧し、ポンプピストン72がポンプシリンダー71内のオイルを吐出部77から脈動的に吐出させる。油圧供給ポンプ25から吐出されたオイルは、油圧供給経路78とリリーフバルブ80と油圧ポート50を経て伸縮シリンダー21，22にそれぞれ供給され、伸縮シリンダー21，22の伸縮ロッド32を所定のタイミングで収縮位置32Ｒから伸長位置32Ｆに伸長させ、回動カム軸19，20を回動させて吸排気バルブ９，10を開弁させる。
【００６４】
ここで、リリーフバルブ80は、油圧供給経路78内の油圧を、伸縮シリンダー21，22の作動に支障がない程度に少量ずつ排出し、このように排出されたオイルは、エンジン１の下部に設置された図示しないオイルパンに還流するようになっている。
【００６５】
そして、この油圧供給ポンプ25の脈動吐出周期を変化させることによって、回動カム軸19，20の吸気カム19ａと排気カム20ａが吸排気バルブ９，10を開弁（閉弁）させるタイミングを自由に変化させることができる。例えば、低中速運転時には開弁タイミングを遅くして、高速運転時には早くしたり、吸気バルブ９と排気バルブ10の開弁時間（作用角）を変化させる等し、これによってエンジン１の省燃費化と高出力化とを高次元で両立させることができる。
【００６６】
以上のように構成された可変動弁装置17は、伸縮シリンダー21，22によって回動カム軸19，20が直接回動駆動される簡素な構造であるため、回転部や摺動部の数を最小限にしてフリクションロスを大幅に低減させ、可変動弁装置17を非常に簡素で軽量な構造にすることができる。
【００６７】
しかも、１本の回動カム軸19又は20につき、伸縮シリンダー21又は22を１本設けるだけでよく、これらの伸縮シリンダー21，22は回動カム軸19，20に直交して配設され、その伸縮部である連結ブラケット33が回動カム軸19，20にクランク連結されているため、可変動弁装置17を非常にコンパクトな構成にすることができる。
【００６８】
さらに、回動カム軸19，20のカム形状と、偏心カム装置23，24とによって各伸縮シリンダー21，22を軸方向に移動させることにより、吸排気バルブ９，10の開弁特性を容易に設定することができる。例えば、自動車や自動二輪車等の車両に搭載されるエンジンの場合、スロットルが全閉になっている時には吸排気バルブ９，10の最大バルブリフト量を最小にし、スロットル開度が大きくなるにつれて吸排気バルブ９，10の最大バルブリフト量を大きくするように制御する。これにより、従来吸気通路に設けられていたスロットルバルブを省略することができ、空気抵抗やポンピングロスを無くして省燃費化に大きく貢献することができる。
【００６９】
また、各伸縮シリンダー21，22の中間部が、クランク連結されていない方の回動カム軸19又は20の頭上を通るようにレイアウトされているため、可変動弁装置17をよりコンパクトな構成にすることができる。
【００７０】
さらに、シリンダーヘッド２の上部を液密に覆うヘッドカバー部材３に伸縮シリンダー保持通路27，28を形成し、この伸縮シリンダー保持通路27，28に伸縮シリンダー21，22を密に、且つ軸方向に摺動自在に挿入し、その伸縮部（連結ブラケット33）を各回動カム軸19，20にクランク連結する一方、偏心カム装置23，24を、それぞれ各伸縮シリンダー保持通路27，28の上端側開口部付近に配置し、これらの偏心カム装置23，24によって各伸縮シリンダー21，22の移動入力部34を移動操作するように構成したため、ヘッドカバー部材３の内部及び周辺のスペースを有効に活用しながら伸縮シリンダー21，22と偏心カム装置23，24とを配置可能になり、可変動弁装置17を一層コンパクトに構成することができる。
【００７１】
また、偏心カム装置23，24を、カム駆動軸65と、このカム駆動軸65と一体に回転する偏心押圧カム66と、カム駆動軸65を回転駆動するカム駆動手段とを備えて構成したため、カム駆動軸65と偏心押圧カム66とを所定角度回動させれば伸縮シリンダー21，22の軸方向位置、即ち吸排気バルブ９，10のバルブリフト量を簡単に変化させることができる。このため、簡素でコンパクト、且つ軽量な構成によって、吸排気バルブ９，10の開弁特性を容易に設定することができる。
【００７２】
その上、伸縮シリンダー21，22を油圧伸縮シリンダーとし、この油圧伸縮シリンダーに所定のタイミングで周期的に油圧を供給する脈動吐出型の油圧供給ポンプ25を設けたため、油圧供給ポンプ25の脈動吐出周期を変化させるだけで簡単に吸排気バルブ９，10の開弁タイミングを変化させることができる。
【００７３】
また、伸縮シリンダー21，22に油圧を供給する油圧供給経路78の、伸縮シリンダー21，22との接続部付近にリリーフバルブ80を設け、このリリーフバルブ80から、伸縮シリンダー21，22の作動に支障がない程度に油圧供給経路78内の油圧を少量ずつ排出させるようにしたため、伸縮シリンダー21，22に激しく出入りする油圧オイルを少しずつ入れ替えて、油圧オイルが高温化したり、泡立つことを防止し、可変動弁装置17の信頼性を格段に高めることができる。
【００７４】
なお、リリーフバルブ80を設ける代わりに、図７に示すように、例えば伸縮シリンダー21，22のシリンダー本体31の周面に細いオイル溝31ａを刻設し、このオイル溝31ａによって、環帯状オイル通路48を伸縮シリンダー21，22の外部に連通させ、環帯状オイル通路48内に供給される油圧を伸縮シリンダー21，22の外部に少量ずつ漏出させるようにしてもよい。
【００７５】
なお、本発明の実施形態は、上記のものに限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない程度であれば、様々な変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  エンジン
２  シリンダーヘッド
３  ヘッドカバー部材
９  吸気バルブ（エンジンバルブ）
10  排気バルブ（エンジンバルブ）
17  可変動弁装置
19，20  回動カム軸
19ａ  吸気カム
20ａ  排気カム
19ｂ，20ｂ  クランク連結部
19ｃ，20ｃ  回動カム軸の軸心線
21，22  伸縮シリンダー
23，24  偏心カム装置（シリンダー移動手段）
25  油圧供給ポンプ
27，28  伸縮シリンダー保持通路
27ａ，28ａ  伸縮シリンダー保持通路の軸心線
27ｂ，28ｂ  伸縮シリンダー保持通路の下端側開口部
27ｃ，28ｃ  伸縮シリンダー保持通路の上端側開口部
32  伸縮ロッド
33  連結ブラケット（伸縮部）
34  移動入力部
65  カム駆動軸
66  偏心押圧カム
78  油圧供給経路
80  リリーフバルブ（油圧排出手段）
【図１】
2011137414.tif 000003
【図２】
2011137414.tif 000004
【図３】
2011137414.tif 000005
【図４】
2011137414.tif 000006
【図５】
2011137414.tif 000007
【図６】
2011137414.tif 000008
【図７】
2011137414.tif 000009