(57)【要約】【課題】エンジンのバルブ駆動装置において、構造の簡素化、小型化等を図りつつ、確実な動作を保証する。【解決手段】カムシャフト１のカム部１ａに接触する第１接触部３２及び吸気又は排気用のバルブ２に直接又は間接的に接触する第２接触部３３を他端側に有する揺動カム３０、揺動カムをカムシャフトと平行な揺動軸線Ｓ２回りに揺動自在に支持しかつ揺動軸線をカムシャフトに近接及び離隔させるべく移動自在に支持された可動ホルダ２０を備え、可動ホルダ２０を駆動する駆動機構として、可動ホルダの端面２１ａに接触してカム作用を及ぼす板状カム６０、板状カムを回転駆動する駆動源５０を採用する。これによれば、構造を簡素化でき、装置を小型化、低コスト化でき、食い付きによる作動不能あるいはバックラッシュ等による位置決め不良等を生じることなく、確実な駆動が保証される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフトのカム部に接触する第１接触部を一端側にかつ吸気又は排気用のバルブに直接又は間接的に接触する第２接触部を他端側に有する揺動カムと、前記揺動カムを前記カムシャフトと平行な揺動軸線回りに揺動自在に支持しかつ前記揺動軸線を前記カムシャフトに近接及び離隔させるべく所定方向に移動自在に支持された可動ホルダと、前記可動ホルダを駆動する駆動機構を備えた、エンジンのバルブ駆動装置であって、
前記駆動機構は、前記可動ホルダの端面に接触して前記所定方向に移動させるべくカム作用を及ぼす板状カムと、前記板状カムを回転駆動する駆動源とを含む、
ことを特徴とするエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項２】
前記板状カムは、所定の角度範囲に亘って、回転中心から一定の曲率半径に形成されたリフト一定領域を画定するカム部を有する、
ことを特徴とする請求項１記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項３】
前記カム部は、異なるリフト量をなす複数の前記リフト一定領域を含む、
ことを特徴とする請求項２記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項４】
前記可動ホルダを前記所定方向に移動自在に支持するホルダブロックを含む、
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項５】
前記駆動源は、前記板状カムに直結された駆動シャフトを含み、
前記ホルダブロックは、前記駆動源を固定する固定部と、前記駆動シャフトの先端部を回動自在に支持する軸受部を有する、
ことを特徴とする請求項４記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項６】
前記可動ホルダは、前記板状カムが接触する端面を画定するブロック部と、前記ブロック部から延出して前記揺動カムを揺動自在に支持するシャフト部を一体的に有する、
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項７】
前記シャフト部には、前記第１接触部を前記カムシャフトのカム部に常時接触させるべく前記揺動カムを付勢する捩りバネが設けられている、
ことを特徴とする請求項６記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項８】
前記ブロック部は、その両端から延出した２つのシャフト部を一体的に有し、
前記２つのシャフト部には、それぞれ前記揺動カムが揺動自在に支持されている、
ことを特徴とする請求項６記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項９】
前記２つのシャフト部には、それぞれ、前記第１接触部を前記カムシャフトのカム部に常時接触させるべく前記揺動カムを付勢する捩りバネが設けられている、
ことを特徴とする請求項８記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項１０】
前記捩りバネは、前記可動ホルダを前記板状カムに付勢するように形成されている、
ことを特徴とする請求項７又は９に記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【請求項１１】
前記駆動源の駆動シャフトは、前記揺動軸線に対して垂直な方向に伸長するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１ないし１０いずれかに記載のエンジンのバルブ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンと称す）の吸気用又は排気用のバルブを開閉駆動するバルブ駆動装置に関し、特に、バルブの開閉タイミング及びリフト量を可変的に駆動するエンジンのバルブ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルブ駆動装置としては、エンジンのシリンダヘッドに、カム面をもつカムシャフト、吸気用又は排気用のバルブ、リターンスプリング、バルブのステム上端に連結されたバルブリフタ等を備える構成において、カムシャフトと平行に配置された支持シャフト、支持シャフトに揺動自在に支持され一端側がカムシャフトのカム面に接触しかつ他端側がバルブリフタの上面に接触する略Ｌ字状の揺動カム、揺動カムを支持する支持シャフトを保持しバルブの軸線に垂直な方向に移動自在なフレーム、フレームを移動させる駆動機構等を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このバルブ駆動装置において、フレームを駆動する駆動機構としては、フレームの雌ネジに螺合するネジ部材，ネジ部材に一体的に形成されたピニオン，ピニオンに噛合するラック，ラックを往復動させる駆動源等からなるネジ及びラック・ピニオン構造を適用したもの、フレームに形成されたラック，ラックに噛合するピニオン，ピニオンを回転駆動する駆動源等からなるラック・ピニオン構造を適用したもの、あるいは、フレームに形成された長い楕円形の断面をなす偏心外輪，偏心外輪の内側に配置された偏心内輪，偏心内輪を回転駆動する駆動源等からなる偏心回転構造を適用したものが示されている。
【０００３】
しかしながら、上記のネジ及びラック・ピニオン構造を採用した場合、カムシャフトから受ける反力等により、ネジ部材とフレームのネジ山及びネジ溝間において食い付き（スティック）等を生じて作動不能になる虞があり、又、ピニオン及びラックにおいてはバックラッシュ等があるため、フレーム（支持シャフト）を所定の位置に高精度に移動させて位置決めすることが困難である。
また、上記の偏心外輪及び偏心内輪からなる偏心回転構造を採用した場合、偏心内輪を収容する偏心外輪が大きくなり、装置の大型化を招くという問題がある。
さらに、上記のネジ及びラック・ピニオン構造、ラック・ピニオン構造、又は、偏心回転構造を採用した場合、いずれもフレーム（支持シャフト）を連続的に移動させることはできても、連続的に移動するが故に所定位置に高精度に位置決めする、すなわち、所定位置にフレーム（支持シャフト）を安定して維持する（フレームをロックする）のが困難であり、これに対処するには専用のロック機構等を別途採用する必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７４０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の装置の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、小型化、低コスト化等を図れ、又、ある程度ラフな駆動制御を行っても、吸気用又は排気用のバルブの開閉タイミング及びリフト量を安定して高精度に可変制御できるエンジンのバルブ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るエンジンのバルブ駆動装置は、カムシャフトのカム部に接触する第１接触部を一端側にかつ吸気又は排気用のバルブに直接又は間接的に接触する第２接触部を他端側に有する揺動カムと、揺動カムをカムシャフトと平行な揺動軸線回りに揺動自在に支持しかつ揺動軸線をカムシャフトに近接及び離隔させるべく所定方向に移動自在に支持された可動ホルダと、可動ホルダを駆動する駆動機構を備えたエンジンのバルブ駆動装置であって、上記駆動機構は、可動ホルダの端面に接触して所定方向に移動させるべくカム作用を及ぼす板状カムと、板状カムを回転駆動する駆動源を含む、構成となっている。
この構成によれば、駆動源の駆動力により板状カムが回転すると、可動ホルダがカム作用を受けて所定方向に移動し、揺動カムの揺動軸線とカムシャフト（の軸線）の距離を変化させる。これにより、揺動カムの第１接触部が（カムシャフトの）カム部と接触する領域及び位相と、揺動カムの第２接触部がバルブ（又はバルブリフタ）と接触する領域が変化し、バルブの開閉タイミング及びリフト量が可変的に変化する。
ここで、揺動カムを支持する可動ホルダを駆動する駆動機構として、板状カムを採用するため、構造を簡素化でき、装置を小型化、低コスト化できる。また、可動ホルダ（すなわち揺動軸線）の位置決めは、その端面に接触してカム作用を及ぼす板状カムによるため、従来のような食い付きによる作動不能あるいはバックラッシュ等による位置決め不良等を生じることなく、確実に駆動することができる。
【０００７】
上記構成において、板状カムは、所定の角度範囲に亘って回転中心から一定の曲率半径に形成されたリフト一定領域を画定するカム部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、板状カムが回転して、そのカム部のリフト一定領域が可動ホルダの端面に接触すると、可動ホルダを所定位置に位置付け、又、リフト一定領域は所定の角度範囲に亘って形成されているため、板状カムの回転角度がある程度ラフに制御されても（若干の位置ずれを生じても）、可動ホルダは所定位置に高精度に位置決め（ロック）されて維持される。すなわち、可動ホルダ（揺動カム）を所定位置にロックして維持するための専用のロック機構等を用いることなく、可動ホルダすなわち揺動カム（の揺動軸線）を所定位置に高精度に位置決めして維持することができ、その位置決めを行うための駆動源の制御も容易に行うことができる。
【０００８】
上記構成において、カム部は、異なるリフト量をなす複数のリフト一定領域を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、カム部にリフト量がそれぞれ異なる複数のリフト一定領域が形成されているため、各々のリフト一定領域において、可動ホルダは対応する所定位置に高精度に位置決めされて維持される。これにより、制御が容易になると共に可動ホルダすなわち揺動カムの位置を高精度に多段的に制御することができ、それ故に、エンジンの運転状態（例えば、低速、中速、高速）に応じて、バルブの開閉タイミング及びリフト量を制御することができる。
【０００９】
上記構成において、可動ホルダを所定方向に移動自在に支持するホルダブロックを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ホルダブロックを基準として、予め相互間の寸法精度を高精度に管理することができ、要求される機械的強度を容易に確保することができる。また、ホルダブロックを土台にして容易にモジュール化できるため、可動ホルダ等を個々にシリンダヘッドに直接取り付ける場合に比べて、全体として組付け作業性を向上すなわち生産性を向上させることができ、又、モジュール化できるが故に管理コスト、全体としての製造コスト等を低減することができる。
【００１０】
上記構成において、駆動源は、板状カムに直結された駆動シャフトを含み、ホルダブロックは、駆動源を固定する固定部と、駆動シャフトの先端部を回動自在に支持する軸受部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ホルダブロックに対して、板状カムを直結した駆動源、揺動カムを支持した可動ホルダを組み付けることができ、予め相互間の寸法精度を高精度に管理することができ、それ故にモジュール化が容易になる。また、駆動源がホルダブロックの固定部に固定されると共に駆動シャフトの先端部がホルダブロックの軸受部に支持されているため、板状カムが可動ホルダの反力を受けても、駆動シャフトの位置ずれを防止でき、板状カムは確実にカム作用を及ぼすことができる。
【００１１】
上記構成において、可動ホルダは、板状カムが接触する端面を画定するブロック部と、ブロック部から延出して揺動カムを揺動自在に支持するシャフト部を一体的に有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、可動ホルダをブロック部及びシャフト部により形成し、ブロック部の端面に対して板状カムを接触させ、シャフト部に対して揺動カムを揺動自在に支持するため、可動ホルダの形状（輪郭）を簡素化でき、揺動カムの取り付けを容易に行うことができる。
【００１２】
上記構成において、シャフト部には、第１接触部をカムシャフトのカム部に常時接触させるべく揺動カムを付勢する捩りバネが設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、シャフト部に捩りバネを配置することで、可動ホルダ、揺動カム、及び捩りバネを集約化しつつ組み付けてモジュール化でき、又、捩りバネの付勢力により、カムシャフト（のカム部）と第１接触部をガタツキなく接触した状態に維持することができる。
【００１３】
上記構成において、ブロック部は、その両端から延出した２つのシャフト部を一体的に有し、２つのシャフト部には、それぞれ揺動カムが揺動自在に支持されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ブロック部に２つのシャフト部が設けられているため、２つの揺動カムを支持でき、それ故に、一つの気筒（燃焼室）に対して２つの吸気用のバルブ又は２つの排気用のバルブを備えるエンジンにおいて、気筒ごとに本発明の装置を適用することができる。また、ブロック部を中心としてその両側に揺動カムを支持する対称的な構造をなすため、ブロック部に板状カムのカム作用を及ぼすことで、可動ホルダ（ブロック部及び２つのシャフト部）を偏りなく円滑に作動させることができる。
【００１４】
上記構成において、２つのシャフト部には、それぞれ、第１接触部をカムシャフトのカム部に常時接触させるべく揺動カムを付勢する捩りバネが設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、２つのシャフト部にそれぞれ捩りバネを配置することで、可動ホルダ、２つの揺動カム、及び２つの捩りバネを集約化しつつ組み付けてモジュール化できる。また、それぞれの捩りバネの付勢力により、それぞれの揺動カムの第１接触部とカムシャフト（のカム部）をガタツキなく接触した状態に維持することができる。また、ブロック部（の中央領域）に作用する板状カムの押圧力とブロック部の両側に作用する捩りバネによる付勢力を、一方側に偏ることなくバランスさせることができるため、可動ホルダを円滑に移動させることができる。
【００１５】
上記構成において、捩りバネは、可動ホルダを板状カムに付勢するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、捩りバネの付勢力により、揺動カムの第１接触部とカムシャフト（のカム部）をガタツキなく接触した状態に維持することができると共に、その反力として可動ホルダ（のブロック部の端面）と板状カム（のカム部）をガタツキなく接触した状態に維持することができる。すなわち、捩りバネを、揺動カムの付勢と可動ホルダの付勢を行うために兼用することで、部品点数を削減でき、構造を簡素化することができる。
【００１６】
上記構成において、駆動源の駆動シャフトは、揺動軸線に対して垂直な方向に伸長するように配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、バルブの開閉方向に垂直な面に平行（又は略平行）な面内において板状カムを回転及び可動ホルダを移動させることができ、それ故に、装置の小型化を達成しつつ、円滑な駆動動作を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成をなすエンジンのバルブ駆動装置によれば、構造の簡素化、小型化、低コスト化等を達成することができ、又、ある程度ラフな駆動制御を行っても、吸気用又は排気用のバルブの開閉タイミング及びリフト量を安定して高精度に可変制御できるエンジンのバルブ駆動装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図８は、本発明に係るエンジンのバルブ駆動装置の一実施形態を示すものであり、図１は装置の斜視図、図２は装置の一部をなすホルダブロックを省略した斜視図、図３は装置の分解斜視図、図４は装置の一部をなす可動ホルダ，揺動カム，及び捩りバネを示す斜視図、図５は装置の一部をなす板状カムを示す平面図及びカムプロフィル図、図６は装置の一部なす板状カムの作用を説明する図、図７及び図８は装置の動作図である。
【００１９】
このバルブ駆動装置は、図１ないし図３に示すように、ホルダブロック１０、ホルダブロック１０に対して所定方向Ｘに移動自在に支持された可動ホルダ２０、可動ホルダ２０に揺動自在に支持されると共にカムシャフト１のカム部１ａと吸気用又は排気用のバルブ２に連結されたバルブリフタ３との間に介在する２つの揺動カム３０、可動ホルダ２０に設けられてそれぞれの揺動カム３０に付勢力を及ぼす２つの捩りバネ４０、ホルダブロック１０に固定された駆動源５０、駆動源５０に直結されて可動ホルダ２０にカム作用を及ぼす板状カム６０、捩りバネ４０を支持するガイド筒７０等を備えている。
ここでは、板状カム６０と駆動源５０により、可動ホルダ２０を駆動する駆動機構が構成されている。
【００２０】
ホルダブロック１０は、図１及び図３に示すように、金属材料を用いて形成されており、エンジンのシリンダヘッドに固定されるベース部１１、ベース部１１から直立して形成され駆動源５０を固定するための固定部１２、可動ホルダ２０を所定方向Ｘ（ここでは、バルブ２の往復動方向に対して垂直な方向、すなわち、バルブリフタ３の上面３ａに平行な方向）に移動自在に支持するガイド部１３、後述する駆動源５０の駆動シャフト５２の先端部５２ａを回動自在に支持する軸受部１４等を備えている。
【００２１】
ベース部１１は、シリンダヘッドに締結するボルトを通す貫通孔１１ａ、バルブリフタ３の上面３ａに接触するように後述する揺動カム３０の第２接触部３３を通す２つの開口部１１ｂを画定している。
固定部１２は、後述する駆動源５０のモータ本体５１を嵌合させる嵌合凹部１２ａ、駆動シャフト５２を回動自在に通す貫通孔１２ｂ、後述するモータ本体５１のフランジ５１ａを締結する２つのネジ穴１２ｃ等を画定している。
ガイド部１３は、所定方向Ｘに平行に伸長する２つの円柱状のシャフトに形成されて、ホルダブロック１０の一部として、軸受部１４を画定するブロック部分に嵌合固着されている。
軸受部１４は、駆動シャフト５２の先端部５２ａを回動自在に受け入れる円筒状の穴に形成されている。そして、駆動シャフト５２が所定方向Ｘに撓んで位置ずれするのを規制している。
【００２２】
このように、ホルダブロック１０に対して、揺動カム３０及び捩りバネ４０を支持した可動ホルダ２０、板状カム６０を直結した駆動源５０を組み付けることができるため、ホルダブロック１０を基準として、予め相互間の寸法精度を高精度に管理することができ、又、要求される機械的強度を容易に確保することができる。
また、ホルダブロック１０を土台にして容易にモジュール化できるため、可動ホルダ２０，駆動源５０等を個々にシリンダヘッドに直接取り付ける場合に比べて、全体として組付け作業性を向上すなわち生産性を向上させることができ、又、モジュール化できるが故に管理コスト、全体としての製造コスト等を低減することができる。
【００２３】
可動ホルダ２０は、図２ないし図４に示すように、金属材料を用いて一体的に形成されており、略直方体形状をなすブロック部２１、ブロック部２１の両端から延出する２つのシャフト部２２，２２を備えている。
ブロック部２１は、後述する板状カム６０のカム部６１が接触して摺動する端面２１ａ、ガイド部１３を摺動自在に通すべく所定方向Ｘに伸長して形成された２つのガイド貫通孔２１ｂを画定している。
２つのシャフト部２２は、カムシャフト１の軸線Ｓ１と平行な揺動軸線Ｓ２を画定するように円柱状に形成されている。そして、各々のシャフト部２２は、その付根側寄りに（揺動軸線Ｓ２の方向においてブロック部２１に当接するように）揺動カム３０を外嵌させて揺動自在に支持し、その外側から捩りバネ４０を保持したガイド筒７０を外嵌させて支持するようになっている。
【００２４】
このように、可動ホルダ２０がブロック部２１及び２つのシャフト部２２により形成され、ブロック部２１の略中央領域に位置する端面２１ａに対して板状カム６０が接触し、両側に位置する各々のシャフト部２２に対して揺動カム３０が揺動自在に支持されるため、可動ホルダ２０の形状（輪郭）を簡素化でき、又、揺動カム３０及び捩りバネ４０の取り付けを容易に行うことができる。また、ブロック部２１を中心としてその両側に揺動カム４０を支持する対称的な構造をなすため、ブロック部２１の中央領域に位置する端面２１ａに作用する板状カム６０の押圧力に対して、ブロック部２１の両側に作用する捩りバネ４０による付勢力を一方側に偏ることなくバランスさせることができるため、可動ホルダ２０は所定方向Ｘに円滑に移動することができる。
【００２５】
揺動カム３０は、図２ないし図４に示すように、金属材料を用いて略Ｌ字状に形成されており、シャフト部２２に回動自在に外嵌される嵌合部３１、嵌合部３１から一端側に湾曲して延出するように形成されてカムシャフト１のカム部１ａに接触して摺動する第１接触部３２、嵌合部３１から他端側に湾曲して延出するように形成されてバルブリフタ３の上面３ａに接触して摺動する第２接触部３３、嵌合部３１の近傍に形成されて後述する捩りバネ４０の一端４２を掛止する掛止孔３４等を備えている。
【００２６】
第１接触部３２は、カム部１ａに向けて凸状に湾曲した滑らかな湾曲面に形成されて、カム部１ａ（の面）を円滑に摺動するようになっている。
第２接触部３３は、バルブリフタ３の上面３ａに向けて凸状に湾曲した滑らかな湾曲面に形成されて、バルブリフタ３の上面３ａを円滑に摺動するようになっている。
すなわち、揺動カム３０は、図７及び図８に示すように、カムシャフト１（カム部１ａ）とバルブリフタ３（上面３ａ）の間に介在して、カムシャフト１が回転すると、カム部１ａのカム作用により揺動して、バルブリフタ３（及びバルブ２）を開閉駆動するようになっている。
【００２７】
また、揺動カム３０は、その揺動軸線Ｓ２の位置（カムシャフト１の軸線Ｓ１からの離隔距離）に応じて、第１接触部３２がカム部１ａと接触するタイミング及び領域が変化し、それに伴って、第２接触部３３がバルブリフタ（の上面３ａ）と接触する領域が変化して、バルブ２の開閉タイミング及びリフト量を連続的に変化させるようになっている。
【００２８】
捩りバネ４０は、図２ないし図４に示すように、線状のバネ鋼を加工して形成されており、可動ホルダ２０のシャフト部２２にガイド筒７０を介して保持される螺旋部４１、螺旋部４１から延出した一端４２及び他端４３を備えている。
そして、捩りバネ４０は、螺旋部４１がシャフト部２２に嵌合されたガイド筒７０の外周に嵌め込まれて保持され、一端４２が揺動カム３０の掛止孔３４に掛止され、他端４３がホルダブロック１０の一部（不図示）に掛止されて、第１接触部３２がカムシャフト１のカム部１ａに常時接触するように、揺動カム３０を図７及び図８中の反時計回りに回転付勢している。
【００２９】
組付けに際して、捩りバネ４０は、予めガイド筒７０を螺旋部４１に嵌め込み、一端４２を掛止孔３４に挿入するようにして、ガイド筒７０ごとシャフト部２２に外嵌させることで、可動ホルダ２０に容易に組み付けることができる。
このように、可動ホルダ２０のシャフト部２２に捩りバネ４０を配置することで、可動ホルダ２０、揺動カム３０、及び捩りバネ４０を集約化しつつ組み付けてモジュール化できる。また、捩りバネ４０の付勢力により、カムシャフト１（のカム部１ａ）と第１接触部３２をガタツキなく接触した状態に維持することができ、その反力として可動ホルダ２０（のブロック部２１の端面２１ａ）と板状カム６０（の後述するカム部６１）をガタツキなく接触した状態に維持することができる。すなわち、１つの捩りバネ４０を兼用することで、揺動カム３０の付勢と可動ホルダ２０の付勢を行うことができる。
ここでは、それぞれの捩りバネ４０が対応する各々の揺動カム３０を付勢すると共に、２つの捩りバネ４０が両側のシャフト部２２を介して可動ホルダ２０を付勢する付勢力を及ぼしている。したがって、２つの捩りバネ４０による付勢力を、ブロック部２１に作用する板状カム６０の押圧力に対して偏ることなくバランスさせることができる。
【００３０】
ガイド筒７０は、図３に示すように、金属材料等を用いて、鍔付きの円筒状に形成されており、その周りに捩りバネ４０を嵌め込んだ状態で、シャフト部２２に嵌合されることで、ブロック部２１と協働して嵌合部３１を挟み込んで揺動軸線Ｓ２の方向（スラスト方向）における揺動カム３０の位置決めを行うと共に、捩りバネ４０の抜け落ちを規制するようになっている。
【００３１】
駆動源５０は、図１ないし図３に示すように、円柱状をなすモータ本体５１、駆動シャフト５２を備えている。
モータ本体５１は、フランジ５１ａを有し、ホルダブロック１０の嵌合凹部１２ａに嵌合されて、フランジ１２ａがネジ等により締結され、ホルダブロック１０の固定部１２に堅固に固定されるようになっている。
駆動シャフト５２は、軸線Ｓ３を画定し、先端部５２ａ及びキー部５２ｂを一体的に有するように形成され、ホルダブロック１０（固定部１２）の貫通孔１２ｂを（例えば、軸受けブシュを介して）挿通され、キー部５２ｂを介して板状カム６０を一体的に回転するように直結し、先端部５２ａがホルダブロック１０の軸受部１４に挿入されて（例えば、軸受けブシュを介して）回動自在に支持されるようになっている。
したがって、駆動シャフト５２が回転すると、直結された板状カム６０が回転して、カム部６１が可動ホルダ２０を所定方向Ｘに移動させるようにカム作用を及ぼすようになっている。
【００３２】
ここで、駆動シャフト５２は、図２及び図３に示すように、その軸線Ｓ３が揺動カム３０の揺動軸線Ｓ２及びカムシャフト１の軸線Ｓ１に対して垂直な方向、すわなち、バルブ２の往復動方向（開閉方向）に平行に伸長するように方向付けされて配置されている。
これによれば、バルブ２の開閉方向に垂直な面すなわちバルブリフタ３の上面３ａに平行な面内において、板状カム６０を回転させかつ可動ホルダ２０を移動させることができ、それ故に、装置の小型化を達成しつつ、円滑な駆動動作を得ることができる。
【００３３】
ここで、駆動源５０は、板状カム６０を直結した状態で、固定部１２及び軸受部１４を介してホルダブロック１０に組み付けられるため、可動ホルダ２０，揺動カム３０，捩りバネ４０と一緒に組み付けてモジュール化でき、予め相互間の寸法精度を高精度に管理することができる。また、駆動源５０がホルダブロック１０の固定部１２に固定されると共に駆動シャフト５２の先端部５２ａがホルダブロック１０の軸受部１４に支持されているため、板状カム６０が可動ホルダ２０の反力を受けても、駆動シャフト５２の位置ずれを防止でき、板状カム６０に確実にカム作用を行わせることができる。
【００３４】
板状カム６０は、図３及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、金属材料を用いて薄板の略円板状に形成され、その周縁においてカム部６１、内側において駆動シャフト５２を嵌合する嵌合孔６２、キー部５２ｂを嵌め込む凹部６３等を画定している。
カム部６１は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、所定の角度範囲θ１，θ２，θ３において、回転中心（駆動シャフト５２の軸線Ｓ３）からの距離すなわちリフト量Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）を規定するべく曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３）をなすリフト一定領域６１ａ，６１ｂ，６１ｃを画定すると共に、各々のリフト一定領域６１ａ，６１ｂ，６１ｃの相互間を滑らかに接続するように形成されている。
【００３５】
ここで、板状カム６０のカム部６１は、所定の角度範囲θ１，θ２，θ３に亘って回転中心Ｓ３から一定の曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に形成されたリフト一定領域６１ａ，６１ｂ，６１ｃを画定しているため、板状カム６０が回転して、そのカム部６１のリフト一定領域６１ａ，６１ｂ，６１ｃがそれぞれ可動ホルダ２０の端面２１ａに接触すると、可動ホルダ２０をそれぞれのリフト量Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）に応じた所定位置に位置付けると共に、リフト一定領域６１ａ，６１ｂ，６１ｃが所定の角度範囲θ１，θ２，θ３に亘って形成されているため、板状カム６０の回転角度がある程度ラフに制御されても（若干の位置ずれを生じても）、可動ホルダ２０はそれぞれの所定位置に高精度に位置決め（ロック）されて維持されるようになっている。
【００３６】
すなわち、図６（ａ）に示すように、板状カム６０が回転して、カム部６１のリフト一定領域６１ａが可動ホルダ２０（の端面２１ａ）に接触するとき、可動ホルダ２０（すなわち揺動軸線Ｓ２）は、基準位置からリフト量Ｌ１だけカムシャフト１の軸線Ｓ１に近接するように所定方向Ｘに移動させられて位置決めされる。尚、リフト一定領域６１ａを基準位置（Ｌ１＝０）としてもよい。
また、図６（ｂ）に示すように、板状カム６０が回転して、カム部６１のリフト一定領域６１ｂが可動ホルダ２０（の端面２１ａ）に接触するとき、可動ホルダ２０（すなわち揺動軸線Ｓ２）は、基準位置からリフト量Ｌ２だけカムシャフト１の軸線Ｓ１に近接するように所定方向Ｘに移動させられて位置決めされる。
さらに、図６（ｃ）に示すように、板状カム６０が回転して、カム部６１のリフト一定領域６１ｃが可動ホルダ２０（の端面２１ａ）に接触するとき、可動ホルダ２０（すなわち揺動軸線Ｓ２）は、基準位置からリフト量Ｌ３だけカムシャフト１の軸線Ｓ１に近接するように所定方向Ｘに移動させられて位置決めされる。
一方、板状カム６０が逆向きに回転すると、逆の経路を辿って、可動ホルダ２０（すなわち揺動軸線Ｓ２）はカムシャフト１の軸線Ｓ１から離隔するように所定方向Ｘに移動させられて位置決めされる。
【００３７】
このように、可動ホルダ２０（揺動カム３０）は、板状カム６０のリフト一定領域６１ａ，６１ｂ，６１ｃにより、所定方向Ｘにおいて移動させられて所定位置に位置決めされると同時にその所定位置にロックされて維持されるため、所定位置にロックして維持するための専用のロック機構等を用いることなく、構造を簡素化でき、その位置決めを行うための駆動源５０の制御も容易に行うことができる。
【００３８】
また、カム部３１は、異なるリフト量Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３をなす３つのリフト一定領域６１ａ，６１ｂ，６１ｃを含むため、可動ホルダ２０すなわち揺動カム３０の位置を高精度に多段的に制御することができ、それ故に、エンジンの運転状態（例えば、低速運転状態、中速運転状態、高速運転状態）に応じて、バルブ２の開閉タイミング及びリフト量を制御することができる。
さらに、揺動カム３０を支持する可動ホルダ２０を駆動する駆動機構として、可動ホルダ２０の端面２１ａに接触して摺動する板状カム６０を採用するため、構造を簡素化でき、装置を小型化、低コスト化でき、又、従来のような食い付きによる作動不能、あるいは、バックラッシュ等による位置決め不良等を生じることなく、確実にかつ高精度に位置決め駆動することができる。
【００３９】
上記バルブ駆動装置の動作について、図７及び図８を参照しつつ簡単に説明する。
先ず、エンジンが低速運転状態にあるとき、図７に示すように、板状カム６０のカム部６１は、リフト量の小さい（Ｌ１）リフト一定領域６１ａが端面２１ａに接触した状態にあり、可動ホルダ２０（揺動軸線Ｓ２）はカムシャフト１（の軸線Ｓ１）から最も離隔した位置に位置決めされてロックされている。
この状態で、カムシャフト１が回転すると、図７に示すように、カム部１ａのカム作用により、第１接触部３２を介して揺動カム３０が二点差線と実線で示す間を揺動し、第２接触部３３を介して、バルブリフタ３の上面３ａが二点差線と実線で示す間を往復動し、バルブ２は比較的小さいリフト量で開閉動作を行う。
一方、エンジンが高速運転状態にあるとき、図８に示すように、板状カム６０のカム部６１は、リフト量の大きい（Ｌ３）リフト一定領域６１ｃが端面２１ａに接触した状態にあり、可動ホルダ２０（揺動軸線Ｓ２）はカムシャフト１（の軸線Ｓ１）に最も近接した位置に位置決めされてロックされている。
この状態で、カムシャフト１が回転すると、図８に示すように、カム部１ａのカム作用により、第１接触部３２を介して揺動カム３０が二点差線と実線で示す間を揺動し、第２接触部３３を介して、バルブリフタ３の上面３ａが二点差線と実線で示す間を往復動し、バルブ２は大きいリフト量で開閉動作を行う。
尚、エンジンが中速運転状態にあるときは、これらの中間領域において、同様の駆動動作及び開閉動作を行う。
【００４０】
以上のように、駆動源５０の駆動力により板状カム６０が回転して、可動ホルダ２０がカム作用を受けて所定方向Ｘに移動し、揺動カム３０の揺動軸線Ｓ２とカムシャフト１（の軸線Ｓ１）の距離が変化すると、揺動カム３０の第１接触部３２が（カムシャフト１の）カム部１ａと接触する領域及び位相と、揺動カム３０の第２接触部３３がバルブリフタ３と接触する領域が変化し、バルブ２の開閉タイミング及びリフト量が可変的に変化し、エンジンの運転状態に応じた最適な吸気動作又は排気動作が行われる。
【００４１】
上記実施形態においては、板状カム６０に３つの異なるリフト一定領域６１ａ，６１ｂ，６１ｃを設けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、一つのリフト一定領域を設けてもよく、又、４つ以上の複数のリフト一定領域を設けてもよい。
上記実施形態においては、駆動源５０の駆動シャフト５２の軸線Ｓ３を揺動軸線Ｓ２に垂直な方向に方向付けて、板状カム６０をバルブリフタ３の上面３ａと平行な面内で回動させる場合を示したが、これに限定されるものではなく、駆動シャフト５２の軸線Ｓ３を揺動軸線Ｓ２と平行な方向に方向付けて、板状カム６０をバルブリフタ３の上面３ａに垂直な面内で回動させてもよい。
【００４２】
上記実施形態においては、可動ホルダ２０に２つのシャフト部２２を設けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、１つのシャフト部２２を設けてもよい。
上記実施形態においては、可動ホルダ２０として、ブロック部２１及びシャフト部２２からなる構造を示したが、これに限定されるものではなく、揺動カム３０を揺動自在に支持すると共に揺動軸線Ｓ２をカムシャフト１の軸線Ｓ１に近接及び離隔するように移動自在に支持されるものであれば、その他の形状をなす可動ホルダを採用してもよい。
上記実施形態においては、揺動カム３０の第２接触部３３がバルブリフタ３（の上面３ａ）に接触してバルブ２と間接的に接触する場合を示したが、これに限定されるものではなく、第２接触部３３がバルブ２のステム上端に直接接触する場合において、本発明を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上述べたように、本発明に係るエンジンのバルブ駆動装置は、構造の簡素化、小型化、低コスト化等を達成でき、又、ある程度ラフな駆動制御を行っても、吸気用又は排気用のバルブの開閉タイミング及びリフト量を安定して高精度に可変制御できるため、自動車あるいは二輪車等に搭載される小型及び大型のエンジンに適用できるのは勿論のこと、運転状態に応じて吸気動作又は排気動作の切替えを行う必要があるものであれば、車両以外に搭載されるエンジンにおいても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るエンジンのバルブ駆動装置の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示すバルブ駆動装置の一部をなすホルダブロックを省略した外観斜視図である。
【図３】図１に示すバルブ駆動装置の分解斜視図である。
【図４】図１に示すバルブ駆動装置の一部をなす可動ホルダ，揺動カム，捩りバネ，ガイド筒を示す部分斜視図である。
【図５】図１に示すバルブ駆動装置の一部をなす板状カムを示すものであり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はカム部のカムプロフィル図である。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、板状カムの動作を説明する動作図である。
【図７】図１に示すバルブ駆動装置の動作を説明する側面図である。
【図８】図１に示すバルブ駆動装置の動作を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  カムシャフト
１ａ  カム部
Ｓ１  軸線
２  吸気用又は排気用のバルブ
３  バルブリフタ
３ａ  上面
１０  ホルダブロック
１１  ベース部
１１ａ  貫通孔
１１ｂ  開口部
１２  固定部
１２ａ  嵌合凹部
１２ｂ  貫通孔
１２ｃ  ネジ穴
１３  ガイド部
１４  軸受部
２０  可動ホルダ
２１  ブロック部
２１ａ  端面
２２  シャフト部
Ｓ２  揺動軸線
３０  揺動カム
３１  嵌合部
３２  第１接触部
３３  第２接触部
３４  掛止孔
４０  捩りバネ
４１  螺旋部
４２  一端
４３  他端
５０  駆動源
５１  モータ本体
５１ａ  フランジ
５２  駆動シャフト
Ｓ３  軸線
５２ａ  先端部
５２ｂ  キー部
６０  板状カム
６１  カム部
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ  リフト一定領域
θ１，θ２，θ３  所定の角度範囲
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  リフト量
６２  嵌合孔
６３  凹部
【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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【図７】
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【図８】
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