(57)【要約】【課題】機関運転状態に応じてバルブのリフト量、作動角を可変制御することができ、特に高回転化に対応するとともに、メカロスを低減させることのできる動弁装置及びこれを備えた内燃機関を提供する。【解決手段】図示しない機関のクランクシャフトに連動して駆動シャフト２０１が回転運動すると、駆動カムプレート２０５及びカム溝２０８を介してスライドシャフト２０９がスライドシャフトガイド６００のガイド穴６０３に沿って往復移動し、リンク部材２１１を介して揺動カム３０２が揺動して吸気バルブ５０３を開閉する。かかる構成において、アクセル開度に応じてアクセルモータ４５が駆動し、スライドシャフトガイド６００を回動させてスライドシャフト２０９の往復移動方向を変更することにより、吸気バルブ５０３のリフト量、作動角を無段階可変制御することができる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動シャフトの回転運動が変換されて伝達される丸棒材と、
前記丸棒材が一径方向にのみ往復移動するようにガイドするガイドと、
前記丸棒材に一端が連係するリンク部材と、
前記リンク部材の他端に連動し、前記駆動シャフトと異なる揺動カムシャフトを支点軸として揺動する揺動カムと、
前記揺動カムの揺動に追従してバルブを進退させるバルブリフタとを備え、
前記ガイドを動かして前記丸棒材の往復移動方向を変更することにより前記バルブのリフト量、作動角を可変制御する構成としたことを特徴とする動弁装置。
【請求項２】
前記丸棒材には前記駆動シャフトの回転運動がカム機構を介して伝達されることを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
【請求項３】
前記丸棒材には前記駆動シャフトの回転運動がクランク機構を介して伝達されることを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
【請求項４】
前記揺動カムが前記リンク部材の他端に連係することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動弁装置。
【請求項５】
前記リンク部材の他端に連動するギヤを設け、前記ギヤにより前記揺動カムが揺動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動弁装置。
【請求項６】
前記ガイドは前記駆動シャフトと同軸上に配置され、前記駆動シャフトのまわりで回動させることにより前記丸棒材の往復移動方向を変更する構成としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の動弁装置。
【請求項７】
前記ガイドを動かす電動モータを備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の動弁装置。
【請求項８】
吸気バルブ及び排気バルブにより吸排気を制御するようにした内燃機関であって、
吸気側及び排気側の少なくともいずれか一方に請求項１〜７のいずれか１項に記載の動弁装置を備えたことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車或いは自動車等における内燃機関において、機関運転状態に応じてバルブのリフト量、作動角を可変制御する動弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動二輪車或いは自動車等における内燃機関において、機関運転状態に応じて吸気・排気バルブのリフト量、作動角を可変制御する動弁装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特開平１１−１０７７２５号公報に開示された動弁装置では、機関のクランク軸の回転運動が伝達されるドライブシャフトに駆動カムを設けるとともに、前記駆動カムの回転により揺動するロッカアーム、リンク部材、揺動カムが機械的に連係して、バルブリフタを進退させる構成が開示されている。この動弁装置では、ロッカアームの位置を移動させることにより、バルブのリフト量、作動角を可変制御する構成とされている。
【０００４】
かかる構成においては、バルブリフタを進退させる揺動カムにリンク部材を介してロッカアームの押下げ、引上げ力が伝達されるとともに、揺動カムの自由運動は規制される。したがって、例えば機関高回転時においても、自身の慣性質量等による過度な揺動が規制され、バルブタイミング制御精度の低下等を防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１１−１０７７２５号公報に開示された動弁装置では、揺動支点軸が５箇所あり、そのうちの１箇所（揺動カムの支点軸）では、揺動カムに支持孔が貫通形成され、その支持孔にクランク軸の回転運動が伝達されるドライブシャフトが挿嵌されて回転自在に支持される構成とされている。
【０００６】
上記のように揺動支点軸が多く、揺動カムの支点軸が回転するドライブシャフトとなっているため、メカロスが生じやすくなる。また、揺動カムの大きさをドライブシャフトの径に合わせて設計しなければならず、揺動カムが大型化して、メカロスが増大してしまう。
【０００７】
本発明はかかる実情に鑑み、機関運転状態に応じてバルブのリフト量、作動角を可変制御する動弁装置及びこれを備えた内燃機関にあって、高回転化に対応するとともに、メカロスを低減させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の動弁装置は、駆動シャフトの回転運動が変換されて伝達される丸棒材と、前記丸棒材が一径方向にのみ往復移動するようにガイドするガイドと、前記丸棒材に一端が連係するリンク部材と、前記リンク部材の他端に連動し、前記駆動シャフトと異なる揺動カムシャフトを支点軸として揺動する揺動カムと、前記揺動カムの揺動に追従してバルブを進退させるバルブリフタとを備え、前記ガイドを動かして前記丸棒材の往復移動方向を変更することにより前記バルブのリフト量、作動角を可変制御する構成とした点に特徴を有する。
【０００９】
また、本発明の動弁装置の他の特徴とするところは、前記丸棒材には前記駆動シャフトの回転運動がカム機構を介して伝達される点にある。
【００１０】
また、本発明の動弁装置の他の特徴とするところは、前記丸棒材には前記駆動シャフトの回転運動がクランク機構を介して伝達される点にある。
【００１１】
また、本発明の動弁装置の他の特徴とするところは、前記揺動カムが前記リンク部材の他端に連係する点にある。
【００１２】
また、本発明の動弁装置の他の特徴とするところは、前記リンク部材の他端に連動するギヤを設け、前記ギヤにより前記揺動カムが揺動する点にある。
【００１３】
また、本発明の動弁装置の他の特徴とするところは、前記ガイドは前記駆動シャフトと同軸上に配置され、前記駆動シャフトのまわりで回動させることにより前記丸棒材の往復移動方向を変更する構成とした点にある。
【００１４】
また、本発明の動弁装置の他の特徴とするところは、前記ガイドを動かす電動モータを備えた点にある。
【００１５】
本発明の内燃機関は、吸気バルブ及び排気バルブにより吸排気を制御するようにした内燃機関であって、吸気側及び排気側の少なくともいずれか一方に本発明の動弁装置を備えた点に特徴を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明による好適な実施形態を説明する。本発明による動弁装置は、自動二輪車或いは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、本実施形態では例えば図１に示すように自動二輪車のエンジンを例とする。
【００１７】
ここで先ず、本実施形態に係る自動二輪車１００の全体構成を説明する。図１において、鋼製或いはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５が設けられる。
【００１８】
フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転自在に支持されるとともに、前輪１０６の上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有する。
【００１９】
車体フレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が揺動可能に設けられ、車体フレーム１０１とスイングアーム１０９の間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。
【００２０】
スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転自在に支持され、後輪１１１はチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して回転駆動されるようになっている。
【００２１】
車体フレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１（実線部）には、エアクリーナ１１４に結合する吸気管１１５から混合気が供給されるとともに、燃焼後の排気ガスが排気管１１６を通って排気される。エアクリーナ１１４は容量確保のためにエンジンユニット１の後方、かつ燃料タンク１１７及びシート１１８の下方にある大きなスペース内に設置される。そのため吸気管１１５はエンジンユニット１の後部側に結合させ、排気管１１６はエンジンユニット１の前部側に結合される。
【００２２】
また、エンジンユニット１の上方には燃料タンク１１７が搭載され、燃料タンク１１７の後方にシート１１８及びシートカウル１１９が連設される。
【００２３】
ここで、エンジンユニット１のシリンダヘッド２の所定部位には、後述するアクセルモータ４５が装着される。その場合、燃料タンク１１７の下部に設けた凹部内にアクセルモータ４５部分が配設されるようになっており、燃料タンク１１７とシリンダヘッド２とは相互に干渉しないように配置される。
【００２４】
さらに図１において、１２０はヘッドランプ、１２１はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２２はステー１２３を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。また、車体フレーム１０１の下部にはメインスタンド１２４が揺動自在に取り付けられ、後輪１１１を接地させたり、地面から浮かせたりできる。
【００２５】
車体フレーム１０１は、前部に設けたヘッドパイプ１０２から後斜め下方へ向けて延設され、エンジンユニット１の下方を包むように湾曲した後、スイングアーム１０９の軸支部であるピボット１０９ａを形成してタンクレール１０１ａ及びシートレール１０１ｂに連結する。
【００２６】
この車体フレーム１０１には、フロントフェンダ１０７との干渉を避けるべく車体フレームと平行にラジエータ１２５が設けられるとともに、このラジエータ１２５から車体フレーム１０１に沿って冷却水ホース１２６が配設され、排気管１１６と干渉することなくエンジンユニット１に連通する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図２〜４は第１の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図、図５は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。内燃機関であるエンジンユニット１のシリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。本実施形態で説明するエンジンユニット１は並列２気筒エンジンであって、各気筒ごとに吸気側（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）を有する。なお、図５においては１気筒の具体的構成のみを示す。
【００２８】
本実施形態の動弁装置は、吸気側において、気筒の列設方向に沿って配置される駆動ユニット２００と、気筒の列設方向に沿って配置される揺動カムユニット３００と、揺動カムユニット３００の下側に配置されるタペットユニット４００と、吸気制御するバルブユニット５００と、アクセルモータ４５に連係するスライドシャフトガイド６００とを含む。
【００２９】
また、排気側において、気筒の列設方向に沿って配置される揺動カムユニット３００Ｅｘと、揺動カムユニット３００Ｅｘの下側に配置されるタペットユニット４００Ｅｘと、排気制御するバルブユニット５００Ｅｘとを含む。なお、排気側において駆動ユニット２００及びスライドシャフトガイド６００は含まれない。
【００３０】
まず、駆動ユニット２００について説明すると、図５に示すように、シリンダヘッド２内の吸気側では、駆動シャフト２０１が気筒の列設方向を貫くように配置され、ベアリング２０２を介して回転自在に支持される。駆動シャフト２０１の一端にはスプロケット２０３が固着し、他端にはシリンダヘッド２に固定された位相センサ２０４が連係する。後述するように、スプロケット２０３と、機関のクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にはカムチェーン４が巻回装架される。
【００３１】
駆動シャフト２０１には各気筒ごとに一対の駆動カムプレート２０５が設けられる。駆動カムプレート２０５は駆動シャフト２０１の外周面のスプライン２０６に結合し、駆動シャフト２０１と共に回転する。なお、駆動カムプレート２０５の駆動シャフト２０１軸方向への移動はサークリップ２０７により規制される。
【００３２】
一対の駆動カムプレート２０５の互いに対向する面にはカム溝２０８が形成され、これらカム溝２０８により丸棒材であるスライドシャフト２０９の両端がそれぞれローラ２１０を介して支持される。このようにスライドシャフト２０９の左右両端をカム溝２０８に沿ってローラ２１０を介して滑らかに摺動させる構成としたので、こじれを少なくしてメカロスを低減させることができる。本実施形態では、これら駆動カムプレート２０５、カム溝２０８等により本発明でいうカム機構が構成される。
【００３３】
駆動カムプレート２０５の内側においてスライドシャフト２０９の左右端部にはそれぞれリンク部材２１１の一端が回転可能に連係する。
【００３４】
次に、揺動カムユニット３００及び揺動カムユニット３００Ｅｘについて説明する。吸気側の揺動カムユニット３００の揺動カムシャフト３０１は各気筒ごとに固定される。揺動カムシャフト３０１の左右端部にはそれぞれ揺動カム３０２がニードルベアリング３０３を介して回転自在に設けられる。なお、揺動カムシャフト３０１は中空構造とされ、その中空内部の潤滑油路を介してニードルベアリング３０３部分等に注油することができる。さらに、揺動カム３０２にはピン３０５が圧入固定され、各ピン３０５にリンク部材２１１の他端が回転可能に連係する。
【００３５】
また、排気側の揺動カムユニット３００Ｅｘの揺動カムシャフト３０１Ｅｘは、具体的には図示しないが気筒の列設方向を貫くように配置され、回転自在に支持される。揺動カムシャフト３０１Ｅｘには、各気筒ごとに一対の揺動カム３０２Ｅｘが設けられる。
【００３６】
揺動カムシャフト３０１Ｅｘの一端にはスプロケット３０３Ｅｘが固着される。図６に示すように、スプロケット３０３Ｅｘと、上述した駆動シャフト２０１のスプロケット２０３と、機関のクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にはカムチェーン４が巻回装架される。なお、チェーンガイド５、チェーンテンショナ６、及びテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【００３７】
次に、スライドシャフトガイド６００について説明する。吸気側の各気筒において左右のリンク部材２１１の内側にはスライドシャフトガイド６００が配設される。スライドシャフトガイド６００は、駆動シャフト２０１と同軸上に配置され回転可能とされる軸部６０１と、軸部６０１から一径方向に延出する左右一対の延出部６０２とを有する。左右一対の延出部６０２にはガイド穴６０３が形成され、これらガイド穴６０３内にスライドシャフト２０９が配置される。したがって、スライドシャフト２０９は一径方向での往復移動、すなわちガイド穴６０３に沿う往復移動のみが許容される。
【００３８】
また、シリンダヘッド２の上面には吸気側においてアクセルモータ４５が装着され、アクセルモータ４５の出力軸４５ａが吸気側の気筒間に配置される。すなわち、アクセルモータ４５は、吸気側の隣り合う気筒間で共用される。一方、シリンダヘッド２内には吸気側上部において駆動シャフト２０１と平行に配置されたアクセルシャフト４６が回転自在に支持される。そして、アクセルモータ４５の出力軸４５ａに設けられたアクセルドライブギヤ４７がアクセルシャフト４６に設けられたアクセルドリブンギヤ４８に噛み合う。
【００３９】
アクセルシャフト４６には吸気側の各気筒位置で直交方向に延出する扇状部４９が形成され、その扇状部４９にドライブギヤ５０が設けられる。また、スライドシャフトガイド６００にはドリブンギヤ６０４が設けられる。アクセルシャフト４６のドライブギヤ５０と、スライドシャフトガイド６００のドリブンギヤ６０４とは噛み合い、アクセルシャフト４６が回動することによりスライドシャフトガイド６００が回動する。
【００４０】
次に、タペットユニット４００について説明する。なお、タペットユニット４００に関して吸気側について説明するが、排気側においても同様の構成を有する。シリンダヘッド２内に形成されたガイド孔４０１には、揺動カム３０２に接触する直打式円筒タペット４０２がスライド自在に組み込まれる。ガイド孔４０１はバルブステム５０１の軸方向に沿って形成されており、これにより円筒タペット４０２はバルブステム５０１の軸方向にのみ移動可能となる。このようにしたタペットユニット４００は、揺動カム３０２の縁（カム面）に押されて吸気バルブ５０３を進退させるバルブリフタとして機能する。
【００４１】
次に、バルブユニット５００について説明する。なお、バルブユニット５００に関して吸気側について説明するが、排気側においても同様の構成を有する。バルブステム５０１がバルブガイド５０２によってガイドされる吸気バルブ５０３が設けられる。各バルブステム５０１の上端部では、円筒タペット４０２の下側に配置されたスプリングシートと、シリンダヘッド２内に固定されたスプリングシートとの間にバルブスプリング５０４が装着される。バルブスプリング５０４にイニシャル荷重が与えておくことにより精度を高めることができる。
【００４２】
以上述べた構成とされた動弁装置の吸気側において、図示しない機関のクランクシャフトに連動して駆動シャフト２０１が回転運動すると、スプライン２０６を介して駆動カムプレート２０５が共に回転する。一方で、駆動カムプレート２０５のカム溝２０８により両端が支持されるスライドシャフト２０９は、その駆動カムプレート２０５回転方向への動きがスライドシャフトガイド６００のガイド穴６０３により規制されるので、図２、３に示すように、ガイド穴６０３に沿って往復移動する。
【００４３】
スライドシャフト２０９がガイド穴６０３に沿って往復移動すると、リンク部材２１１を介して揺動カム３０２が揺動する。したがって、揺動カム３０２のカム面による押圧力とバルブスプリング５０４のスプリング力との作用により円筒タペット４０２がスライドし、バルブステム５０１を介して吸気バルブ５０３を開閉する。
【００４４】
上記構成において、アクセルグリップ（或いはアクセルペダル）の操作に応じてアクセルモータ４５が駆動し、出力軸４５ａが所定回転角度範囲内で回転する。出力軸４５ａの回転によりアクセルシャフト４６が回転し、ドリブンギヤ５０及びドライブギヤ６０４を介してスライドシャフトガイド６００が回動する。このようにアクセル開度に応じてスライドシャフトガイド６００を回動させることにより、吸気バルブ５０３のリフト量、作動角を無段階可変制御する。
【００４５】
図４には、最小リフトモード状態を示す。例えばエンジン低速時には、図４に示すようにスライドシャフトガイド６００の延出部６０２がバルブステム５０１の軸方向に対して立つ状態とされる。この状態で、スライドシャフト２０９がスライドシャフトガイド６００のガイド穴６０３に沿って往復移動すると、揺動カム３０２のカム面のうち緩やかな部分が円筒タペット４０２に作用するので、吸気バルブ５０３のリフト量、作動角は小さくなる。
【００４６】
それに対して、アクセルを開いていくと、スライドシャフトガイド６００が反時計回り方向に回動し、スライドシャフトガイド６００の延出部６０２がバルブステム５０１の軸方向に対して寝る状態とされる。図２、３には、最大リフトモード状態を示す。この状態で、スライドシャフト２０９がスライドシャフトガイド６００のガイド穴６０３に沿って往復移動すると、揺動カム３０２のカム面のうち急峻な部分が円筒タペット４０２に作用するので、吸気バルブ５０３のリフト量、作動角は大きくなる。
【００４７】
図７には、最小リフトモード時におけるリンク部材２１１の動き（点線）と、最大リフトモード時におけるリンク部材２１１の動き（実線）とを示す。同図に示すように、スライドシャフトガイド６００の位相変化αに応じた分２αだけ最小リフトモード時におけるリフト頂点を最大リフトモード時におけるリフト頂点より進角させることができるので（図８参照）、最小リフトモード時においてミラーサイクル化、メカロス低減、熱効率向上が可能である。
【００４８】
図８には、最小リフトモード時における特性と、最大リフトモード時における特性とを示す。最小リフトモード時における特性からも分かるように、エンジン低速領域では、吸気バルブ５０３のリフト量が小さくなり、また、開時期が遅く、閉時期が早くなるので、排気バルブ５０３ＥＸとのオーバラップが小さくなり、燃費の向上と安定した回転が得られる。それに対して、最大リフトモード時における特性からも分かるように、エンジン高速領域では、バルブリフト量が大きくなり、また、最大バルブリフト量位置が遅くなるとともに、開時期が早く、閉時期が遅くなるので、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保される。
【００４９】
以上述べた第１の実施形態では、スライドシャフト２０９、リンク部材２１１、揺動カム３０２が機械的に連係するので、揺動カム３０２の自由運動が規制される。したがって、例えば機関高回転時においても、自身の慣性質量等による過度な揺動が規制され、バルブタイミング制御精度の低下等を防止することができる。
【００５０】
また、揺動カムシャフト３０１が固定され、ニードルベアリング３０３を介して揺動カム３０２が揺動する構成とされているのでメカロスが少なく、また、揺動カム３０２の大きさや揺動カムシャフト３０１の径を自由に設計することができる。
【００５１】
さらに、第１の実施形態の動弁装置及び内燃機関においては、揺動支点軸が揺動カム３０２及びリンク部材２１１の両端の３箇所とされており、例えば上記従来例で挙げたものに比べると少なくすることができるので、メカロス低減を図ることができる。
【００５２】
また、図８に示す特性において、ランプ部は揺動カム３０２により、また、リフト頂部はスライドシャフト２０９がガイド穴６０３の端部に規制されることにより正確な特性を確保することができる。なお、吸気側の２つのバルブ５０３間におけるリフト特性を変えることで、例えばスワールを強く生じさせるようなことも可能である。
【００５３】
また、図５に示すように、内側から揺動カム３０２、リンク部材２１１、駆動カムプレート２０５の順に配置することにより、駆動カムプレート２０５の支点軸を駆動シャフト２０１のベアリング２０２の近くに、また、揺動カム３０２の支点軸を揺動カムシャフト３０１の固定部分（中央部）の近くに配置することができるので、剛性を高めて、正確なリフト特性を得るとともにメカロス低減を図ることができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態で説明した構成要素と同じものには同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図９〜１１は第２の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図、図１２は図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００５５】
本実施形態の動弁装置は、吸気側において、気筒の列設方向に沿って配置される駆動ユニット７００と、気筒の列設方向に沿って配置される揺動カムユニット８００と、揺動カムユニット８００の下側に配置されるタペットユニット４００と、吸気制御するバルブユニット５００と、アクセルモータ４５に連係するピンガイド９００とを含む。
【００５６】
また、排気側において、気筒の列設方向に沿って配置される揺動カムユニット８００Ｅｘと、揺動カムユニット８００Ｅｘの下側に配置されるタペットユニット４００Ｅｘと、排気制御するバルブユニット５００Ｅｘとを含む。なお、排気側において駆動ユニット７００及びピンガイド９００は含まれない。
【００５７】
まず、駆動ユニット７００について説明すると、図１２に示すように、シリンダヘッド２内の吸気側の一方の気筒側では、駆動クランクシャフト７０１がベアリング７０２を介して回転自在に支持される。駆動クランクシャフト７０１の一端にはスプロケット７０３が固着し、他端にはシリンダヘッド２に固定された位相センサ７０４が連係する。後述するように、スプロケット７０３と、機関のクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にはカムチェーン４が巻回装架される。
【００５８】
駆動クランクシャフト７０１の中央には、駆動クランクシャフト７０１と偏心するコンロッド７０５がベアリング７０５ａを介して設けられる。コンロッド７０５の先端には丸棒材であるピン７０７が設けられ、その両端に左右一対のリンク部材７０６の一端がそれぞれ連係する。本実施形態では、コンロッド７０５等により本発明でいうクランク機構が構成される。
【００５９】
また、駆動クランクシャフト７０１と平行にギヤシャフト７０８が配置され、ベアリング７０９を介して回転自在に支持される。ギヤシャフト７０８には径方向に延出する扇状部７０８ａ及び突出部７０８ｂが形成され、突出部７０８ｂの先端両側にリンク部材７０６の他端がピン７１０を介して回転可能に連係する。
【００６０】
次に、揺動カムユニット８００及び揺動カムユニット８００Ｅｘについて説明する。吸気側の揺動カムユニット８００の揺動カムシャフト８０１はシリンダヘッド２内で気筒の列設方向を貫くように配置され、回転自在に支持される。揺動カムシャフト８０１には、各気筒ごとに一対の揺動カム８０２が一体に設けられる。なお、揺動カムシャフト８０１は中空構造とされ、その中空内部の潤滑油路を介して揺動カム８０２部分等に注油することができる。さらに、揺動カムシャフト８０１の一端にはドリブンギヤ８０４が設けられ、ギヤシャフト７０８の扇状部７０８ａに形成されたドライブギヤ７１１が噛み合う。
【００６１】
また、排気側の揺動カムユニット８００Ｅｘの揺動カムシャフト８０１Ｅｘは、具体的には図示しないが気筒の列設方向を貫くように配置され、回転自在に支持される。揺動カムシャフト８０１Ｅｘには、各気筒ごとに一対の揺動カム８０２Ｅｘが設けられる。
【００６２】
揺動カムシャフト８０１Ｅｘの一端にはスプロケット８０３Ｅｘが固着される。図１３に示すように、スプロケット８０３Ｅｘと、上述した駆動クランクシャフト７０１のスプロケット７０３と、機関のクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にはカムチェーン４が巻回装架される。
【００６３】
次に、ピンガイド９００について説明する。吸気側の駆動クランクシャフト７０１を支持するベアリング７０２の内側にはピンガイド９００が配設される。ピンガイド９００は、駆動クランクシャフト７０１と同軸上に配置され回転化能とされるリング部９０１と、リング部９０１から一径方向に延出する左右一対の延出部９０２とを有する。左右一対の延出部９０２にはガイド穴９０３が形成され、これらガイド穴９０３内にピン７０７が配置される。なお、ピン７０７の端部にはスライドガイド９０４が設けられる。したがって、ピン７０７は一径方向での往復移動、すなわちガイド穴９０３に沿う往復移動のみが許容される。
【００６４】
また、シリンダヘッド２の上面には吸気側においてアクセルモータ４５が装着される。そして、アクセルモータ４５の出力軸４５ａに設けられたアクセルドライブギヤ４７が、ピンガイド９００のリング部９０１外周面に設けられたドリブンギヤ９０５と噛み合い、出力軸４５ａが回転することによりピンガイド９００が回動する。
【００６５】
なお、タペットユニット４００、４００ＥＸ、バルブユニット５００、５００ＥＸについては上記第１の実施形態で説明したものと同様であり、ここではその説明を省略する。
【００６６】
以上述べた構成とされた動弁装置の吸気側において、図示しない機関のクランクシャフトに連動して駆動クランクシャフト７０１が回転運動すると、駆動クランクシャフト７０１に偏心するコンロッド７０５が揺動しながら上下移動する。コンロッド７０５の動きはピン７０７に伝えられ、図９、１０に示すように、ピン７０７はピンガイド９００のガイド穴９０３に沿って往復移動する。
【００６７】
ピン７０７がガイド穴９０３に沿って往復移動すると、リンク部材７０６を介してギヤシャフト７０８が回動し、ギヤシャフト７０８の扇状部７０８ａが揺動するので、ドライブギヤ７１１及びドリブンギヤ８０４を介して揺動カム８０２が揺動する。したがって、揺動カム８０２のカム面による押圧力とバルブスプリング５０４のスプリング力との作用により円筒タペット４０２がスライドし、バルブステム５０１を介して吸気バルブ５０３を開閉する。
【００６８】
上記構成において、アクセルグリップ（或いはアクセルペダル）の操作に応じてアクセルモータ４５が駆動し、出力軸４５ａが所定回転角度範囲内で回転する。出力軸４５ａの回転によりドライブギヤ４８及びドリブンギヤ９０５を介してピンガイド９００が回動する。このようにアクセル開度に応じてガイド９００を回動させることにより、吸気バルブ５０３のリフト量、作動角を無段階可変制御する。
【００６９】
図１１には、最小リフトモード状態を示す。例えばエンジン低速時には、図１１に示すようにピンガイド９００の延出部９０２がバルブステム５０１の軸方向に対して立つ状態とされる。この状態で、ピン７０７がピンガイド９００のガイド穴９０３に沿って往復移動すると、揺動カム８０２のカム面のうち緩やかな部分が円筒タペット４０２に作用するので、吸気バルブ５０３のリフト量、作動角は小さくなる。
【００７０】
それに対して、アクセルを開いていくと、ピンガイド９００が反時計回り方向に回動し、ピンガイド９００の延出部９０２がバルブステム５０１の軸方向に対して寝る状態とされる。図９、１０には、最大リフトモード状態を示す。この状態で、ピン７０７がピンガイド９００のガイド穴９０３に沿って往復移動すると、揺動カム８０２のカム面のうち急峻な部分が円筒タペット４０２に作用するので、吸気バルブ５０３のリフト量、作動角は大きくなる。
【００７１】
図１４には、最小リフトモード時におけるリンク部材７０６の動き（点線）と、最大リフトモード時におけるリンク部材７０６の動き（実線）とを示す。ピンガイド９００の位相変化αに応じた分２αだけ最小リフトモード時におけるリフト頂点を最大リフトモード時におけるリフト頂点より進角させることができるので（図１５参照）、最小リフトモード時においてミラーサイクル化、メカロス低減、熱効率向上が可能である。
【００７２】
また、図１５には、最小リフトモード時における特性と、最大リフトモード時における特性とを示す。最小リフトモード時における特性からも分かるように、エンジン低速領域では、吸気バルブ５０３のリフト量が小さくなり、また、開時期が遅く、閉時期が早くなるので、排気バルブ５０３ＥＸとのオーバラップが小さくなり、燃費の向上と安定した回転が得られる。それに対して、最大リフトモード時における特性からも分かるように、エンジン高速領域では、バルブリフト量が大きくなり、また、最大バルブリフト量位置が遅くなるとともに、開時期が早く、閉時期が遅くなるので、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保される。
【００７３】
以上述べた第２の実施形態では、ピン７０７、リンク部材７０６、ギヤシャフト７０８、揺動カム８０２が機械的に連係するので、揺動カム８０２の自由運動が規制される。したがって、例えば機関高回転時においても、自身の慣性質量等による過度な揺動が規制され、バルブタイミング制御精度の低下等を防止することができる。
【００７４】
また、揺動カムシャフト８０１に揺動カム８０２が一体に設けられる構成とされているのでメカロスが少なく、また、揺動カム８０２の大きさや揺動カムシャフト８０１の径を自由に設計することができる。
【００７５】
さらに、第２の実施形態の動弁装置及び内燃機関においては、クランク機構を介して揺動カム８０２を揺動させるので、精度よく揺動カム８０２を駆動することができる。
【００７６】
また、リンク部材７０６と揺動カム８０２との間にギヤシャフト７０８を介在させる構成としたので、増速することによりピン７１０の揺動角を小さくすることができ、リンク部材７０６の駆動ベクトルを揺動軸心から外し、メカロス低減を図ることができる。
【００７７】
また、図１２に示すように、吸気側のすべての気筒に対して１つの駆動ユニット９００を設けるようにしたので、各気筒間でのばらつきを抑えるとともに、コスト軽減を図ることができる。
【００７８】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。本実施形態は、基本構成は上記第２の実施形態と同様であるが、駆動ユニット７００を排気側の揺動カムシャフト端に配置する構成として、シリンダヘッド２まわりを特に高さ方向にコンパクト化した例である。なお、上記第２の実施形態で説明した構成要素と同じものには同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７９】
図１６は第３の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図、図１７は図１６のＡ−Ａ線に沿う断面図、図１８は駆動ユニット７００まわりを示す図である。図１７に示すように、排気側の揺動カムユニット８００Ｅｘの揺動カムシャフト８０１Ｅｘは気筒の列設方向を貫くように配置され、回転自在に支持される。揺動カムシャフト８０１Ｅｘには、各気筒ごとに一対の揺動カム８０２Ｅｘが設けられる。揺動カムシャフト８０１Ｅｘの端部にはスプロケット８０３Ｅｘが固着され、図１９に示すように、スプロケット８０３Ｅｘと、機関のクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にはカムチェーン４が巻回装架される。
【００８０】
また、吸気側の揺動カムユニット８００の揺動カムシャフト８０１は気筒の列設方向を貫くように配置され、回転自在に支持される。揺動カムシャフト８０１には、各気筒ごとに一対の揺動カム８０２が一体に設けられる。揺動カムシャフト８０１の端部には、シリンダヘッド２に固定された位相センサ７０４が連係する。
【００８１】
ここで、排気側の揺動カムシャフト８０１Ｅｘの端部には、揺動カムシャフト８０１Ｅｘと偏心するコンロッド７０５がベアリング７０５ａを介して設けられる。すなわち、排気側の揺動カムシャフト８０１Ｅｘが上記第２の実施形態で説明した駆動ユニット７００の駆動クランクシャフト７０１を兼ねる。
【００８２】
そして、シリンダヘッド２の側部に、駆動ユニット７００のリンク部材７０６、ピン７０７、ギヤシャフト７０８（扇状部７０８ａ、突出部７０８ｂ）、ピン７１０等、及び、ピンガイド９００、アクセルモータ４５が配置される。なお、これら各部の構成及び作用・効果については上記第２の実施形態で説明したとおりである。
【００８３】
以上述べた第３の実施形態でも、上記第２の実施形態と同じくピン７０７、リンク部材７０６、ギヤシャフト７０８、揺動カム８０２が機械的に連係するので、揺動カム８０２の自由運動が規制される。したがって、例えば機関高回転時においても、自身の慣性質量等による過度な揺動が規制され、バルブタイミング制御精度の低下等を防止することができる。
【００８４】
また、揺動カムシャフト８０１に揺動カム８０２が一体に設けられる構成とされているのでメカロスが少なく、また、揺動カム８０２の大きさや揺動カムシャフト８０１の径を自由に設計することができる。
【００８５】
さらに、第３の実施形態の動弁装置及び内燃機関においては、排気側の揺動カムシャフト８０１Ｅｘが駆動クランクシャフト７０１を兼ねるので、図１９に示すように、１つのスプロケット８０３Ｅｘのみとして、ＤＯＨＣであるにもかかわらずＳＯＨＣ構造とすることができ、軽量化、コスト低減を図ることができる。
【００８６】
また、図１７に示すように、駆動ユニット７００と回転駆動系（スプロケット８０３Ｅｘ、カムチェーン４等）とをシリンダヘッド２の両側にそれぞれ配設する構成としたので、いずれかに偏って配設するのに比べて組立性が向上する。また、シリンダヘッド２の左右幅を同程度とすることができるので、エンジンユニット１を車体に搭載する際に重心を車体中心付近として走行安定性を向上させることもできる。
【００８７】
以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、各実施形態において吸気側のみでリフト量、作動角を可変制御するようにしたが、本発明は排気側に対しても有効に適用可能である。また、２気筒エンジンの場合の例を説明したが、本発明は単気筒のエンジンや３気筒以上のエンジンに対しても有効に適用可能である。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、機関運転状態に応じてバルブのリフト量、作動角を可変制御することができ、特に高回転化に対応するとともに、メカロスを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例に係るエンジンまわりを含む自動二輪車の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】動弁装置の回転駆動系を示す図である。
【図７】リンク部材２１１の動きを示す図である。
【図８】第１の実施形態における吸気バルブ５０３のリフト量、作動角の特性を示す図である。
【図９】第２の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図である。
【図１１】第２の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図である。
【図１２】図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１３】動弁装置の回転駆動系を示す図である。
【図１４】リンク部材７０６の動きを示す図である。
【図１５】第２の実施形態における吸気バルブ５０３のリフト量、作動角の特性を示す図である。
【図１６】第３の実施形態の動弁装置の要部を示す断面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１８】駆動ユニット７００まわりを示す図である。
【図１９】動弁装置の回転駆動系を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　エンジンユニット
２　　　　シリンダヘッド
３　　　　ドライブスプロケット
４　　　　カムチェーン
５　　　　チェーンガイド
６　　　　チェーンテンショナ
７　　　　チェーンアジャスタ
２０１　　駆動シャフト
２０５　　駆動カムプレート
２０８　　カム溝
２０９　　スライドシャフト
２１１　　リンク部材
３０１　　揺動カムシャフト
３０２　　揺動カム
６００　　スライドシャフトガイド
６０３　　ガイド穴
７０１　　駆動クランクシャフト
７０５　　コンロッド
７０６　　リンク部材
７０７　　ピン
７０８　　ギヤシャフト
７１１　　ドライブギヤ
８０１　　揺動カムシャフト
８０２　　揺動カム
８０４　　ドリブンギヤ
９００　　ピンガイド
９０３　　ガイド穴
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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