(57)【要約】【課題】本発明は、可変動弁機構の気筒間の制御ばらつきの抑制が図れる内燃機関の動弁装置を提供する。【解決手段】本発明の動弁装置は、カムシャフト１２に形成されたジャーナル部２０と、該ジャーナル部２０を回転自在に保持するジャーナル孔部２１との幅寸法Ａ１，Ａ２の関係が、少なくともジャーナル孔部２１のジャーナル部２０から荷重を受ける側の幅寸法をジャーナル部２０より長くなるようにした。これにより、カムシャフト１２が、可変動弁機構４５の作動がもたらす力などにより、軸方向へずれたとしても、ジャーナル部２０は、ジャーナル孔部２１内を変位するだけで、ジャーナル孔部２１内で支持されるジャーナル部２０からカム１７までの支持距離は変わらずにすむ。【選択図】      図５
2007107431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムおよび複数のジャーナル部を有するカムシャフトと、
内燃機関に設けられ、前記ジャーナル部を回転自在に保持するジャーナル孔部と、
前記カムにより駆動されるバルブと、
前記カムを受け、前記バルブの特性を連続的に制御する可変動弁機構とを有し、
少なくとも前記ジャーナル孔部の前記ジャーナル部から荷重を受ける側の幅寸法を前記ジャーナル部の幅寸法より長くなるように設定した
ことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記ジャーナル部は、前記ジャーナル孔部内に内包させてあることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記カムシャフトは、前記ジャーナル部間の中央に吸気用カムが配置され、該吸気用カムの両側にそれぞれ排用気カムが対称に配置されてなり、
前記バルブは、前記吸気用カムにより駆動される吸気バルブと、前記排気用カムにより駆動される排気バルブとを有し、
前記可変動弁機構は、前記吸気用カムを受け、前記吸気バルブの特性を連続的に制御するものである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記両側の排気用カムは、少なくとも閉弁付近のカムプロフィールが同じにしてあることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
前記可変動弁機構は、内燃機関に揺動自在に設けられ前記吸気バルブ又は排気バルブを駆動する揺動カムと、前記カムを受けて該カムの変位を変更可能に前記揺動カムに伝達する伝達部材とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムとの当接位置の可変からバルブの特性を連続的に制御する内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されるレシプロ式エンジン（内燃機関）の動弁装置では、エンジンの排出ガス対策やポンピングロスの改善による燃費低減を図るために、吸気バルブ（あるいは排気バルブ）の特性を連続的に制御する可変動弁機構を組み込むことが行なわれる。
【０００３】
このような可変動弁機構の多くは、カムシャフトの吸気カムとの当接位置の可変から、吸気バルブの特性として例えば吸気バルブの開閉タイミングや開弁期間やバルブリフト量を連続的に変化させることが行なわれる（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平５−２３１１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通常、カムシャフトの保持には、カムシャフトにジャーナル部を形成し、シリンダヘッドにジャーナル孔部を形成し、ジャーナル孔部でジャーナル部を回転自在に保持させる構造が用いられる。一般的には、ジャーナル部の幅寸法（軸方向長さ）よりジャーナル孔部の幅寸法（軸方向の長さ）が長い保持構造が用いられる（特許文献１を参照）。
【０００５】
一方、可変動弁機構は、カムシャフトのカム変位を受けてバルブ特性を連続的に制御する精密機器なので、カムシャフトのカム位置（軸心位置）が変化するだけでも、バルブ特性が変ってしまう特徴がある。しかも、可変動弁機構は、各部の動きや公差などのために、作動中（バルブ特性の可変制御中）、カムと当接する部品から、カムシャフトに軸方向へ移動させる方向の反力（荷重）が伝わることがある。
【０００６】
通常、カムシャフトは、エンジン部品の組付誤差等を許容するために、軸方向に移動可能となっている。このため、カムシャフトと可変動弁機構とが組み合う動弁装置は、可変動弁機構のカムと当接する当接部分から、反力がカムシャフトへ伝達されると、カムシャフトの軸心方向へのずれとなって表れる傾向にある。
【０００７】
ところが、カムシャフトの保持構造は、図１４（ａ）に示されるようにジャーナル部ｂの幅寸法Ａ１が、ジャーナル保持部ｆのジャーナル孔部Ａ２に対し短いので、カムシャフトａがずれると、そのずれが、そのまま、ジャーナル部ｂの支持状態の変化として表れる。具体的には、図１４（ａ）に示すジャーナル孔部ｄ内で支持されるジャーナル部ｂから、カムシャフトａに形成されたカムｅまでの支持距離Ｌが、図１４（ｂ）に示すＬ１およびＬ２のように変化する（Ｌ２＜Ｌ＜Ｌ１）。
【０００８】
このように支持距離Ｌが変化すると、気筒毎、一様であったカムｅの有る地点でのたわみ（バルブリフト時に加わる荷重で発生）が変化したり、一様であったそれぞれのジャーナル部とジャーナル孔部間のクリアランスが変化したりするために、気筒毎、一様であったカムｅの軸心位置は変化してしまう。このため、可変動弁機構は、気筒間で制御ばらつきを発生しながら作動する傾向になりやすく、これを要因にエンジンの性能に影響を与えてしまう問題があった。また、バルブリフト量を小さくできる可変動弁機構においては、バルブリフト量を小さく設定したり、バルブの開いている期間を短くしたりすることによりエンジンに吸入する空気量を制御する場合に、吸入空気量が気筒間でばらつくと空燃比がばらつき、燃焼状態に違いが現れ、排気ガスや振動等の悪化の影響を受けやすくなる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、可変動弁機構の気筒間の制御ばらつきの抑制が図れる内燃機関の動弁装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、カムシャフトに形成されたジャーナル部と、該ジャーナル部を回転自在に保持するジャーナル孔部との幅寸法の関係が、少なくともジャーナル孔部のジャーナル部から荷重を受ける側の幅寸法をジャーナル部の幅寸法より長くなるように設定した。
【００１１】
同構成により、カムシャフトが、たとえ可変動弁機構の作動がもたらす反力（荷重）などにより、軸方向へずれたとしても、ジャーナル部は、ジャーナル孔部内を変位するだけで、ジャーナル孔部内で支持されるジャーナル部からカムまでの支持距離は変わらずにすむようになるので、制御ばらつきは解消される。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、さらに支持距離を一定に保つ性能が十分に発揮されるよう、ジャーナル部には、ジャーナル孔部内で内包させる構成を用いた。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、さらにＳＯＨＣ式の動弁装置で効果が発揮されるよう、カムシャフトは、ジャーナル部間の中央に吸気用カムを配置し、吸気用カムの両側にそれぞれ排気用カムを対称に配置した構成とし、バルブには、吸気用カムにより駆動される吸気バルブと、排気用カムにより駆動される排気バルブとを有した構成とし、可変動弁機構には、吸気用カムを受け、吸気バルブの特性を連続的に制御するものとした。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、さらにＳＯＨＣ式の動弁装置において排気バルブを駆動するときの挙動が連続可変制御する吸気用カムに影響を与えないよう、吸気用カムを挟む両側の排気用カムは、少なくとも閉弁付近のカムプロフィールを同じにした。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、可変動弁機構は、内燃機関に揺動自在に設けられ吸気バルブ又は排気バルブを駆動する揺動カムと、カムを受けて該カムの変位を変更可能に揺動カムに伝達する伝達部材とを備える構成を採用した。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、ジャーナル孔部内で支持されるジャーナル部からカムまでの支持距離を、可変動弁機構がもたらすカムシャフトの軸方向のずれに影響されずに、一定に保つことができる。
【００１７】
したがって、可変動弁機構によるカムシャフトの軸方向の変位を要因とした可変動弁機構の気筒間のばらつきを抑制することができる。この結果、エンジンの性能を高めることができる。特にジャーナル部をジャーナル孔部内で内包させる構成にすると、上記支持距離を一定に保つ性能を十分に発揮することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、ＳＯＨＣ式の内燃機関において、ジャーナル部から吸気用カムまでの支持距離を一定に保つ性能を得ることができる。しかも、吸気バルブをリフトするときに加わる荷重がジャーナル部間に均等に加わるだけでなく、排気バルブをリフトするときに加わる荷重も均等に加わるから、ＳＯＨＣ式の内燃機関において、十分に気筒間の制御ばらつきを抑えることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、排気用カムが受ける荷重によるカムシャフトの移動や撓みに伴う気筒間のばらつきを抑えることができ、吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、カムシャフトのカム位置の変化が抑えられることにより、吸気バルブ又は排気バルブの可変動弁機構の気筒間のばらつきを抑制することができ、エンジン性能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１の実施形態］
以下、本発明を図１〜図１１に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
【００２２】
図１は、多気筒の内燃機関、例えば直列４気筒のレシプロ式ガソリンエンジンのシリンダヘッド１の一部平面図（２気筒分しか図示せず）、図２は図１中のII〜II線に沿う断面図を示し、図３は図１中のIII〜III線に沿う断面図を示し、図４は可変動弁機構４５の分解図、図５は図１中のIV〜線に沿う断面図（２気筒分しか図示せず）を示し、図６〜図９は可変動弁機構４５の運転状態をそれぞれ示している。
【００２３】
図１ないし図３を参照してシリンダヘッド１について説明すると、シリンダヘッド１の下面には、シリンダブロック２に形成された４つの並行な気筒３（図２のみ二点鎖線で、１気筒分のみ図示）にならって、それぞれ燃焼室４(図２のみ図示)が形成されている。これら燃焼室４には、それぞれ例えば２個ずつ（一対）、吸気ポート５および排気ポート６（図２、図３だけに図示）が形成されている。シリンダヘッド１の上部には、吸気ポート５を開閉する吸気バルブ７、排気ポート６を開閉する排気バルブ８がそれぞれ組み付けられている。吸気バルブ７、排気バルブ８には、いずれもバルブスプリング９で閉方向に付勢される常閉式の往復バルブが用いてある。なお、気筒３内にはピストン１０が往復動可能に収めてある（図２のみ二点鎖線で図示）。
【００２４】
図１ないし図５中１１は、シリンダヘッド１の上部に搭載された例えばＳＯＨＣ式の動弁系（一本のカムシャフト１２で吸気バルブ７、排気バルブ８を駆動するもの：本願の動弁装置に相当）を示している。動弁系１１について説明すると、１２は、燃焼室２の頭上にシリンダヘッド１の長手方向に沿って回転自在に配置されたカムシャフト、１４はこのカムシャフト１２を挟んだ吸気ポート５側（片側）に回動可能に配置された吸気側のロッカシャフト（制御シャフトを兼ねる）、１５はその反対側の排気ポート６側に配置された排気側のロッカシャフト、１６はロッカシャフト１４とロッカシャフト１５間の上側の地点（ロッカシャフト１５寄り）に配設された支持シャフトを示す。ロッカシャフト１４，１５および支持シャフト１６は、いずれもカムシャフト１２と平行（並行）に配置されている。
【００２５】
カムシャフト１２は、エンジンのクランクシャフト（図示しない）からの出力により、図２中の矢印方向に沿って回転駆動される部品である。このカムシャフト１２には、図１、図４および図５に示されるように燃焼室４毎（気筒３毎）に、吸気用カム１５（１つ：本願の吸気バルブ駆動用カムに相当）と排気用カム１８（２つ：本願の排気バルブ駆動用カムに相当）が形成されている。吸気用カム１７は燃焼室４の頭上中央に１つ配置され、排気用カム１８，１８はその吸気用カム１７の両側の隣接した地点にそれぞれ対称に配置され、全カムプロフィールを同じにしたカムが用いてある。さらに述べれば、カムプロフィールがそれぞれ異なる排気用カム１８，１８を用いる場合は、吸気用カム１７の吸気バルブを開弁するタイミングと重なる排気バルブ８が閉弁するタイミング付近のカムプロフィールを同じにしたカムを用いるようにしている。即ち、吸気バルブ７を開弁するタイミングと排気バルブ８は閉弁するタイミングと重なる場合があり、このとき吸気用カム１７を挟む排気用カム１８にかかる荷重によるカムシャフト１２の移動や撓みによる気筒３間のばらつきを抑え、吸気用カム１７に与える影響を抑制するために、少なくとも閉弁付近のカムプロフィールを同じにしたカムが用いてある。このカムシャフト１２の端部、気筒間（燃焼室間）に配置される各シャフト部分は、例えば図２〜図５に示されるようにシリンダヘッド１の上面１ａから一体に突き出た壁状のカムシャフト保持部１９にそれぞれ回転可能に保持されている。同保持構造には、例えばカムインヘッド構造が用いられている。同保持構造は、例えば図４に示されるようにカムシャフト１２の他方の端部と、カムシャフト１２の気筒間部分、すなわちカム群（１つの吸気用カム１７とその両側の２つの排気用カム１８，１８とが並ぶ部分）間のシャフト部分とに、吸気用カム１７や排気用カム１８より大きな外径の円板形のジャーナル部２０を形成し、残る一方の端部には、ジャーナル部２０より外径の小さいジャーナル部２１ａを形成し、各カムシャフト保持部１９に、ジャーナル部２０ａ，２０を回動自在に収める円形のジャーナル孔部２１ａ，２１をそれぞれ形成して、カムシャフト１２を一方の端からジャーナル孔部２１ａ，２１へ差込むという作業で、カムシャフト１２をシリンダヘッド１に回転自在に保持するものである。カムシャフト１２は、ジャーナル部２０ａ，２０やジャーナル部２０，２０間の中央に吸気用カム１７（１つ）が配置され、吸気用カム１７の両側に対称に排気用カム１８，１８（２つ）が配置されていて、同レイアウトにより、バルブリフト時に加わる荷重が、両側のジャーナル部２０ａ，２０やジャーナル部２０，２０を通じて、カムシャフト保持部１９で均等に支えられるようにしている。このときのカムシャフト１２の保持には、ジャーナル部２０ａ，２０を例えば鋳鉄や鋳鋼など鉄系部材で形成し、カムシャフト保持部１９をそれとは異なる例えばアルミ部材やアルミ合金部材などのジャーナル部２０ａ，２０より熱膨張係数が大きなアルミ系部材で形成して、ジャーナル部２０ａ，２０とジャーナル孔部２１ａ，２１間に、軸受け用のためのクリアランスを確保する構造が用いてある。但し、図示はしないがジャーナル部２０ａ，２０とジャーナル孔部２１ａ，２１との間は潤滑油で潤滑されるものである。そして、最後（挿入方向）のカムシャフト保持部１９から突き出たカムシャフト端に、カムスプロケット２２が例えばボルト部材２３で組付けてある。このカムスプロケット２２には、図示はしないがタイミングベルトやタイミングチェーンなど無端状のタイミング部材を介して、クランクシャフト端が接続され、タイミング部材から伝達されるクランク出力により、カムシャフト１２が駆動されるようにしてある。
【００２６】
ジャーナル部２０ａ，２０およびジャーナル孔部２１ａ，２１で形成される保持部１３ａ〜１３ｃのうち、例えばジャーナル部２０およびジャーナル孔部２１で形成される保持部１３ｂ、１３ｃには工夫が施されている。同工夫は、図４および図５に示されるようにジャーナル部２０の幅寸法（軸方向長さ）を「Ａ１」とし、ジャーナル孔部２１の幅寸法（軸方向長さ）を「Ａ２」としたとき、ジャーナル部２０の幅寸法Ａ１が、ジャーナル孔部２１の幅寸法Ａ２よりも短くなる関係にした（Ａ１＜Ａ２）。これで、少なくともジャーナル孔部２１のジャーナル部２０から荷重を受ける側の幅寸法をジャーナル部２０より長くしてある。同関係は、カムシャフト１２に発生する軸方向のずれを許容可能とした幅寸法Ａ１，Ａ２の寸法値で設定される。特にジャーナル部２０は、ジャーナル孔部２１の幅寸法Ａ２の中央部で内包されていて、たとえカムシャフト１２が外部から作用する力（荷重）で軸方向（一方向あるいは他方向）へずれても、ジャーナル孔部２１内をジャーナル部２０が移動するだけにしている。むろん、同構造をジャーナル部２０ａとジャーナル部２１ａとで形成される保持部１３ａに適用しても構わない。
【００２７】
残る吸気側のロッカシャフト１４、排気側ロッカシャフト１５および支持シャフト１６は、図１および図４に示されるように例えば２種類の保持部材２４，２５によって、各カムシャフト保持部１９の上部にそれぞれ支持させてある。保持部材２４は、例えばシャフト端の保持に適した部品であり、保持部材２５は、例えばシャフトの中間の保持に適した部品である。このうち保持部材２４は、図４に示されるように下側に並列に配置したキャップ部２６，２７をもち、上側に柱状の受け部２８をもつ部品が用いられる。キャップ部２６，２７には、ロッカシャフト１４，１５の端がそれぞれ回動可能に嵌まる。受け部２８には、支持シャフト１６の端がボルト部材３０で固定される。そして、保持部材２４は、カムシャフト端に配置されるカムシャフト保持部１９の上部に、複数本のボルト部材３２ａ，３２ｂを用いて固定させてある。
【００２８】
保持部材２５は、図４に示されるように下側に並列に配置した筒形の嵌挿部３４，３５をもち、上側に柱状の受け部３６をもち、さらに下側にシリンダヘッド１の排気ポート６側へ延びる延出部３７をもつ部品が用いられる。嵌挿部３４，３５内には、ロッカシャフト１４，１５の中間のシャフト部分が回動可能に挿通される。受け部２６には、支持シャフト１６の中間のシャフト部分がボルト部材３９で固定される。そして、保持部材２５は、カムシャフト１２の中間の各部を支えるカムシャフト保持部１９の上部に、ボルト部材４０を用いて固定させてある。なお、延出部３７は、図１に示されるように固定スペースの確保が難しいロッカシャフト１４の周辺を避けて、シリンダヘッド１の側縁部の近くの上面部分に、ボルト部材４１で固定させてある。
【００２９】
排気側のロッカシャフト１５には、図１、図３および図４に示されるように排気用カム１８毎（排気バルブ８毎）、排気バルブ用のロッカアーム４３がそれぞれ回動自在に支持されている。吸気側のロッカシャフト１４には、吸気用カム１７毎（一対の吸気バルブ７毎）、可変動弁機構４５が組み込まれている。
【００３０】
これらのうちロッカアーム４３は、いずれも図３および図４に示されるように一端部にカム接触子、例えばローラ部材４７をもち、他端部に排気バルブ８の駆動をなす部分、例えばアジャスタスクリュ部４８をもつ。ロッカアーム４３のローラ部材４７は、排気用カム１８に転接し、アジャスタスクリュ部４８は、それぞれ排気バルブ８，８の上部端（バルブステム端）に向き合わせてある。これにより、排気用カム１８が回転すると、ロッカアーム４３がロッカシャフト１５を支点に揺動して、排気バルブ８，８が駆動されるようにしてある。
【００３１】
可変動弁機構４５は、図２および図４に示されるようにロッカシャフト１４に揺動自在に支持された吸気バルブ用のロッカアーム５０と、同ロッカアーム５０と組み合うスイングカム６０（揺動カム）と、吸気用カム１７の変位を受けて同カム１７の変位をスイングカム６０へ伝達するセンタロッカアーム７０（伝達アーム）と、同センタロッカアーム７０を吸気用カム１７に対して当接位置が可変できるように支持する支持機構８０とを有して構成される。
【００３２】
このうちロッカアーム５０には、例えば図１および図４に示されるような二股形状の構造が用いられている。具体的にはロッカアーム５０は、中央に筒状のロッカシャフト支持用ボス５１が形成され、一端側に吸気バルブ７の駆動をなす部分、例えばアジャストスクリュ部５２が組み付けられた一対の並行なロッカアーム片５３と、これらロッカアーム片５３の他端部間に挟み込まれた回転自在なローラ部材５４（カム接触子を形成するもの）とを有して構成してある。なお、５５は、ローラ部材５４をロッカアーム片５３間で回転自在に枢支させるための短シャフトを示す。そして、ロッカシャフト支持用ボス５１，５１はロッカシャフト１４に揺動自在にそれぞれ嵌挿され、ローラ部材５４を支持シャフト１６側（シリンダヘッド１の中央側）に配置させている。残るアジャストスクリュ部５２は、それぞれ吸気バルブ７，７の上部端（バルブステム端）に配置させてある。つまり、ロッカアーム５０は、ロッカシャフト１４を支点に揺動すると、吸気バルブ７，７が駆動されるようになっている。
【００３３】
スイングカム６０は、図２および図４に示されるように支持シャフト１６に回動自在に嵌挿された筒状のボス部６１と、同ボス部６１からローラ部材５７（ロッカアーム５０）へ向って延びるアーム部６２と、同アーム部６２の下部に形成した受け部６３とを有して形成される。このうちアーム部６２の先端面には、ロッカアーム５０へ変位を伝えるカム面、例えば上下方向に延びるカム面６４が形成されている。このカム面６４がローラ部材４７の外周面に転接させてある。また受け部６３には、例えば図４に示されるようにアーム部６２の下部のうち、カムシャフト１２の直上となる下面部分に凹陥部６５を形成し、同凹陥部６５内に、カムシャフト１２と同じ向きで、短シャフト６６を回転自在に支持させた構造が用いられる。なお、６７は、凹陥部６５内から露出する短シャフト６６部分の外周部に形成された、平面な底面をもつ凹部を示す。
【００３４】
センタロッカアーム７０には、例えば図２および図４に示されるように吸気用カム１７のカム面と転接する転接子、例えばカムフォロア７１と、同カムフォロア７１を回転自在に支持する例えば枠形のホルダ部７２とをもつ、ほぼＬ形部材が用いられている。具体的には、センタロッカアーム７０は、カムフォロア７１を中心として、ホルダ部７２の上部から、上方のロッカシャフト１４，１５間を通じて、支持シャフト１６へ向かう柱状の中継用アーム部７３と、ホルダ部７２の側部から、一対のロッカアーム片５３間で露出するロッカシャフト１４のシャフト部分１４ｃ（図６〜図９に図示）の下側へ延びる支点用アーム部７４とを有して、Ｌ形に形成してある。なお、支点用アーム部７４は例えば二股状に分けてある。また中継用アーム部７３の先端（上端面）には、駆動面として、ロッカシャフト１４側が低く、支持シャフト１６側が高くなるように傾斜させた傾斜面７５が形成してある。この中継用アーム部７３の先端が、スイングカム６０の凹陥部６５内へ延びている。同構造により、吸気用カム１７とスイングカム６０との間にセンタロッカアーム７０を介在させている。またアーム部７３の傾斜面７５は、凹部６７の底面で形成された受け面６７ａにスライド自在に突き当てられていて、吸気用カム１７が回転すると、同吸気用カム１７のカム変位が、中継用アーム部７３から、すべりを伴いながら、スイングカム６０へ伝達されるようにしてある。
【００３５】
支持機構８０には、例えば図２および図４に示されるような、制御アーム８１を用いてセンタロッカアーム７０を揺動自在に支持する支持部８２と、同センタロッカアーム７０の位置を調整可能とした調整部９０とを組み合わせた構造が用いられている。このうち支持部８２について説明すると、シャフト部分１４ｃの中央には、シャフト部分１１ｃの軸心と直交（交差）する上下方向の向きで、通孔８３が形成されている。制御アーム８１は、円形断面をもつ軸部８４と、同軸部８４の一端に形成された円板状のピン結合片８５と、同ピン結合片８５に形成された支持孔８５ａ（図４だけに図示）とを有して形成されている。この軸部８４の端部がシャフト部分１４ｃの下側から通孔８３へ差し込まれている。なお、差し込まれた軸部８４は、軸方向および周方向に対して移動自在である。この軸部８４の端が、後述する調整部９０の部品に突き当たっている。ピン結合片８５は、二股に分かれた支点用アーム部７４内に挿入される。そして、アーム部７４および支持孔８５ａには、ピン８６が挿通され、支点用アーム部７４を制御アーム８１の端部に対して、吸気用カム１７の起伏方向に回動自在に連結させている。この連結により、吸気用カム１７が回転すると、センタロッカアーム７０が、ピン８６を支点として揺動（上下）されるようにしている。このセンタロッカアーム７０の動きに連動して、スイングカム６０が、支持シャフト１６を支点とし、短シャフト６６を作用点（センタロッカアーム７０からの荷重が作用する点）とし、カム面６４を力点（ロッカアーム５０を駆動させる点）として、周期的に揺動されるようにしている。なお、８７は、バルブスプリング９のスプリング力が作用していないときの押し付け力を補うプッシャを示す。
【００３６】
ロッカシャフト１４の端部には、アクチュエータとして、例えば制御用モータ１００（図４だけに二点鎖線で図示）の出力部（図示しない）が接続されている。この接続により、ロッカシャフト１４が軸心回りに駆動（回動）される。このロッカシャフト１４の回動により、制御アーム８１が、例えば図６および図７に示される略垂直となる姿勢から、例えば図８および図９に示される大きく傾いた姿勢まで可変できるようにしている。この制御アーム８１の姿勢の変化から、センタロッカアーム７０が、シャフト部分１４ｃの軸方向と交差する方向に移動（変位）できるようにしている。つまり、カムフォロア７１は、吸気用カム１７に対する転接位置が進角方向や遅角方向へ可変できるようにしている。この転接位置の可変により、スイングカム６０のカム面６４の姿勢を変化させて、吸気バルブ７の特性が制御されるようにしている。具体的には、吸気バルブ７の開閉タイミングや開弁期間やバルブリフト量が、同時に連続的に可変されるようにしている。この可変について説明すると、カム面６４には、例えば支持シャフト１６の中心からの距離が変化する曲面が用いられている。例えば図２中に示されるようにカム面６４の上部側は、支持シャフト１３の軸心を中心とした円弧面よりなるベース円区間αで形成される。下部側は、そのベース区間の円弧に連続した複数の円弧面よりなるリフト区間βで形成される。つまり、リフト区間βは、吸気用カム１８のリフト域のカム形状と同じような円弧面で形成される区間としてある。これにより、カムフォロア７１が吸気用カム１７の進角方向あるいは遅角方向へ変位すると、スイングカム６０の揺動範囲が変化して、ローラ部材５４が接するカム面６４の領域が変化するようにしてある。つまり、吸気用カム１７の位相が進角方向あるいは遅角方向へずれながら、ローラ部材５４が行き交うベース円区間αとリフト区間βの比率が変わるようにしてあり、この比率の変化から開閉タイミングや開弁期間やバルブリフト量が連続的に可変されるようにしている。
【００３７】
調整部９０には、例えば図２および図４に示されるようにねじ部材９１で、差し込まれた制御アーム端を支持する構造が用いられている。例えば通孔８３の制御アーム端とは反対側となる孔部分（上部分）の内面には、めねじ（図示しない）を形成してねじ孔とし、上側から該ねじ孔にねじ部材９１が進退可能に螺挿させてある。これにより、制御アーム８１の端は、通孔８３内の途中で、ねじ部材９１の挿入端と突き当る。この突き当てにより、制御アーム８１を支持させている。この支持により、ねじ部材９１を回転操作すると、シャフト部分１４ｃの軸心と制御アーム７２の先端との距離、すなわちシャフト部材１４ｃから突き出る軸部８４の突出量が可変され、該突出量による吸気用カム１７の転接位置の変化から、吸気バルブ７の開弁時期や閉弁時期が調整されるようにしている。但し、９２は、ねじ部材９１を回転操作するための、ねじ部材９１の上端面に形成した例えば十字形の溝部、９３は、ねじ部材９１の端部にねじ込まれたロックナット、９４は、同ロックナット９３の座面を形成する切欠きを示す。
【００３８】
なお、図２中、９５は、燃焼室４内の混合気を点火するための点火プラグを示す。
【００３９】
つぎに、図６〜図９を参照して動弁系１１の作用を説明する。
【００４０】
今、図２中の矢印方向に示されるようにカムシャフト１１が、カムスプロケット２２から伝達されるエンジンの軸出力によって駆動（回転）されているとする。
【００４１】
このとき、センタロッカアーム７０のカムフォロア７１は、吸気用カム１７を受けていて、同カム１７のカムプロフィールにならい駆動される。これにより、センタロッカアーム７０は、ピン８６を支点として、上下方向へ揺動する。
【００４２】
スイングカム６０の受け面６７ａは、傾斜面７５から、センタロッカアーム７０の揺動変位を受けている。ここで、受け面６７ａと傾斜面７５とはスライド可能であるから、スイングカム６０は、傾斜面７５をすべりながら、該傾斜面７５で押し上げられたり下降したりする揺動運動を繰り返す。このスイングカム６０の揺動により、スイングカム６０のカム面６４は上下方向へ往復動する。
【００４３】
このとき、カム面６４は、ロッカアーム５０のローラ部材５４と転接しているから、カム面６４でローラ部材５４を周期的に押圧する。この押圧を受けてロッカアーム５０は、ロッカシャフト１４を支点に駆動（揺動）され、吸気バルブ７（一対）を開閉させる。
【００４４】
一方、排気側の各ロッカアーム４３は、それぞれ排気用カム１８を受けていて、同カム１８のカムプロフィールにならい駆動される。これにより、各ロッカアーム４３は、ロッカシャフト１５を支点に上下方向へ揺動して、それぞれ排気バルブ８，８を開閉させる。
【００４５】
こうした吸気バルブ７、排気バルブ８，８の開閉動作と、このときのピストン１０の動き（往復動）とにより、各気筒３内において、燃焼サイクル（例えば吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程の４サイクル）が行なわれる。
【００４６】
ここで、アクセルペダル（図示しない）の踏操作により、エンジンを高回転運転するとする。すると、モータ１００（アクチュエータ）は、そのアクセル信号を受けて、ロッカシャフト１４を回動させ、制御アーム８１を、高バルブリフトが確保される地点、例えば図６および図７に示されるような垂直姿勢となる地点まで移動（回動）させる。この高バルブリフト制御により、センタロッカアーム７０は、制御アーム８１の回動変位を受けて、吸気用カム１４上を回転方向に沿って変位する。これで、図６および図７に示されるようにスイングカム６０のカム面６４は垂直に近い角度となる姿勢に位置決められる。
【００４７】
このカム面６４の姿勢により、カム面６４のローラ部材５４が行き交う領域（比率）は、高バルブリフトをもたらす領域に定められる。例えば最も短いベース円区間αと最も長いリフト区間βとなる比率に設定される。これにより、例えば吸気バルブ７は、例えば図１０中のＡ１の線図に示されるように最大のバルブリフト量を確保するよう駆動される。
【００４８】
また、アクセルペダル（図示しない）を戻して、例えばエンジンを低回転運転にすると、制御モータ１００の駆動により、ロッカシャフト１４が回動して、図８および図９に示されるように制御アーム８１を吸気用カム１４へ接近する方向に回動変位させる。すると、センタロッカアーム７０は、この制御アーム８１の回動を受けて、吸気用カム１７上を回転方向前側へ移動する。これにより、図８および図９に示されるようにセンタロッカアーム７０と吸気用カム１７との転接位置（当接位置）は、吸気用カム１７上を進角する方向へずれる。この転接位置の可変により、バルブリフト曲線のＴＯＰ位置が進角方向へ移動する。また傾斜面７５も、センタロッカアーム７０の移動を受けて、受け面６７ａ上を進角方向へスライドする。
【００４９】
このセンタロッカアーム７０の移動により、図８および図９に示されるようにスイングカム６０は、カム面６４が下側へ傾く姿勢に変わる。傾きが大きくなるにしたがい、ローラ部材５４が行き交うカム面６４の領域は、ベース円区間αが次第に長く、リフト区間βが次第に短くなる比率に変わる。この可変したカム面６４のカムプロフィールがローラ部材５４へ伝達されるにしたがい、吸気バルブ７が、カムプロフィール全体を進角させつつリフト量が低くなるように駆動される。
【００５０】
これにより、吸気バルブ５の開閉タイミングとバルブリフト量とは、例えば図１０中の線図Ａ１〜Ａ６に示されるようにセンタロッカアーム７０の支点位置の移動にしたがい、エンジンの高回転運転から低回転運転まで、最大バルブリフト時とほぼ同じ開弁時期から開弁するタイミングを保ち、かつ閉弁時期を大きく変化させながら連続的に可変制御される。
【００５１】
こうした連続可変制御中、各可変動弁機構４５から、カムシャフト１２に対し、カムシャフト１２を軸方向へ向わせる反力Ｆ（荷重）が伝わるとする（例えば可変動弁機構４５の各部の動きや公差などが要因）。
【００５２】
カムシャフト１２は、軸方向に移動可能となっているから、上記力が伝達されると、カムシャフト１２は、図１１（ａ）に示される当初の状態から、例えば図１１（ｂ）に示されるように軸方向の片側へずれる（変位）。図中δはそのときのずれ量を示す。
【００５３】
このとき、ジャーナル部２０の幅寸法Ａ１は、該ジャーナル部２０を保持するジャーナル孔部２１の幅寸法Ａ２より狭くしてある（少なくともジャーナル孔部２１のジャーナル部２０から荷重を受ける側の幅寸法をジャーナル部２０より長く）。このため、図１１（ｂ）に示されるようにカムシャフト１２は軸方向へずれても、ジャーナル部２０が、ジャーナル孔部２１内を変位するだけで、ジャーナル孔部２１内で支持されるジャーナル部２０から吸気用カム１７までの支持距離Ｌは変わらずにすむ（一定）。
【００５４】
これにより、ジャーナル部２０とジャーナル孔部２１間のクリアランスは、いずれの保持部１３ｂ、１３ｃも一様に維持され続けるので、吸気用カム１７の軸心位置の変化が抑えられる。
【００５５】
それ故、支持距離Ｌの変化を要因とした気筒間の可変動弁機構４５の制御ばらつきが解消できる。結果、エンジンの運転性能の向上が図れ、エンジンの出力、燃費、排気ガスなどの各性能の向上を図ることができる。しかも、ジャーナル部２０をジャーナル孔部２１内で内包させると、有効な性能を十分に発揮させることができる。
【００５６】
特にＳＯＨＣ式のエンジンの場合、ジャーナル部２０ａ，２０間、ジャーナル部２０，２０間の中央に吸気用カム１７を配置し、その両側に排気用カム１８を対称に配置すると、吸気バルブ１７をリフトするときに加わる荷重がジャーナル部２０ａ，２０間、ジャーナル部２０，２０間に均等に加わるだけでなく、排気バルブ８，８をリフトするときに加わる荷重も均等に加わるから、可変動弁機構４５の制御ばらつきの十分なる抑制が期待できる。そのうえ、例えば図１０中の二点鎖線Ｘに示されるように両側の排気用カム１８，１８には、少なくとも閉弁付近のカムプロフィール（＝吸気用カム１７の開弁付近とオーバーラップする部分）を同じにしたカムを用いると、たとえカムプロフィールが異なる排気用カム１８，１８を用いても、重要な吸気用カム１７で開弁付近では均等に荷重が作用するから、気筒間の制御ばらつきを抑えることができる。特に排気用カム１８，１８が本実施形態のように全カムプロフィールが同じカムであると、制御ばらつきを最小限に抑えることができる。
【００５７】
［第２の実施形態］
図１２は、本発明の第２の実施形態を示す。
【００５８】
第１の実施形態では、カムインヘッド構造で、カムシャフト１２をカムシャフト保持部１９に回転自在に保持する構造を挙げたが、これに限らず、図１２に示されるようなカムキャップ構造を用いてカムシャフト１２を回転自在に保持する構造に本発明を適用してもよい。
【００５９】
すなわち、カムキャップ構造は、カムシャフト１２に形成された、カム外径より小さな径寸法のジャーナル部２０の周りを、ジャーナル孔部２１をなす、ジャーナルカムシャフト保持部１１３に形成された半円形状の凹部１１４と、同カムシャフト保持部１１３端に取り付くカムキャップ１１５に形成された半円形状の凹部１１６とで囲って、回転自在に保持したものである。１１７は、カムキャップ１１５をカムシャフト保持部１１３に固定するボルト部材を示す。
【００６０】
このようなカムキャップ構造に、第１の実施形態と同様、ジャーナル部２０の幅寸法を、ジャーナル孔部２１の幅寸法より短くする技術を適用しても、第１の実施形態と同様な効果を奏する。
【００６１】
但し、図１２において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【００６２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱し
ない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、本発明を吸気バルブに適用したが、これに限らず、排気バルブに本発明を適用してもよい。また実施形態では、スイングカム、センタロッカアームで構成される可変動弁機構を用いた例を挙げたが、これに限らず、それ以外の構造の可変動弁機構でも構わない。また上述の実施形態では、ＳＯＨＣ式のエンジンを例に挙げたが、吸気側と排気側とにそれぞれ別々に分けたカムシャフトを用いたＤＯＨＣ式のエンジンに本発明を適用してもよい。
【００６３】
更に、上述した実施形態では、ジャーナル孔部２１の全周にわたってジャーナル部２０の幅寸法より長くしたが、図１３に示す第３の実施形態の通り、カムシャフト１２にかかる荷重が一方向である場合には、荷重がかかる方向の面２１ａだけ長くしても良い。即ち、カムがロッカアーム等と当接する反対側（荷重を受ける側）の面２１ａを長くして、ロッカアーム等と当接する側（荷重を受けない側）は従来と同様としてもよい（Ａ３≦Ａ１＜Ａ２）。この場合、カムシャフト保持部１１３の壁を薄く、また、カムキャップ１１５を小さくでき軽量化又はコンパクト化に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る動弁装置を搭載したシリンダヘッドの平面図。
【図２】図１中のII〜II線に沿う可変動弁機構およびシリンダヘッドの断面図。
【図３】図１中のIII〜III線に沿う排気側のロッカアームを含むシリンダヘッドの断面図。
【図４】動弁装置の各部を示す分解斜視図。
【図５】図１中のIV〜線に沿うカムシャフトの保持構造を示す断面図。
【図６】同動弁装置の高バルブリフト制御時におけるカム面のベース円区間にセンタロッカアームが当接しているときの状態を示す断面図。
【図７】同じくカム面のリフト区間にロッカアームが当接しているときの状態を示す断面図。
【図８】同動弁装置の低バルブリフト制御時におけるカム面のベース円区間にロッカアームが当接しているときの状態を示す断面図。
【図９】同じくカム面のリフト区間にロッカアームが当接しているときの状態を示す断面図。
【図１０】同動弁装置の性能を示す線図。
【図１１】同動弁装置のカムシャフトが軸心方向へずれたときの挙動を説明するための断面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態の要部となる構造を示す斜視図。
【図１３】本発明の第３の実施形態の要部を説明する断面図。
【図１４】従来の動弁装置において、カムシャフトが軸心方向へずれたときの挙動を説明するための断面図。
【符号の説明】
【００６５】
１…シリンダヘッド（内燃機関）、７…吸気バルブ、８…排気バルブ、１１…動弁系（動弁装置）、１２…カムシャフト、１７,１８…吸気用カム，排気用カム（カム）、２０…ジャーナル部、２１…ジャーナル孔部、４５…可変動弁機構、６０…スイングカム、７０…センタロッカアーム、Ａ１…ジャーナル部の幅寸法、Ａ２…ジャーナル孔部の幅寸法。
【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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