(57)【要約】【課題】簡素な構造で気筒休止を行うことができ、気筒休止時の駆動損失を低減する４サイクル内燃機関の動弁装置を提供すること。【解決手段】第１〜４気筒１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄのそれぞれに対応するバルブと、クランク軸に連動するとともに駆動カム４を有するカム軸２と、を備える動弁装置において、カム軸５の回転数を変更可能な遊星歯車機構６を備え、遊星歯車機構６により、カム軸５の回転数をクランク軸２の回転数の１／２に設定してクランク軸２が２回転する間に全部の気筒のバルブを駆動する全気筒運転と、カム軸５の回転数をクランク軸の回転数の１／４に設定して、クランク軸が２回転する間に一部の気筒のバルブの駆を休止させる気筒休止運転と、に切り替え可能とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒と、該複数の気筒のそれぞれに連通するように形成された吸気ポートまたは排気ポートを開閉するバルブと、クランク軸と、前記クランク軸に連動するとともに駆動カムを有するカム軸と、を備える４サイクル内燃機関の動弁装置において、
前記カム軸の回転数を変更可能な変速機を備え、
前記変速機により、
前記カム軸の回転数を前記クランク軸の回転数の１／２に設定して前記クランク軸が２回転する間に全部の前記気筒の前記バルブを駆動する全気筒運転と、
前記カム軸の回転数を前記クランク軸の回転数の１／４に設定して、前記クランク軸が２回転する間に、一部の前記気筒の前記バルブの駆動を休止させる気筒休止運転と、
に切り替え可能としたことを特徴とする４サイクル内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記変速機は、前記クランク軸によって回転駆動されるカムスプロケットが連結され、
該カムスプロケットから前記変速機に入力される回転数を前記クランク軸の回転数の１／４に設定し、
前記変速機は気筒休止運転時に前記カム軸を前記カムスプロケットと等速で回転させ、全気筒運転時に前記カム軸を前記カムスプロケットの倍速で回転させることを特徴とする請求項１に記載の４サイクル内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記変速機は、前記クランク軸によって回転駆動されるカムスプロケットが連結され、
該カムスプロケットから前記変速機に入力される回転数を前記クランク軸の回転数の１／２に設定し、
前記変速機は気筒休止運転時に前記カム軸の回転数を前記カムスプロケットの回転数の１／２に減速させ、全気筒運転時に前記カム軸を前記カムスプロケットと等速で回転させることを特徴とする請求項１に記載の４サイクル内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記変速機は、サンギヤとリングギヤとキャリアとからなる３つの回転要素を有する遊星歯車機構であり、
前記３つの回転要素のうち２つを、前記カム軸と、前記カムスプロケットとに連結し、残りの回転要素を回転数調整機構に連結し、
前記回転数調整機構により残りの回転要素の回転数を調整することにより前記カム軸の回転数を変更するようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の４サイクル内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
前記回転数調整機構は、モータであることを特徴とする請求項４に記載の４サイクル内燃機関の動弁装置。
【請求項６】
前記３つの回転要素のうちのいずれか２つがクラッチにより連結可能であることを特徴とする請求項４に記載の４サイクル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、４サイクル内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
４サイクルエンジンとしては、低負荷運転時などにおける排気性能や燃費の改善を図るために、気筒列のうち一部の気筒の運転を休止させて部分気筒運転を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この４サイクルエンジンでは、シリンダヘッドにおける気筒列の上部に、それぞれのバルブを駆動する駆動カムが設けられたカム軸が、気筒列方向に伸びるように回転自在に支持されている。この従来の４サイクルエンジンでは、駆動カムの駆動力をバルブへ伝達する部材を２つに分割して、これら部材間に結合ピンを挿入して一体化させて駆動力を伝達可能とする状態と、結合ピンを抜いて部材を分離させることで駆動力を伝達不能とする状態とに切り換えられるようになっている。
【０００３】
上記結合ピンは、シリンダブロックおよびシリンダヘッドに形成された油圧供給経路を介して供給される作動油圧に応じて駆動されるようになっている。この従来の４サイクルエンジンでは、結合ピンを駆動するための油圧供給経路の簡素化および短縮化を図るために、気筒休止行う気筒を、気筒列の一端寄りに集約して隣接配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２００１−３２９８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の４サイクルエンジンでは、気筒休止を行う気筒のバルブ毎に、バルブ休止させる切り替え機構を必要とするため、構造が複雑となりコスト高の要因となっていた。また、上述の４サイクルエンジンにおいて、カム軸は常にクランク軸の１／２の速度で回転している。したがって、このような４サイクルエンジンでは、カム軸はクランク軸の１／２の回転速度なりのフリクションロスを生じている。具体的には、駆動カムとバルブを駆動する部材（例えば、タペットなど）との間の摩擦損失が、この回転速度（クランク軸の回転数の１／２）に対応して発生している。さらに、上述の４サイクルエンジンにおいて、複数の気筒のうち、休止しない気筒は、休止する一部気筒よりも摺動部の摩耗量が大きくなる。したがって、上述の４サイクルエンジンでは、気筒間の摺動部の摩耗量が不均一となり、全気筒運転時の性能を低下させる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、簡素な構造で気筒休止を行うことができ、気筒休止時の駆動損失を低減できる４サイクル内燃機関の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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、複数の気筒と、これら複数の気筒のそれぞれに連通するように形成された吸気ポートまたは排気ポートを開閉するバルブと、クランク軸と、クランク軸に連動するとともに駆動カムを有するカム軸と、を備える４サイクル内燃機関の動弁装置において、カム軸の回転数を変更可能な変速機を備え、この変速機により、カム軸の回転数をクランク軸の回転数の１／２に設定してクランク軸が２回転する間に全部の気筒のバルブを駆動する全気筒運転と、カム軸の回転数をクランク軸の回転数の１／４に設定して、クランク軸が２回転する間に、一部の気筒のバルブの駆動を休止させる気筒休止運転と、に切り替え可能としたことを特徴とする。
【０００８】
上記態様としては、変速機は、クランク軸によって回転駆動されるカムスプロケットが連結され、カムスプロケットから変速機に入力される回転数をクランク軸の回転数の１／４に設定し、変速機は気筒休止運転時にカム軸をカムスプロケットと等速で回転させ、全気筒運転時にカム軸をカムスプロケットの倍速で回転させることを特徴とする。
上記態様としては、変速機は、クランク軸によって回転駆動されるカムスプロケットが連結され、カムスプロケットから変速機に入力される回転数をクランク軸の回転数の１／２に設定し、変速機は気筒休止運転時にカム軸の回転数をカムスプロケットの回転数の１／２に減速させ、全気筒運転時にカム軸をカムスプロケットと等速で回転させることを特徴とする。
【０００９】
上記態様としては、変速機は、サンギヤとリングギヤとキャリアとからなる３つの回転要素を有する遊星歯車機構であり、これら３つの回転要素のうち２つを、カム軸と、カムスプロケットとに連結し、残りの回転要素を回転数調整機構に連結し、回転数調整機構により残りの回転要素の回転数を調整することによりカム軸の回転数を変更するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
上記態様としては、回転数調整機構は、モータであることを特徴とする。
上記態様としては、これら３つの回転要素のうちのいずれか２つがクラッチにより連結可能であり、回転数調整機構は、残りの回転要素の回転を規制するブレーキであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡素な構造にて気筒休止を行うとともに気筒休止時の駆動損失を低減できる４サイクル内燃機関の動弁装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る動弁装置を備えるエンジンをカム軸と平行をなすように縦方向に切断した状態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１のII−II断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置の側面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置の正面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置におけるモータ（サンギヤ）、カム軸（キャリア）、カムスプロケット（リングギヤ）の回転数の相互関係を示す共線図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置の全気筒運転と気筒休止運転についてクランク軸２の回転角度に応じたバルブの動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置の気筒休止運転時と全気筒運転時における、遊星歯車機構の運転状態、クランク軸に対するカム軸の回転数、バルブ作動状態などを示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態の４サイクル内燃機関の動弁装置の変形例における、遊星歯車機構の運転状態、クランク軸に対するカム軸の回転数、バルブ作動状態などを示す図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態の４サイクル内燃機関の動弁装置の変形例の共線図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置においてカムスプロケットとカム軸とが連結した状態を示す側面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置においてカムスプロケットとカム軸とが離間し、サンギヤがブレーキで停止された状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の各実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置の詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各部材の寸法や寸法の比率などは現実のものと異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１〜図７は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置１について示している。本実施の形態に係る動弁装置１は、カム軸の回転数を変更可能な変速機を備え、この変速機により、カム軸の回転数をクランク軸の回転数の１／２に設定してクランク軸が２回転する間に全部の気筒のバルブを駆動する全気筒運転と、カム軸の回転数をクランク軸の回転数の１／４に設定して、クランク軸が２回転する間に、一部の気筒のバルブの駆動を休止させる気筒休止運転と、に切り替え可能としたものである。
【００１５】
（エンジンの概略構成）
本実施の形態に係る動弁装置１が設けられる４サイクル内燃機関としてのエンジン１００の概略構成を説明する。図１および図２に示すように、エンジン１００は、シリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の上に設けられるシリンダヘッド１０２と、シリンダブロック１０１の下に設けられるロアクランクケース１０３と、シリンダヘッド１０２の上に設けられるシリンダヘッドカバー１０４と、を備える。シリンダブロック１０１およびシリンダヘッド１０２には、直列４気筒をなすように第１気筒１０５Ａ，第２気筒１０５Ｂ，第３気筒１０５Ｃ，第４気筒１０５Ｄが設けられている。
【００１６】
ロアクランクケース１０３の下部には、オイルパン１０６が形成されている。シリンダブロック１０１の下部とロアクランクケース１０３との間には、クランク軸２が軸支されている。クランク軸２の軸線方向の一方の端部は、シリンダブロック１０１およびロアクランクケース１０３から側方へ突出している。
図１および図２に示すように、エンジン１００は、各気筒１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄ内を上下動するそれぞれのピストン１０７を、コネクティングロッド１０８を介してクランク軸２側へ連結することにより、ピストン１０７の往復運動を回転運動に変換して伝達するようになっている。
【００１７】
図１および図２に示すように、シリンダヘッド１０２における第１気筒１０５Ａ，第２気筒１０５Ｂ，第３気筒１０５Ｃ，第４気筒１０５Ｄのそれぞれに対応する位置には、吸気ポート１０９および排気ポート１１０へ連通する開口部を開閉する一対の吸気バルブ１１１と一対の排気バルブ１１２が設けられている。
【００１８】
吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２は、それぞれバルブスプリング１１３によって閉弁方向に付勢されている。より具体的には、吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２の上端は、シリンダヘッド１０２を貫通して、シリンダヘッド１０２の上部に形成されるカムハウジング底面１１４より上方に突出するように配置されている。このカムハウジング底面１１４より突出する吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２の上部は、バルブスプリング１１３で嵌合されている。バルブスプリング１１３の上部は、吸気バルブ１１１の上端部を上方へ押し上げるように係止されている。
【００１９】
そして、吸気バルブ１１１の上端部およびバルブスプリング１１３の上端部には、円筒容器状のタペット１１５が被せられている。同様に、排気バルブ１１２の上部およびバルブスプリング１１３の上部にも、タペット１１５が被せられている。そして、タペット１１５の上面には、後記する駆動カム４が摺動可能に当接している。このとき、バルブスプリング１１３は、カムハウジング底面１１４とタペット１１５の内側底面との間で圧縮された状態となっている。
【００２０】
（動弁装置の構成）
次に、本実施の形態に係る動弁装置１の構成について説明する。図１に示すように、動弁装置１は、クランク軸２と、クランク軸２における、シリンダブロック１０１およびロアクランクケース１０３の一側方へ突出する端部に固定されたクランクスプロケット３と、上記第１気筒１０５Ａ，第２気筒１０５Ｂ，第３気筒１０５Ｃ，第４気筒１０５Ｄのそれぞれの吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２に対応する位置に配置される駆動カム４を備えた一対のカム軸５と、上記クランクスプロケット３の上方に配置され且つカム軸５の一端部に設けられた変速機としての遊星歯車機構６と、遊星歯車機構６に連結された（一体に設けられた）カムスプロケット７と、遊星歯車機構６に連結された回転数調整機構としてのモータ８と、クランク軸２の回転をカム軸５側へ伝達するためにクランクスプロケット３とカムスプロケット７とに張り渡されたタイミングチェーン９と、を備える。
【００２１】
駆動カム４は、カム軸５が１回転することにより、吸気バルブ１１１または排気バルブ１１２を１回駆動する形状に形成されている。すなわち、図２および図３に示すように、駆動カム４は、その周面の回転軸からの距離が比較的短くて同一の距離に設定されたベース円部４Ａと、カム軸５から周面までの距離が比較的長く設定されて突出する形状のノーズ部４Ｂと、を有する。
【００２２】
図３および図４に示すように、遊星歯車機構６は、モータ８の回転軸８Ａに固定されたサンギヤ６１と、キャリア６２と、リングギヤ６３と、を備える。キャリア６２は、サンギヤ６１に噛合する複数（本実施の形態では４つ）のピニオンギヤ６２Ａと、これらピニオンギヤ６２Ａを軸支するキャリアフレーム部６２Ｂと、からなる。リングギヤ６３は、円板状のフレーム６３Ａに、内歯６３Ｄが形成されている。フレーム６３Ａの中央には、モータ８の回転軸８Ａが挿入した状態で配置される開口部６３Ｂが形成されている。なお、この開口部６３Ｂは、モータ８の回転軸８Ａに干渉しないように、回転軸８Ａの径寸法よりも大きい開口径寸法に設定されている。フレーム６３Ａの周縁部には、カム軸５の軸方向に沿って延び、フレーム６３Ａの周縁部に沿って周回するようにリング部６３Ｃが形成されている。上記内歯６３Ｄは、リング部６３Ｃの内壁に沿って形成されている。なお、本実施の形態では、リングギヤ６３のリング部６３Ｃの外周面に、カムスプロケット７が設けられている。すなわち、カムスプロケット７は、リングギヤ６３の外歯としてリングギヤ６３に一体に結合した構造となっている。
【００２３】
図５は、本実施の形態で用いる遊星歯車機構６における各歯車の回転数の相互関係を示す共線図である。この遊星歯車機構６のギヤ比ρは、（サンギヤ６１の歯数Ｚｓ）／（リングギヤ６３の歯数Ｚｒ）である。設定するモータ８の回転数Ｎ１，Ｎ３に応じて設定されている。この共線図からは、ギヤ比ρを設定することで、後述する全気筒運転および気筒休止運転におけるモータ８の回転数Ｎ１，Ｎ３を得ることができる。すなわち、この遊星歯車機構６は、全気筒運転と、気筒休止運転とを、モータ８の回転数を変化させることにより、切り替えるようになっている。
【００２４】
全気筒運転とは、カム軸５の回転数をクランク軸２の回転数の１／２に設定してクランク軸２が２回転する間に全部の気筒（第１気筒１０５Ａ，第２気筒１０５Ｂ，第３気筒１０５Ｃ，第４気筒１０５Ｄ）の吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２を駆動させる運転である。すなわち、全気筒運転とは、クランク軸２が２回転する間に、全気筒において、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程の４行程が行われる。
【００２５】
また、気筒休止運転とは、カム軸５の回転数をクランク軸２の回転数の１／４に設定して、クランク軸２が２回転する間に、一部の気筒の吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２の駆動を休止させる運転である。
図７に示すように、本実施の形態では、遊星歯車機構６に連結されているカムスプロケット７が、クランク軸２の１／４の回転数となるようにクランクスプロケット３とカムスプロケット７の歯数が設定されている。カムスプロケット７とリングギヤ６３とは一体に設けられている。このため、カムスプロケット７の回転数は、リングギヤ６３の回転数と同一である。カム軸５とキャリア６２は、一体に設けられている。このため、カム軸２の回転数はキャリア６２の回転数と同一である。モータ８の回転数はサンギヤ６１の回転数と同じである。図５に示すように、この遊星歯車機構６では、モータ８の回転を調整することにより、クランク軸２（カムスプロケット７）に対するカム軸５の回転数を変化させることが可能となる。本実施の形態では、カムスプロケット７の歯数は、クランクスプロケット３の歯数の４倍に設定されている。
【００２６】
（全気筒運転動作）
全気筒運転時（通常運転時）は、図５の直線Ｌ１に示すように、カム軸５の回転数Ｎ２がカムスプロケット７の回転数Ｎ１の２倍速で回るように、モータ８の回転数Ｎ３を決定する。この場合、図７に示すように、カム軸５の回転数は、カムスプロケット７の２倍、すなわち、クランク軸２の１／２となり、通常に吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２が作動する通常運転となる。
【００２７】
図６は、第１気筒１０５Ａ（Ｎｏ．１）、第２気筒１０５Ｂ（Ｎｏ．２）、第３気筒１０５Ｃ（Ｎｏ．３）、第４気筒１０５Ｄ（Ｎｏ．４）を、全気筒運転させた場合と気筒休止運転させた場合の吸気バルブ１１１の作動タイミングを示す図である。なお、本実施の形態では、点火の順序を順次、第１気筒１０５Ａ（Ｎｏ．１）、第３気筒１０５Ｃ（Ｎｏ．３）、第４気筒１０５Ｄ（Ｎｏ．４）、第２気筒１０５Ｂ（Ｎｏ．２）とする。
【００２８】
図６のタイミングチャートに示すように、全気筒運転の１周期（同方向のハッチングで示す領域に相当）は、クランク軸２の２回転に相当する。この全気筒運転の１周期目の期間内には、第１気筒１０５Ａ（Ｎｏ．１）、第２気筒１０５Ｂ（Ｎｏ．２）、第３気筒１０５Ｃ（Ｎｏ．３）、第４気筒１０５Ｄ（Ｎｏ．４）の全て吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２が作動する。なお、図６においては、吸気バルブ１１１のみの作動タイミング（★）を示す。すなわち、全気筒運転時の各気筒のタイミングは、第１気筒１０５Ａ（Ｎｏ．１）がクランク軸２の回転角度が０°近傍で吸気バルブ１１１が作動する。次に、第３気筒１０５Ｃ（Ｎｏ．３）がクランク軸２の回転角度が１８０°近傍で吸気バルブ１１１が作動する。その次に、第４気筒１０５Ｄ（Ｎｏ．４）がクランク軸２の回転角度３６０°近傍で吸気バルブ１１１が作動する。その次に、第２気筒１０５Ｂ（Ｎｏ．２）がクランク軸２の回転角度５４０°近傍で吸気バルブ１１１が作動する。
【００２９】
このように、第１気筒１０５Ａ、第２気筒１０５Ｂ、第３気筒１０５Ｃ、第４気筒１０５Ｄでは、クランク軸２が２回転する間に吸気バルブ１１１が駆動カム４により駆動される。なお、全気筒運転の２周期目は、クランク軸２の次の２回転（３回転目と４回転目）であり、各気筒は１周期目と同じ動作を繰り返す。全気筒運転の３周期目は、クランク軸２の次の２回転（５回転目と６回転目）であり、各気筒は１周期目と同じ動作を繰り返す。
【００３０】
（気筒休止運転動作）
図７に示すように、気筒休止運転時において、遊星歯車機構６は、カムスプロケット７とカム軸５とが等速になるように回転させる。このときカム軸５の回転は、クランク軸２の回転の１／４回転になる。したがって、クランク軸２の４回転（回転角度１４４０°）に１回の割合でバルブ（吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２）が１回作動する（図６参照）。なお、図６においては、気筒休止運転時における吸気バルブ１１１のみの作動タイミング（☆）を示す。この気筒休止運転時において、図５の直線Ｌ２に示すように、モータ８の回転数は、カム軸５の回転数とカムスプロケット７の回転数とが同一になるように設定すればよい。すなわち、カム軸５をカムスプロケット７と等速で回転させるようになっている。この例では、モータ８の回転数は、カム軸５およびカムスプロケット７と同一の回転数Ｎ１となる。
【００３１】
図６に示すように、気筒休止運転の１周期は、クランク軸２の４回転分に相当する。この気筒休止運転の１周期内に、第１気筒１０５Ａ（Ｎｏ．１）、第２気筒１０５Ｂ（Ｎｏ．２）、第３気筒１０５Ｃ（Ｎｏ．３）、第４気筒１０５Ｄ（Ｎｏ．４）の吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２は、それぞれ１回駆動される。
【００３２】
図６に示すように、気筒休止運転における半周期（前半周期）、すなわち、クランク軸２の０°〜７２０°のクランク軸２の２回転（回転角度７２０°）の間には、第１気筒１０５Ａ（Ｎｏ．１）と第４気筒１０５Ｄ（Ｎｏ．４）のみで吸気バルブ１１１が作動する。すなわち、気筒休止運転時には、クランク軸２が２回転する間に、一部（第１気筒１０５Ａ、第４気筒１０５Ｄ）だけが駆動される。換言すると、気筒休止運転時には、クランク軸２の２回転する間に、第２気筒１０５Ｂ（Ｎｏ．２）と第３気筒１０５Ｃ（Ｎｏ．３）の吸気バルブ１１１は休止状態となる。なお、図６においては、吸気バルブ１１１の休止タイミングを×で示す。
【００３３】
また、気筒休止運転における次の半周期（後半周期）、すなわち、クランク軸２の７２０°〜１４４０°のクランク軸２の２回転（回転角度７２０°）の間には、第２気筒１０５Ｂ（Ｎｏ．２）と第３気筒１０５Ｃ（Ｎｏ．３）のみで吸気バルブ１１１が作動する。すなわち、気筒休止運転時には、クランク軸２が２回転する間に、一部（第２気筒１０５Ｂ、第３気筒１０５Ｃ）だけが駆動される。換言すると、クランク軸２の７２０°〜１４４０°のクランク軸２の２回転（回転角度７２０°）の間には、第１気筒１０５Ａ（Ｎｏ．１）と第４気筒１０５Ｄ（Ｎｏ．４）の吸気バルブ１１１は休止状態となる。気筒休止運転における２周期目は、１周期目と同様の動作を行う。このように、気筒休止運転では、クランク軸２の回転角度７２０°の回転の間に、半分の気筒が休止する。すなわち、通常の全気筒運転では、クランク軸２の回転角度７２０°の回転の間に、全気筒の吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２が駆動されるが、気筒休止運転では、一部の気筒が休止状態となる。
【００３４】
（動弁装置の作用および効果）
以上、第１の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置１について説明したが、本実施の形態の動弁装置１では以下に説明するような作用を有する。
まず、本実施の形態に係る動弁装置１では、遊星歯車機構６（モータ８の回転数を所定回転数Ｎ３に設定すること）により、カム軸５の回転数をクランク軸２の回転数の１／２となるように設定して、クランク軸２が２回転（７２０°）する間にカム軸５を１回転させることで、エンジン１を全気筒運転させることができる。
【００３５】
本実施の形態に係る動弁装置１では、遊星歯車機構６（モータ８の回転数を所定回転数Ｎ１に設定すること）により、カム軸５の回転数をクランク軸の回転数の１／４となるように設定して、クランク軸２が４回転（１４４０°）する間にカム軸５を１回転させることで、気筒休止運転を実現できる。すなわち、この動弁装置１では、クランク軸２が２回転（７２０°）する間に、４つの気筒のうち半分の２つの気筒に対応するバルブを休止させることができる。
【００３６】
本実施の形態に係る動弁装置１では、気筒休止運転時にカム軸５の回転数がクランク軸２の１／４に低下するため、駆動カム４と、吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２に駆動力を伝達するためのタペット１１５との間の摩擦損失を低減する効果がある。
本実施の形態に係る動弁装置１では、図６において☆印で示すように、気筒休止運転において、クランク軸２の２回転毎に休止する気筒が順番に入れ替わるため、特定の気筒の摺動部の摩耗量が他の気筒に比べて大きくなることを防止できる。すなわち、本実施の形態に係る動弁装置１では、複数の気筒における吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２のタペット１１５と、駆動カム４と、の摺動部の摩耗量を、気筒間で偏りのない均一なものとすることができる。このため、本実施の形態の動弁装置１では、気筒間の摩耗量の偏りをなくしたことで、全気筒運転時の性能低下を抑制することができる。
【００３７】
本実施の形態に係る動弁装置１では、カムスプロケット７の回転数をクランク軸２の１／４としたため、遊星歯車機構６への入力回転数を低下させ、気筒休止運転時における遊星歯車機構６で発生する摩擦損失を低減するとともに、動弁装置１全体の駆動損失を低減できる。
本実施の形態に係る動弁装置１では、モータ８の回転数を調整するだけで気筒休止運転とバルブタイミングの変更とが実現でき、動弁装置１の構造を簡素化しつつ運転性を向上できる。
上述のように、本実施の形態に係る動弁装置１では、変速機として簡単な構造の遊星歯車機構６を用いて気筒休止運転を実現できるため、動弁装置１全体の構造を簡素化できる。
【００３８】
（第１の実施の形態の変形例）
次に、上記第１の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置１の変形例について説明する。この変形例に係る動弁装置の構成は、上記第１の実施の形態に係る動弁装置１と同様である。この変形例では、カムスプロケット７の歯数はクランクスプロケット３の歯数の２倍に設定されている（図８参照）。図９は、この変形例における遊星歯車機構６のカムスプロケット７の回転数と、カム軸５の回転数と、モータ８の回転数の関係を示す共線図である。
【００３９】
図８に示すように、この変形例における全気筒運転時は、カム軸５をカムスプロケット７と等速で回転させる。すると、カム軸５の回転は、クランク軸２の回転の１／２となり、通常に吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２が作動する。このとき、図９の共線図に示すように、モータ８の回転数Ｎ４は、カムスプロケット７と同一とすればよい。
この変形例における気筒休止運転時は、カムスプロケット７に対してカム軸５（駆動カム４）が１／２の回転速度となるようにモータ８の回転数を設定する。すなわち、カム軸５の回転は、クランク軸２の１／４回転になる。この変形例の場合では、気筒休止運転時には、図９の共線図に示すようにモータ８の回転数はＮ６（逆回転）になるように設定されている。このようにカム軸５の回転がクランク軸２の１／４回転となると、図６に示した気筒休止運転の場合と同様となる。すなわち、クランク軸２が２回転する間に、４つの気筒のうち２つの気筒が休止状態となる。
【００４０】
この変形例に係る動弁装置では、カムスプロケット７がクランク軸２の１／２の回転であるため、カムスプロケット７の径が大型化することを防止でき、気筒休止運転時におけるカム軸５の駆動ロスを低減できる。また、本実施の形態に係る動弁装置１の変形例では、気筒休止運転時にモータ８を逆回転させるだけでよいため、モータ８の制御を簡素化することができる。
【００４１】
［第２の実施の形態］
図１０および図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置１Ａを示している。なお、本実施の形態に係る動弁装置１Ａにおける主な構成は、上記第１の実施の形態に係る動弁装置１と同様である。
【００４２】
図１０および図１１に示すように、この動弁装置１Ａは、上記第１の実施の形態に係る動弁装置１とほぼ同様の遊星歯車機構６Ａを備え、サンギヤ６１にはモータ１０が連結されている。但し、この遊星歯車機構６Ａにおいて、リングギヤ６３は、図示しない駆動手段によりカム軸５の軸方向に沿って内歯６３Ｄとピニオンギヤ６２Ａが噛合する範囲内で往復移動可能に設けられている。また、このリングギヤ６３のフレーム６３Ａの開口部６３Ｂの周縁近傍には、キャリア６２に対向するようにクラッチ板６３Ｅが周回するように設けられている。一方、キャリア６２は、キャリアフレーム部６２Ｂと一体に設けられ、上記クラッチ板６３Ｅと対向する位置にクラッチ板６２Ｃを備えている。この遊星歯車機構６において、サンギヤ６１およびキャリア６２は、軸方向には移動不能に設けられている。本実施の形態では、カムスプロケット７は、クランク軸２の１／２の回転を行うように設定されている。
【００４３】
本実施の形態で用いる遊星歯車機構６Ａにおける各歯車の回転数の相互関係を示す共線図は、上記した第１の実施の形態に係る動弁装置１の変形例における遊星歯車機構６と同様である。
図１０および図１１に示すように、この動弁装置１Ａでは、全気筒運転時にクラッチ板６３Ｅ，６２Ｃを繋ぎ、気筒休止運転時にクラッチ板６３Ｅ，６２Ｃ同士を離間させるようになっている。そして、この遊星歯車機構６Ａでは、クラッチ板６３Ｅ，６２Ｃ同士を離間させた場合に、第１の実施形態の変形例と同様に、モータ１０をカムスプロケット７及びカム軸と逆方向に回転数Ｎ６で回転させるようになっている。本実施の形態においても、カムスプロケット７が連結したリングギヤ６３がクランク軸２の１／２の回転を行っているため、カム軸５の回転がリングギヤ６３の半分の回転になる。
【００４４】
（全気筒運転動作）
具体的には、図１０に示すように、遊星歯車機構６Ａにおいて、クラッチ板６３Ｅ，６２Ｃを繋ぐと、カムスプロケット７を備えたリングギヤ６３と、キャリア６２と、が一体化し、キャリア６２に連結されているカム軸５がクランク軸２の回転数の１／２の回転数となる。したがって、この状態では、クランク軸２の２回転の間に全部（第１気筒１０５Ａ，第２気筒１０５Ｂ，第３気筒１０５Ｃ，第４気筒１０５Ｄ）の気筒の吸気バルブ１１１および排気バルブ１１２が１回駆動される全気筒運転を行う。
【００４５】
（気筒休止運転動作）
図１１に示すように、この遊星歯車機構６Ａでは、クラッチ板６３Ｅ，６２Ｃ同士を離間させると同時にモータ１０をカムスプロケット７及びカム軸と逆方向に回転数Ｎ６で回転させる。リングギヤ６３は、クランク軸２の１／２の回転を行っている。このリングギヤ６３の内歯６３Ｄに噛合するピニオンギヤ６２Ａは、逆回転するサンギヤ６１にも噛合している。リングギヤ６３により回転駆動されるピニオンギヤ６２Ａは、サンギヤ６１の周囲を自転しながら公転する。このとき、ピニオンギヤ６２Ａを有するキャリア６２は、リングギヤ６３の回転の１／２の回転となる。したがって、キャリア６２に連結されたカム軸５は、クランク軸２の１／４の回転を行う。よって、本実施の形態の動弁装置１Ａでは、気筒休止運転時には、クランク軸２が２回転する間に、一部（４つの気筒のうち２つの気筒）が休止した運転となる。
【００４６】
本実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置１Ａでは、クラッチ板６３Ｅ，６２Ｃとモータ１０とにより気筒休止運転が実現できるため、動弁装置１Ａの構造を簡素化することができる。
本実施の形態に係る４サイクル内燃機関の動弁装置１Ａでは、リングギヤ６３とキャリア６２に、クラッチ板６３Ｅ，６２Ｃを設け、サンギヤ６１にモータ１０を連結したが、遊星歯車機構６Ａにおける３つの回転要素のうちのいずれか２つがクラッチにより連結可能であり、回転数調整機構としてのモータ１０は、残りの回転要素の回転を調整する構成であればよい。
【００４７】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００４８】
例えば、上記第１の実施の形態では、変速機として、サンギヤ６１とリングギヤ６３とキャリア６２とからなる３つの回転要素を有する遊星歯車機構６としたが、これら３つの回転要素のうち２つを、カム軸５と、カムスプロケット７とに連結し、残りの回転要素を回転数調整機構としてのモータ８に連結し、このモータ８により残りの回転要素の回転数を調整することによりカム軸５の回転数を変更する構成としてもよい。また、遊星歯車機構６をピニオンギヤ６２Ａを２個有するダブルピニオン式に変更する構成としてもよい。
また、上記各実施の形態では、気筒休止運転時に、遊星歯車機構６，６Ａによりカム軸５の回転数をクランク軸２の回転数の１／４に設定するようにしたが、１／４に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４９】
１  動弁装置
２  クランク軸
３  クランクスプロケット
４  駆動カム
５  カム軸
６，６Ａ  遊星歯車機構（変速機）
７  カムスプロケット
８  モータ（回転数調整機構）
８Ａ  回転軸
９  タイミングチェーン
１０  ブレーキ
６１  サンギヤ
６２  キャリア
６２Ｃ  クラッチ板
６３  リングギヤ
６３Ａ  フレーム
６３Ｂ  開口部
６３Ｃ  リング部
６３Ｄ  内歯
６３Ｅ  クラッチ板
１００  エンジン（４サイクル内燃機関）
１０１  シリンダブロック
１０２  シリンダヘッド
１０５Ａ  第１気筒
１０５Ｂ  第２気筒
１０５Ｃ  第３気筒
１０５Ｄ  第４気筒
１０９  吸気ポート
１１０  排気ポート
１１１  吸気バルブ
１１２  排気バルブ
１１５  タペット
【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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