JP2003201814A - ４サイクルエンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジン特性と燃費効率、耐久性、高回転追従
性等の向上を図る。 【解決手段】支点回動軸２９を軸に回動する支点部材２
８と、この支点部材２８を回動させる第１のアクチュエ
ーター（３２）を設け、ロッカーアーム２６の力点と作
用点との間に支点部材２８の先端を配置してロッカーア
ーム２６の支点とし、支点部材２８を回動させることに
より吸気バルブ１１のバルブリフト量を可変させるとと
もに、１気筒あたり異なるカムプロフィールを持つ２つ
の吸気カム１７，１８を設け、それに対応して２つの押
圧ローラー５８，５９を設け、その一方を第２のアクチ
ュエーター（６３）により２つの吸気カム１７，１８の
一方とロッカーアーム２６の力点との間に選択的に挿入
することにより、選択した吸気カムのみのカムプロフィ
ールに沿ってロッカーアーム２６を駆動し、吸気バルブ
１１をリフトさせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気バルブのバル
ブリフト量を可変可能に構成した車両用レシプロ４サイ
クルエンジンの動弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】既存の車両用レシプロ４サイクルエンジ
ンでは、吸気カム軸に設けた吸気カムにより吸気バルブ
を所定のタイミングで開閉制御しており、吸気カムの山
の高さにより吸気バルブのリフト量（開弁量）が決定さ
れている。したがって、バルブリフト量はエンジンの運
転状況に関わらず常に一定である。エンジンの出力調整
は吸気バルブ上流側の吸気通路内に設置したスロットル
バルブの開弁量を変化させることにより行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに吸気バルブ上流側の吸気通路内に設置したスロット
ルバルブの開弁量を変化させてエンジンの出力調整がな
されるため、スロットルバルブ自体が吸気通路内の抵抗
物となって新気の充填効率が低下し、出力、トルク等の
エンジン特性に悪影響を及ぼしていた。

【０００４】しかも、アイドリング時や低負荷走行時、
スロットルＯＦＦ時（エンジンブレーキ使用時）等、新
気を多量に必要としない運転状況であっても吸気バルブ
が完全に開弁されてシリンダー内に新気が吸入されるた
め、ポンピングロスによる出力低下、燃費効率低下も無
視できなかった。

【０００５】さらに、アイドリング時や低負荷走行時等
においては、バルブをさほど大きく開弁させる必要がな
いにも拘わらず、強力なバルブスプリングの付勢力に抗
して各バルブを完全に押し開いているため、エンジンの
回転抵抗が大きく、これも燃費効率低下に繋がり、しか
もエンジンノイズの発生や部品摩耗によるエンジン耐久
性の低下も招いていた。

【０００６】本発明は、この問題を解決するためになさ
れたものであり、出力、トルク等のエンジン特性と、燃
費効率、エンジン耐久性（信頼性）、高回転追従性等の
向上を図ると共に、エンジンノイズ低減、構造簡素化、
軽量化、コンパクト化を実現し、かつ製造性等にも優れ
た４サイクルエンジンの動弁装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る４サイクルエンジンの動弁装置は、請
求項１に記載したように、ロッカーアームの力点を吸気
カムで押圧し、ロッカーアームの作用点で吸気バルブを
リフトさせるように構成された４サイクルエンジンの動
弁装置において、吸気カム軸に平行な支点回動軸を軸に
回動する支点部材と、この支点部材を回動させる第１の
アクチュエーターとを設け、上記ロッカーアームの力点
と作用点との間に上記支点部材の先端を配置してここを
ロッカーアームの支点とし、支点部材を回動させること
により力点と作用点との間で支点位置を動かして吸気バ
ルブのバルブリフト量を可変させるとともに、１気筒あ
たり異なるカムプロフィールを持つ２つの吸気カムを吸
気カム軸に並べて配置し、これら２つの吸気カムに対応
して２つの押圧ローラーを設け、上記２つの押圧ローラ
ーの一方を、第２のアクチュエーターにより２つの吸気
カムの一方とロッカーアームの力点との間に選択的に挿
入することにより、選択した吸気カムのみのカムプロフ
ィールに沿ってロッカーアームを駆動し、吸気バルブを
リフトさせるようにしたことを特徴とする。

【０００８】上記構成によれば、第１のアクチュエータ
ーの操作によりバルブリフト量を略ゼロまたはアイドル
リフト量から最大リフト量まで自由に可変できるため、
従来のスロットル制御に取って代わってバルブリフト量
の制御そのものをスロットル制御とし、これにより従来
吸気バルブ上流側の吸気通路内に設置されていたスロッ
トルバルブを省略して吸気通路内の抵抗物を無くし、新
気の充填効率を向上させるとともに、不必要な吸気行
程、圧縮行程を削除してポンピングロスを小さくし、出
力、トルク等のエンジン特性と燃費効率を大幅に向上さ
せることができる。しかも、第２のアクチュエーターの
操作によりカムプロフィールの異なる２つの吸気カムを
低中速用吸気カムと高速用吸気カムとして使い分けるこ
とができるので、低中速域における吸、排気バルブの開
弁オーバーラップ量を小さく、あるいは無くして一層燃
費効率を向上させることができる。

【０００９】また、本発明に係る４サイクルエンジンの
動弁装置は、請求項２に記載したように、１本のローラ
ー操作軸に偏心方向の異なる２つの偏心カムを回転一体
に設け、これらの偏心カムに前記２つの押圧ローラーを
それぞれ係着し、上記ローラー操作軸を前記第２のアク
チュエーターで回転駆動させることにより２つの押圧ロ
ーラーを対応する２つの吸気カムに対し異なるタイミン
グで進退させ、押圧ローラーが進出した方の吸気カムの
押圧力が該押圧ローラーを介して前記ロッカーアームを
駆動するようにした。これにより、構造が簡素化されて
製造性の向上と軽量化が達成される。

【００１０】さらに、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項３に記載したように、前記吸気カ
ム軸と、吸気カム軸を回転駆動するドリブンスプロケッ
トとの間の回転位相角を変化させるバルブタイミング可
変機構を設けた。こうすれば、請求項１の効果に加えて
より低中速域における燃費効率を向上させることができ
る。

【００１１】そして、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項４に記載したように、前記ロッカ
ーアームの力点と作用点との間に前記支点部材の先端の
回動軌跡に沿う円弧状の支点区間を形成し、この支点区
間に支点部材の先端を当接させてこの当接部を支点位置
とし、支点区間内で支点部材を回動させることにより支
点位置を変化させて吸気バルブのバルブリフト量を可変
させるように構成した。この構成は構造が簡素なため、
信頼性（耐久性）および製造性の向上に貢献することが
できる。

【００１２】また、本発明に係る４サイクルエンジンの
動弁装置は、請求項５に記載したように、前記ロッカー
アームの中間部に前記吸気カム軸に平行なピボット軸を
設け、このピボット軸を前記押圧ローラーと前記吸気バ
ルブの先端とを略結ぶ方向に沿ってスライド自在に保持
し、かつロッカーアームをピボット軸回りに回動自在と
するとともに、前記支点部材の回動がロッカーアームの
スライド運動に変換されるように支点部材の先端を上記
ピボット軸にスライダ連結する一方、ロッカーアームの
反支点部材側に平面状のスリッパー面を形成し、このス
リッパー面を押圧ローラーと吸気バルブの先端とに当接
させ、スリッパー面に押圧ローラーが当接する位置を力
点とし、スリッパー面に吸気バルブの先端が当接する位
置を作用点とした。これによりロッカーアームの製造性
が向上する上に、ロッカーアームを軽量化できるのでロ
ッカーアームの慣性重量を小さくしてエンジンの高回転
追従性を高めることができる。

【００１３】さらに、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項６に記載したように、前記吸気バ
ルブの閉弁時における前記スリッパー面と吸気バルブの
軸方向との相対角度を直角未満に設定した。こうすれ
ば、吸気バルブの最大バルブリフト時付近におけるバル
ブ軸への曲げ応力を小さくし、バルブ軸、バルブガイド
の摩耗を防止して信頼性を向上させることができる。

【００１４】そして、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項７に記載したように、前記ピボッ
ト軸をスライド自在に保持する部分に通じるオイル供給
通路を設けたので、ロッカーアームの支点部とスライド
保持部を同時に潤滑可能にして構造を簡素化できる。

【００１５】また、本発明に係る４サイクルエンジンの
動弁装置は、請求項８に記載したように、前記ロッカー
アームの中間部に前記吸気カム軸に平行なピボット軸を
設け、このピボット軸の両端を前記支点部材の先端で保
持し、ロッカーアームをピボット軸回りに回動自在とす
るとともに、ロッカーアームの反支点部材側に、支点部
材の支点回動軸を中心とする円弧面状のスリッパー面を
形成し、このスリッパー面を前記押圧ローラーと前記吸
気バルブの先端とに当接させ、スリッパー面に押圧ロー
ラーが当接する位置を力点とし、スリッパー面に吸気バ
ルブの先端が当接する位置を作用点とした。

【００１６】上記構成により、ロッカーアームの遊びを
小さくしてロッカーアームの重量軽減と製造性の向上を
図るとともに、吸気カムの位置をバルブ軸頂部に近づけ
て吸気ポートのレイアウト性を向上させ、ロッカーアー
ムの加工を容易にすることができる。

【００１７】さらに、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項９に記載したように、前記支点部
材のアクチュエーターおよびその駆動部を、前記吸気カ
ム軸を回転駆動するタイミングチェーンとこれに隣接す
る気筒との間に配置し、その反対側のエンジン端部付近
に支点部材と吸気カム軸の回転検出手段を配置したの
で、エンジン寸法をコンパクト化することができる。

【００１８】そして、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項１０に記載したように、前記押圧
ローラーを前記吸気カムに軽く押し付ける付勢手段を設
けたので、高回転追従性と静粛性の向上に貢献すること
ができる。

【００１９】また、本発明に係る４サイクルエンジンの
動弁装置は、請求項１１に記載したように、前記ロッカ
ーアームのスリッパー面の円弧半径を、作用点側から力
点側に向かって僅かに大きくなるように徐変させたた
め、バルブリフト量小時においてロッカーアームのガタ
つきを極力抑え、エンジンノイズの低減を図るととも
に、バルブリフト量を正確に保つことができる。

【００２０】さらに、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項１２に記載したように、前記吸気
バルブと、吸気バルブにより開閉される吸気ポートを１
気筒当り２つずつ設け、各吸気バルブを個別のロッカー
アームでリフトさせ、これら２つのロッカーアームの力
点を吸気カム軸の軸方向に沿って配置し、前記２つの吸
気カムの一方とこれに対応する押圧ローラーは片方のロ
ッカーアームの力点のみを押圧可能にし、他方の吸気カ
ムとこれに対応する押圧ローラーは両方のロッカーアー
ムの力点を同時に押圧可能とし、片方のロッカーアーム
のみを押圧可能な吸気カムを低中速用吸気カム、両方の
ロッカーアームを押圧可能な吸気カムを高速用吸気カム
とした。

【００２１】これにより、低中速域において一方の吸気
ポートを閉止して吸気ポート通路面積を小さくできるた
め、出力特性や燃費効率を向上させることができる。ま
た、その際にシリンダー軸に対しオフセット配置された
吸気ポートから送気される混合気がスワール流を形成す
るのでリーン燃焼が可能になり、この点でも燃費効率を
向上させることができる。

【００２２】そして、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項１３に記載したように、前記低中
速用吸気カムの開弁角を前記高速用吸気カムの開弁角よ
りも小さく設定したため、低中速域における出力特性や
燃費効率を一層向上させることができる。

【００２３】また、本発明に係る４サイクルエンジンの
動弁装置は、請求項１４に記載したように、前記２つの
吸気ポートのうち、低中速域でも高速域でも開通する吸
気ポートの通路面積を、高速域でのみ開通する吸気ポー
トの通路面積よりも小さく設定したので、低中速域にお
ける出力特性や燃費効率をなお一層向上させることがで
きる。

【００２４】さらに、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項１５に記載したように、前記２つ
の吸気ポートのうち、一方の吸気ポートをシリンダー軸
に対し略平行に形成し、他方の吸気ポートをシリンダー
軸に対し略直角に形成した。これにより、シリンダー軸
に対し略平行な吸気ポートから送気される混合気がタン
ブル流を形成し、シリンダー軸に対し略直角な吸気ポー
トから送気される混合気がスワール流を形成するので、
シリンダー内における混合気の撹拌作用が高められ、こ
れによりリーン燃焼が可能となって燃費効率が向上す
る。

【００２５】そして、本発明に係る４サイクルエンジン
の動弁装置は、請求項１６に記載したように、低中速域
で開通する方の吸気ポートをシリンダー軸に対し略平行
に形成したため、低速域での混合気の流入抵抗を小さく
し、低中速域における出力特性や燃費効率をより一層向
上させることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明に係る動弁装置が適用
された車両用４サイクルエンジンの第一実施形態を示す
シリンダーヘッド１の縦断面図であり、図２と図３はそ
れぞれ図１のＩＩ−ＩＩ線とＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う縦
断面図、図４は図１のＩＶ矢視図である。

【００２７】このエンジンは例えば直列２気筒であり、
シリンダーヘッド１１の燃焼室２に吸気ポート３と排気
ポート４が対向方向から連通し、吸気ポート３の上方に
吸気カム軸５、排気ポート４の上方に排気カム軸６がそ
れぞれ設けられたＤＯＨＣエンジンである。吸気カム軸
５はシリンダーヘッド１に形成された４つのカム軸受７
ａ〜７ｄおよびボールベアリング８に軸支され、排気カ
ム軸６も同様に軸支されている。燃焼室２の中央には点
火プラグ９が配置され、シリンダーヘッド１の上部には
ヘッドカバー１０が液密的に被装されている。

【００２８】吸気ポート３と排気ポート４には、それぞ
れ吸気バルブ１１と排気バルブ１２が筒状のバルブガイ
ド１３，１４により摺動自在に設けられ、これらのバル
ブ１１，１２はバルブスプリング１５，１６により常時
閉弁方向に付勢されている。このバルブ回りの構造は公
知の４サイクルエンジンと同様である。

【００２９】吸気ポート３は入口が１つであるが、途中
で二股状に分岐して燃焼室２に繋がっており、その末端
部に吸気バルブ１１が設けられている。したがって、１
つの燃焼室２あたり２個の吸気バルブ１１が吸気カム軸
５の軸方向沿いに並んで配置されている。排気ポート４
と排気バルブ１２も同様な構成である。

【００３０】吸気カム軸５には、１気筒あたり異なるカ
ムプロフィールを持つ２つの吸気カム、即ち低中速用吸
気カム１７と高速用吸気カム１８が並べて配置され、こ
れらのカム１７，１８の動きが後述する略二股状のロッ
カーアーム２６と押圧ローラーとを介して各吸気バルブ
１１に伝えられ、吸気バルブ１１が所定のタイミングで
開閉される。また、同じく排気カム軸６に設けられた排
気カム１９の動きもロッカーアーム２０を介して排気バ
ルブ１２に伝えられ、排気バルブ１２が所定のタイミン
グで開閉される。

【００３１】吸気カム軸５と排気カム軸６の一端にはそ
れぞれドリブンスプロケット２１が設けられ（排気カム
軸６側は非図示）、ドリブンスプロケット２１と図示し
ないクランク軸のドライブスプロケットとの周囲にタイ
ミングチェーン２２が巻装され、クランク軸の２分の１
の回転速度で吸気カム軸５と排気カム軸６が回転駆動さ
れる。

【００３２】吸気カム軸５側のドリブンスプロケット２
１にはバルブタイミング可変機構２３が設けられてい
る。この機構は油圧等により作動する公知の形式で、吸
気カム軸５とドリブンスプロケット２１との間の回転位
相角を変化させるものである。

【００３３】排気側のロッカーアーム２０は一般的なシ
ーソー型であり、その中間のピボット部２０ａがロッカ
ー軸２４により揺動自在に軸支され、力点であるスリッ
パ面２０ｂに排気カム１９の山が押し付けられると、作
用点であるタペット部（アジャスト部）２０ｃが排気バ
ルブ１２のステム（軸）上端を押し下げ、バルブスプリ
ング１６の付勢力に抗して排気バルブ１２を開弁させ
る。

【００３４】一方、吸気側のロッカーアーム２６は、排
気側のロッカーアーム２０とは別形状とされ、ロッカー
軸は備えておらず、その一端に力点として設けられたス
リッパ面２６ａが後に詳述する押圧ローラー５８，５９
を介して低中速用吸気カム１７または高速用吸気カム１
８の上にあてがわれ、他端に作用点として設けられた２
つのタペット部（アジャスト部）２６ｂが２つの吸気バ
ルブ１１，１１の頂部（ステム上端）にシム２７を介し
て当接する。スリッパ面２６ａの幅Ｗ１（図４参照）
は、低中速用吸気カム１７と高速用吸気カム１８との外
幅Ｗ２（図３参照）と同じか、やや広幅に設定されてい
る。

【００３５】また、ロッカーアーム２６の中間部上面に
は円弧面状の支点区間２６ｃが設けられ、その上方にレ
バー状の支点部材２８が設けられている。この支点部材
２８は例えば中空軸状の支点回動軸２９に一体形成さ
れ、支点回動軸２９はその回動軸線が吸気カム軸５に平
行になるように、吸気カム軸５と共に４つのカム軸受７
ａ〜７ｄに回転自在に軸支されている。

【００３６】支点回動軸２９の一端にはウォームホイー
ル３１が固定される一方、ヘッドカバー１０には第１の
アクチュエーターとしてサーボモーター３２が設けら
れ、このサーボモーター３２の主軸に形成されたウォー
ムギヤ３３がウォームホイール３１に噛み合い、サーボ
モーター３２の作動により支点回動軸２９と支点部材２
８が回動する。

【００３７】シリンダーヘッド１（カム軸受７ａ）には
支点回動軸２９の回動量を直接的に検出する回動量検出
センサー３４が設けられ、その下方には吸気カム軸５の
回転速度検出センサー３５が設けられている。回転速度
検出センサー３５は吸気カム軸５の端部に設けられた検
出突起３６の動きを感知して吸気カム軸５の回転速度を
検出する。

【００３８】支点部材２８の先端付近はロッカーアーム
２６の支点区間２６ｃを遊び無く挟む一対のフランジ状
に形成され、その間にローラー軸３８が架設されてＥリ
ング３９等で抜け止めがなされ、ローラー軸３８の周囲
に筒状のローラー部材４０４０が回転自在に軸支され、
このローラー部材４０がロッカーアーム２６の支点区間
２６ｃに当接する。

【００３９】支点区間２６ｃの円弧面形状は支点部材２
８の先端（ローラー部材４０）の回動軌跡に沿わされ、
支点部材２８は支点区間２６ｃの円弧範囲内の角度で回
動し、ローラー部材４０が支点区間２６ｃの円弧面に当
接した位置がロッカーアーム２６の支点位置となる。

【００４０】なお、吸気カム軸５と排気カム軸６の軸心
部にはそれぞれオイル通路４２，４３が形成され、支点
回動軸２９の軸心部にはオイル通路４４が形成され、４
つのカム軸受７ａ〜７ｂの内部にはオイル通路７ｅ〜７
ｈが形成されている。そして、図示しないオイルポンプ
から吐出されるオイルが各オイル通路４２，４３，４
４，７ｅ〜７ｈに供給され、各軸５，６，２９の軸受が
潤滑される。支点回動軸２９のオイル通路４４に供給さ
れたオイルの一部はオイル孔４５，４５より支点部材２
８先端のローラー部材４０に供給され、ローラー部材４
０とロッカーアーム２６の支点区間２６ｃとの間が潤滑
される。

【００４１】一方、図１および図３に示すように、シリ
ンダーヘッド１内の一側には吸気カム軸５と支点回動軸
２９に平行するローラー操作軸４７が４つのカム軸受７
ａ〜７ｄに軸支されている。このローラー操作軸４７は
５つの部品からなる分割軸であり、端から順にクランク
アーム４８、第１偏心カム軸４９、連結軸５０、第２偏
心カム軸５１、支持軸５２がスプライン嵌合等により回
転一体に連結され、クランクアーム４８と連結軸５０と
支持軸５２の部分がカム軸受７ａ〜７ｄに回転自在に軸
支されている。

【００４２】第１偏心カム軸４９と第２偏心カム軸５１
には、それぞれ偏心方向の異なる２つの偏心カム５４，
５５が軸方向に並んで一体形成されている。そして、各
偏心カム５４，５５にそれぞれローラーアーム５６，５
７が回転自在に軸支され、各ローラーアーム５６，５７
の先端に先述の押圧ローラー５８，５９が回転自在に軸
支されている。このように押圧ローラー５８，５９はロ
ーラーアーム５６，５７を介して偏心カム５４，５５に
係着している。

【００４３】各気筒毎にペアになるローラーアーム５
６，５７は互いの背面が密着され、一方のローラーアー
ム５６の背面にレバー長手方向に沿って刻設されたスラ
イド溝６１に、他方のローラーアーム５７の背面に突設
されたスライドピン６２がスライド自在に嵌合すること
により、ローラーアーム５６，５７間の相対回動が阻止
されている。

【００４４】また、１気筒あたり２つ設けられた押圧ロ
ーラー５８，５９の位置は、それぞれ吸気カム軸５の低
中速用吸気カム１７と高速用吸気カム１８の位置に対応
している。そして、図１に示すように第２のアクチュエ
ーターとして油圧シリンダー６３が設けられており、そ
の伸縮ロッド６４がリンク６５を介してローラー操作軸
４７のクランクアーム４８先端に連結されている。

【００４５】油圧シリンダー６３の伸縮ロッド６４が縮
まると、図１および図３のようにローラー操作軸４７の
クランクアーム４８が吸気カム軸５側に回動した高速位
置４８ａに引かれ、これにより偏心カム５５が高速用吸
気カム１８側に突出するように回動し、押圧ローラー５
９が高速用吸気カム１８とロッカーアーム２６のスリッ
パー面２６ａとの間に挿入される。反対に偏心カム５４
が低中速用吸気カム１７から離反し、押圧ローラー５８
が低中速用吸気カム１７とスリッパー面２６ａの間から
離れるため、高速用吸気カム１８の押圧力が押圧ローラ
ー５９を介してロッカーアーム２６のスリッパー面２６
ａを押圧し、高速用吸気カム１８のみのカムプロフィー
ルに沿ってロッカーアーム２６が駆動され、吸気バルブ
１１がリフトされる。

【００４６】また、油圧シリンダー６３の伸縮ロッド６
４が伸びると、ローラー操作軸４７のクランクアーム４
８が反吸気カム軸５側に回動した低中速位置４８ｂに押
圧され、これにより偏心カム５４が低中速用吸気カム１
７側に回動し、押圧ローラー５８が低中速用吸気カム１
７とロッカーアーム２６のスリッパー面２６ａとの間に
挿入される。一方、偏心カム５５は高速用吸気カム１８
から離反し、押圧ローラー５９が高速用吸気カム１８と
スリッパー面２６ａの間から離れるため、低中速用吸気
カム１７の押圧力が押圧ローラー５８を介してロッカー
アーム２６のスリッパー面２６ａを押圧し、低中速用吸
気カム１７のみのカムプロフィールに沿ってロッカーア
ーム２６が駆動され、吸気バルブ１１がリフトされる。

【００４７】このように、油圧シリンダー６３の力でロ
ーラー操作軸４７を回転駆動させることにより、２つの
押圧ローラー５８，５９が低中速用吸気カム１７と高速
用吸気カム１８に対し異なるタイミングで進退し、一方
の押圧ローラー５８または５９が低中速用吸気カム１７
または高速用吸気カム１８の一方とロッカーアーム２６
のスリッパー面２６ａとの間に選択的に挿入されること
により、選択された吸気カム１７または１８のみのカム
プロフィールに沿ってロッカーアーム２６が駆動され、
吸気バルブ１１がリフトされる。

【００４８】一方、サーボモーター３２の動力により支
点部材２８が回動すると、ロッカーアーム２６の力点
（スリッパ面２６ａ）と作用点（タペット部２６ｂ）と
の間で支点位置が変化し、ロッカーアーム２６のレバー
比が変更されて吸気バルブ１１のバルブリフト量が変化
する。

【００４９】例えば、支点部材２８が図１中に実線で示
す２８ａ位置にある時にはロッカーアーム２６のレバー
比が最小になって吸気バルブ１１のバルブリフト量が最
大になり、燃焼室２に吸入される燃料混合気量が増大し
てエンジン出力が大きくなる。また、支点部材２８が図
１中に二点鎖線で示す２８ｂ位置にある時にはロッカー
アーム２６のレバー比が最大になって吸気バルブ１１の
バルブリフト量が最小（ゼロまたは微小量）になり、燃
焼室２に吸入される燃料混合気量が減少してエンジン出
力が小さくなる。そして、支点部材２８が２８ａ位置と
２８ｂ位置の間を移動することにより、吸気バルブ１１
のバルブリフト量が無段階に変化し、エンジンの出力が
スムーズに変化する。

【００５０】このエンジンには図示しない制御装置（Ｃ
ＰＵ）が設けられ、この制御装置が、車両の運転者が操
作するスロットル装置のスロットル開度入力と、回動量
検出センサー３４から入力される支点部材２８の回動量
と、回転速度検出センサー３５から入力される吸気カム
軸５の回転速度等の情報入力に基づいてサーボモーター
３２を作動させ、これにより運転者の意図に応じたエン
ジン出力設定がなされる。

【００５１】また、制御装置は、低中速運転時には低中
速用吸気カム１７が選択され、高速運転時には高速用吸
気カム１８が選択されるように油圧シリンダー６３を制
御する。低中速用吸気カム１７が選択されると吸気バル
ブ１１が低中速回転域に適したバルブタイミングで開閉
され、高速用吸気カム１８が選択されると吸気バルブ１
１が高速回転域に適したバルブタイミングで開閉され
る。

【００５２】さらに、制御装置は、低中速運転時にはバ
ルブタイミング可変機構２３を低中速モードにし、高速
運転時にはバルブタイミング可変機構２３を高速モード
にする制御を実行する。例えばバルブタイミング可変機
構２３が低中速モードから高速モードに切り替わると、
ドリブンスプロケット２１に対する吸気カム軸５の回転
位相角が進角され、より高速運転向きの吸気タイミング
が設定される。

【００５３】この動弁装置の構成によれば、吸気バルブ
１１のバルブリフト量を略ゼロまたはアイドルリフト量
から最大リフト量までスムーズに可変させることができ
るため、従来のスロットル制御に取って代わってバルブ
リフト量の制御そのものをスロットル制御とし、これに
より従来吸気バルブ１１の上流側の吸気通路内に設置さ
れていたスロットルバルブを省略して吸気通路内の抵抗
物を無くし、その結果、新気の充填効率を向上させて出
力、トルク等のエンジン特性を飛躍的に向上させること
ができる。

【００５４】しかも、アイドリング時や低負荷走行時、
スロットルＯＦＦ時（エンジンブレーキ使用時）等、新
気を多量に必要としないような運転状況においては、吸
気バルブ１１の開弁量が減少されて新気の吸入量が少な
くなるため、ポンピングロスを低減させて燃費効率をも
向上させることができる。

【００５５】さらに、このようにアイドリング時や低負
荷走行時等に吸気バルブ１１の開弁量が小さくなるた
め、強力なバルブスプリング１５を押し縮める量が小さ
くなり、その分エンジンの回転抵抗が減少し、この点で
も燃費効率の向上に貢献するとともに、動弁装置を構成
する各部品の摩耗が遅延されてエンジン耐久性が向上
し、併せてエンジンノイズのレベルが低減される。

【００５６】しかも、油圧シリンダー６３の操作により
カムプロフィールの異なる低中速用吸気カム１７と高速
用吸気カム１８を使い分けることができることと、バル
ブタイミング可変機構２３の操作により吸気カム軸５と
ドリブンスプロケット２１との間の回転位相角を変化さ
せることができることから、低中速域における吸、排気
バルブ１２の開弁オーバーラップ量を小さく、あるいは
ゼロに設定するとともに、エンジン回転数に応じた最適
リフト量を実現でき、一層燃費効率を向上させることが
できる。

【００５７】一方、基本構造面においては、ロッカーア
ーム２６の支点位置を変化させる構造としてロッカーア
ーム２６の中間部上面に円弧面状の支点区間２６ｃを設
け、この支点区間２６ｃに支点部材２８の先端（ローラ
ー部材４０）を当接させるものとしたので、ロッカーア
ーム２６回りの構造が簡素で信頼性（耐久性）および製
造性が高く、軽量化にも大きく貢献することができる上
に整備性も高い。

【００５８】また、低中速用吸気カム１７と高速用吸気
カム１８を使い分けるために設けられた押圧ローラー５
８，５９は、１本のローラー操作軸４７に設けられた偏
心方向の異なる２つの偏心カム５４，５５にローラーア
ーム５６，５７を介して係着され、ローラー操作軸４７
を油圧シリンダー６３の力で回転駆動させることにより
２つの押圧ローラー５８，５９を低中速用吸気カム１７
と高速用吸気カム１８に対し異なるタイミングで進退さ
せ、押圧ローラー５８，５９が進出した方の吸気カム１
７または１８の押圧力でロッカーアーム２６を駆動する
ようになっているため、これも非常に簡素な構造であ
り、製造性の向上と軽量化を達成することができる。

【００５９】さらに、このエンジンでは、支点部材２８
（支点回動軸２９）を駆動するサーボモーター３２と、
その駆動部であるウォームホイール３１およびウォーム
ギヤ３３を、タイミングチェーン２２とこれに隣接する
気筒との間に配置する一方、その反対側のエンジン端部
付近に支点部材２８（支点回動軸２９）と吸気カム軸５
の回転検出手段である回動量検出センサー３４および回
転速度検出センサー３５を配置した。これにより、シリ
ンダーヘッド１内部のデッドスペースを有効に活用して
エンジン寸法をコンパクト化することができる。

【００６０】図５は本発明の第二実施形態を示すシリン
ダーヘッドの縦断面図であり、図６は図５のＶＩ−ＶＩ
線に沿う縦断面図である。ここにおいて、ローラーアー
ム６８，６９付近以外の構成および作用については、第
一実施形態（図１、図３）のものと全く同一であるた
め、一部を除いて符号の添付と説明を省略する。

【００６１】ここでは、各ローラーアーム６８，６９の
背面に第一実施形態でのスライド溝８０，８１とスライ
ドピン６２が設けられておらず、その代わりに各ローラ
ーアーム６８，６９の軸支部にそれぞれアームスプリン
グ７０，７１が設けられている。このアームスプリング
７０，７１はコイルスプリング状に形成されていて、そ
のコイル部分がローラー操作軸４７の周囲に巻き回さ
れ、スプリング両端のフック７０ａ，７０ｂ，７１ａ，
７１ｂがそれぞれ軸支部７ａ〜７ｄと各ローラーアーム
６８，６９に突設された掛止ピン７２，７３に係合され
ている。

【００６２】このアームスプリング７０，７１の付勢力
により、各押圧ローラー５８，５９とローラーアーム６
８，６９が低中速用吸気カム１７と高速用吸気カム１８
側に軽く押し付けられ、これにより、ローラーアーム６
８，６９と押圧ローラー５８，５９の慣性重量がアーム
スプリング７０，７１に担われ、その分バルブスプリン
グ１５，１５に負担が掛からなくなるので、吸気バルブ
１１，１１の高回転追従性を良くするとともに、各押圧
ローラー５８，５９とローラーアーム６８，６９のジャ
ンプを防止してエンジンの静粛性を向上させることがで
きる。このように、アームスプリング７０，７１は各押
圧ローラー５８，５９の付勢手段として機能する。

【００６３】図７は本発明の第三実施形態を示すシリン
ダーヘッドの縦断面図であり、図８は図７のＶＩＩＩ−
ＶＩＩＩ線に沿う縦断面図、図９は図７のＩＸ矢視図で
ある。ここでも、第一実施形態や第二実施形態（図１〜
図６）と同じ構成の部分は一部を除いて符号の添付と説
明を省略する。

【００６４】この第三実施形態でも第一実施形態の場合
と同様にシリンダーヘッド１に設けられた４つの軸支部
７ａ〜７ｄに吸気カム軸５と支点回動軸７５が軸支され
ている。一方、吸気側のロッカーアーム７６の中間部に
は吸気カム軸５と支点回動軸７５に平行なピボット軸７
７が密に挿入され、その両端がスライド軸受７８，７９
に軸支され、各スライド軸受７８，７９がカム軸受７
ａ，７ｂと、カム軸受７ｃ，７ｄの対向する面に形成さ
れたスライド溝８０，８１に嵌合されている。スライド
溝８０，８１は押圧ローラー５８，５９と吸気バルブ１
１の先端とを略結ぶ方向に沿って延びているため、ロッ
カーアーム７６とピボット軸７７も同じ方向に摺動自在
であり、かつロッカーアーム７６はピボット軸７７まわ
りに回動自在である。

【００６５】支点部材８２，８３は第一実施形態の支点
部材２８と同様に支点回動軸７５に一体形成されている
が、ロッカーアーム７６を両側から挟む一対の平板状に
造形されており、各々の支点部材８２，８３の自由端に
形成されたＵ字形のスライダ切欠８４が、ロッカーアー
ム７６とスライド軸受７８，７９との間でロッカーアー
ム７６のピボット軸７７を保持している。

【００６６】ピボット軸７７はＵ字形のスライダ切欠８
４の長手方向に沿ってスライドすることができるため、
支点部材８２，８３の先端とピボット軸７７とはスライ
ダ連結となり、支点部材８２，８３の回動がロッカーア
ーム７６のスライド運動に変換され、ロッカーアーム７
６はスライド軸受７８，７９とともにスライド溝８０，
８１に沿ってスライドする。

【００６７】一方、ロッカーアーム７６の反支点部材８
２，８３側には平面状のスリッパー面７６ａが形成され
ており、このスリッパー面７６ａが押圧ローラー５８，
５９と吸気バルブ１１の先端とに当接し、スリッパー面
７６ａに押圧ローラー５８，５９が当接する位置が力
点、吸気バルブ１１の先端が当接する位置が作用点とな
る。なお、吸気バルブ１１の先端はタペットアジャスト
ナット８５を介してスリッパー面７６ａに当接してお
り、このタペットアジャストナット８５を調整すること
によりバルブ隙間（タペットクリアランス）を調整でき
る。

【００６８】支点部材８２，８３（支点回動軸７５）は
第一実施形態の場合と同様にサーボモーター３２の動力
により駆動されて回動する。支点部材８２，８３が回動
すると、支点部材８２，８３にスライダ連結されたロッ
カーアーム７６がスライド軸受７８，７９とともにスラ
イド溝８０，８１沿いにスライドし、ロッカーアーム７
６の力点への入力部となる押圧ローラー５８，５９と作
用点に対応する吸気バルブ１１（タペットアジャストナ
ット８５）との間でピボット軸７７の位置が変化するた
め、ロッカーアーム７６のレバー比が変更されて吸気バ
ルブ１１のバルブリフト量が変化する。

【００６９】例えば、支点部材８２，８３が図７中に実
線で示す位置にある時にはロッカーアーム７６のレバー
比が最小になってバルブリフト量が最大になり、エンジ
ン出力が大きくなる。また、支点部材８２，８３が図７
中に二点鎖線で示す位置にある時にはロッカーアーム７
６のレバー比が最大になってバルブリフト量が最小にな
り、エンジン出力が小さくなる。そして、支点部材８
２，８３が回動することにより、吸気バルブ１１のバル
ブリフト量が無段階に変化し、エンジンの出力がスムー
ズに変化する。

【００７０】同時に、第一実施形態の場合と同様に、図
示しない制御装置により油圧シリンダー６３が制御さ
れ、低中速運転時には低中速用吸気カム１７が選択さ
れ、高速運転時には高速用吸気カム１８が選択されるよ
うに押圧ローラー５８，５９が操作される。

【００７１】この第三実施形態の構成によれば、ロッカ
ーアーム７６のスリッパー面７６ａが単一平面状に形成
されることから、ロッカーアーム７６の製造性が向上
し、同時にロッカーアーム７６を小型、軽量化できるの
で、ロッカーアーム７６の慣性重量が軽減され、エンジ
ンの高回転追従性を高めることができる。

【００７２】また、ピボット軸７７が、その摺動方向以
外には動かないことから、ピボット軸７７を支持するス
ライド軸受７８，７９を円筒軸受とすることができ、こ
れによりピボット軸７７およびロッカーアーム７６の遊
び（ガタつき）を極力抑制して吸気バルブ１１の挙動を
正確にし、騒音の発生を抑止するとともに、ピボット軸
７７やスライド軸受７８，７９付近の摩耗を少なくして
エンジンの耐久性を高めることができる。

【００７３】ところで、図７に示すように、吸気バルブ
１１の閉弁時におけるスリッパー面７６ａと吸気バルブ
１１の軸方向との相対角度（π−α）は直角未満に設定
されている。望ましくは、吸気バルブ１１の最大バルブ
リフト時付近で上記角度（π−α）が直角となるように
する。

【００７４】こうすれば、吸気バルブ１１の最大バルブ
リフト時付近におけるバルブ軸への曲げ応力を小さく
し、バルブ軸、バルブガイド１３の摩耗を防止して信頼
性を向上させることができる。

【００７５】また、図８に示すように、吸気カム軸５の
両端付近を支持するカム軸受７ａ，７ｄの内部に形成さ
れたオイル通路８７，８８が、スライド軸受７８，７９
とピボット軸７７の内径部に連通している。図９に示す
ように、オイル通路８７，８８には短い分岐通路８９，
９０が直交しており、この分岐通路８９，９０がスライ
ド軸受７８，７９の背面に形成されたオイル溝９１，９
２に連通している。ピボット軸７７にはオイル孔９３が
穿設されている。

【００７６】オイル通路に供給されたオイルは、分岐通
路８９，９０→オイル溝９１，９２→ピボット軸７７内
径部→オイル孔９３の順に流れ、これによりスライド溝
８０，８１とスライド軸受７８，７９の間や、ピボット
軸７７とロッカーアーム７６の間が良好に潤滑される。
なお、ロッカーアーム７６にもオイル孔を穿設すれば各
吸気カム１７，１８のカム面と各押圧ローラー５８，５
９の間も容易に潤滑することができる。

【００７７】このように、ロッカーアーム７６の支点部
（ピボット軸７７）とスライド保持部（スライド軸受７
８，７９、スライド溝８０，８１）を同時に潤滑できる
ので、潤滑構造を簡素化でき、エンジンの製造性を向上
させることができる。

【００７８】図１０は本発明の第四実施形態を示すシリ
ンダーヘッドの縦断面図であり、図１１は図１０のＸＩ
−ＸＩ線に沿う縦断面図、図１２は図１０のＸＩＩ矢視
図である。ここでも、第一実施形態〜第三実施形態（図
１〜図９）と同様な構成の部分は符号の添付と説明を省
略する。

【００７９】この第四実施形態でも、吸気側のロッカー
アーム９５の中間部に吸気カム軸５と支点回動軸９６に
平行なピボット軸９７が密に挿入されている。一方、支
点回動軸９６に一体形成された支点部材９８，９９はロ
ッカーアーム９５を両側から挟む一対のアーム状に造形
されており、各々の支点部材９８，９９の先端部にピボ
ット軸９７の両端が保持されている。ロッカーアーム９
５はピボット軸９７回りに回動自在である。

【００８０】ロッカーアーム９５の反支点部材９８，９
９側には円弧面状のスリッパー面９５ａが形成されてい
る。このスリッパー面９５ａの円弧中心は支点部材９
８，９９の支点回動軸９６軸心とされている。スリッパ
ー面９５ａは押圧ローラー５８，５９と吸気バルブ１１
の先端とに当接し、スリッパー面９５ａに押圧ローラー
５８，５９が当接する位置が力点、吸気バルブ１１の先
端が当接する位置が作用点となっている。吸気バルブ１
１の先端はタペットアジャストナット１００を介してス
リッパー面９５ａに当接する。

【００８１】支点部材９８，９９（支点回動軸９６）は
サーボモーター３２の動力により駆動されて回動し、こ
れに伴い支点部材９８，９９に連結されたロッカーアー
ム９５が支点部材９８，９９の先端部（ピボット軸９
７）の描く回動軌跡に沿って移動する。これにより、押
圧ローラー５８，５９と吸気バルブ１１（タペットアジ
ャストナット１００）との間でピボット軸９７の位置が
変化するため、ロッカーアーム９５のレバー比が変更さ
れて吸気バルブ１１のバルブリフト量が変化する。

【００８２】例えば、ロッカーアーム９５が図１０中に
実線で示す位置にある時にはロッカーアーム９５のレバ
ー比が最小になってバルブリフト量が最大になり、ロッ
カーアーム９５が図１０中に二点鎖線で示す位置にある
時にはロッカーアーム９５のレバー比が最大になってバ
ルブリフト量が最小になる。このようにロッカーアーム
９５が移動することによりバルブリフト量が無段階に変
化する。

【００８３】この第四実施形態の構成では、ロッカーア
ーム９５がピボット軸９７を介して支点部材９８，９９
に直結されるため、ロッカーアーム９５の周辺構造を非
常に簡素化できる上に、ロッカーアーム９５の遊び（ガ
タ）を最小限にして吸気バルブ１１の挙動を安定させる
ことができる。しかも、ロッカーアーム９５を小型、軽
量化してエンジンの高回転追従性と製造性の向上にも多
大に貢献できる。さらに、ロッカーアーム９５のスリッ
パー面９５ａが単純な二次曲面に形成されるので、この
点でもロッカーアーム９５の加工性が良い。

【００８４】また、ロッカーアーム９５が弓なりに湾曲
した形状になることから、吸気カム５の位置を吸気バル
ブ１１の軸頂部に近づけて吸気ポート３のレイアウト性
を向上させ、吸気性能の向上を図ることができる。

【００８５】ところで、図１３に示すように、ロッカー
アーム９５のスリッパー面９５ａの円弧半径を、本来の
円弧半径Ｒに対し、作用点側から力点側に向かって僅か
に大きくなるように徐変させてもよい。具体的には、吸
気バルブ１１閉弁時における支点回動軸９６の軸心Ｏか
ら作用点付近までの半径Ｒ１よりも、軸心Ｏから力点付
近までの半径Ｒ２の方が数十ミクロン程度大きくなるよ
うに設定する。

【００８６】これにより、バルブリフト量が小さい時に
おけるバルブクリアランスの増大を抑え、エンジンノイ
ズを低減させるとともに、バルブリフト量を正確に保つ
ことができる。なお、スリッパー面９５ａの円弧半径の
徐変量をロッカーアーム９５のレバー比に比例させれば
実質的なバルブクリアランスはロッカーアーム９５の位
置に拘わらず一定となる。

【００８７】なお、各気筒の片側の支点部材９８の内部
に形成されたオイル通路１０１が、支点回動軸９６の軸
心部に形成されたオイル通路１０２と、ピボット軸９７
の内径部とに連通しており、ピボット軸９７にはオイル
孔１０３が穿設されているため、オイル通路１０２→オ
イル通路１０１→ピボット軸９７内径部→オイル孔１０
３の順にオイルが流れ、これによりピボット軸９７とロ
ッカーアーム９５の間が良好に潤滑される。

【００８８】図１４は本発明の第五実施形態を示すシリ
ンダーヘッドの縦断面図であり、図１５は図１４のＸＶ
−ＸＶ線に沿う縦断面図、図１６は図１４のＸＶＩ−Ｘ
ＶＩ線に沿う縦断面図、図１７は図１４のＸＶＩＩ矢視
図である。

【００８９】この第五実施形態では、第一実施形態〜第
四実施形態と同様に１気筒当り２つの吸気バルブ１１
ａ，１１ｂが設けられている。しかし、吸気ポートは二
股状に分岐しておらず、吸気バルブ１１ａには吸気ポー
ト３ａが、吸気バルブ１１ｂには吸気ポート３ｂが、そ
れぞれ独立して設けられている。そして、両吸気ポート
３ａ，３ｂの入口が略半円形に形成され、隣接してシリ
ンダーヘッド１の一側に開口している。

【００９０】吸気バルブ１１ａ，１１ｂは個別のロッカ
ーアーム１０７ａ，１０７ｂによりリフトされる。各ロ
ッカーアーム１０７ａ，１０７ｂは一本のピボット軸１
０８に軸支され、ピボット軸１０８の両端が支点回動軸
１１０に一体形成された一対のアーム状の支点部材１１
１，１１２に保持されている。図１７に示すように、各
ロッカーアーム１０７ａ，１０７ｂを合わせた形状は、
図１２に示す第四実施形態のロッカーアーム９５と相似
している。

【００９１】ロッカーアーム１０７ａ，１０７ｂの反支
点部材側には、それぞれ円弧面状のスリッパー面１０７
ｃ，１０７ｄが形成され、それらの円弧中心が支点回動
軸１１０の軸心とされている（吸気バルブ１１ａ，１１
ｂの閉弁時）。スリッパー面１０７ｃは押圧ローラー１
１４と吸気バルブ１１ａの先端に当接し、スリッパー面
１０７ｄは押圧ローラー１１５と吸気バルブ１１ｂの先
端に当接し、スリッパー面１０７ｃ，１０７ｄの、押圧
ローラー１１４，１１５が当接する位置が力点となり、
吸気バルブ１１ａ，１１ｂの先端が当接する位置が作用
点となる。吸気バルブ１１ａ，１１ｂの先端はタペット
アジャストナット１２７を介してスリッパー面１０７
ｃ，１０７ｄに当接し、タペットアジャストナット１２
７の調整によりバルブ隙間（タペットクリアランス）が
調整される。

【００９２】ロッカーアーム１０７ａ，１０７ｂの力点
は吸気カム軸５の軸方向に沿って並び、吸気カム軸５に
はロッカーアーム１０７ａの力点位置に合わせて低中速
用吸気カム１１７が形成され、ロッカーアーム１０７ｂ
の力点位置に合わせて高速用吸気カム１１８が形成され
ている。ここで、低中速用吸気カム１１７の開弁角は、
高速用吸気カム１１８の開弁角よりも小さく設定されて
いる。

【００９３】そして、ロッカーアーム１０７ａの力点と
低中速用吸気カム１１７の間に押圧ローラー１１４が介
在し、ロッカーアーム１０７ｂの力点と高速用吸気カム
１１８の間に押圧ローラー１１５が介在する。押圧ロー
ラー１１４，１１５の保持構造は第二実施形態等と同様
である。

【００９４】図１６に示すように、低中速用吸気カム１
１７と押圧ローラー１１４の幅Ｗ３に対し、高速用吸気
カム１１８と押圧ローラー１１５の幅Ｗ４は２倍程度に
広く設定されている。そして、図１７に示すように、ロ
ッカーアーム１０７ａの力点の幅Ｗ５は押圧ローラー１
１４の全幅と押圧ローラー１１５の全幅の半分程度まで
に掛かるように広く設定され、ロッカーアーム１０７ｂ
の力点の幅Ｗ６は押圧ローラー１１５の残る半分の幅の
みに掛かるように狭く設定されている。

【００９５】したがって、低中速用吸気カム１１７と押
圧ローラー１１４は片方のロッカーアーム１０７ａの力
点のみを押圧可能であり、高速用吸気カム１１８と押圧
ローラー１１５は両方のロッカーアーム１０７ａ，１０
７ｂの力点を同時に押圧可能である。

【００９６】第一実施形態〜四実施形態と同様に、支点
回動軸１１０は、制御装置により制御されるサーボモー
ター３２に駆動されて回動し、これに伴い支点部材１１
１，１１２に連結されたロッカーアーム１０７ａ，１０
７ｂが支点部材１１１，１１２の先端部（ピボット軸１
０８）の描く回動軌跡に沿って移動する。このため、押
圧ローラー１１４，１１５と吸気バルブ１１ａ，１１ｂ
（タペットアジャストナット１１６）との間でピボット
軸１０８の位置が変化し、ロッカーアーム１０７ａ，１
０７ｂのレバー比が変更されて吸気バルブ１１ａ，１１
ｂのバルブリフト量が変化する。

【００９７】また、制御装置は、低中速運転時には低中
速用吸気カム１１７とロッカーアーム１０７ａの力点と
の間に押圧ローラー１１４が挿入されて低中速用吸気カ
ム１１７が選択され、高速運転時には高速用吸気カム１
１８とロッカーアーム１０７ｂの力点との間に押圧ロー
ラー１１５が挿入されて高速用吸気カム１１８が選択さ
れるように油圧シリンダー６３を制御する。押圧ローラ
ー１１４，１１５の駆動機構の構成は第一実施形態等と
同様である。

【００９８】低中速用吸気カム１１７が選択された場
合、低中速用吸気カム１１７の押圧力が押圧ローラー１
１４を介してロッカーアーム１０７ａを揺動させ、吸気
バルブ１１ａを低中速回転域に適したバルブタイミング
で開閉させる。この時、ロッカーアーム１０７ｂには高
速用吸気カム１１８の押圧力が加わらないため、ロッカ
ーアーム１０７ｂと吸気バルブ１１ｂの動きは休止して
吸気ポート３ｂは閉じられたままとなる。したがって、
混合気は吸気ポート３ａのみからシリンダー内に吸入さ
れる。

【００９９】また、高速用吸気カム１１８が選択された
場合、高速用吸気カム１１８の押圧力が押圧ローラー１
１５を介してロッカーアーム１０７ａと１０７ｂを両方
揺動させ、吸気バルブ１１ａ，１１ｂを高速回転域に適
したバルブタイミングで開閉させる。このため、混合気
は吸気ポート３ａと３ｂの両方からシリンダー内に吸入
される。なお、ロッカーアーム１０７ｂには休止時にお
ける揺動範囲を規制して騒音の発生を防止するためにス
トッパー１２０が設けられている。

【０１００】このように構成すれば、低中速域において
は一方の吸気ポート３ｂが閉止されて吸気ポート３ａの
みから混合気が吸入されるため、混合気の吸入通路面積
を小さくして出力特性や燃費効率を向上させることがで
きる。また、その際にシリンダー軸に対しオフセット配
置された吸気ポート３ａから送気される混合気がシリン
ダー内部でスワール流を形成するため、リーン燃焼が可
能になり、この点でも燃費効率を向上させることができ
る。

【０１０１】しかも、低中速用吸気カム１１７の開弁角
が高速用吸気カム１１８の開弁角よりも小さく設定され
ているため、低中速域における出力特性や燃費効率を一
層向上させることができる。

【０１０２】ところで、この実施形態では、各気筒あた
り２つ設けられている吸気ポート３ａ，３ｂのうち、低
中速域でも高速域でも開通する吸気ポート３ａの通路面
積が、高速域でのみ開通する吸気ポート３ｂの通路面積
よりも小さく設定されている。具体的には、吸気ポート
３ａと３ｂとを隔てる壁１２１が吸気ポート３ａ側にオ
フセット配置されている。こうすることにより、低中速
域における吸入混合気の流速を高め、燃焼効率を向上さ
せるとともに、出力特性や燃費効率をなお一層向上させ
ることができる。

【０１０３】図１８は本発明の第六実施形態を示すシリ
ンダーヘッドの縦断面図であり、図１９は図１８のＸＩ
Ｘ−ＸＩＸ線に沿う縦断面図である。この第六実施形態
において、各気筒に２つずつ設けられた吸気ポート３
ｃ，３ｄとヘッドカバー１０ａ以外の構成は、全て第五
実施形態のものと同様である。

【０１０４】ここにおいて、吸気ポート３ｃは低中速域
でも高速域でも常時開通する吸気ポートであり、シリン
ダー軸に対し略平行に形成され、その入口がヘッドカバ
ー１０ａの上面に開口している。また、吸気ポート３ｄ
は高速域でのみ開通する吸気ポートであり、シリンダー
軸に対し略直角に形成され、その入口がシリンダーヘッ
ド１の側面に開口している。吸気ポート３ｄの制御形態
は第五実施形態に同じである。

【０１０５】このようにすれば、吸気ポート３ｃから送
気される混合気がシリンダー内でタンブル流を形成し、
吸気ポート３ｄから送気される混合気がシリンダー内で
スワール流を形成するため、シリンダー内における混合
気の撹拌作用が高められ、これによりリーン燃焼が可能
となって燃費効率を大幅に向上させることができる。

【０１０６】また、低中速域で開通する方の吸気ポート
３ｃをシリンダー軸に対し略平行に形成したことから、
低速域での混合気の流入抵抗を小さくし、低中速域にお
ける出力特性や燃費効率をより一層向上させることがで
きる。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力、トルク等のエンジン特性と、燃費効率、エンジン
耐久性（信頼性）、高回転追従性等の向上を図ると共
に、エンジンノイズの低減、構造簡素化、軽量化、コン
パクト化を実現し、かつ製造性等を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動弁装置が適用された車両用４サ
イクルエンジンの第一実施形態を示すシリンダーヘッド
の縦断面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断面図。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う縦断面図。

【図４】図１のＩＶ矢視図。

【図５】本発明の第二実施形態を示すシリンダーヘッド
の縦断面図。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う縦断面図。

【図７】本発明の第三実施形態を示すシリンダーヘッド
の縦断面図。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う縦断面図。

【図９】図７のＩＸ矢視図。

【図１０】本発明の第四実施形態を示すシリンダーヘッ
ドの縦断面図。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う縦断面図。

【図１２】図１０のＸＩＩ矢視図。

【図１３】ロッカーアームのスリッパー面の円弧形状を
示す図。

【図１４】本発明の第五実施形態を示すシリンダーヘッ
ドの縦断面図。

【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿う縦断面図。

【図１６】図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う縦断面図。

【図１７】図１４のＸＶＩＩ矢視図。

【図１８】本発明の第六実施形態を示すシリンダーヘッ
ドの縦断面図。

【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う縦断面図。

【符号の説明】

１ シリンダーヘッド １１ 吸気バルブ １７，１８ 吸気カム ２６ ロッカーアーム ２８ 支点部材 ２９ 支点回動軸 ３２ 第１のアクチュエーターであるサーボモーター ５８，５９ 押圧ローラー ６３ 第２のアクチュエーターである油圧シリンダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ Ｆターム(参考） 3G016 AA08 AA19 BA03 BA18 BA28 BB11 BB16 BB17 BB19 BB22 BB26 DA08 GA06 3G018 AA05 AB05 BA07 BA10 BA17 BA19 CA02 CA07 CA13 CA19 DA11 FA03 FA06 FA07 GA04 GA07 3G024 AA09 DA01 DA03 DA06 DA10 DA18

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッカーアームの力点を吸気カムで押圧
   し、ロッカーアームの作用点で吸気バルブをリフトさせ
   るように構成された４サイクルエンジンの動弁装置にお
   いて、吸気カム軸に平行な支点回動軸を軸に回動する支
   点部材と、この支点部材を回動させる第１のアクチュエ
   ーターとを設け、上記ロッカーアームの力点と作用点と
   の間に上記支点部材の先端を配置してここをロッカーア
   ームの支点とし、支点部材を回動させることにより力点
   と作用点との間で支点位置を動かして吸気バルブのバル
   ブリフト量を可変させるとともに、１気筒あたり異なる
   カムプロフィールを持つ２つの吸気カムを吸気カム軸に
   並べて配置し、これら２つの吸気カムに対応して２つの
   押圧ローラーを設け、上記２つの押圧ローラーの一方
   を、第２のアクチュエーターにより２つの吸気カムの一
   方とロッカーアームの力点との間に選択的に挿入するこ
   とにより、選択した吸気カムのみのカムプロフィールに
   沿ってロッカーアームを駆動し、吸気バルブをリフトさ
   せるようにしたことを特徴とする４サイクルエンジンの
   動弁装置。
2. 【請求項２】 １本のローラー操作軸に偏心方向の異な
   る２つの偏心カムを回転一体に設け、これらの偏心カム
   に前記２つの押圧ローラーをそれぞれ係着し、上記ロー
   ラー操作軸を前記第２のアクチュエーターで回転駆動さ
   せることにより２つの押圧ローラーを対応する２つの吸
   気カムに対し異なるタイミングで進退させ、押圧ローラ
   ーが進出した方の吸気カムの押圧力が該押圧ローラーを
   介して前記ロッカーアームを駆動するようにした請求項
   １に記載の４サイクルエンジンの動弁装置。
3. 【請求項３】 前記吸気カム軸と、吸気カム軸を回転駆
   動するドリブンスプロケットとの間の回転位相角を変化
   させるバルブタイミング可変機構を設けた請求項１に記
   載の４サイクルエンジンの動弁装置。
4. 【請求項４】 前記ロッカーアームの力点と作用点との
   間に前記支点部材の先端の回動軌跡に沿う円弧状の支点
   区間を形成し、この支点区間に支点部材の先端を当接さ
   せてこの当接部を支点位置とし、支点区間内で支点部材
   を回動させることにより支点位置を変化させて吸気バル
   ブのバルブリフト量を可変させるように構成した請求項
   １に記載の４サイクルエンジンの動弁装置。
5. 【請求項５】 前記ロッカーアームの中間部に前記吸気
   カム軸に平行なピボット軸を設け、このピボット軸を前
   記押圧ローラーと前記吸気バルブの先端とを略結ぶ方向
   に沿ってスライド自在に保持し、かつロッカーアームを
   ピボット軸回りに回動自在とするとともに、前記支点部
   材の回動がロッカーアームのスライド運動に変換される
   ように支点部材の先端を上記ピボット軸にスライダ連結
   する一方、ロッカーアームの反支点部材側に平面状のス
   リッパー面を形成し、このスリッパー面を押圧ローラー
   と吸気バルブの先端とに当接させ、スリッパー面に押圧
   ローラーが当接する位置を力点とし、スリッパー面に吸
   気バルブの先端が当接する位置を作用点とした請求項１
   に記載の４サイクルエンジンの動弁装置。
6. 【請求項６】 前記吸気バルブの閉弁時における前記ス
   リッパー面と吸気バルブの軸方向との相対角度を直角未
   満に設定した請求項５に記載の４サイクルエンジンの動
   弁装置。
7. 【請求項７】 前記ピボット軸をスライド自在に保持す
   る部分に通じるオイル供給通路を設けた請求項５に記載
   の４サイクルエンジンの動弁装置。
8. 【請求項８】 前記ロッカーアームの中間部に前記吸気
   カム軸に平行なピボット軸を設け、このピボット軸の両
   端を前記支点部材の先端で保持し、ロッカーアームをピ
   ボット軸回りに回動自在とするとともに、ロッカーアー
   ムの反支点部材側に、支点部材の支点回動軸を中心とす
   る円弧面状のスリッパー面を形成し、このスリッパー面
   を前記押圧ローラーと前記吸気バルブの先端とに当接さ
   せ、スリッパー面に押圧ローラーが当接する位置を力点
   とし、スリッパー面に吸気バルブの先端が当接する位置
   を作用点とした請求項１に記載の４サイクルエンジンの
   動弁装置。
9. 【請求項９】 前記支点部材のアクチュエーターおよび
   その駆動部を、前記吸気カム軸を回転駆動するタイミン
   グチェーンとこれに隣接する気筒との間に配置し、その
   反対側のエンジン端部付近に支点部材と吸気カム軸の回
   転検出手段を配置した請求項１に記載の４サイクルエン
   ジンの動弁装置。
10. 【請求項１０】 前記押圧ローラーを前記吸気カムに軽
    く押し付ける付勢手段を設けた請求項１に記載の４サイ
    クルエンジンの動弁装置。
11. 【請求項１１】 前記ロッカーアームのスリッパー面の
    円弧半径を、作用点側から力点側に向かって僅かに大き
    くなるように徐変させた請求項８に記載の４サイクルエ
    ンジンの動弁装置。
12. 【請求項１２】 前記吸気バルブと、吸気バルブにより
    開閉される吸気ポートを１気筒当り２つずつ設け、各吸
    気バルブを個別のロッカーアームでリフトさせ、これら
    ２つのロッカーアームの力点を吸気カム軸の軸方向に沿
    って配置し、前記２つの吸気カムの一方とこれに対応す
    る押圧ローラーは片方のロッカーアームの力点のみを押
    圧可能にし、他方の吸気カムとこれに対応する押圧ロー
    ラーは両方のロッカーアームの力点を同時に押圧可能と
    し、片方のロッカーアームのみを押圧可能な吸気カムを
    低中速用吸気カム、両方のロッカーアームを押圧可能な
    吸気カムを高速用吸気カムとした請求項１に記載の４サ
    イクルエンジンの動弁装置。
13. 【請求項１３】 前記低中速用吸気カムの開弁角を前記
    高速用吸気カムの開弁角よりも小さく設定した請求項１
    ２に記載の４サイクルエンジンの動弁装置。
14. 【請求項１４】 前記２つの吸気ポートのうち、低中速
    域でも高速域でも開通する吸気ポートの通路面積を、高
    速域でのみ開通する吸気ポートの通路面積よりも小さく
    設定した請求項１２に記載の４サイクルエンジンの動弁
    装置。
15. 【請求項１５】 前記２つの吸気ポートのうち、一方の
    吸気ポートをシリンダー軸に対し略平行に形成し、他方
    の吸気ポートをシリンダー軸に対し略直角に形成した請
    求項１２に記載の４サイクルエンジンの動弁装置。
16. 【請求項１６】 低中速域で開通する方の吸気ポートを
    シリンダー軸に対し略平行に形成した請求項１５に記載
    の４サイクルエンジンの動弁装置。