JP2003003811A - 動弁装置およびこれを備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルブを最適制御し、燃費改善等に優れた効
果を発揮する動弁装置およびこれを備えた内燃機関を提
供する。 【解決手段】 動弁装置は、カム高さとカム作用角が連
続的に変化するように形成され、カムシャフト１１と一
体回転するとともにその軸方向に相対移動可能に構成さ
れたカム１３と、カム１３のカム面に押圧されてバルブ
３１を進退させるバルブリフタ２１とを備える。カム１
３はカムシャフト１１の軸方向に傾斜するカム面を有
し、カム１３がカムシャフト１１の軸方向にスライドす
ることによりバルブリフト量およびバルブ作動角が連続
無段に可変制御される。バルブリフタ２１はカムシャフ
ト１１の軸方向に延設された腕部を有し、この腕部が揺
動可能に支持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車あるい
は自動車などにおける内燃機関において、アクセル開度
に応じてバルブのリフト量および作用角を無段に可変制
御する動弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の内燃機関において、以前より燃
焼効率の向上を図るべく、種々の工夫あるいは提案等が
なされてきている。バルブの開閉タイミングをずらして
行なう可変位相方式に始まり、カム切換によるバルブリ
フトの可変制御やバルブ休止等が採用されてきた。な
お、このカム切換方式は、低速用と高速用の２つのカム
を用意し、エンジン出力に応じて作用角の小さいものか
ら大きなものに切り換えるというものである。

【０００３】さらに最近では可変位相とカム切換の組合
せが出始め、その後作用角およびリフト量を連続可変す
る３次元カムを使用する方式が提案されている。たとえ
ば、直打式円筒タペットの頂部に接触角変化に対する追
従機構を設け、３次元カムを軸方向にスライドさせるこ
とにより、バルブリフト量を無段階に可変するものがあ
る。

【０００４】そして、この従来例ではカム軸自体を移動
させるようにしているため回転およびスライドともスム
ースに動作させる必要がある。その場合、ドリブンスプ
ロケットはスライドさせることができないので、ドリブ
ンスプロケット部に出力の大きな油圧装置を設けてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来例においては上記のように大型の油圧装置が必要に
なることから、装置全体として大柄になるばかりか、位
相を可変にしようとする場合には両方を正確に制御する
ためにそれぞれを別系統化して作動制御しなければなら
ず、コストおよび重量が増大せざるを得なくなる。ま
た、高回転域まで回転させるためには接触角変化追従装
置を軽量化しなければならず、その揺動量も大きくなる
とＰＶ値が高くなり、焼き付き易くなる。そのためリフ
ト変化幅に制限がつき易い構造となり、０〜最大リフト
量の範囲を有効にカバーするのが難しくなる。

【０００６】さらに、製作に際して平面円筒研削盤を使
って形成される３次元（立体）カムであるため接触部分
が直線状となり、中間リフトカーブは、最小〜最大リフ
トカーブを直線的につないだカーブとなって、タイミン
グやリフトカーブを自由に選ぶことができない。また、
バルブ休止機構を持たない（取り付け難い）ため、低中
速時におけるスワール、タンブルを生成して流速を高め
ることができない。

【０００７】本発明はかかる実情に鑑み、バルブを最適
制御し、燃費改善等に優れた効果を発揮する動弁装置お
よびこれを備えた内燃機関を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の動弁装置は、カ
ム高さとカム作用角が連続的に変化するように形成さ
れ、カムシャフトと一体回転するとともにその軸方向に
相対移動可能に構成されたカムと、前記カムのカム面に
押圧されてバルブを進退させるバルブリフタとを備えた
動弁装置であって、前記カムは前記カムシャフトの軸方
向に傾斜するカム面を有し、前記カムが前記カムシャフ
トの軸方向にスライドすることによりバルブリフト量お
よびバルブ作動角が連続無段に可変制御され、前記バル
ブリフタは前記カムシャフトの軸方向に延設された腕部
を有し、この腕部が揺動可能に支持されることを特徴と
する。

【０００９】また、本発明の動弁装置において、前記バ
ルブリフタは前記カムと前記バルブの間に浮動保持され
るとともに、バルブリフタガイドによってバルブステム
軸方向にのみ移動可能にガイドされることを特徴とす
る。

【００１０】また、本発明の動弁装置において、前記バ
ルブリフタは前記カムシャフトと平行に配設された揺動
軸によってその一端が軸支され、その他端に形成された
二又状の一方が前記バルブに当接するとともに他方が前
記カムに摺接することを特徴とする。

【００１１】また、本発明の動弁装置において、前記バ
ルブリフタの前記腕部の一端に当接可能なストッパ部材
を備え、このストッパ部材がアクセル開度に応じて前記
腕部の一方側の動きを規制することにより、該一方側の
腕部に対応する前記バルブを休止させるようにしたこと
を特徴とする。

【００１２】また、本発明の動弁装置において、１気筒
あたり２つの吸気バルブを有し、一方の吸気バルブのバ
ルブスプリングのばね定数が、他方の吸気バルブのバル
ブスプリングのばね定数よりも大きく設定されることを
特徴とする。

【００１３】また、本発明の動弁装置において、前記バ
ルブリフタはそのほぼ中央部外周を包囲するとともに、
前記カムの回転に追従する円板状の回転摺動部材を有す
ることを特徴とする。

【００１４】また、本発明の動弁装置において、前記回
転摺動部材は、前記腕部と同軸に設けられることを特徴
とする。

【００１５】また、本発明の動弁装置において、前記バ
ルブリフタはさらに、前記腕部を一端で揺動自在に軸支
するとともに前記バルブリフタガイドに摺動可能に保持
される基部を有し、この基部の他端に前記回転摺動部材
を軸支することを特徴とする。

【００１６】また、本発明の動弁装置において、前記カ
ムシャフトと平行にストッパシャフトが配設されるとと
もに、このストッパシャフトを回動させる駆動装置を備
え、前記ストッパシャフトが回動することにより前記バ
ルブリフタの腕部の一端にストッパ部材が当接し、少な
くとも１本のバルブを休止させるようにしたことを特徴
とする。

【００１７】また、本発明の動弁装置において、前記カ
ムシャフトに相対回転可能に前記ストッパ部材を設け、
該ストッパ部材に形成した鍔部に前記ストッパシャフト
を取り付け、該ストッパシャフトを前記カムシャフトの
円周方向に揺動させる駆動装置を有することを特徴とす
る。

【００１８】また、本発明の動弁装置において、カムシ
ャフトと平行にかつ平行移動可能にストッパシャフトを
設けるとともに、該ストッパシャフトと一体的にストッ
パ部材を設け、前記バルブリフタの腕部端面に形成した
嵌合凹部に前記ストッパ部材が嵌合することによりバル
ブリフタを揺動させるようにしたことを特徴とする。

【００１９】また、本発明の動弁装置において、アクセ
ル開度に応じて駆動されるモータと、該モータの駆動力
を伝達する歯車機構と、該歯車機構により軸方向に移動
可能に軸支され、前記カムシャフトと平行に配置される
とともに前記カムに係合するフォークを備えたシャフト
とを含むカム変位装置を有することを特徴とする。

【００２０】また、本発明の動弁装置において、アクセ
ル開度に応じて駆動されるモータと、該モータの駆動力
を伝達する歯車機構と、該歯車機構により軸方向に移動
可能に軸支され、前記カムシャフトの内部に同軸に配置
されるシャフトとを含むカム変位装置を有し、前記カム
が前記シャフトの外周に摺接自在に設けられていること
を特徴とする。

【００２１】また、本発明の動弁装置において、アクセ
ル開度に応じて駆動されるモータと、該モータにより軸
方向に移動可能に軸支されるとともに、前記カムを一体
形成したカムシャフトと、該カムシャフトを軸方向に移
動させる歯車機構とを含むカム変位装置を有することを
特徴とする。

【００２２】また、本発明の動弁装置において、少なく
とも２つの気筒に対して共通の前記カムシャフトが配置
構成され、各気筒に配設された前記カムが、気筒ごとに
構成された別個のスライド駆動機構によって、前記カム
シャフトに沿ってスライドするようにしたことを特徴と
する。

【００２３】また、本発明の動弁装置において、前記ス
ライド駆動機構は、前記カムシャフトと平行に配置され
た共通のスライド駆動軸を持ち、各気筒の前記カムに係
合するフォークが前記スライド駆動軸に沿って独立して
移動することを特徴とする。

【００２４】また、本発明の内燃機関は、吸気バルブお
よ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、少なくとも吸気側に上記いずれかの動弁
装置を備えたことを特徴とする。

【００２５】また、本発明の内燃機関は、吸気バルブお
よ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、吸気側および排気側に上記いずれかの動
弁装置を備えたことを特徴とする。

【００２６】また、本発明の内燃機関において、吸気側
カムシャフトと排気側カムシャフトの間にアクセルシャ
フトを配置し、このアクセルシャフトに設けたアクセル
フォークを介して、吸気側および排気側のカムを駆動す
ることを特徴とする。

【００２７】また、本発明の内燃機関において、前記吸
気側カムシャフト、前記排気側カムシャフトおよび前記
アクセルシャフトは、シリンダヘッドおよびシリンダヘ
ッドカバーの合せ面に合致するように同一平面上に平行
配置されることを特徴とする。

【００２８】本発明によれば、この種のエンジンにおい
てアクセル開度に応じてバルブリフト量および作用角を
無段階可変制御する。この場合、吸気量をアイドル回転
域から全開域までコントロールし、エンジン回転数に最
も適した吸気特性を確保することができる。これにより
燃焼効率を有効に高め、燃費や出力を大幅に向上するこ
とができる上、構成が比較的簡単でありながら優れた効
果を発揮し、実質的コストがかからず製造も容易であ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明によ
る好適な実施の形態を説明する。図１は、本発明による
動弁装置を備えたエンジンの要部（シリンダヘッドまわ
り）構成を示している。なお、本発明は自動二輪車ある
いは四輪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、この実施形態ではたとえ
ば図２に示すように自動二輪車のエンジンを例とする。

【００３０】ここで先ず、本実施形態に係る自動二輪車
１１０の全体構成を説明する。図２において、鋼製ある
いはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１１１の前
部には、ステアリングヘッドパイプ１１２によって左右
に旋回可能に支持された２本のフロントフォーク１１３
が設けられる。フロントフォーク１１３の上端にはハン
ドルバー１１４が固定され、ハンドルバー１１４の両端
にグリップ１１５を有する。フロントフォーク１１３の
下部には前輪１１６が回転可能に支持されるとともに、
前輪１１６の上部を覆うようにフロントフェンダ１１７
が固定される。前輪１１６は、前輪１１６と一体回転す
るブレーキディスク１１８を有している。

【００３１】車体フレーム１１１の後部には、スイング
アーム１１９が揺動可能に設けられるとともに、車体フ
レーム１１１とスイングアーム１１９の間にリヤショッ
クアブソーバ１２０が装架される。スイングアーム１１
９の後端には後輪１２１が回転可能に支持され、後輪１
２１はチェーン１２２が巻回されたドリブンスプロケッ
ト１２３を介して、回転駆動されるようになっている。

【００３２】車体フレーム１１１に搭載されたエンジン
１２４(実線部)には、エアクリーナ１２５に結合する吸
気管１２６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１２７を通って排気される。また、エ
ンジン１２４の上方には、燃料タンク１２８が搭載さ
れ、燃料タンク１２８の後方にシート１２９およびシー
トカウル１３０が連設される。ここで、エンジン１２４
のシリンダヘッド２乃至シリンダヘッドカバー２ａ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。アクセルモータ４５はたとえば図示例のように、シ
リンダヘッドカバー２ａの上面から突設される。その場
合、燃料タンク１２８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１２８とシリンダヘッドカバー２ａは相互に干渉し
ないように配置される。

【００３３】さらに図２において、１３１はヘッドラン
プ、１３２はスピードメータ、タコメータあるいは各種
インジケータランプ等を含むメータユニット、１３３は
ステー１３４を介してハンドルバー１１４に支持される
バックミラーである。また、車体フレーム１１１の下部
にはメインスタンド１３５が揺動自在に取付けられ、後
輪１２１を接地させたり地面から浮かせたりできる。車
体フレーム１１１は、前部に設けたヘッドパイプ１１２
から後斜め下方へ向けて延設され、エンジン１２４の下
方を包むように湾曲した後、スイングアーム１１９の軸
支部であるピボット１１９ａを形成してタンクレールお
よびシートレール（いずれも図示せず）に連結してい
る。この車体フレーム１１１には、フロントフェンダ１
１７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１３６が設けられるとともに、このラジエータ１３
６から車体フレーム１１１に沿って冷却水ホース１３７
が配設され、排気管１２７と干渉することなくエンジン
１２４に連通している。

【００３４】また、図３は本発明装置の要部側断面図、
図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。これらの図
にも示されるように、この実施形態では並列２気筒エン
ジンであって、各気筒ごとに吸気側（ＩＮ）および排気
側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブ（つまり４バルブ）
を有している。なお、この実施形態では吸気側に適用し
た例とするが、吸気側および排気側の双方に適用するこ
ともできる。シリンダ内で上下に往復動するピストン１
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。

【００３５】動弁装置は、気筒の配列方向に沿って配置
されるカム／カムシャフトユニット１０と、カム／カム
シャフトユニット１０の下側に配置されるタペットユニ
ット２０と、この例では吸気制御するバルブユニット３
０と、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセル
シャフトユニット４０と、必要に応じてバルブを休止さ
せるバルブ休止ユニット５０とを含んでいる。なお、バ
ルブユニット３０については、排気側も同様の構成であ
ってよい。

【００３６】カム／カムシャフトユニット１０におい
て、カムシャフト１１は、ベアリング１２（図４）を介
してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。カムシ
ャフト１１にはその軸方向に後述するカム１３がスライ
ド可能に装着されるが、この例ではカムシャフト１１は
たとえば３条のボールスプライン１１ａを有し、そのガ
イドによってボール１４を介して直線運動（リニアモー
ション）するようになっている。なお、カムシャフト１
１は中空構造とし、その中空内部に潤滑油路を形成して
カム１３等に注油することができる。

【００３７】カムシャフト１１の一端にはスプロケット
１５が固着している。排気側のカムシャフト１１_Exの一
端にもスプロケット１５_Exが固着しており、これらのス
プロケット１５，１５_Exとクランクシャフト（図示せ
ず）の一端に固着するドライブスプロケット１６との間
にカムチェーン１７が巻回装架される（図５参照）。な
お、図５に示されるようにチェーンガイド１８、チェー
ンテンショナ１９およびチェーンアジャスタ１０１等を
含み、これらによりカムチェーン１７が適正走行するよ
うになっている。

【００３８】ここで、カム１３はいわゆる「３次元カ
ム」として構成され、また各気筒に１つのカム１３が設
けられる。図６に示されるように長手方向（カムシャフ
ト１１の軸方向）に緩やかに傾斜するカム部１３ａが延
設され、バルブリフト量を連続的に変化させる形状に成
形されている。この場合、カム高さと同時にカム作用角
およびリフトタイミングも変化し、すなわちバルブリフ
ト量が大きくなるのに従ってカム作用角も大きくなり、
さらにはバルブのリフトタイミングも変化させ得るよう
に設定されている。図９は、かかるカム１３の具体的な
３次元カム構成諸元の例を示している。このようなカム
１３をカムシャフト１１に沿って移動させることによ
り、吸気バルブのリフト量、作用角およびリフトタイミ
ングを無段階に可変制御することができる。

【００３９】タペットユニット２０において、タペット
２１はその内側にベアリングを収容する収容部を有する
円板状（ドーナッツ状）に形成され、ベアリングとして
のボール２２を介してタペット芯材２３を保持する。シ
リンダヘッド２の適所にはタペットホルダ２４が配置固
定されており、タペット２１は、タペットホルダ２４内
部に収容されるかたちで浮動保持される。このタペット
ユニット２０（タペット２１）は、カム１３のカム面に
押されてバルブを進退させるバルブリフタとして機能す
る。

【００４０】ここで、図７はタペット芯材２３の構成例
を示している。タペット芯材２３はタペット２１ととも
にボール２２を収容保持する基部２３ａと、基部２３ａ
から左右両側へ延びる（カムシャフト方向）腕部２３ｂ
と、各腕部２３ｂの端部に設けられ、吸気バルブに当接
するようにした押圧部２３ｃとを含んでいる。１つのタ
ペット２１によって押圧部２３ｃを介して、２つのバル
ブを同時に駆動できるようになっている。

【００４１】タペット２１の外周面は典型的には円弧状
（Ｒ状）に形成され、カム１３とは点接触するようにな
っている。また、タペット２１の内側にタペット芯材２
３の基部２３ａとの間にボール２２を介在させることに
より、自動調芯機能を持つ。タペット芯材２３の腕部２
３ｂは、タペットホルダ２４に設けたガイド溝２４ａ
（図3参照）によってガイドされる。このタペットホル
ダ２４のガイドにより、タペット２１はバルブステムの
軸方向にのみ移動可能になる。

【００４２】なお、本実施形態では排気側については、
図１あるいは図８（図３のＢ−Ｂ線断面）に示されるよ
うに平板状のカム１３_Ex（平面カム）とこれに当接する
接触平面を持つ円板状のタペット２１_Exを有する。

【００４３】バルブユニット３０において、それぞれの
バルブステム３１ａがバルブガイド３２によってガイド
される２つの吸気バルブ３１を含んでいる。また、各バ
ルブステム３１ａの端部には、タペット芯材２３の押圧
部２３ｃと当接するタペットシム３３を有し、バルブリ
テーナ３４とスプリングシート３５の間にバルブスプリ
ング３６が装着される。

【００４４】アクセルシャフトユニット４０において、
カムシャフト１１と平行に配置されたアクセルシャフト
４１と、アクセルシャフト４１に固着するとともにカム
１３に連結するアクセルフォーク４２を含んでいる。ア
クセルシャフト４１はその軸方向にスライド可能にシリ
ンダヘッド２によって支持され、一端側でネジリスプラ
イン４１ａを介してドリブンギヤ４３（ホイール）と係
合している。ドリブンギヤ４３は複列ボールベアリング
４４によって回転自在に支持され、アクセルモータ４５
の出力軸に固着したドライブギヤ４６（ウォーム）と噛
合する。

【００４５】アクセルモータ４５は、アクセル変化（ア
クセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力
軸が回転し、その回転はドライブギヤ４６およびドリブ
ンギヤ４３を介して、アクセルシャフト４１のスライド
運動に変換される。この例ではアクセルモータ４５はシ
リンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッドカバ
ー２ａによって覆われている。なお、たとえば自動二輪
車の場合にあっては、アクセルグリップの回転操作量を
アクセルモータ４５の出力軸の回転量に対応させるよう
にしてもよい。また、アクセルモータ４５を駆動する
際、そのときの走行状況（出力）に合うようにコントロ
ーラ（図示せず）によって駆動制御されるようになって
いる。

【００４６】アクセルフォーク４２は、ベアリング４７
を介してカム１３の端部に回転自在に装着されたフォー
クガイド４８と係合する。これによりアクセルシャフト
４１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期
して、カム１３がカムシャフト１１に沿ってスライドす
る。

【００４７】バルブ休止ユニット５０において、２つの
吸気バルブ３１の一方を休止させるように構成されたタ
ペットストッパ５１（ストッパ部材）と、カムシャフト
１１と平行に配置されタペットストッパ５１を支持する
回転シャフト５２と、回転シャフト５２を回転駆動する
駆動装置５３とを含んでいる。タペットストッパ５１は
概略Ｌ字状に形成され、回転シャフト５２と一体回転す
るようになっている。駆動装置５３は典型的には油圧シ
リンダ装置により構成され、そのピストンロッド５３ａ
が回転シャフト５２に固着する揺動アーム５４と連結し
ている。

【００４８】駆動装置５３が回転シャフト５２を回転さ
せると、タペットストッパ５１がタペット芯材２３の腕
部２３ｂ（休止すべき吸気バルブ３１側）と当接して、
その腕部２３ｂ、したがって押圧部２３ｃの動きを規制
する。これにより、一方の吸気バルブ３１を「０」リフ
ト状態すなわち休止させることができる。

【００４９】バルブ休止ユニット５０は特にエンジン低
速回転域において燃焼室内に吸気スワール流を生成させ
るために有効であり、つまりエンジン低速時においては
タペットストッパ５１がタペット芯材２３の一端側の支
点となり、その他端側の押圧部２３ｃのみが吸気バルブ
３１を押し下げ、すなわちリフトさせ、これによりスワ
ール流を生成することができる。

【００５０】ここで、カムシャフト１１の他端には位相
センサユニット６０が設けられている。位相センサユニ
ット６０は、カムシャフト１１の他端に植設されたピン
６１とこのピン６１を検出して出力信号を得る位相セン
サ６２を含んでいる。

【００５１】上記構成において、アクセルグリップ（も
しくはアクセルペダル）を操作するとアクセルモータ４
５が作動し、その出力軸の回転によりアクセルシャフト
４１がスライドする。たとえば、エンジン低速時には図
４に示されるようにタペット２１はカム１３に対して、
カム高さの低い部位に当接している。この状態で加速、
すなわちアクセルを開くと、アクセルモータ４５の作動
によりドリブンギヤ４３が回転して、アクセルシャフト
４１は図中、右方にスライドする。カム１３はアクセル
フォーク４２を介して、アクセルシャフト４１の動きに
連動してカムシャフト１３に沿って、同様に図中、右方
にスライドする。なお、このときカム１３のスライド量
や速度は、アクセルの開度および開く速さに対応してい
る。カム１３のスライドによりタペット２１は次第に、
カム高さの高い部位に当接し、これにより図９に示され
るリフト特性に従ってバルブリフト量が増大する。一
方、減速時にはアクセルを戻すことで、上記とは逆の動
作でバルブリフト量を減少させる。

【００５２】ここで、上述した本発明の動弁装置あるい
は内燃機関において特に、まず３次元のカム１３をカム
シャフト１１上でその軸方向にスライドさせる。これに
よりカム軸部のシリンダヘッド２の幅を狭くすること
で、軽量化およびコンパクト化を図ることができる。ま
た、カムシャフト１３の回転軸受（ベアリング１２）と
カム１３のスライド軸受（ボールスプライン１１ａおよ
びボール１４）を別個にすることで、これら双方をころ
がり軸受で構成したことによりカム１３を極めて小さい
力量で円滑に変位させることができる。

【００５３】さらに、カム１３のスライド機構に加え
て、カムタイミングの変更機構を付加することも可能で
ある。この場合、たとえばスプロケット１５まわりに所
謂、連続可変バルブタイミング機構（「ＶＶＴ機構」等
と呼ばれている）を設けることで、装置の大型化やコス
トアップを伴わずに有効に行なうことができる。カムタ
イミングの変更には、カムシャフト１３自体がスライド
しないため、位相センサユニット６０を効果的に使用す
ることができる。

【００５４】また、上述のようにカム１３のスライド軸
受部をボールスプライン１１ａによるころがり軸受で構
成することで、滑り抵抗の場合に比べてスライド抵抗を
格段に小さくする。これによりアクセルモータ４５を小
型化することができ、アクセル可変時の消費電力を小さ
くすることができる。ころがり軸受においては、滑り軸
受の場合よりも軽度の潤滑でも焼き付き難い等の利点が
ある。

【００５５】また、１つのアクセルシャフト４１に固定
した複数（気筒数分）のアクセルフォーク４２を介して
カム１３をスライドさせることで、すべてのカム１３を
正確に同調させることができ、複数の気筒のバルブを同
調制御することができる。また、気筒ごとに単一のカム
１３を設けることにより、カム幅（カムシャフト方向）
を大きく確保することができ、バルブリフトカーブを形
成するカム１３の傾斜角度を緩く設定可能となる。これ
によりカム１３のスライド荷重を小さくして、この点で
もアクセルモータ４５を小型化するとともに、高い精度
のアクセルワークを実現することができる。

【００５６】また、アクセルフォーク４２とカム１３を
ベアリング４７を介して回転自在に結合することで、カ
ム１３の高回転域まで回転部の焼付きを防止することが
できる。加えて、回転部の回転抵抗を小さくすることで
動弁駆動の際に生じる機械的損失（メカロス）を減少さ
せる。

【００５７】また、タペット２１の外周接触面を曲面状
に形成し、摺動および回転自在にバルブステム軸方向に
ストローク可能としたことで、カム１３とタペット２１
をつねに点接触させる。これによりカム１３のカム高さ
（バルブリフト量）、作用角およびタイミング等を含む
カム特性を３次元マップ的に形成することができ、エン
ジン回転数およびトルクに最適なリフト特性を設定し、
つまり低中速域でミラーサイクル化を自在に実現するこ
とができる。また、タペット２１とカム１３あるいはタ
ペットシム３３との接触はころがり接触となっており、
常に一点で接触しているわけではないため、耐磨耗性に
優れ、耐久性を大幅に向上させることができる。それに
より、エンジンの高回転化を有効に実現する。

【００５８】また、タペット２１の中心軸上に自動調芯
機能を持つタペット芯材２３を設けるとともに、タペッ
トホルダ２４のガイド溝２４ａによりガイドし、タペッ
ト芯材２３の両端の押圧部２３ｃで２つの吸気バルブ３
１をリフト可能にする。単一のタペット２１で２つのバ
ルブをリフトすることで、タペット重量を軽くして高回
転化とコンパクト化を図ることができる。この場合、タ
ペット２１とカム１３あるいはタペットシム３３との接
触は、ころがり接触となっているので耐磨耗性に優れ
る。さらに、各吸気バルブ３１のバルブステム３１ａに
はその軸方向以外の荷重もしくは負荷が作用しないの
で、バルブガイド３２やタペットガイドの磨耗が僅少に
なり、実質的にバルブステム３１ａを小径にできるため
高回転、高出力化に有利である。また、自動調芯機構を
ボール２２によるころがり軸受で構成したので、飛沫潤
滑でも焼付きなく潤滑し得るため特別な潤滑油の圧送装
置を不要とし、構造を簡素化するとともに耐久性を向上
する。

【００５９】また、バルブ休止ユニット５０はタペット
ストッパ５１によって一方の吸気バルブ３１を休止させ
ることができる。このバルブ休止によりエンジンの低中
速回転域において燃焼室内に吸気スワール流あるいはタ
ンブル流を生成し、いわゆるリーンバーン化を可能にす
る。この場合、燃料の注入速度を速くすることで出力ア
ップを図ることができる。

【００６０】ここでバルブ休止時には、たとえば図４に
示したように他方の吸気バルブ３１側の押圧部２３ｃ
は、タペットストッパ５１との当接部を支点として押し
下げられる。両方の吸気バルブ３１をリフトさせる通常
のバルブリフト量ｘに対して、バルブ休止時のバルブリ
フト量ｙとなり、すなわちリフト量は（ｙ／ｘ）倍に増
大する。バルブ休止時には片ポートによる吸気となるか
ら、そのこと自体では吸気抵抗が高くなるが、リフト量
の増加により実効バルブ開口面積は拡大する。これによ
りバルブ休止のＯＮ／ＯＦＦ切替時におけるバルブ開口
面積や吸気抵抗による吸気量の差を実質的になくし、あ
るいは僅少にしてスムースな切替を行なうことができ
る。

【００６１】また、アクセルシャフトユニット４０にお
いて、アクセルモータ４５の出力はアクセルシャフト４
１を介してアクセルフォーク４２に伝達される。この出
力の伝達経路において、ドリブンギヤ４３およびドライ
ブギヤ４６あるいはネジリスプライン４１ａによる伝達
機構は逆方向の出力伝達、つまり従動のアクセルフォー
ク４２側から駆動側への伝達を規制する。これにより特
にアクセル固定時にはアクセルモータ４５に電流を流さ
なくとも、アクセルフォーク４２したがってカム１３を
確実に固定することができ、消費電力を少なくして節電
効果がある。

【００６２】さらに、排気バルブ側においてカムシャフ
ト１１_Exと平行の中心軸を持つ円板状のタペット２１_Ex
が、バルブステム軸方向にストローク可能にガイドされ
る。かかる構成としたことで、直打式の円筒タペットよ
りも大幅に重量軽減し、高回転化が可能になる。また、
タペット２１_Exはカム１３_Exあるいはタペットシム３３
ところがり接触するので、耐久性が向上する。この場
合、タペット２１_Ex外周の接触面以外の部位、すなわち
中心軸付近の肉厚を薄く形成するとよい。これによりタ
ペットガイドとの間の隙間を大きく確保することがで
き、潤滑油を入り易くすることで焼付きを有効に防止す
る上、軽量化を図ることでエンジンの高回転化を有効に
実現する。

【００６３】つぎに、本発明による第２の実施形態を説
明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応
する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明す
る。図１０は本発明装置の要部側断面図、図１１は図１
０のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。この実施形態では吸
気側に適用した例とするが、これに加えて排気側に適用
することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動す
るピストン１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。

【００６４】第２の実施形態による動弁装置は、気筒の
列設方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニッ
ト１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配
置されるタペットユニット２０と、この例では吸気制御
するバルブユニット３０と、アクセル開度に応じてカム
を変位させるアクセルシャフトユニット４０と、必要に
応じてバルブを休止させるバルブ休止ユニット５０とを
含んでいる。これらのうち第１の実施形態と基本的に同
一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略
化するものとする。

【００６５】カム／カムシャフトユニット１０におい
て、カムシャフト１１は、ベアリング１２を介してシリ
ンダヘッド２に回転自在に支持されるが、この例ではシ
リンダヘッド２の外側寄りに配置される。また、すでに
図９に示したような３次元カム構成諸元を有するカム１
３を備え、このカム１３がボールスプライン１１ａを介
してカムシャフト１１に沿って直線運動するようになっ
ている。

【００６６】タペットユニット２０において、この実施
形態では特にスイングアーム式タペット（いわゆるロッ
カーアーム形式）が採用される。すなわち、カム１３と
バルブユニット３０の間には、スイングアーム２５によ
って支持されるタペットローラ２６が配置される。ま
た、スイングアーム２５の先端には、後述するスイング
アームシャフトと平行に配置され、かつ回転自在に支持
されたタペット２７を有する。

【００６７】スイングアーム２５は、カムシャフト１１
と平行配置されたスイングアームシャフト２８（揺動
軸）により揺動可能に支持され、各気筒に１つのスイン
グアーム２５が設けられる。スイングアーム２５は図１
２（図１０のＤ−Ｄ線断面）にも示されるように、スイ
ングアームシャフト２８に対して嵌合結合し回転自在で
ある。この例ではシリンダヘッド２の一部によってスイ
ングアーム２５を位置決め固定するが、スイングアーム
シャフト２８の軸方向にスライド力が作用する側にはベ
アリング（ニードル・スラストベアリング）２９が装着
される。なお、ベアリング２９と反対側にはスラストワ
ッシャ２０１が装着される。また、スイングアームシャ
フト２８は中空構造とし、その中空内部に潤滑油路を形
成してタペット２７等に注油することができる。

【００６８】タペットローラ２６は、ボールベアリング
として構成され、その内輪に挿通するピン２０２を介し
てスイングアーム２５によって支持される。ピン２０２
はスイングアーム２５に対して強圧入される。タペット
ローラ２６の外周面は典型的には円弧状（曲面状）に形
成され、カム１３とは点接触するようになっている。

【００６９】タペット２７は概略コ字状に形成され、そ
のコ字の両端の押圧部２７ａで２つのバルブ（タペット
シム３３）と当接する。スイングアーム２５の先端には
タペット２７を支持するための軸部２５ａが突設されて
おり、軸部２５ａによって軸支されたタペット２７を回
転自在にしている。タペットシム３３と当接するタペッ
ト２７の先端（押圧部２７ａ）は、円弧状（曲面状）に
形成され、タペットシム３３とは点接触する。

【００７０】なお、本実施形態では排気側については、
図１０あるいは図１３（図１０のＥ−Ｅ線断面）に示さ
れるように平板状のカム１３_Ex（平面カム）とこれに当
接する接触平面を持つタペットローラ２６_Exを有する。
タペットローラ２６_Exはスイングアーム２５によって支
持され、スイングアーム２５は、カムシャフト１１_Exと
平行配置されたスイングアームシャフト２８_Exにより揺
動可能に支持される。

【００７１】バルブユニット３０は、実質的に第１の実
施形態の場合と同様の構成である。したがって、各気筒
ごとに吸気（ＩＮ）側および排気（ＥＸ）側にそれぞれ
２つのバルブ（つまり４バルブ）を有している。

【００７２】アクセルシャフトユニット４０において、
その基本構成は実質的に第１の実施形態の場合と同様で
ある。カムシャフト１１と平行に配置されたアクセルシ
ャフト４１と、アクセルシャフト４１に固着するととも
にカム１３に連結するアクセルフォーク４２を含んでい
る。なお、この例ではアクセルシャフト４１は、カムシ
ャフト１１よりも内側に配置され、それに対応してアク
セルモータ４５もシリンダヘッドカバー２ａの略中央に
配置される。

【００７３】アクセルモータ４５は、アクセル変化に対
応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ４
６およびドリブンギヤ４３を介して、アクセルシャフト
４１のスライド運動に変換される。アクセルモータ４５
はシリンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッド
カバー２ａによって覆われている。アクセルフォーク４
２は、ベアリング４７を介してカム１３の端部に回転自
在に装着されたフォークガイド４８と係合する。これに
よりアクセルシャフト４１がその軸方向にスライドする
のに連動もしくは同期して、カム１３がカムシャフト１
１に沿ってスライドする。

【００７４】バルブ休止ユニット５０において、２つの
吸気バルブ３１の一方を休止させるように構成されたタ
ペットストッパ５１と、カムシャフト１１と平行に配置
されタペットストッパ５１を支持する回転シャフト５２
と、回転シャフト５２を回転駆動する駆動装置５３とを
含んでいる。タペットストッパ５１は先端に概略鍵型の
ストッパ部５１ａが形成され、回転シャフト５２と一体
回転するようになっている。駆動装置５３は典型的には
油圧シリンダ装置により構成され、そのピストンロッド
５３ａは、回転シャフト５２に固着する揺動アーム５４
（バルブ休止レバー）と連結している。

【００７５】この実施形態では特に、タペットストッパ
５１のストッパ部５１ａは、図１０に示されるようにタ
ペットローラ２６の中心軸（ピン２０２）に関して、カ
ムシャフト１１とは反対側に配置される。また、カムシ
ャフト１１、アクセルシャフト４１および回転シャフト
５２は、図１０のように一直線上に配置される。このよ
うに直線配置することで、製造、組付けに際して同一合
せ面上に揃え、加工を容易化することができるととも
に、ユニット類を部品のアッセンブリ状態でセット可能
とする。

【００７６】駆動装置５３が回転シャフト５２を回転さ
せると、タペットストッパ５１がタペット２７の押圧部
２７ａ（休止すべき吸気バルブ３１側）の基部と当接し
て、その押圧部２７ａの動きを規制する。これにより、
一方の吸気バルブ３１を「０」リフト状態すなわち休止
させることができる。なお、この場合バルブ休止時のバ
ルブリフト量は図１２に示したように、両方の吸気バル
ブ３１をリフトさせる通常のバルブリフト量に対して、
（ｙ／ｘ）倍に増大する。

【００７７】ここで、カムシャフト１１の他端には位相
センサユニット６０が設けられている。位相センサユニ
ット６０は、カムシャフト１１の他端に植設されたピン
６１とこのピン６１を検出して出力信号を得る位相セン
サ６２を含んでいる。

【００７８】第２の実施形態による動弁装置において特
に、カム１３とバルブユニット３０の間には、スイング
アーム２５によって支持されるタペットローラ２６が配
置される。このようにスイングアーム２５によって支持
されるタペットローラ２６を介して、カム１３からバル
ブユニット３０へと力を伝達するロッカーアーム式であ
るため、従来の加工設備、技術をそのまま使うことがで
き実施に際して実現性が高く、製造コスト的にも極めて
有利である。

【００７９】この場合タペットローラ２６は、内部のボ
ールのころがり抵抗だけで自由に回転するため、接触面
の耐磨耗性を向上させることができる。また、スイング
アーム２５あるいはタペットローラ２６をカムシャフト
１１の軸方向にスライドさせる力に対して、すべてころ
がり摩擦で対抗するので機械的な損失を低減するととも
に、耐久性を向上する。なお、このような機械的損失の
低減効果は、ベアリング２９によっても得ることができ
る

【００８０】また、タペットストッパ５１のストッパ部
５１ａをタペットローラ２６の中心軸に関して、カムシ
ャフト１１とは反対側に配置することにより、タペット
ストッパ５１をバルブ休止位置に移動させるとき、どの
位置でもバルブリフトをなくする方向に力が作用するこ
とになる。そして小さな力でタペットストッパ５１を突
出させ、リフト戻り時のみにタペットストッパ５１が突
出するので、どのタイミングでも突出を開始することが
できる。

【００８１】なお、タペットストッパ５１が完全に突出
した時点でロックさせるロック機構を使用すれば、リフ
ト時の力をそのロック機構で受けることができ、そのた
めのエネルギが不要になる。また、ロック機構を完全ロ
ックではなく、油圧を上げる等の方法によりロックする
ようにすることで、その油圧でバルブ休止側も多少スト
ロークさせることができ、左右のリフト量を加減するこ
とができ、スワールあるいはタンブル流の量を調整する
ことができる。

【００８２】つぎに、本発明による第３の実施形態を説
明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応
する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明す
る。図１４は本発明装置の要部側断面図、図１５は図１
４のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。この実施形態では吸
気側に適用した例とするが、これに加えて排気側に適用
することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動す
るピストン１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。

【００８３】第３の実施形態による動弁装置は、気筒の
列設方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニッ
ト１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配
置されるタペットユニット２０と、この例では吸気制御
するバルブユニット３０と、アクセル開度に応じてカム
を変位させるアクセルシャフトユニット４０と、必要に
応じてバルブを休止させるバルブ休止ユニット５０とを
含んでいる。これらのうち第１の実施形態と基本的に同
一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略
化するものとする。

【００８４】本実施形態に係るカム／カムシャフトユニ
ット１０、バルブユニット３０およびアクセルシャフト
ユニット４０については、実質的に第１の実施形態の場
合と同様の構成である。なお、アクセルシャフトユニッ
ト４０において、アクセルモータ４５はシリンダ軸線方
向に対して傾斜配置され、シリンダヘッドカバー２ａに
よって覆われている。

【００８５】タペットユニット２０の基本構成は、実質
的に第１の実施形態の場合と同様の構成であり、タペッ
ト２１はタペットホルダ２４内部に収容されるかたちで
浮動保持される。また、タペット芯材２３は基部２３ａ
と、基部２３ａから左右両側へ延びる腕部２３ｂと、各
腕部２３ｂの端部に設けられた押圧部２３ｃと、を含ん
でいる。

【００８６】特に本実施形態では図１５に示されるよう
に、腕部２３ｂは押圧部２３ｃから外側へ突出し、後述
するタペットストッパとの係合部として構成される。な
お、この係合部は、押圧部２３ｃの一部を外側へ突出し
たものであってもよい。

【００８７】なお、本実施形態では排気側については、
図１４に示されるように平板状のカム１３_Ex（平面カ
ム）とこれに当接する接触平面を持つ円板状のタペット
２１_Exを有する。

【００８８】バルブ休止ユニット５０において、２つの
吸気バルブ３１の一方を休止させるように構成されたタ
ペットストッパ５１を有する。タペットストッパ５１
は、カムシャフト１１と同軸に配置されボス５５によっ
て回転自在に支持されている。２つのタペットストッパ
５１は相互に、シャフト５６によって連結固定されてお
り、同期作動するようになっている。駆動装置５３はそ
のピストンロッド５３ａがシャフト５６の端部５６ａに
当接し、シャフト５６をカムシャフト１１のまわりに回
動させる。なお、シリンダヘッド２には、このシャフト
５６の回動を許容させるための開口２ｂが開設されてい
る。タペットストッパ５１はまた、ストッパ部５１ａを
タペット芯材２３側へ回動させる弾機手段としてのリタ
ーンスプリング５７により付勢されている。

【００８９】タペットストッパ５１のストッパ部５１ａ
は概略鍔状に形成され、タペット芯材２３における押圧
部２３ｃから外側へ突出した腕部２３ｂ（係合部）と係
合するようになっている。ストッパ部５１ａの形態とし
ては、「鎌」状もしくはＣ字状のフックの形態を有し、
そのフックの内側で図１４のように腕部２３ｂと係合し
て該腕部２３ｂの支点となる。

【００９０】本発明装置においてバルブ休止ユニット５
０、とりわけタペットストッパ５１が円滑かつ適正に動
作し、その効果を実効あらしめることが重要であるが、
第３の実施形態による動弁装置では特に、複雑な機構も
しくは構成を伴うことなく的確にバルブ休止を行なうよ
うにする。

【００９１】すなわち、タペットストッパ５１のストッ
パ部５１ａは、カム位相のどのタイミングからでもタペ
ットシャフト（腕部２３ｂ）と係合し、その動きを規制
することができる。常態では、駆動装置５３のピストン
ロッド５３ａが伸長して、シャフト５６を介してタペッ
トストッパ５１を二点鎖線のようにタペット２１から退
避させている。ピストンロッド５３ａが後退すること
で、リターンスプリング５７の弾力によりタペットスト
ッパ５１のストッパ部５１ａは、タペットシャフト（腕
部２３ｂの係合部）の側面に圧接する。このときストッ
パ部５１ａは、腕部２３ｂの上下ストロークと干渉する
ことなく待機している。腕部２３ｂが上昇すると同時
に、ストッパ部５１ａはリターンスプリング５７の弾力
によって腕部２３ｂと係合し（その一部は腕部２３ｂの
下側に進入する）、これにより休止側のタペットシャフ
トを規制する。

【００９２】このようにバルブ休止ユニット５０を作動
させると、タペットストッパ５１はカムシャフト１３の
１回転のなかで必ず、リターンスプリング５７の弾力で
自動的にバルブを休止させることができる。この場合、
カムタイミングを正確に検出することなく、しかも最大
でもカム１回転という極めて短時間でバルブ休止動作を
完了する。また、タペットストッパ５１をリターンスプ
リング５７の弾力で作動させるため、タペットシャフト
に作用する負荷を実質的に小さくし、その磨耗あるいは
破損等を防ぐことができる上、軽量化および高回転化を
有効に実現する。

【００９３】つぎに、本発明による第４の実施形態を説
明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応
する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明す
る。図１６は本発明装置の要部側断面図、図１７は図１
６のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。この実施形態では吸
気側に適用した例とするが、これに加えて排気側に適用
することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動す
るピストン１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。

【００９４】第４の実施形態による動弁装置は、気筒の
列設方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニッ
ト１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配
置されるタペットユニット２０と、この例では吸気制御
するバルブユニット３０と、アクセル開度に応じてカム
を変位させるアクセルシャフトユニット４０と、必要に
応じてバルブを休止させるバルブ休止ユニット５０とを
含んでいる。これらのうち第１の実施形態と基本的に同
一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略
化するものとする。

【００９５】本実施形態に係るカム／カムシャフトユニ
ット１０、バルブユニット３０およびアクセルシャフト
ユニット４０については、実質的に第１の実施形態の場
合と同様の構成である。

【００９６】タペットユニット２０の基本構成は、実質
的に第１の実施形態の場合と同様の構成であり、タペッ
ト２１はタペットホルダ２４内部に収容されるかたちで
浮動保持される。また、タペット芯材２３は基部２３ａ
と、基部２３ａから左右両側へ延びる腕部２３ｂと、各
腕部２３ｂの端部に設けられた押圧部２３ｃと、を含ん
でいる。

【００９７】特に本実施形態では図１７に示されるよう
に、タペット芯材２３の押圧部２３ｃ（休止すべき吸気
バルブ３１側）の外側面に、後述するタペットストッパ
との係合部として構成される嵌合凹部２３ｄを有する。

【００９８】なお、本実施形態では排気側については、
図１６に示されるように平板状のカム１３_Ex（平面カ
ム）とこれに当接する接触平面を持つ円板状のタペット
２１_Exを有する。

【００９９】バルブ休止ユニット５０において、２つの
吸気バルブ３１の一方を休止させるように構成されたタ
ペットストッパ５１を有する。タペットストッパ５１
は、シリンダヘッド２に形成されたガイド孔２ｃに内挿
され、カムシャフト１１と平行にスライド可能である。
タペットストッパ５１の一端にはタペット芯材２３の嵌
合凹部２３ｄに係合可能な球状のストッパ部５１ａを有
し、また他端には後述するフォークが係合するフォーク
ガイド５８が取り付けられている。ガイド孔２ｃには、
ストッパ部５１ａをタペット芯材２３の嵌合凹部２３ｄ
側へ付勢するリターンスプリング５９が装着されてい
る。

【０１００】駆動装置５３は、カムシャフト１１と平行
に配置され、タペットストッパ５１を駆動（後退駆動）
するための駆動シャフト５０１を進退させる。駆動シャ
フト５０１にはフォーク５０２が結合しており、このフ
ォーク５０２はタペットストッパ５１のフォークガイド
５８と係合する。２つのタペットストッパ５１は相互
に、駆動シャフト５０１によって連結されており、同期
作動するようになっている。

【０１０１】第４の実施形態による動弁装置では特に、
バルブ休止ユニット５０はタペットストッパ５１によっ
て一方の吸気バルブ３１を休止させる際、タペット芯材
２３の押圧部２３ｃの側面に設けられた嵌合凹部２３ｄ
に嵌入する。このように嵌入するタペットストッパ５１
を支点として、他方の吸気バルブ３１側の押圧部２３ｃ
が押し下げられる。この場合、駆動シャフト５０１を図
１７のように伸長させて、タペットストッパ５１がリタ
ーンスプリング５９の弾力によって嵌合凹部２３ｄに嵌
入し、また駆動シャフト５０１を引っ込めてタペットス
トッパ５１が嵌合凹部２３ｄから離脱する。

【０１０２】タペットストッパ５１は典型的には球状で
あるため、押圧部２３ｃに対する支点として円滑かつ適
正に機能する。かかる球状支点の位置はシリンダヘッド
２の穴加工ピッチの精度で決定されるため、カム軸に対
する精度を出し易くしている。また、バルブ休止ユニッ
ト５０の構成を簡素化することで、軽量化を図るととも
に安価にすることができる。タペットストッパ５１によ
る支点位置の自由度が高いため、バルブリフト量の比率
（ｙ／ｘ）を比較的自由に設定することができ、たとえ
ばバルブステム３１ａの中心上に設定することで、ｙ／
ｘ＝２とすることが可能である。

【０１０３】ここで、図１８は第４の実施形態における
タペットユニット２０の変形例を示している。この例で
はカム１３に接触し、アウタレースとインナレースとこ
れらの間に介在するボールを含むタペットローラ２０３
を有する。このタペットローラ２０３は、タペットホル
ダ２４内部に収容されるかたちで浮動保持される。タペ
ットローラ２０３のインナレースにホルダ部２０４が圧
入され、このホルダ部２０４に軸支されるピン２０５に
は、ニードルベアリング２０６を介して天秤状腕部２０
７が揺動可能に保持される。

【０１０４】天秤状腕部２０７の両端には、タペットシ
ム３３と当接する押圧部２０７ａが設けられるととも
に、その外側面にタペットストッパ５１との係合部とし
て構成された嵌合凹部２０７ｂを有する。タペットホル
ダ２４の内部は、タペットローラ２０３を外形に整合す
る空間として形成されている。また、天秤状腕部２０７
は、タペットホルダ２４のガイド溝２４ａに対する摺動
部が摺接ガイドされるようになっており（図１８、斜線
部参照）、これにより天秤状腕部２０７の回り止めが構
成される。

【０１０５】タペットローラ２０３の中心と同一線上に
ピン２０５が配置されるため、天秤状腕部２０７はタペ
ットストッパ５１によって規制されていないときには、
カムシャフト１１と平行を保ったまま上下動する。ま
た、タペットストッパ５１によって規制されているとき
には、嵌合凹部２０７ｂを支点として揺動可能となる。

【０１０６】また、この変形例においてはタペットロー
ラ２０３および天秤状腕部２０７ともころがり軸受で構
成しているため、動弁駆動の際の機械的損失や磨耗等を
減少させる。タペットローラ２０３自体の側面はタペッ
トホルダ２４と直接接触しないため、接触抵抗がなくス
ムースに作動し、カム１３との接触部の滑りを防止する
ことができ、寿命が向上する。また、ピン２０５に対し
天秤状腕部２０７をバルブユニット側にオフセット配置
することができ（図１８、ｃ−ｃ断面参照）、タペット
ホルダ２４におけるカム１３側のガイド部肉厚を厚く確
保可能にし、これによりガイド部の剛性を強化すること
により機械的歪みをなくし、円滑作動を保証することが
できる。

【０１０７】さらに、自動調芯軸受方式よりも製作が容
易であり、タペットローラ２０３の径を大きくすること
ができるため寿命を向上するとともに、タペットシム３
３およびカム１３間の距離を実質的に短くすることがで
きるのでシリンダヘッド高さを低くし、また部品点数が
少なく組付けを容易化することが可能である。さらに天
秤状腕部２０７の回り止めが構成されているため、タペ
ット部（押圧部２０７ａ）を円板状にしないで済み、軽
量化を測ることができる。

【０１０８】さらに図１９および図２０は、第４の実施
形態における別の変形例を示している。図１９は本発明
装置の要部側断面図、図２０はこの実施形態に係るアク
セルシャフトユニット４０まわりを示す図１９のＨ矢視
図である。前述の実施形態ではアクセルシャフトユニッ
ト４０におけるアクセルモータ４５は、典型的にはシリ
ンダヘッド２のシリンダヘッドカバー２ａの上面と直交
して配置（シリンダ軸線方向に沿って配置）されたが、
この例ではシリンダヘッドカバー２ａの上面と平行に吸
気（Ｉｎ）側に配置したものである。

【０１０９】このアクセルシャフトユニット４０におい
て、カムシャフト１１と平行に配置されたアクセルシャ
フト４１と、アクセルシャフト４１に固着するとともに
カム１３に連結するアクセルフォーク４２を含んでい
る。アクセルシャフト４１はその軸方向にスライド可能
にシリンダヘッド２（もしくはシリンダヘッドカバー２
ａ）によって支持され、後述するラック＆ピニオン機構
４９を介してドリブンギヤ４３（たとえば、平歯車であ
ってよい）と係合している。ドリブンギヤ４３はシリン
ダヘッド２に回転自在に支持され、アクセルモータ４５
の出力軸に固着したドライブギヤ４６（平歯車）と噛合
する。

【０１１０】この例ではドリブンギヤ４３およびアクセ
ルモータ４５の中心軸は、アクセルシャフト４１と直交
して配置される。ラック＆ピニオン機構４９は、アクセ
ルシャフト４１の一部に形成されたラック４０１とドリ
ブンギヤ４３の軸部に形成されたピニオン４０２を含
む。ラック４０１は少なくともカム１３のスライドスト
ローク分の長さを有するが、アクセルシャフト４１と別
体構成のものを付設固定したものであってもよい。ま
た、ピニオン４０２についても、ドリブンギヤ４３と別
体構成のものを付設固定したものでもよい。

【０１１１】アクセルモータ４５の回転はドライブギヤ
４６およびドリブンギヤ４３を介して、さらにラック＆
ピニオン機構４９を介して、アクセルシャフト４１のス
ライド運動に変換される。そしてアクセルフォーク４２
は、ベアリング４７を介してカム１３の端部に回転自在
に装着されたフォークガイド４８と係合しており、これ
によりアクセルシャフト４１がその軸方向にスライドす
るのに連動もしくは同期して、カム１３がカムシャフト
１１に沿ってスライドする。

【０１１２】この例では特に上述のようにアクセルモー
タ４５をシリンダヘッドカバー２ａの上面と平行に配置
することにより、アクセルモータ４５部分がエンジン上
方へ突出するのを抑制する。このようにエンジンが嵩だ
かになるのを防ぐことで全体としてコンパクト化を図る
ことができる。

【０１１３】つぎに、本発明による第５の実施形態を説
明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応
する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明す
る。図２１は本発明装置の要部側断面図、図２２は図２
１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。この実施形態では吸
気側に適用した例とするが、これに加えて排気側に適用
することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動す
るピストン１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。

【０１１４】第５の実施形態による動弁装置は、気筒の
列設方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニッ
ト１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配
置されるタペットユニット２０と、この例では吸気制御
するバルブユニット３０と、アクセル開度に応じてカム
を変位させるアクセルシャフトユニット４０と、必要に
応じてバルブを休止させるバルブ休止ユニット５０とを
含んでいる。これらのうち第１の実施形態と基本的に同
一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略
化するものとする。

【０１１５】本実施形態に係るカム／カムシャフトユニ
ット１０、バルブユニット３０およびアクセルシャフト
ユニット４０については、実質的に第１の実施形態の場
合と同様の構成である。

【０１１６】タペットユニット２０において、カム１３
に接触するようにピン２０９に支持されたタペットロー
ラ２０８を有する。ピン２０９はカムシャフト１１とは
平行に、後述するスライダ２１０に固定されており、ニ
ードルベアリング２１１を介してタペットローラ２０８
を回転自在に支持する。なお、タペットローラ２０８は
ピン２０９の軸方向にはスライドしないように、スライ
ダ２１０の内側に配置される。スライダ２１０は矩形の
断面形状を持ち、タペットホルダ２４に形成されたガイ
ド孔２４ｂにスライド可能に嵌合する（図２３（Ａ）、
摺動ガイド：斜線部参照）。ガイド孔２４ｂはバルブス
テムの軸方向に沿って形成されており、これによりタペ
ットローラ２０８は、スライダ２１０を介してタペット
ホルダ２４内部に収容されるかたちで浮動保持され、バ
ルブステムの軸方向にのみ移動可能となる。

【０１１７】スライダ２１０の下部にはピン２０９と直
交してピン２１２が軸支され、このピン２１２にニード
ルベアリング２１３を介して天秤状腕部２１４（スイン
グアーム）が揺動可能に保持される。天秤状腕部２１４
の両端には、タペットシム３３と当接する押圧部２１４
ａが設けられるとともに、その外側面にタペットストッ
パ５１との係合部として構成された嵌合凹部２１４ｂを
有する。

【０１１８】この例では天秤状腕部２１４の揺動支点で
あるピン２１２は、タペットローラ２０８の中心（ピン
２０９）に対して下方にオフセットして配置される。こ
のようにオフセットすることにより、天秤状腕部２１４
は図２２に示されるように下方に凸に湾曲した形態とな
っている。天秤状腕部２１４はタペットストッパ５１に
よって規制されていないときには、カムシャフト１１と
平行を保ったまま上下動する。また、タペットストッパ
５１によって規制されているときには、嵌合凹部２１４
ｂを支点として揺動可能となる。

【０１１９】なお、本実施形態では排気側については、
図２１に示されるように平板状のカム１３_Ex（平面カ
ム）とこれに当接する接触平面を持つ円板状のタペット
２１_Exを有する。

【０１２０】バルブ休止ユニット５０の基本構成は、実
質的に第４の実施形態の場合と同様の構成であり、２つ
の吸気バルブ３１の一方を休止させるように構成された
タペットストッパ５１を有する。タペットストッパ５１
は、シリンダヘッド２に形成されたガイド孔２ｃに内挿
され、カムシャフト１１と平行にスライド可能である。
タペットストッパ５１の一端には天秤状腕部２１４の嵌
合凹部２１４ｂに係合可能な球状のストッパ部５１ａを
有し、また他端には後述するフォークが係合するフォー
クガイド５８が取り付けられている。ガイド孔２ｃに
は、ストッパ部５１ａを天秤状腕部２１４の嵌合凹部２
１４ｂ側へ付勢するリターンスプリング５９が装着され
ている。

【０１２１】駆動装置５３は、カムシャフト１１と平行
に配置され、タペットストッパ５１を駆動（後退駆動）
するための駆動シャフト５０１を進退させる。駆動シャ
フト５０１にはフォーク５０２が結合しており、このフ
ォーク５０２はタペットストッパ５１のフォークガイド
５８と係合する。２つのタペットストッパ５１は相互
に、駆動シャフト５０１によって連結されており、同期
作動するようになっている。

【０１２２】第５の実施形態による動弁装置では特に、
上述のように天秤状腕部２１４は、タペットローラ２０
８の中心に対して下方にオフセットして配置されるた
め、シリンダヘッド２の高さを低く抑えることができ
る。また、タペットユニット２０においてタペットロー
ラ２０８および天秤状腕部２１４ともころ軸受で支持す
るため、コンパクトで負荷容量が大きく、飛沫潤滑でも
適正かつ十分に潤滑することができる。この結果、タペ
ットユニット２０をコンパクトかつ軽量で、安価に製作
することができる。

【０１２３】また、タペットローラ２０８はカム１３と
の接触において転動するだけであるため、磨耗を減少し
て高寿命化を図ることができる。天秤状腕部２１４の回
転防止手段を特に設けなくとも、それを支持するスライ
ダ２１０自体がタペットホルダ２４のガイド孔２４ｂに
よってスライドガイドされるので、作動時の抵抗が小さ
く、天秤状腕部２１４およびタペットホルダ２４間の磨
耗がなくなる。さらに、タペットローラ２０８とタペッ
トホルダ２４との接触部分をなくすることで、タペット
ローラ２０８の磨耗を防ぐことができる。

【０１２４】また、タペットホルダ２４に対してタペッ
トローラ２０８が直接接触せず、スライダ２１０の外周
部がタペットホルダ２４のガイド孔２４ｂと接触するだ
けである。これにより、カム１３の傾斜面によりスライ
ダ２１０に発生するスラスト力のみが摩擦荷重としてタ
ペットホルダ２４に作用し、磨耗を減少するとともにタ
ペットローラ２０８の円滑作動を保証する。また、カム
１３の傾斜面からのスラスト力を受けるタペットホルダ
２４のガイド長を長くすることで、そのときの荷重によ
る面圧を実質的に低下させることができる。

【０１２５】つぎに、本発明による第６の実施形態を説
明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応
する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明す
る。図２４は本発明装置の要部側断面図、図２５は図２
４のＫ−Ｋ線に沿う断面図である。この実施形態では吸
気側に適用した例とするが、これに加えて排気側に適用
することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動す
るピストン１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。

【０１２６】第６の実施形態による動弁装置は、気筒の
列設方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニッ
ト１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配
置されるタペットユニット２０と、この例では吸気制御
するバルブユニット３０と、アクセル開度に応じてカム
を変位させるアクセルシャフトユニット４０と、必要に
応じてバルブを休止させるバルブ休止ユニット５０とを
含んでいる。これらのうち第１の実施形態と基本的に同
一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略
化するものとする。

【０１２７】本実施形態に係るタペットユニット２０、
バルブユニット３０およびバルブ休止ユニット５０つい
ては、実質的に第４の実施形態の場合と同様の構成であ
る。

【０１２８】カム／カムシャフトユニット１０におい
て、カムシャフト１１は、ベアリング１２を介してシリ
ンダヘッド２に回転自在に支持される。カムシャフト１
１にはその軸方向に後述するカム１３がスライド可能に
装着されるが、この例ではカムシャフト１１はたとえば
３条のボールスプライン１１ａを有し、そのガイドによ
ってボール１４を介してカム１３が直線運動するように
なっている。

【０１２９】特にこの実施形態では、カムシャフト１１
は中空構造とし、その中空内部を構成する内孔１１ｂに
は、潤滑油路が形成されるとともに後述するようにアク
セルシャフト４１が同軸に内挿する。また、このアクセ
ルシャフト４１にはカム１３が一体的に結合し、両者が
連動するようになっている。

【０１３０】なお、本実施形態では排気側については、
図２４に示されるように平板状のカム１３_Ex（平面カ
ム）とこれに当接する接触平面を持つ円板状のタペット
２１_Exを有する。

【０１３１】つぎに、アクセルシャフトユニット４０に
おいて、カムシャフト１１のスプロケット１５とは反対
側端部に回転スリーブ４０３が、ベアリング４０４を介
してシリンダヘッド２に回転自在に装着されている。回
転スリーブ４０３の外周にはドリブンギヤ４３（ホイー
ル）が設けられ、このドリブンギヤ４３にはドライブギ
ヤ４６（ウォーム）が噛合する。ドリブンギヤ４３は、
アクセルモータ４５によって回転駆動されるようになっ
ている。なお、この例ではアクセルモータ４５はカムシ
ャフト１１に直交し、かつシリンダヘッドカバー２ａの
上面と平行に配置される。

【０１３２】回転スリーブ４０３の内周にはネジリスプ
ライン４０３ａが形成されており、このネジリスプライ
ン４０３ａと係合するスライダ４０５が回転スリーブ４
０３の内部にスライド可能に装着される。スライダ４０
５にはガイドピン４０６が植設されており、このガイド
ピン４０６は、カムシャフト１１の軸方向に沿って形成
されたガイド溝４０７と係合する。これによりスライダ
４０５は、回転スリーブ４０３の回転によってネジリス
プライン４０３ａを介して、回転することなくカムシャ
フト１１の軸方向にスライドすることができる。

【０１３３】カムシャフト１１の内孔１１ｂに内挿され
たアクセルシャフト４１の一端は、ベアリング４０８を
介してスライダ４０５に支持結合される。これよりアク
セルシャフト４１はスライダ４０５と一体的にスライド
可能である。また、アクセルシャフト４１とカム１３は
ピン４０９によって一体的に結合しており、回転もスラ
イドも一体的に行なわれる。ピン４０９は図２６（Ａ）
にも示されるように、アクセルシャフト４１およびカム
１３を直径方向に貫通し、その両端で抜止めリング４１
０により固定される。また、カムシャフト１１には、ピ
ン４０９がスライドするのを許容するための長孔１３ｃ
が形成され、その長孔１３ｃは少なくともカム１３のス
ライドストローク分の長さを有している。

【０１３４】なお、カムシャフト１１の端部には位相セ
ンサユニット６０が設けられている。位相センサユニッ
ト６０は、カムシャフト１１の端部に植設されたピン６
１とこのピン６１を検出して出力信号を得る位相センサ
６２を含んでいる。

【０１３５】上記構成において、アクセルグリップ（も
しくはアクセルペダル）を操作するとアクセルモータ４
５が作動し、アクセルモータ４５の作動によりドリブン
ギヤ４３、したがって回転スリーブ４０３が回転する。
これによりアクセルシャフト４１はスライダ４０５によ
り、たとえば図２５において右方にスライドする。カム
１３はピン４０９を介して、アクセルシャフト４１の動
きに連動してカムシャフト１１に沿って、同様に図中、
右方にスライドする。カム１３のスライドによりタペッ
ト２１は次第に、カム高さの高い部位に当接し、これに
より図９に示されるリフト特性に従ってバルブリフト量
が増大する。

【０１３６】第６の実施形態による動弁装置では特に、
アクセルシャフト４１がカムシャフト１１に内挿され、
これらが一体的に構成される。これによりアクセルシャ
フト４１をカムシャフト１１と別個に配置する必要がな
くなり、その配置スペースを有効に減少させることがで
きる。したがって、シリンダヘッド２の内部空間を小さ
くすることにより、コンパクト化と軽量化を効果的に実
現することができる。

【０１３７】また、前述の実施形態で説明したアクセル
フォーク４２あるいはフォークガイド４８等の部材を用
いず、その代わりにピン４０９あるいは抜止めリング４
１０を追加するだけで済むため、構成の簡素化により重
量、コストを大幅に減少することができる。さらに、カ
ム１３ごとに必要だったベアリング４７に替えて、アク
セルシャフト４１の一端にベアリング４０８一個を設
け、使用するベアリングを省略することで、この点でも
重量、コストを大幅に減少する。また、アクセルシャフ
ト４１には軸方向荷重だけで、曲げモーメントが作用し
ないため、そのシャフト径を実質的に細くすることがで
き、軽量化に貢献するとともにメカロスを減少させるこ
とができる。

【０１３８】また、アクセルシャフト４１をスライドさ
せる駆動力発生装置（すなわち、スライダ４０５）をア
クセルシャフト４１と同軸配置したことにより、上記と
同様にコンパクト化と軽量化、コスト低減を図ることが
できる。アクセルシャフト４１とカム１３、およびカム
シャフト１１とカム１３の位相固定をピン４０９によっ
て行なうことで、これらの部材の加工が簡単になり、コ
ストダウンを図ることができる。

【０１３９】ここで、図２７および図２８は、第６の実
施形態における変形例を示している。この例の基本構成
は、実質的に第６の実施形態の場合と同様である。すな
わち、カムシャフト１１は中空構造とし、その中空内部
を構成する内孔１１ｂには、潤滑油路が形成されるとと
もにアクセルシャフト４１が同軸に内挿する。そして、
アクセルシャフト４１にはカム１３が一体的に結合し、
両者が連動するようになっている。

【０１４０】特にこの例ではアクセルシャフト４１とカ
ム１３は、２本のピン４０９Ａおよび４０９Ｂによって
一体的に結合している。これらのピン４０９Ａ，４０９
Ｂはカム１３の両端部に配置されるとともに、図２８に
も示されるように回転ローラ４１１を介して長孔１３ｃ
をスライドするようになっている。また、ピン４０９
Ａ，４０９Ｂは、アクセルシャフト４１およびカム１３
を直径方向に貫通し、その両端で抜止めリング４１０に
より固定される。

【０１４１】また、カム１３のスライド軸受部をボール
スプライン１１ａを用いずに、カム１３はカムシャフト
１１にスライド自在に嵌合される。なお、アクセルシャ
フト４１には潤滑油路となる内孔４１ｂが形成されてい
る。

【０１４２】アクセルシャフト４１とカム１３を２本の
ピン４０９Ａおよび４０９Ｂによって一体的に結合する
ことで、アクセルシャフト４１とカム１３、およびカム
シャフト１１とカム１３をそれぞれ正確に位相固定し、
カム１３をカムシャフト１１に沿って円滑かつ適正にス
ライドさせることができる。また、ボールスプライン１
１ａ等を用いないため構成の簡素化により重量、コスト
を大幅に減少することができる。

【０１４３】つぎに、本発明による第７の実施形態を説
明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応
する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明す
る。図２９は本発明装置の要部側断面図、図３０は図２
９のＯ−Ｏ線に沿う断面図である。この実施形態では吸
気側に適用した例とするが、これに加えて排気側に適用
することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動す
るピストン１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。

【０１４４】第７の実施形態による動弁装置は、気筒の
列設方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニッ
ト１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配
置されるタペットユニット２０と、この例では吸気制御
するバルブユニット３０と、アクセル開度に応じてカム
１３を変位させるカムシャフト変位ユニット４０Ａと、
必要に応じてバルブを休止させるバルブ休止ユニット５
０とを含んでいる。これらのうち第１の実施形態と基本
的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしく
は簡略化するものとする。

【０１４５】カム／カムシャフトユニット１０におい
て、カムシャフト１１は、ベアリング１０２（この例で
は２つ割のニードルベアリングとする）を介してシリン
ダヘッド２に回転自在に支持される。カムシャフト１１
の一端にボールスプライン１１ｃを有し、カムシャフト
１１はボールスプライン１１ｃとボール１０３を介し
て、スプロケット１５に対してスライド可能かつ一体回
転するように結合する。スプロケット１５はベアリング
１０４を介して、シリンダヘッド２に回転自在に支持さ
れる。

【０１４６】カム１３はいわゆる「３次元カム」として
構成され、また各気筒に１つのカム１３が設けられる
が、この例ではカムシャフト１１と一体形成される。し
たがって、カム１３はカムシャフト１１に対してスライ
ド変位しない。本実施形態では後述するようにカム１３
のカムシャフト１１の軸方向変位は、カムシャフト変位
ユニット４０Ａによって行なわれる。つまりカムシャフ
ト１１は、前述の各実施形態に係るアクセルシャフトの
機能を兼備している。したがって、カム１３をカムシャ
フト１１と共にその軸方向に沿って移動させることによ
り、吸気バルブのリフト量、作用角およびリフトタイミ
ングを無段階に可変制御することができる。

【０１４７】なお、本実施形態におけるカム１３は、図
９に示したような３次元カム構成諸元を有する。このよ
うにカムシャフト１１と一体化させたカム１３は、専用
のＮＣ加工機を使用して所望の形状に形成することがで
きる。

【０１４８】タペットユニット２０の基本構成は、実質
的に第１あるいは第４の実施形態の場合と同様の構成で
あり、タペット２１はタペットホルダ２４内部に収容さ
れるかたちで浮動保持される。また、タペット芯材２３
は基部２３ａと、基部２３ａから左右両側へ延びる腕部
２３ｂと、各腕部２３ｂの端部に設けられた押圧部２３
ｃと、を含んでいる。タペット芯材２３の押圧部２３ｃ
（休止すべき吸気バルブ３１側）の外側面に、タペット
ストッパとの係合部として構成される嵌合凹部２３ｄを
有する。

【０１４９】この場合、タペット２１において、カム１
３と接触する外周部が図３０に示されるように幅狭に形
成されている。

【０１５０】なお、本実施形態では排気側については、
図２９に示されるように平板状のカム１３_Ex（平面カ
ム）とこれに当接する接触平面を持つ円板状のタペット
２１_Exを有する。

【０１５１】バルブユニット３０の構成は、実質的に第
１の実施形態の場合と同様である。それぞれのバルブス
テム３１ａがバルブガイド３２によってガイドされる２
つの吸気バルブ３１を含み、各バルブステム３１ａの端
部には、タペット芯材２３の押圧部２３ｃと当接するタ
ペットシム３３を有する。バルブリテーナ３４とスプリ
ングシート３５の間にバルブスプリング３６が装着され
る。

【０１５２】さて、本実施形態ではカム１３を変位させ
るカムシャフト変位ユニット４０Ａを有している。この
カムシャフト変位ユニット４０Ａにおいて、カムシャフ
ト１１のスプロケット１５とは反対側端部にはベアリン
グ４１３（アンギュラボールベアリングとする）を介し
て、スライダ４１２が装着されている。このスライダ４
１２は、カムシャフト１１に対しては相対回転自在であ
るが、ガイドピン４１４によりカムシャフト１１の軸方
向にスライドガイドされる。スライダ４１２をガイドピ
ン４１４に沿ってスライドさせることにより、カムシャ
フト１１、したがってカム１３を変位させることができ
る。

【０１５３】この例ではアクセルモータ４５は、典型的
にはシリンダヘッド２のシリンダヘッドカバー２ａの上
面と平行に吸気（Ｉｎ）側に配置される。ドリブンギヤ
４３（平歯車）はベアリング４１５を介して、シリンダ
ヘッド２に回転自在に支持され、アクセルモータ４５の
出力軸に固着したドライブギヤ４６（平歯車）と噛合す
る。ドリブンギヤ４３のボス部内側には、ネジリスプラ
イン４１６が形成されており、このネジリスプライン４
１６と係合するスライダ４１２が、該ボス部の内部でス
ライド可能になっている。

【０１５４】バルブ休止ユニット５０の構成は、実質的
に第４の実施形態の場合と同様であってよい。この例で
はタペットストッパ５１は、シリンダヘッド２のガイド
孔２ｃに装着されたホルダ５０３に内挿され、カムシャ
フト１１と平行にスライド可能である。タペットストッ
パ５１の一端にはタペット芯材２３の嵌合凹部２３ｄに
係合可能な球状のストッパ部５１ａを有し、また他端に
は後述するフォークが係合するフォークガイド５８が取
り付けられている。ホルダ５０３には、ストッパ部５１
ａをタペット芯材２３の嵌合凹部２３ｄ側へ付勢するリ
ターンスプリング５９が装着されている。

【０１５５】なお、この実施形態では図３０に示される
ように、タペットストッパ５１は、第４の実施形態の場
合とは反対方向からタペット芯材２３の嵌合凹部２３ｄ
に係合するようになっている。

【０１５６】上記構成において、アクセルモータ４５の
作動によりドリブンギヤ４３が回転すると、ネジリスプ
ライン４１６を介してスライダ４１２がスライドする。
この場合カムシャフト１１自体は、スライダ４１２に対
して回転自在である。カムシャフト１１は回転しながら
スライダ４１２により、たとえば図３０において右方に
スライドする。カム１３はカムシャフト１１と一体に図
中、右方にスライドする。カム１３のスライドによりタ
ペット２１は次第に、カム高さの高い部位に当接し、こ
れにより図９に示されるリフト特性に従ってバルブリフ
ト量が増大する。

【０１５７】第７の実施形態による動弁装置では特に、
カム１３およびカムシャフト１１が一体形成されるとと
もに、カムシャフト１１にアクセルシャフトの機能を持
たせることで、極めてコンパクトな構成を実現すること
ができる。

【０１５８】カムシャフト１１の一端側ではスプロケッ
ト１５に対してスライド可能とし、また他端側にカムシ
ャフト変位ユニット４０Ａを配置する。ところで、カム
シャフト１１にアクセルシャフトの機能を持たせ、微妙
な制御を行なうにはカム１３の３次元マップを細かく設
定する必要があり、その分ストロークが増加する。その
場合スプロケット１５の外側に大きな油圧装置が必要に
なり、この油圧装置側が出っ張ってエンジンの左右幅が
大きく相違してしまう。特にエンジンの左右重心バラン
スが重要になる２輪車にあっては、そのことが問題とな
る。本発明ではスプロケット１５とは反対側にカムシャ
フト変位ユニット４０Ａを配置することで、左右幅のバ
ランスのとれたエンジンとすることができる。

【０１５９】また、スプロケット１５側にアクセルシャ
フトユニットが配置されない。これによりカムシャフト
１１およびスプロケット１５をボールスプライン１１ｃ
により回転方向に固定し、スライド可能に構成する。こ
のようにスライド抵抗の小さい構造を配置するスペース
を確保することができる。また、カムシャフト変位ユニ
ット４０Ａは、カムシャフト１１をスライドさせるため
の専用装置として構成することができるため、スライド
および回転抵抗とも格段に小さくすることが可能であ
る。

【０１６０】また、シリンダヘッド２に対するカムシャ
フト１１の軸受をニードルベアリング１０２とすること
で、スラスト抵抗を極小にして小さな駆動力でカムシャ
フト１１をスライド駆動することができる。これにより
油圧装置を用いることなく、モータによってアクセルコ
ントロールを行ない、コストおよび重量の低減を図るこ
とができる。

【０１６１】また、スライダ４１２の回転止めとしての
ガイドピン４１４は、ネジリスプライン４１６の内径領
域に配置される。このようにアクセルモータ４５の回転
をスライドに変換するスライドガイドをスライダ４１２
の幅内に収納し、エンジン幅を実質的に小さくすること
ができ、この点でもエンジンのコンパクト化を図ること
ができる。

【０１６２】また、３次元のカム１３間の軸受を２つ割
のニードルベアリングまたはローラベアリングとするこ
とで、軸受半径をカム１３の最大リフト半径よりも小さ
くする。これによりカム１３間の軸受径を小径化し、重
量およびコストを低減する。この場合、２つ割のニード
ルベアリングとしても、カムシャフト１１の回転数はエ
ンジン回転数の１／２であるから、２つ割でなくカム山
最大リフト半径が通るベアリングと同等の許容回転数を
保証することができる。

【０１６３】さらに、ベアリング４１３をアンギュラボ
ールベアリングとする。３次元のカム１３のテーパ部に
より発生するスラスト力はつねに、一方向であるから、
スラスト負荷に強いアンギュラボールベアリングを１つ
採用することで、ベアリングの小型化とエンジン幅の減
少を図ることができる。

【０１６４】つぎに、本発明による第８の実施形態を説
明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応
する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明す
る。図３１は本発明装置の要部側断面図、図３２は図３
１のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。この実施形態では吸
気側に適用した例とするが、これに加えて排気側に適用
することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動す
るピストン１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。

【０１６５】第８の実施形態による動弁装置は、気筒の
列設方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニッ
ト１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配
置されるタペットユニット２０と、この例では吸気制御
するバルブユニット３０と、アクセル開度に応じてカム
を変位させるアクセルシャフトユニット４０と、必要に
応じてバルブを休止させるバルブ休止ユニット５０とを
含んでいる。これらのうち第１の実施形態と基本的に同
一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略
化するものとする。

【０１６６】本実施形態に係るカムシャフトユニット１
０、タペットユニット２０、バルブユニット３０および
バルブ休止ユニット５０については、実質的に第４の実
施形態の場合と同様の構成である。

【０１６７】なお、本実施形態では排気側については、
図３１に示されるように平板状のカム１３_Ex（平面カ
ム）とこれに当接する接触平面を持つ円板状のタペット
２１_Exを有する。

【０１６８】この実施形態では、図３２に示されるよう
に２つの気筒に対して共通のカムシャフト１１が配置構
成され、各気筒に配設されたカム１３Ａ，１３Ｂが、気
筒ごとに構成された別個のスライド駆動機構によって、
カムシャフト１１に沿ってスライドするようにしたもの
である。この場合、アクセルシャフトユニット４０がス
ライド駆動機構として機能する。

【０１６９】アクセルシャフトユニット４０において、
カムシャフト１１と平行に配置されたアクセルシャフト
４１と、アクセルシャフト４１に固着するとともにカム
１３Ａに連結するアクセルフォーク４２Ａと、アクセル
シャフト４１に回転およびスライド自在に支持されると
ともにカム１３Ｂに連結するアクセルフォーク４２Ｂと
を含んでいる。アクセルシャフト４１はその軸方向にス
ライド可能にシリンダヘッド２によって支持され、一端
側でネジリスプライン４１ａを介してドリブンギヤ４３
と係合している。そして、２つのカム１３Ａ，１３Ｂに
対する共通のスライド駆動軸として作用する。

【０１７０】ドリブンギヤ４３は複列ボールベアリング
４４によって回転自在に支持され、アクセルモータ４５
Ａの出力軸に固着したドライブギヤ４６と噛合する。一
方、アクセルフォーク４２Ｂは、アクセルシャフト４１
の軸方向に配置されたラック４１７と一体化している。
ラック４１７はたとえば円筒スリーブ状の一部に、アク
セルモータ４５Ｂの出力軸に固着したドライブギヤ４１
８と噛合する歯が形成されていて、アクセルシャフト４
１に回転およびスライド自在に支持される。

【０１７１】アクセルフォーク４２Ａ、したがってカム
１３Ａは、アクセルモータ４５Ａの駆動力によってカム
シャフト１１に沿ってスライドする。アクセルフォーク
４２Ｂ、したがってカム１３Ｂは、アクセルモータ４５
Ｂの駆動力によってカムシャフト１１に沿ってスライド
する。このように本実施形態では２つの気筒に対して、
それぞれのバルブを別個の駆動系で可変制御するもので
ある。たとえば、カム１３Ａが配設されている側を常時
爆発気筒とし、カム１３Ｂが配設されている側を休止気
筒とすることで、気筒単位で休止させることができる。
このように言わば、「可変気筒化」を図ることにより必
要とする出力に最適な排気量を確保することができ、燃
焼効率の良い範囲（空燃比、吸気量、点火時期等の燃焼
条件）を使用することで燃費が向上する。

【０１７２】可変気筒化に加えて、常時爆発気筒におい
ては３次元カムを使って０〜最大リフト量の範囲でバル
ブの可変制御を行なうことで、効率の良い範囲を大幅に
拡大することができる。この場合、３次元カムであるか
ら、無リフトから最大リフトまでの間をスムーズに連続
的に繋げることができ、エンジン出力特性カーブを極め
て滑らかに設定することができる。

【０１７３】また、２つのカム１３Ａ，１３Ｂをスライ
ド駆動するアクセルフォーク４２Ａ，Ｂを、共通のアク
セルシャフト４１に沿って移動させるようにしたこと
で、構造の簡素が図られている。これにより軽量化を図
るとともに、コストを低減することができる上、シリン
ダヘッド２まわりをコンパクト化することができる。

【０１７４】つぎに、本発明による第９の実施形態を説
明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応
する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明す
る。図３３は本発明装置の要部側断面図、図３４は図３
３のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。この実施形態では吸
気側に適用した例とするが、これに加えて排気側に適用
することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動す
るピストン１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。

【０１７５】第９の実施形態による動弁装置は、気筒の
列設方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニッ
ト１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配
置されるタペットユニット２０と、この例では吸気制御
するバルブユニット３０と、アクセル開度に応じてカム
を変位させるアクセルシャフトユニット４０とを含んで
いる。これらのうち第１の実施形態と基本的に同一のも
のについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化する
ものとする。

【０１７６】本実施形態に係るカム／カムシャフトユニ
ット１０およびアクセルシャフトユニット４０について
は、実質的に第１の実施形態の場合と同様の構成であ
る。また、この実施形態では特に、バルブを休止させる
バルブ休止ユニット５０自体は含んでいないが、後述す
るようにバルブユニット３０はこれと実質的に同等の機
能を有するように構成されている。

【０１７７】タペットユニット２０の基本構成は、実質
的に第１の実施形態の場合と同様の構成であり、タペッ
ト２１はタペットホルダ２４内部に収容されるかたちで
浮動保持される。また、タペット芯材２３は基部２３ａ
と、基部２３ａから左右両側へ延びる腕部２３ｂと、各
腕部２３ｂの端部に設けられた押圧部２３ｃと、を含ん
でいる。

【０１７８】特に本実施形態では図３４に示されるよう
に、タペット２１の外周面におけるカム１３のカム部１
３ａとは反対側の非接触部（図３４、二点鎖線図示部）
は縮径されている。カム１３がタペット２１に対して接
触移動する際、この非接触部はカム部１３ａと接触しな
いため縮径しても差し支えなく、このように縮径するこ
とでタペット２１の軽量化を図る。

【０１７９】また、タペット芯材２３は腕部２３ｂの長
手方向に軸中心に沿って、タペット２１の素材よりも軽
量な合成樹脂または金属（軽量部２３ｅ）が埋設されて
いる。このようにタペット芯材２３をタペット２１に対
して重量調整することにより、共振するのを防止するこ
とができる。

【０１８０】なお、本実施形態では排気側については、
図３３に示されるように平板状のカム１３_Ex（平面カ
ム）とこれに当接する接触平面を持つ円板状のタペット
２１_Exを有する。

【０１８１】バルブユニット３０において、それぞれの
バルブステム３１ａがバルブガイド３２によってガイド
される２つの吸気バルブ３１を含んでいる。また、各バ
ルブステム３１ａの端部には、タペット芯材２３の押圧
部２３ｃと当接するタペットシム３３を有し、バルブリ
テーナ３４とスプリングシート３５の間にバルブスプリ
ング３６が装着される。

【０１８２】特に本実施形態では図３４に示されるよう
に、一方の吸気バルブ３１（右側）のバルブスプリング
３６_Rのばね定数が、他方の吸気バルブ３１（左側）の
バルブスプリング３６_Lのばね定数よりも小さく設定さ
れる。この場合、たとえば図３５のようにバルブリフト
量が小さいほど荷重の差が顕著に現れ、すなわち低速回
転域において左右の吸気バルブ３１のバルブリフト量の
差異を大きくすることができる。

【０１８３】また上記の場合、図３６に示されるように
左右の吸気バルブ３１により開閉される吸気ポート３_L
および３_Rは、バルブリフト量が小さい方の吸気バルブ
３１（右側）側に偏倚して配置される。このように吸気
ポート３_Lおよび３_Rをバルブ低リフト側に傾斜配置す
る。

【０１８４】第９の実施形態による動弁装置において特
に、一方の吸気バルブ３１（右側）のバルブスプリング
３６_Rのばね定数が、他方の吸気バルブ３１（左側）の
バルブスプリング３６_Lのばね定数よりも小さいため左
右の吸気バルブ３１のバルブリフト量の差が生じる。し
たがって、エンジン低速回転域において実質的に左側の
吸気バルブ３１のみが開き、燃焼室内で旋回流が生成さ
れ、これによりスワール流が生起可能である。

【０１８５】エンジン回転数が高くなるに従って、バル
ブスプリング３６_Rおよびバルブスプリング３６_Lの圧縮
変位が大きくなるのに伴い左右の吸気バルブ３１間のバ
ルブリフト量の差が小さくなる（図３５）。したがっ
て、最大リフト付近では２つの吸気バルブ３１ともバル
ブリフト量が大きくなり、そのときのバルブ開口面積に
応じて大量の吸気量を確保することにより高出力特性が
得られる。

【０１８６】本実施形態では上述のようにバルブ休止ユ
ニット５０を含んでいないため、構成の簡素化を図り、
軽量化および低コスト化を有効に実現することができ
る。さらに、この実施形態では吸気ポート３_Lおよび３_R
の傾斜配置により、図３６の矢印Ｓで示されるように燃
焼室内での旋回流が生成され、上述したバルブスプリン
グ３６_Rおよびバルブスプリング３６_Lのばね定数に基く
旋回流と相俟って強力な旋回流を生成することができ
る。

【０１８７】また、タペット２１の外周面の非接触部を
縮径することで軽量化を図り、高回転化やバルブ開閉速
度の高加速度化を図ることができる。さらに、タペット
芯材２３の軽量部２３ｅを設けることで共振を防止し、
エンジンの高速回転域まで円滑かつ正確なバルブ作動を
保証することができる。

【０１８８】つぎに、本発明による第１０の実施形態を
説明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対
応する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明
する。図３７は本発明装置の要部側断面図、図３８は図
３７のＴ−Ｔ線に沿う断面図および図３９は図３７のＵ
−Ｕ線に沿う断面図である。この実施形態では吸気側お
よび排気側双方に適用した例とし、すなわち吸気側カム
シャフトと排気側カムシャフトの間にアクセルシャフト
を配置し、このアクセルシャフトに設けたアクセルフォ
ークを介して、吸気側および排気側のカムを駆動するも
のである。また、シリンダ内で上下に往復動するピスト
ン１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。

【０１８９】第１０の実施形態による動弁装置は、まず
吸気側において気筒の列設方向に沿って配置されるカム
／カムシャフトユニット１０と、カム／カムシャフトユ
ニット１０の下側に配置されるタペットユニット２０
と、吸気制御するバルブユニット３０と、必要に応じて
バルブを休止させるバルブ休止ユニット５０とを含んで
いる。

【０１９０】また、排気側において、吸気側と実質的に
同様に構成されたカム／カムシャフトユニット１０
_Exと、カム／カムシャフトユニット１０_Exの下側に配置
されるタペットユニット２０_Exと、排気制御するバルブ
ユニット３０_Exとを含んでいる。カム／カムシャフトユ
ニット１０_Exのカム１３_Exは、排気バルブ３１_Exのバル
ブリフト量、作用角およびリフトタイミングを無段段に
可変制御するように３次元カムとして構成されている。
なお、排気側においてはバルブ休止ユニットは含んでい
ない。

【０１９１】アクセル開度に応じてカムを変位させるア
クセルシャフトユニット４０を含むが、この実施形態で
は吸気側のカム／カムシャフトユニット１０と排気側の
カム／カムシャフトユニット１０_Exの間に配置される。
すなわちアクセルシャフトユニット４０は、吸気側およ
び排気側で共用される。

【０１９２】各ユニットの具体的構成において、たとえ
ば前述した第５の実施形態（図２１および図２２等）の
ものと実質的に同様であってよく、その説明を適宜省略
もしくは簡略化するものとする。

【０１９３】第１０の実施形態では特に、吸気側のカム
シャフト１１、排気側のカムシャフト１１_Exおよびアク
セルシャフト４１は、シリンダヘッド２およびシリンダ
ヘッドカバー２ａの合せ面（Ｕ−Ｕ断面部）に合致する
ように同一平面上に平行配置される。

【０１９４】タペットユニット２０のタペットホルダ２
４は図３９に示すように、この例では４つのボルト２１
５によってシリンダヘッド２に固定される。この場合、
２つのボルト２１５に対してアジャスタ２１６が装着さ
れ、その偏心カムによりタペットホルダ２４をカムシャ
フト１１（カムシャフト１１_Ex）の軸方向に位置調整し
得るようになっている。なお、図３７あるいは図３９に
示されるように、プラグホール４がタペットホルダ２４
を貫通するように配置される。

【０１９５】アクセルシャフトユニット４０において、
カムシャフト１１およびカムシャフト１１_Exと平行に配
置されたアクセルシャフト４１と、アクセルシャフト４
１に固着するとともにカム１３およびカム１３_Exに連結
するアクセルフォーク４２を含んでいる。アクセルシャ
フト４１はその軸方向にスライド可能にシリンダヘッド
２によって支持され、一端側でネジリスプライン４１ａ
を介してドリブンギヤ４３（ホイール）と係合してい
る。ドリブンギヤ４３はシリンダヘッド２に回転自在に
支持され、アクセルモータ４５の出力軸に固着したドラ
イブギヤ４６（ウォーム）と噛合する。

【０１９６】アクセルフォーク４２は、アクセルシャフ
ト４１と直交方向にカムシャフト１１およびカムシャフ
ト１１_Ex側へ延出し、それぞれ二股状の先端部がベアリ
ング４７を介して、カム１３およびカム１３_Exの端部に
回転自在に装着されたフォークガイド４８と係合する。
これによりアクセルシャフト４１がその軸方向にスライ
ドするのに連動もしくは同期して、カム１３およびカム
１３_Exがカムシャフト１１およびカムシャフト１１_Exに
沿ってそれぞれスライドする。

【０１９７】第１０の実施形態による動弁装置において
特に、アクセルモータ４５は、アクセル変化（アクセル
開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回
転し、その回転はドライブギヤ４６およびドリブンギヤ
４３を介して、アクセルシャフト４１のスライド運動に
変換される。カム１３およびカム１３_Exはアクセルフォ
ーク４２を介して、アクセルシャフト４１の動きに連動
してカムシャフト１３およびカムシャフト１１_Exに沿っ
てスライドする。

【０１９８】この実施形態では吸気側に加えて排気側に
おいてもアクセル開度に応じてバルブリフト量および作
用角を無段階可変制御する。このように吸排気量をアイ
ドル回転域から全開域までコントロールし、エンジン回
転数に最も適した吸排気を行なうことができる。この場
合、吸気側のカム／カムシャフトユニット１０と排気側
のカム／カムシャフトユニット１０_Exを単一のアクセル
シャフトユニット４０で制御する。吸気側および排気側
を別々に制御する場合に比べて、構成を大幅に簡素化す
るとともに重量を各段に軽量化することができる。ま
た、吸気側および排気側を自動的に同調させ、アクセル
コントロール精度が向上し、出力や排出ガス等のバラツ
キを減少させることが可能になる。

【０１９９】また、アクセルフォーク４２をアクセルシ
ャフト４１から吸排気両側へ延出させることで、カム１
３およびカム１３_Exを移動させる際にこれらのカム１３
および１３_Exから受ける反力を相殺することができる。
これによりアクセルフォーク４２やアクセルシャフト４
１に無理な負荷荷重が作用するのを防ぎ、円滑かつ適正
作動を確保する。特にアクセルシャフト４１をカムシャ
フト１１およびカムシャフト１１_Exと平行に配置するこ
で、こじれ力等が作用するのを有効に防止することがで
きる。さらに、このように各部材を同一面上に配置構成
することにより組付性を向上する。

【０２００】また、タペット２１のカム１３およびカム
１３_Exに対するスライド方向の位置をアジャスタ２１６
によって微調整する。このアジャスタ２１６によれば、
回転やスライド等を伴わない固定物により調整するた
め、構造が簡単でかつ正確な位置調整を行なうことがで
きる。

【０２０１】なお、本実施形態を第５の実施形態に適用
するかたちで説明したが、本実施形態は前述したすべて
の実施形態（第１〜第９の実施形態）における吸気側お
よび排気側に対して、上述の場合と同様に適用可能であ
り、いずれの場合の同様な作用効果を得ることができ
る。

【０２０２】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。
本発明装置は、複数の主要ユニット（カム／カムシャフ
トユニット１０、タペットユニット２０、バルブユニッ
ト３０、アクセルシャフトユニット４０およびバルブ休
止ユニット５０）を含んでおり、各実施形態ではそれら
の典型的な組合せの例で説明した。これらの実施形態の
場合の他、各主要ユニットは適宜その組合せ変更が可能
であり、いずれの場合も上記実施形態と同様な作用効果
を得ることができる。

【０２０３】また、上記実施形態で説明した具体的な数
値例等（たとえば、図９に示される３次元カム構成諸
元）は、必ずしもこれに限定されず、必要に応じて変更
可能である。また、各実施形態において、２気筒エンジ
ンの場合の例を説明したが、本発明は１気筒または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。

【０２０４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、こ
の種のエンジンにおいてアクセル開度に応じてバルブリ
フト量、作動角およびリフトタイミングを無段階可変制
御する。この場合、ポペットバルブにて吸気量をアイド
ル回転域から全開域までコントロールするものであっ
て、インテーク通路内にスロットルバルブ等の抵抗とな
る部材がないため、通気抵抗を大幅に減少させるととも
に慣性や脈動効果の効きが良くなり、出力が向上する。

【０２０５】また、バルブ作用角も無段階に連続可変す
ることで、低開度（低出力）側で作用角を狭くし、排気
側とのオーバラップ量を小さくする。これにより吹抜け
を防止し、排気温度を高めることでシリンダ内の燃焼を
安定化させ、バルブの早閉じを実施することによりポン
ピングロスを低減し、燃焼効率を向上する。また、吸気
バルブが２つ以上の場合、左右のバルブの吸気量に差を
持たせる（最も典型的には片方のバルブを休止する）こ
とにより、スワールあるいはタンブル流を増大し、リー
ンバーンを行なうことで燃費の向上と流入速度の増大に
より出力が向上する。バルブを休止させるためにバルブ
休止ユニットを用い、あるいはバルブスプリングのばね
定数設定により適正かつ正確に行なうことができる。

【０２０６】また、エンジン出力に合ったバルブリフト
量を設定することで、機械的損失を低減する。ちなみ
に、バルブ休止による効果が最も大きくなる。また、高
開度側ではバルブ作用角を広くすることで、出力を向上
させることができ、低開度側で作用角を狭くした場合に
はポペットバルブに燃料噴射ジェットを当てることによ
り、燃料が霧化したときの吹き抜けを有効に防止する。
さらに、コントローラにより出力に合ったバルブ開度と
なるようにアクセルモータを駆動制御することで、アク
セルレスポンスが向上する。

【０２０７】さらに、スロットルバルブを廃止すること
ができ、スロットルバルブ付きのスワールコントロール
バルブ等を有するものに対しては、実質的にコストダウ
ンを期待することができる。また、アクセルグリップま
たはアクセルペダルのツイスト量または踏込み量に応じ
てアクチュエータ（モータ、油圧装置等）にてバルブリ
フトを可変にする機構を動作させる。これによりアクセ
ルの変化量に対してそのときの走行条件に応じて任意の
リフト量に制御することができ、燃費、フィーリング、
走行性能等を有効に向上することができる。

【０２０８】さらに、吸気側に加えて排気側においても
アクセル開度に応じてバルブリフト量および作用角を無
段階可変制御し、吸排気量をアイドル回転域から全開域
までコントロールし、エンジン回転数に最も適した吸排
気を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による動弁装置を備えたエンジンの要部
構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の適用例に係る自動二輪車のエンジンを
示す図である。

【図３】本発明の動弁装置の要部側断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】本発明の動弁装置に係るカムシャフトの回転駆
動系を示す図である。

【図６】本発明の動弁装置に係る３次元カムを示す斜視
図である。

【図７】本発明の動弁装置に係るタペット芯材の構成例
を示す図である。

【図８】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図９】本発明の動弁装置に係るカムの具体的な３次元
カム構成諸元の例を示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施形態における要部側断面
図である。

【図１１】図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図１２】図１０のＤ−Ｄ線断面図である。

【図１３】図１０のＥ−Ｅ線断面図である。

【図１４】本発明の第３の実施形態における要部側断面
図である。

【図１５】図１４のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。

【図１６】本発明の第４の実施形態における要部側断面
図である。

【図１７】図１６のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。

【図１８】本発明の第４の実施形態におけるタペットユ
ニットの変形例を示す図である。

【図１９】本発明の第４の実施形態の別の変形例を示す
要部側断面図である。

【図２０】図１９のＨ矢視図である。

【図２１】本発明の第５の実施形態における要部側断面
図である。

【図２２】図２１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

【図２３】本発明の第５の実施形態におけるタペットガ
イド部および図２１のＪ−Ｊ線に沿う断面図である。

【図２４】本発明の第６の実施形態における要部側断面
図である。

【図２５】図２４のＫ−Ｋ線に沿う断面図である。

【図２６】図２５のＬ−Ｌ線およびＭ−Ｍ線に沿うそれ
ぞれ断面図である。

【図２７】第６の実施形態における変形例を示す図であ
る。

【図２８】第６の実施形態における変形例に係るピンの
スライドガイド孔を示す平面図および図２７のＮ−Ｎ線
に沿う断面図である。

【図２９】本発明の第７の実施形態における要部側断面
図である。

【図３０】図２９のＯ−Ｏ線に沿う断面図である。

【図３１】本発明の第８の実施形態における要部側断面
図である。

【図３２】図３１のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。

【図３３】本発明の第９の実施形態における要部側断面
図である。

【図３４】図３３のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。

【図３５】本発明の第９の実施形態におけるバルブスプ
リングのばね定数の関係を示す図である。

【図３６】本発明の第９の実施形態における吸気ポート
の配置構成を示す図３３のＲ矢視図である。

【図３７】本発明の第１０の実施形態における要部側断
面図である。

【図３８】図３７のＴ−Ｔ線に沿う断面図である。

【図３９】図３７のＵ−Ｕ線に沿う断面図である。

【図４０】本発明の第１０の実施形態におけるタペット
ホルダのアジャスタの構成例を示す図３９のＶ−Ｖ線に
沿う断面図である。

【符号の説明】

１ ピストン ２ シリンダヘッド １０ カム／カムシャフトユニット １１ カムシャフト １２ ベアリング １３ カム １５ スプロケット １６ ドライブスプロケット １７ チェーン １８ チェーンガイド １９ チェーンテンショナ １０１ チェーンアジャスタ ２０ タペットユニット ２１ タペット ２２ ボール ２３ タペット芯材 ２４ タペットホルダ ３０ バルブユニット ３１ 吸気バルブ ３２ バルブガイド ３３ タペットシム ３４ タペットリテーナ ３５ スプリングシート ３６ バルブスプリング ４０ アクセルシャフトユニット ４１ アクセルシャフト ４２ アクセルフォーク ４３ ドリブンギヤ ４４ ボールベアリング ４５ アクセルモータ ４６ ドライブギヤ ５０ バルブ休止ユニット ５１ タペットストッパ ５２ 回転シャフト ５３ 駆動装置 ５４ 揺動アーム ６０ 位相センサユニット ６１ ピン ６２ 位相センサ

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０１Ｌ 1/04 Ｆ０１Ｌ 1/04 Ｄ 1/12 1/12 Ｄ 1/14 1/14 Ｅ Ｇ 3/10 3/10 Ａ Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｇ Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ Ｆターム(参考） 3G016 AA08 AA19 BA03 BA06 BA19 BA23 BA28 BA30 BA33 BA34 BA36 BA42 BA43 BA47 BA50 BB03 BB04 BB06 BB07 CA07 CA10 CA11 CA12 CA14 CA16 CA21 CA22 CA25 CA27 CA29 CA34 CA41 CA45 DA01 DA16 DA23 GA01 GA02 GA09 3G018 AA05 AA15 AB07 AB17 BA04 BA24 CA09 CA13 DA03 DA17 DA18 DA24 DA29 DA30 DA68 DA84 DA85 FA06 FA11 GA02 GA03 GA06 GA07 GA14 3G024 AA18 DA01 DA06 DA10 EA04 FA00 3G092 AA01 AA11 AA13 AC04 DA01 DA02 DA04 DA11 DA14 EA02 EA11 EA13 FA02 FA11 FA13 FA25

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カム高さとカム作用角が連続的に変化す
   るように形成され、カムシャフトと一体回転するととも
   にその軸方向に相対移動可能に構成されたカムと、前記
   カムのカム面に押圧されてバルブを進退させるバルブリ
   フタとを備えた動弁装置であって、 前記カムは前記カムシャフトの軸方向に傾斜するカム面
   を有し、前記カムが前記カムシャフトの軸方向にスライ
   ドすることによりバルブリフト量およびバルブ作動角が
   連続無段に可変制御され、 前記バルブリフタは前記カムシャフトの軸方向に延設さ
   れた腕部を有し、この腕部が揺動可能に支持されること
   を特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 前記バルブリフタは前記カムと前記バル
   ブの間に浮動保持されるとともに、バルブリフタガイド
   によってバルブステム軸方向にのみ移動可能にガイドさ
   れ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。
3. 【請求項３】 前記バルブリフタは前記カムシャフトと
   平行に配設された揺動軸によってその一端が軸支され、
   その他端に形成された二又状の一方が前記バルブに当接
   するとともに他方が前記カムに摺接することを特徴とす
   る請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
4. 【請求項４】 前記バルブリフタの前記腕部の一端に当
   接可能なストッパ部材を備え、このストッパ部材がアク
   セル開度に応じて前記腕部の一方側の動きを規制するこ
   とにより、該一方側の腕部に対応する前記バルブを休止
   させるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか１項に記載の内燃機関の動弁装置。
5. 【請求項５】 １気筒あたり２つの吸気バルブを有し、
   一方の吸気バルブのバルブスプリングのばね定数が、他
   方の吸気バルブのバルブスプリングのばね定数よりも大
   きく設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か１項に記載の内燃機関の動弁装置。
6. 【請求項６】 前記バルブリフタはそのほぼ中央部外周
   を包囲するとともに、前記カムの回転に追従する円板状
   の回転摺動部材を有することを特徴とする請求項１〜５
   のいずれか１項に記載の内燃機関の動弁装置。
7. 【請求項７】 前記回転摺動部材は、前記腕部と同軸に
   設けられることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関
   の動弁装置。
8. 【請求項８】 前記バルブリフタはさらに、前記腕部を
   一端で揺動自在に軸支するとともに前記バルブリフタガ
   イドに摺動可能に保持される基部を有し、この基部の他
   端に前記回転摺動部材を軸支することを特徴とする請求
   項６に記載の内燃機関の動弁装置。
9. 【請求項９】 前記カムシャフトと平行にストッパシャ
   フトが配設されるとともに、このストッパシャフトを回
   動させる駆動装置を備え、前記ストッパシャフトが回動
   することにより前記バルブリフタの腕部の一端にストッ
   パ部材が当接し、少なくとも１本のバルブを休止させる
   ようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１
   項に記載の動弁装置。
10. 【請求項１０】 前記カムシャフトに相対回転可能に前
    記ストッパ部材を設け、該ストッパ部材に形成した鍔部
    に前記ストッパシャフトを取り付け、該ストッパシャフ
    トを前記カムシャフトの円周方向に揺動させる駆動装置
    を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項
    に記載の動弁装置。
11. 【請求項１１】 カムシャフトと平行にかつ平行移動可
    能にストッパシャフトを設けるとともに、該ストッパシ
    ャフトと一体的にストッパ部材を設け、前記バルブリフ
    タの腕部端面に形成した嵌合凹部に前記ストッパ部材が
    嵌合することによりバルブリフタを揺動させるようにし
    たことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載
    の動弁装置。
12. 【請求項１２】 アクセル開度に応じて駆動されるモー
    タと、該モータの駆動力を伝達する歯車機構と、該歯車
    機構により軸方向に移動可能に軸支され、前記カムシャ
    フトと平行に配置されるとともに前記カムに係合するフ
    ォークを備えたシャフトとを含むカム変位装置を有する
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載
    の動弁装置。
13. 【請求項１３】 アクセル開度に応じて駆動されるモー
    タと、該モータの駆動力を伝達する歯車機構と、該歯車
    機構により軸方向に移動可能に軸支され、前記カムシャ
    フトの内部に同軸に配置されるシャフトとを含むカム変
    位装置を有し、前記カムが前記シャフトの外周に摺接自
    在に設けられていることを特徴とする請求項１〜１１の
    いずれか１項に記載の動弁装置。
14. 【請求項１４】 アクセル開度に応じて駆動されるモー
    タと、該モータにより軸方向に移動可能に軸支されると
    ともに、前記カムを一体形成したカムシャフトと、該カ
    ムシャフトを軸方向に移動させる歯車機構とを含むカム
    変位装置を有することを特徴とする請求項１〜１１のい
    ずれか１項に記載の動弁装置。
15. 【請求項１５】 少なくとも２つの気筒に対して共通の
    前記カムシャフトが配置構成され、各気筒に配設された
    前記カムが、気筒ごとに構成された別個のスライド駆動
    機構によって、前記カムシャフトに沿ってスライドする
    ようにしたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか
    １項に記載の動弁装置。
16. 【請求項１６】 前記スライド駆動機構は、前記カムシ
    ャフトと平行に配置された共通のスライド駆動軸を持
    ち、各気筒の前記カムに係合するフォークが前記スライ
    ド駆動軸に沿って独立して移動することを特徴とする請
    求項１５に記載の動弁装置。
17. 【請求項１７】 吸気バルブおよ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、 少なくとも吸気側に請求項１〜１６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。
18. 【請求項１８】 吸気バルブおよ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、 吸気側および排気側に請求項１〜１６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。
19. 【請求項１９】 吸気側カムシャフトと排気側カムシャ
    フトの間にアクセルシャフトを配置し、このアクセルシ
    ャフトに設けたアクセルフォークを介して、吸気側およ
    び排気側のカムを駆動することを特徴とする請求項１８
    に記載の内燃機関。
20. 【請求項２０】 前記吸気側カムシャフト、前記排気側
    カムシャフトおよび前記アクセルシャフトは、シリンダ
    ヘッドおよびシリンダヘッドカバーの合せ面に合致する
    ように同一平面上に平行配置されることを特徴とする請
    求項１９に記載の内燃機関。