JP2004076676A - 動弁装置およびこれを備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブを適正かつ円滑に制御し、優れた制御特性を保証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】カム高さおよび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。バルブリフタの腕部はカムシャフト１１の軸方向に配設されるとともに、揺動軸により揺動可能に支持され、腕部の一端側の動きを規制するバルブ休止機構を備える。カム１３をスライド駆動するアクセル機構に機械的に連動して、バルブ休止機構によるバルブリフタの腕部に対する規制を解除するようにしたバルブ休止解除機構を有する。
【選択図】　　　　図６

Description

【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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の動弁装置において気筒あたり４つの吸排気バルブを備え、特に低中速時におけるスワールあるいはタンブルを生成すべくバルブ休止機構を持つものが知られている。このようなバルブ休止機構を持つものでは動弁装置の制御の加えて、その機構自体の駆動制御が必要になる。装置全体としてバルブを適正かつ円滑に制御するのは必ずしも容易でない。
また、装置の異常発生時、それに伴う損害を最少に留めて装置制御性を保全することは、安全動さを確保する上で極めて重要である。
【０００５】
本発明はかかる実情に鑑み、バルブを適正かつ円滑に制御し、優れた制御特性を保証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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の動弁装置は、カム高さおよび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、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を連続無段に可変制御する動弁装置であって、前記バルブリフタの腕部は前記カムシャフトの軸方向に配設されるとともに、揺動軸により揺動可能に支持され、前記腕部の一端側の動きを規制するバルブ休止機構を備え、前記カムをスライド駆動するアクセル機構に機械的に連動して、前記バルブ休止機構による前記バルブリフタの腕部に対する規制を解除するようにしたバルブ休止解除機構を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の動弁装置において、前記バルブ休止解除機構は、前記バルブ休止機構のバルブ休止動作を解除するように作動するレリーズ部材と、前記アクセル機構のアクセルシャフトに設けた駆動部と、前記レリーズ部材と結合し前記駆動部によって駆動されるリンク部材とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の動弁装置において、前記カムが前記カムシャフトの軸方向に沿って高回転域側へスライドすることで、前記レリーズ部材が前記バルブ休止機構のバルブ休止動作を解除するように作動することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の動弁装置は、カム高さおよび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、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を連続無段に可変制御する動弁装置であって、前記カムをスライド駆動するアクセル機構と、前記カムの前記カムシャフトの軸方向位置を検出するカム位置検出手段とを備え、前記カムが前記カムシャフトの軸方向に沿った所定範囲位置に位置するように、前記カム位置検出手段の検出信号により前記アクセル機構を制御することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の動弁装置において、前記カム位置検出手段は、シリンダヘッドと前記アクセル機構のフォーク部材との間に前記カムのスライド方向と平行に配設されることを特徴とする。
【００１１】
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、吸気側または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。
【００１２】
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、気筒あたり４つの吸排気バルブを備え、バルブ休止機構を持つものにおいて、低中速時におけるスワールあるいはタンブルを生成することで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。かかるバルブ休止機構をバルブ休止解除機構によって的確に制御することで、適正かつ円滑なバルブ駆動制御を保証する。
【００１３】
【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。
（第１の実施形態）
本発明による動弁装置は、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１に示すように自動二輪車のエンジンを例とする。
【００１４】
ここで先ず、本実施形態に係る自動二輪車１００の全体構成を説明する。図１において、鋼製あるいはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されるとともに、前輪１０６の上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。
【００１５】
車体フレーム１０１の後部には、スイングアーム１０９が揺動可能に設けられるとともに、車体フレーム１０１とスイングアーム１０９の間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持され、後輪１１１はチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動されるようになっている。
【００１６】
車体フレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１（実線部）には、エアクリーナ１１４に結合する吸気管１１５から混合気が供給されるとともに、燃焼後の排気ガスが排気管１１６を通って排気される。エアクリーナ１１４は容量確保のためにエンジンユニット１の後方、かつ燃料タンク１１７およびシート１１８の下方にある大きなスペース内に設置される。そのため吸気管１１５はエンジンユニット１の後部側に結合させ、排気管１１６はエンジンユニット１の前部側に結合される。また、エンジンユニット１の上方には、燃料タンク１１７が搭載され、燃料タンク１１７の後方にシート１１８およびシートカウル１１９が連設される。
【００１７】
ここで、エンジンユニット１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２９が装着される。アクセルモータ２９はたとえば図示例のように、シリンダヘッドカバー２ａの側部に突設される。その場合、燃料タンク１１７の下部に設けた凹部内にアクセルモータ２９部分が配設されるようになっており、燃料タンク１１７とシリンダヘッドカバー２ａは相互に干渉しないように配置される。
【００１８】
さらに図１において、１２０はヘッドランプ、１２１はスピードメータ、タコメータ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、１２２はステー１２３を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。また、車体フレーム１０１の下部にはメインスタンド１２４が揺動自在に取付けられ、後輪１１１を接地させたり地面から浮かせたりできる。車体フレーム１０１は、前部に設けたヘッドパイプ１０２から後斜め下方へ向けて延設され、エンジンユニット１の下方を包むように湾曲した後、スイングアーム１０９の軸支部であるピボット１０９ａを形成してタンクレール１０１ａおよびシートレール１０１ｂに連結している。
【００１９】
この車体フレーム１０１には、フロントフェンダ１０７との干渉を避けるべく車体フレームと平行にラジエータ１２５が設けられるとともに、このラジエータ１２５から車体フレーム１０１に沿って冷却水ホース１２６が配設され、排気管１１６と干渉することなくエンジンユニット１に連通している。
【００２０】
つぎに、図２は本発明装置の要部側断面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。この実施形態ではエンジンユニット１として、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。シリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。
【００２１】
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。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。
【００２２】
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３）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１１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。
【００２３】
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３との間には、図４に示すようにカムチェーン４が巻回装架される。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【００２４】
ここで、カム１３は「３次元カム」として構成され、各気筒に１つずつ設けられる。図３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。
【００２５】
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２２に支持されたタペットローラ２１を有する。ピン２２はカムシャフト１１とは平行に、後述するスライダ２３に固定されており、ニードルベアリング２４を介してタペットローラ２１を回転自在に支持する。なお、タペットローラ２１はピン２２の軸方向にはスライドしないように、スライダ２３の内側に配置される。スライダ２３は矩形の断面形状を持ち、タペットホルダ２５に形成されたガイド孔２５ｂにスライド可能に嵌合する（図５（ａ）、摺動ガイド：斜線部参照）。ガイド孔２５ｂ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２１は、スライダ２３を介してタペットホルダ２５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。
【００２６】
スライダ２３の下部にはピン２２と直交してピン２６が軸支され、このピン２６にニードルベアリング２７を介して天秤状腕部２８（スイングアーム）が揺動可能に保持される。天秤状腕部２８の両端には、タペットシム３３と当接する押圧部２８ａ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２８ｂを有する。
【００２７】
この例では天秤状腕部２８の揺動支点であるピン２６は、タペットローラ２１の中心（ピン２２）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２８は図３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２８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２８ｂを支点として揺動可能となる。
【００２８】
なお、本実施形態では排気側については、図２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。
【００２９】
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、天秤状腕部２８の押圧部２８ａ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。
【００３０】
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（図示省略）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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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２ｂ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２８の嵌合凹部２８ｂ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５２が取り付けられている。ガイド孔２ｂには、ストッパ部５１ａを天秤状腕部２８の嵌合凹部２８ｂ側へ付勢するリターンスプリング５３が装着されている。
【００３５】
駆動装置５４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５５を進退させる。駆動シャフト５５にはフォーク５６が結合しており、このフォーク５６はタペットストッパ５１のフォークガイド５２と係合する。２つのタペットストッパ５１は、駆動シャフト５５によって相互に連結されており、同期作動するようになっている。
【００３６】
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。
【００３７】
この実施形態において特に、カム１３をスライド駆動するアクセル機構（アクセルシャフトユニット４０）に機械的に連動して、バルブ休止機構（バルブ休止ユニット５０）によるバルブリフタの天秤状腕部２８に対する規制を解除するようにしたバルブ休止解除機構を有する。
【００３８】
図６および図７は、バルブ休止解除機構の構成例を示している。図において、バルブ休止解除機構７０は、バルブ休止ユニット５０のバルブ休止動作を解除するように作動するレリーズ部材としてのレリーズアーム７１と、アクセルシャフトユニット４０のアクセルシャフト４１に設けた駆動部７２と、レリーズアーム７１と結合し駆動部７２によって駆動されるリンク部材７３とを含む。
【００３９】
レリーズアーム７１およびリンク部材７３は一体に形成され、シリンダヘッド２の適所に植設されたシャフト７４のまわりに回動可能に支持される。レリーズアーム７１の先端部は図７（ａ）に示されるように、天秤状腕部２８とタペットストッパ５１の間に介挿されるように配置される。この場合、レリーズアーム７１の先端部に設けたＵ字状溝７１ａは、タペットストッパ５１の球状ストッパ部５１ａの球径よりも大きく形成される。これによりタペットストッパ５１がバルブ休止解除側へはつねにスライド可能となるようにした。
【００４０】
また、リンク部材７３の一端とシリンダヘッド２の間にスプリング７５が張架され、該リンク部材７３をアクセルシャフト４１側へ付勢している。リンク部材７３の一端にはアクセルシャフト４１に対する当接部７３ａが立ち上がっており、該当接部７３ａに装着したローラ７６がアクセルシャフト４１（駆動部７２）に当接するようになっている。なお、駆動部７２はランプ部７２ａがテーパ状に形成されるとともに、アクセルシャフト４１の軸方向に沿った全長に亘り同径である。
【００４１】
上記の場合、カム１３がカムシャフト１１の軸方向に沿って高回転域側へスライドすることで、レリーズアーム７１がバルブ休止機構のバルブ休止動作を解除するように作動する。
【００４２】
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４５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３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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、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。バルブ休止ユニット５０によるバルブ休止はエンジンの低中速回転域において効果的であり、中速乃至高回転域付近では駆動装置５４によってタペットストッパ５１を後退させることでバルブ休止を解除するようになっている。
【００４５】
一方、エンジン回転数を上げるべくアクセルモータ４５を駆動して、アクセルシャフト４１をスライドさせると、図７のように駆動部７２がリンク部材７３のローラ７６に当接する。これによりレリーズアーム７１がシャフト７４のまわりに回動し、タペットストッパ５１を天秤状腕部２８から後退させる。このように所定のバルブ開度になると、アクセルシャフトユニット４０に機械的に連動するレリーズアーム７１によってバルブ休止を解除することができる。
【００４６】
したがって、たとえばバルブ休止ユニット５０の駆動装置５４によるバルブ休止解除が遅れた場合でも、アクセルシャフト４１のスライドにより強制的にバルブ休止を解除することができる。このためタペットローラ２２、吸気バルブ３１あるいはエンジンのピストン等の破損を防ぎ、つねに安全かつ円滑な作動が確保される。また、上述のようにバルブ休止解除機構７０において、バルブ休止を解除するに際してアクセルシャフト４１自体の動作は停止しない。このためタペットストッパ５１によるバルブ休止を解除した場合でもエンジン回転数（出力）の増加が一時的に止まることはなく、スムースな運転を保証することができる。
【００４７】
上記の場合、駆動部７２は同径に形成されているため、レリーズアーム７１を介してバルブ休止解除状態に保持することができる。したがって、万一バルブ休止ユニット５０の駆動装置５４の保持機能が低下した場合でも、不用意にバルブ休止されることがないので安全動作を保証することができる。
【００４８】
このようにバルブ休止解除機構７０はアクセルシャフト４１まわりに配設され、占有スペースが小さく、エンジン全体のコンパクト化や軽量化に効果的である。また、構造が簡素であるため作動の確実性が向上する。さらにカム１３が高回転域側へスライドすることで、バルブ休止動作を解除するように作動するため、人為的スロットル操作に従ってエンジン回転はスムースに上昇し、運転感覚（ドライバビリティ、操作感等）が向上する。
【００４９】
（第２の実施形態）
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８は本実施形態に係る要部拡大断面図である。この実施形態における基本構成は実質的に第１の実施形態と同様であり、その説明を省略するものとする。
【００５０】
ところで、この種の３次元カムを用いる動弁装置において、カムをスライド駆動するための負荷は比較的大きい。そのためアクセル操作でカムを直接駆動することが困難になることから通常、モータや油圧等をスライド駆動源としたフライバイワイヤ方式が採用される。その場合、たとえば断線やショートその他の異常が発生したときカムをバルブリフト量低側に制御し、エンジン停止させる。車両はその場で走行不能となるため、このような場合スタータモータにより脱出せざるを得ない。
【００５１】
第２の実施形態において、カム１３のカムシャフト１１の軸方向位置を検出するカム位置検出手段とを備える。そして、カム１３がカムシャフト１１の軸方向に沿った所定範囲位置に位置するように、カム位置検出手段の検出信号によりアクセル機構を制御するものである。
【００５２】
図８に示されるようにカム位置検出手段としてのカム位置検出ユニット８０を備える。このカム位置検出ユニット８０は、シリンダヘッド２とアクセルシャフトユニット４０のアクセルフォーク４２との間に、カム１３のスライド方向と平行に配設される。この例ではシリンダヘッドカバー２ａの適所に固定保持されたハウジング８１と、ハウジング８１内でスライド可能（カムシャフト１１もしくはアクセルシャフト４１方向）に挿入された制御シャフト８２と、制御シャフト８２内に埋設された摺動接点８３，８４とを含む。
【００５３】
ハウジング８１の一端にはキャップ８５が被着し、該キャップ８５からハウジング８１内へアクセルケーブル８６が挿通する。アクセルケーブル８６の先端には所謂タイコ８７が固着し、タイコ８７は制御シャフト８２の凹部８８内に掛止される。制御シャフト８２はリターンスプリング８９によってアクセルフォーク４２側へ付勢されるようになっている。
【００５４】
摺動接点８３の一端８３ａは、ハウジング８１の内孔８１ａに沿って敷設された電極片９０に摺接するようになっている。電極片９０は、摺動接点８３の他端８３ｂの導通、非導通状態を検知し得るものであり、この接地状態によりアクセルコントローラが閉じ側にアクセルシャフトを駆動制御する。摺動接点８４の一端８４ａは、ハウジング８１の内孔８１ａに沿って敷設された電極片９１に摺接するようになっている。電極片９１は、摺動接点８４の他端８４ｂの導通、非導通状態を検知し得るものであり、この接地状態によりアクセルコントローラが開け側にアクセルシャフトを駆動制御する。摺動接点８３，８４の他端８３ｂ，８４ｂはそれぞれアクセルフォーク４２の内孔４２ａに摺接するようになっている。この内孔４２ａにはその途中で分割されている絶縁体９２が装着されており、摺動接点８３の他端８３ｂと絶縁体９２の間には図示のようにバルブリフト量低減側あそびＳ_１が設定される。また、摺動接点８４の他端８４ｂと絶縁体９２の間にバルブリフト量増加側あそびＳ_２が設定される。なお、絶縁体９２の両外側にはオイルシール９３が装着される。
【００５５】
ここで、図９は本発明の実施形態に係るシステム構成例を示している。このシステムでは接点８３ｂ，８４ｂ（ポジションスイッチ）によりカム１３の位置を検出し、その検出信号が制御装置に入力される。制御装置はその入力信号に基きアクセルモータ４５を駆動して、カム１３を正規位置にスライドさせることができるようになっている。なお、図９において、ＴＰＳはスロットル・ポジションセンサ、ＷＰＳはウォータ・テンパラチャセンサである。
【００５６】
第２の実施形態によれば万一、フライバイワイヤによる制御に異常が生じても、最低限のアクセルコントロールを可能にすることができる。すなわち、アクセル指示による正規のバルブリフト量となるカムスライド量よりも、実際のカムスライド量がバルブリフト量低減側あそびＳ_１をオーバーすると、摺動接点８３の他端８３ｂが絶縁体９２部分から外れて閉じ側リミットスイッチが作動する。そして、フライバイワイヤによる制御とは別系統で、カムスライド量をリフト量低減側に制御する。
【００５７】
たとえば、始動時において特に低温環境下では機械的ロスが大きく、しかも車載バッテリの容量不足による電圧低下時にセルモータやフェーエルポンプ等を動時作動すると、アクセルコントローラが始動時のバルブリフト量増加を指示した後に、コントローラの制御不能レベルまで一瞬電圧が低下することがある。この場合アクセルモータが作動してコントロール値以上にカムがスライドしてしまう。そのままではエンジン始動は困難であるが、カムを正規位置まで復帰制御するために時間がかかり、その分排ガスが悪化するばかりか、始動し難くなる。このような異常時に上述のようにカムスライド量をリフト量低減側に制御することで、最低限のアクセルコントロールが可能になる。
【００５８】
また、たとえば運転時において電気回路の断線あるいはショート等が発生した場合、フライバイワイヤ側のコントローラでは安全側（バルブリフト量小側）に制御することができるが、アクセルコントロールを行なって走行するのは不可能である。このような場合でも本システムによれば、多少バルブリフト量（出力）が変動するが、最低限の運転コントロールが可能になり、危険を回避することができる。
【００５９】
このように異常発生時にカム１３の制御不良を最小限に抑え、必要最低限の制御性を確保することができる。この場合、カム位置検出ユニット８０（特に接点８３ｂ，８４ｂ）をカム１３のスライド方向と平行に設定することで、カム１３のどのスライド位置でも接点８３ｂ，８４ｂの移動量を同一にすることができる。このため接点８３ｂ，８４ｂの作動範囲をカム１３の実寸と同じにでき、設定や管理が極めて容易になる。また、カムシャフト１１とアクセルシャフト４１の間にコンパクトに構成することができ、これらのシャフト類と平行に配置されるため加工、設置が簡単で済む。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
【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、気筒あたり４つの吸排気バルブを備え、バルブ休止機構を持つものにおいて、低中速時におけるスワールあるいはタンブルを生成することで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。かかるバルブ休止機構をバルブ休止解除機構によって的確に制御することで、適正かつ円滑なバルブ駆動制御を保証する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例に係る自動二輪車を示す図である。
【図２】本発明の動弁装置の要部側断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】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５】本発明の実施形態におけるタペットガイド部および図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の動弁装置における特徴部分を示す要部断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図およびレリーズアーム先端部まわりの構成図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における要部拡大断面図および（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるシステム構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　ピストン、２　シリンダヘッド、３　ドライブスプロケット、４　チェーン、５　チェーンガイド、６　チェーンテンショナ、７　テンショナアジャスタ、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、２０　タペットユニット、２１　タペットローラ、２２　ピン、２３　スライダ、２４　ニードルベアリング、２５　タペットホルダ、２６　ピン、２７　ニードルベアリング、２８　天秤状腕部、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　フォークガイド、５３　リターンスプリング、５４　駆動装置、５５　駆動シャフト、５６　フォーク、６０　位相センサユニット、６１　ピン、６２位相センサ、７０　バルブ休止解除機構、７１　レリーズアーム、７２　駆動部、７３　リンク部材、７４　シャフト、７５　スプリング、７６　ローラ、８０　カム位置検出ユニット、８１　ハウジング、８２　制御シャフト、８３，８４　摺動接点、８６　アクセルケーブル、８９　リターンスプリング、９０，９１　電極片、９２　絶縁体、１００　自動二輪車、１０１　車体フレーム、１０２　ステアリングヘッドパイプ、１０３　フロントフォーク、１０４　ハンドルバー、１０６　前輪、１０８　ブレーキディスク、１０９　スイングアーム、１１０　リヤショックアブソーバ、１１１　後輪、１１２　チェーン、１１３　ドリブンスプロケット、１１４　エアクリーナ、１１５　吸気管、１１６　排気管、１１７　燃料タンク、１１８　シート、１１９　シートカウル、１２０　ヘッドランプ、１２１　メータユニット、１２５　ラジエータ。

Claims (6)

1. カム高さおよび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、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を連続無段に可変制御する動弁装置であって、
   前記バルブリフタの腕部は前記カムシャフトの軸方向に配設されるとともに、揺動軸により揺動可能に支持され、前記腕部の一端側の動きを規制するバルブ休止機構を備え、
   前記カムをスライド駆動するアクセル機構に機械的に連動して、前記バルブ休止機構による前記バルブリフタの腕部に対する規制を解除するようにしたバルブ休止解除機構を有することを特徴とする動弁装置。
2. 前記バルブ休止解除機構は、前記バルブ休止機構のバルブ休止動作を解除するように作動するレリーズ部材と、前記アクセル機構のアクセルシャフトに設けた駆動部と、前記レリーズ部材と結合し前記駆動部によって駆動されるリンク部材とを含むことを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
3. 前記カムが前記カムシャフトの軸方向に沿って高回転域側へスライドすることで、前記レリーズ部材が前記バルブ休止機構のバルブ休止動作を解除するように作動することを特徴とする請求項２に記載の動弁装置。
4. カム高さおよび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、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を連続無段に可変制御する動弁装置であって、
   前記カムをスライド駆動するアクセル機構と、前記カムの前記カムシャフトの軸方向位置を検出するカム位置検出手段とを備え、
   前記カムが前記カムシャフトの軸方向に沿った所定範囲位置に位置するように、前記カム位置検出手段の検出信号により前記アクセル機構を制御することを特徴とする動弁装置。
5. 前記カム位置検出手段は、シリンダヘッドと前記アクセル機構のフォーク部材との間に前記カムのスライド方向と平行に配設されることを特徴とする請求項４に記載の動弁装置。
6. 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、
   吸気側または排気側に請求項１〜５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。

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