JP3275745B2 - 可変動弁機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気弁
や排気弁を機関の運転状態に応じたタイミングで開閉制
御する、可変動弁機構に関し、特に、入力回転の回転速
度を一回転中で増減しながら出力しうる不等速継手を利
用した、可変動弁機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】カムによって開閉駆動される往復動バル
ブとして、例えば往復動式内燃機関（以下、エンジンと
いう）にそなえられた吸気弁や排気弁（以下、これらを
総称して機関弁とも言う）がある。このようなバルブ
は、カムの形状や回転位相に応じたバルブリフト状態で
駆動されるので、バルブの開閉タイミング及び開放期間
（バルブを開放している期間をクランクの回転角度の単
位で示した量）も、カムの形状や回転位相に応じること
になる。

【０００３】ところで、エンジンにそなえられた吸気弁
や排気弁の場合には、エンジンの負荷状態や速度状態に
応じて最適な開閉タイミングや開放期間が異なる。そこ
で、このようなバルブの開閉タイミングや開放期間を変
更できるようにした、所謂可変バルブタイミング装置が
各種提案されている。特に、カムとカムシャフトとの間
に偏心機構を用いた不等速継手を介装して、この不等速
継手を通じて、カムシャフトが１回転する間にカムをカ
ムシャフトの回転速度よりも増減又は位相変化させて、
バルブの開閉タイミング及び開放期間を調整できるよう
にした技術も開発されている。

【０００４】この不等速継手を用いた技術は、例えば特
公昭４７−２０６５４号や特開平３−１６８３０９号や
特開平４−１８３９０５号等にて提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な不等速継手を利用した内燃機関の可変動弁機構では、
いずれも、不等速継手を介してカムに回転力が伝達され
る。このように回転力を伝達する不等速継手では、カム
の回転軸線に対して偏心した部材を介して回転力を伝達
する構造であるため、半径方向にスライドしながら回転
力を伝達する接続部材としてのピン部材をはじめとし
て、数種の部材を介した複雑な伝達経路で回転力を伝達
する。

【０００６】したがって、この不等速継手を精度良く構
成することは当然であるが、不等速継手に作用する力を
考慮して、特に回転力を伝達するピン部材を配置等を設
定することが、回転力をカムへ円滑に伝達して精度の高
い動弁特性を得る上で極めて重要な条件になる。また、
動弁機構の耐久性や小型化にも大きく寄与する。しかし
ながら、上述の各従来技術には、不等速継手に作用する
力を考慮して接続部材としてのピン部材を如何に設定す
るかに関する技術については特に言及されておらず、精
度の高い動弁特性を得ることや動弁機構の耐久性や小型
化を図ることは困難である。

【０００７】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、不等速継手を利用した可変動弁機構において回転
系に作用する伝達荷重を考慮して回転系を適切に軸支す
ることでカムを通じて弁を精度よく駆動しうるようにし
た、可変動弁機構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】このため、請求項１記載
の本発明の可変動弁機構は、内燃機関のクランク軸によ
り第１回転中心軸線回りに回転駆動される第１回転軸部
材と、該第１回転中心軸線とは異なり且つ該第１回転中
心軸線と平行な第２回転中心軸線回りに回転を案内する
軸支部を備えるとともに該第１回転軸部材の外周に相対
回転可能又は揺動可能に設けられた軸支部材と、該軸支
部材に軸支された中間回転部材と、該第１回転軸部材に
該中間回転部材を連結して、該中間回転部材を該第１回
転軸部材と連動して回転可能とする第１接続部材と、該
第１回転中心軸線回りに回転しカム部を有する第２回転
軸部材と、該中間回転部材に該第２回転軸部材を連結し
て、該第２回転軸部材を該中間回転部材と連動して回転
可能とする第２接続部材と、該第２回転軸部材と一体又
は別体に設けられ、該カム部を通じて駆動されて、該第
２回転軸部材の回転位相に対応して上記内燃機関の燃焼
室への吸気流入期間又は排気放出期間を設定する弁部材
と、該軸支部材と係合し、該内燃機関の運転状態に応じ
て該軸支部の回転中心である該第２回転中心軸線を変位
させる制御用部材と、をそなえた可変動弁機構であっ
て、該中間回転部材を該内燃機関の本体に対して間接的
に支持する軸受構成部材が設けられ、該軸受構成部材
が、該内燃機関のシリンダヘッド側に設けられる第１軸
受部材と、該第１軸受部材と対向して設けられた第２軸
受部材とが、互いに接合することで形成されるととも
に、該第１軸受部材と該第２軸受部材との接合面が、該
第１回転中心軸線と略平行な平面で形成され、該弁部材
の開閉時に生じる該中間回転部材の２つの最大荷重方向
が、該接合面に対して略直交する方向、及び又は、該軸
受構成部材回りにおいてより剛性の高い部材の方向へ作
用するように、該第１接続部材及び該第２接続部材の該
中間回転部材における連結位置が設定されていることを
特徴としている。

【０００９】請求項２記載の本発明の可変動弁機構は、
請求項１記載の機構において、該第１接続部材の連結位
置が、該第１回転中心軸線回りにおいて、該第２接続部
材の連結位置よりも該カム部のカム山部分に近い位相角
度位置に設定されていることを特徴としている。請求項
３記載の本発明の可変動弁機構は、請求項１又は２記載
の機構において、該弁部材の最大リフト時における該第
１接続部材と該第２接続部材との各中心線を結んだ平面
が、該接合面と略直交するように設定されていることを
特徴としている。

【００１０】請求項４記載の本発明の可変動弁機構は、
請求項１記載の機構において、内燃機関のクランク軸の
回転力を受ける入力部をそなえ該クランク軸の回転力に
より第１回転中心軸線回りに回転駆動される第１回転軸
部材と、該第１回転中心軸線とは異なり且つ該第１回転
中心軸線と平行な第２回転中心軸線回りに回転を案内す
る軸支部を備えるとともに該第１回転軸部材の外周に相
対回転可能又は揺動可能に支持され該内燃機関の気筒に
対して設けられた軸支部材と、該軸支部材に軸支され該
気筒に対して設けられた中間回転部材と、該第１回転軸
部材に該中間回転部材を連結して、該中間回転部材を該
第１回転軸部材と連動して回転可能とする第１接続部材
と、該第１回転中心軸線回りに回転しカム部を有する第
２回転軸部材と、該中間回転部材に該第２回転軸部材を
連結して、該第２回転軸部材を該中間回転部材と連動し
て回転可能とする第２接続部材と、該第２回転軸部材と
一体又は別体に設けられ、該カム部を通じて駆動され
て、該第２回転軸部材の回転位相に対応して該気筒の燃
焼室への吸気流入期間又は排気放出期間を設定する弁部
材と、該軸支部材と係合し、該内燃機関の運転状態に応
じて該軸支部の回転中心である該第２回転中心軸線を変
位させる制御用部材と、をそなえた可変動弁機構であっ
て、該弁部材の開閉時に生じる該中間回転部材の最大荷
重方向が、該第１回転軸部材の入力部に加わる入力荷重
方向と重合しない方向になるように、該第１接続部材及
び該第２接続部材の該中間回転部材における連結位置が
設定されていることを特徴としている。

【００１１】請求項５記載の本発明の可変動弁機構は、
請求項４記載の機構において、該第２接続部材の連結位
置が、該第１回転中心軸線回りにおいて、該第１接続部
材の連結位置よりも該カム部のカム山部分に近い位相角
度位置に設定されていることを特徴としている。請求項
６記載の本発明の可変動弁機構は、請求項４又は５記載
の機構において、上記の軸支部材，中間回転部材，第１
接続部材，第２接続部材及び弁部材が、いずれも、該内
燃機関の各気筒毎に設けられていることを特徴としてい
る。

【００１２】請求項７記載の本発明の可変動弁機構は、
内燃機関のクランク軸の回転力を受ける入力部をそなえ
該クランク軸の回転力により第１回転中心軸線回りに回
転駆動される第１回転軸部材と、該第１回転中心軸線と
は異なり且つ該第１回転中心軸線と平行な第２回転中心
軸線回りに回転を案内する軸支部を備えるとともに該第
１回転軸部材の外周に相対回転可能又は揺動可能に支持
され該内燃機関の気筒に対して設けられた軸支部材と、
該軸支部材に軸支され該気筒に対して設けられた中間回
転部材と、該第１回転軸部材に該中間回転部材を連結し
て、該中間回転部材を該第１回転軸部材と連動して回転
可能とする第１接続部材と、該第１回転中心軸線回りに
回転しカム部を有する第２回転軸部材と、該中間回転部
材に該第２回転軸部材を連結して、該第２回転軸部材を
該中間回転部材と連動して回転可能とする第２接続部材
と、該第２回転軸部材と一体又は別体に設けられ、該カ
ム部を通じて駆動されて、該第２回転軸部材の回転位相
に対応して該気筒の燃焼室への吸気流入期間又は排気放
出期間を設定する弁部材と、該軸支部材と係合し、該内
燃機関の運転状態に応じて該軸支部の回転中心である該
第２回転中心軸線を変位させる制御用部材と、をそなえ
た可変動弁機構を、各気筒に有し、該入力部と隣接しな
い気筒の可変動弁機構では、該中間回転部材の最大荷重
方向が、該カム部の支持軸が該弁部材から受ける駆動反
力の方向とほぼ反対方向になるように、該第１接続部材
及び該第２接続部材の該中間回転部材における連結位置
が設定されていることを特徴としている。

【００１３】請求項８記載の本発明の可変動弁機構は、
請求項１〜７のいずれかに記載の機構において、上記の
第１接続部材及び第２接続部材の連結位置が、該第１回
転中心軸線を挟んで略対向した位置に設けられているこ
とを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
形態について説明する。なお、図１〜図１８は本発明の
一実施形態としての可変動弁機構を示すものである。こ
の実施形態にかかる内燃機関は、レシプロ式の内燃機関
であり、可変動弁機構は、気筒上方に設置された吸気弁
又は排気弁（これらを総称して、以下、バルブという）
を駆動するようにそなえられている。

【００１５】図２は本可変動弁機構をそなえたエンジン
（内燃機関）のシリンダヘッド１の要部を示す断面図で
あり、図２に示すように、シリンダヘッド１には、図示
しない吸気ポート又は排気ポートを開閉すべくバルブ
（弁部材）２が装備されており、このバルブ２のステム
端部２Ａには、バルブ２を閉鎖側に付勢するバルブスプ
リング３（図５参照）が設置されている。

【００１６】さらに、バルブ２のステム端部２Ａには、
ロッカアーム８が当接しており、このロッカアーム８に
カム６が当接している。そして、カム６の凸部（カム山
部分）６Ａによってバルブスプリング３の付勢力に抗す
るようにしてバルブ２が開方向へ駆動される。本可変動
弁機構は、このカム６を回動させるためにそなえられて
いる。

【００１７】本可変動弁機構は、図２に示すように、ベ
ルト（タイミングベルト）４１とプーリ４２とを介し
て、エンジンのクランク軸（図示略）に連動して回転駆
動されるカムシャフト（第１回転軸部材）１１と、この
カムシャフト１１の外周に設けられたカムローブ（第２
回転軸部材）１２とをそなえ、カム（カム部）６はこの
カムローブ１２の外周に突設されている。このカムロー
ブ１２の外周はシリンダヘッド１側の軸受部（軸受構成
部材）７によって回転自在に軸支されている。

【００１８】また、カムシャフト１１はこのカムローブ
１２を介して軸受部７に支持されるが、カムシャフト１
１の端部は、同一軸心線状に結合された端部部材４３を
介してシリンダヘッド１の軸受部１Ａに軸支されてい
る。前述のプーリ４２は、このような端部部材４３に装
備されているので、このプーリ４２を装備した端部部材
４３を、入力部と称することができる。

【００１９】なお、軸受部７は、図２，図５に示すよう
に、二つ割れ構造になっており、シリンダヘッド１に形
成された軸受下半部（第１軸受部材）７Ａと、この軸受
下半部７Ａに上方から接合される軸受キャップ（第２軸
受部材）７Ｂと、軸受下半部７Ａに軸受キャップ７Ｂを
結合するボルト７Ｃとから構成される。また、軸受下半
部７Ａと軸受キャップ７Ｂとの接合面７Ｄは、図示しな
いシリンダの軸心線と直交するようにほぼ水平に設定さ
れており、図２，図５における鉛直方向（上下方向）に
向けて締結されるボルト７Ｃによって、軸受下半部７Ａ
と軸受キャップ７Ｂとが鉛直方向に強固に結合されてい
る。

【００２０】そして、カムシャフト１１とカムローブ１
２との間に不等速継手１３が設けられている。この不等
速継手１３は、カムシャフト１１の外周に回動可能に支
持された制御用部材としてのコントロールディスク（軸
支部材）１４と、このコントロールディスク１４に一体
的に設けられた偏心部（軸支部）１５と、この偏心部１
５の外周に設けられた係合ディスク（中間回転部材）１
６と、係合ディスク１６に接続された第１スライダ部材
（第１接続部材）１７及び第２スライダ部材（第２接続
部材）１８とをそなえている。

【００２１】偏心部１５は、図２に示すように、カムシ
ャフト１１の回転中心（回転軸心，第１回転中心軸線）
Ｏ₁ から偏心した位置に回転中心Ｏ₂ を有しており、係
合ディスク１６はこの偏心部１５の回転中心（第２回転
中心軸線）Ｏ₂ の回りに回転するようになっている。ま
た、係合ディスク１６の一面には、図２に示すように、
半径方向（ラジアル方向）に、第１溝部としてのスライ
ダ用溝１６Ａ，第２溝部としてのスライダ用溝１６Ｂが
形成されている。ここでは、２つのスライダ用溝１６
Ａ，１６Ｂが互いに１８０°だけ回転位相をずらせるよ
うに同一直径上に配置されている。そして、カムシャフ
ト１１には第１ピン部材を構成する第１スライダ部材１
７を連結され係合されるアーム部材としてのドライブア
ーム１９が設けられ、また、カムローブ１２には第２ピ
ン部材を構成する第２スライダ部材１８を連結され係合
される取付部としてのアーム部２０が設けられている。

【００２２】このうち、ドライブアーム１９は、カムロ
ーブ１２とコントロールディスク１４との間のアーム部
２０を除く空間に、カムシャフト１１から半径方向（ラ
ジアル方向）に突出するように設けられ、ロックピン２
５によりカムシャフト１１と一体回転するように結合さ
れている。一方、アーム部２０はカムローブ１２の端部
を、係合ディスク１６の一側面に近接する位置まで半径
方向（ラジアル方向）へ突出させるように一体形成され
ている。

【００２３】そして、第１スライダ部材１７及び第２ス
ライダ部材１８は、その一端側に、係合ディスク１６の
スライダ用溝１６Ａ，１６Ｂ内を半径方向（ラジアル方
向）に摺動自在に装備されたスライダ本体部２１，２２
をそなえ、その他端側に、ドライブアーム１９及びアー
ム部２０の穴部１９Ａ，２０Ａに内装されたドライブピ
ン部２３，２４とをそなえている。これらのドライブピ
ン部２３，２４は、ドライブアーム１９，アーム部２０
の穴部１９Ａ，２０Ａに対して、自転しうるように結合
されている。

【００２４】したがって、不等速継手１３では、カムシ
ャフト１１の回転は、ドライブアーム１９から、穴部１
９Ａ，ドライブピン部２３，穴部２１Ａ，スライダ本体
部２１，溝１６Ａを経て係合ディスク１６に伝達して、
さらに、溝１６Ｂ，スライダ本体部２２，穴部２２Ａ，
ドライブピン部２４，穴部２０Ａを経て、アーム部２０
からカムローブ１２へと伝達するようになっている。

【００２５】なお、スライダ本体部２１と溝１６Ａとの
間では、スライダ本体部２１の外側平面２１Ｂ，２１Ｃ
と溝１６Ａの内壁平面２８Ａ，２８Ｂとの間で、溝１６
Ｂとスライダ本体部２２との間では、溝１６Ｂの内壁平
面２８Ｃ，２８Ｄとスライダ本体部２２の外側平面２２
Ｂ，２２Ｃとの間で、それぞれ回転力の伝達が行なわれ
る。

【００２６】このように回転を伝達する際に、係合ディ
スク１６が偏心していることにより、係合ディスク１６
がカムシャフト１１に対して先行したり遅延したりする
ことを繰り返し、また、カムローブ１２は係合ディスク
１６に対して先行したり遅延したりすることを繰り返し
ながら、カムローブ１２がカムシャフト１１とは不等速
で回転するようになっている。

【００２７】この回転原理について、図７（Ａ）〜図７
（Ｄ）に基づき、カムシャフトの各回転位相（カムシャ
フト角度）に対応するようにして、係合ディスク１６や
カムローブ１２の回転位相に着目しながら説明する。つ
まり、図７（Ａ）に示すように、カムシャフト１１の回
転中心Ｏ₁ と係合ディスク１６の回転中心Ｏ₂ とを結ん
だ直線（実際上は平面）ＢＬ上の上方に第１スライダ部
材１７のドライブピン部２３の軸心線が位置して、直線
（平面）ＢＬ上の下方に第２スライダ部材１８のドライ
ブピン部２４の軸心線が位置する状態を基準（カムシャ
フト角度＝０ｄｅｇ）として、この状態から、カムシャ
フト１１が図７（Ａ）中に矢印で示すように時計回りに
回転した場合を考える。

【００２８】上述のように、カムシャフト１１の回転
は、ドライブアーム１９から、穴部１９Ａ，ドライブピ
ン部２３，穴部２１Ａ，スライダ本体部２１，溝１６Ａ
を経て係合ディスク１６に伝達していくので、例えばカ
ムシャフト１１がその回転中心Ｏ₁ の回りに９０ｄｅｇ
（＝直角分）だけ回転して、カムシャフト角度が９０°
（以下、角度を表す「ｄｅｇ」を「°」を用いて示す）
となると、ドライブピン部２３は、図７（Ｂ）に示すよ
うな位置になる。

【００２９】係合ディスク１６の回転中心Ｏ₂ はカムシ
ャフト１１がその回転中心Ｏ₁ に対して偏心している
（ここでは、図中下方に偏心している）ので、ドライブ
ピン部２３及びスライダ本体部２１の中心は、カムシャ
フト１１の回転中心Ｏ₁ に対しては９０°だけ回転する
が、係合ディスク１６の回転中心Ｏ₂ に対しては９０°
よりも角度θ₂ 分だけ少ない回転量θ₁ （＝９０°−θ
₂ ）となる。

【００３０】このとき同時に、係合ディスク１６の回転
は、さらに、溝１６Ｂ，スライダ本体部２２，穴部２２
Ａ，ドライブピン部２４，穴部２０Ａを経て、アーム部
２０からカムローブ１２へと伝達していく。ドライブピ
ン部２４及びスライダ本体部２２の係合ディスク１６の
回転中心Ｏ₂ に対する回転量はドライブピン部２３及び
スライダ本体部２１の回転中心Ｏ₂ に対する回転量と等
しいので、ドライブピン部２４及びスライダ本体部２２
の係合ディスク１６の回転中心Ｏ₂ に対する回転量はθ
₁ となる。さらに、このドライブピン部２４及びスライ
ダ本体部２２のカムローブ１２の回転中心Ｏ₁ に対する
回転量θ₃ を考えると、この回転量θ₃は、次式のよう
に示すことができ、係合ディスク１６の回転中心Ｏ₂ に
対する回転量θ₁ よりもさらに小さくなる。

【００３１】θ₃ ＝９０°−θ₄ ，ただし、θ₄ ≒２θ
₂ したがって、カムシャフト１１がその回転中心Ｏ₁ の回
りに、カムシャフト角度０°から９０°まで、９０°だ
け回転する間に、カムローブ１２は回転中心Ｏ ₁ の回り
に９０°よりも小さい回転量θ₃ だけ回転することにな
り、この間は、カムローブ１２はカムシャフト１１より
も低速回転することになる。

【００３２】すなわち、カムシャフト角度０°ではカム
ローブ１２はカムシャフト１１と等しい回転位相である
が、ここからカムシャフト角度が増加するに従ってカム
ローブ１２はカムシャフト１１に対して回転位相を遅ら
せていくことになり、カムシャフト角度９０°で回転位
相を最も遅らせるようになる。そして、さらに、カムシ
ャフト１１が回転中心Ｏ₁ の回りに、カムシャフト角度
９０°から１８０°まで、９０°だけ回転すると、ドラ
イブピン部２３は、図７（Ｃ）に示すような位置にな
る。

【００３３】ドライブピン部２３が図７（Ｃ）に示す位
置にくると、直線ＢＬ上の上方にドライブピン部２４の
軸心線が位置し、直線ＢＬ上の下方にドライブピン部２
３の軸心線が位置するようになり、カムシャフト１１の
回転位相とカムローブ１２の回転位相とが一致するよう
になる。したがって、この間、即ち図７（Ｂ）に示すカ
ムシャフト角度９０°の状態から図７（Ｃ）に示すカム
シャフト角度１８０°に至るまで、カムシャフト１１が
９０°だけ回転するのに対して、カムローブ１２は次式
で示される回転量θ₅ だけ回転することになり、この間
は、カムローブ１２はカムシャフト１１よりも高速回転
することになる。

【００３４】θ₅ ＝１８０°−θ₃ ＝９０°＋θ₄ すなわち、カムローブ１２は、カムシャフト角度９０°
でカムシャフト１１に対して回転位相を最も遅らせてい
たが、カムシャフト角度が９０°から１８０°まで増加
するに従って回転位相の遅れは次第に減少して、カムシ
ャフト角度１８０°では回転位相がカムシャフト１１と
等しくなる。

【００３５】そして、さらに、カムシャフト１１が回転
中心Ｏ₁ の回りに、カムシャフト角度１８０°から２７
０°まで、９０°だけ回転すると、ドライブピン部２３
は、図７（Ｄ）に示すような位置になる。ドライブピン
部２３が図７（Ｄ）に示す位置にくると、図７（Ｂ）に
示す場合とは反対に、ドライブピン部２３及びスライダ
本体部２１は、カムシャフト１１の回転中心Ｏ₁ に対し
ては９０°回転しているが係合ディスク１６の回転中心
Ｏ ₂ に対しては９０°よりも角度θ₂ 分だけ多い回転量
θ₆ （＝９０°＋θ₂ ）となり、ドライブピン部２４及
びスライダ本体部２２の係合ディスク１６の回転中心Ｏ
₂ に対する回転量はθ₆ 、さらに、このドライブピン部
２４及びスライダ本体部２２のカムローブ１２の回転中
心Ｏ₁ に対する回転量はθ₇ となる。この回転量θ
₇ は、次式のように示すことができ、係合ディスク１６
の回転中心Ｏ₂ に対する回転量θ₆ よりもさらに大きく
なる。

【００３６】θ₇ ＝９０°＋θ₄ ＝θ₅ したがって、この間、即ち図７（Ｃ）から図７（Ｄ）に
至る間に、カムシャフト１１が９０°だけ回転するのに
対して、カムローブ１２は上式で示される回転量θ₇ だ
け回転することになり、この間は、カムローブ１２はカ
ムシャフト１１よりも高速回転することになる。

【００３７】すなわち、カムシャフト角度１８０°では
カムローブ１２はカムシャフト１１と等しい回転位相で
あるが、ここからカムシャフト角度が増加するに従って
カムローブ１２はカムシャフト１１に対して回転位相を
進ませていくことになり、カムシャフト角度２７０°で
回転位相を最も進ませるようになる。そして、さらに、
カムシャフト１１が回転中心Ｏ₁ の回りに、カムシャフ
ト角度２７０°から３６０°（＝０°）まで、９０°だ
け回転すると、ドライブピン部２３は、再び図７（Ａ）
に示すような位置になる。

【００３８】ドライブピン部２３が図７（Ａ）に示す位
置にくると、直線ＢＬ上の上方にドライブピン部２３の
軸心線が位置し、直線ＢＬ上の下方にドライブピン部２
４の軸心線が位置するようになり、カムシャフト１１の
回転位相とカムローブ１２の回転位相とが一致するよう
になる。したがって、この間、即ち図７（Ｄ）から図７
（Ａ）に至る間に、カムシャフト１１が９０°だけ回転
するのに対して、カムローブ１２は次式で示される回転
量θ₈ （図示略）だけ回転することになり、この間は、
カムローブ１２はカムシャフト１１よりも低速回転する
ことになる。

【００３９】 θ₈ ＝１８０°−θ₇ ＝９０°−θ₄ ＝θ₃ すなわち、カムローブ１２は、カムシャフト角度２７０
°でカムシャフト１１に対して回転位相を最も進ませて
いたが、カムシャフト角度が２７０°から３６０°まで
増加するに従って回転位相の進みは次第に減少して、カ
ムシャフト角度３６０°では回転位相がカムシャフト１
１と等しくなる。

【００４０】このようにして、カムローブ１２はカムシ
ャフト１１に対して先行したり遅延したりしてカムシャ
フト１１の回転速度とは不等速で回転するが、このカム
ローブ１２はカムシャフト１１に対する位相の変化は、
例えば図８に示すように正弦波に似た波形になる。な
お、図８中、横軸は図７（Ａ）〜図７（Ｄ）の説明と対
応するカムシャフト角度であり、縦軸はカムローブ１２
のカムシャフト１１に対する位相差であり、カムシャフ
ト１１に対して先行する場合を正方向に設定している。

【００４１】そして、このようにカムローブ１２がカム
シャフト１１に対して先行したり遅延したりする特性を
利用して、バルブの開閉タイミングを調整することがで
きる。例えば、バルブ２の開放タイミングの近傍で、カ
ムローブ１２をカムシャフト１１に対して先行させれば
バルブ２の開放タイミングを速めることができ、カムロ
ーブ１２をカムシャフト１１に対して遅延させればバル
ブ２の開放タイミングを遅らせることができる。また、
バルブ２の閉鎖タイミングの近傍で、カムローブ１２を
カムシャフト１１に対して先行させれば閉鎖タイミング
を速めることができ、カムローブ１２をカムシャフト１
１に対して遅延させればバルブ２の閉鎖タイミングを遅
らせることができる。

【００４２】このようなカムローブ１２のカムシャフト
１１に対する位相のずれ方は、コントロールディスク１
４に一体的に設けられた偏心部１５の偏心中心Ｏ₂ の位
置を変えることで調整することができる。そこで、本装
置には、この偏心部１５の位相調整を行なうために、図
２に示すようにコントロールディスク（偏心部材）１４
を回転させて偏心位置を調整する偏心位置調整機構（制
御用部材）３０が設けられている。

【００４３】この偏心位置調整機構３０は、コントロー
ルディスク１４の外周に形成された第１ギヤ３１を通じ
てコントロールディスク１４を回動するギヤ機構３２
と、このギヤ機構３２を駆動する駆動手段としての電動
モータ（図示略）とをそなえている。ギヤ機構３２は、
カムシャフト１１と平行に設置されたギヤ軸３２Ａと、
このギヤ軸３２Ａに設置されて第１ギヤ３１と噛合する
コントロールギヤ３２Ｂとをそなえ、ギヤ軸３２Ａは図
示しないモータで回転駆動されるようになっている。

【００４４】また、図示しないモータは、制御手段とし
ての図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御
されるようになっている。すなわち、ＥＣＵでは、図示
しないポジションセンサの検出信号に基づいて、コント
ロールディスク１４の回転位相が所要の状態になるよう
にモータの作動を制御するようになっている。このよう
に、コントロールディスク１４の回転位相（位置）を変
更すると、カムシャフト角度に対するカムローブの位相
差の状態が変化する。

【００４５】図８に示すカムローブ位相差の特性図は、
カムシャフト角度に対して図７（Ａ）〜図７（Ｄ）に示
すように変遷する偏心状態に対応したものであり、この
ときのコントロールディスク１４の回転位相を基準値
（即ち、コントロールディスク１４の回転位相＝０°）
とすると、コントロールディスク１４の回転位相が例え
ば４５°，９０°，１３５°，１８０°の場合には、カ
ムシャフト角度に対するカムローブ位相差の値はシフト
していくことになる。

【００４６】図８中の上方に、０°，４５°，９０°，
１３５°，１８０°を示しているが、これらは、コント
ロールディスク１４の位置（回転位相）に応じて、図の
横軸を読み換えるためのもので、コントロールディスク
１４の各角度を記載した位置は、そのコントロールディ
スク角度におけるカムシャフト角度１８０°の位置を示
している。

【００４７】即ち、コントロールディスク１４の位置が
０°であれば、カムシャフト角度１８０°の横軸目盛は
図８に示すようになるが、コントロールディスク１４の
位置が４５°になると、カムシャフト角度１８０°の横
軸目盛は、この「４５°」を示す位置（図８中の「２２
５°」の位置）に変位する。また、コントロールディス
ク１４の位置が９０°になると、カムシャフト角度１８
０°の横軸目盛はこの「９０°」を示す位置（図８中の
「２７０°」の位置）に変位する。

【００４８】さらに、コントロールディスク１４の位置
が１３５°になると、カムシャフト角度１８０°の横軸
目盛はこの「１３５°」を示す位置（図８中の「３１５
°」の位置）に、コントロールディスク１４の位置が１
８０°になると、カムシャフト角度１８０°の横軸目盛
はこの「１８０°」を示す位置（図８中の「３６０°」
の位置）に、それぞれ変位する。

【００４９】このように、コントロールディスク１４の
位置を調整すると、バルブのリフト状態も変化する。つ
まり、図７（Ａ）に示すようなカムシャフト角度が０°
の時にカム６の凸部６Ａの頂部がバルブ２に作用するよ
うに設定して、図７（Ａ）〜図７（Ｄ），図８に示すよ
うにカムローブ１２のカムシャフト１１に対する位相変
化の特性を設定した場合には、バルブのリフト状態は図
９の曲線Ｌ１のような特性になる。

【００５０】つまり、コントロールディスク１４の回転
位相が０°であって、図７（Ａ）〜図７（Ｄ）に示すよ
うにカムローブ１２が作動すると、カムシャフト角度が
９０°で最も位相の遅れた状態になり、カムシャフト角
度が０°から１８０°までは、カムローブ１２がカムシ
ャフト１１に対して位相遅れを生じる。また、カムシャ
フト角度が２７０°で最も位相の進んだ状態になり、カ
ムシャフト角度が１８０°から３６０°までは、カムロ
ーブ１２がカムシャフト１１に対して位相進みを生じ
る。

【００５１】すなわち、コントロールディスク１４の回
転位相が０°に調整されると、バルブリフトが最大とな
るカムシャフト角度０°を中心に、これよりも前（カム
シャフト角度が負）ではカムローブ１２の位相が進み、
これよりも後（カムシャフト角度が正）ではカムローブ
１２の位相が遅れるので、バルブのリフト状態は図９の
曲線Ｌ５に示すような特性になる。

【００５２】そして、コントロールディスク１４の回転
位相が４５°に調整されると、カムローブ位相差の特性
が変化し、カムシャフト角度が４５°で最も位相の遅れ
た状態になり、コントロールディスク１４の回転位相が
０°の場合に比べて、カムシャフト角度が０°よりも前
（カムシャフト角度が負）でのカムローブ１２の位相進
みは減少し、これよりも後（カムシャフト角度が正）で
のカムローブ１２の位相遅れも減少する。したがって、
バルブのリフト状態は図９の曲線Ｌ４に示すような特性
になる。

【００５３】さらに、コントロールディスク１４の回転
位相が９０°に調整されると、カムローブ位相差の特性
がさらに変化し、カムシャフト角度が０°で最も位相の
遅れた状態になり、コントロールディスク１４の回転位
相が４５°の場合に比べて、カムシャフト角度が０°よ
りも前（カムシャフト角度が負）でのカムローブ１２の
位相進みは減少し、これよりも後（カムシャフト角度が
正）でのカムローブ１２の位相遅れも減少する。したが
って、バルブのリフト状態は図９の曲線Ｌ３に示すよう
な特性になる。

【００５４】同様に、コントロールディスク１４の回転
位相が１３５°や１８０°に調整された場合には、バル
ブのリフト状態は図９の曲線Ｌ２やＬ１に示すような特
性になる。なお、ここでは、図７（Ａ）の状態でバルブ
リフト量が最大になるものとして説明しているが、コン
トロールディスクに対するカム位置の関係の設定によっ
ては図７（Ａ）以外の状態でバルブ最大リフトとなり、
コントロールディスク１４の回転位相に対するバルブ開
閉特性の変化は上述とは異なるものになる。

【００５５】特に、本可変動弁機構では、ＥＣＵ（図示
略）に、エンジン回転数センサ（図示略）からの検出情
報（エンジン回転数情報）やエアフローセンサ（図示
略）からの検出情報（ＡＦＳ情報）等が入力されるよう
になっており、偏心位置調整機構３０におけるモータの
制御は、これらの情報に基づいて、エンジンの回転速度
や負荷状態に応じて行なうようになっている。

【００５６】すなわち、エンジンの高速時や高負荷時に
は、例えば図９の曲線Ｌ４やＬ５のようなバルブリフト
特性になるようにコントロールディスク１４の回転位相
を調整して、バルブの開放期間を長期間にするように制
御する。また、エンジンの低速時や低負荷時には、例え
ば図９の曲線Ｌ１やＬ２のようなバルブリフト特性にな
るようにコントロールディスク１４の回転位相を調整し
て、バルブの開放期間を短期間にするように制御する。

【００５７】ところで、本機構では、図２に示すよう
に、係合ディスク（中間回転部材）１６の一側面１６Ｃ
は、カムローブ１２のアーム部（取付部）２０に対向し
ているが、特に、カムローブ１２のアーム部２０の端面
（フランジ部）２０Ａは、係合ディスク（中間回転部
材）１６の一側面に当接している。このアーム部２０の
端面２０Ａは、図３に示すように、アーム部２０にそな
えられたスライダ用溝（第２溝部）１６Ｂと略９０°又
はこれ以上の位相差の部分まで延設されている。特に、
この延設部は、軸心からできるだけ外方へ配置されてい
る。そして、係合ディスク１６の一側面は、この延長さ
れたアーム部端面（フランジ部）２０Ａにも当接するよ
うになっている。

【００５８】これにより、特に、図３に網掛けで示す部
分に相当するアーム部端面２０Ａの箇所、即ち、係合デ
ィスク１６の軸心線を挟むように位置する２つのスライ
ダ用溝（第１，第２溝部）１６Ａ，１６Ｂを結ぶ直線と
略直行するような係合ディスク１６の軸心線の両側の箇
所Ｐ１に設けられた当接部（アーム部端面）２０Ａで、
係合ディスク１６がカムローブ１２側に当接することに
なり、係合ディスク１６の軸振れ方向の傾斜（倒れ）が
防止されるようになっている。

【００５９】なお、この実施形態では、スライダ部材１
７，１８はピン部材２３，２４と一体に、それぞれ第１
ピン部材，第２ピン部材として形成されている。また、
本機構では、係合ディスク１６の一側面は、アーム部端
面（フランジ部）２０Ａに当接しており、特に、アーム
部端面２０Ａのうち、ピン部材２３，２４と略直行する
位置で且つ軸心からできるだけ外方へ配置された延設部
分（図３の網掛け部参照）へ当接しているため、係合デ
ィスク１６の傾斜（倒れ）が、防止されるようになって
いるのである。

【００６０】さらに、カムローブ１２の後端には、ウェ
ーブドワッシャ３６が装備されており、アーム部端面２
０Ａの係合ディスク１６の一側面への当接力を増大し
て、係合ディスク１６の倒れ防止荷重を十分に確保でき
るようになっている。なお、係合ディスク１６の倒れ防
止に特に有効に働く、アーム部端面２０Ａの要部（図３
の網掛け部Ｐ１参照）は、軸心からできるだけ外方へ配
置されているので、ウェーブドワッシャ３６の倒れ防止
荷重が極めて有効に発揮される。したがって、ウェーブ
ドワッシャ３６は、比較的低弾性のもの、即ち小型のも
のを使用することができる。

【００６１】また、係合ディスク１６とカムローブ１２
とは前述のようにその偏心に応じて微小な位相ずれを生
じながら回転するため、係合ディスク１６とアーム部端
面２０Ａとの当接部分は微小に摺動することになるが、
この部分へは潤滑油（エンジンオイル）が供給されるた
め、かかる摺動は滑らかに行なわれるようになってい
る。

【００６２】また、本実施形態では、カムシャフト１１
の回転を係合ディスク１６に伝達する第１ピン部材（第
１スライダ部材）１７の荷重点Ｍ₁ 及び係合ディスク１
６の回転をカムローブ１２に伝達する第２ピン部材（第
２スライダ部材）１８の荷重点Ｍ₂ が係合ディスク１６
の内部に設定されているため、係合ディスク１６の倒れ
が防止される上に、アーム部端面２０Ａの係合ディスク
１６の一側面への当接による係合ディスク１６の倒れを
防止する効果が加えられるようになり、係合ディスク１
６の倒れ防止効果をより一層大きなものにしているが、
アーム部端面２０Ａを係合ディスク１６の一側面へ当接
させてこれを支持するという構成のみによっても、係合
ディスク１６の倒れを防止することができる。

【００６３】更に、本実施形態では、係合ディスク１６
と偏心部１５との摺動部、即ち、偏心部１５の外周と係
合ディスク１６の内周との間に、ベアリング３７が介装
されている。ここでは、よりコンパクトに介装しうるニ
ードルベアリングが用いられているが、ベアリング３７
はこのニードルベアリングに限定されず、種々のベアリ
ングを用いることができる。

【００６４】このような係合ディスク１６と偏心部１５
との摺動部を「単なる滑り軸受け」とした場合、特に、
機関の始動時に潤滑油の粘性等に起因して、係合ディス
ク１６と偏心部１５とのフリクションが大きくなるが、
このベアリング３７装備することにより、係合ディスク
１６と偏心部１５とのフリクションが大幅に低減され
て、係合ディスク１６を通じた回転力の伝達や、位相調
整をより円滑に行なるようになり、機関の始動性も良好
なものにできるようになっている。逆に言えば、始動や
偏心位置調整にかかるスタータやアクチャエータの負荷
を低減できるため、これらのスタータやアクチャエータ
としてより低容量で小型のものを採用しうるようにな
る。

【００６５】なお、ニードルベアリングのようなベアリ
ングを、偏心部１５とカムシャフト１１との摺動部の間
に設置したり、係合ディスク１６と偏心部１５との摺動
部と偏心部１５とカムシャフト１１との摺動部との間の
両方に設置するようにしてもよいが、両方の摺動部のベ
アリングを介装するとシステムの大型化や搭載性の低下
を招くので、この点が問題ならば、いずれか一方の摺動
部にかかるベアリングを介装することになる。この場合
には、カムシャフト１１と偏心部１５との間の径より
も、より径の大きい係合ディスク１６と偏心部１５との
間に設置した方が、ベアリングをより効果的に発揮する
ことができて好ましい。

【００６６】なお、図２〜図４中の符号７Ａ，１１Ａ，
１１Ｂは各摺動部へ潤滑油（エンジンオイル）を供給す
る油穴である。ところで、本機構では、係合ディスク
（中間回転部材）１６，この係合ディスク１６を支持す
るコントロールディスク（軸支部材）１４，カムローブ
（第２回転軸部材）１２及びカムシャフト（第１回転軸
部材）１１と、カムローブ１２を、シリンダヘッド１に
軸支させる軸受部（軸受構成部材）７及び軸受部１Ａと
に、過剰な負荷が加わらないように考慮して、次のよう
に各部材の配置を設定している。

【００６７】まず、カムシャフト１１及びカムローブ１
２に加わる力、及び、これらのカムシャフト１１及びカ
ムローブ１２を通じて係合ディスク１６に加わる力につ
いて説明する。カムシャフト１１には、エンジンのクラ
ンクシャフトの回転に応じた回転力（即ち、カム駆動ト
ルク）が加わる。

【００６８】また、カムローブ１２に加わる力を考える
と、カムローブ１２には、カム６を通じてバルブ２のリ
フト（開放）に伴ってバルブスプリング３からスプリン
グ反力やバルブ等の往復動による慣性力を受ける。この
ため、図１０に示すように、エンジンのバルブリフト量
ＶＬに対するカム回転駆動トルクは、低速域では主とし
てバルブスプリング力に対抗するように働くため曲線Ｔ
_L のような特性となり、高速域では主として弁の慣性荷
重に対抗するように働くため曲線Ｔ_H のような特性とな
る。

【００６９】なお、図１０に示すように、バルブリフト
の最大点を境にカムに働くトルクの方向が逆転するた
め、カム駆動トルクは、バルブリフトの最大点を境に正
から負へ又は負から正へと逆転する。そして、係合ディ
スク１６に加わる力を考えると、この係合ディスク１６
には、カムシャフト１１の回転力として加わるカムシャ
フト側スライダ１７からのカム駆動力Ｔ１と、カムロー
ブ側スライダ１８からのカム駆動力Ｔ１に対する反力Ｆ
１とが加わり、これらのカム駆動力Ｔ１と反力Ｆ１との
合力ＦＦが、係合ディスク１６に加わる力となる。

【００７０】ここで、係合ディスク１６が反時計回りに
回転しているものとすると、バルブが開放方向へ移動し
ている場合には、図１１に示すように、カム駆動力Ｔ１
と反力Ｆ１とが互いに逆回転方向に働いて、カム駆動力
Ｔ１と反力Ｆ１との合力ＦＦは、カムシャフト側スライ
ダ１７の中心とカムローブ側スライダ１８の中心とを結
んだ直線に対して垂直な方向で且つカムローブ側スライ
ダ１８にとって反回転方向に作用することになる。

【００７１】バルブが閉鎖方向へ移動している場合に
は、合力ＦＦは、カムシャフト側スライダ１７の中心と
カムローブ側スライダ１８の中心とを結んだ直線に対し
て垂直な方向ではあるが、図１１とは逆に、カムローブ
側スライダ１８にとって回転方向に作用することにな
る。また、このような合力ＦＦの方向は、バルブ最大リ
フト時に反転することになる。

【００７２】係合ディスク１６を支える力は、合力ＦＦ
に反する力となり、合力ＦＦはカム駆動トルクにより生
じる。したがって、カム駆動トルクは、バルブ開動時、
即ちバルブリフトが上昇している時には、カムローブ側
スライダ１８にとって反回転方向に又バルブ閉動時には
カムローブ側スライダ１８にとって回転方向にそれぞれ
作用することになる。

【００７３】そこで、カム６の位相に応じて係合ディス
ク１６に加わる合力ＦＦのベクトルを図示すると、図１
２に示すようになる。図１２は、カムローブ側スライダ
１８の位置を、ピンを示す○印中にＣを付して示し、カ
ムシャフト側スライダ１７を、同じく○印中にＳを付し
て示しており、係合ディスク１６は反時計回りに回転す
るものとする。

【００７４】また、図１２中の縦軸の上方向がバルブ最
大リフト時における回転中心（第１回転中心軸線）Ｏ₁
に対するカムローブ側スライダ１８の位置を示し、この
縦軸上方向から右側（時計回り方向は）バルブ最大リフ
ト時前のカムローブ側スライダ１８の位置を、縦軸上方
向から左側（反時計回り方向は）バルブ最大リフト時後
のカムローブ側スライダ１８の位置を、それぞれ示して
いる。

【００７５】図１２において、ＦＬ１はバルブ開動時に
係合ディスク１６に加わる合力ＦＦの大きさと方向と
を、ＦＬ２はバルブ閉動時に係合ディスク１６に加わる
合力ＦＦの大きさと方向とを、それぞれ示している。図
１２に示すＦＬ１のように、バルブ開動時には、バルブ
の開放開始から上りカム駆動トルク最大点に達したとこ
ろでカム駆動力Ｔ₁ が最大となり、係合ディスク１６に
加わる合力ＦＦも最大となる。この時の合力ＦＦは、カ
ムシャフト側スライダ１７とカムローブ側スライダ１８
とを結ぶ線と直交しカムローブ側スライダ１８にとって
反回転方向に向く。即ち、カムシャフト側スライダ１７
の位相よりも９０°だけ回転方向前方にずれ、カムロー
ブ側スライダ１８の位相よりも９０°だけ回転方向後方
にずれた方向に向く。

【００７６】また、図１２に示すＦＬ２のように、バル
ブ閉動時には、バルブの閉鎖開始の手前の下りカム駆動
トルク最大点に達したところでカム駆動力Ｔ₁ が最大と
なり、係合ディスク１６に加わる合力ＦＦも最大とな
る。この時の合力ＦＦは、カムシャフト側スライダ１７
とカムローブ側スライダ１８とを結ぶ線と直交しカムロ
ーブ側スライダ１８にとって回転方向に向く。

【００７７】即ち、カムシャフト側スライダ１７の位相
よりも９０°だけ回転方向後方にずれ、カムローブ側ス
ライダ１８の位相よりも９０°だけ回転方向前方にずれ
た方向に向く。このように、係合ディスク１６に加わる
２つの最大荷重の方向は、バルブ最大リフト時のカムロ
ーブ側スライダ１８方向とは逆向きのＶ字状に向かうよ
うになる。

【００７８】可変動弁機構では、バルブリフト期間はエ
ンジンの回転速度等に応じて調整され、低速時にはバル
ブリフト期間は短く調整され、高速時にはバルブリフト
期間は長く調整されるので、図１２に示すような係合デ
ィスク１６に加わる合力ＦＦの特性図（ベクトル図）を
推定し、エンジンの回転速度領域毎に示すと、図１３に
示すようになる。

【００７９】図１３において、（Ａ）はエンジンの低速
回転時を示し、（Ｂ）はエンジンの高速回転時を示して
いる。図１３（Ａ）に示すように、エンジンの低速回転
時には、バルブリフト期間は短く調整され、且つ、カム
駆動トルクＴ_L はバルブスプリング力が主体的になるた
め、上りカム駆動トルク最大点及び下りカム駆動トルク
最大点がいずれも、バルブ最大リフト点に近づく。

【００８０】このため、バルブ開動時の合力ＦＬ１の最
大荷重方向は、これに応じて、横軸右方向（バルブ最大
リフト時のカムローブ側スライダ１８の位相角よりも９
０°だけ時計回りの方向）に接近し、バルブ閉動時の合
力ＦＬ２の最大荷重方向は、これに応じて、横軸左方向
（バルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ１８位相
角よりも９０°だけ反時計回りの方向）に接近する。

【００８１】したがって、係合ディスク１６に加わる２
つの最大荷重の方向は、やはりバルブ最大リフト時のカ
ムローブ側スライダ１８方向と逆向きのＶ字状に向かう
ようになるが、２つの最大荷重方向のなす角度θ_L は、
バルブリフト期間（開弁期間）の短期化及びエンジン回
転数の低回転化に応じて広がる。また、図１３（Ｂ）に
示すように、エンジンの高速回転時には、バルブリフト
期間は長く調整されるうえ、カム駆動トルクＴ_H はバル
ブの慣性力が主体的なため、上りカム駆動トルク最大点
及び下りカム駆動トルク最大点がいずれも、バルブ最大
リフト点から遠ざかる。したがって、バルブ開動時の合
力ＦＬ１の最大荷重方向は、これに応じて、横軸右方向
（バルブ最大リフト時のカムローブ側スライダ１８位相
角よりも９０°だけ時計回りの方向）から遠ざかり、バ
ルブ閉動時の合力ＦＬ２の最大荷重方向は、これに応じ
て、横軸左方向（バルブ最大リフト時のカムローブ側ス
ライダ１８位相角よりも９０°だけ反時計回りの方向）
から遠ざかる。

【００８２】したがって、係合ディスク１６に加わる２
つの最大荷重の方向は、やはりバルブ最大リフト時のカ
ムローブ側スライダ１８方向と逆向きのＶ字状に向かう
ようになるが、２つの最大荷重方向のなす角度は、バル
ブリフト期間（開弁期間）の長期化及びエンジン回転数
の高回転化に応じて狭まる。また、図１４，図１５は、
カム駆動に必要なトルク、即ち、カムシャフト１１を通
じて係合ディスク１６に加えるべきカム駆動トルクを、
カムシャフトの回転角度に対して示すもので、図１４は
エンジンの低回転時の場合を示し、図１５はエンジンの
高回転時の場合を示している。図示するように、エンジ
ンの高回転になるほど、カム駆動に必要なトルクが増大
すること、及び、最大トルク点が最大リフトから遠ざか
ることがわかる。

【００８３】このように、係合ディスク１６に加わる力
を考えると、図１２，図１３に示すように、その方向に
一定の特性があり、図１４，図１５に示すように、エン
ジンの回転速度が高速になるほど、大きな力が加わるこ
とがわかる。本可変動弁機構では、このような係合ディ
スク１６に加わる力の特性を考慮して、一部の気筒〔即
ち、カムシャフト（第１回転軸部材）１１のプーリ４２
装着側端部（図２参照）にもっとも近い気筒〕の係合デ
ィスク１６を除き、他の全ての気筒の係合ディスク１６
では、係合ディスク１６に加わる２つの最大荷重方向を
有する最大荷重が、この係合ディスク１６を間接的に軸
支するカムシャフト１１及び軸受部７に対して、大きな
支持負荷とならないように設定されている。

【００８４】つまり、図１，図５に示すように、バルブ
最大リフト時において、カムローブ側スライダ１８がシ
リンダヘッド１に対して鉛直上方に位置するように、カ
ム６に対するカムローブ側スライダ１８の位相位置が設
定されている。これにより、係合ディスク１６に加わる
大きな力は、図１３（Ａ），図１３（Ｂ）に示すよう
に、エンジンの全ての回転領域で、下方に向かうことに
なる。

【００８５】係合ディスク１６に加わる大きな力が、こ
のように下方に向かうと、この力は、カムシャフト１１
を通じて軸受部７の下部、即ち、シリンダヘッド１に形
成された軸受下半部（第１軸受部材）７Ａに支えられる
ことになる。軸受部７において、この軸受下半部７Ａ
は、シリンダヘッド１に形成されており、その上方から
接合される軸受キャップ（第２軸受部材）７Ｂに比べて
格段に剛性が高いので、軸受下半部７Ａで係合ディスク
１６に加わる大きな力を大きな変形を招くことなく確実
に支持することができるのである。

【００８６】一般にバルブ２の上方にカムシャフト１１
が備えられることを考慮すると、このような設定、即
ち、バルブ最大リフト時において、カムローブ側スライ
ダ１８がシリンダヘッド１に対して鉛直上方に位置する
ような設定は、図１に示すように、バルブ最大リフト時
において、カムシャフト側スライダ１７はバルブ２に近
い側に、カムローブ側スライダ１８はバルブ２から離れ
た側に、それぞれ位置するように設定することになる。

【００８７】また、軸受下半部７Ａと軸受キャップ７Ｂ
との接合面７Ｄが、シリンダヘッド１において水平に向
くように設定されていることを考慮すると、バルブ最大
リフト時において、カムローブ側スライダ１８がシリン
ダヘッド１に対して鉛直上方に位置するような設定は、
図１に示すように、バルブ最大リフト時において、カム
シャフト側スライダ１７とカムローブ側スライダ１８と
を結ぶ直線が、接合面７Ｄと直交する方向に設定される
ことになる。

【００８８】また、係合ディスク１６に加わる最大荷重
方向を用いて表現すれば、係合ディスク１６に加わる最
大荷重方向が、軸受下半部７Ａ側を向くように、特に、
軸受下半部７Ａと軸受キャップ７Ｂとの接合面７Ｄに直
交する方向（図１中の真下方向）を向くように、設定す
ると表現することもできる。もちろん、軸受キャップ７
Ｂ及び軸受キャップ７Ｂを軸受下半部７Ａに結合するボ
ルト等の剛性が十分高ければ、図１とはほぼ１８０°位
相をずらした設定も考えられる。つまり、係合ディスク
１６に加わる最大荷重方向を用いて表現すれば、係合デ
ィスク１６に加わる最大荷重方向が、軸受上半部７Ｂ側
を向くように、特に、軸受下半部７Ａと軸受キャップ７
Ｂとの接合面７Ｄに直交する方向（図１中の真下方向）
を向くように、設定してもよい。

【００８９】これにより、係合ディスク１６に加わる最
大荷重は、軸受キャップ７Ｂの左右のボルト結合部の一
方に大きく偏って作用するようなことがなくなり、軸受
キャップ７Ｂの左右のボルト結合部で分担してこの最大
荷重に対抗しうるようになる。したがって、軸受キャッ
プ７Ｂを軸受下半部７Ａに結合する各ボルトの負担が軽
減されて、軸受部７の強度・剛性を確保することができ
る。

【００９０】この場合、バルブ最大リフト時において、
カムローブ側スライダ１８がシリンダヘッド１に対して
鉛直下方に位置するような設定してもよく、また、バル
ブ最大リフト時において、カムシャフト側スライダ１７
はバルブ２から離れた側に、カムローブ側スライダ１８
はバルブ２に近い側に、それぞれ位置するように設定し
てもよく、何れの場合も、バルブ最大リフト時におい
て、カムシャフト側スライダ１７とカムローブ側スライ
ダ１８とを結ぶ直線を、接合面７Ｄと直交する方向に設
定することになる。

【００９１】また、上述の各気筒〔即ち、カムシャフト
（第１回転軸部材）１１のプーリ４２装着側端部（図２
参照）にもっとも近い気筒以外の気筒〕の係合ディスク
１６では、カムシャフト１１の軸心線において考える
と、図１，図１３からわかるように、係合ディスク１６
に加わる最大荷重ＦＦは、カム部６の支持軸（カムシャ
フト１１の軸心線）が受けるバルブスプリング反力Ｆ２
の方向とほぼ反対方向に向くことになる。

【００９２】これにより、カムシャフト１１の軸心線に
加わるバルブスプリング反力Ｆ２及び係合ディスク１６
に加わる最大荷重ＦＦとが互いに相殺する方向に作用す
ることになる。つまり、図１６（Ｂ）に示すように、バ
ルブスプリング反力Ｆ２がカムシャフト１１の軸心線に
おいてほぼ上方に作用するのに対して、係合ディスク１
６に加わる最大荷重ＦＦはカムシャフト１１の軸心線に
おいてほぼ下方に作用することになる。

【００９３】このようなバルブスプリング反力Ｆ２，係
合ディスク１６に加わる最大荷重ＦＦにより、カムシャ
フト１１或いはカムローブ１２の軸受（軸受部７やシリ
ンダヘッド端部の軸受部１Ａ）にモーメントが作用する
ことになるが、このモーメントＭＭは、図１６中の軸受
において反時計回りを正方向として、次式（１）のよう
に示すことができる。

【００９４】 ＭＭ＝ＦＦ×ＬＬ２−Ｆ２×ＬＬ１ ・・・（１） このように、バルブスプリング反力Ｆ２によるものと係
合ディスク１６に加わる最大荷重ＦＦによるものとが互
いに相殺し合うため、軸受に作用するモーメントＭＭの
大きさ（｜ＭＭ｜）は小さいものになり、軸受部分の負
担が軽減されることになる。

【００９５】これに対して、係合ディスク１６に加わる
最大荷重ＦＦがバルブスプリング反力Ｆ２と同方向であ
ると、図１６（Ａ）に示すようになり、カムシャフト１
１やカムローブ１２の軸受に作用にするモーメントＭＭ
の大きさ（｜ＭＭ｜）は、次式（２）のように大きなも
のになる。 ｜ＭＭ｜＝｜−ＦＦ×ＬＬ２−Ｆ２×ＬＬ１｜ ・・・（２） このように、バルブスプリング反力Ｆ２によるものと係
合ディスク１６に加わる最大荷重ＦＦによるものとが互
いに相殺するように構成することで、その軸受部分回り
のモーメントＭＭは小さいものになり、軸受部分の負担
が軽減されることになるのである。

【００９６】ところで、本可変動弁機構では、カムシャ
フト（第１回転軸部材）１１のプーリ４２装着側端部
（図２参照）にもっとも近い気筒については、係合ディ
スク１６に加わる最大荷重ＦＦの方向が、カムシャフト
（第１回転軸部材）１１の入力部即ちプーリ４２を装備
した端部部材４３に加わる入力荷重方向と重合しない方
向になるように、設定されている。

【００９７】この入力荷重とは、図６に示すように、プ
ーリ４２を通じて端部部材（入力部）４３がタイミング
ベルト４１から受ける荷重Ｆ３である。つまり、タイミ
ングベルト４１には張力が与えられているので、プーリ
４２はベルト４１との接合部から接合面に対してほぼ垂
直方向に力を受け、このような力はプーリ４２全体とし
ては、例えば図６中に矢印Ｆ３で示すような方向に作用
する。

【００９８】これに対して、本機構では、図６に示すよ
うに、カム６による最大バルブリフト時のカムローブ側
スライダ１８のカムシャフト１１の軸心線に対する方向
が、この入力荷重Ｆ３の方向にほぼ合致するように設定
されている。係合ディスク１６に加わる最大荷重ＦＦの
方向は、図１２，図１３に示すように、最大バルブリフ
ト時のカムローブ側スライダ１８位置に対する反対方向
に向くので、このような設定で、係合ディスク１６に加
わる最大荷重ＦＦの方向は、端部部材（入力部）４３に
加わる入力荷重方向Ｆ３とほぼ逆方向を向き、入力荷重
方向Ｆ３とは重合しない方向になる。

【００９９】このような設定により、端部部材（入力
部）４３を軸支するリンダヘッド１の軸受部１Ａでは、
入力荷重方向Ｆ３と係合ディスク１６に加わる最大荷重
ＦＦとが相殺するようになり、軸受部１Ａへ過大な力が
作用しないようになっているのである。本発明の一実施
形態としての可変動弁機構は、上述のように構成されて
いるので、偏心位置調整機構３０を通じて、コントロー
ルディスク１４の回転位相を調整しながら、バルブの開
度特性が制御される。

【０１００】つまり、ＥＣＵ（図示略）において、エン
ジン回転数情報やＡＦＳ情報等に基づき、エンジンの回
転速度や負荷状態に応じたコントロールディスク１４の
回転位相を設定して、ポジションセンサ（図示略）の検
出信号に基づいて、コントロールディスク１４の実際の
回転位相が設定された状態になるように、モータ（図示
略）の作動制御を通じてコントロールディスク１４を駆
動する。

【０１０１】そして、このＥＣＵによるモータの作動制
御を通じて、例えば図９に示す曲線Ｌ３を中心に、エン
ジンの回転速度やエンジンの負荷が高くなるほど、図９
の曲線Ｌ４やＬ５のようにバルブ開放期間を長くしてい
き、逆に、エンジンの回転速度やエンジンの負荷が低く
なるほど、図９の曲線Ｌ２やＬ１のようにバルブ開放期
間を短くしていく。

【０１０２】このようにして、エンジンの運転状態に応
じてコントロールディスク１４の回転位相（位置）を制
御しながら、エンジンの運転状態に適したバルブ駆動を
行なえるようになる。特に、バルブのリフト特性は、連
続的に調整することができるので、常にエンジンの運転
状態に最適の特性でバルブ駆動を行なえるようになるの
である。

【０１０３】そして、本機構では、係合ディスク（中間
回転部材）１６，この係合ディスク１６を支持するコン
トロールディスク（軸支部材）１４，カムローブ（第２
回転軸部材）１２及びカムシャフト（第１回転軸部材）
１１と、カムローブ１２をシリンダヘッド１に軸支させ
る軸受部（軸受構成部材）７及び軸受部１Ａとに、過剰
な負荷が加わらないように考慮されているので、高精度
でバルブの駆動を行なえる利点や、装置の耐久性や信頼
性を向上させうる利点や、軸部材１１，１２や軸受部
７，１Ａを小型化しうる利点がある。

【０１０４】すなわち、本機構では、係合ディスク１６
に加わる力の特性（図１２，図１３参照）を考慮して、
カムシャフト（第１回転軸部材）１１のプーリ４２装着
側端部（図２参照）にもっとも近い気筒の係合ディスク
１６を除んた全ての気筒の係合ディスク１６は、係合デ
ィスク１６に加わる２つの最大荷重方向を有する最大荷
重が、この係合ディスク１６を間接的に軸支するカムシ
ャフト１１及び軸受部７に対して、大きな支持負荷とな
らないように設定されている。

【０１０５】これにより、係合ディスク１６に加わる大
きな力は、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、エンジ
ンの全ての回転領域で、下方に向かうことになり、この
力は、カムシャフト１１を通じて剛性が高いシリンダヘ
ッド１に形成された軸受下半部（第１軸受部材）７Ａに
支えられることになり、軸受下半部７Ａで係合ディスク
１６に加わる大きな力を大きな変形を招くことなく確実
に支持されることになる。

【０１０６】また、同時に、カムシャフト（第１回転軸
部材）１１のプーリ４２装着側端部（図２参照）にもっ
とも近い気筒以外の気筒の係合ディスク１６では、カム
シャフト１１の軸心線において考えると、係合ディスク
１６に加わる最大荷重ＦＦが、カム部６の支持軸（カム
シャフト１１の軸心線）が受けるバルブスプリング反力
Ｆ２の方向とほぼ反対方向に向いているので、軸受部に
作用するモーメントＭＭの大きさが小さいものになり、
軸受部分の負担が軽減される。

【０１０７】また、カムシャフト（第１回転軸部材）１
１のプーリ４２装着側端部（図２参照）にもっとも近い
気筒については、係合ディスク１６に加わる最大荷重Ｆ
Ｆの方向が、カムシャフト（第１回転軸部材）１１の入
力部即ちプーリ４２を装備した端部部材４３に加わる入
力荷重方向と重合しない方向になるように、設定されて
いるので、入力荷重方向Ｆ３と係合ディスク１６に加わ
る最大荷重ＦＦとが相殺しうるようになり、軸受部１Ａ
へ過大な力が作用しないようになる。

【０１０８】このようにして、カムシャフト（第１回転
軸部材）１１やカムローブ１２といった軸部材や軸受部
７，１Ａの変形を抑制することができ、高精度でバルブ
の駆動を行なえるようになるのである。また、軸部材１
１，１２や軸受部７，１Ａの負担から軽減されることか
ら、装置の耐久性や信頼性も向上することになり、逆
に、軸部材１１，１２や軸受部７，１Ａを小型化するこ
ともできるようになるのである。

【０１０９】なお、本実施形態の可変動弁機構では、プ
ーリ４２側端部の気筒（図２参照）のみ、図６に示すよ
うに、ベルト荷重（入力荷重）Ｆ３の方向と反する方向
に係合ディスク１６の最大荷重ＦＦが作用するように第
１ピン部材２３（第１スライダ部材１７）及び第２ピン
部材２４（第２スライダ部材１８）の位置を設定してい
るが、生産性を考慮してプーリ４２側端部の気筒も他の
気筒と同様に第１ピン部材及び第２ピン部材の位置を設
定してもよい。

【０１１０】また、本実施形態の可変動弁機構では、第
１ピン部材の軸心と第２ピン部材の軸心とを第１回転中
心軸線Ｏ₁ の回りにほぼ１８０°だけ角度をずらせて、
第１ピン部材の軸心，第１回転中心軸線Ｏ₁ ，第２ピン
部材の軸心がほぼ一直線状に並ぶように配置している
が、第１ピン部材の軸心及び第２ピン部材の軸心の相対
位置関係はこれに限定されるものではなく、第１ピン部
材の軸心と第１回転中心軸線Ｏ₁ と第２ピン部材の軸心
とが、１８０°以外の角度（例えば鈍角であっても鋭角
であってもよい）になるように配置してもよい。

【０１１１】さらに、不等速継手１３については各気筒
毎に設置することができるので、エンジンの形状や形式
に限定されることなく、４気筒エンジン等の各種の直列
多気筒エンジンをはじめとして、あらゆるタイプのエン
ジンに対して、本機構を適用することができる。また、
本可変動弁機構は、バルブステムとカムとの間のバルブ
駆動形態は、実施形態に示すようなものに限定されず、
例えば従来技術として記載した各種のバルブ駆動形態な
どにも適用しうるものである。

【０１１２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３記載
の本発明の可変動弁機構によれば、弁部材の開閉時に生
じる中間回転部材の２つの最大荷重方向が、軸受構成部
材を構成する第１軸受部材と第２軸受部材との接合面に
対して略直交する方向へ作用するように、該第１接続部
材及び該第２接続部材の該中間回転部材における連結位
置が設定されることで、弁部材の開閉時に生じる中間回
転部材への最大荷重が、主として軸受構成部材の第１軸
受部材と第２軸受部材の接合方向に作用するようになる
ため、該第１軸受部材と該第２軸受部材との接合力を有
効に利用しながら、中間回転部材をはじめとした回転系
が確実に軸支されるようになり、弁部材を所望の作動特
性で正確に作動させることができるようになる利点があ
る。

【０１１３】また、最大荷重方向が、該接合力に沿った
方向には作用しないため、該第１軸受部材と該第２軸受
部材との接合部に部分的に過大な力が働きにくくなり、
接合部の負担が軽減されて、この軸受部分の耐久性が向
上することはもとより軸受部分の小型化を促進しうるよ
うになり、可変動弁機構の小型化・軽量化に寄与しう
る。

【０１１４】また、弁部材の開閉時に生じる中間回転部
材の２つの最大荷重方向が、軸受構成部材回りにおいて
より剛性の高い部材の方向へ作用するように、該第１接
続部材及び該第２接続部材の該中間回転部材における連
結位置が設定されることで、弁部材の開閉時に生じる中
間回転部材の最大荷重が、主としてより剛性の高い部材
に作用するようになるため、中間回転部材が確実に軸支
されるようになり、弁部材を所望の作動特性で正確に作
動させることができるようになる利点がある。もちろ
ん、接合部の負担が軽減されて、この軸受部分の耐久性
が向上することはもとより軸受部分の小型化を促進しう
るようになり、可変動弁機構の小型化・軽量化に寄与し
うる利点もある。

【０１１５】なお、請求項２記載の本発明の可変動弁機
構によれば、該第１接続部材の連結位置を、該第２接続
部材の連結位置よりもカム部に近い位相角度位置に設定
するだけで、上記のような軸受部分の負担を容易にしか
も確実に軽減することができるようになり、上述のよう
な効果や利点を単純な設計思想に基づき容易に得ること
ができる。

【０１１６】また、請求項３記載の本発明の可変動弁機
構によれば、弁部材の最大リフト時に、該第１接続部材
と該第２接続部材とを結んだ平面が該接合面と略直交す
るように構成されるので、一般的な現行の機関配置に適
合し、容易に、軸受部分の負担を確実に軽減することが
できるようになり、上述のような効果や利点を容易に得
ることができる。

【０１１７】請求項４〜６記載の本発明の可変動弁機構
によれば、該弁部材の開閉時に生じる該中間回転部材の
最大荷重方向が、該第１回転軸部材の入力部に加わる荷
重方向と重合しない方向になるように、該第１接続部材
及び該第２接続部材の該中間回転部材における連結位置
が設定されているので、中間回転部材の最大荷重方向と
第１回転軸部材の入力部に加わる入力荷重方向とが重合
しなくなり、軸受部や第１回転軸部材等の撓み変形等が
抑制されて、弁部材を所望の作動特性で正確に作動させ
ることができるようになる利点がある。もちろん、軸受
部や第１回転軸部材等の負担が軽減されて、これらの回
転系の耐久性が向上することはもとより第１回転軸部材
及びその軸受部分の小型化を促進しうるようになり、可
変動弁機構の小型化・軽量化に寄与しうる利点もある。

【０１１８】特に、請求項５記載の本発明の可変動弁機
構によれば、該第２接続部材の連結位置を、該第１接続
部材の連結位置よりも該カム部のカム山部分に近い位相
角度位置に設定するだけで、容易に、軸受部分の負担を
確実に軽減することができるようになり、上述のような
効果や利点を単純な設計思想に基づき容易に得ることが
できる。

【０１１９】また、請求項６記載の本発明の可変動弁機
構によれば、上記の軸支部材，中間回転部材，第１接続
部材，第２接続部材及び弁部材が、いずれも、該内燃機
関の各気筒毎に設けられていることで、各気筒を通じて
機関に常に最適な特性で弁を駆動しうるようになり、ま
た、可変動弁機構の各種構成の設定自由度が高まる利点
もある。

【０１２０】また、請求項７記載の本発明の可変動弁機
構によれば、入力部と隣接しない気筒の可変動弁機構で
は、該中間回転部材の最大荷重方向が、該カム部の支持
軸が該弁部材から受ける駆動反力の方向とほぼ反対方向
になるように、該第１接続部材及び該第２接続部材の該
中間回転部材における連結位置が設定されているので、
中間回転部材の最大荷重とカム部の支持軸が受ける駆動
反力とが相殺するようになり、軸受部や第１回転軸部材
等の撓み変形等が抑制されて、弁部材を所望の作動特性
で正確に作動させることができるようになる利点があ
る。

【０１２１】もちろん、軸受部や第１回転軸部材等の負
担が軽減されて、これらの回転系の耐久性が向上するこ
とはもとより、第１回転軸部材及びその軸受部分の小型
化を促進しうるようになるため、可変動弁機構の小型化
・軽量化ひいては内燃機関の小型化・軽量化に寄与しう
る利点もある。

【０１２２】請求項８記載の本発明の可変動弁機構によ
れば、上記の第１接続部材及び第２接続部材の連結位置
が、該第１回転中心軸線を挟んで略対向した位置に設け
られているので、容易に、軸受部分の負担を確実に軽減
することができるようになり、上述のような効果や利点
を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の可変動弁機構における不
等速継手の要部配置を示す模式的な断面図である。

【図２】本発明の一実施形態の可変動弁機構の要部縦断
面図である。

【図３】本発明の一実施形態の可変動弁機構における不
等速継手を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ矢視断面図
である。

【図４】本発明の一実施形態の可変動弁機構における不
等速継手を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ矢視断面図
である。

【図５】本発明の一実施形態の可変動弁機構における不
等速継手の要部配置を示す模式的な断面図である。

【図６】本発明の一実施形態の可変動弁機構における不
等速継手の要部配置を示す模式的な断面図である。

【図７】本発明の一実施形態の可変動弁機構における不
等速機構の作動について示す模式的な断面図であり、
（Ａ）〜（Ｄ）はこの順で本機構作動時の各部分の位相
状態を示す。

【図８】本発明の一実施形態の可変動弁機構の不等速機
構について説明する特性図である。

【図９】本発明の一実施形態の可変動弁機構による偏心
位置調整に応じたバルブリフト特性を示す図である。

【図１０】本発明の一実施形態の可変動弁機構の不等速
機構の設定を説明する図であり、エンジンのバルブリフ
ト量，バルブによるカム駆動トルクの変化の一例を示す
図である。

【図１１】本発明の一実施形態の可変動弁機構の不等速
機構の設定を説明する図であり、中間回転部材（係合デ
ィスク）へ加わる力を説明する図である。

【図１２】本発明の一実施形態の可変動弁機構の不等速
機構の設定を説明する図であり、カムの位相に応じて中
間回転部材（係合ディスク）に加わる力のベクトルを示
す図である。

【図１３】本発明の一実施形態の可変動弁機構の不等速
機構の設定を説明する図であり、カムの位相に応じて中
間回転部材（係合ディスク）に加わる力のベクトルを示
す図であり、（Ａ）は低速回転領域について、（Ｂ）は
高速回転領域について、それぞれ示している。

【図１４】本発明の一実施形態の可変動弁機構の不等速
機構の設定を説明する図であり、カム駆動に必要なトル
クをカムシャフトの角度に対して示す図であり、機関の
低速回転領域における場合を示している。

【図１５】本発明の一実施形態の可変動弁機構の不等速
機構の設定を説明する図であり、カム駆動に必要なトル
クをカムシャフトの角度に対して示す図であり、機関の
高速回転領域における場合を示している。

【図１６】本発明の一実施形態の可変動弁機構の不等速
機構の設定を説明する図であり、軸心線回りに加わるモ
ーメントを説明する図であり、（Ａ）は本機構に対する
対比図、（Ｂ）は本機構の場合を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関）のシリンダヘッド １Ａ 軸受部 ２ バルブ（弁部材） ２Ａ バルブ２のステム端部 ３ バルブスプリング ６ カム ６Ａ カム６の凸部（カム山部分） ７ 軸受部（軸受構成部材） ７Ａ 軸受下半部（第１軸受部材） ７Ｂ 軸受キャップ（第２軸受部材） ７Ｃ ボルト ７Ｄ 軸受下半部７Ａと軸受キャップ７Ｂとの接合面 ８ ロッカアーム １１ カムシャフト（第１回転軸部材） １１Ａ，１１Ｂ 油穴 １２ カムローブ（第２回転軸部材） １３ 不等速継手 １４ 制御用部材としてのコントロールディスク（軸支
部材） １５ 偏心部（軸支部） １６ 係合ディスク（中間回転部材） １６Ａ 第１溝部としてのスライダ用溝 １６Ｂ 第２溝部としてのスライダ用溝 １６Ｃ 係合ディスクの一側面 １７ 第１スライダ部材（第１接続部材） １８ 第２スライダ部材（第２接続部材） １９ ドライブアーム １９Ａ，２０Ａ，２１Ａ，２２Ａ 穴部 ２０ アーム部 ２１，２２ スライダ本体部 ２２Ｂ，２２Ｃ 外側平面 ２３，２４ ドライブピン部（ピン部材） ２５ ロックピン ２８Ａ，２８Ｂ 内壁平面 ３０ 変速機構 ３１ 第１ギヤ ３２ ギヤ機構 ３２Ａ ギヤ軸 ３２Ｂ 第２ギヤ（コントロールギヤ） ３２Ｃ 第３ギヤ ３６ ウェーブドワッシャ ３７ ベアリング ４１ ベルト（タイミングベルト） ４２ プーリ ４３ 端部部材（入力部） ０₁ 第１回転中心軸線 ０₂ 第２回転中心軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 英雄 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−183905（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−168309（ＪＰ，Ａ) 国際公開96／37689（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01L 13/00 301

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のクランク軸により第１回転中
   心軸線回りに回転駆動される第１回転軸部材と、 該第１回転中心軸線とは異なり且つ該第１回転中心軸線
   と平行な第２回転中心軸線回りに回転を案内する軸支部
   を備えるとともに該第１回転軸部材の外周に相対回転可
   能又は揺動可能に設けられた軸支部材と、 該軸支部材に軸支された中間回転部材と、 該第１回転軸部材に該中間回転部材を連結して、該中間
   回転部材を該第１回転軸部材と連動して回転可能とする
   第１接続部材と、 該第１回転中心軸線回りに回転しカム部を有する第２回
   転軸部材と、 該中間回転部材に該第２回転軸部材を連結して、該第２
   回転軸部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする
   第２接続部材と、 該第２回転軸部材と一体又は別体に設けられ、該カム部
   を通じて駆動されて、該第２回転軸部材の回転位相に対
   応して上記内燃機関の燃焼室への吸気流入期間又は排気
   放出期間を設定する弁部材と、 該軸支部材と係合し、該内燃機関の運転状態に応じて該
   軸支部の回転中心である該第２回転中心軸線を変位させ
   る制御用部材と、をそなえた可変動弁機構であって、 該中間回転部材を該内燃機関の本体に対して間接的に支
   持する軸受構成部材が設けられ、 該軸受構成部材が、該内燃機関のシリンダヘッド側に設
   けられる第１軸受部材と、該第１軸受部材と対向して設
   けられた第２軸受部材とが、互いに接合することで形成
   されるとともに、 該第１軸受部材と該第２軸受部材との接合面が、該第１
   回転中心軸線と略平行な平面で形成され、 該弁部材の開閉時に生じる該中間回転部材の２つの最大
   荷重方向が、該接合面に対して略直交する方向、及び又
   は、該軸受構成部材回りにおいてより剛性の高い部材の
   方向へ作用するように、該第１接続部材及び該第２接続
   部材の該中間回転部材における連結位置が設定されてい
   ることを特徴とする、可変動弁機構。
2. 【請求項２】 該第１接続部材の連結位置が、該第１回
   転中心軸線回りにおいて、該第２接続部材の連結位置よ
   りも該カム部のカム山部分に近い位相角度位置に設定さ
   れていることを特徴とする、請求項１記載の可変動弁機
   構。
3. 【請求項３】 該弁部材の最大リフト時における該第１
   接続部材と該第２接続部材との各中心線を結んだ平面
   が、該接合面と略直交するように設定されていることを
   特徴とする、請求項１又は２記載の可変動弁機構。
4. 【請求項４】 内燃機関のクランク軸の回転力を受ける
   入力部をそなえ該クランク軸の回転力により第１回転中
   心軸線回りに回転駆動される第１回転軸部材と、 該第１回転中心軸線とは異なり且つ該第１回転中心軸線
   と平行な第２回転中心軸線回りに回転を案内する軸支部
   を備えるとともに該第１回転軸部材の外周に相対回転可
   能又は揺動可能に支持され該内燃機関の気筒に対して設
   けられた軸支部材と、 該軸支部材に軸支され該気筒に対して設けられた中間回
   転部材と、 該第１回転軸部材に該中間回転部材を連結して、該中間
   回転部材を該第１回転軸部材と連動して回転可能とする
   第１接続部材と、 該第１回転中心軸線回りに回転しカム部を有する第２回
   転軸部材と、 該中間回転部材に該第２回転軸部材を連結して、該第２
   回転軸部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする
   第２接続部材と、 該第２回転軸部材と一体又は別体に設けられ、該カム部
   を通じて駆動されて、該第２回転軸部材の回転位相に対
   応して該気筒の燃焼室への吸気流入期間又は排気放出期
   間を設定する弁部材と、 該軸支部材と係合し、該内燃機関の運転状態に応じて該
   軸支部の回転中心である該第２回転中心軸線を変位させ
   る制御用部材と、をそなえた可変動弁機構であって、 該弁部材の開閉時に生じる該中間回転部材の最大荷重方
   向が、該第１回転軸部材の入力部に加わる入力荷重方向
   と重合しない方向になるように、該第１接続部材及び該
   第２接続部材の該中間回転部材における連結位置が設定
   されていることを特徴とする、可変動弁機構。
5. 【請求項５】 該第２接続部材の連結位置が、該第１回
   転中心軸線回りにおいて、該第１接続部材の連結位置よ
   りも該カム部のカム山部分に近い位相角度位置に設定さ
   れていることを特徴とする、請求項４記載の可変動弁機
   構。
6. 【請求項６】 上記の軸支部材，中間回転部材，第１接
   続部材，第２接続部材及び弁部材が、いずれも、該内燃
   機関の各気筒毎に設けられていることを特徴とする、請
   求項４又は５記載の可変動弁機構。
7. 【請求項７】 内燃機関のクランク軸の回転力を受ける
   入力部をそなえ該クランク軸の回転力により第１回転中
   心軸線回りに回転駆動される第１回転軸部材と、 該第１回転中心軸線とは異なり且つ該第１回転中心軸線
   と平行な第２回転中心軸線回りに回転を案内する軸支部
   を備えるとともに該第１回転軸部材の外周に相対回転可
   能又は揺動可能に支持され該内燃機関の気筒に対して設
   けられた軸支部材と、 該軸支部材に軸支され該気筒に対して設けられた中間回
   転部材と、 該第１回転軸部材に該中間回転部材を連結して、該中間
   回転部材を該第１回転軸部材と連動して回転可能とする
   第１接続部材と、 該第１回転中心軸線回りに回転しカム部を有する第２回
   転軸部材と、 該中間回転部材に該第２回転軸部材を連結して、該第２
   回転軸部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする
   第２接続部材と、 該第２回転軸部材と一体又は別体に設けられ、該カム部
   を通じて駆動されて、該第２回転軸部材の回転位相に対
   応して該気筒の燃焼室への吸気流入期間又は排気放出期
   間を設定する弁部材と、 該軸支部材と係合し、該内燃機関の運転状態に応じて該
   軸支部の回転中心である該第２回転中心軸線を変位させ
   る制御用部材と、をそなえた可変動弁機構を、各気筒に
   有し、 該入力部と隣接しない気筒の可変動弁機構では、該中間
   回転部材の最大荷重方向が、該カム部の支持軸が該弁部
   材から受ける駆動反力の方向とほぼ反対方向になるよう
   に、該第１接続部材及び該第２接続部材の該中間回転部
   材における連結位置が設定されていることを特徴とす
   る、可変動弁機構。
8. 【請求項８】 上記の第１接続部材及び第２接続部材の
   連結位置が、該第１回転中心軸線を挟んで略対向した位
   置に設けられていることを特徴とする、請求項１〜７の
   いずれかに記載の可変動弁機構。