JPH0941923A - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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や開度で開閉制御するの
に用いて好適の内燃機関の可変動弁機構に関し、装置全
体を小型化できしかも多気筒エンジンへ容易に適用でき
るとともに軸部材類の磨耗の発生を抑制できるようにす
ることを目的とする。 【構成】 クランク軸と連動する第１回転部材１１と、
第１回転部材１１の外周に設けられ弁駆動カム６を有す
る第２回転部材１２と、第１回転部材１１の外周に回動
可能に支持された偏心部１５と、偏心部１５の外周に回
動可能に支持された係合部材１６と、係合部材１６にラ
ジアル方向へ摺動自在に装着されて第１回転部材１１か
ら係合部材１６へ回転を伝達する第１スライダ部材１７
及び係合部材１６から第２回転部材１２へ回転を伝達す
る第２スライダ部材１８と、機関の運転状態に応じて偏
心部１５の偏心状態を調整する偏心位置調整機構３０と
をそなえるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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
るのに用いる、内燃機関の可変動弁機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】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）のように、カムによって
開閉駆動される往復動バルブがある。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。したがって、このようなバルブの開放や閉鎖
のタイミング及び開放期間（バルブを開放している期
間、通常カムシャフトの回転角度の単位で示す）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装置が各種提案されている。例えば
高速用のカムプロフィルを有するカムと低速用のカムプ
ロフィルを有するカムとを選択して用いるようにして、
高速時と低速時とでそれぞれに適合したバルブ開閉タイ
ミング及び開放期間でバルブを開閉するようにした装置
も開発されており実用化されている。

【０００４】また、カムとカムシャフトとの間に不等速
継手を介装して、この不等速継手を通じて、カムをカム
シャフトに対して相対回転させながらカムをカムシャフ
トとは異なる速度で回転させるようにして、バルブ開閉
タイミング及び開放期間を調整できるようにした装置も
開発されている。例えば、図２２，図２３はＳＡＥ８８
０３８７に開示された米国特許３６３３５５５号にかか
る可変バルブタイミングカムシャフト機構（以下、第１
従来例という）を示すものである。この機構は、不等速
継手を利用してバルブタイミングを変更できるようにし
たものであり、図２２，図２３において、１０１はカム
シャフト、１０２はカムであり、カム１０２はカムシャ
フト１０１と同様な軸心上にカムシャフト１０１と相対
回転しうるように設置されている。そして、これらのカ
ムシャフト１０１とカム１０２との間に、不等速継手１
０３が介装されている。

【０００５】不等速継手１０３は、カムシャフト１０１
と一体回転するようにロッキングスクリュー１０４を介
してカムシャフト１０１に結合されたカラー１０５と、
カム１０２と一体回転するようにドライブピン１０６及
びスライダ１０７を介してカム１０２に結合された中間
部材１０８と、カラー１０５から中間部材１０８へ回転
を伝達するドライブピン１０９及びスライダ１１０とを
そなえ、さらに、カラー１０５及び中間部材１０８を収
容する回転制御スリーブ１１１と、この回転制御スリー
ブ１１１の回転位相を調整するコントロールシャフト１
１２とをそなえて構成されている。

【０００６】そして、各スライダ１０７，１１０は中間
部材１０８の長溝１０８Ａ，１０８Ｂ内に直径方向へス
ライド自在に内装されており、カムシャフト１０１の回
転は、不等速継手１０３のカラー１０５からドライブピ
ン１０９，スライダ１１０を介して中間部材１０８に伝
達され、更に、スライダ１０７，ドライブピン１０６を
介してカム１０２へと伝達されるようになっている。

【０００７】ところで、カラー１０５及び中間部材１０
８の各外周面１０５Ａ，１０８Ｃは、回転制御スリーブ
１１１の内周面１１１Ａに摺接して、回転制御スリーブ
１１１内を自在に回転できるように軸支されているが、
これらのカラー１０５及び中間部材１０８の各外周面１
０５Ａ，１０８Ｃと回転制御スリーブ１１１の内周面１
１１Ａの回転中心Ｏ₂ は、いずれもカムシャフト１０１
の軸心（回転中心）Ｏ ₁ に対して偏心している。

【０００８】このため、カムシャフト１０１の回転が、
ドライブピン１０９及びスライダ１１０を介して中間部
材１０８に伝達される際には、ドライブピン１０９及び
スライダ１１０はカラー１０５と一体に回転中心Ｏ₁ の
回りを回転するのに対して、これらのドライブピン１０
９及びスライダ１１０を通じて回転駆動される中間部材
１０８は、回転中心Ｏ₂ の回りを回転するので、中間部
材１０８から回転を伝達されるスライダ１０７及びドラ
イブピン１０６はカムシャフト１０１の回転と一致せ
ず、不等速に回転するようになる。

【０００９】例えば図２３に示す状態を模式化すると図
２４に示すように、ドライブピン１０９が点Ｐ₁ ，ドラ
イブピン１０６が点Ｐ₃ にそれぞれ位置する状態とな
る。この状態から、ドライブピン１０９（即ち、点Ｐ
₁ ）が時計回り（矢印Ａ参照）に回転していくと、ドラ
イブピン１０９が中心Ｏ₁ の回りを９０°分回転して点
Ｐ ₂ に到達したところで中間部材１０８は中心Ｏ₂ の回
りをθ₁ （＝９０°−θ₂，θ₂ ＞０）だけ回転するこ
とになる。

【００１０】したがって、ドライブピン１０６は中心Ｏ
₁ の回りをθ₃ （＝９０°−θ₄ ，θ₄ ＝２θ₂ ）だけ
回転して点Ｐ₄ に達する。このように、ドライブピン１
０６の回転角度θ₃ は、９０°よりも小さいので、この
間のドライブピン１０６の回転速度はドライブピン１０
９の回転速度よりも遅いことになる。さらに、ドライブ
ピン１０９が点Ｐ₂ から点Ｐ₃ まで中心Ｏ₁ の回りを更
に９０°分回転する間には、中間部材１０８は中心Ｏ₂
の回りをθ₅ （＝９０°＋θ ₂ ）だけ回転することにな
る。したがって、ドライブピン１０６は中心Ｏ₁ の回り
をθ₅ （＝９０°＋θ₄ ）だけ回転して点Ｐ₁ に達する
ことになり、この間のドライブピン１０６の回転角度は
９０°よりも大きいので、ドライブピン１０６の回転速
度はドライブピン１０９の回転速度よりも速いことにな
る。

【００１１】さらに、ドライブピン１０９が点Ｐ₃ から
点Ｐ₅ まで中心Ｏ₁ の回りを９０°分回転する間には中
間部材１０８は中心Ｏ₂ の回りをθ₅ （＝９０°＋θ
₂ ）だけ回転することになる。したがって、ドライブピ
ン１０６は中心Ｏ₁ の回りをθ ₅ （＝９０°＋θ₄ ）だ
け回転して点Ｐ₆ に達することになり、この間のドライ
ブピン１０７の回転角度は９０°よりも大きいので、ド
ライブピン１０６の回転速度はドライブピン１０９の回
転速度よりも速いことになる。

【００１２】さらに、ドライブピン１０９が点Ｐ₅ から
点Ｐ₁ まで中心Ｏ₁ の回りを９０°分回転する間には中
間部材１０８は中心Ｏ₂ の回りをθ₁ （＝９０°−θ
₂ ）だけ回転することになる。したがって、ドライブピ
ン１０６は中心Ｏ₁ の回りをθ ₃ （＝９０°−θ₄ ）だ
け回転して点Ｐ₃ に達することになり、この間のドライ
ブピン１０６の回転角度θ₃ は９０°よりも小さいの
で、ドライブピン１０６の回転速度はドライブピン１０
９の回転速度よりも遅いことになる。

【００１３】このようにして、カム１０２と一体回転す
るドライブピン１０６の回転速度は、カムシャフト１０
１と一体回転するドライブピン１０９よりも先行したり
遅延したりしてドライブピン１０９の回転速度とは不等
速で回転し、カムシャフト１０１が等速回転してもカム
１０２は等速回転しない。カムシャフト１０１の回転位
相に対するカム１０２の速度変化は、カムシャフト１０
１の中心Ｏ₁ に対する中間部材１０８の中心Ｏ₂ の相対
位置に対応するが、コントロールシャフト１１２は、ギ
ヤ機構１１３を介して回転制御スリーブ１１１を駆動し
うるように結合されており、コントロールシャフト１１
２が回転することで、回転制御スリーブ１１１が回動
し、その内周面１１１Ａの回転中心Ｏ ₂ （即ち、中間部
材１０８の中心）の位置が移動するようになっている。

【００１４】このように構成された不等速継手による可
変動弁機構によると、例えば吸気弁が開放する付近では
カム１０２がカムシャフト１０１よりも遅くなり、吸気
弁が閉鎖する付近ではカム１０２がカムシャフト１０１
よりも速くなるように設定すると、吸気弁の開放タイミ
ングが遅くなって開弁時間も短かくなるため、内燃機関
の低速時に適した弁駆動制御を実現できる。

【００１５】また、例えば吸気弁が開放する付近ではカ
ム１０２がカムシャフト１０１よりも速くなり、吸気弁
が閉鎖する付近ではカム１０２がカムシャフト１０１よ
りも遅くなるように設定すると、吸気弁の開放タイミン
グが速くなって開弁時間も長くなるため、内燃機関の高
速時に適した弁駆動制御を実現できる。不等速継手方式
の可変バルブタイミングカムシャフト機構として、この
他に特開平５１−２０２７１８号の技術（以下、第２従
来例という）も開発されている。この技術は、内燃機関
の給気弁駆動制御装置であり、図２５，図２６に示すよ
うに構成されている。

【００１６】図２５，図２６において、２２１は駆動
軸，２２２はカムシャフトであり、カムシャフト２２２
は駆動軸２２１の外周に駆動軸２２１と同心（回転中心
Ｘ）上に且つ駆動軸２２１と相対回転しうるように設け
られている。このカムシャフト２２２にはカム２２６が
設けられている。そして、駆動軸２２１とカムシャフト
２２２との間には、カムシャフト２２２を不等速回転さ
せるための不等速継手２２０が設けられている。また、
２２３は吸気弁、２２４はバルブスプリング，２２５は
バルブリフターであり、吸気弁２２３はバルブスプリン
グ２２４で閉じ側へ付勢され、バルブリフター２２５を
介してカム２２６により押圧されることでバルブスプリ
ング２２４に抗して開放駆動される。

【００１７】不等速継手２２０は、カムシャフト２２２
の端部に形成されたフランジ部２２７と、駆動軸２２１
と一体回転するスリーブ２２８と、スリーブ２２８の端
部に形成されたフランジ部２３２と、両フランジ部２２
７，２３２間に介設された環状ディスク２２９とをそな
え、この環状ディスク２２９の回転中心Ｙが駆動軸２２
１の回転中心Ｘに対して偏心するようになっている。

【００１８】環状ディスク２２９の両面にはピン２３
６，２３７が突設され、それぞれフランジ部２２７，２
３２に形成された係合溝２３０，２３３に係合してお
り、駆動軸２２１の回転は、スリーブ２２８のフランジ
部２３２から係合溝２３３，ピン２３７，環状ディスク
２２９，ピン２３６，係合溝２３０を経てフランジ部２
２７からカムシャフト２２２に伝達される。この際、環
状ディスク２２９の回転中心Ｙが駆動軸２２１の回転中
心Ｘに対して偏心していると、図２４を参照して説明し
たように、図２２，図２３に示す機構と同様に、環状デ
ィスク２２９の回転速度が、駆動軸２２１に対して速く
なったり遅くなったりする。この際、ピン２３６，２３
７は係合溝２３０，２３３内を摺動する。

【００１９】この構成では、環状ディスク２２９の中心
がピン２３８を中心に揺動できるようになっている。つ
まり、環状ディスク２２９の外周には、環状ディスク２
２９を回転自在に支持する制御環２３５が設けられてお
り、この制御環２３５はピン２３８を中心に揺動できる
ようになっていて、ピン２３８の反対側にはレバー部２
３５ｂが突設され、このレバー部２３５ｂが駆動機構２
３９により駆動されて環状ディスク２２９の中心Ｙが位
置調整されるようになっている。したがって、この装置
では、偏心量を変えることで、駆動軸２２１に対するカ
ム２２６の速度変化の状態を調整できる。

【００２０】なお、この駆動機構２３９は、レバー部２
３５ｂを油圧ピストン２４２で駆動するように構成され
ている。２４５は油圧ピストン２４２に対抗するリター
ンスプリングである。また、この機構では、ピン２３
６，２３７の係合溝２３０，２３３と摺接する両側部分
２３６ａ，２３６ｂ，２３７ａ，２３７ｂを平面状に形
成して、摺動に伴うピン２３６，２３７の磨耗を低減で
きるようになっている。

【００２１】不等速継手方式の可変バルブタイミングカ
ムシャフト機構として、この他に実公平６−３９０４５
号の技術（以下、第３従来例という）も開発されてい
る。この技術は、４サイクルエンジン用の可変バルブタ
イミング動弁装置であり、図２７，図２８に示すように
構成されている。図２７，図２８に示すように、シリン
ダヘッド３０２におけるバルブ（給気弁又は排気弁）３
０３の上方には、スリッパ３０４を介してバルブ３０３
のステム端部に当接するカム３０８がそなえられ、バル
ブ３０３を閉鎖側へ付勢する圧縮コイルスプリング３０
５に抗してカム３０８がバルブ３０３を開放駆動する。
カム３０８はカムシャフト３０７と一体回転するが、こ
のカムシャフト３０７は、ギヤ機構３３６，不等速継手
３３７を介して駆動される。

【００２２】つまり、ギヤ機構３３６は、図示しないク
ランクシャフトと連動するギヤ３３６Ａと、カムシャフ
ト３０７と同心上に枢支されてギヤ３３６Ａと噛合する
カムギヤ３１６とからなり、カムギヤ３１６はクランク
シャフトの二分の一の速度で駆動される。不等速継手３
３７は、カムギヤ３１６及びカムシャフト３０７の中空
内部を貫通するように装備される偏心シャフト３１１
と、この偏心シャフト３１１の偏心軸部３１３の外周に
ブッシュ３２２を介して回転自在に装備された偏心カラ
ー３２３と、この偏心カラー３２３に突設された挟持片
３２４，３２５と、カムギヤ３１６に突設され挟持片３
２４と係合する係合突起３１７と、カムシャフト３０７
に突設され挟持片３２５と係合する係合突起３１０とを
そなえている。

【００２３】そして、カムギヤ３１６の回転は、係合突
起３１７から挟持片３２４を介して偏心カラー３２３に
伝達され、さらに、偏心カラー３２３のもう一つの挟持
片３２５から係合突起３１０を通じてカムシャフト３０
７へと伝達される。偏心カラー３２３はカムギヤ３１６
やカムシャフト３０７に対して偏心しているので、回転
の伝達時には、偏心カラー３２３はカムギヤ３１６に対
してもカムシャフト３０７に対しても相対回転し、カム
シャフト３０７は、カムギヤ３１６の回転速度よりも速
くなったり遅くなったりしながら、不等速に回転する。

【００２４】また、偏心シャフト３１１の端部には、コ
ントロールドリブンギヤ３２９が設けられており、この
コントロールドリブンギヤ３２９を通じて偏心シャフト
３１１が回動されて、偏心軸部３１３の偏心位置が調整
されるようになっている。なお、図２７中、３０６はカ
ムホルダ、３０９は軸受部、３１２は回転真円大径軸
部、３１４は回転真円小径軸部、３１５はスプライン軸
端部、３１９は副ギヤ、３２６はブッシュ、３２８はプ
ラグである。

【００２５】

【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従来の内燃機関の可変動弁機構
では、次のような課題がある。つまり、第１従来例及び
第２従来例のものは、不等速継手における偏心状態を調
整する部材、即ち、第１従来例では回転制御スリーブ１
１１、第２従来例では制御環２３５が、いずれも不等速
継手の最も外側に設けられているので、不等速継手の外
径が大きくなって、システム全体の大型化を招いてしま
う。

【００２６】すなわち、不等速継手におけるトルク伝達
部材、例えば第１従来例ではドライブピン１０６，１０
９及びスライダ１０７，１１０、第２従来例ではピン２
３６，２３７は、回転中心に近づけるのにも限度がある
ため、偏心状態を調整する機構を不等速継手の最も外側
に設けると必然的に不等速継手の外径が大きくなってし
まい、システム全体の大型化を招いてしまうという課題
がある。

【００２７】また、第３従来例のものは、不等速継手に
おける偏心状態を調整する機構を不等速継手の内側に設
けているため不等速継手の外径を小型化できるが、以下
のような不具合がある。つまり、偏心シャフト３１１が
カムシャフト３０７の軸心を貫通しており、カムシャフ
ト３０７と偏心シャフト３１１とが大きな面積に亘って
摺接している構造であるが、カムシャフト３０７が回転
する際に偏心シャフト３１１は回転しないため、カムシ
ャフト３０７と偏心シャフト３１１との相対回転速度が
著しく、これらのシャフト３０７，３１１が磨耗しやす
い。

【００２８】また、偏心軸部３１３の偏心位置を調整す
るコントロールドリブンギヤ３２９が、偏心シャフト３
１１の端部に設けられており、偏心軸部３１３とコント
ロールドリブンギヤ３２９との距離が大きいため、偏心
軸部３１３の偏心位置の調整に際して偏心シャフト３１
１の捩れ等の影響が生じて、バルブ駆動を適切なタイミ
ングで行なえないおそれがある。

【００２９】また、第３従来例のものは、ギヤ機構３３
６を中心に左右１つずつの気筒をそなえた直列２気筒エ
ンジンを対象としており、例えば４気筒エンジン等の多
気筒エンジンへ適用するには、偏心シャフト３１１をさ
らに延長させる必要があり、上述の捩れ等の影響がさら
に生じやすく、困難が生じる。本発明は、上述の課題に
鑑み創案されたもので、主目的は、不等速継手部分の外
径を小型化してシステム全体を小型化できるようにする
とともに、多気筒エンジンへ容易に適用できるようにし
た内燃機関の可変動弁機構を提供することであり、副次
的な目的は、軸部材類の磨耗の発生等を抑制できるよう
にした、内燃機関の可変動弁機構を提供することであ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の内燃機関の可変動弁機構は、エンジンのクラ
ンク軸に連動して回転駆動される第１回転部材と、該第
１回転部材の外周に該第１回転部材と同心上に該第１回
転部材と相対回転可能に設けられた第２回転部材と、該
第２回転部材に設けられて弁を駆動するカムと、該第１
回転部材の外周に回動可能に支持され該第１回転部材の
回転中心から偏心した位置に中心を有する環状の偏心部
と、該偏心部の外周に該偏心部の中心回りに回動可能に
支持された係合部材と、該第１回転部材に設けられた第
１接続部と、該第２回転部材に設けられた第２接続部
と、該係合部材と該第１接続部とのうちの一方にラジア
ル方向へ摺動自在に装着されて該第１接続部から該係合
部材へ回転を伝達する第１スライダ部材と、該係合部材
と該第２接続部とのうちの一方にラジアル方向へ摺動自
在に装着されて該係合部材から該第２接続部へ回転を伝
達する第２スライダ部材と、該偏心部を機関の運転状態
に応じた位置に回転させて該偏心部の偏心状態を調整す
るための偏心位置調整機構とをそなえていることを特徴
としている。

【００３１】これにより、第１回転部材がエンジンのク
ランク軸に連動して回転駆動されると、この第１回転部
材の回転は、第１回転部材に設けられた第１接続部から
第１スライダ部材を通じて係合部材に伝達され、さら
に、係合部材から第２スライダ部材を通じて第２接続部
から第２回転部材に伝達されて、第２回転部材に設けら
れたカムが回動して、弁を駆動する。

【００３２】係合部材は、環状の偏心部の外周に偏心部
の中心回りに回動可能に支持されており、この偏心部の
中心は第１回転部材の回転中心から偏心しているので、
第１回転部材の回転が係合部材に伝達される際には、こ
の偏心に対応するようにして、第１スライダ部材が、係
合部材又は第１接続部に対してラジアル方向へ摺動しな
がら、第１回転部材の回転に対して係合部材の回転を速
くさせたり遅くされたりする。

【００３３】また、係合部材の回転が第２回転部材に伝
達される際にも、上記の偏心に対応するようにして、第
２スライダ部材が、係合部材又は第２接続部に対してラ
ジアル方向へ摺動しながら、係合部材の回転に対して第
２回転部材の回転を速くさせたり遅くされたりする。こ
のようにして、第１スライダ部材，係合部材，第２スラ
イダ部材を通じて、偏心部の偏心状態に応じて、第２回
転部材が第１回転部材に対して先行したり遅延したりし
ながら回動する。このため、第１回転部材が等速回転し
ても第２回転部材の回転は不等速となる。

【００３４】したがって、第２回転部材に設けられたカ
ムの開閉タイミングも、偏心部の偏心状態に応じて速く
なったり遅くなったりする。そして、偏心部の偏心状態
は、偏心位置調整機構により、運転状態に応じた位置に
回転させることで調整されるので、この偏心位置調整機
構を通じて、カムの作動タイミングを速くさせたり遅く
させたりすることができる。これにより、弁の駆動タイ
ミングを制御することができる。

【００３５】請求項２記載の本発明の内燃機関の可変動
弁機構は、請求項１記載の構成において、該偏心部に該
係合部材よりも外部に張り出した被駆動部を有する制御
部材が設けられて、該偏心位置調整機構に該被駆動部を
駆動する駆動手段が設けられていることを特徴としてい
る。これにより、駆動手段が、該偏心位置調整機構によ
り制御されながら該制御部材に設けられた被駆動部を駆
動することで、偏心部の偏心状態が調整される。また、
被駆動部は該係合部材よりも外部に張り出しているの
で、駆動手段側と係合部材とを干渉させないように構成
することができる。

【００３６】請求項３記載の本発明の内燃機関の可変動
弁機構は、請求項２記載の構成において、該偏心位置調
整機構に、該機関の運転状態に応じて該駆動手段の作動
を制御する制御手段が設けられていることを特徴として
いる。

【００３７】また、請求項４記載の内燃機関の可変動弁
機構は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加
えて、該第１回転部材に、該クランク軸からの回転駆動
力が入力される入力部が設けられるとともに、該偏心
部，該係合部材，該第１接続部，該第２接続部，該第１
スライダ部材及び該第２スライダ部材により変速機構部
が構成され、該エンジンが、直列に配置された複数のシ
リンダを有する多気筒エンジンであって、各シリンダ毎
に該変速機構部及び該第２回転部材が直列にそなえら
れ、各シリンダにおける該変速機構部が、該第２回転部
材よりも該入力部の近くに配設されていることを特徴と
している。

【００３８】なお、各シリンダ毎に該変速機構部及び該
第２回転部材を有する可変動弁機構が吸気弁用と排気弁
用との両方にそなえられた場合、各吸気弁用及び各排気
弁用の可変同弁機構は、該変速機構部が、該第２回転部
材よりも該入力部の近くに配設されていることが好まし
い。また、請求項５記載の内燃機関の可変動弁機構は、
上記請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加えて、該
第１回転部材の内部に該第１回転部材の軸心方向に沿っ
て形成された潤滑油供給路と、該第１回転部材の外周部
であって該偏心部と摺接する部位に環状に形成された第
１の凹溝と、該潤滑油供給路と該第１の凹溝とを連絡す
る第１の油穴と、該偏心部に形成され該第１の凹溝に対
応する位置に形成された第２の油穴とをそなえ、該第
１，第２の油穴を介して供給される潤滑油により、該第
１回転部材と該偏心部との間の潤滑及び該偏心部と該係
合部材との間の潤滑が行なわれるように構成されている
ことを特徴としている。

【００３９】

【実施形態】以下、図面により、本発明の実施形態につ
いて説明すると、図１〜図８は本発明の第１実施形態と
しての内燃機関の可変動弁機構を示すものであり、図９
〜図１３は本発明の第２実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構を示すものであり、図１４〜図２１は本発明
の第３実施形態としての内燃機関の可変動弁機構を示す
ものである。

【００４０】まず、第１実施形態について説明すると、
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。

【００４１】図１は本可変動弁機構をそなえたシリンダ
ヘッド１の要部を示す断面図であり、図１に示すよう
に、シリンダヘッド１には、図示しない給気ポート又は
排気ポートを開閉すべくバルブ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が設置されている。さら
に、バルブ２のステム端部２Ａには、タペット４が冠装
され、このタペット４上のシム５にカム６が当接してい
て、カム６の凸部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。

【００４２】本可変動弁機構は、図１に示すように、エ
ンジンのクランク軸（図示略）に連動して回転駆動され
る第１回転部材としてのカムシャフト１１と、このカム
シャフト１１の外周に設けられた第２回転部材としての
カムローブ１２とをそなえ、カム６はこのカムローブ１
２の外周に突設されている。カムローブ１２の外周はシ
リンダヘッド１側の軸受部７によって回転自在に軸支さ
れている。そして、カムシャフト１１とカムローブ１２
との間に変速機構部としての不等速継手１３が設けられ
ている。

【００４３】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コントロールディスク
（制御部材）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１５と、この偏心部１５の外
周に設けられた係合部材としての係合ディスク（又はハ
ーモニックリング）１６と、係合ディスク１６に接続さ
れた第１スライダ部材１７及び第２スライダ部材１８と
をそなえている。

【００４４】偏心部１５は、図１，図３に示すように、
カムシャフト１１の回転中心（回転軸心）Ｏ₁ から偏心
した位置に回転中心（回転軸心）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１〜図３に示すように、半径方向（ラジ
アル方向）に、スライダ用溝１６Ａ，１６Ｂが形成され
ている。ここでは、２つのスライダ用溝１６Ａ，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スライダ部材１７に係合する第１接続部としてのド
ライブアーム１９が設けられ、また、カムローブ１２に
は第２スライダ部材１８に係合する第２接続部としての
アーム部２０が設けられている。

【００４５】このうち、ドライブアーム１９は、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２５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の端部を半径方向（ラジアル方
向）へ突出させるようにカムローブと一体形成されてい
る。

【００４６】そして、第１スライダ部材１７及び第２ス
ライダ部材１８は、係合ディスク１６のスライダ用溝１
６Ａ，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２１，２２と、ドライブアー
ム１９及びアーム部２０の穴部１９Ａ，２０Ａに一端部
を内装され他端部をスライダ本体２１，２２の穴部２１
Ａ，２２Ａに内装されたピン部材としてのドライブピン
２３，２４とをそなえている。これらのドライブピン２
３，２４は、ドライブアーム１９，アーム部２０の穴部
１９Ａ，２０Ａと、スライダ本体２１，２２の穴部２１
Ａ，２２Ａとのいずれか又は両方に対して、自転しうる
ように結合されている。

【００４７】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２３，穴部２１Ａ，スライダ本体２
１，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２２，穴部２２Ａ，ドライ
ブピン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。

【００４８】なお、スライダ本体２１と溝１６Ａとの間
では、スライダ本体２１の外側面２１Ｂ，２１Ｃと溝１
６Ａの内壁面２８Ａ，２８Ｂとの間で回転力の伝達が行
なわれ、溝１６Ｂとスライダ本体２２との間では、溝１
６Ｂの内壁面２８Ｃ，２８Ｄとスライダ本体２２の外側
面２２Ｂ，２２Ｃとの間で、回転力の伝達が行なわれ
る。

【００４９】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。

【００５０】この回転原理は、図２４を参照して従来技
術の欄で既に説明したものとほぼ同様であり、ここで
は、図５に基づいて、カムシャフトの各回転位相（カム
シャフト角度）に対するようにして、係合ディスク１６
やカムローブ１２の回転位相について説明する。つま
り、図５（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上の上方にドライブピン２３
の軸心線が位置して、直線（平面）ＢＬ上の下方にドラ
イブピン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５（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。

【００５１】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２３，穴部２１Ａ，スライダ本体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２３は、図５（Ｂ）に示すような位
置になる。

【００５２】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、このとき
のドライブピン２３及びスライダ本体２１の中心はカム
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Ｏ₂ に対しては９
０°よりも角度θ₂ 分だけ少ない回転量θ₁ （＝９０°
−θ₂ ）となる。

【００５３】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２２，穴部２２
Ａ，ドライブピン２４，穴部２０Ａを経て、アーム部２
０からカムローブ１２へと伝達していく。ドライブピン
２４及びスライダ本体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２３及びスライダ
本体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２４及びスライダ本体２２の係合ディスク
１６の回転中心Ｏ₂ に対する回転量はθ₁ となる。さら
に、このドライブピン２４及びスライダ本体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。

【００５４】 θ₃ ＝９０°−θ₄ ，ただし、θ₄ ≒２θ₂ 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。

【００５５】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２３は、
図５（Ｃ）に示すような位置になる。ドライブピン２３
が図５（Ｃ）に示す位置にくると、直線ＢＬ上の上方に
ドライブピン２４の軸心線が位置し、直線ＢＬ上の下方
にドライブピン２３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。

【００５６】したがって、この間、即ち図５（Ｂ）に示
すカムシャフト角度９０°の状態から図５（Ｃ）に示す
カムシャフト角度１８０°に至るまで、カムシャフト１
１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。

【００５７】θ₅ ＝１８０°−θ₃ ＝９０°＋θ₄ 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２７０°まで、９
０°だけ回転すると、ドライブピン２３は、図５（Ｄ）
に示すような位置になる。ドライブピン２３が図５
（Ｄ）に示す位置にくると、図５（Ｂ）に示す場合とは
反対に、ドライブピン２３及びスライダ本体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Ｏ₂ に対しては９
０°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２４及びスライダ本体２
２の係合ディスク１６の回転中心Ｏ₂ に対する回転量は
θ₆ 、さらに、このドライブピン２４及びスライダ本体
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θ₇ 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。

【００５８】θ₇ ＝９０°＋θ₄ ＝θ₅ したがって、この間、即ち図５（Ｃ）から図５（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は次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。

【００５９】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３６
０°（＝０°）まで、９０°だけ回転すると、ドライブ
ピン２３は、再び図５（Ａ）に示すような位置になる。
ドライブピン２３が図５（Ａ）に示す位置にくると、直
線ＢＬ上の上方にドライブピン２３の軸心線が位置し、
直線ＢＬ上の下方にドライブピン２４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。

【００６０】したがって、この間、即ち図５（Ｄ）から
図５（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。 θ₈ ＝１８０°−θ₇ ＝９０°−θ₄ ＝θ₃

【００６１】また、例えば図５（Ａ）に示す状態におけ
るカムシャフト１１の回転速度とカムローブ１２の回転
速度との関係は、図８に示すように、この時のカムシャ
フト１１側（ドライブ側）のドライブピン２３とカムシ
ャフト１１の回転中心Ｏ₁ との距離をｒ₁ 、カムローブ
１２側（ドリブン側）のドライブピン２４とカムシャフ
ト１１の回転中心Ｏ₁ との距離をｒ₂ として、カムシャ
フト１１の回転中心Ｏ ₁ と係合ディスク１６の回転中心
Ｏ₂ との距離をｅ、カムシャフト１１の回転速度（＝ド
ライブピン２３の角速度）をω₁ とすると、次のように
なる。

【００６２】つまり、 ドライブピン２３の中心Ａ点の接線速度＝ｒ₁ ・ω₁ Ａ点での偏心軸心Ｏ₂ 回りの角速度＝〔ｒ₁ ／（ｒ₁ ＋
ｅ）〕・ω₁ ドライブピン２４の中心Ｂ点の接線速度＝〔ｒ₁ ／（ｒ
₁ ＋ｅ）〕・ω₁ ・（ｒ₂ −ｅ） となって、カムローブ１２の角速度（＝カム６の角速
度）ω₂ は以下のようになる。 ω₂ ＝〔ｒ₁ ／（ｒ₁ ＋ｅ）〕・ω₁ ・（ｒ₂ −ｅ）・（１／ｒ₂ ） ＝（ｒ₁ ／ｒ₂ ）・〔（ｒ₂ −ｅ）／（ｒ₁ ＋ｅ）〕・ω₁ したがって、ｒ₁ ＝ｒ₂ ＝ｒとすると、カムローブ１２
の角速度ω₂ は、ω₂ ＝〔（ｒ₂ −ｅ）／（ｒ₁ ＋
ｅ）〕・ω₁ となり、ｅ＞０〔図５（Ａ）に示す状態〕
ならば、ω₂ ＜ω₁ となって、カムローブ１２がカムシ
ャフト１１よりも低速回転することがわかる。

【００６３】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６に示すように正弦波状になる。なお、図６
中、横軸は図５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。

【００６４】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
バルブ２の開放タイミングを速めることができるように
なる。

【００６５】これにより、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１１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。

【００６６】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
１，図４に示すように、コントロールディスク（制御部
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３０が設けられている。

【００６７】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被駆動部としての第
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３３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３
２Ａと、このギヤ軸３２Ａに設置されて第１ギヤ３１と
噛合する第２ギヤ（コントロールギヤ）３２Ｂと、モー
タ３３の回転軸に設けられたギヤ３３Ａと噛合する第３
ギヤ３２Ｃとから構成される。なお、モータ３３の回転
軸はギヤ軸３２Ａとは捩れの関係にあり、第３ギヤ３２
Ｃ，モータ側ギヤ３３Ａは、第３ギヤ３２Ｃをウォーム
ホイールに、モータ側ギヤ３３Ａをウォームギヤとす
る、ウォームギヤ機構として構成される。

【００６８】また、モータ３３は、制御手段としての電
子制御ユニット（ＥＣＵ）３４により制御されるように
なっている。すなわち、ＥＣＵ３４では、ポジションセ
ンサ３５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３３の
作動を制御するようになっている。なお、ここでは、ポ
ジションセンサ３５を設置の容易なギヤ軸３２Ａの端部
に設けており、このギヤ軸３２Ａの回転位相の状態から
コントロールディスク１４の回転位相を検出するように
構成されている。

【００６９】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。例えば、図
６中の上方に、０°，４５°，９０°，１３５°，１８
０°を示しているが、これらは、図５に示すような偏心
状態を基準（コントロールディスク１４の回転位相＝０
°）とした場合のコントロールディスク１４の位置（回
転位相）であり、各角度を記載した位置は、カムシャフ
ト角度１８０°の位置を示している。

【００７０】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６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６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６中の
「２７０°」の位置）に変位する。

【００７１】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６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６中の「３６０°」
の位置）に、それぞれ変位する。

【００７２】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５（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５（Ａ）〜（Ｄ），図６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７の
曲線Ｌ１のような特性になる。

【００７３】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５（Ａ）〜（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る。

【００７４】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。すなわち、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１
２の位相が遅れるので、バルブのリフト状態は図７の曲
線Ｌ１に示すような特性になる。

【００７５】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７の曲線Ｌ２に示すような特性
になる。

【００７６】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７の曲線Ｌ３に示すよう
な特性になる。

【００７７】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７の曲線Ｌ４やＬ５に示すような特
性になる。また、バルブリフト特性Ｌ１〜Ｌ５に対応す
るバルブの加速度特性は、それぞれ図７中に示す曲線Ａ
１〜Ａ５のようになる。

【００７８】特に、本可変動弁機構では、ＥＣＵ３４
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３３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。

【００７９】すなわち、エンジンの高速時や高負荷時に
は、例えば図７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、バルブの開放時間を長時間にするように制
御する。また、エンジンの低速時や低負荷時には、例え
ば図７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、バルブの開放時間を短時間にするように制御する。

【００８０】本発明の第１実施形態としての内燃機関の
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１
４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。つまり、ＥＣＵ３４では、エンジン回転数情報
やＡＦＳ情報等に基づいて、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３５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３３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。

【００８１】例えば、コントロールディスク１４の回転
位相が図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す状態（即ち、0 °）で
あれば、カムシャフト１１が一回転する際に、カム６を
そなえたカムローブ１２は、カムシャフト角度が０°〜
９０°の間では、図５（Ａ），（Ｂ）及び図６に示すよ
うに、カムシャフト１１に対して位相遅れを生じるよう
になる。

【００８２】そして、カムシャフト角度が９０°〜１８
０°の間では、図５（Ｂ），（Ｃ）及び図６に示すよう
に、カムシャフト１１に対して位相遅れが次第に回復
し、カムシャフト角度が１８０°〜２７０°の間でも、
図５（Ｃ），（Ｄ）及び図６に示すように、カムシャフ
ト１１に対して位相が次第に進みを生じるようになる。
また、カムシャフト角度が２７０°〜３６０°の間で
は、図５（Ｄ），（Ａ）及び図６に示すように、カムシ
ャフト１１に対して位相進みが次第に回復する。

【００８３】これにより、バルブのリフト特性は、図７
の曲線Ｌ１に示すように、開放タイミングは遅く且つ閉
鎖タイミングは速い、バルブ開放時間の短いものにな
る。そして、コントロールディスク１４の回転位相を例
えば０°から次第に進めていくことで、図７の曲線Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５のように、バルブの開放タイミン
グは次第に速まり又閉鎖タイミングは次第に遅くなっ
て、バルブ開放時間が次第に長くなる。

【００８４】本可変動弁機構では、ＥＣＵ３４によるモ
ータ３３の作動制御を通じて、例えば図７に示す曲線Ｌ
３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７の曲線Ｌ４やＬ５のようにバルブ開放
時間を長くしていき、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７の曲線Ｌ２やＬ１のよ
うにバルブ開放時間を短くしていく。

【００８５】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。

【００８６】また、本可変動弁機構では、不等速継手１
３における偏心状態を調整する部材、即ち、偏心部１５
が、不等速継手１３の内側に設けられているので、不等
速継手全体の外径を縮小できて、システム全体を小型化
しうる利点がある。つまり、不等速継手１３におけるト
ルク伝達部材、即ち、ドライブピン２３，２４を回転中
心に近づけるのには限度があり、偏心状態を調整する部
材（偏心部）１５を不等速継手１３の外側に設けるとこ
の分だけどどうしても不等速継手１３の外径が拡大して
しまう。これに対して、本機構では、偏心部１５がドラ
イブピン２３，２４よりも内側に設けられているので、
不等速継手全体の外径を縮小でき、システム全体を小型
化しうるのである。

【００８７】また、本機構では、カムシャフト１１の外
側にカムローブ１２をそなえた２重軸構造であり、これ
らのカムシャフト１１とカムローブ１２とが軸方向へ長
くそして大きな面積に亘って摺接している構造ではある
が、カムシャフト１１とカムローブ１２との相対回転
は、図６に示すように、カムローブ１２のカムシャフト
１１に対する位相変化分だけであって、カムシャフト１
１やカムローブ１２の回転速度に比べて極めて僅かなも
のである。

【００８８】したがって、これらのカムシャフト１１と
カムローブ１２との摺接部の磨耗は極めて僅かなものに
なる。また、偏心部１５の偏心位置の調整は、電動モー
タ３３から、モータ側ギヤ３３Ａ，第３ギヤ３２Ｃ，ギ
ヤ軸３２Ａ，第２ギヤ３２Ｂを通じて、第１ギヤ３１か
らコントロールディスク１４の偏心部１５へと伝達さ
れ、第３ギヤ３２Ｃと第２ギヤ３２Ｂとの間の距離やギ
ヤ軸３２Ａの剛性の設定等に比較的自由度があるので、
偏心位置の調整に際して、シャフト類の捩れ等の影響を
防止し易く、バルブ駆動を適切なタイミングで行なえる
ようになる。

【００８９】また、本可変動弁機構では、不等速継手１
３を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。なお、本実施形態では、第１スライダ部材１７につ
いて、ドライブピン２３をカムシャフト１１側に設けス
ライダ本体２１を係合ディスク１６側に設けているが、
これとは逆に、ドライブピン２３を係合ディスク１６側
に設けスライダ本体２１をカムシャフト１１側に設ける
ようにしてもよい。第２スライダ部材１８についても、
ドライブピン２４を係合ディスク１６側に設けスライダ
本体２２をカムローブ１２側に設けるようにしてもよ
い。

【００９０】次に、第２実施形態について説明すると、
この実施形態の可変動弁機構は、第１実施形態のもの
と、不等速継手１３の一部の構成、即ち、第１スライダ
部材１７及びこの第１スライダ部材１７とカムシャフト
１１との接続部分が異なっている。つまり、図９〜図１
２に示すように、第１スライダ部材１７は、カムシャフ
ト１１に突設された第１接続部としての突設ピン部材２
６と、この突設ピン部材２６に対して摺動しうるように
係合ディスク１６に装備されたコマ部材２７とをそなえ
て構成される。

【００９１】突設ピン部材２６は、第１実施形態のドラ
イブアーム１９に対応するものであり、カムシャフト１
１にラジアル方向へ向けて突設されている。コマ部材２
７には、円柱状の突設ピン部材２６を滑らかに摺動させ
うる円形断面を有する円形穴部２７Ａが形成されてお
り、コマ部材２７は、この突設ピン部材２６の外周面に
円形穴部２７Ａの内周面を摺動させながら、突設ピン部
材２６に沿ってラジアル方向へスライドできるようにな
っている。

【００９２】また、コマ部材２７は、図１３に示すよう
に、外周に円筒外周面２７Ｂをそなえている。また、係
合ディスク１６には、図１２に示すように、この円筒外
周面２７Ｂと対応するように円筒内周面１６Ｃを有する
穴部１６Ｄが形成され、この穴部１６Ｄ内にコマ部材２
７が装着されている。円筒外周面２７Ｂ，円筒内周面１
６Ｃは、カムシャフト１１やカムローブ１２の回転軸心
Ｏ₂ と平行な軸心線Ｏ ₂ を有しており、カムシャフト１
１とカムローブ１２との相対回転時（カムシャフト１１
と係合ディスク１６との相対回転時）には、円筒外周面
２７Ｂと円筒内周面１６Ｃとが摺動しながら、コマ部材
２７が係合ディスク１６内でこの軸心線Ｏ₃ 回りに自転
しうるようになっている。

【００９３】また、カムシャフト１１とカムローブ１２
との相対回転時（カムシャフト１１と係合ディスク１６
との相対回転時）には、係合ディスク１６の偏心に基づ
いて、コマ部材２７はカムシャフト１１側の突設ピン部
材２６に対してラジアル方向へ摺動するようになってい
る。一方、第２スライダ部材１８は、第１実施形態とは
逆に構成されている。つまり、カムローブ１２側のアー
ム部２０において、第１スライダ部材１７のコマ部材２
７と位相をずらせるようにして（ここでは１８０°位相
がずらされている）、スライダ用溝２０Ｂが形成されて
いる。

【００９４】また、係合ディスク１６側の対応箇所には
穴部１６Ｅが形成されている。そして、第２スライダ部
材１８は、スライダ用溝２０Ｂ内を半径方向（ラジアル
方向）に摺動自在のスライダ本体２２と、係合ディスク
１６側の穴部１６Ｅに一端部を内装され他端部をスライ
ダ本体２２の穴部２２Ａに内装されたピン部材としての
ドライブピン２４とをそなえて構成されている。

【００９５】したがって、係合ディスク１６が回転する
と、ドライブピン２４及びスライダ本体２２が係合ディ
スク１６と一体に回転して、この回転力がスライダ本体
２２からスライダ用溝２０Ｂを通じてアーム部２０から
カムローブ１２側へ伝わるようになっている。また、カ
ムシャフト１１とカムローブ１２との相対回転時（係合
ディスク１６とカムローブ１２との相対回転時）には、
スライダ本体２２がスライダ用溝２０Ｂ内で半径方向へ
摺動しながら回転力を伝達する。

【００９６】また、第２実施形態では、図９，図１０に
示すように、バルブ２のステム端部２Ａに、ロッカアー
ム８が装備され、カム６はこのロッカアーム８を揺動さ
せながら、バルブ２を駆動するようになっている。な
お、３Ａはバルブスプリング３を保持するスプリングリ
テーナである。また、電動モータ３３は、カムシャフト
１１と平行に設置されたギヤ軸３２Ａに直結されてお
り、電動モータ３３が回動すると、ギヤ機構３２、即ち
ギヤ軸３２Ａ側の第２ギヤ（コントロールギヤ）３２Ｂ
及びコントロールディスク１４側の第１ギヤ（被駆動
部）３１を通じて、コントロールディスク１４の位相調
整が行なわれるようになっている。また、モータ３３に
はポジションセンサ３５が付設されコントロールディス
ク１４の回転位相を検出しうるようになっている。

【００９７】さらに、４０はカムシャフト１１に結合さ
れた入力部としてのプーリ（又はカムスプロケット），
４１はプーリベルトであり、クランクシャフトの回動が
プーリベルト４１からプーリ４０を通じてカムシャフト
１１に伝達されるようになっている。この他の構成は、
第１実施形態とほぼ同様であるので説明を省略するが、
本実施形態でも、カムローブ１２のカムシャフト１１に
対する位相差特性は、例えば図６に示すようなものにで
き、また、バルブリフト特性は、例えば図７に示すよう
に調整することができるようになっている。

【００９８】本発明の第２実施形態の内燃機関の可変動
弁機構は、上述のように構成されるので、例えば図１３
に示すように、カムローブ１２がカムシャフト１１に対
して相対回転を行ないながら、カム６の駆動が行なわれ
る。なお、図１３は第１実施形態の図５と対応する。つ
まり、図１３（Ａ）に示すように、カムシャフト角度が
０°、即ち、回転中心Ｏ₁ と回転中心Ｏ₂ とを結んだ直
線（実際上は平面）ＢＬ上の上方にドライブピン２３の
軸心線が位置し、直線（平面）ＢＬ上の下方にドライブ
ピン２４の軸心線が位置する基準状態から、カムシャフ
ト１１が、矢印で示すように時計回りに回転してカムシ
ャフト角度が９０°になると、係合ディスク１６やカム
ローブ１２は、図１３（Ｂ）に示すように変位する。

【００９９】すなわち、第５図（Ｂ）の場合と同様に、
係合ディスク１６の偏心により、係合ディスク１６の回
転量θ₁ は、カムシャフト１１の回転量（＝９０°）よ
りも小さくなり、カムローブ１２の回転量θ₃ は、この
係合ディスク１６の回転量θ ₁ よりもさら小さくなる。
したがって、カムシャフトが角度０°から９０°まで９
０°だけ回転する間には、カムローブ１２はカムシャフ
ト１１よりも低速回転する。

【０１００】次に、カムシャフト１１が角度９０°から
１８０°まで９０°だけ回転すると、ドライブピン２３
は、図１３（Ｃ）に示すような位置になり、図５（Ｃ）
の場合と同様に、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
θ₅ だけ回転することになり、この間は、カムローブ１
２はカムシャフト１１よりも高速回転する。

【０１０１】そして、さらに、カムシャフト１１が角度
１８０°から２７０°まで９０°だけ回転すると、ドラ
イブピン２３は、図１３（Ｄ）に示すような位置にな
り、図５（Ｄ）の場合と同様に、係合ディスク１６はカ
ムシャフト１１の回転量（＝９０°）よりも角度θ₂ 分
だけ多い回転量θ₆ となり、さらに、カムローブ１２の
回転量θ₇ はこの係合ディスク１６の回転量θ₆ よりも
さらに大きくなる。したがって、カムシャフト１１が角
度１８０°から２７０°まで９０°だけ回転する間に
は、カムローブ１２はカムシャフト１１よりも高速回転
する。

【０１０２】そして、さらに、カムシャフト１１が角度
２７０°から３６０°（＝０°）まで、９０°だけ回転
すると、ドライブピン２３は、再び図１３（Ａ）に示す
ような位置になり、図５（Ａ）に示す場合と同様に、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は回転量θ₈ （＝９０°−θ₄ ）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。

【０１０３】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しうるので、偏心
位置調整機構３０を通じてコントロールディスク（制御
部材）１４を回転させ係合ディスク１６の偏心位置（偏
心中心の位相）を適宜調整しながら、カムシャフト１１
を回動させることで、第１実施形態と同様な作用および
効果を得ることができる上、以下のような効果もある。

【０１０４】つまり、第１実施形態のように、係合ディ
スク１６のスライダ用溝１６Ａ，１６Ｂ内をスライダ本
体２１，２２がラジアル方向へスライドする構造では、
スライダ用溝１６Ａ，１６Ｂの各両内壁面２８Ａ，２８
Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄを加工性を考慮して平面で構成する
のが一般的であり、スライダ本体２１，２２の各両外側
面２１Ｂ，２１Ｃ，２２Ｂ，２２Ｃについても、加工性
やトルク伝達性を考慮して内壁面２８Ａ，２８Ｂ，２８
Ｃ，２８Ｄと面当たりするような平面で構成するのが一
般的である。

【０１０５】ところが、溝１６Ａ，１６Ｂやスライダ本
体２１，２２の精密な加工が困難であるため、溝１６
Ａ，１６Ｂの幅（即ち、内壁面２８Ａと２８Ｂとの間、
又は、内壁面２８Ｃと２８Ｄとの間の距離）を、スライ
ダ本体２１，２２の幅（即ち、外側面２１Ａと２１Ｂと
の間、又は、外側面２２Ａと２２Ｂとの間の距離）より
もやや大きくなるようにクリアランスを設けるようにし
て、加工精度の不足を補っている。

【０１０６】しかしながら、このように、溝１６Ａ，１
６Ｂとスライダ本体２１，２２との間にクリアランスを
設けると、カム６を駆動する際に、正負のトルク変動に
よってクリアランス方向が変わるため、打音が発生する
不具合が生じやすい。これに対して、本実施形態では、
打音の発生がより課題となりやすいカムシャフト１１側
（入力側）の第１スライダ部材１７において、カムシャ
フト１１から突設した突設ピン部材２６に対して、係合
ディスク１６側のコマ部材２７をラジアル方向へ摺動さ
せながらスライドさせる構造になっている。即ち、円柱
状の軸（突設ピン部材２６）を軸穴（円形断面の円形穴
部２７Ａ）内に挿入させて、軸方向へ相対動させるよう
になっている。

【０１０７】このように、円柱状の軸（突設ピン部材２
６）や軸穴（円形断面の穴）の加工は容易であるため、
これらの寸法管理も容易となり、これらの部材２６，２
７Ａとの間で打音が発生しない程度に、両部材（即ち、
突設ピン部材２６と円形穴部２７Ａ）のクリアランスを
縮小させることができる。したがって、打音が発生する
不具合を回避することができるのである。

【０１０８】また、コマ部材２７はスライダ本体に相当
するが、コマ部材２７は係合ディスク１６に対してラジ
アル方向へのスライドは行なわないで回転（自転）のみ
を行なう。そして、この回転に伴うコマ部材２７と係合
ディスク１６との間の摺接は、コマ部材２７に形成され
た円筒外周面２７Ｂと係合ディスク１６に形成された円
筒内周面１６Ｃとの間で行なわれるので、極めて滑らか
な相対回転が実現し、また、円筒外周面２７Ｂや円筒内
周面１６Ｃは加工も比較的容易であり、この間での寸法
管理も容易となり、これらの部材１６，２７との間での
打音の発生も勿論防止することができる。

【０１０９】さらに、この第２実施形態では、第１実施
形態のドライブアーム１９とロックピン２５とを兼用す
るように突設ピン部材２６が設けられ、スライダ本体２
１とドライブピン２３とを兼用するようにコマ部材２７
が設けられるので、部品点数を削減しうる利点もある。
また、突設ピン部材２６をカムシャフト１１側に設けコ
マ部材２７を係合ディスク１６側に設けているが、これ
とは逆に、突設ピン部材２６を係合ディスク１６側に設
けコマ部材２７をカムシャフト１１側に設けることも考
えられる。

【０１１０】さらに、この第２実施形態では、第１スラ
イダ部材１７のみを、突設ピン部材２６とコマ部材２７
とから構成しているが、第２スライダ部材１８について
も同様に構成してもよい。この場合も、突設ピン部材２
６をカムローブ１２側に設けコマ部材２７を係合ディス
ク１６側に設ける構成の他、突設ピン部材２６を係合デ
ィスク１６側に設けコマ部材２７をカムローブ１２側に
設ける構成も考えられる。

【０１１１】また、第１実施形態と第２実施形態とで、
バルブステムとカムとの間のバルブ駆動形態が異なって
いるが、本内燃機関の可変動弁機構は、このようなバル
ブ駆動形態については何ら限定するものでも又限定され
るものもなく、各種のバルブ駆動形態に適用しうるもの
である。次に、本発明の第３実施形態としての内燃機関
の可変動弁機構について説明すると、図１４，図１５は
いずれもそのカムシャフト軸に沿った模式的な断面図、
図１６はその潤滑油供給系を示すカムシャフトの模式的
な断面図、図１７はその潤滑油供給系を示すコントロー
ルディスクの模式的な断面図、図１８はその潤滑油供給
系を示すカムローブの模式的な断面図、図１９はその断
面図であって図１５におけるＤ−Ｄ断面図、図２０はそ
の要部構成を示す模式的な上面図、図２１は図２０にお
けるＥ矢視図である。

【０１１２】この第３実施形態は、図１４に示すよう
に、各構成部分は第２実施形態と略同様に構成される
が、第２実施形態とは、主にカムローブ１２と不等速継
手１３との配設位置が異なって構成されている。即ち、
図１４に示すように、カムシャフト１１の一端にはカム
スプロケット（図１０参照）４０が取り付けられるよう
になっており、このため、カムシャフト１１の一端に
は、カムスプロケットの取り付け時に位置決めに用いら
れるれるダウエルピン５１が突設されている。

【０１１３】そして、このカムシャフト１１にカムスプ
ロケット４０が取り付けられると、カムスプロケット４
０及びタイミングベルト（図１０参照）４１を介してエ
ンジンのクランク軸に連動した回転駆動力がカムシャフ
ト１１に入力されるようになっている。また、このカム
シャフト１１上には、上述の第２実施形態と同様に、バ
ルブを開閉駆動するカム６をそなえたカムローブ１２
と、カムシャフト１１の回転速度に対してカムローブ１
２の回転速度を変速して不等速で回転させる変速機構部
としての不等速継手１３とが設けられている。

【０１１４】この不等速継手（変速機構部）１３は、主
に偏心部１５，係合ディスク（ハーモニックリング）１
６，突設ピン部材２６，アーム部２０，第１スライダ部
材１７及び第２スライダ部材１８とから構成されてお
り、やはり第２実施形態のものと略同様に構成されてい
る。ところで、上述した第２実施形態の可変動弁機構で
は、図１０に示すように、カムシャフト１１のカムスプ
ロケット４０が設けられた端部側から順に、カムローブ
１２，不等速継手１３が配設されている。すなわち、一
般的にこのような動弁機構を用いる場合は、図１５に示
すように、カムスプロケット４０側端部から順に、カム
ローブ１２，不等速継手１３を配設することが考えられ
る。

【０１１５】これに対して、本第３実施形態では、図１
４に示すように、カムシャフト１１のカムスプロケット
４０側の端部から順に、不等速継手１３，カムローブ１
２が配設されている。ここで、上述のようにカムシャフ
ト１１の回転駆動力の入力端側から不等速継手１３，カ
ムローブ１２の順に配設するのは、主にカムシャフト１
１の捩じり剛性を向上させるためである。

【０１１６】すなわち、このような可変動弁機構では、
カムスプロケット４０から回転駆動力が入力されると、
カムシャフト１１，突設ピン部材２６，係合ディスク１
６，スライダ１８，カムローブ１２の順に駆動力が伝達
されることになる。したがって、上述の第２実施形態の
ように、カムシャフト１１の回転駆動力の入力端側から
カムローブ１２，不等速継手１３の順に配設すると、図
１５に示すように、カムシャフト１１の回転駆動力の入
力端から不等速継手１３の入力部としての突設ピン部材
２６までの距離Ｌ₂ が大きくなっしまい、捩じりモーメ
ントの影響を受けやすくなる。

【０１１７】そして、カムスプロケット４０側端部から
突設ピン部材２６までの距離Ｌ₂ が大きくなるほど捩じ
りモーメントが大きくなるのである。さらには、このよ
うな捩じりモーメントが生じるとカムシャフト１１に捩
じり角が発生することも考えられ、動弁系に悪影響を与
え、場合によっては目標とする弁特性が得られないよう
なことが考えられるのである。

【０１１８】そこで、このような捩じりモーメントの発
生を解消すべく、この第３実施形態では、図１４に示す
ように、不等速継手１３をカムシャフト１１の入力端部
側に設けているのである。これにより、カムシャフト１
１の駆動力入力端から突設ピン部材２６までの距離Ｌ₁
をＬ₂ よりも短くすることができ、図１５に示すような
構成のものに比べてカムシャフト１１の捩じり剛性が向
上して動弁系全体の剛性を向上させ確実に目標とする弁
特性を得ることができるのである。

【０１１９】そのため、このような構成では、高回転域
でほぼ設計値通りの性能（バルブリフトカーブやバルブ
開閉タイミング等の特性）を得ることができ、エンジン
の出力を向上させることができる。ところで、本実施形
態の可変動弁機構は、例えばシリンダ中心が直線上に配
列された直列エンジンに適用され、本実施形態ではこの
ような直列エンジンのうち直列４気筒エンジンの吸排気
側にそれぞれ設けた場合について説明する。

【０１２０】この可変動弁機構には、第１，第２実施形
態で説明したような偏心位置調整機構３０が設けられて
いる。偏心位置調整機構３０は、例えば吸気弁側の可変
動弁機構にのみ設けられており、排気弁側の可変動弁機
構のコントロールディスク１４の偏心位置は、吸気弁側
の可変動弁機構のコントロールディスク１４の偏心位置
調整量に応じて変更されるようになっている。

【０１２１】ここで、図２０に示すように、排気弁側の
コントロールディスク１４は、ギアトレイン５２を介し
て、吸気弁側のコントロールディスク１４に接続されて
おり、吸気弁側のコントロールディスク１４の回転位相
が変更されると、この変更量がギアトレイン５２を介し
て排気弁側のコントロールディスク１４に伝達されるよ
うになっている。

【０１２２】そして、このように偏心位置調整機構３０
を吸気弁側と排気弁側とで共用化することにより、装置
全体を小型化することができるとともに、コストを低減
することができるのである。さて、ここで、吸気弁用可
変動弁機構及び排気弁用可変動弁機構は、図２１に示す
ように、不等速継手１３及びカムローブ１２の配設順序
が、各シリンダ毎に同一の構成となるようになってい
る。

【０１２３】すなわち、吸気弁用可変動弁機構及び排気
弁用可変動弁機構のいずれにおいても、各シリンダで、
それぞれ不等速継手１３がカムローブ１２よりもカムシ
ャフト１１の入力端部側になるように配設されているの
である。そして、このように可変動弁機構を構成するこ
とで、吸気弁側と排気弁側とで、多くの部分で同一の構
成部品とすることができるとともに、部品点数の増加を
抑制することができ、組立性も大幅に向上するのであ
る。

【０１２４】ところで、このような可変動弁機構では、
カムシャフト１１とコントロールディスク１４との間及
びコントロールディスク１４と係合ディスク１６との間
は、エンジン運転時には高速で相対回転することにな
る。そこで、本実施形態では、このような部位に潤滑油
を供給して相対回転部分の潤滑や冷却を行なうようにな
っている。すなわち、図１４に示すように、エンジンの
シリンダヘッド１には、カムシャフト１１及びカムロー
ブ１２を軸支するジャーナル（軸支部）５７が形成され
ており、このジャーナル５７には油穴（第４の油穴，第
６の油穴）５８，６３が形成されている。

【０１２５】また、カムシャフト１１の内側には、軸心
方向に沿って潤滑油供給経路５３が形成されるととも
に、カムシャフト１１のジャーナル５７に摺接する部位
には、環状の凹溝（第２の凹溝）５９が形成されてい
る。そして、この凹溝５９と潤滑油供給路５３とは、図
１６に示す第３の油穴６０により接続されている。した
がって、図示しないシリンダブロックから供給される潤
滑油は、ジャーナル５７の油穴５８から第２の凹溝５
９，第３の油穴６０を介して潤滑油供給経路５３に供給
され、さらに、この潤滑油供給経路５３から各摺接部位
に供給されるようになっている。

【０１２６】一方、図１４，図１６に示すように、カム
シャフト１１の外周部であって、コントロールディスク
１４の偏心部１５と摺接する部位には、環状の凹溝（第
１の凹溝）５４が形成されており、この凹溝５４と上記
潤滑油供給路５３とは油穴（第１の油穴）５５を介して
連通している。また、図１４，図１７に示すように、偏
心部１５の凹溝５４に対応する位置には、ラジアル方向
に複数（例えば５つ）の第２の油穴５６が形成されてい
る。

【０１２７】そして、このような構成により、潤滑油は
潤滑油供給経路５３から第１，第２の油穴５５，５６を
介して供給されることになり、カムシャフト１１の外周
面とコントロールディスク１４の内周面との間や、コン
トロールディスク１４の外周面と係合ディスク１６の内
周面との間に潤滑油が供給されて潤滑が行なわれるよう
になっているのである。

【０１２８】なお、偏心部１５の外周面と係合ディスク
１６の内周面との間には凹溝が形成されていないが、こ
れは偏心部１５と係合ディスク１６との間の面圧が低下
するのを防止するためである。また、これ加えて、図１
９に示すように、コマ部材２７の内面と偏心部１５の外
周面との間は完全には仕切られておらず、凹溝を形成す
るとコマ部材２７側から潤滑油が漏れていくことが考え
られ、これを防止するためにも偏心部１５と係合ディス
ク１６との間には凹溝を設けていないのである。

【０１２９】一方、図１４，図１８に示すように、カム
ローブ１２の外周部には、ジャーナル５７に対応する位
置に環状の凹溝（第３の凹溝）６２が形成されており、
カムローブ１２の凹溝６２には、ラジアル方向に油穴
（第５の油穴）６１が形成されている。これにより、ジ
ャーナル５７から凹溝６２に供給された潤滑油は、カム
シャフト１１とカムローブ１２との間の摺接部に供給さ
れるのである。

【０１３０】本発明の第３実施形態としての内燃機関の
可変動弁機構は、上述のように構成されているので、エ
ンジンの運転時には、カムスプロケット４０からカムシ
ャフト１１に回転駆動力が入力され、突設ピン部材２
６，係合ディスク１６，スライダ１８，カムローブ１２
の順に駆動力が伝達される。このとき、カムシャフト１
１のカムスプロケット４０側の端部から順に、不等速継
手１３，カムローブ１２が配設されているので、回転駆
動力の入力部から不等速継手１３の入力部としての突設
ピン部材２６までの距離Ｌ₁ を極力短くすることができ
る。

【０１３１】つまり、図１５に示すような配置の可変動
弁機構（すなわち、カムシャフト１１のカムスプロケッ
ト４０側の端部から順に、カムローブ１２，不等速継手
１３を配設した可変動弁機構）における回転駆動力の入
力部から突設ピン部材２６までの距離Ｌ₂ に対して、本
実施形態では、確実に距離Ｌ₁ を距離Ｌ₂ よりも短くす
ることができるのである。

【０１３２】したがって、カムスプロケット４０から入
力される捩じりモーメントを小さくすることができ、カ
ムシャフト１１や動弁系全体の捩じり剛性を向上させる
ことができる。また、特に、高回転域でほぼ設計値通り
の性能（バルブリフトカーブやバルブ開閉タイミング等
の特性）を得ることができ、エンジンの出力を向上させ
ることができるという利点を有しているのである。

【０１３３】また、図２０に示すように、吸気弁側と排
気弁側との両方に本発明の可変動弁機構を設け、さら
に、それぞれの可変動弁機構において不等速継手１３及
びカムローブ１２の配設順序を、各シリンダとも同一と
することで、吸気弁側と排気弁側とで部品を共用化する
ことができるようになる。特に、各シリンダの吸気弁側
及び排気弁側の両方の可変動弁機構とも、カムシャフト
１１のカムスプロケット４０側の端部から、不等速継手
１３，カムローブ１２の順に配設することで、上述のよ
うに動弁系の捩じり剛性を高めながら多くの部分を共用
化することができるようになり、部品点数の増加も抑制
することができるのである。そして、これにより組立性
も大幅に向上し、コストを低減することができるという
利点がある。

【０１３４】また、偏心位置調整機構３０を吸気弁側と
排気弁側との間に配設して、各可変動弁系のコントロー
ルディスク１４をギアトレインで接続することにより、
偏心位置調整機構３０を吸気弁側と排気弁側とで共用化
することができる。そして、これによりシリンダヘッド
１全体を小型化することができ、コストや重量の低減を
図ることができる。

【０１３５】一方、カムシャフト１１に形成された潤滑
油供給経路５３には、ジャナール５７に形成された油穴
５８やカムシャフト１１に形成された凹溝５９及び油穴
６０を介して潤滑油が供給される。また、カムシャフト
１１及びコントロールディスク１４にそれぞれラジアル
方向に複数の油穴５５，５６を設けることで、上述の潤
滑油供給経路５３や油穴５５，５６を介して、カムシャ
フト１１の外周面とコントロールディスク１４の内周面
との間の摺接面や、コントロールディスク１４の外周面
と係合ディスク１６の内周面との間の摺接面に確実に潤
滑油が供給されることになる。

【０１３６】したがって、相対回転する２部材間（カム
シャフト１１とコントロールディスク１４との間及びコ
ントロールディスク１４と係合ディスク１６との間）の
摩擦抵抗や摩擦抵抗による発熱を十分に抑制することが
でき、本可変動弁機構の信頼性を高めることができるの
である。また、カムシャフト１１の外周面とカムローブ
１２の内周面との間には、ジャーナル５７に形成された
油穴６３から凹溝６２及び油穴６１を介して潤滑油が供
給され、これらの２部材間の摩擦が低減される。なお、
カムシャフト１１とカムローブ１２との間では、不等速
継手１３による回転位相の変位だけ相対回転するので、
実際の相対回転差はあまり大きなものではないが、この
ようなカムシャフト１１とカムローブ１２との間にも、
確実に潤滑を行なうことにより、この動弁系の作動の信
頼性をさらに高めているのである。

【０１３７】なお、上述の第３実施形態では、本発明の
動弁機構を直列４気筒エンジンに適用した場合について
説明しているが、本発明の動弁機構が適用されるエンジ
ンは、このような４気筒エンジンに限定されるものでは
なく、複数のシリンダが直線上に配設されたエンジンに
広く適用することができる。

【０１３８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の内燃機関の可変動弁機構によれば、エンジンのク
ランク軸に連動して回転駆動される第１回転部材と、第
１回転部材の外周に第１回転部材と同心上に該第１回転
部材と相対回転可能に設けられた第２回転部材と、該第
２回転部材に設けられて弁を駆動するカムと、該第１回
転部材の外周に回動可能に支持され該第１回転部材の回
転中心から偏心した位置に中心を有する環状の偏心部
と、該偏心部の外周に該偏心部の中心回りに回動可能に
支持された係合部材と、該第１回転部材に設けられた第
１接続部と、該第２回転部材に設けられた第２接続部
と、該係合部材と該第１接続部とのうちの一方にラジア
ル方向へ摺動自在に装着されて該第１接続部から該係合
部材へ回転を伝達する第１スライダ部材と、該係合部材
と該第２接続部とのうちの一方にラジアル方向へ摺動自
在に装着されて該係合部材から該第２接続部へ回転を伝
達する第２スライダ部材と、該偏心部を機関の運転状態
に応じた位置に回転させて該偏心部の偏心状態を調整す
るための偏心位置調整機構とをそなえるという構成によ
り、係合部材の偏心位置を調整しながら、第２回転部材
の第１回転部材に対する位相差状態を調整しながら、弁
の駆動タイミングを制御することができる。

【０１３９】また、特に、偏心部の近傍の外周を縮小で
きて、システム全体を小型化しうる利点がある。さら
に、第１回転部材の外周に第２回転部材が設けられてこ
れらの第１回転部材と第２回転部材とが相対回転する
が、この相対回転は、係合部材の偏心により生じる第２
回転部材の第１回転部材に対する位相変化分だけであ
り、これらの第１，第２回転部材の回転速度に比べて極
めて僅かなものなので、第１回転部材と第２回転部材と
の摺接部の磨耗は極めて僅かなものに抑制することがで
きる。

【０１４０】また、偏心位置の調整は、該第１回転部材
の外周に回動可能に支持された偏心部を通じて行なうこ
とができるので、該第１回転部材の長手方向に多数の気
筒を有する内燃機関であっても、各気筒毎に該偏心部を
装備することができるようになる。したがって、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利点
がある。

【０１４１】請求項２記載の本発明の内燃機関の可変動
弁機構によれば、請求項１記載の構成において、該偏心
部に該係合部材よりも外部に張り出した被駆動部を有す
る制御部材が設けられて、該偏心位置調整機構に該被駆
動部を駆動する駆動手段が設けられるという構成によ
り、偏心位置の調整は、該第１回転部材の外周に回動可
能に支持された制御部材の被駆動部を回動させること
で、該第１回転部材の外周から行なうことができるの
で、該第１回転部材の長手方向に多数の気筒を有する内
燃機関であっても、各気筒毎に該制御部材を装備するこ
とができ、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
ことができる利点がある。

【０１４２】請求項３記載の本発明の内燃機関の可変動
弁機構によれば、請求項２記載の構成において、該偏心
位置調整機構に、該機関の運転状態に応じて該駆動手段
の作動を制御する制御手段が設けられという構成によ
り、機関の運転状態に適した状態に偏心位置の調整を行
なうことで、弁の駆動タイミングを機関の運転状態に適
したものにすることができ、機関の性能向上に寄与しう
る。

【０１４３】請求項４記載の本発明の内燃機関の可変動
弁機構によれば、請求項１〜３のいすれかに記載の構成
において、該第１回転部材に、該クランク軸からの回転
駆動力が入力される入力部が設けられるとともに、該偏
心部，該係合部材，該第１接続部，該第２接続部，該第
１スライダ部材及び該第２スライダ部材により変速機構
部が構成され、該エンジンが、直列に配置された複数の
シリンダを有する多気筒エンジンであって、各シリンダ
毎に該変速機構部及び該第２回転部材が直列にそなえら
れ、各シリンダにおける該変速機構部が、該第２回転部
材よりも該入力部の近くに配設されるという構成によ
り、やはり第１回転部材の捩じり剛性を高めることがで
きる。また、各シリンダの可変動弁機構を同一の構成と
することができ、多くの構成部品を各シリンダ毎に共用
化することができる。したがってコストを低減すること
ができ、組み立て性も向上するという利点がある。

【０１４４】また、各シリンダ毎に該変速機構部及び該
第２回転部材を有する吸気弁用可変動弁機構と排気弁用
可変動弁機構とをそなえた場合、該変速機構部が、該第
２回転部材よりも該入力部の近くに配設されることよ
り、吸気弁用可変動弁機構及び排気弁用可変動弁機構の
両方の第１回転部材の捩じり剛性を高めることができる
とともに、吸気弁及び排気弁側で、略同一の動弁系とす
ることができる。これにより、吸気弁と排気弁側との間
で多くの部品を共用化でき、コストを低減することがで
きるという利点がある。また、このような構成において
も組み立て性も向上するという利点がある。

【０１４５】請求項５記載の本発明の内燃機関の可変動
弁機構によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の構成
において、該第１回転部材の内部に該第１回転部材の軸
心方向に沿って形成された潤滑油供給路と、該第１回転
部材の外周部であって該偏心部と摺接する部位に環状に
形成された第１の凹溝と、該潤滑油供給路と該第１の凹
溝とを連絡する第１の油穴と、該偏心部に形成され該第
１の凹溝に対応する位置に形成された第２の油穴とをそ
なえ、該第１，第２の油穴を介して供給される潤滑油に
より、該第１回転部材と該偏心部との間の潤滑及び該偏
心部と該係合部材との間の潤滑が行なわれるように構成
されることにより、該第１回転部材と該偏心部との間及
び該偏心部と該係合部材との間の摩擦抵抗や摩擦熱を十
分に低減することができ、本機構の作動の信頼性を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としての内燃機関の可変
動弁機構を示す内燃機関の模式的な断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態としての内燃機関の可変
動弁機構を示す断面図であり、図１のＡ−Ａ矢視断面図
である。

【図３】本発明の第１実施形態としての内燃機関の可変
動弁機構を示す断面図であり、図１のＢ−Ｂ矢視断面図
である。

【図４】本発明の第１実施形態としての内燃機関の可変
動弁機構における偏心位置調整機構（制御手段）を主体
として模式的に示す斜視図である。

【図５】本発明の第１実施形態としての内燃機関の可変
動弁機構における不等速機構の作動について示す断面図
である。

【図６】本発明の第１実施形態としての内燃機関の可変
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７】本発明の第１実施形態としての内燃機関の可変
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８】本発明の第１実施形態としての内燃機関の可変
動弁機構の不等速機構について説明するための模式図で
ある。

【図９】本発明の第２実施形態としての内燃機関の可変
動弁機構を示す内燃機関の模式的な断面図である。

【図１０】本発明の第２実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構を模式的に示す斜視図である。

【図１１】本発明の第２実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構を示す断面図であり、図９のＣ−Ｃ矢視断面
図である。

【図１２】本発明の第２実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構における要部（突設ピン部材及びコマ部材）
を示す斜視図である。

【図１３】本発明の第２実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構における不等速機構の作動について示す断面
図である。

【図１４】本発明の第３実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構の構成を示すための模式的な断面図である。

【図１５】本発明の第３実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構と比較するための可変動弁機構の模式的な断
面図である。

【図１６】本発明の第３実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構における潤滑油供給系を示すカムシャフトの
模式的な断面図である。

【図１７】本発明の第３実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構における潤滑油供給系を示すコントロールデ
ィスクの模式的な断面図である。

【図１８】本発明の第３実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構における潤滑油供給系を示すカムローブの模
式的な断面図である。

【図１９】本発明の第３実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構の断面図であって図１５におけるＤ−Ｄ断面
図である。

【図２０】本発明の第３実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構をエンジンに搭載した状態を示す上面図であ
る。

【図２１】本発明の第３実施形態としての内燃機関の可
変動弁機構をエンジンに搭載した状態を示す図であっ
て、図２０におけるＥ矢視図である。

【図２２】従来の内燃機関の可変動弁機構としての可変
バルブタイミングカムシャフト機構（第１従来例）を示
す斜視図である。

【図２３】第１従来例を示す断面図である。

【図２４】第１従来例の不等速継手の作動原理を説明す
る図である。

【図２５】従来の内燃機関の可変動弁機構としての内燃
機関の給気弁駆動制御装置（第２従来例）を示す要部縦
断面図である。

【図２６】第２従来例を示す要部横断面図である。

【図２７】従来の内燃機関の可変動弁機構としての４サ
イクルエンジン用の可変バルブタイミング動弁装置（第
３従来例）を示す要部縦断面図である。

【図２８】第３従来例を示す要部横断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ２ バルブ ２Ａ バルブ２のステム端部 ３ バルブスプリング ４ タペット ５ シム ６ カム ６Ａ カム６の凸部 ７ シリンダヘッド１側の軸受部 １１ 第１回転部材としてのカムシャフト １２ 第２回転部材としてのカムローブ １３ 不等速継手（変速機構部） １４ コントロールディスク（制御部材） １５ 偏心部 １６ 係合部材としての係合ディスク（ハーモニックリ
ング） １６Ａ，１６Ｂ スライダ用溝 １６Ｃ 円筒内周面 １６Ｄ 穴部 １７ 第１スライダ部材 １８ 第２スライダ部材 １９ 第１接続部としてのドライブアーム ２０ 第２接続部としてのアーム部 ２１，２２ スライダ本体 １９Ａ，２０Ａ，２１Ａ，２２Ａ 穴部 ２１Ｂ，２１Ｃ スライダ本体２１の外側面 ２２Ｂ，２２Ｃ スライダ本体２２の外側面 ２３，２４ ピン部材としてのドライブピン ２５ ロックピン ２６ 第１接続部としての突設ピン部材 ２７ コマ部材 ２７Ａ 円形穴部 ２７Ｂ 円筒外周面 ２８Ａ，２８Ｂ 溝１６Ａの内壁面 ２８Ｃ，２８Ｄ 溝１６Ｂの内壁面 ３０ 偏心位置調整機構 ３１ 被駆動部としての第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 ３３ 駆動手段としての電動モータ ３３Ａ モータ側ギヤ ３４ 制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ） ３５ ポジションセンサ ４０ 入力部としてのプーリ（又はカムスプロケット） ４１ プーリベルト（又はタイミングベルト） ５１ ダウエルピン ５２ ギアトレイン ５３ 潤滑油供給路 ５４，５９，６２ 凹溝 ５５，５６，５８，６０，６１，６３ 油穴 ５７ ジャーナル（軸支部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波多野 清 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 (72)発明者 久保 雅彦 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 (72)発明者 平野 孝明 東京都大田区下丸子四丁目21番１号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのクランク軸に連動して回転駆
   動される第１回転部材と、 該第１回転部材の外周に該第１回転部材と同心上に該第
   １回転部材と相対回転可能に設けられた第２回転部材
   と、 該第２回転部材に設けられて弁を駆動するカムと、 該第１回転部材の外周に回動可能に支持され該第１回転
   部材の回転中心から偏心した位置に中心を有する環状の
   偏心部と、 該偏心部の外周に該偏心部の中心回りに回動可能に支持
   された係合部材と、 該第１回転部材に設けられた第１接続部と、 該第２回転部材に設けられた第２接続部と、 該係合部材と該第１接続部とのうちの一方にラジアル方
   向へ摺動自在に装着されて該第１接続部から該係合部材
   へ回転を伝達する第１スライダ部材と、 該係合部材と該第２接続部とのうちの一方にラジアル方
   向へ摺動自在に装着されて該係合部材から該第２接続部
   へ回転を伝達する第２スライダ部材と、 該偏心部を機関の運転状態に応じた位置に回転させて該
   偏心部の偏心状態を調整するための偏心位置調整機構と
   をそなえていることを特徴とする、内燃機関の可変動弁
   機構。
2. 【請求項２】 該偏心部に該係合部材よりも外部に張り
   出した被駆動部を有する制御部材が設けられ、 該偏心位置調整機構に該被駆動部を駆動する駆動手段が
   設けられていることを特徴とする、請求項１記載の内燃
   機関の可変動弁機構。
3. 【請求項３】 該偏心位置調整機構に、該機関の運転状
   態に応じて該駆動手段の作動を制御する制御手段が設け
   られていることを特徴とする、請求項２記載の内燃機関
   の可変動弁機構。
4. 【請求項４】 該第１回転部材に、該クランク軸からの
   回転駆動力が入力される入力部が設けられるとともに、 該偏心部，該係合部材，該第１接続部，該第２接続部，
   該第１スライダ部材及び該第２スライダ部材により変速
   機構部が構成され、 該エンジンが、直列に配置された複数のシリンダを有す
   る多気筒エンジンであって、 各シリンダ毎に該変速機構部及び該第２回転部材が直列
   にそなえられ、 各シリンダにおける該変速機構部が、該第２回転部材よ
   りも該入力部の近くに配設されていることを特徴とす
   る、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の可変動
   弁機構。
5. 【請求項５】 該第１回転部材の内部に該第１回転部材
   の軸心方向に沿って形成された潤滑油供給路と、 該第１回転部材の外周部であって該偏心部と摺接する部
   位に環状に形成された第１の凹溝と、 該潤滑油供給路と該第１の凹溝とを連絡する第１の油穴
   と、 該偏心部に形成され該第１の凹溝に対応する位置に形成
   された第２の油穴とをそなえ、 該第１，第２の油穴を介して供給される潤滑油により、
   該第１回転部材と該偏心部との間の潤滑及び該偏心部と
   該係合部材との間の潤滑が行なわれるように構成されて
   いることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載
   の内燃機関の可変動弁機構。