JPH1150825A - バルブ駆動シャフトの移動方法及び可変バルブ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が単純かつ小型で、応答性のよい可変バ
ルブ制御装置を提供すること。 【解決手段】 ３次元カム１０が配設された可動カムシ
ャフト５の内周面には、タイミングプーリ４と一体回転
するとともに、軸線方向に可動カムシャフト５を移動さ
せるリニア超音波モータが配設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変バルブ制御装
置に係り、詳しくは内燃機関の吸・排気バルブを駆動す
るカムをカムシャフトの軸線方向へ移動させることによ
り、カムプロフィールを変更し、吸・排気バルブの開閉
特性を制御する可変バルブ制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両等に備えられる内燃機関の可
変バルブ制御装置としては、例えば、特開平４−１８７
８０７号公報に開示されたものがある。このバルブ特性
制御装置は、エンジンの出力軸であるクランクシャフト
の回転に基づいて回転するプーリと、そのプーリと一体
回転するカムシャフトと、そのカムシャフトに対して軸
線方向に移動可能でかつカムシャフトと一体回転する３
次元カムと、該カムをカムシャフトの軸線方向に移動さ
せるための移動機構を備えている。該３次元カムは、カ
ムプロフィール（カムの一部突き出た部分であるカムノ
ーズ部の高さや、位置）が軸線方向に連続的に変化して
いる。

【０００３】移動機構は、前記カムをカムシャフトの軸
線方向の両側から挟む押動アームと、カムシャフトの軸
線方向に平行に延びて押動アームが螺着されるネジ軸
と、ネジ軸を回転させる制御モータとを備えている。

【０００４】この移動機構では、制御モータによりネジ
軸が回転されると、押動アームが該ネジ軸に沿って移動
し、その移動する押動アームにて押されるカムが該カム
シャフトの軸線方向へ移動されるようになっている。そ
して、カムがカムシャフトの軸線方向へ移動されると、
該カムのカムプロフィールの使用位置が変化する。従っ
て、この可変バルブ制御装置では、吸・排気バルブの開
閉特性、即ち、該カムにて開閉される吸・排気バルブの
開閉量（リフト量）や開閉タイミングを変化させること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
可変バルブ制御装置は、前述したように移動機構の押動
アーム、ネジ軸及び制御モータ等をカムシャフトに隣接
した位置に配置する必要があるため、内燃機関の構成が
複雑になるとともに、大型化してしまう。また、この装
置は、制御モータの出力が押動アーム等を介してカムに
伝達されるため、応答性が悪いという問題がある。

【０００６】又、油圧を制御して３次元カムをカムシャ
フトの軸線方向へ移動させる可変バルブ制御装置におい
ても、その油圧制御機構等により、内燃機関の構成が複
雑になり、大型化してしまう。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、構成が単純かつ小型
で、応答性のよい可変バルブ制御装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回転するバルブ駆動シャフトを軸線方向に移動させ
ることにより、同シャフトに取着された３次元カムにて
バルブを開閉制御するようにしたバルブ駆動シャフトの
移動方法において、前記バルブ駆動シャフトをリニア超
音波モータにて軸線方向に移動させるようにしたことを
要旨としている。

【０００９】請求項２に記載の発明は、回転するバルブ
駆動シャフトを軸線方向に移動させることにより、同シ
ャフトに取着された３次元カムにてバルブを開閉制御す
るようにした可変バルブ制御装置において、前記バルブ
駆動シャフトに収容孔を軸線方向に形成し、その収容孔
にバルブ駆動シャフトと一体回転するとともに、同シャ
フトを軸線方向に移動させるリニア超音波モータを配設
したことを要旨としている。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の可変バルブ制御装置において、前記バルブ駆動シャフ
トは、中空シャフトであってその貫通孔を前記収容孔と
するものであり、前記リニア超音波モータは、回転体に
連結され前記バルブ駆動シャフトの収容孔に貫通する中
実シャフトと、前記中実シャフトの外側面と前記バルブ
駆動シャフトに形成した収容孔の内側面との間に軸線方
向に沿って配設され、バルブ駆動シャフトに形成した収
容孔の内側面又は中実シャフトの外側面を圧接する加圧
部材と、前記加圧部材及び該加圧部材に圧接する面のい
ずれか一方に軸線方向に沿って設け、振動を発生しその
振動に基づいて前記バルブ駆動シャフトを前記中実シャ
フトに沿って移動させる圧電素子とからなることを要旨
としている。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の可変バルブ制御装置において、前記回転体に固着され
た円筒状の絶縁筒と、前記絶縁筒の外周面又は底面に形
成された環状の帯状導体と、前記帯状導体と前記圧電素
子とを電気的に接続する配線と、前記帯状導体と摺動す
るブラシと、前記ブラシ、帯状導体及び配線を介して前
記圧電素子に電源を供給する電源供給制御手段とを備え
たことを要旨としている。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
の可変バルブ制御装置において、シリンダヘッド側と前
記回転体側とを回転可能に連結する導電性のベアリング
と、前記圧電素子と前記ベアリングとを電気的に接続す
る配線と、前記シリンダヘッドの外部から圧電素子に電
源を供給するための電源供給制御手段と、前記ベアリン
グと前記電源供給制御手段とを電気的に接続する配線と
を備えたことを要旨としている。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項３に記載
の可変バルブ制御装置において、前記回転体と一体回転
することにより発電する発電機と、前記発電機からの起
電力を、前記圧電素子を駆動させるための電源に変換す
る電源供給装置とを備えたことを要旨としている。

【００１４】請求項１に記載の発明によれば、３次元カ
ムが取着されたバルブ駆動シャフトはリニア超音波モー
タにて軸線方向に移動される。従って、バルブ駆動シャ
フトを移動させるための手段を該バルブ駆動シャフトの
隣接した外部に配置しなくても、例えばバルブ駆動シャ
フトの内部に配置することができる。その結果、装置の
構成を単純かつ小型とすることができる。又、バルブ駆
動シャフトをリニア超音波モータの動作で直接移動させ
ることができるため、応答性よく制御することができ
る。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、バルブ駆
動シャフトに収容孔を軸線方向に形成し、その収容孔に
バルブ駆動シャフトと一体回転するとともに、同シャフ
トを軸線方向に移動させるリニア超音波モータを配設し
たため、３次元カムが取着されたバルブ駆動シャフトを
リニア超音波モータにて軸線方向に移動させることがで
きる。従って、バルブ駆動シャフトを移動させるための
手段を該バルブ駆動シャフトの隣接した外部に配置しな
くてよい。その結果、装置の構成を単純かつ小型とする
ことができる。又、バルブ駆動シャフトを直接超音波モ
ータの動作で移動させることができるため、応答性よく
制御することができる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、中実シャ
フトの外側面とバルブ駆動シャフトに形成した収容孔の
内側面との間に軸線方向に沿って加圧部材及び圧電素子
を設け、圧電素子が該中実シャフトの外側面側又は該収
容孔の内側面側と圧接するようにした。従って、圧電素
子に所望の高周波交流電圧を印加すれば、圧電素子が発
生する振動に基づいてバルブ駆動シャフトを中実シャフ
トに沿って移動させることができる。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、絶縁筒は
回転体と一体回転する。絶縁筒に形成された帯状導体は
環状であるため、絶縁筒が回転中も常にブラシが摺接す
ることができる。従って、電源供給制御手段は、常にブ
ラシ、帯状導体及び配線を介して、圧電素子に電源を供
給することができる。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、電源供給
制御手段と圧電素子とは、導電性のベアリング及び各配
線を介して、電気的に接続される。従って、回転体側が
回転中も、電源供給制御手段は、導電性のベアリング及
び各配線を介して、圧電素子に電源を供給することがで
きる。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、回転体と
一体回転し、その回転に基づいて発電する発電機及び電
源供給装置を備えたため、外部から圧電素子を駆動させ
るための電源が不要となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図３に従って説明する。図１に示すよう
に、シリンダヘッド１内には、中実シャフト２が一対の
ボールベアリング３にて回転可能に支持されている。前
記中実シャフト２の基端部には、回転体としてのタイミ
ングプーリ４が連結固定されている。前記タイミングプ
ーリ４は図示しないタイミングベルトを介してエンジン
の出力軸である図示しないクランクシャフトに連結され
ている。従って、タイミングプーリ４及び中実シャフト
２は、クランクシャフトの回転に基づいて一体回転す
る。

【００２１】前記中実シャフト２の外周面には、リニア
超音波モータの可動機構を介して、バルブ駆動シャフト
としての可動カムシャフト５が中実シャフト２の回転方
向に移動不能に、かつ軸方向に移動可能に支持されてい
る。詳述すると、中実シャフト２の外周面には、図２に
示す図１のＡ−Ａ断面図のように、絶縁体より成り筒状
を一部切り欠いた形状の加圧部材としての加圧スプリン
グ６がキー７により固定されている。加圧スプリング６
の外周面には圧電素子８が固着され、その圧電素子８は
加圧スプリング６にて可動カムシャフト５の内周面に設
けられた図示しないライニング材に圧接されている。圧
電素子８は、公知の方法で、可動カムシャフト５との接
触面に軸線方向の進行波振動を発生するために、軸線方
向に所定の間隔で分極されている。つまり、圧電素子８
に高周波電圧が印加されることにより、圧電素子８は軸
線方向に進行波振動を発生する。この振動は、同圧電素
子８に圧接されている可動カムシャフト５を軸線方向に
移動させる。

【００２２】前記可動カムシャフト５には、３次元カム
１０が所定の位置にそれぞれ配設されている。詳述する
と、３次元カム１０は可動カムシャフト５中において、
シリンダヘッド１内に設けられる複数の吸気バルブ９と
対応した上方の位置にそれぞれ配設されている。

【００２３】各吸気バルブ９は、シリンダヘッド１内に
おいて、エンジンの各シリンダに応じた位置に上下動可
能に支持されるとともに、バネ９ｂにより常に上方に付
勢されている。従って、吸気バルブ９の接触上部９ａは
回転する３次元カム１０の外周面に追従し、吸気バルブ
９を上下動させるようになっている。尚、吸気バルブ９
は下方に移動するほど、図示しないピストンの吸気口を
大きく開けるようになっている。

【００２４】前記３次元カム１０は、軸線方向にカムプ
ロフィールが変化するカムであって、本実施の形態で
は、図３に示すように、カムの一部突き出た部分である
カムノーズ部１０ａの高さがＨ1 からＨ2 （＞Ｈ1 ）ま
で軸線方向に連続的に変化したカムである。

【００２５】次に、前記リニア超音波モータの圧電素子
８への給電機構の構成について説明する。前記タイミン
グプーリ４には、前記中実シャフト２と逆方向側に延び
る円筒状の絶縁筒１１が固着されている。従って、該絶
縁筒１１はタイミングプーリ４及び中実シャフト２と一
体回転する。絶縁筒１１の外周面には銅よりなる３本の
第１、第２及び第３帯状導体１２，１３，１４がそれぞ
れ環状（エンドレス）に形成されている。各帯状導体１
２〜１４にはそれぞれ第１、第２及び第３ブラシ１５〜
１７が摺接している。詳述すると、各ブラシ１５〜１７
はそれぞれブラシホルダ１８に装着され、そのブラシホ
ルダ１８はシリンダヘッド１に取着された防水グロメッ
ト１９に支持されている。そして、各ブラシ１５〜１７
はブラシホルダ１８内に収容されたスプリングにて常に
対応する帯状導体１２〜１４に対して摺動可能に圧接す
るようになっている。

【００２６】第１ブラシ１５はＡ相電源用リード線２０
に接続され、第２ブラシ１６はＢ相電源用リード線２１
に接続され、さらに第３ブラシ１７はアース用リード線
２２に接続されている。各リード線２０〜２２はリニア
超音波モータを駆動制御するための電源供給制御手段と
してのリニア駆動制御装置２３に接続されている。

【００２７】又、前記各帯状導体１２〜１４は前記絶縁
筒１１の内周面に形成された第１〜第３配線プレート２
４〜２６の基端とそれぞれ電気的に接続されている。つ
まり、各プレート２４〜２６の基端部はそれぞれ絶縁筒
１１に形成した孔を通って対応する帯状導体１２〜１４
に接続されている。従って、第１配線プレート２４は第
１帯状導体１２及び第１ブラシ１５を介してＡ相電源を
供給するリード線２０に接続されている。第２配線プレ
ート２５は第２帯状導体１３及び第２ブラシ１６を介し
てＢ相電源を供給するリード線２１に接続されている。
第３配線プレート２６は第３帯状導体１４及び第３ブラ
シ１７を介してアースのためのリード線２２に接続され
ている。

【００２８】そして、第１及び第２配線プレート２４，
２５は、中実シャフト２内及び加圧スプリング６内を介
して、前記分極された各圧電素子８に電気的にそれぞれ
接続されている。又、第３配線プレート２６は、前記中
実シャフト２に電気的に接続されている。

【００２９】次に、上記のように構成されたバルブ特性
制御装置の作用について説明する。今、エンジンが駆動
していてタイミングプーリ４、中実シャフト２及び可動
カムシャフト５が一体回転している。そして、このとき
吸気バルブ９の接触上部９ａは、図１に示すようにカム
ノーズ部１０ａの高さがＨ1 の位置であるカム外周面に
追従している。従って、吸気バルブ９の上下動の幅に基
づくリフト量は小さく、一般的にエンジンの低速域時の
状態となっている。又、このとき圧電素子８には、リニ
ア駆動制御装置２３から駆動電源が供給されていない。
従って、圧電素子８は加圧スプリング６にて可動カムシ
ャフト５の内周面に設けられた図示しないライニング材
に圧接保持され、可動カムシャフト５は摺動不能とされ
ている。

【００３０】この状態から、リフト量を大きく、一般的
にエンジンの高速域時の状態にする場合、リニア駆動制
御装置２３は、可動カムシャフト５をタイミングプーリ
４の外側、図１においてＸ矢印方向に移動させるための
Ａ相及びＢ相電源を、リード線２０，２１等を介して対
応する圧電素子８に供給する。この電源供給に基づい
て、圧電素子８は可動カムシャフト５との接触面にＸ矢
印方向の進行波振動を発生する。すると、この進行波振
動に基づいて、可動カムシャフト５がＸ矢印方向に摺動
する。この可動カムシャフト５の摺動は、タイミングプ
ーリ４、中実シャフト２及び可動カムシャフト５が一体
回転し、前記吸気バルブ９の接触上部９ａがカム外周面
に追従している状態で行われる。従って、前記リフト量
は、Ｈ1 からＨ2 まで連続的に変化したカムノーズ部１
０ａの高さに基づいて、前記低速域時の状態から高速域
時の状態まで連続的に大きくなる。

【００３１】逆に前記高速域時の状態から低速域時の状
態にする場合、リニア駆動制御装置２３は、可動カムシ
ャフト５をタイミングプーリ４側、図１においてＹ矢印
方向に移動させるためのＡ相及びＢ相電源を、リード線
２０，２１等を介して対応する圧電素子８に供給する。
この電源供給に基づいて、圧電素子８は可動カムシャフ
ト５との接触面にＹ矢印方向の進行波振動を発生する。
すると、この進行波振動に基づいて、可動カムシャフト
５がＹ矢印方向に摺動する。この可動カムシャフト５の
摺動は、タイミングプーリ４、中実シャフト２及び可動
カムシャフト５が一体回転し、前記吸気バルブ９の接触
上部９ａがカム外周面に追従している状態で行われる。
従って、前記リフト量は、Ｈ1 からＨ2 まで連続的に変
化したカムノーズ部１０ａの高さに基づいて、前記高速
域時の状態から低速域時の状態まで連続的に小さくな
る。

【００３２】尚、本実施の形態では、可動カムシャフト
５を目的の位置まで移動させるためのＡ相及びＢ相電源
の制御は、リニア駆動制御装置２３にて行っている。そ
して、その電源の供給又は停止のタイミングはカム位置
センサの検出結果とその時のエンジンの運転状態等に基
づいて公知の方法で決定するようにしているので、その
詳細は省略する。

【００３３】次に、上記のように構成された本実施の形
態の特徴的な効果を以下に述べる。 （１）本実施の形態では、中実シャフト２の外周面には
圧電素子８が設けられ、加圧スプリング６により可動カ
ムシャフト５の内周面に圧接されている。そして、圧電
素子８はその接触面に進行波振動を発生するため、可動
カムシャフト５は軸線方向に移動する。すると、可動カ
ムシャフト５に備えられた３次元カム１０の吸気バルブ
９の接触上部９ａと接触するカムプロフィールが変更さ
れ、そのカムプロフィールに応じて吸気バルブ９が上下
動する。即ち、吸気バルブ９のリフト量が制御される。
従って、吸気バルブ９の開閉特性を変更することができ
る。

【００３４】（２）本実施の形態では、３次元カム１０
を軸線方向に移動させるための駆動手段を、中実シャフ
ト２の外周面と可動カムシャフト５の内周面との間に設
けた。従って、カム１０を軸線方向に移動させるための
手段を３次元カム１０に隣接した外部に配置しなくてよ
い。その結果、装置の構成を単純かつ小型とすることが
できる。

【００３５】（３）本実施の形態では、中実シャフト２
の外周面に圧電素子８を設け、加圧スプリング６により
可動カムシャフト５の内周面に圧接させた。従って、回
転するとともに、中実シャフト２の軸線方向に移動する
可動カムシャフト５側に圧電素子８を設けるのに比べ
て、電源を供給する構成が簡単になる。

【００３６】（４）本実施の形態では、複数個の３次元
カム１０を可動カムシャフト５の所定の位置に設けた。
そして、可動カムシャフト５を移動させることにより複
数個の３次元カム１０を同時に移動させるようにした。
従って、複数個の３次元カム１０の移動を単純に制御す
ることができる。

【００３７】（５）本実施の形態では、３次元カム１０
が備えられた可動カムシャフト５の軸線方向の移動は、
ギヤ等を介さず直接超音波モータの動作で制御するた
め、応答性良く制御することができる。

【００３８】（６）本実施の形態では、タイミングプー
リ４に固定した絶縁筒１１の外周面に帯状の導体１２〜
１４を形成し、ブラシ１５〜１７を介して電源を供給す
るようにしたので、タイミングプーリ４及び圧電素子８
が設けられた中実シャフト２が回転していても、常に圧
電素子８に電源を供給することができる。

【００３９】上記実施の形態は、以下のように変更して
実施してもよい。 ○リニア超音波モータの可動機構（圧電素子８）への給
電機構の構成は、上記に限定されるものではなく、回転
している圧電素子８に電源が供給できればどのような構
成としてもよい。ここで、他の給電機構の例を以下の
（イ），（ロ）に示す。

【００４０】（イ）図４に示すように、前記タイミング
プーリ４には、前記中実シャフト２と逆方向側に延びる
円筒状の絶縁筒３０が固着されている。従って、該絶縁
筒３０はタイミングプーリ４及び中実シャフト２と一体
回転する。

【００４１】絶縁筒３０には、略円柱状で後端部がシリ
ンダヘッド１に固着されている絶縁軸３１の先端部が嵌
挿されている。そして、絶縁軸３１の先端部は絶縁筒３
０に対して、金属よりなる導電性の第１及び第２のボー
ルベアリング３２，３３を介して回転可能に連結されて
いる。従って、絶縁軸３１は絶縁筒３０を回転可能に支
持している。

【００４２】絶縁軸３１の中心軸には、その軸線方向に
貫通孔３１ａが形成されている。該貫通孔３１ａには先
端球形状のアース電極棒３４が嵌挿されている。アース
電極棒３４は、該孔３１ａから中実シャフト２側に突出
する方向にバネ３５により付勢されていて、その球形状
の先端は前記中実シャフト２に固着された導電性の電極
受３６に当接されている。該電極受３６は椀状に形成さ
れアース電極棒３４の球形状の先端部と摺動可能に当接
する接触面積を大きくしている。

【００４３】又、絶縁軸３１内には、Ａ相電源用リード
線３７、Ｂ相電源用リード線３８及びアース用リード線
３９が配設されている。各リード線３７〜３９の基端は
前記リニア駆動制御装置２３に接続されている。Ａ相電
源用リード線３７の先端は、前記第１のボールベアリン
グ３２のインナレースに電気的に接続されている。Ｂ相
電源用リード線３８の先端は、前記第２のボールベアリ
ング３３のインナレースに電気的に接続されている。さ
らにアース用リード線３９の先端は、前記アース電極棒
３４に電気的に接続されている。

【００４４】前記第１のボールベアリング３２のアウタ
レースは、タイミングプーリ４及び絶縁筒３０内に形成
した配線４０に接続されている。又、前記第２のボール
ベアリング３３のアウタレースは、タイミングプーリ４
及び絶縁筒３０内に形成した配線４１に接続されてい
る。

【００４５】そして、前記配線４０，４１は、前記実施
の形態と同様に中実シャフト２内及び加圧スプリング６
内を介して、分極された各圧電素子８に電気的にそれぞ
れ接続されている。

【００４６】このように構成した場合、タイミングプー
リ４が回転していても、Ａ相電源用リード線３７から供
給されるＡ相電源は、第１のボールベアリング３２を介
して圧電素子８に接続された配線４０に供給される。
又、タイミングプーリ４が回転していても、Ｂ相電源用
リード線３８から供給されるＢ相電源は、第２のボール
ベアリング３３を介して圧電素子８に接続された配線４
１に供給される。従って、常に圧電素子８に電源を供給
することができる。しかも、摺接する部分がボールベア
リング３２，３３なので、上記実施の形態のようにブラ
シ１５〜１７が摩耗することがない。その結果、摩耗粉
の発生がなく、保守管理等が容易となる。

【００４７】（ロ）図５に示すように、前記タイミング
プーリ４と連結された前記中実シャフト２の基端部に
は、一端側に収容溝５０ａが形成された略円柱状の連結
柱５０の他端が固着されている。従って、該連結柱５０
は中実シャフト２及びタイミングプーリ４と一体回転す
る。

【００４８】連結柱５０には、発電機５１が設けられて
いる。発電機５１は、ロータ部が連結柱５０に形成さ
れ、ステータ部がシリンダヘッド１に形成されている。
ロータ部は、連結柱５０に固着された複数個の突極５２
と該突極５２に巻装したコイル５３とから構成される。
ステータ部は、複数個の永久磁石５４が前記ロータ部の
外周を囲むようにシリンダヘッド１の内周面の対して等
間隔にかつ磁極が交互に異なるように配置固定されてい
る。

【００４９】そして、タイミングプーリ４の回転によっ
て回転するロータ部がステータ部の永久磁石５４の磁束
を切ることにより、ロータ部のコイル５３の両出力端子
５３ａ間に交流起電力が発生する。そして、このコイル
５３の出力端子５３ａは、連結柱５０の収容溝５０ａを
通って同収容溝５０ａに内装された電源供給装置５５に
接続されている。つまり、コイル５３の両出力端子５３
ａ間に発生する交流起電力は電源供給装置５５に供給さ
れる。

【００５０】電源供給装置５５は整流回路、昇圧回路及
び電源供給制御回路等から構成されている。又、電源供
給装置５５は、連結柱５０内に形成したＡ相電源用の配
線５６及びＢ相電源用の配線５７により、前記実施の形
態と同様に中実シャフト２内及び加圧スプリング６内を
介して、分極された各圧電素子８に電気的にそれぞれ接
続されている。

【００５１】さらに、電源供給装置５５は、光通信のた
めの入出力インタフェースを備え、シリンダヘッド１に
形成した貫通孔１ａ及び収容溝５０ａを介して図示しな
い外部制御装置と光通信にて交信するようになってい
る。そして、電源供給装置５５は、外部制御装置からの
制御信号に基づいて前記発電機５１の交流起電力からＡ
相及びＢ相の電源を生成し、該電源を前記Ａ相電源用及
びＢ相電源用の配線５６，５７を介して圧電素子８に供
給制御する。

【００５２】このように構成した場合、特に装置の外部
から電圧を供給しなくてもタイミングプーリ４が回転し
ているときは自身の発電機５１により常に電源を圧電素
子８に供給することができる。しかも、外部から電圧を
供給しなくても常に電源を圧電素子８に供給することが
でき、外部制御装置５５は光通信にて制御されるため、
電源供給及びその制御方法において摩擦する部分がな
い。その結果、磨耗粉の発生がなく、保守管理等が容易
となる。

【００５３】○上記実施の形態では、３次元カム１０
は、カムノーズ部１０ａの高さがＨ1からＨ2 まで軸線
方向に連続的に変化したものとしたが、軸線方向にカム
プロフィールが変化するカムであればどのような３次元
カムであってもよい。

【００５４】例えば、図６に示すように、軸線Ｌ1 方向
にカムノーズ部６０ａの高さが変化せず、軸線Ｌ1 方向
に沿ってカムノーズ部６０ａの回転位相が変化する３次
元カム６０としてもよい。

【００５５】○又、図７に示すように、軸線Ｌ2 方向に
カムノーズ部７０ａの高さがＨ3 からＨ4 （＞Ｈ3 ）ま
で変化し、更に軸線Ｌ2 方向に沿ってカムノーズ部７０
ａの回転位相が変化する３次元カム７０としてもよい。

【００５６】○上記実施の形態では、可動カムシャフト
５との接触面に進行波振動を発生させて可動カムシャフ
ト５を移動させる進行波型のリニア超音波モータとした
が、可動カムシャフト５との接触面に定在波振動に基づ
く楕円振動を発生させて移動させる定在波型のリニア超
音波モータとしてもよい。

【００５７】○上記実施の形態では、圧電素子８は可動
カムシャフト５の内周面と圧接するように中実シャフト
２側に設けたが、中実シャフト２の外周面と圧接するよ
うに可動カムシャフト５側に設けてもよい。この場合、
回転するとともに中実シャフト２の軸線方向に移動する
可動カムシャフト５側に設けた圧電素子に電源を供給す
る手段を設ける必要がある。

【００５８】○上記実施の形態では、吸気バルブ９の開
閉特性を変更する可変バルブ制御装置としたが、排気バ
ルブ、又は、吸気と排気の両バルブの開閉特性を変更す
るバルブ特性制御装置としてもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、構
成が単純かつ小型で、応答性のよい可変バルブ制御装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態における可変バルブ制御装置を示す
要部断面図。

【図２】リニア超音波モータの配置を説明するための説
明図。

【図３】実施の形態における３次元カムを説明するため
の説明図。

【図４】給電機構の別例を示す要部断面図。

【図５】同じく、給電機構の別例を示す要部断面図。

【図６】３次元カムの別例を説明するための説明図。

【図７】同じく、３次元カムの別例を説明するための説
明図。

【符号の説明】

１…シリンダヘッド、２…中実シャフト、４…タイミン
グプーリ、５…可動カムシャフト、６…加圧スプリン
グ、８…圧電素子、９…バルブ、１０，６０，７０…３
次元カム、１１…絶縁筒、１２〜１４…帯状導体、１５
〜１７…第１〜第３ブラシ、２３…リニア駆動制御装
置、２４〜２６…第１〜第３配線プレート、３２，３３
…第１及び第２のボールベアリング、３７，３８…リー
ド線、４０，４１…配線、５１…発電機、５５…電源供
給装置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転するバルブ駆動シャフト（５）を軸
   線方向に移動させることにより、同シャフト（５）に取
   着された３次元カム（１０，６０，７０）にてバルブ
   （９）を開閉制御するようにしたバルブ駆動シャフトの
   移動方法において、 前記バルブ駆動シャフト（５）をリニア超音波モータに
   て軸線方向に移動させるようにしたバルブ駆動シャフト
   の移動方法。
2. 【請求項２】 回転するバルブ駆動シャフト（５）を軸
   線方向に移動させることにより、同シャフト（５）に取
   着された３次元カムにてバルブを開閉制御するようにし
   た可変バルブ制御装置において、 前記バルブ駆動シャフト（５）に収容孔を軸線方向に形
   成し、その収容孔にバルブ駆動シャフト（５）と一体回
   転するとともに、同シャフト（５）を軸線方向に移動さ
   せるリニア超音波モータを配設した可変バルブ制御装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の可変バルブ制御装置に
   おいて、 前記バルブ駆動シャフト（５）は、中空シャフトであっ
   てその貫通孔を前記収容孔とするものであり、 前記リニア超音波モータは、 回転体（４）に連結され前記バルブ駆動シャフト（５）
   の収容孔に貫通する中実シャフト（２）と、 前記中実シャフト（２）の外側面と前記バルブ駆動シャ
   フト（５）に形成した収容孔の内側面との間に軸線方向
   に沿って配設され、バルブ駆動シャフト（５）に形成し
   た収容孔の内側面又は中実シャフト（２）の外側面を圧
   接する加圧部材（６）と、 前記加圧部材（６）及び該加圧部材（６）に圧接する面
   のいずれか一方に軸線方向に沿って設け、振動を発生し
   その振動に基づいて前記バルブ駆動シャフト（５）を前
   記中実シャフト（２）に沿って移動させる圧電素子
   （８）とからなる可変バルブ制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の可変バルブ制御装置に
   おいて、 前記回転体（４）に固着された円筒状の絶縁筒（１１）
   と、 前記絶縁筒（１１）の外周面又は底面に形成された環状
   の帯状導体（１２〜１４）と、 前記帯状導体（１２〜１４）と前記圧電素子（８）とを
   電気的に接続する配線（２４〜２６）と、 前記帯状導体（１２〜１４）と摺動するブラシ（１５〜
   １７）と、 前記ブラシ（１５〜１７）、帯状導体（１２〜１４）及
   び配線（２４〜２６）を介して前記圧電素子（８）に電
   源を供給する電源供給制御手段（２３）とを備えた可変
   バルブ制御装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の可変バルブ制御装置に
   おいて、 シリンダヘッド（１）側と前記回転体（４）側とを回転
   可能に連結する導電性のベアリング（３２，３３）と、 前記圧電素子（８）と前記ベアリング（３２，３３）と
   を電気的に接続する配線（４０，４１）と、 前記シリンダヘッド（１）の外部から圧電素子（８）に
   電源を供給するための電源供給制御手段（２３）と、 前記ベアリング（３２，３３）と前記電源供給制御手段
   （２３）とを電気的に接続する配線（３７，３８）とを
   備えた可変バルブ制御装置。
6. 【請求項６】 請求項３に記載の可変バルブ制御装置に
   おいて、 前記回転体（４）と一体回転することにより発電する発
   電機（５１）と、 前記発電機（５１）からの起電力を、前記圧電素子
   （８）を駆動させるための電源に変換する電源供給装置
   （５５）とを備えた可変バルブ制御装置。