JP2006009774A - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 バルブ特性調節のためのコントロールシャフトの強度を維持し、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構。
【解決手段】 スライダギアに係合する係合部１３２ｃは鉄系材料が用いられ、連結シャフト１３２ｄはシリンダヘッドと同じアルミニウム合金材料を用いている。このためコントロールシャフト１３２全体を鉄系材料とする場合よりも、コントロールシャフト１３２の熱膨張率をシリンダヘッドに近づけることができる。したがって温度雰囲気が変化してもシリンダヘッドに対する係合部１３２ｃの位置ずれが抑制される。そして係合部１３２ｃでは鉄系材料が用いられていることで係合部１３２ｃにおける強度が十分に維持され、コントロールシャフト１３２が変形することが防止される。このことにより課題が達成される。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、内燃機関においてコントロールシャフトをアクチュエータにより軸方向に移動することでバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構に関する。

コントロールシャフトをアクチュエータにより軸方向に移動させ、このコントロールシャフトに係合するスライダギアを軸方向に移動することでバルブ作用角やバルブリフト量といったバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構が知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−２６３０１５号公報（第７−１２頁、図５−２８）

このように可変動弁機構のコントロールシャフトは、スライダギアを軸方向に移動させるため、スライダギアに対する係合部には大きな力がかかる。特にバルブリフト量を大きくする方向にスライダギアを移動させる場合には係合部に大きな力が作用する傾向にある。このためコントロールシャフトの強度が不十分であると係合部が変形するおそれがある。このような変形を防止するため、コントロールシャフトには鉄系材料などの材質が高強度の材料を用いている。

しかしエンジン軽量化のためにアルミ合金などの軽合金系材料がシリンダヘッドに用いられた場合には、シリンダヘッドの熱膨張率が鉄系材料に比較して可成り大きくなる。具体的には２倍程度に大きくなる。したがって可変動弁機構のコントロールシャフトに鉄系材料を用いていたのでは、エンジン冷間時とエンジン暖機後とでは、コントロールシャフト上における係合部の位置がシリンダヘッドに対して相対的に大きくずれることになる。このためアクチュエータ側でコントロールシャフトの移動量を検出してコントロールシャフトの移動量を制御しようとしても、係合部の軸方向位置が温度によりずれているので、バルブリフト量などのバルブ特性を高精度に制御できなくなるおそれがある。

コントロールシャフトをシリンダヘッドと同じ材質であるアルミ合金などの軽合金系材料に変更することにより、熱膨張率をシリンダヘッドに適合させれば、バルブ特性制御を高精度に維持させることができる。しかしアルミ合金などの軽合金系材料は鉄系材料ほどの強度がなく、スライダギア側からの反力により係合部が変形するおそれがある。

本発明は、コントロールシャフトの強度を維持し、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構を目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関のシリンダヘッドに備えられたカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達する仲介駆動機構と、該仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合して該バルブ特性操作部を軸方向に移動することでバルブ特性を調節するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトをバルブ特性調節のために軸方向に移動するアクチュエータとを備えた内燃機関の可変動弁機構であって、前記コントロールシャフトは、前記バルブ特性操作部に係合する係合部では材質が高強度の材料が用いられ、他の部分では前記係合部と異なる材質の材料によりコントロールシャフト全体の熱膨張率がシリンダヘッドの熱膨張率に近づけられていることを特徴とする。

コントロールシャフトにおいて、前記係合部では材質が高強度の材料が用いられ、他の部分では係合部と異なる材質の材料を用いることによりコントロールシャフト全体の熱膨張率がシリンダヘッドの熱膨張率に近づけられている。このようにコントロールシャフトの係合部は高強度であることにより、係合部が変形することが防止される。そしてコントロールシャフトの他の部分では係合部と同じ材質の材料は用いずに、異なる材質の材料を用いることによりコントロールシャフト全体の熱膨張率がシリンダヘッドの熱膨張率に近づけられている。すなわち前記他の部分では、係合部ほどの強度は必要ないので、コントロールシャフト全体の熱膨張率を調節する材質の材料を優先して選択して、コントロールシャフト全体の熱膨張率をシリンダヘッドの熱膨張率に近づけている。したがって、温度雰囲気が変化しても係合部の軸方向位置のずれを抑制できる。

このことにより本発明の内燃機関の可変動弁機構は、コントロールシャフトの強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１において、前記シリンダヘッドは軽合金系材料からなり、前記コントロールシャフトの係合部は鉄系材料からなり、前記コントロールシャフトの他の部分は軽合金系材料からなることを特徴とする。

具体的にはシリンダヘッドは軽合金系材料からなれば、コントロールシャフトの係合部は鉄系材料とし、コントロールシャフトの他の部分は軽合金系材料とする。シリンダヘッドとコントロールシャフトの他の部分とは軽合金同士であって熱膨張率が近似あるいは同一となるので、コントロールシャフトの係合部に鉄系材料を用いても、コントロールシャフト全体の熱膨張率はシリンダヘッドの熱膨張率に近づいている。

このことにより本発明の内燃機関の可変動弁機構は、コントロールシャフトの強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項２において、前記軽合金系材料は、アルミニウム合金材料又はマグネシウム合金材料であることを特徴とする。

軽合金系材料としてはアルミニウム合金材料又はマグネシウム合金材料を挙げることができ、これらは熱膨張率が近似あるいは同一となるので、コントロールシャフトの係合部に鉄系材料を用いても、コントロールシャフト全体の熱膨張率はシリンダヘッドの熱膨張率に近づく。したがって本発明の内燃機関の可変動弁機構は、コントロールシャフトの強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。

請求項４に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトの他の部分は前記シリンダヘッドと同一の材質であることを特徴とする。

このように前記コントロールシャフトの他の部分はシリンダヘッドと同一の材質としても良い。このことにより係合部で鉄系材料などの材質が高強度の材料を用いても、コントロールシャフト全体の熱膨張率はシリンダヘッドの熱膨張率に近づく。したがって本発明の内燃機関の可変動弁機構は、コントロールシャフトの強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。

請求項５に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトは、前記シリンダヘッドの熱膨張率と略同一となるように、前記係合部の材質と長さ及び前記他の部分の材質と長さが設定されていることを特徴とする。

係合部の材質と長さ及び他の部分の材質と長さを設定することで、コントロールシャフトの熱膨張率を、シリンダヘッドの熱膨張率と略同一となるようにしても良い。このようにシリンダヘッドの熱膨張率に適合させるようにコントロールシャフトを設計することにより、コントロールシャフト全体の熱膨張率はシリンダヘッドの熱膨張率に、より近づけることができ、略同一にすることができる。したがって本発明の内燃機関の可変動弁機構は、コントロールシャフトの強度を維持しつつ、一層高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。

請求項６に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記シリンダヘッドは前記係合部よりも熱膨張率が大きいと共に、気筒毎に配置された前記仲介駆動機構に対して共通に設けられた前記コントロールシャフトにおける前記他の部分は前記係合部よりも熱膨張率が大きい材質であり、前記他の部分と前記係合部との長さ関係は、前記仲介駆動機構の各間にて、前記コントロールシャフトの熱膨張率が前記シリンダヘッドの熱膨張率より低く設定されていると共に、前記仲介駆動機構の各間での前記係合部に対する前記他の部分の長さの比率は、前記アクチュエータ側から離れるに従って次第に大きくされていることを特徴とする。

他の部分に用いる材質は、熱膨張率が大きいことを考慮して選択した材質であるため、強度の点あるいはコストの点から長くすることができない場合がある。したがって熱膨張率については係合部の軸方向位置のずれをほとんどあるいは完全に無くすようにするのではなく、係合部の軸方向位置のずれを許容できる範囲として、なるべく他の部分の長さを短くする方が、強度的あるいはコスト的に好ましい。

しかし、アクチュエータに近い方でこのように他の部分を短くした場合に、アクチュエータから離れるに従って次第に係合部の軸方向位置のずれが蓄積する。したがってアクチュエータから離れても他の部分と係合部とが同一の長さ比率では係合部の軸方向位置のずれが許容範囲から外れるおそれがある。

本発明のごとく他の部分の係合部に対する長さの比率を、アクチュエータ側から離れるに従って次第に大きく設定することにより、各係合部の軸方向位置ずれが許容範囲から外れるのを防止できると共に、コントロールシャフトの強度低下あるいはコスト悪化を抑制することができる。

請求項７に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項６において、前記仲介駆動機構は略等間隔に配置されていると共に、前記仲介駆動機構の各間では、前記他の部分は前記アクチュエータ側から離れるに従って次第に長くされていることを特徴とする。

このように仲介駆動機構が略等間隔に配置されていれば、前記他の部分についてはアクチュエータ側から離れるに従って次第に長くなるように設定する。このことで、全ての係合部の軸方向位置ずれが許容範囲から外れるのを防止できると共に、コントロールシャフトの強度低下あるいはコスト悪化を抑制することができる。

請求項８に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトの係合部と前記コントロールシャフトの他の部分とは別体に形成されて軸上にて当接状態で配列されることで前記コントロールシャフトが構成され、該コントロールシャフトの一端に前記アクチュエータを備え、他端に前記アクチュエータ側にコントロールシャフトを付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする。

コントロールシャフトの係合部と他の部分とは、一体に形成する必要はなく、別体に形成し、上述したごとくアクチュエータと付勢手段とで挟むことで、アクチュエータの駆動に連動して常に係合部と他の部分とが当接した状態でコントロールシャフトを軸方向に移動させることができる。このことにより材質の異なるコントロールシャフトの係合部と他の部分とを接合する必要が無く、コントロールシャフトの製造が容易となる。

請求項９に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトは軸方向において前記他の部分の材質の連続性が維持されていることを特徴とする。

このようにコントロールシャフトは軸方向において前記他の部分の材質が連続して配置されている。すなわち軸方向において前記他の部分の材質が異なる材質の係合部により分離されていない。このことにより軸方向においてはコントロールシャフトの熱膨張率は前記他の部分の材質による熱膨張率が支配的となる。したがって係合部については熱膨張率を考慮せずに強度のみ考慮しても、コントロールシャフトの軸方向の熱膨張率に与える影響はほとんどない。

このため係合部については高強度の材質を選択し、前記他の部分についてはシリンダヘッドの熱膨張率と実質的に差のない材質を選択することで、コントロールシャフトの強度を維持しつつ、シリンダヘッドの熱膨張率に極めて近い、あるいは同一のコントロールシャフトを、極めて容易に構成できるようになる。

請求項１０に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項９において、前記他の部分は、全てが一体に形成され、前記係合部を埋設状態で支持していることを特徴とする。
このように前記他の部分の全てが一体に形成され、係合部を埋設することで支持していることで、コントロールシャフトの軸方向において前記他の部分の材質による熱膨張率が支配的となる。

請求項１１に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項９又は１０において、前記係合部は、前記バルブ特性操作部に対してコントロールピンを介して係合すると共に、前記コントロールピンを支持するために前記コントロールシャフトにおいて前記コントロールピンの周辺に設けられていることを特徴とする。

このように係合部はコントロールピンを支持するためにコントロールピン周辺に設けられているのみであることから、コントロールシャフト中でもスペース的には或る程度限定される。

このためコントロールシャフトの軸方向において前記他の部分の材質による熱膨張率を支配的にすることが容易となる。
請求項１２に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記仲介駆動機構は、前記コントロールシャフトの係合部に支持されたコントロールピンに係合されて前記コントロールシャフトの軸方向移動に連動して移動する前記バルブ特性操作部と、前記バルブ特性操作部と第１スプライン機構を介して係合することにより前記カム側からのバルブ駆動力を受けて前記バルブ特性操作部に伝達する入力部と、前記バルブ特性操作部と第２スプライン機構を介して係合することにより前記バルブ特性操作部からのバルブ駆動力を伝達されて前記バルブ側へ出力する出力部とを備え、前記第１スプライン機構と前記第２スプライン機構とのねじれ角が異なることにより、前記コントロールシャフトの軸方向移動により前記入力部と前記出力部との相対的位置関係が変更されることでバルブ特性を調節することを特徴とする。

仲介駆動機構は上述したごとくの構成を挙げることができ、コントロールシャフトの駆動によりバルブ特性を調節することができる。そしてこのような仲介駆動機構を用いた可変動弁機構において、コントロールシャフトが前述した構成であることにより、コントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。

請求項１３に記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関のシリンダヘッドに備えられたカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達する仲介駆動機構と、該仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合して該バルブ特性操作部を軸方向に移動することでバルブ特性を調節するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトをバルブ特性調節のために軸方向に移動するアクチュエータとを備えた内燃機関の可変動弁機構であって、前記バルブはラッシュアジャスタによりバルブクリアランスが調節されるとともに、気筒間で前記ラッシュアジャスタにおけるリークダウン特性に差を設けたことにより、気筒毎に設けられた前記仲介駆動機構に対する前記コントロールシャフトと前記シリンダヘッドとの熱膨張率差により生じる気筒間のバルブ特性のばらつきを抑制したことを特徴とする。

ラッシュアジャスタは、定荷重が加えられた場合に内部の作動油の漏れによる沈み込みを生じる現象であるリークダウン特性を有している。このリークダウン特性が小さければ仲介駆動機構から伝達されるバルブ駆動量に対応するバルブ作用角やバルブリフト量などのバルブ特性は大きいが、リークダウン特性が大きくなるにしたがってバルブ駆動量に対応するバルブ特性は小さくなる。

このリークダウン特性によるバルブ特性変化の感度は作動油の粘度に関係し、作動油の粘度が高ければ内部の作動油の漏れ量が少なくなることにより、リークダウン特性によるバルブ特性変化の感度は低くなる。すなわちラッシュアジャスタ間にリークダウン特性の差が存在しても、作動油が高粘度であるとリークダウン特性の差がバルブ特性の差に現れにくくなり、作動油が低粘度になるとリークダウン特性の差がバルブ特性の差に現れ易くなる。

このため本発明のごとく、気筒毎に設けられた仲介駆動機構に対するコントロールシャフトとシリンダヘッドとの熱膨張率差により生じるバルブ特性のばらつきを抑制できるように気筒間でリークダウン特性に差を設けることで、内燃機関の暖機時においては、熱膨張率差は問題なくなる。

しかも熱膨張率差によるバルブ特性のばらつきが生じていない内燃機関の冷間時においては、低温のため作動油は高粘度であるので、リークダウン特性に差が有っても実際にはリークダウン特性によるバルブ特性の差は生じにくくなる。

このためコントロールシャフトとシリンダヘッドとに熱膨張率差が有っても、内燃機関の全温度領域においてバルブ特性のばらつきが生じるのを抑制できる。
このことにより本発明の内燃機関の可変動弁機構は、コントロールシャフトの強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。

請求項１４に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１３において、前記熱膨張率差により、高温側で相対的にバルブ特性としてのバルブ作用角又はバルブリフト量が大きくなる側の気筒に設けられたラッシュアジャスタのリークダウン特性を、高温側で相対的にバルブ作用角又はバルブリフト量が小さくなる側の気筒に設けられたラッシュアジャスタよりも大きくすることを特徴とする。

より具体的には、上述したごとくのリークダウン特性のラッシュアジャスタが各気筒に配置されることにより、内燃機関の低温時にはリークダウン特性の差がバルブ特性に現れるのが抑制され、高温時にはリークダウン特性の差により気筒間のバルブ特性の同一性を維持できる。

このことにより本発明の内燃機関の可変動弁機構は、コントロールシャフトの強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
請求項１５に記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関のシリンダヘッドに備えられたカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達する仲介駆動機構と、該仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合して該バルブ特性操作部を軸方向に移動することでバルブ特性を調節するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトをバルブ特性調節のために軸方向に移動するアクチュエータとを備えた内燃機関の可変動弁機構であって、前記バルブはラッシュアジャスタによりバルブクリアランスが調節されるとともに、気筒毎に前記ラッシュアジャスタに対する供給油圧を内燃機関温度に応じて調節することにより、気筒毎に設けられた前記仲介駆動機構に対する前記コントロールシャフトと前記シリンダヘッドとの熱膨張率差により生じる気筒間のバルブ特性のばらつきを抑制することを特徴とする。

ラッシュアジャスタへの供給油圧を高めると同じリークダウン特性であってもリークダウン量が少なくなりバルブ特性を大きくでき、供給油圧を低めるとリークダウン量は大きくなりバルブ特性は小さくできる。このため気筒毎にラッシュアジャスタに対する供給油圧を内燃機関温度に応じて調節することにより、気筒毎に設けられた仲介駆動機構に対するコントロールシャフトとシリンダヘッドとの熱膨張率差により生じるバルブ特性のばらつきを、内燃機関の全温度領域において抑制することができる。

このことにより本発明の内燃機関の可変動弁機構は、コントロールシャフトの強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
請求項１６に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１５において、前記熱膨張率差により、高温側で相対的にバルブ特性としてのバルブ作用角又はバルブリフト量が大きくなる側の気筒に設けられたラッシュアジャスタへの供給油圧を、高温側で相対的にバルブ作用角又はバルブリフト量が小さくなる側の気筒に設けられたラッシュアジャスタへの供給油圧よりも、内燃機関温度に応じて小さくすることを特徴とする。

より具体的には、上述したごとくに各気筒に設けられたラッシュアジャスタへの供給油圧を調節することにより、低温時においても高温時においても気筒間のバルブ作用角又はバルブリフト量のばらつきを抑制できる。

このことにより本発明の内燃機関の可変動弁機構は、コントロールシャフトの強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。

［実施の形態１］
図１は、内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２における可変動弁機構の構成を示している。図１は１つの気筒における縦断面を表している。図２はエンジン２の上部を主として示す平面図である。

エンジン２は車両走行駆動用として車両に搭載されているものである。このエンジン２は、シリンダブロック４、ピストン６及びシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８等を備えている。尚、このエンジン２においては、シリンダブロック４、ピストン６及びシリンダヘッド８は軽合金系材料としてのアルミニウム合金材料にて成形されている。

シリンダブロック４には、複数の気筒、本実施の形態では４つの気筒２ａが形成され、各気筒２ａには、シリンダブロック４、ピストン６及びシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０が形成されている。各燃焼室１０には、それぞれ２つの吸気バルブ１２及び２つの排気バルブ１６の４バルブが配置されている。吸気バルブ１２は吸気ポート１４を、排気バルブ１６は排気ポート１８を開閉する。

各気筒２ａの吸気ポート１４は吸気マニホールド内に形成された吸気通路を介してサージタンクに接続され、エアクリーナを介してサージタンクから空気を各気筒２ａに供給している。更に各気筒２ａの吸気ポート１４に燃料を噴射するように各吸気通路にはそれぞれフューエルインジェクタが配置されている。尚、このように吸気バルブ１２の上流側にて燃料噴射するエンジン以外に、直接各燃焼室１０内に燃料を噴射する筒内噴射型ガソリンエンジンを用いることもできる。

本実施の形態では、吸気バルブ１２のバルブリフト量の変化により吸入空気量を調節しているので、サージタンク上流の吸気通路にはスロットルバルブは配置されていない。ただし補助的なスロットルバルブを配置しても良い。このような補助用スロットルバルブを配置した場合には、例えば、エンジン２の始動時に補助用スロットルバルブを全開にし、エンジン２の停止時に補助用スロットルバルブを全閉にする制御を行う。そして、例えば後述する仲介駆動機構１２０が異常となった場合には補助用スロットルバルブの開度制御により吸入空気量を制御する。

吸気バルブ１２のリフト駆動は、シリンダヘッド８に配置された仲介駆動機構１２０及びローラロッカーアーム５２を介して、吸気カムシャフト４５に設けられた吸気カム４５ａからのバルブ駆動力が、吸気バルブ１２に伝達されることにより可能となっている。このバルブ駆動力伝達において、スライドアクチュエータ１００と付勢機構１０２と出力のバランスに応じてコントロールシャフト１３２が軸方向に移動し、このことにより仲介駆動機構１２０による伝達状態が調節されてバルブリフト量が可変となっている。尚、吸気カムシャフト４５は、一端に設けられたタイミングスプロケット（タイミングギアやタイミングプーリでも良い）とタイミングチェーン４７を介してエンジン２のクランクシャフト４９の回転と連動している。

各気筒２ａの排気バルブ１６は、エンジン２の回転に連動して回転する排気カムシャフト４６に設けられた排気カム４６ａにより、ローラロッカーアーム５４を介して一定のバルブリフト量で開閉されている。そして各気筒２ａの各排気ポート１８は排気マニホルドに連結され、排気を触媒コンバータを介して外部に排出している。

電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６０は、デジタルコンピュータを中心に構成され、双方向性バスを介して相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種ドライバー回路、入力ポート及び出力ポート等の構成を備えている。ＥＣＵ６０の入力ポートへは、アクセル開度ＡＣＣＰ、エンジン回転ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、エンジン冷却水温度ＴＨＷ、空燃比ＡＦ、基準クランク角Ｇ２等の各信号が入力されている。

更に、本実施の形態では、ＥＣＵ６０は、スライドアクチュエータ１００においてボールネジシャフト１００ｅの軸方向移動位置を検出するためのシャフト位置センサ１００ｄからシャフト位置信号ＳＬが入力されている。

ＥＣＵ６０の出力ポートは、駆動回路を介して各フューエルインジェクタに接続され、ＥＣＵ６０はエンジン２の運転状態に応じて各フューエルインジェクタの開弁制御を行い、燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御を実行している。その他、点火時期制御などの各種制御を実行している。

更に、本実施の形態では、ＥＣＵ６０は、スライドアクチュエータ駆動回路６２へ駆動信号Ｄｓを出力することで、スライドアクチュエータ１００を介してコントロールシャフト１３２の軸方向位置を調節し、このことで吸気バルブ１２のバルブリフト量を目標値に制御している。

スライドアクチュエータ１００は、モータ１００ａ、ギア部１００ｂ及びボールネジ部１００ｃから構成されている。モータ１００ａはスライドアクチュエータ駆動回路６２からの給電制御により回転方向と回転量とが調節される。そしてこの回転がギア部１００ｂにより減速されてボールネジ部１００ｃに伝達され、コントロールシャフト１３２側に軸力を伝達するボールネジシャフト１００ｅがモータ１００ａの回転方向に応じた軸方向に、モータ１００ａの回転量に応じた移動量で移動する。

ＥＣＵ６０はシャフト位置センサ１００ｄにて検出されるボールネジシャフト１００ｅの軸方向移動位置がエンジン２の運転状態に応じて設定される目標バルブリフト量を実現する位置となるように、駆動信号Ｄｓによりモータ１００ａの回転方向と回転量とを調節する。このことにより吸入空気量が調節される。

次に仲介駆動機構１２０について説明する。図３は仲介駆動機構１２０の斜視図を、図４は部分破断斜視図を示している。尚、図４の(Ａ)は図３と同方向(正面側)から見た部分破断斜視図、図４の(Ｂ)は背面側から見た部分破断斜視図である。又、図５は分解斜視図、図６は図４に対応する仲介駆動機構１２０の外側部分の構成を示す破断斜視図である。

仲介駆動機構１２０は、図示中央に設けられた入力部１２２、入力部１２２の一端側に設けられた第１揺動カム１２４、第１揺動カム１２４とは反対側に設けられた第２揺動カム１２６及び内部に配置されたスライダギア１２８を備えている。

入力部１２２のハウジング１２２ａは内部に軸方向に空間を形成し、この空間の内周面には軸方向に右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２２ｂを形成している。又、ハウジング１２２ａの外周面からは平行な２つのアーム１２２ｃ，１２２ｄが突出して形成されている。これらアーム１２２ｃ，１２２ｄの先端には、ハウジング１２２ａの軸方向と平行なシャフト１２２ｅが掛け渡され、ローラ１２２ｆが回転可能に取り付けられている。尚、図１に示したごとくローラ１２２ｆは、スプリング１２２ｇの付勢力がアーム１２２ｃ，１２２ｄあるいはハウジング１２２ａに与えられていることにより、吸気カム４５ａ側に常に接触するようにされている。このスプリング１２２ｇは、入力部１２２とシリンダヘッド８あるいは支持パイプ１３０との間に設けられている。

第１揺動カム１２４のハウジング１２４ａは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２４ｂを形成している。又、このハウジング１２４ａの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２４ｃにて一端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２４ｄが突出して形成されている。このノーズ１２４ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２４ｅを形成している。

第２揺動カム１２６のハウジング１２６ａは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２６ｂを形成している。又、このハウジング１２６ａの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２６ｃにて一端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１２６ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２６ｅを形成している。

これらの第１揺動カム１２４および第２揺動カム１２６は、図５に示したごとく軸受部１２４ｃ，１２６ｃを外側にして、入力部１２２に対して両側から各端面を同軸上で接触させるように配置され、全体が図３に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。

入力部１２２及び２つの揺動カム１２４，１２６から構成される内部空間には、スライダギア１２８が配置されている。スライダギア１２８の詳細を図７〜９に示す。図７の(Ａ)は平面図、(Ｂ)は正面図、(Ｃ)は右側面図である。図８は斜視図、図９は軸に沿って垂直に破断した場合の破断斜視図を示している。

スライダギア１２８は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジの螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン１２８ａが形成されている。この入力用ヘリカルスプライン１２８ａの一端側には小径部１２８ｂを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃが形成されている。第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃとは反対側には小径部１２８ｄを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅが形成されている。尚、これら出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅは入力用ヘリカルスプライン１２８ａに対して外径が小さく形成されている。

スライダギア１２８の内部には中心軸方向に貫通孔１２８ｆが形成されている。そして入力用ヘリカルスプライン１２８ａの位置で、貫通孔１２８ｆの内周面には周方向に周溝１２８ｇが形成されている。この周溝１２８ｇには一カ所にて径方向に外部に貫通するピン挿入孔１２８ｈが形成されている。

スライダギア１２８の貫通孔１２８ｆ内には、図１０(Ａ)の斜視図に一部分を示している支持パイプ１３０が周方向に摺動可能に配置される。図２に示したごとく、この支持パイプ１３０は全仲介駆動機構１２０に共通の１本が設けられている。支持パイプ１３０には各仲介駆動機構１２０に対応する位置に軸方向に長く形成された長孔１３０ａが開口している。

更に支持パイプ１３０内には、図１０(Ｂ)の斜視図に一部分を示しているコントロールシャフト１３２が、図１０(Ｃ)に示すごとく軸方向に摺動可能に貫通して配置されている。このコントロールシャフト１３２の全体図を図１１の斜視図に示す。コントロールシャフト１３２は、４本の係合部１３２ｃと４本の連結シャフト１３２ｄとから構成されている。これら係合部１３２ｃと連結シャフト１３２ｄとは別体に構成されて、支持パイプ１３０内に交互にそれぞれ端面を当接した状態で配置されることで、コントロールシャフト１３２が形成されている。

この内、係合部１３２ｃと連結シャフト１３２ｄとは、同径のシャフトであるが、係合部１３２ｃは連結シャフト１３２ｄに比較して可成り短く形成されている。係合部１３２ｃは鋳鋼、鋳鉄などの鉄系材料からなり、高強度の材質である。連結シャフト１３２ｄはシリンダヘッド８と同じくアルミニウム合金材料からなる。

各連結シャフト１３２ｄは丸棒状に形成されたものであるが、各係合部１３２ｃは図１０(Ｂ)に示したごとく軸直角方向の支持穴１３２ｂが設けられている。この支持穴１３２ｂにはそれぞれコントロールピン１３２ａの基端部が挿入されることにより、コントロールピン１３２ａが軸直角方向に突出するように支持されている。尚、コントロールピン１３２ａは係合部１３２ｃと同じく鋳鋼、鋳鉄などの鉄系材料からなり、高強度の材質である。

そしてコントロールシャフト１３２が支持パイプ１３０の内部に配置されている状態では、各コントロールピン１３２ａの先端は、支持パイプ１３０に形成されている軸方向の長孔１３０ａを貫通し、図１２の部分破断図に示すごとくスライダギア１２８の内周面に形成されている周溝１２８ｇに挿入されている。

図１１に示したごとく、コントロールシャフト１３２の一端側の連結シャフト１３２ｄは、スライドアクチュエータ１００側のボールネジシャフト１００ｅにより軸方向での駆動力を受ける。そしてコントロールシャフト１３２の他端側の係合部１３２ｃは、付勢機構１０２（図２）の内部に設けられた押圧スプリング１０２ａにより、スプリングシート１０２ｂに設けられている押圧シャフト１０２ｃ及び補助シャフト１３３を介して、スライドアクチュエータ１００側への付勢力を与えられている。

尚、吸気カム４５ａの駆動力を仲介する際に、４つの仲介駆動機構１２０は、内部のスプライン機構により各コントロールピン１３２ａを介して、コントロールシャフト１３２に対して、付勢機構１０２方向への軸力を生じさせている。押圧スプリング１０２ａの付勢力は、これら４つの仲介駆動機構１２０から生じている全軸力よりも少し大きく設定されている。

したがってコントロールシャフト１３２全体を付勢機構１０２側（矢印Ｌ方向）へ移動させる場合には、スライドアクチュエータ１００は、押圧スプリング１０２ａの付勢力の内で仲介駆動機構１２０が生じている全軸力よりも大きい部分の付勢力に抗してボールネジシャフト１００ｅを移動させることになる。又、逆方向（矢印Ｈ方向）へコントロールシャフト１３２を移動させる場合には、スライドアクチュエータ１００は前記付勢力に対抗するボールネジシャフト１００ｅの駆動力を弱める、あるいは逆方向の駆動力とする。このことで前記付勢力を利用してコントロールシャフト１３２を移動させることになる。

このようにボールネジシャフト１００ｅを、付勢機構１０２側（矢印Ｌ方向）へ移動させた場合は、補助シャフト１３３を介して付勢機構１０２から与えられる付勢力により、４本の係合部１３２ｃと４本の連結シャフト１３２ｄとは当接状態を維持したまま付勢機構１０２側へ移動する。このことにより入力部１２２と揺動カム１２４，１２６とが形成している各仲介駆動機構１２０の内部空間内において、各係合部１３２ｃのコントロールピン１３２ａが係止している全てのスライダギア１２８を、ボールネジシャフト１００ｅの移動量と同じ移動量で、Ｌ方向（図４）へ移動させることができる。

逆に、前記付勢力に対抗する力を弱めることにより、あるいは逆方向の駆動力によりボールネジシャフト１００ｅを押圧スプリング１０２ａの付勢方向と同じ側（矢印Ｈ方向）へ移動させた場合も同様である。すなわち前記付勢力により４本の係合部１３２ｃと４本の連結シャフト１３２ｄとは当接状態を維持したままスライドアクチュエータ１００側へ移動する。このことにより各仲介駆動機構１２０の内部空間内において、各係合部１３２ｃのコントロールピン１３２ａが係止している全てのスライダギア１２８を、ボールネジシャフト１００ｅの移動量と同じ移動量で、Ｈ方向（図４）へ移動させることができる。

このように４本の係合部１３２ｃと４本の連結シャフト１３２ｄとを別体に形成して支持パイプ１３０内で単に端面を当接した状態とされたコントロールシャフト１３２であっても、常に付勢機構１０２により端面の当接状態が維持されるので各スライダギア１２８を同じ移動量で移動させることができる。

このように各スライダギア１２８はコントロールシャフト１３２の移動により軸方向位置が決定される。しかし図１２に示したごとく、各スライダギア１２８は周溝１２８ｇにてコントロールピン１３２ａに係止されているので、軸周りについてはコントロールピン１３２ａの位置に関わらず揺動可能となっている。

スライダギア１２８内では、入力用ヘリカルスプライン１２８ａは入力部１２２内部のヘリカルスプライン１２２ｂに噛み合わされている。そして第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃは第１揺動カム１２４内部のヘリカルスプライン１２４ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅは第２揺動カム１２６内部のヘリカルスプライン１２６ｂに噛み合わされている。

そして各仲介駆動機構１２０は、図２に示したごとく、揺動カム１２４，１２６の軸受部１２４ｃ，１２６ｃ側にてシリンダヘッド８に設けられた軸受１３６に接触し、２つの軸受１３６の間に挟まれて、軸周りには揺動可能であるが軸方向に移動するのが阻止されている。このためコントロールシャフト１３２がスライダギア１２８を軸方向に移動させても、入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６は軸方向に移動することはない。

このため仲介駆動機構１２０の内部空間内でスライダギア１２８の軸方向移動量を調節することにより、ヘリカルスプライン１２８ａ，１２２ｂ，１２８ｃ，１２４ｂ，１２８ｅ，１２６ｂの機能により、入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との位相差を変更できる。そしてこのことにより、ローラ１２２ｆとノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位置関係を変更することができる。

尚、可変動弁機構の取り付けは次のように行われる。すなわち支持パイプ１３０内に、図１１に示した配列で交互に連結シャフト１３２ｄと係合部１３２ｃとを挿入する。そして図５に示すごとく４つのスライダギア１２８の貫通孔１２８ｆに支持パイプ１３０を挿入して、各長孔１３０ａの位置にそれぞれスライダギア１２８を配置する。そして、スライダギア１２８のピン挿入孔１２８ｈから長孔１３０ａを介して支持穴１３２ｂにコントロールピン１３２ａの基端部を挿入する。そして支持パイプ１３０とコントロールシャフト１３２との一体物と、スライダギア１２８とを相対的に回転させることにより、コントロールピン１３２ａをピン挿入孔１２８ｈの位相位置から十分に離れた位相位置に配置する。このことによりスライダギア１２８が支持パイプ１３０とコントロールシャフト１３２との一体物に対して相対的に揺動してもコントロールピン１３２ａが支持穴１３２ｂから脱落しないようにする。その後、入力部１２２と揺動カム１２４，１２６とをスライダギア１２８に組み合わせる。

そして図２に示したごとくシリンダヘッド８上に配置して固定し、コントロールシャフト１３２の一端側にスライドアクチュエータ１００を取り付ける。更にコントロールシャフト１３２の他端側に補助シャフト１３３を配置して、この補助シャフト１３３を押圧シャフト１０２ｃにて押圧するようにして、軸受１３６に付勢機構１０２を取り付ける。このように構成することにより、前述したごとくスライドアクチュエータ１００によりローラ１２２ｆとノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位置関係を変更でき、このことで吸気バルブ１２のバルブリフト量を調節できる。

ここで図１３は、スライドアクチュエータ１００の駆動力を調節して、ボールネジシャフト１００ｅにて、付勢機構１０２の付勢力に抗してコントロールシャフト１３２を最大限Ｌ方向（図３，４の矢印）へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図１３(Ａ)が閉弁時、図１３(Ｂ)が開弁時である。この場合には入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの相対的位置関係が最も近い状態となる。このため、図１３(Ｂ)に示すごとく吸気カム４５ａが最大限に入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げても、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄのカム面１２４ｅ，１２６ｅによるロッカーローラ５２ａの押し下げ量は最小となり、吸気バルブ１２のバルブリフト量は最小となる。したがって吸気ポート１４から燃焼室１０内への吸入空気量も最小限の状態となる。

図１４は、スライドアクチュエータ１００の駆動力を調節して、ボールネジシャフト１００ｅを付勢機構１０２の付勢力と同方向に移動させ、付勢機構１０２の付勢力を利用してコントロールシャフト１３２を最大限Ｈ方向（図３，４の矢印）へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図１４(Ａ)が閉弁時、図１４(Ｂ)が開弁時である。この場合には入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの相対的位置関係が最も遠い状態となる。このため、図１４(Ｂ)に示すごとく吸気カム４５ａが最大限に入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げた時には、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄのカム面１２４ｅ，１２６ｅによるロッカーローラ５２ａの押し下げ量は最大となり、吸気バルブ１２のバルブリフト量は最大となる。したがって吸気ポート１４から燃焼室１０内への吸入空気量も最大限の状態となる。

このようにスライドアクチュエータ１００と付勢機構１０２との協働によりコントロールシャフト１３２の軸方向位置を調節することで、図１３の状態と図１４の状態との間で連続的に吸気バルブ１２のバルブリフト量を調節できる。このことによりスロットルバルブによることなく、吸入空気量の調節が可能となる。

そしてこのようなコントロールシャフト１３２の軸方向位置調節において、図１５の縦断面図に示すごとく、コントロールピン１３２ａはスライダギア１２８の周溝１２８ｇから、矢印で示した方向の反力を交互に、あるいは強弱のある反力を繰り返し受ける。このためにコントロールピン１３２ａ及びこれを支持している支持穴１３２ｂが形成されている係合部１３２ｃには、鉄系材料を用いている。そして前記反力の影響を直接受けない連結シャフト１３２ｄにはアルミニウム合金材料を用いている。ここでは補助シャフト１３３は連結シャフト１３２ｄと同じくアルミニウム合金材料であるが、鉄系材料でも良い。

尚、前記図１３(Ｂ)に示したごとく吸気バルブ１２のバルブリフト量の最小状態は或る程度の開度が存在したが、バルブリフト量「０」すなわち吸気バルブ１２を完全に閉じたままにしても良く、この場合には吸入空気量は「０」となる。

上述した構成において、請求項との関係は、スライダギア１２８がバルブ特性操作部に相当し、スライドアクチュエータ１００がアクチュエータに相当し、付勢機構１０２が付勢手段に相当する。揺動カム１２４，１２６が出力部に相当し、入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂとスライダギア１２８の入力用ヘリカルスプライン１２８ａとの組み合わせが第１スプライン機構に相当する。揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂとスライダギア１２８のヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅとの組み合わせが第２スプライン機構に相当する。ここで第１スプライン機構は右ネジタイプであり、第２スプライン機構は左ネジタイプであるので、ねじれ角が異なる。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．コントロールシャフト１３２においては、スライダギア１２８にコントロールピン１３２ａにて係合する係合部１３２ｃは、前述したごとく強度が要求されるので高強度の鉄系材料が用いられている。そしてコントロールシャフト１３２の他の部分、すなわち連結シャフト１３２ｄでは、係合部１３２ｃほどの強度は必要ないので、シリンダヘッド８と同じアルミニウム合金材料を用いている。このためコントロールシャフト１３２全体を鉄系材料とする場合よりも、コントロールシャフト１３２の熱膨張率をシリンダヘッド８に近づけることができる。具体的には鉄系材料の線膨張係数（線膨張率）は１０〜１２×１０^-6（１／℃）程度であるが、アルミニウム合金材料の線膨張係数は２４〜２５×１０^-6（１／℃）程度である。したがって鉄系材料のみをコントロールシャフト１３２に用いた場合に比較し、コントロールシャフト１３２の熱膨張率をシリンダヘッド８に近づけることができる。

このため温度雰囲気が変化してもシリンダヘッド８上の各部材間隔（ここでは各軸受１３６とスライドアクチュエータ１００の取り付け位置との間隔）と、スライドアクチュエータ１００からコントロールシャフト１３２の各係合部１３２ｃまでの距離との関係に変化が生じにくくなる。すなわちシリンダヘッド８に対する係合部１３２ｃの位置ずれが抑制される。

本実施の形態の場合には、係合部１３２ｃの軸方向長さは、連結シャフト１３２ｄよりも十分に短く、コントロールシャフト１３２全体の長さの１０〜２０％程度である。このためコントロールシャフト１３２全体の熱膨張率は、アルミニウム合金材料のみを用いた場合と大きな差はなく、前記温度雰囲気変化による影響は極めて小さくなる。

そしてコントロールシャフト１３２の係合部１３２ｃでは鉄系材料が用いられていることにより、前述したごとく係合部１３２ｃにおける強度が十分に維持され、係合部１３２ｃの部分でコントロールシャフト１３２が変形することが防止される。

このことにより本実施の形態の可変動弁機構は、コントロールシャフト１３２の強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
（ロ）．スライドアクチュエータ１００が配置されている端部側とは反対側の端部で、付勢機構１０２が補助シャフト１３３を介してコントロールシャフト１３２をスライドアクチュエータ１００側に向けて付勢している。このためコントロールシャフト１３２は係合部１３２ｃと連結シャフト１３２ｄとを一体にして形成する必要はなく、別体でも係合部１３２ｃと連結シャフト１３２ｄとは常に端面にて当接した状態にある。したがってスライドアクチュエータ１００は、常に係合部１３２ｃと連結シャフト１３２ｄとの当接状態を維持してコントロールシャフト１３２を軸方向に移動させることができる。このように材質の異なる係合部１３２ｃと連結シャフト１３２ｄとを接合する必要が無いので、コントロールシャフト１３２の製造が容易となる。

係合部１３２ｃと連結シャフト１３２ｄとは丸棒状であり、各端面は平面状である。更に係合部１３２ｃについては丸穴状の支持穴１３２ｂを形成するのみであって、形状が単純である。そして係合部１３２ｃと連結シャフト１３２ｄとの各長さを高精度に形成すればコントロールピン１３２ａの位置が正確に設定できるようになることからも、コントロールシャフト１３２の製造が容易である。

しかもコントロールシャフト１３２の長さの調節や、エンジンによりコントロールシャフト１３２の長さを変更する場合にも、長さの異なる連結シャフト１３２ｄに取り替えるのみで適用可能であるので、係合部１３２ｃが共通化できコントロールシャフト１３２の製造コストを抑制できる。

（ハ）．付勢機構１０２の押圧スプリング１０２ａは、４つの仲介駆動機構１２０が発生する軸力に対抗して、この軸力よりも少し大きい付勢力をコントロールシャフト１３２に与えている。このためスライドアクチュエータ１００は小さい出力でも、係合部１３２ｃと連結シャフト１３２ｄとの当接状態を維持したまま、コントロールシャフト１３２の軸方向位置を調節することができる。

したがって可変動弁機構の駆動時の消費エネルギーも抑制することができるとともに、モータ１００ａも小型のものが採用可能であるので、エンジン２の小型化や軽量化に貢献できる。

［実施の形態２］
本実施の形態のコントロールシャフト２３２は、図１６に示すごとく４つの係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４と４つの連結シャフト２３２ｄ−１〜２３２ｄ−４とからなる。この内、連結シャフト２３２ｄ−１〜２３２ｄ−４にはシリンダヘッド８の材質よりも熱膨張率の大きい材質の材料を用いている。そして鉄系材料からなる係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４との組み合わせにより、コントロールシャフト２３２全体でシリンダヘッド８の熱膨張率と略同一の熱膨張率となるように設計されていることを特徴としている。尚、コントロールピン２３２ａ−１〜２３２ａ−４は鉄系材料である。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので同一の符号を用いて説明する。

ここで、係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４に線膨張係数がａ（１／℃）の鉄系材料、連結シャフト２３２ｄ−１〜２３２ｄ−４に線膨張係数がｂ（１／℃）のアルミニウム合金材料、シリンダヘッド８に線膨張係数がｃ（１／℃）のアルミニウム合金材料を用いているものとする。ここで、ａ＜ｃ＜ｂとなるように連結シャフト２３２ｄ−１〜２３２ｄ−４の材質を選択する。

このようにするとシャフト位置センサ１００ｄが設けられているスライドアクチュエータ１００に最も近いコントロールピン２３２ａ−１の位置での合成された線膨張係数ｄ１は図１７のグラフに実線にて示すごとくとなる。

ここで図１６に示したごとく、ｘ１＝連結シャフト２３２ｄ−１の長さ、ｙ１／２＝係合部２３２ｃ−１の長さｙ１の内で連結シャフト２３２ｄ−１との当接面からコントロールピン２３２ａ−１までの長さとすると、ＲＸ：ＲＹ＝ｘ１：(ｙ１／２)の関係になる。

したがってｘ１：(ｙ１／２)を調節することにより、線膨張係数ｄ１を、シリンダヘッド８の線膨張係数ｃに一致させることができる。
ここで「ＲＸ／ＲＹ」を線膨張係数ａ，ｂ，ｃを用いて表すと、「(ｃ−ａ)／(ｂ−ｃ)」となるので、次の式１の関係が成立する。

(ｃ−ａ)／(ｂ−ｃ) ＝ ｘ１／(ｙ１／２) … ［式１］
上記式１からｘ１を導くと次式２のごとくとなる。
ｘ１ ＝ ｙ１×(ｃ−ａ)／２×(ｂ−ｃ) … ［式２］
スライドアクチュエータ１００に最も近い仲介駆動機構１２０とスライドアクチュエータ１００との距離を反映した値(ｘ１＋ｙ１／２)がＬであるとすると、次式３のごとくｙ１が表される。

ｙ１ ＝ ２(Ｌ−ｘ１) … ［式３］
したがって前記式２のｙ１に上記式３の右辺を代入すると、次式４に示すごとくｘ１が決定し、更に次式５のごとくｙ１も決定する。

ｘ１ ＝ Ｌ(ｃ−ａ)／(ｂ−ａ) … ［式４］
ｙ１ ＝ ２Ｌ(ｂ−ｃ)／(ｂ−ａ) … ［式５］
同様にしてスライドアクチュエータ１００側から２番目のコントロールピン２３２ａ−２の位置での合成された線膨張係数ｄ２についても図１７のグラフと同様である。ここでｘ２＝連結シャフト２３２ｄ−２の長さ、ｙ２／２＝係合部２３２ｃ−２の長さｙ２の内で連結シャフト２３２ｄ−２との当接面からコントロールピン２３２ａ−２までの長さとすると、ＲＸ：ＲＹ＝ｘ１＋ｘ２：(ｙ１＋ｙ２／２)の関係になる。

したがって次式６の関係が成立する。
(ｃ−ａ)／(ｂ−ｃ) ＝ (ｘ１＋ｘ２)／(ｙ１＋ｙ２／２) …［式６］
上記式６からｘ２を導くと次式７のごとくとなる。

ｘ２ ＝ ｛(ｙ１＋ｙ２／２)×(ｃ−ａ)／(ｂ−ｃ)｝−ｘ１
… ［式７］
ｘ１，ｙ１は前記式４，５で決定している。そして仲介駆動機構１２０間の距離(ｙ１／２＋ｘ２＋ｙ２／２)がＭであるとするとすると、次式８のごとくｙ２が表される。

ｙ２ ＝ ２(Ｍ−ｙ１／２−ｘ２) … ［式８］
したがって前記式７のｙ２に上記式８の右辺を代入して、次式９に示すごとくｘ２が決定する。

ｘ２＝｛(ｙ１／２＋Ｍ)(ｃ−ａ)−ｘ１(ｂ−ｃ)｝／(ｂ−ａ)
… ［式９］
ｘ２が決定されたので、更に、ｙ２についても前記式８から決定される。

同様にしてスライドアクチュエータ１００側から３番目のコントロールピン２３２ａ−３の位置での合成された線膨張係数ｄ３についても図１７のグラフと同様である。ここでｘ３＝連結シャフト２３２ｄ−３の長さ、ｙ３／２＝係合部２３２ｃ−３の長さｙ３の内で連結シャフト２３２ｄ−３との当接面からコントロールピン２３２ａ−３までの長さとすると、ＲＸ：ＲＹ＝ｘ１＋ｘ２＋ｘ３：(ｙ１＋ｙ２＋ｙ３／２)の関係になる。

したがって次式１０の関係が成立する。
(ｃ−ａ)／(ｂ−ｃ) ＝ (ｘ１＋ｘ２＋ｘ３)／(ｙ１＋ｙ２＋ｙ３／２)
… ［式１０］
上記式１０からｘ３を導くと次式１１のごとくとなる。

ｘ３＝｛(ｙ１＋ｙ２＋ｙ３／２)×(ｃ−ａ)／(ｂ−ｃ)｝−(ｘ１＋ｘ２)
… ［式１１］
ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２は前記式４，５，８，９で決定している。そして仲介駆動機構１２０間の距離(ｙ２／２＋ｘ３＋ｙ３／２)はＭであるので、次式１２のごとくｙ３が表される。

ｙ３ ＝ ２(Ｍ−ｙ２／２−ｘ３) … ［式１２］
したがって前記式１１のｙ３に上記式１２の右辺を代入して、次式１３に示すごとくｘ３が決定する。
ｘ３＝｛(ｙ１＋ｙ２／２＋Ｍ)(ｃ−ａ)−(ｘ１＋ｘ２)(ｂ−ｃ)｝／(ｂ−ａ)
… ［式１３］
ｘ３が決定されたので、更にｙ３についても前記式１２から決定される。

同様にしてスライドアクチュエータ１００側から４番目のコントロールピン２３２ａ−４の位置での合成された線膨張係数ｄ４についても図１７のグラフと同様である。ここでｘ４＝連結シャフト２３２ｄ−４の長さ、ｙ４／２＝係合部２３２ｃ−４の長さｙ４の内で連結シャフト２３２ｄ−４との当接面からコントロールピン２３２ａ−４までの長さとすると、ＲＸ：ＲＹ＝ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４：(ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＋ｙ４／２)の関係になる。

したがって次式１４の関係が成立する。
(ｃ−ａ)／(ｂ−ｃ) ＝
(ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４)／(ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＋ｙ４／２)
… ［式１４］
上記式１４からｘ４を導くと次式１５のごとくとなる。

ｘ４＝｛(ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＋ｙ４／２)×(ｃ−ａ)／(ｂ−ｃ)｝
−(ｘ１＋ｘ２＋ｘ３) … ［式１５］
ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｙ１，ｙ２，ｙ３は前記式４，５，８，９，１２，１３で決定している。そして仲介駆動機構１２０間の距離(ｙ３／２＋ｘ４＋ｙ４／２)はＭであるので、次式１６のごとくｙ４が表される。

ｙ４ ＝ ２(Ｍ−ｙ３／２−ｘ４) … ［式１６］
したがって上記式１５のｙ４に上記式１６の右辺を代入して、次式１７に示すごとくｘ４が決定する。
ｘ４＝｛(ｙ１＋ｙ２＋ｙ３／２＋Ｍ)(ｃ−ａ)−(ｘ１＋ｘ２＋ｘ３)(ｂ−ｃ)｝
／(ｂ−ａ)
… ［式１７］
ｘ４が決定されたので、更にｙ４についても前記式１６から決定される。

このようにして連結シャフト２３２ｄ−１〜２３２ｄ−４と係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４との全ての長さｘ１〜ｘ４，ｙ１〜ｙ４が決定される。そして、この長さｘ１〜ｘ４，ｙ１〜ｙ４の連結シャフト２３２ｄ−１〜２３２ｄ−４と係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４とを形成して、前記実施の形態１にて説明したごとくに可変動弁機構のコントロールシャフト２３２として組み込む。このことにより、シリンダヘッド８の熱膨張率とコントロールシャフト２３２の熱膨張率とは略同一となり、雰囲気温度が変化しても仲介駆動機構１２０に対する駆動制御にずれを生じさせることが防止できる。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４の材質と長さ、及び連結シャフト２３２ｄ−１〜２３２ｄ−４の材質と長さを上述のごとく設定することで、コントロールシャフト２３２全体の熱膨張率を、シリンダヘッド８の熱膨張率と略同一にしている。したがって温度雰囲気が変化してもシリンダヘッド８に対する係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４の位置ずれが防止される。

そしてこれら係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４では鉄系材料が用いられていることにより、係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４における強度が維持され、係合部２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４でコントロールシャフト２３２が変形することが防止される。

このことにより本実施の形態の可変動弁機構は、コントロールシャフト２３２の強度を維持して、かつ一層高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
（ロ）．前記実施の形態１の（ロ）、（ハ）の効果を生じる。

［実施の形態３］
本実施の形態では、図１８の(Ａ)に示すごとくコントロールシャフト２８２は１本のシャフト本体２８２ｄを備えている。シャフト本体２８２ｄは、シリンダヘッドと同一の材料、あるいはシリンダヘッドの熱膨張率と略同一のアルミニウム合金材料で一体に形成されている。

図１８の(Ｂ)に示すごとく、シャフト本体２８２ｄには軸方向に長い矩形長穴２８２ｅが気筒数分、形成されて、この矩形長穴２８２ｅの内部空間と同一形状に形成されている係合部２８２ｃが埋設状態で収納されている。

係合部２８２ｃには支持穴２８２ｂが形成されており、図１９の断面図に示すごとくコントロールピン２８２ａの基部が挿入されて支持されている。係合部２８２ｃ及びコントロールピン２８２ａは共に高強度の鉄系材料が用いられている。

このようなコントロールシャフト２８２全体が前記実施の形態１にて説明した支持パイプに収納されている。そして各係合部２８２ｃは、支持しているコントロールピン２８２ａを介して前記実施の形態１にて説明した仲介駆動機構のスライダギアに係合する。そして図１１に示したごとくコントロールシャフト２８２の両側にはスライドアクチュエータと付勢機構とが配置されることで、前記実施の形態１に説明したごとく吸気バルブのバルブ特性を変更することができる。他の構成は前記実施の形態１と同じである。

以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．係合部２８２ｃは、スライダギアに対してコントロールピン２８２ａを介して係合すると共に、コントロールピン２８２ａを支持するためにコントロールシャフト２８２においてコントロールピン２８２ａの周辺のみに設けられている。

したがってコントロールシャフト２８２における他の部分に相当するシャフト本体２８２ｄは、係合部２８２ｃを矩形長穴２８２ｅにて埋設状態で支持することで、シャフト本体２８２ｄの全てを一体に形成できる。このようにコントロールシャフト２８２は軸方向においてシャフト本体２８２ｄの材質の連続性が維持されている。

このシャフト本体２８２ｄは、係合部２８２ｃほどの強度は必要ないので、シリンダヘッドと同一の材料、あるいはシリンダヘッドの熱膨張率と略同一のアルミニウム合金材料を用いることができる。このためコントロールシャフト２８２全体はシャフト本体２８２ｄの熱膨張率が支配的となり、コントロールシャフト２８２の熱膨張率をシリンダヘッドと略同一にすることができる。

したがって温度雰囲気が変化してもシリンダヘッドに対する係合部２８２ｃの位置ずれが効果的に抑制される。そして係合部２８２ｃでは鉄系材料が用いられていることにより、強度が十分に維持され、係合部２８２ｃの部分でコントロールシャフト２８２が変形することが防止される。

このことにより本実施の形態の可変動弁機構は、コントロールシャフト２８２の強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
したがって前記実施の形態１の（イ）の効果を、より高めることができる。

（ロ）．前記実施の形態１の（ハ）の効果を生じる。
［実施の形態４］
本実施の形態では、図２０の斜視図に示すごとくコントロールシャフト３０２は全体が１本の鉄系材料から形成されている。ボールネジシャフト３０２ｂもここではコントロールシャフト３０２に一体化されている。したがってコントロールシャフト３０２の強度上の問題は存在しない。各コントロールピン３０２ａも鉄系材料にて形成されている。エンジン側のシリンダヘッドについてはアルミニウム合金にて形成されている。尚、シリンダヘッドには他の実施の形態と同様にカムキャリアも含まれている。

コントロールシャフト３０２が可変動弁機構に組み込まれた状態を図２１の斜視図に示す。尚、図２１の例では各仲介駆動機構３２０は、前記実施の形態１とは基本的な構成は同じであるが配置が逆となっている。このことにより吸気カム３４５ａによって仲介駆動機構３２０は前記実施の形態１とは逆方向に揺動するが、揺動によるバルブ駆動機能は同じである。吸気バルブ３１２の開閉状態を示すためにバルブシート３１４を各吸気バルブ３１２に対応してリング形状で示している。

この構成においてもボールネジシャフト３０２ｂがスライドアクチュエータにより図示矢印のＨ方向へ移動すると、ノーズ３２６ｄとローラ３２２ｆとが離れて、吸気バルブ３１２のバルブ特性（ここではバルブ作用角及びバルブリフト量の両者）は増大する。又、Ｌ方向へ移動するとノーズ３２６ｄとローラ３２２ｆとが近づいて、吸気バルブ３１２のバルブ作用角及びバルブリフト量は減少する。

本実施の形態においては吸気バルブ３１２のバルブクリアランスを調節しているラッシュアジャスタ３５０ａ，３５０ｂ，３５０ｃ，３５０ｄのリークダウン特性が各気筒毎に異なっている。ここでリークダウン特性とは、定荷重が加えられた場合にラッシュアジャスタ３５０ａ〜３５０ｄ内部の作動油の漏れによる沈み込みを生じる特性である。リークダウン特性値が大きいほど、バルブ駆動時におけるローラロッカーアーム３５２に対するラッシュアジャスタ３５０ａ〜３５０ｄの支持部の沈み込み量（以下「リークダウン量」と称する）が大きくなる。このことによりコントロールシャフト３０２が同一のシャフト位置であっても、リークダウン特性値が大きいほど吸気バルブ３１２のバルブ作用角及びバルブリフト量は減少する。

各ラッシュアジャスタ３５０ａ〜３５０ｄのリークダウン特性値は、図２２に示すごとく、第１気筒（以下「＃１」で表示）のラッシュアジャスタ３５０ａのリークダウン特性値ＬＤ１が最も大きくされている。そして第２気筒（以下「＃２」で表示）のラッシュアジャスタ３５０ｂ、第３気筒（以下「＃３」で表示）のラッシュアジャスタ３５０ｃ、第４気筒（以下「＃４」で表示）のラッシュアジャスタ３５０ｄとなるに従ってリークダウン特性値ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４が小さく設定されている。

すなわち＃１側ではコントロールシャフト３０２による調節量に比較してリークダウンによるバルブ作用角及びバルブリフト量の減少量は最大であり、＃２，＃３，＃４に移行するに従って次第にリークダウンによる減少量は小さくされている。

ここで各仲介駆動機構３２０におけるボールネジシャフト３０２ｂ側の端面３２１の軸方向位置が常温（例えば２０℃）にてシム等にて調節されることにより、全気筒の吸気バルブ３１２のバルブ作用角及びバルブリフト量がばらつき無く同一となるようにされている。

このためエンジンの冷間時においては図２３の(Ａ)に示すごとく、シリンダヘッドとコントロールシャフト３０２との間の熱膨張率差によるバルブ作用角及びバルブリフト量の増加量は「０」で全気筒同一である。しかもこのような冷間時においては、油圧ポンプから各ラッシュアジャスタ３５０ａ〜３５０ｄに供給される作動油は温度が低いため高粘度である。このため図２２のごとくにリークダウン特性に差が存在しても、実際のリークダウンによるバルブ作用角及びバルブリフト量の減少量は図２３の(Ｂ)に示すごとく＃１〜＃４で大きな差はない。したがってスライドアクチュエータによる調節量と各気筒でのバルブ作用角及びバルブリフト量の関係は図２４に示すごとく大きなばらつきは生じていない。

エンジンの暖機後においては図２５の(Ａ)に示すごとくシリンダヘッドとコントロールシャフト３０２との間の熱膨張率差によるバルブ作用角及びバルブリフト量の増加量は、＃４，＃３，＃２，＃１の順で大きくなり、＃１と＃４とでは大きく異なる。しかし暖機後は各ラッシュアジャスタ３５０ａ〜３５０ｄに供給される作動油は温度が高くなっているため低粘度となる。このため図２２のごとくのリークダウン特性の感度が大きく出て、実際のリークダウンによるバルブ作用角及びバルブリフト量の減少量も図２５の(Ｂ)に示すごとく＃４，＃３，＃２，＃１の順で大きくなり、＃１と＃４とでは大きな差を生じる。本実施の形態では、暖機後において生じる熱膨張率差によるバルブ作用角及びバルブリフト量の増加量と、リークダウンによるバルブ作用角及びバルブリフト量の減少量とは完全に相殺されて＃１〜＃４において増減量が「０」となるように設定されている。したがってスライドアクチュエータによる調節量と各気筒でのバルブ作用角及びバルブリフト量の関係は図２６に示すごとく完全に一致してばらつきは生じない。

尚、比較例として、各ラッシュアジャスタ３５０ａ〜３５０ｄに全く同じリークダウン特性のものを用いた場合には、図２７に示すごとく、暖機後にはスライドアクチュエータによる調節量と各気筒でのバルブ作用角及びバルブリフト量の関係は大きなばらつきを生じてしまう。もし、比較例のごとく全気筒同じリークダウン特性のラッシュアジャスタで、暖機後での一致をねらったとしても、逆に冷間時において大きなずれを生じてしまい、冷間時と暖機時とでの両立は不可能である。

以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ラッシュアジャスタ３５０ａ〜３５０ｄは、リークダウン特性が小さければ仲介駆動機構３２０から伝達されるバルブ駆動量に対応するバルブ作用角及びバルブリフト量は大きいが、リークダウン特性が大きくなるにしたがってバルブ駆動量に対応するバルブ作用角及びバルブリフト量は小さくなる。

このリークダウン特性によるバルブ特性変化の感度は作動油の粘度に関係し、作動油の粘度が高ければラッシュアジャスタ３５０ａ〜３５０ｄ内部の作動油の漏れ量が少なくなることにより、リークダウン特性によるバルブ特性変化の感度は低くなる。すなわちラッシュアジャスタ３５０ａ〜３５０ｄ間にリークダウン特性の差が存在しても、作動油が高粘度であるとリークダウン特性の差がバルブ作用角及びバルブリフト量の差に現れにくくなり、作動油が低粘度になるとリークダウン特性の差がバルブ作用角及びバルブリフト量の差に現れ易くなる。

このため本実施の形態のごとく、各仲介駆動機構３２０に対するコントロールシャフト３０２とシリンダヘッドとの熱膨張率差により生じるバルブ作用角及びバルブリフト量のばらつきを抑制できるように気筒間でリークダウン特性に差を設けることで、エンジン暖機時においては、熱膨張率差は問題なくなる。

しかも熱膨張率差によるバルブ作用角及びバルブリフト量のばらつきが生じていないエンジン冷間時においては、低温のため作動油は高粘度であるので、リークダウン特性に差が有っても実際にはリークダウン特性によるバルブ作用角及びバルブリフト量の差は生じにくくなる。

このためコントロールシャフト３０２とシリンダヘッドとに熱膨張率差が有っても、エンジンの全温度領域においてバルブ作用角及びバルブリフト量のばらつきが生じるのを抑制できる。

このことにより本実施の形態の可変動弁機構は、コントロールシャフト３０２の強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
［実施の形態５］
本実施の形態では、前記実施の形態４と異なる点は図２８に示す全気筒のラッシュアジャスタ４５０ａ，４５０ｂ，４５０ｃ，４５０ｄのリークダウン特性が全て同じである点である。そして各気筒毎のラッシュアジャスタ４５０ａ〜４５０ｄにはそれぞれに油圧調節機構４４８ａ，４４８ｂ，４４８ｃ，４４８ｄを介して作動油が、エンジン駆動の油圧ポンプ４６４から供給されている。他の構成については前記実施の形態４の図２０，２１に示した構成と基本的に同一である。

ここでラッシュアジャスタ４５０ａ〜４５０ｄのリークダウン特性が同じであっても、供給される油圧により図２９に示すごとく、リークダウンによるバルブ作用角及びバルブリフト量の減少量は変化する。すなわち低油圧側ではリークダウン量が大きくなるためバルブ作用角及びバルブリフト量の減少量が大きくなり、高油圧側では逆にリークダウン量が小さくなるため前記減少量が小さくなる。

ＥＣＵ４６０は、前記図２９に示した現象を利用して、図３０に示すごとくの油圧制御マップから、各気筒のラッシュアジャスタ４５０ａ〜４５０ｄに対する供給油圧値をエンジン温度（ここでは冷却水温センサ４６２から得られるエンジン冷却水温度ＴＨＷ）に基づいて算出している。

例えば、冷間時であれば＃１〜＃４までの全気筒に対して同一の供給油圧値（Ｐ４）が油圧制御マップ（図３０）から得られる。したがってＥＣＵ４６０は、全ての油圧調節機構４４８ａ〜４４８ｄに対して、油圧ポンプ４６４から各ラッシュアジャスタ４５０ａ〜４５０ｄへ供給される油圧が供給油圧値Ｐ４となるように制御信号を出力する。

そしてエンジン冷却水温度ＴＨＷが上昇するに従って、油圧制御マップ（図３０）から得られる供給油圧値は気筒毎に異なる値となる。最もスライドアクチュエータに近い側（ボールネジシャフト４０２ｂ側）の＃４のラッシュアジャスタ４５０ｄが最も供給油圧値が高く、次に＃３のラッシュアジャスタ４５０ｃ、次に＃２のラッシュアジャスタ４５０ｂ、次に＃１のラッシュアジャスタ４５０ａの順に供給油圧値が低くなる。そして暖機後においては、例えば図３０に示すごとく、＃１の供給油圧値＝Ｐ１、＃２の供給油圧値＝Ｐ２、＃３の供給油圧値＝Ｐ３、＃４の供給油圧値＝Ｐ４となる。ここでＰ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４である。

このような供給油圧値Ｐ１〜Ｐ４の関係は、シリンダヘッドとコントロールシャフト４０２との熱膨張率差に応じた仲介駆動機構４２０によるバルブ作用角及びバルブリフト量の増加量を、リークダウンによるバルブ作用角及びバルブリフト量の減少量が相殺するように設定されている。

以上説明した本実施の形態５によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．図２９に示したごとくラッシュアジャスタ４５０ａ〜４５０ｄへの供給油圧を高めるとリークダウン量が少なくなりバルブ作用角及びバルブリフト量を大きく維持でき、低めるとリークダウン量は大きくなりバルブ作用角及びバルブリフト量が小さくなる。

このことを利用して、ＥＣＵ４６０では、シリンダヘッドとコントロールシャフト４０２との熱膨張率差によるバルブ作用角及びバルブリフト量の変化を防止するために、各ラッシュアジャスタ４５０ａ〜４５０ｄに対する供給油圧をエンジン温度（ここではエンジン冷却水温度ＴＨＷ）に応じて調節している。すなわち、図３０に示した油圧制御マップにより、エンジン冷却水温度ＴＨＷに応じて、＃４側から＃１側へ移行するに従ってラッシュアジャスタ４５０ａ〜４５０ｄへの供給油圧を小さくしている。

このように供給油圧を調節することにより、前記熱膨張率差により生じるバルブ作用角及びバルブリフト量のばらつきを、エンジンの全温度領域において抑制することができる。

このことにより本実施の形態の可変動弁機構は、コントロールシャフト４０２の強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
［実施の形態６］
本実施の形態では、前記実施の形態１と異なる構成は、図３１に示すごとく、支持パイプ内に配置されているコントロールシャフト５３２の係合部５３２ｃと連結シャフト５３２ｄとの長さの関係が、等間隔に配置されている仲介駆動機構の各間で異なっている。

すなわち前記実施の形態１では、前記図１１に示したごとく鋳鋼、鋳鉄などの鉄系材料からなる係合部１３２ｃは最低限の長さに形成し、シリンダヘッドと同じくアルミニウム合金材料からなる連結シャフト１３２ｄは最大限長く形成することにより、シリンダヘッド側との熱膨張率差をできるだけ小さくしていた。特に仲介駆動機構の各間では連結シャフト１３２ｄは同一の長さであった。

本実施の形態では、熱膨張率差に伴う全てのコントロールピン５３２ａの位置ずれがバルブ特性の制御上許容できる範囲となり、かつできるだけ連結シャフト５３２ｄが短くなるように、係合部５３２ｃと連結シャフト５３２ｄとの長さ関係が設定されている。

まず、スライドアクチュエータにて軸方向移動及び軸方向位置検出がなされるボールネジシャフト５００ｅの基端部５００ｆから、＃４のコントロールピン５３２ａ（＃４）までの間における長さ関係Ｒ４は図３２の(Ａ)に示すごとくとなる。すなわち連結シャフト５３２ｄ（＃４）の長さａ４と、残りのボールネジシャフト５００ｅ及び係合部５３２ｃ（＃４）が占める長さｂ４との関係は、コントロールピン５３２ａ（＃４）における冷間時と暖機時とでのシリンダヘッド側との間のずれ量Ｖ４が許容ずれ量（一点鎖線）以下となるように設定されている。図３２の(Ａ)〜(Ｄ)においては、斜めの実線が、連結シャフト５３２ｄの長さの比率が低くなるに従ってずれ量が大きくなる状態を示している。図３２全体において横軸がボールネジシャフト５００ｅの基端部５００ｆからの距離であり、斜めの破線はコントロールシャフトがすべて鋳鋼、鋳鉄などの鉄系材料からなる場合のずれ量である。

尚、本実施の形態では、ボールネジシャフト基端部５００ｆから＃４のコントロールピン５３２ａ（＃４）までの間にて、連結シャフト５３２ｄ（＃４）は設けずに全てボールネジシャフト５００ｅと係合部５３２ｃ（＃４）とで占めても良い。すなわち連結シャフト５３２ｄ（＃４）の長さａ４＝０（ｍｍ）であっても良い。

そして＃４のコントロールピン５３２ａ（＃４）から＃３のコントロールピン５３２ａ（＃３）までの間における長さ関係Ｒ３は、図３２の(Ｂ)に示すごとくとなる。すなわち連結シャフト５３２ｄ（＃３）の長さａ３と、残りの係合部５３２ｃ（＃３，＃４）が占める長さｂ３との関係は、コントロールピン５３２ａ（＃３）における冷間時と暖機時とでのシリンダヘッド側とのずれ量Ｖ３が、許容ずれ量以下となるように設定されている。尚、このずれ量Ｖ３には前記ずれ量Ｖ４が蓄積されている。又、本実施の形態では連結シャフト５３２ｄ（＃３）の長さａ３は、連結シャフト５３２ｄ（＃４）の長さａ４よりも長く設定されている。

更に、＃３のコントロールピン５３２ａ（＃３）から＃２のコントロールピン５３２ａ（＃２）までの間における長さ関係Ｒ２は、図３２の(Ｃ)に示すごとくとなる。すなわち連結シャフト５３２ｄ（＃２）の長さａ２と、残りの係合部５３２ｃ（＃２，＃３）が占める長さｂ２との関係は、コントロールピン５３２ａ（＃２）における冷間時と暖機時とでのシリンダヘッド側とのずれ量Ｖ２が、許容ずれ量以下となるように設定されている。このずれ量Ｖ２には前記ずれ量Ｖ３が蓄積されていると共に、連結シャフト５３２ｄ（＃２）の長さａ２は連結シャフト５３２ｄ（＃３）の長さａ３よりも長く設定されている。

更に、＃２のコントロールピン５３２ａ（＃２）から＃１のコントロールピン５３２ａ（＃１）までの間における長さ関係Ｒ１は、図３２の(Ｄ)に示すごとくとなる。すなわち連結シャフト５３２ｄ（＃１）の長さａ１と、残りの係合部５３２ｃ（＃１，＃２）が占める長さｂ１との関係は、コントロールピン５３２ａ（＃１）における冷間時と暖機時とでのシリンダヘッド側とのずれ量Ｖ１が、許容ずれ量以下となるように設定されている。このずれ量Ｖ１には前記ずれ量Ｖ２も蓄積されていると共に、連結シャフト５３２ｄ（＃１）の長さａ１は連結シャフト５３２ｄ（＃２）の長さａ２よりも長く設定されている。

そして＃１のコントロールピン５３２ａ（＃１）から付勢機構５０２までの構成についてはずれ量に関係ないのでアルミニウム合金材料からなる連結シャフトは設けられていない。

以上説明した本実施の形態６によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．連結シャフト５３２ｄ（＃１〜＃４）の材質をシリンダヘッドと同一とし、係合部５３２ｃ（＃１〜＃４）の材質をシリンダヘッドよりも小さい熱膨張率であるが高剛性の鋳鋼、鋳鉄などの鉄系材料としている。そして係合部５３２ｃ（＃１〜＃４）と連結シャフト５３２ｄ（＃１〜＃４）との長さ関係を、それぞれの位置での位置ずれ（Ｖ１〜Ｖ４）が許容範囲から外れないようにして、次第にスライドアクチュエータ側から離れるに従って連結シャフト５３２ｄ（＃１〜＃４）が占める割合を高くしている。すなわち係合部５３２ｃ（＃１〜＃４）に対する連結シャフト５３２ｄ（＃１〜＃４）の長さの比率を、スライドアクチュエータ側から離れるに従って次第に大きくしている。特に、仲介駆動機構の各間では、スライドアクチュエータ側から離れるに従って次第に連結シャフト５３２ｄ（＃１〜＃３）を長くしている（ａ３＜ａ２＜ａ１）。

請求項の他の部分に相当する連結シャフト５３２ｄ（＃１〜＃４）に用いる材質は、熱膨張率が大きいことを考慮して選択した材質であるため、強度の点あるいはコストの点から長くすることができない場合がある。ここではシリンダヘッドと同じアルミニウム合金材料を用いているので、コスト的に不利であり、更に太さが制限されている連結シャフト５３２ｄでは強度的にも不利となる。

したがってコントロールシャフト５３２をシリンダヘッドの熱膨張率にできるだけ近づけようとするのではなく、各コントロールピン５３２ａでの軸方向位置ずれを許容できる範囲に設定してなるべく連結シャフト５３２ｄの長さを短くする方が、強度的、コスト的に好ましい。

しかしスライドアクチュエータに近い方、すなわちボールネジシャフト５００ｅ側でこのように連結シャフト５３２ｄ（＃４あるいは＃３）を短くした場合に、スライドアクチュエータから離れるに従ってコントロールピン５３２ａ位置での係合部５３２ｃの軸方向位置ずれが蓄積する。したがってスライドアクチュエータから離れても連結シャフト５３２ｄと係合部５３２ｃとの長さが同一の比率では係合部５３２ｃの軸方向位置ずれが許容範囲から外れるおそれがある。

本実施の形態では上述したごとく連結シャフト５３２ｄ（＃１〜＃３）について、係合部５３２ｃ（＃１〜＃３）に対する長さの比率を、スライドアクチュエータ側から離れるに従って次第に大きく設定している。実際には、連結シャフト５３２ｄ（＃４）と係合部５３２ｃ（＃４）との長さ関係も含めて、スライドアクチュエータ側から離れるに従って次第に大きく設定している。

したがって、各係合部５３２ｃについてコントロールピン５３２ａでの軸方向位置ずれが許容範囲から外れるのを防止できると共に、コントロールシャフト５３２の強度低下及びコスト悪化を抑制することができる。

このことにより本実施の形態の可変動弁機構は、コントロールシャフト５３２の強度を維持して、かつ高精度なバルブ特性制御を可能とすることができる。
（ロ）．前記実施の形態１の（ロ）、（ハ）の効果を生じる。

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態１，２のコントロールシャフトにおいては、係合部と連結シャフトとは端面にて当接しただけの別体の状態であった。これ以外に、例えば図３３に示すごとく、係合部６３２ｃと連結シャフト６３２ｄとに雄ネジ部６３３ａと雌ネジ部６３３ｂとを形成して、係合部６３２ｃと連結シャフト６３２ｄとを螺合により一体化しても良い。あるいはその他の接合手法にて一体化しても良い。

更にスライドアクチュエータ１００のボールネジシャフト１００ｅと一体化すれば、付勢機構１０２を用いずに、スライドアクチュエータのみでコントロールシャフトの軸方向位置を調節することができる。尚、このように係合部、連結シャフト及びボールネジシャフトを一体化した場合も付勢機構１０２を用いてアシストしても良い。

（ｂ）．前記各実施の形態では軽合金系材料としてアルミニウム合金材料を用いたが、マグネシウム合金材料を用いても良い。
（ｃ）．スライドアクチュエータ１００は、電動モータとボールネジとの組み合わせであったが、これに限らず油圧その他の駆動力源を用いたものでも良い。

（ｄ）．前記実施の形態３ではシャフト本体２８２ｄはコントロールシャフト２８２全体で一体に形成されていたが、図１１に示したごとく気筒毎に別々に形成して端面を当接しても良い。又、図３３にて示したごとく螺合により一体化しても良い。あるいはその他の接合手法にて一体化しても良い。

又、図１８に示したような矩形長穴でなく他の形状の穴に係合部を配置しても良い。
（ｅ）．前記実施の形態６では、連結シャフトはシリンダヘッドと同じ材質であったが、シリンダヘッドとは異なる材質であって、係合部よりも熱膨張率が大きい材料を用いても良い。

実施の形態１としてのエンジン及び可変動弁機構の構成を説明する縦断面図。 同エンジンの平面図。 同可変動弁機構に用いられている仲介駆動機構の斜視図。 同仲介駆動機構の部分破断斜視図。 同仲介駆動機構の分解斜視図。 同仲介駆動機構の外側部分の破断斜視図。 同仲介駆動機構内に配置されるスライダギアの構成説明図。 同スライダギアの斜視図。 同スライダギアを軸に沿って垂直に破断した状態の斜視図。 同スライダギア内に貫通配置される支持パイプ及びコントロールシャフトの斜視図。 同コントロールシャフトの全体構成を示す斜視図。 前記仲介駆動機構の部分破断図。 同仲介駆動機構の動作説明図。 同仲介駆動機構の動作説明図。 同仲介駆動機構の動作における応力状態を示す縦断面図。 実施の形態２のコントロールシャフトの構成説明図。 同コントロールシャフトの長さ設定を説明するためのグラフ。 実施の形態３のコントロールシャフトの構成説明図。 実施の形態３のコントロールシャフトの断面図。 実施の形態４のコントロールシャフトの構成説明図。 実施の形態４の可変動弁機構の斜視図。 実施の形態４のラッシュアジャスタのリークダウン特性を示すグラフ。 実施の形態４の冷間時での熱膨張率差による作用角・リフト量の増加量とリークダウンによる作用角・リフト量の減少量とを示すグラフ。 実施の形態４の冷間時での各気筒におけるスライドアクチュエータによる調節量と作用角・リフト量との関係を示すグラフ。 実施の形態４の暖機後での熱膨張率差による作用角・リフト量の増加量とリークダウンによる作用角・リフト量の減少量とを示すグラフ。 実施の形態４の暖機後での各気筒におけるスライドアクチュエータによる調節量と作用角・リフト量との関係を示すグラフ。 比較例としての暖機後での各気筒におけるスライドアクチュエータによる調節量と作用角・リフト量との関係を示すグラフ。 実施の形態５の可変動弁機構の斜視図。 実施の形態５のラッシュアジャスタにおける油圧とリークダウンによる作用角・リフト量の減少量との関係を示すグラフ。 実施の形態５の油圧制御マップの構成説明図。 実施の形態６のコントロールシャフトの構成を示す斜視図。 実施の形態６での連結シャフトの長さ比率と軸方向位置ずれの変化を示すグラフ。 コントロールシャフトの他の構成例を示す部分破断図。

符号の説明

２…エンジン、２ａ…気筒、４…シリンダブロック、６…ピストン、８…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２…吸気バルブ、１４…吸気ポート、１６…排気バルブ、１８…排気ポート、４５…吸気カムシャフト、４５ａ…吸気カム、４６…排気カムシャフト、４６ａ…排気カム、４７…タイミングチェーン、４９…クランクシャフト、５２…ローラロッカーアーム、５２ａ…ロッカーローラ、５４…ローラロッカーアーム、６０…ＥＣＵ、６２…スライドアクチュエータ駆動回路、１００…スライドアクチュエータ、１００ａ…モータ、１００ｂ…ギア部、１００ｃ…ボールネジ部、１００ｄ…シャフト位置センサ、１００ｅ…ボールネジシャフト、１０２…付勢機構、１０２ａ…押圧スプリング、１０２ｂ…スプリングシート、１０２ｃ…押圧シャフト、１２０…仲介駆動機構、１２２…入力部、１２２ａ…ハウジング、１２２ｂ…ヘリカルスプライン、１２２ｃ，１２２ｄ…アーム、１２２ｅ…シャフト、１２２ｆ…ローラ、１２２ｇ…スプリング、１２４…第１揺動カム、１２４ａ…ハウジング、１２４ｂ…ヘリカルスプライン、１２４ｃ…軸受部、１２４ｄ…ノーズ、１２４ｅ…カム面、１２６…第２揺動カム、１２６ａ…ハウジング、１２６ｂ…ヘリカルスプライン、１２６ｃ…軸受部、１２６ｄ…ノーズ、１２６ｅ…カム面、１２８…スライダギア、１２８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１２８ｂ…小径部、１２８ｃ…第１出力用ヘリカルスプライン、１２８ｄ…小径部、１２８ｅ…第２出力用ヘリカルスプライン、１２８ｆ…貫通孔、１２８ｇ…周溝、１２８ｈ…ピン挿入孔、１３０…支持パイプ、１３０ａ…長孔、１３２…コントロールシャフト、１３２ａ…コントロールピン、１３２ｂ…支持穴、１３２ｃ…係合部、１３２ｄ…連結シャフト、１３３…補助シャフト、１３６…軸受、２３２…コントロールシャフト、２３２ａ−１〜２３２ａ−４…コントロールピン、２３２ｃ−１〜２３２ｃ−４…係合部、２３２ｄ−１〜２３２ｄ−４…連結シャフト、２８２…コントロールシャフト、２８２ａ…コントロールピン、２８２ｂ…支持穴、２８２ｃ…係合部、２８２ｄ…シャフト本体、２８２ｅ…矩形長穴、３０２…コントロールシャフト、３０２ａ…コントロールピン、３０２ｂ…ボールネジシャフト、３１２…吸気バルブ、３１４…バルブシート、３２０…仲介駆動機構、３２１…端面、３２２ｆ…ローラ、３２６ｄ…ノーズ、３４５…吸気カムシャフト、３４５ａ…吸気カム、３５０ａ，３５０ｂ，３５０ｃ，３５０ｄ…ラッシュアジャスタ、３５２…ローラロッカーアーム、４０２…コントロールシャフト、４０２ｂ…ボールネジシャフト、４２０…仲介駆動機構、４４８ａ，４４８ｂ，４４８ｃ，４４８ｄ…油圧調節機構、４５０ａ，４５０ｂ，４５０ｃ，４５０ｄ…ラッシュアジャスタ、４６０…ＥＣＵ、４６２…冷却水温センサ、４６４…油圧ポンプ、５００ｅ…ボールネジシャフト、５００ｆ…ボールネジシャフト基端部、５０２…付勢機構、５３２…コントロールシャフト、５３２ａ…コントロールピン、５３２ｃ…係合部、５３２ｄ…連結シャフト、６３２ａ…コントロールピン、６３２ｃ…係合部、６３２ｄ…連結シャフト、６３３ａ…雄ネジ部、６３３ｂ…雌ネジ部。

Claims (16)

1. 内燃機関のシリンダヘッドに備えられたカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達する仲介駆動機構と、該仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合して該バルブ特性操作部を軸方向に移動することでバルブ特性を調節するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトをバルブ特性調節のために軸方向に移動するアクチュエータとを備えた内燃機関の可変動弁機構であって、
   前記コントロールシャフトは、前記バルブ特性操作部に係合する係合部では材質が高強度の材料が用いられ、他の部分では前記係合部と異なる材質の材料によりコントロールシャフト全体の熱膨張率がシリンダヘッドの熱膨張率に近づけられ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１において、前記シリンダヘッドは軽合金系材料からなり、前記コントロールシャフトの係合部は鉄系材料からなり、前記コントロールシャフトの他の部分は軽合金系材料からなることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
3. 請求項２において、前記軽合金系材料は、アルミニウム合金材料又はマグネシウム合金材料であることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトの他の部分は前記シリンダヘッドと同一の材質であることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
5. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトは、前記シリンダヘッドの熱膨張率と略同一となるように、前記係合部の材質と長さ及び前記他の部分の材質と長さが設定されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
6. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記シリンダヘッドは前記係合部よりも熱膨張率が大きいと共に、気筒毎に配置された前記仲介駆動機構に対して共通に設けられた前記コントロールシャフトにおける前記他の部分は前記係合部よりも熱膨張率が大きい材質であり、
   前記他の部分と前記係合部との長さ関係は、前記仲介駆動機構の各間にて、前記コントロールシャフトの熱膨張率が前記シリンダヘッドの熱膨張率より低く設定されていると共に、前記仲介駆動機構の各間での前記係合部に対する前記他の部分の長さの比率は、前記アクチュエータ側から離れるに従って次第に大きくされていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
7. 請求項６において、前記仲介駆動機構は略等間隔に配置されていると共に、前記仲介駆動機構の各間では、前記他の部分は前記アクチュエータ側から離れるに従って次第に長くされていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトの係合部と前記コントロールシャフトの他の部分とは別体に形成されて軸上にて当接状態で配列されることで前記コントロールシャフトが構成され、該コントロールシャフトの一端に前記アクチュエータを備え、他端に前記アクチュエータ側にコントロールシャフトを付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
9. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトは軸方向において前記他の部分の材質の連続性が維持されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
10. 請求項９において、前記他の部分は、全てが一体に形成され、前記係合部を埋設状態で支持していることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
11. 請求項９又は１０において、前記係合部は、前記バルブ特性操作部に対してコントロールピンを介して係合すると共に、前記コントロールピンを支持するために前記コントロールシャフトにおいて前記コントロールピンの周辺に設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
12. 請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記仲介駆動機構は、前記コントロールシャフトの係合部に支持されたコントロールピンに係合されて前記コントロールシャフトの軸方向移動に連動して移動する前記バルブ特性操作部と、前記バルブ特性操作部と第１スプライン機構を介して係合することにより前記カム側からのバルブ駆動力を受けて前記バルブ特性操作部に伝達する入力部と、前記バルブ特性操作部と第２スプライン機構を介して係合することにより前記バルブ特性操作部からのバルブ駆動力を伝達されて前記バルブ側へ出力する出力部とを備え、前記第１スプライン機構と前記第２スプライン機構とのねじれ角が異なることにより、前記コントロールシャフトの軸方向移動により前記入力部と前記出力部との相対的位置関係が変更されることでバルブ特性を調節することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
13. 内燃機関のシリンダヘッドに備えられたカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達する仲介駆動機構と、該仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合して該バルブ特性操作部を軸方向に移動することでバルブ特性を調節するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトをバルブ特性調節のために軸方向に移動するアクチュエータとを備えた内燃機関の可変動弁機構であって、
    前記バルブはラッシュアジャスタによりバルブクリアランスが調節されるとともに、気筒間で前記ラッシュアジャスタにおけるリークダウン特性に差を設けたことにより、気筒毎に設けられた前記仲介駆動機構に対する前記コントロールシャフトと前記シリンダヘッドとの熱膨張率差により生じる気筒間のバルブ特性のばらつきを抑制したことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
14. 請求項１３において、前記熱膨張率差により、高温側で相対的にバルブ特性としてのバルブ作用角又はバルブリフト量が大きくなる側の気筒に設けられたラッシュアジャスタのリークダウン特性を、高温側で相対的にバルブ作用角又はバルブリフト量が小さくなる側の気筒に設けられたラッシュアジャスタよりも大きくすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
15. 内燃機関のシリンダヘッドに備えられたカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達する仲介駆動機構と、該仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合して該バルブ特性操作部を軸方向に移動することでバルブ特性を調節するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトをバルブ特性調節のために軸方向に移動するアクチュエータとを備えた内燃機関の可変動弁機構であって、
    前記バルブはラッシュアジャスタによりバルブクリアランスが調節されるとともに、気筒毎に前記ラッシュアジャスタに対する供給油圧を内燃機関温度に応じて調節することにより、気筒毎に設けられた前記仲介駆動機構に対する前記コントロールシャフトと前記シリンダヘッドとの熱膨張率差により生じる気筒間のバルブ特性のばらつきを抑制することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
16. 請求項１５において、前記熱膨張率差により、高温側で相対的にバルブ特性としてのバルブ作用角又はバルブリフト量が大きくなる側の気筒に設けられたラッシュアジャスタへの供給油圧を、高温側で相対的にバルブ作用角又はバルブリフト量が小さくなる側の気筒に設けられたラッシュアジャスタへの供給油圧よりも、内燃機関温度に応じて小さくすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。

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