WO2005059320A1

WO2005059320A1 - 可変動弁機構

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Publication number: WO2005059320A1
Application number: PCT/JP2004/018539
Authority: WO
Inventors: Shuichi Ezaki; Toshiaki Asada; Manabu Tateno
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2005-06-30
Also published as: EP1710402B1; JP4225321B2; EP1710402A4; EP1710402A1; JPWO2005059320A1; US20060249109A1; US7424873B2; JP2009024702A

Abstract

この発明の可変動弁機構は、内燃機関の弁体（１２）のリフト量及び作用角を変化させる可変動弁機構（１０）であって、クランクの回転に応じて回転する第１のカム（５４）と、第１のカム（５４）の回転と同期して揺動し、第１のカム（５４）による作用力を弁体（１２）に伝達する第２のカム（３２，３４）を有する伝達部材（２４，３８）と、所定の回転位置に調整される制御軸（４０）と、制御軸（４０）の回転位置に応じて伝達部材（２４，３８）の揺動範囲を変化させて、弁体（１２）のリフト量及び作用角を変化させる可変機構（３６，３８）と、伝達部材（２４，３８）と第１のカム（５４）との連結が維持されるように、伝達部材（２４，３８）を第１のカム（５４）に向けて付勢するロストモーションスプリング（６０）と、ロストモーションスプリング（６０）の付勢力に対抗して伝達部材（２４，３８）を付勢するアシストスプリング（６４）と、を備えたものである。

Description

可変動弁機構技術分野

この発明は、可変動弁機構に係り、特に、カムシャフトの回転と同期して開閉する弁の作用角およびまたはリフト量を変化させることのできる内燃機関の可変動弁機構に関する。背景技術

従来から、カムシャフトの回転と同期して開閉する弁体のリフト量を変化させる機能を有する可変動弁機構が開示されている。このような可変動弁機構において、日本特 ¾平 7— 6 3 ,0 2 3号公報には、偏心軸の回転位置に応じて弁体のリフト量を変更可能とする可変動弁機構において、偏心軸の回転位置に応じてカムとの当接位置が可変するローラをカムに押し当てておくため、ローラが設けられたロッカーレバーを圧縮パネ（ロストモーションスプリング）で付勢する構成が開示されている。この可変動弁機構によれば、圧縮パネの作用により、常に、カムとローラとが機械的に接した状態を維持することができる。

しかしながら、日本特開平 7— 6 3 0 2 3号公報に開示された従来の機構において、圧縮バネは、バルブスプリングとともにローラをカム側に付勢しており、この結果、偏心軸は一定方向に作用する力を受けている。このため、偏心軸を回転させる際のァクチユエ一夕の要求駆動トルクが増ぉロし、可変動弁の応答性が低下したり、消費電力が増加するといつた問題が生じる。

また、例えば日本特開平 7 _ 2 9 3 2 1 6号公報には、内燃機関の弁体のリフト量を変化させることのできる可変動弁機構が開示されている。この可変動弁機構は、具体的には、弁体とカムとの間にリフト量を可変とするための機械的機構を備えている。そして、この機械的機構は、制御軸が一の方向に回転すると弁体のリフト量が増大するようにその状態を変化させ、また、制御軸が他の方向に回転すると弁体のリフト量が減少するように構成されている。このような機構によれば、制御軸を適当に回転させることにより、弁体のリフト量を任意に変化させることができる。ところで、内燃機関の弁体には、通常、弁体を閉弁方向に付勢するパルブスプリングが装着されている。このため、従来の可変動弁機構が弁体を開弁させる際には、弁体とカムとの間に介在する機械的機構に、そのバルブスプリングの反力が作用する。そして、この反力は、弁体に大きなリフトが生ずるほど大きなものとなる。

上述した機械的機構にとっては、弁体のリフトに伴って大きな反力を受ける状態より、その反力が小さい状態の方が力学的に安定である。このため、この機械的機構には、通常、発生せるリフト量を小さくする方向への状態変化が生じ易い。つまり、上述した制御軸には、機械的機構を、小さなリフトに対応する状態に変化させる方向の反力が伝達され易い。

このような反力の伝達をうけて制御軸の状態が変化するとすれば、弁体のリフト量を適正に維持しておくことはできない。このため、この種の可変動弁機構には、バルブスプリングの反力に関わらず、制御軸の状態を一定に維持しておくための機構が要求される。

ところで、日本特開平 7— 2 9 3 2 1 6号公報に開示された従来の可変動弁機構において、制御軸は、ギヤ機構を介してモータにより駆動されている。そして、そのギヤ機構には、モータの回転軸に装着されたウォームギヤと、このウォームギヤと嚙み合うウォームホイールとが含まれている。ウォームギヤとウォームホイールとの組み合わせからなるギヤ機構は、両者間に働く大きな摩擦力と、それら両者の大きなギヤ比とに起因して、高い正効率と低い逆効率を実現する。

このようなギヤ機構によれば、モータの発するトルクを高い効率で制御軸に伝達し、かつ、制御軸への入力がモー夕に伝達されるのを十分に阻止することができる。このため、上記従来の可変動弁機構によれば、バルブスプリングの影響を受けることなく制御軸の状態を精度良く制御することが可能であり、また、その結果として、弁体のリフト量を精度良く制御することが可能である。

しかしながら、日本特開平 7— 2 9 3 2 1 6号公報に開示された従来の可変動弁機構において、弁体のリフト量を大きくしょうとする場合には、そのリフト量を小さくしようとする反力に抗つて制御軸を回転させる必要が生ずる。より具体的には、この場合には、リフト量を小さくしょうとするバルブスプリングの反力に抗つて、リフト量が大きくなる方向に制御軸を回転させることが必要である。

このような要求を満たすためには、モー夕に大きな駆動力を発生させることが必要となる。その結果、モー夕のコスト上昇、モ一夕による消費電力の増大、体格増加によるモー夕の搭載性悪化等の問題が生ずる。また、制御軸にこのような大きな力が作用するとすれば、制御軸に大きなねじれが生ずることにもなる。加えて、このような大きな力の伝達は、個々のギヤ間の接触加重を増加させ、それらの摩耗を促進するという不都合も生じさせる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、カムシャフトの回転と同期して開閉する弁のリフト量及び作用角を変化させることのできる内燃機関の可変動弁機構において、可変動弁の際に要求される負荷を低減することを目的とする。発明の開示

第 1の発明は、内燃機関の弁体のリフト量及び作用角を変化させる可変動弁機構であって、クランクの回転に応じて回転する第 1のカムと、前記第 1のカムの回転と同期して揺動し、前記第 1のカムによる作用力を前記弁体に伝達する第 2のカムを有する伝達部材と、所定の回転位置に調整される制御軸と、前記制御軸の回転位置に応じて前記伝達部材の揺動範囲を変化させて、前記弁体のリフト量及び作用角を変化させる可変機構と、前記伝達部材と前記第 1のカムとの連結が維持されるように、前記伝達部材を前記第 1のカムに向けて付勢するロストモーションスプリングと、前記ロストモ一シヨンスプリングの付勢力に対抗して前記伝達部材を付勢するアシストスプリングと、を備えた可変動弁機構である。

ロストモーションスプリングに対抗して伝達部材を付勢するアシストスプリングを設けたため、伝達部材に作用するロストモーションスプリングの付勢力を低減することができる。従って、伝達部材の揺動範囲を容易に可変することが可能となり、揺動範囲を可変する際の制御軸の駆動トルクを低減することが可能となる。これにより、可変動弁の応答性を向上させることが可能となり、リフト量、作用角を瞬時に可変することが可能となる。また、制御軸の駆動トルクを低減できるため、制御軸を駆動するァクチユエ一夕を小型化することが可能となり、ァクチユエ一夕の消費電流を最小限に抑えることが可能となる。

第 2の発明は、上述の改良された可変動弁機構において、前記ロストモーションスプリングは、前記弁体のリフト量及び作用角が大リフト ·大作用角側から小リフト ·小作用角側に変化する方向に前記伝達部材を付勢し、前記弁体のリフト量及び作用角が小リフト ·小作用角側に設定されるほど、前記伝達部材に作用する前記ァシストスプリングの付勢力を大きくしたものである。

伝達部材へのロストモーションスプリングの付勢力が大リフト ·大作用角側から小リフト ·小作用角側に作用している場合に、小リフト ·小作用角側に設定されるほど伝達部材に作用するアシストスプリングの付勢力を大きくしたため、特に小リフト ·小作用角側で可変動弁を行う際の制御軸の駆動トルクを低減することが可能となる。

第 3の発明は、上述の改良された可変動弁機構において、前記弁体を前記伝達部材に向けて付勢するバルブスプリングを備え、前記アシストスプリングは、前記弁体を介して前記伝達部材に作用する前記パルブスプリングの付勢力に対抗して前記伝達部材を付勢するものである。

アシストスプリングの付勢力がバルブスプリングの付勢力に対抗するため、伝達部材に作用するバルブスプリングの付勢力を低減することができる。従って、伝達部材の揺動範囲を容易に可変することが可能となり、揺動範囲を可変する際の制御軸の駆動トルクを低減することが可能となる。

第 4の発明は、上述の改良された可変動弁機構において、前記制御軸の回転位置を変化させるための駆動力を発生するァクチユエ一夕と、前記ァクチユエ一夕と前記制御軸との間に介在するギヤ機構と、を備え、各気筒の前記弁体に対応して設けられた複数の前記伝達部材が、共通の前記制御軸と連結され、前記ロス卜モーションスプリング、前記アシストスプリング、及び前記バルブスプリングの付勢力は、前記伝達部材及び前記可変機構を介して前記制御軸の回転方向へ伝達され、前記制御軸の長手方向において、前記ギヤ機構から離れるほど、前記ロストモーションスプリング、前記アシストスプリング、および前記バルブスプリングの付勢力によつて前記制御軸の回転方向にかかる力の合力を小さくしたものである。

ギヤ機構から離れるほど、制御軸の回転方向にかかる力の合力を小さくしたため、制御軸の剛性が低くなる部分ほど制御軸にかかる力の合力を小さくすることができ、制御軸の捻れを抑制することができる。

第 5の発明は、上述の改良された可変動弁機構において、前記制御軸の長手方向において、前記ギヤ機構から離れるほど、前記伝達部材を付勢する前記アシストスプリングの付勢力を大きくしたものである。

ギヤ機構から離れるほど、伝達部材を付勢するアシストスプリングの付勢力を大きくしたため、制御軸の剛性が低くなる部分ほどアシストスプリング荷重が大きくなる。制御軸においてギヤ機構から離間した部位では、ロストモーションスプリングゃパルブスプリングから受ける付勢力によって捻れ等が生じ易いが、ロストモ一ションスプリングゃバルブスプリングから制御軸へ作用する付勢力がアシストスプリングによって低減されるため、制御軸の捻れを抑制することができる。

第 6の発明は、上述の改良された可変動弁機構において、前記制御軸の長手方向において、前記ギヤ機構から離れるほど、前記伝達部材を付勢する前記ロストモ一ションスプリングの付勢力を小さくしたものである。

ギヤ機構から離れるほど、伝達部材を付勢するロストモーションスプリングの付勢力を小さくしたため、制御軸の剛性が低くなる部分ほどロストモ一ションスプリング荷重が小さくなる。制御軸においてギヤ機構から離間した部位では、ロストモ —ションスプリングゃバルブスプリングから受ける付勢力によって捻れ等が生じ易いが、ギヤ機構から離れるほど、伝達部材を付勢するロストモーションスプリングの付勢力を小さくしたため、制御軸の捻れを抑制することができる。

第 7の発明は、内燃機関の弁体の作用角およびまたはリフト量を変化させる機能を有する可変動弁機構であって、前記作用角およびまたはリフト量を変化させるベくその状態が制御される制御軸と、カムと弁体との間に介在しカムの回転と同期して揺動することにより当該カムの作用力を前記弁体に伝達する揺動アームと、前記制御軸の状態に応じて、前記弁体に対する前記揺動アームの基本相対角を変化させる可変機構と、前記制御軸の状態を変化させるための駆動力を発生するァクチユエ一夕と、前記ァクチユエ一夕と前記制御軸との間に介在するギヤ機構と、前記ギヤ機構に対して、作用角およびまたはリフト量を増大させる方向のアシストカを加えるアシスト力発生手段と、を備えた可変動弁機構である。

制御軸の状態を制御することで、弁体に対する揺動アームの基本相対角を変化させ、その結果、弁体の作用角およびまたはリフト量を変化させることができる。そして、本発明によれば、ァクチユエ一夕と制御軸との間に介在するギヤ機構に、作用角およびまたはリフト量を増大させる方向のアシストカを加えることができる。つまり、本発明によれば、作用角およびまたはリフト量を小さくする方向に作用する必然的な力を相殺する方向のアシストカをギヤ機構に加えることができる。このため、本発明によれば、そのアシスト力の分だけ、作用角およびまたはリフト量を増大させるときにァクチユエ一夕が発生すべき出力を小さくすることができる。第 8の発明は、上述の改良された可変動弁機構において、前記ギヤ機構は、ゥォームギヤが前記ァクチユエ一夕側に位置し、かつ、ウォームホイールが前記制御軸側に位置するように互いに連結したウォームホイールとウォームギヤとを含み、前記アシスト力は、前記ウォームホイール、または前記ウォームホイールと一体化された構造物に加えら ήるものである。

ギヤ機構に加えるアシストカを、ウォームホイールに与えることができる。この場合、ウォームギヤを作用角およびまたはリフトを大きくする方向に回転させようとする際に、ウォームギヤとウォームホイールとの間に作用する摩擦力を小さくすることができる。そして、ゥォ一ムギヤとウォームホイールの組み合わせからなるギヤ機構は、静止摩擦係数が小さいほど、静止状態から高い正効率を示す。このため、本発明によれば、ァクチユエ一夕の始動時点から十分に小さな力で制御軸を作用角およびまたはリフトを大きくする方向に作動させることが可能である。

第 9の発明は、上述の改良された可変動弁機構において、前記揺動アームと前記カムとの機械的な連結が維持されるように前記揺動アームを前記カムに向けて付勢するロストモーションスプリングを備え、前記揺動アームは、大きな作用角およびまたはリフト量の発生が要求されるほど、前記ロストモーションスプリングの変形量を増大させる方向に移動するものである。

ロストモ一ションスプリングの発する付勢力により、揺動アームとカムとの機械的な連結を維持することができる。このロストモーションスプリングは、揺動ァームが作用角およびまたはリフトを大きくする方向に移動するのを妨げる方向に付勢力を発生する。本発明において、ギヤ機構に作用するアシスト力は、そのロストモーシヨンスプリングの発する付勢力をも相殺する力として機能する。このため、本発明によれば、上記の特性を有するロストモーションスプリングを用いつつ、制御軸を小さな力で作用角およびまたはリフトを大きくする方向に変化させることが可能である。

第 1 0の発明は、上述の改良された可変動弁機構において、各気筒の前記弁体に対応して設けられた複数の前記揺動アームが、共通の前記制御軸と連結され、前記制御軸の長手方向において、前記ギヤ機構から離れるほど、前記ロストモ一シヨンスプリングの付勢力を小さくしたものである。

ギヤ機構から離れるほど、伝達部材を付勢するロストモ一ションスプリングの付勢力を小さくしたため、制御軸の剛性が低くなる部分ほどロストモーションスプリング荷重が小さくなる。制御軸においてギヤ機構から離間した部位では、ロストモーションスプリングゃバルブスプリングから受ける付勢力によって捻れ等が生じ易いが、ギヤ機構から離れるほど、伝達部材を付勢するロストモーションスプリングの付勢力を小さくしたため、制御軸の捻れを抑制することができる。

第 1 1の発明は、内燃機関の弁体のリフト量及び作用角を変化させる可変動弁機構であって、クランクの回転に応じて回転する第 1のカムと、前記カムの回転と同期して揺動し、前記第 1のカムによる作用力を前記弁体に伝達する第 2のカムを有する伝達部材と、所定の回転位置に調整される制御軸と、前記制御軸の回転位置に応じて前記伝達部材の揺動範囲を変化させて、前記弁体のリフト量及び作用角を変化させる可変機構と、' 前記伝達部材と前記第 1のカムとの連結が維持されるように、前記伝達部材を前記第 1のカムに向けて付勢するロストモ一ションスプリングと、前記ロストモーションスプリングの付勢力に対抗する付勢力を生じさせるアシストスプリングと、を備えた可変動弁機構である。

ロストモーションスプリングに対抗する付勢力を生じさせるアシストスプリングを設けたため、ロストモーションスプリングの付勢力を低減することができる。従つて、伝達部材の揺動範囲を可変する際の制御軸の駆動トルクを低減することが可能となる。これにより、可変動弁の応答性を向上させることが可能となり、リフト量、作用角を瞬時に可変することが可能となる。また、制御軸の駆動トルクを低減できるため、制御軸を駆動するァクチユエ一夕を小型化することが可能となり、ァクチユエ一夕の消費電流を最小限に抑えることが可能となる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1の可変動弁機構の主要部の斜視図である。

図 2は図 1に示す可変動弁機構の構成要素である第 1アーム部材と第 2アーム部材の分解斜視図である。

図 3は、本発明の実施の形態 1の可変動弁機構が小リフト動作を行う場合の様子を示す図である。

図 4は、本発明の実施の形態 1の可変動弁機構が大リフト動作を行う場合の様子を示す図である。

図 5は、本発明の実施の形態 1にかかる可変動弁機構の主要部を示す模式図である。

図 6は、制御軸回転角 Θ cを可変した場合のアシストスプリングの状態を示す模式図である。

図 7は、アシストスプリングの配設状態と、制御軸を回転させる機構を説明するための模式図である。

図 8は、アシストスプリングを設けたことによるモー夕の駆動トルクの低減効果を示す特性図である。

図 9は、本発明の実施の形態 2の可変動弁機構を説明するための模式図である。図 1 0は、 I ションスプリングによってロストモ一ションスプリングを構成した例を示す模式図である。

図 1 1は、本発明の実施の形態 3の可変動弁機構の全体構成を説明するための図である。

図 1 2は、本発明の実施の形態 3において用いられるウォームギヤとウォームホィ一ルとの組み合わせからなるギヤ機構の正効率と、それらの瞬時回転数との関係を表した図である。

図 1 3は、本発明め実施の形態 4の可変動弁機構において用いられる潤滑油の流通経路を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説述するために、この発明のいくつかの実施の形態について添付の図面に従って説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。実施の形態 1 .

図 1は、本発明の実施の形態 1の可変動弁機構 1 0の主要部の斜視図である。図 1に示す可変動弁機構は、内燃機関の弁体を駆動するための機構である。ここでは、内燃機関の個々の気筒に 2つの吸気弁と 2つの排気弁とが備わっているものとする。そして、図 1に示す構成は、単一の気筒に配設された 2つの吸気弁、或いは 2つの排気弁を駆動する機構として機能するものとする。

図 1に示す構成は、吸気弁または排気弁として機能する 2つの弁体 1 2を備えている。弁体 1 2には、それぞれ弁軸 1 4が固定されている。弁軸 1 4の端部は、口ッカーアーム 1 6の一端に設けられたピボットに接している。弁軸 1 4には、後述するバルブスプリング 6 2の付勢力が作用しており、ロッカーアーム 1 6は、その付勢力を受けた弁軸 1 4により上方に付勢されている。ロッカーァ一ム 1 6の他端は、油圧ラッシュアジヤス夕 1 8により回動可能に支持されている。油圧ラッシュアジヤス夕 1 8によれば、ロッカーアーム 1 6の高さ方向の位置を油圧により自動調整することにより、タぺットクリアランスを自動調整することができる。

ロッ力一ァ一ム 1 6の中央部には、ローラ 2 0が配設されている。ローラ 2 0の上部には、揺動アーム 2 2が配置されている。以下、揺動アーム 2 2の周辺の構造を、図 2を参照して説明する。

図 2は、第 1アーム部材 2 4と第 2アーム部材 2 6の分解斜視図である。第 1ァ一ム部材 2 4および第 2アーム部材 2 6は、何れも図 1に示す構成における主要な構成部材である。既述した揺動アーム 2 2は、図 2に示すように、第 1アーム部材 2 4の一部である。

すなわち、第 1アーム部材 2 4は、図 2に示すように、 2つの揺動アーム 2 2と、それらに挟まれたローラ当接面 2 8とを一体に備える部材である。 2つの揺動ァ一ム 2 2は、 2つの弁体 1 2のそれぞれに対応して設けられたものであり、それぞれ既述したローラ 2 0 (図 1参照）に接している。

第 1アーム部材 2 4には、 2つの揺動アーム 2 2を貫通するように開口した軸受け部 3 0が設けられている。また、揺動アーム 2 2には、それぞれ、ローラ 2 0と接する面に同心円部' 3 2と押圧部 3 4とが設けられている。同心円部 3 2は、口一ラ 2 0との接触面が軸受け部 3 0と同心円を構成するように設けられている。一方、押圧部 3 4は、その先端側の部分ほど軸受け部 3 0の中心からの距離が遠くなるように設けられている。

第 2アーム部材 2 6は、非揺動部 3 6と揺動ローラ部 3 8を備えている。非揺動部 3 6には貫通孔が設けられており、その貫通孔には制御軸 4 0が挿入される。更に、非揺動部 3 6および制御軸 4 0には、両者の相対位置を固定するための固定ピン 4 2が挿入されている。このため、非揺動部 3 6と制御軸 4 0とは、一体の構造物として機能する。

揺動ローラ部 3 8は、 2つの側壁 4 4を備えている。これらの側壁 4 4は、回転軸 4 6を介して回動自在に非揺動部 3 6に連結されている。また、 2つの側壁 4 4 の間には、カム当接口一ラ 4 8と、スライドローラ 5 0が配設されている。カム当接ローラ 4 8およびスライドロ一ラ 5 0は、それぞれ側壁 4 4に挟まれた状態で自由に回動することができる。

上述した制御軸 4 0は、第 1アーム部材 2 4の軸受け部 3 0により回転可能に保持される部材である。つまり、制御軸 4 0は、軸受け部 3 0に回転可能に保持された状態で非揺動部 3 6と一体化されるべき部材である。この要求を満たすべく、非揺動部 3 6 (つまり第 2アーム部材 2 6 ) は、制御軸 4 0と固定される前に、第 1 アーム部材 2 4の 2つの揺動アーム 2 2の間に位置合わせされる。制御軸 4 0は、この位置合わせがなされた状態で、 2つの軸受け部 3 0および非揺動部 3 6を貫通するように揷入される。その後、制御軸 4 0と非揺動部 3 6とを固定すべく固定ピン 4 2が装着される。その結果、第 1アーム部材 2 4が制御軸 4 0回りを自由に回動することができ、非揺動部 3 6が制御軸 4 0と一体化され、かつ、揺動ローラ部 3 8が非揺動部 3 6に対して揺動し得る機構が実現される。

第 1アーム部材 2 4と第 2アーム部材 2 6とが、以上のように組み付けられた場合、第 1ァ一ム部材 2 4と制御軸 4 0との相対角、つまり、第 1アーム部材 2 4と非揺動部 3 6との相対角が所定の条件を満たす範囲では、揺動ローラ部 3 8のスラィドローラ 5 0が、第 1アーム部材 2 4のローラ当接面 2 8と接することができる。そして、それら両者の接触を維持しながら、上記の所定の条件を満たす範囲で第 1 アーム部材 2 4を制御軸 4 0回りで回動させると、スライドローラ 5 0は、ローラ当接面 2 8に沿って転動することができる。本実施形態の可変動弁機構は、その転動を伴いながら弁体 1 2を開閉動作させる。尚、その動作については、後に図 4および図 5を参照して詳細に説明する。

図 1は、第 1アーム部材 2 4、第 2アーム部材 2 6、および制御軸 4 0が、上記の手順で組み付けられた状態を示している。この状態において、第 1アーム部材 2 4および第 2アーム部材 2 6の位置は制御軸 4 0の位置により規制される。制御軸 4 0は、図示しない軸受けを介して、既述した条件がみたされるように、つまり、ロッカーアーム 1 6のローラ 2 0が揺動アーム 2 2に当接するようにシリンダへッド等の固定部材に固定されている。

制御軸 4 0には、後述するようにァクチユエ一夕 (モータ 6 6 ) が連結されている。このァクチユエ一夕は、制御軸 4 0を所定の角度範囲内で回動させることができる。図 1に示す状態は、そのァクチユエ一夕により、スライドローラ 5 0が口一ラ当接面 2 8に当接するように、制御軸 4 0の回転角を上述した所定の条件を満たす範囲に調整した状態を示している。

本実施形態の可変動弁機構 1 0は、また、クランクシャフトと同期して回転するカムシャフト 5 2を備えている。カムシャフト 5 2には、内燃機関の気筒毎に設けられたカム 5 4が固定されている。図 1に示す状態において、カム 5 4は、カム当接ローラ 4 8に接しており、揺動ローラ部 3 8の上方への移動を規制している。つまり、図 1に示す状態では、揺動ローラ部 3 8のカム当接ローラ 4 8およびスライドロ一ラ 5 0を介して、第 1アーム部材 2 4のローラ当接面 2 8がカム 5 4と機械的に連結された状態が実現されている。

上述した状態によれば、カム 5 4の回転に伴ってカムノーズがカム当接ローラ 4 8を押圧すると、そのカはスライドローラ 5 0を介してローラ当接面 2 8に伝達される。スライドローラ 5 0は、ローラ当接面 2 8の上を転動しながらカム 5 4の作用力を第 1アーム部材 2 4に伝え続けることができる。その結果、第 1アーム部材 2 4に、制御軸 4 0を中心とする回転が生じ、揺動ァ一ム 2 2によりロッカーァ一ム 1 6が押し下げられ、弁体 1 2に開弁方向の動きが与えられる。可変動弁機構 1 0は、以上説明したように、カム 5 4の作用力を、カム当接ローラ 4 8およびスラィドロ一ラ 5 0を介してローラ当接面 2 8に伝達することで弁体 1 2を作動させることができる。

次に、図 3および図 4を参照して、本発明の実施の形態 1の可変動弁機構 1 0の動作を説明する。可変動弁機構 3 0は、上述した通り、カム 5 4の作用力を機械的にローラ当接面 2 8に伝えることで弁体 1 2を駆動する。このため、可変動弁機構 1 0が弁体 1 2を適正に作動させるためには、カム 5 4とローラ当接面 2 8とが、カム当接ローラ 4 8およびスライドローラ 5 0を介して機械的に連結された状態を維持することが必要である。そして、この要求を満たすためには、ローラ当接面 2 8を、つまり、第 1アーム部材 2 4を、カム 5 4の方向に付勢することが必要である。図 3および図 4に示すロストモーションスプリング 6 0は、その付勢を実現するためのスプリングである。また、図 3および図 4に示すバルブスプリング 6 2は、既述した通り、弁体 1 2およびロッカーアーム 1 6を閉弁方向に付勢するためのスプリングである。

ロストモ一ションスプリング 6 0は、その上端がシリンダへッド等に固定されている。そして、ロストモーションスプリング 6 0の下端は、揺動アーム 2 2のローラ当接面 2 8が設けられた側と反対側の後端部を付勢している。従って、この状態において、ロストモーションスプリング 6 0は、揺動アーム 2 2のローラ当接面 2 8を上方に引き上げる方向（図 3及び図 4において、制御軸 4 0を中心として揺動アーム 2 2が左回りに回転する方向）の付勢力を発生する。この付勢力は、ローラ当接面 2 8がスライドローラ 5 0を上方に付勢する力として、更には、カム当接口ーラ 4 8をカム 5 4に押し当てる力として作用する（図 1および図 2参照）。その結果、可変動弁機構 1 0は、図 1に示すように、カム 5 4と口一ラ当接面 2 8とが機械的に連結された状態を維持することができる。

図 3は、可変動弁機構 1 0が弁体 1 2に対して小さなリフトを与えるように動作している様子を示す。以下、この動作を「小リフト動作」と称す。より具体的には、図 3 (A) は、小リフト動作の過程で弁体 1 2が閉弁している様子を、また、図 3 (B ) は小リフト動作の過程で弁体 1 2が開弁している様子を、それぞれ表している。

図 3 (A) において、符号 0 _Cは、制御軸 4 0の回転位置を表すパラメ一夕である。以下、そのパラメータを「制御軸回転角 0 _C」とする。ここでは、便宜上、制御軸 4 0の中心と回転軸 4 6の中心を結ぶ直線と、鉛直方向とのなす角を制御軸回転角 Θ _c と定義することとする。また、図 4 (A) において、符号 S _Aは、揺動アーム 2 2の回転位置を表すパラメ一夕である。以下、そのパラメ一夕を「アーム回転角 0 _A」とする。ここでは、便宜上、揺動アーム 2 2の先端部と制御軸 4 0の中心とを結ぶ直線と水平方向とのなす角をアーム回転角 0 _Aと定義することとする。

可変動弁機構 1 0において、揺動アーム 2 2の回転位置、つまり、アーム回転角ま、スライドローラ 5 0の位置により決定される。また、スライドローラ 5 0の位置は、揺動ローラ部 3 8の回転軸 4 6の位置と、カム当接ローラ 4 8の位置とで決定される。そして、カム当接口一ラ 4 8とカム 5 4との接触が維持される範囲では、回転軸 4 6が図 4における左回り方向に回転するほど、つまり、制御軸回転角 6 cが小さくなるほど、スライドローラ 5 0の位置は上方に変ィ匕する。このため、可変動弁機構 1 0においては、制御軸回転角 S _cが小さくなるほど、アーム回転角 S _A が小さくなるという現象が生ずる。

図 3 (A) に示す状態において、制御軸回転角 0 _Cは、カム当接口一ラ 4 8がカム 5 4との接触を保てる範囲で、つまり、カム 5 4がカム当接ローラ 4 8の上方への移動を規制し得る範囲でほぼ最小の値とされている。従って、図 3 (A) に示す状態において、アーム回転角 0 _Aは、ほぼ最小の値となっている。可変動弁機構 1 0は、この楊合において、揺動アーム 2 2の同心円部 3 2のほぼ中央がロッカーアーム 1 6のローラ 2 0に接し、その結果、弁体 1 2が閉弁状態となるように構成されている。以下、この場合のアーム回転角 Θ _Αを、「小リフト時の基準アーム回転角 0 _{A Q}」と称す。後述するように、制御軸 4 0の回転角はァクチユエ一夕によって設定された値にロックされる。

図 3 (A) に示す状態からカム 5 4が回転すると、図 3 (B ) に示すように、力ム当接ローラ 4 8がカムノ一ズにより押圧され、制御軸 4 0の方向に移動する。揺動ローラ部 3 8の回転軸 4 6からスライドロ一ラ 5 0までの距離は変化しないため、カム当接ローラ 4 8が制御軸 4 0に近づく際には、ローラ当接面 2 8が、その面上を転動するスライドローラ 5 0により押し下げられる。その結果、アーム回転角 0 _A が大きくなる方向に揺動アーム 2 2が回転し、揺動アーム 2 2とローラ 2 0との接触点が、同心円部 3 2から押圧部 3 4に移行する。

揺動アーム 4 2の回転に伴い、押圧部 5 4がローラ 4 0に接するようになると、バルブスプリング 6 2の付勢力に抗つて弁体 1 2が開弁方向に移動する。そして、アーム回転角 Θ _Aが最大値となる時点で弁体 1 2には最大リフト量が生ずる。小リフト動作の際には、上記の如く基準アーム回転角 0 _A。が小さな値とされる。このため、カム 5 4の回転に伴うァ一ム回転角 Θ _Aの最大値も、小リフト動作の場合には比較的小さな値となる。以下、その最大値を「小リフト時の最大アーム回転角 S _AMAX」とする。弁体 1 2には、アーム回転角 0 _Aが最大アーム回転角 0 _AMAXとなる時点で最大のリフトが生ずる。可変動弁機構 1 0は、図 3 (B ) に示すように、小リフト時の最大'ァ一ム回転角 θ _AMAXが生じた際に、ローラ 2 0と揺動アーム 2 2との接触点が僅かに押圧部 3 4に入り込み、その結果、僅かなリフトが弁体 1 2に生ずるように構成されている。このため、可変動弁機構 1 0によれば、上述した小リフト動作を行うことで、カム 5 4の回転と同期して、小さなリフトを弁体 1 2に与えることができる。

また、この場合、カム 5 4の作用力が現実に弁体 1 2を押し下げる期間、つまり、カム 5 4の回転に伴って弁体 1 2が非閉弁状態とされる期間（クランク角幅）も比較的小さなものとなる（以下、この期間を「作用角」と称す）。従って、可変動弁機構 1 0によれば、小リフト動作を行うことで、弁体 1 2のリフト量を小さくすると共に、その作用角も小さくすることができる。そして、この場合、揺動アーム 2 2には、弁体 1 2の開弁に伴って、比較的小さなバルブスプリング反力が作用する。図 4は、可変動弁機構 1 0が弁体 1 2に対して大きなリフトを与えるように動作している様子を示す。以下、この動作を「大リフト動作」と称す。より具体的には、図 4 (A) は、大リフト動作の過程で弁体 1 2が閉弁している様子を、また、図 4 (B) は大リフト動作の過程で弁体 1 2が開弁している様子を、それぞれ表している。

大リフト動作を行う場合は、図 4 (A) に示すように、制御軸回転角 Θ cが十分に大きな値に調整される。その結果、大リフト動作の実行時には、スライドローラ 5 0がローラ当接部 2 8から脱落しない範囲で、非リフト時におけるァ一ム回転角 0 _A、つまり、基準アーム転角 S _A。が十分に大きな値とされる。可変動弁機構 1 0は、その基準アーム回転角 Θ A。において、揺動アーム 2 2とローラ 2 0との接触点が、同心円部 3 2の端部に位置するように構成されている。このため、大リフト動作の場合にも、弁体 1 2は閉弁状態に維持される。

図 4 (A) に示す状態からカム 5 4が回転すると、図 4 (B ) に示すように、力ム当接口一ラ 4 8がカムノーズに押圧されることにより、アーム回転角 0 _Aが大きくなる方向に揺動ァ一ム 2 2が回転する。その結果、揺動アーム 2 2とローラ 2 0との接触点が、同心円部 3 2から押圧部 3 4に移行し、バルブスプリング 6 2の反力に抗つて弁体 1 2が開弁方向に移動する。大リフト動作の際には、上記の如く基準アーム回転角 0 _A。が大きな値とされているため、カム 5 4の回転に伴って生ずる最大アーム回転角 0 _AMAXも大きな値となる。可変動弁機構 1 0は、図 4 (B) に示すように、そのような最大ァ一ム回転角 0 _AMAXが生じた際に、ローラ 2 0と揺動ァ一ム 2 2との接触点が、十分に押圧部 3 4に入り込んだ位置となるように構成されている。このため、可変動弁機構 1 0によれば、上述した大リフト動作の実行中は、図 4 (B ) に示すように、カム 5 4の回転と同期して、大きなリフトと大きな作用角を弁体 1 2に与えることができる。そして、この場合は、弁体 1 2のリフト量が大きいことから、弁体 1 2の開弁に伴って、揺動アーム 2 2に比較的大きなバルブスプリング反力が作用する。

弁体 1 2の開弁に伴って発生するバルブスプリング 6 2の反力は、揺動アーム 2 2を、アーム回転角 0 _Aが小さくなる方向に付勢する。換言すると、この反力は、制御軸 4 0を、制御軸回転角 0 _Cが小さくなる方向に作用する。つまり、可変動弁機構 1 0において、バルブスプリング 6 2の発生する反力は、制御軸 4 0を、作用角およびリフト量を小さくする方向に回転させる力として作用する。

可変動弁機構 1 0において、制御軸 4 0には、上述したバルブスプリング 6 2の反力に加えてロストモーションスプリング 6 0の付勢力が作用している。そして、その付勢力も、バルブスプリング 6 2の反力と同様、制御軸回転角 S _cを小さくする方向に、すなわち、弁体 1 2の作用角およびリフト量を小さくしょうとする方向に作用する。

ロストモーションスプリング 6 2の発する付勢力は、その変形量が大きいほど大きなものとなる。本実施形態において、その変形量は、第 1アーム部材 2 4が、ァーム回転角 0 _Aが大きくなる方向に回転するほど大きなものとなる。そして、本実施形態の構造によれば、アーム回転角 S _Aは、弁体 1 2に生ずるリフト量が大きいほど大きな角度となる。このため、可変動弁機構 1 0においては、大リフト運転の過程で弁体 1 2が最大リフトを示す際に、ロストモーションスプリング 6 2が特に大きな付勢力を発生し（図 4 (B) におけるロストモーションスプリング 6 0の状態参照）、その結果、制御軸 4 0に対してリフト量小の方向に特に大きなトルクが作用する。 .

以上説明した通り、本実施形態の可変動弁機構 1 0は、制御軸回転角 0 _Cを変化させることにより、基準アーム回転角 0 _A。を変化させ、その結果として弁体 1 2に与える作用角およびリフト量を変ィ匕させることができる。

次に、図 5に基づいて、本実施形態にかかる可変動弁機構 1 0の主要部について説明する。上述したように、ロストモーションスプリング 6 0は、揺動アーム 2 2 のローラ当接面 2 8を上方に引き上げる方向の付勢力を発生する。また、図 5に示すように、弁軸 1 4には、バルブスプリング 6 2による上向きの付勢力が作用しており、ロッカーアーム 1 6は、バルブスプリング 6 2の付勢力を受けた弁軸 1 4により上方に付勢されている。そして、カム 5 4の回転位置によりロッカーアーム 1 6のローラ 2 0が押圧部 3 4と接しているときは、バルブスプリング 6 2の付勢力もローラ当接面 2 8を上方に引き上げる方向に作用する。

従って、ロストモーションスプリング 6 0の付勢力とバルブスプリング 6 2の付勢力は、共に揺動ァ一ム 2 2の回転方向に対して同一方向に作用し、これらの 2つのスプリングによって、揺動アーム 2 2にはローラ当接面 2 8を上方に引き上げる方向（図 5において揺動アーム 2 2が左回りに回転する方向）の付勢力が作用する。そして、ローラ当接面 2 8を上方に引き上げる方向の付勢力は、スライド口一ラ 5 0、揺動ローラ部 3 8、回転軸 4 6を介して非揺動部 3 6に伝達される。これにより、非揺動部 3 6、および非揺動部 3 6と一体化された制御軸 4 0は、制御軸 4 0 を回転中心として図 5において左回りに回転する方向の力を受ける。

このため、制御軸回転角 0 cが小さくなる方向に制御軸 4 0を回転させる場合、すなわち大リフト動作側から小リフト動作側へ制御軸 4 0を回転させる場合は、ロストモーションスプリング 6 0およびパルブスプリング 6 2の付勢力が制御軸 4 0の回転に対して作用する方向と、制御軸 4 0の回転方向とが同一となるため、制御軸 4 0を回転させるためのトルクは比較的小さいものとなる。

一方、小リフト動作側から大リフト動作側へ制御軸 4 0を回転させる場合は、口ストモ一ションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力が制御軸 4 0 の回転に対して作用する方向と、制御軸 4 0の回転方向とが反対になるため、制御軸 4 0を回転させるために大きなトルクが必要となる。

このため本実施形態の可変動弁機構 1 0では、図 5に示すように、ロストモーションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力に対して反対方向に付勢力を作用させるアシストスプリング 6 4を設けている。アシストスプリング 6 4は省スペース化に有利なトーションスプリングから構成され、圧縮された状態で一端が非揺動部 3 6の回転軸 4 6近傍の上面と当接し、他端は固定されている。これにより、アシストスプリング 6 4の付勢力は図 5において制御軸 4 0が右回りに回転する方向に作用する。従って、アシストスプリング 6 4によれば、ロストモ一ションスプリング 6 0おびパルブスプリング 6 2による付勢力が制御軸 4 0の回転に対して作用する方向と反対向きの力を制御軸 4 0に作用させることができる。

これにより、図 5において制御軸 4 0を右回りに回転させる際に必要となるトルクを低減することができる。従って、特に小リフト動作側から大リフト動作側へ移行させる際に必要となる制御軸 4 0の駆動トルクを低減することができ、制御軸 4 0を瞬時に駆動することが可能となる。また駆動トルク低減により、制御軸 4 0を馬区動するためのァクチユエ一夕の消費電力を最小限に抑えることが可能となる。図 6は、制御軸回転角 Θ _cを可変した場合のアシストスプリング 6 4の状態を示す模式図である。ここで、図 6 (A) は制御軸回転角 0 _Cを小リフト動作側（小作用角側）に設定した状態を、図 6 (B) は制御軸回転角 0 _Cを大リフト動作側（大作用角側）に設定した場合をそれぞれ示している。

図 6 (A) に示すように、制御軸回転角 0 _Cを小リフト動作側に設定した場合は、制御軸回転角 0 _Cが最も小さくなり、アシストスプリング 6 4が最も圧縮された状態となる。この状態では、アシストスプリング 6 4の付勢力が最大となり、制御軸 4 0を右回りに回転させる方向に作用するため、ロストモーションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力が相殺される。従って、制御軸 4 0を大リフト動作側（大作用角側）へ回転させる際の駆動トルクを低減でき、アイドル運転状態や定常運転状態から発進又は加速する際に、小作用角 ·小リフト状態から大作用角 ·大リフト状態へ素早く移行することが可能となり、発進時又は加速時のドライバビリティを向上させることができる。

一方、図 6 (B) に示すように、制御軸回転角 0 _Cを大リフト動作側に設定した場合は、制御軸回転角 > _cが最も大きくなるため、制御軸 4 0に作用するアシストスプリング 6 4の付勢力は小さくなる。そして、ロストモーションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力が制御軸 4 0を左回りに回転させる方向に作用しているため、この状態から小リフト動作側へ可変する際の制御軸 4 0の駆動トルクは最小限に抑えられている。従って、大リフト動作側においても少ない駆動トルクで素早く作用角 · リフト量を変更することが可能である。

図 7は、アシストスプリング 6 4の配設状態と、制御軸 4 0を回転させる機構を説明するための模式図である。図 7に示すように、可変動弁機構 1 0は制御軸 4 0 を回転させる機構を含んでいる。図 7では、 # 1と # 2の 2つの気筒を示しており、各気筒は吸気弁または排気弁としての 2つの弁体 1 2を備えている。

図 7に示すように、制御軸 4 0上には、アシストスプリング 6 4を保持するためのスプリングガイド 6 6が設けられている。スプリングガイド 6 6は隣接する 2気筒で共用される 1本の棒材、筒材からなり、スプリングガイドへッド 6 8に固定されている。スプリングガイドへッド 6 8は、シリンダへッドまたは制御軸 4 0を回転可能に支持するキャップ等に固定されている。

スプリングガイド 6 6には隣接する 2つの気筒のアシストスプリング 6 4が巻き付けられ、各アシストスプリング 6 4の一端はスプリングガイドキャップ 6 8に設けられた孔に挿入されて固定されている。そして、アシストスプリング 6 4の他端は第 2アーム部材 2 6の非揺動部 3 6に当接し、非揺動部 3 6を付勢している。

スプリングガイドキャップ 6 8にはスリット 6 8 aが設けられ、ポルト 7 0が揷通している。ポルト 7 0は、シリンダへッドまたは制御軸 4 0を回動可能に支持するキャップ等に締め付けられる。これにより、スプリングガイドキャップ 6 8がシリンダへッド等に固定されるとともに、スプリングガイド 6 6がスプリングガイドキャップ 6 8に固定される。

制御軸 4 0の端部には、ウォームホイール 7 2が設けられている。ウォームホイール 7 2の近傍には、制御軸 4 0を駆動するためのモータ 6 6が配設されている。モ一夕 6 6のモー夕軸 7 4にはウォームギヤ 7 6が設けられ、ウォームホイール 7 2とウォームギヤ 7 '6は嚙み合い状態にある。従って、モ一夕軸 7 4を回転させると、ウォームギヤ 7 6とウォームホイール 7 2の嚙み合いによって制御軸 4 0を回転させることができる。制御軸 4 0の端部には、制御軸 4 0の回転角を検出するための位置センサ 7 8が配設されている。

図 7のように、ウォームホイ一ル 7 2とウォームギヤ 7 6の嚙み合いによって制御軸 4 0を回転させる機構では、ウォームギヤ機構のセルフロック機能により制御軸 4 0の回転角が所定の角度に保持される。このようなウォームギヤ機構においては、歯面同士が摺動するため、歯面における静止摩擦係数が大きく、歯面同士の接触荷重が駆動トルクに与える影響が大きい。このため、ロストモーションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力のみが制御軸 4 0の回転方向に作用すると、歯面同士の接触荷重の増加によってウォームギヤ 7 6を駆動するためのトルクが増大してしまう。本実施形態では、アシストスプリング 6 4を設けたことにより、ウォームホイール 7 2とウォームギヤ 7 6の歯面同士の接触荷重を最小限に抑えることができるため、制御軸 4 0の駆動トルク、特に起動トルクを大幅に低減することができる。

図 8は、アシストスプリング 6 4を設けたことによるモータ 6 6の馬区動トルクの低減効果を示す特性図であって、横軸は制御軸回転角 Θ _c (deg)を、縦軸はモータ 6 6の駆動トルクを示している。ここで、図 8は小リフト動作側から大リフト動作側へ制御軸 4 0を回転させた場合の特性を示している。

図 8中、点線で示す特性は、アシストスプリング 6 4を設けていない場合の特性を示している。この状態では、ロストモーションスプリング 6 0とバルブスプリング 6 2の付勢力のみが制御軸 4 0の回転方向に作用するため、小リフト動作側から大リフト動作側へ制御軸 4 0を回転させる際の駆動トルクは大きくなる。

図 8中に実線で示す特性は、アシストスプリング 6 4を設けた場合の特性を示している。このように、' アシストスプリング 6 4を設けたことによってロストモーションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力を相殺できるため、制御軸 4 0の駆動トルクを 1 Z 3〜 1 / 2程度まで低減することが可能となる。なお、アシストスプリング 6 4を設けた場合であっても、大リフト動作側から小リフト動作側への駆動トルクは殆ど増加しない。これは、アシストスプリング 6 4を設けたことによる駆動トルクの低減が、主としてウォームギヤ機構の歯面同士の接触荷重の低下に起因しているためである。従って、アシストスプリング 6 4の付勢力は、ウォームギヤ機構の歯面同士の接触荷重を低減できる程度が好適である。

以上説明したように実施の形態 1によれば、ロストモーションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力に対抗して、反対向きに付勢力を作用させるァシストスプリング 6 4を設けたため、制御軸 4 0を回転させるための駆動力を大幅に低下させることができる。これにより、制御軸 4 0を駆動する際の応答性を高めることが可能となり、' 運転条件に応じてバルブリフト量、作用角を瞬時に可変することが可能となる。また、制御軸 4 0を駆動するウォームギヤ機構の歯面同士の接触荷重を大幅に低減することができるため、歯面の磨耗を抑えることができる。更に、制御軸 4 0を駆動するモータ 7 6を小型化することが可能となり、モー夕 7 6 の消費電流を最小限に抑えることが可能となる。尚、上述した実施の形態 1においては、第 1ァ一ム部材 2 4および揺動ローラ部 3 8が前記第 1又は第 1 1の発明における「伝達部材」に、非揺動部 3 6および揺動口一ラ部 3 8が前記第 1又は第 1 1の発明における「可変機構」に、カム 5 4が前記第 1又は第 1 1の発明における「第 1のカム」に、同心円部 3 2および押圧部 3 4が前記第 1又は第 1 1の発明における「第 2のカム」に、それぞれ該当している。実施の形態 2 . .

次に、本発明の実施の形態 2について説明する。図 9は、実施の形態 2の可変動弁機構 1 0を説明するための模式図である。実施の形態 2の可変動弁機構 1 0の基本的な構成は、実施の形態 1と同様である。

実施の形態 1と同様に、各気筒 # 1〜# 4には、制御軸 4 0の駆動トルクを低減するためのアシストスプリング 6 4が設けられている。実施の形態 2は、制御軸 4 0の変形を考慮して、各アシストスプリング 6 4の付勢力をそれぞれ異なる値に設定したものである。

実施の形態 1で説明したように、制御軸 4 0には、ロストモ一ションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力が同一の回転方向に作用している。 1気筒に対してロストモーションスプリング 6 0は 1個、バルブスプリング 6 2は 2個設けられるため、各気筒で共用される制御軸 4 0には、これらのスプリングによる荷重がかかることになる。

従って、制御軸 4 0を中空の細いパイプで構成した場合等においては、ロストモ —ションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力によって制御軸 4 0 が捻れ、制御軸 4 0が回転方向に変形する場合がある。このとき、制御軸 4 0の回転はウォームギヤ機構によってロックされており、ウォームギヤ機構から離れるほど制御軸 4 0の剛性が低下するため、制御軸 4 0の変形量はウォームホイール Ί 2 力、ら離れるほど大きくなる。

このため、実施の形態 2では、ウォームホイ一ル 7 2から離れるほどアシストスプリング 6 4の付勢力を大きくしている。すなわち、図 9に示す各気筒 # 1〜# 4 のアシストスプリング 6 4の付勢力をそれぞれ P # 1〜P # 4とした場合、 P # 1 〉P # 2 > P # 3 > P # 4となるように各アシストスプリング 6 4の付勢力を設定している。この際、各アシストスプリング 6 4の線径、巻数、コイル径などを相違させることで、各アシストスプリング 6 4の付勢力を可変できる。また、各気筒におけるアシストスプリング 6 4の取付角を相違させることで、アシストスプリング 6 4自体の設計を変更することなく各アシストスプリング 6 4の付勢力を可変できる。

アシストスプリング 6 4はロストモーションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力に対抗する付勢力を発生させるため、ウォームホイール 7 2からの距離が遠く、回転方向の変形に対する剛性が低くなる部位ほどアシストスプリング 6 4の付勢力を大きくすることで、制御軸 4 0の捻れを抑制することができる。これにより、制御軸 4 0の変形に起因して各気筒での弁体 1 2のリフト量、開弁 · 閉弁タイミングにバラツキが生じてしまうことを抑止できる。なお、制御軸 4 0の変形を抑えるため、ロストモーションスプリング 6 0の荷重を気筒毎に可変し、ゥオームホイール 7 2から離れるほどロストモ一ションスプリング 6 0の付勢力を小さくしてもよい。 '

なお、図 9では 4気筒の機関において制御軸 4 0の端部にウォーム機構を配置した例を示したが、 # 2気筒と # 3気筒の間にウォーム機構を配置した場合であっても、ウォーム機構から離れるほどアシストスプリング 6 4の付勢力を大きくすることで、制御軸 4 0の変形を抑止することができる。

以上説明したように実施の形態 2によれば、ロストモーションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の付勢力に対抗して、反対向きに付勢力を作用させるァシストスプリング 6 4を設けることで、実施の形態 1と同様に制御軸 4 0を回転させるための駆動力を大幅に低下させることができる。そして、制御軸 4 0の回転位置を規制するウォームホイ一ル 7 2からの距離が大きくなるほどアシストスプリング 6 4の付勢力を大きくしたため、ロストモ一ションスプリング 6 0およびバルブスプリング 6 2の荷重によって制御軸 4 0が変形してしまうことを抑止できる。従つて、気筒毎のリフト量、作用角のバラツキを抑えることができ、各気筒毎の吸入空気量を均一にすることが可能となる。これにより、ドライバピリティの悪化、出力低下を抑止することが可能となる。

また、制御軸 4 0の変形を抑えることができるため、制御軸 4 0を細径化、薄肉化することも可能となる。これにより、モー夕 6 6の駆動トルクを低減することができ、また機関の小型化を図ることも可能となる。

図 1 0は、上述した実施の形態 1， 2において、コイルスプリングからなるロストモーションスプリング 6 0の代わりに、トーションスプリングからなるロストモーションスプリング 6 1を設けた例を示す模式図である。

図 1 0の構成では、揺動アーム 2 2の側部に、制御軸 4 0に貫通するようにロストモーションスプリング 6 1を配置している。ロストモーションスプリング 6 1の一端は揺動アーム 2 2の側部に設けられた突起 2 2 aに係合しており、ロストモーションスプリング 6 1の他端は制御軸 4 0に設けられた係合部 4 0 aに係合している。

そして、ロストモ一シヨンスプリング 6 1の付勢力によって、揺動アーム 2 2にはローラ当接面 2 8を上方に引き上げる方向（図 1 0において揺動アーム 2 2が左回りに回転する方向）の力が作用している。従って、図 1 0の構成によれば、コィルスプリングからなるロス卜モーションスプリング 6 0と同じ機能をロストモ一シヨンスプリング 6 1に発揮させることができる。すなわち、ロストモーションスプリング 6 1によって、カム 5 4とローラ当接面 2 8とが、カム当接ローラ 4 8およびスライドローラ 5 0を介して機械的に連結された状態を維持することが可能である。

ところで、上述したように実施の形態 2では、制御軸 4 0の回転位置を規制するウォームホイール 7 2からの距離に応じてアシストスプリング 6 4の付勢力を可変することで、制御軸 4 0の変形を抑止することとしているが、制御軸 4 0の変形はバルブスプリング 6 2、ロストモーションスプリング 6 0、アシストスプリング 6 4による制御軸の回転方向の合力に起因して生じるため、この合力を各気筒別にゥオームホイール 7 2からの距離に応じて可変すれば、制御軸 4 0の変形を抑止することが可能である。すなわち、ウォームホイール 7 2からの距離が長い部位ほど、バルブスプリング 6 2、ロストモーションスプリング 6 0、アシストスプリング 6 4による制御軸 4 0の回転方向の合力を小さくすることで、スプリングの付勢力に起因した制御軸 4 0の回転方向の変形を抑えることが可能である。

具体的には、ロストモーションスプリング 6 0の付勢力を、制御軸 4 0の回転位置を規制するウォームホイール 7 2からの距離に応じて可変することで、制御軸 4 0の変形を抑止することが可能である。この場合、ウォームホイール 7 2からの距離が大きくなるほどロストモーションスプリング 6 0の付勢力が小さくなるように、各気筒の可変動弁機構 1 0におけるロストモーションスプリング 6 0の付勢力を設定する。上述したように、制御軸 4 0には、バルブスプリング 6 2およびロストモ —シヨンスプリング 6 0の付勢力が同一の回転方向に作用しており、バルブスプリング 6 2およびロストモーションスプリング 6 0の付勢力による制御軸 4 0の変形量はウォームホイール 7 2から離れるほど大きくなる。従って、ウォームホイール 7 2からの距離が長くなるほどロストモーションスプリング 6 0の付勢力を小さくすることで、制御軸 4 0における捻れ等の変形を抑えることが可能となる。

また、バルブスプリング 6 2の付勢力を、制御軸 4 0の回転位置を規制するゥォームホイール 7 2からの距離に応じて可変することで、制御軸 4 0の変形を抑止することが可能である。この場合、ウォームホイール 7 2からの距離が大きくなるほどバルブスプリング 6 2の付勢力が小さくなるように、各気筒のバルブスプリング 6 2の付勢力を設定する。バルブスプリング 6 2およびロストモーションスプリング 6 0の付勢力による制御軸 4 0の変形量はウォームホイール 7 2から離れるほど大きくなるため、ウォームホイール 7 2からの距離が大きくなるほどバルブスプリング 6 2の付勢力を小さくすることで、制御軸 4 0における捻れ等の変形を抑えることが可能となる。

ロス卜モーションスプリング 6 0の付勢力を可変する場合、各気筒において線径、巻数、コイル径などを相違させることで、各ロストモーションスプリング 6 0の付勢力を可変できる。また、各気筒においてロストモーションスプリング 6 0の圧縮量が異なるように、ロス卜モーションスプリング 6 0の取り付け部を構成することで、各ロストモーションスプリング 6 0の付勢力を可変できる。また、図 1 0のようにトーションスプリングからロストモ一ションスプリング 6 1を構成した場合は、係合部 4 0 aの延在方向と水平方向とのなす角度（図 1 0中に 0 1で示す）を各口ストモーションスプリング 6 1毎に変えることで、各ロストモ一ションスプリング 6 1の付勢力を可変することができる。より具体的には、図 1 0においてロストモ —シヨンスプリング 6 1の付勢力は揺動アーム 2 2を左回りに回転させる方向に作用しているため、各ロストモーションスプリング 6 1が係合する係合部 4 0 aの位置を示す角度 0 1の値を、制御軸 4 0の長手方向に沿ってウォームホイール 7 2からの距離が長くなるほど大きくすることで、ウォームホイール 7 2からの距離が長くなるほどロストモ一ションスプリング 6 1の付勢力を小さくすることができる。このように、係合部 4 0 aの位置を可変した場合は、ロストモーションスプリング 6 1自体の設計を変更することなく各ロストモーションスプリング 6 1の付勢力を可変できる。このように、各気筒においてロストモーションスプリング 6 0の圧縮量を可変した場合、または係合部 4 0 bの位置を可変した場合は、付勢力を変更したロストモーションスプリング 6 0 , 6 1を複数用意する必要がなくなり、部品点数を削減できる。また、ロス卜モ一ションスプリング 6 0， 6 1の組み付け時に、付勢力の異なるロス'トモ一シヨンスプリング 6 0 , 6 1から選別を行う作業等が不要となる。

また、バルブスプリング 6 2の付勢力を可変する場合も、各気筒において線径、巻数、コイル径などを相違させることで、各バルブスプリング 6 2の付勢力を可変できる。また、図 1 0に示すように、バルブスプリング 6 2の下端に、各パルブスプリング毎に異なる厚さのバルブスプリングシ一ト 6 3を挿入することによつてもバルブスプリング 6 2の付勢力を可変することができる。この場合、制御軸 4 0の長手方向に沿ってウォームホイール 7 2からの距離が長くなるほどバルブスプリングシート 6 3の厚さを薄くすることで、ウォームホイール 7 2からの距離が長くなるほどバルブスプリング 6 2の付勢力を小さくすることができる。このように、バルブスプリンダシート 6 3によってバルブスプリング 6 2の付勢力を可変した場合は、バルブスプリング 6 2自体の設計を変更することなく、各バルブスプリング 6 2の付勢力を可変でる。従って、付勢力を変更したバルブスプリング 6 2を複数用意する必要がなくなり、部品点数を削減できる。また、バルブスプリング 6 2の組み付け時に、付勢力の異なるバルブスプリング 6 2から選別を行う作業等が不要となる。

このように、ロストモ一ションスプリング 6 0、バルブスプリング 6 2、アシストスプリング 6 4の少なくとも 1つの付勢力を制御軸 4 0の長手方向に沿って可変し、ウォームホイール 7 2からの距離が長い部位ほど、バルブスプリング 6 2、口ストモーションスプリング 6 0、アシストスプリング 6 4による制御軸 4 0の回転方向の合ガを小さくすることで、スプリングの付勢力に起因した制御軸 4 0の回転方向の変形を抑えることが可能である。実施の形態 3 .

次に、本発明の実施の形態 3について説明する。実施の形態 3の可変動弁機構 1 0の基本的な構成およびその動作は、図 1〜図 4で説明した実施の形態 1と同様でめる。

図 1 1は、本発明の実施の形態 3に係る可変動弁機構 1 0を説明するための図である。より具体的には、図 1 1 (A) は、可変動弁機構 1 0を表した平面図であり、図 1 1 (B) はその機構を図 1 1 (A) に示す B矢視で表した側面図である。また、図 1 1 (C) は、可変動弁機構の主要部を図 1 1 (B) に示す C-C断面で切断することにより得られた断面図である。

図 1 1に示す構成は、内燃機関のシリンダへッド 8 0を含んでいる。シリンダへッド 8 0は、図示しない制御軸軸受けを介して、制御軸 4 0を回転可能に保持している。図 1 1では図示を省略するが、図 1および図 2で説明した可変動弁機構 1 0 の主要部の構成は、シリンダヘッド 8 0の近傍に設けられている。本実施形態に係る内燃機関も複数の気筒（以下、 4気筒とする）を直列に備えており、制御軸 4 0 は、それら 4つの気筒の上方を縦断するように設けられている。

制御軸 4 0の端部には、平歯状の第 1ギヤ 8 4が固定されている。第 1ギヤ 8 4 には、同じく平歯状の第 2ギヤ 8 6が嚙み合わされている。第 2ギヤ 8 6の中心には、回転軸 8 8が固定されている。また、回転軸 8 8には、図 1 1 (B ) に示すように、第 2ギヤ 8 6と重なるように半円状のウォームホイール 9 0が固定されている。そして、回転軸 8 8は、回転可能な状態でシリンダヘッド 8 0に保持されている。このような構成によれば、半円状のウォームホイール 9 0と平歯状の第 2ギヤ 8 6とは、両者の相対回転角を一定としたまま、回転軸 8 8を回転軸として回転することができる。

シリンダへッド 8 0の側方には、制御軸 4 0を回転させるためのァクチユエ一夕として機能するモータ 6 6が配置されている。モ一夕 6 6の回転軸には、上述したウォームホイール 9 0と嚙み合わされるウォームギヤ 9 4が固定されている。ゥォームギヤ 9 4は、図示されるように、その側面に螺旋状のギヤ溝を備えている。一方、ウォームホイール 9 0には、その螺旋状のギヤ溝と嚙み合うような、傾斜のあるギヤ溝が形成されている。

モータ 6 6の回転軸と、ウォームホイール 9 0の回転軸 8 8とは、その方向が 9 0度異なっている。ウォームギヤ 9 4およびウォームホイール 9 0によれば、その回転軸のずれに関わらず、モータ 9 2の出力トルクを回転軸 8 8に伝えることができる。そして、図 1 1に示す構成によれば、回転軸 8 8に伝達されたトルクは、第 1ギヤ 8 6および第 1ギヤ 8 4を介して制御軸 4 0に伝達される。このため、この構成によれば、モータ 6 6の回転を制御することで、制御軸 4 0の回転を制御することができる。

ところで、本実施形態の可変動弁機構において、制御軸 4 0の回転位置は、所定の角度範囲の中で調整される。このため、制御軸 4 0につながるギヤ機構は、その角度範囲の中で制御軸 4 0を動かせるものであれば良い。本実施形態の構成において、そのような角度範囲は、ウォームホイール 9 0を 1 8 0度回転させることにより十分にカバ一することができる。そこで、本実施形態では、上記の如くウォームホイール 9 0を半円状態として、ギヤ機構に含まれる不要部分をできるだけ小さくすることとしている。

また、本実施形態の可変動弁機構は、図 1 1 (C) に示すように、モータ 6 6のトルクを制御軸 4 0に伝えるギヤ機構の中に、アシストスプリング 9 6を備えている。アシストスプリング 9 6は、具体的には、ウォームホイール 9 0の回転軸 8 8 を取り巻くように配置されたコイルスプリングで構成されており、その一端が第 2 ギヤ 8 6に、また、その他端がシリンダへッド 8 0にそれぞれ固定されている。

アシストスプリング 9 6は、その中心軸回りにアシストトルクを発生することができる。上記の構成によれば、アシストスプリング 9 6は、第 2ギヤ 8 6、回転軸 8 8およびウォームギヤ 9 0に対して、所定方向の回転トルクを与えることができる。回転軸 8 8の回転は制御軸 4 0に伝達されて吸気弁のリフト量に変化を与える。そして、その回転が一の方向に生ずるとリフト量は増加し、また、他の方向に生ずるとリフト量が減少する。本実施形態において、アシストスプリング 9 6は、リフト量を増加させる方向にアシストトルクを発生するように設けられている。

このように、本実施形態の可変動弁機構は、制御軸 4 0を、ウォームホイール 9 0とウォームギヤ 9 4とを含むギヤ機構を介してモー夕 6 6により駆動することとしている。そして、そのギヤ機構には、制御軸 4 0に対して大リフト方向のアシストトルクを与えるアシストスプリング 9 6が組み込まれており、更に、そのアシストトルクは、ウォームホイール 9 0に対して直接的に加えられている。ウォームホイール 9 0とウォームギヤ 9 4との組み合わせによれば、高い正効率と低い逆効率を実現することができる。このため、本実施形態の可変動弁機構によれば、モ一夕 6 6の発するトルクを高い効率で制御軸 4 0に伝達することができ、一方、制御軸 4 0に入力されるトルクがモー夕 6 6に伝達されるのを阻止することができる。このため、この可変動弁機構によれば、モータ 6 6を制御することにより、制御軸 4 0の回転位置を精度良く制御することができる。

また、本実施形態の可変動弁機構では、制御軸 4 0を小リフト方向に回転させようとする外力の影響、つまり、バルブスプリング 6 2の反力やロストモーションスプリング 6 0の付勢力の影響を、上記のアシストトルクにより緩和することができる。このようなアシストトルクが存在しない場合には、制御軸 4 0を大リフト方向に回転させる際に、各種の機械的な摩擦力とバルブスプリング 6 2の反力等とに抗つて、その回転を生じさせることが必要となる。この場合、モータ 6 6に大きなトルクが要求され、その駆動に多大な電力が必要となり、また、ギヤ機構や制御軸 4 0にねじれが生じ易くなるといった不都合が生ずる。

これに対して、バルブスプリング 6 2の反力等の影響をアシストトルクで緩和することができれば、より小さなモ一夕トルクで制御軸 4 0を大リフト方向に回転させることが可能となる。このため、本実施形態の可変動弁機構によれば、アシストスプリング 9 6が存在しない場合に比して、モ一夕 6 6の小型化、制御軸 4 0の駆動に要する消費電力の低減、制御軸 4 0等のねじれ量の低減などの利益を得ることができる。

更に、本実施形態の構成によれば、アシストトルクがウォームホイール 9 0に直接加えられているため、静止している制御軸 4 0を円滑に回転させ始めることができる。以下、図 1 2を参照してその理由を説明する。図 1 2は、ウォームギヤ 9 4 とウォームホイール 9 0との組み合わせからなるギヤ機構の正効率（ウォームギヤ 9 4からウォームホイール 9 6へ向かうトルクの伝達効率）と、それらの瞬時回転数との関係を表した図である。より具体的には、図 1 2中に一点鎖線で示す曲線は、ウォームホイール 9 0にアシストトルクが加えられていない場合の正効率を、また、図 1 2中に実線で示す曲線は、ウォームホイール 9 0に、回転を補助する方向のァシストトルクが加えられている場合の正効率を示す。

ウォームギヤ 9 4とウォームホイール 9 0との間の静摩擦係数は、平歯間のそれに比して十分に大きな値となる。また、制御軸 4 0に小リフト方向に向かう力が作用している場合に、モー夕 6 6が大リフト方向へのトルクを発生すると、ウォームギヤ 9 4とウォームホイール 9 0の間には、それらが重なり合うことにより大きな荷重が作用する。このため、ウォームギヤ 9 4とウォームホイール 9 0との間には、アシストトルクが存在しない場合は、大きな静摩擦力が発生する。その結果、図 1 2中に一点鎖線で示すように、瞬時回転数がゼロ付近の領域では、正効率が著しく低い値となる。そして、瞬時回転数が大きくなり、静摩擦係数の影響がなくなると、その正効率は高い値セ安定する。

ウォームホイ一ル 9 0に大リフト方向のアシストトルクが作用していると、制御軸 4 0に入力される小リフト方向の力を、そのアシストトルクで打ち消すことができ、その結果、ウォームホイール 9 0とウォームギヤ 9 4との間に作用する静止時の荷重を小さな値とすることができる。その荷重が小さな値となれば、ウォームホィ一ル 9 0とウォームギヤ 9 4の間に発生する静摩擦力も小さな値となり、図 1 2 中に実線で示すように、瞬時回転数が低い領域での正効率が著しく改善される。そして、その領域での正効率が改善されると、制御軸 4 0を大リフト方向に回転させる際の動き出しを滑らかにすることができ、その制御精度を高めることができる。以上説明した通り、本実施形態の可変動弁機構によれば、アシストスプリング 9 6の作用により、制御軸 4 0を、小さなモータトルクで円滑に大リフト方向に回転させることができる。また、制御軸 4 0には、元来小リフト方向の外力が作用しているため、制御軸 4 0を小リフト方向に移動させる際には、必然的に良好な作動特性が実現される。このため、本実施形態の可変動弁機構によれば、制御軸 4 0を、何れの方向にも小さな力で円滑に回転させることができる。

ところで、上述した実施の形態 3においては、制御軸 4 0を回転させることにより弁体 1 2の作用角およびリフト量を変化させる機構を用い、その回転を生じさせるギヤ機構の中にアシストスプリング 9 6を組み込むこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、制御軸 4 0を軸方向に移動させることにより弁体 1 2の作用角およびリフト量を変化させる機構を用いて、制御軸 4 0に駆動力を伝えるギヤ機構中に大リフト方向に向かうアシストトルクを発するァシストスプリングを組み込むこととしてもよい。

また、上述した実施の形態 3においては、実施の形態 1と同様に、ロストモーションスプリング 6 0がバルブスプリング 6 2と同様に、可変動弁機構 1 0を小リフト方向に変化させる付勢力を発することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、ロストモーションスプリングが、大リフト方向に向かう付勢力を発生する機構に対しても有効である。

また、上述した実施の形態 3では、可変動弁機構 1 0が、制御軸 4 0の回転位置に応じて作用角およびリフト量の双方を変化させることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、可変動弁機構は、作用角およびリフト量の一方のみを変化させるものであってもよい。この場合、弁体の作用角のみを変化させる制御軸を大作用角方向に付勢する力、或いは、弁体のリフト量のみを変化させる制御軸を大リフト方向に付勢する力が生ずるようにアシストスプリングを設けることで、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

尚、上述した実施の形態 3においては、第 1アーム部材 2 4および第 2ァ一ム部材 2 6が前記第 7の発明における「可変機構」に、モータ 6 6が前記第 7の発明における「ァクチユエ一夕」に、ウォームギヤ 9 4、ウォームホイール 9 0、第 2ギャ 8 6および第 1ギヤ 8 4が、前記第 7の発明における「ギヤ機構」に、アシストスプリング 9 6が前記第 7の発明における「アシスト力発生手段」に、それぞれ相当している。

なお、実施の形態 2と同様に、実施の形態 3においても、ロストモーションスプリング 6 0またはバルブスプリング 6 2の付勢力を制御軸 4 0の長手方向で可変し、第 1ギヤ 8 4からの S巨離が長い部位ほど、バルブスプリング 6 2およびロストモ一ションスプリング 6 0による制御軸 4 0の回転方向の合力を小さくすることで、これらのスプリングの付勢力に起因した制御軸 4 0の回転方向の変形を抑えることが可能である。例えば、第 1ギヤ 8 4からの距離が長い位置ほど、ロストモーションスプリング 6 0の付勢力を小さくすることで、制御軸の捻れを抑えることができる。

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実施の形態 4.

次に、図 1 3を参照して、本発明の実施の形態 4について説明する。図 1 3は、本発明の実施の形態 3の可変動弁機構の潤滑油流通経路を説明するための図である。より具体的には、図 1 3 (B ) は、ウォームギヤ 9 4とウォームホイール 9 0との嚙み合い部分の周辺を拡大して表した断面図である。また、図 1 3 (A) は、本実施形態における可変動弁機構を、図 1 3 (B) に示す A- A矢視に沿って切新することで得られる断面図である。尚、図 1 3に示す上下の配置は、内燃機関を車載した際に実現される関係と一致しているものとする。

本実施形態の可変動弁機構は、以下に説明する潤滑油流通経路を備える点を除き、実施の形態 3の可変動弁機構と実質的に同様である。すなわち、図 1 3 (A) および図 1 3 (B) においては、便宜上、ウォームホイール 9 0を全円状のものとし、また、ウォームホイール 9 0を制御軸 4 0に直接固定することとしているが、これらの点は発明の本質部分ではなく、実施の形態 4の機構は、以下に説明する潤滑油流通経路において特徴を有するものである。以下、図 1 3において、先に説明した構成要素と同一のものまたは対応するものについては、共通する符号を付して、その説明を省略または簡略する。

図 1 3 (B) に示すように、本実施形態の可変動弁機構において、モータ 6 6は、シリンダへッ 8 0に固定されている。シリンダへッド 8 0の内部空間は、その上に組み付けられたへッドカバー 1 0 0により密閉されている。シリンダへッド 1 0 0の内部には、ウォームギヤ 9 4の外形に倣った空間 1 0 2と、ウォームホイール 9 0の外形に倣った空間 1 0 4とが形成されている。これらの空間 1 0 2 , 1 0 4 は互いに一体化されており、それらの中には、ウォームホイール 9 4とウォームホィール 9 0とが無駄なく収納されている。

ゥォ一ムホイール 9 0を収納する空間 1 0 4には、その上部において、オイル供給通路 1 0 6が連通している。オイル供給通路 1 0 6は、内燃機関の運転中に、ォィルポンプにより圧送された潤滑油の一部を、空間 1 0 2および 1 0 4内に導くための通路である。モー夕 6 6の回転軸には、その周囲を取り巻き、空間 1 0 2を外部空間から遮断するオイルシール 1 0 8が装着されている。また、図 1 3 (A) に示すように、制御軸 4 0には、その周囲を取り巻き、空間 1 0 2， 1 0 4を外部空間から遮断するオイルシール 1 1 0が装着されている。このため、内燃機関の運転中に、空間 1 0 2および 1 0 4の内部は、潤滑油で満たされた状態となる。

図 1 3 (A) に示すように、制御軸 4 0の内部には、軸方向に延在するオイル流通路 1 1 2が形成されている。オイル流通路 1 1 2の端部は、封止プラグ 1 1 4により封止されている。更に、制御軸 4 0には、空間 1 0 2， 1 0 4とオイル流通路 9 2とを連通させるオイル供給孔 1 1 6が設けられている。このため、内燃機関の運転中は、空間 1 0 2 , 1 0 4に満たされた潤滑油がオイル供給孔 1 1 6を通ってオイル流通路 1 1 2に供給される。

シリンダへッド 8 0は、内燃機関の各気筒の両側に、制御軸 4 0を保持するための軸受け 1 1 8を備えている。制御軸 4 0は、それらの軸受け 1 1 8により回転可能に保持されている。そして、各気筒に対応する可変動弁機構 1 0の主要部は、 2 つの軸受け 1 1 8に挟まれる位置において制御軸 4 0に組み付けられている。つまり、可変動弁機構 1 0が備える 2つの揺動アーム 2 2、および一つの非揺動部 3 6 は、それら 2つの軸受け 1 1 8に挟まれる位置において、制御軸 4 0に組み付けられている。

制御軸 4 0には、個々の軸受け 1 1 8、個々の揺動アーム 2 2、および個々の非揺動部 3 6に対応する位置に、オイル流通路 1 1 2に開口するオイル供給孔 1 2 0 を備えている。また、非揺動部 3 6には、一端がそのオイル供給孔 1 2 0に開口し、その他端が揺動ローラ部 3 8の回転軸 4 6の測方に開口するオイル流通路 1 2 2が設けられている。このため、制御軸 4 0の内部を流通する潤滑油は、オイル供給孔 1 2 0やオイル流通路 1 2 2等を通って各潤滑点に供給される。

本実施形態の可変動弁機構において、空間 1 0 2 , 1 0 4から制御軸 4 0のオイル流通路 1 1 2に流出した潤滑油は、その後、各部の潤滑点等を経由して内燃機関内部のオイル溜まりに回収される。そして、内燃機関が停止し、オイル供給通路 1 0 6から空間 1 0 2 , 1 0 4への新たな潤滑油の供給が停止されると、やがてはォィル流通路 1 1 2へも潤滑油が流出しなくなり、潤滑油の循環が終了する。

ところで、図 1 3に示す潤滑油の流通経路において、空間 1 0 2 , 1 0 4に流入した潤滑油は、オイル供給孔 1 1 6を通り、オイル流通路 1 1 2に流れ込むことによってのみ空間 1 0 2 , 1 0 4の外部に流出する。そして、そのオイル供給孔 1 1 6は、ウォームギヤ 9 4とウォームホイール 9 0との嚙み合わせ部分より高い位置に設けられている。このため、空間 1 0 2 , 1 0 4内の潤滑油の油面は、内燃機関の停止時においても、ウォームギヤ 9 4とウォームホイ一ル 9 0の嚙み合わせ部分より高い位置に維持される。

上記の条件の下では、ウォームギヤ 9 4とウォームホイール 9 0の間に、潤滑油を常に潤沢に供給しておくことができる。このため、本実施形態の可変動弁機構によれば、内燃機関の始動直後など、潤滑油の循環が十分に行われないような状況下でも、モータ 6 6の出力トルクを効率的に制御軸 4 0に伝達することが可能である _c 産業上の利用可能性

以上のように、この発明にかかる可変動弁装置は、弁体のリフト量及び作用角を変化させる制御軸の駆動負荷低減を可能としたものであり、内燃機関に設けられる多種の可変動弁装置に有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 内燃機関の弁体のリフト量及び作用角を変化させる可変動弁機構であって、クランクの回転に応じて回転する第 1のカムと、

前記第 1のカムの回転と同期して揺動し、前記第 1のカムによる作用力を前記弁体に伝達する第 2のカムを有する伝達部材と、

所定の回転位置に調整される制御軸と、

前記制御軸の回転位置に応じて前記伝達部材の揺動範囲を変化させて、前記弁体のリフト量及び作用角を変化させる可変機構と、

前記伝達部材と前記第 1のカムとの連結が維持されるように、前記伝達部材を前記第 1のカムに向けて付勢するロストモーションスプリングと、

前記ロストモーションスプリングの付勢力に対抗して前記伝達部材を付勢するァシス卜スプリングと、

を備えたことを特徴とする可変動弁機構。

2 . 前記ロストモーションスプリングは、前記弁体のリフト量及び作用角が大リフト ·大作用角側から小リフ卜 ·小作用角側に変化する方向に前記伝達部材を付勢し、前記弁体のリフト量及び作用角が小リフト ·小作用角側に設定されるほど、前記伝達部材に作用する前記アシストスプリングの付勢力を大きくしたことを特徴とする請求項 1記載の可変動弁機構。

3 . 前記弁体を前記伝達部材に向けて付勢するバルブスプリングを備え、

前記アシストスプリングは、前記弁体を介して前記伝達部材に作用する前記バルブスプリングの付勢力に対抗して前記伝達部材を付勢することを特徴とする請求項

1又は 2記載の可変動弁機構。

4. 前記制御軸の回転位置を変化させるための駆動力を発生するァクチユエ一夕と、前記ァクチユエータと前記制御軸との間に介在するギヤ機構と、を備え、各気筒の前記弁体に対応して設けられた複数の前記伝達部材が、共通の前記制御軸と連結され、

前記ロストモ一ションスプリング、前記アシストスプリング、及び前記バルブスプリングの付勢力は、前記伝達部材及び前記可変機構を介して前記制御軸の回転方向へ伝達され、前記制御軸の長手方向において、前記ギヤ機構から離れるほど、前記ロストモ一ションスプリング、前記アシストスプリング、および前記バルブスプリングの付勢力によって前記制御軸の回転方向にかかる力の合力を小さくしたことを特徴とする請求項 3記載の可変動弁機構。

5 . 前記制御軸の長手方向において、前記ギヤ機構から離れるほど、前記伝達部材を付勢する前記ァシストスプリングの付勢力を大きくしたことを特徴とする請求項 4記載の可変動弁機構。

6 . 前記制御軸の長手方向において、前記ギヤ機構から離れるほど、前記伝達部材を付勢する前記ロストモーションスプリングの付勢力を小さくしたことを特徴とする請求項 4記載の可変動弁機構。

7 . 内燃機関の弁体の作用角およびまたはリフト量を変化させる機能を有する可変動弁機構であって、

前記作用角およびまたはリフト量を変化させるベくその状態が制御される制御軸と、

カムと弁体との間に介在しカムの回転と同期して揺動することにより当該カムの作用力を前記弁体に伝達する揺動アームと、

前記制御軸の状態に応じて、前記弁体に対する前記揺動アームの基本相対角を変化させる可変機構と、

前記制御軸の状態を変ィヒさせるための駆動力を発生するァクチユエ一夕と、前記ァクチユエ一夕と前記制御軸との間に介在するギヤ機構と、

前記ギヤ機構に対して、作用角およびまたはリフト量を増大させる方向のアシストカを加えるアシストカ発生手段と、

を備えることを特徴とする可変動弁機構。

8 . 前記ギヤ機構は、ウォームギヤが前記ァクチユエ一夕側に位置し、かつ、ゥォームホイールが前記制御軸側に位置するように互いに連結したウォームホイールとウォームギヤとを含み、

前記アシスト力は、前記ウォームホイール、または前記ウォームホイールと一体化された構造物に加えられることを特徴とする請求項 7記載の可変動弁機構。

9 . 前記揺動アームと前記カムとの機械的な連結が維持されるように前記揺動ァームを前記カムに向けて付勢するロストモーションスプリングを備え、前記揺動アームは、大きな作用角およびまたはリフト量の発生が要求されるほど、前記ロストモーショスプリングの変形量を増大させる方向に移動することを特徴とする請求項 7または 8記載の可変動弁機構。

1 0 . 各気筒の前記弁体に対応して設けられた複数の前記揺動アームが、共通の前記制御軸と連結され、

前記制御軸の長手方向において、前記ギヤ機構から離れるほど、前記ロストモーションスプリングの付勢力を小さくしたことを特徴とする請求項 9記載の可変動弁機構。

1 1 . 内燃機関の弁体のリフト量及び作用角を変化させる可変動弁機構であって、クランクの回転に応じて回転する第 1のカムと、

所定の回転位置に調整される制御軸と、

前記制御軸の回転位置に応じて前記伝達部材の揺動範囲を変ィ匕させて、前記弁体のリフト量及び作用角を変化させる可変機構と、

前記伝達部材と前記第 1のカムとの連結が維持されるように、前記伝達部材を前記第 1のカムに向けて付勢する口ストモーションスプリングと、

前記ロストモ一ションスプリングの付勢力に対抗する付勢力を生じさせるアシスを備えたことを特徴とする可変動弁機構。