(57)【要約】【課題】揺動カムとローラとの間の偏摩耗の発生を抑制することにより、吸気弁のバルブリフト量の経時変化を抑制して、機関性能の不安定化を十分に回避できる可変動弁装置を提供する。【解決手段】駆動軸３から伝達される駆動カム４の回転力を、伝達機構７を介して一対の揺動カム５に伝達し、さらにこの各揺動カムのカム面に転動するローラ１２を備えたスイングアーム６を介して各吸気弁２を開閉作動させると共に、制御機構８によって伝達機構の姿勢を変化させて吸気弁のバルブリフト量を可変制御する。前記各吸気弁の閉弁時において、スイングアームの他端部を枢支するピボット１１を、雌雄ねじ部を介して伸縮させて前記揺動カムとローラとの間にクリアランスを設けると共に、この大きさを調整可能とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動カムと、
支軸に揺動自在に支持された揺動カムと、
前記駆動カムの回転力を前記揺動カムの揺動運動に変換して動力を伝達する伝達機構と、
前記揺動カムと当接し得るローラを有し、前記揺動カムが揺動することにより、揺動支点を介して揺動して機関弁を開閉作動させる弁作動部材と、
位置を変化させることにより前記伝達機構の姿勢を変化させて前記揺動カムとローラを介して機関弁の作動状態を変化させる制御軸と、
前記制御軸の位置を変化させるアクチュエータと、
を備え、
前記機関弁の閉弁時に、前記揺動カムとローラとの間にクリアランスを設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記揺動カムとローラとの間のクリアランスを調整するクリアランス調整機構を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記クリアランス調整機構は、前記弁作動部材の揺動支点の位置を調整するものであることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記クリアランス調整機構は、前記揺動カムとローラとの間のクリアランスを任意の大きさに調整することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁作動部材の揺動支点は、球面を有するピボットによって構成され、
前記クリアランス調整機構によって前記ピボットの高さを調整することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ピボットは、外周面にシリンダヘッドに形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を有する軸部と、該軸部の先端部に設けられて、前記弁作動部材の一端部に当接する球面状の枢支頭部とを備え、前記軸部の雄ねじを前記雌ねじに螺合することによってピボットをシリンダヘッドに結合する一方、
前記クリアランス調整機構は、前記雌ねじと雄ねじとにより構成されて、該雌ねじに対する雄ねじのねじ込み量によってピボットの高さを調整することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ピボットは、前記軸部の雄ねじに螺着されたロックナットによって所定の高さ位置で固定されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ピボットの軸部には、外周面が非円形状の嵌合部が一体に形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項９】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記伝達機構に、機関弁のリフト誤差を調整するリフト調整機構を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記リフト調整機構は、前記機関弁のリフト量を任意の大きさに調整するものであることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記揺動カムとローラとの間のクリアランスは、前記機関弁の開閉作動中に発生する前記支軸の撓み変形量よりも大きいことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記駆動カムは前記支軸に固定され、前記支軸にクランクシャフトから回転力が伝達されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記揺動カムは、前記駆動カムが前記伝達機構の一部を押し上げる力によって、ベースサークル側が引き上げられて揺動することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１４】
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動カムと、
支軸に揺動自在に支持された揺動カムと、
前記駆動カムの回転力を前記揺動カムの揺動運動に変換して動力を伝達する伝達機構と、
前記揺動カムと当接し得るローラを有し、前記揺動カムが揺動することにより、揺動支点を介して揺動して機関弁を開閉作動させる弁作動部材と、
作動することによって各気筒の前記伝達機構の姿勢を変化させて前記それぞれの揺動カムの揺動状態を変化させる制御機構と、
該制御機構を作動させるアクチュエータと、
機関運転状態に応じて前記アクチュエータを駆動するコントロールユニットと、
を備えた内燃機関の可変動弁装置であって、
機関の駆動中における前記機関弁の閉時に、前記ローラが揺動カムに対して非接触状態になって空転することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ローラはニードルベアリングを介して軸受けされていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記機関弁の閉弁時の前記ローラの空転量を調整する空転量調整機構を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１７】
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動カムと、
支軸に揺動自在に支持された揺動カムと、
前記駆動カムの回転力を前記揺動カムの揺動運動に変換して動力を伝達する伝達機構と、
位置を変化させることにより前記伝達機構の姿勢を変化させて前記揺動カムとローラを介して機関弁の作動状態を変化させる制御軸と、
前記制御軸の位置を変化させるアクチュエータと、
前記揺動カムと当接し得るローラを有し、前記揺動カムが揺動することにより、揺動支点を介して揺動して機関弁を開閉作動させる弁作動部材と、
を備え、
前記機関弁の閉弁時から開弁時のピークリフト状態になるまでに回転するローラの回転量よりもピークリフト状態から閉弁時までに回転するローラの回転量が多いことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制御軸は偏心部を有すると共に、
前記アクチュエータは前記制御軸を回転制御し、
前記伝達機構は、前記駆動カムの回転によって前記制御軸の偏心部周りに揺動運動を行うロッカアームを備え、該ロッカアームの揺動運動によって前記揺動カムを揺動させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロッカアームと駆動カムとは、リンクアームによって揺動自在に連結されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロッカアームと揺動カムとはリンクロッドによって揺動自在に連結されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば機関運転状態に応じて機関弁の作動角とリフト量などを可変制御する内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変動弁装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載されているものが知られている。
【０００３】
この可変動弁装置は、シリンダヘッドに摺動自在に設けられて、吸気ポートを開閉する吸気弁と、外周に駆動カムが一体に設けられた駆動軸と、スイングアームを介して前記吸気弁を開閉作動させる揺動カムと、前記駆動カムの回転力を揺動運動に変換して揺動カムに伝達する伝達機構と、を備えている。
【０００４】
前記スイングアームは、一端部が前記吸気弁のステムエンドに当接している一方、他端部がシリンダヘッドに設けられた油圧ラッシアジャスタに当接して、該油圧ラッシアジャスタを揺動支点として揺動自在になっている。
【０００５】
この油圧ラッシアジャスタは、揺動カムのベースサークル時に弁作動部材の他端部側を押し上げて、前記ローラと揺動カムとの間のクリアランスや弁作動部材の一端部と吸気弁のステムエンドとの間のバルブクリアランスを常に零調整するようになっている。
【０００６】
そして、前記駆動軸の回転に伴って駆動カムが伝達機構を介して揺動カムを揺動させると、この揺動カムのカム面に当接したスイングアームのローラが転動して該スイングアームが油圧ラッシアジャスタを中心に揺動することによって吸気弁を開閉作動させるようになっている。
【０００７】
また、制御機構が機関運転状態に応じて前記伝達機構の姿勢を変化させることにより前記揺動カムの前記ロータに対する当接位置を変化させて吸気弁の作動角とバルブリフト量を可変制御するようになっている。
【特許文献１】特開２００８−１４３２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記油圧ラッシアジャスタは、前述のように揺動カムとローラとの間のクリアランスを常に零となるように作動することから、揺動カムのカム面とローラの外周面が常時当接された状態になって、揺動カムの揺動運動の繰り返しによってローラも全回転せずに揺動カムとの当接範囲内で正逆回転運動を行う。このため、ローラの外周面が、揺動カムのカム面に対して特異な当たりが発生して偏摩耗を生じやすくなると共に、揺動カムのカム面も偏摩耗してしまうおそれがある。
【０００９】
この結果、吸気弁のバルブリフト量(開度量)が経時的に変化し易くなり、特に吸気弁を微小リフト制御した場合に各吸気弁間の開度量の変化が顕著となって機関性能の不安定化を招きやすい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記従来の可変動弁装置の実情に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、クランクシャフトから回転力が伝達される駆動カムと、支軸に揺動自在に支持された揺動カムと、前記駆動カムの回転力を前記揺動カムの揺動運動に変換して動力を伝達する伝達機構と、前記揺動カムと当接し得るローラを有し、前記揺動カムが揺動することにより、揺動支点を介して揺動して機関弁を開閉作動させる弁作動部材と、位置を変化させることにより前記伝達機構の姿勢を変化させて前記揺動カムとローラを介して機関弁の作動状態を変化させる制御軸と、前記制御軸の位置を変化させるアクチュエータと、を備え、前記機関弁の閉弁時に、前記揺動カムとローラとの間にクリアランスを設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、機関弁の閉弁時、つまり揺動カムのベースサークル領域では、揺動カムとローラがクリアランスによって非接触状態となることから、前記ローラはこのベースサークル領域間中に自由に回転することになる。この結果、ローラに特異な当たりや偏摩耗が発生しにくくなり、機関弁のバルブリフト量の経時変化が抑制され、機関性能の不安定化を十分に回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００１３】
この可変動弁装置は、１気筒あたり二つの機関弁である吸気弁を備え、かつそれぞれ三つの気筒からなる二つの気筒群である左右バンクを備えたＶ型６気筒内燃機関に適用されており、以下、便宜上、片側バンクのみについて説明する。
【００１４】
すなわち、前記可変動弁装置は、図１〜図３に示すように、アルミニウム合金製のシリンダヘッド１にバルブガイドを介して摺動自在に設けられ、一気筒当たり二本の吸気ポート(図示せず)を開閉する機関弁である二つの吸気弁２，２と、機関前後方向に配置された内部中空状の支軸である駆動軸３と、該駆動軸３の各気筒に対応する位置にそれぞれ１つずつ設けられた駆動カム４と、一端部が前記各吸気弁２に当接し、他端部が各シリンダヘッド１に支持されたピボット１１に当接した一対の弁作動部材であるスウィングアーム６と、前記駆動軸３に揺動自在に支持されつつ各駆動カム４を中心として左右対称位置に配置され、前記各スイングアーム６を介して前記各吸気弁２を開作動させる一対の揺動カム５と、前記駆動カム４と各揺動カム５との間に連係されて、駆動カム４の回転力を揺動運動に変換して前記揺動カム５に伝達する伝達機構７と、該伝達機構７の作動位置を変更させて各吸気弁２のバルブリフト量と作動角とを変化させる制御機構８とを備えている。
【００１５】
なお、前記各揺動カム５と各伝達機構７及び各制御機構８によって可変機構が構成されている。
【００１６】
前記各吸気弁２は、バルブステム２ａの上端部（ステムエンド）にコッタを介して円板状のスプリングリテーナ９が固定されていると共に、該スプリングリテーナ９とシリンダヘッド１の上端部内に形成された図外の収容孔の底部との間に弾持されたバルブスプリング１０によって閉方向に付勢されている。
【００１７】
前記駆動軸３は、機関前後方向に沿って配置されて、両端部が各シリンダヘッド１の上部に気筒毎に設けられた複数の軸受部１６によって回転自在に軸支されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットや該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランクシャフトから回転力が伝達されている。
【００１８】
前記駆動カム４は、ほぼ円板状に形成されて、気筒毎に１つずつ駆動軸３に一体的に設けられていると共に、中心Ｙが駆動軸３の軸心Ｘから偏心した位置に設けられて、外周面が偏心円のカムプロフィールに形成されている。
【００１９】
前記各揺動カム５は、図２にも示すように同一形状のほぼ雨滴状を呈し、円筒状の基端部５ａが前記駆動軸３の軸心Ｘを中心として揺動自在に支持されていると共に、下面には横断面半円弧状のカム面５ｂがそれぞれ形成されている。このカム面５ｂは、最小リフト側となる基端部５ａから最大リフト側となるカムノーズ部５ｃ側に延びて、カムノーズ部５ｃの先端側に有する最大リフトの頂面に連なっており、該カム面５ｂがスウィングアーム６の後述するローラ１２の外周面に当接するようになっている。
【００２０】
また、前記基端部５ａは、駆動軸３に対して半割状に上下に分割形成されて、該各分割部が前後のボルト１７、１７によって上下方向から結合されて、結合された状態でそれぞれの半円弧状の内面が駆動軸３の外周面に摺動する円形面になっている。
【００２１】
前記各スウィングアーム６は、ほぼ中央が肉厚な側面ほぼへ字形状に折曲形成され、短尺な一端部６ａに前記吸気弁２のステムエンドが当接する当接部が形成されていると共に、他端部６ｂの下面には揺動支点となる前記ピボット１１が当接する凹部が形成されている。また、スウィングアーム６の中央には、上下方向に貫通した保持孔が形成されており、この保持孔の内部に前記揺動カム５のカム面５ｂに外周面６ｂが当接(転接)するローラ１２が回転自在に支持されている。
【００２２】
このローラ１２は、鉄系金属材によって円筒状に形成され、前記保持孔６ｃの幅方向に配置固定されたローラ軸１２ａの外周に複数のニードルベアリングを介して滑らかな回転を確保されつつ支持されている。
【００２３】
前記ピボット１１は、図２及び図４に示すように、シリンダヘッド１の上端部に形成された雌ねじ孔１ｂに螺着する軸部１３と、該軸部１３の上端部に一体に形成されて、前記スイングアーム６の他端部凹部に面接触状態で当接する球面状の枢支頭部１４と、を備えている。
【００２４】
前記軸部１３は、外周面のほぼ中央位置から下端部に掛けて前記雌ねじ部１ｂに螺合する雄ねじ部１３ａが形成されていると共に、該雄ねじ部１３ａが形成されていない上部外周には外周面が非円形状、つまり六角形状に形成された嵌合部１５が一体に設けられている。この嵌合部１５は、雌雄ねじ部１ｂ、１３ａを螺着する際に、スパナなどの治具を嵌合させてピボット１１全体を回転操作するためのものである。
【００２５】
また、前記雄ねじ部１３ａには、前記雌ねじ部１ｂとの螺入量、つまり後述するクリアランスΔ０の調整が完了した時点で、ピボット１１をシリンダヘッド１に固定するロックナット１６が取り付けられている。
【００２６】
そして、前記雌ねじ部１ｂと雄ねじ部１３ａによってクリアランス調整機構が構成されている。すなわち、前記雌ねじ部１ｂに対する雄ねじ部１３ａの螺入量によってピボット１１全体のシリンダヘッド１からの突出量が変化することから、この突出量に応じて前記スイングアーム他端部６ｂを介して、前記揺動カム５のベースサークル区間におけるカム面５ｂと前記ローラ１２の外周面１２ａとの間のクリアランスＣの創成と該クリアランスＣの大きさを任意に調整することができるのである。
【００２７】
前記伝達機構７は、図１及び図２に示すように、前記駆動軸３の上方に配置されたロッカアーム２０と、該ロッカアーム２０の一端部側の第１アーム部２０ａと前記駆動カム４とを連係するリンクアーム２１と、前記ロッカアーム２０の他端部側の第２アーム部２０ｂ、２０ｂと前記両揺動カム５とを連係する一対のリンクロッド２２、２２とを備え、これらの各構成部材が機械的な多節リンク状に連結されている。
【００２８】
すなわち、前記ロッカアーム２０は、中央の筒状基部の内部に支持孔２０ｃが横方向から貫通形成され、この支持孔２０ｃを介して後述する制御カム２７に揺動自在に支持されている。また、筒状基部の径方向の一方側から延出した前記第１アーム部２０ａには、連結ピン２３が摺動自在に装着されている一方、筒状基部の他方側から延出したアーム部である第２アーム部２０ｂ、２０ｂは、前記２つの揺動カム５に対応して二股状に形成されている。
【００２９】
前記二股状の第２アーム部２０ｂ、２０ｂは、筒状基部を中心として左右対称位置に配置され、それぞれの先端部には、前記各リンクロッド２２、２２の一端部２２ａ、２２ａと連結する連結ピン２４、２４が嵌入するピン孔がそれぞれ貫通形成されている。また、この各第２アーム部２０ｂ、２０ｂは、前記両揺動カム５、５に対して重力方向の上側から各リンクロッド２２，２２を介して揺動力を伝達するようになっている。なお、前記各連結ピン２３、２４，２４の両端には、該各ピンのピン孔からの抜け出しを防止するスナップリングが装着されている。
【００３０】
前記リンクアーム２１は、比較的大径な円環部２１ａと、該円環部２１ａの外周面所定位置に突設された突出端２１ｂとを備え、円環部２１ａの中央位置には、前記駆動カム４の外周面４ｂが回転自在に嵌合する嵌合孔２１ｃが形成されている一方、突出端２１ｂには、前記ピン２３が回転自在に挿通するピン孔が貫通形成されている。
【００３１】
前記リンクロッド２２は、プレス成形によって横断面ほぼコ字形状に折曲形成されており、両端部２２ａ，２２ｂ付近は、二枚の板のみの中抜き形状となっている。また、この両端部２２ａ、２２ｂにピン孔がそれぞれ貫通形成されて、この各ピン孔に前記ロッカアーム２０の第２アーム部２０ｂ、２０ｂと揺動カム５、５のカムノーズ部５ｃ、５ｃ側とを回動自在に連結する各連結ピン２５，２５が挿通されている。なお、前記連結ピン２５，２５の両端には、図外のスナップリングが装着され、ピンの抜けが防止されている。
【００３２】
前記制御機構８は、駆動軸３の上方位置に配置されて、シリンダヘッド１に固定された前記駆動軸３と同じ軸受の上端部に回転自在に支持された制御軸２６と、該制御軸２６の外周に一体に固定されてロッカアーム２０の揺動支点となる制御カム２７とを備えている。
【００３３】
前記制御軸２６は、駆動軸３と並行に機関前後方向に沿って延設されて、前記各軸受に比較的長いスパンで支持されていると共に、一端部に設けられた図外の電動アクチュエータ（ＤＣモータ）により歯車減速機構を介して所定回転角度範囲内で回転制御されるようになっている。一方、前記制御カム２７は、円筒状を呈し、軸心Ｐ１位置が肉厚部の分だけ制御軸２６の軸心Ｐ２から所定分だけ偏倚している。
【００３４】
また、電動アクチュエータは、機関の運転状態を検出する図外のコントロールユニットからの制御信号によって駆動するようになっており、このコントロールユニットは、マイクロコンピュターが内蔵され、クランク角センサやエアーフローメータ，水温センサ及び制御軸２６の回転位置を検出するポテンションメータ等の各種センサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を演算等により検出して、前記電動アクチュエータに制御信号を出力している。
【００３５】
そして、各吸気弁２の閉弁時(非リフト時)において、前記ピボット１１により前記各揺動カム５のカム面５ｂとローラ１２の外周面１２ｂとの間に形成されるクリアランスΔ０は、可変動弁装置の各構成部品を組み付ける際に設定されるようになっている。
【００３６】
この設定方法を、図５に基づいて具体的に説明すると、図では横軸に駆動軸３の回転角度を取り、縦側に上から＃３気筒、＃１気筒、＃５気筒における各吸気弁２のバルブリフト特性を示す。
【００３７】
前記クリアランスΔ０を調整しようとする例えば＃３気筒のバルブリフトの前に、先行気筒である＃１気筒のバルブリフトがあり、その後に、後続気筒である＃５気筒のバルブリフトがある。
【００３８】
これらのサイクル間隔は、３６０°÷３気筒＝１２０°となることから、例えば、＃３気筒のクリアランスΔ０を調整する場合は、制御軸２６の位相が最小リフトＬ１Ｐに対応する位置だとすると、駆動軸３の回転角度の第１領域ａ、第２領域ｂ、第３領域ｃが＃１，＃３，＃５の３つの気筒ともに零リフト、つまり各揺動カム５がベースサークルの位置である。
【００３９】
したがって、このベースサークル領域で前記各嵌合部１５を介して各ピボット１１を正逆回転させて、前記クリアランスΔ０を創成すると共に、その大きさ調整する。
【００４０】
ここで、仮に制御軸２６の回転位相が最大リフトＬ２Ｐに対応する位置だったとすると、バルブリフトカーブは図中破線で示すように、３気筒ともリフトしない領域は殆どなくなり、所望のクリアランスΔ０に調整するのが難しくなる。なぜならば、前述のように隣接する気筒がリフトすることによってクリアランスΔが影響を受けるためである。
【００４１】
したがって、最小リフトＬ１Ｐが第１〜第３領域（ａ〜ｃ）を最大にできるので最も良いが、少なくとも第１〜第３領域が存在する比較的小リフトに制御軸２６の位相を設定して調整すればよい。
【００４２】
かかる調整作業が完了した後に、それぞれのロックナット１６によって各ピボット１１をシリンダヘッド１に固定する。なお、ロックナット１６を締結する際に、僅かなねじガタ分だけクリアランスΔ０が微小変動する場合は、それを補正して調整しても良い。
【００４３】
なお、本実施形態では、Ｖ６内燃機関の片バンクについて説明したが、直列４気筒であれば、サイクル間隔Ｉ＝３６０°÷４気筒＝９０°となり、同様に全気筒が零リフトとなる駆動軸３の回転角度領域でクリアランスΔ０を調整すればよい。
【００４４】
以下、本実施形態の作動を説明すれば、機関低回転域などにおいて、図６Ａ〜Ｄに示すように、コントロールユニットからの制御信号によって電動アクチュエータを介して制御軸２６が一方向(反時計方向)へ回転駆動される。このため、制御カム２７(偏心量ｅ)は、肉厚部が制御軸２６に対して図示の位置へ回動して、かかる回動角度位置に保持される。これにより、ロッカアーム２０の各第２アーム２０ｂ、２０ｂ側が上方向へ回動する。このため、各揺動カム５、１８は、各リンクロッド２２を介してカムノーズ部５ｃ、１８ｃ側が強制的に引き上げられて全体が時計方向の回動位置に保持される。
【００４５】
したがって、図６Ｂ、Ｃに示すように、駆動カム４が回転してリンクアーム２１がロッカアーム２０の第１アーム部２０ａを押し上げると、そのリフト力がリンクロッド２２を介して揺動カム５、１８及びローラ１２からスウィングアーム６に伝達される。したがって、このスウィングアーム６が、ピボット１１の頭部１４を中心に揺動して、一端部で各吸気弁２のバルブステムを開弁方向へ押圧するが、そのリフト量は図６Ｃに示すように十分小さくなる。
【００４６】
つまり、各吸気弁２は、図５のＬ１Ｐに示すように、そのバルブリフト量が最小になると共に、開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、例えば低負荷域の燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
【００４７】
そして、かかる作動中において、図６Ａに示すように、各揺動カム５が最大に跳ね上がってカム面５ｂのベースサークル領域になり、各吸気弁２が閉弁状態に移行した場合は、各ピボット１１を介して前記ローラ１２の外周面１２ｂと揺動カム５のカム面５ｂとの間にクリアランスΔ０が形成されて、両者５ｂ、１２ｂとが非接触状態になる。このため、前記ローラ１２は、このベースサークル領域中に自由に回転することになる。この結果、ローラ１２にカム面５ｂに対して特異な当たりや偏摩耗が発生しにくくなり、各吸気弁２のバルブリフト量の経時的変化が抑制され、機関性能の不安定化を十分に回避できる。
【００４８】
前記ベースサークル領域から揺動カム５のカム面５ｂがリフト区間に入り、カムリフトがクリアランスΔ０を越えるとカム面５ｂとローラ外周面１２ｂが当接し出して図６Ｂに示すように、カム面５ｂがローラ１２を下方へ押し付けつつ転動させられるようになる。さらに、駆動カム４が回転してバルブリフトが前述の図６Ｃに示すように、最小リフトＬ１Ｐ(ピークリフト)の大きさで開弁する。ここで、各揺動カム５の揺動運動が停止するため、ローラ１２の転がり速度が減少していく。
【００４９】
さらに駆動カム４が回転すると、図６Ｄに示すように、揺動カム５が逆に時計方向への揺動運動に変換されて、これにより、ローラ１２が反時計方向へ回転し始める。
【００５０】
その後、前述したように、各吸気弁２が着座して閉弁状態となって、クリアランスΔ０によりローラ１２が慣性力で同方向へ自由に回転し続ける。よって、次にリフトを開始する際のローラ接点がランダムに充分に変化してローラ外周面１２ｂやカム面５ｂの片当たりなどが回避されて、均一な当接を実現できる。
【００５１】
一方、機関高回転域に移行した場合には、図７Ａ〜Ｄに示すように、コントローラからの制御信号によって電動アクチュエータにより制御軸２６が他方向(時計方向)へ回転駆動される。したがって、制御軸２６が、制御カム２７を所定回転角度位置まで回転させ、肉厚部を下方向へ移動させる。
【００５２】
このため、ロッカアーム２０の第２アーム部２０ｂ側が下方へ移動して揺動カム５、１８のカムノーズ部５ｃ、１８ｃを、リンクロッド２２を介して下方へ押圧して該揺動カム５、１７全体が反時計方向への回動位置に保持される。したがって、各揺動カム５、１８の各スウィングアーム６のローラに対する各カム面５ｂ、１８ｂの当接位置がカムノーズ部５ｃ、１８ｃ側に移動する。
【００５３】
したがって、駆動カム４が回転してロッカアーム２０の第１アーム部２０ａを、リンクアーム２１を介して押し上げる一方、他端部２０ｂがリンクロッド２２押し下げると、各揺動カム５、１８は、カムノーズ部５ｃ、１８ｃの先端域でローラ１２を押し下げることからスウィングアーム６の揺動量も大きくなる。
【００５４】
よって、各吸気弁２は、図５、図７のＬ２Ｐに示すように、そのバルブリフト量が最も大きくなって、開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、例えば、高負荷域における吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。
【００５５】
ここで、図７Ａに示すように、各吸気弁２が閉弁状態になると、前記最小リフトの場合と同じように、前記ローラ１２は、クリアランスΔ０によって揺動カム５のカム面５ｂとの転動時の慣性回転によって同方向への自由な回転が得られることから、図７Ｂに示すリフトが開始されると、カム面５ｂとローラ外周面１２ｂとの当接する位置が全くランダムになって互いに均一な当接状態を実現できる。
【００５６】
次に、各気筒間の吸気弁２の開閉時における駆動軸３による影響について考察する。
【００５７】
いま、最もフロント側の＃１気筒の各揺動カム５が跳ね上がった図７Ａに示す状態、すなわちベースサークル状態になっている場合には、図３に示すように、実際のクリアランスΔ０は隣接する気筒の吸気弁２のリフト作動(開弁作動)によって影響を受けることになる。
【００５８】
つまり、隣接する気筒がリフト作動中には、前記駆動軸３は、隣接する駆動カム４から大きな荷重が作用する。ここで、リンクロッド２２からの荷重も揺動カム５を介して駆動軸３に作用するが、ローラ１２からの荷重が揺動カム５を介して駆動軸３に作用して前記両方の荷重が相殺される関係になる。したがって、駆動軸３は、図３に示すように、主として駆動カム４からの荷重により変位することになる。これにより、例えば、駆動カム４(駆動軸３)はδＯだけ変位する。
【００５９】
ここで、複数気筒の各揺動カム５は、駆動軸３がこれらに共通した支軸になっていることから、このδＯによって各揺動カム５の各揺動支点が僅かに変化する。
【００６０】
隣接する気筒（＃３気筒）に近い側のリア側の揺動カム５の実クリアランスΔ１は以下の式によって求められる。
【００６１】
Δ１＝Δ０−δ１
Δ０は前述した組立時の設定クリアランス、δ１は隣接する気筒の駆動カム４がδ０だけ変化した場合のリア側気筒の揺動カム５を支持する駆動軸３の部位の変位である。
【００６２】
ここで、Δ０がδ１より大きく設定してあれば、ベースサークル領域中に、突然、クリアランスΔ０が零になって衝撃荷重がローラ１２に掛かりローラ１２の外周面１２ｂや揺動カム５のカム面５ｂが損傷するのを抑制することができる。
【００６３】
また、開弁してはならないベースサークル領域中に、突然、不整開弁することによって内燃機関の基本サイクルに異常が発生するのを防止できる。
【００６４】
次に、隣接する気筒に遠い側のフロント側の揺動カム５の実クリアランスΔ２は、以下の式で求められる。
【００６５】
Δ２＝Δ０−δ２
Δ０は設定クリアランス、δ１は隣接する気筒の駆動カム４がδ０だけ変化した場合のリア側気筒の揺動カム５を支持する駆動軸３の部位の変位である。
【００６６】
ここで、フロント側気筒の揺動カム５は、リア側気筒の揺動カム５と比較して隣接する気筒の駆動カム４から距離が離れているので、δ２＜δ１である。
【００６７】
したがって、大きい方のδ１よりもΔ０が大きければ、不整開弁が発生しない。
【００６８】
クリアランスΔ０は、各揺動カム５のδより大きくなるように、各構成部品の組付時に設定されている。
【００６９】
さらに、このδは、気筒によって異なり、また、機関回転数によって変化し、これらを考慮したδｍａｘはさらに大きくなる。
【００７０】
一方、クリアランスΔ０は機関温度によって変化する。なぜなら、組み付けられているシリンダヘッド１は、アルミニウム合金材によって形成されているが、動弁部品は鉄系金属が多いため、その熱膨張率が大きく変化するからである。
【００７１】
クリアランスΔ０は、通常、常温組付の際に設定されるが、このクリアランスΔ０が機関温度変化により縮小(通常冷機時)しても、前記δｍａｘよりは大きくなるように設定されている。したがって、最悪の運転状態や機関温度変化があっても不整閉弁しないのである。
【００７２】
図３は＃１気筒がリア側＃３気筒のリフトの影響を説明したが、＃３気筒がリア側＃５気筒とフロント側＃１気筒の影響を受ける場合も同様である。この場合は、＃５気筒のリフト影響と＃１気筒のリフト影響の両方を加味し、＃３気筒のクリアランスΔを設定すればよい。
【００７３】
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態の可変動弁装置は、基本構成は第１の実施形態と同じであり、図８〜図１３に示すように、シリンダヘッド１にバルブガイドを介して摺動自在に設けられて、吸気ポートを開閉する一気筒当たり２つの吸気弁２，２と、機関前後方向に配置された内部中空状の駆動軸３と、各吸気弁２の上端部に配設された各スイングアーム６を介して各吸気弁２を開閉作動させる一対の揺動カム５，５と、駆動軸３の後述する駆動カム４と揺動カム５，５との間を連係し、前記駆動カム４の回転力を揺動運動に変換して揺動カム５，５に揺動力として伝達する伝達機構７と、該伝達機構７の姿勢を可変にして各吸気弁２のバルブリフト量及び作動角を機関運転状態に応じて可変制御する制御機構８とを備えている。
【００７４】
前記各吸気弁２は、図外のバルブスプリングによって吸気ポートの各開口端を閉塞する方向に付勢されている。
【００７５】
前記駆動軸３は、外周面に前記駆動カム４が一体に設けられていると共に、両端部がシリンダヘッド１の上部に設けられた軸受部４１によって回転自在に軸支されて、機関のクランクシャフトから伝達された回転力によって図８の時計方向(矢印方向)に回転するようになっている。
【００７６】
前記駆動カム４は、ほぼ円盤状に形成されたカム本体４ａと、該カム本体４ａの外側部に一体に設けられた筒状のボス部４ｂと、からなり、このボス部４ｂに径方向に穿設されたピン孔に挿通する固定用ピン４０を介して前記駆動軸３に固定されている。また、この駆動カム４は、前記一方の揺動カム５の外端側に配置されている。前記カム本体４ａは、外周面が偏心円のカムプロフィールに形成されて、軸心Ｘが駆動軸３の軸心Ｙから径方向へ所定量だけオフセットしている。
【００７７】
前記各スイングアーム６は、凹状一端部６ａの下面が前記各吸気弁２のステムエンドに当接していると共に、他端部６ｂの球面状下面が第１の実施形態と同じく、シリンダヘッド１の雌ねじ部１ｂ内に保持されたピボット１１の球面状の頭部１４に当接支持されて、頭部１４を枢支点として揺動するようになっている。また、スイングアーム６は、中空状のほぼ中央位置に各揺動カム５が当接するローラ１２が回転自在に支持されている。
【００７８】
前記ピボット１１は、第１の実施形態のものと同じ構造であって、外周面に雄ねじ部１３ａが形成された軸部１３と、該軸部１３の先端部に一体に設けられた前記頭部１４とを備え、軸部１３の外周面上端側に嵌合部１５が一体に設けられている。さらに、前記雄ねじ部１３ａにはロックナット１６が螺着されている。
【００７９】
前記各揺動カム５は、第１の実施形態のものと基本的に同一構造であって、分割されずに一体に形成されて、駆動軸３に揺動自在に支持される円筒状の基端部５ａと、下面に基円面であるベースサークル面とランプ面及びリフト面とを有するカム面５ｂが形成されており、該ベースサークル面とランプ面、リフト面及び頂面とが、揺動カム５の揺動位置に応じて各スイングアーム６のローラ１２の外周面１２ａの変位した位置に当接するようになっている。
【００８０】
また、この各揺動カム５は、前記カム面５ｂがリフト面側に移動して各吸気弁２を開作動させる揺動方向が前記駆動軸３の回転方向(矢印方向)と同一に設定されている。したがって、前記駆動軸３と各揺動カム５との間の摩擦係数によって、各揺動カム５がリフトする方向に連れ回りトルクが発生する。このため、各揺動カム５の駆動効率が向上する。
【００８１】
前記伝達機構７は、ロッカアーム２０と、該ロッカアーム２０と駆動カム４とを連係するリンクアーム２１と、ロッカアーム２０と前記一方の揺動カム５とを連係するリンクロッド２２とによって多節リンク機構に形成されている。
【００８２】
前記ロッカアーム２０は、後述する制御偏心軸２９に揺動自在に支持された一端側の筒状基部２０ａと、該筒状基部２０ａの外面から機関の内側へ二股状にほぼ並行に突設された第１、第２アーム部２０ｂ、２０ｃとから構成されている。
【００８３】
前記筒状基部２０ａは、ほぼ内部に後述する制御偏心軸２９の外周に微小隙間をもって嵌合支持される支持孔２０ｄが貫通形成されている。
【００８４】
前記第１アーム部２０ｂは、先端部の外側面に前記リンクアーム２１の後述する突出端２１ｂが回転自在に連係される軸部２０ｅが一体に突設されており、この軸部２０ｅの軸心が第２支点Ｒとして構成されている。一方、前記第２アーム部２０ｃは、先端部のブロック部２０ｆにリフト調整機構３０が設けられていると共に、該リフト調整機構３０の枢支ピン３１に前記リンクロッド２２の一端部２２ａが回転自在に連係しており、前記枢支ピン３１の軸心が第３支点Ｓとして構成されている。また、前記ブロック部２０ｆの両側部には、前記枢支ピン３１が上下方向移動可能な長孔２０ｈが横方向から貫通形成されている。
【００８５】
また、前記第１アーム部２０ｂと第２アーム部２０ｃは、互いに揺動方向へ異なった角度で設けられて上下に位置ずれ状態に配置され、第１アーム部２０ｂの先端部が第２アーム部２０ｃの先端部よりも僅かな傾斜角度をもって下方に傾斜している。
【００８６】
前記リンクアーム２１とリンクロッド２２は、第１の実施形態とほぼ同じ構造であり、リンクアーム２１は突出端２１ｂが連結ピン２３を介してロッカアームの第１アーム２０ｂに回転自在に連結されている。一方、リンクロッド２２は、一端部２２ａがピン孔に挿通された前記枢支ピン３１を介して第２アーム部２０ｃに連結され、他端部２２ｂがピン孔に挿通した連結ピン２５を介して前記一方の揺動カム５の連結部位に回転自在に連結されており、前記連結ピン２５の軸心が第４支点Ｔとして構成されている(図１０Ａ参照)。また、このリンクロッド２２は、一気筒当たり一つだけ設けられていることから、構造が簡素化されると共に軽減化が図れる。
【００８７】
また、このリンクロッド２２によって、揺動カム５が連結部位を引き上げられることでリフトするが、ローラ１２からの入力を受けるカムノーズ部は揺動中心に対して連結部位の逆側に配置されていることから、各揺動カム５の倒れの発生が抑制できる。
【００８８】
前記リフト調整機構３０は、ロッカアーム２０の第２アーム部２０ｃのブロック部２０ｆの前記長孔２０ｈに配置された前記枢支ピン３１と、前記ブロック部２０ｆの下部内に前記長孔２０ｈに向かって穿設された調整用雌ねじ孔に下方から螺着した調整ボルト３３と、ブロック部２０ｆの上部内に前記長孔２０ｈに向かって穿設された固定用雌ねじ孔に上方から螺着したロック用ボルト３４とを備えている。
【００８９】
そして、各構成部品の組み付け後に、前記調整ボルト３３によって前記枢支ピン３１の長孔２０ｈ内での上下位置を調整することによって各吸気弁２のリフト量を微調整し、該調整作業が終了した時点で前記ロック用ボルト３４を締め付けることによって枢支ピン３１の位置を固定するようになっている。
【００９０】
前記制御機構８は、駆動軸３の上方位置に平行に配置された制御軸３５と、該制御軸３５を回転駆動する図外のアクチュエータである電動アクチュエータとを備えている。
【００９１】
前記制御軸３５は、に示すように、制御支軸３５ａと該制御支軸３５ａの外周に一気筒毎に設けられて前記ロッカアーム２０の揺動支点となる複数の制御偏心カム３６とから構成されている。
【００９２】
前記制御支軸３５ａは、前記各ロッカアーム２０に対応する位置に二面幅状の凹部３５ｂ、３５ｃが形成されていると共に、該両凹部３５ｂ、３５ｃの間には軸方向へ所定間隔をもって２つのボルト挿通孔３７ａ、３７ｂが径方向に沿って貫通形成されている。前記各凹部３５ｂ、３５ｃは、制御支軸３５ａの軸方向に沿って延設されて、それぞれの底面が平坦面に形成されている。
【００９３】
前記制御偏心カム３６は、前記一方の凹部３５ｂに、他方の凹部３５ｃ側から前記ボルト挿通孔３７ａ、３７ｂに挿通した２本のボルト３８，３８を介して固定されるブラケット３９と、該ブラケット２８の先端側に固定された制御偏心軸４２とから構成されている。
【００９４】
前記ブラケット３９は、側面ほぼコ字形状に折曲形成されて前記一方の凹部３５ｂの長手方向に沿って延設されており、前記一方の凹部３５ｂに嵌合保持される長方形状の基部３９ａと、該基部３９ａの長手方向の両端部に図２中、下方へ突設されたアーム状の固定片３９ｂ、３９ｂとから構成されている。
【００９５】
前記基部３９ａは、長手方向の両端部側に前記ボルト３８，３８の先端部が螺着する雌ねじ孔が形成されている一方、前記両固定片３９ｂ、３９ｂは、各先端部側に前記制御偏心軸４２を固定する固定用孔３９ｃ、３９ｃが貫通形成されている。また、このブラケット３９は、基部３９ａの外面が一方の凹部３５ｂの底面に当接配置されていると共に、両固定片３９ｂ、３９ｂの各外端縁が前記一方の凹部３５ｂの対向内面に密接状態に当接しつつ嵌合保持されていることから、長手方向の位置決め精度が高くなる。
【００９６】
前記制御偏心軸４２は、その外周面に前記ロッカアーム２０の筒状基部２０ａの支持孔２０ｄを介してロッカアーム２０を揺動自在に支持していると共に、その軸方向の長さＬが前記ブラケット３９の両支持片３９ｂ、３９ｂの各外面とほぼ同一に設定されて、両端部が前記各支持孔３９ｃ、３９ｃ内に圧入などによって固定されている。前記ロッカアーム２０の揺動支点となる軸心が第５支点Ｑとして構成されている。
【００９７】
そして、前記制御偏心軸４２の長さＬ内に、前記駆動カム４のカム本体５ａの外面から前記一方の揺動カム５を含むリンクロッド２２の外面までが配置された状態になっている。
【００９８】
また、制御偏心軸４２の第５支点Ｑは、ブラケット３９の両支持片３９ｂ、３９ｂの腕に長さによって前記制御支軸３５ａの軸心Ｐから比較的大きな偏心量αで偏心している。換言すれば、前記制御偏心軸４２は、前記ブラケット３９を介して前記制御支軸３５ａの軸心Ｐに対してクランク状に形成されていることから、その偏心量αを十分に大きく取ることができるのである。
【００９９】
なお、前記制御偏心カム３６としては、前記ブラケット３９や制御偏心軸４２によって構成されるばかりではなく、前記制御支軸３５ａの外周に一体的に固定された単に円柱状の構造することも可能である。これによって、剛性を向上させることも可能になる。
【０１００】
前記電動アクチュエータは、シリンダヘッド１の後端部に固定された電動モータと、該電動モータの回転駆動力を前記制御支軸３５ａに伝達する例えばボール螺子機構などの減速機とから構成されている。
【０１０１】
前記電動モ−タは、比例型のＤＣモータによって構成され、機関の運転状態を検出する図外の電子コントローラからの制御信号によって駆動するようになっている。この電子コントローラは、機関回転数を検出するクランク角センサや、吸入空気量を検出するエアーフローメータ、機関の水温を検出する水温センサ及び制御軸の回転位置を検出するポテンショメータ等の各種のセンサからの検出信号をフィードバックして現在の機関運転状態を演算などにより検出して、前記電動モータに制御信号を出力している。このような電動モータによって回転駆動するアクチュエータによれば、機関の油温などに拘わらず迅速な切り換え応答性を期待できる。
【０１０２】
この実施例では、機関運転状態に応じて前記電動アクチュエータにより前記制御支軸ａの回転位置を制御することによって、前記吸気弁２のバルブリフト量と作動角を最小作動角から最大作動角まで制御するようになっているが、前記制御支軸ａの回転位置に応じて前記第１支点Ｘ，第２支点Ｒ、第３支点Ｓなどの位置関係を特定することによって中間作動角制御時におけるバルブリフト特性の開時期を進角側に変化させるようになっている。
【０１０３】
以下、前記本実施例の可変動弁装置の作動説明中において、前記特異なバルブリフト特性について詳述する。
【０１０４】
すなわち、まず、駆動軸３がクランクシャフトによって図８の矢印方向へ回転すると、駆動カム４も同方向へ回転してリンクアーム２１を介してロッカアーム２０が制御偏心軸４２の第５支点Ｑを支点として揺動してリンクロッド２２を引き上げあるいは引き下ろすことにより、各揺動カム５のカム面５ｂによりローラ１２を介して各吸気弁２を開閉作動させる。
【０１０５】
そして、例えば、機関のアイドリング運転時などの低回転域では、コントロールユニットからの制御信号によって電動モータが回転駆動し、この回転トルクによって減速機を介して制御支軸３５ａ反時計方向のθ１の位置に回転駆動される。したがって、制御偏心軸４２は、図１０及び図１１に示すように、同じくθ１の位置になり、第５支点Ｑが駆動軸３から左上方向に離間移動する。これにより、伝達機構７の全体が、駆動軸３を中心として反時計方向に傾動する。このため、各揺動カム５も反時計方向へ回動して、ローラ１２の当接位置がカム面５ｂの基円部側寄りになる。
【０１０６】
よって、駆動カム４の回転に伴いリンクアーム２１を介してロッカアーム２０を押し上げると、図１１Ａに示すように、リンクロッド２２を介して揺動カム５の連結部位を持ち上げ揺動カム５を時計方向に回転させ、そのリフトがスイングアーム６のローラ１２に伝達されてバルブリフトするが、そのリフト量及び作動角が十分小さくなる。
【０１０７】
したがって、かかる機関の低回転軽負荷領域では、第１の実施形態と同様な燃焼改善などによって燃費の向上などの作用効果が得られる。
【０１０８】
前記各吸気弁２のピークリフト時は、図１１Ａ、Ｂに示すように、前記駆動カム４の第１支点Ｘの駆動軸３の軸心Ｙに対する偏心方向Ｘ−Ｙ線がリンクアーム２１の第２支点Ｒとの２軸線Ｘ−Ｒと一致した瞬間である。
【０１０９】
このとき、駆動カム４の偏心方向Ｙ−Ｘは、同図に示すように駆動軸３の回転方向(時計方向)にα１だけ回転した位置にある。
【０１１０】
ここで、リンクアーム２１の２軸方向Ｘ−Ｒを結ぶ直線（延長線）とロッカアーム２０の回動位置方向Ｑ−Ｒを結ぶ直線（線分）のなす角度∠Ｘ−Ｒ−Ｑをβ１とおくと、このβ１は比較的大きな値になっている。
【０１１１】
次に、ロッカアーム２０上でのリンクロッド２２の第３支点Ｒを結ぶ線Ｒ−Ｓについて考察すると、リンクアーム２１の２軸方向のＸ−Ｒ直線と前記Ｒ−Ｓ直線とのなす角度γ１とすると、以下の式で表される。
【０１１２】
γ１＝∠Ｑ−Ｒ−Ｓ  −(１８０°−β１)＝β１−(１８０°−∠Ｑ−Ｒ−Ｓ)
ここで、丸括弧の中は固定値なので、γ１はβ１と直接的な相関関係にあることになる。
【０１１３】
前述した最小作動角(最小リフト)制御時のピークリフトの瞬間においては、β１は比較的大きく、γ１も比較的大きくなっている。
【０１１４】
さらに、例えば、機関高回転領域に移行した場合は、コントロールユニットからの制御信号によって電動モータが減速機を介して制御支軸３５ａをさらに反時計方向へ回転させると、図１２及び図１３に示すように、制御偏心軸４２も同じ方向へ回動して、該制御偏心軸４２の第５支点Ｑが駆動軸３側から右方向は離れた位置に移動する(最小作動角制御時とほぼ対称位置)。
【０１１５】
このため、伝達機構７全体が、図１２、図１３に示すように、さらに時計方向へ回動し、これによって、各揺動カム５も相対的にさらに時計方向（リフト方向）へ回動する。したがって、開弁時のピークリフトになると、図１３Ａ、Ｂに示すように、各揺動カム５のリフトがスイングアーム６のローラ１２に伝達されてバルブリフトするが、そのリフト量及び作動角がさらに増加して最大リフト、最大作動角になる。
【０１１６】
よって、かかる高回転領域では、バルブリフト量及び作動角が最大になり、各吸気弁２と排気弁とのバルブオーバーラップが適度に増加すると共に、閉時期が十分に遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上して十分な出力が確保できる。
【０１１７】
そして、前記ピークリフト時の駆動軸３の軸心Ｙに対する駆動カム４の第１支点Ｘの偏心方向Ｙ−Ｘ（駆動軸角α３）は、小作動角（α１）から中間作動角（α２）を経てさらに大作動角（α３）でさらに時計方向(遅角側)へ移動する(α１＜α２＜α３)。一方、角度βは小作動角のβ１から中間作動角のβ２へと減少し、大作動角のβ３で前記中間作動角のβ２に対して再び大きくなり、したがって、角度γも小作動角のγ１から中間作動角のγ２へと減少し、大作動角のγ３で再び大きくなる。
【０１１８】
そして、リフト開時期（ＩＶＯ）は進角側へ膨らむ状態になるが、この理由は中間作動角時の前記角度γ２が、最小作動角制御時での角度γ１や最大作動角制御時での角度γ３よりも相対的に小さいことに起因する。
【０１１９】
そして、この第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、駆動カム４がリンクアーム２１を押し上げることによって揺動カム５をリフトさせるが、異なっているところは、揺動カム５をリフトさせるためにリンクロッド２２によって揺動カム５のベースサークル側、つまり基端部側を引き上げることである。
【０１２０】
ピークリフトになった場合の姿勢を図１３Ａ、Ｂに示しているが、この図によって前記駆動軸３に作用する荷重について考察する。
【０１２１】
このピークリフト時は、第１の実施形態と同様に駆動カム４より大きな下向き荷重が作用する一方、ローラ１２からの荷重が揺動カム５を介して上向きに駆動軸３に作用し、さらに、第１の実施形態とは異なってリンクロッド２２の荷重が揺動カム５を介して同じく上向きに駆動軸３に作用する。
【０１２２】
したがって、駆動カム４からの下向き荷重をローラ１２からの上向き荷重とリンクロッド２２からの上向き荷重が相殺する形となる。
【０１２３】
よって、ピークリフト時における駆動軸３の撓み変形量δ０は、前述した図３に示す第１の実施形態の撓み変形量δ０よりも小さくなることから、隣接する気筒の揺動カム５位置における駆動軸３の撓み変形量δも低減する。
【０１２４】
このため、第１の実施形態の場合に比較して、より不整開弁の発生が抑制される。
【０１２５】
なお、この駆動軸３の撓み変形であるが、図３に示すようなベースサークル側(下側)の変形ではなく、上側の変形も起こる場合がある。すなわち、駆動軸３を支持するシリンダヘッド１上端部の軸受部の剛性が高い場合は、隣接する気筒における撓み変形が下向きの際に、当該揺動カム５の駆動軸３の撓み変形δが逆に上向きに作用する場合もある。このような場合でも、従来のような油圧ラッシアジャスタを用いていると、上向きの撓み変形δがあると、ローラ１２と揺動カム５との間に隙間が生じ、次に油圧ラッシアジャスタが即座に上方に伸張してクリアランスを零に保持する。次に、撓み変形δが零に戻るとその瞬間に不整開弁してしまう。
【０１２６】
前記各実施形態のように、油圧ラッシアジャスタを廃してクリアランスΔ０というローラ１２でのクリアランスがあれば、前記変形δが上向きに変形した直後の不整開弁も回避できるのである。
【０１２７】
また、第２の実施形態では、前記リフト調整機構３０を備えていることから、各構成部品の組付時に各吸気弁２のピークリフトを正確に調整することが可能になると共に、前記クリアランス調整機構、つまり前記ピボット１１によるクリアランス調整作用によって、ローラ１２と揺動カム５との間のクリアランスを正確に合わせることが可能となる。このため、前記両方の調整機構によって各吸気弁２のバルブリフトカーブそのものを正確に合わせることができる。
【０１２８】
図１４は各吸気弁２のリフトカーブを合わせるための調整手順をフローチャート形式で示したものである。
【０１２９】
具体的に説明すると、まず、ステップ１では、前記制御軸２６の回転位相を最小リフト(あるいは所定の比較的小リフト)となる位置に回転操作する。
【０１３０】
ステップ２では、前記駆動軸３の回転位相を、隣接する気筒の吸気弁２が閉弁している領域、つまり非リフト領域(図５の第１領域ａ〜第３領域ｃ)になるように回転操作する。
【０１３１】
次に、ステップ３では、各気筒におけるローラ１２と揺動カム５の間のクリアランスΔ０を、ピボット１１を回転操作して所定のΔ０に調整する。この場合、ピボット１１によるクリアランス調整を連続的かつ任意の大きさに調整することができるので、各吸気弁２の開弁リフト量の調整精度を高められる。このように、クリアランスΔ０を高精度に調整し、かつピークリフト量も高精度に合わせることができるので、バルブリフトカーブそのものを目標カーブに高精度に合わすことができる。
【０１３２】
ここで、前記クリアランスΔ０の方をリフト量より先に合わせることから、リフトカーブ中の実ランプ高さも含めてリフトカーブそのものを合わせられる。逆にリフト量を合わせた後に、クリアランスΔ０を調整することを想定してみると、この調整によりリフト量、特にランプ部の実際のリフト量が変化してしまうのである。
【０１３３】
なお、単一のリンクロッド２２で２つの揺動カム５をリフトさせるが、この２つの揺動カム５のそれぞれのカムプロフィールは、同時加工なので精度が高くなり、また、本実施形態ではリンクロッド２２により引き上げるタイプなので、揺動カム５の円筒状の基端部５ａの倒れが発生しにくくなることから、前記リフトカーブをさらに高精度に合わすことが可能になる。
【０１３４】
次に、ステップ５では、実際に各気筒の吸入空気量を計測し、続いて、ステップ６で各気筒間での吸入空気量のばらつきが目標値以下か否かを判断する。つまり、実機ファイリングによって燃焼トルクの気筒間のばらつきを計測し、所定の目標値内にあるか否かを判断しても良いし、モータリングで各気筒が吸い込む吸入空気量を直接計測してそのばらつきが所定目標値内にあるか否かで判断してもよい。その結果、所定の目標値以内であれば、ステップ７に移行して処理終了する。
【０１３５】
しかし、前記各気筒間のばらつきが目標値以上であると判断した場合は、ステップ８において吸入空気量のばらつきを低減するように、各気筒間のピークリフトをリフト調整機構３０によって補正する。
【０１３６】
具体的には、燃焼トルクが大きい気筒、あるいは吸入空気量が大きい気筒に対しては、リフト調整機構３０によって吸気弁２のリフトを低減させる補正を行うか、あるいは、逆に燃焼トルクが小さい、あるいは吸入空気量が少ない気筒に対してリフトを増加させる補正を行う。
【０１３７】
これによって、各気筒の吸入空気量のばらつきを低減し、燃焼の安定性を確保できる。ここで、リフト調整機構３０によるリフト量の調整は、調整ボルト３３を緩めて該調整ボルト３３の回転位相をずらして再締結するだけでリフト調整作業が完了するので、動弁装置の各構成部品を取り外さずに行うことができる。したがって、かかるリフト調整作業が容易である。
【０１３８】
その後、ステップ５に戻って各気筒間のばらつきが目標値内にあることを確認して終了する。
【０１３９】
なお、ステップ８で、ピボット１１でクリアランスΔ０を調整することで代替することも可能である。この場合、クリアランスΔ０の方がピークリフトよりも吸入空気量の感度が高いので(開弁期間全域でリフトアップ)、微調整をするだけで済む。また、調整方法としては、同じくピボット１１の軸部１３を緩めて該軸部１３の回転位相をずらしてロックナット１６を介して再締結するだけであるから、この場合も動弁装置の各構成部品を分解することなく行うことができるので、かかる調整作業が容易になる。
【０１４０】
また、前記２つの調整方法のいずれか一方のみを行うだけでも良く、これによってさらに補正作業が容易になる。
【０１４１】
本発明は、前記各実施例の構成に限定されるものではなく、内燃機関としてＶ型６気筒以外にＶ型８気筒、直列４気筒など種々の内燃機関に適用することが可能である。また、可変動弁装置としても、前記第１、第２実施形態のものに限定されるものではない。さらに、本発明は、機関弁として吸気弁の他に排気弁に適用することも可能である。
【０１４２】
なお、揺動カムとローラとの間のクリアランスを調整するクリアランス調整機構としては、実施形態のものに限定されず、例えば特開２００８−１８４９１４号公報の図１に記載のようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の第１の実施形態の可変動弁装置の前方斜視図である。
【図２】本実施形態の可変動弁装置の側断面図である。
【図３】本実施形態における駆動軸の撓み変形状態とクリアランスとの関係を示す可変動弁装置の正面図である。
【図４】本実施形態に要されるピボットの断面図である。
【図５】本実施形態における駆動軸の回転角度と各気筒のバルブリフトとの関係を示す特性図である。
【図６】Ａ〜Ｄは本実施形態の一方バンク側における最小リフト制御時の作動説明図である。
【図７】Ａ〜Ｄは本実施形態の一方バンク側における最大リフト制御時の作動説明図である。
【図８】第２の実施形態の可変動弁装置を示す斜視図である。
【図９】同可変動弁装置の要部断面図である。
【図１０】Ａ、Ｂは本実施形態の可変動弁装置の最小リフト制御時における閉弁状態を示す作動説明図である。
【図１１】Ａ、Ｂは本実施形態の可変動弁装置の最小リフト制御時における最大開弁状態を示す作動説明図である。
【図１２】Ａ、Ｂは本実施形態の可変動弁装置の最大リフト制御時における閉弁状態を示す作動説明図である。
【図１３】Ａ、Ｂは本実施形態の可変動弁装置の最大リフト制御時における最大開弁状態を示す作動説明図である。
【図１４】本実施形態におけるリフトとクリアランスの一連の調整手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１…シリンダヘッド
１ｂ…雌ねじ部(クリアランス調整機構)
２…吸気弁
３…駆動軸
４…駆動カム
５…揺動カム
５ｂ…カム面
６…スウィングアーム(弁作動部材)
７…伝達機構
８…制御機構
１１…ピボット(揺動支点)
１２…ローラ
１２ｂ…ローラ外周面
１３…軸部
１３ａ…雄ねじ部(クリアランス調整機構)
１４…球面状の頭部
１５…嵌合部
１６…ロックナット
３０…リフト調整機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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