(57)【要約】【課題】  可変動弁装置に関し、可動部の慣性質量の増加を抑制しつつバルブ特性を機械的に変更できるようにする。【解決手段】  制御軸１３２に制御カム１３４を固定する。この制御カム１３４のカム面と、揺動部材１５０のスライド面１５６と、駆動カム１２２のカム面１２４とにより、駆動カム１２２から揺動部材１５０へ駆動力を伝達する中間部材１６２，１６４を三方向から挟んで支持する。制御カム１３４を回転させて中間部材１６２，１６４のスライド面１５６上での位置と駆動カム１２２のカム面１２４上での位置を連動させて変化させることで、バルブ１０４の開弁特性は機械的に変更される。【選択図】      図１
2006070742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を機械的に変化させる可変動弁装置であって、
前記カム軸に設けられた駆動カムと、
前記カム軸と平行に設けられ、回転角度を連続的に或いは多段階に変更可能な制御軸と、
前記制御軸に固定され、前記制御軸とともに回動する制御カムと、
前記カム軸に平行な軸を中心として揺動する揺動部材と、
前記揺動部材に形成され、前記バルブを支持するバルブ支持部材に接触して前記バルブをリフト方向に押圧する揺動カム面と、
前記揺動部材に前記駆動カムと対向して形成されたスライド面と、
前記駆動カムから前記揺動部材に駆動力を伝達する中間部材とを備え、
前記中間部材は、前記駆動カムのカム面、前記スライド面、及び前記制御カムのカム面により三方向から挟まれ支持されていることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記中間部材は、前記駆動カムのカム面に接触する第１ローラと、前記第１ローラと同心に配置されて前記スライド面に接触する第２ローラと、前記第１ローラと前記第２ローラとを独立回転可能に連結する連結軸とを含むことを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記制御カムは、前記制御軸から偏心した位置を中心とする円盤として構成され、前記円盤の外周面には回転自在な回転表面が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記揺動部材は、前記制御軸に回転可能に取り付けられて前記制御軸を中心として揺動することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の可変動弁装置。
【請求項５】
前記スライド面は、前記駆動カム側に湾曲するとともに、前記揺動部材の揺動中心からの距離が大きくなるほど前記カム軸の中心からの距離が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項４記載の可変動弁装置。
【請求項６】
前記揺動カム面は、前記揺動部材の揺動中心からの距離が一定の非作用面と、前記非作用面と連続して設けられ前記非作用面から離れるに従い揺動中心からの距離が次第に大きくなるように形成された作用面とを含み、
前記揺動部材の揺動に伴い前記揺動カム面の前記バルブ支持部材との接触位置が前記非作用面から前記作用面に移動することによって前記バルブがリフトすることを特徴とする請求項５記載の可変動弁装置。
【請求項７】
前記中間部材の前記スライド面上での位置が前記揺動部材の揺動中心から遠ざかるほど、前記カム軸の同一回転角度において前記中間部材と接触する前記駆動カムの周方向位置は前記カム軸の遅角側に移動することを特徴とする請求項６記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関し、詳しくは、バルブの開弁特性を機械的に変更可能な可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に開示されるように、エンジンの運転状況に応じてバルブのリフト量やバルブタイミングを機械的に変更する可変動弁装置が知られている。特許文献１に記載される可変動弁装置では、カム軸と平行に設けられた制御軸にガイドアームが固定され、このガイドアームにフォロワの一方の端部が揺動自在に取り付けられている。また、制御軸には揺動カムが揺動自在に取り付けられ、その揺動カム面にロッカーアームが押し当てられている。フォロワには互いに独立回転可能な第１ローラと第２ローラとが同心に取り付けられており、第１ローラはカム軸の弁カムに当接し、第２ローラは揺動カムの揺動カム面とは逆側に形成された当接面に当接している。
【０００３】
このような構成によれば、制御軸の回転によりガイドアームの回転位置が変更されることで、フォロワが変位して制御軸から揺動カムと第２ローラとの当接箇所までの距離が変化し、これによりバルブのリフト量が変更される。また、カム軸の同じ回転角度位置において第１ローラと当接する弁カムの周方向位置が変化することにより、同時にバルブタイミングも変更される。つまり、特許文献１に記載される可変動弁装置によれば、モータにより制御軸の回転角を制御することで、バルブのリフト量とバルブタイミングを同時に変更することができる。
【特許文献１】特開２００３−２３９７１２号公報
【特許文献２】特開平７−６３０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、動弁装置では、内燃機関の高回転化を可能にする上で、リフト運動時に可動する可動部の慣性質量の低減が求められている。可動部の慣性質量を低減することによりバルブスプリングのバネ力を下げ、フリクションを小さくして動弁装置の駆動にかかる燃費を改善することも可能になる。特許文献１に記載のような可変動弁装置の場合は、バルブの開弁特性を機械的に変更するための機構が新たに追加されるため、その分、通常の動弁装置に比較して可動部の数は増加する。可動部の数が増えることで可動部全体の慣性質量が増加することになるが、前述のように内燃機関の高回転化や燃費向上のためには、可能な限り可動部の慣性質量の増加は抑制したい。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、可動部の慣性質量の増加を抑制しつつバルブの開弁特性を機械的に変更できるようにした可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記目的を達成するため、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を機械的に変化させる可変動弁装置であって、
前記カム軸に設けられた駆動カムと、
前記カム軸と平行に設けられ、回転角度を連続的に或いは多段階に変更可能な制御軸と、
前記制御軸に固定され、前記制御軸とともに回動する制御カムと、
前記カム軸に平行な軸を中心として揺動する揺動部材と、
前記揺動部材に形成され、前記バルブを支持するバルブ支持部材に接触して前記バルブをリフト方向に押圧する揺動カム面と、
前記揺動部材に前記駆動カムと対向して形成されたスライド面と、
前記駆動カムから前記揺動部材に駆動力を伝達する中間部材とを備え、
前記中間部材は、前記駆動カムのカム面、前記スライド面、及び前記制御カムのカム面により三方向から挟まれ支持されていることを特徴としている。
【０００７】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記中間部材は、前記駆動カムのカム面に接触する第１ローラと、前記第１ローラと同心に配置されて前記スライド面に接触する第２ローラと、前記第１ローラと前記第２ローラとを独立回転可能に連結する連結軸とを含むことを特徴としている。
【０００８】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、前記制御カムは、前記制御軸から偏心した位置を中心とする円盤として構成され、前記円盤の外周面には回転自在な回転表面が取り付けられていることを特徴としている。
【０００９】
第４の発明は、上記第１乃至第３の何れか１つの発明において、前記揺動部材は、前記制御軸に回転可能に取り付けられて前記制御軸を中心として揺動することを特徴としている。
【００１０】
第５の発明は、上記第４の発明において、前記スライド面は、前記駆動カム側に湾曲するとともに、前記揺動部材の揺動中心からの距離が大きくなるほど前記カム軸の中心からの距離が小さくなるように形成されていることを特徴としている。
【００１１】
第６の発明は、上記第５の発明において、前記揺動カム面は、前記揺動部材の揺動中心からの距離が一定の非作用面と、前記非作用面と連続して設けられ前記非作用面から離れるに従い揺動中心からの距離が次第に大きくなるように形成された作用面とを含み、
前記揺動部材の揺動に伴い前記揺動カム面の前記バルブ支持部材との接触位置が前記非作用面から前記作用面に移動することによって前記バルブがリフトすることを特徴としている。
【００１２】
第７の発明は、上記第６の発明において、前記中間部材の前記スライド面上での位置が前記揺動部材の揺動中心から遠ざかるほど、前記カム軸の同一回転角度において前記中間部材と接触する前記駆動カムの周方向位置は前記カム軸の遅角側に移動することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明においてカム軸が回転すると、その回転運動は駆動カムのカム面から中間部材を介して揺動部材のスライド面に伝達され、揺動部材の揺動運動に変換される。中間部材は、駆動カムのカム面、揺動部材のスライド面、及び制御カムのカム面により三方向から挟まれ支持されており、それ自体が単独で運動する。したがって、第１の発明によれば、バルブのリフト運動時に可動するのは揺動部材と中間部材のみであり、駆動カムによってバルブ支持部材を直接駆動する通常の動弁装置に対する可動部全体の慣性質量の増加は抑制されている。
【００１４】
また、第１の発明において制御軸が回転すると、制御軸に固定された制御カムも制御軸を中心として回転する。中間部材は、駆動カムのカム面、揺動部材のスライド面、及び制御カムのカム面により三方向から挟まれ支持されているので、制御カムが回転して中間部材の制御カム面上での位置が変化することにより、同時に、中間部材の駆動カム面上での位置とスライド面上での位置も変化する。中間部材のスライド面上での位置が変化することで、揺動部材の揺動角幅や初期揺動角度が変化することになり、バルブのリフト量が変化する。また、中間部材の駆動カム面上での位置が変化することで、カム軸の位相に対する揺動部材の揺動タイミングが変化することになり、バルブタイミングが変化する。このように、第１の発明によれば、制御軸の回転角度を制御することで、バルブの開弁特性を機械的に変更することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、中間部材として独立回転可能な２つのローラを有し、一方の第１ローラは駆動カム面に接触させ、他方の第２ローラはスライド面に接触させるようになっているので、駆動カムから揺動部材への駆動力の伝達経路内の摩擦損失を低減し、燃費の悪化を防止することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、回転自在な回転表面が制御カムのカム面となるので、制御カムと中間部材との間の摩擦損失を低減し、燃費の悪化を防止することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、制御軸が揺動部材の軸として兼用されるので、構造を簡素化できるとともに剛性を高めることができる。
【００１８】
第５の発明によれば、中間部材のスライド面上での位置にかかわらず、中間部材を駆動カムのカム面、揺動部材のスライド面、及び制御カムのカム面により三方向から挟んで確実に保持することができる。また、スライド面が揺動部材の揺動中心からの距離が大きくなるほどカム軸の中心からの距離が小さくなるように形成されることで、中間部材がスライド面の先端にいくにしたがい、揺動部材の初期揺動角度を大きくすることができる。
【００１９】
また、第６の発明によれば、バルブ支持部材の作用面上での到達位置によってリフト量が決まり、バルブ支持部材が作用面上に位置している期間により作用角が決まる。前述のように揺動部材の初期揺動角度が大きくなる場合には、バルブ支持部材の作用面上での到達位置はスライド面の先端側に移動し、それに応じてバルブ支持部材が作用面上に位置している期間も長くなる。したがって、第６発明によれば、中間部材がスライド面の先端にいくにしたがい、リフト量と作用角を連動して大きくすることができる
【００２０】
また、カム軸の同一回転角度において中間部材と接触する駆動カムの周方向位置がカム軸の遅角側に移動すると、揺動部材の揺動タイミングが遅れることによってバルブタイミングは遅角する。第７の発明によれば、中間部材がスライド面の先端にいくにしたがい、バルブタイミングが遅角するので、リフト量と作用角の増大に応じてバルブタイミングが遅角するような開弁特性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
［本実施形態の可変動弁装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態にかかる可変動弁装置１００の構成を示す斜視図である。本可変動弁装置１００はロッカーアーム方式の機械式動弁機構を有し、カム軸１２０の回転運動がカム軸１２０に設けられた駆動カム１２２によってロッカーアーム（バルブ支持部材）１１０の揺動運動に変換され、ロッカーアーム１１０に支持されるバルブ１０４のリフト運動に変換される。駆動カム１２２はプロフィールの異なる２つのカム面１２４ａ，１２４ｂを有している。一方のカム面である非作用面１２４ａはカム基礎円の周面であり、カム軸１２０の中心からの距離を一定に形成されている。他方のカム面である作用面１２４ｂはカム軸１２０の中心からの距離が次第に大きくなり、頂部を越えた後に次第に小さくなるように形成されている。本明細書では、非作用面１２４ａと作用面１２４ｂの双方を区別しないときには、単に駆動カム面１２４と表記する。
【００２３】
本可変動弁装置１００では、駆動カム１２２によって直接、ロッカーアーム１１０を駆動するのではなく、駆動カム１２２とロッカーアーム１１０との間に可変機構１３０を介在させている。可変機構１３０は、駆動カム１２２の回転運動とロッカーアーム１１０の揺動運動との連動状態を連続的に変化させることができる機構である。本可変動弁装置１００は、この可変機構１３０を可変制御することによりロッカーアーム１１０の揺動量や揺動タイミングを変化させて、バルブ１０４のリフト量やバルブタイミングを連続的に変更できるようになっている。
【００２４】
可変機構１３０は、以下に説明するように、制御軸１３２、制御カム１３４、揺動カムアーム１５０、第１ローラ１６２、第２ローラ１６４、及び、第１ローラ１６２と第２ローラ１６４を連結する連結軸１６６を主たる構成部材として構成されている。制御軸１３２は、カム軸１２０に平行な軸であって、ロッカーアーム１１０よりもカム軸１２０の回転方向の上流側にカム軸１２０に対する相対位置を固定して配置されている。制御軸１３２には図示しないアクチュエータ（例えばモータ）が接続されており、内燃機関のＥＣＵはアクチュエータを制御することによって制御軸１３２の回転角度を任意の角度に調整することができる。
【００２５】
制御軸１３２には制御カム１３４が一体的に固定されている。制御カム１３４は、扁平な円盤状であり、その中心は制御軸１３２の中心から偏心している。制御カム１３４の外周面には、筒状の回転表面１３６が取り付けられている。回転表面１３６と制御カム１３４との間には図示しないベアリングが介装されており、回転表面１３６は制御カム１３４の回りを自在に回転できるようになっている。
【００２６】
制御カム１３４は、駆動カム１２２が回転している面内に配置されている。制御カム１３４と駆動カム１２２との間には第１ローラ１６２が配置され、第１ローラ１６２は回転表面１３６と駆動カム面１２４の双方に接している。第１ローラ１６２の両側には、第１ローラ１６２よりも小径の第２ローラ１６４が第１ローラ１６２と同心に配置されている。第１ローラ１６２と第２ローラ１６４とは、連結軸１６６によって互いに独立回転可能に連結されている。第２ローラ１６４には、後述する揺動カムアーム１５０のスライド面１５６が接触している。第１ローラ１６２、第２ローラ１６４、及び連結軸１６６からなる中間部材は、回転表面１３６、駆動カム１２２の駆動カム面１２４（１２４ａ，１２４ｂ）、及びスライド面１５６によって３方向から挟まれることによって空間上の位置を位置決めされている。
【００２７】
揺動カムアーム１５０は、制御軸１３２に揺動可能に支持され、その先端を駆動カム１２２の回転方向の下流側に向けて配置されている。揺動カムアーム１５０の駆動カム１２２に対向する側には、駆動カム面１２２側に湾曲したスライド面１５６が形成されている。前述のように、スライド面１５６は第２ローラ１６４に接触し、駆動カム面１２４及び回転表面１３６とともに第１ローラ１６２及び第２ローラ１６４を３方向から挟みこんで保持するようになっている。このため、スライド面１５６が最大に開いたときでも（図２の（Ｂ）参照）、第１ローラ１６２及び第２ローラ１６４が駆動カム面１２４とスライド面１５６との隙間から外れることがないよう、スライド面１５６は揺動中心である制御軸１３２の中心から遠くなるほど駆動カム１２２のカム基礎円（非作用面１２４ａ）との距離が小さくなるように形成されている。
【００２８】
一方、揺動カムアーム１５０のスライド面１５６とは逆側の面には、揺動カム面１５２（１５２ａ，１５２ｂ）が形成されている。揺動カム面１５２は揺動カムアーム１５０の揺動中心をカム中心とするカム面であり、プロフィールの異なる非作用面１５２ａと作用面１５２ｂから構成されている。そのうち非作用面１５２ａはカム基礎円の周面であり、制御軸１３２の中心からの距離を一定に形成されている。他方の面である作用面１５２ｂは非作用面１５２ａから見て揺動カムアーム１５０の先端側に設けられ、非作用面１５２ａに滑らかに連続するように接続されるとともに、揺動カムアーム１５０の先端に向けて制御軸１３２の中心からの距離（すなわち、カム高さ）が次第に大きくなるよう形成されている。本明細書では、非作用面１５２ａと作用面１５２ｂの双方を区別しないときには、単に揺動カム面１５２と表記する。
【００２９】
また、揺動カムアーム１５０には、図示しないロストモーションスプリングを掛けるためのバネ座面（図２参照）１５８が形成されている。バネ座面１５８は、非作用面１５２ａに関し作用面１５６ｂとは逆側に形成されている。ロストモーションスプリングは圧縮バネであり、図示しない静止部材に他方の端部を固定されている。ロストモーションスプリングからの付勢力は、揺動カムアーム１５０を介してスライド面１５６を第２ローラ１６４に押し当てる付勢力として作用し、さらに、連結軸１６６を介して第１ローラ１６２を駆動カム面１２４及び回転表面１３６に押し当てる付勢力として作用する。これにより、第１ローラ１６２及び第２ローラ１６４は、スライド面１５６、駆動カム面１２４、及び回転表面１３６によって三方向から挟みこまれて位置決めされる。
【００３０】
本可変動弁装置１００は、１つの駆動カム１２２によって２つのバルブ１０４を駆動する１カム２弁駆動構造を採用している。このため、揺動カムアーム１５０は、制御カム１３６の両側に一対配置されている。各揺動カムアーム１５０の下方には、ロッカーアーム１１０が配置されている。ロッカーアーム１１０には、揺動カム面１５２に対向するようにロッカーローラ１１２が配置されている。ロッカーローラ１１２はロッカーアーム１１０の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム１１０の一端にはバルブ１０４を支持するバルブシャフト１０２が取り付けられ、ロッカーアーム１１０の他端は油圧ラッシャアジャスタ１０６によって回動自在に支持されている。バルブシャフト１０２は図示しないバルブスプリングによって位置決めされ、油圧ラッシャアジャスタ１０６によりロッカーアーム１１０が押し上げられることでロッカーローラ１１２が揺動カム面１５２に押し当てられている。
【００３１】
［本実施形態の可変動弁装置の動作］
次に、本可変動弁装置１００の動作について図２及び図３を参照して説明する。
【００３２】
（１）可変動弁装置のリフト動作
まず、図２を参照して可変動弁装置１００のリフト動作について説明する。図中、（Ａ）はリフト動作の過程でバルブ１０４（図１参照、図２中では省略）が閉弁しているときの可変動弁装置１００の状態を、また、（Ｂ）はリフト動作の過程でバルブ１０４が開弁しているときの可変動弁装置１００の状態を、それぞれ表している。
【００３３】
本可変動弁装置１００では、駆動カム１２２の回転運動は、先ず、駆動カム面１２４に接触する第１ローラ１６２に入力される。第１ローラ１６２は同軸一体に設けられた第２ローラ１６４とともに制御カム１３４の表面に沿って移動し、その運動は第２ローラ１６４を支持している揺動カムアーム１５０のスライド面１５６に入力される。スライド面１５６はロストモーションスプリング（図示略）の付勢力によって常に第２ローラ１６４に押し当てられているので、揺動カムアーム１５０は駆動カム１２２の回転に応じて制御軸１３２を中心にして揺動する。
【００３４】
具体的には、図２の（Ａ）に示す状態からカム軸１２０が回転すると、図２の（Ｂ）に示すように、第１ローラ１６２の駆動カム面１２４上での接触位置Ｐ１は非作用面１２４ａから作用面１２４ｂへと移っていく。相対的に第１ローラ１６２は駆動カム１２２によって制御カム１３４の表面に沿って押し下げられていき、揺動カムアーム１５０はそのスライド面１５６を第１ローラ１６２と一体の第２ローラ１６４によって押し下げられる。これにより、揺動カムアーム１５０は制御軸１３２を中心にして図中、時計回り方向に回動する。カム軸１２０がさらに回転し、第１ローラ１６２の駆動カム面１２４上での接触位置Ｐ１が作用面１２４ｂの頂部を過ぎると、今度はロストモーションスプリング及びバルブスプリングによる付勢力によって、揺動カムアーム１５０は制御軸１３２を中心にして図中、反時計回り方向に回動する。
【００３５】
このように揺動カムアーム１５０が制御軸１３２を中心にして回動することで、ロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置Ｐ３が変化することになる。なお、図中では、ロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置をＰ３ｉ，Ｐ３ｆとして表記しているが、これは後述する初期接触位置Ｐ３ｉと最終接触位置Ｐ３ｆとを区別するためである。本明細書では、単にロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置を指す場合には、接触位置Ｐ３と表記するものとする。
【００３６】
図２の（Ａ）に示すように、ロッカーローラ１１２が非作用面１５２ａに接触している場合には、非作用面１５２ａは制御軸１３２の中心からの距離が一定であるので、その接触位置にかかわらずロッカーローラ１１２の空間内での位置は変化しない。したがって、ロッカーアーム１１０は揺動することがなく、バルブ１０４は一定位置に保持される。本可変動弁装置１００では、ロッカーローラ１１２が非作用面１５２ａに接触しているとき、バルブ１０４が閉弁状態になるように各部位の位置関係が調整されている。
【００３７】
そして、図２の（Ｂ）に示すように、ロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置Ｐ３が非作用面１５２ａから作用面１５２ｂに切り換わると、ロッカーアーム１１０は作用面１５２ｂの制御軸１３２の中心からの距離に応じて押し下げられ、油圧ラッシャアジャスタ１０６による支持点を中心に時計回り方向へ揺動する。これにより、バルブ１０４はロッカーアーム１１０によって押し下げられ、開弁する。
【００３８】
（２）可変動弁装置のリフト量変更動作
次に、図２乃至図５を参照して可変動弁装置１００のリフト量変更動作について説明する。ここで、図３は可変動弁装置１００がバルブ１０４（図１参照、図３中では省略）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している。一方、前掲の図２は可変動弁装置１００がバルブ１０４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している。各図中、（Ａ）はリフト動作の過程でバルブ１０４が閉弁しているときの可変動弁装置１００の状態を、また、（Ｂ）はリフト動作の過程でバルブ１０４が開弁しているときの可変動弁装置１００の状態を、それぞれ表している。
【００３９】
図２に示すリフト量から図３に示すリフト量にリフト量を変更する場合、図２の（Ａ）に示す状態において制御軸１３２を回転駆動し、図２の（Ａ）に示す位置に制御カム１３４の中心Ｃ１を回転移動させる。第１ローラ１６２は、常に制御カム１３４の回転表面１３６に押し付けられることで、制御カム１３４の中心Ｃ１から一定距離に保持されている。このため、制御カム１３４の中心Ｃ１の移動に伴い、図２の（Ａ）に示す位置から図３の（Ａ）に示す位置に、第１ローラ１６２は駆動カム面１２４に沿ってカム軸１２０の回転方向の上流側に移動し、同時に、第２ローラ１６４はスライド面１５６に沿って揺動カムアーム１５０の揺動中心である制御軸１３２に近づく方向に移動する。
【００４０】
なお、駆動カム面１２４とスライド面１５６との間には速度差があるが、駆動カム面１２４に接する第１ローラ１６２とスライド面１５６に接する第２ローラ１６４とは独立回転可能であるので、スライド面１５６において速度差による摩擦損失が生じることはない。また、第１ローラ１６２には駆動カム面１２４とともに回転表面１３６が接するが、回転表面１３６は制御カム１３４に回転自在に支持されているので、回転表面１３６は第１ローラ１６２とともに駆動カム面１２４の回転に従動することができる。したがって、駆動カム面１２４や回転表面１３６の表面における摩擦損失も低減されている。
【００４１】
第２ローラ１６４がスライド面１５６上を制御軸１３２に近づく方向に移動することで、揺動カムアーム１５０の揺動中心Ｃ０から第２ローラ１６４のスライド面１５６上での接触位置Ｐ２までの距離が短くなり、揺動カムアーム１５０の揺動角幅は増大する。揺動カムアーム１５０の揺動角幅は揺動中心Ｃ０から振動の入力点である接触位置Ｐ２までの距離に反比例するからである。バルブ１０４のリフトは、各図の（Ｂ）に示すように、第１ローラ１６２の駆動カム面１２４上での接触位置Ｐ１が作用面１２４ｂの頂部にあるときに最大となり、その時点におけるロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置Ｐ３ｆ（以下、最終接触位置）によってバルブ１０４のリフト量が決まる。図４は、ロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での位置とバルブリフトとの関係を示す図である。この図に示すように、最終接触位置Ｐ３ｆは、揺動カムアーム１５０の揺動角幅と、各図の（Ａ）に示すロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置Ｐ３ｉ（以下、初期接触位置）とによって決まる。
【００４２】
初期接触位置Ｐ３ｉは、第１ローラ１６２が駆動カム１２２の非作用面１２４ａに接触しているときの揺動カムアーム１５０の傾斜角度によって変化する。本実施形態の可変動弁装置１００では、スライド面１５６と駆動カム１２０のカム基礎円との距離は、制御軸１３２に近い位置ほど遠くなるように設定されている。このため、第２ローラ１６４がスライド面１５６上を制御軸１３２に近づく方向に移動するに従い、スライド面１５６はロストモーションスプリングの付勢力によって押し上げられる。その結果、揺動カムアーム１５０は制御軸１３２の回りを図中の反時計回り方向に回動し、初期接触位置Ｐ３ｉは作用面１５２ｂから遠ざかる方向に変化する。
【００４３】
初期接触位置Ｐ３ｉが一定であれば、揺動カムアーム１５０の揺動角幅の増大によって最終接触位置Ｐ３ｆは作用面１５２ｂの先端側に移動する。また、揺動カムアーム１５０の揺動角幅が一定であれば、初期接触位置Ｐ３ｉが作用面１５２ｂから遠ざかることによって最終接触位置Ｐ３ｆは非作用面１５２ａ側に移動する。本実施形態の可変動弁装置１００では、図４に示すように、初期接触位置Ｐ３ｉの移動による効果が揺動角幅の増大による効果を上回り、最終接触位置Ｐ３ｆは非作用面１５２ａ側に移動する。これにより、バルブ１０４のリフト量は減少する。また、ロッカーローラ１１２が作用面１５２ａ上に位置している期間（クランク角度）が、バルブ１０４の作用角となるが、最終接触位置Ｐ３ｆが非作用面１５２ａ側に移動することで、バルブ１０４の作用角も減少する。
【００４４】
また、同時に、第１ローラ１６２がスライド面１５６上を制御軸１３２に近づく方向に移動することで、カム軸１２０が同一回転角度にあるときの第１ローラ１６２の駆動カム面１２４上での接触位置Ｐ１は、駆動カム１２２の進角側に移動する。これにより、カム軸１２０の位相に対する揺動カムアーム１５０の揺動タイミングは進角され、その結果、バルブタイミング（最大リフトタイミング）は進角されることになる。
【００４５】
図５は可変動弁装置１００により実現されるバルブ１０４のリフト量とバルブタイミングとの関係を示すグラフである。この図に示すように、可変動弁装置１００によれば、バルブ１０４のリフト量の増大に連動して作用角を増大させるとともにバルブタイミングを遅角することができ、逆に、バルブ１０４のリフト量の減少に連動して作用角を減少させるとともにバルブタイミングを進角することができる。したがって、例えば、バルブ１０４が吸気バルブである場合、ＶＶＴ等のバルブタイミング制御機構を用いることなく、バルブ１０４の開きタイミングをほぼ一定とするように開弁特性を可変制御することも可能になる。
【００４６】
［本実施形態の可変動弁装置の利点］
以上説明した通り、本実施形態の可変動弁装置１００によれば、制御軸１３２を回転駆動して制御カム１３４の回転角度を変化させることにより、第２ローラ１６４のスライド面上での接触位置Ｐ２と第１ローラ１６２の駆動カム面１２４上での接触位置Ｐ１を変化させ、その結果としてバルブ１０４のリフト量、作用角、及びバルブタイミングを連動して変化させることができる。しかも、ローラ１６２，１６４は駆動カム面１２４、スライド面１５６、及び制御カム１３４の回転表面１３６により三方向から挟まれ支持されており、それ自体が単独で運動する。したがって、バルブ１０４のリフト運動時に可動するのは、揺動カムアーム１５０の他にはローラ１６２，１６４及び連結軸１６６からなる中間部材のみであり、通常の動弁装置に対する可動部全体の慣性質量の増加は抑制されている。したがって、本実施形態の可変動弁装置１００によれば、バルブスプリングのバネ力を下げてフリクションを小さくすることができ、動弁装置の駆動にかかる燃費を改善することができる。
【００４７】
［その他］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【００４８】
上記実施の形態では、制御カム１３４として制御軸１３２から偏心した位置を中心とする円盤を用いているが、制御軸１３２の回転に応じて第１ローラ１６２が接触している部位のカム高さが変化するようになっていれば、上記実施の形態の構成には限定されない。
【００４９】
また、上記実施の形態では、揺動カムアーム１５０を制御軸１３２に取り付けているが、揺動カムアーム１５０の軸と制御軸１３２とを別軸にしてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態では、制御カム１３４は駆動カム１２２とともに第１ローラ１６２を支持しているが、第１ローラ１６２と第２ローラ１６４とは別に第３のローラを同軸に設けて、この第３のローラを制御カム１３４によって支持するようにしてもよい。
【００５１】
上記実施の形態では、１つの駆動カムで２つのバルブを駆動しているが、１つのバルブのみを駆動するようにしてもよい。また、上記実施の形態では、本発明をロッカーアーム方式の動弁装置に適用しているが、直動式等の他の形式の動弁装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる可変動弁装置の構成を示す斜視図である。
【図２】大リフト時の可変動弁装置の動作を示す図であり、（Ａ）はバルブの閉弁時、（Ｂ）はバルブの開弁時を示している。
【図３】小リフト時の可変動弁装置の動作を示す図であり、（Ａ）はバルブの閉弁時、（Ｂ）はバルブの開弁時を示している。
【図４】ロッカーローラの揺動カム面上での位置とバルブのリフト量との関係を示す図である。
【図５】バルブタイミングとリフト量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  可変動弁装置
１０４  バルブ
１１０  ロッカーアーム
１１２  ロッカーローラ
１２０  カム軸
１２２  駆動カム
１２４（１２４ａ，１２４ｂ）  駆動カム面
１３０  可変機構
１３２  制御軸
１３４  制御カム
１３６  回転表面
１５０  揺動カムアーム
１５２（１５２ａ，１５２ｂ）  揺動カム面
１５６  スライド面
１６２  第１ローラ
１６４  第２ローラ
１６６  連結軸
Ｐ１  第１ローラの駆動カム面上での接触位置
Ｐ２  第２ローラのスライド面上での接触位置
Ｐ３ｉ  ロッカーローラの揺動カム面上での初期接触位置
Ｐ３ｆ  ロッカーローラの揺動カム面上での最終接触位置
【図１】
2006070742.tif 000003
【図２】
2006070742.tif 000004
【図３】
2006070742.tif 000005
【図４】
2006070742.tif 000006
【図５】
2006070742.tif 000007