(57)【要約】【課題】  コントロールシャフトを駆動するため、及び同コントロールシャフトの位置を保持するためのアクチュエータの負荷を低減することが可能な可変動弁機構を提供する。【解決手段】  最大リフト量可変機構は、仲介駆動機構、支持パイプ、コントロールシャフト及びリフト量可変アクチュエータを備えている。各仲介駆動機構は、入力アーム、第１出力アーム及び第２出力アームを備えている。又、各仲介駆動機構は、支持パイプと、入力アーム及び両出力アームとの間に、動力伝達用のスライダギア４５を備えている。スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａの歯面６０には、同ヘリカルスプライン４５ａの歯すじに沿って溝６５が複数本形成されている。【選択図】      図６
2005307918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向へ移動可能なコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを駆動するアクチュエータと、前記コントロールシャフト上に設けられ同コントロールシャフトと連動して軸方向へ移動可能なスライダギアと、前記スライダギア上に設けられエンジンのカムシャフトの駆動力を同スライダギアへ伝達する入力アーム及び前記駆動力を通じてエンジンの機関バルブを開閉する出力アームと、前記スライダギアの外周側に形成され前記入力アームと噛合する第１ヘリカルスプライン及び前記出力アームと噛合する第２ヘリカルスプラインと、前記入力アームの内周側に形成され前記第１ヘリカルスプラインと噛合する入力ヘリカルスプラインと、前記出力アームの内周側に形成され前記第２ヘリカルスプラインと噛合する出力ヘリカルスプラインとを備え、前記アクチュエータにより前記コントロールシャフトを軸方向へ変位させることにより前記機関バルブの最大リフト量を変更するエンジンの可変動弁機構において、
前記第１ヘリカルスプライン、前記第２ヘリカルスプライン、前記入力ヘリカルスプライン及び前記出力ヘリカルスプラインの少なくとも１つの歯面にヘリカルスプラインの方向に沿って延びる溝を形成したことを特徴とするエンジンの可変動弁機構。
【請求項２】
前記溝は、前記ヘリカルスプラインの一端部から他端部にかけて延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの可変動弁機構。
【請求項３】
前記溝は、同溝が設けられるヘリカルスプラインの歯面に複数本設けられると共に、同ヘリカルスプラインの歯底側から歯先側に亘って形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの可変動弁機構。
【請求項４】
軸方向へ移動可能なコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを駆動するアクチュエータと、前記コントロールシャフト上に設けられ同コントロールシャフトと連動して軸方向へ移動可能なスライダギアと、前記スライダギア上に設けられエンジンのカムシャフトの駆動力を同スライダギアへ伝達する入力アーム及び前記駆動力を通じてエンジンの機関バルブを開閉する出力アームと、前記スライダギアの外周側に形成され前記入力アームと噛合する第１ヘリカルスプライン及び前記出力アームと噛合する第２ヘリカルスプラインと、前記入力アームの内周側に形成され前記第１ヘリカルスプラインと噛合する入力ヘリカルスプラインと、前記出力アームの内周側に形成され前記第２ヘリカルスプラインと噛合する出力ヘリカルスプラインとを備え、前記アクチュエータにより前記コントロールシャフトを軸方向へ変位させることにより前記機関バルブの最大リフト量を変更するエンジンの可変動弁機構において、
前記第１ヘリカルスプライン、前記第２ヘリカルスプライン、前記入力ヘリカルスプライン及び前記出力ヘリカルスプラインの少なくとも１つの歯面について、ヘリカルスプラインの軸方向の摩擦係数を小さくする一方で、ヘリカルスプラインの径方向の摩擦係数を大きくしたことを特徴とするエンジンの可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に設けられた機関バルブの最大リフト量を可変とするエンジンの可変動弁機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の運転状態に応じて、吸気バルブや排気バルブの最大リフト量を可変とする可変動弁機構が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この可変動弁機構によれば、例えば低回転低負荷域では、吸気バルブの最大リフト量を小さくし、吸入空気量を制御することによって、燃費の向上を図ることができる。又、高回転高負荷域では、吸気バルブの最大リフト量を大きくし、吸気充填効率を向上させることによって、出力の向上を図ることもできる。
【０００３】
可変動弁機構は、支持パイプ、コントロールシャフト、入力アーム、出力アーム及びスライダギアを備えている。支持パイプには、スライダギアを介して入力アーム及び出力アームがそれぞれ揺動可能に取り付けられている。コントロールシャフトは、アクチュエータの駆動力をスライダギアに伝達するためのもので、アクチュエータの駆動軸に連結されると共にて支持パイプ内に挿入支持されている。スライダギアは、その外周面に設けられたヘリカルスプラインが入力アーム及び出力アームの内周面に設けられたヘリカルスプラインと噛合した状態で支持パイプ上に支持されている。又、出力アームと機関バルブとの間にはロッカーアームが介在されており、機関バルブはバルブスプリングにより常時上方（閉弁方向）へ付勢されている。
【０００４】
上記構成の可変動弁機構では、内燃機関のカムシャフトによって入力アームが揺動されると、この揺動がスライダギアを介して出力アームに伝達される。そして、出力アームのノーズによってロッカーアームが下方へ揺動されると、機関バルブがバルブスプリングの付勢力に抗して押下げられる。又、可変動弁機構では、アクチュエータを通じてコントロールシャフトを軸方向に変位させることによって、スライダギアがコントロールシャフトに連動して軸方向に変位する。その際、スライダギアは、外周面に設けられたヘリカルスプラインの歯面と入力アーム及び出力アームの内周面に設けられたヘリカルスプラインの歯面とを摺動させながら支持パイプ上を軸方向に移動する。こうして、コントロールシャフトを軸方向に変位させることで、入力アームのノーズと出力アームのノーズとの相対位相差が変更され、機関バルブの最大リフト量が変更されるようになっている。そして、機関バルブの最大リフト量を一定に維持する際には、コントロールシャフトが軸方向へ変位しないようにアクチュエータの駆動力を付与し続ける必要がある。
【特許文献１】特開２００１−２６３０１５号公報
【特許文献２】特開平１１−８１９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、可変動弁機構においては、スライダギアのヘリカルスプラインの歯面と入力アーム及び出力アームのヘリカルスプラインの歯面との摩擦抵抗を小さくすれば、機関バルブの最大リフト量を変更する際に、低い駆動力でコントロールシャフトを軸方向に変位させることができる。一方、スライダギアのヘリカルスプラインの歯面と入力アーム及び出力アームのヘリカルスプラインの歯面との摩擦抵抗を大きくすれば、低い駆動力でコントロールシャフトを所定位置に保持することができる。尚、特許文献２には、次のような可変動弁機構が提案されている。この可変動弁機構では、バルブ特性を可変する制御シャフトの偏心カムとスライダブロックとが摺動する摺動面において、面粗さを変更したり、摩擦係数の異なる異種材料を用いたりすることで、駆動側の摩擦係数と戻り側の摩擦係数とを相対的に異ならせる様にしている。しかしながら、特許文献２に記載の方法を、上記可変動弁機構の構成にそのまま適用させることは非常に困難である。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コントロールシャフトを駆動するため、及び同コントロールシャフトの位置を保持するためのアクチュエータの負荷を低減することが可能な可変動弁機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、軸方向へ移動可能なコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを駆動するアクチュエータと、前記コントロールシャフト上に設けられ同コントロールシャフトと連動して軸方向へ移動可能なスライダギアと、前記スライダギア上に設けられエンジンのカムシャフトの駆動力を同スライダギアへ伝達する入力アーム及び前記駆動力を通じてエンジンの機関バルブを開閉する出力アームと、前記スライダギアの外周側に形成され前記入力アームと噛合する第１ヘリカルスプライン及び前記出力アームと噛合する第２ヘリカルスプラインと、前記入力アームの内周側に形成され前記第１ヘリカルスプラインと噛合する入力ヘリカルスプラインと、前記出力アームの内周側に形成され前記第２ヘリカルスプラインと噛合する出力ヘリカルスプラインとを備え、前記アクチュエータにより前記コントロールシャフトを軸方向へ変位させることにより前記機関バルブの最大リフト量を変更するエンジンの可変動弁機構において、前記第１ヘリカルスプライン、前記第２ヘリカルスプライン、前記入力ヘリカルスプライン及び前記出力ヘリカルスプラインの少なくとも１つの歯面にヘリカルスプラインの方向に沿って延びる溝を形成したことをその要旨とする。
【０００８】
この構成によれば、第１ヘリカルスプライン、第２ヘリカルスプライン、入力ヘリカルスプライン及び出力ヘリカルスプラインの少なくとも１つの歯面に設けられた溝によって、溝が設けられたヘリカルスプラインの歯面では、スライダギアの移動方向の動摩擦係数を小さく抑えることができる。これにより、スライダギアの移動方向に滑りが生じ易くなることから、コントロールシャフトを移動させるために要するアクチュエータの駆動力を低減することが可能となる。又、溝が設けられたヘリカルスプラインの歯面では、同溝の延設方向とほぼ直交する向き、即ちスライダギアの径方向の静止摩擦係数を大きくすることもできる。これにより、スライダギアの移動方向と直交する向きに滑りが生じ難くなることから、コントロールシャフトを所定位置に保持するために要するアクチュエータの駆動力を低減することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記溝は、前記ヘリカルスプラインの一端部から他端部にかけて延びるように形成されていることをその要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、溝がヘリカルスプラインの一端部から他端部に亘って延びるように形成されているため、溝が設けられたヘリカルスプラインの歯面では、スライダギアの移動方向の動摩擦係数を軸方向により広い範囲で小さく抑えることができる。これにより、コントロールシャフトを移動させるために要するアクチュエータの駆動力をより一層低減することが可能となる。又、溝が設けられたヘリカルスプラインの歯面では、スライダギアの径方向の静止摩擦係数を、軸方向により広い範囲で大きくすることもできる。これにより、コントロールシャフトを所定位置に保持するために要するアクチュエータの駆動力をより一層低減することが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記溝は、同溝が設けられるヘリカルスプラインの歯面に複数本設けられると共に、同ヘリカルスプラインの歯底側から歯先側に亘って形成されていることをその要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、複数本の溝がヘリカルスプラインの歯底側から歯先側に亘って形成されているため、溝が設けられたヘリカルスプラインの歯面では、スライダギアの移動方向の動摩擦係数を軸方向とほぼ直交する向きのより広い範囲で小さく抑えることができる。これにより、コントロールシャフトを移動させるために要するアクチュエータの駆動力を更に低減することが可能となる。又、溝が設けられたヘリカルスプラインの歯面では、スライダギアの径方向の静止摩擦係数を、軸方向とほぼ直交する向きのより広い範囲で大きくすることもできる。これにより、コントロールシャフトを所定位置に保持するために要するアクチュエータの駆動力を更に低減することが可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、軸方向へ移動可能なコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを駆動するアクチュエータと、前記コントロールシャフト上に設けられ同コントロールシャフトと連動して軸方向へ移動可能なスライダギアと、前記スライダギア上に設けられエンジンのカムシャフトの駆動力を同スライダギアへ伝達する入力アーム及び前記駆動力を通じてエンジンの機関バルブを開閉する出力アームと、前記スライダギアの外周側に形成され前記入力アームと噛合する第１ヘリカルスプライン及び前記出力アームと噛合する第２ヘリカルスプラインと、前記入力アームの内周側に形成され前記第１ヘリカルスプラインと噛合する入力ヘリカルスプラインと、前記出力アームの内周側に形成され前記第２ヘリカルスプラインと噛合する出力ヘリカルスプラインとを備え、前記アクチュエータにより前記コントロールシャフトを軸方向へ変位させることにより前記機関バルブの最大リフト量を変更するエンジンの可変動弁機構において、前記第１ヘリカルスプライン、前記第２ヘリカルスプライン、前記入力ヘリカルスプライン及び前記出力ヘリカルスプラインの少なくとも１つの歯面について、ヘリカルスプラインの軸方向の摩擦係数を小さくする一方で、ヘリカルスプラインの径方向の摩擦係数を大きくしたことをその要旨とする。
【００１４】
この構成によれば、請求項１に記載の発明と同等の作用効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の可変動弁機構をガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）に適用した一実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、エンジン１１はシリンダヘッド１２と、複数の気筒１３を有するシリンダブロック１４とを備えている。各気筒１３内には、ピストン１５が往復動可能に収容されている。各ピストン１５は、コネクティングロッドを介し出力軸であるクランクシャフト１０に連結されている。各ピストン１５の往復動は、コネクティングロッドによって回転運動に変換された後、クランクシャフト１０に伝達される。
【００１６】
エンジン１１には、ピストン１５と気筒１３とシリンダヘッド１２とによって囲まれた空間が燃焼室１６として形成されている。シリンダヘッド１２には、各燃焼室１６に連通する吸気ポート１７及び排気ポート１８が気筒１３毎に一対ずつ設けられている。これら吸・排気ポート１７，１８を開閉するために、シリンダヘッド１２には、気筒１３毎に一対の吸気バルブ２１及び一対の排気バルブ２２がそれぞれ往復動可能に支持されている。吸・排気バルブ２１，２２は、バルブスプリング２３によって常に上方、即ち吸・排気ポート１７，１８を閉じる閉弁方向へ付勢されている。
【００１７】
シリンダヘッド１２における吸気バルブ２１の上方には、気筒１３毎に１つの吸気カム２４を有する吸気カムシャフト２０が、立壁部２５，２６により回転可能に支持されている。同様に、シリンダヘッド１２における排気バルブ２２の上方には、気筒１３毎に１つの排気カムを有する排気カムシャフト２７が回転可能に支持されている。吸・排気カムシャフト２０，２７は、タイミングチェーン１９等を介してクランクシャフト１０に駆動連結されている。このため、クランクシャフト１０の回転がタイミングチェーン１９等を介して吸・排気カムシャフト２０，２７に伝達されることで、同カムシャフト２０，２７が回転する。そして、両カムシャフと２０，２７が回転するに伴い、吸・排気バルブ２１，２２が往復動され、吸・排気ポート１７，１８が開閉される。
【００１８】
吸気ポート１７には吸気通路が接続されており、この吸気通路に取り込まれたエンジン１１外部の空気が吸気ポート１７を通過して燃焼室１６に導入される。又、吸気通路には、燃焼室１６へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁が各気筒１３に対応して取り付けられている。燃焼室１６内では、燃料噴射弁から噴射された燃料と、吸気ポート１７を通過して導入された吸入空気とが混じり合って混合気となる。
【００１９】
シリンダヘッド１２には、点火プラグ２８が各気筒１３に対応して取り付けられている。前記混合気は点火プラグ２８の電気火花によって着火され、爆発・燃焼する。このとき生じた高温高圧の燃焼ガスがピストン１５を往復動し、クランクシャフト１０が回転することにより、エンジン１１の駆動力（出力トルク）が得られる。一方、排気ポート１８には排気通路が接続されており、燃焼室１６で生じた燃焼ガスが、排気ポート１８及び排気通路等を通過して、エンジン１１外部へ排出される。
【００２０】
図２に示すように、エンジン１１には、各吸気バルブ２１の最大リフト量及び作用角を連続的に可変とする最大リフト量可変機構３１が設けられている。最大リフト量可変機構３１は、気筒１３毎に設けられた仲介駆動機構３２と、各仲介駆動機構３２に共通して配設された１本の支持パイプ３３、１本のコントロールシャフト３４及び１つのリフト量可変アクチュエータ３５を備えている。
【００２１】
支持パイプ３３は各気筒１３の配列方向に配置され、前述した立壁部２５に貫通固定されている。尚、前記配列方向について、特に区別する必要のない場合には「軸方向」といい、区別する必要のある場合には矢印Ｆで示す方向又は矢印Ｒで示す方向とする。支持パイプ３３は軸方向（矢印Ｆ又はＲで示す方向）へ移動不能、かつ回転不能に固定配置されている。
【００２２】
支持パイプ３３内には、コントロールシャフト３４が挿通され、このコントロールシャフト３４は軸方向に移動可能に支持されている。リフト量可変アクチュエータ３５はモータや油圧シリンダ等を備え、図示しない駆動軸がコントロールシャフト３４の端部に連結されている。これにより、リフト量可変アクチュエータ３５が駆動するに伴い、コントロールシャフト３４を軸方向に変位させると共に、その軸方向における位置を調整することが可能となっている。
【００２３】
各仲介駆動機構３２は、吸気カムシャフト２０と、これに対応する一対の吸気バルブ２１との間に配置されている。図３に示すように、各仲介駆動機構３２は、入力アーム３６、その軸方向両側に設けられた第１出力アーム４１及び第２出力アーム４２を備えている。各仲介駆動機構３２の入力アーム３６及び両出力アーム４１，４２は隣り合う立壁部２５間に配置されている。入力アーム３６は一対の支持片３７を備え、両支持片３７の先端には軸３８を介してローラ３９が支持されている。又、第１出力アーム４１及び第２出力アーム４２は、いずれもベース円部４３と略三角形状をなすノーズ４４とを備え、ノーズ４４には凹状のカム面４４ａが湾曲形成されている。
【００２４】
図１に示すように、各仲介駆動機構３２は、入力アーム３６のローラ３９と吸気カムシャフト２０とが接触する位置に配置されている。これにより、各仲介駆動機構３２の入力アーム３６は、吸気カムシャフト２０のカムプロフィールに応じて支持パイプ３３を支点として上下に揺動する。入力アーム３６の支持片３７とシリンダヘッド１２との間にはスプリング５１が圧縮状態で配置されている。このスプリング５１の付勢力によって、入力アーム３６のローラ３９は常に吸気カムシャフト２０の吸気カム２４に押付けられている。
【００２５】
又、吸気バルブ２１と出力アーム４１，４２との間にはロッカーアーム５２が配置されている。このロッカーアーム５２を介して、支持パイプ３３を支点とした出力アーム４１，４２の揺動が両吸気バルブ２１に伝達される。各ロッカーアーム５２は、基端部５２ａがアジャスタ５４に支持されると共に、先端部５２ｂが吸気バルブ２１のステムエンド２１ａと接触する位置に配置されている。このため、バルブスプリング２３の付勢力が吸気バルブ２１を介してロッカーアーム５２の先端部５２ｂに加えられることで、ロッカーアーム５２のローラ５３が、両出力アーム４１，４２のベース円部４３又はノーズ４４に接触している。
【００２６】
図４に、上記仲介駆動機構３２について、入力アーム３６及び両出力アーム４１，４２を軸位置にて水平に切断して上部半分を取り除いた状態を示す。ここで、支持パイプ３３と、入力アーム３６及び両出力アーム４１，４２との間には、動力伝達用のスライダギア４５が配置されている。スライダギア４５には貫通孔４６が形成され、同貫通孔４６内には支持パイプ３３が摺動可能に挿入されている。このため、スライダギア４５は、支持パイプ３３上を軸周りに回動可能、かつ軸方向へ移動可能に支持されている。
【００２７】
図５に示すように、スライダギア４５には周方向へ延びる長孔４７が形成されている。又、支持パイプ３３の各仲介駆動機構３２と対応する箇所には軸方向へ延びる長孔４８が形成されている。これらの長孔４７，４８の交差する箇所には係止ピン４９が配置され、その一端部がコントロールシャフト３４に固定されている。これにより、コントロールシャフト３４が軸方向へ移動するに伴い、係止ピン４９が支持パイプ３３の長孔４８内を移動すると共に、スライダギア４５を軸方向に移動させることが可能となっている。又、スライダギア４５は、周方向へ延びる長孔４７にて係止ピン４９に係止されていることから、係止ピン４９により軸方向の位置は決定される一方、支持パイプ３３の軸周りについては回動可能となっている。
【００２８】
支持パイプ３３の内壁面とコントロールシャフト３４との間には潤滑油通路５６が設けられている。この潤滑油通路５６には、オイルポンプから吐出された潤滑油の一部が供給される。支持パイプ３３の管壁と、スライダギア４５の両端部及び中央部には図示しない給油口が形成されている。本実施形態では、オイルポンプから吐出された潤滑油の一部が潤滑油通路５６を流通し、前記給油口を介して、スライダギア４５と入力アーム３６及び両出力アーム４１，４２との間に供給されるようになっている。
【００２９】
コントロールシャフト３４と連動して移動するスライダギア４５と入力アーム３６との間で動力を伝達するため、入力アーム３６の内周面にはヘリカルスプライン３６ａ（入力ヘリカルスプライン）が形成されている。ヘリカルスプライン３６ａは、入力アーム３６の中心軸に対し所定角度で交差するように形成されている。一方、スライダギア４５の外周面略中央部には、入力アーム３６のヘリカルスプライン３６ａに対応してヘリカルスプライン４５ａ（第１ヘリカルスプライン）が形成されている。入力アーム３６とスライダギア４５との間では、ヘリカルスプライン３６ａとヘリカルスプライン４５ａとが相互に噛合されている。
【００３０】
又、スライダギア４５と両出力アーム４１，４２との間で動力を伝達するために、第１出力アーム４１の内周面にはヘリカルスプライン４１ｂ（出力ヘリカルスプライン）が形成されると共に、第２出力アーム４２の内周面にはヘリカルスプライン４２ｃ（出力ヘリカルスプライン）が形成されている。ヘリカルスプライン４１ｂ，４２ｃは、それぞれの歯すじの傾斜方向と入力アーム３６のヘリカルスプライン３６ａの歯すじの傾斜方向とが逆向きとなるように形成されている。
【００３１】
一方、スライダギア４５外周面の軸方向両端部には、両出力アーム４１，４２のヘリカルスプライン４１ｂ、４２ｃに対応してヘリカルスプライン４５ｂ，４５ｃ（第２ヘリカルスプライン）が形成されている。両出力アーム４１，４２とスライダギア４５との間では、ヘリカルスプライン４１ｂ、４２ｃとヘリカルスプライン４５ｂ，４５ｃとがそれぞれ相互に噛合されている。これにより、スライダギア４５が支持パイプ３３上を回動しながら移動することで、入力アーム３６と両出力アーム４１，４２とに対し互いに逆方向のねじり力が付与され、入力アーム３６と両出力アーム４１，４２との相対位相差が変化する。
【００３２】
図６に、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａの拡大斜視図を示す。又、図７に、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａと入力アーム３６のヘリカルスプライン３６ａとが噛合した部分の拡大断面図を示す。尚、ここで、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ｂ、４５ｃについては、ヘリカルスプライン４５ａと同じ構成であるため説明を省略することとする。
【００３３】
スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａには、入力アーム３６のヘリカルスプライン３６ａと接触する歯面６０と、隣り合う両歯面６０を繋ぐように歯底面６２及び歯先面６３とが形成されている。ヘリカルスプライン４５ａの歯面６０には、ヘリカルスプライン４５ａの歯すじに沿って、該歯すじと並行に延びるように溝６５が複数本形成されている。各溝６５は、ヘリカルスプライン４５ａの一端から他端に亘って延びるように形成されている。又、各溝６５は、歯面６０の歯底面６２側から歯先面６３側にかけて並行に、かつ等間隔に形成されている。尚、図６では、便宜上、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａに形成された溝６５を模式的に数本示している。
【００３４】
さて、リフト量可変アクチュエータ３５によりコントロールシャフト３４の軸方向の位置を調整することで、入力アーム３６のローラ３９に対する両出力アーム４１，４２のノーズ４４の相対位置が変更される。この変更に伴い、図８〜図１２に示すように吸気バルブ２１の最大リフト量及び作用角が連続的に変化する。尚、図８〜図１２は、第２出力アーム４２が対応する吸気バルブ２１を駆動する機構を示しているが、第１出力アーム４１が対応する吸気バルブ２１を駆動する機構についても同様であるので、第１出力アーム４１の符号も併記して説明する。
【００３５】
図８及び図９は、リフト量可変アクチュエータ３５によってコントロールシャフト３４を図２の矢印Ｒで示す方向へ最大量移動させて、入力アーム３６と両出力アーム４１，４２との相対位相差を最小としたときの仲介駆動機構３２を示している。図８は吸気カム２４のベース円部２４ａと入力アーム３６のローラ３９とが接触している状態を示している。この状態で、両出力アーム４１，４２は、ノーズ４４の基端よりもベース円部４３側がロッカーアーム５２のローラ５３と接触している。この場合、カム面４４ａはロッカーアーム５２のローラ５３を押下げることはない。このため、ロッカーアーム５２の先端部５２ｂによるステムエンド２１ａの押下げ量（リフト量）が零となる。
【００３６】
この状態から出力アーム４１，４２が揺動しても、図９に示すように、ロッカーアーム５２のローラ５３はノーズ４４のカム面４４ａに接触することなくベース円部４３に接触し続ける。この場合、吸気カムシャフト２０のノーズ２４ｂが入力アーム３６のローラ３９を最大に押下げても、カム面４４ａはロッカーアーム５２のローラ５３を押下げることはない。このため、ロッカーアーム５２は揺動せず、ロッカーアーム５２の先端部５２ｂによるステムエンド２１ａの押下げ量が零となり、吸気バルブ２１の閉弁状態が保持される。
【００３７】
リフト量可変アクチュエータ３５を駆動させて、コントロールシャフト３４を図２の矢印Ｆで示す方向へ移動させると、図１０に示すように、入力アーム３６と両出力アーム４１，４２との相対位相差は徐々に大きくなる。これにより、出力アーム４１，４２とロッカーアーム５２のローラ５３との接触位置が、ベース円部４３側からノーズ４４の先端側に徐々に接近する。
【００３８】
このとき、スライダギア４５には、コントロールシャフト３４を介してリフト量可変アクチュエータ３５による軸方向の駆動力が付与されている。この駆動力によって、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ｃの歯面６０と出力アーム４２のヘリカルスプライン４２ｃの歯面６６とが互いに摺動する。この場合、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ｃに形成された溝６５（図６参照）によって、スライダギア４５の移動方向（軸方向）、即ち矢印Ａで示す方向（紙面を貫く方向）の動摩擦係数が低く抑えられているため、前記両歯面６０、６６が摺動する際に滑りが生じ易くなっている。尚、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂについても、前記ヘリカルスプライン４５ｃと同様に、溝６５によって、スライダギア４５の移動方向の動摩擦係数が低く抑えられ、入力アーム３６、出力アーム４１のヘリカルスプライン３６ａ，４１ｂと摺動する際に滑りが生じ易くなっている。
【００３９】
図１１及び図１２は、リフト量可変アクチュエータ３５によってコントロールシャフト３４を図２の矢印Ｆで示す方向へ最大量移動させて、入力アーム３６と両出力アーム４１，４２との相対位相差を最大としたときの仲介駆動機構３２を示している。図１１は吸気カム２４のベース円部２４ａと仲介駆動機構３２のローラ３９とが接触している状態を示している。この状態で、両出力アーム４１，４２は、ノーズ４４の基端部付近とロッカーアーム５２のローラ５３とが接触している。
【００４０】
この状態から吸気カムシャフト２０が回転すると、図１２に示すように、入力アーム３６のローラ３９は吸気カム２４のノーズ２４ｂにより押下げられる。このとき、入力アーム３６が下方へ揺動すると共に、両出力アーム４１，４２が下方へ揺動する。この揺動により、ノーズ４４のカム面４４ａがロッカーアーム５２のローラ５３に接触する。すると、ローラ５３が押下げられ、ロッカーアーム５２が基端部５２ａを支点として下方へ揺動する。そして、ロッカーアーム５２の先端部５２ｂがステムエンド２１ａを大きく押下げることで、吸気バルブ２１は吸気ポート１７を大きく開放（開弁）する。
【００４１】
このとき、両出力アーム４１，４２には、ロッカーアーム５２を介してバルブスプリング２３の付勢力が吸気バルブ２１の押し上げによる反発力として伝達される。そして、両出力アーム４１，４２には、入力アーム３６との相対位相差を小さくする方向へ回動する向き（図１２で示すＰ方向）に力が加えられる。このバルブスプリング２３の付勢力は、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ｃの歯面６０と出力アーム４２のヘリカルスプライン４２ｃの歯面６６との接触面において、溝６５（図６参照）に対しほぼ直交する向きに作用する。この溝６５によって、スライダギア４５の径方向（矢印Ｂで示す方向）に高い静止摩擦係数が生じているため、前記両歯面６０、６６が接触する接触面では吸気バルブ２１の反発力による滑りが生じ難くなっている。尚、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂについても、前記ヘリカルスプライン４５ｃと同様に、溝６５によって、スライダギア４５の径方向の静止摩擦係数が高く維持され、入力アーム３６、出力アーム４１のヘリカルスプライン３６ａ，４１ｂと摺動する際に滑りが生じ難くなっている。
【００４２】
上記実施形態の可変動弁機構によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）ヘリカルスプライン４５ａの歯面６０には、ヘリカルスプライン４５ａの歯すじに沿って延びる溝６５が形成されている。この場合、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａの歯面６０と、入力アーム３６のヘリカルスプライン３６ａの歯面６６との接触面において、前記両歯面６０、６６が摺動する際に生じる動摩擦係数、即ちスライダギア４５の移動方向の動摩擦係数を小さく抑えることができる。このため、スライダギア４５の移動方向に滑りが生じ易くなるため、低い駆動力でコントロールシャフト３４をスムーズに移動させることが可能となる。これにより、コントロールシャフト３４を移動させるために要するリフト量可変アクチュエータ３５の駆動力を低減することが可能となる。よって、入力アーム３６と両出力アーム４１，４２との相対位相差を変更する際に要するリフト量可変アクチュエータ３５の負荷を低く抑えることができる。
【００４３】
又、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａの歯面６０と、入力アーム３６のヘリカルスプライン３６ａの歯面６６との接触面において、溝６５の延設方向とほぼ直交する向き、即ちスライダギア４５の径方向の静止摩擦係数を大きくすることができる。このため、スライダギア４５の移動方向と直交する向きに滑りが生じ難くなるため、低い駆動力でコントロールシャフト３４を所定位置に保持することができる。これにより、コントロールシャフト３４を所定位置に保持するために要するリフト量可変アクチュエータ３５の駆動力を低減することが可能となる。よって、入力アーム３６と両出力アーム４１，４２との相対位相差を保持する際に要するリフト量可変アクチュエータ３５の負荷を低く抑えることができる。
【００４４】
従って、最大リフト量可変機構３１においては、吸気バルブ２１のバルブ特性を制御する際に要するリフト量可変アクチュエータ３５の駆動力を低減することが可能となる。この場合、リフト量可変アクチュエータ３５が備えるモータや油圧シリンダ等の小型化や、消費電力の低減等を図ることができる。よって、部品コストやエネルギーコストの低減を図ることができる。又、コントロールシャフト３４の作動性を向上させることもでき、吸気バルブ２１のバルブ特性の制御性を高めることができる。
【００４５】
更には、ヘリカルスプライン４５ａの歯面６０に形成された溝６５を利用することによって、スライダギア４５の移動方向の動摩擦係数を低くし、かつ同スライダギア４５の径方向の静止摩擦係数を高くしている。この場合、スライダギア４５の移動方向と径方向とで、それぞれの摩擦係数を変更させる手段を、極めて単純な構成である溝６５によって実現することができる。このため、既存の最大リフト量可変機構３１においては、設計変更を極力抑えることができる。
【００４６】
（２）各溝６５は、ヘリカルスプライン４５ａの一端から他端に亘って延びるように形成されている。このため、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａの歯面６０と、入力アーム３６のヘリカルスプライン３６ａの歯面６６との接触面において、スライダギア４５の移動方向の動摩擦係数を軸方向により広い範囲で小さく抑えることができる。これにより、コントロールシャフト３４を移動させるために要するリフト量可変アクチュエータ３５の駆動力をより一層低減することが可能となる。又、前記接触面において、スライダギア４５の径方向の静止摩擦係数を軸方向により広い範囲で大きくすることができる。これにより、コントロールシャフト３４を所定位置に保持するために要するリフト量可変アクチュエータ３５の駆動力をより一層低減することが可能となる。このため、リフト量可変アクチュエータ３５の負荷をより一層低く抑えることができる。
【００４７】
（３）各溝６５は、歯面６０の歯底面６２側から歯先面６３側にかけて並行に、かつ等間隔に形成されている。このため、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａの歯面６０と、入力アーム３６のヘリカルスプライン３６ａの歯面６６との接触面において、スライダギア４５の移動方向の動摩擦係数を、軸方向とほぼ直交する向きのより広い範囲で小さく抑えることができる。これにより、コントロールシャフト３４を移動させるために要するリフト量可変アクチュエータ３５の駆動力を更に低減することが可能となる。又、前記接触面において、スライダギア４５の径方向の静止摩擦係数を、軸方向とほぼ直交する向きのより広い範囲で大きくすることができる。これにより、コントロールシャフト３４を所定位置に保持するために要するリフト量可変アクチュエータ３５の駆動力を更に低減することが可能となる。このため、リフト量可変アクチュエータ３５の負荷を更に低く抑えることができる。
【００４８】
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・溝６５は、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂ，４５ｃの歯面６０のみならず、入力アーム３６、第１及び第２出力アーム４２のヘリカルスプライン３６ａ，４１ｂ，４２ｃの歯面６６の少なくとも１つに設けてもよい。又、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂ，４５ｃの溝６５を省略し、入力アーム３６、第１及び第２出力アーム４２のヘリカルスプライン３６ａ，４１ｂ，４２ｃの歯面６６の少なくとも１つに溝６５を設けてもよい。更に、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂ，４５ｃのうち少なくとも１つに溝６５を設けてもよい。
【００４９】
・溝６５は、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂ，４５ｃの歯面６０において部分的に設けてもよい。例えば、前記歯面６０において、ヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂ，４５ｃの一端部、中央部、他端部、又はこれらを組み合わせた部分に溝６５を設けてもよい。
【００５０】
・溝６５は、複数の溝を、間隔を空けて同一直線状に配置したものであってもよい。又、この場合、複数の溝は同一直線上に配置されなくてもよい。
・溝６５は、歯面６０の歯底面６２側から歯先面６３側にかけて並行に形成されなくてもよい。更に、溝６５は、歯面６０の歯底面６２側から歯先面６３側にかけて等間隔に形成されなくてもよい。
【００５１】
・ヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂ，４５ｃの歯面６０に設けられる溝６５の数を任意の数に設定してもよい。
・溝６５は、例えば、鋳造金型の型面において、スライダギア４５のヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂ，４５ｃの歯面６０と対応する部位に突条を形成し、鋳造により前記溝６５を形成してもよい。
【００５２】
・各仲介駆動機構３２は、吸気カムシャフト２０側のみならず、排気シャフト２７側に配置されてもよい。又、各仲介駆動機構３２は、排気シャフト２７側のみに配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態における可変動弁機構が適用されたエンジンの部分断面図。
【図２】シリンダヘッドにおけるカムシャフト及び可変動弁機構の配置関係を示す概略平面図。
【図３】仲介駆動機構の斜視図。
【図４】仲介駆動機構の内部構造を示す一部破断斜視図。
【図５】スライダギア、支持パイプ、コントロールシャフト等の部分斜視図。
【図６】スライダギアの拡大部分斜視図。
【図７】スライダギアと出力アームとの噛合状態を示す拡大部分断面図。
【図８】可変動弁機構の動作を示す説明図。
【図９】可変動弁機構の動作を示す説明図。
【図１０】可変動弁機構の動作を示す説明図。
【図１１】可変動弁機構の動作を示す説明図。
【図１２】可変動弁機構の動作を示す説明図。
【符号の説明】
【００５４】
１１…エンジン、２０…カムシャフト、２１…吸気バルブ（機関バルブ）、２２…排気バルブ（機関バルブ）、３４…コントロールシャフト、３５…リフト量可変アクチュエータ（アクチュエータ）、３６…入力アーム、３６ａ…ヘリカルスプライン（入力ヘリカルスプライン）、４１…第１出力アーム（出力アーム）、４２…第２出力アーム（出力アーム）、４１ｂ…ヘリカルスプライン（出力ヘリカルスプライン）、４２ｃ…ヘリカルスプライン（出力ヘリカルスプライン）、４５…スライダギア、４５ａ…ヘリカルスプライン（第１ヘリカルスプライン）、４５ｂ…ヘリカルスプライン（第２ヘリカルスプライン）、４５ｃ…ヘリカルスプライン（第２ヘリカルスプライン）、６０…歯面、６２…歯底、６３…歯先、６５…溝、６６…歯面。
【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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