(57)【要約】【課題】  カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を制御軸の回転位置に応じて変化させる可変機構を備え、複数の可変機構で単一の制御軸を共用するように構成された可変動弁装置に関し、制御軸の捻れによって生じる作用角及びリフト量のバルブ間差を抑制できるようにする。【解決手段】  可変機構１Ａ，１Ｂにより実現されるバルブ２の作用角及びリフト量のイニシャル値を、各可変機構１Ａ，１Ｂのアクチュエータ４０からの距離に応じて、可変機構１Ａ，１Ｂ毎に異なる値に設定する。【選択図】      図２
2005226567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータにより回転駆動される制御軸と、気筒毎又はバルブ毎に配置され、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を前記制御軸の回転位置に応じて変化させる可変機構とを備えるとともに、複数の前記可変機構で単一の前記制御軸を共用するように構成された可変動弁装置において、
前記可変機構により実現される前記バルブの作用角及びリフト量のイニシャル値は、前記各可変機構の前記アクチュエータからの距離に応じて、前記可変機構毎に異なる値に設定されていることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記可変機構は、前記バルブの開閉動作に連動して揺動する揺動アームと、
前記制御軸に突設された突出部と、前記突出部に回転自在に支持され、前記カム軸に設けられたカムの押圧力を前記揺動アームに伝達する制御アームとを備え、
前記制御軸に対する前記突出部の取り付け角度が前記可変機構毎に異なることにより、前記可変機構毎に前記イニシャル値に相違が生じている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】
前記可変機構は、前記バルブの開閉動作に連動して揺動する揺動アームと、前記制御軸に突設された突出部と、前記突出部に回転自在に支持され、前記カム軸に設けられたカムの押圧力を前記揺動アームに伝達する制御アームとを備え、
前記制御アームと前記カムとの相互の当接部のうち少なくとも一方の厚さが前記可変機構毎に異なることにより、前記可変機構毎に前記イニシャル値に相違が生じていることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記可変機構は、前記バルブの開閉動作に連動して揺動する揺動アームと、前記制御軸に突設された突出部と、前記突出部に回転自在に支持され、前記カム軸に設けられたカムの押圧力を前記揺動アームに伝達する制御アームとを備え、
前記制御アームと前記揺動アームとの相互の当接部のうち少なくとも一方の厚さが前記可変機構毎に異なることにより、前記可変機構毎に前記イニシャル値に相違が生じていることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項５】
前記イニシャル値は、前記可変機構の前記アクチュエータからの距離が長くなるほど大きく設定されていることを特徴とする請求項１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、バルブの開弁特性を機械機構によって変更可能な可変動弁装置に関し、特に、バルブの開弁特性を変化させるための制御軸が複数の可変機構で共用されている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作用角及びリフト量を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は、バルブを支持するスイングレバー（ロッカーアーム）とカム軸に設けられたカムとの間に揺動自在なロッカーレバーを設け、このロッカーレバーの支持点を偏心軸（制御軸）によって変更可能にしたものである。この可変動弁装置では、偏心軸を回転させてその回転角度を変更することで、バルブの作用角及びリフト量を連続的に変更することが可能になっている。
【特許文献１】特開平７−６３０２３号公報
【特許文献２】特開平６−２８０５２１号公報
【特許文献３】特開平８−１４４７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来技術において、ロッカーレバーは圧縮バネの付勢力によって偏心軸に押し付けられている。また、ロッカーレバーには、スイングレバーを介してバルブスプリングの反力も作用している。このため、偏心軸には、ロッカーレバーを介してこれらスプリングの反力が作用しており、さらに、その作用方向と偏心軸の軸心位置とのずれに伴い捻りモーメントが作用している。
【０００４】
上記の従来技術では、複数の気筒で一つの偏心軸を共用している。つまり、一つの偏心軸によって各気筒のロッカーレバーの支持点を同時に変更するようになっている。偏心軸には各ロッカーレバーとの接触点において捻りモーメントが作用しており、捻りモーメントに応じた捻れが偏心軸の全体に生じている。この偏心軸の捻れ量は、偏心軸を回転駆動するアクチュエータからの距離が長いほど大きくなる。このため、ロッカーレバーとの接触点における偏心軸の位相には気筒間で差が有り、この位相差に伴いロッカーレバーの支持点位置にずれが生じてしまう。ロッカーレバーの支持点位置にずれがあると作用角及びリフト量にバルブ間差が生じ、気筒間で吸入空気量にばらつきを生じさせてしまう。
【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、制御軸の捻れによって生じる作用角及びリフト量のバルブ間差を抑制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、アクチュエータにより回転駆動される制御軸と、気筒毎又はバルブ毎に配置され、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を前記制御軸の回転位置に応じて変化させる可変機構とを備えるとともに、複数の前記可変機構で単一の前記制御軸を共用するように構成された可変動弁装置において、
前記可変機構により実現される前記バルブの作用角及びリフト量のイニシャル値は、前記各可変機構の前記アクチュエータからの距離に応じて、前記可変機構毎に異なる値に設定されていることを特徴としている。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記可変機構は、前記バルブの開閉動作に連動して揺動する揺動アームと、前記制御軸に突設された突出部と、前記突出部に回転自在に支持され、前記カム軸に設けられたカムの押圧力を前記揺動アームに伝達する制御アームとを備え、
前記制御軸に対する前記突出部の取り付け角度が前記可変機構毎に異なることにより、前記可変機構毎に前記イニシャル値に相違が生じていることを特徴としている。
【０００８】
また、第３の発明は、第１の発明において、前記可変機構は、前記バルブの開閉動作に連動して揺動する揺動アームと、前記制御軸に突設された突出部と、前記突出部に回転自在に支持され、前記カム軸に設けられたカムの押圧力を前記揺動アームに伝達する制御アームとを備え、
前記制御アームと前記カムとの相互の当接部のうち少なくとも一方の厚さが前記可変機構毎に異なることにより、前記可変機構毎に前記イニシャル値に相違が生じていることを特徴としている。
【０００９】
また、第４の発明は、第１の発明において、前記可変機構は、前記バルブの開閉動作に連動して揺動する揺動アームと、前記制御軸に突設された突出部と、前記突出部に回転自在に支持され、前記カム軸に設けられたカムの押圧力を前記揺動アームに伝達する制御アームとを備え、
前記制御アームと前記揺動アームとの相互の当接部のうち少なくとも一方の厚さが前記可変機構毎に異なることにより、前記可変機構毎に前記イニシャル値に相違が生じていることを特徴としている。
【００１０】
また、第５の発明は、第１の発明において、前記イニシャル値は、前記可変機構の前記アクチュエータからの距離が長くなるほど大きく設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
動弁装置には、ロストモーションスプリングやバルブスプリング等の一又は複数のスプリングが備えられるが、これらスプリングの反力は何れもバルブを閉じる方向に作用している。この反力に伴う捻りモーメントが可変機構を介して制御軸に入力されることで、制御軸には捻れが生じる。そして、アクチュエータから可変機構までの距離が長いバルブ程、作用角及びリフト量を小さく変更する方向に制御軸は大きく捻れることになる。しかし、本発明では、バルブの作用角及びリフト量のイニシャル値は、可変機構のアクチュエータからの距離に応じて可変機構毎に異なる値に設定されているので、制御軸の捻れに伴う作用角及びリフト量の減少はこのイニシャル値の大きさによって相殺される。したがって、本発明によれば、作用角及びリフト量のバルブ間差を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる可変動弁ユニット１の構成を示す側面図である。本可変動弁ユニット１はロッカーアーム方式の機械式動弁機構を有し、カム軸１０の回転運動がカム軸１０に設けられたカム１２によってロッカーアーム４の揺動運動に変換され、ロッカーアーム４に支持されるバルブ２の上下方向への往復運動に変換される。本可変動弁ユニット１では、カム１２によって直接、ロッカーアーム４を駆動するのではなく、カム１２とロッカーアーム４との間に、カム１２のプロフィール変化にロッカーアーム４の揺動運動を連動させる連動機構（可変機構）１４を介在させている。本可変動弁ユニット１は、この連動機構１４を可変制御することでカム１２のプロフィール変化とロッカーアーム４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、これによりロッカーアーム４の揺動量や揺動タイミングを変化させて、バルブ２の作用角及びリフト量を連続的に変更できるようになっている。
【００１３】
連動機構１４は、第１アーム（揺動アーム）１８、第２アーム（突出部）２０、及び第３アーム（制御アーム）２２の三つのアームと制御軸１６とから構成されている。第１アーム１８は第２アーム２０の一端に制御軸１６によって回転自在に連結されている。制御軸１６はカム軸１０に平行に配置された静止軸であり、第２アーム２０はこの制御軸１６にピンの圧入或いはボルト結合によって一体的に固定され、制御軸１６から突出した状態で空間内の位置を固定されている。第３アーム２２は第２アーム２０の他端にピン２４によって回転自在に連結され、先端を斜め下方に向けた状態で第２アーム２０との連結点から垂れ下がっている。第３アーム２２の先端には選択ローラ２８が回転自在に取り付けられており、第３アーム２２はこの選択ローラ２８を介して第１アーム１８に接触している。
【００１４】
第１アーム１８は、制御軸１６から離れた位置に制御軸１６に直交するように配置された受動アーム１８１と、受動アーム１８１に対して制御軸１６の軸方向にずらして配置された従動カム１８２とから構成されている。受動アーム１８１と従動カム１８２とは一体化され、従動カム１８２を制御軸１６によって回転自在に支持されることで、制御軸１６の回りを一体的に回転できるようになっている。なお、図１では省略しているが、従動カム１８２は受動アーム１８１の両側に一対設けられ（図１では、奥側の従動カム１８２のみ図示され手前側の従動カムは省略されている）、一つの受動アーム１８１とその両側の従動カム１８２，１８２とで第１アーム１８が構成されている。
【００１５】
受動アーム１８１は、制御軸１６に対して第３アーム２２が配置される側に延びるアーム部１８１ａと、逆側に延びるアーム部１８１ｂとから構成されている。アーム部１８１ａには、第３アーム２２の先端に位置する選択ローラ２８に対向するように、受動面１８１ｃが形成されている。他方のアーム部１８１ｂには、空間内に一端を固定されたロストモーションスプリング３０の他端が掛けられている。ロストモーションスプリング３０は圧縮バネであり、受動アーム１８１は、制御軸１６を中心にして受動面１８１ｃを選択ローラ２８に押し付ける方向に回転するよう付勢されている。受動アーム１８１と第３アーム２２とは、これら受動面１８１ｃと選択ローラ２８との間で接触している。
【００１６】
従動カム１８２は、異なるプロフィールを有する２つの面１８２ａ，１８２ｂを有している。その一方の面である非作用面１８２ａは、制御軸１６の軸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１８２ｂは、非作用面１８２ａから見てロストモーションスプリング３０の付勢力による第１アーム１８の回転方向（図１中では制御軸１６を中心にして反時計回り方向）に設けられている。作用面１８２ｂは非作用面１８２ａと連続するように接続されるとともに、前記回転方向に向けて制御軸１６の軸心からの距離が次第に遠くなるよう形成されている。
【００１７】
連動機構１４は、第１アーム１８の従動カム１８２がロッカーアーム４のロッカーローラ６に接触し、第３アーム２２がカム１２に接触するように配置されている。第３アーム２２の中間部、すなわち、ピン２４と選択ローラ２８との間にはカムローラ２６が回転自在に取り付けられており、カム１２はこのカムローラ２６に接触している。ロッカーローラ６はロッカーアーム４の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーローラ６を挟んだロッカーアーム４のカム軸１０側の端部にはバルブ２が取り付けられ、他端は油圧ラッシャアジャスタ８によって回動自在に支持されている。バルブ２は図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム４を押し上げる方向に付勢されており、この付勢力によってロッカーローラ６が第１アーム１８の従動カム１８２に押し当てられている。なお、可変動弁ユニット１には、二つの従動カム１８２，１８２のそれぞれに対応してロッカーアーム４とバルブ２が配置されており、可変動弁ユニット１は、二つのバルブ２，２を同時に駆動するように構成されている（後述する図２参照）。
【００１８】
上記のような構成により、カム軸１０の回転に伴うカム１２のプロフィール変化は、先ず、カム１２に接触するカムローラ２６を介して第３アーム２２に入力される。第３アーム２２は、空間内の位置を固定された第２アーム２０にピン結合されているので、入力されるカム１２のプロフィール変化に応じてピン２４を中心にして揺動する。第３アーム２２の揺動運動は、選択ローラ２８を介して第１アーム１８の受動アーム１８１に入力される。受動アーム１８１の受動面１８１ｃは、ロストモーションスプリング３０の付勢力によって常に選択ローラ２８に押し付けられているので、受動アーム１８１は第３アーム２２の揺動運動に応じて制御軸１６を中心にして揺動する。これにより、受動アーム１８１と一体化された従動カム１８２も制御軸１６を中心にして回動する。
【００１９】
具体的には、先ず、カム軸１０が図１に示す状態から時計回りに回転すると、カムローラ２６のカム１２上での接触位置は非作用面１２ａから作用面１２ｂへと移っていく。相対的に第３アーム２２はカム１２によって押し下げられていき、受動アーム１８１は選択ローラ２８によって押し下げられる。これにより、受動アーム１８１と一体の従動カム１８２は制御軸１６を中心にして時計回り方向に回動する。カム軸１０がさらに回転し、カムローラ２６のカム１２上での接触位置が作用面１２ｂの頂部を過ぎると、今度はロストモーションスプリング３０による付勢力によって受動アーム１８１は上方に押し上げられていく。これにより、従動カム１８２は制御軸１６を中心にして反時計回り方向に回動する。
【００２０】
このように従動カム１８２が制御軸１６を中心にして回動することで、従動カム１８２のロッカーローラ６との接触位置が変化することになる。ロッカーローラ６が非作用面１８２ａに接触している場合には、非作用面１８２ａは制御軸１６の軸心から表面まで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６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４は揺動することがなく、バルブ２は一定位置に保持される。本可変動弁ユニット１では、ロッカーローラ６が非作用面１８２ａに接触しているとき、バルブ２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。
【００２１】
そして、従動カム１８２の時計回り方向への回動により、ロッカーローラ６との接触位置が非作用面１８２ａから作用面１８２ｂに切り換わると、ロッカーアーム４は作用面１８２ｂのプロフィール変化に応じて押し下げられ、油圧ラッシャアジャスタ８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２はロッカーアーム４によって押し下げられ、開弁する。逆に、従動カム１８２の反時計回り方向への回動により、ロッカーローラ６との接触位置が作用面１８２ｂから非作用面１８２ａに切り換わるときには、バルブスプリングの付勢力によってバルブ２は押し戻され、閉弁する。以下、従動カム１８２上の非作用面１８２ａから作用面１８２ｂに切り換わる位置をリフト開始位置という。
【００２２】
バルブ２のリフトは、カムローラ２６がカム１２の作用面１２ｂの頂部に接触したときに最大となり、その時点における従動カム１８２のロッカーローラ６との接触位置（以下、最終接触位置）によってリフト量が決まる。また、従動カム１８２のロッカーローラ６との接触位置がリフト開始位置を超えている期間（以下、リフト期間）が、バルブ２の作用角に対応する。上記の最終接触位置及びリフト期間は、カムローラ２６がカム１２の非作用面１２ａに接触しているときの、従動カム１８２のロッカーローラ６との接触位置（以下、初期接触位置）によって変化し、この初期接触位置はカム１２、ロッカーアーム、第１アーム１８、第２アーム２０、及び第３アーム２２の位置関係によって幾何学的に決まる。したがって、この位置関係を変更できれば、ロッカーアーム４の揺動量や揺動タイミングを変更し、バルブ２の作用角及びリフト量を変更することが可能になる。
【００２３】
可変動弁ユニット１では、制御軸１６の回転角度を調整可能にして第２アーム２０の設置角度を可変にすることで、バルブ２の作用角及びリフト量の連続的な変更を実現している。つまり、制御軸１６が回転すると、制御軸１６に固定された第２アーム２０も制御軸１６の軸心を中心にして傾斜し、その傾斜角度に応じて先端のピン２４とカム軸１０との距離が変化する。このピン２４とカム軸１０との距離の変化に伴い、第３アーム２２のカムローラ２６は、カム１２の周面に沿うようにカム軸１０の周方向に移動する。図１に示す場合では、制御軸１６が反時計回り方向に回転し、ピン２４とカム軸１０との距離が遠くなったときには、カムローラ２６はカム１２の周囲を時計回り方向に移動する。逆に制御軸１６が時計回り方向に回転し、ピン２４とカム軸１０との距離が近くなったときには、カムローラ２６はカム１２の周囲を反時計回り方向に移動する。
【００２４】
ピン２４とカムローラ２６の位置が変化することで、第３アーム２２の位置及び傾斜角度も変化し、その先端の選択ローラ２８の位置も変わる。これにより、選択ローラ２８に受動面１８１ｃを押し当てられている受動アーム１８１の傾斜角度が変化し、その結果、従動カム１８２の制御軸１６回りの回転角度が変化して、従動カム１８２のロッカーローラ６との初期接触位置が変化する。図１に示す場合では、制御軸１６が反時計回り方向に回転すると、第３アーム２２は反時計回り方向に傾斜し、選択ローラ２８は制御軸１６の回りを時計回り方向に移動する。その結果、従動カム１８２は受動アーム１８１の傾斜角度の変化に伴い制御軸１６の回りを時計回り方向に回動し、従動カム１８２のロッカーローラ６との初期接触位置は作用面１８２ｂから遠ざかる方向に変化する。逆に、制御軸１６が時計回り方向に回転すると、第３アーム２２は時計回り方向に傾斜し、選択ローラ２８は制御軸１６の回りを反時計回り方向に移動する。その結果、従動カム１８２は制御軸１６の回りを反時計回り方向に回動し、初期接触位置は作用面１８２ｂに近づく方向に変化する。
【００２５】
前述のように、ロッカーローラ６が到達できる作用面１８２ｂ上の最終接触位置、及びロッカーローラ６がリフト開始位置を越えているリフト期間は、従動カム１８２のロッカーローラ６との初期接触位置によって決まる。初期接触位置が作用面１８２ｂから遠くなると、最終接触位置は非作用面１８２ｂに近くなってリフト期間も短くなる。その結果、バルブ２のリフト量、作用角ともに小さくなる。逆に、初期接触位置が作用面１８２ｂに近くなると、最終接触位置は非作用面１８２ｂから遠くなってリフト期間も長くなる。その結果、バルブ２のリフト量、作用角ともに大きくなる。本可変動弁ユニット１によれば、制御軸１６を反時計回り方向に回転させることで、バルブ２の作用角及びリフト量をともに小さくすることができ、制御軸１６を時計回り方向に回転させることで、バルブ２の作用角及びリフト量をともに大きくすることができる。また、バルブ２の作用角及びリフト量は、制御軸１６の回転角度に応じて連続的に変更することができる。
【００２６】
次に、上述の可変動弁ユニット１がエンジンに搭載されたときの全体構成について説明する。図２は、可変動弁ユニット１のエンジンへの具体的な適用例を示すカムハウジング内の斜視図である。ここでは、直列４気筒エンジンに適用した場合を示している。ただし、第３気筒及び第４気筒に備えられる可変動弁ユニットは図示を省略し、第１気筒及び第２気筒に備えられる可変動弁ユニット１のみ図示している。なお、図２中では第１気筒用の可変動弁ユニット１には符号１Ａを付記し、第２気筒用の可変動弁ユニット１には符号１Ｂを付記している。
【００２７】
可変動弁ユニット１Ａ，１Ｂは、一つの制御軸１６を共用している。図中省略されている第３気筒及び第４気筒の可変動弁ユニットも同一の制御軸１６を共用している。これにより、一つの制御軸１６の回転角度を制御することで、４気筒全ての可変動弁ユニット１を同時に制御して、全バルブ２の作用角及びリフト量を同時に変更できるようになっている。制御軸１６の回転駆動はモータ４０によって行われる。制御軸１６の一端にはウォームホイール４４が固定され、モータ４０の出力軸に固定されたウォームギヤ４６が噛み合わされている。ウォームホイール４４とウォームギヤ４６とでウォームギヤ機構４２が構成されている、モータ４０の回転がウォームギヤ４６を介してウォームホイール４４に入力されることで、制御軸１６の回転角度が変更され、全バルブ２の作用角及びリフト量の変更が同時に実現される。本実施の形態では、各可変動弁ユニット１と、それらで共用される制御軸１６、及び制御軸１６を駆動するためのモータ４０並びにウォームギヤ機構４２によって、エンジンの可変動弁装置が実現されている。
【００２８】
なお、制御軸１６はカムハウジングに取り付けられる支持部材３４，３６によって回転自在に支持されている。これら支持部材３４，３６はカム軸１０を支持する支持部材としての機能も有し、さらに、ロストモーションスプリング３０の一端を固定するための固定具としての機能も有している。また、カム軸１０には、クランク軸に対する位相角を変化させることでバルブ２の開閉タイミングを可変制御する図示しないバルブタイミング可変装置が備えられている。バルブタイミング可変装置は可変動弁装置とともにエンジンの制御装置によって協調制御されている。
【００２９】
本実施形態の可変動弁装置では、上記のように一つの制御軸１６が複数の可変動弁ユニット１で共有されている。各可変動弁ユニット１は基本的には同一の部品を用いて構成されているが、選択ローラ２８に関しては、制御軸１６の固定端であるウォームギヤ機構４２からの距離に応じて、可変動弁ユニット１毎に異なる径のものが用いられている。具体的には、制御軸１６の固定端からの距離が長い可変動弁ユニット１ほど、それに組み込まれる選択ローラ２８は径の大きなものが採用されている。
【００３０】
このように制御軸１６の固定端からの距離に応じて選択ローラ２８の径を異ならせることで、次のような顕著な効果を得ることができる。
【００３１】
各可変動弁ユニット１において、第１アーム１８の受動アーム１８１には、ロストモーションスプリング３０の反力が常時作用している。また、第１アーム１８の従動カム１８２には、ロッカーローラ６を介して図示しないバルブスプリングの反力が常時作用している。これらのスプリング反力の作用によって、第１アーム１８は図１中において制御軸１６を中心に反時計回り方向に付勢され、受動面１８１ｃを介して選択ローラ２８を押圧している。選択ローラ２６に加えられた第１アーム１８からの荷重は第３アーム２２に伝わり、第３アーム２２をカムローラ２６とカム１２との接点を支点にして反時計回り方向に回転させるように作用する。これにより、第３アーム２２とピン２４によって連結される第２アーム２０には、制御軸１６の中心方向に押し付ける荷重が第３アーム２２から加えられる。第２アーム２０は制御軸１６に固定されているので、第２アーム２０に加えられる荷重によって制御軸１６には捻りモーメントが作用し、制御軸１６は反時計回り方向に捻れる。
【００３２】
制御軸１６が反時計回り方向に捻れることで、従動カム１８２のロッカーローラ６との初期接触位置は相対的に従動カム１８２上を時計回り方向に移動する。これにより、従動カム１８２のリフト開始位置はロッカーローラ６との初期接触位置から遠ざかり、その結果、バルブ２の作用角及びリフト量は減少することになる。この作用角及びリフト量の減少量は、制御軸１６の捻れ量が大きいほど大きくなる。そして、制御軸１６の捻れ量は、制御軸１６の固定端であるウォームギヤ機構４２から離れるほど、大きくなる。したがって、図２に示す場合であれば、第１気筒の可変動弁ユニット１Ａにおける制御軸１６の捻れ量が最も大きく、作用角及びリフト量の減少量は最も大きくなる。
【００３３】
一方、選択ローラ２８の径を大きなものに交換すると、選択ローラ２８の径の増大分だけ受動アーム１８１の受動面１８１ｃは下方に変位し、受動アーム１８１は制御軸１６を中心に時計回り方向に回動する。この受動アーム１８１の回動によって受動アーム１８１と一体化された従動カム１８２も制御軸１６を中心に時計回り方向に回動し、従動カム１８２のロッカーローラ６との初期接触位置は相対的に従動カム１８２上を反時計回り方向に移動する。これにより、従動カム１８２のリフト開始位置はロッカーローラ６との初期接触位置に近づき、その結果、バルブ２の作用角及びリフト量は増大することになる。つまり、バルブ２の作用角及びリフト量のイニシャル値が増大することになる。
【００３４】
したがって、本実施形態の可変動弁装置のように、制御軸１６の固定端からの距離に応じて選択ローラ２８のローラ径を異ならせることで、制御軸１６の固定端からの距離が長い可変動弁ユニット１ほど、バルブ２の作用角及びリフト量のイニシャル値を大きくすることが可能になる。その結果、制御軸１６の捻れに伴う作用角及びリフト量の減少をそのイニシャル値の大きさによって相殺することができ、実働時の作用角及びリフト量のバルブ間差を抑制して、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制することが可能になる。
【００３５】
また、選択ローラ２８は後から容易に交換可能であるので、本実施形態の可変動弁装置によれば、各バルブ２の作用角及びリフト量のイニシャル値を細かく微調整することができるという利点もある。なお、選択ローラ２８のローラ径の選択は、次のような手順で行われる。
【００３６】
まず、径が少しずつ異なる選択ローラ２８を複数種類、予め用意しておく。そして、実機評価などにより予め得られた、制御軸１６の捻れや動弁系の弾性変形による作用角変化とローラ径との関係式から、適切なローラ径の選択ローラ２８を気筒毎に選んでエンジンに組み付ける。選択ローラ２８のようなローラは他の部品に比較して製造コストが低く抑えられるので、径の異なるものを複数種類用意したとしても、全体のコスト増は低く抑えられる。
【００３７】
次に、エンジンの実機検査を行い、各気筒の作用角や吸入空気量を計測する。その結果作用角或いは吸入空気量の気筒間差が許容値を超えた場合には、許容値を超えている気筒の選択ローラ２８を径の異なるものに交換する。選択ローラ２８の交換の際は、図３に示すように、まず、制御軸１６と第２アーム２０を小作用角側（図中では反時計回り方向）に回転させ、カム１２とカムローラ２６との間に隙間を設ける。そして、ピン２４を中心に第３アーム２２を反時計回り方向に回転させ、選択ローラ２８を上方に持ち上げる。この状態で選択ローラ２８を第３アーム２２から取り外し、異なる径のものに交換する。
【００３８】
実施の形態２．
次に、図４及び図５を用いて本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態の可変動弁装置は、実施の形態１の可変動弁装置と同様に、図１及び図２に示す構成を基本構成としている。本実施形態の可変動弁装置と実施の形態１との相違点は、作用角及びリフト量のイニシャル値を気筒毎に異ならせるための手段にある。実施の形態１では選択ローラ２８のローラ径を気筒毎に異ならせているのに対し、本実施形態では選択ローラ２８のローラ径は変えることなく、以下に説明する別の手段によって上記イニシャル値を気筒毎に異ならせている。
【００３９】
図４は本実施形態にかかる制御軸１６の構造を示す概略図である。この図に示すように、制御軸１６には第２アーム２０を固定するためのピン孔５０が気筒数分形成されている。ピン孔５０は制御軸１６の軸心を通り制御軸１６を径方向に貫通するように形成されている。本実施形態の可変動弁装置は直列４気筒エンジンに適用されるものであるので、ピン孔５０は４つ形成されており、図中では第１気筒用のピン孔５０には符号５０Ａを、第２気筒用のピン孔５０には符号５０Ｂを、第３気筒用のピン孔５０には符号５０Ｃを、そして第４気筒用のピン孔５０には符号５０Ｄを付記している。本実施形態の可変動弁装置は、各ピン孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが制御軸１６の軸方向に一直線に形成されるのではなく、周方向にずらして形成されている。具体的には、制御軸１６の固定端であるウォームホイール４４からの距離が長いピン孔５０ほど、制御軸１６の軸方向に沿った所定の基準線Ｌからの位相差が拡大するように形成されている。各ピン孔５０の基準線Ｌからの位相のずれ方向は、前述した制御軸１６の捻れ方向とは逆方向に設定されている。
【００４０】
図５は図１に示す連動機構を拡大して示す図である。第２アーム２０には、制御軸１６が挿入される軸孔５２と、軸孔５２の径方向に延び軸孔５２と連通するピン孔５４が形成されている。第２アーム２０のピン孔５４を制御軸１６のピン孔５０に合わせ、第２アーム２０のピン孔５４の外側からピン５６を挿し込むことで、ピン５６を介して制御軸１６に第２アーム２０が固定されるようになっている。制御軸１６のピン孔５０は、制御軸１６の固定端からの距離が長いものほど、基準線Ｌからの位相差が拡大するように形成されているので、第２アーム２０はピン孔５０の基準線Ｌからの位相差θに応じて、制御軸１６を中心に図３中では時計回り方向に傾くことになる。
【００４１】
第２アーム２０が制御軸１６を中心に時計回り方向に傾くことで、第３アーム２２も制御軸１６を中心に時計回り方向に回動し、さらに、受動面１８１ｃが選択ローラ２６に押されることにより受動アーム１８１も制御軸１６を中心に時計回り方向に回動する。この受動アーム１８１の回動によって受動アーム１８１と一体化された従動カム１８２も制御軸１６を中心に時計回り方向に回動し、従動カム１８２のロッカーローラ６との初期接触位置は相対的に従動カム１８２上を反時計回り方向に移動する。これにより、従動カム１８２のリフト開始位置はロッカーローラ６との初期接触位置に近づき、その結果、バルブ２の作用角及びリフト量は増大することになる。つまり、バルブ２の作用角及びリフト量のイニシャル値が増大することになる。
【００４２】
したがって、本実施形態の可変動弁装置のように、制御軸１６の固定端からの距離が長いピン孔５０ほど、基準線Ｌからの位相差が制御軸１６の捻れ方向に拡大するように形成することで、制御軸１６の固定端からの距離が長い可変動弁ユニット１ほど、バルブ２の作用角及びリフト量のイニシャル値を大きくすることができる。その結果、制御軸１６の捻れに伴う作用角及びリフト量の減少をそのイニシャル値の大きさによって相殺することができ、実働時の作用角及びリフト量のバルブ間差を抑制して、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制することが可能になる。
【００４３】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の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。
【００４４】
実施の形態１では、選択ローラ２８のローラ径を制御軸１６の固定端からの距離に応じて異ならせているが、受動面１８１ｃが形成されるアーム部１８１ａの厚さを制御軸１６の固定端からの距離に応じて異ならせるようにしてもよい。また、受動面１８１ｃと選択ローラ２８との間にシムを挟み、シムの厚さを制御軸１６の固定端からの距離に応じて異ならせるようにしてもよい。すなわち、第３アーム２２と第１アーム１８との間の位置関係を何らかの手段で異ならせることができれば、作用角及びリフト量のイニシャル値を異ならせることができる。
【００４５】
また、第３アーム２２とカム１２との間の位置関係を何らかの手段で異ならせることによっても、作用角及びリフト量のイニシャル値を異ならせることができる。したがって、カムローラ２６の径を制御軸１６の固定端からの距離に応じて異ならせるようにしてもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、気筒毎に可変動弁ユニット１が設けられ、二つのバルブ２，２を一つの可変動弁ユニットで駆動しているが、勿論、バルブ毎に可変動弁ユニットを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる可変動弁ユニットの構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す可変動弁ユニットのエンジンへの具体的な適用例を示すカムハウジング内の斜視図である。
【図３】選択ローラの交換手順を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる制御軸の構造を示す概略図である。
【図５】図１に示す連動機構の拡大図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，１Ａ，１Ｂ  可変動弁ユニット
２  バルブ
４  ロッカーアーム
６  ロッカーローラ
８  油圧ラッシャアジャスタ
１０  カム軸
１２  カム
１２ａ  非作用面
１２ｂ  作用面
１４  連動機構
１６  制御軸
１８  第１アーム
１８１  受動アーム
１８１ａ  アーム部
１８１ｂ  アーム部
１８１ｃ  受動面
１８２  従動カム
１８２ａ  非作用面
１８２ｂ  作用面
２０  第２アーム
２２  第３アーム
２４  ピン
２６  カムローラ
２８  選択ローラ
３０  ロストモーションスプリング
３４，３６  支持部材
４０  モータ
４２  ウォームギヤ機構
４４  ウォームホイール
４６  ウォームギヤ
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ  ピン孔
５２  軸孔
５４  ピン孔
５６  ピン
【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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