(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカアームのカム対応部にシーソアームをその中央部において揺動可能に軸着し、
前記シーソアームの一端部及び他端部にそれぞれ第一摺接部及び第二摺接部を設け、
前記第一摺接部を押圧する第一回転カムとその隣に位置する第二回転カムとを形成した１本のカムシャフトを回転可能に軸支するとともに、前記第二摺接部の上方に介在部材を変位可能に設けたことにより、前記第二回転カムが回転して介在部材に作用すると介在部材が変位して第二摺接部に作用するようになっていて、
前記介在部材による第二摺接部の作用量を内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的に変えることでバルブのリフト量及び作用角を変化させる相対角度制御装置を設けた可変動弁機構。
【請求項２】
前記介在部材が、シーソアームの第二摺接部を進入させて逃がすように働く凹面が凹設された制御カムと、前記第二回転カムにより押圧される介在摺接部を備えた介在アームとを、相対角度変化可能に結合するとともに１本の支持シャフトに小角度回転可能に軸着したものである請求項１記載の可変動弁機構。
【請求項３】
前記介在部材が、シーソアームの第二摺接部を押圧する凹面を備えた制御カムと前記第二回転カムにより押圧される介在摺接部を備えた介在アームとを相対角度変化可能に結合するとともに１本の支持シャフトに小角度回転可能に軸着したものであり、前記凹面は、前記制御カムに突設された突設部に形成された請求項１記載の可変動弁機構。
【請求項４】
前記介在摺接部が、前記介在アームに回転可能に軸着されたローラである請求項２又は３記載の可変動弁機構。
【請求項５】
前記第一摺接部、又は第二摺接部の少なくともいずれか一つは、前記シーソアームに回転可能に軸着されたローラである請求項１から４記載の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状況に応じてバルブのリフト量及び作用角を連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の出力、トルク、燃費、排気ガスのクリーン度等の諸特性を両立させるため、内燃機関の運転状況に応じてバルブのリフト量又は作用角を連続的に又は段階的に変化させる可変動弁機構が種々考えられている。その一つの代表例として、二本のカムシャフトを回転させてロッカアームを揺動させるととともに、二本のカムシャフトの位相を相対的に変えることによりロッカアームの揺動角を変えて、バルブのリフト量又は作用角を連続的に変化させるようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の代表例のように２本のカムシャフトを回転させるには、１本のカムシャフトを回転させてきた従来の駆動系を大きく変えることになるとともに、駆動上難しいという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、従来の駆動系を大きく変えることなく、１本のカムシャフトを回転させて、バルブのリフト量及び作用角を連続的又は段階的に変化させることができる可変動弁機構を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の可変動弁機構は、ロッカアームのカム対応部にシーソアームをその中央部において揺動可能に軸着し、シーソアームの一端部及び他端部にそれぞれ第一摺接部及び第二摺接部を設け、第一摺接部を押圧する第一回転カムとその隣に位置する第二回転カムとを形成した１本のカムシャフトを回転可能に軸支するとともに、第二摺接部の上方に介在部材を変位可能に設けたことにより、第二回転カムが回転して介在部材に作用すると介在部材が変位して第二摺接部に作用するようになっていて、介在部材による第二摺接部の作用量を内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的に変えることでバルブのリフト量及び作用角を変化させる相対角度制御装置を設けたことを特徴としている。なお、カム対応部とは、カムにシーソアームを介して対応し押圧される部位という意味である。また、小角度回転とは回転角度が３６０度に達しない回転をいう。
【０００６】
介在部材としては、シーソアームの第二摺接部を進入させて逃がすように働く凹面が凹設された制御カムと、第二回転カムにより押圧される介在摺接部を備えた介在アームとを、相対角度変化可能に結合するとともに１本の支持シャフトに小角度回転可能に軸着したものを例示できる。
【０００７】
介在部材としては、シーソアームの第二摺接部を押圧する凹面を備えた制御カムと第二回転カムにより押圧される介在摺接部を備えた介在アームとを相対角度変化可能に結合するとともに１本の支持シャフトに小角度回転可能に軸着したものであり、凹面は、制御カムに突設された突設部に形成されたものを例示できる。
【０００８】
介在摺接部は、固定された硬質チップでも回転可能なローラでもよい。但し、摺動部とカムとの摺動抵抗や摩耗を考慮すると、介在摺接部は、介在アームにローラが回転可能に軸着されたものが好ましい。
【０００９】
第一摺接部及び第二摺接部は、固定された硬質チップでも回転可能なローラでもよい。但し、摺動部とカムとの摺動抵抗や摩耗を考慮すると、第一摺接部及び第二摺接部の少なくともいずれか一つ（好ましくは両方）は、シーソアームにローラが回転可能に軸着されたものが好ましい。
【００１０】
相対角度制御装置は、特に限定されないが、ヘリカルスプライン機構と、油圧を用いた駆動部と、マイクロコンピュータ等の制御装置とを備えたものを例示できる。
【００１１】
ロッカアームとシーソアームとは別の面内で揺動してもよいが、スペース効率上、ロッカアームとシーソアームとは同一面内で揺動することが好ましい。
【００１２】
ここで、ロッカアームは、次のいずれのタイプでもよい。
（１）ロッカアームの一端部に揺動中心部があり、中央部にカム対応部があり、他端端にバルブ押圧部があるタイプ。（いわゆるスイングアーム）
（２）ロッカアームの中央部に揺動中心部があり、一端部にカム対応部があり、他端端にバルブ押圧部があるタイプ。
【００１３】
ロッカアームとシーソアームとが同一面内で揺動する場合、そのシーソアームがロッカアームからはみ出しにくくスペース効率が良い点で、本発明は上記（１）のタイプに具体化することが好ましい。すなわち、ロッカアームは、その一端部に揺動中心部があり、中央部にカム対応部があり、他端端にバルブ押圧部があるタイプであり、該カム対応部に前記シーソアームを軸着したものが好ましい。
【００１４】
揺動中心部としては、次の二態様を例示できる。
（ａ）揺動中心部はピボットに支持された凹球面部である態様。
（ｂ）揺動中心部はシーソアームが回動可能に軸支された軸穴部である態様。
【００１５】
揺動中心部に各ローラ・カム間に隙間ができるのを防止するアジャスタを接続してもよい。アジャスタの構造は特に限定されないが、当接及び離間可能に係合した内側部材とシリンダヘッドに形成された有底孔と、内側部材及び有底孔を離間方向に付勢するロストモーションスプリングとを含む機械的なアジャスタ（メカニカルアジャスタ）を例示できる。より具体的には、互いに開口側を対峙して側周壁が内外に係合したカップ状の内側部材と、シリンダヘッドに形成された有底孔と、内側部材のカップ内底面と有底孔との間に圧縮状態で設置されたロストモーションスプリングとしてのコイルスプリングとを含むものを例示できる。
【００１６】
上記（ａ）の態様では、揺動中心部とアジャスタとの間にタペットクリアランス調整機構が設けられることが好ましい。例えば、上記（ａ）の態様では、ピボットに設けた雄ネジをアジャスタに設けた雌ネジに螺入量調節可能に螺入するようにしたタペットクリアランス調整機構を例示できる。
【００１７】
なお、本発明の可変動弁機構は、吸気バルブ又は排気バルブの何れか一方に適用することもできるが、両方に適用することが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した可変動弁機構の第一実施形態例について、図１〜図７を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、この可変動弁機構にはスイングアームタイプのロッカアーム１が使用され、ロッカアーム１の一端部は同部に形成された凹球面部２がピボット３に支持されてなる揺動中心部となっている。ロッカアーム１の他端部は二股状に分かれて、それぞれの先端下部にバルブ押圧部４が凹設され、バルブ５の基端部をバルブ押圧部４が押圧するようになっている。
【００１９】
ロッカアーム１の中央部のカム対応部に形成されたシーソアーム配置穴６には上反り状に形成されたシーソアーム７の中央部が配され、該シーソアーム７はアーム側壁と直交する軸の周りに揺動可能に軸着されている。従って、ロッカアーム１とシーソアーム７とは同一面内で揺動する。
【００２０】
ピボット３の軸下部に設けられた雄ネジは、ピボット支持材８に設けられた雌ネジに螺入量調節可能に螺入されて、タペットクリアランス調整機構が構成されている。
【００２１】
シーソアーム７の一端側はロッカアーム１でいうとバルブ押圧部４側へ延び、その一端部に形成されたフォーク内には第一摺接部としての第一ローラ９が配され、該第一ローラ９はフォーク側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。シーソアーム７の他端側はロッカアーム１でいうと揺動中心部側へ延び、その他端部に形成されたフォーク内には第二摺接部としての第二ローラ１０が配され、該第二ローラ１０はフォーク側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。
【００２２】
第一ローラ９の上方には、第一ローラ９を押圧する第一回転カム２０とその隣に位置する第二回転カム２１とを形成した１本のカムシャフト２２がロッカアーム１の揺動面と直角方向に延びるように配され、図示しない軸支部材に回転可能に軸支されている。
【００２３】
第一回転カム２０はベース円２０ａと、突出量が漸増するノーズ漸増部２０ｂと、略同一突出量で広角度に続くノーズ２０ｃと、突出量が漸減するノーズ漸減部２０ｄとからなっている。
【００２４】
第二回転カム２１はベース円２１ａと、突出量が漸増するノーズ漸増部２１ｂと、略同一突出量で広角度に続くノーズ２１ｃと、突出量が漸減するノーズ漸減部２１ｄとからなっている。
【００２５】
第二ローラ１０の上方には、一本の円筒状の支持シャフト３０がカムシャフト２２と平行に配され、図示しない軸支部材により回転しないように軸支されている。支持シャフト３０の外周には、介在部材としての制御カム３６と介在アーム３７とが配されて、第二ローラ１０を押圧する略カップ状の制御カム３６とその隣に位置する略カップ状の介在アーム３７とが小角度回転可能に且つ支持シャフト３０の長手方向には動かないように軸着され、図示しない部材により介在アーム３７は図１における左回転方向に付勢されている。介在アーム３７と制御カム３６とは、互いのカップ開放端部が相対回転可能に内外周（図示例では制御カム３６が内周側）に嵌合することにより相対角度変化可能となっており、さらに後述するスライダ３４を介して結合されている。
【００２６】
制御カム３６の外周面は円筒面部３６ａとその一部に凹面部３６ｃが凹設され、円筒面部３６ａと凹面部３６ｃとの境界の一部は滑らかな曲面を備えた境界部３６ｂとなっている。制御カム３６が小角度回転したとき、制御カム３６の第二ローラ１０に対する当接位置は円筒面部３６ａから境界部３６ｂを経て凹面部３６ｃへと滑らかに移動可能で、逆方向にも滑らかに移動できるようになっている。円筒面部３６ａは第二ローラ１０を押圧するように働くが、凹面部３６ｃはむしろ第二ローラ１０を進入させて逃がすように働くのでバルブ５のリフト量を減ずる方向に作用する。
【００２７】
介在アーム３７の外周面には第二回転カム２１側へ延びる一対のローラ支持部４０が突設されている。ローラ支持部４０内には第二回転カム２１により押圧される介在摺接部としての介在ローラ４１が配され、該介在ローラ４１はローラ支持部４０の側壁と直交する軸の周りに回転可能に軸着されている。従って、第二回転カム２１が回転して介在摺接部である介在ローラ４１を押圧すると介在アーム３７と共に制御カム３６が小角度回転し、第二ローラ１０に対する制御カム３６の当接位置が変わることによって第二ローラ１０の押下量が変化するようになっている。また、介在アーム３７の上面には第二回転カム２１の当接を逃がして干渉を防ぐ逃がし溝４２が形成されている。
【００２８】
支持シャフト３０の外周であって介在アーム３７及び制御カム３６のカップ内には、図２に示すように略円筒状のスライダ３４が支持シャフト３０の長さ方向に小角度回転可能に挿着されている。介在アーム３７の内径が制御カム３６の内径よりも大きいことに対応して、スライダ３４の介在アーム３７に対応する部分の外径が制御カム３６に対応する部分の外径よりも大きくなっている。
【００２９】
スライダ３４の内周面には環状溝３５が形成され、該環状溝３５には次に述べるコネクトピン３３が係合している。すなわち、支持シャフト３０の内部には円柱状のコントロールシャフト３２が摺動可能に挿通され、コントロールシャフト３２の一箇所には半径方向に突出するコネクトピン３３が螺着されている。コントロールシャフト３２の摺動によるコネクトピン３３の変位を許容するために、支持シャフト３０の一箇所には長さ方向に延びてコネクトピン３３を挿通させる長孔３１が貫設されている。長孔３１を挿通したコネクトピン３３の先端部が前記環状溝３５に係合することにより、スライダ３４はコントロールシャフト３２と共に長さ方向に摺動可能になっているとともに、回転方向にはコントロールシャフト３２と無関係に回転可能となっている。この回転が介在アーム３７及び制御カム３６の小角度回転を許容する。
【００３０】
スライダ３４の外周面の介在アーム３７に対応する部分と介在アーム３７の内周面とには、互いに係合するストレートスプライン３８，３９が切られている。また、スライダ３４の外周面の制御カム３６に対応する部分と制御カム３６の内周面とには、互いに係合するヘリカルスプライン４３，４４が切られている。図示簡略化のため、図２にはヘリカルスプライン４３，４４もストレートのように描いているが、実際はヘリカルである。このようにスライダ３４がスプラインを介して介在アーム３７及び制御カム３６の両者に係合していることで、介在アーム３７と制御カム３６とは前記の通り相対角度変化可能に結合されている。
【００３１】
コントロールシャフト３２は図示しない油圧機構により長さ方向に移動するようになっている。これらの油圧機構、コントロールシャフト３２、コネクトピン３３、スライダ３４、ヘリカルスプライン４３，４４が、介在アーム３７に対する制御カム３６の相対角度を内燃機関の運転状況に応じ連続的に又は段階的（好ましくは三段階以上、さらに好ましくは四段階以上の多段階）に変えてバルブ５のリフト量及び作用角を変化させる相対角度制御装置を構成している。すなわち、コントロールシャフト３２が長さ方向に移動すると、コネクトピン３３を介してスライダ３４が移動し、このときストレートスプライン３８，３９により介在アーム３７は回転しないのに対して、ヘリカルスプライン４３，４４により制御カム３６は小角度回転するため、介在アーム３７に対する制御カム３６の相対角度をずらすことができる。相対角度変化は、内燃機関の回転センサやアクセル開度センサ等からの検知値に基づいてマイクロコンピュータ等の制御装置により制御されるようになっている。
【００３２】
上記の構成により、第一回転カム２０が回転して第一ローラ９を押圧するという入力と、第二回転カム２１が回転して介在ローラ４１を押圧すると介在アーム３７と共に制御カム３６が小角度回転して第二ローラ１０を押圧するという入力との２つの入力により、シーソアーム７が押圧されロッカアーム１が揺動するようになっている。介在アーム３７は図示しない部材により左回転方向に付勢されているので、常に第二回転カム２１に介在ローラ４１を摺接させるようになっている。従って、介在ローラ４１が第二回転カム２１のベース円２１ａに摺接しているときは、介在アーム３７は小角度回転開始位置に停滞している。しかし、介在ローラ４１がノーズ漸増部２１ｂに当接し始めると、介在アーム３７は右回転方向に小角度回転を開始し、当接位置が進むにつれて介在アーム３７の小角度回転が継続する。その後、介在ローラ４１の制御カム３６に対する当接位置がノーズ２１ｃに移行すると、介在アーム３７の小角度回転は停止して介在アーム３７は小角度回転終了位置に停滞する。さらに第二回転カム２１の回転が進み介在ローラ４１の当接位置がノーズ漸減部２１ｄに至ると、介在アーム３７は左回転を開始して、介在ローラ４１の当接位置がベース円２１ａに戻るときには介在アーム３７は小角度回転開始位置に復帰するようになっている。即ち、介在アーム３７は小角度回転開始位置から小角度回転終了位置までの往復を繰り返し、制御カム３６も介在アーム３７と共に往復を繰り返すことになる。
【００３３】
相対角度制御装置によって介在アーム３７に対する制御カム３６の相対角度をずらすと、制御カム３６の小角度回転開始位置及び小角度回転終了位置も同角度分だけ同方向にずれる。これは小角度回転開始位置にある制御カム３６の位置から、第二ローラ１０を境界部３６ｂに摺接させ始める制御カム３６の位置までの角度差を変えることになる。この角度差を小さくするほど、介在アーム３７が小角度回転し始めてから第二ローラ１０が境界部３６ｂに摺接し始めるまでの時間が短いことを意味し、角度差を負にすると小角度回転開始位置の境界部３６ｂ又は凹面部３６ｃに第二ローラ１０が既に摺接し始めていることになる。即ち、介在アーム３７に対する制御カム３６の相対角度をずらすことにより、第一回転カム２０が第一ローラ９を押圧するのと並行して、第二ローラ１０の制御カム３６に対する当接位置を変化させて第二ローラ１０の押圧量を変えてロッカアーム１の押圧量及び作用角を変えることができるようになっている。即ち、１本のカムシャフト２２しか回転させていないにも拘わらず、バルブ５のリフト量及び作用角を連続的に変化させることができる。
【００３４】
以上のように構成された可変動弁機構は、次のように作用する。
まず、図３（ａ）→（ｂ）→図４（ａ）→（ｂ）は、最大リフト量・最大作用角が必要な運転状況下における介在アーム３７及び制御カム３６の相対角度とそれによる作用を示している。
図３（ａ）に示すように、第一回転カム２０がベース円２０ａとノーズ漸増部２０ｂとの境界で第一ローラ９に摺接するとき、介在ローラ４１には第二回転カム２１のベース円２１ａの後半部が摺接しており、介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転開始位置に停滞している。このとき第二ローラ１０は、制御カム３６の円筒面部３６ａに押圧されて最大押下位置にあるが、第一ローラ９が最上位置にあるためロッカアーム１も最上位置に停滞してバルブ５のリフト量は０になる。
図３（ｂ）に示すように、ノーズ２０ｃの前半部が第一ローラ９を押圧するようになると第一ローラ９は最大押下位置に到達する。介在ローラ４１はノーズ漸増部２１ｂによる押圧が進み、介在アーム３７及び制御カム３６の右回転方向への小角度回転が進行する。このとき第二ローラ１０が、円筒面部３６ａと境界部３６ｂとの境界に摺接し第二ローラ１０も最大押下位置にあるため、バルブ５のリフト量Ｌは発生・増加して最大値Ｌｍａｘに達し、作用角も最大となる。
図４（ａ）に示すように、第一ローラ９がノーズ２０ｃの後半部により押圧されるようになると、介在ローラ４１のノーズ漸増部２１ｂによる押圧がさらに進み、介在アーム３７及び制御カム３６が右回転方向に小角度回転を続け、ノーズ２１ｃが介在ローラ４１に摺接するようになる。そのとき介在ローラ４１はノーズ２１ｃにより最大押圧を受け、介在アーム３７及び制御カム３６はそれぞれの小角度回転終了位置に停滞する。このとき第二ローラ１０の制御カム３６に対する当接位置は境界部３６ｂから凹面部３６ｃに移動するため、制御カム３６は第二ローラ１０を凹面部３６ｃに進入させて逃がすように働く。これに伴い、第一ローラ９は最大押下位置に達しているにも関わらず第二ローラ１０の上昇によりロッカアーム１も上昇してバルブ５のリフト量Ｌは減少して０となる。
図４（ｂ）に示すように、カムシャフト２２の回転が進み介在ローラ４１に対する第二回転カム２１の当接位置がノーズ２１ｃからノーズ漸減部２１ｄを経てベース円２１ａへと移行するとき（第一回転カム２０、第二回転カム２１、シーソアーム７、第一ローラ９、第二ローラ１０及び制御カム３６の形状、寸法及び配置位相等によっては第一回転カム２０と第一ローラ９とが、又は制御カム３６と第二ローラ１０とが、又はその両方が離れてしまう場合があるが、後述する第二実施形態では摺接する。）、介在アーム３７は図示しない部材により左回転方向に付勢されているため、制御カム３６と共に左回転方向に小角度回転する。それに伴って第二ローラ１０の制御カム３６に対する当接位置は凹面部３６ｃから境界部３６ｂを経て円筒面部３６ａに移行し、第二ローラ１０は最大押下位置に戻る。このとき第一ローラ９の第一回転カム２０に対する当接位置がノーズ２０ｃからノーズ漸減部２０ｄを経てベース円２０ａへと移行することから、バルブ５のリフト量は０を維持する。
【００３５】
次に、図５（ａ）→（ｂ）→（ｃ）は、微小リフト量・微小作用角が必要な運転状況下における介在アーム３７及び制御カム３６の相対角度とそれによる作用を示している。
図５（ａ）に示すように、第一回転カム２０がベース円２０ａとノーズ漸増部２０ｂとの境界で第一ローラ９に摺接するとき、ベース円２１ａの後半部が介在ローラ４１に摺接しており、図３（ａ）と同様に介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転開始位置に停滞している。しかしこのとき、介在アーム３７に対する制御カム３６の相対角度が、相対角度制御装置により微小リフト量・微小作用角を実現するように制御されているので、小角度回転開始位置における制御カム３６の配向角、具体的には円筒面部３６ａ、境界部３６ｂ及び凹面部３６ｃの配向角が図３（ａ）に比べて図５（ａ）の方がより右回転方向にずれている。第二ローラ１０は境界部３６ｂに近接しており（後述する第二実施形態では摺接する。）最大押下位置付近に達しているが、第一ローラ９が最上位置にあるためバルブ５のリフトは発生していない。
図５（ｂ）に示すように、ノーズ漸増部２０ｂが第一ローラ９を押圧してバルブ５のリフト量を増加させようとするとき、ノーズ漸増部２１ｂが介在ローラ４１を押圧して介在アーム３７及び制御カム３６を右回転方向に小角度回転させ始め、それに伴って第二ローラ１０の制御カム３６に対する配向（又は当接）位置は境界部３６ｂから凹面部３６ｃに移動してゆく。このとき第一ローラ９は更に押下される状況にあるが第二ローラ１０が上昇に向かうのでバルブ５のリフト量Ｌ及び作用角はともに微小となる（図７参照）。
図５（ｃ）に示すように、第一ローラ９がノーズ２０ｃの後半部により押圧されるようになると、介在ローラ４１はノーズ２１ｃにより最大押圧を受けるようになり、介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転終了位置に停滞する。そのとき第二ローラ１０は境界部３６ｂから凹面部３６ｃに移行するため、第二ローラ１０は大きく上昇する。このとき第一ローラ９は最大押下位置に達しているが、シーソアーム７の第二ローラ１０側が大きく上昇するのでロッカアーム１は上方向に揺動しバルブ５のリフト量は減少して０となる。
【００３６】
なお、図３と図５との中間的なリフト量・作用角が必要な運転状況下では、図３と図５との中間的な介在アーム３７及び制御カム３６の相対角度が相対角度制御装置により連続的に又は多段階的に作られ、図７に示すように中間的なリフト量・作用角が連続的に又は多段階的に得られる。
【００３７】
次に、図６（ａ）→（ｂ）→（ｃ）は、リフト休止が必要な運転状況下における介在アーム３７及び制御カム３６の相対角度とそれによる作用を示している。図６（ａ）に示すように、第一回転カム２０がベース円２０ａとノーズ漸増部２０ｂとの境界で第一ローラ９に摺接するとき、ベース円２１ａの後半部が介在ローラ４１に摺接しており、図３（ａ）及び図５（ａ）と同様に介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転開始位置に停滞している。しかしこのとき、介在アーム３７に対する制御カム３６の相対角度が、相対角度制御装置によりリフト休止を実現するように制御されているので、小角度回転開始位置における制御カム３６の配向角、すなわち円筒面部３６ａ、境界部３６ｂ及び凹面部３６ｃの配向角が図５（ａ）に比べて図６（ａ）の方がさらに右回転方向にずれている。このとき、第二ローラ１０は凹面部３６ｃに配向して（後述する第二実施形態では摺接する。）第一ローラ９は最上位置にあるためバルブ５のリフトは発生していない。
図６（ｂ）に示すように、ノーズ漸増部２０ｂによる第一ローラ９の押圧が進んでも、ノーズ漸増部２１ｂによる介在ローラ４１の押圧が始まり介在アーム３７及び制御カム３６が右回転方向に小角度回転を開始して、第二ローラ１０が凹面部３６ｃに摺接し始める。このときバルブ５のリフト量Ｌ及び作用角はともに０のままを維持し、リフト休止となる。
図６（ｃ）に示すように、ノーズ２０ｃが第一ローラ９を最大押下位置に押圧しても、ノーズ漸増部２１ｂないしはノーズ２１ｃが介在ローラ４１を押圧して介在アーム３７及び制御カム３６を小角度回転終了位置まで小角度回転させるので、第二ローラ１０が凹面部３６ｃの中央部に摺接して大きく上昇することを許容されるのでバルブ５はリフトしない。
【００３８】
次に、本発明を実施した可変動弁機構の第二実施形態例について、図８を参照して第一実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図８は第一実施形態の可変動弁機構にアジャスタとしてメカニカルアジャスタ５０を追加したものである。
【００３９】
メカニカルアジャスタ５０は、互いに開口側を対峙させて当接及び離間可能に側周壁が内外に係合したカップ状の内側部材５１及びシリンダヘッド５２に形成された有底孔５３と、内側部材５１のカップ内底面と有底孔５３の内底面との間に圧縮状態で設置されて有底孔５３から内側部材５１を離間方向に付勢するロストモーションスプリング５４としてのコイルスプリングとからなり、内側部材５１はシリンダヘッド５２の有底孔５３の内側にガイドされて摺動するようになっている。
【００４０】
第一実施形態では前記の通りローラ・カム間に隙間ができるときがあるが、本実施形態ではメカニカルアジャスタ５０を追加したことにより、図８のようにロストモーションスプリング５４が内側部材５１及び有底孔５３を離間させてピボット３を上昇させるので各部に隙間ができるのを防止し、ひいてはロッカアーム１の落下を防止する。
【００４１】
次に、本発明を実施した可変動弁機構の第三実施形態例について、図９〜図１５を参照して第一実施形態及び第二実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図９は第一実施形態の可変動弁機構に凹面を突設した制御カム３６を使用したものである。
【００４２】
本実施形態における制御カム３６の外周面は円筒面部３６ａから接線方向に延びる突出部３６ｄを備えている。突出部３６ｄの下面は円筒面部３６ａから滑らかにつながる凹面が形成され、第二ローラ１０の半径よりも大きな曲率半径の凹面部３６ｅとなっていて、支持シャフト３０から遠ざかる方向に湾曲している。従って、制御カム３６が小角度回転すると、第二ローラ１０に対する制御カム３６の当接位置は円筒面部３６ａから凹面部３６ｅに滑らかに移動することができるようになっていて、当接位置が凹面部３６ｅの先端に移行するにしたがって制御カム３６による第二ローラ１０の押圧量が増大するようになっている。
【００４３】
第一回転カム２０の形状は最大突出量となるノーズ２０ｃが第一実施形態よりも本実施形態のほうが狭くなっている。これは本実施形態では第一回転カム２０の形状がバルブ５のリフト量のグラフに強く反映されるので、最大リフト状態を短くするための変更となっている。
【００４４】
第二回転カム２１は第一実施形態に比べてノーズの突出量が大幅に縮小されている。これは本実施形態は第一実施形態に比べて介在アーム３７及び制御カム３６の小角度回転量を小さくしても第一実施形態と同様の効果を実現できるためであリ、これにより機構をコンパクトにすることができる。
【００４５】
第一実施形態における逃がし溝４２は、第二回転カム２１のノーズが第一実施形態に比べて本実施形態では縮小されて介在アーム３７の円筒面部３６ａに干渉しなくなるので不要となる。
【００４６】
介在アーム３７及びカムシャフト２２の長さは第一実施形態よりも本実施形態の方が短くなっている。これは介在アーム３７の内部の相対角度制御装置に干渉しないよう形成する必要があった逃がし溝４２と、制御カム３６の内部の相対角度制御装置に干渉しないように形成する必要があった凹面部３６ｃとが不要になるためで、これにより機構全体をコンパクトにすることができる。
【００４７】
上記の構成により、第一実施形態では制御カム３６に形成された凹面部３６ｃに第二ローラ１０が進入してバルブ５のリフト量を減ずる方向に作用したが、本実施形態では制御カム３６に突設された突出部３６ｄに形成された凹面部３６ｅが第二ローラ１０を押下してバルブ５のリフト量を増加させる方向に作用する。従って、本実施形態では第一回転カム２０と第二回転カム２１は両方共にバルブ５のリフト量を増加させる方向に作用する。
【００４８】
相対角度制御装置により制御カム３６が介在アーム３７に対して相対角度制御を受けると、第一実施形態では制御カム３６に凹設された凹面部３６ｃの小角度回転開始位置が変化したが、本実施形態では突出部３６ｄに形成された凹面部３６ｅの小角度回転開始位置が変化して、第二ローラの押圧量が変えられるようになっている。
【００４９】
以上のように構成された可変動弁機構は、次のように作用する。
まず、図１２（ａ）→（ｂ）は、最大リフトが必要な運転状況下における介在アーム３７及び制御カム３６の相対角度とそれによる作用を示している。
図１２（ａ）に示すように、第一ローラ９に第一回転カム２０のベース円２０ａが摺接し、介在ローラ４１に第二回転カム２１のベース円２１ａが摺接しているとき、介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転開始位置に停滞し、第一ローラ９は最上位置にある。介在アーム３７と制御カム３６とが最大リフトを実現するように相対角度制御されているため、第二ローラ１０に凹面部３６ｅが近接（第二実施形態のメカニカルアジャスタを適用することで摺接）する。これは介在アーム３７が小角度回転を開始すると、すぐに凹面部３６ｅが第二ローラ１０を押圧し始めてバルブ５のリフトを開始するのでリフト作用角は最大となる。このとき第一ローラ９と同様に第二ローラ１０も最上位置にあるのでバルブ５のリフト量は０になる。
図１２（ｂ）に示すように、第一ローラ９がノーズ２０ｃにより最大押圧を受けるようになると、介在ローラ４１もノーズ２１ｃにより最大押圧を受けるようになり、介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転終了位置に達する。このとき凹面部３６ｅは最も低い位置に達して第二ローラ１０の上昇を最大規制するので、シーソアーム７は最大押下位置に達しバルブ５のリフト量Ｌは発生・増加して最大リフト量Ｌｍａｘに達し、リフトの作用角も前述のとおり最大となる。
【００５０】
次に、図１３（ａ）→（ｂ）は、微小リフトが必な運転状況下における介在アーム３７及び制御カム３６の相対角度とそれによる作用を示している。
図１３（ａ）に示すように、第一ローラ９にベース円２０ａが摺接し、介在ローラ４１にベース円２１ａが摺接しているとき、介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転開始位置に停滞し、第一ローラ９は最上位置にある。介在アーム３７と制御カム３６とが微小リフトを実現するように相対角度制御されているため、凹面部３６ｅが第二ローラ１０から大きく離間し、円筒面部３６ａに対しても第二ローラ１０は離間（第二実施形態のメカニカルアジャスタを適用することで摺接）する。このとき介在アーム３７が小角度回転終了位置付近まで変位しないと凹面部３６ｅが第二ローラ１０を押圧し始めないのでバルブ５のリフト作用角は微小となる。このとき第一ローラ９と同様に第二ローラ１０も最上位置にあるのでバルブ５のリフト量は０になる。
図１３（ｂ）に示すように、第一ローラ９がノーズ２０ｃにより最大押圧を受けるようになると、介在ローラ４１もノーズ２１ｃにより最大押圧を受けるようになり、介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転終了位置に達する。このとき凹面部３６ｅは図１２（ｂ）と比べて高い位置にあるので第二ローラ１０の上昇規制は僅かとなるので、バルブ５のリフト量Ｌは発生・増加してリフト量Ｌに達し、リフトの作用角も前述のとおり微小となる。
【００５１】
なお、図１２と図１３との中間的なリフト量・作用角が必要な運転状況下では、図１２と図１３との中間的な介在アーム３７及び制御カム３６の相対角度が相対角度制御装置により連続的に又は段階的に作られ、図１５に示すように中間的なリフト量・作用角が連続的に又は段階的に得られる。
【００５２】
次に、図１４（ａ）→（ｂ）は、リフト休止が必要な運転状況下における介在アーム３７及び制御カム３６の相対角度とそれによる作用を示している。
図１４（ａ）に示すように、第一ローラ９に第一回転カム２０のベース円２０ａが摺接し、介在ローラ４１にベース円２１ａが摺接しているとき、介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転開始位置に停滞し、第一ローラ９は最上位置にある。介在アーム３７と制御カム３６とがリフト休止を実現するように相対角度制御されているため、凹面部３６ｅが第二ローラ１０から最大離間し、円筒面部３６ａに対しても第二ローラ１０は離間（同上）する。このとき第一ローラ９と同様に第二ローラ１０も最上位置にあるのでバルブ５のリフト量は０になる。図１４（ｂ）に示すように、第一ローラ９がノーズ２０ｃにより最大押圧を受けるようになると、介在ローラ４１もノーズ２１ｃにより最大押圧を受けるようになり、介在アーム３７及び制御カム３６は小角度回転終了位置に達する。このとき凹面部３６ｅの小角度回転終了位置は最高位置に達し、第二ローラ１０は最大上昇して凹面部３６ｅによる規制を受けず円筒面部３６ａに当接するので、シーソアーム７の押下量は０となりバルブ５はリフト休止となる。
【００５３】
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。
（１）相対角度制御装置の構成や制御の仕方を適宜変更すること。
（２）中央部に揺動中心部のあるロッカアームとすること。
（３）制御カムの形状を適宜変更すること。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の可変動弁機構は、上記の通り構成されているので、従来の駆動系を大きく変えることなく、１本のカムシャフトを回転させて、バルブのリフト量及び作用角を連続的又は段階的に変化させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る可変動弁機構を示す斜視図である。
【図２】同機構における相対角度制御装置の主要部を示す断面図である。
【図３】最大リフト量・作用角が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図４】図３に続いて作用を示す断面図である。
【図５】微小リフト量・作用角が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図６】リフト休止が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図７】同機構により得られるバルブのリフト量及び作用角を示すグラフである。
【図８】本発明の第二実施形態に係る可変動弁機構を示す断面図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係る可変動弁機構を示す斜視図である。
【図１０】図９の角度を変えて描写した斜視図である。
【図１１】同機構における相対角度制御装置の主要部を示す断面図である。
【図１２】最大リフト量・作用角が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図１３】微小リフト量・作用角が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図１４】リフト休止が必要なときの同機構の作用を示す断面図である。
【図１５】同機構により得られるバルブのリフト量及び作用角を示すグラフである。
【符号の説明】
１    ロッカアーム
５    バルブ
７    シーソアーム
９    第一摺接部としての第一ローラ
１０    第二摺接部としての第二ローラ
２０    第一回転カム
２１    第二回転カム
２２    カムシャフト
３０    支持シャフト
３６    制御カム
３６ｃ  凹面部
３６ｅ  凹面部
３７    介在アーム
４１    介在摺接部としての介在ローラ
４３    ヘリカルスプライン
４４    ヘリカルスプライン
【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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【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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【図１５】
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