JP2003129810A

JP2003129810A - 可変動弁機構のアシスト装置

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Publication number: JP2003129810A
Application number: JP2001324757A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Asakura; 健朝倉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: US20030075126A1; DE10249187A1; JP3826760B2; DE10249187B4; US6742483B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コントロールシャフトを軸方向に移動させてバ
ルブリフト量を連続的に可変させる内燃機関などの可変
動弁機構に対して適切なアシスト力を与える。【解決手段】コントロールシャフト１３２と共に移動す
るローラ１０２ｋの外周面を変換面として、出力ロッド
１０３ａの出力を、ローラ１０２ｋを介してアシスト力
に変換して、コントロールシャフト１３２に与えてい
る。このためコントロールシャフト１３２が吸気バルブ
のバルブリフト量を大きくなる方に移動すればするほど
アシスト力を大きくできる。したがってスラスト力に対
抗することができる適切なアシスト力をコントロールシ
ャフト１３２に与えることができる。この結果、バルブ
リフト量が大きい側で最低作動油圧が悪化したり、コン
トロールシャフト１３２の移動における応答性が悪化し
たりするおそれがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可変動弁機構のアシ
スト装置に関するものであり、特に、コントロールシャ
フトを軸方向に移動させることによりコントロールシャ
フトの軸方向位置に連動してバルブリフト量を連続的に
可変とする可変動弁機構に対して、コントロールシャフ
トに発生するスラスト力に対抗するアシスト力を付与す
るアシスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の吸気バルブのバルブリフト量
を運転状態に応じて連続的に調整するために、ノーズの
高さが軸方向に次第に高くなっている３次元カムを設け
たカムシャフトを軸方向に移動させる可変動弁機構が知
られている（特開２０００−５４８１４号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにカムシャフ
トを軸方向に移動させることでバルブリフト量を連続的
に可変とする可変動弁機構では、３次元カムのカム面が
軸方向で傾いていることによりバルブリフト量を小さく
する方向にスラスト力が発生する。しかも、バルブリフ
ト量が大きくなるにしたがってバルブスプリングの圧縮
量が大きくなってバルブスプリングの復元力も次第に大
きくなることから、上記スラスト力も大きくなる。

【０００４】このような可変動弁機構を利用して、スロ
ットルバルブの代わりに吸気バルブのバルブリフト量に
より内燃機関の吸入空気量を調量しようとする場合、カ
ムシャフトを軸方向に移動するアクチュエータに高い応
答性が要求される。特に油圧アクチュエータを用いる場
合には高応答にするためにピストン径の縮小による作動
油の流量削減が要求される。しかしピストン径を縮小す
ると、アクチュエータの出力が上述したスラスト力の増
大に対応できなくなってバルブリフト量が大きい方での
最低作動油圧が悪化したり、応答性が悪化するおそれが
ある。

【０００５】これらの問題を解決するためにアシストス
プリングを設けて上述したスラスト力に対抗するアシス
ト力を発生させることが考えられる。しかし、前述した
ごとくバルブリフト量が大きくなるにしたがってスラス
ト力は大きくなるが、カムシャフトが高リフト側に移動
するほどアシストスプリングの復元力は小さくなりアシ
スト力としては不適切である。

【０００６】このような問題は、３次元カムを用いた可
変動弁機構のみでなく、コントロールシャフトを軸方向
に移動させてバルブリフト量を連続的に可変とする他の
構成の可変動弁機構にも同様に生じる。

【０００７】本発明はコントロールシャフトを軸方向に
移動させることによりコントロールシャフトの軸方向位
置に連動してバルブリフト量を連続的に可変とする可変
動弁機構に対して、適切なアシスト力を与えることがで
きるアシスト装置の提供を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１記載の可変動弁機構のアシスト装置は、コントロー
ルシャフトを軸方向に移動させることにより該コントロ
ールシャフトの軸方向位置に連動してバルブリフト量を
連続的に可変とする可変動弁機構に対して、前記コント
ロールシャフトに発生するスラスト力に対抗するアシス
ト力を付与するアシスト装置であって、前記アシスト力
を弾性体の復元力又は流体の圧力に基づいて発生させる
とともに、前記コントロールシャフトの軸方向位置が高
リフト側になるほど前記アシスト力を大きくするアシス
ト力付与手段を備えたことを特徴とする。

【０００９】アシスト力付与手段は、コントロールシャ
フトの軸方向位置が高リフト側になるほどアシスト力を
大きくしている。このためコントロールシャフトの軸方
向位置が高リフト側になるほど大きくなるスラスト力に
対抗することができる適切なアシスト力を、可変動弁機
構に与えることができる。尚、弾性体の復元力又は流体
の圧力に基づいてアシスト力を発生させているので、磁
力などとは異なり急激に力が弱まることがなく広範囲の
コントロールシャフトの軸方向移動にも十分に対応でき
るアシスト力を発生させることができる。

【００１０】この結果、バルブリフト量が大きい方で最
低作動油圧が悪化したり、あるいは応答性が悪化したり
するおそれを防止することができる。請求項２記載の可
変動弁機構のアシスト装置では、請求項１記載の構成に
おいて、前記アシスト力付与手段は、前記弾性体の復元
力又は前記流体の圧力を、前記コントロールシャフトの
軸に交叉する仮想平面に平行に出力する出力手段と、前
記出力手段から出力された力を伝達されて前記コントロ
ールシャフトの軸方向の力に変換して前記アシスト力と
する変換面とを備えるとともに、前記出力手段からの力
が伝達される位置における前記変換面の傾きを前記コン
トロールシャフトの軸方向の移動に連動して変化させる
ことにより、前記コントロールシャフトの軸方向位置が
高リフト側になるほど前記アシスト力を大きくすること
を特徴とする。

【００１１】上述した変換面を備えることにより、出力
手段が出力する力はコントロールシャフトの軸方向の力
に変換される。そして力が伝達される変換面の傾きがコ
ントロールシャフトの軸方向の移動に連動して変化する
ことにより高リフト側になるほどアシスト力を大きくし
ているので、前述したスラスト力に対抗することができ
る適切なアシスト力を可変動弁機構に与えることができ
る。

【００１２】請求項３記載の可変動弁機構のアシスト装
置では、請求項２記載の構成において、前記出力手段
は、前記弾性体の復元力又は前記流体の圧力により前記
変換面に向かって突出する出力ロッドを備え、該出力ロ
ッドが前記変換面に接触することにより前記変換面に力
を伝達することを特徴とする。

【００１３】このような出力ロッドにより前記変換面に
容易に力を伝達でき、しかも変換面の傾きによりアシス
ト力の大きさを調整できる。こうしてスラスト力に対抗
することができる適切なアシスト力を可変動弁機構に与
えることができる。

【００１４】請求項４記載の可変動弁機構のアシスト装
置では、請求項３記載の構成において、前記出力ロッド
は、前記コントロールシャフトの軸方向とは略直交する
方向に突出し、前記変換面は、前記コントロールシャフ
トに連動して前記コントロールシャフトの軸方向に移動
するカム上のカム面として形成され、前記カム面に対す
る前記出力ロッドの接触位置が前記コントロールシャフ
トに連動して軸方向で移動することにより、前記コント
ロールシャフトの軸方向位置が高リフト側になるほど前
記アシスト力を大きくすることを特徴とする。

【００１５】上述したごとく変換面をカム面として構成
し、このカム面を有するカムをコントロールシャフトの
軸方向に移動するように構成することにより、弾性体の
復元力又は流体の圧力を利用して容易にコントロールシ
ャフトの軸方向位置が高リフト側になるほどアシスト力
を大きくすることができる。こうしてスラスト力に対抗
することができる適切なアシスト力を可変動弁機構に与
えることができる。

【００１６】請求項５記載の可変動弁機構のアシスト装
置では、請求項３記載の構成において、前記出力ロッド
は、前記コントロールシャフトの軸に略直交する方向に
突出し、前記変換面は、前記コントロールシャフトの軸
に略直交する仮想平面に平行な軸を回転軸とし前記コン
トロールシャフトに連動して前記コントロールシャフト
の軸方向に移動するリングの外周面として形成され、前
記外周面に対する前記出力ロッドの接触位置が前記コン
トロールシャフトに連動して前記コントロールシャフト
の軸方向で移動することにより、前記コントロールシャ
フトの軸方向位置が高リフト側になるほど前記アシスト
力を大きくすることを特徴とする。

【００１７】上述したごとく変換面をリングの外周面と
して構成し、この外周面に対する出力ロッドの接触位置
がコントロールシャフトに連動して軸方向で移動するよ
うに構成することにより、弾性体の復元力又は流体の圧
力を利用して容易にコントロールシャフトの軸方向位置
が高リフト側になるほどアシスト力を大きくすることが
できる。こうしてスラスト力に対抗することができる適
切なアシスト力を可変動弁機構に与えることができる。

【００１８】請求項６記載の可変動弁機構のアシスト装
置では、請求項３記載の構成において、前記出力ロッド
は、前記コントロールシャフトの軸に略直交する仮想平
面に平行に突出し、前記変換面は、前記コントロールシ
ャフトの軸に略直交する仮想平面に平行な軸を回転軸と
し前記コントロールシャフトに連動して前記コントロー
ルシャフトの軸方向に移動するリングの外周面として形
成され、前記外周面に対する前記出力ロッドの接触位置
が前記コントロールシャフトに連動して前記コントロー
ルシャフトの軸方向で移動することにより、前記コント
ロールシャフトの軸方向位置が高リフト側になるほど前
記アシスト力を大きくすることを特徴とする。

【００１９】出力ロッドはコントロールシャフトの軸に
略直交する方向に突出する以外に、上述したごとくコン
トロールシャフトの軸に略直交する仮想平面に平行に突
出することで変換面に接触するようにしても良い。この
ことによっても弾性体の復元力又は流体の圧力を利用し
て容易にコントロールシャフトの軸方向位置が高リフト
側になるほどアシスト力を大きくすることができる。こ
うしてスラスト力に対抗することができる適切なアシス
ト力を可変動弁機構に与えることができる。

【００２０】請求項７記載の可変動弁機構のアシスト装
置では、請求項１〜６のいずれかの構成において、前記
可変動弁機構は、内燃機関のクランクシャフトにより回
転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設け
られたカムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動
可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記
カムにより入力部が駆動されると出力部にてバルブを駆
動する仲介駆動機構と、軸方向への移動量が前記仲介駆
動機構の入力部と出力部との相対位相差に連動する前記
コントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを
軸方向に移動することにより前記仲介駆動機構の入力部
と出力部との相対位相差を調整するアクチュエータとを
備えることにより、前記コントロールシャフトの軸方向
位置に連動してバルブリフト量を連続的に可変とするこ
とを特徴とする。

【００２１】可変動弁機構は、前記カムシャフト、前記
カム、前記仲介駆動機構、前記コントロールシャフト及
び前記アクチュエータを備える構成であっても良い。こ
のような構成においても、前述したアシスト力付与手段
の構成により、弾性体の復元力又は流体の圧力を利用し
て容易にコントロールシャフトの軸方向位置が高リフト
側になるほどアシスト力を大きくすることができる。こ
うしてスラスト力に対抗することができる適切なアシス
ト力を可変動弁機構に与えることができる。

【００２２】請求項８記載の可変動弁機構のアシスト装
置では、請求項１〜６のいずれかの構成において、前記
可変動弁機構は、軸方向にてカムプロフィールが変化し
ている３次元カムを、軸方向に移動させることによりバ
ルブリフト量を連続的に可変とする機構であり、前記コ
ントロールシャフトの軸方向への移動量が前記３次元カ
ムの軸方向への移動量に連動していることを特徴とす
る。

【００２３】可変動弁機構は、前記３次元カム及び前記
コントロールシャフトを備える構成であっても良い。こ
のような構成においても、前述したアシスト力付与手段
の構成により、弾性体の復元力又は流体の圧力を利用し
て容易にコントロールシャフトの軸方向位置が高リフト
側になるほどアシスト力を大きくすることができる。こ
うしてスラスト力に対抗することができる適切なアシス
ト力を可変動弁機構に与えることができる。

【００２４】請求項９記載の可変動弁機構のアシスト装
置では、請求項８記載の構成において、前記コントロー
ルシャフトは前記３次元カムのカムシャフトを兼ねてい
ることを特徴とする。

【００２５】このようにコントロールシャフトは３次元
カムのカムシャフトを兼ねていても良く、スラスト力に
対抗することができる適切なアシスト力を可変動弁機構
に与えることができる。

【００２６】請求項１０記載の可変動弁機構のアシスト
装置では、請求項１〜９のいずれかの構成において、前
記アシスト力付与手段は、前記アシスト力を、スプリン
グの復元力に基づいて発生させることを特徴とする。

【００２７】このように弾性体としてスプリングを用い
ることができる。したがってスプリングの復元力を利用
してコントロールシャフトの軸方向位置が高リフト側に
なるほどアシスト力を大きくすることが容易にできるの
で、比較的簡易な構成により、スラスト力に対抗するこ
とができる適切なアシスト力を可変動弁機構に与えるこ
とができる。

【００２８】請求項１１記載の可変動弁機構のアシスト
装置では、請求項１〜９のいずれかの構成において、前
記アシスト力付与手段は、前記アシスト力を、油圧に基
づいて発生させることを特徴とする。

【００２９】このように流体として油を用いることがで
きる。したがって油圧を利用して容易にコントロールシ
ャフトの軸方向位置が高リフト側になるほどアシスト力
を大きくすることができ、スラスト力に対抗することが
できる適切なアシスト力を可変動弁機構に与えることが
できる。

【００３０】請求項１２記載の可変動弁機構のアシスト
装置では、請求項１〜１１のいずれかの構成において、
前記可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブのバルブリ
フト量を連続的に可変とすることを特徴とする。

【００３１】このように内燃機関の吸気バルブのバルブ
リフト量を調整する可変動弁機構に対して前述したアシ
スト装置を適用することにより、適切なアシスト力を可
変動弁機構に与えることができ、内燃機関の吸入空気量
の調整を高応答で実行することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、上述し
た発明が適用された可変動弁機構及びアシスト装置を備
えた内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エン
ジン」と略す）２及びその制御系統の概略構成を表すブ
ロック図である。

【００３３】エンジン２は、自動車走行駆動用として自
動車に搭載されているものである。このエンジン２は、
シリンダブロック４、ピストン（図示略）及びシリンダ
ブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８等を備
えている。シリンダブロック４には、複数の気筒、ここ
では例えば４つの気筒２ａが形成され、各気筒２ａに
は、シリンダブロック４、ピストン及びシリンダヘッド
８にて区画された燃焼室１０が形成されている。各燃焼
室１０には、それぞれ第１吸気バルブ１２ａ、第２吸気
バルブ１２ｂ、第１排気バルブ１６ａ及び第２排気バル
ブ１６ｂの４バルブが配置されている。第１吸気バルブ
１２ａは第１吸気ポート１４ａを、第２吸気バルブ１２
ｂは第２吸気ポート１４ｂを、第１排気バルブ１６ａは
第１排気ポート１８ａを、第２排気バルブ１６ｂは第２
排気ポート１８ｂを開閉する。

【００３４】各気筒２ａの第１吸気ポート１４ａ及び第
２吸気ポート１４ｂは吸気マニホールド３０内に形成さ
れた吸気通路３０ａを介してサージタンク３２に接続さ
れている。各吸気通路３０ａにはそれぞれフューエルイ
ンジェクタ３４が配置されて、第１吸気ポート１４ａ及
び第２吸気ポート１４ｂに対して燃料を噴射可能として
いる。

【００３５】又、サージタンク３２は吸気ダクト４０を
介してエアクリーナ４２に連結されている。尚、吸気ダ
クト４０内にはスロットルバルブは配置されていない。
アクセルペダル７４の操作やアイドルスピードコントロ
ール時のエンジン回転数ＮＥに応じた吸入空気量制御
は、第１吸気バルブ１２ａ及び第２吸気バルブ１２ｂの
バルブリフト量を調整することによりなされる。

【００３６】これら両吸気バルブ１２ａ，１２ｂの駆動
は、図２に示すごとくシリンダヘッド８に配置された後
述する仲介駆動機構１２０を介して、吸気カムシャフト
４５に設けられた吸気カム４５ａのリフト動作が伝達さ
れることにより可能となっている。この伝達において後
述するスライドアクチュエータ１００の機能により仲介
駆動機構１２０によるリフトの伝達状態が調整されるこ
とによりバルブリフト量が調整される。吸気カムシャフ
ト４５は、一端に設けられたタイミングスプロケット
（タイミングギアやタイミングプーリでも良い）とタイ
ミングチェーン４７を介してエンジン２のクランクシャ
フト４９の回転と連動している。

【００３７】尚、図１で示した各気筒２ａの第１排気ポ
ート１８ａを開閉している第１排気バルブ１６ａ、及び
第２排気ポート１８ｂを開閉している第２排気バルブ１
６ｂは、エンジン２の回転に伴う排気カムシャフト４６
（図２）に設けられた排気カム４６ａ（図２）の回転に
より、一定のバルブリフト量で開閉されている。そし
て、各気筒２ａの第１排気ポート１８ａ及び第２排気ポ
ート１８ｂは排気マニホルド４８に連結されている。こ
のことにより排気を触媒コンバータ５０を介して外部に
排出している。

【００３８】電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す
る）６０は、デジタルコンピュータからなり、双方向性
バスを介して相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、各種ドライバー回路、入力ポート及び出力ポート等
の構成を備えている。

【００３９】ＥＣＵ６０の入力ポートへは、アクセル開
度センサ７６により出力されるアクセルペダル７４の踏
み込み量（以下、「アクセル開度ＡＣＣＰ」と称する）
に比例した出力電圧、クランク角センサ８２によりクラ
ンクシャフトが３０°回転する毎に出力されるパルス、
吸入空気量センサ８４により出力される吸気ダクト４０
を流れる吸入空気量ＧＡに対応した出力電圧、エンジン
２のシリンダブロック４に設けられた水温センサ８６に
より出力されるエンジン２の冷却水温度ＴＨＷに応じた
出力電圧、排気マニホルド４８に設けられた空燃比セン
サ８８により出力される空燃比に応じた出力電圧、スラ
イドアクチュエータ１００により移動される後述するコ
ントロールシャフト１３２の軸方向変位を検出するシャ
フト位置センサ９０により出力される軸方向変位に応じ
た出力電圧、吸気バルブ１２ａ，１２ｂを仲介駆動機構
１２０を介して駆動する吸気カム４５ａのカム角を検出
するカム角センサ９２からの出力パルスが入力してい
る。尚、ＥＣＵ６０ではクランク角センサ８２の出力パ
ルスとカム角センサ９２のパルスとに基づいて現在のク
ランク角が計算され、クランク角センサ８２の出力パル
スの頻度からエンジン回転数ＮＥが計算される。

【００４０】尚、これ以外にＥＣＵ６０の入力ポートに
は、各種の信号が入力されているが、本実施の形態１で
は説明上重要でないので図示省略している。又、ＥＣＵ
６０の出力ポートは、対応する駆動回路を介して各フュ
ーエルインジェクタ３４に接続され、ＥＣＵ６０はエン
ジン２の運転状態に応じて各フューエルインジェクタ３
４の開弁制御を行い、燃料噴射時期制御や燃料噴射量制
御を実行している。更にＥＣＵ６０の出力ポートは駆動
回路を介してオイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣ
Ｖ」と略す）１０４に接続され、ＥＣＵ６０は要求吸気
量等のエンジン２の運転状態に応じてＯＣＶ１０４によ
る油圧制御によりスライドアクチュエータ１００を制御
している。

【００４１】ここでスライドアクチュエータ１００の内
部構造の断面を図３，４に示す。図３は正面から見た縦
断面図（図４のＢ−Ｂ断面）であり、図４は右側面から
見た縦断面図（図３のＡ−Ａ断面）である。

【００４２】スライドアクチュエータ１００はハウジン
グ１００ａ内部にコントロールシャフト１３２と同軸に
形成された円筒状空間を有している。この空間は、コン
トロールシャフト１３２側はわずかに径が小さく形成さ
れている。この空間内部にはピストン体１０２が空間の
軸方向に移動可能に配置されている。ピストン体１０２
は図５，６の斜視図にて示すごとく、ピストン部１０２
ａ及びアシストローラ部１０２ｂを備え、ピストン部１
０２ａとアシストローラ部１０２ｂとは接続部１０２ｃ
を介して一体に形成されている。

【００４３】ピストン部１０２ａは円板状をなし外周面
にはオイルシール用シールリング１０２ｄを収納するた
めのシール溝１０２ｅが形成されている。コントロール
シャフト１３２はこのピストン部１０２ａの中心に形成
された嵌合穴１０２ｆに先端が嵌合している。そしてコ
ントロールシャフト１３２は、ピストン体１０２を軸方
向に貫通するボルト貫通孔１０２ｇを介して、図３の右
方から貫通している固定ボルト１０２ｈによりピストン
体１０２に固定され、ピストン体１０２と一体に軸方向
に移動するようにされている。

【００４４】このピストン部１０２ａは前記円筒状空間
の内の径の小さい側（図示左側）に配置されている。こ
のことにより、前記円筒状空間は２つの圧力室１０１
ａ，１０１ｂに分けられている。そして前述したＯＣＶ
１０４を介して、ＥＣＵ６０が２つの圧力室１０１ａ，
１０１ｂに対する油圧の給排を調整することによりピス
トン体１０２全体が軸方向に移動してコントロールシャ
フト１３２の軸方向位置を調整する。ＯＣＶ１０４は電
磁ソレノイド式４ポート３位置切替弁であり、図３に示
されたごとくの電磁ソレノイドの消磁状態（以下、「低
リフト駆動状態」と称する）では、第１圧力室１０１ａ
内の作動油は排出通路１０７を介してオイルパン１０８
内へ戻される。第２圧力室１０１ｂ内へは供給通路１０
６を介してオイルポンプＰから高圧の作動油が供給され
る。このことにより図３のＬ方向へコントロールシャフ
ト１３２を移動させて仲介駆動機構１２０の機能により
吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ作用角とバルブリフ
ト量とを小さくできる。

【００４５】又、電磁ソレノイドが１００％励磁された
状態（以下、「高リフト駆動状態」と称する）では、第
１圧力室１０１ａ内へは供給通路１０６を介してオイル
ポンプＰから作動油が供給される。第２圧力室１０１ｂ
の作動油は排出通路１０７を介してオイルパン１０８内
へ戻される。このことにより図３のＨ方向へコントロー
ルシャフト１３２を移動させて仲介駆動機構１２０の機
能により吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブリフト量を
大きくできる。

【００４６】更に電磁ソレノイドへの給電を中程度の状
態（以下、「中立状態」と称する）に制御すると、圧力
室１０１ａ，１０１ｂは供給通路１０６にも排出通路１
０７にも接続されずに密封される。このことによりコン
トロールシャフト１３２の軸方向移動は停止して吸気バ
ルブ１２ａ，１２ｂのバルブリフト量を維持できる。

【００４７】次にアシストローラ部１０２ｂについて説
明する。アシストローラ部１０２ｂの本体には、軸方向
とは直交する方向に貫通する空間１０２ｉが形成され
て、この空間１０２ｉ内を貫いて２つ軸部１０２ｊが、
固定ボルト１０２ｈを挟んで対称な位置に設けられてい
る。この２つ軸部１０２ｊの各軸ａｓ（図５）は、コン
トロールシャフト１３２の軸に対して直交する仮想平面
（ＰＳ）に平行に配置されている。この軸部１０２ｊに
はそれぞれ自由回転可能にローラ１０２ｋが取り付けら
れている。

【００４８】この２つのローラ１０２ｋにそれぞれ対向
してハウジング１００ａにはプッシュ部１０３が２つ設
けられている。プッシュ部１０３は出力ロッド１０３
ａ、出力ロッド１０３ａを軸方向に移動可能に支持する
リニアベアリング１０３ｂ及び出力ロッド１０３ａをピ
ストン体１０２側に付勢するスプリング１０３ｃを備え
ている。

【００４９】出力ロッド１０３ａの付勢方向はコントロ
ールシャフト１３２の軸に直交している。更に出力ロッ
ド１０３ａの付勢方向はローラ１０２ｋの軸ａｓに直交
する仮想平面（ＱＳ）に平行であるが、軸ａｓとはオフ
セットｄｏｆｆ（図３）がコントロールシャフト１３２
側に設けられている。したがって図７（Ａ）に示すごと
く出力ロッド１０３ａの先端部１０３ｄからローラ１０
２ｋの円筒状外周面に対しては、圧力Ｆｏ１が斜め方向
で与えられる。このため軸部１０２ｊにはラジアル力Ｆ
ｒ１が与えられる。この結果、ピストン体１０２に対し
ては出力ロッド１０３ａからは軸方向の力Ｆａ１が与え
られる。すなわち、出力ロッド１０３ａの圧力Ｆｏ１
が、ローラ１０２ｋの円筒状外周面を変換面として、軸
方向の力Ｆａ１に変換される。この力Ｆａ１はＨ方向の
力であり、後述する仲介駆動機構１２０にて発生するＬ
方向のスラスト力に対抗するアシスト力となる。尚、図
７（Ａ）ではピストン体１０２がＬ方向の限界位置に存
在する状態を示し、オフセットｄｏｆｆは最小のオフセ
ット距離ｄｏｆｆ１である。

【００５０】ＥＣＵ６０がＯＣＶ信号により圧力室１０
１ａ，１０１ｂの油圧を調整することで、図７（Ｂ）に
示すごとくピストン体１０２をＨ方向に移動させた場合
には、オフセットｄｏｆｆは中間的なオフセット距離ｄ
ｏｆｆ２となる。このため出力ロッド１０３ａの先端部
１０３ｄからローラ１０２ｋの円筒状外周面への圧力Ｆ
ｏ２は更に傾いた方向で与えられる。このため軸部１０
２ｊにはラジアル力Ｆｒ２が与えられる。この結果、ピ
ストン体１０２に対してはアシスト力Ｆａ２（＞Ｆａ
１）が与えられることになる。

【００５１】更に図７（Ｃ）に示すごとくピストン体１
０２をＨ方向の限界位置に移動させると、オフセットｄ
ｏｆｆは最大のオフセット距離ｄｏｆｆ３となる。この
ため出力ロッド１０３ａの先端部１０３ｄからローラ１
０２ｋの円筒状外周面への圧力Ｆｏ３は最大に傾いた方
向で与えられる。このため軸部１０２ｊにはラジアル力
Ｆｒ３が与えられる。この結果、ピストン体１０２に対
しては最大のアシスト力Ｆａ３（＞Ｆａ２）が与えられ
ることになる。

【００５２】上述した関係に基づいて実際に設計したコ
ントロールシャフト１３２のＨ方向移動量とアシスト力
Ｆａとの関係を図８に実線で示す。すなわちＨ方向での
コントロールシャフト１３２の移動量が「０（ｍｍ）」
（Ｌ方向での限界位置）では、ほぼ０（ｋｇｆ）に近い
最小のアシスト力Ｆａとなりコントロールシャフト１３
２がＨ方向に移動するほどアシスト力Ｆａは増加し、Ｈ
方向での限界位置で最大のアシスト力Ｆａとなってい
る。図８に一点鎖線で示されているのは、後述する仲介
駆動機構１２０により発生するスラスト力Ｆｓ（ただし
力の方向は逆）であり、前記アシスト力Ｆａはこのスラ
スト力Ｆｓの絶対値にほぼ同等となるように設定されて
いる。このようなアシスト力Ｆａの上昇パターンは、出
力ロッド１０３ａの先端部１０３ｄの形状、ローラ１０
２ｋの径及び初期オフセットｄｏｆｆ１により適宜設定
できる。尚、仲介駆動機構１２０により発生するスラス
ト力Ｆｓの上昇パターンはエンジン２の回転数により少
し変化するが、アシスト力Ｆａの上昇パターンとして
は、例えば平均的なエンジン回転数におけるスラスト力
Ｆｓに適合させても良く、アイドル時のエンジン回転数
におけるスラスト力Ｆｓに適合させても良く、最高エン
ジン回転数におけるスラスト力Ｆｓに適合させても良
い。

【００５３】次に仲介駆動機構１２０について説明す
る。図９は仲介駆動機構１２０の斜視図を示している。
仲介駆動機構１２０は、図示中央に設けられた入力部１
２２、図示左側に設けられた第１揺動カム１２４（「出
力部」に相当する）および図示右側に設けられた第２揺
動カム１２６（「出力部」に相当する）を備えている。
これら入力部１２２のハウジング１２２ａおよび揺動カ
ム１２４，１２６の各ハウジング１２４ａ，１２６ａは
それぞれ外径が同じ円柱状をなしている。

【００５４】各ハウジング１２２ａ，１２４ａ，１２６
ａを水平に破断した斜視図を図１０に示す。ここで、入
力部１２２のハウジング１２２ａは内部に軸方向に空間
を形成し、この空間の内周面には軸方向に右ネジの螺旋
状に形成されたヘリカルスプライン１２２ｂを形成して
いる。また外周面からは２つのアーム１２２ｃ，１２２
ｄが平行に突出して形成されている。これらアーム１２
２ｃ，１２２ｄの先端には、アーム１２２ｃ，１２２ｄ
間にシャフト１２２ｅが掛け渡されている。このシャフ
ト１２２ｅはハウジング１２２ａの軸方向と平行であ
り、ローラ１２２ｆが回転可能に取り付けられている。

【００５５】第１揺動カム１２４のハウジング１２４ａ
は内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面
には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプ
ライン１２４ｂを形成している。尚、この内部空間は径
の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２４ｃにて
左端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノ
ーズ１２４ｄが突出して形成されている。このノーズ１
２４ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２４ｅを形成し
ている。

【００５６】第２揺動カム１２６のハウジング１２６ａ
は内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面
には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプ
ライン１２６ｂを形成している。尚、この内部空間は径
の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２６ｃにて
右端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノ
ーズ１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１
２６ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２６ｅを形成し
ている。

【００５７】第１揺動カム１２４および第２揺動カム１
２６は、軸受部１２４ｃ，１２６ｃを外側にして入力部
１２２の両端から各端面を同軸上で接触させるように配
置され、全体が図９に示したごとく内部空間を有する略
円柱状となる。

【００５８】入力部１２２および２つの揺動カム１２
４，１２６から構成される内部空間には、スライダギア
１２８が配置されている。スライダギア１２８は略円柱
状をなし、外周面中央には右ネジの螺旋状に形成された
入力用ヘリカルスプライン１２８ａが形成されている。
この入力用ヘリカルスプライン１２８ａの左側端部には
小径部１２８ｂを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第
１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃが形成されてい
る。又、入力用ヘリカルスプライン１２８ａの右側端部
には小径部１２８ｄを挟んで左ネジの螺旋状に形成され
た第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅが形成されて
いる。尚、これら出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，
１２８ｅは、入力用ヘリカルスプライン１２８ａに対し
て外径が小さく形成されている。

【００５９】スライダギア１２８の内部には中心軸方向
に貫通孔１２８ｆが形成されている。そして一方の小径
部１２８ｄには貫通孔１２８ｆ内部を外周面に開放する
ための長孔１２８ｇが形成されている。この長孔１２８
ｇは周方向に長く形成されている。

【００６０】スライダギア１２８の貫通孔１２８ｆ内に
は、図１１に示すごとくの支持パイプ１３０が周方向に
摺動可能に配置されている。ここで図１１（Ａ）は平面
図、図１１（Ｂ）は正面図、図１１（Ｃ）は右側面図で
ある。この支持パイプ１３０は、図２に示したごとく、
すべての仲介駆動機構１２０（ここでは４つ）に共通の
１本が設けられている。尚、支持パイプ１３０には各仲
介駆動機構１２０毎に軸方向に長く形成された長孔１３
０ａが開口している。

【００６１】更に支持パイプ１３０内には、軸方向に摺
動可能にコントロールシャフト１３２が貫通している。
このコントロールシャフト１３２も支持パイプ１３０と
同様にすべての仲介駆動機構１２０に共通の１本が設け
られている。尚、コントロールシャフト１３２には各仲
介駆動機構１２０毎に係止ピン１３２ａが突出してい
る。この係止ピン１３２ａは支持パイプ１３０に形成さ
れている軸方向の長孔１３０ａを貫通して形成されてい
る。更にコントロールシャフト１３２の係止ピン１３２
ａは、前述したスライダギア１２８に形成された周方向
の長孔１２８ｇ内にも先端が挿入されている。

【００６２】支持パイプ１３０に形成された軸方向の長
孔１３０ａにより、コントロールシャフト１３２の係止
ピン１３２ａは、支持パイプ１３０がシリンダヘッド８
に対して固定されていても、軸方向に移動することでス
ライダギア１２８を軸方向に移動させることができる。
更にスライダギア１２８自体は、周方向の長孔１２８ｇ
にて係止ピン１３２ａに係止していることにより、係止
ピン１３２ａにて軸方向の位置は決定されるが軸周りに
ついては揺動可能となっている。

【００６３】そしてスライダギア１２８の内で、入力用
ヘリカルスプライン１２８ａは入力部１２２内部のヘリ
カルスプライン１２２ｂに噛み合わされている。また第
１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃは第１揺動カム１
２４内部のヘリカルスプライン１２４ｂに噛み合わさ
れ、第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅは第２揺動
カム１２６内部のヘリカルスプライン１２６ｂに噛み合
わされている。

【００６４】このように構成された各仲介駆動機構１２
０は、揺動カム１２４，１２６の軸受部１２４ｃ，１２
６ｃ側にて、図２に示したごとく、シリンダヘッド８に
形成された立壁部１３６，１３８に挟まれて、軸周りに
は揺動可能であるが軸方向に移動するのが阻止されてい
る。この立壁部１３６，１３８には、軸受部１２４ｃ，
１２６ｃの中心孔に対応した位置に孔が形成され、支持
パイプ１３０を貫通させ固定している。したがって支持
パイプ１３０はシリンダヘッド８に対しては固定されて
軸方向に移動したり回転したりすることはない。

【００６５】又、支持パイプ１３０内のコントロールシ
ャフト１３２は支持パイプ１３０内を軸方向に摺動可能
に貫通し一端側にて図３，７に示したごとくスライドア
クチュエータ１００のピストン体１０２に接続されてい
る。したがって圧力室１０１ａ，１０１ｂに対する油圧
調整により、コントロールシャフト１３２の軸方向位置
を調整できる。このことによりコントロールシャフト１
３２とスライダギア１２８とを介して、入力部１２２の
ローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２
４ｄ，１２６ｄとの相対位相差が調整できる。すなわち
スライドアクチュエータ１００の駆動により、図１２〜
図１４に示すごとく吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ
リフト量を連続的に可変とすることができる。

【００６６】ここで、図１２は、スライドアクチュエー
タ１００によりコントロールシャフト１３２をＨ方向の
限界まで移動させた状態の仲介駆動機構１２０を示して
いる。すなわち図７の（Ｃ）の状態に相当する。尚、図
１２〜図１５では第２揺動カム１２６が第１吸気バルブ
１２ａを駆動する機構を示しているが、第１揺動カム１
２４が第２吸気バルブ１２ｂを駆動する機構についても
同じであるので、第１揺動カム１２４および第２吸気バ
ルブ１２ｂの符号も併記して以下説明する。

【００６７】図１２（Ａ）では吸気カム４５ａのベース
円部分（ノーズ４５ｃを除いた部分）が、仲介駆動機構
１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触し
ている。尚、図示していないがローラ１２２ｆはスプリ
ングにより吸気カム４５ａ側に常に接触するように付勢
されている。このとき、揺動カム１２４，１２６のノー
ズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーアーム１３のローラ１
３ａには接触しておらず、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄに
隣接したベース円部分が接触している。このため、吸気
バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。

【００６８】吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム
４５ａのノーズ４５ｃが入力部１２２のローラ１２２ｆ
を押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２
２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１
２６に揺動が伝達されて、揺動カム１２４，１２６はノ
ーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。
このことによりノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた
湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅが直ちにロッカーア
ーム１３のローラ１３ａに接触して、図１２（Ｂ）に示
すごとく、カム面１２４ｅ，１２６ｅの全範囲を使用し
てロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げる。こ
のことにより、ロッカーアーム１３はアジャスタ１３ｂ
にて支持されている基端部１３ｃ側を中心に揺動し、ロ
ッカーアーム１３の先端部１３ｄは大きくステムエンド
１２ｃを押し下げる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２
ｂは最大のバルブリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４
ｂを開放状態とする。

【００６９】図１３はスライドアクチュエータ１００に
よりコントロールシャフト１３２を図１２の状態からＬ
方向へ戻した場合の仲介駆動機構１２０の状態を示して
いる。すなわち図７（Ｂ）の状態に相当する。

【００７０】図１３（Ａ）では吸気カム４５ａのベース
円部分が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２の
ローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１
２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーア
ーム１３のローラ１３ａには接触しておらず、図１２の
場合に比較して少しノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れ
たベース円部分が接触している。このため吸気バルブ１
２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。これは仲介駆動機構１
２０内でスライダギア１２８がＬ方向に移動したため、
入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２
６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの相対位相差が小さく
なったためである。

【００７１】吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム
４５ａのノーズ４５ｃが入力部１２２のローラ１２２ｆ
を押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２
２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１
２６に揺動が伝達され、揺動カム１２４，１２６はノー
ズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。

【００７２】上述したごとく、図１３（Ａ）の状態では
ロッカーアーム１３のローラ１３ａにはノーズ１２４
ｄ，１２６ｄから離れたベース円部分が接触している。
このため、揺動カム１２４，１２６が揺動しても、しば
らくはロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２
４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，
１２６ｅに接触することなくベース円部分に接触した状
態を継続する。その後、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２
６ｅがローラ１３ａに接触して、図１３（Ｂ）に示すご
とくロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げる。
このことにより、ロッカーアーム１３は基端部１３ｃを
中心に揺動する。しかしロッカーアーム１３のローラ１
３ａが当初、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れている
分、カム面１２４ｅ，１２６ｅの使用範囲は少なくなっ
てロッカーアーム１３の揺動角度は小さくなり、ロッカ
ーアーム１３の先端部１３ｄによるステムエンド１２ｃ
の押し下げ量、すなわちバルブリフト量は少なくなる。
こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは最大量よりも小さ
いバルブリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放
状態とする。

【００７３】図１４はスライドアクチュエータ１００に
よりコントロールシャフト１３２を最大限Ｌ方向へ戻し
た場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。すな
わち図７（Ａ）の状態に相当する。図１４（Ａ）の状態
ではロッカーアーム１３のローラ１３ａにはノーズ１２
４ｄ，１２６ｄから大きく離れたベース円部分が接触し
ている。このため、揺動の全期間、ロッカーアーム１３
のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられ
た湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅに接触することな
くベース円部分に接触した状態を継続する。すなわち、
図１４（Ｂ）に示すごとく、吸気カム４５ａのノーズ４
５ｃが入力部１２２のローラ１２２ｆを最大に押し下げ
ても、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅはロッカーア
ーム１３のローラ１３ａを押し下げるために使用される
ことはない。このことにより、ロッカーアーム１３は基
端部１３ｃを中心に揺動することがなくなり、ロッカー
アーム１３の先端部１３ｄによるステムエンド１２ｃの
押し下げ量、すなわちバルブリフト量は「０」となる。
こうして吸気カムシャフト４５が回転しても吸気バルブ
１２ａ，１２ｂは吸気ポート１４ａ，１４ｂの閉鎖状態
を維持する。

【００７４】このようにスライドアクチュエータ１００
によりコントロールシャフト１３２の軸方向位置を調整
することにより、図１５のグラフに実線の曲線にて示し
たごとく、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブリフト量
が連続的に調整可能となる。

【００７５】そして、吸気バルブ１２ａ，１２ｂを開け
る場合には、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブスプリ
ング１２ｄからは、ロッカーアーム１３を介してアーム
１２２ｃとノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの間の角度を狭
める方向の力がかかるため、スライダギア１２８にはＬ
方向に移動するスラスト力が発生している。このため係
止ピン１３２ａを介して、コントロールシャフト１３２
をＬ方向に移動させようとするスラスト力Ｆｓがかか
る。そして吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブリフト量
を大きくするほどに、バルブスプリング１２ｄをより強
く圧縮する状態となることから、コントロールシャフト
１３２に発生するスラスト力Ｆｓは、スライドアクチュ
エータ１００によりコントロールシャフト１３２がＨ方
向に移動させられるほど強くなる。すなわち図８に一点
鎖線にて示したごとくである。

【００７６】上述した実施の形態１の構成において、ピ
ストン体１０２とプッシュ部１０３との組み合わせがア
シスト力付与手段に、プッシュ部１０３が出力手段に、
ローラ１０２ｋの外周面が変換面に相当する。

【００７７】以上説明した本実施の形態１によれば、以
下の効果が得られる。（イ）．コントロールシャフト１３２と共に移動するロ
ーラ１０２ｋの外周面を変換面として、出力ロッド１０
３ａの出力する力を、ローラ１０２ｋを介してアシスト
力に変換して、コントロールシャフト１３２に与えてい
る。このため図８に示したごとくコントロールシャフト
１３２が吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブリフト量を
大きくなる方に移動すればするほど、アシスト力を大き
くできる。したがって仲介駆動機構１２０に生じるスラ
スト力に対抗することができる適切なアシスト力をコン
トロールシャフト１３２に与えることができる。

【００７８】この結果、応答性のためにピストン部１０
２ａの受圧面積を小さくしても、バルブリフト量が大き
い側で最低作動油圧が悪化したり、あるいはコントロー
ルシャフト１３２の移動における応答性が悪化したりす
るおそれがない。

【００７９】（ロ）．出力ロッド１０３ａの出力はスプ
リング１０３ｃの復元力を用いているので、比較的簡易
な構成で容易にコントロールシャフト１３２の軸方向位
置が高リフト側になるほどアシスト力を大きくすること
ができる。しかも、磁力などとは異なり急激に復元力が
弱まることはなく広範囲のコントロールシャフト１３２
の軸方向移動にも十分に対応できるアシスト力を発生さ
せることができる。

【００８０】（ハ）．特にスライドアクチュエータ１０
０は、吸気バルブ１２ａ，１２ｂに適用してバルブリフ
ト量を調整するために用いられている。このような用途
においても、上述した構成により適切なアシスト力をコ
ントロールシャフト１３２に与えることができるので、
エンジン２の吸入空気量調量を高応答で実行することが
できる。

【００８１】［実施の形態２］本実施の形態では、図１
６に示すごとく吸気バルブ２１２ａ，２１２ｂのバルブ
リフト量調整は、スライドアクチュエータ３００によ
り、吸気カムシャフト２４５に転がり軸受部２５０ａを
介して接続されている補助シャフト２５０を軸方向に移
動することによりなされる。吸気カムシャフト２４５
は、一端に設けられたタイミングスプロケット（タイミ
ングギアやタイミングプーリでも良い）２５２を介して
エンジンのクランクシャフトの回転と連動するが、補助
シャフト２５０は転がり軸受部２５０ａを介して吸気カ
ムシャフト２４５と接続されているので、吸気カムシャ
フト２４５の回転に対して補助シャフト２５０が連動し
て回転することはない。補助シャフト２５０は軸方向の
移動のみ吸気カムシャフト２４５と一体で移動する。
尚、吸気カムシャフト２４５と接続しているタイミング
スプロケット２５２は、エンジンのシリンダブロックに
対して回転可能にかつ軸方向へは移動しないように支持
されているが、吸気カムシャフト２４５とは中心部にて
ストレートスプライン機構２５２ａにより接続されてい
ることにより、軸方向での吸気カムシャフト２４５の移
動を許している。

【００８２】ここで吸気カムシャフト２４５に設けられ
た吸気カム２４５ａは、軸方向にプロフィールが連続的
に変化する３次元カムとして構成されている。具体的に
は、図示右側ではカムノーズが低く、左側に行くほど次
第にカムノーズが高くなるように各吸気カム２４５ａが
形成されている。このプロフィールの変化により図１５
に示したと同様にバルブリフト量を可変としている。

【００８３】スライドアクチュエータ３００は、ピスト
ン部３１０とアシスト部３２０とを備えている。ピスト
ン部３１０はシリンダ３１０ａ内にピストン３１０ｂを
備えた構成をなしている。ピストン３１０ｂは補助シャ
フト２５０に接続されるとともに、ＥＣＵにより制御さ
れるＯＣＶ１０４からの油圧の供給状態により図示矢印
の方向に移動する。このことにより補助シャフト２５０
及び軸受部２５０ａを介して吸気カムシャフト２４５を
軸方向に移動させることができる。

【００８４】アシスト部３２０はハウジング３２０ａ内
にスライドカム３２２を備えている。このスライドカム
３２２はここでは略半球状をなし、球面側の回転中心軸
部分において連結シャフト３５０と接続している。この
連結シャフト３５０は補助シャフト２５０とは反対側で
且つ同軸でピストン３１０ｂに接続している。したがっ
てスライドカム３２２の軸方向位置はピストン３１０ｂ
の移動位置に連動している。

【００８５】スライドカム３２２の略球面状のカム面３
２２ａには、プッシュ部３２４に備えられている出力ロ
ッド３２４ａの先端に設けられたローラ３２４ｂが接触
している。尚、プッシュ部３２４はローラ３２４ｂ部分
が異なるのみで、前記実施の形態１のプッシュ部１０３
とは基本的に同一の構成である。すなわち圧縮状のスプ
リング３２４ｃにより出力ロッド３２４ａはスライドカ
ム３２２のカム面３２２ａを押圧して、Ｈ方向のアシス
ト力を連結シャフト３５０、ピストン３１０ｂ、補助シ
ャフト２５０及び軸受部２５０ａを介して、吸気カムシ
ャフト２４５に与えている。尚、連結シャフト３５０と
は反対側にてスライドカム３２２の中心部分にはストロ
ークセンサコア３６０ａが設けられ、このストロークセ
ンサコア３６０ａの先端はハウジング３２０ａに取り付
けられているストロークセンサコイル３６０ｂ内に挿入
されている。このことにより吸気カムシャフト２４５の
シャフト位置が検出され、シャフト位置に応じた信号が
ストロークセンサコイル３６０ｂからＥＣＵに出力され
る。

【００８６】３次元カムである吸気カム２４５ａは、図
示したごとくバルブリフト量を高くする側が図示左側と
なっているので、吸気バルブ２１２ａ，２１２ｂのバル
ブスプリング２１２ｄから受ける復元力は、吸気カム２
４５ａのカム面により吸気カムシャフト２４５に対して
Ｌ方向のスラスト力を発生させる。このためスライドカ
ム３２２のカム面３２２ａは吸気カム２４５ａのカム面
とは逆方向に且つ湾曲して傾斜していることにより上記
スラスト力に対抗するアシスト力を発生している。そし
て図１６のごとくピストン３１０ｂがＬ方向の限界位置
に存在している場合には、前記スラスト力は小さいの
で、ローラ３２４ｂは吸気カムシャフト２４５の軸に対
して傾斜の小さい位置でスライドカム３２２のカム面３
２２ａに接触している。又、ピストン３１０ｂがＨ方向
の限界位置に向けて移動された場合には、吸気バルブ２
１２ａ，２１２ｂのバルブスプリング２１２ｄから受け
る復元力は大きくなりスラスト力も増加する。このため
ローラ３２４ｂの接触位置のカム面３２２ａの傾斜は次
第に大きくなってアシスト力を増加させている。そして
図１７のごとくピストン３１０ｂがＨ方向の限界位置と
なるとスラスト力とアシスト力との絶対値はそれぞれ最
大となる。このスラスト力とアシスト力との関係は前記
実施の形態１の図８と同様に相殺する関係にある。

【００８７】上述した実施の形態２の構成において、吸
気カムシャフト２４５がコントロールシャフトに、スラ
イドカム３２２のカム面３２２ａが変換面に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得
られる。

【００８８】（イ）．吸気カムシャフト２４５とは軸方
向にて連動するスライドカム３２２のカム面３２２ａを
変換面として、出力ロッド３２４ａの出力する力をアシ
スト力に変換して、吸気カムシャフト２４５に与えてい
る。このため吸気カムシャフト２４５によりバルブリフ
ト量を大きくなる方に吸気カム２４５ａを移動すればす
るほど、アシスト力を大きくできる。したがって吸気カ
ム２４５ａから吸気カムシャフト２４５に与えられるス
ラスト力に対抗することができる適切なアシスト力を吸
気カムシャフト２４５に与えることができる。

【００８９】この結果、応答性のためにピストン３１０
ｂの受圧面積を小さくしても、バルブリフト量が大きい
側で最低作動油圧が悪化したり、あるいは応答性が悪化
したりするおそれがない。

【００９０】（ロ）．前記実施の形態１の（ロ）及び
（ハ）の効果を生じる。［その他の実施の形態］・前記各実施の形態においては、出力ロッド１０３ａ，
３２４ａに、ローラ１０２ｋあるいはスライドカム３２
２に対する押圧力を与えるために、スプリング１０３
ｃ，３２４ｃの付勢力を利用したが、油圧、空気圧など
の流体圧により出力ロッド１０３ａ，３２４ａに押圧力
を与えても良い。この場合にはコントロールシャフト１
３２や吸気カムシャフト２４５の移動によっても圧力低
下はほとんど無いので、より広範囲のコントロールシャ
フト１３２や吸気カムシャフト２４５の軸方向移動にも
十分に対応できるアシスト力を発生させることができ
る。

【００９１】・前記実施の形態１においてスライドアク
チュエータ１００の代わりに、前記実施の形態２のスラ
イドアクチュエータ３００を用いても良く、又、前記実
施の形態２においてスライドアクチュエータ３００の代
わりに、前記実施の形態１のスライドアクチュエータ１
００を用いても良い。

【００９２】・前記各実施の形態においては、出力ロッ
ド１０３ａ，３２４ａは、スライドアクチュエータ１０
０，３００に対して２本設けられていたが、１本でも良
く、３本以上でも良い。又、スライドアクチュエータ１
００，３００自体もコントロールシャフト１３２あるい
は吸気カムシャフト２４５に対して１つでなく、２つ以
上を軸方向に直列に連結して設けて、アシスト力を強め
るようにしても良い。

【００９３】・前記各実施の形態では、出力ロッド１０
３ａ，３２４ａの突出方向は、コントロールシャフト１
３２あるいは吸気カムシャフト２４５の軸に直交する方
向とされていたが、図１８，１９に示すごとく、軸に直
交することはないが、軸に直交する仮想平面（ＰＹ，Ｑ
Ｙ）に平行に突出するようにしても、アシスト力を発生
させることができる。

【００９４】図１８は、前記実施の形態１の変形例であ
り、ピストン体４０２に平行に配置された２つの軸部４
０２ｊには各１対のローラ４０２ｋが設けられている。
これらローラ４０２ｋの軸線ａｚはコントロールシャフ
トの軸線ａｘに直交する仮想平面（ＰＹ）に平行であ
る。これらのローラ４０２ｋの外周面に接触するよう
に、前記仮想平面（ＰＹ）に平行に出力ロッド４０３ａ
が突出している。このような構成においても、４本の出
力ロッド４０３ａにより出力される押圧力を４つのロー
ラ４０２ｋが受けることにより、ローラ４０２ｋの外周
面にてコントロールシャフトの軸線ａｘ方向のアシスト
力に変換し、仲介駆動機構１２０に生じるスラスト力が
大きくても対抗することができる。

【００９５】図１９は前記実施の形態２の変形例であ
る。前記実施の形態２のスライドカム３２２は略半球状
であったが、この変形例ではスライドカム５２２は略半
円柱状をなしている。このスライドカム５２２の外周面
中央に連結シャフト５５０が取り付けられている。そし
てこの外周面をカム面５２２ａとして、このカム面５２
２ａに接触するように、連結シャフト５５０の軸線ｂｘ
に直交する仮想平面（ＱＹ）に平行に出力ロッド５２４
ａが突出している。このような構成においても、４本の
出力ロッド５２４ａ（下の２本は図示略）により出力さ
れる押圧力をカム面５２２ａが受けることにより、連結
シャフト５５０の軸線ｂｘ方向のアシスト力に変換し、
吸気カムシャフトに生じるスラスト力が大きくても対抗
することができる。

【００９６】・前記実施の形態１（図３）では、ローラ
１０２ｋをピストン部１０２ａ側に設けたが、ローラ１
０２ｋを出力ロッド１０３ａの先端に設け、ピストン部
１０２ａ側には出力ロッド１０３ａの先端部１０３ｄと
同形状の突起（あるいは断面が同じ形状の突条）を設け
ても良く、実施の形態１と同様の機能を生じさせること
ができる。前記実施の形態２（図１６）についても、連
結シャフト３５０側にローラ３２４ｂを設けて出力ロッ
ド３２４ａ側にスライドカム３２２のカム面３２２ａと
同じ断面形状の略円筒面を有するカムを設けても良く、
実施の形態２と同様の機能を生じさせることができる。
前記図１８，１９に述べた例についても同じく、出力ロ
ッドの先端に設ける構成と、コントロールシャフトある
いは連結シャフト側に設ける構成とを入れ替えても良
く、同様な機能を生じさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１としての可変動弁機構及びアシス
ト装置を備えたエンジン及びその制御系統の概略構成を
表すブロック図。

【図２】同じくシリンダヘッド部分の構成説明図。

【図３】実施の形態１のスライドアクチュエータの内部
構造を示す断面図。

【図４】同じくスライドアクチュエータの内部構造を示
す断面図。

【図５】実施の形態１のピストン体の斜視図。

【図６】同じくピストン体の斜視図。

【図７】実施の形態１のアシスト作用の説明図。

【図８】スラスト力Ｆｓ及びアシスト力Ｆａとコントロ
ールシャフト移動量との関係を示すグラフ。

【図９】実施の形態１の仲介駆動機構の構成を示す斜視
図。

【図１０】同じく仲介駆動機構の内部構成を示す部分破
断図。

【図１１】同じく仲介駆動機構の支持パイプ及びコント
ロールシャフトの形状説明図。

【図１２】実施の形態１の仲介駆動機構によるバルブリ
フト量調整機能の説明図。

【図１３】同じく仲介駆動機構によるバルブリフト量調
整機能の説明図。

【図１４】同じく仲介駆動機構によるバルブリフト量調
整機能の説明図。

【図１５】実施の形態１の仲介駆動機構によるバルブリ
フト量の変化を示すグラフ。

【図１６】実施の形態２の可変動弁機構及びアシスト装
置の構成説明図。

【図１７】実施の形態２の可変動弁機構及びアシスト装
置の機能説明図。

【図１８】実施の形態１の変形例の構成説明図。

【図１９】実施の形態２の変形例の構成説明図。

【符号の説明】

２…エンジン、２ａ…気筒、４…シリンダブロック、８
…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２ａ，１２ｂ…吸
気バルブ、１２ｃ…ステムエンド、１２ｄ…バルブスプ
リング、１３…ロッカーアーム、１３ａ…ローラ、１３
ｂ…アジャスタ、１３ｃ…基端部、１３ｄ…先端部、１
４ａ，１４ｂ…吸気ポート、１６ａ，１６ｂ…排気バル
ブ、１８ａ，１８ｂ…排気ポート、３０…吸気マニホー
ルド、３０ａ…吸気通路、３２…サージタンク、３４…
フューエルインジェクタ、４０…吸気ダクト、４２…エ
アクリーナ、４５…吸気カムシャフト、４５ａ…吸気カ
ム、４５ｃ…ノーズ、４６…排気カムシャフト、４６ａ
…排気カム、４７…タイミングチェーン、４８…排気マ
ニホルド、４９…クランクシャフト、５０…触媒コンバ
ータ、６０…ＥＣＵ、７４… アクセルペダル、７６…
アクセル開度センサ、８２…クランク角センサ、８４…
吸入空気量センサ、８６…水温センサ、８８…空燃比セ
ンサ、９０…シャフト位置センサ、９２…カム角セン
サ、１００…スライドアクチュエータ、１００ａ…ハウ
ジング、１０１ａ…第１圧力室、１０１ｂ…第２圧力
室、１０２…ピストン体、１０２ａ…ピストン部、１０
２ｂ…アシストローラ部、１０２ｃ… 接続部、１０２
ｄ…オイルシール用シールリング、１０２ｅ…シール
溝、１０２ｆ…嵌合穴、１０２ｇ…ボルト貫通孔、１０
２ｈ…固定ボルト、１０２ｉ…空間、１０２ｊ…軸部、
１０２ｋ…ローラ、１０３…プッシュ部、１０３ａ…出
力ロッド、１０３ｂ…リニアベアリング、１０３ｃ…ス
プリング、１０３ｄ…先端部、１０４…ＯＣＶ、１０６
…供給通路、１０７…排出通路、１０８…オイルパン、
１２０…仲介駆動機構、１２２…入力部、１２２ａ…ハ
ウジング、１２２ｂ…ヘリカルスプライン、１２２ｃ，
１２２ｄ…アーム、１２２ｅ…シャフト、１２２ｆ…ロ
ーラ、１２４…第１揺動カム、１２４ａ…ハウジング、
１２４ｂ…ヘリカルスプライン、１２４ｃ…軸受部、１
２４ｄ…ノーズ、１２４ｅ…カム面、１２６…第２揺動
カム、１２６ａ…ハウジング、１２６ｂ…ヘリカルスプ
ライン、１２６ｃ…リング状の軸受部、１２６ｄ…ノー
ズ、１２６ｅ…カム面、１２８…スライダギア、１２８
ａ…入力用ヘリカルスプライン、１２８ｂ…小径部、１
２８ｃ…第１出力用ヘリカルスプライン、１２８ｄ…小
径部、１２８ｅ…第２出力用ヘリカルスプライン、１２
８ｆ…貫通孔、１２８ｇ…長孔、１３０…支持パイプ、
１３０ａ…長孔、１３２…コントロールシャフト、１３
２ａ…係止ピン、１３６，１３８…立壁部、２１２ａ，
２１２ｂ…吸気バルブ、２１２ｄ…バルブスプリング、
２４５…吸気カムシャフト、２４５ａ…吸気カム、２５
０…補助シャフト、２５０ａ…軸受部、２５２…タイミ
ングスプロケット、２５２ａ…ストレートスプライン機
構、３００…スライドアクチュエータ、３１０…ピスト
ン部、３１０ａ…シリンダ、３１０ｂ…ピストン、３２
０…アシスト部、３２０ａ…ハウジング、３２２…スラ
イドカム、３２２ａ…カム面、３２４…プッシュ部、３
２４ａ…出力ロッド、３２４ｂ…ローラ、３２４ｃ…ス
プリング、３５０…連結シャフト、３６０ａ…ストロー
クセンサコア、３６０ｂ…ストロークセンサコイル、４
０２…ピストン体、４０２ｊ…軸部、４０２ｋ…ロー
ラ、４０３ａ…出力ロッド、５２２…スライドカム、５
２２ａ…カム面、５２４ａ…出力ロッド、５５０…連結
シャフト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G018 AA05 AA06 AB02 AB04 AB16 BA03 BA04 BA09 BA10 BA12 BA18 BA29 BA31 BA34 CA08 CA09 DA03 DA08 DA09 DA11 DA20 DA85 FA01 FA07 GA02 GA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コントロールシャフトを軸方向に移動させ
ることにより該コントロールシャフトの軸方向位置に連
動してバルブリフト量を連続的に可変とする可変動弁機
構に対して、前記コントロールシャフトに発生するスラ
スト力に対抗するアシスト力を付与するアシスト装置で
あって、前記アシスト力を弾性体の復元力又は流体の圧力に基づ
いて発生させるとともに、前記コントロールシャフトの
軸方向位置が高リフト側になるほど前記アシスト力を大
きくするアシスト力付与手段を備えたことを特徴とする
可変動弁機構のアシスト装置。
【請求項２】請求項１記載の構成において、前記アシス
ト力付与手段は、前記弾性体の復元力又は前記流体の圧力を、前記コント
ロールシャフトの軸に交叉する仮想平面に平行に出力す
る出力手段と、前記出力手段から出力された力を伝達されて前記コント
ロールシャフトの軸方向の力に変換して前記アシスト力
とする変換面と、を備えるとともに、前記出力手段からの力が伝達される
位置における前記変換面の傾きを前記コントロールシャ
フトの軸方向の移動に連動して変化させることにより、
前記コントロールシャフトの軸方向位置が高リフト側に
なるほど前記アシスト力を大きくすることを特徴とする
可変動弁機構のアシスト装置。
【請求項３】請求項２記載の構成において、前記出力手
段は、前記弾性体の復元力又は前記流体の圧力により前
記変換面に向かって突出する出力ロッドを備え、該出力
ロッドが前記変換面に接触することにより前記変換面に
力を伝達することを特徴とする可変動弁機構のアシスト
装置。
【請求項４】請求項３記載の構成において、前記出力ロ
ッドは、前記コントロールシャフトの軸方向とは略直交
する方向に突出し、前記変換面は、前記コントロールシ
ャフトに連動して前記コントロールシャフト軸方向に移
動するカム上のカム面として形成され、前記カム面に対する前記出力ロッドの接触位置が前記コ
ントロールシャフトに連動して軸方向で移動することに
より、前記コントロールシャフトの軸方向位置が高リフ
ト側になるほど前記アシスト力を大きくすることを特徴
とする可変動弁機構のアシスト装置。
【請求項５】請求項３記載の構成において、前記出力ロ
ッドは、前記コントロールシャフトの軸に略直交する方
向に突出し、前記変換面は、前記コントロールシャフト
の軸に略直交する仮想平面に平行な軸を回転軸とし前記
コントロールシャフトに連動して前記コントロールシャ
フトの軸方向に移動するリングの外周面として形成さ
れ、前記外周面に対する前記出力ロッドの接触位置が前記コ
ントロールシャフトに連動して前記コントロールシャフ
トの軸方向で移動することにより、前記コントロールシ
ャフトの軸方向位置が高リフト側になるほど前記アシス
ト力を大きくすることを特徴とする可変動弁機構のアシ
スト装置。
【請求項６】請求項３記載の構成において、前記出力ロ
ッドは、前記コントロールシャフトの軸に略直交する仮
想平面に平行に突出し、前記変換面は、前記コントロー
ルシャフトの軸に略直交する仮想平面に平行な軸を回転
軸とし前記コントロールシャフトに連動して前記コント
ロールシャフトの軸方向に移動するリングの外周面とし
て形成され、前記外周面に対する前記出力ロッドの接触位置が前記コ
ントロールシャフトに連動して前記コントロールシャフ
トの軸方向で移動することにより、前記コントロールシ
ャフトの軸方向位置が高リフト側になるほど前記アシス
ト力を大きくすることを特徴とする可変動弁機構のアシ
スト装置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかの構成において、
前記可変動弁機構は、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカム
シャフトと、前記カムシャフトに設けられたカムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持さ
れ、入力部と出力部とを有することで前記カムにより入
力部が駆動されると出力部にてバルブを駆動する仲介駆
動機構と、軸方向への移動量が前記仲介駆動機構の入力部と出力部
との相対位相差に連動する前記コントロールシャフト
と、前記コントロールシャフトを軸方向に移動することによ
り前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を
調整するアクチュエータと、を備えることにより、前記コントロールシャフトの軸方
向位置に連動してバルブリフト量を連続的に可変とする
ことを特徴とする可変動弁機構のアシスト装置。
【請求項８】請求項１〜６のいずれかの構成において、
前記可変動弁機構は、軸方向にてカムプロフィールが変
化している３次元カムを、軸方向に移動させることによ
りバルブリフト量を連続的に可変とする機構であり、前記コントロールシャフトの軸方向への移動量が前記３
次元カムの軸方向への移動量に連動していることを特徴
とする可変動弁機構のアシスト装置。
【請求項９】請求項８記載の構成において、前記コント
ロールシャフトは前記３次元カムのカムシャフトを兼ね
ていることを特徴とする可変動弁機構のアシスト装置。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかの構成におい
て、前記アシスト力付与手段は、前記アシスト力を、ス
プリングの復元力に基づいて発生させることを特徴とす
る可変動弁機構のアシスト装置。
【請求項１１】請求項１〜９のいずれかの構成におい
て、前記アシスト力付与手段は、前記アシスト力を、油
圧に基づいて発生させることを特徴とする可変動弁機構
のアシスト装置。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかの構成におい
て、前記可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブのバル
ブリフト量を連続的に可変とすることを特徴とする可変
動弁機構のアシスト装置。