JP3826760B2 - 可変動弁機構のアシスト装置 - Google Patents

Description

【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、アクチュエータにてコントロールシャフトを軸方向に往復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のリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構に対して、前記バルブの駆動に伴い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前記アクチュエータとは別に付与するアシスト装置であって、出力ロッドを有し、弾性体の復元力又は流体の圧力により、前記出力ロッド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対して平行に突出して力を出力する出力手段と、前記出力ロッドが接触することにより前記出力手段からの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、コントロールシャフトを軸方向に往復動させるアクチュエータとは別に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往復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。
【００１１】
また、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。
【００１３】
更に、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３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４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５記載の可変動弁機構のアシスト装置では、請求項１〜４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６記載の可変動弁機構のアシスト装置では、請求項１〜４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７記載の可変動弁機構のアシスト装置では、請求項６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８記載の可変動弁機構のアシスト装置では、請求項１〜７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９記載の可変動弁機構のアシスト装置では、請求項１〜７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１２ｂ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１６ｂ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、ＲＡＭ、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、ＥＣＵ６０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３４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、「ＯＣＶ」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１０２ａ及びアシストローラ部１０２ｂを備え、ピストン部１０２ａ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１０１ａ，１０１ｂに分けられている。そして前述したＯＣＶ１０４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１０６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１０７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１０３ａ、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１０２ｋ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Ｆｒ１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１０１ａ，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ｄｏｆｆ２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Ｆｏ２は更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（＞Ｆａ１）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１０２をＨ方向の限界位置に移動させると、オフセットｄｏｆｆ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１０２ｋ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１３２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１０２ｋ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１２２、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，１２６ａ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，１２２ｄが平行に突出して形成されている。これらアーム１２２ｃ，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１２４ｄ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１２６ｄ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１２６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１２４，１２６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１２８ｇ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１３０ａ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１３２ａ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１２４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１２０は、揺動カム１２４，１２６の軸受部１２４ｃ，１２６ｃ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１３２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１２４ｄ，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１２４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１３ａ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１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６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，１２ｂは最大のバルブリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４ｂ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１２４，１２６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１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。これは仲介駆動機構１２０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１２４，１２６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１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６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１２４ｄ，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。その後、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅ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１３ａ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１２４ｄ，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４５ｃ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１０３ａ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１０２ａ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１００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１６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３２２ａ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２４５ａ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３２２ａ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２１２ａ，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３１０ｂ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３２２に対する押圧力を与えるために、スプリング１０３ｃ，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１３２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１００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１００，３００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１００，３００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１０３ａ，３２４ａの突出方向は、コントロールシャフト１３２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，ＱＹ）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４０２ｊ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５２２ａ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５２４ａ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１０２ｋ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、１３ｂ…アジャスタ、１３ｃ…基端部、１３ｄ…先端部、１４ａ，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、１０２ｂ…アシストローラ部、１０２ｃ… 接続部、１０２ｄ…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、１０２ｈ…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、１２４ｄ…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、１２８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１２８ｂ…小径部、１２８ｃ…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、１２８ｆ…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、１３２ａ…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、２５０…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、３２０…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、３２４ａ…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、４０２…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、５２２ａ…カム面、５２４ａ…出力ロッド、５５０…連結シャフト。

Claims (10)

1. アクチュエータにてコントロールシャフトを軸方向に往復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のリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構に対して、前記バルブの駆動に伴い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前記アクチュエータとは別に付与するアシスト装置であって、
   出力ロッドを有し、弾性体の復元力又は流体の圧力により、前記出力ロッド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対して平行に突出して力を出力する出力手段と、
   前記出力ロッドが接触することにより前記出力手段からの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。
2. 請求項１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。
3. 請求項１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。
4. 請求項１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。
5. 請求項１〜４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。
6. 請求項１〜４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。
7. 請求項６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。
8. 請求項１〜７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。
9. 請求項１〜７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。
10. 請求項１〜９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。

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