[0067]如图2至图7所示，可变气门装置具有:控制内燃机排气门5的气门升程及工作角度(打开期间)的升程控制机构即排气VEL1、控制排气门5的开闭时期(气门正时)的气门正时控制机构即排气VTC2、控制进气门4的开闭时期的进气VTC3。另外，排气VEL1、排气VTC2、以及进气VTC3通过控制器22根据内燃机运转状态被控制各自的工作。
[0068]排气VEL1与本申请的申请人在先提出的、例如日本特开2003-172112号公报(适用于进气门侧)所述的装置具有相同的结构，详细情况请参照该公报。另外，进气VTC3也与本申请的申请人在先提出的、例如日本特开2012-127219号公报所述的装置具有相同的结构，详细情况请参照该公报。
[0069]在基于图2及图3A、图3B简单地进行说明时，具有:旋转自如地支承在缸盖02上部所具有的轴承27的中空状驱动轴6 ;通过压入等固定设置于驱动轴6的外周面的旋转凸轮7 ;摇动自如地支承在驱动轴6的外周面而与配置于排气门5上端部的气门挺杆8的上表面滑动连结而使排气门5进行打开工作的两个摇动凸轮9 ;安装在旋转凸轮7与摇动凸轮9之间将旋转凸轮7的旋转力变换为摇动运动而作为摇动力而向摇动凸轮9传递的传递机构。
[0070]驱动轴6经由设置于一端部的正时链轮31A，通过正时链条从曲轴07传递旋转力，将该旋转方向设定为图2中的顺时针方向(箭头方向)。另外，驱动轴6与正时链轮31A的相位不发生变化。即，在本实施例中，尽管安装了排气VTC2，但不使用，不进行相位变换。因此，能够省略排气VTC2，相反，也能够使用排气VTC2取代排气VEL1。对该例将在后面进行叙述。
[0071]旋转凸轮7呈大致环状，经由形成于内部轴向的驱动轴插通孔贯穿固定在驱动轴6上，并且，凸轮主体的轴心Y从驱动轴6的轴心X向径向仅偏离规定量。
[0072]摇动凸轮9 一体地设置在圆筒状凸轮轴10的两端部，并且凸轮轴10经由内周面旋转自如地支承在驱动轴6。另外，在下表面形成有由基圆面、斜面、以及升程面形成的凸轮面9a，基圆面、斜面以及升程面根据摇动凸轮9的摇动位置，与各气门挺杆8上表面的规定位置抵接。
[0073]传递机构具有:配置在驱动轴6上方的摇臂11、关联摇臂11的一端部1 la与旋转凸轮7的连杆臂12、关联摇臂11的另一端部lib与摇动凸轮9的连杆13。摇臂11使中央所具有的筒状基部经由支承孔旋转自如地支承在后述的控制凸轮，并且，一端部11a通过销14旋转自如地与连杆臂12连结，另一方面，另一端部lib经由销15旋转自如地与连杆13的一端部13a连结。
[0074]连杆臂12在圆环状基端部12a的中央位置所具有的嵌合孔中旋转自如地嵌合旋转凸轮7的凸轮主体，另一方面，从基端部12a突出的突出端12b通过销14与摇臂一端部11a连结。连杆13的另一端部13b经由销16旋转自如地连结在摇动凸轮9的凸轮尖部。另夕卜，在驱动轴6上方位置，在相同的轴承部件旋转自如地支承控制轴17，并且，控制轴17的外周滑动自如地嵌入摇臂11的支承孔中，固定作为摇臂11的摇动支点的控制凸轮18。控制轴17与驱动轴6并列配置在内燃机前后方向上，并且通过驱动机构19被旋转控制。另一方面，控制凸轮18呈圆筒状，轴心P2位置与控制轴17的轴心P1仅偏离规定量。
[0075]如图4A、图4B所示，驱动机构19由固定于套筒19a—端部的电动马达20、以及设置于套筒19a内部并向控制轴17传递电动马达20的旋转驱动力的滚珠丝杠传递装置21构成。电动马达20由比例型DC马达构成，通过来自检测内燃机运转状态的控制机构即控制器22的控制信号进行驱动。
[0076]滚珠丝杠传递装置21主要由配置在与电动马达20的驱动轴20a大致同轴上的滚珠丝杠轴23、与滚珠丝杠轴23的外周螺合的移动部件即滚珠螺母24、沿直径方向与控制轴17的一端部连结的关联臂25、将关联臂25与滚珠螺母24关联的连杆部件26构成。滚珠丝杠轴23在除了两端部的整个外周面，螺旋状地连续形成规定宽度的滚珠循环槽23a，并且，一端部经由马达驱动轴连结并且被电动马达20驱动旋转。
[0077]滚珠螺母24形成为大致圆筒状，在内周面与滚珠循环槽23a共同地螺旋状地连续形成旋转自如地保持多个滚珠的导向槽24a，并且，经由各滚珠将滚珠丝杠轴23的旋转运动向滚珠螺母24变换为直线运动，同时被施加轴向的移动力。另外，该滚珠螺母24通过施力部件即螺旋弹簧30的弹簧力，向电动马达20侧(最小升程侧)施力。因此，在内燃机停止时，滚珠螺母24通过螺旋弹簧30的弹簧力，沿滚珠丝杠轴23的轴向向最小升程侧移动。
[0078]控制器22组装在发动机控制单元(ECU)的内部，根据来自检测当前的发动机转数N、曲柄转角的曲柄转角传感器010的检测信号、来自加速器开度传感器、车速传感器、齿轮位置传感器、制动踩踏传感器、水温传感器011等的各种信息信号，检测出当前的发动机运转状态及车辆的运转状态。另外，输入来自检测驱动轴6的旋转角度的驱动轴角度传感器28的检测信号、来自检测控制轴17的旋转位置的电位器29的检测信号，从而检测出驱动轴6相对于曲柄转角的相对旋转角度、各排气门5、5的气门升程量、工作角度。
[0079]在说明排气VEL1的基本工作时，在规定的运转区域中，如果通过基于来自控制器22的控制电流而一方向驱动旋转的电动马达20的旋转扭矩使滚珠丝杠轴23 —方向旋转，则如图4A所示，滚珠螺母24由螺旋弹簧30的弹簧力协助，最大程度地向一方向(靠近电动马达20的方向)直线状地移动，由此，控制轴17经由连杆部件26与关联臂25向一方向旋转。
[0080]因此，如图3A所示，控制凸轮18的轴心以相同半径绕控制轴17的轴线旋转，厚壁部从驱动轴6向上方离开移动。由此，摇臂11的另一端部lib与连杆13的轴支点相对于驱动轴6向上方移动，因此，各摇动凸轮9经由连杆13将凸轮尖部侧强制提升而整体向图3A所示的顺时针方向转动。因此，如果旋转凸轮7旋转而经由连杆臂12提升摇臂11的一端部11a，则该升程量经由连杆13向摇动凸轮9及气门挺杆16传递，由此，排气门5的气门升程量如图5的气门升程曲线所示，为最小升程(L1)，其工作角度D1(曲柄转角的开阀时期)减小。工作角度表示从排气门5的升程的开阀时期至闭阀时期。
[0081]而且，在不同的运转状态下，在通过来自控制器22的控制信号使电动马达20向另一方向旋转，并将该旋转扭矩向滚珠丝杠轴23传递而进行旋转时，伴随该旋转，滚珠螺母24抵抗螺旋弹簧30的弹簧力而向相反方向、S卩、图4A中的右向仅直线移动规定量。由此，控制轴17仅向图3A中的顺时针方向驱动旋转规定量。因此，控制凸轮18的轴心保持在与控制轴17的轴心P1仅向下方距离规定量的旋转角度位置，厚壁部向下方移动。因此，摇臂11整体从图3A的位置向逆时针方向移动，由此，各摇动凸轮9经由连杆13，强制下压凸轮尖部侧，从而使整体稍微地向逆时针方向转动。
[0082]因此，在旋转凸轮7旋转而经由连杆臂12提升摇臂11的一端部11a时，该升程量经由连杆13向各摇动凸轮9及气门挺杆8传递，排气门5的升程量如图5所示，为中升程(L2)或大升程(L3)，工作角度也如D2、D3那样增大。
[0083]另外，例如在向高旋转高负载区域过渡的情况等下，通过来自控制器22的控制信号，如图4B所示，电动马达20进一步向另一方向旋转而使滚珠螺母24最大程度地向右向移动。由此，控制轴17使控制凸轮18进一步向图3A中的顺时针方向旋转，使轴心P2进一步向下方转动。因此，如图3B所示，摇臂11整体进一步向驱动轴6方向附近移动，另一端部lib经由连杆13将摇动凸轮9的凸轮尖部向下方按压，使该摇动凸轮9整体进一步向逆时针方向仅转动规定量。
[0084]因此，在旋转凸轮7旋转而经由连杆臂12提升摇臂11的一端部11a时，该升程量经由连杆13向摇动凸轮9及气门挺杆8传递，但其气门升程量如图5所示地向L2、L3向L4连续增大。其结果是，提高在高旋转区域的排气效率，因而能够使输出提高。S卩，排气门5的升程量根据发动机的运转状态，从中升程L2、大升程L3连续地变化至最大升程L4，因此，各排气门5的工作角度也从最小升程的D1连续地变化至最大升程的D4。另外，在发动机停止时，如上述所示，滚珠螺母24通过螺旋弹簧30的弹簧力被向电动马达20侧施力而自动地移动，因此能够保持在最小工作角度D1及最小升程L1的位置(默认位置)。
[0085]S卩，在变换电力(变换能)不作用于电动马达20的情况下，机械性地稳定在最小升程(最小工作角度)附近，该最小升程(最小工作角度)为机械性的稳定位置(默认)。在本实施例中，如后所述，在有重启请求时，排气门的开阀时期(EV01)如图5所示，被设定为膨胀冲程结束侧的大致下止点附近。由此，能够有效利用重启时的燃烧气体的能量，针对该控制，将在后面详细地说明。另外，因为该排气门的开阀时期(EV01)也位于上述机械性的稳定位置(默认)，所以在变换为该开阀时期的情况下，也能够灵活利用机械性的稳定的能量，从而提尚变换响应性。
[0086]进气VTC3是所谓的叶片式，如图6A、图6B及图7所示，具有:通过发动机的曲轴07驱动旋转而将该旋转驱动力向驱动轴6传递的正时链轮31B ;固定在驱动轴6的端部而旋转自如地收纳在正时链轮31B内的叶片部件32 ;通过液压使叶片部件32正反旋转的液压回路。
[0087]正时链轮31B由旋转自如地收纳叶片部件32的壳体34、封闭壳体34的前端开口的圆板状的前盖35、封闭壳体34的后端开口的大致圆板状的后盖36构成，这些壳体34、前盖35、以及后盖36通过四个小径螺栓37，从驱动轴6的轴向一体地紧固固定。壳体34呈前后两端形成开口的圆筒状，在内周面的周方向的约90°的位置，向内方向突出设置有四个分隔壁即蹄块34a。
[0088]各蹄块34a呈横截面大致为梯形，在大约中央位置，向轴向贯穿形成有供各螺栓37的轴部插入的四个螺栓插通孔34b，并且在各内端面沿轴向切口形成的保持槽内，嵌合保持有3形的密封部件38和将该密封部件向内方按压的未图示的板簧。
[0089]前盖35形成为圆盘板状，在中央贯穿设置有较大径的支承孔35a，并且在外周部，在与各蹄块34a的各螺栓插通孔34b对应的位置贯穿设置有未图示的四个螺栓孔。后盖36在后端侧一体地设置有与正时链条啮合的齿轮部36a，并且在大致中央沿轴向贯穿形成有大径的轴承孔36b。
[0090]叶片部件32具有:在中央具有螺栓插通孔的圆环状的叶片转子32a、以及一体地设置在叶片转子32a的外周面的周向的大致90°位置的四个叶片32b。叶片转子32a的前端侧的小径筒部旋转自如地支承在前盖35的支承孔35a，另一方面，后端侧的小径圆筒部旋转自如地支承在后盖36的轴承孔36b。另外，叶片部件32利用从轴向插入叶片转子32a的螺栓插通孔中的固定螺栓57，从轴向固定在驱动轴6的前端部。
[0091]各叶片32b内的三个形成为较细长的长方体形状，另一个形成为宽度较大的梯形，三个叶片32b被设置为各自的宽度大约相同，相对于此，一个叶片32b的宽度被设定得大于另外三个叶片，从而得到叶片部件32整体的重量平衡。另外，各叶片32b配置在各蹄块34a之间，在形成于各外表面轴向的细长保持槽内分别嵌合保持有与壳体34的内周面滑动接触的3形的密封部件40、以及将密封部件40向壳体34的内周面方向按压的板簧。另夕卜，在各叶片32b的与驱动轴6旋转方向相反一侧的各一侧面上分别形成大致为圆形的两个凹槽32c。另外，在各叶片32b的两侧与各蹄块34a的两侧面之间，分别隔成四个提前角侧液压室41与滞后角侧液压室42。
[0092]如图7所示，液压回路具有相对于各提前角侧液压室41供给、排出工作油的液压的第一液压通路43、以及相对于各滞后角侧液压室42供给、排出工作油的液压的第二液压通路44这两个系统的液压通路，在该两个液压通路43、44，供给通路45和排油通路46分别经由通路切换用的电磁切换阀47连接。在供给通路45设有压送油盘48内的油的单向油栗49，另一方面，排油通路46的下游端与油盘48连通。
[0093]第一、第二液压通路43、44形成于圆柱状的通路构成部39的内部，该通路构成部39的一端部从叶片转子32a的小径筒部插入配置于内部的支承孔32d内，另一方面，另一端部与电磁切换阀47连接。另外，在通路构成部39的一端部的外周面与支承孔14d的内周面之间，嵌合固定有将各液压通路43、44的一端侧之间进行间隔并密封的三个环状密封部件27。
[0094]第一液压通路43具有:形成于支承孔32d的驱动轴6侧的端部的液压室43a、在叶片转子32a内部大致形成为放射状而将液压室43a与各提前角侧液压室41连通的四个分支通路43b。另一方面，第二液压通路44具有:在通路构成部39的一端部内终止并且形成于一端部的外周面的环状室44a ;在叶片转子32的内部弯曲形成为大致L形而连通环状室44a与各滞后角侧液压室42的第二油路44b。
[0095]电磁切换阀47为三位四通型，内部的阀体在各液压通路43、44、供给通路45以及排油通路46之间相对地切换控制，并且通过来自控制器22的控制信号进行切换工作。该进气VTC3的电磁切换阀47在不作用控制电流的情况下，将供给通路45与连通于提前角侧液压室41的第一液压通路43连通，将排油通路46与连通于滞后角侧液压室42的第二液压通路44连通。
[0096]另外，该进气VTC3的电磁切换阀47形成为通过电磁切换阀47内的螺旋弹簧机械地变换位置。控制器22是与排气VEL1共通的装置，检测发动机运转状态，并且根据来自曲柄转角传感器27及驱动轴角度传感器28的信号，检测正时链轮31B与驱动轴6的相对旋转位置。
[0097]此外，在叶片部件32与壳体34之间设有相对于该壳体34限制叶片部件32旋转以及解除限制的限制部件即锁止机构。该锁止机构由滑动用孔50、有盖圆筒状锁止销51、卡合孔52a、以及弹簧部件54构成，所述滑动用孔50设置在宽度大的一个叶片32b与后盖36之间，沿叶片32b的内部的驱动轴6的轴向而形成，所述锁止销51滑动自如地设置在滑动用孔50的内部，所述卡合孔52a设置于固定在后盖36所具有的固定孔内的横截面为杯状的卡合孔构成部52，与锁止销51的锥状前端部51a卡合、解脱，所述弹簧部件54保持在固定于滑动用孔52的底面侧的弹簧座圈53，将锁止销51向卡合孔52a方向施力。在卡合孔52a，经由未图示的油孔直接供给提前角侧液压室41内的液压或油栗49的液压。
[0098]锁止销51在叶片部件32向最提前角侧旋转的位置，前端部51a通过弹簧部件54的弹簧力与