(57)【要約】【課題】コントロールシャフト２１に対する出力アーム５６の傾斜発生を軽減し、エンジンバルブの開閉特性の制御精度を向上させることが可能な内燃機関の可変動弁機構を提供する。【解決手段】この可変動弁機構２は、エンジンバルブとカムシャフトとの間に設けられるものであって、軸方向に移動するコントロールシャフト２１を内部に備えるシャフトアッセンブリ２０と、このシャフトアッセンブリ２０が自身の軸孔に挿入されるスライダ４０と、このスライダ４０の外側に設けられるアームアッセンブリ５０とを備え、スライダ４０とアームアッセンブリ５０との相対回転を通じてエンジンバルブの開閉特性を変更する。そして、アームアッセンブリ５０はスライダ４０と接触する接触面を持ち、シャフトアッセンブリ２０とは接触しない、すなわちアームアッセンブリ５０はスライダ４０を介してのみシャフトアッセンブリ側から支持されている。【選択図】図７
2010071152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンバルブとカムシャフトとの間に設けられて同バルブの開閉特性を変更するものであって、前記カムシャフトに対して軸方向に移動する駆動軸と、この駆動軸の外側に設けられて同駆動軸に連動して軸方向に移動する連動体と、この連動体の外側に設けられて前記駆動軸に対する回転を通じてエンジンバルブを開閉する出力体とを備え、前記駆動軸の軸方向への移動を通じて前記開閉特性の変更を行う内燃機関の可変動弁機構において、
前記出力体は、前記駆動軸側からは前記連動体のみにより支持される
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記出力体及び前記連動体は、前記出力体の内周側に設けられる出力内側ギアと前記連動体の外周側に設けられる出力外側ギアとが互いに噛み合わせられるものであり、
前記出力体は、内周側に前記出力内側ギアが存在する出力内側噛合部と、内周側に前記出力内側ギアが存在しない出力内側接触部とにより構成されて、前記出力内側噛合部及び前記出力内側接触部が軸方向に配列されるものであり、
前記連動体は、外周側に前記出力外側ギアが存在する出力外側噛合部と、外周側に前記出力外側ギアが存在しない出力外側接触部とにより構成されて、出力外側噛合部及び出力外側接触部が軸方向に配列されるものであり、
前記出力体の出力内側噛合部は、この噛合部と前記駆動軸との間に設けられる前記連動体の出力外側噛合部との接触により前記駆動軸側から支持されるものであり、
前記出力体の出力内側接触部は、この接触部と前記駆動軸との間に設けられる前記連動体の出力外側接触部との接触により前記駆動軸側から支持されるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
当該可変動弁機構は、前記連動体の外側に設けられてカムシャフトからの力により前記出力体及び前記連動体とともに前記駆動軸に対して回転する入力体を備え、
前記入力体及び前記連動体は、前記入力体の内周側に設けられる入力内側ギアと前記連動体の外周側に設けられる入力外側ギアとが互いに噛み合わせられるものであり、
前記入力体は、内周側に前記入力内側ギアが存在する入力内側噛合部により構成されるものであり、
前記連動体は、外周側に前記入力外側ギアが存在する入力外側噛合部をさらに含めて構成されるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
当該可変動弁機構は、前記出力体として、一の気筒に設けられる一対のエンジンバルブのそれぞれに対応する第１出力体及び第２出力体を備え、軸方向において前記第１出力体と前記第２出力体との間に前記入力体を備えるものであり、
前記第１出力体及び前記第２出力体はそれぞれ、軸方向において前記出力内側接触部が前記出力内側噛合部に対して前記入力体とは反対側に設けられるものであり、
前記連動体は、前記出力外側ギアとして、前記第１出力体及び前記第２出力体の出力内側ギアのそれぞれに対応する一対のギアを備え、また前記出力外側接触部として、前記第１出力体及び前記第２出力体の出力内側接触部のそれぞれに対応して、前記出力外側ギアの端部から軸方向外側に向けて突出する一対の接触部を備えるもの、すなわち軸方向において前記出力外側接触部の一方及び前記出力外側ギアの一方及び前記入力外側ギア及び前記出力外側ギアの他方及び前記出力外側接触部の他方の順にこれら要素が設けられるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記連動体は、前記駆動軸が挿入される軸孔が軸方向の一方の端部から他方の端部までにわたり当該連動体を貫通する態様で設けられるもの、すなわち前記軸孔が前記出力外側接触部の一方及び前記出力外側ギアの一方及び前記入力外側ギア及び前記出力外側ギアの他方及び前記出力外側接触部の他方のすべてを軸方向に貫通するものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記連動体の出力外側接触部は、前記駆動軸に沿う態様で軸方向に延びる円筒状の要素である
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項７】
請求項５または６に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記連動体は、前記駆動軸の軸方向への移動にともない前記入力体及び前記出力体に対して軸方向へ移動するものであり、
前記連動体の入力外側ギア及び出力外側ギアは、前記入力体及び前記出力体の内部に形成される空間に収容されるものであり、
前記連動体の出力外側接触部は、前記駆動軸の軸方向への移動にともないその一部が前記入力体及び前記出力体の内部にある前記空間から同空間の外側に突出するものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記連動体の出力外側接触部についてその軸方向の長さは、前記入力体及び前記出力体に対する軸方向についての前記連動体の位置がいずれにあっても前記出力体の出力内側接触部と接触してこれを支持する大きさに設定される
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
当該可変動弁機構は、軸方向に所定の間隔を経て配置されて前記駆動軸を支持し、且つ一の気筒に対応する前記入力体及び前記出力体を軸方向の両側から挟み込む複数の支持壁を備えるものであり、
この隔壁は、前記入力体及び前記出力体から突出する前記出力外側接触部の端部が入り込むための空間を備えるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンバルブとカムシャフトとの間に設けられて同バルブの開閉特性を変更するものであって、駆動軸の軸方向への移動を通じて開閉特性の変更を行う内燃機関の可変動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のエンジンバルブである吸気バルブまたは排気バルブはカムシャフトの駆動を通じて開閉し、それぞれ燃焼室と吸気管または排気管との連通状態、すなわち燃焼室への吸気の導入と燃焼室からの排気の排出を制御している。従来、これらはカムシャフトのカムによって直接、またはロッカアームを介して開閉されていたが、近年では内燃機関の運転状態に応じてこれらエンジンバルブの開閉特性を変える可変動弁機構が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
図１３を参照して、こうした可変動弁機構の構造の一例について説明する。
図１３（ａ）に示されるように、可変動弁機構２００は、カムシャフトの軸に沿ってシリンダヘッドに配置されるシャフトアッセンブリ１２０と、各シリンダに対応してシャフトアッセンブリ１２０のまわりに組み付けられるギアアッセンブリ１３０とにより構成されている。
【０００４】
シャフトアッセンブリ１２０は、筒状をなすロッカシャフト１２２と軸方向に移動可能な状態でロッカシャフト内に配置されるコントロールシャフト１２１（駆動軸）とにより構成されている。
【０００５】
各ギアアッセンブリ１３０は、シリンダヘッドと一体形成されたカム受け部１１３Ｂと、各別に形成されたカムキャップ１１３Ａとにより構成されるカム支持壁１１３によって、各シリンダにおける軸方向の位置が規定されている。さらにカム支持壁１１３とギアアッセンブリ１３０との間隙にはシム１７２が設けられており、ギアアッセンブリ１３０の軸方向の位置が規定されている。また、コントロールシャフト１２１の一端にはアクチュエータが接続されており、同コントロールシャフト１２１はこのアクチュエータによって軸方向に直線運動する。
【０００６】
ギアアッセンブリ１３０は、ロッカシャフト１２２の外周上に配置され、コントロールシャフト１２１に連動して軸方向に移動するスライダ１４０（連動体）と、スライダ１４０とともにシャフトアッセンブリ１２０のまわりで回転運動するアームアッセンブリ１５０との組み合わせにより構成されている。アームアッセンブリ１５０はカムシャフトからの力を受ける二種類のアームより構成されている。すなわち、入力アーム１５１（入力体）と、この入力アーム１５１が受けた力に基づいてエンジンバルブを開弁する出力アーム１５６（出力体）である。入力アーム１５１はカムシャフトからの力を受ける入力部を備え、出力アーム１５６はローラロッカアームを押すことでエンジンバルブの開閉を行う出力部を備えている。
【０００７】
入力アーム１５１及び出力アーム１５６とスライダ１４０とは、それぞれヘリカルギアにより噛み合わされている。そして、コントロールシャフト１２１にコネクトピン１６１及びブッシュ１６２を取り付けることにより、スライダ１４０をコントロールシャフト１２１の軸方向の移動に連動させることができるようにしている。
【０００８】
すなわち、入力アーム１５１がカムからの力を受けて回転すると、ヘリカルギアを通じて噛み合うスライダ１４０が入力アーム１５１に連動して回転するとともに、このスライダ１４０とヘリカルギアを通じて噛み合う出力アーム１５６も回転し、この出力アーム１５６の回転によってエンジンバルブが開弁する。
【０００９】
一方、アクチュエータの駆動により、コントロールシャフト１２１とともにコネクトピン１６１及びブッシュ１６２が軸方向に移動すると、コネクトピン１６１及びブッシュ１６２によりスライダ１４０が軸方向に押されるため、コントロールシャフト１２１とスライダ１４０とが連動して軸方向に移動するようになる。このとき、スライダ１４０の軸方向の移動にともなって入力アーム１５１と出力アーム１５６がスライダ１４０に対して互いに反対方向に回転する。そして、この入力アーム１５１及び出力アーム１５６の相対回転にともないエンジンバルブの開弁タイミング及びバルブリフト量が変更される。
【特許文献１】特開２００６−９０１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記従来の可変動弁機構では、アームアッセンブリ１５０は入力アーム１５１とその両隣に設定された出力アーム１５６とにより構成されている。アームアッセンブリ１５０はスライダ１４０を覆うような略円筒形をしており、アームアッセンブリ１５０の両端を構成する出力アーム１５６の一部がアームアッセンブリ１５０の蓋部１５６Ｂを形成している。またこの蓋部１５６Ｂには、シャフトアッセンブリ１２０をアームアッセンブリ１５０内部に通すための孔である開口部１５９が設けられている。
【００１１】
従って、スライダ１４０は、シャフトアッセンブリ１２０への組み付け状態において、ロッカシャフト１２２の外周面にあって、さらにアームアッセンブリ１５０内部に全体を埋包される態様になっている。すなわち、アームアッセンブリ１５０の両端にあたる蓋部１５６Ｂの開口部１５９がロッカシャフト１２２の外周面と接して同シャフト１２１と摺動可能な状態となり、スライダ１４０はアームアッセンブリ１５０の両端面の内側の範囲内で移動可能となっている。
【００１２】
ここで、アームアッセンブリ１５０を構成する構成要素のうち、最も端側にある出力アーム１５６に着目すると、この出力アーム１５６はその蓋部１５６Ｂの開口部１５９においてはロッカシャフト１２２と直に接触して同シャフト１２１により支持されている。一方、同出力アーム１５６の内部のヘリカルギアにおいては、ロッカシャフト１２２との間にスライダ１４０が介在した状態で同シャフト１２１により支持されている。
【００１３】
このように、出力アーム１５６は異なる２つの部材によりシャフトアッセンブリ１２０側から支持されているため、すなわち軸方向外側の端部においては開口部１５９がロッカシャフト１２２と直接的に接触して支持される。また、軸方向内側の端部においてはスライダ１４０とのギアの噛み合いにより支持されているため、ロッカシャフト１２２に対する出力アーム１５６の傾きが生じることも考えられる。具体的には、ロッカシャフト１２２における外径の寸法の誤差、及びスライダ１４０における外径の寸法の誤差について、通常であればこれらは互いに異なる。このため、出力アーム１５６の内周側全体にわたる寸法の誤差が均一であったとしても、ロッカシャフト１２２及び開口部１５９の接触位置に生じる誤差と、スライダ１４０及び出力アーム１５６のギアの接触位置に生じる誤差との間にもずれが生じるようになる。そしてこの場合には、このずれに起因して出力アーム１５６がシャフトアッセンブリ１２０に対して傾くことになるため、出力アーム１５６とローラロッカアームとの関係が本来想定されていたものから乖離し、これによってエンジンバルブの開度を適切に管理することが困難となる。
【００１４】
ここで図１３を参照して、上述した出力アーム１５６の傾きが生じるしくみの詳細について説明する。
図１３（ｂ）にて示すように出力アーム１５６の外周上の任意の点を中心軸と平行に延ばした仮想線Ｐ１０を想定したとき、中心軸Ｃ１０から仮想線Ｐ１０までの設計上の距離Ｌ１０は以下の「ａ１」及び「ｂ１」の二種類が考えられる。
【００１５】
（ａ１）出力アーム１５６が直接シャフトアッセンブリ１２０（詳しくはロッカシャフト１２２）と接している部位においては、ロッカシャフト１２２の半径Ｌ１１と、同シャフト１２１の表面からＰ１０までの距離Ｌ１２とを足したものである。
【００１６】
（ｂ１）出力アーム１５６がスライダ１４０と接している部位においては、ロッカシャフト１２２の半径Ｌ１１と、同シャフト１２１の表面から出力アーム１５６までの距離すなわちスライダ１４０の外径と内径の差（厚さ）Ｌ１３と、スライダ１４０からＰ１０までの距離Ｌ１４とを足したものである。
【００１７】
ここで、Ｌ１０＝Ｌ１１＋Ｌ１２＝Ｌ１１＋Ｌ１３＋Ｌ１４が成立するように設計されているが、実際にはそれぞれの部品精度にばらつきが生じるため、実際の距離は精度誤差を考慮しなければならないことになる。なお、精度誤差に由来する同一部材上における外径及び内径の差異はどの位置においても無視できるほど小さいと考えられるため、同一部材における精度誤差はそれぞれどの同一部材上のどの点をとっても同じであるとみなすことが可能である。従って、ロッカシャフト１２２に由来するＬ１１の精度誤差は常に一定であり、出力アーム１５６に由来するＬ２とＬ４とにおいて考慮される精度誤差は同じであるとみなし、ロッカシャフト１２２、出力アーム１５６及びスライダ１４０の精度誤差をそれぞれΔａ１、Δｂ１及びΔｃ１とする。これらから、上記（ａ１）のうち任意の位置における中心軸Ｃ１０からＰ１０までの距離をＬａ１とし、（ｂ１）のうち任意の位置における中心軸Ｃ１０からＰ１０までの距離をＬｂ１すると以下の関係が成立する。
【００１８】
［１１］Ｌ１０＝Ｌ１１＋Ｌ１２＝Ｌ１１＋Ｌ１３＋Ｌ１４
［１２］Ｌａ１＝Ｌ１１＋Δａ１＋Ｌ１２＋Δｂ１
［１３］Ｌｂ１＝Ｌ１１＋Δａ１＋Ｌ１３＋Δｃ１＋Ｌ１４＋Δｂ１
これらを整理すると、以下のような関係が得られる。
【００１９】
［１４］Ｌｂ１−Ｌａ１＝Δｃ１
すなわち出力アーム１５６が直接ロッカシャフト１２２と接している部位と、出力アーム１５６がスライダ１４０と接している部位との間では、中心軸Ｃ１０から仮想線Ｐ１０までの距離に常にスライダ１４０の精度誤差に由来するΔｃ１が生じていることになる。
【００２０】
従って、出力アーム１５６が直接ロッカシャフト１２２と接している部位と、出力アーム１５６がスライダ１４０と接している部位との間では、このΔｃ１の分だけ、出力アーム１５６が中心軸Ｃ１０及びコントロールシャフト１２１に対して傾斜してしまうことになる。出力アーム１５６はその回転位相、詳しくは出力部のローラロッカアームとの接触位置によってエンジンバルブの開閉制御を行うものであるので、出力アーム１５６が傾斜すると、出力部も傾斜してしまい、ローラロッカアームとの接触位置が理想位置からずれてしまう可能性が憂慮される。また、このΔｃ１はスライダ１４０ごとに違うものとなるため、同可変動弁機構の別の気筒に対応したギアアッセンブリ１３０と比較しても、傾斜角度が異なることになってしまい、それぞれの出力部のローラロッカアームとの接触位置に影響を及ぼすことが考えられる。従って、気筒ごとにエンジンバルブの開閉タイミングにずれが生じてしまい、エンジンバルブの開閉制御が適切に行えないという問題が生じる。
【００２１】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動軸に対する出力体の傾きを抑制することのできる内燃機関の可変動弁機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
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。
（１）請求項１に記載の発明は、エンジンバルブとカムシャフトとの間に設けられて同バルブの開閉特性を変更するものであって、前記カムシャフトに対して軸方向に移動する駆動軸と、この駆動軸の外側に設けられて同駆動軸に連動して軸方向に移動する連動体と、この連動体の外側に設けられて前記駆動軸に対する回転を通じてエンジンバルブを開閉する出力体とを備え、前記駆動軸の軸方向への移動を通じて前記開閉特性の変更を行う内燃機関の可変動弁機構において、前記出力体は、前記駆動軸側からは前記連動体のみにより支持されることを要旨としている。
【００２３】
この発明によれば、出力体が駆動軸側からは同一の部材のみにより支持されるため、駆動軸側から異なる２つの部材により支持されることに起因して駆動軸に対する出力体の傾きが生じることを抑制することができるようになる。
【００２４】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記出力体及び前記連動体は、前記出力体の内周側に設けられる出力内側ギアと前記連動体の外周側に設けられる出力外側ギアとが互いに噛み合わせられるものであり、前記出力体は、内周側に前記出力内側ギアが存在する出力内側噛合部と、内周側に前記出力内側ギアが存在しない出力内側接触部とにより構成されて、前記出力内側噛合部及び前記出力内側接触部が軸方向に配列されるものであり、前記連動体は、外周側に前記出力外側ギアが存在する出力外側噛合部と、外周側に前記出力外側ギアが存在しない出力外側接触部とにより構成されて、出力外側噛合部及び出力外側接触部が軸方向に配列されるものであり、前記出力体の出力内側噛合部は、この噛合部と前記駆動軸との間に設けられる前記連動体の出力外側噛合部との接触により前記駆動軸側から支持されるものであり、前記出力体の出力内側接触部は、この接触部と前記駆動軸との間に設けられる前記連動体の出力外側接触部との接触により前記駆動軸側から支持されるものであることを要旨としている。
【００２５】
この発明によれば、出力体は出力体の出力外側ギアと連動体の出力内側ギアとの接触による支持のほかに出力外側接触部と連動体の出力内側接触部との接触によっても駆動軸側から支持されることになる。出力外側ギアによる支持に加えて出力外側接触部によっても出力体が連動体に支持されることで、出力外側ギアのみで出力体が支持されるよりも出力体を安定させることができるようになる。
【００２６】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の可変動弁機構において、当該可変動弁機構は、前記連動体の外側に設けられてカムシャフトからの力により前記出力体及び前記連動体とともに前記駆動軸に対して回転する入力体を備え、前記入力体及び前記連動体は、前記入力体の内周側に設けられる入力内側ギアと前記連動体の外周側に設けられる入力外側ギアとが互いに噛み合わせられるものであり、前記入力体は、内周側に前記入力内側ギアが存在する入力内側噛合部により構成されるものであり、前記連動体は、外周側に前記入力外側ギアが存在する入力外側噛合部をさらに含めて構成されるものであることを要旨としている。
【００２７】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の可変動弁機構において、当該可変動弁機構は、前記出力体として、一の気筒に設けられる一対のエンジンバルブのそれぞれに対応する第１出力体及び第２出力体を備え、軸方向において前記第１出力体と前記第２出力体との間に前記入力体を備えるものであり、前記第１出力体及び前記第２出力体はそれぞれ、軸方向において前記出力内側接触部が前記出力内側噛合部に対して前記入力体とは反対側に設けられるものであり、前記連動体は、前記出力外側ギアとして、前記第１出力体及び前記第２出力体の出力内側ギアのそれぞれに対応する一対のギアを備え、また前記出力外側接触部として、前記第１出力体及び前記第２出力体の出力内側接触部のそれぞれに対応して、前記出力外側ギアの端部から軸方向外側に向けて突出する一対の接触部を備えるもの、すなわち軸方向において前記出力外側接触部の一方及び前記出力外側ギアの一方及び前記入力外側ギア及び前記出力外側ギアの他方及び前記出力外側接触部の他方の順にこれら要素が設けられるものであることを要旨としている。
【００２８】
この発明によれば、出力体として一の気筒に設けられる一対のエンジンバルブのそれぞれに対応する第１出力体及び第２出力体の２つを備えるときにおいて、第１出力体及び第２出力体のどちらも安定させることができるようになる。このため、片方の出力体のみが連動体の出力外側ギア及び出力外側接触部の２箇所で支持されるときと比較して、第１出力体と第２出力体との間のばらつきが低減可能である。
【００２９】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記連動体は、前記駆動軸が挿入される軸孔が軸方向の一方の端部から他方の端部までにわたり当該連動体を貫通する態様で設けられるもの、すなわち前記軸孔が前記出力外側接触部の一方及び前記出力外側ギアの一方及び前記入力外側ギア及び前記出力外側ギアの他方及び前記出力外側接触部の他方のすべてを軸方向に貫通するものであることを要旨としている。
【００３０】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記連動体の出力外側接触部は、前記駆動軸に沿う態様で軸方向に延びる円筒状の要素であることを要旨としている。
【００３１】
この発明によれば、出力外側接触部を円筒状としたことで、出力外側接触部が外周上において連続した形状となる。従って、出力内側接触部と出力外側接触部との接触面積が拡大し、これによって出力体を安定させることができるようになる。
【００３２】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記連動体は、前記駆動軸の軸方向への移動にともない前記入力体及び前記出力体に対して軸方向へ移動するものであり、前記連動体の入力外側ギア及び出力外側ギアは、前記入力体及び前記出力体の内部に形成される空間に収容されるものであり、前記連動体の出力側接触部は、前記駆動軸の軸方向への移動にともないその一部が前記入力体及び前記出力体の内部にある前記空間から同空間の外側に突出するものであることを要旨としている。
【００３３】
この発明によれば、駆動軸の軸方向への移動にともなって連動体が出力体に対して軸方向に移動したとき、連動体の出力外側接触部は出力体内部に形成される空間よりも外側に突出するようにしている。このため、連動体が出力体に対して軸方向に相対的に移動したときにおいて、連動体の出力外側接触部と出力体の出力内側接触部の接触状態が維持される範囲が拡大できるようになる。このため、駆動軸の軸方向への移動によって連動体と出力体の相対的な軸方向の移動が発生したときにも、駆動軸側からの支持を維持できるようになり、出力体を安定させることができるようになる。
【００３４】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記連動体の出力側接触部についてその軸方向の長さは、前記入力体及び前記出力体に対する軸方向についての前記連動体の位置がいずれにあっても前記出力体の出力内側接触部と接触してこれを支持する大きさに設定されることを要旨としている。
【００３５】
この発明によれば、連動体が出力体に対して軸方向に相対的に移動したときにおいて、常に連動体の出力外側接触部と出力体の出力内側接触部との接触状態が維持されるようにしている。このため、駆動軸の軸方向への移動によって連動体と出力体の相対的な軸方向の移動が発生したときにも、駆動軸側からの支持を常に維持できるようになり、出力体を安定させることができるようになる。
【００３６】
（９）請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の内燃機関の可変動弁機構において、当該可変動弁機構は、軸方向に所定の間隔を経て配置されて前記駆動軸を支持し、且つ一の気筒に対応する前記入力体及び前記出力体を軸方向の両側から挟み込む複数の支持壁を備えるものであり、この隔壁は、前記入力体及び前記出力体から突出する前記出力外側接触部の端部が入り込むための空間を備えるものであることを要旨としている。
【００３７】
この発明によれば、連動体の出力外側接触部の出力体から突出する端部が入り込むための空間を支持壁に備えたため、駆動軸の軸方向への移動によって連動体と出力体の相対的な軸方向の移動が発生したときにも、出力外側接触部による出力内側接触部の支持を維持することができるような出力外側接触部の大きさを設定することが可能となる。従って、連動体の軸方向への移動時にも駆動軸側からの出力体の支持を好適に維持できるようになり、出力体を安定させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１〜図１１を参照して、本発明の内燃機関の可変動弁機構を直列４気筒型内燃機関の吸気バルブの開閉特性を変更する可変動弁機構として具体化した一実施形態について説明する。
【００３９】
図１に示されるように、エンジン１は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２との組み合わせにより構成されている。シリンダブロック１１には、４つのシリンダ１１Ａが直列に配置されている。各シリンダ１１Ａの燃焼室には、インジェクタを通じてシリンダヘッド１２の吸気ポートに噴射された燃料と吸気マニホールドを介して吸気ポートに供給された空気との混合気が供給される。そして、この混合気の燃焼によるピストンの往復運動を通じてクランクシャフトが駆動される。
【００４０】
シリンダヘッド１２には、各シリンダ１１Ａの吸気ポートを燃焼室に対して開閉する吸気バルブ１４、及び各シリンダ１１Ａの排気ポートを燃焼室に対して開閉する排気バルブ１５が設けられている。各吸気バルブ１４は、吸気カムシャフト１６に設けられた吸気カム１６Ｃを通じて開弁される。各排気バルブ１５は、排気カムシャフト１７に設けられた排気カム１７Ｃを通じて開弁される。吸気カムシャフト１６及び排気カムシャフト１７は、シリンダヘッド１２と一体に形成されたカム受け部１３Ｂと、シリンダヘッド１２とは各別に形成されたカムキャップ１３Ａとにより構成されるカム支持壁１３によって支持されている（図７参照）。またタイミングチェーンを介して伝達されたクランクシャフトのトルクにより駆動される。
【００４１】
エンジン１には、吸気バルブ１４の開閉特性、すなわち吸気バルブ１４のバルブ作用角及び最大バルブリフト量を変更することのできる可変動弁機構２が搭載されている。この可変動弁機構２は、シリンダヘッド１２において吸気カムシャフト１６と隣接する位置において、同カムシャフト１６から吸気バルブ１４への力の伝達を仲介する態様で設けられている。また、その構成要素であるシャフトアッセンブリ２０には、同シャフトアッセンブリ２０を直線運動させるアクチュエータ７１が接続されている。また、シャフトアッセンブリ２０上に設けられた各ギアアッセンブリ３０とその両側に位置するシリンダヘッド１２のカム支持壁１３との間にはシム７２が設けられており、このシム７２によりギアアッセンブリ３０とカム支持壁１３との隙間が埋められている。なおバルブ作用角は、吸気バルブ１４が最も閉弁側の位置から最も開弁側の位置を介して再び閉弁側の位置に移動するまでの期間におけるクランクシャフトの回転角度を示す。また最大のバルブリフト量は、吸気バルブ１４が最も閉弁側の位置から最も開弁側の位置に移動するまでの吸気バルブ１４のリフト量を示す。
【００４２】
図２〜図７を参照して、可変動弁機構２の構造について説明する。
図２に示されるように、可変動弁機構２は、アクチュエータ７１に連結されるシャフトアッセンブリ２０と、各シリンダ１１Ａに対応してシャフトアッセンブリ２０上に設けられる複数のギアアッセンブリ３０との組み合わせにより構成されている。また、シャフトアッセンブリ２０の中心軸とギアアッセンブリ３０の中心軸とが整合するように各構成要素が組み合わされている。
【００４３】
シャフトアッセンブリ２０は、シリンダヘッド１２に固定されるロッカシャフト２２と、ロッカシャフト２２に対して軸方向に移動可能な状態でロッカシャフト２２内に配置されるコントロールシャフト２１との組み合わせにより構成されている。
【００４４】
図３に示されるように、シャフトアッセンブリ２０上に設けられる各ギアアッセンブリ３０は、それぞれ入力アーム５１及び出力アーム５６からなるアームアッセンブリ５０と、その内部に配置されるスライダ４０とにより構成されている。アームアッセンブリ５０は、１つの入力アーム５１と２つの出力アーム５６とにより構成されている。また、入力アーム５１の両隣に接する形で出力アーム５６が設定されている。出力アーム５６は、その端部かつアームアッセンブリ５０の端部となる部分が蓋部５６Ｂ（出力内側接触部）を形成するとともに、この蓋部５６Ｂの中央に設けられた孔である開口部５９をシャフトアッセンブリ２０が貫通して組み付けられる。ギアアッセンブリ３０は、カム支持壁１３及びシム７２（図１参照）によりシリンダヘッド１２に対する軸方向の位置が固定されている。
【００４５】
これにより、コントロールシャフト２１がロッカシャフト２２内でシリンダヘッド１２に対して軸方向に移動したとき、スライダ４０がシャフトアッセンブリ２０に連動して移動する一方、ギアアッセンブリ３０の最も外側に位置するアームアッセンブリ５０はシリンダヘッド１２に対して移動しない。
【００４６】
図３（ｂ）を参照して、シャフトアッセンブリ２０に対するギアアッセンブリ３０の組み付け構造の詳細について説明する。
ギアアッセンブリ３０は、シャフトアッセンブリ２０と連動して軸方向に移動するスライダ４０と、スライダ４０の外周上のヘリカルギアを通じてスライダ４０に噛み合わされるアームアッセンブリ５０との組み合わせにより構成されている。シャフトアッセンブリ２０及びギアアッセンブリ３０は、スライダ４０の軸孔４４にシャフトアッセンブリ２０が挿入されることにより組み合わせられている。
【００４７】
ギアアッセンブリ３０は、入力アームギア５４及びスライダ入力ギア４１ならびに出力アームギア５８及びスライダ出力ギア４２は、それぞれ対応するヘリカルギア同士が噛み合わされることにより構成されている。すなわちアームアッセンブリ５０にスライダ４０が取り付けられた状態において、入力アーム５１の内部に形成された内歯のヘリカルギアである入力アームギア５４は、スライダ４０のスライダ入力ギア４１に噛み合わされている。さらに出力アーム５６の内部に形成された内歯のヘリカルギアである出力アームギア５８は、スライダ出力ギア４２に噛み合わされている。スライダ４０のスライダ出力ギア４２の外側には摺動部４５が設けられており、摺動部４５はロッカシャフト２２と出力アームギアの蓋部５６Ｂの開口部５９の間で摺動可能となっている。
【００４８】
これらシャフトアッセンブリ２０及びギアアッセンブリ３０の組み合わせは、スライダ４０内部からロッカシャフト２２を貫通してコントロールシャフト２１内にわたって挿入されるコネクトピン６１、及びこのコネクトピン６１の端部に取り付けられるブッシュ６２を通じて実現されている。
【００４９】
コネクトピン６１の軸方向の長さは、コントロールシャフト穴２１Ａの底面からスライダ４０の周溝４３に達する大きさにある。このため、上記態様をもって挿入された状態においては、コネクトピン６１の端部がコントロールシャフト穴２１Ａから突出した状態にあるとともに、同突出した部分には、その周囲にブッシュ６２がブッシュ孔６２Ａを通じて取り付けられた状態にある。従って、コントロールシャフト２１が直線運動したとき、コントロールシャフト２１からコネクトピン６１に伝達された力は、ブッシュ６２を介してスライダ４０に伝達される。また、スライダ４０の内周側に周溝４３が設けられていることにより、コントロールシャフト２１に対するスライダ４０の回転運動がコネクトピン６１により規制されることはないため、アームアッセンブリ５０に回転方向の力が入力されたときには、これにともないスライダ４０もシャフトアッセンブリ２０に対して回転する。すなわち、可変動弁機構２においては、コネクトピン６１の端部とスライダ４０の周溝４３との嵌め合わせにより、コントロールシャフト２１とスライダ４０との軸方向への連動が維持されるとともに、シャフトアッセンブリ２０に対するスライダ４０の回転が許容されている。
【００５０】
図４を参照してアームアッセンブリ５０の構造について説明する。
アームアッセンブリ５０は、吸気カムシャフト１６からの力を受ける入力アーム５１と、入力アーム５１が受けた力を吸気バルブ１４に伝達する出力アーム５６とにより構成されている。これら入力アーム５１及び出力アーム５６は、軸方向において隣り合う態様で設けられている。２つの出力アーム５６（第１出力体及び第２出力体）は互いに左右対称の形状となっている。入力アーム５１及び出力アーム５６の内周には、それぞれスライダ４０の外周面のヘリカルギアと噛み合わせるための入力アームギア５４及び出力アームギア５８が形成されている。この出力アーム５６の内周にギアを備える部分が出力内側噛合部５６Ａ（図３（ｂ）参照）である。入力アーム５１の外周には、吸気カムシャフト１６の吸気カム１６Ｃと接触する入力部５２が設けられるとともに、リターンスプリング５５が取り付けられる支持部５３が設けられている。また入力アーム５１には、コネクトピン６１（図３参照）をアームアッセンブリ５０の外側からギアアッセンブリ３０内の設定位置に挿入するための入力アーム孔５１Ａが形成されている。出力アーム５６の外周には、ローラロッカアーム１８と接触する出力部５７が設けられている。さらに出力アーム５６の端部には、中心軸に対して直交する方向に蓋部５６Ｂ（図３（ｂ）参照）が形成されている。蓋部５６Ｂの中央部には開口部５９が設けられている。開口部５９は、開口部５９の内側とシャフトアッセンブリ２０表面でスライダの摺動部４５が摺動するように設定されている。すなわち、出力アーム５６は、常にスライダ４０によって内側から支持されることになる。入力アーム５１には支持部５３が設けられており、この支持部５３とシリンダヘッド１２との間にリターンスプリング５５が取り付けられることにより、入力アーム５１がリターンスプリング５５を通じて常に吸気カムシャフト１６側に押されるようにしている。
【００５１】
図５を参照して、スライダ４０の構造について説明する。
スライダ４０は筒状をなしており、その内部にはシャフトアッセンブリ２０を挿入するための軸孔４４が形成されている。外周上には、二種類のヘリカルギアすなわちスライダ入力ギア４１及びスライダ出力ギア４２が形成されている。スライダ入力ギア４１及びスライダ出力ギア４２は、歯すじのねじれ方向がスライダ４０の中心軸に対して互いに反対となるように形成されている。スライダ入力ギア４１上には、コネクトピン６１（図３参照）を外部から挿入するためのスライダ孔４１Ａが形成されている。また、スライダ入力ギア４１の内周側には、周方向において連続する周溝４３が形成されている。両端に配置されたスライダ出力ギア４２の外側には表面が平坦な摺動部４５が存在している。この摺動部４５は、スライダ４０のアームアッセンブリ５０及びシャフトアッセンブリ２０との組み付け時において、ロッカシャフト２２と出力アーム５６との間で摺動可能な態様となるように形成されている。
【００５２】
図６を参照して、シャフトアッセンブリ２０の構造について説明する。
シャフトアッセンブリ２０は、ロッカシャフト２２の内部にコントロールシャフト２１が挿入されることにより構成されている。シャフトアッセンブリ２０においては、その外周上においてギアアッセンブリ３０が取り付けられるそれぞれの位置に、ロッカシャフト２２のコネクトピン６１挿入孔であるロッカシャフト孔２２Ａとコントロールシャフト２１のコネクトピン６１挿入穴であるコントロールシャフト穴２１Ａが形成される。
【００５３】
コネクトピン６１は一方の端部がコントロールシャフト穴２１Ａに差し込まれ、もう一方の端部がロッカシャフト２２の外側に露出する態様で挿入される。なお、同端部はスライダ４０の軸孔４４の周溝４３内に収納され、さらにブッシュ６２によって固定される。
【００５４】
そして、シャフトアッセンブリ２０が直線運動を行ったとき、シャフトアッセンブリ２０からの力はコネクトピン６１に伝わり、さらにコネクトピン６１からスライダ４０へと伝わることになり、コントロールシャフト２１の直線運動に連動してスライダ４０が可動することになる。ロッカシャフト孔２２Ａはコントロールシャフト２１が軸方向に移動するとき、これに連動するコネクトピン６１の端部がロッカシャフト孔２２Ａ内を移動可能なように長穴形状となっている。
【００５５】
図７を参照して、エンジン１における可変動弁機構２の支持構造の詳細について説明する。
エンジン１においては、シリンダヘッド１２に設けられた複数のカム支持壁１３により可変動弁機構２が支持されている。具体的には、シャフトアッセンブリ２０が複数のカム受け部１３Ｂにより直接的に受けられるとともに、これらカム受け部１３Ｂのそれぞれにカムキャップ１３Ａが取り付けられて、カム支持壁１３によるシャフトアッセンブリ２０の支持がなされている。
【００５６】
各ギアアッセンブリ３０は、一対のカム支持壁１３の間に配置されている。これらカム支持壁１３と対応するギアアッセンブリ３０との間には、これらの軸方向の隙間を埋めるシム７２が設けられている。これにより、シリンダヘッド１２に対する軸方向についてのギアアッセンブリ３０（正確にはアームアッセンブリ５０）の位置が固定されている。
【００５７】
ところで、スライダ４０はその摺動部４５の端部が出力アーム５６の蓋部５６Ｂよりも外側、すなわちアームアッセンブリ５０の外側に達することがある。スライダ４０が許容される軸方向の位置の最大の位置にあるとき、この摺動部４５のアームアッセンブリ５０の外側に露出した端部はカム支持壁１３にまで達することになる。従って、カム支持壁１３を構成するカムキャップ１３Ａ及びカム受け部１３Ｂには、スライダ４０が最大位置に達したとき、摺動部４５の端部を収納かつ摺動できるような収納部１３Ｒが形成されている。
【００５８】
また、スライダ４０の摺動部４５はシム７２とロッカシャフト２２との間で摺動を行うものであるので、シム７２とロッカシャフト２２との間には、摺動部４５の摺動を許容するように間隙が設けられて設置されている。
【００５９】
図８を参照して、コントロールシャフト２１の直線運動にともなう可変動弁機構２の動作態様について説明する。
可変動弁機構２においては、スライダ４０に対する軸方向についてのアームアッセンブリ５０の移動が不能とされる条件のもと、コントロールシャフト２１が軸方向に移動したとき、アームアッセンブリ５０に対する軸方向についてのスライダ４０の位置が変更される。このとき、ヘリカルギアの噛み合いにより、入力アーム５１及び出力アーム５６に対して互いに反対方向へ作用するねじり力が付与されるため、入力アーム５１と出力アーム５６とが軸心に対して反対方向へ回転する。これにより、シャフトアッセンブリ２０のまわりにおける入力部５２と出力部５７との相対的な回転位相が変更される。なお、各シリンダ１１Ａに対応するスライダ４０が共通する１本のコントロールシャフト２１に組み付けられているため、コントロールシャフト２１の移動にともない、全てのギアアッセンブリ３０において入力部５２と出力部５７との相対的な回転位相が変更される。
【００６０】
以下に、コントロールシャフト２１が軸方向の一方である軸方向Ｘ１に移動したとき、及び軸方向の他方である軸方向Ｘ２に移動したときのそれぞれにおけるギアアッセンブリ３０の動作態様を示す。
【００６１】
（Ａ）コントロールシャフト２１が軸方向Ｘ１に移動したとき、入力アーム５１と出力アーム５６との相対的な回転により、シャフトアッセンブリ２０のまわりにおいて入力部５２の吸気カムシャフト１６と接する部分（図では入力部５２の上面となる。以下、「入力面」とする。）と出力部５７のローラロッカアーム１８と接する部分（図では出力部５７の下面となる。以下、「出力面」とする。）とが接近する（「状態ａ」から「状態ｂ」への変化に相当）。そして、コントロールシャフト２１が最大限まで軸方向Ｘ１に移動したとき、シャフトアッセンブリのまわりにおける入力部５２の入力面と出力部５７の出力面との間隔がもっとも小さくなる。
【００６２】
（Ｂ）コントロールシャフト２１が軸方向Ｘ２に移動したとき、入力アーム５１と出力アーム５６との相対的な回転により、シャフトアッセンブリ２０のまわりにおいて入力部５２の吸気カムシャフト１６と接する入力面と出力部５７の出力面とが離間する（「状態ａ」から「状態ｃ」への変化に相当）。そして、コントロールシャフト２１が最大限まで軸方向Ｘ２に移動させたとき、シャフトアッセンブリのまわりにおける入力部５２の入力面と出力部５７の出力面との間隔がもっとも大きくなる。
【００６３】
図９及び図１０を参照して、可変動弁機構２の動作と吸気バルブ１４のバルブ作用角及び最大バルブリフト量との関係について説明する。なお、図９及び図１０はコントロールシャフト２１がアクチュエータ７１に対してそれぞれ逆方向に最大限まで移動した状態における吸気バルブ１４周辺のエンジン１の断面構造を示す。
【００６４】
シリンダヘッド１２において、吸気カムシャフト１６とローラロッカアーム１８との間には、可変動弁機構２のギアアッセンブリ３０が配置されている。ローラロッカアーム１８は、一方の端部である揺動側端部１８Ｂが吸気バルブ１４のバルブスプリング１８Ｄを通じてギアアッセンブリ３０側に押されているとともに、他方の端部である支持側端部１８Ｃがラッシュアジャスタ１９を通じて支持されているため、ローラ１８Ａが常にギアアッセンブリ３０の出力アーム５６と接触した状態に保持される。入力アーム５１は、シリンダヘッド１２と支持部５３との間に取り付けられたリターンスプリング５５により吸気カムシャフト１６側に押されているため、入力部５２が常に吸気カム１６Ｃと接触した状態に保持される。
【００６５】
エンジン１においては、ギアアッセンブリ３０の出力部５７を通じてローラロッカアーム１８の揺動側端部１８Ｂが押し下げられることにより吸気バルブ１４が開弁される。また、バルブスプリング１８Ｄを通じてローラロッカアーム１８の揺動側端部１８Ｂが押し上げられることにより吸気バルブ１４が閉弁される。すなわち、コントロールシャフト２１に対するギアアッセンブリ３０の回転位相（以下、「ギア回転位相」）の変化にともないギアアッセンブリ３０に対するローラロッカアーム１８の揺動側端部１８Ｂの位置（以下、「端部位置」）が変更されることにより、吸気バルブ１４が開閉される。
【００６６】
ギア回転位相は、入力部５２に対する吸気カム１６Ｃの接触位置に応じて変更される。すなわち、吸気カム１６Ｃのベースサークルと入力部５２とが接触しているときの位相（基本回転位相（図９（ａ）及び図１０（ａ）））と、吸気カム１６Ｃのカムノーズと入力部５２とが接触しているときの位相（最大回転位相（図９（ｂ）及び図１０（ｂ）））との間で変更される。
【００６７】
端部位置は、ローラロッカアーム１８に対する出力部５７の接触位置に応じて変更される。すなわち、ギア回転位相が基本回転位相のときの位置（基本位相時位置（図９（ａ）及び図１０（ａ）））と、ギア回転位相が最大回転位相のときの位置（基本位相時位置（図９（ｂ）及び図１０（ｂ）））との間で変更される。また、最大位相時位置はシャフトアッセンブリ２０のまわりにおける入力部５２と出力部５７との間隔に応じて、出力部５７とロッカアームが接触しているときの位置（最大押下位置（図９（ｂ））及び最大押上位置（図１０（ｂ））で変更することができる。なお、シャフトアッセンブリ２０のまわりにおける入力部５２と出力部５７との間隔は、コントロールシャフト２１の移動によって変更されるため、コントロールシャフト２１の位置が一定に保持されているときには、最大位相時位置も一定の位置に保持される。また、端部位置が最大押上位置及び基本位相時位置のときは、ギア回転位相にかかわらず吸気バルブ１４が閉弁状態に保持される。
【００６８】
エンジン１において、バルブ作用角は、ローラロッカアーム１８の揺動側端部１８Ｂ（吸気バルブ１４）が出力部５７により押し下げられている期間におけるクランクシャフトの回転角度、すなわちローラロッカアーム１８の端部位置が基本位相時位置（図９（ａ）の状態）から最大位相時位置（図１０（ｂ）の状態）を介して再び基本位相時位置（図９（ａ）の状態）に設定されるまでの期間におけるクランクシャフトの回転角度に相当する。また、最大バルブリフト量は、ローラロッカアーム１８の揺動側端部１８Ｂ（吸気バルブ１４）が出力部５７により最大限に押し下げられているときのリフト量、すなわちギア回転位相が最大回転位相（図１０（ｂ）の状態）のときのリフト量に相当する。
【００６９】
こうしたことから、バルブ作用角及び最大バルブリフト量は、ローラロッカアーム１８の最大位相時位置が最大押下位置に近づくにつれて大きくなる一方で、最大位相時位置が最大押上位置に近づくにつれて小さくなる。従って、コントロールシャフト２１の軸方向への移動を通じてシャフトアッセンブリ２０のまわりにおける入力部５２と出力部５７との間隔（入力部５２と出力部５７との相対的な回転位相の差）が変更されることにより、バルブ作用角及び最大バルブリフト量が変更されるようになる。
【００７０】
図１１を参照して、可変動弁機構の内燃機関搭載時のスライダ４０の動作態様について説明する。なお、図１１（ａ）はアクチュエータ７１の駆動に伴って、コントロールシャフト２１がシャフトアッセンブリ２０の内部において図中における左側の最大位置に移動したときのギアアッセンブリ３０とその周辺における部分断面図である。
【００７１】
コントロールシャフト２１の移動に連動して、コネクトピン６１が同方向に移動すると、ブッシュ６２と周溝４３を通じてスライダ４０も同方向へと移動する。そして、スライダ４０が、アームアッセンブリ５０内において許容される最も左側の位置（左側最大位置）に移動したとき、スライダ４０の左側の摺動部４５の端部は出力アーム５６の蓋部５６Ｂよりも外側に達し、シム７２さらにカム支持壁１３の一部にまで達して、カム支持壁１３に設けられた収納部１３Ｒに収納されるようになっている。このとき一方で、スライダ４０の右側の摺動部４５の端部はその最も端の部分が右側の出力アーム５６の開口部５９とシャフトアッセンブリ２０の表面との間に留まっており、出力アーム５６をシャフトアッセンブリ２０側から支持する態様となっている。
【００７２】
図１１（ｂ）に示されるように、スライダ４０が右側最大位置まで移動したとき、スライダ４０の右側の摺動部４５の端部は同方向側のカム支持壁１３の収納部１３Ｒに収まる。このとき、左側の摺動部４５の端部は左側の出力アーム５６の開口部５９部分に留まって、出力アーム５６の内側から出力アーム５６を支持する態様になっている。すなわち、スライダ４０の摺動部４５は、同摺動部４５側の出力アーム５６の開口部５９から同摺動部４５側のシムを介して隣接するカム支持壁１３の収納部１３Ｒまでの範囲内で移動可能となっている。
【００７３】
ここで、出力アーム５６は常に出力アームギア５８でスライダ出力ギア４２と噛み合っているため（図１２の範囲「ｂ」に相当）、これによってシャフトアッセンブリ２０側から支持を受けている。また、スライダ４０が左右どちらの方向について最大位置に移動したときにも、摺動部４５の少なくとも一部は開口部５９とシャフトアッセンブリ２０の間に存在しているため（図１２の範囲「ａ」に相当）、スライダ４０の摺動部４５が出力アーム５６を内側から支持している構成になっている。
【００７４】
従って、出力アーム５６はスライダ出力ギア４２の部分と摺動部４５の２箇所によってスライダ４０を介してシャフトアッセンブリ２０側から支持されていることになる。これら以外に出力アーム５６をシャフトアッセンブリ２０側から支持する部分は存在しない。従って、出力アーム５６に着目して言い換えれば、出力アーム５６はシャフトアッセンブリ２０側から常にスライダ４０を介して支持されていることになる。
【００７５】
ここで、図１２にて示されるように、出力アーム５６の外周上の任意の点を軸心と平行に延ばした仮想線Ｐを想定したとき、中心軸Ｃから仮想線Ｐまでの設計上の距離Ｌは以下の二種類が考えられる。
【００７６】
（ａ）出力アーム５６の蓋部５６Ｂ（開口部５９）部においては、シャフトアッセンブリ２０（詳しくはロッカシャフト２２）の半径Ｌ１と、シャフトアッセンブリ２０から出力アーム５６までの距離すなわちスライダ４０の摺動部４５の外径と内径の差（厚さ）Ｌ２と、摺動部４５表面からＰまでの距離Ｌ３とを足したものである。
【００７７】
（ｂ）出力アームギア５８とスライダ出力ギア４２の噛合部である出力内側噛合部５６Ａにおいては、シャフトアッセンブリ２０の半径Ｌ１と、シャフトアッセンブリ２０の表面から出力アーム５６までの距離すなわちスライダ４０のスライダ出力ギア４２部の外径と内径の差（厚さ）Ｌ４と、スライダ４０からＰまでの距離Ｌ５とを足したものである。
【００７８】
ここで、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＝Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５が成立するように設計されているが、実際にはそれぞれの部品精度にばらつきが生じるため、実際の距離には精度誤差を考慮しなければならないことになる。なお、精度誤差に由来する同一部材上における外径及び内径の差異はどの位置においても無視できるほど小さいと考えられるため、同一部材における精度誤差はそれぞれどの同一部材上のどの点をとっても同じであるとみなすことが可能である。従って、ロッカシャフトに由来するＬ１の精度誤差は常に一定であり、出力アーム５６に由来するＬ２とＬ４とにおいて考慮される精度誤差は同じであるとみなし、シャフトアッセンブリ２０（ロッカシャフト２２）、出力アーム５６及びスライダ４０の精度誤差をそれぞれΔａ、Δｂ及びΔｃとする。これらから、上記（ａ）のうち任意の位置における中心軸ＣからＰまでの距離をＬａとし、（ｂ）のうち任意の位置における中心軸ＣからＰまでの距離をＬｂすると以下の関係が成立する。
【００７９】
［１］Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＝Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５
［２］Ｌａ＝Ｌ１＋Δａ＋Ｌ２＋Δｃ＋Ｌ３＋Δｂ
［３］Ｌｂ＝Ｌ１＋Δａ＋Ｌ４＋Δｃ＋Ｌ５＋Δｂ
これらを整理すると、以下のような関係が得られる。
【００８０】
［４］Ｌｂ＝Ｌａ
これは、出力アーム５６がシャフトアッセンブリ２０側から支持される部分である（ａ）及び（ｂ）の範囲内のどの位置においても中心軸Ｃから仮想線Ｐまでの距離が一定であることを示している。すなわち、出力アーム５６がスライダ４０のみによって支持される構成では、出力アーム５６は常に中心軸に対して平行な状態を維持することができるようになるため、理論上、中心軸に対する出力アーム５６の傾斜が発生しないことになる。
【００８１】
［実施形態の効果］
以上詳述したように、本実施形態の内燃機関の可変動弁機構によれば以下に示す効果が得られるようになる。
【００８２】
（１）本実施形態の可変動弁機構では、出力アーム５６がシャフトアッセンブリ２０側からは同一の部材、すなわちスライダ４０のみにより支持される。このため、シャフトアッセンブリ２０側から異なる２つの部材（スライダ４０及びロッカシャフト２２）により支持されることに起因してシャフトアッセンブリ２０すなわちコントロールシャフト２１に対する出力アーム５６の傾きが生じることを抑制することができるようになる。
【００８３】
（２）本実施形態の可変動弁機構では、出力アーム５６は出力アーム５６の出力アームギアとスライダ４０のスライダ出力ギア４２との接触による支持のほかに蓋部５６Ｂと摺動部５６Ａとの接触によってもシャフトアッセンブリ２０側から支持されることになる。スライダ出力ギア４２による支持に加えて摺動部５６Ａによっても出力アーム５６を支持することで、スライダ出力ギア４２のみで出力アーム５６を支持するよりも出力アーム５６を安定させることができるようになる。
【００８４】
（３）本実施形態の可変動弁機構では、出力アーム５６として一の気筒に設けられる一対の吸気バルブ１４のそれぞれに対応する入力アーム５１の両隣の２つの出力アーム５６を備えるときにおいて、両出力アーム５６のどちらも安定させることができるようになる。このため、片方の出力アーム５６のみがスライダ４０のスライダ出力ギア４２及び摺動部４５の２箇所で支持されるときと比較して、各出力アーム５６間でのばらつきが低減可能である。
【００８５】
（４）本実施形態の可変動弁機構では、摺動部４５を円筒状としたことで、摺動部４５が外周上において連続した形状となる。従って、蓋部５６Ｂと摺動部４５との接触面積が拡大し、これによって出力アーム５６を安定させることができるようになる。
【００８６】
（５）本実施形態の可変動弁機構では、コントロールシャフト２１の軸方向への移動にともなってスライダ４０が出力アーム５６に対して軸方向に移動したとき、スライダ４０の摺動部４５は出力アーム５６内部に形成される空間よりも外側に突出するようにしている。このため、スライダ４０が出力アーム５６に対して相対的に移動したときにおいて、スライダ４０の摺動部４５と出力アーム５６の蓋部５６Ｂの接触状態が維持される範囲が拡大できるようになる。このため、コントロールシャフト２１の軸方向への移動によってスライダ４０と出力アーム５６の相対的な軸方向の移動が発生したときにも、シャフトアッセンブリ２０側からの支持を維持できるようになり、出力アーム５６を安定させることができるようになる。
【００８７】
（６）本実施形態の可変動弁機構では、スライダ４０が出力アーム５６に対して相対的に移動したときにおいて、常にスライダ４０の摺動部４５と出力アーム５６の蓋部５６Ｂとの接触状態が維持されるようにしている。このため、コントロールシャフト２１の軸方向への移動によってスライダ４０と出力アーム５６の相対的な軸方向の移動が発生したときにも、シャフトアッセンブリ２０側からの支持を常に維持できるようになり、出力アーム５６を安定させることができるようになる。
【００８８】
（７）本実施形態の可変動弁機構では、スライダ４０の摺動部４５の出力アーム５６からの突出する端部が入り込むための空間をカム支持壁１３に備えた。このため、コントロールシャフト２１軸の軸方向への移動によってスライダ４０と出力アーム５６の相対的な軸方向の移動が発生したときにも、摺動部４５による蓋部５６Ｂの支持を維持することができるような摺動部４５の大きさを設定するのが可能となる。従って、スライダ４０の軸方向への移動時にもシャフトアッセンブリ２０側からの支持を好適に維持できるようになり、出力アーム５６を安定させることができるようになる。
【００８９】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。
【００９０】
・上記実施形態は、１気筒に２つの吸気バルブを備えるエンジン１について採用したが、これは吸気バルブ数が１気筒に２つのものに限られなくても良い。また、吸気バルブだけでなく、排気バルブに対する可変動弁機構にも採用可能である。
【００９１】
・上記実施形態ではカム支持壁１３の収納部１３Ｒを小さくするために、スライダ４０がどの位置にあってもスライダ４０の摺動部４５が出力アーム５６の開口部５９とロッカシャフト２２との間にあり、且つ出力アーム５６が安定する長さのうちでもっとも短いとものとした。しかしこれは、摺動部が常に出力アーム５６の開口部５９とロッカシャフト２２との間で摺動するような態様となるものならば、摺動部の大きさにとらわれずとも良い。すなわち、収納部１３Ｒを大きくするとともに摺動部４５を延長することも可能である。
【００９２】
・上記実施形態では、スライダ４０の両端部に摺動部を設けたが、これは片方のみにしても良い。この場合も、少なくとも（１）及び（２）の効果は奏せられる。
・上記実施形態では、出力アーム５６の蓋部５６Ｂをスライダ４０の摺動部４５により支持し、且つ出力アーム５６の出力アームギア５８をスライダ４０のスライダ出力ギア４２と噛み合わせることにより、シャフトアッセンブリ２０側から出力アーム５６を直接的に支持する要素をスライダ４０のみに限る構成とした。しかし、これを次のように変更することもできる。すなわち、出力アーム５６の内周側においてその軸方向の略全体にわたり出力アームギア５８を形成し、またスライダ４０にこのギア５８に対応するスライダ出力ギア４２を形成し、これらを噛み合わせることにより、シャフトアッセンブリ２０側からはスライダ４０のみにより出力アーム５６を直接的に支持する構成とすることもできる。
【００９３】
・またあるいは、上記実施形態において出力アーム５６の蓋部５６Ｂを省略し、蓋部５６Ｂに相当する部分についてはロッカシャフト２２との間に空間を形成し、出力アームギア５８とスライダ出力ギア４２との噛み合わせのみを通じて出力アーム５６をスライダ４０により支持する構成とすることもできる。要するに、出力アーム５６がロッカシャフト２２側からはスライダ４０のみにより支持される構成であれば、その具体的な態様は上記実施形態のものに限られず適宜変更可能である。
【００９４】
・本発明を実施するうえでの可変動弁機構の構造は、上記実施形態にて例示した構造に限られるものではない。要するに、軸方向に移動するコントロールシャフトと、このシャフトに連動して軸方向に移動するスライダと、このスライダの外側に設けられるアームアッセンブリとを備え、コントロールシャフト及びスライダとアームアッセンブリとの軸方向への相対移動にともないバルブの開閉特製を変更するものであれば、いずれの可変動弁機構に対しても本発明を適用することはできる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の内燃機関の可変動弁機構を具体化した一実施形態について、同機構を搭載したエンジンの平面構造を示す平面図。
【図２】同実施形態の可変動弁機構について、その斜視構造を示す斜視図。
【図３】（ａ）同実施形態の可変動弁機構を構成するコントロールシャフト及びギアアッセンブリについて、その一部の斜視構造を示す斜視図。（ｂ）同コントロールシャフト及びギアアッセンブリについて、その一部の断面構造を示す断面図。
【図４】（ａ）同実施形態の可変動弁機構を構成するアームアッセンブリについて、その斜視構造を示す斜視図。（ｂ）同アームアッセンブリについて、その断面構造を示す破断図。
【図５】（ａ）同実施形態の可変動弁機構を構成するスライダについて、その正面構造を示す正面図。（ｂ）同スライダについて、そのＤＡ−ＤＡ線に沿った断面構造を示す断面図。
【図６】（ａ）同実施形態の可変動弁機構を構成するシャフトアッセンブリについて、その正面構造を示す正面図。（ｂ）同シャフトアッセンブリについて、ＤＢ−ＤＢ線に沿った断面構造を示す断面図。（ｃ）同シャフトアッセンブリについて、ＤＣ−ＤＣ線に沿った断面構造を示す断面図。（ｄ）同シャフトアッセンブリについて、コネクトピン挿入時の断面構造を示す断面図。
【図７】同実施形態の可変動弁機構を搭載したエンジンについて、その一部の周辺の断面構造を示す断面図。
【図８】同実施形態の可変動弁機構について、その側面構造を示す側面図。
【図９】同実施形態の可変動弁機構を搭載したエンジンについて、その吸気バルブ及び可変動弁機構周辺の側面構造を示す側面図。
【図１０】同実施形態の可変動弁機構を搭載したエンジンについて、その吸気バルブ及び可変動弁機構周辺の側面構造を示す側面図。
【図１１】同実施形態の可変動弁機構を搭載したエンジンについて、可変動弁機構及びその周辺の断面構造を示す部分断面図。
【図１２】同実施形態の可変動弁機構について、断面構造を示す部分断面図。
【図１３】従来の可変動弁機構を搭載したエンジンについて、可変動弁機構及びその周辺の断面構造を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００９６】
１…エンジン、１１…シリンダブロック、１１Ａ…シリンダ、１２…シリンダヘッド、１３…カム支持壁、１３Ａ…カムキャップ、１３Ｂ…カム受け部、１３Ｒ…収納部、１４…吸気バルブ、１５…排気バルブ、１６…吸気カムシャフト、１６Ｃ…吸気カム、１７…排気カムシャフト、１７Ｃ…排気カム、１８…ローラロッカアーム、１８Ａ…ローラ、１８Ｂ…揺動側端部、１８Ｃ…支持側端部、１８Ｄ…バルブスプリング、１９…ラッシュアジャスタ、２…可変動弁機構、２０…シャフトアッセンブリ、２１…コントロールシャフト（駆動軸）、２１Ａ…コントロールシャフト孔、２２…ロッカシャフト、２２Ａ…ロッカシャフト孔、３０…ギアアッセンブリ、４０…スライダ（連動体）、４１…スライダ入力ギア（入力外側噛合部）、４１Ａ…スライダ孔、４２…スライダ出力ギア（出力外側噛合部）、４３…周溝、４４…軸孔、４５…摺動部（出力外側接触部）、５０…アームアッセンブリ、５１…入力アーム（入力体）、５１Ａ…入力アーム孔、５２…入力部、５３…支持部、５４…入力アームギア（入力内側噛合部）、５５…リターンスプリング、５６…出力アーム（第１出力体及び第２出力体）、５６Ａ…出力内側噛合部、５６Ｂ…蓋部（出力内側接触部）、５７…出力部、５８…出力アームギア、５９…開口部、６１…コネクトピン、６２…ブッシュ、６２Ａ…ブッシュ孔、７１…アクチュエータ、７２…シム。
【図１】
2010071152.tif 000003
【図２】
2010071152.tif 000004
【図３】
2010071152.tif 000005
【図４】
2010071152.tif 000006
【図５】
2010071152.tif 000007
【図６】
2010071152.tif 000008
【図７】
2010071152.tif 000009
【図８】
2010071152.tif 000010
【図９】
2010071152.tif 000011
【図１０】
2010071152.tif 000012
【図１１】
2010071152.tif 000013
【図１２】
2010071152.tif 000014
【図１３】
2010071152.tif 000015