(57)【要約】【課題】  可変動弁機構のコントロールシャフトのストッパ部材の剛性を確保しながら重量を最小限に抑える。【解決手段】  機関弁のリフト量を制御するコントロールシャフト１５の回転限界位置を規制するための可動ストッパ部材２４は、可動ストッパ部材２４の本体部２４ａから径方向に延びる第１突出部Ｓ１Ｈ，Ｓ１Ｌと、第１突出部Ｓ１Ｈ，Ｓ１Ｌからコントロールシャフト１５の軸線Ｌ方向に延びる第２突出部Ｓ２Ｈ，Ｓ２Ｌとを備え、第２側突出部Ｓ２Ｈ，Ｓ２Ｌの当接部ＰＨ，ＰＬは第１突出部Ｓ１Ｈ，Ｓ１Ｌに跨がって形成されるので、可動ストッパ部材２４が固定ストッパ部材に当接する当接部ＰＨ，ＰＬの面積を充分に確保して面圧の増加を回避しながら、可動ストッパ部材２４の駄肉を減らして重量を軽減することができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関弁（１３）のリフト量を制御するコントロールシャフト（１５）に設けられた可動ストッパ部材（２４）と、前記可動ストッパ部材（２４）に当接可能な固定ストッパ部材（２６Ａ，２６Ｂ）とにより、前記コントロールシャフト（１５）の回転限界位置を規制するコントロールシャフトのストッパ構造において、
前記可動ストッパ部材（２４）は、前記コントロールシャフト（１５）の径方向に延びる第１突出部（Ｓ１Ｈ，Ｓ１Ｌ）と、前記第１突出部（Ｓ１Ｈ，Ｓ１Ｌ）から前記コントロールシャフト（１５）の軸線（Ｌ）方向に延びる第２突出部（Ｓ２Ｈ，Ｓ２Ｌ）とを備えることを特徴とするコントロールシャフトのストッパ構造。
【請求項２】
前記第２突出部（Ｓ２Ｈ，Ｓ２Ｌ）は、前記軸線（Ｌ）方向に見て前記第１突出部（Ｓ１Ｈ，Ｓ１Ｌ）の投影範囲内に存在することを特徴とする、請求項１に記載のコントロールシャフトのストッパ構造。
【請求項３】
前記可動ストッパ部材（２４）は、前記機関弁（１３）のリフト量が最大になる前記コントロールシャフト（１５）の第１回転方向の回転限界位置を規制する最大リフト量側第１突出部（Ｓ１Ｈ）および最大リフト量側第２突出部（Ｓ２Ｈ）と、前記機関弁（１３）のリフト量が最小になる前記コントロールシャフト（１５）の第２回転方向の回転限界位置を規制する最小リフト量側第１突出部（Ｓ１Ｌ）および最小リフト量側第２突出部（Ｓ２Ｌ）とを備え、前記最小リフト量側第２突出部（Ｓ２Ｌ）の最小リフト量側当接部（ＰＬ）は前記最大リフト量側第２突出部（Ｓ２Ｈ）の最大リフト量側当接部（ＰＨ）よりも小さく形成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のコントロールシャフトのストッパ構造。
【請求項４】
前記可動ストッパ部材（２４）は、前記機関弁（１３）のリフト量が最大になる前記コントロールシャフト（１５）の第１回転方向の回転限界位置を規制する最大リフト量側第１突出部（Ｓ１Ｈ）および最大リフト量側第２突出部（Ｓ２Ｈ）と、前記機関弁（１３）のリフト量が最小になる前記コントロールシャフト（１５）の第２回転方向の回転限界位置を規制する最小リフト量側第１突出部（Ｓ１Ｌ）および最小リフト量側第２突出部（Ｓ２Ｌ）とを備え、前記最小リフト量側第２突出部（Ｓ２Ｌ）の最小リフト量側当接部（ＰＬ）の前記軸線（Ｌ）からの距離は、前記最大リフト量側第２突出部（Ｓ２Ｈ）の最大リフト量側当接部（ＰＨ）の前記軸線（Ｌ）からの距離よりも小さく形成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のコントロールシャフトのストッパ構造。
【請求項５】
前記最小リフト量側当接部（ＰＬ）は前記最大リフト量側当接部（ＰＨ）よりも小さく形成されることを特徴とする、請求項４に記載のコントロールシャフトのストッパ構造。
【請求項６】
前記最小リフト量側当接部（ＰＬ）は前記最小リフト量側第１突出部（Ｓ１Ｌ）に跨がって形成され、前記最大リフト量側当接部（ＰＨ）は前記最大リフト量側第１突出部（Ｓ１Ｈ）に跨がって形成されることを特徴とする、請求項３〜請求項５の何れか１項に記載のコントロールシャフトのストッパ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関弁のリフト量を制御するコントロールシャフトに設けられた可動ストッパ部材と、前記可動ストッパ部材に当接可能な固定ストッパ部材とにより、前記コントロールシャフトの回転限界位置を規制するコントロールシャフトのストッパ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダヘッドに可変動弁機構のコントロールシャフトを支持し、その一端にコントロールシャフトを回転駆動するアクチュエータを接続するとともに、その他端にコントロールシャフトの回転可能範囲を機械的に規制するストッパ手段を備えたものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６８９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上記従来のものは、コントロールシャフトから径方向に突出する突起部をカムブラケットに設けたボルトよりなるストッパに当接させてコントロールシャフトの回転限界位置を規制するため、前記突起部がコントロールシャフトのトルクで撓んで停止位置の精度が低下する可能性がある。
【０００５】
そこで、ストッパ部材を板状部材で構成し、その外周面に二つの平面状のストッパ面を形成することで、ストッパ部材の剛性を高めることが考えられる。しかしながら、ストッパ部材を一定厚さの板状部材で構成すると、実際にストッパとして機能する部分以外の部分が駄肉となって重量が増加する問題がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、可変動弁機構のコントロールシャフトの可動ストッパ部材の剛性を確保しながら重量を最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、機関弁のリフト量を制御するコントロールシャフトに設けられた可動ストッパ部材と、前記可動ストッパ部材に当接可能な固定ストッパ部材とにより、前記コントロールシャフトの回転限界位置を規制するコントロールシャフトのストッパ構造において、前記可動ストッパ部材は、前記コントロールシャフトの径方向に延びる第１突出部と、前記第１突出部から前記コントロールシャフトの軸線方向に延びる第２突出部とを備えることを特徴とするコントロールシャフトのストッパ構造が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第２突出部は、前記軸線方向に見て前記第１突出部の投影範囲内に存在することを特徴とするコントロールシャフトのストッパ構造が提案される。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記可動ストッパ部材は、前記機関弁のリフト量が最大になる前記コントロールシャフトの第１回転方向の回転限界位置を規制する最大リフト量側第１突出部および最大リフト量側第２突出部と、前記機関弁のリフト量が最小になる前記コントロールシャフトの第２回転方向の回転限界位置を規制する最小リフト量側第１突出部および最小リフト量側第２突出部とを備え、前記最小リフト量側第２突出部の最小リフト量側当接部は前記最大リフト量側第２突出部の最大リフト量側当接部よりも小さく形成されることを特徴とするコントロールシャフトのストッパ構造が提案される。
【００１０】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記可動ストッパ部材は、前記機関弁のリフト量が最大になる前記コントロールシャフトの第１回転方向の回転限界位置を規制する最大リフト量側第１突出部および最大リフト量側第２突出部と、前記機関弁のリフト量が最小になる前記コントロールシャフトの第２回転方向の回転限界位置を規制する最小リフト量側第１突出部および最小リフト量側第２突出部とを備え、前記最小リフト量側第２突出部の最小リフト量側当接部の前記軸線からの距離は、前記最大リフト量側第２軸方向突出部の最大リフト量側当接部の前記軸線からの距離よりも小さく形成されることを特徴とするコントロールシャフトのストッパ構造が提案される。
【００１１】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記最小リフト量側当接部は前記最大リフト量側当接部よりも小さく形成されることを特徴とするコントロールシャフトのストッパ構造が提案される。
【００１２】
また請求項６に記載された発明によれば、請求項３〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記最小リフト量側当接部は前記最小リフト量側第１突出部に跨がって形成され、前記最大リフト量側当接部は前記最大リフト量側第１突出部に跨がって形成されることを特徴とするコントロールシャフトのストッパ構造が提案される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の構成によれば、機関弁のリフト量を制御するコントロールシャフトに設けられた可動ストッパ部材を固定ストッパ部材に当接させることで、前記コントロールシャフトの回転限界位置を規制するものにおいて、可動ストッパ部材がコントロールシャフトの径方向に延びる第１突出部と、第１突出部からコントロールシャフトの軸線方向に延びる第２突出部とを備えるので、可動ストッパ部材が固定ストッパ部材に当接する部分の面積を充分に確保して面圧の増加を回避しながら、可動ストッパ部材の駄肉を減らして重量を軽減することができる。
【００１４】
また請求項２の構成によれば、第２突出部がコントロールシャフトの軸線方向に見て前記第１突出部の投影範囲内に存在するので、第２突出部が第１突出部から径方向にはみ出して可動ストッパ部材が大型化するのを防止することができる。
【００１５】
また請求項３の構成によれば、可動ストッパ部材は、機関弁のリフト量が最大になるコントロールシャフトの第１回転方向の回転限界位置を規制する最大リフト量側第１突出部および最大リフト量側第２突出部と、機関弁のリフト量が最小になるコントロールシャフトの第２回転方向の回転限界位置を規制する最小リフト量側第１突出部および最小リフト量側第２突出部とを備えており、小さい荷重しか受けない最小リフト量側第２突出部の最小リフト量側当接部を、大きい荷重を受ける最大リフト量側第２突出部の最大リフト量側当接部よりも小さく形成したので、最小リフト量側当接部の大きさを必要最小限に抑えて可動ストッパ部材の重量を軽減することができる。
【００１６】
また請求項４の構成によれば、可動ストッパ部材は、機関弁のリフト量が最大になるコントロールシャフトの第１回転方向の回転限界位置を規制する最大リフト量側第１突出部および最大リフト量側第２突出部と、機関弁のリフト量が最小になるコントロールシャフトの第２回転方向の回転限界位置を規制する最小リフト量側第１突出部および最小リフト量側第２突出部とを備えており、コントロールシャフトの小さいトルクを受ける最小リフト量側第２突出部の最小リフト量側当接部の軸線からの距離を、コントロールシャフトの大きいトルクを受ける最大リフト量側第２突出部の最大リフト量側当接部の軸線からの距離よりも小さく形成したので、両当接部に加わる荷重を均一化することができる。
【００１７】
また請求項５の構成によれば、小さい荷重しか受けない最小リフト量側当接部を、大きい荷重を受ける最大リフト量側当接部よりも小さく形成したので、最小リフト量側当接部の大きさを必要最小限に抑えて可動ストッパ部材の重量を軽減することができる。
【００１８】
また請求項６の構成によれば、最小リフト量側当接部を最小リフト量側第１突出部に跨がって形成したので、最小リフト量側第１、第２突出部を大型化することなく最小リフト量側当接部の面積を充分に確保して面圧を低下させることができ、また最大リフト量側当接部を最大リフト量側第１突出部に跨がって形成したので、最大リフト量側第１、第２突出部を大型化することなく最大リフト量側当接部の面積を充分に確保して面圧を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】可変動弁機構を備えたエンジンのシリンダヘッドの平面図（第１の実施の形態）。
【図２】図１の２−２線拡大断面図（第１の実施の形態）。
【図３】図１の３−３線拡大断面図（第１の実施の形態）。
【図４】図２の４−４線拡大断面図（第１の実施の形態）。
【図５】可動ストッパ部材の正面図（第１の実施の形態）。
【図６】可動ストッパ部材の斜視図（第１の実施の形態）。
【図７】前記図３に対応する図（第２の実施の形態）。
【図８】可動ストッパ部材の正面図（第２の実施の形態）。
【図９】可動ストッパ部材の斜視図（第２の実施の形態）。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１〜図６に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１〜図４に示すように、直列多気筒エンジンのシリンダヘッド１１には、その下面に形成される燃焼室１２…を開閉する各２個の吸気弁１３…が設けられており、これらの吸気弁１３…のバルブリフトおよび／またはバルブタイミングが、各気筒ごとに設けられた可変動弁機構１４…により制御される。可変動弁機構１４…としては種々の構造のものが公知であり、本願発明は任意の構造の可変動弁機構１４…を採用することができる。シリンダヘッド１１の上面には複数の可変動弁機構１４…の配列方向に沿ってコントロールシャフト１５が配置されており、コントロールシャフト１５に所定間隔で設けられたカム１５ａ…により可変動弁機構１４…の作動が制御される。
【００２２】
シリンダヘッド１１の長手方向一端部の上面には、コントロールシャフト１５を駆動するアクチュエータ１６が設けられる。アクチュエータ１６は、シリンダヘッド１１の上面に４本のボルト１７…で固定されたアクチュエータハウジング１８を備えており、コントロールシャフト１５の一端部はアクチュエータハウジング１８の近傍に設けた軸受部１９に回転自在に支持される。シリンダヘッド１１の端壁から突出するコントロールシャフト１５の先端には、その回転位置を検出する回転角センサ２０が設けられる。
【００２３】
シリンダヘッド１１の側壁には、紙面に垂直な方向に見てコントロールシャフト１５と直交する方向に電動モータ２１が支持されており、この電動モータ２１のモータ出力軸２１ａに設けたウォーム２２がコントロールシャフト１５に設けたウォームホイール２３に噛合することで、電動モータ２１の駆動力によってコントロールシャフト１５が回転駆動される。
【００２４】
次に、図３〜図６に基づいて可動ストッパ部材２４の構造を詳細に説明する。
【００２５】
可動ストッパ部材２４は概略円板状の部材であって、その本体部２４ａの中央にコントロールシャフト１５が貫通するコントロールシャフト貫通孔２４ｂが形成されるとともに、コントロールシャフト貫通孔２４ｂを囲むように３個のボルト孔２４ｃ…が形成されており、それらのボルト孔２４ｃ…およびウォームホイール２３を貫通する３本のボルト２５…がコントロールシャフト１５のフランジ１５ｂに締結される。
【００２６】
可動ストッパ部材２４の外周には、吸気弁１３…のバルブリフトが最大になる位置でコントロールシャフト１５の回転限界位置を規制する最大リフト量側ストッパ部２４Ｈと、吸気弁１３…のバルブリフトが最小になる位置でコントロールシャフト１５の回転限界位置を規制する最小リフト量側ストッパ部２４Ｌとが設けられる。アクチュエータハウジング１８の上面には、最大リフト量側ストッパ部２４Ｈおよび最小リフト量側ストッパ部２４Ｌがそれぞれ当接可能な２個の固定側ストッパ部材２６Ａ，２６Ｂが設けられる。
【００２７】
最大リフト側ストッパ部２４Ｈは、可動ストッパ部材２４の円板状の本体部２４ａの外周から径方向に突出する最大リフト量側第１突出部Ｓ１Ｈと、最大リフト量側第１突出部Ｓ１Ｈからコントロールシャフト１５の軸線Ｌ方向に突出する最大リフト量側第２突出部Ｓ２Ｈとを備えており、最大リフト量側第１突出部Ｓ１Ｈおよび最大リフト量側第２突出部Ｓ２Ｈにおける回転方向端面には最大リフト量側当接部ＰＨが形成される。よって最大リフト量側当接部ＰＨの軸線Ｌ方向の寸法は、可動ストッパ部材２４の本体部２４ａの厚さよりも大きくなる。
【００２８】
最小リフト側ストッパ部２４Ｌは、可動ストッパ部材２４の円板状の本体部２４ａの外周から径方向に突出する最小リフト量側第１突出部Ｓ１Ｌと、最小リフト量側第１突出部Ｓ１Ｌからコントロールシャフト１５の軸線Ｌ方向に突出する最小リフト量側第２突出部Ｓ２Ｌとを備えており、最小リフト量側第１突出部Ｓ１Ｌおよび最小リフト量側第２突出部Ｓ２Ｌにおける回転方向端面には最小リフト量側当接部ＰＬが形成される。よって最小リフト量側当接部ＰＬの軸線Ｌ方向の寸法は、第１ストッパ部材２４の本体部２４ａの厚さよりも大きくなる。
【００２９】
しかして、吸気弁１３…のバルブリフトを増加せさるべくコントロールシャフト１５が図３の反時計方向に回転して回転限界位置に達すると（鎖線参照）、可動ストッパ部材２４の最大リフト量側ストッパ部２４Ｈの最大リフト量側当接部ＰＨが一方の固定ストッパ部材２６Ａに当接し、それ以上のコントロールシャフト１５の回転を規制する。逆に、吸気弁１３…のバルブリフトを減少せさるべくコントロールシャフト１５が図３の時計方向に回転して回転限界位置に達すると（実線参照）、可動ストッパ部材２４の最小リフト量側ストッパ部２４Ｌの最小リフト量側当接部ＰＬが他方の固定ストッパ部材２６Ｂに当接し、それ以上のコントロールシャフト１５の回転を規制する。
【００３０】
以上のように、可動ストッパ部材２４の本体部２４ａの軸線Ｌ方向の厚さをできるだけ薄くし、最大リフト量側ストッパ部２４Ｈおよび最小リフト量側ストッパ部２４Ｌだけに必要な厚さを与えたので、可動ストッパ部材２４の全体を厚くする場合に比べて重量を軽減することができる。しかも最大リフト量側ストッパ部２４Ｈおよび最小リフト量側ストッパ部２４Ｌは、本体部２４ａから径方向外向きに突出するように形成されるので、本体部２４ａの外径を小さくして重量を更に軽減することができる。
【００３１】
特に、可動ストッパ部材２４を軸線Ｌ方向に見たとき、最大リフト量側第２突出部Ｓ２Ｈおよび最小リフト量側第２突出部Ｓ２Ｌは、それぞれ最大リフト量側第１突出部Ｓ１Ｈおよび最小リフト量側第１突出部Ｓ１Ｌの投影範囲内に存在するので（図５参照）、最大リフト量側第１突出部Ｓ１Ｈおよび最小リフト量側第１突出部Ｓ１Ｌから最大リフト量側第２突出部Ｓ２Ｈおよび最小リフト量側第２突出部Ｓ２Ｌが径方向外側に突出することがなく、よって可動ストッパ部材２４の外径を最小限に抑えることができる。
【００３２】
また最大リフト量側ストッパ部２４Ｈの最大リフト量側第１突出部Ｓ１Ｈは本体部２４ａと同じ厚さであるが、その最大リフト量側第１突出部Ｓ１Ｈから最大リフト量側第２突出部Ｓ２Ｈを軸線Ｌ方向に延出し、両者に同一平面として跨がるように最大リフト量側当接部ＰＨを形成するので、本体部２４ａを薄く形成しても最大リフト量側当接部ＰＨの面積を充分に確保することができる。同様に、最小リフト量側ストッパ部２４Ｌの最小リフト量側第１突出部Ｓ１Ｌは本体部２４ａと同じ厚さであるが、その最小リフト量側第１突出部Ｓ１Ｌから最小リフト量側第２突出部Ｓ２Ｌを軸線Ｌ方向に延出し、両者に同一平面として跨がるように最小リフト量側当接部ＰＬを形成するので、本体部２４ａを薄く形成しても最小リフト量側当接部ＰＬの面積を充分に確保し、固定ストッパ部材２６Ａ，２６Ｂとの接触面圧が過大になるのを防止することができる。
【００３３】
次に、図７〜図９に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００３４】
吸気弁１３…のバルブリフトが大きい領域ではカム１５ａ…が可変動弁機構１４…から受ける反力が大きくなるため、電動モータ２１が大きいトルクを発生することで、可動ストッパ部材２４の最大リフト量側ストッパ部２４Ｈが一方の固定ストッパ部材２６Ａに当接する荷重が大きくなる。逆に吸気弁１３…のバルブリフトが小さい領域ではカム１５ａ…が可変動弁機構１４…から受ける反力が小さくなるため、電動モータ２１が小さいトルクを発生することで、可動ストッパ部材２４の最小リフト量側ストッパ部２４Ｌが他方の固定ストッパ部材２６Ｂに当接する荷重が小さくなる。よって、最大リフト量側ストッパ部２４Ｈは比較的に大きい荷重を支持する必要があり、最小リフト量側ストッパ部２４Ｌは比較的に小さい荷重を支持すれば良い。
【００３５】
そこで、第２の実施の形態では、最大リフト量側ストッパ部２４Ｈの最大リフト量側第１突出部Ｓ１Ｈ、最大リフト量側第２突出部Ｓ２Ｈおよび最大リフト量側当接部ＰＨの寸法に比べて、最小リフト量側ストッパ部２４Ｌの最小リフト量側第１突出部Ｓ１Ｌ、最小リフト量側第２突出部Ｓ２Ｌおよび最小リフト量側当接部ＰＬの寸法を小さくするとともに、コントロールシャフト１５の軸線Ｌから測った最大リフト量側ストッパ部２４Ｈの最大リフト量側当接部ＰＨの距離に比べて、最小リフト量側ストッパ部２４Ｌの最小リフト量側当接部ＰＬの距離を小さくすることで、最小リフト量側ストッパ部２４Ｌの強度、剛性、寸法が必要以上に大きくなることを防止し、可動ストッパ部材２４の更なる軽量化および小型化を可能にすることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３７】
例えば、実施の形態では固定ストッパ部材２６Ａ，２６Ｂが円形に形成されているが、その形状は任意である。
【符号の説明】
【００３８】
１３        吸気弁（機関弁）
１５        コントロールシャフト
２４        可動ストッパ部材
２６Ａ      固定ストッパ部材
２６Ｂ      固定ストッパ部材
Ｌ          コントロールシャフトの軸線
ＰＬ        最小リフト量側当接部
ＰＨ        最大リフト量側当接部
Ｓ１Ｌ      最小リフト量側第１突出部
Ｓ１Ｈ      最大リフト量側第１突出部
Ｓ２Ｌ      最小リフト量側第２突出部
Ｓ２Ｈ      最大リフト量側第２突出部
【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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