(57)【要約】【課題】機関バルブの開閉特性を変更すべくコントロールシャフトを変位させるために必要な駆動力を低減することのできる機関バルブの開閉特性変更機構を提供する。【解決手段】中空シャフト３６には、入力部材３２及び出力部材３３，３４が中空シャフト３６の周方向に揺動可能に支持されている。カムシャフトのカムに押圧されて入力部材３２が揺動するとこれに伴い出力部材３３，３４が揺動して機関バルブが開閉駆動される。中空シャフト３６内に摺動可能に挿入されたコントロールシャフト３７の変位に基づき上記周方向における入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度が変化することで機関バルブの開閉特性が変更される。コントロールシャフト３７の外周面には凹部３７ｃが形成されている。【選択図】      図９
2006194134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のカムシャフトとは別に設けられた中空シャフトに、前記カムシャフトのカムにより押圧されて揺動する入力部材と該入力部材とともに揺動して機関バルブを開閉駆動する出力部材とが前記中空シャフトの周方向に揺動可能に支持され、前記中空シャフト内に挿入されたコントロールシャフトを前記中空シャフトに対し摺動させることにより前記周方向における前記入力部材及び前記出力部材の開き角度を変化させて前記機関バルブの開閉特性を変更する開閉特性変更機構において、
前記中空シャフトの内周面及び前記コントロールシャフトの外周面の少なくとも一方には凹部が形成されてなる
ことを特徴とする機関バルブの開閉特性変更機構。
【請求項２】
請求項１記載の機関バルブの開閉特性変更機構において、
前記凹部は前記中空シャフト及び前記コントロールシャフトの少なくとも一方においてその周方向全周に亘って形成される
ことを特徴とする機関バルブの開閉特性変更機構。
【請求項３】
請求項１又は２記載の機関バルブの開閉特性変更機構において、
前記凹部は前記入力部材及び前記出力部材を支持する支持部位以外の位置にのみ配置される
ことを特徴とする機関バルブの開閉特性変更機構。
【請求項４】
請求項３記載の機関バルブの開閉特性変更機構において、
前記凹部は前記各シャフトの軸方向に関して前記支持部位の両側に配置される
ことを特徴とする機関バルブの開閉特性変更機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の機関バルブの開閉特性変更機構において、
前記中空シャフトの内周面及び前記コントロールシャフトの外周面の双方には、その周方向全周に亘り全く前記凹部の形成されない凹部非形成部位が各設定され、前記中空シャフトは、該中空シャフトの前記凹部非形成部位と前記コントロールシャフトの前記凹部非形成部位とが軸方向に関し常時重複する部分において軸支される
ことを特徴とする機関バルブの開閉特性変更機構。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の機関バルブの開閉特性変更機構において、
前記凹部は前記コントロールシャフトの外周面にのみ形成される
ことを特徴とする機関バルブの開閉特性変更機構。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の機関バルブの開閉特性変更機構において、
前記コントロールシャフトを軸方向に変位させることで前記入力部材及び前記出力部材の開き角度が変更される
ことを特徴とする機関バルブの開閉特性変更機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関バルブの開閉特性を変更する開閉特性変更機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、機関バルブを駆動するためのカムシャフトと別個に設けられたコントロールシャフトの変位に基づいて該機関バルブの開閉特性を変更する開閉特性変更機構が提案されている。即ち、この開閉特性変更機構においては、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は別に設けられた中空シャフトの内部に上記コントロールシャフトが摺動可能に挿入されている。
【０００３】
この中空シャフトには、上記カムシャフトのカムにより押圧されて揺動する入力部材と該入力部材とともに揺動して上記機関バルブを開閉駆動する出力部材とが上記中空シャフトの周方向に揺動可能に支持されている。そして、上記コントロールシャフトを上記中空シャフトに対して摺動させることにより上記周方向における上記入力部材及び上記出力部材の開き角度が変更され、その結果、上記機関バルブの開閉特性が変更される。
【特許文献１】特開２００１−２６３０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような構成においては、コントロールシャフトを、その外周面と上記中空シャフトの内周面との摩擦抵抗に抗して変位させねばならない。仮にこのコントロールシャフトを変位させるために必要な駆動力が大きい場合には、その駆動力を発生する駆動源の小型化や上記開閉特性変更機構の動作レスポンスの向上に対する阻害要因となることが懸念される。そのため、上記構成ではこうした点について改善の余地を残すものとなっている。
【０００５】
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、機関バルブの開閉特性を変更すべくコントロールシャフトを変位させるために必要な駆動力を低減することのできる機関バルブの開閉特性変更機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
先ず、請求項１記載の発明は、内燃機関のカムシャフトとは別に設けられた中空シャフトに、前記カムシャフトのカムにより押圧されて揺動する入力部材と該入力部材とともに揺動して機関バルブを開閉駆動する出力部材とが前記中空シャフトの周方向に揺動可能に支持され、前記中空シャフト内に挿入されたコントロールシャフトを前記中空シャフトに対し摺動させることにより前記周方向における前記入力部材及び前記出力部材の開き角度を変化させて前記機関バルブの開閉特性を変更する開閉特性変更機構において、前記中空シャフトの内周面及び前記コントロールシャフトの外周面の少なくとも一方には凹部が形成されてなることをその要旨とする。
【０００７】
同構成によれば、中空シャフトの軸線とコントロールシャフトの軸線とにずれが生じている場合でも、凹部が形成された部分においてはこれら両シャフト間の間隙が拡大されるため、この間隙によりそのずれを吸収することができる。このため、これら両シャフト間に生じる摺動抵抗を小さく抑えることができ、コントロールシャフトの変位に必要な駆動力についてもこれを低減することができるようになる。
【０００８】
なお、上記した「機関バルブの開閉特性」には、例えば、該機関バルブ（吸気バルブ又は排気バルブ）が開状態から閉状態に切り替わるタイミング、或いは閉状態から開状態に切り替わるタイミングや、最大リフト量、作動角、開閉動作中におけるリフト量の変化態様のほか、吸気バルブ及び排気バルブの双方が共に開状態にある期間の長さ、即ちバルブオーバーラップ量などが含まれる。
【０００９】
また、上記「入力部材及び出力部材の開き角度」とは、中空シャフトの軸線を揺動中心とした入力部材と出力部材との相対的な位置関係に関するものであり、例えば、入力部材においてカムの押圧力が入力される部位の所定箇所（点）と上記揺動中心とを結ぶ仮想直線と、出力部材において機関バルブ側の被駆動部材と当接する部位の所定箇所（点）と上記回転中心とを結ぶ仮想直線とのなす角度がそれに相当する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記凹部は前記中空シャフト及び前記コントロールシャフトの少なくとも一方においてその周方向全周に亘って形成されることをその要旨とする。
【００１１】
中空シャフトの軸線とコントロールシャフトの軸線とがずれている場合、そのずれによって中空シャフトの内周面とコントロールシャフトの外周面とにそれらの径方向において近接する部分と離間する部分とが生じる。請求項２記載の構成によれば、前記凹部が各シャフトの少なくとも一方においてその周方向全周に亘って形成されているため、上記近接部分が周方向のどの位置に生じるかに関係なく、凹部により両シャフトの軸線のずれを好適に吸収することができるようになる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記凹部は前記入力部材及び前記出力部材を支持する支持部位以外の位置にのみ配置されることをその要旨とする。
【００１３】
例えば、凹部を入力部材及び出力部材の支持部位に配置する構成にあっては、同凹部の配置される部分の剛性が低下し、同部分が変形することによって入力部材或いは出力部材が揺動する際の動作性が悪化し、これに起因してバルブ開閉特性（機関バルブの開閉特性）の変更動作に支障をきたす懸念がある。この点、請求項３記載の構成によれば、こうした動作性の悪化を抑制して、バルブ開閉特性の変更動作に悪影響が及ぶのを極力回避することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記凹部は前記各シャフトの軸方向に関して前記支持部位の両側に配置されることをその要旨とする。
中空シャフトやコントロールシャフトにおけるこうした支持部位には、カムシャフトのカムや機関バルブ側からの押圧力が入力部材や出力部材を介して作用することから、上記支持部位の両側の部分はこの押圧力の影響を大きく受けることとなる。即ち、この押圧力により中空シャフトの内周面及びコントロールシャフトの外周面に生じる面圧が高くなりがちである。請求項４記載の構成によれば、こうした位置に凹部が配置される、即ち中空シャフトの内周面とコントロールシャフトの外周面とを離間させる間隙が形成されることから上記のような面圧の影響を受けなくなる。従って、上記したような面圧の上昇に伴う摺動抵抗の増大を回避することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記中空シャフトの内周面及び前記コントロールシャフトの外周面の双方には、その周方向全周に亘り全く前記凹部の形成されない凹部非形成部位が各設定され、前記中空シャフトは、該中空シャフトの前記凹部非形成部位と前記コントロールシャフトの前記凹部非形成部位とが軸方向に関し常時重複する部分において軸支されることをその要旨とする。
【００１６】
例えば、コントロールシャフトの変位に伴って中空シャフトの凹部非形成部位とコントロールシャフトの凹部非形成部位とが軸方向に関し非重複状態になり得る部分、即ちこれら凹部非形成部位同士が一時的にしか重複しない或いは全く重複しない部分において中空シャフトが軸支される構成にあっては、中空シャフトとコントロールシャフトとの相対変位に伴って中空シャフトの被軸支部分に凹部が配置されてしまうことがある。こうした場合にあっては上記被軸支部分の剛性が低下するため、同被軸支部分には変形が生じやすくなる。上記被軸支部分は、カムシャフトのカムや機関バルブ側から入力部材や出力部材を介して中空シャフトに作用される押圧力に起因する反力を軸受側から受ける部分であり、この反力によって上記被軸支部分に変形が生じた場合、入力部材或いは出力部材が揺動する際の動作性が悪化し、これによってバルブ開閉特性（機関バルブの開閉特性）の変更動作に支障をきたす懸念がある。この点、請求項５記載の構成によれば、こうした動作性の悪化を抑制して、バルブ開閉特性の変更動作に悪影響が及ぶのを極力回避することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記凹部は前記コントロールシャフトの外周面にのみ形成されることをその要旨とする。
同構成によれば、例えば凹部が中空シャフトの内周面に形成される場合と異なり同凹部を加工するための工具を中空シャフト内に挿入する必要がない。従って、凹部を形成するための加工が容易となる。
【００１８】
また、中空シャフトにおいてはこうした凹部が形成されることに伴う剛性の低下が生じることがないため、入力部材や出力部材がカムシャフトのカムや機関バルブ側から力を受けたときの該中空シャフトの変形が極力抑えられるようにもなる。こうした変形が生じた場合には、これにより入力部材或いは出力部材が揺動する際の動作性が悪化し、これに起因してバルブ開閉特性（機関バルブの開閉特性）の変更動作に支障をきたす懸念がある。この点、請求項６記載の構成によれば、こうした動作性の悪化を抑制して、バルブ開閉特性の変更動作に悪影響が及ぶのを極力回避することができる。
【００１９】
なお、該開閉特性変更機構の構造としては、例えば請求項７に記載されるように、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、前記コントロールシャフトを軸方向に変位させることで前記入力部材及び前記出力部材の開き角度が変更される、といったものを採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０を参照しつつ説明する。
図１は、内燃機関の動弁系の構成を示すものであり、一つの気筒における縦断面を表している。図２は上記内燃機関における動弁系の周辺を示す平面図である。
【００２１】
内燃機関１０は車両走行駆動用として車両に搭載されているものである。この内燃機関１０は、シリンダブロック１１、ピストン１２及びシリンダブロック１１上に取り付けられたシリンダヘッド１３等を備えている。シリンダブロック１１には、複数の気筒、本実施形態では四つの気筒１４が形成され、各気筒１４には、ピストン１２及びシリンダヘッド１３にて区画された燃焼室１５が形成されている。各気筒１４には、それぞれ吸気側の機関バルブである吸気バルブ１６と排気側の機関バルブである排気バルブ１７とが二つずつ配置されている。吸気バルブ１６は吸気ポート１８を、排気バルブ１７は排気ポート１９を開閉する。
【００２２】
各気筒１４の吸気ポート１８は吸気マニホールド内に形成された吸気通路を介してサージタンクに接続され、エアクリーナを介してサージタンクから空気を各気筒１４に供給している。上記各吸気通路には各気筒１４の吸気ポート１８に燃料を噴射するためのフューエルインジェクタがそれぞれ配置されている。なお、このように吸気バルブ１６の上流側にて燃料噴射する内燃機関以外に、直接、各燃焼室１５内に燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関を用いることもできる。燃焼室１５におけるこうした燃料と空気との混合気が点火プラグ２０の点火により燃焼することでピストン１２が往復動される。
【００２３】
吸気バルブ１６及び排気バルブ１７は、それぞれクランクシャフト（内燃機関１０の出力軸）２５によって回転駆動されるカムシャフトの回転を通じて開閉駆動される。これらバルブ１６，１７のうち吸気バルブ１６は、吸気カムシャフト２１の回転により開閉駆動されるとともに、開閉特性変更機構を通じて、最大リフト量や作動角等、その開閉特性が変更されるようになっている。
【００２４】
本実施形態の開閉特性変更機構はコントロールシャフト３７を軸方向に変位させることにより仲介駆動機構３０の入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度を変更してこれにより吸気バルブ１６の開閉特性を変更するものである。
【００２５】
こうした吸気バルブ１６の開閉特性の変更は、電子制御装置６０によりコントロールシャフト３７の軸方向位置が調節されることにより行われる。この電子制御装置６０によるコントロールシャフト３７の位置調節は、該シャフト３７の一端側に設けられたスライドアクチェータ５０の駆動制御を通じて行われる。
【００２６】
スライドアクチェータ５０は、電動モータ５１、ギア部５２及びボールねじ部５３を備えている。電動モータ５１は電子制御装置６０の制御によりその回転軸の回転方向と回転角度とが調節される。コントロールシャフト３７の上記一端側の外周面にはボールねじ部５３の雌ねじに螺合する雄ねじが形成されている。そして電動モータ５１回転軸の回転がギア部５２により減速されてボールねじ部５３に伝達されると、これと螺合するコントロールシャフト３７が電動モータ５１回転軸の回転方向に応じた軸方向に上記回転角度に応じた変位量分だけ変位する。
【００２７】
電子制御装置６０はシャフト位置センサ５４にて検出されるコントロールシャフト３７の軸方向位置が内燃機関１０の運転状態に応じて設定される吸気バルブ１６の目標最大リフト量を実現する位置となるように、電動モータ５１を駆動する。こうしたコントロールシャフト３７の軸方向位置調節により吸入空気量が制御される。
【００２８】
上記開閉特性変更機構を構成する仲介駆動機構３０は、吸気バルブ１６に対応して設けられたローラロッカーアーム３１と、吸気カムシャフト２１に設けられた吸気カム２１ａとの間に配置されて、吸気カム２１ａからのバルブ駆動力を仲介してローラロッカーアーム３１に伝達することで吸気バルブ１６を開閉駆動する。
【００２９】
仲介駆動機構３０は各気筒１４毎に設けられており、図３の斜視図及び図４の水平破断斜視図に示されるように、図示中央に設けられた入力部材３２、該入力部材３２の一端側に設けられた第１出力部材３３、該第１出力部材３３とは反対側に設けられた第２出力部材３４、及び入力部材３２内部に配置されたスライダギア３５を備えている。
【００３０】
入力部材３２のハウジング３２ａ内部には軸方向に延在する空間が形成されており、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３２ｂが形成されている。また、ハウジング３２ａの外周面からは平行な二つのアーム３２ｃ，３２ｄが突出して形成されている。これらアーム３２ｃ，３２ｄの先端には、ハウジング３２ａの軸方向と平行なシャフト３２ｅを有するローラ３２ｆが回転可能に取り付けられている。
【００３１】
第１出力部材３３のハウジング３３ａ内部には軸方向に延在する空間が形成されており、この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３３ｂが形成されている。また、このハウジング３３ａ内部の空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部３３ｃにて一端が覆われている。また、ハウジング３３ａの外周面からは軸方向に見て略三角形状のノーズ３３ｄが突出して形成されている。このノーズ３３ｄの一辺には凹状に湾曲するノーズ面３３ｅが形成されている。
【００３２】
第２出力部材３４のハウジング３４ａ内部には軸方向に延在する空間が形成されており、この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３４ｂが形成されている。また、このハウジング３４ａ内部の空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部３４ｃにて一端が覆われている。また、ハウジング３４ａの外周面からは軸方向に見て略三角形状のノーズ３４ｄが突出して形成されている。このノーズ３４ｄの一辺には凹状に湾曲するノーズ面３４ｅが形成されている。
【００３３】
これら第１出力部材３３及び第２出力部材３４は、軸受部３３ｃ，３４ｃを外側にして、入力部材３２に対して両側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４に示されるように内部空間を有する略円柱状となる。
【００３４】
入力部材３２及び二つの出力部材３３，３４によって区画されるその内部空間には上述のスライダギア３５が配置されている。スライダギア３５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３５ａが設けられている。この入力用ヘリカルスプライン３５ａの一端側には小径部３５ｂ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３５ｃが設けられている。第１出力用ヘリカルスプライン３５ｃと反対側には小径部３５ｄ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３５ｅが設けられている。なお、これら出力用ヘリカルスプライン３５ｃ，３５ｅは入力用ヘリカルスプライン３５ａに対して外径が小さく形成されている。
【００３５】
スライダギア３５の内部には中心軸方向に貫通孔３５ｆが形成されている。そして図５に縦断面で示されるように、入力用ヘリカルスプライン３５ａの位置にて、貫通孔３５ｆの内周面には環状の周溝３５ｇが形成されている。この周溝３５ｇには、一カ所にて径方向に延在するとともに外部に貫通するピン挿入孔３５ｈが形成されている。
【００３６】
スライダギア３５の貫通孔３５ｆ内には、該スライダギア３５に対して周方向に摺動可能な状態で中空シャフト３６が配置されている。この中空シャフト３６は全気筒１４の仲介駆動機構３０に対して共通の一本が設けられている。中空シャフト３６はシリンダヘッド１３に形成された軸支部（図２参照）１３ａによって、同シリンダヘッド１３に対する相対変位が阻止された状態で固定支持されている。中空シャフト３６には各仲介駆動機構３０に対応する位置に軸方向に長く形成された長孔３６ａが開口されている。
【００３７】
更に中空シャフト３６内には、該中空シャフト３６に対して軸方向に摺動可能な状態でコントロールシャフト３７が貫通して挿入配置されている。そしてコントロールシャフト３７の外周面において中空シャフト３６の各長孔３６ａに対応する位置に形成された支持穴３７ｂにはそれぞれコントロールピン３７ａの基端部が挿入されており、これにより該コントロールピン３７ａが軸直角方向に突出するように支持されている。
【００３８】
そしてコントロールシャフト３７が中空シャフト３６の内部に配置されている状態では、各コントロールピン３７ａの先端は、中空シャフト３６の長孔３６ａを貫通し、スライダギア３５の周溝３５ｇに挿入されている。
【００３９】
このような構成により、各スライダギア３５はコントロールシャフト３７の変位（軸方向への変位）により軸方向への変位が可能であり、コントロールシャフト３７の位置制御により各仲介駆動機構３０におけるスライダギア３５の位置を決定できる。各スライダギア３５は、コントロールピン３７ａによる周溝３５ｇの係止を受けていることから、コントロールシャフト３７との間で軸方向への相対変位が規制される一方で、軸周りについてはコントロールピン３７ａの位置に関わらず揺動可能となっている。
【００４０】
スライダギア３５における入力用ヘリカルスプライン３５ａは入力部材３２内部のヘリカルスプライン３２ｂに噛み合わされている。そして第１出力用ヘリカルスプライン３５ｃは第１出力部材３３内部のヘリカルスプライン３３ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン３５ｅは第２出力部材３４内部のヘリカルスプライン３４ｂに噛み合わされている。
【００４１】
そして各仲介駆動機構３０は、各出力部材３３，３４の軸受部３３ｃ，３４ｃとシリンダヘッド１３の軸支部１３ａとの当接によってシリンダヘッド１３上に軸方向への変位が阻止される状態で取り付けられている。このためコントロールシャフト３７がスライダギア３５を軸方向に変位させても、入力部材３２及び各出力部材３３，３４は軸方向に変位することはない。
【００４２】
従って仲介駆動機構３０の内部空間内でスライダギア３５の軸方向変位量即ちコントロールシャフト３７の軸方向変位量を調節することにより、各ヘリカルスプライン３５ａ，３２ｂ，３５ｃ，３３ｂ，３５ｅ，３４ｂの機能により、中空シャフト３６の周方向における入力部材３２及び各出力部材３３，３４の開き角度を変更できる。そしてこのことにより、ローラ３２ｆとノーズ３３ｄ，３４ｄとの位置関係を変更することができる。
【００４３】
本実施形態では、入力部材３２が吸気カム２１ａに押圧されて中空シャフト３６の周方向に揺動することでその揺動がスライダギア３５を介して出力部材３３，３４に伝達され、これにより該出力部材３３，３４が上記周方向に揺動される。
【００４４】
図６はコントロールシャフト３７を最大限Ｌ側（図３，４の矢印）の位置にまで変位させた場合の仲介駆動機構３０の作動状態を示している。図６の（ａ）が非カム押圧時（吸気カム２１ａのカムノーズが入力部材３２を押圧していない時）、図６の（ｂ）がカム押圧時（上記カムノーズが入力部材３２を押圧している時）である。この場合には中空シャフト３６の周方向における入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度θが最小となり入力部材３２のローラ３２ｆと各出力部材３３，３４のノーズ３３ｄ，３４ｄとの相対的位置関係が最も近い状態となる。このため図６の（ｂ）に示されるように吸気カム２１ａが最大限に入力部材３２のローラ３２ｆを押し下げても、ノーズ３３ｄ，３４ｄのノーズ面３３ｅ，３４ｅによるロッカーローラ３１ａの押し下げ量は最小、ここでは押し下げ量は「０」となる。このため吸気バルブ１６の作動角（開弁から閉弁までのクランク角幅）は「０」となり、最大リフト量も「０」となる。従って吸気バルブ１６は閉じたままとなり、吸気ポート１８から燃焼室１５内に吸入される空気量即ち吸入空気量は「０」となる。
【００４５】
なお、本実施形態では、中空シャフト３６の周方向における入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度θを、例えば同図に示すように、中空シャフト３６の軸心とローラ３２ｆ回転中心とを結ぶ仮想直線と、中空シャフト３６軸心とノーズ３３ｄ，３４ｄ先端とを結ぶ仮想直線とのなす角度としている。
【００４６】
図７はコントロールシャフト３７を最大限Ｈ側（図３，４の矢印）の位置にまで変位させた場合の仲介駆動機構３０の作動状態を示している。図７の（ａ）が非カム押圧時、図７の（ｂ）がカム押圧時である。この場合には上記開き角度θが最大となり入力部材３２のローラ３２ｆと各出力部材３３，３４のノーズ３３ｄ，３４ｄとの相対的位置関係が最も遠い状態となる。このため図７の（ｂ）に示されるように吸気カム２１ａが最大限に入力部材３２のローラ３２ｆを押し下げた時には、ノーズ３３ｄ，３４ｄのノーズ面３３ｅ，３４ｅによるロッカーローラ３１ａの押し下げ量は最大となり、吸気バルブ１６の作動角及び最大リフト量は最大となる。従って図６の場合とは異なり、吸気バルブ１６は吸気行程で最大に開き、吸入空気量も最大限の状態となる。
【００４７】
このように、コントロールシャフト３７の軸方向位置を調節することで、図６の状態と図７の状態との間で連続的に吸気バルブ１６の作動角及び最大リフト量を調節できる。こうした作動角や最大リフト量の連続調節状態を図８のグラフに示す。図８においてＭＩＮで示す状態が図６の場合に該当し、吸気行程となっても吸気バルブ１６は開弁しない。図８においてＭＡＸで示す状態が図７の場合に該当し、吸気行程では最大限の作動角及び最大リフト量とすることができる。
【００４８】
ところで、上記開閉特性変更機構おいてはコントロールシャフト３７が中空シャフト３６内に摺動可能に配置されている。こうした構成においては、吸気バルブ１６の開閉特性を変更する際、コントロールシャフト３７をその外周面と中空シャフト３６の内周面との摩擦抵抗に抗して変位させねばならない。仮にこのコントロールシャフト３７を変位させるために必要な駆動力が大きい場合には、これが電動モータ５１の小型化や上記開閉特性変更機構の動作レスポンスの向上に対する阻害要因となることが懸念される。
【００４９】
そこで本実施形態では、図９及び図１０に示されるように、こうした中空シャフト３６とコントロールシャフト３７との摺動抵抗を低減すべくコントロールシャフト３７の外周面に凹部３７ｃを設けるようにしている。なお、これらの図においては便宜上、凹部３７ｃの深さを実際よりも誇張して即ち大きくして（深くして）示している。
【００５０】
凹部３７ｃはコントロールシャフト３７の周方向全周に亘って形成されており、コントロールシャフト３７においてこの凹部３７ｃの形成された部位は、該凹部３７ｃの形成されない部位（凹部非形成部位３７ｄ）よりも外径が小さくなっている。コントロールシャフト３７はこの凹部非形成部位３７ｄ、即ち外径の大きい部位の外周面が中空シャフト３６の内周面と摺動することで該中空シャフト３６内を案内されて軸方向に変位されるようになる。
【００５１】
こうした凹部３７ｃの設けられる構成では、仮に中空シャフト３６の軸線とコントロールシャフト３７の軸線とにずれが生じている場合でも、凹部３７ｃの形成された部分においてはこれら両シャフト３６，３７間の間隙が拡大されるため、この間隙によりそのずれを吸収することができる。このため、これら両シャフト３６，３７間に生じる摺動抵抗を小さく抑えることができ、コントロールシャフト３７の変位に必要な駆動力についてもこれを低減することができるようになる。
【００５２】
また、コントロールシャフト３７の外周面にのみ凹部３７ｃを形成するようにしているため、例えば凹部が中空シャフト３６の内周面に形成される場合と異なり、凹部を加工するための工具を該中空シャフト３６内に挿入する必要もない。即ち、凹部を形成するための加工が容易となる。
【００５３】
更に、中空シャフト３６の内周面においてはこうした凹部が形成されていないため、同凹部の形成されることに伴う剛性の低下は生じない。そのため、入力部材３２や出力部材３３，３４が吸気カム２１ａや吸気バルブ１６側から力を受けたときの該中空シャフト３６の撓み変形が極力抑えられるようにもなる。この変形の抑制によって、中空シャフト３６とコントロールシャフト３７との軸心ずれの発生或いはその拡大が抑制されコントロールシャフト３７の変位に必要な駆動力の低減が図られるようになる。
【００５４】
しかも、この変形に起因した吸気カムシャフト２１と入力部材３２及び出力部材３３，３４との位置関係の変化等も抑制されることから入力部材３２と出力部材３３，３４との開き角度θの精度低下即ち吸気バルブ１６の開閉特性の制御精度低下も抑制されるようになる。また、こうした変形が大きくなると、入力部材３２或いは出力部材３３，３４が揺動する際の動作性が悪化し、これに起因して吸気バルブ１６の開閉特性の変更動作に支障をきたす懸念がある。この点、本実施形態では中空シャフト３６の内周面については凹部を形成していないため、その剛性を高く維持してこうした動作性の悪化を抑制し、吸気バルブ１６の開閉特性の変更動作に悪影響が及ぶのを極力回避することができる。
【００５５】
例えば、中空シャフト３６の軸線とコントロールシャフト３７の軸線とがずれている場合、そのずれによって中空シャフト３６の内周面とコントロールシャフト３７の外周面とにそれらの径方向において近接する部分と離間する部分とが生じる。その点、本実施形態では、凹部３７ｃがコントロールシャフト３７の周方向全周に亘って形成されているため、上記近接部分が周方向のどの位置に生じるかに関係なく、凹部３７ｃにより両シャフト３６，３７の軸線のずれを好適に吸収することができるようになる。
【００５６】
また本実施形態においては、コントロールシャフト３７をその変位可能範囲内でどの位置に配置した場合であっても、入力部材３２及び出力部材３３，３４を支持する支持部位に対して凹部３７ｃが上記軸方向に関し重複しない位置に配置されている。即ち、凹部３７ｃは、常時、上記支持部位以外の位置にのみ配置される。
【００５７】
例えば、凹部３７ｃを上記支持部位に配置する構成にあっては、凹部３７ｃの配置される部分の剛性が低下し同部分が変形することによって、上記同様、吸気バルブ１６の開閉特性の制御精度低下が生じたり同開閉特性の変更動作に悪影響が及んだりといったことが懸念される。この点、本実施形態によれば、凹部３７ｃが常時上記支持部位以外の位置にのみ配置されるためこれを極力回避することができるようになる。
【００５８】
本実施形態では入力部材３２及び出力部材３３，３４がそれぞれ複数設けられることから、全ての上記支持部位について同部位以外の位置に凹部３７ｃが各配置されるよう、コントロールシャフト３７に複数の凹部３７ｃを設けている。従って、コントロールシャフト３７の外周面には、その周方向全周に亘り全く凹部の形成されない凹部非形成部位（大径部分）３７ｄが複数並列に設定されることとなる。一方、中空シャフト３６についてはその内周面に凹部が形成されないため軸方向全域に亘り凹部非形成部位３６ｂが設定されることとなる。
【００５９】
そして本実施形態では、コントロールシャフト３７をその変位可能範囲内でどの位置に配置した場合であっても同コントロールシャフト３７の凹部非形成部位３７ｄと中空シャフト３６の凹部非形成部位３６ｂとが軸方向に関し重複する部分、即ち常時重複する部分において、中空シャフト３６が軸支部１３ａにより支持されるようになっている。なお本実施形態では中空シャフト３６の軸方向全域に亘り凹部非形成部位３６ｂが設定されるため、上記重複部分はコントロールシャフト３７の凹部非形成部位３７ｄの配置される部分に等しいこととなる。
【００６０】
ここで、コントロールシャフト３７の変位に伴って中空シャフト３６の凹部非形成部位３６ｂとコントロールシャフト３７の凹部非形成部位３７ｄとが軸方向に関し非重複状態になり得る部分では、これら凹部非形成部位３６ｂ，３７ｄ同士が一時的にしか重複しなくなる、或いは全く重複しなくなる。例えば、こうした部分において中空シャフト３６が軸支される構成では、コントロールシャフト３７の変位に伴って中空シャフト３６の被軸支部分に凹部３７ｃが配置されてしまうことがある。こうした状態にあっては上記被軸支部分の剛性が低下するため、同被軸支部分には変形が生じやすくなる。
【００６１】
上記被軸支部分は、吸気カム２１ａや吸気バルブ１６側から入力部材３２や出力部材３３，３４を介して中空シャフト３６に作用される押圧力に対する反力を軸支部１３ａ側から受ける。即ち、この反力によって上記被軸支部分に変形が生じた場合、上記同様、吸気バルブ１６の開閉特性の制御精度低下が生じたり同開閉特性の変更動作に悪影響が及んだりといったことが懸念される。この点、本実施形態では中空シャフト３６の凹部非形成部位３６ｂとコントロールシャフト３７の凹部非形成部位３７ｄとが軸方向に関し常時重複する部分において中空シャフト３６が軸支されるため、上記の懸念を極力回避することができるようになる。
【００６２】
また、凹部３７ｃは上記軸方向に関して上記支持部位の両側に形成される。中空シャフト３６やコントロールシャフト３７におけるこうした支持部位には、吸気カム２１ａや吸気バルブ１６側からの押圧力が入力部材３２や出力部材３３，３４を介して作用することから、上記支持部位の両側の部分はこの押圧力の影響を大きく受けることとなる。即ち、この押圧力により中空シャフト３６の内周面及びコントロールシャフト３７の外周面に生じる面圧が高くなりがちである。本実施形態によれば、こうした位置に凹部が配置されることで、中空シャフト３６の内周面とコントロールシャフト３７の外周面とを離間させる間隙が形成されることから上記のような面圧の影響を受けなくなる。従って、上記したような面圧の上昇に伴う摺動抵抗の増大を回避することができる。
【００６３】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・上記実施形態において凹部３７ｃはコントロールシャフト３７の周方向全周に亘って設けられたが、これに限らず、例えば上記周方向に関して部分的に設けられてもよい。
【００６４】
・上記実施形態において凹部３７ｃは入力部材３２及び出力部材３３，３４を支持する支持部位以外の位置に配置されたが、これに限らず、例えば、上記支持部位に設けられてもよい。
【００６５】
・上記実施形態において凹部３７ｃは上記軸方向に関して上記支持部位の両側に配置されたが、これに限らず、例えば、上記軸方向に関して上記支持部位の片側にのみ配置するようにしてもよい。また、本実施形態では、コントロールシャフト３７において凹部非形成部位３７ｄが各仲介駆動機構３０に対応して複数設定されるように凹部３７ｃが複数形成されたが、これに限らず、少なくとも一つが形成されればよい。
【００６６】
・上記実施形態において中空シャフト３６は、該シャフト３６の凹部非形成部位３６ｂとコントロールシャフト３７の凹部非形成部位３７ｄとが上記軸方向に関して常時重複する部分において軸支されたが、これに限らず、これら凹部非形成部位３６ｂ，３７ｄ同士が一時的に重複する部分或いは全く重複しない部分において軸支されてもよい。
【００６７】
・上記実施形態において凹部３７ｃはコントロールシャフト３７の外周面にのみ形成されたが、これに限らず、例えば中空シャフト３６の内周面にのみ凹部を形成してもよく、或いはこれら両シャフト３６，３７の双方に凹部を形成してもよい。
【００６８】
・上記実施形態では、コントロールシャフト３７を軸方向に変位させることで入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度θを変更する態様を採用したが、これに限らず、例えば、コントロールシャフト３７を周方向に変位させる即ち回転変位させることで上記開き角度θを変更する態様を採用してもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、吸気バルブ１６の開閉特性を変更するための開閉特性変更機構に本発明を適用したが、これに限らず、例えば、排気バルブ１７の開閉特性を変更するための開閉特性変更機構を設けこれに本発明を適用してもよい。
【００７０】
・上記実施形態では、開閉特性変更機構として機関バルブ（吸気バルブ１６や排気バルブ１７）の最大リフト量及び作動角を変更するものを採用したが、これに限らず、例えば、機関バルブが開状態から閉状態に切り替わるタイミング、或いは閉状態から開状態に切り替わるタイミングを変更するものを採用してもよい。また、機関バルブの開閉動作中におけるリフト量の変化態様や、吸気バルブ１６及び排気バルブ１７の双方が共に開状態にある期間の長さ即ちバルブオーバーラップ量を変更するものを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】一実施形態の内燃機関の動弁系を示す縦断面図。
【図２】上記内燃機関における動弁系の周辺を示す平面図。
【図３】上記動弁系の仲介駆動機構の斜視図。
【図４】上記仲介駆動機構の水平破断斜視図。
【図５】上記仲介駆動機構の水平及び垂直破断斜視図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は開閉特性変更機構の最大リフト量・作動角最小時の駆動説明図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は開閉特性変更機構の最大リフト量・作動角最大時の駆動説明図。
【図８】開閉特性変更機構による最大リフト量・作動角の変化を説明するための図。
【図９】上記内燃機関における仲介駆動機構の周辺を示す縦断面図。
【図１０】コントロールシャフトの斜視図。
【符号の説明】
【００７２】
１０…内燃機関、１６…吸気バルブ、１７…排気バルブ、２１…吸気カムシャフト、２１ａ…吸気カム、３０…開閉特性変更機構を構成する仲介駆動機構、３２…入力部材、３３，３４…出力部材、３６…開閉特性変更機構を構成する中空シャフト、３６ｂ…凹部非形成部位、３７…開閉特性変更機構を構成するコントロールシャフト、３７ｃ…凹部、３７ｄ…凹部非形成部位、θ…開き角度。
【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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【図１０】
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