(57)【要約】【課題】コントロールシャフトとスライダとを連結する連結部材の変形を好適に抑制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３２と該部材３２とともに揺動して機関バルブを開閉駆動する出力部材３３，３４とがそれぞれ揺動可能に支持されている。中空シャフト３６にはその外周面上を摺動変位することで入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度を変更して機関バルブの開閉特性を変更するスライダギア３５が設けられている。スライダギア３５は中空シャフト３６内に配設されたコントロールシャフト３７と、長孔３６ａに挿通されたコントロールピン３８によって連結されている。中空シャフト３６内においてコントロールシャフト３７の軸心Ｃはスライダギア３５側に偏倚されている。【選択図】      図５
2006200392.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と、
該中空シャフトによりその周方向に揺動可能に支持され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、
前記中空シャフトによりその周方向に揺動可能に支持され前記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、
前記中空シャフトの外周面上に摺動可能に支持されて前記入力部材と前記出力部材とを連結し、前記中空シャフトに対し相対的に変位することで前記入力部材及び前記出力部材の前記周方向における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スライダと、
前記中空シャフト内に摺動可能に配設されたコントロールシャフトと、
前記中空シャフトに形成された連通孔を介して前記コントロールシャフトと前記スライダとを連動可能に連結する連結部材と
を備えた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の軸心が前記中空シャフトの径方向において前記スライダ側に偏倚されてなる
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に記載の機関バルブの開閉特性変更機構において、
前記スライダを前記コントロールシャフトとともにその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。
【請求項３】
請求項２に記載の機関バルブの開閉特性変更機構において、
前記スライダに形成されたヘリカルスプラインと前記入力部材及び前記出力部材に形成された各ヘリカルスプラインとをそれぞれ噛合させ、同スライダを前記コントロールシャフトの軸方向に変位することにより前記開き角度を変更する
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。例えば図１２に示されるように、こうした開閉特性変更機構においては、シリンダヘッドに支持される中空シャフト６１の内部にコントロールシャフト６２が摺動可能に配設されている。
【０００３】
この中空シャフト６１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６３と、その入力部材６３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６４，６５とが中空シャフト６１の周方向において揺動可能に支持されている。そして、コントロールシャフト６２を中空シャフト６１に対して軸方向に変位させることにより入力部材６３及び出力部材６４，６５の上記周方向における開き角度が変化して、その結果、上記機関バルブの開閉特性が変更される。
【０００４】
即ち、この開閉特性変更機構においては、中空シャフト６１の外周面上を摺動可能なスライダ６６が設けられている。スライダ６６と入力部材６３と出力部材６４，６５とはそれらに形成されたヘリカルスプラインによって連結されている。スライダ６６とコントロールシャフト６２とは、中空シャフト６１に形成された図示しない連通孔に挿通された連結部材６７によって連結されている。この連結によりスライダ６６はコントロールシャフト６２が変位するのに連動して中空シャフト６１の外周面上を変位する。そして、このようにスライダ６６が変位することにより、これに連結された入力部材６３と出力部材６４，６５との位置関係、即ち開き角度が変更される。
【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】
【０００５】
ところで、コントロールシャフト６２を通じてスライダ６６を変位させる際には、連結部材６７に対しコントロールシャフト６２やスライダ６６からの外力が加わることとなる。このとき連結部材６７には、上記連通孔を挟んでコントロールシャフト６２側の端部とスライダ６６側の端部とで逆向きの力が作用するためモーメントが生じる。
【０００６】
その結果、連結部材６７にはコントロールシャフト６２やスライダ６６との連結部分において大きな内部応力が発生し、これが連結部材６７の屈曲等、その変形を招く要因となる。こうした連結部材６７の変形は、バルブ開閉特性の調節精度の低下を招くものであり、その度合が大きい場合には開閉特性変更機構の動作不良の発生が懸念されることとなる。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。
【０００７】
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、コントロールシャフトとスライダとを連結する連結部材の変形を好適に抑制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】
【０００８】
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に係る発明は、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と、該中空シャフトによりその周方向に揺動可能に支持され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、前記中空シャフトによりその周方向に揺動可能に支持され前記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、前記中空シャフトの外周面上に摺動可能に支持されて前記入力部材と前記出力部材とを連結し、前記中空シャフトに対し相対的に変位することで前記入力部材及び前記出力部材の前記周方向における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スライダと、前記中空シャフト内に摺動可能に配設されたコントロールシャフトと、前記中空シャフトに形成された連通孔を介して前記コントロールシャフトと前記スライダとを連動可能に連結する連結部材とを備えた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の軸心が前記中空シャフトの径方向において前記スライダ側に偏倚されてなることをその要旨とする。
【０００９】
同構成では、コントロールシャフトの軸心が中空シャフトの径方向においてスライダ側に偏倚され、コントロールシャフトの軸心と中空シャフトの軸心とが異なる位置に配置される。このため、スライダとコントロールシャフトとの間に位置する中空シャフトの肉厚を薄くすることができる。その結果、連結部材におけるコントロールシャフトとの連結部分とスライダとの連結部分との距離を短くすることができるようになる。従って、連結部材にコントロールシャフトやスライダからの外力が作用することで生じるモーメントのアーム長さを短くすることができ、同モーメントの大きさを小さくすることができるようになる。これにより、連結部材に発生する内部応力についてもこれを小さくすることができ、屈曲等、該連結部材の変形が抑制されて、バルブ開閉特性の調節精度の低下や開閉特性変更機構の動作不良の発生を抑制することができるようになる。
【００１０】
また、例えば、中空シャフトをその全周に亘って薄肉状に形成することによっても上記モーメントのアーム長さの短縮化を図ることはできる。しかしこの場合、中空シャフトの剛性低下が避けられず、該中空シャフトに対して入力部材や出力部材などから径方向に外力が作用したときに生じる歪みが大きくなってしまう。この歪みが大きくなるとカムシャフトに対する入力部材及び出力部材の相対的な位置ずれが大きくなり、その結果、バルブ開閉特性の調節精度が低下することとなる。
【００１１】
その点、本発明によれば、中空シャフトの断面積を極力大きく確保することができ、その剛性を高く維持することができる。従って、バルブ開閉特性の調節精度を好適に維持することができる。
【００１２】
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。
【００１３】
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のなす角度がそれに相当する。
【００１４】
なお、上記開閉特性変更機構の構造としては、例えば請求項２に記載されるように、請求項１に記載の発明において、前記スライダを前記コントロールシャフトとともにその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。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記スライダに形成されたヘリカルスプラインと前記入力部材及び前記出力部材に形成された各ヘリカルスプラインとをそれぞれ噛合させ、同スライダを前記コントロールシャフトの軸方向に変位することにより前記開き角度を変更することをその要旨とする。
【００１６】
同構成では、入力部材及び出力部材の開き角度を変更するのに必要な力をコントロールシャフトから連結部材を介してスライダに伝達する必要があり、また入力部材がカムに押圧されたときや出力部材が機関バルブを開駆動する際に作用する力がそれら各部材からスライダを介して連結部材に伝達される。従って、連結部材に作用する外力も必然的に大きくなる。こうした状況にある開閉特性変更機構においても、好適に連結部材の変形を抑制してバルブ開閉特性の調節精度の低下や開閉特性変更機構の動作不良の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１１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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、後述する仲介駆動機構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。なおこの「入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度」とは、これら入力部材３２及び出力部材３３，３４を揺動可能に支持する中空シャフト３６の軸線を揺動中心とした該入力部材３２と出力部材３３，３４との位置関係に関するものであり、詳細については後述する。
【００２２】
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の一端部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。
【００２３】
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の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の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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
スライダギア３５の内部には中心軸方向にシャフト挿通孔３５ｆが形成されている。そして図５及び図６に示されるように、入力用ヘリカルスプライン３５ａの位置にて、シャフト挿通孔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。
【００３３】
スライダギア３５のシャフト挿通孔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円筒状の中空シャフト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は軸支部（図２参照）１３ａによってシリンダヘッド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。
【００３４】
更に図７にも示されるように、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円柱状のコントロールシャフト３７が貫通して配設されている。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３７ａにはそれぞれコントロールピン３８の基端部が圧入（締まりばめ）されており、これにより該コントロールピン３８が軸直角方向に突出するように支持されている。
【００３５】
そしてコントロールシャフト３７が中空シャフト３６内に配設されている状態では、各コントロールピン３８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。なお、各コントロールピン３８の先端側にはブッシュ３９が外嵌（締まりばめ）されている。ブッシュ３９は周溝３５ｇ内に配置され、各コントロールピン３８はこのブッシュ３９を介して周溝３５ｇの側面（軸方向を臨む面）に当接される。ブッシュ３９の軸方向における幅は同方向における周溝３５ｇの幅とほぼ等しく設定されている。これらコントロールピン３８及びブッシュ３９は請求項における「連結部材」を構成し、該連結部材が挿通される長孔３６ａは請求項における「連通孔」に相当する。
【００３６】
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）により軸方向への位置変更が可能であり、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３８及びブッシュ３９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（周方向）についてはコントロールピン３８の位置に関わらず揺動可能となっている。
【００３７】
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。
【００３８】
また各仲介駆動機構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。
【００３９】
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、該シャフト３７周り（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。
【００４０】
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。
【００４１】
図８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８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８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８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。
【００４２】
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。
【００４３】
図９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９の（ａ）が非カム押圧時、図９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９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８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。
【００４４】
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８の状態と図９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１０のグラフに示す。図１０においてＭＩＮで示す状態が図８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１０においてＭＡＸで示す状態が図９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。
【００４５】
ところで、こうした吸気バルブ１６の作動角や最大リフト量の変更時には、コントロールシャフト３７が駆動されることでコントロールピン３８の各端部に該コントロールシャフト３７からの外力やスライダギア３５側からの外力が作用する。また、上記変更時のみならず吸気カム２１ａによる吸気バルブ１６の駆動時についても、その駆動力及びその反力が入力部材３２及び出力部材３３，３４を介してスライダギア３５に作用することから、上記同様コントロールピン３８の各端部にはスライダギア３５及びコントロールシャフト３７の双方から外力が作用することとなる。
【００４６】
この外力はコントロールピン３８に対して、例えば図１１に示されるように作用する。即ち同図の拡大表示部分に示されるように、コントロールシャフト３７が駆動されるとコントロールピン３８の一端側（図では下端側）の外周面には、コントロールシャフト３７の駆動方向と反対側（図では右側）の部分に、コントロールシャフト３７の支持穴３７ａ内周面からの押圧力が作用する。また、このときコントロールピン３８の他端側（図では上端側）の外周面には上記駆動方向側（図では左側）の部分にブッシュ３９の孔３９ａ内周面からの押圧力が作用する。
【００４７】
即ち、こうしたコントロールシャフト３７の駆動時や吸気バルブ１６の駆動時には、コントロールピン３８に対しその一端側と他端側とで反対方向の外力が作用する。このことによってコントロールピン３８には、アーム長さが少なくともコントロールシャフト３７とブッシュ３９との距離Ｌｍとなるモーメントが作用することとなる。そしてこのモーメントが大きいと、これによってコントロールピン３８に生じる内部応力も大きくなり、その結果コントロールピン３８において変形の度合が大きくなって吸気バルブ１６の作動角や最大リフト量の調節精度に与える悪影響が大きくなる。
【００４８】
こうした点から本実施形態では、コントロールシャフト３７の軸心Ｃを、中空シャフト３６内において該シャフト３６の軸心上にではなく、その径方向においてスライダギア３５側に偏倚させて配置するようにしている。
【００４９】
こうすることで長孔３６ａの通路長さを短くすることができ、ひいてはコントロールシャフト３７とブッシュ３９との距離Ｌｍを短くすることができる。即ち、コントロールピン３８及びブッシュ３９からなる連結部材単位で見ると、該連結部材とコントロールシャフト３７との連結部分と、該連結部材とスライダギア３５との連結部分との距離を短くすることができることになる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、コントロールシャフト３７の変位操作の支障になるような摺動抵抗がブッシュ３９と中空シャフト３６との間で生じないように、ブッシュ３９をわずかに中空シャフト３６の外周面から離間した状態でコントロールピン３８に固定している。即ち、本実施形態では距離Ｌｍが可能な限り短くなるようにブッシュ３９が極力コントロールシャフト３７に近い位置に固定されている。
【００５１】
このように本実施形態では、中空シャフト３６内においてコントロールシャフト３７の軸心Ｃをスライダギア３５側に偏倚させたことによって、コントロールピン３８に生じるモーメントを小さくすることができるため、該コントロールピン３８に発生する内部応力が小さくなり、屈曲等、その変形が抑制されるようになる。その結果、吸気バルブ１６の作動角及び最大リフト量の調節精度の低下や、開閉特性変更機構の動作不良の発生が抑制されるようになる。
【００５２】
また、こうしたモーメントのアーム長さの短縮化は、例えば、中空シャフト３６をその全周に亘って薄肉状に形成することによっても実現可能ではある。しかしこの場合、全周に亘り薄肉状に形成された中空シャフト３６ではその剛性低下が避けられず、該中空シャフト３６に対して入力部材３２や出力部材３３，３４などから径方向に外力が作用したときに生じる歪みが大きくなってしまう。この歪みが大きくなると吸気カムシャフト２１に対する入力部材３２及び出力部材３３，３４の相対的な位置ずれが大きくなり、その結果、吸気バルブ１６の作動角や最大リフト量の調節精度が低下することとなる。
【００５３】
その点、本実施形態によれば、上記コントロールシャフト３７の軸心Ｃの偏倚により中空シャフト３６の断面積を極力大きく確保することができ、その剛性を高く維持することができる。従って、吸気バルブ１６の作動角及び最大リフト量の調節精度を好適に維持することができる。
【００５４】
しかも、スライダギア３５と入・出力部材３２，３３，３４とがヘリカルスプライン構造を介して駆動連結され、各部材３２，３３，３４に作用する吸気カム２１ａや吸気バルブ１６側からの力が必然的に大きくなる本実施形態においては、上記効果が特に有用に作用する。
【００５５】
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。
・コントロールピン３８とブッシュ３９とは締まりばめによるはめあいに限らず、例えば中間ばめ、或いは隙間ばめによるはめあいがなされてもよい。また、コントロールピン３８とコントロールシャフト３７とに関しても締まりばめによるはめあいに限らず、例えば中間ばめ、或いは隙間ばめによるはめあいがなされてもよい。こうした場合であれ、本発明が、コントロールピン３８に作用する上記モーメントのアーム長さの短縮化に貢献することに変わりはない。
【００５６】
・上記実施形態ではスライダギア３５の周溝３５ｇ側面に対してブッシュ３９を介してコントロールピン３８が当接されたが、これに限らず、例えばコントロールピン３８が直接的に上記周溝３５ｇ側面に当接される形態とされてもよい。
【００５７】
・上記実施形態ではコントロールシャフト３７が円柱状とされたが、これに限らず、例えば多角柱状等、他の形状とされてもよい。
・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。
【００５８】
・上記実施形態では吸気バルブ１６の最大リフト量及び作動角を変更するようにしたが、これに限らず例えば、吸気バルブ１６の開閉動作中に上記開き角度θを変更すること等により、最大リフト量や作動角を変更することなく、吸気バルブ１６が開状態から閉状態に（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ようにしてもよい。また、こうした最大リフト量や作動角が一定とされる態様に限らず、例えば、吸気バルブ１６の開閉動作中におけるリフト量の変化態様を変更するようにしてもよく、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ようにしてもよい。
【００５９】
・コントロールシャフトの変位動作を吸気バルブ１６の開閉特性に変換する構成としては上記のものに限らない。例えば、入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度θを変更するための電動アクチェータを仲介駆動機構３０に設け、該電動アクチェータを作動させるためのスイッチ等を押圧するスライダを設け、該スライダの位置を、連結部材を介して該スライダと連結されたコントロールシャフトの変位によって変更する構成を採用してもよい。
【００６０】
・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するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【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】スライダギアの垂直破断斜視図。
【図７】中空シャフト及びコントロールシャフトの斜視図。
【図８】（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９】（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１０】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１１】仲介駆動機構の周辺を示す縦断面図。
【図１２】従来の開閉特性変更機構を示す水平破断斜視図。
【符号の説明】
【００６２】
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、２５…クランクシャフト、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、３２ｂ…ヘリカルスプライン、３３，３４…出力部材、３３ｂ，３４ｂ…ヘリカルスプライン、３５…スライダとしてのスライダギア、３５ａ…入力用ヘリカルスプライン、３５ｃ…第１出力用ヘリカルスプライン、３５ｅ…第２出力用ヘリカルスプライン、３６…開閉特性変更機構を構成する中空シャフト、３６ａ…連通孔としての長孔、３７…開閉特性変更機構を構成するコントロールシャフト、３８…連結部材を構成するコントロールピン、３９…連結部材を構成するブッシュ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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