(57)【要約】【課題】この発明は、バルブの作用角を可変とする可変動弁装置に関し、作用角を微調整する作業を行う際、ロストモーションスプリングの付勢力によって調整作業が困難になるのを緩和する、ロストモーションスプリングの配置を最適化して装置のコンパクト化を図ることを目的とする。【解決手段】可変動弁装置１０は、揺動アーム１８と、制御軸１６を回転させることによって揺動アーム１８の揺動範囲を変化させる可変機構と、バルブ作用角を微調整するための作用角調整機構３７と、揺動アーム１８を付勢するロストモーションスプリング３０とを備える。ロストモーションスプリング３０の付勢力が最大となる状態では、作用角調整機構３７は、ロストモーションスプリング３０と対向する。ロストモーションスプリング３０の付勢力が最小となる状態では、作用角調整機構３７は、外部空間に面して調整作業可能となる。【選択図】図６
2008196314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のバルブの作用角を可変とする可変動弁装置であって、
前記内燃機関の駆動カムと、前記バルブとの間に介在し、前記駆動カムの回転に伴って揺動する揺動部材と、
制御軸を有し、該制御軸を回転させることにより、前記揺動部材の揺動範囲を変化させる可変機構と、
前記制御軸と一体となって回転するように設置され、前記作用角を微調整するための作用角調整機構と、
前記揺動部材を前記駆動カム側へ付勢するロストモーションスプリングと、
を備え、
前記制御軸の回転位置が、前記ロストモーションスプリングの付勢力が最大となるような位置にある第１の状態では、前記作用角調整機構は、前記ロストモーションスプリングと対向し、
前記制御軸の回転位置が、前記ロストモーションスプリングの付勢力が最小となるような位置にある第２の状態では、前記作用角調整機構は、外部空間に面して調整作業可能となるように構成されていることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記ロストモーションスプリングは、ねじりコイルばねで構成されていることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記ロストモーションスプリングは、ねじりコイルばねで構成されているとともに、その中心軸が前記制御軸と平行になる姿勢で配置されており、
前記第１の状態では、前記作用角調整機構が前記制御軸と前記ロストモーションスプリングとの間に入り、前記第２の状態では、前記作用角調整機構が前記制御軸と前記ロストモーションスプリングとの間から出るように構成されていることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記第１の状態は、大作用角状態であり、前記第２の状態は、小作用角状態であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の可変動弁装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、複数気筒を有し、
前記第１の状態は、大作用角状態であり、前記第２の状態は、小作用角状態であり、
前記小作用角状態において、各気筒の前記バルブの作用角が揃うように、前記作用角調整機構の調整が行われていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の可変動弁装置。
【請求項６】
前記可変機構は、
前記制御軸と一体となって回転する制御部材と、
前記制御部材に対し回動可能に連結された中間アームと、
前記中間アームの先端に支持され、前記駆動カムと前記揺動部材との間に配置される中間部材と、
を含み、
前記作用角調整機構は、前記制御軸に対する前記制御部材の取り付け角度を調整するシムを含み、該シムを厚さが異なるものに交換することにより前記作用角を微調整するものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の可変動弁装置。
【請求項７】
前記第１の状態では、前記シムの脱着方向が前記ロストモーションスプリング側を向き、前記第２の状態では、前記シムの脱着方向が外部空間側に向くことを特徴とする請求項６記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−１６１７３０号公報には、内燃機関のバルブの作用角を可変とする可変動弁装置であって、内燃機関の駆動カムと、バルブとの間に介在し、駆動カムの回転に伴って揺動する揺動部材（揺動カムアーム）と、制御軸を有し、該制御軸を回転させることにより、揺動部材の揺動範囲を変化させる可変機構と、バルブの作用角を微調整するための調整機構とを備えた可変動弁装置が開示されている。
【０００３】
このような可変動弁装置においては、構成部品の製造誤差や組立て誤差が原因となって、気筒間でバルブの作用角にバラツキが生じる場合がある。上記調整機構は、制御軸に対する制御部材の取り付け角度を微調整することにより、バルブの作用角を微調整して、気筒間で作用角を正確に揃えるための機構である。上記公報に開示された調整機構は、具体的には、次のような機構である。制御部材に挿入穴を設けるとともに、制御軸から挿入穴内に突出するように、挿入穴よりも周方向の幅を小さく形成された突出部を配置する。突出部と挿入穴の周方向の左右壁面との間には隙間が形成されるが、この左右の隙間にそれぞれ調整シムを配置する。その左右の調整シムを形状の異なるものにそれぞれ交換することによって、制御部材の制御軸への取り付け角度を調整することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６１７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報の図面では図示が省略されているが、上記のような可変動弁装置は、揺動部材を駆動カム側へ向けて付勢するロストモーションスプリングを有している。このロストモーションスプリングの付勢力は、上記調整シムを挟持する方向に作用している。このため、上記従来の可変動弁装置では、作用角の調整作業の際、調整シムが強い力で挟持されているため、調整シムの脱着作業がやり辛くなりがちである。
【０００６】
また、可変動弁装置をなるべくコンパクト化するには、作用角調整機構とロストモーションとを近接して配置することが必要になる。しかしながら、ロストモーションスプリングと作用角調整機構との位置が近いと、調整シムを交換する際にロストモーションスプリングが邪魔になり、作業がし辛くなる。一方、ロストモーションスプリングと作用角調整機構とを離れた位置に配置すると、可変動弁装置が大型化してしまい易い。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バルブの作用角を可変とする可変動弁装置において作用角を微調整する作業を行う際、ロストモーションスプリングの付勢力によって調整作業が困難になるのを緩和することができるとともに、ロストモーションスプリングの配置を最適化して装置のコンパクト化が図れる可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関のバルブの作用角を可変とする可変動弁装置であって、
前記内燃機関の駆動カムと、前記バルブとの間に介在し、前記駆動カムの回転に伴って揺動する揺動部材と、
制御軸を有し、該制御軸を回転させることにより、前記揺動部材の揺動範囲を変化させる可変機構と、
前記制御軸と一体となって回転するように設置され、前記作用角を微調整するための作用角調整機構と、
前記揺動部材を前記駆動カム側へ付勢するロストモーションスプリングと、
を備え、
前記制御軸の回転位置が、前記ロストモーションスプリングの付勢力が最大となるような位置にある第１の状態では、前記作用角調整機構は、前記ロストモーションスプリングと対向し、
前記制御軸の回転位置が、前記ロストモーションスプリングの付勢力が最小となるような位置にある第２の状態では、前記作用角調整機構は、外部空間に面して調整作業可能となるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記ロストモーションスプリングは、ねじりコイルばねで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１の発明において、
前記ロストモーションスプリングは、ねじりコイルばねで構成されているとともに、その中心軸が前記制御軸と平行になる姿勢で配置されており、
前記第１の状態では、前記作用角調整機構が前記制御軸と前記ロストモーションスプリングとの間に入り、前記第２の状態では、前記作用角調整機構が前記制御軸と前記ロストモーションスプリングとの間から出るように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記第１の状態は、大作用角状態であり、前記第２の状態は、小作用角状態であることを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関は、複数気筒を有し、
前記第１の状態は、大作用角状態であり、前記第２の状態は、小作用角状態であり、
前記小作用角状態において、各気筒の前記バルブの作用角が揃うように、前記作用角調整機構の調整が行われていることを特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記可変機構は、
前記制御軸と一体となって回転する制御部材と、
前記制御部材に対し回動可能に連結された中間アームと、
前記中間アームの先端に支持され、前記駆動カムと前記揺動部材との間に配置される中間部材と、
を含み、
前記作用角調整機構は、前記制御軸に対する前記制御部材の取り付け角度を調整するシムを含み、該シムを厚さが異なるものに交換することにより前記作用角を微調整するものであることを特徴とする。
【００１４】
また、第７の発明は、第６の発明において、
前記第１の状態では、前記シムの脱着方向が前記ロストモーションスプリング側を向き、前記第２の状態では、前記シムの脱着方向が外部空間側に向くことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、制御軸の回転位置が、ロストモーションスプリングの付勢力が最大となるような位置にある第１の状態では、作用角調整機構がロストモーションスプリングと対向し、制御軸の回転位置が、ロストモーションスプリングの付勢力が最小となるような位置にある第２の状態では、作用角調整機構が外部空間に面して、その調整作業が可能となるように構成されている。このような可変動弁装置によれば、作用角調整機構の調整作業を行う際に上記第２の状態とすることにより、作用角調整機構が外部空間に面した状態で作業を行うことができる。このため、工具などが作用角調整機構に容易に届くようにすることができる。また、作用角調整機構に作用するロストモーションスプリングの付勢力が比較的小さい状態で調整作業を行うことができるので、容易に調整作業を行うことができる。更に、第１の発明によれば、上記第１の状態では、作用角調整機構がロストモーションスプリングと対向する。つまり、ロストモーションスプリングは、作用角調整機構の近傍に配置されている。これにより、可変動弁装置をコンパクトに構成することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、ロストモーションスプリングは、ねじりコイルばねで構成されている。ねじりコイルばねは、変形の際、腕の角度が変化するだけであり、圧縮コイルばねのように伸び縮みがないので、伸び縮みのスペースを確保する必要がなく、また、ばね自体の大きさも、圧縮コイルばねより小さくすることができる。このようなことから、第２の発明によれば、可変動弁装置をよりコンパクトに構成することができる。
【００１７】
第３の発明によれば、ロストモーションスプリングは、ねじりコイルばねで構成されているとともに、その中心軸が制御軸と平行になる姿勢で配置されている。ねじりコイルばねは、変形の際、腕の角度が変化するだけであり、圧縮コイルばねのように伸び縮みがないので、伸び縮みのスペースを確保する必要がなく、また、ばね自体の大きさも、圧縮コイルばねより小さくすることができる。このようなねじりコイルばねをロストモーションスプリングとして用いて制御軸と平行に配置することにより、可変動弁装置をよりコンパクトに構成することができる。更に、第３の発明によれば、第１の状態では、作用角調整機構が制御軸とロストモーションスプリングとの間に入り、第２の状態では、作用角調整機構が制御軸とロストモーションスプリングとの間から出るように構成されている。これにより、制御軸とロストモーションスプリングとの間のスペースが有効に活用されるようなロストモーションスプリングの配置とすることができるので、可変動弁装置を極めてコンパクトに構成することができる。また、第２の状態では、作用角調整機構が制御軸とロストモーションスプリングとの間から出るので、作用角調整機構の調整作業を容易に行うことができる。
【００１８】
第４の発明によれば、第１の状態が大作用角状態に対応し、第２の状態が小作用角状態に対応する。これにより、小作用角状態において作用角調整機構が調整可能となる。内燃機関のアイドル時には小作用角状態とされるので、内燃機関の停止時には通常、小作用角状態となっている。このため、第４の発明によれば、作用角調整機構の調整作業を行う場合に、内燃機関を停止した後、制御軸を調整作業可能な位置まで回す手順が不要となり、そのままの制御軸回転位置で調整作業を行うことができる。更に、第４の発明によれば、次のような利点もある。吸気バルブの作用角が大きい状態では、作用角が多少違っても筒内空気量に与える影響は少ないが、吸気バルブの作用角が小さい状態では、作用角の僅かな違いが筒内空気量に大きく影響する。このため、気筒間の空気量バラツキを修正する上では、小作用角状態のときに各気筒の作用角が正確に揃っていることが重要である。第４の発明によれば、小作用角状態において各気筒の作用角調整機構の調整作業が行われ、各気筒の作用角が正確に揃うように調整されることになるので、上記の事情に鑑みた場合、気筒間の空気量バラツキを高精度に修正することができる。
【００１９】
第５の発明によれば、第１の状態が大作用角状態に対応し、第２の状態が小作用角状態に対応する。これにより、小作用角状態において作用角調整機構が調整可能となる。内燃機関のアイドル時には小作用角状態とされるので、内燃機関の停止時には通常、小作用角状態となっている。このため、第５の発明によれば、作用角調整機構の調整作業を行う場合に、内燃機関を停止した後、制御軸を調整作業可能な位置まで回す手順が不要となり、そのままの制御軸回転位置で調整作業を行うことができる。更に、第５の発明によれば、次のような利点もある。吸気バルブの作用角が大きい状態では、作用角が多少違っても筒内空気量に与える影響は少ないが、吸気バルブの作用角が小さい状態では、作用角の僅かな違いが筒内空気量に大きく影響する。このため、気筒間の空気量バラツキを修正する上では、小作用角状態のときに各気筒の作用角が正確に揃っていることが重要である。第５の発明によれば、小作用角状態において各気筒の作用角調整機構の調整作業が行われ、各気筒の作用角が正確に揃うように調整されることになるので、上記の事情に鑑みた場合、気筒間の空気量バラツキを高精度に修正することができる。
【００２０】
第６の発明によれば、作用角調整機構において、制御軸に対する制御部材の取り付け角度を調整するシムを、厚さが異なるものに交換することにより、作用角を高精度に調整することができる。
【００２１】
第７の発明によれば、第１の状態では、シムの脱着方向がロストモーションスプリング側を向き、第２の状態では、シムの脱着方向が外部空間側に向くように構成されている。これにより、第２の状態において、作用角調整機構のシムを交換する作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁装置を示す断面側面図である。以下、図１に示す可変動弁装置１０は、内燃機関の吸気バルブ１２を駆動するものとして説明するが、本発明は、排気バルブを駆動する可変動弁装置にも適用可能である。
【００２４】
可変動弁装置１０は、内燃機関のクランク軸により回転駆動されるカム軸１３に設けられた駆動カム１４を備えている。また、可変動弁装置１０は、カム軸１３と平行に配置された制御軸１６と、この制御軸１６を所定角度範囲内で回転させることのできる制御軸駆動機構（図示せず）とを有している。
【００２５】
上記制御軸駆動機構の構成は、特に限定されないが、例えば、制御軸１６の一端側に固定されたウォームホイールと、このウォームホイールに噛み合うウォームギヤと、このウォームギヤを回転駆動するサーボモータとで構成することができる。この場合、そのサーボモータの回転方向および回転量を制御することにより、制御軸１６の回転位置を制御することができる。
【００２６】
更に、可変動弁装置１０は、揺動アーム（揺動部材）１８を有している。揺動アーム１８は、制御軸１６を中心として揺動可能に設置されている。揺動アーム１８には、駆動カム１４に対向する側に、スライダー面２０が形成されている。
【００２７】
揺動アーム１８と駆動カム１４との間には、スライダーローラ２２が配置されている。スライダーローラ２２は、中間アーム２４の先端部に、回転可能に支持されている。中間アーム２４の基端部は、制御部材（制御アーム）２６に対し、連結軸２７により、回動可能に連結されている。制御部材２６は、制御軸１６と一体となって回転する部材である。よって、制御軸１６を回転させると、制御部材２６および中間アーム２４を介して変位が伝達され、スライダーローラ２２が移動する。
【００２８】
具体的には、図１に示す状態から制御軸１６を時計回りに回転させると、スライダーローラ２２は、揺動アーム１８の揺動中心（すなわち制御軸１６の中心）から遠ざかり、揺動アーム１８の先端側に移動する。そして、スライダーローラ２２が揺動アーム１８の先端側にある状態から、制御軸１６を反時計回りに回転させると、スライダーローラ２２は、中間アーム２４に引かれて、制御軸１６の中心に近づく。図１は、スライダーローラ２２の位置を、制御軸１６の中心に近づけた状態を示している。
【００２９】
スライダー面２０は、揺動アーム１８の先端側に行くにつれて、カム軸１３の中心との間隔が徐々に広がるような曲面（例えば円弧面）をなしている。また、揺動アーム１８の、スライダー面２０と反対側には、揺動カム面２８が形成されている。
【００３０】
揺動アーム１８は、ロストモーションスプリング３０により、図１中の時計回りに付勢されている。このロストモーションスプリング３０は、ねじりコイルばねで構成されている。このロストモーションスプリング３０は、その中心軸が制御軸１６やカム軸１３と平行になる姿勢で配置されている。ロストモーションスプリング３０の付勢力により、揺動アーム１８がスライダーローラ２２に押し当てられるとともに、スライダーローラ２２が駆動カム１４に押し当てられている。
【００３１】
可変動弁装置１０は、吸気バルブ１２の弁軸をリフト方向へ押圧するためのロッカーアーム３２を更に備えている。ロッカーアーム３２は、図１中で揺動アーム１８の下方に配置されている。ロッカーアーム３２の中間部には、ロッカーローラ３４が回転自在に取り付けられている。ロッカーローラ３４は、揺動カム面２８と接触している。ロッカーアーム３２の一端は、吸気バルブ１２の弁軸端に当接されており、ロッカーアーム３２の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ３６に支持されている。吸気バルブ１２は、図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム３２を押し上げる方向に付勢されている。ロッカーローラ３４は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ３６とによって、揺動アーム１８の揺動カム面２８に押し当てられている。
【００３２】
このような可変動弁装置１０では、駆動カム１４が回転すると、駆動カム１４のカムリフトがスライダーローラ２２を介して揺動アーム１８に伝達することにより、揺動アーム１８が揺動する。
【００３３】
図１に示す状態、つまり、スライダーローラ２２が制御軸１６の中心に近い位置にある状態では、駆動カム１４のカムリフトが、揺動アーム１８の揺動中心に近い位置において揺動アーム１８に伝達されることになる。このため、揺動アーム１８の揺動範囲（振れ幅）が大きくなる。その結果、吸気バルブ１２の作用角（およびリフト量）は、大きくなる。逆に、スライダーローラ２２が制御軸１６の中心から遠い位置にある状態では、駆動カム１４のカムリフトは、揺動アーム１８の揺動中心から遠い位置において揺動アーム１８に伝達されることになる。このため、揺動アーム１８の揺動範囲（振れ幅）が小さくなる。その結果、吸気バルブ１２の作用角（およびリフト量）は小さくなる。
【００３４】
このようにして、可変動弁装置１０では、制御軸１６の回転させてスライダーローラ２２を移動させることにより、吸気バルブ１２の作用角を連続的に変化させることができる。すなわち、制御軸１６の回転位置を図１中の時計回りに変位させるほど、吸気バルブ１２の作用角を小さくすることができ、逆に、制御軸１６の回転位置を図１中の反時計回りに変位させるほど、吸気バルブ１２の作用角を大きくすることができる。
【００３５】
図２および図３は、それぞれ、可変動弁装置１０の斜視図である。本実施形態では、内燃機関の１気筒当たり、吸気バルブ１２が二つ設けられている。そして、図２および図３に示すように、可変動弁装置１０では、二つの吸気バルブ１２のそれぞれに対して、揺動アーム１８が別々に設けられている。これに対し、制御部材２６や中間アーム２４は、二つの吸気バルブ１２に対し共用されている。
【００３６】
また、図２および図３に示すように、揺動アーム１８には、ばね受け部１９が形成されている。このばね受け部１９を、ロストモーションスプリング３０の腕３１が押圧することにより、揺動アーム１８が図１中の時計回りに付勢されている。なお、図３は、ロストモーションスプリングを取り外した状態を示している。
【００３７】
また、可変動弁装置１０の構成部品のうち、カム軸１３および制御軸１６は、内燃機関の複数気筒に共用されている。一方、上述したその他の構成部品は、気筒毎に設けられている。
【００３８】
このような可変動弁装置１０を備えた内燃機関を組み立てた場合には、可変動弁装置１０の構成部品の製造誤差や組み付け誤差などが原因となって、吸気バルブ１２の作用角に気筒間で多少のバラツキが生ずることが普通である。吸気バルブ１２の作用角に気筒間のバラツキが存在すると、各気筒の空気量にバラツキが生じ、内燃機関の運転に好ましくない影響を及ぼす場合がある。そこで、可変動弁装置１０は、吸気バルブ１２の作用角の気筒間バラツキを修正することができるように、吸気バルブ１２の作用角を気筒毎に調整可能な作用角調整機構３７を備えている。以下、その作用角調整機構３７の構成について説明する。
【００３９】
図４および図５は、それぞれ、作用角調整機構３７の分解状態および組立状態を示す斜視図である。この作用角調整機構３７は、制御軸１６に対する制御部材２６の取り付け角度を微調整することにより、吸気バルブ１２の作用角を調整するものである。
【００４０】
図４に示すように、作用角調整機構３７は、制御ピン４８と、調整ピン５０と、シム６０と、ボルト６２と、ナット６４とで構成されている。制御ピン４８は、制御軸１６に形成されたピン挿入孔３８に挿入され、制御軸１６から径方向に突出するように配置される。制御部材２６には、制御軸１６が挿入する制御軸挿入孔４０と、制御軸１６の軸方向と直交する向きに形成されたピン挿通孔４２と、制御軸１６と平行な向きに形成された軸受け孔４４と、中間アーム２４との連結軸２７が挿入される軸受け孔４６とが形成されている。
【００４１】
制御ピン４８には、ボルト６２を挿通するボルト挿通孔６６が形成されている。調整ピン５０は、ほぼ円筒状（円柱状）をなしている。より具体的には、調整ピン５０は、円柱に対し、その軸方向の中央部を削って平面を形成した形状をなしている。その平面部分には、ボルト６２の雄ネジ部に螺合する雌ネジを有するネジ孔６８が形成されている。調整シム６０は、制御ピン４８と調整ピン５０との間で挟持される部材である。この調整シム６０は、二又部分を有する形状をなしており、その二又部分がボルト６２を跨ぐようにして配置される。調整シム６０は、厚さの異なるものが多数用意されており、その中から選択使用される。
【００４２】
このような作用角調整機構３７を組み立てる際には、まず、制御部材２６の制御軸挿入孔４０に制御軸１６を挿入する。なお、図５では、制御軸１６の図示を省略している。次いで、制御ピン４８を制御部材２６のピン挿通孔４２から挿入し、更に制御軸１６のピン挿入孔３８に挿入する。次いで、軸受け孔４４に調整ピン５０を挿入する。この状態で、調整ピン５０は、軸受け孔４４内で回転可能になっている。次いで、ボルト６２を、制御ピン４８のボルト挿通孔６６に挿通し、更に調整ピン５０のネジ孔６８に螺合させる。そして、制御ピン４８と調整ピン５０との間に調整シム６０を挟んだ状態で、ボルト６２を締め付ける。更に、ネジ孔６８を貫通して反対側に突出したボルト６２の先端に、ナット６４を螺合させて締め付ける。本実施形態では、このナット６４を設けたことにより、調整ピン５０のネジ孔６８と、ナット６４とがダブルナットとして機能する。これにより、ボルト６２の緩みをより確実に防止することができる。
【００４３】
このようにして作用角調整機構３７を組み付けることにより、図１に示すように、制御部材２６が制御軸１６に対して固定される。そして、このような作用角調整機構３７では、調整シム６０を、厚さが異なるものに交換することにより、制御軸１６に対する制御部材２６の取り付け角度を微調整することができる。
【００４４】
すなわち、調整シム６０を、厚さが厚いものに交換すると、制御軸１６に対する制御部材２６の取り付け角度が、図１中で僅かに時計回りに変化する。その結果、吸気バルブ１２の作用角は、小さくなる方向に微調整される。逆に、調整シム６０を、厚さが薄いものに交換すると、制御軸１６に対する制御部材２６の取り付け角度が、図１中で僅かに反時計回りに変化する。その結果、吸気バルブ１２の作用角は、大きくなる方向に微調整される。
【００４５】
可変動弁装置１０の組み立て後は、上述したような作用角調整機構３７を用いて、以下のようにして、各気筒の吸気バルブ１２の作用角が揃うように、調整がなされる。まず、可変動弁装置１０の最初の組付け時には、所定の基準厚さを有する調整シム６０が用いられる。そして、組付け後、制御軸１６を所定の基準回転位置まで回転させ、その状態で気筒毎に吸気バルブ１２の作用角を計測する。その計測の結果、気筒間で作用角のバラツキがある場合には、各気筒の計測値と、所定の基準値あるいは設計値とのずれ量に応じて、気筒毎に、調整シム６０を厚さの異なるものに交換する。つまり、作用角を増大させる方向に微調整したい気筒では、調整シム６０を、厚さが基準値よりも薄いものに交換する。逆に、作用角を縮小させる方向に微調整したい気筒では、調整シム６０を、厚さが基準値よりも大きいものに交換する。
【００４６】
ところで、調整シム６０を交換することにより、制御軸１６に対する制御部材２６の取り付け角度が変化すると、制御ピン４８、調整シム６０および調整ピン５０の接触面の角度も変化する。このとき、本実施形態では、調整ピン５０が軸受け孔４４内で回転可能になっているので、その接触面の角度変化を吸収することができ、その接触面の面接触状態を確実に維持することができる。このため、制御軸１６に対する制御部材２６の取り付け角度を正確に規定することができ、吸気バルブ１２の作用角を高い精度で調整することができる。
【００４７】
図６は、可変動弁装置１０において、吸気バルブ１２の作用角が大きい（最大の）状態（以下、「大作用角状態」という）と、作用角が小さい（最小の）状態（以下、「小作用角状態」という）とを比較した図である。図６中の上側の図に示すように、大作用角状態では、作用角調整機構３７は、ロストモーションスプリング３０と対向して位置する。この状態では、調整シム６０を脱着する方向（以下「シム脱着方向」という）がロストモーションスプリング３０側に向く。このため、ロストモーションスプリング３０が障害となり、調整シム６０を脱着する作業を行うことはできない。つまり、大作用角状態では、作用角調整機構３７による調整作業を行うことはできない。
【００４８】
大作用角状態から、制御軸１６を図６中の時計回りに回転させると、小作用角状態となる。図６中の下側の図に示すように、小作用角状態では、作用角調整機構３７が、ロストモーションスプリング３０等の構成部品の存在しない外部空間に面する。つまり、シム脱着方向が外部空間側を向く。このため、ロストモーションスプリング３０等が障害となることがなく、工具等が作用角調整機構３７に容易に届くので、調整シム６０を脱着する作業を容易に行うことができる。このように、可変動弁装置１０では、小作用角状態において、作用角調整機構３７による調整作業を行うことができる。
【００４９】
ところで、揺動アーム１８は、前述したように、ロストモーションスプリング３０により、図６中で時計回りに付勢されている。その付勢力は、次のようにして制御部材２６に伝達し、制御部材２６を図６中で時計回りあるいは反時計回りに回す方向に付勢する。
【００５０】
例えば、ある状態では、ロストモーションスプリング３０の付勢力により、スライダーローラ２２は、揺動アーム１８の先端方向へ移動するように付勢される。これは、駆動カム１４とスライダー面２０との間隔が、揺動アーム１８の先端側に行くにつれて広くなっているので、スライダーローラ２２は、その方向に逃げようとするからである。このようにしてスライダーローラ２２が揺動アーム１８の先端方向に向かって付勢されると、その付勢力が中間アーム２４を介して伝達し、制御部材２６が図６中で時計回りに付勢される。
【００５１】
また、スライダーローラ２２の位置（つまり吸気バルブ１２の作用角）や駆動カム１４の回転位置が異なる別の状態においては、上記の場合とは逆に、制御部材２６が図６中で反時計回りに付勢されることもある。かくして、制御部材２６は、ロストモーションスプリング３０の付勢力により、図６中で時計回りあるいは反時計回りに回る方向に付勢される。
【００５２】
ロストモーションスプリング３０の付勢力を大作用角状態と小作用角状態とで比較した場合、次のような理由から、小作用角状態の方がロストモーションスプリング３０の付勢力は小さくなる。駆動カム１４とスライダー面２０との間隔が、揺動アーム１８の先端側に行くにつれて広くなっているので、スライダーローラ２２が揺動アーム１８の先端側に位置する小作用角状態では、大作用角状態と比べ、揺動アーム１８の回転位置は、図６中で時計回りに変位した位置になる。このため、図６の下側の図に示すように、小作用角状態では、ロストモーションスプリング３０の腕３１の変位が、破線で示す大作用角状態での変位より小さくなり、大作用角状態と比べて付勢力が小さくなる。したがって、制御部材２６に作用する付勢力も、大作用角状態と比べて小作用角状態の方が小さくなる。
【００５３】
作用角調整機構３７の調整作業を行う場合には、次のような理由から、制御部材２６に作用する付勢力が小さい方が好ましい。調整作業では、ボルト６２を緩めて、調整シム６０を交換する作業が行われる。制御部材２６に時計回りの付勢力が作用している場合には、調整ピン５０を制御ピン４８から遠ざける方向に付勢力が作用するので、ボルト６２に作用する引っ張り力は、その付勢力の分だけ更に大きくなった状態になる。このため、ボルト６２を緩める際に強い力が必要になるので作業がし辛いと共に、ボルト６２の摩耗も進行する。
【００５４】
一方、制御部材２６に反時計回りの付勢力が作用している場合には、調整ピン５０を制御ピン４８に近づける方向に付勢力が作用するので、ボルト６２を緩めた後も、調整シム６０が調整ピン５０と制御ピン４８との間にその付勢力によって挟み込まれた状態になる。このため、調整シム６０の脱着作業がし辛い。このようなことから、制御部材２６に作用する付勢力が強いと、その方向が時計回り、反時計回りの何れの場合であっても、作用角調整機構３７の調整作業がやり辛くなる。
【００５５】
本実施形態の可変動弁装置１０では、前述したように、小作用角状態において作用角調整機構３７の調整作業を行うように構成されている。そして、小作用角状態では、前述したように、ロストモーションスプリング３０の付勢力が比較的小さくなるので、制御部材２６に作用する付勢力も比較的小さくなる。このため、作用角調整機構３７の調整作業を比較的容易に行うことができ、優れた作業性が得られる。
【００５６】
ところで、小作用角状態では、吸気バルブ１２を通過する空気の流量が絶対的に少ないため、作用角が僅かに違っても、筒内空気量が大きく変化する。これに対し、大作用角状態では、吸気バルブ１２を通過する空気の流量が絶対的に多いため、作用角が多少違っても、筒内空気量はさほど変化しない。このようなことから、吸気バルブ１２の作用角を可変とする内燃機関において、各気筒の空気量を均等にするためには、小作用角状態における吸気バルブ１２の作用角が気筒間で正確に揃えられていることが重要である。本実施形態によれば、小作用角状態において各気筒の作用角調整機構３７の調整作業が行われることになるので、各気筒の吸気バルブ１２の作用角が、小作用角状態において正確に一致するように調整されることとなる。このため、吸気バルブ１２の作用角が大きい領域だけでなく、吸気バルブ１２の作用角が小さい領域であっても、各気筒の空気量を均一にすることができる。その結果、気筒毎の発生トルクや、気筒毎の空燃比などを正確に揃えることができるので、内燃機関のトルク変動を小さくしたり、エミッション性能を向上したりすることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、ロストモーションスプリング３０は、ねじりコイルばねで構成されているとともに、その中心軸が制御軸１６と平行になる姿勢で配置されている。ねじりコイルばねは、変形の際、腕３１の角度が変化するだけであり、圧縮コイルばねのように伸び縮みがないので、伸び縮みのスペースを確保する必要がなく、また、ばね自体の大きさも、圧縮コイルばねより小さくすることができる。本実施形態では、このようなねじりコイルばねをロストモーションスプリング３０として用いて制御軸１６と平行に配置することにより、可変動弁装置１０をよりコンパクトに構成することができる。
【００５８】
更に、本実施形態では、図６から分かるように、大作用角状態（第１の状態）では、作用角調整機構３７が制御軸１６とロストモーションスプリング３０との間に入り、小作用角状態（第２の状態）では、作用角調整機構３７が制御軸１６とロストモーションスプリング３０との間から出るように構成されている。これにより、制御軸１６とロストモーションスプリング３０との間のスペースが有効に活用されるようなロストモーションスプリング３０の配置とすることができるので、可変動弁装置１０を極めてコンパクトに構成することができる。また、小作用角状態では、作用角調整機構３７が制御軸１６とロストモーションスプリング３０との間から出るので、作用角調整機構３７の調整作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態１の可変動弁装置を示す断面側面図である。
【図２】図１に示す可変動弁装置の斜視図である。
【図３】図１に示す可変動弁装置の斜視図である。
【図４】図１に示す可変動弁装置が備える作用角調整機構の分解状態を示す斜視図である。
【図５】図１に示す可変動弁装置が備える作用角調整機構の組立状態を示す斜視図である。
【図６】図１に示す可変動弁装置における大作用角状態と小作用角状態とを比較した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  可変動弁装置
１２  吸気バルブ
１４  駆動カム
１６  制御軸
１８  揺動アーム
１９  ばね受け部
２０  スライダー面
２２  スライダーローラ
２４  中間アーム
２６  制御部材
２８  揺動カム面
３０  ロストモーションスプリング
３１  腕
３２  ロッカーアーム
３４  ロッカーローラ
３６  油圧式ラッシュアジャスタ
３８  ピン挿入孔
４０  制御軸挿入孔
４２  ピン挿通孔
４４  軸受け孔
４６  軸受け孔
４８  制御ピン
５０  調整ピン
６０  シム
６２  ボルト
６４  ナット
６６  ボルト挿通孔
６８  ネジ孔
【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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