(57)【要約】【課題】  この発明は、複数の弁体をまとめて駆動する可変動弁機構に関し、優れた生産性と優れたメンテナンス性を実現することを目的とする。【解決手段】  カム３８の回転と同期して揺動すると共に、制御軸２８の回転位置に応じて、その揺動の範囲を変化させる揺動範囲可変機構３８を設ける。揺動範囲可変機構３８を貫通する連結調整ピン３０の両端を揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの保持穴に挿入する。揺動カムアーム２６ａ，２６ｂは、それぞれ揺動範囲可変機構３８と共に揺動して、バルブスプリング力を受けながら弁体１２ａ，１２ｂにリフトを与える。連結調整ピン３０は、揺動カムアーム２６ａの保持穴に保持される部分の径によりランク分けしておく。そのランクを変えることにより、２つの弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性を調整する。【選択図】      図１
2005233137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のカムの回転と同期して揺動すると共に、制御軸の位置に応じて、その揺動の範囲を変化させる揺動範囲可変機構と、
前記揺動範囲可変機構によって保持される連結調整ピンと、
前記連結調整ピンを保持するための保持穴を有し、その保持穴に前記連結調整ピンが挿入されることにより前記揺動範囲可変機構とそれぞれ連結される複数の揺動カムアームと、
前記揺動カムアームのそれぞれに対応して設けられ、個々の揺動カムアームに付勢されることにより開弁する弁体と、
前記揺動カムアームを、前記弁体を閉弁させる方向に付勢するバルブスプリングとを備え、
前記複数の揺動カムアームのうち少なくとも一つについては、前記保持穴により保持される部分の前記連結調整ピンの径が、当該保持穴の径より小さいことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項２】
前記複数の揺動カムアームに設けられた前記保持穴は、互いに等しい径を有し、
前記連結調整ピンが、それぞれの保持穴に保持される部分において、異なる径を有していることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項３】
前記連結調整ピンの一端を保持する保持穴は非貫通穴であり、
前記連結調整ピンの他端を保持する保持穴は貫通穴であり、
前記連結調整ピンは、前記貫通穴に挿入される部分が、その部分に隣接する部分より小径に設けられていることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項４】
前記複数の揺動カムアームに設けられた前記保持穴は、互いに異なる径を有していることを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構。
【請求項５】
内燃機関のカムの回転と同期して揺動すると共に、制御軸の位置に応じて、その揺動の範囲を変化させる揺動範囲可変機構と、
前記揺動範囲可変機構によって保持される連結調整ピンと、
前記連結調整ピンを保持するための保持穴を有し、その保持穴に前記連結調整ピンが挿入されることにより前記揺動範囲可変機構とそれぞれ連結される複数の揺動カムアームと、
前記揺動カムアームのそれぞれに対応して設けられ、個々の揺動カムアームに付勢されることにより開弁する弁体と、
前記揺動カムアームを、前記弁体を閉弁させる方向に付勢するバルブスプリングとを備える内燃機関の可変動弁機構の調整方法であって、
前記複数の揺動カムアームの保持穴によりそれぞれ保持される部分の径の組み合わせが異なる複数ランクの連結調整ピンを準備するステップと、
前記複数ランクの中から最適な連結調整ピンを選択するステップと、
選択された連結調整ピンを前記複数の揺動カムアームおよび前記揺動範囲可変機構に組み付けるステップと、
を含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構の調整方法。
【請求項６】
内燃機関のカムの回転と同期して揺動すると共に、制御軸の位置に応じて、その揺動の範囲を変化させる揺動範囲可変機構と、
前記揺動範囲可変機構によって保持される連結調整ピンと、
前記連結調整ピンを保持するための保持穴を有し、その保持穴に前記連結調整ピンが挿入されることにより前記揺動範囲可変機構とそれぞれ連結される複数の揺動カムアームと、
前記揺動カムアームのそれぞれに対応して設けられ、個々の揺動カムアームに付勢されることにより開弁する弁体と、
前記揺動カムアームを、前記弁体を閉弁させる方向に付勢するバルブスプリングとを備える内燃機関の可変動弁機構の調整方法であって、
前記保持穴の径が異なる複数ランクの揺動カムアームを準備するステップと、
前記複数の揺動カムアームの一つとして、基準となる揺動カムアームを決めるステップと、
前記複数の揺動カムアームの残りのそれぞれについて、前記基準となる揺動カムアームとの組み合わせが最適となる揺動カムアームを前記複数ランクの中から選択するステップと、
前記基準となる揺動カムアームと、選択された揺動カムアームと、前記連結調整ピンと、前記揺動範囲可変機構とを組み付けるステップと、
を含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の可変動弁機構およびその調整方法に係り、特に、複数の弁体をまとめて作動させる機構として好適な可変動弁機構、および、そのような機構の調整方法として好適な可変動弁機構の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２００２−３７１８１６号公報に開示されるように、内燃機関の気筒毎に、単一の可変動弁機構を配置した構成が知られている。このシステムにおいて、個々の可変動弁機構は、それぞれ各気筒に配置された２つの弁体を駆動するように構成されている。
【０００３】
具体的には、それぞれの可変動弁機構は、２つの弁体を同時に駆動することができるように一体成形されたロッカーアームを備えている。そして、このロッカーアームとカムの間には、カムの回転と同期して揺動することにより、カムの押圧力をロッカーアームに伝達する揺動機構が設けられている。
【０００４】
上記の揺動機構は、制御軸を備えており、その制御軸の回転位置が調整されることにより、カムの回転と同期して揺動する範囲を変化させるように構成されている。更に、この揺動機構とロッカーアームは、揺動機構の揺動範囲が変化すると、ロッカーアームの揺動量に変化が生ずるように構成されている。ロッカーアームの揺動量が変化すれば、弁体の開弁期間（以下、「作用角」とする）およびリフト量に変化が生ずる。このため、上記従来のシステムによれば、制御軸の位置を調整することにより、個々の気筒に配置される２つの弁体のリフト量および作用角をまとめて変更することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３７１８１６号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
単一の気筒に２つの弁体が配置されている場合は、それらの弁体が共に所望の開弁特性を示すように、可変動弁機構を作り込む必要がある。上述した従来のシステムでは、一体成形されたロッカーアームが揺動することにより２つの弁体が同時に開閉することから、左右の弁体の開弁特性をそれぞれ所望の特性とするためには、一体成形されたロッカーアームを十分に高い精度で加工し、また、揺動機構やロッカーアームを十分に高い精度で組み付けることが必要となる。
【０００７】
更に、個々の気筒に配置された２つの弁体は、弁体毎に異なる経時変化を示すことがある。一方の弁体の開弁特性と、他方の弁体の開弁特性とを、別個独立に調整することができれば、このような事態が生じても、比較的簡単に双方の弁体の開弁特性を揃えることができる。しかしながら、上記従来のシステムでは、２つの弁体に対して共通に用いられるロッカーアームが一体成形されたものであるため、それら２つの弁体の開弁特性を別個独立に調整することはできない。従って、このシステムでは、２つの弁体の開弁特性に異なった経時変化が生じた場合、メンテナンスの際には、ロッカーアームの全体をアッセンブリ交換せざるを得ない。
【０００８】
以上説明したように、上記従来のシステムは、個々の気筒に配置される２つの弁体の開弁特性をそれぞれ適正に調整するという要求の下では、必ずしも生産性に優れたものではなく、また、メンテナンス性に優れたものでもなかった。
【０００９】
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、複数の弁体をそれぞれ所望の開弁特性で作動させることができ、かつ、優れた生産性と優れたメンテナンス性を実現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を第１の目的とする。
更に、複数の弁体をそれぞれ所望の開弁特性で作動させることができ、かつ、優れた生産性と優れたメンテナンス性を実現するための内燃機関の可変動弁機構の調整方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の可変動弁機構であって、
内燃機関のカムの回転と同期して揺動すると共に、制御軸の位置に応じて、その揺動の範囲を変化させる揺動範囲可変機構と、
前記揺動範囲可変機構によって保持される連結調整ピンと、
前記連結調整ピンを保持するための保持穴を有し、その保持穴に前記連結調整ピンが挿入されることにより前記揺動範囲可変機構とそれぞれ連結される複数の揺動カムアームと、
前記揺動カムアームのそれぞれに対応して設けられ、個々の揺動カムアームに付勢されることにより開弁する弁体と、
前記揺動カムアームを、前記弁体を閉弁させる方向に付勢するバルブスプリングとを備え、
前記複数の揺動カムアームのうち少なくとも一つについては、前記保持穴により保持される部分の前記連結調整ピンの径が、当該保持穴の径より小さいことを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記複数の揺動カムアームに設けられた前記保持穴は、互いに等しい径を有し、
前記連結調整ピンが、それぞれの保持穴に保持される部分において、異なる径を有していることを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記連結調整ピンの一端を保持する保持穴は非貫通穴であり、
前記連結調整ピンの他端を保持する保持穴は貫通穴であり、
前記連結調整ピンは、前記貫通穴に挿入される部分が、その部分に隣接する部分より小径に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、第１の発明において、前記複数の揺動カムアームに設けられた前記保持穴は、互いに異なる径を有していることを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、内燃機関の可変動弁機構の調整方法であって、
内燃機関のカムの回転と同期して揺動すると共に、制御軸の位置に応じて、その揺動の範囲を変化させる揺動範囲可変機構と、
前記揺動範囲可変機構によって保持される連結調整ピンと、
前記連結調整ピンを保持するための保持穴を有し、その保持穴に前記連結調整ピンが挿入されることにより前記揺動範囲可変機構とそれぞれ連結される複数の揺動カムアームと、
前記揺動カムアームのそれぞれに対応して設けられ、個々の揺動カムアームに付勢されることにより開弁する弁体と、
前記揺動カムアームを、前記弁体を閉弁させる方向に付勢するバルブスプリングとを備える内燃機関の可変動弁機構の調整方法であって、
前記複数の揺動カムアームの保持穴によりそれぞれ保持される部分の径の組み合わせが異なる複数ランクの連結調整ピンを準備するステップと、
前記複数ランクの中から最適な連結調整ピンを選択するステップと、
選択された連結調整ピンを前記複数の揺動カムアームおよび前記揺動範囲可変機構に組み付けるステップと、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、内燃機関の可変動弁機構の調整方法であって、
内燃機関のカムの回転と同期して揺動すると共に、制御軸の位置に応じて、その揺動の範囲を変化させる揺動範囲可変機構と、
前記揺動範囲可変機構によって保持される連結調整ピンと、
前記連結調整ピンを保持するための保持穴を有し、その保持穴に前記連結調整ピンが挿入されることにより前記揺動範囲可変機構とそれぞれ連結される複数の揺動カムアームと、
前記揺動カムアームのそれぞれに対応して設けられ、個々の揺動カムアームに付勢されることにより開弁する弁体と、
前記揺動カムアームを、前記弁体を閉弁させる方向に付勢するバルブスプリングとを備える内燃機関の可変動弁機構の調整方法であって、
前記保持穴の径が異なる複数ランクの揺動カムアームを準備するステップと、
前記複数の揺動カムアームの一つとして、基準となる揺動カムアームを決めるステップと、
前記複数の揺動カムアームの残りのそれぞれについて、前記基準となる揺動カムアームとの組み合わせが最適となる揺動カムアームを前記複数ランクの中から選択するステップと、
前記基準となる揺動カムアームと、選択された揺動カムアームと、前記連結調整ピンと、前記揺動範囲可変機構とを組み付けるステップと、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、揺動カムアームは、連結調整ピンにより揺動範囲可変機構に連結されているため、容易に交換することができる。その揺動カムアームの少なくとも一つは、保持穴の径が、その中に保持される連結調整ピンの径より大きく形成されている。この揺動カムアームは、弁体の開弁時には、バルブスプリングの反力を受けることにより、保持穴の一部が連結調整ピンに当接する状態とされる。そして、その揺動カムアームにより駆動される弁体（「調整弁体」と称す）の開弁特性は、その当接が生ずる際の揺動カムアームの姿勢により決定される。その姿勢は、上記の保持穴の径と、そこに保持される部分における連結調整ピンの径との関係で決まるため、その関係を変化させれば、調整弁体の開弁特性を、他の弁体の開弁特性とは別個独立に調整することができる。このため、本発明によれば、優れた生産性と優れたメンテナンス性を実現しつつ、複数の弁体にそれぞれ所望の開弁特性を与えることができる。
【００１７】
第２の発明によれば、複数の揺動カムアームに設けられた保持穴は、互いに等しい径を有するため、揺動カムアームの生産性を高めることができる。そして、連結調整ピンが、それぞれの保持穴に保持される部分において、異なる径を有することにより、それぞれの揺動カムアームに駆動される弁体の開弁特性を別個独立に調整することが可能とされている。
【００１８】
第３の発明によれば、連結調整ピンの一端を保持する保持穴は非貫通穴とされている。このため、その端部においては、連結調整ピンの抜けが生ずることはない。また、この発明によれば、連結調整ピンの他端を保持する保持穴は貫通穴とされている。しかし、連結調整ピンは、その貫通穴に挿入される部分が、その部分に隣接する部分より小径となるように設けられている。揺動カムアームは、バルブスプリングの反力により、保持穴の一部をその中に保持される小径部分に当接させた状態となる。連結調整ピンは、小径部分と、そこに隣接する部分との間に段差を有している。保持穴が小径部分に当接すれば、連結調整ピンの軸方向の動きは、上記の段差が揺動カムアームの側面に当たることにより規制される。このため、本発明によれば、貫通穴の側においても、何ら特別な機構を用いずに連結調整ピンの抜けを防止することができる。
【００１９】
第４の発明によれば、複数の揺動カムアームが、径の異なる保持穴を有することにより、それぞれの揺動カムアームに駆動される弁体の開弁特性を別個独立に調整することが可能とされている。
【００２０】
第５の発明によれば、複数の揺動カムアームに保持される部分の径の組み合わせに応じて、複数ランクの連結調整ピンを準備し、その中から最適な連結調整ピンを選択して組み付けを行うことにより、複数の揺動カムアームにそれぞれ駆動される弁体の開弁特性を、別個独立に調整することができる。
【００２１】
第６の発明によれば、保持穴の径が異なる複数ランクの揺動カムアームを準備し、それらの中から、基準となる揺動カムアームと、その基準となる揺動カムアームとの組み合わせが最適となる揺動カムアームとを選んで可変動弁機構を組み付けることができる。この場合、個々の揺動カムアームに駆動される弁体の開弁特性は、それらの揺動カムアームの保持穴の径に応じて別個独立に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１．
［実施の形態１の基本的構造］
図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁機構の斜視図である。図１に示す可変動弁機構１０は、内燃機関が備える個々の気筒に対して配置される。本実施形態では、内燃機関１０の個々の気筒には２つの吸気弁が配置されているものとする。可変動弁機構１０は、それら２つの吸気弁として機能する弁体１２ａ，１２ｂを備えており、また、それらの弁体１２ａ，１２ｂのリフト量および作用角（開弁期間）を変化させる機能を有している。
【００２３】
弁体１２ａ，１２ｂの弁軸１４ａ，１４ｂは、それらの上端においてそれぞれロッカーアーム１６ａ，１６ｂ（１６ｂは図示せず）に連結されている。図２は、図１に示すII矢視方向から弁体１２ａおよびロッカーアーム１６ａの近傍を表した図である。尚、他方１２ｂの弁体についても、図２に示すものと同様の構成が形成されている。
【００２４】
図２に示すように、弁軸１４ａの上端部は、ロッカーアーム１６ａの一端に連結している。また、弁軸１４ａの上端部近傍には、リテーナ１８ａが固定されている。リテーナ１８ａには、弁軸１４ａを取り巻くように配置されたバルブスプリング２０ａの一端が当接している。バルブスプリング２０ａの他端は、図示しないシリンダヘッドにより保持されている。その結果、ロッカーアーム１６ａは、バルブスプリング力により、弁体１２ａを閉弁させる方向に、つまり、図２における上方向に付勢されている。
【００２５】
ロッカーアーム１６ａの他端は、油圧ラッシュアジャスタ２２ａにより回動可能に支持されている。油圧ラッシュアジャスタ２２ａは、図示しないシリンダヘッドに固定されている。ロッカーアーム１６ａは、油圧ラッシュアジャスタ２２ａによる支持点を支点として揺動することができる。また、油圧ラッシュアジャスタ２２ａによれば、ロッカーアーム１６ａの高さ方向の位置を油圧により自動調整することができ、その結果、タペットクリアランスを自動調整することができる。
【００２６】
ロッカーアーム１６ａの中央部には、ローラ２４ａが配設されている。ローラ２４ａの上部には、揺動カムアーム２６ａが配置されている。揺動カムアーム２６ａには、制御軸２８と連結調整ピン３０とが挿入されている。可変動弁機構１０は、他方の弁体１２ｂに対応して揺動カムアーム２６ｂを備えている（図１参照）。制御軸２８は、それらの揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの双方を貫通するように、複数気筒に対して共通に設けられた部材であり、図示しないシリンダヘッドによって回転可能に保持されている。
【００２７】
一方、連結調整ピン３０は、一方の揺動カムアーム２６ａと、他方の揺動カムアーム２６ｂとを連結するために、それぞれの可変動弁機構１０に対して組み込まれる部材である。本実施形態の可変動弁機構１０は、その連結調整ピン３０の構造、およびその組み付けの手法に特徴を有している。その特徴的な構造および組み付け方法については、後に、他の図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
揺動カムアーム２６ａは、制御軸２８を回転軸として揺動することができる。揺動アーム２６ａには、ローラ２４ａと接する面に、同心円部３２ａと、押圧部３４ａとが設けられている。同心円部３２ａは、ローラ２４ａとの接触面が制御軸２８と同心円を構成するように設けられている。一方、押圧部３４ａは、その先端側の部分ほど制御軸２８の中心からの距離が遠くなるように設けられている。このため、揺動カムアーム２６ａは、同心円部３２ａがローラ２６ａと接している限りにおいては、ローラ２４ａを押圧することなく、つまり、弁体１２ａを開弁方向に付勢することなく揺動することができる。そして、押圧部３４ａがローラ２４ａと接する状況下では、揺動カムアーム２６ａが揺動することにより、弁体１２ａに対して開弁リフトを与えることができる。
【００２９】
図１に示すように、２つの揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの間には、揺動範囲可変機構３６が設けられている。可変動弁機構１０には、内燃機関の吸気カムシャフトに固定されたカム３８が含まれている。揺動範囲可変機構３６は、そのカム３８との機械的接触が得られる位置に配置されている。また、可変動弁機構１０は、揺動範囲可変機構３６に対して所望の付勢力を与えるためのロストモーションスプリング４０を備えている。揺動範囲可変機構３６は、その付勢力を受けることにより、カム３８との機械的接触を維持することができる。
【００３０】
図３は、上述した揺動範囲可変機構３６およびカム３８の分解斜視図を示す。揺動範囲可変機構３６は、スライドアーム４２を備えている。スライドアーム４２には、連結調整ピン３０を保持するための貫通孔４４と、制御軸２８を回動可能に保持するための軸受け部４６ａ，４６ｂが設けられている。また、スライドアーム４２は、軸受け部４６ａ，４６ｂから見て貫通孔４４の側に被押圧部４８を備えていると共に、その反対の側に、ローラスライド部５０を備えている。被押圧部４８は、スライドアーム４２が、ロストモーションスプリング４０の付勢力を受ける部分である。
【００３１】
揺動範囲可変機構３６は、更に、コントロールアーム５２および中間アーム５４を備えている。コントロールアーム５２は、スライドアーム４２が備える２つの軸受け部４６ａ，４６ｂの間に組み込まれた状態で、その中に制御軸２８を保持する環状部５６を有している。このコントロールアーム５２には、環状部５６を貫く固定孔５８が形成されている。一方、その中に保持される制御軸２８には、固定孔５８と重ねられるべき貫通孔６０が設けられている。固定孔５８および貫通孔６０には、制御軸２８が軸受け部４６ａ，４６ｂおよび環状部５６に挿入された後、固定ピン６２が挿入される。その結果、制御軸２８は、コントロールアーム５２と一体化された状態となる。
【００３２】
中間アーム５４は、その上端部において、回転軸６４によりコントロールアーム５２に連結されている。このため、中間アーム５４は、コントロールアーム５２に対して揺動することができる。中間アーム５４は、その中央部に、カム３８と当接するべき当接ローラ６６を備えていると共に、その下端部に、ローラスライド部５０に当接するべきスライドローラ６８を備えている。すなわち、中間アーム５４は、適正にスライドアーム４２に組み付けられることにより、当接ローラ６６が、その上方側からカム３８により押圧され、かつ、スライドローラ６８がその下方側からローラスライド部５０により支持される状態となる。
【００３３】
図４（Ａ）は、適正に組み付けられた可変動弁機構１０を平面視で表した図である。また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す構成を側面視で表した図である。揺動カムアーム２６ａ，２６ｂは、その側面がスライドアーム４２の側面に接するように組み付けられている。また、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂには、スライドアーム４２を貫通する連結調整ピン３０の両端部が挿入されている。このため、揺動アーム２６ａ，２６ｂとスライドアーム４２とは、実質的には一体構造の部材として制御軸２８の回りを回動する。
【００３４】
制御軸２８は、図示しないシリンダヘッド軸受けにより、回動可能にシリンダヘッドに固定される。そのシリンダヘッド軸受けは、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂのそれぞれに隣接する位置に設けられている。つまり、可変動弁機構１０は、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの両側にそれぞれ配置されるシリンダヘッド軸受けにより挟み込まれたような状態でシリンダヘッドに組み付けられる。制御軸２８の軸方向における揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの変位は、そのシリンダヘッド軸受けにより規制することができる。
【００３５】
［実施の形態１の基本的動作］
図５は、図４（Ａ）中に示すV-V直線に沿って可変動弁機構１０を切断することにより得られる断面図を示す。尚、図５には、説明の便宜上、図４（Ａ）には示されていないロストモーションスプリング４０が示されている。以下、図５を参照して、可変動弁機構１０の動作を説明する。
【００３６】
ロストモーションスプリング４０は、その上端がシリンダヘッド等に固定された状態で、スライドアーム４２の被押圧部４８に対して図中下向きの付勢力を加えている。スライドアーム４２は、制御軸２８により回転可能に支持されているため、上記の付勢力は、ローラスライド部５０を図中上方に押し上げる力として、つまり、中間アーム５４をカム３８に押し当てる力として働く。その結果、カム３８と当接ローラ６６とが接触し、また、スライドローラ６８とローラスライド部５０とが接触する状態が、安定的に維持される。
【００３７】
図５において、符号θＣは、制御軸２８の回転位置を表す「制御軸回転角θＣ」を示している。ここでは、便宜上、制御軸２８とコントロールアーム５４を固定する固定ピン６２の軸方向と、図中の鉛直方向とのなす角を制御軸回転角θＣと定義する。また、図５において、符号θＡは、スライドアーム４２の回転位置を表す「アーム回転角θＡ」を示している。ここでは、便宜上、ローラスライド部５０の先端と制御軸２８の中心とを結ぶ直線と、図中垂直方向とのなす角をアーム回転角θＡと定義する。
【００３８】
可変動弁機構１０において、アーム回転角θＡは、スライドローラ６８の位置により決定される。また、スライドローラ６８の位置は、中間アーム５４の回転軸６４の位置と、カム当接ローラ６６の位置とで決定される。そして、回転軸６４の位置は制御軸回転角θＣにより、つまり、制御軸２８の回転位置により決定される。従って、制御軸２８の回転位置が固定された状況下では、アーム回転角θＡは、カム当接ローラ６６の位置のみにより決定されることになる。
【００３９】
カム当接ローラ６６は、カムのノーズに押されることにより、スライドアーム４２の方向へ移動する。その際、当接ローラ６８は、ローラスライド部５０の表面をスライドしながら、アーム回転角θＡを小さくする方向にスライドアーム４２を回転させる。このため、カム３８の回転中は、その回転と同期して、スライドアーム４２が、アーム回転角θＡを所定の範囲で変動させながら揺動を繰り返す。
【００４０】
ところで、アーム回転角θＡは、カム３８の回転に伴って周期的な変化を示す他、制御軸２８の回転位置が変化することによっても変化する。すなわち、可変動弁機構１０によれば、制御軸回転角θＣが小さくなる方向に制御軸２８が回転するほど、中間アーム５４の回転軸６４の位置は、図中上方に変位する。そして、回転軸６４が図中上方に変位するほど、当接ローラ６６の位置も上昇する。
【００４１】
当接ローラ６６の動きはカム３８により規制されている。このため、当接ローラ６６が図中上方に変位する際には、当接ローラ６６に、図中右方向への変位、つまり、制御軸２８に近づく方向の変位が生ずる。当接ローラ６６が制御軸２８に近づく際には、ローラスライド部５０が、その上をスライドするスライドローラ６８により押圧され、スライドアーム４２に、アーム回転角θＡが小さくなる方向の回転が生ずる。
【００４２】
このため、可変動弁機構１０によれば、制御軸回転角θＣが大きな値となるように制御軸２８の位置を調整すれば、スライドアーム４２を、アーム回転角θＡの大きい領域で揺動させることができる。また、この機構１０において、制御軸回転角θＣが小さな値となるように制御軸２８の位置を調整すれば、スライドアーム４２を、アーム回転角θＡの小さい領域で揺動させることができる。
【００４３】
上述した通り、スライドアーム４２は、その両側に配置される揺動カムアーム２６ａ，２６ｂと実質的に一体化した状態で作動する。このため、制御軸回転角θＣが大きい値である場合は、カム３８の回転に同期して、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂが、アーム回転角θＡの大きい領域で揺動することとなる。一方、制御軸回転角θＣが小さな値である場合は、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂは、アーム回転角θＡの小さな領域で揺動することとなる。
【００４４】
揺動カムアーム２６ａは、既述した通り、同心円部３２ａと押圧部３４ａを有している（図２参照）。アーム回転角θＡが大きい領域では、同心円部３２ａがロッカーアーム１６ａに接するため、弁体１２ａに開弁リフトは生じない。そして、アーム回転角θＡが小さい領域では、押圧部３４ａがロッカーアーム１６ａを押圧するため、弁体１２ａには、そのアーム回転角θＡに応じた開弁リフトが発生する。
【００４５】
従って、弁体１２ａは、揺動カムアーム２６ａがアーム回転角θＡの大きな領域で揺動する際には、カム３８の回転に伴って、小さく、かつ、短期間だけ開弁することとなる。一方、揺動カムアーム２６ａがアーム回転角θＡの小さな領域で揺動する際には、カム３８の回転に伴い、弁体１２ａに大きく、かつ、長期間の開弁が生ずることとになる。
【００４６】
同様の傾向は、他方の弁体１２ｂの開弁特性にも生ずる。このため、可変動弁機構１０によれば、制御軸２８の回転位置を変化させることにより、弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性を自由に変化させることができる。具体的には、制御軸回転角θＣを大きくする方向に制御軸２８を回転させることにより、弁体１２ａ，１２ｂのリフト量および作用角を小さくすることができ、一方、その逆の回転を与えることにより、それらのリフト量および作用角を大きくすることができる。
【００４７】
［実施の形態１の特徴］
本実施形態の可変動弁機構１０において、弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性は、それぞれ、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂが、それらをどのように押圧するかにより決められる。揺動カムアーム２６ａ，２６ｂのアーム回転角θＡは、同時に変更されるものであるから、つまり、別個独立には変更調整できないものであるから、２つの弁体１２ａ，１２ｂにそれぞれ所望の開弁特性を与えるためには、具体的には、それらの弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性を揃えるためには、可変動弁機構１０が組み上げられた段階で、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂが、同じように弁体１２ａ，１２ｂを押圧する状態が実現されていなければならない。
【００４８】
このような要求は、例えば、可変動弁機構１０の構成要素を予め精度良く作り上げたうえで、それらを精度良く組み付けることによっても実現することができる。しかしながら、このような手法を採る場合は、高い加工精度と高い組み付け精度が必要となることから、可変動弁機構１０の高コスト化を避けることができない。本実施形態の可変動弁機構１０は、そのような高コスト化を伴わずに上記の要求を満たすことができる点に特徴を有している。以下、その効果を実現するための特徴的な構造、および組み上げ方法について説明する。
【００４９】
図６は、可変動弁機構１０を図４（Ｂ）に示すVI-VI直線に沿って切断することにより得られる断面図である。尚、図６中に一点鎖線で示す図形は、可変動弁機構１０をシリンダヘッドに固定するためのシリンダヘッド軸受け６９を表している。
【００５０】
図６に示すように、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂには、それぞれ、連結調整ピン３０を保持するための保持穴７０ａ，７０ｂが設けられている。連結調整ピン３０は、保持穴７０ｂスライドアーム４２の貫通孔４４を貫通して、その両端において保持穴７０ａ，７０ｂに挿入されている。
【００５１】
一方の揺動カムアーム２６ｂに設けられた保持穴７０ｂは閉口端とされている。このため、連結調整ピン３０は、その保持穴７０ｂの側から脱落することはない。他方の保持穴７０ａは開口端とされている。シリンダヘッド軸受け６９は、可変動弁機構１０がシリンダヘッドに組み付けられた際に、開口端の保持穴７０ａを閉塞しないように設計されている。このため、連結調整ピン３０は、可変動弁機構１０が一旦組み上げられた後においても、その保持穴７０ａの側から容易に着脱することができる。
【００５２】
図７は、本実施形態において用いられる連結調整ピン３０の拡大図である。連結調整ピン３０は、保持穴７０ｂと貫通孔４４の中に挿入されるべき大径部７２と、保持穴７０ａの中に延在するべき小径部７４とを有している。本実施形態において、２つの保持穴７０ａ，７０ｂ、並びに貫通孔４４は、同じ径を有するように加工されている。連結調整ピン３０の大径部７２には、その径に対して嵌め合いの関係が成立するような径DＬが与えられている。一方、小径部７４には、その径DＬ以下の小径DＳが与えられている。
【００５３】
以下、再び図６を参照して説明を続ける。揺動カムアーム２６ｂとスライドアーム４２との相対位置は、連結調整ピン３０が挿入されることにより一義的に決定される。これに対して、他方の揺動カムアーム２６ａについては、保持穴７０ａの径が連結調整ピン３０の径DＳ以上であることから、連結調整ピン３０が挿入されただけでは、スライドアーム４２に対する装置位置が一義的には決まらない。
【００５４】
しかしながら、揺動カムアーム２６ａは、内燃機関に搭載された状態では、ロッカーアーム１６ａを介してバルブスプリング２０ａの付勢力を受けている（図２参照）。この付勢力、つまりバルブスプリング力は、制御軸２８を中心として揺動アーム２６ａを回転させる力として働き、その結果、揺動アーム２６ａの位置は、保持部７０ａの内壁が連結調整ピン３０の小径部７４と干渉（当接）する位置に決定される。
【００５５】
図８は、揺動カムアーム２６ａの位置がバルブスプリング力により決定される様子を、より詳細に説明するための図である。より具体的には、図８は、内燃機関に搭載された状態での揺動カムアーム２６ａを側面視で表した図である。揺動カムアーム２６ａは、アーム回転角θＡが所定の値より小さくなると、押圧部３４ａによってロッカーアーム１６ａを押圧し始める（図２および図５参照）。その際、揺動カムアーム２６ａには、押圧部３４ａにおいてバルブスプリング力の入力を受ける。
【００５６】
押圧部３４ａに作用するバルブスプリング力は、揺動カムアーム２６ａを、制御軸２８を中心として、図８における時計回り方向に回転させるトルクとして作用する。連結調整ピン３０は制御軸２８に固定されているため、そのトルクは、連結調整ピン３０に対して揺動カムアーム２６ａを相対的に時計回り方向に回転させる力として作用する。その結果、揺動カムアーム２６ａは、保持部７０ａの内壁が連結調整ピン３０（の小径部７２）に当接するまで回動し、その当接が生ずる位置において実質的に固定される。
【００５７】
揺動カムアーム２６ａには、保持部７０ａと連結調整ピン３０との当接を解除させる方向の力が作用することはない。このため、可変動弁機構１０が内燃機関に搭載された状態では、保持部７０ａの径が、その中に保持される小径部７４の径DＳ以上であっても、揺動カムアーム２６ａの位置は、実質的に固定された状態となる。
【００５８】
［可変動弁機構の調整方法］
本実施形態の可変動弁機構１０は、既述した通り、内燃機関に搭載された後でも、保持穴７０ａの側からであれば、連結調整ピン３０が着脱できるように構成されている。そして、本実施形態では、以下に説明する通り、小径部７４の径DＳの異なる複数ランクの連結調整ピン３０を予め準備しておき、可変動弁機構１０を内燃機関に搭載した状態で、必要に応じて連結調整ピン３０の着脱を繰り返すことにより、２つの弁体１２ａ，１２ｂ双方の開弁特性を共に適正に調整することとしている。
【００５９】
図９は、可変動弁機構１０が内燃機関に搭載された状態で、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの間に成立する相対的な位置関係の一例を説明するための図である。より具体的には、図９は、寸法ずれの生じていない揺動カムアーム２６ａ，２６ｂに対して、小径部７４の径DＳが最も小さいランク、つまり、大径部７４と小径部７２の径の差（DＬ−DＳ）が最大となるランクの連結調整ピン３０が挿入された場合の相対位置関係を示している。
【００６０】
図９に示す状態では、２つの揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの間に、保持穴７０ａ，７０ｂの位置において、ΔLの位置ずれが生じている。また、そのΔLの位置ずれに起因して、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの姿勢には、Δθの角度ずれが生じている。ΔLおよびΔθは、連結調整ピン３０の大径部７２と小径部７４の径の差（DＬ−DＳ）が大きいほど大きな値となる。従って、図９に示すΔLおよびΔθは、本実施形態において生じ得る最大の値である。以下、図９に示すΔLおよびΔθを、それぞれ「連結ピン調整代ΔL」および「作用角調整代Δθ」と称する。
【００６１】
本実施形態では、小径部７４の径DＳに応じて複数ランクの連結調整ピン３０が準備されている。具体的には、（DＬ−DＳ）を図９に示す場合のように最大とするランク（以下、「最大ランク」と称す）から、（DＬ−DＳ）をほぼゼロとするランク（以下、「最小ランク」と称す）まで、連結調整ピン３０がランク分けされた状態で準備されている。揺動カムアーム２６ａは、連結調整ピン３０のランクが小さくなるほど、他方の揺動カムアーム２６ｂに対して、図９中での反時計回り方向に回転する。このため、図９に示す揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの相対的位置関係は、連結調整ピン３０のランクを変えることにより、連結ピン調整代ΔLの範囲で、つまり、作用角調整代Δθの範囲で任意に調整することができる。
【００６２】
弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性（リフト量および作用角）は、揺動カムアーム２６ａ，２６ｂの相対位置関係を適当な関係とすることで揃えることができる。可変動弁機構１０は、公差の範囲内で加工および組み付けが行われる限りは、その適当な関係が、作用角調整代Δθの範囲に収まるように設計されている。このため、可変動弁機構１０によれば、予め準備されている連結調整ピン３０の中から適切なものを選択して組み付けに用いることにより、２つの弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性を精度良く揃えることが可能である。
【００６３】
具体的には、例えば以下に示すような手順で組み付けを行うことにより、２つの弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性を揃えることが可能である。すなわち、先ず、基準ランクの連結調整ピン１２を用いて可変動弁機構１０を組み付け、更に、その可変動弁機構１０を内燃機関に搭載する。次に、２つの弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性を測定し、両者にどの程度のずれが生じているかを検知する。
【００６４】
開弁特性に有意なずれが認められない場合は、その時点で可変動弁機構１０の組み付けを終了する。一方、開弁特性に有意なずれが認められた場合は、既定の規則に従って、そのずれを吸収するための連結調整ピン３０のランクが選択される。次いで、連結調整ピン３０が、選択されたランクのものに変更され、可変動弁機構１０の組み付け作業が終了される。尚、必要性が認められる場合は、連結調整ピン３０を交換した後に、再び弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性を比較し、より細密な修正を繰り返すこととしてもよい。
【００６５】
［実施の形態１の効果］
以上説明した通り、本実施形態において用いられる構成および調整方法によれば、連結調整ピン３０のランクを変えることにより、一方の弁体１２ａの開弁特性を、他方の弁体１２ｂの開弁特性から切り離して、独立に調整することができる。このため、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、個々の構成要素に対して、高度な加工精度や組み付け精度を要求することなく、２つの弁体１２ａ，１２ｂに対して、それぞれ所望の開弁特性を与えることができる。
【００６６】
また、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、２つの弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性が、異なる経時変化を示した場合にも、連結調整ピン３０を交換するだけで、両者の開弁特性を簡単に揃えることができる。このため、本実施形態の構成および調整方法によれば、優れた生産性および優れたメンテナンス性を有し、かつ、複数の弁体をそれぞれ所望の開弁特性で精度良く駆動することのできる可変動弁機構１０を実現することができる。
【００６７】
更に、本実施形態の可変動弁機構１０は、開口端となる保持穴７０ａに、連結調整ピン３０の小径部７４を保持させることとしていることから、以下のような効果をも達成することができる。図１０は、上記の構成に伴う効果の内容を説明するための図である。より具体的には、図１０は、内燃機関に搭載された環境下での連結調整ピン３０の周辺を表す断面図である。
【００６８】
揺動カムアーム２６ａは、内燃機関に搭載された環境下では、バルブスプリング力を受けることにより、保持穴７０ａの内壁を連結調整ピン３０に当接させた状態に維持される。この際、揺動カムアーム２６ａの内壁は、図１０に示すように、連結調整ピン３０の小径部７４と当接する。揺動カムアーム２６ａが図１０に示すような状態にある限りは、連結調整ピン３０の軸方向の動きが揺動カムアーム２６ａにより規制される。つまり、この場合は、大径部７２と小径部７４の間に形成されている段差に対して揺動カムアーム２６ａの側壁がストッパーとして機能し、連結調整ピン３０の軸方向の動きが規制される。
【００６９】
このため、本実施形態の構成によれば、連結調整ピン３０の端部を保持する一方の保持穴７０ａを開口端としつつ、何ら特別な構造物を設けることなく、内燃機関上での連結調整ピン３０の脱落を確実に防ぐことができる。本実施形態の可変動弁機構１０は、この点においても、生産性およびメンテナンス性に優れており、かつ、低コストでの実現に適している。
【００７０】
［変形例等］
ところで、上述した実施の形態１の可変動弁機構１０は、揺動カムアーム２６ａにおいてのみ、保持穴７０ａの径と連結調整ピン３０の径DＳとを異ならせることとしているが、その構成はこれに限定されるものではない。すなわち、保持穴と連結調整ピン３０との相対位置関係は、両者の径に差があっても、バルブスプリング力を受けることにより結局は一義的に決められるものである。このため、揺動カムアーム２６ｂの側においても、保持穴７０ｂに対して、連結調整ピン３０の径以上の径を与えることとしてもよい。
【００７１】
また、上述した実施の形態１においては、２つの揺動カムアーム２６ａ，２６ｂが、同径の保持穴７０ａ，７０ｂを有することとしているが、それらの径は必ずしも同じである必要はない。更に、ここでは、連結調整ピン３０の径は、閉口端の保持部２６ｂや貫通孔４４に保持される部分において最大となるように決められているが、この点も、そのような構成に限定されるものではない。すなわち、揺動カムアーム２６ａには、揺動カムアーム２６ｂの保持穴７０ｂより大径の保持穴７０ａを形成することとしてもよく、また、連結調整ピン３０は、大径の保持穴７０ａに保持される部分が、他方の保持穴７０ｂに保持される部分より大径となるように構成されていてもよい。
【００７２】
また、上述した実施の形態１においては、連結調整ピン３０の、小径部７４の径DＳを変えることにより、弁体１２ａ，１２ｂの開弁特性を調整することとしているが、その調整の手法は、これに限定されるものではない。すなわち、連結調整ピン３０の径は一定として、保持穴７０ａまたは７０ｂの径を変えることにより、同様の調整機能を実現することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１の可変動弁機構の斜視図である。
【図２】図１に示すII矢視方向から弁体およびロッカーアームの近傍を表した図である。
【図３】本発明の実施の形態１の可変動弁機構が備える揺動範囲可変機構およびカムの分解斜視図を示す。
【図４】本発明の実施の形態１の可変動弁機構の平面図および側面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の可変動弁機構を図４（Ａ）中に示すV-V直線に沿って切断することにより得られる断面図を示す。
【図６】本発明の実施の形態１の可変動弁機構を図４（Ｂ）中に示すVI-VI直線に沿って切断することにより得られる断面図を示す。
【図７】本発明の実施の形態１において用いられる連結調整ピンの拡大図である。
【図８】本発明の実施の形態１において揺動カムアームの位置がバルブスプリング力により決定される様子を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態１の可変動弁機構が内燃機関に搭載された状態で、２つの揺動カムアームの間に成立する相対的な位置関係の一例を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の構成により得られる連結調整ピンの抜け防止効果を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  可変動弁機構
１２ａ，１２ｂ  弁体
１６ａ  ロッカーアーム
２０ａ  バルブスプリング
２６ａ，２６ｂ  揺動カムアーム
２８  制御軸
３０  連結調整ピン
３６  揺動範囲可変機構
３８  カム
４２  スライドアーム
５０  ローラスライド部
５２  コントロールアーム
５４  中間アーム
６４  回転軸
６６  当接ローラ
６８  スライドローラ
６９  シリンダヘッド軸受け
７０ａ，７０ｂ  保持穴
７２  大径部
７４  小径部
θＣ  制御軸回転角
θＡ  アーム回転角
ΔL  連結ピン調整代
Δθ  作用角調整代
【図１】
2005233137.tif 000003
【図２】
2005233137.tif 000004
【図３】
2005233137.tif 000005
【図４】
2005233137.tif 000006
【図５】
2005233137.tif 000007
【図６】
2005233137.tif 000008
【図７】
2005233137.tif 000009
【図８】
2005233137.tif 000010
【図９】
2005233137.tif 000011
【図１０】
2005233137.tif 000012