(57)【要約】【課題】装置の構成を複雑化することなく、モータを用いて機関バルブのバルブ特性を可変とすることのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】最大リフト量及び作用角の変更に用いられるコントロールシャフト１６は、モータにより軸線を中心に回転駆動されるものとされる。また、コントロールシャフト１６とスライダ２６とを係合する係合部材６１は、スライダ２６の溝６４に嵌め込まれるとともに同シャフト１６の外周面に設けられた雄ねじ３２に噛み合わされるものとされる。この場合、最大リフト量及び作用角を変更するためのコントロールシャフト１６の回転駆動の実現には、モータの回転をギヤ等により直接的にコントロールシャフト１６に伝達すればよく、モータの回転運動をコントロールシャフト１６の軸方向への直線運動に変換するための回転直動変換機構を設ける必要はない。【選択図】図５
2007327387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関における機関バルブのバルブ特性変更に用いられるスライダと、そのスライダに対し係合部材を介して同スライダと係合されるコントロールシャフトとを備え、前記コントロールシャフトを駆動して前記スライダを同シャフトの軸線方向に変位させることにより各気筒の機関バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁装置において、
前記コントロールシャフトは軸線を中心に回転駆動されるものであって、
前記コントロールシャフトの外周面には雄ねじを有するねじ部が形成され、
前記係合部材は、前記スライダの内部に前記コントロールシャフトの周方向に延びるように形成された溝に挿入されるとともに、前記ねじ部における前記溝の前記係合部材の挿入された部分と対向する部分以外の部分で雄ねじと噛み合う
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
内燃機関における機関バルブのバルブ特性変更に用いられるスライダと、そのスライダに対し係合部材を介して同スライダと係合されるコントロールシャフトとを備え、前記コントロールシャフトを駆動して前記スライダを同シャフトの軸線方向に変位させることにより各気筒の機関バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁装置において、
前記コントロールシャフトは軸線を中心に回転駆動されるものであって、
前記コントロールシャフトの外周面には雄ねじを有するねじ部が形成され、
前記係合部材は、前記スライダの内部に前記コントロールシャフトの周方向に延びるように形成された溝に挿入されるとともに、前記ねじ部における前記コントロールシャフトの軸線を中心とする線対称となる二箇所で各々雄ねじと噛み合う
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記コントロールシャフトは、前記スライダを貫通するパイプ状のロッカシャフトの内部に回転可能に設けられており、
前記係合部材は、前記ロッカシャフトに形成された軸線方向に延びる長穴を貫通した状態で、前記スライダの溝に挿入されるとともに、前記コントロールシャフトのねじ部における雄ねじと噛み合っている
請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
内燃機関における機関バルブのバルブ特性変更に用いられるスライダと、そのスライダを貫通するパイプ状のロッカシャフトと、そのロッカシャフトの内部に設けられたコントロールシャフトと、前記ロッカシャフトに形成された軸線方向に延びる長穴を貫通するとともに前記コントロールシャフトを前記スライダに係合させる係合部材とを備え、前記コントロールシャフトを駆動して前記スライダを同シャフトの軸線方向に変位させることにより各気筒の機関バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁装置において、
前記コントロールシャフトは軸線を中心に回転駆動されるものであって、
前記コントロールシャフトの外周面には雄ねじを有するねじ部が形成され、
前記係合部材は、前記スライダの内部に前記コントロールシャフトの周方向に延びるように形成された溝に挿入されるブッシュと、同ブッシュを貫通するとともに前記ロッカシャフトの長穴も貫通する係合片とを備え、
前記係合片には、前記ブッシュ側から離れる方向に延びてコントロールシャフトのねじ部を前記長穴の幅方向両側から挟むように位置するとともに、前記ねじ部における前記長穴の幅方向両側の部分で雄ねじと噛み合う二股部が形成され、
前記スライダにおける外周面と溝との間には前記係合片を通過させるための孔が形成されている
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジン等の内燃機関においては、吸気バルブや排気バルブといった機関バルブのバルブ特性、例えば同バルブの最大リフト量及び同バルブを駆動するカムの作用角を可変とする可変動弁機構を備え、同機構を機関運転状態に応じて駆動するものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
こうした可変動弁機構は、回転するカムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、この入力アームの揺動に基づき上記軸を中心に揺動して機関バルブをリフトさせる出力アームと、それらアームを貫通した状態に配置されるとともに両アームに対し歯すじの傾斜方向の異なるギヤによって連結される円筒状のスライダとを備えている。また、スライダの内部にはコントロールシャフトが挿入されており、このコントロールシャフトは係合部材を介してスライダと係合されている。そして、コントロールシャフトをその軸線方向に駆動させると、同シャフトに係合部材を介して係合されたスライダも上記軸線方向に変位し、その変位に伴って上記ギヤの作用により入力アームと揺動アームとの揺動方向についての相対位置が変更される。その結果、機関バルブの最大リフト量及び同バルブを駆動するカムの作用角といったバルブ特性が変更される。
【０００４】
コントロールシャフトの軸方向への駆動は、特許文献１では油圧式のアクチュエータによって実現されている。ただし、こうした油圧式のアクチュエータを用いた場合、バルブ特性の制御が作動油の粘度や油圧の影響を受け、それによってバルブ特性の制御性が悪化することは避けられない。このため、油圧式のアクチュエータに代えて、モータによりコントロールシャフトを軸方向に駆動することが考えられる。この場合、モータの回転運動が回転直動変換機構（例えばボールねじを用いた機構）を通じてコントロールシャフトの軸方向への直線運動に変換される。従って、モータが回転駆動されると、その回転運動が回転直動変換機構を通じてコントロールシャフトに対し軸方向運動として伝達され、同シャフトが軸方向に駆動されることとなる。
【特許文献１】特開２００１−２６３０１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、モータによりコントロールシャフトを軸方向に駆動することで、油圧式のアクチュエータを用いて同シャフトを軸方向に駆動する場合のように、作動油の粘度や油圧の影響を受けてのバルブ特性の制御性悪化は回避されるようになる。しかし、この場合には、モータとコントロールシャフトとの間に回転直動変換機構を設けなければならず、その分だけ装置の構成が複雑になることは避けられない。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、機関バルブのバルブ特性の制御性を改善するとともに、それを装置の構成を複雑化することなく実現することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、内燃機関における機関バルブのバルブ特性変更に用いられるスライダと、そのスライダに対し係合部材を介して同スライダと係合されるコントロールシャフトとを備え、前記コントロールシャフトを駆動して前記スライダを同シャフトの軸線方向に変位させることにより各気筒の機関バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁装置において、前記コントロールシャフトは軸線を中心に回転駆動されるものであって、前記コントロールシャフトの外周面には雄ねじを有するねじ部が形成され、前記係合部材は、前記スライダの内部に前記コントロールシャフトの周方向に延びるように形成された溝に挿入されるとともに、前記ねじ部における前記溝の前記係合部材の挿入された部分と対向する部分以外の部分で雄ねじと噛み合うものとした。
【０００８】
上記構成によれば、コントロールシャフトが回転駆動されると、同シャフトのねじ部の雄ねじと噛み合う係合部材が当該雄ねじの作用により同シャフトの軸方向に移動する。そして、その係合部材に押されてスライダが軸方向に変位し、機関バルブのバルブ特性が変更される。この場合、機関バルブのバルブ特性を変更するためのコントロールシャフトの回転駆動に関しては、モータの回転を直接的にコントロールシャフトに伝達することで実現可能であり、そのモータの回転運動をコントロールシャフトの軸方向への直線運動に変換するための回転直動変換機構を設ける必要はない。従って、モータの使用により機関バルブのバルブ特性の制御性を改善することができるとともに、上記回転直動変換機構を設ける必要もないことから、上記制御性の改善を装置の構成を複雑化することなく実現することができる。
【０００９】
ところで、コントロールシャフトが回転駆動するとき、ねじ部の雄ねじと噛み合う係合部材には、上記雄ねじの作用によりコントロールシャフトの軸線から離れる方向への力が加わる。ここで、仮に係合部材がねじ部におけるスライダの溝の係合部材の挿入された部分と対向する部分のみで雄ねじと噛み合っているとすると、係合部材はコントロールシャフトの回転駆動時に上記雄ねじの作用に伴う力によって溝に対し係合部材の挿入方向に向けて押しつけられる。そして、こうした係合部材の溝に対する同係合部材の挿入方向への押しつけに起因して係合部材と溝との間に引っかかりが生じ、係合部材における同シャフトの軸線方向への移動がスムーズに行えなくなるおそれがある。
【００１０】
しかし、上記構成によれば、係合部材がねじ部におけるスライダの溝の係合部材の挿入された部分と対向する部分以外の部分で雄ねじと噛み合うため、コントロールシャフトの回転駆動時における雄ねじの作用によって係合部材に同シャフトの軸線から離れる方向への力が加わったとき、その係合部材が溝に対し同係合部材の挿入方向に押しつけられることはない。このため、係合部材が溝に対し同係合部材の挿入方向に押しつけられてコントロールシャフトの軸線方向への移動がスムーズに行えなくなるといった上記不具合を回避することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明では、内燃機関における機関バルブのバルブ特性変更に用いられるスライダと、そのスライダに対し係合部材を介して同スライダと係合されるコントロールシャフトとを備え、前記コントロールシャフトを駆動して前記スライダを同シャフトの軸線方向に変位させることにより各気筒の機関バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁装置において、前記コントロールシャフトは軸線を中心に回転駆動されるものであって、前記コントロールシャフトの外周面には雄ねじを有するねじ部が形成され、前記係合部材は、前記スライダの内部に前記コントロールシャフトの周方向に延びるように形成された溝に挿入されるとともに、前記ねじ部における前記コントロールシャフトの軸線を中心とする線対称となる二箇所で各々雄ねじと噛み合うものとした。
【００１２】
上記構成によれば、コントロールシャフトが回転駆動されると、同シャフトのねじ部の雄ねじと噛み合う係合部材が当該雄ねじの作用により同シャフトの軸方向に移動する。そして、その係合部材に押されてスライダが軸方向に変位し、機関バルブのバルブ特性が変更される。この場合、機関バルブのバルブ特性を変更するためのコントロールシャフトの回転駆動に関しては、モータの回転を直接的にコントロールシャフトに伝達することで実現可能であり、そのモータの回転運動をコントロールシャフトの軸方向への直線運動に変換するための回転直動変換機構を設ける必要はない。従って、モータの使用により機関バルブのバルブ特性の制御性を改善することができるとともに、上記回転直動変換機構を設ける必要もないことから、上記制御性の改善を装置の構成を複雑化することなく実現することができる。
【００１３】
ところで、コントロールシャフトが回転駆動するとき、ねじ部の雄ねじと噛み合う係合部材には、上記雄ねじの作用によりコントロールシャフトの軸線から離れる方向への力が加わる。ここで、仮に係合部材がねじ部におけるスライダの溝の係合部材の挿入された部分と対向する部分のみで雄ねじと噛み合っているとすると、係合部材はコントロールシャフトの回転駆動時に上記雄ねじの作用に伴う力によって溝に対し係合部材の挿入方向に向けて押しつけられる。そして、こうした係合部材の溝に対する同係合部材の挿入方向への押しつけに起因して係合部材と溝との間に引っかかりが生じ、係合部材における同シャフトの軸線方向への移動がスムーズに行えなくなるおそれがある。
【００１４】
しかし、上記構成によれば、係合部材において、ねじ部におけるコントロールシャフトの軸線を中心とする線対称となる二箇所のうちの一方に噛み合う部分と、その二箇所のうちの他方に噛み合う部分とでは、コントロールシャフトの回転駆動時における雄ねじの作用によって加わる同シャフトの軸線方向から離れる方向への力が互いに逆方向になる。従って、その力が加わることによる係合部材のコントロールシャフト径方向への変位、言い換えれば係合部材の溝に対する同係合部材の挿入方向への変位を回避することができ、ひいては上述した不具合の発生を回避することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明では、前記コントロールシャフトは、前記スライダを貫通するパイプ状のロッカシャフトの内部に回転可能に設けられており、前記係合部材は、前記ロッカシャフトに形成された軸線方向に延びる長穴を貫通した状態で、前記スライダの溝に挿入されるとともに、前記コントロールシャフトのねじ部における雄ねじと噛み合っていることを要旨とした。
【００１６】
仮に、係合部材がねじ部の雄ねじに対し一箇所のみで噛み合っており、コントロールシャフトが回転駆動するとき、上記雄ねじと噛み合う係合部材にコントロールシャフトの軸線から離れる方向への力が加わり、その力によって係合部材が同シャフトの軸線から離れる方向変位したとすると、その変位後の係合部材はがたつきやすくなる。これは、係合部材がコントロールシャフトの軸線から離れる方向に変位するということは、係合部材におけるねじ部の雄ねじとの噛み合いが、当該雄ねじの頂部寄りであって、隣り合う雄ねじ間の距離がより長い部分にて行われるためである。そして、係合部材にがたつきが生じやすくなると、そのがたつきに伴う係合部材のロッカシャフトの長穴の内壁への接触により、同係合部材のコントロールシャフトの軸線方向への変位がスムーズに行えなくなるおそれがある。
【００１７】
しかし、上記構成によれば、コントロールシャフトの回転駆動時に係合部材に同シャフトの軸線から離れる方向への力が加わったとしても、係合部材が上記軸線から離れる方向に変位することはない。このため、係合部材が上記軸線から離れる方向に変位することによってがたつきやすくなり、そのがたつきに伴う係合部材のコントロールシャフトの長穴の内壁への接触により、同係合部材の上記軸線方向への変位がスムーズに行えなくなるという不具合の発生を回避することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明では、内燃機関における機関バルブのバルブ特性変更に用いられるスライダと、そのスライダを貫通するパイプ状のロッカシャフトと、そのロッカシャフトの内部に設けられたコントロールシャフトと、前記ロッカシャフトに形成された軸線方向に延びる長穴を貫通するとともに前記コントロールシャフトを前記スライダに係合させる係合部材とを備え、前記コントロールシャフトを駆動して前記スライダを同シャフトの軸線方向に変位させることにより各気筒の機関バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁装置において、前記コントロールシャフトは軸線を中心に回転駆動されるものであって、前記コントロールシャフトの外周面には雄ねじを有するねじ部が形成され、前記係合部材は、前記スライダの内部に前記コントロールシャフトの周方向に延びるように形成された溝に挿入されるブッシュと、同ブッシュを貫通するとともに前記ロッカシャフトの長穴も貫通する係合片とを備え、前記係合片には、前記ブッシュ側から離れる方向に延びてコントロールシャフトのねじ部を前記長穴の幅方向両側から挟むように位置するとともに、前記ねじ部における前記長穴の幅方向両側の部分で雄ねじと噛み合う二股部が形成され、前記スライダにおける外周面と溝との間には前記係合片を通過させるための孔が形成されていることを要旨とした。
【００１９】
上記構成によれば、コントロールシャフトが回転駆動されると、同シャフトのねじ部の雄ねじと噛み合う係合部材が当該雄ねじの作用により同シャフトの軸方向に移動する。そして、その係合部材に押されてスライダが軸方向に変位し、機関バルブのバルブ特性が変更される。この場合、機関バルブのバルブ特性を変更するためのコントロールシャフトの回転駆動に関しては、モータの回転を直接的にコントロールシャフトに伝達することで実現可能であり、そのモータの回転運動をコントロールシャフトの軸方向への直線運動に変換するための回転直動変換機構を設ける必要はない。従って、モータの使用により機関バルブのバルブ特性の制御性を改善することができるとともに、上記回転直動変換機構を設ける必要もないことから、上記制御性の改善を装置の構成を複雑化することなく実現することができる。
【００２０】
ところで、コントロールシャフトが回転駆動するとき、ねじ部の雄ねじと噛み合う係合部材には、上記雄ねじの作用によりコントロールシャフトの軸線から離れる方向への力が加わる。ここで、仮に係合部材がねじ部におけるスライダの溝の係合部材の挿入された部分と対向する部分のみで雄ねじと噛み合っているとすると、係合部材はコントロールシャフトの回転駆動時に上記雄ねじの作用に伴う力によって溝に対し係合部材の挿入方向に向けて押しつけられる。そして、こうした係合部材の溝に対する同係合部材の挿入方向への押しつけに起因して係合部材と溝との間に引っかかりが生じ、係合部材における同シャフトの軸線方向への移動がスムーズに行えなくなるおそれがある。
【００２１】
しかし、上記構成によれば、係合片の二股部におけるコントロールシャフトのねじ部と各々噛み合う部分では、コントロールシャフトの回転駆動時における雄ねじの作用によって加わる同シャフトの軸線方向から離れる方向への力が互いに逆方向になる。従って、その力が加わることによる係合部材（係合片）のコントロールシャフト径方向への変位、言い換えれば係合部材の溝に対する同係合部材の挿入方向への変位を回避することができ、上述した不具合の発生を回避することができる。
【００２２】
また、上記構成によれば、コントロールシャフトとスライダとの係合部材による係合が次のように行われる。すなわち、スライダからロッカシャフト及びコントロールシャフトを外した状態で同スライダ内部の溝における孔に対応した位置にブッシュを挿入し、その後にスライダの内部にロッカシャフトを挿入して長穴をブッシュに対応して位置させ、更にロッカシャフトにコントロールシャフトを挿入してねじ部をブッシュに対応して位置させる。そして、その状態で係合片を二股部側からスライダの孔に挿入し、同係合片がブッシュを貫通するようにするとともに、二股部がねじ部を上記長穴の幅方向両側から挟んだ状態となるようにする。これにより、二股部がねじ部における上記長穴の幅方向両側の部分で雄ねじに噛み合うこととなる。以上の作業を行うことにより、係合部材におけるブッシュがスライダの溝に嵌め込まれるとともに、同係合部材の係合片（二股部）がコントロールシャフトにおけるねじ部の雄ねじに噛み合わされるため、係合部材によるコントロールシャフトとスライダとを簡単に行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を自動車用の直列四気筒エンジンに適用した一実施形態を図１〜図１２に従って説明する。
図１は、エンジン１の一番〜四番気筒のうちの所定気筒におけるシリンダヘッド２周りの構造を示す拡大断面図である。このエンジン１においては、シリンダヘッド２、シリンダブロック３、及びピストン５によって燃焼室６が区画され、この燃焼室６には吸気通路７及び排気通路８が各々二つに分岐した状態で接続されている（図１には一方のみ図示）。そして、吸気通路７と燃焼室６との間は吸気バルブ９の開閉動作によって連通・遮断され、排気通路８と燃焼室６との間は排気バルブ１０の開閉動作によって連通・遮断される。なお、これら吸気バルブ９及び排気バルブ１０はそれぞれ各気筒毎に二つずつ設けられている。
【００２４】
シリンダヘッド２には、吸気バルブ９及び排気バルブ１０を駆動するための吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２が設けられている。これら吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２は、エンジン１のクランクシャフトからの回転伝達によって回転する。また、吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２には、それぞれ吸気カム１１ａ及び排気カム１２ａが設けられている。そして、これら吸気カム１１ａ及び排気カム１２ａの吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２との一体回転を通じて、吸気バルブ９及び排気バルブ１０が開閉動作する。
【００２５】
エンジン１においては、吸気バルブ９及び排気バルブ１０といった機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブリフト可変機構として、吸気バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角を可変とするバルブリフト可変機構１４が吸気カム１１ａと吸気バルブ９との間に設けられている。このバルブリフト可変機構１４の駆動を通じて、例えば吸入空気量を多く必要とするエンジン運転状態になるほど、最大リフト量及び作用角が大となるよう制御される。これは最大リフト量及び作用角を大とするほど、吸気通路７から燃焼室６への空気の吸入が効率よく行われ、上述した吸入空気量に関する要求を満たすことが可能なためである。
【００２６】
次に、バルブリフト可変機構１４の詳細な構造について説明する。
バルブリフト可変機構１４は、回転する吸気カム１１ａにより押されて上記吸気カムシャフト１１と平行に延びるロッカシャフト１５及びコントロールシャフト１６の軸線を中心に揺動する入力アーム１７と、この入力アーム１７の揺動に基づき上記軸線を中心に揺動する出力アーム１８とを備えている。入力アーム１７にはローラ１９が回転可能に取り付けられている。そして、そのローラ１９が吸気カム１１ａに押しつけるられるよう、入力アーム１７がコイルスプリング２０によって吸気カム１１ａ側に付勢されている。また、出力アーム１８は、その揺動時にロッカアーム２１に押しつけられ、同ロッカアーム２１を介して吸気バルブ９をリフトさせる。
【００２７】
このロッカアーム２１の基端部はラッシュアジャスタ２２によって支持され、同ロッカアーム２１の先端部は吸気バルブ９に接触している。また、ロッカアーム２１は吸気バルブ９のバルブスプリング２４によって出力アーム１８側に付勢され、これによりロッカアーム２１の基端部と先端部との間に回転可能に支持されたローラ２３が出力アーム１８に押しつけられている。
【００２８】
従って、吸気カム１１ａの回転に基づき入力アーム１７及び出力アーム１８が揺動すると、出力アーム１８がロッカアーム２１を介して吸気バルブ９をリフトさせ、吸気バルブ９の開閉動作が行われる。そして、バルブリフト可変機構１４では、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が変更されることで、上記吸気バルブ９の最大リフト量、及び吸気カム１１ａの吸気バルブ９に対する作用角を可変とする。即ち、入力アーム１７と出力アーム１８とを揺動方向について互いに接近させるほど、吸気バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角は小となってゆく。逆に、入力アーム１７と出力アーム１８とを揺動方向について互いに離間させるほど、吸気バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角は大となってゆく。
【００２９】
次に、上記バルブリフト可変機構１４のシリンダヘッド２への取り付け構造、及びバルブリフト可変機構１４の駆動に用いられる上記ロッカシャフト１５及びコントロールシャフト１６のシリンダヘッド２への取り付け構造について、図２を参照して説明する。
【００３０】
図２は、シリンダヘッド２の上部に形成されたカムキャリア４１を上方から見た平面図である。
このカムキャリア４１には複数の立壁部４５が各気筒に対応して互いに平行となるように設けられている。そして、各立壁部４５の間には内燃機関の各気筒に対応して上記バルブリフト可変機構１４が配設されている。バルブリフト可変機構１４の駆動に用いられる上記ロッカシャフト１５及びコントロールシャフト１６は、各バルブリフト可変機構１４及び各立壁部４５を貫通している。同機構１４の入力アーム１７及び出力アーム１８は立壁部４５に挟まれた状態となっており、その立壁部４５によって入力アーム１７及び出力アーム１８のロッカシャフト１５の軸線方向についての変位が規制されている。
【００３１】
また、ロッカシャフト１５はパイプ状に形成されており、ロッカシャフト１５の内部には上記コントロールシャフト１６が回転可能に支持されている。そして、コントロールシャフト１６においては、その基端部（図中の左端部）がモータ４７にギヤ等を介して連結されており、モータ４７の回転が上記ギヤ等を介して伝達されることにより回転駆動される。各気筒のバルブリフト可変機構１４は、コントロールシャフト１６の回転駆動を通じて駆動され、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置を変更させる。
【００３２】
ここで、モータ４７の回転運動を回転直動変換機構等によりコントロールシャフト１６の軸線方向への直線運動に変換し、そのコントロールシャフト１６の直線運動を通じてバルブリフト可変機構を駆動することも考えられるが、この場合は上記回転直動変換機構等を設けなければならない分だけモータ４７側の構造が複雑になる。しかし、この実施形態のようにコントロールシャフト１６の回転駆動を通じてバルブリフト可変機構１４を駆動するようにすれば、モータ４７の回転をそのままコントロールシャフト１６へと伝達するだけでよくなり、上述したモータ４７側の構造が複雑になるという不具合の発生を回避することができる。
【００３３】
次に、バルブリフト可変機構１４の内部構造について、図３〜図５を参照して説明する。
図３は、バルブリフト可変機構１４における入力アーム１７及び出力アーム１８の内側の構造を示す破断斜視図である。
【００３４】
バルブリフト可変機構１４は、入力アーム１７及び出力アーム１８の内側に配設された円筒状のスライダ２６を備えている。このスライダ２６の内部には上記ロッカシャフト１５が挿入され、ロッカシャフト１５の内部には上記コントロールシャフト１６が挿入されている。そして、コントロールシャフト１６が回転すると、その回転運動が同シャフト１６をスライダ２６に係合させる係合部材（図３には図示せず）によって、スライダ２６のロッカシャフト１５の軸線方向への直線運動に変換される。スライダ２６の外壁において、長手方向中央部にはヘリカルスプライン２７を有する入力ギヤ２７ａが固定され、長手方向両端部にはヘリカルスプライン２９を有する出力ギヤ２９ａが固定されている。
【００３５】
一方、図４に示されるように、入力アーム１７の内壁にはヘリカルスプライン２８を有する円環状の内歯ギヤ２８ａが形成され、出力アーム１８の内壁にはヘリカルスプライン３０を有する円環状の内歯ギヤ３０ａが形成されている。そして、入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａはスライダ２６の入力ギヤ２７ａ（図３）と噛み合わされ、出力アーム１８の内歯ギヤ３０ａはスライダ２６の出力ギヤ２９ａ（図３）と噛み合わされている。なお、ヘリカルスプライン２７，２８とヘリカルスプライン２９，３０とは、互いに傾斜角が異なっており、例えば互いに歯すじの傾斜方向が逆となっている。
【００３６】
そして、コントロールシャフト１６の回転に基づきスライダ２６がロッカシャフト１５の軸線方向に変位すると、ヘリカルスプライン２７，２９とヘリカルスプライン２８，３０との噛み合いにより、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が変更される。具体的には、スライダ２６を図３の矢印Ｌ方向に変位させるほど入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が互いに接近するように変更され、スライダ２６を矢印Ｈ方向に変位させるほど上記相対位置が互いに離間するように変更される。こうした入力アーム１７及び出力アーム１８の揺動方向についての相対位置の変更を通じて、吸気カム１１ａの回転により出力アーム１８が揺動したときの吸気バルブ９の最大リフト量、及び吸気カム１１ａの作用角が可変とされる。
【００３７】
図５は、入力アーム１７、出力アーム１８、スライダ２６及びロッカシャフト１５等の内部構造を示す断面図である。
同図に示されるように、コントロールシャフト１６には他の部分よりも径の小さい小径部１６ａが形成されており、小径部１６ａの外周面には雄ねじ３２を有するねじ部３１が形成されている。このねじ部３１の各雄ねじ３２においては、それらの頂部に向かうほどコントロールシャフト１６の軸線方向の幅が小となっている。従って、隣り合う雄ねじ３２の間の距離は雄ねじ３２の頂部寄りほど大となる。また、ロッカシャフト１５におけるコントロールシャフト１６のねじ部３１に対応する部分には、ロッカシャフト１５の軸線方向に延びる長穴３３が形成されている。更に、スライダ２６の内周面における同スライダ２６の長手方向中央部には、スライダ２６の内周面の周方向全体に亘って延びる溝６４が形成されている。
【００３８】
ロッカシャフト１５の長穴３３には、コントロールシャフト１６をスライダ２６に係合させるとともに、コントロールシャフト１６の回転運動をスライダ２６の上記軸線方向への直線運動に変換する係合部材６１が挿入されている。この係合部材６１は、スライダ２６の溝６４に挿入されるブッシュ６２と、同ブッシュ６２に形成された挿入孔６５を貫通するとともにロッカシャフト１５の長穴３３も貫通してコントロールシャフト１６におけるねじ部３１の雄ねじ３２と噛み合う係合片６３とを備えている。
【００３９】
図６は上記係合部材６１を図５の上側から見た平面図である。この係合部材６１のブッシュ６２とスライダ２６の溝６４とは、スライダ２６の周方向（図中の上下方向）について相対移動可能となっている。また、係合部材６１の係合片６３とロッカシャフト１５の長穴３３とは、同シャフト１５の軸線方向（図中の左右方向）について相対移動可能となっている。更に、係合部材６１の係合片６３とロッカシャフト１５の長穴３３の内壁３３ａとの間にはわずかに隙間が存在しており、上記周方向についての係合片６３とロッカシャフト１５との相対移動は係合片６３と内壁３３ａとの間の隙間の分に限って可能となっている。
【００４０】
そして、図５に示されるコントロールシャフト１６を回転させると、ねじ部３１の雄ねじ３２と噛み合う係合部材６１が長穴３３に沿ってコントロールシャフト１６の軸線方向に変位し、スライダ２６における溝６４の内側面を上記軸線方向に押すため、スライダ２６がバルブ特性を変更すべく上記軸線方向に変位する。なお、スライダ２６が入力アーム１７及び出力アーム１８の揺動に伴って周方向に揺動するとき、スライダ２６の溝６４が係合部材６１のブッシュ６２に対して摺動し、両者の間の摩擦力によって係合部材６１も上記周方向に揺動しようとする。しかし、スライダ２６の揺動につられての係合部材６１の揺動は、ロッカシャフト１５の長穴３３の内壁３３ａによって規制される。
【００４１】
ところで、コントロールシャフト１６が回転駆動するとき、ねじ部３１の雄ねじ３２と噛み合う係合部材６１には、上記雄ねじ３２の作用によりコントロールシャフト１６の軸線から離れる方向への力が加わる。ここで、図７に示されるように、仮に係合部材がねじ部３１におけるスライダ２６の溝６４のブッシュ６２の挿入された部分と対向する部分のみで雄ねじ３２と噛み合っているとすると、係合部材はコントロールシャフト１６の回転駆動時に上記雄ねじ３２の作用に伴う力によって溝６４に挿入されたブッシュ６２側（図中の矢印方向）に押しつけられる。そして、こうした係合部材のブッシュ６２側への押しつけに起因して係合部材と溝６４との間に引っかかりが生じ、係合部材における同シャフト１６の軸線方向への移動がスムーズに行えなくなり、ひいては吸気バルブ９のバルブ特性の変更がスムーズに行えなくなるおそれがある。
【００４２】
そこで、この実施形態では、係合部材６１の係合片６３を、ねじ部３１における溝６４のブッシュ６２の挿入された部分と対向する部分以外の部分にて雄ねじ３２と噛み合わせるようにしている。具体的には、図８に示されるように、係合片６３にブッシュ６２側から離れる方向に延びてねじ部３１を長穴３３の幅方向両側（図中の左右方向両側）から挟むように位置する二股部６３ａが形成され、その二股部６３ａをねじ部３１における長穴３３の幅方向両側の部分で雄ねじ３２と噛み合わせる。この場合、二股部６３ａは、ねじ部３１におけるコントロールシャフト１６の軸線を中心とする線対称となる二箇所で各々雄ねじ３２と噛み合うことになる。
【００４３】
従って、二股部６３ａにおいて、ねじ部３１におけるコントロールシャフト１６の軸線を中心とする線対称となる二箇所のうちの一方（図中の左側）に噛み合う部分は、コントロールシャフト１６の回転駆動時における雄ねじ３２の作用によって、矢印Ｙ１方向（図中の左方向）であって同シャフト１６の軸線から離れる方向への力が加わる。また、二股部６３ａにおいて、ねじ部３１におけるコントロールシャフト１６の軸線を中心とする線対称となる二箇所のうちの他方（図中の右側）に噛み合う部分は、コントロールシャフト１６の回転駆動時における雄ねじ３２の作用によって、矢印Ｙ２方向（図中の右方向）であって同シャフト１６の軸線から離れる方向への力が加わる。
【００４４】
このように、二股部６３ａにおいて、ねじ部３１におけるコントロールシャフト１６の軸線を中心とする線対称となる二箇所のうちの一方に噛み合う部分と他方に噛み合う部分とでは、コントロールシャフト１６の回転駆動時における雄ねじ３２の作用によって加わる同シャフト１６の軸線方向から離れる方向への力が互いに逆方向になる。このため、その力が加わることによる係合部材６１（係合片６３）のコントロールシャフト径方向への変位を回避することができる。その結果、上記力の作用により係合片６３が溝６４に挿入されたブッシュ６２側、言い換えれば溝６４に対する係合部材６１の挿入方向に押しつけられることに起因して、係合片６３と溝６４との間に引っかかりが生じることはなくなる。従って、係合部材６１における同シャフト１６の軸線方向への移動がスムーズに行えなくなることを抑制でき、ひいては吸気バルブ９のバルブ特性の変更がスムーズに行えなくなることを抑制できるようになる。
【００４５】
次に、コントロールシャフト１６とスライダ２６とを係合部材６１によって係合するための作業手順について、図８〜図１２を参照して詳しく説明する。
まず、スライダ２６からロッカシャフト１５及びコントロールシャフト１６を抜いた状態で、スライダ２６の溝６４にブッシュ６２が嵌め込まれる。このスライダ２６における外周面と溝６４との間には、ブッシュ６２に係合片６３を取り付ける際に用いられる孔６６が形成されている。そして、ブッシュ６２の挿入孔６５がスライダ２６の孔６６と連通するよう溝６４に対するブッシュ６２の位置合わせがなされる。その後、スライダ２６にロッカシャフト１５が挿入され、同シャフト１５の長穴３３がブッシュ６２の挿入孔６５及びスライダ２６の孔６６と連通するよう、ロッカシャフト１５とスライダ２６との周方向についての位置合わせが行われる。このときのスライダ２６、ブッシュ６２、及びロッカシャフト１５を図９に示す。
【００４６】
この状態で、ロッカシャフト１５にコントロールシャフト１６が挿入され、同シャフト１６のねじ部３１が長穴３３、挿入孔６５、孔６６に対応して位置するようコントロールシャフト１６の軸方向についての位置あわせが行われる。このときのスライダ２６、ブッシュ６２、ロッカシャフト１５、及びコントロールシャフト１６の位置関係を図１０に示し、同図のスライダ２６、ブッシュ６２、ロッカシャフト１５、及びコントロールシャフト１６等を矢印Ｂ−Ｂ方向から見た断面図を図１１に示す。その後、係合片６３が二股部６３ａ側からスライダ２６の孔６６に挿入し、同係合片６３がブッシュ６２を貫通するようにするとともに、二股部６３ａがねじ部３１を上記長穴３３の幅方向両側から挟んだ状態となるようにする。これにより、二股部６３ａが図１２に示されるようにねじ部３１における上記長穴３３の幅方向両側の部分で雄ねじ３２に噛み合うようにされる。
【００４７】
以上の作業を行うことにより、ブッシュ６２と係合片６３とからなる係合部材６１をスライダ２６の溝６４に嵌め込むとともに、同係合部材６１をコントロールシャフト１６の雄ねじ３２と噛み合わせることができ、それらスライダ２６とコントロールシャフト１６とを係合部材６１によって係合することができる。なお、上記作業が行われた後には、スライダ２６の孔６６が係合部材６１に対応する位置からずれるよう、スライダ２６とロッカシャフト１５との周方向についての相対位置が変更される。例えば、スライダ２６が図１１に矢印Ｃで示される角度だけ周方向に回転させられ、これによりスライダ２６、係合部材６１、及びロッカシャフト１５の位置関係が図８に示される状態となる。このときの孔６６の位置は、吸気カム１１ａに押されて入力アーム１７、出力アーム１８、及びスライダ２６が揺動するときに、孔６６と係合部材６１とが重なることのない位置とされる。
【００４８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）コントロールシャフト１６をモータ４７により軸線を中心に回転駆動されるものとし、コントロールシャフト１６とスライダ２６とを係合する係合部材６１を、スライダ２６の溝６４に嵌め込まれるとともに同シャフト１６（小径部１６ａ）の外周面に形成された雄ねじ３２に噛み合わされるものとした。従って、モータ４７によりコントロールシャフト１６が回転駆動されると、同シャフト１６のねじ部３１の雄ねじ３２と噛み合う係合部材６１に押されてスライダ２６が軸方向に移動する。そして、そのスライダ２６の軸方向変位により、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が変更され、吸気バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角が変更される。この場合、最大リフト量及び作用角を変更するためのコントロールシャフト１６の回転駆動の実現には、モータ４７の回転をギヤ等により直接的にコントロールシャフト１６に伝達すればよく、従来のようにモータ４７の回転運動をコントロールシャフト１６の軸方向への直線運動に変換するための上記回転直動変換機構を設ける必要はない。従って、モータ４７の使用により最大リフト量及び作用角の制御性を改善することができるとともに、上記回転直動変換機構を設ける必要もないことから、上記制御性の改善を装置の構成を複雑化することなく実現することができる。
【００４９】
（２）係合部材６１の係合片６３は、ねじ部３１におけるコントロールシャフト１６の軸線を中心とする線対称となる二箇所で各々雄ねじ３２と噛み合う二股部６３ａを備えている。この二股部６３ａにおいて、ねじ部３１におけるコントロールシャフト１６の軸線を中心とする線対称となる二箇所のうちの一方に噛み合う部分と他方に噛み合う部分とでは、コントロールシャフト１６の回転駆動時における雄ねじの作用によって加わる同シャフト１６の軸線方向から離れる方向への力が互いに逆方向になる。このため、その力が加わることによる係合部材６１（係合片６３）のコントロールシャフト径方向への変位を回避することができる。その結果、上記力の作用により係合片６３が溝６４に挿入されたブッシュ６２側に押しつけられることに起因して、係合片６３と溝６４との間に引っかかりが生じることはなくなる。従って、係合部材６１における同シャフト１６の軸線方向への移動がスムーズに行えなくなることを抑制でき、ひいては吸気バルブ９のバルブ特性の変更がスムーズに行えなくなることを抑制できるようになる。
【００５０】
（３）仮に、係合部材がねじ部３１の雄ねじ３２に対し一箇所のみで噛み合っており、コントロールシャフト１６が回転駆動するとき、上記雄ねじ３２と噛み合う係合部材にコントロールシャフト１６の軸線から離れる方向への力が加わり、その力によって係合部材が同シャフト１６の軸線から離れる方向変位したとする。この場合、その変位後の係合部材はがたつきやすくなる。これは、係合部材がコントロールシャフト１６の軸線から離れる方向に変位するということは、係合部材におけるねじ部３１の雄ねじ３２との噛み合いが、当該雄ねじ３２の頂部寄りであって、隣り合う雄ねじ３２間の距離がより長い部分にて行われるためである。そして、係合部材にがたつきが生じやすくなると、そのがたつきに伴う係合部材のロッカシャフト１５の長穴３３の内壁３３ａへの接触により、同係合部材のコントロールシャフト１６の軸線方向への変位がスムーズに行えなくなるおそれがある。しかし、上記（２）に記載したように、コントロールシャフト１６の回転駆動時に係合部材６１（係合片６３）に同シャフトの軸線から離れる方向への力が加わったとしても、係合片６３が上記軸線から離れる方向に変位することはない。このため、係合片６３が上記軸線から離れる方向に変位することによってがたつきやすくなり、そのがたつきに伴う係合片６３のコントロールシャフト１６の穴の内壁への接触により、同係合片６３の上記軸線方向への変位がスムーズに行えなくなるという不具合の発生を回避することができる。
【００５１】
（４）コントロールシャフト１６とスライダ２６を係合部材６１により係合させる際には、まずスライダ２６からロッカシャフト１５及びコントロールシャフト１６を外した状態で同スライダ２６内部の溝６４における孔６６に対応した位置にブッシュ６２を挿入する。その後、スライダ２６の内部にロッカシャフト１５を挿入して孔をブッシュ６２に対応して位置させ、更にロッカシャフト１５にコントロールシャフト１６を挿入してねじ部３１をブッシュ６２に対応して位置させる。そして、その状態で係合片６３を二股部６３ａ側からスライダ２６の孔６６に挿入し、同係合片６３がブッシュ６２を貫通するようにするとともに、二股部６３ａがねじ部３１を上記長穴３３の幅方向両側から挟んだ状態となるようにする。これにより、二股部６３ａがねじ部３１における上記長穴３３の幅方向両側の部分で雄ねじに噛み合うこととなる。以上の作業を行うことにより、係合部材６１におけるブッシュ６２がスライダ２６の溝６４に嵌め込むとともに、同係合部材６１の係合片６３（二股部６３ａ）がコントロールシャフト１６におけるねじ部３１の雄ねじ３２に噛み合わされるため、係合部材６１によるコントロールシャフト１６とスライダ２６とを簡単に行うことができるようになる。
【００５２】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・係合片６３の二股部６３ａに関しては、ねじ部３１におけるコントロールシャフト１６の軸線を中心とする線対称となる任意の二箇所にそれぞれ雄ねじ３２と噛み合うものとする際、必ずしもねじ部３１における長穴３３の幅方向両側の部分で雄ねじ３２と噛み合うものである必要はない。例えば、二股部６３ａをねじ部３１における溝６４の深さ方向両側の部分と噛み合うものとしてもよい。この場合においても、上記二股部６３ａは、ねじ部３１におけるコントロールシャフト１６の軸線を中心とする線対称となる二箇所で各々雄ねじ３２と噛み合うものとなるため、上記（２）と同等の効果が得られるようになる。ただし、コントロールシャフト１６とスライダ２６とを係合部材６１によって係合する作業を、上記実施形態のような手順で行うことはできなくなるため、例えば以下のように実行することが考えられる。すなわち、スライダ２６及びロッカシャフト１５として各々コントロールシャフト１６の径方向に分割可能なものが採用され、スライダ２６にロッカシャフト１５及びコントロールシャフト１６を挿入した状態で、スライダ２６及びロッカシャフト１５を二つに分割する。そして、コントロールシャフト１６のねじ部３１に係合片６３の二股部６３ａを挿入するとともに、ロッカシャフト１５及びスライダ２６の二つに分割した部分のうち、長穴３３の存在する方の部分の溝６４にブッシュ６２を挿入する。その後、ブッシュ６２の挿入孔６５と長穴３３とを位置あわせした状態で、上記係合片６３が長穴３３及び挿入孔６５を貫通するよう、二つに分割したロッカシャフト１５及びスライダ２６が一つに結合される。これにより、コントロールシャフト１６とスライダ２６とが係合部材６１によって係合される。
【００５３】
・係合片６３に関しては、二股部６３ａによってねじ部３１を挟んだ状態とするものに代えて、ねじ部３１における溝６４のブッシュ６２の挿入された部分と対向する部分以外の部分で雄ねじ３２と噛み合うものとしてもよい。例えば、二股部６３ａの二つに分かれた部分のうち、一方を省略して他方のみがねじ部３１の雄ねじ３２と噛み合うようにしてもよい。この場合、コントロールシャフト１６の回転駆動時における雄ねじ３２の作用によって係合片６３に同シャフト１６の軸線から離れる方向への力が加わったとき、その力は溝６４に挿入されたブッシュ６２側とは異なる方向に加わることから、その係合片６３が上記ブッシュ６２側に押しつけられることはない。このため、上記（２）と同様、上記力の作用により係合片６３が溝６４に挿入されたブッシュ６２側に押しつけられることに起因して、係合片６３と溝６４との間に引っかかりが生じることはなくなる。従って、係合部材６１における同シャフト１６の軸線方向への移動がスムーズに行えなくなることを抑制でき、ひいては吸気バルブ９のバルブ特性の変更がスムーズに行えなくなることを抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態の可変動弁装置が適用されるエンジンのシリンダヘッド周りの構造を示す拡大断面図。
【図２】バルブリフト可変機構のシリンダヘッドへの取り付け構造、及びバルブリフト可変機構の駆動に用いられる上記ロッカシャフト及びコントロールシャフトのシリンダヘッドへの取り付け構造を示す平面図。
【図３】バルブリフト可変機構の内部構造を示す破断斜視図。
【図４】入力アーム及び出力アームの内部構造を示す破断斜視図。
【図５】コントロールシャフトとスライダとを係合部材によって係合させる構造を示す断面図。
【図６】上記係合部材周りをその上方から見た平面図。
【図７】コントロールシャフトとスライダとの係合部材による係合例を示す拡大断面図。
【図８】図５のスライダ、ロッカシャフト、コントロールシャフト、及び係合部材等を矢印Ａ−Ａ方向から見た断面図。
【図９】コントロールシャフトとスライダとを係合する作業の実行手順を説明するための断面図。
【図１０】コントロールシャフトとスライダとを係合する作業の実行手順を説明するための断面図。
【図１１】図１０のスライダ、ブッシュ、ロッカシャフト、及びコントロールシャフト等を矢印Ｂ−Ｂ方向から見た断面図。
【図１２】コントロールシャフトとスライダとを係合する作業の実行手順を説明するための断面図。
【符号の説明】
【００５５】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…シリンダブロック、５…ピストン、６…燃焼室、７…吸気通路、８…排気通路、９…吸気バルブ、１０…排気バルブ、１１…吸気カムシャフト、１１ａ…吸気カム、１２…排気カムシャフト、１２ａ…排気カム、１４…バルブリフト可変機構、１５…ロッカシャフト、１６…コントロールシャフト、１６ａ…小径部、１７…入力アーム、１８…出力アーム、１９…ローラ、２０…コイルスプリング、２１…ロッカアーム、２２…ラッシュアジャスタ、２３…ローラ、２４…バルブスプリング、２６…スライダ、２７…ヘリカルスプライン、２７ａ…入力ギヤ、２８…ヘリカルスプライン、２８ａ…内歯ギヤ、２９…ヘリカルスプライン、２９ａ…出力ギヤ、３０…ヘリカルスプライン、３１…ねじ部、３２…雄ねじ、３３…長穴、３３ａ…内壁、４１…カムキャリア、４５…立壁部、４７…モータ、６１…係合部材、６２…ブッシュ、６３…係合片、６３ａ…二股部、６４…溝、６５…挿入孔、６６…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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【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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