(57)【要約】【課題】カムシャフト３の回転をオフセットリンク７とリンク機構とによって揺動カム４，５に伝えるようにした可変動弁装置において、気筒間ばらつきの調整作業を動弁系を分解せずに行えるようにしながら、そのために動弁系の駆動ロスが増大したり、信頼性が低下したりしないようにする。【解決手段】バルブ２をリフトさせる揺動カム５と、カムシャフト３の偏心カム６に嵌めたオフセットリンク７とを連結リンク８で連結する一方、該オフセットリンク７にその動作を規制するための規制リンク１３を連結する。コントロールアーム１２で規制リンク１３の位置を変更して、バルブ１，２のリフト量を変化させる。コントロールシャフト１１に回動不能に取り付けた固定アーム４１とコントロールアーム１２とを、ターンバックル４２ｃを備えた連結リンク４２により連結し、これによりコントロールアーム１２のコントロールシャフト１１上の周方向位置を無段階に調整可能とする。【選択図】    図７
2007218116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸に同期して回転する偏心部を有するカムシャフトと、
前記カムシャフトの軸心回りに揺動可能に設けられて、バルブをリフトさせる揺動カムと、
前記偏心部に回転自在に嵌合されたオフセットリンクと、
前記揺動カムとオフセットリンクとを連結するとともに、前記偏心部の回転に伴う該オフセットリンクの動作を前記揺動カムが揺動するように規制するリンク機構と、
前記リンク機構の位置を、前記揺動カムによるバルブのリフト量が変化するように変更するコントロール部材と、を備えたエンジンの可変動弁装置において、
前記コントロール部材は、
前記リンク機構に連結されたコントロールアームと、該コントロールアームが回動可能に取り付けられたコントロールシャフトと、を備え、両者が一体にコントロールシャフトの軸心周りに回動変位することで、前記リンク機構の位置を変更するように構成されるとともに、
前記コントロールアームのコントロールシャフト周りの回動位置を無段階に調整可能な回動位置調整機構を備えている
ことを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
【請求項２】
請求項１のエンジンの可変動弁装置において、
回動位置調整機構は、
コントロールアームから周方向に離れてコントロールシャフトに回動不能に取り付けられた固定アームと、
前記固定アームとコントロールアームとをターンバックルを介在させて連結する連結部材と、を備えていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
【請求項３】
請求項１のエンジンの可変動弁装置において、
回動位置調整機構は、
コントロールアームに近接してコントロールシャフトの外周に設けられた突起部と、
前記突起部に螺着され、先端側がコントロールアームに向かって延びるねじ部材と、
前記ねじ部材の先端部に近接対向して前記コントロールアームに形成され、このコントロールアームのコントロールシャフト周りの回動変位に伴い前記ねじ部材先端部との間隔が変化するように、当該ねじ部材の軸心に対し傾斜する傾斜面と、
前記コントロールアームを、その傾斜面が前記ねじ部材の先端部に当接するように、前記コントロールシャフト周りに回動付勢する付勢手段と、
を備えていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブのリフト量を変更可能に構成されたエンジンの可変動弁装置に関し、特に、各気筒間のバルブリフト量のばらつきを吸収するための構造の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの運転状態に応じて、気筒の吸排気バルブの開閉時期やリフト量を連続的に変化させるようにした可変動弁装置は知られており、その一例として、例えば特許文献１に記載のように、カムシャフトに設けた偏心部（駆動カム）にオフセットリンク（リンクアーム）を嵌め合わせて、カムシャフトの回転に伴うオフセットリンクの動作をリンク機構により揺動カムに伝達し、この揺動カムにより吸気バルブをリフトさせるようにしたものがある。
【０００３】
このものでは、一端部が前記オフセットリンクに連結されたロッカアームと、該ロッカアームの他端部を前記揺動カムに連結するリンクロッドとを備え、そのロッカアームの揺動支点の位置をコントロールシャフトの制御カムによって変更することで、揺動カムの揺動軌跡を可変とし、これによりバルブリフト量を連続的に変化させるようにしている。
【０００４】
また、例えば特許文献２のものでは、前記オフセットリンクと揺動カムとを連結リンクにより連結するとともに、そのオフセットリンクに別のリンク（規制リンク）を取り付けて、カムシャフトの回転によるオフセットリンクの動作を、前記揺動カムが揺動するように規制する。そして、前記規制リンクの位置をコントロールアームによって変更することで、揺動カムの揺動軌跡を可変とし、これによりバルブリフト量を連続的に変化させるようにしている。
【０００５】
ところで、一般に多気筒エンジンでは、各気筒毎の動弁系の構成部品に微少な寸法誤差があり、さらにそれらの組み付け誤差が加わって、各気筒間のバルブリフト量などに僅かながらばらつきを生じる。特に、前記従来技術のように、カムシャフトの偏心部の動作をオフセットリンクを含む複数のリンクを介して揺動カムに伝達するようにした場合、部品点数が多くなることから、気筒間のばらつきが大きくなり易い。
【０００６】
この点について、前記特許文献１には、前記ロッカアームと揺動カムとを連結するリンクロッドとして種々の寸法のものを用意しておき、前記のような気筒間ばらつきが所定以上に大きいときにはリンクロッドを交換する、という手法が開示されている。また、オフセットリンク（リンクアーム）、ロッカアーム、リンクロッド、揺動カムの４つの部品間における３つの連結部位のいずれかに、機械的な連結位置の調整機構を設けることも開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２３８０９号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に開示されるように構成部品を交換するためには、動弁系の少なくとも一部を分解しなくてはならず、手間が掛かる上に、寸法の僅かに異なる部品を多数、用意しなくてはならず、非常に煩雑である。
【０００８】
しかも、そうして多数の部品を用意したとしても、結局は段階的な寸法調整しかできないから、気筒間ばらつきを解消できるものとは言い難い。
【０００９】
一方、動弁系の構成部品同士の連結部位に機械的な調整機構を設けた場合は、強度の確保が難しくなる上に、エンジンの運転中に高速で運動する部品が重くなることから、駆動ロスが増大するとともに、慣性力も増大して動弁系全体で摺動部の摩擦抵抗が大きくなり、信頼性の低下を招く虞れもある。
【００１０】
その上さらに、連結位置の調整によってロッカアームやリンクロッドなどの見かけの長さが変化することから、それらが最大の状態で各部品間のクリアランスを確保しなくてはならず、レイアウト上の制約が厳しくなって、ひいてはリフト量の可変幅が制約される、という不具合も生じ得る。
【００１１】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カムシャフト偏心部の回転運動をオフセットリンク及びリンク機構によって揺動カムに伝えるようにした可変動弁装置において、気筒間ばらつきの調整作業を動弁系を分解せずに行えるようにしながら、そのために動弁系の駆動ロスが増大したり、信頼性が低下したりしないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、この発明では、前記特許文献２の可変動弁装置のようにリンク機構の位置をコントロールアームによって変更するものにおいて、そのコントロールアームのコントロールシャフト上の位置を周方向について無段階に調整可能な調整機構を備えたものである。
【００１３】
具体的に、請求項１の発明では、エンジンのクランク軸に同期して回転する偏心部を有するカムシャフトと、該カムシャフトの軸心回りに揺動可能に設けられて、バルブをリフトさせる揺動カムと、前記偏心部に回転自在に嵌合されたオフセットリンクと、前記揺動カムとオフセットリンクとを連結するとともに、前記偏心部の回転に伴う該オフセットリンクの動作を前記揺動カムが揺動するように規制するリンク機構と、該リンク機構の位置を、前記揺動カムによる前記バルブのリフト量が変化するように変更するコントロール部材と、を備えたエンジンの可変動弁装置を前提とする。
【００１４】
そして、前記コントロール部材として、前記リンク機構に連結されたコントロールアームと、該コントロールアームが回動可能に取り付けられたコントロールシャフトとを備え、その両者が一体にコントロールシャフトの軸心周りに回動変位することで、前記リンク機構の位置を変更するように構成するとともに、さらに、前記コントロールアームのコントロールシャフト周りの回動位置を無段階に調整可能な回動位置調整機構を備えたものである。
【００１５】
前記構成の可変動弁装置では、カムシャフトの回転によってその偏心部が回転すると、これによりオフセットリンクがカムシャフトの軸心周りを公転するとともに、該オフセットリンクとリンク機構との連結部位が、このリンク機構を介してコントロールアームによって規制された所定の軌跡で、往復運動する。そして、そのオフセットリンクの動作がリンク機構を介して揺動カムに伝えられ、これにより該揺動カムが揺動して、バルブをリフトさせる。
【００１６】
また、前記コントロールアームがコントロールシャフトと一体に回動変位して、前記リンク機構の位置を変更することで、このリンク機構によって規制されるオフセットリンクの運動軌跡が変化し、これにより、揺動カムの揺動の態様も変化して、バルブリフト量が変更される。
【００１７】
そして、そのようにリンク機構の位置を変更するコントロールアームのコントロールシャフト上の周方向位置（コントロールシャフト周りの回動位置）を、回動位置調整機構によって調整することにより、即ち、相対的にバルブリフト量の小さな気筒では、コントロールアームの回動位置をバルブリフト量が大きくなる側に変化させる一方、リフト量が大きめの気筒では反対側に変化させることによって、気筒間のバルブリフト量のばらつきを吸収することができる。
【００１８】
つまり、エンジンの動弁系を分解することなく、前記回動位置調整機構による調整作業だけで、容易にバルブリフト量を微調整することができ、その気筒間ばらつきを解消することが可能になる。勿論、寸法の異なる部品を多数、用意する必要もない。
【００１９】
しかも、コントロールアームは、エンジンの運転中に高速で運動するものではないから、これに機械的な調整機構を付加しても、動弁系の駆動ロスが増大することはなく、慣性力の増大によって信頼性の低下を招くこともない。
【００２０】
また、バルブをリフトさせるときの反力の多くは、揺動カムからリンク機構を介してオフセットリンクに伝達され、リンク機構からコントロールアームに伝達される反力の割合は比較的低いので、このコントロールアームに機械的な調整機構を付加しても、強度の確保は難しくない。
【００２１】
さらに、前記調整機構によってコントロールアームのコントロールシャフト周りの回動位置を調整しても、オフセットリンクやリンク機構の部品の見かけの長さが変化することはないので、そのレイアウト上の制約が厳しくなったり、リフト量の可変幅が制約されたりすることもない。
【００２２】
ここで、前記回動位置調整機構の具体的な構造として、好ましいのは、コントロールアームから周方向に離れてコントロールシャフトに回動不能に取り付けられた固定アームと、該固定アーム及びコントロールアームを、ターンバックルを介在させて連結する連結部材と、を備えることである（請求項２の発明）。
【００２３】
この構成では、ターンバックルを回転させることで連結部材の長さを変化させて、固定アームに対するコントロールアームの位置、即ち該コントロールアームのコントロールシャフト周りの回動位置を変化させることができる。その際、仮にコントロールアームにリンク機構を介してバルブスプリング等の反力が作用していても、ターンバックルの回転に要する力はあまり大きくはならないので、作業は容易であり、しかもターンバックルの回転に対するコントロールアームの変位量は小さいので、微調整も容易である。
【００２４】
また、前記回動位置調整機構としては、コントロールアームに近接してコントロールシャフトの外周に設けられた突起部と、該突起部に螺着され、先端側がコントロールアームに向かって延びるねじ部材と、該ねじ部材の先端部に近接対向して前記コントロールアームに形成され、このコントロールアームのコントロールシャフト周りの回動変位に伴い前記ねじ部材先端部との間隔が変化するように、当該ねじ部材の軸心に対し傾斜する傾斜面と、前記コントロールアームを、その傾斜面が前記ねじ部材の先端部に当接するように、前記コントロールシャフト周りに回動付勢する付勢手段と、を備えることもできる（請求項３の発明）。
【００２５】
この場合は、コントロールシャフトの突起部に螺着されたねじ部材の先端部にコントロールアームの傾斜面が当接することで、そのコントロールアームの回動位置が決定されるから、該ねじ部材を回転させてその先端部を進出又は後退させることで、付勢手段により回動付勢されるコントロールアームをコントロールシャフト周りに少しずつ回動させて、その回動位置を容易に微調整できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上、説明したように、本発明に係るエンジンの可変動弁装置によると、カムシャフトの偏心部の回転運動を、オフセットリンクとリンク機構とによって揺動カムに伝えるとともに、そのリンク機構の位置をコントロールアームにより変更して、バルブリフト量を変化させるようにした可変動弁装置において、コントロールアームのコントロールシャフト周りの回動位置を無段階に調整可能な調整機構を設けたことで、エンジンの動弁系を分解することなく、極めて容易にバルブリフト量を微調整することができ、その気筒間ばらつきを解消して、所期のエンジン性能を得ることができる。
【００２７】
しかも、コントロールアームは、エンジンの運転中に高速で運動するものではなく、大きなバルブ反力を受けるものでもないから、これに機械的な調整機構を付加しても、強度の確保は難しくなく、動弁系の駆動ロスの増大や信頼性の低下を招くこともない。
【００２８】
さらに、コントロールアームの回動位置を調整しても、オフセットリンク等の見かけの長さが変化することがないので、そのレイアウト上の制約が厳しくなったり、リフト量の可変幅が制約されたりすることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３０】
（可変動弁装置の基本構成）
図１は、本発明を適用したエンジンの吸気側動弁系の構成を示す。このエンジンは、図示は省略するが、４つの気筒が一列に並んだ直列４気筒エンジンであり、その各気筒毎に２つの吸気バルブ１，２と２つの排気バルブ（図示せず）とを有する４弁式のダブルオーバヘッドカム方式を採用している。同図において、符号３は、前記４つの気筒が並ぶエンジン前後方向に延びるように配設されていて、エンジンのクランク軸によりカムチェーン（図示せず）を介して回転駆動される吸気側のカムシャフトである。
【００３１】
前記カムシャフト３には、各気筒毎に２つの揺動カム４，５が揺動自在に支持されている。これら２つの揺動カム４，５は、前記２つの吸気バルブ１，２にそれぞれ対応するように配置され、円筒状の連結部９によって互いに連結されて、カムシャフト３の周りに一体に揺動するようになっている。これにより、各気筒毎２つの吸気バルブ１，２が同時にリフトされる。尚、前記連結部９の外周面は、カム軸受面と摺接するカムジャーナル部とされている。
【００３２】
前記の如く揺動カム４，５を動作させるために、前記カムシャフト３には、その軸心Ｘ（カムシャフト３の回転中心：図２等参照）から偏心した４つの円形の偏心カム６（偏心部）が互いに間隔を空けて一体に設けられている。この各偏心カム６にはそれぞれ回転自在に外輪７が外嵌めされていて、この外輪７の外周に突出するように設けられた偏心凸部に、連結リンク８を介して前記揺動カム５が連結されている。すなわち、前記外輪７は、一端側が前記カムシャフト３の偏心カム６に回転自在に嵌合され、他端部（偏心凸部）が連結リンク８によって揺動カム５に連結されたリンク（以下、オフセットリンクという）である。
【００３３】
前記カムシャフト３の斜め上方には、これと平行にコントロールシャフト１１が設けられている。このコントロールシャフト１１には、各気筒毎１つずつ、合計４つのコントロールアーム１２が取り付けられており（詳細は後述する）、該各コントロールアーム１２の先端側と前記オフセットリンク７の他端部とが規制リンク１３によって連結されている。この規制リンク１３は、前記偏心カム６の回転に伴いオフセットリンク７の一端側がカムシャフト３の周りを公転するときに、このオフセットリンク７の変位を規制してその他端部を往復運動させるものであり、これにより、そのオフセットリンク７の他端部に連結された前記連結リンク８が揺動カム４，５を揺動させることになる。
【００３４】
すなわち、前記連結リンク８及び規制リンク１３は、揺動カム５とオフセットリンク７とを連結するとともに、前記偏心カム６の回転に伴う該オフセットリンク７の動作を、揺動カム５（及び揺動カム４）が揺動するように規制するリンク機構を構成している。
【００３５】
また、前記コントロールシャフト１１には、円周の一部のみに歯が形成されたウォーム歯車１４が結合され、このウォーム歯車１４の歯に、電動モータ１５で回転駆動されるウォーム１６が噛み合っている。そのモータ１５の作動によってコントロールシャフト１１及びコントロールアーム１２が一体に回動することで、前記規制リンク１３の位置（リンク機構の位置）が変化して、オフセットリンク７の他端部の往復運動の軌跡、即ち前記連結リンク８の揺動軌跡が変更される。これにより揺動カム４，５の揺動範囲が変化して、吸気バルブ１，２のリフト量及びタイミングが変化するようになる。
【００３６】
より具体的には、まず、図２（ｂ）に示すように、吸気バルブ２のステム上端には直動式タペット２１が設けられ、このタペット２１に揺動カム５が当接している。吸気バルブ２は、タペット２１内部に設けられたリテーナ２２とシリンダヘッドに設けられたリテーナ２３との間に配設されたバルブスプリング２４によって、吸気ポート２５を閉じる方向（バルブリフト方向とは反対方向）に付勢されている。尚、吸気バルブ１についても前記吸気バルブ２と同様の構成になっている。
【００３７】
前記連結リンク８の一端側は、揺動カム５にピン３１により回動自在に連結され、一方、規制リンク１３の一端側は、コントロールアーム１２の先端部にピン３２により回動自在に連結されている。そして、この連結リンク８と規制リンク１３とは、オフセットリンク７の両側にそれぞれ配設されて、該オフセットリンク７を中間に挟んで連係している。すなわち、連結リンク８及び規制リンク１３の各々の他端側は、オフセットリンク７の他端部に連結ピン３３によって同軸に且つ回動自在に連結されている。
【００３８】
図示の如く、前記オフセットリンク７と連結リンク８との連結ピン３３はカムシャフト３の上方に位置しており、その側方にはコントロールアーム１２の回動中心（コントロールシャフト１１の軸心）が位置している。コントロールアーム１２の先端側のピン３２は規制リンク１３の回動軸であり、そのピン３２の位置を変更することによって規制リンク１３及び連結ピン３３の揺動軌跡を変化させ、これにより、吸気バルブ１，２のリフト量を変更することができる。
【００３９】
すなわち、各リンクやピンの具体的な動作については以下に詳述するが、モータ１５によりコントロールシャフト１１及びコントロールアーム１２を回動させて、図２に示すようにピン３２をコントロールシャフト１１の下方に位置づけると、揺動カム４，５の揺動角が大きくなり、リフトピークにおける吸気バルブ１，２のリフト量が最も大きな大リフト制御状態になる。また、そこからコントロールアーム１２などの回動によってピン３２を上方へ移動させると、これに応じて揺動カム４，５の揺動角は小さくなり、図３に示すようにピン３２をカムシャフト３の上方に位置付けると、吸気バルブ１，２のリフト量が最も小さな小リフト制御状態になる。
【００４０】
前記図２に示す大リフト制御状態において、揺動カム５は、同図（ｂ）に示すようにカムノーズの先端側で直動式タペット２１を押圧し、該タペット２１を介して吸気バルブ２を大きくリフトさせたリフトピークの状態（揺動カム４が直動式タペットを介して吸気バルブ１を大きくリフトさせた状態）と、同図（ａ）に示すように吸気バルブ２（吸気バルブ１）がリフトしないゼロリフトの状態との間で揺動する。小リフト制御状態である図３の場合も同様にリフトピークの状態（カムノーズの基端側でタペット２１を押圧）とゼロリフトの状態との間で揺動する（同図（ａ）及び（ｂ）参照）。
【００４１】
（可変動弁装置の動作）
以下、そのようなリンクやカムの動作を、図４及び図５を参照して具体的に説明する。この両図では、コントロールアーム１２、連結リンク８及び規制リンク１３については簡略に直線で表しており、また、偏心カム６の中心（オフセットリンク７の外輪の中心）の回転軌跡を符号Ｔ０として示している。尚、上述の如く吸気バルブ１と揺動カム４との関係は、吸気バルブ２と揺動カム５との関係と同じであって、揺動カム４は揺動カム５と同様に働くので、以下では吸気バルブ２と揺動カム５との関係について説明する。
【００４２】
まず、図４を参照して揺動カム５自体のプロファイルを説明すると、この揺動カム５の周面には、曲率半径が所定角度範囲一定の基円面（ベースサークル区間）θ１と、該θ１に続いて曲率半径が漸次大きくなっているカム面（リフト区間）θ２とが形成されている。同図は、前記図２の大リフト制御状態を表しており、コントロールアーム１２は大リフト制御位置にある。
【００４３】
同図に実線で示すのは吸気バルブ２がリフトピーク近傍にある図２（ｂ）の状態であり、このときには、連結リンク８によってピン３１が最も上方に引き上げられ、揺動カム５は、カム面θ２のカムノーズ先端側がタペット２１に当接した状態になっている。一方、仮想線で示すのはゼロリフトの状態（図２（ａ））であり、このときには揺動カム５の基円面θ１がタペット２１に接していて、吸気バルブ２はリフトしていない（吸気バルブ２は閉じている）。
【００４４】
そして、カムシャフト３（偏心カム６）が図の時計回りに回転すると、これに伴いオフセットリンク７の一端側（図の下端側）は、図に矢印で示すようにカムシャフト３の軸心Ｘ周りを公転することになるが、このときにはオフセットリンク７の他端部の変位は、そこに連結されている規制リンク１３によって規制される。すなわち、規制リンク１３は、コントロールシャフト１１の下方に位置付けられたピン３２を中心に図の実線の位置と仮想線の位置との間を揺動し、これに伴い、オフセットリンク７の他端側（連結ピン３３）は、偏心カム６が１回転するたびに、ピン３２を中心として往復円弧運動をすることになる（この連結ピン３３の運動軌跡をＴ１として示す）。
【００４５】
前記連結ピン３３の往復円弧運動Ｔ１に伴い、この同じ連結ピン３３によって一端側がオフセットリンク７に連結されている連結リンク８の他端側（ピン３１）は、図にＴ２として示す軌跡で往復円弧運動し、そのピン３１によって連結リンク８に連結されている揺動カム５が図の実線の位置と仮想線の位置との間で揺動運動をする。すなわち、前記連結ピン３３が上方に移動するときには、連結リンク８によってピン３１が上方に引き上げられて、揺動カム５のカムノーズがタペット２１を押し下げ、これによりバルブスプリング２４（図２参照）を押し縮めながら、吸気バルブ２をリフトさせる。
【００４６】
一方、連結ピン３３が下方に移動するときには、連結リンク８によってピン３１が下方に押し下げられて、揺動カム５のカムノーズが上昇することになるので、前記のようにして圧縮されたバルブスプリング２４の反力によってタペット２１が押し上げられて、前記カムノーズの上昇に追従するように上方に移動し、そのタペット２１内のリテーナ２２によって吸気バルブ２が引き上げられて、吸気ポート２５が閉じられる。
【００４７】
つまり、大リフト制御状態では、揺動カム５がその周面の基円面θ１及びカム面θ２の略全体によってタペット２１を押圧するように大きく揺動し、このように大きな揺動角に対応して吸気バルブ２のリフト量が大きくなるのである。
【００４８】
次に、前記の大リフト制御状態から、コントロールアーム１２をコントロールシャフト１１の軸心回りに上方へ回動させると、図３や図５に示すように、規制リンク１３の回動軸であるピン３２が前記大リフト制御状態よりもカムシャフト３の回転方向の手前側に位置して（小リフト制御位置）、リフト量の小さな小リフト制御状態になる。この図５においても前記図４と同様に吸気バルブ２がリフトピーク近傍にある状態を実線で示し、ゼロリフトの状態を仮想線で示している。
【００４９】
同図において、カムシャフト３（偏心カム６）が回転すると、前記大リフト制御状態と同様にオフセットリンク７の連結ピン３３は規制リンク１３によって変位が規制され、コントロールシャフト１１の側方に位置するピン３２を中心として、往復円弧運動Ｔ３をする（規制リンク１３は図の実線位置と仮想線位置との間で往復回動する）。そして、その連結ピン３３の往復円弧運動Ｔ３に伴って連結リンク８のピン３１が往復円弧運動Ｔ４をし、そのピン３１によって連結リンク８に連結されている揺動カム５が、図の実線の位置と仮想線の位置との間で揺動運動をして、吸気バルブ２を開閉するようになる。
【００５０】
つまり、小リフト制御状態では、前記大リフト制御状態と比べて揺動カム５の揺動角が小さくなり、この揺動カム５が、その周面の基円面θ１及びこれに連続するカム面θ２の一部分のみによってタペット２１を押圧するようになって、吸気バルブ２のリフト量が小さくなるのである。
【００５１】
上述の如く規制リンク１３の位置の変化によって大リフト制御状態から小リフト制御状態まで変更される吸気バルブ１，２のリフトカーブを、図６に示す。同図においてリフトカーブＬ１は、揺動カム５が図４の実線位置（大リフト制御状態のリフトピーク近傍）と仮想線位置（ゼロリフト）との間で揺動する大リフト制御状態を示し、一方、Ｌ２は、揺動カム５が図５の実線位置（小リフト制御状態のリフトピーク近傍）と仮想線位置（ゼロリフト）との間で揺動する小リフト制御状態を示している。
【００５２】
図示の如く、吸気バルブ１，２のリフトカーブは、最大リフトのカーブＬ１と最小リフトのカーブＬ２との間で連続的に変化するようになっている。これは、コントロールシャフト１１及びコントロールアーム１２を回動させて、図４及び図５にそれぞれ示す大リフト制御位置と小リフト制御位置との中間に位置づけることにより、その回動位置に応じてリンク機構（規制リンク１３）の位置が無段階に変化するからである。
【００５３】
また、図示の如く、吸気バルブ１，２のリフト量の増大とともに開弁期間（開時期から閉時期までのクランク角期間であって、緩衝区間を含まない）も広がって、当該吸気バルブ１，２の閉時期が遅角しているが、これは、上述したように、揺動カムの揺動角の変化に対応して、吸気バルブ１，２のリフト量が変更されるからである。
【００５４】
さらに、図示の如く、吸気バルブ１，２のリフト量が小さいときほど、リフトピークの時期（クランク角位置）が進角している。これは、上述したように、大リフト制御状態から小リフト制御状態への移行にあたって、コントロールアーム１２などの回動により規制リンク１３の位置をカムシャフト３の回転方向手前側に移動させており、これにより、連結ピン３３の往復円弧運動の軌跡が図４のＴ１の位置から図５のＴ３の位置へと、カムシャフト３の回転方向手前側に移動するからである。
【００５５】
すなわち、前記図４に示す大リフト制御状態においては、吸気バルブ１，２がリフトピーク近傍にあるときの偏心カム６の中心は、その回転軌跡Ｔ０上の点Ｔａに位置するが、前記図５に示す小リフト制御状態においてはリフトピーク近傍での偏心カム６の中心位置は同図に示す点Ｔｂに移動する。つまり、大リフト制御状態から小リフト制御状態に移行すると、吸気バルブ１，２のリフトピークは、図５に示すように前記回転軌跡Ｔ０上の点Ｔａ、Ｔｂの中心角θ３だけ進角するのである。
【００５６】
以上のようなリフト特性の変化はエンジンの吸気の特性に合致している。すなわち、一般的にエンジンの負荷が高くなるのは高回転側であることが多いが、高回転側ではクランク角で見た吸気バルブ１，２の開弁期間が同じであっても、その時間間隔は短くなるので、リフト量の増大によって吸気の流路断面積を拡大するだけでなく、開弁期間（クランク角）の増大によって吸気のための時間を確保することが好ましい。また、吸気バルブ１，２の閉時期を気筒の下死点以降まで遅角させれば、吸気流の慣性によって充填効率を高めることができる。
【００５７】
一方、気筒のポンピングロスを減らすためには、周知の如く吸気バルブ１，２が気筒の吸気行程の途中で閉じる所謂吸気早閉じの特性とするのが好ましいから、エンジンが低負荷乃至低回転側にあるときには吸気バルブのリフト量は小さくするとともに、その位相角は進角させるのがよいのである。
【００５８】
上述の如く、可変動弁装置の動作によって吸気バルブ１，２のリフト量を最小リフトから最大リフトまで連続的に変更することにより、この実施形態のエンジンでは、スロットル弁に頼らずにエンジンへの出力要求に対応する分量の空気を気筒へ充填することができ、これによりエンジンの出力を制御することができる。
【００５９】
（コントロールアームの調整機構）
ところで、上述したように、偏心カム６によるオフセットリンク７の動作を連結リンク８によって揺動カム４，５に伝達し、これにより吸気バルブ１，２をリフトさせるようにした場合、それら個々の部品の寸法誤差や組み付け誤差が積み重なることから、例えば直動式の動弁系に比べて吸気バルブ１，２のリフト量及びタイミングの気筒間ばらつきが大きくなり易く、所期の出力及び燃費性能が得られない虞れがある。
【００６０】
これに対し、前記オフセットリンク７、連結リンク８及び揺動カム５のいずれかに、他の部品との連結位置を調整するための機械的な調整機構を設けて、前記のような誤差を吸収することも考えられるが、こうした調整機構を設ければ、自ずと前記オフセットリンク７、連結リンク８等の強度の確保が難しくなる上に、それらエンジンの運転中に高速で運動する部品が重くなることから、駆動ロスが増大するとともに、慣性力も増大して、動弁系全体で摺動部の摩擦抵抗が大きくなり、信頼性の低下を招く虞れもある。
【００６１】
そこで、この実施形態では、前記オフセットリンク７や連結リンク８等のように高速で運動する部品ではなく、規制リンク１３を介してオフセットリンク７の動作を規制するコントロールアーム１２に、そのコントロールシャフト１１上の周方向位置を調整するための機械的な調整機構４０（回動位置調整機構）を備えたものである。
【００６２】
詳しくは図７及び図８に示すように、前記調整機構４０は、コントロールシャフト１１に回動不能に取り付けられるとともに、コントロールアーム１２とは相互に回動可能に組み付けられた固定アーム４１と、該固定アーム４１及びコントロールアーム１２を連結する長さ調整の可能な連結リンク４２（連結部材）と、を備えている。
【００６３】
前記固定アーム４１は、所謂接線カムのような先窄まりの板カム状に形成された本体部４１ａと、その基端側において厚み方向の一側面（図の手前側の面）に突設された円筒状ボス部４１ｂとを備えている。アーム本体部４１ａの基端部はボス部４１ｂと同径の半円状をなし、先端部はそれよりも小径の半円状をなす。ボス部４１ｂにはコントロールシャフト１１が内側から嵌合されるようになっていて、両者を回動不能に固定するための圧入ピン４３の嵌入孔４１ｃ（図８にのみ示す）が形成されている。
【００６４】
また、前記アーム本体部４１ａの基端側には、ボス部４１ｂの内孔に連続して、コントロールシャフト１１の内嵌合される丸穴４１ｄ（図８にのみ示す）が厚み方向に貫通しており、一方、アーム本体部４１ａの先端側には、前記厚み方向の一側面からボス部４１ｂと平行に延びるように、即ちコントロールシャフト１１の軸心と平行に延びるように、ピン４１ｅが形成されている。
【００６５】
一方、前記固定アーム４１に組み合わされるコントロールアーム１２は、その本体部１２ａが前記固定アーム４１の本体部４１ａよりも厚い先窄まりの板カム状に形成されていて、その先端側には、ピン３２（図２、３等を参照）の内挿される比較的小径の丸穴１２ｂが厚み方向に貫通し、基端側には、前記固定アーム４１の円筒部４１ａが嵌挿される比較的大径の丸穴１２ｃが厚み方向に貫通している。また、アーム本体部１２ａの基端部には、前記固定アーム４１のボス部４１ｂが丸穴１２ｃに嵌挿された状態で圧入ピン４３との干渉を避けるように、長穴１２ｄが形成されている。
【００６６】
さらに、前記コントロールアーム１２の本体部１２ａには、その厚み方向の一側（図の手前側）において基端側から先端側に亘る一方の斜辺（図の上側の斜辺）から、先端側ほど大きく延出した三角形状の延出壁部１２ｅが設けられ、この延出壁部１２ｅの厚み方向他側（図の奥側）には前記大小の丸穴１２ｂ、１２ｃの軸心と平行に、即ちコントロールシャフト１１の軸心と平行に延びるように、ピン１２ｆ（図８にのみ示す）が形成されている。
【００６７】
そして、前記固定アーム４１のボス部４１ｂがコントロールシャフト１１に外嵌合されて回動不能に固定されるとともに、そのボス部４１ｂを基端側の丸穴１２ｃに嵌挿させてコントロールアーム１２が固定アーム４１に組み付けられた状態、即ち該コントロールアーム１２がコントロールシャフト１１に対し回動可能に取り付けられた状態で、図７に示すように、コントロールアーム本体部１２ａと固定アーム本体部４１ａとは、互いにコントロールシャフト１１の周方向に離間している。
【００６８】
また、固定アーム４１の本体部４１ａからその厚み方向の一側に延びるピン４１ｅと、その反対向きにコントロールアーム１２の延出壁部１２ｅから延びるピン１２ｆとが、互いに平行に且つコントロールシャフト１１の軸心方向について略同じ位置にあり、該両ピン４１ｅ，１２ｆ同士が連結リンク４２によって連結されている。この連結リンク４２は、図９に拡大して示すように、両端の各円筒部４２ａ，４２ａにそれぞれ前記ピン４１ｅ，１２ｆが回動可能に内挿されるとともに、その各円筒部４２ａ，４２ａ同士を結ぶ軸部が２分割されて、その分割軸部４２ｂ，４２ｂ同士がターンバックル４２ｃにより連結された、長さ調整の可能なものである。
【００６９】
すなわち、前記ターンバックル４２ｃは、径方向よりも軸心方向に長い多角筒状のスリーブであり、その長手方向両端側の内周面に各々右ねじ、左ねじが螺刻されて、それぞれ分割軸部４２ｂ，４２ｂの外周に螺刻されたねじと螺合している。このターンバックル４２ｃを図９に示す矢印の向きに回せば、分割軸部４２ｂ，４２ｂ同士が引き寄せられて、連結リンク４２の長さが縮む一方、それを反対向きに回せば、分割軸部４２ｂ，４２ｂの間隔は押し広げられ、連結リンク４２の長さは長くなる。尚、図示の符号４２ｄはロックナットを示している。
【００７０】
斯かる構成の調整機構４０によると、ロックナット４２ｄを緩めてターンバックル４２ｃを回転させることで、連結リンク４２の長さを変化させ、固定アーム４１に対するコントロールアーム１２の相対位置、即ち該コントロールアーム１２のコントロールシャフト１１周りの回動位置を無段階に変化させることができる。そして、相対的に吸気バルブ１，２のリフト量が小さな気筒では、連結リンク４２を縮めて、コントロールアーム１２をバルブリフト量が大きくなる側（図２、３における下側）に回動変位させる一方、リフト量が大きめの気筒では反対側に回動変位させることで、気筒間のバルブリフト量のばらつきを吸収することができる。
【００７１】
しかも、前記連結リンク４２が吸気側動弁系の殆ど最上部に位置し、動弁系を何ら分解等することなく、ターンバックル４２ｃを回転させることができる上に、仮にコントロールアーム１２に規制リンク１３等を介してバルブスプリング２４の反力が作用していても、ターンバックル４２ｃの回転に要する力はあまり大きくはならないから、作業は極めて容易に行える。また、ターンバックル４２ｃの回転に対するコントロールアーム１２の回動変位量は小さいので、微調整も容易であり、これによりバルブリフト量の気筒間ばらつきを解消することもできる。
【００７２】
したがって、この実施形態に係る可変動弁装置によると、コントロールシャフト１１及びコントロールアーム１２の回動によって、規制リンク１３の位置を変更することにより、揺動カム４，５による吸気バルブ１，２のリフト量を大きく変化させることができるので、このリフト量の制御によってエンジンの運転状態に応じた最適な吸気量を得ることが可能になり、吸気通路のスロットル弁を廃止してポンピングロスを低減することができるとともに、高負荷時の吸気充填効率を向上させることができる。
【００７３】
また、前記のような可変動弁装置を備えた吸気側の動弁系を分解することなく、その略最上部に位置する調整機構４０によってコントロールアーム１２の回動位置を調整するという容易な作業で、各気筒毎の吸気バルブ１，２のリフト量を高精度に揃えることができ（つまり、リフト量の気筒間ばらつきを解消でき）、これにより所期の出力及び燃費性能が得られるようになる。
【００７４】
しかも、コントロールアーム１２は、オフセットリンク７や連結リンク８或いは規制リンク１３のようにエンジンの運転中に高速で運動するものではなく、また、オフセットリンク７や連結リンク８のように大きなバルブ反力が作用するものでもないから、これに機械的な調整機構４０を付加しても、強度の確保は難しくなく、動弁系の駆動ロスの増大や慣性力の増大による信頼性の低下を招くこともない。
【００７５】
さらに、コントロールシャフト１１周りのコントロールアーム１２の回動位置を調整しても、オフセットリンク７や連結リンク８、規制リンク１３等の見かけの長さが変化することはないので、それらのレイアウト上の制約が厳しくなったり、リフト量の可変幅が制約されたりすることもない。
【００７６】
（変形例）
図１０及び図１１は、コントロールアーム１２のコントロールシャフト１１上の周方向位置を調整するための機械的な調整機構として前記実施形態のものとは別の構造を採用した変形例を示す。この変形例の可変動弁装置の構成は、調整機構５０の構造以外は前記実施形態のものと概ね同じなので、殆ど同じ部材には同じの符号を付して、その説明は省略する。
【００７７】
この変形例におけるコントロールアーム１２は、前記実施形態のものと同様にアーム本体部１２ａに丸穴１２ｂ，１２ｃを備えているが、その基端部に長穴１２ｄは形成されておらず、延出壁部１２ｅ及びピン１２ｆも備えていない。また、アーム本体部１２ａの形状も前記実施形態のものとはやや異なり、アーム本体部１２ａの先端及び基端の中間部が括れているとともに、その基端側の丸穴１２ｃの周縁部には厚み方向の両側においてそれぞれ内周側が凹陥するように環状テーパ面が形成されている。
【００７８】
そして、図１１に示すように、コントロールシャフト１１には各気筒毎に概略円筒状の固定部材５１が回動不能に取り付けられており、その本体部５１ａの筒軸方向の中間部位に、コントロールアーム１２の基端側の丸穴１２ｃに嵌挿されるようになっている。そうしてコントロールアーム１２の丸穴１２ｃに嵌挿される固定部材本体部５１ａの筒軸方向（コントロールシャフト１１の軸心方向）一側（図の右側）には、径方向外方に広がる鍔部５１ｂが形成され、その鍔部５１ｂには、前記丸穴１２ｃの周縁の環状テーパ面と接合されるように、内周側が凸の環状テーパ面が形成されている。
【００７９】
一方、前記固定部材５１の本体部５１ａにおける筒軸方向他側（図の左側）の外周面にはねじ（図示せず）が螺刻されており、ここに固定ナット５２が螺合されるようになっている。この固定ナット５２の厚み方向一側（図の右側）には、固定部材５１の鍔部５１ｂと同じく内周側が凸の環状テーパ面が形成されており、コントロールアーム１２の丸穴１２ｃ周縁の環状テーパ面と接合される。すなわち、前記固定ナット５２を固定部材５１にその筒軸方向他側から螺合して締結することにより、コントロールアーム１２の基端側をその両テーパ面において厚み方向の両側から挟持して、コントロールシャフト１１に対し固定することができる。
【００８０】
また、前記固定部材５１の鍔部５１ｂの外周には径方向外方に向かって突起部５１ｃが形成されている。この突起部５１ｃにはコントロールシャフト１１の軸心と平行に貫通孔が設けられていて、そこに螺着されたアジャストスクリュウ５３（ねじ部材）の先端側がコントロールアーム１２に向かって延びている。そして、前記突起部５１ｃ及びアジャストスクリュウ５３に隣接して、図１０に示すように、コントロールアーム１２にも径方向外方に向かって突起部１２ｇが形成されている。尚、図示の符号５４はロックナットを示している。
【００８１】
前記コントロールアーム１２の突起部１２ｇは三角柱状とされ、アジャストスクリュウ５３の先端部に近接対向する面が、コントロールシャフト１１の周方向に一側から他側に向かって（図１０では時計回りの向きに）アジャストスクリュウ５３の先端部から徐々に遠ざかるように、コントロールシャフト１１の軸心方向に傾斜する傾斜面とされている。言い換えると、その傾斜面は、コントロールアーム１２のコントロールシャフト１１周りの回動変位に伴い、アジャストスクリュウ５３の先端部との間隔が変化するように、該アジャストスクリュウ５３の軸心に対し傾斜している。
【００８２】
また、前記固定部材５１には、コントロールアーム１２をコントロールシャフト１１の周りに前記一側から他側に向かって（図１０の時計回りに）回動付勢するように、捻りコイルばね５５（付勢手段）が配置されている。この捻りコイルばね５５は、固定部材５１の本体部５１ａを周回して遊嵌状態に取り付けられ、その両端の２つの折曲部５５ａ，５５ｂがそれぞれコントロールシャフト１１の軸心方向に突出するように折り曲げられていて、固定側の折曲部５５ａが固定部材５１の突起部５１ｃに、また、回動側の折曲部５５ｂ（図１１にのみ示す）は、コントロールアーム１２の外周から径方向外方に突出する係止部１２ｈに、それぞれ周方向において係止されている。
【００８３】
尚、捻りコイルばね５５は、例えば縮径する方向に捻られた状態で固定部材５１の本体部５１ａに取り付けられており、それが拡径する方向の捻りトルクでもってコントロールアーム１２を回動付勢するようになっている。
【００８４】
したがって、前記のように構成された調整機構５０によると、捻りコイルばね５５によってコントロールアーム１２をコントロールシャフト１１周りに回動付勢し、その突起部１２ｇの傾斜面を、固定部材５１の突起部５１ｃに螺着されたアジャストスクリュウ５３の先端部に当接させることで、コントロールアーム１２のコントロールシャフト１１に対する回動位置が決定される。そして、アジャストスクリュウ５３を回転させてその先端部を進出又は後退させることにより、コントロールアーム１２をコントロールシャフト１１周りに少しずつ回動変位させて、その位置を微調整することができる。
【００８５】
尚、前記の実施形態やその変形例に示した調整機構４０，５０の構成は一例に過ぎず、本発明の構成を限定するものではない。すなわち、実施形態においてターンバックル４２ｃは、その長手方向両端側の内周面に各々右ねじ、左ねじが螺刻されているが、これに限らず、片側にのみねじを螺刻し、反対側はスィーベル等によって分割軸部４２ｂ，４２ｂと回転自在に且つ軸方向には移動不能に連結するようにしてもよい。
【００８６】
また、前記変形例においてコントロールアーム１２の突起部１２ｇに形成する傾斜面は、コントロールシャフト１１の周方向に一側から他側に向かって該コントロールシャフト軸心方向に傾斜するように形成しているが、これに限るものでなく、要するに、コントロールアーム１２のコントロールシャフト１１周りの回動変位に伴い、アジャストスクリュウ５３の先端部との間隔が変化するように形成すればよい。
【００８７】
さらに、本発明は、吸気側の動弁系のみに適用可能なものではなく、排気側にも適用することができることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、エンジンの吸排気バルブの開閉時期やバルブリフト量を変化させるようにする可変動弁装置であって、駆動ロスの増大や信頼性の低下を招くことなく、バルブリフト量などの調整を容易に行える調整機構を備えるから、例えば自動車用エンジンの動弁装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の可変動弁装置を直列４気筒エンジンの吸気側に適用した実施形態を示す斜視図である。
【図２】可変動弁装置の大リフト制御状態を示す断面図であり、（ａ）はゼロリフトの状態を示し、（ｂ）はリフトピークの状態を示す。
【図３】可変動弁装置の小リフト制御状態を示す断面図であり、（ａ）はゼロリフトの状態を示し、（ｂ）はリフトピークの状態を示す。
【図４】可変動弁装置の大リフト制御時の作動の説明図である。
【図５】可変動弁装置の小リフト制御時の作動の説明図である。
【図６】可変動弁装置のバルブリフト特性を示すグラフ図である。
【図７】実施形態に係るバルブリフト量の調整機構の斜視図である。
【図８】同分解斜視図である。
【図９】同連結リンクの拡大図である。
【図１０】変形例の調整機構の斜視図である。
【図１１】ロッカアームを省略して示す調整機構の正面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１，２  吸気バルブ
３      カムシャフト
４，５  揺動カム
６      偏心カム（偏心部）
７      オフセットリンク
８      連結リンク（リンク機構）
１１    コントロールシャフト
１２    コントロールアーム
１３    規制リンク（リンク機構）
４０、５０    調整機構（回動位置調整機構）
４１    固定アーム
４２    連結リンク（連結部材）
５１    固定部材
５１ｃ  突起部
５３    アジャストスクリュウ（ねじ部材）
５５    捻りコイルばね（付勢手段）
【図１】
2007218116.tif 000003
【図２】
2007218116.tif 000004
【図３】
2007218116.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007218116.tif 000009
【図８】
2007218116.tif 000010
【図９】
2007218116.tif 000011
【図１０】
2007218116.tif 000012
【図１１】
2007218116.tif 000013