JP4293167B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気バルブあるいは排気バルブの位相またはリフト量を可変する内燃機関の可変動弁装置に関する。

自動車に搭載されるレシプロ式エンジン（内燃機関）には、エンジンの排出ガス対策や燃費低減などの理由から、吸気バルブや排気バルブの位相（開閉タイミング）とリフト量を変化させる可変動弁装置を搭載することが行われている。

このような可変動弁装置には、カムシャフトに形成されているカムの位相を、ベース円区間とリフト区間とが連なる往復式のカムに置き換えて、吸気バルブや排気バルブの特性を変更する構造がある。多くのバルブ特性を変更させる構造には、制御シャフトの回動変位から往復動式カムの姿勢を変化させて、往復式カムに置き換えたベース円区間とリフト区間との比率を可変させる機構が採用され、これで吸気バルブや排気バルブのリフト量や開閉タイミングを可変可能としている（例えば特許文献１を参照）。
特開２００３−２３９７１２号公報

ところで、可変動弁装置は、エンジンのシリンダヘッドに組み付けるとき等、可変動弁装置の各部品に組付誤差が発生したような場合、エンジンの気筒においてリフト量や開弁期間の差が発生し、気筒毎に燃焼状態に差が生じてしまう。これがエンジン振動の発生や燃費の悪化の原因となる。

そこで、多くの可変動弁装置は、特許文献１にも示されるように制御シャフトなど、可変動弁装置を構成する部品自身の支持を解除する構造を用いて、組付けの誤差などが調整できるようにしている。

しかしながら、同構造は、単に部品の支持を解除するだけなので、高い精度の調整は望めない。このため、同構造では、とても気筒毎のリフト量や開弁期間の差を解消するような細かい調整は困難である。

そこで、本発明の目的は、バルブリフト量や開閉タイミングを、高い精度で、さらには広範囲において、調整可能とした内燃機関の可変動弁装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、内燃機関に回転自在に設けられたカムシャフトと、カムシャフトに形成されたカムと、内燃機関に揺動自在に設けられカムにより駆動される揺動カムと、揺動カムにより駆動される吸気バルブ又は排気バルブと、内燃機関に回転自在にカムシャフトと並行に設けられた制御シャフトと、一端が制御シャフトに保持され、他端が制御シャフトから突出する制御アームと、制御シャフトを回転させ制御アームを変位させるアクチュエータと、制御シャフトの軸方向と略同一方向を回動軸として制御アームの他端と回動自在に結合し、制御アームの変位を揺動カムに伝達する伝達アームと、制御シャフトの軸心と伝達アームの回動軸との距離を調整する調整手段とを用いた。

請求項２に記載の発明は、制御アームに、制御シャフトに制御シャフトの軸方向と直交する方向を軸とし回動自在に保持された構成を用いた。

請求項３に記載の発明は、制御アームの一端を制御シャフトに挿入し、調整手段には、制御シャフトの制御アームと反対側に進退可能に螺挿された、制御アームの一端と当接する調整ねじ部材を用いた。

請求項４に記載の発明は、調整手段には、制御シャフトと制御アームの他端との間のアーム部分に進退可能に螺挿されたナット部材をもつ構成を用いた。

請求項５に記載の発明は、調整手段には、制御アームの一端と制御シャフトとの間にスペーサを介在させる構成を用いた。

請求項６に記載の発明は、制御シャフトに、伝達アームと制御アームとを結合した結合部分の一部が格納される凹部を形成する構成を用いた。

請求項１に記載の発明によれば、制御シャフトの軸と伝達アームの回動軸との距離を調整する構造により、高精度に気筒間のばらつきなどを調整でき、ばらつきを要因とした内燃機関の振動の発生や燃費の悪化を防ぐことができる。

しかも、制御アームと伝達アームとの結合は、制御シャフトの軸方向と略同一方向を軸として回動自在に結合しているため、制御アームの可変範囲が、そのまま、伝達シャフトへ伝えられる構造なので、広範囲な領域下での調整が約束される。

請求項２に記載の発明によれば、伝達アームは、制御シャフトから突出した制御アームの軸を中心に回動可能なので、たとえ伝達アーム，揺動カム，カム等の部材間に微小なずれによりミスアライメントが生じても、同ミスアライメントは制御アームの軸を中心とした動きで吸収され、制御シャフトに無用な負担を与えずにすむ。

請求項３、請求項４および請求項５に記載の発明によれば、さらに上記効果に加え、簡単な構造で、気筒間のばらつきなどを調整することができる。

請求項６に記載の発明によれば、伝達アームと制御アームとの結合の結合部と制御シャフトの軸心間の距離が短くできる。これにより、調整手段は、コンパクトなうえ、軽量化が図れる。しかも、制御シャフトの単位回転当たりのカム位相の変化量は小さくなるから、高精度の制御特性が約束できる。そのうえ、伝達アームを移動させるときの負荷も低減できる。加えて、バルブ（吸気バルブ、排気バルブ）からの反力（回転トルク）が小さく抑えられる利点もある。

［第１の実施形態］
以下、本発明を図１〜図１１に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。

図１は、内燃機関、例えば複数の気筒１ａ（１つしか図示せず）が直列に並ぶレシプロ式ガソリンエンジンのシリンダヘッド１の断面図を示し、図２は同シリンダヘッド１の平面図を示し、図３は同シリンダヘッド１に搭載された可変動弁装置２０を分解した斜視図を示している。

図１および図２を参照してシリンダヘッド１について説明すると、シリンダヘッド１の下面には、気筒１ａ毎に燃焼室２（１つしか図示せず）が形成されている。これら燃焼室２には、それぞれ例えば２個づつ（一対）、吸気ポート３および排気ポート４（片側しか図示せず）が組み付けてある。シリンダヘッド１の上部には、吸気ポート３を開閉する吸気バルブ５、排気ポート４を開閉する排気バルブ６がそれぞれ組み付けてある。吸気バルブ５、排気バルブ６には、いずれもバルブスプリング７で閉方向に付勢される常閉式の往復バルブが用いてある。なお、気筒１ａ内にはピストン１ｂが往復動可能に収めてある。

一方、図１中８は、シリンダヘッド１の上部に搭載された例えばＳＯＨＣ式の動弁系（複数の吸気バルブ５、複数の排気バルブ６を一本のカムシャフトで駆動するもの）を示している。動弁系８について説明すると、１０は、燃焼室２の頭上にシリンダヘッド１の長手方向に回転自在に配設された中空なカムシャフト、１１はこのカムシャフト１０を挟んだ片側に回動可能に配設された吸気側のロッカシャフト１０（本願の制御シャフトを兼ねている）、１２はその反対側に配設（固定）された排気側のロッカシャフト、１３は例えばロッカシャフト１１とロッカシャフト１２間の上側の地点（ロッカシャフト１２寄り）に配設された支持シャフトを示す。ロッカシャフト１１，１２および支持シャフト１３は、いずれもカムシャフト１０と平行（並行）に配置された中空な軸部材から構成されている。そして、同軸部材の孔を潤滑油（図示しない）が流通する通路としている。なお、１１ａはロッカシャフト１１の内部に形成された通路を示し、１２ａはロッカシャフト１２の内部に形成された通路を示し、１３ａは支持シャフト１３の内部に形成された通路を示している。

カムシャフト１０は、エンジンのクランクシャフト（図示しない）からの出力により、図１中の矢印方向に沿って回転駆動される部品である。このカムシャフト１０の各部には、図２に示されるように燃焼室２毎に、吸気用カム１５（１つ：本願のカムに相当）と排気用カム１６（２つ）が形成されている。吸気用カム１５は燃焼室２の頭***に配置され、排気用カム１６，１６はその吸気用カム１５の両側にそれぞれ配置してある。

排気側のロッカシャフト１２には、図１に示されるようにこの排気用カム１６毎（排気バルブ６毎）に、排気バルブ用のロッカアーム１８（片側しか図示せず）がそれぞれ回動自在に支持されている。また吸気側のロッカシャフト１１には、吸気用カム１５毎（吸気バルブ５，５毎）に、可変動弁装置２０が組み込まれている。ロッカアーム１８は、排気用カム１６の変位を排気バルブ６へ伝える部品で、可変動弁装置２０は、吸気用カム１５の変位を吸気バルブ５，５へ伝える装置で、これらが各カム１５，１６で駆動されることによって、ピストン１ｂの動き（往復動）と連動して、気筒１ａ内で、所定の燃焼サイクル（例えば吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程の４サイクル）が形成されるようにしている。

このうち可変動弁装置２０を説明すると、同装置は、図１〜図３に示されるようにロッカシャフト１１に揺動自在に支持されたロッカアーム２５（吸気バルブ用：本願のロッカアームに相当）と、同ロッカアーム２５と組み合うスイングカム４５（本願の揺動カムに相当）と、吸気用カム１５の変位をスイングカム４５へ伝達するセンタロッカアーム（本願の伝達アームに相当）３５と、センタロッカアーム３５を吸気用カム１５の回転方向へ移動させるバルブ特性変更機構７０とを有して構成される。

これらのうちロッカアーム２５は、例えば図２および図３に示されるような二股形状の構造が用いられている。具体的にはロッカアーム２５は、中央に筒状のロッカシャフト支持用ボス２６が形成され、一端側に吸気バルブ５の駆動をなす駆動部分、例えばアジャストスクリュ部２７が組み付けられた一対の並行なロッカアーム片２９と、これらロッカアーム片２９の他端部間に挟み込まれた回転自在なローラ部材３０（当接部を形成するもの）とを有して構成してある。なお、３２は、ローラ部材３０をロッカアーム片２９に回転自在に枢支させるための短シャフトを示す。そして、ロッカシャフト支持用ボス２６，２６がロッカシャフト１１に揺動自在にそれぞれ嵌挿され、ローラ部材３０を支持シャフト１３側（シリンダヘッド１の中央側）に配置させている。残るアジャストスクリュ部２７は、それぞれ吸気バルブ５，５の上部端（バルブステム端）に配置されている。つまり、ロッカアーム２５は、ロッカシャフト１１を支点に揺動すると、吸気バルブ５，５が駆動されるようになっている。

スイングカム４５は、図１〜図３に示されるように支持シャフト１３に回動自在に嵌挿される筒状のボス部４６と、同ボス部４６からローラ部材３０（ロッカアーム２５）へ向って延びるアーム部４７と、同アーム部４７の下部に形成した受け部４８とを有して形成される。このうちアーム部４７の先端面には、ロッカアーム２５へ変位を伝える伝達面部として、例えば上下方向に延びるカム面４９が形成されている。このカム面４９がロッカアーム２５のローラ部材３０の外周面に転接させてある。このカム面４９についての詳細は後述する。また受け部４８には、例えば図３に示されるようにアーム部４７の下部のうち、カムシャフト１０の直上となる下面部分に凹陥部５１を形成し、同凹陥部５１内に、カムシャフト１０と同じ向きで、短シャフト５２を回転自在に支持させた構造が用いられる。なお、５３は、凹陥部５１内の短シャフト５２部分の外周部に形成された、平面な底面をもつ凹部を示す。

センタロッカアーム３５には、図１および図３に示されるように吸気用カム１５のカム面と転接する転接子、例えばカムフォロア３６と、同カムフォロア３６を回転自在に支持する枠形のホルダ部３７とをもつ、ほぼＬ形部材が用いられている。具体的には、センタロッカアーム３５は、カムフォロア３６を中心として、ホルダ部３７から上方のロッカシャフト１１と支持シャフト１３間へ向かって延びる柱状の中継用アーム部３８と、ホルダ部３７の側部から、一対のロッカアーム片２９間から露出するロッカシャフト１１のシャフト部分１１ｃ（図６〜図９）の下側へ延びる支点用アーム部３９とを有して、Ｌ形に形成してある。なお、支点用アーム部３９は例えば二股状に分けてある。また中継用アーム部３８の先端（上端面）には、駆動面として、ロッカシャフト１１側が低く、支持シャフト１３側が高くなるよう傾斜させた傾斜面４０が形成してある。この中継用アーム部３８の先端が、上記スイングカム４５の凹部５３内へ差し込まれている。これで、吸気用カム１５とスイングカム４５との間にセンタロッカアーム３５を介在させている。そして、アーム部３８の傾斜面４０は、凹部５３の底面で形成される受け面５３ａにスライド自在に突き当てられている。これで、吸気用カム１５の変位が、中継用アーム部３８から、滑りを伴いながら、スイングカム４５へ伝達されるようにしてある。

バルブ特性変更機構７０には、図１および図３に示されるようなシャフト部分１１ｃに直径方向（軸心と直交する方向）から差し込んだ制御アーム７２を用いてセンタロッカアーム３５を移動可能としたアーム移動機構７７と、シャフト部分１１ｃの軸心と制御アーム７２の先端との距離、即ちシャフト部分１１ｃからの制御アーム７２の突出量を調整する調整部８０（本願の調整手段に相当）とを有した構造が用いられている。

これらアーム移動機構７７や調整部８０の具体的な構造が図３〜図５に示されている。これらの図を参照してアーム移動機構７７について説明すると、シャフト部分１１ｃの下部周壁には、シャフト部分１１ｃの軸心と直交する向きで、通孔７３（図５に図示）が形成されている。なお、通孔７３は、通路１１ａと連通する孔で形成してある。制御アーム７２は、円形断面をもつ軸部７４と、同軸部７４の一端に形成されたフランジ状のピン結合片７５と、同ピン結合片７５に形成された支持孔７５ａ（図３に図示）とを有している。また制御アーム７２の内部には、全長、具体的には支持孔７５ａから反対側の端に渡り、潤滑油通路７８が形成してある。なお、軸部７４の他端には、潤滑油通路７８の入口を形成するための切欠部７８ａ（図４に図示）が形成してある。そして、ピン結合片７５を除く軸部７４の全体は、通孔７３に挿入自在な外径に形成され、ピン結合片７５から反対側の端部分を調整域部７６としている。この調整域部７６がシャフト部分１１ｃの下部から通孔７３に挿入されている。なお、挿入された調整域部７６は、軸方向および周方向に対して移動自在である。この調整域部７６が、後述する調整部８０によって支持される。ピン結合片７５は、二股に分かれた支点用アーム部３９内に挿入され、該アーム部３９および支持孔７５ａを貫通するピン４２によって、支点用アーム部３９の先端部に回動自在（カムシャフト１０、ロッカシャフト１１の軸心と直交する方向）に結合されている（ピン結合）。

この結合により、センタロッカアーム３５は、吸気用カム１５の回転にしたがい、ピン４２を支点として、中継用アーム部３８が上下方向に変位（揺動）され、さらに該センタロッカアーム３５の動きに連動して、スイングカム４５が、支持シャフト１３を支点に、短シャフト５２を作用点（センタロッカアーム３５からの荷重が作用する点）とし、カム面４９を力点（ロッカアーム２５を駆動させる点）として、周期的に揺動されるようにしている。

またロッカシャフト１１の端部には、制御アクチュエータとして、例えば制御用モータ４３（図３のみ図示）が接続され、ロッカシャフト１１を回動できるようにしている。このロッカシャフト１１の回動により、制御アーム７２が、例えば図６および図７に示される略垂直方向に配置された姿勢から、図８および図９に示されるカムシャフト回転方向に大きく傾いた姿勢まで移動できるようにしている。つまり、制御アーム７２の移動にしたがい、センタロッカアーム３５が、シャフト部分１１ｃの軸方向と交差する方向に移動（変位）できるようにしている。これで、図６〜図９に示されるようにカムフォロア３６の吸気用カム１５に対する転接位置（当接位置）が変更できるようにしている（進角方向や遅角方向へ移動）。

この転接位置の可変から、スイングカム４５のカム面４９の姿勢を変化させて、吸気バルブ５の開閉タイミングやバルブリフト量が、同時に可変されるようにしている。この点を説明すると、カム面４９には、例えば支持シャフト１３の中心からの距離が変化する曲面が用いられている。これには、例えば図１中に示されるようにカム面４９の上部側をベース円区間α、すなわち図１中に示されるように支持シャフト１３の軸心を中心とした円弧面で形成された区間とし、下部側をリフト区間β、すなわち上記円弧に連続した複数の円弧面、具体的には例えば吸気用カム１５のリフト域のカム形状と同じような円弧面で形成される区間としてある。このカム面４９により、カムフォロア３６が吸気用カム１５の進角方向あるいは遅角方向へ変位すると、スイングカム４５の姿勢が変化して、ローラ部材３０が接するカム面４９の領域が変化、詳しくは吸気用カム１５の位相が進角方向あるいは遅角方向へずれながら、ローラ部材３０が行き交うベース円区間αとリフト区間βの比率が変わるようにしてある。この進角方向の位相変化、遅角方向の位相変化を伴いながら行われる区間α，βの比率の変化から、吸気バルブ５の開閉タイミングを開弁時期よりも閉弁時期を大きく可変させながら変えたり、同時に吸気バルブ５のバルブリフト量を連続的に可変したりしている。

調整部８０には、図３〜図５に示されるように通孔７３とは反対側となるシャフト部分１１ｃの地点（上部周壁）に形成されたねじ孔８１（図４に図示）と、同ねじ孔８１に進退可能に螺挿された軸状のねじ部材８２（本願の調整ねじ部材に相当）とを用いた構造が用いられている。ねじ孔８１は、シャフト部分１１ｃの通路１１ａまで続いている。これで、ねじ孔８１は、通路１１ａを挟んで、通孔７３と直列に配置させてある。このねじ孔８１により、通孔７３内に差し込まれた制御アーム７２の端は、ねじ孔８１内にねじ込まれたねじ部材８２端と突き当たり、センタロッカアーム３５の支点用アーム部３９の端を位置決めている。なお、この当接は、通孔７３内で行なわれるように定めてあり、同設定により、通路１１ａ内の潤滑油（図示しない）が、潤滑油通路７８を通じて、潤滑が求められるピン４２の摺動部などといった部位へ供給されるようにしている。なお、本実施形態では、ねじ孔８１およびねじ部材８２には、高い支持剛性が確保されるよう、通孔７３および調整域部７６の外径より大きな寸法が用いてあるが、剛性が確保できれば寸法の大小は問わない。

この制御アーム７２の支持により、ねじ部材８２を回転操作すると、シャフト部材１１ｃから突き出る調整域部７６（制御アーム７２）の突出量が可変（調整）されるようにしている。但し、８３は、ねじ部材８２を回転操作するための、ねじ部材８２の上端面（シャフト部分１１ｃから露出する端面）に形成した例えば十字形の溝部、８４は、ねじ部材８２をロックすべく、ねじ込まれたロックナット、８４ａは同ロックナット８４の座面を形成する切欠きを示す。そして、この突出量の可変により、吸気用カム１５の転接位置を変更させて、センタロッカアーム３５の姿勢、スイングカム４５の姿勢の変更から、吸気バルブ５の開閉時期やリフト量が調整されるようにしている。

なお、図１〜図３において、８６は吸気用カム１５、センタロッカアーム３５およびスイングカム４５の相互間を密接する方向に付勢するプッシャ、８７は燃焼室２内の混合気を点火するための点火プラグを示す。

つぎに、このように構成された可変動弁装置２０の作用を説明する。

今、図１中の矢印方向に示されるようにエンジンの運転により、カムシャフト１０が回転しているとする。

このとき、センタロッカアーム３５のカムフォロア３６は、吸気用カム１５を受けていて、同カム１５のカムプロフィールにならい駆動される。これにより、センタロッカアーム３５は、ピン４２を支点として上下方向へ揺動する。

一方、スイングカム４５の受け面５３ａは、中継用アーム部３８の傾斜面４０を通じて、センタロッカアーム３５の揺動変位を受けている。ここで、受け面５３ａと傾斜面４０とはスライド可能であるから、スイングカム４５は、傾斜面４０をすべりながら、該傾斜面４０で押し上げられたり下降したりするといった揺動運動を繰り返す。このスイングカム４５の揺動により、カム面４９は上下方向へ往復するように駆動される。

このとき、カム面４９は、ロッカアーム２５のローラ部材３０と転接しているから、カム面４９でローラ部材３０を周期的に押圧する。この押圧を受けてロッカアーム２５は、ロッカシャフト１１を支点に駆動（揺動）され、複数（一対）の吸気バルブ５を開閉させる。

このとき、制御モータ４３の作動により、ロッカシャフト１１を回動させ、制御アーム７２を、例えば最大バルブリフト量が確保される地点、例えば図６および図７に示されるような垂直姿勢となる地点まで回動させるとする。すると、この制御アーム７２の回動を受けて、センタロッカアーム３５は、吸気用カム１５上を回転方向沿いに移動する。これにより、センタロッカアーム３５と吸気用カム１５との転接位置は、図６および図７に示されるように吸気用カム１５上を遅角方向に沿ってずれ、スイングカム４５のカム面４９を垂直に近い角度となる姿勢に位置決める。

このカム面４９の姿勢により、図６および図７に示されるようにカム面４９のローラ部材３０が行き交う領域（比率）は、最大のバルブリフト量をもたらす領域、すなわち最も短いベース円区間αと最も長いリフト区間βに設定される。これにより、ロッカアーム２５は、狭いベース円区間αと最も長いリフト区間βとがなすカム面部分にしたがって駆動され、吸気バルブ５が、例えば図１１中のＡ１の線図に示されるような最大バルブリフト量、さらには吸気バルブリフト曲線のＴＯＰ位置にならう開閉タイミングで開閉される。

また、この状態から吸気用カム１５の位相およびリフト量を小さくなるように可変するときは、制御モータ４３の作動により、ロッカシャフト１１を回動させ、図８および図９に示されるように制御アーム７２を、ピン４２が吸気用カム１５へ接近する方向に傾かせる。すると、この制御アーム７２の回動を受けて、センタロッカアーム３５は、吸気用カム１５上を回転方向前側へ移動する。これにより、センタロッカアーム３５と吸気用カム１５との転接位置（当接位置）は、図８および図９に示されるように吸気用カム１５上を進角する方向へずれる。この転接位置の変更により、カム位相の開弁時期が早まる。また傾斜面４０も、センタロッカアーム３５の移動を受けて、当初の位置から受け面５３ａ上をカム進角方向へスライドする。

このときのセンタロッカアーム３５の移動により、スイングカム４５は、図８および図９に示されるようにカム面４９が下側へ傾く姿勢に変わる。

ここで、ローラ部材３０が行き交うカム面４９の領域は、この傾きが大きくなるにしたがい、ベース円区間αが次第に長く、リフト区間βが次第に短くなる比率に変わる。つまり、カム面４９のカムプロフィールが可変される。

そのため、この可変したカム面４９のカムプロフィールがローラ部材３０へ伝達されると、ロッカアーム２５は、吸気バルブリフト曲線のＴＯＰ位置をカム進角方向へ早めながら揺動駆動される。

これにより、吸気バルブ５は、図１１中に示される最大バルブリフト量Ａ１から、ピン部材４１が最大限に傾くことで得られる最小バルブリフト量Ａ７までの如く、開弁時期を大きく変化させずに開弁するタイミングを保ちながら、閉弁時期を大きく変化させた開閉タイミングとバルブリフト量との連続的な同時可変により制御される。

こうした可変動弁装置２０において、今、シリンダヘッド１に組付けたままの状態から、組付ばらつき、気筒間ばらつきなどといった、吸気バルブ５の開弁時期のばらつきを調整するとする。

このときは、まず、エンジンの非作動時において、ロッカシャフト１１を回動操作して、図１０に示されるようにねじ部材８２を、頭部（溝部８３がある端部）がロッカアーム片２９，２９間に臨む姿勢、具体的には作業がしやすい姿勢に傾ける。ついで、ドライバー治具６４の先端部を、ロッカアーム片２９，２９間の隙間から、ロックナット８４に嵌めて、図１０中の二点鎖線に示されるようにドライバー治具６４の後端からねじ部材８２の端部までの間にドライバー６５を挿入するための案内路６６を形成する。ついで、この案内路６６を通じて、ドライバー６５の先端側を挿入し、先端にあるプラス形の差込部（図示しない）をねじ部材８２端にある十字形の溝部８３へ差込む。次にドライバー６５を固定した状態でドライバー治具６４を回動しロックナット８４ｂを弛める。続いて、ドライバー６５を回動操作して、制御アーム７２の突出量を加減すると、センタロッカアーム３５の姿勢変更から、該センタロッカアーム３５と吸気用カム１５との転接位置（当接位置）は調整される。この調整により、スイングカム４５の姿勢が変更され、スイングカム４５のロッカアーム２５を駆動する駆動位置の変更から、吸気バルブ５の開閉位相およびリフト量が調整されていく。

かくして、ロッカシャフト１１に組み込んだ制御アーム７２の移動で、センタロッカアーム３５と吸気用カム１５との転接位置を変更させて、ロッカアーム２５の駆動範囲を変化する可変動弁構造において、制御アーム７２の突出量を調整する構造を採用することにより、センタロッカアーム３５の微細な位置調整（進角方向や遅角方向）が可能となり、微細なセンタロッカアーム３５と吸気用カム１５との転接位置（当接位置）の調整ができる。

それ故、高精度に気筒間のばらつきなどが調整でき、内燃機関の振動の発生や燃費の悪化を防ぐことができる。しかも、センタロッカアーム３５と制御アーム７２とは、ピン４２で結合してあるので、制御アーム７２の可変範囲が、そのまま、センタロッカアーム３５へ伝えられるので、広範囲な領域下での調整ができる。

加えて、転接位置の調整は、挿入した制御アーム７２の反対側のシャフト部分１１ｃにねじ部材８２を螺挿して、制御アーム７２の端をねじ部材８２に突き当てる構造ですむので、簡単である。そのうえ、センタロッカアーム３５は、シャフト部分１１ｃに挿入された制御アーム７２の軸（ロッカシャフト１１の軸と直交する方向）を中心として回動自在となるので、たとえセンタロッカアーム３５と吸気用カム１５の接触面が平行とならないミスアライメントが生じても、同ミスアライメントは制御アーム７２の動きで吸収されるから、カム面やセンタロッカアーム３５のカムフォロア３６に局部的な荷重の偏りなどの負担を与えることはない。

また、バルブ特性変更によるセンタロッカアーム３５の移動方向と制御アーム７２の調整方向（調整手段によるセンタロッカアーム３５の移動方向）が一致していないため、調整手段による調整量がバルブ特性変更による移動方向に直接的に反映されないため、比較的大きな調整量で行え、調整精度が向上する。

［第２の実施形態］
図１２は、本発明の第２の実施形態を示す。

本実施形態は、ロッカシャフト１１（制御シャフト）に凹部９０を形成して、この凹部９０内に、ピン４２で結合したセンタロッカアーム３５と制御アーム７２との結合部分７９の一部が格納されるようにしたものである。

具体的には、本実施形態は、図１２（ａ），（ｂ）に示されるようにロッカシャフト１１の下部（ピン４２が配置される側）の外周面の一部に、凹部９０をなす切欠き部９０ａを形成し、この切欠き部９０ａ内に、結合部分７９の一部、例えばピン４２の一部までが格納される構造としたものである。

このような格納構造を用いると、図１２（ａ）に示されるセンタロッカアーム３５と制御アーム７２とを結合するピン４２からロッカシャフト１１（制御シャフト）までの軸心間Ｌの距離が短くできる。これにより、調整部８０のコンパクト化が図れる。しかも、制御アーム７２の全長は短くてすみ、調整部８０の軽量化も図れる。そのうえ、軸心間Ｌの距離が短くなることで、ロッカシャフト１１（制御シャフト）の単位回転当たりのカム位相の変化量は小さくなるから、その分、開閉位相とリフト量を高精度で制御することができる。またセンタロッカアーム３５を移動させる負荷（ロッカシャフト１１の回転トルク）も小さくてすむ。加えて、吸気バルブ５からの反力（回転トルク）も小さくなる利点がある。

［第３の実施形態］
図１３は、本発明の第２の実施形態の要部を示す。

本実施形態は、第１、２の実施形態のようなねじ部材８１を用いた構造でなく、図１３（ａ），（ｂ）に示されるように調整部８０として、制御アーム７２のうち、ピン４２で結合される結合部分７９とロッカシャフト１１（制御シャフト）との間のアーム部分７２ａにナット部材９４を進退可能に螺挿して、ロッカシャフト１１から突き出る制御アーム７２の突出量を調整可能とした構造を採用したものである。具体的には調整部８０には、ロッカシャフト１１の直径方向を貫通するように通孔７３を形成して、同通孔７３の下側から制御アーム７２の調整域部７６を挿入する構造と、同ロッカシャフト１１から突き出たピン係合片７５の根元部（アーム部分７２ａ）にナット部材９４を進退可能に螺挿させて、制御アーム７２をロッカシャフト１１との突き当てから支持させる構造とを組み合わせたものである。

同構造の調整部８０は、ナット部材９４を回転操作すると、制御アーム７２の全体が軸方向に変位して、シャフト部材１１ｃから突き出る調整域部７６（制御アーム７２）の突出量が可変（調整）される。

したがって、このようにしても上述した第１の実施形態と同様の効果を奏する。もちろん、調整部８０は、構造的に簡単であるうえ、ナット部材９４が付いた制御アーム７２をロッカシャフト１１に差し込みさえすれば、ロッカシャフト１１に組み付くので、組み付けも簡単である。

また本実施形態には、図１３（ａ），（ｂ）に示されるような先の第２の実施形態で説明したようなロッカシャフト１１の下部（ピン４２が配置される側）の外周面の一部に凹部９０を形成し、この凹部９０内に、結合部分７９の一部を格納する構造が採用されている。これで、センタロッカアーム３５と制御アーム７２とを結合するピン４２からロッカシャフト１１（制御シャフト）までの軸心間Ｌの距離を短くしており、第２の実施形態と同様の効果も併せて奏している。

なお、本実施形態では、制御アーム７２の潤滑油通路７８の入口には、制御アーム７２の途中から、ロッカシャフト１１の通路１１ａに開口させたＴ形の端部が用いてある。図１３中の７８ｂはそのＴ形部分を示している。

［第４の実施形態］
図１４は、本発明の第４の実施形態の要部を示す。

本実施形態は、第１〜３の実施形態のようなねじ部材やナット部材を用いた構造ではなく、調整部８０として、制御アーム７２の他端である調整域部７６の先端と、ロッカシャフト１１との間に、スペーサとしてのシム９６を介在させて、ロッカシャフト１１から突き出る制御アーム７２の突出量を調整可能とした構造を採用したものである。具体的には調整部８０には、ロッカシャフト１１に直径方向に延びる有底の孔９８を形成し、同孔９８の下側から制御アーム７２の調整域部７６を挿入する構造と、同調整域部７６の挿入端と孔９８の底面との間にシム９６を介在させる構造とを組み合わせたものである。

同構造の調整部８０は、例えば調整域部７６の挿入端と孔９８の底面との間に厚みの異なるシム９６を介在させたり、複数枚のシム９６を介在させたりすることなどによって、シャフト部材１１ｃから突き出る調整域部７６（制御アーム７２）の突出量が可変（調整）される。

したがって、このようにしても上述した第１の実施形態と同様の効果を奏する。もちろん、調整部８０は、構造的に簡単である。

本実施形態にも、先の第２の実施形態で説明したようなロッカシャフト１１の下部（ピン４２が配置される側）の外周面の一部に凹部９０を形成し、この凹部９０内に、結合部分７９の一部を格納する構造が採用されていて、ピン４２からロッカシャフト１１（制御シャフト）までの軸心間Ｌの距離を短くしている。

但し、第２〜第４の実施形態において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を附してその説明を省略した。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。上述した実施形態では、吸気側のロッカシャフトを制御シャフトとして兼用させた構造を採用したが、別途、制御シャフトを用いた構造でも構わない。また上述した実施形態では、本発明を吸気バルブ側に適用したが、これに限らず、排気バルブ側に本発明を適用してもよい。また上述の実施形態では、本発明をＳＯＨＣ式動弁系（１本のカムシャフトで吸気バルブと排気バルブを駆動する構造）のエンジンに適用したが、これに限らず、ＤＯＨＣ式動弁系（カムシャフトが吸気側と排気側とに専用にある構造）のエンジンに本発明を適用してもよい。

本発明の第１の実施形態に係る可変動弁装置を、同装置を搭載したシリンダヘッドと共に示す断面図。 同可変動弁装置の平面図。 同可変動弁装置の分解斜視図。 （ａ）は同可変動弁装置のばらつきを調整する調整部の構造を説明する一部断面した正面図、（ｂ）は同じく側断面図。 同調整部の各部を分解した分解斜視図。 同可変動弁装置の最大バルブリフト制御時におけるカム面のベース円区間にロッカアームが当接しているときの状態を示す断面図。 同じくカム面のリフト区間にロッカアームが当接しているときの状態を示す断面図。 同可変動弁装置の最小バルブリフト制御時におけるカム面のベース円区間にロッカアームが当接しているときの状態を示す断面図。 同じくカム面のリフト区間にロッカアームが当接しているときの状態を示す断面図。 同可変動弁装置を調整するときを説明する断面図。 同可変動弁装置の性能を示す線図。 本発明の第２の実施形態に係る可変動弁装置の要部を示し、（ａ）は同可変動弁装置のばらつきを調整する調整部の構造を説明する一部断面した正面図、（ｂ）は同じく側断面図。 本発明の第３の実施形態に係る可変動弁装置の要部を示し、（ａ）は同可変動弁装置のばらつきを調整する調整部の構造を説明する一部断面した正面図、（ｂ）は同じく側断面図。 本発明の第４の実施形態に係る可変動弁装置の要部を示し、（ａ）は同可変動弁装置のばらつきを調整する調整部の構造を説明する一部断面した正面図、（ｂ）は同じく側断面図。

符号の説明

５…吸気バルブ、６…排気バルブ、１０…カムシャフト、１１…吸気側のロッカシャフト（制御シャフト）、１３…支持シャフト、１５…吸気用カム（カム）、２０…可変動弁装置、３５…センタロッカアーム（伝達アーム）、４２…ピン、４３…制御用モータ（アクチュエータ）、４５…スイングカム（揺動カム）、４９…カム面、７０…バルブ特性変更機構、７２…制御アーム、７９…結合部分、８０…調整部（調整手段）、８２…ねじ部材（調整ねじ部材）、９０…凹部、９４…ナット部材、９６…シム（スペーサ）。

Claims (6)

1. 内燃機関に回転自在に設けられたカムシャフトと、
   前記カムシャフトに形成されたカムと、
   前記内燃機関に揺動自在に設けられ前記カムにより駆動される揺動カムと、
   前記揺動カムにより駆動される吸気バルブ又は排気バルブと、
   前記内燃機関に回転自在に前記カムシャフトと並行に設けられた制御シャフトと、
   一端が前記制御シャフトに保持され、他端が前記制御シャフトから突出する制御アームと、
   前記制御シャフトを回転させ制御アームを変位させるアクチュエータと、
   前記制御シャフトの軸方向と略同一方向を回動軸として前記制御アームの他端と回動自在に結合し、前記制御アームの変位を前記揺動カムに伝達する伝達アームと、
   前記制御シャフトの軸心と前記伝達アームの回動軸との距離を調整する調整手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記制御アームは、前記制御シャフトに制御シャフトの軸方向と直交する方向を軸とし回動自在に保持されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記制御アームの一端は、前記制御シャフトに挿入され、
   前記調整手段は、前記制御シャフトの前記制御アームと反対側に進退可能に螺挿された、前記制御アームの一端と当接する調整ねじ部材を有して構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記調整手段は、前記制御シャフトと前記制御アームの他端との間のアーム部分に進退可能に螺挿されたナット部材を有して構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記調整手段は、前記制御アームの一端と前記制御シャフトとの間に介在されるスペーサを有して構成されたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
6. 前記制御シャフトには、前記伝達アームと前記制御アームとを結合した結合部分の一部が格納される凹部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。

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