JP2006348768A - シャフトの支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトの軸回転方向及び軸線方向の変位規制を容易に行うことができ、更に、シャフト、及び上記変位を規制すべく同シャフトと当接する部材において摩耗の発生を容易に抑制することのできるシャフトの支持構造を提供する。
【解決手段】ロッカシャフト３６にはカムシャフトのバルブ駆動力を機関バルブに伝達する揺動部材が支持されている。ロッカシャフト３６はシリンダヘッドに設けられる基台４１と同基台４１に取り付けられる脱落防止部材４２との間で支持されている。ロッカシャフト３６の外周面にはこれを横切るように切欠き４４が貫通形成されている。脱落防止部材４２を切欠き４４に挿通させた状態で脱落防止部材４２を基台４１に固定することでロッカシャフト３６の軸回転方向及び軸線方向の変位が規制される。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドにおけるシャフトの支持構造に関する。

従来、例えば特許文献１に示される内燃機関のように、カムシャフトの回転により得られるバルブ駆動力を、シリンダヘッド上において同カムシャフトと平行に配置されたシャフトに支持される揺動部材を介して機関バルブに伝達するようにしたものが知られている。

こうしたシャフトをシリンダヘッドにおいて支持する構造として、例えば図１４に示されるものがある。同図１４はシャフトの端部についてその支持構造を示すものである。
シリンダヘッドにはシャフト１０１を載置するための基台１０２が設けられておりその上面には取付部材１０３が載置固定されている。これによりシャフト１０１はシリンダヘッド上において基台１０２と取付部材１０３との間で支持されている。

シャフト１０１は円筒状をなしておりその外周面上には揺動部材１０４が支持されている。揺動部材１０４はカムシャフトの回転に伴いシャフト１０１の軸線を中心として揺動することで機関バルブにバルブ駆動力を受け渡す。

取付部材１０３には先端が基台１０２側即ちシャフト１０１側に突出するように変位規制用のボルト１０５が挿通固定されている。シャフト１０１にはボルト１０５と対応する部分に孔１０６が形成されており、この孔１０６にボルト１０５の先端が挿通されることでシャフト１０１の軸回転方向及び軸線方向の変位が規制されるようになっている。
特開２００１−２６３０１５号公報

しかしながら、上記構成のように取付部材１０３に固定したボルト１０５をシャフト１０１の軸回転方向や軸線方向の変位を規制する変位規制部材として利用する場合、例えばボルト１０５を取付部材１０３に固定するための作業が必要となる。更には、ボルト１０５を挿通且つ固定するためのボルト孔１０７を取付部材１０３に形成する作業も必要となる。

また、シャフト１０１は揺動部材１０４の揺動やその他内燃機関の振動等に伴ってそれ自体に回転振動や軸線方向の変位振動が生じ易いことから、同シャフト１０１と上記変位規制部材との当接箇所即ち孔１０６表面及びボルト１０５先端表面においては摩耗が生じ易くなり、これに起因する変位規制機能の低下が懸念される。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シャフトの軸回転方向及び軸線方向の変位規制を容易に行うことができ、更に、シャフト、及び上記変位を規制すべく同シャフトと当接する部材において摩耗の発生を容易に抑制することのできるシャフトの支持構造を提供することにある。

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。
先ず、請求項１に係る発明は、カムシャフトのバルブ駆動力を機関バルブに伝達する揺動部材の支持に用いられるシャフトをシリンダヘッドに設けられる基台と同基台に取り付けられる取付部材との間で支持するシャフトの支持構造において、前記シャフトの外周面にこれを横切るように貫通する切欠きを形成し、前記基台及び取付部材の少なくとも一方を前記切欠きに挿通させた状態で前記取付部材を前記基台に固定して前記シャフトの軸回転方向及び軸線方向の変位を規制することをその要旨とする。

同構成によれば、シャフトは、基台及び取付部材のうち切欠きに挿通されるものとの当接によって軸回転方向及び軸線方向の変位が規制されるようになる。従って、例えば従来構成のように取付部材にボルト挿通孔を形成してこれに変位規制用のボルトを挿通し固定する必要がなく、容易にシャフトの回り止め及び抜け止めを図ることができるようになる。

また、例えばこうした変位規制用のボルトと比較して、基台や取付部材においてはシャフトの切欠き表面と当接する箇所の面積（当接面積）を大きく確保することが容易であることから、上記当接箇所に生じる面圧の低減を通じて、当該箇所の摩耗による変位規制機能の低下を容易に抑制することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記切欠きは前記基台及び取付部材の両部材のうち前記切欠きに挿通される部材の挿通部分の外形に対応した形状を有してなることをその要旨とする。

同構成によれば、基台及び取付部材の両部材のうち切欠きに挿通される部材とシャフトの切欠き表面との間に殆ど隙間が生じないようにすることができることから、同シャフトの軸回転方向及び軸線方向の変位をより確実に規制することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記基台及び取付部材の一方には、前記シャフトの被支持部分を全て収容する凹部が形成されることをその要旨とする。

同構成によれば、基台及び取付部材の他方についてはこうした凹部を形成する必要がなく、例えば基台及び取付部材の双方に凹部を各形成してこれら凹部で囲まれる空間にシャフトを挿通させる態様と比較して、凹部の形成箇所を減らすことができるため部品加工効率が向上する。

請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記凹部は前記基台にのみ形成されることをその要旨とする。
同構成によれば、請求項３記載の発明の作用効果に加えて、例えば凹部が基台に形成されない態様と比較して、組立作業時においてシャフトを基台に載置する際には同シャフトを凹部内に配置すればよいため位置決めが容易となり作業効率が向上する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記基台及び取付部材の両部材のうち前記切欠きに挿通される部材は前記シャフトよりも線膨張係数の大きい材料にて形成されることをその要旨とする。

同構成によれば、仮に組付作業時において基台及び取付部材とシャフトの切欠き表面との間に隙間が存在したとしても、こうした隙間、特にシャフトの軸線方向における隙間が内燃機関の始動後の温度上昇に伴う膨張量の差によって小さくなるため、シャフトの変位を好適に規制することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記取付部材は前記カムシャフトの軸受を構成するカムキャップと一体形成されることをその要旨とする。

同構成によれば、例えば取付部材とカムキャップとが別部材とされる態様と比較して、部品点数が削減されるとともに、これらをシリンダヘッド側に固定するボルトやこれを挿通する孔の数の削減、ひいてはその固定作業の簡素化が可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、前記シャフト及び前記揺動部材は前記機関バルブのリフト量期間積分値を可変とする可変動弁機構を構成するものであり、
前記シャフトは円筒状を呈するとともにその内部にはコントロールシャフトが軸線方向に摺動可能に挿通され、前記可変動弁機構は、前記コントロールシャフトを軸線方向に変位させることにより前記揺動部材の揺動態様を変更することで前記機関バルブのリフト量期間積分値を可変とするものであることをその要旨とする。

こうした可変動弁機構において揺動部材の支持に用いられるシャフトにあっては、同揺動部材の揺動に伴って生じる軸回転方向の変位に加えて、コントロールシャフトの変位操作に従動するような変位、即ち軸線方向の変位が生じ易くなる。従って、こうしたシャフトの支持構造に請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明を適用することは特に有用であると言える。

なお、ここで言う「リフト量期間積分値」は、開弁から閉弁までのバルブリフト量のクランク角積分値を指している。このリフト量期間積分値の変更は、例えば、機関バルブの最大リフト量や作動角（これらの双方でもよくどちらか一方でもよい）の変更を通じて行われる。

以下、本発明をシリンダヘッド１３におけるロッカシャフト３６の支持構造に適用した一実施形態を図１〜図１０を参照しつつ説明する。
図１は、内燃機関１０の動弁系の構成を示すものであり、一つの気筒１４における縦断面を表している。図２は内燃機関１０における動弁系の周辺を示す平面図である。

本実施形態の内燃機関１０は自動車の走行に用いられるものである。この内燃機関１０は、シリンダブロック１１、ピストン１２及びシリンダブロック１１上に取り付けられたシリンダヘッド１３等を備えている。シリンダブロック１１には、複数の気筒１４、本実施形態では四つの気筒１４が形成され、各気筒１４には、ピストン１２及びシリンダヘッド１３にて区画された燃焼室１５が形成されている。各気筒１４には、それぞれ吸気側の機関バルブである吸気バルブ１６と排気側の機関バルブである排気バルブ１７とが二つずつ配置されている。吸気バルブ１６は吸気ポート１８を、排気バルブ１７は排気ポート１９を開閉する。

各気筒１４の吸気ポート１８は吸気マニホールド内に形成された吸気通路を介してサージタンクに接続され、エアクリーナを介してサージタンクから空気を各気筒１４に供給している。上記各吸気通路には各気筒１４の吸気ポート１８に燃料を噴射するためのフューエルインジェクタがそれぞれ配置されている。なお、このように吸気バルブ１６の上流側にて燃料噴射する内燃機関以外に、直接、各燃焼室１５内に燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関を用いることもできる。燃焼室１５におけるこうした燃料と空気との混合気が点火プラグ２０の点火により燃焼することでピストン１２が往復動される。

吸気バルブ１６及び排気バルブ１７は、それぞれクランクシャフト（内燃機関１０の出力軸）２５によって回転駆動されるカムシャフトの回転を通じて開閉駆動される。これらバルブ１６，１７のうち吸気バルブ１６は、吸気カムシャフト２１の回転により開閉駆動されるとともに、可変動弁機構ＶＬを通じてリフト量期間積分値、本実施形態では最大リフト量や作動角が変更されるようになっている。

可変動弁機構ＶＬはコントロールシャフト３７を軸線方向に変位させることにより入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度を変更してこれにより吸気バルブ１６のリフト量期間積分値を変更するものである。なお、これら入力部材３２及び出力部材３３，３４は、本実施形態において揺動部材３０を構成する部材である。

こうした吸気バルブ１６のリフト量期間積分値の変更は、電子制御装置６０によりコントロールシャフト３７の軸線方向の位置が調節されることにより行われる。この電子制御装置６０によるコントロールシャフト３７の位置調節は、該シャフト３７の一端側に設けられたスライドアクチェータ５０の駆動制御を通じて行われる。

スライドアクチェータ５０は、電動モータ５１、ギア部５２及びボールねじ部５３を備えている。電動モータ５１は電子制御装置６０の制御によりその回転軸の回転方向と回転角度とが調節される。コントロールシャフト３７の上記一端側の外周面にはボールねじ部５３の雌ねじに螺合する雄ねじが形成されている。そして電動モータ５１回転軸の回転がギア部５２により減速されてボールねじ部５３に伝達されると、これと螺合するコントロールシャフト３７が軸線方向に変位する。このときコントロールシャフト３７は、上記軸線方向の両方向のうち電動モータ５１の回転軸の回転方向に応じた方向に変位するとともに、上記回転角度に応じた変位量分だけ変位する。

電子制御装置６０はシャフト位置センサ５４にて検出されるコントロールシャフト３７の軸線方向位置が内燃機関１０の運転状態に応じて設定される吸気バルブ１６の目標最大リフト量を実現する位置となるように、電動モータ５１を駆動する。こうしたコントロールシャフト３７の軸線方向位置調節により吸入空気量が制御される。

上記可変動弁機構ＶＬを構成する揺動部材３０は、各吸気バルブ１６に対応して設けられたローラロッカアーム３１と、吸気カムシャフト２１に設けられた吸気カム２１ａとの間に配置されて、吸気カム２１ａからのバルブ駆動力を仲介してローラロッカアーム３１に伝達することで吸気バルブ１６を開閉駆動する。

因みにローラロッカアーム３１はその一端がラッシュアジャスタ３８を介してシリンダヘッド１３に支持されている。即ちこのローラロッカアーム３１は吸気バルブ１６のバルブクリアランスを解消すべく設けられるものである。

揺動部材３０は各気筒１４毎に設けられており、図３及び図４に示されるように、図示中央に設けられた入力部材３２、該入力部材３２の一端側に設けられた第１出力部材３３、該第１出力部材３３とは反対側に設けられた第２出力部材３４、及び各部材３２，３３，３４内部に配置されたスライダギア３５を備えている。

入力部材３２のハウジング３２ａ内部には軸線方向に延在する空間が形成されており、この空間の内周面には軸線方向に右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン３２ｂが形成されている。また、ハウジング３２ａの外周面からは平行な二つのアーム３２ｃ，３２ｄが突出して形成されている。これらアーム３２ｃ，３２ｄの先端には、ハウジング３２ａの軸線方向と平行なシャフト３２ｅを有するローラ３２ｆが回転可能に取り付けられている。

第１出力部材３３のハウジング３３ａ内部には軸線方向に延在する空間が形成されており、この空間の内周面には軸線方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン３３ｂが形成されている。また、このハウジング３３ａ内部の空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部３３ｃにて一端が覆われている。また、ハウジング３３ａの外周面からは軸線方向に見て略三角形状のノーズ３３ｄが突出して形成されている。このノーズ３３ｄの一辺には凹状に湾曲するノーズ面３３ｅが形成されている。

第２出力部材３４のハウジング３４ａ内部には軸線方向に延在する空間が形成されており、この空間の内周面には軸線方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン３４ｂが形成されている。また、このハウジング３４ａ内部の空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部３４ｃにて一端が覆われている。また、ハウジング３４ａの外周面からは軸線方向に見て略三角形状のノーズ３４ｄが突出して形成されている。このノーズ３４ｄの一辺には凹状に湾曲するノーズ面３４ｅが形成されている。

これら第１出力部材３３及び第２出力部材３４は、軸受部３３ｃ，３４ｃを外側にして、入力部材３２に対して両側から各端面を同軸上で接触させるように配置され、全体が、図４に示されるように内部空間を有する略円柱状となる。

入力部材３２及び二つの出力部材３３，３４によって区画されるその内部空間には上述のスライダギア３５が配置されている。スライダギア３５は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジの螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン３５ａが設けられている。この入力用ヘリカルスプライン３５ａの一端側には小径部３５ｂを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第１出力用ヘリカルスプライン３５ｃが設けられている。第１出力用ヘリカルスプライン３５ｃと反対側には小径部３５ｄを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第２出力用ヘリカルスプライン３５ｅが設けられている。なお、これら出力用ヘリカルスプライン３５ｃ，３５ｅは入力用ヘリカルスプライン３５ａに対して外径が小さく形成されている。

スライダギア３５の内部には中心軸線方向に貫通孔３５ｆが形成されている。そして図５に縦断面で示されるように、入力用ヘリカルスプライン３５ａの位置にて、貫通孔３５ｆの内周面には環状の周溝３５ｇが形成されている。この周溝３５ｇには、一カ所にて径方向に延在するとともに外部に貫通するピン挿入孔３５ｈが形成されている。

スライダギア３５の貫通孔３５ｆには円筒状のロッカシャフト３６が挿通されている。スライダギア３５はロッカシャフト３６に対して周方向及び軸線方向に摺動可能な状態でこれに支持される。このロッカシャフト３６は全気筒１４の揺動部材３０に対して共通の一本が設けられている。ロッカシャフト３６はシリンダヘッド１３に設けられた軸支部（図２参照）４０によって、同シリンダヘッド１３に対する相対変位が規制された状態で支持されている。

ロッカシャフト３６には各揺動部材３０に対応する位置に軸線方向に長く形成された長孔３６ａが貫通形成されている。また、ロッカシャフト３６には、これに対して軸線方向に摺動可能な状態でコントロールシャフト３７が貫通して挿入配置されている。そしてコントロールシャフト３７の外周面においてロッカシャフト３６の各長孔３６ａに対応する位置に形成された支持穴３７ｂにはそれぞれコントロールピン３７ａの基端部が挿入されており、これにより該コントロールピン３７ａがコントロールシャフト３７の径方向に突出するように支持されている。

そしてコントロールシャフト３７がロッカシャフト３６の内部に配置されている状態では、コントロールピン３７ａの先端は、ロッカシャフト３６の長孔３６ａを貫通し、スライダギア３５の周溝３５ｇに挿入されている。

このような構成により、スライダギア３５はコントロールシャフト３７の変位（軸線方向への変位）に伴って軸線方向への変位が可能であり、コントロールシャフト３７の位置制御により揺動部材３０の内部におけるスライダギア３５の位置を決定できる。スライダギア３５は、コントロールピン３７ａによる周溝３５ｇの係止を受けていることから、コントロールシャフト３７との間で軸線方向への相対変位が規制される一方で、軸周りについてはコントロールピン３７ａの位置に関わらず揺動可能となっている。

スライダギア３５における入力用ヘリカルスプライン３５ａは入力部材３２内部のヘリカルスプライン３２ｂに噛み合わされている。そして第１出力用ヘリカルスプライン３５ｃは第１出力部材３３内部のヘリカルスプライン３３ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン３５ｅは第２出力部材３４内部のヘリカルスプライン３４ｂに噛み合わされている。

揺動部材３０は、各出力部材３３，３４の軸受部３３ｃ，３４ｃとシリンダヘッド１３の軸支部４０との当接によってシリンダヘッド１３上に軸線方向への変位が規制される状態で取り付けられている。このためコントロールシャフト３７がスライダギア３５を軸線方向に変位させても、入力部材３２及び各出力部材３３，３４は軸線方向に殆ど変位しない。

従って、揺動部材３０の内部においてスライダギア３５の軸線方向の変位量即ちコントロールシャフト３７の軸線方向の変位量を調節することで、各ヘリカルスプライン３５ａ，３２ｂ，３５ｃ，３３ｂ，３５ｅ，３４ｂの機能により、ロッカシャフト３６の周方向における入力部材３２及び各出力部材３３，３４の開き角度を変更できる。そしてこのことにより、入力部材３２のローラ３２ｆと出力部材３３，３４のノーズ３３ｄ，３４ｄとの位置関係を変更することができる。

本実施形態では、入力部材３２が吸気カム２１ａに押圧されてロッカシャフト３６の周方向に揺動することでその揺動がスライダギア３５を介して出力部材３３，３４に伝達され、これにより該出力部材３３，３４が上記周方向に揺動される。

図６はコントロールシャフト３７を最大限Ｌ側（図３，４の矢印）の位置にまで変位させた場合の揺動部材３０の作動状態を示している。図６（ａ）が非カム押圧時（吸気カム２１ａのカムノーズが入力部材３２を押圧していない時）、図６（ｂ）がカム押圧時（上記カムノーズが入力部材３２を押圧している時）である。この場合にはロッカシャフト３６の周方向における入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度θが最小となり入力部材３２のローラ３２ｆと各出力部材３３，３４のノーズ３３ｄ，３４ｄとの相対的位置関係が最も近い状態となる。このため図６（ｂ）に示されるように吸気カム２１ａが最大限に入力部材３２のローラ３２ｆを押し下げても、ノーズ３３ｄ，３４ｄのノーズ面３３ｅ，３４ｅによるロッカローラ３１ａの押し下げ量は最小、ここでは押し下げ量は「０」となる。このため吸気バルブ１６の作動角（開弁から閉弁までのクランク角幅）は「０」となり、最大リフト量も「０」となる。従って吸気バルブ１６は閉じたままとなり、吸気ポート１８から燃焼室１５内に吸入される空気量即ち吸入空気量は「０」となる。

なお、本実施形態では、ロッカシャフト３６の周方向における入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度θを、例えば同図に示すように、ロッカシャフト３６の軸心とローラ３２ｆ回転中心とを結ぶ仮想直線と、ロッカシャフト３６の軸心とノーズ３３ｄ，３４ｄ先端とを結ぶ仮想直線とのなす角度としている。

図７はコントロールシャフト３７を最大限Ｈ側（図３，４の矢印）の位置にまで変位させた場合の揺動部材３０の作動状態を示している。図７（ａ）が非カム押圧時、図７（ｂ）がカム押圧時である。この場合には上記開き角度θが最大となり入力部材３２のローラ３２ｆと各出力部材３３，３４のノーズ３３ｄ，３４ｄとの相対的位置関係が最も遠い状態となる。このため図７（ｂ）に示されるように吸気カム２１ａが最大限に入力部材３２のローラ３２ｆを押し下げた時には、ノーズ３３ｄ，３４ｄのノーズ面３３ｅ，３４ｅによるロッカローラ３１ａの押し下げ量は最大となり、吸気バルブ１６の作動角及び最大リフト量は最大となる。従って図６の場合とは異なり、吸気バルブ１６は吸気行程で最大に開き、吸入空気量も最大限の状態となる。

このように、コントロールシャフト３７の軸線方向の変位操作に伴うスライダギア３５の軸線方向の変位を通じて入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度θを変化させることにより、図６の状態と図７の状態との間で連続的に吸気バルブ１６のリフト量期間積分値を変更することができる。こうしたリフト量期間積分値の連続調節状態を図８のグラフに示す。同グラフは吸気バルブ１６のリフト量とクランク角との関係を示すものである。同図８においてＭＩＮで示す状態が図６の場合に該当し、吸気行程となっても吸気バルブ１６は開弁しない。図８においてＭＡＸで示す状態が図７の場合に該当し、吸気行程では最大限の作動角及び最大リフト量、即ち最大限のリフト量期間積分値とすることができる。

以下、本実施形態の特徴的な構成であるロッカシャフト３６の支持構造について説明する。
図９及び図１０は、各揺動部材３０の両サイドに配設される複数の軸支部４０のうち、ロッカシャフト３６の端部（但しスライドアクチェータ５０と反対側の端部）に最も近い位置に配置されるものを示している。

軸支部４０は、シリンダヘッド１３上に突設された基台４１と、その上面４１ａに載置されてボルト固定される脱落防止部材４２とを備えてなる。軸支部４０は平行に並ぶ吸気カムシャフト２１及びロッカシャフト３６の双方をシリンダヘッド１３において支持する。因みに、本実施形態において基台４１及び脱落防止部材４２はともにアルミニウム合金を材料として形成され、両シャフト２１，３６はともに鉄系材料を用いて形成される。

基台４１の上面４１ａには吸気カムシャフト２１が載置される凹部４１ｂ、及びロッカシャフト３６が載置される凹部４１ｃがそれぞれ軸線方向に貫通するようにして形成されている。吸気カムシャフト２１の載置される凹部４１ｂはその表面が同シャフト２１の軸受面の一部を構成しており、同軸受面の他部は脱落防止部材４２の下面４２ａに貫通形成された凹部４２ｂの表面によって構成される。

脱落防止部材４２は両シャフト２１，３６の双方の上方をこれらと交差するようにして延びる略直方体形状をなしており、その両端部に貫通形成されたボルト挿通孔４２ｃに挿通されたボルト４３によって基台４１に取着固定されている。脱落防止部材４２が基台４１に固定されることで両シャフト２１，３６は基台４１と脱落防止部材４２との間で支持されて軸支部４０からの脱落が防止されるようになる。即ち、脱落防止部材４２は、基台４１に取り付けられてこれとともにロッカシャフト３６を支持する「取付部材」としての機能と、吸気カムシャフト２１の軸受を構成する「カムキャップ」としての機能との双方を有している。換言すれば、脱落防止部材４２はこれら取付部材とカムキャップとが一体形成されてなるものである。

ところで、脱落防止部材４２の下面４２ａにはロッカシャフト３６の挿入される凹部が形成されておらず、同下面４２ａにおいてロッカシャフト３６の真上（図９、図１０における真上）に位置する部分はその周辺部分同様に平面状をなしている。即ちこの軸支部４０においては、基台４１に脱落防止部材４２が固定されることで基台４１の凹部４１ｃ表面と脱落防止部材４２の下面４２ａとの間に形成される空間にロッカシャフト３６が挿通されている。なお、この空間はロッカシャフト３６の外径に等しい直径の半円を断面形状とする半円柱状をなしている。

ロッカシャフト３６において軸支部４０に対応する端部外周面には、脱落防止部材４２の下面４２ａ側の一部を挿通可能な切欠き４４が同ロッカシャフト３６を横切るようにして貫通形成されており、これにより同シャフト３６が脱落防止部材４２と干渉することなく上記空間に挿通され得るようになっている。なお、以下ではロッカシャフト３６において上記空間内、即ち基台４１に脱落防止部材４２が固定されることで基台４１の凹部４１ｃ表面と脱落防止部材４２の下面４２ａとの間に形成される空間内に配置される部分を、ロッカシャフト３６において軸支部４０に支持される「被支持部分Ｓ」と称する。

ロッカシャフト３６には、同シャフト３６の軸線方向において被支持部分Ｓの両側に、切欠き４４の形成されない部分即ち円筒状の部分が残されている。従って、脱落防止部材４２は、図１０（ａ）に示されるように、切欠き４４が設けられることによってロッカシャフト３６に形成される切欠き表面のうち上記軸線方向に対向する切欠き表面３６ｂ，３６ｃ同士の間に配置されることとなる。ロッカシャフト３６はこれら切欠き表面３６ｂ，３６ｃと脱落防止部材４２との当接によって軸線方向の変位が規制される。

なお、内燃機関１０の組立作業時など機関燃焼に伴う温度上昇が生じていない状況においては、切欠き表面３６ｂ，３６ｃと、これと対向する脱落防止部材４２表面との間に僅かな隙間が形成されるように脱落防止部材４２及び切欠き４４の寸法関係が設定されている。この隙間は、例えば上記組立作業時において脱落防止部材４２を切欠き４４に挿通させる際の作業性をよくするために確保されるものである。このように、切欠き４４はこれに挿通される部材である脱落防止部材４２の挿通部分（両切欠き表面３６ｂ，３６ｃ間に配置される部分）の外形に対応した形状となっている。

上述したように本実施形態においては、脱落防止部材４２がアルミニウム合金を材料として形成されロッカシャフト３６が鉄系材料を用いて形成される。即ち、線膨張係数に関しては脱落防止部材４２がロッカシャフト３６よりも大きいことから、これら部材の温度が同じ温度に上昇したときの膨張量は脱落防止部材４２のほうがロッカシャフト３６よりも大きくなる。従って、内燃機関１０の始動に伴ってこうした温度上昇が生じた際には、膨張量の差によって切欠き表面３６ｂ，３６ｃと脱落防止部材４２表面との隙間が小さくなることで、ロッカシャフト３６の軸線方向の変位に関してその許容量が減少するようになる。

また、図１０（ｂ）に示されるように、被支持部分Ｓは断面半円状の凹部４１ｃにその全体が収容されており、切欠き４４はロッカシャフト３６が凹部４１ｃから上方に突出しないように形成されている。従って、切欠き４４が設けられることによってロッカシャフト３６に形成される切欠き表面のうち脱落防止部材４２の下面４２ａと対向する切欠き表面３６ｄと上記下面４２ａとの当接によって、ロッカシャフト３６の軸回転方向の変位が規制されるようになる。

なお、本実施形態では、切欠き表面３６ｄと脱落防止部材４２の下面４２ａとの間においても僅かな隙間が形成されるように凹部４１ｃ及び切欠き４４の寸法関係が設定されている。この隙間は上記同様、組立作業時において脱落防止部材４２を切欠き４４に挿通させて基台４１にボルト固定する際の作業性をよくするために確保されるものである。この隙間が存在するとその分だけロッカシャフト３６の軸回転方向の変位が許容されてしまうこととなるが、一方で上述の温度上昇によって切欠き表面３６ｂ，３６ｃと脱落防止部材４２表面との隙間が小さくなることから、これら表面同士の摩擦が生じ易くなる。即ち、こうした摩擦による抵抗が増大し易くなることで、その分、ロッカシャフト３６の軸回転方向の変位が生じ難くなる、換言すれば、同変位がより好適に規制されるようになる。

なお、本実施形態では、こうしたロッカシャフト３６の支持構造が、複数ある軸支部４０のうち同シャフト３６の上記端部に最も近いものに関してのみ設けられている。即ち、他の軸支部４０については、ロッカシャフト３６を挿通するための凹部が基台４１のみならず脱落防止部材４２にも設けられ、当該箇所においてロッカシャフト３６に切欠き４４は形成されない。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、ロッカシャフト３６の外周面にこれを横切るように貫通形成した切欠き４４に脱落防止部材４２を挿通させた状態で同部材４２を基台４１に固定してロッカシャフト３６の軸回転方向及び軸線方向の変位を規制するようにした。従って、例えば従来構成のように取付部材（脱落防止部材４２に相当）にボルト挿通孔を形成してこれに変位規制用のボルトを挿通し固定する必要がなく、容易にロッカシャフト３６の回り止め及び抜け止めを図ることができるようになる。

また、例えばこうした変位規制用のボルトと比較して、脱落防止部材４２においてはロッカシャフト３６の切欠き表面３６ｂ，３６ｃ，３６ｄと当接する箇所の面積（当接面積）を大きく確保することが容易である。そのため、上記当接箇所に生じる面圧の低減を通じて、当該箇所の摩耗による変位規制機能の低下を容易に抑制することができるようになる。

（２）切欠き４４は脱落防止部材４２において切欠き４４に挿通される部分（挿通部分）の外形に対応した形状となっている。これによれば、脱落防止部材４２表面とロッカシャフト３６の切欠き表面３６ｂ，３６ｃ，３６ｄとの間に殆ど隙間が生じないようにすることができることから、同シャフト３６の軸回転方向及び軸線方向の変位をより確実に規制することができるようになる。

（３）基台４１には、ロッカシャフト３６の被支持部分Ｓを全て収容する凹部４１ｃが形成されている。これによれば、脱落防止部材４２についてはこうした凹部を形成する必要がなく、例えば基台４１及び脱落防止部材４２の双方に凹部を各形成してこれら凹部で囲まれる空間にロッカシャフト３６を挿通させる態様と比較して、凹部の形成箇所を減らすことができるため部品加工効率が向上する。

（４）ロッカシャフト３６の被支持部分Ｓの全てを収容する凹部（凹部４１ｃ）は基台４１にのみ形成されている。これによれば、例えば上記凹部が基台４１に形成されない態様と比較して、組立作業時においてロッカシャフト３６を基台４１に載置する際には同シャフト３６を凹部内に配置すればよいため位置決めが容易となり作業効率が向上する。

（５）脱落防止部材４２はロッカシャフト３６よりも線膨張係数の大きい材料にて形成されている。これによれば、仮に組付作業時において基台及び取付部材とシャフトの切欠き表面との間に隙間が存在したとしても、こうした隙間、特にシャフトの軸線方向における隙間が内燃機関の始動後の温度上昇に伴う膨張量の差によって小さくなるため、シャフトの変位を好適に規制することができるようになる。

（６）脱落防止部材４２はロッカシャフト３６を支持するための「取付部材」及び吸気カムシャフト２１を支持するための「カムキャップ」の双方の機能を有している。これによれば、例えば「取付部材」と「カムキャップ」とが別部材とされる態様と比較して、部品点数が削減されるとともに、これらを基台４１などシリンダヘッド１３側に固定するボルトやこれを挿通する孔の数の削減、ひいてはその固定作業の簡素化が可能となる。

（７）ロッカシャフト３６は、その内部に挿通配置されたコントロールシャフト３７の軸方向の変位操作に基づいて揺動態様（入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度θ）の変更される揺動部材３０を支持するものである。こうした可変動弁機構ＶＬにおいて揺動部材３０の支持に用いられるロッカシャフト３６にあっては、同揺動部材３０の揺動に伴って生じる軸回転方向の変位に加えて、コントロールシャフト３７の変位操作に従動するような変位、即ち軸線方向の変位が生じ易くなる。従って、こうしたロッカシャフト３６の支持構造に本発明を適用することは特に有用であると言える。

なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の態様としてもよい。
・脱落防止部材４２の取付作業時など機関始動後の温度上昇に伴う熱膨張が同部材４２やロッカシャフト３６に生じていない状態において、切欠き表面３６ｂ，３６ｃ，３６ｄと、これらに各対向する脱落防止部材４２表面とが隙間なく当接されるようにロッカシャフト３６及び軸支部４０の形状が設定されてもよい。

・上記実施形態では、脱落防止部材４２の方が材料の線膨張係数に関してロッカシャフト３６よりも大きいものであったが、これに限らず、例えばロッカシャフト３６の方が脱落防止部材４２よりも大きくてもよく、或いは等しくてもよい。

・ロッカシャフト３６の軸線方向から見た同シャフト３６及び軸支部４０の断面形状等について、例えば図１１（ａ）〜図１１（ｆ）に示されるような態様に変更してもよい。
即ち、図１１（ａ）に例示されるように、脱落防止部材４２の下面４２ａにおいて上記軸線方向に貫通する凹部４２ｅを形成し、同凹部４２ｅと基台４１の凹部４１ｃとの間の空間にロッカシャフト３６を挿通させてもよい。ロッカシャフト３６において上記空間に配置される部分である被支持部分Ｓはその一部が基台４１の凹部４１ｃに収容され他部が脱落防止部材４２の凹部４２ｅに収容される。即ち、この例においては、ロッカシャフト３６の切欠き表面３６ｄが基台４１の上面４１ａよりも上方の位置に設定され、同切欠き表面３６ｄと、これと対向する凹部４２ｅの奥端面４２ｆとが当接することによってロッカシャフト３６の軸回転方向の変位が規制されるようになる。

また、図１１（ｂ）に例示されるように、脱落防止部材４２の挿通される切欠き４４が設けられた状態で、更に、基台４１の挿通される切欠き５５が設けられてもよい。この場合、例えば、基台４１の凹部４１ｃの底部に断面円形ではない例えば平らな底面４１ｅを形成するとともに、ロッカシャフト３６において同底面４１ｅと対向する切欠き表面３６ｅが形成されるように切欠き５５を設ける。なお、この例においては奥端面４２ｆを除く凹部４２ｅ表面の断面形状、及び底面４１ｅを除く凹部４１ｃ表面の断面形状がともにロッカシャフト３６の外径と等しい直径を有する円弧状に設定されている。即ち、ロッカシャフト３６は、凹部４１ｃ，４２ｅに収容される被支持部分Ｓの断面円弧状の外周面全体が凹部４１ｃ，４２ｅ表面の断面円弧状部分に当接されて面支持されている。この例では、ロッカシャフト３６の軸回転方向の変位が、切欠き表面３６ｄと脱落防止部材４２の奥端面４２ｆとの当接や切欠き表面３６ｅと基台４１の底面４１ｅとの当接を通じて規制されるようになる。

また、図１１（ｃ）に例示されるように、基台４１には凹部４１ｃを設けず脱落防止部材４２に設けた凹部４２ｅと基台４１の上面４１ａとの間の空間にロッカシャフト３６を挿通させてもよい。この例では、ロッカシャフト３６の軸回転方向の変位が、切欠き表面３６ｄと基台４１の上面４１ａとの当接を通じて規制されるようになる。

また、図１１（ｄ）に例示されるように、ロッカシャフト３６の被支持部分Ｓの全体を収容するとともに平らな底面４１ｅを有する凹部４１ｃを基台４１に形成し、同基台４１の底面４１ｅ部分が切欠き４４に挿通されるようにロッカシャフト３６を配置してもよい。この例では、ロッカシャフト３６の切欠き表面３６ｄと基台４１の底面４１ｅとの当接を通じてロッカシャフト３６の軸回転方向の変位が規制される。

また、図１１（ｅ）に例示されるように、断面扇形状（四半円状）の凹部４１ｃ，４２ｅを基台４１、脱落防止部材４２に形成し、被支持部分Ｓがこれら凹部４１ｃ，４２ｅの双方に配置されるようにロッカシャフト３６を挿通してもよい。凹部４１ｃ，４２ｅ表面の断面形状はロッカシャフト３６の切欠き表面３６ｄと対向する略平らな側面４１ｆ，４２ｇを除いてロッカシャフト３６の外径と等しい直径を有する円弧状に設定されている。即ち、この例では、側面４１ｆ，４２ｇと、これらに対応する切欠き表面３６ｄとの当接を通じてロッカシャフト３６の軸回転方向の変位が規制される。

また、図１１（ｆ）に例示されるように、凹部４１ｃ，４２ｅの左右両側に略平らな側面４１ｆ，４２ｇを設け、軸支部４０のこれら側面４１ｆ，４２ｇ部分が挿通されるように切欠き４４，５５を設けてもよい。即ち、凹部４１ｃ，４２ｅ間の空間に被支持部分Ｓが配置されるよう、ロッカシャフト３６にはその左右側に切欠き５５，４４が形成されている。従ってこの例では、軸支部４０の側面４１ｆ，４２ｇのうち切欠き４４側のものとこれらに対向する切欠き表面３６ｄとの当接、及び切欠き５５側の側面４１ｆ，４２ｇとこれらに対向する切欠き表面３６ｅとの当接を通じて、ロッカシャフト３６の軸回転方向の変位が規制される。

・上記実施形態においてロッカシャフト３６には、同シャフト３６の軸線方向において被支持部分Ｓの両側に、切欠き４４の形成されない部分即ち円筒状の部分が残されたが、これに限らず、例えば図１２に示されるように、ロッカシャフト３６の端に設けられていた上記円筒状部分を省略するようにしてもよい。この場合、この端部側へのロッカシャフト３６の軸線方向の変位が、残された方の上記円筒状部分の切欠き表面３６ｃと脱落防止部材４２表面との当接によって規制される。

・上記実施形態では、可変動弁機構ＶＬにおいて入力部材３２及び出力部材３３，３４の開き角度θを可変とする揺動部材３０を採用したが、これに限らず、例えばこうした開き角度の固定された（可変ではない）ロッカアーム等を揺動部材として採用してもよい。この場合、例えばコントロールシャフト３７を省略して、ロッカシャフト３６を円筒状ではなく中実の円柱状とすることもできる。

なおロッカシャフト３６を中実の円柱状とした場合には、例えば図１３に示されるように、被支持部分Ｓをロッカシャフト３６の下半部のみによって構成したうえでその横幅をロッカシャフト３６の外径より狭く設定してもよい。このように横幅を狭く設定する場合、仮に円筒状のロッカシャフト３６を採用して上記横幅を同シャフト３６の内径よりも小さく設定すると、被支持部分Ｓにおいて脱落防止部材４２の下面４２ａと対向する左右の切欠き表面３６ｄがその分だけ下面４２ａから離間してしまうこととなる。その点、中実円柱状のロッカシャフト３６を採用した際にはそうした切欠き表面３６ｄと下面４２ａとの離間を生じさせないようにすることができるため、例えば下面４２ａと切欠き表面３６ｄとの間にスペーサを設ける必要がなくなる。

・上記実施形態では、切欠き４４，５５が、基台４１及び脱落防止部材４２の両部材のうち切欠き４４，５５に挿通される部材の挿通部分の外形に対応した形状とされたが、こうした構成は必須ではない。例えば、ロッカシャフト３６の切欠き表面３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅとこれに対向する各面４１ａ，４１ｅ，４１ｆ，４２ａ，４２ｆ，４２ｇとの隙間が極端に大きいなど、切欠き４４，５５が上記挿通部分の外形に対応した形状となっていない態様が採用されてもよい。なお上記「隙間が極端に大きい」態様としては、例えば、基台に対して取付部材を取り付ける際の作業性を考慮した隙間よりも極端に大きい隙間が生じるような部材（基台及び取付部材の少なくとも一方）が切欠きに挿通される態様などがある。

・上記実施形態では本発明のシャフトの支持構造を吸気バルブ１６の駆動系において採用したが、これに限らず、例えば排気バルブ１７の駆動系において採用してもよい。

一実施形態の内燃機関の動弁系を示す縦断面図。 上記内燃機関における動弁系の周辺を示す平面図。 上記動弁系の揺動部材の斜視図。 上記揺動部材の水平破断斜視図。 上記揺動部材の水平及び垂直破断斜視図。 （ａ）、（ｂ）は可変動弁機構の最大リフト量・作動角最小時の駆動説明図。 （ａ）、（ｂ）は可変動弁機構の最大リフト量・作動角最大時の駆動説明図。 可変動弁機構による最大リフト量・作動角の変化を説明するための図。 吸気カムシャフト及びロッカシャフトの支持構造を示す斜視図。 （ａ）はロッカシャフトの支持構造を示す拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における断面図。 （ａ）〜（ｆ）はロッカシャフトの支持構造に関し他の例を示す断面図。 ロッカシャフトの支持構造に関し上記とは異なる他の例を示す断面図。 ロッカシャフトの支持構造に関し上記とは異なる他の例を示す断面図。 従来のシャフトの支持構造を示す断面図。

符号の説明

１０…内燃機関、１３…シリンダヘッド、１６…吸気バルブ、１７…排気バルブ、２１…吸気カムシャフト、２１ａ…吸気カム、３０…揺動部材、３２…入力部材、３３，３４…出力部材、３５…スライダギア、３６…ロッカシャフト、３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ…切欠き表面、３７…コントロールシャフト、４０…軸支部、４１…基台、４１ａ…基台の上面、４１ｃ…凹部、４１ｅ…凹部の底面、４１ｆ…凹部の側面、４２…脱落防止部材、４２ａ…脱落防止部材の下面、４２ｃ…ボルト挿通孔、４２ｅ…凹部、４２ｆ…凹部の奥端面、４２ｇ…凹部の側面、４３…ボルト、４４，５５…切欠き、Ｓ…被支持部分、ＶＬ…可変動弁機構。

Claims (7)

1. カムシャフトのバルブ駆動力を機関バルブに伝達する揺動部材の支持に用いられるシャフトをシリンダヘッドに設けられる基台と同基台に取り付けられる取付部材との間で支持するシャフトの支持構造において、
   前記シャフトの外周面にこれを横切るように貫通する切欠きを形成し、前記基台及び取付部材の少なくとも一方を前記切欠きに挿通させた状態で前記取付部材を前記基台に固定して前記シャフトの軸回転方向及び軸線方向の変位を規制する
   ことを特徴とするシャフトの支持構造。
2. 請求項１に記載のシャフトの支持構造において、
   前記切欠きは前記基台及び取付部材の両部材のうち前記切欠きに挿通される部材の挿通部分の外形に対応した形状を有してなる
   ことを特徴とするシャフトの支持構造。
3. 請求項１又は２記載のシャフトの支持構造において、
   前記基台及び取付部材の一方には、前記シャフトの被支持部分を全て収容する凹部が形成される
   ことを特徴とするシャフトの支持構造。
4. 請求項３記載のシャフトの支持構造において、
   前記凹部は前記基台にのみ形成される
   ことを特徴とするシャフトの支持構造。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のシャフトの支持構造において、
   前記基台及び取付部材の両部材のうち前記切欠きに挿通される部材は前記シャフトよりも線膨張係数の大きい材料にて形成される
   ことを特徴とするシャフトの支持構造。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のシャフトの支持構造において、
   前記取付部材は前記カムシャフトの軸受を構成するカムキャップと一体形成される
   ことを特徴とするシャフトの支持構造。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のシャフトの支持構造において、
   前記シャフト及び前記揺動部材は前記機関バルブのリフト量期間積分値を可変とする可変動弁機構を構成するものであり、
   前記シャフトは円筒状を呈するとともにその内部にはコントロールシャフトが軸線方向に摺動可能に挿通され、
   前記可変動弁機構は、前記コントロールシャフトを軸線方向に変位させることにより前記揺動部材の揺動態様を変更することで前記機関バルブのリフト量期間積分値を可変とするものである
   ことを特徴とするシャフトの支持構造。

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