JP2007071053A - 可変動弁機構 - Google Patents

Abstract

【課題】シムとアームアッシのアームとの互いの摺動面の摩耗を低減させて耐摩耗性を向上させることができるような可変動弁機構を提供すること。
【解決手段】軸方向に駆動されるコントロールシャフト３２と、コントロールシャフト３２に連動して軸方向に駆動されるスライダギア４３と、シリンダヘッド１２に設けられたカムキャリア２２間に配設されるアームアッシＡとを備え、アームアッシＡには、吸気カムシャフト１６からの力を受ける入力アーム４１と吸気バルブ１４をリフトさせる出力アーム４２とが設けられ、カムキャリア２２と出力アーム４２との間には、アームアッシＡとスライダギア４３との相対位置を調整するシム４５が配設されており、このシム４５には、出力アーム４２とシム４５との互いに接する部位を潤滑するオイルを保持する油溝４５ｂが設けられている。
【選択図】図９

Description

本発明は、エンジンの吸気バルブや排気バルブの作動特性を可変とする可変動弁機構に関する。

エンジンの可変動弁機構として、エンジンバルブ（吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブ）のバルブリフト量や作用角等のような作動特性を連続的に変更可能とする技術が知られている。この種の可変動弁機構の一例として、エンジンに固定され、エンジンバルブのカムシャフトと平行に設けられたロッカシャフトと、このロッカシャフト内に軸方向に移動可能な状態で配設されたコントロールシャフトと、ロッカシャフト上に配設される複数のバルブリフト機構を備えて構成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。

バルブリフト機構は、エンジンの各気筒ごとに設けられており、コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギアと、スライダギア上に設けられるアームアッシとを備えて構成されている。アームアッシは、カムシャフトのカムにより駆動される入力アームと、エンジンバルブをリフトさせる出力アームとで構成されている。アームアッシは、軸方向に移動不能な状態でシリンダヘッドのカムキャリア（隔壁）間に配設されている。

スライダギアには、入力アームと噛み合う入力側ヘリカルスプラインと、出力アームと噛み合う出力側ヘリカルスプラインが形成されている。入力側ヘリカルスプラインの歯すじの傾斜方向と、出力側ヘリカルスプラインの歯すじの傾斜方向とは、反対方向に形成されている。これに対し、入力アームの内周面にはスライダギアの入力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成されており、出力アームの内周面にも同様に、スライダギアの出力側ヘリカルスプラインに噛み合うヘリカルスプラインが形成されている。

このような可変動弁機構では、コントロールシャフトとともにスライダギアが軸方向に移動すると、スライダギアとアームアッシとの相対位置が変化する。これにより、スライダギア上の入力アームと出力アームとが相対回転して、両者の相対位相差が変更され、エンジンバルブのバルブリフト量や作用角が変更されるようになっている。また、カムシャフトのトルクが入力アームに伝達されると、入力アームが揺動され、この入力アームとともに出力アームが揺動される。このように、アームアッシが一体的に揺動することによって、エンジンバルブがリフトされるようになっている。

ところで、上述のように、スライダギアとアームアッシとの相対位置が変化すると、エンジンバルブのバルブリフト量や作用角が変更される。このため、エンジンの各気筒ごとにバルブリフト機構が設けられている場合に、各気筒間でエンジンバルブのバルブリフト量や作用角にばらつきが生じないようにするには、予めスライダギアに対するアームアッシの相対位置の調整を行っておく必要がある。

アームアッシの位置調整は、従来では、シムを用いて行われていた。具体的には、位置調整用部材としてのシムを、アームアッシとカムキャリア（隔壁）との間に介装するようにしていた。そして、シムの厚さを調整することにより、スライダギアに対するアームアッシの相対位置の調整を行うことによって、各気筒間でエンジンバルブのバルブリフト量や作用角にばらつきが生じないようにしていた。
特開２００１−２６３０１５号公報

上述したような可変動弁機構においては、シムは、アームアッシのアーム（入力アームまたは出力アーム）と接して設けられている一方で、ロッカシャフト上に相対回転不能に取り付けられている。したがって、上述のようなアームアッシの入力アームと出力アームとの相対回転およびアームアッシの一体的な揺動の際には、アームアッシのアームがシムに対して摺動する。このとき、シムとアームアッシのアームとの間で摺動摩擦が起こり、シムとアームアッシのアームとの互いに対向する面（以下、「摺動面」という。）が摩耗する。

しかし、シムとアームアッシのアームとの互いの摺動面が摩耗すると、その分だけスライダギアに対するアームアッシの相対位置が変化するので、各気筒間でエンジンバルブのバルブリフト量や作用角にばらつきが生じてしまう可能性がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、シムとアームアッシのアームとの互いの摺動面の摩耗を低減させて耐摩耗性を向上させることができるような可変動弁機構を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、軸方向に駆動されるコントロールシャフトと、コントロールシャフトに連動して軸方向に駆動されるスライダと、エンジンのシリンダヘッドに設けられた隔壁間に配設されるアームアッシとを備え、アームアッシには、スライダの外周面に形成されたヘリカルスプラインと係合し、カムシャフトからの力を受ける入力アームと、スライダの外周面に、入力アームと係合するヘリカルスプラインとは異なる方向に形成されたヘリカルスプラインと係合し、エンジンのエンジンバルブをリフトさせる出力アームとが設けられており、シリンダヘッドの隔壁とアームアッシのアームとの間には、アームアッシとスライダとの相対位置を調整する位置調整部材が配設されている可変動弁機構において、前記アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位の少なくとも一方には、油溜めが設けられていることを特徴とする。

このような可変動弁機構では、コントロールシャフトとともにスライダが軸方向に移動すると、スライダとアームアッシとの相対位置が変化する。これにより、スライダ上の入力アームと出力アームとが相対回転して、両者の相対位相差が変更され、エンジンバルブのバルブリフト量や作用角が変更されるようになっている。また、カムシャフトのトルクが入力アームに伝達されると、入力アームが揺動され、この入力アームとともに出力アームが揺動される。このように、アームアッシが一体的に揺動することによって、エンジンバルブがリフトされるようになっている。このようなアームアッシの入力アームと出力アームとの相対回転およびアームアッシの一体的な揺動の際には、アームアッシのアームが位置調整部材に対して摺動する。なお、隔壁は、シリンダヘッドに複数設けられている立壁状の部分であればよく、その一例として、カムシャフトを支持するカムキャリアが挙げられる。

上記構成によれば、アームアッシのアームおよび位置調整部材の少なくとも一方に設けられる油溜めに保持されているオイルによってアームアッシのアーム（入力アームまたは出力アーム）と位置調整部材との互いに接する部位が潤滑される。これにより、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位の摩耗を低減させることができる。その結果、アームアッシのアームおよび位置調整部材の耐摩耗性を向上させることができる。したがって、アームアッシの予め位置調整した位置からの軸方向のずれを抑えることができる。これにより、エンジンの各気筒ごとにアームアッシが設けられている場合、各気筒間でエンジンバルブのバルブリフト量や作用角のばらつきを抑制することができる。

アームアッシのアームおよび位置調整部材の少なくとも一方に設けられる油溜めの具体的な構成としては、アームアッシのアームおよび位置調整部材の互いに接する部位の一部に設けられる凹みとする構成が挙げられる。より具体的には、この凹みを溝または条痕とすることができる。

上記構成によれば、アームアッシのアームおよび位置調整部材の互いに接する部位の一部に設けられる凹みに満たされているオイルによってアームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位が潤滑される。これにより、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位の摩耗を低減させることができ、耐摩耗性を向上させることができる。したがって、アームアッシの予め位置調整した位置からの軸方向のずれを抑えることができる。その結果、エンジンの各気筒ごとにアームアッシが設けられている場合、各気筒間でエンジンバルブのバルブリフト量や作用角のばらつきを抑制することができる。

また、本発明の可変動弁機構において、前記油溜めは、油溜めの形状に対応する凸部が設けられた焼結型によって形成されることを特徴とする。

上記構成によれば、アームアッシのアームおよび位置調整部材を焼結製法で製造する際、油溜めの形状に対応する凸部（突起）が形成された焼結型を用いることによって、溝加工等を行わずに油溜めを形成することができる。したがって、油溜めを形成するための溝加工等が不要となり、これにより、加工コストを低減することができる。

また、本発明の可変動弁機構において、前記位置調整部材には、貫通孔が設けられ、貫通孔は、位置調整部材と接する隔壁に設けられた油路と連通され、隔壁の油路および位置調整部材の貫通孔を通じて、前記油溜めにオイルが供給されることを特徴とする。

上記構成によれば、隔壁の油路および位置調整部材の貫通孔を通じて、油溜めにオイルが供給されるので、油溜めのオイル保持性を向上させることができ、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位が常に潤滑される。これにより、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位の摩耗を低減させることができ、耐摩耗性を向上させることができる。したがって、アームアッシの予め位置調整した位置からの軸方向のずれを抑えることができる。その結果、エンジンの各気筒ごとにアームアッシが設けられている場合、各気筒間でエンジンバルブのバルブリフト量や作用角のばらつきを抑制することができる。

また、本発明は、軸方向に駆動されるコントロールシャフトと、コントロールシャフトに連動して軸方向に駆動されるスライダと、エンジンのシリンダヘッドに設けられた隔壁間に配設されるアームアッシとを備え、アームアッシには、スライダの外周面に形成されたヘリカルスプラインと係合し、カムシャフトからの力を受ける入力アームと、スライダの外周面に、入力アームと係合するヘリカルスプラインとは異なる方向に形成されたヘリカルスプラインと係合し、エンジンのエンジンバルブをリフトさせる出力アームとが設けられており、シリンダヘッドの隔壁とアームアッシのアームとの間には、アームアッシとスライダとの相対位置を調整する位置調整部材が配設されている可変動弁機構において、前記位置調整部材には、貫通孔が設けられ、貫通孔は、位置調整部材と接する隔壁に設けられた油路と連通され、隔壁の油路および位置調整部材の貫通孔を通じて、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位にオイルが供給されることを特徴とする。

上記構成によれば、隔壁の油路および位置調整部材の貫通孔を通じて、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位にオイルが供給されるので、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位が常に潤滑される。これにより、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位の摩耗を低減させることができ、耐摩耗性を向上させることができる。したがって、アームアッシの予め位置調整した位置からの軸方向のずれを抑えることができる。その結果、エンジンの各気筒ごとにアームアッシが設けられている場合、各気筒間でエンジンバルブのバルブリフト量や作用角のばらつきを抑制することができる。

本発明によれば、アームアッシのアームおよび位置調整部材の少なくとも一方に設けられる油溜めに保持されているオイルによってアームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位が潤滑される。これにより、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位の摩耗を低減させることができ、耐摩耗性を向上させることができる。

本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

以下では、本発明の可変動弁機構を直列４気筒型ＤＯＨＣエンジンに適用した例を挙げて説明する。そして、以下の例では、可変動弁機構を吸気バルブについて適用した場合について述べる。ただし、排気バルブについても同様に適用することが可能である。

まず、直列４気筒型ＤＯＨＣエンジン（以下、単に、「エンジン」という。）の概略構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は、シリンダヘッド側から見たエンジンを模式的に示す平面図であり、吸気バルブに関する可変動弁機構を模式的に示している。図２は、図１における（２）−（２）線に沿った断面図である。

エンジン１０は、シリンダブロック１１、およびシリンダブロック１１上に取り付けられるシリンダヘッド１２を備えている。

シリンダブロック１１には、複数（この例では４つ）のシリンダ１３、１３・・・が設けられている。各シリンダ１３には、吸気ポートを開閉する吸気バルブ１４、１４と、排気ポートを開閉する排気バルブ１５、１５とがそれぞれ配置されている。

各シリンダ１３の吸気バルブ１４の近傍には、吸気カムシャフト１６が設けられている。吸気カムシャフト１６の各シリンダ１３と対応する位置には、吸気カム１７が設けられている。吸気カムシャフト１６は、複数の隔壁２１、２１・・・により回転可能に支持されている。隔壁２１は、シリンダヘッド１２に設けられたカムキャリア２２と、このカムキャリア２２に取り付けられたカムキャップ２３とで構成されている。

一方、各シリンダ１３の排気バルブ１５の近傍には、排気カムシャフト１８が設けられている。排気カムシャフト１８の各シリンダ１３と対応する位置には、排気カム１９が設けられている。排気カムシャフト１８は、複数の隔壁２４、２４・・・により回転可能に支持されている。隔壁２４は、シリンダヘッド１２に設けられたカムキャリア２５と、このカムキャリア２５に取り付けられたカムキャップ２６とで構成されている。吸気カムシャフト１６および排気カムシャフト１８は、タイミングチェーン２０を介してエンジン１０の出力軸であるクランクシャフトにより駆動連結されている。そして、吸気カムシャフト１６および排気カムシャフト１８の回転によって、吸気バルブ１４および排気バルブ１５がそれぞれリフトされる。

このようなエンジン１０において、吸気カムシャフト１６の近傍に可変動弁機構３０が設けられている。以下、可変動弁機構３０の構成について、図１〜図６を用いて詳しく説明する。

図３は、可変動弁機構３０を示す斜視図、図４は、可変動弁機構３０を示す分解斜視図である。図５は、スライダギア４３、ロッカシャフト３１、コントロールシャフト３２等を示す斜視図、図６は、可変動弁機構３０を示す水平破断斜視図である。なお、図３、図６において、矢印Ｆは、シャフト用アクチュエータ３３から離れる方向を、矢印Ｒは、シャフト用アクチュエータ３３に近づく方向をそれぞれ示す。

可変動弁機構３０は、吸気バルブ１４のバルブリフト量や作用角を連続的に変更可能とするもので、吸気カムシャフト１６の吸気カム１７とローラロッカーアーム２７との間に配設されている。なお、ローラロッカーアーム２７は、一端がラッシュアジャスタ２８に支持され、他端は吸気バルブ１４上端のタペット１４ａに当接されている。

可変動弁機構３０は、ロッカシャフト３１、コントロールシャフト３２、シャフト用アクチュエータ３３、およびバルブリフト機構４０を備えている。

ロッカシャフト３１は、円筒状の部材であり、シリンダヘッド１２に一定間隔ごとに設けられた複数の隔壁２１、２１・・・に軸方向および周方向に不動となるように取り付けられている。そして、ロッカシャフト３１は、吸気カムシャフト１６と平行、すなわち気筒配列方向（図３の矢印Ｆ、Ｒ方向）に沿って配置されている。

ロッカシャフト３１には、コントロールシャフト３２が軸方向に変位しうるように摺動可能な状態で内挿されている。このコントロールシャフト３２は、シャフト用アクチュエータ３３によって軸方向に進退駆動されるようになっている。

ロッカシャフト３１上には、各シリンダ１３と対応する位置にバルブリフト機構４０が設けられている。各バルブリフト機構４０は、コントロールシャフト３２と連動して移動可能なスライダギア４３と、このスライダギア４３上に設けられるアームアッシＡとを備えている。アームアッシＡは、吸気カムシャフト１６の吸気カム１７により駆動される入力アーム４１と、吸気バルブ１４をリフトさせる出力アーム４２とで構成されている。

入力アーム４１は、円筒形のハウジング４１ａを有し、その内周面には、スライダギア４３の入力側ヘリカルスプライン４３ａに噛み合うヘリカルスプライン４１ｂが形成されている。また、ハウジング４１ａの外周には、径方向外向きに突出する一対のフォーク４１ｃＬ、４１ｃＲが設けられており、この一対のフォーク４１ｃＬ、４１ｃＲの間には、ロッカシャフト３１と平行な支軸４１ｄを介して、ローラ４１ｅが回転自在に支持されている。

入力アーム４１の軸方向両側には、出力アーム４２、４２が配置されている。出力アーム４２は、円筒形のハウジング４２ａを有し、その内周面には、スライダギア４３の出力側ヘリカルスプライン４３ｂに噛み合うヘリカルスプライン４２ｂが形成されている。また、ハウジング４２ａの外周には、径方向外向きに突出するノーズ４２ｃが設けられている。このノーズ４２ｃは、側面視で略三角形状に形成され、その一辺が凹状に湾曲するカム面４２ｄとなっている。

これらの入力アーム４１および２つの出力アーム４２、４２によって区画された内部空間には、スライダギア４３が配設されている。このスライダギア４３は、ロッカシャフト３１上にコントロールシャフト３２と連動して軸方向に移動可能に外装されている。

スライダギア４３は、中心に貫通孔４３ｃを有する略円筒形状に形成されており、その外周における軸方向中間には、入力アーム４１のヘリカルスプライン４１ｂに噛み合う入力側ヘリカルスプライン４３ａが、また、外周における軸方向両側には、出力アーム４２のヘリカルスプライン４２ｂに噛み合う出力側ヘリカルスプライン４３ｂが形成されている。出力側ヘリカルスプライン４３ｂは、入力側ヘリカルスプライン４３ａに対して外径が小さく形成されている。入力側ヘリカルスプライン４３ａと出力側ヘリカルスプライン４３ｂとは、歯すじの傾斜方向が反対となるように形成されている。

そして、入力アーム４１のローラ４１ｅは、シリンダヘッド１２に圧縮状態で配設されたロストモーションスプリング２９によって、常に吸気カム１７へ押しつけられるように弾発付勢されている。一方、出力アーム４２のハウジング４２ａのベース円部分またはノーズ４２ｃのカム面４２ｄには、吸気バルブ１４の弁バネ１４ｂによってローラロッカーアーム２７のローラ２７ａが圧接されている。これにより、吸気カム１７の回転によって入力アーム４１が揺動され、この入力アーム４１と一体的に揺動する出力アーム４２によって、ローラロッカーアーム２７を介して吸気バルブ１４がリフトされるようになっている。

このように、アームアッシＡは、入力アーム４１と、この入力アーム４１の軸方向両側に配置される出力アーム４２、４２とで構成されている。アームアッシＡは、軸方向に移動不能な状態でシリンダヘッド１２の隔壁２１のカムキャリア２２間に配設されている。また、アームアッシＡとカムキャリア２２との間には、アームアッシＡの位置調整用部材としてのシム４５が介装されている。この例では、シム４５は、アームアッシＡの出力アーム４２とカムキャリア２２との間に配設されている。

スライダギア４３と、ロッカシャフト３１およびコントロールシャフト３２との結合形態について説明する。

スライダギア４３の、入力側ヘリカルスプライン４３ａと一方の出力側ヘリカルスプライン４３ｂとの間には、径方向内外に貫通するとともに周方向に延びる長孔４３ｄが設けられている。また、ロッカシャフト３１の、スライダギア４３の長孔４３ｄと対応する箇所には、径方向内外に貫通するとともに軸方向へ伸びる長孔３１ａが形成されている。このロッカシャフト３１の長孔３１ａに対応するコントロールシャフト３２の箇所には、挿通孔３２ａが形成されている。

そして、ロッカシャフト３１をスライダギア４３の貫通孔４３ｃへ挿入し、スライダギア４３の長孔４３ｄとロッカシャフト３１の長孔３１ａとが交差した箇所に、係止ピン４４を挿入し、この係止ピン４４の一端を、ロッカシャフト３１内に挿入したコントロールシャフト３２の挿通孔３２ａに固定している。

このように組み付けられたスライダギア４３は、次のように動作する。

コントロールシャフト３２を軸方向に移動させると、係止ピン４４がロッカシャフト３１の長孔３１ａに沿って移動することができるので、スライダギア４３は、コントロールシャフト３２と連動して軸方向に移動する。また、入力アーム４１に吸気カムシャフト１６のトルクが伝達されると、係止ピン４４がスライダギア４３の長孔４３ｄへ挿入されているので、スライダギア４３は、ロッカシャフト３１の回りを揺動する。

このように、スライダギア４３は、コントロールシャフト３２上における軸方向の位置が固定される一方で、ロッカシャフト３１上において軸方向へ移動することが可能となっている。また、スライダギア４３は、ロッカシャフト３１（コントロールシャフト３２）を支点として、揺動することが可能となっている。

このようなバルブリフト機構４０において、スライダギア４３の入力側ヘリカルスプライン４３ａと、入力アーム４１のヘリカルスプライン４１ｂとは、互いに噛み合わされることによって支持されている。また同様に、スライダギア４３の出力側ヘリカルスプライン４３ｂと、出力アーム４２のヘリカルスプライン４２ｂとは、互いに噛み合わされて支持されている。

したがって、コントロールシャフト３２とともにスライダギア４３を軸方向に移動させて、スライダギア４３と入力アーム４１および出力アーム４２との軸方向における相対位置、つまり、スライダギア４３とアームアッシＡとの相対位置を変化させることにより、入力アーム４１と出力アーム４２とに互いに逆方向のねじり力が付与されることになる。これにより、入力アーム４１と出力アーム４２とが互いに相対回転し、入力アーム４１（ローラ４１ｅ）と出力アーム４２（ノーズ４２ｃ）との相対位相差が変更されるようになっている。

この上述のように、入力アーム４１のローラ４１ｅと出力アーム４２のノーズ４２ｃとの相対位相差が変更されると、吸気バルブ１４のバルブリフト量が変更される。そして、相対位相差が最も小さいとき（バルブリフト機構４０の周方向において、ローラ４１ｅとノーズ４２ｃとが最も接近した状態にあるとき）、吸気バルブ１４のバルブリフト量は最も小さくなる。逆に、相対位相差が最も大きいとき（バルブリフト機構４０の周方向において、ローラ４１ｅとノーズ４２ｃとが最も離れた状態にあるとき）、吸気バルブ１４のバルブリフト量は最も大きくなる。

ここで、上述したように、スライダギア４３とアームアッシＡとの相対位置が変化すると、吸気バルブ１４のバルブリフト量や作用角が変更されるため、シム４５をアームアッシＡの出力アーム４２とカムキャリア２２との間に配設してスライダギア４３に対するアームアッシＡの相対位置の調整を行うようにしている。そして、シム４５の厚さを調整することにより、スライダギア４３に対するアームアッシＡの相対位置の調整を各気筒ごとに予め行っておくことによって、エンジン１０の各気筒ごとにバルブリフト機構４０が設けられている場合に、各気筒間で吸気バルブ１４のバルブリフト量や作用角にばらつきが生じないようにしている。なお、アームアッシＡにかかるラジアル荷重（具体的には、弁バネ１４ｂによる荷重、吸気カム１７による荷重等）は、一方向だけのアキシャル荷重となっているため、その荷重がかかる側にのみ、位置調整用のシム４５を設けるようにしてもよい。

なお、上述のような可変動弁機構３０においては、共通する１本のコントロールシャフト３２にシリンダ１３ごとのスライダギア４３、４３・・・がそれぞれ配設されているので、コントロールシャフト３２の軸方向の変位にともなって全シリンダ１３の吸気バルブ１４のバルブリフト量が同時に変更されるようになっている。

次に、可変動弁機構３０の動作について、図７、図８を用いて説明する。図７は、アームアッシＡの入力アーム４１と出力アーム４２との相対位相差を最大にした場合の可変動弁機構３０の動作説明に用いる側面図で、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）は開弁状態を示している。図８は、アームアッシＡの入力アーム４１と出力アーム４２との相対位相差を最小にした場合の可変動弁機構３０の動作説明に用いる側面図で、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）は開弁状態を示している。ただし、図８（ｂ）では、入力アーム４１と出力アーム４２との相対位相差を最小にして、常にバルブリフト量が「０」となるようにしているため、実際には、閉弁した状態となっている。

まず、図７を参照して、コントロールシャフト３２を最大限までシャフト用アクチュエータ３３から離れる方向（図３の矢印Ｆ方向）へ移動させた場合の可変動弁機構３０の動作について説明する。

図７（ａ）に示すように、吸気カム１７のベース円部分が入力アーム４１のローラ４１ｅに当接しているとき、ローラロッカーアーム２７のローラ２７ａは、出力アーム４２のハウジング４２ａのベース円部分と当接した状態にある。このため、吸気バルブ１４はリフト量が「０」の状態（エンジン１０の吸気ポートを閉じた状態）に維持される。

そして、吸気カムシャフト１６の時計方向への回転にともない、入力アーム４１のローラ４１ｅが吸気カム１７のリフト部分を通じて押し下げられると、入力アーム４１がロッカシャフト３１に対して、反時計回り方向（図７（ａ）の矢印方向）に回動する。また、これにともなって、出力アーム４２およびスライダギア４３が一体となって揺動する。

これにより、出力アーム４２のノーズ４２ｃに形成されたカム面４２ｄが、ローラロッカーアーム２７のローラ２７ａに当接し、カム面４２ｄの押圧によってローラ２７ａが押し下げられる。

図７（ｂ）に示すように、ローラロッカーアーム２７のローラ２７ａがカム面４２ｄにより押圧されているとき、ローラロッカーアーム２７がラッシュアジャスタ２８との当接部を中心として揺動し、吸気バルブ１４が開弁される。

コントロールシャフト３２がシャフト用アクチュエータ３３から離れる方向に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト３１の軸心回りにおける入力アーム４１のローラ４１ｅと、出力アーム４２のノーズ４２ｃとの相対位相差が最大となる。

これにより、吸気カム１７がローラ４１ｅを最大限に押し下げたとき、ローラロッカーアーム２７の揺動量（揺動範囲）が最も大きくなり、吸気バルブ１４は最大のバルブリフト量および作用角で開閉される。

続いて、図８を参照して、コントロールシャフト３２を最大限までシャフト用アクチュエータ３３に近づける方向（図３の矢印Ｒ方向）へ移動させた場合の可変動弁機構３０の動作について説明する。

図８（ａ）に示すように、吸気カム１７のベース円部分が入力アーム４１のローラ４１ｅに当接しているときには、出力アーム４２とローラ２７ａとの当接位置は、カム面４２ｄから最大限まで離れた位置にある。そして、吸気カムシャフト１６の回転によって、入力アーム４１のローラ４１ｅが吸気カム１７のリフト部分により押し下げられると、入力アーム４１と出力アーム４２とが一体となって回動する。

ただし、この場合、出力アーム４２とローラ２７ａとの当接位置は、カム面４２ｄから最大限離れているので、カム面４２ｄによるローラロッカーアーム２７のローラ２７ａの押し下げが開始されるまでの出力アーム４２の回転量が、図７に示す場合と比べて大きくなる。また、吸気カム１７のリフト部分により入力アーム４１のローラ４１ｅが押し下げられた際、ローラ２７ａと当接するカム面４２ｄの範囲が、ノーズ４２ｃの基端側の一部のみに縮小される。このため、吸気カム１７のリフト部分によるローラ４１ｅの押し下げに応じたローラロッカーアーム２７の揺動量（揺動範囲）は小さくなる。

図８（ｂ）に示すように、ローラロッカーアーム２７の揺動量が小さいことにより、吸気バルブ１４は、より小さいバルブリフト量にて開弁されるようになる。

また、コントロールシャフト３２がシャフト用アクチュエータ３３に近づく方向に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト３１の軸心回りにおけるローラ４１ｅとノーズ４２ｃとの相対位相差が最小となる。

これにより、吸気カム１７がローラ４１ｅを最大限に押し下げたときのローラ２７ａの変位量は最も小さくなり、吸気バルブ１４が最小のバルブリフト量および作用角で開閉されるようになる。

上述のように、シム４５がスライダギア４３に対するアームアッシＡの相対位置の調整を行うための位置調整部材として設けられている。以下では、シム４５とアームアッシＡのアームとの互いに接する部位を潤滑させる構成について、図９、図１０、図１１を用いて詳しく説明する。図９は、シム４５の取り付けを示す分解斜視図、図１０は、図１における（１０）−（１０）線に沿った断面図であって、シム４５、アームアッシＡ、スライダギア４３等を示す断面図である。図１１は、シム４５の側面図である。

シム４５は、ロッカシャフト３１上に取り付けられており、アームアッシＡの出力アーム４２とシリンダヘッド１２の隔壁２１のカムキャリア２２との間に配設されている。そして、シム４５とアームアッシＡの出力アーム４２との互いに対向する面（以下、「摺動面」という。）が接している。また、シム４５とカムキャリア２２との互いに対向する面が接している。

シム４５は、ロッカシャフト３１に上方から嵌め付けることができるように、側面視で左右に分かれた二股形状（略馬蹄形状）に形成されている。なお、シム４５の側面視での形状は、特に限定されないが、二股形状や、馬蹄形状、Ｕ字形状、Ｃ字形状のような開口部を有する形状であれば、シム４５のロッカシャフト３１への着脱が径方向一方位から可能となり、シム４５のロッカシャフト３１への組み付け性が向上する。

シム４５の上部には、突起４５ａが形成されている。この突起４５ａは、カムキャリア２２の上面にボルト４７で固定された回り止め用の部材４６に形成されている係合溝４６ａに係合される。シム４５の突起４５ａと回り止め用の部材４６の係合溝４６ａとの係合により、シム４５のロッカシャフト３１の軸心回りの回転が規制される。このように、シム４５は、ロッカシャフト３１上に相対回転不能に取り付けられている。なお、回り止め用の部材４６を設けずに、シム４５をカムキャリア２２等にボルト等で直接、固定するようにしてもよい。

シム４５には、摺動面を窪ませて形成された油溝４５ｂが設けられている。この例では、油溝４５ｂは、側面視略円弧状に形成されている。つまり、油溝４５ｂが二股形状をしたシム４５の一方の突出片から他方の突出片にかけて連続して形成されている。この油溝４５ｂは、シム４５とアームアッシＡの出力アーム４２との互いに接する部位にオイルを保持するための油溜めとして設けられている。なお、上述したように、アームアッシＡにかかるラジアル荷重は、一方向（図１０の矢印Ｘ方向）だけのアキシャル荷重となっているため、その荷重がかかる側のシム４５にのみ油溝４５ｂを設けておけば十分である。したがって、ここでは、その荷重がかかる側のシム４５にのみ油溝４５ｂを設けた例について説明している。

上述のように、シム４５には、アームアッシＡの出力アーム４２との互いに接する部位（摺動面）の一部を窪ませて形成された油溝４５ｂが形成されている。シム４５の油溝４５ｂには、オイルが保持されており、油溝４５ｂのオイルによってシム４５の摺動面が潤滑される。これにより、シム４５とアームアッシＡの出力アーム４２との互いの摺動面の摩耗を低減させることができる。具体的に言えば、上述したように、アームアッシＡの入力アーム４１と出力アーム４２との相対回転およびアームアッシＡの一体的な揺動の際、出力アーム４２がシム４５に対して摺動し、シム４５と出力アーム４２との互いの摺動面の間で摺動摩擦が起こるところ、この摺動摩擦によるシム４５とアームアッシＡの出力アーム４２との互いの摺動面の摩耗を低減させることができる。その結果、シム４５とアームアッシＡの出力アーム４２との互いの摺動面の耐摩耗性を向上させることができる。したがって、アームアッシＡの予め位置調整した位置からの軸方向のずれを抑えることができ、これにより、各気筒間で吸気バルブ１４のバルブリフト量や作用角のばらつきを抑制することができる。

次に、シム４５とアームアッシＡのアームとの互いに接する部位を潤滑させる構成の他の例について説明する。なお、図１２〜図１６では、上述の例と同じ構成の部分については、同じ符号を付している。

上述の例では、シム４５に油溝４５ｂを１つ設けるようにしていたが、複数の油溝４５ｂ、４５ｂ・・・を設けるようにしてもよい。

また、上述では、シムの油溜めの例として、油溝を挙げたが、シムの摺動面よりも窪んだ部分であれば、特に限定されない。例えば、シムの油溜めを１または複数の条痕で形成してもよいし、図１２に示すような凹部１４５ｂで形成してもよい。

そして、以上では、シムに油溜めを設けた例について述べたが、シムと接するアームアッシの出力アームに油溜めを設けるようにしてもよい。出力アームに設けられる油溜めは、出力アームの摺動面（シム４５と互いに接する部位）の一部を窪ませて形成された部分であれば、１または複数の油溝であってもよいし、１または複数の条痕であってもよいし、図１２に示す場合と同様の凹部であってもよい。例えば、図１３に示すような側面視環状の油溝２４２ｅを出力アーム２４２に形成することができる。

さらに、シムおよびアームアッシの出力アームの両方に油溜めを設けるようにしてもよい。

上述のようなシムおよびアームアッシの出力アームの油溜めは、シムおよび出力アームを製造した後に、溝加工等を施すことによって形成することができるが、次のような焼結製法によっても形成することも可能である。シムおよび出力アームを焼結製法で製造する際、油溜めの形状に対応する凸部（突起）が設けられた焼結型を用いることによって、溝加工等を行わずに油溜めを形成することができる。したがって、このような製法によれば、油溜めを形成するための溝加工等が不要となり、これにより、加工コストを低減することができる。

また、上述の例では、シムやアームアッシの出力アームに油溜めを設けて摺動面を潤滑するようにしているが、次に述べるように、オイルを積極的に供給して摺動面を潤滑するようにしてもよい。これについて、図１４、図１５を用いて説明する。図１４は、シム３４５、アームアッシＡ、スライダギア４３等を示す断面図であって、シム３４５とアームアッシＡの出力アーム４２との摺動面へのオイルの供給を示す図である。図１５は、シム３４５の側面図である。

この例では、シム３４５とアームアッシＡの出力アーム４２との摺動面を、可変動弁機構における嵌め合い面（例えば、コントロールシャフト３２とロッカシャフト３３１との嵌め合い面、ロッカシャフト３３１とスライダギア４３との嵌め合い面、スライダギア４３とアームアッシＡとの嵌め合い面）等を潤滑するためのオイルを利用して潤滑するようにしている。上記各嵌め合い面へは、油路を通じてエンジン１０のオイルパンからオイルポンプにより動弁機構へ圧送されるオイルを供給するようにしているが、その油路を分岐させてシム３４５とアームアッシＡの出力アーム４２との摺動面にもオイルを供給するようにしている。

具体的に説明すると、シム３４５には、軸方向に貫通する貫通孔３４５ｃが形成されている。貫通孔３４５ｃは、シム３４５の油溝３４５ｂの少なくとも１箇所に設けられている。貫通孔３４５ｃは、油溝３４５ｂにオイルを供給するための供給口として設けられている。シム３４５の摺動面と反対側の面は、カムキャリア３２２の壁面に接している。カムキャリア３２２内部には、油路３２２ａが形成されており、この油路３２２ａは、ロッカシャフト３３１と面する給油入口３２２ｂからシム３４５と面する給油出口３２２ｃまで至っている。

給油出口３２２ｃは、油路３２２ａがシム３４５の貫通孔３４５ｃと互い連通するように、貫通孔３４５ｃと対応する位置に設けられている。一方、給油入口３２２ｂは、油路３２２ａがロッカシャフト３３１に形成された貫通孔３３１ｂと互いに連通するように、貫通孔３３１ｂと対応する位置に設けられている。ロッカシャフト３３１の貫通孔３３１ｂは、ロッカシャフト３３１の内外を径方向に貫通しており、この貫通孔３３１ｂを介して、コントロールシャフト３２とロッカシャフト３３１との嵌め合い面を潤滑しているオイルがカムキャリア３２２の給油入口３２２ｂから流入し、油路３２２ａに送られる。油路３２２ａに送られたオイルは、給油出口３２２ｃから流出し、シム３４５の貫通孔３４５ｃを介して油溝３４５ｂに供給される。なお、ロッカシャフト３３１には、ロッカシャフト３３１とスライダギア４３との嵌め合い面、スライダギア４３とアームアッシＡとの嵌め合い面等にオイルを供給するための貫通孔３３１ｃも複数形成されている。また、上述の例と同様に、アームアッシＡにかかるラジアル荷重は、一方向（図１４の矢印Ｙ方向）だけのアキシャル荷重となっているため、その荷重がかかる側のシムにのみ油溝および貫通孔を設け、同じく荷重がかかる側のカムキャリアにのみ油路を設けておけば十分である。したがって、ここでは、その荷重がかかる側のシム３４５にのみ油溝３４５ｂおよび貫通孔３４５ｃを設け、荷重がかかる側のカムキャリア３２２にのみ油路３２２ａを設けた例について説明している。

なお、図１６に示すように、ロッカシャフト３３１の外周に貫通孔３３１ｂに繋がる環状溝３３１ｄを形成し、環状溝３３１ｄを介してロッカシャフト３３１の貫通孔３３１ｂと、カムキャリア３２２の油路３２２ａとを連通するようにしてもよい。これにより、ロッカシャフト３３１の貫通孔３３１ｂとカムキャリア３２２の油路３２２ａとが径方向に一直線上に並んでいなくても、環状溝３３１ｄを介して、ロッカシャフト３３１の貫通孔３３１ｂからカムキャリア３２２の油路３２２ａへオイルを供給できる。したがって、ロッカシャフト３３１の組み付け時に、ロッカシャフト３３１の貫通孔３３１ｂとカムキャリア３２２の油路３２２ａとの位置合わせが不要となり、組み付け性を向上させることが可能となる。

このように、カムキャリア３２２の油路３２２ａ、シム３４５の貫通孔３４５ｃを通じてシム３４５の油溝３４５ｂにオイルが供給されるため、油溝３４５ｂのオイル保持性を向上させることができ、シム３４５とアームアッシＡの出力アーム４２との摺動面が常に潤滑されるようになっている。これにより、シム３４５とアームアッシＡの出力アーム４２との摺動面の摩耗を低減させて耐摩耗性を向上させることができる。したがって、アームアッシＡの予め位置調整した位置からの軸方向のずれを抑えることができ、結果として、各気筒間で吸気バルブ１４のバルブリフト量や作用角のばらつきを抑制することができる。なお、この例では、シム３４５に油溝３４５ｂと貫通孔３４５ｃとを設けて、貫通孔３４５ｃを介して油溝３４５ｂにオイルを積極的に供給してシム３４５とアームアッシＡの出力アーム４２との摺動面を潤滑するようにしたが、シム３４５に油溝３４５ｂを設けずに、貫通孔３４５ｃから摺動面に直接、オイルを供給して摺動面を潤滑することも可能である。

なお、以上では、入力アームの両側に出力アームが配置されているようなアームアッシを例に説明したが、例えば、入力アームの片側にだけ出力アームが配置されているようなアームアッシであれば、シムが入力アームと接する場合もあり得る。そこで、この場合には、以上述べたようなシムと出力アームとの互いの摺動面を潤滑させる場合と同様にして、シムと入力アームとの互いの摺動面を潤滑させることが可能である。

本発明にかかるエンジンの可変動弁機構を具体化した実施形態について、エンジンのシリンダヘッドを示す平面図である。 図１における（２）−（２）線に沿った断面図である。 可変動弁機構を示す斜視図である。 可変動弁機構を示す分解斜視図である。 スライダギア、ロッカシャフト、コントロールシャフト等を示す斜視図である。 可変動弁機構を示す水平破断斜視図である。 アームアッシの入力アームと出力アームとの相対位相差を最大にした場合の可変動弁機構の動作説明に用いる側面図である。 アームアッシの入力アームと出力アームとの相対位相差を最小にした場合の可変動弁機構の動作説明に用いる側面図である。 シムの取り付けを示す分解斜視図である。 図１における（１０）−（１０）線に沿った断面図である。 シムを示す側面図である。 シムの他の例を示す側面図である。 アームの他の例を示す側面図である。 シム、アームアッシ、スライダギア等を示す断面図である。 シムの他の例を示す側面図である。 ロッカシャフトの外周に環状溝を設けた例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ アームアッシ
１０ エンジン
１２ シリンダヘッド
１４ 吸気バルブ
１６ 吸気カムシャフト
１７ 吸気カム
２１ 隔壁
２２ カムキャリア
２７ ローラロッカーアーム
３０ 可変動弁機構
３１ ロッカシャフト
３２ コントロールシャフト
４０ バルブリフト機構
４１ 入力アーム
４２ 出力アーム
４３ スライダギア
４５ シム
４５ｂ 油溝

Claims (6)

1. 軸方向に駆動されるコントロールシャフトと、
   コントロールシャフトに連動して軸方向に駆動されるスライダと、
   エンジンのシリンダヘッドに設けられた隔壁間に配設されるアームアッシとを備え、
   アームアッシには、スライダの外周面に形成されたヘリカルスプラインと係合し、カムシャフトからの力を受ける入力アームと、スライダの外周面に、入力アームと係合するヘリカルスプラインとは異なる方向に形成されたヘリカルスプラインと係合し、エンジンのエンジンバルブをリフトさせる出力アームとが設けられており、
   シリンダヘッドの隔壁とアームアッシのアームとの間には、アームアッシとスライダとの相対位置を調整する位置調整部材が配設されている可変動弁機構において、
   前記アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位の少なくとも一方には、油溜めが設けられていることを特徴とする可変動弁機構。
2. 前記油溜めは、アームアッシのアームおよび位置調整部材の互いに接する部位の一部に設けられる凹みであることを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構。
3. 前記凹みは、溝または条痕であるであることを特徴とする請求項２に記載の可変動弁機構。
4. 前記油溜めは、油溜めの形状に対応する凸部が設けられた焼結型によって形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の可変動弁機構。
5. 前記位置調整部材には、貫通孔が設けられ、貫通孔は、位置調整部材と接する隔壁に設けられた油路と連通され、隔壁の油路および位置調整部材の貫通孔を通じて、前記油溜めにオイルが供給されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の可変動弁機構。
6. 軸方向に駆動されるコントロールシャフトと、
   コントロールシャフトに連動して軸方向に駆動されるスライダと、
   エンジンのシリンダヘッドに設けられた隔壁間に配設されるアームアッシとを備え、
   アームアッシには、スライダの外周面に形成されたヘリカルスプラインと係合し、カムシャフトからの力を受ける入力アームと、スライダの外周面に、入力アームと係合するヘリカルスプラインとは異なる方向に形成されたヘリカルスプラインと係合し、エンジンのエンジンバルブをリフトさせる出力アームとが設けられており、
   シリンダヘッドの隔壁とアームアッシのアームとの間には、アームアッシとスライダとの相対位置を調整する位置調整部材が配設されている可変動弁機構において、
   前記位置調整部材には、貫通孔が設けられ、貫通孔は、位置調整部材と接する隔壁に設けられた油路と連通され、隔壁の油路および位置調整部材の貫通孔を通じて、アームアッシのアームと位置調整部材との互いに接する部位にオイルが供給されることを特徴とする可変動弁機構。

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