JP2007120360A - バルブ特性変更機構の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】熱膨張によるバルブ特性の変化を抑制することのできるバルブ特性変更機構の支持構造を提供する。
【解決手段】バルブ特性変更機構２０は、コントロールシャフト２２と、その軸方向位置を調整する作動機構２３と、コントロールシャフト２２に対する相対位置に応じて機関バルブのバルブ特性を変更する変更機構本体３０とを備える。作動機構２３はシリンダヘッド１２に固定され、変更機構本体３０はシリンダヘッド１２に支持される。コントロールシャフト２２はシリンダヘッド１２よりも熱膨張係数の小さい材料により形成される。シリンダヘッド１２の基準位置に制限部材４０ａ〜４０ｄが固定される。制限部材４０ａ〜４０ｄはシリンダヘッド１２よりも熱膨張係数の小さい材料によって形成される。制限部材４０ａ〜４０ｄはその一端が上記基準位置から遠い側における変更機構本体３０の側部と当接する形状に延設される。
【選択図】図８

Description

本発明は、変更機構本体に対するコントロールシャフトの軸方向位置の調整を通じて機関バルブのバルブ特性を変更するバルブ特性変更機構の支持構造に関するものである。

従来、バルブ特性変更機構としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
図１１に、上記バルブ特性変更機構の構成を示す。同図１１に示すようにバルブ特性変更機構１００は、カムシャフト１０１のカム１０２と機関バルブ１０３を直接的に駆動するロッカアーム１０４との間に介設された変更機構本体１０５を備えて構成されている。この変更機構本体１０５は支持パイプ１０６に揺動可能に配設されており、支持パイプ１０６の内部には軸方向に移動可能にコントロールシャフト１０７が挿通されている。

一方、変更機構本体１０５は、支持パイプ１０６にそれぞれ揺動可能に軸支された揺動アーム１０８および入力アーム１０９を備えて構成されている。入力アーム１０９には、カム１０２に当接されるローラ１１０が設けられ、揺動アーム１０８には、ロッカアーム１０４に当接されるノーズ部１１１が設けられている。

なお入力アーム１０９のローラ１１０は、ロストモーションスプリング１１２の付勢力によってカム１０２に押圧されている。またロッカアーム１０４は、機関バルブ１０３のバルブスプリング１１３によって、揺動アーム１０８のノーズ部１１１に押圧されている。

図１２に、変更機構本体１０５およびその周辺部の断面構造を示す。同図１２に示すように、変更機構本体１０５の内部には、スライダギア１１４が配設されている。スライダギア１１４は、支持パイプ１０６に揺動可能かつ軸方向に移動可能に配設されている。またスライダギア１１４は、コントロールシャフト１０７に接続されており、同コントロールシャフト１０７とともに軸方向に移動されるようになっている。こうしたスライダギア１１４に対して、変更機構本体１０５の揺動アーム１０８および入力アーム１０９は、それぞれ歯すじの傾斜方向の異なるギアを通じて係合されている。

なお支持パイプ１０６は内燃機関のシリンダヘッドに形成された支持壁１１５に固定されており、上記変更機構本体１０５は二つの支持壁１１５の間に配設されている。各支持壁１１５と変更機構本体１０５との間にはそれぞれシム１１６が介設されており、それらにより上記コントロールシャフト１０７の軸方向への変更機構本体１０５の移動が制限されるようになっている。

そのため、コントロールシャフト１０７がスライダギア１１４と共に軸方向に移動すると、揺動アーム１０８および入力アーム１０９とスライダギア１１４とが軸方向に相対変位されることになる。このとき、上記のようなギアの歯すじの傾斜方向の差違により、揺動アーム１０８と入力アーム１０９とは、支持パイプ１０６の軸回りにおいて互いに異なる方向に回動されることになる。その結果、図１３に示すように、入力アーム１０９のローラ１１０と揺動アーム１０８のノーズ部１１１との挟み角θが拡大／縮小されるようになる。なお、図１３にあって（ａ）は上記挟み角θが小さくされたときの変更機構本体１０５の状態を、（ｂ）は同挟み角θが大きくされたときの変更機構本体１０５の状態をそれぞれ示している。

ここで変更機構本体１０５は、カム１０２の押し下げによって一定角度だけ揺動する。このとき、図１３から明らかなように、上記挟み角θが大きい場合には（同図（ｂ））、同挟み角θが小さい場合と比較して（同図（ａ））、ロッカアーム１０４とノーズ部１１１の下面１１１ａとが当接するようになる揺動角範囲が大きくなる。そのため、上記挟み角θが大きくされるほど、カム１０２の押し下げに対してロッカアーム１０４が大きく揺動されるようになり、ひいては機関バルブ１０３が大きく開かれるようになる。すなわち機関バルブ１０３の最大リフト量や開弁期間が増大されるようになる。

したがってこのバルブ特性変更機構１００では、例えば油圧式や電気式等のアクチュエータを用いてコントロールシャフト１０７の軸方向の移動位置を変化させることで、それに連動して機関バルブ１０３のバルブ特性を調整することができる。

このようなコントロールシャフト１０７の軸方向の移動位置に応じて機関バルブ１０３のバルブ特性を調整するバルブ特性変更機構１００では、内燃機関のシリンダヘッド上でのコントロールシャフト１０７の軸方向における変更機構本体１０５の組み付け位置に極めて高い精度が必要とされる。これは、そうした組み付け位置の精度が低いと、入力アーム１０９や揺動アーム１０８とスライダギア１１４との軸方向の相対位置関係が所望の関係からずれてしまい、所望のバルブ特性が得られなくなってしまうためである。ちなみに、変更機構本体１０５の上記コントロールシャフト１０７の軸方向における組み付け位置決めは、変更機構本体１０５とシリンダヘッドの支持壁１１５との間に挿入される上記シム１１６の厚さ調整を通じて行われるようになっている。
特開２００１−２６３０１５号公報

ところで内燃機関のシリンダヘッドがアルミニウム系材料によって形成されることが多いのに対して、バルブ特性変更機構１００のコントロールシャフト１０７は鉄系材料によって形成される。アルミニウム系材料の熱膨張係数は鉄系材料の熱膨張係数と比べて大きいために、内燃機関が高温になると、シリンダヘッドの熱膨張量がコントロールシャフト１０７の熱膨張量と比較して大きくなる。そのように熱膨張量に差が生じると、これがコントロールシャフト１０７に設けられるスライダギア１１４とシリンダヘッドに支持される変更機構本体１０５（揺動アーム１０８や入力アーム１０９）との相対位置関係を変化させるようになる。したがってバルブ特性変更機構１００では、たとえ製造時において変更機構本体１０５の組み付け位置を十分に高い精度で調整したとしても、機関温度の変化に伴って前記相対位置関係が変化してしまい、所望のバルブ特性が得られなくなると云える。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱膨張によるバルブ特性の変化を抑制することのできるバルブ特性変更機構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説明する。
請求項１に記載の発明は、シリンダヘッドよりも熱膨張係数の小さい材料により形成されて同シリンダヘッドに対して軸方向に移動可能に配設されるコントロールシャフトと、前記シリンダヘッドに固定されて前記コントロールシャフトの軸方向における位置を調整する作動機構と、同作動機構と離間した位置において前記軸方向への移動が制限された状態で前記シリンダヘッドに支持されて前記コントロールシャフトに対する相対位置に応じて機関バルブのバルブ特性を変更する変更機構本体とを備えるバルブ特性変更機構の支持構造において、前記シリンダヘッドよりも熱膨張係数の小さい材料によって形成された制限部材が同シリンダヘッドの基準位置に固定され、前記制限部材はその一端が前記基準位置から遠い側における前記変更機構本体の側部と当接する形状に延設されてなることをその要旨とする。

上記構成では、機関温度が上昇した場合、シリンダヘッドの熱膨張に伴って変更機構本体が作動機構の固定位置から離間する方向に移動する一方、コントロールシャフトの熱膨張に伴って同コントロールシャフトが作動機構との接続部分を支点に伸長する。

上記構成によれば、そうした機関温度の上昇に際して、シリンダヘッドより熱膨張係数の低い材料によって形成された制限部材によって、同シリンダヘッドに支持されている変更機構本体の基準位置から離間する方向への移動を抑制することができるようになる。したがって、シリンダヘッドおよびコントロールシャフトの熱膨張量差に起因する変更機構本体とコントロールシャフトとの相対位置関係の変化、ひいてはバルブ特性の変化を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に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、前記基準位置は前記シリンダヘッドの前記軸方向における前記コントロールシャフトと前記作動機構との接続部分にあたる位置であることをその要旨とする。

上記構成によれば、機関温度の上昇に際して、コントロールシャフトおよび制限部材が前記軸方向においてともに、上記基準位置を支点に伸長するようになる。したがって、基準位置が上記接続部分にあたる位置と異なる位置に設定される構成と比較して、機関温度の上昇に伴うコントロールシャフトに対する制限部材の相対位置の変化を把握し易く、前記相対位置関係の変化を抑制するための制限部材の伸長度合いの設定を容易に行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、前記コントロールシャフトと前記制限部材とは同一の材料によって形成されてなることをその要旨とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、前記コントロールシャフトと前記制限部材とは熱膨張係数の等しい材料によって形成されてなることをその要旨とする。

上記請求項３または４に記載の構成によれば、コントロールシャフトの伸長度合いと制限部材の伸長度合いとを一致させることができ、上記相対位置関係の変化を的確に抑制することができる。

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バルブ特性変更機構の支持構造において、当該バルブ特性変更機構は複数の気筒を有する内燃機関に搭載されるものであって、気筒毎に設けられる前記変更機構本体が共通の前記コントロールシャフトおよび前記作動機構によって作動されるものであり、前記制限部材は全ての前記変更機構本体に対応して設けられることをその要旨とする。

ここで複数の気筒を有する内燃機関に搭載されて、気筒毎に設けられる変更機構本体が共通のコントロールシャフトおよび作動機構によって作動される構成にあっては、機関温度が上昇した場合に、コントロールシャフトに対する変更機構本体の相対移動量が前記接続部分からの距離が遠い気筒に対応する変更機構本体ほど大きくなるため、気筒間においてバルブ特性にばらつきが生じてしまう。

この点、上記構成によれば、同じ位置を基準位置として同基準位置から離間する方向への各変更機構本体の移動を抑制することができ、それら変更機構本体の相対移動量のばらつき、ひいては気筒間におけるバルブ特性のばらつきを抑制することができる。

なお上記構成は、請求項６によるように、前記制限部材を変更機構本体毎に各別に設けることにより実現することができる。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、前記制限部材はボルト締結によって前記シリンダヘッドに固定されるものであり、該制限部材にはボルト締結用の孔として前記軸方向に延びる長孔が形成されることをその要旨とする。

上記構成によれば、制限部材に形成された長孔内でのボルト締結位置の変更を通じて、変更機構本体および制限部材の当接位置と基準位置との距離を調節することができ、これによりコントロールシャフトの軸方向における変更機構本体の組み付け位置決めを行うことができる。したがって、制限部材と位置調整用の部材とが各別に設けられる構成と比較して、簡素な構成をもって変更機構本体の組み付け位置決めを行うことができる。

請求項８に記載の発明は、請求項５に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、前記制限部材は、各変更機構本体に対応するものが一体形成されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、変更機構本体毎に各別に制限部材が設けられる構成と比較して、簡素な構成をもってバルブ特性のばらつきを抑制することができる。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、前記制限部材には位置調整部材が、前記変更機構本体の側部と制限部材との間に位置するように前記変更機構本体毎に取り付けられることをその要旨とする。

上記構成によれば、各変更機構本体に対応するものが一体形成された制限部材が設けられるバルブ特性変更機構において、コントロールシャフトの軸方向における各変更機構本体の組み付け位置決めを変更機構本体毎に行うことができる。

以下、本発明にかかるバルブ特性変更機構の支持構造を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態にかかるバルブ特性変更機構が搭載される内燃機関の平面構造を示す。

同図１に示すように、内燃機関１０は、複数（本実施の形態では４つ）の気筒１１を備えている。内燃機関１０のシリンダヘッド１２には、機関バルブ１３が気筒１１毎に設けられている。シリンダヘッド１２の機関バルブ１３近傍には、カムシャフト１４が設けられている。このカムシャフト１４には、各気筒１１と対応する位置にカム１５が設けられている。

カムシャフト１４は、上記シリンダヘッド１２における各気筒１１を挟む位置にそれぞれ形成された複数の支持壁１６に回転可能な状態で支持されている。カムシャフト１４は、タイミングチェーン１７を介してクランクシャフト（図示略）に駆動連結されている。シリンダヘッド１２の上記カムシャフト１４近傍には、各機関バルブ１３のバルブ特性（最大リフト量および開弁期間）を連続的に変更するバルブ特性変更機構２０が設けられている。

このバルブ特性変更機構２０は、カムシャフト１４のトルクを通じて機関バルブ１３をリフトさせる変更機構本体３０を気筒１１毎に備えている。各変更機構本体３０は隣り合う支持壁１６間にそれぞれ配置されている。

図２に本実施の形態にかかるバルブ特性変更機構２０の一部を拡大して示す。
同図２に示すように、シリンダヘッド１２（詳しくは、上記支持壁１６）には、中空円筒状の支持パイプ２１が固定されている。支持パイプ２１の内部には、軸方向に移動可能にコントロールシャフト２２が挿通されている。コントロールシャフト２２の一端は作動機構２３に接続されており、同作動機構２３はシリンダヘッド１２の端部に固定されている。なお作動機構２３はアクチュエータや、同アクチュエータとコントロールシャフト２２とを連結するギア機構などにより構成される。そして、この作動機構２３の作動制御を通じてコントロールシャフト２２の軸方向における位置が調整されるようになっている。なお上記シリンダヘッド１２はアルミニウム系の材料によって形成されており、上記コントロールシャフト２２は鉄系材料によって形成されている。

一方、支持パイプ２１には、気筒１１毎に、それぞれ二つの支持壁１６に挟まれるように変更機構本体３０が配設されている。変更機構本体３０は、支持パイプ２１に揺動可能に軸支されている。変更機構本体３０を挟持する二つの支持壁１６のうちの作動機構２３側の支持壁と同変更機構本体３０との間には、コントロールシャフト２２の軸方向における同変更機構本体３０の組み付け位置を調整するための調整シム１８が介設されている。

以下、図３を併せ参照して変更機構本体３０の構成を説明する。
同図３に示すように変更機構本体３０は、入力アーム３１、その両側にそれぞれ設けられた二つの揺動アーム３２、それら入力アーム３１および揺動アーム３２の内部に配設されたスライダギア３３を備えて構成されている。

スライダギア３３は、揺動可能かつ軸方向に移動可能に上記支持パイプ２１に軸支されている。またスライダギア３３は、ピン３４を介して上記コントロールシャフト２２に接続されており、コントロールシャフト２２と共に軸方向に移動されるようになっている。スライダギア３３の中央部分の外周にはヘリカルスプライン３５が形成されている。またスライダギア３３の両側部分の外周には、上記ヘリカルスプライン３５とは歯すじの傾斜方向の異なるヘリカルスプライン３６がそれぞれ形成されている（同図３にはそのうちの片方のみを示す）。

入力アーム３１は、スライダギア３３の中央部分の外周に形成されたヘリカルスプライン３５に外挿されている。入力アーム３１の内周にはヘリカルスプライン３７が形成されており、上記スライダギア３３の中央部分のヘリカルスプライン３５に噛み合わされている。また入力アーム３１には、前記カムシャフト１４のカム１５（図１参照）と当接されるローラ３８が設けられている。

二つの揺動アーム３２は、スライダギア３３の両側部分の外周に形成されたヘリカルスプライン３６にそれぞれ外挿されている。各揺動アーム３２の内周にはヘリカルスプライン３９が形成されており、上記スライダギア３３の両側部分のヘリカルスプライン３６にそれぞれ噛み合わされている。また各揺動アーム３２には、その外方に向けてノーズ部３２ａが突出形成されている。このノーズ部３２ａの下面は、機関バルブ１３を直接的に駆動させるロッカアームに当接されるようになっている。

これら入力アーム３１、両揺動アーム３２およびスライダギア３３は、各ヘリカルスプライン３５，３６，３７，３９の噛み合いを通じて、一体となって揺動するようになっている。ちなみに入力アーム３１は、ロストモーションスプリング（図示略）によって前記カム１５に常時押圧されるようになっており、またロッカアームは、機関バルブ１３を閉弁側に付勢するバルブスプリング（図示略）によって上記揺動アーム３２のノーズ部３２ａの下面に常時押圧されるようになっている。なお各変更機構本体３０は、上記バルブスプリングの付勢力によって、変更機構本体３０に対応する二つの支持壁１６のうちの一方の支持壁１６側（本実施の形態では、コントロールシャフト２２（図１参照）および作動機構２３の接続部分から遠い側の支持壁１６側）に押し付けられる方向に付勢されている。

次に、こうしたバルブ特性変更機構２０の作動態様を説明する。
カムシャフト１４の回転に応じたカム１５の押圧により、入力アーム３１のローラ３８が押し下げられると、変更機構本体３０を構成する入力アーム３１、両揺動アーム３２およびスライダギア３３は一体となって下方へと揺動されるようになる。この下方への揺動に応じて揺動アーム３２のノーズ部３２ａは、ロッカアームを押圧してこれを押し下げることで、機関バルブ１３を開かせる。一方、カム１５の押圧が無くなると、ロストモーションスプリングの付勢力により、ローラ３８とカム１５との当接を保持するように、入力アーム３１、両揺動アーム３２およびスライダギア３３は一体となって上方に揺動されるようになる。これにより、ノーズ部３２ａのロッカアームへの押圧も無くなり、機関バルブ１３はバルブスプリングの付勢力により、閉じられるようになる。

さて作動機構２３の作動によってコントロールシャフト２２が軸方向に移動されると、各気筒１１に対応する変更機構本体３０のスライダギア３３がコントロールシャフト２２と共に軸方向に移動されるようになる。このとき、入力アーム３１および両揺動アーム３２は、それらの両側に配設された支持壁１６や調整シム１８によって上記コントロールシャフト２２の軸方向への移動が制限されていることから、各ヘリカルスプライン３５，３６，３７，３９の噛み合いを通じて支持パイプ２１の軸回りに回動されることとなる。そしてこのときの入力アーム３１は、ヘリカルスプライン３５，３７とヘリカルスプライン３６，３９との歯すじの傾斜方向の違いのため、両揺動アーム３２とは反対方向に回動されることになる。これにより上記カム１５に当接されるローラ３８とロッカアームに当接されるノーズ部３２ａとの、支持パイプ２１の軸回りにおける挟み角が変化するようになる。

こうしてローラ３８とノーズ部３２ａとの間の挟み角が変化すると、上記ロッカアームとノーズ部３２ａの下面とが当接するようになる揺動角範囲が変化して、ノーズ部３２ａによるロッカアームの押し下げ態様（押し下げ量や押し下げ期間）が変化し、ひいては機関バルブ１３のバルブ特性（最大リフト量や開弁期間）が変化することになる。このように本実施の形態にかかるバルブ特性変更機構２０は、コントロールシャフト２２に対する変更機構本体３０の相対位置に応じて機関バルブ１３のバルブ特性を調整するように構成されている。

ここで内燃機関１０の運転に伴ってその温度が上昇すると、変更機構本体３０が、シリンダヘッド１２の熱膨張に伴って作動機構２３の固定位置から離間する方向に移動するようになる。その一方で、コントロールシャフト２２が、その熱膨張に伴って作動機構２３との接続部分を支点に伸長するようになる。

本実施の形態にあっては、変更機構本体３０がシリンダヘッド１２の上記作動機構２３と離間した位置において支持されており、同シリンダヘッド１２が上記コントロールシャフト２２の形成材料（鉄系材料）よりも熱膨張係数の大きい材料（アルミニウム系材料）によって形成されている。そのため機関温度が上昇した際に、コントロールシャフト２２の伸長度合いと比較して変更機構本体３０の移動度合いが大きくなり、同変更機構本体３０が、コントロールシャフト２２に対して上記接続部分から離間する方向に相対移動するようになる。そして、このようにコントロールシャフト２２と変更機構本体３０との相対位置関係が変化すると、機関バルブ１３のバルブ特性が不要に変化し、所望のバルブ特性が得られなくなってしまう。

この点をふまえ、本実施の形態にかかるバルブ特性変更機構２０にあっては、各変更機構本体３０に対応して制限部材４０（図１参照）をそれぞれ設けることにより、そうした変更機構本体３０の相対移動を抑制するようにしている。

以下、各制限部材４０の具体的な構成について説明する。
先ず、図４を参照しつつ、各制限部材４０の基本形状について説明する。
なお図４は作動機構２３に最も近い変更機構本体３０に対応する制限部材４０（詳しくは、制限部材４０ａ）を示している。

同図４に示すように、制限部材４０は直線状に延びる平板形状に形成されたアーム部４１を備えている。アーム部４１の一端には馬蹄形状の当接部４２が一体形成されており、他端には取り付け孔４３が形成されている。なお、取り付け孔４３としてはアーム部４１の延設方向に延びる長孔が形成される。また制限部材４０はコントロールシャフト２２と同一の材料（鉄系材料）によって形成されている。

次に、図５〜図７を併せ参照して、各制限部材４０の形状の相違について説明する。
なお図５〜図７は、上記制限部材４０ａ（図４）以外の制限部材４０を上記作動機構２３に近い順に（図５の制限部材４０ｂ→図６の制限部材４０ｃ→図７の制限部材４０ｄ）それぞれ示している。本実施の形態では、作動機構２３から遠い変更機構本体３０に対応する制限部材４０ほど、アーム部４１が長く形成されている（Ｌａ（図４）＜Ｌｂ（図５）＜Ｌｃ（図６）＜Ｌｄ（図７））。

図８に、本実施の形態にかかるバルブ特性変更機構２０の支持構造を概略的に示す。
同図８に示すように、各制限部材４０は、その取り付け孔４３を通じたボルト締結によってシリンダヘッド１２の基準位置に固定される。この固定に際して各制限部材４０は、その一端（詳しくは、当接部４２）が上記基準位置から遠い側における変更機構本体３０の側部と当接するように固定される。なお上記基準位置は、シリンダヘッド１２の上記コントロールシャフト２２の軸方向における上記接続部分にあたる位置である。

ここで本実施の形態では、各制限部材４０の取り付けに際して、各変更機構本体３０の組み付け位置決めが行われる。
各制限部材４０のアーム部４１の長さは、その当接部４２と取り付け孔４３との距離Ｌａ（図４），Ｌｂ（図５），Ｌｃ（図６），Ｌｄ（図７）が、対応する変更機構本体３０の上記基準位置から遠い側の側部と上記基準位置との距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４（図８）とほぼ等しくなるようにそれぞれ設定される。そして、各制限部材４０の取り付けに際しては、機関バルブ１３のバルブ特性が所望の特性になるように、取り付け孔４３内でのボルト締結位置の変更を通じて当接部４２と上記基準位置との距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が各別に調節される。

なお本実施の形態のバルブ特性変更機構２０は、上記バルブスプリングの付勢力によって、各変更機構本体３０が対応する制限部材４０（詳しくは、その当接部４２）側に付勢される構造である。そのため、上記距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の調節を通じて、基準位置と各変更機構本体３０との距離を調節することができ、各変更機構本体３０の組み付け位置決めを行うことができる。

以下、制限部材４０を設けることによる作用について説明する。
機関温度が上昇してシリンダヘッド１２が熱膨張すると、それに伴って各変更機構本体３０が基準位置から離間する方向に移動しようとする。

本実施の形態では、基準位置に固定された制限部材４０の当接部４２が上記基準位置から遠い側の変更機構本体３０の側部に当接している。また同制限部材４０はシリンダヘッド１２よりも熱膨張係数の低い材料によって形成されている。

そのため、機関温度の上昇に際して各変更機構本体３０の上記離間する方向への移動が、シリンダヘッド１２よりも熱膨張量の小さい制限部材４０によって制限されるようになる。詳しくは、制限部材４０が設けられない場合と比較して、各変更機構本体３０の移動量が抑制されて、各変更機構本体３０がシリンダヘッド１２に対して上記基準位置に近づく方向に相対移動されるようになる。これにより、シリンダヘッド１２およびコントロールシャフト２２の熱膨張量差に起因する変更機構本体３０とコントロールシャフト２２との相対位置関係の変化が抑制される。

ちなみにバルブ特性変更機構２０にあっては、入力アーム３１や揺動アーム３２を円滑に揺動させるために、上記基準位置に近い側の支持壁１６（詳しくは、調整シム１８）と揺動アーム３２との間や、入力アーム３１と揺動アーム３２との間に、若干の間隙が設けられている。各変更機構本体３０は、上記各間隙（主に上記接続部分に近い側の支持壁１６と揺動アーム３２との間隙）を狭くするように相対移動される。

また本実施の形態では、シリンダヘッド１２の前記軸方向における上記接続部分にあたる位置を基準位置としており、機関温度の上昇に際してコントロールシャフト２２および制限部材４０が前記軸方向においてともに上記基準位置を支点に伸長する。こうした構成は、基準位置が上記接続部分にあたる位置とは異なる位置とされる構成と比較して、機関温度の上昇に伴うコントロールシャフト２２に対する制限部材４０（詳しくは、その当接部４２）の相対位置の変化を把握し易い。そのため、例えば制限部材４０の形状や形成材料の設定等、前記相対位置関係の変化を抑制するための制限部材４０の伸長度合いの設定を容易に行うことができる。

さらに本実施の形態では、コントロールシャフト２２と制限部材４０とを同一の材料（鉄系材料）によって形成している。そのため、上記接続部分を支点に伸長するコントロールシャフト２２の伸長度合いと上記基準位置を支点に伸長する制限部材４０の伸長度合いとを一致させることができ、熱膨張量の差に起因する相対位置関係の変化を的確に抑制することができる。

ここで上記バルブ特性変更機構２０にあっては、内燃機関１０の気筒１１毎に設けられる変更機構本体３０が共通のコントロールシャフト２２および作動機構２３によって作動される。そのため、機関温度が上昇した場合に、コントロールシャフト２２に対する変更機構本体３０の相対移動量が前記接続部分からの距離が遠い気筒に対応する変更機構本体３０ほど大きくなり、気筒間においてバルブ特性にばらつきが生じてしまう。

本実施の形態では、同じ位置（上記基準位置）に各制限部材４０が固定され、それら制限部材４０によって基準位置から離間する方向への各変更機構本体３０の移動が各別に抑制される。そのため、同じ位置を基準に各変更機構本体３０の移動が抑制され、それら変更機構本体３０の相対移動量のばらつき、ひいては気筒１１間におけるバルブ特性のばらつきが抑制される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）シリンダヘッド１２よりも熱膨張係数の小さい材料によって形成された制限部材４０を同シリンダヘッド１２の基準位置に固定し、同制限部材４０を、その一端が基準位置から遠い側における変更機構本体３０の側部と当接する形状に延設するようにした。そのため、シリンダヘッド１２およびコントロールシャフト２２の熱膨張量差に起因する変更機構本体３０とコントロールシャフト２２との相対位置関係の変化、ひいてはバルブ特性の変化を抑制することができるようになる。

（２）シリンダヘッド１２の前記軸方向における前記接続部分にあたる位置を基準位置としたために、前記相対位置関係の変化を抑制するための制限部材４０の伸長度合いの設定を容易に行うことができる。

（３）コントロールシャフト２２と制限部材４０とを同一の材料によって形成するようにした。そのため、コントロールシャフト２２の伸長度合いと制限部材４０の伸長度合いとを一致させることができ、上記相対位置関係の変化を的確に抑制することができる。

（４）制限部材４０を変更機構本体３０毎に各別に設けるようにしたために、同じ位置を基準位置として同基準位置から離間する方向への各変更機構本体３０の移動を抑制することができ、それら変更機構本体３０の相対移動量のばらつき、ひいては気筒間におけるバルブ特性のばらつきを抑制することができる。

（５）アーム部４１の延設方向（取り付け状態では前記軸方向）に延びる長孔を取り付け孔４３として制限部材４０に形成し、同取り付け孔４３を通じたボルト締結によって制限部材４０をシリンダヘッド１２に固定するようにした。そのため、取り付け孔４３内でのボルト締結位置の変更を通じて、コントロールシャフト２２の軸方向における変更機構本体３０の組み付け位置決めを行うことができる。したがって、制限部材４０と位置調整用の部材とが各別に設けられる構成と比較して、簡素な構成をもって変更機構本体３０の組み付け位置決めを行うことができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・各制限部材４０ａ〜４０ｄに取り付け孔４３として長孔を形成することに代えて、円孔を形成するようにしてもよい。この場合、各制限部材４０ａ〜４０ｄについて、それぞれアーム部４１の長さ（Ｌａ〜Ｌｄ）が若干異なるものを複数用意し、それらの一つを選択的に取り付けるようにすればよい。これにより、各変更機構本体３０の組み付け位置決めを行うことができる。

・各変更機構本体３０に対応して各別に制限部材４０ａ〜４０ｄを設けることに代えて、図９に示すように、各変更機構本体３０に対応するものを一体形成した制限部材５０を設けるようにしてもよい。この場合、図１０に示すように、制限部材５０に位置調整部材としての調整シム６０を、変更機構本体３０の側部と当接部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄとの間に位置するように変更機構本体３０毎に取り付けることが望ましい。同構成によれば、各変更機構本体３０に対して厚さの異なる複数種類の調整シム６０のうちの一つを選択的に取り付けることにより、コントロールシャフト２２の軸方向における各変更機構本体３０の組み付け位置決めを変更機構本体３０毎に行うことができる。なお、各変更機構本体３０の組み付け位置決めは、取り付け孔５３（図９）と各当接部５２ａ〜５２ｄとの距離（Ｌａ〜Ｌｂ）の異なる複数種類の制限部材５０を用意し、それらを選択的に取り付けることによっても行うことができる。

・コントロールシャフト２２および制限部材として同一の材料によって形成したものを用いる必要はない。それらコントロールシャフト２２および制限部材として熱膨張係数の等しい材料によって形成したものを用いることにより、コントロールシャフト２２の伸長度合いと制限部材の伸長度合いとを一致させることができる。

またコントロールシャフト２２および制限部材として熱膨張係数の等しい材料によって形成したものを用いる必要もない。コントロールシャフト２２および制限部材として熱膨張係数の近い材料によって形成したものを用いることにより、コントロールシャフト２２の伸長度合いと制限部材の伸長度合いとをほぼ一致させることができ、上記相対位置関係の変化を抑制することができる。その他、シリンダヘッド１２の形成材料と比較して熱膨張係数の小さい材料によって形成した制限部材を用いることによっても、機関温度の上昇に際して各変更機構本体３０をシリンダヘッド１２に対して前記基準位置に近づく方向に相対移動させることができ、上記相対位置関係の変化を抑制することができる。

・上記実施の形態では、シリンダヘッド１２の前記コントロールシャフト２２の軸方向における前記接続部分にあたる位置を基準位置としたが、それ以外の位置を基準位置としてもよい。同構成によっても、上記（１）に記載の効果を得ることはできる。なお同構成において、例えば前記接続部分にあたる位置近傍の位置を基準位置とすることにより、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

・前記制限部材は、全ての変更機構本体３０に対応して設ける必要はない。複数の変更機構本体３０のうちの一つ、或いは幾つかに対応して制限部材を設けるようにしてもよい。

・本発明は、複数の気筒を備えた内燃機関に限らず、単気筒の内燃機関に適用することもできる。

本発明を具体化した一実施の形態にかかるバルブ特性変更機構が搭載される内燃機関の平面構造を示す平面図。 同バルブ特性変更機構の一部およびその周辺の平面構造を示す平面図。 同バルブ特性変更機構に採用される変更機構本体の斜視断面図。 制限部材の斜視構造を示す斜視図。 制限部材の斜視構造を示す斜視図。 制限部材の斜視構造を示す斜視図。 制限部材の斜視構造を示す斜視図。 バルブ特性変更機構の支持構造を概略的に示す略図。 本発明の他の実施の形態にかかる制限部材の斜視構造を示す斜視図。 他の実施の形態にかかるバルブ特性変更機構の支持構造を概略的に示す略図。 従来のバルブ特性変更機構およびその周辺の側面構造を示す側面図。 同バルブ特性変更機構に採用される変更機構本体およびその周辺の断面構造を示す断面図。 （ａ），（ｂ）同バルブ特性変更機構の作動態様を示す側面図。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…気筒、１２…シリンダヘッド、１３…機関バルブ、１４…カムシャフト、１５…カム、１６…支持壁、１７…タイミングチェーン、１８…調整シム、２０…バルブ特性変更機構、２１…支持パイプ、２２…コントロールシャフト、２３…作動機構、３０…変更機構本体、３１…入力アーム、３２…揺動アーム、３２ａ…ノーズ部、３３…スライダギア、３４…ピン、３５，３６，３７，３９…ヘリカルスプライン、３８…ローラ、４０（４０ａ〜４０ｄ），５０…制限部材、４１…アーム部、４２，５２…当接部、４３，５３…取り付け孔、６０…調整シム。

Claims (9)

1. シリンダヘッドよりも熱膨張係数の小さい材料により形成されて同シリンダヘッドに対して軸方向に移動可能に配設されるコントロールシャフトと、前記シリンダヘッドに固定されて前記コントロールシャフトの軸方向における位置を調整する作動機構と、同作動機構と離間した位置において前記軸方向への移動が制限された状態で前記シリンダヘッドに支持されて前記コントロールシャフトに対する相対位置に応じて機関バルブのバルブ特性を変更する変更機構本体とを備えるバルブ特性変更機構の支持構造において、
   前記シリンダヘッドよりも熱膨張係数の小さい材料によって形成された制限部材が同シリンダヘッドの基準位置に固定され、前記制限部材はその一端が前記基準位置から遠い側における前記変更機構本体の側部と当接する形状に延設されてなる
   ことを特徴とするバルブ特性変更機構の支持構造。
2. 請求項１に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、
   前記基準位置は前記シリンダヘッドの前記軸方向における前記コントロールシャフトと前記作動機構との接続部分にあたる位置である
   ことを特徴とするバルブ特性変更機構の支持構造。
3. 請求項１または２に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、
   前記コントロールシャフトと前記制限部材とは同一の材料によって形成されてなる
   ことを特徴とするバルブ特性変更機構の支持構造。
4. 請求項１または２に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、
   前記コントロールシャフトと前記制限部材とは熱膨張係数の等しい材料によって形成されてなる
   ことを特徴とするバルブ特性変更機構の支持構造。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、
   当該バルブ特性変更機構は複数の気筒を有する内燃機関に搭載されるものであって、気筒毎に設けられる前記変更機構本体が共通の前記コントロールシャフトおよび前記作動機構によって作動されるものであり、前記制限部材は全ての前記変更機構本体に対応して設けられる
   ことを特徴とするバルブ特性変更機構の支持構造。
6. 請求項５に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、
   前記制限部材は前記変更機構本体毎に各別に設けられる
   ことを特徴とするバルブ特性変更機構の支持構造。
7. 請求項６に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、
   前記制限部材はボルト締結によって前記シリンダヘッドに固定されるものであり、該制限部材にはボルト締結用の孔として前記軸方向に延びる長孔が形成される
   ことを特徴とするバルブ特性変更機構の支持構造。
8. 請求項５に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、
   前記制限部材は、各変更機構本体に対応するものが一体形成されてなる
   ことを特徴とするバルブ特性変更機構の支持構造。
9. 請求項８に記載のバルブ特性変更機構の支持構造において、
   前記制限部材には位置調整部材が、前記変更機構本体の側部と制限部材との間に位置するように前記変更機構本体毎に取り付けられる
   ことを特徴とするバルブ特性変更機構の支持構造。

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