JP4214979B2 - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の可変動弁機構に関するものである。

自動車用エンジン等の内燃機関においては、機関運転領域全体に亘って運転性及び燃費の最適化を図るべく、機関バルブの最大リフト量、及び同バルブを駆動するカムの作用角を可変とする可変動弁機構を備え、同機構を機関運転状態に応じて駆動するものが提案されている（特許文献１参照）。

こうした可変動弁機構は、回転するカムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、この入力アームの揺動に基づき上記軸を中心に揺動して機関バルブをリフトさせる出力アームとを備え、それら入力アームと出力アームとの軸を中心とする揺動方向についての相対位置を変更して最大リフト量及び作用角を可変とするものである。ここで、可変動弁機構における入力アームと出力アームとの揺動方向についての相対位置を変更するための構造について説明する。

可変動弁機構には、入力アーム及び出力アームの揺動中心となる軸の外周面に嵌め込まれた円筒状のスライダが設けられている。このスライダは入力アーム及び出力アームを貫通した状態となっており、それらアームはそれぞれ互いに歯すじの傾斜方向の異なるギヤによってスライダに連結されている。また、スライダにはコントロールシャフトが挿入されている。コントロールシャフトの外周面からはピンが突出してスライダに周方向に延びるように形成された溝に挿入され、これによってコントロールシャフトとスライダとが連結されている。そして、このコントロールシャフトをスライダと共に軸方向に移動させることで、入力アームと出力アームとの揺動方向についての相対位置が変更される。

ところで、入力アームと出力アームとの揺動方向についての相対位置を変更すべくコントロールシャフトを軸方向に移動させるときには、同シャフトにおけるピンの外周面がスライダにおける溝の内側面に押しつけられ、これによりスライダがコントロールシャフトと共に軸方向に移動するようになる。また、入力アーム及び出力アームが揺動するときには、それに伴いスライダも上記揺動の方向と同方向に回動しようとするが、こうしたスライダの回動は溝がピンに対しコントロールシャフトの周方向に相対移動することによって許容される。このときには、ピンの外周面と溝の内側面とが摺動するようになる。

以上のようなコントロールシャフトの軸方向移動に伴うピンの溝への押しつけ、及び、各アームの揺動に伴うピンと溝との相対移動が安定して行われるよう、ピンの先端部分に上記溝に嵌め込まれるブッシュを設けることが考えられる。この場合、ブッシュにおけるコントロールシャフトの軸方向両側の外側面を、それぞれ溝の内側面に対し面接触させることが可能になる。このため、上記ピンの溝への押しつけ時に、その際の力をブッシュの外側面と溝の内側面との接触面全体で受け、上記押しつけを安定して行えるようになる。また、上記ピンと溝との相対移動時に、ブッシュの外側面と溝の内側面とを面接触した状態で摺動させ、上記相対移動を安定して行えるようになる。
特開２００１−２６３０１５公報

ところで、入力アームと出力アームとの揺動方向についての相対位置を変更するためのスライダの軸方向移動については、それらアームの揺動に伴いスライダが周方向に回動する状況下で行われることから、当該回動によってブッシュの外側面と溝の内側面との接触面が摺動する際に同接触面に働く摩擦力から大きな影響を受ける。従って、この摩擦力が大きくなると、スライダの軸方向移動に支障を来し、同スライダを軸方向に移動させるのに必要な駆動力が大となるおそれがある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、入力アーム及び出力アームの揺動に伴うスライダの回動時にブッシュの外側面と溝の内側面との間に働く摩擦力を低減することのできる内燃機関の可変動弁機構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。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、回転するカムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、この入力アームの揺動に基づき前記軸を中心に揺動して機関バルブをリフトさせる出力アームとを備え、それらアームをそれぞれ互いに歯すじの傾斜方向の異なるギヤによってスライダに連結し、そのスライダに挿入されたコントロールシャフトを当該スライダに連結した状態で軸方向に移動させ、それによって前記入力アームと前記出力アームとの揺動方向についての相対位置を変更し、前記機関バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構において、前記スライダに前記軸の周方向に延びる溝を形成するとともに、この溝に前記コントロールシャフトの外周面から突出するピンの先端部分に設けられたブッシュを挿入し、対向する前記ブッシュの外側面と前記溝の内側面との間にスラストベアリングを設け、前記スライダは、前記溝の部分を境として軸方向に分割される複数の構造体からなり、それら構造体を軸方向に組み付けることによって形成されていることを要旨とした。

入力アーム及び出力アームの揺動に伴いスライダが回動する時、対向するブッシュの外側面と溝の内側面とは周方向に相対移動する。しかし、上記構成によれば、そのときにブッシュの外側面と溝の内側面との間に生じる摩擦力を、それら外側面と内側面との間に設けられたスラストベアリングによって低減することができる。
また、上記構成によれば、ベアリング及びブッシュ等をスライダの溝内に組み付ける際、スライダを複数の構造体に分割して当該溝を外に開放した状態とすることができる。そして、外に開放した状態の溝内にスラストベアリング及びブッシュ等を配置しつつ、複数の構造体を互いに組み付けることで、スライダの溝内にスラストベアリング及びブッシュの組み付けられた状態になる。このように、スライダの溝内へのスラストベアリング及びブッシュの配置を簡単に行うことが可能なため、それらスラストベアリング及びブッシュのスライダへの組み付け性が向上する。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記スラストベアリングは、前記ブッシュにおける軸方向両側の外側面のうち、少なくとも、前記機関バルブをリフトさせる際に軸方向への荷重が加わる方の外側面側に設けられていることを要旨とした。

入力アーム及び出力アームの揺動により機関バルブがリフトするときには、その際の反力が機関バルブから出力アームを介してスライダに伝達され、同スライダには軸方向一方側への荷重が加わることとなる。この荷重の作用に基づき、溝における一方の内側面がブッシュにおいて上記内側面と対向する方の外側面に向けて押され、それら外側面と内側面との間の摩擦力が上記荷重の分だけ更に大となるおそれがある。しかし、上記構成によれば、ブッシュにおける軸方向両側の外側面のうち、上記荷重が加わる方の外側面側にスラストベアリングが設けられているため、上述したように摩擦力が大となるのを的確に抑制することができる。

請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記スライダは、前記入力アームの内壁に形成された内歯ギヤと噛み合う入力ギヤを備える第１構造体と、前記出力アームの内壁に形成された内歯ギヤと噛み合う出力ギヤを備える第２構造体とからなるものであり、前記入力アームと前記出力アームとの間には、両者の軸方向についての相対位置を調節するためのシムが設けられていることを要旨とした。

第１構造体と第２構造体とを互いに組み付ける際、それらの周方向及び軸方向についての相対位置が適正でないと、それに起因して入力アームと出力アームとの揺動方向についての相対位置が適正からずれた状態になる。これらアームの揺動方向についての相対位置は、同アームの軸方向についての相対位置に対応して変化するものである。このため、入力アームと出力アームとの間のシムを厚さの異なるものに適宜交換し、それらアームの軸方向についての相対位置を調整することで、同アームの揺動方向についての相対位置を調整することが可能となる。従って、仮に第１構造体と第２構造体との組み付け時に両者の周方向及び軸方向についての相対位置が適正状態からずれたとしても、シムによる入力アームと出力アームとの軸方向についての相対位置の調整により、それらアームの揺動方向についての相対位置を適正状態に調整することができる。

以下、本発明を自動車用エンジンの可変動弁機構に具体化した第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１は、エンジン１のシリンダヘッド２周りの構造を示す拡大断面図である。このエンジン１においては、シリンダヘッド２、シリンダブロック３、及びピストン５によって燃焼室６が区画され、この燃焼室６には吸気通路７及び排気通路８が接続されている。そして、吸気通路７と燃焼室６との間は吸気バルブ９の開閉動作によって連通・遮断され、排気通路８と燃焼室６との間は排気バルブ１０の開閉動作によって連通・遮断されるようになる。

シリンダヘッド２には、吸気バルブ９及び排気バルブ１０を駆動するための吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２が設けられている。これら吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２は、エンジン１のクランクシャフトからの回転伝達によって回転するようになっている。また、吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２には、それぞれ吸気カム１１ａ及び排気カム１２ａが設けられている。そして、これら吸気カム１１ａ及び排気カム１２ａの吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２との一体回転を通じて、吸気バルブ９及び排気バルブ１０が開閉動作するようになっている。

また、エンジン１は吸気バルブ９及び排気バルブ１０といった機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構が設けられている。こうした可変動弁機構の一つとして、吸気カム１１ａと吸気バルブ９との間に、同バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角を可変とするリフト量可変機構１４が設けられている。このリフト量可変機構１４の駆動を通じて、例えば吸入空気量を多く必要とするエンジン運転状態になるほど、最大リフト量及び作用角が大となるよう制御される。これは最大リフト量及び作用角を大とするほど、吸気通路７から燃焼室６への空気の吸入が効率よく行われ、上述した吸入空気量に関する要求を満たすことが可能なためである。

次に、リフト量可変機構１４の詳細な構造について説明する。
リフト量可変機構１４は、吸気カムシャフト１１と平行に延びるロッカシャフト１５及びコントロールシャフト１６と、回転する吸気カム１１ａにより押されて上記ロッカシャフト１５を中心に揺動する入力アーム１７と、この入力アーム１７の揺動に基づき上記ロッカシャフト１５を中心に揺動する出力アーム１８とを備えている。入力アーム１７については、ローラ１９が回転可能に取り付けられるとともに、そのローラ１９が吸気カム１１ａに押しつけられるようコイルスプリング２０によって吸気カム１１ａ側に付勢されている。また、出力アーム１８については、その揺動時にロッカアーム２１に押しつけられ、同ロッカアーム２１を介して吸気バルブ９をリフトさせるものである。

このロッカアーム２１の一端部は上記ラッシュアジャスタ２２によって支持され、同ロッカアーム２１の他端部は吸気バルブ９に接触している。また、ロッカアーム２１は吸気バルブ９のバルブスプリング２４によって出力アーム１８側に付勢され、これによりロッカアーム２１の一端部と他端部との間に回転可能に支持されたローラ２３が出力アーム１８に押しつけられている。

従って、吸気カム１１ａの回転に基づき入力アーム１７及び出力アーム１８が揺動すると、出力アーム１８がロッカアーム２１を介して吸気バルブ９をリフトさせ、吸気バルブ９の開閉動作が行われるようになる。そして、リフト量可変機構１４では、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置を変更することで、上記吸気バルブ９の最大リフト量、及び吸気カム１１ａの吸気バルブ９に対する作用角が可変とされる。即ち、入力アーム１７と出力アーム１８とを揺動方向について互いに接近させるほど、吸気バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角は小となってゆく。逆に、入力アーム１７と出力アーム１８とを揺動方向について互いに離間させるほど、吸気バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角は大となってゆく。

ここで、リフト量可変機構１４における入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置を変更する構造について、図２及び図３を併せ参照して詳しく説明する。

図２は、リフト量可変機構１４の内部構造、詳しくはロッカシャフト１５に取り付けられた入力アーム１７及び出力アーム１８の内側の構造を示す破断斜視図である。同図に示されるように、ロッカシャフト１５は入力アーム１７及び出力アーム１８を貫通している。また、ロッカシャフト１５の外周面における入力アーム１７及び出力アーム１８に対応する部分には円筒状をなすスライダ２６が嵌め込まれている。このスライダ２６の外壁において、長手方向中央部にはヘリカルスプライン２７を有する入力ギヤ２７ａが設けられ、長手方向両端部にはヘリカルスプライン２９を有する出力ギヤ２９ａが設けられている。

一方、図３に示されるように、入力アーム１７の内壁にはヘリカルスプライン２８を有する円環状の内歯ギヤ２８ａが形成され、出力アーム１８の内壁にはヘリカルスプライン３０を有する円環状の内歯ギヤ３０ａが形成されている。そして、入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａはスライダ２６の入力ギヤ２７ａ（図２）と噛み合わされ、出力アーム１８の内歯ギヤ３０ａはスライダ２６の出力ギヤ２９ａ（図２）と噛み合わされている。なお、ヘリカルスプライン２７，２８とヘリカルスプライン２９，３０とは、互いに傾斜角が異なっており、例えば互いに歯すじの傾斜方向が逆となっている。

上記ロッカシャフト１５は、円筒状に形成され、その内側にはピンによってスライダ２６と連結されるコントロールシャフト１６が挿入されている。このコントロールシャフト１６をスライダ２６と共に軸線方向に移動させると、ヘリカルスプライン２７，２９とヘリカルスプライン２８，３０との噛み合いにより、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が変更される。

具体的には、コントロールシャフト１６を矢印Ｌ方向に変位させるほど入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が互いに接近するように変更され、コントロールシャフト１６を矢印Ｈ方向に変位させるほど上記相対位置が互いに離間するように変更される。こうした入力アーム１７及び出力アーム１８の揺動方向についての相対位置の変更を通じて、吸気カム１１ａの回転により出力アーム１８が揺動したときの吸気バルブ９の最大リフト量、及び吸気カム１１ａの作用角が可変とされる。以上のようなコントロールシャフト１６の軸線方向についての変位は、例えば電動モータを用いたアクチュエータの駆動制御によって実現される。

次に、リフト量可変機構１４における入力アーム１７、出力アーム１８、スライダ２６、ロッカシャフト１５、及びコントロールシャフト１６等のシリンダヘッド２への取り付け構造、並びに、スライダ２６とコントロールシャフト１６との連結構造について、図４を参照して説明する。

同図に示されるように、ロッカシャフト１５及びコントロールシャフト１６は、シリンダヘッド２の立壁部４５を貫通するとともに、二つの立壁部４５に挟まれた状態にある各アーム１７，１８を貫通している。各アーム１７，１８のうち、入力アーム１７は二つの出力アーム１８によって挟まれた状態となっている。また、各アーム１７，１８の内側にはロッカシャフト１５に嵌め込まれたスライダ２６が位置しており、同スライダ２６の入力ギヤ２７ａ及び出力ギヤ２９ａと、入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａ及び出力アーム１８の内歯ギヤ３０ａとは互いに噛み合っている。

また、立壁部４５と出力アーム１８との間には、入力アーム１７及び出力アーム１８の軸方向位置を調節するためのシム４６が設けられている。入力アーム１７及び出力アーム１８の軸方向位置については、それがスライダ２６の軸方向についての変位に対する上記最大リフト量及び作用角の変化態様に大きな影響を及ぼすことになる。このため、入力アーム１７及び出力アーム１８の軸方向位置は、上記シム４６を厚さの異なるものに適宜交換することによって、適切な位置となるよう調節されている。

コントロールシャフト１６には、同シャフト１６とスライダ２６とを連結するためのピン５１が径方向に挿入されている。また、ロッカシャフト１５における上記ピン５１に対応する位置には、軸線方向に延びるとともに同ピン５１が貫通する長穴３３が形成されている。更に、スライダ２６の内周面における上記ピン５１に対応する位置には、周方向（図中の紙面と直交する方向）に延びてピン５１の先端が挿入される溝３４が形成されている。そして、溝３４内に位置するピン５１の先端部分にはブッシュ３５が設けられている。このブッシュ３５における軸方向両側の外側面３５ａ，３５ｂは、それぞれ溝３４の内側面３４ａ，３４ｂと対向している。

コントロールシャフト１６の軸方向移動は、ピン３１の長穴３３に沿った移動を通じて許容される。こうしたコントロールシャフト１６の軸方向移動に伴いピン５１が長穴３３に沿って移動すると、ブッシュ３５におけるコントロールシャフト１６の軸線方向両側の外側面３５ａ，３５ｂのうちの一方が溝３４の内側面３４ａ（又は３４ｂ）に向かって押され、これによりスライダ２６がコントロールシャフト１６の軸方向に移動する。また、入力アーム１７及び出力アーム１８が揺動するときには、それに伴いスライダ２６もロッカシャフト１５の外周面に対し周方向に変位（回動）するが、こうした変位はピン５１に対しスライダ２６と共に周方向に相対移動する溝３４によって許容される。

ところで、スライダ２６の軸方向移動については、入力アーム１７及び出力アーム１８の揺動に伴いスライダ２６が周方向に回動している状況下で行われることから、当該回動時にブッシュ３５の外側面３５ａ，３５ｂと溝３４の内側面３４ａ，３４ｂとの間に摩擦力が働くと、その摩擦力から大きな影響を受ける。そして、この摩擦力が大きくなると、スライダ２６の軸方向移動に支障を来し、同スライダ２６を軸方向に移動させるのに必要な駆動力が大となるおそれがある。

特に、ブッシュ３５の外側面３５ａと溝３４の内側面３４ａとの間では上記摩擦力が大きくなり、上述した問題を招きかねない。これは、入力アーム１７及び出力アーム１８の揺動により吸気バルブ９がリフトするとき、その際の反力が吸気バルブ９から出力アーム１８を介してスライダ２６に伝達され、同スライダ２６に軸方向一方側（図４の矢印Ｆ方向）への荷重Ｆが加わるためである。即ち、こうした荷重Ｆが加わると、内側面３４ａが外側面３５ａに向かって押され、両者の間に働く摩擦力が大きくなって上述した問題が起き易くなる。

そこで本実施形態では、互いに対向する外側面３５ａと内側面３４ａとの間、言い換えれば溝３４内における外側面３５ａ側にスラストベアリング４７を設けている。そして、上記スライダ２６の回動時に外側面３５ａと内側面３４ａとが周方向に相対移動したときには、それら外側面３５ａと内側面３４ａとの間に働く摩擦力を上記スラストベアリング４７によって低減するようにしている。このため、その摩擦力が上記荷重Ｆの作用に基づき大きくなる傾向があるとしても、その摩擦力を上記スラストベアリング４７によって的確に低減し、同摩擦力が原因となって上述した問題を招くのを抑制することができる。

なお、スラストベアリング４７としては、上記摩擦力を低減する上で、ボールベアリングやローラベアリングといった転がり軸受けを採用することが好ましい。
次に、上記スラストベアリング４７が設けられるスライダ２６の詳細な構造について説明する。

スライダ２６は、溝３４の部分を境として軸方向に分割される複数の構造体、より詳しくは第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとからなり、それら構造体２６ａ，２６ｂを軸方向に組み付けることによって形成されている。第１構造体２６ａは、入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａと噛み合う入力ギヤ２７ａと、図中左側の出力アーム１８の内歯ギヤ３０ａと噛み合う出力ギヤ２９ａとを備えている。また、第２構造体２６ｂは、図中右側の出力アーム１８の内歯ギヤ３０ａと噛み合う出力ギヤ２９ａを備えている。

図５は、スライダ２６を第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとに分割した状態を示す断面図である。
同図に示されるように、第１構造体２６ａ及び第２構造体２６ｂは、ロッカシャフト１５の外周面に嵌め込まれる円筒状に形成されている。第１構造体２６ａにおいて、入力ギヤ２７ａ寄りの部分の内径は出力ギヤ２９ａ寄りの部分の内径に比べて大きくされ、上記入力ギヤ２７ａ寄りの部分の内周面とロッカシャフト１５の外周面との間は空間部４８となっている。この空間部４８において、上記出力ギヤ２９ａ寄りの壁面４８ａは、第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとを互いに組み付けてスライダ２６を形成したとき、溝３４の内側面３４ａ（図４参照）となる。また、第２構造体２６ｂにおいて、図中の空間部４８と対向する部分には、それ以外の部分の外径よりも小さく且つ上記空間部４８の内径とほぼ等しい値の外径を有する小径部４９が形成されている。この小径部４９の先端側の壁面４９ａは、第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとを互いに組み付けてスライダ２６を形成したとき、溝３４の内側面３４ｂ（図４参照）となる。

ちなみに、第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとの組み付けによるスライダ２６の形成、並びに、そのスライダ２６へのスラストベアリング４７及びブッシュ３５等の組み付けは、以下の［１］〜［４］に示される手順で行われる。

［１］ロッカシャフト１５の外周面にスラストベアリング４７を嵌め込み、そのスラストベアリング４７を長穴３３に対して上記荷重Ｆが作用する方向と反対方向側（図中左側）に配置する。

［２］ピン５１が長穴３３を貫通するよう、同ピン５１をコントロールシャフト１６の外周面に対し径方向に挿入する。このとき、スラストベアリング４７は、ピン５１の先端部分に設けられたブッシュ３５の外側面３５ａ，３５のうち、上記荷重Ｆが加わる方の外側面３５ａ側に位置することとなる。

［３］第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとを、上記ブッシュ３５及びスラストベアリング４７を挟むかたちで、且つ、空間部４８と小径部４９とを互いに向かい合わせるかたちで、ロッカシャフト１５の外周面に嵌め込む。なお、図５では、外側面３５ａ側に第１構造体２６ａを配置するとともに、外側面３５ｂ側に第２構造体２６ｂを配置している。こうしたスライダ２６を第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとに分割した状態にあっては、溝３４（空間部４８）がスラストベアリング４７及びブッシュ３５側に向かって開放された状態になる。

［４］第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとをロッカシャフト１５の軸線方向に沿って接近させ、第２構造体２６ｂの小径部４９を第１構造体２６ａの空間部４８に圧入する。これにより、スラストベアリング４７及びブッシュ３５を挟んだ状態で、第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとが互いに組み付け固定され、スライダ２６が形成されるとともに同スライダ２６へのスラストベアリング４７及びブッシュ３５の組み付けが行われる。なお、このときには、第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとの周方向及び軸方向についての相対位置が固定される。

以上のように形成されたスライダ２６は、図４に示されるように、入力アーム１７及び出力アーム１８と共にシリンダヘッド２に取り付けられる。
しかし、こうして形成されたスライダ２６では、入力ギヤ２７ａ及び出力ギヤ２９ａの歯精度を高い状態に維持することは困難になる。これは、上記［４］で第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとを互いに組み付ける際、両者の周方向及び軸方向についての相対位置を必ずしも高い精度で適正状態にできるとは限らず、その相対位置の適正状態からのずれが入力ギヤ２７ａ及び出力ギヤ２９ａの歯精度に影響を及ぼすためである。より詳しくは、上記相対位置が適正状態からずれると、第１構造体２６ａの入力ギヤ２７ａ及び出力ギヤ２９ａと、第２構造体２６ｂの出力ギヤ２９ａとの位置関係が不適正になり、それらギヤ２７ａ，２９ａの歯精度低下を招く。そして、上記位置関係が不適正になることに伴い、第１構造体２６ａの入力ギヤ２７ａに噛み合う内歯ギヤ２８ａを備えた入力アーム１７と、第２構造体２６ｂの出力ギヤ２９ａに噛み合う内歯ギヤ３０ａを備えた出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が適正からずれた状態になる。

こうしたことに対処するため、本実施形態では、第２構造体２６ｂの出力ギヤ２９ａに噛み合う内歯ギヤ３０ａを備えた出力アーム１８と、入力アーム１７との間に、それらアーム１７，１８の軸方向についての相対位置を調節するためのワッシャシム５０を設けている。

それらアーム１７，１８の揺動方向についての相対位置は、同アーム１７，１８の軸線方向についての相対位置に対応して変化するものである。このため、上記ワッシャシム５０を厚さの異なるものに適宜交換し、アーム１７，１８の軸方向についての相対位置を調整することで、アーム１７，１８の揺動方向についての相対位置を適宜変更することが可能になる。従って、仮に第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとの組み付け時、両者の周方向及び軸方向についての相対位置が適正状態からずれたとしても、ワッシャシム５０によるアーム１７，１８の軸方向についての相対位置の調整により、それらアーム１７，１８の揺動方向についての相対位置を適正状態に調整することができる。

次に、スライダ２６、入力アーム１７、及び、出力アーム１８をシリンダヘッド２に取り付ける際、それらアーム１７，１８の軸方向についての位置決めをどのように行うか以下で説明する。

上記位置決めを行う前に、スライダ２６は、例えば図４中の最も左側の位置、即ち入力アーム１７と出力アーム１８とが最も近づく位置で固定される。そして、第１構造体２６ａ側に位置する出力アーム１８及び入力アーム１７の軸方向についての位置調整が、その出力アーム１８と図中左側の立壁部４５との間のシム４６を厚さの異なるものに適宜交換することによって行われる。こうした位置調整を通じて、上記アーム１７，１８の軸方向についての位置が、第１構造体２６ａ側の出力ギヤ２９ａ及び入力ギヤ２７ａに対し適切な位置とされる。

続いて、第２構造体２６ｂ側に位置する出力アーム１８の入力アーム１７に対する軸方向について相対位置の調整が、その出力アーム１８と入力アーム１７との間のワッシャシム５０を厚さの異なるものに適宜交換することによって行われる。こうした相対位置の調整を通じて、それらアーム１７，１８の揺動方向についての相対位置の適正状態からのずれを解消することが可能になる。従って、第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとの組み付け時、両者の周方向及び軸方向についての相対位置が適正状態からずれたとしても、アーム１７，１８の揺動方向についての相対位置が適正状態となるよう、それらアーム１７，１８の軸方向についての相対位置を調整することができる。

こうした調整が行われた後、第２構造体２６ｂ側の出力アーム１８と図中右側の立壁部４５との間に、そのときの出力アーム１８と立壁部４５とのクリアランスに対応した幅のシム４６が配設される。これにより、スライダ２６の各アーム１７，１８の軸方向についての位置決めが完了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）ブッシュ３５の外側面３５ａと溝３４の内側面３４ａとの間にスラストベアリング４７が設けられている。このため、入力アーム１７及び出力アーム１８の揺動に伴うスライダ２６の回動時であって、外側面３５ａと内側面３４ａとが周方向に相対移動したとき、それら外側面３５ａと内側面３４ａとの間に働く摩擦力を上記スラストベアリング４７によって低減することができる。同摩擦力は上記荷重Ｆの作用に基づき大きくなる傾向を有するものであるが、その摩擦力を上記スラストベアリング４７によって的確に低減することができる。従って、同摩擦力が原因となって、スライダ２６の軸方向移動に支障が出ること、ひいては同スライダ２６を軸方向に移動させるのに必要な駆動力が大となるのを抑制することができる。

（２）スライダ２６は、溝３４の部分を境に軸方向に分割される第１構造体２６ａ及び第２構造体２６ｂとからなり、それら構造体２６ａ，２６ｂを軸方向に組み付けることによって形成されている。そして、スライダ２６の溝３４内へのスラストベアリング４７及びブッシュ３５の組み付けは、同スライダ２６を第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとに分割した状態で、言い換えれば当該分割により溝３４（空間部４８）を開放した状態で行われる。そして、スラストベアリング４７及びブッシュ３５を第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとで挟みつつ、それら構造体２６ａ，２６ｂを互いに組み付けることにより、溝３４内にスラストベアリング４７及びブッシュ３５が組み付けられる。このように、スラストベアリング４７及びブッシュ３５の組み付けを簡単に行うことが可能なため、スライダ２６の溝３４内へのスラストベアリング４７及びブッシュ３５の組み付け性が向上する。

（３）第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとを互いに組み付けてスライダ２６を形成するとき、それら構造体２６ａ，２６ｂの周方向及び軸方向についての相対位置が適正でないと、第１構造体２６ａ側の入力アーム１７と第２構造体２６ｂ側の出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が適正からずれた状態になる。これらアーム１７，１８の揺動方向についての相対位置は、同アーム１７，１８の軸方向についての相対位置に対応して変化するものである。このため、それらアーム１７，１８間にあるワッシャシム５０を厚さの異なるものに適宜交換し、アーム１７，１８の軸方向についての相対位置を調整することで、アーム１７，１８の揺動方向についての相対位置を調整することが可能になる。従って、仮に第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとの組み付け時、両者の周方向及び軸方向についての相対位置が適正状態からずれたとしても、ワッシャシム５０によるアーム１７，１８の軸方向についての相対位置の調整により、それらアーム１７，１８の揺動方向についての相対位置を適正状態に調整することができる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第１構造体２６ａ側の出力アーム１８と入力アーム１７との間にもワッシャシムを設け、それらアーム１７，１８との軸方向についての相対位置を調整可能としてもよい。

・第１構造体２６ａと第２構造体２６ｂとの位置関係を逆にしてもよい。
・ブッシュ３５の外側面３５ｂと溝３４の内側面３４ｂとの間にも、スラストベアリングを設けるようにしてもよい。この場合、外側面３５ｂと内側面３４ｂとの間に作用する摩擦力の低減も図ることができる。

・ブッシュ３５の外側面３５ｂと溝３４の内側面３４ｂとの間のみにスラストベアリグを設け、その間に作用する摩擦力の低減を図るだけでもよい。
・スラストベアリング４７として滑り軸受けを採用してもよい。

・排気バルブ１０の最大リフト量、及び、排気カム１２ａの排気バルブ１０に対する作用角といった排気バルブ１０のバルブ特性を可変とする可変動弁機構を備えたエンジン１に本発明を適用してもよい。

本実施形態の可変動弁機構が適用されたエンジンのシリンダヘッド周りの構造を示す拡大断面図。 リフト量可変機構の内部構造を示す破断斜視図。 入力アーム及び出力アームの内部構造を示す破談斜視図。 スライダ、入力アーム、及び、出力アームのシリンダヘッドへの取り付け構造を示す断面図。 スライダを第１構造体と第２構造体とに分割した状態を示す断面図。

符号の説明

１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…シリンダブロック、５…ピストン、６…燃焼室、７…吸気通路、８…排気通路、９…吸気バルブ、１０…排気バルブ、１１…吸気カムシャフト、１１ａ…吸気カム、１２…排気カムシャフト、１２ａ…排気カム、１４…リフト量可変機構、１５…ロッカシャフト、１６…コントロールシャフト、１７…入力アーム、１８…出力アーム、１９…ローラ、２０…コイルスプリング、２１…ロッカアーム、２２…ラッシュアジャスタ、２３…ローラ、２４…バルブスプリング、２６…スライダ、２６ａ…第１構造体、２６ｂ…第２構造体、２７…ヘリカルスプライン、２７ａ…入力ギヤ、２８…ヘリカルスプライン、２８ａ…内歯ギヤ、２９…ヘリカルスプライン、２９ａ…出力ギヤ、３０…ヘリカルスプライン、３０ａ…内歯ギヤ、３３…長穴、３４…溝、３４ａ，３４ｂ…内側面、３５…ブッシュ、３５ａ，３５ｂ…外側面、４５…立壁部、４６…シム、４７…スラストベアリング、４８…空間部、４８ａ…壁面、４９…小径部、４９ａ…壁面、５０…ワッシャシム、５１…ピン。

Claims (3)

1. 回転するカムに押されて軸を中心に揺動する入力アームと、この入力アームの揺動に基づき前記軸を中心に揺動して機関バルブをリフトさせる出力アームとを備え、それらアームをそれぞれ互いに歯すじの傾斜方向の異なるギヤによってスライダに連結し、そのスライダに挿入されたコントロールシャフトを当該スライダに連結した状態で軸方向に移動させ、それによって前記入力アームと前記出力アームとの揺動方向についての相対位置を変更し、前記機関バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構において、
   前記スライダに前記軸の周方向に延びる溝を形成するとともに、この溝に前記コントロールシャフトの外周面から突出するピンの先端部分に設けられたブッシュを挿入し、対向する前記ブッシュの外側面と前記溝の内側面との間にスラストベアリングを設け、
   前記スライダは、前記溝の部分を境として軸方向に分割される複数の構造体からなり、それら構造体を軸方向に組み付けることによって形成されている
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
2. 前記スラストベアリングは、前記ブッシュにおける軸方向両側の外側面のうち、少なくとも、前記機関バルブをリフトさせる際に軸方向への荷重が加わる方の外側面側に設けられている
   請求項１記載の内燃機関の可変動弁機構。
3. 前記スライダは、前記入力アームの内壁に形成された内歯ギヤと噛み合う入力ギヤを備える第１構造体と、前記出力アームの内壁に形成された内歯ギヤと噛み合う出力ギヤを備える第２構造体とからなるものであり、
   前記入力アームと前記出力アームとの間には、両者の軸方向についての相対位置を調節するためのシムが設けられている
   請求項１記載の内燃機関の可変動弁機構。

Images