JP4222275B2 - 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。

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前記軸を中心に揺動して機関バルブをリフトさせる揺動アームとを備え、それら入力アームと揺動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揺動アームと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、入力アーム及び揺動アームの揺動中心となる軸に沿って往復移動可能なスライダが設けられている。このスライダは、入力アーム及び揺動アームを貫通した状態となっている。そして、スライダの外壁には、互い傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤが設けられている。また、入力アームの内壁にはスライダの入力ギヤと噛み合う内歯ギヤが形成され、揺動アームの内壁にはスライダの出力ギヤと噛み合う内歯ギヤが形成されている。そして、スライダを軸方向に移動させると、スライダの入力ギヤと入力アームの内歯ギヤとの噛み合い、及び、スライダの出力ギヤと揺動アームの内歯ギヤとの噛み合いに基づき、入力アームと出力アームとの相対位置が変更されるようになる。

ところで、入力アームへのカムの押しつけ時には、カムからの荷重を受ける入力アームが変位し、入力アームの内壁における上記変位方向前側に位置する部分がスライダの外壁から離れ、そこでの内壁と外壁とのクリアランスが大になる。一方、揺動アームによる機関バルブのリフト時には、同バルブ側からの荷重を受ける揺動アームが変位し、揺動アームの内壁における上記変位方向前側に位置する部分がスライダの外壁から離れ、そこでの内壁と外壁とのクリアランスが大になる。

ここで、スライダ側のギヤと各アーム側のギヤとにおける互いに噛み合うギヤ同士の間には遊び（バックラッシ）が存在しており、上述したように内壁と外壁とのクリアランスが大になるということは上記バックラッシが大となることを意味する。この場合、入力アームと揺動アームとの相対位置を変更するためにスライダを軸方向に適宜往復移動させる際、上記のようにバックラッシが大となった部分でスライダ側のギヤと各アーム側のギヤとの歯打音が大きくなることは避けられない。特に、スライダの移動時に同スライダから各アームに作用する周方向の力と、バルブリフト時にカムや機関バルブから各アームに作用する力とが同方向に作用する場合、上記歯打音は大きくなる傾向がある。

こうした歯打音を抑えるため、例えば非特許文献１では、入力アーム及び揺動アームを油圧に基づく力により軸方向一方側に付勢し、スライダ側のギヤと各アーム側のギヤとにおける互いに噛み合うギヤ同士の間の遊び（バックラッシ）を小さく抑えるようにしている。この場合、各アームがカムや機関バルブからの荷重を受けて上述したように変位し、各アームの内壁とスライダの外壁との間のクリアランスが大となる部分でバックラッシが拡大したとしても、同バックラッシはもともと小さく抑えられていることから、上記歯打音が問題になるほどバックラッシが大きくなることはない。
トヨタ技術公開集 発行番号１３６１９

しかしながら、入力アーム及び揺動アームに油圧に基づく力を作用させるには、それら各アームに向けてオイルを供給するための専用の油通路を新たに二シリンダヘッド、より具体的には各アームの位置決めのシリンダヘッドのキャリア等に形成しなければならず、それに伴う手間と費用も無視できない問題となる。

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、手間や費用をかけることなく、スライダ側のギヤと各アーム側のギヤとの間の歯打音を抑制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、互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤが外壁に設けられたスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、前記スライダの入力ギヤ及びこれと噛み合う前記入力アームの内歯ギヤの周方向一部であって、前記入力アームへの前記カムの押し付け時に同入力アームの内壁が前記スライダの外壁から離れる位置に対応する部分を欠歯とすることを要旨とするものである。

入力アームへのカムの押しつけ時には、カムからの荷重を受ける入力アームが変位し、入力アームの内壁における上記変位方向前側に位置する部分がスライダの外壁から離れ、そこでの内壁と外壁とのクリアランスが大になる。上記構成によれば、互いに噛み合う入力アームの内歯ギヤ及びスライダの入力ギヤの周方向一部であって、上記のようにクリアランスが大となる位置に対応する部分に欠歯が形成される。仮に、この部分に欠歯が形成されないとすると、その部分にて互いに噛み合う入力ギヤと内歯ギヤとの間の遊び（バックラッシ）が上記クリアランスの拡大に伴い大となり、スライダを軸方向に往復移動させる際の歯打音が大きくなることは避けられない。しかし、こうした歯打音については上記のように欠歯を形成し、クリアランスが大となる部分でギヤの噛み合いを生じさせないことで抑制することが可能になる。また、互いに噛み合う入力アームの内歯ギヤ及びスライダの入力ギヤの周方向一部を欠歯とするという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

請求項２記載の発明では、互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤが外壁に設けられたスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、前記スライダの出力ギヤ及びこれと噛み合う前記揺動アームの内歯ギヤの周方向一部であって、前記揺動アームによる前記機関バルブのリフト時に同揺動アームの内壁が前記スライダの外壁から離れる位置に対応する部分を欠歯とするを要旨とした。
揺動アームによる機関バルブのリフト時には、同バルブ側からの荷重を受ける揺動アームが変位し、揺動アームの内壁における上記変位方向前側に位置する部分がスライダの外壁から離れ、そこでの内壁と外壁とのクリアランスが大になる。上記構成によれば、互いに噛み合う揺動アームの内歯ギヤ及びスライダの出力ギヤの周方向一部であって、上記のようにクリアランスが大となる位置に対応する部分に欠歯を形成することができる。仮に、この部分に欠歯が形成されないとすると、その部分にて互いに噛み合う入力ギヤと内歯ギヤとの間の遊び（バックラッシ）が上記クリアランスの拡大に伴い大となり、スライダを軸方向に往復移動させる際の歯打音が大きくなることは避けられない。しかし、こうした歯打音については上記のように欠歯を形成し、クリアランスが大となる部分でギヤの噛み合いを生じさせないことで抑制することが可能になる。また、互いに噛み合う出力アームの内歯ギヤ及びスライダの出力ギヤの周方向一部を欠歯とするという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明において、前記欠歯は、少なくとも、前記カムの回転による前記機関バルブのリフト時に前記入力アームまたは前記出力アームの内壁が前記スライダの外壁から最も離れる位置に形成されていることを要旨とした。

上記構成によれば、入力アームへのカムの押しつけ時や揺動アームによる機関バルブのリフト時に、各アームの内壁とスライダの外壁とのクリアランスが最も大きくなる部分に欠歯が形成されるため、そのクリアランスの拡大に伴いギヤ間のバックラッシが大となって歯打音が最も大きくなるおそれのある部分において、当該歯打音を的確に抑制することができる。

請求項４記載の発明では、互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤが外壁に設けられたスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、前記入力アームの内歯ギヤは、前記スライダの入力ギヤに対し、前記カムの前記入力アームへの押しつけ時に同入力アームが変位する方向と逆方向にオフセットするよう形成されていることを要旨とした。

入力アームへのカムの押しつけ時には、カムからの荷重を受ける入力アームが変位し、入力アームの内壁における上記変位方向前側に位置する部分がスライダの外壁から離れ、そこでの内壁と外壁とのクリアランスが大になる。上記構成によれば、入力アームの内歯ギヤについては、スライダの入力ギヤに対し、上記入力アームの変位方向と逆方向にオフセットするように形成されているため、上記クリアランスは予め小さく設定されていることになる。従って、上記のように入力アームが変位してクリアランスが拡大したとしても、そのクリアランスはもともと小さく設定されているため、歯打音が問題になるほど上記クリアランス、言い換えれば入力アームの内歯ギヤとスライダの入力ギヤとの遊び（バックラッシ）が大となるのを抑制することができる。また、入力アームの内歯ギヤをスライダの入力ギヤに対しオフセットするように形成するという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

請求項５記載の発明では、互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤが外壁に設けられたスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、前記揺動アームの内歯ギヤは、前記スライダの出力ギヤに対し、前記揺動アームによる前記機関バルブのリフト時に同揺動アームが変位する方向と逆方向にオフセットするよう形成されていることを要旨とした。

揺動アームによる機関バルブのリフト時には、同バルブ側からの荷重を受ける揺動アームが変位し、揺動アームの内壁における上記変位方向前側に位置する部分がスライダの外壁から離れ、そこでの内壁と外壁とのクリアランスが大になる。上記構成によれば、揺動アームの内歯ギヤについては、スライダの出力ギヤに対し、上記揺動アームの変位方向と逆方向にオフセットするよう形成されているため、上記クリアランスは予め小さく設定されていることになる。従って、上記のように揺動アームが変位してクリアランスが拡大したとしても、そのクリアランスはもともと小さく設定されているため、歯打音が問題になるほど上記クリアランス、言い換えれば揺動アームの内歯ギヤとスライダの出力ギヤとの遊び（バックラッシ）が大となるのを抑制することができる。また、揺動アームの内歯ギヤをスライダの出力ギヤに対しオフセットするように形成するという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

請求項６記載の発明では、互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤを備えるとともに軸方向に移動可能なスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、スライダ側のギヤと各アーム側のギヤとの互いに噛み合う二つギヤのうち、前記スライダ側のギヤは、前記各アーム側のギヤに対し、前記カムの回転による前記機関バルブのリフト時に同アームが変位する方向と同方向にオフセットするように形成されていることを要旨とした。

カムの回転による機関バルブのリフト時には、カムからの荷重を受ける入力アーム及び機関バルブ側からの荷重を受ける揺動アームが変位し、各アームの内壁における上記変位方向前側に位置する部分がスライダの外壁から離れ、そこでの内壁と外壁とのクリアランスが大になる。上記構成によれば、スライダ側のギヤについては、各アーム側のギヤに対し、上記揺動アームが変位する方向と同方向にオフセットするように形成されているため、上記クリアランスは予め小さく設定されていることになる。従って、上記のように各アームが変位してクリアランスが拡大したとしても、そのクリアランスはもともと小さく設定されているため、歯打音が問題になるほど上記クリアランス、言い換えれば各アーム側のギヤとスライダ側のギヤとの遊び（バックラッシ）が大となるのを抑制することができる。また、スライダ側のギヤを各アーム側のギヤに対しオフセットするように形成するという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

請求項７記載の発明では、請求項６記載の発明において、前記互いに噛み合う二つのギヤとは、前記スライダの入力ギヤ及びそれに噛み合う前記入力アームの内歯ギヤであって、前記入力ギヤについては、前記入力アームの内歯ギヤに対し、前記入力アームへの前記カムの押しつけ時に同入力アームが変位する方向と同方向にオフセットするよう形成されていることを要旨とした。

入力アームへのカムの押しつけ時には、カムからの荷重を受ける入力アームが変位し、入力アームの内壁における上記変位方向前側に位置する部分がスライダの外壁から離れ、そこでの内壁と外壁とのクリアランスが大になる。上記構成によれば、スライダの入力ギヤについては、入力アームの内歯ギヤに対し、上記入力アームの変位方向と同方向にオフセットするように形成されているため、上記クリアランスは予め小さく設定されていることになる。従って、上記のように入力アームが変位してクリアランスが拡大したとしても、そのクリアランスはもともと小さく設定されているため、歯打音が問題になるほど上記クリアランス、言い換えれば入力アームの内歯ギヤとスライダの入力ギヤとの遊び（バックラッシ）が大となるのを抑制することができる。また、スライダの入力ギヤを入力アームの内歯ギヤに対しオフセットするように形成するという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

請求項８記載の発明では、請求項６記載の発明において、前記互いに噛み合う二つのギヤとは、前記スライダの出力ギヤ及びそれに噛み合う前記揺動アームの内歯ギヤであって、前記出力ギヤについては、前記揺動アームの内歯にギヤ対し、前記揺動アームによる前記機関バルブのリフト時に同揺動アームが変位する方向と同方向にオフセットするよう形成されていることを要旨とした。

揺動アームによる機関バルブのリフト時には、同バルブ側からの荷重を受ける揺動アームが変位し、揺動アームの内壁における上記変位方向前側に位置する部分がスライダの外壁から離れ、そこでの内壁と外壁とのクリアランスが大になる。上記構成によれば、スライダの出力ギヤについては、揺動アームの内歯ギヤに対し、上記揺動アームの変位方向と同方向にオフセットするよう形成されているため、上記クリアランスは予め小さく設定されていることになる。従って、上記のように揺動アームが変位してクリアランスが拡大したとしても、そのクリアランスはもともと小さく設定されているため、歯打音が問題になるほど上記クリアランス、言い換えれば揺動アームの内歯ギヤとスライダの出力ギヤとの遊び（バックラッシ）が大となるのを抑制することができる。また、揺動アームの内歯ギヤをスライダの出力ギヤに対しオフセットするように形成するという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

［第１実施形態］
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６に従って説明する。

図１は、エンジン１におけるシリンダヘッド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や排気バルブ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を備えている。こうした可変動弁機構の一つとして、吸気カムシャフト１１の吸気バルブ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と平行に延びる支持パイプ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支持パイプ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支持パイプ１５を中心に揺動して吸気バルブ９をリフトさせる揺動アーム１８とを備えている。そして、入力アーム１７と揺動アーム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。

リフト量可変機構１４の上記入力アーム１７においては、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、揺動アーム１８と吸気バルブ９との間には、揺動アーム１８の揺動を吸気バルブ９に伝達するロッカーアーム２１が設けられている。このロッカーアーム２１の一端部はアジャスタ２２によって支持され、同アーム２１の他端部は吸気バルブ９に接触している。更に、ロッカーアーム２１においては、その一端部と多端部との間にローラ２３が回転可能に取り付けられるとともに、そのローラ２３が揺動アーム１８に押しつけられるよう吸気バルブ９のバルブスプリング２４により揺動アーム１８側に付勢されている。

従って、揺動アーム１８の揺動時には、揺動アーム１８がロッカーアーム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、入力アーム１７と揺動アーム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と揺動アーム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と揺動アーム１８との相対位置を変更する構造について、図２を参照して詳しく説明する。なお、同図は、リフト量可変機構１４の内部構造、詳しくは支持パイプ１５に取り付けられた入力アーム１７及び揺動アーム１８の内側の構造を示す破断斜視図である。

図２に示されるように、支持パイプ１５は入力アーム１７及び揺動アーム１８を貫通している。また、支持パイプ１５の外周面における入力アーム１７及び揺動アーム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。そして、それら各アーム１７，１８、スライダ２６、及び支持パイプ１５については、入力アーム１７における内壁１７ａ（内周面）の中心、揺動アーム１８における内壁１８ａ（内周面）の中心、スライダ２６の軸線、及び支持パイプ１５の軸線が互いに一致するように設けられている。

スライダ２６の外壁２６ａ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。このスライダ２６の入力ギヤ２７ａには、入力アーム１７の内壁１７ａに形成されてヘリカルスプライン２８を有する内歯ギヤ２８ａが噛み合わされている。また、スライダ２６の出力ギヤ２９ａには、揺動アーム１８の内壁１８ａに形成されてヘリカルスプライン３０を有する内歯ギヤ３０ａが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。

一方、支持パイプ１５の内側にはコントロールシャフト１６が挿入されている。そして、スライダ２６に形成された周方向に延びる長穴３２、及び、支持パイプ１５に形成された軸線方向に延びる長穴（図示略）にピン３１を挿入し、更に当該ピン３１をコントロールシャフト１６に挿入することで、スライダ２６とコントロールシャフト１６とが連結されている。ここで、上記支持パイプ１５の長穴はコントロールシャフト１６の軸線方向への変位を許容するためのものであり、スライダ２６の長穴３２は同スライダ２６の周方向への変位を許容するためのものである。

そして、コントロールシャフト１６を軸線方向に変位させ、それによってスライダ２６を軸線方向に変位させると、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と揺動アーム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Ｒ方向に変位させるほど入力アーム１７と揺動アーム１８と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Ｆ方向に変位させるほど入力アーム１７と揺動アーム１８との相対位置が互いに離間するように変更される。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。

上記入力アーム１７及び揺動アーム１８の相対位置の変更を通じて、吸気カム１１ａの回転により揺動アーム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。なお、上記のように揺動アーム１８が揺動するときには、それに伴いスライダ２６も支持パイプ１５の外周面に対し周方向に変位するが、こうした変位はスライダ２６の長穴３２によって許容されることとなる。

ところで、吸気カム１１ａの回転に基づき入力アーム１７及び揺動アーム１８が揺動して吸気バルブ９がリフトするとき、入力アーム１７は吸気カム１１ａ側からの荷重を受け、揺動アーム１８は吸気バルブ９側からの荷重を受けることになる。そうした荷重による入力アーム１７及び揺動アーム１８への影響について、図３及び図４を参照して以下で入力アーム１７への影響と揺動アーム１８への影響とで別々に説明する。

［入力アーム１７への影響］
図３は、吸気カム１１ａ側からの荷重を受けたときの入力アーム１７の変位態様を模式的に示した図である。入力アーム１７に吸気カム１１ａ側からの荷重が作用するのは、吸気カム１１ａが入力アーム１７に押しつけられたときである。

上記入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけ前には、例えば図３（ａ）に示されるように、入力アーム１７の内壁１７ａとスライダ２６の外壁２６ａとの間に、ある程度のクリアランスが生じることとなる。この状態にあって、吸気カム１１ａが入力アーム１７に押しつけられると、入力アーム１７が吸気カム１１ａ側からの荷重Ｆ１を受けて例えば図３（ｂ）に示されるように変位する。ここでの入力アーム１７の変位については、入力アーム１７における内壁１７ａの中心Ｌｉがスライダ２６の軸線Ｌｐと一致した状態（図３（ａ））から矢印Ｘ１方向、言い換えれば荷重Ｆ１の作用する方向とほぼ同じ方向にずれるという態様で行われる。こうした入力アーム１７の変位により、入力アーム１７の内壁１７ａにおける変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａから離れ、そこでの内壁１７ａ，１８ａと外壁２６ａとのクリアランスが大になる。

このように内壁１７ａと外壁２６ａとの間の一部でクリアランスが大になるということは、その部分で互いに噛み合う入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａとスライダ２６の入力ギヤ２７ａとの遊び（バックラッシ）が大になることを意味する。そして、バックラッシが大になると、入力アーム１７と揺動アーム１８との相対位置を変更するためにスライダ２６を軸方向に適宜往復移動させる際、上記のようにバックラッシが大となった部分で入力ギヤ２７ａと内歯ギヤ２８ａとの歯打音が大きくなることは避けられない。特に、スライダ２６の移動時に同スライダ２６から入力アーム１７に作用する周方向の力と、荷重Ｆ１に基づき入力アーム１７に作用する周方向の力とが同方向に作用する場合、上記歯打音が大きくなる傾向がある。

［揺動アーム１８への影響］
図４は、吸気バルブ９側からの荷重を受けたときの揺動アーム１８の変位態様を模式的に示した図である。揺動アーム１８に吸気バルブ９側からの荷重が作用するのは、揺動アーム１８がその揺動によって吸気バルブ９をリフトさせたときである。

上記揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフト前には、例えば図４（ａ）に示されるように、揺動アーム１８の内壁１８ａとスライダ２６の外壁２６ａとの間に、ある程度のクリアランスが生じることとなる。この状態にあって、揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフトが行われると、揺動アーム１８が吸気バルブ９側からの荷重Ｆ２を受けて例えば図４（ｂ）に示されるように変位する。ここでの揺動アーム１８の変位については、揺動アーム１８における内壁１８ａの中心Ｌｏがスライダ２６の軸線Ｌｐと一致した状態（図４（ａ））から矢印Ｘ２方向、言い換えれば荷重Ｆ２の作用する方向とほぼ同じ方向にずれるという態様で行われる。こうした揺動アーム１８の変位により、揺動アーム１８の内壁１８ａにおける変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａから離れ、そこでの内壁１８ａと外壁２６ａとのクリアランスが大になる。

このように内壁１８ａと外壁２６ａとの間の一部でクリアランスが大になるということは、その部分で互いに噛み合う揺動アーム１８の内歯ギヤ３０ａとスライダ２６の出力ギヤ２９ａとの遊び（バックラッシ）が大になることを意味する。そして、バックラッシが大になると、入力アーム１７と揺動アーム１８との相対位置を変更するためにスライダ２６を軸方向に適宜往復移動させる際、上記のようにバックラッシが大となった部分で出力ギヤ２９ａと内歯ギヤ３０ａとの歯打音が大きくなることは避けられない。特に、スライダ２６の移動時に同スライダ２６から入力アーム１７に作用する周方向の力と、荷重Ｆ２に基づき揺動アーム１８に作用する周方向の力とが同方向に作用する場合、上記歯打音が大きくなる傾向がある。

次に、上述したような歯打音を抑制するための構造について、図５及び図６を参照して説明する。
図５は、入力アーム１７の内部を支持パイプ１５の軸線方向から見た拡大断面図であって、入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａとスライダ２６の入力ギヤ２７ａとの噛み合い状態を示している。同図に示されるように、互いに噛み合う入力ギヤ２７ａ及び内歯ギヤ２８ａについては、それらギヤ２７ａ，２８ａの周方向の一部が欠歯４１，４２とされている。この欠歯４１，４２の周方向についての形成位置については、上記荷重Ｆ１に基づき入力アーム１７が図３（ｂ）の矢印Ｘ１方向に変位したときに入力アーム１７の内壁１７ａがスライダ２６の外壁２６ａから離れる位置となっている。更に、上記欠歯４１，４２の周方向についての形成範囲内には、上記入力アーム１７の変位に起因して、内壁１７ａが外壁２６ａから最も離れる位置（図３（ｂ）の位置Ｐ１に対応）が含まれている。

このように欠歯４１，４２を形成することで、上記入力アーム１７の変位により内壁１７ａにおける変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａから離れ、そこでの内壁１７ａと外壁２６ａとのクリアランスが大になったとき、そのクリアランスが大となる部分でギヤの噛み合いを生じさせないようにすることができる。従って、そのクリアランスの増大に伴いギヤ同士の遊び（バックラッシ）が大となり、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音の発生を抑制することができる。なお、欠歯４１，４２を形成するにあたっては、入力ギヤ２７ａの周方向に並ぶ各ヘリカルスプライン２７のうちの一つ、或いは複数が省略されることとなる。

図６は、揺動アーム１８の内部を支持パイプ１５の軸線方向から見た拡大断面図であって、揺動アーム１８の内歯ギヤ３０ａとスライダ２６の出力ギヤ２９ａとの噛み合い状態を示している。同図に示されるように、互いに噛み合う内歯ギヤ３０ａ及び出力ギヤ２９ａについては、それらギヤ２９ａ，３０ａの周方向の一部が欠歯４３，４４とされている。この欠歯４３，４４の周方向についての形成位置については、上記荷重Ｆ２に基づき揺動アーム１８が図４（ｂ）の矢印Ｘ２方向に変位したときに揺動アーム１８の内壁１８ａがスライダ２６の外壁２６ａから離れる位置となっている。更に、上記欠歯４３，４４の周方向についての形成範囲内には、上記揺動アーム１８の変位に起因して、内壁１８ａが外壁２６ａから最も離れる位置（図４（ｂ）の位置Ｐ２に対応）が含まれている。

このように欠歯４３，４４を形成することで、上記揺動アーム１８の変位により内壁１８ａにおける変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａから離れ、そこでの内壁１８ａと外壁２６ａとのクリアランスが大になったとき、そのクリアランスが大となる部分でギヤの噛み合いを生じさせないようにすることができる。従って、そのクリアランスの増大に伴いギヤ同士の遊び（バックラッシ）が大となり、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音の発生を抑制することができる。なお、欠歯４３，４４を形成するにあたっては、出力ギヤ２９ａの周方向に並ぶ各ヘリカルスプライン２７のうちの一つ、或いは複数が省略されることとなる。

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）入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけ時、入力アーム１７の内壁１７ａとスライダ２６の外壁２６ａとのクリアランスが拡大する位置に欠歯４１，４２が形成されているため、その位置でギヤ同士の噛み合いを生じさせないようにすることができる。従って、上記クリアランスの拡大に伴いスライダ２６の入力ギヤ２７ａと入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａとの間の遊び（バックラッシ）が大となって歯打音が大となるのを抑制することができる。また、互いに噛み合う入力ギヤ２７ａと内歯ギヤ２８ａとの周方向一部を欠歯４１，４２にするという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

（２）上記欠歯４１，４２の周方向についての形成範囲内には、上記入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけ時に、内壁１７ａが外壁２６ａから最も離れる位置（図３（ｂ）の位置Ｐ１に対応）が含まれている。従って、少なくとも、上記入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけ時に内壁１７ａと外壁２６ａとのクリアランスが最も大きくなる部分には、上記欠歯４１，４２が形成されることとなる。このため、そのクリアランスの拡大に伴い入力ギヤ２７ａと内歯ギヤ２８ａとの間のバックラッシが大となって歯打音が最も大きくなるおそれのある部分において、当該歯打音を的確に抑制することができる。

（３）揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフト時、揺動アーム１８の内壁１８ａとスライダ２６の外壁２６ａとのクリアランスが拡大する位置に欠歯４３，４４が形成されているため、その位置でギヤ同士の噛み合いを生じさせないようにすることができる。従って、上記クリアランスの拡大に伴いスライダ２６の出力ギヤ２９ａと揺動アーム１８の内歯ギヤ２８ａとの間の遊び（バックラッシ）が大となって歯打音が大となるのを抑制することができる。また、互いに噛み合う内歯ギヤ２８ａと出力ギヤ２９ａとの周方向一部を欠歯４３，４４にするという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

（４）上記欠歯４３，４４の周方向についての形成範囲内には、上記揺動アーム１８への吸気カム１１ａの押しつけ時に、内壁１８ａが外壁２６ａから最も離れる位置（図４（ｂ）の位置Ｐ２に対応）が含まれている。従って、少なくとも、上記揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフト時に内壁１８ａと外壁２６ａとのクリアランスが最も大きくなる部分には、上記欠歯４３，４４が形成されることとなる。このため、そのクリアランスの拡大に伴い出力ギヤ２９ａと内歯ギヤ３０ａとの間のバックラッシが大となって歯打音が最も大きくなるおそれのある部分において、当該歯打音を的確に抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図７〜図９を参照して説明する。
この実施形態は、各アーム側のギヤをスライダ側のギヤに対しバルブリフト時の変位方向と逆の方向に予めオフセットするように形成することで、バルブリフト時における各アームの変位に伴い、互いに噛み合うギヤ間のバックラッシが大となるのを抑制するようにしたものである。

図７は、リフト量可変機構１４における入力アーム１７、揺動アーム１８、スライダ２６、支持パイプ１５、及びコントロールシャフト１６等のシリンダヘッド２への取り付け状態を示す断面図である。

同図に示されるように、支持パイプ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は二つの揺動アーム１８によって挟まされて支持パイプ１５の軸線方向についての位置決めがなされており、それら揺動アーム１８は立壁部４５に当接して上記軸方向についての位置決めがなされている。また、各アーム１７，１８の内側には支持パイプ１５に填め込まれたスライダ２６が位置している。そして、スライダ２６の入力ギヤ２７ａと入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａとが互いに噛み合うとともに、スライダ２６の出力ギヤ２９ａと揺動アーム１８の内歯ギヤ３０ａとが互いに噛み合っている。

揺動アーム１８には支持パイプ１５が嵌め込まれる孔４６が形成されている。そして、孔４６の内周面は支持パイプ１５の外周面と当接しており、それによって揺動アーム１８の内壁１８ａと支持パイプ１５の外周面との距離が固定されている。また、揺動アーム１８の入力アーム１７側の縁部には、入力アーム１７の内壁１７ａが嵌め込まれる小径部４７が形成されている。そして、小径部４７の外周面には入力アーム１７の内壁１７ａが嵌め込まれて当接しており、それによって入力アーム１７の内壁１７ａと揺動アーム１８の内壁１８ａとの距離、言い換えれば入力アーム１７の内壁１７ａと支持パイプ１５の外周面との距離が固定されている。

次に、吸気カム１１ａによる吸気バルブ９のリフト時に上記バックラッシが大となるのを抑制するための構造について、図８及び図９を併せ参照して説明する。
図８は、入力アーム１７の内壁１７ａ及び内歯ギヤ３０ａと、スライダ２６の外壁２６ａ及び入力ギヤ２７ａとの位置関係を模式的に示した図である。ここで、スライダ２６の外壁２６ａは、同スライダ２６の軸線Ｌｐ、即ち支持パイプ１５の軸線を中心とする円周に沿って延びるように形成されている。このため、外壁２６ａに形成された入力ギヤ２７ａも、支持パイプ１５の軸線を中心とする円周に沿って延びるように形成されることとなる。

これに対し、入力アーム１７の内壁１７ａについては、その中心Ｌｉがスライダ２６の軸線Ｌｐに対し矢印Ｙ１方向にオフセットした状態にされている。これは、入力アーム１７が嵌め込まれる揺動アーム１８の小径部４７（図７）を、スライダ２６の軸線Ｌｐに対し、矢印Ｙ１方向にオフセットするように形成することで実現される。そして、入力アーム１７の内壁１７ａを上記のようにオフセットさせることで、当該内壁１７ａに形成される内歯ギヤ２８ａも、スライダ２６の入力ギヤ２７ａに対し矢印Ｙ１方向にオフセットした状態となるよう形成されることとなる。

本実施形態の上記矢印Ｙ１方向については、入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけにより、入力アーム１７が荷重Ｆ１を受けたときの同アーム１７の変位方向（図３（ｂ）の矢印Ｘ１）と逆方向となっている。このため、上記荷重Ｆ１により入力アーム１７が変位したときの内壁１７ａの変位方向前側に位置する部分とスライダ２６の外壁２６ａとのクリアランスは、内壁１７ａ及び内歯ギヤ２８ａの矢印Ｙ１方向へのオフセットによって予め小さくされることとなる。また、矢印Ｙ１方向への内壁１７ａ及び内歯ギヤ２８ａのオフセット量は、例えば上記荷重Ｆ１による入力アーム１７の変位量と同じ値に設定されている。なお、こうした入力アーム１７の変位量については実験によって求めることが可能である。

従って、上記荷重Ｆ１により入力アーム１７が変位したとき、入力アーム１７の内壁１７ａの変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａから離れたとしても、その部分のクリアランスは予め小さくされていることから、同クリアランスが大きくなることは図８（ｂ）に示されるように抑制される。その結果、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音が問題になるほど、上記部分でのギヤ間の遊び（バックラッシ）が大きくなるのを抑制することができる。

図９は、揺動アーム１８の内壁１８ａ及び内歯ギヤ３０ａと、スライダ２６の外壁２６ａ及び出力ギヤ２９ａとの位置関係を模式的に示した図である。ここで、スライダ２６の外壁２６ａは、同スライダ２６の軸線Ｌｐ、即ち支持パイプ１５の軸線を中心とする円周に沿って延びるように形成されていることは上述したとおりである。このため、外壁２６ａに形成された出力ギヤ２９ａも、支持パイプ１５の軸線を中心とする円周に沿って延びるように形成されることとなる。

これに対し、揺動アーム１８の内壁１８ａについては、その中心Ｌｏがスライダ２６の軸線Ｌｐに対し矢印Ｙ２方向にオフセットした状態にされている。これは、揺動アーム１８の孔４６（図７）を、スライダ２６の軸線Ｌｐに対し、矢印Ｙ２と逆方向にオフセットするように形成することで実現される。そして、揺動アーム１８の内壁１８ａを上記のようにオフセットさせることで、当該内壁１８ａに形成される内歯ギヤ２８ａも、スライダ２６の出力ギヤ２９ａに対し矢印Ｙ２方向にオフセットした状態となるよう形成されることとなる。

本実施形態の上記矢印Ｙ２方向については、揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフトにより、揺動アーム１８が荷重Ｆ２を受けたときの同アーム１８の変位方向（図４（ｂ）の矢印Ｘ２）と逆方向となっている。このため、上記荷重Ｆ２により揺動アーム１８が変位したときの内壁１８ａの変位方向前側に位置する部分とスライダ２６の外壁２６ａとのクリアランスは、内壁１８ａ及び内歯ギヤ３０ａの矢印Ｙ２方向へのオフセットによって予め小さくされることとなる。また、矢印Ｙ２方向への内壁１８ａ及び内歯ギヤ３０ａのオフセット量は、例えば上記荷重Ｆ２による揺動アーム１８の変位量と同じ値に設定されている。なお、こうした揺動アーム１８の変位量については実験によって求めることが可能である。

従って、上記荷重Ｆ２により揺動アーム１８が変位したとき、揺動アーム１８の内壁１８ａの変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａから離れたとしても、その部分のクリアランスは予め小さくされていることから、同クリアランスが大きくなることは図９（ｂ）に示されるように抑制される。その結果、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音が問題になるほど、上記部分でのギヤ間の遊び（バックラッシ）が大きくなるのを抑制することができる。

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。
（５）入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけにより、入力アーム１７が荷重Ｆ１を受けて変位したとき、入力アーム１７の内壁１７ａの変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａから離れ、その部分での内壁１７ａと外壁２６ａとのクリアランスが大きくなる。しかし、上記部分のクリアランスは、入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａを、スライダ２６の入力ギヤ２７ａに対し、矢印Ｙ１方向にオフセットするように形成することで、予め小さくされている。従って、上記のように入力アーム１７が変位して当該クリアランスが拡大したとしても、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音が問題になるほど、上記クリアランスが大きくなること、言い換えれば上記部分でのギヤ間の遊び（バックラッシ）が大きくなることを抑制することができる。また、入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａをスライダ２６の入力ギヤ２７ａに対しオフセットするように形成するという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

（６）また、矢印Ｙ１方向への内壁１７ａ及び内歯ギヤ２８ａのオフセット量は、荷重Ｆ１による入力アーム１７の変位量と同じ値に設定されている。このため、入力アーム１７が荷重Ｆ１を受けて変位したとき、内壁１７ａの中心Ｌｉをスライダ２６の軸線Ｌｐとほぼ一致させることができる。従って、内歯ギヤ２８ａと入力ギヤ２７ａとの噛み合いを周方向全体に亘って均一なものとし、入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけ時に、スライダ２６の移動に基づく入力アーム１７の位置変更を円滑に行うことが可能になる。

（７）揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフト時に、揺動アーム１８が吸気バルブ９側からの荷重Ｆ２を受けて変位したとき、揺動アーム１８の内壁１８ａの変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａから離れ、その部分での内壁１８ａと外壁２６ａとのクリアランスが大きくなる。しかし、上記部分のクリアランスは、揺動アーム１８の内歯ギヤ３０ａを、スライダ２６の出力ギヤ２９ａに対し、矢印Ｙ２方向にオフセットするように形成することで、予め小さくされている。従って、上記のように揺動アーム１８が変位して当該クリアランスが拡大したとしても、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音が問題になるほど、上記クリアランスが大きくなること、言い換えれば上記部分でのギヤ間の遊び（バックラッシ）が大きくなることを抑制することができる。また、揺動アーム１８の内歯ギヤ３０ａをスライダ２６の出力ギヤ２９ａに対しオフセットするように形成するという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

（８）また、矢印Ｙ２方向への内壁１８ａ及び内歯ギヤ３０ａのオフセット量は、荷重Ｆ２による揺動アーム１８の変位量と同じ値に設定されている。このため、揺動アーム１８が荷重Ｆ２を受けて変位したとき、内壁１８ａの中心をスライダ２６の軸線Ｌｐとほぼ一致させることができる。従って、内歯ギヤ２８ａと出力ギヤ２９ａとの噛み合いを周方向全体に亘って均一なものとし、揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフト時に、スライダ２６の移動に基づく揺動アーム１８の位置変更を円滑に行うことが可能になる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
この実施形態は、スライダ側のギヤを各アーム側のギヤに対しバルブリフト時の変位方向と同じ方向に予めオフセットするように形成することで、バルブリフト時における各アームの変位に伴い、互いに噛み合うギヤ同士のバックラッシが大となるのを抑制するようにしたものである。

以下、吸気カム１１ａによる吸気バルブ９のリフト時に上記バックラッシが大となるのを抑制するための構造について、図１０及び図１１を併せ参照して説明する。
図１０は、入力アーム１７の内壁１７ａ及び内歯ギヤ２８ａと、スライダ２６の外壁２６ａ及び入力ギヤ２７ａとの位置関係を模式的に示した図である。ここで、入力アーム１７の内壁１７ａは、互いに一致する支持パイプ１５（図７）の軸線及びスライダ２６の軸線Ｌｐを中心とする円周に沿って延びるように形成されている。このため、内壁１７ａに形成された内歯ギヤ２８ａも、支持パイプ１５の軸線及びスライダ２６の軸線Ｌｐを中心とする円周に沿って延びるように形成されることとなる。なお、このときには、孔４６、小径部４７（以上、図７）、及び内壁１７ａが、それぞれの中心を互いに一致させるように、且つ、支持パイプ１５の軸線及びスライダ２６の軸線Ｌｐと一致するように形成される。

これに対し、内歯ギヤ２８ａと噛み合うスライダ２６の入力ギヤ２７ａは、内歯ギヤ２８ａに対し、矢印Ｚ１方向にオフセットするように形成されている。従って、入力ギヤ２７ａの中心Ｌｇ１は、互いに一致する内壁１７ａ（内歯ギヤ３０ａ）の中心Ｌｉ及びスライダ２６の軸線Ｌｐに対し、矢印Ｚ１方向にずれることとなる。

本実施形態の上記矢印Ｚ１方向については、入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけにより、入力アーム１７が荷重Ｆ１を受けたときの同アーム１７の変位方向（図３（ｂ）の矢印Ｘ１）と同方向となっている。このため、上記荷重Ｆ１により入力アーム１７が変位したときの内壁１７ａの変位方向前側に位置する部分とスライダ２６の外壁２６ａ（入力ギヤ２７ａ）とのクリアランスは、入力ギヤ２７ａの矢印Ｚ１方向へのオフセットによって予め小さくされることとなる。また、矢印Ｚ１方向への入力ギヤ２７ａのオフセット量は、例えば上記荷重Ｆ１による入力アーム１７の変位量と同じ値に設定されている。

従って、上記荷重Ｆ１により入力アーム１７が変位したとき、入力アーム１７の内壁１７ａの変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａ（入力ギヤ２７ａ）から離れたとしても、その部分のクリアランスは予め小さくされていることから、同クリアランスが大きくなることは図１０（ｂ）に示されるように抑制される。その結果、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音が問題になるほど、上記部分でのギヤ間の遊び（バックラッシ）が大きくなるのを抑制することができる。なお、このときには内壁１７ａ（内歯ギヤ２８ａ）の中心Ｌｉは、スライダ２６の軸線Ｌｐから矢印Ｚ１方向に変位して入力ギヤ２７ａの中心Ｌｇ１と一致するようになる。

図１１は、揺動アーム１８の内壁１８ａ及び内歯ギヤ３０ａと、スライダ２６の外壁２６ａ及び出力ギヤ２９ａとの位置関係を模式的に示した図である。ここで、揺動アーム１８の内壁１８ａは、互いに一致する支持パイプ１５（図７）の軸線及びスライダ２６の軸線Ｌｐを中心とする円周に沿って延びるように形成されている。このため、内壁１８ａに形成された内歯ギヤ２８ａも、支持パイプ１５の軸線及びスライダ２６の軸線Ｌｐを中心とする円周に沿って延びるように形成されることとなる。なお、このときには、孔４６（図７）及び内壁１８ａが、それぞれの中心を互いに一致させるように、且つ、支持パイプ１５の軸線及びスライダ２６の軸線Ｌｐと一致するように形成される。

これに対し、内歯ギヤ３０ａと噛み合うスライダ２６の出力ギヤ２９ａは、内歯ギヤ３０ａに対し、矢印Ｚ２方向にオフセットするように形成されている。従って、出力ギヤ２９ａの中心Ｌｇ２は、互いに一致する内壁１８ａ（内歯ギヤ３０ａ）の中心Ｌｏ及びスライダ２６の軸線Ｌｐに対し、矢印Ｚ２方向にずれることとなる。

本実施形態の上記矢印Ｚ２方向については、揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフト時に、揺動アーム１８が吸気バルブ９から荷重Ｆ２を受けたときの同アーム１８の変位方向（図４（ｂ）の矢印Ｘ２）と同方向となっている。このため、上記荷重Ｆ２により揺動アーム１８が変位したときの内壁１８ａの変位方向前側に位置する部分とスライダ２６の外壁２６ａ（出力ギヤ２９ａ）とのクリアランスは、出力ギヤ２９ａの矢印Ｚ２方向へのオフセットによって予め小さくされることとなる。また、矢印Ｚ２方向への出力ギヤ２９ａのオフセット量は、例えば上記荷重Ｆ２による揺動アーム１８の変位量と同じ値に設定されている。

従って、上記荷重Ｆ２により揺動アーム１８が変位したとき、揺動アーム１８の内壁１８ａの変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａ（出力ギヤ２９ａ）から離れたとしても、その部分のクリアランスは予め小さくされていることから、同クリアランスが大きくなることは図１１（ｂ）に示されるように抑制される。その結果、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音が問題になるほど、上記部分でのギヤ間の遊び（バックラッシ）が大きくなるのを抑制することができる。なお、このときにはな内壁１８ａ（内歯ギヤ３０ａ）の中心Ｌｏは、スライダ２６の軸線Ｌｐから矢印Ｚ２方向に変位して出力ギヤ２９ａの中心Ｌｇ２と一致するようになる。

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。
（９）入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけにより、入力アーム１７が荷重Ｆ１を受けて変位したとき、入力アーム１７の内壁１７ａの変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａ（入力ギヤ２７ａ）から離れ、その部分での内壁１７ａと外壁２６ａとのクリアランスが大きくなる。しかし、上記部分のクリアランスは、スライダ２６の入力ギヤ２７ａを、入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａに対し、矢印Ｚ１方向にオフセットするように形成することで、予め小さくされている。従って、上記のように入力アーム１７が変位して当該クリアランスが拡大したとしても、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音が問題になるほど、上記クリアランスが大きくなること、言い換えれば上記部分でのギヤ間の遊び（バックラッシ）が大きくなることを抑制することができる。また、スライダ２６の入力ギヤ２７ａを入力アーム１７の内歯ギヤ２８ａに対しオフセットするように形成するという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

（１０）また、矢印Ｚ１方向への入力ギヤ２７ａのオフセット量は、荷重Ｆ１による入力アーム１７の変位量と同じ値に設定されている。このため、入力アーム１７が荷重Ｆ１を受けて変位したとき、内壁１７ａ（内歯ギヤ２８ａ）の中心Ｌｉを入力ギヤ２７ａの中心Ｌｇ１とほぼ一致させることができる。従って、内歯ギヤ３０ａと入力ギヤ２７ａとの噛み合いを周方向全体に亘って均一なものとし、入力アーム１７への吸気カム１１ａの押しつけ時に、スライダ２６の移動に基づく入力アーム１７の位置変更を円滑に行うことが可能になる。

（１１）揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフト時に、揺動アーム１８が吸気バルブ９側からの荷重Ｆ２を受けて変位したとき、揺動アーム１８の内壁１８ａの変位方向前側に位置する部分がスライダ２６の外壁２６ａ（出力ギヤ２９ａ）から離れ、その部分での内壁１８ａと外壁２６ａとのクリアランスが大きくなる。しかし、上記部分のクリアランスは、スライダ２６の出力ギヤ２９ａを、揺動アーム１８の内歯ギヤ３０ａに対し、矢印Ｚ２方向にオフセットするように形成することで、予め小さくされている。従って、上記のように揺動アーム１８が変位して当該クリアランスが拡大したとしても、スライダ２６の軸方向移動に伴う歯打音が問題になるほど、上記クリアランスが大きくなること、言い換えれば上記部分でのギヤ間の遊び（バックラッシ）が大きくなることを抑制することができる。また、スライダ２６の出力ギヤ２９ａを揺動アーム１８の内歯ギヤ３０ａに対しオフセットするように形成するという、既存部品の変更だけで上記歯打音を抑制することができ、その抑制を手間や費用をかけることなく実現することができる。

（１２）また、矢印Ｚ２方向への出力ギヤ２９ａのオフセット量は、荷重Ｆ２による揺動アーム１８の変位量と同じ値に設定されている。このため、揺動アーム１８が荷重Ｆ２を受けて変位したとき、内壁１８ａ（内歯ギヤ３０ａ）の中心Ｌｏを入力ギヤ２７ａの中心Ｌｇ２とほぼ一致させることができる。従って、内歯ギヤ３０ａと出力ギヤ２９ａとの噛み合いを周方向全体に亘って均一なものとし、揺動アーム１８の揺動による吸気バルブ９のリフト時に、スライダ２６の移動に基づく揺動アーム１８の位置変更を円滑に行うことが可能になる。

なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第３実施形態において、入力ギヤ２７ａと出力ギヤ２９ａとのいずれか一方のみをオフセットさせてもよい。この場合でもオフセットさせた方のギヤ及びそれに噛み合うアーム側のギヤに関しては、バルブリフト時のバックラッシ拡大を抑制することができる。

・第３実施形態において、矢印Ｚ１方向への入力ギヤ２７ａのオフセット量を必ずしも荷重Ｆ１による入力アーム１７の変位量と同じにする必要はない。また、矢印Ｚ２方向への出力ギヤ２９ａのオフセット量を必ずしも荷重Ｆ２による揺動アーム１８の変位量と同じにする必要もない。

・第２実施形態において、入力アーム１７の内壁１７ａ及び内歯ギヤ２８ａと、揺動アーム１８の内壁１８ａ及び内歯ギヤ３０ａとのいずれか一方のみをオフセットさせてもよい。この場合でもオフセットさせた方のアーム側のギヤ及びそれに噛み合うスライダ側のギヤに関しては、バルブリフト時のバックラッシ拡大を抑制することができる。

・第２実施形態において、矢印Ｙ１方向への内壁１７ａ及び内歯ギヤ２８ａのオフセット量を必ずしも荷重Ｆ１による入力アーム１７の変位量と同じにする必要はない。また、矢印Ｙ２方向への内壁１８ａ及び内歯ギヤ３０ａのオフセット量を必ずしも荷重Ｆ２による揺動アーム１８の変位量と同じにする必要もない。

・第１実施形態において、欠歯４１，４２のみ形成したり、或いは欠歯４３，４４のみを形成してもよい。この場合でも欠歯が形成されたアーム側のギヤ及びスライダ側のギヤに関しては、バルブリフト時の歯打音を抑制することができる。

・第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて実施したり、第１実施形態と第３実施形態とを組み合わせて実施したりしてもよい。
・排気バルブ１０の最大バルブ量、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エンジン１に適用する場合には、その可変動弁機構に本発明を適用してもよい。

第１実施形態のリフト量可変機構が適用されたエンジンの所定気筒における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。 （ａ）及び（ｂ）は、吸気カム側からの荷重を受ける入力アームの変位態様を示す模式図。 （ａ）及び（ｂ）は、吸気バルブ側からの荷重を受ける揺動アームの変位態様を示す模式図。 入力アームの内部を支持パイプの軸線方向から見た拡大断面図。 揺動アームの内部を支持パイプの軸線方向から見た拡大断面図。 第２実施形態でのリフト量可変機構における入力アーム、揺動アーム、スライダ、支持パイプ、及びコントロールシャフト等のシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態における入力アームの内壁及び内歯ギヤと、スライダの外壁及び入力ギヤとの位置関係を示す模式図。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態における揺動アームの内壁及び内歯ギヤと、スライダの外壁及び出力ギヤとの位置関係を示す模式図。 （ａ）及び（ｂ）は、第３実施形態における入力アームの内壁及び内歯ギヤと、スライダの外壁及び入力ギヤとの位置関係を示す模式図。 （ａ）及び（ｂ）は、第３実施形態における揺動アームの内壁及び内歯ギヤと、スライダの外壁及び出力ギヤとの位置関係を示す模式図。

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…支持パイプ、１６…コントロールシャフト、１７…入力アーム、１７ａ…内壁、１８…揺動アーム、１８ａ…内壁、１９…ローラ、２０…コイルスプリング、２１…ロッカーアーム、２２…アジャスタ、２３…ローラ、２４…バルブスプリング、２６…スライダ、２６ａ…外壁、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、３１…ピン、３２…長穴、４１〜４４…欠歯、４５…立壁部、４６…孔、４７…小径部。

Claims (8)

1. 互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤが外壁に設けられたスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、
   前記スライダの入力ギヤ及びこれと噛み合う前記入力アームの内歯ギヤの周方向一部であって、前記入力アームへの前記カムの押し付け時に同入力アームの内壁が前記スライダの外壁から離れる位置に対応する部分を欠歯とする
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
2. 互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤが外壁に設けられたスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、
   前記スライダの出力ギヤ及びこれと噛み合う前記揺動アームの内歯ギヤの周方向一部であって、前記揺動アームによる前記機関バルブのリフト時に同揺動アームの内壁が前記スライダの外壁から離れる位置に対応する部分を欠歯とする
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記欠歯は、少なくとも、前記カムの回転による前記機関バルブのリフト時に前記入力アームまたは前記出力アームの内壁が前記スライダの外壁から最も離れる位置に形成されている
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
4. 互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤが外壁に設けられたスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、
   前記入力アームの内歯ギヤは、前記スライダの入力ギヤに対し、前記カムの前記入力アームへの押しつけ時に同入力アームが変位する方向と逆方向にオフセットするよう形成されている
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
5. 互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤが外壁に設けられたスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが内壁に形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、
   前記揺動アームの内歯ギヤは、前記スライダの出力ギヤに対し、前記揺動アームによる前記機関バルブのリフト時に同揺動アームが変位する方向と逆方向にオフセットするよう形成されている
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
6. 互いに傾斜角の異なるヘリカルスプラインを有する入力ギヤ及び出力ギヤを備えるとともに軸方向に移動可能なスライダと、前記入力ギヤに噛み合う内歯ギヤが形成されるとともに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、前記出力ギヤに噛み合う内歯ギヤが形成されるとともに前記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揺動アームとを備え、前記スライダを軸方向に移動させて前記入力アームと前記揺動アームとの揺動方向についての相対位置を変更することで、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、
   前記スライダのギヤと前記各アームのギヤとの互いに噛み合う二つギヤのうち、前記スライダのギヤは、前記各アームのギヤに対し、前記カムの回転による前記機関バルブのリフト時に同アームが変位する方向と同方向にオフセットするように形成されている
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
7. 請求項６に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記互いに噛み合う二つのギヤとは、前記スライダの入力ギヤ及びこれに噛み合う前記入力アームの内歯ギヤであって、
   前記スライダの入力ギヤについては、前記入力アームの内歯ギヤに対し、前記入力アームへの前記カムの押しつけ時に同入力アームが変位する方向と同方向にオフセットするよう形成されている
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
8. 請求項６に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記互いに噛み合う二つのギヤとは、前記スライダの出力ギヤ及びこれに噛み合う前記揺動アームの内歯ギヤであって、
   前記スライダの出力ギヤについては、前記揺動アームの内歯ギヤに対し、前記揺動アームによる前記機関バルブのリフト時に同揺動アームが変位する方向と同方向にオフセットするよう形成されている
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。

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