JP4265531B2 - 可変動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関し、詳しくは、バルブの開弁特性を機械的に変更可能な可変動弁装置に関する。

従来、例えば、特許文献１に開示されるように、エンジンの運転状況に応じてバルブのリフト量、作用角、バルブタイミングといったカム軸の回転に対するバルブの開弁特性を機械的に変更する可変動弁装置が知られている。特許文献１に記載される可変動弁装置では、カム軸と平行に設けられた制御軸に制御アームが固定され、この制御アームにフォロワの一方の端部が揺動自在に取り付けられている。また、制御軸には揺動カムが揺動自在に取り付けられ、その揺動カム面にロッカーアームが押し当てられている。フォロワには互いに独立回転可能な第１ローラと第２ローラとが同心に取り付けられており、第１ローラはカム軸の弁カムに当接し、第２ローラは揺動カムの揺動カム面とは逆側に形成された平面に当接している。

このような構成によれば、制御軸の回転により制御アームの回転位置が変更されることで、フォロワが変位して制御軸から揺動カムと第２ローラとの当接箇所までの距離が変化し、これによりバルブのリフト量と作用角が変更される。また、カム軸の同じ回転角度位置において第１ローラと当接する弁カムの周方向位置が変化することにより、同時にバルブタイミングも変更される。つまり、モータにより制御軸の回転角を制御することで、バルブのリフト量、作用角、バルブタイミングを同時に変更することができる。
特開２００３−２３９７１２号公報

複数の構成部品を組み合わせてなる可変動弁装置では、構成部品の製造誤差や組立て誤差によって、気筒間でバルブの開弁特性にばらつきが生じる場合がある。バルブの開弁特性によって吸入空気量が変化するため、バルブ開弁特性のばらつきは気筒間の吸入空気量のばらつきを招いてしまう。特に、スロットルバルブの開度を変えずにリフト量や作用角で吸入空気量を制御するノンスロットル運転時には、気筒間の吸入空気量のばらつきによってトルク変動が増大し、安定した運転を妨げてしまうことになる。このため、可変動弁装置では、装置の組立て時、或いは、組立て後、気筒間のバルブの開弁特性を揃えるように調整作業を行う必要がある。

しかし、特許文献１に記載の可変動弁装置は、バルブの開弁特性の調整について考慮された構造にはなっていない。測定、分解、再組付けといった一連の調整作業を容易に行うためには、調整に要する部品の数はなるべく少なくしたい。また、調整に要する部品数が多いと、その分、調整の精度が下がってしまうおそれがある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を気筒毎に容易に且つ高い精度で調整できるようにした可変動弁装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記目的を達成するため、回転角度を連続的に或いは多段階に変更可能な制御軸と、前記制御軸の外周面に取り付けられて前記制御軸と一体に回転する制御部材と、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を前記制御部材の回転角に応じて変化させる可変機構とを含む可変動弁装置において、
前記制御部材の前記制御軸への取り付け部に設けられた挿入穴と、
前記制御軸から前記挿入穴内に突出するように配置された、前記挿入穴よりも周方向の幅を小さく形成された突出部と、
前記突出部と前記挿入穴の周方向の左右壁面との間に形成される左右の間隙にそれぞれ配置された調整部材とを備え、
左右の調整部材を形状の異なるものにそれぞれ交換することによって、前記制御部材の前記制御軸への取り付け角度を調整可能に構成されていることを特徴としている。

第２の発明は、前記の第１の発明において、前記左右の調整部材を厚さの異なるものにそれぞれ交換することによって、前記制御部材の前記制御軸への取り付け角度を調整可能に構成されていることを特徴としている。

第３の発明は、前記の第２の発明において、前記挿入穴の周方向の左右壁面は、前記制御軸の中心方向に向けて前記壁面間の距離が次第に狭くなる傾斜面としてそれぞれ形成され、
前記突出部の周方向の左右両側には、前記調整部材を前記傾斜面に押し付ける押圧部がそれぞれ形成され、
前記左右の調整部材は、それぞれ前記傾斜面と前記押圧部とに挟まれて位置決めされていることを特徴としている。

第４の発明は、前記の第３の発明において、前記突出部は、前記制御軸に形成されたネジ穴に結合されるボルトと、前記押圧部が形成された押圧部材とを含み、前記ボルトは前記押圧部材に形成された貫通穴に通されて当該ボルトの頭部によって前記押圧部材を固定していることを特徴としている。

第５の発明は、前記の第４の発明において、前記ボルトの頭部と前記押圧部材との間には、前記調整部材の抜けを防止するための抜け止めプレートが挟まれており、前記抜け止めプレートはその周縁に切欠部が形成され、前記切欠部を前記調整部材の位置に合わせることで、前記切欠部から前記調整部材を取り出すことが可能に構成されていることを特徴としている。

第６の発明は、前記の第１の発明において、前記挿入穴の周方向の左右壁面は、前記制御軸の中心方向に向けて前記壁面間の距離が次第に狭くなる傾斜面としてそれぞれ形成され、
前記左右の調整部材は、前記傾斜面と前記突出部の周方向の側面とに接触するようにそれぞれ楔状に形成され、
前記左右の調整部材を楔角度の異なるものにそれぞれ交換することによって、前記制御部材の前記制御軸への取り付け角度を調整可能に構成されていることを特徴としている。

第７の発明は、前記の第６の発明において、前記突出部の周方向の左右両側面は、前記制御軸に垂直或いは略垂直な平面としてそれぞれ形成され、
前記左右の調整部材は、前記傾斜面と前記突出部の周方向側面の双方に面接触していることを特徴としている。

第８の発明は、前記の第１の発明において、前記挿入穴の周方向の左右壁面は、前記制御軸の中心方向に向けて前記壁面間の距離が次第に狭くなる傾斜面としてそれぞれ形成され、
前記左右の調整部材は１つの調整ピースとして一体化されるとともに、前記調整ピースは、当該調整ピースの左右両側面が前記傾斜面に面接触するように、前記制御軸の中心方向に向けて左右両側面間の厚さが次第に狭くなるように形成され、
前記調整ピースを左右両側面の傾斜角度がそれぞれ異なるものに交換することによって、前記制御部材の前記制御軸への取り付け角度を調整可能に構成されていることを特徴としている。

第１の発明において、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性は制御部材の回転角に応じて変化する。このため、制御部材の制御軸への取り付け角度を微調整することで、バルブの開弁特性を微調整することができる。第１の発明によれば、制御部材の制御軸への取り付け角度は、挿入穴の周方向の左右壁面と突出部との距離によって調整することができ、その距離は突出部の左右の間隙に配置する調整部材の形状によって調整することができる。したがって、第１の発明によれば、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性の調整は、左右の間隙にそれぞれ配置される調整部材を形状の異なるものに交換するだけでよく、しかも、形状が少しずつ異なる調整部材を多数用意しておくことで、精度の高い調整が可能になる。

第２の発明によれば、バルブの開弁特性を左右の調整部材の厚さによって細かく調整することができる。

第３の発明によれば、左右の調整部材がそれぞれ押圧部によって傾斜面に押し付けられて固定されるので、制御部材の制御軸への取り付け角度がずれることは防止される。

第４の発明によれば、ボルトをゆるめることで、調整部材を挿入穴内から容易に取り外すことができる。

第５の発明によれば、抜け止めプレートによって調整部材が挿入穴内から抜け出ることを確実に防止することができる。また、抜け止めプレートに形成された切欠部を調整部材の位置に合わせることで、調整部材を挿入穴内から容易に取り外すこともできる。

第６の発明によれば、バルブの開弁特性を左右の調整部材の楔角度によって細かく調整することができる。

第７の発明によれば、調整部材が傾斜面と突出部の周方向側面の双方に面接触することで、調整部材を確実に位置決めすることができ、制御部材の制御軸への取り付け角度がずれることは防止される。

第８の発明によれば、バルブの開弁特性を調整ピースの左右両側面の傾斜角度によって細かく調整することができる。また、調整ピースの左右両側面が挿入穴の周方向の左右傾斜面に面接触することで、調整ピースを確実に位置決めすることができ、制御部材の制御軸への取り付け角度がずれることは防止される。

実施の形態１．
以下、図１乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

［本実施形態の可変動弁装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態にかかる可変動弁装置１００の構成を示す側面視図である。本可変動弁装置１００はロッカーアーム方式の機械式動弁機構を有し、カム軸１２０の回転運動がカム軸１２０に設けられた駆動カム１２２によってロッカーアーム１１０の揺動運動に変換され、ロッカーアーム１１０に支持されるバルブ１０４の上下方向へのリフト運動に変換される。駆動カム１２２はプロフィールの異なる２つのカム面１２４ａ，１２４ｂを有している。一方のカム面である非作用面１２４ａはカム基礎円の周面であり、カム軸１２０の中心からの距離を一定に形成されている。他方のカム面である作用面１２４ｂはカム軸１２０の中心からの距離が次第に大きくなり、頂部を越えた後に次第に小さくなるように形成されている。本明細書では、非作用面１２４ａと作用面１２４ｂの双方を区別しないときには、単に駆動カム面１２４と表記する。

本可変動弁装置１００では、駆動カム１２２によって直接、ロッカーアーム１１０を駆動するのではなく、駆動カム１２２とロッカーアーム１１０との間に可変機構１３０を介在させている。可変機構１３０は、駆動カム１２２の回転運動とロッカーアーム１１０の揺動運動との連動状態を連続的に変化させることができる機構である。本可変動弁装置１００は、この可変機構１３０を可変制御することによりロッカーアーム１１０の揺動量や揺動タイミングを変化させて、リフト量、作用角、バルブタイミングといったバルブ１０４の開弁特性を連続的に変更できるようになっている。以下、可変機構１３０の構成について説明する。

可変機構１３０は、カム軸１２０に平行な制御軸１３２を含んでいる。制御軸１３２の回転角度は図示しないアクチュエータ（例えばモータ等）によって任意の角度に制御することができる。制御軸１３２には制御アーム１６２が固定されている。制御アーム１６２は制御軸１３２の径方向に突出しており、その突出部に弧状のリンクアーム１６４が取り付けられている。リンクアーム１６４の後端部はピン１６６によって制御アーム１６２に回転自在に連結されている。ピン１６６の位置は制御軸１３２の中心から偏心しており、このピン１６６がリンクアーム１６４の揺動支点となる。

また、制御軸１３２には、揺動カムアーム１５０が揺動可能に支持されている。揺動カムアーム１５０は、その先端を駆動カム１２２の回転方向の上流側に向けて配置されている。揺動カムアーム１５０の駆動カム１２２に対向する側には、後述する第２ローラ１７４に接触するスライド面１５６が形成されている。スライド面１５６は駆動カム１２２側に緩やかに湾曲するとともに、揺動中心である制御軸１３２の中心から遠くなるほど駆動カム１２２のカム基礎円（非作用面１２４ａ）との距離が大きくなるように形成されている。

揺動カムアーム１５０のスライド面１５６とは逆の側には、揺動カム面１５２（１５２ａ，１５２ｂ）が形成されている。揺動カム面１５２はプロフィールの異なる非作用面１５２ａと作用面１５２ｂから構成されている。そのうち非作用面１５２ａはカム基礎円の周面であり、制御軸１３２の中心からの距離を一定に形成されている。他方の面である作用面１５２ｂは揺動カムアーム１５０の先端側に設けられ、非作用面１５２ａに滑らかに連続するように接続されるとともに、揺動カムアーム１５０の先端に向けて制御軸１３２の中心からの距離（すなわち、カム高さ）が次第に大きくなるよう形成されている。本明細書では、非作用面１５２ａと作用面１５２ｂの双方を区別しないときには、単に揺動カム面１５２と表記する。

揺動カムアーム１５０のスライド面１５６と駆動カム１２２の駆動カム面１２４との間には、第１ローラ１７２と第２ローラ１７４が配置されている。第１ローラ１７２と第２ローラ１７４は、ともに前述のリンクアーム１６４の先端部に固定された連結軸１７６によって回転自在に支持されている。リンクアーム１６４はピン１６６を支点として揺動できるので、これらローラ１７２，１７４もピン１６６から一定距離を保ちながらスライド面１５６及び駆動カム面１２４に沿って揺動することができる。駆動カム１２２と揺動カムアーム１５０とはカム軸１２０の軸方向に位置がずれており、第１ローラ１７２は駆動カム面１２４に接触し、第２ローラ１７４はスライド面１５６に接触している。

また、揺動カムアーム１５０には、図示しないロストモーションスプリングが掛けられている。ロストモーションスプリングは圧縮バネであり、ロストモーションスプリングからの付勢力は、スライド面１５６を第２ローラ１７４に押し当てる付勢力として作用し、さらに、第２ローラ１７４と同軸一体の第１ローラ１７２を駆動カム面１２４に押し当てる付勢力として作用する。これにより、第１ローラ１７２及び第２ローラ１７４は、スライド面１５６と駆動カム面１２４とに両側から挟みこまれて位置決めされる。

揺動カムアーム１５０の下方には、ロッカーアーム１１０が配置されている。ロッカーアーム１１０には、揺動カム面１５２に対向するようにロッカーローラ１１２が配置されている。ロッカーローラ１１２はロッカーアーム１１０の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム１１０の一端にはバルブ１０４を支持するバルブシャフト１０２が取り付けられ、ロッカーアーム１１０の他端は油圧ラッシャアジャスタ１０６によって回動自在に支持されている。バルブシャフト１０２は図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム１１０を押し上げる方向に付勢されており、この付勢力と油圧ラッシャアジャスタ１０６によってロッカーローラ１１２は揺動カムアーム１５０の揺動カム面１５２に押し当てられている。

［制御アームの制御軸への固定方法］
本可変動弁装置１００は、制御アーム１６２の制御軸１３２への固定方法に特徴を有している。以下では、図５乃至図１１を参照して制御アーム１６２の制御軸１３２への固定方法について詳細に説明する。図５は、制御アーム１６２の周辺の構造を拡大して示す斜視図であり、図６は図５のVI−VI断面図である。これらの図に示すように、制御アーム１６２の制御軸１３２への固定には、ボルト１８０の他に、Ｒ面ピース１８８、二枚の調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒ、及び抜け止めプレート１８６が用いられている。図８ＡはＲ面ピース１８８の形状を詳細に示す平面図であり、図８ＢはそのVIII−VIII断面図である。図１１は調整シム１８２の形状を詳細に示す平面図である。図１０は抜け止めプレート１８６の形状を詳細に示す平面図である。

図９Ａは制御アーム１６２の形状を詳細に示す平面図であり、図９ＢはそのIX−IX断面図である。図９Ｂに示すように、制御アーム１６２には、制御軸１３２が挿入される横穴１６２ａと、ピン１６６を支持する横穴１６２ｂが形成され、制御軸１３２が挿入される横穴１６２ａに連通するようにボルト１８０が挿入される縦穴１９０が形成されている。この縦穴１９０は、図９Ａに示すように方形の断面形状を有しており、周方向の左右壁面１９０ａ，１９０ａは、縦穴１９０の入口から奥に向けて壁面間の距離が次第に狭くなる傾斜面として形成されている（以下、縦穴１９０の周方向の左右壁面１９０ａを傾斜面といい、縦穴１９０をテーパ穴という）。

Ｒ面ピース１８８は、図８Ａに示すように正方形の平面形状を有しており、その中央部にボルト１８０が挿入される穴１８８ｂが形成されている。Ｒ面ピース１８８の幅は、制御アーム１６２のテーパ穴１９０の軸方向幅と略同幅に設定されている。Ｒ面ピース１８８は４つの側面を有しているが、図８Ｂに示すように、少なくとも対向する一組の側面１８８ａ，１８８ａは、外側に凸のＲ面として形成されている（以下、Ｒ面１８８ａという）。Ｒ面ピース１８８は本発明の「押圧部材」に相当し、Ｒ面１８８ａは本発明の「押圧部」に相当している。

抜け止めプレート１８６は、図１０に示すような円形の平板であり、その中央部にボルト１８０が挿入される穴１８６ｂが形成されている。また、抜け止めプレート１８６の外周部には、挿入穴１８６ｂを挟むようにして一対の切欠部１８６ａが形成されている。各切欠部１８６ａは９０°の角度幅を有しており、中心からの距離はＲ面ピース１８８の幅の二分の一に略等しく設定されている。抜け止めプレート１８６は、前述のＲ面ピース１８８とともにボルト１８０に通され、ボルト１８０の頭部１８０ａとその軸部に形成される突起部１８０ｃとに挟まれることでボルト１８０と一体化される。なお、突起部１８０ｃは、抜け止めプレート１８６とＲ面ピース１８８がボルト１８０に通された後、ネジ部１８０ｂとともに転造される。

抜け止めプレート１８６及びＲ面ピース１８８と一体化されたボルト１８０は、制御アーム１６２のテーパ穴１９０に挿入されて制御軸１３２に結合される。図６に示すように、制御軸１３２にはその径方向に向けてネジ穴１３２ａが形成されており、このネジ穴１３２ａにボルト１８０のネジ部１８０ｂが結合される。なお、ボルト１８０を制御軸１３２に結合する際、Ｒ面ピース１８８のＲ面１８８ａとテーパ穴１９０の傾斜面１９０ａとが向き合うように、テーパ穴１９０内でのＲ面ピース１８８の位置が調整される。

調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒは一定厚さの平板であり、図１１に示すように舌部１８２ａが形成されることで全体としてＬ字状になっている。舌部１８２ａには小穴１８２ｂが形成されている。これら調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒは本発明の「調整部材」に相当している。調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒは、図７に示すように、ボルト１８０を制御軸１３２に結合する際、舌部１８２ａが形成されていない側を頭として、Ｒ面ピース１８８と傾斜面１９０ａとの間に形成される左右の隙間にそれぞれ挿入される。図７の断面図は、図６において調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒがテーパ穴１９０内に配置される前の状態を示している。

左右の隙間にそれぞれ挿入された調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒは、ボルト１８０を締めていくことによって、図６に示すようにＲ面ピース１８８のＲ面１８８ａによって傾斜面１９０ａに押し付けられ、両者の楔効果によって固定される。そして、左右の調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒが完全に固定されることで、ボルト１８０のテーパ穴１９０内での位置が決まり、制御アーム１６２が制御軸１３２に完全に固定されることになる。また、ボルト１８０を完全に締めたときには、図５及び図６に示すように、調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒの上端に抜け止めプレート１８６が被さるようになっている。このように抜け止めプレート１８６によって上から蓋をされることで、調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒがテーパ穴１９０内から抜け出ることは防止される。

［本実施形態の可変動弁装置の動作］
次に、本可変動弁装置１００の動作について図２乃至図４を参照して説明する。

（１）可変動弁装置のリフト動作
まず、図２を参照して本実施形態の可変動弁装置のリフト動作について説明する。図中、（Ａ）はリフト動作の過程でバルブ１０４が閉弁しているときの可変動弁装置の状態を、また、（Ｂ）はリフト動作の過程でバルブ１０４が最大に開弁しているときの可変動弁装置の状態を、それぞれ表している。
いる。

本可変動弁装置１００では、駆動カム１２２の回転運動は、先ず、駆動カム面１２４に接触する第１ローラ１７２に入力される。第１ローラ１７２は同軸一体に設けられた第２ローラ１７４とともにピン１６６を中心に揺動し、その運動は第２ローラ１７４を支持している揺動カムアーム１５０のスライド面１５６に入力される。スライド面１５６はロストモーションスプリングの付勢力によって常に第２ローラ１７４に押し当てられているので、揺動カムアーム１５０は第２ローラ１７４を介して伝達される駆動カム１２２の回転に応じて制御軸１３２を中心にして揺動する。

具体的には、図２の（Ａ）に示す状態からカム軸１２０が回転すると、図２の（Ｂ）に示すように、第１ローラ１７２の駆動カム面１２４上での接触位置は、カム１２２の頂部へと近づいていく。相対的に第１ローラ１７２は駆動カム１２２によって押し下げられ、揺動カムアーム１５０はそのスライド面１５６を第１ローラ１７２と一体の第２ローラ１７４によって押し下げられる。これにより、揺動カムアーム１５０は制御軸１３２を中心にして図中、時計回り方向に回動する。

揺動カムアーム１５０の回動によりロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置が非作用面１５２ａから作用面１５２ｂに切り換わると、ロッカーアーム１１０は作用面１５２ｂの制御軸１３２の中心からの距離に応じて押し下げられ、油圧ラッシャアジャスタ１０６による支持点を中心に時計回り方向へ揺動する。これにより、バルブ１０４はロッカーアーム１１０によって押し下げられ、開弁する。そして、図２の（Ｂ）に示すように、第１ローラ１７２の駆動カム面１２４上での接触位置がカム１２２の頂部に達したとき、揺動カムアーム１５０の回動量は最大になり、バルブ１０４のリフト量も最大になる。

カム軸１２０がさらに回転し、第１ローラ１７２の駆動カム面１２４上での接触位置がカム１２２の頂部を過ぎると、今度はロストモーションスプリングとバルブスプリングによる付勢力によって、揺動カムアーム１５０は制御軸１３２を中心にして図中、反時計回り方向に回動する。揺動カムアーム１５０が反時計回り方向に回動することで、ロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置は非作用面１５２ａ側へ移動する。これにより、バルブ１０４のリフト量は減少していき、やがて、図２の（Ａ）に示すように、ロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置が作用面１５２ｂから非作用面１５２ａに切り換わったところで、バルブ１０４のリフト量はゼロとなる。つまり、バルブ１０４は閉弁する。

（２）可変動弁装置のリフト量変更動作
次に、図３及び図４を参照して本実施形態の可変動弁装置のリフト量変更動作について説明する。図３中、（Ａ）は可変動弁装置１００がバルブ１０４（図１参照、図中では省略）に対して大きなリフトを与えるように動作する場合の最大リフト時の可変動弁装置１００の状態を、また、（Ｂ）は可変動弁装置１００がバルブ１０４に対して小さなリフトを与えるように動作する場合の最大リフト時の可変動弁装置１００の状態を、それぞれ表している。

図３の（Ａ）に示すリフト量から図３の（Ｂ）に示すリフト量にリフト量を変更する場合、図３の（Ａ）に示す状態において制御軸１３２をカム軸１２０の回転方向と逆方向（図中、反時計回り方向）に回転駆動し、図３の（Ｂ）に示す回転角度に制御アーム１６２を回転させる。制御アーム１６０の回転に伴い、第２ローラ１７４はスライド面１５６に沿って制御軸１３２から遠ざかる方向に移動し、同時に、第１ローラ１７２は駆動カム面１２４に沿ってその回転方向の上流側に移動する。

第２ローラ１７４が制御軸１３２から遠ざかる方向に移動することで、揺動カムアーム１５０の揺動中心から第２ローラ１７４のスライド面１５６上での接触位置Ｐ２までの距離が長くなり、揺動カムアーム１５０の揺動角幅は減少する。揺動カムアーム１５０の揺動角幅は揺動中心から振動の入力点である接触位置Ｐ２までの距離に反比例するからである。揺動カムアーム１５０の揺動角幅が減少する結果、ロッカーローラ１１２が到達できる最終接触位置Ｐ３は作用面１５２ｂ上を非作用面１５２ａ側に移動することになり、バルブ１０４のリフト量は減少する。

また、ロッカーローラ１１２が作用面１５２ｂ上に位置している期間（クランク角）が、バルブ１０４の作用角となるが、最終接触位置Ｐ３が非作用面１５２ａ側に移動することで、バルブ１０４の作用角も減少する。さらに、第１ローラ１７２がカム軸１２０の回転方向の上流側に移動することで、カム軸１２０が同一回転角度にあるときの第１ローラ１７２の駆動カム面１２４上での接触位置Ｐ１は、駆動カム１２２の進角側に移動する。これにより、カム軸１２０の位相に対する揺動カムアーム１５０の揺動タイミングは進角され、その結果、バルブタイミング（最大リフトタイミング）は進角されることになる。

図４は本実施形態の可変動弁装置１００により実現されるバルブ１０４のリフト量とバルブタイミングとの関係を示すグラフである。この図に示すように、本実施形態の可変動弁装置１００によれば、バルブ１０４のリフト量の増大に連動して作用角を増大させるとともにバルブタイミングを遅角することができ、逆に、バルブ１０４のリフト量の減少に連動して作用角を減少させるとともにバルブタイミングを進角することができる。

［気筒毎のバルブ開弁特性の調整方法］
上記のように、本可変動弁装置１００では、制御軸１３２を回転させて制御アーム１６２の回転角度を変化させることでバルブ１０４の開弁特性を可変制御できるようになっている。したがって、制御アーム１６２の制御軸１３２への取り付け角度を気筒毎に調整すれば、バルブ１０４の開弁特性を気筒毎に調整することもできる。本可変動弁装置１００では、制御アーム１６２の制御軸１３２への固定方法として前述のような固定方法を採用したことにより、気筒毎のバルブ開弁特性を次のような方法で調整できるようになっている。

図６に示すように、制御アーム１６２の制御軸１３２への取り付け角度θはテーパ穴１９０内でのボルト１８０の位置によって決まるが、テーパ穴１９０内でのボルト１８０の位置はボルト１８０の左右に配置される調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒの厚さによって決まる。そこで、本可変動弁装置１００では、左右の調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒのそれぞれについて、厚さの異なるものが多数用意されている。

まず、本可変動弁装置１００の最初の組付け時には、左右の調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒとしてそれぞれ基準厚さの調整シムが用いられる。そして、組付け後、アクチュエータにより制御軸１３２を所定の基準回転角度まで回転させ、その状態で気筒毎にバルブ１０４のリフト量と作用角を計測する。計測の結果、気筒間でリフト量や作用角のばらつきがある場合には、基準値（ある基準気筒の計測値）からの計測値のずれ量に応じて、気筒毎に左右の調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒを交換する。左右の調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒをそれぞれ厚さの異なるものに変更することによって、制御アーム１６２の制御軸１３２への取り付け角度θを微調整し、ひいては当該気筒のバルブ１０４のリフト量や作用角を微調整することができる。具体的には、リフト量及び作用角を増大させる方向に微調整したい場合には、図６中、左側の調整シム１８２Ｌを薄いものに交換し、右側の調整シム１８２Ｒを厚いものに交換すればよい。リフト量及び作用角を減少させる方向に微調整したい場合には、その逆を選択すればよい。

なお、調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒの交換の際には、まず、ボルト１８０を若干緩めることでボルト１８０とともにＲ面ピース１８８を上げ、Ｒ面ピース１８８と調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒとの間に隙間を作る。次に、抜け止めプレート１８６を回転させてその切欠部１８６ａを調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒの位置に合わせる。これにより、調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒの上に被されていた蓋が無くなり、テーパ穴１９０内から調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒを引き出すことが可能になる。調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒを引き出す際には、その舌部１８２ａに形成された小穴１８２ｂに棒状の工具を引っ掛けて抜き取るようにすればよい。

［本実施形態の可変動弁装置の利点］
以上説明した通り、本実施形態の可変動弁装置１００によれば、制御軸１３２を回転駆動して制御カム１３４の回転角度を変化させることにより、第２ローラ１７４のスライド面上での接触位置Ｐ２と第１ローラ１７２の駆動カム面１２４上での接触位置Ｐ１を変化させ、その結果としてバルブ１０４のリフト量、作用角、及びバルブタイミングを連動して変化させることができる。

また、本実施形態の可変動弁装置１００によれば、リフト量、作用角、及びバルブタイミングといったバルブ１０４の開弁特性の調整は、制御アーム１６２のテーパ穴１９０内に挿入される左右の調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒを厚さの異なるものに交換するだけでよい。しかも、厚さのランクを細かく設定してランク毎に調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒを用意しておくことで、精度の高い調整が可能になる。

実施の形態２．
次に、図１２を用いて本発明の実施の形態２について説明する。

［本実施形態の可変動弁装置の構成］
本実施形態の可変動弁装置は、図１に示す可変動弁装置１００において、制御アーム１６２の制御軸１３２への固定方法を、図６の断面図により説明した固定方法から図１２の断面図により説明される固定方法に変更することによって実現することができる。

［制御アームの制御軸への固定方法］
図１２の断面図に示すように、本実施形態では、制御アーム１６２の制御軸１３２への固定には、ボルト１８０の他に、平面ピース２０８、二枚のテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒ、及び抜け止めプレート１８６が用いられている。なお、図１２中、実施の形態１と同一の形状を有する構成部品については同一の符号を付している。

平面ピース２０８は、実施の形態１にかかるＲ面ピース１８８に相当するものであり、Ｒ面ピース１８８のＲ面１８８ａをボルト１８０に平行或いは略平行な平面に変形させた形状を有している。平面ピース２０８は、抜け止めプレート１８６とともにボルト１８０に通され、ボルト１８０の頭部１８０ａとその軸部に形成される突起部１８０ｃとに挟まれることでボルト１８０と一体化されている。

テーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒは、図に示すようにＶ字型の断面を有する楔状部材である。ここでは、図示を省略しているが、実施の形態１にかかる調整シム１８２Ｌ，１８２Ｒのように小穴１８２ｂを有する舌部１８２ａを形成してもよい。テーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒは本発明の「調整部材」に相当している。

テーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒは、その楔の先を頭として、平面ピース２０８と傾斜面１９０ａとの間に形成される左右の隙間にそれぞれ挿入される。左右の隙間にそれぞれ挿入されたテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒは、ボルト１８０が締められることで抜け止めプレート１８６によって上方から押し下げられ、平面ピース２０８の側面と傾斜面１９０ａの双方に面接触した状態で固定される。左右のテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒが完全に固定されることで、ボルト１８０のテーパ穴１９０内での位置が決まり、制御アーム１６２が制御軸１３２に完全に固定されることになる。

［気筒毎のバルブ開弁特性の調整方法］
本実施形態では、左右のテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒのそれぞれについて、角度θ１，θ２の異なるものが多数用意されている。可変動弁装置の最初の組付け時には、左右のテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒとしてそれぞれ基準角度のテーパシムが用いられる。そして、組付け後、アクチュエータにより制御軸１３２を所定の基準回転角度まで回転させ、その状態で気筒毎にバルブのリフト量と作用角を計測する。計測の結果、気筒間でリフト量や作用角のばらつきがある場合には、基準値（ある基準気筒の計測値）からの計測値のずれ量に応じて、気筒毎に左右のテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒを交換する。左右のテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒをそれぞれ角度θ１，θ２の異なるものに変更することによって、制御アーム１６２の制御軸１３２への取り付け角度を微調整し、ひいては当該気筒のバルブのリフト量や作用角を微調整することができる。具体的には、リフト量及び作用角を増大させる方向に微調整したい場合には、図１２中、左側のテーパシム２０２Ｌを角度θ１の小さいものに交換し、右側のテーパシム２０２Ｒを角度θ２の大きいものに交換すればよい。リフト量及び作用角を減少させる方向に微調整したい場合には、その逆を選択すればよい。

［本実施形態の可変動弁装置の利点］
以上説明した通り、本実施形態の可変動弁装置によれば、リフト量、作用角、及びバルブタイミングといったバルブの開弁特性の調整は、制御アーム１６２のテーパ穴１９０内に挿入される左右のテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒを角度θ１，θ２の異なるものに交換するだけでよい。しかも、角度のランクを細かく設定してランク毎にテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒを用意しておくことで、精度の高い調整が可能になる。

実施の形態３．
次に、図１３を用いて本発明の実施の形態３について説明する。

［本実施形態の可変動弁装置の構成］
本実施形態の可変動弁装置は、図１に示す可変動弁装置１００において、制御アーム１６２の制御軸１３２への固定方法を、図６の断面図により説明した固定方法から図１３の断面図により説明される固定方法に変更することによって実現することができる。

［制御アームの制御軸への固定方法］
図１３の断面図に示すように、本実施形態では、制御アーム１６２の制御軸１３２への固定には、ボルト１８０とテーパピース２１２とが用いられている。なお、図１３中、実施の形態１と同一の形状を有する構成部品については同一の符号を付している。

テーパピース２１２は、実施の形態２にかかる左右のテーパシム２０２Ｌ，２０２Ｒと平面ピース２０８とを一体化したものに相当する。テーパピース２１２の中央には貫通穴が形成されており、ボルト１８０の軸部が挿入される。テーパピース２１２の左右の両側面２１２ａ，２１２ｂは、ボルト１８０の先端に向けて両側面２１２ａ，２１２ｂ間の厚さが次第に狭くなるように傾斜して形成されている。左右両側面２１２ａ，２１２ｂの傾斜角度θ１，θ２は、テーパ穴１９０の左右の傾斜面１９０ａ，１９０ａがなす角度に合わせて設定されている。テーパピース２１２は本発明の「調整ピース」に相当している。

本実施形態では、ボルト１８０はテーパピース２１２に通してから制御軸１３２へ装着される。ボルト１８０が締められることで、テーパピース２１２はボルト頭部１８０ａによって上方から押し下げられ、テーパ穴１９０の左右の傾斜面１９０ａ，１９０ａに面接触した状態で固定される。テーパピース２１２が完全に固定されることで、ボルト１８０のテーパ穴１９０内での位置が決まり、制御アーム１６２が制御軸１３２に完全に固定されることになる。

［気筒毎のバルブ開弁特性の調整方法］
本実施形態では、左右側面の傾斜角度θ１，θ２が異なるテーパピース２１２が多数用意されている。可変動弁装置の最初の組付け時には、テーパピース２１２として基準傾斜角度のテーパシムが用いられる。そして、組付け後、アクチュエータにより制御軸１３２を所定の基準回転角度まで回転させ、その状態で気筒毎にバルブのリフト量と作用角を計測する。計測の結果、気筒間でリフト量や作用角のばらつきがある場合には、基準値（ある基準気筒の計測値）からの計測値のずれ量に応じて、気筒毎にテーパピース２１２を交換する。テーパピース２１２を傾斜角度θ１，θ２の異なるものに変更することによって、制御アーム１６２の制御軸１３２への取り付け角度を微調整し、ひいては当該気筒のバルブのリフト量や作用角を微調整することができる。具体的には、リフト量及び作用角を増大させる方向に微調整したい場合には、図１３中、左側面の傾斜角度θ２が小さくなり右側面の傾斜角度θ２が大きくなるように、交換するテーパピース２１２を選択すればよい。リフト量及び作用角を減少させる方向に微調整したい場合には、その逆を選択すればよい。

［本実施形態の可変動弁装置の利点］
以上説明した通り、本実施形態の可変動弁装置によれば、リフト量、作用角、及びバルブタイミングといったバルブの開弁特性の調整は、制御アーム１６２のテーパ穴１９０内に配置されるテーパピース２１２を左右の傾斜角度θ１，θ２の異なるものに交換するだけでよい。しかも、傾斜角度のランクを細かく設定してランク毎にテーパピース２１２を用意しておくことで、精度の高い調整が可能になる。

その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。

実施の形態１では、ボルト１８０に突起部１８０ｃを転造することで、Ｒ面ピース１８８と抜け止めプレート１８６をボルト１８０に一体化させているが、この突起部１８０ｃは省略することもできる。また、図１４に示すように、ボルト１８０の軸部に溝を形成し、その溝にＣリング（或いはＥリング）２００を嵌め込むことで、Ｒ面ピース１８８と抜け止めプレート１８６がボルト１８０から外れることを防止してもよい。実施の形態２にかかる構成においても同様である。

また、実施の形態３においても、図１５に示すように、ボルト１８０の軸部に溝を形成し、その溝にＣリング（或いはＥリング）２００を嵌め込むようにしてもよい。これによれば、ボルト１８０をテーパ穴１９０から抜き取ることで一緒にテーパピース２１２も抜き取ることが可能になる。

本発明の実施の形態１にかかる可変動弁装置の構成を示す側面視図である。 図１に示す可変動弁装置のリフト動作を示す図であり、（Ａ）はバルブの閉弁時、（Ｂ）はバルブの開弁時を示している。 図１に示す可変動弁装置のリフト量の変更動作を示す図であり、（Ａ）は大リフト時、（Ｂ）は小リフト時を示している。 バルブタイミングとリフト量との関係を示す図である。 制御アームの周辺の構造を拡大して示す斜視図である。 図５のVI−VI断面図である。 図６において調整シムがテーパ穴内に配置される前の状態を示す図である。 Ｒ面ピースの形状を詳細に示す平面図である。 図８ＡのVIII−VIII断面図である。 制御アームの形状を詳細に示す平面図である。 図９ＡのIX−IX断面図である。 抜け止めプレートの形状を詳細に示す平面図である。 調整シムの形状を詳細に示す平面図である。 本発明の実施の形態２にかかる制御アームの制御軸への固定方法を示す断面図である。 本発明の実施の形態３にかかる制御アームの制御軸への固定方法を示す断面図である。 実施の形態１にかかる構造の変形例を示す断面図である。 実施の形態３にかかる構造の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１００ 可変動弁装置
１０４ バルブ
１１０ ロッカーアーム
１１２ ロッカーローラ
１２０ カム軸
１２２ 駆動カム
１２４（１２４ａ，１２４ｂ） 駆動カム面
１３０ 可変機構
１３２ 制御軸
１３２ａ ネジ穴
１５０ 揺動カムアーム
１５２（１５２ａ，１５２ｂ） 揺動カム面
１５６ スライド面
１６２ 制御アーム
１６４ リンクアーム
１６６ ピン
１７２ 第１ローラ
１７４ 第２ローラ
１８０ ボルト
１８０ａ 頭部
１８０ｂ ネジ部
１８０ｃ 突起部
１８２Ｌ，１８２Ｒ 調整シム
１８６ 抜け止めプレート
１８６ａ 切欠部
１８８ Ｒ面ピース
１８８ａ Ｒ面
１９０ テーパ穴
１９０ａ 傾斜面
２００ Ｃリング
２０２Ｌ，２０２Ｒ テーパシム
２０８ 平面ピース
２１２ テーパピース

Claims (8)

1. 回転角度を連続的に或いは多段階に変更可能な制御軸と、前記制御軸の外周面に取り付けられて前記制御軸と一体に回転する制御部材と、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を前記制御部材の回転角に応じて変化させる可変機構とを含む可変動弁装置において、
   前記制御部材の前記制御軸への取り付け部に設けられた挿入穴と、
   前記制御軸から前記挿入穴内に突出するように配置された、前記挿入穴よりも周方向の幅を小さく形成された突出部と、
   前記突出部と前記挿入穴の周方向の左右壁面との間に形成される左右の間隙にそれぞれ配置された調整部材とを備え、
   左右の調整部材を形状の異なるものにそれぞれ交換することによって、前記制御部材の前記制御軸への取り付け角度を調整可能に構成されていることを特徴とする可変動弁装置。
2. 前記左右の調整部材を厚さの異なるものにそれぞれ交換することによって、前記制御部材の前記制御軸への取り付け角度を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
3. 前記挿入穴の周方向の左右壁面は、前記制御軸の中心方向に向けて前記壁面間の距離が次第に狭くなる傾斜面としてそれぞれ形成され、
   前記突出部の周方向の左右両側には、前記調整部材を前記傾斜面に押し付ける押圧部がそれぞれ形成され、
   前記左右の調整部材は、それぞれ前記傾斜面と前記押圧部とに挟まれて位置決めされていることを特徴とする請求項２記載の可変動弁装置。
4. 前記突出部は、前記制御軸に形成されたネジ穴に結合されるボルトと、前記押圧部が形成された押圧部材とを含み、前記ボルトは前記押圧部材に形成された貫通穴に通されて当該ボルトの頭部によって前記押圧部材を固定していることを特徴とする請求項３記載の可変動弁装置。
5. 前記ボルトの頭部と前記押圧部材との間には、前記調整部材の抜けを防止するための抜け止めプレートが挟まれており、前記抜け止めプレートはその周縁に切欠部が形成され、前記切欠部を前記調整部材の位置に合わせることで、前記切欠部から前記調整部材を取り出すことが可能に構成されていることを特徴とする請求項４記載の可変動弁装置。
6. 前記挿入穴の周方向の左右壁面は、前記制御軸の中心方向に向けて前記壁面間の距離が次第に狭くなる傾斜面としてそれぞれ形成され、
   前記左右の調整部材は、前記傾斜面と前記突出部の周方向の側面とに接触するようにそれぞれ楔状に形成され、
   前記左右の調整部材を楔角度の異なるものにそれぞれ交換することによって、前記制御部材の前記制御軸への取り付け角度を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
7. 前記突出部の周方向の左右両側面は、前記制御軸に垂直或いは略垂直な平面としてそれぞれ形成され、
   前記左右の調整部材は、前記傾斜面と前記突出部の周方向側面の双方に面接触していることを特徴とする請求項６記載の可変動弁装置。
8. 前記挿入穴の周方向の左右壁面は、前記制御軸の中心方向に向けて前記壁面間の距離が次第に狭くなる傾斜面としてそれぞれ形成され、
   前記左右の調整部材は１つの調整ピースとして一体化されるとともに、前記調整ピースは、当該調整ピースの左右両側面が前記傾斜面に面接触するように、前記制御軸の中心方向に向けて左右両側面間の厚さが次第に狭くなるように形成され、
   前記調整ピースを左右両側面の傾斜角度がそれぞれ異なるものに交換することによって、前記制御部材の前記制御軸への取り付け角度を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
   

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