JP4485456B2 - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Description

本発明はバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構に関する。

燃費性能の向上を図るために、特許文献１に示されるように、内燃機関の運転状態に応じて、吸気バルブや排気バルブ（以下、「機関バルブ」と称する）の最大リフト量などのバルブ特性を可変とする可変動弁機構が知られている。具体的には、図１３に示されるように、内燃機関のカムシャフト１００に設けられているカム１０１は仲介駆動機構１１０を介して機関バルブ１２０の開閉を行う。この仲介駆動機構１１０は、入力部１０２と出力部１０３とを備えるとともに、パイプ１３１によって支持されている。カム１０１は入力部１０２を押し下げて仲介駆動機構１１０を揺動させ、該仲介駆動機構１１０の出力部１０３はロッカアーム１２５を介して機関バルブ１２０の開閉を行う。

図１４に示されるように、パイプ１３１内には、軸方向に沿って往復動可能な状態でコントロールシャフト１３０が挿入されている。また、パイプ１３１には、軸方向に沿って往復動可能な状態でスライダギア１１１が外嵌されている。パイプ１３１に形成された長孔１３２を通じてコントロールシャフト１３０とスライダギア１１１とが係止ピン１１２によって連結されている。この係止ピン１１２は、コントロールシャフト１３０の外周面に形成された凹部にその一端が挿入されるとともに、スライダギア１１１の内周面に形成された周方向に延びる溝にその他端が挿入されている。そして、コントロールシャフト１３０が軸方向に沿って往復動するとき、係止ピン１１２によって連結されたスライダギア１１１はこれに連動して往復動する。入力部１０２と出力部１０３とのそれぞれの内周面には互いに逆向きに傾斜するヘリカルスプラインが形成されるとともに、スライダギア１１１の外周面にはこれらヘリカルスプラインと噛合うヘリカルスプラインがそれぞれ形成されている。その結果、スライダギア１１１を軸方向に沿って往復動させることによって、入力部１０２と出力部１０３との相対回動位相差が変化させられ、機関バルブ１２０の最大リフト量および作用角を変更することができるようになる。
特開２００１−２６３０１５号公報

ところで、図１５に示されるように、コントロールシャフト１３０が係止ピン１１２を介してスライダギア１１１を往復動させるとき、係止ピン１１２の外周面とコントロールシャフト１３０に形成された凹部１３０ａの内周面との間で力が作用する。また、上記機関バルブ１２０を開閉させるたびに、入力部１０２にはカム１０１の押し下げ力が作用し、出力部１０３にはロッカアーム１２５を介してバルブスプリングの付勢力が作用する。このように入力部１０２及び出力部１０３を揺動させる力が作用すると、上記ヘリカルスプラインによってスライダギア１１１には軸方向の力が作用する。そして、この軸方向の力は、上記係止ピン１１２を介してコントロールシャフト１３０に伝達される。したがって、機関バルブ１２０の開閉を行うときにも、係止ピン１１２の外周面と凹部１３０ａの内周面との間で力が作用する。

こうした力によってコントロールシャフト１３０に形成された凹部１３０ａの内周面が磨耗すると、コントロールシャフトの耐久性が低下するとともに、内燃機関の可変動弁機構の制御性が低下するおそれがある。これに対しては、磨耗しやすい部分を焼入れなどの方法で硬化することが望ましいが、凹部１３０ａの底部付近に焼入れすることは凹部１３０ａの開口部付近に焼入れすることに比べて困難である。

本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コントロールシャフトに挿入された係止ピンによる可変動弁機構内の各部の摩耗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、上記目的を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、軸方向に沿って往復動可能な状態でパイプ内に挿入されたコントロールシャフトと、軸方向に沿って往復動可能な状態で前記パイプの外周に嵌合されたスライダギアと、前記パイプに形成された連通孔を通じて前記コントロールシャフトと前記スライダギアとを連結する係止ピンとを備え、前記コントロールシャフトの往復動に基づいて機関バルブの特性を変更する内燃機関の可変動弁機構において、前記係止ピンは、前記コントロールシャフトに形成された貫通孔に挿入されるとともに、その挿入される側の端部が前記パイプの内周面によって支持されてなることを特徴とする。

同構成によれば、係止ピンはコントロールシャフトに形成された貫通孔に挿入されるとともに、その挿入される側の端部がパイプの内周面によって支持されるため、コントロールシャフトが往復動する際に貫通孔の開口部付近と係止ピンとの間で力を作用させることができる。このため、焼き入れの難しいコントロールシャフトの中心軸付近に力が作用することを避けて、焼き入れの容易な開口部付近に力を作用させることができる。また、係止ピンがコントロールシャフトに形成された凹部に挿入される場合と比較して、支点となる係止ピン挿入側の開口部から作用点となる係止ピンの端部までの距離が長くなるため、作用点にかかる力を小さくすることができる。その結果、コントロールシャフトに挿入された係止ピンによるコントロールシャフトの摩耗を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構において、パイプに形成された連通孔から遠い方の貫通孔の開口部が焼入れされてなることを特徴とする。
同構成によれば、パイプに形成された連通孔から遠い方の貫通孔の開口部を焼入れすることによって、係止ピンの外周面と当接する部分が硬化されるため、コントロールシャフトの磨耗を更に抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記パイプの内周面によって支持される前記係止ピンの端部を球面状に形成したことを特徴とする。

同構成によれば、パイプの内周面によって支持される係止ピンの端部を球面状に形成したため、係止ピンの端部の角によるパイプの内周面および貫通孔の内周面の磨耗を抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記貫通孔および前記係止ピンの断面形状を楕円に形成するとともに、前記パイプの内周面によって支持される前記係止ピンの端部において、前記機関バルブを開閉するときに前記係止ピンが前記貫通孔の内周面に押し付けられる側の部分のみを球面状に形成したことを特徴とする。

同構成によれば、貫通孔および係止ピンの断面形状を楕円に形成したため、係止ピンが貫通孔の内周面に対して周方向に相対移動しなくなる。そのため、機関バルブを開閉するときに係止ピンが貫通孔の内周面に押し付けられる側の部分のみを球面状に形成しても、貫通孔の内周面が係止ピンの角によって磨耗されることを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又は２に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記貫通孔の延びる方向への前記係止ピンの移動を規制する規制機構を更に備えることを特徴とする。

同構成によれば、貫通孔の延びる方向への係止ピンの移動を規制する規制機構を更に備えるため、貫通孔において内周面の焼入れの難しい中間部分と係止ピンとの間で力が作用することを抑制することができる。また、貫通孔の延びる方向に沿って係止ピンの位置が変化しないため、コントロールシャフトの外周に外嵌されたパイプと係止ピンとの接触を抑制することができ、係止ピンによるパイプの摩耗を抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記規制機構は、前記コントロールシャフトに対する前記係止ピンの移動を規制する支持ピンを備え、この支持ピンは、前記コントロールシャフト及び前記係止ピンにまたがる態様で組み付けられることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記規制機構は、前記コントロールシャフトの軸方向および前記貫通孔の延びる方向に対して垂直となるように同貫通孔の内周面に形成された凹部と、前記係止ピンの軸方向に対して垂直となるように前記係止ピンの外周面に形成された凹部と、前記両凹部に挿入された支持ピンとを備えることを特徴とする。

コントロールシャフトと係止ピンとの間で力が作用するとき、係止ピンの軸線とコントロールシャフトの軸線との角度が変化する。そのため、例えば規制機構をコントロールシャフトの軸方向に対して平行な凹部とその凹部に挿入した支持ピンとで構成した場合、係止ピンとコントロールシャフトとの角度が変化すると支持ピンに大きなせん断力が発生し、支持ピンの耐久性が低下するおそれがある。

この点、上記構成によれば、支持ピンをコントロールシャフトの軸方向および貫通孔の延びる方向に対して垂直となるように形成された凹部に挿入するため、支持ピンにせん断力が発生することを抑制することができる。その結果、支持ピンの耐久性が低下することを抑制することができる。

また、請求項８に記載の発明によるように、前記規制機構は、前記貫通孔の延びる方向に対して垂直となるように前記コントロールシャフトに形成された挿入孔と、前記係止ピンの軸方向に対して垂直となるように前記係止ピンに形成された挿入孔と、前記両挿入孔に挿入された支持ピンとを備えるといった態様によっても、請求項７に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記係止ピンはブッシュを介して前記スライダギアに連結され、前記スライダギアの内周面には前記ブッシュの摺動する溝が周方向に沿って形成され、前記スライダギアには、前記コントロールシャフトおよび前記係止ピンに前記支持ピンを挿入するための挿入孔が前記溝を避けて形成されてなることを特徴とする。

係止ピンがブッシュを介してスライダギアに連結され、ブッシュがスライダギアの内周面に形成された溝を摺動する場合には、スライダギアに支持ピンの挿入孔を形成すると、ブッシュがその挿入孔に乗り上げる可能性がある。

この点、上記構成によれば、スライダギアには、コントロールシャフトおよび係止ピンに支持ピンを挿入するための挿入孔がブッシュの摺動溝を避けて形成されるため、ブッシュがその挿入孔に乗り上げることを防止することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記コントロールシャフトに形成された挿入孔は前記貫通孔のいずれか一方の開口部側に偏倚し、前記偏倚方向とは反対側の前記貫通孔の開口部が焼入れされてなることを特徴とする。

同構成によれば、支持ピンがコントロールシャフトに挿入される位置は貫通孔のいずれか一方の開口部側に偏倚し、その偏倚方向とは反対側の貫通孔の開口部が焼入れされているため、焼き入れされた方の開口部に大きな力を作用させることができる。その結果、開口部の焼入れを一方のみとした場合でも、その開口部の磨耗を抑制することができ、焼入れ工程の簡素化を図ることができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記コントロールシャフトの外周面と前記パイプの内周面との間には潤滑油が供給され、前記パイプの内周面において前記係止ピンの端部を支持する部分には凹部が形成されてなることを特徴とする。

同構成によれば、コントロールシャフトの外周面とパイプの内周面との間に潤滑油が供給され、パイプの内周面において係止ピンの端部を支持する部分には凹部が形成されているため、供給された潤滑油をその凹部に滞留させることができる。その結果、パイプにおいて係止ピンを支持する部分と係止ピンの端部との間の摩擦を抑え、係止ピンによるパイプの摩耗を更に抑制することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる第１の実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
本実施形態の仲介駆動機構は、その基本的構成は従来の仲介駆動機構１１０と同一であり、上記スライダギアとコントロールシャフトとを連結する係止ピン周辺の構成のみが相違している。したがって、以下にその相違点を中心にして説明する。

図１〜図３を参照してスライダギア７０の構造を詳細に説明する。ここで、図１はスライダギア７０の斜視図である。図２は図１の２−２断面図であり、図３は図１の３−３断面図である。

図１に示されるように、スライダギア７０には、軸方向の中央に左螺旋のヘリカルスプライン７１が形成されるとともに、軸方向の両端に右螺旋のヘリカルスプライン７２，７３が形成されている。ヘリカルスプライン７１が形成された部分の軸方向の中央には、後述する支持ピンを挿入するための支持ピン挿入孔７５が形成されている。

図２及び図３に示されるように、スライダギア７０の内周面の一部には、ブッシュ摺動溝７６がスライダギア７０の周方向に伸びるように形成されている。ブッシュ摺動溝７６には、係止ピンの嵌合孔９６を有するブッシュ９５が周方向に沿って摺動可能に配置される。ブッシュ摺動溝７６の一方の端部７６ｂ付近には、スライダギア７０の外部から係止ピンを挿入するための係止ピン挿入孔７４が形成されている。係止ピン挿入孔７４は、スライダギア７０の径方向に延びており、スライダギア７０の外部とブッシュ摺動溝７６とを連通している。

なお、係止ピンは、ブッシュ９５の嵌合孔９６と係止ピン挿入孔７４とを一致させた状態において、スライダギア７０の外部からそれら嵌合孔９６および係止ピン挿入孔７４に挿入される。また、スライダギア７０には、ブッシュ摺動溝７６を避けて支持ピン挿入孔７５が形成されている。支持ピン挿入孔７５は、コントロールシャフトおよび係止ピンに支持ピンを挿入するためのものであり、支持ピンを挿入する位置に係止ピンを配置したときに係止ピンに対して垂直となるように形成されている。具体的には、支持ピン挿入孔７５は、スライダギア７０の直径に対してずれており、スライダギア７０の円形断面における弦の一部と一致する。

次に、図４〜図８を参照して支持パイプ６５、コントロールシャフト６０の構造及び各部材の位置関係について説明する。ここで、図４は可変動弁機構の内部構造を示す分解斜視図である。図５は係止ピン８０が挿入された状態における図４のＡ−Ａ断面図であり、図６は支持ピンが挿入された状態における図４のＡ−Ａ断面図であり、図７は可変動弁機構の駆動状態における図４のＡ−Ａ断面図である。また、図８は図７の８−８断面図である。

図４及び図５に示されるように、コントロールシャフト６０には、その本体を貫通する係止ピン挿入孔６１と支持ピン挿入孔６２とが形成されている。係止ピン挿入孔６１はコントロールシャフト６０の径方向に延びるとともに、支持ピン挿入孔６２はコントロールシャフト６０の円形断面において弦方向に延びている。係止ピン挿入孔６１と支持ピン挿入孔６２とは、互いに直交するとともに連通している。

支持パイプ６５には、その軸方向に沿って延びる長孔６６と支持ピン挿入孔６７とが形成されている。長孔６６は、係止ピンを挿入して長手方向に移動できるように、係止ピンの外径よりも大きな幅で形成されている。支持ピン挿入孔６２は、支持パイプ６５の環状断面において弦方向に延びている。

こうした仲介駆動機構に対する係止ピン８０の組み付けは以下の手順で行われる。
コントロールシャフト６０を支持パイプ６５に挿入して、長孔６６の範囲に係止ピン挿入孔６１の位置を合わせるとともに、支持ピン挿入孔６７、６２の中心軸を一致させる。スライダギア７０のブッシュ摺動溝７６にブッシュ９５を配置する。支持パイプ６５の外周にスライダギア７０を嵌合させるとともに、スライダギア７０の係止ピン挿入孔７４、ブッシュ９５の嵌合孔９６、支持パイプの長孔６６、及びコントロールシャフト６０の係止ピン挿入孔６１の位置を一致させる。この状態において、係止ピン挿入孔７４から係止ピン８０を挿入する。

また、こうした仲介駆動機構に対する支持ピン９０の組み付けは以下の手順で行われる。
図６に示されるように、コントロールシャフト６０、支持パイプ６５、係止ピン８０及びブッシュ９５を、スライダギア７０に対して逆時計回りに相対回転させる。このとき、ブッシュ９５はブッシュ摺動溝７６内を端部７６ｂから端部７６ａに摺動する。

ブッシュ９５を端部７６ａまで回転させたとき、３つの支持ピン挿入孔７５、６７、６２の中心軸は同一直線上で一致する。この状態において、スライダギア７０の支持ピン挿入孔７５から支持ピン９０が挿入される。挿入された支持ピン９０は、コントロールシャフト６０の係止ピン挿入孔６１が延びる方向への係止ピン８０の移動を規制する。この状態において、係止ピン８０のブッシュ９５と反対側の端面は、コントロールシャフト６０の外周面とほぼ一致している。また、支持ピン挿入孔６２の形成位置は、コントロールシャフト６０の係止ピン挿入孔６１の一方の開口部側、すなわちコントロールシャフト６０の軸線よりもブッシュ９５に偏倚している。

ところで、コントロールシャフト６０をその軸方向に沿って駆動することによってバルブ特性を変化させる際には、スライダギア７０はコントロールシャフト６０、支持パイプ６５、係止ピン８０、支持ピン９０及びブッシュ９５に対して相対的に回動する。このようにスライダギア７０が回動する際に、支持ピン挿入孔６７がブッシュ摺動溝７６又は支持ピン挿入孔７５と連通した場合には、支持ピン９０がブッシュ摺動溝７６又は支持ピン挿入孔７５に突出するおそれがある。そのため、図７に示されるように、仲介機構の駆動時にスライダギア７０が所定の角度範囲内で回動した際に、支持ピン挿入孔６７の開口部が支持ピン挿入孔７５とブッシュ摺動溝７６の端部７６ａとの間で移動するように、これらの位置関係が設定される。

図８に示されるように、コントロールシャフト６０が係止ピン８０を介してスライダギア７０を往復動させるとき、係止ピン８０の外周面とコントロールシャフト６０に形成された係止ピン挿入孔６１の内周面との間で力が作用する。また、上述したように、仲介機構を介して機関バルブの開閉を行うときにも、係止ピン８０の外周面と係止ピン挿入孔６１の内周面との間で力が作用する。

ここで、コントロールシャフト６０がスライダギア７０に対して相対的に方向Ｌに移動するとき、係止ピン８０は支持ピン９０を中心に回転して右方に傾斜する。そのため、係止ピン８０の下方の端部は係止ピン挿入孔６１の開口の周縁部６０ａと接触するようになる。そして、支持ピン９０は係止ピン８０に力が作用するときの支点になっており、周縁部６０ａと係止ピン８０との間で力が作用する。一方、コントロールシャフト６０がスライダギア７０に対して相対的に右方に移動するときには、周縁部６０ｂと係止ピン８０との間で力が作用する。本実施形態においては、コントロールシャフト６０の係止ピン挿入孔６１の下側の開口部、すなわち支持パイプ６５に形成された長孔６６から遠い方の係止ピン挿入孔６１の開口部が焼入れされている。

以上説明した第１の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）係止ピン８０はコントロールシャフト６０に形成された係止ピン挿入孔６１に挿入されるとともに、係止ピン８０のブッシュ９５と反対側の端面はコントロールシャフト６０の外周面とほぼ一致しているため、係止ピン挿入孔６１の開口部の周縁部６０ａ，６０ｂと係止ピン８０との間で力を作用させることができる。このため、焼き入れの難しいコントロールシャフト６０の中心軸付近に力が作用することを避けて、焼き入れの容易な開口部の周縁部６０ａ，６０ｂに力を作用させることができる。

また、係止ピン８０がコントロールシャフト６０に形成された凹部に挿入される場合と比較して、支点となる支持ピン９０から作用点となる係止ピン８０の端部までの距離が長くなるため、作用点にかかる力を小さくすることができる。その結果、コントロールシャフト６０に挿入された係止ピン８０によるコントロールシャフト６０の摩耗を抑制することができる。

（２）係止ピン挿入孔６１のスライダギア７０と反対側の開口部の周縁部６０ａ、６０ｂを焼入れすることによって、係止ピン８０の外周面と当接する部分が硬化されるため、コントロールシャフト６０の磨耗を更に抑えることができる。

（３）係止ピン挿入孔６１の延びる方向への係止ピン８０の移動を規制する支持ピン９０を備えるため、係止ピン挿入孔６１において内周面の焼入れの難しい中間部分と係止ピン８０との間で力が作用することを抑制することができる。また、係止ピン挿入孔６１の延びる方向に沿って係止ピン８０の位置が変化しないため、コントロールシャフト６０の外周に外嵌された支持パイプ６５と係止ピン８０との接触を抑制することができる。その結果、係止ピン８０による支持パイプ６５の摩耗を更に抑制することができる。

（４）コントロールシャフト６０と係止ピン８０との間で力が作用するとき、係止ピン８０の軸線とコントロールシャフト６０の軸線との角度が変化する。そのため、例えば支持ピン９０をコントロールシャフト６０の軸方向に対して平行に配置した場合、係止ピン８０とコントロールシャフト６０との角度が変化すると支持ピン９０に大きなせん断力が発生し、支持ピンの耐久性が低下するおそれがある。

この点、上記構成によれば、支持ピン９０をコントロールシャフト６０の軸方向および係止ピン挿入孔６１の延びる方向に対して垂直となるように形成された支持ピン挿入孔６２に挿入するため、支持ピン９０にせん断力が発生することを抑制することができる。その結果、支持ピン９０の耐久性が低下することを抑制することができる。

（５）ブッシュ９５がスライダギア７０の内周面に形成されたブッシュ摺動溝７６を摺動するため、ブッシュ摺動溝７６と連通する支持ピン挿入孔７５を形成すると、ブッシュ９５が支持ピン挿入孔７５に乗り上げる可能性がある。

この点、上記構成によれば、スライダギア７０には、支持ピン挿入孔７５がブッシュ摺動溝７６を避けて形成されるため、ブッシュ９５がその支持ピン挿入孔７５に乗り上げることを防止することができる。

（６）支持ピン９０がコントロールシャフト６０に挿入される位置は係止ピン挿入孔６１の一方の開口部側に偏倚し、その偏倚方向とは反対側の係止ピン挿入孔６１の開口部が焼入れされているため、焼き入れされた方の開口部に大きな力を作用させることができる。また、係止ピン８０と係止ピン挿入孔６１のブッシュ９５側の開口周縁部との接触を抑制することができる。その結果、開口周縁部の焼入れを周縁部６０ａ、６０ｂのみとした場合でも、上下両方の開口周縁部の磨耗を抑制することができ、焼入れ工程の簡素化を図ることができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図９及び図１０を参照して説明する。ここで、図９は本実施形態にかかる仲介機構の連結部分を含むコントロールシャフトの軸線と直交する平面での断面図であり、図１０は図９の１０−１０断面図である。図９及び図１０に示されるように、本実施形態では、第１の実施形態と異なり、支持ピン及びその支持ピンの挿入孔が設けられていない。

本実施形態においては、係止ピン１８０の挿入された端部が、支持パイプ１６５の内周面によって支持されるとともに球面状に形成されている。支持パイプ１６５の内周面においては、その球面状の端部を支持する部分に凹部６８が形成されている。凹部６８は、コントロールシャフト１６０の軸方向に延びる溝となっている。また、凹部６８は、軸方向に沿った側面が円滑に加工され、略台形の断面を呈している。コントロールシャフト１６０と支持パイプ１６５との間には潤滑油が供給されており、支持パイプ１６５の内周面に形成された凹部６８には潤滑油が滞留している。

コントロールシャフト１６０は、係止ピン挿入孔６１の両開口部が焼入れされている。
図１０に示されるように、コントロールシャフト１６０がスライダギア１７０に対して相対的に左方に移動するとき、その球状の端部は潤滑油が滞留している凹部６８の内周面と摺動し、係止ピン１８０は右方に傾斜する。そのため、係止ピン１８０は係止ピン挿入孔６１の開口部の周縁部６０ａと６０ｄとに接触するようになる。そして、周縁部６０ｄは係止ピン１８０に力が作用するときの支点になっており、周縁部６０ａと係止ピン１８０との間、および周縁部６０ｄと係止ピン１８０との間で力が作用する。一方、コントロールシャフト１６０がスライダギア１７０に対して相対的に右方に移動するときには、周縁部６０ｂと係止ピン１８０との間、および周縁部６０ｃと係止ピン１８０との間で力が作用する。

以上説明した第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（２）に加えて以下の効果が得られるようになる。
（１）係止ピン１８０はコントロールシャフト１６０に形成された係止ピン挿入孔６１に挿入されるとともに、その挿入される側の端部が支持パイプ１６５の内周面によって支持されるため、係止ピン挿入孔６１の開口部の周縁部６０ａ，６０ｂと係止ピン１８０との間で力を作用させることができる。このため、焼き入れの難しいコントロールシャフト１６０の中心軸付近に力が作用することを避けて、焼き入れの容易な開口部の周縁部６０ａ，６０ｂに力を作用させることができる。

また、係止ピン１８０がコントロールシャフト１６０に形成された凹部に挿入される場合と比較して、支点となる開口部の周縁部６０ｃ，６０ｄから作用点となる係止ピン１８０の端部までの距離が長くなるため、周縁部６０ｃ，６０ｄにかかる力を小さくすることができる。その結果、コントロールシャフト１６０に挿入された係止ピン１８０によるコントロールシャフト１６０の摩耗を抑制することができる。

（２）支持パイプ１６５の内周面によって支持される係止ピン１８０の端部を球面状に形成したため、係止ピン１８０の端部の角による支持パイプ１６５の内周面および係止ピン挿入孔６１の内周面の磨耗を抑制することができる。

（３）コントロールシャフト１６０の外周面と支持パイプ１６５の内周面との間に潤滑油が供給され、支持パイプ１６５の内周面において係止ピン１８０の端部を支持する部分には凹部６８が形成されているため、供給された潤滑油をその凹部に滞留させることができる。その結果、支持パイプ１６５において係止ピン１８０を支持する部分と係止ピン１８０の端部との間の摩擦を抑え、係止ピン１８０による支持パイプ１６５の摩耗を更に抑制することができる。

なお、上記各実施の形態は、以下のように構成を変更することができる。
・第２の実施形態では、略台形の断面形状を呈している凹部６８が形成された支持パイプ６５を用いたが、長方形など他の断面形状を呈する凹部を形成してもよい。

・図１１に示されるように、係止ピン挿入孔６１および係止ピン２８０の断面形状を楕円に形成するとともに、支持パイプ１６５の内周面によって支持される係止ピン２８０の端部において、機関バルブを開閉するときに係止ピン２８０が係止ピン挿入孔６１の内周面に押し付けられる側の部分のみを球面状に形成してもよい。

こうした構成によれば、係止ピン挿入孔６１および係止ピン２８０の断面形状を楕円に形成したため、係止ピン２８０が係止ピン挿入孔６１の内周面に対して周方向に相対移動しなくなる。そのため、吸気バルブを開閉するときに係止ピン２８０が係止ピン挿入孔６１の内周面に押し付けられる側の部分のみを球面状に形成しても、係止ピン挿入孔６１の内周面が係止ピンの角によって磨耗されることを抑制することができる。

・第１の実施形態及び第２の実施形態では、スライダギア７０と反対側の開口の周縁部６０ａ、６０ｂを焼入れするようにしたが、その周縁部６０ａ、６０ｂを焼入れしなくてもよい。

・第２の実施形態では、支持パイプ６５の内周面によって支持される端部が球面状に形成されたが、その端部を平面など他の形状に形成してもよい。
・第１の実施形態では、スライダギア７０、支持パイプ６５、コントロールシャフト６０及び係止ピン８０に支持ピン９０を挿入するための挿入孔を形成して支持ピン９０を挿入した。しかしながら、図１２に示されるように、コントロールシャフト２６０と係止ピン３８０とに凹部６４と凹部８３がそれぞれ形成されており、それら凹部６４、８３に支持ピン１９０を設けることもできる。

具体的には、係止ピン３８０に形成された凹部８３には、その一端が係止ピン３８０に固定されたスプリング８２が設けられている。そのスプリング８２の他端は支持ピン１９０と当接しており、スプリング８２を圧縮して支持ピン１９０を完全に凹部８３に収納した状態において、係止ピン３８０を係止ピン挿入孔６１に挿入する。このような支持ピン１９０によっても、係止ピン挿入孔６１の延びる方向への係止ピン３８０の移動を規制することができる。また、支持ピン１９０を省略してもよい。

・第１の実施形態では、コントロールシャフト６０の軸方向および係止ピン挿入孔６１の延びる方向に対して垂直となるように係止ピン８０を挿入した。しかしながら、コントロールシャフト６０の軸方向など他の方向に沿って係止ピン８０を挿入することもできる。

・第１の実施形態では、スライダギア７０の支持ピン挿入孔７５がブッシュ摺動溝７６を避けて形成されたが、支持ピン挿入孔７５から支持ピンが突出しないように塞いだような場合には、必ずしもブッシュ摺動溝７６を避けて支持ピン挿入孔７５を形成する必要はない。

・第１の実施形態では、図１０に示されるように支持ピン９０は係止ピン挿入孔６１の上方の開口側に偏倚し、下方の開口部の周縁部を焼入れするようにした。しかしながら、支持ピン９０を係止ピン挿入孔６１の下方の開口側に偏倚させ、上方の開口部の周縁部を焼入れするようにしてもよい。また、支持ピン９０がコントロールシャフト６０の軸線を通るなど他の位置に配置されてもよい。

・第２の実施形態では、支持パイプ６５の内周面において係止ピン８０の端部を支持する部分には潤滑油の滞留部としての凹部６８が形成されたが、凹部が形成されていない支持パイプを用いることもできる。

第１の実施形態にかかるスライダギアの斜視図。 図１の２−２断面図。 図１の３−３断面図。 第１の実施形態にかかる仲介機構の内部構造を示す分解斜視図。 係止ピンが挿入された状態における図４のＡ−Ａ断面図。 支持ピンが挿入された状態における図４のＡ−Ａ断面図。 可変動弁機構の駆動状態における図４のＡ−Ａ断面図。 図７の８−８断面図。 第２の実施形態にかかる仲介機構の連結部分を含むコントロールシャフトの軸線と直交する平面での断面図。 図９の１０−１０断面図である 仲介機構について変更例を示す断面図。 仲介機構について他の変更例を示す断面図。 従来内燃機関の可変動弁機構の部分断面図 従来内燃機関の仲介機構の破断斜視図 従来内燃機関の仲介機構の断面図

符号の説明

５０…仲介駆動機構、５１…入力部、５２…出力部、５３…出力部、６０…コントロールシャフト、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ…周縁部、６１…係止ピン挿入孔、６２…支持ピン挿入孔、６４…凹部、６５…支持パイプ、６６…長孔、６７…支持ピン挿入孔、６８…凹部、７０…スライダギア、７１…左ヘリカルスプライン、７２…右ヘリカルスプライン、７３…右ヘリカルスプライン、７４…係止ピン挿入孔、７５…支持ピン挿入孔、７６…ブッシュ駆動溝、７６ａ…端部、７６ｂ…端部、８０…係止ピン、８１…支持ピン挿入孔、８２…スプリング、８３…凹部、９０…支持ピン、９５…ブッシュ、９６…嵌合孔、１００…カムシャフト、１０１…カム、１０２…入力部、１０３，１０４…出力部、１１０…仲介駆動機構、１１１…スライダギア、１１２…係止ピン、１２０…吸気バルブ、１２５…ロッカアーム、１３０…コントロールシャフト、１３０ａ…凹部、１３１…パイプ、１３２…長孔、１６０…コントロールシャフト、１６５…支持パイプ、１７０…スライダギア、１８０…係止ピン、２６０…コントロールシャフト、２８０…係止ピン、３８０…係止ピン。

Claims (11)

1. 軸方向に沿って往復動可能な状態でパイプ内に挿入されたコントロールシャフトと、軸方向に沿って往復動可能な状態で前記パイプの外周に嵌合されたスライダギアと、前記パイプに形成された連通孔を通じて前記コントロールシャフトと前記スライダギアとを連結する係止ピンとを備え、前記コントロールシャフトの往復動に基づいて機関バルブの特性を変更する内燃機関の可変動弁機構において、
   前記係止ピンは、前記コントロールシャフトに形成された貫通孔に挿入されるとともに、その挿入される側の端部が前記パイプの内周面によって支持されてなる
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
2. 請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記パイプに形成された連通孔から遠い方の前記貫通孔の開口部が焼入れされてなる
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記パイプの内周面によって支持される前記係止ピンの端部を球面状に形成した
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
4. 請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記貫通孔および前記係止ピンの断面形状を楕円に形成するとともに、
   前記パイプの内周面によって支持される前記係止ピンの端部において、前記機関バルブを開閉するときに前記係止ピンが前記貫通孔の内周面に押し付けられる側の部分のみを球面状に形成した
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
5. 請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記貫通孔の延びる方向への前記係止ピンの移動を規制する規制機構を更に備える
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
6. 請求項５に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記規制機構は、前記コントロールシャフトに対する前記係止ピンの移動を規制する支持ピンを備え、
   この支持ピンは、前記コントロールシャフト及び前記係止ピンにまたがる態様で組み付けられる
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
7. 請求項５又は６に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記規制機構は、前記コントロールシャフトの軸方向および前記貫通孔の延びる方向に対して垂直となるように同貫通孔の内周面に形成された凹部と、前記係止ピンの軸方向に対して垂直となるように前記係止ピンの外周面に形成された凹部と、前記両凹部に挿入された支持ピンとを備える
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
8. 請求項５又は６に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記規制機構は、前記貫通孔の延びる方向に対して垂直となるように前記コントロールシャフトに形成された挿入孔と、前記係止ピンの軸方向に対して垂直となるように前記係止ピンに形成された挿入孔と、前記両挿入孔に挿入された支持ピンとを備える
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
9. 請求項８に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記係止ピンはブッシュを介して前記スライダギアに連結され、
   前記スライダギアの内周面には前記ブッシュの摺動する溝が周方向に沿って形成され、
   前記スライダギアには、前記コントロールシャフトおよび前記係止ピンに前記支持ピンを挿入するための挿入孔が前記溝を避けて形成されてなる
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
10. 請求項８又は９に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
    前記コントロールシャフトに形成された挿入孔は前記貫通孔のいずれか一方の開口部側に偏倚し、前記偏倚方向とは反対側の前記貫通孔の開口部が焼入れされてなる
    ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
    前記コントロールシャフトの外周面と前記パイプの内周面との間には潤滑油が供給され、
    前記パイプの内周面において前記係止ピンの端部を支持する部分には凹部が形成されてなる
    ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。

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