JP4715764B2 - エンジンの可変動弁装置及び調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの可変動弁装置に関し、特に、バルブリフト量を正確に調整するための技術に関する。

従来より、エンジンの吸排気バルブの開閉時期やバルブリフト量をエンジンの運転状態に応じて変化させることは一般に知られている。そのような可変動弁装置の一例として、特許文献１，２には、カムシャフトに設けた偏心輪に外輪を嵌める一方、該カムシャフトに吸気バルブをリフトさせる揺動カムを揺動自在に支持し、偏心輪の回転に伴う外輪の変位を揺動カムにリンク機構で伝えるようにし、このリンク機構を、外輪に連結した規制リンクと、揺動カムに連結したリンクとによって構成し、規制リンクの揺動支点と揺動カムの軸心との距離をエンジンの運転状態に応じて変化させるようにしたものが開示されている。

この可変動弁装置によれば、エンジン高回転高負荷時には規制リンクの揺動支点を揺動カム軸心に近づけることにより、バルブ開弁開始時期を早めてバルブリフト量を大きくし、エンジン低回転低負荷時には前記揺動支点を離すことにより、バルブの開弁開始時期を遅らせてバルブリフト量を小さくすることができる。
特開２００６−２９２４６号公報 特開２００６−１０５０８２号公報

しかしながら、多気筒型のエンジンにおいては、エンジンの気筒数に合わせて複数の揺動カムやリンク機構が設けられているので、部品毎の寸法誤差や組み付け誤差等に起因して、各気筒間でのバルブリフト特性にバラツキが生じやすい。

そこで、従来の可変動弁装置では、リンクロッドを組み付けた後、バルブリフト量を測定して、長さの異なるリンクロッドを選択して取り替える等、リフト調整作業が煩雑になって作業効率が低下していた。また、リンク機構に調整機構を設けてバルブリフト量を調整することも考えられるが、リンク機構の構成が複雑化するため、装置のコストアップにつながる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リンク機構の構成を複雑にすることなく、各気筒間のバルブリフト特性のバラツキを抑制できるようにすることにある。

上述した目的を達成するため、本発明は、コントロールアームに周方向に長軸を有する長孔を形成し、コントロール軸に螺合されたスタッドボルトの軸部と長孔との周方向の隙間にスペーサを嵌合して、コントロール軸に対するコントロールアームの位相を調整するようにしたことを特徴とする。

具体的に、本発明は、エンジンのクランク軸と平行に配置された駆動軸と、複数の気筒のそれぞれに対応して前記駆動軸に揺動可能に軸支され、各バルブを開閉させる複数の揺動カムと、前記駆動軸と平行に且つ回動可能に配置されたコントロール軸と、軸方向に貫通する嵌挿孔を有し該嵌挿孔に前記コントロール軸が挿通されることで該コントロール軸に対して回動可能に軸支され、気筒単位で配置された複数のコントロールアームと、前記揺動カムと前記コントロールアームとを連結し、且つエンジンの運転状態に応じて回動する前記コントロール軸の位相に基づいて該揺動カムの揺動範囲を制御してバルブリフト特性を変更するリンク機構とを備えたエンジンの可変動弁装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１の発明は、前記コントロール軸には、締結ボルトと螺合するネジ孔が径方向に形成され、
前記コントロールアームには、周方向に長軸を有する長孔が前記嵌挿孔に貫通するように径方向に形成され、
前記コントロールアームの径方向外側には、該コントロールアームの長孔を塞ぎ且つ前記締結ボルトを挿通する挿通孔が形成された座金が配置され、
前記座金の挿通孔及び前記コントロールアームの長孔に前記締結ボルトの軸部が挿通され且つ該締結ボルトのネジ部が前記コントロール軸のネジ孔に螺合されることで、該座金と該コントロールアームとが共締めされて該コントロール軸に締結され、
前記締結ボルトの軸部と前記コントロールアームの長孔の内周面とで区画される周方向の２つの隙間のうち少なくとも一方には、該コントロールアームの周方向への回動を規制して所定の位相状態を保持するスペーサが嵌合され、
前記スペーサは、前記締結ボルトの軸線方向において少なくとも前記座金に対して非接触な状態で嵌合されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記スペーサは、前記締結ボルトの軸線方向において前記座金及び前記コントロール軸に対して非接触な状態で嵌合されていることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記締結ボルトは、両端に雄ネジ部を有し、一端が前記コントロール軸のネジ孔に螺合され、他端が前記コントロールアームの長孔及び前記座金の挿通孔を挿通して締結ナットと螺合されたスタッドボルトで構成されていることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のうち何れか１項の発明において、前記コントロールアームは、前記嵌挿孔を中心とする円弧形状の外周面を有し、
前記座金は、前記コントロールアームの外周面の曲率半径と略同じ曲率半径の合わせ面を有し、
前記コントロールアームの外周面に前記座金の合わせ面が当接された状態で、該コントロールアームと該座金とが前記締結ボルトにより共締めされていることを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１項の発明において、前記スペーサは、前記締結ボルトの軸部と前記コントロールアームの長孔の内周面とで区画される周方向の２つの隙間の両方にそれぞれ嵌合されていることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のうち何れか１項の発明において、前記スペーサは、前記締結ボルトの軸部と前記コントロールアームの長孔の内周面とで区画される周方向の隙間に嵌合させた状態で、その上端部が前記コントロールアームの外周面よりも径方向外方に突出しており、
前記座金の合わせ面には、前記スペーサの上端部に対応した嵌合溝が形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項７の発明は、エンジンのクランク軸と平行に配置された駆動軸と、
複数の気筒のそれぞれに対応して前記駆動軸に揺動可能に軸支され、各バルブを開閉させる複数の揺動カムと、
前記駆動軸と平行に且つ回動可能に配置されたコントロール軸と、
軸方向に貫通する嵌挿孔を有し該嵌挿孔に前記コントロール軸が挿通されることで該コントロール軸に対して回動可能に軸支され、気筒単位で配置された複数のコントロールアームと、
前記揺動カムと前記コントロールアームとを連結し、且つエンジンの運転状態に応じて回動する前記コントロール軸の位相に基づいて該揺動カムの揺動範囲を制御してバルブリフト特性を変更するリンク機構とを備えたエンジンの可変動弁装置において、該コントロール軸に対する該コントロールアームの位相を調整するためのエンジンの可変動弁装置の調整方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項７の発明は、前記コントロールアームの嵌挿孔に前記コントロール軸を軸支する手順と、
両端に雄ネジ部を有するスタッドボルトの一端を、前記コントロールアームに径方向に形成され且つ周方向に長軸を有する長孔に挿通させて、前記コントロール軸に径方向に形成されたネジ孔に螺合する手順と、
前記コントロールアームを回動させて前記コントロール軸に対する該コントロールアームの位相を調整する手順と、
前記スタッドボルトの軸部と、前記コントロールアームの長孔の内周面とで区画される周方向の２つの隙間のうち少なくとも一方に、該コントロールアームの周方向への回動を規制するスペーサを嵌合する手順と、
前記スタッドボルトを挿通する挿通孔を有する座金を前記コントロールアームの径方向外側に配置して該コントロールアームの長孔を塞ぐ手順と、
前記座金の挿通孔から突出した前記スタッドボルトの他端に締結ナットを螺合し、前記座金と前記コントロールアームとを共締めして前記コントロール軸に締結する手順とを備えたことを特徴とするものである。

以上説明したように、本発明によれば、コントロールアームを回動させてコントロール軸に対するコントロールアームの位相を調整した後、締結ボルトの軸部とコントロールアームの長孔の内周面とで区画される周方向の隙間にスペーサを嵌合するようにしたから、リンク機構の構成を複雑にすることなく複数の気筒間のバルブリフト特性のバラツキを抑えることができる。また、スペーサを嵌合するだけという非常に簡便な作業でコントロール軸に対するコントロールアームの位相状態が確実に保持されるため、組付調整作業の作業性が向上する。

また、スペーサが締結ボルトの軸線方向において少なくとも座金に対して非接触な状態で嵌合されているから、座金とコントロールアームとを締結ボルトで共締めしたときに、座金がコントロールアームに対して浮いた状態となって締め付けが悪くなる等の不具合を防止することができ、安定した締結力を確保することができる。

また、スペーサを隙間に嵌合した状態で、スペーサの上端部がコントロールアームの外周面よりも径方向外方に突出させるようにすれば、作業者が組付調整作業をする際に、スペーサを入れ忘れることを防止したり、異なるサイズのスペーサに取り替える交換作業を容易に行うことができて好ましい。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

−全体構成−
図１は、本発明の実施形態に係る可変動弁装置をエンジンの吸気バルブに適用した全体構成を示す斜視図であり、図２は可変動弁装置を下方から見たときの全体構成を示すＡ矢視図である。また、図３はコントロールアーム周辺を拡大して示す斜視図である。

図１〜図３に示すように、このエンジンは１つの気筒に２つの吸気バルブ１（図６参照）と２つの排気バルブ（図示省略）とを有する４バルブのダブルオーバヘッドカム方式を採用したものである。

図１及び図２において、３はエンジンのクランク軸に同期して回転するカムシャフト（駆動軸）である。吸気バルブ１はカムシャフト３に揺動自在に支持された揺動カム４０によって駆動され、バルブリフト量及びバルブタイミングがエンジンの運転状態に応じて変更される。

吸気バルブ１のリフト量及びタイミングの変更のために、複数の偏心輪６が軸方向に間隔をあけてカムシャフト３に一体に形成され、各偏心輪６に外輪７が回転自在に外嵌めされている。この外輪７と前記揺動カム４０とが１本の連結リンク８（リンク機構）によって連結されている。揺動カム４０は揺動自在にカムシャフト３に軸支されている。なお、図示しないが、揺動カム４０の円筒部４８を軸受部材によってエンジンのシリンダヘッドやカムキャリア等に軸支するようにすれば、揺動カム４０をスムーズに揺動させつつ支持安定化が図れるため好ましい。

また、前記カムシャフト３と平行に且つ回動可能に回動軸１１（コントロール軸）が設けられており、軸方向に貫通する嵌挿孔１２ｂを有する複数のコントロールアーム１２が、その嵌挿孔１２ｂに回動軸１１を挿通することで回動軸１１に対して回動可能に軸支されている。複数のコントロールアーム１２は軸方向に間隔をあけて気筒単位で配置されている。

以下、本発明の特徴部分である、回動軸１１に対するコントロールアーム１２の位相を調整するための構成について説明する。図４はコントロールアーム周辺の構成を示す側面断面図であり、図５は回動軸を中心にコントロールアームを回動させた状態を示す側面断面図である。図５では、図４に示す例よりも時計回りに３度回転させた状態を示している。

前記回動軸１１には、一端が回動軸１１に径方向に形成されたネジ孔１１ａに締結され、他端がコントロールアーム１２に径方向に形成され且つ周方向に長軸を有する長孔１２ａを挿通して回動軸１１の径方向外方に延びるスタッドボルト１７が取り付けられている。このスタッドボルト１７は、コントロールアーム１２の一端側（図１では右端側）に配置されている。

前記スタッドボルト１７の軸部とコントロールアーム１２の長孔１２ａの内周面とで区画される周方向の２つの隙間には、スペーサ１８，１８が嵌め込まれている。このスペーサ１８は、該周方向の隙間に見合う厚さが異なるサイズのものが複数用意されており、回動軸１１とコントロールアーム１２とを組み立てる際に、回動軸１１に対するコントロールアーム１２の位相を調整した後で当該隙間に適合する大きさのものを作業者が選択して嵌め込むものである。このスペーサ１８により、コントロールアーム１２の周方向への回動が規制され、所定の位相状態が保持されるようになっている。また、スペーサ１８の上端部はコントロールアーム１２の外周面よりも上方に突出している。これにより、作業者がスペーサ１８を入れ忘れることを防止でき、また、異なるサイズのスペーサ１８に取り替える交換作業を容易に行うことができる。

前記スペーサ１８は、図４に示すような周方向の中央となる基準用のものから、図５に示すように薄め及び厚めに２〜３段階のサイズ違いのものを用意すればよい。これは、左右の隙間の合計値は同じであり、嵌められるスペーサ１８は薄いものと厚いものとを組み合わせて用いるためである。

前記コントロールアーム１２の外周面は、嵌挿孔１２ｂを中心とする円弧形状に形成されている。コントロールアーム１２の外周面には、コントロールアーム１２の長孔１２ａを塞ぐ座金１６が配置されている。

前記座金１６は、コントロールアーム１２の外周面の曲率半径と略同じ曲率半径の合わせ面を有し、この合わせ面に、コントロールアーム１２の長孔１２ａに嵌め込まれたスペーサ１８の上端部に対応する位置に周方向に長軸を有する長孔の嵌合溝１６ａが形成されている。また、嵌合溝１６ａの底部には、スタッドボルト１７を挿通する挿通孔１６ｂが形成されている。

そして、前記座金１６がコントロールアーム１２の長孔１２ａを塞ぐようにかぶせられ、座金１６の合わせ面とコントロールアーム１２の外周面とが当接される。座金１６の挿通孔１６ｂから突出したスタッドボルト１７の他端には締結ナット１９が螺合され、これにより、座金１６とコントロールアーム１２とが共締めされて回動軸１１に締結されている。ここで、スペーサ１８は、スタッドボルト１７の軸方向において、座金１６及び回動軸１１に対して非接触な状態で嵌合されるようにサイズが設定されている。

なお、図１においてコントロールアーム１２から取り外した状態の座金１６は、説明のために裏返した状態で記載している。また、座金１６は、締結ナット１９から軸方向に間隔をあけて配置された締結ボルト１４によっても締結されている。この締結ボルト１４の先端部は、座金１６の挿通孔１６ｃ及びコントロールアーム１２の挿通孔１２ｃを貫通して回動軸１１に螺合されている。これにより、座金１６とコントロールアーム１２とが共締めされて回動軸１１に締結される。

また、コントロールアーム１２の他端側（図１では左端側）には、コントロールアーム１２の外周面の曲率半径と略同じ曲率半径の合わせ面を有する座金１５が締結ボルト１４により取り付けられている。この締結ボルト１４の先端部は、座金１５及びコントロールアーム１２を貫通して回動軸１１に螺合されている。これにより、座金１５とコントロールアーム１２とが共締めされて回動軸１１に締結される。

以下、回動軸１１に対するコントロールアーム１２の位相を調整するための調整方法について説明する。

まず、コントロールアーム１２の嵌挿孔１２ｂに回動軸１１を軸支し、気筒単位でコントロールアーム１２を配置する。そして、スタッドボルト１７の一端を、コントロールアーム１２の長孔１２ａに挿通させて、回動軸１１のネジ孔１１ａに螺合する。

次に、コントロールアーム１２を回動させて回動軸１１に対するコントロールアーム１２の位相を調整する。そして、スタッドボルト１７の軸部とコントロールアーム１２の長孔１２ａの内周面とで区画される周方向の２つの隙間に調整値に応じたサイズのスペーサ１８を嵌合して、コントロールアーム１２の周方向への回動を規制する。

次に、座金１６をコントロールアーム１２の外周面に当接させてコントロールアーム１２の長孔１２ａを塞ぐ。そして、座金１６の挿通孔１６ｂから突出したスタッドボルト１７の他端に締結ナット１９を螺合し、座金１６とコントロールアーム１２とを共締めして回動軸１１に締結する。

このように、スペーサ１８を嵌合するだけという非常に簡便な作業で回動軸１１に対するコントロールアーム１２の位相状態が確実に保持されるため、組付調整作業の作業性が向上するとともに、複数の気筒間のバルブリフト特性のバラツキを抑えることができる。

また、各コントロールアーム１２と前記外輪７とは、前記偏心輪６の回転に伴う外輪７の変位を前記揺動カム４０が揺動するように規制する規制リンク１３によって連結されている。

前記回動軸１１は、エンジンの運転状態に応じて図示しないモータを作動させて前記コントロールアーム１２を回動させ、前記規制リンク１３の位置を変えて吸気バルブ１のリフト量及びタイミングを変更させるようになっている。この場合、コントロールアーム１２は、エンジン負荷が高くなるほどバルブリフト量が大きくなるように制御される。以下、可変動弁装置のバルブリフト特性の変更について具体的に説明する。

−可変動弁装置のバルブリフト特性の変更−
図６に示すように、吸気バルブ１のステム上端に直動式のタペット２１が設けられ、該タペット２１に揺動カム４０が当接している。吸気バルブ１は、タペット２１内部に設けられたリテーナ２２とシリンダヘッドに設けられたリテーナ２３との間に設けられたバルブスプリング２４によって吸気ポート２５を閉じる方向に付勢されている。

前記連結リンク８は一端が揺動カム４０に連結ピン３１にて回動自在に連結され、規制リンク１３は一端がコントロールアーム１２の先端に連結ピン３２にて回動自在に連結されている。そうして、この連結リンク８と規制リンク１３とは、外輪７を中間において連係している。すなわち、連結リンク８及び規制リンク１３の各々の他端は外輪７を一部を外方へ突出させてなる突出部に連結ピン３３によって同軸で回動自在に連結されている。連結ピン３１〜３３はいずれもカムシャフト３と平行に延びている。

なお、カムシャフト３（偏心輪６）の回転方向は図６における時計方向（右回り）に設定されている。

前記外輪７と連結リンク８とに連結される連結ピン３３はカムシャフト３の上方に配置され、連結点の側方にコントロールアーム１２の回動軸１１が配置されている。コントロールアーム１２の先端の連結ピン３２は規制リンク１３の回動中心である。図６に示すようにコントロールアーム１２の回動によって連結ピン３２を上方へ移動させてカムシャフト３の上方に位置付けると、小リフト制御状態となる。

図６及び図７に示すように、外輪７の位置は偏心輪６の回転に伴って変化し、揺動カム４０が、図６に示すように吸気バルブ１のリフト量零の状態と、図７に示すように直動式のタペット２１を介して吸気バルブ１を大きくリフトさせた状態（揺動カム４０が直動式のタペット２１を介して吸気バルブ１を大きくリフトさせた状態）との間で揺動する。

図８は、大リフト制御状態を示す断面図である。図８に示すように、コントロールアーム１２の回動によって連結ピン３２を下方へ移動させてカムシャフト３に近接させると、大リフト制御状態となる。

図８において、偏心輪６が回転すると、それに伴って外輪７が変位するが、その変位は規制リンク１３によって規制される。すなわち、規制リンク１３は回動軸１１の下方に配置された連結ピン３２を中心に回動するから、外輪７の連結ピン３３は、偏心輪６が１回転する度に、連結ピン３２を中心として往復円弧運動をすることになる。

この往復円弧運動に伴って、外輪７に連結リンク８で連結された揺動カム４０は、図８に示すように吸気バルブ１のリフト量零の状態と、図９に示すように直動式のタペット２１を介して吸気バルブ１を大きくリフトさせた状態（揺動カム４０が直動式のタペット２１を介して吸気バルブ１を大きくリフトさせた状態）との間で揺動する。

図８に示す状態では、揺動カム４０はその基円面がタペット２１に接しており、バルブリフト量は零（吸気バルブ１は閉）となる。図９に示す状態では、揺動カム４０はそのカム面のカムノーズ側の端がタペット２１に接しており、バルブリフトピーク（吸気バルブ１は開）となる。

このように、前記連結リンク８と規制リンク１３とが外輪７を中間において連係しているから、コントロールアーム１２によって規制リンク１３の位置を大きく変更させて揺動カム４０によるバルブリフト量を大きく変化させることができ、このバルブリフト量の制御のみでエンジンの運転状態に応じた最適な吸気量を得ることができるため、スロットルレスとしてポンピングロスを低減することができるとともに、大リフト制御時の吸気充填効率を向上させることができる。

−揺動カムの構成−
図１０は揺動カムの構成を示す斜視図、図１１は揺動カムを図１０とは反対方向から見たときの構成を示す斜視図である。図１０及び図１１に示すように、揺動カム４０は、１つの気筒に対して２つ設けられた吸気バルブ１，１（図６参照）をそれぞれ開閉するための一対のカム部４７，４７と、両カム部４７，４７同士を連結する円筒部４８とを有し、カムシャフト３の軸線を通る平面で、カムプロフィール面を有する第１分割体４１と、カムプロフィール面を有さない第２分割体４５とに分割されている。第１及び第２分割体４１，４５は、締結ボルト４４により互いに締結されて一体に構成されている。揺動カム４０をなす両カム部４７，４７及び円筒部４８には、カムシャフト３を挿通するための貫通孔４９が軸方向に貫通して形成されている。

前記揺動カム４０のカム部４７，４７のカムプロフィール面には、曲率半径が所定角度範囲だけ一定になっている基円面（ベースサークル領域）と、ベースサークル領域に続いて曲率半径が漸次大きくなっているカム面（カムノーズ領域）とが形成されている（図１５参照）。

前記第１分割体４１の軸方向の一端側には、第２分割体４５よりも軸方向外方に延び且つその先端部に、前記連結リンク８に連結する連結ピン３１の一端部を支持する第１ピン支持部４２を有する延長部４３が形成されている。

前記第２分割体４５には、前記第１ピン支持部４２に対向して前記連結ピン３１の他端部を支持する第２ピン支持部４６が形成されている。

図１２は連結ピンの揺動カムへの取り付けを説明する平面図である。図１２に示すように、前記連結ピン３１は、ヘッド部３１ａと、ヘッド部３１ａよりも小径でネジ部を有する基端側軸部３１ｂと、該基端側軸部３１ｂよりも小径で連結リンク８の回動中心となる連結軸部３１ｃと、連結軸部３１ｃよりも小径に形成された先端側軸部３１ｄとで構成されている。

前記第１ピン支持部４２には、連結ピン３１の基端側軸部３１ｂのネジ部と螺合するネジ孔４２ａと、ヘッド部３１ａと嵌合する嵌合孔４２ｂとが、揺動カム４０の貫通孔４９の軸方向と平行に形成されている。嵌合孔４２ｂはネジ孔４２ａよりも大径で連結ピン３１の挿通方向手前側（図１２では左側）に形成されている。

前記第２ピン支持部４６には、第１ピン支持部４２のネジ孔４２ａと同軸で且つ連結ピン３１の先端側軸部３１ｄと嵌合する嵌合孔４６ａと、嵌合孔４６ａよりも孔径が小さい逃げ孔４６ｂとが形成されている。

そして、連結ピン３１は、第１ピン支持部４２の嵌合孔４２ｂ及びネジ孔４２ａを挿通して、先端側軸部３１ｄが嵌合孔４６ａに嵌合される。そして、基端側軸部３１ｂのネジ部がネジ孔４２ａに螺合されることで、連結ピン３１が第１及び第２ピン支持部４２，４６に跨って、その両端部が支持される。

このように、連結ピン３１が揺動カム４０の軸方向の一端側寄りに配置されるため、連結ピン３１を介して揺動カム４０に連結される連結リンク８は、同様に揺動カム４０の一端側寄り（図１では左側寄り）に配置される。

図１３は第１分割体の分割面の構成を示す斜視図、図１４は第２分割体の分割面の構成を示す斜視図である。また、図１５は揺動カムを軸方向から見たときの構成を示す側面図である。

図１３〜図１５に示すように、前記第１及び第２分割体４１，４５の分割面における径方向内側と外側との間には段差が設けられており、分割面における径方向内側は、カムシャフト３の軸線を通る分割基準面５５をなしている。そして、第１分割体４１の分割面の径方向外側には、一対のカム部４７，４７及び円筒部４８の軸方向の全体に亘って分割基準面５５よりも突出した嵌合凸部５６が形成されている。また、第２分割体４５の分割面の径方向外側には、嵌合凸部５６に対応して分割基準面５５よりも窪んだ嵌合凹部５７が形成されている。

図１５及び図１６に示すように、第１及び第２分割体４１，４５は、締結ボルト４４により互いに一体に締結されている。具体的に、第１分割体４１には締結ボルト４４の軸部を挿通する挿通孔５１が形成され、第２分割体４５には挿通孔５１と同軸で且つ締結ボルト４４の先端ネジ部と螺合するネジ孔５２が形成されている。

前記第２分割体４５のネジ孔５２は、その軸線が揺動カム４０のカム部４７，４７と軸方向にオーバーラップする位置で且つ貫通孔４９を挟んで対向する位置（合計４箇所）に形成されている。このネジ孔５２のうち、曲率半径が漸次大きくなっているカム面（カムノーズ領域）側に形成されたネジ孔５２の下孔５３は、カムノーズ領域に貫通しないように有底孔で形成されている。一方、カムノーズ領域に続いて曲率半径が所定角度範囲だけ一定になっている基円面（ベースサークル領域）側に形成されたネジ孔５２の下孔５４は、ベースサークル領域に貫通しないように、ネジ孔５２の軸線と直交する方向で且つカムプロフィール面の領域外に開口している。下孔５４の開口部は、図１６に示すように軸方向に長軸を有する長孔形状に形成されている。

以上説明したように、本実施形態に係るエンジンの可変動弁装置によれば、コントロールアーム１２を回動させて回動軸１１に対するコントロールアーム１２の位相を調整した後、スタッドボルト１７の軸部とコントロールアーム１２の長孔１２ａの内周面とで区画される周方向の隙間にスペーサ１８を嵌合するようにしたから、連結リンク８の構成を複雑にすることなく複数の気筒間のバルブリフト特性のバラツキを抑えることができる。また、スペーサ１８を隙間に嵌合するだけという非常に簡便な作業で回動軸１１に対するコントロールアーム１２の位相状態が確実に保持されるため、組付調整作業の作業性が向上する。

また、スペーサ１８がスタッドボルト１７の軸線方向において少なくとも座金１６に対して非接触な状態で嵌合されているから、座金１６とコントロールアーム１２とをスタッドボルト１７で共締めしたときに、座金１６がコントロールアーム１２に対して浮いた状態となって締め付けが悪くなる等の不具合を防止することができ、安定した締結力を確保することができる。

また、スペーサ１８を隙間に嵌合した状態で、スペーサ１８の上端部がコントロールアーム１２の外周面よりも径方向外方に突出させるようにすれば、作業者が組付調整作業をする際にスペーサ１８を入れ忘れることを防止したり、異なるサイズのスペーサ１８に取り替える交換作業を容易に行うことができて好ましい。

なお、本実施形態では吸気バルブの可変動弁装置について説明したが、本発明は、排気バルブの可変動弁装置として採用することもでき、また、動弁形態としては、タペット型式に限らず、ロッカーアーム型式にも採用することができる。

以上説明したように、本発明は、リンク機構の構成を複雑にすることなく、各気筒間のバルブリフト特性のバラツキを抑制できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

本発明の実施形態に係る可変動弁装置を示す斜視図である。 可変動弁装置の全体構成を示すＡ矢視図である。 コントロールアーム周辺を拡大して示す斜視図である。 コントロールアーム周辺の構成を示す側面断面図である。 コントロールアームを回動させた状態を示す側面断面図である。 小リフト制御時におけるバルブリフト量零時の状態を示す断面図である。 小リフト制御時におけるバルブリフトピーク時の状態を示す断面図である。 大リフト制御時におけるバルブリフト量零時の状態を示す断面図である。 大リフト制御時におけるバルブリフトピーク時の状態を示す断面図である。 揺動カムの構成を示す斜視図である。 揺動カムを別の角度から見たときの構成を示す斜視図である。 連結ピンの揺動カムへの取り付けを説明する平面図である。 第１分割体の構成を示す斜視図である。 第２分割体の構成を示す斜視図である。 揺動カムを軸方向から見たときの構成を示す側面図である。 揺動カムの構成を示す正面図である。

符号の説明

１ 吸気バルブ
３ カムシャフト（駆動軸）
８ 連結リンク（リンク機構）
１１ 回動軸（コントロール軸）
１１ａ ネジ孔
１２ コントロールアーム
１２ａ 長孔
１２ｂ 嵌挿孔
１６ 座金
１６ａ 嵌合溝
１６ｂ 挿通孔
１７ スタッドボルト（締結ボルト）
１８ スペーサ
１９ 締結ナット
４０ 揺動カム

Claims (7)

1. エンジンのクランク軸と平行に配置された駆動軸と、
   複数の気筒のそれぞれに対応して前記駆動軸に揺動可能に軸支され、各バルブを開閉させる複数の揺動カムと、
   前記駆動軸と平行に且つ回動可能に配置されたコントロール軸と、
   軸方向に貫通する嵌挿孔を有し該嵌挿孔に前記コントロール軸が挿通されることで該コントロール軸に対して回動可能に軸支され、気筒単位で配置された複数のコントロールアームと、
   前記揺動カムと前記コントロールアームとを連結し、且つエンジンの運転状態に応じて回動する前記コントロール軸の位相に基づいて該揺動カムの揺動範囲を制御してバルブリフト特性を変更するリンク機構とを備えたエンジンの可変動弁装置であって、
   前記コントロール軸には、締結ボルトと螺合するネジ孔が径方向に形成され、
   前記コントロールアームには、周方向に長軸を有する長孔が前記嵌挿孔に貫通するように径方向に形成され、
   前記コントロールアームの径方向外側には、該コントロールアームの長孔を塞ぎ且つ前記締結ボルトを挿通する挿通孔が形成された座金が配置され、
   前記座金の挿通孔及び前記コントロールアームの長孔に前記締結ボルトの軸部が挿通され且つ該締結ボルトのネジ部が前記コントロール軸のネジ孔に螺合されることで、該座金と該コントロールアームとが共締めされて該コントロール軸に締結され、
   前記締結ボルトの軸部と前記コントロールアームの長孔の内周面とで区画される周方向の２つの隙間のうち少なくとも一方には、該コントロールアームの周方向への回動を規制して所定の位相状態を保持するスペーサが嵌合され、
   前記スペーサは、前記締結ボルトの軸線方向において少なくとも前記座金に対して非接触な状態で嵌合されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
2. 請求項１において、
   前記スペーサは、前記締結ボルトの軸線方向において前記座金及び前記コントロール軸に対して非接触な状態で嵌合されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記締結ボルトは、両端に雄ネジ部を有し、一端が前記コントロール軸のネジ孔に螺合され、他端が前記コントロールアームの長孔及び前記座金の挿通孔を挿通して締結ナットと螺合されたスタッドボルトで構成されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
4. 請求項１乃至３のうち何れか１項において、
   前記コントロールアームは、前記嵌挿孔を中心とする円弧形状の外周面を有し、
   前記座金は、前記コントロールアームの外周面の曲率半径と略同じ曲率半径の合わせ面を有し、
   前記コントロールアームの外周面に前記座金の合わせ面が当接された状態で、該コントロールアームと該座金とが前記締結ボルトにより共締めされていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
5. 請求項１乃至４のうち何れか１項において、
   前記スペーサは、前記締結ボルトの軸部と前記コントロールアームの長孔の内周面とで区画される周方向の２つの隙間の両方にそれぞれ嵌合されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
6. 請求項１乃至５のうち何れか１項において、
   前記スペーサは、前記締結ボルトの軸部と前記コントロールアームの長孔の内周面とで区画される周方向の隙間に嵌合させた状態で、その上端部が前記コントロールアームの外周面よりも径方向外方に突出しており、
   前記座金の合わせ面には、前記スペーサの上端部に対応した嵌合溝が形成されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
7. エンジンのクランク軸と平行に配置された駆動軸と、
   複数の気筒のそれぞれに対応して前記駆動軸に揺動可能に軸支され、各バルブを開閉させる複数の揺動カムと、
   前記駆動軸と平行に且つ回動可能に配置されたコントロール軸と、
   軸方向に貫通する嵌挿孔を有し該嵌挿孔に前記コントロール軸が挿通されることで該コントロール軸に対して回動可能に軸支され、気筒単位で配置された複数のコントロールアームと、
   前記揺動カムと前記コントロールアームとを連結し、且つエンジンの運転状態に応じて回動する前記コントロール軸の位相に基づいて該揺動カムの揺動範囲を制御してバルブリフト特性を変更するリンク機構とを備えたエンジンの可変動弁装置において、該コントロール軸に対する該コントロールアームの位相を調整するためのエンジンの可変動弁装置の調整方法であって、
   前記コントロールアームの嵌挿孔に前記コントロール軸を軸支する手順と、
   両端に雄ネジ部を有するスタッドボルトの一端を、前記コントロールアームに径方向に形成され且つ周方向に長軸を有する長孔に挿通させて、前記コントロール軸に径方向に形成されたネジ孔に螺合する手順と、
   前記コントロールアームを回動させて前記コントロール軸に対する該コントロールアームの位相を調整する手順と、
   前記スタッドボルトの軸部と、前記コントロールアームの長孔の内周面とで区画される周方向の２つの隙間のうち少なくとも一方に、該コントロールアームの周方向への回動を規制するスペーサを嵌合する手順と、
   前記スタッドボルトを挿通する挿通孔を有する座金を前記コントロールアームの径方向外側に配置して該コントロールアームの長孔を塞ぐ手順と、
   前記座金の挿通孔から突出した前記スタッドボルトの他端に締結ナットを螺合し、前記座金と前記コントロールアームとを共締めして前記コントロール軸に締結する手順とを備えたことを特徴とするエンジンの可変動弁装置の調整方法。

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