JP4414871B2 - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関においてコントロールシャフトを軸方向に移動することでバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構に関する。

コントロールシャフトをアクチュエータにより軸方向に移動させ、このコントロールシャフトに係合するスライダギアを軸方向に移動することでバルブ作用角やバルブリフト量といったバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構が知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−２６３０１５号公報（第７−１２頁、図５−２８）

このように可変動弁機構のコントロールシャフトは、スライダギアを軸方向に移動させるため、スライダギアに対する係合部には大きな力がかかる。特にバルブリフト量を大きくする方向にスライダギアを移動させる場合には係合部に大きな力が作用する傾向にある。このためコントロールシャフトの強度が不十分であると係合部が変形するおそれがある。このような変形を防止するため、コントロールシャフトには鉄系材料などの高強度の材料を用いている。

しかしエンジン軽量化のためにアルミニウム合金などの軽合金系材料がシリンダヘッドに用いられた場合には、シリンダヘッドの熱膨張率が鉄系材料に比較して可成り大きくなる。具体的には２倍程度に大きくなる。したがって可変動弁機構のコントロールシャフトに鉄系材料を用いていたのでは、エンジン冷間時とエンジン暖機後とでは、コントロールシャフト上における係合部の位置がシリンダヘッドに対して相対的に大きくずれることになる。このためアクチュエータ側でコントロールシャフトの移動量を検出してコントロールシャフトの移動量を制御しようとしても、係合部の軸方向位置が温度によりずれているので、バルブリフト量などのバルブ特性を高精度に制御できなくなるおそれがある。

コントロールシャフトをシリンダヘッドと同じ材質であるアルミニウム合金などの軽合金系材料に変更することにより、熱膨張率をシリンダヘッドに適合させれば、バルブ特性制御を高精度に維持させることができる。しかしアルミニウム合金などの軽合金系材料は鉄系材料ほどの強度がなく、スライダギア側からの反力により係合部が変形するおそれがある。

本発明は、コントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現を目的とするものである。

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。
（１）請求項１に記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構において、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて軸方向での長さを可変としていることにより前記基準面と前記仲介駆動機構との間の間隔を可変とする間隔可変手段と、内燃機関温度を前記間隔可変手段の軸方向での長さに反映させることにより内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制するバルブ特性調節誤差抑制手段とを備え、前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により間隔が変化する２つのスペーサを備えるものであり、前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度変化により前記２つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向での長さを変化させるものであって、前記シリンダヘッドとは熱膨張率が異なる材質を用いて前記コントロールシャフトに沿って設けられるとともに一端が前記コントロールシャフトの駆動端側にて前記シリンダヘッド側に固定されているスペーサ調節シャフトと、このスペーサ調節シャフトに設けられるとともに内燃機関温度変化による軸方向での前記基準面との相対的位置変化に基づいて前記２つのスペーサを相対回転させる相対回転手段とを備えるものであることを要旨としている。

バルブ特性調節誤差抑制手段が内燃機関温度を間隔可変手段の軸方向での長さに反映させている。このことで基準面と仲介駆動機構との間隔が内燃機関温度によって調節されることになり、コントロールシャフトとシリンダヘッドとの熱膨張差によって生じるバルブ特性操作部のずれを抑制することができる。
したがって強度の観点からコントロールシャフトの材質を選択し、軽量化の観点からシリンダヘッドの材質を選択したとしても、バルブ特性調節誤差抑制手段と間隔可変手段との機能により、内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制することができる。
このようにしてコントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。
また、間隔可変手段の軸方向での長さを変化させる手法としては、相対回転により間隔が変化する２つのスペーサを用いて実現することができる。相対回転させれば良いので比較的容易に間隔可変手段の軸方向での長さを変化させることができる。
また、シリンダヘッドとは熱膨張率が異なるスペーサ調節シャフトが上述のごとくシリンダヘッド側に固定されているため、内燃機関温度の変化があれば基準面とスペーサ調節シャフトとの間には熱膨張差により位置的な違いが生じ、間隔可変手段と相対回転手段との間には相対的位置変化が生じる。この相対的位置変化によって相対回転手段は２つのスペーサを相対回転させている。
このためバルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度を間隔可変手段の軸方向での長さに反映させることができ、内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制することができる。
このようにしてコントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。

（２）請求項２に記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する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沿う態様で設けられて、自身の温度変化にともない前記コントロールシャフトの軸方向に膨張または収縮するバルブ特性調節誤差抑制手段と、このバルブ特性調整誤差抑制手段と係合する態様で前記基準面と前記仲介駆動機構との間に設けられて、前記バルブ特性調整誤差抑制手段の膨張または収縮にともない自身の軸方向長さが変化する間隔可変手段とを備え、前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により互いの間隔が変化する２つのスペーサを備えるとともに、これらスペーサの相対回転にともなう自身の軸方向長さの変化により前記基準面と前記仲介駆動機構との間隔を変更するものであり、前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、自身の温度変化にともなう膨張または収縮により前記間隔可変手段との係合部分が前記基準面に対して軸方向に移動するとともに、内燃機関温度変化にともなう同係合部分の軸方向への移動を通じて前記２つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向の長さを変化させるものであることを要旨としている。

（３）請求項３に記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構において、前記シリンダヘッドと熱膨張率が異なることにより自身の温度変化に基づいて前記シリンダヘッドに対して膨張または収縮するバルブ特性調節誤差抑制手段と、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に設けられて前記バルブ特性調節誤差抑制手段の膨張または収縮にともない前記基準面と前記仲介駆動機構との間隔を変更する間隔可変手段とを備え、前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により間隔が変化する２つのスペーサを備えるものであり、前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度変化により前記２つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向の長さを変化させるものであることを要旨としている。

間隔可変手段の軸方向での長さを変化させる手法としては、相対回転により間隔が変化する２つのスペーサを用いて実現することができる。相対回転させれば良いので比較的容易に間隔可変手段の軸方向での長さを変化させることができる。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３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２つのスペーサは、共に螺旋状テーパー面を有してこの螺旋状テーパー面にて相互に接触していることにより、前記２つのスペーサ間での相対回転にて前記間隔可変手段の軸方向での長さを可変とすることを要旨としている。

相対回転により間隔が変化する構成は、螺旋状テーパー面をそれぞれ設けたスペーサ同士が螺旋状テーパー面にて相互に接触する構成により実現できる。このように比較的簡易な構成にて、かつ比較的容易な操作で間隔可変手段の軸方向での長さを変化させることができる。

（５）請求項５に記載の発明は、請求項２〜４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、前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、前記シリンダヘッドとは熱膨張率が異なる材質を用いて前記コントロールシャフトに沿って設けられるとともに一端が前記コントロールシャフトの駆動端側にて前記シリンダヘッド側に固定されているスペーサ調節シャフトと、このスペーサ調節シャフトに設けられるとともに内燃機関温度変化による軸方向での前記基準面との相対的位置変化に基づいて前記２つのスペーサを相対回転させる相対回転手段とを備えることを要旨としている。

シリンダヘッドとは熱膨張率が異なるスペーサ調節シャフトが上述のごとくシリンダヘッド側に固定されているため、内燃機関温度の変化があれば基準面とスペーサ調節シャフトとの間には熱膨張差により位置的な違いが生じ、間隔可変手段と相対回転手段との間には相対的位置変化が生じる。この相対的位置変化によって相対回転手段は２つのスペーサを相対回転させている。
このためバルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度を間隔可変手段の軸方向での長さに反映させることができ、内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制することができる。
このようにしてコントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。

（６）請求項６に記載の発明は、請求項１または５に記載の内燃機関の可変動弁機構において、内燃機関は直列に配列された複数気筒を有するものであり、前記スペーサ調節シャフトは、前記複数気筒に共通する１本のシャフトであるとともに各気筒に対応して相対回転手段が設けられるものであることを要旨としている。

このように直列に配列された複数気筒を有する内燃機関の場合には、複数気筒に共通した１本のスペーサ調節シャフトを設けて、この１本のスペーサ調節シャフトに各気筒毎の相対回転手段を配置することで複数気筒に対応できる。
このように複数気筒の内燃機関に対しても、簡易な構成で、コントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。

（７）請求項７に記載の発明は、請求項１または５または６に記載の内燃機関の可変動弁機構において、前記スペーサ調節シャフトは、前記コントロールシャフトと同一の熱膨張率を有する材料により形成されることを要旨としている。

このようにスペーサ調節シャフトの材質としては、コントロールシャフトと同一の熱膨張率の材質とすることにより、シリンダヘッドとの間で熱膨張差を生じさせても良い。

（８）請求項８に記載の発明は、請求項１または５〜７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、前記スペーサ調節シャフトは、前記コントロールシャフトと同一の材料により形成されることを要旨としている。

このようにスペーサ調節シャフトとしては、コントロールシャフトと同一材料とすることにより、シリンダヘッドとの間で熱膨張差を生じさせても良い。

（９）請求項９に記載の発明は、請求項１〜８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、前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、前記シリンダヘッドと前記コントロールシャフトとの熱膨張差により生じる前記基準面と前記コントロールシャフトとの間の軸方向での相対的位置変動と、内燃機関温度変化による前記間隔可変手段の軸方向での長さ変化とを同一にすることにより前記相対的位置変動を相殺することを要旨としている。

このように間隔可変手段の軸方向での長さ変化を、コントロールシャフトとシリンダヘッドとの熱膨張差により生じる基準面とコントロールシャフトとの間の軸方向での相対的位置変動に一致させると、熱膨張によるバルブ特性操作部のずれを完全に無くすことができる。
このことにより、コントロールシャフトの強度を維持しつつ、一層高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。

［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された多気筒内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２における可変動弁機構の構成を示している。尚、図１は１つの気筒における縦断面を表している。図２はエンジン２の上部構成の内、主としてカムキャリア１５０上の構成を説明する平面図である。

本実施の形態のエンジン２は車両用であり、シリンダブロック４、ピストン６及びシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８を備えている。
シリンダブロック４には、複数気筒、本実施の形態では４つの気筒２ａが形成され、各気筒２ａには、シリンダブロック４、ピストン６及びシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０が形成されている。尚、気筒数は１〜３でも良く、５以上の気筒数でも良い。又、本実施の形態のごとく直列４気筒でなくても、Ｖ型でも良く、その他の配置でも良い。

各気筒２ａには、それぞれ２つの吸気バルブ１２及び２つの排気バルブ１６の４バルブが配置されている。吸気バルブ１２は吸気ポート１４を、排気バルブ１６は排気ポート１８を開閉する。全気筒２ａの吸気ポート１４は、吸気マニホールドを介してサージタンクに接続され、サージタンク側から供給された空気を各気筒２ａに分配している。尚、各気筒２ａの吸気ポート１４に燃料を噴射するように、各吸気ポート１４又は吸気マニホールドにはそれぞれ燃料噴射弁が配置されている。このように吸気バルブ１２の上流側にて燃料噴射する構成以外に、直接、各燃焼室１０内に燃料を噴射する筒内噴射型ガソリンエンジンを用いることもできる。

本実施の形態のエンジン２は、吸気バルブ１２のバルブリフト量の変化により吸入空気量を調節できる。実際にはバルブリフト量の変化時には、バルブ作用角も同時に変化しているので、以下、バルブリフト量に対する説明はバルブ作用角の説明を兼ねている。

本実施の形態のエンジン２は、サージタンク上流側の吸気通路にスロットルバルブが配置されている。このスロットルバルブは、吸気バルブ１２のバルブリフト量調節にて吸入空気量が調節されている時には、通常、全開状態とされている。スロットルバルブの開度制御としては、例えば、エンジン２の始動時にスロットルバルブを全開にし、エンジン２の停止時にスロットルバルブを全閉にする制御を行う。そして何らかの原因で吸気バルブ１２のバルブリフト量調節が不能となった場合や、吸気バルブ１２のバルブリフト量調節では十分に吸入空気量調節ができない運転状態にある場合には、スロットルバルブの開度制御により吸入空気量を制御する。

吸気バルブ１２のリフト駆動は、シリンダヘッド８に配置された仲介駆動機構１２０及びローラロッカーアーム５２を介して、吸気カムシャフト４５に設けられた吸気カム４５ａのバルブ駆動力が伝達されることにより可能となっている。このバルブ駆動力伝達において、スライドアクチュエータ１００の機能により仲介駆動機構１２０による伝達状態が調節されることにより吸気バルブ１２のバルブリフト量が調節される。尚、吸気カムシャフト４５は、一端に配置されたバルブタイミング可変機構１４０に設けられたタイミングスプロケットと、タイミングチェーン４７とを介してエンジン２のクランクシャフト４９の回転に対して１／２の回転数で連動している。

各気筒２ａの排気バルブ１６は、エンジン２の回転に連動して回転する排気カムシャフト４６に設けられた排気カム４６ａにより、ローラロッカーアーム５４を介して一定のバルブリフト量で開閉されている。尚、排気カムシャフト４６は、一端に配置されたバルブタイミング可変機構１４２に設けられたタイミングスプロケットと、タイミングチェーン４７とを介してエンジン２のクランクシャフト４９の回転に１／２の回転数で連動している。そして各気筒２ａの各排気ポート１８は排気マニホルドに連結され、排気を浄化用触媒コンバータを介して外部に排出している。

上述した吸気カムシャフト４５、排気カムシャフト４６、スライドアクチュエータ１００、仲介駆動機構１２０及びバルブタイミング可変機構１４０，１４２は、カムキャリア１５０上に一体に組み込まれている。

図２に示したごとく、シリンダヘッド８の一部を形成するカムキャリア１５０は、シリンダヘッド８の本体側の上面外周形状に対応して全体が矩形に一体成形されている。そして側壁１５４，１５６，１５８，１６０に囲まれた領域には、４本の軸受１６２が平行に配置され、側壁１５４〜１６０と共に、アルミニウム合金にて一体成形されている。尚、側壁１５４〜１６０の内で前方側壁１５４は軸受も兼ねている。

４つの軸受１６２及び前方側壁１５４には、吸気カムシャフト４５及び排気カムシャフト４６が平行に回転可能に支持されている。更に吸気カムシャフト４５と側壁１５８との間には、各気筒毎に設けられた４つの仲介駆動機構１２０が配置されている。各仲介駆動機構１２０に対して軸方向の両側には可変スペーサ１６４及び弾性シム１６６が配置されている。そしてこれら４つの仲介駆動機構１２０に共通する１本のロッカーシャフト１３０が、これら仲介駆動機構１２０、可変スペーサ１６４及び弾性シム１６６を貫通状態で支持している。尚、前方側壁１５４及び軸受１６２にはカムキャップ１５２が取り付けられることにより、吸気カムシャフト４５、排気カムシャフト４６及びロッカーシャフト１３０の脱落を防止している。

カムキャップ１５２上にはロッカーシャフト１３０に平行に誤差補正用のスペーサ調節シャフト１６８が、カムキャップ１５２に形成されている軸受１５２ａを貫通する状態で配置されている。スペーサ調節シャフト１６８は、スライドアクチュエータ１００側の端部にてボルト１５６ａにより側壁１５６に固定されている。

このスペーサ調節シャフト１６８は、図３の斜視図（図３は２気筒分の斜視図）に示すごとく全気筒の仲介駆動機構１２０に渡って１本が配置されており、可変スペーサ１６４と共に、エンジン温度の変化により生じるバルブ特性調節誤差を抑制する機構１７０を構成している。

図４の斜視図に１気筒分のバルブ特性調節誤差抑制機構１７０を示し、図５に分解斜視図を示す。
ここで可変スペーサ１６４は、第１螺旋スペーサ１８０、第２螺旋スペーサ１８２、スプラインリング１８４及び位相決めネジ１８６から構成されている。

図６に第１螺旋スペーサ１８０の詳細を示す。図６の(Ａ)は平面図、(Ｂ)は左側面図、(Ｃ)は正面図、(Ｄ)は右側面図、(Ｅ)は底面図、(Ｆ)は背面図、(Ｇ)は斜視図である。第１螺旋スペーサ１８０は、中央に貫通孔１８０ａを有するリング状をなし、一面側には貫通孔１８０ａの周りに右ネジ型の螺旋状テーパー面１８０ｂが複数、ここでは２０面が形成されている。裏面側には回転止め用ピン１８０ｃが嵌合されて取り付けられている。

バルブ特性調節誤差抑制機構１７０が図３に示したごとくに構成されてカムキャリア１５０上に配置された時には、貫通孔１８０ａにはロッカーシャフト１３０が挿入される。そして回転止め用ピン１８０ｃの先端はカムキャップ１５２に形成されているピン孔に挿入されて、第１螺旋スペーサ１８０がロッカーシャフト１３０周りに回転するのを阻止する。

図７に第２螺旋スペーサ１８２の詳細を示す。図６の(Ａ)は平面図、(Ｂ)は左側面図、(Ｃ)は正面図、(Ｄ)は右側面図、(Ｅ)は底面図、(Ｆ)は背面図である。第２螺旋スペーサ１８２は、中央に貫通孔１８２ａを有するリング状をなし、一面側には貫通孔１８２ａの周りに右ネジ型の螺旋状テーパー面１８２ｂが複数、ここでは第１螺旋スペーサ１８０の螺旋状テーパー面１８０ｂと同数の２０面が形成されている。外周面には位相決めネジ１８６用の螺合孔１８２ｃが形成されている。尚、第２螺旋スペーサ１８２の螺旋状テーパー面１８２ｂは、第１螺旋スペーサ１８０の螺旋状テーパー面１８０ｂと全く同じ形状のテーパー面である。

スプラインリング１８４は、図５に示したごとく、左ネジ型のヘリカルスプライン１８４ａが外周面に形成されたリング状をなしている。この内部空間１８４ｂには第１螺旋スペーサ１８０と第２螺旋スペーサ１８２とを共に収納可能である。スプラインリング１８４は、螺旋スペーサ１８０，１８２の内で、図８の斜視図に示すごとく第２螺旋スペーサ１８２に対して、長孔１８４ｃを介して第２螺旋スペーサ１８２に螺合される位相決めネジ１８６にて固定される。したがってスプラインリング１８４と第２螺旋スペーサ１８２とは一体化されて一体で移動する。

弾性シム１６６は可変スペーサ１６４の厚さの可変に適合させて仲介駆動機構１２０の図２における左側でのカムキャップ１５２及び軸受１６２との間のクリアランスを吸収するために弾性部材にて構成されている。例えば、図９に示すウェーブワッシャ状の弾性シム１６６を用いることができる。図９において(Ａ)は弾性シム１６６の斜視図、(Ｂ)は正面図である。弾性シム１６６は、中央部に貫通孔１６６ａを有するリング状をなしている。リング状本体１６６ｂは軸方向に波状とされていることにより、軸方向にそれぞれ３つの頂部１６６ｃと底部１６６ｄとを有している。尚、頂部１６６ｃと底部１６６ｄとはそれぞれ２つでも良く、４つ以上でも良い。

これ以外に弾性シムとしては、図１０に示す板バネ状の弾性シム１６７を用いても良い。図１０の(Ａ)は弾性シム１６７の平面図、(Ｂ)は斜視図、(Ｃ)は底面図、(Ｄ)は左側面図、(Ｅ)は正面図を表している。ここで弾性シム１６７は、基板１６７ａと、基板１６７ａの左右に溶接等により固定された左板バネ部１６７ｂと右板バネ部１６７ｃとから構成されている。

基板１６７ａは、左板バネ部１６７ｂと右板バネ部１６７ｃとの間の空間部分まで伸びた端部に、円弧状凹部１６７ｄを形成している。この円弧状凹部１６７ｄはロッカーシャフト１３０と同一径で形成されており、仲介駆動機構１２０とカムキャップ１５２及び軸受１６２との間に配置した場合に、ロッカーシャフト１３０が円弧状凹部１６７ｄ内に半分収まるようにされている。

次に仲介駆動機構１２０について説明する。図１１，１２は仲介駆動機構１２０の部分破断斜視図を、図１３は分解斜視図である。
仲介駆動機構１２０は、図３に示したごとく各仲介駆動機構１２０の中央に設けられた入力部１２２、入力部１２２の一端側に設けられた第１揺動カム１２４、第１揺動カム１２４とは反対側に設けられた第２揺動カム１２６及びこれらの内部空間に配置されたスライダギア１２８（図１１〜１３）を備えている。

入力部１２２のハウジング１２２ａは内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に右ネジ型の螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２２ｂを形成している。又、ハウジング１２２ａの外周面からは平行な２つのアーム１２２ｃ，１２２ｄが突出して形成されている。これらアーム１２２ｃ，１２２ｄの先端には、ハウジング１２２ａの軸方向と平行なシャフト１２２ｅが掛け渡され、ローラ１２２ｆが回転可能に取り付けられている。尚、図１に示したごとくスプリングなどにより付勢力がアーム１２２ｃ，１２２ｄあるいはハウジング１２２ａに与えられていることにより、ローラ１２２ｆは吸気カム４５ａ側に常に接触するようにされている。このようなスプリングは、例えば入力部１２２とシリンダヘッド８あるいはロッカーシャフト１３０との間に設けられている。

第１揺動カム１２４及び第２揺動カム１２６の各ハウジング１２４ａ，１２６ａは、内部に軸方向に空間を形成している。この内部空間の内周面には軸方向に左ネジ型の螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂを形成している。又、これらのハウジング１２４ａ，１２６ａの内部空間は径の小さいシャフト挿通孔を有するリング状の端面壁部１２４ｃ，１２６ｃにて一端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２４ｄ，１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１２４ｄ，１２６ｄの一辺はカム面１２４ｅ，１２６ｅを形成している。

これらの第１揺動カム１２４および第２揺動カム１２６は、図１３に示したごとく、入力部１２２に対して両側から各端面を同軸上で接触させるように軸方向に配置される。このことにより複数のハウジング１２２ａ，１２４ａ，１２６ａからなる本体は全体が図３に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。

スライダギア１２８の詳細を図１４，１５に示す。図１４は斜視図、図１５は軸に沿って垂直に破断した斜視図を示している。
スライダギア１２８は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジ型の螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン１２８ａが形成されている。この入力用ヘリカルスプライン１２８ａの一端側には小径部１２８ｂを挟んで左ネジ型の螺旋状に形成された第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃが形成されている。この第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃとは反対側には小径部１２８ｄを挟んで左ネジ型の螺旋状に形成された第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅが形成されている。尚、これら出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅは外径が同じであるが、入力用ヘリカルスプライン１２８ａに対しては、入力用ヘリカルスプライン１２８ａの溝部分よりも外径が小さく形成されている。

スライダギア１２８の内部には中心軸方向に貫通孔１２８ｆが形成されている。そして入力用ヘリカルスプライン１２８ａの位置で、貫通孔１２８ｆの内周面には周方向に周溝１２８ｇが形成されている。この周溝１２８ｇには一カ所にて径方向に外部に貫通するピン挿入孔１２８ｈが形成されている。

スライダギア１２８の貫通孔１２８ｆ内には、図１６の(Ａ)の斜視図にて一部分を示しているロッカーシャフト１３０が配置されている。このロッカーシャフト１３０は４つの仲介駆動機構１２０に共通の１本が設けられ、各仲介駆動機構１２０に対応する位置には軸方向に長く形成された長孔１３０ａが開口している。この長孔１３０ａはロッカーシャフト１３０の内部空間１３０ｂまで貫通して形成されている。

更にロッカーシャフト１３０の内部空間１３０ｂには、図１６の(Ｂ)の斜視図に一部分を示しているコントロールシャフト１３２が、図１６の(Ｃ)に示すごとく軸方向に摺動可能に貫通して配置されている。

コントロールシャフト１３２は丸棒状に形成されたものであるが、各仲介駆動機構１２０に対応する位置には、図１６の(Ｂ)に示したごとく軸直角方向の支持穴１３２ｂが設けられている。この支持穴１３２ｂにはそれぞれコントロールピン１３２ａの基端部が挿入されることにより、コントロールピン１３２ａを軸直角方向に突出して支持できるようにされている。

そしてコントロールシャフト１３２がロッカーシャフト１３０の内部に配置されている状態では、各コントロールピン１３２ａの先端はロッカーシャフト１３０に形成されている長孔１３０ａを貫通し、図１２の部分破断図に示したごとくスライダギア１２８の内周面に形成された周溝１２８ｇ内に挿入されている。

コントロールシャフト１３２の一端側（図２における右側）は自由端であるが、基端側（図２における左側）はスライドアクチュエータ１００にて駆動されるボールネジシャフトを形成している。このことにより軸方向での駆動力をボールネジ機構２１０を介してスライドアクチュエータ１００から受けることができる。尚、コントロールシャフト１３２とは別体にボールネジシャフトを形成してボールネジ機構２１０に組み込んでおいても良い。この場合には、例えば、カムキャリア１５０上でコントロールシャフト１３２の基端側とボールネジシャフトの先端側とを当接あるいは接合することにより、スライドアクチュエータ１００にてコントロールシャフト１３２を軸方向に駆動可能とする。

尚、ロッカーシャフト１３０、コントロールシャフト１３２及び各コントロールピン１３２ａは高強度である必要から、ここでは鉄合金が用いられている。したがって軽合金、ここではアルミニウム合金製であるカムキャリア１５０に比較して熱膨張率は小さい。

可変動弁機構の組み立ては次のようになされる。まずロッカーシャフト１３０内にコントロールシャフト１３２を挿通し、ロッカーシャフト１３０上に、前述した仲介駆動機構１２０、可変スペーサ１６４及び弾性シム１６６を気筒毎に組み合わせて取り付け、ロッカーシャフト１３０をカムキャリア１５０上に配置する。同時に吸気カムシャフト４５及び排気カムシャフト４６もカムキャリア１５０上に配置する。そしてカムキャップ１５２を取り付ける。

次にコントロールシャフト１３２の基端側をスライドアクチュエータ１００のボールネジ機構２１０に組み込む。あるいはコントロールシャフト１３２の基端側をボールネジ機構２１０に組み込まれているボールネジシャフトの先端に当接又は接合する。この時、スライドアクチュエータ１００は初期駆動位置としておくことにより、コントロールシャフト１３２は軸方向において初期位置に配置されることになる。更に、スペーサ調節シャフト１６８の基端側を側壁１５６にボルト１５６ａにて固定し、スペーサ調節シャフト１６８に気筒毎に形成されているヘリカルスプライン１６８ａを各可変スペーサ１６４のスプラインリング１８４に噛合させる。

仲介駆動機構１２０において、コントロールシャフト１３２の初期位置に対応した基準配置とは、後述する図１８に示す最小バルブリフト量の状態である。しかしカムキャリア１５０上に配置した直後の状態では、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄとローラ１２２ｆとの位相配置関係は、最小バルブリフト量の状態となっているとは限らず、又、最小バルブリフト量の状態に固定されているわけでもない。

したがって仲介駆動機構１２０の基準配置を決定する治具等を用いて、仲介駆動機構１２０のハウジング１２２ａ，１２４ａ，１２６ａを軸方向に移動させて、最小バルブリフト量となる基準位置とする。この基準位置を決定するために、この時に形成されている仲介駆動機構１２０と図１７に示す基準面２２０（カムキャップ１５２及び、軸受１６２又は前方側壁１５４の側面）との間のクリアランス（図２の各仲介駆動機構１２０の右側のクリアランス）に適合するように可変スペーサ１６４の厚さを調節する。この厚さ調節は２つの螺旋スペーサ１８０，１８２の螺旋状テーパー面１８０ｂ，１８２ｂ同士の接触状態を維持して、螺旋スペーサ１８０，１８２間の相対回転によりなされる。

基準面２２０は、仲介駆動機構１２０のハウジング１２２ａ，１２４ａ，１２６ａに生じる軸力の方向に存在する面であり、この基準面２２０と仲介駆動機構１２０とのクリアランスがコントロールシャフト１３２のストローク量とバルブリフト量との関係を設定している。したがってこのクリアランスを精密に設定することが、高精度なバルブリフト量制御及び気筒間のバルブリフト量の同一性上重要である。

螺旋スペーサ１８０は回転止め用ピン１８０ｃによりカムキャップ１５２側に係合しており回転不能であるので、第２螺旋スペーサ１８２側を回転させて可変スペーサ１６４の厚さ調節をすることになる。この調節時には、位相決めネジ１８６は緩められていることにより、スプラインリング１８４とスペーサ調節シャフト１６８のヘリカルスプライン１６８ａとが噛合していても、第２螺旋スペーサ１８２を第１螺旋スペーサ１８０に対して相対回転できる。この時、弾性シム１６６側は撓むことにより可変スペーサ１６４の厚さ変化に対応する。

可変スペーサ１６４の厚さ調節が終了すれば、位相決めネジ１８６を締め付けることにより第２螺旋スペーサ１８２にスプラインリング１８４を固定し一体化させる。このことにより最小バルブリフト量となる仲介駆動機構１２０の基準位置は決定される。この状態を図１７の(Ａ)に示す。この時の可変スペーサ１６４は厚さはＬｔで示されている。この基準位置調整を、各気筒の仲介駆動機構１２０毎に繰り返すことにより、全気筒について仲介駆動機構１２０の基準配置が完了する。

こうしてカムキャリア１５０の構成が完成する。そして、図１，２に示したごとく、シリンダヘッド本体へカムキャリア１５０を取り付けてシリンダヘッド８として一体化する。このことで可変動弁機構をエンジン２に組み込むことができる。

このように構成されたエンジン２では、スライドアクチュエータ１００によりボールネジ機構２１０を駆動して、コントロールシャフト１３２を軸方向に移動させることで、仲介駆動機構１２０の内部空間に配置されたスライダギア１２８の軸方向位置を調節することができる。

図１２に示したごとく、スライダギア１２８は周溝１２８ｇにてコントロールピン１３２ａに係止されているので、軸周りについてはコントロールピン１３２ａの位置に関わらず揺動可能となっている。更にスライダギア１２８においては、入力用ヘリカルスプライン１２８ａは入力部１２２内部のヘリカルスプライン１２２ｂに噛み合わされている。そして第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃは第１揺動カム１２４内部のヘリカルスプライン１２４ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅは第２揺動カム１２６内部のヘリカルスプライン１２６ｂに噛み合わされている。ここで入力側のスプライン１２２ｂ，１２８ａと、出力側のスプライン１２４ｂ，１２８ｃ，１２６ｂ，１２８ｅとはねじれ角が異なる。実際には、ねじれ方向自体が異なる形状とされている。

そして各気筒２ａの仲介駆動機構１２０は、前述したごとく可変スペーサ１６４にて軸方向の位置決めがなされている。このためスライドアクチュエータ１００がコントロールシャフト１３２を介してスライダギア１２８を軸方向に移動させても、入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６は軸方向に移動することはない。

このことから、仲介駆動機構１２０の内部空間内でスライダギア１２８の軸方向移動量を調節することにより、ヘリカルスプライン１２８ａ，１２２ｂ，１２８ｃ，１２４ｂ，１２８ｅ，１２６ｂの機能により、入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との間の位相関係を変更できる。こうしてローラ１２２ｆとノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位置関係を変更することができ、吸気バルブ１２のバルブリフト量が調節できる。

ここで図１８は、スライドアクチュエータ１００の駆動力を調節して、コントロールシャフト１３２を最大限Ｌ方向（図１１の矢印）へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図１８の(Ａ)が吸気バルブ１２の閉弁時、図１８の(Ｂ)が開弁時である。この場合には入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位置関係が最も近い状態となる。このため、図１８の(Ｂ)に示すごとく吸気カム４５ａが最大限に入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げても、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄのカム面１２４ｅ，１２６ｅによるロッカーローラ５２ａの押し下げ量は最小となり、吸気バルブ１２のバルブリフト量は最小となる。したがって吸気ポート１４から燃焼室１０内への吸入空気量も最小限の状態となる。

図１９は、スライドアクチュエータ１００の駆動力を調節して、コントロールシャフト１３２を最大限Ｈ方向（図１１の矢印）へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図１９の(Ａ)が吸気バルブ１２の閉弁時、図１９の(Ｂ)が開弁時である。この場合には入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位置関係が最も遠い状態となる。このため、図１９の(Ｂ)に示すごとく吸気カム４５ａが最大限に入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げた時には、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄのカム面１２４ｅ，１２６ｅによるロッカーローラ５２ａの押し下げ量は最大となり、吸気バルブ１２のバルブリフト量は最大となる。したがって吸気ポート１４から燃焼室１０内への吸入空気量も最大限の状態となる。

スライドアクチュエータ１００により、図１８の状態と図１９の状態との間で連続的にコントロールシャフト１３２の軸方向位置を調節することで、吸気バルブ１２のバルブリフト量を連続的に調節できる。すなわちスロットルバルブによることなく、吸入空気量の無段階調節が可能となる。

尚、前記図１８の(Ｂ)に示したごとく初期位置状態では吸気バルブ１２の開弁時には或程度の開度が存在したが、初期位置状態の他の形態としてバルブリフト量「０」すなわち吸気バルブ１２を完全に閉じたままにしても良く、この場合には吸入空気量は「０」となる。

前記図１７の(Ａ)に示した可変スペーサ１６４の状態は、組み立て時、すなわちエンジン２の低温時での状態を示している。エンジン２の運転を開始すると次第にエンジン温度が上昇する。これに伴ってカムキャリア１５０及びコントロールシャフト１３２が熱膨張する。カムキャリア１５０はエンジン２の軽量化のために軽合金製、ここではアルミニウム合金製であり、コントロールシャフト１３２は耐久性上、高強度金属製、ここでは鉄合金製である。このためコントロールシャフト１３２の方が熱膨張率が小さく、カムキャリア１５０ほどには熱膨張せず、熱膨張差がコントロールシャフト１３２とカムキャリア１５０との間に生じる。

したがって各仲介駆動機構１２０において基端側からの距離に応じた熱膨張差によるコントロールシャフト１３２と各仲介駆動機構１２０との軸方向のずれが生じる。このずれがそのまま生じていると、各仲介駆動機構１２０内にてスライダギア１２８と入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６との間の軸方向のずれとなって現れるので、スライドアクチュエータ１００によるコントロールシャフト１３２に対する軸方向位置の制御精度が低下するおそれがある。又、気筒間においてもバルブリフト量に差が生じることになる。

本実施の形態では、スペーサ調節シャフト１６８は、コントロールシャフト１３２と同一の熱膨張率の材料、ここでは全く同一の材料を用いている。このため昇温によりスペーサ調節シャフト１６８もカムキャリア１５０との間で熱膨張差を生じて、軸方向にてカムキャリア１５０との間に距離に応じた位置ずれを生じる。

したがってスペーサ調節シャフト１６８と基準面２２０との位置関係は、図１７の(Ａ)の状態から(Ｂ)の状態に移行することになる。すなわちスペーサ調節シャフト１６８のヘリカルスプライン１６８ａは、第２螺旋スペーサ１８２と一体化しているスプラインリング１８４に噛合した状態で図示左側へ移動する。

このヘリカルスプライン１６８ａとスプラインリング１８４とのスプライン噛合状態でのヘリカルスプライン１６８ａの移動により、スプラインリング１８４は仲介駆動機構１２０側から見て左回転(反時計回りの回転)を生じる。この回転量はヘリカルスプライン１６８ａの移動量に応じている。

第１螺旋スペーサ１８０と第２螺旋スペーサ１８２とは螺旋状テーパー面１８０ｂ，１８２ｂ同士を当接しているので、スプラインリング１８４に連動する第２螺旋スペーサ１８２の左回転により、弾性シム１６６の押圧力に抗して第２螺旋スペーサ１８２は第１螺旋スペーサ１８０から離れる。すなわち可変スペーサ１６４は厚さＬｔから厚さＨｔに厚くなる。

逆にエンジン運転が停止して低温化すれば、スペーサ調節シャフト１６８は基準面２２０に対して相対的に図示右側へ移動することになる。この移動により、上述したメカニズムが逆に働くことになる。すなわち、スプラインリング１８４が仲介駆動機構１２０側から見て右回転(時計回りの回転)を生じるとともに、螺旋状テーパー面１８０ｂ，１８２ｂの機能により、スプラインリング１８４に連動する第２螺旋スペーサ１８２が右回転し、第２螺旋スペーサ１８２は第１螺旋スペーサ１８０に近づく。すなわち可変スペーサ１６４は厚さＨｔから厚さＬｔへと薄くなる。

この厚さＬｔと厚さＨｔとの差は、コントロールシャフト１３２とカムキャリア１５０との間の熱膨張差を吸収する値となるように、ヘリカルスプライン１６８ａとスプラインリング１８４とのスプライン噛合及び螺旋状テーパー面１８０ｂ，１８２ｂのねじれ角が設定されている。

このため、エンジン温度が変化してコントロールシャフト１３２とカムキャリア１５０との熱膨張差が生じても、可変スペーサ１６４の厚さ変化によりずれが相殺されて、各仲介駆動機構１２０内のスライダギア１２８と入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６との間の軸方向のずれとなって現れることがない。

上述した構成において、請求項との関係は、スライダギア１２８がバルブ特性操作部に相当する。第１螺旋スペーサ１８０と第２螺旋スペーサ１８２との組み合わせが間隔可変手段に、スペーサ調節シャフト１６８とスプラインリング１８４との組み合わせがバルブ特性調節誤差抑制手段に、ヘリカルスプライン１６８ａとヘリカルスプライン１８４ａとの組み合わせが相対回転手段に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．エンジン温度の変化によりカムキャリア１５０とコントロールシャフト１３２との間に熱膨張差が生じた場合には、バルブ特性調節誤差抑制機構１７０の働きにより、可変スペーサ１６４の厚さが対応して変化する。このことで基準面２２０と仲介駆動機構１２０との間隔が調節されて上記熱膨張差による基準面２２０と仲介駆動機構１２０との相対的位置変動が相殺される。この結果、コントロールシャフト１３２とシリンダヘッド８（ここではシリンダヘッド８の一部であるカムキャリア１５０）との熱膨張差によって生じるスライダギア１２８の位置ずれを無くすことができる。

したがって、強度の観点からコントロールシャフト１３２の材質を選択し、軽量化の観点からカムキャリア１５０を含むシリンダヘッド８の材質を選択したとしても、エンジン温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制することができる。

このようにしてコントロールシャフト１３２の強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする可変動弁機構の実現が可能となる。
（ロ）．可変スペーサ１６４の厚さ調節は、螺旋状テーパー面１８０ｂ，１８２ｂを有する螺旋スペーサ１８０，１８２の組み合わせにより可能とされている。このことによりエンジン温度変化により２つの螺旋スペーサ１８０，１８２間にて相対回転させることにより、比較的簡易な構成で操作も比較的容易に、可変スペーサ１６４の軸方向での長さ、すなわち厚さを容易に変化させることができる。

（ハ）．カムキャリア１５０とは異なる熱膨張率のスペーサ調節シャフト１６８をカムキャリア１５０に一端を固定し、ヘリカルスプライン１６８ａを第２螺旋スペーサ１８２に一体化しているヘリカルスプライン１８４ａにスプライン噛合させている。このことにより、熱膨張差により生じるスペーサ調節シャフト１６８の長さ変化により第２螺旋スペーサ１８２を第１螺旋スペーサ１８０に対して相対回転させている。

したがってエンジン温度変化により容易に可変スペーサ１６４の厚さを変更でき、エンジン温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を容易に抑制することができる。
（ニ）．スペーサ調節シャフト１６８は複数気筒に共通した１本が設けられ、この１本のスペーサ調節シャフト１６８に各気筒毎のヘリカルスプライン１６８ａ及び可変スペーサ１６４が配置されている。このことにより１本のスペーサ調節シャフト１６８にて全気筒に対応できるので、簡易な構成で、コントロールシャフト１３２の強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする可変動弁機構の実現が可能となる。

［実施の形態２］
本実施の形態のエンジン上部の構成を図２０の平面図に示す。本実施の形態は、前記実施の形態１に比較して、仲介駆動機構３２０は吸気カムシャフト２４５と排気カムシャフト２４６との間に配列されており、図２に比較して垂直軸にて１８０°回転した配置となっている点が異なる。したがってスライドアクチュエータ３００は前記実施の形態１に比較して仲介駆動機構３２０に対しては軸方向の反対側に配置されている。更に、カムキャリアを用いずに、シリンダヘッド３５０の本体上に図２０に示した各機構が設けられている点も前記実施の形態１と異なる。

この場合、基準面４２０は図２０において仲介駆動機構３２０の図示左側の軸受−カムキャップ３５２の側面となり、仲介駆動機構３２０と基準面４２０との間に可変スペーサ３６４が設けられている。そして仲介駆動機構３２０の図示右側の軸受−カムキャップ３５２との間には弾性シム３６６が設けられている。

尚、仲介駆動機構３２０の入力部３２２、揺動カム３２４，３２６、スペーサ調節シャフト３６８、可変スペーサ３６４及び弾性シム３６６の基本的な構成は前記実施の形態１の構成と同じである。

本実施の形態の構成では、前記実施の形態１とは逆に、低温時においては仲介駆動機構３２０と基準面４２０とのクリアランスは大きくなり、高温時にはクリアランスは小さくなる。本実施の形態の場合には、前記図１７の(Ｂ)が低温時、(Ａ)が高温時の状態に該当する。このことで、エンジン温度が変化してコントロールシャフト３３２（図２０に破線で示す）と、シリンダヘッド３５０との熱膨張差が生じても、各仲介駆動機構３２０内のスライダギアと入力部３２２及び揺動カム３２４，３２６との間の軸方向のずれとなって現れることがない。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ニ）の効果を生じる。
［実施の形態３］
本実施の形態のバルブ特性調節誤差抑制機構４７０を図２１の背面側斜視図、図２２の平面図、及び図２３の右側面図に示す。尚、バルブ特性調節誤差抑制機構４７０以外の構成については前記実施の形態１の構成と同じである。

バルブ特性調節誤差抑制機構４７０においても、可変スペーサ４６４の第１螺旋スペーサ４８０及び第２螺旋スペーサ４８２は前記実施の形態１の第１螺旋スペーサ１８０及び第２螺旋スペーサ１８２と同じ形状である。ただし第２螺旋スペーサ４８２にはスプラインリングは取り付けられておらず、ピン４８６が外周面に径方向に突出するように取り付けられている。

全気筒に共通する１本のスペーサ調節シャフト４６８には、気筒毎にガイド板４６８ａがピン４８６側に突出するように取り付けられている。ガイド板４６８ａの一辺はスペーサ調節シャフト４６８の軸に対して角度を有するガイド面４６８ｂを形成しており、ピン４８６の側面に接触する。スペーサ調節シャフト４６８は前記実施の形態１と同様にスライドアクチュエータ側において一端がカムキャリアに固定されている。

したがって仲介駆動機構１２０と基準面５２０とのクリアランスが小さい低温時には、ガイド板４６８ａの位置が図２２において相対的に右側に存在するので、ガイド面４６８ｂによるピン４８６の周方向での押し出し量は小さい。このため、第１螺旋スペーサ４８０と第２螺旋スペーサ４８２との距離は近く、可変スペーサ４６４の厚さは薄い。

しかしエンジンが高温化して仲介駆動機構１２０と基準面５２０とのクリアランスが大きくなると、カムキャリアの方がスペーサ調節シャフト４６８よりも熱膨張率が大きいので、ガイド板４６８ａの位置は図２２において相対的に左側に移動し、ガイド面４６８ｂによるピン４８６の押し出し量が大きくなる。このため、第１螺旋スペーサ４８０と第２螺旋スペーサ４８２との距離が遠くなり、可変スペーサ４６４は厚くなる。

この厚さの違いが、温度により異なる仲介駆動機構１２０と基準面５２０とのクリアランスを吸収する値となるように、ガイド面４６８ｂの角度及び螺旋スペーサ４８０，４８２の螺旋状テーパー面のねじれ角が設定されている。

このため、エンジン温度が変化してコントロールシャフト１３２とカムキャリアとの熱膨張差が生じても、各仲介駆動機構１２０内のスライダギアと入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６との間の軸方向のずれとなって現れることがない。

上述した構成において請求項との関係は第１螺旋スペーサ４８０と第２螺旋スペーサ４８２との組み合わせが間隔可変手段に、スペーサ調節シャフト４６８、ガイド板４６８ａ及びピン４８６の組み合わせがバルブ特性調節誤差抑制手段に、ガイド板４６８ａ及びピン４８６の組み合わせが相対回転手段に相当する。

以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．一層、簡易な構成で前記実施の形態１の（イ）〜（ニ）の効果を生じさせることができる。

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態１，２においてスプラインリング１８４は全周にヘリカルスプライン１８４ａを形成していたが、実際にスペーサ調節シャフト１６８のヘリカルスプライン１６８ａと噛合するのは一部の位相範囲のみであるので、該当する部分のみに限定してヘリカルスプライン１８４ａを形成しても良い。

更に、第２螺旋スペーサ１８２とスプラインリング１８４とは別体に形成して、位相決めネジ１８６にて一体化していたが、仲介駆動機構１２０の初期位置が他の部材、例えばシムなどを重ねることにより決定される場合には、第２螺旋スペーサ１８２に最初からヘリカルスプラインを一体形成しておいても良い。この場合も、第２螺旋スペーサ１８２に対して一部の位相範囲のみにヘリカルスプラインを一体形成しても良い。

（ｂ）．前記実施の形態３において、バルブ特性調節誤差抑制機構４７０以外は前記実施の形態１の構成を採用したが、前記実施の形態２の構成を採用しても良い。この場合には、エンジン温度上昇と共に可変スペーサ４６４は薄くなる。

（ｃ）．前記各実施の形態においては、スペーサ調節シャフトは、可変スペーサの２つの螺旋スペーサの一方のみを回転させていたが、両方を逆方向に回転させても良い。又、基準面側の螺旋スペーサを回転させて、仲介駆動機構側の螺旋スペーサを基準面側に対して固定しても良い。

（ｄ）．前記各実施の形態は、ガソリンエンジンばかりでなく、ディーゼルエンジンにも適用できる。車両用ばかりでなく他の用途のエンジンにも適用できる。更に、吸気バルブのバルブリフト量調節用の仲介駆動機構のみでなく、排気バルブのバルブリフト量調節用の仲介駆動機構についても適用でき、吸気バルブと排気バルブとの両方のバルブリフト量調節用の仲介駆動機構にも適用できる。

実施の形態１のエンジン及び可変動弁機構の縦断面。 実施の形態１のエンジンの上部構成を示す平面図。 実施の形態１の仲介駆動機構とバルブ特性調節誤差抑制機構との配置関係を示す斜視図。 実施の形態１のバルブ特性調節誤差抑制機構の斜視図。 実施の形態１のバルブ特性調節誤差抑制機構の分解斜視図。 実施の形態１の第１螺旋スペーサの構成説明図。 実施の形態１の第２螺旋スペーサの構成説明図。 実施の形態１のスプラインリングと第２螺旋スペーサとの組み合わせ状態を示す斜視図。 実施の形態１で用いられる弾性シムの一例の構成説明図。 実施の形態１で用いられる弾性シムの他の例の構成説明図。 実施の形態１の仲介駆動機構の部分破断斜視図。 実施の形態１の仲介駆動機構の部分破断斜視図。 実施の形態１の仲介駆動機構の分解斜視図。 実施の形態１のスライダギアの斜視図。 実施の形態１のスライダギアの垂直破断斜視図。 実施の形態１の仲介駆動機構内を貫通するロッカーシャフト及びコントロールシャフトの構成説明図。 実施の形態１のバルブ特性調節誤差抑制機構の駆動説明図。 実施の形態１の仲介駆動機構の動作説明図。 実施の形態１の仲介駆動機構の動作説明図。 実施の形態２のエンジンの上部構成を示す平面図。 実施の形態３の仲介駆動機構とバルブ特性調節誤差抑制機構との配置関係を示す背面側斜視図。 同じく平面図。 同じく右側面図。

符号の説明

２…エンジン、２ａ…気筒、４…シリンダブロック、６…ピストン、８…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２…吸気バルブ、１４…吸気ポート、１６…排気バルブ、１８…排気ポート、４５…吸気カムシャフト、４５ａ…吸気カム、４６…排気カムシャフト、４６ａ…排気カム、４７…タイミングチェーン、４９…クランクシャフト、５２…ローラロッカーアーム、５２ａ…ロッカーローラ、５４…ローラロッカーアーム、１００…スライドアクチュエータ、１２０…仲介駆動機構、１２２…入力部、１２２ａ…ハウジング、１２２ｂ…ヘリカルスプライン、１２２ｃ，１２２ｄ…アーム、１２２ｅ…シャフト、１２２ｆ…ローラ、１２４，１２６…揺動カム、１２４ａ，１２６ａ…ハウジング、１２４ｂ，１２６ｂ…ヘリカルスプライン、１２４ｃ，１２６ｃ…端面壁部、１２４ｄ，１２６ｄ…ノーズ、１２４ｅ，１２６ｅ…カム面、１２８…スライダギア、１２８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１２８ｂ…小径部、１２８ｃ，１２８ｅ…出力用ヘリカルスプライン、１２８ｄ…小径部、１２８ｆ…貫通孔、１２８ｇ…周溝、１２８ｈ…ピン挿入孔、１３０…ロッカーシャフト、１３０ａ…長孔、１３０ｂ…内部空間、１３２…コントロールシャフト、１３２ａ…コントロールピン、１３２ｂ…支持穴、１４０，１４２…バルブタイミング可変機構、１５０…カムキャリア、１５２…カムキャップ、１５２ａ…軸受、１５４，１５６，１５８，１６０…側壁、１５６ａ…ボルト、１６２…軸受、１６４…可変スペーサ、１６６…弾性シム、１６６ａ…貫通孔、１６６ｂ…リング状本体、１６６ｃ…頂部、１６６ｄ…底部、１６７…弾性シム、１６７ａ…基板、１６７ｂ…左板バネ部、１６７ｃ…右板バネ部、１６７ｄ…円弧状凹部、１６８…スペーサ調節シャフト、１６８ａ…ヘリカルスプライン、１７０…バルブ特性調節誤差抑制機構、１８０…第１螺旋スペーサ、１８０ａ…貫通孔、１８０ｂ…螺旋状テーパー面、１８０ｃ…回転止め用ピン、１８２…第２螺旋スペーサ、１８２ａ…貫通孔、１８２ｂ…螺旋状テーパー面、１８２ｃ…螺合孔、１８４…スプラインリング、１８４ａ…ヘリカルスプライン、１８４ｂ…内部空間、１８４ｃ…長孔、１８６…ネジ、２１０…ボールネジ機構、２２０…基準面、２４５…吸気カムシャフト、２４５ａ…吸気カム、２４６…排気カムシャフト、３００…スライドアクチュエータ、３２０…仲介駆動機構、３２２…入力部、３２４，３２６…揺動カム、３３２…コントロールシャフト、３５０…シリンダヘッド、３５２…軸受−カムキャップ、３６４…可変スペーサ、３６６…弾性シム、３６８…スペーサ調節シャフト、３６８ａ…ボルト、４２０…基準面、４６４…可変スペーサ、４６８…スペーサ調節シャフト、４６８ａ…ガイド板、４６８ｂ…ガイド面、４７０…バルブ特性調節誤差抑制機構、４８０…第１螺旋スペーサ、４８２…第２螺旋スペーサ、４８６…ピン、５２０…基準面。

Claims (9)

1. 内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構において、
   前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて軸方向での長さを可変としていることにより前記基準面と前記仲介駆動機構との間の間隔を可変とする間隔可変手段と、
   内燃機関温度を前記間隔可変手段の軸方向での長さに反映させることにより内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制するバルブ特性調節誤差抑制手段とを備え、
   前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により間隔が変化する２つのスペーサを備えるものであり、
   前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度変化により前記２つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向での長さを変化させるものであって、前記シリンダヘッドとは熱膨張率が異なる材質を用いて前記コントロールシャフトに沿って設けられるとともに一端が前記コントロールシャフトの駆動端側にて前記シリンダヘッド側に固定されているスペーサ調節シャフトと、このスペーサ調節シャフトに設けられるとともに内燃機関温度変化による軸方向での前記基準面との相対的位置変化に基づいて前記２つのスペーサを相対回転させる相対回転手段とを備えるものである
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
2. 内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する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沿う態様で設けられて、自身の温度変化にともない前記コントロールシャフトの軸方向に膨張または収縮するバルブ特性調節誤差抑制手段と、
   このバルブ特性調整誤差抑制手段と係合する態様で前記基準面と前記仲介駆動機構との間に設けられて、前記バルブ特性調整誤差抑制手段の膨張または収縮にともない自身の軸方向長さが変化する間隔可変手段とを備え、
   前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により互いの間隔が変化する２つのスペーサを備えるとともに、これらスペーサの相対回転にともなう自身の軸方向長さの変化により前記基準面と前記仲介駆動機構との間隔を変更するものであり、
   前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、自身の温度変化にともなう膨張または収縮により前記間隔可変手段との係合部分が前記基準面に対して軸方向に移動するとともに、内燃機関温度変化にともなう同係合部分の軸方向への移動を通じて前記２つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向の長さを変化させるものである
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
3. 内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構において、
   前記シリンダヘッドと熱膨張率が異なることにより自身の温度変化に基づいて前記シリンダヘッドに対して膨張または収縮するバルブ特性調節誤差抑制手段と、
   前記基準面と前記仲介駆動機構との間に設けられて前記バルブ特性調節誤差抑制手段の膨張または収縮にともない前記基準面と前記仲介駆動機構との間隔を変更する間隔可変手段とを備え、
   前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により間隔が変化する２つのスペーサを備えるものであり、
   前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度変化により前記２つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向の長さを変化させるものである
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
4. 請求項１〜３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２つのスペーサは、共に螺旋状テーパー面を有してこの螺旋状テーパー面にて相互に接触していることにより、前記２つのスペーサ間での相対回転にて前記間隔可変手段の軸方向での長さを可変とする
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
5. 請求項２〜４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、
   前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、前記シリンダヘッドとは熱膨張率が異なる材質を用いて前記コントロールシャフトに沿って設けられるとともに一端が前記コントロールシャフトの駆動端側にて前記シリンダヘッド側に固定されているスペーサ調節シャフトと、このスペーサ調節シャフトに設けられるとともに内燃機関温度変化による軸方向での前記基準面との相対的位置変化に基づいて前記２つのスペーサを相対回転させる相対回転手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
6. 請求項１または５に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   内燃機関は直列に配列された複数気筒を有するものであり、
   前記スペーサ調節シャフトは、前記複数気筒に共通する１本のシャフトであるとともに各気筒に対応して相対回転手段が設けられるものである ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
7. 請求項１または５または６に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
   前記スペーサ調節シャフトは、前記コントロールシャフトと同一の熱膨張率を有する材料により形成される
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
8. 請求項１または５〜７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、
   前記スペーサ調節シャフトは、前記コントロールシャフトと同一の材料により形成される
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
9. 請求項１〜８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、
   前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、前記シリンダヘッドと前記コントロールシャフトとの熱膨張差により生じる前記基準面と前記コントロールシャフトとの間の軸方向での相対的位置変動と、内燃機関温度変化による前記間隔可変手段の軸方向での長さ変化とを同一にすることにより前記相対的位置変動を相殺する
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。

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