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技術 内燃機関の動弁装置

出願人 三菱自動車工業株式会社
発明者 田辺幹雄村田真一
出願日 2007年2月19日 (13年10ヶ月経過) 出願番号 2007-038614
公開日 2008年9月4日 (12年3ヶ月経過) 公開番号 2008-202478
状態 特許登録済
技術分野 弁装置又は配列 特殊操作のための弁装置
主要キーワード 駆動源装置 斜め直線状 枠形フレーム 二股アーム 模擬システム カム外形 保持用孔 調整ずみ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

本発明は、カムシャフトを含んでモジュール化した可変動弁装置を、コンパクトシリンダヘッドに設置させることができる内燃機関動弁装置を提供する。

解決手段

本発明の動弁装置は、可変動弁装置4を、気筒毎にカムを有するカムシャフト15と、カムを受けバルブ特性を連続的に可変制御する可変動弁機構13と、カムシャフト15および可変動弁機構13を保持する保持部材11a〜11cとを有してモジュール化し、同モジュール化された可変動弁装置4を、保持部材11a〜11cを介して、シリンダヘッド1の気筒側へ凹となる凹部1zに設置される構成とした。同構成により、カムシャフト15を含んでモジュール化された可変動弁装置4を、高さ寸法を抑えながら、シリンダヘッド1に設置させることができる。

概要

背景

自動車に搭載される多気筒レシプロ式エンジン内燃機関)の動弁装置では、エンジン排出ガス対策ポンピングロスの改善による燃費低減を図るために、シリンダヘッドの上面に、吸気バルブ(あるいは排気バルブ)の特性を連続的に可変制御する可変動弁装置を組み込むことが行なわれる。可変動弁装置の多くは、特許文献1に開示されているようにカムシャフトカムを受けて吸気バルブの特性、例えば吸気バルブの開閉タイミングバルブリフト量を連続的に変化させる構造が用いられる。

こうした可変動弁装置の組み付けの多くは、エンジンを組み立てるメインライン上において、シリンダブロックにシリンダヘッドを搭載した後、シリンダヘッドの各部に可変動弁装置の各部品を組み付けて、可変動弁装置の全体を組み立てるという手法が用いられる。近時では、メインラインの生産効率を高めるために、特許文献2に示される構造のように、メインライン上では、シリンダヘッドにカムシャフトやバルブまでを組み付ける作業を行ない、メインラインとは別なサブラインを用いて、シリンダヘッドのカムシャフトとバルブ間に配置される可変動弁装置をモジュール化しておく手法が試みられている。具体的には、気筒にならって配置された保持部材に、可変動弁装置の各機構を保持させることが行なわれていた。つまり、組み立てが面倒な可変動弁装置だけをサブラインでモジュール化し、同モジュール化した可変動弁装置を、メインラインへ戻して、シリンダヘッド(カムシャフトやバルブの組み付けを終えた状態)に組み付けようにすることで、メインライン上から、時間のかかる作業工程を抑える措置が試みられていた。

ところで、可変動弁装置は、どのようなエンジンの運転状態でも、設定された性能が発揮されるよう、同じバルブ特性で各気筒のバルブを連続的に制御することが求められる。そのためには、可変動弁装置は、気筒毎、各カムのカムプロフィールに合わせて、バルブ駆動出力を調整して、気筒間ばらつきを解消する調整作業が求められる。

ところが、気筒間ばらつきの調整には、連続的に可変するバルブ特性が適正に発揮するよう、気筒毎、カムと該可変動弁装置のカムを受ける部品との位置関係を揃えるという、面倒で、かなりの時間を費やす細かい調整作業が強いられる。

特に特許文献2は、可変動弁装置の組み立ての手間をメインラインから省くという点では有効であるものの、調整作業に関しては、カムシャフトが付いているシリンダヘッドに、カムを受ける部品の有る可変動弁装置が組み付けてからでないと実施できないため、エンジンを組み立てるメインライン上では、依然、かなり時間を費やす調整作業(気筒間ばらつきの調整)が必要で、メインラインの停滞を誘発させる問題があった。

そこで、特許文献3のようにカムシャフト、可変動弁装置をモジュール化することが試みられている。
特開2005−299536号公報
特開2005−299538号公報
特開2005−240617号公報

概要

本発明は、カムシャフトを含んでモジュール化した可変動弁装置を、コンパクトにシリンダヘッドに設置させることができる内燃機関の動弁装置を提供する。本発明の動弁装置は、可変動弁装置4を、気筒毎にカムを有するカムシャフト15と、カムを受けバルブ特性を連続的に可変制御する可変動弁機構13と、カムシャフト15および可変動弁機構13を保持する保持部材11a〜11cとを有してモジュール化し、同モジュール化された可変動弁装置4を、保持部材11a〜11cを介して、シリンダヘッド1の気筒側へ凹となる凹部1zに設置される構成とした。同構成により、カムシャフト15を含んでモジュール化された可変動弁装置4を、高さ寸法を抑えながら、シリンダヘッド1に設置させることができる。

目的

そこで、本発明の目的は、カムシャフトを含んでモジュール化した可変動弁装置を、コンパクトにシリンダヘッドに設置させることができる内燃機関の動弁装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

複数気筒を有する内燃機関シリンダヘッドの前記気筒側と反対側の面に可変動弁装置を設置して構成される内燃機関の動弁装置において、前記可変動弁装置は、気筒毎にカムを有するカムシャフトと、前記カムを受けバルブ特性を連続的に可変制御する可変動弁機構と、前記カムシャフトおよび前記可変動弁機構を保持する保持部材とを有してモジュール化され、前記モジュール化された可変動弁装置が、前記保持部材を介して、前記シリンダヘッドの前記気筒側へ凹となる凹部に設置される構成としたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。

請求項2

前記可変動弁装置は、前記シリンダヘッド側からカムシャフト、可変動弁機構の順に配置され、前記カムシャフトが前記凹部内に位置するように設置される構成としてあることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の動弁装置。

請求項3

前記保持部材は、下端部で前記カムシャフトの直径方向の片側を保持し、上側で可変動弁装置を保持するホルダ部材と、該ホルダ部材の下端部と組み合わさり前記カムシャフトの残る片側を保持するキャップ部材とを有して構成されることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の動弁装置。

請求項4

前記保持部材は、少なくとも前記カムシャフトの両端を軸支するように複数に分割され、前記カムシャフトによって接続されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁装置。

技術分野

0001

本発明は、吸気バルブあるいは排気バルブバルブ特性を連続的に制御する内燃機関動弁装置に関する。

背景技術

0002

自動車に搭載される多気筒レシプロ式エンジン(内燃機関)の動弁装置では、エンジン排出ガス対策ポンピングロスの改善による燃費低減を図るために、シリンダヘッドの上面に、吸気バルブ(あるいは排気バルブ)の特性を連続的に可変制御する可変動弁装置を組み込むことが行なわれる。可変動弁装置の多くは、特許文献1に開示されているようにカムシャフトカムを受けて吸気バルブの特性、例えば吸気バルブの開閉タイミングバルブリフト量を連続的に変化させる構造が用いられる。

0003

こうした可変動弁装置の組み付けの多くは、エンジンを組み立てるメインライン上において、シリンダブロックにシリンダヘッドを搭載した後、シリンダヘッドの各部に可変動弁装置の各部品を組み付けて、可変動弁装置の全体を組み立てるという手法が用いられる。近時では、メインラインの生産効率を高めるために、特許文献2に示される構造のように、メインライン上では、シリンダヘッドにカムシャフトやバルブまでを組み付ける作業を行ない、メインラインとは別なサブラインを用いて、シリンダヘッドのカムシャフトとバルブ間に配置される可変動弁装置をモジュール化しておく手法が試みられている。具体的には、気筒にならって配置された保持部材に、可変動弁装置の各機構を保持させることが行なわれていた。つまり、組み立てが面倒な可変動弁装置だけをサブラインでモジュール化し、同モジュール化した可変動弁装置を、メインラインへ戻して、シリンダヘッド(カムシャフトやバルブの組み付けを終えた状態)に組み付けようにすることで、メインライン上から、時間のかかる作業工程を抑える措置が試みられていた。

0004

ところで、可変動弁装置は、どのようなエンジンの運転状態でも、設定された性能が発揮されるよう、同じバルブ特性で各気筒のバルブを連続的に制御することが求められる。そのためには、可変動弁装置は、気筒毎、各カムのカムプロフィールに合わせて、バルブ駆動出力を調整して、気筒間ばらつきを解消する調整作業が求められる。

0005

ところが、気筒間ばらつきの調整には、連続的に可変するバルブ特性が適正に発揮するよう、気筒毎、カムと該可変動弁装置のカムを受ける部品との位置関係を揃えるという、面倒で、かなりの時間を費やす細かい調整作業が強いられる。

0006

特に特許文献2は、可変動弁装置の組み立ての手間をメインラインから省くという点では有効であるものの、調整作業に関しては、カムシャフトが付いているシリンダヘッドに、カムを受ける部品の有る可変動弁装置が組み付けてからでないと実施できないため、エンジンを組み立てるメインライン上では、依然、かなり時間を費やす調整作業(気筒間ばらつきの調整)が必要で、メインラインの停滞を誘発させる問題があった。

0007

そこで、特許文献3のようにカムシャフト、可変動弁装置をモジュール化することが試みられている。
特開2005−299536号公報
特開2005−299538号公報
特開2005−240617号公報

発明が解決しようとする課題

0008

ところで、通常、可変動弁装置は、シリンダヘッドの外周部に形成されている周壁(シリンダヘッドの四方を囲むように形成された壁)の上面部分に固定される。

0009

ところが、このシリンダの周壁の上面は、シリンダヘッドのうち、最も高い部分、すなわち最上部となる部分である。しかも、保持部材は、カムシャフトを含めることで高さ寸法が大きくなっているために、モジュール化した構造物をシリンダヘッドに組み付けると、かなりシリンダヘッドの全高寸法が高くなる。このため、エンジンの大形化を伴いやすい(エンジンの全高:大)。

0010

そこで、本発明の目的は、カムシャフトを含んでモジュール化した可変動弁装置を、コンパクトにシリンダヘッドに設置させることができる内燃機関の動弁装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、可変動弁装置を気筒毎にカムを有するカムシャフトと、カムを受けバルブ特性を連続的に可変制御する可変動弁機構と、カムシャフトおよび可変動弁機構を保持する保持部材とを有してモジュール化し、同モジュール化された可変動弁装置を、保持部材を介して、シリンダヘッドの気筒側へ凹となる凹部に設置される構成とした。

0012

請求項2に記載の発明は、さらに可変動弁装置が、カムシャフトがシリンダヘッド側に位置し、且つ凹部内に位置するように設置されるようにした。

0013

請求項3に記載の発明は、さらに保持部材には、下端部でカムシャフトの直径方向の片側を保持し、上側で可変動弁装置を保持するホルダ部材と、該ホルダ部材の下端部と組み合わさりカムシャフトの残る片側を保持するキャップ部材とを有して構成した。

0014

請求項4に記載の発明は、保持部材は、少なくともカムシャフトの両端を軸支するように複数に分割され、カムシャフトによって接続される構成とした。

発明の効果

0015

請求項1に記載の発明によれば、モジュール化された構造物(カムシャフトを含む可変動弁装置)は、シリンダヘッドの気筒側に凹んだ凹部に設置可能となる。

0016

それ故、カムシャフトを含んでモジュール化された可変動弁装置は、高さ寸法を抑えながら、シリンダヘッドに設置させることができる。つまり、コンパクトにシリンダヘッドに据え付けることができ、内燃機関のコンパクト化を図ることができる。

0017

請求項2に記載の発明によれば、可変動弁機構に比べ幅が狭くなるカムシャフトをシリンダヘッド側に配置したため、シリンダヘッドに形成される凹部に収納しやすくなり、また、可変動弁機構が凹部の外側に位置するため、可変動弁装置をシリンダヘッドに設置後も可変動弁機構の調整が容易にできる。

0018

請求項3に記載の発明によれば、カムシャフトをホルダ部材とキャップ部材とで挟み込む構造により、カムシャフトのジャーナル軸受部は、カムの外形より小さい径寸法ですむから、保持部材の高さ寸法は抑えられ、一層、カムシャフトを含む可変動弁装置をシリンダヘッドにコンパクトに据え付けることができる。

0019

請求項4に記載の発明によれば、モジュール化するために必要な箇所のみ保持部材を備えているため、保持部材が大型化することなく重量も最小限に抑えることができる。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下、本発明を図1図7に示す一実施形態にもとづいて説明する。

0021

図1は、多気筒の内燃機関、例えば直列4気筒レシプロガソリンエンジンのエンジン本体の頭部の斜視図を示し、図2は同頭部を分解した斜視図、図3は同頭部に搭載される動弁系を分解した斜視図、図4図8は頭部の各部(図1中のA〜,B〜,C〜、図2中のD−D,E−E)の断面図をそれぞれ示している。

0022

図1中1は、シリンダブロック2(図5のみ二点鎖線で図示)の頭部に搭載されたシリンダヘッド、3はシリンダヘッド1の上方を覆うロッカカバー、4はシリンダヘッド2とロッカカバー3との間に収められた、SOHC式の動弁装置で構成される可変動弁装置を示している。

0023

シリンダヘッド1には、図1図2および図5図8に示されるように狭幅で、気筒側と反対側となる上部の四方を外周部に形成した周壁1aで囲んで、周壁1aを最も上部となる部分(シリンダヘッド下面から最も離れた地点)としたヘッド本体1xが用いられている。つまり、シリンダヘッド本体1xの上面1yは、周壁1aに囲まれた凹部1zの底面となる。なお、周壁1aの上端面は、ロッカカバー取付座1bとしてある。このヘッド本体1xの下面には、シリンダブロック2に形成されている4つの気筒6(図5のみ二点鎖線で図示)にならってそれぞれ燃焼室7(図5図8に図示)が形成されている。またヘッド本体1xの両側部(幅方向)には燃焼室7から延びる一対の吸気ポート8、一対の排気ポート9(いずれも図5図8の一部に図示)が形成してある。このうちの吸気ポート8には、常閉式の一対の吸気バルブ8aが組み付けてあり、排気ポート9には常閉式の一対の排気バルブ9aが組み付けてある。そして、それぞれ各バルブ8a,9aのステム端がヘッド本体1xの上面1y両側から上方へ突き出ている。なお、例えば燃焼室7毎に点火プラグが組み付いたり、気筒毎にインジェクターが組み付いたりする(いずれも図示せず)。但し、図中10(図5のみ図示)は、気筒6内に往復動可能に収められたピストンを示す。

0024

可変動弁装置4には、例えば図2に示されるように枠形フレーム11の下側(シリンダヘッド側)にカムシャフト15を組み付け、同カムシャフト15の上側に、制御シャフト14で制御される揺動カム式の吸気用可変動弁機構13、排気側ロッカアーム機構17(図5に一部だけ図示)を組み付けて、モジュール化させた構造が用いられている。

0025

各部の構造を説明すると、11a〜11cは、枠形フレーム11を構成する複数(4つ)の保持部材である。保持部材11a〜11cは、図1および図2に示されるように気筒6(4つ)の配置にならって分割され、気筒列最前部、気筒間、最後部の各位置に並行に配置される。つまり、保持部材11a〜11cは、少なくともカムシャフト15の両端を軸支するように複数に分割させてある。これら保持部材11a〜11cは、いずれも図3にも示されるようにシリンダヘッド1の幅方向(気筒列方向とは直行する方向)に延びる壁形のホルダ部材18aと、同ホルダ部材18aの下端部に組み合わさるキャップ部材18bとの2ピース構造と、ホルダ部材18aおよびキャップ部材18bに貫通するように組み付く複数の固定用ボルト部材18cとを組み合わせた構造が用いられる。ホルダ部材18aには、いずれも同じ構造が用いられている。具体的には、ホルダ部材18aは、図3および図6に示されるように中段の両側に所定の間隔で横方向に並ぶ(並行)吸・排気ロッカシャフト保持用孔20a,20bが形成されている。またホルダ部材18aの上面には、吸・排気ロッカシャフト保持用孔20a,20b間で、排気側の孔20b寄りの地点に、円弧形設置座21が形成されている。ホルダ部材18aの下面には、吸・排気ロッカシャフト保持用孔20a,20b間で、排気側の孔20b寄りの地点に、半円形状のジャーナル軸受面22が形成されている。この軸受面22を除くホルダ部材18aの下面全体をキャップ取付座23としている。キャップ部材18bには、例えば中央部が円弧形に凹んだプレート状部材が用いられ、上面中央に半円形状のジャーナル軸受面25を形成し、同軸受面22を除く上面全体をキャップ取付面26としている。なお、キャップ部材18bの下面の、ジャーナル軸受面22を挟んだ両側の平坦な下面部分は、モジュール据付用の座面27としている。最前部のホルダ部材18aとキャップ部材18bは、他の部材とは異なり、別途、両側に張り出る一対の脚部29が形成してある。一対の脚部29にも、ジャーナル軸受面22、キャップ取付座23、ジャーナル軸受面25、キャップ取付面26、座面27が形成してある。なお、脚部29には、それぞれヘッドボルト(図示しない)が挿通される通孔28が形成してある。また最後部に配置されるホルダ部材18aには、センサ取付部30が形成されている。なお、センサ取付部30には、図4にも示されるように吸気ロッカシャフト保持孔20aから最後方へ向かって延びる筒部31aを形成し、該筒部31aの先端に扇形状センサ取付用ボス部31bを形成する構造が用いてある。

0026

各吸気ロッカシャフト保持用孔20aには、図2および図3に示されるように最前部の保持部材11aから最後部の保持部材11cに渡り、吸気用の可変動弁機構13を構成する制御シャフト14(中空部材よりなる)が回動可能に挿通される。各排気ロッカシャフト保持用孔20bには、最前部の保持部材11aから最後部の保持部材11cに渡り、排気側のロッカアーム機構17を構成するロッカシャフト34(中空部材よりなる)が挿通される。最上部となる各設置座21には、最前部の保持部材11aから最後部の保持部材11cに渡り、吸気用の可変動弁機構13を構成する支持シャフト35(中空部材よりなる)が沿わせてある。これより、保持部材11a〜11cを脚とし、制御シャフト14、ロッカシャフト34および支持シャフト35を、脚間をむすぶ固定アームとした、枠形フレーム11を構成している。ジャーナル軸受面22とジャーナル軸受面25間には、最前部の保持部材11aから最後部の保持部材11cに渡り、カムシャフト15が挿通されている。そして、ジャーナル軸受面22とジャーナル軸受面25間で、カムシャフト15の軸部に形成された複数のジャーナル部37(図3および図6に図示)を受け、カムシャフト15を回転自在に支持させてある。これで、カムシャフト34を枠形部材11に組み付けている。各ジャーナル部37間(保持部材間)のカムシャフト15部分には、図3および図4に示されるように中央に吸気用カム38aを有し、その両側にそれぞれ排気用カム38b(2つ)を有したカム群が形成してある。

0027

このホルダ部材18a間の支持シャフト35部分ならびに制御シャフト14部分に、可変動弁機構13(吸気側)が組み付き、同じく排気ロッカシャフト34部分に、ロッカアーム機構17(排気側)が組み付いている(気筒毎)。

0028

ここで、各機構について説明すると、可変動弁機構13には、図3図5および図8にも示されるように例えばロッカアーム40、スイングカム50、センタロッカアーム60を組み合わせた機構が用いられている。

0029

これらを説明すると、ロッカアーム40には、二股アーム形状が用いられている。具体的にはロッカアーム40は、一端部間にニードルローラ41が回転自在に介装され、他端部にそれぞれバルブ駆動部となるアジャストスクリュ部42が設けられた一対のL形のロッカアーム片43から形成される。そして、各ロッカアーム片43の中間部に形成された一対の支持孔44が、ホルダ部材18a間の制御シャフト14部分に揺動可能に挿通され、ニードルローラ41を支持シャフト35側に配置させ、一対のアジャストスクリュ部42を支持シャフト35とは反対側に配置させている。

0030

スイングカム50には、図3図5および図8にも示されるようにアーム部51の一端部に、筒状の支持用ボス52を有し、他端部に上下方向に延びるカム面53を有し、アーム部51の下部に、外周面が下側から露出するように滑りローラ54を回動可能に埋め込んだ構造が用いられる。なお、54aは滑りローラ54を支持する軸部材である。そして、支持用ボス52は、ホルダ部材18a間の支持シャフト35部分に嵌まり、スイングカム35を同支持シャフト34を支点に揺動自在に支持させている。この支持により、アーム部51先端のカム面53をニードルローラ41に転接させる。また支持用ボス部52の上部からはプッシャ受け用のリブ56が突き出ている。このリブ56の下側には、例えばピストン構造のプッシャ57が斜めの向きで組み合わさる。このプッシャ57は、側部に形成したC字形の脚部58を排気側ロッカシャフト34部分に嵌め合わせることによって支持させてある。なお、プッシャ57の下部には設置座59が形成してある。

0031

センタロッカアーム60は、図3図5および図8にも示されるように吸気用カム38a、滑りローラ54、制御シャフト14部分で囲まれる部位に配設されるL形の部品から構成される。同センタロッカアーム60は、上方の滑りローラ54へ向かって延びる中継用アーム部61と、側方の制御シャフト14部分の直下へ向かって延びる支点用アーム部62とを有する。中継用アーム部材61の先端面には、スイングカム50の動きを制御するための傾斜面、具体的には制御シャフト側を低、支持シャフト側を高とした平面状の傾斜面65が形成されている。また両アーム部61,62が交わる中間部分には、滑りローラ63が吸気用カム38aと同じ向きで回転自在に支持されている。そして、吸気用カム38aとスイングカム50との間に介在される中継用アーム部61のうち、滑りローラ63は、吸気用カム38aのカム面と転接し、中継用アーム部61の先端の傾斜面65は、スイングカム50の滑りローラ54の外周面と突き当る。これにより、吸気用カム38aのカム変位が、中継用アーム部61を通じて、スイングアーム50へ伝達される構造にしている。また支点用アーム部62には、支持ピン部66がピン67で屈曲自在に支持してある。この支持ピン部66の先端部が、制御シャフト14の下側に形成した軸方向と直交する向きの通孔68に回動自在に差し込まれ、制御シャフト14にセンタロッカアーム60を支持させている。この支持により、制御シャフト14が回動変位すると、ピン67(支持ピン部66端)を支点に揺動するロッカアーム60が、センタ吸気用カム38aとの転接位置を変更しながら、カムシャフト15と交差する方向(進角方向や遅角方向)へ変位できるようにしている。この変位により、吸気バルブ8aの開閉タイミングやバルブリフト量が同時に連続的に可変されるようにしている。すなわち、カム面53は、上部側がベース円区間(例えば支持シャフト35の軸心を中心とした円弧面で形成)とし、下部側がベース円区間に連続したリフト区間(例えば吸気用カム38aのリフト域のカム形状と同じような円弧面で形成)としてあり、センタロッカアーム60の滑りローラ63が吸気用カム38aの進角方向あるいは遅角方向へ変位すると、スイングカム50の姿勢が変化して、ニードルローラ41が行き交うカム面53の領域が変化する。つまり、ニードルローラ41が行き交うベース区間とリフト区間の比率が変わる。この進角方向の位相変化、遅角方向の位相変化を伴うベース区間、リフト区間の比率の変化から、吸気バルブ8aの開閉タイミングが、開弁時期よりも閉弁時期を大きく可変させながら、同時に吸気バルブ8aのバルブリフト量が連続的に可変される。これがロッカアーム40からバルブ駆動出力として出力される。このとき、滑りローラ54と傾斜面65間のアライメントがずれないよう、図3および図5に示されるように滑りローラ54の両側(幅方向)を囲う両側の壁部51aには、同壁部51aから、突き当たる中継用アーム部61の先端部両側まで延びる一対のガイド壁部51bが形成してある。具体的には、ガイド壁部51bは、揺動中のスイングカム50の滑りローラ54とセンタロッカアーム60の傾斜面65との接触点を覆うように設けられ、センタロッカアーム60が支持ピン部66を支点にぶれるのを防いでいる。

0032

支持ピン部33が差し込まれた制御シャフト14部分には、図3図5および図8に示されるように調整機構70が組み付けられている。調整機構70には、例えば制御シャフト14部分に、通孔68と連続して上部に開口するねじ孔71を形成し、同ねじ孔71の上部開口から、例えば頭部にねじ回し用の溝部72をもつねじ部材73を進退可能に螺挿する構造が用いられている。つまり、調整機構70は、ねじ部材73の回転操作により、支持ピン部66の突き出し量を変化させ、当該変化から滑りローラ63の転接位置を変更させる構造となっている。そして、滑りローラ63の転接位置の変更から、センタロッカアーム60の姿勢、スイングカム50の姿勢を変化させ、バルブ開閉時期やバルブリフト量(いずれもバルブ特性)が調整されるようにしてある。ねじ部材73は、ロックナット74でロックされる。なお、75は同ロックナット74の座面を形成する切欠きを示す。

0033

最前部のホルダ部材18aから突き出る制御シャフト14の端部には、図2および図3に示されるように制御シャフト14の直径方向、ここでは上側へ張り出すアーム部材78が、例えばねじ部材79で固定(ねじ止め)され、アーム部材78端から、バルブ特性の連続的な制御に求められる回動変位が入力されるようにしている。77は、アーム部材78の基部を固定するねじ部材を示す。

0034

ロッカアーム機構17(排気側)は、図3および図5に示されるようにプッシャ57の脚部58の両側のロッカシャフト34部分に一対のロッカアーム80を回動可能に組み付ける構造が用いられる。具体的には、ロッカアーム80は、いずれも中間部に支持孔81を有し、一端部に当接子となるローラ部材82を有し、他端部にバルブ駆動部となるアジャストスクリュ部83を有している。そして、ロッカアーム80の支持孔81が、ホルダ部材18aと脚部58(プッシャ57)との間のロッカシャフト34部分に挿通され、ロッカアーム80を揺動自在に支持している。この支持により、ローラ部材82を排気用カム38b側に配置させ、アジャストスクリュ部83を反対側に配置させてある。つまり、各ロッカアーム80は、排気バルブ9aと組み合わせ可能な状態にしてある。

0035

図3図6および図7に示されるように各ホルダ部材18aの上部となるロッカシャフト34直上の上面部分に形成された座面90からは、固定用ボルト部材18cが挿入されている。この固定用ボルト部材18cで、ロッカシャフト34の直径方向中央部分、カムシャフト15と隣り合う支持シャフト35側(カムシャフト15を挟んだ片側)の壁部分、同じくキャップ部材18bのロッカシャフト34側のキャップ部分を一直線状に突き通している(串刺し)。と共に最も高い地点に配置される支持シャフト35からは、同支持シャフト部分の上側の外周部に形成された各座面21a(最上部)からは、図3図4図6および図7に示されるように固定用ボルト18cが斜めに挿入されている。この斜めの挿入された固定用ボルト18cで、支持シャフト35の直径方向中央部分、ロッカシャフト34と制御シャフト14間の壁部分ならびにカムシャフト15と制御シャフト14間の壁部分、さらにはキャップ部材18bの制御シャフト14側のキャップ部分を斜め一直線状に突き通している(串刺し)。但し、92,93は、ホルダ部材18a、キャップ部材18bに形成された直線状、斜め直線状ボルト挿通孔を示す。なお、斜めに挿通する固定用ボルト部材18cは、最前部および最後部に配置されるホルダ部材18aやキャップ部材18bに対しては1本で、当該部分よりも荷重が多く作用する気筒間に配置されるホルダ部材18aやキャップ部材18bに対しては2本としてある(両側から可変動弁に伴う荷重が作用するため)。むろん、2本以上でもよい。

0036

また最後部のホルダ部材18aに有るセンサ取付用ボス部31bには、制御シャフト14の回動変位を検出するシャフト変位検出センサ16が着脱可能、例えばねじ止めによりに取り付けられている。なお、シャフト変位検出センサ16には、図4に示されるように可変動弁装置4がシリンダヘッド1とロッカカバー3間に収まると、センサ全体が外部へ露出する構造が用いてある。

0037

こうしたモジュール化により、可変動弁装置4は、単独で、気筒間ばらつきの調整が可能と構造物となる。つまり、可変動弁装置4は、シリンダヘッド1に組み付く前に気筒間ばらつきの調整を可能としている。これにより、可変動弁装置4は、シリンダヘッド1に組み付ける前に、気筒間ばらつきを調整してから、図2図7および図8に示されるようにシリンダヘッド1へ組み付かせられるようにしている。

0038

この点を具体的に説明すると、シリンダヘッド1に組み付く前のモジュール化した可変動弁装置4は、エンジンを組み立てるメインラインとは、別なサブラインで、エンジンのシリンダヘッドを模擬した模擬システムを用いて、気筒間ばらつきの調整を行なえばよい。例えば模擬シリンダヘッドに、モジュール化された可変動弁装置4を組み付け、アーム部材78やカムシャフト15を模擬駆動装置(図示しない)に組み付け、シャフト変位検出センサ16の信号の検出が行なえる状態にしてから、シャフト変位検出センサ16で検出される回動位置にしたがい、気筒間の開閉タイミングやバルブリフト量が揃うよう、気筒毎の調整機構70のねじ部材73を進めたり退避させたりする作業を行なえばよい。

0039

この調整ずみの可変動弁装置4を、治具搬送装置(いずれも図示しない)などで、ずらさず、そのままの状態を保ちながら搬送して、エンジンの組み立てるメインライン上における実際のシリンダヘッド1(既にシリンダブロックの組み付けは終えている)の凹部1Z内の定位置、例えば既に上面1y(凹部の底面)に形成してあるモジュール設置座94,95(座面27を受ける座面:図5図8に図示)に設置する。具体的には、モジュール設置座94,95にキャップ部材18bの両側部(脚部29を含む)を載せ、カムシャフト15の両側近くから突き出る両側の各固定用ボルト部材18cのねじ部18d(先端側だけに有る)をモジュール設置座94,95に形成してあるねじ孔18e(図7のみ図示)へねじ込む。これにより、調整ずみの可変動弁装置4は、メインライン上のシリンダヘッド1の上面1y(凹部の底面)に固定される。なお、吸気側ロッカアーム40の各アジャストスクリュ部42は、吸気バルブ8aのステム端に配置され、排気側ロッカアーム80のアジャストスクリュ部83は排気バルブ9aのステム端に配置される。また設置座59はシリンダブロック1の周壁1a内面に形成した据付座1c(図1図5に図示)に突き当たり、プッシャ57全体を脚部58を支点として変位させ、スイングカム50の先端を押し下げる方向へ付勢する。

0040

一方、図1図3に示されるようにシリンダヘッド1の最前部には、可変動弁機構13を駆動する駆動源装置、例えば電動アクチュエータ装置95が据え付けられる。電動アクチュエータ装置95は、シリンダヘッド1の周壁1a外に配置される横向き形のモータ部96と、モータ部96の前部に接続された減速機部97(モータ出力減速)と、同減速機部97の出力部に、ユニバーサルジョイント98(自在継手)を介して連結されたねじ軸99とを有して、1部品とした駆動ユニットが用いてある。この電動アクチュータ装置95は、減速機部97のケーシング97aに形成した脚部97bをシリンダヘッド1の上面1yにボルト止めすることにより、軸心が可変動弁装置4と交差する向きで、シリンダヘッド1に組み付けられる。これで、モータ部96をシリンダヘッド1外に張り出させ、ねじ軸99を反対側となるアーム部材78端側へ延出させている。なお、周壁1aを貫通する部分は扇形にしてある。このねじ軸99には、ナット部材100が進退可能に螺挿されている。同ナット部材100は、一端部にフランジ部100cを有し、軸部分に直径方向に貫通するねじ孔100aを有するピン形の部材からなり、同部材のねじ孔100aがねじ軸99に進退可能に螺挿してある。このナット部材100がアーム部材78の先端部に取り付けられ、電動アクチュエータ装置95で制御シャフト14を駆動できるようにしている。すなわち、ナット部材100は、アーム部材78(可変動弁装置4)の先端部に形成された支持筒78a内に回動自在に嵌挿し、先端部を例えばC形クリップ部材100bで抜け止めすることによって、アーム部材78に組み込まれる。ナット部材100前後のねじ軸部分は、支持筒78aの周壁の両側に形成した周方向に延びる一対の細長の通孔78bを貫通していて、モータ部96が作動すると、ねじ軸99が回転し、揺動自在なねじ軸99上をナット部材100が移動し、アーム部材78を前方や後方へ押し引きして、制御シャフト14を回動させるようにしてある。つまり、電動アクチュエータ装置95の駆動により、吸気バルブ8aの開閉タイミングやバルブリフト量が連続的に制御されるようにしてある。

0041

ロッカカバー3は、図2に示されるようにシリンダヘッド1の形状にならい箱形に形成される。またシャフト変位検出センサ16やモータ部96aの貫通部分と対応する周縁部分には、それぞれ貫通部分を密閉しながら貫通させる貫通用の扇形の切欠き部3a(図4にセンサ用だけ図示)が形成してある。このロッカカバー3が、図1および図4に示されるようにシリンダヘッド1の周縁部のロッカカバー取付座1bに据え付けられ、シリンダヘッド1に搭載される機器のうちシャフト変位検出センサ16やモータ部96aを、ロッカカバー3外に露出させながら、可変動弁装置4、電動アクチュエータ装置95を、シリンダヘッド1とロッカカバー3との間の密閉空間に収める。

0042

このように可変動弁装置4を、保持部材11a〜11cを介して、シリンダヘッド1の気筒側へ凹となる凹部1zに設置する構造にすると、カムシャフト15を含みモジュール化された可変動弁装置4は、凹部1z内に入り込むので、カムシャフト15により高さ寸法が高くなる傾向にあっても、高さ寸法を抑えながらシリンダヘッド1に設置できる。

0043

それ故、エンジンの全高寸法が抑えられ、エンジンのコンパクト化を図ることができる。

0044

特に上記モジュール化された可変動弁装置4は、シリンダヘッド1側からカムシャフト15、可変動弁機構13の順に配置される構成を用い、カムシャフト15がシリンダヘッド1の凹部1z内に位置するよう設置したので、凹部1z(周壁1aで囲まれた部分)に収納しやすくなる。すなわち、モジュール化された構造物は、図8に示されるように可変動弁機構13に比べ幅が狭くなるカムシャフト15をシリンダヘッド1側に配置した構造によって、シリンダヘッド1に形成されている凹部1zに収納しやすくできる。それだけでなく、可変動弁機構13が凹部1z(周壁1aで囲まれた部分)の外側に位置するため、可変動弁装置15をシリンダヘッド1に設置した後も、可変動弁機構13の調整が容易にできる。

0045

しかも、保持部材11a〜11cには、いずれもホルダ部材18aとキャップ部材18bでカムシャフト15を挟み込む構造を用いたので、カムシャフト15のジャーナル部37は、カム外形より小さい径寸法ですみ、その分、保持部材11a〜11cの高さ寸法が抑えられるから、さらにカムシャフト15を含む可変動弁装置4を低く据付けることができる。つまり、一層、カムシャフト15を含む可変動弁装置4をシリンダヘッド1にコンパクトに据え付けることができる。

0046

そのうえ、保持部材11a〜11cには、少なくともカムシャフト15の両端を軸支するように複数に分割され、それぞれがカムシャフト15により接続される構成を用いると、可変動弁装置4はモジュール化するために必要な箇所のみ保持部材を備えた構造となるので、保持部材11a〜11cの大型化が抑えられ、重量も最小限に抑えることができる。

0047

加えて、排気側のロッカアーム機構17を含めて一緒に可変動弁機構14をモジュール化しても、図8に示されるように下部側の幅方向の寸法は、大きく変動しないから、幅寸法が狭いSOHC式エンジンのシリンダヘッド1に、カムシャフト15およびロッカアーム機構17を含め可変動弁装置14をモジュール化した構造には有効である。

0048

なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱し
ない範囲内で種々可変して実施しても構わない。

図面の簡単な説明

0049

本発明の一実施形態に係る内燃機関のシリンダヘッドを、同シリンダヘッドに搭載された動弁装置と共に示す一部切欠した斜視図。
モジュール化した可変動弁装置を、周辺の機器と共に示す分解斜視図。
同可変動弁装置の各部の構造を説明するための分解斜視図。
図1中の矢視Aに沿う断面図。
図1中の矢視Bに沿う断面図。
図1中の矢視Cに沿う断面図。
図2中のD−D線に沿う断面図。
図2中のE−E線に沿う断面図。

符号の説明

0050

1…シリンダヘッド、1a…周壁、1y…上面、1z…凹部、3…ロッカカバー、4…可変動弁装置、8a…吸気バルブ、11a〜11c…保持部材、13…可変動弁機構、14…制御シャフト、15…カムシャフト、17…排気用のロッカアーム機構、18a…ホルダ部材、18b…キャップ部材、18c…固定用ボルト部材、34…排気用のロッカシャフト、35…支持シャフト、38a…吸気用カム、40…ロッカアーム、50…スイングカム、60…センタロッカアーム、70…調整機構、80…排気用ロッカアーム、94,95…モジュール設置座。

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