(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構造で、各バンクにおけるバルブ特性制御を行なう部品の共通化が図れるＶ型エンジン提供する。【解決手段】本発明のＶ型エンジンは、制御部材２７から入力される変位にしたがいバルブ１８のバルブ特性を可変制御する可変動弁機構５０と、制御変位を出力する制御用モータ４１と、制御用モータの駆動力を増幅して制御変位を制御部材に入力する制御用減速機構２６とを有した動弁系２２の上記機器を、各バンク１１ａ，１１ｂにバンク間を挟んで点対称に配置する構成とした。同構成により、各バンクに搭載される可変動弁機構、可変制御用モータおよび可変制御用減速機構は、同じ仕様の部品が多く用いられ、部品の共通化が図れる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の各バンクに、バルブを開閉する動弁系が設けられるＶ型エンジンであって、
前記動弁系は、制御部材から入力される変位にしたがい前記バルブのバルブ特性を可変する可変動弁機構と、制御変位を出力する制御用モータと、前記制御用モータの駆動出力を増幅して制御変位を前記制御部材に入力する制御用減速機構とを有し、
当該動弁系の各機器が、各バンクにバンク間を挟んで点対称に配置される
ことを特徴とするＶ型エンジン。
【請求項２】
前記可変動弁機構は、複数、並んで配置され、
前記制御用モータは、前記並んだ可変動弁機構列の片側の端に配置され、
前記制御用減速機構は、前記制御用モータと前記可変動弁機構列との間に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載のＶ型エンジン。
【請求項３】
前記可変動弁機構、前記制御用モータおよび前記制御用減速機構は、各バンク共、同じ部品であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＶ型エンジン。
【請求項４】
前記可変動弁機構は、バルブ特性の可変として、少なくともバルブリフトを低リフトから高リフトまでバルブリフトを変化させるものとし、
前記制御部材の低リフトから高リフトに変化させる変位方向が各バンクで対称であり、
さらに前記制御用モータの回転方向が当該モータのモータ軸方向から見て、各バンク共に同一方向である
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Ｖ型エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各バンクに可変動弁機構が組み込まれるＶ型エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されるレシプロ式のエンジンでは、エンジンの排出ガスの対策やポンピングロスの改善を図るために、シリンダヘッドに、可変動弁機構付の動弁系を搭載することが行なわれつつある。
可変動弁機構はバルブ特性を可変する機器で、多くは、制御シャフト（制御部材）の変位で、バルブのバルブ駆動出力を連続的に制御する構造が用いられる。近時では、Ｖ型のレシプロエンジン（Ｖ型エンジン）でも、Ｖ字状に突き出る各バンクに、それぞれ可変動弁機構が付いた動弁系が設けられつつある。
【０００３】
ところで、Ｖ型エンジンは、バンク間を挟んで各バンクの吸気・排気側が対称に配置（バンク内側が吸気側、バンク外側が排気側に配置）されるのに対して、各バンクのカムシャフトは同じ方向に回転するという構造上の特徴がある。
そこで、特許文献１に開示されているようにＶ型エンジンでは、バンクの吸・排気側の向きに合わせて、各バンクに、可変動弁機構をミラー対称に搭載し、さらに各バンクの同じ側の端部（後端部）に、それぞれ可変動弁機構の制御シャフトを駆動する制御モータを配置する構造を採用して、各バンクの吸・排気向きにならい可変動弁機構を動作させることが試みられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９９５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、Ｖ型エンジンでは、各バンクの搭載する部品の共通化が求められている。
すなわち、Ｖ型エンジンは、通常の直列型のエンジンに比べてバンクが多く、バンクに搭載する部品の種類が多くなりやすい。このため、通常の直列型のエンジンに比べ、コスト的な負担が強いられやすいからである。
ところが、特許文献１のＶ型エンジンによると、可変動弁機構については、対称配置により、各バンク共、カムシャフト以外（点火順序の確保のため）は部品の共通化ができるものの、可変動弁機構を駆動するモータについては、エンジン片側から見たときの制御シャフトを回転させる制御の向きが異なるため、異なる仕様のモータを用いることが求められる。しかも、可変動弁機構を駆動するには、モータの回転力（駆動力）を増幅させて可変動弁機構に入力する減速機構が必要あるが（バルブ反力に勝りながら可変動弁機構を直接、駆動するのは困難なため）、同減速機構もモータと同様、仕様が異なる。そのため、かなりの異なる種類の部品が求められ、Ｖ型エンジンには可変動弁機能が採用されにくい状況となっている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、簡単な構造で、各バンクのバルブ特性制御を行なう部品の共通化が図れるＶ型エンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、制御部材から入力される変位にしたがいバルブのバルブ特性を可変制御する可変動弁機構と、制御変位を出力する制御用モータと、制御用モータの駆動力を増幅して制御変位を制御部材に入力する制御用減速機構とを有した動弁系の各機器を、各バンクにバンク間を挟んで点対称に配置する構成とした。
【０００８】
同構成により、可変動弁機構、可変制御用モータおよび可変制御用減速機構は、各バンク共、同じ仕様の部品が多く用いられる。
請求項２に記載の発明は、さらにＶ型エンジンで採用しやすくなるよう、可変動弁機構は、複数、並んで配置され、制御用モータは、並んだ可変動弁機構列の片側の端に配置され、制御用減速機構は、制御用モータと可変動弁機構列との間に配置される構成とした。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、さらに各バンクで最も部品の共通化が図れるよう、可変動弁機構、可変制御用モータおよび可変制御用減速機構は、各バンク共、同じ部品とした。
請求項４に記載の発明は、さらに各バンクの可変制御に必要な細部まで同じ構造でバルブリフト可変が行なえるよう、各バンクに配置される可変動弁機構は、バルブ特性の可変として、少なくともバルブリフトを低リフトから高リフトまで変化させるものとし、各バンクにおいて制御部材の低リフトから高リフトに変化させる変位方向を対称にし、さらに制御部材を駆動する制御用モータの回転方向を、モータのモータ軸方向から見て同一方向にした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、Ｖ型エンジンの各バンクに、可変動弁機構、可変制御用モータおよび可変制御用減速機構を点対称に配置することによって、各機器の部品は、各バンク共、同じ仕様の部品を多く用いることができ、各バンクに搭載される部品の種類を抑えることができる。
したがって、点対称という簡単な構造により、各バンクでバルブ特性制御を行なう部品の共通化を促進させることができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、Ｖ型エンジンに採用しやすくなる。
請求項３の発明によれば、最も多くの部品の共通化が図れる。
請求項４の発明によれば、各バンクの可変制御に必要な細部まで同じ構造ですむ。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るＶ型エンジンを示す斜視図。
【図２】同エンジンの左右バンクの平面図。
【図３】同エンジンの右バンクの側断面図。
【図４】同エンジンの左バンクの側断面図。
【図５】同エンジンの動弁系の搭載状態を説明するための正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図１〜図５に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１はＶ型エンジン、例えば６気筒のＶ型レシプロ式エンジン（以下、単にＶ型エンジンという）の外観を示す斜視図、図２は同エンジンのバンクの平面図、図３は同エンジンの右バンクの断面図、図４は同エンジンの左バンクの断面図、図５は同エンジンの正面図をそれぞれ示している。
【００１４】
図１に示されるようにＶ型エンジンのエンジン本体１は、Ｙ形のシリンダブロック２（下部に共通なクランクケース部３を有し、上部に左右にＶ字状に並ぶデッキシリンダ部４ａ，４ｂを有する）、各デッキシリンダ部４ａ，４ｂの頭部に搭載されたシリンダヘッド６、各シリンダヘッド６を上側から覆うように設けられたロッカカバー８、クランクケース部３の下部に設けられたオイルパン部１０などといった部品を組み合わせて構成される。
【００１５】
デッキシリンダ部４ａ，４ｂには、図２にも示されるように気筒５が複数、例えば３個ずつ並んで設けられている（一部だけ図示）。これら気筒５内には往復動可能にピストン（図示しない）が収めてある。このＶの字に突き出た一対の左右部分がＶ型エンジンのバンク１１ａ，１１ｂとなる。そして、各ピストンが、コンロッド（いずれも図示しない）を介してクランクケース部３で支持されているクランク軸７（図１に図示）に連結され、クランク軸７からクランク軸出力が出力される。なお、９はクランク軸７の端部に組み付けられたクランクプーリを示す。
【００１６】
各シリンダヘッド６の下面には、図３および図４に示されるように気筒５の配列にならって燃焼室１３がそれぞれ形成されている。またシリンダヘッド６には、燃焼室１３毎、吸気ポート１５および排気ポート１７が形成されている。吸気ポート１５の出口端には吸気バルブ１８が設けられ、排気ポート１７の入口端には排気バルブ２０が設けられる。これら吸・排気ポート１５，１７および吸・排気バルブ１８，２０は、いずれもバンク１１ａ，１１ｂ間を挟んで、ミラー対称に配置されている。
【００１７】
つまり、バンク内側には吸気ポート１５および吸気バルブ１８が配置され、バンク外側には排気ポート１７，排気バルブ２０が配置される。これで、Ｖ字状のデッキ形状を利用して、合理的に吸・排気が行なえる構造（バンク内側から吸入空気を吸入、バンク外側から燃焼ガスを排気）にしている。
なお、各バンク１１ａ，１１ｂは、図２に示されるように互いの気筒５をずらして配置させてあり（バンクオフセット）、Ｌはこのときの左バンク端に生じるバンクオフセットスペースを示している。
【００１８】
各シリンダヘッド６（左右バンク１１ａ，１１ｂ）には、図１〜図４に示されるように一対のＳＯＨＣ式の動弁系２２が搭載されている。
このうち右バンク１１ｂの動弁系２２は、カムシャフト２９と、制御シャフト２７（本願の制御部材に相当）の回動変位にしたがい吸気バルブ１８のバルブ特性を連続的に制御する可変動弁機構５０と、求められる制御変位を出力する制御用のサーボ電動モータ４１（以下、単に電動モータ４１という：本願の制御用モータに相当）と、同電動モータ４１から出力される回転力を増幅して制御シャフト２７へ入力する制御用の減速機構３６（本願の制御用減速機構に相当）と、排気バルブ１７を駆動する排気ロッカアーム３４をもつ。カムシャフト２９、可変動弁機構５０（制御シャフト２７を含む）、減速機構３６、排気ロッカアーム３４は、ホルダ部材２４や支持シャフト２５や排気ロッカシャフト２６などと組み合わさって、当該機器が集合した動弁ユニット２２ａをなしている。
【００１９】
すなわち動弁ユニット２２ａは、図１〜図３に示されるように気筒間ピッチで気筒列に沿って配置した複数のホルダ部材２４の上部に支持シャフト２５を組み付け、ホルダ部材２４の中段外側（排気側）に排気ロッカシャフト２６を組み付け、ホルダ部材２の中段内側（吸気側）に、吸気ロッカシャフトを兼ねる制御シャフト２７を回動可能に組み付ける。ホルダ部材２４の下部に、カムキャップ２８で、カムシャフト２９を回動自在に組み付ける。また気筒毎、吸気側に可変動弁機構５０を組み付け、気筒毎、排気ロッカシャフト２６に排気ロッカアーム３４（カムシャフト２９に形成されている排気カム３２で駆動される部品）を組み付ける。そして、可変動弁機構５０の並ぶ列の端となる制御シャフト２７の一端部に、減速機構３６を組み付け、制御シャフト２７の他端部に、制御シャフト２７の回動変位を検出するセンサ（図示はしない）を組み付けることによって構成される。
【００２０】
ここで、減速機構３６には、例えば制御シャフト２７の一端に扇形のウォームホイール３７を組み付け、同ウォームホイール３７にウォームシャフト３８を噛み合わせたウォーム式減速構造が用いてある。なお、ウォームシャフト３８は、ブラケット３８ｂで最も端に配置されているホルダ部材２４に支持してある。
この減速機構３６の入力部となる、ウォームシャフト３８の排気側に配置された端部には、オルダム継手４０を介して、電動モータ４１が着脱可能に組み付く。電動モータ４１は、ブラケット６８（図５に図示）でシリンダヘッド６に保持される。これで、可変動弁機構５０列の端に電動モータ４１を配置させている。
【００２１】
ここで、オルダム継手４０には、例えば着脱自在に噛み合う雄雌のオルダム継手部品４０ａ，４０ｂが用いられていて、双方の継手部品４０ａ，４０ｂの噛合いにより、連続可変に必要な電動モータ４１から出力される制御変位が、減速機構３６を通じて、制御シャフト２７へ入力される構造となっている。これで、電動モータ４１から出力される制御変位は、減速機構３６で吸気バルブ１８のバルブ反力に勝る回転力（駆動力）に増幅してから、制御シャフト２７に入力される。
【００２２】
可変動弁機構５０は、例えばカムシャフト２９に形成されている吸気カム３１から出力されるバルブ駆動出力を可変して、バルブ特性として吸気バルブ１８のバルブリフト量や開閉タイミングや開弁期間などを連続的に制御する機構である。この可変動弁機構５０には、例えば図３に示されるように制御シャフト２７に回動自在に組み付けた吸気ロッカアーム３０と、支持シャフト２５に揺動可能に支持され、揺動姿勢の変化にしたがい吸気ロッカアーム３０の動きを可変する揺動カム４２と、吸気カム３１のカム変位を揺動カム４２に伝えるＬ形のセンタロッカアーム４３を用いて、センタロッカアーム４３が吸気カム３１と転接する接点位置の変化と揺動カム４２の姿勢の変化にしたがい、吸気カム３１からのバルブ駆動出力を可変する構造が用いられている。
【００２３】
具体的には、図３に示されるように揺動カム４２は、他端部に揺動方向に延びるカム面４４を有し、下部にローラ４５を有する。このうちカム面４４が、吸気ロッカアーム３０の基端部に組み付いているローラ３０ａと転接する。
センタロッカアーム４３は、図３に示されるように上方へ向かうアーム部４６の先端面に斜面を有し、制御シャフト２７へ向かうアーム部４７の先端部に屈曲自在なピン部材４８を有し、アーム部４６，４７が交わる部分に回転自在なローラ４９を有する。このうち斜面が揺動カム４２のローラ４５と転接し、ローラ４９が吸気カム３１のカム面と転接する。ピン部材４８は、制御シャフト２７に形成されている通孔に進退自在に差し込まれている。この差込みにより、センタロッカアーム４３は、ピン部材４８の屈曲部を支点に揺動自在に支持される。
【００２４】
つまり、電動モータ４０の駆動により制御シャフト２７が回動変位すると、センタロッカアーム４３全体は、吸気カム３１との転接位置を変更しながら、吸気カム３１のカム面を進角方向や遅角方向へ変位する。そして、この変位で揺動カム４２の姿勢が変化し、ローラ３０ａが転動するカム面４４の領域を変化させる。これで得られる出力が、吸気ロッカアーム３０から吸気バルブ１８に付与され、例えば、開弁時期よりも閉弁時期が大きく可変される開閉タイミングで、吸気バルブ１８のバルブリフト量や開閉タイミングや開弁期間を連続的（低バルブリフト位相から高バルブリフト位相まで）に可変させる。なお、図３中３５は、気筒間ばらつきを調整するための調整ねじを示す。
【００２５】
残る左バンク１１ａに搭載される動弁系２２は、図１〜図３に示す右バンク１１ｂの動弁系２２の各機器を、図１、図２、図４および図５に示されるように、ほとんどそのままの構造、レイアウトのまま、バンク間を挟んで点対称に搭載することによって得ている。
具体的には、左バンク１１ａの動弁系２２は、図１中に矢印に示されるように右バンク１１ｂの動弁系２２と同じ部品、同じレイアウトの可変動弁機構５０、減速機構３６、電動モータ４１、排気ロッカアーム３４を、そのまま、バンク間を挟んで点対称となる向きに反転させて、左バンク１１ａのシリンダヘッド６に配置することによって構成してある。カムシャフト２９については、左右バンク１１ａ，１１ｂでの点火順序を確保するため、左右バンク１１ａ，１１ｂで異なる部品を用いてある（シャフト両側のカムが異なる）。
【００２６】
この点対称の配置により、図１、図２および図５（ｂ）に示されるように右バンク１１ｂの動弁系２２は、減速機構３６や電動モータ４１がシリンダヘッド６の後部に配置されるレイアウトでシリンダヘッド６に搭載すればよく、左バンク１１ａの動弁系２２は、それとは反対に、減速機構３６や電動モータ４１がシリンダヘッド６の前部に配置されるレイアウトでシリンダヘッド６に搭載するだけで、各バンク１１ａ，１１ｂの吸・排気向きに合わせられる。もちろん、バンクオフセットスペースＬが生じる左バンク１１ａについては、図１および図２に示されるようにバンクオフセットスペースＬに減速機構３６を配置してもよい。
【００２７】
また制御シャフト２７は、各バンク１１ａ，１１ｂで、制御方向が対称、すなわち図５（ｂ）中の矢印αに示されるようにエンジン前方から見て低リフトから高リフトに変化させる回転方向（変位方向）が対称となる。さらに電動モータ４１の回転方向は、バンク１１ａ，１１ｂ共、電動モータ４１の側面に示す図５（ａ），（ｃ）中の矢印βのようにモータ軸４１ａの軸心方向（モータ軸方向）から見て同一方向になり、可変動弁制御に必要な機器は、ほとんど左右バンク１１ａ，１１ｂ共、共通な部品ですむ。
【００２８】
左バンク１１ａの動弁系２２については、右バンク１１ｂの動弁系２２とは各部品の向きが異なるだけで構造は同じなので、左バンク１１ａの動弁系２２の各部の説明は、右バンク１１ｂの動弁系２２と同一符号を付することによって省略した。
なお、図１および図２中５３は、エンジン本体１の前部に設けたカムシャフト駆動系５２、５８は、例えばバンクオフセットスペースＬ（片側のバンク端）に設けた反転機構を示している。カムシャフト駆動系５２は、各バンク１１ａ，１１ｂの端部に設けたカムシャフト駆動用のカムプーリ５３とクランク軸７のクランクプーリ９との間にタイミングベルト５５を掛け渡し、クランク軸７から出力されるクランク軸出力で、各バンク１１ａ，１１ｂの各カムシャフト２９を駆動するものである。反転機構５８は、例えば左バンク１１ａのカムプーリ５３を同バンク１１ａのカムシャフト２９からバンク間中心寄りへずらし、この左バンク１１ａのカムプーリ５３とカムシャフト２９の端部との間に、２枚のギヤ６１，６２を噛み合わせたギヤ構造を介在させ、左バンク１１ａのカムシャフト２９の回転方向を反転させて（右バンク１１ｂに対し）、各バンク１１ａ，１１ｂのカムシャフト２９の回転方向を、対称に搭載した可変動弁機構５０の位相変化に合わせるものである。
【００２９】
以上のように可変動弁機構５０、減速機構３６および電動モータ４０を、各バンク１１ａ，１１ｂで点対称に配置すると、同じ仕様の部品を多く用いながら、各バンク１１ａ，１１ｂに、同バンク１１ａ，１１ｂの吸・排気の向きに合わせて、可変動弁機能を設けることができる。これにより、各バンク１１ａ，１１ｂに搭載される動弁系２２の部品の種類を抑えることができる。
【００３０】
それ故、点対称という簡単な構造で、Ｖ型エンジンにおいてバルブ特性制御を行なう部品の共通化を大幅に促進させることができ、Ｖ型エンジンのコスト的負担を低減することができる。特に動弁系２２には、可変動弁機構５０、減速機構３６、電動モータ４１を並べたレイアウトを用いると、Ｖ型エンジンには採用しやすい。
しかも、各バンク１１ａ，１１ｂ共、可変動弁機構５０、減速機構３６および電動モータ４１は、同じ部品であるので、最も多くの部品が共通化できる。
【００３１】
そのうえ、制御シャフト２７の低リフトから高リフトに変化させる回転方向（変位方向）を左右バンク１１ａ，１１ｂで対称にし、電動モータ４１の回転方向を左右バンク１１ａ，１１ｂで同一方向にすると、細部まで同じ構造ですみ、一層、共通化が図れる。
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。
【符号の説明】
【００３２】
１１ａ，１１ｂ  バンク
１８  吸気バルブ（バルブ）
２２  動弁系
２７  制御シャフト（制御部材）
３６  減速機構（制御用減速機構）
４１  電動モータ（制御用モータ）
５０  可変動弁機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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