(57)【要約】【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が、保持部材の倒れを抑制しつつ、シリンダヘッドに設置できる内燃機関の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、カムシャフト１５を軸支する保持部材１１ａ〜１１ｃと、保持部材にシリンダヘッド１と反対側に保持されカムシャフトと略平行な固定シャフト３５を有し、気筒毎にカムの回転を受けてバルブリフト特性を連続的に可変制御する可変動弁機構１３とを備え、可変動弁装置が、固定シャフトと保持部材を貫通する固定ボルト１８ｃにて、保持部材を介し、シリンダヘッドに固定される構成とした。これにより、可変動弁装置は、隣接する気筒のバルブ反力がもたらす保持部材の倒れを防ぎつつ部品点数を抑えた簡素な構造が可能となる。【選択図】      図６
2008115703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒を有する内燃機関のシリンダヘッドに可変動弁装置を搭載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、
前記カムシャフトを軸支する保持部材と、
前記保持部材に保持され前記カムシャフトと略平行な固定シャフトを有し、気筒毎にカムの回転を受けて往復動するバルブリフト特性を連続的に可変制御する可変動弁機構とを備え、
前記可変動弁装置が、前記固定シャフトと前記保持部材を貫通する固定ボルトにて、前記保持部材を介し、前記シリンダヘッドに固定される構成としてある
ことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記保持部材は、一方で前記カムシャフトの直径方向の片側を保持し、他方で前記固定シャフトを保持するホルダ部材と、一方が該ホルダ部材の一方と組み合わさり前記カムシャフトの残る片側を保持し、他方が前記シリンダヘッドと当接するキャップ部材とを有して構成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】
前記保持部材を前記シリンダヘッドに固定する固定ボルトが、前記保持部材と前記シリンダヘッドとが当接する面に対して、傾いて配置されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記可変動弁機構は、
前記固定シャフトに揺動自在に軸支され、前記カムの変位を吸気バルブまたは排気バルブ側へ伝達する揺動カムと、
前記保持部材に軸支され前記カムシャフトと略平行な制御シャフトとを備え、
制御シャフトの回動変位により、前記揺動カムを制御して、前記一方のバルブのバルブリフト特性を連続的に可変する可変動弁機構であり、
前記保持部材は、前記他方のバルブを駆動させるロッカアームを軸支するロッカシャフトを保持したことを特徴とする請求項１〜請求項３にいずれか一つに記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
前記カムシャフトと、前記保持部材と、前記可変動弁機構とを前記シリンダヘッドに取り付けた状態で、シリンダブロックにボルト固定することを可能としたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項６】
前記保持部材は、少なくとも前記カムシャフト及び前記固定シャフトの両端を軸支するように複数に分割され、相互間が前記カムシャフト及び前記固定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〜請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気バルブあるいは排気バルブのバルブ特性を連続的に制御する内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される多気筒のレシプロ式エンジン（内燃機関）の動弁装置では、エンジンの排出ガス対策や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の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や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複数のシャフトを組んだ構造物に、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る。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）に組み付けるようにすることで、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る。
【特許文献１】特開２００５−２９９５３６号公報
【特許文献２】特開２００５−２９９５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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、可変動弁装置には、エンジン毎、気筒毎の、バルブリフト特性のばらつきを抑制することが求められる。
【０００５】
ところが、バルブリフト特性の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、気筒毎に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。もしくは、調整しきれずに不良となるものが増えるので、個々の部品精度を高める必要が生じ、高いコストも問題であった。
【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、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を組み付けるために、組み付け位置の精度がバルブリフト特性のばらつきに影響する。このため、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、保持部材とシャフトの構造物を用いて、カムシャフトを含め可変動弁装置をモジュール化することが考えられる。ところが、保持部材は、カムシャフトが加わる分、全体が大きくなる。特に、カムシャフトを含めることで、保持部材は、シリンダヘッドの保持部材取付面から突き出る寸法（保持部材高さ寸法）が大きくなるために、隣接する気筒のバルブ反力の影響を受けて、カムシャフトの軸心方向やシリンダヘッドの幅方向（気筒列方向とは直行する方向）へ倒れやすくなる。この倒れは、可変動弁機構に影響を与え、バルブリフトや開閉タイミングのばらつきを招くので、設定されていたバルブリフト特性によるバルブ駆動ができなくなる。可変動弁装置は、シリンダヘッドの上面の限られたスペースに搭載される関係上、シリンダの上面の多くを占有するような補強を行なうことが難しく、容易には、カムシャフトを含むモジュール化が進められなかった。
【０００８】
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が、同装置を保持する保持部材の倒れを抑制しつつ、シリンダヘッドに設置できるようにした内燃機関の動弁装置を提供することにある。さらには、可変動弁装置を含んでモジュール化したシリンダヘッドとすることで生産性を高めた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】
【０００９】
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、カムシャフトを軸支する保持部材と、保持部材にシリンダヘッドと反対側に保持されカムシャフトと略平行な固定シャフトを有し、気筒毎にカムの回転を受けてバルブリフト特性を連続的に可変制御する可変動弁機構とを備え、可変動弁装置が、固定シャフトと保持部材を貫通する固定ボルトにて、保持部材を介し、シリンダヘッドに固定される構成とした。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、保持部材として、一方でカムシャフトの直径方向の片側を保持し、他方で固定シャフトを保持するホルダ部材と、一方が該ホルダ部材の一方と組み合わさりカムシャフトの残る片側を保持し、他方がシリンダヘッドと当接するキャップ部材とを有する構成を用いた。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、保持部材をシリンダヘッドに固定する固定ボルトが、保持部材とシリンダヘッドとが当接する面に対して、傾いて配置される構成とした。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、可変動弁機構として、固定シャフトに揺動自在に軸支され、カムの変位を吸気バルブまたは排気バルブ側へ伝達する揺動カムと、保持部材に軸支されカムシャフトと略平行な制御シャフトとを備え、制御シャフトの回動変位により、揺動カムを制御して、一方のバルブのバルブ特性を連続的に可変する可変動弁機構であり、保持部材は、他方のバルブを駆動させるロッカアームを軸支するロッカシャフトを保持した構成とした。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、カムシャフトと、保持部材と、可変動弁機構とをシリンダヘッドに取り付けたバルブリフト特性が確認できるモジュール状態で、シリンダブロックにボルト固定することを可能とした。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、保持部材は、少なくともカムシャフト及び固定シャフトの両端を軸支するように複数に分割され、相互間がカムシャフト及び固定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、可変動弁装置が、カムシャフトと可変動弁機構を保持部材に保持させ、１つの構造物としてモジュール化されることにより、シリンダヘッドへの可変動弁装置の組み付けは、エンジン間や気筒間ばらつきの調整を終えた可変動弁装置を、内燃機関を組み立てるメインライン上のシリンダヘッドに組み付ける作業だけでよく、生産性の向上が図れる。さらには、モジュール化されることにより、個々の部品精度を低下させることが可能となり低コスト化が図れる。しかも、可変動弁装置は、保持部材のシリンダヘッドと反対側から、固定ボルトが、固定シャフトおよび保持部材を突き通して、シリンダヘッド上面へねじ込まれ、シリンダヘッドに固定される構造なので、たとえカムシャフトを含めたモジュール化により保持部材の高さ寸法（シリンダヘッドから突き出る寸法）が大きくなっても、固定ボルト自身が、保持部材の倒れを抑える補強材となるので、隣接する気筒のバルブ反力がもたらす保持部材の倒れを防ぐことができる。特に倒れの抑制は、可変動弁装置をシリンダヘッドに据え付ける固定ボルト部材を活用する構造なので、別途、シリンダヘッド上面でスペースを確保せずにすむうえ、簡単な構造ですむ。また、固定ボルトが固定シャフトを貫通してシリンダヘッドに固定される構造なので、固定シャフト自体が保持部材の倒れ、特に固定シャフト軸方向の倒れを抑える補強材となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、さらに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、保持部材のジャーナル穴径寸法が抑えられ、保持部材の剛性が高められる。さらには、保持部材に取り付ける部材(例えば固定ボルト)の配置の自由度が高められ、剛性や組み立て作業性の向上が図れる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、保持部材に取り付ける部材(例えば固定ボルト)の配置の自由度が高められ、剛性や組み立て作業性の向上が図れる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、他方のロッカシャフトにより可変動弁機構を保持する部材の剛性が高められる。また、モジュール状態での部品の脱落防止や可動範囲の規制により、組み立て作業性の向上が図れる。さらにＳＯＨＣ式の内燃機関に適する可変動弁装置のモジュール化もできる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、可変動弁装置を含んでモジュール化したシリンダヘッドとすることで、内燃機関を組み立てるメインライン上のシリンダブロックに組み付ける作業だけでよく、生産性の向上が図れる。
【００２０】
請求項６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られ、製造も容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１は、多気筒の内燃機関、例えば直列４気筒レシプロ式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７は頭部の各部（図１中のＡ〜，Ｂ〜，Ｃ〜、図２中のＤ−Ｄ）の断面図をそれぞれ示している。
【００２３】
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１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。
【００２４】
シリンダヘッド１には、図１、図２および図５に示されるように上部の四方を周壁１ａで囲み、上面１ｙ（図６，７に図示）を、周壁１ａの上端部に形成したロッカカバー取付座１ｂより低くしたヘッド本体１ｘが用いられる。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のみ図示）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のみ図示）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）。
【００２５】
可変動弁装置４には、例えば図２および図５に示されるように、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、排気側のロッカアーム機構１７（図５に一部だけ図示）をモジュール化させた構造が用いられている。
【００２６】
各部の構造を説明すると、１１ａ〜１１ｃは、複数（５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、気筒列の最前部、気筒間、最後部の各位置に並行に配置される。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（本願の固定ボルトに相当）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、円弧形の設置座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２５を除く上面全体をホルダ取付面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２５を挟んだ両側の平坦な部分は、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、ホルダ取付面２６、座面２７が形成してある。なお、脚部２９には、それぞれシリンダヘッドへ固定するためのボルト（図２に図示）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３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の先端に扇形状のセンサ取付用ボス部３１ｂを形成する構造が用いてある。
【００２７】
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を構成する固定シャフト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および固定シャフト３５で脚間を結んでなる枠形フレーム１１が形成される。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１５を枠形フレーム１１に組み付けている。但し、カムシャフト１５、制御シャフト１５、ロッカシャフト３４、固定シャフト３５は、略平行に配置してある。なお、ジャーナル軸受面２２，２５は、いずれも図３に示されるようにジャーナル径Ｄよりもジャーナル幅（Ｌ１〜Ｌ３）の方が長く設定されていて、カムシャフト１５自体のたわみを抑える構造にしている。また各ジャーナル部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。
【００２８】
このホルダ部材１８ａ間の固定シャフト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）。
【００２９】
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および図５にも示されるように例えばロッカアーム４０、揺動カムであるスイングカム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。
【００３０】
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を固定シャフト３５側に配置させ、一対のアジャストスクリュ部４２を固定シャフト３５とは反対側に配置させている。
【００３１】
スイングカム５０には、図３および図５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間の固定シャフト３５部分に嵌まり、スイングカム５０を同固定シャフト３５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。この設置座５９により、可変動弁装置４がシリンダヘッド１に組み付くと、スイングカム５０へ付勢力が付与される構造にしている（設置座５９がシリンダヘッド１に設置されると、プッシャ５７が、ロッカシャフト３４を支点に回動変位することによる）
センタロッカアーム６０は、図３および図５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１４側を低、排気ロッカシャフト３４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、スイングカム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の下側に形成した制御シャフト１４の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）を支点に揺動するセンタロッカアーム６０が、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の軸と交差する方向（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（例えば固定シャフト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が移動するカム面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間の気筒間方向の相対位置がずれないよう、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）を囲う壁部５１ａには、同壁部５１ａから、滑りローラ５４へ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、スイングカム５０とセンタロッカアーム６０の気筒間方向の相対位置がずれるのを防いでいる。
【００３２】
支持ピン部６６が差し込まれた制御シャフト１４部分には、図３および図５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の転接位置とセンタロッカアーム６０の姿勢を変化させる構造となっている。そして、滑りローラ６３の転接位置とセンタロッカアーム６０の姿勢の変化から、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７７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。
【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に、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部分が挿通され、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、ホルダ部材１８ａのカムシャフト１５と隣り合う固定シャフト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固定シャフト３５からは、同固定シャフト３５部分の上側の外周部に形成された各座面３５ａ（最上部）から、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、固定シャフト３５の直径方向中央部分、ホルダ部材１８ａのロッカシャフト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とキャップ部材１８ｂに形成された直線状，斜め直線状の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。
【００３７】
すなわち、可変動弁装置４は、各シャフト１４、３４、３５および各保持部材１１ａ〜１１ｃで構成される高剛性の枠形フレーム１１に、各部品を組み付けるという手法で、可変動弁機構１３、シャフト変位検出センサ１６、排気側のロッカアーム機構１７、カムシャフト１５、調整機構７０を１つの構造物にモジュール化させている。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、シャフト変位検出センサ１６全体が外部へ露出する構造が用いてある。
【００３８】
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な構造物となる。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を終えてから、図２および図７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。
【００３９】
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の信号検出が行なえる状態にしてから、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い、シャフト変位検出センサ１６の信号出力と開閉タイミングやバルブリフト量が所定の関係となるようシャフト変位検出センサ１６の取付位置を固定すればよい。
【００４０】
この調整済みの可変動弁装置４を、治具や搬送装置（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、エンジンを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への組み付けは終えている）の定位置、すなわち例えば既に上面１ｙ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７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の座面２７（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、調整済みの可変動弁装置４は、メインライン上のシリンダヘッド１の上面１ｙに組み付く。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。またプッシャ５７の設置座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を支点として回転変位させ、スイングカム５０の先端を押し下げる方向へ付勢する。
【００４１】
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。例えば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（シリンダ１の幅方向）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（モータ出力の減速）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またはロッカカバー取付座１ｂ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（可変動弁機構１３）側へ延出させている。なお、周壁１ａもしくはロッカカバー３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形のクリップ部材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。
【００４２】
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９６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９６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。
【００４３】
このように可変動弁装置４は、１つの構造物としてモジュール化したことにより、シリンダヘッド１への可変動弁装置４の組み付けは、気筒間ばらつきの調整を終えた可変動弁装置４を、内燃機関を組み立てるメインライン上のシリンダヘッドに設置する作業だけでよく、メインライン上から面倒なエンジン間や気筒間のばらつきの調整作業を無くすことができる。さらには、モジュール化された状態で調整できることにより、調整レンジが小さくなり、個々の部品精度を低下させることが可能となり低コスト化が図れる。しかも、保持部材１１ａ〜１１ｃは、固定用ボルト部材１８ｃを、最上部や上部からカムシャフト１５の両側の隣接部分を突き通して、シリンダヘッド１に固定される構造としてあるから、カムシャフト１５を含む可変動弁装置４のモジュール化により、保持部材１１ａ〜１１ｃの高さ寸法Ｈ（シリンダヘッドから突き出る寸法：図４に図示）が大きくなっても、固定用ボルト部材１８ｃ自身の剛性が、図４中の矢印αや図６中の矢印βで示されるような保持部材１１ａ〜１１ｃの倒れを抑える補強材となるので、隣接気筒のバルブ反力がもたらす保持部材１１ａ〜１１ｃの倒れを抑えることができる。特に固定ボルト１８ｃが固定シャフト３５またはロッカシャフト３４を貫通してシリンダヘッドに固定される構造なので、固定シャフト３５またはロッカシャフト３４自体が図４中の矢印αで示される倒れを抑えることができる。これにより、各気筒６の吸気バルブ８ａ共、設定通りのバルブリフト特性に可変できる。倒れの抑制は、シリンダヘッド１に据え付ける固定用ボルト部材１８ｃを活用する構造なので、別途、シリンダヘッド上面で部品取付けのためのスペースを確保せずにすむうえ、簡単な構造ですむ。しかも、固定用ボルト部材１８ｃをカムシャフト１５の軸方向に複数（図面では２本）に並べたり、保持部材１１ａ〜１１ｃの幅寸法を、ジャーナル軸受面２２，２５の幅寸法Ｌ１〜Ｌ３にならって大きく設定したり（径寸法Ｄより大など）すると、一層、保持部材１１ａ〜１１ｃは倒れ難くなる。
【００４４】
そのうえ、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、保持部材１１ａ〜１１ｃの高さ寸法Ｈが抑えられ、一層、保持部材１１ａ〜１１ｃを倒れ難くできる。しかも、保持部材１１ａ〜１１ｃは、カムシャフト１５のために２ピース化しただけで、他は分割されていないので、分割がもたらすずれや倒れを最小限に抑えることができる。特にジャーナル軸受面２２，２５の穴径寸法が抑えられ、保持部材１１ａ〜１１ｃの剛性が高められ、これにより、各気筒６の吸気バルブ８ａ共、設定通りのバルブリフト特性に可変できる。さらには、保持部材１１ａ〜１１ｃを取り付ける固定ボルト１８ｃの配置の自由度が高められ、変形が大きい部位に固定ボルト１８ｃを配置することで剛性の向上が図れたり、固定ボルト１８ｃの締付工具を入りやすくしたり、ボルト締付作業場所を集中したりすることで組み立て作業性の向上が図れたりすることができる。特に、固定ボルト１８ｃを斜めに配置することで自由度が大きく高められる。
【００４５】
また、保持部材１１ａ〜１１ｃと分割することで、大型化することなく重量も最小限に抑えられ、製造も容易にすることができる。
【００４６】
特に排気側のロッカアーム機構１７も一緒に組み付けたことにより、ＳＯＨＣ式のエンジンに適した可変動弁装置４のモジュール化が実現できる。しかも、このモジュール化には、固定シャフト３５や制御シャフト１４、さらには排気用ロッカアーム８０を組み付けるロッカシャフト３４を、枠形フレーム１１の長手方向に配置される固定アームの代わりに用いる構造を採用したので、多くの機構を一体的に組み付けるのにも関わらず、部品点数が少ない簡素な構造ですむ。また、ロッカシャフト３４を組付けることでモジュール状態でのセンタロッカアーム６０の移動が規制されるので、不用意な部品脱落の防止や、組み立ての合理化が図れる。しかも、ロッカシャフト３４を活用して、保持部材１１ａ〜１１ｃの剛性が高められる。
【００４７】
なお、シャフトの固定はボルト貫通であれば、固定シャフト３５もしくはロッカシャフト３４でも同じである。固定シャフト３５は直に固定ボルト１８ｃによって確実に固定される。ロッカシャフト３４においては組み立てが可能なクリアランスをもって保持部材１１ａ〜１１ｃの排気ロッカシャフト保持用孔２０ｂの径が設定されているが、固定ボルト１８ｃの軸力により排気ロッカシャフト保持用孔２０ｂが変形し、ロッカシャフト３４は確実に固定される。
【００４８】
また、保持部材１１ａ〜１１ｃの剛性向上、固定ボルト１８の配置自由度の向上、枠形フレーム１１構造によるモジュール化により、保持部材１１ａ〜１１ｃの形状最適化や可変動弁装置４の部品点数を減らす事が可能となるので、可変動弁装置４をシリンダヘッド１に取り付けた状態でシリンダヘッド１をシリンダブロック２へ固定するためのボルト（図示しない）を上部から挿入可能となるよう、ボルト挿入スペースを確保する事も容易となるため、可変動弁装置４とシリンダヘッド１をモジュール化して、メインライン上の作業をシリンダブロック２にシリンダヘッド１を取り付ける作業のみとして、メインライン上からシリンダヘッド１への可変動弁装置４の組み付けやバルブクリアランス調整作業を無くすこともできる。
【００４９】
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
ない範囲内で種々変更して実施しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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４】図１中の矢視Ａに沿う断面図。
【図５】図１中の矢視Ｂに沿う断面図。
【図６】図１中の矢視Ｃに沿う断面図。
【図７】図２中のＤ−Ｄ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００５１】
１…シリンダヘッド、３…ロッカカバー、４…可変動弁装置、８ａ…吸気バルブ、１１…枠形フレーム、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（固定ボルト）、３４…排気用のロッカシャフト、３５…固定シャフト、３８ａ…吸気用カム、４０…ロッカアーム、５０…スイングカム（揺動カム）、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。
【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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【図６】
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【図７】
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