(57)【要約】【目的】エンジンの可変動弁装置において、構成が簡単で、コンパクトなレイアウトを可能とし、また、カムシャフトのスラスト力を少ないフリクションで受けさせ、しかも、部品点数を低減し、廉価とすることにある。【構成】三次元カムが備えられたカムシャフトを少なくともシリンダヘッドの吸気ポート側に設け、カムシャフトは、三次元カムのバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側がエンジン前方側に向かって配置されるように、シリンダヘッドに軸方向変位不可能に設けられ、ロッカシャフト駆動手段はロッカシャフトのエンジン後方側に設けられ、カムシャフトのエンジン後方側には、バルブ圧縮に伴う三次元カム及びカムシャフトのスラスト力を受けるスラスト力吸収手段を設け、このスラスト力吸収手段はカム角センサ用ロータによって保持されている。【選択図】        図１
2004204722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムが備えられたカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに設け、前記カムシャフトと平行にロッカシャフトを配設し、前記エンジンの運転条件に応じて前記ロッカシャフトを軸方向に変位させるロッカシャフト駆動手段を設け、前記ロッカシャフトの軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるバルブリフト量変更手段を設けたエンジンの可変動弁装置において、少なくとも前記カムシャフトを前記シリンダヘッドの吸気ポート側に設け、前記カムシャフトは、前記三次元カムのバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側がエンジン前方側に向かって配置されるように、前記シリンダヘッドに軸方向変位不可能に設けられ、前記ロッカシャフト駆動手段は前記ロッカシャフトのエンジン後方側に設けられ、前記カムシャフトのエンジン後方側には、バルブ圧縮に伴う前記三次元カム及び前記カムシャフトのスラスト力を受けるスラスト力吸収手段を設け、このスラスト力吸収手段はカム角センサ用ロータによって保持されたことを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
【請求項２】
前記シリンダヘッドには前記カムシャフトを軸支するカムシャフトハウジングを設け、このカムシャフトハウジングには前記ロッカシャフト駆動手段の一部を収納し且つカム角センサが固定されたモータケースを設けたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの可変動弁装置。
【請求項３】
前記スラスト力吸収手段は、ニードルスラストベアリングを有することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの可変動弁装置。
【請求項４】
前記バルブリフト量変更手段は、前記ロッカシャフトに回転自在に支持され且つ複数のバルブと常時接している第１のロッカアームと、前記ロッカシャフトに軸方向変位不可能で且つ回転可能に支持されて前記三次元カムと接しているローラを回転自在に支持する第２のロッカアームとから構成されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの可変動弁装置。
【請求項５】
前記第１のロッカアームをＣ字形状に形成し、該第１のロッカアームと前記ロッカシャフトとによって囲まれるアーム空間には前記第２のロッカアームを配設したことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンの可変動弁装置に係り、特に三次元カムが備えられたカムシャフトのスラスト力を簡単な構成で且つ少ないフリクションで受けることができるエンジンの可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両には、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムが備えられたカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに設け、このカムシャフトと平行にロッカシャフトを配設し、エンジンの運転条件に応じてロッカシャフトを軸方向に変位（スライド）させるロッカシャフト駆動手段を設け、ロッカシャフトの軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるバルブリフト量変更手段を設け、そして、三次元カムとバルブ軸（バルブステムの中心）とを相対的にスライドさせてバルブリフトカーブを連続的に可変するエンジンの可変動弁装置を設置しているものがある。つまり、バルブリフト量を可変してエンジン性能を向上するエンジンの可変動弁装置においては、バルブリフト量をカムシャフトの軸方向に徐々に変化させた三次元カムを用いて、この三次元カムとバルブ軸（バルブステムの中心）とを相対的にスライドさせて、バルブリフトカーブを連続的に可変している。
【０００３】
従来、エンジンの可変動弁装置には、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムを有するカムシャフトと、エンジンの運転条件（状態）に応じてカムシャフトを軸方向へ変位させるアクチュエータとを備え、バルブを閉弁方向へ付勢するバルブスプリングに抗し、カムシャフトの回転に伴ない三次元カムによりバルブを押圧して開弁させるとともに、カムシャフトの軸方向の変位によりバルブ開閉特性を変更し、バルブ反力の軸方向成分の大きさに応じてモータのトルクを大きくして、アクチュエータの出力を増大させるものがある（例えば、特許文献１）。また、エンジンの可変動弁装置には、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カム（三次元カム）を備えたカムシャフトと、このカムシャフトを軸方向へ連続的に変位させる変位装置と、立体カムのカムプロフィールに基づいて揺動して隣り合う二つのバルブを同時に開閉するスイングアーム又はロッカアームを備え、このアームには、立体カムの回転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カムに接触する追従接触部付ローラ機構と、二つのバルブの端部を押圧する雄ねじ付ピンとを設けたものがある（例えば、特許文献２）。更に、エンジンの可変動弁装置には、カムプロフィールを軸方向に変化させた立体カム（三次元カム）を有するカムシャフトと、エンジンの運転条件（状態）に応じてカムシャフトを軸方向へ変化させる駆動手段とを備え、複数の弁に当接する部位を持つロッカアームをエンジン本体に対して揺動自在に設け、立体カムに転接するローラフォロワを回転自在に支持するサブロッカを設け、ロッカアームに対してサブロッカを揺動自在に支持する手段を設け、ローラフォロワを介して立体カム等の偏摩耗を防止しつつ、フリクションを低減するものがある（例えば、特許文献３）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６１７６４号公報（第４〜６頁、図２）
【特許文献２】
特開平１０−１８８２３号公報（第３、４頁、図１）
【特許文献３】
特開平５−１８２２１号公報（第３、４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、エンジンの可変動弁装置においては、三次元カムを利用した場合に、カム面が斜めになるので、カムシャフトに軸方向へのスラスト力が発生し、何からの方法で、そのスラスト力を受け止めなければならないが、前記特許文献２においては、ロッカアームを介してバルブを駆動しており、この場合には、カムシャフトを軸方向に変位させることから、カムシャフトにかかるスラスト力を、カムシャフトを駆動するアクチュエータで受け止めればよいものである。
【０００６】
しかしながら、ロッカアームにかかるスラスト力を、面積の狭いロッカアームの端面で受け止めるしかなく、このため、多大なフリクションが発生するという不都合があった。
【０００７】
また、図２３に示す如く、三次元カムを備えていない通常のエンジン２０２においては、シリンダヘッド２０４に吸気側、排気側カムシャフト２０４−１、２０４−２が所定間隔で配置した複数の吸気側、排気側カムシャフトハウジング２０６−１、２０６−２で軸支され、吸気側、排気側カムシャフト２０４−１、２０４−２に一体の吸気側、排気側カム２０８−１、２０８−２のカム面が平坦であることから、吸気側、排気側カムシャフト２０４−１、２０４−２には多大なスラスト力が発生せず、図２４に示す如く、エンジン前方Ｆ側のカムシャフトハウジング２０６の両端面２０６Ｆ・２０６Ｆでカムシャフト２０４のスラスト力を受け止めればよいが、このスラスト力を受けるには、受圧面積が不足することから、このようなエンジン２０２に三次元カムを備えたカムシャフトを用いた場合、受圧面積を増加させるためには、三次元カムを備えた動弁系の構成が複雑となり、このため、スペース上制約を受け、特に、エンジン前方Ｆ側では、カム駆動機構（スプロケット、ＶＶＴ配管等）が存在するので、受圧面積を拡大するような構成にすることが困難になるという不都合がある。
【０００８】
更に、前記特許文献２、３においては、三次元カムをカムシャフトの軸方向に変位し、一体型なロッカアームによって２つのバルブを同時に駆動することから、カムシャフトを軸方向に変位させなければならず、このため、多気筒エンジンの場合には、多大な荷重を必要とし、よって、駆動手段には大きな駆動エネルギが必要になるという不都合があった。
【０００９】
また、三次元カムを軸方向変位させず、通常の分割されていないロッカアームを軸方向変位（スライド）する案もあるが、この場合、ロッカアームとバルブ軸との位置関係が軸方向変位（スライド）するので、バルブクリアランスの調整が困難となり、また、ロッカアームがスライドする分、バルブとの接触面を大きくする必要があるので、ロッカアームが大型化してしまうという不都合があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、上述の不都合を除去するためにこの発明は、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムが備えられたカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに設け、前記カムシャフトと平行にロッカシャフトを配設し、前記エンジンの運転条件に応じて前記ロッカシャフトを軸方向に変位させるロッカシャフト駆動手段を設け、前記ロッカシャフトの軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるバルブリフト量変更手段を設けたエンジンの可変動弁装置において、少なくとも前記カムシャフトを前記シリンダヘッドの吸気ポート側に設け、前記カムシャフトは、前記三次元カムのバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側がエンジン前方側に向かって配置されるように、前記シリンダヘッドに軸方向変位不可能に設けられ、前記ロッカシャフト駆動手段は前記ロッカシャフトのエンジン後方側に設けられ、前記カムシャフトのエンジン後方側には、バルブ圧縮に伴う前記三次元カム及び前記カムシャフトのスラスト力を受けるスラスト力吸収手段を設け、このスラスト力吸収手段はカム角センサ用ロータによって保持されたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明は、カムシャフトにはエンジン後方側でスラスト吸収手段がカム角センサ用ロータによって保持されることから、構成が簡単で、コンパクトなレイアウトを可能とし、また、カムシャフトのスラスト力を少ないフリクションで受けさせ、しかも、部品点数を低減し、廉価とすることができる。
【００１２】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜２０は、この発明の第１実施例を示すものである。図３〜８及び図１６において、２は車両（図示せず）に搭載される多気筒用（４気筒：♯１、♯２、♯３、♯４）のエンジン、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はシリンダヘッドカバー、１０は可変動弁装置である。エンジン２は、一気筒当たり、吸気側が二つのバルブで且つ排気側が二つのバルブが設けられた４バルブの構成である。
【００１３】
シリンダヘッド６には、図７、図８に示す如く、各気筒毎で、吸気側の吸気側壁１２−１に吸気側ポート１４−１が夫々形成されているとともに、排気側の排気側壁１２−２に排気側ポート１４−２が夫々形成され、また、下面に吸気側ポート１４−１及び排気側ポート１４−２に連通可能な燃焼室１６が夫々形成され、更に、吸気側壁１２−１と排気側壁１２−２とを各端部位で連設する前側壁１２Ｆと後側壁１２Ｒとが設けられている。また、シリンダヘッド６の吸気側壁１２−１には、各気筒毎で、各吸気側ポート１４−１に対応した燃料噴射弁１８が夫々取り付けられている。これら各燃料噴射弁１８には、図１６に示す如く、吸気側で、エンジン前後方向（長手方向）に指向した燃料デリバリパイプ２０が取り付けられている。更に、シリンダヘッド６の上部には、図８に示す如く、各気筒毎で、燃焼室６に臨む点火栓２２と、この点火栓２２を覆う点火栓用パイプ２４とが夫々取り付けられている。
【００１４】
また、シリンダヘッド６の上部には、図１６に示す如く、幅方向に指向し且つ各気筒間で所定間隔に配置させた複数（５つ）のシャフト支持機構２６によって軸支された吸気側カムシャフト２８−１と排気側カムシャフト２８−２とがエンジン前後方向（長手方向）に指向して並設されている。シャフト支持機構２６は、図６〜８に示す如く、シリンダヘッド６の上面に立設した第１カムシャフトハウジング３０と、吸気側カムシャフト２８−１及び排気側カムシャフト２８−２を挟むようにして第１カムシャフトハウジング３０に立設された第２カムシャフトハウジング３２とからなり、上方からの複数のハウジング固定ボルト３４でシリンダヘッド６上に固定され、吸気側カムシャフト２８−１と排気側カムシャフト２８−２とを回転自在に軸支している。エンジン後方Ｒ側のシャフト支持機構２６の第１カムシャフトハウジング３０には、図１６に示す如く、エンジン後方Ｒ側に延長した吸気側延設部３６−１と排気側延設部３６−２とが一体的な後部ハウジング３８が連設されている。
【００１５】
エンジン２においては、少なくとも、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カム４２が備えられたカムシャフト２８を、シリンダヘッド６の吸気側ポート１４−１側に設ける。
【００１６】
即ち、吸気側カムシャフト２８−１には、図３、図１６に示す如く、エンジン前方Ｆ側の端部位に吸気側スプロケット４０−１が取り付けられているとともに、各気筒の位置に対応して、４つの吸気側三次元カム４２−１が一体的に設けられている。また、排気側カムシャフト２８−２には、吸気側カムシャフト２８−１と同様に、エンジン前方Ｆ側の端部位に排気側スプロケット４０−２が取り付けられているとともに、各気筒の位置に対応して、４つの排気側三次元カム４２−２が一体的に設けられている。吸気側スプロケット４０−１と排気側スプロケット４０−２とには、タイミングチェーン（図示せず）が巻き掛けて設けられる。
【００１７】
吸気側三次元カム４２−１は、図９、図１７に示す如く、カムプロフィールを軸方向に変化させたものであり、後述するように吸気側カムシャフト２８−１が軸方向変位不可能（スライド不可能）に設けられることから、軸方向変位（スライド）せず、吸気カムシャフト２８−１の回転に伴う回転運動のみ行うものである。また、吸気カムシャフト２８−１は、図１７に示す如く、カム面としての平坦面４２Ａと傾斜面４２Ｂとを備え、吸気側三次元カム４２−１のバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側、つまり、最大カムリフト部４２−１Ｆがエンジン前方Ｆ側に配置され、且つ、バルブリフト量が零となる最小カムリフト部４２−１Ｒがエンジン後方Ｒ側に配置され、後述するようにシリンダヘッド６に対して軸方向変位不可能で且つ回転自在に軸支して設けられる。
【００１８】
なお、排気側三次元カム４２−２は、前記吸気側三次元カム４２−１と同様に構成されているので、ここでは、その説明を省略する。
【００１９】
シリンダヘッド６には、各気筒毎で、吸気側ポート１４−１と燃焼室１６とを連通・非連通する２つの吸気側バルブ４４−１・４４−１が設けられているとともに、排気側ポート１４−２と燃焼室１６とを連通・非連通する２つの排気側バルブ４４−２・４４−２が設けられている。
【００２０】
図７に示す如く、吸気側バルブ４４−１は、シリンダヘッド６に固定した吸気側バルブガイド４６−１によって軸方向移動可能に保持されている。この吸気側バルブ４４−１には、先端側に取り付けた吸気側リテーナ４８−１とシリンダヘッド６の吸気側スプリングシート部５０との間で弾圧された吸気側スプリング５２−１が嵌装して設けられている。また、排気側バルブ４４−２は、シリンダヘッド６に固定した排気側バルブガイド４６−２によって軸方向移動可能に保持されている。この排気側バルブ４４−２には、先端側に取り付けた排気側リテーナ４８−２とシリンダヘッド６の排気側スプリングシート部５０−２間で弾圧された排気側スプリング５２−２が嵌装して設けられている。
【００２１】
また、各シャフト支持機構２６の第１カムシャフトハウジング３０には、図４、図６、図７に示す如く、吸気側カムシャフト２８−１及び排気側カムシャフト２８−２と平行に、吸気側ロッカシャフト５４−１及び排気側ロッカシャフト５４−２が軸方向変位可能（スライド可能）且つ回転不可能に支持されている。
【００２２】
吸気側カムシャフト２８−１の吸気側三次元カム４２−１と吸気側バルブ４４−１の先端との間には、吸気側バルブリフト量変更手段５６−１が設けられる。また、排気側カムシャフト２８−２の排気側三次元カム４２−２と排気側バルブ４４−２の先端との間には、排気側バルブリフト量変更手段５６−２が設けられる。
【００２３】
吸気側バルブリフト量変更手段５６−１は、図９、図１０に示す如く、吸気側ロッカシャフト５４−１の軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるものであり、吸気側ロッカシャフト５４−１に回転自在に支持され且つ複数（２つ）の吸気側バルブ４４−１・４４−２と常時接している第１の吸気側ロッカアーム５８−１と、吸気側ロッカシャフト５４−１に軸方向変位不可能で且つ回転可能に支持され、しかも、吸気側三次元カム４２−１と接している吸気側ローラ６０−１を回転自在に支持する第２の吸気側ロッカアーム６２−１とから構成されている。
【００２４】
第１の吸気側ロッカアーム５８−１は、基端側が吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向変位可能に保持する吸気側一方アーム部６４−１Ｆ及び吸気側他方アーム部６４−１Ｒと、この吸気側一方アーム部６４−１Ｆと吸気側他方アーム部６４−１Ｒとの各先端側を連結して吸気側ロッカシャフト５４−１と平行な吸気側連結部材６６−１とでＣ字形状に形成されているとともに、隣接する各シャフト支持機構２６間に挟持され、吸気側ロッカシャフト５４−１が軸方向変位しても軸方向変位しないように保持されるが、吸気側ロッカシャフト５４−１を中心に揺動運動のみを行うものである。
【００２５】
また、図１３に示す如く、第１の吸気側ロッカアーム５８−１の吸気側一方アーム部６４−１Ｆと吸気側他方アーム部６４−１Ｒの各先端側の吸気側スクリュ取付部６８−１・６８−１には、２つの吸気側バルブ４４−１・４４−１と連絡するように、下端側が吸気側バルブ４４−１・４４−１の先端に接する吸気側アジャスタスクリュ７０−１・７０−１と、この吸気側アジャスタスクリュ７０−１・７０−１の上端側に螺着した吸気側ナット７２−１・７２−１と、吸気側連結部材６６−１とが一体的に設けられている。この吸気側アジャスタスクリュ７０−１と吸気側ナット７２−１とは、バルブクリアランスを調整可能なものである。
【００２６】
第２の吸気側ロッカアーム６２−１は、図４に示す如く、Ｅリング等の吸気側留め具７４−１・７４−１によって吸気側ロッカシャフト５４−１に軸方向移動不可能で且つ回転可能に設けられた吸気側ボス部７６−１と、この吸気側ボス部７６−１に接続して先端側で吸気側ローラ６０−１を保持する吸気側ローラ保持部７８−１・７８−１とからなる。吸気側ローラ６０−１は、第１の吸気側ロッカアーム５８−１の吸気側一方アーム部６４−１Ｆと吸気側他方アーム部６４−１Ｒとに取り付けた吸気側ローラシャフト６０−１Ａに回転自在に設けられている。この吸気側ローラシャフト６０−１Ａには、第２の吸気側ロッカアーム６２−１の吸気側ローラ保持部７８−１・７８−１の先端側の吸気側ローラシャフト孔７８−１Ａ・７８−１Ａが摺動可能に設けられている。
【００２７】
また、図１０に示す如く、第１の吸気側ロッカアーム５８−１と吸気側ロッカシャフト５４−１とによって囲まれる吸気側アーム空間８０−１には、第２の吸気側ロッカアーム６２−１が配設されている。そして、この第２の吸気側ロッカアーム６２−１は、第１の吸気側ロッカアーム５８−１と同様に吸気側ロッカシャフト５４−１を中心に揺動運動し、さらに吸気側留め具７４−１・７４−１で吸気側ロッカシャフト５４−１に取り付けられている。第２の吸気側ロッカアーム６２−１及び吸気側ローラ６０−１の軸方向変位（スライド）により、吸気側三次元カム４２−１と吸気側ローラ６０−１との接触位置が変化し、吸気側バルブ４４−１のバルブリフト量が連続的に変化する。
【００２８】
なお、排気側バルブリフト量変更手段５６−２は、前記吸気側バルブリフト量変更手段５６−１と同様に構成されているので、ここでは、図７、図８において該当する部材にのみ符号を付して、その説明を省略する。
【００２９】
図４に示す如く、吸気側ロッカシャフト５４−１には、エンジン後方Ｒ側の端部位に、エンジン２の運転条件に応じて該吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向に変位（スライド）させる吸気側ロッカシャフト駆動手段８２−１が設けられている。また、排気側ロッカシャフト５４−２には、エンジン後方Ｒ側の端部位に、エンジン２の運転条件に応じて該排気側ロッカシャフト５４−２を軸方向に変位させる排気側ロッカシャフト駆動手段８２−２が設けられている。
【００３０】
吸気側ロッカシャフト駆動手段８２−１は、エンジン後方Ｒ側の端部位の吸気側外周雄ねじ８４−１と、この吸気側外周雄ねじ８４−１に螺合された吸気側内周雌ねじ８６−１を備えた吸気側回転体８８−１と、この吸気側回転体８８−１の外周面に突出した吸気側連絡ギヤ９０−１に噛合する吸気側ピニオンギヤ９２−１が備えられた吸気側モータ９４−１とを有している。そして、この吸気側モータ９４−１を駆動すると、吸気側ピニオンギヤ９２−１と吸気側連絡ギヤ９０−１とを介して吸気側回転体８８−１を回転させることにより、吸気側ロッカシャフト５４−１が軸方向に変位（スライド）する。
【００３１】
なお、排気側ロッカシャフト駆動手段８２−２は、吸気側ロッカシャフト駆動手段８２−１と同様に構成されているので、ここでは、図４において該当する部材にのみ符号を付して、その説明を省略する。
【００３２】
また、エンジン後方Ｒ側のシャフト支持機構２６の第２カムシャフトハウジング３２に連設した後部ハウジング３８の後端面には、図１６に示す如く、後端面に吸気側モータ９４−１及び排気側モータ９４−２を取り付けたモータケース９６が所定の固定手段（図示せず）によってリジット結合して設けられる。このモータケース９６は、吸気側ロッカシャフト駆動手段８２−１及び排気側ロッカシャフト駆動手段８２−２の一部を収納している。また、このモータケース９６の外周面の上部位には、吸気側カム角センサ９８−１及び排気側カム角センサ９８−２が固設されている。
【００３３】
モータケース９６が固定される後部ハウジング３８には、図１、図２に示す如く、吸気側で、吸気側大径部１００−１の後端面に、吸気側カムシャフト２８−１の外径よりも所定に大きな内径で環状の吸気側凹所１０２−１が形成されているとともに、吸気側大径部１００−１から吸気側段差部１０４−１を介して連設した吸気側小径部１０６−１の外周面にはヘッドカバーシール材１０８を介してシリンダヘッドカバー８が取り付けられている。よって、シリンダヘッドカバー８は、ラバーマウントされている。
【００３４】
なお、モータケース９６が固定される後部ハウジング３８の排気側は、吸気側と同様に構成されているので、ここでは、その説明を省略する。
【００３５】
また、吸気側カムシャフト２８−１のエンジン後方Ｒ側の後端部２８−１Ｅには、図１に示す如く、吸気側カム角センサロータ１１０−１が圧入して固定されている。この吸気側カム角センサロータ１１０−１は、モータケース９６と吸気側凹所１０２−１との内側に位置し、一端側のモータケース９６内で吸気側カム角センサ９８−１に対応した吸気側センシング部１１２−１と、他端側の後部ハウジング３８の吸気側凹所１０２−１内に位置した吸気側スラスト保持部１１４−１とを備えている。
【００３６】
吸気側カムシャフト２８−１のエンジン後方Ｒ側の端部位には、後部ハウジング３８の吸気側凹所１０２−１内で、吸気側カム角センサロータ１１０−１の吸気側スラスト保持部１１４−１と吸気側段差部１０４−１との間に、吸気側スラスト吸収手段１１６−１が固定して設けられる。
【００３７】
この吸気側スラスト吸収手段１１６−１は、吸気側カム角センサロータ１１０−１の一端側の吸気側スラスト保持部１１４−１で保持され、バルブ圧縮に伴う吸気側三次元カム４２−１と吸気側カムシャフト２８−１とのスラスト力を受けるものであり、吸気側カムシャフト２８−１に嵌装した吸気側ニードルスラストベアリング１１８−１と吸気側スラストワッシヤ１２０−１と有している。
【００３８】
この吸気側ニードルスラストベアリング１１８−１は、吸気側凹所１０２−１内で所定の大径に形成され、吸気側カム角センサロータ１１０−１の一端側の吸気側スラスト保持部１１４−１の端部位の吸気側ロータ取付部１２２−１に保持されている。また、吸気側スラストワッシヤ１２０−１は、吸気側ニードルスラストベアリング１１８−１と同様な大径に形成され、吸気側カムシャフト２８−１の外周面に形成したシャフト外周溝１２４−１に嵌装されて吸気側ニードルスラストベアリング１１８−１に接している。そして、吸気側ニードルスラストベアリング１１８−１と吸気側スラストワッシヤ１２０−１とは、吸気側カム角センサロータ１１０−１の吸気側スラスト保持部１１４−１と吸気側段差部１０４−１との間で挟持されて吸気側カムシャフト２８−１に固定され、該吸気側カムシャフト２８−１を軸方向変位不可能（スライド不可能）に支持している。従って、吸気側カム角センサロータ１１０−１は、吸気側センシング部１１２−１の信号発生用のロータと、吸気側ニードルスラストベアリング１１８−１を押える機能とを有している。
【００３９】
なお、エンジン２の排気側カムシャフト２８−２には、前記吸気側スラスト吸収手段１１６−１と同様な構成の排気側スラスト吸収手段が設けられているが、この排気側スラスト吸収手段については、その説明を省略する。
【００４０】
次に、この第１実施例の作用を、エンジン２の吸気側のみを例として説明する。
【００４１】
可変動弁装置１０においては、エンジ２ンの運転状態に応じて吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向に変位（スライド）させると、この吸気側ロッカシャフト５４−１の軸方向への変位（スライド）により、この吸気側ロッカシャフト５４−１に軸方向変位不可能に設けられている第２の吸気側ロッカアーム６２と共に吸気側ローラ６０−１が追従して軸方向に変位（スライド）するが、吸気側カムシャフト２８−１と一体の吸気側三次元カム４２−１及び吸気側ロッカシャフト５４−１に摺動可能に設けられた第１の吸気側ロッカアーム５８−１が、軸方向に変位せず、連続可変リフトが実現される。
【００４２】
つまり、図１７、図１８に示す如く、吸気側バルブ４４−１がリフトしない状態の場合に、吸気側カムシャフト２８−１の回転と共に吸気側三次元カム４２−１が回転しているが、吸気側ロッカシャフト駆動手段８２−１において、吸気側モータ９４−１に駆動によって吸気側ピニオンギヤ９２−１及び吸気側連絡ギヤ９０−１を介して吸気側回転体８８−１が回転し、この吸気側回転体８８−１の吸気側内周雌ねじ８６−１に螺合した吸気側ロッカシャフト５４−１の吸気側外周雄ねじ８４−１が吸気側回転体８８−１の回転によってエンジン後方Ｒ側へ移動することで、吸気側ロッカシャフト５４−１がエンジン後方Ｒ側へ軸方向変位（スライド）し、そして、この吸気側ロッカシャフト５４−１のエンジン後方Ｒ側への軸方向の変位（スライド）によって第２の吸気側ロッカアーム６２−１及び吸気側ローラ６０−１が最右側に位置し、これにより、吸気側バルブ４４−１がリフトしない箇所の吸気側三次元カム４２−１の最小カムリフト部４２−１Ｒに吸気側ローラ６０−１が接し、吸気側バルブ４４−１が作動していない。
【００４３】
そして、図１９、図２０に示す如く、吸気側バルブ４４−１がフルリフト状態の場合には、吸気側カムシャフト２８−１の回転と共に吸気側三次元カム４２−１が回転しているが、吸気側ロッカシャフト駆動手段８２−１において、吸気側モータ９４−１に駆動によって吸気側ピニオンギヤ９２−１及び吸気側連絡ギヤ９０−１を介して吸気側回転体８８−１が回転し、この吸気側回転体８８−１の吸気側内周雌ねじ８６−１に螺合した吸気側ロッカシャフト５４−１の吸気側外周雄ねじ８４−１が吸気側回転体８８−１の回転によってエンジン前方Ｆ側へ移動することで、吸気側ロッカシャフト５４−１がエンジン前方Ｆ側へ軸方向変位（スライド）し、そして、この吸気側ロッカシャフト５４−１のエンジン前方Ｆ側への軸方向の変位（スライド）によって第２の吸気側ロッカアーム６２−１及び吸気側ローラ６０−１が最左側に位置し、これにより、吸気側バルブ４４−１がフルリフト（最大リフト）する箇所の吸気側三次元カム４２−１の最大カムリフト部４２−１Ｆに吸気側ローラ６０−１が接し、吸気側バルブ４４−１が最大リフト状態となる。
【００４４】
一方、吸気側ロッカシャフト５４−１の軸方向の変位（スライド）により、第２の吸気側ロッカアーム６２−１が吸気側三次元カム４２−１の中間部位に位置した場合には、吸気側バルブ４４−１の中間リフト状態が実現される。
【００４５】
このように、カムプロフィールを軸方向に変化させた吸気側三次元カム４２−１を備えた吸気側カムシャフト２８−１にあっては、図２に示す如く、吸気側三次元カム４２−１が第１の吸気側ロッカアーム５８−１及び第２の吸気側ロッカアーム６２−１からスラスト力ＦＣ１を受けるとともに、この反作用として、図２、図４に示す如く、第１の吸気側ロッカアーム５８−１及び第２の吸気側ロッカアーム６２−１がスラスト力ＦＣ２を受ける。ここで、ＦＣ１＝ＦＣ２である。
【００４６】
そして、このスラスト力ＦＣ２が、吸気側ロッカシャフト５４−１に伝達し、結局、吸気側回転体８８−１の吸気側内周雌ねじ８６−１で釣り合い、この吸気側回転体８８−１の吸気側内周雌ねじ８６−１には十分に受圧面積があり、よって、フリクションの増大や、摩耗等の問題が惹起するおそれがない。
【００４７】
なお、エンジン２の排気側でも、吸気側と同様な作用をするので、ここでは、その説明を省略する。
【００４８】
この結果、エンジン２の吸気側についてのみ説明すると、少なくともカムシャフトしての吸気側カムシャフト２８−１をシリンダヘッド６の吸気ポート１４−１側に設け、吸気側カムシャフト２８−１は、三次元カム４２−１のバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側がエンジン前方Ｆ側に向かって配置されように、シリンダヘッド６に軸方向変位不可能（スライド不可能）に設けられ、吸気側ロッカシャフト駆動手段８２−１は、吸気側ロッカシャフト５４−１のエンジン後方Ｒ側に設けられ、吸気側カムシャフト２８−１のエンジン後方Ｒ側には、バルブ圧縮に伴う吸気側三次元カム４２−１及び吸気側カムシャフト２８−１のスラスト力を受ける吸気側スラスト力吸収手段１１６−１を設け、この吸気側スラスト力吸収手段１１６−１は、吸気側カム角センサ用ロータ１１０−１によって保持されたことから、エンジン後方Ｒ側のスペース的に有利な余裕のある空間に吸気側スラスト吸収手段１１６−１を配置することができ、よって、スラスト力の受圧面積を十分確保させることができ、また、エンジン後方Ｒ側で吸気側スラスト吸収手段１１６−１が吸気側カム角センサ用ロータ１１０−１によって保持されることから、構成が簡単で、コンパクトなレイアウトを可能とし、更に、吸気側カムシャフト２８−１のスラスト力を少ないフリクションで受け止め、しかも、部品点数を低減し、廉価とすることができる。
【００４９】
また、シリンダヘッド６には吸気側カムシャフト２８−１を軸支する第１、第２吸気側カムシャフトハウジング３０、３２を設け、第１吸気側カムシャフトハウジング３０には吸気側ロッカシャフト駆動手段８２−１の一部を収納して吸気側カム角センサ９８−１が固定されたモータケース９６を設けたことにより、吸気側カム角センサ９８−１がシリンダヘッド６とリジット結合されたモータケース９６に取り付けられているので、精度の高いセンシングが可能となり、また、形状変更が比較的簡単なモータケース９６に吸気側カム角センサ９８−１を取り付けることから、設計の自由度を高くすることができる。
【００５０】
更に、吸気側スラスト力吸収手段１１６−１は、吸気側ニードルスラストベアリング１１８−１からなることから、吸気側ニードルスラストベアリング１１８−１によってスラスト力を受ける受圧面積を増加させ、従来の通常のエンジンのすべり軸受に比べて、フリクションを低減することが可能となり、摩耗を低減することができる。
【００５１】
更にまた、吸気側バルブリフト量変更手段５６−１は、吸気側ロッカシャフト５４−１に回転自在に支持され且つ複数の吸気側バルブ４４−１、４４−１と常時接している第１の吸気側ロッカアーム５８と、吸気側ロッカシャフト５４−１に軸方向変位不可能で且つ吸気側三次元カム４２−１と接している吸気側ローラ６０−１を回転自在に支持している第２の吸気側ロッカアーム６２−１とから構成されていることから、バルブリフト量を変更するのに、吸気側カムシャフト２８−１を軸方向変位する代わりに、吸気側ロッカシャフト５４−１と吸気側三次元カム４２−１との接触部位のみを支持した第２の吸気側ロッカアーム６２−１とを軸方向変位させるように構成しているので、従来のように三次元カム及びカムシャフトを軸方向に変位させた場合に較べて、バルブリフト量を変更するときの荷重（駆動力）を少なくすることが可能となり、吸気側モータ９４の駆動エネルギを少なくし、不要なエネルギ損失を減少し、しかも、吸気側三次元カム４２−１に吸気側ローラ６０−１を接触させるので、フリクションを低減し、よって、摩耗ロスを低減し、燃費にも貢献することができる。
【００５２】
また、２つの吸気側バルブ４４−１、４４−１を駆動する第１の吸気側ロッカアーム５８−１をＣ字形状に形成し、該第１の吸気側ロッカアーム５８−１と吸気側ロッカシャフト５４−１とによって囲まれる吸気側アーム空間８０−１には第２の吸気側ロッカアーム６２−１を配設したことから、第１の吸気側ロッカアーム５８−１がＹ字形状の場合に比べて、剛性が高く、且つ、コンパクトにする。
【００５３】
更に、吸気側カムシャフト２８−１がシリンダヘッド６に軸方向変位不可能に設けられているとともに、吸気側バルブ４４−１と接触する第１の吸気側ロッカアーム５８−１が軸方向変位しないことから、構成が簡単で、コンパクトとなり、更に、バルブクリアランスの調整を吸気側アジャスタスクリュ７０−１と吸気側ナット７２−１とで行うことができ、簡便であり、しかも、既存の吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向変位させるので、部品点数の増加を回避することができる。
【００５４】
また、吸気側カム角センサ９８−１をラバーマウントされたシリンダヘッドカバー８に取り付けた場合に、吸気側カム角センサ９８−１と吸気側カム角センサロータ１１０−１の吸気側センシング部１１２−１とのクリアランスを正確に確保することができず、また、吸気側カム角センサ９８−１をシリンダヘッド６に直接取り付けると、レイアウト上の制約を受けることから、この第１実施例においては、エンジン後方Ｒ側に突出して第１吸気カムシャフトハウジング３０−１にリジットマウントされたモータケース９６に吸気側カム角センサ９８−１に取り付けることで、吸気側カム角センサ９８−１の取り付けの自由度を大きくし、レイアウト上有利にするとともに、センシング精度を確保することができる。
【００５５】
図２１は、この発明の特別構成であり、第２実施例を示すものである。
【００５６】
以下の実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【００５７】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、カム角センサ９８をモータケース９６に傾斜させて固設するとともに、カム角センサ用ロータ１１０のスラスト保持部１１４の先端側には、カム角センサ９８に指向するように斜めのセンシング部１１２を連設した。
【００５８】
この第２実施例の構成によれば、カム角センサ９８をモータケース９６に傾斜させたので、全高を低くすることができ、また、スラスト保持部１１４の先端側にセンシング部１１２を連設したことにより、カム角センサ用ロータ１１０の軸方向の長さを小さくし、これにより、全体的にコンパクトなエンジン２を実現することができる。
【００５９】
図２２は、この発明の特別構成であり、第３実施例を示すものである。
【００６０】
この第３実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、各シャフト支持機構２６には、スラスト吸収手段１１６を夫々設けた。このスラスト吸収手段１１６は、ニードルスラストベアリング１１８とスラストワッシャ１２０とからなり、カムシャフト２８の溝部２８Ｄに係止した保持具１３２によってシャフト支持機構２６との間で支持されている。
【００６１】
この第３実施例の構成によれば、各シャフト支持機構２６にはスラスト吸収手段１１６を夫々設けたことにより、カムシャフト２８に生ずるスラスト力を各スラスト吸収手段１１６に分散することができ、スラスト力を効果的に吸収することが可能となる。
【００６２】
なお、この発明において、吸気側ロッカシャフトを軸方向変位させてバルブリフト量を調整しているが、吸気側ロッカシャフトと第２の吸気側ロッカアームのボス部との摺動部位を、ねじやボールねじ等で構成し、吸気側ロッカシャフトを回転することで、第２の吸気側ロッカアームを軸方向変位する構成とすることも可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、三次元カムが備えられたカムシャフトを少なくともシリンダヘッドの吸気ポート側に設け、カムシャフトは、三次元カムのバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側がエンジン前方側に向かって配置されるように、シリンダヘッドに軸方向変位不可能に設けられ、ロッカシャフト駆動手段はロッカシャフトのエンジン後方側に設けられ、カムシャフトのエンジン後方側には、バルブ圧縮に伴う三次元カム及びカムシャフトのスラスト力を受けるスラスト力吸収手段を設け、このスラスト力吸収手段はカム角センサ用ロータによって保持されたことにより、カムシャフトにはエンジン後方側でスラスト吸収手段がカム角センサ用ロータによって保持されることで、構成が簡単で、コンパクトなレイアウトを可能とし、また、カムシャフトのスラスト力を少ないフリクションで受けさせ、しかも、部品点数を低減し、廉価とし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例において図２のエンジンの要部拡大断面図である。
【図２】第１実施例において図３のＩＩ−ＩＩ線によるエンジンの断面図である。
【図３】第１実施例におけるエンジンの平面図である。
【図４】第１実施例において図７のＩＶ−ＩＶ線によるエンジンの断面図である。
【図５】第１実施例において図４のＶ−Ｖ線によるエンジンの断面図である。
【図６】第１実施例において図３のＶＩ−ＶＩ線によるエンジンの断面図である。
【図７】第１実施例において図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線によるエンジンの断面図である。
【図８】第１実施例において図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線によるエンジンの断面図である。
【図９】第１実施例においてエンジンの吸気側ロッカアーム部位の斜視図である。
【図１０】第１実施例においてエンジンの吸気側カムシャフトを除いた吸気側ロッカアーム部位の平面図である。
【図１１】第１実施例においてエンジンの吸気側カムシャフトを含んだ吸気側ロッカアーム部位の平面図である。
【図１２】第１実施例においてエンジンの吸気側カムシャフトを含んだ吸気側ロッカアーム部位の正面図である。
【図１３】第１実施例においてエンジンの第１、第２の吸気側ロッカアーム部位の平面図である。
【図１４】第１実施例においてエンジンの吸気側バルブ及び吸気側ロッカアーム部位の側面図である。
【図１５】第１実施例においてエンジンの吸気側バルブ及び吸気側ロッカアーム部位の断面図である。
【図１６】第１実施例におけるエンジンの斜視図である。
【図１７】第１実施例においてバルブリフト量が零で吸気側三次元カムの平坦面に吸気ローラが接しているときの構成図である。
【図１８】第１実施例においてバルブリフト量が零で吸気側三次元カムの傾斜面の最小リフト部位に吸気ローラが接しているときの構成図である。
【図１９】第１実施例においてバルブリフト量が最大で吸気側三次元カムの平坦面に吸気ローラが接しているときの構成図である。
【図２０】第１実施例においてバルブリフト量が最大で吸気側三次元カムの傾斜面の最大リフト部に吸気ローラが接しているときの構成図である。
【図２１】第２実施例におけるスラスト吸収手段部位の断面図である。
【図２２】第３実施例において各カムシャフトハウジングにスラスト吸収手段を設けたカムシャフトの断面図である。
【図２３】従来のエンジンの平面図である。
【図２４】図２３の従来のエンジンの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
２  エンジン
４  シリンダブロック
６  シリンダヘッド
８  シリンダヘッドカバー
１０  可変動弁装置
２６  シャフト支持機構
２８−１  吸気側カムシャフト
４２−１  吸気側三次元カム
４４−１  吸気側バルブ
５４−１  吸気側ロッカシャフト
５６−１  吸気側バルブ量変更手段
５８−１  第１の吸気側ロッカアーム
６０−１  吸気側ローラ
６２−１  第２の吸気側ロッカアーム
８２−１  吸気側ロッカシャフト駆動手段
９４−１  吸気側モータ
９６  モータケース
９８−１  吸気側カム角センサ
１１０−１  吸気側カム角センサロータ
１１６−１  吸気側スラスト吸収手段
１１８−１  吸気側ニードルスラストベアリング
１２０−１  吸気側スラストワッシャ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2004204722.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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