(57)【要約】【課題】より少ない部品の変更を行うのみで、様々なタイプのシリンダヘッドに対応することができるようにすること。【解決手段】内燃機関のシリンダヘッドは、吸・排気バルブ３４，３５とバルブスプリング３８とが組み付けられたシリンダヘッド本体３１と、シリンダヘッド本体３１に取り付けられる支持台部とを備える。支持台部は、吸・排気カムシャフト４２，４４の吸・排気カム４３，４５が吸・排気バルブ３４，３５を直接的に押し下げるように吸・排気カムシャフト４２，４４が回転可能に支持された第１カムキャリア４１、および、吸・排気カムシャフト４２，４４の吸・排気カム４３，４５が吸・排気バルブ３４，３５をロッカアーム７１を介して間接的に押し下げるように吸・排気カムシャフト４２，４４が回転可能に支持された第２カムキャリア６１から選ばれた一方からなる。【選択図】図１
2007205299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関バルブと、機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、バルブスプリングに抗して機関バルブを開弁方向に駆動するカムシャフトとが設けられた内燃機関のシリンダヘッドであって、
前記機関バルブとバルブスプリングとが組み付けられたシリンダヘッド本体と、
前記カムシャフトのカムが機関バルブを直接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第１支持台部、および、前記カムシャフトのカムが機関バルブをロッカアームを介して間接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第２支持台部から選ばれた一方からなり、前記シリンダヘッド本体に取り付けられる支持台部と
を備えることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項２】
機関バルブと、機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、バルブスプリングに抗して機関バルブを開弁方向に駆動するカムシャフトとが設けられた内燃機関のシリンダヘッドであって、
前記機関バルブとバルブスプリングとが組み付けられたシリンダヘッド本体と、
前記カムシャフトのカムが機関バルブを直接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第１支持台部、および、前記カムシャフトのカムが機関バルブをロッカアームを介して間接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持されるとともに、機関バルブのバルブ特性を変更するためのバルブ特性可変装置が組み付けられた第３支持台部から選ばれた一方からなり、前記シリンダヘッド本体に取り付けられる支持台部と
を備えることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項３】
機関バルブと、機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、バルブスプリングに抗して機関バルブを開弁方向に駆動するカムシャフトとが設けられた内燃機関のシリンダヘッドであって、
前記機関バルブとバルブスプリングとが組み付けられたシリンダヘッド本体と、
前記カムシャフトのカムが機関バルブを直接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第１支持台部、前記カムシャフトのカムが機関バルブをロッカアームを介して間接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第２支持台部、および、前記カムシャフトのカムが機関バルブをロッカアームを介して間接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持されるとともに、機関バルブのバルブ特性を変更するためのバルブ特性可変装置が組み付けられた第３支持台部から選ばれたいずれかからなり、前記シリンダヘッド本体に取り付けられる支持台部と
を備えることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブスプリングにより閉弁方向に付勢された機関バルブを動弁機構により開弁させるようにした内燃機関のシリンダヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダヘッドにおける一般的な動弁機構は、バルブスプリングによって閉弁方向に付勢された機関バルブ（吸・排気バルブ）をカムシャフトのカムによって、直接的にまたはロッカアームを介して間接的に押し下げて開弁させる構成を採用している。つまり、機関バルブを開閉するためのバルブ開閉機構として、直動式（直打式）のバルブ開閉機構、または、ロッカアーム式のバルブ開閉機構を採用している。
【０００３】
直動式のバルブ開閉機構では、バルブリフタが機関バルブのバルブステムの上端部に取り付けられている。そして、カムシャフトの回転によりバルブリフタがカムによって押圧されることで、機関バルブがバルブスプリングに抗して押し下げられて開弁するように構成されている。このような直動式のバルブ開閉機構は、バルブリフタ式のバルブ開閉機構とも言われる。
【０００４】
ロッカアーム式のバルブ開閉機構では、ロッカアームが機関バルブのバルブステムとラッシュアジャスタとの上に配設されている。そして、カムシャフトの回転によりロッカアームがカムによって押圧されることで、ロッカアームがラッシュアジャスタの頭部を支点として揺動する。この揺動により、機関バルブがバルブスプリングに抗して押し下げられ開弁するように構成されている。このようなロッカアーム式のバルブ開閉機構のうち、ロッカアームのカムに押圧される部分にローラを配置したものは、ローラアーム式のバルブ開閉機構と言われる。
【０００５】
他方、近年では、シリンダヘッドにバルブ特性可変装置を設けることが提案されている。バルブ特性可変装置は、機関バルブの最大リフト量や機関バルブの開弁に関わるカムの作用角といったバルブ特性を、内燃機関の運転状態に応じて変更する装置である。このようなバルブ特性可変装置を、例えば、吸気バルブに適用すると、内燃機関の低回転低負荷域では、吸気カムの作用角および吸気バルブの最大リフト量を小さくして、吸入空気量を制限することで、スロットルバルブの開度制御によって生ずるポンピングロスを小さくし、燃費の向上を図ることができる。また、内燃機関の高回転高負荷域では、上記作用角および最大リフト量を大きくし、吸気充填効率の向上により出力の増加を確保することができる。
【０００６】
そのようなバルブ特性可変装置の一態様として、軸方向への変位可能に設けられたスライダと、それぞれヘリカルスプラインによってスライダの外周に噛合された入力アームおよび出力アームとを備えたものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。このバルブ特性可変装置では、カムによって入力アームが揺動されると、その揺動がスライダを介して出力アームに伝達されて、この出力アームが揺動する。この揺動により、機関バルブがバルブスプリングに抗して押し下げられて開弁する。この基本動作に加え、アクチュエータによってスライダが軸方向に変位させられると、この変位にともなうスライダの回転により、入力アームおよび出力アームの相対位相差が変更され、上記作用角および最大リフト量が変更される。
【特許文献１】特開２００１−２６３０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、直動式のバルブ開閉機構が設けられたシリンダヘッドと、ロッカアーム式のバルブ開閉機構が設けられたシリンダヘッドとでは、バルブリフタ、ロッカアームやラッシュアジャスタ等のシリンダヘッド上部の構成部品が異なるだけで、他の構成部品、例えば、吸・排気カムシャフト、吸・排気バルブ、バルブスプリング等の構成部品は共通しており、シリンダヘッド下部の構成も共通している場合がある。したがって、そのような場合には、シリンダヘッドに設けられるバルブ開閉機構が直動式であるかロッカアーム式であるかにかかわらず、共通する箇所については共用できるような構成とすることが望ましい。
【０００８】
また、上記バルブ特性可変装置の組み込み対象となるベースのシリンダヘッドとそれにバルブ特性可変装置が組み込まれたシリンダヘッドとでは、バルブ特性可変装置を除く他の構成部品、例えば、吸・排気カムシャフト、吸・排気バルブ、バルブスプリング等が共通している。したがって、例えば、バルブ特性を変更する機能を有しないベースのシリンダヘッドが既に存在し、バルブ特性を変更する機能を付加したシリンダヘッドが新たに設定されるような場合、ベースとなる前者のシリンダヘッドにおいて、後者のシリンダヘッドと共通する箇所については流用することが望ましい。この流用により、製造設備（工場・機械等）を新たに増設するための投資を抑制することが可能となるからである。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、そのような点についての考慮がなされておらず、共通部分を含む２種類のシリンダヘッドが別々に製造されることとなる。したがって、上述した製造設備の投資抑制の観点から改善の余地がある。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであって、より少ない部品の変更を行うのみで、様々なタイプのシリンダヘッドに対応することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、機関バルブと、機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、バルブスプリングに抗して機関バルブを開弁方向に駆動するカムシャフトとが設けられた内燃機関のシリンダヘッドであって、前記機関バルブとバルブスプリングとが組み付けられたシリンダヘッド本体と、前記カムシャフトのカムが機関バルブを直接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第１支持台部、および、前記カムシャフトのカムが機関バルブをロッカアームを介して間接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第２支持台部から選ばれた一方からなり、前記シリンダヘッド本体に取り付けられる支持台部とを備えることを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、シリンダヘッド本体とともにシリンダヘッドを構成する支持台部として、第１支持台部および第２支持台部の２種類が予め用意されている。シリンダヘッドに設けられるバルブ開閉機構に応じて、上記２種類の支持台部の一方が選ばれる。シリンダヘッド本体については、シリンダヘッドに設けられるバルブ開閉機構にかかわらず共通に用いられる。そして、シリンダヘッドの製造に際し、上記のようにして選ばれた支持台部がシリンダヘッド本体に取り付けられる。
【００１３】
具体的には、バルブ開閉機構として、カムシャフトのカムが機関バルブを直接的に押し下げるような直動式のものが採用される場合には、支持台部として第１支持台部が選ばれる。これに対し、バルブ開閉機構として、カムシャフトのカムが機関バルブをロッカアームを介して間接的に押し下げるようなロッカアーム式のものが採用される場合には、支持台部として第２支持台部が選ばれる。
【００１４】
このように、シリンダヘッド本体を共用しつつ、シリンダヘッドに設けられるバルブ開閉機構に応じて、２種類の支持台部のうち、一方だけを選んで上記シリンダヘッド本体に取り付けることによって、より少ない部品の変更をともなうだけで、直動式のバルブ開閉機構を有するシリンダヘッドとすることも、ロッカアーム式のバルブ開閉機構を有するシリンダヘッドとすることもできる。その結果、シリンダヘッドの製造設備（工場、機械等）を新たに増設するための投資を抑制し、ひいては、シリンダヘッドのコスト低減を図ることができる。
【００１５】
また、本発明は、機関バルブと、機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、バルブスプリングに抗して機関バルブを開弁方向に駆動するカムシャフトとが設けられた内燃機関のシリンダヘッドであって、前記機関バルブとバルブスプリングとが組み付けられたシリンダヘッド本体と、前記カムシャフトのカムが機関バルブを直接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第１支持台部、および、前記カムシャフトのカムが機関バルブをロッカアームを介して間接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持されるとともに、機関バルブのバルブ特性を変更するためのバルブ特性可変装置が組み付けられた第３支持台部から選ばれた一方からなり、前記シリンダヘッド本体に取り付けられる支持台部とを備えることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、シリンダヘッド本体とともにシリンダヘッドを構成する支持台部として、第１支持台部および第３支持台部の２種類が予め用意されている。機関バルブのバルブ特性の可変機能の要否に応じて、上記２種類の支持台部の一方が選ばれる。シリンダヘッド本体については、機関バルブのバルブ特性の可変機能の要否にかかわらず共通に用いられる。そして、シリンダヘッドの製造に際し、上記のようにして選ばれた支持台部がシリンダヘッド本体に取り付けられる。
【００１７】
具体的には、バルブ特性の可変機能が不要な場合には、支持台部として第１支持台部が選ばれる。この第１支持台部がシリンダヘッド本体に取り付けられたシリンダヘッドでは、回転するカムシャフトによって機関バルブがバルブスプリングに抗して押し下げられて開弁する。
【００１８】
これに対し、バルブ特性の可変機能が必要な場合には、支持台部として第３支持台部が選ばれる。この第３支持台部がシリンダヘッドに取り付けられたシリンダヘッドでは、カムシャフトの回転がバルブ特性可変装置を通じて機関バルブに伝達される。この伝達により、機関バルブがバルブスプリングに抗して押し下げられて開弁する。さらに、バルブ特性可変装置がバルブ特性の可変機能を発揮すると、上記カムシャフトによって駆動される機関バルブのバルブ特性、例えば、機関バルブの開弁に関わるカムの回転角度である作用角、機関バルブの最大リフト量等が変更される。
【００１９】
このように、シリンダヘッド本体を共用しつつ、バルブ特性の可変機能の要否に応じて２種類の支持台部のうち、一方だけを選んで上記シリンダヘッド本体に取り付けることによって、より少ない部品の変更をともなうだけで、バルブ特性の可変機能を有するシリンダヘッドとすることも、有さないシリンダヘッドとすることもできる。その結果、シリンダヘッドの製造設備（工場、機械等）を新たに増設するための投資を抑制し、ひいては、シリンダヘッドのコスト低減を図ることができる。
【００２０】
さらに、バルブ開閉機構としては、直動式のバルブ開閉機構のほうがロッカアーム式のバルブ開閉機構に比べて安価である。したがって、バルブ特性の可変機能が不要な場合には、バルブ開閉機構として直動式のバルブ開閉機構を採用することによって、バルブ特性の可変機能を有しないシリンダヘッドをより安価に製造することができる。
【００２１】
また、本発明は、機関バルブと、機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、バルブスプリングに抗して機関バルブを開弁方向に駆動するカムシャフトとが設けられた内燃機関のシリンダヘッドであって、前記機関バルブとバルブスプリングとが組み付けられたシリンダヘッド本体と、前記カムシャフトのカムが機関バルブを直接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第１支持台部、前記カムシャフトのカムが機関バルブをロッカアームを介して間接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持された第２支持台部、および、前記カムシャフトのカムが機関バルブをロッカアームを介して間接的に押し下げるようにカムシャフトが回転可能に支持されるとともに、機関バルブのバルブ特性を変更するためのバルブ特性可変装置が組み付けられた第３支持台部から選ばれたいずれかからなり、前記シリンダヘッド本体に取り付けられる支持台部とを備えることを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、シリンダヘッド本体とともにシリンダヘッドを構成する支持台部として、第１支持台部、第２支持台部、および、第３支持台部の３種類が予め用意されている。そして、機関バルブのバルブ特性の可変機能の要否、および、シリンダヘッドに設けられるバルブ開閉機構に応じて、上記３種類の支持台部のいずれかが選ばれる。シリンダヘッド本体については、機関バルブのバルブ特性の可変機能の要否、および、シリンダヘッドに設けられるバルブ開閉機構にかかわらず共通に用いられる。そして、シリンダヘッドの製造に際し、上記のようにして選ばれた支持台部がシリンダヘッド本体に取り付けられる。
【００２３】
このように、シリンダヘッド本体を共用しつつ、機関バルブのバルブ特性の可変機能の要否、および、シリンダヘッドに設けられるバルブ開閉機構に応じて、３種類の支持台部のうち、いずれかを選んで上記シリンダヘッド本体に取り付けることによって、より少ない部品の変更をともなうだけで、様々なタイプのシリンダヘッドに対応することができる。これにより、シリンダヘッドの製造設備（工場、機械等）を新たに増設するための投資を抑制し、ひいては、シリンダヘッドのコスト低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、より少ない部品の変更を行うのみで、様々なタイプのシリンダヘッドに対応することができるので、シリンダヘッドの製造設備（工場、機械等）を新たに増設するための投資を抑制し、ひいては、シリンダヘッドのコスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２６】
以下では、本発明を車両に搭載される内燃機関（エンジン）に適用した例について説明する。
【００２７】
この例のエンジンは、車両に搭載される直列４気筒ガソリンエンジンであって、シリンダブロックおよびシリンダヘッドを備えて構成されている。
【００２８】
シリンダブロック１０は、図２、図３に示すように、列をなして配置された４つの気筒（シリンダ）１１を有している。シリンダブロック１０の各気筒１１には、ピストン１２が往復移動可能に収容されている。各ピストン１２は、コネクティングロッドを介し、出力軸であるクランクシャフト１３に連結されている。そのため、各ピストン１２が往復動すると、その動きがコネクティングロッドによって回転運動に変換された後、クランクシャフト１３に伝達される。各気筒１１において、ピストン１２よりも上側の空間は燃焼室１４となっている。
【００２９】
一方、シリンダヘッドとしては、図１（Ａ）に示すようなシリンダヘッド２０Ａと、図１（Ｂ）に示すようなシリンダヘッド２０Ｂとが設定されている。以下、シリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂについて順次説明する。
【００３０】
まず、シリンダヘッド２０Ａについて、図１（Ａ）、図２〜図５を用いて説明する。
【００３１】
シリンダヘッド２０Ａは、その大部分を占めるメインアッセンブリ３０と、メインアッセンブリ３０の上に選択的に取り付けられるサブアッセンブリ４０Ａとを備えて構成されている。図２に示すように、メインアッセンブリ３０は、シリンダヘッド本体３１とこのシリンダヘッド本体３１に組み付けられた各種部品とを備えている。シリンダヘッド本体３１には、吸気通路の一部をなす吸気ポート３２と、排気通路の一部をなす排気ポート３３とが、それぞれ気筒配列方向（図３の左右方向）について気筒１１ごとに一対ずつ形成されている。
【００３２】
シリンダヘッド本体３１には、各吸気ポート３２を開閉する吸気バルブ３４と、各排気ポート３３を開閉する排気バルブ３５とが機関バルブとして設けられている。吸・排気バルブ３４，３５の各バルブステム３６の上端部にはリテーナ３７が装着されている。各リテーナ３７とシリンダヘッド本体３１との間であって、各バルブステム３６の周りには、バルブスプリング３８が配置されている。そして、吸・排気バルブ３４，３５は、いずれもバルブスプリング３８によって、吸・排気ポート３２，３３を閉鎖する方向（閉弁方向、図２のほぼ上方）へ付勢されている。
【００３３】
一方、サブアッセンブリ４０Ａは、シリンダヘッド本体３１の上側に配置される第１支持台部としての第１カムキャリア４１を備えている。第１カムキャリア４１は、ボルト等の締結部品によって、シリンダヘッド本体３１に締結されている。第１カムキャリア４１には、バルブスプリング３８等に抗して、吸・排気ポート３２，３３を開放させる方向（開弁方向、図２のほぼ下方）へ吸・排気バルブ３４，３５をリフトさせるためのバルブ開閉機構（動弁機構）が設けられている。このバルブ開閉機構として、後述するように、直動式（バルブリフタ式）のものが採用されている。
【００３４】
バルブ開閉機構について説明すると、図２〜図４に示すように、第１カムキャリア４１の気筒配列方向であって、各気筒１１に対応する複数箇所には、第１軸受部４６が設けられている。各第１軸受部４６において、吸気バルブ３４のほぼ上方には、凹部４７が形成されており、吸気カム４３を有する吸気カムシャフト４２が、この凹部４７において第１軸受部４６と第１カムキャップ４８とによって回転可能に支持されている。第１カムキャップ４８は、吸気カムシャフト４２の軸部分を上側から覆った状態で、ボルト４９によって第１軸受部４６に締結されている。
【００３５】
また、各第１軸受部４６において、排気バルブ３５のほぼ上方には、凹部５１が形成されており、排気カム４５を有する排気カムシャフト４４が、この凹部５１において第１軸受部４６と第１カムキャップ５２とによって回転可能に支持されている。第１カムキャップ５２は、排気カムシャフト４４の軸部分を上側から覆った状態で、ボルト５３によって第１軸受部４６に締結されている。なお、吸・排気カムシャフト４２，４４のそれぞれの一方の端部（図３の左端部）については、それらに共通の第１カムキャップ５４と第１軸受部４６とによって回転可能に支持されている。
【００３６】
吸・排気カムシャフト４２，４４およびクランクシャフト１３の第１カムキャップ５２側の各端部には、それぞれスプロケットが取り付けられており、これらのスプロケットにタイミングチェーン１５が掛け渡されている。そのため、クランクシャフト１３が回転すると、その回転が各スプロケットおよびタイミングチェーン１５を介して吸・排気カムシャフト４２，４４に伝達される。なお、スプロケットおよびタイミングチェーン１５に代えて、タイミングプーリおよびタイミングベルトが用いられてもよい。
【００３７】
吸・排気カムシャフト４２，４４の回転を吸・排気バルブ３４，３５に伝達するために、吸・排気バルブ３４，３５の各バルブステム３６の上端部には、バルブリフタ５５が組み付けられている。各バルブリフタ５５は、吸・排気カム４３，４５の下方に配置されている。そして、吸・排気カムシャフト４２，４４が回転すると、吸・排気カム４３，４５によってバルブリフタ５５が押圧され、これにより、吸・排気バルブ３４，３５が押し下げられる。この押し下げにより、吸・排気ポート３２，３３が開放された状態（開弁状態）となる。このように、シリンダヘッド２０Ａに備えられるバルブ開閉機構は、直動式（バルブリフタ式）のものとなっており、そのバルブ開閉機構がサブアッセンブリ４０Ａに配置されている。
【００３８】
吸気通路には、燃料を噴射する燃料噴射弁が各気筒１１に対応して取り付けられている。燃料噴射弁により噴射された燃料は、吸気ポート３２を通って燃焼室１４内に導入される吸入空気と混ざり合って混合気となる。なお、吸気ポート３２を介さずに燃料噴射弁から燃料を燃焼室１４へ直接噴射する構成であってもよい。
【００３９】
シリンダヘッド本体３１には、点火プラグ３９が各気筒１１に対応して取り付けられている。そして、上述した混合気は、点火プラグ３９の電気火花によって着火され、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによってピストン１２が往復動され、クランクシャフト１３が回転されて、エンジンの駆動力（出力トルク）が得られる。燃焼ガスは、排気ポート３３を通じて排気通路へ排出される。
【００４０】
そして、シリンダヘッド２０Ａにおいては、図４に示すように、上述した第１カムキャリア４１と、これに組み込まれるバルブ開閉機構等の各種部品（吸・排気カムシャフト４２，４４、第１カムキャップ４８，５２，５４、ボルト４９，５３等）とによって、サブアッセンブリ４０Ａが構成されている。また、図５に示すように、シリンダヘッド本体３１と、これに組み込まれる各種部品（吸・排気バルブ３４，３５、リテーナ３７、バルブスプリング３８等）とによってメインアッセンブリ３０が構成されている。
【００４１】
次に、シリンダヘッド２０Ｂについて、図１（Ｂ）、図５〜図８を用いて説明する。
【００４２】
シリンダヘッド２０Ｂは、その大部分を占めるメインアッセンブリ３０と、メインアッセンブリ３０の上に選択的に取り付けられるサブアッセンブリ４０Ｂとを備えて構成されている。上述したシリンダヘッド２０Ａとの大きな相違は、シリンダヘッド２０Ｂでは、サブアッセンブリ４０Ｂがサブアッセンブリ４０Ａの代わりに、シリンダヘッド本体３１に取り付けられていることである。メインアッセンブリ３０としては、シリンダヘッド２０Ａにおけるものと同一構成を有するものが用いられている。
【００４３】
サブアッセンブリ４０Ｂは、図６〜図８に示すように、シリンダヘッド本体３１の上側に配置される第２支持台部としての第２カムキャリア６１を備えている。第２カムキャリア６１は、ボルト等の締結部品によってシリンダヘッド本体３１に締結されている。第２カムキャリア６１には、バルブスプリング３８等に抗して、吸・排気ポート３２，３３を開放させる方向（開弁方向、図６のほぼ下方）へ吸・排気バルブ３４，３５をリフトさせるためのバルブ開閉機構が設けられている。このバルブ開閉機構として、ロッカアーム式（ローラアーム式）のものが採用されており、上述したサブアッセンブリ４０Ａのものとは異なっている。そして、サブアッセンブリ４０Ｂは、バルブ開閉機構を除いては、上述のサブアッセンブリ４０Ａとほぼ同様の構成となっている。
【００４４】
バルブ開閉機構について説明すると、図６〜図８に示すように、第２カムキャリア６１の気筒配列方向（図７の左右方向）であって、各気筒１１に対応する複数箇所には、第２軸受部６２が設けられている。吸・排気カムシャフト４２，４４を支持する構成は、上述したサブアッセンブリ４０Ａの場合とほぼ同様である。具体的には、各第２軸受部６２において、吸・排気バルブ３４，３５のほぼ上方には、凹部６３，６６が形成されている。吸気カム４３を有する吸気カムシャフト４２が、凹部６３において第２軸受部６２と第２カムキャップ６４とによって回転可能に支持されている。第２カムキャップ６４は、吸気カムシャフト４２の軸部分を上側から覆った状態で、ボルト６５によって第２軸受部６２に締結されている。また、排気カム４５を有する排気カムシャフト４４が、凹部６６において第２軸受部６２と第２カムキャップ６７とによって回転可能に支持されている。第２カムキャップ６７は、排気カムシャフト４４の軸部分を上側から覆った状態で、ボルト６８によって第２軸受部６２に締結されている。なお、吸・排気カムシャフト４２，４４のそれぞれの一方の端部（図７の左端部）については、それらに共通の第２カムキャップ６９と第２軸受部６２とによって回転可能に支持されている。
【００４５】
そして、サブアッセンブリ４０Ｂでは、吸・排気カムシャフト４２，４４の回転を吸・排気バルブ３４，３５に伝達するために、吸・排気カム４３，４５と各バルブステム３６の上端部との間には、ローラ７２を有するロッカアーム７１が揺動可能に配置されている。各ローラ７２は、吸・排気カム４３，４５の下方に配置されている。各ロッカアーム７１の一方の端部は、吸・排気バルブ３４，３５の直上に位置し、他方の端部は、ラッシュアジャスタ７３の直上に位置している。
【００４６】
ラッシュアジャスタ７３は、ボディ７３ａ内のプランジャ７３ｂがプランジャスプリングの圧縮反力や油圧によって上下にスライドする周知の構造となっており、そのボディ７３ａが第２カムキャリア６１に固定されている。具体的には、ラッシュアジャスタ７３のボディ７３ａは、第２軸受部６２の下部に形成されている突出部６２ａに固定されている。突出部６２ａは、第２軸受部６２の、吸気カムシャフト４２と排気カムシャフト４４との間の箇所に設けられており、気筒１１の中心側へ向けて突設されている。このようなラッシュアジャスタ７３を支持するための突出部６２ａが形成されている点で、第２カムキャリア６１の第２軸受部６２は、上述した第１カムキャリア４１の第１軸受部４６とは異なる。
【００４７】
このように、ラッシュアジャスタ７３が設けられているため、バルブスプリング３８の圧縮反力が吸・排気バルブ３４，３５を介してロッカアーム７１の一方の端部に伝達されるとともに、ラッシュアジャスタ７３の押し上げ力がロッカアーム７１の他方の端部に伝達される。両伝達によりロッカアーム７１が押し上げられ、ローラ７２が吸・排気カム４３，４５に接触している。そして、吸・排気カムシャフト４２，４４が回転すると、プランジャ７３ｂの頭部を支点として、バルブスプリング３８に抗してロッカアーム７１が下方へ揺動する。この揺動により吸・排気バルブ３４，３５がバルブスプリング３８等に抗して押し下げられる。この押し下げにより、吸・排気ポート３２，３３が開放された状態（開弁状態）となる。このように、シリンダヘッド２０Ｂに備えられるバルブ開閉機構は、ロッカアーム式（ローラアーム式）のものとなっており、そのバルブ開閉機構がサブアッセンブリ４０Ｂに配置されている。
【００４８】
そして、シリンダヘッド２０Ｂにおいては、図８に示すように、上述した第２カムキャリア６１と、これに組み込まれるバルブ開閉機構等の各種部品（吸・排気カムシャフト４２，４４、第２カムキャップ６４，６７，６９、ラッシュアジャスタ７３等）とによって、サブアッセンブリ４０Ｂが構成されている。なお、メインアッセンブリ３０は、上述したシリンダヘッド２０Ａの場合と同様の構成であって、図５に示すように、シリンダヘッド本体３１と、これに組み込まれる各種部品（吸・排気バルブ３４，３５、リテーナ３７、バルブスプリング３８等）とによって構成されている。
【００４９】
上述したように、この例では、２種類のシリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ構成されるので、シリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂの製造に際し、採用されるバルブ開閉機構が直動式であるかロッカアーム式であるかにかかわらず、シリンダヘッド本体３１を含むメインアッセンブリ３０として、図５に示す構造のものが共通して用いられる。これに対し、２種類のサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｂが予め用意されており、シリンダヘッドに設けられるバルブ開閉機構が直動式であるかロッカアーム式であるかに応じて、２種類のサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｂの一方が選ばれる。そして、選ばれたサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｂのいずれか一方がメインアッセンブリ３０に取り付けられる。
【００５０】
具体的には、バルブ開閉機構として、直動式のものが採用される場合には、サブアッセンブリとして、図４に示す第１カムキャリア４１を含むサブアッセンブリ４０Ａが選ばれる。各吸・排気バルブ３４，３５のバルブステム３６の上端部には、バルブリフタ５５が組み付けられる。図５に示すメインアッセンブリ３０のシリンダヘッド本体３１上にサブアッセンブリ４０Ａが適正に配置されると、図１（Ａ）に示すように、吸・排気カムシャフト４２，４４が吸・排気バルブ３４，３５のほぼ上方に位置し、吸・排気カム４３，４５が対応するバルブリフタ５５に接触する。この状態で、ボルト等の締結部品によってサブアッセンブリ４０Ａがメインアッセンブリ３０のシリンダヘッド本体３１に締結されると、直動式のバルブ開閉機構を有するシリンダヘッド２０Ａが得られる。
【００５１】
このようなシリンダヘッド２０Ａが組み込まれた図２に示すエンジンでは、吸気カムシャフト４２が回転すると、その回転が吸気バルブ３４に伝達される。この伝達により、吸気バルブ３４がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。同様に、排気カムシャフト４４が回転すると、その回転が排気バルブ３５に伝達される。この伝達により、排気バルブ３５がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。
【００５２】
これに対し、バルブ開閉機構として、ロッカアーム式のものが採用される場合には、サブアッセンブリとして、図８に示す第２カムキャリア６１を含むサブアッセンブリ４０Ｂが選ばれる。各吸・排気バルブ３４，３５のバルブステム３６と、対応するラッシュアジャスタ７３との上にロッカアーム７１が掛け渡される。図５に示すメインアッセンブリ３０のシリンダヘッド本体３１上にサブアッセンブリ４０Ｂが適正に配置されると、図１（Ｂ）に示すように、吸・排気カムシャフト４２，４４が吸・排気バルブ３４，３５のほぼ上方に位置し、吸・排気カム４３，４５が対応するロッカアーム７１のローラ７２に接触する。この状態で、ボルト等の締結部品によってサブアッセンブリ４０Ｂがメインアッセンブリ３０のシリンダヘッド本体３１に締結されると、ロッカアーム式のバルブ開閉機構を有するシリンダヘッド２０Ｂが得られる。
【００５３】
このようなシリンダヘッド２０Ｂが組み込まれた図６に示すエンジンでは、吸気カムシャフト４２が回転すると、その回転がロッカアーム７１を介して吸気バルブ３４に伝達される。この伝達により、吸気バルブ３４がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。同様に、排気カムシャフト４４が回転すると、その回転がロッカアーム７１を介して排気バルブ３５に伝達される。この伝達により、排気バルブ３５がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。
【００５４】
これにより、次のような効果が得られる。
【００５５】
すなわち、従来のシリンダヘッドに相当するものを、シリンダヘッド本体３１と、カムキャリア（第１カムキャリア４１および第２カムキャリア６１）とに分割している。シリンダヘッド本体３１に、吸・排気バルブ３４，３５、バルブスプリング３８等を組み付けることによって、メインアッセンブリ３０を構成している。第１カムキャリア４１に直動式のバルブ開閉機構を設けて、サブアッセンブリ４０Ａを構成する一方で、第２カムキャリア６１にロッカアーム式のバルブ開閉機構を設けて、サブアッセンブリ４０Ｂを構成している。そして、シリンダヘッド本体３１を含むメインアッセンブリ３０を共用しつつ、採用されるバルブ開閉機構の相違に応じて２種類のサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｂの一方を選び、メインアッセンブリ３０に取り付けることによって、シリンダヘッド２０Ａまたはシリンダヘッド２０Ｂを製造するようにしている。
【００５６】
したがって、上述のようにメインアッセンブリ３０を共用化することで、より少ない部品を変更するだけで、直動式のバルブ開閉機構を有するシリンダヘッド２０Ａを製造することも、ロッカアーム式のバルブ開閉機構を有するシリンダヘッド２０Ｂを製造することもできる。その結果、シリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂの製造設備（工場、機械等）を新たに増設するための投資を抑制し、ひいては、シリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂのコスト低減を図ることが可能となる。
【００５７】
以上では、バルブ特性の可変機能を有さない場合について、バルブ開閉機構の相違にかかわらずシリンダヘッドのメインアッセンブリを共用化することについて述べたが、バルブ特性の可変機能を有する場合にも、そのようなバルブ特性の可変機能の要否に応じて、シリンダヘッドのメインアッセンブリを共用化することが可能である。次に、これについて、図９〜図１７を用いて説明する。
【００５８】
上述した例と異なる点は、シリンダヘッドとして、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、シリンダヘッド２０Ａと、シリンダヘッド２０Ｃとが設定されている点である。図９（Ｂ）に示すシリンダヘッド２０Ｃは、上述した例の図１（Ｂ）に示すシリンダヘッド２０Ｂに後述するバルブ特性可変装置１００が組み込まれた形態のシリンダヘッドとなっている。なお、図９（Ａ）に示すシリンダヘッド２０Ａは、上述した例の図１（Ａ）に示すものと同様の構成であって、メインアッセンブリ３０とサブアッセンブリ４０Ａとを備えて構成されており、シリンダヘッド２０Ａのバルブ開閉機構としては、直動式（バルブリフタ式）のものが採用されている（図２〜図５参照）。
【００５９】
シリンダヘッド２０Ｃについて、図９（Ｂ）、図１０〜図１７を用いて説明する。
【００６０】
シリンダヘッド２０Ｃは、その大部分を占めるメインアッセンブリ３０と、メインアッセンブリ３０の上に選択的に取り付けられるサブアッセンブリ４０Ｃとを備えて構成されている。上述したシリンダヘッド２０Ｂとの大きな相違は、シリンダヘッド２０Ｃでは、サブアッセンブリ４０Ｃがサブアッセンブリ４０Ｂの代わりに、第３支持台部としてシリンダヘッド本体３１に取り付けられていることである。メインアッセンブリ３０としては、シリンダヘッド２０Ａ（シリンダヘッド２０Ｂ）におけるものと同一構成を有するものが用いられている。
【００６１】
サブアッセンブリ４０Ｃは、図１０〜図１２に示すように、シリンダヘッド本体３１の上側に配置される第３支持台部としての第３カムキャリア８１を備えている。第３カムキャリア８１は、ボルト等の締結部品によってシリンダヘッド本体３１に締結されている。第３カムキャリア８１には、バルブスプリング３８等に抗して、吸・排気ポート３２，３３を開放させる方向（開弁方向、図１０のほぼ下方）へ吸・排気バルブ３４，３５をリフトさせるためのバルブ開閉機構が設けられている。このバルブ開閉機構としては、上述したサブアッセンブリ４０Ｂのものと同様のロッカアーム式（ローラアーム式）のものが採用されている。それに加え、第３カムキャリア８１には、後述するバルブ特性可変装置１００が組み付けられている。
【００６２】
第３カムキャリア８１の気筒配列方向（図１１の左右方向）であって、各気筒１１に対応する複数箇所には、気筒１１ごとに同数（ここでは一対）の第３軸受部８２が設けられている。各第３軸受部８２において、排気バルブ３５のほぼ上方には、凹部８７が形成されており、排気カム４５を有する排気カムシャフト４４が、この凹部８７において第３軸受部８２と第３カムキャップ８８とによって回転可能に支持されている。第３カムキャップ８８は、排気カムシャフト４４の軸部分を上側から覆った状態で、ボルト８９によって第３軸受部８２に締結されている。この点は、上述のシリンダヘッド２０Ｂのサブアッセンブリ４０Ｂと同様である。
【００６３】
一方、シリンダヘッド２０Ｃでは、吸気カム４３がロッカアーム７１のローラ７２に直接接触せず、後述するバルブ特性可変装置１００を介して間接的にローラ７２に接触する。そのため、サブアッセンブリ４０Ｃにおける吸気カムシャフト４２の位置が、サブアッセンブリ４０Ｂにおける吸気カムシャフト４２の位置（図８参照）と異なっている。すなわち、サブアッセンブリ４０Ｂでは、吸気カムシャフト４２がバルブステム３６の上端（ローラ７２）のほぼ上方に位置するが、サブアッセンブリ４０Ｃでは、バルブ特性可変装置１００を組み込むスペースを確保するために、吸気カムシャフト４２がバルブステム３６の上端（ローラ７２）から第３カムキャリア８１の幅方向（図１２の左右方向）へ若干離れた箇所に位置している。
【００６４】
吸気カムシャフト４２をそのような箇所に配置するため、サブアッセンブリ４０Ｃでは、第３カムキャリア８１の各第３軸受部８２において、吸気カムシャフト４２を支持するための凹部８３が、サブアッセンブリ４０Ｂの第２カムキャリア６１の凹部６３に対し幅方向へずれた箇所に設けられている。そして、吸気カムシャフト４２は、凹部８３において、第３軸受部８２と第３カムキャップ８５とによって回転可能に支持されている。第３カムキャップ８５は、吸気カムシャフト４２の軸部分を上側から覆った状態で、ボルト８６によって第３軸受部８２に締結されている。
【００６５】
また、シリンダヘッド２０Ｃでは、吸・排気カムシャフト４２，４４の回転を吸・排気バルブ３４，３５に伝達するために、吸・排気カム４３，４５と各バルブステム３６の上端部との間には、ローラ７２を有するロッカアーム７１が揺動可能に配置されている。各ロッカアーム７１の一方の端部は、吸・排気バルブ３４，３５の直上に位置し、他方の端部は、ラッシュアジャスタ７３の直上に位置している。ラッシュアジャスタ７３のボディ７３ａは、第３軸受部８２の下部に形成されている突出部８２ａに固定されている。また、排気カムシャフト４４の回転を排気バルブ３５に伝達するロッカアーム７１のローラ７２は、排気カム４５の下方に配置されている。これらの点は、上述のシリンダヘッド２０Ｂのサブアッセンブリ４０Ｂと同様である。これに対し、サブアッセンブリ４０Ｃでは、サブアッセンブリ４０Ｂとは異なり、吸気カムシャフト４２の回転を吸気バルブ３４に伝達するロッカアーム７１のローラ７２は、後述するバルブ特性可変装置１００の出力アーム１１２，１１３の下方に配置されている。このように、シリンダヘッド２０Ｃに備えられるバルブ開閉機構は、ロッカアーム式（ローラアーム式）のものとなっており、そのバルブ開閉機構がサブアッセンブリ４０Ｃに配置されている。
【００６６】
次に、サブアッセンブリ４０Ｃに組み込まれるバルブ特性可変装置１００について説明する。
【００６７】
バルブ特性可変装置１００は、機関バルブ（吸・排気バルブ３４，３５）の作用角および最大リフト量をバルブ特性として、これらの少なくとも一方を変更するための装置である。この例では、このバルブ特性可変装置１００が、吸気バルブ３４の作用角および最大リフト量を連続的に変更するために用いられている。ここで、吸気バルブ３４の作用角とは、図１３に示すように、吸気カム４３の回転（図１３ではクランク角で表現）について、吸気バルブ３４の開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＩＶＣまでの角度範囲である。また、最大リフト量とは、吸気バルブ３４が開弁時において可動範囲の最も下方まで移動（リフト）したときの吸気バルブ３４の移動量である。これらの作用角および最大リフト量は、バルブ特性可変装置１００によって互いに同期して変化させられ、例えば、作用角が小さくなるほど最大リフト量も小さくなる。作用角が小さくなるにしたがい、吸気バルブ３４の開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとが互いに近寄り、開弁期間が短くなって、気筒１１当たりの吸入空気量が少なくなる。このように、吸気バルブ３４の動弁機構は、バルブ特性を変更する機能を有する可変動弁機構となっている。これに対し、排気バルブ３５の動弁機構については、バルブ特性可変装置１００は設けられていない。
【００６８】
図１０〜図１２に示すように、バルブ特性可変装置１００は、気筒１１ごとの仲介駆動機構１１０を備えるほか、全ての仲介駆動機構１１０にそれぞれ共通の支持パイプ１０１、コントロールシャフト１０２、および、アクチュエータ１０３を備える。支持パイプ１０１は、気筒配列方向へ延びるように配置されている。各第３軸受部８２において、吸気バルブ３４のほぼ上方には、凹部８４が形成されており、支持パイプ１０１が、この凹部８４において第３軸受部８２と第３カムキャップ８５とによって挟まれて固定されている。したがって、吸気カムシャフト４２および支持パイプ１０１は、共通の第３カムキャップ８５によって第３軸受部８２に支持されていることとなる。なお、吸・排気カムシャフト４２，４４および支持パイプ１０１のそれぞれの一方の端部（図１１の左端部）については、それらに共通の第３カムキャップ９１と第３軸受部８２とによって支持されている。
【００６９】
なお、支持パイプ１０１の延びる方向について、特に区別する必要がない場合には「軸方向」といい、区別する必要がある場合には矢印Ｘ方向または矢印Ｙ方向というものとする。矢印Ｘ方向は、上述したタイミングチェーン１５に近づく方向（アクチュエータ１０３から遠ざかる方向）であり、吸気カム４３の作用角を小さくする方向である。また、矢印Ｙ方向はタイミングチェーン１５から遠ざかる方向（アクチュエータ１０３に近づく方向）であり、上記作用角を大きくする方向である。
【００７０】
支持パイプ１０１は、上述のように、第３カムキャリア８１に固定されているため、軸方向への移動が規制されており、また、回転も不能となっている。コントロールシャフト１０２は、支持パイプ１０１内に摺動可能に挿入されている。アクチュエータ１０３は、電動モータと、この電動モータの回転を直線運動に変換してコントロールシャフト１０２に伝達する変換機構とを備えている。そして、この直線運動の伝達により、コントロールシャフト１０２が軸方向へ往復駆動される。
【００７１】
各仲介駆動機構１１０は、吸気カム４３と吸気バルブ３４との間に配置されている。各仲介駆動機構１１０は、図１４〜図１６に示すように、入力アーム１１１と、その軸方向についての両側に配置された一対の出力アーム１１２，１１３とを備えている。仲介駆動機構１１０ごとの入力アーム１１１および各出力アーム１１２，１１３は、それらの相対向する端部において、嵌合により連結されている。また、仲介駆動機構１１０ごとの入力アーム１１１および両出力アーム１１２，１１３は、第３カムキャリア８１における気筒１１ごとの一対の第３軸受部８２，８２間に配置されており、軸方向への変位が両第３軸受部８２，８２によって規制されている。
【００７２】
各入力アーム１１１の外周面には、一対の支持片１１６，１１６が突設されており、両支持片１１６，１１６にローラ１１７が軸支されている。一方、各出力アーム１１２，１１３は、ベース円部１２１と、そのベース円部１２１の外周面から突出するノーズ１２２とを備えている。各ノーズ１２２は、凹状に湾曲するカム面１２２ａを有する。
【００７３】
支持パイプ１０１と、入・出力アーム１１１〜１１３との間には、動力伝達用のスライダ１１４が配置されている。スライダ１１４は、支持パイプ１０１上に回動可能かつ軸方向への変位可能に支持されている。支持パイプ１０１の外側のスライダ１１４を、この支持パイプ１０１内のコントロールシャフト１０２に動力伝達可能に連結するために、そのスライダ１１４の内壁には、周方向に延びる周溝１２４が形成されている。また、支持パイプ１０１において、隣り合う第３軸受部８２，８２によって挟まれた箇所には、軸方向へ延びる長孔１２５が形成されている。これらの周溝１２４および長孔１２５の交わる箇所には、円柱状の係止ピン１２７が配置され、その内端部（図１３の下端部）がコントロールシャフト１０２のピン穴１２６に挿入されている。また、周溝１２４内に位置する係止ピン１２７の外端部（図１３の上端部）にはブッシュ１２８が係止されている。なお、ブッシュ１２８は係止ピン１２７と一体に設けられてもよい。
【００７４】
したがって、上述したように、支持パイプ１０１が第３カムキャリア８１に固定されているが、コントロールシャフト１０２の軸方向への移動にともない、係止ピン１２７が長孔１２５内を移動することで、ブッシュ１２８および係止ピン１２７を介してスライダ１１４を軸方向へ変位させることが可能である。さらに、スライダ１１４自体は、周方向へ延びる周溝１２４にてブッシュ１２８および係止ピン１２７に係合されていることから、それらのブッシュ１２８および係止ピン１２７にて軸方向の位置は決定されるが、軸周りについては回動可能である。
【００７５】
入力アーム１１１およびスライダ１１４間で動力を伝達するために、入力アーム１１１の内周面には、一方の出力アーム１１２側ほど時計回り方向へねじれたヘリカルスプライン１１１ａが形成されている。これに対応して、スライダ１１４の外周面の軸方向における中間部分には、同じ方向へねじれたヘリカルスプライン１１４ａが形成され、これが上述したヘリカルスプライン１１１ａに噛合されている。
【００７６】
また、各出力アーム１１２，１１３およびスライダ１１４間で動力を伝達するために、各出力アーム１１２，１１３の内周面には、上記入力アーム１１１のヘリカルスプライン１１１ａとは逆方向、すなわち、入力アーム１１１から一方の出力アーム１１２側へ離れるほど反時計回り方向へねじれたヘリカルスプライン１１２ｂ，１１３ｃが形成されている。これに対応して、スライダ１１４の外周面の軸方向における両端部には、同じ方向へねじれたヘリカルスプライン１１４ｂ，１１４ｃが形成され、これらが上述したヘリカルスプライン１１２ｂ，１１３ｃに噛合されている。
【００７７】
このように、ヘリカルスプライン１１１ａ，１１４ａと、ヘリカルスプライン１１２ｂ，１１３ｃ，１１４ｂ，１１４ｃとは逆方向へねじれている。そのため、コントロールシャフト１０２の軸方向の移動に連動してスライダ１１４が同方向へ変位しながら回転することによって、入力アーム１１１と各出力アーム１１２，１１３とに対し、互いに逆方向のねじり力が付与される。これにより、入力アーム１１１および出力アーム１１２，１１３の相対位相差が変化する。また、上記ヘリカルスプライン（１１１ａ，１１２ｂ，１１３ｃ），（１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ）のねじれ方向の設定により、入・出力アーム１１１〜１１３の相対位相差は、スライダ１１４が矢印Ｘ方向（作用角を小さくする方向）へ変位するにしたがい小さくなる。
【００７８】
図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように、各仲介駆動機構１１０のローラ１１７は、吸気カムシャフト４２の吸気カム４３に接触しており、その吸気カムシャフト４２の回転にともない吸気カム４３によるほぼ下向きの力がローラ１１７に加えられる。
【００７９】
シリンダヘッド本体３１における各ロッカアーム７１のローラ７２は、出力アーム１１２，１１３のベース円部１２１の下方に位置している。そして、ロッカアーム７１の一方（図１７の左方）の端部は、吸気バルブ３４のバルブステム３６の上端部に接触し、他方（図１７の右方）の端部は、ラッシュアジャスタ７３のプランジャ７３ｂに接触している。これらの接触により、バルブスプリング３８の圧縮反力が吸気バルブ３４を介してロッカアーム７１の一方の端部に伝達されるとともに、ラッシュアジャスタ７３の押し上げ力がロッカアーム７１の他方の端部に伝達される。両伝達によりロッカアーム７１が押し上げられ、ローラ７２が出力アーム１１２，１１３のベース円部１２１またはノーズ１２２に接触している。
【００８０】
なお、図１４（Ａ）中の１１８は、入力アーム１１１の外周面において、上記支持片１１６とは異なる箇所に設けられた突片である。また、同図中の１２９は、上記突片１１８を通じて、吸気カム４３の押し下げによる入力アーム１１１の揺動方向とは逆方向（図１７（Ａ）の時計回り方向）へその入力アーム１１１を付勢するロストモーションスプリングである。ロストモーションスプリング１２９は、ローラ１１７がベース円部１２１に接触して、バルブスプリング３８の圧縮反力等による回転付勢力（支持片１１６を図１７（Ａ）の時計回り方向へ回転させようとする力）が非常に小さくなった場合にも、ローラ１１７を吸気カム４３に確実に押し付けて、ローラ１１７が吸気カム４３から離れる不具合を抑制している。
【００８１】
そして、シリンダヘッド２０Ｃにおいては、図１２に示すように、上述した第３カムキャリア８１と、これに組み込まれるバルブ開閉機構等の各種部品（吸・排気カムシャフト４２，４４、第３カムキャップ８５，８８，９１、ボルト８６，８９、ラッシュアジャスタ７３等）と、バルブ特性可変装置１００とによって、サブアッセンブリ４０Ｃが構成されている。なお、メインアッセンブリ３０は、上述したシリンダヘッド２０Ａの場合と同様の構成であって、図５に示すように、シリンダヘッド本体３１と、これに組み込まれる各種部品（吸・排気バルブ３４，３５、リテーナ３７、バルブスプリング３８等）とによって構成されている。
【００８２】
上述したように、この例では、２種類のシリンダヘッド２０Ａ，２０Ｃがそれぞれ構成されるので、シリンダヘッド２０Ａ，２０Ｃの製造に際し、バルブ特性の可変機能の要否にかかわらず、シリンダヘッド本体３１を含むメインアッセンブリ３０として、図５に示す構造のものが共通して用いられる。これに対し、２種類のサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｃが予め用意されており、バルブ特性の可変機能の要否に応じて、２種類のサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｃの一方が選ばれる。そして、選ばれたサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｃのいずれか一方がメインアッセンブリ３０に取り付けられる。
【００８３】
具体的には、バルブ特性の可変機能が不要な場合には、サブアッセンブリとして、図４に示す第１カムキャリア４１を含むサブアッセンブリ４０Ａが選ばれる。各吸・排気バルブ３４，３５のバルブステム３６の上端部には、バルブリフタ５５が組み付けられる。図５に示すメインアッセンブリ３０のシリンダヘッド本体３１上にサブアッセンブリ４０Ａが適正に配置されると、図９（Ａ）に示すように、吸・排気カムシャフト４２，４４が吸・排気バルブ３４，３５のほぼ上方に位置し、吸・排気カム４３，４５が対応するバルブリフタ５５に接触する。この状態で、ボルト等の締結部品によってサブアッセンブリ４０Ａがメインアッセンブリ３０のシリンダヘッド本体３１に締結されると、バルブ特性の可変機能を有しないシリンダヘッド２０Ａが得られる。また、このシリンダヘッド２０Ａは、直動式のバルブ開閉機構を有するシリンダヘッドとなっている。
【００８４】
このようなシリンダヘッド２０Ａが組み込まれた図２に示すエンジンでは、吸気カムシャフト４２が回転すると、その回転が吸気バルブ３４に伝達される。この伝達により、吸気バルブ３４がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。同様に、排気カムシャフト４４が回転すると、その回転が排気バルブ３５に伝達される。この伝達により、排気バルブ３５がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。
【００８５】
これに対し、バルブ特性の可変機能が必要な場合には、サブアッセンブリとして、図１２に示す第３カムキャリア８１を含むサブアッセンブリ４０Ｃが選ばれる。各吸・排気バルブ３４，３５のバルブステム３６と、対応するラッシュアジャスタ７３との上にロッカアーム７１が掛け渡される。図５に示すメインアッセンブリ３０のシリンダヘッド本体３１上にサブアッセンブリ４０Ｃが適正に配置されると、図９（Ｂ）に示すように、排気カムシャフト４４が排気バルブ３５のほぼ上方に位置し、排気カム４５が対応するロッカアーム７１のローラ７２に接触する。また、バルブ特性可変装置１００の各仲介駆動機構１１０が吸気バルブ３４のほぼ上方に位置し、各出力アーム１１２，１１３のベース円部１２１またはノーズ１２２が対応するロッカアーム７１のローラ７２に接触する。この状態で、ボルト等の締結部品によってサブアッセンブリ４０Ｃがメインアッセンブリ３０のシリンダヘッド本体３１に締結されると、バルブ特性の可変機能を有するシリンダヘッド２０Ｃが得られる。また、このシリンダヘッド２０Ｃは、ロッカアーム式のバルブ開閉機構を有するシリンダヘッドとなっている。
【００８６】
このようなシリンダヘッド２０Ｃが組み込まれた図１０に示すエンジンでは、排気カムシャフト４４が回転すると、その回転がロッカアーム７１を介して排気バルブ３５に伝達される。この伝達により、排気バルブ３５がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。この点については、上述したシリンダヘッド２０Ａが組み込まれたエンジンと同様である。
【００８７】
また、吸気カムシャフト４２が回転すると、その回転がバルブ特性可変装置１００を通じて吸気バルブ３４に伝達される。この際、バルブ特性可変装置１００では、アクチュエータ１０３によってコントロールシャフト１０２が駆動されなければ、吸気カムシャフト４２の吸気カム４３の回転にともない入力アーム１１１が、コントロールシャフト１０２を支点として揺動する。この揺動は、スライダ１１４を介して出力アーム１１２，１１３に伝達され、出力アーム１１２，１１３が揺動する。これらの揺動する出力アーム１１２，１１３によって、対応するロッカアーム７１が揺動させられ、吸気バルブ３４がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。
【００８８】
例えば、図１７（Ａ），（Ｂ）は、アクチュエータ１０３によってコントロールシャフト１０２を図１１の矢印Ｙ方向へ最大限移動させたときの仲介駆動機構１１０の状態を示している。スライダ１１４が可動範囲における矢印Ｙ方向の端に位置している。このときには、入力アーム１１１と各出力アーム１１２，１１３との相対位相差が最大となり、吸気カム４３の作用角が最大となっている。
【００８９】
特に、図１７（Ａ）は、吸気カム４３がそのベース円部４３ａにおいて、仲介駆動機構１１０のローラ１１７に接触した状態を示している。この状態では、両出力アーム１１２，１１３のベース円部１２１においてノーズ１２２に近い部分がロッカアーム７１のローラ７２に接触している。このため、吸気バルブ３４は閉弁状態（リフト量が「０」）となる。
【００９０】
吸気カムシャフト４２が矢印で示す方向へ回転すると、仲介駆動機構１１０では、吸気カム４３のノーズ４３ｂによってローラ１１７が押し下げられて、入力アーム１１１が下方へ揺動する。この揺動がスライダ１１４を介して各出力アーム１１２，１１３に伝達されて、これらの出力アーム１１２，１１３が下方へ揺動する。これらの各出力アーム１１２，１１３の揺動により、ノーズ１２２のカム面１２２ａが直ちにロッカアーム７１のローラ７２に接触して、図１７（Ｂ）に示すように、カム面１２２ａのほぼ全範囲を使用してローラ７２を押し下げる。この押し下げにより、ロッカアーム７１がラッシュアジャスタ７３のプランジャ７３ｂの頭部を支点として下方へ揺動し、吸気バルブ３４を大きく押し下げ、この吸気バルブ３４を大きく開弁させる。最大リフト量が最も大きくなり、吸気ポート３２から燃焼室１４に流入する空気の量が最大となる。
【００９１】
バルブ特性の変更に際し、アクチュエータ１０３によってコントロールシャフト１０２を図１１の矢印Ｘ方向へ移動させると、その動きが支持パイプ１０１上のスライダ１１４に伝達されて、このスライダ１１４が回転しながら同方向へ変位する。スライダ１１４の回転により入力アーム１１１および各出力アーム１１２，１１３に対し、互いに逆方向のねじり力が付与され、図１７（Ａ）において想像線で示すように、入力アーム１１１および各出力アーム１１２，１１３の相対位相差が変化する。この相対位相差は、スライダ１１４の矢印Ｘ方向への変位量が大きくなるほど小さくなる。
【００９２】
吸気カム４３のベース円部４３ａが、仲介駆動機構１１０のローラ１１７に接触するときに、出力アーム１１２，１１３のベース円部１２１についてロッカアーム７１のローラ７２との接触箇所がノーズ１２２から遠ざかる。このため、出力アーム１１２，１１３が揺動しても、しばらくはロッカアーム７１のローラ７２はノーズ１２２のカム面１２２ａに接触することなくベース円部１２１に接触し続ける。
【００９３】
その後、カム面１２２ａがローラ７２を押し下げて、ラッシュアジャスタ７３のプランジャ７３ｂの頭部を支点としてロッカアーム７１を下方へ揺動させるが、ローラ７２が当初、ノーズ１２２から離れている分、カム面１２２ａの使用範囲が小さくなる。その結果、ロッカアーム７１の揺動角度が小さくなる。こうして、吸気バルブ３４は、最大時よりも小さな作用角にて吸気ポート３２を開放状態にする。吸気バルブ３４の開弁にともない吸気ポート３２から燃焼室１４に流入する空気量は、スライダ１１４の矢印Ｘ方向への変位量に応じて少なくなる。
【００９４】
このように、アクチュエータ１０３によりコントロールシャフト１０２を通じてスライダ１１４の軸方向の位置を調整することによって、スライダ１１４に対する入力アーム１１１および出力アーム１１２，１１３の軸方向の相対位置を変化させることが可能であり、図１３に示すように、吸気カム４３の作用角および吸気バルブ３４の最大リフト量を連続的に調整することが可能である。
【００９５】
以上より、次のような効果が得られる。
【００９６】
すなわち、従来のシリンダヘッドに相当するものを、シリンダヘッド本体３１と、カムキャリア（第１カムキャリア４１および第３カムキャリア８１）とに分割している。シリンダヘッド本体３１に、吸・排気バルブ３４，３５、バルブスプリング３８等を組み付けることによって、メインアッセンブリ３０を構成している。第１カムキャリア４１に、吸・排気カムシャフト４２，４４を回転可能に支持することによって、サブアッセンブリ４０Ａを構成する一方で、第３カムキャリア８１に、吸・排気カムシャフト４２，４４等に加え、バルブ特性可変装置１００を組み込むことによって、サブアッセンブリ４０Ｃを構成している。また、サブアッセンブリ４０Ａに、直動式のバルブ開閉機構を設ける一方で、サブアッセンブリ４０Ｃに、ロッカアーム式のバルブ開閉機構を設けるようにしている。そして、シリンダヘッド本体３１を含むメインアッセンブリ３０を共用しつつ、バルブ特性の可変機能の要否に応じて、２種類のサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｃの一方を選び、メインアッセンブリ３０に取り付けることによって、シリンダヘッド２０Ａまたはシリンダヘッド２０Ｃを製造するようにしている。
【００９７】
したがって、上述のようにメインアッセンブリ３０を共用化することで、より少ない部品を変更するだけで、バルブ特性の可変機能を有しないシリンダヘッド２０Ａを製造することも、有するシリンダヘッド２０Ｃを製造することもできる。その結果、シリンダヘッド２０Ａ，２０Ｃの製造設備（工場、機械等）を新たに増設するための投資を抑制し、ひいては、シリンダヘッド２０Ａ，２０Ｃのコスト低減を図ることが可能となる。
【００９８】
また、バルブ開閉機構としては、直動式のバルブ開閉機構のほうがロッカアーム式のバルブ開閉機構に比べて安価である。したがって、上述したように、バルブ特性の可変機能が不要な場合には、バルブ開閉機構として直動式のバルブ開閉機構を採用することによって、バルブ特性の可変機能を有しないシリンダヘッドをより安価に製造することができる。
【００９９】
以上の２つの例では、シリンダヘッドとして、２種類のシリンダヘッドが設定される場合に、シリンダヘッドのメインアッセンブリを共用化することについて述べたが（図１、図９参照）、３種類以上のシリンダヘッドが設定される場合にも、同様に適用することが可能である。
【０１００】
一例を挙げれば、図１８に示すように、シリンダヘッドとして、３種類のシリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設定することができる。図１８（Ａ）に示すシリンダヘッド２０Ａは、上述した例の図１（Ａ）、図９（Ａ）に示すものと同様の構成である。図１８（Ｂ）に示すシリンダヘッド２０Ｂは、上述した例の図１（Ｂ）に示すものと同様の構成である。図１８（Ｃ）に示すシリンダヘッド２０Ｃは、上述した例の図９（Ｂ）に示すものと同様の構成である。
【０１０１】
このように、いずれのシリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにも共用されるメインアッセンブリ３０とともに、シリンダヘッドを構成するサブアッセンブリとして、３種類のサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃが予め用意されている。そして、吸気バルブ３４のバルブ特性の可変機能の要否、および、シリンダヘッドに設けられるバルブ開閉機構に応じて、３種類のサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃのいずれかが選ばれる。選ばれたサブアッセンブリ４０Ａ，４０Ｂ、４０Ｃのいずれかが、図５に示すメインアッセンブリ３０に取り付けられる。
【０１０２】
具体的には、バルブ特性の可変機能が必要な場合には、サブアッセンブリとして、図１２に示すサブアッセンブリ４０Ｃが選ばれる。
【０１０３】
これに対し、バルブ特性の可変機能が不要な場合には、サブアッセンブリとして、図４に示すサブアッセンブリ４０Ａ、または、図８に示すサブアッセンブリ４０Ｂが選ばれる。ここで、バルブ開閉機構として、直動式のものが採用される場合には、図４に示すサブアッセンブリ４０Ａが選ばれる。一方、バルブ開閉機構として、ロッカアーム式のものが採用される場合には、図８に示すサブアッセンブリ４０Ｂが選ばれる。
【０１０４】
そして、上述のようにメインアッセンブリ３０を共用化することで、より少ない部品の変更を行うのみで、様々なタイプのシリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに対応することができるので、シリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの製造設備（工場、機械等）を新たに増設するための投資を抑制し、ひいては、シリンダヘッド２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのコスト低減を図ることができる。
【０１０５】
以上の例では、バルブ特性可変装置１００を吸気バルブ３４にのみ設けるようにしているが、これに限られることなく、バルブ特性可変装置１００を排気バルブ３５にも同様に設けることが可能である。さらに、バルブ特性可変装置１００を吸・排気バルブ３４，３５の双方に設けることも可能である。
【０１０６】
また、バルブ特性可変装置１００に加えて、バルブタイミング可変装置をシリンダヘッドに設けることも可能である。この場合には、バルブ特性可変装置をサブアッセンブリに設けることができ、吸気カムシャフト４２とそのスプロケットとの間に配置することができる。
【０１０７】
また、以上では、直列４気筒ガソリンエンジンのシリンダヘッドに本発明を適用した例について説明したが、これに限られることなく、例えば、６気筒等の任意の気筒数のガソリンエンジンのシリンダヘッドにも同様に適用することができる。さらに、ガソリンエンジンに限られず、ディーゼルエンジン等の他の内燃機関のシリンダヘッドについても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明を適用するシリンダヘッドの一実施形態を示す概略図である。
【図２】図１（Ａ）のシリンダヘッドが組み付けられたエンジンの部分縦断面図である。
【図３】図１（Ａ）のシリンダヘッドが組み付けられたエンジンの平面図である。
【図４】図２におけるサブアッセンブリの縦断面図である。
【図５】図２におけるメインアッセンブリの部分縦断面図である。
【図６】図１（Ｂ）のシリンダヘッドが組み付けられたエンジンの部分縦断面図である。
【図７】図１（Ｂ）のシリンダヘッドが組み付けられたエンジンの平面図である。
【図８】図７におけるサブアッセンブリの縦断面図である。
【図９】本発明を適用するシリンダヘッドの他の実施形態を示す概略図である。
【図１０】図９（Ｂ）のシリンダヘッドが組み付けられたエンジンの部分縦断面図である。
【図１１】図９（Ｂ）のシリンダヘッドが組み付けられたエンジンの平面図である。
【図１２】図１０におけるサブアッセンブリの縦断面図である。
【図１３】バルブ特性可変装置による作用角および最大リフト量の変化態様を示す特性図である。
【図１４】仲介駆動機構を示す斜視図である。
【図１５】仲介駆動機構のスライダ等を示す平面図である。
【図１６】仲介駆動機構を示す断面図である。
【図１７】仲介駆動機構の動作説明図である。
【図１８】本発明を適用するシリンダヘッドの他の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０    シリンダブロック
１１    気筒（シリンダ）
１３    クランクシャフト
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  シリンダヘッド
３０    メインアッセンブリ
３１    シリンダヘッド本体
３４    吸気バルブ
３５    排気バルブ
３８    バルブスプリング
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ  サブアッセンブリ
４１    第１カムキャリア
４２    吸気カムシャフト
４３    吸気カム
４４    排気カムシャフト
４５    排気カム
４６    第１軸受部
５５    バルブリフタ
６１    第２カムキャリア
６２    第２軸受部
７１    ロッカアーム
７２    ローラ
８１    第３カムキャリア
８２    第３軸受部
１００    バルブ特性可変装置
１０１    支持パイプ
１０２    コントロールシャフト
１１０    仲介駆動機構
１１１    入力アーム
１１１ａ  ヘリカルスプライン
１１２，１１３  出力アーム
１１２ｂ，１１３ｃ  ヘリカルスプライン
１１４    スライダ
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ  ヘリカルスプライン
【図１】
2007205299.tif 000003
【図２】
2007205299.tif 000004
【図３】
2007205299.tif 000005
【図４】
2007205299.tif 000006
【図５】
2007205299.tif 000007
【図６】
2007205299.tif 000008
【図７】
2007205299.tif 000009
【図８】
2007205299.tif 000010
【図９】
2007205299.tif 000011
【図１０】
2007205299.tif 000012
【図１１】
2007205299.tif 000013
【図１２】
2007205299.tif 000014
【図１３】
2007205299.tif 000015
【図１４】
2007205299.tif 000016
【図１５】
2007205299.tif 000017
【図１６】
2007205299.tif 000018
【図１７】
2007205299.tif 000019
【図１８】
2007205299.tif 000020