(57)【要約】【課題】エンジンカバーを複数のカムホルダに締結したときに、アクチュエータの駆動部と開弁改特性制御部材の被駆動部との相対位置にずれが生じることを抑制する。【解決手段】バルブ２を摺動可能に保持した直列４気筒エンジンのシリンダヘッド１の上面に、カムシャフト４を回転自在に保持する５つのカムホルダ１１を設け、カムホルダ１１の上面にエンジンカバー１３を配置してボルトＢ１で締結し、エンジンカバー１３上に電動モータ１４を取付け、その出力軸に嵌着するドライブギヤ１４ａを開弁特性可変機構１８のドリブンギヤ２０に係合させ、電動モータ１４の駆動によってバルブ２の開弁特性を変化させる開弁特性可変型エンジンにおいて、エンジンカバー１３のカムホルダ１１に対する位置決めを行うノックピン４１を、シリンダ列方向においてドリブンギヤ２０と隣接するセンタカムホルダ１１ｃに配置する。【選択図】図５
2009257145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダが直列に配置されたシリンダブロックに締結されるとともに、バルブを摺動可能に保持したシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドに設けられ、バルブ駆動用のカムを有するカムシャフトを回転自在に保持する複数のカムホルダと、
前記バルブと前記カムとの間に配置され、被駆動部を有する開弁特性制御部材と、
前記カムホルダの前記シリンダヘッドと離反する側に配置されたエンジンカバーと、
前記エンジンカバーの前記カムホルダに対する位置決めを行う位置決め手段と、
前記エンジンカバーを前記カムホルダに締結する締結手段と、
前記エンジンカバーに取付けられ、前記被駆動部に係合する駆動部を有するアクチュエータと
を備え、
前記アクチュエータの駆動により、前記バルブの開弁特性を変化させる開弁特性可変型内燃機関であって、
前記位置決め手段が、前記シリンダ列方向において前記開弁特性制御部材の被駆動部と隣接する位置に配置されたことを特徴とする開弁特性可変型内燃機関。
【請求項２】
前記開弁特性制御部材の被駆動部は、前記シリンダ列方向における中央近傍に配置され、
前記位置決め手段は、前記被駆動部に隣接するカムホルダに形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の開弁特性可変型内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開弁特性可変型内燃機関に係り、詳しくは、ばね力の大きなロストモーションスプリングを採用することなく、バルブジャンプやバルブバウンスの効果的な抑制等を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
４サイクルガソリンエンジン（以下、単にエンジンと記す）では、出力および燃費の向上や有害排出ガス成分の低減等を図るべく、種々の開弁特性可変機構を搭載したものが多くなっている。開弁特性可変機構としては、運転状況に応じて低速型カムと高速型カムとを切り換えるものが従来より存在するが、近年では過渡特性の更なる向上やスロットルレス化等を実現すべく、カム位相とバルブリフトとを個別に可変制御するものが主流となってきている。
【０００３】
バルブリフトの可変制御に供されるバルブリフト可変装置としては、コントロールシャフトの回転位置に応じて弁体の開弁特性を変化させるバルブリフト可変機構において、コントロールシャフトを駆動する電動アクチュエータをエンジン上部のコントロールシャフト中央の位置に設置し、電動アクチュエータの駆動力を伝達するウォームホイルと、コントロールシャフトに設けられた平歯ギヤに噛み合う平歯ギヤとが、コントロールシャフトの軸方向中央付近の同一平面内に配置されたバルブリフト可変装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、支持部材に旋回自在に支持されたコントロールシャフトをアクチュエータで旋回駆動することによってバルブの開弁特性を変化させる開弁特性可変型内燃機関において、アクチュエータをコントロールシャフトの軸線と平行に配置し、アクチュエータの駆動部を、コントロールシャフトの軸方向について２分した各中央に配置したものが本出願人によって提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
コントロールシャフトを駆動するこれらアクチュエータは通常、カムシャフトを支持する複数のカムホルダ上に、これらを連結してエンジンの上部を覆うように締結されたエンジンカバー上に設置される。一方、エンジンカバーのエンジン部材への取付けを容易にするために、位置決め部と基準固定部とをエンジンカバーに設け、基準固定部が対応するエンジン部材の被固定部に仮取付された状態で、基準固定部を中心として位置決め部がエンジン部材に当接するまでエンジンカバーを回動させてエンジンカバーの位置決めを行うエンジンカバーの取付構造が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−２４８８７４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６２９０５号公報
【特許文献３】特開２００５−２９０９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の開弁特性可変型内燃機関では、エンジンカバーをカムホルダに締結する際には、複数のカムホルダのうち、両端に位置するカムホルダの対角となる位置に２つの位置決め手段を設け、エンジンカバーのカムホルダに対する相対移動を規制した上でエンジンカバーの締結が行われていた。しかしながら、このような締結手法を採ると、各部材の製造誤差や組付け誤差により、エンジンカバーに取付けられるアクチュエータの駆動部と、アクチュエータによって駆動される開弁改特性制御部材の被駆動部との相対位置に誤差が生じ、組付けが困難になる虞があった。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、エンジンカバーを複数のカムホルダに締結したときに、アクチュエータの駆動部と開弁改特性制御部材の被駆動部との相対位置にずれが生じることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のシリンダが直列に配置されたシリンダブロックに締結されるとともに、バルブを摺動可能に保持したシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに設けられ、バルブ駆動用のカムを有するカムシャフトを回転自在に保持する複数のカムホルダと、前記バルブと前記カムとの間に配置され、被駆動部を有する開弁特性制御部材と、前記カムホルダの前記シリンダヘッドと離反する側に配置されたエンジンカバーと、前記エンジンカバーの前記カムホルダに対する位置決めを行う位置決め手段と、前記エンジンカバーを前記カムホルダに締結する締結手段と、前記エンジンカバーに取付けられ、前記被駆動部に係合する駆動部を有するアクチュエータとを備え、前記アクチュエータの駆動により、前記バルブの開弁特性を変化させる開弁特性可変型内燃機関において、前記位置決め手段が、前記シリンダ列方向において前記開弁特性制御部材の被駆動部と隣接する位置に配置されるように構成する。
【０００９】
上記構成の開弁特性可変型内燃機関においては、前記開弁特性制御部材の被駆動部が、前記シリンダ列方向における中央近傍に配置され、前記位置決め手段が、前記被駆動部に隣接するカムホルダに形成されるように構成するとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジンカバーが複数のカムホルダに締結されても、位置決め手段がシリンダ列方向において開弁特性制御部材の被駆動部と隣接する位置に配置されていることにより、各部材の製造誤差や組み付け誤差によるアクチュエータ駆動部と開弁特性制御部材被駆動部の相対位置ずれを縮小することができる。したがって、駆動部が開弁改特性制御部材被駆動部に係合した状態にして、容易にアクチュエータをエンジンカバーに取付けることができる。また、組付けた駆動部が運転時に被駆動部から脱落するようなことも防止できる。
【００１１】
また、開弁特性制御部材の被駆動部がシリンダ列方向における中央近傍に配置され、位置決め手段が被駆動部に隣接するカムホルダに形成されることにより、開弁特性制御部材の駆動力伝達軸の撓みや捩じれが抑制され、駆動力伝達軸の変位に応じた各シリンダ間のバルブリフト量の差を縮小できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態とその一部変形例とを詳細に説明する。
【００１３】
≪実施形態の構成≫
図１は本発明によるエンジンの上部を示す斜視図であり、図２は本発明によるエンジンの開弁特性可変機構１８の要部を示す斜視図であり、図３および図４は本発明によるエンジンの開弁特性可変動作状況を示す縦断面図である。
【００１４】
このエンジン（開弁特性可変型内燃機関）は、自動車に搭載される直列４気筒エンジンであり、シリンダヘッド１には、各気筒ごとに２つずつの排気用のバルブ２が摺動可能に保持され、このバルブ２を駆動する動弁機構として、カム３を備えたカムシャフト４と、バルブ２とカム３との間に介装されたロッカアーム６と、バルブ２を閉鎖方向に常時付勢するバルブスプリング７とが設けられている。
【００１５】
なお、図示しないが、吸気側にも、各気筒ごとに２つずつの吸気用のバルブが設けられると共に、このバルブを駆動する動弁機構として、カムシャフト、ロッカアーム、及びバルブスプリングが設けられる。
【００１６】
カムシャフト４は、ボルトＢ２によって一体に締結されたカムホルダ１１によって回転自在に支持される。このカムホルダ１１は、各気筒ごとの動弁室を仕切るように設けられており、ボルトＢ２によってシリンダヘッド１の上面に締結固定される。
【００１７】
このエンジンには、バルブ２のリフト量を可変制御する開弁特性可変機構１８が搭載されている。この開弁特性可変機構１８では、エンジンカバー１３の上面に設置された電動モータ（アクチュエータ）１４により、減速ギヤ機構１９（図３参照）を介して、各気筒ごとに設けられたリンク機構１５を連動動作させるギヤ１７を備えた駆動力伝達軸たるギヤシャフト１６が回転駆動される。このギヤシャフト１６もカムホルダ１１によって回転自在に支持されている。電動モータ１４およびギヤシャフト１６は共に、その軸心がカムシャフト４の軸心と平行となるように配置されている。エンジンカバー１３は、エンジン上部を覆うように、ボルトＢ１（締結手段）によって複数のカムホルダ１１の上面に締結固定される。
【００１８】
開弁特性可変機構１８を構成するリンク機構１５は、図２に示すように、カムホルダ１１に回動可能に支持されたギヤリンク２１と、このギヤリンク２１に揺動可能に保持されると共に、遊端側をカム３及びロッカアーム６間に介装されたローラリンク２２とを有しており、ギヤリンク２１の回動に伴うローラリンク２２の揺動支点の変位に応じてバルブ２のリフト量を変化させるようになっている。
【００１９】
ギヤリンク２１は、カムホルダ１１に設けられた支軸２３周りに回動するアーム部２４と、このアーム部２４の遊端側から周方向に延出されて、ギヤシャフト１６のギヤ１７（図１参照）に噛み合うギヤ部２５とを有しており、電動モータ１４の駆動力により回動動作する。またアーム部２４の遊端側の側面には、ローラリンク２２を揺動可能に保持する軸受け部２６が軸方向に突出した状態で形成されている。ギヤリンク２１のギヤ部２５とカムホルダ１１とは軸方向に対向する面で摺動可能に当接している。
【００２０】
ローラリンク２２は、ギヤリンク２１の軸受け部２６に嵌合して揺動支点となる支軸部２７が両端に設けられた基部２８と、この基部２８から延出された１対のアーム部２９とを有している。アーム部２９の先端には、カムシャフト４のカム３に転接するローラ３１と、ロッカアーム６のスリッパ面３３に転接するローラシャフト３２とを有している。
【００２１】
ロッカアーム６は、カムホルダ１１に保持されたロッカシャフト３４に回転自在に支持される基部３５と、この基部３５から延出された１対のアーム部３６とを有しており、この１対のアーム部３６にはそれぞれ、図３に示すように、バルブ２のステムエンド３７を押圧するチップ部３８の位置を調整するアジャストスクリュ３９が設けられている。
【００２２】
このように構成された開弁特性可変機構１８においては、ギヤシャフト１６の回動に伴って、ギヤリンク２１が、支軸２３（図２参照）を中心にして回動し、これに伴ってローラリンク２２の揺動支点となる軸受け部２６が変位し、このギヤリンク２１の回動角度位置（リンク角）に応じて、バルブ２のリフト量を無段階に調整することができる。
【００２３】
アイドル運転時等にバルブリフトを低減させる場合には、ギヤリンク２１を図３に示す最小リフト位置（例えばリンク角＝０度）とし、この場合、ローラリンク２２の揺動支点となる軸受け部２６が、カムシャフト４の上方に位置し、カム３によってローラ３１が押し下げられても、矢印で示すようにローラ３１がスリッパ面３３に沿って転動することで、ロッカアーム６の揺動量（すなわち、バルブ２のリフト量）が小さくなる。
【００２４】
一方、高負荷運転時等にバルブリフトを増大させる場合には、ギヤリンク２１を図４に示す最大リフト位置（例えばリンク角＝６０度）とし、この場合、ローラリンク２２の揺動支点となる軸受け部２６が、カムシャフト４の側方に位置し、カム３によってローラ３１が押し下げられると、スリッパ面３３に沿った転動が殆ど起こらないことから、ロッカアーム６の揺動量が大きくなり、バルブ２のリフト量も大きくなる。
【００２５】
減速ギヤ機構１９は、図３に示すように、電動モータ１４の出力軸に嵌着されたドライブギヤ１４ａ（駆動部）が歯合するドリブンギヤ２０（被駆動部）と、ギヤリンク２１のギヤ部２５に歯合するギヤ１７とを含む多段ギヤ列であり、ドリブンギヤ２０およびギヤ１７の間に複数のギヤが歯合することによって構成されている。この構成により、電動モータ１４の回転が比較的大きな減速比をもってギヤリンク２１に伝達されるようになり、発生トルク小さな小型の電動モータ１４の採用が可能となっている。また、電動モータ１４をエンジンカバー１３上の比較的低い位置に設置できるため、エンジンの重心や全高が低くなってエンジンの搭載性が向上している。
【００２６】
図５は、エンジンカバー１３が取り外された状態における本発明によるエンジンの平面図である。同図に示すように、直列に並んだ５つのカムホルダ１１のうち、中央に配置されたセンタカムホルダ１１ｃの側面には、減速ギヤ機構１９のドリブンギヤ２０と、ドリブンギヤ２０に歯合する電動モータ１４のドライブギヤ１４ａとが近接配置されている。
【００２７】
カムホルダ１１の上面には、ボルト孔Ｎ１が複数形成されており、これらボルト孔Ｎ１にボルトＢ１が螺合することにより、エンジンカバー１３がカムホルダ１１に締結される。そしてセンタカムホルダ１１ｃの上面には、位置決め用に円筒状のノックピン孔Ｎ１’（位置決め手段）が両端近傍に形成されている。すなわち、ノックピン４１がシリンダ列方向において開弁特性可変機構１８の被駆動部たるドリブンギヤ２０と隣接する位置に配置されている。
【００２８】
エンジンカバー１３のカムホルダ１１への取付に際しては、図３に示すように、センタカムホルダ１１ｃに形成された２つのノックピン孔Ｎ１’にそれぞれノックピン４１（位置決め手段）を挿入し、エンジンカバー１３の下面に形成されたノックピン孔Ｎ１’にノックピン４１を挿入さることにより、エンジンカバー１３のカムホルダ１１に対する相対位置を決定した上で、ボルトＢ１でカムホルダ１１に締結する。そして、電動モータ１４のエンジンカバー１３への取付に際しては、同様に、エンジンカバー１３の上面に形成されたノックピン孔Ｎ２’にノックピン４２を挿入し、電動モータ１４の下面に形成されたノックピン孔Ｎ２’にノックピン４２を挿入させることにより、電動モータ１４のエンジンカバー１３に対する相対位置を決定する。
【００２９】
≪実施形態の作用効果≫
上記構成のエンジンにおいては、エンジンカバー１３をカムホルダ１１に締結する際に、ノックピン４１がシリンダ列方向において開弁特性可変機構１８のドリブンギヤ２０と隣接する位置に配置されているため、カムホルダ１１等、各部材の製造誤差や組み付け誤差によって電動モータ１４のドライブギヤ１４ａと開弁特性可変機構１８のドリブンギヤ２０との相対位置に生ずるずれを小さくすることができる。したがって、ドライブギヤ１４ａをドリブンギヤ２０係合させた状態で、容易に電動モータ１４をエンジンカバー１３に組付けることができる。また、組付けたドライブギヤ１４ａは、ドリブンギヤ２０に対する位置ずれが小さいため、運転時にギヤ同士の歯合が解除することも防止される。
【００３０】
また、開弁特性可変機構１８のドリブンギヤ２０がシリンダ列方向における中央に配置されたセンタカムホルダ１１ｃに近接配置され、ノックピン４１がこのセンタカムホルダ１１ｃに形成されているため、ギヤシャフト１６の撓みや捩じれが抑制され、ギヤシャフト１６の変位に応じた各シリンダ間のバルブリフト量の差が縮小化される。
【００３１】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は本発明を排気バルブ側のリフト量のみを可変制御する直列４気筒ＤＯＨＣガソリンエンジンに適用したものであるが、吸気バルブ側のリフト量も可変制御するものや、Ｖ型エンジンやＳＯＨＣエンジン、ディーゼルエンジン等にも当然に適用可能である。また、上記実施形態では電動モータのドライブギヤが減速機構を介してギヤシャフトを駆動するが、ドライブギヤがギヤシャフトに直接係合する形態であってもよい。また、開弁特性可変機構は上記構成のものに限定されるものではなく、各種構成の機構に適用可能である。その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるエンジンの上部を示す斜視図である。
【図２】開弁特性可変機構の要部を示す斜視図である。
【図３】開弁特性可変動作状況を示す縦断面図である。
【図４】開弁特性可変動作状況を示す縦断面図である。
【図５】本発明によるエンジンの上部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  シリンダヘッド
２  バルブ
３  カム
４  カムシャフト
１１  カムホルダ
１１ｃ  センタカムホルダ
１３  エンジンカバー
１４  電動モータ（アクチュエータ）
１４ａ  ドライブギヤ（駆動部）
１６  ギヤシャフト
１８  開弁特性可変機構
１９  減速ギヤ機構
２０  ドリブンギヤ（被駆動部）
４１  ノックピン（位置決め手段）
Ｂ１  ボルト（締結手段）
Ｎ１’  ノックピン孔（位置決め手段）
【図１】
2009257145.tif 000003
【図２】
2009257145.tif 000004
【図３】
2009257145.tif 000005
【図４】
2009257145.tif 000006
【図５】
2009257145.tif 000007