JP2008051084A - エンジンの可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの可変動弁装置において、駆動シャフトに偏心カム部材を一体に構成した場合に、オフセットリンク部材の組付け性を向上すること。
【解決手段】気筒列の中央側に位置する気筒に対応する偏心カム部材及びオフセットリンク部材の挿入孔の直径が、気筒列の端部側に位置する気筒に対応する偏心カム部材及びオフセットリンク部材の挿入孔の直径よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明はバルブリフト特性を変更可能なエンジンの可変動弁装置に関する。

エンジンの可変動弁装置として、クランクシャフトの回転に同期して回転する駆動シャフトの偏芯カムの偏心回転運動を揺動カム部材の揺動運動に変換するリンク機構を備え、リンク機構の動作位置を強制的に変位させることにより、揺動カム部材の揺動角範囲を変更し、これによりバルブのリフト量を変化させるものが種々開発されている。特許文献１に記載の可変動弁装置もその一例である。

特開２００５−６９０４３号公報

ここで、特許文献１に記載されたような可変動弁装置では、リンク機構の部品点数が多く、しかも、各気筒毎のバルブの位相差を考慮して組み立てる必要があるため、その組立て作業が必ずしも容易ではない。組立て誤差がバルブの位相差に影響しないようにするためには当該位相差を影響を及ぼす構成を駆動シャフトに予め一体化しておく方策が考えられる。

例えば、特許文献１に記載の可変動弁装置のような構成の場合、偏芯カム部材を駆動シャフト（カムシャフト）と一体成型することが挙げられる。しかし、この構成の場合、偏心カム部材に外嵌めされるオフセットリンク部材の組付け性が問題となる。つまり、気筒列の中央側に位置する偏心カム部材に外嵌めされるオフセットリンク部材は、駆動シャフトの端部から駆動シャフトを挿通させて偏心カム部材へ到達することになるが、その途中で気筒列の端部側に位置する偏心カム部材を通過しなければならない。偏心カム部材とオフセットリンク部材の挿入孔とのクリアランスはシビアに設定されることから、この作業には作業者の注意力を必要とし、作業効率を低下させる原因となる。

従って、本発明の目的は、駆動シャフトに偏心カム部材を一体に構成した場合に、オフセットリンク部材の組付け性を向上することにある。

本発明によれば、３気筒以上の気筒を有するエンジンのクランクシャフトと同期して回転する、前記エンジンの気筒列の方向と平行に延びた、駆動シャフトと、各気筒毎に前記駆動シャフトに一体に設けられた、断面が円形の偏心カム部材と、各気筒毎に設けられ、前記駆動シャフトが挿通する挿通孔を有すると共に前記駆動シャフトを軸として揺動自在に設けられ、その揺動運動により各気筒のバルブをリフトさせる揺動カム部材と、各気筒毎に設けられ、前記偏心カム部材が回転自在に挿入される挿入孔を有するオフセットリンク部材を有し、前記駆動シャフトの回転による前記偏芯カム部材の偏心回転運動を、前記揺動カム部材の前記揺動運動に変換するリンク機構と、を備え、前記揺動カム部材の揺動角範囲を変化させることにより、前記バルブのリフト特性を変化させるエンジンの可変動弁装置において、各気筒の、前記駆動シャフトに対する前記偏心カム部材の偏心量が同じである一方、前記気筒列の中央側に位置する気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記オフセットリンク部材の前記挿入孔の直径が、前記気筒列の端部側に位置する気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記オフセットリンク部材の前記挿入孔の直径よりも大きいことを特徴とするエンジンの可変動弁装置が提供される。

この構成によれば、前記気筒列の中央側に位置する気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記挿入孔の直径が、前記気筒列の端部側に位置する気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記挿入孔の直径よりも大きいので、前記中央側に位置する気筒に対応する前記オフセットリンク部材を、前記端部側に位置する前記偏心カム部材を通過させる際、よりスムーズに通過させることができる。また、各気筒の、前記駆動シャフトに対する前記偏心カム部材の偏心量が同じであり、前記偏心カム部材及び前記挿入孔の直径を変えるだけであるので、各気筒毎の前記揺動カム部材の揺動運動は均一にすることができる。

なお、本発明において、３気筒以上の気筒を有するエンジンとは、クランクシャフトと平行に並んだ３気筒以上の気筒を有するエンジンを意味し、直列多気筒エンジンの他、片バンクに３気筒以上の気筒が同方向に並んだＶ型多気筒エンジン等も含まれる。

本発明においては、前記可変動弁装置が直列４気筒エンジンの可変動弁装置であり、前記気筒列の中央側に位置する２つの気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記挿入孔の直径が同じであり、前記気筒列の端部側に位置する２つの気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記挿入孔の直径が同じである構成を採用できる。

この構成によれば、中央の２気筒に対応する前記オフセットリンク部材と、端部の２気筒に対応する前記オフセットリンク部材と、をそれぞれ共通化でき、前記挿入孔の直径が異なる前記オフセットリンク部材の種類をより少なく（２種）にすることができる。

また、本発明においては、前記オフセットリンク部材は、前記挿入孔の周壁部が前記偏心カム部材の側面と面一に構成されており、前記駆動シャフトは、前記偏心カム部材と前記駆動シャフトとの境界部分に周設された溝部を有し、前記溝部には前記オフセットリンク部材のスラスト規制を行なうスナップリングが嵌合している構成を採用できる。

この構成によれば、前記オフセットリンク部材のスラスト規制を小スペースで行なうことができる。

以上述べた通り、本発明によれば、駆動シャフトに偏心カム部材を一体に構成した場合に、オフセットリンク部材の組付け性を向上することができる。

図１は本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置Ａと、動弁装置Ｂとの全体構成を示す図、図２は可変動弁装置Ａの部分分解斜視図である。本実施形態では直列４気筒エンジンへの適用例を想定し、可変動弁装置Ａは吸気バルブ１用、動弁装置Ｂは排気バルブ２用である。また、本実施形態においては吸気バルブ１、排気バルブ２はそれぞれ２バルブであり、４バルブのダブルオーバヘッドカム方式である。

なお、本実施形態では本発明を吸気バルブ用の動弁装置に適用した例を例示するが、排気用バルブ用の動弁装置或いは吸気バルブ及び排気バルブの双方の動弁装置に適用することもできる。また、本書においてエンジン後方側とはエンジンの出力側（クランクシャフトが変速機と接続される側）をいい、エンジン前方側とはクランクシャフトから後述するカムシャフトや駆動シャフトへの動力伝達機構が配される側をいう。また、各気筒を個別に指す場合はエンジン前方側から数えた番号により指し、例えば、１番目の気筒は＃１と示す。

＜可変動弁装置Ａ＞
可変動弁装置Ａはエンジンのクランクシャフト（不図示）と同期して回転する駆動シャフト１０を備える。駆動シャフト１０は、エンジンの気筒列方向（不図示のクランクシャフトの軸方向）と平行に延び、例えばチェーン伝動機構を介してクランクシャフトからの回転力が伝達されてクランクシャフトと同期して回転する。

駆動シャフト１０には、駆動シャフト１０の回転により回転（偏心回転運動）する偏心カム部材２０が設けられている。偏心カム部材２０はその断面が円形の円柱形状をなし、その中心（円形の断面の中心）は、駆動シャフト１０の軸心からずれている。偏心カム部材２０は各気筒毎に１ずつ、合計４つ設けられており、本実施形態の場合、各偏心カム部材２０は駆動シャフト１０と一体に形成されている。偏心カム部材２０を駆動シャフト１０と一体に形成することにより、可変動弁装置Ａの組立て誤差がバルブの位相差に影響しないようにすることができる。

駆動シャフト１０と偏芯カム部材２０とは、例えば鋳造によりこれらが一体化された一次成型品を作成した後、機械加工により仕上げられる。本実施形態において各偏心カム部材２０は９０度の位相差を持って駆動シャフト１０に形成されている。

駆動シャフト１０には、駆動シャフト１０を軸として揺動自在に設けられ、その揺動運動により吸気バルブ１をリフトさせてその開閉動作を行なう揺動カム部材３０が各気筒毎に１つずつ、合計４つ設けられている。揺動カム部材３０はカム部３１、３２とカム部３１、３２間を接続する円筒部３３と、駆動シャフト１０が挿通する貫通孔である挿通孔３４と、を備える。カム部３１、３２のうち、カム部３１には後述する連結リンク部材５０の連結ピン５１ａが挿入される孔３１ａが形成されている。

カム部３１及び３２は、揺動カム部材３０に対応する気筒の２つの吸気バルブ１にそれぞれ対応し、その周面の一部が各吸気バルブ１毎のロッカーアーム３のローラ３ａに当接する。

ここで、本実施形態の場合、偏心カム部材２０が駆動シャフト１０に一体に形成されているため、駆動シャフト１０の端部から揺動カム部材３０を挿通させたのでは偏心カム部材２０間に揺動カム部材３０を配置することはできない。そこで、本実施形態の場合、揺動カム部材３０は、挿通孔３４の中心線（つまり、駆動シャフト１０の軸心線）を通る平面を境界として２分割されて２つの分割体３０ａ及び３０ｂから構成されている。分割体３０ａ及び３０ｂにより駆動シャフト１０を挟みこむようにして両者を結合することで、偏心カム部材２０間に揺動カム部材３０を配置することができる。図４は揺動カム部材３０の詳細を示す斜視図、図５（ａ）は揺動カム部材３０の分解斜視図である。

円筒部３３のうち、その中央部分の領域はシリンダヘッドに設けられた半割の軸受部５ａ、５ｂに軸支される被軸支部３３ａを構成する。円筒部３３のうち、被軸支部３３ａの両側の領域には合計４つのボス部３５ａ乃至３５ｄが円筒部３３に一体かつ分割体３０ａ及び３０ｂに跨るようにして形成されている。

各ボス部３５ａ乃至３５ｄは被軸支部３３ａよりも挿通孔３４の半径方向に突出するよう形成されており、また、分割体３０ａ及び３０ｂを結合したときに連通する孔３６ａ乃至３６ｄを有している。これらの孔３６ａ乃至３６ｄのうち、分割体３０ａ側の部分はネジ孔となっている。しかして、ボルト３８を孔３６ａ乃至３６ｄに差込み、螺合することで分割体３０ａ及び３０ｂが締結される。

なお、各分割体３０ａ、３０ｂの分割端面にはノックピン（不図示）が挿入される孔３７ａ及び３７ｂが形成されており、これにより分割体３０ａ及び３０ｂの位置決めを行なうことができる。

各ボス部３５ａ乃至３５ｄの側面３５ａ’乃至３５ｄ’は軸受部の側面に当接して揺動カム部材３０のスラスト規制面を構成している。

このように本実施形態では、揺動カム部材３０が２分割されているため、駆動シャフト１０の端部から揺動カム部材３０を組付ける必要がなく、偏心カム部材２０間に揺動カム部材３０を組付けることができる。また、ボス部３５ａ乃至３５ｄの側面３５ａ’乃至３５ｄ’がスラスト規制面を構成することにより、揺動カム部材３０のスラスト規制も図ることができる。こうして揺動カム部材３０の組付け性向上とスラスト規制とを一挙に図ることができる。

ここで、本実施形態ではボス部３５ａ乃至３５ｄを被軸支部３３ａの両側（駆動シャフト１０の軸方向の両側）にぞれぞれ配置している。このため、駆動シャフト１０の軸方向の双方向について、揺動カム部材３０のスラスト規制が図れる。詳細には、側面３５ａ’及び３５ｃ’は駆動シャフト１０の一方の軸方向に、側面３５ｂ’及び３５ｄ’は駆動シャフト１０の他方の軸方向に、揺動カム部材３０が移動することを規制する。

また、ボス部３５ａとボス部３５ｄ、及び、ボス部３５ｂとボス部３５ｃを、それぞれ、挿通孔３４の中心線に対して対称となる位置に配設している。このため、駆動シャフト１０の軸方向の双方向について、揺動カム部材３０のスラスト規制が図れるだけでなく、２つの分割体３０ａ及び３０ｂの締結をより確実にすることができる。

詳細には、例えば、ボス部３５ａとボス部３５ｂのみの構成とした場合、駆動シャフト１０の軸方向の双方向について、揺動カム部材３０のスラスト規制は図れるが、ボス部３５ａとボス部３５ｂの反対側において分割面の締結力がなく、分割体３０ａ及び３０ｂの締結がボス部３５ｃ及びボス部３５ｄを設けた場合よりも劣ることになる。

次に、上記の通り、カム部３１及び３２は、その周面の一部が各吸気バルブ１毎のロッカーアーム３のローラ３ａに当接し、カム面を構成する。このカム面を２つの分割体３０ａ及び３０ｂの分割面が通ると、カム部３１及び３２とローラ３ａとの摺動性が劣る場合がある。

本実施形態では図４に示すように、カム部３１及び３２の周面のうち、領域Ｓ１がカム面を構成し、残りの領域は非カム面である。同図に示すように、２つの分割体３０ａ及び３０ｂの分割面は非カム面を通り、カム面である領域Ｓ１は通らないようにしている。このように構成することで、揺動カム部材３０を上記の通り２分割の構成としても、摺動面となるカム面（Ｓ１）の平滑性を損なうことがなく、摺動性を維持できる。なお、カム部３１及び３２においてカム面（Ｓ１）のプロファイルは同じであり、揺動カム部材３０によりリフトされる２つの吸気バルブ１のリフト動作は同期的に行なわれる。

本実施形態では４つのボス部３５ａ乃至３５ｄを設けたが、２つとすることもできる。図５（ｂ）はボス部を２つとした揺動カム部材３０’の斜視図である。同図において揺動カム部材３０と同様の構成については同じ符号を付し、説明を割愛する。揺動カム部材３０’は揺動カム部材３０のボス部３５ｂ及び３５ｃを省略した構成のものである。

被軸支部３３ａの両側にボス部３５ａと３５ｄとが配設されているので、駆動シャフト１０の軸方向の双方向について、揺動カム部材３０’のスラスト規制が図れる。また、ボス部３５ａとボス部３５ｄは、挿通孔３４の中心線に対して対称となる位置に配設しているので２つの分割体３０ａ及び３０ｂの締結をより確実にすることができる。

次に、図１及び図２に戻り、可変動弁装置Ａの構成を更に説明する。オフセットリンク部材４０は偏心カム部材２０の外径と略同径の挿入孔４０ａを有し、この挿入孔４０ａに偏心カム部材２０が回転自在に挿入される。つまり、オフセットリンク部材４０は偏心カム部材２０に外嵌されることで偏心カム部材２０と連結される。偏芯カム部材２０は駆動シャフト１０の回転に伴い、その外周面がオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの内周面を摺動しながら偏心回転運動を行なうことになる。

図６は偏心カム部材２０とオフセットリンク部材４０との組付け態様を示す分解斜視図である。同図において偏心カム部材２０及びオフセットリンク部材４０の符号に付された（＃１）〜（＃４）は対応する気筒番号を示す。

本実施形態では偏心カム部材２０が駆動シャフト１０に一体に形成されている。従って、オフセットリンク部材４０を偏芯カム部材２０に組付ける際には、まず、気筒列の中央側に位置する気筒＃２及び気筒＃３に対応する偏心カム部材２０（＃２）及び（＃３）にオフセットリンク部材４０（＃２）及び（＃３）を駆動シャフト１０の端部から装着する。

次に、気筒列の端部側に位置する気筒＃１及び気筒＃４に対応する偏心カム部材２０（＃１）及び（＃４）にオフセットリンク部材４０（＃１）及び（＃４）を駆動シャフト１０の端部から装着する。オフセットリンク部材４０（＃１）は駆動シャフト１０のエンジン前方側の端部から装着し、オフセットリンク部材４０（＃４）は駆動シャフト１０のエンジン後方側の端部から装着する。

このようなオフセットリンク部材４０の組みつけの際、オフセットリンク部材４０（＃２）及び（＃３）は、偏芯カム部材２０（＃１）又は（＃４）のいずれか一方を通過させなければならない。偏心カム部材２０とオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａとのクリアランスはシビアに設定されることから、この作業には作業者の注意力を必要とし、作業効率を低下させる原因となる。

そこで、本実施形態では気筒列の中央側に位置する気筒＃２、＃３に対応する偏心カム部材２０（＃２）及び（＃３）及びオフセットリンク部材４０（＃２）及び（＃３）の挿入孔４０ａの直径を、気筒列の端部側に位置する気筒＃１、＃４に対応する偏心カム部材（＃１）及び（＃４）及びオフセットリンク部材４０（＃１）及び（＃４）の挿入孔４０ａの直径よりも大きくしている。図９はその説明図である。

図９において、直径Ｄ１はオフセットリンク部材４０（＃２）及び（＃３）の挿入孔４０ａの直径を、直径Ｄ２は偏心カム部材２０（＃２）及び（＃３）の直径を、直径Ｄ１’はオフセットリンク部材４０（＃１）及び（＃４）の挿入孔４０ａの直径を、直径Ｄ２’は偏心カム部材２０（＃１）及び（＃４）の直径を、それぞれ示している。なお、直径Ｄ１と直径Ｄ２、直径Ｄ１’と直径Ｄ２’は挿入孔４０ａと偏心カム部材２０のクリアランス分（全気筒共通）だけ異なるが、略等しい。

しかして、本実施形態では直径Ｄ１及びＤ２を、直径Ｄ１’及びＤ２’よりも僅かに大きくしている。例えば、直径Ｄ１＝直径Ｄ１’＋１ｍｍ、同様に、直径Ｄ２＝直径Ｄ２’＋１ｍｍである。

このように気筒列の中央側に位置する気筒に対応する偏心カム部材２０及び挿入孔４０ａの直径を相対的に大きくすることで、オフセットリンク部材４０を、端部側に位置する偏心カム部材２０を通過させる際、よりスムーズに通過させることができ、オフセットリンク部材の組付け性を向上することができる。

各偏心カム部材２０とオフセットリンク部材４０は、その直径（偏心カム部材２０の直径、挿入孔４０ａの直径）を変えるだけで他の寸法関係は同じである。例えば、偏心カム部材２０と駆動シャフト１０との中心間距離（駆動シャフト１０に対する偏心カム部材２０の偏心量）Ｌ１は全気筒を通じて同じである。また、挿入孔４０ａと後述する連結ピン４１ａ（及び４１ｂ）との中心間距離Ｌ２も全気筒を通じて同じである。挿入孔４０ａと偏心カム部材２０のクリアランスも上記の通り全気筒共通である。従って、各気筒毎の揺動カム部材３０の揺動運動は均一にすることができ、吸気バルブ１のリフト特性が気筒毎に異なるようなことはない。

ここで、本実施形態のように直列４気筒エンジンの場合、例えば、気筒＃３に対応する偏心カム部材２０及びオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの直径を最も大とし、以下、気筒＃４及び＃２に対応する偏心カム部材２０及びオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの直径を中、気筒＃１に対応する偏心カム部材２０及びオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの直径を小、とする構成も採用可能である。しかし、この場合、３種類のオフセットリンク部材４０を用意する必要があり、部品の種類が増えることになる。

そこで、直列４気筒エンジンの場合、本実施形態のように、気筒列の中央側に位置する２つの気筒＃２、＃３に対応する偏心カム部材２０（＃２）及び（＃３）及びオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａ（＃２）及び（＃３）の直径を同じとし、気筒列の端部側に位置する２つの気筒＃１、＃４に対応する偏心カム部材２０（＃１）及び（＃４）及びオフセットリンク部材４０（＃１）及び（＃４）の挿入孔４０ａの直径を同じとすれば、中央の２気筒＃２、＃３に対応するオフセットリンク部材４０と、端部の２気筒＃１、＃４に対応するオフセットリンク部材４０と、をそれぞれ共通化でき、挿入孔４０ａの直径が異なるオフセットリンク部材４０の種類をより少なく（２種）にすることができる。

図１０は３気筒から６気筒までの直列多気筒エンジンにおける、各気筒毎の偏心カム部材２０及びオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの直径の大小関係の例を示した図である。同図の例では、直列３気筒エンジン及び直列４気筒エンジンの場合、オフセットリンク部材４０の種類は２種、直列５気筒エンジン及び直列６気筒エンジンの場合、オフセットリンク部材４０の種類は３種である。

次に、図６に戻り、本実施形態の場合、オフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの周壁部の幅ｄ１が偏芯カム部材２０の幅ｄ２と同じに設定されており、オフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの周壁部の側面と、偏心カム部材２０の側面とは面一となる。

駆動シャフト１０には、偏心カム部材２０との境界部分に溝部１０ａが周設されており、この溝部１０ａにはスナップリング１０ｂが嵌合する。スナップリング１０ｂは溝部１０ａの嵌合状態において、偏芯カム部材２０の周縁から外方へはみ出す大きさを有しており、これによりオフセットリンク部材４０の駆動シャフト１０の軸方向のスラスト規制を行なうことができる。本実施形態の場合、偏心カム部材２０の両側方において駆動シャフト１０に溝部１０ａが周設されており、それぞれスナップリング１０ｂが嵌合する。よって、オフセットリンク部材４０のスラスト規制を、駆動シャフト１０の軸方向の双方向において行なうことができる。このような構成により、オフセットリンク部材４０のスラスト規制を小スペースで行なうことができる。

次に、図１及び図２に戻り、オフセットリンク部材４０は、挿入孔４０ａの中心から偏心した位置に一対の連結ピン４１ａ及び４１ｂを有する。連結ピン４１ａ及び４１ｂの軸心は駆動シャフト１０の軸心と平行であり、連結ピン４１ａはオフセットリンク部材４０の一方の側面から突出し、連結ピン４１ｂはオフセットリンク部材４０の他方の側面から突出している。

連結ピン４１ａには連結リンク部材５０の一方端部に形成された孔５１ｂが挿入される。連結リンク部材５０は、孔５１ｂに対する連結ピン４１ａの挿入によりオフセットリンク部材４０と連結され、連結ピン４１ａに回動自在に支持される。連結リンク部材５０の他方端部には連結ピン５１ａが形成されている。

連結ピン５１ａの軸心は駆動シャフト１０の軸心と平行であり、連結ピン５１ａには揺動カム部材３０の孔３１ａが挿入される。連結リンク部材５０は、孔３１ａに対する連結ピン５１ａの挿入により揺動カム部材３０と連結され、揺動カム部材３０に対しても回動自在に支持されると共に、オフセットリンク部材４０と揺動カム部材３０とを連結する。

次に、オフセットリンク部材４０の連結ピン４１ｂには連結リンク部材６０の一方端部に形成された孔６０ａが挿入される。連結リンク部材６０は、孔６０ａに対する連結ピン４１ｂの挿入によりオフセットリンク部材４０と連結され、連結ピン４１ｂに回動自在に支持される。連結リンク部材６０の他方端部には孔６０ｂが形成されている。孔６０ｂには制御アーム部材７０に形成された連結ピン７０ａが挿入される。

制御アーム部材７０は各気筒毎に１つずつ、合計４つ設けられている。制御アーム部材７０は制御シャフト８０に取り付けられており、制御シャフト８０の回転により回動する。制御シャフト８０、連結ピン７０ａの軸心は駆動シャフト１０の軸心と平行である。本実施形態では制御アーム部材７０と駆動シャフト１０とを別体としているが一体に構成してもよい。

制御シャフト８０のエンジン前方側端部にはウォームホイール８１が取り付けられている。ウォームホイール８１は電動モータ９０の出力軸に取り付けられたドライブ軸９１に形成されたウォームギヤ９１ａと噛合する。電動モータ９０はその出力軸が制御シャフト８０と直交する方向に配設され、従ってドライブ軸９１の軸方向も制御シャフト８０と直交する。

電動モータ９０の回転力はウォームギヤ９１ａ及びウォームホイール８１により構成される動力伝達機構を介して制御シャフト８０に伝達され、制御シャフト８０を回転させる。本実施形態では制御シャフト８０の駆動アクチュエータとして電動モータ９０を用いたが、他の種類の駆動アクチュエータ及び動力伝達機構を用いてもよい。

制御シャフト８０には、また、制御シャフト８０の回転角度を規制する規制部材８２が一体に形成されている。規制部材８２は半円柱形状の部分を有し、当該半円柱形状の部分がシリンダヘッドの壁部に当接することで制御シャフト８０の回転角度を機械的に規制する。

次に、図３（ａ）乃至（ｄ）を参照して可変動弁装置Ａの動作を説明する。図３（ａ）に示すようにロッカーアーム３はその一方端部がＨＬＡ（ハイドロリックラッシュアジャスタ）４のプランジャ先端に軸支され、当該端部を揺動中心として揺動可能となっている。ロッカーアーム３の他方端部には吸気バルブ１のバルブステム１ａに当接している。しかして、揺動カム部材３０の揺動運動により、カム部３１及び３２がロッカーアーム３のローラ３ａに当接、摺動してロッカーアーム３の揺動運動を生じさせる。

ロッカーアーム３の揺動運動により、吸気バルブ１はスプリング１ｂに抗して下方へ移動し、また、スプリング１ｂの復帰力により上方へ移動する。こうした吸気バルブ１のリフト動作により吸気ポートが開閉されことになる。

なお、図３（ａ）はカム部３１について図示しているが、カム部３２とロッカーアーム３との構成も同様である。また、本実施形態ではロッカーアーム方式としているが、直打式としてもよい。

次に、揺動カム部材３０の揺動運動について説明する。駆動シャフト１０の回転により偏心カム部材２０が偏心回転運動を行なうと、オフセットリンク部材４０が運動するが、オフセットリンク部材４０は連結リンク部材６０を介して制御アーム部材７０に連結されているため、オフセットリンク部材４０は往復円弧運動を行なう。つまり、偏心カム部材２０の偏心回転運動はオフセットリンク部材４０により往復円弧運動に変換される。

オフセットリンク部材４０の往復円弧運動は連結リンク部材５０を介して揺動カム部材３０に伝達され、揺動カム部材３０は揺動運動を行なう。つまり、偏心カム部材２０の偏心回転運動は揺動カム部材３０の揺動運動に変換され、オフセットリンク部材４０、連結リンク部材５０及び６０は、駆動シャフト１０の回転による偏芯カム部材３０の偏心回転運動を、揺動カム部材３０の揺動運動に変換するリンク機構を構成している。

オフセットリンク部材４０の往復円弧運動の位置は制御アーム７０の回動位置、つまり、制御シャフト８０の回転位置により変位する。オフセットリンク部材４０の往復円弧運動の位置が変化すると揺動カム部材３０の揺動角範囲が変化し、これにより吸気バルブ１のリフト特性（リフト量及びタイミング）が変化する。

図３（ａ）及び（ｂ）は高リフト制御状態の場合を示し、図３（ｃ）及び（ｄ）は低リフト制御状態の場合を示す。高リフト制御状態の場合、吸気バルブ１のリフト量が相対的に大きくなり、低リフト制御状態の場合、吸気バルブ１のリフト量が相対的に小さくなる。通常、エンジンの負荷が大きくなると高リフト制御状態とされる。制御シャフト８０の回転は電動モータ９０により制御される。従って、電動モータ９０は吸気バルブ１のリフト特性を可変制御する駆動アクチュエータである。

＜動弁装置Ｂ＞
図１を参照して動弁装置Ｂはエンジンのクランクシャフト（不図示）と同期して回転するカムシャフト１１０を備える。カムシャフト１１０は、エンジンの気筒列方向（不図示のクランクシャフトの軸方向）と平行に延び、駆動シャフト１０と同様に、例えばチェーン伝動機構を介してクランクシャフトからの回転力が伝達されてクランクシャフトと同期して回転する。

カムシャフト１１０には、カムシャフト１１０の回転により回転するカム部材１２０が一体に形成されている。カム部材１２０は各気筒毎に２ずつ、合計８つ設けられている。

排気バルブ２も吸気バルブ１と同様にロッカーアーム３及びＨＬＡ４を用いた構成となっている。カムシャフト１１０の回転により回転するカム部材１２０はロッカーアーム３のローラ３ａに当接、摺動してロッカーアーム３の揺動運動を生じさせ、排気バルブ２のリフト動作を生じさせる。

＜エンジン上部の構造＞
図７は可変動弁装置Ａ及び動弁装置Ｂを搭載したエンジンの上部構造を示す、エンジンの前面（前方側端面）の部分図である。本実施形態の場合、シリンダヘッド２００は本体部２０１とホルダ部２０２とから構成されている。本体部２０１は不図示の燃焼室、吸排気ポート等が形成されている。ホルダ部２０２は主として可変動弁装置Ａの支持体として設けられている。

駆動シャフト１０及びカムシャフト１１０は本体部２０１とホルダ部２０２とにより軸支され、制御シャフト８０はホルダ部２０２により軸支される。ホルダ部２０２上には電動モータ９０をシリンダヘッド２００上で支持するブラケット２１０が取り付けられている。

図８は可変動弁装置Ａ及び動弁装置Ｂを搭載した本体部２０１の平面図であり、ホルダ部２０２やブラケット２１０は省略されている。本体部２０１の上面には図４を参照して説明した軸支部５ａが形成されている。ホルダ部２０２の下面には軸支部５ａに対応する軸支部５ｂ（図８において不図示）が形成されており、これらの軸支部５ａ及び５ｂが揺動カム部材３０の被軸支部３３ａを軸支する。

本体部２０１の上面には、また、カムシャフト１１０を軸支する軸支部６ａが形成されている。軸支部５ａ、５ｂの場合と同様に、ホルダ部２０２の下面には軸支部６ａに対応する不図示の軸支部が形成されており、これらの軸支部カムシャフト１１０を軸支する。なお、図８の例の場合、本体部２０１の上面には各気筒の点火ユニットが挿入される孔２０１ａが形成されている。

シリンダヘッド２００を本体部２０１とホルダ部２０２とにより構成することで、本体部２０１として既存のシリンダヘッドを活用し、これにホルダ部２０２を装着することで可変動弁装置Ａを有していないエンジンに対しても可変動弁装置Ａを搭載することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置Ａと、動弁装置Ｂとの全体構成を示す図である。 図２は可変動弁装置Ａの部分分解斜視図である。 （ａ）乃至（ｄ）は可変動弁装置Ａの動作説明図である。 揺動カム部材３０の詳細を示す斜視図である。 （ａ）は揺動カム部材３０の分解斜視図、（ｂ）はボス部を２つとした揺動カム部材３０’の斜視図である。 偏心カム部材２０とオフセットリンク部材４０との組付け態様を示す分解斜視図である。 可変動弁装置Ａ及び動弁装置Ｂを搭載したエンジンの上部構造を示す、エンジンの前面（前方側端面）の部分図である。 可変動弁装置Ａ及び動弁装置Ｂを搭載した本体部２０１の平面図である。 偏心カム部材２０及びオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの寸法関係の説明図である。 ３気筒から６気筒までの直列多気筒エンジンにおける、各気筒毎の偏心カム部材２０及びオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの直径の大小関係の例を示した図である。

符号の説明

Ａ 可変動弁装置
１０ 駆動シャフト
１０ａ 溝部
１０ｂ スナップリング
２０ 偏心カム部材
３０ 揺動カム部材
４０ オフセットリンク部材
４０ａ 挿入孔

Claims (3)

1. ３気筒以上の気筒を有するエンジンのクランクシャフトと同期して回転する、前記エンジンの気筒列の方向と平行に延びた、駆動シャフトと、
   各気筒毎に前記駆動シャフトに一体に設けられた、断面が円形の偏心カム部材と、
   各気筒毎に設けられ、前記駆動シャフトが挿通する挿通孔を有すると共に前記駆動シャフトを軸として揺動自在に設けられ、その揺動運動により各気筒のバルブをリフトさせる揺動カム部材と、
   各気筒毎に設けられ、前記偏心カム部材が回転自在に挿入される挿入孔を有するオフセットリンク部材を有し、前記駆動シャフトの回転による前記偏芯カム部材の偏心回転運動を、前記揺動カム部材の前記揺動運動に変換するリンク機構と、を備え、
   前記揺動カム部材の揺動角範囲を変化させることにより、前記バルブのリフト特性を変化させるエンジンの可変動弁装置において、
   各気筒の、前記駆動シャフトに対する前記偏心カム部材の偏心量が同じである一方、前記気筒列の中央側に位置する気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記オフセットリンク部材の前記挿入孔の直径が、前記気筒列の端部側に位置する気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記オフセットリンク部材の前記挿入孔の直径よりも大きいことを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
2. 前記可変動弁装置が直列４気筒エンジンの可変動弁装置であり、
   前記気筒列の中央側に位置する２つの気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記オフセットリンク部材の前記挿入孔の直径が同じであり、前記気筒列の端部側に位置する２つの気筒に対応する前記偏心カム部材及び前記オフセットリンク部材の前記挿入孔の直径が同じであ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。
3. 前記オフセットリンク部材は、前記挿入孔の周壁部が前記偏心カム部材の側面と面一に構成されており、
   前記駆動シャフトは、前記偏心カム部材と前記駆動シャフトとの境界部分に周設された溝部を有し、
   前記溝部には前記オフセットリンク部材のスラスト規制を行なうスナップリングが嵌合していることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの可変動弁装置。

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