JP2008223609A - エンジンの上部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】可変動弁装置を備えたエンジンの上部構造において、可変動弁装置のモータや高圧燃料ポンプをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトする。
【解決手段】シリンダヘッド４１に排気用カム軸を吸気用カム軸と平行に軸支する。シリンダヘッド４１を、ヘッド本体４２と、このヘッド本体４２のエンジン後方側の端面からエンジン後方に延びる延長突出部４３とで構成する。モータ５５を、そのモータ回転軸が上下方向に延びるように延長突出部４３の下面に設ける。排気用カム軸のエンジン後方側の端部に高圧燃料ポンプ用カムを支持する。延長突出部４３の上面に、この延長突出部４３とともに排気用カム軸のエンジン後方側の端部を囲う排気用ハウジング部材６９を設ける。排気用ハウジング部材６９に、高圧燃料ポンプ用カムによって駆動される高圧燃料ポンプ７３を設ける。
【選択図】図７

Description

本発明は、可変動弁装置を備えたエンジンの上部構造に関するものである。

従来より、クランク軸に同期して回転する吸気用カム軸の回転運動を、揺動カムの揺動運動に変換するリンク機構を備え、このリンク機構のリンク位置を変更させて揺動カムの揺動角範囲を変更させることにより、吸気バルブのリフト特性を変更可能にしたエンジンの可変動弁装置が知られている。

特許文献１のものでは、シリンダヘッドに吸気用カム軸とコントロール軸とを互いに平行に軸支し、吸気用カム軸に揺動自在に支持された揺動カムとコントロール軸に支持されたコントロールアームとをリンク機構を介して連結し、コントロール軸をウォーム機構を介してモータに連結している。そして、モータを作動させてコントロール軸をウォーム機構を介して回動させることにより、吸気バルブのリフト特性を変更可能にしている。
特開２００５−６９０４３号公報

ところで、近年の狭小なエンジンルームにおいては、エンジン周囲のスペースも狭くなっている。このため、可変動弁装置に必須のモータをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトしたい。

また、例えば、直接噴射（燃焼室内噴射）エンジンなどでは、燃料を高圧にする必要があり、高圧燃料ポンプを欠くことができない。そして、この高圧燃料ポンプも、上記と同じ理由で、エンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトしたい。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、可変動弁装置を備えたエンジンの上部構造において、可変動弁装置のモータや高圧燃料ポンプをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトすることにある。

第１の発明は、列に並べた複数の気筒を有するエンジンのシリンダヘッドに吸気用カム軸とコントロール軸とを互いに平行に軸支し、上記吸気用カム軸に揺動自在に支持された揺動カムと該コントロール軸に支持されたコントロールアームとをリンク機構を介して連結し、該コントロール軸をウォーム機構を介してモータに連結し、該モータを作動させて該コントロール軸を上記ウォーム機構を介して回動させることにより吸気バルブのリフト特性を変更可能にした可変動弁装置を備えたエンジンの上部構造であって、上記シリンダヘッドには、排気用カム軸が上記吸気用カム軸と平行に軸支され、上記シリンダヘッドは、ヘッド本体と、該ヘッド本体のエンジン後方側の端面からエンジン後方に延びる延長突出部とを有し、上記モータは、そのモータ回転軸が上下方向に延びるように上記延長突出部の下面に設けられ、上記排気用カム軸のエンジン後方側の端部には高圧燃料ポンプ用カムが設けられ、上記延長突出部の上面には、該延長突出部とともに上記排気用カム軸のエンジン後方側の端部を囲う排気用ハウジング部材が設けられ、上記排気用ハウジング部材には、上記高圧燃料ポンプ用カムによって駆動される高圧燃料ポンプが設けられていることを特徴とするものである。

このように、可変動弁装置のモータを、そのモータ回転軸が上下方向に延びるようにシリンダヘッドの延長突出部の下面に設けているので、そのモータをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

また、シリンダヘッドの延長突出部の上面に、この延長突出部とともに排気用カム軸のエンジン後方側の端部を囲う排気用ハウジング部材を設け、この排気用ハウジング部材に高圧燃料ポンプを設けているので、排気用ハウジング部材を利用しながら、高圧燃料ポンプをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

以上により、可変動弁装置のモータや高圧燃料ポンプをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記延長突出部は、その上下方向の長さが上記ヘッド本体よりも短いことを特徴とするものである。

このように、シリンダヘッドの延長突出部の上下方向の長さがシリンダヘッドのヘッド本体よりも短いので、延長突出部の下面に可変動弁装置のモータを、その上面に高圧燃料ポンプを設けているものの、エンジンの上部構造の全体の高さを抑制できる。このため、エンジンの上部構造の全体の高さを抑制しながら、可変動弁装置のモータや高圧燃料ポンプをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

第３の発明は、上記第１又は２の発明において、上記延長突出部の上面には、該延長突出部とともに上記吸気用カム軸のエンジン後方側の端部を囲う吸気用ハウジング部材が設けられ、上記延長突出部及び上記吸気用ハウジング部材のエンジン後方側の端面に跨って、上記吸気用カム軸によって駆動される補機が設けられていることを特徴とするものである。

ところで、エンジン側方のスペースにおいては、吸排気系などが配設されるので、シリンダヘッドに吸気用カム軸によって駆動される補機をさらに設ける場合、この補機をエンジン側方のスペースを犠牲にすることなくレイアウトしたい。

ここで、本発明によれば、シリンダヘッドの延長突出部の上面に、この延長突出部とともに吸気用カム軸のエンジン後方側の端部を囲う吸気用ハウジング部材を設け、延長突出部及び吸気用ハウジング部材のエンジン後方側の端面に跨って、吸気用カム軸によって駆動される補機を設けているので、延長突出部及び排気用ハウジング部材を利用しながら、補機をエンジン側方のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記コントロール軸のエンジン後方側の端部には、該コントロール軸の回転位相検出用のロータが設けられ、上記吸気用ハウジング部材には、上記ロータに対応する部分に上記コントロール軸の回転位相を検出する位相検出センサが設けられていることを特徴とするものである。

このように、コントロール軸のエンジン後方側の端部に、このコントロール軸の回転位相検出用のロータを設け、吸気用ハウジング部材に、このロータに対応する部分にコントロール軸の回転位相を検出する位相検出センサを設けているので、吸気用ハウジング部材を利用しながら、位相検出センサをレイアウトできる。

第５の発明は、上記第３又は４の発明において、上記シリンダヘッドは、上記高圧燃料ポンプ及び上記補機が動弁室外に位置するように、ヘッドカバーで覆われ、上記吸気用及び排気用ハウジング部材は、それぞれ、上記ヘッドカバーと接触してその間をシールするシール部を有することを特徴とするものである。

このように、シリンダヘッドは、高圧燃料ポンプ及び補機が動弁室外に位置するように、ヘッドカバーで覆われているので、高圧燃料ポンプ及び補機のサービス性を確保できる。

また、吸気用及び排気用ハウジング部材は、それぞれ、ヘッドカバーと接触してその間をシールするシール部を有するので、吸気用及び排気用ハウジング部材を利用しながら、シリンダヘッドとヘッドカバーとのシール性を確保できる。

本発明によれば、可変動弁装置のモータを、そのモータ回転軸が上下方向に延びるようにシリンダヘッドの延長突出部の下面に設けているので、そのモータをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトでき、また、シリンダヘッドの延長突出部の上面に、この延長突出部とともに排気用カム軸のエンジン後方側の端部を囲う排気用ハウジング部材を設け、この排気用ハウジング部材に高圧燃料ポンプを設けているので、排気用ハウジング部材を利用しながら、高圧燃料ポンプをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトでき、以上により、可変動弁装置のモータや高圧燃料ポンプをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す図面では、図面を見易くするため、本実施形態に係るエンジンの上部構造を構成する要素の図示を必要に応じて一部省略している。

（可変動弁装置の基本構成）
図１は、可変動弁装置を吸気バルブに適用した直接噴射エンジンの上部構造を示す斜視図であり、図２は、可変動弁装置の要部を示す斜視図である。このエンジンは、４気筒直列エンジンであって、１つの気筒に２つの吸気バルブ（図示省略）と２つの排気バルブ（図示省略）とを有する４バルブのダブルオーバヘッドカム方式を採用したものである。図２において、３はエンジンのシリンダヘッド４１の吸気側に気筒列方向（クランク軸方向）に延びるように軸支されている吸気用カム軸（駆動軸）である。この吸気用カム軸３はエンジンのクランク軸（図示省略）に同期して回転するようになっている。吸気バルブの各々は吸気用カム軸３に揺動自在に支持された揺動カム４，５によって駆動され、バルブリフト量及びバルブタイミング（リフト特性）がエンジンの運転状態に応じて変更される。

吸気用カム軸３の一端部にはバルブタイミング可変機構（図示省略）が設けられている。以下の説明では、気筒列方向のバルブタイミング可変機構配置側をエンジン前方と、その反対側をエンジン後方とする。

可変動弁装置は、吸気用カム軸３に支持される偏心カム６と、この偏心カム６に外嵌めされるオフセットリンク７（リンク機構）と、揺動カム４，５と、オフセットリンク７と揺動カム５とを連結する連結リンク８（リンク機構）と、オフセットリンク７に結合され、このオフセットリンク７の動きを規制する対の規制リンク１３，１３（リンク機構）と、この規制リンク１３，１３が結合される対のコントロールアーム１２，１２と、このコントロールアーム１２，１２を支持するコントロール軸１１とを含む。

以下、この可変動弁装置の構成について詳しく説明する。吸気バルブのリフト量及びタイミングの変更のために、吸気用カム軸３に偏心カム６が軸方向に間隔を空けて設けられ、この偏心カム６にオフセットリンク７が回転自在に外嵌めされている。このオフセットリンク７と揺動カム５とが１本の連結リンク８によって連結されている。揺動カム４は揺動カム５と一体になって揺動するように吸気用カム軸３に支持されている。つまり、揺動カム４は円筒状の円筒部２１を介して揺動カム５と一体化されている。また、シリンダヘッド４１に吸気用カム軸３と平行にコントロール軸１１が軸支されており、このコントロール軸１１にコントロールアーム１２が軸方向に間隔をおいて結合されている。コントロールアーム１２，１２は断面半円形の連結部２２を介して一体化されている。各コントロールアーム１２とオフセットリンク７とは、偏心カム６の回転に伴うオフセットリンク７の変位を揺動カム４，５が揺動するように規制する規制リンク１３によって連結されている。

コントロール軸１１のエンジン後方側の端部（以下、後端部という）には、円周の一部のみに歯が形成されたウォームホイール１４（ウォーム機構）が結合されている。このウォームホイール１４の歯にモータ５５で回転駆動されるウォーム１６（ウォーム機構）が噛み合っている。そうして、エンジンの運転状態に応じてモータ５５を作動させてコントロール軸１１をウォーム１６及びウォームホイール１４を介して回動させることにより、コントロールアーム１２を回動させ、規制リンク１３の位置を変えて吸気バルブのリフト量及びタイミングを変更させるようになっている。この場合、コントロールアーム１２は、エンジン負荷が高くなるほどバルブリフト量が大きくなるように制御される。

連結リンク８は一端が揺動カム５にピン３１にて回動自在に連結され、規制リンク１３は一端がコントロールアーム１２の先端にピン３２にて回動自在に連結されている。連結リンク８及び規制リンク１３の各々の他端はオフセットリンク７を一部を外方へ突出させてなる突出部に連結ピン３３によって同軸で回動自在に連結されている。ピン３１〜３３はいずれも吸気用カム軸３と平行に延びている。

オフセットリンク７と連結リンク８との連結ピン３３は吸気用カム軸３の上方に配置され、その連結点のエンジン側方にコントロールアーム１２のコントロール軸１１が配置されている。コントロールアーム１２の先端のピン３２は規制リンク１３の回動中心である。このピン３２をコントロール軸１１の下方に配置した状態は、大リフト制御状態である。コントロールアーム１２の回動によってピン３２を上方へ移動させて吸気用カム軸３の上方に位置付けると、小リフト制御状態となる。

（可変動弁装置を備えたエンジンの上部構造の詳細構成）
シリンダヘッド４１は、図１、図３〜図９に示すように、ヘッド本体４２と、このヘッド本体４２のエンジン後方側の端面からエンジン後方に延びる延長突出部４３とを有している。これらのヘッド本体４２及び延長突出部４３の上面にはキャリア４４がボルト止めされている。このキャリア４４は、ヘッド本体４２及び延長突出部４３に跨って配置されているが、そのほとんどがヘッド本体４２上に位置していて、ヘッド本体４２の一部を構成している。キャリア４４は、図８に示すように、吸気用カム軸３を受ける半円状の軸受孔４５を持つ下側軸受部４４ａと、この軸受孔４５とともに吸気用カム軸３を軸支する半円状の第１軸受孔４６とコントロール軸１１を受ける半円状の第２軸受孔４７とを持つ中間軸受部４４ｂと、この第２軸受孔４７とともにコントロール軸１１を軸支する半円状の軸受孔４８を持つ上側軸受部４４ｃとを有している。図８において、４９はイグニッションコイルである。

延長突出部４３は、図１、図３〜図７、図８に示すように、その上下方向の長さがヘッド本体４２よりも短い盤状のものである。延長突出部４３は、その上面がヘッド本体４２の上面とほぼ同一平面上にあり、その吸気側端部がヘッド本体４２よりもエンジン側方に飛び出している。延長突出部４３は、略直方体状の延長突出部本体４３ａと、この延長突出部本体４３ａのエンジン後方側の端面からエンジン後方に延びる略直方体状の補機取付部４３ｂとを有している。延長突出部本体４３ａは、その吸気側端部（モータ５５配置部分）の上下方向の長さがこれ以外の部分よりも長い。補機取付部４３ｂは、延長突出部本体４３ａのエンジン後方側の端面において、その吸気側寄りに配置されている。

延長突出部本体４３ａの吸気側及び補機取付部４３ｂには、それらの上面に跨って気筒列方向に延びる半円状の軸受孔５０が形成されている。この軸受孔５０で吸気用カム軸３を受けている。

延長突出部本体４３ａの吸気側の上面には、軸受孔５０のエンジン側方に、図９に示すように、上下方向に延びる円状の嵌合孔５１ａを有するボス部５１が延長突出部本体４３ａと一体形成されている。このボス部５１には、一対のアンギュラーコンタクト軸受からなるスラスト軸受５８が嵌合支持されている。また、延長突出部本体４３ａの吸気側には、上下方向に延びる円状の挿通孔５２が嵌合孔５１ａと同心状に形成されている。この挿通孔５２の内面には、その径方向内側に突起する段差部５３が一体形成されている。さらに、延長突出部本体４３ａの吸気側には、図４及び図９に示すように、挿通孔５２の下側に収容孔５４が形成されている。この収容孔５４は、気筒列方向外側及び下側に向かってそれぞれ開口している。この下側の開口５４ａはモータ本体５７で覆われている。気筒列方向外側の開口はビス止め用開口５４ｂを構成している。そして、嵌合孔５１ａ及び収容孔５４は挿通孔５２を介して連通している。

モータ５５は、図１、図４、図５、図７、図９に示すように、そのモータ回転軸５６が上下方向に延び、かつ、そのモータ回転軸５６側が上側に、そのモータ本体５７側が下側になるように、そのモータ本体５７が延長突出部本体４３ａの吸気側の下面にボルト止めされている。つまり、モータ５５は、そのモータ回転軸５６がコントロール軸１１と直交するように、延長突出部４３に縦置きで取り付けられている。モータ５５の下面の高さ位置は、ヘッド本体４２の下面の高さ位置とほぼ同じ高さである。

モータ回転軸５６は、図４、図９に示すように、延長突出部４３の嵌合孔５１ａ、挿通孔５２及び収容孔５４に回転自在に挿通されている。モータ回転軸５６は、モータ本体５７側の第１回転軸部５６ａと、この第１回転軸部５６ａの先端側に同軸配置され、その先端部にウォーム１６が取り付けられた第２回転軸部５６ｂとを有している。第１回転軸部５６ａはモータ本体５７と一体になっている。第２回転軸部５６ｂは、延長突出部４３にボス部５１内のスラスト軸受５８を介して回転自在に支持されている。このスラスト軸受５８は、コントロール軸１１からウォームホイール１４及びウォーム１６を介してモータ回転軸５６に作用する、モータ回転軸方向（上下方向）のスラスト荷重を受け、モータ回転軸５６の軸方向の動きを抑制するようになっている。また、また、スラスト軸受５８は、モータ回転軸５６に作用する、半径方向の荷重も支持する。モータ回転軸５６と延長突出部４３の挿通孔５２の内面との間には、スラスト軸受５８よりも下側にオイルシール５９が設けられている。このオイルシール５９は段差部５３上に配置されている。これにより、オイルシール５９は挿通孔５２から脱落しないようになっている。

モータ回転軸５６は、第１及び第２回転軸部５６ａ，５６ｂを互いに連結する連結部材５６ｃをさらに有している。この連結部材５６ｃは延長突出部４３の収容孔５４に配置されていて、略円筒状のものであり、その軸方向に延びる細長い隙間（図示省略）が形成されている。連結部材５６ｃには第１及び第２回転軸部５６ａ，５６ｂがビス止めされている。そして、モータ回転軸５６は、第１及び第２回転軸部５６ａ，５６ｂが連結部材５６ｃを介して一体回転するようになっている。

以下、第１及び第２回転軸部５６ａ，５６ｂの連結部材５６ｃへのビス止め工程について簡単に説明する。まず、モータ本体５７を延長突出部４３の下側に、第２回転軸部５６ｂを延長突出部４３の上側に、それぞれ持って来る。そして、モータ本体５７の第１回転軸部５６ａ及び第２回転軸部５６ｂを延長突出部４３の収容孔５４内の連結部材５６ｃにルーズに差し込む。それから、ビス止め用開口５４ｂを介して、第１及び第２回転軸部５６ａ，５６ｂを連結部材５６ｃにビス５６ｄで締め付ける。これにより、第１及び第２回転軸部５６ａ，５６ｂは連結部材５６ｃにビス止めされる。

また、延長突出部本体４３ａの吸気側及び補機取付部４３ｂの上面には、図３〜図７に示すように、延長突出部本体４３ａ及び補機取付部４３ｂとともに吸気用カム軸３のエンジン後方側の端部（以下、後端部という）を囲う、ヘッドカバー７４とは別の吸気用ハウジング部材６０がボルト止めされている。この吸気用ハウジング部材６０は延長突出部本体４３ａ及び補機取付部４３ｂに跨って配置されていて、ヘッドカバー７４よりも頑丈なものである。吸気用ハウジング部材６０は、吸気用カム軸３の後端部を覆う略半円筒状のハウジング本体６１と、このハウジング本体６１のエンジン前方側で気筒列直交方向に延びるシール板６２（シール部）とを有している。このシール板６２の上面は、気筒列方向から見て略アーチ形に形成されている。シール板６２には、気筒列方向に貫通する貫通孔６２ａが形成されている。この貫通孔６２ａにはコントロール軸１１の後端部が挿通されている。コントロール軸１１の後端部には、貫通孔６２ａに対応する部分にコントロール軸１１の回転位相検出用のロータ（図示省略）が取り付けられている。そして、貫通孔６２ａの内面には、このロータを利用してコントロール軸１１の回転位相を検出する位相検出センサ６４が取り付けられている。

図１、図３、図４、図６、図７に示すように、補機取付部４３ｂ及び吸気用ハウジング部材６０のエンジン後方側の端面に跨って、環状の補機取付座６５が形成されている。この補機取付座６５には、図３〜図６に示すように、吸気用カム軸３によって駆動されるバキュームポンプ６６（補機）が取り付けられている。このバキュームポンプ６６は吸気用カム軸３と係合している。

シリンダヘッド４１の排気側には、図１、図５、図６、図８に示すように、ヘッド本体４２及び延長突出部本体４３ａに跨って排気用カム軸６７が吸気用カム軸３と平行に軸支されている。この排気用カム軸６７は、クランク軸に同期して回転するようになっている。排気バルブの各々は排気用カム軸６７に揺動自在に支持された揺動カム（図示省略）によって駆動される。

排気用カム軸６７のエンジン前方側の端部にはバルブタイミング可変機構（図示省略）が設けられている。排気用カム軸６７のエンジン後方側の端部（以下、後端部という）には、図１０に示すように、略三角形状の高圧燃料ポンプ用カム６８が支持されている。

延長突出部本体４３ａの排気側の上面には、図１、図６、図７に示すように、この延長突出部本体４３ａとともに排気用カム軸６７の後端部を囲う、ヘッドカバー７４とは別の排気用ハウジング部材６９がボルト止めされている。この排気用ハウジング部材６９は、ヘッドカバー７４よりも丈夫なものであって、排気用カム軸６７の後端部を覆う略円筒状のハウジング本体７０と、このハウジング本体７０上に配置されたポンプ取付座７１と、ハウジング本体７０のエンジン前方側で気筒列直交方向に延びるシール板７２（シール部）とを有している。ポンプ取付座７１には、高圧燃料ポンプ用カム６８によって駆動される、直接噴射エンジンに必要な高圧燃料ポンプ７３が取り付けられている。この高圧燃料ポンプ７３は、高圧燃料ポンプ用カム６８によってシリンダー内をプランジャーが往復してそのシリンダー内の燃料を排除した量だけ送るプランジャーポンプであって、ポンプカバー６３（図３〜図５を参照）で覆われている。シール板７２の上面は、気筒列方向から見て略アーチ形に形成されている。

シリンダヘッド４１は、図３〜図５に示すように、ウォームホイール１４及びウォーム１６が動弁室内に位置し、かつ高圧燃料ポンプ７３及びバキュームポンプ６６が動弁室外に位置するように、ヘッドカバー７４で覆われている。このように、ウォームホイール１４及びウォーム１６は動弁室内にあるので、それらの下側にあるボス部５１も動弁室内に位置している。

図６において、一点鎖線はシリンダヘッド４１とヘッドカバー７４とのシールラインである。このシールラインは、吸気用及び排気用ハウジング部材６０，６９のシール板６２，７２の上面を通るように設定されている。つまり、ヘッドカバー７４には、図５に示すように、吸気用及び排気用ハウジング部材６０，６９の各シール板６２，７２に対応する部分に、この各シール板６２，７２の上面形状に合うように略アーチ形の切欠き部７４ａ（排気用ハウジング部材６９の切欠き部は図示省略）がそれぞれ形成されている。そして、吸気用及び排気用ハウジング部材６０，６９のシール板６２，７２の上面は、それぞれヘッドカバー７４の各切欠き部７４ａと接触している。これにより、吸気用及び排気用ハウジング部材６０，６９とヘッドカバー７４との間がシールされている。

延長突出部本体４３ａの上面には、図１、図６に示すように、吸気用カム軸３配置部分にその回転角度検出用のロータ７５が、排気用カム軸６７配置部分にその回転角度検出用のロータ７６が、それぞれ取り付けられている。このロータ７６は排気用ハウジング部材６９内に位置している。延長突出部本体４３ａには、各ロータ７５，７６に対応する部分に開口（図示省略）がそれぞれ形成されている。そして、延長突出部本体４３ａの下面には、図１、図５、図７に示すように、各開口を介して各ロータ７５，７６に向き合うように、ロータ７５を利用して吸気用カム軸３の回転角度を検出する吸気用角度検出センサ７７とロータ７６を利用して排気用カム軸６７の回転角度を検出する排気用角度検出センサ７８とがそれぞれ取り付けられている。

−効果−
以上により、本実施形態によれば、可変動弁装置のモータ５５を、そのモータ回転軸５６が上下方向に延びるようにシリンダヘッド４１の延長突出部４３の下面に設けているので、そのモータ５５をエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

また、シリンダヘッド４１の延長突出部４３の上面に、この延長突出部４３とともに排気用カム軸６７の後端部を囲う排気用ハウジング部材６９を設け、この排気用ハウジング部材６９に高圧燃料ポンプ７３を設けているので、排気用ハウジング部材６９を利用しながら、高圧燃料ポンプ７３をエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

以上により、可変動弁装置のモータ５５や高圧燃料ポンプ７３をエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

また、シリンダヘッド４１の延長突出部４３の上下方向の長さがシリンダヘッド４１のヘッド本体４２よりも短いので、延長突出部４３の下面に可変動弁装置のモータ５５を、その上面に高圧燃料ポンプ７３を設けているものの、エンジンの上部構造の全体の高さを抑制できる。このため、エンジンの上部構造の全体の高さを抑制しながら、可変動弁装置のモータ５５や高圧燃料ポンプ７３をエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

ところで、エンジン側方のスペースにおいては、吸排気系などが配設されるので、シリンダヘッド４１に吸気用カム軸３によって駆動されるバキュームポンプ６６をさらに設ける場合、このバキュームポンプ６６をエンジン側方のスペースを犠牲にすることなくレイアウトしたい。

ここで、本実施形態によれば、シリンダヘッド４１の延長突出部４３の上面に、この延長突出部４３とともに吸気用カム軸３の後端部を囲う吸気用ハウジング部材６０を設け、延長突出部４３及び吸気用ハウジング部材６０のエンジン後方側の端面に跨って、吸気用カム軸３によって駆動されるバキュームポンプ６６を設けているので、延長突出部４３及び排気用ハウジング部材６９を利用しながら、バキュームポンプ６６をエンジン側方のスペースを犠牲にすることなくレイアウトできる。

また、コントロール軸１１の後端部に、このコントロール軸１１の回転位相検出用のロータを設け、吸気用ハウジング部材６０に、このロータに対応する部分にコントロール軸１１の回転位相を検出する位相検出センサ６４を設けているので、吸気用ハウジング部材６０を利用しながら、位相検出センサ６４をレイアウトできる。

また、シリンダヘッド４１は、高圧燃料ポンプ７３及びバキュームポンプ６６が動弁室外に位置するように、ヘッドカバー７４で覆われているので、高圧燃料ポンプ７３及びバキュームポンプ６６のサービス性を確保できる。

また、吸気用及び排気用ハウジング部材６０，６９は、それぞれ、ヘッドカバー７４と接触してその間をシールするシール板６２，７２を有するので、吸気用及び排気用ハウジング部材６０，６９を利用しながら、シリンダヘッド４１とヘッドカバー７４とのシール性を確保できる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、エンジンを４気筒直列エンジンで構成しているが、２気筒、３気筒又は５気筒以上の直列エンジンで構成しても良い。

また、上記実施形態では、エンジンを４バルブのダブルオーバヘッドカム方式を採用したもので構成しているが、ダブルオーバヘッドカム方式を採用したものである限り、如何なるエンジンで構成しても良い。

また、上記実施形態では、延長突出部４３はヘッド本体４２のエンジン後方側の端面からエンジン後方に延びているが、キャリア４４のエンジン後方側の端面からエンジン後方に延びていても良い。

また、上記実施形態では、高圧燃料ポンプ用カム６８を排気用カム軸６７の後端部に支持しているが、排気用カム軸６７の後端部に一体に形成しても良い。

また、上記実施形態では、高圧燃料ポンプ７３を排気用ハウジング部材６９のポンプ取付座７１に取り付けているが、高圧燃料ポンプ用カム６８によって駆動できる限り、高圧燃料ポンプ７３のどの部分に取り付けても良い。

また、上記実施形態では、エンジンを直接噴射エンジンで構成しているが、高圧燃料ポンプ７３が必要なものである限り、如何なるエンジンで構成しても良い。

また、上記実施形態では、延長突出部４３の上下方向の長さをヘッド本体４２よりも短くしているが、ヘッド本体４２と同じ又はこれよりも長くしても良い。但し、短い方がエンジンの上部構造の全体の高さを抑制できる。

また、上記実施形態では、補機をバキュームポンプ６６で構成しているが、吸気用カム軸３によって駆動されるものである限り、如何なるもので構成しても良い。

また、上記実施形態では、ヘッドカバー７４を吸気用及び排気用ハウジング部材６０，６９のシール板６２，７２の上面と接触させているが、高圧燃料ポンプ７３及びバキュームポンプ６６が動弁室外に位置する限り、吸気用及び排気用ハウジング部材６０，６９のどの部分と接触させても良い。

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明は、可変動弁装置のモータや高圧燃料ポンプをエンジン周囲のスペースを犠牲にすることなくレイアウトするための用途等に適用できる。

本発明の実施形態に係る可変動弁装置を吸気バルブに適用した直接噴射エンジンの上部構造を示す斜視図である。 可変動弁装置の要部を示す斜視図である。 エンジンの上部構造の一部を示す平面図である。 エンジンの上部構造の一部をエンジンの吸気側から見た図である。 エンジンの上部構造をエンジン後方側から見た図である。 エンジンの上部構造の要部を示す平面図である。 エンジンの上部構造の要部をエンジン後方側から見た図である。 図４のVIII−VIII線の矢視断面図である。 図６のIX−IX線の矢視部分断面図である。 排気用カム軸の後端部をエンジン後方から見た図である。

符号の説明

３ 吸気用カム軸
４，５ 揺動カム
７ オフセットリンク（リンク機構）
８ 連結リンク（リンク機構）
１１ コントロール軸
１２ コントロールアーム
１３ 規制リンク（リンク機構）
１４ ウォームホイール（ウォーム機構）
１６ ウォーム（ウォーム機構）
４１ シリンダヘッド
４２ ヘッド本体
４３ 延長突出部
５５ モータ
５６ モータ回転軸
６０ 吸気用ハウジング部材
６２ シール板（シール部）
６４ 位相検出センサ
６６ バキュームポンプ（補機）
６７ 排気用カム軸
６８ 高圧燃料ポンプ用カム
６９ 排気用ハウジング部材
７２ シール板（シール部）
７３ 高圧燃料ポンプ
７４ ヘッドカバー

Claims (5)

1. 列に並べた複数の気筒を有するエンジンのシリンダヘッドに吸気用カム軸とコントロール軸とを互いに平行に軸支し、上記吸気用カム軸に揺動自在に支持された揺動カムと該コントロール軸に支持されたコントロールアームとをリンク機構を介して連結し、該コントロール軸をウォーム機構を介してモータに連結し、該モータを作動させて該コントロール軸を上記ウォーム機構を介して回動させることにより吸気バルブのリフト特性を変更可能にした可変動弁装置を備えたエンジンの上部構造であって、
   上記シリンダヘッドには、排気用カム軸が上記吸気用カム軸と平行に軸支され、
   上記シリンダヘッドは、ヘッド本体と、該ヘッド本体のエンジン後方側の端面からエンジン後方に延びる延長突出部とを有し、
   上記モータは、そのモータ回転軸が上下方向に延びるように上記延長突出部の下面に設けられ、
   上記排気用カム軸のエンジン後方側の端部には高圧燃料ポンプ用カムが設けられ、
   上記延長突出部の上面には、該延長突出部とともに上記排気用カム軸のエンジン後方側の端部を囲う排気用ハウジング部材が設けられ、
   上記排気用ハウジング部材には、上記高圧燃料ポンプ用カムによって駆動される高圧燃料ポンプが設けられていることを特徴とするエンジンの上部構造。
2. 請求項１記載のエンジンの上部構造において、
   上記延長突出部は、その上下方向の長さが上記ヘッド本体よりも短いことを特徴とするエンジンの上部構造。
3. 請求項１又は２記載のエンジンの上部構造において、
   上記延長突出部の上面には、該延長突出部とともに上記吸気用カム軸のエンジン後方側の端部を囲う吸気用ハウジング部材が設けられ、
   上記延長突出部及び上記吸気用ハウジング部材のエンジン後方側の端面に跨って、上記吸気用カム軸によって駆動される補機が設けられていることを特徴とするエンジンの上部構造。
4. 請求項３記載のエンジンの上部構造において、
   上記コントロール軸のエンジン後方側の端部には、該コントロール軸の回転位相検出用のロータが設けられ、
   上記吸気用ハウジング部材には、上記ロータに対応する部分に上記コントロール軸の回転位相を検出する位相検出センサが設けられていることを特徴とするエンジンの上部構造。
5. 請求項３又は４記載のエンジンの上部構造において、
   上記シリンダヘッドは、上記高圧燃料ポンプ及び上記補機が動弁室外に位置するように、ヘッドカバーで覆われ、
   上記吸気用及び排気用ハウジング部材は、それぞれ、上記ヘッドカバーと接触してその間をシールするシール部を有することを特徴とするエンジンの上部構造。

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