JP2008223610A - 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、バルブスプリング反力によりモータが劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるのを抑制する。
【解決手段】モータ５５を、そのモータ回転軸５６がコントロール軸と直交するようにシリンダヘッド４１に設ける。コントロール軸に、ウォーム機構の一部を構成するウォームホイールを設ける。モータ回転軸５６に、ウォームホイールに噛み合う、ウォーム機構の一部を構成するウォーム１６を設ける。コントロール軸からウォーム機構を介してモータ回転軸５６に作用する、モータ回転軸方向のスラスト荷重を受けるスラスト受け部材５８を備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、エンジンの可変動弁装置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、特許文献１のものでは、コントロール軸に、ウォーム機構の一部を構成するウォームホイールを、モータ回転軸に、ウォームホイールに噛み合う、ウォーム機構の一部を構成するウォームを設けている。このウォーム機構においては、ウォームからウォームホイールには回転が伝わるが、逆には伝わらないようになっている。

しかしながら、エンジンにおいては、気筒で吸気バルブが僅かでも開くと、いわゆるバルブスプリング反力が各部に作用する。このバルブスプリング反力は、吸気用カム軸からリンク機構を介してコントロール軸に伝わり、さらに、コントロール軸からウォーム機構を介してモータ回転軸に伝達し、そして、モータ回転軸にモータ回転軸方向のスラスト荷重として作用する。このスラスト荷重は小さいものではあるが、それがモータ回転軸にかかり続けると、モータ（特に、モータ本体）が劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるおそれがある。

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、エンジンの可変動弁装置において、バルブスプリング反力によりモータが劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるのを抑制することにある。

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エンジンの可変動弁装置であって、上記モータは、そのモータ回転軸が上記コントロール軸と直交するように上記シリンダヘッドに設けられ、上記コントロール軸には、上記ウォーム機構の一部を構成するウォームホイールが設けられ、上記モータ回転軸には、上記ウォームホイールに噛み合う、上記ウォーム機構の一部を構成するウォームが設けられ、上記コントロール軸から上記ウォーム機構を介して上記モータ回転軸に作用する、モータ回転軸方向のスラスト荷重を受けるスラスト受け部材を備えたことを特徴とするものである。

このように、コントロール軸からウォーム機構を介してモータ回転軸に作用する、モータ回転軸方向のスラスト荷重を受けるスラスト受け部材を備えているので、バルブスプリング反力がモータ回転軸にスラスト荷重として作用しても、このスラスト荷重をスラスト受け部材によって支えることができる。このため、バルブスプリング反力によりモータ（特にモータ本体）が劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるのを抑制できる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記モータ回転軸は、上記シリンダヘッドに上記スラスト受け部材としてのスラスト軸受を介して回転自在に支持されていることを特徴とするものである。

このように、モータ回転軸をシリンダヘッドにスラスト軸受を介して回転自在に支持しているので、このスラスト軸受で上記したスラスト荷重の支持に加えて、モータ回転軸のシリンダヘッドへの支持も行うことができる。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記モータ回転軸は、モータ本体側の第１回転軸部と、該第１回転軸部の先端側に同軸配置され、上記ウォームが設けられた第２回転軸部とを有することを特徴とするものである。

このように、モータ回転軸は、モータ本体側の第１回転軸部と、この第１回転軸部の先端側に同軸配置され、ウォームが設けられた第２回転軸部とを有しているので、第２回転軸部とモータ本体とを別々に組み付けることができる。このため、単一構造のモータを組み付ける場合と比較して、モータの組付け性を向上させることができる。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記モータ回転軸は、上記第１及び第２回転軸部を互いに連結する連結部材をさらに有していて、上記第１及び第２回転軸部が上記連結部材を介して一体回転するように構成されていることを特徴とするものである。

これにより、モータ回転軸は、第１及び第２回転軸部を互いに連結する連結部材をさらに有していて、第１及び第２回転軸部が連結部材を介して一体回転するようにしているので、第１及び第２回転軸部が別々に回転するのを抑制できる。

第５の発明は、上記第３又は４の発明において、上記第２回転軸部は、上記シリンダヘッドに上記スラスト軸受を介して回転自在に支持されていることを特徴とするものである。

このように、モータ本体とは反対側の第２回転軸部をシリンダヘッドにスラスト軸受を介して支持しているので、モータ本体側の第１回転軸部をシリンダヘッドにスラスト軸受を介して支持する場合と比較して、モータ本体から離れたところで上記したスラスト荷重の支持を行うことができる。このため、バルブスプリング反力によりモータ（特にモータ本体）が劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるのをより一層抑制できる。

第６の発明は、上記第５の発明において、上記シリンダヘッドには、上記スラスト軸受を嵌合支持するボス部が設けられ、上記モータは、そのモータ本体が上記シリンダヘッドに取り付けられていることを特徴とするものである。

このように、シリンダヘッドにスラスト軸受を嵌合支持するボス部を設けているので、スラスト軸受をシリンダヘッドに確実に支持できる。

また、モータ本体をシリンダヘッドに取り付けているので、モータをシリンダヘッドに確実に支持できる。

第７の発明は、上記第２〜６のいずれか１つの発明において、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、上記ウォームホイールは、上記コントロール軸のエンジン後方側の端部に設けられ、上記モータは、そのモータ回転軸が上下方向に延び、かつ、そのモータ回転軸側が上側に、そのモータ本体側が下側になるように、そのモータ本体が上記延長突出部の下面に取り付けられていることを特徴とするものである。

このように、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、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。

第８の発明は、上記第７の発明において、上記ウォーム機構は動弁室内に位置し、上記延長突出部には、上下方向に延びる挿通孔が形成され、上記挿通孔には上記モータ回転軸が挿通され、上記モータ回転軸と上記挿通孔の内面との間には、上記スラスト軸受よりも下側にオイルシール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、ウォーム機構は動弁室内に位置するので、動弁室内のオイルで潤滑される。 このため、相接するウォームホイール及びウォームの間の摩擦を減らし、摩擦熱・摩耗などを抑制できる。

また、モータ回転軸とシリンダヘッドの延長突出部の挿通孔の内面との間に、スラスト軸受よりも下側にオイルシールを設けているので、ウォーム機構が動弁室内に位置するにも拘わらず、ウォーム機構の下側にあるモータ本体にオイルがかかるのを抑制できる。

本発明によれば、コントロール軸からウォーム機構を介してモータ回転軸に作用する、モータ回転軸方向のスラスト荷重を受けるスラスト受け部材を備えているので、バルブスプリング反力がモータ回転軸にスラスト荷重として作用しても、このスラスト荷重をスラスト受け部材によって支えることができ、このため、バルブスプリング反力によりモータ（特にモータ本体）が劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるのを抑制できる。

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（挿通孔）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（スラスト受け部材）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（挿通孔）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、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、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、モータ回転軸方向のスラスト荷重を受けるスラスト軸受５８を備えているので、バルブスプリング反力がモータ回転軸５６にスラスト荷重として作用しても、このスラスト荷重をスラスト軸受５８によって支えることができる。このため、バルブスプリング反力によりモータ５５（特にモータ本体５７）が劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるのを抑制できる。

また、モータ回転軸５６をシリンダヘッド４１にスラスト軸受５８を介して回転自在に支持しているので、このスラスト軸受５８で上記したスラスト荷重の支持に加えて、モータ回転軸５６のシリンダヘッド４１への支持も行うことができる。

また、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、ウォーム１６が設けられた第２回転軸部５６ｂとを有しているので、第２回転軸部５６ｂとモータ本体５７とを別々に組み付けることができる。このため、単一構造のモータを組み付ける場合と比較して、モータ５５の組付け性を向上させることができる。

また、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をさらに有していて、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しているので、第１及び第２回転軸部５６ａ，５６ｂが別々に回転するのを抑制できる。

また、モータ本体５７とは反対側の第２回転軸部５６ｂをシリンダヘッド４１にスラスト軸受５８を介して支持しているので、モータ本体５７側の第１回転軸部５６ａをシリンダヘッド４１にスラスト軸受５８を介して支持する場合と比較して、モータ本体５７から離れたところで上記したスラスト荷重の支持を行うことができる。このため、バルブスプリング反力によりモータ５５（特にモータ本体５７）が劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるのをより一層抑制できる。

また、シリンダヘッド４１にスラスト軸受５８を嵌合支持するボス部５１を設けているので、スラスト軸受５８をシリンダヘッド４１に確実に支持できる。

また、モータ本体５７をシリンダヘッド４１に取り付けているので、モータ５５をシリンダヘッド４１に確実に支持できる。

また、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、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、ウォームホイール１４及びウォーム１６は動弁室内に位置するので、動弁室内のオイルで潤滑される。 このため、相接するウォームホイール及びウォーム１６の間の摩擦を減らし、摩擦熱・摩耗などを抑制できる。

また、モータ回転軸５６とシリンダヘッド４１の延長突出部４３の挿通孔５２の内面との間に、スラスト軸受５８よりも下側にオイルシール５９を設けているので、ウォームホイール１４及びウォーム１６が動弁室内に位置するにも拘わらず、ウォームホイール１４及びウォーム１６の下側にあるモータ本体５７にオイルがかかるのを抑制できる。

（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、モータ５５を延長突出部４３に取り付けているが、そのモータ回転軸５６がコントロール軸１１と直交する限り、シリンダヘッド４１のどの部分に取り付けても良い。

また、上記実施形態では、スラスト受け部材をスラスト軸受５８で構成しているが、これに限らない。例えば、図１１に示すように、モータ回転軸５６の外周面に鍔状のスラストプレート８１を形成し、シリンダヘッド４１の挿通孔５２の内面におけるスラストプレート８１に対応する部分に環状の凹部８２を形成し、この凹部８２にスラストプレート８１を嵌入しても良い。この構成によれば、コントロール軸１１からモータ回転軸５６に作用するスラスト荷重を受けることができる。

また、上記実施形態では、スラスト軸受５８を一対のアンギュラーコンタクト軸受で構成しているが、モータ回転軸方向のスラスト荷重を受けることができる限り、スラスト軸受５８は如何なるものであっても良い。

また、上記実施形態では、モータ回転軸５６を第１回転軸部５６ａ、第２回転軸部５６ｂ及び連結部材５６ｃで構成しているが、これに限らない。例えば、モータ回転軸５６を継ぎ目なしの単一構造のもので構成しても良い。

また、上記実施形態では、連結部材５６ｃを略円筒状のもので構成しているが、第１及び第２回転軸部５６ａ，５６ｂを互いに連結しかつ一体回転させる限り、如何なるもので構成しても良い。

また、上記実施形態では、第２回転軸部５６ｂを延長突出部４３にスラスト軸受５８を介して支持しているが、第１回転軸部５６ａを延長突出部４３にスラスト軸受５８を介して支持しても良い。但し、第２回転軸部５６ｂを支持する方が、バルブスプリング反力によりモータ５５（特にモータ本体５７）が劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるのを抑制できる。

また、上記実施形態では、ボス部５１を延長突出部４３に設けているが、シリンダヘッド４１のどの部分に設けても良い。例えば、キャリア４４に設けても良い。

また、上記実施形態では、スラスト軸受５８をボス部５１に嵌合支持しているが、シリンダヘッド４１のどの部分に支持しても良い。

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、モータ回転軸５６とシリンダヘッド４１の挿通孔５２の内面との間にオイルシール５９を設けているが、スラスト軸受５８よりも下側である限り、モータ回転軸５６とボス部５１の嵌合孔５１ａの内面との間に設けても良い。

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、バルブスプリング反力によりモータが劣化したり故障したりしてその耐用寿命が縮まるのを抑制する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。 スラスト受け部材の変形例を示す部分断面図である。

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
５１ ボス部
５１ａ 嵌合孔（挿通孔）
５２ 挿通孔
５５ モータ
５６ モータ回転軸
５６ａ 第１回転軸部
５６ｂ 第２回転軸部
５６ｃ 連結部材
５７ モータ本体
５８ スラスト軸受（スラスト受け部材）
５９ オイルシール

Claims (8)

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エンジンの可変動弁装置であって、
   上記モータは、そのモータ回転軸が上記コントロール軸と直交するように上記シリンダヘッドに設けられ、
   上記コントロール軸には、上記ウォーム機構の一部を構成するウォームホイールが設けられ、
   上記モータ回転軸には、上記ウォームホイールに噛み合う、上記ウォーム機構の一部を構成するウォームが設けられ、
   上記コントロール軸から上記ウォーム機構を介して上記モータ回転軸に作用する、モータ回転軸方向のスラスト荷重を受けるスラスト受け部材を備えたことを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
2. 請求項１記載のエンジンの可変動弁装置において、
   上記モータ回転軸は、上記シリンダヘッドに上記スラスト受け部材としてのスラスト軸受を介して回転自在に支持されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
3. 請求項２記載のエンジンの可変動弁装置において、
   上記モータ回転軸は、モータ本体側の第１回転軸部と、該第１回転軸部の先端側に同軸配置され、上記ウォームが設けられた第２回転軸部とを有することを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
4. 請求項３記載のエンジンの可変動弁装置において、
   上記モータ回転軸は、上記第１及び第２回転軸部を互いに連結する連結部材をさらに有していて、上記第１及び第２回転軸部が上記連結部材を介して一体回転するように構成されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
5. 請求項３又は４記載のエンジンの可変動弁装置において、
   上記第２回転軸部は、上記シリンダヘッドに上記スラスト軸受を介して回転自在に支持されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
6. 請求項５記載のエンジンの可変動弁装置において、
   上記シリンダヘッドには、上記スラスト軸受を嵌合支持するボス部が設けられ、
   上記モータは、そのモータ本体が上記シリンダヘッドに取り付けられていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
7. 請求項２〜６のいずれか１つに記載のエンジンの可変動弁装置において、
   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、
   上記ウォームホイールは、上記コントロール軸のエンジン後方側の端部に設けられ、
   上記モータは、そのモータ回転軸が上下方向に延び、かつ、そのモータ回転軸側が上側に、そのモータ本体側が下側になるように、そのモータ本体が上記延長突出部の下面に取り付けられていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
8. 請求項７記載のエンジンの可変動弁装置において、
   上記ウォーム機構は動弁室内に位置し、
   上記延長突出部には、上下方向に延びる挿通孔が形成され、
   上記挿通孔には上記モータ回転軸が挿通され、
   上記モータ回転軸と上記挿通孔の内面との間には、上記スラスト軸受よりも下側にオイルシールが設けられていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。

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