JP2008231964A - 可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置を内燃機関に組み付ける際の組付性を高める。
【解決手段】 アクチュエータ２４の故障時にコントロールシャフト６９を一方向に付勢してバルブリフトが所定値以下あるいは所定値以上になるのを抑制するデフォルト機構６０が、スプリング７６とスプリング収容筒７４とレバー７３とを備えており、それらをコントロールシャフト６９を駆動するアクチュエータ２４のハウジング６６に予め組み付けてサブアセンブリ化し、そのサブアセンブリをボルト６５でシリンダヘッドのアクチュエータ支持部６１に取り付けるので、ハウジング６６、スプリング７６、スプリング収容筒７４およびレバー７３をそれぞれ別個にシリンダヘッドに取り付ける場合に比べて、組付性を向上させることができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、内燃機関の機関弁のバルブリフトを変更可能な可変動弁機構のコントロールシャフトを回転駆動するアクチュエータの故障時に、デフォルト機構で前記コントロールシャフトを一方向に付勢することで、前記バルブリフトが所定値以下になるのを抑制する可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置に関する。

電動モータでドライブギヤおよびドリブンギヤを介してコントロールシャフトを回転させることでロッカアームの揺動支点の位置を変化させ、吸気弁のバルブリフトやバルブタイミングを機関運転状態に応じて可変制御する内燃機関の可変動弁装置が、下記特許文献１により公知である。

この可変動弁装置は、コントロールシャフトが最大バルブリフト位置あるいは最小バルブリフト位置にあるときに電動モータが故障した場合に、コントロールシャフトを前記最大バルブリフト位置および前記最小バルブリフト位置の中間において停止させ、内燃機関の運転を支障なく続行させるためのデフォルト機構を備えている。このデフォルト機構は、コントロールシャフトの軸端とその外周に相対回転自在に支持したドリブンギヤとの間に配置されており、電動モータが故障した場合にドリブンギヤの内部に収納したコイルスプリングの弾発力でコントロールシャフトおよびドリブンギヤを最大バルブリフトおよび最小バルブリフトの中間のバルブリフトが得られる位置に戻し、両者をロックピンで相対回転不能にロックするようになっている。
特開２０００−２２７０１０号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたデフォルト機構は、同軸に配置されたコントロールシャフトとドリブンギヤとの間に配置されているため、コイルスプリングの弾発力で充分なデフォルト荷重を得るためには、コイルスプリングを大きくするか、あるいはコイルスプリングを収納するドリブンギヤの直径を大きくする必要があり、何れの場合にもデフォルト機構が大型化する問題があった。

そこで、コントロールシャフトに設けたアームに当接するレバーと、レバーに当接するスライダと、スライダを付勢するスプリングと、スプリングを収容するスプリング収容筒とで構成したデフォルト機構をシリンダヘッドに組み付けることで、その小型化を図ることが考えられる。この場合、デフォルト機構の各部品の組付性を充分に考慮しないと、組み付けのためのコストが嵩む問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置を内燃機関に組み付ける際の組付性を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、内燃機関の機関弁のバルブリフトを変更可能な可変動弁機構のコントロールシャフトを回転駆動するアクチュエータの故障時に、デフォルト機構で前記コントロールシャフトを一方向に付勢することで、前記バルブリフトが所定値以下あるいは所定値以上になるのを抑制する可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置において、前記デフォルト機構は、レバーおよび付勢部材を備え、前記レバーには、揺動支持部と、前記付勢部材の荷重を受ける受圧部と、前記コントロールシャフトに荷重を加える加圧部とが設けられ、前記付勢部材を収容する収容部材と前記レバーとは、機関本体に固定される前記アクチュエータのハウジングに支持されることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記付勢部材は前記収容部材および前記レバーを相互に離反する方向に付勢するように前記収容部材および前記レバーの間に配置され、前記収容部材には該収容部材の付勢方向への移動を規制すべく前記ハウジングに当接する規制部が設けられ、前記ハウジングには前記レバーの付勢方向への移動を規制する規制部が設けられることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記収容部材は、前記ハウジングを貫通する取付孔に、該ハウジングのシリンダヘッドへの取付面側から挿入され、位置決め固定手段で回転方向に位置決めされた状態で固定されることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記位置決め固定手段は、前記収容部材の端部に形成されたフランジと、前記フランジを貫通して前記ハウジングに螺合するボルトとから構成されることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記付勢部材の荷重を前記レバーに伝達するスライダが、前記収容部材の内面に摺動自在に案内されることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項５の構成に加えて、前記付勢部材は一端が前記収容部材の底壁に当接して他端が前記スライダに当接し、前記スライダにより付勢された前記レバーの限界位置を規制するストッパが前記ハウジングに設けられることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜請求項６の何れか１項の構成に加えて、前記収容部材には、前記レバーの受圧部が挿入されるレバー挿入口が形成されることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置が提案される。

また請求項８に記載された発明によれば、請求項１〜請求項７の何れか１項の構成に加えて、前記収容部材には、前記コントロールシャフトとの干渉を避けるための開口が形成されることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置が提案される。

尚、実施の形態の吸気弁１６は本発明の機関弁に対応し、実施の形態のスプリング収容筒７４は本発明の収容部材に対応し、実施の形態のフランジ７４ｂは本発明の規制部あるいは位置決め固定手段に対応し、実施の形態のストッパ６６ｂは本発明の規制部に対応し、実施の形態のボルト７５は本発明の位置決め固定手段に対応し、実施の形態のスプリング７６は本発明の付勢部材に対応する。

請求項１の構成によれば、アクチュエータの故障時にコントロールシャフトを一方向に付勢してバルブリフトが所定値以下あるいは所定値以上になるのを抑制するデフォルト機構が、付勢部材を収容する収容部材と、付勢部材により付勢されるレバーとを、コントロールシャフトを駆動するアクチュエータのハウジングに支持して構成されるので、ハウジング、収容部材、付勢部材およびレバーを予めサブアセンブリ化して機関本体に一体に組み付けることが可能となり、それらを個別に機関本体に組み付ける場合に比べて組付性が向上する。

また請求項２の構成によれば、請求項１の構成に加えて、付勢部材により相互に離反する方向に付勢された収容部材およびレバーのうち、収容部材にはそれが付勢方向へ移動するのを規制すべくハウジングに当接する規制部が設けられ、ハウジングにはレバーが付勢方向へ移動するのを規制する規制部が設けられるので、付勢部材の付勢力でハウジング、収容部材、レバーおよび付勢部材をばらばらにならないように一体化し、機関本体への組み付けを容易化することができる。

また請求項３の構成によれば、収容部材をハウジングを貫通する取付孔にシリンダヘッドへの取付面側から挿入し、位置決め固定手段で回転方向に位置決めした状態で固定するので、収容部材をハウジングに対して強固に、かつ位置精度良く固定することができる。

また請求項４の構成によれば、収容部材の位置決め固定手段を、収容部材の端部に形成したフランジと、このフランジを貫通してハウジングに螺合するボルトとで構成したので、簡単な構造で収容部材を回転方向に位置決めしながらハウジングに固定することができる。

また請求項５の構成によれば、付勢部材の荷重をレバーに伝達するスライダを収容部材の内面に摺動自在に案内するので、スライダを案内する特別のガイド部材が不要になって部品点数が削減される。

また請求項６の構成によれば、収容部材の内部に付勢部材およびスライダを挿入し、付勢部材の弾発力が作用するスライダにより付勢されたレバーの限界位置をハウジングに設けたストッパにより規制するので、収容部材からの付勢部材およびスライダの脱落をレバーにより確実に阻止することができる。

また請求項７の構成によれば、収容部材に形成したレバー挿入口にレバーの受圧部を挿入するので、レバー全体を収容部材に収容する場合に比べて収容部材を小型化することができる。

また請求項８の構成によれば、収容部材にコントロールシャフトとの干渉を避けるための開口が形成されるので、収容部材およびコントロールシャフトを相互に接近させてコンパクト化を図ることができるだけでなく、前記開口から収容部材の内部に潤滑油を導入して付勢部材の潤滑を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図１３は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は内燃機関の要部縦断側面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は動弁装置の要部分解斜視図、図４は高リフト状態での図２の４−４線断面図、図５は低リフト状態での図４に対応した断面図、図６はアクチュエータおよびデフォルト機構の斜視図、図７はデフォルト機構の分解斜視図、図８は図６の８方向矢視図、図９は図８の９−９線断面図、図１０は図８の１０−１０線断面図、図１１は図８の１１−１１線断面図、図１２はスプリング収容筒の組付方法の説明図、図１３はデフォルト機構の作用説明図である。

先ず図１〜図４において、機関本体１４の一部を構成するシリンダヘッド１５には、１気筒に対して一対の機関弁である吸気弁１６，１６が開閉作動可能に配設されており、両吸気弁１６，１６を開閉駆動する可変動弁機構１７は、両吸気弁１６，１６に個別に対応した動弁カム１８，１８が設けられるカムシャフト１９と、動弁カム１８，１８の回転軸線、即ちカムシャフト１９の軸線に直交する平面内で変位可能な可動支軸２０で揺動可能に支承されるとともに各動弁カム１８，１８に従動して揺動する一対のサブカム２１，２１と、各吸気弁１６，１６にそれぞれ個別に連動、連結されるとともに両サブカム２１，２１にそれぞれ従動する一対のロッカアーム２２，２２と、可動支軸２０に連結されるとともに動弁カム１８，１８、即ちカムシャフト１９の軸線と平行な軸線まわりの回動を可能とするとともにその回動軸線からオフセットした位置で可動支軸２０を保持するコントロールアーム２３と、該コントロールアーム２３を回動駆動するアクチュエータ２４（図６参照）とを備えるものであり、可動支軸２０を変位させることで吸気弁１６，１６のリフト量を含む作動特性を変化させることができる。

両吸気弁１６，１６のステム１６ａ，１６はシリンダヘッド１５に配設されたガイド筒２５，２５に摺動自在に嵌合されており、ステム１６ａ，１６ａの上端に設けられるリテーナ２６，２６と、シリンダヘッド１５に当接されるリテーナ２７，２７との間に介設される弁ばね２８，２８により、吸気弁１６，１６は閉弁方向に付勢される。

シリンダヘッド１５には、一対の吸気弁１６，１６の両側に配置されるようにしてカムホルダ２９，２９（図２参照）が設けられ、それらのカムホルダ２９，２９と協働してカムシャフト１９を回転自在に支承するキャップ３０，３０がカムホルダ２９，２９の上面に締結される。

両ロッカアーム２２，２２の一端部は、油圧タペット３１，３１を介してコントロールアーム２３に揺動可能に支承される。また両ロッカアーム２２，２２の他端部には、吸気弁１６，１６のステム１６ａ，１６ａの上端に当接される弁当接部２２ａ，２２ａが設けられる。さらに両ロッカアーム２２，２２の中間部にはニードルベアリング３２，３２を介して第１ローラ３３，３３が軸支されており、これらの第１ローラ３３，３３が各ロッカアーム２２，２２に個別に対応したサブカム２１，２１にそれぞれ転がり接触する。

コントロールアーム２３は、その回動軸線に沿って間隔をあけて両吸気弁１６，１６の両側に配置される側壁部２３ａ，２３ａと、カムシャフト１９と平行な軸線を回動軸線Ｃとするようにして両側壁部２３ａ，２３ａの外面に直角に連なる軸部２３ｂ，２３ｂと、両側壁部２３ａ，２３ａの一端部間を結ぶ第１の連結壁部２３ｃと、両側壁部２３ａ，２３ａの他端間を結ぶ第２の連結壁部２３ｄとを一体に有するように構成され、軸部２３ｂ，２３ｂは、カムホルダ２９，２９に設けられた支持孔３４，３４に回動可能に嵌合される。即ち、コントロールアーム２３はカムホルダ２９，２９で回動可能に支承される。

このコントロールアーム２３の回動軸線Ｃ、即ち軸部２３ｂ，２３ｂの軸線は両吸気弁１６，１６のステム１６ａ，１６の上方に配置されるものであり、ロッカアーム２２，２２の他端部に設けられる弁当接部２２ａ，２２ａは、吸気弁１６，１６が閉弁着座状態にあるときに、コントロールアーム２３の回動軸線Ｃを中心とした円弧Ａ（図４において仮想線で示す）に沿うように形成される。

しかもコントロールアーム２３の回動軸線Ｃに直交する平面への投影図上で、ステム１６ａ，１６ａの上方への延長幅Ｗ（図１の鎖線で示す幅）内にコントロールアーム２３の回動軸線Ｃが配置される。

カムシャフト１９と平行な軸線を有する可動支軸２０は、コントロールアーム２３における両側壁部２３ａ，２３ａの内側に配置される両サブカム２１，２１と、両サブカム２１，２１間に介装される円筒状のスペーサ３５とを貫通するものであり、該可動支軸２０の両端が両側壁部２３ａ，２３ａの内側面に当接され、両側壁部２３ａ，２３ａにそれぞれ挿通されるボルト３６，３６が可動支軸２０の両端部に螺合され、可動支軸２０および両サブカム２１，２１間にニードルベアリング３７，３７がそれぞれ介装される。

即ち、コントロールアーム２３の両側壁部２９ａ，２９ａに両端が着脱可能に取付けられる可動支軸２０で両サブカム２１，２１が回動可能に支承されることになり、しかも可動支軸２０とは別体であるスペーサ３５が、両サブカム２１，２１間に介在するようにして可動支軸２０の外周に嵌装される。

しかも両サブカム２１，２１においてコントロールアーム２３の軸部２３ｂ，２３ａおよび可動支軸２０間に対応する部分には、カムシャフト１９側に開放した略Ｕ字状に形成されてカムシャフト１９の下方に延びる一対の支持腕部２１ａ，２１ａが一体に連設されており、両支持腕部２１ａ，２１ａの先端間に固定される支軸３８，３８にニードルベアリング３９…を介して第２ローラ４０，４０が軸支され、それらの第２ローラ４０，４０は、カムシャフト１９の動弁カム１８，１８にそれぞれ転がり接触する。即ち、サブカム２１，２１はカムシャフト１９の動弁カム１８，１８に第２ローラ４０，４０が接触することで可動支軸２０の軸線まわりに回動駆動される。

また支軸３８，３８に関してカムシャフト１９とは反対側で両サブカム２１，２１には、受圧腕部２１ｂ，２１ｂがそれぞれ一体に設けられており、それらの受圧腕部２１ｂ…には、第２ローラ４０，４０を動弁カム１８，１８に転がり接触せしめる側にサブカム２１，２１をそれぞれ付勢するばね力が作用する。

即ち、コントロールアーム２３が備える第２の連結壁部２３ｄには、サブカム２１，２１とは反対側の端部に端壁４３ａ，４３ａを有してサブカム２１，２１と反対側に延びる有底円筒状のガイド筒４３，４３が各サブカム２１，２１に個別に対応して一体に設けられており、サブカム２１，２１の受圧腕部２１ｂ，２１ｂに当接する当接駒４４，４４およびガイド筒４３，４３の端壁４３ａ，４３ａ間にロストモーション用ばね４５，４５が縮設される。

ところで、サブカム２１，２１の下面には、ロッカアーム２２，２２の第１ローラ３３，３３を転がり接触せしめる当接面４６，４６が設けられるものであり、この当接面４６は、ロッカアーム２２を回動駆動するリフト部４６ａと、ロッカアーム２２を静止状態に保持すべく可動支軸２０の軸線からの距離を等距離としたベース円部４６ｂとが連なって成るものであり、リフト部４６ａは、動弁カム１８の回動に伴ってサブカム２１が回動する際にロッカアーム２２の第１ローラ３３へのリフト部４６ａの接触点と、可動支軸２０の軸線との間の距離が次第に大きくなるようにして直線状に延びるように形成される。

コントロールアーム２３が備える第１の連結壁部２３ｃにおいて、ロッカアーム２２，２２に対応する部分には、可動支軸２０とは反対側の端部に端壁４７ａ，４７ａを有して可動支軸２０とは反対側に延びる有底筒状のタペット装着筒部４７，４７が一体に設けられ、それらのタペット装着筒部４７，４７に油圧タペット３１，３１が装着される。

油圧タペット３１は、閉塞端を端壁４７ａに当接させてタペット装着筒部４７内に嵌合、装着される有底円筒状のボディ４８と、該ボディ４８に摺動可能に装着されるプランジャ４９と、ボディ４８の閉塞端およびプランジャ４９の一端間に形成される高圧室５０ならびにプランジャ４９内に形成される油室５１間に介装されてプランジャ４９の一端に設けられるチェックバルブ５２と、高圧室５０の容積を増大させる側にプランジャ４９を付勢するばね力を発揮してボディ４８およびプランジャ４９間に設けられる戻しばね５３とを備え、プランジャ４９の他端に形成される球状頭部４９ａでロッカアーム２２の一端部が揺動可能に支承される。

上記構成により、アクチュエータ２４によってコントロールアーム２３が図４で示す位置に配置されるときには、可動支軸２０の軸線まわりに回動するサブカム２１，２１の当接面４６，４６のリフト部４６ａ，４６ａのうちベース円部４６ｂ，４６ｂとは反対側の端部で吸気弁１６，１６におけるステム１６ａ，１６ａの上端が開弁方向に駆動されるものであり、この状態で吸気弁１６，１６のリフト量ｈが最大となる。またアクチュエータ２４によってコントロールアーム２３が図５で示すように上方に回動されたときには、たとえばサブカム２１，２１の当接面４６，４６のベース円部４６ｂ，４６ｂに吸気弁１６，１６におけるステム１６ａ，１６ａの上端が当接するものであり、この状態では吸気弁１６，１６のリフト量ｈが最小（＝０）となる。

即ち、コントロールアーム２３をアクチュエータ２４で回動駆動することにより、吸気弁１６，１６のリフト量が変化するのであるが、コントロールアーム２３の回動駆動によって動弁カム１８，１８が第２ローラ４０，４０に接触するタイミングも変化することにより、吸気弁１６，１６の開閉タイミングも変化することになる。

次に、図６〜図１１に基づいて、可変動弁機構１７を作動させるアクチュエータ２４の構造と、アクチュエータ２４の故障時に吸気弁１６，１６のバルブリフトを確保するためのデフォルト機構６０の構造とを説明する。

アクチュエータ２４はシリンダヘッド１５の気筒配列方向一端部から突出するアクチュエータ支持部６１の側壁に固定された電動モータ６２を備える。電動モータ６２の出力軸６２ａに継ぎ手６３を介して結合された駆動軸６４は、アクチュエータ支持部６１の底部にボルト６５…で固定したハウジング６６にニードルベアリング６７およびボールベアリング６８によって回転自在に支持される。駆動軸６４は気筒列線に対して直交する方向、つまり気筒列線に対して平行に配置された可変動弁機構１７のコントロールシャフト６９に対して平面視で直交するようにねじれの位置に配置される。コントロールシャフト６９は、前記コントロールアーム２３の一方の軸部２３ｂ（図３参照）に同軸に結合されるもので、コントロールシャフト６９が回転すると、それと一体のコントロールアーム２３が回転する。コントロールシャフト６９には円形のウオームホイール７０が固定され、このウオームホイール７０噛合するウオーム７１が駆動軸６４に設けられる。

従って、電動モータ６２を回転駆動すると、出力軸６２ａ、駆動軸６４、ウオーム７１およびウオームホイール７０を介してコントロールシャフト６９が９４°の角度に亘って往復回転する。コントロールシャフト６９の一方の回転端（回転角９４°）で吸気弁１６，１６は最大リフトの状態（図４参照）になり、コントロールシャフト６９の他方の回転端（回転角０°）で吸気弁１６，１６は最少リフトの状態（図５参照）になる。

ハウジング６６から水平方向に延びる支軸７２の端部にレバー７３の揺動支持部７３ａが揺動自在に固定されており、揺動支持部７３ａから受圧部７３ｂが水平方向に延びるとともに加圧部７３ｃが上方に延びている。円筒状のスプリング収容筒７４は、上端に底壁７４ａを備えるとともに下端にフランジ７４ｂを備えており、底壁７４ａの中央およびフランジ７４ｂの一側にそれぞれボルト孔７４ｃ，７４ｄが形成され、かつスプリング収容筒７４の側壁には１個のレバー挿入口７４ｅと２個の開口７４ｆ，７４ｇとが形成される。

ハウジング６６には上下方向に貫通する取付孔６６ａが形成されており、スプリング収容筒７４はハウジング６６の取付孔６６ａに下から上に挿入され、そのフランジ７４ｂのボルト孔７４ｄ（図１１参照）を貫通するボルト７５でハウジング６６に固定される。このように、ハウジング６６の取付孔６６ａにスプリング収容筒７４を嵌合させることで、スプリング収容筒７４をぐらつかないようにハウジング６６に強固に固定することができ、しかもスプリング収容筒７４のフランジ７４ｂに形成した１個のボルト孔７４ｄを貫通するボルト７５をハウジング６６に締結することで、スプリング収容筒７４を回転方向に精度良く位置決めすることができる。またボルト７５の頭部は小さな隙間を介してシリンダヘッド１５のアクチュエータ支持部６１の凹部６１ａ（図９参照）の上面に対向しているため、万一ボルト７５が緩んでも頭部が凹部６１ａの上面と干渉することで、ボルト７５の完全な脱落を防止することができる。

スプリング収容筒７４の内部には、コイル状のスプリング７６とスライダ７７とが収容される。スライダ７７は、スプリング収容筒７４の内周面に摺動自在に案内されるガイド部７７ａと、ガイド部７７ａの下部に形成された切欠き７７ｂと、ガイド部７７ａの上部に連設されたばね座７７ｃと、ばね座７７ｃに上部に連設されたナット部７７ｄとを備えており、スプリング７６の上端はばね座７８を介してスプリング収容筒７４の底壁７４ａに支持され、下端はスライダ７７のばね座７７ｃに支持される。スライダ７７の切欠き７７ｂの内部にピン７９でローラ８０が支持されており、このローラ８０はスプリング収容筒７４のレバー挿入口７４ｅから挿入されたレバー７３の受圧部７３ｂの上面に当接する。

従って、スプリング収容筒７４の内周面にガイド部７７ａを摺動自在に案内されたスライダ７７は、圧縮されたスプリング７６の弾発力で下向きに付勢され、そのローラ８０に受圧部７３ｂを下向きに押されたレバー７３は、図１１において支軸７２まわりに時計方向に付勢される。このとき、レバー７３の受圧部７３ｂの下面はハウジング６６に設けたストッパ６６ｂ（図１１参照）に当接可能に対向しており、受圧部７３ｂとストッパ６６ｂとの接触によりレバー７３の時計方向の回動限界が規制されることで、下端が開放したスプリング収容筒７４の内部にスプリング７６およびスライダ７７を脱落不能に保持することができる。

しかもスプリング収容筒７４の内周面を利用してスライダ７７をガイドするので、特別のガイド部材が不要になって部品点数が削減される。またレバー７３の受圧部７３ｂだけをレバー挿入口７４ｅからスプリング収容筒７４の内部に挿入するので、レバー７３の大部分をスプリング収容筒７４の内部に挿入する場合に比べて、スプリング収容筒７４を小型化することができる。

コントロールシャフト６９の端部に設けたウオームホイール７０の側面にアーム８１が複数本のボルト８２…で固定されており、アーム８１の先端にレバー７３の加圧部７３ｃに当接するローラ８３がピン８４で回転自在に支持される。

上記構成を備えたアクチュエータ２４（電動モータ６２を除く）およびデフォルト機構６０は、シリンダヘッド１５の端部のアクチュエータ支持部６１およびヘッドカバー８５に挟まれた空間に収納される。

次に、図１２に基づいて、スプリング収容筒７４の組付手順を説明する。

先ず、図１２（Ａ）に示すように、スプリング収容筒７４の内部に下端開口からばね座７８、スプリング７６およびスライダ７７を順番に挿入し、スプリング収容筒７４の底壁７４ａのボルト孔７４ｃから治具ボルト８６を挿入する。続いて、図１２（Ｂ）に示すように、治具ボルト８６の先端をスライダ７７のナット部７７ｄに螺合して締め込むと、図１２（Ｃ）に示すように、スプリング７６を圧縮しながらスライダ７７がスプリング収容筒７４内を上方に引き上げられ、スプリング収容筒７４、ばね座７８、スプリング７６、スライダ７７および治具ボルト５６が一体化されることで、ばね座７８、スプリング７６およびスライダ７７のスプリング収容筒７４からの脱落が防止される。

このように、スライダ７７がスプリング収容筒７４の内部で引き上げられるので、スライダ７７に設けたローラ８０がスプリング収容筒７４のレバー挿入口７４ｅよりも上方に移動する。従って、スプリング収容筒７４をハウジング６６の取付孔６６ａ（図１１参照）に挿入してボルト７５で固定した後、スプリング収容筒７４のレバー挿入口７４ｅからレバー７３の受圧部７３ｂを容易に挿入することができる。このようにしてレバー７３をハウジング６６に取り付けた後、治具ボルト８６を緩めてスプリング収容筒７４から取り外せば、スライダ７７がスプリング７６の弾発力で下降してローラ８０がレバー７３の受圧部７３ｂの上面に当接し、スプリング収容筒７４およびレバー７３の組み付けを容易に完了させることができる。

次に、デフォルト機構６０の作用を、図１３に基づいて説明する。

図１３（Ａ）に示すように、可変動弁機構１７が高リフト状態にあるとき、コントロールアーム２３に連なるコントロールシャフト６９は反時計方向の限界回転位置（回転角９４°）に停止しており、このときレバー７３の受圧部７３ｂはプリング７６の弾発力でストッパ６６ｂに当接して停止し、かつレバー７３の加圧部７３ｃはコントロールシャフト６９のアーム８１の先端のローラ８３から離間している。

この高リフト状態から、図１３（Ｂ）に示すように、コントロールアーム２３に連なるコントロールシャフト６９を時計方向の限界回転位置（回転角０°）まで回転させて可変動弁機構１７を低リフト状態にすると、時計方向に回転するコントロールシャフト６９のアーム８１の先端のローラ８３がレバー７３の加圧部７３ｃを押圧することで、レバー７３が支軸７２を中心に揺動し、その受圧部７３ｂがスライダ７７を押し上げてスプリング７６を圧縮する。

この状態でアクチュエータ２４が故障してコントロールシャフト６９が図１３（Ｂ）の位置に停止すると、吸気弁１６，１６は低リフト（リフト量ゼロ）の状態に固定されてしまうため、内燃機関を始動することも運転することもできなくなる。しかしながら本実施の形態によれば、図１３（Ｃ）に示すように、アクチュエータ２４が故障しても、圧縮されたスプリング７６がスライダ７７を介してレバー７３の受圧部７３ｂを押し下げることで、レバー７３が所定角度だけ時計方向に回転する。その結果、レバー７３の加圧部７３ｃによってローラ８３を押圧されたアーム８１がコントロールシャフト６９を所定角度（実施の形態では３６°）だけ反時計方向に回転させることで、吸気弁１６，１６のバルブリフトがゼロよも大きい必要量（実施の形態では２ｍｍ）だけ確保されて内燃機関の始動や運転が可能になり、修理工場までの車両を走行させることができる。

以上のように、本実施の形態では、コントロールシャフト６９を駆動するアクチュエータ２４のハウジング６６に、デフォルト機構６０のスプリング７６、スライダ７７、ばね座７８、スプリング収容筒７４およびレバー７３を予め組み付けてサブアセンブリ化しておき、そのサブアセンブリをボルト６５…でシリンダヘッド１５のアクチュエータ支持部６１に固定するので、デフォルト機構６０の各部品を個別にシリンダヘッド１５に組み付ける場合に比べて組付性を大幅に高めることができる。

特に、治具ボルト８６をスプリング収容筒７４から取り外した状態でも、スプリング７６の弾発力でばね座７８を介して上向きに付勢されたスプリング収容筒７４は、そのフランジ７４ｂがハウジング６６に当接して移動を規制され、かつスプリング７６の弾発力でスライダ７７を介して下向きに付勢されたレバー７３はハウジング６６のストッパ６６ｂに当接して移動を規制されるので、ハウジング６６、レバー７３、スプリング収容筒７４、スプリング７６およびスライダ７７をスプリング７６の弾発力でばらばらにならないように一体化し、その組み付けを容易化することができる。

また図１１から明らかなように、シリンダヘッド１５内で可変動弁機構１７を潤滑した潤滑油の一部が開口７４ｆ，７４ｇからスプリング収容筒７４の内部に浸入し、その潤滑油でスプリング７６やスライダ７７を潤滑することができる。しかもスプリング収容筒７４の一方の開口７４ｆはコントロールシャフト６９（具体的には、コントロールシャフト６９にアーム８１を固定するためのフランジ８１ａ）との干渉を避けるように機能するため、スプリング収容筒７４およびコントロールシャフト６９を相互に接近させてコンパクト化を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では機関弁として吸気弁１６，１６を例示したが、本発明の機関弁は排気弁であっても良い。

また実施の形態ではスプリング収容筒７４のフランジ７４ｂおよびボルト７５により、スプリング収容筒７４をハウジング６６の取付孔６６ａに下から上に挿入して固定する際の位置決めを行っているが、スプリング収容筒７４をハウジング６６に固定する方向は下から上に限定されるものではなく、上から下、あるいは横方向であっても良く、また位置決めには突起および切欠の係合のような任意の手段を採用することができる。

また実施の形態では電動モータ６２の駆動力をウオーム７１およびウオームホイール７０を介してコントロールシャフト６９に伝達しているが、ウオーム７１およびウオームホイール７０以外の任意の種類のギヤを用いることができる。

また実施の形態ではデフォルト機構６０でバルブリフトが所定値以下になるのを規制しているが、図１４に示すように、コントロールシャフト６９の回転方向とバルブリフトの増減方向との関係を、図６に示す実施の形態と逆に設定すれば、デフォルト機構６０でバルブリフトが所定値以上になるのを規制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の要部縦断側面図 図１の２−２線断面図 動弁装置の要部分解斜視図 高リフト状態での図２の４−４線断面図 低リフト状態での図４に対応した断面図 アクチュエータおよびデフォルト機構の斜視図 図６および図８の７方向矢視図 図７の８−８線断面図 図７の９−９線断面図 図７の１０−１０線断面図 図７の１１−１１線断面図 スプリング収容筒の組付方法の説明図 デフォルト機構の作用説明図 本発明の第２の実施の形態に係る、前記図６に対応する図

符号の説明

１４ 機関本体
１５ シリンダヘッド
１６ 吸気弁（機関弁）
１７ 可変動弁機構
２４ アクチュエータ
６０ デフォルト機構
６６ ハウジング
６６ａ 取付孔
６６ｂ ストッパ（規制部）
６９ コントロールシャフト
７３ レバー
７３ａ 揺動支持部
７３ｂ 受圧部
７３ｃ 加圧部
７４ スプリング収容筒（収容部材）
７４ａ 底壁
７４ｂ フランジ（規制部、位置決め固定手段）
７４ｅ レバー挿入口
７４ｆ 開口
７５ ボルト（位置決め固定手段）
７６ スプリング（付勢部材）
７７ スライダ

Claims (8)

1. 内燃機関の機関弁（１６）のバルブリフトを変更可能な可変動弁機構（１７）のコントロールシャフト（６９）を回転駆動するアクチュエータ（２４）の故障時に、デフォルト機構（６０）で前記コントロールシャフト（６９）を一方向に付勢することで、前記バルブリフトが所定値以下あるいは所定値以上になるのを抑制する可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置において、
   前記デフォルト機構（６０）は、レバー（７３）および付勢部材（７６）を備え、
   前記レバー（７３）には、揺動支持部（７３ａ）と、前記付勢部材（７６）の荷重を受ける受圧部（７３ｂ）と、前記コントロールシャフト（６９）に荷重を加える加圧部（７３ｃ）とが設けられ、
   前記付勢部材（７６）を収容する収容部材（７４）と前記レバー（７３）とは、機関本体（１４）に固定される前記アクチュエータ（２４）のハウジング（６６）に支持されることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置。
2. 前記付勢部材（７６）は前記収容部材（７４）および前記レバー（７３）を相互に離反する方向に付勢するように前記収容部材（７４）および前記レバー（７３）の間に配置され、前記収容部材（７４）には該収容部材（７４）の付勢方向への移動を規制すべく前記ハウジング（６６）に当接する規制部（７４ｂ）が設けられ、前記ハウジング（６６）には前記レバー（７３）の付勢方向への移動を規制する規制部（６６ｂ）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置。
3. 前記収容部材（７４）は、前記ハウジング（６６）を貫通する取付孔（６６ａ）に、該ハウジング（６６）のシリンダヘッド（１５）への取付面側から挿入され、位置決め固定手段（７４ｂ，７５）で回転方向に位置決めされた状態で固定されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置。
4. 前記位置決め固定手段は、前記収容部材（７４）の端部に形成されたフランジ（７４ｂ）と、前記フランジ（７４ｂ）を貫通して前記ハウジング（６６）に螺合するボルト（７５）とから構成されることを特徴とする、請求項３に記載の可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置。
5. 前記付勢部材（７６）の荷重を前記レバー（７３）に伝達するスライダ（７７）が、前記収容部材（７４）の内面に摺動自在に案内されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置。
6. 前記付勢部材（７６）は一端が前記収容部材（７４）の底壁（７４ａ）に当接して他端が前記スライダ（７７）に当接し、前記スライダ（７７）により付勢された前記レバー（７３）の限界位置を規制するストッパ（６６ｂ）が前記ハウジング（６６）に設けられることを特徴とする、請求項５に記載の可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置。
7. 前記収容部材（７４）には、前記レバー（７３）の受圧部（７３ｂ）が挿入されるレバー挿入口（７４ｅ）が形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置。
8. 前記収容部材（７４）には、前記コントロールシャフト（６９）との干渉を避けるための開口（７４ｆ）が形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の可変動弁機構用アクチュエータのデフォルト装置。

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