以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
図1〜図14は本発明の一実施例を示すものであり、図1は車両搭載状態での内燃機関の側面図、図2は図1の2矢視図、図3は吸気側動弁装置の縦断側面図、図4は吸気側動弁装置の分解斜視図、図5は図1の要部拡大図、図6はアクチュエータの側面図、図7はアクチュエータの縦断側面図、図8は図7の8−8線断面図、図9は図7の9−9線断面図、図10はデフォルト機構の構成を説明するための模式図、図11は図5の11−11線断面図、図12は電動モータの効率、電動モータの発生トルクおよびアクチュエータの発生トルクを示す図、図13は吸気弁のリフト量変化に対するスプリング力の変化を示す図、図14は車両搭載状態での内燃機関およびラジエータの相対配置を簡略化して示す平面図である。
先ず図1および図2において、車両の前部には、クランクシャフト21の軸線Cを車両の幅方向に沿わせた複数気筒たとえば4気筒の機関本体22が搭載されており、各気筒は、前記軸線Cと平行な気筒配列方向23に並んで機関本体22に設けられる。
前記機関本体22は、前記クランクシャフト21を回転自在に支承するクランクケース24と、該クランクケース24に結合されるシリンダブロック25と、シリンダブロック25に結合されるシリンダヘッド26と、シリンダヘッド26に結合されるヘッドカバー27とを備えるものであり、前記気筒配列方向23に沿う左側の一端でシリンダヘッド26に結合されて機関本体22の一部を構成するカムホルダ28が、シリンダヘッド26およびヘッドカバー27間で外部に臨むように配置される。
車両の進行方向前方を向いた状態でクランクケース24の左端には変速機を収納するミッションケース32が、前記機関本体22の左側方かつ該ミッションケース32の上方に空きスペースを形成するようにして結合される。
前記シリンダヘッド26の前方側に臨む一側壁26a(図1参照)には、各気筒毎の吸気ポート33…が設けられており、それらの吸気ポート33…に吸気系34が接続される。また前記シリンダヘッド26の後方側に臨む他側壁26b(図1参照)には各気筒毎の排気ポート35…が設けられており、それらの排気ポート35…には、遮熱カバー36で上方から覆われる排気マニホールド37が接続される。
吸気系34は、エアクリーナ108と、各気筒に共通にしてシリンダヘッド26の前方に配置される吸気チャンバ109と、エアクリーナ108および吸気チャンバ109間を連結するホース等の管路部材110と、吸気チャンバ109から各気筒毎に分かれてシリンダヘッド26に接続される複数の吸気管111,111…とを備える。吸気チャンバ109には一対の支持脚112,112が下方に延びるようにして設けられており、それらの支持脚112…は、クランクケース28に取付けられるブラケット113に弾性部材114…を介して支持される。
図3および図4において、シリンダヘッド26には、各吸気ポート33…毎に一対の機関弁である吸気弁38…が開閉作動作動可能に配設されており、各吸気弁38…を開閉駆動する吸気側動弁装置39は、吸気側動弁カム40を各気筒毎に有する吸気側カムシャフト41と、吸気側動弁カム40に従動して揺動するとともに各気筒毎に一対の吸気弁38…に共通に連動、連結される吸気側ロッカアーム42と、吸気弁38…の作動特性のうち開弁リフト量を連続的に変化させるリフト可変機構43とを備える。
シリンダヘッド26には、前記気筒配列方向23に沿う左側の一端を除いて各気筒の両側に配置されるようにして上部ホルダ44…が締結されており、各上部ホルダ44…と協働して吸気側カムシャフト41を回転自在に支承するキャップ45…が上部ホルダ44…の上面に締結される。また前記気筒配列方向23に沿う左側の一端では吸気側カムシャフト41の端部がカムシャフト28およびヘッドカバー27間で回転自在に支承される。
吸気側ロッカアーム42の一端部には、一対の吸気弁38…におけるステム38a…の上端に上方から当接するタペットねじ46…が進退位置を調節可能として螺合される弁連結部42aが設けられる。また吸気側ロッカアーム42の他端部には、第1支持部42bと、第1支持部42bの下方に配置される第2支持部42cとが相互に連なって設けられ、第1および第2支持部42b,42cは、吸気弁38…とは反対側に開いた略U字状に形成される。
吸気側ロッカアーム42の第1支持部42bには、吸気側カムシャフト41の吸気側動弁カム40に転がり接触するローラ47が第1連結軸48およびニードルベアリング49を介して軸支されるものであり、ローラ47は略U字状である第1支持部42bに挟まれるように配置される。
リフト可変機構43は、前記吸気側ロッカアーム42の第1支持部42bに一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が固定支軸50で回動可能に支承される第1リンクアーム51と、前記吸気側ロッカアーム42の第2支持部42cに一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が可動支軸53で回動可能に支承される第2リンクアーム52と、前記可動支軸53をその軸線と平行な軸線まわりに角変位させることを可能として可動支軸53に連結されるコントロールシャフト54とを備える。
第1リンクアーム51の一端部は、吸気側ロッカアーム42の第1支持部42bを両側から挟むように略U字状に形成されており、ローラ47を吸気側ロッカアーム42に軸支する第1連結軸48を介して第1支持部42bに回動可能に連結される。また第1リンクアーム51の他端部を回動可能に支承する固定支軸50は、前記上部ホルダ44で支持される。
第1リンクアーム51の下方に配置される第2リンクアーム52の一端部は、吸気側ロッカアーム42の第2支持部42cに挟まれるように配置され、第2連結軸55を介して第2支持部42cに回動可能に連結される。
ところで、両吸気弁38…は図示しない弁ばねによって閉弁方向にばね付勢されるものであり、閉弁方向にばね付勢されている両吸気弁38…を吸気側ロッカアーム42で開弁方向に駆動しているときに吸気側ロッカアーム42のローラ47は、弁ばねのばね付勢力によって吸気側動弁カム40に接触しているのであるが、吸気弁38…の閉弁状態では、前記弁ばねのばね付勢力は吸気側ロッカアーム42に作用することはなく、ローラ47が吸気側動弁カム40から離れてしまい、吸気弁38…の微小開弁時における弁リフト量の制御精度が低下してしまう可能性がある。そこで、弁ばねとは別のロッカアーム付勢ばね56により、前記ローラ47を吸気側動弁カム40に当接させる方向に吸気側ロッカアーム42が付勢される。
コントロールシャフト54は、一列に並ぶ複数気筒に共通な単一のものであり、吸気側ロッカアーム42の両側に配置されるウエブ54a…と、両ウエブ54a…の基端部外面に直角に連なる軸部54b…と、両ウエブ54a…間を結ぶ連結部54c…とを各気筒毎に有して一体のクランク形状に構成され、前記固定支軸50および前記軸部54b…と平行な軸線を有する可動支軸53は、両ウエブ54a…間を結ぶようにしてコントロールシャフト54に連結される。しかも前記軸部54b…は、前記上部ホルダ44…と、各上部ホルダ44…の下面に締結される下部ホルダ57…により回動可能に支承される。
ところで吸気弁38…が閉弁状態にあるときに第2リンクアーム52を吸気側ロッカアーム42に連結する第2連結軸55は、コントロールシャフト54の軸部54b…と同軸上にあり、コントロールシャフト54が軸部54b…の軸線まわりに揺動すると、可動支軸53は軸部54b…の軸線を中心とする円弧上を移動することになる。
可動支軸53が下降する方向にコントロールシャフト54が回動し、吸気側カムシャフト41の吸気側動弁カム40でローラ47が押圧されると、固定支軸50、第1連結軸48、第2連結軸55および可動支軸53を結ぶ四節リンクが変形して吸気側ロッカアーム42が下方に揺動し、タペットねじ46…が吸気弁38…のステム38a…を押圧し、吸気弁38…を低リフトで開弁する。
また可動支軸53が上昇する方向にコントロールシャフト54が回動し、吸気側カムシャフト41の吸気側動弁カム40でローラ47が押圧されると、前記四節リンクが変形して吸気側ロッカアーム42が下方に揺動し、タペットねじ46…が吸気弁38…のステム38a…を押圧し、吸気弁38…が高リフトで開弁する。
気筒配列方向23に沿うコントロールシャフト54の一端部、すなわちコントロールシャフト54が備える複数の軸部54b…のうち前記気筒配列方向23に沿う一端側の軸部は連結軸部54dとして比較的長く形成されており、該連結軸部54dはシリンダヘッド26の左側方に突出するものであり、前記連結軸部54dが、シリンダヘッド26の左側端壁外面に取付けられるアクチュエータ60のケーシング59内に突入される。
図5〜図7において、アクチュエータ60は、電動モータ62と、電動モータ62の出力を減速する減速機構63と、該減速機構63およびコントロールシャフト54の連結軸部54d間に設けられる伝動機構64と、電動モータ62の非通電時に前記連結軸部54dすなわちコントロールシャフト54を所定の回動位置に維持するためのデフォルト機構65の主要部とがケーシング59に収容されて成るものであり、ケーシング59は、ケーシング主体61と、該ケーシング主体61に締結される第1カバー74、蓋部材82および第2カバー88とで構成される。
減速機構63は、デフォルト機構65によるデフォルト位置を零点位置とした正逆回転可能な電動モータ62の出力軸66と、該出力軸66の軸線と平行な駆動軸67との間に設けられるものであり、出力軸66に固定される駆動ギヤ68と、該駆動ギヤ68に噛合して前記駆動軸67に固定される被動ギヤ69とで構成され、最大リフト量から最小リフト量たとえば全閉まで前記吸気弁38…のリフト量を変化させる作動範囲内で電動モータ62が回転するのに応じて前記駆動軸67は1回転以上の範囲で回動する。また伝動機構64は、前記駆動軸67に設けられるウォームギヤ70と、該ウォームギヤ70に噛合して前記コントロールシャフト54の連結軸部54dに固定されるウォームホイル71とで構成される。
ケーシング主体61の下部には、機関本体22の車両搭載時には前後方向に延びるようにして横断面円形のモータ収容孔72が設けられており、該モータ収容孔72に電動モータ62が嵌合、固定される。また機関本体22の車両搭載時には後方側側壁となるケーシング主体61の一側壁には複数のボルト73…で第1カバー74が締結されており、ケーシング59には、ケーシング主体61の一部と前記第1カバー74とで構成されて前記減速機構63を収容する減速機構収容部59aが、車両搭載時に電動モータ62よりも後方位置で電動モータ62よりも上方に延びるようにして形成される。
前記ウォームギヤ70は、前記モータ収容孔72の上方で該モータ収容孔72と平行にしてケーシング主体61に設けられるウォームギヤ収容孔75に収容されるものであり、一端部がボールベアリング76を介してケーシング主体61に回転自在に支承されるとともに他端部がニードルベアリング77を介してケーシング主体61に回転自在に支承される駆動軸67の外周に設けられる。
図8を併せて参照して、ケーシング主体61の上部には、ウォームギヤ収容孔75の中間部に通じるウォームホイル収容室78が形成されており、このウォームホイル収容室78内に、ウォームホイル71が収容される。而してウォームホイル収容室78には、コントロールシャフト54の連結軸部54dが突入されており、ウォームホイル71は、前記連結軸部54dの端部に同軸に設けられるねじ孔79に螺合されるボルト80で連結軸部54dに締めつけ固定される。
またシリンダヘッド26とは反対側でケーシング主体61の上部には開口部81が設けられており、この開口部81を塞ぐ蓋部材82が複数のねじ部材83…でケーシング主体61に締結される。而してケーシング59には、ケーシング主体61の一部と前記蓋部材82とで構成されて前記伝動機構64を収容する伝動機構収容部59bが、車両搭載時に前記減速機構収容部59aよりも前方に位置するようにして形成される。
しかも蓋部材82には、コントロールシャフト54の回動量を検出するポジションセンサであるセンサ84が、ウォームホイル65に対向するようにして複数のねじ部材85…で取付けられており、ウォームホイル65には前記センサ84を係合させる一対の検出孔86,86が設けられる。
伝動機構収容部59bに関して前記減速機構収容部59aとは反対側でケーシング主体61の他側壁には第2カバー88が複数のボルト87…で締結されており、ケーシング59には、ケーシング主体61の一部と前記第2カバー88とで構成されてデフォルト機構65の主要部を収容するデフォルト機構収容部59cが、伝動機構収容部59bを前記減速機構収容部59aとの間に挟むようにして形成される。
図9を併せて参照して、デフォルト機構65は、駆動軸67とは別部材にして該駆動軸67と平行な軸線を有するデフォルト軸96と、該デフォルト軸66の軸線まわりに回動することを可能として駆動軸67に連動、連結される大径ギヤ92と、大径ギヤ92とともに同一軸線まわりに回動し得るスプリングホルダ93と、大径ギヤ92をスプリングホルダ93に当接、係合させる方向に付勢するリターンスプリング94(図4参照)と、大径ギヤ92およびスプリングホルダ93の当接、係合状態でリターンスプリング94とは逆方向にスプリングホルダ93を付勢するデフォルトスプリング95とを備える。
大径ギヤ92は、両端がケーシング主体61および第2カバー88で支持されるデフォルト軸96によって回転自在に支承されており、駆動軸67の他端部に設けられる小径ギヤ97に噛合される。すなわち大径ギヤ92は、小径ギヤ97、駆動軸67および減速機構63を介して電動モータ62に連動、連結されており、最大リフト量から最小リフト量たとえば全閉まで前記吸気弁38…のリフト量を変化させる作動範囲内で電動モータ62が回転するのに応じて大径ギヤ92は1回転未満の回動範囲で回動する。すなわち大径ギヤ92は、吸気弁38…のリフト量変化範囲内での電動モータ62の回転に応じて1回転未満の回動範囲で回動するようにして電動モータ62に連動、連結される。
スプリングホルダ93は、大径ギヤ92との相対回転を可能として前記デフォルト軸96に支承される。大径ギヤ92のスプリングホルダ93への対向面には、デフォルト軸96の軸線を中心とする円弧状の溝98が設けられ、スプリングホルダ93には、前記溝98に挿入される係合突部99が突設される。而して前記吸気弁38…のリフト量を所定リフト量および最小リフト量間で変化させる間の大径ギヤ92の回動に応じて前記係合突部99は前記大径ギヤ92の周方向に沿う前記溝98の一端に当接、係合するものであり、大径ギヤ92が前記吸気弁38…のリフト量を所定リフト量および最小リフト量間で変化させるように回動したときに、スプリングホルダ93は大径ギヤ92とともに同一軸線まわりに回動することになる。しかもスプリングホルダ93に突設された規制突部100は、前記吸気弁38…のリフト量を最小リフト量から所定リフト量まで変化させる際のスプリングホルダ93の回動に応じて第2カバー88に設けられたストッパ101(図10参照)に当接してスプリングホルダ93の回動を規制するものであり、スプリングホルダ93の回動範囲は前記所定リフト量および前記最小リフト量間に規制されることになる。
渦巻き型であるデフォルトスプリング95の一端はスプリングホルダ93に係合され、他端は第2カバー88に植設されたピン88aに係合される。而してデフォルトスプリング95は、スプリングホルダ93を前記最小リフト量側から所定リフト量側に付勢するばね力を発揮するものであり、そのばね荷重はリターンスプリング94よりも大きく設定される。
図4に注目して、シリンダヘッド26内でコントロールシャフト54の連結軸部54dには、該連結軸部54dを囲繞する筒状のスプリングホルダ102が固着されており、ねじりコイルばねであるリターンスプリング94がスプリングホルダ102に巻装される。しかもリターンスプリング94の一端はシリンダヘッド26に係合され、リターンスプリング94の他端は前記スプリングホルダ102に係合される。
すなわちリターンスプリング94は、大径ギヤ92をスプリングホルダ93に当接、係合させる方向に付勢する機能だけでなく、ウォームホイル71およびウォームギヤ70間のバックラッシを吸収する機能を兼ねて、コントロールシャフト54の連結軸部54dおよびシリンダヘッド26間に介設されることになる。
このようにして、デフォルト機構64を構成する大径ギヤ92、スプリングホルダ93、リターンスプリング94およびデフォルトスプリング95のうち、リターンスプリング94を除く主要部すなわち大径ギヤ92、スプリングホルダ93およびデフォルトスプリング95はアクチュエータ60のデフォルト機構収容部59c内に収容され、リターンスプリング94だけがシリンダヘッド26内に配設されることになる。しかもデフォルト機構収容部59c内にはグリース103が充填される。
このようなデフォルト機構65の構成を模式化して示す図10を参照して、デフォルト機構65の作用について説明すると、大径ギヤ92はリターンスプリング94で最大リフト位置から最小リフト位置側に向けてばね付勢され、最小リフト位置から吸気弁38…の所定リフト量であるデフォルト位置までの範囲に回動範囲が規制されたスプリングホルダ93はリターンスプリング94よりもばね荷重の大きなデフォルトスプリング95で最小リフト位置からデフォルト位置側に向けてばね付勢されている。したがって電動モータ62の非通電状態では、大径ギヤ92は係合溝98の一端にスプリングホルダ93の係合突部99を当接、係合させる位置までリターンスプリング94で回動付勢され、スプリングホルダ93は、デフォルトスプリング95によってデフォルト位置まで回動されることになり、コントロールシャフト54に小径ギヤ94、駆動軸67、ウォームギヤ70およびウォームホイル71を介して連動、連結されている大径ギヤ92もデフォルト位置となり、吸気弁38…のリフト量が所定量に維持されることになる。
ところでアクチュエータ60の一部を構成するとともに対をなして相互に噛合するウォームホイル71およびウォームギヤ70の少なくとも一方は、合成樹脂から成るものであり、この実施例では、ウォームホイル71が、たとえばナイロンやPEEK(商標名;ビクトレックス社)等の合成樹脂から成るものである。
図8で明示するように、ケーシング59のケーシング主体61には、前記ウォームホイル収容室78に通じる円筒状の筒部61aが設けられており、シリンダヘッド26の左端壁には、コントロールシャフト54の連結軸部54dを同軸に囲繞する円筒状の筒部26cが前記筒部61aに嵌合可能として設けられ、筒部26cの外周には筒部61aの内周に弾発的に接触するOリング104が装着される。すなわちケーシング主体61およびシリンダヘッド26は、コントロールシャフト54が備える連結軸部54dの軸線に沿う方向で相互に嵌合される。
アクチュエータ60のケーシング59は、機関本体22の一部を構成する機関本体構成要素であるシリンダヘッド26およびカムホルダ28にまたがって取付けられるものであり、シリンダヘッド26には複数のボルト105…(図5参照)でケーシング59のケーシング主体61が取付けられ、カムホルダ28にはボルト106(図5参照)でケーシング59のケーシング主体61が取付けられる。
モータ収容孔68に嵌合、固定される電動モータ62の周囲の4箇所でケーシング59のケーシング主体61には挿通孔106…を有する取付けボス107…が設けられ、それらの挿通孔106…に挿通されるボルト105…によりケーシング主体61がシリンダヘッド26に締結される。
しかもケーシング主体61には、前記各取付けボス107…に連なるリブ118〜125が突設されるものであり、リブ118,119は、上方の取付けボス117…および下方の取付けボス117…間をX字状に交差して結ぶように形成され、リブ120は下方の取付けボス117…間を結ぶように形成され、リブ121は、図5において左側上下に配置される取付けボス117…間を結ぶように形成され、リブ122,123は上方の取付けボス117…に連なって前記リブ118,119の延長上を斜め上方に延びるように形成され、さらにリブ124,125は前記リブ122,123と斜めに交差するようにして上方の取付けボス124,125から斜め上方に延びるように形成される。
また減速機構63、伝動機構64およびデフォルト機構65の少なくとも1つに対応する部分でケーシング主体61は機関本体22のカムホルダ28に取付けられるものであり、この実施例では、デフォルト機構65に対応する部分でケーシング主体61がカムホルダ28にボルト106で締結される。
図11において、デフォルト機構65に対応する部分でケーシング主体61には、挿通孔126を有する取付けボス127が設けられており、前記挿通孔126に挿通されたスライドブッシュ128を貫通するボルト106がカムホルダ28に螺合される。すなわちデフォルト機構65に対応する部分でケーシング主体61はカムホルダ28にスライドブッシュ128を介して締結されることになる。
ところで吸気弁38…のリフト量をコントロールするアクチュエータ60は、基本的には車両運転者のアクセル操作に連動するものであり、たとえばサーキット走行やワインディング道路での走行時にアクセル操作を短時間で頻繁に繰り返すと、アクチュエータ60の電動モータ62もそれに応じて作動することになり、電動モータ62に流れる実効電流が大きくなり、電動モータ62が発熱する可能性がある。そこで頻繁に繰り返されるアクセル操作に応じて電動モータ62を最速応答する際に、電動モータ62の効率が最高となるように減速機構63の減速比を定めることにする。
ここでアクチュエータ60における電動モータ62の効率、電動モータ62の発生トルクおよびアクチュエータ60の発生トルクは、電動モータ62の回転数変化に応じて図12で示すように変化するものであり、要求駆動トルクがたとえば10Nmであるときに、その要求駆動トルクに打ち勝って最速応答する際に、電動モータ62の回転数がその効率が最高となる回転数たとえば6200rpmとなるように、アクチュエータ60の発生トルクを定める。而してアクチュエータ60の発生トルクは(電動モータ62の発生トルク×減速機構63の減速比)で得られるものであり、電動モータ62の回転数がたとえば6200rpmとなるように定めたときに、減速機構63の減速比はたとえば69.3に設定されることになる。
次にこの実施例の作用について説明すると、吸気弁38…のリフト量を変化させることを可能としたリフト可変機構43が備えるコントロールシャフト54を回動駆動するアクチュエータ60は、前記コントロールシャフト54に伝動機構64を介して連動、連結される駆動軸67ならびに該駆動軸67を機関弁38…のリフト量変化範囲内で1回転以上回転せしめるようにして回転駆動する動力を発揮する電動モータ62を有するとともに、電動モータ62の非通電時に吸気弁38…のリフト量を所定リフト量とする位置までコントロールシャフト54を回動付勢することを可能としたデフォルト機構65の少なくとも主要部が設けられるのであるが、デフォルト機構65は、前記駆動軸67と別部材にして該駆動軸67と平行な軸線を有するデフォルト軸96と、該デフォルト軸96の軸線まわりに回動することを可能として前記駆動軸67に連動、連結される大径ギヤ92と、大径ギヤ92を回動付勢するデフォルトスプリング95とを備えている。
したがってデフォルト軸96の軸線まわりに回動する大径ギヤ92を、吸気弁38…のリフト量変化範囲内での電動モータ62の回転に応じて1回転未満の回動範囲で回動するようにして駆動軸67に連動、連結することが可能であり、従来から用いられている耐久性および信頼性の高いデフォルト機構65を採用することができる。
またデフォルトスプリング95が渦巻き型のものであるので、デフォルト軸96の軸線に沿う方向でデフォルト機構65をコンパクト化することができる。
ところで、デフォルト機構65は、図13で示すように、その作動時に吸気弁38のリフト量をたとえば1.8mmに維持するものであり、渦巻き型のデフォルトスプリング95のばね定数の傾きは図13の実線で示すように比較的小さいので、電動モータ62にかかる負荷は比較的小さいものとなる。それに対し、デフォルトスプリング95がコイルがたのものである場合には、図5の鎖線で示すように、ばね定数の傾きが比較的大きくなるので、電動モータ62に不必要な力がかかり、電動モータ62の仕事量が増えてしまうことになる。
しかるにデフォルトスプリング95が渦巻き型であると、デフォルトスプリング95の半径方向に隣接する部位同士の干渉によって摺動摩擦力が大きくなり易いのであるが、アクチュエータ60のケーシング59には、デフォルト機構65のデフォルトスプリング95を含む主要部を収容するデフォルト機構収容部59cが形成されており、そのデフォルト機構収容部59c内にグリース103が充填されるので、前記摺動摩擦力を低減し、電動モータ62が発揮すべき動力を低減して省エネルギー化を図ることができ、ひいては省燃費化が可能となる。
またアクチュエータ60のケーシング59は、電動モータ62に対応する部分の複数箇所で機関本体22に取付けられるとともに、減速機構63、伝動機構64およびデフォルト機構65の少なくとも1つに対応する部分(この実施例ではデフォルト機構65に対応する部分)で機関本体22に取付けられるものであり、アクチュエータ60の振動発生源である電動モータ62に対応する部分を強固に機関本体22に固定し、また電動モータ62以外にも比較的大重量となる部分をしっかりと機関本体22に固定して振動を抑えることができる。したがって機関本体22に取付けられるアクチュエータ60の耐振性および耐久性を高め、コントロールシャフト54の制御精度および排気性状の制御性を高めることができる。
ところでケーシング59には、該ケーシング59を機関本体22のシリンダヘッド26に締結するためのボルト105…を挿通せしめる取付けボス117…が、電動モータ62の周囲の4箇所に突設されるとともに、それらの取付けボス117…に連なる複数のリブ118〜125が突設されており、それらのリブ118〜125によってケーシング59に歪みが生じるのを防止することができ、アクチュエータ60を構成する複数の部品のうちケーシング59に支持されて相互に接触する部品間で摺動摩擦力が増大することを回避することができ、それにより電動モータ62が発揮すべき駆動力を低減して省エネルギー化を図ることができる。
しかも機関本体22の一部を構成するシリンダヘッド26に、ケーシング59の電動モータ62に対応する部分が取付けられ、機関本体22の一部を構成して前記シリンダヘッド26に結合されるカムホルダ28に、デフォルト機構65に対応する部分のケーシング59が、スライドブッシュ128を介して締結されるので、相互に結合されるシリンダヘッド26およびカムホルダ28のアクチュエータ60に対向する取付け面にずれが生じていても歪みが生じないようにしてケーシング59をシリンダヘッド26およびカムホルダ28に取付けることができ、アクチュエータ60を構成する部品のうちケーシング59に支持されて相互に接触する部品間で摺動摩擦力が増大することを回避し、電動モータ62が発揮すべき駆動力を低減して省エネルギー化を図ることができ、コントロールシャフト54の制御精度および排気性状の制御性をより高めることができる。
ところでアクチュエータ60が備える減速機構63の減速比は、要求駆動トルクに対して最速応答する際に電動モータ62の最高効率が得られる値に設定されるものである。
このような設定にすると、たとえばサーキット走行やワインディング道路での走行時にアクセル操作が短時間で頻繁に繰り返されるのに応じて電動モータ62が作動するようなリフト可変機構43が最も厳しい作動条件下にあるときに、電動モータ62の発熱量が最小限に抑えられることになる。したがってコントロールシャフト54に電動モータ62から及ぶ熱影響を小さくし、電動モータ62の発熱に起因してコントロールシャフト54の捩れによる位相差が大きくなるのを防止することができ、各気筒間での吸気弁38…のリフト量の相違による吸入空気量のばらつきを小さく抑え、空燃比制御および出力制御を簡素化することができる。
さらにアクチュエータ60のケーシング59に、減速機構63を収容する減速機構収容部59aならびにデフォルト機構65を収容するデフォルト機構収容部59cが、コントロールシャフト54に直結される熱脆弱部であるウォームホイル71およびセンサ84を両側から挟んで形成されている。
したがって図14で示すように、機関本体22をラジエータ131の後方で横置きにして車両に搭載した状態で、矢印132で示すラジエータ131からの背風が機関本体22の一端壁に取付けられたアクチュエータ60に前方から吹きつけられ、矢印133で示す排気マニホールド37からの放射熱がアクチュエータ60に後方から当たっても、ケーシング59に形成される減速機構収容部59aおよびデフォルト機構収容部59c間にウォームホイル71およびセンサ84が挟まれるので、減速機構収容部59aおよびデフォルト機構収容部59cがウォームホイル71およびセンサ84に対する遮熱機能を果たすことになり、ウォームホイル71およびセンサ84に熱害が及ぶことを回避してウォームホイル71およびセンサ84の耐久性を高めることができる。
特にコントロールシャフト54の回動量を検出するセンサ84は、環境温度によって特性が変化するものであり、センサ84が熱風や放射熱に直接さらされないようにして、センサ84の検出精度を高めることができる。
また伝動機構64の一部を構成してコントロールシャフト54に固定される合成樹脂製のウォームホイル71は、アクチュエータ60の軽量化を図るとともにフリクション低下を図ることを可能とするものであり、ウォームホイル71に熱害が及ばないようにして信頼性、耐久性を高めるとともに、熱変形等によるフリクションの増加を防止して省エネルギー化を図ることができる。
このようにウォームホイル71およびセンサ84に熱害が生じないようにして、アクチュエータ60の取付け位置の自由度を高めることができるものであり、たとえば図15で示す第1変形例のように、機関本体22をラジエータ131の後方で縦置きにして車両に搭載した場合、矢印134で示す排気マニホールド37からの放射熱がアクチュエータ60に側方から当たっても、減速機構収容部59aがウォームホイル71およびセンサ84に対する遮熱機能を果たすことができる。
図16は本発明の第2変形例を示すものであり、一対のバンクBA,BBを有してV型に構成される機関本体22′がラジエータ131の後方で横置きにして車両に搭載され、、両バンクBA,BBの一端にアクチュエータ60,60取付けられるた状態では、アクチュエータ60,60に、ラジエータ131からの背風および排気マニホールド37Aからの放射熱が矢印135で示すようにアクチュエータ60,60に前方から吹きつけられ、矢印136で示す排気マニホールド37Bからの放射熱がアクチュエータ60,60に後方から当たることになるが、両アクチュエータ60…におけるケーシング59…の減速機構収容部59a…およびデフォルト機構収容部59c…が上述と同様に遮熱機能を果たすことになる。
さらに図17で示す本発明の第3変形例のように、V型に構成される機関本体22′がラジエータ131の後方で縦置きにして車両に搭載された状態で、両バンクBA,BBの後端にアクチュエータ60,60が取付けられた場合、それらのアクチュエータ60,60に、排気マニホールド37Aおよび排気マニホールド37Bからの放射熱が矢印137,138で示すように側方から当たるが、両アクチュエータ60…におけるケーシング59…の減速機構収容部59a…およびデフォルト機構収容部59c…が上述と同様に遮熱機能を果たすことができる。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
たとえば本発明を機関弁である排気弁に関連して実施することも可能である。