JP4459133B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、機関弁の開閉時期または最大リフト量を含む弁作動特性を変更可能な内燃機関の可変動弁装置に関する。

この種の動弁装置として、本出願人が先に出願した特願２００４−４０２４６号で開示した動弁装置は、吸気弁を開閉作動すべく吸気カムの弁駆動力を吸気弁に伝達する伝達機構と、該伝達機構に備えられる移動可能なホルダを駆動する電動モータとを備える。機関運転状態に応じて制御される電動モータは、ホルダにギヤ部に噛合する駆動ギヤが設けられた駆動軸を回転駆動し、駆動軸がホルダの位置を変更することにより、吸気弁の弁作動特性が変更される。

ところで、アクチュエータとしての電動モータにより回転駆動されてホルダを駆動する駆動軸には、吸気弁のリフト時に吸気カムの弁駆動力および機関弁からの反力に基づく外部トルクが作用して、駆動軸の回転位置が変動する。この外部トルクは、吸気カムの回転位置およびホルダの位置に応じて変動し、ときには方向が反転するため、電動モータからホルダまでの駆動力の伝達系（この伝達系に駆動軸も含まれる。）が、減速機構を構成するギヤ機構や、駆動力を伝達すべく係合する係合機構を有する場合には、該ギヤ機構や該係合機構を構成する部材同士の衝突による打音が発生する。また、弁作動特性を変更するために電動モータによりホルダを駆動する時点で、外部トルクが変動して駆動軸が変動すると、所望の位置までホルダを移動させるために、より多くの時間を要することになって、制御精度が低下することがある。そこで、駆動軸の変動の影響を低減して制御精度を向上させるためには、電動モータの容量を大きくすればよいが、そうすると電動モータが大型化する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、駆動軸を回転駆動するアクチュエータを大型化することなく、打音の低減および弁作動特性の制御精度の向上を図と共に、質量体および伝達機構の形状および配置の自由度の増加を図ることを目的とする。さらに、部品点数の増加や重量増を抑制したうえで、駆動軸の過度の回転を防止することを目的とする。

請求項１記載の発明は、伝動機構により内燃機関の回転に同期して回転駆動されるカム軸と、機関弁を開閉作動すべく前記カム軸に設けられる動弁カムの弁駆動力を前記機関弁に伝達する伝達機構と、前記機関弁の弁作動特性を変更すべく機関本体に変位可能に支持される前記伝達機構を変位させる駆動軸を回転駆動するアクチュエータと、を備える内燃機関の可変動弁装置において、前記駆動軸には、前記駆動軸の回転慣性質量を増加させる質量体が、前記伝達機構に接触しない位置に設けられ、前記質量体は前記駆動軸の過度の回転を阻止するストッパに当接し、前記ストッパは、前記伝動機構を覆うカバーの、前記機関本体への取付部により構成される内燃機関の可変動弁装置である。

これによれば、機関弁の弁作動特性を変更するための伝達機構を駆動する駆動軸の回転慣性質量が、質量体の分だけ増加するので、動弁カムの弁駆動力および機関弁からの反力に基づいて駆動軸に作用する外部トルクによる駆動軸の回転位置の変動が抑制される。また、質量体は伝達機構に接触しないため、質量体を伝達機構から独立して設けることができるので、伝達機構の構成部材と質量体とにおいて、その形状や配置に関する相互の制約が少なくなる。
さらに、これによれば、駆動軸の過度の回転を阻止するためのストッパを、伝動機構を覆うカバーの取付部でもって利用されるので、ストッパを構成する専用の部材が不要になる。

請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、外部トルクによる駆動軸の回転位置の変動が抑制されるので、アクチュエータから伝達機構までの駆動力の伝達系における打音が低減され、しかも弁作動特性の制御精度が向上する。また、伝達機構の構成部材と質量体とにおいて相互の制約が少なくなるので、質量体および伝達機構の形状および配置の自由度が増加して、それらの機能を十分に発揮させる形状および配置が可能になる。
また、請求項１記載の発明により、駆動軸の過度の回転を防止するために質量体が利用されるので、部品点数の増加および重量増が抑制されたうえで、駆動軸の過度の回転を防止される。
さらに、請求項１記載の発明により、駆動軸の過度の回転を防止するために、伝動機構を覆うカバーの取付部が利用されるので、部品点数の増加および重量増が抑制される。

以下、本発明の実施形態を図１〜図７を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された可変動弁装置Ｖを備える内燃機関Ｅは、水冷式多気筒４ストローク内燃機関であり、そのクランク軸（図示されず）が車幅方向に延びる横置き配置で車両に搭載される。内燃機関Ｅは、直列に配列される４つのシリンダ１が一体成形されたシリンダブロックと、該シリンダブロックの上端部に結合されるシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２の上端部に結合されるヘッドカバー３とから構成される機関本体を備える。
なお、実施形態において、上下方向は、シリンダ１のシリンダ軸線Ｌ１が延びる方向（シリンダ軸線方向）であり、軸方向は、カム軸20の回転中心線Ｌ２が延びる方向であるとする。

各シリンダ１には、コンロッドを介して前記クランク軸に連結されるピストン４が往復動可能に嵌合する。シリンダヘッド２には、各シリンダ１に対応して、シリンダ軸線方向でピストン４に対向する燃焼室５と、燃焼室５に開口する１対の吸気口を有する吸気ポート６および燃焼室５に開口する１対の排気口を有する排気ポート７とが形成される。各燃焼室５に臨む点火栓８は、点火コイル９と共にシリンダヘッド２に設けられた挿入孔10に挿入されてシリンダヘッド２に装着される。

シリンダヘッド２には、シリンダ１毎に、弁バネ12により常時閉弁方向に付勢される１対の機関弁としての吸気弁13および１対の機関弁としての排気弁14が設けられる。各シリンダ１の吸気弁13および排気弁14は、可変動弁装置Ｖにより開閉作動させられて、それぞれ、吸気ポート６および排気ポート７を開閉する。

後述する電動モータ60を除いて、シリンダヘッド２とヘッドカバー３とで形成される動弁室15に収容される頭上カム軸型の可変動弁装置Ｖは、シリンダヘッド２に回転可能に支持される１つのカム軸20を備え、さらに、シリンダ１毎に、カム軸20に設けられたいずれも動弁カムである１つの吸気カム21および１対の排気カム22（図２参照）と、吸気カム21の回転に応じて吸気弁13を開閉作動させる第１弁作動機構と、排気カム22の回転に応じて排気弁14を開閉作動させる第２弁作動機構とを備える。そして、この実施形態において、前記第１弁作動機構は、吸気弁13の開閉時期および最大リフト量を含む弁作動特性を内燃機関Ｅの運転状態に応じて変更することが可能な弁特性可変機構から構成される。

併せて図２〜図４を参照すると、カム軸20は、回転中心線Ｌ２が前記クランク軸の回転中心線に平行となるように、シリンダヘッド２に一体的に設けられるカム軸ホルダに、ジャーナル部20ｃにおいて回転可能に支持される。前記カム軸ホルダは、シリンダヘッド２に軸方向に間隔をおいて配列された複数、ここでは５つの軸受部23を有する。各軸受部23は、シリンダヘッド２にボルトにより結合される下軸受部23ａと、下軸受部23ａにボルトにより結合される上軸受部23ｂとから構成される。そして、各ジャーナル部20ｃには、内燃機関Ｅの潤滑系統からカム軸20の内部に形成された油孔20ｂを通って潤滑油が供給される。

図３，図４を参照すると、カム軸20は、内燃機関Ｅの回転である前記クランク軸の回転に同期して回転するように、伝動機構70を介して伝達される前記クランク軸の動力により、該クランク軸に連動してその１／２の回転速度で回転駆動される。伝動機構70は、前記クランク軸の軸端部に設けられる駆動スプロケットと、前記カム軸ホルダにおいて軸方向での一方の端に位置する軸受部23である端部軸受部23Ｃから突出するカム軸20の軸端部20ａにボルト76により結合されて設けられるカムスプロケット72と、前記駆動スプロケットおよびカムスプロケット72に掛け渡されるタイミングチェーン71とを備える。

伝動機構70は、軸方向で伝動機構70を覆ってシリンダヘッド２の軸方向での端壁２ａに結合されるヘッド側のチェーンカバー73と、シリンダブロックの軸方向での端壁に結合されるブロック側のチェーンカバーと、端壁２ａとにより形成される伝動室としてのチェーン室74内に収納される。軸方向で端壁２ａと対向するチェーンカバー73は、シリンダヘッド２などと同様に前記機関本体を構成する。

図１，図２，図５を参照すると、前記第１弁作動機構は、吸気弁13を開閉作動すべく吸気カム21の弁駆動力（以下、単に「弁駆動力」という。）を吸気弁13に伝達する伝達機構Ｍｉと、吸気弁13の弁作動特性を変更すべくシリンダヘッド２に変位可能に支持される伝達機構Ｍｉを変位させる駆動軸61を回転駆動するアクチュエータとしての電動モータ60を備える駆動機構Ｍｄと、を備える。

伝達機構Ｍｉは、回転中心線Ｌ２に平行な中心線Ｌ３を中心に電動モータ60により揺動させられるホルダ30と、中心線Ｌ４を中心に揺動可能にホルダ30に支持されると共に吸気カム21により駆動されて揺動する主カムフォロアとしての第１ロッカアーム40と、中心線Ｌ５を中心に揺動可能にホルダ30に支持されると共に第１ロッカアーム40により駆動されて揺動する従カムフォロアとしての第２ロッカアーム50と、第１ロッカアーム40を吸気カム21に押し付ける付勢力としての弾発力を発生するバネ37を保持する保持体36とを備える。ここで、両中心線Ｌ４，Ｌ５および駆動軸61の回転中心線Ｌ６は、回転中心線Ｌ２とは異なる位置にある中心線Ｌ３に平行である。

伝達機構Ｍｉは、第１，第２ロッカアーム40，50および保持体36がホルダ30に組み付けられて一体化された１つのモジュールである。第２ロッカアーム50は、第１ロッカアーム40を介して伝達された弁駆動力を吸気弁13に伝達し、両ロッカアーム40，50は、吸気カム21により駆動されて吸気弁13を開閉作動させる第１カムフォロアとしての吸気ロッカアームを構成する。

シリンダ１毎に、軸方向で隣接する１対の軸受部23の間に配置されるホルダ30は、下軸受部23ａと、該下軸受部23ａにボルトにより結合される保持キャップ24（図３参照）に挟まれて枢支される支点部31と、第１ロッカアーム40を枢支する第１支持軸32と、第２ロッカアーム50を枢支する第２支持軸33と、駆動軸61が係合する被動側係合部としてのセグメントギヤである被動ギヤ34とを備える。

支点部41で軸受46を介して支持軸32に揺動可能に支持される第１ロッカアーム40は、カム当接部42と駆動当接部43と作用部44とを有する。カム当接部42は、吸気カム21にころがり接触するローラ42ａを有し、ローラ42ａにおいて吸気カム21に当接する。一方、支点部51で軸受56を介して支持軸33に揺動可能に支持される第２ロッカアーム50は、駆動当接部43に当接する従動当接部53と、１対の吸気弁13にそれぞれ当接する１対の弁当接部52とを有する。従動当接部53は、駆動当接部43にころがり接触するローラ53ａを有し、ローラ53ａにおいて駆動当接部43に当接する。

互いに当接する駆動当接部43および従動当接部53の一方の当接部としての駆動当接部43には、他方の当接部としての従動当接部53のローラ53ａとの当接により、吸気弁13を閉弁状態に保つ空走面45ａと吸気弁13を開弁状態にする駆動面45ｂとを有するカム面45が形成される。

空走面45ａは、中心線Ｌ４に直交する平面での断面形状が中心線Ｌ４を中心とする円弧になるように形成され、クリアランスが空走面45ａとローラ53ａとの間に形成される状態およびローラ53ａが空走面45ａに当接している状態で、第１ロッカアーム40を介して伝達された弁駆動力を第２ロッカアーム50に伝達しない。このため、第２ロッカアーム50は、第１ロッカアーム40を介して吸気カム21により揺動させられない非作動状態にある。そして、第１ロッカアーム40のローラ42ａが吸気カム21のベース円部21ａに当接する状態で、第１ロッカアーム40と第２ロッカアーム50とが当接するとき、ローラ53ａは常に空走面57ａに当接する。したがって、駆動当接部43と従動当接部53との当接位置が空走面45ａの任意の位置にあるとき、吸気弁13は弁バネ12の弾発力により閉弁状態に維持される。

駆動面45ｂは、第１ロッカアーム40を介して伝達された弁駆動力を第２ロッカアーム50に伝達して第２ロッカアーム50を揺動させ、弁当接部52の調整ネジ52ａが吸気弁13に当接しているとき、揺動する第２ロッカアーム50が弁駆動力を吸気弁13に伝達して、吸気弁13を開弁状態にする。

保持体36に保持される付勢部材は、弾性部材としての圧縮コイルバネからなるバネ37と、バネ37の弾発力を作用させるべく作用部44に当接する当接部材38とを有する。第１ロッカアーム40の作用部44には、第１ロッカアーム40を吸気カム21に押し付けるバネ37の弾発力が直接作用する。

図１，図２を参照すると、駆動機構Ｍｄは、動弁室15の外部でシリンダヘッド２に取り付けられる電動モータ60と、シリンダヘッド２に対して回転可能に支持される駆動軸61とを備える。逆回転可能な電動モータ60により、ギヤ機構から構成される減速機構（図示されず）を介して回転駆動される駆動軸61は、ホルダ30を駆動して、シリンダヘッド２に対して揺動させる。それゆえ、駆動軸61は、ホルダ30を揺動させて変位させることで、ホルダ30を備える伝達機構Ｍｉをシリンダヘッド２に対して変位させる。

電動モータ60は、機関回転速度や機関負荷などの内燃機関Ｅの運転状態を検出する運転状態検出手段からの検出信号が入力される電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）により制御される。ＥＣＵが前記運転状態に応じて電動モータ60の回転方向および回転数を制御することにより、駆動軸61の回転方向および回転量が制御されて、ホルダ30が吸気カム21またはカム軸20の回転位置とは無関係に駆動される。

併せて図３，図４を参照すると、カム軸20に平行に延びる１つの駆動軸61は、シリンダヘッド２および各下軸受部23ａにより構成される軸受部62に回転可能に支持される。駆動軸61には、シリンダ１毎に、軸方向に間隔をおいて駆動側係合部としての駆動ギヤ61ａが設けられ、該駆動ギヤ61ａは被動ギヤ34に係合する。そして、電動モータ60の駆動力が、前記減速機構および駆動軸61から構成される伝達系を介してホルダ30を揺動させる。

図１，図２を参照すると、前記第２弁作動機構は、各排気弁14を開閉作動すべく排気カム22の弁駆動力を各排気弁14に伝達する伝達機構Ｍｅを備える。伝達機構Ｍｅは、シリンダ１毎に、１対のピボットにより構成される支持部26と、１対の支持部26に揺動可能に支持される１対の第２カムフォロアとしての排気ロッカアーム27とから構成される。支点部27ａにおいて支持部26に支持され、弁当接部27ｂにおいて排気弁14に当接する各排気ロッカアーム27は、カム当接部27ｃのローラ27c1に当接する排気カム22により駆動されて揺動し、排気弁14を開閉する。

前記第１弁作動機構についてさらに説明する。
前記第１弁作動機構では、前記運転状態に応じて電動モータ60が回転駆動する駆動軸61により変位させられるホルダ30の位置に応じて、ホルダ30と共に第１，第２ロッカアーム40，50が移動して、吸気弁13の開閉時期、最大リフト量および該最大リフト量が得られる時期である最大リフト時期が無段階に変更される。
このことを、図６，図７を参照して、より具体的に説明する。なお、図６，図７においては、吸気弁13が閉弁状態にあるときの伝達機構Ｍｉおよび吸気弁13が実線で示され、吸気弁13が最大リフト量で開弁したときの伝達機構Ｍｉおよび吸気弁13が二点鎖線で示されている。

ホルダ30がその揺動範囲であるホルダ揺動範囲における一方の限界位置である第１限界位置を占めるとき状態を示す図６を参照すると、第１ロッカアーム40のローラ42ａが吸気カム21のベース円部21ａに当接する状態で、第２ロッカアーム50のローラ53ａは、カム面45の空走面45ａに当接する状態にある。第１ロッカアーム40が、カム山部21ｂに当接して、弁駆動力により吸気カム21の回転方向（図６において時計方向）に揺動させられると、駆動面45ｂがローラ53ａに当接して、第２ロッカアーム50を揺動させ、第２ロッカアーム50が弁バネ12の弾発力に抗して吸気弁13を開弁させる。ホルダ30が前記第１限界位置を占めるとき、吸気弁13の開弁期間および最大リフト量が最も大きくなり、閉時期は最も遅角した時期になる弁作動特性が得られる。

電動モータ60（図２参照）により第２回転方向Ｒ２に回転駆動される駆動軸61により駆動されて、ホルダ30が前記第１限界位置からカム軸20に近づくように揺動して変位すると、ローラ42ａがカム山21ｂに当接する時期が早められる一方、駆動当接部43は、ローラ42ａがベース円部21ａに当接する状態で、空走面45ａ上での移動範囲が大きくなる方向に移動する。この移動範囲の拡大により、カム山部21ｂに当接して第１ロッカアーム40が揺動し始めたとしても、ローラ53ａは空走面45ａ上に位置するために第２ロッカアーム50は揺動しない非作動状態にあり、吸気カム21がさらに回転することにより第１ロッカアーム40がさらに大きく揺動して、ローラ53ａが駆動面45ｂに当接したときに、第２ロッカアーム50が揺動して、吸気弁13が開弁される。このため、ローラ42ａがカム山部21ｂの頂点に当接した状態でも、駆動面45ｂにより揺動される第２ロッカアーム50の揺動量は、前記第１限界位置のときに比べて小さくなり、吸気弁13の最大リフト量が小さくなる。そして、ホルダ30がホルダ移動範囲の他方の限界位置である第２限界位置に近づくにつれて、吸気弁13の開時期が連続的に遅角すると共に、閉時期が連続的に進角して開弁期間が連続的に短くなり、さらに最大リフト時期が連続的に進角すると共に最大リフト量が連続的に小さくなる。

図７に示されるように、ホルダ30が前記第２限界位置を占めるとき、吸気カム21の弁駆動力により第１ロッカアーム40が揺動させられるにも拘わらず、ローラ53ａは空走面45ａに当接する状態にあり、第２ロッカアーム50が揺動しない非作動状態になって、吸気弁13が休止状態となる弁作動特性が得られる。

また、ホルダ30が前記第２限界位置を占める状態から、駆動軸61が第２回転方向Ｒ２とは反対方向の第１回転方向Ｒ１に回転することにより、ホルダ30が前記第１限界位置に近づくにつれて、吸気弁13の開時期が連続的に進角すると共に、閉時期が連続的に遅角して開弁期間が連続的に長くなり、さらに最大リフト時期が連続的に遅角すると共に最大リフト量が連続的に大きくなる。

そして、可変動弁装置Ｖにより得られる吸気弁13の弁作動特性と内燃機関Ｅの運転領域との関連は次のとおりである。ホルダ揺動範囲をほぼ等しい範囲に二分割して、高リフト側領域と低リフト側領域とに分けたとき、前記第１限界位置が含まれる高リフト側領域では、吸気弁13の最大リフト量が、前記第２限界位置が含まれる低リフト側領域での最大リフト量に比べて大きい。このため、内燃機関Ｅの運転領域においては、高リフト側領域は高出力運転領域に対応し、低リフト側領域は低出力運転領域に対応する。

図３，図４を参照すると、駆動軸61の部分であってチェーン室74内に位置する軸端部61ａには、駆動軸61の回転慣性質量を増加させる質量体としてのフライホイール80が、ホルダ30をはじめとして伝達機構Ｍｉに接触しない位置に設けられる。そして、チェーン室74内に配置されるフライホイール80は、タイミングチェーン71により囲まれた空間であるタイミングチェーン71の内側でカム軸20よりも下方に配置される軸端部61ａに、駆動軸61と一体に回転するようにボルト84により結合されて、軸方向でカムスプロケット72を挟んでカム軸20の端部ジャーナル部20c1とは反対側に隣接して配置される。このとき、カムスプロケット72およびタイミングチェーン71との軸方向での間隔ｄ１は、タイミングチェーン71の幅ｄ２よりも小さい。ここで、端部ジャーナル20c1は、複数のジャーナル部20ｃのうち軸方向でカムスプロケット72に最も近いジャーナル部20ｃであり、端部軸受部23Ｃに支持される。

また、フライホイール80は、タイミングチェーン71においてカムスプロケット72に巻掛けられている部分である巻掛け部71ａの両端部を構成する巻入れ部71a1および巻出し部71a2の一方の端部としての巻入れ部71a1に軸方向で隣接して配置され、しかも軸方向から見て、巻入れ部71a1と重なる位置に配置される。

このフライホイール80は、全体に渡って一様な厚みを有する板状の部材により構成され、軸方向から見て回転中心線Ｌ６を中心とするほぼ円形状の基部81と、基部81から径方向外方に突出すると共に周方向での所定の形成範囲に渡って設けられる第１，第２突出部82，83とを有する。そして、フライホイール80は、カム軸20の軸端部20ａを含む軸端部構造（以下、単に「軸端部構造」という。）、チェーンカバー73、チェーン室74の室壁を構成する端壁２ａおよびヘッドカバー３のいずれとも干渉しない範囲で極力大きくされると共に、第１，第２突出部82，83を有することにより、フライホイール80の重量増を抑制しながら、回転慣性質量を大きくすることができる。

ここで、軸端部構造とは、カム軸20の軸端部20ａと、カムスプロケット72を除いて軸端部20ａに設けられる部材（この実施形態では、カムスプロケット72を固定するために軸端部20ａに取り付けられる固定用部材75およびボルト76である。）とから構成される。また、後述するボス部73ａおよび軸端部構造は、軸方向から見て、駆動軸61を挟んで、かつ基部81の直径方向で対向した位置にある。なお、以下の説明において、径方向および周方向とは、回転中心線Ｌ６を中心とする径方向および周方向である。

基部81は、軸端部構造およびボス部73ａと干渉しない範囲で極力大きく設定され、この実施形態では、軸端部構造と回転中心線Ｌ６との間の距離ｄ３およびボス部73ａと回転中心線Ｌ６との間の距離ｄ４のうちの小さい距離ｄ４よりも僅かに小さい半径を有する。ここで、ボス部73ａは、シリンダヘッド２に取り付けられるチェーンカバー73の、シリンダヘッド２への取付部であり、端壁２ａにねじ込まれるボルト77が挿通される。そして、このボス部73ａは、機関本体としてのチェーンカバー73の部分であり、タイミングチェーン71の内側に位置する。

第１突出部82は、回転中心線Ｌ６からの距離ｄ５が両距離ｄ３，ｄ４よりも大きくなる位置に外周面82ｃを有し、軸方向での位置でフライホール80と重なる位置でのボス部73ａの最内方部Ｐ１および軸端部構造の最内方部Ｐ２（この実施形態では固定用部材75の最内方部である。）よりも径方向外方に突出する。そして、第１突出部82の前記形成範囲は、１回転することがないフライホイール80の回転範囲である揺動範囲Ｓ（この実施形態においては、駆動軸61の揺動範囲でもある。）において、第１突出部82がボス部73ａおよび軸端部構造と干渉しないように、しかも周方向での第１突出部82の両端部82ａ，82ｂが、それぞれボス部73ａおよび軸端部構造に対して揺動方向（または回転方向Ｒ１，Ｒ２）で近傍に位置するように設定される。

そして、ホルダ30が前記第１限界位置を占めるとき、フライホイール80においてボス部73ａに揺動方向で最も近接した位置を占める第１突出部82は、電動モータ60の動作の異常時などに、駆動軸61が予め設定された許容範囲を越えて第１回転方向Ｒ１に回転するとき、端部82ａがストッパを構成するボス部73ａに当接して、駆動軸61の過度の回転を阻止する。

ここで、前記許容範囲は、駆動軸61が第１回転方向Ｒ１に回転するとき、ホルダ30が前記第１限界位置を僅かに越える位置に対応して設定された位置と、駆動軸61が第２回転方向Ｒ２に回転するとき、ホルダ30が前記第２限界位置を僅かに越える位置に対応して設定された位置とにより規定される範囲である。

第１突出部82よりも大きな突出量で基部81から突出する第２突出部83は、回転中心線Ｌ６からの距離ｄ６が両距離ｄ３，ｄ４よりも大きくなる位置に外周面83ｃを有し、ボス部73ａおよび軸端部構造の最内方部Ｐ１，Ｐ２はもちろん、軸方向での位置でフライホール80と重なる位置でのボス部73ａの全体および軸端部構造の全体よりも径方向外方に突出する。そして、第２突出部83の前記形成範囲は、フライホイール80の揺動範囲Ｓにおいて、第２突出部83がボス部73ａおよび軸端部構造と干渉しないように、しかも周方向での第２突出部83の両端部83ａ，83ｂが、それぞれボス部73ａおよび軸端部構造に対して揺動方向で近傍に位置するように設定される。

そして、ホルダ30が前記第２限界位置を占めるとき、フライホイール80においてボス部73ａに揺動方向で最も近接した位置（図３に、二点鎖線で示される。）を占める第２突出部83は、電動モータ60の動作の異常時などに、駆動軸61が予め設定された許容範囲を越えて第２回転方向Ｒ２に回転するとき、端部83ａがボス部73ａに当接して、駆動軸61の過度の回転を阻止する。

また、第２突出部83は、内燃機関Ｅの前記高出力領域において、軸方向で巻入れ部71a1に近接して位置すると共に、軸方向から見て巻入れ部71a1と重なる位置にある。このため、端部ジャーナル部20c1と端部軸受部23Ｃとの間から流出した潤滑油がチェーン室74内で飛散して形成された油滴、さらには動弁室15内の油滴が、端部ジャーナル部20c1の外周からタイミングチェーン71およびカムスプロケット72に向かって軸方向に移動するとき、第２突出部83により軸方向での移動が阻止されて、第２突出部83と巻入れ部71a1およびカムスプロケット72との間に滞留する時間が長くなる。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
伝動機構70により内燃機関Ｅの回転に同期して回転駆動されるカム軸20と、吸気弁13を開閉作動すべくカム軸20に設けられる吸気カム21の弁駆動力を吸気弁13に伝達する伝達機構Ｍｉと、伝達機構Ｍｉに備えられて吸気弁13の弁作動特性を変更すべくシリンダヘッド２に変位可能に支持されるホルダ30を変位させる駆動軸61には、駆動軸61の回転慣性質量を増加させるフライホイール80が、ホルダ30をはじめとする伝達機構Ｍｉに接触しない位置に設けられることにより、駆動軸61の回転慣性質量が、フライホイール80の分だけ増加するので、弁駆動力および吸気弁13からの弁バネ12の反力に基づいて駆動軸61に作用する外部トルクによる駆動軸61の回転位置の変動が抑制されるので、電動モータ60からホルダ30までの駆動力の前記伝達系における打音が低減され、しかも弁作動特性の制御精度が向上する。また、フライホイール80はホルダ30を含めて伝達機構Ｍｉに接触しないため、フライホイール80を伝達機構Ｍｉから独立して設けることができることから、伝達機構Ｍｉの構成部材とフライホイール80とにおいて、その形状や配置に関する相互の制約が少なくなるので、フライホイール80および伝達機構Ｍｉのホルダ30や第１，第２ロッカアーム40，50の形状および配置の自由度が増加して、それらの機能を十分に発揮させる形状および配置が可能になる。

フライホイール80が第１，第２突出部82，83を有することにより、フライホイール80の重量増を抑制しながら、回転慣性質量を大きくすることができる。そして、第１，第２突出部82，83の周方向での前記形成範囲は、フライホイール80の揺動範囲Ｓにおいて、第１，第２突出部82，83の両端部82ａ，82ｂ，83ａ，83ｂが、それぞれボス部73ａおよび軸端部構造に対して揺動方向で近傍に位置するように設定されることにより、該形成範囲を大きくすることができると共に、第１，第２突出部82，83の径方向外方への突出量は、カム軸20およびボス部73ａの位置により制約されることなく、大きくすることができるので、フライホイール80の回転慣性質量を大きくすることができて、駆動軸61の回転位置の変動が一層抑制される。

第１，第２突出部82，83は駆動軸61の過度の回転を阻止するストッパとしてのボス部73ａに当接することにより、電動モータ60の異常時などにおいて駆動軸61が過度に回転することが、フライホイール80を利用して阻止されるので、駆動軸61の過度の回転を防止するために、ボス部73ａと当接する専用の部材を設ける必要がない。この結果、駆動軸61の過度の回転を防止するためにフライホイール80が利用されるので、部品点数の増加および重量増が抑制されたうえで、駆動軸61の過度の回転を防止される。また、第１突出部82がボス部73ａに当接して、最大リフト量が増加する方向である、駆動軸61の第１回転方向Ｒ１への過度の回転が防止されるので、最大リフト量が過大になって、吸気弁13がピストン４と干渉することが防止される。

駆動軸61の過度の回転を阻止するためにフライホイール80が当接するストッパが、伝動機構70を覆うカバーとしてのチェーンカバー73のボス部73ａから構成されることにより、駆動軸61の過度の回転を阻止するために、チェーンカバー73の部分であるボス部73ａが利用されることから、ストッパを構成する専用の部材が不要になるので、部品点数の増加および重量増が抑制される。

第２突出部83は、タイミングチェーン71の巻掛け部71ａの巻入れ部71a1に、軸方向でカムスプロケット72を挟んで端部ジャーナル部20c1とは反対側に隣接して配置されると共に、軸方向から見て端部と重なる位置に配置されることにより、端部ジャーナル部20c1と端部該ジャーナル部20c1を支持する端部軸受部23Ｃとの間から流出する潤滑油が油滴となってフライホイール80に向かって移動するとき、その軸方向での移動がカムスプロケット72を挟んで位置するフライホイール80により妨げられて、油滴が巻入れ部71a1付近に留まる時間が長くなるので、巻入れ部71a1およびカムスプロケット72に付着しやすくなって、該油滴により巻入れ部71a1およびカムスプロケット72が潤滑されるので、タイミングチェーン71およびカムスプロケット72の潤滑が向上する。また、フライホイール80を、カムスプロケット72からタイミングチェーン71が離脱するのを防止するための案内部材として機能させることができるので、フライホイール80によりタイミングチェーン71の離脱防止が可能になる。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
前記吸気作動機構の代わりに前記排気作動機構が前記特性可変機構により構成されてもよく、また前記吸気作動機構および前記排気作動機構が前記弁特性可変機構により構成されてもよい。
可変動弁装置は、吸気カムが設けられる吸気カム軸および排気カムが設けられる排気カム軸からなる１対のカム軸を備えるものであってもよい。吸気弁および排気弁の少なくとも一方の機関弁は、１つのシリンダ１について１つの機関弁から構成されてもよい。
ホルダに駆動軸の駆動力を作用させる連動機構として、ギヤ機構の代わりに、駆動軸とホルダとのギヤ機構以外の係合機構、さらにはリンク機構が採用されてもよい。
質量体の形状は、いかなる形状であってもよく、したがって基部の形状も円形状である必要はない。
ストッパは、タイミングカバーを取り付けるためのシリンダヘッドの部分である取付部としてのボス部であってもよい。
内燃機関は、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。内燃機関は、４気筒以外の多気筒内燃機関、または単気筒内燃機関であってもよい。

本発明が適用された可変動弁装置を備える内燃機関の要部断面図であり、シリンダヘッドについては図２の概略Ｉａ−Ｉａ矢視での断面図であり、可変動弁装置の伝達機構については図２の概略Ｉｂ−Ｉｂ矢視での断面図である。 図１の内燃機関のヘッドカバーを外した状態での要部平面図であり、可変動弁装置の伝達機構については図１のＩＩ−ＩＩ矢視での断面図である。 図１の内燃機関のシリンダヘッドの端壁付近の要部の構造を示し、チェーンカバーが外された状態での図４の概略ＩＩＩ−ＩＩＩ矢視での断面図である。 チェーンカバーが取り付けられた状態での図３の概略ＩＶ−ＩＶ矢視での要部断面図である。 図２のＶ−Ｖ矢視での可変動弁装置の伝達機構の断面図である。 図１の動弁装置において、最大弁作動特性が得られるときの作動機構の動作を説明する図である。 図１の動弁装置において、最小弁作動特性が得られるときの作動機構の動作を説明する図である。

符号の説明

１…シリンダ、２…シリンダヘッド、３…ヘッドカバー、４…ピストン、５…燃焼室、６…吸気ポート、７…排気ポート、８…点火栓、９…点火コイル、10…挿入孔、12…弁バネ、13…吸気弁、14…排気弁、15…動弁室、20…カム軸、21…吸気カム、22…排気カム、23…軸受部、24…保持キャップ、26…支持部、27…排気ロッカアーム、30…ホルダ、31…支点部、32，33…支持軸、34…被動ギヤ、36…保持体、37…バネ、38…当接部材、40，50…ロッカアーム、41，51…支点部、42…カム当接部、43…駆動当接部、44…作用部、45…カム面、46，56…軸受、52…弁当接部、53…従動当接部、60…電動モータ、61…駆動軸、62…軸受部、70…伝動機構、71…タイミングチェーン、72…カムスプロケット、73…チェーンカバー、73ａ…ボス部、74…チェーン室、75…固定用部材、76，77…ボルト、80…フライホイール、81…基部、82，83…突出部、
Ｅ…内燃機関、Ｖ…可変動弁装置、Ｌ１…シリンダ軸線、Ｌ２，Ｌ６…回転中心線、Ｌ３〜Ｌ５…中心線、Ｍｉ，Ｍｅ…伝達機構、Ｍｄ…駆動機構、Ｒ１，Ｒ２…回転方向、ｄ１…間隔、ｄ２…幅、ｄ３〜ｄ６…距離、Ｐ１，Ｐ２…最内方部、Ｓ…揺動範囲。

Claims (1)

1. 伝動機構により内燃機関の回転に同期して回転駆動されるカム軸と、機関弁を開閉作動すべく前記カム軸に設けられる動弁カムの弁駆動力を前記機関弁に伝達する伝達機構と、前記機関弁の弁作動特性を変更すべく機関本体に変位可能に支持される前記伝達機構を変位させる駆動軸を回転駆動するアクチュエータと、を備える内燃機関の可変動弁装置において、
   前記駆動軸には、前記駆動軸の回転慣性質量を増加させる質量体が、前記伝達機構に接触しない位置に設けられ、
   前記質量体は前記駆動軸の過度の回転を阻止するストッパに当接し、
   前記ストッパは、前記伝動機構を覆うカバーの、前記機関本体への取付部により構成されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

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