JP4552203B2 - エンジンの上部構造 - Google Patents

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。

エンジンの吸気用バルブ、排気用バルブのリフト量を変更可能とした可変動弁装置が提案されている。例えば、特許文献１には、エンジンのクランクシャフトの回転に同期して回転するシャフトの回転運動を揺動カム部材の揺動運動に変換するリンク機構を備え、リンク機構の動作位置を強制的に変位させることにより、揺動カム部材の揺動角範囲を変更し、これによりバルブのリフト量を変化させるものが提案されている。

この種の可変動弁装置においては、バルブリフト量を可変制御するために、駆動アクチュエータが必要とされる。しかし、エンジンの配設スペースは年々小スペース化が要請されており、駆動アクチュエータの配設スペースにも工夫が必要である。エンジンの側部は他の補機類の配設スペースとの兼ね合いから駆動アクチュエータの配設スペースを確保することが難しい。そこで、駆動アクチュエータの配設スペースとしてはシリンダヘッド上が挙げられる。

特開２００５−６９０４３号公報

しかし、各気筒内の混合気に着火する点火ユニットがシリンダヘッド上に突出してた構成においては、当該点火ユニットを避けて駆動アクチュエータを配設する必要がある。また、シリンダヘッド上に、潤滑油の飛散等を防止するためのヘッドカバーを設けた構成においては、ヘッドカバーを外すことなく点火ユニットや駆動アクチュエータのメンテナンスが行なえることが望ましい。

従って、本発明の目的は、可変動弁装置の駆動アクチュエータをシリンダヘッド上にコンパクトに配置し、また、メンテナンス性を確保することにある。

本発明によれば、可変動弁装置を有する多気筒エンジンのシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの上部を覆うヘッドカバーと、を備えたエンジンの上部構造において、前記可変動弁装置が、各気筒のバルブのリフト特性を可変制御するための駆動アクチュエータと、前記シリンダヘッド上に設けられ、前記駆動アクチュエータを支持するブラケットと、を備え、前記ブラケットは、各気筒の点火ユニットのうちの一つが挿通する孔部を有し、前記孔部を挿通した前記点火ユニットの上部と前記駆動アクチュエータとの配設領域を形成する底壁を有し、前記ヘッドカバーは、前記配設領域を露出させる開口部と、前記配設領域を囲包するよう下方へ延びた内周壁部と、を有することを特徴とするエンジンの上部構造が提供される。

この構成によれば、前記ブラケットの前記底壁が前記孔部を有して、前記駆動アクチュエータと共に前記点火ユニットの前記上部の前記配設領域を形成することで、前記駆動アクチュエータを前記点火ユニットの前記上部に近接して配置することができ、前記駆動アクチュエータを前記シリンダヘッド上にコンパクトに配置することができる。また、前記ヘッドカバーが前記開口部を有することで、前記配設領域に前記上部が配設された前記点火ユニット及び前記駆動アクチュエータのメンテナンスを前記ヘッドカバーを取外すことなく行なうことができ、メンテナンス性も確保することができる。更に、前記ヘッドカバーが前記内周壁部を有することで前記配設領域の遮蔽性を向上し、前記シリンダヘッドの潤滑油が当該配設領域内へ飛散することも防止される。

本発明においては、前記可変動弁装置が、前記エンジンのクランクシャフトと同期して回転する、前記エンジンの気筒列方向と平行に延びた、駆動シャフトと、各気筒毎に前記駆動シャフトを軸として揺動自在に設けられ、その揺動運動により各気筒のバルブをリフトさせる揺動カム部材と、前記駆動アクチュエータを駆動源として回転され、前記駆動シャフトと平行に延びた制御シャフトと、各気筒毎に前記制御シャフトに設けられ、前記制御シャフトの回転により回動する制御アームと、前記制御アームと前記揺動カム部材とを連結し、前記制御アームの回動位置に応じて前記揺動カム部材の揺動角範囲を変化させることにより、前記バルブのリフト特性を変化させるリンク機構と、を備え、前記駆動アクチュエータは、出力軸が前記制御シャフトと直交する方向に配設された電動モータであり、前記電動モータの前記出力軸にはウォームギヤを有するドライブ軸が取り付けられ、前記制御シャフトには前記ウォームギヤと噛合するウォームホイールが取り付けられることにより、前記電動モータの回転力が前記制御シャフトに伝達され、前記ブラケットは、前記底壁の端部から立設されて前記配設領域を規定し、前記電動モータが取り付けられる側壁と、前記側壁に対して前記配設領域と反対側に設けられ、前記ドライブ軸の先端を軸支する支持壁と、前記支持壁と前記側壁とを連結する連結部と、を有し、前記ヘッドカバーは、前記支持壁及び前記連結部を覆っている構成を採用できる。

この構成によれば、前記駆動アクチュエータである前記電動モータと前記制御シャフトとの動力伝達機構を、前記ウォームギヤ及び前記ウォームホイールにより構成することで、当該動力伝達機構をよりコンパクトに配置することができ、また、前記ヘッドカバーにより当該動力伝達機構から潤滑油が外部へ飛散することを防止することができる。

また、本発明においては、前記シリンダヘッドは、本体部とホルダ部とから構成され、前記駆動シャフトは前記本体部及び前記ホルダ部により軸支され、前記ホルダ部には前記制御シャフト及び前記ブラケットが搭載されている構成を採用することができる。

この構成によれば、前記ホルダ部を設けたことにより、前記本体部として既存のシリンダヘッドを活用することが可能となる。

また、本発明においては、前記ブラケットの底面が、前記ヘッドカバーと前記シリンダヘッドとの取り付け面と同一平面上に位置している構成を採用することができる。

この構成によれば、設計上、前記ブラケットと前記ヘッドカバーとのシール面を規定し易くなる。

また、本発明においては、前記ブラケットは、前記エンジンの前方側に配設され、前記孔部を挿通した前記点火ユニットは１番目の気筒の点火ユニットであり、前記駆動アクチュエータは前記孔部を挿通した前記点火ユニットよりも前記エンジンの前方側に配設されている構成を採用することができる。

この構成によれば、前記駆動アクチュエータ及び前記ブラケットの存在によりエンジン高が高くなるのを前記エンジンの前方側のみとすることができる。

以上述べた通り、本発明によれば、可変動弁装置の駆動アクチュエータをシリンダヘッド上にコンパクトに配置し、また、メンテナンス性を確保することができる。

図１は本発明の一実施形態に係るエンジンの上部構造を構成する可変動弁装置Ａと、動弁装置Ｂとの全体構成を示す図、図２は可変動弁装置Ａの部分分解斜視図である。本実施形態では直列４気筒エンジンへの適用例を想定し、可変動弁装置Ａは吸気バルブ１用、動弁装置Ｂは排気バルブ２用である。また、本実施形態においては吸気バルブ１、排気バルブ２はそれぞれ２バルブであり、４バルブのダブルオーバヘッドカム方式である。

なお、本実施形態では本発明を吸気バルブ用の動弁装置に適用した例を例示するが、排気用バルブ用の動弁装置或いは吸気バルブ及び排気バルブの双方の動弁装置に適用することもできる。また、なお、本書においてエンジン後方側とはエンジンの出力側（クランクシャフトが変速機と接続される側）をいい、エンジン前方側とはクランクシャフトから後述するカムシャフトや駆動シャフトへの動力伝達機構が配される側をいう。また、各気筒を個別に指す場合はエンジン前方側から数えた番号により指し、例えば、１番目の気筒は＃１と示す。

＜可変動弁装置Ａ＞
可変動弁装置Ａはエンジンのクランクシャフト（不図示）と同期して回転する駆動シャフト１０を備える。駆動シャフト１０は、エンジンの気筒列方向（不図示のクランクシャフトの軸方向）と平行に延び、例えばチェーン伝動機構を介してクランクシャフトからの回転力が伝達されてクランクシャフトと同期して回転する。

駆動シャフト１０には、駆動シャフト１０の回転により回転（偏心回転運動）する偏心カム部材２０が設けられている。偏心カム部材２０はその断面が円形の円柱形状をなし、その中心（円形の断面の中心）は、駆動シャフト１０の軸心からずれている。偏心カム部材２０は各気筒毎に１ずつ、合計４つ設けられており、本実施形態の場合、各偏心カム部材２０は駆動シャフト１０と一体に形成されている。偏心カム部材２０を駆動シャフト１０と一体に形成することにより、可変動弁装置Ａの組立て誤差がバルブの位相差に影響しないようにすることができる。

駆動シャフト１０と偏芯カム部材２０とは、例えば鋳造によりこれらが一体化された一次成型品を作成した後、機械加工により仕上げられる。本実施形態において各偏心カム部材２０は９０度の位相差を持って駆動シャフト１０に形成されている。

駆動シャフト１０には、駆動シャフト１０を軸として揺動自在に設けられ、その揺動運動により吸気バルブ１をリフトさせてその開閉動作を行なう揺動カム部材３０が各気筒毎に１つずつ、合計４つ設けられている。揺動カム部材３０はカム部３１、３２とカム部３１、３２間を接続する円筒部３３と、駆動シャフト１０が挿通する貫通孔である挿通孔３４と、を備える。カム部３１、３２のうち、カム部３１には後述する連結リンク部材５０の連結ピン５１ａが挿入される孔３１ａが形成されている。

カム部３１及び３２は、揺動カム部材３０に対応する気筒の２つの吸気バルブ１にそれぞれ対応し、その周面の一部が各吸気バルブ１毎のロッカーアーム３のローラ３ａに当接する。

ここで、本実施形態の場合、偏心カム部材２０が駆動シャフト１０に一体に形成されているため、駆動シャフト１０の端部から揺動カム部材３０を挿通させたのでは偏心カム部材２０間に揺動カム部材３０を配置することはできない。そこで、本実施形態の場合、揺動カム部材３０は、挿通孔３４の中心線（つまり、駆動シャフト１０の軸心線）を通る平面を境界として２分割されて２つの分割体３０ａ及び３０ｂから構成されている。分割体３０ａ及び３０ｂにより駆動シャフト１０を挟みこむようにして両者を結合することで、偏心カム部材２０間に揺動カム部材３０を配置することができる。図４は揺動カム部材３０の詳細を示す斜視図、図５（ａ）は揺動カム部材３０の分解斜視図である。

円筒部３３のうち、その中央部分の領域はシリンダヘッドに設けられた半割の軸受部５ａ、５ｂに軸支される被軸支部３３ａを構成する。円筒部３３のうち、被軸支部３３ａの両側の領域には合計４つのボス部３５ａ乃至３５ｄが円筒部３３に一体かつ分割体３０ａ及び３０ｂに跨るようにして形成されている。

各ボス部３５ａ乃至３５ｄは被軸支部３３ａよりも挿通孔３４の半径方向に突出するよう形成されており、また、分割体３０ａ及び３０ｂを結合したときに連通する孔３６ａ乃至３６ｄを有している。これらの孔３６ａ乃至３６ｄのうち、分割体３０ａ側の部分はネジ孔となっている。しかして、ボルト３８を孔３６ａ乃至３６ｄに差込み、螺合することで分割体３０ａ及び３０ｂが締結される。

なお、各分割体３０ａ、３０ｂの分割端面にはノックピン（不図示）が挿入される孔３７ａ及び３７ｂが形成されており、これにより分割体３０ａ及び３０ｂの位置決めを行なうことができる。

各ボス部３５ａ乃至３５ｄの側面３５ａ’乃至３５ｄ’は軸受部の側面に当接して揺動カム部材３０のスラスト規制面を構成している。

このように本実施形態では、揺動カム部材３０が２分割されているため、駆動シャフト１０の端部から揺動カム部材３０を組付ける必要がなく、偏心カム部材２０間に揺動カム部材３０を組付けることができる。また、ボス部３５ａ乃至３５ｄの側面３５ａ’乃至３５ｄ’がスラスト規制面を構成することにより、揺動カム部材３０のスラスト規制も図ることができる。こうして揺動カム部材３０の組付け性向上とスラスト規制とを一挙に図ることができる。

ここで、本実施形態ではボス部３５ａ乃至３５ｄを被軸支部３３ａの両側（駆動シャフト１０の軸方向の両側）にぞれぞれ配置している。このため、駆動シャフト１０の軸方向の双方向について、揺動カム部材３０のスラスト規制が図れる。詳細には、側面３５ａ’及び３５ｃ’は駆動シャフト１０の一方の軸方向に、側面３５ｂ’及び３５ｄ’は駆動シャフト１０の他方の軸方向に、揺動カム部材３０が移動することを規制する。

また、ボス部３５ａとボス部３５ｄ、及び、ボス部３５ｂとボス部３５ｃを、それぞれ、挿通孔３４の中心線に対して対称となる位置に配設している。このため、駆動シャフト１０の軸方向の双方向について、揺動カム部材３０のスラスト規制が図れるだけでなく、２つの分割体３０ａ及び３０ｂの締結をより確実にすることができる。

詳細には、例えば、ボス部３５ａとボス部３５ｂのみの構成とした場合、駆動シャフト１０の軸方向の双方向について、揺動カム部材３０のスラスト規制は図れるが、ボス部３５ａとボス部３５ｂの反対側において分割面の締結力がなく、分割体３０ａ及び３０ｂの締結がボス部３５ｃ及びボス部３５ｄを設けた場合よりも劣ることになる。

次に、上記の通り、カム部３１及び３２は、その周面の一部が各吸気バルブ１毎のロッカーアーム３のローラ３ａに当接し、カム面を構成する。このカム面を２つの分割体３０ａ及び３０ｂの分割面が通ると、カム部３１及び３２とローラ３ａとの摺動性が劣る場合がある。

本実施形態では図４に示すように、カム部３１及び３２の周面のうち、領域Ｓ１がカム面を構成し、残りの領域は非カム面である。同図に示すように、２つの分割体３０ａ及び３０ｂの分割面は非カム面を通り、カム面である領域Ｓ１は通らないようにしている。このように構成することで、揺動カム部材３０を上記の通り２分割の構成としても、摺動面となるカム面（Ｓ１）の平滑性を損なうことがなく、摺動性を維持できる。なお、カム部３１及び３２においてカム面（Ｓ１）のプロファイルは同じであり、揺動カム部材３０によりリフトされる２つの吸気バルブ１のリフト動作は同期的に行なわれる。

本実施形態では４つのボス部３５ａ乃至３５ｄを設けたが、２つとすることもできる。図５（ｂ）はボス部を２つとした揺動カム部材３０’の斜視図である。同図において揺動カム部材３０と同様の構成については同じ符号を付し、説明を割愛する。揺動カム部材３０’は揺動カム部材３０のボス部３５ｂ及び３５ｃを省略した構成のものである。

被軸支部３３ａの両側にボス部３５ａと３５ｄとが配設されているので、駆動シャフト１０の軸方向の双方向について、揺動カム部材３０’のスラスト規制が図れる。また、ボス部３５ａとボス部３５ｄは、挿通孔３４の中心線に対して対称となる位置に配設しているので２つの分割体３０ａ及び３０ｂの締結をより確実にすることができる。

次に、図１及び図２に戻り、可変動弁装置Ａの構成を更に説明する。オフセットリンク部材４０は偏心カム部材２０の外径と略同径の挿入孔４０ａを有し、この挿入孔４０ａに偏心カム部材２０が回転自在に挿入される。つまり、オフセットリンク部材４０は偏心カム部材２０に外嵌されることで偏心カム部材２０と連結される。偏芯カム部材２０は駆動シャフト１０の回転に伴い、その外周面がオフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの内周面を摺動しながら偏心回転運動を行なうことになる。

図６は偏心カム部材２０とオフセットリンク部材４０との組付け態様を示す分解斜視図である。同図において偏心カム部材２０及びオフセットリンク部材４０の符号に付された（＃１）〜（＃４）は対応する気筒番号を示す。

本実施形態では偏心カム部材２０が駆動シャフト１０に一体に形成されている。従って、オフセットリンク部材４０を偏芯カム部材２０に組付ける際には、まず、気筒列の中央側に位置する気筒＃２及び気筒＃３に対応する偏心カム部材２０（＃２）及び（＃３）にオフセットリンク部材４０（＃２）及び（＃３）を駆動シャフト１０の端部から装着する。

次に、気筒列の端部側に位置する気筒＃１及び気筒＃４に対応する偏心カム部材２０（＃１）及び（＃４）にオフセットリンク部材４０（＃１）及び（＃４）を駆動シャフト１０の端部から装着する。オフセットリンク部材４０（＃１）は駆動シャフト１０のエンジン前方側の端部から装着し、オフセットリンク部材４０（＃４）は駆動シャフト１０のエンジン後方側の端部から装着する。

本実施形態の場合、オフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの周壁部の幅ｄ１が偏芯カム部材２０の幅ｄ２と同じに設定されており、オフセットリンク部材４０の挿入孔４０ａの周壁部の側面と、偏心カム部材２０の側面とは面一となる。

駆動シャフト１０には、偏心カム部材２０との境界部分に溝部１０ａが周設されており、この溝部１０ａにはスナップリング１０ｂが嵌合する。スナップリング１０ｂは溝部１０ａの嵌合状態において、偏芯カム部材２０の周縁から外方へはみ出す大きさを有しており、これによりオフセットリンク部材４０の駆動シャフト１０の軸方向のスラスト規制を行なうことができる。本実施形態の場合、偏心カム部材２０の両側方において駆動シャフト１０に溝部１０ａが周設されており、それぞれスナップリング１０ｂが嵌合する。よって、オフセットリンク部材４０のスラスト規制を、駆動シャフト１０の軸方向の双方向において行なうことができる。このような構成により、オフセットリンク部材４０のスラスト規制を小スペースで行なうことができる。

次に、図１及び図２に戻り、オフセットリンク部材４０は、挿入孔４０ａの中心から偏心した位置に一対の連結ピン４１ａ及び４１ｂを有する。連結ピン４１ａ及び４１ｂの軸心は駆動シャフト１０の軸心と平行であり、連結ピン４１ａはオフセットリンク部材４０の一方の側面から突出し、連結ピン４１ｂはオフセットリンク部材４０の他方の側面から突出している。

連結ピン４１ａには連結リンク部材５０の一方端部に形成された孔５１ｂが挿入される。連結リンク部材５０は、孔５１ｂに対する連結ピン４１ａの挿入によりオフセットリンク部材４０と連結され、連結ピン４１ａに回動自在に支持される。連結リンク部材５０の他方端部には連結ピン５１ａが形成されている。

連結ピン５１ａの軸心は駆動シャフト１０の軸心と平行であり、連結ピン５１ａには揺動カム部材３０の孔３１ａが挿入される。連結リンク部材５０は、孔３１ａに対する連結ピン５１ａの挿入により揺動カム部材３０と連結され、揺動カム部材３０に対しても回動自在に支持されると共に、オフセットリンク部材４０と揺動カム部材３０とを連結する。

次に、オフセットリンク部材４０の連結ピン４１ｂには連結リンク部材６０の一方端部に形成された孔６０ａが挿入される。連結リンク部材６０は、孔６０ａに対する連結ピン４１ｂの挿入によりオフセットリンク部材４０と連結され、連結ピン４１ｂに回動自在に支持される。連結リンク部材６０の他方端部には孔６０ｂが形成されている。孔６０ｂには制御アーム部材７０に形成された連結ピン７０ａが挿入される。

制御アーム部材７０は各気筒毎に１つずつ、合計４つ設けられている。制御アーム部材７０は制御シャフト８０に取り付けられており、制御シャフト８０の回転により回動する。制御シャフト８０、連結ピン７０ａの軸心は駆動シャフト１０の軸心と平行である。本実施形態では制御アーム部材７０と駆動シャフト１０とを別体としているが一体に構成してもよい。

制御シャフト８０のエンジン前方側端部にはウォームホイール８１が取り付けられている。ウォームホイール８１は電動モータ９０の出力軸に取り付けられたドライブ軸９１に形成されたウォームギヤ９１ａと噛合する。電動モータ９０はその出力軸が制御シャフト８０と直交する方向に配設され、従ってドライブ軸９１の軸方向も制御シャフト８０と直交する。

電動モータ９０の回転力はウォームギヤ９１ａ及びウォームホイール８１により構成される動力伝達機構を介して制御シャフト８０に伝達され、制御シャフト８０を回転させる。本実施形態では制御シャフト８０の駆動アクチュエータとして電動モータ９０を用いたが、他の種類の駆動アクチュエータ及び動力伝達機構を用いてもよい。

制御シャフト８０には、また、制御シャフト８０の回転角度を規制する規制部材８２が一体に形成されている。規制部材８２は半円柱形状の部分を有し、当該半円柱形状の部分がシリンダヘッドの壁部に当接することで制御シャフト８０の回転角度を機械的に規制する。

次に、図３（ａ）乃至（ｄ）を参照して可変動弁装置Ａの動作を説明する。図３（ａ）に示すようにロッカーアーム３はその一方端部がＨＬＡ（ハイドロリックラッシュアジャスタ）４のプランジャ先端に軸支され、当該端部を揺動中心として揺動可能となっている。ロッカーアーム３の他方端部には吸気バルブ１のバルブステム１ａに当接している。しかして、揺動カム部材３０の揺動運動により、カム部３１及び３２がロッカーアーム３のローラ３ａに当接、摺動してロッカーアーム３の揺動運動を生じさせる。

ロッカーアーム３の揺動運動により、吸気バルブ１はスプリング１ｂに抗して下方へ移動し、また、スプリング１ｂの復帰力により上方へ移動する。こうした吸気バルブ１のリフト動作により吸気ポートが開閉されことになる。

なお、図３（ａ）はカム部３１について図示しているが、カム部３２とロッカーアーム３との構成も同様である。また、本実施形態ではロッカーアーム方式としているが、直打式としてもよい。

次に、揺動カム部材３０の揺動運動について説明する。駆動シャフト１０の回転により偏心カム部材２０が偏心回転運動を行なうと、オフセットリンク部材４０が運動するが、オフセットリンク部材４０は連結リンク部材６０を介して制御アーム部材７０に連結されているため、オフセットリンク部材４０は往復円弧運動を行なう。つまり、偏心カム部材２０の偏心回転運動はオフセットリンク部材４０により往復円弧運動に変換される。

オフセットリンク部材４０の往復円弧運動は連結リンク部材５０を介して揺動カム部材３０に伝達され、揺動カム部材３０は揺動運動を行なう。つまり、偏心カム部材２０の偏心回転運動は揺動カム部材３０の揺動運動に変換され、オフセットリンク部材４０、連結リンク部材５０及び６０は、駆動シャフト１０の回転による偏芯カム部材３０の偏心回転運動を、揺動カム部材３０の揺動運動に変換するリンク機構を構成している。

オフセットリンク部材４０の往復円弧運動の位置は制御アーム７０の回動位置、つまり、制御シャフト８０の回転位置により変位する。オフセットリンク部材４０の往復円弧運動の位置が変化すると揺動カム部材３０の揺動角範囲が変化し、これにより吸気バルブ１のリフト特性（リフト量及びタイミング）が変化する。

図３（ａ）及び（ｂ）は高リフト制御状態の場合を示し、図３（ｃ）及び（ｄ）は低リフト制御状態の場合を示す。高リフト制御状態の場合、吸気バルブ１のリフト量が相対的に大きくなり、低リフト制御状態の場合、吸気バルブ１のリフト量が相対的に小さくなる。通常、エンジンの負荷が大きくなると高リフト制御状態とされる。制御シャフト８０の回転は電動モータ９０により制御される。従って、電動モータ９０は吸気バルブ１のリフト特性を可変制御する駆動アクチュエータである。

＜動弁装置Ｂ＞
図１を参照して動弁装置Ｂはエンジンのクランクシャフト（不図示）と同期して回転するカムシャフト１１０を備える。カムシャフト１１０は、エンジンの気筒列方向（不図示のクランクシャフトの軸方向）と平行に延び、駆動シャフト１０と同様に、例えばチェーン伝動機構を介してクランクシャフトからの回転力が伝達されてクランクシャフトと同期して回転する。

カムシャフト１１０には、カムシャフト１１０の回転により回転するカム部材１２０が一体に形成されている。カム部材１２０は各気筒毎に２ずつ、合計８つ設けられている。

排気バルブ２も吸気バルブ１と同様にロッカーアーム３及びＨＬＡ４を用いた構成となっている。カムシャフト１１０の回転により回転するカム部材１２０はロッカーアーム３のローラ３ａに当接、摺動してロッカーアーム３の揺動運動を生じさせ、排気バルブ２のリフト動作を生じさせる。

＜エンジン上部の構造＞
図７は本発明の一実施形態に係るエンジンの上部構造を示す、エンジンの前面（前方側端面）の部分図である。本実施形態の場合、シリンダヘッド２００は本体部２０１とホルダ部２０２とから構成されている。本体部２０１は不図示の燃焼室、吸排気ポート等が形成されている。ホルダ部２０２は主として可変動弁装置Ａの支持体として設けられている。

駆動シャフト１０及びカムシャフト１１０は本体部２０１とホルダ部２０２とにより軸支され、制御シャフト８０はホルダ部２０２により軸支される。ホルダ部２０２上には電動モータ９０をシリンダヘッド２００上で支持するブラケット２１０が取り付けられている。

図８は可変動弁装置Ａ及び動弁装置Ｂを搭載した本体部２０１の平面図であり、ホルダ部２０２やブラケット２１０は省略されている。本体部２０１の上面には図４を参照して説明した軸支部５ａが形成されている。ホルダ部２０２の下面には軸支部５ａに対応する軸支部５ｂ（図８において不図示）が形成されており、これらの軸支部５ａ及び５ｂが揺動カム部材３０の被軸支部３３ａを軸支する。

本体部２０１の上面には、また、カムシャフト１１０を軸支する軸支部６ａが形成されている。軸支部５ａ、５ｂの場合と同様に、ホルダ部２０２の下面には軸支部６ａに対応する不図示の軸支部が形成されており、これらの軸支部カムシャフト１１０を軸支する。なお、図８の例の場合、本体部２０１の上面には各気筒の点火ユニットが挿入される孔２０１ａが形成されている。

シリンダヘッド２００を本体部２０１とホルダ部２０２とにより構成することで、本体部２０１として既存のシリンダヘッドを活用し、これにホルダ部２０２を装着することで可変動弁装置Ａを有していないエンジンに対しても可変動弁装置Ａを搭載することができる。

次に、ブラケット２１０について説明する。図９はブラケット２１０の斜視図である。図１０はシリンダヘッド２００のエンジン前方側の部分平面図である。ブララケット２１０は底壁２１１と、側壁２１２、２１３と、底壁２１１の表面から若干***した周縁部２１４と、を有し、本実施形態の場合、エンジンの前方側に取り付けられている。

底壁２１１には複数のボス部２１１ｄが形成されており、ボス部２１１ｄにボルトを挿通してシリンダヘッド２００のホルダ部２０２の上面に固定される。底壁２１１には、また、各気筒の点火ユニット９５のうちの一つ（ここでは気筒＃１の点火ユニット）が挿通する貫通孔である孔部２１１ａが形成されている。本実施形態の場合、点火ユニット９５は不図示の点火プラグと、当該点火プラグの上部に取り付けられ、点火ユニット９５の上部を形成する点火コイルユニット９５ａと、から構成されている。

孔部２１１ａを挿通した点火ユニット９５の上部である点火コイルユニット９５ａは、底壁２１１表面から段落ちした窪み部２１１ｂに配設され、また、底壁２１１の棚部２１１ｃに固定されている。

側壁２１３には電動モータ９０が固定されている。底壁２１１は、側壁２１２、２１３と、周縁部２１４とに規定されて、点火コイルユニット９５ａ及び電動モータ９０の配設領域Ｓ２を形成している。本実施形態の場合、電動モータ９０は孔部２１１ａを挿通した点火ユニット９５よりもエンジンの前方側に配設されている。

側壁２１３には不図示の貫通孔が形成されており、電動モータ９０の出力軸及びドライブ軸９１が挿通している。ドライブ軸９１の先端は支持壁２１５に設けた軸受２１５ａに軸支されている。

支持壁２１５は側壁２１２に対して配設領域Ｓ２と反対側に設けられており、一対の連結部２１６により側壁２１２と一体に接続されている。支持壁２１５の両側下部にはボス部２１５ｂが形成されており、ボス部２１５ａにボルトを挿通してシリンダヘッド２００のホルダ部２０２の上面に固定される。連結部２１６間にはドライブ軸９１が通過している。

次に、シリンダヘッド２００の上部を覆うヘッドカバーの構成について説明する。図１１（ａ）はヘッドカバー２２０が装着された、シリンダヘッド２００のエンジン前方側の部分平面図、（ｂ）はヘッドカバー２２０のＸ−Ｘ断面線端面図である。

ヘッドカバー２２０はブラケット２００が配設されているエンジン前方側が、ブラケット２００等を覆うために上方へ膨出しており、その膨出部分に、配設領域Ｓ２を露出させる開口部２２０ａを有する。開口部２２０ａにより配設領域Ｓ２は露出されているが、他の部分（例えば、支持壁２１５、連結部２１６の周辺等）はヘッドカバー２２０により覆われている。

また、開口部２２０ａの周縁において配設領域Ｓ２を囲包するように下方（シリンダヘッド２００側）へ延びた内周壁部２２１とを有する。内周壁部２２１の下端には、その全周に渡ってシール材２２１ａが取り付けられている。シール材２２１ａが側壁２１２、２１３及び周縁部２１４の上面に密着し、開口部２２０ａを介して露出した配設領域Ｓ２以外の部分の液密性を確保している。

ヘッドカバ−２２０の外周縁にもその全周に渡ってシール材２２０ｂが取り付けられている。シール材２２０ｂはホルダ部２０２の周縁上面に密着し、ヘッドカバー２２０内部の動弁空間と外部との液密性を確保している。なお、図７に示すようにブラケット２１０の底面はヘッドカバー２２０とシリンダヘッド２００との取り付け面（ホルダ２０２の上面Ｓ３）と同一平面上に位置している。

このようにしてヘッドカバー２２０は配設領域Ｓを除き、シリンダヘッド２００の上面全体を覆って動弁空間と外部との液密性を確保している。但し、気筒＃２に対応する点火ユニット９５（＃２）により示すように、メンテナンス性向上のため、ヘッドカバー２２０には気筒＃２乃至＃４に対応する各点火ユニット９５を挿通するための不図示の孔が形成されており、各点火ユニット９５はヘッドカバー２２０を外すことなくシリンダヘッド２００からの着脱が可能となっている。

本実施形態では、ブラケット２１０の底壁２１１が孔部２１１ａを有して、電動モータ９０と共に点火ユニット９５の点火コイルユニット９５ａの配設領域Ｓ２を形成することで、電動モータ９０を点火コイルユニット９５ａに近接して配置することができ、電動モータ９０をシリンダヘッド２００上にコンパクトに配置することができる。

また、ヘッドカバー２２０が開口部２２０ａを有することで、配設領域Ｓ２に点火コイルユニット９５ａが配設された点火ユニット９５及び電動モータ９０のメンテナンスをヘッドカバー２２０を取外すことなく行なうことができ、メンテナンス性も確保することができる。更に、ヘッドカバー２２０が内周壁部２２１を有することで配設領域Ｓ２の遮蔽性を向上し、シリンダヘッド２００の潤滑油が配設領域Ｓ２内へ飛散することも防止される。

また、電動モータ９０と制御シャフト８０との動力伝達機構を、ウォームギヤ９１ａ及びウォームホイール８１により構成することで、両者の軸方向が直交することから当該動力伝達機構をよりコンパクトに配置することができ、また、ヘッドカバー２２０により当該動力伝達機構から潤滑油が外部へ飛散することを防止することができる。

また、ブラケット２１０の底面が、ヘッドカバー２２０とシリンダヘッド２００との取り付け面と同一平面上に位置しているので、設計上、ブラケット２１０とヘッドカバー２２０とのシール面を規定し易くなる。

また、本実施形態ではブラケット２１０は、エンジンの前方側に配設され、孔部２１１ａを挿通した点火ユニット９５は気筒＃１の点火ユニットであり、電動モータ９０は当該点火ユニット９５よりもエンジンの前方側に配設されているので、電動モータ９０及びブラケット２１０の存在によりエンジン高が高くなるのをエンジンの前方側のみとすることができる。このため、気筒＃２周辺からエンジン後方側はエンジン高を低くでき、例えば、エアクリーナ等の補機類をエンジン上方に配設する、まとまったスペースが得られる。

本発明の一実施形態に係るエンジンの上部構造を構成する可変動弁装置Ａと、動弁装置Ｂとの全体構成を示す図である。 図２は可変動弁装置Ａの部分分解斜視図である。 （ａ）乃至（ｄ）は可変動弁装置Ａの動作説明図である。 揺動カム部材３０の詳細を示す斜視図である。 （ａ）は揺動カム部材３０の分解斜視図、（ｂ）はボス部を２つとした揺動カム部材３０’の斜視図である。 偏心カム部材２０とオフセットリンク部材４０との組付け態様を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンの上部構造を示す、エンジンの前面（前方側端面）の部分図である。 可変動弁装置Ａ及び動弁装置Ｂを搭載した本体部２０１の平面図である。 ブラケット２１０の斜視図である。 シリンダヘッド２００のエンジン前方側の部分平面図である。 （ａ）ｈａヘッドカバー２２０が装着された、シリンダヘッド２００のエンジン前方側の部分平面図、（ｂ）はヘッドカバー２２０の図１１（ａ）のＸ−Ｘ断面線端面図である。

符号の説明

Ａ 可変動弁装置
Ｓ２ 配設領域
９０ 電動モータ
９５ 点火ユニット
９５ａ 点火コイルユニット
２００ シリンダヘッド
２１０ ブラケット
２１１ 底壁
２２０ ヘッドカバー
２２０ａ 開口部
２２１ 内周壁部

Claims (5)

1. 可変動弁装置を有する多気筒エンジンのシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの上部を覆うヘッドカバーと、を備えたエンジンの上部構造において、
   前記可変動弁装置が、
   各気筒のバルブのリフト特性を可変制御するための駆動アクチュエータと、
   前記シリンダヘッド上に設けられ、前記駆動アクチュエータを支持するブラケットと、を備え、
   前記ブラケットは、
   各気筒の点火ユニットのうちの一つが挿通する孔部を有し、前記孔部を挿通した前記点火ユニットの上部と前記駆動アクチュエータとの配設領域を形成する底壁を有し、
   前記ヘッドカバーは、
   前記配設領域を露出させる開口部と、
   前記配設領域を囲包するよう下方へ延びた内周壁部と、
   を有することを特徴とするエンジンの上部構造。
2. 前記可変動弁装置が、
   前記エンジンのクランクシャフトと同期して回転する、前記エンジンの気筒列方向と平行に延びた、駆動シャフトと、
   各気筒毎に前記駆動シャフトを軸として揺動自在に設けられ、その揺動運動により各気筒のバルブをリフトさせる揺動カム部材と、
   前記駆動アクチュエータを駆動源として回転され、前記駆動シャフトと平行に延びた制御シャフトと、
   各気筒毎に前記制御シャフトに設けられ、前記制御シャフトの回転により回動する制御アームと、
   前記制御アームと前記揺動カム部材とを連結し、前記制御アームの回動位置に応じて前記揺動カム部材の揺動角範囲を変化させることにより、前記バルブのリフト特性を変化させるリンク機構と、を備え、
   前記駆動アクチュエータは、出力軸が前記制御シャフトと直交する方向に配設された電動モータであり、
   前記電動モータの前記出力軸にはウォームギヤを有するドライブ軸が取り付けられ、前記制御シャフトには前記ウォームギヤと噛合するウォームホイールが取り付けられることにより、前記電動モータの回転力が前記制御シャフトに伝達され、
   前記ブラケットは、前記底壁の端部から立設されて前記配設領域を規定し、前記電動モータが取り付けられる側壁と、
   前記側壁に対して前記配設領域と反対側に設けられ、前記ドライブ軸の先端を軸支する支持壁と、
   前記支持壁と前記側壁とを連結する連結部と、
   を有し、
   前記ヘッドカバーは、前記支持壁及び前記連結部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの上部構造。
3. 前記シリンダヘッドは、本体部とホルダ部とから構成され、
   前記駆動シャフトは前記本体部及び前記ホルダ部により軸支され、
   前記ホルダ部には前記制御シャフト及び前記ブラケットが搭載されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの上部構造。
4. 前記ブラケットの底面が、前記ヘッドカバーと前記シリンダヘッドとの取り付け面と同一平面上に位置していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジンの上部構造。
5. 前記ブラケットは、前記エンジンの前方側に配設され、
   前記孔部を挿通した前記点火ユニットは１番目の気筒の点火ユニットであり、
   前記駆動アクチュエータは前記孔部を挿通した前記点火ユニットよりも前記エンジンの前方側に配設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンジンの上部構造。

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