JPH10274018A

JPH10274018A - 可変動弁機構

Info

Publication number: JPH10274018A
Application number: JP8171497A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Fujimoto; 昌弘藤本; Shinichi Murata; 真一村田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JP4246275B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、入力回転の回転速度を一回転中で
増減しながら出力する不等速継手を利用した可変動弁機
構に関し、シリンダヘッドに大幅な変更を施すことな
く、容易に組み付け作業を行えるようにする。【解決手段】内燃機関の吸気側及び排気側にそれぞれ
設けられ、内燃機関の吸気側及び排気側に各気筒毎にそ
れぞれ設けられ開弁時期を調整可能な弁作動調整手段
と、弁作動調整手段に接続された制御用部材と、制御用
部材にそれぞれ設けられたギア部３９ｆ，３９ｆと、ギ
ア部３９ｆ，３９ｆとそれぞれ噛合するギア部材３９
ｅ，３９ｅと、吸気側又は排気側の制御用部材の一方を
回転駆動し弁作動調整手段を運転状態に応じて作動させ
る駆動手段と、一方の制御用部材の回転駆動力を他方の
制御用部材に伝達する伝達機構４０とをそなえ、伝達機
構４０が、ギア４０ａ，４０ｂと基台４０ｄとを有し、
ギア４０ａ，４０ｂが吸気側のギア部材３９ｅ及び排気
側のギア部材３９ｅと噛合し、基台４０ｄをシリンダヘ
ッド１上面に形成された取付面４０ｆに取り付けるよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気弁
や排気弁を機関の運転状態に応じたタイミングで開閉制
御する、可変動弁機構に関し、特に、入力回転の回転速
度を一回転中で増減しながら出力しうる不等速継手を利
用した、可変動弁機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】往復動式内燃機関（以下、エンジンとい
う）には、吸気弁や排気弁（以下、これらを総称して機
関弁又は単にバルブともいう）がそなえられるが、この
ようなバルブは、カムの形状や回転位相に応じたバルブ
リフト状態で駆動されるので、バルブの開閉タイミング
及び開放期間（バルブを開放している期間をクランクの
回転角度の単位で示した量）も、カムの形状や回転位相
に応じることになる。

【０００３】ところで、エンジンにそなえられた吸気弁
や排気弁の場合には、エンジンの負荷状態や速度状態に
応じて最適な開閉タイミングや開放期間が異なる。そこ
で、このようなバルブの開閉タイミングや開放期間を変
更できるようにした、所謂可変バルブタイミング装置
（可変動弁機構）が各種提案されている。特に、カムと
カムシャフトとの間に、偏心機構を用いた不等速継手を
介装し、カムシャフト側回転軸に対してカム側回転軸を
偏心した位置に設定することで、カムシャフトが１回転
する間にカムをカムシャフトの回転速度に対して増減又
は位相変化させうるようにして、偏心機構におけるかか
るカム側回転軸の偏心状態（即ち、カム側回転軸の軸心
軸位置）を調整することで、バルブの開閉タイミング及
び開放期間を調整できるようにした技術も開発されてい
る。

【０００４】このような不等速継手を用いた技術は、例
えば特公昭４７−２０６５４号，特開平３−１６８３０
９号，特開平４−１８３９０５号，特開平６−１０６３
０号等にて提案されている。このような可変バルブタイ
ミング装置の構成について簡単に説明すると、カム軸
（カムシャフト）には、バルブを開閉駆動するカム部材
が、上記カム軸に対して回転自在に嵌挿されており、こ
のカム軸とカム部材との間には、カム軸に対して所定量
偏心した偏心部材が配設されている。

【０００５】また、カム軸の回転駆動力は、一旦偏心部
材に伝達され、この偏心部材によりカム軸の回転駆動力
が不等速にカム部材に伝達される。ここで、カム軸の回
転中心に対してカム部材の回転中心が所定量偏心してい
ることにより、カム軸が１回転する間にカム部材の回転
速度が増減するのである。そして、この偏心部材を回転
させて偏心位相を調整することにより、バルブタイミン
グが変更されるのである。

【０００６】ところで、このような可変バルブタイミン
グ装置を吸気弁側と排気弁側との両方に設ける場合に
は、吸気弁側の偏心部材と排気弁側の偏心部材との両方
の偏心位相を調整する必要がある。そこで、各偏心部材
の位相を調整するためのアクチュエータ（駆動手段）が
必要となるが、吸気弁側と排気弁側との両方にこのよう
なアクチュエータを設けると、エンジンが大型化し、こ
れにともない重量やコストも増加してしまう。

【０００７】そこで、特開平３−１６８３０９号公報等
では、吸気弁側の偏心部材を調整するためのギアと排気
弁側の偏心部材を調整するためのギアとを設けるととも
に、これら２つのギアに噛合する伝達手段（制御駆動ギ
ア）を設け、この制御駆動ギアを駆動することで、吸気
弁側及び排気弁側の両方の偏心部材の位相を同時に調整
するようにした技術が開示されている（特開平３−１６
８３０９号公報の第６図参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の技術では、シリンダヘッド又はシリンダブロック
の側面に制御駆動ギアの支持軸が設けられているが、こ
のようなシリンダヘッド又はシリンダブロックの側面に
は、種々の補機類が配設されるため、制御駆動ギアを配
設するための十分な空間を確保するのが困難である。

【０００９】そこで、図１２に示すように、シリンダヘ
ッド１０１の端部を加工して穴部１０１ａを設け、この
穴部に制御駆動ギア（伝達手段）１４０を配設すること
も考えられるが、このように構成した場合には、シリン
ダヘッド１０１に大幅な加工が必要となり、コストが上
昇してしまう。しかも、従来の技術のように、制御駆動
ギア１４０の回転中心を、偏心部材の位相を調整するギ
ア１３９の回転中心より下方に配設した場合には、可変
バルブタイミング装置の組み付け時に、最初に制御駆動
ギア１４０を取り付けてから吸気側及び排気側の動弁機
構を組み付けなければならず、作業性が良くないという
課題がある。

【００１０】すなわち、上述のような可変バルブタイミ
ング装置をそなえた動弁機構では、吸気弁側及び排気弁
側の偏心部材が所定の位相となるように各ギアの位置を
調整して動弁機構の組み付け作業を行なう必要がある。
これは、実際の組み付け状態が設計上の組み付け状態と
異なってしまうと、バルブの開弁期間が設計値と異なっ
てしまうからであり、組み付け作業時には、ギアの歯の
位置を確実に所定の位置に合わせて作業を行なうことが
要求される。

【００１１】しかしながら、上述のように、偏心部材の
位相を調整するギア１３９より下方に制御駆動ギア１４
０を配設した場合には、偏心部材の位相を所定の状態に
保って組み付けるのが困難であり、制御駆動ギア１４０
とギア１３９との噛み合い状態にずれが生じやすいとい
う課題がある。また、各ギアの噛み合い状態にずれが生
じないように組み付け作業を行なおうとすると、作業工
数が増大してしまい生産性がよくないという課題があっ
た。

【００１２】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、シリンダヘッドに大幅な変更を施すことな
く、組み付け作業性に優れた、可変動弁機構を提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の可変動弁機構は、内燃機関の吸気側及び排気
側にそれぞれ設けられ、該内燃機関のクランク軸から回
転駆動力が伝達される第１回転軸部材と、該内燃機関の
吸気側及び排気側に各気筒毎にそれぞれ設けられ吸気弁
及び排気弁の少なくとも開弁時期を調整可能な弁作動調
整手段と、該内燃機関の吸気側及び排気側にそれぞれ設
けられ該弁作動調整手段に接続された制御用部材と、該
吸気側及び該排気側の該制御用部材にそれぞれ設けられ
たギア部と、該内燃機関の吸気側及び排気側にそれぞれ
設けられ該吸気側及び排気側のギア部とそれぞれ噛合す
るギア部材と、該吸気側又は該排気側の制御用部材の一
方を回転駆動し該弁作動調整手段を運転状態に応じて作
動させる駆動手段と、該吸気側又は該排気側の制御用部
材の一方の回転駆動力を該吸気側又は該排気側の制御用
部材の他方に伝達する伝達機構とをそなえ、該伝達機構
が、少なくとも１つのギアと該ギアを軸支する基台とを
有し、該ギアが該吸気側のギア部材及び該排気側のギア
部材の両方と噛合し、該基台がシリンダヘッド上面に形
成された取付面に取り付けられるように構成されている
ことを特徴としている。

【００１４】また、請求項２記載の本発明の可変動弁機
構は、上記請求項１記載の機構において、上記第１回転
軸部材の回転軸線とは異なり且つ該回転軸線と平行な回
転軸線を有する軸支部をそなえ該第１回転軸部材の外周
に相対回転可能又は揺動可能に設けられた軸支部材と、
該軸支部材に軸支された中間回転部材と、該第１回転軸
部材と該中間回転部材とを連結して該中間回転部材を該
第１回転軸部材と連動して回転可能とする第１接続部材
と、該第１回転軸部材の回転軸線回りに回転し該吸気弁
又は排気弁を開閉駆動するカム部を有する第２回転軸部
材と、該中間回転部材と該第２回転軸部材とを連結して
該第２回転軸部材を該中間回転部材と連動して回転可能
とする第２接続部材とをそなえ、該伝達手段が、該第１
制御用部材と該第２制御用部材との軸線間に配置される
とともに、該クランク軸の回転力の入力側と反対側の該
シリンダヘッド端部に設けられていることを特徴として
いる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
形態について説明する。なお、図１〜図９は、本発明の
一実施形態としての可変動弁機構を示すものであり、図
１０，図１１はその変形例を示す図である。

【００１６】本実施形態にかかる内燃機関は、レシプロ
式の内燃機関であり、また、この実施形態にかかる可変
動弁機構は、気筒上方に設置された吸気弁又は排気弁
（これらを総称して、機関弁又は単にバルブという）を
駆動するようにそなえられている。

【００１７】まず、可変動弁機構の全体構成について説
明する。図５，図６，図７は本可変動弁機構を示す斜視
図，断面図，模式的配置図（軸方向端面から見た模式
図）であり、図５，図６に示すように、シリンダヘッド
１には、図示しない吸気ポート又は排気ポートを開閉す
べくバルブ（吸気弁又は排気弁）２が装備されており、
このバルブ２のステム端部２Ａには、バルブ２を閉鎖側
に付勢するバルブスプリング３（図７参照）が設置され
ている。

【００１８】さらに、バルブ２のステム端部２Ａには、
ロッカアーム８が当接しており、このロッカアーム８に
カム６が当接している。そして、カム６の凸部（カム山
部分）６Ａによってバルブスプリング３の付勢力に抗す
るようにしてバルブ２が開方向へ駆動される。本可変動
弁機構は、このようなカム６を回動させるためにそなえ
られている。

【００１９】本可変動弁機構には、図５，図６に示すよ
うに、ベルト（タイミングベルト）４１とプーリ４２と
を介して、エンジンのクランク軸（図示略）に連動して
クランク軸の１／２の回転速度で回転駆動されるカムシ
ャフト（第１回転軸部材）１１と、このカムシャフト１
１の外周に設けられたカムローブ（第２回転軸部材）１
２とをそなえ、カム（カム部）６はこのカムローブ１２
の外周に突設されている。このカムローブ１２の外周
は、図６に示すように、シリンダヘッド１側の軸受部
（カムキャップ）７によって回転自在に軸支されてい
る。

【００２０】また、カムシャフト１１はこのカムローブ
１２を介して軸受部７に支持されるが、カムシャフト１
１の端部は、同一軸心線上に結合された端部部材４３を
介してシリンダヘッド１の軸受部１Ａに軸支されてい
る。

【００２１】なお、軸受部７は、図６，図７に示すよう
に、二つ割れ構造になっており、シリンダヘッド１に形
成された軸受下半部７Ａと、この軸受下半部７Ａに上方
から接合される軸受キャップ７Ｂと、軸受下半部７Ａに
軸受キャップ７Ｂを結合するボルト７Ｃとから構成され
る。また、図７に示すように、軸受下半部７Ａと軸受キ
ャップ７Ｂとの接合面７Ｄは、図示しないシリンダの軸
心線と直交するようにほぼ水平に設定されており、図
６，図７におけるほぼ鉛直方向（上下方向）に向けて締
結されるボルト７Ｃによって、軸受下半部７Ａと軸受キ
ャップ７Ｂとがほぼ鉛直方向に強固に結合されている。

【００２２】また、カムシャフト１１とカムローブ１２
との間には不等速継手１３が設けられており、これらカ
ムローブ１２及び不等速継手１３により、バルブ開弁時
期を連続的又は段階的に調整しうる弁作動調整手段５０
が構成されている。なお、本可変動弁機構は、多気筒エ
ンジンに適しており、多気筒エンジンに適用した場合に
は、各気筒毎に、カムローブ１２及び不等速継手１３を
設けるようにする。ここでは、一例として本可変動弁機
構を直列４気筒エンジンに適用した場合を説明する。

【００２３】この不等速継手１３は、カムシャフト１１
の外周に回動可能に支持されたコントロールディスク
（軸支部材）１４と、このコントロールディスク１４に
一体的に設けられた偏心部（軸支部）１５と、この偏心
部１５の外周に遊嵌された係合ディスク（中間回転部
材）１６と、係合ディスク１６に接続された第１スライ
ダ部材（第１接続部材、又はカム軸側ピン部材）１７及
び第２スライダ部材（第２接続部材、又はカムローブ側
ピン部材）１８とをそなえている。なお、コントロール
ディスク（軸支部材）１４をハーモニックギアともい
い、係合ディスク１６をハーモニックリングともいう。

【００２４】偏心部１５は、図６に示すように、カムシ
ャフト１１の回転中心（第１回転中心軸線）Ｏ₁ から偏
心した位置に回転中心（第２回転中心軸線）Ｏ₂ を有し
ており、係合ディスク１６はこの偏心部１５の中心Ｏ₂
の回りに回転するようになっている。第１スライダ部材
１７及び第２スライダ部材１８は、図５に示すように、
それぞれその先端にスライダ本体部（切り欠き部）２
１，２２をそなえ、その他端側にドライブピン部２３，
２４をそなえている。

【００２５】また、係合ディスク１６の一面には、図６
に示すように、半径方向（ラジアル方向）に、第１スラ
イダ部材１７のスライダ本体部２１が摺動自在に嵌合し
たスライダ用溝１６Ａと、第２スライダ部材１８のスラ
イダ本体部２２が摺動自在に嵌合したスライダ用溝１６
Ｂとが形成されている。ここでは、２つのスライダ用溝
１６Ａ，１６Ｂが互いに１８０°だけ回転位相をずらせ
るように同一直径上に配置されている。

【００２６】また、カムシャフト１１にはドライブアー
ム１９が設けられ、カムローブ１２にはアーム部２０が
設けられている。このうち、ドライブアーム１９には、
第１スライダ部材１７のドライブピン部２３が回転自在
に嵌入する穴部１９Ａが設けられ、アーム部２０には、
第２スライダ部材１８のドライブピン部２４が回転自在
に嵌入する穴部２０Ａが設けられている。

【００２７】なお、ドライブアーム１９は、カムローブ
１２とコントロールディスク１４との間のアーム部２０
を除く空間に、カムシャフト１１から半径方向（ラジア
ル方向）に突出するように設けられ、ロックピン２５に
よりカムシャフト１１と一体回転するように結合されて
いる。一方、アーム部２０はカムローブ１２の端部を、
係合ディスク１６の一側面に近接する位置まで半径方向
（ラジアル方向）及び軸方向へ突出させるように一体形
成されている。

【００２８】ところで、スライダ本体部２１と溝１６Ａ
との間では、図７に示すように、スライダ本体部２１の
外側平面２１Ｂ，２１Ｃと溝１６Ａの内壁平面２８Ａ，
２８Ｂとの間で、溝１６Ｂとスライダ本体部２２との間
では、溝１６Ｂの内壁平面２８Ｃ，２８Ｄとスライダ本
体部２２の外側平面２２Ｂ，２２Ｃとの間で、それぞれ
回転力の伝達が行なわれる。

【００２９】このように回転を伝達する際に、係合ディ
スク１６が偏心していることにより、係合ディスク１６
はカムシャフト１１に対して先行したり遅延したりする
ことを繰り返し、また、カムローブ１２は係合ディスク
１６に対して先行したり遅延したりすることを繰り返し
ながら、カムローブ１２がカムシャフト１１とは不等速
で回転するようになっている。

【００３０】したがって、例えば機関の回転数（回転速
度）等の機関の運転状態に応じて、第２回転中心軸線Ｏ
₂ の位置を連続的又は段階的に調整すれば、機関の運転
状態に常に適した特性でバルブ２を駆動させることがで
きる。係合ディスク１６の回転中心（第２回転中心軸
線）Ｏ₂ を位置調整するためには、係合ディスク１６を
偏心状態に支持する偏心部１５を回転させればよいの
で、本機構には、偏心部１５を有するコントロールディ
スク１４を回転させて偏心部１５の偏心位置を調整する
偏心位置調整機構３０が設けられている。

【００３１】この偏心位置調整機構３０は、図５，図６
に示すように、コントロールディスク１４の外周に形成
された偏心制御ギア３１と、この偏心制御ギア３１と噛
合するコントロールギア３５をそなえカムシャフト１１
と平行に設置された制御用部材としてのギア軸（コント
ロールシャフト）３２と、このコントロールシャフト３
２を回転駆動するためのアクチュエータ（駆動手段）３
３とをそなえて構成されており、ＥＣＵ３４を通じて作
動を制御するようになっている。

【００３２】つまり、図５に示すように、ＥＣＵ３４
に、エンジン回転数センサ（図示略）からの検出情報
（エンジン回転数情報），スロットルポジションセンサ
からの検出情報（ＴＰＳ情報），エアフローセンサ（図
示略）からの検出情報（ＡＦＳ情報）等が入力されるよ
うになっており、偏心位置調整機構３０におけるモータ
の制御は、これらの情報に基づいて、エンジンの回転速
度や負荷状態に応じて行なうようになっている。

【００３３】そして、例えばエンジンの高速時や高負荷
時には、バルブの開放期間を長期間にするようにコント
ロールディスク１４の回転位相を調整する。また、エン
ジンの低速時や低負荷時には、バルブの開放期間を短期
間にするようにコントロールディスク１４の回転位相を
調整する。

【００３４】ところで、図５に示すように、コントロー
ルシャフト３２にそなえられたコントロールギア３５
は、２つのギア３５Ａ，３５Ｂからなるシザースギアで
あって、一方のギア３５Ａはコントロールシャフト３２
に固定されているが、他方のギア３５Ｂはコントロール
シャフト３２に対して回転可能に装備されている。つま
り、ギア３５Ｂは、ギア３５Ａに当接するように配設さ
れており、コントロールシャフト３２の外周に固定され
るジャーナル３６との間に装備されたねじりスプリング
３８によって、回転方向への付勢力を受けるように設置
され、両ギア３５Ａ，３５Ｂによって、コントロールデ
ィスク１４側の偏心制御ギア３１とコントロールギア３
５とがガタつくことなく噛合するようになっている。

【００３５】なお、偏心位置調整機構３０の設置にあた
っては、既に設置されているカムシャフト１１外周のコ
ントロールディスク１４側の偏心制御ギア３１に対し
て、両ギア３５Ａ，３５Ｂを噛合させた上で、ジャーナ
ル３６をコントロールシャフト３２に対して回転させな
がら軸方向所定位置に配置することで、ギア３５Ｂに軸
方向付勢力及び回転方向付勢力を与えておいてから、ジ
ャーナル３６を回り止めピン３６Ａによりコントロール
シャフト３２と一体回転するように固定する。

【００３６】また、本可変動弁機構を多気筒エンジン
（本実施形態の場合は、４気筒エンジン）に適用した場
合には、各気筒毎にカムローブ１２及び不等速継手１３
（即ち、弁作動調整手段５０）を設けることになるが、
ここでは、各気筒に、吸気弁駆動用の可変動弁機構と、
排気弁駆動用の可変動弁機構とをそなえている。つま
り、図８に示すように、吸気弁用カムシャフト１１_INと
排気弁用カムシャフト１１ _EXとをそなえ、吸気弁用カム
シャフト１１_INにおいても排気弁用カムシャフト１１_EX
においても、それぞれ各気筒毎にカムローブ１２及び不
等速継手１３がそなえられる。

【００３７】そして、偏心位置調整機構３０は、吸気弁
用カムシャフト１１_INに各気筒毎に装備されたコントロ
ールディスク１４側の偏心制御ギア３１と、排気弁用カ
ムシャフト１１_EXにやはり各気筒毎に装備されたコント
ロールディスク１４側の偏心制御ギア３１と、吸気弁用
カムシャフト１１_INに隣接した吸気弁側コントロールシ
ャフト３２と、排気弁用カムシャフト１１_EXに隣接した
排気弁側コントロールシャフト３２と、これらの各コン
トロールシャフト３２において各気筒毎に設置されて各
偏心制御ギア３１と噛合するコントロールギア３５及び
ジャーナル３６及びスプリング３８とをそなえている。

【００３８】一方、アクチュエータ３３はスプロケット
（端部部材）４３と反対側端部の図示しないシリンダヘ
ッド側部分に１つだけそなえられ、ここでは、排気弁用
カムシャフト１１_EXの軸端部にアクチュエータ３３がそ
なえられる。なお、このアクチュエータ３３の取り付け
位置は特に限定されるものではなく、吸気用カムシャフ
ト１１_INの軸端部に設けてもよい。

【００３９】このアクチュエータ３３は、ジョイント３
３Ａを介して排気弁側ドライブギア機構３９Ａに接続さ
れており、アクチュエータ３３の駆動力は、排気弁側ド
ライブギア機構３９Ａから排気弁側コントロールシャフ
ト３２に伝達され、排気弁用カムシャフト１１_EXの各偏
心制御ギア３１の回転駆動が行なわれるようになってい
る。

【００４０】この一方、排気弁側ドライブギア機構３９
Ａはインタメディエイトギア機構（伝達機構）４０を介
して吸気弁側ドライブギア機構３９Ｂに接続されてお
り、アクチュエータ３３の駆動力は、排気弁側ドライブ
ギア機構３９Ａ，インタメディエイトギア機構４０，吸
気弁側ドライブギア機構３９Ｂを経て吸気弁側コントロ
ールシャフト３２に伝達され、吸気弁用カムシャフト１
１_INの各偏心制御ギア３１の回転駆動が行なわれるよう
になっている。

【００４１】したがって、図９に示すように、排気弁側
（図中ＥＸ参照）では、アクチュエータ３３の駆動力
は、ドライブギア機構３９Ａ，排気弁側コントロールシ
ャフト３２及び各コントロールギア３５を介して各偏心
制御ギア３１に伝達され、吸気弁側（図中ＩＮ参照）で
は、アクチュエータ３３の駆動力は、ドライブギア機構
３９Ａ，インタメディエイトギア機構４０，ドライブギ
ア機構３９Ｂ，吸気弁側コントロールシャフト３２及び
各コントロールギア３５を介して各偏心制御ギア３１に
伝達されるようになっている。

【００４２】なお、図８に示すように、各ドライブギア
機構３９Ａ，３９Ｂは、いずれも、ドライブギア（ギア
部材）３９ｅと、コントロールシャフト３２の端部に固
定されたギア（ギア部）３９ｆとから構成されている。
このうちドライブギア３９ｅは、軸３９ａに固定された
固定ギア３９ｂと、スプリング３９ｃを介して装備され
た可動ギア３９ｄとの２枚のギアからなるシザースギア
により構成されており、可動ギア３９ｄがスプリング３
９ｃにより回転方向に付勢された状態で、固定ギア３９
ｂと共にギア３９ｆと噛合してドライブギア機構３９
Ａ，３９Ｂにガタが生じないようになっている。

【００４３】なお、各ドライブギア機構３９Ａ，３９Ｂ
のシザースギア（ドライブギア）３９ｅ（即ち、ギア３
９ｂ，３９ｄ）は各偏心制御ギア３１と等しい歯数に設
定され、各ドライブギア機構３９Ａ，３９Ｂのギア３９
ｆは各コントロールギア３５と等しい歯数に設定されて
おり、アクチュエータ軸の回転角度と偏心制御ギア３１
の回転角度とが等しくなるように設定されている。

【００４４】さて、ここで上述のインタメディエイトギ
ア機構（伝達機構）４０について説明すると、このイン
タメディエイトギア機構４０は、図８に示すように、ア
クチュエータ３３の配設された側、即ち、クランク軸の
回転力の入力側とは反対側のシリンダヘッド１の端部に
設けられている。また、図１〜図３に示すように、イン
タメディエイトギア機構４０は、互いに噛合する２つの
ギア４０ａ，４０ｂと、これらのギア４０ａ，４０ｂを
軸支するキャリア（基台）４０ｄとから構成されてい
る。

【００４５】また、このキャリア４０ｄには、図２に示
すように、各ギア４０ａ，４０ｂを支持するための支持
部４０ｄ−１，４０ｄ−２が設けられており、各ギア４
０ａ，４０ｂは、互いに噛合しながらこれらの支持部４
０ｄ−１，４０ｄ−２にそれぞれ回転可能に支持されて
いる。そして、図１に示すように、このインタメディエ
イトギア機構４０では、排気弁側のドライブギア３９ｅ
とギア４０ａとが噛合し、吸気弁側のドライブギア３９
ｅとギア４０ｂとが噛合するようになっており、この場
合には、吸気弁側のドライブギア３９ｅは、排気弁側の
ドライブギア３９ｅの回転方向と逆方向に同速度で回転
駆動されるようになっている。

【００４６】一方、図４に示すように、シリンダヘッド
１の上面には、シリンダヘッド枠部部１００と同一平面
となるようにキャリア取付面４０ｆが形成されており、
キャリア４０ｄはこの取付面４０ｆに取り付けられるよ
うになっている。そして、インタメディエイトギア機構
４０をこのように構成することにより、アクチュエータ
３３からの回転駆動力は、排気弁側のドライブギア３９
ｅからギア４０ａ，４０ｂを介して吸気弁側のドライブ
ギア３９ｅに伝達され、この吸気弁側のドライブギア３
９ｅに噛合したギア３９ｆを介して吸気弁側のコントロ
ールシャフト３２に伝達されることになる。

【００４７】すなわち、吸気弁側のコントロールシャフ
ト３２が回転駆動されることにより、コントロールシャ
フト３２上に設けられたコントロールギア３５を介して
偏心制御ギア３１が回転駆動され、係合ディスク１６の
回転中心位置が調整されるのである。ところで、本可変
動弁機構では、上述したようにキャリア４０ｄをシリン
ダヘッド１の上面に取り付けることにより、インタメデ
ィエイトギア機構４０のギア４０ａ，４０ｂの回転中心
がドライブギア３９ｅ，３９ｅの回転中心よりも上方に
配設される。

【００４８】つまり、図８に示すように、吸気弁側及び
排気弁側のドライブギア３９ｅ，３９ｅはともにカムシ
ャフト１１（１１_EX，１１_IN）と同軸上に設けられてい
るので、キャリア４０ｄをシリンダヘッド１の上面に設
けることにより、各ギア４０ａ，４０ｂの軸心をドライ
ブギア３９ｅ，３９ｅの軸心よりも上方に配置すること
ができるのである。

【００４９】そして、本可変動弁機構では、各ギア４０
ａ，４０ｂの軸心をドライブギア３９ｅ，３９ｅの軸心
よりも上方に配置することで、可変動弁機構の組み付け
作業時には、まず、シリンダヘッド１上に吸気弁側及び
排気弁側の動弁機構を所定の状態で配設した後、インタ
メディエイトギア機構４０を吸気弁側と排気弁側との動
弁機構の間隙部Ａ（図４参照）から矢印の方向にスライ
ドさせて、取付面４０ｆに組み付けることができるた
め、作業性が大きく向上する。

【００５０】すなわち、このような可変動弁機構では、
組み付け作業時にはシリンダヘッド１上に吸気弁側及び
排気弁側の動弁機構を所定の状態となるように配設して
からインタメディエイトギア機構４０を組み付けるが、
この場合に、吸気側のドライブギア３９ｅと排気側のド
ライブギア３９ｅとの歯の位置が所定の噛合状態で組み
付けられないと、吸気側と排気側とのバルブ２の開弁期
間が、組み付け後の実際のバルブ開弁特性と組み付け前
の設計上のバルブ開弁特性とで異なり、可変動弁機構の
性能を十分に引き出せなくなるという不具合がある。

【００５１】このため、従来では、インタメディエイト
ギア機構４０の組み付け時に各ドライブギア３９ｅ，３
９ｅとの歯の噛み合いが所定の状態となるよう、別途固
定治具を用いて所定位置に固定した状態で組み付けを行
なう必要があり、作業効率が悪化していた。これに対
し、本発明の可変動弁機構では、上述したように、イン
タメディエイト機構４０をドライブギア３９ｅの歯すじ
方向にスライドさせて、取付面４０ｆに組み付けること
ができ、特別な固定治具を用いずに吸気側と排気側との
ドライブギア３９ｅ，３９ｅ回転方向のずれを生じさせ
ることなく容易に組み付け作業ができる。

【００５２】また、本実施形態では、インタメディエイ
トギア機構４０を予めキャリア４０ｄの支持部４０ｄ−
１，４０ｄ−２に各ギア４０ａ，４０ｂを取り付けて、
アッセンブリ化してから、このインタメディエイトギア
機構４０のアッセンブリをシリンダヘッド１の取付面４
０ｆに取り付るため、さらに容易な組み付け作業ととな
る。

【００５３】本発明の一実施形態にかかる可変動弁機構
は、上述のように構成されているので、このような可変
動弁機構をそなえた内燃機関では、偏心位置調整機構３
０を通じて、コントロールディスク１４の回転位相を調
整しながら、バルブの開度特性が制御される。

【００５４】つまり、ＥＣＵ３４において、エンジン回
転数情報や吸入空気量情報等に基づき、エンジンの回転
速度や負荷状態に応じたコントロールディスク１４の回
転位相を設定して、ポジションセンサの検出信号に基づ
いて、コントロールディスク１４の実際の回転位相が設
定された状態になるように、アクチュエータ３３の作動
制御を通じてコントロールディスク１４を駆動する。

【００５５】そして、このＥＣＵ３４によるアクチュエ
ータ３３の作動制御を通じて、偏心部１５を回動させて
位相角度を調整し、係合ディスク１６の回転中心（第２
回転中心軸線）Ｏ₂ を変位させながら、例えばエンジン
の回転速度やエンジンの負荷が高くなるほど、バルブ開
放期間を長くしていき、逆に、エンジンの回転速度やエ
ンジンの負荷が低くなるほど、バルブ開放期間を短くし
ていく。

【００５６】このようにして、エンジンの運転状態に応
じてコントロールディスク１４の回転位相（位置）を制
御しながら、エンジンの運転状態に適したバルブ駆動を
行なえるようになる。特に、バルブのリフト特性は、連
続的に調整することができるので、常にエンジンの運転
状態に最適の特性でバルブ駆動を行なえるようになるの
である。

【００５７】そして、本可変動弁機構では、アクチュエ
ータ３３からの回転駆動力は排気弁側のドライブギア３
９ｅからインタメディエイトギア機構４０を介して吸気
弁側のドライブギア３９ｅに伝達される。また、吸気弁
側のドライブギア３９ｅに伝達された回転駆動力は、ギ
ア３９ｆを介して吸気弁側のコントロールシャフト３２
に伝達され、このコントロールシャフト３２上に設けら
れたコントロールギア３５を介して吸気側のコントロー
ルディスク１４の回転位相が制御される。

【００５８】一方、排気弁側では、アクチュエータ３３
の回転駆動力は、排気弁側のドライブギア３９ｅから直
接排気弁側のギア３９ｆを介して排気弁側のコントロー
ルシャフト３２に伝達され、コントロールシャフト３２
上に設けられたコントロールギア３５を介して排気側コ
ントロールディスク１４の回転位相が制御される。そし
て、本可変動弁機構では、インタメディエイトギア機構
４０の各ギア４０ａ，４０ｂをドライブギア３９ｅ，３
９ｅよりも上方に配設し、各ギア４０ａ，４０ｂを軸支
するキャリア４０ｄをシリンダヘッド１の上面に取り付
けるようにすることで、可変動弁機構の組み付け時の作
業性が大幅に向上する。

【００５９】すなわち、このような可変動弁機構の組み
付け作業時には、まず、シリンダヘッド１上に吸気弁側
及び排気弁側の動弁機構を所定の状態で配設する。そし
て、その後、インタメディエイトギア機構４０が組み付
けられる。この場合には、インタメディエイトギア機構
４０は、キャリア４０ｄの支持部４０ｄ−１，４０ｄ−
２に各ギア４０ａ，４０ｂを取り付けて、アッセンブリ
化してから、このインタメディエイトギア機構４０のア
ッセンブリをシリンダヘッド１の間隙部Ａ（図４参照）
からスライドさせてキャリア４０ｄを取付面４０ｆに取
り付ける。

【００６０】そして、本発明の可変動弁機構では、シリ
ンダヘッド１の上方からインタメディエイトギア機構４
０のアッセンブリを取り付けるように構成することで、
インタメディエイトギア機構４０と各ドライブギア３９
ｅ，３９ｅとの噛み合い状態がずれることなく、容易に
組み付け作業を行なうことができるのである。また、組
み付け作業自体も容易なものとなる。

【００６１】なお、本実施形態のように、インタメディ
エイトギア機構４０を構成するギアを複数とすることに
より、インタメディエイトギア機構４０の高さを抑制す
ることができ、小型で軽量な可変動弁機構を提供するこ
とができる。また、インタメディエイトギア機構４０
を、アクチュエータ３３の配設された側（即ち、クラン
ク軸の回転力の入力側とは反対側）のシリンダヘッド１
の端部に設けることにより、特別なスペースを確保せず
に、シリンダヘッド１上にインタメディエイトギア機構
４０を配設することができる。つまり、シリンダヘッド
１のクランク軸の回転力の入力側には、プーリ４２及び
タイミングベルト４１等が配設されているため、このよ
うなインタメディエイトギア機構４０を取り付けるのが
困難であるが、クランク軸の回転力の入力側とは反対側
にインタメディエイトギア機構４０を設けることで、シ
リンダヘッド１の大型化を招くことなくインタメディエ
イトギア機構４０を配設することができるという利点が
ある。

【００６２】さらには、シリンダヘッド１には、取付面
４０ｆを同一平面で加工するだけでよいので、従来の技
術のように、シリンダヘッド１に大幅な加工を施す必要
がなくなり、加工工数やコストを低減することができ
る。また、本実施形態のように、インタメディエイトギ
ア機構４０を構成するギアの数が偶数（例えば２個）で
あれば、シリンダヘッド１の上方（図１中矢印Ｂ）から
の組み付けが可能となる。すなわち、ギアの数が偶数で
あれば、各ドライブギア３９ｅ，３９ｅの回転方向が逆
方向となるため、キャリア４０ｄをシリンダヘッド１の
取付面４０ｆに完全に当接させる以前に各ギア（この場
合ギア４０ａ，４０ｂ）をそれぞれドライブギア３９
ｅ，３９ｅに噛合させ、その後、各ギア４０ａ，４０
ｂ，３９ｅ，３９ｅを回転駆動させながら、キャリア４
０ｄをシリンダヘッド１の取付面４０ｆに一致するよう
にインタメディエイトギア機構４０の取り付け作業を行
なうことができる。この場合、相対的なギアの歯の噛み
合いのずれは生じず、本実施形態と同様な効果を得るこ
とができる。

【００６３】また、インタメディエイトギア機構４０の
キャリア４０ｄのみを先にシリンダヘッド１に取り付け
て、各ギア４０ａ，４０ｂを歯すじ方向に沿ってキャリ
ア４０ｄの軸支部４０ｄ−１，４０ｄ−２に取り付ける
ようにしてもよい。このような組み付けによっても、イ
ンタメディエイトギア機構４０と各ドライブギア３９
ｅ，３９ｅとの噛み合い状態がずれることなく、容易に
組み付け作業を行なうことができる。

【００６４】また、本実施形態では、インタメディエイ
トギア機構４０を２つのギア４０ａ，４０ｂにより構成
した場合について説明したが、ギアの数は勿論２つに限
定されるものではなく、３つ以上でもよく、また１つで
あってもよい。このようなギアの数は、吸気側及び排気
側のカムシャフト１１の軸間距離やシリンダヘッド１の
高さ方向の空間の余裕等に応じて適宜決定すればよい
が、車両用のエンジンに本可変動弁機構を適用する場合
には、２つ又は３つが好ましい。次に、本発明の一実施
形態の変形例について図１０，図１１を用いて説明する
と、この変形例では、上述のインタメディエイトギア機
構４０のギアを３つのギア４０ａ，４０ｂ，４０ｃで構
成した場合を示すものであり、これ以外は、上述の実施
形態と同様に構成されたものである。

【００６５】すなわち、図１０に示すように、排気弁側
のドライブギア３９ｅと吸気弁側のドライブギア３９ｅ
との間には、３つのギア４０ａ，４０ｂ，４０ｃをそな
えたインタメディエイトギア機構４０が設けられてお
り、各ギア４０ａ，４０ｂ，４０ｃにより、排気弁側の
ドライブギア３９ｅの回転が吸気側のドライブギア３９
ｅに伝達されるようになっている。

【００６６】したがって、この場合には、吸気弁側のド
ライブギア３９ｅは、排気弁側のドライブギア３９ｅの
回転方向と同方向に同速度で回転駆動されるようになっ
ているのである。また、各ギア４０ａ〜４０ｃは、図１
１に示すようなキャリア４０ｄに軸支されるとともに、
このキャリア４０ｄは、シリンダヘッド１に取り付けら
れている。

【００６７】そして、このようにインタメディエイト機
構４０を３つのギア４０ａ，４０ｂ，４０ｃにより構成
することにより、やはり、インタメディエイトギア機構
４０の組み付け時に各ドライブギア３９ｅ，３９ｅとの
噛み合い状態がずれることなく、容易に組み付け作業を
行なうことができる利点がある。なお、この場合には、
インタメディエイトギア機構４０をアッセンブリ化して
からシリンダヘッド１の上面側から組み付けるのが困難
であれば、インタメディエイトギア機構４０のキャリア
４０ｄのみを先にシリンダヘッド１に取り付けて、各ギ
ア４０ａ〜４０ｃを歯すじ方向に沿ってキャリア４０ｄ
に取り付けるのが好ましい。

【００６８】そして、このような組み付けにより、イン
タメディエイトギア機構４０と各ドライブギア３９ｅ，
３９ｅとの噛み合い状態がずれることなく、容易に組み
付け作業を行なうことができるのである。なお、本発明
の可変動弁機構は、上述のような実施形態やその変形例
に限定されるものではなく、例えば特公昭４７−２０６
５４号公報，特開平３−１６８３０９号公報，特開平４
−１８３９０５号公報及び特開平６−１０６３０号公報
等に開示された動弁機構の吸気側と排気側とに設けた場
合にも適用できる技術であり、これ以外にも、本発明の
要旨を逸脱しない限り種々の変形が可能である。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の可変動弁機構によれば、伝達機構をシリンダヘッ
ドの上方から組み付けることができるので、組み付け作
業時のギア部材とギア部との噛み合いにずれが生じるこ
とがなく、組み付け作業性に優れた可変動弁機構を提供
することができる。また、従来技術のようにシリンダヘ
ッドに特別な加工を施す必要もないので、作業工数の低
減を図ることができ、また、これにともないコストを抑
制することができるという利点がある。

【００７０】また、請求項２記載の本発明の可変動弁機
構によれば、伝達機構を取り付けるために大きなスペー
スを確保する必要がなくなり、シリンダヘッドの大型化
を回避することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての可変動弁機構にお
ける要部構成を示す模式図であってエンジン正面から見
た図である。

【図２】本発明の一実施形態としての可変動弁機構にお
ける伝達機構を説明するための図であって上面から見た
図である。

【図３】本発明の一実施形態としての可変動弁機構にお
ける伝達機構を説明するための図であって、正面から見
た図である。

【図４】本発明の一実施形態としての可変動弁機構の適
用されるエンジンのシリンダヘッドの一部を示す上面図
である。

【図５】本発明の一実施形態にかかる可変動弁機構の斜
視図である。

【図６】本発明の一実施形態にかかる可変動弁機構の要
部縦断面図である。

【図７】本発明の一実施形態にかかる可変動弁機構にお
ける不等速継手の要部配置を示す模式的な断面図であ
る。

【図８】本発明の一実施形態にかかる可変動弁機構にお
ける分解斜視図である。

【図９】本発明の一実施形態にかかる可変動弁機構の偏
心位置調整の動力伝達経路を示す図である。

【図１０】本発明の一実施形態としての可変動弁機構に
おける変形例を示す図であって、エンジン正面から見た
図である。

【図１１】本発明の一実施形態としての可変動弁機構に
おける変形例を示す図であって、エンジン上面から見た
図である。

【図１２】本発明の創案過程で考案された可変動弁機構
の伝達機構を示す図である。

【符号の説明】

８ロッカアーム１１カムシャフト（第１回転軸部材）１２カムローブ（第２回転軸部材）１３不等速継手１４コントロールディスク（軸支部材又はハーモニッ
クギア）１５偏心部（軸支部）１６係合ディスク（中間回転部材又はハーモニックリ
ング）３０偏心位置調整機構３１偏心制御ギア３２制御用部材としてのギア軸（コントロールシャフ
ト）３３アクチュエータ（駆動手段）４０インタメディエイトギア機構（伝達機構）４０ａ，４０ｂ，４０ｃギア４０ｄキャリア（基台）４０ｆキャリア取付面５０弁作動調整手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気側及び排気側にそれぞれ
設けられ、該内燃機関のクランク軸から回転駆動力が伝
達される第１回転軸部材と、該内燃機関の吸気側及び排気側に各気筒毎にそれぞれ設
けられ吸気弁及び排気弁の少なくとも開弁時期を調整可
能な弁作動調整手段と、該内燃機関の吸気側及び排気側にそれぞれ設けられ該弁
作動調整手段に接続された制御用部材と、該吸気側及び該排気側の該制御用部材にそれぞれ設けら
れたギア部と、該内燃機関の吸気側及び排気側にそれぞれ設けられ該吸
気及び排気側のギア部とそれぞれ噛合するギア部材と、該吸気側又は該排気側の制御用部材の一方を回転駆動し
該弁作動調整手段を運転状態に応じて作動させる駆動手
段と、該吸気側又は該排気側の制御用部材の一方の回転駆動力
を該吸気側又は該排気側の制御用部材の他方に伝達する
伝達機構とをそなえ、該伝達機構が、少なくとも１つのギアと該ギアを軸支す
る基台とを有し、該ギアが該吸気側のギア部材及び該排気側のギア部材の
両方と噛合し、該基台がシリンダヘッド上面に形成され
た取付面に取り付けられるように構成されていることを
特徴とする、可変動弁機構。
【請求項２】該弁作動調整手段が、上記第１回転軸部材の回転軸線とは異なり且つ該回転軸
線と平行な回転軸線を有する軸支部をそなえ該第１回転
軸部材の外周に相対回転可能又は揺動可能に設けられた
軸支部材と、該軸支部材に軸支された中間回転部材と、該第１回転軸部材と該中間回転部材とを連結して該中間
回転部材を該第１回転軸部材と連動して回転可能とする
第１接続部材と、該第１回転軸部材の回転軸線回りに回転し該吸気弁又は
排気弁を開閉駆動するカム部を有する第２回転軸部材
と、該中間回転部材と該第２回転軸部材とを連結して該第２
回転軸部材を該中間回転部材と連動して回転可能とする
第２接続部材とをそなえ、該伝達手段が、該第１制御用部材と該第２制御用部材と
の軸線間に配置されるとともに、該クランク軸の回転力
の入力側と反対側の該シリンダヘッド端部に設けられて
いることを特徴とする、請求項１記載の可変動弁機構。