JP2004011464A - 動弁装置およびこれを備えた内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】つねに適正かつ円滑なバルブ動作を保証するとともに、有効にコンパクト化等を図り得る動弁装置およびこれを備えた内燃機関を提供する。
【解決手段】カムシャフトと一体回転するとともにその軸方向に相対移動可能に構成された立体カムと、そのカム面に押圧されてバルブを進退させるバルブリフタとを備える。立体カムとして、バルブ２７を開弁する開カム１１およびバルブ２７を閉弁する閉カム１２を含む。カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含み、開カム１１と閉カム１２の間にそれらの双方に摺接するバルブリフタ２３の回転摺接部２５を介置する。
【選択図】 図２
【解決手段】カムシャフトと一体回転するとともにその軸方向に相対移動可能に構成された立体カムと、そのカム面に押圧されてバルブを進退させるバルブリフタとを備える。立体カムとして、バルブ２７を開弁する開カム１１およびバルブ２７を閉弁する閉カム１２を含む。カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含み、開カム１１と閉カム１２の間にそれらの双方に摺接するバルブリフタ２３の回転摺接部２５を介置する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車あるいは自動車などにおける内燃機関において、アクセル開度に応じてバルブのリフト量、リフトタイミングおよび作動角を可変制御する動弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の内燃機関において、最近では可変位相とカム切換の組合せが出始め、その後作用角およびリフト量を連続可変する３次元カムを使用する方式が提案されている。たとえば、直打式円筒タペットの頂部に接触角変化に対する追従機構を設け、３次元カムを軸方向にスライドさせることにより、バルブリフト量を無段階に可変するものがある。
【０００３】
３次元カム等を用いてリフト特性（バルブリフト量、リフトタイミングおよび作動角）を連続無段段に可変制御する際、バルブの閉弁動作をスプリングの弾力で行なう場合、スプリングの性能がリフト特性に大きく影響する。そのためバルブのジャンプやバランス等を許容範囲内に抑える必要から、エンジン出力が犠牲になる場合がある。特にバルブ径やシリンダ径が大径化されたエンジンでは、高回転化、高バルブリフト量化あるいは高加速度化に対応するのが難しくなる。
【０００４】
そこで、たとえば特開平３−１５６１１０号公報あるいは特開平５−３２１６１７号公報に係る動弁装置において、開弁用カムと閉弁用カムを同一カム軸上に配置し、ロッカーアーム式に吸排気バルブを押圧するようにしたものが知られている。この装置によれば、バルブスプリングを廃止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来例において、上述したように開弁用カムおよび閉弁用カムを同一カム軸上に配置するため、カム軸方向の寸法が大きくなる。特にカム軸方向に長尺な３次元カムもしくは立体カムにあっては、そのようなカム配置構成によりカム軸方向の長さが著しく長くなり、そのままではシリンダヘッドが大型化せざるを得ない等の問題がある。
【０００６】
本発明はかかる実情に鑑み、つねに適正かつ円滑なバルブ動作を保証するとともに、有効にコンパクト化等を図り得る動弁装置およびこれを備えた内燃機関を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の動弁装置は、カム高さとカム作用角が連続的に変化するように形成され、カムシャフトと一体回転するとともにその軸方向に相対移動可能に構成された立体カムと、前記カムのカム面に押圧されてバルブを進退させるバルブリフタとを備えた動弁装置であって、前記立体カムとして、前記バルブを開弁する開カムおよび前記バルブを閉弁する閉カムを含むとともに、前記カムシャフトとして、前記開カムおよび前記閉カムをそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフトおよび閉カムシャフトを含み、前記開カムと前記閉カムの間にそれらの双方に摺接する前記バルブリフタの回転摺接部を介置したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の動弁装置において、前記バルブのバルブステムの軸方向に沿って、前記開カムシャフト、前記閉カムシャフトおよび回転摺接部を並設し、前記閉カムシャフトをシリンダの燃焼室寄りに配置したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の動弁装置において、前記バルブリフタは、前記バルブのリフト方向と平行に配設されたガイドピンに沿って移動可能に保持され、前記バルブリフタの内方に前記閉カムシャフトを配置することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の動弁装置において、前記バルブリフタは、揺動軸のまわりに揺動可能に支持されたロッカアームを含み、該ロッカアームはその一端に前記回転摺接部を有するとともに、他端で前記バルブに結合することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の動弁装置において、前記揺動軸を前記バルブステムの上方かつ外側に配置するとともに、前記回転摺接部を前記揺動軸よりも上方に配置し、前記回転摺接部の外側および内側にそれぞれ、前記開カムシャフトおよび前記閉カムシャフトを配置することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の動弁装置において、前記バルブリフタは、前記バルブとプラグホールの間に配置された揺動軸のまわりに揺動可能に支持されスイングアームを含み、該スイングアームはその先端で前記バルブに結合するとともに、途中適所に前記回転摺接部を有し、前記スイングアームを挟んでその上方に前記開カムシャフトを配置し、下方に前記閉カムシャフトを配置することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の動弁装置において、前記閉カムシャフトは、エンジンのクランク軸により無端回転手段を介して回転駆動されるとともに、前記開カムシャフトへ回転駆動力を伝達するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の動弁装置において、前記開カムシャフトおよび前記閉カムシャフトはアイドルギヤを介して結合し、同一方向に回転駆動されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の動弁装置において、前記開カムおよび前記閉カムは、それぞれ前記開カムシャフトおよび前記閉カムシャフトに沿って同期して変位するようにスライド駆動されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の内燃機関は、吸気バルブおよび排気バルブにより吸排気を制御するようにした内燃機関であって、吸気側または排気側に上記いずれかの動弁装置を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、この種のエンジンにおいてアクセル開度に応じてバルブリフト量および作動角を無段階可変制御する。この場合、特に吸気バルブを開く際には開カムでタペットローラを押し下げ、閉じる際には閉カムでタペットローラを押し上げる。これにより吸気バルブを押上げ駆動するためバルブスプリングを廃止することができ、バルブ駆動時の機械的損失を大幅に減少する。
【００１８】
また、開カムシャフトおよび閉カムシャフトによりカム軸を２元化したことで、開カムおよび閉カムのカム軸方向寸法を大きくとることができる。これにより滑らかなバルブリフト特性を実現可能である。この場合、単一のタペットローラを用いることでタペット重量を軽量化し、吸排気バルブの高リフト化および高加速度化が可能になる。
【００１９】
また、たとえば特に開カム、タペットローラおよび閉カムが吸気バルブのバルブステムの軸方向に沿って直線状に配置される。このような配置関係によりバルブリフタの作動方向をバルブステムの方向と合致させ、実質的に直打式バルブを構成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明による動弁装置の好適な実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
本発明による動弁装置は、自動二輪車あるいは四輪自動車に搭載される各種のガソリンエンジンに対して有効に適用可能であり、この実施形態ではたとえば図１に示すように自動二輪車のエンジンを例とする。
【００２１】
ここで先ず、本実施形態に係る自動二輪車１００の全体構成を説明する。図１において、鋼製あるいはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されるとともに、前輪１０６の上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。
【００２２】
車体フレーム１０１の後部には、スイングアーム１０９が揺動可能に設けられるとともに、車体フレーム１０１とスイングアーム１０９の間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持され、後輪１１１はチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動されるようになっている。
【００２３】
車体フレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１（実線部）には、エアクリーナ１１４に結合する吸気管１１５から混合気が供給されるとともに、燃焼後の排気ガスが排気管１１６を通って排気される。エアクリーナ１１４は容量確保のためにエンジンユニット１の後方、かつ燃料タンク１１７およびシート１１８の下方にある大きなスペース内に設置される。そのため吸気管１１５はエンジンユニット１の後部側に結合させ、排気管１１６はエンジンユニット１の前部側に結合される。また、エンジンユニット１の上方には、燃料タンク１１７が搭載され、燃料タンク１１７の後方にシート１１８およびシートカウル１１９が連設される。
【００２４】
ここで、エンジンユニット１のシリンダヘッド２乃至シリンダヘッドカバー２ａの所定部位には、後述するアクセルモータ３４が装着される。アクセルモータ３４はたとえば図示例のように、シリンダヘッドカバー２ａの上面から突設される。その場合、燃料タンク１１７の下部に設けた凹部内にアクセルモータ３４部分が配設されるようになっており、燃料タンク１１７とシリンダヘッドカバー２ａは相互に干渉しないように配置される。
【００２５】
アクセルモータ３４はリンクを用いれば、吸気側でも排気側でも設置可能であるが、排気側に設ける場合燃料タンク１１７に形成する凹部が露出されて、そのままでは外観性が低下するので、それを考慮に入れるとアクセルモータ３４は吸気側に設ける方が好ましい。
【００２６】
さらに図１において、１２０はヘッドランプ、１２１はスピードメータ、タコメータあるいは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２２はステー１２３を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。また、車体フレーム１０１の下部にはメインスタンド１２４が揺動自在に取付けられ、後輪１１１を接地させたり地面から浮かせたりできる。車体フレーム１０１は、前部に設けたヘッドパイプ１０２から後斜め下方へ向けて延設され、エンジンユニット１の下方を包むように湾曲した後、スイングアーム１０９の軸支部であるピボット１０９ａを形成してタンクレール１０１ａおよびシートレール１０１ｂに連結している。
【００２７】
この車体フレーム１０１には、フロントフェンダ１０７との干渉を避けるべく車体フレームと平行にラジエータ１２５が設けられるとともに、このラジエータ１２５から車体フレーム１０１に沿って冷却水ホース１２６が配設され、排気管１１６と干渉することなくエンジンユニット１に連通している。
【００２８】
つぎに、図２は本発明装置の要部側断面図、図３は図２のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う断面図である。この実施形態では並列２気筒エンジンであって、各気筒ごとに吸気側（ＩＮ）および排気側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブ（つまり４バルブ）を有している。なお、この実施形態では吸気側に適用した例とするが、吸気側および排気側の双方に適用することもできる。シリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置１０が収容される。
【００２９】
動弁装置１０は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。なお、バルブユニットについては、排気側も同様の構成であってよい。
【００３０】
まずカム／カムシャフトユニットにおいて、カム高さとカム作用角が連続的に変化するように形成され、カムシャフトと一体回転するとともにその軸方向に相対移動可能に構成された立体カムを有する。この立体カムとして、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。
【００３１】
開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。なお、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は中空構造とし、その中空内部に潤滑油路を形成して開カム１１および閉カム１２等にそれぞれ注油することができる。
【００３２】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、図４に示すようにこれらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフト（図示せず）の一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【００３３】
ここで、開カム１１および閉カム１２はいわゆる「３次元カム」として構成され、各気筒に１つずつ設けられる。開カム１１および閉カム１２には、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸方向に緩やかに傾斜するカム面が延設され、バルブリフト量を連続的に変化させる形状に成形されている。この場合、カム高さと同時にカム作用角およびリフトタイミングも変化し、すなわちバルブリフト量が大きくなるのに従ってカム作用角も大きくなり、さらにはバルブのリフトタイミングも変化させ得るように設定されている。かかる開カム１１および閉カム１２を開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って移動させることにより、吸気バルブのリフト量、作動角およびリフトタイミングを無段階に可変制御することができる。
【００３４】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図３に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【００３５】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【００３６】
バルブリフタユニットにおいて、バルブリフタ２３は概略環状を呈し、バルブリフト方向と平行に植設されたガイドピン２４に沿って移動可能に装着される。この場合バルブリフタ２３はその上部に、回転摺接部として構成されたタペットローラ２５を有し、開カム１１と閉カム１２の間にそれらの双方に摺接するタペットローラ２５を介置する。
【００３７】
ここで、図５はバルブリフタ２３の構成例を示している。バルブリフタ２３はたとえばアッパハーフ２３Ａとロアハーフ２３Ｂとが一体的に構成され、両側部にガイドピン２４を挿通させるための挿通孔２３ａを有する。バルブリフタ２３のロアハーフ２３Ｂの下部両端には、バルブ（バルブステム）が取り付けられる取付ねじ孔２３ｂが形成された一対の腕部２３ｃが延出する。タペットローラ２５はピン２６を介して、そのまわりに回転自在に支持される。タペットローラ２５の外周面は典型的には円弧状（Ｒ状）に形成され、つまり球状接触面を有し、開カム１１および閉カム１２とは点接触するようになっている。
【００３８】
図２に示されるようにバルブのバルブステムの軸方向に沿って、開カムシャフト１３、閉カムシャフト１４およびタペットローラ２５が並設され、閉カムシャフト１４がシリンダの燃焼室寄りに配置される。この場合、閉カムシャフト１４は、バルブリフタ２３の内方もしくは内側に配置される。
【００３９】
なお、本実施形態では排気側については、図２あるいは図３（図２のＡ−Ａ線断面）に示されるように平板状の開カム１１Ｅｘと閉カム１２Ｅｘを持ち、タペットローラ２５Ｅｘがそれらの双方に摺接する。タペットローラ２５Ｅｘの外周面は接触平面として構成される。その他の構成は、実質的に吸気側と同様である。
【００４０】
バルブユニットにおいて、それぞれのバルブステム２７ａがバルブガイド２８によってガイドされる２つの吸気バルブ２７を含んでいる。また、各バルブステム２７ａの上端部は、アジャストボルト２９を介してバルブリフタ２３の取付ねじ孔２３ｂに取り付けられる。この場合、ロックナット３０によって各バルブステム２７ａの上端部をバルブリフタ２３に固定する。そして、図６に示すようにアジャストボルト２９の上下にサークリップ２０１，２０２を装着するとともに、サークリップ２０１とアジャストボルト２９の間にシールスプリング２０３（皿バネ）を介装する。このような皿バネを介装することにより、バルブ着座時のシール性を確保するが、特に加工公差によって開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘ間に生じる隙間のばらつきを吸収し、あるいは運転使用によるバルブ傘座の磨耗に起因する隙間を吸収し得るようにしている。
【００４１】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。アクセルシャフト３１はその軸方向にスライド可能にシリンダヘッド２によって支持され、一端側でネジリスプライン３１ａを介してドリブンギヤ３３（ホイール）と係合している。ドリブンギヤ３３はシリンダヘッド２に回転自在に支持され、アクセルモータ３４の出力軸に固着したドライブギヤ３５（ウォーム）と噛合する。
【００４２】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルモータ３４はシリンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッドカバー２ａによって覆われている。
【００４３】
なお、たとえば自動二輪車の場合にあっては、アクセルグリップの回転操作量をアクセルモータ３４の出力軸の回転量に対応させるようにしてもよい。また、アクセルモータ３４を駆動する際、そのときの走行状況（出力）に合うようにコントローラ（図示せず）によって駆動制御されるようになっている。
【００４４】
アクセルフォーク３２は、ベアリング３６，３８を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に回転自在に装着されたフォークガイド３７，３９と係合する。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【００４５】
ここで、閉カムシャフト１４の他端には位相センサユニットが設けられる。位相センサユニットは、閉カムシャフト１４の他端に植設されたピン４０とこのピン４０を検出して出力信号を得る位相センサ４１を含んでいる。
【００４６】
上記構成において、アクセルグリップ（もしくはアクセルペダル）を操作するとアクセルモータ３４が作動し、その出力軸の回転によりアクセルシャフト３１がスライドする。たとえば、エンジン低速時には図３に示されるようにタペットローラ２５は開カム１１に対して、カム高さの低い部位に当接している。なお、そのとき閉カム１２に対しては、カム高さの高い部位に当接する。この状態で加速、すなわちアクセルを開くと、アクセルモータ３４の作動によりドリブンギヤ３３が回転して、アクセルシャフト３１は図中、右方にスライドする。
【００４７】
これにより開カム１１および閉カム１２はアクセルフォーク３２を介して、アクセルシャフト３１の動きに連動してそれぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って、同様に図中、右方にスライドする。なお、このとき開カム１１および閉カム１２のスライド量や速度は、アクセルの開度および開く速さに対応している。開カム１１のスライドによりタペットローラ２５は次第に、カム高さの高い部位に当接し、これにより開カム１１のリフト特性に従ってバルブリフト量が増大する。一方、減速時にはアクセルを戻すことで、上記とは逆の動作でバルブリフト量を減少させる。
【００４８】
ここで、上述した本発明の動弁装置あるいは内燃機関において特に、まず開カム１１および閉カム１２の間にタペットローラ２５を挟むかたちで、これらが吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向に沿って直線状に配置される。吸気バルブ２７を開く際には開カム１１でタペットローラ２５を押し下げ、閉じる際には閉カム１２でタペットローラ２５を押し上げる。つまり吸気バルブ２７を押上げ駆動するためバルブスプリングを廃止することができ、これによりバルブ駆動時の機械的損失（メカロス）を大幅に減少する。なお、排気側についても同様に、バルブスプリングを廃止することができる。
【００４９】
この場合、開カム１１および閉カム１２のカム形状（凸部および凹部）は、それらに挟まれるタペットローラ２５の直径を含む各カム山高さの合計が、実質的に開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸間距離と一致するように形成される。したがって、いかなるカム位相においてもタペットローラ２５は、開カム１１および閉カム１２の間にガタつきなく挟まれ、カム駆動機構の円滑動作が保証される。
【００５０】
また、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４によりカム軸を２元化したことで、開カム１１および閉カム１２のカム軸方向寸法を大きくとることができる。これにより滑らかなバルブリフト特性を実現可能である。
【００５１】
単一のタペットローラ２５を用いることでタペット重量を軽量化し、吸排気バルブの高リフト化および高加速度化が可能になる。この場合タペットローラ２５の直径を適宜設定することで、開カム１１あるいは閉カム１２との隙間を調整することができ、これにより吸排気バルブのリフト量を正確に制御する。
【００５２】
また、開カム１１、タペットローラ２５および閉カム１２が吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向に沿って直線状に配置される。このような配置関係によりバルブリフタの作動方向をバルブステム２７ａの方向と合致させ、実質的に直打式バルブを構成することができる。この場合、タペットローラ２５と開カム１１あるいは閉カム１２との接触部を単一化し、軽量化を図ることができる。
【００５３】
エンジンのクランク軸に近い側に配置された閉カムシャフト１４に対して、カムチェーン４によりその駆動力を入力することで、カムチェーン４を短尺化することができる。この場合、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は、アイドルギヤ２２を介して同一方向に回転駆動されるため、開カム１１および閉カム１２に接触するタペットローラ２５の回転摺動部の磨耗等を有効に低減することができる。
【００５４】
バルブリフタ２３は概略環状を呈し、バルブリフト方向と平行に植設されたガイドピン２４に沿って移動可能である。バルブリフタ２３が環状であるため閉カムシャフト１４との干渉を避けるとともに、バルブリフタ２３に作用する荷重を分散させて応力を均等にすることができる。
（第２の実施形態）
【００５５】
つぎに、本発明による第２の実施形態を説明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明する。図７は本発明装置の要部側断面図、図８は図７のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線に沿う断面図、図９は図７のＥ−Ｅ線に沿う断面図、図１０は図７のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。この実施形態では吸気側に適用した例とするが、排気側に適用することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。
【００５６】
第２の実施形態による動弁装置は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。なお、バルブユニットについては、排気側も同様の構成であってよい。
これらのうち第１の実施形態と実質的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【００５７】
カム／カムシャフトユニットにおいて、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。なお、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は中空構造とし、その中空内部に潤滑油路を形成して開カム１１および閉カム１２等にそれぞれ注油することができる。
【００５８】
この実施形態では特に開カムシャフト１３は、吸気側および排気側のそれぞれバルブステム軸によって挟まれる領域（所謂、Ｖバンク）の外側に配置される。また閉カムシャフト１４は、Ｖバンクの内側に配置される。この場合さらに、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４が配置される平面は、シリンダ軸線と略直交するように設定される。
【００５９】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、これらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される（図４参照）。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【００６０】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図８に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【００６１】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【００６２】
バルブリフタユニットにおいて、本実施形態ではバルブリフタは、揺動軸のまわりに揺動可能に支持されたロッカアーム４２により構成される。揺動軸として図９に示されるようにシリンダヘッド２により支持されたロッカシャフト４３を含み、該ロッカシャフト４３はバルブステム２７ａの上方かつ外側に配置される。ロッカアーム４２は概略Ｌ字状を呈し（図７）、その一端にピン２６を介してタペットローラ２５が回転自在に支持される。ロッカアーム４２はその他端でバルブステム２７ａに結合する。
【００６３】
タペットローラ２５は図７に示されるようにロッカシャフト４３よりも上方に配置され、その外側および内側にそれぞれ、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を配置する。そして、開カム１１および閉カム１２ならびにタペットローラ２５は、シリンダ軸線と略直交する平面上に位置する。また、ロッカシャフト４３およびタペットローラ２５はＶバンクの外側に配置される。
【００６４】
ロッカアーム４２の他端側においてアーム４２ａが延出し、このアーム４２ａにはロッカシャフト４３と平行に、バルブステム２７ａの上部を両側から挟むようにピン４４が横架される（図９参照）。各ピン４４にはローラ４５が装着される。バルブステム２７ａの上部に形成されたネジ部２７ｂには、鍔部を有するアジャストナット４６が螺着し、該アジャストナット４６には、鍔部を有するタペットガイド４７が外嵌する。アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。また、アジャストナット４６およびタペットガイド４７の鍔部相互間にローラ４５を介挿することで、ロッカアーム４２およびバルブステム２７ａが結合する。
図１１に詳しく示すようにバルブステム２７ａのネジ部２７ｂ（雄ネジ）に対して、アジャストナット４６およびロックナット４９（雌ネジ）がダブル（Ｗ）ナットを構成し、これらが弛み止めとして機能する。この場合、アジャストナット４６およびロックナット４９の接触面がロック面となり、それらに対してシールスプリング４８（皿バネ）の内径がその外側に位置する。
【００６５】
なお、本実施形態では排気側については、図７あるいは図８に示されるように平板状の開カム１１Ｅｘと閉カム１２Ｅｘを持ち、タペットローラ２５Ｅｘがそれらの双方に摺接する。タペットローラ２５Ｅｘの外周面は接触平面として構成される。その他の構成は、実質的に吸気側と同様である。
排気側のバルブリフタユニットあるいはバルブユニットの構成およびそれらの結合部まわりを図１０に示す。
【００６６】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。
【００６７】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルモータ３４はシリンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッドカバー２ａによって覆われている。
【００６８】
アクセルフォーク３２は、ベアリング３６，３８を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に回転自在に装着されたフォークガイド３７，３９と係合する。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【００６９】
第２の実施形態において、開カム１１および閉カム１２はアクセルフォーク３２を介して、アクセルシャフト３１の動きに連動してそれぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って、左右にスライドする。開カム１１および閉カム１２の間にタペットローラ２５を挟むかたちで配置され、吸気バルブ２７を開く際には開カム１１でタペットローラ２５を揺動させ、閉じる際には閉カム１２でタペットローラ２５を揺動させる。
【００７０】
第２の実施形態ではロッカアーム式のバルブ駆動方式とすることで、バルブリフタの大型化を有効に防止しながら、強制開閉式連続無段階リフト特性を実現する。この場合、特にロッカシャフト４３およびタペットローラ２５はＶバンクの外側に配置され、すなわち揺動軸であるロッカシャフト４３をＶバンク内に配置しない構成としたことで、動弁系部材とプラグホール８との干渉を回避することができる。そして、Ｖバンク角を小さくし、燃焼室をコンパクトにして高出力化および高熱効率化を図ることができる。
【００７１】
また、開カム１１および閉カム１２を並設する（シリンダ軸線と直交方向に同一面上に配置する）ことで、直打方式に比べてシリンダヘッド高を低く抑えることができる。さらに、これにより加工が容易になるとともに、加工精度が向上する上、カムホルダまわりの部品点数を削減可能である。
ロッカシャフト４３のまわりに揺動するロッカアーム４２を含む揺動機構の往復運動相当質量は、小さくなる。これにより鉄製ロッカであっても、往復運動相当質量自体が小さいため、バルブスプリングを用いる場合よりもバルブリフト量やバルブ開閉加速度を大幅に向上することができる。
【００７２】
バルブリフタユニットあるいはバルブユニットの結合部において、アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。そして、アジャストナット４６によってバルブ２７の位置を調整可能にし、すなわちバルブシム等を用いることなく、つまりカムシャフトを分解しないでバルブ位置を調整することができる。
【００７３】
この場合、シールスプリング４８（皿バネ）のストロークをたとえば０．１〜０．３ｍｍ程度に設定し、バルブ無リフト域にてシールスプリング４８を、その半分程度変位させる位置にアジャストナット４６およびロックナット４９にてバルブ位置を調整するとよい。これにより無リフト時のバルブシール性能を確保するとともに、磨耗による位置変化を吸収し、シール性能を向上することができる。また、シールスプリング４８の初期荷重がある場合でもロックナット４９の締付で対応することができ、特殊工具等を用いないで済む。
（第３の実施形態）
【００７４】
つぎに、本発明による第３の実施形態を説明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明する。図１２は本発明装置の要部側断面図、図１３は図１２のＧ−Ｇ線およびＨ−Ｈ線に沿う断面図、図１４は図１２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。この実施形態では吸気側に適用した例とするが、排気側に適用することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。
【００７５】
第３の実施形態による動弁装置は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。なお、バルブユニットについては、排気側も同様の構成であってよい。
これらのうち第１の実施形態と実質的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【００７６】
カム／カムシャフトユニットにおいて、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。
【００７７】
この実施形態では特に開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は、Ｖバンク内に配置され、この場合開カムシャフト１３が閉カムシャフト１４よりも上方に隔置される。さらに、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸間方向が、吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向と略平行になるように設定される。
【００７８】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、これらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される（図４参照）。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【００７９】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図１１に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【００８０】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【００８１】
バルブリフタユニットにおいて、本実施形態ではバルブリフタは、吸気バルブ２７とプラグホール８の間に配置された揺動軸のまわりに揺動可能に支持されスイングアーム５０により構成される。揺動軸として図１４に示されるようにシリンダヘッド２により支持されたスイングアームシャフト５１を含み、該スイングアームシャフト５１はプラグホール８の至近位置に配置される。
【００８２】
スイングアーム５０はその先端で吸気バルブ２７に結合するとともに、その途中適所にはピン２６を介してタペットローラ２５が回転自在に支持される。またスイングアーム５０を挟んでその上方に開カムシャフト１３を配置し、下方には閉カムシャフト１４を配置する。
【００８３】
スイングアーム５０の先端にはスイングアームシャフト５１と平行に、バルブステム２７ａの上部を両側から挟むようにピン４４が横架される（図１４参照）。各ピン４４にはローラ４５が装着される。バルブステム２７ａの上部に形成されたネジ部２７ｂには、鍔部を有するアジャストナット４６が螺着し、該アジャストナット４６には、鍔部を有するタペットガイド４７が外嵌する。アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。また、アジャストナット４６およびタペットガイド４７の鍔部相互間にローラ４５を介挿することで、ロッカアーム４２およびバルブステム２７ａが結合する。この結合構造は実質的に、第２の実施形態の場合と同様である（図１１参照）。
【００８４】
図１２に示されるようにスイングアーム５０の力点（ピン２６）、作用点（ピン４４）および支点（スイングアームシャフト５１）は、略一直線上に配置される。この場合、スイングアーム５０は支点であるスイングアームシャフト５１のまわりに回動するが、そのストローク範囲内でバルブステム２７ａの軸線方向に対して略直交するように支点が設定される。
【００８５】
なお、本実施形態では排気側については、図１２あるいは図１３に示されるように平板状の開カム１１Ｅｘと閉カム１２Ｅｘを持ち、タペットローラ２５Ｅｘがそれらの双方に摺接する。タペットローラ２５Ｅｘの外周面は接触平面として構成される。その他の構成部材自体は、実質的に吸気側と同様である。
排気側のバルブリフタユニットあるいはバルブユニットの構成およびそれらの結合部まわりを図１４に示す。
【００８６】
本実施形態では特に、排気側のカム／カムシャフトユニット（開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘ、開カムシャフト１３Ｅｘおよび閉カムシャフト１４Ｅｘ等）やバルブリフタユニット（スイングアーム５０Ｅｘ、スイングアームシャフト５１Ｅｘおよびタペットローラ２５Ｅｘ等）をＶバンクの外側に配置する。この場合、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間方向と、閉カムシャフト１４および閉カムシャフト１４Ｅｘの軸間方向とが相互に略平行となるように配置される。
【００８７】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。
【００８８】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルモータ３４はシリンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッドカバー２ａによって覆われている。
【００８９】
アクセルフォーク３２は、ベアリング５２，５３（図１３参照）を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に結合する。ベアリング５２およびベアリング５３はそれぞれスラストニードルベアリングおよびラジアルニードルベアリングを含み、これらによりスラスト方向およびラジアル方向双方の負荷荷重に対応し得るようになっている。この場合、開カム１１および閉カム１２のカムロブ傾斜面により発生するスラストを受ける側にのみスラストニードルベアリングが設けられる。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【００９０】
ここでアクセルシャフト３１は図１２に示されるように、スイングアーム５０の支点であるスイングアームシャフト５１の上方において、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間を結ぶ線上に配置される。また、開カムシャフト１３、ピン２６および閉カムシャフト１４に沿った配列方向と、アクセルシャフト３１、スイングアームシャフト５１および閉カムシャフト１４に沿った配列方向とによりＶ字状の配置関係となっている。
【００９１】
上記の場合、プラグホール８は着脱可能に構成される。すなわち図１２のようにプラグホール８を形成するプラグホールパイプ５４が、シリンダヘッド２およびシリンダヘッドカバー２ａの所定に着脱可能に取り付けられる。この場合、プラグホールパイプ５４の装着部にはＯリング５５，５５′が装着される。
【００９２】
第３の実施形態において、開カム１１および閉カム１２はアクセルフォーク３２を介して、アクセルシャフト３１の動きに連動してそれぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って、左右にスライドする。開カム１１および閉カム１２の間にタペットローラ２５を挟むかたちで配置され、吸気バルブ２７を開く際には開カム１１でタペットローラ２５を介してスイングアーム５０を揺動させ、閉じる際には閉カム１２でタペットローラ２５を介してスイングアーム５０を揺動させる。
【００９３】
第３の実施形態ではスイングアーム式のバルブ駆動方式とするが、特に吸気系においてスイングアーム５０や開カム１１および閉カム１２等の主要部品は、プラグホール８と吸気バルブ２７（バルブステム２７ａ）の間に配置され、すなわち吸気バルブ２７の外側には実質的に部品が配置されない。これにより図１２に示されるようにシリンダ軸線に対する吸気ポート９の傾斜角度αを小さくし、該吸気ポート９をシリンダ軸線側に起こすことでストレート吸気にすることができる。そしてシリンダ内でのタンブル流を増加させるとともに、吸気の吸入抵抗を小さくすることにより、高出力化およびリーンバーン化等が可能になる。
【００９４】
また、スイングアーム５０を挟んでその上方に開カムシャフト１３を、また下方には閉カムシャフト１４を配置することで、動弁機構をシリンダの燃焼室に接近配置することができる。これによりシリンダヘッド高を低く抑え、エンジンのコンパクト化および低重心化等を図ることができる。
特に吸気系の主要部品をＶバンク内に配置することで、吸気側におけるシリンダヘッド２の前後長を大幅に短くすることができる。
【００９５】
また、前述したようにスイングアーム５０の力点、作用点および支点が略一直線上に配置され、スイングアーム５０のストローク範囲内でバルブステム２７ａの軸線方向に対して略直交するように支点が設定される。かかる配置によりスイングアーム５０を最大に軽量化し、高リフト、高開閉加速度および高回転化等を可能にする。その場合、スイングアーム５０の揺動角のためにバルブステム２７ａに生じる曲げモーメントを小さくし、これにより該バルブステム２７ａのストローク作動が円滑化するとともに、バルブガイド２８を磨耗を防止することができる。
【００９６】
また、アクセルシャフト３１をスイングアームシャフト５１の上方において、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間を結ぶ線上に配置し、開カムシャフト１３、ピン２６および閉カムシャフト１４に沿った配列方向と、アクセルシャフト３１、スイングアームシャフト５１および閉カムシャフト１４に沿った配列方向とによりＶ字状の配置関係とする。このような配置構成により、Ｖバンク内の空間を有効利用し、シリンダヘッド２のコンパクト化を図ることができる。
【００９７】
排気側のカム／カムシャフトユニットやバルブリフタユニットをＶバンクの外側に配置し、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間方向と、閉カムシャフト１４および閉カムシャフト１４Ｅｘの軸間方向とが相互に略平行となるように配置する。これによりカムホルダの加工が容易になるとともに、Ｖバンク角を小さくしつつプラグホール８を配設することができる。
【００９８】
そのプラグホール８を形成するプラグホールパイプ５４を、シリンダヘッド２およびシリンダヘッドカバー２ａに着脱可能に取り付けることで、開カム１１および閉カム１２まわりの部品組付性を向上することができる。また、プラグホールパイプ５４を薄肉化することにより、Ｖバンク角を小さくすることができる。
【００９９】
また、アクセルフォーク３２と開カム１１および閉カム１２との間にスラストニードルベアリングおよびラジアルニードルベアリングが装着され、開カム１１および閉カム１２のカムロブ傾斜面により発生するスラストを受ける側にのみスラストニードルベアリングが設けられる。これによりアクセルフォーク３２の爪部の外径を小さくし、Ｖバンク角を小さくすることができる。また、該爪部のスライドの幅をスラストニードルベアリング１個分狭くすることができ、開カム１１および閉カム１２のスライド量を大きく確保することができる。
（第４の実施形態）
【０１００】
つぎに、本発明による第４の実施形態を説明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明する。図１５は本発明装置の要部側断面図、図１６は図１５のＪ−Ｊ線およびＫ−Ｋ線に沿う断面図、図１７は図１５のＬ−Ｌ線に沿う断面図ある。この実施形態では、シリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。
【０１０１】
第４の実施形態による動弁装置は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。
これらのうち第１の実施形態と実質的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【０１０２】
カム／カムシャフトユニットにおいて、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。
【０１０３】
開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は、Ｖバンク内に配置される。この場合開カムシャフト１３が閉カムシャフト１４よりも上方に隔置される。さらに、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸間方向が、吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向と略平行になるように設定される。
【０１０４】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、これらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される（図４参照）。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【０１０５】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図１６に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【０１０６】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【０１０７】
バルブリフタユニットにおいてバルブリフタは、吸気バルブ２７とプラグホール８の間に配置された揺動軸のまわりに揺動可能に支持されスイングアーム５０により構成される。揺動軸として図１７に示されるように、シリンダヘッド２により支持されたスイングアームシャフト５１を含み、該スイングアームシャフト５１はプラグホール８の至近位置に配置される。
【０１０８】
スイングアーム５０はその先端で吸気バルブ２７に結合するとともに、その途中適所にはピン２６を介してタペットローラ２５が回転自在に支持される。またスイングアーム５０を挟んでその上方に開カムシャフト１３を配置し、下方には閉カムシャフト１４を配置する。
【０１０９】
スイングアーム５０の先端にはスイングアームシャフト５１と平行に、バルブステム２７ａの上部を両側から挟むようにピン４４が横架される（図１７参照）。各ピン４４にはローラ４５が装着される。バルブステム２７ａの上部に形成されたネジ部２７ｂには、鍔部を有するアジャストナット４６が螺着し、該アジャストナット４６には、鍔部を有するタペットガイド４７が外嵌する。アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。また、アジャストナット４６およびタペットガイド４７の鍔部相互間にローラ４５を介挿することで、ロッカアーム４２およびバルブステム２７ａが結合する。この結合構造は実質的に、第２の実施形態の場合と同様である（図１１参照）。
【０１１０】
図１５に示されるようにスイングアーム５０の力点（ピン２６）、作用点（ピン４４）および支点（スイングアームシャフト５１）は、略一直線上に配置される。この場合、スイングアーム５０は支点であるスイングアームシャフト５１のまわりに回動するが、そのストローク範囲内でバルブステム２７ａの軸線方向に対して略直交するように支点が設定される。
【０１１１】
なお、本実施形態では排気側については、図１５あるいは図１６に示されるように平板状の開カム１１Ｅｘと閉カム１２Ｅｘを持ち、タペットローラ２５Ｅｘがそれらの双方に摺接する。タペットローラ２５Ｅｘの外周面は接触平面として構成される。その他の構成部材自体は、実質的に吸気側と同様である。
排気側のバルブリフタユニットあるいはバルブユニットの構成およびそれらの結合部まわりを図１７に示す。
【０１１２】
排気側のカム／カムシャフトユニット（開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘ、開カムシャフト１３Ｅｘおよび閉カムシャフト１４Ｅｘ等）やバルブリフタユニット（タペットローラ２５Ｅｘ等）をＶバンクの外側に配置する。この場合、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間方向と、閉カムシャフト１４および閉カムシャフト１４Ｅｘの軸間方向とが相互に略平行となるように配置される。
【０１１３】
本実施形態では特に、スイングアーム５０Ｅｘは吸気側のスイングアーム５０と同軸に、すなわち吸気側のスイングアームシャフト５１のまわりに揺動可能に支持される。この場合、図１７に示されるようにプラグホール８の両側を通すかたちで、一対のスイングアーム５０Ｅｘが支持される。各スイングアーム５０Ｅｘは、その先端でピン２６Ｅｘを介してタペットローラ２５Ｅｘを回転自在に支持するとともに、その途中適所で排気バルブ２７Ｅｘに結合する。
【０１１４】
また、スイングアーム５０Ｅｘを挟んでその上方に開カム１１Ｅｘを配置し、下方には閉カム１２Ｅｘを配置する。図１５から分かるように、これら開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘのカム外周部プロフィールとバルブステム２７ａとが側面視でオーバラップするように配置される。
【０１１５】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。
【０１１６】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルモータ３４はシリンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッドカバー２ａによって覆われている。
【０１１７】
アクセルフォーク３２は、ベアリング５２，５３を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に結合する。ベアリング５２およびベアリング５３はそれぞれスラストニードルベアリングおよびラジアルニードルベアリングを含み、これらによりスラスト方向およびラジアル方向双方の負荷荷重に対応し得るようになっている。この場合、開カム１１および閉カム１２のカムロブ傾斜面により発生するスラストを受ける側にのみスラストニードルベアリングが設けられる。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【０１１８】
ここでアクセルシャフト３１は図１５に示されるように、スイングアーム５０の支点であるスイングアームシャフト５１の上方において、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間を結ぶ線上に配置される。また、開カムシャフト１３、ピン２６および閉カムシャフト１４に沿った配列方向と、アクセルシャフト３１、スイングアームシャフト５１および閉カムシャフト１４に沿った配列方向とによりＶ字状の配置関係となっている。
【０１１９】
上記の場合、プラグホール８は着脱可能に構成される。すなわち図１５のようにプラグホール８を形成するプラグホールパイプ５４が、シリンダヘッド２およびシリンダヘッドカバー２ａの所定に着脱可能に取り付けられる。この場合、プラグホールパイプ５４の装着部にはＯリング５５，５５′が装着される。
【０１２０】
第４の実施形態において、開カム１１および閉カム１２はアクセルフォーク３２を介して、アクセルシャフト３１の動きに連動してそれぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って、左右にスライドする。開カム１１および閉カム１２の間にタペットローラ２５を挟むかたちで配置され、吸気バルブ２７を開く際には開カム１１でタペットローラ２５を介してスイングアーム５０を揺動させ、閉じる際には閉カム１２でタペットローラ２５を介してスイングアーム５０を揺動させる。
【０１２１】
また、排気側において排気バルブ２７Ｅｘを開く際には開カム１１Ｅｘでタペットローラ２５Ｅｘを介してスイングアーム５０Ｅｘを揺動させ、閉じる際には閉カム１２Ｅｘでタペットローラ２５Ｅｘを介してスイングアーム５０Ｅｘを揺動させる。この場合、スイングアーム５０Ｅｘは吸気側のスイングアームシャフト５１のまわりに揺動する。
【０１２２】
第４の実施形態では特に、排気側のスイングアーム５０Ｅｘを吸気側のスイングアーム５０と同軸に配置することで、閉カムシャフト１４および閉カムシャフト１４Ｅｘを排気バルブ２７Ｅｘのバルブステム２７ａと干渉しない限り、シリンダ軸線側に配設することができる。これによりシリンダヘッド２の前後長を大幅に短くすることができる。また、スイングアームシャフト５１を吸気側と排気側で共用することで、加工性が向上するとともに軽量化を図ることができる。なお、開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘのカム外周部プロフィールとバルブステム２７ａとをオーバラップさせることでも、同様な効果が得られる。
（第５の実施形態）
【０１２３】
つぎに、本発明による第５の実施形態を説明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明する。図１８は本発明装置の要部側断面図、図１９は図１８のＭ−Ｍ線およびＮ−Ｎ線に沿う断面図、図２０は図１８のＯ−Ｏ線に沿う断面図、図２１は図１８のＰ−Ｐ線に沿う断面図ある。この実施形態ではシリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。
【０１２４】
第５の実施形態による動弁装置は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。
これらのうち第１の実施形態と実質的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【０１２５】
カム／カムシャフトユニットにおいて、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。
【０１２６】
開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は、Ｖバンクの外側、すなわち吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの外側に配置される。この場合、開カムシャフト１３が閉カムシャフト１４よりも上方に隔置される。さらに、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸間方向が、吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向と略平行になるように設定される。
【０１２７】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、これらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される（図４参照）。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【０１２８】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図１９に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【０１２９】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【０１３０】
バルブリフタユニットにおいてバルブリフタは、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の外側に配置された揺動軸のまわりに揺動可能に支持されスイングアーム５０により構成される。揺動軸として図２０に示されるように、シリンダヘッド２により支持されたスイングアームシャフト５１を含む。スイングアーム５０はその先端で吸気バルブ２７に結合するとともに、その途中適所にはピン２６を介してタペットローラ２５が回転自在に支持される。またスイングアーム５０を挟んでその上方に開カムシャフト１３を配置し、下方には閉カムシャフト１４を配置する。
【０１３１】
スイングアーム５０の先端にはスイングアームシャフト５１と平行に、バルブステム２７ａの上部を両側から挟むようにピン４４が横架される（図２０参照）。各ピン４４にはローラ４５が装着される。バルブステム２７ａの上部に形成されたネジ部２７ｂには、鍔部を有するアジャストナット４６が螺着し、該アジャストナット４６には、鍔部を有するタペットガイド４７が外嵌する。アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。また、アジャストナット４６およびタペットガイド４７の鍔部相互間にローラ４５を介挿することで、ロッカアーム４２およびバルブステム２７ａが結合する。この結合構造は実質的に、第２の実施形態の場合と同様である（図１１参照）。
【０１３２】
なお、本実施形態では排気側については、カムシャフト１４Ｅｘに所定間隔おいて平板状の溝カム５６が支持され、そのカム溝５６ａに係合するタペット５７を介して排気バルブ２７Ｅｘを駆動するようになっている。
【０１３３】
この場合、バルブステム２７ａＥｘのネジ部２７ｂＥｘにアジャストナット４６Ｅｘが螺着する。タペット５７およびバルブステム２７ａＥｘはシールスプリング４８Ｅｘを介して、ロックナット４９Ｅｘにより締付固定される。タペット５７の端部は、ローラ５８を介してカム溝５６ａと係合する。タペット５７はガイドシャフト５９を介して、バルブステム２７ａＥｘの軸方向にガイドされる。
【０１３４】
ここで本実施形態では特に、図１８に示されるようにプラグホール８および吸気ポート９をＶバンク内に配置するとともに、それらを略平行にして傾斜配置する。この場合、プラグホール８および吸気ポート９が側面視で部分的に重なるように、上面視でプラグホール８を吸気ポート９間の中央付近に配置する（図２０、図２１）。
【０１３５】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。
【０１３６】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルシャフト３１は開カムシャフト１３よりも外側に配置され、アクセルモータ３４はシリンダ軸線に対して傾斜して配置される。
【０１３７】
アクセルフォーク３２は、ベアリング５２，５３を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に結合する。ベアリング５２およびベアリング５３はそれぞれスラストニードルベアリングおよびラジアルニードルベアリングを含み、これらによりスラスト方向およびラジアル方向双方の負荷荷重に対応し得るようになっている。この場合、開カム１１および閉カム１２のカムロブ傾斜面により発生するスラストを受ける側にのみスラストニードルベアリングが設けられる。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【０１３８】
上記構成において、吸気ポート９の軸線を略シリンダ軸線方向に設定することができるため吸入効率を向上させ、出力や燃費性能を大幅に向上することができる。また、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を吸気バルブ２７の傘部付近に近接配置しても、それらが吸気ポート９と干渉することはない。これによりシリンダヘッド高を低く抑えるとともに、バルブステム２７ａを短くすることができ、高回転化および高加速度化を可能にするバルブ開閉を行なうことができる。
【０１３９】
また、プラグホール８および吸気ポート９を略平行に配置することによりＶバンク角を狭く設定し、シリンダヘッド２をコンパクトに構成するとともに、燃焼室面積を小さくすることで燃焼効率を向上することができる。
【０１４０】
つぎに、本発明による動弁装置における典型的な変形例を説明する。
（変形例１）
この例ではバルブステム上部にスイングアーム式の開カム用タペットローラおよび開カムを順に配置し、バルブステム上部に開カム用ロッカアーム作用点（開リフトローラ）を配置する。また、ロッカアーム支点に対して作用点の反対側に力点（タペットローラ）を配置し、これに接する開カムをプラグホールに対して開カムの反対側に配置する。
【０１４１】
この例によれば、プラグホールと吸気ポートの間には開カムシャフトおよびスイングアームのみの配置となるため、その前後方向寸法を小さくすることができる。これによりシリンダ軸線に対する吸気ポートの傾斜角度を小さくするとともに、シリンダヘッド高を低く抑えることができる。また、タペット部の下側には閉リフトローラのみの配置となるため、バルブステム長を現状のバルブスプリング仕様並みのものと同程度に短くすることができる。
【０１４２】
また、この例では吸気側の閉ロッカシャフト（支点）をエンジン側面視にて、プラグホールとオーバラップする位置に配置する。
これによりロッカアーム長を短くすることができ、高回転化、高リフト化および高加速度化を図ることができる。また、閉カムをプラグホールに近接配置することができ、シリンダヘッドの前後長をコンパクトにすることができる。
【０１４３】
また、この例では吸気側閉カムの下側にエンジン側面視にて、吸気側閉タペットローラの揺動軌跡とオーバラップするように排気側にて板状の溝カムを配置する。
これによりバルブステム長を現状のバルブスプリング仕様並みのものよりも実質的に短くすることができる。また、可変ストローク化されてはいないが、開カムおよび閉カムを併用することができ、カム軸を１本省略することでシリンダヘッドまわりをコンパクトにする。
【０１４４】
また、この例では吸気側開スイングアームの力点（タペットローラ）、作用点（リフトローラ）、開カム軸および吸気側閉ロッカアーム作用点（リフトローラ）の中心を略バルブステム軸上に配置する。
これによりバルブステムに作用する曲げモーメントを小さくすることができ、円滑作動を保証することともに耐久性を向上させる。
【０１４５】
また、この例では吸気側タペットローラとリフトローラを同軸上に配置する。これにより２つのローラを同一軸に配置することで、軽量化やコストダウンを図ることができる。
【０１４６】
また、この例では吸気側ロッカアームの形状をプラグホールを囲み、ロの字状とし、すなわち複数のバルブを１つのタペットローラでリフトさせるように一体化する。
これによりタペットローラ１個により複数のバルブをリフトすることができる。また、高剛性化を図ることができる。
【０１４７】
また、この例ではシリンダ軸線に対してバルブの外側に一対の円板状の溝カムを配置し、タペットを両持ち式にてリフトさせる。
これにより両持ちすることでバルブリフト作動をスムースに行なうことができる。また、溝カムがその外側のベアリング軸受に近く配置されるため、曲げモーメントが小さくなり、カムシャフトの径を小さくし、その分だけ溝カムの外径を小さくしてシリンダヘッドまわりをコンパクトにすることができる。
【０１４８】
（変形例２）
この例ではバルブステム上部にスイングアーム式の開カム用タペットローラおよび開カムを順に配置し、バルブステム上部に開カム用ロッカアーム作用点（開リフトローラ）を配置する。また、ロッカアーム支点をＶバンク内に配置し、その支点に対して作用点の反対側に力点（タペットローラ）を配置し、これに接する閉カムをプラグホールに対して開カムの反対側に配置する。さらに、開スイングアームの支点（軸）をＶバンク内に配置する。
【０１４９】
この例によれば、吸気側バルブステムと吸気ポートの間にスイングアームシャフトがないため、シリンダ軸に対する吸気ポート傾斜角度を小さくすることができ、シリンダヘッドをさらにコンパクトにするとともに、タンブル流を強くするとともに高出力化を図ることができる。
【０１５０】
また、この例ではロッカアーム支点とスイングアーム支点を同一軸とする。この場合、ロッカアーム支点およびスイングアーム支点をエンジン側面視にて、プラグホールとオーバラップするように配置する。
これによりロッカアームおよびスイングアーム長を短くし、高回転化を図るとともに、シリンダヘッドの前後長をコンパクトにすることができる。また、軸を共用することで加工費用、重量および組立工数等を削減することができる。
【０１５１】
また、この例では開カム用スイングアームの支点を閉カム用ロッカアームのアーム部に設ける。
これによりスイングアームをさらにコンパクト化し、往復運動量を軽減することで高回転化および高開閉加速度化を図ることができる。また、スイングアームをロッカアームに部組可能にし、組立性を向上することができる。
【０１５２】
（変形例３）
この例では吸気バルブを強制開閉するが、開カム側を直打式にするとともに、閉カム側をロッカアーム式に構成する。
【０１５３】
この例によれば、往復運動部の重量を軽減することでリフト量および開閉加速度を高め、高出力化や高回転化および図ることができる。また、開タペットが直線的にストローク作動するため、さらに正確なリフト作動が得られる。
【０１５４】
また、この例ではタペットガイドを複数のバルブステム軸間に設ける。
これによりタペットガイド溝の開放端がリフト小側、すなわちガイドにかかる負荷が小さい側に配置される。したがって、ガイドの変形を小さくすることができ、軽量化を図ることができる。また、リフト大側では溝の底部となり、剛性を有する部分で負荷が最大となり、負荷が大きくなっても変形量が小さい。
【０１５５】
ところで、バルブスプリング仕様のエンジンにあってはバルブステム軸間にガイドを排気位置することがでいないため、タペットおよびカム間にガイドを設けていない。ガイドの閉じ端肉厚とリフト分だけタペットローラ径を大きくする必要があり、タペット重量が増加するとともに、シリンダヘッド高が高くなる。これに対して本発明ではステム間にガイドを設けることで、かかる不都合を解消することができる。
【０１５６】
また、この例ではバルブステム軸方向視にて、閉ロッカアームのプロフィールに重ならないようにタペットガイドを形成する。そして、エンジン側面視にてロッカアームとタペットが重なるように配置する。
これによりシリンダヘッド高が低くなるとともに、ガイドの取付座を高くすることができるためポートの傾斜角度を小さくすることができる。また、ロッカアームを外さなくてもタペットガイドの分解整備が可能になる。
【０１５７】
（変形例４）
この例では吸気バルブを強制開閉するが、閉カム側をロッカアーム式に構成するとともに、吸気側の開カムおよび閉カムシャフトを近接配置し、プラグホールを閉カムシャフトと排気側のカムシャフトの間に配置する。なお、吸気側においてはスイングアーム式あるいは直打式のいずれであってもよい。
【０１５８】
この例によれば、アクセルフォークをコンパクトにすることができ、剛性を高めるとともに、開閉カムを正確に同調させることができる。また、装置重量やコストを低減することができる。さらに、閉カム駆動ギヤをコンパクトにするとともに、アイドルギヤを廃止することができる。
【０１５９】
また、この例ではプラグホールを前後面視にてシリンダ軸線に対して傾斜させ、側面視にては閉タペットローラ軌跡とオーバラップさせる。
これによりＶバンク角を小さくすることができ、シリンダヘッドをコンパクト化するとともに、燃焼室容積に対する表面積（ＳＶ値）を小さくして燃焼効率や出力を向上させる。
【０１６０】
以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
たとえば上記実施形態で説明した具体的な数値例等は、必ずしもこれに限定されず、必要に応じて変更可能である。また、各実施形態において、２気筒エンジンの場合の例を説明したが、本発明は単気筒または３気筒以上のエンジンに対しても有効に適用可能である。
【０１６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、この種の動弁装置においてアクセル開度に応じてバルブリフト量、作動角およびリフトタイミングを無段階可変制御する。この場合、特に吸気バルブを押上げ駆動するためバルブスプリングを廃止することができ、バルブ駆動時の機械的損失を大幅に減少する。また、開カムシャフトおよび閉カムシャフトによりカム軸を２元化したことで、開カムおよび閉カムのカム軸方向寸法を大きくとることができる。これにより滑らかなバルブリフト特性を実現可能である。この場合、単一のタペットローラを用いることでタペット重量を軽量化し、吸排気バルブの高リフト化および高加速度化が可能になる。
【０１６２】
また、たとえば特に開カム、タペットローラおよび閉カムが吸気バルブのバルブステムの軸方向に沿って直線状に配置される。このような配置関係によりバルブリフタの作動方向をバルブステムの方向と合致させ、実質的に直打式バルブを構成することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例に係るエンジンまわりを含む自動二輪車の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の動弁装置に係るカムシャフトの回転駆動系を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るバルブリフタの構成例を示す正面図および側面図である。
【図６】本発明の実施形態におけるバルブステムおよびバルブリフタの結合構造例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図９】図７のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１０】図７のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明の実施形態におけるバルブステムおよびバルブリフタの結合構造例を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図１３】図１２のＧ−Ｇ線およびＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図１４】図１２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図１６】図１５のＪ−Ｊ線およびＫ−Ｋ線に沿う断面図である。
【図１７】図１５のＬ−Ｌ線に沿う断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図１９】図１８のＭ−Ｍ線およびＮ−Ｎ線に沿う断面図である。
【図２０】図１８のＯ−Ｏ線に沿う断面図である。
【図２１】図１８のＮ−Ｐ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ エンジンユニット、２ シリンダヘッド、２ａ シリンダヘッドカバー、３ドライブスプロケット、４ カムチェーン、５ チェーンガイド、６ チェーンテンショナ、７ テンショナアジャスタ、８ プラグオール、９ 吸気ポート、１０ 動弁装置、１１ 開カム、１２ 閉カム、１３ 開カムシャフト、１４ 閉カムシャフト、１５，１６ ベアリング、１７，１８ ボール、１９ スプロケット、２０，２１ ギヤ、２２ アイドルギヤ、２３ バルブリフタ、２４ ガイドピン、２５ タペットローラ、２７ 吸気バルブ、２７ａ バルブステム、２８ バルブガイド、２９ アジャストボルト、３０ ロックナット、３１ アクセルシャフト、３２ アクセルフォーク、３３ ドリブンギヤ、３４ アクセルモータ、３５ ドライブギヤ、３６，３８ ベアリング、３７，３９ フォークガイド、４０ ピン、４１ 位相センサ、４２ ロッカアーム、４３ ロッカシャフト、４４ ピン、４５ ローラ、４６ アジャストナット、４７ タペットガイド、４８ シールスプリング、４９ ロックナット、５０ スイングアーム、５１ スイングアームシャフト、５４ プラグホールパイプ、５６ 溝カム、５７ タペット、５８ ローラ、５９ ガイドシャフト、１００ 自動二輪車、１０１ 車体フレーム、１０２ ステアリングヘッドパイプ、１０３ フロントフォーク、１０４ ハンドルバー、１０６ 前輪、１０８ ブレーキディスク、１０９ スイングアーム、１１０ リヤショックアブソーバ、１１１ 後輪、１１２ チェーン、１１３ ドリブンスプロケット、１１４ エアクリーナ、１１５ 吸気管、１１６ 排気管、１１７ 燃料タンク、１１８ シート、１１９ シートカウル、１２０ ヘッドランプ、１２１ メータユニット、１２５ ラジエータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車あるいは自動車などにおける内燃機関において、アクセル開度に応じてバルブのリフト量、リフトタイミングおよび作動角を可変制御する動弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の内燃機関において、最近では可変位相とカム切換の組合せが出始め、その後作用角およびリフト量を連続可変する３次元カムを使用する方式が提案されている。たとえば、直打式円筒タペットの頂部に接触角変化に対する追従機構を設け、３次元カムを軸方向にスライドさせることにより、バルブリフト量を無段階に可変するものがある。
【０００３】
３次元カム等を用いてリフト特性（バルブリフト量、リフトタイミングおよび作動角）を連続無段段に可変制御する際、バルブの閉弁動作をスプリングの弾力で行なう場合、スプリングの性能がリフト特性に大きく影響する。そのためバルブのジャンプやバランス等を許容範囲内に抑える必要から、エンジン出力が犠牲になる場合がある。特にバルブ径やシリンダ径が大径化されたエンジンでは、高回転化、高バルブリフト量化あるいは高加速度化に対応するのが難しくなる。
【０００４】
そこで、たとえば特開平３−１５６１１０号公報あるいは特開平５−３２１６１７号公報に係る動弁装置において、開弁用カムと閉弁用カムを同一カム軸上に配置し、ロッカーアーム式に吸排気バルブを押圧するようにしたものが知られている。この装置によれば、バルブスプリングを廃止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来例において、上述したように開弁用カムおよび閉弁用カムを同一カム軸上に配置するため、カム軸方向の寸法が大きくなる。特にカム軸方向に長尺な３次元カムもしくは立体カムにあっては、そのようなカム配置構成によりカム軸方向の長さが著しく長くなり、そのままではシリンダヘッドが大型化せざるを得ない等の問題がある。
【０００６】
本発明はかかる実情に鑑み、つねに適正かつ円滑なバルブ動作を保証するとともに、有効にコンパクト化等を図り得る動弁装置およびこれを備えた内燃機関を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の動弁装置は、カム高さとカム作用角が連続的に変化するように形成され、カムシャフトと一体回転するとともにその軸方向に相対移動可能に構成された立体カムと、前記カムのカム面に押圧されてバルブを進退させるバルブリフタとを備えた動弁装置であって、前記立体カムとして、前記バルブを開弁する開カムおよび前記バルブを閉弁する閉カムを含むとともに、前記カムシャフトとして、前記開カムおよび前記閉カムをそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフトおよび閉カムシャフトを含み、前記開カムと前記閉カムの間にそれらの双方に摺接する前記バルブリフタの回転摺接部を介置したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の動弁装置において、前記バルブのバルブステムの軸方向に沿って、前記開カムシャフト、前記閉カムシャフトおよび回転摺接部を並設し、前記閉カムシャフトをシリンダの燃焼室寄りに配置したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の動弁装置において、前記バルブリフタは、前記バルブのリフト方向と平行に配設されたガイドピンに沿って移動可能に保持され、前記バルブリフタの内方に前記閉カムシャフトを配置することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の動弁装置において、前記バルブリフタは、揺動軸のまわりに揺動可能に支持されたロッカアームを含み、該ロッカアームはその一端に前記回転摺接部を有するとともに、他端で前記バルブに結合することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の動弁装置において、前記揺動軸を前記バルブステムの上方かつ外側に配置するとともに、前記回転摺接部を前記揺動軸よりも上方に配置し、前記回転摺接部の外側および内側にそれぞれ、前記開カムシャフトおよび前記閉カムシャフトを配置することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の動弁装置において、前記バルブリフタは、前記バルブとプラグホールの間に配置された揺動軸のまわりに揺動可能に支持されスイングアームを含み、該スイングアームはその先端で前記バルブに結合するとともに、途中適所に前記回転摺接部を有し、前記スイングアームを挟んでその上方に前記開カムシャフトを配置し、下方に前記閉カムシャフトを配置することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の動弁装置において、前記閉カムシャフトは、エンジンのクランク軸により無端回転手段を介して回転駆動されるとともに、前記開カムシャフトへ回転駆動力を伝達するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の動弁装置において、前記開カムシャフトおよび前記閉カムシャフトはアイドルギヤを介して結合し、同一方向に回転駆動されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の動弁装置において、前記開カムおよび前記閉カムは、それぞれ前記開カムシャフトおよび前記閉カムシャフトに沿って同期して変位するようにスライド駆動されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の内燃機関は、吸気バルブおよび排気バルブにより吸排気を制御するようにした内燃機関であって、吸気側または排気側に上記いずれかの動弁装置を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、この種のエンジンにおいてアクセル開度に応じてバルブリフト量および作動角を無段階可変制御する。この場合、特に吸気バルブを開く際には開カムでタペットローラを押し下げ、閉じる際には閉カムでタペットローラを押し上げる。これにより吸気バルブを押上げ駆動するためバルブスプリングを廃止することができ、バルブ駆動時の機械的損失を大幅に減少する。
【００１８】
また、開カムシャフトおよび閉カムシャフトによりカム軸を２元化したことで、開カムおよび閉カムのカム軸方向寸法を大きくとることができる。これにより滑らかなバルブリフト特性を実現可能である。この場合、単一のタペットローラを用いることでタペット重量を軽量化し、吸排気バルブの高リフト化および高加速度化が可能になる。
【００１９】
また、たとえば特に開カム、タペットローラおよび閉カムが吸気バルブのバルブステムの軸方向に沿って直線状に配置される。このような配置関係によりバルブリフタの作動方向をバルブステムの方向と合致させ、実質的に直打式バルブを構成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明による動弁装置の好適な実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
本発明による動弁装置は、自動二輪車あるいは四輪自動車に搭載される各種のガソリンエンジンに対して有効に適用可能であり、この実施形態ではたとえば図１に示すように自動二輪車のエンジンを例とする。
【００２１】
ここで先ず、本実施形態に係る自動二輪車１００の全体構成を説明する。図１において、鋼製あるいはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されるとともに、前輪１０６の上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。
【００２２】
車体フレーム１０１の後部には、スイングアーム１０９が揺動可能に設けられるとともに、車体フレーム１０１とスイングアーム１０９の間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持され、後輪１１１はチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動されるようになっている。
【００２３】
車体フレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１（実線部）には、エアクリーナ１１４に結合する吸気管１１５から混合気が供給されるとともに、燃焼後の排気ガスが排気管１１６を通って排気される。エアクリーナ１１４は容量確保のためにエンジンユニット１の後方、かつ燃料タンク１１７およびシート１１８の下方にある大きなスペース内に設置される。そのため吸気管１１５はエンジンユニット１の後部側に結合させ、排気管１１６はエンジンユニット１の前部側に結合される。また、エンジンユニット１の上方には、燃料タンク１１７が搭載され、燃料タンク１１７の後方にシート１１８およびシートカウル１１９が連設される。
【００２４】
ここで、エンジンユニット１のシリンダヘッド２乃至シリンダヘッドカバー２ａの所定部位には、後述するアクセルモータ３４が装着される。アクセルモータ３４はたとえば図示例のように、シリンダヘッドカバー２ａの上面から突設される。その場合、燃料タンク１１７の下部に設けた凹部内にアクセルモータ３４部分が配設されるようになっており、燃料タンク１１７とシリンダヘッドカバー２ａは相互に干渉しないように配置される。
【００２５】
アクセルモータ３４はリンクを用いれば、吸気側でも排気側でも設置可能であるが、排気側に設ける場合燃料タンク１１７に形成する凹部が露出されて、そのままでは外観性が低下するので、それを考慮に入れるとアクセルモータ３４は吸気側に設ける方が好ましい。
【００２６】
さらに図１において、１２０はヘッドランプ、１２１はスピードメータ、タコメータあるいは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２２はステー１２３を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。また、車体フレーム１０１の下部にはメインスタンド１２４が揺動自在に取付けられ、後輪１１１を接地させたり地面から浮かせたりできる。車体フレーム１０１は、前部に設けたヘッドパイプ１０２から後斜め下方へ向けて延設され、エンジンユニット１の下方を包むように湾曲した後、スイングアーム１０９の軸支部であるピボット１０９ａを形成してタンクレール１０１ａおよびシートレール１０１ｂに連結している。
【００２７】
この車体フレーム１０１には、フロントフェンダ１０７との干渉を避けるべく車体フレームと平行にラジエータ１２５が設けられるとともに、このラジエータ１２５から車体フレーム１０１に沿って冷却水ホース１２６が配設され、排気管１１６と干渉することなくエンジンユニット１に連通している。
【００２８】
つぎに、図２は本発明装置の要部側断面図、図３は図２のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う断面図である。この実施形態では並列２気筒エンジンであって、各気筒ごとに吸気側（ＩＮ）および排気側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブ（つまり４バルブ）を有している。なお、この実施形態では吸気側に適用した例とするが、吸気側および排気側の双方に適用することもできる。シリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置１０が収容される。
【００２９】
動弁装置１０は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。なお、バルブユニットについては、排気側も同様の構成であってよい。
【００３０】
まずカム／カムシャフトユニットにおいて、カム高さとカム作用角が連続的に変化するように形成され、カムシャフトと一体回転するとともにその軸方向に相対移動可能に構成された立体カムを有する。この立体カムとして、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。
【００３１】
開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。なお、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は中空構造とし、その中空内部に潤滑油路を形成して開カム１１および閉カム１２等にそれぞれ注油することができる。
【００３２】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、図４に示すようにこれらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフト（図示せず）の一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【００３３】
ここで、開カム１１および閉カム１２はいわゆる「３次元カム」として構成され、各気筒に１つずつ設けられる。開カム１１および閉カム１２には、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸方向に緩やかに傾斜するカム面が延設され、バルブリフト量を連続的に変化させる形状に成形されている。この場合、カム高さと同時にカム作用角およびリフトタイミングも変化し、すなわちバルブリフト量が大きくなるのに従ってカム作用角も大きくなり、さらにはバルブのリフトタイミングも変化させ得るように設定されている。かかる開カム１１および閉カム１２を開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って移動させることにより、吸気バルブのリフト量、作動角およびリフトタイミングを無段階に可変制御することができる。
【００３４】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図３に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【００３５】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【００３６】
バルブリフタユニットにおいて、バルブリフタ２３は概略環状を呈し、バルブリフト方向と平行に植設されたガイドピン２４に沿って移動可能に装着される。この場合バルブリフタ２３はその上部に、回転摺接部として構成されたタペットローラ２５を有し、開カム１１と閉カム１２の間にそれらの双方に摺接するタペットローラ２５を介置する。
【００３７】
ここで、図５はバルブリフタ２３の構成例を示している。バルブリフタ２３はたとえばアッパハーフ２３Ａとロアハーフ２３Ｂとが一体的に構成され、両側部にガイドピン２４を挿通させるための挿通孔２３ａを有する。バルブリフタ２３のロアハーフ２３Ｂの下部両端には、バルブ（バルブステム）が取り付けられる取付ねじ孔２３ｂが形成された一対の腕部２３ｃが延出する。タペットローラ２５はピン２６を介して、そのまわりに回転自在に支持される。タペットローラ２５の外周面は典型的には円弧状（Ｒ状）に形成され、つまり球状接触面を有し、開カム１１および閉カム１２とは点接触するようになっている。
【００３８】
図２に示されるようにバルブのバルブステムの軸方向に沿って、開カムシャフト１３、閉カムシャフト１４およびタペットローラ２５が並設され、閉カムシャフト１４がシリンダの燃焼室寄りに配置される。この場合、閉カムシャフト１４は、バルブリフタ２３の内方もしくは内側に配置される。
【００３９】
なお、本実施形態では排気側については、図２あるいは図３（図２のＡ−Ａ線断面）に示されるように平板状の開カム１１Ｅｘと閉カム１２Ｅｘを持ち、タペットローラ２５Ｅｘがそれらの双方に摺接する。タペットローラ２５Ｅｘの外周面は接触平面として構成される。その他の構成は、実質的に吸気側と同様である。
【００４０】
バルブユニットにおいて、それぞれのバルブステム２７ａがバルブガイド２８によってガイドされる２つの吸気バルブ２７を含んでいる。また、各バルブステム２７ａの上端部は、アジャストボルト２９を介してバルブリフタ２３の取付ねじ孔２３ｂに取り付けられる。この場合、ロックナット３０によって各バルブステム２７ａの上端部をバルブリフタ２３に固定する。そして、図６に示すようにアジャストボルト２９の上下にサークリップ２０１，２０２を装着するとともに、サークリップ２０１とアジャストボルト２９の間にシールスプリング２０３（皿バネ）を介装する。このような皿バネを介装することにより、バルブ着座時のシール性を確保するが、特に加工公差によって開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘ間に生じる隙間のばらつきを吸収し、あるいは運転使用によるバルブ傘座の磨耗に起因する隙間を吸収し得るようにしている。
【００４１】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。アクセルシャフト３１はその軸方向にスライド可能にシリンダヘッド２によって支持され、一端側でネジリスプライン３１ａを介してドリブンギヤ３３（ホイール）と係合している。ドリブンギヤ３３はシリンダヘッド２に回転自在に支持され、アクセルモータ３４の出力軸に固着したドライブギヤ３５（ウォーム）と噛合する。
【００４２】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルモータ３４はシリンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッドカバー２ａによって覆われている。
【００４３】
なお、たとえば自動二輪車の場合にあっては、アクセルグリップの回転操作量をアクセルモータ３４の出力軸の回転量に対応させるようにしてもよい。また、アクセルモータ３４を駆動する際、そのときの走行状況（出力）に合うようにコントローラ（図示せず）によって駆動制御されるようになっている。
【００４４】
アクセルフォーク３２は、ベアリング３６，３８を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に回転自在に装着されたフォークガイド３７，３９と係合する。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【００４５】
ここで、閉カムシャフト１４の他端には位相センサユニットが設けられる。位相センサユニットは、閉カムシャフト１４の他端に植設されたピン４０とこのピン４０を検出して出力信号を得る位相センサ４１を含んでいる。
【００４６】
上記構成において、アクセルグリップ（もしくはアクセルペダル）を操作するとアクセルモータ３４が作動し、その出力軸の回転によりアクセルシャフト３１がスライドする。たとえば、エンジン低速時には図３に示されるようにタペットローラ２５は開カム１１に対して、カム高さの低い部位に当接している。なお、そのとき閉カム１２に対しては、カム高さの高い部位に当接する。この状態で加速、すなわちアクセルを開くと、アクセルモータ３４の作動によりドリブンギヤ３３が回転して、アクセルシャフト３１は図中、右方にスライドする。
【００４７】
これにより開カム１１および閉カム１２はアクセルフォーク３２を介して、アクセルシャフト３１の動きに連動してそれぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って、同様に図中、右方にスライドする。なお、このとき開カム１１および閉カム１２のスライド量や速度は、アクセルの開度および開く速さに対応している。開カム１１のスライドによりタペットローラ２５は次第に、カム高さの高い部位に当接し、これにより開カム１１のリフト特性に従ってバルブリフト量が増大する。一方、減速時にはアクセルを戻すことで、上記とは逆の動作でバルブリフト量を減少させる。
【００４８】
ここで、上述した本発明の動弁装置あるいは内燃機関において特に、まず開カム１１および閉カム１２の間にタペットローラ２５を挟むかたちで、これらが吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向に沿って直線状に配置される。吸気バルブ２７を開く際には開カム１１でタペットローラ２５を押し下げ、閉じる際には閉カム１２でタペットローラ２５を押し上げる。つまり吸気バルブ２７を押上げ駆動するためバルブスプリングを廃止することができ、これによりバルブ駆動時の機械的損失（メカロス）を大幅に減少する。なお、排気側についても同様に、バルブスプリングを廃止することができる。
【００４９】
この場合、開カム１１および閉カム１２のカム形状（凸部および凹部）は、それらに挟まれるタペットローラ２５の直径を含む各カム山高さの合計が、実質的に開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸間距離と一致するように形成される。したがって、いかなるカム位相においてもタペットローラ２５は、開カム１１および閉カム１２の間にガタつきなく挟まれ、カム駆動機構の円滑動作が保証される。
【００５０】
また、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４によりカム軸を２元化したことで、開カム１１および閉カム１２のカム軸方向寸法を大きくとることができる。これにより滑らかなバルブリフト特性を実現可能である。
【００５１】
単一のタペットローラ２５を用いることでタペット重量を軽量化し、吸排気バルブの高リフト化および高加速度化が可能になる。この場合タペットローラ２５の直径を適宜設定することで、開カム１１あるいは閉カム１２との隙間を調整することができ、これにより吸排気バルブのリフト量を正確に制御する。
【００５２】
また、開カム１１、タペットローラ２５および閉カム１２が吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向に沿って直線状に配置される。このような配置関係によりバルブリフタの作動方向をバルブステム２７ａの方向と合致させ、実質的に直打式バルブを構成することができる。この場合、タペットローラ２５と開カム１１あるいは閉カム１２との接触部を単一化し、軽量化を図ることができる。
【００５３】
エンジンのクランク軸に近い側に配置された閉カムシャフト１４に対して、カムチェーン４によりその駆動力を入力することで、カムチェーン４を短尺化することができる。この場合、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は、アイドルギヤ２２を介して同一方向に回転駆動されるため、開カム１１および閉カム１２に接触するタペットローラ２５の回転摺動部の磨耗等を有効に低減することができる。
【００５４】
バルブリフタ２３は概略環状を呈し、バルブリフト方向と平行に植設されたガイドピン２４に沿って移動可能である。バルブリフタ２３が環状であるため閉カムシャフト１４との干渉を避けるとともに、バルブリフタ２３に作用する荷重を分散させて応力を均等にすることができる。
（第２の実施形態）
【００５５】
つぎに、本発明による第２の実施形態を説明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明する。図７は本発明装置の要部側断面図、図８は図７のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線に沿う断面図、図９は図７のＥ−Ｅ線に沿う断面図、図１０は図７のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。この実施形態では吸気側に適用した例とするが、排気側に適用することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。
【００５６】
第２の実施形態による動弁装置は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。なお、バルブユニットについては、排気側も同様の構成であってよい。
これらのうち第１の実施形態と実質的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【００５７】
カム／カムシャフトユニットにおいて、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。なお、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は中空構造とし、その中空内部に潤滑油路を形成して開カム１１および閉カム１２等にそれぞれ注油することができる。
【００５８】
この実施形態では特に開カムシャフト１３は、吸気側および排気側のそれぞれバルブステム軸によって挟まれる領域（所謂、Ｖバンク）の外側に配置される。また閉カムシャフト１４は、Ｖバンクの内側に配置される。この場合さらに、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４が配置される平面は、シリンダ軸線と略直交するように設定される。
【００５９】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、これらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される（図４参照）。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【００６０】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図８に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【００６１】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【００６２】
バルブリフタユニットにおいて、本実施形態ではバルブリフタは、揺動軸のまわりに揺動可能に支持されたロッカアーム４２により構成される。揺動軸として図９に示されるようにシリンダヘッド２により支持されたロッカシャフト４３を含み、該ロッカシャフト４３はバルブステム２７ａの上方かつ外側に配置される。ロッカアーム４２は概略Ｌ字状を呈し（図７）、その一端にピン２６を介してタペットローラ２５が回転自在に支持される。ロッカアーム４２はその他端でバルブステム２７ａに結合する。
【００６３】
タペットローラ２５は図７に示されるようにロッカシャフト４３よりも上方に配置され、その外側および内側にそれぞれ、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を配置する。そして、開カム１１および閉カム１２ならびにタペットローラ２５は、シリンダ軸線と略直交する平面上に位置する。また、ロッカシャフト４３およびタペットローラ２５はＶバンクの外側に配置される。
【００６４】
ロッカアーム４２の他端側においてアーム４２ａが延出し、このアーム４２ａにはロッカシャフト４３と平行に、バルブステム２７ａの上部を両側から挟むようにピン４４が横架される（図９参照）。各ピン４４にはローラ４５が装着される。バルブステム２７ａの上部に形成されたネジ部２７ｂには、鍔部を有するアジャストナット４６が螺着し、該アジャストナット４６には、鍔部を有するタペットガイド４７が外嵌する。アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。また、アジャストナット４６およびタペットガイド４７の鍔部相互間にローラ４５を介挿することで、ロッカアーム４２およびバルブステム２７ａが結合する。
図１１に詳しく示すようにバルブステム２７ａのネジ部２７ｂ（雄ネジ）に対して、アジャストナット４６およびロックナット４９（雌ネジ）がダブル（Ｗ）ナットを構成し、これらが弛み止めとして機能する。この場合、アジャストナット４６およびロックナット４９の接触面がロック面となり、それらに対してシールスプリング４８（皿バネ）の内径がその外側に位置する。
【００６５】
なお、本実施形態では排気側については、図７あるいは図８に示されるように平板状の開カム１１Ｅｘと閉カム１２Ｅｘを持ち、タペットローラ２５Ｅｘがそれらの双方に摺接する。タペットローラ２５Ｅｘの外周面は接触平面として構成される。その他の構成は、実質的に吸気側と同様である。
排気側のバルブリフタユニットあるいはバルブユニットの構成およびそれらの結合部まわりを図１０に示す。
【００６６】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。
【００６７】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルモータ３４はシリンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッドカバー２ａによって覆われている。
【００６８】
アクセルフォーク３２は、ベアリング３６，３８を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に回転自在に装着されたフォークガイド３７，３９と係合する。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【００６９】
第２の実施形態において、開カム１１および閉カム１２はアクセルフォーク３２を介して、アクセルシャフト３１の動きに連動してそれぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って、左右にスライドする。開カム１１および閉カム１２の間にタペットローラ２５を挟むかたちで配置され、吸気バルブ２７を開く際には開カム１１でタペットローラ２５を揺動させ、閉じる際には閉カム１２でタペットローラ２５を揺動させる。
【００７０】
第２の実施形態ではロッカアーム式のバルブ駆動方式とすることで、バルブリフタの大型化を有効に防止しながら、強制開閉式連続無段階リフト特性を実現する。この場合、特にロッカシャフト４３およびタペットローラ２５はＶバンクの外側に配置され、すなわち揺動軸であるロッカシャフト４３をＶバンク内に配置しない構成としたことで、動弁系部材とプラグホール８との干渉を回避することができる。そして、Ｖバンク角を小さくし、燃焼室をコンパクトにして高出力化および高熱効率化を図ることができる。
【００７１】
また、開カム１１および閉カム１２を並設する（シリンダ軸線と直交方向に同一面上に配置する）ことで、直打方式に比べてシリンダヘッド高を低く抑えることができる。さらに、これにより加工が容易になるとともに、加工精度が向上する上、カムホルダまわりの部品点数を削減可能である。
ロッカシャフト４３のまわりに揺動するロッカアーム４２を含む揺動機構の往復運動相当質量は、小さくなる。これにより鉄製ロッカであっても、往復運動相当質量自体が小さいため、バルブスプリングを用いる場合よりもバルブリフト量やバルブ開閉加速度を大幅に向上することができる。
【００７２】
バルブリフタユニットあるいはバルブユニットの結合部において、アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。そして、アジャストナット４６によってバルブ２７の位置を調整可能にし、すなわちバルブシム等を用いることなく、つまりカムシャフトを分解しないでバルブ位置を調整することができる。
【００７３】
この場合、シールスプリング４８（皿バネ）のストロークをたとえば０．１〜０．３ｍｍ程度に設定し、バルブ無リフト域にてシールスプリング４８を、その半分程度変位させる位置にアジャストナット４６およびロックナット４９にてバルブ位置を調整するとよい。これにより無リフト時のバルブシール性能を確保するとともに、磨耗による位置変化を吸収し、シール性能を向上することができる。また、シールスプリング４８の初期荷重がある場合でもロックナット４９の締付で対応することができ、特殊工具等を用いないで済む。
（第３の実施形態）
【００７４】
つぎに、本発明による第３の実施形態を説明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明する。図１２は本発明装置の要部側断面図、図１３は図１２のＧ−Ｇ線およびＨ−Ｈ線に沿う断面図、図１４は図１２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。この実施形態では吸気側に適用した例とするが、排気側に適用することもできる。また、シリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。
【００７５】
第３の実施形態による動弁装置は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。なお、バルブユニットについては、排気側も同様の構成であってよい。
これらのうち第１の実施形態と実質的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【００７６】
カム／カムシャフトユニットにおいて、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。
【００７７】
この実施形態では特に開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は、Ｖバンク内に配置され、この場合開カムシャフト１３が閉カムシャフト１４よりも上方に隔置される。さらに、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸間方向が、吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向と略平行になるように設定される。
【００７８】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、これらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される（図４参照）。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【００７９】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図１１に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【００８０】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【００８１】
バルブリフタユニットにおいて、本実施形態ではバルブリフタは、吸気バルブ２７とプラグホール８の間に配置された揺動軸のまわりに揺動可能に支持されスイングアーム５０により構成される。揺動軸として図１４に示されるようにシリンダヘッド２により支持されたスイングアームシャフト５１を含み、該スイングアームシャフト５１はプラグホール８の至近位置に配置される。
【００８２】
スイングアーム５０はその先端で吸気バルブ２７に結合するとともに、その途中適所にはピン２６を介してタペットローラ２５が回転自在に支持される。またスイングアーム５０を挟んでその上方に開カムシャフト１３を配置し、下方には閉カムシャフト１４を配置する。
【００８３】
スイングアーム５０の先端にはスイングアームシャフト５１と平行に、バルブステム２７ａの上部を両側から挟むようにピン４４が横架される（図１４参照）。各ピン４４にはローラ４５が装着される。バルブステム２７ａの上部に形成されたネジ部２７ｂには、鍔部を有するアジャストナット４６が螺着し、該アジャストナット４６には、鍔部を有するタペットガイド４７が外嵌する。アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。また、アジャストナット４６およびタペットガイド４７の鍔部相互間にローラ４５を介挿することで、ロッカアーム４２およびバルブステム２７ａが結合する。この結合構造は実質的に、第２の実施形態の場合と同様である（図１１参照）。
【００８４】
図１２に示されるようにスイングアーム５０の力点（ピン２６）、作用点（ピン４４）および支点（スイングアームシャフト５１）は、略一直線上に配置される。この場合、スイングアーム５０は支点であるスイングアームシャフト５１のまわりに回動するが、そのストローク範囲内でバルブステム２７ａの軸線方向に対して略直交するように支点が設定される。
【００８５】
なお、本実施形態では排気側については、図１２あるいは図１３に示されるように平板状の開カム１１Ｅｘと閉カム１２Ｅｘを持ち、タペットローラ２５Ｅｘがそれらの双方に摺接する。タペットローラ２５Ｅｘの外周面は接触平面として構成される。その他の構成部材自体は、実質的に吸気側と同様である。
排気側のバルブリフタユニットあるいはバルブユニットの構成およびそれらの結合部まわりを図１４に示す。
【００８６】
本実施形態では特に、排気側のカム／カムシャフトユニット（開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘ、開カムシャフト１３Ｅｘおよび閉カムシャフト１４Ｅｘ等）やバルブリフタユニット（スイングアーム５０Ｅｘ、スイングアームシャフト５１Ｅｘおよびタペットローラ２５Ｅｘ等）をＶバンクの外側に配置する。この場合、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間方向と、閉カムシャフト１４および閉カムシャフト１４Ｅｘの軸間方向とが相互に略平行となるように配置される。
【００８７】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。
【００８８】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルモータ３４はシリンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッドカバー２ａによって覆われている。
【００８９】
アクセルフォーク３２は、ベアリング５２，５３（図１３参照）を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に結合する。ベアリング５２およびベアリング５３はそれぞれスラストニードルベアリングおよびラジアルニードルベアリングを含み、これらによりスラスト方向およびラジアル方向双方の負荷荷重に対応し得るようになっている。この場合、開カム１１および閉カム１２のカムロブ傾斜面により発生するスラストを受ける側にのみスラストニードルベアリングが設けられる。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【００９０】
ここでアクセルシャフト３１は図１２に示されるように、スイングアーム５０の支点であるスイングアームシャフト５１の上方において、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間を結ぶ線上に配置される。また、開カムシャフト１３、ピン２６および閉カムシャフト１４に沿った配列方向と、アクセルシャフト３１、スイングアームシャフト５１および閉カムシャフト１４に沿った配列方向とによりＶ字状の配置関係となっている。
【００９１】
上記の場合、プラグホール８は着脱可能に構成される。すなわち図１２のようにプラグホール８を形成するプラグホールパイプ５４が、シリンダヘッド２およびシリンダヘッドカバー２ａの所定に着脱可能に取り付けられる。この場合、プラグホールパイプ５４の装着部にはＯリング５５，５５′が装着される。
【００９２】
第３の実施形態において、開カム１１および閉カム１２はアクセルフォーク３２を介して、アクセルシャフト３１の動きに連動してそれぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って、左右にスライドする。開カム１１および閉カム１２の間にタペットローラ２５を挟むかたちで配置され、吸気バルブ２７を開く際には開カム１１でタペットローラ２５を介してスイングアーム５０を揺動させ、閉じる際には閉カム１２でタペットローラ２５を介してスイングアーム５０を揺動させる。
【００９３】
第３の実施形態ではスイングアーム式のバルブ駆動方式とするが、特に吸気系においてスイングアーム５０や開カム１１および閉カム１２等の主要部品は、プラグホール８と吸気バルブ２７（バルブステム２７ａ）の間に配置され、すなわち吸気バルブ２７の外側には実質的に部品が配置されない。これにより図１２に示されるようにシリンダ軸線に対する吸気ポート９の傾斜角度αを小さくし、該吸気ポート９をシリンダ軸線側に起こすことでストレート吸気にすることができる。そしてシリンダ内でのタンブル流を増加させるとともに、吸気の吸入抵抗を小さくすることにより、高出力化およびリーンバーン化等が可能になる。
【００９４】
また、スイングアーム５０を挟んでその上方に開カムシャフト１３を、また下方には閉カムシャフト１４を配置することで、動弁機構をシリンダの燃焼室に接近配置することができる。これによりシリンダヘッド高を低く抑え、エンジンのコンパクト化および低重心化等を図ることができる。
特に吸気系の主要部品をＶバンク内に配置することで、吸気側におけるシリンダヘッド２の前後長を大幅に短くすることができる。
【００９５】
また、前述したようにスイングアーム５０の力点、作用点および支点が略一直線上に配置され、スイングアーム５０のストローク範囲内でバルブステム２７ａの軸線方向に対して略直交するように支点が設定される。かかる配置によりスイングアーム５０を最大に軽量化し、高リフト、高開閉加速度および高回転化等を可能にする。その場合、スイングアーム５０の揺動角のためにバルブステム２７ａに生じる曲げモーメントを小さくし、これにより該バルブステム２７ａのストローク作動が円滑化するとともに、バルブガイド２８を磨耗を防止することができる。
【００９６】
また、アクセルシャフト３１をスイングアームシャフト５１の上方において、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間を結ぶ線上に配置し、開カムシャフト１３、ピン２６および閉カムシャフト１４に沿った配列方向と、アクセルシャフト３１、スイングアームシャフト５１および閉カムシャフト１４に沿った配列方向とによりＶ字状の配置関係とする。このような配置構成により、Ｖバンク内の空間を有効利用し、シリンダヘッド２のコンパクト化を図ることができる。
【００９７】
排気側のカム／カムシャフトユニットやバルブリフタユニットをＶバンクの外側に配置し、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間方向と、閉カムシャフト１４および閉カムシャフト１４Ｅｘの軸間方向とが相互に略平行となるように配置する。これによりカムホルダの加工が容易になるとともに、Ｖバンク角を小さくしつつプラグホール８を配設することができる。
【００９８】
そのプラグホール８を形成するプラグホールパイプ５４を、シリンダヘッド２およびシリンダヘッドカバー２ａに着脱可能に取り付けることで、開カム１１および閉カム１２まわりの部品組付性を向上することができる。また、プラグホールパイプ５４を薄肉化することにより、Ｖバンク角を小さくすることができる。
【００９９】
また、アクセルフォーク３２と開カム１１および閉カム１２との間にスラストニードルベアリングおよびラジアルニードルベアリングが装着され、開カム１１および閉カム１２のカムロブ傾斜面により発生するスラストを受ける側にのみスラストニードルベアリングが設けられる。これによりアクセルフォーク３２の爪部の外径を小さくし、Ｖバンク角を小さくすることができる。また、該爪部のスライドの幅をスラストニードルベアリング１個分狭くすることができ、開カム１１および閉カム１２のスライド量を大きく確保することができる。
（第４の実施形態）
【０１００】
つぎに、本発明による第４の実施形態を説明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明する。図１５は本発明装置の要部側断面図、図１６は図１５のＪ−Ｊ線およびＫ−Ｋ線に沿う断面図、図１７は図１５のＬ−Ｌ線に沿う断面図ある。この実施形態では、シリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。
【０１０１】
第４の実施形態による動弁装置は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。
これらのうち第１の実施形態と実質的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【０１０２】
カム／カムシャフトユニットにおいて、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。
【０１０３】
開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は、Ｖバンク内に配置される。この場合開カムシャフト１３が閉カムシャフト１４よりも上方に隔置される。さらに、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸間方向が、吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向と略平行になるように設定される。
【０１０４】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、これらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される（図４参照）。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【０１０５】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図１６に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【０１０６】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【０１０７】
バルブリフタユニットにおいてバルブリフタは、吸気バルブ２７とプラグホール８の間に配置された揺動軸のまわりに揺動可能に支持されスイングアーム５０により構成される。揺動軸として図１７に示されるように、シリンダヘッド２により支持されたスイングアームシャフト５１を含み、該スイングアームシャフト５１はプラグホール８の至近位置に配置される。
【０１０８】
スイングアーム５０はその先端で吸気バルブ２７に結合するとともに、その途中適所にはピン２６を介してタペットローラ２５が回転自在に支持される。またスイングアーム５０を挟んでその上方に開カムシャフト１３を配置し、下方には閉カムシャフト１４を配置する。
【０１０９】
スイングアーム５０の先端にはスイングアームシャフト５１と平行に、バルブステム２７ａの上部を両側から挟むようにピン４４が横架される（図１７参照）。各ピン４４にはローラ４５が装着される。バルブステム２７ａの上部に形成されたネジ部２７ｂには、鍔部を有するアジャストナット４６が螺着し、該アジャストナット４６には、鍔部を有するタペットガイド４７が外嵌する。アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。また、アジャストナット４６およびタペットガイド４７の鍔部相互間にローラ４５を介挿することで、ロッカアーム４２およびバルブステム２７ａが結合する。この結合構造は実質的に、第２の実施形態の場合と同様である（図１１参照）。
【０１１０】
図１５に示されるようにスイングアーム５０の力点（ピン２６）、作用点（ピン４４）および支点（スイングアームシャフト５１）は、略一直線上に配置される。この場合、スイングアーム５０は支点であるスイングアームシャフト５１のまわりに回動するが、そのストローク範囲内でバルブステム２７ａの軸線方向に対して略直交するように支点が設定される。
【０１１１】
なお、本実施形態では排気側については、図１５あるいは図１６に示されるように平板状の開カム１１Ｅｘと閉カム１２Ｅｘを持ち、タペットローラ２５Ｅｘがそれらの双方に摺接する。タペットローラ２５Ｅｘの外周面は接触平面として構成される。その他の構成部材自体は、実質的に吸気側と同様である。
排気側のバルブリフタユニットあるいはバルブユニットの構成およびそれらの結合部まわりを図１７に示す。
【０１１２】
排気側のカム／カムシャフトユニット（開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘ、開カムシャフト１３Ｅｘおよび閉カムシャフト１４Ｅｘ等）やバルブリフタユニット（タペットローラ２５Ｅｘ等）をＶバンクの外側に配置する。この場合、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間方向と、閉カムシャフト１４および閉カムシャフト１４Ｅｘの軸間方向とが相互に略平行となるように配置される。
【０１１３】
本実施形態では特に、スイングアーム５０Ｅｘは吸気側のスイングアーム５０と同軸に、すなわち吸気側のスイングアームシャフト５１のまわりに揺動可能に支持される。この場合、図１７に示されるようにプラグホール８の両側を通すかたちで、一対のスイングアーム５０Ｅｘが支持される。各スイングアーム５０Ｅｘは、その先端でピン２６Ｅｘを介してタペットローラ２５Ｅｘを回転自在に支持するとともに、その途中適所で排気バルブ２７Ｅｘに結合する。
【０１１４】
また、スイングアーム５０Ｅｘを挟んでその上方に開カム１１Ｅｘを配置し、下方には閉カム１２Ｅｘを配置する。図１５から分かるように、これら開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘのカム外周部プロフィールとバルブステム２７ａとが側面視でオーバラップするように配置される。
【０１１５】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。
【０１１６】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルモータ３４はシリンダ軸線方向に沿って配置され、シリンダヘッドカバー２ａによって覆われている。
【０１１７】
アクセルフォーク３２は、ベアリング５２，５３を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に結合する。ベアリング５２およびベアリング５３はそれぞれスラストニードルベアリングおよびラジアルニードルベアリングを含み、これらによりスラスト方向およびラジアル方向双方の負荷荷重に対応し得るようになっている。この場合、開カム１１および閉カム１２のカムロブ傾斜面により発生するスラストを受ける側にのみスラストニードルベアリングが設けられる。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【０１１８】
ここでアクセルシャフト３１は図１５に示されるように、スイングアーム５０の支点であるスイングアームシャフト５１の上方において、開カムシャフト１３および開カムシャフト１３Ｅｘの軸間を結ぶ線上に配置される。また、開カムシャフト１３、ピン２６および閉カムシャフト１４に沿った配列方向と、アクセルシャフト３１、スイングアームシャフト５１および閉カムシャフト１４に沿った配列方向とによりＶ字状の配置関係となっている。
【０１１９】
上記の場合、プラグホール８は着脱可能に構成される。すなわち図１５のようにプラグホール８を形成するプラグホールパイプ５４が、シリンダヘッド２およびシリンダヘッドカバー２ａの所定に着脱可能に取り付けられる。この場合、プラグホールパイプ５４の装着部にはＯリング５５，５５′が装着される。
【０１２０】
第４の実施形態において、開カム１１および閉カム１２はアクセルフォーク３２を介して、アクセルシャフト３１の動きに連動してそれぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って、左右にスライドする。開カム１１および閉カム１２の間にタペットローラ２５を挟むかたちで配置され、吸気バルブ２７を開く際には開カム１１でタペットローラ２５を介してスイングアーム５０を揺動させ、閉じる際には閉カム１２でタペットローラ２５を介してスイングアーム５０を揺動させる。
【０１２１】
また、排気側において排気バルブ２７Ｅｘを開く際には開カム１１Ｅｘでタペットローラ２５Ｅｘを介してスイングアーム５０Ｅｘを揺動させ、閉じる際には閉カム１２Ｅｘでタペットローラ２５Ｅｘを介してスイングアーム５０Ｅｘを揺動させる。この場合、スイングアーム５０Ｅｘは吸気側のスイングアームシャフト５１のまわりに揺動する。
【０１２２】
第４の実施形態では特に、排気側のスイングアーム５０Ｅｘを吸気側のスイングアーム５０と同軸に配置することで、閉カムシャフト１４および閉カムシャフト１４Ｅｘを排気バルブ２７Ｅｘのバルブステム２７ａと干渉しない限り、シリンダ軸線側に配設することができる。これによりシリンダヘッド２の前後長を大幅に短くすることができる。また、スイングアームシャフト５１を吸気側と排気側で共用することで、加工性が向上するとともに軽量化を図ることができる。なお、開カム１１Ｅｘおよび閉カム１２Ｅｘのカム外周部プロフィールとバルブステム２７ａとをオーバラップさせることでも、同様な効果が得られる。
（第５の実施形態）
【０１２３】
つぎに、本発明による第５の実施形態を説明する。なお、上述の第１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いて、図面を参照して説明する。図１８は本発明装置の要部側断面図、図１９は図１８のＭ−Ｍ線およびＮ−Ｎ線に沿う断面図、図２０は図１８のＯ−Ｏ線に沿う断面図、図２１は図１８のＰ−Ｐ線に沿う断面図ある。この実施形態ではシリンダ内で上下に往復動するピストンの上部にシリンダヘッド２が配置され、このシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。
【０１２４】
第５の実施形態による動弁装置は、気筒の配列方向に沿って配置されるカム／カムシャフトユニットと、カム／カムシャフトユニットにおけるカムのカム面に押されてバルブを進退させるバルブリフタユニットと、この例では吸気制御するバルブユニットと、アクセル開度に応じてカムを変位させるアクセルシャフトユニットとを含んでいる。
これらのうち第１の実施形態と実質的に同一のものについては、適宜その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【０１２５】
カム／カムシャフトユニットにおいて、バルブを開弁する開カム１１およびバルブを閉弁する閉カム１２を含むとともに、カムシャフトとして、開カム１１および閉カム１２をそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を含む。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はそれぞれ、ベアリング１５および１６を介してシリンダヘッド２に回転自在に支持される。これらの開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４にはそれぞれ、たとえば３条のボールスプライン１３ａおよび１４ａが形成され、そのガイドによって開カム１１および閉カム１２がボール１７，１８を介して直線運動（リニアモーション）するようになっている。
【０１２６】
開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４は、Ｖバンクの外側、すなわち吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの外側に配置される。この場合、開カムシャフト１３が閉カムシャフト１４よりも上方に隔置される。さらに、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の軸間方向が、吸気バルブ２７のバルブステム２７ａの軸方向と略平行になるように設定される。
【０１２７】
閉カムシャフト１４の一端にはスプロケット１９が固着している。排気側のカムシャフト１４Ｅｘの一端にもスプロケット１９Ｅｘが固着しており、これらのスプロケット１９，１９Ｅｘとクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケット３との間にカムチェーン４が巻回装架される（図４参照）。なお、図４に示されるようにチェーンガイド５、チェーンテンショナ６およびテンショナアジャスタ７等を含み、これらによりカムチェーン４が適正走行するようになっている。
【０１２８】
閉カムシャフト１４は、エンジンのクランク軸により無端回転手段としてのカムチェーン４を介して回転駆動されるとともに、開カムシャフト１３へ回転駆動力を伝達するように構成されている。すなわち開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４のスプロケット１９とは反対側の端部には、図１９に示されるようにギヤ２０，２１がそれぞれ固着し、これらのギヤ２０，２１にアイドルギヤ２２が噛合する。開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４はアイドルギヤ２２を介して結合し、同一方向に回転駆動される。
【０１２９】
なお、後述するように開カム１１および閉カム１２はアクセルシャフトユニットによって、それぞれ開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿って同期して変位するようにスライド駆動される。
【０１３０】
バルブリフタユニットにおいてバルブリフタは、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の外側に配置された揺動軸のまわりに揺動可能に支持されスイングアーム５０により構成される。揺動軸として図２０に示されるように、シリンダヘッド２により支持されたスイングアームシャフト５１を含む。スイングアーム５０はその先端で吸気バルブ２７に結合するとともに、その途中適所にはピン２６を介してタペットローラ２５が回転自在に支持される。またスイングアーム５０を挟んでその上方に開カムシャフト１３を配置し、下方には閉カムシャフト１４を配置する。
【０１３１】
スイングアーム５０の先端にはスイングアームシャフト５１と平行に、バルブステム２７ａの上部を両側から挟むようにピン４４が横架される（図２０参照）。各ピン４４にはローラ４５が装着される。バルブステム２７ａの上部に形成されたネジ部２７ｂには、鍔部を有するアジャストナット４６が螺着し、該アジャストナット４６には、鍔部を有するタペットガイド４７が外嵌する。アジャストナット４６およびタペットガイド４７はシールスプリング４８を介して、ロックナット４９により締付固定される。また、アジャストナット４６およびタペットガイド４７の鍔部相互間にローラ４５を介挿することで、ロッカアーム４２およびバルブステム２７ａが結合する。この結合構造は実質的に、第２の実施形態の場合と同様である（図１１参照）。
【０１３２】
なお、本実施形態では排気側については、カムシャフト１４Ｅｘに所定間隔おいて平板状の溝カム５６が支持され、そのカム溝５６ａに係合するタペット５７を介して排気バルブ２７Ｅｘを駆動するようになっている。
【０１３３】
この場合、バルブステム２７ａＥｘのネジ部２７ｂＥｘにアジャストナット４６Ｅｘが螺着する。タペット５７およびバルブステム２７ａＥｘはシールスプリング４８Ｅｘを介して、ロックナット４９Ｅｘにより締付固定される。タペット５７の端部は、ローラ５８を介してカム溝５６ａと係合する。タペット５７はガイドシャフト５９を介して、バルブステム２７ａＥｘの軸方向にガイドされる。
【０１３４】
ここで本実施形態では特に、図１８に示されるようにプラグホール８および吸気ポート９をＶバンク内に配置するとともに、それらを略平行にして傾斜配置する。この場合、プラグホール８および吸気ポート９が側面視で部分的に重なるように、上面視でプラグホール８を吸気ポート９間の中央付近に配置する（図２０、図２１）。
【０１３５】
アクセルシャフトユニットにおいて、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４と平行に配置されたアクセルシャフト３１と、アクセルシャフト３１に固着するとともに開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４の双方に連結するアクセルフォーク３２を含んでいる。
【０１３６】
アクセルモータ３４は、アクセル変化（アクセル開度や加速・減速方向など）に対応してその出力軸が回転し、その回転はドライブギヤ３５およびドリブンギヤ３３を介して、アクセルシャフト３１のスライド運動に変換される。この例ではアクセルシャフト３１は開カムシャフト１３よりも外側に配置され、アクセルモータ３４はシリンダ軸線に対して傾斜して配置される。
【０１３７】
アクセルフォーク３２は、ベアリング５２，５３を介してそれぞれ開カム１１および閉カム１２の端部に結合する。ベアリング５２およびベアリング５３はそれぞれスラストニードルベアリングおよびラジアルニードルベアリングを含み、これらによりスラスト方向およびラジアル方向双方の負荷荷重に対応し得るようになっている。この場合、開カム１１および閉カム１２のカムロブ傾斜面により発生するスラストを受ける側にのみスラストニードルベアリングが設けられる。これによりアクセルシャフト３１がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、開カム１１および閉カム１２が開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４に沿ってそれぞれスライドする。
【０１３８】
上記構成において、吸気ポート９の軸線を略シリンダ軸線方向に設定することができるため吸入効率を向上させ、出力や燃費性能を大幅に向上することができる。また、開カムシャフト１３および閉カムシャフト１４を吸気バルブ２７の傘部付近に近接配置しても、それらが吸気ポート９と干渉することはない。これによりシリンダヘッド高を低く抑えるとともに、バルブステム２７ａを短くすることができ、高回転化および高加速度化を可能にするバルブ開閉を行なうことができる。
【０１３９】
また、プラグホール８および吸気ポート９を略平行に配置することによりＶバンク角を狭く設定し、シリンダヘッド２をコンパクトに構成するとともに、燃焼室面積を小さくすることで燃焼効率を向上することができる。
【０１４０】
つぎに、本発明による動弁装置における典型的な変形例を説明する。
（変形例１）
この例ではバルブステム上部にスイングアーム式の開カム用タペットローラおよび開カムを順に配置し、バルブステム上部に開カム用ロッカアーム作用点（開リフトローラ）を配置する。また、ロッカアーム支点に対して作用点の反対側に力点（タペットローラ）を配置し、これに接する開カムをプラグホールに対して開カムの反対側に配置する。
【０１４１】
この例によれば、プラグホールと吸気ポートの間には開カムシャフトおよびスイングアームのみの配置となるため、その前後方向寸法を小さくすることができる。これによりシリンダ軸線に対する吸気ポートの傾斜角度を小さくするとともに、シリンダヘッド高を低く抑えることができる。また、タペット部の下側には閉リフトローラのみの配置となるため、バルブステム長を現状のバルブスプリング仕様並みのものと同程度に短くすることができる。
【０１４２】
また、この例では吸気側の閉ロッカシャフト（支点）をエンジン側面視にて、プラグホールとオーバラップする位置に配置する。
これによりロッカアーム長を短くすることができ、高回転化、高リフト化および高加速度化を図ることができる。また、閉カムをプラグホールに近接配置することができ、シリンダヘッドの前後長をコンパクトにすることができる。
【０１４３】
また、この例では吸気側閉カムの下側にエンジン側面視にて、吸気側閉タペットローラの揺動軌跡とオーバラップするように排気側にて板状の溝カムを配置する。
これによりバルブステム長を現状のバルブスプリング仕様並みのものよりも実質的に短くすることができる。また、可変ストローク化されてはいないが、開カムおよび閉カムを併用することができ、カム軸を１本省略することでシリンダヘッドまわりをコンパクトにする。
【０１４４】
また、この例では吸気側開スイングアームの力点（タペットローラ）、作用点（リフトローラ）、開カム軸および吸気側閉ロッカアーム作用点（リフトローラ）の中心を略バルブステム軸上に配置する。
これによりバルブステムに作用する曲げモーメントを小さくすることができ、円滑作動を保証することともに耐久性を向上させる。
【０１４５】
また、この例では吸気側タペットローラとリフトローラを同軸上に配置する。これにより２つのローラを同一軸に配置することで、軽量化やコストダウンを図ることができる。
【０１４６】
また、この例では吸気側ロッカアームの形状をプラグホールを囲み、ロの字状とし、すなわち複数のバルブを１つのタペットローラでリフトさせるように一体化する。
これによりタペットローラ１個により複数のバルブをリフトすることができる。また、高剛性化を図ることができる。
【０１４７】
また、この例ではシリンダ軸線に対してバルブの外側に一対の円板状の溝カムを配置し、タペットを両持ち式にてリフトさせる。
これにより両持ちすることでバルブリフト作動をスムースに行なうことができる。また、溝カムがその外側のベアリング軸受に近く配置されるため、曲げモーメントが小さくなり、カムシャフトの径を小さくし、その分だけ溝カムの外径を小さくしてシリンダヘッドまわりをコンパクトにすることができる。
【０１４８】
（変形例２）
この例ではバルブステム上部にスイングアーム式の開カム用タペットローラおよび開カムを順に配置し、バルブステム上部に開カム用ロッカアーム作用点（開リフトローラ）を配置する。また、ロッカアーム支点をＶバンク内に配置し、その支点に対して作用点の反対側に力点（タペットローラ）を配置し、これに接する閉カムをプラグホールに対して開カムの反対側に配置する。さらに、開スイングアームの支点（軸）をＶバンク内に配置する。
【０１４９】
この例によれば、吸気側バルブステムと吸気ポートの間にスイングアームシャフトがないため、シリンダ軸に対する吸気ポート傾斜角度を小さくすることができ、シリンダヘッドをさらにコンパクトにするとともに、タンブル流を強くするとともに高出力化を図ることができる。
【０１５０】
また、この例ではロッカアーム支点とスイングアーム支点を同一軸とする。この場合、ロッカアーム支点およびスイングアーム支点をエンジン側面視にて、プラグホールとオーバラップするように配置する。
これによりロッカアームおよびスイングアーム長を短くし、高回転化を図るとともに、シリンダヘッドの前後長をコンパクトにすることができる。また、軸を共用することで加工費用、重量および組立工数等を削減することができる。
【０１５１】
また、この例では開カム用スイングアームの支点を閉カム用ロッカアームのアーム部に設ける。
これによりスイングアームをさらにコンパクト化し、往復運動量を軽減することで高回転化および高開閉加速度化を図ることができる。また、スイングアームをロッカアームに部組可能にし、組立性を向上することができる。
【０１５２】
（変形例３）
この例では吸気バルブを強制開閉するが、開カム側を直打式にするとともに、閉カム側をロッカアーム式に構成する。
【０１５３】
この例によれば、往復運動部の重量を軽減することでリフト量および開閉加速度を高め、高出力化や高回転化および図ることができる。また、開タペットが直線的にストローク作動するため、さらに正確なリフト作動が得られる。
【０１５４】
また、この例ではタペットガイドを複数のバルブステム軸間に設ける。
これによりタペットガイド溝の開放端がリフト小側、すなわちガイドにかかる負荷が小さい側に配置される。したがって、ガイドの変形を小さくすることができ、軽量化を図ることができる。また、リフト大側では溝の底部となり、剛性を有する部分で負荷が最大となり、負荷が大きくなっても変形量が小さい。
【０１５５】
ところで、バルブスプリング仕様のエンジンにあってはバルブステム軸間にガイドを排気位置することがでいないため、タペットおよびカム間にガイドを設けていない。ガイドの閉じ端肉厚とリフト分だけタペットローラ径を大きくする必要があり、タペット重量が増加するとともに、シリンダヘッド高が高くなる。これに対して本発明ではステム間にガイドを設けることで、かかる不都合を解消することができる。
【０１５６】
また、この例ではバルブステム軸方向視にて、閉ロッカアームのプロフィールに重ならないようにタペットガイドを形成する。そして、エンジン側面視にてロッカアームとタペットが重なるように配置する。
これによりシリンダヘッド高が低くなるとともに、ガイドの取付座を高くすることができるためポートの傾斜角度を小さくすることができる。また、ロッカアームを外さなくてもタペットガイドの分解整備が可能になる。
【０１５７】
（変形例４）
この例では吸気バルブを強制開閉するが、閉カム側をロッカアーム式に構成するとともに、吸気側の開カムおよび閉カムシャフトを近接配置し、プラグホールを閉カムシャフトと排気側のカムシャフトの間に配置する。なお、吸気側においてはスイングアーム式あるいは直打式のいずれであってもよい。
【０１５８】
この例によれば、アクセルフォークをコンパクトにすることができ、剛性を高めるとともに、開閉カムを正確に同調させることができる。また、装置重量やコストを低減することができる。さらに、閉カム駆動ギヤをコンパクトにするとともに、アイドルギヤを廃止することができる。
【０１５９】
また、この例ではプラグホールを前後面視にてシリンダ軸線に対して傾斜させ、側面視にては閉タペットローラ軌跡とオーバラップさせる。
これによりＶバンク角を小さくすることができ、シリンダヘッドをコンパクト化するとともに、燃焼室容積に対する表面積（ＳＶ値）を小さくして燃焼効率や出力を向上させる。
【０１６０】
以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
たとえば上記実施形態で説明した具体的な数値例等は、必ずしもこれに限定されず、必要に応じて変更可能である。また、各実施形態において、２気筒エンジンの場合の例を説明したが、本発明は単気筒または３気筒以上のエンジンに対しても有効に適用可能である。
【０１６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、この種の動弁装置においてアクセル開度に応じてバルブリフト量、作動角およびリフトタイミングを無段階可変制御する。この場合、特に吸気バルブを押上げ駆動するためバルブスプリングを廃止することができ、バルブ駆動時の機械的損失を大幅に減少する。また、開カムシャフトおよび閉カムシャフトによりカム軸を２元化したことで、開カムおよび閉カムのカム軸方向寸法を大きくとることができる。これにより滑らかなバルブリフト特性を実現可能である。この場合、単一のタペットローラを用いることでタペット重量を軽量化し、吸排気バルブの高リフト化および高加速度化が可能になる。
【０１６２】
また、たとえば特に開カム、タペットローラおよび閉カムが吸気バルブのバルブステムの軸方向に沿って直線状に配置される。このような配置関係によりバルブリフタの作動方向をバルブステムの方向と合致させ、実質的に直打式バルブを構成することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例に係るエンジンまわりを含む自動二輪車の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の動弁装置に係るカムシャフトの回転駆動系を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るバルブリフタの構成例を示す正面図および側面図である。
【図６】本発明の実施形態におけるバルブステムおよびバルブリフタの結合構造例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図９】図７のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１０】図７のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明の実施形態におけるバルブステムおよびバルブリフタの結合構造例を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図１３】図１２のＧ−Ｇ線およびＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図１４】図１２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図１６】図１５のＪ−Ｊ線およびＫ−Ｋ線に沿う断面図である。
【図１７】図１５のＬ−Ｌ線に沿う断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態における動弁装置の要部側断面図である。
【図１９】図１８のＭ−Ｍ線およびＮ−Ｎ線に沿う断面図である。
【図２０】図１８のＯ−Ｏ線に沿う断面図である。
【図２１】図１８のＮ−Ｐ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ エンジンユニット、２ シリンダヘッド、２ａ シリンダヘッドカバー、３ドライブスプロケット、４ カムチェーン、５ チェーンガイド、６ チェーンテンショナ、７ テンショナアジャスタ、８ プラグオール、９ 吸気ポート、１０ 動弁装置、１１ 開カム、１２ 閉カム、１３ 開カムシャフト、１４ 閉カムシャフト、１５，１６ ベアリング、１７，１８ ボール、１９ スプロケット、２０，２１ ギヤ、２２ アイドルギヤ、２３ バルブリフタ、２４ ガイドピン、２５ タペットローラ、２７ 吸気バルブ、２７ａ バルブステム、２８ バルブガイド、２９ アジャストボルト、３０ ロックナット、３１ アクセルシャフト、３２ アクセルフォーク、３３ ドリブンギヤ、３４ アクセルモータ、３５ ドライブギヤ、３６，３８ ベアリング、３７，３９ フォークガイド、４０ ピン、４１ 位相センサ、４２ ロッカアーム、４３ ロッカシャフト、４４ ピン、４５ ローラ、４６ アジャストナット、４７ タペットガイド、４８ シールスプリング、４９ ロックナット、５０ スイングアーム、５１ スイングアームシャフト、５４ プラグホールパイプ、５６ 溝カム、５７ タペット、５８ ローラ、５９ ガイドシャフト、１００ 自動二輪車、１０１ 車体フレーム、１０２ ステアリングヘッドパイプ、１０３ フロントフォーク、１０４ ハンドルバー、１０６ 前輪、１０８ ブレーキディスク、１０９ スイングアーム、１１０ リヤショックアブソーバ、１１１ 後輪、１１２ チェーン、１１３ ドリブンスプロケット、１１４ エアクリーナ、１１５ 吸気管、１１６ 排気管、１１７ 燃料タンク、１１８ シート、１１９ シートカウル、１２０ ヘッドランプ、１２１ メータユニット、１２５ ラジエータ。
Claims (10)
- カム高さとカム作用角が連続的に変化するように形成され、カムシャフトと一体回転するとともにその軸方向に相対移動可能に構成された立体カムと、前記カムのカム面に押圧されてバルブを進退させるバルブリフタとを備えた動弁装置であって、
前記立体カムとして、前記バルブを開弁する開カムおよび前記バルブを閉弁する閉カムを含むとともに、前記カムシャフトとして、前記開カムおよび前記閉カムをそれぞれスライド自在に支持する相互に平行配置された開カムシャフトおよび閉カムシャフトを含み、
前記開カムと前記閉カムの間にそれらの双方に摺接する前記バルブリフタの回転摺接部を介置したことを特徴とする動弁装置。 - 前記バルブのバルブステムの軸方向に沿って、前記開カムシャフト、前記閉カムシャフトおよび回転摺接部を並設し、前記閉カムシャフトをシリンダの燃焼室寄りに配置したことを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
- 前記バルブリフタは、前記バルブのリフト方向と平行に配設されたガイドピンに沿って移動可能に保持され、前記バルブリフタの内方に前記閉カムシャフトを配置することを特徴とする請求項２に記載の動弁装置。
- 前記バルブリフタは、揺動軸のまわりに揺動可能に支持されたロッカアームを含み、該ロッカアームはその一端に前記回転摺接部を有するとともに、他端で前記バルブに結合することを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
- 前記揺動軸を前記バルブステムの上方かつ外側に配置するとともに、前記回転摺接部を前記揺動軸よりも上方に配置し、前記回転摺接部の外側および内側にそれぞれ、前記開カムシャフトおよび前記閉カムシャフトを配置することを特徴とする請求項４に記載の動弁装置。
- 前記バルブリフタは、前記バルブとプラグホールの間に配置された揺動軸のまわりに揺動可能に支持されスイングアームを含み、該スイングアームはその先端で前記バルブに結合するとともに、途中適所に前記回転摺接部を有し、前記スイングアームを挟んでその上方に前記開カムシャフトを配置し、下方に前記閉カムシャフトを配置することを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
- 前記閉カムシャフトは、エンジンのクランク軸により無端回転手段を介して回転駆動されるとともに、前記開カムシャフトへ回転駆動力を伝達するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の動弁装置。
- 前記開カムシャフトおよび前記閉カムシャフトはアイドルギヤを介して結合し、同一方向に回転駆動されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の動弁装置。
- 前記開カムおよび前記閉カムは、それぞれ前記開カムシャフトおよび前記閉カムシャフトに沿って同期して変位するようにスライド駆動されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の動弁装置。
- 吸気バルブおよび排気バルブにより吸排気を制御するようにした内燃機関であって、
吸気側または排気側に請求項１〜９のいずれか１項に記載の動弁装置を備えたことを特徴とする内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002163124A JP2004011464A (ja) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | 動弁装置およびこれを備えた内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002163124A JP2004011464A (ja) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | 動弁装置およびこれを備えた内燃機関 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| JP2002163124A Pending JP2004011464A (ja) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | 動弁装置およびこれを備えた内燃機関 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105765183A (zh) * | 2013-07-26 | 2016-07-13 | Ibos创新有限公司 | 活塞式机器 |
-
2002
- 2002-06-04 JP JP2002163124A patent/JP2004011464A/ja active Pending
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| EP3025032A4 (en) * | 2013-07-26 | 2017-03-22 | Ibos Innovations Pty Ltd. | Piston machine |
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