JP2009103083A - 動弁装置の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの動弁装置において揺動カム機構と駆動カムとの摺動面の耐久性を向上させる。
【解決手段】本発明の潤滑構造は、エンジンＥの燃焼室５２に連通する吸気ポート２０Ａを開閉するバルブ本体５３を往復運動させる動弁装置５０Ａと、動弁装置５０Ａを潤滑するためのオイルが流れ、該オイルを外部に吐出する吐出口６６ａが形成されたオイルパイプ６６とを備え、動弁装置５０Ａは、エンジンＥのクランク軸２６の回転に連動する駆動カム２４ａと、駆動カム２４ａに接触する従動部材６４と、従動部材６４に取り付けられて従動部材６４の動きをバルブに伝達する揺動部材６１と、従動部材６４と揺動部材６１との間の相対位置を変更させる相対位置変更機構８０とを有し、駆動カム２４ａが１回転する間の少なくとも一部の期間において、オイルパイプ６６の吐出口６６ａが従動部材６４と駆動カム２４ａとの摺動面に向くように配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの燃焼室に連通するポートを開閉するバルブを往復運動させる動弁装置の潤滑構造に関するものである。

エンジンの可変バルブタイミング制御装置は、クランク軸の回転に連動して回転する駆動カムの回転運動を揺動カム機構によりバルブの往復運動に変換すると共に、揺動カム機構の揺動角範囲を変更することでエンジン回転数に応じたバルブタイミング制御を可能とするものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１８０２３２号公報

しかしながら、可変バルブタイミング制御装置は、バルブを往復運動させるために、駆動カムが他部材に与える押圧力が大きく、カム摺動面に発生する摺動摩擦力が大きくなる。これによって、駆動カムと他部材とが摺動するカム摺動面が磨耗しやすく、耐久性が低くなる場合がある。

そこで本発明は、エンジンの動弁装置において揺動カム機構と駆動カムとの摺動面の耐久性を向上させることを目的としている。

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る動弁装置の潤滑構造は、エンジンの燃焼室に連通するポートを開閉するバルブを往復運動させる動弁装置と、前記動弁装置を潤滑するための潤滑液が流れ、該潤滑液を吐出する吐出口が設けられた吐出手段とを備え、前記動弁装置は、前記エンジンのクランク軸の回転に連動する駆動カムと、前記駆動カムに接触する従動部材と、前記従動部材に取り付けられて前記従動部材の動きを前記バルブに伝達する揺動部材と、前記従動部材と前記揺動部材との間の相対位置を変更させる相対位置変更機構とを有し、前記駆動カムが１回転する間の少なくとも一部の期間において、前記吐出手段の前記吐出口が、前記従動部材と前記駆動カムとの摺動面に向くように配置されていることを特徴とする。

前記構成によれば、従動部材と揺動部材との間の相対位置が変更可能な動弁装置の動作中においても、吐出手段の吐出口から吐出された潤滑液が、従動部材と駆動カムとの摺動面に直接的に着地可能であるので、該摺動面に潤滑液が十分に供給されて油膜厚さが安定して維持される。したがって、摩耗等に対する耐久性をより向上させることができる。なお、前記摺動面は、従動部材と駆動カムとが摺動する際の互いの接触面であり、吐出口から吐出される潤滑液は従動部材及び駆動カムの少なくとも一方の摺動面に着地すればよい。

前記駆動カムが設けられた駆動カム軸を回転自在に支持する軸支持体をさらに備え、前記軸支持体は、前記吐出手段を支持していてもよい。

前記構成によれば、吐出手段を支持するための部材を別途設ける必要がなくなり、部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる。

前記軸支持体は、前記エンジンのシリンダヘッドの上面に突設し、下軸受凹部を有する下支持部材と、前記下支持部材に上方から取り付けられ、前記下軸受凹部と対面する上軸受凹部を有する上支持部材とを備え、前記駆動カム軸は、前記下軸受凹部と前記上軸受凹部との間に配置され、前記吐出手段は前記下支持部材に支持されていてもよい。

前記構成によれば、吐出手段が下支持部材に取り付けられることとなるので、上支持部材を下支持部材から取り外しても、潤滑液パイプは取付状態を維持することができる。よって、駆動カム軸の着脱時に潤滑液パイプを着脱せずに済み、メンテナンス性が良好となる。

前記吐出手段は、前記摺動面に対応する位置で開口した前記吐出口を有する潤滑液パイプにより構成されていてもよい。

前記構成によれば、潤滑液パイプに形成された吐出口から内部を流通する潤滑液が吐出されるので、構造を簡素化することができる。

前記エンジンは、並べて配置された複数の燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートとを有し、前記吸気ポートに対応する前記動弁装置が前記燃焼室の列を挟んだ一側にて該列と略平行に１列に設けられ、前記排気ポートに対応する前記動弁装置が前記燃焼室の列を挟んだ他側にて該列と略平行に１列に設けられ、前記潤滑液パイプが、前記吸気ポートに対応する前記動弁装置の列と前記排気ポートに対応する前記動弁装置の列との間で前記各列に沿って延在していてもよい。

前記構成によれば、吸気用の動弁装置の列と排気用の動弁装置との間の中央空間に潤滑液パイプが配置されるので、潤滑液パイプを配置するためのスペースを余分に形成する必要がなく、エンジンの大型化を防止することができる。

前記吐出手段の前記吐出口は、前記従動部材の変位量が最大となる先端部寄りに配置されていてもよい。

前記構成によれば、吐出手段の吐出口が、従動部材のうち変位量が最大の箇所である先端部寄りに配置されているので、吐出される潤滑液の軌跡が多少変化しても、従動部材の運動中のいずれかの位置で潤滑液が従動部材の摺動面に到達し、摺動面を安定的に潤滑することができる。

前記バルブには、前記ポートを閉じる方向に付勢するバルブ用スプリングが設けられ、前記相対位置変更機構には、前記従動部材を前記駆動カムに向けて付勢する従動用スプリングが設けられていてもよい。

前記構成によれば、駆動カムは、バルブ用スプリングの付勢力だけでなく更に従動用スプリングの付勢力にも抗して駆動する必要が生じるため、摺動面の面圧が高くなりやすいが、そのような場合に特に効果的に摩耗等に対する耐久性を向上させることができる。

前記相対位置変更機構は、前記揺動部材を揺動自在に支持する制御軸と、前記従動部材を前記揺動部材に対して角変位自在に接続する連結ピンと、前記制御軸の一部に回転自在に設けられて前記従動部材を前記駆動カムからの力に抗して支持する操作片とをさらに有し、前記制御軸が角変位して前記操作片の位置が変化することで、前記連結ピンを支点として前記従動部材と前記揺動部材との間の相対位置が変更される構成であってもよい。

前記構成によれば、従動部材が前記駆動カムから力を受ける力点と、揺動部材がバルブのタペットへ力を与える作用点との位置関係が変更され、バルブの動作タイミングが変更可能である。その際、操作片自身が回転することで従動部材と操作片との間での摺動が抑制され、摩耗等に対する耐久性が向上する。また、制御軸に別体の操作片が取り付けられる構成であるため、操作片を大きさの異なるものと交換するだけで、従動部材と揺動部材との間の初期相対位置関係を容易にチューニングすることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従動部材と駆動カムとの摺動面における摩耗等に対する耐久性を向上させることができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るエンジンＥを搭載した自動二輪車１の右側面図である。なお、以下の実施形態で用いる方向の概念は、自動二輪車１に搭乗したライダーＲから見た方向の概念と一致するものとして説明する。

図１に示すように、自動二輪車１は前輪２と後輪３とを備え、前輪２は略上下方向に延びるフロントフォーク５の下部にて回転自在に支持され、該フロントフォーク５は、その上端部に設けられたアッパーブラケット（図示せず）と該アッパーブラケットの下方に設けられたアンダーブラケットとを介してステアリング軸（図示せず）に支持されている。該ステアリング軸はヘッドパイプ６によって回転自在に支持されている。該アッパーブラケットには左右へ延びるバー型のステアリングハンドル４が取り付けられている。従って、ライダーＲはステアリングハンドル４を回動操作することにより、前記ステアリング軸を回転軸として前輪２を所望の方向へ転向させることができる。

ヘッドパイプ６からは車体の骨格を構成する左右一対のメインフレーム７が後方へ延設されており、該メインフレーム７の後部からは、ピボットフレーム８が下方へ延設されている。このピボットフレーム８に設けられたピボット９には、スイングアーム１０の前端部が軸支されており、該スイングアーム１０の後端部には後輪３が回転自在に支持されている。

メインフレーム７の上方であってステアリングハンドル４の後方には燃料タンク１２が設けられ、該燃料タンク１２の後方には騎乗用のシート１３が設けられている。また、左右のメインフレーム７間の下方にはエンジンＥが搭載されている。エンジンＥの出力は、チェーン（図示せず）を介して後輪３へ伝えられ、該後輪３が回転駆動することによって自動二輪車１に推進力が付与される。また、自動二輪車１の前部分、即ち、ヘッドパイプ６、メインフレーム７の前部、エンジンＥの側方部分を覆うようにして、一体的に形成されたカウリング１９が設けられている。ライダーＲは、シート１３に跨って自動二輪車１に搭乗し、ステアリングハンドル４の端部に設けられたグリップ４ａを握り、且つエンジンＥの後部近傍に設けられたステップ１４に足を載せて走行する。

図２は図１に示すエンジンＥを拡大して一部断面化した右側面図である。図２に示すように、エンジンＥは、シリンダヘッド２０、シリンダヘッドカバー２１、シリンダブロック２２及びクランクケース２３を備えており、並列四気筒でダブル・オーバーヘッド・カムシャフト式（DOHC式）のエンジンである。シリンダヘッド２０の後部には、各気筒に夫々対応して吸気ポート２０Ａが斜め後上方へ開口して設けられ、シリンダヘッド２０の前部には排気ポート２０Ｂが前方へ開口して設けられている。エンジンＥのシリンダヘッド２０の上部には吸気側の駆動カム軸２４と排気側の駆動カム軸２５とが配置され、これらの駆動カム軸２４，２５は、軸支持体４９（図３参照）に回転自在に保持されている。そして、軸支持体４９の上方には更にシリンダヘッドカバー２１が被せられ、シリンダヘッド２０に固定されている。

シリンダヘッド２０の下部には、ピストン（図示せず）を収容するシリンダブロック２２が接続され、更にシリンダブロック２２の下部には、車幅方向に沿って設けられたクランク軸２６を収容するクランクケース２３が接続されている。これらシリンダヘッド２０、シリンダヘッドカバー２１、シリンダブロック２２、及びクランクケース２３の右壁部には、クランク軸２６の回転動力を駆動カム軸２４，２５に伝達する回転伝達機構２８が収容されるチェーントンネル２７が形成されている。また、クランクケース２３の下部には潤滑用又は油圧駆動装置用のオイル（潤滑液）を溜めるオイルパン２９が設けられ、クランクケース２３の前部には、オイルパン２９から吸い上げたオイルを浄化するオイルフィルタ３０が設けられている。

回転伝達機構２８は、吸気カムスプロケット３１、排気カムスプロケット３２、クランクスプロケット３３及びタイミングチェーン３４を備えている。詳しくは、吸気側の駆動カム軸２４の右側の端部がチェーントンネル２７内に突出しており、この端部に吸気カムスプロケット３１が設けられている。また、排気側の駆動カム軸２５の右側の端部がチェーントンネル２７内に突出しており、この端部に排気カムスプロケット３２が設けられている。更に、クランク軸２６の右側の端部がチェーントンネル２７内に突出しており、この端部にクランクスプロケット３３が設けられている。

吸気カムスプロケット３１、排気カムスプロケット３２及びクランクスプロケット３３には、タイミングチェーン３４が巻き掛けられており、クランクスプロケット３３が回転すると、吸気カムスプロケット３１及び排気カムスプロケット３２がこれに連動回転するようになっている。従って、吸気カムスプロケット３１、排気カムスプロケット３２、クランクスプロケット３３及びタイミングチェーン３４から構成される回転伝達機構２８により、クランク軸２６の回転動力が駆動カム軸２４，２５へ伝達される。したがって、駆動カム軸２４，２５は、クランク軸２６に同期して、クランク軸２６の回転周期の１／２の周期で回転する。

チェーントンネル２７内には、可動チェーンガイド３５と固定チェーンガイド３６とが設けられている。固定チェーンガイド３６は、タイミングチェーン３４の前側にて上下方向に延設され、クランクスプロケット３３の前方近傍位置から排気カムスプロケット３２の下方近傍まで延びている。この固定チェーンガイド３６は、長手方向に沿って後部に形成された溝（図示せず）により、タイミングチェーン３４を前方から支持している。

可動チェーンガイド３５は、タイミングチェーン３４の後側にて上下方向に延設され、その下端部は、クランクスプロケット３３の上方近傍にてクランクケース２３の右壁部に枢支され、その上端部は、吸気カムスプロケット３１の下方近傍に位置している。可動チェーンガイド３５は、シリンダヘッド２０の後壁部に設けられた油圧式テンショナー３７により、その上部が前方へ付勢されており、タイミングチェーン３４を後方から支持して該タイミングチェーン３４に適度な張力を与えている。

クランク軸２６の右側部分には、クランク軸２６の回転を出力するための出力ギヤ３８が、クランク軸２６と一体的に回転可能に設けられている。クランクケース２３の後部はトランスミッション室３９になっており、その内部にはクランク軸２６と略平行にインプット軸４０とアウトプット軸（図示せず）が収容されている。インプット軸４０及びアウトプット軸には複数のギヤ４１が取り付けられ、トランスミッション４２を構成している。インプット軸４０の右側の端部には、クランク軸２６の出力ギヤ３８に噛合する入力ギヤ４３がインプット軸４０と一体的に回転可能に設けられている。従って、エンジンＥの動力は、クランク軸２６から出力ギヤ３８及び入力ギヤ４３を介してインプット軸４０へ伝えられ、更にトランスミッション４２により回転速度が変速されて後輪３（図１）へ出力される。

エンジンＥはトロコイドロータ式のオイルポンプ４４を備えている。オイルポンプ４４は、トランスミッション４２のインプット軸４０に設けられたポンプ駆動ギヤ４５に噛合するポンプ従動ギヤ４６を備え、クランク軸２６の回転に伴ってオイルポンプ４４が駆動される。そして、エンジンＥには、オイルポンプ４４によってオイルパン２９から汲み上げられたオイル４７を各所へ送るための潤滑又は油圧用のオイル通路が設けられている。

図３は図１に示すエンジンＥの動弁装置５０Ａ，５０Ｂ等を拡大して表した断面図である。図３に示すように、シリンダヘッド２０には、燃焼室５２を吸気ポート２０Ａに対して開放／閉塞させる吸気バルブ機構５１Ａと、燃焼室５２を排気ポート２０Ｂに対して開放／閉塞させる排気バルブ機構５１Ｂとが設けられている。燃焼室５２は、図３の紙面奥方向に１列に並べて４つ配置されている。吸気バルブ機構５１Ａは吸気側の動弁装置５０Ａにより開閉動作（往復動作）し、排気バルブ機構５１Ｂは排気側の動弁装置５０Ｂにより開閉動作（往復動作）する。以下、吸気側と排気側とでバルブ機構５１Ａ，５１Ｂ及び動弁装置５０Ａ，５０Ｂは略同一構造であるため、吸気側について代表して説明する。

吸気バルブ機構５１Ａは、公知の構造であり、吸気ポート２０Ａを開閉するフランジ部５３ａと、フランジ部５３ａから上方に延びるステム部５３ｂとを有するバルブ本体５３を備えている。ステム部５３ｂの上端部には溝が形成され、その溝にコッター５６が挟み込まれ、コッター５６にスプリングリテーナ５５が取り付けられている。そして、シリンダヘッド２０の上面には、スプリングシート５４が取り付けられており、スプリングシート５４とスプリングリテーナ５５との間にバルブ用スプリング５７が介装されている。よって、バルブ用スプリング５７によりバルブ本体５３が上方に向けて付勢され、吸気ポート２０Ａが閉塞される。また、コッター５６の上面にはタペット５８が取り付けられている。

動弁装置５０Ａは、エンジンＥのクランク軸２６の回転に連動する駆動カム軸２４と、駆動カム軸２４に固定された駆動カム２４ａと、駆動カム２４ａに接触して駆動カム２４ａの動きを吸気バルブ機構５１Ａのタペット５８に伝達する揺動カム機構４８とを備えている。

図４は図３に示す揺動カム機構４８の要部斜視図である。図５は図４に示す揺動カム機構４８の別の角度から見た要部斜視図である。図３乃至５に示すように、揺動カム機構４８は、駆動カム２４ａと接触する従動部材６４と、従動部材６４に取り付けられて吸気バルブ機構５１Ａのタペット５８を押圧する揺動部材６１と、従動部材６４と揺動部材６１との間の相対位置を変更させる相対位置変更機構８０とを有している。相対位置変更機構８０は、揺動部材６１を揺動自在に支持する制御軸６０と、従動部材６４を揺動部材６１に対して角変位自在に接続する連結ピン６５と、制御軸６０の一部に回転自在に設けられて従動部材６４を駆動カム２４ａからの力に抗して支持するローラ６２（操作片）と、従動部材６４を駆動カム２４ａに向けて付勢する従動用スプリング７０とを有している。

揺動部材６１は、制御軸６０に回転自在に外嵌される円環部６１ａを有している。円環部６１ａの下部には、排気バルブ機構５１Ｂ側に向けて爪状の揺動部６１ｂが突出している。揺動部６１ｂは、略円弧状の揺動部摺動面が形成される略扇状に形成され、円環部６１ａから半径方向外方に突出する。揺動部摺動面は、円環部６１ａの軸線に垂直な平面に沿って形成され、一端部から他端部に進むにつれて円環部６１ａ中心までの距離が変化する。円環部６１ａの上部には、周方向に切り欠かれた切欠部６１ｅが形成されている。円環部６１ａにおける切欠部６１ｅの両側には、上方やや排気バルブ機構５１Ｂ側に向けて一対のピン支持部６１ｃ，６１ｄが突出している。そのピン支持部６１ｃ，６１ｄには、連結ピン６５が挿通される貫通孔６１ｆが形成されている。したがって、ピン支持部６１ｃ，６１ｄは、円環部６１ａに一体に固定され、ピン支持部６１ｃ，６１ｄの貫通孔６１ｆは、揺動部摺動面を含む仮想円の中心寄りに配置される。ピン支持部６１ｃ，６１ｄは、連結ピン６５を介して貫通孔６１ｆの軸線回りに従動部材６４を角変位可能に支持する。ローラ６２の軸線は、制御軸６０の軸線から偏心した位置に配置され、制御軸６０から半径方向外方に部分的に突出する。揺動部材６１の切欠部６０ａにローラ６２が遊嵌配置されることで、制御軸６０は、従動部材６４に対してその中心回りに角変位することができる。

従動部材６４は、連結ピン６５が挿通される円環状の支持部６４ａを有している。支持部６４ａには、上方やや排気バルブ機構５１Ｂ側に向けて爪状の従動部６４ｂが突出している。したがって、従動部６４ｂは、略円弧状の従動部摺動面が形成される略扇状に形成され、支持部６４ａから半径方向外方に突出する。従動部摺動面は、支持部６４ａの軸線に垂直な平面に沿って形成され、一端部から他端部に進むにつれて、支持部６４ａ中心までの距離が変化する。

支持部６４には、ローラ６２に当接するレバー部６４ｃが下方に突出している。レバー部６４ｃは、支持部６４ａに対して従動部６４ｂと反対側に配置される。レバー部６４ｃのローラ当接面と、従動部６４ｂの従動部摺動面とは、大略的に１つの仮想円弧に沿って延びる。また、前記仮想円弧の内側に支持部６４ａが配置される。レバー部６４ｃは、揺動部材６１の切欠部６１ｅの切欠空間に遊嵌配置される。レバー部６４ｃがローラ６２に当接することで、ローラ当接後にさらに、従動部材６４がピン支持部６１ｃ、６１ｄ回りに角変位することが阻止される。また、制御軸６０にはコイル状の従動用スプリング７０が外嵌されている。従動用スプリング７０の一端部７０ａは連結ピン６５に巻き掛けられており、他端部７０ｂは一端部７０ａと反対方向に延出されている。そして、従動用スプリング７０の他端部７０ｂは、後述する下軸受凹部６７ｂの下面とシリンダヘッド２０の上面との間に挟まれて保持されている。

制御軸６０には、従動部材６４に対応する位置に切欠部６０ａが形成されており、その切欠部６０ａにローラ６２が配置されている。ローラ６２は、制御軸６０の内部で軸線方向に貫通配置された軸６３により回転自在に支持されている。そして、制御軸６０の回転によりローラ６２の位置が変化し、従動部材６４のレバー部６４ｃのローラ６２への当接位置が変化することで、連結ピン６５を支点として従動部材６４と揺動部材６１との間の相対位置が変更される構成となっている。言い換えると、制御軸６０が角変位することによって、制御軸６０の軸線回りに関して、従動部材６４の角変位阻止される位置が変化する。これに対して、揺動部材６１は制御軸６０の角変位にかかわらず、制御軸６０の軸線回りの角変位位置が変化しない。したがって、制御軸６０が角変位することによって、揺動部材６１と従動部材６４との制御軸６０回りの周方向の相対位置関係が変化する。

図３に示すように、シリンダヘッド２０の上面には、駆動カム軸２４を回転自在に支持する軸支持体４９が設けられている。軸支持体４９は、シリンダヘッド２０の上面に突設する下支持部材６７と、下支持部材６７に上方からボルト６９により取り付けられる上支持部材６８とを備えている。下支持部材６７は断面半円状の下軸受凹部６７ｂを有すると共に、上支持部材６８は下軸受凹部６７ｂと対面する断面半円状の上軸受凹部６８ａを有している。そして、下軸受凹部６７ｂと上軸受凹部６８ａとで形成される断面円形状の空間に駆動カム軸２４が回転自在に挿入されている。

さらに、下支持部材６７は、駆動カム軸２４の軸線方向に沿って貫通する挿通孔６７ａを有し、挿通孔６７ａにオイルパイプ６６（潤滑液パイプ）が挿通されている。つまり、オイルパイプ６６は、吸気側の動弁装置５０Ａと排気側の動弁装置５０Ｂとの間に一対設けられている。このオイルパイプ６６の周壁にはパイプ軸線方向に間隔をあけて複数の吐出口６６ａが開口している。これら吐出口６６ａは、パイプ軸線方向に間隔をあけて動弁装置５０Ａに対応する位置に形成されており、オイルパイプ６６内を流れるオイルを動弁装置５０Ａに向けて吐出する。

また、オイルパイプ６６の各吐出口６６ａは、従動部材６４の爪状の従動部６４ｂの先端部側に対向してそれぞれ配置されている。即ち、吸気バルブ機構５１Ａ用のオイルパイプ６６は、吸気バルブ機構５１Ａと排気バルブ機構５１Ｂとの間の中央空間に配置されている。そして、揺動カム機構４８の可動範囲の少なくとも１つの位置で、オイルパイプ６６の吐出口６６ａが、互い摺動する従動部材６４の従動部６４ｂと駆動カム２４ａとの接触面である摺動面に向くように配置されている。

具体的には、各吐出口６６ａは、駆動カム軸２４，２５が１回転する間に、従動部６４ｂの先端部が最下方に位置する点よりも上方に配置され、吐出口６６ａから吐出されるオイルが従動部６４ｂに対して上方からかかるようになっている。また、オイルパイプ６６は、駆動カム２４ａと従動部材６４との可動範囲外（動作軌跡外）であって、可及的に駆動カム２４ａに近接した位置に配置されており、吐出口６６ａから吐出されたオイルが従動部６４ｂと駆動カム２４ａとの摺動面にかかり易くなっている。

また、上下方向に関しては、オイルパイプ６６は、駆動カム軸２４と制御軸６０との間に位置しており、駆動カム２４ａと従動部６４ｂの両方にかかるようになっている。さらに、従動部６４ｂの摺動面のうちの支持部６４ａ寄りとなる基端側領域と、駆動カム２４ａとが接触した状態で、従動部６４ｂの先端寄りから駆動カム２４ａの摺動面と従動部６４ｂの摺動面とで囲まれる空間にオイルが吐出される。以上のように、オイルパイプ６６は、オイルを摺動面に導く案内手段となる。

図６は図３に示すエンジンＥのヘッドカバー２１を外した状態の平面図である。図７は図６に示すエンジンＥの上支持部材６８及び駆動カム軸２４，２５をさらに外した状態の平面図である。図６に示すように、１列に並べられた４つの燃焼室５２の一方側に吸気用の動弁装置５０Ａが１列に配置され、他方側に排気用の動弁装置５０Ｂが１列に配置されている。また、動弁装置５０Ａ，５０Ｂの列方向に沿って駆動カム軸２４，２５が延在しており、その駆動カム軸２４，２５はチェーントンネル２７内のカムスプロケット３１，３２に夫々接続されている。

また、図７に示すように、動弁装置５０Ａ，５０Ｂの列方向に沿って制御軸６０が延在している。エンジンＥのチェーントンネル２７と反対側の端部にはギヤ室７１が設けられており、そのギヤ室７１に制御軸６０と噛合される制御ギヤ７４が配置されている。この制御ギヤ７４はエンジンＥに付設されたモータ７３により駆動される。即ち、モータ７３が制御ギヤ７４を駆動することで制御軸６０が回転する。モータ７３は図示しないＥＣＵ（電子制御ユニット）により制御される。

そして、図６及び７に示すように、一対のオイルパイプ６６が、吸気側の動弁装置５０Ａと排気側の動弁装置５０Ｂとの間の中央空間において、動弁装置５０Ａ，５１Ａの列方向、即ち、駆動カム軸２４及び制御軸６０の軸線方向に沿って延在配置されている。また、オイルパイプ６６の一端部は、シリンダヘッド２０の上面に設けられたパイプ接続部７２に結合されている。パイプ接続部７２は、オイルポンプ４４によってオイルパン２９から汲み上げられたオイルが供給されるオイル供給路（図示せず）を有しており、オイルパイプ６６にオイルを供給している。

次に、揺動カム機構４８の動作原理について説明する。図８は図３に示す動弁装置５０Ａの通常時における動作を説明する図面である。図８に示すように、駆動カム２４ａの先端部が上限に位置するリフト量がゼロの時点において、従動部材６４が従動用スプリング７０（図４参照）により連結ピン６５を介して駆動カム２４ａに押し付けられるように付勢されている。その際、従動部材６４のレバー部６４ｃがローラ６２に当接しているので、従動部６４ｂが揺動部６１ｂに対して近づくように従動部材６４が連結ピン６５を支点として回転するのが防がれている。

そして、駆動カム２４ａが図８中反時計回りに回転することで、従動部材６４が駆動カム２４ａにより押し下げられる。その際、従動部材６４は連結ピン６５により揺動部材６１に結合されているので、揺動部材６１が、その円環部６１ａを制御軸６０の外周面に摺動させながら制御軸６０周りに揺動する。これにより、揺動部材６１の揺動部６１ｂがタペット５８を押し下げ、バルブ本体５３が下方に進出（リフト）して吸気ポート２０Ａを開放する。

そして、前記のように動作する揺動カム機構４８の可動範囲の少なくとも１つの位置で、オイルパイプ６６の吐出口６６ａが従動部材６４と駆動カム２４ａとの摺動部分に向くようにオイルパイプ６６は配置されている。これにより、動弁装置５０Ａの動作中において、オイルパイプ６６の吐出口６６ａから吐出されたオイル４７が、従動部材６４と駆動カム２４ａの摺動面に直接的に着地するので、摺動面にオイル４７が十分に供給されて摺動面における油膜厚さが安定的に維持される。したがって、動弁装置５０Ａの摩耗等に対する耐久性をより向上させることができる。

図９は図３に示す動弁装置５０Ａの角度変更時における動作を説明する図面である。図９に示すように、制御軸６０が図９中反時計回りに回転すると、それに伴ってローラ６２も移動する。これにより、ローラ６２に対する従動部材６４のレバー部６４ｃの当接位置が変化し、従動部材６４と揺動部材６１とのなす角（相対位置）が変更される。よって、揺動部材６１によりタペット５８を介して押し下げられるバルブ本体５３の動作タイミング及びリフト量が変更される。具体的には、従動部６４ｂと揺動部６１ｂとのなす角が小さくなり、バルブ本体５３の弁開放時間及びリフト量が小さくなる。そして、図９のように動弁装置５０Ａの角度が変更された場合でも、揺動カム機構４８の可動範囲の少なくとも１つの位置で、オイルパイプ６６の吐出口６６ａが従動部材６４と駆動カム２４ａとの摺動部分に向くようにオイルパイプ６６は配置されている。

以上に説明した構成によれば、特に高回転域の回転数で運転されることの多い自動二輪車１に可変バルブタイミング式の動弁装置５０Ａ，５０Ｂが適用されており、動弁装置５０Ａ，５０Ｂを構成する部品の連結箇所等だけでなく、揺動カム機構４８と駆動カム２４ａとの摺動面に供給されるオイル量を十分に確保し、油膜厚さを安定して維持することが望まれている。そこで、前述した自動二輪車１では、動弁装置５０Ａ，５０Ｂの動作中において、オイルパイプ６６の吐出口６６ａから吐出されたオイル４７が、従動部材６４と駆動カム２４ａとの摺動面に直接的に着地する構成となっている。よって、摺動面にオイル４７が十分に供給され、摩耗等に対する耐久性をより向上させることができる。

また、オイルパイプ６６は、軸支持体４９に設けられた挿通孔６７ａに挿通されているので、オイルパイプ６６を支持するための部材を別途設ける必要がなくなり、部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる。さらに、オイルパイプ６６は軸支持体４９のうち下支持部材６７に取り付けられ、上支持部材６８を下支持部材６７から取り外してもオイルパイプ６６の取付状態は維持されるので、上支持部材６８の着脱時にオイルパイプ６６を着脱せずに済み、メンテナンス性が良好となる。

また、一対のオイルパイプ６６は、吸気用の動弁装置５０Ａの列と排気用の動弁装置５０Ｂとの間の中央空間に配置されているので、オイルパイプ６６を配置するためのスペースを余分に形成する必要がなく、エンジンＥの大型化を防止することができる。さらに、オイルパイプ６６の吐出口６６ａは、従動部材６４のうち変位量が最大の箇所である先端部側に配置されているので、吐出されるオイルの軌跡が多少変化しても、従動部材６４の運動中のいずれかの位置でオイルが従動部材６４の摺動面に到達し、摺動面を安定的に潤滑することができる。

また、従動部材６４のレバー部６４ｃが当接するローラ６２は軸６３周りに回転自在であるので、従動部材６４とローラ６２との間での摩擦動作が抑制され、互いの摩耗が防止されて耐久性が向上する。さらに、ローラ６２は制御軸６０とは別体であるので、ローラ６２を外径の異なるものと交換するだけで、従動部材６４と揺動部材６１との間の初期相対位置関係を容易にチューニングすることが可能となる。

なお、前記実施形態の動弁装置５０Ａ，５０Ｂは、リフト量を可変としているが、位相や作動角を可変としてもよい。また、前記実施形態では、吐出手段として吐出口６６ａを有するオイルパイプ６６が用いられているが、その代わりに、例えばオイルを吐出するノズル装置やインジェクタ等を用いてもよい。また、前記実施形態では自動二輪車を例に説明したが、他の乗り物に適用してもよい。また、本発明に係る動弁装置の潤滑構造は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。

以上のように、本発明に係る動弁装置の潤滑構造は、摩耗等による耐久性がより向上する効果を有し、この効果の意義を発揮できる自動二輪車等の乗り物の可変バルブタイミング制御装置等に広く適用すると有益である。

本発明の第１実施形態に係る動弁装置の潤滑構造を有した自動二輪車の右側面図である。 図１に示すエンジンを拡大して一部断面化した右側面図である。 図１に示すエンジンの動弁装置等を拡大して表した断面図である。 図３に示す揺動カム機構の要部斜視図である。 図４に示す揺動カム機構の別の角度から見た要部斜視図である。 図３に示すエンジンのヘッドカバーを外した状態の平面図である。 図６に示すエンジンの上支持部材及び駆動カム軸をさらに外した状態の平面図である。 図３に示す動弁装置の通常時における動作を説明する図面である。 図３に示す動弁装置の相対位置変更時における動作を説明する図面である。

符号の説明

２０Ａ 吸気ポート
２０Ｂ 排気ポート
２４，２５ 駆動カム軸
２４ａ 駆動カム
２６ クランク軸
４９ 軸支持体
５０Ａ 動弁装置
５０Ｂ 動弁装置
５１Ａ 吸気バルブ機構
５１Ｂ 排気バルブ機構
５２ 燃焼室
５３ バルブ本体
５７ バルブ用スプリング
５８ タペット
６０ 制御軸
６１ 揺動部材
６２ ローラ（操作片）
６４ 従動部材
６５ 連結ピン
６６ オイルパイプ（潤滑液パイプ）
６６ａ 吐出口
６７ 下支持部材
６７ａ 挿通孔
６７ｂ 下軸受凹部
６８ 上支持部材
６８ａ 上軸受凹部
７０ 従動用スプリング
８０ 相対位置変更機構

Claims (8)

1. エンジンの燃焼室に連通するポートを開閉するバルブを往復運動させる動弁装置と、
   前記動弁装置を潤滑するための潤滑液が流れ、該潤滑液を吐出する吐出口が設けられた吐出手段とを備え、
   前記動弁装置は、前記エンジンのクランク軸の回転に連動する駆動カムと、前記駆動カムに接触する従動部材と、前記従動部材に取り付けられて前記従動部材の動きを前記バルブに伝達する揺動部材と、前記従動部材と前記揺動部材との間の相対位置を変更させる相対位置変更機構とを有し、
   前記駆動カムが１回転する間の少なくとも一部の期間において、前記吐出手段の前記吐出口が、前記従動部材と前記駆動カムとの摺動面に向くように配置されていることを特徴とする動弁装置の潤滑構造。
2. 前記駆動カムが設けられた駆動カム軸を回転自在に支持する軸支持体をさらに備え、
   前記軸支持体は、前記吐出手段を支持している請求項１に記載の動弁装置の潤滑構造。
3. 前記軸支持体は、前記エンジンのシリンダヘッドの上面に突設し、下軸受凹部を有する下支持部材と、前記下支持部材に上方から取り付けられ、前記下軸受凹部と対面する上軸受凹部を有する上支持部材とを備え、
   前記駆動カム軸は、前記下軸受凹部と前記上軸受凹部との間に配置され、
   前記吐出手段は前記下支持部材に支持されている請求項２に記載の動弁装置の潤滑構造。
4. 前記吐出手段は、前記摺動面に対応する位置で開口した前記吐出口を有する潤滑液パイプにより構成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の動弁装置の潤滑構造。
5. 前記エンジンは、並べて配置された複数の燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートとを有し、
   前記吸気ポートに対応する前記動弁装置が前記燃焼室の列を挟んだ一側にて該列と略平行に１列に設けられ、
   前記排気ポートに対応する前記動弁装置が前記燃焼室の列を挟んだ他側にて該列と略平行に１列に設けられ、
   前記潤滑液パイプが、前記吸気ポートに対応する前記動弁装置の列と前記排気ポートに対応する前記動弁装置の列との間で前記各列に沿って延在している請求項４に記載の動弁装置の潤滑構造。
6. 前記吐出手段の前記吐出口は、前記従動部材の変位量が最大となる先端部寄りに配置されている請求項１乃至５のいずれかに記載の動弁装置の潤滑構造。
7. 前記バルブには、前記ポートを閉じる方向に付勢するバルブ用スプリングが設けられ、
   前記相対位置変更機構には、前記従動部材を前記駆動カムに向けて付勢する従動用スプリングが設けられている請求項６に記載の動弁装置の潤滑構造。
8. 前記相対位置変更機構は、前記揺動部材を揺動自在に支持する制御軸と、前記従動部材を前記揺動部材に対して角変位自在に接続する連結ピンと、前記制御軸の一部に回転自在に設けられて前記従動部材を前記駆動カムからの力に抗して支持する操作片とをさらに有し、
   前記制御軸が角変位して前記操作片の位置が変化することで、前記連結ピンを支点として前記従動部材と前記揺動部材との間の相対位置が変更される構成である請求項６に記載の動弁装置の潤滑構造。

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