JP2011085097A - 動弁装置およびこれを備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】動弁装置においてアクセルシャフトのこじれを抑制し、気筒間における３次元カムのスライド量のばらつきを生じさせないようにすることを目的とする。
【解決手段】本発明は、複数気筒にまたがって延設され、各気筒の３次元カム１３がスライド可能に装着されたカムシャフト１１と、カムシャフト１１と平行に配置され、軸方向にスライド可能に支持されたアクセルシャフト５１と、アクセルシャフト５１に固定して設けられ、アクセルシャフト５１のスライドに伴って各気筒の３次元カム１３をそれぞれスライドさせる複数のアクセルフォーク４２とを備え、アクセルシャフト５１は、互いに径方向に微動可能に結合される複数のシャフト部５２、５３により分割構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動二輪車あるいは自動車等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リフト量、リフトタイミングおよび作用角を可変制御する動弁装置およびこれを備えた内燃機関に関するものである。

この種の動弁装置によれば、カムシャフトに支持された、いわゆる３次元カムを軸方向にスライドさせることにより、バルブリフト量が無段階に可変制御される。更に、少なくとも２気筒を並列配置した複数気筒の気筒ごとに、係る動弁装置を有し、多気筒化に対応したものが知られている。

例えば、特許文献１に開示された自動二輪車のエンジンには、車幅方向に並列に２つの気筒が配設されている。このエンジンには、各気筒に対応して配設された３次元カムと、各３次元カムを回動させると共に軸方向のスライドをガイドするカムシャフトと、各３次元カムを軸方向にスライドさせるアクセルシャフトと、３次元カムとアクセルシャフトとを連結するアクセルフォークと、アクセルシャフトを軸方向に駆動するアクセルモータとを備えている。そして、アクセルモータが作動することでアクセルシャフトに形成された送りネジが、アクセルシャフト自体をスライドさせる。アクセルシャフトのスライドによりアクセルフォークが各３次元カムをカムシャフトの軸方向にスライドさせ、バルブリフト量、リフトタイミングおよび作動角を無段階に可変制御する。

しかしながら、特許文献１に開示されたアクセルシャフトは、２気筒間に亘って配設されているために長尺になってしまう。このような長尺のアクセルシャフトの場合、アクセルシャフトに形成された送りネジに径方向の力が加えられたときに、こじれが発生しやすい。また、アクセルシャフトの送りネジは径方向のガタが大きいために、アクセルフォークに大きな負荷がかかったときにアクセルシャフトに倒れが生じてアクセルシャフトの軸受け部分に引っ掛かりが発生してしまう。

一方、特許文献２に開示された自動二輪車のエンジンは、車幅方向に並列に配設された３次元カム同士が連結ロッドによって連結されている。したがって、アクセルシャフトを短くして一方の３次元カムのみをスライドさせることで他方の３次元カムも連動してスライドする。このようにアクセルシャフトを短く構成することで、上述したようなアクセルシャフトの送りネジのこじれやアクセルシャフトの倒れの発生を防止することができる。

特開２００５−１５５４８４号公報 特開２００５−１８８５０２号公報

しかしながら、特許文献２に開示された自動二輪車のエンジンでは、アクセルシャフトのスライドが一方の３次元カムと連結ロッドとを介して他方の３次元カムに伝達されるために、一方の３次元カムと他方の３次元カムとでスライド量がばらついてしまうという問題がある。

本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであって、複数気筒それぞれにおいて３次元カムをスライドさせて、各気筒のバルブのリフト特性を連続可変するようにした動弁装置において、アクセルシャフトのこじれを抑制し、各気筒間における３次元カムのスライド量のばらつきを生じさせないようにすることを目的とする。

本発明に係る動弁装置は、複数気筒それぞれにおいて３次元カムをスライドさせて、各気筒のバルブのリフト特性を連続可変するようにした動弁装置であって、前記複数気筒にまたがって延設され、各気筒の３次元カムがスライド可能に装着されたカムシャフトと、前記カムシャフトと平行に配置され、軸方向にスライド可能に支持されたアクセルシャフと、前記アクセルシャフトに固定して設けられ、前記アクセルシャフトのスライドに伴って前記各気筒の３次元カムをそれぞれスライドさせる複数のアクセルフォークとを備え、前記アクセルシャフトは、互いに径方向に微動可能に結合される複数のシャフト部により分割構成されていることを特徴とする。
また、前記アクセルシャフトを軸方向にスライドさせるアクセルシャフトスライド機構を更に備え、前記アクセルシャフトは、２つのシャフト部により前記アクセルシャフトスライド機構と前記アクセルシャフトスライド機構に近接したアクセルフォークとの間で分割構成されていることを特徴とする。
また、前記アクセルシャフトは、前記アクセルシャフトスライド機構に結合される送りネジが形成された第一のシャフト部と、前記複数のアクセルフォークを固定した第二のシャフト部とにより分割構成されていることを特徴とする。
また、前記第一のシャフト部または前記第二のシャフト部の一方に雄スプラインが形成され、前記第一のシャフト部または前記第二のシャフト部の他方に雄ネジ部が形成され、前記アクセルシャフトは、前記雄スプラインと嵌合する雌スプラインおよび前記雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されたジョイントナットにより、前記第一のシャフト部と前記第二のシャフト部とが結合されていることを特徴とする。
また、前記第一のシャフト部と前記第二のシャフト部との間には、軸方向に隙間を有していることを特徴とする。
また、前記雄スプラインおよび前記雌スプラインの断面形状が、インボリュート形状であることを特徴とする。
また、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述した動弁装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、アクセルシャフトのこじれを抑制し、各気筒間における３次元カムのスライド量のばらつきを生じさせないようにすることができる。

本実施形態に係るエンジンまわりを含む自動二輪車の左側面図である。 本実施形態に係る動弁装置の要部構成を示す平面図である。 本実施形態に係る動弁装置の要部構成を示す断面図である。 図３に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本実施形態に係る動弁装置のシリンダヘッドカバーを取り付けた状態の平面図である。 図２に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図６に示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本実施形態に係るアクセルシャフトの構成を示す平面図である。 図８Ａに示すＶ−Ｖ線断面図である。 本実施形態に係るアクセルシャフトの構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るアクセルシャフトの結合の方法を説明するための斜視図である。

以下、図面に基づき、本発明による動弁装置およびこれを備えた内燃機関の好適な実施の形態を説明する。
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、この実施形態では例えば図１に示すように自動二輪車のエンジンの例とする。

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。

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。

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。

また、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が揺動自在に取り付けられ、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、前部に設けたステアリングヘッドパイプ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。

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。

次に、図２は本実施形態に係る動弁装置を示す平面図、図３は図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図、図４は図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図５はシリンダヘッドカバーを取り付けた状態の動弁装置を示す平面図、図６は図２のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図７は図６のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。内燃機関であるエンジンユニット１のシリンダ内でピストンが上下に往復動すると共に、ピストンの上部に配置されたシリンダヘッド２内に動弁装置が収容される。本実施形態で説明するエンジンユニット１は並列２気筒（車幅方向）エンジンであって、各気筒において吸気側（ＩＮ）および排気側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブを有する。なお、各図では、必要に応じて一部図面化を省略している。

本実施形態の動弁装置は、吸気側においてカム／カムシャフトユニット１０と、カム／カムシャフトユニット１０の下側に配置されるタペットユニット（もしくはバルブリフタユニット）２０と、吸気制御するバルブユニット３０とを含む（図２および図３参照）。また、排気側においてカム／カムシャフトユニット１０_EXと、カム／カムシャフトユニット１０_EXの下側に配置されるタペットユニット２０_EXと、排気制御するバルブユニット３０_EXとを含む（図２および図３参照）。

更にアクセル開度に応じてカム／カムシャフトユニット１０、１０_EXのカム１３、１３_EXを変位させるアクセルシャフトユニット５０を含むが、本実施形態では吸気側のカム／カムシャフトユニット１０と排気側のカム／カムシャフトユニット１０_EXとの間に配置され、吸気側および排気側で共用される（図２参照）。また、２気筒に対して単一のアクセルシャフト５１が使用される。

吸気側のカム／カムシャフトユニット１０において、シリンダヘッド２内で複数のベアリング１２（軸受）を介して回転自在に支持されるカムシャフト１１を備えている。本実施形態ではカムシャフト１１は２気筒にまたがって延設される。カムシャフト１１の一端にはスプロケット１５が固着され、排気側のカムシャフト１１_EXの一端にも同様なスプロケット１５_EXが固着されている。これらのスプロケット１５、１５_EXとクランクシャフト（図示せず）の一端に固着されるドライブスプロケット（図示せず）との間には、カムチェーン（図示せず）が巻回装架される。

カムシャフト１１にはその軸方向に各気筒のカム１３がスライド可能に装着される。本実施形態ではカムシャフト１１とカム１３との間にキー１４が介在し、カム１３とカムシャフト１１の相対回転が規制されると共に、カム１３がカムシャフト１１に沿って直線運動（リニアモーション）するようになっている。なお、カムシャフト１１は概して中空構造を有し、その中空内部が潤滑油路となってカム１３の内径部等に注油することができる。

ここで、カム１３は「３次元カム」として構成され、長手方向（カムシャフト１１の軸方向）に傾斜するカム面１３ａを有し、バルブリフト量を連続的に変化させる形状とされる。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、即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、更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る。これらバルブリフト量、カム作用角およびリフトタイミング等を合わせてリフト特性というものとする。

なお、排気側のカム／カムシャフトユニット１０_EXは、図２に示すように吸気側のカム／カムシャフトユニット１０と基本構成が同様であるが、カム１３_EXの具体的な諸元についてはカム１３と異なる。

吸気側のタペットユニット２０において、図４に示すように、外周面が球状面とされたローラタペット２１を備え、その外周面がカム１３に接触する。ローラタペット２１内にはアーム２２が配置される。ローラタペット２１の内周面は球状面とされており、この内周面とアーム２２中央の大径部との間にボール２４が介在する。従って、ボール２４を介してローラタペット２１が回転可能に支持されると共に、アーム２２が揺動可能である。また、アーム２２がローラタペット２１に対して傾いたときにも、ローラタペット２１を正常回転可能とする調芯機能を発揮する。

アーム２２を覆うようにタペットガイド２３が配置される。タペットガイド２３は、 図３に示す方向から見ると逆凹形状部分を有し、図４に示すようにその両端開口からアーム２２の両端部が突出する。タペットガイド２３は、取付ボルト２５によってシリンダヘッド２に固定される（図３参照）。

また、タペットガイド２３にはガイド孔２３ａが形成されており（図３参照）、このガイド孔２３ａの内側にローラタペット２１が配置される。ガイド孔２３ａはバルブステムの軸方向に沿って形成され、これによりローラタペット２１がバルブステムの軸方向にのみ移動可能となる。ローラタペット２１がカム１３のカム面１３ａに押圧されることにより、バルブを進退させるバルブリフタとして機能する。アーム２２の両端部には、後述するバルブユニットのタペットシムに当接する押圧部２２ａが設けられる（図４参照）。なお、押圧部２２ａは、アジャストスクリュ２６の先端（下端）に付設されるかたちで設けられる。
排気側のタペットユニット２０_EXは、吸気側のタペットユニット２０と基本構成が同様である。

吸気側のバルブユニット３０において、図３および図４に示すように、バルブステム３１ａがバルブガイド３２によってガイドされる２つの吸気バルブ３１を備える。吸気バルブ３１がリフトすることにより、吸気ポート３３を介してエアクリーナ１１４（図１）から導かれる空気と吸気ポート３３の上流側に配置されるインジェクタ（図示せず）から噴霧される燃料との混合気が各気筒の燃焼室に導入される。

各バルブステム３１ａの端部にはコッタ３４を介してバルブリテーナ３５が設けられる（図３参照）。バルブリテーナ３５にはバルブシート３６との間に装着されたバルブスプリング３７の弾性力が作用する。更にバルブステム３１ａの上端が上述したアーム２２の押圧部２２ａにより押圧される。
なお、排気側のバルブユニット３０_EXは、図３に示すように吸気側のバルブユニット３０と基本構成が同様である。この場合、シリンダ内の燃焼ガスは排気ポート３３_EXを介して、排気管１１６を通って排出される。

アクセルシャフトユニット５０において、図２に示すように、カムシャフト１１および１１_EX間に平行に配置されたアクセルシャフト５１と、アクセルシャフト５１に支持されると共にアクセルシャフト５１をカム１３、カム１３_EXに連結するアクセルフォーク４２とを備える。アクセルシャフト５１は、軸方向にスライド可能に支持され、一端側で送りネジ５２ａを介してアクセルシャフトスライド機構７０に螺合される。また、アクセルシャフトスライド機構７０側のアクセルフォーク４２はアクセルシャフト５１に圧入されることで固定されている。一方、スプロケット１５側のアクセルフォーク４２はアクセルシャフト５１の軸方向における両側からナット７２によって挟持されることで固定されている。図３に示すシリンダヘッドカバー２ａに取り付けられたブリーザカバー３を取り外すことで、図５に示す開口部４からナット７２を回動させることができる。したがって、開口部４からスプロケット１５側のアクセルフォーク４２をアクセルシャフト５１に沿って微調整することができる。

アクセルシャフトスライド機構７０は、図７に示すように、アクチュエータ４９と、ドリブンギア４３と、アイドルギア４４と、ドライブギア４６、アクセルモータ４５とを備える。アクチュエータ４９にはアクセルシャフト５１の送りネジ５２ａに螺合するネジ４９ａが形成されている。ドリブンギア４３はアクチュエータ４９に一体的に固着され、図６および図７に示すように、ドリブンギア４３の上側に配置されたアイドルギア４４に噛合する。更に、アイドルギア４４はシリンダヘッドカバー２ａの上側に配置されたドライブギア４６と噛合する。ドライブギア４６は図５に示すようにシリンダヘッドカバー２ａの上方の吸気側に配置されたアクセルモータ４５の出力軸（図示せず）に固着されている。なお、図５では、ドライブギア４６およびドライブギア４６のハウジング７１（図７参照）を省略して図示している。
アクセルシャフトスライド機構７０では、アクセルモータ４５の作動によりドライブギア４６、アイドルギア４４、ドリブンギア４３およびアクチュエータ４９を介して、アクセルシャフト５１を軸方向に所望量スライド移動させることができる。

本実施形態のアクセルシャフトスライド機構７０では、アクセルモータ４５の出力軸をアクセルシャフト５１の軸方向と同一方向に配置することで、アクセルモータ４５の回転の伝達を平歯車であるドライブギア４６、アイドルギア４４およびドリブンギア４３を介して行うようにした。このように構成することで、ベベルギアを用いてアクセルシャフト５１を作動させる必要がないので、アクセルシャフトスライド機構７０を安価に構成することができる。また、適宜、アイドルギア４４を省略して構成することで、さらに安価に構成することができる。また、ドリブンギア４３とアクチュエータ４９とを一体的に固着する場合に限られず、ドリブンギア４３とアクチュエータ４９とを一体で構成し、ドリブンギア４３に直接、アクセルシャフト５１の送りネジ５２ａに螺合するネジ４９ａを形成してもよい。

次に、上述した２つのアクセルフォーク４２は、アクセルシャフト５１と直交方向にカムシャフト１１、１１_EX側へ延出し、それら両側に二股状の先端部を有する（図２および図３参照）。また、カム１３、１３_EXの端部には、ベアリング４７、４７_EXを介して回転自在にされたフォークガイド４８、４８_EXを備える。アクセルフォーク４２の二股状の各先端はフォークガイド４８、４８_EXの係合溝に係合し、この係合溝に沿って移動可能である。これによりアクセルシャフト５１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、カム１３、１３_EXがカムシャフト１１、１１_EXに沿ってそれぞれスライドする。

図３に示すように、シリンダヘッドカバー２ａの上側にはカム１３のスライド量を検出するカムロブポジションセンサ６０が配設される。より具体的には、カムロブポジションセンサ６０は図５に示すように、アクセルモータ４５を配置されている側である吸気側に開口するカムロブポジションセンサ取付部７３に取り付けられる。なお、カムロブポジションセンサ６０とアクセルモータ４５とは干渉しないように車幅方向に離間して配設されている。
図３に示すように、カムロブポジションセンサ６０には下方向に延設されたセンサシャフト６１を備える。センサシャフト６１にはセンサレバー６２が結合され、センサレバー６２の先端にはスプロケット１５側のフォークガイド４８の係合溝に係合している。したがって、カムロブポジションセンサ６０はフォークガイド４８、センサレバー６２およびセンサシャフト６１を介して、カム１３のスライド量を検出することができる。

さて、本実施形態では長尺のアクセルシャフト５１が軸方向にスライドするときに発生するこじれを防止するために、アクセルシャフト５１を複数に分割して構成している。そして、こじれの要因であるガタをアクセルシャフト５１の分割部で吸収するように構成している。具体的には、図２に示すように、アクセルシャフト５１はアクセルシャフトスライド機構７０とアクセルシャフトスライド機構７０側のアクセルフォーク４２との間で、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３とに分割されている。
次に、図８Ａ〜図９Ｂを参照して、分割構成されたアクセルシャフト５１について具体的に説明する。図８Ａはアクセルシャフト５１の構成を示す図である。図８Ｂは図８ＡのＶ−Ｖ断面を示す図である。図９Ａはアクセルシャフト５１の構成を示す斜視図である。図９Ｂはアクセルシャフト５１を結合する方法を説明するための斜視図である。
図８Ａおよび図９Ａに示すように、アクセルシャフト５１は、第一のシャフト部５２、第二のシャフト部５３、係止部材５４、ジョイントナット５５、ロックナット５６を含んで構成されている。

第一のシャフト部５２にはアクチュエータ４９のネジ４９ａに螺合する上述した送りネジ５２ａが形成されている。本実施形態では、送りネジ５２ａとしてボールネジが形成されている。すなわち、アクチュエータ４９のネジ４９ａと第一のシャフト部５２の送りネジ５２ａとの間には、第一のシャフト部５２とアクチュエータ４９との間の回動を円滑にするために、図示しない複数の鋼球が介在している。一方、第一のシャフト部５２の送りネジ５２ａが形成された側と反対側には、軸方向に沿ってインボリュート形状の雄スプライン５２ｂが形成される。また、雄スプライン５２ｂの中央には、周方向に沿って環状溝５２ｃが形成される。この環状溝５２ｃには係止部材５４が係合する。
第二のシャフト部５３は離間した複数のアクセルフォーク４２を固定できる長さに形成される。第二のシャフト部５３には第一のシャフト部５２と結合される側の端部に、雄ネジ部５３ａが形成されている。

ジョイントナット５５は第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３とを結合する。ジョイントナット５５は外径が上述した送りネジ５２ａの外径と略同程度の筒状に形成され、第二のシャフト部５３と結合される側の内周面に、第二のシャフト部５３の雄ネジ部５３ａと螺合される雌ネジ部５５ａが形成される（図９Ａ参照）。また、ジョイントナット５５は第一のシャフト部５２と結合される側の内周面に、第一のシャフト部５２の雄スプライン５２ｂと嵌合されるインボリュート形状の雌スプライン５５ｂが形成される（図８Ｂも参照）。ここで、雄スプライン５２ｂと雌スプライン５５ｂとを嵌合させたときに、両者の間には相対的にアクセルシャフト５１の径方向に僅かに移動（微動）できるような隙間を有している。また、ジョイントナット５５の内周面の雌ネジ部５５ａと雌スプライン５５ｂとの間には円筒状の周面部５５ｃが形成される。この周面部５５ｃと雌スプライン５５ｂとの境界には、雌スプライン５５ｂによる段部５５ｄが形成される（図９Ａ参照）。ジョイントナット５５の外周の一部は工具によって回動できるように六角形状に形成される。ここで、雌ネジ部５５ａ、周面部５５ｃ、雌スプライン５５ｂの各内径寸法は、雌ネジ部５５ａ、周面部５５ｃ、雌スプライン５５ｂの順に小径になるように形成される。

ロックナット５６は板状に形成され、第二のシャフト部５３の雄ネジ部５３ａと螺合される雌ネジ部５６ａが形成される（図９Ａ参照）。ロックナット５６の外周は工具によって回動できるように六角形状に形成される。
係止部材５４はＵ字状に形成された、いわゆるシム（ｓｈｉｍ）である。係止部材５４のＵ字形状は第一のシャフト部５２の環状溝５２ｃに係合できる形状である。また係止部材５４の外径寸法はジョイントナット５５の雌スプライン５５ｂの内径より大きく、周面部５５ｃの内径よりも小さい寸法である。

次に、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３とを結合する方法について説明する。まず、図９Ｂに示すように第一のシャフト部５２の雄スプライン５２ｂにジョイントナット５５を挿通させる。このとき、雄スプライン５２ｂに形成された環状溝５２ｃが露出する位置までジョイントナット５５を挿入し、環状溝５２ｃに係止部材５４を係合させる。
次に、ジョイントナット５５の段部５５ｄと係止部材５４とが当接するまで、ジョイントナット５５を第一のシャフト部５２に挿入した方向とは反対側に移動させる。このとき、第一のシャフト部５２の雄スプライン５２ｂとジョイントナット５５の雌スプライン５５ｂとが嵌合している状態となる。

予め第二のシャフト部５３の雄ネジ部５３ａの基端（図９Ｂにおいて上方）までロックナット５６を螺合させておく。次に、第二のシャフト部５３の雄ネジ部５３ａとジョイントナット５５の雌ネジ部５５ａとを螺合させる。このとき、ジョイントナット５５は係止部材５４によって第一のシャフト部５２に対して抜けないように係止されているために、ジョイントナット５５を第二のシャフト部５３の雄ネジ部５３ａに螺合させていくことで、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３とが徐々に近接していく。そして、第一のシャフト部５２の軸端面を第二のシャフト部５３の軸端面に当接するまで螺合させる。

次に、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３との当接を離す方向、すなわち、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３とを近接させる方向に回動させた方向と反対方向にジョイントナット５５を僅かに回動させる。すると、第一のシャフト部５２の軸端面と第二のシャフト部５３の軸端面との間には、軸方向に僅かな隙間ｇ（図８Ａ参照）を生じさせることができる。この隙間ｇがあることで、後述するようにロックナット５６でジョイントナット５５を固定した後であっても、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３とを相対的に径方向に微動させることができる。

なお、隙間ｇは第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３との軸端面同士の当接による相互間の径方向の移動の拘束を解除できる程度であれば、十分であり、極めて微小な隙間である。したがって、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３との間に、このような隙間ｇを含んでいても、両者間で軸方向のガタは実質的に生じない。本実施形態では隙間ｇは略５／１０００ｍｍ〜略１／１００ｍｍになるように設定されている。
ここで、例えば第二のシャフト部５３の雄ネジ部５３ａとジョイントナット５５の雌ネジ部５５ａとが、一回転で１ｍｍ軸方向に推進するネジピッチを想定する。この場合、第一のシャフト部５２の軸端面と第二のシャフト部５３の軸端面とが当接してから、ジョイントナット５５を略２度から略４度、回転を戻すことで、上述した略５／１０００ｍｍ〜略１／１００ｍｍの隙間に設定することができる。
次に、ロックナット５６をジョイントナット５５に近接させる方向に螺合させ、ジョイントナット５５が回動しないように固定させる。このように結合することにより、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３とを簡単な構造で結合させることができる。

上述した方法によって結合したアクセルシャフト５１を、図２に示すように、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３との結合部、すなわちジョイントナット５５をアクセルシャフトスライド機構７０とアクセルシャフトスライド機構７０側のアクセルフォーク４２との間に位置するように動弁装置内に組み込む。このように構成されたアクセルシャフト５１によれば、アクセルフォーク４２の手前までに発生した第一のシャフト部５２のガタを第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３との間で吸収するので、アクセルフォーク４２にそのガタが伝わることがなく、アクセルシャフト５１全体が長尺であるにも拘らずアクセルフォーク４２のこじれを防止することができる。

また、アクセルシャフト５１は第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３とが第一のシャフト部５２の雄スプライン５２ｂとジョイントナット５５の雌スプライン５５ｂとを介して結合されている。したがって、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３との間では相対的な回転が規制される。そのために、アクセルシャフトスライド機構７０の作動による第一のシャフト部５２の供回りを防止し、確実に第一のシャフト部５２をスライドさせることができる。

また、雄スプライン５２ｂと雌スプライン５５ｂとの間では径方向の相対的な移動が許容される隙間を有している。したがって、第一のシャフト部５２を偏芯させるようなガタが発生し、第一のシャフト部５２の送りネジ５２ａとアクセルシャフトスライド機構７０との間でこじれが生じたとしても、雄スプライン５２ｂと雌スプライン５５ｂとの間でそのガタを吸収することで、第一のシャフト部５２の送りネジ５２ａとアクセルシャフトスライド機構７０との間のこじれが防止され、アクセルシャフト５１がスライドするときの摺動抵抗を減少させることができる。

また、第二のシャフト部５３のみによって各気筒に対応するカム１３をスライドさせることから、各カム１３のスライド量にばらつきが生じることを回避することができる。同様に、２気筒以上の多気筒であっても各気筒に対応するカム１３を第二のシャフト部５３のみによってスライドさせることで、多気筒の各カム１３のスライド量のばらつきを抑えることができる。

なお、上述したようにアクセルシャフトスライド機構７０が作動したときの第一のシャフト部５２を偏芯させるようなガタはある程度許容されることから、ネジの寸法精度が劣ってしまう転造によって送りネジ５２ａを加工することができる。この場合、ネジの寸法精度に優れた切削によって加工するよりも、製造コストが安価であるという利点がある。

さらに、上述したように第一のシャフト部５２の軸端面と第二のシャフト部５３の軸端面とを当接させるまで螺合させた後、反対方向に僅かに回動させることにより、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３との間の隙間を容易に最小限に設定することができる。したがって、第一のシャフト部５２の軸方向へのスライドに応じた第二のシャフト部５３の追従性を維持することができる。

また、上述したように第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３との結合はコンパクトである。すなわち、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３とを結合するジョイントナット５５の外径は送りネジ５２ａの外径と略同程度の径寸法である。したがって、バルブのハサミ角を拡大させることなく、アクセルシャフト５１をカムシャフト１１、１１_EXの間に配置することができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、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。
例えば、上述した実施形態では、２気筒エンジンの場合について説明したが、３気筒以上の複数気筒においても、本実施形態を同様に適用することができる。
また、上述した実施形態では、３次元もしくは立体カムの場合について説明したが、その他一般的な連続可変バルブリフト機構に適用することができる。

また、上述した実施形態では、第一のシャフト部５２に雄スプライン５２ｂを形成して、第二のシャフト部５３に雄ネジ部５３ａを形成する場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、第一のシャフト部５２に雄ネジ部を形成して、第二のシャフト部５３に雄スプラインを形成してもよい。この場合、第一のシャフト部５２の雄ネジ部とジョイントナット５５の雌ネジ部５５ａとを螺合させ、第二のシャフト部５３の雄スプラインとジョイントナット５５の雌スプラインに嵌合させればよい。

また、上述した実施形態では、雄スプラインと雌スプラインとをインボリュート形状に形成した場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、第一のシャフト部５２と第二のシャフト部５３との間で、回転方向の規制ができる形状であればよく、例えば、各スプラインの断面を台形形状、四角形状またはセレーション形状にしてもよい。または、第一のシャフト部５２の端部の形状または第二のシャフト部５３の端部の形状と、ジョイントナット５５の形状とを真円以外の形状にしてもよく、例えば、楕円や六角スプライン等の多角形状であってもよい。ただし、雄スプラインと雌スプラインとをインボリュート形状にすることで加工精度を向上させやすいという利点がある。

１：エンジンユニット ２：シリンダヘッド １０：カム／カムシャフトユニット
１２：軸受 １３：３次元カム １５：スプロケット ２０：バルブリフトユニット
３０：バルブユニット ５０：アクセルシャフトユニット ５１：アクセルシャフト
５２：第一のシャフト部 ５２ａ：送りネジ ５２ｂ：雄スプライン
５２ｃ：環状溝 ５３：第二のシャフト部 ５３ａ：雄ネジ部 ５４：係止部材
５５：ジョイントナット ５５ａ：雌ネジ部 ５５ｂ：雌スプライン ５５ｃ：周面部
５６：係止部材 ５６ａ：雄ネジ部 １００：自動二輪車

Claims (7)

1. 複数気筒それぞれにおいて３次元カムをスライドさせて、各気筒のバルブのリフト特性を連続可変するようにした動弁装置であって、
   前記複数気筒にまたがって延設され、各気筒の３次元カムがスライド可能に装着されたカムシャフトと、
   前記カムシャフトと平行に配置され、軸方向にスライド可能に支持されたアクセルシャフトと、
   前記アクセルシャフトに固定して設けられ、前記アクセルシャフトのスライドに伴って前記各気筒の３次元カムをそれぞれスライドさせる複数のアクセルフォークとを備え、
   前記アクセルシャフトは、互いに径方向に微動可能に結合される複数のシャフト部により分割構成されていることを特徴とする動弁装置。
2. 前記アクセルシャフトを軸方向にスライドさせるアクセルシャフトスライド機構を更に備え、
   前記アクセルシャフトは、２つのシャフト部により前記アクセルシャフトスライド機構と前記アクセルシャフトスライド機構に近接したアクセルフォークとの間で分割構成されていることを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
3. 前記アクセルシャフトは、
   前記アクセルシャフトスライド機構に結合される送りネジが形成された第一のシャフト部と、
   前記複数のアクセルフォークを固定した第二のシャフト部とにより分割構成されていることを特徴とする請求項２に記載の動弁装置。
4. 前記第一のシャフト部または前記第二のシャフト部の一方に雄スプラインが形成され、
   前記第一のシャフト部または前記第二のシャフト部の他方に雄ネジ部が形成され、
   前記アクセルシャフトは、前記雄スプラインと嵌合する雌スプラインおよび前記雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されたジョイントナットにより、前記第一のシャフト部と前記第二のシャフト部とが結合されていることを特徴とする請求項３に記載の動弁装置。
5. 前記第一のシャフト部と前記第二のシャフト部との間には、軸方向に隙間を有していることを特徴とする請求項３または４に記載の動弁装置。
6. 前記雄スプラインおよび前記雌スプラインの断面形状が、インボリュート形状であることを特徴とする請求項４または５に記載の動弁装置。
7. 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乃至６の何れか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。

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