JP2013151940A - 可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実現性が極めて高い可変動弁装置を提供する。
【解決手段】 本発明の可変動弁装置は、低速用ロッカアーム１９と高速用ロッカアーム２１を切り換えるためにアクチュエータ４１が作動されると、作動片４７が異なる位置に移動され、連結ピン３７が高速用ロッカアーム２１側へ進出される。その際には、アクチュエータ４１が非作動とされても状態保持機構４３より連結ピン３７の各位置を保持することができる。したがって、高速用ロッカアーム２１に切り換えられた状態を維持するための電力消費がない上、熱対策等が不要であるので、実現性が極めて高い可変動弁装置を実現することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、バルブを備えた内燃機関においてバルブの開閉を制御するための可変動弁装置に係り、特に、複数個のロッカアームを切り換える技術に関する。

従来、この種の可変動弁装置（第１の装置）として、二つのロッカアームと、出力リンクと、連結リンクと、アクチュエータプレートと、アーマチュアと、スプリングと、ソレノイドコイルとを備えたものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。二つのロッカアームは、バルブのリフト量などを切り換える。出力リンクは、二つのロッカアームを切り換える。連結リンクは、出力リンクを揺動駆動する。アクチュエータプレートは、連結リンクを駆動する。アーマチュアは、磁性体で構成され、アクチュエータプレートの下面に突出して取り付けられている。スプリングは、突出した上方位置にアクチュエータプレートを付勢（bias、勢いが付されること）する。ソレノイドコイルは、アーマチュアを磁力で吸引してアクチュエータプレートを下方位置に移動させる。

また、その他の可変動弁装置（第２の装置）として、二つのロッカアームと、作動片と、ソレノイドコイルと、スプリングと、永久磁石とを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。二つのロッカアームは、バルブのリフト量などを切り換える。作動片は、進出及び退出が可能に構成され、二つのロッカアームを切り換える。ソレノイドコイルは、作動片を進出及び退出するように駆動する。スプリングは、ソレノイドコイルと作動片の間に設けられ、作動片をロッカアーム側へ付勢する。永久磁石は、作動片のソレノイドコイル側に設けられている。

特開平１０−１１０６１０号公報（図１〜図４） 特表２００８−５３０４２４号公報（図２）

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、実現性が極めて高い可変動弁装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、第１の発明は、吸気用の低速用カム及び高速用カムと、排気用のカムとを備えたカムシャフトと、
前記カムシャフトと平行に配置されたロッカシャフトと、
前記ロッカシャフトに対して揺動可能に配置され、前記低速用カムに接触するニードルローラを備えた低速用ロッカアームと、
前記低速用ロッカアームに隣接して前記ロッカシャフトに揺動可能に配置され、前記高速用カムに接触するニードルローラを備えた高速用ロッカアームと、
前記低速用ロッカアームと前記高速用ロッカアームとの間において進退されることにより、前記低速用ロッカアームと前記高速用ロッカアームとを連結または分離させる連結ピンと、
複数の異なる位置に作動片を駆動させるアクチュエータとを備え、
前記連結ピンは、前記カムシャフトと平行な方向に進退可能であり、前記アクチュエータの動作に応じて、前記カムシャフトの軸線方向から進退駆動されるものである。

［作用・効果］本発明によれば、ロッカアームを切り換えるためにアクチュエータを作動させると、作動片が異なる位置に移動され、連結ピンがロッカアーム側へ進出される。実現性が極めて高い可変動弁装置を実現することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記低速用ロッカアームは、前記連結ピンが挿入された貫通口を備え、前記貫通口は、前記カムシャフトの軸線方向から見て、前記カムシャフトを通るシリンダ軸線と平行な線と、吸気バルブの軸線の延長線との間に配置されていることが好ましい。

第３の発明は、前記貫通口は、前記ロッカシャフトの軸方線向から見て、前記低速用ロッカアームが吸気バルブと接触する部位よりも前記カムシャフトに近い位置に配置されていることが好ましい。

第４の発明は、前記貫通口は、前記ロッカシャフトの軸線方向から見て、前記ロッカシャフトを基準にして、シリンダの反対側に配置されていることが好ましい。

第５の発明は、前記カムシャフトと、前記低速用ロッカアームと、前記高速用ロッカアームと、前記連結ピンとは、シリンダヘッドとカムカバーとで形成された空間に配置され、
前記連結ピンは、前記カムカバーと重なる位置に配置されていることが好ましい。

第６の発明は、前記排気用のカムと、前記吸気用の高速用カムと、前記吸気用の低速用カムとは、前記カムシャフトの一端側から他端側にその順に配置され、前記連結ピンは、前記各カムのうち最も外側に配置されたカムの外側から進退されることが好ましい。

第７の発明は、前記ロッカシャフトは、前記吸気用の高速用ロッカアームを付勢するロストモーションスプリングが配置され、前記ロストモーションスプリングは、吸気側のロッカシャフトと排気側のロッカシャフトとを結ぶ線上で前記排気用のカムと隣接することが好ましい。

第８の発明は、前記アクチュエータは、前記作動片と前記連結ピンとの間に連結ピン駆動部材を備えていることが好ましい。

本発明に係る可変動弁装置によれば、ロッカアームを切り換えるためにアクチュエータを作動させると、作動片が異なる位置に移動され、連結ピンがロッカアーム側へ進出される。実現性が極めて高い可変動弁装置を実現することができる。

以下、可変動弁装置と、この可変動弁装置を備えたエンジンと、このエンジンを備えた鞍乗型車両の一例である自動二輪車について順に説明する。

＜可変動弁装置＞ 実施例１

図１は、実施例１に係る可変動弁装置の概略構成を示す縦断面図であり、図２は、実施例１に係る可変動弁装置の概略構成を示す横断面図であり、図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、図４は、要部を示す斜視図である。なお、図４中では、後述するスプリング（６５）を省略してある。

以下に説明する可変動弁装置１は、小排気量のエンジンに好適なものである。なお、ここでいう小排気量とは、例えば、１００ｃｃ〜２００ｃｃ程度をいう。但し、中排気量以上のものであっても本発明を適用することが可能である。また、本発明は、単気筒エンジンや多気筒エンジンにも適用することができる。

可変動弁装置１は、シリンダヘッド３の上部に配備されている。シリンダヘッド３は、図示しないシリンダの上部に取り付けられている。シリンダヘッド３は、下部に燃焼室５を備えている。この燃焼室５の上面には、シリンダヘッド３の側方に連通接続された吸気ポート１０１と排気ポート１１２が形成されている。それぞれのポートには、それぞれ二本の吸気バルブ７と排気バルブ９とが配備されている。なお、図示省略しているが、シリンダヘッド３の下方には、図１の上下方向に往復運動するピストンが配置される。

シリンダヘッド３は、一本のカムシャフト１１を備えている。このカムシャフト１１は、低速用カム１３と高速用カム１５とを吸気側に備え、カム１６を排気側に備えている。また、カムシャフト１１を挟んで、カムシャフト１１に平行な位置には、吸気側と排気側にそれぞれロッカシャフト１７を備えている。吸気側のロッカシャフト１７には、シーソ式の低速用ロッカアーム１９と高速用ロッカアーム２１とが、ロッカシャフト１７の軸廻りに揺動自在に取り付けられている。また、排気側のロッカシャフト１７には、シーソ式のロッカアーム２２がロッカシャフト１７の軸廻りに揺動自在に取り付けられている。低速用ロッカアーム１９は、低速用カム１３に接触する一端側にニードルローラ２５を備え、吸気バルブ７のバルブステムエンドに接触する他端側にアジャストスクリュー２７を備えている。ロッカアーム２２は、後述する貫通口（３３）がない点を除いて低速用ロッカアーム１９と同じ構成である。なお、以下の説明においては吸気バルブを例にとって説明するが、本発明は排気バルブの駆動システムについても適用できる。

高速用ロッカアーム２１は、高速用カム１５に接触する一端側にニードルローラ２９を備えている。また、高速用ロッカアーム２１は、ロストモーションスプリング３１により、ニードルローラ２９が高速用カム１５側へ付勢されている。

ロッカシャフト１７の上方にあたる低速用ロッカアーム１９の上部には、ロッカシャフト１７に平行に貫通口３３が形成されている。この貫通口３３は、圧縮コイルバネ３５を通して連結ピン３７が挿入されている。連結ピン３７は、貫通口３３（貫き通された開口）を進退可能に挿入されているが、圧縮コイルバネ３５により退出方向に付勢されている。連結ピン３７は、その長さが低速用ロッカアーム１９の幅よりも長く形成されている。したがって、後述する機構により進出された場合には、その先端部が低速用ロッカアーム１９の側面から高速用ロッカアーム２１側へ進出する。

ロッカシャフト１７の上方にあたる高速用ロッカアーム２１の上部には、係合部３９（係わり合う部分）が形成されている。この係合部３９は、カムシャフト１１と反対側、換言すると低速用ロッカアーム１９のアジャストスクリュー２７側に切り欠きを形成されている。

連結ピン３７が進出されない状態では、高速用カム１５により揺動（揺れ動くこと）される高速用ロッカアーム２１は、低速用ロッカアーム１９に係合（係わり合う）することなく空打ち（高速用カム１５で揺動されるだけで、低速用ロッカアーム１９を動かさない）する。その後、低速用カム１３により揺動される低速用ロッカアーム１９を介して吸気バルブ７が押されて燃焼室５に向けてリフトされる。その一方、連結ピン３７が進出されると、その先端部が係合部３９に係合される。したがって、高速用カム１５の回転に応じて高速用ロッカアーム２１が揺動され、これに伴って低速用ロッカアーム１９が揺動されて吸気バルブ９がリフトされる。

次に、上述した連結ピン３７を進退駆動する構成について説明する。なお、図５は、状態保持機構を示す斜視図であり、図６は、状態保持機構の分解斜視図であり、図７は、状態保持機構の動作説明に供する図であり、（ａ）は初期位置を示し、（ｂ）は初期位置からの遷移位置を示し、（ｃ）は最進出位置を示し、図８は、状態保持機構の動作説明に供する図であり、（ａ），（ｂ）は最進出位置からの遷移位置を示し、（ｃ）は進出位置を示す。

連結ピン３７は、アクチュエータ４１と、状態保持機構４３と、方向切り換えレバー４５とによって進退駆動される。

アクチュエータ４１は、例えば、プッシュ形の電磁ソレノイドで構成されており、通電した後、非通電にすることによりプランジャ先端の作動片４７を初期位置と進出位置とに進出または退出するように駆動する。状態保持機構４３と連結ピン３７との間には、方向切り換えレバー４５が設けられている。この方向切り換えレバー４５は、平面視Ｌの字状を呈している。方向切り換えレバー４５の一端側４８と他端側４９間には回転軸５１が備えられており、回転軸５１廻りに一端側４８と他端側４９とが揺動する。方向切り換えレバー４５の一端側４８は状態保持機構４３に接触し、他端側４９は連結ピン３７に接触している。また、方向切り換えレバー４５の他端側４９及び回転軸５１は、カムカバー５３内に収容されている（図１及び図３参照）。一方、方向切り換えレバー４５の一端側４８は、状態保持機構４３及びアクチュエータ４１とともに、カムカバー５３の上部に配置されている。図示省略してあるが、カムカバー５３の上部は、トップカバーで覆われている。

アクチュエータ４１は、その作動片４７の進退方向（作動方向）と、シリンダヘッド３下部に配置されるシリンダ（図示省略）の軸線とが直交する向きで配置されている。なお、アクチュエータ４１の配置例については、詳細を後述する。

状態保持機構４３は、カバー凸部５５に収容されている。状態保持機構４３は、例えば、ノック回転式ラチェット機構で構成されている。具体的には、図５，６に示すように、外周固定筒５７と、外周固定筒５７の後端側から内部に挿入されている押圧部材５９と、外周固定筒５７の先端側から内部に挿入されている回転筒６１と、回転筒６１の先端側から挿入されている先端部材６３と、先端部材６３を押圧部材５９側へ付勢するスプリング６５とを備えている。

外周固定筒５７は、先端側の環状部に、深溝６７と、傾斜溝６９と、係止（係わり合って止まること）部７１とを形成されている。傾斜溝６９は、深溝６７に隣接する。係止部７１は、傾斜溝６９と深溝６７との間に形成されている。押圧部材５９は、その先端側の環状部に、三角形状の押圧摺動面７３を形成されている。回転筒６１は、その後部に、周方向に突出した係止突起７５を形成されている。

上記のように構成された状態保持機構４３は、アクチュエータ４１の作動片４７を進退すると、図７及び図８のように動作する。

なお、初期状態では、図７（ａ）に示すように、外周固定筒５７の深溝６７に回転筒６１の係止突起７５が入り込んだ状態であるとする。これを「状態Ａ」とする。このとき図示しない作動片４７が進出されると、押圧部材５９が外周固定筒５７の先端側へ移動する（図７（ｂ））。このとき、押圧摺動面７３の三角形状の頂点で回転筒６１の係止突起７５が押し出され、回転筒６１が先端側へ移動される（図７（ｃ））。これを「状態Ｂ」とする。次に、作動片４７が戻り始めると、回転筒６１は、スプリング６５の反発力も加わって、その係止突起７５が三角形状の押圧摺動面７３を摺動し、押圧部材５９側から見て時計方向に回転される（図７（ｃ），図８（ａ））。その過程において、係止突起７５は、押圧部材５９の押圧摺動面７３から、外周固定筒５７の傾斜溝６９に乗り移る。さらに作動片４７が元の位置に戻る際には、スプリング６５の反発力も加わって、外周固定筒５７の傾斜溝６９を係止部７１に向かって摺動しつつ移動する（図８（ｂ），図８（ｃ））。これを「状態Ｃ」とする。なお、再びアクチュエータ４１の作動片４７が進退されると、状態Ｃにおいて、係止突起７５が係止部７１を乗り越えて、深溝６７に入り込み、状態Ａとなる。

このように、アクチュエータ４１の作動片４７が進退されると、先端部材６３が状態Ａから状態Ｂを経て状態Ｃとなる。再び作動片４７が進退されると、状態Ｃから状態Ｂを経て状態Ａとなる。このとき、状態Ａと状態Ｃにおいては、アクチュエータ４１を非作動としておいても、その状態が保持される。

上記のように先端部材６３が移動されると、方向切り換えレバー４５の一端側４８が図３における実線の状態から二点差線のように動かされる。つまり、状態Ａでは、他端側４９が連結ピン３７を高速用ロッカアーム２１側から離れるように退出させた状態を維持し、状態Ｃでは、連結ピン３７を高速用ロッカアーム２１側へ近づくように進出させた状態を維持する。したがって、アクチュエータ４１が作動されて非作動とされることにより、連結ピン３７を進出させ、同様にアクチュエータ４１が作動されて非作動とされることにより、連結ピン３７を退出させることができる。換言すると、アクチュエータ４１が作動されて非作動とさせることで、低速用ロッカアーム１９に高速用ロッカアーム２１を連結させることができる。また、アクチュエータ４１が作動されて非作動とされることにより、低速用ロッカアーム１９と高速用ロッカアーム２１との連結を解除させることができる。

上述した実施例では、低速用ロッカアーム１９と高速用ロッカアーム２１を切り換えるためにアクチュエータ４１が作動されると、作動片４７が異なる位置に移動され、連結ピン３７が高速用ロッカアーム２１に係合される。その際には、アクチュエータ４１が非作動とされても状態保持機構４３より先端部材６３の各位置を保持し、連結ピン３７の位置を保持することができる。したがって、高速用ロッカアーム２１に切り換えられた状態を維持するための電力消費がない上、熱対策が不要であるので、実現性が極めて高い可変動弁装置を実現することができる。

また、アクチュエータ４１としてプッシュ形の電磁ソレノイドを用いると、通電により初期位置から作動位置に作動片４７が進出され、通電の遮断により作動位置から初期位置に作動片４７が退出される。このとき作動片４７の位置に応じて状態保持機構４３の先端部材６３が、状態Ａから状態Ｂを経て状態Ｃの間で進退するが、アクチュエータ４１を非作動としてもラチェットにより先端部材６３の位置が状態Ｃにて保持される。しかも、先端部材６３を状態Ｃに移動させる際にはアクチュエータ４１をオンにするだけでよく、さらに、先端部材６３を状態Ａに戻す際にもアクチュエータ４１をオンにするだけでよい。したがって、アクチュエータ４１を構成しているプッシュ形の電磁ソレノイドを電気的に反対の極性で駆動する等の煩雑な駆動を行う必要がないので、制御を簡単化することができる。その結果、容易に低速用ロッカアーム１９と高速用ロッカアーム２１を切り換えることができる。

また、連結ピン３７と状態保持機構４３との間に方向切り換えレバー４５を備えているので、アクチュエータ４１の取り付け位置の自由度を高くできる。これに伴い、アクチュエータ４１を、上述したようにシリンダの軸線と作動片４７の軸線とが直交するように設けることができる。したがって、アクチュエータ４１及び状態保持機構４３に対してピストンの往復動作により生じる振動の悪影響が及ぶのを防止できる。

なお、上述した実施例では、アクチュエータ４１としてプッシュ形の電磁ソレノイドを例にとって説明した。しかし、本発明は、プッシュ形の電磁ソレノイドに代えて、プル形の電磁ソレノイドを用いても実施可能である。プル形の電磁ソレノイドでは、オンにより作動片４７が退出し、オフにより作動片４７が進出する。したがって、上記実施例におけるアクチュエータ４１の配置位置を、状態保持機構４３の軸心からシフトさせ、アクチュエータ４１をシーソーレーバーの回転軸を挟んだ一端側に配置し、アクチュエータ４１の作動片４７と一端側を連結し、その他端側に状態保持機構４３が位置するようにすればよい。

また、上述した実施例では、吸気側に本願発明を適用した例を説明したが、排気側にも適用することもできる。また、本発明は、吸気バルブ７と排気バルブ９の本数には限定されない。

＜可変動弁装置＞ 実施例２

次に、図面を参照して可変動弁装置の実施例２について説明する。なお、可変動弁装置のうちアクチュエータ７６と状態保持機構７７についてのみ説明する。本実施例２では、方向切り換えレバー４５を省略し、直接的に連結ピン３７を駆動する直接駆動方式を説明する。但し、上述した実施例１と同様に、方向切り換えレバー４５を介した間接駆動方式を採用してもよい。

図９は、実施例２に係る状態保持機構の概略構成を示し、（ａ）は初期位置を示し、（ｂ）は作用位置（作動時）を示し、（ｃ）は作用位置（非作動時）を示す。なお、上の図は正面図であり、下の図は平面図である。

このアクチュエータ７６は、例えば、軸心廻りに回転される作動片７９を備えたロータリ形の電磁ソレノイドで構成されている。この例では、作動片７９が、正面から見て反時計方向へ回転される。状態保持機構７７は、作動片７９に連結されており、作動片７９とともに回転し、作動片７９の回転を９０度に規制する規制板８１を備えている。規制板８１は、円板状であり、位置固定の規制部材８２が挿入されている二つの規制溝８３を備えている。規制部材８２は、アクチュエータ７６の、作動片７９の反対側の端部に固定されている。二つの規制溝８３は、作動片７９を挟んで対向する位置に形成され、中心位置から９０度の範囲にわたって形成されている。また、作動片７９の廻りには、作動片７９を作動位置から初期位置に付勢する戻りバネ８４が取り付けられている。また、作動片７９の先端部側には、作動片７９を中心にして、対向する二方向にカム８５を備えたカム軸８７が取り付けられている。このカム軸８７と作動片７９との間には、作動片７９の回転方向へのカム軸８７の回転を許容するとともに、作動片７９の回転方向とは逆方向へのカム軸８７の回転を阻止するクラッチ８９が配備されている。

なお、戻りバネ８４は、本発明における「付勢手段」に相当する。

このように構成されたアクチュエータ７６は、初期状態（図９（ａ））である「状態１」から通電して動作させると、作動片７９が軸心廻りに回転するが、規制板８１により、「状態２」である９０度の回転角度で強制的に停止される（図９（ａ）から図９（ｂ））。この状態２では、カム８５の一方が連結ピン３７を作動位置に進出させる。その後、通電を遮断すると、戻りバネ８４により作動片７９が初期位置に戻されるが、クラッチ８９が介在しているので、カム８５は「状態３」であるその状態を保持することができる（図９（ｃ））。

上記のようにアクチュエータ７６を作動させることにより、連結ピン３７を高速用ロッカアーム２１側へ進出させたり、高速用ロッカアーム２１側から離れる方向へ退出させたりすることができる。したがって、アクチュエータ７６を構成するロータリ形の電磁ソレノイドを電気的に反対の極性で駆動する等の煩雑な駆動を行う必要がないので、制御を簡単化することができる。その結果、容易に低速用ロッカアーム１９と高速用ロッカアーム２１を切り換えることができる。

なお、上述した実施例２においては、作動片７９の回転方向を反時計方向としているが、時計方向であってもよい。

また、上述した実施例１，２では、ロッカアームが二つの場合を例にとって説明したが、三つ以上の場合でも実施可能である。状態保持機構の作動片を初期位置から二段階以上に進出可能に構成し、アクチュエータも初期位置から二段階以上に作動片を進出可能に構成すればよい。

＜エンジン＞

次に、図１０を参照して、上述した可変動弁装置を備えたエンジンの例について説明する。なお、図１０は、実施例１に係る状態保持機構を備えたエンジンの概略構成図である。

このエンジン９１は、シリンダ９２と、上述したシリンダヘッド３と、クランクシャフト９３と、ピストン９５と、点火プラグ９７とを備えている。

シリンダ９２内のピストン９５は、コンロッド９９でクランクシャフト９３に連結されている。吸気ポート１０１に連通された吸気管１０３には、燃料供給装置１０５（インジェクタとも呼ばれる）が取り付けられている。また、吸気管１０３には、図示しないグリップ等に設けられたアクセルの操作量に応じて開閉するスロットルバルブ１０７が取り付けられ、この開度に応じた信号を出力するアクセルセンサ１０９が取り付けられている。このアクセルセンサ１０９からの信号は、ＥＣＵ１１１に取り込まれる。吸気ポート１０１の反対側には、排気ポート１１２が形成されている。なお、燃料供給装置１０５に代えてキャブレターを備えてもよい。

シリンダ９２には、クランクシャフト９３の回転角度を検出する回転角度検出装置１１３が取り付けられている。回転角度検出装置１１３の出力信号により、クランクシャフト９３の回転角度（クランクアングル）が検出され、これによりＥＣＵ１１１はエンジン９１の運転条件（運転状態）を判断することができる。

また、ＥＣＵ１１１は、運転条件に応じて点火系１１５を操作して、点火のタイミングを調整する。さらに、運転状態に応じてアクチュエータ駆動電源１１７を操作して、上述したようにアクチュエータ４１を操作する。これにより、運転状態に応じて低速用ロッカアーム１９と高速用ロッカアーム２１とを切り換える制御を行う。

このエンジン９１は、可変動弁装置１を備えているので、低速用ロッカアーム１９と高速用ロッカアーム２１とが切り換えられた状態を維持するための電力消費がない上、熱対策が不要であるので、実現性が極めて高い。したがって、エンジン９１の燃費改善が期待できる。

また、アクチュエータ４１は、次のように取り付けられている。
すなわち、シリンダ９２の軸線と直交する仮想の平面と、作動片４７の作動方向とが平行となるようにアクチュエータ４１が取り付けられている。さらに、エンジン９１のピストン−クランク系により生じる振動の主成分方向と直交する方向に、その作動片４７の作動方向が一致するようにアクチュエータ４１が取り付けられている。このようにアクチュエータ４１を配置すると、エンジン９１からの振動がアクチュエータ４１の作動方向と一致しないので、この振動がアクチュエータ４１の動作に悪影響が及ぶのを防止することができる。なお、このようなアクチュエータ４１についての各種配置例については詳細を後述する。

ところで、エンジン９１が小排気量単気筒の場合には、シリンダ９２の軸線方向が、エンジン９１の振動の主成分方向である。したがって、アクチュエータ４１は、シリンダ９２の軸線と直交する方向に、その作動片４７が位置するように取り付けられていれば、上記同様の効果を奏する。この点については、以下の配置例２〜４であっても同様である。

なお、上述したエンジン９１が備えている可変動弁装置１のアクチュエータ４１に代えて、実施例２において説明したアクチュエータ７６を備えるようにしてもよい。その場合には、方向切り換えレバー４５を省略することができ、構成を簡単化することができる。また、作動片７９の作動方向とエンジン９１からの振動方向を考慮してアクチュエータ７６を配置することが好ましいのは、上記と同様である。

＜自動二輪車＞

図１１を参照して、上述した可変動弁装置１を備えた鞍乗型車両として、自動二輪車（スクータ型車両）を例にとって説明する。なお、図１１は、図１０のエンジンを備えた自動二輪車の概略構成図である。なお、図１１では、外形を二点鎖線で示してある。

メインフレーム１３１の前端部には、ヘッドパイプ１３３が設けられている。このヘッドパイプ１３３には、左右方向に揺動可能なフロントフォーク１３５が取り付けられている。フロントフォーク１３５の下端部には、前輪１３７が回転可能に取り付けられている。フロントフォーク１３５の上部には、ステアリングハンドル１３９が取り付けられている。

メインフレーム１３１の後端部には、燃料タンク１４１が取り付けられている。メインフレーム１３１の下方には、動力伝達装置１４５が、メインフレーム１３１に対して揺動可能に取り付けられている。この動力伝達装置１４５の後端部には、後輪１４７が回転可能に取り付けられている。動力伝達装置１４５の後端部には、メインフレーム１３１と動力伝達装置１４５とに挟持（挟んだ状態で支持する）されるようにリアサスペンション１５１が配設されている。

メインフレーム１３１と動力伝達装置１４５との間には、上述したエンジン９１が配設されている。

エンジン９１の上方の空間には、ＥＣＵ１１１と、バッテリ１６５とが取り付けられている。

なお、上述した動力伝達装置１４５が本発明における「伝達機構」に相当する。

上述した構成では、燃費改善が期待できるエンジン９１により発生された動力を動力伝達装置１４５により後輪１４７に対して伝達することにより、燃費が良い自動二輪車を実現することができる。

なお、上述した自動二輪車では、スクータ型車両を例に採ったが、このタイプ以外の二動二輪車であってもよい。

次に、図１２〜図１５を参照して、各種型式の鞍乗型車両におけるアクチュエータ４１の好ましい配置例について説明する。

＜配置例１＞ モペット及び自動二輪車タイプ
図１２を参照する。なお、図１２は、アクチュエータの好ましい配置例１を示す模式図であり、（ａ）は車体の振動方向との関係を示し、（ｂ）はエンジンの振動方向との関係を示す。なお、図中にアクチュエータ４１が２個描かれているが、これは、２個のアクチュエータ４１が設けられてもよく、１個のアクチュエータ４１がいずれかの位置に設けられてもよいことを表している。この点に関しては、以下の図１３〜図１５についても同様である。

この鞍乗型車両は、いわゆるモペットや自動二輪車に見られる構成である。具体的には、図１２（ａ）に示すように、「車体」に相当するメインフレーム１３１にエンジン９１がつり下げられるようにして固定的に取り付けられている。エンジン９１は、シリンダ９２の先端部が前輪１３７側に向けられている。このような構成の鞍乗型車両の場合には、走行時に路面からメインフレーム１３１が受ける振動は方向ＲＶ１となる。したがって、メインフレーム１３１に固定的に取り付けられたエンジン９１のシリンダ９２の先端部が走行時に受ける振動（換言すると荷重）は方向ＲＶ２となる。但し、前輪１３７及び後輪１４７のそれぞれで振動方向ＲＶ１が生じることがあるので、振動方向ＲＶ２は大まかな方向を示している。

また、図１２（ｂ）に示すように、シリンダ９２が水平のエンジン９１では、シリンダ９２−クランクシャフト９３により生じる振動の主成分方向が方向ＥＶ１，ＥＶ２となる。これらの振動の主成分方向ＥＶ１，ＥＶ２は、厳密にはエンジン９１の構成によって異なる。しかし、その多くはシリンダ９２方向の主成分方向ＥＶ１である。振動の主成分方向ＥＶ１，ＥＶ２とは、振動の成分方向が様々であるが、それらを合成すると最も大きな成分となる振動の方向である。なお、符号ＣＡは、ピストン９５が往復移動する方向であり、シリンダ９２の軸線を表している。符号ＣＰ１は、シリンダ９２の軸線に直交する仮想の平面を表す。なお、図示の関係上、平面ＣＰ１は、シリンダ９２の先端側から見た状態を示す。また、符号ＣＰ２は、振動方向ＲＶ２と直交する仮想の平面を表す。なお、図示の関係上、平面ＣＰ２は、一点鎖線の直線で示す。なお、図１２（ｂ）における振動方向ＲＶ２は、シリンダ９２の先端部からみた振動方向ＲＶ２である。そのため、図１２（ａ）の振動方向ＲＶ２は、図１２（ｂ）の振動方向ＲＶ２と不一致となっている。

このような構成の鞍乗型車両では、走行時に路面からエンジン９１が受ける振動方向ＲＶ２と、シリンダ９２−クランクシャフト９３に起因する振動の主成分方向ＥＶ１による振動をアクチュエータ４１が受けることになる。そこで、シリンダ９２の軸線に直交する平面ＣＰ１を想定し、その平面ＣＰ１とアクチュエータ４１の作動片４７の作動方向ＯＰとが平行となるようにアクチュエータ４１を設けることが好ましい。さらに、振動の主成分方向ＥＶ１，ＥＶ２に直交する方向に、アクチュエータ４１の作動片４７の作動方向ＯＰが一致するような配置で、アクチュエータ４１をエンジン９１に設けることが好ましい。さらに、走行時に生じる振動方向ＲＶ２と直交する仮想の平面ＣＰ２と、アクチュエータ４１の作動方向ＯＰとが平行となるようにアクチュエータ４１を取り付けることが好ましい。

このような配置とすることにより、エンジン９１からの振動の主成分方向ＥＶ１，ＥＶ２がアクチュエータ４１の作動方向と一致しないので、この振動がアクチュエータ４１の動作に悪影響が及ぶのを防止することができる。また、走行時に生じる振動の方向ＲＶ２がアクチュエータ４１の作動方向に一致しないので、この振動がアクチュエータ４１の動作に悪影響が及ぶのを防止することができる。

換言すると、アクチュエータ４１が振動の影響を受けにくいので、電磁ソレノイドの付勢のためのバネの荷重を低減することができる。したがって、電磁ソレノイドの駆動力を低減することができ、消費電力を抑制することが可能となる。

＜配置例２＞ モペット及び自動二輪車タイプ
図１３を参照する。なお、図１３は、アクチュエータの好ましい配置例２を示す模式図であり、（ａ）は車体の振動方向との関係を示し、（ｂ）はエンジンの振動方向との関係を示す。

この鞍乗型車両は、上述した配置例１と同様に、いわゆるモペットや自動二輪車にみられる構成である。具体的には、図１３（ａ）に示すように、エンジン９１がメインフレーム１３１のダウンチューブ１３１ａに乗せられるように固定的に取り付けられている。エンジン９１は、シリンダ９２の先端部が上方に向けられている。このような鞍乗型車両の場合には、走行時に受ける振動が方向ＲＶ１となり、エンジン９１が受ける振動が方向ＲＶ２となる。

また、図１３（ｂ）に示すように、シリンダ９２が垂直方向に向けられたエンジン９１では、シリンダ９２−クランクシャフト９３による振動の主成分方向が方向ＥＶ１，ＥＶ２となる。上述したように、その多くがシリンダ９２方向の主成分方向ＥＶ１である。また、符号ＣＡは、シリンダ９２の軸線を表し、符号ＣＰ１は、シリンダ９２の軸線に直交する仮想の平面を表し、符号ＣＰ２は、振動方向ＲＶ２と直交する仮想の平面を表す。なお、図１３（ｂ）における振動方向ＲＶ２は、シリンダ９２の上部からみた振動方向ＲＶ２である。そのため、図１３（ａ）の振動方向ＲＶ２とは図１３（ｂ）の方向が不一致となっている。

このような鞍乗型車両であっても、シリンダ９２の軸線に直交する仮想の平面ＣＰ１と、アクチュエータ４１の作動片４７の作動方向ＯＰとが平行となるようにアクチュエータ４１を設けることが好ましい。さらに、振動の主成分方向ＥＶ１，ＥＶ２に直交する方向に、アクチュエータ４１の作動片４７の作動方向ＯＰが一致するような配置で、アクチュエータ４１をエンジン９１に設けることが好ましい。さらに、走行時に生じる振動方向ＲＶ２と直交する仮想の平面ＣＰ２と、アクチュエータ４１の作動方向ＯＰとが平行となるようにアクチュエータ４１を取り付けることが好ましい。

このような構成とすることにより、上述した配置例１と同様の効果を奏する。

＜配置例３＞ スイングユニット（スクータタイプ）
図１４を参照する。なお、図１４は、アクチュエータの好ましい配置例３を示す模式図であり、（ａ）は車体の振動方向との関係を示し、（ｂ）はエンジンの振動方向との関係を示す。

この鞍乗型車両は、図１４（ａ）に示すように、メインフレーム１３１に設けられたピボットＰＶにてスイングアームＳＡを取り付けられている。また、エンジン９１もピボットＰＶにてスイングアームＳＡの揺動に連動して揺動するように取り付けられている構成である。このような、いわゆるスイングユニットの構成は、スクータ型車両で多く採用されている。エンジン９１は、シリンダ９２の先端部が前輪１３７側に水平に向けられている。走行時に受ける振動は方向ＲＶ１となり、シリンダ９２の先端部が走行時に受ける振動は、ピボットＰＶを中心とした方向ＲＶ２となる。

また、図１４（ｂ）に示すように、シリンダ９２が水平のエンジン９１では、配置例１の場合と同様に、シリンダ９２−クランクシャフト９３による振動の主成分方向が方向ＥＶ１，ＥＶ２となる。上述したように、その多くがシリンダ９２方向の主成分方向ＥＶ１である。また、符号ＣＡは、シリンダ９２の軸線を表し、符号ＣＰ１は、シリンダ９２の軸線に直交する仮想の平面を表し、符号ＣＰ２は、振動方向ＲＶ２と直交する平面を表す。なお、図１４（ｂ）における振動方向ＲＶ２は、シリンダ９２の上部からみた振動方向ＲＶ２である。そのため、図１４（ａ）の振動方向ＲＶ２は、図１４（ｂ）における振動方向ＲＶ２と不一致となっている。

このような鞍乗型車両であっても、シリンダ９２の軸線に直交する仮想の平面ＣＰ１と、アクチュエータ４１の作動片４７の作動方向ＯＰとが平行になるようにアクチュエータ４１を設けることが好ましい。さらに、振動の主成分方向ＥＶ１，ＥＶ２に直交する方向に、アクチュエータ４１の作動片４７の作動方向ＯＰが一致するような配置で、アクチュエータ４１をエンジン９１に設けることが好ましい。さらに、走行時に生じる振動方向ＲＶ２と直交する仮想の平面ＣＰ２と、アクチュエータ４１の作動方向ＯＰとが平行となるようにアクチュエータ４１を取り付けることが好ましい。

このような構成とすることにより、上述した配置例１，２と同様の効果を奏する。

＜配置例４＞ スイングユニット（スクータタイプ）
図１５を参照する。なお、図１５は、アクチュエータの好ましい配置例４を示す模式図であり、（ａ）は車体の振動方向との関係を示し、（ｂ）はエンジンの振動方向との関係を示す。

この鞍乗型車両は、図１５（ａ）に示すように、メインフレーム１３１のダウンチューブ１３１ａに設けられたピボットＰＶにてスイングアームＳＡを取り付けられている。エンジン９１もピボットＰＶにてスイングアームＳＡの揺動に連動して揺動するように取り付けられた、上述した配置例３のようないわゆるスイングユニットの構成である。エンジン９１は、シリンダ９２の先端部が上方に向けられている。このような鞍乗型車両の場合には、走行時に受ける振動が方向ＲＶ１となり、エンジン９１が受ける振動が方向ＲＶ２となる。

また、図１４（ｂ）に示すように、シリンダ９２が垂直なエンジン９１では、シリンダ９２−クランクシャフト９３による振動の主成分方向が方向ＥＶ１，ＥＶ２となる。その多くがシリンダ９２方向の主成分方向ＥＶ１である。また、符号ＣＡは、シリンダ９２の軸線を表し、符号ＣＰ１は、シリンダ９２の軸線に直交する仮想の平面を表し、符号ＣＰ２は、振動方向ＲＶ２と直交する仮想の平面を表す。なお、図１５（ｂ）における振動方向ＲＶ２は、シリンダ９２の上部からみた振動方向ＲＶ２である。そのため、図１５（ａ）の振動方向ＲＶ２は、図１５（ｂ）の振動方向が不一致となっている。

このような鞍乗型車両であっても、シリンダ９２の軸線に直交する仮想の平面ＣＰ１と、アクチュエータ４１の作動片４７の作動方向ＯＰとが平行になるようにアクチュエータ４１を設けることが好ましい。さらに、振動の主成分方向ＥＶ１，ＥＶ２に直交する方向に、アクチュエータ４１の作動片４７の作動方向ＯＰが一致するような配置で、アクチュエータ４１をエンジン９１に設けることが好ましい。さらに、走行時に生じる振動方向ＲＶ２と直交する仮想の平面ＣＰ２と、アクチュエータ４１の作動方向ＯＰとが平行となるようにアクチュエータ４１を取り付けることが好ましい。

このような構成とすることにより、上述した配置例１〜３と同様の効果を奏する。

なお、上述した配置例１〜４においてモペットタイプ、自動二輪車タイプ、スクータタイプを例示したが、他の形式の鞍乗型車両であっても上記配置例１〜４を適用することができる。

また、上述した配置例１〜４では、シリンダ９２の軸線と直交する平面ＣＰ１との位置関係と、振動方向ＲＶ２と直交する平面ＣＰ２との位置関係との両方を満たしているが、シリンダ９２の軸線と直交する平面ＣＰ１との位置関係だけを満たす構成としてもよい。

また、上述した配置例１〜４では、アクチュエータ４１を例にとって説明したが、アクチュエータ７６であっても同様である。その場合には、二つの作動片７９を結ぶ線が、上述した作動方向ＯＰと平行となるようにアクチュエータ７６を配置すれば、上記同様の効果を奏することができる。

また、本発明における鞍乗型車両の一例として自動二輪車を挙げたが、エンジンを搭載し、かつ人がまたがった状態で乗車可能な車両であれば適用可能である。そのような車両としては、三輪バイク、スノーモービルなどを挙げることができる。三輪バイクについては、前輪が２輪の三輪バイクであってもよく、後輪が２輪の三輪バイクであってもよい。

以上のように、本発明は、バルブを備えた内燃機関においてバルブの開閉を制御するための可変動弁装置及びそれを備えたエンジン並びにそれを備えた鞍乗型車両に適している。

実施例１に係る可変動弁装置の概略構成を示す縦断面図である。 実施例１に係る可変動弁装置の概略構成を示す横断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 要部を示す斜視図である。 状態保持機構を示す斜視図である。 状態保持機構の分解斜視図である。 状態保持機構の動作説明に供する図であり、（ａ）は初期位置を示し、（ｂ）は初期位置からの遷移位置を示し、（ｃ）は最進出位置を示す。 状態保持機構の動作説明に供する図であり、（ａ），（ｂ）は最進出位置からの遷移位置を示し、（ｃ）は進出位置を示す。 実施例２に係る状態保持機構の概略構成を示し、（ａ）は初期位置を示し、（ｂ）は作用位置（作動時）を示し、（ｃ）は作用位置（非作動時）を示す。 実施例１に係る状態保持機構を備えたエンジンの概略構成図である。 図１０のエンジンを備えた自動二輪車の概略構成図である。 アクチュエータの好ましい配置例１を示す模式図であり、（ａ）は車体の振動方向との関係を示し、（ｂ）はエンジンの振動方向との関係を示す。 アクチュエータの好ましい配置例２を示す模式図であり、（ａ）は車体の振動方向との関係を示し、（ｂ）はエンジンの振動方向との関係を示す。 アクチュエータの好ましい配置例３を示す模式図であり、（ａ）は車体の振動方向との関係を示し、（ｂ）はエンジンの振動方向との関係を示す。 アクチュエータの好ましい配置例４を示す模式図であり、（ａ）は車体の振動方向との関係を示し、（ｂ）はエンジンの振動方向との関係を示す。

１ … 可変動弁装置
３ … シリンダヘッド
５ … 燃焼室
１１ … カムシャフト
１３ … 低速用カム
１５ … 高速用カム
１６ … カム
１７ … ロッカシャフト
１９ … 低速用ロッカアーム
２１ … 高速用ロッカアーム
２２ … ロッカアーム
２３ … ロストモーションスプリング
３３ … 貫通口
３５ … 圧縮コイルバネ
３７ … 連結ピン
３９ … 係合部
４１ … アクチュエータ
４３ … 状態保持機構
４５ … 方向切り換えレバー
５７ … 外周固定筒
５９ … 押圧部材
６１ … 回転筒
６３ … 先端部材

Claims (8)

1. 吸気用の低速用カム及び高速用カムと、排気用のカムとを備えたカムシャフトと、
   前記カムシャフトと平行に配置されたロッカシャフトと、
   前記ロッカシャフトに対して揺動可能に配置され、前記低速用カムに接触するニードルローラを備えた低速用ロッカアームと、
   前記低速用ロッカアームに隣接して前記ロッカシャフトに揺動可能に配置され、前記高速用カムに接触するニードルローラを備えた高速用ロッカアームと、
   前記低速用ロッカアームと前記高速用ロッカアームとの間において進退されることにより、前記低速用ロッカアームと前記高速用ロッカアームとを連結または分離させる連結ピンと、
   作動片を軸線方向に直線的に移動させ、複数の異なる位置に駆動させるアクチュエータとを備え、
   前記連結ピンは、前記カムシャフトと平行な方向に進退可能であり、前記アクチュエータの動作に応じて、前記カムシャフトの軸線方向から進退駆動される可変動弁装置。
2. 請求項１に記載の可変動弁装置において、
   前記低速用ロッカアームは、前記連結ピンが挿入された貫通口を備え、
   前記貫通口は、前記カムシャフトの軸線方向から見て、前記カムシャフトを通るシリンダ軸線と平行な線と、吸気バルブの軸線の延長線との間に配置されている可変動弁装置。
3. 請求項１または２に記載の可変動弁装置において、
   前記貫通口は、前記ロッカシャフトの軸線方向から見て、前記低速用ロッカアームが吸気バルブと接触する部位よりも前記カムシャフトに近い位置に配置されている可変動弁装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の可変動弁装置において、
   前記貫通口は、前記ロッカシャフトの軸線方向から見て、前記ロッカシャフトを基準にして、シリンダの反対側に配置されている可変動弁装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の可変動弁装置において、
   前記カムシャフトと、前記低速用ロッカアームと、前記高速用ロッカアームと、前記連結ピンとは、シリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの上部を覆うカムカバーとで形成された空間に配置され、
   前記連結ピンは、前記カムカバーと重なる位置に配置されている可変動弁装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の可変動弁装置において、
   前記排気用のカムと、前記吸気用の高速用カムと、前記吸気用の低速用カムとは、前記カムシャフトの一端側から他端側にその順に配置され、
   前記連結ピンは、前記吸気用の低速用カムの他端側から進退される可変動弁装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の可変動弁装置において、
   前記ロッカシャフトは、前記吸気用の高速用ロッカアームを付勢するロストモーションスプリングが配置され、
   前記ロストモーションスプリングは、吸気側のロッカシャフトと排気側のロッカシャフトとを結ぶ線上で前記排気用のカムと隣接する可変動弁装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の可変動弁装置において、
   前記アクチュエータは、前記作動片と前記連結ピンとの間に連結ピン駆動部材を備えている可変動弁装置。

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