JP2013199862A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた潤滑機能を備え、カム移動時の適正且つ円滑作動を実現する内燃機関の動弁装置を提供する。
【解決手段】カムシャフト１８に回転一体且つその軸方向に移動可能なカム２０と、カム２０に摺接して転動可能なタペットローラ３６を介してバルブをカム２０のプロフィールに応じて開閉動作させるようにバルブの軸端を押圧するタペット２１と、タペットローラ３６の内側にあってタペットローラ３６の少なくとも一方側面に露出するベアリング３７と、カムシャフト１８をシリンダヘッドとの間で軸支するカムハウジング３５と、カムハウジング３５に設けられたオイル噴射穴５４と、を備える。オイル噴射穴５４の軸線は、カム２０のベースサークルにタペットローラ３６が接触する時点で、ベアリング３７が側面に露出している側のタペットローラ３６の角部３６ａに向かう。
【選択図】図３１

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のリフト量及び作用角を無段に可変制御する動弁装置、特にその潤滑系まわりに関するものである。

この種の内燃機関において、以前より燃焼効率の向上を図るべく、種々の工夫あるいは提案等がなされてきている。バルブの開閉タイミングをずらして行なう可変位相方式に始まり、カム切換によるバルブリフトの可変制御やバルブ休止等が採用されてきた。なお、このカム切換方式は、低速用と高速用の２つのカムを用意し、エンジン出力に応じてバルブ作用角の小さいものから大きなものに切り換えるというものである。

更に最近では可変位相とカム切換の組合せが出始め、その後バルブ作用角及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。例えば、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。

従来の動弁装置の具体的構成において例えば特許文献１に開示されるものでは、特にカム移動機構においてカムシャフトと平行に配置されたアクセルシャフトと、アクセルシャフトに固着するとともにカムに連結する複数のアクセルフォークを含んでいる。アクセルシャフトはその軸方向にスライド可能にシリンダヘッドによって支持され、その一端側に連結された駆動モータの駆動力によりスライド運動するようになっている。このアクセルシャフトのスライド運動によりアクセルフォークを介して、カムがカムシャフトに沿ってスライドする。

特開２００３−３８１１号公報

上述した従来例を始めとして、特に３次元カムを持つ動弁装置では多数の部品が狭いスペースに組み込まれるため、これらを適正且つ円滑に駆動するのは極めて重要であり、必ずしも容易でない。また、装置の円滑動作を実現する上で、特に潤滑機能は極めて重要である。

本発明はかかる実情に鑑み、特に優れた潤滑機能を備え、カム移動時の適正且つ円滑作動を実現する内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。

本発明による内燃機関の動弁装置は、カムシャフトに回転一体且つその軸方向に移動可能なカムと、前記カムに摺接して転動可能なタペットローラを介してバルブを前記カムのプロフィールに応じて開閉動作させるように前記バルブの軸端を押圧するタペットと、前記タペットローラの内側にあって前記タペットローラの少なくとも一方側面に露出するベアリングと、前記カムシャフトをシリンダヘッドとの間で軸支するカムハウジングと、前記カムハウジングに設けられたオイル噴射穴と、を備えた内燃機関の動弁装置であって、前記オイル噴射穴の軸線は、前記カムのベースサークルに前記タペットローラが接触する時点で、前記ベアリングが側面に露出している側の該タペットローラの角部に向かうことを特徴とする。

また、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記カムは、軸方向に傾斜するカム面を具備した立体形状を有し、前記オイル噴射穴より、低リフトのカム部位側からオイルが噴射されることを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
また、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記カムは、軸方向に傾斜するカム面を具備した立体形状を有し、且つ前記オイル噴射穴より、高リフトのカム部位側からオイルが噴射され、前記オイル噴射穴の軸線は、前記カムがスライド移動したときそのベースサークルの移動軌跡でできる円筒と重ならないことを特徴とする。

また、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記タペットローラは、前記カムのカム面と逆向きの傾斜を有し、前記オイル噴射穴は前記タペットローラの角部のうち外周傾斜面の低い方に向かうことを特徴とする。

また、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記タペットローラの側面が、タペットガイドと摺接することを特徴とする。

また、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記オイル噴射穴は、前記カムのベースサークルの径よりも外側に位置するカムハウジング締結用ボルト孔に形成配置されることを特徴とする。

本発明によれば、カムスライド機構により各立体カムが同時にカムシャフトの軸方向に沿ってスライドする。その際、カムハウジングに設けたオイル噴射穴からタペットローラの特に角部を狙うように潤滑オイルが噴射される。タペットローラに対して直接潤滑オイルを噴射することで、タペットローラ自体を始めその内側のベアリング等を有効に潤滑することができる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の全体構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドの上面図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドの側面図である。 図２のＡ‐Ａ線に沿う断面図である。 図２のＢ‐Ｂ線に沿う断面図である。 図２のＣ‐Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係るボールスクリューハウジングを示す側面図、上面図及び正面図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドの斜視図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドの上面図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドの正面図である。 本発明の実施形態に係るカムハウジングを示す側面図、上面図及び正面図である。 本発明の実施形態に係るタペットの斜視図及び側面図である。 本発明の実施形態に係るタペットの縦断面図及び横断面図である。 本発明の実施形態に係るタペット及びタペットガイドのそれぞれ斜視図である。 本発明の実施形態に係るカムスライド機構の主要構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る動弁装置の上面図及び正面図である。 図１６（ａ）のＤ‐Ｄ線に沿う断面図及びＥ‐Ｅ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係るカムスライド機構の主要構成を示す部分斜視図である。 本発明の実施形態における吸気側カムシャフトに沿う縦断面図である。 図１９のＸ部拡大図である。 本発明の実施形態に係るカムハウジングにおけるオイル通路等の配置構成例を示す上面図である。 本発明の実施形態に係るカムハウジングにおけるオイル通路等の配置構成例を示す側面図である。 図２１のＦ‐Ｆ線に沿う断面図である。 図２１のＧ‐Ｇ線に沿う断面図である。 図２１のＨ‐Ｈ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係るカムハウジングにおけるオイル通路等の配置構成例を示す底面図である。 図２６のI‐I線に沿う断面図である。 図２６のＪ‐Ｊ線に沿う断面図である。 図２６のＫ‐Ｋ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係るカムハウジング右側端部付近におけるオイル通路等の配置構成例を示す底面図である。 本発明の実施形態における潤滑オイルの噴射時の様子を示すタペットまわりの部分拡大図である。 本発明の実施形態における潤滑オイルの噴射時の様子を示すシリンダヘッド内部の平面図である。 本発明の実施形態における潤滑オイルの噴射時の様子を示すシリンダヘッド内部の斜視図である。 本発明の実施形態におけるバルブ低リフト時時の潤滑オイルの噴射の様子を示す部分側面図である。 本発明の実施形態におけるバルブ中リフト時時の潤滑オイルの噴射の様子を示す部分側面図である。 本発明の実施形態におけるバルブ高リフト時時の潤滑オイルの噴射の様子を示す部分側面図である。

以下、図面に基づき、本発明における内燃機関の動弁装置の好適な実施の形態を説明する。
先ず図１は、本発明の適用例としての自動二輪車の側面図である。図１を用いて、この自動二輪車１００の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。

図１において鋼製或いはアルミニウム合金材でなるメインフレーム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左右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共に、前輪１０６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。

メインフレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に接続され、更に後方に向けて左右一対が二又状に分岐し、それぞれが後下がりに傾斜して延出する。メインフレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレール１０１Ａが延出し、後述するシートを支持する。なお、メインフレーム１０１やシートレール１０１Ａにより車体フレームが構成される。また、メインフレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が揺動可能に結合すると共に、両者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る。後輪１１１は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン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。後輪１１１の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ１１４が設けられると共に、そのインナフェンダ１１４の上方にはリヤフェンダ１１５が配置される。

メインフレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１１６（点線部）には、図示しない燃料供給装置から混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスがエキゾーストパイプ１１７を通って排気される。本実施形態において、エンジンは例えば４サイクル多気筒、典型的には４気筒エンジンであってよい。それぞれの気筒のエキゾーストパイプ１１７はエンジンユニット１１６の下側にて結合し、その後排気チャンバを経て車両後端付近で排気装置１１８から排気される。

また、エンジンユニット１１６の上方には燃料タンク１１９が搭載され、燃料タンク１１９の後方にシート１２０が連設される。このシート１２０は、ライダシート１２０Ａとタンデムシート１２０Ｂとを含む。ライダシート１２０Ａ及びタンデムシート１２０Ｂに対応して、フートレスト１２１及びフートレストもしくはピリオンステップ１２２が配置される。なお、この例では車両左側において、前後方向略中央下部に図示しないプロップスタンドを有している。

更に図１において、１２３はヘッドランプ、１２４はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２５はステー１２６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。

車両外装において、フェアリング１２７及びサイドカウル１２８によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバーあるいはシートカウル１２９が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。

ここで、この実施形態におけるエンジンユニット１１６は、ピストンを往復動可能に収容するシリンダもしくはシリンダブロック１１６Ａと、このシリンダブロック１１６Ａの下方に配置されたクランクケース１１６Ｂとを含み、これらが一体的に結合する。また、エンジンユニット１１６は複数のエンジンマウントを介してメインフレーム１０１に懸架されることでメインフレーム１０１に一体的に結合支持され、それ自体でメインフレーム１０１の剛性部材として作用する。

なお、図１に示されるようにドーム状もしくは甲羅状を呈する燃料タンク１１９は、メインフレーム１０１の上側全体を上部から蓋うようにメインフレーム１０１上に搭載支持される。更に、シリンダブロック１１６Ａのシリンダヘッドカバーの上側には、吸気装置に清浄空気を供給するためのエアクリーナ１３０が配置される。エアクリーナ１３０によって清浄化された空気は吸気装置によって吸気され、その後図１のようにインテークパイプ１３１内にて燃料が混合され、混合気としてエンジンユニット１１６に供給される。

図２〜図６は、エンジンユニット１１６のシリンダブロック１１６Ａ、特にシリンダヘッド１０の構成例を示している。シリンダブロック１１６Ａにおいてシリンダヘッド１０はシリンダ本体１１の上部に固定され、その内部に動弁装置を収容する。これらの図にも示されるように、この実施形態では並列４気筒エンジンであってよく、各気筒ごとに吸気（ＩＮ）側及び排気（ＥＸ）側にそれぞれ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３次元カムを適用した例とするが、吸気側及び排気側の双方に適用することもできる。また、シリンダ本体１１内ではピストンが略上下に往復動するようになっている。

シリンダヘッド１０は、この例では♯１〜♯４気筒の配列方向に沿って延設され、上部に被着するシリンダヘッドカバー１２により動弁装置の収容空間が密閉構造とされる。シリンダヘッド１０の底部には各気筒に対応する燃焼室１３が形成され、それぞれの燃焼室１３にはインテークポート１４とエキゾーストポート１５が連通形成される。燃焼室１３及びインテークポート１４間は、互いに隣接配置された一対の吸気バルブ１６によって開閉され、また、燃焼室１３及びエキゾーストポート１５間は互いに隣接配置された一対の排気バルブ１７によって開閉される。これら吸気バルブ１６及び排気バルブ１７を所定のタイミングで駆動制御することで、各気筒のシリンダに対する吸気及び排気を適正に制御することができる。

吸気バルブ１６の軸方向、即ちそのバルブステム１６ａ上方には気筒の配列方向に沿って、カムシャフト１８が複数のベアリング１９を介して、シリンダヘッド１０に回転自在に支持される。カムシャフト１８には後述するカム２０がその軸方向にスライド可能に装着されるが、カム２０はカムシャフト１８に対して回転方向には固定される。なお、カムシャフト１８は中空構造とし、その中空内部に潤滑油路を形成してカム２０等に注油することができる。各気筒に対応する計４つのカム２０を有し、各カム２０は３次元カムとして形成される。カム２０と吸気バルブ１６（のバルブステム１６ａ）の間には、タペットガイド２２によりガイドされてバルブステム１６ａの軸方向に往復動可能なローラ式のタペット２１が配置される。

排気バルブ１７の軸方向、即ちそのバルブステム１７ａ上方には気筒の配列方向に沿って、カムシャフト２３が複数のベアリング２４を介して、シリンダヘッド１０に回転自在に支持される。カムシャフト２３にはその軸方向所定位置にカム２５が装着固定される。各気筒に対応する計４つのカム２５を有し、排気側については各カム２５は平板状の所謂平面カムとして形成される。カム２５と排気バルブ１７のバルブステム１７ａとの間には、バルブステム１７ａの軸方向に往復動可能な、この例では直打式のタペット２６が配置される。

吸気側のカムシャフト１８及び排気側のカムシャフト２３のそれぞれ一端にはスプロケット２７，２８が固着している（図６、図９等参照）。これらのスプロケット２７，２８と図示を省略するが、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との間にカムチェーンが巻回装架される。なお、カムチェーンは、付属のチェーンガイド、チェーンテンショナ及びチェーンアジャスタ等により適正走行するようになっている。これによりクランクシャフトの回転でカムシャフト１８及びカムシャフト２３が同期回転する。

更に具体的に説明すると、吸気バルブ１６はそのバルブステム１６ａがバルブガイド２９によってガイドされることで、バルブステム１６ａの軸方向に往復動する。バルブステム１６ａの端部に取り付けられたスプリングリテーナ３０とスプリングシート３１の間にバルブスプリング３２が装着され、このバルブスプリング３２の弾力によりバルブステム１６ａは常時上方へ付勢される。また、このときバルブステム１６ａの上端には、後述するシムを介してタペット２１が当接する。カム２０がバルブスプリング３２の弾力に抗してタペット２１を押し下げることで、バルブステム１６ａが下方へ付勢され、即ち吸気バルブ１６が開くようになっている。

排気バルブ１７についても吸気バルブ１６と同様に、バルブステム１７ａの端部に取り付けられたスプリングリテーナ３０とスプリングシート３１の間にバルブスプリング３２が装着される。この場合もカム２５によりタペット２１を押し下げて、排気バルブ１７を作動させるが、そのリフトタイミングやバルブリフト量は吸気バルブ１６とは異なる設定になっている。

ここで、吸気側のカム２０は前述のように「３次元カム」として構成され、また各気筒に１つのカム２０が設けられる。カム２０は、カムシャフト１８の軸方向であるその長手方向に緩やかに傾斜するプロフィールを持つカムロブを有し、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及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ている。このようなカム２０をカムシャフト１８に沿って移動させることにより、吸気バルブのリフト量、作用角及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。なお、カム２０の移動機構等については後述するものとする。

カム２０をカムシャフト１８に沿って移動させるためのカムスライド機構を有し、その駆動源として図２及び図３等に示すようにシリンダヘッドカバー１２上にアクセルモータ３３が搭載支持される。アクセルモータ３３は、この例ではシリンダ１０の右後側の角部に配置され、そのフランジ３３ａを介してボールスクリューハウジング３４（図７をも参照）に結合する。このボールスクリューハウジング３４内部には、後述するボールスクリュー等の部材が収容される。

次に図８〜図１０は、シリンダヘッド１０からシリンダヘッドカバー１２を取り外した状態を示している。動弁装置の主要構成要素であるカム・カムシャフトユニットは、シリンダヘッド１０に取付固定されたカムハウジング３５内に収容されるが、この場合、排気側のカムシャフト２３及びカム２５は略全体がカムハウジング３５内にすっぽりと収容される。一方、吸気側のカムシャフト１８及びカム２０は、カムハウジング３５の実質的に外部に配置されるカムスライド機構と連結もしくはリンクするため、そのような連結構造を配設可能とすべく開放構造とし、即ちその一部がカムハウジング３５から露呈する。ここで、図１１は、本実施形態におけるカムハウジング３５を示している。カムハウジング３５全体としてはカムシャフト１８及びカムシャフト２３の上方を覆うカバー構造となっているが、吸気側についてはカムスライド機構を搭載するために必要なフレーム部３５ａ等を除き、開放構造となっている。

前述したようにタペット２１は、タペットガイド２２によりガイドされる。タペットユニットについて更に説明すると、図１２及び図１３に示すようにその内側にベアリング３７を収容する収容部を有する概略ドーナッツ状に形成されたタペットローラ３６と、ベアリング３７を介してタペットローラ３６を支持する芯部３８と、芯部３８の両外側方へ延設するアーム３９とを有する。タペットローラ３６は、バルブスプリング３２の弾力に基づきカム２０のカムロブに当接する。ベアリング３７はこの例では芯部３８の外周に沿って配列された複数のニードルベアリングとする。アーム３９はバルブステム１６ａの上端まで延出し、シム４０を介してバルブステム１６ａの上端と間接的に当接する。なお、芯部３８の両外側からタペットローラ３６側へ延出する突片３８Ａが付設され、タペットローラ３６組付時のベアリング３７の脱落防止を図っている。

シリンダヘッド１０適所にはタペットガイド２２が配置固定されており、タペット２１は図１４ようにタペットガイド２２内側に収容されるかたちで浮動保持される。タペット２１は、そのタペットローラ３６がカム２０のカム面に押されることで、アーム３９がバルブスプリング３２の弾力に抗してバルブステム１６ａを押動させ、これにより吸気バルブ１６を開かせるバルブリフタとして機能する。なお、タペットローラ３６の側面は、タペットガイド２２と摺接しながらガイドされる。

図１５〜図１８は、動弁装置の吸気側構成例を示している。前述したようにシリンダヘッドカバー１２上にアクセルモータ３３が搭載され、このアクセルモータ３３を駆動源としてカムスライド機構を作動させる。先ず、シリンダヘッドカバー１２内には、カムシャフト１８の上方にてその軸方向に沿って所定間隔おいて、カムフォークシャフト４１が平行配置されている。このカムフォークシャフト４１はカムハウジング３５に設けた複数、この例では５つの軸受部３５ｂ（図８等参照）により、その軸方向にスライド可能に支持される。ボールスクリューハウジング３４内部において、カムフォークシャフト４１と平行且つ略同一高さ位置にボールスクリュー４２が配置される。このボールスクリュー４２はその両軸端付近にて、シリンダヘッドカバー１２及びボールスクリューハウジング３４の合せ面で一対のベアリング４３により回転可能に支持される。ボールスクリュー４２のアクセルモータ３３側の端部にはギア４４が取り付けられると共に、該アクセルモータ３３の出力軸にはピニオンギア４５が取り付けられ、これらのギア４４及びピニオンギア４５が噛合し、即ちアクセルモータ３３の作動によりボールスクリュー４２が回転駆動される。

ボールスクリュー４２には、回転方向に固定されたスライドナット４６が噛合する。このスライドナット４６はナットフォーク４７を介してカムフォークシャフト４１と連結する。ナットフォーク４７はボールスクリュー４２の軸方向に配置されたベースプレート４７ａを有し、このベースプレート４７ａがカムフォークシャフト４１と結合する。より具体的にはカムフォークシャフト４１には各気筒に対応して４つのカムフォーク４８が固定され、このうち♯２及び♯３気筒に対するカムフォーク４８とベースプレート４７ａとが相互に結合される。各カムフォーク４８は、カム２０の端部に装着されたベアリング４９を介して、そのカム２０と回転自在に係合する。即ち、ベアリング４９はカムシャフト１８の径方向でカム２０とカムフォーク４８との間に配置されて、両者を回転自在に結合する。

ここで、図１９及び図２０に示されるように、ベアリング４９は転がり軸受として内輪４９ａ、外輪４９ｂ及び転動体４９ｃ（ボール）を含み、カムフォーク４８が外輪４９ｂの少なくとも一の側面に当接してカム２０をカムシャフト１８の軸方向に移動可能にしている。この場合、ベアリング４９は、カム２０におけるカム高さ低位側の一端部に配設される。

カムフォークシャフト４１に固定されたカムフォーク４８は図１７等に示すように、カムシャフト１８側へ延出し、ベアリング４９の略半周部位に対応するように概略三日月状に形成される。図２０に示されるようにベアリング４９はカム２０のベースサークル側の端部に嵌着するが、カムフォーク４８の先端部がその外輪４９ｂに係合する。この場合、ベアリング４９の外輪４９ｂの外周面とカムフォーク４８の間にガイドリング５０が介挿される。なお、ガイドリング５０は例えばＣリング５１によって係止されるようになっている。カムフォーク４８は二又状に分岐する先端部４８ａ，４８ｂを有し、一方の先端部４８ａが外輪４９ｂの一側面と当接すると共に、他方の先端部４８ｂがガイドリング５０の他側面と当接する。つまりカムフォーク４８の先端部４８ａ，４８ｂの間に、外輪４９ｂ及びガイドリング５０が一体的に挟着保持されるようになっている。

カムスライド機構において、アクセルモータ３３によりボールスクリュー４２が回転すると、スライドナット４６及びナットフォーク４７を介してカムフォークシャフト４１がその軸方向にスライドする。そして、このようにカムフォークシャフト４１がスライドするのに連動もしくは同期して、各カム２０が同時にカムシャフト１８の軸方向に沿ってスライドする。このように回転するカム２０をスライド移動させるために、ベアリング４９の側面部をカムフォーク４８で押すことでこれを実現する。

実車の例で説明すると、エンジン運転時、自動二輪車１００のアクセルグリップを操作するとアクセルモータ３３が作動し、ボールスクリュー４２が回転することでスライドナット４６及びナットフォーク４７を介してカムフォークシャフト４１がスライドする。このカムフォークシャフト４１のスライドにより各カム２０が同時にカムシャフト１８の軸方向に沿ってスライドする。例えば、エンジン低速時にはタペット２１はカム２０に対して、カム高さの低い部位に当接している。なお、図１６あるいは図１９等ではカム高さの高い部位に当接する状態が図示されている。この状態で加速、即ちアクセルを開くと、アクセルモータ３３の作動によりカムフォークシャフト４１を介して、カムフォーク４８の先端部４８ａが外輪４９ｂの側面を付勢することで、カム２０をスライド移動させる。このカム２０のスライドに伴いタペット２１は次第に、カム高さの高い部位に当接し、これによりカム２０が持つ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。即ち、このときカムフォーク４８の先端部４８ｂがガイドリング５０の側面を当接付勢し、加速時とは反対方向にカム２０をスライド移動させる。

さて、本発明に係るシリンダヘッド１０における特にタペット及びカムまわりの潤滑系について説明する。この実施形態ではカムハウジング３５において複数種の潤滑用オイル通路が形成される。この場合、エンジンユニット１１６のクランクケース１１６Ｂに配置されたオイルポンプから吐出された潤滑オイルは、図示しないオイル通路を通ってシリンダブロック１１６Ａを経由してシリンダヘッド１０に導入され、そのオイルは更にシリンダヘッド１０との合せ面から、図２１〜図２３に示されるようにカムハウジング３５に形成されたオイル流入口５２に導入される。カムハウジング３５の排気側において気筒配列方向にオイル通路としてのメインギャラリ５３が形成されており、オイル流入口５２からメインギャラリ５３へ潤滑オイルが供給される。メインギャラリ５３から各気筒ごとにタペット２１まわりやカムフォークシャフト４１まわりの潤滑オイルが分配供給されるようになっている。

図２１及び図２６等に示されるようにカムハウジング３５の吸気側には、各気筒ごとにタペット２１を指向するように形成された４つのタペット用オイルジェット５４（オイル噴射穴）が配設される。メインギャラリ５３と各オイルジェット５４はそれぞれオイル通路５５により接続される。オイル通路５５は図２１のように排気側から吸気側へ跨るように形成され、図２４及び図２８のようにメインギャラリ５３からシリンダヘッド１０との合せ面側へと延設される。このシリンダヘッド１０との合せ面付近には図２９のようにタペット用オイルジェット５４が設けられている。

オイル通路５５はオイルジェット５４の手前で分岐して、カムフォークシャフト４１に対する軸受部３５ｂまで延設され、即ちカムフォークシャフト４１潤滑用のオイル通路５６が形成される。このオイル通路５６は軸受部３５ｂの内周面にて開口し、スライド移動するカムフォークシャフト４１に対して潤滑用オイルを供給する。

また、♯４気筒においてはカムハウジング３５の右側端部付近にて、メインギャラリ５３からカムシャフト１８及びカムフォークシャフト４１潤滑用のオイル通路５７が延出形成される。図３０のようにオイル通路５７は、カムシャフト１８に対するオイルサプライリング５８により形成されるオイル通路５９に接続され、更にこのオイル通路５９は、カムハウジング３５に形成されたカムフォークシャフト４１潤滑用のオイル通路６０に接続される。これらのオイル通路５７，５９，６０を介してカムフォークシャフト４１に潤滑オイルが供給される。なお、オイルサプライリング５８は、♯４気筒の右側端部でカムシャフト１８を支持するベアリング１９側近に配置される。

ここで図２０をも参照して、ベアリング１９の内輪１９ａに当接するかたちでカムシャフトリング６１が装着され、その外周にオイルサプライリング５８が嵌着する。カムシャフトリング６１の外周にはオイル溝６２が形成されていて、このオイル溝６２に連通するオイル穴６３とカムシャフト１８に形成されたオイル穴６４が相互に連通する。また、オイル溝６２とオイル通路５９とは図３０に示したように、オイルサプライリング５８に形成されたオイル穴６５を介して連通する。なお、図３０に示したようにカムハウジング３５には、オイルサプライリング５８に対する回り止め部６６が設けられている。

オイル通路５９、オイル溝６４及びオイル穴６３，６４を介して、オイル通路５７からカムシャフト１８内に形成されたオイル通路６７（図１９参照）に潤滑オイルが供給される。また、カムシャフト１８には各カム２０の内周面に開口するオイル穴６８が形成されており、オイル通路６７から各カム２０の内周面に潤滑オイルが供給される。

上記潤滑系において気筒ごとにメインギャラリ５３から分岐し、それぞれ連通する各オイルジェット５４から潤滑オイルが噴射される。図３１〜図３３は、潤滑オイルの噴射時の様子を示している。図３２等から分かるように各オイルジェット５４はタペット２１の左前方の斜め上方に位置し、矢印Ｐのように潤滑オイルが噴射される。前述のようにタペット２１はそのタペットローラ３６の内側にベアリング３７を収容し、このベアリング３７の一部はタペットローラ３６の側面に露出している（図１２等参照）。タペットローラ３６の外周は、幅方向一方側が滑らかに傾斜することで小径にされた角部３６ａ（図１２（ａ）及び図１３（ａ）参照）を有し、この角部３６ａを狙うようにオイルジェット５４から潤滑オイルが噴射される。タペットローラ３６に対してこのように直接潤滑オイルを噴射することで、タペットローラ３６自体を始めその内側のベアリング３７等を有効に潤滑することができる。

カム２０のカムロブはカム高さが軸方向に変化するように軸方向に対して傾斜する面を有し、この例ではオイルジェット５４はカム２０のカム高さ高位側からタペット２１に対して潤滑オイルを噴射する。図３４、図３５及び図３６はそれぞれバルブ低リフト時、バルブ中リフト時及びバルブ高リフト時における潤滑オイルの噴射の様子を示している。オイルジェット５４の軸線は、カム２０のスライド時にそのベースサークルの移動軌跡でできる円筒形状と重ならないように設定される。

カム２０がカムシャフト１８に沿って往復スライド移動しても、タペットローラ３６が少なくともカム２０のベースサークルと接触している際には図３４（ａ）、図３５（ａ）及び図３６（ａ）のようにタペットローラ３６に当たるように潤滑油が噴射される。この例のようにカム２０のカム高さ高位側からタペット２１に向けて噴射する場合には、タペットローラ３６がカム２０のカム高さ高位側の部位に接触するとき潤滑油が必ずしも十分に供給されない場合があるが、ベースサークルとの接触時には上述のように必要且つ十分な潤滑油が供給されるため常に良好な潤滑状態を確保維持することができる。

上記の場合、本実施形態では図３４〜図３６からも分かるようにカム２０のカムロブの傾斜面とタペットローラ３６の外周部の傾斜面とは互いに逆向きに設定され、即ちタペットローラ３６の小径側がカム２０のカム高さ高位側に対応するように配置される。なお、これによりカム２０がスライド移動する際、カム２０に接触するタペットローラ３６がカム高さ低位側からカム高さ高位側へと相対的に円滑に変位することができる。そして、オイルジェット５４の軸線がタペットローラ３６の外周面の角部に対して、より小径側を指向するようにすることで、タペットローラ３６のオイルジェット５４に対する投影面積もしくは対向面積を大きく確保する。これによりオイルジェット５４からタペットローラ３６の外周面に対して効率よく潤滑油を噴射供給することができる。

また、タペット２１のタペットローラ３６の内側に収容されたベアリング３７は、タペットローラ３６の側面に露出する。これによりタペットローラ３６の外周面だけでなく、その内側のベアリング３７に対しても効果的に潤滑油を供給し、潤滑油を有効利用することが可能となる。

また、シリンダヘッド１０に対するカムハウジング締結用ボルト６９（図３３等参照）は、カム２０のベースサークルよりも外側に配置される。オイルジェット５４は、該ボルト６９のボルト穴７０（図２１及び図２５等参照）を利用してその直近に形成配置される。この場合、例えばボルト６９及びこれが挿入されたボルト穴７０相互間の隙間にオイル通路５５を連通させ、その隙間を更にオイルジェット５４と連通させることで、オイル通路５５からオイルジェット５４へ潤滑油を供給することができる。このようにボルト穴７０を有効利用することにより、構成の簡素化及び部品点数削減等を図ることができる。

なおここで、オイルジェット５４は上記とは逆にカム２０のカム高さ低位側に配置し、カム高さ低位側からタペット２１に対して潤滑オイルを噴射することも可能である。
この場合にはカム２０において大径のカム高さ高位側の部位が邪魔にならないため、潤滑オイルを的確に噴射することができる。

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。
上記実施形態において、エンジンユニット１１６は４気筒以外の多気筒エンジンであっても同様に適用可能である。

１０ シリンダヘッド、１１ シリンダ本体、１２ シリンダヘッドカバー、１３ 燃焼室、１４ インテークポート、１５ エキゾーストポート、１６ 吸気バルブ、１６ａ バルブステム、１７ 排気バルブ、１８ カムシャフト、１９ ベアリング、２０ カム、２１ タペット、２２ タペットガイド、２３ カムシャフト、２５ カム、２６ タペット、２７，２８ スプロケット、２９ バルブガイド、３０ スプリングリテーナ、３１ スプリングシート、３２ バルブスプリング、３３ アクセルモータ、３４ ボールスクリューハウジング、３５ カムハウジング、３６ タペットローラ、３７ ベアリング、３８ 芯部、３９ アーム、４０ シム、４１ カムフォークシャフト、４２ ボールスクリュー、４３ ベアリング、４４ ギア、４５ ピニオンギア、４６ スライドナット、４７ ナットフォーク、４８ カムフォーク、４８ａ 基部、４９ ベアリング、４９ａ 内輪、４９ｂ 外輪、４９ｃ 転動体、５０ ガイドリング、５１ Ｃリング、５２ オイル流入口、５３ メインギャラリ、５４ オイルジェット、５５，５６，５７，５９，６０，６７ オイル通路、５８ オイルサプライリング、６１ カムシャフトリング、６２ オイル溝、６３，６４ オイル穴、１００ 自動二輪車、１１６ エンジンユニット、１１６Ａ シリンダブロック。

Claims (6)

1. カムシャフトに回転一体且つその軸方向に移動可能なカムと、前記カムに摺接して転動可能なタペットローラを介してバルブを前記カムのプロフィールに応じて開閉動作させるように前記バルブの軸端を押圧するタペットと、前記タペットローラの内側にあって前記タペットローラの少なくとも一方側面に露出するベアリングと、前記カムシャフトをシリンダヘッドとの間で軸支するカムハウジングと、前記カムハウジングに設けられたオイル噴射穴と、を備えた内燃機関の動弁装置であって、
   前記オイル噴射穴の軸線は、前記カムのベースサークルに前記タペットローラが接触する時点で、前記ベアリングが側面に露出している側の該タペットローラの角部に向かうことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 前記カムは、軸方向に傾斜するカム面を具備した立体形状を有し、前記オイル噴射穴より、低リフトのカム部位側からオイルが噴射されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
3. 前記カムは、軸方向に傾斜するカム面を具備した立体形状を有し、且つ前記オイル噴射穴より、高リフトのカム部位側からオイルが噴射され、前記オイル噴射穴の軸線は、前記カムがスライド移動したときそのベースサークルの移動軌跡でできる円筒と重ならないことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
4. 前記タペットローラは、前記カムのカム面と逆向きの傾斜を有し、前記オイル噴射穴は前記タペットローラの角部のうち外周傾斜面の低い方に向かうことを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の動弁装置。
5. 前記タペットローラの側面が、タペットガイドと摺接することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の動弁装置。
6. 前記オイル噴射穴は、前記カムのベースサークルの径よりも外側に位置するカムハウジング締結用ボルト孔に形成配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の動弁装置。

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