JP2023116892A - 可変バルブタイミングシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の大型化を抑えつつ、シリンダヘッドをシリンダに固定する際のツールラインを確保する。【解決手段】可変バルブタイミングシステムは、シリンダヘッド(26)に設置された吸気側及び排気側カムシャフトと、吸気側カムシャフトの一端部に取り付けられた可変動弁装置と、を備えている。車両側面視にて吸気側カムシャフトが設置された側をシリンダヘッドの吸気側とし、排気側カムシャフトが設置された側をシリンダヘッドの排気側としたときに、吸気側の収容壁(35a)よりも排気側の収容壁(35b)が車幅方向内側に位置している。シリンダヘッドの吸気側をシリンダに固定する第1のボルト(36a)が吸気側の収容壁よりも車幅方向内側に設置され、シリンダヘッドの排気側をシリンダに固定する第2のボルト(36b)が排気側の収容壁よりも車幅方向外側に設置されている。【選択図】図8

Description

本発明は、可変バルブタイミングシステムに関する。
高出力、低燃費、低排気ガスを目的として、エンジンの運転状態に応じて可変動弁装置によってバルブの開閉タイミングを制御する可変バルブタイミングシステムが採用されている。可変バルブタイミングシステムとして、吸気側カムシャフトの一端部に可変動弁装置が取り付けられたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1のシリンダヘッドの外壁は、可変動弁装置を内包するために車幅方向外側に張り出している。シリンダヘッドはシリンダにネジ止めされるが、張り出した外壁の外側にはツールラインが確保できないため、シリンダヘッドの内側にボルトが設置されている。
特開2020-23946号公報
しかしながら、特許文献1に記載の可変バルブタイミングシステムでは、シリンダヘッドの外壁が車幅方向外側に張り出しているため、シリンダヘッドとの干渉を避けるために車体フレームが膨らんで車両が大型化する。特に、車体フレームは車両前方に向かって狭まっており、シリンダヘッドの後側である吸気側よりも、シリンダヘッドの前側である排気側が車体フレームからの距離が狭い。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、車両の大型化を抑えつつ、シリンダヘッドをシリンダに固定する際のツールラインを確保できる可変バルブタイミングシステムを提供することを目的とする。
本発明の一態様の可変バルブタイミングシステムは、シリンダ上のシリンダヘッドが車体フレームに懸架されたエンジンの可変バルブタイミングシステムであって、前記シリンダヘッドに設置された吸気側及び排気側カムシャフトと、前記吸気側カムシャフトの一端部に取り付けられた可変動弁装置と、を備え、車両側面視にて前記吸気側カムシャフトが設置された側を前記シリンダヘッドの吸気側とし、前記排気側カムシャフトが設置された側を前記シリンダヘッドの排気側としたときに、前記吸気側及び排気側のカムシャフトを側方から覆う前記シリンダヘッドの収容壁において、吸気側の収容壁よりも排気側の収容壁が車幅方向内側に位置しており、前記シリンダヘッドの吸気側を前記シリンダに固定する第1のボルトが前記吸気側の収容壁よりも車幅方向内側に設置され、前記シリンダヘッドの排気側を前記シリンダに固定する第2のボルトが前記排気側の収容壁よりも車幅方向外側に設置されていることで上記課題を解決する。
本発明の一態様の可変バルブタイミングシステムによれば、シリンダヘッドの吸気側の収容壁が車幅方向外側に張り出して可変動弁装置が収容され、張り出した収容壁の内側に第1のボルトを締め付けるためのツールラインが確保される。また、シリンダヘッドの排気側の収容壁の張り出しが抑えられて車体フレームとの干渉が防止され、張り出しが抑えられた収容壁の外側に第2のボルトを締め付けるためのツールラインが確保される。よって、車体フレームが車幅方向外側に膨らむことがなく車両の大型化が抑えられると共に、シリンダヘッドをシリンダに固定する際のツールラインを確保することができる。
本実施例の車両前部の右側面図である。 本実施例のエンジン周辺の右側面図である。 本実施例のエンジン周辺の前面図である。 本実施例のオイルコントロールバルブの正面図及び背面図である。 本実施例のオイル通路の模式図である。 図2のエンジンをA-A線に沿って切断した断面図である。 図2のエンジンをB-B線に沿って切断した断面図である。 本実施例のシリンダヘッドの上面図である。 本実施例のシリンダの上面図である。 本実施例の可変バルブタイミングシステムの模式図である。
本発明の一態様の可変バルブタイミングシステムは、シリンダ上のシリンダヘッドが車体フレームに懸架されたエンジンに搭載されている。可変バルブタイミングシステムには、シリンダヘッドに設置された吸気側及び排気側カムシャフトと、吸気側カムシャフトの一端部に取り付けられた可変動弁装置と、が設けられている。車両側面視にて吸気側カムシャフトが設置された側をシリンダヘッドの吸気側とし、排気側カムシャフトが設置された側をシリンダヘッドの排気側としたときに、吸気側及び排気側のカムシャフトを側方から覆う前記シリンダヘッドの収容壁において、吸気側の収容壁よりも排気側の収容壁が車幅方向内側に位置している。シリンダヘッドの吸気側をシリンダに固定する第1のボルトが吸気側の収容壁よりも車幅方向内側に設置され、シリンダヘッドの排気側をシリンダに固定する第2のボルトが排気側の収容壁よりも車幅方向外側に設置されている。これにより、シリンダヘッドの吸気側の収容壁が車幅方向外側に張り出して可変動弁装置が収容され、張り出した収容壁の内側に第1のボルトを締め付けるためのツールラインが確保される。また、シリンダヘッドの排気側の収容壁の張り出しが抑えられて車体フレームとの干渉が防止され、張り出しが抑えられた収容壁の外側に第2のボルトを締め付けるためのツールラインが確保される。よって、車体フレームが車幅方向外側に膨らむことがなく車両の大型化が抑えられると共に、シリンダヘッドをシリンダに固定する際のツールラインを確保することができる。
以下、添付図面を参照して、本実施例について詳細に説明する。図1は本実施例の車両前部の右側面図である。また、以下の図では、矢印FRは車両前方、矢印REは車両後方、矢印Lは車両左方、矢印Rは車両右方をそれぞれ示している。
図1に示すように、鞍乗型車両1は、ツインスパー型の車体フレーム10にエンジン21や電装系等の各種部品を搭載して構成されている。車体フレーム10は、ヘッドパイプ11から左右に分岐して後方に延びる一対のメインフレーム12と、一対のメインフレーム12の前部から下方に延びる一対のダウンフレーム13と、を有している。一対のメインフレーム12は、エンジン21の上方を通ってエンジン21の後方に回り込むように湾曲している。一対のメインフレーム12によってエンジン21の上側及び後側が懸架され、一対のダウンフレーム13によってエンジン21の前側が懸架されている。
ヘッドパイプ11にはステアリングシャフト(不図示)を介してフロントフォーク14が操舵可能に支持されている。フロントフォーク14の下部には前輪15が回転可能に支持されている。エンジン21の前方には、エンジン21の冷却水を放熱するラジエータ(熱交換器)16が設けられている。ラジエータ16の上部はアッパブラケット17を介してメインフレーム12に支持され、ラジエータ16の下部はロアブラケット18を介してエンジン21に支持されている。ラジエータ16の背面には、車両の停止時等にラジエータ16の熱気を吸い込む冷却ファン19が取り付けられている。
エンジン21は、左右方向に4本の気筒を並べた並列4気筒エンジンであり、クランクシャフト(不図示)を収納したクランクケース22を有している。クランクケース22の上部には、シリンダ25、シリンダヘッド26、シリンダヘッドカバー27を積層したシリンダアッセンブリが取り付けられている。クランクケース22の下部には、潤滑及び冷却用のオイルが貯留されるオイルパン28が取り付けられている。クランクケース22の左側面には、クラッチカバー31やスタータギアカバー32、33等のエンジンカバーが取り付けられている。エンジン21の前面からは下方に複数の排気管34が延びている。
エンジン21には吸気バルブ(不図示)の開閉タイミングを制御する油圧制御式の可変バルブタイミングシステムが搭載されている。シリンダヘッド26及びシリンダヘッドカバー27の内側には可変動弁装置60(図9参照)が収容されており、シリンダ25の外面にはオイルコントロールバルブ40が設置されている。可変動弁装置60及びオイルコントロールバルブ40はエンジン21内の各種オイル通路を通じて接続されている。オイルコントロールバルブ40によって可変動弁装置60に対する油圧が制御されることで、可変動弁装置60に対する油圧よって吸気バルブの開閉タイミングが変化される。
ところで、シリンダヘッドはシリンダにボルトでネジ止めされるが、可変バルブタイミングシステムが未搭載のエンジンであれば、シリンダヘッドの外側にボルトが設置されてボルトを締め付けるためのツールラインが確保される。一方で、可変バルブタイミングシステムが搭載されたエンジンでは、可変動弁装置を収容するためにシリンダヘッドの外壁を車幅外側に張り出す必要があり、シリンダヘッドの外側にボルトを締め付けるためのツールラインが確保できない。このため、通常はツールラインを確保するためにシリンダヘッドの内側にボルトが設置されている。
しかしながら、シリンダヘッドの外壁が全体的に車幅方向外側に張り出していると、シリンダヘッドとの干渉を避けるために車体フレームが車幅方向外側に膨らんで車両が大型化する。特に、車体フレームは車両前方に向かって狭まっており、シリンダヘッドの前側である排気側が車体フレームに干渉し易い。そこで、本実施例のシリンダヘッド26では、吸気側の外壁を車幅方向外側に張り出させて可変動弁装置60を収容し、排気側の外壁の張り出しを抑えて車体フレーム10の膨らみを抑えている。また、吸気側の外壁の内側と排気側の外壁の外側にボルトを設置してボルトを締め付けるためのツールラインを確保している。
図2及び図3を参照して、オイルコントロールバルブのレイアウトについて説明する。図2は本実施例のエンジン周辺の右側面図である。図3は本実施例のエンジン周辺の前面図である。
図2に示すように、エンジン21のクランクケース22は、アッパケース23及びロアケース24を含む上下割構造になっている。アッパケース23及びロアケース24の合わせ面には、クランクシャフト等の各種シャフトが支持されている。ロアケース24の下面にはオイルパン28が固定され、アッパケース23の上面にはシリンダ25が固定されている。シリンダ25の上面にはシリンダヘッド26が固定され、シリンダヘッド26の上面にはシリンダヘッドカバー27が固定されている。シリンダヘッド26及びクランクケース22が車体フレーム10に懸架されている。
車体フレーム10の前側部分はメインフレーム12とダウンフレーム13に分岐している。メインフレーム12はシリンダヘッド26の側方を上面から後面に向かって斜めに横切っており、ダウンフレーム13は下方に向かって前後幅が狭まるように側面視略三角形状に形成されている。メインフレーム12によってシリンダヘッド26の後側が側方から覆われ、ダウンフレーム13によってシリンダヘッド26の前側が側方から覆われている。メインフレーム12の延在方向の途中部分にシリンダヘッド26の後側が懸架され、ダウンフレーム13の下頂部にシリンダヘッド26の前側が懸架されている。
車両側面視にて、シリンダヘッド26の側面には、メインフレーム12の下縁、ダウンフレーム13の後縁、シリンダヘッド26の下面に囲まれた三角領域が形成されている。シリンダヘッド26の三角領域はメインフレーム12及びダウンフレーム13の間から側方に露出しているが、オイルコントロールバルブ40に対して三角領域の広さが足りていない。このため、シリンダヘッド26の三角領域の下方であるシリンダ25の側面(外面)にオイルコントロールバルブ40が設置されている。なお、このシリンダ25の側面はカムチェーン室58(図6参照)の外壁によって形成されている。
シリンダヘッド26の三角領域には、後述する一対のオイルパイプ64、65(図5参照)用の挿入口を塞ぐ一対のプラグキャップ66、67が設置されている。車両側面視にてプラグキャップ66、67は車体フレーム10を避けているため、車体フレーム10にエンジン21が懸架された状態でもプラグキャップ66、67を介してオイルパイプ64、65が着脱可能になってメンテナンス性が向上される。プラグキャップ66、67がダウンフレーム13の後縁に沿って設置されるためダウンフレーム13を形状変更する必要がない。このとき、車両後方のプラグキャップ67が車両前方のプラグキャップ66よりも上方に位置し、プラグキャップ66、67が上下方向で一部が重なることでプラグキャップ66、67の設置領域が狭められている。
オイルコントロールバルブ40は、バルブスプール(不図示)が収容されたバルブハウジング41と、バルブスプールを進退するソレノイド42と、によって略円筒状に形成されている。ソレノイド42によってバルブスプールが進退されることで、オイルコントロールバルブ40内のオイル通路が切り替えられている。オイルコントロールバルブ40の軸方向がシリンダヘッド26とシリンダ25の合わせ面と平行になるようにオイルコントロールバルブ40が傾けられている。バルブハウジング41の後側にソレノイド42が設けられており、ソレノイド42がバルブハウジング41よりも上方に位置している。
バルブハウジング41の内側には金属粉等のコンタミが発生するおそれがあるが、バルブハウジング41からソレノイド42にコンタミが入り込み難くなっている。すなわち、バルブハウジング41よりもソレノイド42が上方になるようにオイルコントロールバルブ40が傾けられているため、オイルによってコンタミがバルブハウジング41からソレノイド42に運ばれることが防止されている。ソレノイド42側にコンタミが溜まることがないため、コンタミによってオイルコントロールバルブ40が破損することが防止されている。なお、オイルコントロールバルブ40の詳細については後述する。
シリンダ25の外面にオイルコントロールバルブ40が設置されるため、シリンダヘッド26を懸架する車体フレーム10にオイルコントロールバルブ40が干渉することがない。よって、車体フレーム10が車幅方向外側に張り出すことがなく、鞍乗型車両1の大型化が抑えられている。また、エンジン21の重心がクランクケース22に位置しているため、オイルコントロールバルブ40がエンジン21の重心に近づけられている。このため、クランクケース22からオイルコントロールバルブ40への振動の伝搬が小さくなって、オイルコントロールバルブ40の耐久性が向上される。
車両側面視にて、シリンダヘッド26とシリンダ25がシリンダ軸線を挟んだ両側で第1、第2のボルト36a、36bによって固定され、シリンダ25とクランクケース22がシリンダ軸線を挟んだ両側で第3、第4のボルト37a、37bによって固定されている。この場合、第1、第2のボルト36a、36bの間隔が第3、第4のボルト37a、37bの間隔よりも広く、オイルコントロールバルブ40はシリンダヘッド26寄りに位置付けられている。オイルコントロールバルブ40は、これら第1-第4のボルト36a、36b、37a、37bに重ならないように設置されている。
特に、オイルコントロールバルブ40がダウンフレーム13よりも下方に位置しており、オイルコントロールバルブ40の一部が第2のボルト36bよりも下方に位置している。これにより、第2のボルト36bとオイルコントロールバルブ40の干渉を避けるために、オイルコントロールバルブ40を車幅方向外側に突き出させる必要がなくエンジン21の大型化が抑えられる。また、シリンダ25にオイルコントロールバルブ40が設置されることで、オイルコントロールバルブ40から車体フレーム10が離されて、車体フレーム10の形状自由度が向上すると共に車体フレーム10が車幅方向外側に膨らむことがなく車両の大型化が抑えられる。
オイルコントロールバルブ40の下方には、スタータギア(不図示)を側方から覆うスタータギアカバー32、33が設けられている。スタータギアカバー32、33の後方には、クラッチ(不図示)を側方から覆うクラッチカバー31が設けられている。スタータギアカバー32の上部はシリンダ25側にはみ出しているが、スタータギアカバー33とソレノイド42の干渉は抑えられている。なお、スタータギアカバー32、33とクラッチカバー31が別々のエンジンカバーとして形成されているが、スタータギアカバー32、33とクラッチカバー31が1つのエンジンカバーとして形成されていてもよい。
図2及び図3に示すように、スタータギアカバー32、33及びクラッチカバー31はシリンダ25の側面よりも車幅方向外側に膨出している。車両前面視にて、オイルコントロールバルブ40がスタータギアカバー32、33、クラッチカバー31、ダウンフレーム13よりも車幅方向内側に位置付けられている。また、オイルコントロールバルブ40がスタータギアカバー32、33とダウンフレーム13の間に位置付けられている。車両転倒時にはスタータギアカバー32、33、クラッチカバー31、ダウンフレーム13によってオイルコントロールバルブ40が保護される。
クランクケース22にはオイルのメインギャラリ38が形成されており、メインギャラリ38とオイルコントロールバルブ40が外部配管39によって接続されている。これにより、外部配管39を通じて油圧が高いメインギャラリ38からオイルコントロールバルブ40にダイレクトにオイルが供給されている。メインギャラリ38からクランクケース22内のオイル通路を通らずに、オイルコントロールバルブ40にオイルが供給されることで、オイル通路の圧力損失が抑えられてオイルコントロールバルブ40に対して高い油圧のオイルを供給することができる。
外部配管39は、メインギャラリ38から車両前方に延出してクランクケース22を下側から回り込んで上方に延びている。そして、外部配管39は、ダウンフレーム13の下方で車両後方に曲げられてオイルコントロールバルブ40のバルブハウジング41に接続されている。車両前面視にて、外部配管39がスタータギアカバー32、33、クラッチカバー31、ダウンフレーム13よりも車幅方向内側を通って、ダウンフレーム13の下方でオイルコントロールバルブ40に接続されている。車両転倒時にはスタータギアカバー32、33、クラッチカバー31、ダウンフレーム13によって外部配管39が保護される。
シリンダヘッド26の前方には、前面視矩形状のラジエータ16が設けられている。ラジエータ16は、上部が下部よりも前方に位置するように傾けられている。ラジエータ16は、上面視アーチ状に湾曲したラウンドタイプのラジエータであり、ラジエータ16の背面には車幅方向でオイルコントロールバルブ40側(右側)に冷却ファン19が取り付けられている。車両前面視にて、ラジエータ16よりも車幅方向外側でダウンフレーム13よりも下方にオイルコントロールバルブ40が設置され、オイルコントロールバルブ40の前方で走行風がラジエータ16及びダウンフレーム13に遮られ難くなっている。
オイルコントロールバルブ40はソレノイドバルブであるため、ソレノイド42の通電によってオイルコントロールバルブ40が発熱し易くなっている。このため、オイルコントロールバルブ40が走行風によって冷却されることで、オイルコントロールバルブ40とオイルの温度上昇に起因した可変動弁装置60の作動性の悪化が抑えられている。上記したように、ソレノイド42がバルブハウジング41の後側に位置付けられて、ラジエータ16からソレノイド42が離されている。ラジエータ16からの熱がソレノイド42に伝わり難くなってソレノイド42の温度上昇が抑えられている。
車両側面視にて、ダウンフレーム13の下端が冷却ファン19の下端を送風方向に延ばした延長線L上に位置付けられており、この延長線Lよりも下方にオイルコントロールバルブ40が位置付けられている。ラジエータ16の排風がオイルコントロールバルブ40に当り難くなって、オイルコントロールバルブ40とオイルの温度上昇に起因した可変動弁装置60の作動性の悪化が抑えられる。また、車両前面視にて、ダウンフレーム13によってオイルコントロールバルブ40のソレノイド42が覆われており、ラジエータ16の排風がダウンフレーム13に遮られてソレノイド42の温度上昇が抑えられている。
図4を参照して、オイルコントロールバルブについて説明する。図4は本実施例のオイルコントロールバルブの正面図及び背面図である。なお、図4(A)がオイルコントロールバルブの正面図、図4(B)がオイルコントロールバルブの背面図を示している。
図4(A)及び図4(B)に示すように、オイルコントロールバルブ40のバルブハウジング41は、シリンダ25の側面に設置される設置板43と、設置板43から外方に膨出する円筒ケース44と、を有している。設置板43の外縁には円筒ケース44を囲む3箇所にネジ止め用の固定穴45が形成されている。また、設置板43の下部には外部配管39(図2参照)が接続される供給口46が形成されている。円筒ケース44にはソレノイド42から延びるバルブスプールが挿し込まれている。バルブスプールによって供給口46から入り込んだオイルの送り先が切り替えられている。
設置板43の背面には、設置板43の背面とシリンダ25の側面の隙間を封止するOリング47が装着されている。Oリング47の内側には供給口46、入力ポート51、進角ポート52、遅角ポート53、ドレンポート54が形成されている。供給口46は、シリンダ25に形成されたオイル通路を通じて入力ポート51に連通されている。入力ポート51にはフィルタ55が設置されており、フィルタ55を通過することでオイルが濾過される。入力ポート51は、バルブスプールの位置に応じて進角ポート52、遅角ポート53、ドレンポート54のいずれか1つに連通されている。
供給口46から入力ポート51にオイルが入り込むと、入力ポート51のフィルタ55で濾過されたオイルが円筒ケース44に入力される。ソレノイド42によってバルブスプールが動かされることで、入力ポート51が進角ポート52及び遅角ポート53のいずれか一方に連通され、ドレンポート54が進角ポート52及び遅角ポート53のいずれか他方に連通される。これにより、後述する可変動弁装置60(図10参照)の進角室S1及び遅角室S2のいずれか一方に向けてオイルコントロールバルブ40からオイルが供給され、いずれか他方からオイルコントロールバルブ40に向けて余剰のオイルが排出される。
図5を参照して、エンジン内のオイル通路について説明する。図5は本実施例のオイル通路の模式図である。
図5に示すように、エンジン21のシリンダ25及びシリンダヘッド26にカムチェーン室58が形成されている。カムチェーン室58にはカムチェーン59が収容されており、カムチェーン59は吸気側カムスプロケット71及び排気側カムスプロケット81に掛け渡されている。吸気側カムスプロケット71には吸気側カムシャフト72が固定されており、排気側カムスプロケット81には排気側カムシャフト82が固定されている。吸気側カムシャフト72及び排気側カムシャフト82には、カムチェーン59を介してクランクシャフト(不図示)が連結されている。
吸気側カムシャフト72及び排気側カムシャフト82は、カムハウジング91によって回転可能に支持されている。カムハウジング91は、シリンダヘッド26上に固定された支持壁であり、カムシャフト72、82の上半部を支持するアッパハウジング92と、カムシャフト72、82の下半部を支持するロアハウジング93と、を有している。シリンダヘッド26の内側で吸気側カムシャフト72の一端部に可変動弁装置60が取り付けられている。可変動弁装置60は、油圧によって吸気側カムシャフト72を進角又は遅角させて、吸気バルブ(不図示)の開閉タイミングを変化させている。
カムチェーン室58の外壁となるシリンダ25の外面(側面)にオイルコントロールバルブ40が設置されている。オイルコントロールバルブ40は可変動弁装置60に対する油圧を制御している。オイルコントロールバルブ40の進角ポート52(図4(B)参照)から可変動弁装置60に向かって進角通路100が延びており、オイルコントロールバルブ40の遅角ポート53(図4(B)参照)から可変動弁装置60に向かって遅角通路105が延びている。進角通路100には吸気バルブの開閉タイミングを進角させるオイルが通り、遅角通路105には吸気バルブの開閉タイミングを遅角させるオイルが通っている。
油圧制御用の進角通路100及び遅角通路105は、オイルコントロールバルブ40からカムチェーン室58の外壁に入り込んでいる。そして、進角通路100及び遅角通路105は、シリンダ25側からシリンダヘッド26側に向かった後に、カムチェーン室58を横断してカムチェーン室58の内壁を通じて可変動弁装置60に向かっている。この場合、カムチェーン室58の外壁はシリンダ25の外壁、シリンダヘッド26の外壁、クランクケース22の外壁によって形成されており、カムチェーン室58の内壁はシリンダ25の内壁、シリンダヘッド26の内壁、クランクケース22の内壁、カムハウジング91によって形成されている。
シリンダヘッド26の外壁と内壁が一対のオイルパイプ64、65によって接続されている。一対のオイルパイプ64、65は、カムチェーン59の内側を通ってカムチェーン室58を横断している。オイルパイプ64、65は着脱可能に設置されているため、カムチェーン59の組み付け時に一対のオイルパイプ64、65が障害になることがない。一対のオイルパイプ64、65が着脱可能であるため、エンジン21に対するカムチェーン59の組み付け後に一対のオイルパイプ64、65を挿し込むことが可能になっている。これにより、カムチェーン59の内側のデッドスペースが有効利用される。
カムチェーン室58の外壁では、進角通路100及び遅角通路105がシリンダ25の外壁からシリンダヘッド26の外壁に向かってシリンダ軸線と平行に延びている。このとき、進角通路100が前側、遅角通路105が後側に位置付けられており、進角通路100よりも遅角通路105が高い位置まで延びている。カムチェーン室58の外壁と内壁の間では、進角通路100及び遅角通路105が一対のオイルパイプ64、65の内側を通ってシリンダ軸線と直交方向に延びている。このように、一対のオイルパイプ64、65によって進角通路100及び遅角通路105の横断箇所が形成されている。
カムチェーン室58の内壁では、進角通路100及び遅角通路105がシリンダヘッド26の外壁からカムハウジング91に向かってシリンダ軸線と平行に延びている。進角通路100は、ロアハウジング93を貫通してロアハウジング93とアッパハウジング92の合わせ面151まで延びた後に、当該合わせ面151を通って進角溝131に側方から連なっている。遅角通路105は、シリンダヘッド26とロアハウジング93の合わせ面152を通って遅角溝132の下方まで延びた後に、ロアハウジング93を貫通して遅角溝132に下方から連なっている。進角溝131及び遅角溝132は吸気側カムシャフト72を通じて可変動弁装置60に連なっている。
シリンダ25及びシリンダヘッド26には、シリンダ軸線に平行な直線通路と直線通路に直交する直交通路によって進角通路100及び遅角通路105が形成されている。このため、進角通路100及び遅角通路105におけるオイルの圧力損失が低減されると共にシリンダ25及びシリンダヘッド26に対して進角通路100及び遅角通路105を容易に加工することができる。シリンダ25及びシリンダヘッド26では、進角通路100と遅角通路105が平行に並んでいる。このため、前後方向において進角通路100と遅角通路105が近づけられてエンジン21の大型化が抑えられている。
カムチェーン室58の外壁のシリンダ25側には、オイルコントロールバルブ40のドレンポート54(図4(B)参照)に連なるドレン穴109(特に図10参照)が形成されている。ドレン穴109の下方にはカムチェーン59の内周面が位置付けられており、カムチェーン59に向けてドレン穴109からオイルが排出される。ドレン穴109から落下したオイルがカムチェーン59に供給され、カムチェーン59と吸気側カムスプロケット71及び排気側カムスプロケット81の噛み合い箇所が適度に潤滑されてカムチェーン59の耐久性が向上される。また、オイルをカムチェーン59に向かわせるためのガイドや複雑な加工が不要である。
図6から図9を参照して、第1、第2のボルトの設置構造について説明する。図6は図2のエンジンをA-A線に沿って切断した断面図である。図7は図2のエンジンをB-B線に沿って切断した断面図である。図8は本実施例のシリンダヘッドの上面図である。図9は本実施例のシリンダの上面図である。なお、図8では、説明の便宜上、可変動弁装置及びカムシャフトを省略している。
図6及び図7に示すように、シリンダヘッド26には吸気側カムシャフト72及び排気側カムシャフト82が設置されている。図2に示す車両側面視にて、吸気側カムシャフト72が設置された車両後側がシリンダヘッド26の吸気側になっており、排気側カムシャフト82が設置された車両前側がシリンダヘッド26の排気側になっている。上記したように、メインフレーム12によってシリンダヘッド26の後側である吸気側が側方から覆われ、ダウンフレーム13によってシリンダヘッド26の前側である排気側が側方から覆われている。
吸気側カムシャフト72の一端部には吸気側カムスプロケット71及び可変動弁装置60が取り付けられ、排気側カムシャフト82の一端部には排気側カムスプロケット81が取り付けられている。シリンダヘッド26及びシリンダヘッドカバー27の車幅方向一方側(右側)には吸気側カムシャフト72及び排気側カムシャフト82を側方から覆う収容壁35a、35bが形成されている。この場合、排気側カムスプロケット81には可変動弁装置60が取り付けられない分だけ、シリンダヘッド26の吸気側の収容壁35aよりもシリンダヘッド26の排気側の収容壁35bが車幅方向内側に位置している。
図6に示すように、シリンダヘッド26の吸気側では、シリンダヘッド26及びシリンダヘッドカバー27の収容壁35aが車幅方向外側に張り出して可変動弁装置60が収容されている。シリンダヘッド26の収容壁35aが張り出しているが、メインフレーム12が車幅方向外側に膨らんでおり、シリンダヘッド26の収容壁35aとメインフレーム12の干渉が抑えられている。また、シリンダヘッド26の吸気側をシリンダ25に固定する第1のボルト36aが吸気側の収容壁35aよりも車幅方向内側に設置されており、第1のボルト36aを締め付けるためのツールラインが確保されている。
より詳細には、第1のボルト36aは可変動弁装置60の下方で、シリンダヘッド26のカムチェーン室58の外壁に設置されている。この場合、シリンダヘッド26の吸気側の収容壁35aが車幅方向外側に張り出すことで、収容壁35aの内側でカムチェーン室58の外壁上部に第1のボルト36aの座面が形成されている。この座面には上下に延びる雌ネジが形成されており、この雌ネジに対して第1のボルト36aを上方から締め付けることが可能になっている(図8参照)。また、シリンダヘッド26のカムチェーン室58の外壁に対して上方から雌ネジを加工する際に障害物になるものがなく加工が容易になっている。
図7に示すように、シリンダヘッド26の排気側では、シリンダヘッド26及びシリンダヘッドカバー27の収容壁35bが車幅方向外側に張り出していない。ダウンフレーム13はシリンダヘッド26に近づけられているが、ダウンフレーム13とシリンダヘッド26の収容壁35bの間に距離が確保されて、シリンダヘッド26の収容壁35bとダウンフレーム13の干渉が抑えられている。また、シリンダヘッド26の排気側をシリンダ25に固定する第2のボルト36bが排気側の収容壁35bよりも車幅方向外側に設置されており、第2のボルト36bを締め付けるためのツールラインが確保されている。
より詳細には、第2のボルト36bはシリンダヘッド26外に突き出したカムチェーン室58の外壁に設置されている。この場合、シリンダヘッド26の排気側の収容壁35bが車幅方向内側に引っ込むことで、収容壁35bの外側でカムチェーン室58の外壁上部に第2のボルト36bの座面が形成されている。この座面には上下に延びる雌ネジが形成されており、この雌ネジに対して第2のボルト36bを上方から締め付けることが可能になっている(図8参照)。また、シリンダヘッド26のカムチェーン室58の外壁に対して上方から雌ネジを加工する際に障害物になるものがなく加工が容易になっている。
また、車両前面視にて、シリンダヘッド26の排気側では、カムチェーン室58の外壁が車幅方向外側に突き出しているが、第2のボルト36bが設置可能な程度に最小限の突き出し量に抑えられている。第2のボルト36bは、シリンダヘッド26の吸気側の収容壁35aよりも車幅方向内側で、シリンダヘッド26の排気側の収容壁35bとダウンフレーム13の間に位置している。このため、ダウンフレーム13によってシリンダヘッド26が懸架されても、ダウンフレーム13に対してシリンダヘッド26の排気側の収容壁35bを近づけて車両の大型化を抑えることができる。
図8に示すように、第2のボルト36bが排気側カムシャフト82(図7参照)の下方で、第1のボルト36aよりも車幅方向外側に設置されている。第2のボルト36bは吸気側の収容壁35aよりも車幅方向内側であり、排気側の収容壁35bは第2のボルト36bよりも車幅方向内側であるため、排気側の収容壁35bを車幅方向内側に寄せることができる。すなわち、吸気側の収容壁35aに対して排気側の収容壁35bを相対的に凹ませることができる。車体フレーム10(図7参照)を排気側の収容壁35bに近づけて車両の大型化を抑えることができる。
図8及び図9に示すように、進角通路100及び遅角通路105は、第1のボルト36a及び第2のボルト36bの間を通ってオイルコントロールバルブ40から可変動弁装置60(図6参照)に向かっている。このとき、進角通路100及び遅角通路105は、第1のボルト36aと第2のボルト36bの中心同士を結ぶ直線M上に位置している。本実施例では、進角通路100及び遅角通路105の中心から外れた位置を直線Mが横切っている。これにより、進角通路100及び遅角通路105の周辺にて、シリンダヘッド26とシリンダ25の合わせ面139の面圧が高められてオイル漏れが抑えられている。
図10を参照して、可変バルブタイミングシステムについて説明する。図10は本実施例の可変バルブタイミングシステムの模式図である。
図10に示すように、オイルコントロールバルブ40の下方にはカムチェーン59の駆動ギア155が設けられている。駆動ギア155にはギア列を介してクランクシャフト(不図示)が連結されている。駆動ギア155にはカムチェーン59の下部が掛けられ、吸気側カムスプロケット71及び排気側カムスプロケット81にカムチェーン59の上部が掛けられている。駆動ギア155が回転してカムチェーン59が周回移動されることで、吸気側カムスプロケット71と一体に吸気側カムシャフト72が回転され、排気側カムスプロケット81と一体に排気側カムシャフト82が回転される。
カムチェーン59はレバーガイド156とチェーンガイド157によってガイドされている。駆動ギア155から吸気側カムスプロケット71に送り出されるカムチェーン59がレバーガイド156によってガイドされ、排気側カムスプロケット81から駆動ギア155に引き込まれるカムチェーン59がチェーンガイド157によってガイドされている。駆動ギア155から吸気側カムスプロケット71に向かうカムチェーン59には弛みが生じるため、チェーンテンショナ(不図示)によってレバーガイド156がカムチェーン59に押し付けられて、カムチェーン59に対して張力が付与されている。
吸気側カムシャフト72及び排気側カムシャフト82の回転によって吸気バルブ及び排気バルブが開閉されるが、吸気バルブの開閉タイミングは可変バルブタイミングシステムによって変更される。可変バルブタイミングシステムには、クランクシャフトに対する吸気側カムシャフト72の相対的な回転位相を変化させる可変動弁装置60が設けられている。可変動弁装置60は、吸気側カムスプロケット71に固定されたケース61と、吸気側カムシャフト72に固定されたインナーロータ62と、を有している。インナーロータ62は、ケース61の内側に相対回転可能に収容されている。
可変動弁装置60のケース61には複数の油圧室が形成されており、インナーロータ62から径方向外側に複数のベーン63が延びている。ケース61の各油圧室にインナーロータ62のベーン63が収容され、各油圧室がベーン63によって進角室S1と遅角室S2に仕切られている。油圧によって進角室S1の容積が拡大すると、ケース61に対してインナーロータ62が相対的に進角側に回転されて吸気側カムシャフト72が進角される。油圧によって遅角室S2の容積が拡大すると、ケース61に対してインナーロータ62が相対的に遅角側に回転されて吸気側カムシャフト72が遅角される。
可変動弁装置60はオイルコントロールバルブ40からの油圧によって作動される。オイルコントロールバルブ40にはメインギャラリ38(図2参照)から外部配管39を通じてオイルが供給される。オイルコントロールバルブ40のポート間の連通状態に応じて、オイルコントロールバルブ40からのオイルの供給先が可変動弁装置60の進角室S1と遅角室S2の間で切り替えられる。進角室S1には進角通路100を通じてオイルコントロールバルブ40からオイルが供給され、遅角室S2には遅角通路105を通じてオイルコントロールバルブ40からオイルが供給されている。
上記したように、進角通路100及び遅角通路105はカムチェーン室58(図7参照)を横断しており、カムチェーン室58の横断にはオイルパイプ64、65が使用されている。オイルパイプ64、65はレバーガイド156とチェーンガイド157の間でカムチェーン59の内側に設置されている。オイルパイプ64、65は上下に離間した状態で前後に並んでおり、オイルパイプ64、65の設置領域が狭められて、カムチェーン59の内側にオイルパイプ64、65が余裕をもって設置される。レバーガイド156によってカムチェーン59が押し込まれた場合でも、オイルパイプ64、65にカムチェーン59が干渉することがない。
以上、本実施例によれば、シリンダヘッド26の吸気側の収容壁35aが車幅方向外側に張り出して可変動弁装置60が収容され、張り出した収容壁35aの内側に第1のボルト36aを締め付けるためのツールラインが確保される。また、シリンダヘッド26の排気側の収容壁35bの張り出しが抑えられて車体フレーム10との干渉が防止され、張り出しが抑えられた収容壁35bの外側に第2のボルト36bを締め付けるためのツールラインが確保される。よって、車体フレーム10が車幅方向外側に膨らむことがなく車両の大型化が抑えられると共に、シリンダヘッド26をシリンダ25に固定する際のツールラインを確保することができる。
なお、本実施例において、エンジンとして並列4気筒エンジンを例示したが、エンジンの種類は特に限定されない。
また、本実施例において、車体フレームとしてツインスパーフレームを例示したが、シリンダヘッドを懸架可能な車体フレームであれば、車体フレームの種類は特に限定されない。例えば、車体フレームはクレードルフレームでもよい。
また、本実施例において、オイルコントロールバルブがエンジンの右側面に設置されているが、オイルコントロールバルブがエンジンの左側面に設置されていてもよい。
また、本実施例において、オイルコントロールバルブとしてソレノイドバルブを例示したが、可変動弁装置に対する油圧を制御可能なバルブであれば、オイルコントロールバルブの種類は特に限定されない。
また、本実施例において、オイルコントロールバルブとメインギャラリが外部配管によって接続されているが、オイルコントロールバルブとメインギャラリがエンジン内のオイル通路によって接続されていてもよい。
また、本実施例において、着脱可能なオイルパイプによってカムチェーン室の横断通路が形成されたが、カムチェーン室の横断通路はカムチェーン室の内壁と外壁の間でオイルを移動可能に形成されていればよい。例えば、シリンダヘッドの内壁と外壁のいずれか一方側を他方側に突き出させて横断通路が形成されていてもよい。
また、本実施例において、第1のボルトよりも第2のボルトが車幅方向外側に位置付けられて、第1のボルトと第2のボルトの中心同士を結ぶ直線が傾斜しているが、第1のボルトと第2のボルトが車幅方向で同じ位置に位置付けられていてもよい。この場合、第1のボルトと第2のボルトの中心同士を結ぶ直線が進角通路及び遅角通路の中心を横切っていてもよいし、第1のボルトと第2のボルトの中心同士を結ぶ直線が進角通路及び遅角通路の中心から外れた位置を横切っていてもよい。
また、本実施例において、第1のボルトと第2のボルトの中心同士を結ぶ直線上に進角通路及び遅角通路が位置付けられているが、第1のボルトと第2のボルトの間に進角通路及び遅角通路が位置付けられていれば、シリンダヘッドとシリンダの合わせ面の面圧を十分に高めることができる。
また、本実施例において、第1のボルトのサイズと第2のボルトのサイズが同一に形成されているが、第1のボルトのサイズよりも第2のボルトのサイズが大きく形成されていてもよい。第2のボルトのサイズを大きくした分だけ、よりシリンダヘッドとシリンダの合わせ面の面圧を高めることができる。
また、本実施例において、進角通路と遅角通路の一部が平行に形成されたが、エンジンの大きさに余裕があれば、進角通路と遅角通路が全体的に非平行に形成されていてもよい。
また、本実施例において、オイルコントロールバルブがシリンダの外面で第2のボルトに重ならないように設置されているが、エンジンの外面からオイルコントロールバルブが極端に突き出さなければ、オイルコントロールバルブが第2のボルトに重なっていてもよい。
また、本実施例において、オイルパイプとプラグキャップが別体に形成されたが、オイルパイプとプラグキャップが一体に形成されていてもよい。
また、本実施例において、外部配管がエンジンカバー及びダウンフレームよりも車幅方向内側に位置付けられているが、外部配管がエンジンカバー及びダウンフレームよりも車幅方向外側に位置付けられていてもよい。
また、本実施例において、メインフレーム、ダウンフレーム、シリンダヘッドの下面に囲まれる領域が略三角形に形成されたが、メインフレーム、ダウンフレーム、シリンダヘッドの下面に囲まれる領域の形状は特に限定されない。
また、可変バルブタイミングシステムは、図示の鞍乗型車両に限らず、他のタイプの鞍乗型車両に採用されてもよい。鞍乗型車両とは、ライダーがシートに跨った姿勢で乗車する車両全般に限定されず、ライダーがシートに跨らずに乗車する小型のスクータタイプの車両も含んでいる。
以上の通り、本実施例の可変バルブタイミングシステムは、シリンダ(25)上のシリンダヘッド(26)が車体フレーム(10)に懸架されたエンジン(21)の可変バルブタイミングシステムであって、シリンダヘッドに設置された吸気側及び排気側カムシャフト(72、82)と、吸気側カムシャフトの一端部に取り付けられた可変動弁装置(60)と、を備え、車両側面視にて吸気側カムシャフトが設置された側をシリンダヘッドの吸気側とし、排気側カムシャフトが設置された側をシリンダヘッドの排気側としたときに、吸気側及び排気側のカムシャフトを側方から覆うシリンダヘッドの収容壁において、吸気側の収容壁(35a)よりも排気側の収容壁(35b)が車幅方向内側に位置しており、シリンダヘッドの吸気側をシリンダに固定する第1のボルト(36a)が吸気側の収容壁よりも車幅方向内側に設置され、シリンダヘッドの排気側をシリンダに固定する第2のボルト(36b)が排気側の収容壁よりも車幅方向外側に設置されている。この構成によれば、シリンダヘッドの吸気側の収容壁が車幅方向外側に張り出して可変動弁装置が収容され、張り出した収容壁の内側に第1のボルトを締め付けるためのツールラインが確保される。また、シリンダヘッドの排気側の収容壁の張り出しが抑えられて車体フレームとの干渉が防止され、張り出しが抑えられた収容壁の外側に第2のボルトを締め付けるためのツールラインが確保される。よって、車体フレームが車幅方向外側に膨らむことがなく車両の大型化が抑えられると共に、シリンダヘッドをシリンダに固定する際のツールラインを確保することができる。
本実施例の可変バルブタイミングシステムにおいて、第2のボルトが排気側カムシャフトよりも下方で、第1のボルトよりも車幅方向外側に設置されている。この構成によれば、排気側の収容壁を車幅方向内側に寄せることができ、車体フレームを排気側の収容壁に近づけて車両の大型化を抑えることができる。
本実施例の可変バルブタイミングシステムにおいて、車体フレームは、シリンダヘッドの吸気側を側方から覆うメインフレーム(12)と、シリンダヘッドの排気側を側方から覆うダウンフレーム(13)と、を有し、車両前面視にて、第2のボルトが吸気側の収容壁よりも車幅方向内側で、排気側の収容壁とダウンフレームの間に位置している。この構成によれば、ダウンフレームによってシリンダヘッドが懸架されても、ダウンフレームのシリンダヘッドの排気側の収容壁を近づけて車両の大型化を抑えることができる。
本実施例の可変バルブタイミングシステムにおいて、可変動弁装置に対する油圧を制御するオイルコントロールバルブ(40)を備え、オイルコントロールバルブはシリンダの外壁に設置されており、オイルコントロールバルブの一部が第2のボルトよりも下方に位置している。この構成によれば、第2のボルトとオイルコントロールバルブの干渉を避けるために、オイルコントロールバルブを車幅方向外側に突き出させる必要がなくエンジンの大型化が抑えられる。また、シリンダにオイルコントロールバルブが設置されることで、オイルコントロールバルブから車体フレームが離されて、車体フレームの形状自由度が向上すると共に車体フレームが車幅方向外側に膨らむことがなく車両の大型化が抑えられる。
本実施例の可変バルブタイミングシステムにおいて、可変動弁装置に対する油圧を制御するオイルコントロールバルブを備え、油圧制御用のオイル通路(100、105)が、第1のボルト及び第2のボルトの間を通ってオイルコントロールバルブから可変動弁装置に向かう。この構成によれば、オイル通路の周辺でシリンダとシリンダヘッドの合わせ面の面圧を高めてオイル漏れを抑えることができる。
本実施例の可変バルブタイミングシステムにおいて、オイル通路が、第1のボルトと第2のボルトの中心同士を結ぶ直線(M)上に位置している。この構成によれば、オイル通路の周辺でシリンダとシリンダヘッドの合わせ面の面圧をより高めることができる。
なお、本実施例を説明したが、他の実施例として、上記実施例及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
また、本発明の技術は上記の実施例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
10 :車体フレーム
12 :メインフレーム
13 :ダウンフレーム
21 :エンジン
25 :シリンダ
26 :シリンダヘッド
35a:吸気側の収容壁
35b:排気側の収容壁
36a:第1のボルト
36b:第2のボルト
40 :オイルコントロールバルブ
60 :可変動弁装置
72 :吸気側カムシャフト
82 :排気側カムシャフト
100:進角通路(オイル通路)
105:遅角通路(オイル通路)
139:合わせ面

Claims (6)

  1. シリンダ上のシリンダヘッドが車体フレームに懸架されたエンジンの可変バルブタイミングシステムであって、
    前記シリンダヘッドに設置された吸気側及び排気側カムシャフトと、
    前記吸気側カムシャフトの一端部に取り付けられた可変動弁装置と、を備え、
    車両側面視にて前記吸気側カムシャフトが設置された側を前記シリンダヘッドの吸気側とし、前記排気側カムシャフトが設置された側を前記シリンダヘッドの排気側としたときに、前記吸気側及び排気側のカムシャフトを側方から覆う前記シリンダヘッドの収容壁において、吸気側の収容壁よりも排気側の収容壁が車幅方向内側に位置しており、
    前記シリンダヘッドの吸気側を前記シリンダに固定する第1のボルトが前記吸気側の収容壁よりも車幅方向内側に設置され、
    前記シリンダヘッドの排気側を前記シリンダに固定する第2のボルトが前記排気側の収容壁よりも車幅方向外側に設置されていることを特徴とする可変バルブタイミングシステム。
  2. 前記第2のボルトが前記排気側カムシャフトよりも下方で、前記第1のボルトよりも車幅方向外側に設置されていることを特徴とする請求項1に記載の可変バルブタイミングシステム。
  3. 前記車体フレームは、前記シリンダヘッドの吸気側を側方から覆うメインフレームと、前記シリンダヘッドの排気側を側方から覆うダウンフレームと、を有し、
    車両前面視にて、前記第2のボルトが前記吸気側の収容壁よりも車幅方向内側で、前記排気側の収容壁と前記ダウンフレームの間に位置していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の可変バルブタイミングシステム。
  4. 前記可変動弁装置に対する油圧を制御するオイルコントロールバルブを備え、
    前記オイルコントロールバルブは前記シリンダの外壁に設置されており、
    前記オイルコントロールバルブの一部が前記第2のボルトよりも下方に位置していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の可変バルブタイミングシステム。
  5. 前記可変動弁装置に対する油圧を制御するオイルコントロールバルブを備え、
    油圧制御用のオイル通路が、前記第1のボルト及び前記第2のボルトの間を通って前記オイルコントロールバルブから前記可変動弁装置に向かうことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の可変バルブタイミングシステム。
  6. 前記オイル通路が、前記第1のボルトと前記第2のボルトの中心同士を結ぶ直線上に位置していることを特徴とする請求項5に記載の可変バルブタイミングシステム。
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