JP5385658B2 - 自動二輪車用可変動弁機構付きｖ型内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、カム軸の位相／リフト量を可変とする可変動弁機構付きＶ型内燃機関に関する。

シリンダブロックをＶ型に配置したＶ型内燃機関において、カム軸の位相／リフト量を可変とする可変動弁機構を備えたものがある。この可変動弁機構は、カム軸と一体回転する駆動カムと、カム軸と相対回転し、機関弁を開閉させる動弁カムと、駆動カムの弁駆動力を動弁カムに伝達するリンク機構と、リンク機構の支点を支持しカム軸の周りを揺動可能なホルダ部材と、ホルダ部材を揺動させてリンク機構の支点位置を変化させる駆動機構とを備え、リンク機構の支点の揺動位置で、カム軸の位相／リフト量を可変としている。可変動弁機構は、ヘッドカバーの上部に設けられたアクチュエータにより駆動される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１９０６０９号公報

しかしながら、上記従来の構成では、可変動弁機構のアクチュエータがヘッドカバーの上部に設けられているため、内燃機関の高さが高くなり、自動二輪車のような小型車両に搭載するのは困難であった。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、内燃機関の高さを低く抑えた可変動弁機構付きＶ型内燃機関を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、クランクシャフト（１０５）を車体に対して左右水平方向に指向するとともに、シリンダブロック（１３１Ａ，１３１Ｂ）をＶ状に車体の前後にバンクして搭載し、各シリンダブロック（１３１Ａ，１３１Ｂ）のヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）に設けたアクチュエータ（７０）により、カム軸（１５１，１５２）の位相／リフト量を可変とする自動二輪車用可変動弁機構付きＶ型内燃機関において、前記シリンダブロック（１３１Ａ，１３１Ｂ）を前記カム軸（１５１，１５２）の軸方向に互いにオフセットして配置し、前記アクチュエータ（７０）は、前記ヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）のオフセットした方向と反対側の側面に、前記ヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）の対向面よりＶバンク内側に突出しないように、Ｖバンク内側に寄せて設けられることを特徴とする。
上記構成によれば、アクチュエータは、ヘッドカバーの側面に設けられるため、ヘッドカバーの上方には突出せず、内燃機関の高さを低く抑えることができる。また、アクチュエータは、Ｖバンク内側に寄せて設けられるため、内燃機関のＶバンク外側においてカム軸の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。さらに、アクチュエータがＶバンク内側に寄せて設けられることにより、マスが集中するので、例えば、自動二輪車の操舵フィーリングが向上する。
また、上記構成によれば、シリンダブロックはカム軸の軸方向に互いにオフセットして配置され、アクチュエータは、ヘッドカバーのオフセット方向と反対側の側面に設けられるため、カム軸の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。

上記の自動二輪車用可変動弁機構付きＶ型内燃機関において、前記アクチュエータ（７０）は電動モータ（７１）であり、前記電動モータ（７１）は前記ヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）にその軸線を該ヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）の頂面と略平行にして配置されてもよい。
上記構成によれば、電動モータがヘッドカバーに横向きになり、内燃機関の高さを低く抑えることができる。

上記の自動二輪車用可変動弁機構付きＶ型内燃機関において、前記可変動弁機構（５０）は、前記カム軸（１５１，１５２）と一体回転する駆動カム（１５３，１５４）と、前記カム軸（１５１，１５２）と相対回転し、機関弁（１４７，１４８）を開閉させる動弁カム（５２）と、前記駆動カム（１５３，１５４）の弁駆動力を前記動弁カム（５２）に伝達するリンク機構（５６）と、前記リンク機構（５６）の支点を支持し前記カム軸（１５１，１５２）の周りを揺動可能なホルダ部材（５３）と、前記ホルダ部材（５３）を揺動させて前記リンク機構（５６）の支点位置を変化させる駆動機構（６０）とを備え、前記リンク機構（５６）の支点の揺動位置で、カム軸（１５１，１５２）の位相／リフト量を可変としてもよい。
上記構成であっても、アクチュエータをヘッドカバーの側面に設けることで、内燃機関の高さを低く抑えることができる。また、シリンダブロックをカム軸の軸方向に互いにオフセットして配置し、アクチュエータをヘッドカバーのオフセット方向と反対側の側面に設けることで、カム軸の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。さらに、アクチュエータをＶバンク内側に寄せて設けることで、内燃機関のＶバンク外側においてカム軸の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。

上記の自動二輪車用可変動弁機構付きＶ型内燃機関において、前記駆動機構（６０）は、吸気側カム軸（１５１）と排気側カム軸（１５２）とに跨って配置され、吸気側と排気側で異なる方向のねじ山を設けたボールねじ（６１）と、吸気側・排気側のそれぞれに設けられ、前記ボールねじ（６１）上を移動可能なスライダ（６２）と、前記スライダ（６２）及びホルダ部材（５３）間に設けられた連結リンク部材（６３）とを備えてもよい。
上記構成によれば、スライダを移動させるボールねじが吸気側カム軸と排気側カム軸とに跨って配置されるため、内燃機関の高さをより低く抑えることができる。

本発明によれば、アクチュエータは、ヘッドカバーの側面に設けられるため、ヘッドカバーの上方には突出せず、内燃機関の高さを低く抑えることができる。また、アクチュエータは、Ｖバンク内側に寄せて設けられるため、内燃機関のＶバンク外側においてカム軸の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができ、例えば、バンクを前後一対に設けた場合に、後バンクに配置されるアクチュエータが自動二輪車の運転者のひざと干渉することを防止できる。さらに、アクチュエータがＶバンク内側に寄せて設けられることにより、マスが集中するので、例えば、自動二輪車の操舵フィーリングが向上する。

また、シリンダブロックはカム軸の軸方向に互いにオフセットして配置され、アクチュエータは、ヘッドカバーのオフセット方向と反対側の側面に設けられるため、カム軸の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。

また、アクチュエータは電動モータであり、電動モータはヘッドカバーにその軸線をヘッドカバーの頂面と略平行にして配置されるため、電動モータがヘッドカバーに横向きになり、内燃機関の高さを低く抑えることができる。

また、可変動弁機構は、カム軸と一体回転する駆動カムと、カム軸と相対回転し、機関弁を開閉させる動弁カムと、駆動カムの弁駆動力を動弁カムに伝達するリンク機構と、リンク機構の支点を支持しカム軸の周りを揺動可能なホルダ部材と、ホルダ部材を揺動させてリンク機構の支点位置を変化させる駆動機構とを備え、リンク機構の支点の揺動位置で、カム軸の位相／リフト量を可変とする構成であっても、アクチュエータをヘッドカバーの側面に設けることで、アクチュエータがヘッドカバーの上方には突出せず、内燃機関の高さを低く抑えることができる。また、シリンダブロックをカム軸の軸方向に互いにオフセットして配置し、アクチュエータをヘッドカバーのオフセット方向と反対側の側面に設けることで、カム軸の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。さらに、アクチュエータをＶバンク内側に寄せて設けることで、内燃機関のＶバンク外側においてカム軸の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。

さらに、駆動機構は、吸気側カム軸と排気側カム軸とに跨って配置され、吸気側と排気側で異なる方向のねじ山を設けたボールねじと、吸気側・排気側のそれぞれに設けられ、ボールねじ上を移動可能なスライダと、スライダ及びホルダ部材間に設けられた連結リンク部材とを備えるため、スライダを移動させるボールねじが吸気側カム軸と排気側カム軸とに跨って配置されるので、内燃機関の高さをより低く抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は、車体に対してのものとする。
図１は、本発明の実施の形態に係るエンジンを適用した自動二輪車を示す側面図である。この自動二輪車１０は、車体フレーム１１と、車体フレーム１１の前端部に取り付けられたヘッドパイプ１２に回動自在に支持された左右一対のフロントフォーク１３と、フロントフォーク１３の上端部を支持するトップブリッジ１４に取り付けられた操舵用のハンドル１５と、フロントフォーク１３に回転自在に支持された前輪１６と、車体フレーム１１に支持された可変動弁機構付きＶ型内燃機関としてのエンジン１７と、エンジン１７に排気管１８Ａ，１８Ｂを介して連結された排気マフラー１９Ａ，１９Ｂと、車体フレーム１１の後下部のピボット２０に上下に揺動自在に支持されたリアスイングアーム２１と、このリアスイングアーム２１の後端部に回転自在に支持された後輪２２とを備え、リアスイングアーム２１と車体フレーム１１との間にリアクッション２３が配設される。

車体フレーム１１は、ヘッドパイプ１２から後下がりに延びるメインフレーム２５と、メインフレーム２５の後部に連結される左右一対のピボットプレート（センターフレームとも言う）２６と、ヘッドパイプ１２から下方に延びた後に屈曲して延びてピボットプレート２６に連結されるダウンチューブ２７とを備えている。メインフレーム２５を跨ぐように燃料タンク２８が支持され、メインフレーム２５後方が後輪２２上方まで延びてリアフェンダ２９が支持され、このリアフェンダ２９上方から燃料タンク２８までの間にシート３０が支持される。なお、図１中、符号３１はダウンチューブ２７に支持されたラジエータ、符号３２はフロントフェンダ、符号３３はサイドカバー、符号３４はヘッドライト、符号３５はテールライト、符号３６は乗員用ステップである。

メインフレーム２５、ピボットプレート２６及びダウンチューブ２７によって囲まれる空間にはエンジン１７が支持される。エンジン１７は、シリンダ（気筒）がＶ字状に前後にバンクした前後Ｖ型の２気筒水冷式４サイクルエンジンである。エンジン１７は、車体に対してクランクシャフト１０５が左右水平方向に指向するように複数のエンジンブラケット３７（図１では一部のみを図示）を介して車体フレーム１１に支持される。エンジン１７の動力は後輪２２左側に配設されたドライブシャフト（不図示）を介して後輪２２に伝達される。

エンジン１７は、シリンダを各々構成する前バンク１１０Ａと後バンク１１０Ｂとの挟み角度（バンク角度とも言う）は９０度より小さい角度（例えば、５２度）で形成されている。各バンク１１０Ａ，１１０Ｂの動弁装置はともに、４バルブのダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）方式に構成されている。
前バンク１１０Ａと後バンク１１０Ｂによって形成されるＶ字状の空間には、エンジン吸気系を構成するエアクリーナ４１とスロットルボディ４２が配設される。スロットルボディ４２は、エアクリーナ４１で浄化された空気を前バンク１１０Ａ及び後バンク１１０Ｂに供給する。また、各バンク１１０Ａ，１１０Ｂには、エンジン排気系を構成する排気管１８Ａ，１８Ｂが接続され、各排気管１８Ａ，１８Ｂが車体右側を通ってその後端に排気マフラー１９Ａ，１９Ｂが各々接続され、これら排気管１８Ａ，１８Ｂ及び排気マフラー１９Ａ，１９Ｂを介して排気ガスが排出される。

図２はエンジン１７の内部構造を側方から見た図であり、図３は、図２の前バンク１１０Ａの内部構造を拡大して示す図である。
図２において、エンジン１７の前バンク１１０Ａ及び後バンク１１０Ｂは同一の構造である。図２中、前バンク１１０Ａはピストン周辺を示し、後バンク１１０Ｂはカムチェーン周辺を示している。また、図２において、符号１２１は中間シャフト（後側バランサシャフト）を示し、符号１２３はメインシャフトを示し、符号１２５はカウンタシャフトを示している。クランクシャフト１０５を含むこれらシャフト１２１，１２３，１２５は、車体前後方向及び上下方向にずらして互いに平行に配置され、これらシャフトを支持するクランクケース１１０Ｃ内には、クランクシャフト１０５の回転を、中間シャフト１２１、メインシャフト１２３及びカウンタシャフト１２５の順に伝達する歯車伝達機構が構成されている。

図２に示すように、エンジン１７のクランクケース１１０Ｃ上面には、前側シリンダブロック１３１Ａ及び後側シリンダブロック１３１Ｂが車体前後に所定の挟み角度をなすように配置され、これらシリンダブロック１３１Ａ，１３１Ｂの上面に前側シリンダヘッド１３２Ａ、後側シリンダヘッド１３２Ｂが各々結合され、さらに各シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂの上面にはヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂが各々装着されて前バンク１１０Ａ及び後バンク１１０Ｂが構成される。

各シリンダブロック１３１Ａ，１３１Ｂには、シリンダボア１３５が各々形成され、各シリンダボア１３５にはそれぞれピストン１３６が摺動自在に挿入され、各ピストン１３６は、コンロッド１３７を介してクランクシャフト１０５に連結される。共通のクランクシャフト１０５に前後バンク１１０Ａ，１１０Ｂの２つのコンロッド１３７が連結されるため、後バンク１１０Ｂのコンロッド１３７は、前バンク１１０Ａのコンロッド１３７の車体左側に隣接して配置される。
各シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂの下面には、ピストン１３６上方に形成される燃焼室の天面を構成する燃焼凹部１４１が形成され、各燃焼凹部１４１には、点火プラグ１４２がその先端を臨ませて配置される。この点火プラグ１４２は、シリンダ軸線Ｃと略同軸に設けられる。

エンジン１７は、各燃焼凹部１４１に設けられたインジェクタ１４３から燃焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射式エンジンである。各インジェクタ１４３は、各シリンダヘッド１３２Ａ，１３２ＢのＶバンク内側側面から挿入され、その先端を各燃焼凹部１４１に臨ませて配置される。インジェクタ１４３は、シリンダ軸線Ｃに対して寝かせた状態で取り付けられる。
シリンダヘッド１３２Ａの上部には、燃料ポンプ１４４が設けられ、燃料ポンプ１４４から燃料配管１４４Ａを介して各インジェクタ１４３に燃料が供給される。

各シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂには、一対の開口部１４５Ａにて各燃焼凹部１４１に連通する吸気ポート１４５と、一対の開口部１４６Ａにて各燃焼凹部１４１に連通する排気ポート１４６とが形成されている。吸気ポート１４５は、シリンダ軸線Ｃとインジェクタ１４３との間に配置される。
各吸気ポート１４５は、図２及び図３に示すように、シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂと一体に設けた下部吸気ポート１４５Ｂと、シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂと別体に設けた上部吸気ポート１４５Ｃとを備えている。上部吸気ポート１４５Ｃは、下部吸気ポート１４５Ｂに対し、よりヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂに接近する方向に角度を変えて取り付けられている。

各吸気ポート１４５は吸気チャンバ４３で合流しており、この吸気チャンバ４３はスロットルボディ４２に連結される。スロットルボディ４２には、スロットルバルブの断面積をアクチュエータの駆動により変化させるＴＢＷ（スロットル・バイ・ワイヤ）が採用されている。シリンダヘッド１３２Ａの排気ポート１４６は、排気管１８Ａ（図１参照）に連結されており、シリンダヘッド１３２Ｂの排気ポート１４６は、排気管１８Ｂ（図１参照）に連結されている。

シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂには、吸気ポート１４５の開口部１４５Ａを開閉する一対の吸気弁１４７（機関弁）と、排気ポート１４６の開口部１４６Ａを開閉する一対の排気弁１４８（機関弁）とが配置される。吸気弁１４７及び排気弁１４８は、弁ばね１４９，１４９で各ポートを閉じる方向に各々付勢されている。各弁体１４７，１４８は、開閉のタイミングやリフト量等のバルブ作動特性を変更可能な動弁装置５０（可変動弁機構）によって駆動される。動弁装置５０は、シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂに回転可能に支持され、エンジン１７の回転に同期して回転する吸気側と排気側のカムシャフト１５１，１５２（カム軸）を備える。

カムシャフト１５１には、吸気カム１５３（駆動カム）が一体に形成されている。吸気カム１５３は、円形のカム面を形成するベース円部１５３Ａと、ベース円部１５３Ａから外周側に突出して山形のカム面を形成するカム山部１５３Ｂとを備えている。また、カムシャフト１５２には、排気カム１５４（駆動カム）が一体に形成されている。排気カム１５４は、円形のカム面を形成するベース円部１５４Ａと、ベース円部１５４Ａから外周側に突出して山形のカム面を形成するカム山部１５４Ｂとを備えている。

図２に示すように、シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂの幅方向の一端側には、中間軸１５８が回転可能に支持され、この中間軸１５８に中間スプロケット１５９，１６０が固定される。カムシャフト１５１の一端側には被動スプロケット１６１が固定され、カムシャフト１５２の一端側には被動スプロケット１６２が固定され、クランクシャフト１０５の両端側には駆動スプロケット１６３が固定される。これらスプロケット１５９，１６３間には第１カムチェーン１６４が巻回され、スプロケット１６０〜１６２間には第２カムチェーン１６５が巻回される。これらスプロケット１５９〜１６３及びカムチェーン１６４，１６５は、各バンク１１０Ａ、１１０Ｂの一端側に形成されたカムチェーン室１６６に収容される。

駆動スプロケット１６３から被動スプロケット１６１，１６２への減速比は２に設定され、クランクシャフト１０５が回転すると、クランクシャフト１０５と一体に駆動スプロケット１６３が回転し、カムチェーン１６４，１６５を介して被動スプロケット１６１，１６２がクランクシャフト１０５の半分の回転速度で回転して、被動スプロケット１６１，１６２と一体に回転するカムシャフト１５１，１５２のカムプロフィールに従って吸気弁１４７及び排気弁１４８が吸気ポート１４５及び排気ポート１４６を各々開閉させる。

クランクシャフト１０５の左端部には図示しない発電機が設けられ、クランクシャフト１０５の右端部には、上記右側の駆動スプロケット１６３の内側（車体左側）に駆動歯車（以下、クランク側駆動歯車という）１７５が固定される。このクランク側駆動歯車１７５は、中間シャフト１２１に設けられた被動歯車（以下、中間側被動歯車という）１７７と噛み合い、クランクシャフト１０５の回転を等速で中間シャフト１２１に伝達し、クランクシャフト１０５と同速かつ逆向きで中間シャフト１２１を回転させる。

中間シャフト１２１は、クランクシャフト１０５の後側下方かつメインシャフト１２３の前側下方に回転可能に支持されている。
この中間シャフト１２１の右端部には、オイルポンプ用駆動スプロケット１８１と、上記中間側被動歯車１７７と、この被動歯車１７７より小径の駆動歯車（以下、中間側駆動歯車という）１８２とが順に取り付けられている。
オイルポンプ用駆動スプロケット１８１は、中間シャフト１２１の後側であって、メインシャフト１２３下方に配置されたオイルポンプ１８４の駆動軸１８５に固定された被動スプロケット１８６に伝動チェーン１８７を介して該中間シャフト１２１の回転力を伝達し、オイルポンプ１８４を駆動させる。

また、中間側駆動歯車１８２は、メインシャフト１２３に相対回転自在に設けられた被動歯車（以下、メイン側被動歯車という）１９１に噛み合い、中間シャフト１２１の回転を減速してクラッチ機構（不図示）を介してメインシャフト１２３に伝達する。すなわち、中間側駆動歯車１８２及びメイン側被動歯車１９１の減速比によって、クランクシャフト１０５からメインシャフト１２３までの減速比、つまり、エンジン１７の１次減速比が設定される。

メインシャフト１２３は、クランクシャフト１０５の後側上方に回転可能に支持され、メインシャフト１２３の略後方には、カウンタシャフト１２５が回転可能に支持される。メインシャフト１２３とカウンタシャフト１２５には、図示しない変速歯車群が跨って配置され、これらによって変速装置が構成される。
カウンタシャフト１２５の左端部は、車体の前後方向に延びるドライブシャフト（不図示）に連結される。これによって、カウンタシャフト１２５の回転がドライブシャフトに伝達される。

図４は、動弁装置５０を示す側面図であり、図５は、前バンク１１０Ａの動弁装置５０を後部側から見た縦断面図である。
動弁装置５０は、図３に示すように、シリンダ軸線Ｃを中心として吸気側と排気側とに独立して対称に設けられている。前バンク１１０Ａ及び後バンク１１０Ｂの動弁装置５０は略同一構造であるため、本実施の形態では、前バンク１１０Ａの吸気側の動弁装置５０について説明する。

動弁装置５０は、図４及び図５に示すように、カムシャフト１５１（排気側ではカムシャフト１５２）と、カムシャフト１５１と一体回転する吸気カム１５３（排気側では排気カム１５４）と、吸気弁１４７（排気側では排気弁１４８）を開閉するロッカアーム５１と、カムシャフト１５１に相対回転可能に支持され、ロッカアーム５１を介して吸気弁１４７を開閉する動弁カム５２と、カムシャフト１５１の周りを揺動自在なホルダ５３（ホルダ部材）と、ホルダ５３に揺動可能に支持され、吸気カム１５３の弁駆動力を動弁カム５２に伝達し、動弁カム５２を揺動させるリンク機構５６と、ホルダ５３を揺動する駆動機構６０とを備えている。また、リンク機構５６は、ホルダ５３に連結されるサブロッカアーム５４と、サブロッカアーム５４と動弁カム５２とを揺動可能に連結するコネクトリンク５５とを備えている。

ロッカアーム５１は幅広に形成されており、１つのロッカアーム５１によって一対の吸気弁１４７を開閉する。ロッカアーム５１は、一端部において、シリンダヘッド１３２Ａに固定されるロッカアームピボット５１Ａに揺動可能に支持される。ロッカアーム５１の他端部には、各吸気弁１４７の上端部に当接する一対の調整ねじ５１Ｂが設けられ、中央部には、動弁カム５２に接触するローラ５１Ｃが回転可能に支持されている。

図５に示すように、カムシャフト１５１は、一端側に被動スプロケット１６１（図２参照）が固定されるスプロケット固定部１５１Ａを有し、スプロケット固定部１５１Ａの側から順に、カムシャフト１５１の外周に突出し断面円形形状を有する位置決め部１５１Ｂ、吸気カム１５３、動弁カム５２を揺動可能に支持する揺動カム支持部１５１Ｃ、及び、揺動カム支持部１５１Ｃよりも小径に形成されたカラー嵌合部１５１Ｄが設けられている。カラー嵌合部１５１Ｄには、カムシャフト１５１のベアリングとして機能するカムシャフトカラー１５５が嵌合され、カムシャフトカラー１５５はカムシャフト１５１の他端側に締めこまれた固定ボルト１５６によって動弁カム５２の側に押し付けられている。

カムシャフト１５１は、その両端がそれぞれカムシャフト支持部２０１，２０２によって回転自在に支持されている。詳細には、カムシャフト支持部２０１，２０２は、シリンダヘッド１３２Ａの上部に形成されたヘッド側支持部２０１Ａ，２０２Ａに、断面半円状の支持部を有するキャップ２０１Ｂ，２０２Ｂをそれぞれ固定して構成されている。位置決め部１５１Ｂの側に設けられたカムシャフト支持部２０１には、位置決め部１５１Ｂの形状に合わせて形成された溝２０１Ｃが形成され、位置決め部１５１Ｂの位置が溝２０１Ｃに規制されることによって、カムシャフト１５１は軸方向に位置決めされている。
また、カムシャフト支持部２０１，２０２における吸気カム１５３の側の面には、ホルダ５３を支持するホルダ支持部２０１Ｄ，２０２Ｄがそれぞれ設けられている。

動弁カム５２は、カムシャフト１５１の中間部に設けられた揺動カム支持部１５１Ｃに配置される。動弁カム５２には、図４に示すように、吸気弁１４７を閉弁状態に維持するベース円部５２Ａと、吸気弁１４７を押し下げて開弁させるカム山部５２Ｂとが形成され、カム山部５２Ｂには貫通孔５２Ｃが形成されている。貫通孔５２Ｃには、カム山部５２Ｂがロッカアーム５１のローラ５１Ｃから離れる方向、すなわち、吸気弁１４７を閉弁する方向に動弁カム５２を付勢する動弁カムリターンスプリング５７（図５参照）の一端が取り付けられる。動弁カムリターンスプリング５７は、図５に示すように、カムシャフト１５１に巻き掛けられており、その他端はホルダ５３に取り付けられる。

ホルダ５３は、吸気カム１５３及び動弁カム５２を挟んでカムシャフト１５１の軸方向に所定の間隔を空けて配置される第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂと、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂをカムシャフト１５１の軸方向に連結する連結部材５９とを備えている。第１プレート５３Ａはカムシャフト１５１の被動スプロケット１６１が固定される一端側に配置され、第２プレート５３Ｂはカムシャフト１５１の他端側に配置される。
また、連結部材５９は、カムシャフト１５１と平行な軸部５９Ａを有し、軸部５９Ａの第１プレート５３Ａ側の端には、サブロッカアーム５４の一端が連結されるサブロッカアーム支持部５９Ｂ（支点）が形成されている。連結部材５９は、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂの外面側から軸部５９Ａの両端に挿入される一対のボルト５３Ｄによって第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂに固定される。また、連結部材５９は、軸部５９Ａに平行な軸部５９Ｃを備えており、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂの外面側からこの軸部５９Ｃの両端に挿入される一対のボルト（不図示）によっても第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂに固定される。

また、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂは、カムシャフト１５１が貫通するシャフト孔１５７Ａ，１５８Ａをそれぞれ有し、これらシャフト孔１５７Ａ，１５８Ａの周縁部は、ホルダ支持部２０１Ｄ，２０２Ｄに向けて突出した円環状の凸部１５７Ｂ，１５８Ｂとなっている。ホルダ５３は、凸部１５７Ｂ，１５８Ｂがホルダ支持部２０１Ｄ，２０２Ｄに嵌合されることで支持され、カムシャフト１５１を中心に揺動可能となっている。

サブロッカアーム５４は、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂ間に吸気カム１５３及び動弁カム５２と共に配置されており、一端部において連結部材５９のサブロッカアーム支持部５９Ｂに回転可能に支持され、サブロッカアーム支持部５９Ｂを中心として揺動するようになっている。サブロッカアーム５４の中央部には、吸気カム１５３に接触するローラ５４Ａが回転可能に支持されている。サブロッカアーム５４の他端部には、コネクトリンク５５を揺動可能に支持するピン５５Ａ（図４参照）を介してコネクトリンク５５の一端が連結され、コネクトリンク５５の他端には、動弁カム５２を揺動可能に支持するピン５５Ｂ（図４参照）を介して動弁カム５２が連結される。
また、サブロッカアーム５４は、図４に示すように、連結部材５９に収容されたサブロッカアームリターンスプリング５８により付勢されており、サブロッカアーム５４のローラ５４Ａが常に吸気カム１５３に押し付けられている。ここで、サブロッカアームリターンスプリング５８はコイルスプリングである。

つぎに、動作を説明する。
このように構成された動弁装置５０において、図４を参照し、カムシャフト１５１が回転されると、カムシャフト１５１と一体に回転する吸気カム１５３のカム山部１５３Ｂにより、サブロッカアーム５４がローラ５４Ａを介して押し上げられて軸部５９Ａを中心として揺動し、これに伴い、コネクトリンク５５を介して動弁カム５２がカムシャフト１５１を中心として図４中の時計回りに回転する。そして、動弁カム５２の回転によりカム山部５２Ｂがローラ５１Ｃを介してロッカアーム５１と共に吸気弁１４７を押し下げ、吸気弁１４７が開弁される。また、カムシャフト１５１がさらに回転されて吸気カム１５３のベース円部１５３Ａがローラ５４Ａに当接する状態では、サブロッカアーム５４がサブロッカアームリターンスプリング５８により押し下げられると共に、動弁カム５２が動弁カムリターンスプリング５７より図４中の反時計回りに回転させられてベース円部５２Ａがローラ５１Ｃに当接する。これにより、吸気弁１４７は弁ばね１４９（図２参照）により押し上げられて閉弁される。

この動弁装置５０では、図４に示すように、ホルダ５３に連結リンク部材６３を接続している。この連結リンク部材６３を矢印Ａ方向に移動すると、ホルダ５３が吸気側カムシャフト１５１の軸心を中心に時計方向に揺動し、サブロッカアーム支持部５９Ｂが図中下に変位し、矢印Ｂ方向に移動すると、ホルダ５３が吸気側カムシャフト１５１の軸心を中心に反時計方向に揺動し、サブロッカアーム支持部５９Ｂが図中上に変位する。
これによって、動弁装置５０は、吸気弁１４７及び排気弁１４８の開閉の作動特性を変更可能に構成されている。
連結リンク部材６３は、図６に示すように、駆動機構６０に連結されている。

図６は、駆動機構６０を側面側から見た縦断面図であり、図７は、駆動機構６０を前部側から見た縦断面図である。
駆動機構６０は、図６に示すように、連結リンク部材６３を介してホルダ５３に連結されている。駆動機構６０は、吸気側カムシャフト１５１と排気側カムシャフト１５２とに跨って配置されたボールねじ６１と、吸気側・排気側のそれぞれに設けられ、ボールねじ６１上を軸方向に移動可能な２つのナット６２（スライダ）とを備え、ナット６２及びホルダ５３間に連結リンク部材６３が設けられている。
ボールねじ６１の吸気側の一端部には従動ギヤ６４が固着され、従動ギヤ６４にはボールねじ６１を回転させるための電動アクチュエータ（アクチュエータ）７０（図８参照）がギヤ輪列で連結されている。

ボールねじ６１は、カムシャフト１５１，１５２と直交し、これらカムシャフト１５１，１５２の他端側、すなわち被動スプロケット１６１，１６２（図２参照）が固定される側と反対側に配置されている。このように、ボールねじ６１は、エンジン１７の上下方向に延出するのではなく、吸気側カムシャフト１５１と排気側カムシャフト１５２とに跨って配置されるので、エンジン１７の高さを低く抑えることが可能になる。ボールねじ６１は、その両端がそれぞれボールねじ支持部２０３によって回転自在に支持されている。ボールねじ支持部２０３は、図５に示すように、カムシャフト支持部２０２の上部に形成されたカムシャフト側支持部２０３Ａに、断面半円状の支持部を有するキャップ２０３Ｂをそれぞれ固定して構成されている。
図６に示すように、ボールねじ６１の外周面には、吸気側と排気側にそれぞれ螺旋状のねじ山６１Ａ，６１Ｂと、螺旋状の軸ねじ溝６１Ｃ，６１Ｄとが形成されている。これらねじ山６１Ａ，６１Ｂ及び軸ねじ溝６１Ｃ，６１Ｄは、巻き方向が吸気側と排気側で異なる方向に設定されている。

ボールねじ６１の排気側の他端部には、ボールねじ６１の回転を検出するセンサ８０が設けられている。センサ８０は、ボールねじ６１の他端部に固定される回転軸８１と、この回転軸８１の下方に略平行に配置され、ボールねじ支持部２０３に固定される六角ねじからなる固定軸８２とを備えている。回転軸８１の外周面には駆動ギヤ８３が形成され、固定軸８２には、駆動ギヤ８３と噛み合う従動ギヤ８４が形成されている。したがって、ボールねじ６１が回転すると、ボールねじ６１と一体に回転する回転軸８１の回転が駆動ギヤ８３を介して従動ギヤ８４に伝達される。センサ８０は、従動ギヤ８４の回転量により、ボールねじ６１の回転量を検出する。

ナット６２は、ボールねじ６１が貫通する貫通孔６２Ａを有し、貫通孔６２Ａの内周面には、ねじ山６１Ａ，６１Ｂに対応する螺旋状のナットねじ山６２Ｂと、軸ねじ溝６１Ｃ，Ｄに対応する螺旋状のナットねじ溝６２Ｃが形成されている。このナットねじ溝６２Ｃと軸ねじ溝６１Ｃ，６１Ｄとの間に、転動可能な複数のボール６５が配置される。ナット６２は、ボールねじ６１が回転されることにより、ボール６５を介してボールねじ６１上を移動する。

連結リンク部材６３は、図６及び図７に示すように、ナット６２に一端部が固定されるナット側リンク６３Ａと、ナット側リンク６３Ａの他端部と第２プレート５３Ｂとを連結するホルダ側リンク６３Ｂとを備えている。
ナット側リンク６３Ａの一端部は、ナット６２を両側方から挟み込み、ボルト６６によってナット６２に固定されている。ナット側リンク６３Ａの他端部は、ピン６７によってホルダ側リンク６３Ｂの一端部に揺動可能に支持されている。ホルダ側リンク６３Ｂの他端部は、偏心ピン６８によって第２プレート５３Ｂに揺動可能に支持されている。偏心ピン６８は、六角ボルト６８Ａと、六角ボルト６８Ａの頭部に偏心して一体形成された偏心軸６８Ｂとを備えて構成されている。六角ボルト６８Ａは、スプリングワッシャ６８Ｃ及び六角ナット６８Ｄによって第２プレート５３Ｂに固定され、偏心軸６８Ｂは、ナット側リンク６３Ａに回転自在に支持される。

図６において、ホルダ５３が矢印Ｐ、Ｑの方向に揺動すると、図４に示すリンク機構５６のサブロッカアーム支持部５９Ｂの位置が変化させられる。サブロッカアーム支持部５９Ｂの位置が変化されることにより、動弁カム５２は、カムシャフト１５１を中心に揺動し、カムシャフト１５１に対して周方向に位置が変位されて、吸気カム１５３に対する周方向の位相、ここでは、角度位置又は周方向位置が変更される。このように、吸気カム１５３に対する動弁カム５２の周方向の位置を変化させることで、動弁カム５２のカム山部５２Ｂがローラ５１Ｃに当接する期間及び押し下げる量を変更できるため、吸気弁１４７の開弁期間及びリフト量を変更することができる。
例えば、ボールねじ６１が回転してナット６２がボールねじ６１の中央側に移動させられ、連結リンク部材６３によってホルダ５３が図４中の時計回り方向にさらに揺動されると、動弁カム５２はリンク機構５６によって時計回り方向に回転され、この状態でカムシャフト１５１が回転されると、カム山部５２Ｂがローラ５１Ｃを押し下げる期間及び押し下げ量が大きくなり、吸気弁１４７の開弁期間及びリフト量が大きくなる。

つぎに、吸排気弁１４７，１４８の開弁期間及びリフト量を可変にする電動アクチュエータ７０について説明する。
図８は、エンジン１７を上方から見た横断面図である。なお、図８では、前後バンク１１０Ａ，１１０Ｂは、エンジン１７の上方からシリンダ軸線Ｃ（図２参照）に沿って見た図が示されている。
前後バンク１１０Ａ，１１０Ｂのシリンダボア１３５は、コンロッド１３７（図２参照）の車体左右方向のオフセットに対応して、クランクシャフト１０５（図２参照）の軸方向、すなわち、カムシャフト１５１，１５２の軸方向に互いにオフセットして配置されている。より詳細には、前バンク１１０Ａの車体前後方向のシリンダ中心線ＣＡは車体右方向（図８では、下方向）にオフセットし、後バンク１１０Ｂの車体前後方向のシリンダ中心線ＣＢは車体左方向（図８では、上方向）にオフセットしている。

これら前後一対のシリンダボア１３５を囲うバンク１１０Ａ，１１０Ｂは、カムシャフト１５１，１５２の軸方向に互いにオフセットして配置されている。より詳細には、前バンク１１０Ａは車体右方向にオフセットされ、後バンク１１０Ｂは車体左方向にオフセットされている。前バンク１１０Ａの車体左側と後バンク１１０Ｂの車体右側には、バンク１１０Ａ，１１０Ｂのオフセット量分だけスペースが形成される。電動アクチュエータ７０は、このスペースを利用して、ヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂのオフセットした方向と反対側の側面に設けられている。すなわち、前バンク１１０Ａの電動アクチュエータ７０は車体左側（図８では、上側）に設けられ、後バンク１１０Ｂの電動アクチュエータ７０は車体右側（図８では、下側）に設けられている。この電動アクチュエータ７０は、その上面がヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの頂面（不図示）より下方に位置するように取り付けられる。

電動アクチュエータ７０は、ボールねじ６１の吸気側の一端部、すなわち、Ｖバンク内側に寄せて設けられており、ヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの側壁部に固定されている。電動アクチュエータ７０は、電動モータ７１と、電動モータ７１の駆動軸７２（軸線）と、駆動軸７２から電動モータ７１の駆動力が伝達される中間軸７３とを備えている。電動モータ７１は、その駆動軸７２をヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの頂面と略平行にして配置されている。
駆動軸７２には、駆動ギヤ７２Ａが形成されており、中間軸７３には、駆動ギヤ７２Ａと噛み合う第１中間ギヤ７３Ａと、ボールねじ６１に設けられた従動ギヤ６４と噛み合う第２中間ギヤ７３Ｂとが固定されている。

このように構成された電動アクチュエータ７０は、その上面がヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの頂面より下方に位置するように、ヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの側面に設けられるので、ヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの上方には突出せず、エンジン１７の高さを低く抑えることができる。また、シリンダブロック１３１Ａ，１３１Ｂはカムシャフト１５１，１５２の軸方向に互いにオフセットして配置され、電動アクチュエータ７０は、オフセットにより形成されたスペースを利用して、ヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂのオフセットした方向と反対側の側面に設けられるので、カムシャフト１５１，１５２の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。

さらに、電動アクチュエータ７０は、Ｖバンク内側に寄せて設けられるので、エンジン１７のＶバンク外側においてカムシャフト１５１，１５２の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。本実施の形態では、後バンク１１０Ｂのすぐ車体後方にシート３０（図１参照）が配置されているが、ヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの側面に電動アクチュエータ７０を設けることによって車両運転者の跨ぎ性に対する影響が生じることを、後バンク１１０Ｂの電動アクチュエータ７０をより車体前方に配置することで回避することができる。

電動アクチュエータ７０は、電子制御ユニットとしてのＥＣＵ（不図示）によって制御され、エンジン１７の回転数や負荷等の運転状態、及びセンサ８０から入力されるボールねじ６１の回転量、すなわち電動モータ７１の回転量に応じて駆動機構６０を駆動する。電動アクチュエータ７０が駆動されると、電動モータ７１の駆動力は、駆動ギヤ７２Ａ、第１中間ギヤ７３Ａ、第２中間ギヤ７３Ｂ、従動ギヤ６４を介してボールねじ６１に伝達されることとなる。

本実施の形態によれば、電動アクチュエータ７０は、ヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの側面に設けられるため、ヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの上方には突出せず、エンジン１７の高さを低く抑えることができる。また、電動アクチュエータ７０は、Ｖバンク内側に寄せて設けられるため、エンジン１７のＶバンク外側においてカムシャフト１５１，１５２の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができ、例えば、後バンク１１０Ｂに配置される電動アクチュエータ７０が運転者のひざと干渉することを防止できる。さらに、電動アクチュエータ７０がＶバンク内側に寄せて設けられることにより、マスが集中するので、例えば、自動二輪車１０の操舵フィーリングが向上する。

また、本実施の形態によれば、シリンダブロック１３１Ａ，１３１Ｂはカムシャフト１５１，１５２の軸方向に互いにオフセットして配置され、電動アクチュエータ７０は、オフセットにより形成されたスペースを利用して、ヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂのオフセットした方向と反対側の側面に設けられるため、カムシャフト１５１，１５２の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。

また、電動アクチュエータ７０は電動モータ７１であり、電動モータ７１はヘッドカバー１３３Ａ，１３４Ｂにその軸線をヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの頂面と略平行にして配置されるため、電動モータ７１がヘッドカバー１３３Ａ，１３４Ｂに横向きとなり、エンジン１７の高さを低く抑えることができる。

さらに、本実施の形態によれば、駆動機構６０は、吸気側カムシャフト１５１と排気側カムシャフト１５２とに跨って配置され、吸気側と排気側で異なる方向のねじ山６１Ａ，６１Ｂを設けたボールねじ６１と、吸気側・排気側のそれぞれに設けられ、ボールねじ６１上を移動可能なナット６２と、ナット６２及びホルダ５３間に設けられた連結リンク部材６３とを備えるため、ナット６２を移動させるボールねじ６１が吸気側カムシャフト１５１と排気側カムシャフト１５２とに跨って配置されるので、エンジン１７の高さをより低く抑えることができる。

上記実施の形態では、動弁装置５０の駆動機構６０が、吸気側カムシャフト１５１と排気側カムシャフト１５２とに跨って配置され、吸気側と排気側で異なる方向のねじ山６１Ａ，６１Ｂを設けたボールねじ６１と、吸気側・排気側のそれぞれに設けられ、ボールねじ６１上を移動可能なナット６２と、ナット６２及びホルダ５３間に設けられた連結リンク部材６３とを備えることを特徴とした。
しかし、本発明は、この特徴を有しないすべてのものに適用可能である。すなわち、動弁装置５０が、カムシャフト１５１，１５２と一体回転する吸排気カム１５３，１５４と、カムシャフト１５１，１５２と相対回転し、吸排気弁１４７，１４８を開閉させる動弁カム５２と、吸排気カム１５３，１５４の弁駆動力を動弁カム５２に伝達するリンク機構５６と、リンク機構５６の支点を支持しカムシャフト１５１，１５２の周りを揺動可能なホルダ５３と、ホルダ５３を揺動させてリンク機構５６の支点位置を変化させる駆動機構６０とを備えており、リンク機構５６の支点の揺動位置で、カムシャフト１５１，１５２の位相／リフト量を可変とするもの、全般に本発明は適用可能である。
この構成であっても、電動アクチュエータ７０をヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの側面に設けることで、電動アクチュエータ７０がヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂの上方には突出せず、エンジン１７の高さを低く抑えることができる。また、電動アクチュエータ７０をヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂのオフセット方向と反対側の側面に設けることで、カムシャフト１５１，１５２の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。さらに、電動アクチュエータ７０をＶバンク内側に寄せて設けることで、エンジン１７のＶバンク外側においてカムシャフト１５１，１５２の軸方向の出っ張りを最小限に抑えることができる。

但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、センサ８０を前後バンク１１０Ａ，１１０Ｂに設ける構成としたが、センサ８０を前後バンク１１０Ａ，１１０Ｂの一方に設けてもよい。

本発明の実施の形態に係るエンジンが搭載された自動二輪車を示す側面図である。 エンジンの内部構造を示す側面図である。 図２の前バンクの内部構造を拡大して示す側面図である。 動弁装置を示す側面図である。 前バンクの動弁装置を後部側から見た縦断面図である。 駆動機構を側面側から見た縦断面図である。 駆動機構を前部側から見た縦断面図である。 エンジンを上方から見た横断面図である。

１７ エンジン（Ｖ型内燃機関）
５０ 動弁装置（可変動弁機構）
５２ 動弁カム
５３ ホルダ（ホルダ部材）
５４ サブロッカアーム
５５ コネクトリンク
５６ リンク機構
５９Ｂ サブロッカアーム支持部（支点）
６０ 駆動機構
６１ ボールねじ
６１Ａ，６１Ｂ ねじ山
６２ ナット（スライダ）
６３ 連結リンク部材
７０ 電動アクチュエータ（アクチュエータ）
７１ 電動モータ
７２ 駆動軸（軸線）
１３１Ａ，１３２Ｂ シリンダブロック
１３３Ａ，１３３Ｂ ヘッドカバー
１４７ 吸気弁（機関弁）
１４８ 排気弁（機関弁）
１５１，１５２ カムシャフト（カム軸）
１５３ 吸気カム（駆動カム）
１５４ 排気カム（駆動カム）

Claims (4)

1. クランクシャフト（１０５）を車体に対して左右水平方向に指向するとともに、シリンダブロック（１３１Ａ，１３１Ｂ）をＶ状に車体の前後にバンクして搭載し、各シリンダブロック（１３１Ａ，１３１Ｂ）のヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）に設けたアクチュエータ（７０）により、カム軸（１５１，１５２）の位相／リフト量を可変とする自動二輪車用可変動弁機構付きＶ型内燃機関において、
   前記シリンダブロック（１３１Ａ，１３１Ｂ）を前記カム軸（１５１，１５２）の軸方向に互いにオフセットして配置し、
   前記アクチュエータ（７０）は、前記ヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）のオフセットした方向と反対側の側面に、前記ヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）の対向面よりＶバンク内側に突出しないように、Ｖバンク内側に寄せて設けられることを特徴とする自動二輪車用可変動弁機構付きＶ型内燃機関。
2. 前記アクチュエータ（７０）は電動モータ（７１）であり、前記電動モータ（７１）は前記ヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）にその軸線を該ヘッドカバー（１３３Ａ，１３３Ｂ）の頂面と略平行にして配置されたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用可変動弁機構付きＶ型内燃機関。
3. 前記可変動弁機構（５０）は、前記カム軸（１５１，１５２）と一体回転する駆動カム（１５３，１５４）と、前記カム軸（１５１，１５２）と相対回転し、機関弁（１４７，１４８）を開閉させる動弁カム（５２）と、前記駆動カム（１５３，１５４）の弁駆動力を前記動弁カム（５２）に伝達するリンク機構（５６）と、前記リンク機構（５６）の支点を支持し前記カム軸（１５１，１５２）の周りを揺動可能なホルダ部材（５３）と、前記ホルダ部材（５３）を揺動させて前記リンク機構（５６）の支点位置を変化させる駆動機構（６０）とを備え、前記リンク機構（５６）の支点の揺動位置で、カム軸（１５１，１５２）の位相／リフト量を可変とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車用可変動弁機構付きＶ型内燃機関。
4. 前記駆動機構（６０）は、吸気側カム軸（１５１）と排気側カム軸（１５２）とに跨って配置され、吸気側と排気側で異なる方向のねじ山を設けたボールねじ（６１）と、吸気側・排気側のそれぞれに設けられ、前記ボールねじ（６１）上を移動可能なスライダ（６２）と、前記スライダ（６２）及びホルダ部材（５３）間に設けられた連結リンク部材（６３）とを備えることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車用可変動弁機構付きＶ型内燃機関。

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