JP5420351B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
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本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、内燃機関の可変動弁装置において、リンク機構へ確実に潤滑油を供給できるようにすることを目的とする。
この構成によれば、ホルダ部材の支点軸受け部近傍に潤滑油を溜めるオイル溜まりを設け、このオイル溜まりとリンク機構の支点軸受け部とを結ぶ油路を形成したため、オイル溜まりに貯留された潤滑油を、油路を介して支点軸受け部に確実に常時給油できる。また、オイル溜まりに潤滑油が貯留されるため、内燃機関の回転変動によって潤滑油の供給量に変動があった場合にも、安定して支点軸受け部に潤滑油を供給できる。さらに、ホルダ部材とホルダープレートとを締結するボルト穴を利用して油通路を構成するため、ボルトの軸方向に延びる給油のための専用の油路を形成する必要がなく、油路を簡単に形成することができる。
この場合、第1の油通路と第2の油通路との間のボルト穴には締結用ねじが締結されないため、締結用ねじによって油路が塞がれることがなく、潤滑油を確実に支点軸受け部へ供給できる。
リンク機構の支点軸受け部に向かって傾斜する斜面を設けたため、この斜面に流れる潤滑油を支点軸受け部近傍のオイル溜まりに集めることができ、多量の潤滑油をオイル溜まりに導くことができる。これにより、支点軸受け部へ確実に潤滑油を供給できる。
さらに、シリンダヘッドカバー(133A)における前記ホルダ部材(59)の上方に位置する部分に、潤滑油を集めるリブ(134A)を設けても良い。
この場合、シリンダヘッドカバー内に付着する潤滑油がリブに集められ、リブから下方に滴下する潤滑油をオイル溜まりに導くことができる。これにより、支点軸受け部へ確実に潤滑油を供給できる。
また、ホルダ部材とホルダープレートとを締結するボルト穴を利用して油通路を構成するため、ボルトの軸方向に延びる給油のための専用の油路を形成する必要がなく、油路を簡単に形成することができる。
さらに、リンク機構の支点軸受け部に向かって傾斜する斜面に流れる潤滑油を支点軸受け部近傍のオイル溜まりに集めることができ、多量の潤滑油をオイル溜まりに導くことができる。これにより、支点軸受け部へ確実に潤滑油を供給できる。
さらにまた、シリンダヘッドカバー内に付着する潤滑油がリブに集められ、リブから下方に滴下する潤滑油をオイル溜まりに導くことができる。これにより、支点軸受け部へ確実に潤滑油を供給できる。
図1は、本発明の実施の形態に係る動弁装置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。
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において、エンジン17の前バンク110A及び後バンク110Bは略同一の構造である。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。
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。
ヘッドカバー133A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。
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。
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。
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。
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。
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(支点軸受け部)が形成されている。
これら第1,第2プレート53A,53B及びホルダ部材59は、第1プレート53Aの外面側から第1プレート53Aとホルダ部材59とを締結する一対のボルト53Dと、第2プレート53Bの外面側から第2プレート53Bとホルダ部材59とを締結する一対のボルト53Eとによって固定される。
また、サブロッカアーム54は、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は常に吸気カム153に押し付けられている。
上記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が図中の反時計方向に回転されると、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を押圧し、ロッカーアーム51を介して吸気弁147が押し下げられ、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。
ここで、動弁カム52の揺動の初期位置とは、ローラ54Aが吸気カム153のベース円部153Aに当接しており、サブロッカアーム54がカム山部153Bによって押し上げられていない状態における動弁カム52の揺動位置を指している。
図7は、駆動機構60を側面側から見た縦断面図であり、図8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7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の端部にはギヤ64が固着され、ギヤ64には図示を省略した電動アクチュエータがギヤ輪列を介して連結されている。上記電動アクチュエータは、電子制御ユニット(ECU)により制御され、このECUが電動アクチュエータを駆動することにより、ボールねじ61を介してホルダ53が揺動され、吸気弁147及び排気弁148の開閉の作動特性がエンジン17の運転状態に応じて制御される。
図7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。
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。
リンク機構56の位置が変化することにより、ローラ54A及び動弁カム52は、カムシャフト151を中心にそれぞれ揺動し、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の回転に対する動弁カム52の揺動の位相、及び、揺動の初期位置が変更される。このように、吸気カム153に対する動弁カム52の揺動の位相及び揺動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に当接する時期、期間、及び、カム山部52Bがローラ51Cを押し下げる量を変更できるため、吸気弁147の開閉時期、開弁期間、及び、リフト量を変更することができる。
図9は、ホルダ53の近傍を上方から見た平面図である。
図9に示すように、ホルダ53は、ホルダ部材59の軸部59A及び軸部59Cの左右端にそれぞれ第1,第2プレート53A,53Bを左右別々のボルト53D,53Eによって締結して構成されている。軸部59Aに締結されるボルト53D,53Eが挿通されるボルト穴79は、軸部59Aを軸方向に貫通する貫通孔である。
図4、図6及び図9に示すように、サブロッカアーム54は、サブロッカアーム支持部59Bに連結されてカムシャフト151に直交するように延びるホルダ連結部54Bと、ホルダ連結部54Bからカムシャフト151の外径に沿うように下方に湾曲する偏心部54Cと、コネクトリンク55を介して動弁カム52に連結されるリンク部54Dとを有している。
サブロッカアーム54のホルダ連結部54Bには、サブロッカアーム支持部59Bに嵌合する軸受面54Eが設けられている。
リンク部54Dは偏心部54Cの端に連続して設けられ、コネクトリンク55を介して動弁カム52に連結されている。このように、サブロッカアーム54は偏心部54Cが偏心することで、カムシャフト151上の軸方向に異なる位置に設けられた吸気カム153と動弁カム52とを連結している。
図9及び図10に示すように、オイル溜まり80はボルト穴79の上方に形成され、オイル溜まり80の底部80Aには、オイル溜まり80をボルト穴79に連通させる第1の油通路81が形成されている。第1の油通路81は、オイル溜まり80内において、サブロッカアーム支持部59B側の端に形成された小孔であり、第1の油通路81の径は、オイル溜まり80内に貯留された潤滑油が一気にボルト穴79に流れ込まない程度の大きさに設定されている。
従って、第2プレート53B側から締め込まれる軸部59Aのボルト53Eは、雌ねじ部79Aの中間部まで直接締め込まれる。一方、第1プレート53A側から締め込まれる軸部59Aのボルト53Dは、雄ねじが形成されたボルト軸部88が、雌ねじ部79Aに届くようにボルト53Eよりも長く形成され、逃げ穴部79Bを経て雌ねじ部79Aに締め込まれる。すなわち、逃げ穴部79B内では、第1の油通路81と第2の油通路82との間の部分を含む区間Kの部分には雌ねじ部79Aが形成されておらず、ボルト53Dが締結された状態において、ボルト軸部88と逃げ穴部79Bの内周部との間に空間Sが確保されており、この空間S内を潤滑油が通過可能になっている。
このように、ヘッドカバー133Aの強度及び剛性を高める集油リブ134Aをホルダ部材59の上方に形成することで、集油リブ134Aを利用してオイル溜まり80に潤滑油を供給できる。
上記潤滑機構によりシリンダヘッド132Aに供給された潤滑油の飛沫の一部は、斜面部73Aを含むホルダ部材59の表面に直接付着する。また、天面134に付着した潤滑油の一部は、集油リブ134Aから斜面部73Aの近傍に滴下する。そして、斜面部73Aに付着した潤滑油は、斜面部73Aを伝って下方のオイル溜まり80内に流入し、第1の油通路81、逃げ穴部79Bの空間S、及び、第2の油通路82を順に経て、サブロッカアーム支持部59Bに達し、サブロッカアーム54の軸受面54Eを潤滑する。
また、ホルダ部材59をカムシャフト151の上方に設けると共に、ホルダ部材59と天面134との間に潤滑油の供給を妨げる部品を配置していないため、天面134から斜面部73Aに多量の潤滑油を安定的に供給できる。
なお、動弁装置50は、シリンダ軸線Cを中心として前後に略対称に構成されており、排気側の動弁装置50においても吸気側と同様の斜面部、オイル溜まり及び油路を備えているため、排気側においてもサブロッカアーム支持部に確実に潤滑油を供給できる。
さらに、第1の油通路81と第2の油通路82との間の逃げ穴部79Bにはボルト53Dが締結されず空間Sが確保されているため、ボルト53Dによって油路85が塞がれることがなく、潤滑油を確実にサブロッカアーム支持部59Bへ供給できる。
また、ヘッドカバー133A内に付着する潤滑油が集油リブ134Aに集められ、集油リブ134Aから下方に滴下する潤滑油をオイル溜まり80に導くことができる。これにより、サブロッカアーム支持部59Bへ確実に潤滑油を供給できる。
上記実施の形態では、ボルト穴79の逃げ穴部79Bを利用して油路85を形成するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、オイル溜まり80とサブロッカアーム支持部59Bとを結ぶ専用の油路をホルダ部材59に設けても良い。
50 動弁装置(可変動弁装置)
52 動弁カム
53A 第1プレート(ホルダープレート)
53B 第2プレート(ホルダープレート)
53D ボルト
53E ボルト
54E 軸受面
56 リンク機構
59 ホルダ部材
59B サブロッカアーム支持部(支点軸受け部)
60 駆動機構
73A 斜面部(斜面)
79 ボルト穴
79A 雌ねじ部(締結用ねじ)
79B 穴部
80 オイル溜まり
80A 底部
81 第1の油通路
82 第2の油通路
85 油路
133A ヘッドカバー(シリンダヘッドカバー)
134A 集油リブ(リブ)
147 吸気弁(機関弁)
151 カムシャフト(カム軸)
153 吸気カム(駆動カム)
Claims (4)
- シリンダヘッド(132A)に回転可能に支持され、内燃機関(17)の回転に同期して回転するカム軸(151)と、前記カム軸(151)と一体回転する駆動カム(153)と、前記カム軸(151)に揺動可能に支持され、機関弁(147)を開閉させる動弁カム(52)と、前記カム軸(151)を中心に揺動可能に支持され、前記駆動カム(153)の弁駆動力を前記動弁カム(52)に伝達し、前記動弁カム(52)を揺動させるリンク機構(56)と、前記リンク機構(56)の支点軸受け部(59B)が設けられ、前記カム軸(151)の回りを回動自在なホルダ部材(59)と、前記ホルダ部材(59)を回転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、揺動された前記リンク機構(56)の揺動位置で、前記機関弁(147)の開閉のバルブ作動特性を変更可能にする内燃機関の可変動弁装置において、
前記ホルダ部材(59)の前記支点軸受け部(59B)近傍に潤滑油を溜めるオイル溜まり(80)と、前記オイル溜まり(80)と前記支点軸受け部(59B)とを結ぶ油路(85)を形成し、
前記油路(85)は、前記ホルダ部材(59)と左右一対のホルダープレート(53A,53B)とを締結するボルト穴(79)と、前記オイル溜まり(80)の底部に設けた第1の油通路(81)と、前記ボルト穴(79)と前記リンク機構(56)の軸受面(54E)とを連通する第2の油通路(82)とを有すること、
を特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 前記左右一対のホルダープレート(53A,53B)は左右別々のボルト(53D,53E)で前記ホルダ部材(59)に締結され、前記第1の油通路(81)と前記第2の油通路(82)との間の前記ボルト穴(79)には前記ボルト(53D)の締結用ねじ(79A)が形成されていないこと、
を特徴とする請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記ホルダ部材(59)の前記リンク機構(56)の前記支点軸受け部(59B)に向かって傾斜する斜面(73A)を設けたこと、
を特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の可変動弁装置。 - シリンダヘッドカバー(133A)における前記ホルダ部材(59)の上方に位置する部分に、潤滑油を集めるリブ(134A)を設けたこと、
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
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