JP5853808B2

JP5853808B2 - 内燃機関のタイミングチェーンガイド装置

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Publication number: JP5853808B2
Application number: JP2012070112A
Authority: JP
Inventors: 尾関　久志; 久志尾関
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: JP2013199917A

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、カムシャフトを回転駆動するためのタイミングチェーンをガイドするタイミングチェーンガイド装置に関する。

この種の内燃機関において、吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフトの端部にそれぞれ固定したスプロケットと、クランクシャフトに固定したスプロケットとにタイミングチェーンを巻回し、このタイミングチェーンを介してクランクシャフトの動力で各カムシャフトを回転駆動するようにしている。その際、タイミングチェーンは、タイミングチェーンガイドによってガイドされる。

スプロケット及びタイミングチェーン等の部材は作動速度及び量等が極めて大きく、潤滑オイルにより常に潤滑する必要がある。例えば特許文献１のようにタイミングチェーンまわりの潤滑のためにオイルジェットを設け、強制潤滑を行うようにしている。

特開２００２−８９３５９号公報

上述した従来例を始めとして、タイミングチェーンまわりを潤滑するための部品点数が増加し、コストも増大せざるを得ないのが実情であった。

本発明はかかる実情に鑑み、タイミングチェーンを的確にガイドすると共に、その潤滑を適正且つ円滑に行い得る内燃機関のタイミングチェーンガイド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タイミングチェーンガイド装置は、シリンダヘッドカバー内部に、カムシャフトを回転自在に軸支するカムハウジングと、前記カムシャフトの端部に回転一体に固定されたカムスプロケットと、前記カムスプロケットの上方にてタイミングチェーンをガイドする摺動面を設けたタイミングチェーンガイドと、を備えた内燃機関におけるタイミングチェーンガイド装置であって、前記タイミングチェーンガイドは、前記カムシャフト軸方向から前記カムハウジングに取り付けられ、前記カムハウジングに設けた第１のオイル通路と、前記タイミングチェーンガイドに設けた第２のオイル通路とが接続され、前記第２のオイル通路は、前記摺動面に連通するオイル穴と下流側で接続したことを特徴とする。

また、本発明による内燃機関のタイミングチェーンガイド装置において、前記タイミングチェーンガイドは、前記摺動面から前記タイミングチェーンとは逆方向に離間して、前記摺動面と少なくとも１箇所で架橋された立壁部を有したことを特徴とする。

また、本発明による内燃機関のタイミングチェーンガイド装置において、前記カムシャフトは、軸方向に傾斜面を有するカムを別体として備え、前記カムハウジングは、前記カムと連結するカムフォークを介して前記カムを軸方向に移動させるカムフォークシャフトを前記カムシャフトの上方で軸支するとともに、前記第１のオイル通路は前記カムフォークシャフトの軸受部へのオイル供給路であることを特徴とする。

また、本発明による内燃機関のタイミングチェーンガイド装置において、前記タイミングチェーンガイドは、前記カムフォークシャフトが軸方向で前記タイミングチェーン側に移動した際にその端部が挿通する嵌合孔を備えたことを特徴とする。

また、本発明による内燃機関のタイミングチェーンガイド装置において、前記オイル穴は、前記タイミングチェーンと前記タイミングチェーンガイドとが接触する箇所の直ぐ上流で開口したことを特徴とする。

また、本発明による内燃機関のタイミングチェーンガイド装置において、前記タイミングチェーンガイドは、前記カムフォークシャフトをスライドさせるモーターの上部より下方に配置されたことを特徴とする。

本発明によれば、タイミングチェーンガイドをカムシャフト軸方向から取り付けることで、タイミングチェーンのバタつき方向で適度にしなることが可能になり、タイミングチェーンに対して摺動面の幅方向で均一な当たりとすることができ、これを的確にガイドする。また、カムハウジングのオイル通路等を有効且つ効果的に活用して、タイミングチェーンを適正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。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係るエンジンユニットのタイミングチェーンまわりを示す右側面図である。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タイミングチェーンガイドの構成例を示すそれぞれ斜視図である。図２９のI‐I線に沿う断面図である。本発明の実施形態に係るタイミングチェーンガイドの縦断面図である。

以下、図面に基づき、本発明における内燃機関のタイミングチェーンガイド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、ここでは図示を省略するが、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タイミングもしくはカムチェーンが巻回装架される。なお、タイミングチェーンは、付属のタイミングチェーンガイド、チェーンテンショナ及びチェーンテンショナ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。

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。

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。

ここで、シリンダヘッド１０における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タペット用オイルジェット５４が設けられている。

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、図２１の矢印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ようにしている。

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、図２１のように♯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２７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２７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からオイル穴６８を介して各カム２０の内周面に潤滑オイルが供給される。

なお、カムハウジング３５は、シリンダヘッド１０に対する締結用のボルト６９（図９等参照）により固定される。前述のオイルジェット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。

ところで、エンジンユニット１１６は図２８に示すように、シリンダブロック１１６Ａとシリンダブロック１１６Ａの下方に配置されたクランクケース１１６Ｂとを含み、クランクケース１１６Ｂの上部にシリンダ本体１１、シリンダヘッド１０及びシリンダヘッドカバー１２が順次結合する。なお、図２８においてはシリンダブロック１１６Ａの軸線が鉛直もしくは上下方向に沿って図示されているが、エンジンユニット１１６の実車搭載時には図１に示したようにシリンダブロック１１６Ａが適度に前傾姿勢になる。

図２８において、クランクケース１１６Ｂにはクランクシャフト７１が回転自在に支持され、クランクシャフト７１の一端に固着するドライブスプロケット７２と、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固着するスプロケット２７，２８との間にタイミングチェーン７３が巻回装架される。なお、詳細図示を省略するが、タイミングチェーン７３はチェーンテンショナ７４及びチェーンテンショナアジャスタ７５等により常に適正な張力が付与されるようになっている。

さて、本発明においてタイミングチェーン７３をガイドするためのタイミングチェーンガイド装置７６を備えている。タイミングチェーンガイド装置７６は図２９にも示されるように、上述のように巻回装架されるタイミングチェーン７３の上部軌道に沿って配置され、スプロケット２７，２８の上方にてタイミングチェーン７３をガイドする摺動面を設けたタイミングチェーンガイド７７を有する。そして、このタイミングチェーンガイド７７は、後述するようにカムシャフト１８，２３の軸方向からカムハウジング３５に取り付けられる。

図３０は、本実施形態におけるタイミングチェーンガイド７７を示している。タイミングチェーンガイド７７は、スプロケット２７及び２８間の間隔方向に長手方向を有する、概して橇もしくはシュー状に形成され、タイミングチェーン７３と摺接する摺動面７８ａを設けたガイド部７８と、長手方向両端にてカムハウジング３５に取り付けるためのそれぞれ取付部７９，８０と、取付部７９，８０間を接続すると共に、摺動面７８ａからタイミングチェーン７３とは逆方向に離間して該摺動面７８ａと少なくとも１箇所で架橋された立壁部８１とを含んでいる。本実施形態においてガイド部７８及び立壁部８１間は３箇所の架橋部８２で架橋される。この例では略等間隔で配置された３つの架橋部８２を有し、各架橋部８２は図３０（ｂ）のようにガイド部７８及び立壁部８１と同一幅ｗに設定される。また、ガイド部７８及び立壁部８１を相互に連結する中間連結部８３を有し、図３０（ｂ）に示されるように略Ｈ型断面形状を呈する。

取付部７９，８０にはそれぞれカムシャフト１８，２３の軸方向にボルト挿通孔７９ａ，８０ａが形成され、図２９のようにこれらのボルト挿通孔７９ａ，８０ａに固定用ボルト８４，８５を挿通させてタイミングチェーンガイド７７を取付固定するようになっている。なお、一方のボルト挿通孔８０ａは、タイミングチェーンガイド７７の長手方向に長孔となっている。ここで図８をも参照して、カムハウジング３５側には取付部７９，８０に対応してボス部８６，８７が突設されていて、これらのボス部８６，８７に形成されているネジ部（図示せず）に固定用ボルト８４，８５が螺合する。

前述したようにカムハウジング３５のメインギャラリ５３からオイル通路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。図３１にも示したようにカムフォークシャフト４１の下方でオイル通路５９と連通するオイル通路６０は、カムハウジング３５の軸受部３５ｂの内周面に開口するが、オイル通路６０は軸受部３５ｂのカムフォークシャフト４１軸方向に形成されたオイル溝８８（第１のオイル通路）とも連通する。ここで、図３０に示されるようにタイミングチェーンガイド７７にはボルト挿通孔７９ａの側近にカムフォークシャフト４１軸方向に嵌合孔８９が貫通形成される。この嵌合孔８９は、往復動するカムフォークシャフト４１が一方のタイミングチェーン７３側の移動端もしくはその直近に位置した際、図３１に示されるようにカムフォークシャフト４１の端部が入り込むようになっている。嵌合孔８９はカムフォークシャフト４１よりも大径であり、両者の間に円周状間隙９０（第２のオイル通路）が形成される。このように形成される円周状間隙９０は、図３１のようにオイル溝８８と連通する。

タイミングチェーンガイド７７は更に、嵌合孔８９の内周面と摺動面７８ａとを連通すべく貫通形成されたオイル穴９１を有する。第２のオイル通路である円周状間隙９０は、オイル穴９１と潤滑オイルの流れの下流側で接続される。オイル穴９１は図３２等から分かるようにシリンダ軸線に対して、摺動面７８ａ側程近づくように傾斜して形成される。前述したようにエンジンユニット１１６の実車搭載時にシリンダブロック１１６Ａが前傾姿勢になるため、実車ではオイル穴９１は実質的に上下方向に配置される。

また、オイル穴９１は図３２に示されるように、タイミングチェーン７３とタイミングチェーンガイド７７とが接触する箇所もしくは部位の直ぐ上流で開口する。
上記の場合、嵌合孔８９のオイル溝８８とは反対側端部には、開口側が小径となるようにテーパ状もしくはこれに近似の形状とした縮径部８９ａを有する。このように縮径部８９ａを設けることで、フォークシャフト４１の先端部と嵌合穴８９の内周面との間にオイル溜まりを構成することができる。オイル溜め機能がないと、そのままではフォークシャフト４１の軸受部３５ｂから流れ出た潤滑オイルがタイミングチェーン７３側に滴下されずに、フォークシャフト４１の先端から漏れてしまうが、オイル溜め機能を持つことでそのような漏れを防止することが可能となる。

更に、図２９等に示されるようにタイミングチェーンガイド７７は、カムフォークシャフト４１をスライド駆動させるためのアクセルモータ３３の上部よりも下方に配置される。

上記構成においてエンジン運転時、クランクシャフト７１と一体回転するドライブスプロケット７２の回転で、タイミングチェーン７３を介してスプロケット２７，２８、従って吸気側のカムシャフト１８及び排気側のカムシャフト２３が回転駆動される。その際、アクセルグリップ操作でアクセルモータ３３を作動させ、これによりカムフォークシャフト４１がスライドすることで、特に吸気側においてカム２０に対するタペット２１の当接位置を変化させ、それに応じてバルブリフト量も高低変化させることができる。この場合、タイミングチェーン７３は、動弁装置が適正作動する上で極めて重要である。

本発明のタイミングチェーンガイド装置７６において先ず、タイミングチェーンガイド７７は、カムハウジング３５に対してカムシャフト１８，２３の軸方向からボルト８４，８５によって固定される。このようにカムシャフト軸方向から取り付けられることで、タイミングチェーンガイド７７がタイミングチェーン７３のバタつき方向で適度にしなることが可能になり、タイミングチェーン７３に対して摺動面７８ａの幅方向で均一な当たりとすることができる。一方、前述した特許文献１に記載のエンジンのようにカムハウジングの上方から、言わば片持ち式の態様で取り付けられた場合では、タイミングチェーンの摺動方向と垂直な面で曲げられるため、タイミングチェーンガイドの摺動面は幅方向の当たりが悪化し、即ち片当たりして偏摩耗する結果を招来する。

また、タイミングチェーンガイド７７の摺動面７８ａからタイミングチェーン７３とは逆方向に離間して、架橋部８２で架橋された立壁部８１を有する。このようにガイド部７８に対して立壁部８１を追加することでタイミングチェーンガイド７７を立体構造とすることにより、タイミングチェーンガイド７７の剛性強度を大幅に高めることができる。これによりタイミングチェーン７３のバタつきによる荷重が付加した際、タイミングチェーンガイド７７の変形を有効に抑制する。

また、潤滑系に関してカムハウジング３５のメインギャラリ５３からオイル通路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。この潤滑オイルの一部はオイル溝８８及び円周状間隙９０を通って、更にはオイル穴９１を介してタイミングチェーン７３上に落下する。

本実施形態において、カムハウジング３５に隣接してタイミングチェーンガイド７７が配置されると共に、カムハウジング３５はそのオイル通路６０が軸受部３５ｂ等の潤滑のために形成される。このような構成において、第１のオイル通路であるオイル溝８８と第２のオイル通路である円周状間隙９０とを接続することで、形カムハウジング３５からタイミングチェーンガイド７７の摺動面７８ａまで潤滑オイルを供給し、タイミングチェーン７３を直接潤滑することができる。

また、前述のようにカムシャフト１８はカム２０を別体として備え、カムハウジング３５においてカムフォーク４８を介してカム２０を軸方向に移動させるカムフォークシャフト４１をカムシャフト１８の上方で軸支するとともに、第１のオイル通路であるオイル溝８８はカムフォークシャフト４１の軸受部３５ｂへのオイル供給路となっている。

この場合、フォークシャフト４１の軸受部３５ｂから漏れ出た潤滑オイルを、上記のように下方にあるタイミングチェーン７３に直接潤滑することができ、潤滑オイルを十分にタイミングチェーン７３に供給してその摺動抵抗を低減することができる。

また、タイミングチェーンガイド７７は、カムフォークシャフト４１がその軸方向に沿ってタイミングチェーン７３側に移動した際にその端部が挿通する嵌合孔８９を備える。
この配置構成により、フォークシャフト４１がタイミングチェーン７３側にスライド移動した時に、タイミングチェーンガイド７７とオーバーラップさせることができ、エンジンの特に幅方向において有効にコンパクト化を図ることができる。

また、タイミングチェーンガイド７７のオイル穴９１は、タイミングチェーン７３とタイミングチェーンガイド７７とが接触する部位の直ぐ上流で開口する。
ここで、タイミングチェーンガイド７７とタイミングチェーン７３との摺動抵抗を潤滑したいので、あまりに早い段階から潤滑オイルを滴下すると、潤滑オイルがタイミングチェーンガイド７７の摺動面に引き込まれずにタイミングチェーン７３の間から下に落ちてしまう。オイル穴９１を上記のように配置することで、タイミングチェーン７３に対して潤滑オイルを常に的確に供給することができる。

また、タイミングチェーンガイド７７の直上方にシリンダヘッドカバー１２の天井部があるため、タイミングチェーンガイド７７を上下方向に厚さを持たせると、そのままではシリンダヘッドカバー１２の高さがその分大きくなってしまう。
この場合、シリンダヘッドカバー１２の上面よりも更に上にアクセルモータ３３が配置されるため、シリンダヘッドカバー１２の高さが直接エンジン高さに影響しないため、アクセルモータ３３の上部より下方の空間にタイミングチェーンガイド７７を配置することができる。

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、５１Ｃ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、６３，６４，６５，６８オイル穴、６９ボルト、７１クランクシャフト、７２ドライブスプロケット、７３タイミングチェーン、チェーンテンショナ、７５チェーンテンショナアジャスタ、７６タイミングチェーンガイド装置、７７タイミングチェーンガイド、７８ガイド部、７９，８０取付部、８１立壁部、８２架橋部、８３中間連結部、８４，８５固定用ボルト、８６，８７ボス部、８８オイル溝、８９嵌合孔８９、９０円周状間隙、９１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

シリンダヘッドカバー内部に、カムシャフトを回転自在に軸支するカムハウジングと、前記カムシャフトの端部に回転一体に固定されたカムスプロケットと、前記カムスプロケットの上方にてタイミングチェーンをガイドする摺動面を設けたタイミングチェーンガイドと、を備えた内燃機関におけるタイミングチェーンガイド装置であって、
前記タイミングチェーンガイドは、前記カムシャフト軸方向から前記カムハウジングに取り付けられ、
前記カムハウジングに設けた第１のオイル通路と、前記タイミングチェーンガイドに設けた第２のオイル通路とが接続され、前記第２のオイル通路は、前記摺動面に連通するオイル穴と下流側で接続したことを特徴とする内燃機関のタイミングチェーンガイド装置。
前記タイミングチェーンガイドは、前記摺動面から前記タイミングチェーンとは逆方向に離間して、前記摺動面と少なくとも１箇所で架橋された立壁部を有したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のタイミングチェーンガイド装置。
前記カムシャフトは、軸方向に傾斜面を有するカムを別体として備え、前記カムハウジングは、前記カムと連結するカムフォークを介して前記カムを軸方向に移動させるカムフォークシャフトを前記カムシャフトの上方で軸支するとともに、前記第１のオイル通路は前記カムフォークシャフトの軸受部へのオイル供給路であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のタイミングチェーンガイド装置。
前記タイミングチェーンガイドは、前記カムフォークシャフトが軸方向で前記タイミングチェーン側に移動した際にその端部が挿通する嵌合孔を備えたことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のタイミングチェーンガイド装置。
前記タイミングチェーンガイドは、前記カムフォークシャフトをスライドさせるモーターの上部より下方に配置されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関のタイミングチェーンガイド装置。
前記オイル穴は、前記タイミングチェーンと前記タイミングチェーンガイドとが接触する箇所の直ぐ上流で開口したことを特徴とする請求項１から５いずれか１項に記載の内燃機関のタイミングチェーンガイド装置。