JP7841396B2

JP7841396B2 - 可変動弁装置

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Publication number: JP7841396B2
Application number: JP2022141935A
Authority: JP
Inventors: 久志尾関
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2022-09-07
Filing date: 2022-09-07
Publication date: 2026-04-07
Anticipated expiration: 2042-09-07
Also published as: US12025035B2; EP4336019A1; JP2024037243A; US20240077002A1

Description

本発明は、可変動弁装置に関する。

従来、可変動弁装置として複数のロッカーアームを連結させてバルブ動作を切り替えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の可変動弁装置には一対のロッカーアームが隣接して設置されており、一方のロッカーアームのピン穴に連結ピンが設置されている。連結ピンの一部が他方のロッカーアームのピン穴に押し込まれることで、一対のロッカーアームが連結されて一対のバルブが同時に作動される。連結ピンの一部が他方のロッカーアームのピン穴から抜け出すことで、一対のロッカーアームの連結状態が解除されて片側のバルブだけが作動される。

特許第５９０７５５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の他方のロッカーアームは、ピン穴に連結ピンを押し返すためのスプリングピンが設置されて大型化している。複数の気筒の並び方向の中央にカムチェーンが設置され、気筒の並び方向の外方に点火プラグが設置される多気筒エンジンでは、カムチェーンと点火プラグの間のスペースを広く確保することが難しい。このため、特許文献１のロッカーアームを採用する場合にはエンジンを大型化する必要がある。また、ロッカーアーム内にスプリングピンが設置されていると、カムチェーンを挟んだ両気筒で同一のロッカーアームを使用できず部品の共通化を図ることができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、エンジンの大型化を抑えると共に部品の共通化を図ることができる可変動弁装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の可変動弁装置は、複数の気筒が並んだ所定方向の中央にカムチェーンが設置され、所定方向の両側の外壁を凹状に窪ませて点火プラグが設置されたシリンダヘッドのバルブ動作を変更可能な可変動弁装置であって、前記シリンダヘッド内にて所定方向に沿って延びるロッカーシャフトと、前記ロッカーシャフトに揺動可能に支持された複数のロッカーアームと、所定方向の一方寄りのロッカーアームのピン穴に設置された連結ピンと、所定方向の他方寄りのロッカーアームのピン穴に設置された戻しピンと、前記連結ピンに前記戻しピンを他方側に向けて押し込ませる押圧部材と、前記戻しピンに前記連結ピンを一方側に向けて押し戻させる反発部材と、を気筒毎に備え、前記連結ピン、前記戻しピン、前記押圧部材、前記反発部材が、平面視にて所定方向に対する直交方向で前記点火プラグから外れている。

本発明の一態様の可変動弁装置によれば、押圧部材によって連結ピンを介して戻しピンが他方側に押し込まれると、一方寄りのロッカーアームのピン穴から他方寄りのロッカーアームのピン穴に連結ピンが部分的に入り込んで複数のロッカーアームが連結される。反発部材によって戻しピンを介して連結ピンが一方側に押し戻されると、他方寄りのロッカーアームのピン穴から連結ピンが抜け出して複数のロッカーアームの連結が解除される。シリンダヘッドの凹状の窪みから外れたスペースに連結ピン、戻しピン、押圧部材、反発部材が設置されることで、部品レイアウトの自由度が向上すると共にエンジンの大型化を抑えることができる。さらに、複数の気筒で同じロッカーアームを用いて部品の共通化を図ることができる。

本実施例のエンジン及び車体フレームの左側面図である。本実施例のシリンダヘッド内の斜視図である。本実施例の可変動弁装置の斜視図である。本実施例のシリンダヘッド内の上面図である。実施例の作動通路及びショートカット通路の模式図である。本実施例の可変動弁装置の連結動作の説明図である。

本発明の一態様の可変動弁装置は、複数の気筒が並んだ所定方向の中央にカムチェーンが設置され、所定方向の両側の外壁を凹状に窪ませて点火プラグが設置されたシリンダヘッドに設けられている。このシリンダヘッドにて可変動弁装置はバルブ動作を変更している。可変動弁装置には、ロッカーシャフト、複数のロッカーアーム、連結ピン、戻しピン、押圧部材、反発部材が気筒毎に設けられている。ロッカーシャフトはシリンダヘッド内にて所定方向に沿って延びており、ロッカーシャフトには複数のロッカーアームが揺動可能に支持されている。所定方向の一方寄りのロッカーアームのピン穴に連結ピンが設置され、所定方向の他方寄りのロッカーアームのピン穴に戻しピンが設置されている。押圧部材によって連結ピンを介して戻しピンが他方側に押し込まれると、一方寄りのロッカーアームのピン穴から他方寄りのロッカーアームのピン穴に連結ピンが部分的に入り込んで複数のロッカーアームが連結される。反発部材によって戻しピンを介して連結ピンが一方側に押し戻されると、他方寄りのロッカーアームのピン穴から連結ピンが抜け出して複数のロッカーアームの連結が解除される。連結ピン、戻しピン、押圧部材、反発部材が、平面視にて所定方向に対する直交方向で点火プラグから外れることで、部品レイアウトの自由度が向上すると共にエンジンの大型化を抑えることができる。さらに、複数の気筒で同じロッカーアームを用いて部品の共通化を図ることができる。

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は本実施例のエンジン及び車体フレームの左側面図である。図２は、本実施例のシリンダヘッド内の斜視図である。図３は、本実施例の可変動弁装置の斜視図である。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。また、以下の説明では、シリンダヘッドの左右方向の中央側を一方側とし、シリンダヘッドの左右方向の外側を他方側として説明する。

図１に示すように、鞍乗型車両は、クレードル型の車体フレーム１０にエンジン２０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の上部から後方に延びた後に下方に屈曲したメインチューブ１２と、ヘッドパイプ１１の下部から下方に延びた後に後方に屈曲したダウンチューブ１３とを有している。メインチューブ１２の下端部にダウンチューブ１３の後端部が接合されて車体フレーム１０の内側にエンジン２０の設置空間が形成されている。メインチューブ１２によってエンジン２０の後側が支持され、ダウンチューブ１３によってエンジン２０の前側及び下側が支持されている。

エンジン２０は、並列２気筒エンジンであり、クランクケース２１と、クランクケース２１上に設けられたシリンダ２２と、シリンダ２２上に設けられたシリンダヘッド２３と、シリンダヘッド２３上に設けられたシリンダヘッドカバー２４とを有している。クランクケース２１の左側面には、マグネト（不図示）を側方から覆うマグネトカバー２５が取り付けられている。マグネトカバー２５の後方には、ドライブスプロケット（不図示）を側方から覆うスプロケットカバー２６が取り付けられている。クランクケース２１の右側面にはクラッチ（不図示）を側方から覆うクラッチカバー（不図示）が取り付けられている。

エンジン２０の前方には、エンジン２０の冷却水を放熱するラジエータ１５が設置されている。シリンダヘッドカバー２４の外面には、可変動弁装置４０への油圧を制御するオイルコントロールバルブ１６が設置されている。オイルコントロールバルブ１６にはクランクケース２１のメインギャラリから外部配管１７を通じてオイルが供給されている。シリンダヘッド２３及びシリンダヘッドカバー２４の内側には動弁室が形成されている。動弁室には、油圧によって吸気バルブ３３（図３参照）及び排気バルブ３４（図３参照）のバルブ動作を変化させる可変動弁装置４０（図３参照）が搭載されている。

図２に示すように、エンジン２０は４バルブの２気筒エンジンであり、一対の気筒２９（図４参照）の中間にカムチェーン３１が設置されている。カムチェーン３１はカムスプロケット３２に巻き掛けられており、カムスプロケット３２を挟んで左右の気筒２９毎に可変動弁装置４０が設置されている。可変動弁装置４０には、カムスプロケット３２と一体に回転するカムシャフト４１が設けられている。シリンダヘッド２３内には気筒２９毎にカムハウジング４２ａ、４２ｂが左右方向（所定方向）に離間して設置されており、このカムハウジング４２ａ、４２ｂとシリンダヘッド２３の合わせ面によってカムシャフト４１が回転可能に支持されている。

シリンダヘッド２３内には、カムシャフト４１の後側に４つの吸気バルブ３３（図３参照）が設置され、カムシャフト４１の前側に４つの排気バルブ３４が設置されている。吸気バルブ３３は弁バネ３５（図３参照）によって閉弁方向に押し付けられており、排気バルブ３４は弁バネ３６によって閉弁方向に押し付けられている。カムシャフト４１の外周面には低速カム４３、高速カム４４、排気カム４５（いずれも図３参照）が形成されている。各カム４３－４５はベース円の一部からカム山が突き出した板状に形成されている。低速カム４３よりも高速カム４４のバルブリフト量が大きくなるように、低速カム４３よりも高速カム４４のカム山が高くなっている。

カムハウジング４２ａ、４２ｂの対向部分には吸気側のロッカーシャフト４６及び排気側のロッカーシャフト４７が支持されている。吸気側のロッカーシャフト４６及び排気側のロッカーシャフト４７はカムシャフト４１よりも上方に位置しており、吸気側のロッカーシャフト４６及び排気側のロッカーシャフト４７がカムシャフト４１と平行に延在している。また、シリンダヘッド２３の左右の側壁が凹状に窪んでおり、シリンダヘッド２３の窪み２８には一対のプラグカバー１８が設置されている。シリンダヘッド２３の後側には可変動弁装置４０にオイルを供給するオイルコントロールバルブ１６が設置されている。

カムハウジング４２ａ、４２ｂの上面に上部ハウジング７０が両持ち支持されている。上部ハウジング７０は、前後に延びるハウジング固定部７１ａ、７１ｂと、左右に延びる第１－第３のブリッジ部７２－７４と、によってラダー形状に形成されている。第１のブリッジ部７２は吸気側のロッカーシャフト４６に沿って延びており、第２のブリッジ部７３はカムシャフト４１に沿って延びており、第３のブリッジ部７４は排気側のロッカーシャフト４７（図３参照）に沿って延びている。上部ハウジング７０の各ブリッジ部７２－７４から動弁部品の必要な箇所に潤滑油が供給されている。

図２及び図３に示すように、吸気側のロッカーシャフト４６には２種類のロッカーアーム５１ａ、５１ｂが揺動可能に支持され（図３ではそれぞれ１つのみ図示）、排気側のロッカーシャフト４７にはロッカーアーム５２が揺動可能に支持されている（図３では１つのみ図示）。吸気側のロッカーアーム５１ａ及び排気側のロッカーアーム５２は、力点と作用点を持ったシーソー状に形成されているが、吸気側のロッカーアーム５１ｂはロッカーアーム５１ａの力点になるように形成されている。吸気側のロッカーアーム５１ａ及び排気側のロッカーアーム５２の左右両端は二股に分かれている。

吸気側のロッカーアーム５１ａの一端には低速カム４３に転接するローラ５３ａが回転可能に支持され、ロッカーアーム５１ａの二股に分かれた他端には一対の吸気バルブ３３が連結されている。吸気側のロッカーアーム５１ｂの一端には高速カム４４に転接するローラ５３ｂが回転可能に支持されており、ロッカーアーム５１ｂの他端には吸気バルブ３３は連結されていない。排気側のロッカーアーム５２の一端には排気カム４５に転接するローラ５４が回転可能に支持され、ロッカーアーム５２の二股に分かれた他端には一対の排気バルブ３４が連結されている。ロッカーアーム５１ａ、５１ｂは連結可能に形成されている。

エンジンの低回転時及び中回転時には、ロッカーアーム５１ａ、５１ｂが連結されていない。このため、低速カム４３によってロッカーアーム５１ａが揺動され、高速カム４４によってロッカーアーム５１ｂが揺動される。ロッカーアーム５１ａには一対の吸気バルブ３３が連結されているため、低速カム４３の回転に応じて一対の吸気バルブ３３が動かされる。低速カム４３のカム山が低いため、一対の吸気バルブ３３のバルブリフト量が低くなっている。なお、ロッカーアーム５１ｂには吸気バルブ３３が連結されていないため、高速カム４４の回転に応じてロッカーアーム５１ｂが空振りしている。

エンジンの高回転時には、ロッカーアーム５１ａ、５１ｂが連結されている。このため、高速カム４４によってロッカーアーム５１ａ、５１ｂが一体的に揺動される。ロッカーアーム５１ｂにはロッカーアーム５１ａを介して一対の吸気バルブ３３が連結されているため、高速カム４４の回転に応じて一対の吸気バルブ３３が動かされる。高速カム４４のカム山が高いため、一対の吸気バルブ３３のバルブリフト量が高くなっている。このように、ロッカーアーム５１ａ、５１ｂの連結状態が切り替わることによって、吸気バルブ３３を動かす低速カム４３と高速カム４４が切り替えられている。

各可変動弁装置４０には、油圧によってロッカーアーム５１ａ、５１ｂの連結状態及び非連結状態を切り替える切替機構が設けられている。シリンダヘッド２３の左右方向（所定方向）の一方寄り（中央寄り）のロッカーアーム５１ｂのピン穴に連結ピン６１が設置され、シリンダヘッド２３の左右方向の他方寄り（外側寄り）のロッカーアーム５１ａのピン穴に戻しピン６２が設置されている。ロッカーアーム５１ｂよりも一方側に油圧ピストン（押圧部材）６３が設置され、ロッカーアーム５１ａよりも他方側にバネ付きのスプリングピン（反発部材）６４が設置されている。

油圧ピストン６３は連結ピン６１に戻しピン６２を他方側に向けて押し込ませ、スプリングピン６４は戻しピン６２に連結ピン６１を一方側に向けて押し戻させている。油圧ピストン６３によって連結ピン６１が押し込まれることで、ロッカーアーム５１ｂのピン穴からロッカーアーム５１ａのピン穴に連結ピン６１の一部が入り込んでロッカーアーム５１ａ、５１ｂが連結される。スプリングピン６４によって戻しピン６２を介して連結ピン６１が押し戻されることで、ロッカーアーム５１ａのピン穴から連結ピン６１の一部が抜け出してロッカーアーム５１ａ、５１ｂの連結が解除される。

ところで、シリンダヘッド２３には、左右の気筒２９（図４参照）が並んだ左右方向の中央にカムチェーン３１が設置され、左右方向の両外壁を凹状に窪ませて点火プラグ１９（図４参照）が設置されている。このようなシリンダヘッド２３では、カムチェーン３１と点火プラグ１９の間のスペースが狭くなって、カムシャフト４１の左右のカムが左右の気筒２９の中央側（カムチェーン３１側）に寄せられている。このため、通常は、左気筒２９用の各ロッカーアームと右気筒２９用の各ロッカーアームが左右反転した形状に形成されるため、部品毎に金型を用意しなければならずコストが増加する。

特に、各気筒の一対のロッカーアームが連結ピンを介して連結される構成として、片方のロッカーアームの有底のピン穴にスプリングピンが設置されている構成が考えられる。しかしながら、このようなロッカーアームでは左右の気筒でピン穴が左右逆向きに開口することになり、左右の気筒でロッカーアームを共通化することができない。そこで、本実施例の可変動弁装置４０では、ロッカーアーム５１ａ、５１ｂの形状及び部品レイアウトを工夫して、エンジン２０を大型化することなくロッカーアーム５１ａ、５１ｂの共通化を実現している。

以下、図４及び図５を参照して、可変動弁装置の部品レイアウト及びオイル通路について説明する。図４は本実施例のシリンダヘッド内の上面図である。図５は実施例の作動通路及びショートカット通路の模式図である。

図４に示すように、シリンダヘッド２３内では、吸気側のロッカーシャフト４６と排気側のロッカーシャフト４７が左右方向（所定方向）に延びている。吸気側のロッカーシャフト４６にはロッカーアーム５１ａ、５１ｂが支持され、排気側のロッカーシャフト４７にはロッカーアーム５２が支持されている。左右方向の外側寄りのロッカーアーム５１ａは吸気側の低速ロッカーアームであり、左右方向の中央寄りのロッカーアーム５１ｂは吸気側の高速ロッカーアームである。ロッカーアーム５１ａ、５１ｂは、長手方向に延びる中心線Ｃ１、Ｃ２を基準にして対称に形成されている。

より詳細には、ロッカーアーム５１ａの中心線Ｃ１は気筒中心Ｏを通っており、この中心線Ｃ１を基準にしてロッカーアーム５１ａが対称に形成されている。ロッカーアーム５１ａの作用点側は二股に分岐しており、ロッカーアーム５１ａの一対の分岐部５７が左右に延びている。一対の分岐部５７の長さは同じであり、一対の分岐部５７の先端側には一対の吸気バルブ３３が連結されている。一対の吸気バルブ３３が気筒中心Ｏを通る中心線Ｃ１を基準にして対称的に位置している。このようなレイアウトによって、一対の分岐部５７が短く形成されて、気筒２９上にロッカーアーム５１ａがコンパクトに設置されている。

ロッカーアーム５１ａの力点側にはローラ５３ａが支持されており、ロッカーアーム５１ａの支点付近には戻しピン６２が支持されている。このローラ５３ａの支持部（支持箇所）３８ａと戻しピン６２の支持部（支持箇所）３９ａが略同幅に形成されてロッカーアーム５１ａの幅寸法が抑えられている。ローラ５３ａの支持部５８ａと戻しピン６２の支持部５９ａの形状も中心線Ｃ１を基準にして対称に形成されている。ロッカーアーム５１ａの全体が中心線Ｃ１を基準にした対称形状になっているため、左右の気筒２９で同じロッカーアーム５１ａが使用可能になって部品の共通化が図られている。

また、ロッカーアーム５１ｂの中心線Ｃ２は気筒中心Ｏよりも左右方向の中央側を通っており、この中心線Ｃ２を基準にしてロッカーアーム５１ｂが対称に形成されている。ロッカーアーム５１ｂの作用点側のアーム部分が存在せず、ロッカーアーム５１ｂに一対の吸気バルブ３３が連結されていない。ロッカーアーム５１ｂがロッカーアーム５１ａよりもカムチェーン３１側に位置し、シリンダヘッド２３の凹状の窪み２８にロッカーアーム５１ｂが干渉することがない。窪み２８の無いカムチェーン３１側のスペースを利用して、ロッカーアーム５１ｂが設置されることでエンジン２０の大型化が抑えられている。

ロッカーアーム５１ｂがロッカーアーム５１ａに隣接しており、ロッカーアーム５１ｂの中心線Ｃ２上に吸気バルブ３３のステムエンドが位置している。この場合、ロッカーアーム５１ｂの作用点側のアーム部分が存在しないため、ロッカーアーム５１ａの作用点側からカムチェーン３１側に延びる分岐部５７にロッカーアーム５１ｂが干渉することがない。このロッカーアーム５１ａの分岐部５７の前方にロッカーアーム５１ｂが位置付けられ、ロッカーアーム５１ａ、５１ｂがシリンダヘッド２３にコンパクトに設置されてエンジン２０の大型化が抑えられている。

ロッカーアーム５１ｂの力点側にはローラ５３ｂが支持されており、ロッカーアーム５１ｂの支点付近には連結ピン６１が支持されている。このローラ５３ｂの支持部（支持箇所）３８ｂと連結ピン６１の支持部（支持箇所）３９ｂが略同幅に形成されてロッカーアーム５１ｂの幅寸法が抑えられている。ローラ５３ｂの支持部５８ｂと連結ピン６１の支持部５９ｂの形状も中心線Ｃ２を基準にして対称に形成されている。ロッカーアーム５１ｂの全体が中心線Ｃ２を基準にした対称形状になっているため、左右の気筒２９で同じロッカーアーム５１ｂが使用可能になって部品の共通化が図られている。

連結ピン６１、戻しピン６２、油圧ピストン６３、スプリングピン６４が、前後方向（平面視にて所定方向に対する直交方向）で点火プラグ１９から外れている。スプリングピン６４がロッカーアーム５１ａよりも左右方向の外側に設置されても、点火プラグ１９が設置される凹状の窪み２８にスプリングピン６４が干渉することがない。シリンダヘッド２３の窪み２８によってカムチェーン３１と点火プラグ１９の間のスペースが広く確保できなくても、窪み２８から外れたスペースを利用してスプリングピン６４等の部品が設置される。よって、部品レイアウトの自由度が向上すると共にエンジン２０の大型化を抑えることができる。

シリンダヘッド２３の後側では、一対の油圧ピストン６３がカムチェーン３１を挟んで対称的に設置されている。また、シリンダヘッド２３の後壁には、一対の油圧ピストン６３に作動油を供給するオイルコントロールバルブ１６（図２参照）が設置されている。オイルコントロールバルブ１６の設置位置は一対の油圧ピストン６３から等距離であり、カムチェーン３１の真後ろに位置している。カムチェーン３１と一対の油圧ピストン６３の間には、オイルコントロールバルブ１６から一対の油圧ピストン６３に向かう作動油用のオイル通路が形成されている。

カムチェーン３１と油圧ピストン６３の間には、カムハウジング４２ａと上部ハウジング７０のハウジング固定部７１ａ（図２参照）が位置している。ハウジング固定部７１ａの下面にはオイル溝が形成されており、ハウジング固定部７１ａがカムハウジング４２ａに固定されることでオイル通路として作動通路８５（図５参照）及びショートカット通路８６（図５参照）が形成される。このように、カムチェーン３１を挟んで一対の油圧ピストン６３を設置するレイアウトでも、作動通路８５及びショートカット通路８６を通じて一対の油圧ピストン６３に均等に作動油を供給することができる。狭いスペースにオイル通路を形成することでエンジン２０の大型化を抑えることができる。

図５に示すように、ハウジング固定部７１ａ（図４参照）では、オイルコントロールバルブ１６からカムシャフト４１に向かって作動通路８５の上流側通路８７ａが延びており、カムシャフト４１から油圧ピストン６３に向かって作動通路８５の下流側通路８７ｂが延びている。上流側通路８７ａの下流端と下流側通路８７ｂの上流端はカムシャフト４１の外周面において同一円周上に位置付けられている。このカムシャフト４１の外周面の円周上には周方向にオイル溝８９が形成されている。オイル溝８９は上流側通路８７ａと下流側通路８７ｂと共に油圧ピストン６３に対して作動油を供給する作動通路として機能している。

オイル溝８９を介して上流側通路８７ａと下流側通路８７ｂが連通している間だけ、オイルコントロールバルブ１６から油圧ピストン６３にオイルが供給される。このとき、バルブリフトの終了タイミングで上流側通路８７ａと下流側通路８７ｂが連通し、バルブリフトの開始前までに上流側通路８７ａと下流側通路８７ｂが分断するようにオイル溝８９が形成されている。すなわち、バルブリフトの終了タイミングでオイルコントロールバルブ１６から油圧ピストン６３にオイルが供給され始め、油圧ピストン６３へのオイルの供給がバルブリフトの開始前までに終わるようにオイル溝８９が形成されている。

バルブリフトの終了タイミングで油圧ピストン６３にオイルが供給され始めるため、バルブリフトによってロッカーアーム５１ａ、５１ｂの連結動作が阻害されることがない。また、バルブリフトの開始前にロッカーアーム５１ａ、５１ｂの連結動作が終了するため、バルブリフトの途中でロッカーアーム５１ａ、５１ｂが連結されることがない。よって、カムシャフト４１の回転に伴って作動通路８５を通じてオイルコントロールバルブ１６から油圧ピストン６３に断続的にオイルが供給され、連結ピン６１を介してロッカーアーム５１ａ、５１ｂをスムーズに連結することができる。

また、オイルコントロールバルブ１６から油圧ピストン６３にショートカット通路８６がダイレクトに延びている。ショートカット通路８６は、作動通路８５よりも短く形成されている。作動通路８５から油圧ピストン６３にオイルが供給された後に、ショートカット通路８６から油圧ピストン６３にオイルが供給されるように、油圧ピストン６３に対する段階的なオイルの供給構造が形成されている。作動通路８５からの断続的なオイルの供給だけでは油圧ピストン６３が動いてしまう恐れがあるが、ショートカット通路８６からダイレクトにオイルが供給されることで油圧ピストン６３が安定的に保持される。

図６を参照して、可変動弁装置の連結動作について説明する。図６は本実施例の可変動弁装置の連結動作の説明図である。また、図６では説明の便宜上、図５の符号を適宜用いて説明する。

図６（Ａ）に示すように、上部ハウジング７０には、ロッカーアーム５１ｂよりも一方側の接続部８１ａに油圧室８２が形成され、ロッカーアーム５１ａよりも他方側の接続部８１ｂに収容穴８３が形成されている。油圧室８２には油圧ピストン６３が設置されており、収容穴８３にはスプリングピン６４が設置されている。油圧ピストン６３はロッカーアーム５１ｂ内の連結ピン６１に接触し、スプリングピン６４はロッカーアーム５１ａ内の戻しピン６２に接触している。油圧ピストン６３及びスプリングピン６４の中心線が一致しており、部品同士の片当たりによる摩耗が抑えられている。

エンジンの低回転時には、オイルコントロールバルブ１６から油圧室８２にオイルが供給されていない。油圧ピストン６３から連結ピン６１に押圧力が作用しておらず、スプリングピン６４のバネ力が戻しピン６２に作用している。戻しピン６２がロッカーアーム５１ａに突き当てられ、戻しピン６２が初期位置に位置付けられている。このとき、連結ピン６１の他端６５がロッカーアーム５１ａ、５１ｂの隙間の非連結位置Ｐ１で戻しピン６２の一端６６に接している。連結ピン６１の他端６５がロッカーアーム５１ｂ外に位置しており、ロッカーアーム５１ａ、５１ｂが分離している。

図６（Ｂ）に示すように、エンジン回転数が所定回転数以上に増加すると、オイルコントロールバルブ１６から油圧室８２にオイルが供給され始める。カムシャフト４１の回転に伴って、作動通路８５の上流側通路８７ａと下流側通路８７ｂがオイル溝８９を通じて間欠的に連通され、作動通路８５から油圧ピストン６３にオイルが断続的に供給される。このとき、ロッカーアーム５１ａ、５１ｂの連結動作を阻害しないように、吸気バルブ３３のバルブリフトの終了タイミングにオイルが供給され始める。このため、作動通路８５からのオイルによって油圧ピストン６３が進出方向にスムーズに押し出される。

油圧ピストン６３によって連結ピン６１が押し込まれて、連結ピン６１によって戻しピン６２を介してスプリングピン６４が他方側に動かされる。連結ピン６１の他端６５が非連結位置Ｐ１からロッカーアーム５１ａ内の連結位置Ｐ２まで他方側に移動される。ロッカーアーム５１ａのピン穴５５ａに連結ピン６１の一部が入り込むことで、連結ピン６１を介してロッカーアーム５１ａ、５１ｂが連結される。油圧ピストン６３の移動によってショートカット通路８６の下流端が開放されて、ショートカット通路８６からの連続的なオイル供給によって油圧ピストン６３の位置が保持される。

図６（Ａ）に示すように、エンジン回転数が所定回転数未満に低下すると、油圧ピストン６３からオイルコントロールバルブ１６にオイルが戻される。油圧ピストン６３による連結ピン６１の押し込みが解除され、スプリングピン６４の反発力によって戻しピン６２が押し戻されて、戻しピン６２によって連結ピン６１が一方側に押し戻される。連結ピン６１の他端６５が連結位置Ｐ２から非連結位置Ｐ１まで一方側に移動される。そして、ロッカーアーム５１ａのピン穴５５ａから連結ピン６１の一部が抜け出すことで、ロッカーアーム５１ａ、５１ｂの連結が解除される。

以上、本実施例の可変動弁装置４０によれば、油圧ピストン６３によって連結ピン６１を介して戻しピン６２が他方側に押し込まれると、ロッカーアーム５１ｂのピン穴からロッカーアーム５１ａのピン穴に連結ピン６１が部分的に入り込んでロッカーアーム５１ａ、５１ｂが連結される。スプリングピン６４によって戻しピン６２を介して連結ピン６１が一方側に押し戻されると、ロッカーアーム５１ａのピン穴から連結ピン６１が抜け出してロッカーアーム５１ａ、５１ｂの連結が解除される。シリンダヘッド２３の凹状の窪み２８から外れたスペースに連結ピン６１、戻しピン６２、油圧ピストン６３、スプリングピン６４が設置されることで、部品レイアウトの自由度が向上すると共にエンジン２０の大型化を抑えることができる。さらに、左右の気筒２９で同じロッカーアーム５１ａ、５１ｂを用いて部品の共通化を図ることができる。

なお、本実施例では、可変動弁装置の吸気側に一対のロッカーアームが備えられているが、可変動弁装置の吸気側に複数のロッカーアームが備えられていればよい。例えば、可変動弁装置の吸気側に３つ以上のロッカーアームが備えられていてもよい。

また、本実施例では、押圧部材として油圧ピストンを例示しているが、押圧部材は連結ピンに戻しピンを他方側に向けて押し込ませる部材であればよい。

また、本実施例では、反発部材としてスプリングピンを例示しているが、反発部材は戻しピンに連結ピンを一方側に向けて押し戻させる部材であればよい。

また、本実施例では、エンジンに一対の気筒が形成されているが、エンジンには３つ以上の気筒が形成されていてもよい。

また、本実施例では、連結ピン及び戻しピンにフランジピンが用いられているが、連結ピン及び戻しピンにはストレートピンが用いられていてもよい。

また、本実施例では、シーソー式のロッカーアームを例示したが、ロッカーアームの種類は特に限定されず、フィンガーフォロアー式のロッカーアームでもよい。

また、本実施例では、複数のロッカーアームが隣接しているが、複数のロッカーアームが離間していてもよい。

また、本実施例では、上部ハウジングに作動通路とショートカット通路が形成されているが、シリンダヘッドには油圧ピストンに作動油を供給可能なオイル通路が形成されていればよい。

また、本実施例の排気装置は上記の鞍乗型車両のエンジンに限らず、他の乗り物のエンジンに採用されてもよい。また、鞍乗型車両は自動二輪車に限定されず、エンジンが搭載された乗り物であればよい。なお、鞍乗型車両とは、運転者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、運転者がシートに跨らずに乗車するスクータタイプの車両も含んでいる。

以上の通り、第１態様は、複数の気筒（２９）が並んだ所定方向の中央にカムチェーン（３１）が設置され、所定方向の両側の外壁を凹状に窪ませて点火プラグ（１９）が設置されたシリンダヘッド（２３）のバルブ動作を変更可能な可変動弁装置（４０）であって、シリンダヘッド内にて所定方向に沿って延びるロッカーシャフト（４６）と、ロッカーシャフトに揺動可能に支持された複数のロッカーアーム（５１ａ、５１ｂ）と、所定方向の一方寄りのロッカーアームのピン穴に設置された連結ピン（６１）と、所定方向の他方寄りのロッカーアームのピン穴に設置された戻しピン（６２）と、連結ピンに戻しピンを他方側に向けて押し込ませる押圧部材（油圧ピストン６３）と、戻しピンに連結ピンを一方側に向けて押し戻させる反発部材（スプリングピン６４）と、を気筒毎に備え、連結ピン、戻しピン、押圧部材、反発部材が、平面視にて所定方向に対する直交方向で点火プラグから外れている。この構成によれば、押圧部材によって連結ピンを介して戻しピンが他方側に押し込まれると、一方寄りのロッカーアームのピン穴から他方寄りのロッカーアームのピン穴に連結ピンが部分的に入り込んで複数のロッカーアームが連結される。反発部材によって戻しピンを介して連結ピンが一方側に押し戻されると、他方寄りのロッカーアームのピン穴から連結ピンが抜け出して複数のロッカーアームの連結が解除される。シリンダヘッドの凹状の窪みから外れたスペースに連結ピン、戻しピン、押圧部材、反発部材が設置されることで、部品レイアウトの自由度が向上すると共にエンジンの大型化を抑えることができる。さらに、複数の気筒で同じロッカーアームを用いて部品の共通化を図ることができる。

第２態様は、第１態様において、一方寄りのロッカーアーム（５１ｂ）は高速ロッカーアームであり、他方寄りのロッカーアームは低速ロッカーアーム（５１ａ）であり、低速ロッカーアームの作用点側は二股に分岐して一対の吸気バルブ（３３）が連結され、低速ロッカーアームの長手方向に延びる中心線（Ｃ１）が気筒中心（Ｏ）を通り、当該中心線を基準にして低速ロッカーアームの一対の分岐部（５７）が対称に形成されている。この構成によれば、一対の吸気バルブが気筒中心を通る高速ロッカーアームの中心線を基準にして対称的に位置している。よって、一対の分岐部が短く形成されて、気筒上にロッカーアームがコンパクトに設置される。

第３態様は、第２態様において、高速ロッカーアームが低速ロッカーアームよりもカムチェーン側に位置している。この構成によれば、窪みが無いカムチェーン側に高速ロッカーアームを設置することでエンジンの大型化を抑えることができる。

第４態様は、第２態様又は第３態様において、高速ロッカーアームの長手方向に延びる中心線（Ｃ２）上に吸気バルブのステムエンドが位置している。この構成によれば、低速ロッカーアームと高速ロッカーアームをコンパクトに設置してエンジンの大型化を抑えることができる。

第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか一態様において、複数のロッカーアームの長手方向に延びる中心線を基準にして複数のロッカーアームが対称に形成されており、一方寄りのロッカーアームの力点側にはローラ（５３ｂ）が支持されており、当該ローラの支持箇所（支持部５８ｂ）と連結ピンの支持箇所（支持部５９ｂ）が略同幅であり、他方寄りのロッカーアームの力点側にはローラ（５３ａ）が支持されており、当該ローラの支持箇所（支持部５８ａ）と戻しピンの支持箇所（支持部５８ｂ）が略同幅である。この構成によれば、複数のロッカーアームの幅寸法が抑えられる。複数の気筒で同じロッカーアームが使用可能になって部品の共通化を図ることができる。

第６態様は、第１態様から第５態様のいずれか一態様において、複数の気筒は一対の気筒であり、押圧部材は油圧で作動する一対の油圧ピストンであり、一対の油圧ピストンがカムチェーンを挟んで対称的に設置され、一対の油圧ピストンから等距離の位置に、当該一対の油圧ピストンに作動油を供給するオイルコントロールバルブが設置され、カムチェーンと一対の油圧ピストンの間には、オイルコントロールバルブから一対の油圧ピストンに向かうオイル通路（作動通路８５、ショートカット通路８６）が形成されている。この構成によれば、カムチェーンを挟んで一対の油圧ピストンを設置するレイアウトでも、一対の油圧ピストンに対して均等に作動油を供給することができる。狭いスペースにオイル通路を形成することでエンジンの大型化を抑えることができる。

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。

１６：オイルコントロールバルブ
１９：点火プラグ
２３：シリンダヘッド
２８：窪み
２９：気筒
３１：カムチェーン
４０：可変動弁装置
４６：ロッカーシャフト
５１ａ、５１ｂ：ロッカーアーム
５３ａ、５３ｂ：ローラ
５７：分岐部
５８ａ、５８ｂ：ローラの支持部
５９ａ、５９ｂ：ピンの支持部
６１：連結ピン
６２：戻しピン
６３：油圧ピストン
６４：スプリングピン
８５：作動通路（オイル通路）
８６：ショートカット通路（オイル通路）
Ｃ１、Ｃ２：ロッカーアームの中心線
Ｏ：気筒中心

Claims

複数の気筒が並んだ所定方向の中央にカムチェーンが設置され、所定方向の両側の外壁を凹状に窪ませて点火プラグが設置されたシリンダヘッドのバルブ動作を変更可能な可変動弁装置であって、
前記シリンダヘッド内にて所定方向に沿って延びるロッカーシャフトと、
前記ロッカーシャフトに揺動可能に支持された複数のロッカーアームと、
所定方向の一方寄りのロッカーアームのピン穴に設置された連結ピンと、
所定方向の他方寄りのロッカーアームのピン穴に設置された戻しピンと、
前記連結ピンに前記戻しピンを他方側に向けて押し込ませる押圧部材と、
前記戻しピンに前記連結ピンを一方側に向けて押し戻させる反発部材と、を気筒毎に備え、
前記連結ピン、前記戻しピン、前記押圧部材、前記反発部材が、平面視にて所定方向に対する直交方向で前記点火プラグから外れていることを特徴とする可変動弁装置。
前記一方寄りのロッカーアームは高速ロッカーアームであり、前記他方寄りのロッカーアームは低速ロッカーアームであり、
前記低速ロッカーアームの作用点側は二股に分岐して一対の吸気バルブが連結され、
前記低速ロッカーアームの長手方向に延びる中心線が気筒中心を通り、当該中心線を基準にして前記低速ロッカーアームの一対の分岐部が対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
前記高速ロッカーアームが前記低速ロッカーアームよりも前記カムチェーン側に位置していることを特徴とする請求項２に記載の可変動弁装置。
前記高速ロッカーアームの長手方向に延びる中心線上に前記吸気バルブのステムエンドが位置していることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の可変動弁装置。
前記複数のロッカーアームの長手方向に延びる中心線を基準にして前記複数のロッカーアームが対称に形成されており、
前記一方寄りのロッカーアームの力点側にはローラが支持されており、当該ローラの支持箇所と前記連結ピンの支持箇所が略同幅であり、
前記他方寄りのロッカーアームの力点側にはローラが支持されており、当該ローラの支持箇所と前記戻しピンの支持箇所が略同幅であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変動弁装置。
前記複数の気筒は一対の気筒であり、
前記押圧部材は油圧で作動する一対の油圧ピストンであり、
前記一対の油圧ピストンが前記カムチェーンを挟んで対称的に設置され、
前記一対の油圧ピストンから等距離の位置に、当該一対の油圧ピストンに作動油を供給するオイルコントロールバルブが設置され、
前記カムチェーンと前記一対の油圧ピストンの間には、前記オイルコントロールバルブから前記一対の油圧ピストンに向かうオイル通路が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変動弁装置。