JPWO2006025174A1 - 可変バルブ駆動装置、エンジン及び自動二輪車 - Google Patents

Abstract

カムスプロケット２１１は、クランク軸１３０から伝達される駆動力により回転する。偏心プレート２５０は、カムスプロケット２１１の回転軸方向の一端側に配置され、カムスプロケット２１１の駆動によって、カムスプロケット２１１の回転軸と同方向の軸を中心に回転する。この偏心プレート２５０の軸は、回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能である。可変カム軸２３０は、偏心プレート２５０により回転軸を中心に回転するとともに、偏心プレート２５０が偏心位置で可変カム軸２３０を回転駆動する際に、カムスプロケット２１１に対する回転位相差が周期的に変動する。吸気カム駒２４０は、カムスプロケット２１１の回転軸方向の他端側に配置され、可変カム軸２３０により可変カム軸２３０と同じ位相で回転し、吸気バルブを駆動する。

Description

本発明は、エンジンに設けられる可変バルブ駆動装置、エンジン及び自動二輪車に関する。

従来、４サイクルエンジンでは、吸気バルブ及び排気バルブが同時に開放されている期間（バルブオーバーラップ）を、エンジンの高回転、低中回転のそれぞれにおいて変更することによって、エンジンの高出力及び低燃費、さらには排ガスの低減が図られている。

バルブオーバーラップをエンジンの回転に応じて変更するものとして、エンジンの回転数に応じてバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング（Variable Valve Timing）機構が知られている。

一般的な可変バルブタイミング機構としては、例えば、クランク駆動に連動するカム駆動のためのスプロケット部において、クランク軸に連動するカム駆動軸部分と、カムが一体的に設けられるカム軸部を駆動する部分とに回転位相差を設けたものが挙げられる。

このタイプの可変バルブタイミング機構は、カムの作用角（Duration：「作動角」ともいう。）を変えずバルブタイミングを変更する構造であるため、従来のエンジンにおけるバルブ駆動構造を大きく変更することなく、カムスプロケット部のクランク軸に連動する部分を変更するだけで実現できる。しかし、この構成では、カムの作用角を変更できないため、高出力を得るために作用角の大きなカムを用いた場合、低中速回転時には、シリンダ内へ流入する混合気の流速が低下する。したがって、混合気がシリンダ内で完全に気化しにくくなり、高出力を実現できないという問題が生じる。

このカムの作用角を可変にする技術としては、カム駆動軸部分とカム軸部分との間に角速度変動を起こさせるカップリング（偏心部材）を配置することによってクランク角に対するカム角の減速比を周期的に変動させ、その変動を制御することが提案されている。例えば、特許文献１では、クランクの回転に従動するカム駆動軸をカム及び円板状の偏心プレート（偏心部材）に挿通させ、カム駆動軸に設けたピンを偏心プレートにおいて半径方向に延びる溝に遊嵌させている。そして、カム駆動軸が回転することにより、偏心プレートは、ピン及び溝を介して、カム駆動軸に対して偏心した状態で回転し、カムを駆動させている。この特許文献１と同様な基本的構成を有するものとして、特許文献２が知られている。

さらに、特許文献３では、ギアトレインを介してクランク軸から駆動力が伝達されて回転するスプロケットと、カムに一体的に設けたカム軸との間に、偏心プレートを配置し、この偏心プレートを介してスプロケットからカム軸に動力を伝達している。

なお、これら可変バルブタイミング機構は、主に自動車の多気筒エンジンに適用され、多気筒エンジンでは、それぞれの気筒におけるカムの周期的速度変動は別位相にしてずらす必要があるため、それぞれの気筒毎に偏心プレートを備えている。

また、可変バルブタイミング機構の他の構成として、特許文献４が知られている。この特許文献４では、カムと一体のカム軸を駆動するカム駆動軸そのものを偏心機構によりカム軸に対して偏心させている。
特公昭４７−０２０６５４号公報 特開平５−１１８２０８号公報 特開平３−４３６１１号公報 特公昭６１−５６４０８号公報 近年、排ガス規制問題等により、可変バルブタイミング機構を自動二輪車に搭載することが考えられている。自動二輪車、特に、スクータ型の車両（以下、「スクータ」という）等においては、車両寸法の制限上、エンジン構造は、より簡略化されることが望ましい。

しかしながら、特許文献１から特許文献３の技術では、いずれもカムの作用角を変更する可変機構としてのカップリング（例えば、偏心プレート）は、カム駆動軸と同回転で回転する駆動部分（カムスプロケット）と、カム軸との間に配置されている。このため、自動二輪車に搭載する場合、カム駆動部材がシリンダ軸に近接した位置に配置される従来の非可変仕様の従来のエンジンに対して大幅に構造を変更する必要が生じる。つまり、従来の非可変仕様のエンジンを、可変仕様のエンジンにする場合、シリンダヘッド、クランク軸から駆動力をカム駆動軸に駆動力を伝達する部品などの主なエンジン構成部品を変更す
る必要が生じる。そのため、非可変仕様のエンジンとの間で主な構成部品を共通に使用することができないという問題がある。

さらに、特許文献４を用いて可変バルブ機構を実現する場合では、主要な構成部分を共通に使用することは、ある程度可能である。しかし、特許文献４では、カム駆動軸そのものを移動させるため、カム駆動軸を移動させる構造に伴い、カムを駆動させる構造やバルブタイミングを可変させる構造が複雑にならざるを得ないという問題がある。

また、自動二輪車のエンジンに、カムスプロケットと、カム軸との間に偏心プレート等の偏心機構が配置されているため、カムスプロケットがシリンダ軸から離間することとなり、クランクの曲げ強度が低下する。この低下を防ぎながら可変バルブタイミング機構を搭載することは困難であるという問題がある。

さらに、従来のエンジンと比べて、カムスプロケットとシリンダ軸とが離間配置されるため、クランク軸に対して略直交配置されるカム駆動チェーンのチェーンラインが、シリンダ及びカムが配置されるラインから離間する。よって、シリンダ及びカムの配置ラインとチェーンラインとが離間する分、エンジン自体が大きくなり、自動二輪車のエンジンに組み込んだ場合、可変バルブタイミング機構を有するエンジンでは、従来のものと比べて、チェーンラインがエンジンの外側に張り出し、エンジン全体が大きくなるという問題がある。

特に、スクータでは、構造上、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段階変速装置）用のシーブなどは、クランク軸上において、カム駆動チェーンより車両中心の外側に設けられる。このため、従来の可変バルブタイミング機構をスクータに搭載した場合、シーブ等の幅を取る部品は、クランク軸線上において、シリンダ位置に対して、カム駆動チェーンが巻回される回転体（クランクプーリ、タイミングギアなど）より外側に配置される。これにより、エンジン自体は可変バルブタイミング機構を搭載しない構造と比べて、全体的にクランク軸方向に張り出す構造となる。よって、クランク軸が幅方向に向くエンジンを搭載する自動二輪車、例えば、スウィング式の駆動ユニットを有するスクータでは、クランクケースの幅が大きくなり、十分なバンク角を取ることが出来ず、車両の運動特性が低下するという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、エンジン構成を大幅に変更することなく、簡易な構成でカムの作用角を可変にする可変バルブ駆動装置、エンジン及び自動二輪車を提供することを目的とする。

本発明の可変バルブ駆動装置は、クランク軸から伝達される駆動力により回転するカム駆動部材と、前記カム駆動部材の駆動によって、前記カム駆動部材の回転軸と同方向の軸を中心に回転するとともに、前記軸が前記回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能に設けられる偏心部材と、前記回転軸と同軸上に配置され、前記偏心部材により前記回転軸を中心に回転駆動されるとともに、前記偏心部材が前記偏心位置で回転駆動する際に、前記カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動するカム軸と、前記カム軸により前記カム軸と同じ回転位相で回転され、排気または吸気弁を駆動するカム駒とを備え、前記偏心部材は、前記カム駆動部材の回転軸方向の一端側に配置され、前記カム駒は、前記カム駆動部材の回転軸方向の他端側に配置されている。

本発明の一実施の形態に係る可変バルブ駆動装置を備えたエンジンの要部分解斜視図である。 同可変バルブ駆動装置を示す要部断面図である。 同可変バルブ駆動装置の分解斜視図である。 偏心ボスの回転中心と、可変カム駆動軸の軸心と、偏心プレートの軸心との位置関係を示す図である。 偏心ボスの分解斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る可変バルブ駆動装置においてカム軸に対して偏心プレートの中心を偏心させた状態の駆動ピンと従動ピンの位置関係の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る可変バルブ駆動装置によるバルブリフトの一例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る可変バルブ駆動装置における潤滑油の流れを示す図である。 本発明の一実施の形態に係るエンジンのバルブ駆動装置を備える自動二輪車の要部構成を示す概略側断面図である。 図９の駆動ユニットの要部を示す概略平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る可変バルブ駆動装置を備えたエンジンの要部分解斜視図である。

図１に示すエンジン１００は、ピストン１０２を進退自在に収納するシリンダ部１０６及びシリンダヘッド１０４を有するエンジン本体部１１０と、クランクケース１１２（図１０参照）に収納されるクランク軸１３０と、可変バルブ駆動装置２００とを有する。

なお、エンジン１００は、クランク軸１３０と略平行に配置された可変バルブ駆動装置２００によって、排気カム駒２２０と吸気カム駒２４０との回転に周期的な位相差を設け、それぞれの回転に対応して開閉するバルブタイミングを可変となる。これにより、エンジン回転数に対応してバルブオーバーラップ時間は可変となる。

本実施の形態では、エンジン１００は、スクータ型自動二輪車５００（図９参照）に搭載される単気筒ＳＯＨＣ（Single Over Head Camshaft）型のものとして説明する。なお、エンジン１００は、単気筒ＳＯＨＣ型のものとして説明するが、これに限らず、可変バルブ駆動装置２００を有するものであれば、どのようなエンジンとしてもよい。

図１に示すように、シリンダ部１０６内のピストン１０２は、シリンダ部１０６内でシリンダ軸方向に進退動（上下動）自在に配置され、ピストン１０２の基端部側で、コンロッド１０８を介してクランク軸１３０に接続されている。なお、コンロッド１０８は、クランク軸１３０に設けられたクランクウェブ１３２間のクランクピン（図示省略）に回動自在に取り付けられる。これにより、ピストン１０２は、クランク軸１３０の回転に伴いシリンダ部１０６内を進退動する。

また、クランク軸１３０上には、クランクウェブ１３２（詳細には、クランクジャーナル）に隣接してタイミングギア１３４が設けられている。このタイミングギア１３４には、駆動力伝達部材としてのカム駆動チェーン１３３が巻回されている。このカム駆動チェーン１３３は、タイミングギア１３４とともに、エンジン本体部１１０におけるシリンダヘッド１０４内に配置されるカムスプロケット２１１に巻回され、可変バルブ駆動装置２００のカム駒２２０、２４０に回転駆動力を伝達する。

このカム駆動チェーン１３３の伝達ライン（この実施の形態では、チェーンライン）は、クランク軸１３０に対して略直交し、且つ、内部でピストン１０２が進退動するシリンダ部１０６のシリンダ軸に接近させた位置に配置されている。これは、エンジンの構造上、ピストン１０２を駆動するクランク部からカム駆動チェーン１３３が離間する程、カム駆動チェーン１３３に引っ張り力が加わり、クランク自体に加わる曲げ応力が大きくなるのを防ぐためである。

カム駆動チェーン１３３は、エンジン本体部１１０においてシリンダ部１０６に隣接して一体的に設けられたチェーンケース部１１６内に配置されている。なお、チェーンケース部１１６の上部（以下、「ケース上部」という）１１６ａは、シリンダヘッド１０４に設けられ、このケース上部１１６ａは、シリンダヘッド１０４において、クランク軸と平行な方向に開口している。これら開口のうち一方の開口部１１６ｂは、シリンダ部１０６上方の空間に連通し、他方の開口部１１６ｃには、環状のシリンダヘッドカバー（以下、「ヘッドカバー」という）１０５が取り付けられている。この環状のヘッドカバー１０５
には、可変バルブ駆動装置２００の一端部側が配置され、可変バルブ駆動装置２００は、その一端部側でヘッドカバー１０５に支持されている。

可変バルブ駆動装置２００は、カムスプロケット２１１、排気カム駒２２０、可変カム軸２３０、吸気カム駒２４０、偏心プレート２５０、偏心ボス２６０、偏心用モータ２７０を有し、シリンダヘッド１０４に、クランク軸１３０と略平行に取り付けられる。

図２は、シリンダヘッド１０４に取り付けられた可変バルブ駆動装置２００を示す要部断面図、図３は、同可変バルブ駆動装置２００の分解斜視図である。

この可変バルブ駆動装置２００では、カムスプロケット２１１、排気カム駒２２０、可変カム軸２３０、吸気カム駒２４０、偏心プレート２５０、偏心ボス２６０のそれぞれの回転軸は互いに平行となっている。

この可変バルブ駆動装置２００では、図１から図３に示すように、吸気カム駒２４０及び排気カム駒２２０は、可変カム軸２３０が挿通された状態で、シリンダヘッド１０４内におけるシリンダ部１０６の上部に配置されている。また、可変カム軸２３０は、カムスプロケット２１１に挿通され、このカムスプロケット２１１及び偏心プレート２５０はケース上部１１６ａ内に配置されている。

そして、偏心ボス２６０は、環状のヘッドカバー１０５内に回動自在に取り付けられ、このヘッドカバー１０５がシリンダヘッド１０４に固定されることにより、可変バルブ駆動装置２００はシリンダヘッド１０４に固定されている。

図１から図３に示すように、カムスプロケット２１１は、同一軸心を有し、回転することによりバルブ（ここでは、排気バルブ）を開閉する排気カム駒２２０と筒状部２２４を介して一体的に形成されている。つまり、これらカムスプロケット２１１、筒状部２２４及び排気カム駒２２０とで、クランク軸１３０の駆動力を直接受けて回転するカム駆動体２１０を形成している。

カムスプロケット２１１は、タイミングギア１３４（図１参照）及びカム駆動チェーン１３３（図１参照）を介してクランク軸１３０の駆動に従動し、クランク軸１３０の回転数に対して一定の減速比で回転する。ここでは、カムスプロケット２１１は、クランク軸１３０の回転の１／２の速度で回転している。

カムスプロケット２１１及び排気カム駒２２０の軸心は、カムシャフト軸心であり、カムシャフト軸心は、シリンダ部１０６の上部でクランク軸１３０（図１参照）と略平行に配置されている。

また、図１から図３に示すように、カムスプロケット２１１には、カムスプロケット２１１の回転軸方向と略平行に、且つ、排気カム駒２２０に対して逆側に向かって突出し、偏心プレート２５０を回転駆動させる駆動ピン２１２が設けられている。なお、駆動ピン２１２は、偏心プレート２５０の中心側から半径方向に切り欠かれたスロット２５２に遊嵌されている。

駆動ピン２１２の軸心は、カムスプロケット２１１の軸心に対して偏心しており、カムスプロケット２１１が回転すると、カムスプロケット２１１の軸心の回りを周回し、スロット２５２を介して、回転軸が平行な偏心プレート２５０を回転駆動する。なお、このカムスプロケット２１１には、半径方向に突出する突起片１１４が取り付けられている。

この突起片１１４は、その回転位置をシリンダヘッド１０４に取り付けられたセンサ１１４ａにより検知される。

また、カムスプロケット２１１には、カム駆動チェーン１３３（図１参照）を介してクランク軸１３０の駆動力が直接伝達されるため、カムスプロケット２１１の回転位置は、クランクの行程に連動する。つまり、回転位置には、クランクの行程（４サイクルの場合、吸入行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程）の情報が含まれる。このため、センサ１１４ａがカムスプロケット２１１の突起片１１４の位置を検出することによって、クランク行程を判別できる。

また、カムスプロケット２１１、排気カム駒２２０及び筒状部２２４のそれぞれの同一の軸心部分、つまり、カム駆動体２１０の軸心部分には、軸方向に貫通する挿通孔２１５が設けられている。なお、この挿通孔２１５は、排気カム駒２２０のベースサークル面に開口する孔部２２３と連通している（図２参照）。

挿通孔２１５には、可変カム軸２３０の軸部２３０ａが軸方向に回転自在に挿通されている。

可変カム軸２３０の軸部２３０ａは、挿通されるカム駆動体２１０から軸方向に両側で突出し、排気カム駒２２０側で突出する部分には、排気カム駒２２０と隣り合う吸気カム駒２４０が一体的に取り付けられている。

また、可変カム軸２３０は、軸部２３０ａにおいて、カム駆動体２１０のカムスプロケット２１１側で突出する部分に従動ピン２３２を有する。

可変カム軸２３０は、カム駆動体２１０に挿通された状態で、シリンダ部１０６の上方を横切るように配置されている。ベアリング１０４ａ及びベアリング１１３は、可変カム軸２３０を回動自在に支持する。

また、可変カム軸２３０は、軸部２３０ａ内に軸方向に貫通する貫通孔２３８を有し、この貫通孔２３８は、可変バルブ駆動装置２００における部材同士の摺動部分に供給される潤滑油の主油路となっている。以下では貫通孔２３８を主油路２３８として説明する。

この主油路２３８は、分岐油路２３９ａ、２３９ｂ、２３９ｃにより軸部２３０ａの外周面と連通するとともに、軸部２３０ａ内のチェーンライン側に設けられた絞り２３５を介して一端面側に開口されている。

分岐油路２３９ａ、２３９ｂ、２３９ｃは、軸部２３０ａに、それぞれ主油路２３８から直交するように形成され、それぞれ軸部２３０ａの外面部分に開口している。

分岐油路２３９ａ、２３９ｂが開口する外面部分には、軸部２３０ａの円周方向に窪み状に形成された油だまり溝２３６、２３７が設けられ、分岐油路２３９ａ、２３９ｂは、油だまり溝２３６、２３７に連通している。

これら油だまり溝２３６、２３７は、筒状部２２４及び排気カム駒２２０の内周面部分を構成する挿通孔２１５の内周面に接触して摺動する部分に形成され、分岐油路２３９ａ、２３９ｂに案内される潤滑油により潤滑される。

また、分岐油路２３９ｃは、軸部２３０ａに、主油路２３８から直交するように形成され、吸気カム駒２４０の孔部２４５に連通する外面部分に開口している。

これにより、分岐油路２３９ｃにより案内される潤滑油は、軸部２３０ａと吸気カム駒２４０との摺動部分に供給され、この摺動部分を潤滑する。なお、吸気カム駒２４０において軸部２３０ａの外周面上を摺動する部分には、吸気カム駒２４０の開口部の内周面に沿って油だまり溝２４６が形成されている。

また、可変カム軸２３０の一端部は、シリンダヘッド１０４において、シリンダヘッド１０４に取り付けられたベアリング１１３に挿入されている。ベアリング１１３から突出する部位には、オイルシールキャップ１１５が被せられ、オイルシール部１１７によりシリンダヘッド１０４外部に潤滑油が漏れないようにしている。

なお、シリンダヘッド１０４の一端部１１１側には、オイルポンプの吐出口１１８が設けられている。この吐出口１１８を介して潤滑油は、軸部２３０ａの一端部の開口２３０ｃと連通するオイル溜まり１１９に圧入され、このオイル溜まり１１９を介して、主油路２３８内に案内される。

吸気カム駒２４０は、軸部２３０ａの一端部側に外嵌されるとともに、ピン２４１を吸気カム駒２４０に形成された切欠部２４３（図３参照）に嵌合することにより固定されている。なお、吸気カム駒２４０は、排気カム駒２２０とともに、シリンダ部１０６の上方に配置されている。

この吸気カム駒２４０は、可変カム軸２３０の軸心を中心に回転した際に、同軸心を中心に回転する。また、吸気カム駒２４０には、図２に示すように、ベースサークル面と、軸部２３０ａの一端部に外嵌する開口部内面とを貫通する孔部２４５が形成されている。なお、この孔部２４５は、軸部２３０ａ内の主油路２３８と連通している。

この構成により、吐出口１１８から潤滑油が吐出されると、シリンダヘッド１０４内において、潤滑油は、分岐油路２３９ｃ、２３９ｂ、２３９ａを介して、吸気カム駒２４０、排気カム駒２２０のそれぞれの摺動部分及びそれぞれのプロファイル部分に供給される。

つまり、この主油路２３８は、他端部側で偏心プレート２５０に隣接し、一端部に吸気カム駒２４０が取り付けられた可変カム軸２３０の軸部２３０ａ内を、軸方向に貫通して形成されている。言い換えれば、主油路２３８は、吸気カム駒２４０、吸気カム駒２２０を貫通するとともに、排気カム駒２２０に隣り合うカムスプロケット２１１を貫通して、偏心プレート２５０に至る。

さらに、言い換えれば、主油路２３８は、一端部側から順に吸気カム駒２４０、排気カム駒２２０、カムスプロケット２１１が外嵌された可変カム軸２３０において、一端側からカムスプロケット２１１を貫通して、他端部側で絞り２３５を介して開口している。

絞り２３５は、バルブ駆動部分（排気カム駒２２０、吸気カム駒２４０）側と、可変機構部分（偏心プレート２５０、駆動ピン２１２、従動ピン２３２、スロット２５２、２５４等）側とに供給する潤滑油を最適に分配する。

このように、主油路２３８は、シリンダヘッド１０４内をシリンダ部１０６の上部で横断している。これにより、軸部２３０ａの一端部側から供給される潤滑油は、クランク軸１３０により直接駆動するカムスプロケット２１１を超えて、絞り２３５を介して軸部２３０ａの他端部側の偏心プレート２５０まで流れる。

この軸部２３０ａの他端部側には、軸部２３０ａの軸心と略直交する方向に張り出したプレート２３４が取り付けられている。このプレート２３４は、軸部２３０ａの回転に伴い、カムスプロケット２１１に隣接する位置で回転する。

このプレート２３４には、軸部２３０ａが延びる方向とは逆方向に突出して従動ピン２３２が設けられている（図１から図３参照）。

この従動ピン２３２は、軸部２３０ａの軸心と平行で、且つ、軸部２３０ａの軸心に対して偏心した位置に位置し、軸部２３０ａを挟んで、駆動ピン２１２と対向配置される。

そして、この従動ピン２３２は、偏心プレート２５０において、偏心プレート２５０の中心から半径方向に切り欠かれたスロット２５４に遊嵌し、偏心プレート２５０の回転によって、軸部２３０ａの軸心の回りを周回する。つまり、カムスプロケット２１１の回転とともに回転する駆動ピン２１２が偏心プレート２５０を回転駆動させると、従動ピン２３２を介して、偏心プレート２５０の回転により従動する可変カム軸２３０の回転に伴い、吸気カム駒２４０も回転する。

偏心プレート２５０は、可変カム軸２３０のプレート２３４に隣接配置される板状のプレート本体部２５６の中央部にプレート軸部２５８が設けられ、プレート本体部２５６には、プレート軸部２５８を挟んで、駆動ピン２１２及び従動ピン２３２がそれぞれ遊嵌するスロット２５２及びスロット２５４が同一直線上に形成されている。

プレート軸部２５８は、プレート本体部２５６に対して垂直に、且つ、プレート２３４とは逆側に突出して設けられ、偏心ボス２６０に形成された偏心孔２６２に、回動自在に挿入されている。

偏心孔２６２は、シリンダヘッド１０４に取り付けられるヘッドカバー１０５内部に回転自在に配置される偏心ボス本体部２６４に、その回転中心Ｒ（図３参照）に対して偏心した位置に形成されている。そして、この偏心ボス本体部２６４の外周の一部に設けられたラック２６６が、ヘッドカバー１０５に取り付けられる偏心用モータ２７０のウォームギア２７２に歯合されている。よって、偏心用モータ２７０の駆動により、偏心孔２６２の位置は、偏心ボス本体部２６４の回転中心Ｒに対して偏心した位置を移動可能となる。

図４は、偏心ボス２６０の回転中心Ｒと、可変カム軸２３０の軸心Ｃと、偏心プレート２５０の軸心Ｅとの位置関係を示す図である。

図４に示すように、偏心ボス２６０は、ヘッドカバー１０５に回動自在に内嵌され、偏心用モータ２７０（図１〜図３参照）により、回転中心（ボス中心）Ｒを中心に回転する。なお、回転中心Ｒは、エンジン側に固定されており、可変カム軸２３０や排気カム駒２２０及び吸気カム駒２４０の回転軸心Ｃに対する軸心（偏心中心）Ｅの回転する回転中心となっている。

偏心ボス２６０の偏心孔２６２に、プレート軸部２５８、つまり、偏心プレート２５０の軸心Ｅが回動自在に挿入されているため、偏心ボス２６０の回転により、偏心プレート２５０の軸心（偏心中心）Ｅは、回転中心（ボス中心）Ｒを中心に円弧状に移動する。また、この軸心（偏心中心）Ｅの移動線上に、可変カム軸２３０の軸心Ｃ、つまり、排気カム駒２２０及び吸気カム駒２４０の軸心Ｃが配置されている。

この偏心ボス２６０のボス中心Ｒを中心とする回動により、偏心プレート２５０の軸心Ｅを、可変カム軸２３０の軸心Ｃと偏心させて、カムスプロケット２１１と一体の排気カム駒２２０の回転に対して、可変カム駆動軸と一体の吸気カム駒２４０の回転に位相差を設けることができる。

また、この偏心ボス２６０の回動によって、軸心Ｅと、軸心Ｃとを一致させることができる。これら軸心Ｅと軸心Ｃとが一致した位置、つまり、偏心ボス２６０における偏心孔２６２の軸心Ｅの位置と可変カム軸２３０における軸心Ｃの位置とが重なる位置で偏心ボス２６０を固定できる。これにより、偏心プレート２５０と可変カム軸２３０とを、同一軸心を中心に回転させることができる。

偏心ボス２６０のヘッドカバー１０５内における回転角度位置は、図２に示すように、偏心ボス２６０に設けられた角度センサ部２６、２７により検出する。このように検出された情報と、エンジン回転及びエンジン負荷等のエンジン側から得られる情報と、図示しない操作部を介してユーザから入力される情報などを用いて、偏心孔２６２の偏心位置は、図示しない制御部により、予め設定された位置に制御される。

ここで、偏心ボス２６０の構造について説明する。

図５は偏心ボスの分解斜視図である。

図５に示すように、偏心ボス２６０の偏心ボス本体部２６４は、有底円筒状をなし、内部に偏心孔２６２が形成された本体ケース２６４ａに、蓋部２６４ｂを取り付けることにより構成される。

本体ケース２６４ａには、偏心孔２６２の周囲に隔壁２６５ａ、２６５ｂ、２６５ｃにより仕切られた隔室２６７ａ、２６７ｂ、２６７ｃが設けられている。

隔室２６７ａの底面部分には、隔室２６７と、偏心ボスの裏面側、つまり、偏心プレート２５０側とを連通する空気穴２６８が設けられている。また、この隔室２６７ａの周壁部には、偏心ボス本体部２６４の外部と連通するオイル戻り穴２６８ａが形成されている。

また、隔壁２６５ａ、２６５ｂには、切欠部２６９が設けられ、隔室２６７ａと隔室２６７ｂ、隔室２６７ｂと隔室２６７ｃとを連通させている。

蓋部２６４ｂは、隔室２６７ａ、２６７ｂ、２６７ｃを覆う。この蓋部２６４ｂには隔室２６７ｃの天井部分に開口部２６４ｃが形成されている。

このように、偏心ボス２６０は、空気穴２６８、隔室２６７ａ、２６７ｂ、２６７ｃ、切欠部２６９及び開口部２６４ｃを介して、軸方向、つまり、表裏面側に連通した構成となっている。つまり、偏心ボス２６０は、ヘッドカバー１０５を介してシリンダヘッド１０４に取り付けられても、ヘッドシリンダ内外を連通させている。

またヘッドカバー１０５内部には、偏心ボス２６０の回転軸心と略平行に、オイル戻り穴１０５ａが形成されている。これにより、偏心ボス２６０内に偏心プレート２５０側からの潤滑油が流入した場合、隔室２６７ａ内部と連通するオイル戻り穴２６８ａとともに、エンジン１００内部に潤滑油を戻す。つまり、隔室２６７ａ、２６７ｂ、２６７ｃは、エンジン１００内で生じたブローバイガス中の潤滑油をエンジン１００外に排出することを防止するブリーザ室として機能している。

次に、本実施の形態における可変バルブ駆動装置２００の動作について説明する。

図１〜図３に示す可変バルブ駆動装置２００では、クランク軸１３０の回転より、カム駆動チェーン１３３を介してカムスプロケット２１１がクランク軸１３０回転の１/２の回転で駆動する。カムスプロケット２１１に、筒状部２２４を介して一体的に設けられた排気カム駒２２０は回転する。つまり、排気カム駒２２０は、クランク軸１３０の回転に同期して回転する。

また、カムスプロケット２１１の回転により、偏心プレート２５０のスロット２５２に遊嵌された駆動ピン２１２が、スロット２５２を介して、偏心プレート２５０を、プレート軸部２５８を中心に押圧し、偏心プレート２５０を回転させる。この偏心プレート２５０の回転中心、つまり、プレート軸部２５８の位置は、偏心用モータ２７０の駆動により偏心させているため、カムスプロケット２１１が等速回転している場合でも、偏心プレート２５０は不等速回転する。

図６は、本可変バルブ駆動装置において、カム軸に対して偏心プレートの中心を偏心させた状態の駆動ピンと従動ピンの位置関係の一例を示す図である。図６（ａ）〜図６（ｉ）は、クランク軸を所定の回転で回転させた場合の駆動ピン２１２及び従動ピン２３２の相対的な位置関係を段階的に示す。なお、駆動ピン２１２及び従動ピン２３２が遊嵌するスロット２５２、２５４（図１及び図３参照）は同一直線上に形成されているため、概略的に直線ＳＬとして示す。

駆動ピン２１２がカムスプロケット２１１の軸心Ｃに対して偏心プレート２５０の中心（回転軸心）Ｅ側にある場合、偏心プレート２５０中心と駆動ピン２１２中心間の距離が、カムスプロケット２１１中心と駆動ピン中心間の距離より小さくなる。よって、カムスプロケット２１１の回転角より、偏心プレート２５０の回転角の方が大きくなる。

一方、駆動ピン２１２がその反対側、つまり、カムスプロケット２１１の軸心Ｃに対して偏心プレート２５０の中心から離間する側にある場合、偏心プレート２５０中心と駆動ピン２１２中心間の距離が、カムスプロケット２１１中心と駆動ピン中心間の距離より大きくなる。よって、カムスプロケット２１１の回転角より、偏心プレート２５０の回転角の方が小さくなる。

また、偏心プレート２５０のプレート本体部２５６に形成されたスロット２５４は、偏心プレート２５０同様に、不等速回転する。このスロット２５４に遊嵌された従動ピン２３２は、カムスプロケット２１１及び吸気カム駒２４０と同心であるため、スロット２５４を介して不等速運動が従動ピン２３２に伝達される。不等速運動が伝達される従動ピン２３２を介して、軸部２３０ａは不等速な回転を行い、これに伴い吸気カム駒２４０は不等速な回転を行う。

例えば、吸気カム駒２４０が開いているクランク角付近で、吸気カム駒２４０がクランク軸１３０の回転速度の１/２より速い角速度で駆動しているとする。このとき、クランクが作用角分（例えば、２６８度）回転する場合に、カムは作用角より多く回転するため、吸気弁はそれよりも短い時間で開閉される。つまり、作用角は狭くなる。一方、吸気カムが遅く回転する場合には作用角を広くとることができる。

このように可変バルブ駆動装置２００では、カムスプロケット２１１と一体的に設けられた排気カム駒２２０に対して、偏心プレート２５０を介して駆動する可変カム軸２３０により回転する吸気カム駒２４０の回転位相差が周期的に変動する。つまり、吸気カム駒２４０の作用角は周期的に可変、言い換えれば、吸気カム駒２４０は不等速に回転し、この回転により開閉する吸気バルブ（可変バルブ）の作用角及び開閉タイミングは可変となる。

なお、吸気カム駒２４０を排気カム駒２２０に対し、どのタイミングで速く回転させ、どのタイミングで遅く回転させるかは、カムスプロケット２１１中心に対する、偏心プレート２５０中心と、カムノーズ及び各スロット２５２、２５４との位置関係で決定する。

図７は、本発明の一実施の形態に係る可変バルブ駆動装置によるバルブリフトの一例を示す図である。なお、図７では、吸気バルブのリフト量をリフトカーブＫ、排気バルブのリフト量をリフトカーブＨで示す。また、可変バルブ（ここでは、吸気バルブ）の開タイミングをＯＴ、ＯＴ１、ＯＴ２、閉じタイミングをＴＴ、ＴＴ１、ＴＴ２で示す。また、図７では、吸気カム駒の作用角（Duration：「作動角」ともいう。）Ｄ１、バルブオーバーラップＤ２、最大リフト角Ｄ３、Ｄ４を図示する。

図７に示すように、可変バルブ駆動装置２００では、偏心ボス２６０の回転により、偏心孔２６２の位置、つまりは、偏心プレート２５０の回転中心をカム軸に対して偏心させると、リフトカーブＫは、リフトカーブＫ１、Ｋ２に示すように可変する。

具体的には、リフトカーブＫ１のように、カムの作用角（開タイミングＯＴ１から閉じタイミングＴＴ１の長さ）を大きくした場合、バルブが開いている間はカムの回転速度を落とし、バルブが閉じられるとカムの回転速度があがる。

また、リフトカーブＫ２のようにカムの作用角（開タイミングＯＴ２から閉じタイミングＴＴ２の長さ）を小さくした場合、バルブが開いている間はカムの回転速度が上がり、バルブが閉じられるとカムの回転速度は落ちる。

このように、吸気カム駒２４０を、排気カム駒２２０に対して周期的な回転位相差を設けた状態で回転させることができるとともに、この回転位相差を適宜変更できるため、バルブオーバーラップＤ２の長さを、エンジン行程に伴い可変させることができる。

よって、オーバーラップをコントロールして、アイドリング時には、吸気カム駒２４０によるバルブの開閉を早めに行うことでオーバーラップを小さくするまたは無くことによって、残留ガス（燃焼ガス）の混入を抑え、ガスの燃焼を安定させることができる。また、排気脈動の効果による残留ガスの掃気及び吹き返しの低減化を図ることができ、さらに、混合気の吸入効果を向上させて、十分な混合気を吸入して、アイドリングの安定化、始動性の向上を図ることができる。

また、吹き抜けを防止し、排ガス中の炭化水素を減少させることができるとともに、エンジン低回転時でのエンジン出力を上げて、燃費の向上を図ることができる。

特にエンジン低回転時には、ピストン１０２が下死点に位置した時に吸気バルブが全閉するように吸気カム駒２４０を回転させる。

また、エンジン中速回転時（中負荷域）では、吸気バルブを早くから大きく開いてオーバーラップを大きくとることによりポンピングロスを少なくして、燃焼効率を上げることができるとともに、燃費向上を図ることができる。

ところで、可変バルブ駆動装置２００では、部材の摺動部分に、効率よく潤滑油が供給されている。

図８は、本発明の一実施の形態に係る可変バルブ駆動装置２００における潤滑油の流れを示す図である。

図８に示すように、シリンダヘッド１０４の前後方向に、且つ略水平に配置された軸部２３０ａの一端部において、図示しないポンプによりオイルパン６２０（図９参照）から汲み上げられた潤滑油は、吐出口１１８から吐出される。

吐出口１１８からの潤滑油は、密閉されたシリンダヘッド１０４の一端部１１１（シリンダ部１０６側の端部）側に配置されたオイルシールキャップ１１５内のオイル溜まり１１９に流入（図８における矢印Ｓ１方向）する。流入した潤滑油は、このオイル溜まり１１９内で、回転する軸部２３０ａの一端部の開口２３０ｃから軸部２３０ａ内の主油路２３８に流入する（図８における矢印Ｓ２方向）。

主油路２３８内に流入した潤滑油は、軸部２３０ａのチェーンライン側に向かって流れる。この潤滑油は、分岐油路２３９ｃを通り、孔部２４５から吸気カム駒２４０の外部に流出（図８における矢印Ｓ３方向）して、吸気カム駒２４０の摺動部分における摩擦を減少する。

また、主油路２３８内の潤滑油は、分岐油路２３９ｂから油だまり溝２３７に流入し、排気カム駒２２０との摺動部分を潤滑する（図８における矢印Ｓ４方向）。また、分岐油路２３９ｃからの潤滑油（図８における矢印Ｓ４方向）は、孔部２２３から排気カム駒２２０のベースサークル面を潤滑する。

さらに、主油路２３８内の潤滑油は、分岐油路２３９ａから油だまり溝２３６に流入し、筒状部２２４とシリンダヘッド１０４内に設けられたベアリング１０４ａとの摺動部分を潤滑する（図８における矢印Ｓ５方向）。

そして、主油路２３８内の潤滑油は、さらに軸部２３０ａのチェーンライン側に流れ、軸部２３０ａの一端面、詳細には、プレート２３４表面の軸心部分から絞り２３５を介して外部に流出する（図８における矢印Ｓ６参照）。

このプレート２３４は、シリンダヘッド１０４のチェーンケース部１１６内において、偏心プレート２５０に対向配置されるため、主油路２３８からの潤滑油は、偏心プレート２５０に係る他の部材との摺動部分を潤滑する。例えば、可変カム軸２３０から吐出される潤滑油は、プレート本体部２５６（スロット２５２、２５４）と駆動ピン２１２及び従動ピン２３２の摺動部分（図８における矢印Ｓ７、Ｓ８方向）等を潤滑する。偏心プレートと駆動ピンは偏心プレート中心がカム軸中心と偏心している場合には，駆動力による面圧を受けるとともに，互いに周期的な摺動を繰り返し受けるため，摩耗に対する配慮が必要である．すなわち，駆動ピンの材質は，硬度の高い鋼材に熱処理を加えた材質にし，偏心プレートは耐摩耗性に優れた高合金鋼，鋳鉄あるいは鉄系の焼結合金を用いるとともに，スロット部分は硬度を向上させる表面処理を施す等が有効である。

また、潤滑油は、カムスプロケット２１１とカム駆動チェーン１３３（図１参照）との摺動部分を潤滑する（図８における矢印Ｓ９、Ｓ１０方向）。

このように構成される可変バルブ駆動装置２００は、可変バルブ駆動機構、所謂、可変バブルタイミング機構が無いカムシャフトと比べて、カム軸線上において、排気及び吸気カム駒２２０、２４０と、カムスプロケット２１１との位置関係は変わらない。

よって、可変バルブ駆動機構がない従来の自動二輪車、特にスクータのエンジン構造において、カムシャフト部分を可変バルブ駆動装置２００に変更するのみで、可変バルブ駆動装置２００を搭載することができる。

詳細には、可変バルブ駆動装置２００を搭載するために、クランク軸、エンジン本体のシリンダ部及びシリンダヘッド、タイミングギア等のカム軸を駆動するために各部材の寸法、配置位置などを変更することがない。

よって、エンジン１００において、排気カム駒２２０に対して吸気カム駒２４０に周期的な回転位相差による回転を必要としない構造のものにしたい場合には、まず、可変バルブ駆動装置２００及びヘッドカバー１０５をエンジン本体１１０から取り外す。そして、偏心プレート２５０等の可変機構部分がなく、カムスプロケット、排気カム駒及び吸気カム駒などを有するクランクシャフトをシリンダヘッドに挿入し、このクランクシャフトに対応して形成されたヘッドカバーを取り付ける。これにより、可変バルブ駆動装置２００を備える自動二輪車５００を、可変バルブ駆動装置２００を備えない自動二輪車に容易に変更することができる。

次に、本実施の形態のエンジン１００が搭載された車両について説明する。

ここでは、エンジン１００を搭載する車両を、スクータ型の自動二輪車として説明するが、これに限らず、エンジン１００が搭載される車両であればどのような車両でもよい。

図９は、本発明の一実施の形態に係るエンジンの可変バルブ駆動装置を備える自動二輪車の要部構成を示す概略側面図である。なお、本実施の形態において前、後、左、右とは、上記自動二輪車のシートに着座した状態で見た場合の前、後、左、右を意味する。また、本実施の形態における自動二輪車は、スクータ型二輪車として説明するが、これに限らず、バルブ駆動装置付きの車両であれば、どのような車両でも良い。

図９に示す自動二輪車５００は、タンデム型スクータタイプであり、前側でハンドル５０２を回動自在に支持する車両本体５０３の後側にタンデムシート５０４を備える。このタンデムシート５０４は、下部に配置されたトランクスペース５０５に対し開閉自在に取り付けられている。このトランクスペース５０５の下方には、駆動ユニット６００が配置されている。

この駆動ユニット６００の前端部は、ハンドル５０２の下方から後方に向けてタンデムシート５０４の下方まで延びる前側本体５０３ａの後端部に、車幅方向に水平配置されたピボット軸（図示せず）を介して上下に揺動自在に取り付けられている。

また、駆動ユニット６００の後端部には、後輪５０８が車軸５１０を介して取り付けられ、その後端部と、トランクスペース５０５の後端部を支持するフレームピボットとの間にはリアサスペンション５１２が懸架されている。なお、駆動ユニット６００の前端部の上部前方には、トランクスペース５０５の前端部が配置されている。

図１０は、図９の駆動ユニットの要部を示す概略平面図である。

図１０に示すように、駆動ユニット６００では、車両の前側にエンジン１００が搭載され、エンジン１００の駆動力を、駆動ユニット６００の後端部に配置された車軸５１０に、ＣＶＴ機構部６１０を介して回転することによって後輪５０８を回転させる。

エンジン１００は、そのシリンダ部１０６の軸線を略水平にし、且つ、クランク軸１３０を車幅方向と略平行にして、トランクスペース５０５の下方で車両前後方向の略中央部分に位置されている。

クランク軸１３０の他端部側、ここでは、車両の左側の端部には、車両後方に延びるＣＶＴ機構部６１０が配置されている。ＣＶＴ機構部６１０は、シリンダ軸と略平行に配置され、クランク軸１３０に取り付けられるプーリ６１１と、車軸５１０に取り付けられる
プーリ６１２と、これらプーリ６１１、６１２とに掛け渡されたベルト６１３と、遠心クラッチ６１４とを有する。

遠心クラッチ６１４は、車軸５１０に取り付けられている。また、この車軸５１０には、減速ギア６１５が取り付けられ、プーリ６１１及びベルト６１３を介して伝達されるクランク軸１３０の駆動力を減速する。

モータサイクルでは、排ガス規制問題等により、可変バルブタイミング機構を搭載することが考えられ、特に、スクータ型の車両（以下、「スクータ」という）等においては、車両寸法の制限上、エンジン構造は、より簡略化されることが望ましい。

本実施の形態のエンジン１００は、従来エンジン構成におけるカム駆動軸に相当するカム駆動体２１０と、シリンダ部１０６の上部に配置される排気及び吸気カム駒２２０、２４０との間には、偏心部材に相当する偏心プレート２５０を配置していない。

エンジン１００では、カム駆動体２１０を挟んで、カム軸線上に、偏心プレート２５０と、排気及び吸気カム駒２２０、２４０とを配置している。

すなわち、カム駆動チェーン１３３のチェーンライン上に配置されるカムスプロケット２１１を挟んで、カム軸線上に、偏心プレート２５０と、排気及び吸気カム駒２２０、２４０とが配置されている。

排気及び吸気カム駒２２０、２４０は、エンジン構造上、シリンダ部１０６の上部に、シリンダ軸線ＣＬに沿って配置されるため、従来構成と異なり、シリンダ軸線と、カムチェーンラインは隣り合う位置に配設された構造となっている。

このため、図１０に示すように、エンジン１００のチェーンラインＬは、カムスプロケット２１１と排気及び吸気カム駒２２０、２４０との間に偏心部材が配置された従来構成の場合のチェーンラインＬＡと比べて、シリンダ軸線ＣＬに接近した位置に配置される。

これにより、チェーンラインＬの外側で、チェーンラインＬと略平行に配置されるＣＶＴ機構６１０のベルト６１３ラインは、従来構造の場合より、シリンダ軸線ＣＬに近くなる。

よって、駆動ユニット６００自体の横幅が小さくなる。詳細には、駆動ユニット６００において、左側端面６００ａが、チェーンラインＬがシリンダ軸線ＣＬに接近する分、従来構成の可変バルブ駆動装置装備のエンジンを搭載した場合の左側側面６００ｂよりも、右側側面に接近する。

つまり、スクータ型の自動二輪車５００は、構造上、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段階変速装置）用のシーブなどクランク軸上においてカム駆動チェーン１３３より外側に設けられる部品を備える。

このような自動二輪車５００に搭載されるエンジン１００では、カム軸上において、カム駆動チェーン１３３のチェーンラインＬと、シリンダ軸線ＣＬとの間に可変バルブ駆動のための部材を設けることがない。これにより、クランク軸１３０上でも、その部材と対応する分のスペースを設ける必要がなく、従来の可変バルブタイミング機構を備えたエンジンと比べて、カムスプロケット２１１と各カム駒２２０、２４０とが離間しない。

言い換えれば、クランク軸１３０に対して略直交配置されるカム駆動チェーン１３３のチェーンラインＬが、シリンダ軸線ＣＬから離間することがない。

これにより、自動二輪車５００は、可変バルブタイミング機構を搭載しない構造と同様のクランクケース１１２幅を有するものとなる。

よって、自動二輪車５００における十分なバンク角を取ることが出来、車両の運動特性を確保することができる。

さらに、可変バルブ駆動装置２００では、偏心プレート２５０等の偏心機構部分は、排気及び吸気カム駒２２０、２４０とカムスプロケット２１１との間に配置されていない。

このため、エンジン１００において、可変バルブ駆動装置２００以外の構造は、可変バルブ駆動装置２００を備えないエンジンと略同様の構成部材を用いることができる。つまり、エンジン本体部１１０のシリンダヘッド１０４から可変バルブ駆動装置２００を抜いて、偏心プレート２５０、可変カム軸２３０、偏心ボス２６０及び、ヘッドカバー１０５を変更するだけで、可変バルブ駆動装置２００を備えないエンジンとして用いることができる。

よって、自動二輪車に搭載する場合でも、従来のエンジンに対して大幅に構造を変更する必要は生じることがなく、従来のエンジンと非可変仕様のエンジンでシリンダヘッドなどの主なエンジン構成部品を共通にすることができる。

また、エンジンに、カムスプロケットと、カム軸との間に偏心プレート等の偏心機構が配置されていないため、カムスプロケットがシリンダ軸から離間するために生じるクランクの曲げ強度の低下が低下することがない。

また、カム駆動軸そのものを軸方向に移動させる構造と異なり、簡易な構成でオーバーラップ期間を可変することができる。

このように、本実施の形態では、エンジン構成を大幅に変更することなく、簡易な構成でカムの作用角を可変して、エンジンにおける高レスポンス、低燃費を実現することができる。

本実施の形態では、エンジン１００は、単気筒ＳＯＨＣ（Single Over Head Camshaft）型のものとしているが、これに限らず、多気筒のＳＯＨＣ型、ＤＯＨＣ（Double Over Head Camshaft）でも適用可能である。

なお、本可変バルブ駆動装置２００では、吸気弁の作用角を可変させるべく、排気カム駒２２０に対して、吸気カム駒２４０の回転位相差を周期的に変動するものとしたが、これに限らない。つまり、吸気カム駒２４０に対して、排気カム駒２２０の回転位相差を周期的に変動するものとしてもよい。この場合、上記可変バルブ駆動装置２００において、カムスプロケット２１１と一体に、回転することにより、吸気弁を駆動する吸気カム駒を設け、可変カム軸２３０に、排気弁を駆動する排気カム駒を設けた構成とする。この構成により、排気弁の作用角を可変させることで、オーバーラップを変更することができ、上
記と同様の作用効果を有することができる。

本発明の第１の態様に係る可変バルブ駆動装置は、クランク軸から伝達される駆動力により回転するカム駆動部材と、前記カム駆動部材の駆動によって、前記カム駆動部材の回転軸と同方向の軸を中心に回転するとともに、前記軸が前記回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能に設けられる偏心部材と、前記回転軸と同軸上に配置され、前記偏心部材により前記回転軸を中心に回転駆動されるとともに、前記偏心部材が前記偏心位置で回転駆動する際に、前記カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動するカム軸と、前記カム軸により前記カム軸と同じ回転位相で回転され、排気または吸気弁を駆動するカム駒とを備え、前記偏心部材は、前記カム駆動部材の回転軸方向の一端側に配置され、前記カム駒は、前記カム駆動部材の回転軸方向の他端側に配置されている構成を採る。

この構成によれば、カム駆動部材の駆動により偏心部材が、カム駆動部材の回転軸心からの偏心位置で回転駆動する際に、カム軸は、カム駆動部材に対する回転位相差が周期的な変動を伴った状態で回転する。

このカム軸と同じ回転位相で回転するカム駒は、カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動して駆動する、つまり、カム駒の作用角が可変し、これにより、排気弁または吸気弁を駆動し、排気弁または吸気弁の作用角は可変となる。この排気弁または吸気弁の作用角を可変にすることにより、バルブオーバーラップが可変となる。

これにより、同一の排気量を持つエンジンに用いて、エンジンの低回転時（アイドリング時を含む）には、オーバーラップを短くし、高回転時には、オーバーラップを短くすることができる。

詳細には、アイドリング時を含む低回転時には、バルブの開閉を早めに行い、オーバーラップを小さくするまたは無くことにより、残留ガス（燃焼ガス）の混入を抑え、ガスの燃焼を安定する。

また、排気脈動の効果による残留ガスの掃気及び吹き返しの低減化を図ることができるとともに、アイドリングの安定化、始動性の向上を図ることができる。さらに、吹き抜けを防止し、排ガス中の炭化水素を減少させることができるとともに、エンジン低回転時でのエンジン出力を上げて、燃費の向上を図ることができる。

さらに、エンジン中速回転時では、オーバーラップを大きくとることによりポンピンググロスを少なくして、燃焼向上を図ることができる。このように本可変バルブ駆動装置を用いて、排気量を変えることなく、エンジン性能を向上させることができる。

また、偏心部材は、カム駆動部材とカム駒との間に配置されておらず、排気または吸気弁とカム駆動部材の位置関係は、従来エンジンと同様の位置関係となっている。

このため、本可変バルブ駆動装置を、従来のエンジンにそのエンジン構成を大幅に変えることなく搭載することができる。つまり、可変バルブ機構有りのエンジンと可変バルブ機構無しのエンジンで、主たるエンジン構成部品を共通とすることができる。このため、自動二輪車に搭載される可変バルブ機構の無いエンジンに、本可変バルブ駆動装置を搭載する場合、シリンダ、クランク軸等の他のエンジン構成部品を変更する必要が無く、コストを大幅に削減できる。

また、自動二輪車、特にスクータに、本可変バルブ駆動装置を備えたエンジンを、クランク軸を車幅方向に配置して搭載した場合でも、カム駆動部材とカム駒との間に偏心部材が配置されないため、それに対応してクランク軸幅が大きくならない。詳細には、カム駆動部材とカム駒との間に偏心部材を設けた場合、それに伴い、クランク軸からカム駆動部材への駆動力伝達ラインが、カム駒が配置されるシリンダ軸線から離間することになる。

これにより、駆動力伝達ラインの外側に、クランク軸から、車軸に駆動力を伝達する伝達手段が設けられている場合でも、伝達手段が外側に張り出して、エンジン自体の幅が大きくなることがなく、バンク角の減少を防ぎ、車両の運動性能の減少を防ぐことができる。

本発明の第２の態様に係る可変バルブ駆動装置は、上記構成において、前記偏心部材の軸を、前記カム駆動部材の回転軸に対して同軸位置から偏心位置に移動させる部材移動部を有する構成を採る。

この構成によれば、偏心部材の軸を、カム駆動部材の回転軸に対して同軸位置から偏心位置に移動させる部材移動部を備えるため、部材移動部を介して、カム駆動部材とカム駒の回転位相差を周期的に変動させて、排気または吸気バルブの作用角を可変できる。

本発明の第３の態様に係る可変バルブ駆動装置は、上記構成において、前記カム駆動部材により前記カム駆動部材と同じ回転位相で回転するとともに、前記カム駒と隣り合う位置に配置される別のカム駒を有する構成を採る。

この構成によれば、カム駆動部材と同じ回転位相で回転する別のカム駒を備えるため、カム駒及び別のカム駒のうち一方を、吸気バルブを駆動する吸気用カム駒とし、他方を、排気バルブを駆動する排気用カム駒とすることができる。これにより、吸気弁及び排気弁を同じカム軸に配置するＳＯＨＣタイプのエンジンに、容易に搭載することができ、可変バルブ機構の採用自由度を向上させることができる。

本発明の第４の態様に係る可変バルブ駆動装置は、上記構成において、前記カム駒は、回転により吸気弁を駆動し、前記別のカム駒は回転により排気弁を駆動する構成を採る。

この構成によれば、カム駒の回転により吸気弁を駆動し、別のカム駒の回転により排気弁を駆動するため、排気弁の作用角に対して、吸気弁の作用角可変を行うことができる。

これにより、低速回転時では、吸気弁の開き時期を長くとることにより、オーバーラップを広くとることができ、低速回転時の出力性能を犠牲にすることなく、高速回転時の性能を確保することができる。

本発明の第５の態様に係る可変バルブ駆動装置は、上記構成において、前記カム駒は、回転により排気弁を駆動し、前記別のカム駒は回転により吸気弁を駆動する構成を採る。

この構成によれば、カム駒の回転により排気弁を駆動し、別のカム駒の回転により吸気弁を駆動するため、吸気弁の作用角に対して、排気弁の作用角可変を行うことができる。

これにより、吸気弁の開き時期を変えることなく、排気弁の開き時期を可変にすることにより、アイドル安定性を犠牲にすることなく、高速性能を確保することができる。

本発明の第６の態様に係る可変バルブ駆動装置は、クランク軸から伝達される駆動力により回転するカム駆動部材と、前記カム駆動部材の回転軸方向の一端側に配置され、前記カム駆動部材の駆動によって、前記カム駆動部材の回転軸と同方向の軸を中心に回転するとともに、前記軸が前記回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能に設けられる偏心部材と、前記回転軸と同軸上に配置され、前記偏心部材により前記回転軸を中心に回転駆動されるとともに、前記偏心部材が前記偏心位置で回転駆動する際に、前記カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動するカム軸と、前記カム駆動部材の回転軸方向の他端側に配置されるとともに、前記カム軸と同じ回転位相で回転され、作用角が可変しない第１の弁駆動用カム駒と、この第１の弁駆動用カム駒に隣接して配設され、作用角が可変する第２の弁駆動用カム駒とを備えている
この構成によれば、２つの弁駆動用カム駒間に他の部材が介在していないので可変バルブ駆動装置を極めてコンパクトに構成することができる。
本発明の第７の態様に係るエンジンは、クランク軸から伝達される駆動力により回転するカム駆動部材と、前記カム駆動部材の駆動によって、前記カム駆動部材の回転軸と同方向の軸を中心に回転するとともに、前記軸が前記回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能に設けられる偏心部材と、前記回転軸と同軸上に配置され、前記偏心部材により前記回転軸を中心に回転駆動されるとともに、前記偏心部材が前記偏心位置で回転駆動する際に、前記カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動するカム軸と、前記カム軸により前記カム軸と同じ回転位相で回転され、排気または吸気弁を駆動するカム駒とを備え、前記偏心部材は、前記カム駆動部材の回転軸方向の一端側に配置され、前記カム駒は、前記カム駆動部材の回転軸方向の他端側に配置される可変バルブ駆動装置を具備し、前記クランク軸は、前記カム駆動部材の回転軸と略平行に配置され、前記カム駆動部材は、前記クランク軸に対して略直交する方向に配置される駆動力伝達部を介して前記クランク軸の回転と連動する構成を採る。

この構成によれば、排気量を変えることなく、エンジン性能を向上させる偏心部材は、カム駆動部材とカム駒との間に配置されておらず、従来エンジンと同様の位置関係である排気または吸気弁とカム駆動部材との位置関係となっている。このため、従来のエンジン構成を大幅に変えることなく可変バルブ駆動装置を搭載させることができる。つまり、可変バルブ機構有りのエンジンと可変バルブ機構無しのエンジンで、主たるエンジン構成部品を共通とすることができる。よって、自動二輪車に搭載される可変バルブ機構の無いエンジンに、可変バルブ駆動装置を搭載して組み立てる場合、シリンダ、クランク軸等の他
のエンジン構成部品を変更することなく、コストを大幅に削減して組み立てることができる。

また、このエンジンを自動二輪車、特にスクータに、クランク軸を車幅方向に配置して搭載した場合、カム駆動部材とカム駒との間に偏心部材が配置されないため、それに対応してクランク軸幅が大きくならない。詳細には、カム駆動部材とカム駒との間に偏心部材を設けた場合、それに伴い、クランク軸からカム駆動部材への駆動力伝達ラインが、カム駒が配置されるシリンダ軸線から離間することになる。これにより、駆動力伝達ラインの外側に、クランク軸から、車軸に駆動力を伝達する伝達手段が設けられている場合でも、伝達手段が外側に張り出して、エンジン自体の幅が大きくなることがなく、バンク角の減
少を防ぎ、車両の運動性能の減少を防ぐことができる。

本発明の第８の態様に係るエンジンは、クランク軸から伝達される駆動力により回転するカム駆動部材と、前記カム駆動部材の回転軸方向の一端側に配置され、前記カム駆動部材の駆動によって、前記カム駆動部材の回転軸と同方向の軸を中心に回転するとともに、前記軸が前記回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能に設けられる偏心部材と、前記回転軸と同軸上に配置され、前記偏心部材により前記回転軸を中心に回転駆動されるとともに、前記偏心部材が前記偏心位置で回転駆動する際に、前記カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動するカム軸と、前記カム駆動部材の回転軸方向の他端側に配置されるとともに、前記カム軸と同じ回転位相で回転され、作用角が可変しない第１の弁駆動用カム駒と、この第１のカム駒に隣り合って配置され、作用角が可変する第２の弁駆動用カム駒とを備えていることを特徴とする可変バルブ駆動装置を具備し、前記クランク軸は、前記カム駆動部材の回転軸と略平行に配置され、
前記カム駆動部材は、前記クランク軸に対して略直交する方向に配置される駆動力伝達部を介して前記クランク軸の回転と連動する。
この構成によれば、可変バルブ駆動装置において２つの弁駆動用カム駒間に他の部材が介在していないので、エンジンを極めてコンパクトに構成することができる。
本発明の第９の態様に係るエンジンは、上記構成において、単気筒エンジンである構成を採る。

この構成によれば、単気筒において、簡易な構成な可変バブル駆動装置により、低速時、高速時におけるエンジン回転に対応したバルブの開閉を行うことができる。

本発明の第１０の態様に係る自動二輪車は、上記構成のエンジンが、前記クランク軸を車幅方向に配置して搭載される構成を採る。

この構成によれば、カム駆動部材とカム駒との間に偏心部材が配置されない可変バルブ駆動装置を備えたエンジンがクランク軸を車幅方向に配置して搭載されているため、それに対応してクランク軸幅が大きくならない。詳細には、カム駆動部材とカム駒との間に偏心部材を設けた場合、それに伴い、クランク軸からカム駆動部材への駆動力伝達ラインが、カム駒が配置されるシリンダ軸線から離間することになる。これにより、駆動力伝達ラインの外側に、クランク軸から、車軸に駆動力を伝達する伝達手段が設けられている場合でも、伝達手段が外側に張り出して、エンジン自体の幅が大きくなることがなく、バンク
角の減少を防ぎ、車両の運動性能の減少を防ぐことができる。

産業上の利用の可能性

本発明に係る可変バルブ駆動装置、エンジン及び自動二輪車は、エンジン構成を大幅に変更することなく、簡易な構成でカムの作用角を可変にする効果を有するものとして有用である。

Claims (10)

1. クランク軸から伝達される駆動力により回転するカム駆動部材と、
   前記カム駆動部材の駆動によって、前記カム駆動部材の回転軸と同方向の軸を中心に回転するとともに、前記軸が前記回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能に設けられる偏心部材と、
   前記回転軸と同軸上に配置され、前記偏心部材により前記回転軸を中心に回転駆動されるとともに、前記偏心部材が前記偏心位置で回転駆動する際に、前記カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動するカム軸と、
   前記カム軸により前記カム軸と同じ回転位相で回転され、排気または吸気弁を駆動するカム駒とを備え、
   前記偏心部材は、前記カム駆動部材の回転軸方向の一端側に配置され、
   前記カム駒は、前記カム駆動部材の回転軸方向の他端側に配置されていることを特徴とする可変バルブ駆動装置。
2. 前記偏心部材の軸を、前記カム駆動部材の回転軸に対して同軸位置から偏心位置に移動させる部材移動部を有することを特徴とする請求項１記載の可変バルブ駆動装置。
3. 前記カム駆動部材により前記カム駆動部材と同じ回転位相で回転するとともに、前記カム駒と隣り合う位置に配置される別のカム駒を有することを特徴とする請求項１記載の可変バルブ駆動装置。
4. 前記カム駒は、回転により吸気弁を駆動し、前記別のカム駒は回転により排気弁を駆動することを特徴とする請求項３記載の可変バルブ駆動装置。
5. 前記カム駒は、回転により排気弁を駆動し、前記別のカム駒は回転により吸気弁を駆動することを特徴とする請求項３記載の可変バルブ駆動装置。
6. クランク軸から伝達される駆動力により回転するカム駆動部材と、
   前記カム駆動部材の回転軸方向の一端側に配置され、前記カム駆動部材の駆動によって、前記カム駆動部材の回転軸と同方向の軸を中心に回転するとともに、前記軸が前記回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能に設けられる偏心部材と、
   前記回転軸と同軸上に配置され、前記偏心部材により前記回転軸を中心に回転駆動されるとともに、前記偏心部材が前記偏心位置で回転駆動する際に、前記カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動するカム軸と、
   前記カム駆動部材の回転軸方向の他端側に配置されるとともに、前記カム軸と同じ回転位相で回転され、作用角が可変しない第１の弁駆動用カム駒と、
   この第１の弁駆動用カム駒に隣接して配設され、作用角が可変する第２の弁駆動用カム駒とを備えていることを特徴とする可変バルブ駆動装置。
7. クランク軸から伝達される駆動力により回転するカム駆動部材と、
   前記カム駆動部材の駆動によって、前記カム駆動部材の回転軸と同方向の軸を中心に回転するとともに、前記軸が前記回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能に設けられる偏心部材と、
   前記回転軸と同軸上に配置され、前記偏心部材により前記回転軸を中心に回転駆動されるとともに、前記偏心部材が前記偏心位置で回転駆動する際に、前記カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動するカム軸と、
   前記カム軸により前記カム軸と同じ回転位相で回転され、排気または吸気弁を駆動するカム駒とを備え、
   前記偏心部材は、前記カム駆動部材の回転軸方向の一端側に配置され、
   前記カム駒は、前記カム駆動部材の回転軸方向の他端側に配置される可変バルブ駆動装置を具備し、
   前記クランク軸は、前記カム駆動部材の回転軸と略平行に配置され、
   前記カム駆動部材は、前記クランク軸に対して略直交する方向に配置される駆動力伝達部を介して前記クランク軸の回転と連動することを特徴とするエンジン。
8. クランク軸から伝達される駆動力により回転するカム駆動部材と、
   前記カム駆動部材の回転軸方向の一端側に配置され、前記カム駆動部材の駆動によって、前記カム駆動部材の回転軸と同方向の軸を中心に回転するとともに、前記軸が前記回転軸の軸心位置から偏心位置に移動可能に設けられる偏心部材と、
   前記回転軸と同軸上に配置され、前記偏心部材により前記回転軸を中心に回転駆動されるとともに、前記偏心部材が前記偏心位置で回転駆動する際に、前記カム駆動部材に対する回転位相差が周期的に変動するカム軸と、
   前記カム駆動部材の回転軸方向の他端側に配置されるとともに、前記カム軸と同じ回転位相で回転され、作用角が可変しない第１の弁駆動用カム駒と、
   この第１のカム駒に隣り合って配置され、作用角が可変する第２の弁駆動用カム駒とを備えていることを特徴とする可変バルブ駆動装置を具備し、
   前記クランク軸は、前記カム駆動部材の回転軸と略平行に配置され、
   前記カム駆動部材は、前記クランク軸に対して略直交する方向に配置される駆動力伝達部を介して前記クランク軸の回転と連動することを特徴とするエンジン。
9. 単気筒エンジンであることを特徴とする請求項７又は８記載のエンジン。
10. 請求項７又は８記載のエンジンが、前記クランク軸を車幅方向に配置して搭載されることを特徴とする自動二輪車。

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