WO2006025174A1 - 可変バルブ駆動装置、エンジン及び自動二輪車 - Google Patents

可変バルブ駆動装置、エンジン及び自動二輪車 Download PDF

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WO2006025174A1
WO2006025174A1 PCT/JP2005/014086 JP2005014086W WO2006025174A1 WO 2006025174 A1 WO2006025174 A1 WO 2006025174A1 JP 2005014086 W JP2005014086 W JP 2005014086W WO 2006025174 A1 WO2006025174 A1 WO 2006025174A1
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cam
eccentric
shaft
rotation
engine
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PCT/JP2005/014086
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English (en)
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Inventor
Naoki Tsuchida
Original Assignee
Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha
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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/356—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear making the angular relationship oscillate, e.g. non-homokinetic drive
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    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • F01L2001/0473—Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/032—Electric motors

Definitions

  • the present invention relates to a variable valve drive device, an engine, and a motorcycle provided in an engine.
  • a variable valve timing mechanism that changes the valve opening / closing timing in accordance with the engine speed is known as a method of changing the valve overlap according to the engine speed.
  • a general variable valve timing mechanism for example, in a sprocket portion for cam driving linked to crank driving, a cam driving shaft portion linked to the crank shaft and a cam shaft in which the cam is provided in a body-like manner. And a part having a rotational phase difference in the part that drives the part.
  • This type of variable valve timing mechanism has a structure in which the valve timing is changed without changing the cam working angle (Duration: "operating angle”). This can be achieved simply by changing the portion of the cam sprocket that is linked to the crankshaft without any major changes.
  • the cam operating angle cannot be changed, so if a cam with a large operating angle is used to obtain high output, the flow rate of the air-fuel mixture flowing into the cylinder during low to medium speed rotation Decreases. Therefore, the air-fuel mixture is completely vaporized in the cylinder, resulting in a problem that high output cannot be realized.
  • a coupling that causes an angular velocity fluctuation is disposed between the cam drive shaft portion and the cam shaft portion to thereby adjust the cam angle relative to the crank angle. It has been proposed to control the fluctuation by periodically changing the reduction ratio.
  • a cam drive shaft that follows the rotation of a crank is inserted into a cam and a disc-shaped eccentric plate (eccentric member), and a pin provided on the cam drive shaft extends in the radial direction on the eccentric plate. It is loosely fitted in the groove.
  • Patent Document 2 is known as having the same basic configuration as Patent Document 1.
  • an eccentric plate is disposed between a sprocket that rotates by transmission of a crankshaft force driving force via a gear train and a camshaft provided integrally with the cam.
  • the power is transmitted from the sprocket to the camshaft via the eccentric plate.
  • variable valve timing mechanisms are mainly applied to a multi-cylinder engine of an automobile, and in a multi-cylinder engine, the periodic speed fluctuations of the cams in each cylinder must be shifted in different phases.
  • An eccentric plate is provided for each cylinder.
  • Patent Document 4 is known as another configuration of the variable valve timing mechanism.
  • the cam drive shaft itself that drives the cam shaft integrated with the cam is eccentric with respect to the cam shaft by an eccentric mechanism.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 47-020654
  • Patent Document 2 JP-A-5-118208
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 3-43611
  • Patent Document 4 Japanese Examined Patent Publication No. 61-56408
  • starters starter type vehicles
  • the coupling for example, an eccentric plate
  • the coupling is the same as the cam drive shaft. It is arranged between the drive part (cam sprocket) that rotates at the camshaft and the camshaft.
  • the structure of the conventional non-variable conventional engine in which the cam drive member is located close to the cylinder shaft needs to be significantly changed.
  • Cylinder head, crankshaft force Change main engine components such as parts that transmit drive force to cam drive shaft
  • a sheave for CVT Continuous Variable Transmission
  • a sheave for CVT Continuous Variable Transmission
  • a part that takes a width such as a sheave is a rotating body (crank pulley) on which the cam drive chain is wound with respect to the cylinder position on the crank axis. , Timing gear, etc.).
  • the engine itself has a structure that protrudes in the direction of the crankshaft as a whole compared to a structure that does not include a variable valve timing mechanism.
  • a motorcycle equipped with an engine with a crankshaft facing in the width direction for example, a swing type drive unit
  • the width of the crankcase becomes large, so that a sufficient bank angle cannot be obtained, and there is a problem that the motion characteristics of the vehicle deteriorate.
  • the present invention has been made in view of the points to be worked on, and includes a variable valve driving device, an engine, and a motorcycle that can change the working angle of a cam with a simple configuration that greatly changes the engine configuration.
  • the purpose is to provide.
  • the variable valve drive device includes a cam drive member that is rotated by a drive force that is transmitted with a crankshaft force, and a shaft that is in the same direction as the rotation shaft of the cam drive member by driving the cam drive member. And an eccentric member provided so that the shaft is movable from an axial center position of the rotating shaft to an eccentric position, and is disposed coaxially with the rotating shaft, and is rotated about the rotating shaft by the eccentric member. When the eccentric member is driven to rotate at the eccentric position, the cam shaft rotates periodically at the same rotational phase as the cam shaft.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of an engine provided with a variable valve driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing the variable valve driving device.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the variable valve drive device.
  • FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship among the rotation center of the eccentric boss, the axis of the variable cam drive shaft, and the axis of the eccentric plate.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of an eccentric boss.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the positional relationship between the drive pin and the driven pin in a state where the center of the eccentric plate is eccentric with respect to the cam shaft in the variable valve drive device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows an example of a valve lift by a variable valve driving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the flow of lubricating oil in the variable valve drive apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional side view showing a main part configuration of a motorcycle including the engine drive mechanism according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing the main part of the drive unit of FIG.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of an engine provided with a variable valve drive device according to an embodiment of the present invention.
  • An engine 100 shown in FIG. 1 includes an engine main body 110 having a cylinder portion 106 and a cylinder head 104 that house a piston 102 so as to be able to advance and retreat, and a crankshaft 130 that is housed in a crankcase 112 (see FIG. 10). And a variable valve drive device 200.
  • the engine 100 provides a periodic phase difference between the rotation of the exhaust cam piece 220 and the intake cam piece 240 by the variable valve drive device 200 disposed substantially parallel to the crankshaft 130, and each rotation The timing of opening and closing corresponding to is variable. As a result, the valve overlap time is variable corresponding to the engine speed.
  • engine 100 will be described as a single cylinder SOHC (Single Over Head Camshaft) type mounted on starter type motorcycle 500 (see FIG. 9).
  • the engine 100 can be described as a single-cylinder SOHC type engine, but is not limited to this, and any engine that has the variable valve drive 200 can be used! /.
  • the piston 102 in the cylinder portion 106 is disposed so as to be movable back and forth (up and down) in the cylinder axial direction in the cylinder portion 106, and on the base end side of the piston 102, the connecting rod 10 It is connected to the crankshaft 130 via 8.
  • the connecting rod 108 is rotatably attached to a crank pin (not shown) between the crank webs 132 provided on the crankshaft 130.
  • crank web 132 (in detail, a crank journal) is provided on the crankshaft 130. Adjacent to this is a timing gear 134.
  • a cam drive chain 133 as a drive force transmission member is wound around the timing gear 134.
  • the cam drive chain 133, together with the timing gear 134, is wound around a cam sprocket 211 disposed in the cylinder head 104 of the engine main body 110, and the rotational driving force is applied to the cam pieces 220 and 240 of the variable valve drive device 200. To communicate.
  • the transmission line of the cam drive chain 133 (in this embodiment, the chain line) is substantially perpendicular to the crankshaft 130, and is connected to the cylinder shaft of the cylinder portion 106 in which the piston 102 moves forward and backward. It is placed at a close position. This is because, due to the structure of the engine, the crank force that drives the piston 102 also prevents the bending force applied to the crank itself from increasing as the cam drive chain 133 is pulled away as the cam drive chain 133 is separated. .
  • the cam drive chain 133 is arranged in a chain case portion 116 that is integrally provided adjacent to the cylinder portion 106 in the engine main body 110.
  • An upper part 116a (hereinafter referred to as “case upper part”) 116a of the chain case part 116 is provided in the cylinder head 104, and the case upper part 116a is opened in the cylinder head 104 in a direction parallel to the crankshaft. Yes.
  • One of the openings 116b communicates with the space above the cylinder 106, and an annular cylinder head cover (hereinafter referred to as “head cover”) 105 is attached to the other opening 116c.
  • This annular head cover 105 is attached to the other opening 116c.
  • variable valve drive device 200 is disposed at one end side thereof, and the variable valve drive device 200 is supported by the head cover 105 at one end portion side thereof.
  • the variable valve drive device 200 includes a cam sprocket 211, an exhaust cam piece 220, a variable cam shaft 230, an intake cam piece 240, an eccentric plate 250, an eccentric boss 260, and an eccentric motor 270. It is mounted substantially parallel to the crankshaft 130.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part showing the variable valve driving device 200 attached to the cylinder head 104
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the variable valve driving device 200.
  • variable valve drive 200 In this variable valve drive 200, the rotation axes of the cam sprocket 211, the exhaust cam piece 220, the variable force shaft 230, the intake cam piece 240, the eccentric plate 250, and the eccentric boss 260 are parallel to each other. .
  • the intake cam piece 240 and the exhaust cam piece 220 are placed in the cylinder head 104 with the variable cam shaft 230 being passed therethrough. It is arranged at the upper part of the cylinder part 106 in this. Further, the variable cam shaft 230 is passed through the force mus socket 211, and the cam sprocket 211 and the eccentric plate 250 are disposed in the case upper part 116a.
  • the eccentric boss 260 is rotatably mounted in the annular head cover 105, and the variable valve drive device 200 is fixed to the cylinder head 104 by fixing the head cover 105 to the cylinder head 104. Has been.
  • the cam sprocket 211 has the same axial center, and has an exhaust cam piece 220 and a cylindrical portion 224 that open and close to open and close a valve (here, an exhaust valve). Are formed integrally. That is, the cam sprocket 211, the cylindrical portion 224, and the exhaust cam piece 220 form a cam drive body 210 that directly receives the drive force of the crankshaft 130 and rotates.
  • a valve here, an exhaust valve
  • the cam sprocket 211 is driven by the drive of the crankshaft 130 via the timing gear 134 (see Fig. 1) and the cam drive chain 133 (see Fig. 1), and is decelerated at a constant speed with respect to the rotation speed of the crankshaft 130. Rotate by ratio.
  • the cam sprocket 211 rotates at a speed of 1Z2 of the rotation of the crankshaft 130! /.
  • the shaft centers of the cam sprocket 211 and the exhaust cam piece 220 are camshaft shaft centers, and the force shaft shaft is disposed substantially parallel to the crankshaft 130 (see FIG. 1) above the cylinder portion 106. ing.
  • the cam sprocket 211 protrudes in a direction substantially parallel to the rotation axis direction of the cam sprocket 211 and on the opposite side with respect to the exhaust cam piece 220, A drive pin 212 for rotating the eccentric plate 250 is provided.
  • the drive pin 212 is loosely fitted in a slot 252 cut out in the radial direction from the center side of the eccentric plate 250.
  • the shaft center of the drive pin 212 is eccentric with respect to the shaft center of the cam sprocket 211.
  • the drive pin 212 circulates around the shaft center of the cam sprocket 211 and passes through the slot 252.
  • the eccentric plate 250 whose rotation axis is parallel is driven to rotate.
  • this force Muspro The bracket 211 is provided with a protruding piece 114 protruding in the radial direction.
  • the rotation position of the protruding piece 114 is detected by a sensor 114a attached to the cylinder head 104.
  • the rotational position of the cam sprocket 211 is interlocked with the stroke of the crank. . That is, the rotation position includes information on the crank stroke (in the case of 4 cycles, the intake stroke, the compression stroke, the explosion stroke, and the exhaust stroke). Therefore, the crank stroke can be determined by detecting the position of the protrusion 114 of the cam sprocket 211 by the sensor 114a.
  • a through hole 215 penetrating in the axial direction is formed in the same shaft center portion of each of the cam sprocket 211, the exhaust cam piece 220, and the cylindrical portion 224, that is, the shaft center portion of the cam driver 210. Is provided.
  • the through hole 215 communicates with a hole 223 opened in the base circle surface of the exhaust cam piece 220 (see FIG. 2).
  • the shaft portion 230a of the variable cam shaft 230 is passed through the through hole 215 so as to be rotatable in the axial direction.
  • the shaft portion 230a of the variable cam shaft 230 protrudes on both sides in the axial direction from the cam drive body 210 to be passed through, and an intake cam adjacent to the exhaust cam piece 220 is provided on a portion protruding on the exhaust cam piece 220 side.
  • a piece 240 is physically attached.
  • variable cam shaft 230 has a cam sprocket 2 of the cam driver 210 at the shaft portion 230a.
  • variable cam shaft 230 is disposed so as to cross over the cylinder portion 106 while being passed through the cam drive body 210.
  • Bearing 104a and bearing 113 are variable camshafts 23
  • variable cam shaft 230 has a through hole 238 that penetrates in the axial direction in the shaft portion 230a, and the through hole 238 is supplied to a sliding portion between members in the variable valve drive device 200.
  • This is the main oil passage for the lubricant.
  • the through hole 238 will be described as the main oil passage 238.
  • This main oil passage 238 communicates with the outer peripheral surface of the shaft shaft 230a through branch oil passages 239a, 239b, and 239c. At the same time, it is opened to one end face side through a diaphragm 235 provided on the chain line side in the shaft portion 230a.
  • the branched oil passages 239a, 239b, and 239c are formed in the shaft portion 230a so as to be orthogonal to the main oil passage 238, respectively, and open to the outer surface portion of the shaft portion 230a.
  • Oil sump grooves 236, 237 formed in the shape of depressions in the circumferential direction of the shaft portion 230a are provided on the outer surface portions where the branch oil passages 239a, 239b open, and the branch oil passages 239a, 239b Daddy Groove 236, 237 [Communicate!
  • branch oil passage 239c is formed in the shaft portion 230a so as to be orthogonal to the main oil passage 238, and is open to an outer surface portion communicating with the hole portion 245 of the intake cam piece 240.
  • An oil sump groove 246 is formed along the inner peripheral surface of the opening portion of the intake cam piece 240 in a portion of the intake cam piece 240 that slides on the outer peripheral surface of the shaft portion 230a.
  • variable cam shaft 230 One end of the variable cam shaft 230 is inserted into a bearing 113 attached to the cylinder head 104 in the cylinder head 104.
  • the portion protruding from the bearing 113 is covered with an oil seal cap 115, and the oil seal portion 117 prevents the lubricating oil from leaking outside the cylinder head 104.
  • an oil pump discharge port 118 is provided on one end 111 side of the cylinder head 104.
  • the lubricating oil is press-fitted into the oil reservoir 119 communicating with the opening 230c at one end of the shaft portion 230a through the discharge port 118, and is guided into the main oil passage 238 through the oil reservoir 119.
  • the intake cam piece 240 is externally fitted to one end side of the shaft portion 230a and fixed by fitting the pin 241 into a notch 243 (see FIG. 3) formed in the intake force piece 240. Has been.
  • the intake cam piece 240 is disposed above the cylinder portion 106 together with the exhaust cam piece 220.
  • the intake cam piece 240 rotates about the coaxial center.
  • the intake cam piece 240 is formed with a hole 245 that passes through the base circle surface and the inner surface of the opening that is fitted around one end of the shaft portion 230a.
  • the scissors 245 communicate with the main oil passage 238 in the shaft 230a.
  • this main oil passage 238 is adjacent to the eccentric plate 250 on the other end side, and penetrates in the axial portion 230a of the variable cam shaft 230 to which the intake cam piece 240 is attached at one end portion in the axial direction. Is formed.
  • the main oil passage 238 passes through the intake cam piece 240 and the intake cam piece 220 and also passes through the cam sprocket 211 adjacent to the exhaust cam piece 220 to reach the eccentric pre-place 250.
  • the main oil passage 238 has a cam sprocket 211 from one end side in the variable cam shaft 230 on which the intake cam piece 240, the exhaust force piece piece 220, and the cam sprocket 211 are externally fitted. And the other end is opened through a diaphragm 235.
  • the throttle 235 is arranged on the valve drive part (exhaust cam piece 220, intake cam piece 240) side and on the variable mechanism part side (eccentric plate 250, drive pin 212, driven pin 232, slots 252 and 254, etc.) side. Distribute lubricating oil optimally.
  • the main oil passage 238 crosses the inside of the cylinder head 104 at the upper portion of the cylinder portion 106.
  • the lubricating oil to which the one end side force of the shaft portion 230a is also supplied goes beyond the cam sprocket 211 directly driven by the crankshaft 130 to the eccentric plate 250 on the other end side of the shaft portion 230a via the throttle 235.
  • a plate 234 is attached to the other end portion side of the shaft portion 230a so as to project in a direction substantially orthogonal to the shaft center of the shaft portion 230a.
  • the plate 234 rotates at a position adjacent to the cam sprocket 211 as the shaft portion 230a rotates.
  • the plate 234 protrudes in a direction opposite to the direction in which the shaft portion 230a extends to follow the driven pin 23.
  • the follower pin 232 is parallel to the axis of the shaft portion 230a and is relative to the axis of the shaft portion 230a. It is located at an eccentric position and is disposed opposite to the drive pin 212 across the shaft portion 230a.
  • the driven pin 232 loosely fits in the slot 254 in which the central force of the eccentric plate 250 is also cut out in the radial direction, and the rotation of the eccentric plate 250 causes the shaft portion 230a to rotate. Circulate around the axis.
  • the intake cam piece is accompanied by the rotation of the variable cam shaft 230 driven by the rotation of the eccentric plate 250 via the driven pin 232. 240 also rotates.
  • the eccentric plate 250 is provided with a plate shaft portion 258 at the center of the plate-like plate main body 256 disposed adjacent to the plate 234 of the variable cam shaft 230.
  • the plate main body 256 includes a plate shaft A slot 252 and a slot 254 into which the drive pin 212 and the driven pin 232 are loosely fitted are formed on the same straight line with the portion 258 interposed therebetween.
  • the plate shaft portion 258 is provided so as to be perpendicular to the plate body portion 256 and projecting from the opposite side of the plate 234, and is rotatably inserted into an eccentric hole 262 formed in the eccentric boss 260. It has been entered.
  • the eccentric hole 262 is formed in the eccentric boss main body 264 that is arranged to rotate in the head cover 105 attached to the cylinder head 104 at a position eccentric to the rotation center R (see FIG. 3). Has been. Then, it is engaged with a worm gear 272 of an eccentric motor 270 attached to a rack 266 force head cover 105 provided on a part of the outer periphery of the eccentric boss main body 264. Therefore, by driving the eccentric motor 270, the position of the eccentric hole 262 can be moved to an eccentric position with respect to the rotation center R of the eccentric boss main body 264.
  • FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the rotation center R of the eccentric boss 260, the axis C of the variable cam shaft 230, and the axis E of the eccentric plate 250. As shown in FIG.
  • the eccentric boss 260 is rotatably fitted in the head cover 105, and is centered on the rotation center (boss center) R by the eccentric motor 270 (see FIGS. 1 to 3). Rotate.
  • the rotation center R is fixed on the engine side, and is the rotation center where the shaft center (eccentric center) E rotates with respect to the rotation axis C of the variable cam shaft 230, the exhaust cam piece 220, and the intake cam piece 240. ing.
  • the plate shaft portion 258, that is, the axis of the eccentric plate 250 is provided in the eccentric hole 262 of the eccentric boss 260. Since E is rotatably inserted, rotation of the eccentric boss 260 causes the shaft center (eccentric center) E of the eccentric plate 250 to move in an arc shape around the rotation center (boss center) R. Further, the axis C of the variable cam shaft 230, that is, the axis C of the exhaust cam piece 220 and the intake cam piece 240, is arranged on the movement line of this axis (center of eccentricity) E.
  • the shaft center E of the eccentric plate 250 is eccentric with the axis C of the variable cam shaft 230, and the exhaust cam piece integral with the cam sprocket 211 is obtained.
  • a phase difference can be set in the rotation of the intake cam piece 240 integrated with the variable cam drive shaft.
  • the rotational angle position of the eccentric boss 260 in the head cover 105 is detected by angle sensor units 26 and 27 provided on the eccentric boss 260 as shown in FIG.
  • the eccentric position of the eccentric hole 262 is obtained using information detected in this way, information obtained from engine side forces such as engine rotation and engine load, and information obtained by inputting user force via an operation unit (not shown). It is controlled to a preset position by a control unit (not shown).
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the eccentric boss.
  • the eccentric boss main body 264 of the eccentric boss 260 has a bottomed cylindrical shape, and a lid 264b is attached to a main body case 264a in which an eccentric hole 262 is formed. Composed.
  • the surrounding wall 262a is provided with a partition wall 265a, 265b, 265c [compartment compartments 267a, 267b, 267c].
  • the bottom surface of the compartment 267a is provided with an air hole 268 that communicates the compartment 267 with the back side of the eccentric boss, that is, the eccentric plate 250 side.
  • An oil return hole 268a that communicates with the outside of the eccentric boss main body 264 is formed in the peripheral wall of the compartment 267a.
  • the partition walls 265a and 265b are provided with notches 269, and the compartments 267a and 267b and the compartments 267b and 267c communicate with each other! /.
  • the lid 264b covers the compartments 267a, 267b, 267c.
  • the lid 264b has an opening 264c formed in the ceiling portion of the compartment 267c.
  • the eccentric boss 260 is configured to communicate with the axial direction, that is, the front and back surfaces via the air hole 268, the compartments 267a, 267b, 267c, the notch 269, and the opening 264c. Yes. That is, even if the eccentric boss 260 is attached to the cylinder head 104 via the head cover 105, the inside and outside of the head cylinder communicate with each other.
  • an oil return hole 105 a is formed in the head cover 105 so as to be substantially parallel to the rotational axis of the eccentric boss 260.
  • variable valve drive apparatus 200 in the present embodiment will be described.
  • the cam sprocket 211 is driven by the rotation of the crankshaft 130 through the cam drive chain 133 at half the rotation of the crankshaft 130.
  • the exhaust cam piece 220 provided integrally with the cam sprocket 211 via the cylindrical portion 224 rotates. That is, the exhaust cam piece 220 rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft 130.
  • the rotation of the cam sprocket 211 pushes the eccentric plate 250 around the plate shaft portion 258 via the drive pin 212 force slot 252 loosely fitted in the slot 252 of the eccentric plate 250, thereby causing the eccentricity.
  • the center of rotation of the eccentric plate 250 that is, the position of the plate shaft portion 258 is decentered by driving the eccentric motor 270, so that even when the cam sprocket 211 is rotating at a constant speed, the eccentric plate 250 is unequal. It rotates at high speed.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the positional relationship between the drive pin and the driven pin in a state where the center of the eccentric plate is eccentric with respect to the camshaft in the variable valve driving device.
  • Fig. 6 (a) to Fig. 6 (i) shows the relative positional relationship between the drive pin 212 and the driven pin 23 2 in a stepwise manner when the crankshaft is rotated at a predetermined rotation.
  • the slots 252 and 254 in which the drive pin 212 and the driven pin 232 are loosely fitted are formed on the same straight line, and thus are shown as a rough weaving straight line SL.
  • the slot 254 formed in the plate main body portion 256 of the eccentric plate 250 rotates at an unequal speed in the same manner as the eccentric plate 250. Since the driven pin 232 loosely fitted in the slot 254 is concentric with the cam sprocket 211 and the intake cam piece 240, an inconstant speed motion is transmitted to the driven pin 232 via the slot 254.
  • the shaft portion 230a rotates at a non-uniform speed through the driven pin 232 to which the non-uniform speed motion is transmitted, and the intake cam piece 240 rotates at a non-uniform speed accordingly.
  • the intake cam piece 240 is driven at an angular speed faster than half the rotational speed of the crankshaft 130 near the crank angle at which the intake cam piece 240 is open.
  • an operating angle for example, 268 degrees
  • the cam rotates more than the operating angle, so the intake valve is opened and closed in a shorter time. That is, the operating angle is narrowed.
  • the intake cam rotates slowly, the operating angle can be widened.
  • variable valve drive device 200 the intake cam rotated by the variable cam shaft 230 driven through the eccentric plate 250 with respect to the exhaust cam piece 220 provided integrally with the cam sprocket 211.
  • the rotational phase difference of the piece 240 fluctuates periodically. That is, the operating angle of the intake cam piece 240 is periodically variable, in other words, the intake cam piece 240 rotates at an unequal speed,
  • the operating angle and opening / closing timing of the intake valve (variable valve) that opens and closes by this rotation is variable.
  • timing at which the intake cam piece 240 is rotated fast with respect to the exhaust cam piece 220 and at which timing the intake cam piece 240 is rotated slowly depends on the eccentric plate 250 center, the cam nose and each slot relative to the center of the cam sprocket 211. Determined by the positional relationship with 252 and 254.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a valve lift by the variable valve drive device according to one embodiment of the present invention.
  • the lift amount of the intake valve is shown by lift curve K
  • the lift amount of the exhaust valve is shown by lift curve ⁇ .
  • the opening timing of the variable valve (here, the intake valve) is indicated by ⁇ , ⁇ 1, ⁇ 2, and the closing timing is indicated by ⁇ , ⁇ 1, ⁇ 2.
  • FIG. 7 shows the working angle (Duration: also referred to as “operation angle”) D1, the valve overlap D2, and the maximum lift angles D3 and D4 of the intake cam piece.
  • variable valve drive device 200 when the eccentric boss 260 rotates, the position of the eccentric hole 262, that is, the rotation center of the eccentric plate 250 is eccentric with respect to the cam shaft.
  • the lift curve K is variable as shown in lift curve Kl, ⁇ 2.
  • blowout can be prevented, hydrocarbons in the exhaust gas can be reduced, and engine output at low engine speed can be increased to improve fuel efficiency.
  • the intake cam piece 240 is rotated so that the intake valve is fully closed when the piston 102 is located at the bottom dead center.
  • variable valve drive device 200 the lubricating oil is efficiently supplied to the sliding portion of the member.
  • Fig. 8 is a diagram showing a flow of lubricating oil in the variable valve drive apparatus 200 according to the embodiment of the present invention.
  • Lubricating oil from the discharge port 118 flows into an oil reservoir 119 in an oil seal cap 115 disposed on one end 111 (end on the cylinder 106 side) of the sealed cylinder head 104 (FIG. 8). Arrow S1 direction).
  • the inflowing lubricating oil flows into the main oil passage 238 in the shaft portion 230a from the opening 230c at one end of the rotating shaft portion 230a (in the direction of arrow S2 in FIG. 8).
  • the lubricating oil that has flowed into the main oil passage 238 flows toward the chain line side of the shaft portion 230a.
  • This lubricating oil passes through the branch oil passage 239c and flows out of the intake cam piece 240 through the hole 245 (in the direction of arrow S3 in FIG. 8), thereby reducing the friction at the sliding portion of the intake cam piece 240. .
  • the lubricating oil in the main oil passage 238 flows into the oil sump groove 237 from the branch oil passage 239b and lubricates the sliding portion with the exhaust cam piece 220 (in the direction of arrow S4 in FIG. 8). Further, the lubricating oil from the branch oil passage 239c (in the direction of arrow S4 in FIG. 8) lubricates the base circle surface of the exhaust cam piece 220 from the hole 223. [0107] Further, the lubricating oil in the main oil passage 238 flows from the branch oil passage 239a into the oil sump groove 236, and lubricates the sliding portion between the cylindrical portion 224 and the bearing 104a provided in the cylinder head 104. (Arrow S5 direction in Fig. 8).
  • the lubricating oil in the main oil passage 238 further flows to the chain line side of the shaft portion 230a, and the axial center partial force on the one end surface of the shaft portion 230a, specifically, the surface of the plate 234, also passes through the restriction 235. It flows out (see arrow S6 in Fig. 8).
  • this plate 234 is disposed opposite to the eccentric plate 250 in the chain case portion 116 of the cylinder head 104, the lubricating oil from the main oil passage 238 slides with other members related to the eccentric plate 250.
  • Lubricate moving parts For example, the lubricating oil discharged from the variable cam shaft 230 lubricates the sliding parts of the plate body 256 (slots 252 and 254), the drive pin 212 and the driven pin 23 2 (in the direction of arrows S7 and S8 in FIG. 8), etc. To do.
  • the eccentric plate and the drive pin receive a surface pressure due to the driving force and are repeatedly subjected to cyclic sliding with each other.
  • the drive pin is made of a hard steel material that has been heat-treated, and the eccentric plate is made of high alloy steel, pig iron, or an iron-based sintered alloy with excellent wear resistance. It is effective to apply a surface treatment for improving the hardness of the portion.
  • the lubricating oil lubricates the sliding portion between the cam sprocket 211 and the cam drive chain 133 (see Fig. 1) (in the directions of arrows S9 and S10 in Fig. 8).
  • variable valve driving device 200 configured as described above has an exhaust and intake cam piece 220, 240 on the cam axis as compared with a variable valve drive mechanism, that is, a cam shaft without a so-called variable bubble timing mechanism. And the positional relationship with the cam sprocket 211 does not change.
  • variable valve drive device 200 can be mounted only by changing the camshaft portion to the variable valve drive device 200.
  • variable valve drive device 200 In order to mount the variable valve drive device 200, the dimensions and arrangement positions of each member for driving the camshaft such as the crankshaft, the cylinder portion and cylinder head of the engine body, and the timing gear are specified. There is no change.
  • intake cam piece 240 is periodic with respect to exhaust cam piece 220.
  • the variable valve drive device 200 and the head cover 105 are removed from the engine body 110.
  • a crankshaft having a cam sprocket, an exhaust cam piece, an intake cam piece, and the like that the variable mechanism portion such as the eccentric plate 250 has is inserted into the cylinder head, and a head cover formed corresponding to this crankshaft is attached.
  • the motorcycle 500 including the variable valve driving device 200 can be easily changed to a motorcycle without the variable valve driving device 200.
  • the vehicle on which engine 100 is mounted is described as a starter-type motorcycle.
  • the present invention is not limited to this, and any vehicle on which engine 100 is mounted may be used.
  • Fig. 9 is a schematic side view showing a configuration of a main part of the motorcycle including the variable valve drive device for an engine according to the embodiment of the present invention.
  • front, rear, left, and right mean front, rear, left, and right when viewed in a seated state on the motorcycle seat.
  • the motorcycle according to the present embodiment is not limited to the force described as a starter type motorcycle, and may be any vehicle as long as the vehicle has a valve drive device.
  • a motorcycle 500 shown in FIG. 9 is a tandem starter type, and includes a tandem seat 504 on the rear side of a vehicle main body 503 that rotatably supports a handle 502 on the front side.
  • the tandem seat 504 is attached to the trunk space 505 disposed at the lower part so as to be freely opened and closed.
  • a drive unit 600 is disposed below the trunk space 505.
  • the front end portion of the drive unit 600 is a pivot shaft (not shown) horizontally disposed in the vehicle width direction at the rear end portion of the front main body 503a extending from the lower side of the handle 502 to the lower side of the tandem seat 504. ) And can be swung up and down.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing the main part of the drive unit of FIG.
  • the engine 100 is mounted on the front side of the vehicle.
  • the driving force of engine 100 is applied to axle 510 arranged at the rear end of drive unit 600, C
  • the rear wheel 508 is rotated by rotating via the VT mechanism 610.
  • the engine 100 is positioned at a substantially central portion in the vehicle front-rear direction below the trunk space 505 with the axis of the cylinder 106 substantially horizontal and the crankshaft 130 substantially parallel to the vehicle width direction. ing.
  • a CVT mechanism 610 extending rearward of the vehicle is disposed at the other end of the crankshaft 130, here, at the left end of the vehicle.
  • the binding mechanism 610 is arranged substantially parallel to the cylinder shaft, and includes a pulley 611 attached to the crankshaft 130, a pulley 612 attached to the axle 510, and a benolet 613 spanned between the pulleys 611 and 612. And a centrifugal clutch 61 4.
  • Centrifugal clutch 614 is attached to axle 510.
  • a deceleration gear 615 is attached to the axle 510, and the driving force of the crankshaft 130 transmitted through the pulley 611 and the belt 613 is decelerated.
  • Engine 100 of the present embodiment is provided between cam drive body 210 corresponding to the cam drive shaft in the conventional engine configuration and exhaust and intake cam pieces 220, 240 disposed on the upper portion of cylinder portion 106. Does not arrange the eccentric plate 250 corresponding to the eccentric member.
  • eccentric plate 250 and exhaust and intake cam pieces 220, 240 are arranged on the cam axis with cam drive body 210 interposed therebetween.
  • the eccentric plate 250 and the exhaust and intake cam pieces 220 and 240 are arranged on the cam axis with the cam sprocket 211 arranged on the chain line of the cam drive chain 133 interposed therebetween.
  • Exhaust and intake cam pieces 220 and 240 are arranged above the cylinder portion 106 along the cylinder axis CL due to the engine structure. Unlike the conventional configuration, the exhaust and intake cam pieces 220 and 240 differ from the conventional configuration. The lines are arranged at adjacent positions.
  • the chain line L of the engine 100 has a conventional configuration in which an eccentric member is disposed between the cam sprocket 211 and the exhaust and intake cam pieces 220 and 240. Compared to the chain line LA, it is arranged closer to the cylinder axis CL.
  • the belt 613 line of the CVT mechanism 610 disposed substantially parallel to the chain line L outside the chain line L is closer to the cylinder axis CL than in the conventional structure.
  • the lateral width of the drive unit 600 itself is reduced.
  • the left end surface 600a is closer to the right side than the left side surface 600b when the engine equipped with the conventional variable valve drive device is mounted, as the chain line L approaches the cylinder axis CL. Approach the side.
  • starter type motorcycle 500 is structurally provided with components provided on the outer side of cam drive chain 133 on the crankshaft, such as a sheave for CVT (Continuously Variable Transmission).
  • CVT Continuous Variable Transmission
  • the motorcycle 500 has the same crankcase 112 width as the structure without the variable valve timing mechanism.
  • the eccentric mechanism portion such as the eccentric plate 250 is disposed between the exhaust and intake cam pieces 220, 240 and the cam sprocket 211!
  • variable valve drive device 200 is provided by simply removing the variable valve drive device 200 from the cylinder head 104 of the engine body 110 and changing the eccentric plate 250, the variable cam shaft 230, the eccentric boss 260, and the head cover 105. It can be used as an engine.
  • the overlap period can be varied with a simple configuration.
  • the cam operating angle can be varied with a simple configuration without significantly changing the engine configuration, thereby realizing high response and low fuel consumption in the engine. Monkey.
  • the engine 100 is a single cylinder SOHC (Single Over Head Camshaft) type of power. Not limited to this, the multi-cylinder SOHC type and DOHC (Double Over Head Camshaft) are also applicable. It is.
  • SOHC Single Over Head Camshaft
  • DOHC Double Over Head Camshaft
  • variable valve drive device 200 the rotational phase difference of the intake cam piece 240 is periodically changed with respect to the exhaust cam piece 220 that varies the operating angle of the intake valve.
  • the rotational phase difference of the exhaust cam piece 220 may be periodically changed with respect to the intake cam piece 240.
  • the variable valve driving device 200 is provided with an intake cam piece for driving the intake valve by rotating integrally with the cam sprocket 211, and an exhaust cam piece for driving the exhaust valve on the variable cam shaft 230. It is set as the structure which provided. With this configuration, it is possible to change the overlap by changing the working angle of the exhaust valve.
  • the variable valve drive apparatus includes a drive transmitted from the crankshaft.
  • the cam drive member that rotates by force and the drive of the cam drive member rotate about an axis in the same direction as the rotation axis of the cam drive member, and the shaft is at the center of the rotation shaft.
  • An eccentric member provided so as to be movable, and is disposed coaxially with the rotation shaft, and is driven to rotate about the rotation shaft by the eccentric member, and when the eccentric member is rotationally driven at the eccentric position,
  • the cam piece that rotates at the same rotational phase as the cam shaft is driven by the rotational phase difference with respect to the cam drive member being periodically changed, that is, the operating angle of the cam piece is variable, whereby the exhaust valve Alternatively, the intake valve is driven, and the operating angle of the exhaust valve or the intake valve is variable.
  • the valve overlap is variable.
  • valve opens and closes early, and the overlap is reduced or eliminated, reducing residual gas (combustion gas) contamination and stabilizing gas combustion. To do.
  • the eccentric member is not disposed between the cam drive member and the cam piece, and the positional relationship between the exhaust or intake valve and the cam drive member is the same as that in the conventional engine.
  • the present variable valve drive device can be mounted on a conventional engine without drastically changing the engine configuration.
  • the main engine components can be shared between an engine with a variable valve mechanism and an engine without a variable valve mechanism.
  • this variable valve drive unit is installed in an engine without a variable valve mechanism mounted on a motorcycle, there is no need to change other engine components such as cylinders and crankshafts. Can be reduced.
  • variable valve driving device in the configuration described above, the member movement is performed to move the shaft of the eccentric member to a coaxial positional force eccentric position with respect to the rotation shaft of the cam driving member
  • the structure which has a part is taken.
  • the cam driving member is interposed via the member moving portion.
  • the operating angle of the exhaust or intake valve can be varied by periodically varying the rotational phase difference between the cam frame and the cam piece.
  • the variable valve drive device according to the third aspect of the present invention is rotated at the same rotational phase as the cam drive member by the cam drive member, and is disposed at a position adjacent to the cam piece. A configuration having another cam piece is employed.
  • one of the cam piece and the other cam piece is an intake cam piece that drives the intake valve
  • the other can be an exhaust cam piece that drives an exhaust valve.
  • the cam piece drives an intake valve by rotation
  • the another cam piece drives an exhaust valve by rotation. take.
  • the cam piece drives an exhaust valve by rotation
  • the another cam piece drives an intake valve by rotation. take.
  • a variable valve drive apparatus is disposed on a cam drive member that rotates by a drive force transmitted from a crankshaft, and on one end side of the cam drive member in the rotation axis direction, An axis in the same direction as the rotation axis of the cam drive member by driving the cam drive member And an eccentric member provided such that the shaft is movable to an eccentric position of the rotating shaft, and is arranged coaxially with the rotating shaft, and the eccentric member is centered on the rotating shaft. And a cam shaft in which a rotational phase difference with respect to the cam drive member periodically varies when the eccentric member is rotationally driven at the eccentric position, and other directions in the rotation axis direction of the cam drive member.
  • the first valve drive cam piece that is disposed on the end side is rotated at the same rotational phase as the cam shaft, and does not change the operating angle, and is disposed adjacent to the first valve drive cam piece.
  • a second valve driving cam piece with a variable operating angle is provided such that the shaft is movable to an eccentric position of the rotating shaft
  • variable valve driving device since no other member is interposed between the two valve driving cam pieces, the variable valve driving device can be configured extremely compactly.
  • An engine according to a seventh aspect of the present invention is centered on an axis in the same direction as the rotation axis of the cam drive member by rotating the cam drive member rotated by the driving force transmitted with the crankshaft force and driving the cam drive member.
  • an eccentric member provided so that the axial force of the rotating shaft can be moved to an eccentric position, and coaxial with the rotating shaft.
  • the eccentric member rotates about the rotating shaft.
  • a variable valve drive device disposed on the other end side, wherein the crankshaft is disposed substantially parallel to a rotation shaft of the cam drive member, and the cam drive member is substantially perpendicular to the crankshaft.
  • a configuration is adopted in which the crankshaft rotates in conjunction with a driving force transmission unit disposed in the cylinder.
  • the eccentric member that improves the engine performance without changing the displacement is
  • the exhaust drive or intake valve is not disposed between the cam drive member and the cam piece and has the same positional relationship as that of the conventional engine and the cam drive member. For this reason, the variable valve drive can be installed without significantly changing the conventional engine configuration. In other words, the engine with variable valve mechanism and the engine without variable valve mechanism A common engine component can be used. Therefore, there is no variable valve mechanism mounted on a motorcycle, and when an engine is mounted with a variable valve drive device, other than cylinders, crankshafts, etc.
  • An engine includes a cam drive member that is rotated by a drive force transmitted by a crankshaft force, and one end side in the rotation shaft direction of the cam drive member, and the force drive
  • An eccentric member that rotates about an axis in the same direction as the rotation axis of the cam drive member by driving the member, and the axis is provided such that an axial center position force of the rotation axis can be moved to an eccentric position; It is arranged coaxially with the rotation shaft, and is rotationally driven around the rotation shaft by the eccentric member, and when the eccentric member is rotationally driven at the eccentric position, the rotational phase difference with respect to the cam drive member is periodic.
  • a first camshaft for driving the valve which is disposed on the other end side in the rotation axis direction of the cam drive member, is rotated at the same rotation phase as the camshaft, and has a variable operating angle.
  • This first cam A variable valve drive device which is arranged adjacent to the piece and has a second valve drive cam piece having a variable operating angle, wherein the crankshaft rotates the cam drive member. Arranged substantially parallel to the axis,
  • the cam driving member is interlocked with the rotation of the crankshaft via a driving force transmitting portion disposed in a direction substantially orthogonal to the crankshaft. According to this configuration, since no other member is interposed between the two valve driving cam pieces in the variable valve driving device, the engine can be configured extremely compactly.
  • the engine according to the ninth aspect of the present invention employs a configuration that is a single cylinder engine in the above configuration.
  • variable bubble driving device in a single cylinder, can open and close the nozzle corresponding to engine rotation at low speed and high speed.
  • the motorcycle according to the tenth aspect of the present invention employs a configuration in which the engine force having the above-described configuration is mounted with the crankshaft arranged in the vehicle width direction.
  • the crankshaft width does not increase.
  • the drive force transmission line to the crankshaft cam drive member is also separated from the cylinder axial force at which the cam piece is arranged. It will be.
  • transmission means for transmitting the driving force from the crankshaft to the axle is provided outside the driving force transmission line, the transmission means does not protrude outward and the width of the engine itself is increased.
  • a decrease in corners can be prevented, and a decrease in vehicle performance can be prevented.
  • variable valve drive device, engine, and motorcycle according to the present invention are useful as having an effect of making the working angle of the cam variable with a simple configuration without drastically changing the engine configuration.

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

明 細 書
可変バルブ駆動装置、エンジン及び自動二輪車
技術分野
[0001] 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。
背景技術
[0002] 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!ヽ 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。
[0003] 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。
[0004] 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 がー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。
[0005] 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ぐ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《なり、高出力を実現できないという問題が生じる。
[0006] 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。
[0007] 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力 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。
[0008] 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。
[0009] 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 、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 、る。
特許文献 1：特公昭 47— 020654号公報
特許文献 2：特開平 5 - 118208号公報
特許文献 3 :特開平 3—43611号公報
特許文献 4: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 、スタータ型の車両（以下、「スタータ」という）等においては、車両寸法の制限上、ェ ンジン構造は、より簡略ィ匕されることが望ましい。
[0010] し力しながら、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、クランク軸力 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 、と 、う問題がある。
[0011] 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。
[0012] 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力 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。
[0013] 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力 シ リンダ及びカムが配置されるラインカゝら離間する。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、自動二輪車のェンジ 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。
[0014] 特に、スタータでは、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タータに搭載し 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卷回される回転体 (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 を有するスタータでは、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。
[0015] 本発明は力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 となぐ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。
発明の開示
[0016] 本発明の可変バルブ駆動装置は、クランク軸力 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。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]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 2]同可変バルブ駆動装置を示す要部断面図である。
[図 3]同可変バルブ駆動装置の分解斜視図である。
[図 4]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。
[図 5]偏心ボスの分解斜視図である。
[図 6]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。
[図 7]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。
[図 8]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。
[図 9]本発明の一実施の形態に係るエンジンのノ レ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 10]図 9の駆動ユニットの要部を示す概略平面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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ノ レブタイミングを可変となる。これにより、ェン 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。
[0022] 本実施の形態では、エンジン 100は、スタータ型自動二輪車 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力 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!/、。
[0023] 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 10 8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。
[0024] 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が卷回されている。このカム駆動チェーン 13 3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に卷回され、可変バルブ駆動装置 200のカム駒 22 0、 240に回転駆動力を伝達する。
[0025] 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力もカム駆動チェーン 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。
[0026] 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。
[0027] 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 2 30、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。
[0028] 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。
[0029] 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、可変力 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。 [0030] 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が揷通された状態で、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、力ムスプロ ケット 211に揷通され、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。
[0031] 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。
[0032] 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。
[0033] 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 1Z2の速度で回転して!/、る。
[0034] 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、力ムシ 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。
[0035] 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に対して逆側に向力つて突出し、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 21 2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。
[0036] 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、力ムス 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、この力ムスプロ 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 、る。
[0037] 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 114 aにより検知される。
[0038] 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 114 a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。
[0039] 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、軸方向に貫通する揷通孔 215 が設けられている。なお、この揷通孔 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 、る（図 2参照)。
[0040] 揷通孔 215には、可変カム軸 230の軸部 230aが軸方向に回転自在に揷通されて いる。
[0041] 可変カム軸 230の軸部 230aは、揷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がー体的に取り付けられている。
[0042] 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 2
11側で突出する部分に従動ピン 232を有する。
[0043] 可変カム軸 230は、カム駆動体 210に揷通された状態で、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 23
0を回動自在に支持する。
[0044] 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 、る。以下では貫通孔 238を主油路 238として説明す る。
[0045] この主油路 238は、分岐油路 239a、 239b, 239cにより軸咅 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。
[0046] 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。
[0047] 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【こ連通して!/ヽる。
[0048] 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 成する揷通孔 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。
[0049] 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。
[0050] 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 24
0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 、る。
[0051] 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によりシリンダへッ ド 104外部に潤滑油が漏れな 、ようにして 、る。
[0052] 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。
[0053] 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を吸気力 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。 [0054] 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、この孑し咅 245は、軸咅 230a内の主油路 238と連通して!/、る。
[0055] 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。
[0056] 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 一卜 250に至る。
[0057] さらに、言い換えれば、主油路 238は、一端部側力 順に吸気カム駒 240、排気力 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。
[0058] 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。
[0059] 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の一端部側力も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。
[0060] 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。
[0061] 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 23
2が設けられて 、る（図 1から図 3参照)。
[0062] 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。
[0063] 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 力も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の回転によつ 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。
[0064] 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。
[0065] 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。
[0066] 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力 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 ァ 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。
[0067] 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 25 0の軸心 Eとの位置関係を示す図である。
[0068] 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。
[0069] 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。
[0070] 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。
[0071] 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 26 2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。
[0072] 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力 得られる情報と、図示 しない操作部を介してユーザ力も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。
[0073] ここで、偏心ボス 260の構造について説明する。
[0074] 図 5は偏心ボスの分解斜視図である。
[0075] 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。
[0076] 本体ゲース 264a【こ ίま、偏' し 262の周囲【こ隔壁 265a、 265b, 265c【こより仕切ら れた隔室 267a、 267b, 267c力設けられている。
[0077] 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。 [0078] また、隔壁 265a、 265bには、切欠咅 269力 ^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!/、る。
[0079] 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。
[0080] 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。
[0081] 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、ェン 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プリ 一ザ室として機能している。
[0082] 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。
[0083] 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。
[0084] 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力 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。
[0085] 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 23 2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〖こ直線 SLとして示す。
[0086] 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中心間の距離力 力 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。
[0087] 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の中心力も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中心間の距離力 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。
[0088] 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。
[0089] 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。
[0090] 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 2 40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。
[0091] 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。
[0092] 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 Η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 ΟΤ、 ΟΤ1、 ΟΤ2、閉じタイミングを ΤΤ、 ΤΤ1、 ΤΤ2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。
[0093] 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 Kl、 Κ2に示すように可変する。
[0094] 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、ノ レブが閉じられるとカムの回転速度があがる。
[0095] また、リフトカーブ Κ2のようにカムの作用角（開タイミング ΟΤ2から閉じタイミング ΤΤ 2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、ノ レ ブが閉じられるとカムの回転速度は落ちる。
[0096] 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!、可変させることができる。
[0097] 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 つて、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ィ匕を図ることができ、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。
[0098] 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、ェ 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。
[0099] 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。
[0100] 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ォ 一バーラップを大きくとることによりボンビ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。
[0101] 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。
[0102] 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。
[0103] 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。
[0104] 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 S 1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）。
[0105] 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力つて流れ 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。
[0106] 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。 [0107] 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）。
[0108] そして、主油路 238内の潤滑油は、さらに軸部 230aのチ 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表面の軸心部分力も絞り 235を介して外 部に流出する（図 8における矢印 S6参照)。
[0109] 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 23 2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，铸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。
[0110] 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）。
[0111] 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。
[0112] よって、可変バルブ駆動機構がない従来の自動二輪車、特にスタータのエンジン 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。
[0113] 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。
[0114] 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ぐカムスプロケット、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 20 0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 、自動二輪車に容 易に変更することができる。
[0115] 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。
[0116] ここでは、エンジン 100を搭載する車両を、スタータ型の自動二輪車として説明する 力 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。
[0117] 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、スタータ型二輪車として 説明する力 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。
[0118] 図 9に示す自動二輪車 500は、タンデム型スタータタイプであり、前側でハンドル 50 2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。
[0119] 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。
[0120] 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 、る。 [0121] 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。
[0122] 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、 C
VT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。
[0123] 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。
[0124] 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。じ¥丁機構部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〖こ掛け渡されたべノレト 613と、遠心クラッチ 61 4とを有する。
[0125] 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。
[0126] 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、スタータ型の車両 (以下、「スタータ」という）等においては、 車両寸法の制限上、エンジン構造は、より簡略ィ匕されることが望ましい。
[0127] 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。
[0128] 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。
[0129] 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 2 11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。
[0130] 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。
[0131] 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 2 11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。
[0132] 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。
[0133] 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。
[0134] つまり、スタータ型の自動二輪車 500は、構造上、 CVT (Continuously Variable Tra nsmission: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。
[0135] 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、力 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ェ 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。
[0136] 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力 シリンダ軸線 CL力も離間することがない。
[0137] 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。
[0138] 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。
[0139] 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!、な!/、。
[0140] 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 、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、可変ノ レブ駆動装置 200を備えな 、エンジンとして用いることがで きる。
[0141] 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ぐ従来のエンジンと非可変仕様のエンジンでシリンダへ 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。
[0142] 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 ヽな 、ため、カムスプロケットがシリンダ軸力 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！、。
[0143] 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、簡易な構成でォー バーラップ期間を可変することができる。
[0144] 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ぐ簡易な構 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 とがでさる。
[0145] 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力 これに限らず、多気筒の SOHC型、 DOHC (Double Over He ad Camshaft)でも適用可能である。
[0146] 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ベぐ排気 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 1S 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。
[0147] 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 位置力 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 ヽる構成を採る。
[0148] この構成によれば、カム駆動部材の駆動により偏心部材力 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。
[0149] 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。
[0150] 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。
[0151] 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、ォー 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。
[0152] 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ィ匕を図ることがで 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。
[0153] 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ボンビング ダロスを少なくして、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ぐエンジン性能を向上させることができる。
[0154] 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 、る
[0155] 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 る必要が無ぐコストを大幅に削減できる。
[0156] また、自動二輪車、特にスタータに、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 軸力 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〖こなる。
[0157] 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ぐバンク角の減少を防ぎ、車両の運動性能の減少を防ぐこ とがでさる。
[0158] 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力 偏心位置に移動さ せる部材移動部を有する構成を採る。
[0159] 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。 [0160] 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。
[0161] 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。
[0162] 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。
[0163] 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。
[0164] 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ぐ高速回転時の性 能を確保することができる。
[0165] 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。
[0166] 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。
[0167] これにより、吸気弁の開き時期を変えることなぐ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ぐ高速性能を確保することができる。
[0168] 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力 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、クランク軸力 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力も偏 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ぐ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!、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ぐコストを大幅に削減して組み立てることがで きる。
[0170] また、このエンジンを自動二輪車、特にスタータに、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、クランク軸力 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力 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 ことがなぐバンク角の減
少を防ぎ、車両の運動性能の減少を防ぐことができる。
[0171] 本発明の第 8の態様に係るエンジンは、クランク軸力 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、前記力 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力も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。
[0172] 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ノ レブの開閉を行うことができる。
[0173] 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力 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。
[0174] 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!ヽ 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、クランク軸力 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力も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ぐバンク
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
[0175] 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ぐ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

請求の範囲
[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力 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力 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力 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記載のエンジン力 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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