(57)【要約】【課題】内燃機関の動弁装置において、リンク機構の揺動を安定させて、機関弁の作動特性を安定化する。【解決手段】カム軸と、機関弁を開閉作動させるべくカム軸に枢支される動弁カムと、カム軸と一体に回転する駆動カムにより動弁カムを揺動させるリンク機構と、リンク機構を揺動させる駆動機構とを備え、動弁カムの緩衝部において機関弁の開弁及び閉弁が開始され、駆動機構がリンク機構を介して動弁カムを揺動させることで機関弁の開閉時期が制御される内燃機関の動弁装置において、駆動カムのベース円からカム山へ移行する際の緩衝移行部及び緩衝定速部を設けずに、緩衝移行部及び緩衝定速部を駆動カムのリフト速度が増速する増速部Ｈとし、続いて駆動カムのリフト速度が一定の定速部Ｉとし、定速部Ｉは、少なくとも機関弁の開時期の最遅角位置Ｓｏｍｉｎが含まれる角度幅に亘って設けられた。【選択図】図１１
2011032928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸に連動して回転するカム軸と、吸気弁または排気弁からなる機関弁を開閉作動させるべく前記カム軸に枢支される動弁カムと、前記カム軸と一体に回転する駆動カムにより前記動弁カムを前記カム軸を中心に揺動させるリンク機構と、前記リンク機構を前記カム軸を中心に揺動させる駆動機構とを備え、
前記動弁カムの緩衝部において前記機関弁の開弁及び閉弁が開始され、前記駆動機構が前記リンク機構を介して前記動弁カムを前記カム軸を中心に揺動させることにより前記機関弁の開閉時期が制御される内燃機関の動弁装置において、
前記駆動カムのベース円からカム山へ移行する際の緩衝移行部及び緩衝定速部を設けずに、前記緩衝移行部及び前記緩衝定速部を前記駆動カムのリフト速度が増速する増速部とし、続いて前記駆動カムのリフト速度が一定の定速部とし、該定速部は、少なくとも前記機関弁の開時期の最遅角位置が含まれる角度幅に亘って設けられること、
を特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記増速部の始端部は、前記動弁カムが揺動しても前記機関弁のリフトを伴わない、前記動弁カムのベース円上に設けた空走領域内にあること、
を特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記増速部の終端部は、前記動弁カムの緩衝部領域手前または緩衝部領域内であること、
を特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記増速部の終端部は、最大バルブ特性においては前記動弁カムの緩衝部領域内であり、最小バルブ特性においては、前記動弁カムの緩衝部領域手前であり、前記動弁カムの緩衝部領域は前記定速部の領域内にあること、
を特徴とする請求項３記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
前記駆動カムの定速部の終端からベース円に至る減速部を設け、前記増速部の始端部と前記減速部の終端部とが一致するまで前記増速部を設けたこと、
を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関弁を開閉する動弁カム及び動弁カムを駆動する駆動カムを備え、機関弁の開閉時期を制御可能な内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の動弁装置において、シリンダヘッドに支持されたカム軸と一体回転する駆動カムと、カム軸に揺動可能に支持され、機関弁を開閉させる動弁カムと、カム軸を中心に揺動可能に支持され、駆動カムの弁駆動力を動弁カムに伝達し、動弁カムを揺動させるリンク機構と、リンク機構をカム軸を中心に揺動させる駆動機構とを備え、揺動されたリンク機構の揺動位置によって、機関弁の作動特性を変更可能にしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２３３１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の動弁装置では、上記リンク機構を構成するサブロッカアームは、上記駆動カムによってリフトされて揺動させられ、駆動カムは、サブロッカアームを揺動させないベース円部及びサブロッカアームを揺動させるカム山部を有し、ベース円からカム山へ移行する区間には緩衝部を設けていた。図１２は、従来の駆動カムの動作特性を示すグラフであり、図１２を参照して従来の緩衝部Ｓについて説明する。
一般に、上記ベース円部とカム山部との間は滑らかにつながっておらず、図１２の駆動カムにおいては、緩衝部Ｓは、カムシャフトの回転に伴ってリフト速度が増加する緩衝移行部Ｓａと、緩衝移行部Ｓａに続いてリフト速度が一定の緩衝定速部Ｓｂとを有し、緩衝定速部Ｓｂには、大きな加速度でリフト速度を増速させる増速部Ｓｃが連続して設けられていた。
緩衝移行部Ｓａは、リフト加速度が比較的大きいため、緩衝移行部Ｓａによってサブロッカアームが弾性変形したり、わずかにジャンプしたりする可能性があった。また、緩衝定速部Ｓｂの長さを十分に確保できない場合にもサブロッカアームの挙動が不安定になる可能性があった。
【０００４】
さらに、緩衝移行部Ｓａ及び緩衝定速部Ｓｂを設けた場合、その分だけサブロッカアームの揺動速度を増加させる増速部Ｓｃの区間を長くすることができなかった。これにより、増速部Ｓｃでのサブロッカアームの加速度が大きくなり、特に内燃機関の高回転時には、サブロッカアームの弾性変形が大きくなったり、サブロッカアームのジャンプが生じたりすることにより、サブロッカアームの揺動量に変動が生じ、機関弁の作動特性に影響を及ぼす可能性があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、内燃機関の動弁装置において、リンク機構の揺動を安定させて、機関弁の作動特性を安定化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述課題を解決するため、本発明は、内燃機関のクランク軸に連動して回転するカム軸と、吸気弁または排気弁からなる機関弁を開閉作動させるべく前記カム軸に枢支される動弁カムと、前記カム軸と一体に回転する駆動カムにより前記動弁カムを前記カム軸を中心に揺動させるリンク機構と、前記リンク機構を前記カム軸を中心に揺動させる駆動機構とを備え、前記動弁カムの緩衝部において前記機関弁の開弁及び閉弁が開始され、前記駆動機構が前記リンク機構を介して前記動弁カムを前記カム軸を中心に揺動させることにより前記機関弁の開閉時期が制御される内燃機関の動弁装置において、前記駆動カムのベース円からカム山へ移行する際の緩衝移行部及び緩衝定速部を設けずに、前記緩衝移行部及び前記緩衝定速部を前記駆動カムのリフト速度が増速する増速部とし、続いて前記駆動カムのリフト速度が一定の定速部とし、該定速部は、少なくとも前記機関弁の開時期の最遅角位置が含まれる角度幅に亘って設けられることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、駆動カムに緩衝移行部及び緩衝定速部を設けずに、リフト速度が増速する増速部を設けたため、駆動カムによってリンク機構の揺動を加速させる区間を、緩衝移行部及び緩衝定速部を設けない分だけ長くできる。これにより、リンク機構を緩やかに加速できるため、大きな揺動の加速度がかかることによるリンク機構の弾性変形を抑制でき、リンク機構の揺動を安定させて機関弁の作動特性を安定化できる。
また、駆動カムのリフト速度が一定の定速部を、少なくとも機関弁の開時期の最遅角位置が含まれる角度幅に亘って設けたため、最遅角位置よりも進角側の区間のリフト速度を定速部の速度にすることができる。これにより、開時期の最遅角位置及び、最遅角位置よりも進角側における開時期に対応する駆動カムのリフト速度を、開閉時期にかかわらず定速部の速度とすることができ、機関弁を開閉させる動弁カムの揺動速度を定速にできるため、開閉時期の変更に伴って機関弁の打音が発生することを防止できる。
【０００８】
また、上記構成において、前記増速部の始端部は、前記動弁カムが揺動しても前記機関弁のリフトを伴わない、前記動弁カムのベース円上に設けた空走領域内にあっても良い。
この場合、機関弁のリフトを伴わない動弁カムのベース円上に設けられた空走領域を大きくとることにより、駆動カムの増速部の長さを大きく確保でき、リンク機構にかかる加速度を低減できる。また、増速部の始端部における駆動カムの加速度が機関弁のリフト動作に影響しないため、機関弁の作動特性を安定化できる。
【０００９】
また、前記増速部の終端部は、前記動弁カムの緩衝部領域手前または緩衝部領域内であっても良い。
この場合、増速部の終端部を動弁カムの緩衝部領域手前または緩衝部領域内まで設けたため、増速部を長く確保してリンク機構にかかる加速度を低減できる。さらに、増速部の終端部は定速部と略同等の速度であるため、機関弁のリフトの緩衝部内まで増速部の終端部を設けた場合でも、進角時と遅角時の打音の発生状況に差を生ずることなく、機関弁の作動特性を安定化できる。
【００１０】
さらに、前記増速部の終端部は、最大バルブ特性においては前記動弁カムの緩衝部領域内であり、最小バルブ特性においては、前記動弁カムの緩衝部領域手前であり、前記動弁カムの緩衝部領域は前記定速部の領域内にあっても良い。
この場合、機関弁は定速部により同じ揺動角速度で揺動される動弁カムにより開閉されるので、開弁時の打音を小さくできる。最大バルブ特性では動弁カムの緩衝部領域が定速部内にないが、揺動角速度の変化はあまりないので、増速部を大きくしてリンク機構の弾性変形を最小限にできる。
【００１１】
また、前記駆動カムの定速部の終端からベース円に至る減速部を設け、前記増速部の始端部と前記減速部の終端部とが一致するまで前記増速部を設けても良い。
この場合、増速部の長さを最大にすることができ、リンク機構の弾性変形を最小限にできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る内燃機関の動弁装置では、緩衝移行部及び緩衝定速部を設けない分だけ駆動カムの増速部を長くできるため、リンク機構の揺動を緩やかに加速できる。これにより、大きな揺動の加速度がかかることによるリンク機構の弾性変形を抑制でき、リンク機構の揺動を安定させて機関弁の作動特性を安定化できる。
また、駆動カムの定速部を、少なくとも機関弁の開時期の最遅角位置が含まれる角度幅に亘って設けたため、最遅角位置よりも進角側の区間のリフト速度を定速部の速度にすることができる。これにより、最遅角位置及び、最遅角位置よりも進角側に対応する駆動カムのリフト速度を、開閉時期にかかわらず定速部の速度にすることができ、機関弁を開閉させる動弁カムの揺動速度を定速にできるため、開閉時期の変更に伴って機関弁の打音が発生することを防止できる。
【００１３】
また、機関弁のリフトを伴わない動弁カムのベース円上に設けられた空走領域を大きくとることにより、駆動カムの増速部の長さを大きく確保でき、リンク機構にかかる加速度を低減できる。また、加速度が機関弁のリフト動作に影響しないため、機関弁の作動特性を安定化できる。
また、増速部の終端部を動弁カムの緩衝部領域手前または緩衝部領域内まで設けたため、増速部を長く確保してリンク機構にかかる加速度を低減できる。さらに、増速部の終端部は定速部と略同等の速度であるため、バルブリフトの緩衝部内まで増速部の終端部を設けた場合でも、進角時と遅角時の打音の発生状況に差を生ずることなく、機関弁の作動特性を安定化できる。
【００１４】
さらに、機関弁は定速部により同じ揺動角速度で揺動される動弁カムにより開閉されるので、開弁時の打音を小さくできる。最大バルブ特性では動弁カムの緩衝部領域が定速部内にないが、揺動角速度の変化はあまりないので、増速部を大きくしてリンク機構の弾性変形を最小限にできる。
また、増速部の長さを最大にすることができ、リンク機構の弾性変形を最小限にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は、車体に対してのものとする。
図１は、本発明の実施の形態に係る動弁装置を適用した自動二輪車を示す側面図である。この自動二輪車１０は、車体フレーム１１と、車体フレーム１１の前端部に取り付けられたヘッドパイプ１２に回動自在に支持された左右一対のフロントフォーク１３と、フロントフォーク１３の上端部を支持するトップブリッジ１４に取り付けられた操舵用のハンドル１５と、フロントフォーク１３に回転自在に支持された前輪１６と、車体フレーム１１に支持された内燃機関としてのエンジン１７と、エンジン１７に排気管１８Ａ，１８Ｂを介して連結された排気マフラー１９Ａ，１９Ｂと、車体フレーム１１の後下部のピボット２０に上下に揺動自在に支持されたリアスイングアーム２１と、このリアスイングアーム２１の後端部に回転自在に支持された後輪２２とを備え、リアスイングアーム２１と車体フレーム１１との間にリアクッション２３が配設される。
【００１６】
車体フレーム１１は、ヘッドパイプ１２から後下がりに延びるメインフレーム２５と、メインフレーム２５の後部に連結される左右一対のピボットプレート（センターフレームとも言う）２６と、ヘッドパイプ１２から下方に延びた後に屈曲して延びてピボットプレート２６に連結されるダウンチューブ２７とを備えている。メインフレーム２５を跨ぐように燃料タンク２８が支持され、メインフレーム２５後方が後輪２２上方まで延びてリアフェンダ２９が支持され、このリアフェンダ２９上方から燃料タンク２８までの間にシート３０が支持される。なお、図１中、符号３１はダウンチューブ２７に支持されたラジエータ、符号３２はフロントフェンダ、符号３３はサイドカバー、符号３４はヘッドライト、符号３５はテールライト、符号３６は乗員用ステップである。
【００１７】
メインフレーム２５、ピボットプレート２６及びダウンチューブ２７によって囲まれる空間にはエンジン１７が支持される。エンジン１７は、シリンダ（気筒）がＶ字状に前後にバンクした前後Ｖ型の２気筒水冷式４サイクルエンジンである。エンジン１７は、車体に対してクランクシャフト１０５（クランク軸）が左右水平方向に指向するように複数のエンジンブラケット３７（図１では一部のみを図示）を介して車体フレーム１１に支持される。エンジン１７の動力は後輪２２左側に配設されたドライブシャフト（不図示）を介して後輪２２に伝達される。
【００１８】
エンジン１７は、シリンダを各々構成する前バンク１１０Ａと後バンク１１０Ｂとの挟み角度（バンク角度とも言う）は９０度より小さい角度（例えば、５２度）で形成されている。各バンク１１０Ａ，１１０Ｂの動弁装置はともに、４バルブのダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）方式に構成されている。
前バンク１１０Ａと後バンク１１０Ｂによって形成されるＶ字状の空間には、エンジン吸気系を構成するエアクリーナ４１とスロットルボディ４２が配設される。スロットルボディ４２は、エアクリーナ４１で浄化された空気を前バンク１１０Ａ及び後バンク１１０Ｂに供給する。また、各バンク１１０Ａ，１１０Ｂには、エンジン排気系を構成する排気管１８Ａ，１８Ｂが接続され、各排気管１８Ａ，１８Ｂが車体右側を通ってその後端に排気マフラー１９Ａ，１９Ｂが各々接続され、これら排気管１８Ａ，１８Ｂ及び排気マフラー１９Ａ，１９Ｂを介して排気ガスが排出される。
【００１９】
図２はエンジン１７の内部構造を側方から見た図であり、図３は、図２の前バンク１１０Ａの内部構造を拡大して示す図である。
図２において、エンジン１７の前バンク１１０Ａ及び後バンク１１０Ｂは同一の構造である。図２中、前バンク１１０Ａはピストン周辺を示し、後バンク１１０Ｂはカムチェーン周辺を示している。また、図２において、符号１２１は中間シャフト（後側バランサシャフト）を示し、符号１２３はメインシャフトを示し、符号１２５はカウンタシャフトを示している。クランクシャフト１０５を含むこれらシャフト１２１，１２３，１２５は、車体前後方向及び上下方向にずらして互いに平行に配置され、これらシャフトを支持するクランクケース１１０Ｃ内には、クランクシャフト１０５の回転を、中間シャフト１２１、メインシャフト１２３及びカウンタシャフト１２５の順に伝達する歯車伝達機構が構成されている。
【００２０】
図２に示すように、エンジン１７のクランクケース１１０Ｃ上面には、前側シリンダブロック１３１Ａ及び後側シリンダブロック１３１Ｂが車体前後に所定の挟み角度をなすように配置され、これらシリンダブロック１３１Ａ、１３１Ｂの上面に前側シリンダヘッド１３２Ａ、後側シリンダヘッド１３２Ｂが各々結合され、さらに各シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂの上面にはヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂが各々装着されて前バンク１１０Ａ及び後バンク１１０Ｂが構成される。
【００２１】
各シリンダブロック１３１Ａ，１３１Ｂには、シリンダボア１３５が各々形成され、各シリンダボア１３５にはそれぞれピストン１３６が摺動自在に挿入され、各ピストン１３６は、コンロッド１３７を介してクランクシャフト１０５に連結される。
各シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂの下面には、ピストン１３６上方に形成される燃焼室の天面を構成する燃焼凹部１４１が形成され、各燃焼凹部１４１には、点火プラグ１４２がその先端を臨ませて配置される。この点火プラグ１４２は、シリンダ軸線Ｃと略同軸に設けられる。
【００２２】
エンジン１７は、各燃焼凹部１４１に設けられたインジェクタ１４３から燃焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射式エンジンである。各インジェクタ１４３は、各シリンダヘッド１３２Ａ，１３２ＢのＶバンク内側側面から挿入され、その先端を各燃焼凹部１４１に臨ませて配置される。インジェクタ１４３は、シリンダ軸線Ｃに対して寝かせた状態で取り付けられる。
シリンダヘッド１３２Ａの上部には、燃料ポンプ１４４が設けられ、燃料ポンプ１４４から燃料配管１４４Ａを介して各インジェクタ１４３に燃料が供給される。
【００２３】
各シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂには、一対の開口部１４５Ａにて各燃焼凹部１４１に連通する吸気ポート１４５と、一対の開口部１４６Ａにて各燃焼凹部１４１に連通する排気ポート１４６とが形成されている。吸気ポート１４５は、シリンダ軸線Ｃとインジェクタ１４３との間に配置される。
各吸気ポート１４５は、図２及び図３に示すように、シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂと一体に設けた下部吸気ポート１４５Ｂと、シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂと別体に設けた上部吸気ポート１４５Ｃとを備えている。上部吸気ポート１４５Ｃは、下部吸気ポート１４５Ｂに対し、よりヘッドカバー１３３Ａ，１３３Ｂに接近する方向に角度を変えて取り付けられている。
【００２４】
各吸気ポート１４５は吸気チャンバ４３で合流しており、この吸気チャンバ４３はスロットルボディ４２に連結される。スロットルボディ４２には、スロットルバルブの断面積をアクチュエータの駆動により変化させるＴＢＷ（スロットル・バイ・ワイヤ）が採用されている。シリンダヘッド１３２Ａの排気ポート１４６は、排気管１８Ａ（図１参照）に連結されており、シリンダヘッド１３２Ｂの排気ポート１４６は、排気管１８Ｂ（図１参照）に連結されている。
【００２５】
シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂには、吸気ポート１４５の開口部１４５Ａを開閉する一対の吸気弁１４７（機関弁）と、排気ポート１４６の開口部１４６Ａを開閉する一対の排気弁１４８（機関弁）とが配置される。吸気弁１４７及び排気弁１４８は、弁ばね１４９，１４９で各ポートを閉じる方向に各々付勢されている。各弁体１４７，１４８は、開閉のタイミングやリフト量等のバルブ作動特性を変更可能な動弁装置５０によって駆動される。動弁装置５０は、シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂに回転可能に支持され、クランクシャフト１０５の回転に連動して回転する吸気側と排気側のカムシャフト１５１，１５２（カム軸）を備える。ここで、カムシャフト１５１，１５２は、図２及び図４中の反時計回転方向にそれぞれ回転する。
【００２６】
カムシャフト１５１には、吸気カム１５３（駆動カム）が一体に形成されている。吸気カム１５３は、円形のカム面を形成するベース円部１５３Ａ（ベース円）と、ベース円部１５３Ａから外周側に突出したカム面を形成するカム山部１５３Ｂ（カム山）とを備えている。また、カムシャフト１５２には、排気カム１５４（駆動カム）が一体に形成されている。排気カム１５４は、円形のカム面を形成するベース円部１５４Ａ（ベース円）と、ベース円部１５４Ａから外周側に突出して山形のカム面を形成するカム山部１５４Ｂ（カム山）とを備えている。
【００２７】
図２に示すように、シリンダヘッド１３２Ａ，１３２Ｂの幅方向の一端側には、中間軸１５８が回転可能に支持され、この中間軸１５８に中間スプロケット１５９，１６０が固定される。カムシャフト１５１の一端側には被動スプロケット１６１が固定され、カムシャフト１５２の一端側には被動スプロケット１６２が固定され、クランクシャフト１０５の両端側には駆動スプロケット１６３が固定される。これらスプロケット１５９，１６３間には第１カムチェーン１６４が巻回され、スプロケット１６０〜１６２間には第２カムチェーン１６５が巻回される。これらスプロケット１５９〜１６３及びカムチェーン１６４，１６５は、各バンク１１０Ａ、１１０Ｂの一端側に形成されたカムチェーン室１６６に収容される。
【００２８】
駆動スプロケット１６３から被動スプロケット１６１，１６２への減速比は２に設定され、クランクシャフト１０５が回転すると、クランクシャフト１０５と一体に駆動スプロケット１６３が回転し、カムチェーン１６４，１６５を介して被動スプロケット１６１，１６２がクランクシャフト１０５の半分の回転速度で回転して、被動スプロケット１６１，１６２と一体に回転するカムシャフト１５１，１５２のカムプロフィールに従って吸気弁１４７及び排気弁１４８が吸気ポート１４５及び排気ポート１４６を各々開閉させる。
【００２９】
クランクシャフト１０５の左端部には図示しない発電機が設けられ、クランクシャフト１０５の右端部には、上記右側の駆動スプロケット１６３の内側（車体左側）に駆動歯車（以下、クランク側駆動歯車という）１７５が固定される。このクランク側駆動歯車１７５は、中間シャフト１２１に設けられた被動歯車（以下、中間側被動歯車という）１７７と噛み合い、クランクシャフト１０５の回転を等速で中間シャフト１２１に伝達し、クランクシャフト１０５と同速かつ逆向きで中間シャフト１２１を回転させる。
【００３０】
中間シャフト１２１は、クランクシャフト１０５の後側下方かつメインシャフト１２３の前側下方に回転可能に支持されている。
この中間シャフト１２１の右端部には、オイルポンプ用駆動スプロケット１８１と、上記中間側被動歯車１７７と、この被動歯車１７７より小径の駆動歯車（以下、中間側駆動歯車という）１８２とが順に取り付けられている。
オイルポンプ用駆動スプロケット１８１は、中間シャフト１２１の後側であって、メインシャフト１２３下方に配置されたオイルポンプ１８４の駆動軸１８５に固定された被動スプロケット１８６に伝動チェーン１８７を介して該中間シャフト１２１の回転力を伝達し、オイルポンプ１８４を駆動させる。
【００３１】
また、中間側駆動歯車１８２は、メインシャフト１２３に相対回転自在に設けられた被動歯車（以下、メイン側被動歯車という）１９１に噛み合い、中間シャフト１２１の回転を減速してクラッチ機構（不図示）を介してメインシャフト１２３に伝達する。すなわち、中間側駆動歯車１８２及びメイン側被動歯車１９１の減速比によって、クランクシャフト１０５からメインシャフト１２３までの減速比、つまり、エンジン１７の１次減速比が設定される。
【００３２】
メインシャフト１２３は、クランクシャフト１０５の後側上方に回転可能に支持され、メインシャフト１２３の略後方には、カウンタシャフト１２５が回転可能に支持される。メインシャフト１２３とカウンタシャフト１２５には、図示しない変速歯車群が跨って配置され、これらによって変速装置が構成される。
カウンタシャフト１２５の左端部は、車体の前後方向に延びるドライブシャフト（不図示）に連結される。これによって、カウンタシャフト１２５の回転がドライブシャフトに伝達される。
【００３３】
図４は、動弁装置５０を示す一部破断側面図であり、図５は、前バンク１１０Ａの動弁装置５０を後部側から見た縦断面図である。図６は、動弁装置５０を示す斜視図である。
動弁装置５０は、図３に示すように、シリンダ軸線Ｃを中心として吸気側と排気側とに独立して対称に設けられている。前バンク１１０Ａ及び後バンク１１０Ｂの動弁装置５０は略同一構造であるため、本実施の形態では、前バンク１１０Ａの吸気側の動弁装置５０について説明する。
【００３４】
動弁装置５０は、図４〜図６に示すように、カムシャフト１５１（排気側ではカムシャフト１５２）と、カムシャフト１５１と一体回転する吸気カム１５３（排気側では排気カム１５４）と、吸気弁１４７（排気側では排気弁１４８）を開閉するロッカアーム５１と、カムシャフト１５１に相対回転可能に支持され、ロッカアーム５１を介して吸気弁１４７を開閉する動弁カム５２と、カムシャフト１５１の周りを揺動自在なホルダ５３と、ホルダ５３に揺動可能に支持され、吸気カム１５３の弁駆動力を動弁カム５２に伝達し、動弁カム５２を揺動させるリンク機構５６と、ホルダ５３を揺動させる駆動機構６０とを備えている。また、リンク機構５６は、ホルダ５３に連結されるサブロッカアーム５４と、サブロッカアーム５４と動弁カム５２とを揺動可能に連結するコネクトリンク５５とを備えている。
【００３５】
ロッカアーム５１は幅広に形成されており、１つのロッカアーム５１によって一対の吸気弁１４７を開閉する。ロッカアーム５１は、一端部において、シリンダヘッド１３２Ａに固定されるロッカアームピボット５１Ａに揺動可能に支持される。ロッカアーム５１の他端部には、各吸気弁１４７の上端部に当接するねじ式の調整部５１Ｂが設けられ、中央部には、動弁カム５２に接触するローラ５１Ｃが回転可能に支持されている。
また、各吸気弁１４７の上端部と各調整部５１Ｂの下端との間には、各調整部５１Ｂにより調整可能な所定量のバルブクリアランスＭが設けられており、バルブクリアランスＭは、吸気弁１４７の開弁動作の際に調整部５１Ｂの下端が吸気弁１４７の上端部に当接すると０になる。
【００３６】
図５及び図６に示すように、カムシャフト１５１は、一端側に被動スプロケット１６１（図２参照）が固定されるスプロケット固定部１５１Ａを有し、スプロケット固定部１５１Ａの側から順に、カムシャフト１５１の外周に突出し断面円形形状を有する位置決め部１５１Ｂ、吸気カム１５３、動弁カム５２を揺動可能に支持する動弁カム支持部１５１Ｃ、及び、動弁カム支持部１５１Ｃよりも小径に形成されたカラー嵌合部１５１Ｄが設けられている。カラー嵌合部１５１Ｄには、カムシャフト１５１のベアリングとして機能するカムシャフトカラー１５５が嵌合され、カムシャフトカラー１５５はカムシャフト１５１の他端側に締めこまれた固定ボルト１５６によって動弁カム５２の側に押し付けられている。
【００３７】
カムシャフト１５１は、その両端がそれぞれカムシャフト支持部２０１，２０２によって回転自在に支持されている。詳細には、カムシャフト支持部２０１，２０２は、シリンダヘッド１３２Ａの上部に形成されたヘッド側支持部２０１Ａ，２０２Ａに、断面半円状の支持部を有するキャップ２０１Ｂ，２０２Ｂをそれぞれ固定して構成されている。位置決め部１５１Ｂの側に設けられたカムシャフト支持部２０１には、位置決め部１５１Ｂの形状に合わせて形成された溝２０１Ｃが形成され、位置決め部１５１Ｂの位置が溝２０１Ｃに規制されることによって、カムシャフト１５１は軸方向に位置決めされている。
また、カムシャフト支持部２０１，２０２における吸気カム１５３の側の面には、ホルダ５３を支持するホルダ支持部２０１Ｄ，２０２Ｄがそれぞれ設けられている。
【００３８】
動弁カム５２は、カムシャフト１５１の中間部に設けられた動弁カム支持部１５１Ｃに枢支されている。動弁カム５２には、図４に示すように、吸気弁１４７を閉弁状態に維持するベース円部５２Ａと、吸気弁１４７を押し下げて開弁させるカム山部５２Ｂとが形成され、カム山部５２Ｂには貫通孔５２Ｃが形成されている。貫通孔５２Ｃには、カム山部５２Ｂがロッカアーム５１のローラ５１Ｃから離れる方向、すなわち、吸気弁１４７を閉弁する方向に動弁カム５２を付勢する動弁カムリターンスプリング５７（図５参照）の一端が取り付けられる。動弁カムリターンスプリング５７は、図５に示すように、カムシャフト１５１に巻き掛けられており、その他端はホルダ５３に取り付けられる。
【００３９】
ホルダ５３は、吸気カム１５３及び動弁カム５２を挟んでカムシャフト１５１の軸方向に所定の間隔を空けて配置される第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂと、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂをカムシャフト１５１の軸方向に連結する連結部材５９とを備えている。第１プレート５３Ａはカムシャフト１５１の被動スプロケット１６１が固定される一端側に配置され、第２プレート５３Ｂはカムシャフト１５１の他端側に配置される。
また、連結部材５９は、カムシャフト１５１と平行な軸部５９Ａを有し、軸部５９Ａの第１プレート５３Ａ側の端には、サブロッカアーム５４の一端が連結されるサブロッカアーム支持部５９Ｂが形成されている。連結部材５９は、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂの外面側から軸部５９Ａの両端に挿入される一対のボルト５３Ｄによって第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂに固定される。また、連結部材５９は、図４に示すように、軸部５９Ａに平行な軸部５９Ｃを備えており、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂの外面側からこの軸部５９Ｃの両端に挿入される一対のボルト５３Ｅ（図６参照）によっても第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂに固定される。軸部５９Ａと軸部５９Ｃとは、第１プレート５３Ａと第２プレート５３Ｂとの間隔において中間部に位置する結合部７３によって結合されている。
【００４０】
また、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂは、図５に示すように、カムシャフト１５１が貫通するシャフト孔１５７Ａ，１５８Ａをそれぞれ有し、これらシャフト孔１５７Ａ，１５８Ａの周縁部は、ホルダ支持部２０１Ｄ，２０２Ｄに向けて突出した円環状の凸部１５７Ｂ，１５８Ｂとなっている。ホルダ５３は、凸部１５７Ｂ，１５８Ｂがホルダ支持部２０１Ｄ，２０２Ｄに嵌合されることで支持され、カムシャフト１５１を中心に揺動可能となっている。
【００４１】
サブロッカアーム５４は、第１，第２プレート５３Ａ，５３Ｂ間に吸気カム１５３及び動弁カム５２と共に配置されており、その一端部において連結部材５９のサブロッカアーム支持部５９Ｂに回転可能に支持され、サブロッカアーム支持部５９Ｂを中心として揺動するようになっている。サブロッカアーム５４の中央部には、吸気カム１５３に接触してベース円部１５３Ａ及びカム山部１５３Ｂを押圧するローラ５４Ａが回転可能に支持されている。サブロッカアーム５４の他端部には、コネクトリンク５５を揺動可能に支持するピン５５Ａを介してコネクトリンク５５の一端が連結され、コネクトリンク５５の他端には、動弁カム５２を揺動可能に支持するピン５５Ｂを介して動弁カム５２が連結される。
また、サブロッカアーム５４は、連結部材５９の円筒状の収容部７４に収容されたサブロッカアームリターンスプリング５８（以下、リターンスプリングという）により付勢されており、サブロッカアーム５４のローラ５４Ａは常に吸気カム１５３に押し付けられている。ここで、リターンスプリング５８はコイルスプリングである。
【００４２】
サブロッカアーム５４は、サブロッカアーム支持部５９Ｂに連結されてカムシャフト１５１に直交するように延びるホルダ連結部５４Ｂと、ホルダ連結部５４Ｂからカムシャフト１５１の外径に沿うように下方に湾曲する偏心部５４Ｃと、コネクトリンク５５を介して動弁カム５２に連結されるリンク部５４Ｄとを有している。
【００４３】
偏心部５４Ｃは、第１プレート５３Ａの側から第２プレート５３Ｂの側に吸気カム１５３を避けるようにカムシャフト１５１の軸方向に偏心し、この偏心部５４Ｃの側面には、カムシャフト１５１の軸方向に張り出た板状の段部７６が形成されている。図４及び図６に示すように、段部７６はサブロッカアーム５４の下縁部に沿って湾曲して設けられている。リターンスプリング５８の下端は、ばね座金７７を介して段部７６によって受けられている。
リンク部５４Ｄは偏心部５４Ｃの端に連続して設けられ、動弁カム５２に連結されている。このように、サブロッカアーム５４は偏心部５４Ｃが偏心することで、カムシャフト１５１上の軸方向に異なる位置に設けられた吸気カム１５３と動弁カム５２とを連結している。
【００４４】
つぎに、動弁装置５０の動作を説明する。
上記のように構成された動弁装置５０において、図４を参照し、カムシャフト１５１が図中の反時計方向に回転されると、カムシャフト１５１と一体に回転する吸気カム１５３のカム山部１５３Ｂにより、サブロッカアーム５４がローラ５４Ａを介して押し上げられて軸部５９Ａを中心として揺動し、これに伴い、コネクトリンク５５を介して動弁カム５２がカムシャフト１５１を中心として図４中の時計回りに回転する。そして、動弁カム５２の回転によりカム山部５２Ｂがローラ５１Ｃを介してロッカアーム５１と共に吸気弁１４７を押し下げ、吸気弁１４７が開弁される。
また、カムシャフト１５１がさらに回転されて吸気カム１５３のベース円部１５３Ａがローラ５４Ａに当接する状態では、サブロッカアーム５４がリターンスプリング５８により押し下げられると共に、動弁カム５２が動弁カムリターンスプリング５７より図４中の反時計回りに回転させられてベース円部５２Ａがローラ５１Ｃに当接する。これにより、吸気弁１４７は弁ばね１４９（図２参照）により押し上げられて閉弁される。
【００４５】
この動弁装置５０では、図４に示すように、ホルダ５３に連結リンク部材６３を接続している。この連結リンク部材６３を矢印Ａ方向に移動すると、ホルダ５３と共にリンク機構５６が吸気側カムシャフト１５１の軸心を中心に時計回り方向に揺動し、ローラ５４Ａは時計回り方向に揺動し、動弁カム５２は時計回り方向に揺動する。一方、矢印Ｂ方向に移動すると、ホルダ５３と共にリンク機構５６が吸気側カムシャフト１５１の軸心を中心に反時計回り方向に揺動し、ローラ５４Ａは反時計回り方向に揺動し、動弁カム５２は反時計回り方向に揺動する。このように、動弁装置５０では、ローラ５４Ａの位置及び動弁カム５２の揺動の初期位置を変化させることで、吸気弁１４７及び排気弁１４８のバルブ作動特性、すなわち、排気弁１４８の開閉時期、開閉期間、及び、リフト量を制御可能に構成されている。
ここで、動弁カム５２の揺動の初期位置とは、ローラ５４Ａが吸気カム１５３のベース円部１５３Ａに当接しており、サブロッカアーム５４がカム山部１５３Ｂによって押し上げられていない状態における動弁カム５２の揺動位置を指している。
【００４６】
連結リンク部材６３は、図７に示すように、駆動機構６０に連結されている。
図７は、駆動機構６０を側面側から見た縦断面図であり、図８は、駆動機構６０を前部側から見た縦断面図である。
駆動機構６０は、図７に示すように、連結リンク部材６３を介してホルダ５３に連結されている。駆動機構６０は、吸気側カムシャフト１５１と排気側カムシャフト１５２とに跨って配置されたボールねじ６１と、吸気側・排気側のそれぞれに設けられ、ボールねじ６１上を軸方向に移動可能な２つのナット６２とを備え、ナット６２及びホルダ５３間に連結リンク部材６３が設けられている。
ボールねじ６１の端部にはギヤ６４が固着され、ギヤ６４には図示を省略した電動アクチュエータがギヤ輪列を介して連結されている。上記電動アクチュエータは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御され、このＥＣＵが電動アクチュエータを駆動することにより、ボールねじ６１を介してホルダ５３が揺動され、吸気弁１４７及び排気弁１４８の開閉の作動特性がエンジン１７の運転状態に応じて制御される。
【００４７】
ボールねじ６１は、カムシャフト１５１，１５２と直交し、これらカムシャフト１５１，１５２の他端側、すなわち被動スプロケット１６１，１６２が固定される側と反対側に配置されている。このように、ボールねじ６１は、エンジン１７の上下方向に延出するのではなく、吸気側カムシャフト１５１と排気側カムシャフト１５２とに跨って配置されるので、エンジン１７の高さを低く抑えることが可能になる。ボールねじ６１は、図７に示すように、シリンダヘッド１３２Ａの上部に設けられたボールねじ支持部２０３によって両端をそれぞれ支持され、回転自在となっている。
図７に示すように、ボールねじ６１の外周面には、吸気側と排気側にそれぞれ螺旋状のねじ山６１Ａ，６１Ｂと、螺旋状の軸ねじ溝６１Ｃ，６１Ｄとが形成されている。これらねじ山６１Ａ，６１Ｂ及び軸ねじ溝６１Ｃ，６１Ｄは、巻き方向が吸気側と排気側で異なる方向に設定されている。
【００４８】
ナット６２は、ボールねじ６１が貫通する貫通孔６２Ａを有し、貫通孔６２Ａの内周面には、ねじ山６１Ａ，６１Ｂに対応する螺旋状のナットねじ山６２Ｂと、軸ねじ溝６１Ｃ，Ｄに対応する螺旋状のナットねじ溝６２Ｃが形成されている。このナットねじ溝６２Ｃと軸ねじ溝６１Ｃ，６１Ｄとの間に、転動可能な複数のボール６５が配置される。ナット６２は、ボールねじ６１が回転されることにより、ボール６５を介してボールねじ６１上を移動する。
【００４９】
連結リンク部材６３は、図７及び図８に示すように、ナット６２に一端部が固定されるナット側リンク６３Ａと、ナット側リンク６３Ａの他端部と第２プレート５３Ｂとを連結するホルダ側リンク６３Ｂとを備えている。
ナット側リンク６３Ａの一端部は、ナット６２を両側方から挟み込み、ボルト６６によってナット６２に固定されている。ナット側リンク６３Ａの他端部は、ピン６７によってホルダ側リンク６３Ｂの一端部に揺動可能に支持されている。ホルダ側リンク６３Ｂの他端部は、偏心ピン６８によって第２プレート５３Ｂに揺動可能に支持されている。偏心ピン６８は、六角ボルト６８Ａと、六角ボルト６８Ａの頭部に偏心して一体形成された偏心軸６８Ｂとを備えて構成されている。六角ボルト６８Ａは、スプリングワッシャ６８Ｃ及び六角ナット６８Ｄによって第２プレート５３Ｂに固定され、偏心軸６８Ｂは、ナット側リンク６３Ａに回転自在に支持される。
【００５０】
図７において、ホルダ５３が矢印Ｐ、Ｑの方向に揺動すると、図４に示すリンク機構５６がカムシャフト１５１，１５２を中心にそれぞれ揺動する。なお、動弁装置５０は、シリンダ軸線Ｃを中心として前後に略対称に構成されており、ここでは、吸気側のカムシャフト１５１側の動弁装置５０について説明する。
リンク機構５６の位置が変化することにより、ローラ５４Ａ及び動弁カム５２は、カムシャフト１５１を中心にそれぞれ揺動し、カムシャフト１５１に対して周方向に位置が変位されて、吸気カム１５３の回転に対する動弁カム５２の揺動の位相、及び、揺動の初期位置が変更される。このように、吸気カム１５３に対する動弁カム５２の揺動の位相及び揺動位置を変化させることで、動弁カム５２のカム山部５２Ｂがローラ５１Ｃに当接する時期、期間、及び、カム山部５２Ｂがローラ５１Ｃを押し下げる量を変更できるため、吸気弁１４７の開閉時期、開弁期間、及び、リフト量を変更することができる。
【００５１】
例えば、ボールねじ６１が回転してナット６２がボールねじ６１の中央側に移動させられ、連結リンク部材６３によってホルダ５３が図４中の時計回り方向にさらに揺動されると、ローラ５４Ａ及び動弁カム５２は時計回り方向に回転され、カム山部５２Ｂはローラ５１Ｃに近くなり、この状態でカムシャフト１５１が回転されると、カム山部１５３Ｂによるローラ５４Ａの押し上げの開始時期が早くなると共に、カム山部５２Ｂがローラ５１Ｃを押し下げる期間及び押し下げ量が大きくなる。これにより、吸気弁１４７の開弁時期が早められると共に、吸気弁１４７の開弁期間及びリフト量が大きくなる。
【００５２】
図９は、吸気弁１４７のバルブ作動特性を示す図であり、横軸にカムシャフト１５１の回転角を示し、縦軸に吸気弁１４７のリフト量を示している。
吸気弁１４７は、駆動機構６０により駆動される動弁装置５０によって、図９に示すように、開閉時期、開閉期間、及び、最大リフト量が変更され、吸気弁１４７のリフト量が最大となる最大バルブ作動特性Ｕｍａｘ及び、吸気弁１４７のリフト量が最小となる最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎを境界値として、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘと最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎとの間の任意のバルブ特性で開閉作動される。ここで、図９では、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの開時期及び閉時期をそれぞれ最進角位置Ｓｏｍａｘ、最遅角位置Ｓｃｍａｘで示し、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎの開時期及び閉時期をそれぞれ最遅角位置Ｓｏｍｉｎ、最進角位置Ｓｃｍｉｎで示している。
【００５３】
吸気弁１４７は、その開時期が連続的に遅角されるにつれて、閉時期が連続的に進角されて開弁期間が連続的に短くなり、さらに、最大リフト量が得られるカムシャフト１５１の回転角が連続的に遅角されると共に、最大リフト量が連続的に小さくなる。図４に示す動弁カム５２の揺動位置は、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎが得られる揺動の初期位置であり、この状態から駆動機構６０によってホルダ５３が揺動され、動弁カム５２が図４中の時計周り方向の揺動の初期位置の限界まで揺動されると、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘが得られる揺動位置となる。
【００５４】
図１０は、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの状態における吸気カム１５３及び吸気弁１４７の作動特性を示すグラフであり、横軸に吸気カム１５３の回転角を示し、縦軸にカム山部１５３Ｂのリフト量、カム山部１５３Ｂのリフト速度、カム山部１５３Ｂのリフト加速度、及び、吸気弁１４７のリフト量を示している。ここで、カム山部１５３Ｂのリフト量とは、吸気カム１５３の回転に伴って増加するカム山部１５３Ｂの高さを指し、リフト速度及びリフト加速度は、カム山部１５３Ｂの高さが変化する速度、及び、その際の加速度をそれぞれ指している。
【００５５】
図４に示すように、吸気カム１５３のベース円部１５３Ａは、その中心Ｏからの半径が一定の円弧により構成され、カム山部１５３Ｂは、中心Ｏからの半径が径方向に増加した後に減少する円弧により構成されている。吸気カム１５３は、図１０に示すカム山部１５３Ｂのリフト量を示す曲線が、この曲線の頂点Ｔを基準に左右対称となる形状に形成されている。ただし、カム山部１５３Ｂのリフト量を示す曲線は、本実施の形態においては頂点Ｔを基準にして左右対称になるように設計されているが、必ずしも左右対称である必要は無く、左右非対称であっても良い。
また、吸気カム１５３において、ベース円部１５３Ａとカム山部１５３Ｂとの間には、ベース円部１５３Ａからの高さが０から緩やかに増加する吸気カム緩衝部１５３Ｃが設けられている。この吸気カム緩衝部１５３Ｃは、図１０に示すように、カム山部１５３Ｂのリフト速度が０から徐々に増加する増速部Ｈに対応している。
【００５６】
また、図４に示すように、動弁カム５２において、カム山部５２Ｂとベース円部５２Ａとの間には、ベース円部５２Ａからの高さが０から緩やかに高くなる緩衝部５２Ｄが設けられており、この緩衝部５２Ｄは、図１０に示すように、吸気弁１４７のリフト量が０から略線形で徐々に増加或いは略線形で徐々に０に減少する緩衝部領域Ｇに対応している。緩衝部領域Ｇは、吸気弁１４７の開時期及び閉時期にそれぞれ設けられ、各緩衝部領域Ｇにおいて吸気弁１４７の開弁及び閉弁が開始される。また、図１０中において緩衝部領域Ｇより上方の領域は、吸気弁１４７のリフト量が大きく増加するリフト領域Ｅとなっている。
【００５７】
バルブクリアランスＭは、動弁カム５２によるローラ５１Ｃの押し下げが開始され、調整部５１Ｂの下端がバルブクリアランスＭの分だけ押し下げられた場合に０になる。バルブクリアランスＭが０となるのは吸気弁１４７のリフト量が０から増加し始める時であり、図１０においては、最進角位置Ｓｏｍａｘ及び最遅角位置Ｓｏｍｉｎに対応している。また、最遅角位置Ｓｃｍａｘ及び最進角位置Ｓｃｍｉｎでは吸気弁１４７が閉弁され、その後、吸気カム１５３の回転に伴いバルブクリアランスＭは０から正の値になって吸気弁１４７はバルブシートに着座する。
また、動弁カム５２のベース円部５２Ａ（動弁カムのベース円）は、動弁カム５２が揺動しても吸気弁１４７がリフトされない空走領域Ｆを有している。すなわち、空走領域Ｆは、動弁カム５２のベース円部５２Ａがロッカアーム５１のローラ５１Ｃに当接した状態で動弁カム５２が揺動する領域である。
【００５８】
吸気カム１５３には、図１０に示すように、ベース円部５２Ａに連続する増速部Ｈと、増速部Ｈに連続して設けられ、カム山部１５３Ｂのリフト速度が一定な定速部Ｉと、定速部Ｉに連続して設けられ、カム山部１５３Ｂのリフト速度が正から負へ転換する速度転換部Ｊと、一定のリフト速度でリフト量が低下する定速部Ｋと、リフト量が徐々に低下し０に至る減速部Ｌとが形成されている。
また、吸気カム１５３は、カム山部１５３Ｂのリフト量が最も大きくなる頂点Ｔの角度位置を中心に、リフト量を示す曲線が左右対称となるように形成されている。
【００５９】
サブロッカアーム５４は、吸気カム１５３のリフト量に比例した揺動量でサブロッカアーム支持部５９Ｂを中心に揺動され、動弁カム５２を揺動させる。動弁カム５２の揺動角を図１０の縦軸とした場合、動弁カム５２の揺動角は吸気カム１５３のリフト量と略同一の曲線で変化する。
吸気弁１４７は、増速部Ｈから頂点Ｔまでの開弁区間で開弁され、吸気カム１５３の頂点Ｔに対応する位置でリフト量が最大になり、頂点Ｔから減速部Ｌの終端に至る閉弁区間では、開弁区間と対称なリフト量の曲線を伴って閉弁される。
【００６０】
増速部Ｈはリフト加速度が正の区間であり、増速部Ｈの前半の区間では、リフト加速度は０から放物線状に増加し、後半の区間ではリフト加速度は放物線状に低下し、増速部Ｈの終端ではリフト加速度が０となっている。サブロッカアーム５４は、増速部Ｈにおいて増速部Ｈのリフト加速度に対応した揺動の加速度を得て揺動され、動弁カム５２を駆動する。図１０に示した最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの状態では、増速部Ｈは空走領域Ｆの開始と同時に開始され、開弁側の開側緩衝部領域Ｇａ内で終了している。
【００６１】
定速部Ｉはリフト加速度が０の区間であり、定速部Ｉでは、増速部Ｈで増速されたリフト速度が一定に保たれてリフト量が増加する。定速部Ｉでは、サブロッカアーム５４の揺動の速度（揺動角速度）は一定となる。図１０に示した最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの状態では、定速部Ｉは開弁側の開側緩衝部領域Ｇａを含んでいる。
速度転換部Ｊは、リフト加速度が負の区間であり、前半部ではリフト速度が減速され、頂点Ｔでリフト速度が０になり、後半部ではリフト量が減る方向にリフト速度が加速される。
【００６２】
定速部Ｋはリフト加速度が０の区間であり、定速部Ｋでは、定速でリフト量が減少する。図１０に示した最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの状態では、定速部Ｋは閉弁側の閉側緩衝部領域Ｇｂを含んでいる。
減速部Ｌはリフト加速度が正の区間であり、終端に向かうにつれてリフト速度が減速されて、終端ではリフト加速度、リフト速度、及び、リフト量が０となっている。図１０に示した最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの状態では、減速部Ｌは閉弁側の緩衝部領域Ｇ内で開始され、空走領域Ｆの終了と同時に終了する。
【００６３】
図１１は、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘ及び最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎにおいて、カムシャフト１５１の回転角（吸気カム１５３の回転角）に対する動弁カム５２の揺動角の変化と吸気弁１４７のリフト量の変化とを示すグラフである。ここで、動弁カム５２の揺動角は、上述のように吸気カム１５３のリフト量と略同一の曲線で変化するものであり、図１１では、動弁カム５２の揺動角を示す各曲線に、対応する増速部Ｈ、定速部Ｉ、速度転換部Ｊ、定速部Ｋ、及び、減速部Ｌの範囲をそれぞれ図示している。
【００６４】
図１１に示すように、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘでは、対応する増速部Ｈの始端部Ｈｓは空走領域Ｆの始端に位置し、空走領域Ｆの開始と同時に吸気カム１５３のリフト量の増加が開始される。増速部Ｈの終端部Ｈｆは、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの開側緩衝部領域Ｇａ内に位置し、吸気カム１５３のリフト速度の増速は開側緩衝部領域Ｇａ内で終了する。吸気弁１４７の開時期である最進角位置Ｓｏｍａｘは、増速部Ｈ内に位置し、増速部Ｈから開側緩衝部領域Ｇａが開始され、開側緩衝部領域Ｇａは定速部Ｉの中間部で終了する。動弁カム５２の揺動角の増加に伴い速度転換部Ｊで吸気カム１５３のリフト量は最大値に達し、その後、定速部Ｋ及び減速部Ｌによってリフト量は減少し、最遅角位置Ｓｃｍａｘでリフト量は０になる。定速部Ｋの終端は閉側の閉側緩衝部領域Ｇｂ内に含まれている。また、減速部Ｌの終端は空走領域Ｆの終端に位置している。
【００６５】
最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎでは、対応する増速部Ｈの始端部Ｈｓは空走領域Ｆの始端に位置し、空走領域Ｆの開始と同時に吸気カム１５３のリフト量の増加が開始される。増速部Ｈの終端部Ｈｆは、開時期の最遅角位置Ｓｏｍｉｎよりも進角側の空走領域Ｆに位置し、吸気カム１５３のリフト速度の増速は空走領域Ｆ内で終了する。定速部Ｉは空走領域Ｆから開始され、開時期である最遅角位置Ｓｏｍｉｎは定速部Ｉ内に位置しており、開側緩衝部領域Ｇａは定速部Ｉ内で開始され、定速部Ｉ内で終了している。動弁カム５２の揺動角の増加に伴い速度転換部Ｊで吸気カム１５３のリフト量は最大値に達し、その後、定速部Ｋ及び減速部Ｌによってリフト量は減少し、最進角位置Ｓｃｍｉｎでリフト量は０になる。定速部Ｋの終端及び減速部Ｌの終端は空走領域Ｆの終端に位置している。
【００６６】
本実施の形態では、吸気カム１５３に緩衝移行部Ｓａ及び緩衝定速部Ｓｂ（図１２参照）を設けずに、吸気カム１５３のベース円部１５３Ａから直接リフト速度が増速する増速部Ｈとしている。これにより、吸気カム１５３によってサブロッカアーム５４の揺動を加速させる区間である増速部Ｈを、緩衝移行部Ｓａ及び緩衝定速部Ｓｂを設けない分だけ長くできる。これにより、サブロッカアーム５４を緩やかに加速できるため、大きな揺動の加速度がかかることによるサブロッカアーム５４の弾性変形を抑制でき、サブロッカアーム５４の揺動を安定させて吸気弁１４７の作動特性を安定化できる。
【００６７】
また、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎに対応する定速部Ｉは、開時期の最遅角位置Ｓｏｍｉｎよりも進角側から、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎの開側緩衝部領域Ｇａの最遅角側を含む角度幅まで、開側緩衝部領域Ｇａの全域を含んで設けられている。詳細には、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎにおいては、定速部Ｉの始点と最遅角位置Ｓｏｍｉｎとの間には、角度幅Ｘが設けられており、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの側に変化するに伴って緩衝部領域Ｇが進角側にシフトしたとしても、そのシフト量が角度幅Ｘを超えない領域では、任意の開側緩衝部領域Ｇａの開時期は定速部Ｉ内に含まれる。ここで、開時期とは、吸気弁１４７の開弁動作の始点を意味し、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎでは最遅角位置Ｓｏｍｉｎを指している。
【００６８】
すなわち、定速部Ｉを、最も遅角側に位置する最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎの開側緩衝部領域Ｇａを少なくとも含む角度幅に亘って設けたため、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの側に変化するに従って開側緩衝部領域Ｇａが進角側にシフトした場合においても、このシフト量が角度幅Ｘを超えない領域では、吸気カム１５３のリフト速度は、定速部Ｉの速度に保たれる。これにより、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎ及び最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎよりも進角側の大部分の任意のバルブ作動特性において、一定のリフト速度を有する定速部Ｉによって動弁カム５２を揺動させて吸気弁１４７を開弁させることができる。つまり、カムシャフト１５１の回転速度が同一である場合、動弁カム５２はバルブ作動特性にかかわらず同一の速度で揺動されるため、開時期においてバルブクリアランスＭが０となる際に、ロッカアーム５１の調整部５１Ｂは吸気弁１４７の上端部に同一の速度で当接する。このため、バルブ作動特性の変更に伴う開時期の変化に伴って、バルブクリアランスＭに起因する吸気弁１４７の打音が発生することを防止できる。
また、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘにおいては、開時期の最進角位置Ｓｏｍａｘは対応する増速部Ｈに位置し、定速部Ｉよりも進角側に位置しているが、増速部Ｈのリフト速度は定速部Ｉの速度とほぼ同じなので、最進角位置Ｓｏｍａｘが定速部Ｉよりも進角側に位置していることは、吸気弁１４７の打音の発生にほとんど影響しない。
【００６９】
さらに、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎから最大バルブ作動特性Ｕｍａｘまでの全域において、空走領域Ｆを拡大し、最大で増速部Ｈの始端部Ｈｓと減速部Ｌの終端とが一致するまで増速部Ｈを拡大しても良い。この場合、増速部Ｈの長さを大きく確保でき、サブロッカアーム５４にかかる揺動の加速度を低減できる。
また、始端部Ｈｓが空走領域Ｆに位置し、吸気カム１５３によるサブロッカアーム５４の揺動の加速が開始される時点では吸気弁１４７のリフトが開始されていないため、始端部Ｈｓの付近における吸気カム１５３のリフト加速度の変化が吸気弁１４７のリフト動作に影響することが無く、吸気弁１４７の作動特性を安定化できる。
【００７０】
また、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘにおいては、増速部Ｈの終端部Ｈｆを開側緩衝部領域Ｇａまで設けたため、増速部Ｈを長く確保してサブロッカアーム５４にかかる加速度を低減できる。さらに、終端部Ｈｆを吸気弁１４７のリフト量が大きく増加するリフト領域Ｅより進角側の開側緩衝部領域Ｇａまで設けたため、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘにおいて増速部Ｈを長く確保した場合においても、増速部Ｈでのリフト加速度が吸気弁１４７のリフト動作に大きく影響することが無く、吸気弁１４７の作動特性を安定化できる。ここで、増速部Ｈの終端部Ｈｆが開側緩衝部領域Ｇａに含まれる状態となるのは、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘの場合だけではなく、開側緩衝部領域Ｇａが角度幅Ｙの範囲内で遅角側にシフトした場合の任意のバルブ特性である。
【００７１】
また、カム山部１５３Ｂのリフト量を示す曲線は頂点Ｔを中心に左右対称に設けられており、閉弁区間においても吸気カム１５３に緩衝移行部Ｓａ及び緩衝定速部Ｓｂを設けずに増速部Ｈと同様に構成された減速部Ｌを設けたため、減速部Ｌの長さを緩衝移行部Ｓａ及び緩衝定速部Ｓｂを設けない分だけ長くできる。これにより、閉弁時においてもサブロッカアーム５４にかかる加速度を低減してサブロッカアーム５４の弾性変形を抑制でき、サブロッカアーム５４の揺動を安定させて吸気弁１４７の作動特性を安定化できる。
【００７２】
さらに、最大バルブ作動特性Ｕｍａｘでは、減速部Ｌの始端部が動弁カム５２の閉弁側の閉側緩衝部領域Ｇｂの領域内であり、吸気弁１４７のリフト量が大きく減少された後の段階で吸気カム１５３の減速のリフト加速度が増加するため、減速部Ｌでのリフト速度の減速によるサブロッカアーム５４の挙動が吸気弁１４７のリフト動作に大きく影響することが無く、吸気弁１４７の作動特性を安定化できる。
また、バルブ作動特性の全域において、減速部Ｌの終端部が吸気弁１４７のリフトを伴わない空走領域Ｆ内であるため、減速部Ｌの終端部で終了する吸気カム１５３のリフト速度の減速によるサブロッカアーム５４の挙動が吸気弁１４７のリフト動作に影響することが無く、吸気弁１４７の作動特性を安定化できる。
【００７３】
以上説明したように、本発明を適用した実施の形態によれば、吸気カム１５３に緩衝移行部Ｓａ及び緩衝定速部Ｓｂを設けずに、ベース円部１５３Ａから直接リフト速度が増速する増速部Ｈを設けたため、吸気カム１５３によってリンク機構５６のサブロッカアーム５４の揺動を加速させる区間を、緩衝移行部Ｓａ及び緩衝定速部Ｓｂを設けない分だけ長くできる。これにより、サブロッカアーム５４の揺動を緩やかに加速できるため、大きな揺動の加速度がかかることによるサブロッカアーム５４の弾性変形を抑制でき、サブロッカアーム５４の揺動を安定させて吸気弁１４７の作動特性を安定化できる。
また、吸気カム１５３のリフト速度が一定の定速部Ｉを、少なくとも吸気弁１４７の開時期の最遅角位置Ｓｏｍｉｎが含まれる角度幅に亘って設けたため、最遅角位置Ｓｏｍｉｎよりも進角側の区間の吸気カム１５３のリフト速度を定速部Ｉの速度にすることができる。これにより、最遅角位置Ｓｏｍｉｎ及び、最遅角位置Ｓｏｍｉｎよりも進角側における開時期に対応する吸気カム１５３のリフト速度を、開閉時期にかかわらず定速部Ｉの速度とすることができ、吸気弁１４７を開閉させる動弁カム５２の揺動速度を定速にできるため、開閉時期の変更に伴って吸気弁１４７の打音が発生することを防止できる。
【００７４】
また、吸気弁１４７のリフトを伴わない空走領域Ｆを動弁カム５２のベース円部５２Ａに設け、空走領域Ｆを大きくとることにより、吸気カム１５３の増速部Ｈの長さを大きく確保でき、サブロッカアーム５４にかかる加速度を低減できる。また、増速部Ｈの始端部Ｈｓにおける吸気カム１５３のリフトの加速度が吸気弁１４７のリフト動作に影響しないため、吸気弁１４７の作動特性を安定化できる。
【００７５】
さらに、増速部Ｈの終端部Ｈｆを動弁カム５２の開側緩衝部領域Ｇａ手前または開側緩衝部領域Ｇａ内まで設けたため、増速部Ｈを長く確保してサブロッカアーム５４にかかる加速度を低減できる。さらに、増速部Ｈの終端部Ｈｆは定速部Ｉと略同等の速度であるため、吸気弁１４７のリフトの開側緩衝部領域Ｇａ内まで増速部Ｈの終端部Ｈｆを設けた場合でも、最進角位置Ｓｏｍａｘ及び最遅角位置Ｓｏｍｉｎにおける吸気弁１４７の打音の発生状況に差を生ずることなく、吸気弁１４７の作動特性を安定化できる。
【００７６】
また、吸気弁１４７は定速部Ｉにより同じ揺動角速度で揺動される動弁カム５２により開閉されるので、開弁時の打音を小さくできる。最大バルブ作動特性Ｕｍａｘでは動弁カム５２の開側緩衝部領域Ｇａが定速部Ｉ内に無い部分があるが、揺動角速度の変化はあまりないので、増速部Ｈを大きくしてサブロッカアーム５４の弾性変形を最小限にできる。
また、空走領域Ｆを拡大し、最大で増速部Ｈの始端部Ｈｓと減速部Ｌの終端とが一致するまで増速部Ｈを拡大することで、増速部Ｈの長さを最大にすることができ、サブロッカアーム５４の弾性変形を最小限にできる。
【００７７】
なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されない。
上記実施の形態においては、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎにおいて、定速部Ｉは、最遅角位置Ｓｏｍｉｎよりも進角側から最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎの開側緩衝部領域Ｇａの最遅角側を含む角度幅に亘って設けられているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、定速部Ｉは、少なくとも吸気弁１４７の開時期の最遅角位置Ｓｏｍｉｎが含まれる角度幅に亘って設けられれば良い。例えば、定速部Ｉが開側緩衝部領域Ｇａの全域を含まずに、最遅角位置Ｓｏｍｉｎの近傍のみを含んでも良い。さらに、定速部Ｉが、最小バルブ作動特性Ｕｍｉｎから最大バルブ作動特性Ｕｍａｘまでの全域において吸気弁１４７の開時期を含むようにしても良い。
また、上記実施の形態では詳細な説明を省略したが、排気カム１５４についても吸気カム１５３と同様に増速部Ｈ及び定速部Ｉが設けられている。これにより、排気側の動弁装置５０においても、サブロッカアームの弾性変形を抑制して排気弁１４８の作動特性を安定化できると共に、バルブクリアランスＭに起因する排気弁１４８の打音が発生することを防止できる。その他の自動二輪車１０の細部構成についても任意に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係るクルーザタイプの自動二輪車の側面図である。
【図２】エンジンの内部構造を側方から見た図である。
【図３】図２の前バンクの内部構造を拡大して示す図である。
【図４】動弁装置を示す一部破断側面図である。
【図５】前バンクの動弁装置を後部側から見た縦断面図である。
【図６】動弁装置を示す斜視図である。
【図７】駆動機構を側面側から見た縦断面図である。
【図８】駆動機構を前部側から見た縦断面図である。
【図９】吸気弁のバルブ作動特性を示す図である。
【図１０】吸気カム及び吸気弁の作動特性を示すグラフである。
【図１１】カムシャフトの回転角に対する動弁カムの揺動角の変化と吸気弁のリフト量の変化とを示すグラフである。
【図１２】従来の駆動カムの動作特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７９】
１７  エンジン（内燃機関）
５０  動弁装置
５２  動弁カム
５２Ａ  ベース円部（動弁カムのベース円）
５２Ｂ  カム山部
５２Ｄ  緩衝部
５４  サブロッカアーム
５６  リンク機構
６０  駆動機構
１０５  クランクシャフト（クランク軸）
１４７  吸気弁（機関弁）
１４８  排気弁（機関弁）
１５１  カムシャフト（カム軸）
１５３  吸気カム（駆動カム）
１５３Ａ  ベース円部（ベース円）
１５３Ｂ  カム山部（カム山）
Ｆ  空走領域
Ｌ  減速部
Ｇａ  開側緩衝部領域（緩衝部領域）
Ｈ  増速部
Ｈｆ  終端部
Ｈｓ  始端部
Ｉ  定速部
Ｓａ  緩衝移行部
Ｓｂ  緩衝定速部
Ｓｏｍｉｎ  最遅角位置（開時期の最遅角位置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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