(57)【要約】【課題】バルブ作動特性を制御する可変動弁装置を備えた内燃機関において、吸気弁及び排気弁を個別に制御可能とし、かつ該制御用のアクチュエータを効率良くレイアウトする。【解決手段】吸気弁３４ａ及び排気弁３４ｂからなる機関弁のバルブ作動特性を制御するバルブ特性可変機構６１を有する可変動弁装置４０を備え、前記バルブ特性可変機構６１は、前記機関弁３４ａ，３４ｂの作動タイミング及びリフト量を変化させる電動モータを有し、該電動モータが前記動弁室３２外に配置されると共に、シリンダ吸気側においてスロットルボディ２６に近接して配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関であって、シリンダ本体に結合されて燃焼室及び動弁室を形成するシリンダヘッドと、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方からなる機関弁のバルブ作動特性を制御するバルブ特性可変機構を有する可変動弁装置とを備え、前記バルブ特性可変機構は、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を変化させるアクチュエータを有し、該アクチュエータが前記動弁室外に配置される内燃機関において、
前記アクチュエータは、シリンダ吸気側に配置され、かつスロットルボディに近接して配置されることを特徴とする可変動弁装置を備えた内燃機関。
【請求項２】
車両に搭載される内燃機関であって、シリンダ本体に結合されて燃焼室及び動弁室を形成するシリンダヘッドと、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方からなる機関弁のバルブ作動特性を制御するバルブ特性可変機構を有する可変動弁装置とを備え、前記バルブ特性可変機構は、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を変化させるアクチュエータを有し、該アクチュエータが前記動弁室外に配置される内燃機関において、
前記アクチュエータの駆動軸線は、シリンダ軸線に対して略垂直に配置されることを特徴とする可変動弁装置を備えた内燃機関。
【請求項３】
車両に搭載される内燃機関であって、シリンダ本体に結合されて燃焼室及び動弁室を形成するシリンダヘッドと、吸気弁及び排気弁からなる機関弁のバルブ作動特性を制御するバルブ特性可変機構を有する可変動弁装置とを備え、前記バルブ特性可変機構は、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を変化させるアクチュエータを有し、該アクチュエータが前記動弁室外に配置される内燃機関において、
前記アクチュエータは、前記吸気弁と排気弁とを個別に制御するべく複数設けられ、前記シリンダ軸線方向視で、前記複数のアクチュエータに囲まれる空間内に、シリンダ吸気通路が配置されることを特徴とする可変動弁機構を備えた内燃機関。
【請求項４】
前記バルブ特性可変機構は、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を変化させるべく回転するコントロールシャフトを有し、該コントロールシャフトの一端部に、その回転角度を検出するセンサを設けたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の可変動弁装置を備えた内燃機関。
【請求項５】
スロットル開度とエンジン回転数に対応して、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の可変動弁装置を備えた内燃機関。
【請求項６】
スロットル開度とエンジン回転数に対応して、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の可変動弁装置を備えた内燃機関。
【請求項７】
前記スロットル開度は、電子スロットルの開度センサの出力より求めることを特徴とする請求項５又は６に記載の可変動弁装置を備えた内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変動弁装置を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される内燃機関において、そのシリンダヘッドに備える動弁機構に、吸気弁及び排気弁のそれぞれの作動タイミング及び最大リフト量を制御するバルブ特性可変機構を有するものがある（例えば、特許文献１〜５参照。）。バルブ特性可変機構は、吸排気弁に対応する駆動源として単一のアクチュエータ（電動モータ又は流体シリンダ等）を有する。アクチュエータは比較的嵩張ることから、通常は各機構部品とは別に動弁室外に配置される。
【特許文献１】特開２００５−２０７２５４号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７２５５号公報
【特許文献３】特開２００４−２７８６５号公報
【特許文献４】特開２００２−７０５９６号公報
【特許文献５】特開２０００−２９１４１９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、上記内燃機関においては、その運転状態（負荷状態）に応じてバルブオーバーラップ量等を適正に設定し、燃費の良好なＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation；排出ガス再循環）燃焼領域を効率良く利用するために、動弁装置における吸排気側のそれぞれを個別に制御することが望ましいが、この場合、嵩張り易いアクチュエータのレイアウトを十分に検討する必要がある。
そこでこの発明は、バルブ作動特性を制御する可変動弁装置を備えた内燃機関において、吸気弁及び排気弁を個別に制御可能とし、かつ該制御用のアクチュエータを効率良くレイアウトすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、車両（例えば実施例の自動二輪車１）に搭載される内燃機関（例えば実施例のエンジン２０）であって、シリンダ本体（例えば実施例のシリンダ本体２３）に結合されて燃焼室及び動弁室（例えば実施例の燃焼室３１及び動弁室３２）を形成するシリンダヘッド（例えば実施例のシリンダヘッド２４）と、吸気弁及び排気弁（例えば実施例の吸気弁３４ａ及び排気弁３４ｂ）の少なくとも一方からなる機関弁のバルブ作動特性を制御するバルブ特性可変機構（例えば実施例のバルブ作動特性可変機構６１）を有する可変動弁装置（例えば実施例の可変動弁装置４０）とを備え、前記バルブ特性可変機構は、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を変化させるアクチュエータ（例えば実施例の電動モータ６２ａ，６２ｂ）を有し、該アクチュエータが前記動弁室外に配置される内燃機関において、前記アクチュエータは、シリンダ吸気側に配置され、かつスロットルボディ（例えば実施例のスロットルボディ２６）に近接して配置されることを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載した発明は、車両（例えば実施例の自動二輪車１）に搭載される内燃機関（例えば実施例のエンジン２０）であって、シリンダ本体（例えば実施例のシリンダ本体２３）に結合されて燃焼室及び動弁室（例えば実施例の燃焼室３１及び動弁室３２）を形成するシリンダヘッド（例えば実施例のシリンダヘッド２４）と、吸気弁及び排気弁（例えば実施例の吸気弁３４ａ及び排気弁３４ｂ）の少なくとも一方からなる機関弁のバルブ作動特性を制御するバルブ特性可変機構（例えば実施例のバルブ作動特性可変機構６１）を有する可変動弁装置（例えば実施例の可変動弁装置４０）とを備え、前記バルブ特性可変機構は、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を変化させるアクチュエータ（例えば実施例の電動モータ６２ａ，６２ｂ）を有し、該アクチュエータが前記動弁室外に配置される内燃機関において、前記アクチュエータの駆動軸線（例えば実施例の駆動軸線Ｃ３）は、シリンダ軸線（例えば実施例のシリンダ軸線Ｃ１）に対して略垂直に配置されることを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載した発明は、車両（例えば実施例の自動二輪車１）に搭載される内燃機関（例えば実施例のエンジン２０）であって、シリンダ本体（例えば実施例のシリンダ本体２３）に結合されて燃焼室及び動弁室（例えば実施例の燃焼室３１及び動弁室３２）を形成するシリンダヘッド（例えば実施例のシリンダヘッド２４）と、吸気弁及び排気弁（例えば実施例の吸気弁３４ａ及び排気弁３４ｂ）からなる機関弁のバルブ作動特性を制御するバルブ特性可変機構（例えば実施例のバルブ作動特性可変機構６１）を有する可変動弁装置（例えば実施例の可変動弁装置４０）とを備え、前記バルブ特性可変機構は、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を変化させるアクチュエータ（例えば実施例の電動モータ６２ａ，６２ｂ）を有し、該アクチュエータが前記動弁室外に配置される内燃機関において、前記アクチュエータは、前記吸気弁と排気弁とを個別に制御するべく複数設けられ、前記シリンダ軸線方向視で、前記複数のアクチュエータに囲まれる空間内に、シリンダ吸気通路が配置されることを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載した発明は、前記バルブ特性可変機構は、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を変化させるべく回転するコントロールシャフト（例えば実施例のコントロールシャフト６５ａ，６５ｂ）を有し、該コントロールシャフトの一端部に、その回転角度を検出するセンサ（例えば実施例の角度センサ８６）を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載した発明は、スロットル開度とエンジン回転数に対応して、前記機関弁の作動タイミング及びリフト量の少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項６に記載した発明は、スロットル開度とエンジン回転数に対応して、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする。
【００１０】
請求項７に記載した発明は、前記スロットル開度は、電子スロットルの開度センサの出力より求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載した発明によれば、吸気系部品周辺、特にシリンダヘッドとエアクリーナとを結ぶスロットルボディ周辺に生じ易い空間を有効利用して、嵩張り易いアクチュエータを配置することができるため、複数のアクチュエータを有する場合にも内燃機関全体の小型化を図り、かつアクチュエータの冷却性の向上を図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載した発明によれば、アクチュエータのシリンダヘッドからのシリンダ軸線方向での突出が抑えられ、複数のアクチュエータを有する場合にも、シリンダ全体のシリンダ軸線方向での小型化を図ることができる。
【００１３】
請求項３に記載した発明によれば、吸気弁及び排気弁の作動タイミングやリフト量を個別に変化させることで、燃費の良好なＥＧＲ燃焼領域を効率良く利用することができる。また、各アクチュエータとシリンダ吸気通路とを効率良くレイアウトすることができる。
【００１４】
請求項４に記載した発明によれば、コントロールシャフトの回転角度を直接センサで検出することで、機関弁の作動タイミングやリフト量の調整を容易に行うことができる。
【００１５】
請求項５，６に記載した発明によれば、スロットル開度とエンジン回転数に応じて適切なＥＧＲ燃焼ゾーンを設定できると共に、ＥＧＲ燃焼領域を最適化して燃費を向上させることができる。
【００１６】
請求項７に記載した発明によれば、電子スロットル式のエンジンにおいて、スロットルバルブの開度センサの出力より前記スロットル開度を求めることで、より正確なエンジン制御が可能になると共に部品点数の増加を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。
【００１８】
図１に示す自動二輪車１において、車体フレーム２の前端部に位置するヘッドパイプ３には、前輪４を軸支する左右のフロントフォーク５がステアリングステム６を介して操向可能に枢支される。ステアリングステム６の上部には、転舵用のバーハンドル７が取り付けられる。バーハンドル７の右グリップ部はスロットルグリップとされる。
【００１９】
車体フレーム２は、ヘッドパイプ３から斜め下後方に一本のメインチューブ８を延ばし、ヘッドパイプ３と乗員用のシート９との間を低部として跨り易さを向上させた所謂バックボーン型とされる。メインチューブ８の後端部には左右のピボットプレート１０が接合され、該左右ピボットプレート１０には後輪１１を軸支するスイングアーム１２の前端部が揺動可能に枢支される。
【００２０】
メインチューブ８の後部には、斜め上後方へ延びる左右のシートフレーム１３の前端部が接合され、該左右シートフレーム１３の前後中間部とスイングアーム１２の左右アーム後端部との間には、左右のリアクッション１４が配置される。左右シートフレーム１３の上方には、運転者用及び後部同乗者用の座面を前後に有する前記シート９が配置される。
【００２１】
車体フレーム２の前部は、合成樹脂製の前部車体カバー１５により適宜覆われ、車体フレーム２の後部は、同じく合成樹脂製の後部車体カバー１６により適宜覆われる。後部車体カバー１６は、左右シートフレーム１３と共にシート９を支持する。後部車体フレーム２内には、シート９下に位置する物品収納箱１７が配置され、該物品収納箱１７の前部下側には、左右シートフレーム１３の前部に支持される燃料タンク１８が配置される。
【００２２】
車体フレーム２の中央下部内側（前記低部内側）には、自動二輪車１の原動機であるエンジン（内燃機関）２０が配置される。エンジン２０は、不図示のクランク軸を車幅方向（左右方向）に沿わせた空冷単気筒エンジンであり、そのクランクケース２１の前端部から車両前方に向けてシリンダ部２２を立設した基本構成を有する。エンジン２０は、クランクケース２１の後部上下が左右ピボットプレート１０に支持されると共に、クランクケース２１の上部がエンジンハンガ８ａを介してメインチューブ８の前後中間部に支持される。
【００２３】
エンジン２０のシリンダ部２２は、その軸線（シリンダ軸線）Ｃ１を地面に対して略水平（詳細にはやや前上がり）にしてクランクケース２１の前端部から前方（車両進行方向）に突出する。シリンダ部２２は、クランクケース２１の前端部に取り付けられるシリンダ本体２３と、該シリンダ本体２３の前端部に取り付けられる前記シリンダヘッド２４と、該シリンダヘッド２４の前端部に取り付けられるヘッドカバー２５とを主としてなる。シリンダ本体２３内にはピストン２３ａが嵌装され、該ピストン２３ａの往復動が前記クランク軸の回転動に変換される。
【００２４】
図２を併せて参照し、シリンダヘッド２４には、その上側（吸気側）にインシュレータ２８を介してスロットルボディ２６の下流側が接続されると共に、その下側（排気側）には排気管２７の基端側が接続される。スロットルボディ２６は、その内部の吸気通路を後ろ下がりに傾斜させて配され、その後端側（下流側）が、下側（シリンダ側）に湾曲するインシュレータ２８を介してシリンダヘッド２４に接続される。
ここで、スロットルボディ２６のスロットルバルブ（バタフライバルブ）２６ａは、前記スロットルグリップの操作量（乗員からの出力要求）等に応じて電気モータ３６の駆動力により作動する電子スロットルとされる。なお、図２中符号２６ｂはスロットルバルブ２６ａの回動軸を、３６ａは電気モータ３６の出力軸を、３６ｂは出力軸３６ａと回動軸２６ｂとの間のリダクションギヤ軸をそれぞれ示す。また、回動軸２６ｂには、スロットルバルブ２６ａの開度を検出する不図示の開度センサが設けられる。
スロットルボディ２６の上流側（前端側）には、前記メインチューブ８の前部下側に支持されたエアクリーナケース２９が接続される。前記インシュレータ２８の湾曲外周側には、その上方からインジェクタ（燃料噴射弁）２８ａが取り付けられる。なお、図２中線２６ｃはスロットルボディ２６内の吸気通路の軸線を、線２８ｃはインジェクタ２８ａの中心軸線（燃料噴射方向に沿う軸線）をそれぞれ示す。
【００２５】
シリンダヘッド２４は、シリンダ本体２３及びピストン２３ａと共に燃焼室３１を形成すると共に、ヘッドカバー２５と共に動弁室３２を形成する。この実施例におけるエンジン２０はＯＨＣ二バルブ型であり、シリンダヘッド２４には単一の燃焼室側開口を有する吸気ポート３３ａ及び排気ポート３３ｂがそれぞれ形成され、これら各ポート３３ａ，３３ｂの燃焼室側開口が、それぞれ吸気弁３４ａ又は排気弁３４ｂ（以下、これらを機関弁ということがある）により開閉される。
【００２６】
各機関弁３４ａ，３４ｂは、各ポート３３ａ，３３ｂの燃焼室側開口に整合する傘状の弁体及び該弁体から延びる棒状のステムを有してなる。各機関弁３４ａ，３４ｂのステムは、ヘッドカバー２５側に向けて（動弁室３２内に向けて）互いに離間するように側面視Ｖ字状をなして斜めに延び、シリンダヘッド２４に固設されたバルブガイドに往復動自在に挿通支持される。各機関弁３４ａ，３４ｂのステム先端側には、リテーナを介してバルブスプリングのバネ力が入力され（何れも不図示）、このバネ力により、各機関弁３４ａ，３４ｂの弁体が各ポート３３ａ，３３ｂの燃焼室側開口を閉塞する。一方、前記バネ力に抗して各機関弁３４ａ，３４ｂを作動させることで、その弁体が各ポート３３ａ，３３ｂの燃焼室側開口を開放させる。
【００２７】
吸気弁３４ａは、ピストン２３ａがクランクケース２１側に下降する吸気工程において開作動し、前記エアクリーナケース２９及びスロットルボディ２６を介してシリンダ内に外気を吸入可能とし、該外気が吸気ポート３３ａ内でインジェクタ２８ａから噴射された燃料と混合されて燃焼室３１内に吸入される。次いで、ピストン２３ａがシリンダヘッド２４側に上昇する圧縮工程においては吸気弁３４ａが閉じ、燃焼室３１内に吸入された混合気が圧縮されると共に、該混合気が二本の点火プラグ３１ａ，３１ｂにより点火されて燃焼する（図３参照）。
【００２８】
続いて、ピストン２３ａが再下降する膨張行程において、該ピストン２３ａが燃焼室３１内の燃焼ガスの圧力を受けて前記クランク軸にトルクを付与した後、ピストン２３ａが再上昇する排気工程において排気弁３４ｂが開作動し、燃焼室３１と連通した排気ポート３３ｂを介して燃焼室３１内の既燃ガスがシリンダ外に排出される。
【００２９】
ここで、図２に示すように、エンジン２０は、各機関弁３４ａ，３４ｂのバルブ作動特性を制御可能な可変動弁装置４０を備える。
可変動弁装置４０は、各機関弁３４ａ，３４ｂを開閉作動させるバルブ駆動機構４１と、各機関弁３４ａ，３４ｂにおける開閉時期及び最大リフト量を含むバルブ作動特性を変化させるバルブ特性可変機構６１とを組み合わせてなる。
【００３０】
図３，４を併せて参照し、バルブ駆動機構４１は、動弁室３２内において前記クランク軸と平行をなして左右に延びるカム軸４２と、該カム軸４２に設けられた吸気駆動カム４２ａ又は排気駆動カム４２ｂにより揺動する吸気及び排気サブロッカーアーム４３ａ，４３ｂと、各サブロッカーアーム４３ａ，４３ｂの何れかとリンク部材４４ａ，４４ｂを介して連結されてこれらの揺動により回動する吸気及び排気回動カム４５ａ，４５ｂと、各回動カム４５ａ，４５ｂの何れかと機関弁３４ａ又は３４ｂとに跨る吸気及び排気メインロッカーアーム４６ａ，４６ｂとを有してなる。
【００３１】
なお、図２ではバルブ駆動機構４１の吸気側を示すが、サブロッカーアーム４３ａ，４３ｂ、リンク部材４４ａ，４４ｂ、回動カム４５ａ，４５ｂ、及びメインロッカーアーム４６ａ，４６ｂはそれぞれ吸排気側でほぼ同一の構成を有し（図７，９参照）、これらが概ねシリンダ軸線Ｃ１回りで１８０°回転対称に配置される。
【００３２】
カム軸４２は、各機関弁３４ａ，３４ｂのステム間に配置され、その左右両端部がシリンダヘッド２４及びこれに固定されるカムホルダ３５に回転自在に支持される。カム軸４２の左端にはドリブンスプロケット４７が取り付けられ、該ドリブンスプロケット４７と前記クランク軸に設けられたドライブスプロケットとにカムチェーンが掛け回されることで（何れも不図示）、カム軸４２がクランク軸の回転に伴いその１／２の速度で回転駆動する。なお、図中矢印Ｆはカム軸４２の回転方向（正転方向）を、軸線Ｃ２はカム軸４２の回転軸線（カム軸線）をそれぞれ示す。
【００３３】
カム軸４２の左右中間部には、例えば左から順に前記吸気駆動カム４２ａ及び排気駆動カム４２ｂが所定の間隙を空けて並設される。各駆動カム４２ａ，４２ｂの外周面（カム面）は、カム軸４２と同軸の円筒状のゼロリフト面Ｚ１と、該ゼロリフト面Ｚ１に対して外周側に膨出して径寸法を増加させたリフト面Ｙ１とを有してなる。各駆動カム４２ａ，４２ｂは、そのゼロリフト面Ｚ１にサブロッカーアーム４３ａ又は４３ｂの入力部が当接するときには、対応する回動カム４５ａ又は４５ｂのゼロリフト面Ｚ２にメインロッカーアーム４６ａ又は４６ｂの入力部が当接するようにし、対応する機関弁３４ａ又は３４ｂをリフトさせずにポート３３ａ又は３３ｂの燃焼室側開口を閉じたままとする。
【００３４】
一方、各駆動カム４２ａ，４２ｂのリフト面Ｙ１にサブロッカーアーム４３ａ又は４３ｂの入力部が乗り上げたときには、該サブロッカーアーム４３ａ又は４３ｂを揺動させて対応する回動カム４５ａ又は４５ｂのリフト面Ｙ２にメインロッカーアーム４６ａ又は４６ｂの入力部を乗り上げさせ、対応する機関弁３４ａ又は３４ｂをリフトさせてポート３３ａ又は３３ｂの燃焼室側開口を開放させる。
【００３５】
各サブロッカーアーム４３ａ，４３ｂは、カム軸４２を挟んで対応する機関弁３４ａ又は３４ｂと反対側に揺動支点となる一端部を配置し、該一端部からカム軸４２の下方（シリンダヘッド２４側）を回り込むように前記機関弁３４ａ又は３４ｂ側へ延びるもので、その先端部がリンク部材４４ａ又は４４ｂを介して回動カム４５ａ又は４５ｂに連結される。各サブロッカーアーム４３ａ，４３ｂの一端部は、カム軸４２と平行な軸５１を介して後述のホルダ６７ａ又は６７ｂに揺動自在に支持される。また、各サブロッカーアーム４３ａ，４３ｂの長手方向中間部における前記一端部寄りの部位は、駆動カム４２ａ又は４２ｂのカム面を転動するカムローラ５２を支持する前記入力部とされる。
【００３６】
各回動カム４５ａ，４５ｂは、対応する駆動カム４２ａ又は４２ｂの左右外側に隣接配置されるもので、カム軸４２に貫通支持されてこれと同軸に相対回転自在とされる。各回動カム４５ａ，４５ｂにおける対応する機関弁３４ａ又は３４ｂ側には、リンク部材４４ａ又は４４ｂ連結用の連結部５３が突設されると共に、各回動カム４５ａ，４５ｂの外周面におけるヘッドカバー２５側には、前記ゼロリフト面Ｚ２及びリフト面Ｙ２を含むカム面が形成される。ゼロリフト面Ｚ２はカム軸４２と同軸の円筒状とされ、リフト面Ｙ２はゼロリフト面Ｚ２の接線方向に沿うように前記対応する機関弁３４ａ又は３４ｂと反対側に延びて径寸法を増加させつつシリンダヘッド２４側に湾曲する曲面状とされる。リフト面Ｙ２を形成するカム山部５４において、前記リフト面Ｙ２と反対側の部位は、カム軸径方向に沿う平坦部を有する段差状とされる。
【００３７】
各メインロッカーアーム４６ａ，４６ｂは、カム軸４２の上方（ヘッドカバー２５側）に前記入力部となる一端部を配置し、該一端部から対応する機関弁３４ａ又は３４ｂのステム先端に向けて延びるもので、その長手方向中間部がカム軸４２と平行な軸５５を介してカムホルダ３５に揺動自在に支持される。各メインロッカーアーム４６ａ，４６ｂの前記一端部には、対応する回動カム４５ａ又は４５ｂのカム面を転動するカムローラ５６が支持され、各メインロッカーアーム４６ａ，４６ｂの他端側には、対応する機関弁３４ａ又は３４ｂのステム先端に当接するタペットボルト５７が固定される。
【００３８】
このような構成において、カム軸４２が前記クランク軸と共に回転駆動し、各駆動カム４２ａ，４２ｂのリフト面Ｙ１にサブロッカーアーム４３ａ又は４３ｂのカムローラ５２が乗り上げると、該サブロッカーアーム４３ａ又は４３ｂが揺動してリンク部材４４ａ又は４４ｂを介して回動カム４５ａ又は４５ｂを回動させる。すると、該回動カム４５ａ又は４５ｂのカム山部５４が対応するメインロッカーアーム４６ａ又は４６ｂのカムローラ５６側に移動し、そのリフト面Ｙ２に前記メインロッカーアーム４６ａ又は４６ｂのカムローラ５６を乗り上げさせ、該メインロッカーアーム４６ａ又は４６ｂを揺動させて閉状態にある機関弁３４ａ又は３４ｂを開作動させる（図７，９参照）。
【００３９】
図２，３，５に示すように、バルブ特性可変機構６１は、吸排気側の個別の駆動源としての吸気側及び排気側電動モータ６２ａ，６２ｂと、該各電動モータ６２ａ，６２ｂの何れかの回転動力が伝達される吸気側及び排気側第二駆動軸６３ａ，６３ｂと、該各第二駆動軸６３ａ，６３ｂの何れかの回転動力を減速すると共にその回転方向を９０°変換する吸気側及び排気側ウォームギヤ対６４ａ，６４ｂと、該各ウォームギヤ対６４ａ，６４ｂの何れかを介して駆動される吸気側及び排気側コントロールシャフト６５ａ，６５ｂと、該各コントロールシャフト６５ａ，６５ｂに設けられた偏心カム７５の何れかに一端部を係合させる吸気側及び排気側アーム部材６６ａ，６６ｂと、該各アーム部材６６ａ，６６ｂの何れかの他端部が連結される吸気側及び排気側ホルダ６７ａ，６７ｂとを有してなる。
【００４０】
なお、図２ではバルブ特性可変機構６１の吸気側を示すが、電動モータ６２ａ，６２ｂ、第二駆動軸６３ａ，６３ｂ、ウォームギヤ対６４ａ，６４ｂ、及びコントロールシャフト６５ａ，６５ｂはそれぞれ吸排気側でほぼ同一の構成を有し（図７，９参照）、これらが概ねシリンダ軸線Ｃ１に対して線対称に配置される。また、アーム部材６６ａ，６６ｂ及びホルダ６７ａ，６７ｂもそれぞれ吸排気側でほぼ同一の構成を有し（図７，９参照）、これらは概ねシリンダ軸線Ｃ１回りで１８０°回転対称に配置される。
【００４１】
各モータ６２ａ，６２ｂは、ヘッドカバー２５の吸気側かつシリンダ先端側において所定の間隔を空けて左右に並設されるもので、その駆動軸６８の駆動軸線（回転軸線）Ｃ３をシリンダ軸線Ｃ１及びカム軸線Ｃ２と略直交させるように配置され、かつその軸方向一端側をヘッドカバー２５の吸気側に当接させるようにしてこれに取り付けられる。このとき、各モータ６２ａ，６２ｂの駆動軸６８は動弁室３２内に入り込み、コイル等の発熱体は前記軸線Ｃ３に沿う略円筒状のケース６９に収容された状態で動弁室３２外に配置される。これら各モータ６２ａ，６２ｂ間（ケース６９間）には、シリンダ軸線Ｃ１方向視において、スロットルボディ２６を含むシリンダ吸気通路が配設される（図５参照）。
【００４２】
各第二駆動軸６３ａ，６３ｂは、動弁室３２内のシリンダ先端側の左右において対応するモータ６２ａ又は６２ｂの駆動軸６８と平行に配されるもので、その両端部をヘッドカバー２５に回転自在に支持される。各第二駆動軸６３ａ，６３ｂのモータ側端部には、モータ６２ａ又は６２ｂの駆動軸６８の外周に形成された第一ギヤ７１に噛み合う比較的大径の第二ギヤ７２が設けられる。各第二駆動軸６３ａ，６３ｂの長手方向中間部にはウォームギヤ７３が形成され、該ウォームギヤ７３がそのシリンダヘッド２４側に位置するコントロールシャフト６５ａ又は６５ｂに設けられたホイールギヤ７４に噛み合う。なお、各第二駆動軸６３ａ，６３ｂを用いずに各モータ６２ａ，６２ｂの駆動軸６８を直接ウォームギヤ対６４ａ，６４ｂに接続する構成としてもよい。
【００４３】
各コントロールシャフト６５ａ，６５ｂは、動弁室３２内においてカム軸４２と平行をなして左右に延びるもので、吸気側のものを左、排気側のものを右として互いに同軸に配置され、これらが個別にカムホルダ３５に回動自在に支持される。各コントロールシャフト６５ａ，６５ｂの左右内側端部には前記偏心カム７５が一体的に設けられ、各コントロールシャフト６５ａ，６５ｂの左右外側端部には前記ホイールギヤ７４が一体的に設けられる。各偏心カム７５は、各コントロールシャフト６５ａ，６５ｂの回転軸線Ｃ４に対して平行にオフセットした中心軸線Ｃ５を有する円盤状のもので、該偏心カム７５外周にアーム部材６６ａ，６６ｂの一端部が揺動自在に嵌合する。
【００４４】
各アーム部材６６ａ，６６ｂは、カム軸４２と略直交する板状のもので、各偏心カム７５と同様にシリンダ左右内側に位置し、その一端部を対応する偏心カム７５に係合させる。各アーム部材６６ａ，６６ｂは、前記一端部側からシリンダヘッド２４側に先細りに延び、その先端部（他端部）を対応するホルダ６７ａ又は６７ｂに係合させる。
【００４５】
各ホルダ６７ａ，６７ｂは、カム軸４２と略直交する板状の第一及び第二ホルダ部材７６，７７を有してなる。両ホルダ部材７６，７７は、その一端部をカム軸４２に相対回転自在に貫通支持され、該一端部側から対応する機関弁３４ａ，３４ｂと反対側に先細りに延びる。両ホルダ部材７６，７７は互いに略同一形状をなし、かつカム軸方向視（左右方向視）でほぼ重なるように配される。
【００４６】
各ホルダ６７ａ，６７ｂの第一ホルダ部材７６はアーム部材６６ａ，６６ｂと同様にシリンダ左右内側に位置し、各ホルダ６７ａ，６７ｂの第二ホルダ部材７７はシリンダ左右外側に位置する。各ホルダ６７ａ，６７ｂの第一ホルダ部材７６の前記一端部近傍かつヘッドカバー２５側には、対応するアーム部材６６ａ又は６６ｂ連結用の連結部７８が突設される。両ホルダ部材７６，７７は、その間に駆動カム４２ａ又は４２ｂ及び回動カム４５ａ又は４５ｂを挟み込むように所定の間隙を空けて配設される。
【００４７】
両ホルダ部材７６，７７の中間部の間及び先端部（他端部）の間には、それぞれ中間及び先端スペーサ８１，８２が保持される。中間スペーサ８１の左右内側には、前記サブロッカーアーム４３ａ，４３ｂの一端部が前記軸５１を介して揺動自在に支持される。中間スペーサ８１の左右外側には、回動カム４５ａ，４５ｂにおけるシリンダヘッド２４側に突設されたスプリング受け部８３ａと対向するスプリング受け部８３ｂが設けられ、これらの間にコイルスプリング８３ｃが縮設される（図２参照）。
【００４８】
先端スペーサ８２の左右内側には、サブロッカーアーム４３ａ，４３ｂのカムローラ５２近傍に突設されたスプリング受け部８４ａに対向するスプリング受け部８４ｂが設けられ、これらの間にコイルスプリング８４ｃが縮設される（図２参照）。先端スペーサ８２の左右外側には、例えばカムホルダ３５に設けられた不図示のスプリング受け部に対向するスプリング受け部８５ｂが設けられ、これらの間にコイルスプリング８５ｃが縮設される（図２参照）。
【００４９】
ここで、図３，５に示すように、ヘッドカバー２５の左右両側には、対応する側に配置されたコントロールシャフト６５ａ又は６５ｂの回動角度を検出するポテンションメータ等の角度センサ８６がそれぞれ配設される。各角度センサ８６は、その本体８６ａを動弁室３２外とし、角度検出用の回動軸８６ｂを動弁室３２内に入り込ませるように配置される。前記回動軸８６ｂは、対応するコントロールシャフト６５ａ又は６５ｂの左右外側端部に相対回転不能に係合する。この角度センサ８６からの検出信号が、各電動モータ６２ａ，６２ｂの作動制御を行うＥＣＵ８７に入力される。
【００５０】
図５に示すように、ＥＣＵ８７は、吸入空気量を検出するエアフローメータ、ピストン位置及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ、及びスロットルバルブ２６ａの開度（スロットル開度）を検出する前記開度センサ等から構成されてエンジン２０の運転状態を検出する運転状態検出手段８８からの検出信号、並びに前記角度センサ８６からの検出信号等に基づき、各電動モータ６２ａ，６２ｂの作動すなわちバルブ特性可変機構６１の作動を制御することで、エンジン２０の運転状況等に応じたバルブ作動特性でのエンジン運転を可能とする。
【００５１】
次に、作用について説明する。
図６のグラフに示すように、吸排気弁３４ａ，３４ｂの作動タイミング（開閉時期）及び最大リフト量は、それぞれの最大バルブ作動特性Ｋｉｍａｘ，Ｋｅｍａｘ及び最小バルブ作動特性Ｋｉｍｉｎ，Ｋｅｍｉｎの間において、バルブ特性可変機構６１により個別かつ無段階に制御される。なお、図６における最小バルブ作動特性Ｋｉｍｉｎ，Ｋｅｍｉｎは、バルブリフト量が０の状態（すなわちバルブ休止状態）に相当する。
【００５２】
具体的には、まず吸気弁３４ａについて、例えば最大バルブ作動特性Ｋｉｍａｘから任意の小バルブ作動特性Ｋｉに移行する場合、その開時期がθｉｏｍａｘからθｉｏまで連続的に遅角されると共に、閉時期がθｉｃｍａｘからθｉｃまで連続的かつ比較的緩やかに進角され、もって開弁期間が連続的に短くなり、かつ最大リフト量が得られるカム軸４２の回転角（又はクランク軸の回転位置であるクランク角）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。
【００５３】
一方、排気弁３４ｂについては、例えば最大バルブ作動特性Ｋｅｍａｘから任意の小バルブ作動特性Ｋｅに移行する場合、その開時期がθｅｏｍａｘからθｅｏまで連続的かつ比較的緩やかに遅角されると共に、閉時期がθｅｃｍａｘからθｅｃまで連続的に進角され、もって開弁期間が連続的に短くなり、かつ最大リフト量が得られるカム軸４２の回転角が連続的に進角されると共に最大リフト量が連続的に小さくなる。
【００５４】
図７（ａ）に示すように、バルブ特性可変機構６１の吸気側において、吸気側電動モータ６２ａの駆動によりウォームギヤ対６４ａを介してコントロールシャフト６５ａを回動させ、アーム部材６６ａを図中上方（ヘッドカバー２５側）への移動限界位置まで引き上げた状態では、ホルダ６７ａが前記コイルスプリング８５ｃのバネ力に抗して図中右回り（カム軸逆転方向）の回動限界位置まで回動すると共に、サブロッカーアーム４３ａが図中右回りの移動限界位置まで移動し、かつリンク部材４４ａを介して回動カム４５ａが図中右回りの回動限界位置まで回動する。このとき、回動カム４５ａのカム山部５４が図中右回りの移動限界位置まで移動し、該カム山部５４のリフト面Ｙ２がメインロッカーアーム４６ａのカムローラ５６（入力部）に最も近接する。
【００５５】
この状態でカム軸４２が回転駆動し、図７（ｂ）に示すように、吸気駆動カム４２ａのリフト面Ｙ１にサブロッカーアーム４３ａのカムローラ５２が乗り上げると、該サブロッカーアーム４３ａが前記コイルスプリング８４ｃのバネ力に抗して揺動し、リンク部材４４ａを介して回動カム４５ａを前記コイルスプリング８３ｃのバネ力に抗して回動させ、該回動カム４５ａのリフト面Ｙ２によりメインロッカーアーム４６ａを揺動させて機関弁３４ａを開作動させる。このときのバルブ作動特性は、吸気弁３４ａの開時期が最進角すると共に閉時期が最遅角し、かつその最大リフト量が得られるカム軸４２の回転角が最進角すると共に最大リフト量が最大になる前記最大バルブ作動特性Ｋｉｍａｘとなる。
【００５６】
また、図８（ａ）に示すように、吸気側電動モータ６２ａの駆動によりアーム部材６６ａを図中下方（シリンダヘッド２４側）への任意の移動位置まで引き下げると、サブロッカーアーム４３ａが図中左回り（カム軸正転方向）での任意の移動位置まで移動すると共に、回動カム４５ａのカム山部５４が図中左回りの任意の移動位置まで移動し、該カム山部５４のリフト面Ｙ２がメインロッカーアーム４６ａのカムローラ５６から離間する。
【００５７】
この状態でカム軸４２が駆動し、図８（ｂ）に示すように、吸気駆動カム４２ａのリフト面Ｙ１にサブロッカーアーム４３ａのカムローラ５２が乗り上げると、前記同様にサブロッカーアーム４３ａが揺動して回動カム４５ａを回動させ、該回動カム４５ａのリフト面Ｙ２によりメインロッカーアーム４６ａを揺動させて機関弁３４ａを開作動させる。このときのバルブ作動特性は、吸気弁３４ａの開時期が遅角すると共に閉時期が進角し、かつその最大リフト量が得られるカム軸４２の回転角が遅角すると共に最大リフト量が小になる前記小バルブ作動特性Ｋｉとなる。
【００５８】
一方、図９（ａ）に示すように、バルブ特性可変機構６１の排気側において、排気側電動モータ６２ｂの駆動によりウォームギヤ対６４ｂを介してコントロールシャフト６５ｂを回動させ、アーム部材６６ｂを図中上方（ヘッドカバー２５側）への移動限界位置まで引き上げた状態では、ホルダ６７ｂが前記コイルスプリング８５ｃのバネ力に抗して図中左回り（カム軸正転方向）の回動限界位置まで回動すると共に、サブロッカーアーム４３ｂが図中左回りの移動限界位置まで移動し、かつリンク部材４４ｂを介して回動カム４５ｂが図中左回りの回動限界位置まで回動する。このとき、回動カム４５ｂのカム山部５４が図中左回りの移動限界位置まで移動し、該カム山部５４のリフト面Ｙ２がメインロッカーアーム４６ｂのカムローラ５６（入力部）に最も近接する。
【００５９】
この状態でカム軸４２が回転駆動し、図９（ｂ）に示すように、排気駆動カム４２ｂのリフト面Ｙ１にサブロッカーアーム４３ｂのカムローラ５２が乗り上げると、該サブロッカーアーム４３ｂが前記コイルスプリング８４ｃのバネ力に抗して揺動し、リンク部材４４ｂを介して回動カム４５ｂを前記コイルスプリング８３ｃのバネ力に抗して回動させ、該回動カム４５ｂのリフト面Ｙ２によりメインロッカーアーム４６ｂを揺動させて機関弁３４ｂを開作動させる。このときのバルブ作動特性は、排気弁３４ｂの開時期が最進角すると共に閉時期が最遅角し、かつその最大リフト量が得られるカム軸４２の回転角が最遅角すると共に最大リフト量が最大になる前記最大バルブ作動特性Ｋｅｍａｘとなる。
【００６０】
また、図１０（ａ）に示すように、排気側電動モータ６２ｂの駆動によりアーム部材６６ｂを図中下方（シリンダヘッド２４側）への任意の移動位置まで引き下げると、サブロッカーアーム４３ｂのカムローラ５２（入力端）が図中右回り（カム軸逆転方向）での任意の移動位置まで移動すると共に、回動カム４５ｂのカム山部５４が図中右回りの任意の移動位置まで移動し、該カム山部５４のリフト面Ｙ２がメインロッカーアーム４６ｂのカムローラ５６から離間する。
【００６１】
この状態でカム軸４２が回転駆動し、図１０（ｂ）に示すように、排気駆動カム４２ｂのリフト面Ｙ１にサブロッカーアーム４３ｂのカムローラ５２が乗り上げると、前記同様にサブロッカーアーム４３ｂが揺動して回動カム４５ｂを回動させ、該回動カム４５ｂのリフト面Ｙ２によりメインロッカーアーム４６ｂを揺動させて機関弁３４ｂを開作動させる。このときのバルブ作動特性は、排気弁３４ｂの開時期が遅角すると共に閉時期が進角し、かつその最大リフト量が得られるカム軸４２の回転角が遅角すると共に最大リフト量が小になる前記小バルブ作動特性Ｋｅとなる。
【００６２】
このような可変動弁装置４０は、エンジン２０の運転状況に応じて前記ＥＣＵ８７により制御される。すなわち、エンジン２０の低負荷域では、吸排気弁３４ａ，３４ｂのリフト量を小さくし、かつ開時期を遅角させると共に閉時期を進角させる。これにより、バルブオーバーラップ量が小さくなり、燃費の向上と安定した燃焼が得られる。一方、エンジン２０の中高負荷域では、吸排気弁３４ａ，３４ｂのリフト量を大きくし、かつ開時期を進角させると共に閉時期を遅角させる。これにより、バルブオーバーラップ量が大きくなり、吸気充填効率が向上して十分な出力が得られると共に、内部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation；排出ガス再循環）による燃費性能及び排気性能の向上が図られる。
【００６３】
以上説明したように、上記実施例におけるエンジン２０は、自働二輪車１に搭載されるものであって、シリンダ本体２３に結合されて燃焼室３１及び動弁室３２を形成するシリンダヘッド２４と、吸気弁３４ａ及び排気弁３４ｂからなる機関弁のバルブ作動特性を制御するバルブ特性可変機構６１を有する可変動弁装置４０とを備え、前記バルブ特性可変機構６１は、前記機関弁３４ａ，３４ｂの作動タイミング及びリフト量を変化させる電動モータ６２ａ，６２ｂを有し、該電動モータ６２ａ，６２ｂが前記動弁室３２外に配置されると共に、前記電動モータ６２ａ，６２ｂは、シリンダ吸気側においてスロットルボディ２６に近接して配置されるものである。
【００６４】
この構成によれば、吸気系部品周辺、特にシリンダヘッド２４とエアクリーナとを結ぶスロットルボディ２６周辺に生じ易い空間を有効利用して、嵩張り易い電動モータ６２ａ，６２ｂを配置することができるため、複数の電動モータ６２ａ，６２ｂを有する場合にもエンジン全体の小型化を図り、かつ電動モータ６２ａ，６２ｂの冷却性の向上を図ることができる。
【００６５】
また、上記エンジン２０においては、前記電動モータ６２ａ，６２ｂの駆動軸線Ｃ３がシリンダ軸線Ｃ１に対して略垂直に配置されることで、電動モータ６２ａ，６２ｂのシリンダヘッド２４からのシリンダ軸線Ｃ１方向での突出が抑えられ、複数の電動モータ６２ａ，６２ｂを有する場合にも、シリンダ全体のシリンダ軸線Ｃ１方向での小型化を図ることができる。
【００６６】
さらに、上記エンジン２０においては、前記吸気弁３４ａと排気弁３４ｂとを個別に制御するべく複数の電動モータ６２ａ，６２ｂが設けられることで、吸気弁３４ａ及び排気弁３４ｂの作動タイミングやリフト量を個別に変化させることができ、燃費の良好なＥＧＲ燃焼領域を効率良く利用することができる。
特に、前記シリンダ軸線Ｃ１に沿う矢視で、前記複数の電動モータ６２ａ，６２ｂに囲まれる空間内に、シリンダ吸気通路が配置されることで、各電動モータ６２ａ，６２ｂとシリンダ吸気通路とを効率良くレイアウトすることができる。
【００６７】
さらに、上記エンジン２０においては、前記バルブ特性可変機構６１は、前記機関弁３４ａ，３４ｂの作動タイミング及びリフト量を変化させるべく回転するコントロールシャフト６５ａ，６５ｂを有し、該コントロールシャフト６５ａ，６５ｂの一端部に、その回転角度を検出する角度センサ８６を設けたことで、コントロールシャフト６５ａ，６５ｂの回転角度を直接角度センサ８６で検出することとなり、機関弁３４ａ，３４ｂの作動タイミングやリフト量の調整を容易に行うことができる。
【００６８】
さらに、上記エンジン２０においては、スロットル開度とエンジン回転数に対応して、前記機関弁３４ａ，３４ｂの作動タイミング及びリフト量を制御するべく前記電動モータ６２ａ，６２ｂを駆動することで、スロットル開度とエンジン回転数に応じて適切なＥＧＲ燃焼ゾーンを設定できると共に、ＥＧＲ燃焼領域を最適化して燃費を向上させることができる。
しかも、電子スロットル式のエンジン２０において、スロットルバルブ２６ａの開度センサの出力より前記スロットル開度を求めることで、より正確なエンジン制御が可能になると共に部品点数の増加を抑えることができる。
【００６９】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、バルブ特性可変機構が吸排気弁の一方のバルブ作動特性を制御するものであってもよく、かつ吸排気弁の作動タイミング及びリフト量の一方を変化させるものであってもよい。また、バルブ特性可変機構の駆動源（アクチュエータ）として、電動モータに代わり流体圧を用いた流体モータ又はシリンダ等を用いてもよい。
また、電子スロットル式エンジンではなく、ケーブル等を介して機械的にスロットルバルブを駆動するエンジンに適用してもよい。
また、略水平なシリンダではなく、前傾、後傾あるいは左右に傾斜したシリンダを有するエンジンに適用してもよい。さらに、吸排気バルブの少なくとも一方が複数設けられたエンジンに適用してもよい。しかも、並列又はＶ型等の複数気筒エンジンや、クランク軸を車両前後方向に沿わせた縦置きエンジン等の各種形式のレシプロエンジンに適用してもよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、自動二輪車に限らず三輪又は四輪の車両にも適用できることはもちろん、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の実施例における自動二輪車の左側面図である。
【図２】上記自動二輪車のエンジンのシリンダヘッド周りの断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】上記エンジンのバルブ作動特性を示すグラフであり、横軸はカム軸の回転角を、縦軸は機関弁のリフト量をそれぞれ示す。
【図７】上記エンジンの吸気弁の最大バルブ作動特性時の作用説明図であり、（ａ）は吸気弁の閉状態を、（ｂ）は機関弁の開状態をそれぞれ示す。
【図８】上記エンジンの吸気弁の最小バルブ作動特性時の作用説明図であり、（ａ）は機関弁の閉状態を、（ｂ）は機関弁の開状態をそれぞれ示す。
【図９】上記エンジンの排気弁の最大バルブ作動特性時の作用説明図であり、（ａ）は機関弁の閉状態を、（ｂ）は機関弁の開状態をそれぞれ示す。
【図１０】上記エンジンの排気弁の最小バルブ作動特性時の作用説明図であり、（ａ）は機関弁の閉状態を、（ｂ）は機関弁の開状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００７１】
１  自動二輪車（車両）
２０  エンジン（内燃機関）
２３  シリンダ本体
２４  シリンダヘッド
２６  スロットルボディ
２６ａ  スロットルバルブ
３１  燃焼室
３２  動弁室
３４ａ  吸気弁（機関弁）
３４ｂ  排気弁（機関弁）
４０  可変動弁装置
６１  バルブ作動特性可変機構
６２ａ  吸気側電動モータ（アクチュエータ）
６２ｂ  排気側電動モータ（アクチュエータ）
６５ａ  吸気側コントロールシャフト（コントロールシャフト）
６５ｂ  排気側コントロールシャフト（コントロールシャフト）
８６  角度センサ（センサ）
Ｃ１  シリンダ軸線
Ｃ３  駆動軸線
【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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