動弁装置及びエンジン
【課題】エンジンの高さ寸法を増加させることなくロストモーション機構を備えること。
【解決手段】エンジンのシリンダヘッド（３６）に設置され、カムシャフト（３９）によって駆動される動弁装置（８）において、直線状に延びるステム部（８１１）を有し、ステム部（８１１）の延在方向に沿って駆動することでエンジンの燃焼室（３５５）に連通する吸気ポート（３６１）を開閉する吸気バルブ（８１）と、燃焼室（３５５）から遠方に位置するステム部（８１１）の一端側とカムシャフト（３９）との間に配置され、カムシャフト（３９）からの動力を吸気バルブ（８１）に伝達するバルブタペット（８３）と、バルブタペット（８３）から吸気バルブ（８１）への動力伝達を遮断可能とするロストモーション機構（８４）とを備え、シリンダヘッド（３６）に対する設置部分が、ステム部（８１１）の一端部側よりも他端部側で幅狭に形成した。
【解決手段】エンジンのシリンダヘッド（３６）に設置され、カムシャフト（３９）によって駆動される動弁装置（８）において、直線状に延びるステム部（８１１）を有し、ステム部（８１１）の延在方向に沿って駆動することでエンジンの燃焼室（３５５）に連通する吸気ポート（３６１）を開閉する吸気バルブ（８１）と、燃焼室（３５５）から遠方に位置するステム部（８１１）の一端側とカムシャフト（３９）との間に配置され、カムシャフト（３９）からの動力を吸気バルブ（８１）に伝達するバルブタペット（８３）と、バルブタペット（８３）から吸気バルブ（８１）への動力伝達を遮断可能とするロストモーション機構（８４）とを備え、シリンダヘッド（３６）に対する設置部分が、ステム部（８１１）の一端部側よりも他端部側で幅狭に形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッドに設置される動弁装置に関し、特にバルブ休止機構を備える動弁装置及びエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの動弁装置として、カムシャフトの作動と無関係にポペットバルブ（吸気バルブ、排気バルブ）を閉位置に保持するバルブ休止機構を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のエンジンの動弁装置は、シリンダヘッドに取り付けられており、バルブタペットを介してカムシャフトからの動力をポペットバルブに伝達するように構成されている。バルブタペットには、カムシャフトからポペットバルブに対する動力伝達を一時的に遮断するロストモーション機構が設けられている。
【０００３】
このロストモーション機構は、油圧等によりバルブタペットとポペットバルブのステム部の上端部との連動状態及び非連動状態を切替可能に形成されている。ロストモーション機構は、例えばエンジンの中速回転時又は高速回転時等においては、カムシャフトの回転によるバルブタペットの上下動をポペットバルブに伝達し、ポペットバルブを開閉させる。また、ロストモーション機構は、例えばエンジンの低速回転時等においては、バルブタペットの上下動に関わらず、ポペットバルブに対する動力伝達を一時的に遮断し、ポペットバルブを閉位置に保持させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した動弁装置では、カムシャフトとポペットバルブとの間にロストモーション機構が設けられるため、ポペットバルブの駆動方向における装置寸法が増加していた。これに伴い、動弁装置を収容するシリンダヘッド及びヘッドカバー等の部品寸法も増加し、結果としてエンジン全体の高さ寸法が増加するという問題があった。このため、エンジンの設置スペースの確保が困難となり、エンジンの重量が増加するという不具合が生じていた。さらに、エンジンの寸法増加により専用部品を新たに製造しなければならず、製造コストが増大していた。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、エンジンの高さ寸法を増加させることなくロストモーション機構を備えることができる動弁装置及びエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の動弁装置は、エンジンのシリンダヘッドに設置され、カムシャフトによって駆動される動弁装置において、直線状に延びるステム部を有し、前記ステム部の延在方向に沿って駆動することで前記エンジンの燃焼室に連通する流体流路を開閉するバルブと、前記燃焼室から遠方に位置する前記ステム部の一端側と前記カムシャフトとの間に配置され、前記カムシャフトからの動力を前記バルブに伝達する動力伝達部品と、前記動力伝達部品から前記バルブへの動力伝達を遮断可能とするロストモーション機構とを備え、前記シリンダヘッドに対する設置部分が、前記ステム部の一端部側よりも他端部側において幅狭に形成されることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、動弁装置においてシリンダヘッドに対する設置部分の幅狭な部分をシリンダヘッドの流体流路付近のデッドスペースに配置することができる。これにより、ロストモーション機構による動弁装置の寸法増加を吸収させて、エンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。よって、エンジンの設置スペースの確保が容易となり、エンジンの軽量化を図ることができる。さらに、エンジンの高さ寸法の増加に伴う専用部品が不要となり、製造コストを低減できる。また、動弁装置の設置部分がステム部の他端側で幅狭なため、動弁装置がシリンダヘッドのデッドスペースから流体流路内に突出することが抑制される。
【０００９】
また本発明の上記動弁装置において、前記バルブを前記動力伝達部品に向けて付勢する第１のスプリングと、前記第１のスプリングの径方向外側において前記動力伝達部品を前記カムシャフトに押し付ける第２のスプリングとを備え、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第１のスプリングの端部が前記第２のスプリングの端部よりも前記動力伝達部品から遠方に位置することで、前記シリンダヘッドに対する設置部分が、前記ステム部の一端部側よりも他端部側において幅狭に形成されている。この構成によれば、シリンダヘッドの流体流路付近のデッドスペースに、第２のスプリングよりも小径な第１のスプリングの端部が配置されることで、流体流路内への各スプリングの突出を防止、又は極力抑えて、簡易な構成でエンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。
【００１０】
また本発明の上記動弁装置において、前記第１のスプリング及び前記第２のスプリングは、前記シリンダヘッドに対してスプリングシートを介して設置され、前記スプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第２のスプリングの端部を受ける外側座面部と、前記第１のスプリングの端部を受ける内側座面部と、前記外側座面部の内縁と前記内側座面部の外縁とを連ねる側面部とを有している。この構成によれば、第１のスプリングの端部側の素面がスプリングシートの側面部を介してシリンダヘッドに接触される。よって、バルブの駆動時に第１のスプリングの素面がスプリングシートの側面部に摺接するため、第１のスプリングの素面がシリンダヘッドに直に摺接する構成と比較して摩耗による損傷が低減される。また、スプリングシートにより第１のスプリング及び第２のスプリングが一体的に保持されるため、第１のスプリング及び第２のスプリングの組み付け時にスプリングの脱落を防止できる。
【００１１】
また本発明の上記動弁装置において、前記第１のスプリングは、第１のスプリングシートを介して前記シリンダヘッドに対して設置され、前記第２のスプリングは、第２のスプリングシートを介して前記シリンダヘッドに対して設置され、前記第１のスプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第２のスプリングの端部を受ける外側座面部を有し、前記第２のスプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第１のスプリングの端部を受ける内側座面部を有し、前記第１のスプリングシートと前記第２のスプリングシートとの間で、前記第１のスプリングの端部の素面が露出されている。この構成によれば、第１のスプリングシートと第２のスプリングシートとの間に、外側座面部と内側座面部とを連ねる側面部を有さない分だけ、シリンダヘッドに対する動弁装置の設置部分がステム部の他端側でさらに幅狭に形成される。よって、シリンダヘッドの流体流路付近のデッドスペースが狭く形成されても、流体流路内への各スプリングの突出を防止、又は極力抑えることができる。
【００１２】
本発明のエンジンは、上記の動弁装置が取り付けられるエンジンであって、前記動弁装置が設置される設置空間と前記流体流路とが、当該流体流路の外壁部により仕切られており、前記外壁部の設置空間側には、前記スプリングシートの側面部及び前記内側座面部が収容される凹部が形成されている。この構成によれば、デッドスペースとしての外壁部に形成された凹部に、スプリングシートを介して第１のスプリングの一端部を配置し、簡易な構成によりエンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジンの高さ寸法を増加させることなくロストモーション機構およびエンジンを備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。
【図２】本実施の形態に係るエンジンユニットの側面図である。
【図３】本実施の形態に係るエンジンユニットの部分断面図である。
【図４】図３の吸気側の動弁装置周辺の拡大図である。
【図５】本実施の形態に係る動弁装置の斜視図である。
【図６】本実施の形態に係る動弁装置の設置構成の説明図である。
【図７】変形例に係る動弁装置の斜視図である。
【図８】変形例に係る動弁装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明の動弁装置をネイキッドタイプの自動二輪車のエンジンに適用した例について説明するが、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、本発明の動弁装置を、他のタイプの自動二輪車、四輪、船舶等のエンジンにも適用可能である。
【００１６】
図１を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車全体の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。なお、以下の図においては、車体前方を矢印ＦＲ、車体後方を矢印ＲＥでそれぞれ示す。
【００１７】
図１に示すように、自動二輪車１は、パワーユニット、電装系等の各部を搭載する鋼製又はアルミ合金製の車体フレーム２を備えている。車体フレーム２のメインフレーム２１は、前端に位置するヘッドパイプ２２から後方に向けて左右二股に分岐し、後下方に傾斜して延在する。メインフレーム２１の下方には、エンジンユニット３が吊下げられるようにして搭載される。メインフレーム２１の上部には、燃料タンク４が配置される。燃料タンク４の後方には、メインフレーム２１の後部に接続された左右一対のシートレール（不図示）の上部に運転者シート５ａ及び同乗者シート５ｂが連設される。
【００１８】
シートレールは、メインフレーム２１の後部から後上方に傾斜して延出し、補強用のシートピラー２３と共に運転者シート５ａ及び同乗者シート５ｂを支持する。同乗者シート５ｂの左右両側のフレームカバーには、同乗者用のハンドル５１が設けられている。運転者シート５ａ及び同乗者シート５ｂの下方には、それぞれに対応してフットレスト５２、５３が設けられている。車体左側の運転者用のフットレスト５２の前方には、シフトペダル５４が設けられ、車体右側の運転者用のフットレスト５２の前方には、後輪６用のブレーキペダル（不図示）が設けられている。
【００１９】
車体フレーム２の前部上側には、ヘッドパイプ２２に設けられたステアリングシャフトを介して一対のフロントフォーク７１が左右に揺動可能に支持されている。一対のフロントフォーク７１の上部には、ハンドルバーの両端にグリップ７３が装着されている。車体左側のハンドルバーには、クラッチレバー７４が設けられ、車体右側のハンドルバーには、前輪７用のブレーキレバー（不図示）が設けられている。一対のフロントフォーク７１の下部には、前輪７が回転可能に支持されると共に、前輪７の上部を覆うフロントフェンダ７５が配置される。前輪７には、ブレーキディスク７６が設けられている。
【００２０】
車体フレーム２の後部下側には、スイングアーム６１が上下方向に揺動可能に連結されており、車体フレーム２及びスイングアーム６１間には、後輪緩衝用のサスペンション６２が取り付けられている。スイングアーム６１の後部には、後輪６が回転可能に支持される。後輪６には、ドリブンスプロケット６３が設けられており、ドリブンスプロケット６３とエンジン側のドライブスプロケットとの間にはチェーン６４が架け渡されている。後輪６は、チェーン６４を介してエンジンからの動力が伝達されることで回転駆動される。チェーン６４の上方は、チェーンカバー６５により覆われ、後輪６の上方は、同乗者シート５ｂの後方に配置されたリヤフェンダ６６により覆われる。
【００２１】
エンジンユニット３は、例えば、４サイクルＶ型２気筒エンジンとトランスミッションとからなり、メインフレーム２１にエンジンマウントを介して支持される。エンジンユニット３は、クランクシャフトを車幅方向に向けた横置きクランク式であり、クランクシャフトを収容するクランクケース３１に前後２気筒のシリンダがＶ字状に配置して構成される。エンジンユニット３には、インテークパイプ３２（図３参照）を介して空気が取り込まれ、燃料噴射装置にて空気と燃料とが混合されて燃焼室３５５に供給される。エンジン内での燃焼後の排気ガスは、エンジンユニット３から下方に延出されたエキゾーストパイプ３３を経てマフラ３４から排気される。
【００２２】
フロントフォーク７１の前面には、ヘッドランプ９１が設置され、ヘッドランプ９１の両側方に左右一対のフロントウィンカ９２が設置される。ヘッドランプ９１の上方には、速度、エンジン回転数、燃料残量等を表示するメータユニット９３が設置されている。ハンドルバーには、ステー９４を介してバックミラー９５が支持されている。リヤフェンダ６６の後面には、左右一対のリヤウィンカ９６が設置され、リヤウィンカ９６の後方にコンビネーションランプ９７が設置されている。また、詳述はしないが、車体フレーム２等には、車体外装として複数のカバーが設けられ、外観が全体の統一感を有するように形成されている。
【００２３】
以下、図２から図５を参照して、本実施の形態に係る動弁装置を備えたエンジンユニットについて説明する。図２は、本実施の形態に係るエンジンユニットの側面図である。図３は、本実施の形態に係るエンジンユニットの部分断面図である。図４は、図３の吸気側の動弁装置周辺の拡大図である。図５は、本実施の形態に係る動弁装置の斜視図である。なお、図５では、説明の便宜上、アウタースプリング及びインナースプリングを省略して記載している。
【００２４】
図２及び図３に示すように、エンジンユニット３は、クランクケース３１上に前後２つのシリンダブロック３５をＶ字状に配置し、各シリンダブロック３５にシリンダヘッド３６及びヘッドカバー３７を取り付けて外形が構成される。クランクケース３１内には、クランクシャフト（不図示）が車幅方向に向けて収容されている。シリンダブロック３５には、複数のシリンダボア３５１が車幅方向に横並びに形成され、各シリンダボア３５１にピストン３５２が上下方向に往復動可能に収容されている。ピストン３５２は、コンロッド３５３を介してクランクシャフトに連結される。
【００２５】
シリンダヘッド３６には、エンジン内に空気を送り込む吸気ポート（流体流路）３６１と、エンジン外に排気ガスを送り出す排気ポート（流体流路）３６２とが形成されている。また、シリンダヘッド３６には、吸気ポート３６１を開閉する吸気バルブ（バルブ）８１と、排気ポート３６２を開閉する排気バルブ（バルブ）８２とが設けられている。また、吸気ポート３６１及び排気ポート３６２は、シリンダヘッド３６の下面及びシリンダボア３５１内のピストン３５２の上面によって形成される燃焼室３５５に連通される。燃焼室３５５の上部には、シリンダヘッド３６に設けられた点火プラグ（不図示）が突出されている。
【００２６】
そして、吸気バルブ８１の開弁によりインテークパイプ３２を介して混合気が燃焼室３５５に送り込まれ、燃焼室３５５内における点火プラグの点火によってピストン３５２が一気に押し下げられる。ピストン３５２の下動は、コンロッド３５３を介してクランクシャフトに伝達され、クランクシャフトが勢いよく回転される。ピストン３５２が押し下げられると、排気バルブ８２の開弁により排気ポート３６２から排気ガスが排出される。シリンダヘッド３６の上部には、これら吸気バルブ８１及び排気バルブ８２を備えた一対の動弁装置８が設けられている。
【００２７】
また、エンジンユニット３は、直打式のＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌｅ ＯｖｅｒＨｅａｄ Ｃａｍｓｈａｆｔ）エンジンであり、各動弁装置８に対応して吸気側と排気側に独立した一対のカムシャフト３９を有している。一対のカムシャフト３９は、シリンダヘッド３６の上部において車幅方向に延在し、それぞれにカム３９１が設けられている。また、一対のカムシャフト３９の一端側は、スプロケット及びカムチェーン等の動力伝達機構を介してクランクシャフトに接続されている。よって、クランクシャフトの回転が、この動力伝達機構を介して一対のカムシャフト３９に伝達されることにより、吸気側及び排気側の動弁装置８が作動される。
【００２８】
シリンダヘッド３６には、吸気ポート３６１及び排気ポート３６２の上方に一対の動弁装置８用の設置空間３６４が形成されている。設置空間３６４は、上方においてカムシャフト３９が収容された収容空間３７１に連通し、下方において吸気ポート３６１及び排気ポート３６２の外壁部３６５により仕切られている。一対の動弁装置８は、この外壁部３６５から吸気バルブ８１及び排気バルブ８２を吸気ポート３６１及び排気ポート３６２内に突出させた状態で設置空間３６４に設置される。図４及び図５に示すように、吸気側の動弁装置８は、カム３９１に接するバルブタペット（動力伝達部品）８３を介して、カムシャフト３９からの動力を吸気バルブ８１に伝達するように構成されている。
【００２９】
バルブタペット８３は、下面を開口した有底円筒状に形成されており、吸気バルブ８１の上端部とカムシャフトとの間に配置されている。バルブタペット８３の内部には、カムシャフト３９から吸気バルブ８１に対する動力伝達を一時的に遮断するロストモーション機構８４が設けられている。ロストモーション機構８４は、油圧等によりバルブタペット８３と吸気バルブ８１のステム部８１１との連動状態及び非連動状態を切替可能に形成されている。シリンダヘッド３６において、バルブタペット８３が支持される側壁部３６６には、ロストモーション機構８４を駆動させるための油路３６７が形成されている。
【００３０】
吸気バルブ８１は、直線状に延びるステム部８１１と、ステム部８１１の下端に設けられた傘部８１２とを有している。吸気バルブ８１のステム部８１１は、外壁部３６５に設けられたバルブガイド８５に通され、燃焼室３５５に向けて往復動可能に支持される。また、バルブタペット８３及び吸気バルブ８１は、設置空間３６４内において同心円状に配置されたアウタースプリング（第２のスプリング）８６及びインナースプリング（第１のスプリング）８７により付勢される。バルブタペット８３は、アウタースプリング８６によってカムシャフト３９に押し付けられており、吸気バルブ８１は、ステム部８１１に固定されたリテーナ８８を介してインナースプリング８７によって閉弁作動方向（カムシャフト側）に向けて付勢されている。
【００３１】
この場合、外壁部３６５は、一般にシリンダブロック３５のデッドスペースＳとなっている。外壁部３６５のバルブガイド８５の周囲には、環状の凹部３６３が形成されている。凹部３６３の底面は、アウタースプリング８６用の支持面３６８よりも深い位置に形成されたインナースプリング８７用の支持面３６９となっている。したがって、ステム部８１１の延在方向において、インナースプリング８７の下端部がアウタースプリング８６の下端部よりも燃焼室３５５側に位置付けられる。このように、シリンダヘッド３６のデッドスペースＳに凹部３６３が設けられることで、動弁装置８が全体として低い位置に設置される。この場合、径の小さいインナースプリング８７の下端部だけがデッドスペースＳに位置するため、吸気ポート３６１内への動弁装置８の突出が防止、又は極力抑えられる。
【００３２】
また、アウタースプリング８６及びインナースプリング８７は、スプリングシート８９を介してシリンダヘッド３６の支持面３６８、３６９に支持される。スプリングシート８９は、合成樹脂又は金属等により段付きの円筒状に形成されており、バルブガイド８５の周囲に装着される。スプリングシート８９は、アウタースプリング８６の下端部を受ける外側座面部８９１と、インナースプリング８７の下端部を受ける内側座面部８９２と、外側座面部８９１の内周縁部と内側座面部８９２の外周縁部とを連ねる側面部８９３とを有している。また、外側座面部８９１の外縁部には、アウタースプリング８６の抜け止め用の環状保持部８９４が立設され、内側座面部８９２の内縁部には、インナースプリング８７の抜け止め用の環状保持部８９５が立設されている。
【００３３】
このように、スプリングシート８９は、外側座面部８９１と内側座面部８９２とを一体に形成し、さらに環状保持部８９４、８９５を設けたため、スプリング８６、８７の脱落を防止して動弁装置８の組み付けを容易としている。また、インナースプリング８７の下端側の素面とシリンダヘッド３６の凹部３６３の内周面との間には、スプリングシート８９の側面部８９３が介在されている。よって、吸気バルブ８１の駆動時に、インナースプリング８７の下端側の素面がインナースプリング８７の側面部８９３に摺接するため、シリンダヘッド３６に直に摺接する構成と比較して摩耗による損傷が低減される。
【００３４】
このように構成された動弁装置８では、カムシャフト３９の回転によるバルブタペット８３の下動がロストモーション機構８４を介して吸気バルブ８１に伝達される。このとき、ロストモーション機構８４が連動状態の場合には、吸気バルブ８１が開弁方向に押し下げられて吸気ポート３６１が開弁される。押し下げられたバルブタペット８３及び吸気バルブ８１は、それぞれアウタースプリング８６及びインナースプリング８７によって押し戻され、吸気ポート３６１が閉弁される。一方、ロストモーション機構８４が非連動状態の場合には、吸気バルブ８１への動力伝達が遮断されて閉弁状態が維持される。
【００３５】
ロストモーション機構８４は、バルブタペット８３内に取り付けられた円筒状のプランジャ保持体８４１と、プランジャ保持体８４１内の直径方向に摺動可能に保持されたプランジャ８４２とを有している。プランジャ保持体８４１は、上面においてバルブタペット８３の上面部に係合され、下面においてアウタースプリング８６の上端部に係合されている。よって、バルブタペット８３は、プランジャ保持体８４１を介してアウタースプリング８６によりカムシャフト３９に押し付けられる。また、プランジャ保持体８４１の外周面には、全周に亘って浅溝８４３が形成されている。この浅溝８４３には、シリンダヘッド３６に形成された油路３６７が接続されている。
【００３６】
また、プランジャ保持体８４１内には、直径方向に延びるプランジャ穴８４４が形成されている。プランジャ穴８４４は、一端が開口され、他端が閉塞されており、プランジャ８４２が摺動可能に収容されている。プランジャ穴８４４の閉塞側に位置するプランジャ８４２の端部には、端面から円筒状に窪んだスプリング収容部８４５が形成されている。スプリング収容部８４５の奥面とプランジャ穴８４４の奥面との間には、プランジャ８４２をプランジャ穴８４４の開口に向けて付勢するリターンスプリング８４６が収容されている。また、プランジャ８４２には、延在方向に直交する上下方向に、ステム部８１１の上端部が出入り可能な貫通孔８４７が貫通されている。
【００３７】
このロストモーション機構８４の連動状態では、油路３６７を介してプランジャ穴８４４内のプランジャ８４２に強い油圧が作用されると、プランジャ８４２がリターンスプリング８４６の付勢力に抗して奥方に押し込まれる。そして、貫通孔８４７がステム部８１１の軸線上から外れ、ステム部８１１の上端部がプランジャ８４２の下部に設けられた当接面８４８に対向する。よって、カムシャフト３９によりバルブタペット８３が上下動されると、プランジャ８４２の当接面８４８がステム部８１１の上端部に当接して、バルブタペット８３と吸気バルブ８１とが連動される。
【００３８】
一方、非連動状態では、プランジャ穴８４４内のプランジャ８４２に対する油圧が弱められると、プランジャ８４２がリターンスプリング８４６の付勢力により押し戻される。このときの油圧は、貫通孔８４７がステム部８１１の軸線上に位置付けられるように調整される。よって、カムシャフト３９によりバルブタペット８３が上下動されても、ステム部８１１の上端部が貫通孔８４７内に出入りするだけであり、バルブタペット８３と吸気バルブ８１との連動が解除される。このようにして、ロストモーション機構８４は、バルブタペット８３から吸気バルブ８１への動力伝達を遮断可能としている。
【００３９】
なお、油圧の大きさによって貫通孔８４７をステム部８１１の軸線上に位置付ける構成に代えて位置決め部材等により、リターンスプリング８４６によってプランジャ８４２が押し戻される位置を位置決めする構成としてもよい。ロストモーション機構８４は、上記した構成に限定されず、バルブタペット８３から吸気バルブ８１への動力伝達を遮断可能な機構であれば、どのような機構でもよい。また、排気側の動弁装置８については、吸気側の動弁装置８と略同様な構成なため、説明を省略する。
【００４０】
図６を参照して、吸気側の動弁装置の設置構成について説明する。図６は、本実施の形態に係る動弁装置の設置構成の説明図である。なお、図６において、図示左側が比較例に係る動弁装置、図示右側が本実施の形態に係る動弁装置をそれぞれ示す。比較例に係る動弁装置は、アウタースプリングとインナースプリングとが同一支持面に支持される点で、本実施の形態に係る動弁装置と異なる。また、比較例において、本実施の形態と同一の用語については同一の符号を付して説明する。また、排気側の動弁装置の設置構成は、吸気側の動弁装置の設置構成と同様なため、説明を省略する。
【００４１】
図６に示すように、比較例に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６とインナースプリング８７とが、シリンダヘッド３６における同一の支持面３６８で支持されている。アウタースプリング８６の長さＬ１は、インナースプリング８７の長さＬ２よりも長く形成され、ステム部８１１に固定されたリテーナ８８に対してロストモーション機構８４を間隔Ｌ３だけ離間させている。この距離Ｌ３によってロストモーション時におけるプランジャ８４２の貫通孔８４７に対するステム部８１１の出入長が確保され、バルブタペット８３と吸気バルブ８１との非連動を可能としている。
【００４２】
このように、比較例に係る動弁装置８にロストモーション機構８４を設ける場合には、吸気バルブ８１の駆動方向における装置寸法が増加する。これに伴い、動弁装置８を収容するシリンダヘッド３６及びヘッドカバー３７等の部品の寸法も増加し、結果としてエンジンの高さ寸法が増加する。このため、比較例に係る動弁装置８では、装置寸法の増加に対応した専用部品が必要となり製造コストが増大する。図６では、ロストモーションを実現させるために吸気バルブ８１のステム部８１１を長く形成する必要がある。
【００４３】
一方、本実施の形態に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６が支持面３６８で支持され、インナースプリング８７がアウタースプリング８６よりも深い位置で支持面３６９に支持されている。このため、アウタースプリング８６は、比較例のアウタースプリング８６の長さＬ１よりも短い長さＬ４で、リテーナ８８とロストモーション機構８４との間の間隔Ｌ３を確保することができる。すなわち、アウタースプリング８６の長さを、比較例と比べてインナースプリング８７の下端部が支持面３６８から下がった距離ａだけ短くできる。
【００４４】
このように、本実施の形態に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６の長さを短くできるため、バルブタペット８３及びロストモーション機構８４を低い位置に配置できる。よって、ロストモーション機構８４による動弁装置８の寸法増加が吸収され、エンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。さらに、エンジンの高さ寸法の増加に伴う専用部品が不要となり、製造コストを低減できる。図６では、バルブタペット８３及びロストモーション機構８４が低い位置に配置されるため、ステム部８１１を短く形成することができ、例えば、ロストモーション機構８４を備えない動弁装置８の吸気バルブ８１を利用できる。
【００４５】
また、本実施の形態に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６の下端部よりもインナースプリング８７の下端部を傘部８１２側に位置付け、段付き円筒状のスプリングシート８９によって支持している。したがって、動弁装置８の下端側の外形形状は、アウタースプリング８６の下端部において環状保持部８９４によって画定される幅寸法Ｗ１よりも、インナースプリング８７の下端部において側面部８９３によって画定される幅寸法Ｗ２が狭く形成される。このように、動弁装置８は、シリンダヘッド３６に対する設置部分（即ちバルブタペット８３からスプリングシート８９までの部位）が、ステム部８１１の上端部側よりも下端部側において幅狭に形成されている。したがって、図４に示すように、シリンダヘッド３６のデッドスペースＳが狭く形成されていても、吸気ポート３６１内に動弁装置８が突出するのを防止、または極力抑えることが可能となっている。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係る動弁装置８によれば、シリンダヘッド３６のデッドスペースＳに、アウタースプリング８６よりも小径なインナースプリング８７の端部が配置されることで、吸気ポート３６１及び排気ポート３６２への各スプリング８６、８７の突出を防止、又は極力抑えて、簡易な構成でエンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。これにより、ロストモーション機構８４による動弁装置８の寸法増加を吸収させて、エンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。よって、エンジンの設置スペースの確保が容易となり、エンジンの軽量化を図ることができる。さらに、エンジンの高さ寸法の増加に伴う専用部品が不要となり、製造コストを低減できる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００４８】
例えば、本実施の形態に係る動弁装置８は、外側座面部８９１と内側座面部８９２とが一体に形成されたスプリングシート８９を備えるが、図７及び図８の変形例に係る動弁装置８のように、別体に形成されたスプリングシートを備えてもよい。変形例に係る動弁装置８は、上記の実施の形態に係る動弁装置とスプリングシートが分割された点についてのみ相違する。したがって、特に相違点についてのみ説明する。図７は、変形例に係る動弁装置の斜視図である。図８は、変形例に係る動弁装置の断面図である。なお、変形例において、上記の実施の形態と同一の用語については同一の符号を付して説明する。
【００４９】
図７及び図８に示すように、変形例に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６用のスプリングシート（第２のスプリングシート）８９ａと、インナースプリング８７用のスプリングシート（第１のスプリングシート）８９ｂとを有している。スプリングシート８９ａは、アウタースプリング８６の下端部を受ける外側座面部８９１と、外側座面部８９１の外縁部に立設する抜け止め用の環状保持部８９４とから構成されている。スプリングシート８９ｂは、インナースプリング８７の下端部を受ける内側座面部８９２と、内側座面部８９２の内縁部に立設する抜け止め用の環状保持部８９５とから構成されている。すなわち、スプリングシート８９ａ、８９ｂは、上記の実施の形態に係るスプリングシート８９から側面部８９３を除いた構成となってなり、スプリングシート８９ａ、８９ｂ間でインナースプリング８７の下端部の素面が露出されている。
【００５０】
動弁装置８の下端側の外形形状は、インナースプリング８７を囲う側面部８９３を有さないため、インナースプリング８７の外周面によって幅寸法Ｗ３が画定される。よって、インナースプリング８７の下端部においては、側面部８９３の厚みを有さない分だけ上記の実施の形態における側面部８９３により画定される幅寸法Ｗ２よりも、さらに幅寸法を狭くすることが可能となる。このように、動弁装置８は、シリンダヘッド３６に対する設置部分が、ステム部８１１の上端部側よりも下端部側において、さらに幅狭に形成されている。したがって、シリンダヘッド３６のデッドスペースＳが狭く形成されていても、吸気ポート３６１内に動弁装置８が突出するのを防止、または極力抑えることが可能となっている。
【符号の説明】
【００５１】
１ 自動二輪車
３ エンジンユニット
８ 動弁装置
３１ クランクケース
３５ シリンダブロック
３６ シリンダヘッド
３７ ヘッドカバー
３９ カムシャフト
８１ 吸気バルブ（バルブ）
８２ 排気バルブ（バルブ）
８３ バルブタペット（動力伝達部品）
８４ ロストモーション機構
８６ アウタースプリング（第２のスプリング）
８７ インナースプリング（第１のスプリング）
８９、８９ａ、８９ｂ スプリングシート（第１のスプリングシート、第２のスプリングシート）
３５５ 燃焼室
３６１ 吸気ポート（流体流路）
３６２ 排気ポート（流体流路）
３６３ 凹部
３６４ 設置空間
３６５ 外壁部
３６８、３６９ 支持面
３７１ 収容空間
８１１ ステム部
８１２ 傘部
８９１ 外側座面部
８９２ 内側座面部
８９３ 側面部
８９４、８９５ 環状保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッドに設置される動弁装置に関し、特にバルブ休止機構を備える動弁装置及びエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの動弁装置として、カムシャフトの作動と無関係にポペットバルブ（吸気バルブ、排気バルブ）を閉位置に保持するバルブ休止機構を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のエンジンの動弁装置は、シリンダヘッドに取り付けられており、バルブタペットを介してカムシャフトからの動力をポペットバルブに伝達するように構成されている。バルブタペットには、カムシャフトからポペットバルブに対する動力伝達を一時的に遮断するロストモーション機構が設けられている。
【０００３】
このロストモーション機構は、油圧等によりバルブタペットとポペットバルブのステム部の上端部との連動状態及び非連動状態を切替可能に形成されている。ロストモーション機構は、例えばエンジンの中速回転時又は高速回転時等においては、カムシャフトの回転によるバルブタペットの上下動をポペットバルブに伝達し、ポペットバルブを開閉させる。また、ロストモーション機構は、例えばエンジンの低速回転時等においては、バルブタペットの上下動に関わらず、ポペットバルブに対する動力伝達を一時的に遮断し、ポペットバルブを閉位置に保持させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した動弁装置では、カムシャフトとポペットバルブとの間にロストモーション機構が設けられるため、ポペットバルブの駆動方向における装置寸法が増加していた。これに伴い、動弁装置を収容するシリンダヘッド及びヘッドカバー等の部品寸法も増加し、結果としてエンジン全体の高さ寸法が増加するという問題があった。このため、エンジンの設置スペースの確保が困難となり、エンジンの重量が増加するという不具合が生じていた。さらに、エンジンの寸法増加により専用部品を新たに製造しなければならず、製造コストが増大していた。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、エンジンの高さ寸法を増加させることなくロストモーション機構を備えることができる動弁装置及びエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の動弁装置は、エンジンのシリンダヘッドに設置され、カムシャフトによって駆動される動弁装置において、直線状に延びるステム部を有し、前記ステム部の延在方向に沿って駆動することで前記エンジンの燃焼室に連通する流体流路を開閉するバルブと、前記燃焼室から遠方に位置する前記ステム部の一端側と前記カムシャフトとの間に配置され、前記カムシャフトからの動力を前記バルブに伝達する動力伝達部品と、前記動力伝達部品から前記バルブへの動力伝達を遮断可能とするロストモーション機構とを備え、前記シリンダヘッドに対する設置部分が、前記ステム部の一端部側よりも他端部側において幅狭に形成されることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、動弁装置においてシリンダヘッドに対する設置部分の幅狭な部分をシリンダヘッドの流体流路付近のデッドスペースに配置することができる。これにより、ロストモーション機構による動弁装置の寸法増加を吸収させて、エンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。よって、エンジンの設置スペースの確保が容易となり、エンジンの軽量化を図ることができる。さらに、エンジンの高さ寸法の増加に伴う専用部品が不要となり、製造コストを低減できる。また、動弁装置の設置部分がステム部の他端側で幅狭なため、動弁装置がシリンダヘッドのデッドスペースから流体流路内に突出することが抑制される。
【０００９】
また本発明の上記動弁装置において、前記バルブを前記動力伝達部品に向けて付勢する第１のスプリングと、前記第１のスプリングの径方向外側において前記動力伝達部品を前記カムシャフトに押し付ける第２のスプリングとを備え、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第１のスプリングの端部が前記第２のスプリングの端部よりも前記動力伝達部品から遠方に位置することで、前記シリンダヘッドに対する設置部分が、前記ステム部の一端部側よりも他端部側において幅狭に形成されている。この構成によれば、シリンダヘッドの流体流路付近のデッドスペースに、第２のスプリングよりも小径な第１のスプリングの端部が配置されることで、流体流路内への各スプリングの突出を防止、又は極力抑えて、簡易な構成でエンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。
【００１０】
また本発明の上記動弁装置において、前記第１のスプリング及び前記第２のスプリングは、前記シリンダヘッドに対してスプリングシートを介して設置され、前記スプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第２のスプリングの端部を受ける外側座面部と、前記第１のスプリングの端部を受ける内側座面部と、前記外側座面部の内縁と前記内側座面部の外縁とを連ねる側面部とを有している。この構成によれば、第１のスプリングの端部側の素面がスプリングシートの側面部を介してシリンダヘッドに接触される。よって、バルブの駆動時に第１のスプリングの素面がスプリングシートの側面部に摺接するため、第１のスプリングの素面がシリンダヘッドに直に摺接する構成と比較して摩耗による損傷が低減される。また、スプリングシートにより第１のスプリング及び第２のスプリングが一体的に保持されるため、第１のスプリング及び第２のスプリングの組み付け時にスプリングの脱落を防止できる。
【００１１】
また本発明の上記動弁装置において、前記第１のスプリングは、第１のスプリングシートを介して前記シリンダヘッドに対して設置され、前記第２のスプリングは、第２のスプリングシートを介して前記シリンダヘッドに対して設置され、前記第１のスプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第２のスプリングの端部を受ける外側座面部を有し、前記第２のスプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第１のスプリングの端部を受ける内側座面部を有し、前記第１のスプリングシートと前記第２のスプリングシートとの間で、前記第１のスプリングの端部の素面が露出されている。この構成によれば、第１のスプリングシートと第２のスプリングシートとの間に、外側座面部と内側座面部とを連ねる側面部を有さない分だけ、シリンダヘッドに対する動弁装置の設置部分がステム部の他端側でさらに幅狭に形成される。よって、シリンダヘッドの流体流路付近のデッドスペースが狭く形成されても、流体流路内への各スプリングの突出を防止、又は極力抑えることができる。
【００１２】
本発明のエンジンは、上記の動弁装置が取り付けられるエンジンであって、前記動弁装置が設置される設置空間と前記流体流路とが、当該流体流路の外壁部により仕切られており、前記外壁部の設置空間側には、前記スプリングシートの側面部及び前記内側座面部が収容される凹部が形成されている。この構成によれば、デッドスペースとしての外壁部に形成された凹部に、スプリングシートを介して第１のスプリングの一端部を配置し、簡易な構成によりエンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジンの高さ寸法を増加させることなくロストモーション機構およびエンジンを備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。
【図２】本実施の形態に係るエンジンユニットの側面図である。
【図３】本実施の形態に係るエンジンユニットの部分断面図である。
【図４】図３の吸気側の動弁装置周辺の拡大図である。
【図５】本実施の形態に係る動弁装置の斜視図である。
【図６】本実施の形態に係る動弁装置の設置構成の説明図である。
【図７】変形例に係る動弁装置の斜視図である。
【図８】変形例に係る動弁装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明の動弁装置をネイキッドタイプの自動二輪車のエンジンに適用した例について説明するが、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、本発明の動弁装置を、他のタイプの自動二輪車、四輪、船舶等のエンジンにも適用可能である。
【００１６】
図１を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車全体の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。なお、以下の図においては、車体前方を矢印ＦＲ、車体後方を矢印ＲＥでそれぞれ示す。
【００１７】
図１に示すように、自動二輪車１は、パワーユニット、電装系等の各部を搭載する鋼製又はアルミ合金製の車体フレーム２を備えている。車体フレーム２のメインフレーム２１は、前端に位置するヘッドパイプ２２から後方に向けて左右二股に分岐し、後下方に傾斜して延在する。メインフレーム２１の下方には、エンジンユニット３が吊下げられるようにして搭載される。メインフレーム２１の上部には、燃料タンク４が配置される。燃料タンク４の後方には、メインフレーム２１の後部に接続された左右一対のシートレール（不図示）の上部に運転者シート５ａ及び同乗者シート５ｂが連設される。
【００１８】
シートレールは、メインフレーム２１の後部から後上方に傾斜して延出し、補強用のシートピラー２３と共に運転者シート５ａ及び同乗者シート５ｂを支持する。同乗者シート５ｂの左右両側のフレームカバーには、同乗者用のハンドル５１が設けられている。運転者シート５ａ及び同乗者シート５ｂの下方には、それぞれに対応してフットレスト５２、５３が設けられている。車体左側の運転者用のフットレスト５２の前方には、シフトペダル５４が設けられ、車体右側の運転者用のフットレスト５２の前方には、後輪６用のブレーキペダル（不図示）が設けられている。
【００１９】
車体フレーム２の前部上側には、ヘッドパイプ２２に設けられたステアリングシャフトを介して一対のフロントフォーク７１が左右に揺動可能に支持されている。一対のフロントフォーク７１の上部には、ハンドルバーの両端にグリップ７３が装着されている。車体左側のハンドルバーには、クラッチレバー７４が設けられ、車体右側のハンドルバーには、前輪７用のブレーキレバー（不図示）が設けられている。一対のフロントフォーク７１の下部には、前輪７が回転可能に支持されると共に、前輪７の上部を覆うフロントフェンダ７５が配置される。前輪７には、ブレーキディスク７６が設けられている。
【００２０】
車体フレーム２の後部下側には、スイングアーム６１が上下方向に揺動可能に連結されており、車体フレーム２及びスイングアーム６１間には、後輪緩衝用のサスペンション６２が取り付けられている。スイングアーム６１の後部には、後輪６が回転可能に支持される。後輪６には、ドリブンスプロケット６３が設けられており、ドリブンスプロケット６３とエンジン側のドライブスプロケットとの間にはチェーン６４が架け渡されている。後輪６は、チェーン６４を介してエンジンからの動力が伝達されることで回転駆動される。チェーン６４の上方は、チェーンカバー６５により覆われ、後輪６の上方は、同乗者シート５ｂの後方に配置されたリヤフェンダ６６により覆われる。
【００２１】
エンジンユニット３は、例えば、４サイクルＶ型２気筒エンジンとトランスミッションとからなり、メインフレーム２１にエンジンマウントを介して支持される。エンジンユニット３は、クランクシャフトを車幅方向に向けた横置きクランク式であり、クランクシャフトを収容するクランクケース３１に前後２気筒のシリンダがＶ字状に配置して構成される。エンジンユニット３には、インテークパイプ３２（図３参照）を介して空気が取り込まれ、燃料噴射装置にて空気と燃料とが混合されて燃焼室３５５に供給される。エンジン内での燃焼後の排気ガスは、エンジンユニット３から下方に延出されたエキゾーストパイプ３３を経てマフラ３４から排気される。
【００２２】
フロントフォーク７１の前面には、ヘッドランプ９１が設置され、ヘッドランプ９１の両側方に左右一対のフロントウィンカ９２が設置される。ヘッドランプ９１の上方には、速度、エンジン回転数、燃料残量等を表示するメータユニット９３が設置されている。ハンドルバーには、ステー９４を介してバックミラー９５が支持されている。リヤフェンダ６６の後面には、左右一対のリヤウィンカ９６が設置され、リヤウィンカ９６の後方にコンビネーションランプ９７が設置されている。また、詳述はしないが、車体フレーム２等には、車体外装として複数のカバーが設けられ、外観が全体の統一感を有するように形成されている。
【００２３】
以下、図２から図５を参照して、本実施の形態に係る動弁装置を備えたエンジンユニットについて説明する。図２は、本実施の形態に係るエンジンユニットの側面図である。図３は、本実施の形態に係るエンジンユニットの部分断面図である。図４は、図３の吸気側の動弁装置周辺の拡大図である。図５は、本実施の形態に係る動弁装置の斜視図である。なお、図５では、説明の便宜上、アウタースプリング及びインナースプリングを省略して記載している。
【００２４】
図２及び図３に示すように、エンジンユニット３は、クランクケース３１上に前後２つのシリンダブロック３５をＶ字状に配置し、各シリンダブロック３５にシリンダヘッド３６及びヘッドカバー３７を取り付けて外形が構成される。クランクケース３１内には、クランクシャフト（不図示）が車幅方向に向けて収容されている。シリンダブロック３５には、複数のシリンダボア３５１が車幅方向に横並びに形成され、各シリンダボア３５１にピストン３５２が上下方向に往復動可能に収容されている。ピストン３５２は、コンロッド３５３を介してクランクシャフトに連結される。
【００２５】
シリンダヘッド３６には、エンジン内に空気を送り込む吸気ポート（流体流路）３６１と、エンジン外に排気ガスを送り出す排気ポート（流体流路）３６２とが形成されている。また、シリンダヘッド３６には、吸気ポート３６１を開閉する吸気バルブ（バルブ）８１と、排気ポート３６２を開閉する排気バルブ（バルブ）８２とが設けられている。また、吸気ポート３６１及び排気ポート３６２は、シリンダヘッド３６の下面及びシリンダボア３５１内のピストン３５２の上面によって形成される燃焼室３５５に連通される。燃焼室３５５の上部には、シリンダヘッド３６に設けられた点火プラグ（不図示）が突出されている。
【００２６】
そして、吸気バルブ８１の開弁によりインテークパイプ３２を介して混合気が燃焼室３５５に送り込まれ、燃焼室３５５内における点火プラグの点火によってピストン３５２が一気に押し下げられる。ピストン３５２の下動は、コンロッド３５３を介してクランクシャフトに伝達され、クランクシャフトが勢いよく回転される。ピストン３５２が押し下げられると、排気バルブ８２の開弁により排気ポート３６２から排気ガスが排出される。シリンダヘッド３６の上部には、これら吸気バルブ８１及び排気バルブ８２を備えた一対の動弁装置８が設けられている。
【００２７】
また、エンジンユニット３は、直打式のＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌｅ ＯｖｅｒＨｅａｄ Ｃａｍｓｈａｆｔ）エンジンであり、各動弁装置８に対応して吸気側と排気側に独立した一対のカムシャフト３９を有している。一対のカムシャフト３９は、シリンダヘッド３６の上部において車幅方向に延在し、それぞれにカム３９１が設けられている。また、一対のカムシャフト３９の一端側は、スプロケット及びカムチェーン等の動力伝達機構を介してクランクシャフトに接続されている。よって、クランクシャフトの回転が、この動力伝達機構を介して一対のカムシャフト３９に伝達されることにより、吸気側及び排気側の動弁装置８が作動される。
【００２８】
シリンダヘッド３６には、吸気ポート３６１及び排気ポート３６２の上方に一対の動弁装置８用の設置空間３６４が形成されている。設置空間３６４は、上方においてカムシャフト３９が収容された収容空間３７１に連通し、下方において吸気ポート３６１及び排気ポート３６２の外壁部３６５により仕切られている。一対の動弁装置８は、この外壁部３６５から吸気バルブ８１及び排気バルブ８２を吸気ポート３６１及び排気ポート３６２内に突出させた状態で設置空間３６４に設置される。図４及び図５に示すように、吸気側の動弁装置８は、カム３９１に接するバルブタペット（動力伝達部品）８３を介して、カムシャフト３９からの動力を吸気バルブ８１に伝達するように構成されている。
【００２９】
バルブタペット８３は、下面を開口した有底円筒状に形成されており、吸気バルブ８１の上端部とカムシャフトとの間に配置されている。バルブタペット８３の内部には、カムシャフト３９から吸気バルブ８１に対する動力伝達を一時的に遮断するロストモーション機構８４が設けられている。ロストモーション機構８４は、油圧等によりバルブタペット８３と吸気バルブ８１のステム部８１１との連動状態及び非連動状態を切替可能に形成されている。シリンダヘッド３６において、バルブタペット８３が支持される側壁部３６６には、ロストモーション機構８４を駆動させるための油路３６７が形成されている。
【００３０】
吸気バルブ８１は、直線状に延びるステム部８１１と、ステム部８１１の下端に設けられた傘部８１２とを有している。吸気バルブ８１のステム部８１１は、外壁部３６５に設けられたバルブガイド８５に通され、燃焼室３５５に向けて往復動可能に支持される。また、バルブタペット８３及び吸気バルブ８１は、設置空間３６４内において同心円状に配置されたアウタースプリング（第２のスプリング）８６及びインナースプリング（第１のスプリング）８７により付勢される。バルブタペット８３は、アウタースプリング８６によってカムシャフト３９に押し付けられており、吸気バルブ８１は、ステム部８１１に固定されたリテーナ８８を介してインナースプリング８７によって閉弁作動方向（カムシャフト側）に向けて付勢されている。
【００３１】
この場合、外壁部３６５は、一般にシリンダブロック３５のデッドスペースＳとなっている。外壁部３６５のバルブガイド８５の周囲には、環状の凹部３６３が形成されている。凹部３６３の底面は、アウタースプリング８６用の支持面３６８よりも深い位置に形成されたインナースプリング８７用の支持面３６９となっている。したがって、ステム部８１１の延在方向において、インナースプリング８７の下端部がアウタースプリング８６の下端部よりも燃焼室３５５側に位置付けられる。このように、シリンダヘッド３６のデッドスペースＳに凹部３６３が設けられることで、動弁装置８が全体として低い位置に設置される。この場合、径の小さいインナースプリング８７の下端部だけがデッドスペースＳに位置するため、吸気ポート３６１内への動弁装置８の突出が防止、又は極力抑えられる。
【００３２】
また、アウタースプリング８６及びインナースプリング８７は、スプリングシート８９を介してシリンダヘッド３６の支持面３６８、３６９に支持される。スプリングシート８９は、合成樹脂又は金属等により段付きの円筒状に形成されており、バルブガイド８５の周囲に装着される。スプリングシート８９は、アウタースプリング８６の下端部を受ける外側座面部８９１と、インナースプリング８７の下端部を受ける内側座面部８９２と、外側座面部８９１の内周縁部と内側座面部８９２の外周縁部とを連ねる側面部８９３とを有している。また、外側座面部８９１の外縁部には、アウタースプリング８６の抜け止め用の環状保持部８９４が立設され、内側座面部８９２の内縁部には、インナースプリング８７の抜け止め用の環状保持部８９５が立設されている。
【００３３】
このように、スプリングシート８９は、外側座面部８９１と内側座面部８９２とを一体に形成し、さらに環状保持部８９４、８９５を設けたため、スプリング８６、８７の脱落を防止して動弁装置８の組み付けを容易としている。また、インナースプリング８７の下端側の素面とシリンダヘッド３６の凹部３６３の内周面との間には、スプリングシート８９の側面部８９３が介在されている。よって、吸気バルブ８１の駆動時に、インナースプリング８７の下端側の素面がインナースプリング８７の側面部８９３に摺接するため、シリンダヘッド３６に直に摺接する構成と比較して摩耗による損傷が低減される。
【００３４】
このように構成された動弁装置８では、カムシャフト３９の回転によるバルブタペット８３の下動がロストモーション機構８４を介して吸気バルブ８１に伝達される。このとき、ロストモーション機構８４が連動状態の場合には、吸気バルブ８１が開弁方向に押し下げられて吸気ポート３６１が開弁される。押し下げられたバルブタペット８３及び吸気バルブ８１は、それぞれアウタースプリング８６及びインナースプリング８７によって押し戻され、吸気ポート３６１が閉弁される。一方、ロストモーション機構８４が非連動状態の場合には、吸気バルブ８１への動力伝達が遮断されて閉弁状態が維持される。
【００３５】
ロストモーション機構８４は、バルブタペット８３内に取り付けられた円筒状のプランジャ保持体８４１と、プランジャ保持体８４１内の直径方向に摺動可能に保持されたプランジャ８４２とを有している。プランジャ保持体８４１は、上面においてバルブタペット８３の上面部に係合され、下面においてアウタースプリング８６の上端部に係合されている。よって、バルブタペット８３は、プランジャ保持体８４１を介してアウタースプリング８６によりカムシャフト３９に押し付けられる。また、プランジャ保持体８４１の外周面には、全周に亘って浅溝８４３が形成されている。この浅溝８４３には、シリンダヘッド３６に形成された油路３６７が接続されている。
【００３６】
また、プランジャ保持体８４１内には、直径方向に延びるプランジャ穴８４４が形成されている。プランジャ穴８４４は、一端が開口され、他端が閉塞されており、プランジャ８４２が摺動可能に収容されている。プランジャ穴８４４の閉塞側に位置するプランジャ８４２の端部には、端面から円筒状に窪んだスプリング収容部８４５が形成されている。スプリング収容部８４５の奥面とプランジャ穴８４４の奥面との間には、プランジャ８４２をプランジャ穴８４４の開口に向けて付勢するリターンスプリング８４６が収容されている。また、プランジャ８４２には、延在方向に直交する上下方向に、ステム部８１１の上端部が出入り可能な貫通孔８４７が貫通されている。
【００３７】
このロストモーション機構８４の連動状態では、油路３６７を介してプランジャ穴８４４内のプランジャ８４２に強い油圧が作用されると、プランジャ８４２がリターンスプリング８４６の付勢力に抗して奥方に押し込まれる。そして、貫通孔８４７がステム部８１１の軸線上から外れ、ステム部８１１の上端部がプランジャ８４２の下部に設けられた当接面８４８に対向する。よって、カムシャフト３９によりバルブタペット８３が上下動されると、プランジャ８４２の当接面８４８がステム部８１１の上端部に当接して、バルブタペット８３と吸気バルブ８１とが連動される。
【００３８】
一方、非連動状態では、プランジャ穴８４４内のプランジャ８４２に対する油圧が弱められると、プランジャ８４２がリターンスプリング８４６の付勢力により押し戻される。このときの油圧は、貫通孔８４７がステム部８１１の軸線上に位置付けられるように調整される。よって、カムシャフト３９によりバルブタペット８３が上下動されても、ステム部８１１の上端部が貫通孔８４７内に出入りするだけであり、バルブタペット８３と吸気バルブ８１との連動が解除される。このようにして、ロストモーション機構８４は、バルブタペット８３から吸気バルブ８１への動力伝達を遮断可能としている。
【００３９】
なお、油圧の大きさによって貫通孔８４７をステム部８１１の軸線上に位置付ける構成に代えて位置決め部材等により、リターンスプリング８４６によってプランジャ８４２が押し戻される位置を位置決めする構成としてもよい。ロストモーション機構８４は、上記した構成に限定されず、バルブタペット８３から吸気バルブ８１への動力伝達を遮断可能な機構であれば、どのような機構でもよい。また、排気側の動弁装置８については、吸気側の動弁装置８と略同様な構成なため、説明を省略する。
【００４０】
図６を参照して、吸気側の動弁装置の設置構成について説明する。図６は、本実施の形態に係る動弁装置の設置構成の説明図である。なお、図６において、図示左側が比較例に係る動弁装置、図示右側が本実施の形態に係る動弁装置をそれぞれ示す。比較例に係る動弁装置は、アウタースプリングとインナースプリングとが同一支持面に支持される点で、本実施の形態に係る動弁装置と異なる。また、比較例において、本実施の形態と同一の用語については同一の符号を付して説明する。また、排気側の動弁装置の設置構成は、吸気側の動弁装置の設置構成と同様なため、説明を省略する。
【００４１】
図６に示すように、比較例に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６とインナースプリング８７とが、シリンダヘッド３６における同一の支持面３６８で支持されている。アウタースプリング８６の長さＬ１は、インナースプリング８７の長さＬ２よりも長く形成され、ステム部８１１に固定されたリテーナ８８に対してロストモーション機構８４を間隔Ｌ３だけ離間させている。この距離Ｌ３によってロストモーション時におけるプランジャ８４２の貫通孔８４７に対するステム部８１１の出入長が確保され、バルブタペット８３と吸気バルブ８１との非連動を可能としている。
【００４２】
このように、比較例に係る動弁装置８にロストモーション機構８４を設ける場合には、吸気バルブ８１の駆動方向における装置寸法が増加する。これに伴い、動弁装置８を収容するシリンダヘッド３６及びヘッドカバー３７等の部品の寸法も増加し、結果としてエンジンの高さ寸法が増加する。このため、比較例に係る動弁装置８では、装置寸法の増加に対応した専用部品が必要となり製造コストが増大する。図６では、ロストモーションを実現させるために吸気バルブ８１のステム部８１１を長く形成する必要がある。
【００４３】
一方、本実施の形態に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６が支持面３６８で支持され、インナースプリング８７がアウタースプリング８６よりも深い位置で支持面３６９に支持されている。このため、アウタースプリング８６は、比較例のアウタースプリング８６の長さＬ１よりも短い長さＬ４で、リテーナ８８とロストモーション機構８４との間の間隔Ｌ３を確保することができる。すなわち、アウタースプリング８６の長さを、比較例と比べてインナースプリング８７の下端部が支持面３６８から下がった距離ａだけ短くできる。
【００４４】
このように、本実施の形態に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６の長さを短くできるため、バルブタペット８３及びロストモーション機構８４を低い位置に配置できる。よって、ロストモーション機構８４による動弁装置８の寸法増加が吸収され、エンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。さらに、エンジンの高さ寸法の増加に伴う専用部品が不要となり、製造コストを低減できる。図６では、バルブタペット８３及びロストモーション機構８４が低い位置に配置されるため、ステム部８１１を短く形成することができ、例えば、ロストモーション機構８４を備えない動弁装置８の吸気バルブ８１を利用できる。
【００４５】
また、本実施の形態に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６の下端部よりもインナースプリング８７の下端部を傘部８１２側に位置付け、段付き円筒状のスプリングシート８９によって支持している。したがって、動弁装置８の下端側の外形形状は、アウタースプリング８６の下端部において環状保持部８９４によって画定される幅寸法Ｗ１よりも、インナースプリング８７の下端部において側面部８９３によって画定される幅寸法Ｗ２が狭く形成される。このように、動弁装置８は、シリンダヘッド３６に対する設置部分（即ちバルブタペット８３からスプリングシート８９までの部位）が、ステム部８１１の上端部側よりも下端部側において幅狭に形成されている。したがって、図４に示すように、シリンダヘッド３６のデッドスペースＳが狭く形成されていても、吸気ポート３６１内に動弁装置８が突出するのを防止、または極力抑えることが可能となっている。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係る動弁装置８によれば、シリンダヘッド３６のデッドスペースＳに、アウタースプリング８６よりも小径なインナースプリング８７の端部が配置されることで、吸気ポート３６１及び排気ポート３６２への各スプリング８６、８７の突出を防止、又は極力抑えて、簡易な構成でエンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。これにより、ロストモーション機構８４による動弁装置８の寸法増加を吸収させて、エンジンの高さ寸法の増加を抑制できる。よって、エンジンの設置スペースの確保が容易となり、エンジンの軽量化を図ることができる。さらに、エンジンの高さ寸法の増加に伴う専用部品が不要となり、製造コストを低減できる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００４８】
例えば、本実施の形態に係る動弁装置８は、外側座面部８９１と内側座面部８９２とが一体に形成されたスプリングシート８９を備えるが、図７及び図８の変形例に係る動弁装置８のように、別体に形成されたスプリングシートを備えてもよい。変形例に係る動弁装置８は、上記の実施の形態に係る動弁装置とスプリングシートが分割された点についてのみ相違する。したがって、特に相違点についてのみ説明する。図７は、変形例に係る動弁装置の斜視図である。図８は、変形例に係る動弁装置の断面図である。なお、変形例において、上記の実施の形態と同一の用語については同一の符号を付して説明する。
【００４９】
図７及び図８に示すように、変形例に係る動弁装置８は、アウタースプリング８６用のスプリングシート（第２のスプリングシート）８９ａと、インナースプリング８７用のスプリングシート（第１のスプリングシート）８９ｂとを有している。スプリングシート８９ａは、アウタースプリング８６の下端部を受ける外側座面部８９１と、外側座面部８９１の外縁部に立設する抜け止め用の環状保持部８９４とから構成されている。スプリングシート８９ｂは、インナースプリング８７の下端部を受ける内側座面部８９２と、内側座面部８９２の内縁部に立設する抜け止め用の環状保持部８９５とから構成されている。すなわち、スプリングシート８９ａ、８９ｂは、上記の実施の形態に係るスプリングシート８９から側面部８９３を除いた構成となってなり、スプリングシート８９ａ、８９ｂ間でインナースプリング８７の下端部の素面が露出されている。
【００５０】
動弁装置８の下端側の外形形状は、インナースプリング８７を囲う側面部８９３を有さないため、インナースプリング８７の外周面によって幅寸法Ｗ３が画定される。よって、インナースプリング８７の下端部においては、側面部８９３の厚みを有さない分だけ上記の実施の形態における側面部８９３により画定される幅寸法Ｗ２よりも、さらに幅寸法を狭くすることが可能となる。このように、動弁装置８は、シリンダヘッド３６に対する設置部分が、ステム部８１１の上端部側よりも下端部側において、さらに幅狭に形成されている。したがって、シリンダヘッド３６のデッドスペースＳが狭く形成されていても、吸気ポート３６１内に動弁装置８が突出するのを防止、または極力抑えることが可能となっている。
【符号の説明】
【００５１】
１ 自動二輪車
３ エンジンユニット
８ 動弁装置
３１ クランクケース
３５ シリンダブロック
３６ シリンダヘッド
３７ ヘッドカバー
３９ カムシャフト
８１ 吸気バルブ（バルブ）
８２ 排気バルブ（バルブ）
８３ バルブタペット（動力伝達部品）
８４ ロストモーション機構
８６ アウタースプリング（第２のスプリング）
８７ インナースプリング（第１のスプリング）
８９、８９ａ、８９ｂ スプリングシート（第１のスプリングシート、第２のスプリングシート）
３５５ 燃焼室
３６１ 吸気ポート（流体流路）
３６２ 排気ポート（流体流路）
３６３ 凹部
３６４ 設置空間
３６５ 外壁部
３６８、３６９ 支持面
３７１ 収容空間
８１１ ステム部
８１２ 傘部
８９１ 外側座面部
８９２ 内側座面部
８９３ 側面部
８９４、８９５ 環状保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダヘッドに設置され、カムシャフトによって駆動される動弁装置において、
直線状に延びるステム部を有し、前記ステム部の延在方向に沿って駆動することで前記エンジンの燃焼室に連通する流体流路を開閉するバルブと、
前記燃焼室から遠方に位置する前記ステム部の一端側と前記カムシャフトとの間に配置され、前記カムシャフトからの動力を前記バルブに伝達する動力伝達部品と、
前記動力伝達部品から前記バルブへの動力伝達を遮断可能とするロストモーション機構とを備え、
前記シリンダヘッドに対する設置部分が、前記ステム部の一端部側よりも他端部側において幅狭に形成されることを特徴とする動弁装置。
【請求項２】
前記バルブを前記動力伝達部品に向けて付勢する第１のスプリングと、
前記第１のスプリングの径方向外側において前記動力伝達部品を前記カムシャフトに押し付ける第２のスプリングとを備え、
前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第１のスプリングの端部が前記第２のスプリングの端部よりも前記動力伝達部品から遠方に位置することで、前記シリンダヘッドに対する設置部分が、前記ステム部の一端部側よりも他端部側において幅狭に形成されることを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
【請求項３】
前記第１のスプリング及び前記第２のスプリングは、前記シリンダヘッドに対してスプリングシートを介して設置され、
前記スプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第２のスプリングの端部を受ける外側座面部と、前記第１のスプリングの端部を受ける内側座面部と、前記外側座面部の内縁と前記内側座面部の外縁とを連ねる側面部とを有することを特徴とする請求項２に記載の動弁装置。
【請求項４】
前記第１のスプリングは、第１のスプリングシートを介して前記シリンダヘッドに対して設置され、前記第２のスプリングは、第２のスプリングシートを介して前記シリンダヘッドに対して設置され、
前記第１のスプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第２のスプリングの端部を受ける外側座面部を有し、前記第２のスプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第１のスプリングの端部を受ける内側座面部を有し、
前記第１のスプリングシートと前記第２のスプリングシートとの間で、前記第１のスプリングの端部の素面が露出されることを特徴とする請求項２に記載の動弁装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の動弁装置が取り付けられるエンジンであって、
前記動弁装置が設置される設置空間と前記流体流路とが、当該流体流路の外壁部により仕切られており、
前記外壁部の設置空間側には、前記スプリングシートの側面部及び前記内側座面部が収容される凹部が形成されることを特徴とするエンジン。
【請求項１】
エンジンのシリンダヘッドに設置され、カムシャフトによって駆動される動弁装置において、
直線状に延びるステム部を有し、前記ステム部の延在方向に沿って駆動することで前記エンジンの燃焼室に連通する流体流路を開閉するバルブと、
前記燃焼室から遠方に位置する前記ステム部の一端側と前記カムシャフトとの間に配置され、前記カムシャフトからの動力を前記バルブに伝達する動力伝達部品と、
前記動力伝達部品から前記バルブへの動力伝達を遮断可能とするロストモーション機構とを備え、
前記シリンダヘッドに対する設置部分が、前記ステム部の一端部側よりも他端部側において幅狭に形成されることを特徴とする動弁装置。
【請求項２】
前記バルブを前記動力伝達部品に向けて付勢する第１のスプリングと、
前記第１のスプリングの径方向外側において前記動力伝達部品を前記カムシャフトに押し付ける第２のスプリングとを備え、
前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第１のスプリングの端部が前記第２のスプリングの端部よりも前記動力伝達部品から遠方に位置することで、前記シリンダヘッドに対する設置部分が、前記ステム部の一端部側よりも他端部側において幅狭に形成されることを特徴とする請求項１に記載の動弁装置。
【請求項３】
前記第１のスプリング及び前記第２のスプリングは、前記シリンダヘッドに対してスプリングシートを介して設置され、
前記スプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第２のスプリングの端部を受ける外側座面部と、前記第１のスプリングの端部を受ける内側座面部と、前記外側座面部の内縁と前記内側座面部の外縁とを連ねる側面部とを有することを特徴とする請求項２に記載の動弁装置。
【請求項４】
前記第１のスプリングは、第１のスプリングシートを介して前記シリンダヘッドに対して設置され、前記第２のスプリングは、第２のスプリングシートを介して前記シリンダヘッドに対して設置され、
前記第１のスプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第２のスプリングの端部を受ける外側座面部を有し、前記第２のスプリングシートは、前記ステム部の延在方向の他端部側において、前記第１のスプリングの端部を受ける内側座面部を有し、
前記第１のスプリングシートと前記第２のスプリングシートとの間で、前記第１のスプリングの端部の素面が露出されることを特徴とする請求項２に記載の動弁装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の動弁装置が取り付けられるエンジンであって、
前記動弁装置が設置される設置空間と前記流体流路とが、当該流体流路の外壁部により仕切られており、
前記外壁部の設置空間側には、前記スプリングシートの側面部及び前記内側座面部が収容される凹部が形成されることを特徴とするエンジン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１７２６０９（Ｐ２０１２−１７２６０９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６０９９（Ｐ２０１１−３６０９９）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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