JP5830880B2 - 内燃機関のシリンダヘッドカバー構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車あるいは自動車等における内燃機関において、エンジンの上部のシリンダヘッドを覆うシリンダヘッドカバーの構造に関する。

この種の内燃機関において、燃焼効率等を始めとするエンジン性能の向上を図るべく、種々の工夫あるいは提案等がなされてきている。例えばシリンダヘッド内に搭載される動弁装置は、エンジン性能との関係で極めて重要であり、同時にこれを搭載するシートヘッドあるいはシリンダヘッドカバーまわりの構造についても改善されている。

従来の内燃機関の具体的構成において例えば特許文献１〜３等に開示されるものでは、かかる目的を実現するためにシリンダヘッドまわりの工夫がなされている。

特開２００７−３１５２５３号公報 特開２００７−１９２１０７号公報 特開平１１−１０７７２６号公報

従来の内燃機関ではエンジン性能の向上を図るべく、上述の例のように様々な工夫がなれるが、一方でそれを実現するための機構や補機類等が必要になる。これらを搭載あるいは内蔵することで、部品点数が増加すると共に構造が複雑化し、更にはシリンダヘッドまわりが大型化せざるを得なかった。特許文献１〜３等に開示されるものにおいても、これらの課題を解決するのは必ずしも容易でなかった。

本発明はかかる実情に鑑み、有効且つ効果的にシリンダヘッドをコンパクト化し得る内燃機関のシリンダヘッドカバー構造を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造は、シリンダヘッド内でカムシャフトがカムシャフト軸受によって回動可能に軸支され、該シリンダヘッドの上部がシリンダヘッドカバーによって覆われる内燃機関のシリンダヘッドカバー構造であって、前記カムシャフト軸受は、ロア側軸受とこのロア側軸受と分離可能なアッパ側軸受とで構成され、前記アッパ側軸受と前記シリンダヘッドカバーとによりボールスクリューを軸支すると共に、前記カムシャフト軸受のアッパ側軸受には、カムフォークシャフトを回動自在に支持する構成を設けると共に、前記ボールスクリューを収容する第１のシリンダヘッドカバーであるボールスクリューハウジングにアクセルモータが結合することを特徴とする。

また、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造において、前記シリンダヘッドカバーは、上部の前記第１のシリンダヘッドカバーと下部の第２のシリンダヘッドカバーとで２分割構成され、前記第１のシリンダヘッドカバーと前記第２のシリンダヘッドカバーの間に樹脂製のガスケットを介在させて両者の周縁部を密封すると共に、前記第２のシリンダヘッドカバーと前記シリンダヘッドの間に樹脂製のガスケットを介在させて両者の周縁部を密封したことを特徴とする。

また、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造において、前記ボールスクリューの軸受は、前記アクセルモータの回転力をカム軸方向に変換する推力発生機構のベアリング軸受であることを特徴とする。

また、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造において、前記ボールスクリューの軸受は、前記カムシャフト軸受よりも上方に配置されると共に、前記第１のシリンダヘッドカバー及び前記第２のシリンダヘッドカバーの接合面は、シリンダ軸線から遠い側が低くなるように傾斜して形成されることを特徴とする。

また、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造において、前記第１のシリンダヘッドカバー及び前記第２のシリンダヘッドカバーの接合面を、前記カムフォークシャフトの軸受よりも上方に配置したことを特徴とする。

また、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造において、前記カムフォークシャフトを挟んで前記ボールスクリューの反対側に点火コイルが配置されることを特徴とする。

また、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造において、前記ボールスクリューと前記カムフォークシャフトとが略平行に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、カムシャフト軸受のアッパ側軸受に他の軸部材を設けるが、アッパ側軸受とシリンダヘッドカバーとが一体的に結合することで高い結合剛性が確保され、他の軸部材を剛性支持することができる。これにより有効且つ効果的にシリンダヘッドをコンパクト化可能となる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の全体構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドの上面図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドの側面図である。 図２のＡ‐Ａ線に沿う断面図である。 図２のＢ‐Ｂ線に沿う断面図である。 図２のＣ‐Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係るボールスクリューハウジングを示す側面図、上面図及び正面図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドの斜視図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドの上面図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドの正面図である。 本発明の実施形態に係るカムハウジングを示す側面図、上面図及び正面図である。 本発明の実施形態に係るタペットの斜視図及び側面図である。 本発明の実施形態に係るタペットを示す（ａ）は図４のＤ‐Ｄ線に沿う縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ矢視方向の横断面図である。 本発明の実施形態に係るタペット及びタペットガイドのそれぞれ斜視図である。 本発明の実施形態に係るカムスライド機構の主要構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るカムスライド機構の主要構成を示す部分斜視図である。

以下、図面に基づき、本発明における内燃機関のシリンダヘッドカバー構造の好適な実施の形態を説明する。
先ず図１は、本発明の適用例としての自動二輪車の側面図である。図１を用いて、この自動二輪車１００の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。

図１において鋼製或いはアルミニウム合金材でなるメインフレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されると共に、前輪１０６上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。

メインフレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に接続され、更に後方に向けて左右一対が二又状に分岐し、それぞれが後下がりに傾斜して延出する。メインフレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレール１０１Ａが延出し、後述するシートを支持する。なお、メインフレーム１０１やシートレール１０１Ａにより車体フレームが構成される。また、メインフレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が揺動可能に結合すると共に、両者間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持される。後輪１１１は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動されるようになっている。後輪１１１の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ１１４が設けられると共に、そのインナフェンダ１１４の上方にはリヤフェンダ１１５が配置される。

メインフレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１１６（点線部）には、図示しない燃料供給装置から混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスがエキゾーストパイプ１１７を通って排気される。本実施形態において、エンジンは例えば４サイクル多気筒、典型的には４気筒エンジンであってよい。それぞれの気筒のエキゾーストパイプ１１７はエンジンユニット１１６の下側にて結合し、その後排気チャンバを経て車両後端付近で排気装置１１８から排気される。

また、エンジンユニット１１６の上方には燃料タンク１１９が搭載され、燃料タンク１１９の後方にシート１２０が連設される。このシート１２０は、ライダシート１２０Ａとタンデムシート１２０Ｂとを含む。ライダシート１２０Ａ及びタンデムシート１２０Ｂに対応して、フートレスト１２１及びフートレストもしくはピリオンステップ１２２が配置される。なお、この例では車両左側において、前後方向略中央下部に図示しないプロップスタンドを有している。

更に図１において、１２３はヘッドランプ、１２４はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２５はステー１２６を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。

車両外装において、フェアリング１２７及びサイドカウル１２８によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバーあるいはシートカウル１２９が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。

ここで、この実施形態におけるエンジンユニット１１６は、ピストンを往復動可能に収容するシリンダもしくはシリンダブロック１１６Ａと、このシリンダブロック１１６Ａの下方に配置されたクランクケース１１６Ｂとを含み、これらが一体的に結合する。また、エンジンユニット１１６は複数のエンジンマウントを介してメインフレーム１０１に懸架されることでメインフレーム１０１に一体的に結合支持され、それ自体でメインフレーム１０１の剛性部材として作用する。

なお、図１に示されるようにドーム状もしくは甲羅状を呈する燃料タンク１１９は、メインフレーム１０１の上側全体を上部から蓋うようにメインフレーム１０１上に搭載支持される。更に、シリンダブロック１１６Ａのシリンダヘッドカバーの上側には、吸気装置に清浄空気を供給するためのエアクリーナ１３０が配置される。エアクリーナ１３０によって清浄化された空気は吸気装置によって吸気され、その後図１のようにインテークパイプ１３１内にて燃料が混合され、混合気としてエンジンユニット１１６に供給される。

図２〜図６は、エンジンユニット１１６のシリンダブロック１１６Ａ、特にシリンダヘッド１０の構成例を示している。ここで先ず、シリンダヘッド１０の全体構成について説明する。シリンダブロック１１６Ａにおいてシリンダヘッド１０はシリンダ本体１１の上部に固定され、その内部に動弁装置を収容する。これらの図にも示されるように、この実施形態では並列４気筒エンジンであってよく、各気筒ごとに吸気側（ＩＮ）及び排気側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブ、つまり４バルブを有している。なお、この実施形態では吸気側に３次元カムを適用した例とするが、吸気側及び排気側の双方に適用することもできる。また、シリンダ本体１１内ではピストンが略上下に往復動するようになっている。

シリンダヘッド１０は、この例では♯１〜♯４気筒の配列方向に沿って延設され、上部に被着するシリンダヘッドカバー１２により動弁装置の収容空間が密閉構造とされる。シリンダヘッド１０の底部には各気筒に対応する燃焼室１３が形成され、それぞれの燃焼室１３にはインテークポート１４とエキゾーストポート１５が連通形成される。燃焼室１３及びインテークポート１４間は、互いに隣接配置された一対の吸気バルブ１６によって開閉され、また、燃焼室１３及びエキゾーストポート１５間は互いに隣接配置された一対の排気バルブ１７によって開閉される。これら吸気バルブ１６及び排気バルブ１７を所定のタイミングで駆動制御することで、各気筒のシリンダに対する吸気及び排気を適正に制御することができる。

吸気バルブ１６の軸方向、即ちそのバルブステム１６ａ上方には気筒の配列方向に沿って、カムシャフト１８が複数のベアリング１９を介して、シリンダヘッド１０に回転自在に支持される。カムシャフト１８には後述するカム２０がその軸方向にスライド可能に装着されるが、カム２０はカムシャフト１８に対して回転方向には固定される。なお、カムシャフト１８は中空構造とし、その中空内部に潤滑油路を形成してカム２０等に注油することができる。各気筒に対応する計４つのカム２０を有し、各カム２０は３次元カムとして形成される。カム２０と吸気バルブ１６（のバルブステム１６ａ）の間には、タペットガイド２２によりガイドされてバルブステム１６ａの軸方向に往復動可能なローラ式のタペット２１が配置される。これらについての詳細は、後述するものとする。

排気バルブ１７の軸方向、即ちそのバルブステム１７ａ上方には気筒の配列方向に沿って、カムシャフト２３が複数のベアリング２４を介して、シリンダヘッド１０に回転自在に支持される。カムシャフト２３にはその軸方向所定位置にカム２５が装着固定される。各気筒に対応する計４つのカム２５を有し、排気側については各カム２５は平板状の所謂平面カムとして形成される。カム２５と排気バルブ１７のバルブステム１７ａとの間には、バルブステム１７ａの軸方向に往復動可能な、この例では直打式のタペット２６が配置される。

吸気側のカムシャフト１８及び排気側のカムシャフト２３のそれぞれ一端にはスプロケット２７，２８が固着している（図６、図９等参照）。これらのスプロケット２７，２８と図示を省略するが、クランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケットとの間にカムチェーンが巻回装架される。なお、カムチェーンは、付属のチェーンガイド、チェーンテンショナ及びチェーンアジャスタ等により適正走行するようになっている。これによりクランクシャフトの回転でカムシャフト１８及びカムシャフト２３が同期回転する。

更に具体的に説明すると、吸気バルブ１６はそのバルブステム１６ａがバルブガイド２９によってガイドされることで、バルブステム１６ａの軸方向に往復動する。バルブステム１６ａの端部に取り付けられたスプリングリテーナ３０とスプリングシート３１の間にバルブスプリング３２が装着され、このバルブスプリング３２の弾力によりバルブステム１６ａは常時上方へ付勢される。また、このときバルブステム１６ａの上端には、後述するシムを介してタペット２１が当接する。カム２０がバルブスプリング３２の弾力に抗してタペット２１を押し下げることで、バルブステム１６ａが下方へ付勢され、即ち吸気バルブ１６が開くようになっている。

排気バルブ１７についても吸気バルブ１６と同様に、バルブステム１７ａの端部に取り付けられたスプリングリテーナ３０とスプリングシート３１の間にバルブスプリング３２が装着される。この場合もカム２５によりタペット２１を押し下げて、排気バルブ１７を作動させるが、そのリフトタイミングやバルブリフト量は吸気バルブ１６とは異なる設定になっている。

ここで、吸気側のカム２０は前述のように「３次元カム」として構成され、また各気筒に１つのカム２０が設けられる。カム２０は、カムシャフト１８の軸方向であるその長手方向に緩やかに傾斜するプロフィルを持つカムロブを有し、バルブリフト量を連続的に変化させる形状に成形されている。この場合、カム高さと同時にカム作用角及びリフトタイミングも変化し、即ちバルブリフト量が大きくなるのに従ってカム作用角も大きくなり、更にはバルブのリフトタイミングも変化させ得るように設定されている。このようなカム２０をカムシャフト１８に沿って移動させることにより、吸気バルブのリフト量、作用角及びリフトタイミングを無段階に可変制御することができる。なお、カム２０の移動機構等については後述するものとする。

カム２０をカムシャフト１８に沿って移動させるためのカムスライド機構を有し、その駆動源として図２及び図３等に示すようにシリンダヘッドカバー１２上にアクセルモータ３３が搭載支持される。アクセルモータ３３は、この例ではシリンダ１０の右後側の角部に配置され、そのフランジ３３ａを介してボールスクリューハウジング３４（図７をも参照）に結合する。このボールスクリューハウジング３４内部には、後述するボールスクリュー等の部材が収容される。

次に図８〜図１０は、シリンダヘッド１０からシリンダヘッドカバー１２を取り外した状態を示している。動弁装置の主要構成要素であるカム・カムシャフトユニットは、シリンダヘッド１０に取付固定されたカムハウジング３５内に収容されるが、この場合、排気側のカムシャフト２３及びカム２５は略全体がカムハウジング３５内にすっぽりと収容される。一方、吸気側のカムシャフト１８及びカム２０は、カムハウジング３５の実質的に外部に配置されるカムスライド機構と連結もしくはリンクするため、そのような連結構造を配設可能とすべく開放構造とし、即ちその一部がカムハウジング３５から露呈する。ここで、図１１は、本実施形態におけるカムハウジング３５を示している。カムハウジング３５全体としてはカムシャフト１８及びカムシャフト２３の上方を覆うカバー構造となっているが、吸気側についてはカムスライド機構を搭載するために必要なフレーム部３５ａ等を除き、開放構造となっている。

前述したようにタペット２１は、タペットガイド２２によりガイドされる。タペットユニットについて更に説明すると、図１２及び図１３に示すようにその内側にベアリング３７を収容する収容部を有する概略ドーナッツ状に形成されたタペットローラ３６と、ベアリング３７を介してタペットローラ３６を支持する芯部３８と、芯部３８の両外側方へ延設するアーム３９とを有する。タペットローラ３６は、バルブスプリング３２の弾力に基づきカム２０のカムロブに当接する。ベアリング３７はこの例では芯部３８の外周に沿って配列された複数のニードルベアリングとする。アーム３９はバルブステム１６ａの上端まで延出し、シム４０を介してバルブステム１６ａの上端と間接的に当接する。なお、芯部３８の両外側からタペットローラ３６側へ延出する突片３８Ａが付設され、タペットローラ３６組付時のベアリング３７の脱落防止を図っている。

シリンダヘッド１０適所にはタペットガイド２２が配置固定されており、タペット２１は図１４のようにタペットガイド２２内側に収容されるかたちで浮動保持される。タペット２１は、そのタペットローラ３６がカム２０のカム面に押されることで、アーム３９がバルブスプリング３２の弾力に抗してバルブステム１６ａを押動させ、これにより吸気バルブ１６を開かせるバルブリフタとして機能する。

図１５及び図１６は、動弁装置の吸気側における駆動部まわりの構成例を示している。前述したようにシリンダヘッドカバー１２上にアクセルモータ３３が搭載され、このアクセルモータ３３を駆動源としてカムスライド機構を作動させる。先ず、シリンダヘッドカバー１２内には、カムシャフト１８の上方にて所定間隔おいてその軸方向に沿って、カムフォークシャフト４１が平行配置されている。このカムフォークシャフト４１はカムハウジング３５に設けた複数、この例では５つの軸受部３５ｂ（図８等参照）により、その軸方向にスライド可能に支持される。ボールスクリューハウジング３４内部において、カムフォークシャフト４１と平行且つ略同一高さ位置にボールスクリュー４２が配置される。このボールスクリュー４２はその両軸端付近にて、シリンダヘッドカバー１２及びボールスクリューハウジング３４の合せ面で一対のベアリング４３により回転可能に支持される。ボールスクリュー４２のアクセルモータ３３側の端部にはギア４４が取り付けられると共に、該アクセルモータ３３の出力軸にはピニオンギア４５が取り付けられ、これらのギア４４及びピニオンギア４５が噛合し、即ちアクセルモータ３３の作動によりボールスクリュー４２が回転駆動される。

ボールスクリュー４２には、回転方向に固定されたスライドナット４６が噛合する。ここで、これらボールスクリュー４２及びスライドナット４６によって推力発生機構が構成される。即ち、この推力発生機構は、カム２０に対する駆動源であるアクセルモータ３３の回転力をカム軸方向に変換する。このスライドナット４６はナットフォーク４７を介してカムフォークシャフト４１と連結する。ナットフォーク４７はボールスクリュー４２の軸方向に配置されたベースプレート４７ａを有し、このベースプレート４７ａがカムフォークシャフト４１と結合する。より具体的にはカムフォークシャフト４１には各気筒に対応して４つのカムフォーク４８が固定され、このうち♯２及び♯３気筒に対するカムフォーク４８とベースプレート４７ａとが相互に結合される。各カムフォーク４８は、カム２０の端部に装着されたベアリング４９を介して、そのカム２０と回転自在に係合する。

上記構成のカムスライド機構において、アクセルモータ３３によりボールスクリュー４２が回転すると、スライドナット４６及びナットフォーク４７を介してカムフォークシャフト４１がその軸方向にスライドする。そして、このようにカムフォークシャフト４１がスライドするのに連動もしくは同期して、各カム２０が同時にカムシャフト１８の軸方向に沿ってスライドする。

ここで、上記のように構成された動弁装置における基本動作について概略説明する。エンジン運転時、自動二輪車１００のアクセルグリップを操作するとアクセルモータ３３が作動し、ボールスクリュー４２が回転することでスライドナット４６及びナットフォーク４７を介してカムフォークシャフト４１がスライドする。このカムフォークシャフト４１のスライドにより各カム２０が同時にカムシャフト１８の軸方向に沿ってスライドする。例えば、エンジン低速時にはタペット２１はカム２０に対して、カム高さの低い部位に当接している。この状態で加速、即ちアクセルを開くと、アクセルモータ３３の作動によりカム２０のスライドに伴いタペット２１は次第に、カム高さの高い部位に当接し、これによりカム２０が持つリフト特性に従ってバルブリフト量が増大する。一方、減速時にはアクセルを戻すことで、上記とは逆の動作でバルブリフト量を減少させる。

なお、上記の場合において、シリンダヘッドカバー１２がシリンダヘッド１０に締着固定される際、図２に示されるようにシリンダヘッドカバー１２は複数のボルト５０によってカムハウジング３５に結合される。この場合、カムハウジング３５には図９又は図１１に示されるようにボルト５０が螺合する複数のネジ部３５ｃ（雌ネジ）が形成されると共に、各ネジ部３５ｃの周辺に、シリンダヘッドカバー１２が直接当接する合せ面もしくは接合面３５ｄが形成される。

また、カムハウジング３５は図５あるいは図９に示されるように複数のボルト５１によってシリンダヘッド１０に結合される。なお、詳細図示を省略するが、シリンダヘッド１０及びカムハウジング３５は相互の接合面にて直接当接し、互いに剛固に結合する。

また、ボールスクリューハウジング３４は図２に示されるように、複数のボルト５２によってカムハウジング３５に結合される。この場合、カムハウジング３５には図９又は図１１に示されるようにボルト５２が螺合する複数のネジ部３５ｅ（雌ネジ）が形成されると共に、各ネジ部３５ｅの周辺もしくは相互間に沿って、ボールスクリューハウジング３４が直接当接する合せ面もしくは接合面３５ｆが形成される。

更に図２、図５及び図９等を参照して、♯１〜♯の各気筒において燃焼室１３の上方にて、吸気側のカムシャフト１８と排気側のカムシャフト２３の間に挟まれるように点火プラグ５３が配置される。

次に、本発明の特徴的な構成及びその作用効果等について説明すると先ず、シリンダヘッド１０内でカムシャフト１８がカムシャフト軸受によって回動可能に軸支され、該シリンダヘッド１０の上部がシリンダヘッドカバー１２によって覆われる。この場合、カムシャフト１８を軸支するカムシャフト軸受は、ロア側軸受とこのロア側軸受と分離可能なアッパ側軸受とで構成される。前述したようにカムシャフト１８は図５に示されるように、直接的には複数のベアリング１９を介してシリンダヘッド１０に回転自在に支持される。これらのベアリング１９は、シリンダヘッド１０及びカムハウジング３５の合せ面で、それらによって上下から挟持されるように保持され、つまりシリンダヘッド１０及びカムハウジング３５のベアリング１９に対する保持部位がそれぞれロア側軸受及びアッパ側軸受として機能する。

そして本発明において特に、アッパ側軸受、即ちカムハウジング３５とシリンダヘッドカバー１２とにより他の第１軸部材を軸支するようにしている。
ここに、他の第１軸部材とは本実施形態において具体的にはボールスクリュー４２を指す。更に、本実施形態ではシリンダヘッドカバー１２は、上部の第１のシリンダヘッドカバーと下部の第２のシリンダヘッドカバーとで２分割構成される。ここに、上部の第１のシリンダヘッドカバーとはボールスクリューハウジング３４を指し、また第２のシリンダヘッドカバーとはシリンダヘッドカバー１２本体を指す。

ボールスクリュー４２は直接的には一対のベアリング４３によって支持されるが、これらのベアリング４３は、ボールスクリューハウジング３４及びカムハウジング３５の接合面３５ｆで、それらによって上下から挟持されるように保持される。また、カムハウジング３５は前述のようにボルト５１によってシリンダヘッド１０に結合される。つまり、他の第１軸部材であるボールスクリュー４２は、シリンダヘッド１０上に剛固に結合するボールスクリューハウジング３４により高い剛性で支持され、即ち剛性支持される。

上記のようにカムシャフト軸受のアッパ側軸受に他の軸部材を設けると、カムシャフト軸受の高さが高くなり、そのままでは他の軸部材の作動によりカムシャフト軸受全体を倒すような力が作用する。この実施形態の場合、ボールスクリュー４２が回転してスライドナット４６がスライドする際、ボールスクリュー４２に対する曲げモーメントがカムシャフト軸受を倒し込むように作用することとなる。本発明ではボールスクリューハウジング３４とアッパ側軸受であるカムハウジング３５とが一体的に結合することで、高い結合剛性が確保され、仮にかかる力が作用してもこれに確実に対応することができる。

特に可変動等の動弁装置にあってはカムシャフトの作動と密接に関係するため、カムシャフト軸受の上方等に他の軸受を近接配置することは動弁機構全体のコンパクト化を図る上で極めて重要である。本実施形態においてカムシャフト軸受の至近位置に推力発生機構が配置され、この推力発生機構は、カム２０に対する駆動源であるアクセルモータ３３の回転力をカム軸方向に変換する。カム２０のスライド駆動に密接不可分の推力発生機構の軸受を近接配置することはカム２０の作動上極めて有効である。この場合、ボールスクリューハウジング３４が剛性支持されることで、重量物であるアクセルモータ３３を確実に搭載することができる。

また、本発明において第１のシリンダヘッドカバーと第２のシリンダヘッドカバーの間に樹脂製のガスケットを介在させて両者の周縁部を密封すると共に、第２のシリンダヘッドカバーとシリンダヘッド１０の間に樹脂製のガスケットを介在させて両者の周縁部を密封する。
本実施形態において具体的には、図５に示されるようにボールスクリューハウジング３４とシリンダヘッドカバー１２の間にガスケット５４が介在する。また、シリンダヘッドカバー１２とシリンダヘッド１０の間にガスケット５５が介在する。

このようにシリンダヘッドカバー１２が、第１のシリンダヘッドカバーと第２のシリンダヘッドカバーとで２分割構成されるが、それぞれにおいて周縁部に沿ってガスケット５４，５５を介在させることで、フローティング構造の合せ面が構成される。シリンダヘッドカバー１２の外表面を形成する部位をフローティング構造とすることで、シリンダヘッド１０から伝わる騒音や振動を遮断して放射騒音を有効に防止することができる。一方、シリンダヘッド１０、シリンダヘッドカバー１２及びボールスクリューハウジング３４は前述したように、シリンダヘッドカバー１２の内部でボルト５０，５１，５２によって相互に高い結合強度で一体的に結合し、このようにシリンダヘッド１０内部で部材相互間の高い結合剛性を確保すること共に、周縁部側では優れた騒音性能を実現する。

また、カムシャフト軸受のアッパ側軸受には、他の第２軸部材を回動自在に支持する構成が設けられる。
本実施形態において具体的には図８又は図１５等に示されるように、アッパ側軸受としてのカムハウジング３５において、推力発生機構と隣接する他の第２軸部材であるカムフォークシャフト４１が軸受部３５ｂを介して支持する。

カムフォークシャフト４１は前述のように、推力発生機構の作動によりスライドナット４６及びナットフォーク４７を介してその軸方向にスライドする。そして、カムフォークシャフト４１に連動して、各カム２０が同時にカムシャフト１８の軸方向に沿ってスライドする。カムシャフト軸受のアッパ側軸受において相互に連動する複数の部材を支持する構成としたことで、加工の際にはそれらの同軸度を高めることができ、特にカムフォークシャフト４１の円滑且つ適正作動を実現することができる。また、同一のアッパ側軸受に支持構造を構成することで、部品点数の削減やスペース効率向上を図ることができる。

また、他の第１軸部材の軸受は、カムシャフト軸受よりも上方に配置されると共に、第１のシリンダヘッドカバー及び第２のシリンダヘッドカバーの接合面は、シリンダ軸線から遠い側が低くなるように傾斜して形成される。
本実施形態において具体的には図５に示されるように、ボールスクリュー４２のベアリング４３がカムシャフト１８のベアリング１９の上方に配置される。また、ボールスクリューハウジング３４とシリンダヘッドカバー１２の接合面は、シリンダ軸線から遠い側が低くなるように傾斜角度θを持つ。

カムシャフト軸受よりも上方に他の軸部材を配置する場合、シリンダヘッドカバー１２の外方、即ち吸気側に配置するのがコンパクト化を実現する上で有効である。特にアクセルモータ３３等の容積が大きい部品を搭載する場合、シリンダヘッドカバー１２上方へ嵩張るのを効果的に抑制することができる。この場合、本実施形態のようにボールスクリューハウジング３４及びシリンダヘッドカバー１２の接合面を外方へ下がるように設定することで、コンパクト化に更に有効に作用する。

また、上記の場合ボールスクリューハウジング３４とシリンダヘッドカバー１２の接合面（図５のガスケット５４Ａ）は、カムフォークシャフト４１の軸受部３５ｂよりも上方に配置される。
このようにボールスクリューハウジング３４及びシリンダヘッドカバー１２間のガスケット５４Ａで構成されるシール構造をカムフォークシャフト４１の上方に設けることで、点火コイル５３の近傍配置を避けてスペース効率よく複数の部材もしくは部品を配置することができる。ボールスクリューハウジング３４及びシリンダヘッドカバー１２の接合面の傾斜配置も、スペース効率向上に寄与する。

更に、図５に示されるように他の第２軸部材であるカムフォークシャフト４１を挟んで他の第１軸部材であるボールスクリュー４２の反対側に点火コイル５３が配置される。
これにより図５に示すように狭小スペース内に点火コイル５３、シリンダヘッドカバー１２、カムフォークシャフト４１及びベアリング４３を略同一高さで順次配置し、スペース効率を大幅に向上することができる。
この場合、ボールスクリュー４２とカムフォークシャフト４１とは略水平に配置され、ボールスクリュー４２を配置するためにカムフォークシャフト４１の隣接スペースを有効利用することができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば上記実施形態において、４気筒エンジンの場合の例を説明したが、本発明は１気筒又は３気筒エンジン、更にその他の多気筒エンジンに対しても有効に適用可能である。
また、本発明は自動二輪車の場合の他に、例えば乗用車等の４輪車や船外機に適用可能であり、上記実施形態と同様な効果が得られる。

１０ シリンダヘッド、１１ シリンダ本体、１２ シリンダヘッドカバー、１３ 燃焼室、１４ インテークポート、１５ エキゾーストポート、１６ 吸気バルブ、１６ａ バルブステム、１７ 排気バルブ、１８ カムシャフト、１９ ベアリング、２０ カム、２１ タペット、２２ タペットガイド、２３ カムシャフト、２５ カム、２６ タペット、２７，２８ スプロケット、２９ バルブガイド、３０ スプリングリテーナ、３１ スプリングシート、３２ バルブスプリング、３３ アクセルモータ、３４ ボールスクリューハウジング、３５ カムハウジング、３６ タペットローラ、３７ ベアリング、３８ 芯部、３９ アーム、４０ シム、４１ カムフォークシャフト、４２ ボールスクリュー、４３ ベアリング、４４ ギア、４５ ピニオンギア、４６ スライドナット、４７ ナットフォーク、４８ カムフォーク、５０，５１，５２ ボルト、１００ 自動二輪車、１１６ エンジンユニット、１１６Ａ シリンダブロック。

Claims (7)

1. シリンダヘッド内でカムシャフトがカムシャフト軸受によって回動可能に軸支され、該シリンダヘッドの上部がシリンダヘッドカバーによって覆われる内燃機関のシリンダヘッドカバー構造であって、
   前記カムシャフト軸受は、ロア側軸受とこのロア側軸受と分離可能なアッパ側軸受とで構成され、
   前記アッパ側軸受と前記シリンダヘッドカバーとによりボールスクリューを軸支すると共に、
   前記カムシャフト軸受のアッパ側軸受には、カムフォークシャフトを回動自在に支持する構成を設けると共に、前記ボールスクリューを収容する第１のシリンダヘッドカバーであるボールスクリューハウジングにアクセルモータが結合することを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドカバー構造。
2. 前記シリンダヘッドカバーは、上部の前記第１のシリンダヘッドカバーと下部の第２のシリンダヘッドカバーとで２分割構成され、
   前記第１のシリンダヘッドカバーと前記第２のシリンダヘッドカバーの間に樹脂製のガスケットを介在させて両者の周縁部を密封すると共に、
   前記第２のシリンダヘッドカバーと前記シリンダヘッドの間に樹脂製のガスケットを介在させて両者の周縁部を密封したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造。
3. 前記ボールスクリューの軸受は、前記アクセルモータの回転力をカム軸方向に変換する推力発生機構のベアリング軸受であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造。
4. 前記ボールスクリューの軸受は、前記カムシャフト軸受よりも上方に配置されると共に、前記第１のシリンダヘッドカバー及び前記第２のシリンダヘッドカバーの接合面は、シリンダ軸線から遠い側が低くなるように傾斜して形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造。
5. 前記第１のシリンダヘッドカバー及び前記第２のシリンダヘッドカバーの接合面を、前記カムフォークシャフトの軸受よりも上方に配置したことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造。
6. 前記カムフォークシャフトを挟んで前記ボールスクリューの反対側に点火コイルが配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造。
7. 前記ボールスクリューと前記カムフォークシャフトとが略平行に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー構造。

Images