JP2013155647A - ３次元カム用カムハウジング構造 - Google Patents

Abstract

【課題】カムハウジングの剛性や強度の向上を図り、カムシャフトやカム駆動機構に対する潤滑オイルの供給を容易にする。
【解決手段】本発明は、吸気側カムシャフト４５を上方から軸支する複数の吸気側支持部
６２ａ〜６２ｅと排気側カムシャフト４６を上方から軸支する複数の排気側支持部７２ａ〜７２ｄとがシリンダヘッド４０の上部に設けられた３次元カム用カムハウジング構造において、吸気側支持部６２ａ〜６２ｅと排気側支持部７２ａ〜７２ｄのいずれか一方の支持部は、補強部材７８ａ〜７８ｅを介して２個以上の他方の支持部に連結されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸気側カムシャフトを上方から軸支する吸気側支持部と排気側カムシャフトを上方から軸支する排気側支持部とがシリンダヘッドの上方に設けられた３次元カム用カムハウジング構造に関する。

従来、自動二輪車あるいは自動車等のエンジンにおいて、複数の気筒を並列配置し、アクセル開度に応じて、それぞれの気筒ごとにカムシャフトに設けた３次元カムを軸方向にスライドさせることにより、バルブリフト量を無段階に可変制御する動弁装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−８５０５１号公報

このように３次元カムを備えた動弁装置では、３次元カムがカムシャフト上をスライドするため、カムシャフトを支持するカムハウジングの剛性や強度を十分に高める必要があるが、上記した従来の動弁装置を備えたエンジンでは、これらの要求を十分に満足させることが難しいという問題がある。

また、３次元カムを支持するカムシャフトや、３次元カムを駆動させるための機構に対して潤滑オイルを供給する経路を確保するのが難しいといった問題もある。

本発明は上記した課題を解決すべくなされたものであり、カムハウジングの剛性や強度を十分に高めることができ、カムシャフトやカム駆動機構に対して潤滑オイルを容易に供給することのできる３次元カム用カムハウジング構造を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明は、吸気側カムシャフトを上方から軸支する複数の吸気側支持部と排気側カムシャフトを上方から軸支する複数の排気側支持部とがシリンダヘッドの上部に設けられた３次元カム用カムハウジング構造において、前記吸気側支持部と前記排気側支持部のいずれか一方の支持部は、補強部材を介して２個以上の他方の支持部に連結されていることを特徴とする。

この特徴によれば、前記吸気側支持部や前記排気側支持部の前記吸気側カムシャフト側又は前記排気側カムシャフト側への倒れ方向に作用する力に対する剛性や強度を十分に高めることができる。

また、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造において、前記一方の支持部は、前記カムシャフトの軸方向において２個の前記他方の支持部の間に配置され、前記補強部材を介して前記２個の他方の支持部にそれぞれ連結されていることを特徴とする。
この特徴によれば、前記補強部材が逆Ｖ字状又はＶ字状に形成されるため、剛性や強度をより一層高めることができる。

また、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造において、前記吸気側支持部の上方には、３次元カムを前記吸気側カムシャフトに沿ってスライド駆動させるカムフォークを有するフォークシャフトを軸支する軸受部が設けられていることを特徴とする。

この特徴によれば、前記吸気側支持部の上方に前記軸受部を設けることによって高さが高くなるため、前記軸受部に作用する前記カムシャフト方向や上下方向又は回転方向の力により生じるモーメントが大きくなるが、このモーメントに十分に耐え得る剛性や強度を確保することができる。

また、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造において、前記複数の吸気側支持部を相互に一体に連結する吸気側カムハウジングを備えていることを特徴とする。

この特徴によれば、前記吸気側支持部の前記吸気側カムシャフト側への倒れ方向に作用する力を前記複数の吸気側支持部を相互に一体に連結した吸気側カムハウジングで受けることができるため、剛性や強度をさらに高めることができる。

また、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造において、前記複数の排気側支持部を相互に一体に連結する排気側カムハウジングを備えていることを特徴とする。

この特徴によれば、前記排気側支持部の前記排気側カムシャフト側への倒れ方向に作用する力を前記複数の排気側支持部を相互に一体に連結した排気側カムハウジングで受けることができるため、剛性や強度をさらに高めることができる。

また、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造において、前記吸気側カムハウジングには、前記カムフォークのスライド範囲に開口部が形成されていることを特徴とする。

この特徴によれば、前記吸気側カムハウジングに前記開口部を形成することで剛性や強度の点で不利となるが、前記吸気側支持部や前記排気側支持部の前記吸気側カムシャフト側又は前記排気側カムシャフト側への倒れ方向に作用する力に対する剛性や強度を十分に確保することができる。

また、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造において、前記複数の吸気側支持部を相互に一体に連結する吸気側カムハウジングと前記複数の排気側支持部を相互に一体に連結する排気側カムハウジングとは連結部材を介して相互に連結され、前記吸気側カムハウジングの内部及び前記排気側カムハウジングの内部にはそれぞれオイル通路が形成され、前記連結部材の内部には前記吸気側カムハウジングのオイル通路と前記排気側カムハウジングのオイル通路とを連通するオイル連通路が形成されていることを特徴とする。
この特徴によれば、前記オイル連通路を前記連結部材に形成することにより、カムハウジングの剛性や強度をさらに高めることができる。

また、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造において、前記吸気側カムシャフトと前記吸気側支持部との間にオイルサプライリングが設けられ、該オイルサプライリングの外周面と前記吸気側支持部の内周面と間に前記吸気側カムハウジングの内部のオイル通路の一部を構成するオイル路が形成され、前記オイル通路は、前記吸気側支持部の上方に形成されたフォークシャフトを軸支する軸受部に連通していることを特徴とする。

この特徴によれば、前記吸気側カムハウジングにドリル等でオイル経路を加工する必要がないため、前記吸気側支持部の上方に形成された前記フォークシャフトを軸支する軸受部へ至るオイル経路を、前記吸気側カムハウジングの剛性や強度を損なうことなく、容易に製造することができると共に、できるだけ短く形成することができる。

また、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造において、前記オイルサプライリング及び前記カムシャフトには前記オイル路から前記カムシャフトの内部に向かうオイル孔が径方向に形成されていることを特徴とする。
この特徴によれば、前記フォークシャフトに対するオイルの供給だけでなく、前記カムシャフトに対するオイルの供給を容易且つ確実に行うことができる。

また、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造において、前記オイル路は、前記オイルサプライリングの外周部を円弧状に切り欠くことにより形成されていることを特徴とする。
この特徴によれば、前記オイル路を円弧状に形成することにより、前記フォークシャフトへ向かうオイルの流れを円滑にすることができる。

本発明によれば、カムハウジングの剛性や強度を十分に高めることができると共に、カムシャフトやカム駆動機構に対して潤滑オイルを容易に供給することができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る３次元カム用カムハウジング構造を備えた自動二輪車を示す右側面図である。 本発明の実施の形態に係る３次元カム用カムハウジング構造を備えたエンジンを示す平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ部分の拡大図である。 本発明の実施の形態に係る３次元カム用カムハウジング構造を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る３次元カム用カムハウジング構造を示す側面図である。 図７のＤ矢視方向から見た斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る３次元カム用カムハウジング構造について詳細に説明する。なお、本発明に係る３次元カム用カムハウジング構造は、自動二輪車あるいは四輪自動車に搭載される各種のガソリンエンジンを備える車両に対して有効に適用可能であるが、以下の本発明の実施の形態の説明では、図１に示すように自動二輪車１のエンジン２に適用した場合について例示して説明する。また、以下の説明において、前後、左右、上下の方向は、自動二輪車１に乗車したライダーから見た方向を基準とする。

図１は、本発明の実施の形態に係る３次元カム用カムハウジング構造を備えた自動二輪車１を示す右側面図である。自動二輪車１は、車体フレーム３と、車体フレーム３に搭載されたエンジン２と、車体フレーム３の前端部に軸支されたステアリング機構４と、ステアリング機構４の下端部に軸支された前輪５と、ステアリング機構４に設けられた前輪懸架装置６と、車体フレーム３の後部に上下方向へ揺動自在に軸支されたスイングアーム７と、スイングアーム７の後端部に軸支された後輪８と、車体フレーム８とスイングアーム７との間に連結された後輪懸架装置９と、を備えて構成されている。

車体フレーム３は、例えばツインチューブ型のものであり、前端部に配置されたヘッドパイプ１０と、ヘッドパイプ１０の直後で左右方向に拡開させて斜め後下方に延びるタンクレールを兼ねた左右一対のメインフレーム１１と、メインフレーム１１の後端部に一体に設けられて略下方に向かって延びる左右一対のセンターフレーム１２と、メインフレーム１１の後端部から斜め後上方に延びる左右一対のシートレール１３と、を備えて構成されている。

ヘッドパイプ１０は、ステアリングシャフト（図示省略）を介してステアリング機構４を軸支している。また、センターフレーム１２は、その長手方向の略中央部に架設されたピボット軸１４を支持し、ピボット軸１４は、スイングアーム７を軸支している。さらに、メインフレーム１１及びシートレール１３は、燃料タンク１５を下方から支持している。
エンジン２は、自動二輪車１の中央下部、より詳しくはメインフレーム１１の下方に配置されている。なお、エンジン２の構成については、後述する。

ステアリング機構４は、ヘッドパイプ１０及び前記ステアリングシャフトによって自動二輪車１の左右方向へ回動自在に軸支されている。ステアリング機構４は、前記ステアリングシャフトに軸支されたステアリングヘッドに設けられた左右一対のフロントフォーク１６と、フロントフォーク１６の上端近傍またはステアリングヘッドに設けられた一対のハンドルバー１７と、を備えている。左右それぞれのハンドルバー１７は、ハンドルグリップ１８を備えており、右側に配置されたハンドルグリップ１８は、スロットルグリップである。

前輪５は、ステアリング機構４のハンドルバー１７によって左右に回動自在に操舵され、前輪車軸１９によってフロントフォーク１６に軸支された前輪ホイール２０と、前輪ホイール２０の外周部に被着された前輪タイヤ２１と、前輪ホイール２０にボルトなどの締結部材（図示省略）によって固定された前輪ブレーキプレート２２と、を備えて構成されている。
スイングアーム７の前端部は、センターフレーム１２の上下方向において略中央に設けられたピボット軸１４に軸支されている。

後輪１３は、後輪車軸２３によってスイングアーム７に軸支された後輪ホイール２４と、後輪ホイール２４の外周部に被着された後輪タイヤ２５と、後輪ホイール２４にボルトなどの締結部材（図示省略）によって固定された後輪ブレーキプレート２６と、を備えて構成されている。

後輪懸架装置９は、後輪８が捕らえた路面の凹凸によるスイングアーム７の上下方向の揺動を車体フレーム３に伝えないようにする緩衝装置であり、後輪８を路面に押さえ付ける機能を兼ねており、スプリングとショックアブソーバーとを組み合わせたサスペンションユニット（いずれも図示省略）を備えている。

また、自動二輪車１は、車両の少なくとも一部、例えば、前部から中央下部にかけて流線形のカウリング２７に覆われており、このカウリング２７は、自動二輪車１の走行中の空気抵抗を低減させるとともに、走行風圧からライダーを保護するように形成されている。カウリング２７は、車両の前部を覆うフロントカバー２８と、車両の後方を覆うシートカウル２９と、を備えており、シートカウル２９は着座シート３０を支持している。
次に、本発明の実施の形態に係る３次元カム用ハウジング構造を備えたエンジン２について詳細に説明する。

図２はヘッドカバー及びボールスクリューカバーを取り外した状態のエンジン２を示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図、図５は図３のＣ部分の拡大図、図６は３次元カム用カムハウジング構造を示す平面図、図７は３次元カム用カムハウジング構造を示す側面図、図８は図７のＤ矢視方向から見た斜視図である。

エンジン２は、例えば４気筒エンジンであって、図示しないシリンダブロックの上面において略上方に向けて配設されるシリンダヘッド４０と、シリンダヘッド４０の上部に設けられるカムハウジング４１と、シリンダヘッド４０及びカムハウジング４１の上側を覆うヘッドカバー（図示省略）と、を備えて構成されている。

シリンダヘッド４０には、シリンダヘッド４０の幅方向すなわち車体前後方向の略中央部に、４基のスパークプラグ４２が車体左右方向に等間隔で配設されており、これらのスパークプラグ４２を挟んで車体前方側には吸気ポート４３が斜め上方に向かって開口され、車体後方側には排気ポート４４が斜め下方に向かって開口されている。

また、シリンダヘッド４０の上部には、下半円形状の複数の吸気側カムシャフト受部４７及び排気側カムシャフト受部４８がスパークプラグ４２を挟んで千鳥掛けに配設されており、吸気側カムシャフト受部４７及び排気側カムシャフト受部４８の上に、互いに平行を成すように吸気側カムシャフト４５及び排気側カムシャフト４６が軸支される。

吸気側カムシャフト４５の一方の端部（本実施の形態では、右端部）には吸気側スプロケット５１が一体に回転可能に取り付けられ、排気側カムシャフト４６の一方の端部には排気側スプロケット５２が一体に回転可能に取り付けられている。吸気側カムシャフト４５及び排気側カムシャフト４６は、チェーンケース５３に覆われるタイミングチェーン５４により掛け渡されて回転駆動するように構成されており、タイミングチェーン５４はタイミングチェーン５４の上方に配設されたタイミングチェーンガイド５５により適正に走行するようになっている。また、シリンダヘッド４０には、吸気側カムスプロケット５１の回転を検出するカムポジションセンサ５６が取付けられている。

カムハウジング４１は、シリンダヘッド４０に支持される吸気側カムシャフト４５の上方に形成される吸気側カムハウジング６０と、シリンダヘッド４０に支持される排気側カムシャフト４６の上方に形成される排気側カムハウジング６１と、を備えている。

吸気側カムハウジング６０には、前記一方の端部から他方の端部（本実施の形態では、左側）に向かって順に、第１〜第５の吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅがシリンダヘッド４０の吸気側カムシャフト受部４７に対応する位置にそれぞれ形成されている。各吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅは相互に一体に連結されており、各吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅの間には後述するカムフォーク９４のスライド範囲に合せてそれぞれ開口部６４が形成されている。

各吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅには、吸気側カムシャフト４５を上方から軸支可能なように上半円形状の上向き凹部６３がそれぞれ形成されており、この上向き凹部６３と吸気側カムシャフト受部４７とに沿って装着されたベアリング４９によって吸気側カムシャフト４５は軸支される。

各吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅの上部には、それぞれ軸受部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅが形成されており、各軸受部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅにはそれぞれ円柱形状の軸受穴６６が形成されている。各軸受穴６６には、フォークシャフト９０がその軸方向にスライド可能に支持されており、平面視で吸気側カムシャフト４５を挟んでフォークシャフト９０の反対側（すなわち、車体前方側）の位置に、フォークシャフト９０の駆動機構を構成する、モータ９３、ボールスクリュー９１及びギア群９２等が吸気側カムハウジング６０の上部に取り付けられている。フォークシャフト９０は、ボールスクリュー９１及びギア群９２を介してモータ９３の出力軸に接続されており、これにより、フォークシャフト９０は、モータ９３の作動によりその軸方向に所望量スライド移動するようになっている。

吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅの前端部及び後端部には、吸気側カムハウジング６０をシリンダヘッド４０に固定するためのボルト６７を螺挿可能な吸気側固定部６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ，６８ｅがそれぞれ形成されている。

一方、排気側カムハウジング６１には、前記一方の端部から他方の端部に向かって順に、第１〜第４の排気側支持部７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄがシリンダヘッド４０の排気側カムシャフト受部４８に対応する位置にそれぞれ形成されている。各排気側支持部７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄは相互に一体に連結されており、前記一方の端部側の第１の排気側支持部７２ａと第２の排気側支持部７２ｂとの間には円柱形状のオイルプラグ７４用の嵌合凹部７５が形成されている。

各排気側支持部７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄには、排気側カムシャフト４６を上方から軸支可能なように上半円形状の上向き凹部７３がそれぞれ形成されており、この上向き凹部７３と排気側カムシャフト受部４８とに沿って装着されたベアリング（図示省略）によって排気側カムシャフト４６は軸支される。

各排気側支持部７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄの前端部及び後端部には、排気側カムハウジング６１をシリンダヘッド４０に固定するためのボルト６７を螺挿可能な排気側固定部７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄがそれぞれ形成されている。

第１の排気側支持部７２ａの前端部の排気側固定部７６ａはリブ状の第１補強部材７７ａにより第１の吸気側支持部６２ａの後端部の吸気側固定部６８ａに連結され、第１補強部材７７ａは吸気側固定部６８ａと排気側固定部７６ａとの間に平面視で斜め方向に掛け渡されている。

第２の排気側支持部７２ｂの前端部の排気側固定部７６ｂはリブ状の第２補強部材７７ｂにより第３の吸気側支持部６２ｃの後端部の吸気側固定部６８ｃに連結され、第３の排気側支持部７２ｃの前端部の排気側固定部７６ｃはリブ状の第３補強部材７７ｃにより第３の吸気側支持部６２ｃの後端部の吸気側固定部６８ｃに連結されている。すなわち、第２補強部材７７ｂは吸気側固定部６８ｃと排気側固定部７６ｂとの間に平面視で第１補強部材７７ａの反対側斜め方向に掛け渡され、第３補強部材７７ｃは吸気側固定部６８ｃと排気側固定部７６ｃとの間に平面視で第１補強部材７７ａと同一側斜め方向に掛け渡されており、第２補強部材７７ｂと第３補強部材７７ｃとで逆Ｖ字状を形成するように配置されている。

これにより、第３の吸気側支持部６２ｃは、カムシャフト４５，４６の軸方向において第２の排気側支持部７２ｂと第３の排気側支持部７２ｃとの間に配置され、第２補強部材７７ｂと第３補強部材７７ｃを介して第２の排気側支持部７２ｂと第３の排気側支持部７２ｃの２個の排気側支持部に連結されるため、カムハウジング４１の剛性や強度を十分に高めることができる。

第４の排気側支持部７２ｄの前端部の排気側固定部７６ｄはリブ状の第４補強部材７７ｄにより第５の吸気側支持部６２ｅの後端部の吸気側固定部６８ｅに連結されており、第４補強部材７７ｄは吸気側固定部６８ｅと排気側固定部７６ｄとの間に平面視で第１補強部材７７ａと反対側斜め方向に掛け渡されている。

また、第１〜第４補強部材７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄは、吸気側固定部６８ａ，６８ｃ，６８ｅと排気側固定部７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄのいずれか一方の固定部のボルト６７の座面の高さまで延出して形成されている。

吸気側カムハウジング６０と排気側カムハウジング６１とは、前記一方の端部側から他方の端部に向かって順に、第１〜第５の連結部材７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅにより相互に連結されている。

第１〜第５の連結部材７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅは、排気側カムハウジング６１の上部から吸気側カムハウジング６０に向かって下方に傾斜するように形成され、リブが設けられている。第１の連結部材７８ａは、吸気側カムハウジング６０及び排気側カムハウジング６１のそれぞれの一方の端部同士を連結し、また、第２の連結部材７８ｂは、第２の吸気側支持部６２ｂの後端部の吸気側固定部６８ｂと嵌合凹部７５とを連結し、さらに、第３の連結部材７８ｃは、第３の吸気側支持部６２ｃの後端部の吸気側固定部６８ｃと、排気側カムハウジング６１の第２の排気側支持部７２ｂと第３の排気側支持部７２ｃとの間の部分と、を連結し、さらに、第４の連結部材７８ｄは、第４の吸気側支持部６２ｄの後端部の吸気側固定部６８ｄと排気側カムハウジング６１の第３の排気側支持部７２ｃと第４の排気側支持部７２ｄとの間の部分とを連結し、さらに、第５の連結部材７８ｅは、吸気側カムハウジング６０及び排気側カムハウジング６１のそれぞれの他方の端部同士を連結している。

図６に示されているように、排気側カムハウジング６１の中央内部には、左右方向直線状にメインオイル通路８０が形成されており、メインオイル通路８０の他方の端部にはシリンダヘッド４０からのオイルの入口部８１が設けられている。

第１の連結部材７８ａ及び第３〜第５の連結部材７８ｃ，７８ｄ，７８ｅの内部には、メインオイル通路８０に直接連通するオイル連通路８２ａ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅがそれぞれ形成されており、また、第２の連結部材７８ｂの内部には、嵌合凹部７５に嵌合するオイルプラグ７４（図２参照）の外周面に形成されたオイル溝（図示省略）を介してメインオイル通路８０に連通するオイル連通路８２ｂが形成されている。

吸気側カムハウジング６０の第１〜第５の吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅの内部には、オイル連通路８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅとそれぞれ連通するようにオイル通路８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ，８３ｅが形成されており、各オイル通路８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ，８３ｅは、それぞれ軸受部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅの各軸受穴６６（図４参照）に連通するように形成されている。

また、第２〜第５の吸気側支持部６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅの内部には、シリンダヘッド４０の動弁装置を構成するタペット（図示省略）用のオイルジェット孔７９ｂ，７９ｃ，７９ｄ，７９ｅが形成されている。
さらに、第４の吸気側支持部６２ｄの内部には、カムポジションセンサ５６のケース内のシャフト潤滑用のオイル通路８４ｄが形成されている。

吸気側カムシャフト４５は４気筒に跨って延設されており、吸気側カムシャフト４５には４気筒に対応して４個のカム８５が装着されている。カム８５は３次元カムであり、吸気側カムシャフト４５の軸方向に対して傾斜するカム面８６（図５参照）を有しており、バルブリフト量を連続的に変化させる形状を有している。この場合、カム８５は、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するように形成されており、バルブリフト量が大きくなるのに従ってカム作用角が大きくなり、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。

吸気側カムシャフト４５とカム８５との間にはキー（図示省略）が介装されており、吸気側カムシャフト４５に対するカム８５の相対的な回転が規制されると共に、カム８５が吸気側カムシャフト４５に沿ってスライド可能となっている。

吸気側カムシャフト４５は中空構造を有しており、その中空内部がオイル通路８７となっており、オイル通路８７の左右両端部はそれぞれプラグ８８で塞がれている。また、吸気側カムシャフト４５にはカム８５の装着位置に対応して径方向にそれぞれカム用オイル孔８９が穿設されている。

図３〜図５に示されているように、吸気側カムシャフト４５の一方の端部には、別のオイル孔３１が穿設されており、このオイル孔３１に対応するように吸気側カムシャフト４５にはカムシャフトリング３２が嵌着されている。カムシャフトリング３２には、オイル孔３１に合致するようにカムシャフトリングオイル孔３３が穿設され、カムシャフトリング３２の外周面にはカムシャフトリングオイル孔３３に連通するように環状のリングオイル溝３４が形成されている。また、カムシャフトリング３２にはヘッドカバーの合せ面に回り防止のための当接面が形成されている。

なお、カムシャフトリング３２は必ずしも設置する必要はなく、カムシャフトリング３２を省略した場合には、リングオイル溝３４は吸気側カムシャフト４５の外周面に形成される。

カムシャフトリング３２の外周にはオイルサプライリング３５が遊嵌されており、オイルサプライリング３５の上半部分３５ａは吸気側カムハウジング６０の上向き凹部６３に形成された環状溝部３６に嵌合している。

オイルサプライリング３５の上半部分３５ａには、円弧状に切り欠きされた小径部３７が形成されている。この小径部３７の外周面と環状溝部３６の内周面の間には、円弧状のオイル路３８が形成されており、このオイル路３８は、第１の吸気側支持部６２ａのオイル通路８３ａの一部を構成している。また、オイルサプライリング３５には、このオイル路３８とカムシャフトリングオイル溝３４とを連通させるように径方向にオイルサプライリングオイル孔３９が形成されている。なお、このオイルサプライリングオイル孔３９は、図４では２本示されているが、１本又は３本以上設けられても良い。

オイルサプライリング３５の下半部分３５ｂは上半部分３５ａの小径部３７よりさらに小径の半円形状を有し、シリンダヘッド４０に嵌合しており、これにより、オイルサプライリング３５の回転が規制されるようになっている。また、オイルサプライリング３５の外周面と吸気側カムハウジング６０の環状溝部３６の内周面との間にはクリアランス９９が形成されている。

フォークシャフト９０には、各カム８５に対応して４個のカムフォーク９４が支持されており、カムフォーク９４はフォークシャフト９０と一体にその軸方向にスライド可能に設けられている。カムフォーク９４は、フォークシャフト９０に対して直交する方向の吸気側カムシャフト４５側へ延出し、その先端部９４ａ，９４ｂは軸方向に二股状に形成されている。

カム８５のカム高さの低い側（ローリフト側）の端部９５には、カムフォーク９４との間に転がり軸受９６が装着されている。カムフォーク９４のカム面８６側の先端部９４ａは、転がり軸受９６のカム面８６側の端面に当接しており、その一部分がカム面８６のローリフト側にオーバーラップするように形成されている。

転がり軸受９６の径方向外側には、ベアリングリング９７がＣリング９８を介して装着されており、カムフォーク９４の反カム面側の先端部９４ｂは、ベアリングリング９７の反カム面側の端面に当接している。

これにより、フォークシャフト９０がその軸方向にスライドするのに連動又は同期して、カム８５が吸気側カムシャフト４５に沿ってそれぞれスライドするようになっている。
なお、排気側カムシャフト４６回りの基本的な構成は、上記した吸気側カムシャフト４５回りの構成と同様であるので、その構成の詳細な説明は省略する。

上記した構成を備えたエンジン２において、アクセル操作すると、モータ９３が作動し、モータ９３の出力軸の回転によってボールスクリュー９１及びギア群９２を介してフォークシャフト９０がその軸方向に所望量スライド移動する。このフォークシャフト９０のスライド動作に伴い、各気筒において、カムフォーク９４がフォークシャフト９０の軸方向にスライドし、これにより、カム８５は吸気側カムシャフト４５に沿ってそれぞれスライドし、アクセル開度に応じてバルブリフト量及び作用角が無段階に可変制御される。そして、アイドル回転域から全開域まで吸排気量が好適にコントロールされ、エンジン回転数（又は車両速度）に最も適した吸排気が行われる。

この時、シリンダヘッド４０からの潤滑オイルが入口部８１からメインオイル通路８０、オイル連通路８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅ、及び第１〜第５の吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅのオイル通路８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ，８３ｅを通って、軸受部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅの各軸受穴６６に供給される。

また、第１の吸気側支持部６２ａのオイル通路８３ａの円弧状のオイル路３８、オイルサプライリングオイル孔３９、リングオイル溝３４、カムシャフトリングオイル孔３３、吸気側カムシャフト４５のオイル孔３１、オイル通路８７、及びそれぞれのカム用オイル孔８９を通って、吸気側カムシャフト４５と各カム８５の間に潤滑オイルが供給される。

さらに、第２〜第５の吸気側支持部６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅの内部のオイルジェット孔７９ｂ，７９ｃ，７９ｄ，７９ｅを介してシリンダヘッド４０の動弁装置を構成するタペットに潤滑オイルが供給されると共に、第４の吸気側支持部６２ｄの内部のオイル通路８４ｄを介してカムポジションセンサ５６のケース内のシャフトに潤滑オイルが供給される。
このように、吸気側カムシャフト４５やカム８５を駆動させるための機構に対して潤滑オイルが容易且つ確実に供給される。

上記した本発明の実施の形態に係る３次元カム用カムハウジング構造によれば、第３の吸気側支持部６２ｃが第２補強部材７７ｂ及び第３補強部材７７ｃを介して第２及び第３の排気側支持部７２ｂ，７２ｃの２個の排気側支持部に連結されているため、吸気側支持部や排気側支持部の吸気側カムシャフト４５側又は排気側カムシャフト４６側への倒れ方向に作用する力に対する剛性や強度を十分に高めることができる。

また、第１〜第４補強部材７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄは、互いに隣接する補強部材とは反対側斜め方向に吸気側固定部と排気側固定部との間に掛け渡されており、トラスを形成しているため、カムフォーク９４の動作時の曲げに対する剛性を向上させることができる。

また、吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅの上方にフォークシャフト９０を軸支する軸受部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅが形成されているため、吸気側カムシャフト４５の軸受内径中心とフォークシャフト９０の軸受内径中心の位置精度を高めることができる。

また、吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅの上方に軸受部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅを設けることによって吸気側カムハウジング６０の高さが高くなるため、軸受部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅに作用するカムシャフト方向や上下方向又は回転方向の力により生じるモーメントが大きくなるが、上記した本発明の実施の形態に係る３次元カム用カムハウジング構造によれば、このモーメントに十分に耐え得る剛性や強度を確保することができる。

また、複数の吸気側支持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅを相互に一体に連結する吸気側カムハウジング６０や、複数の排気側支持部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ，６３ｅを相互に一体に連結する吸気側カムハウジング６１によって、吸気側支持部又は排気側支持部の吸気側カムシャフト４５側又は排気側カムシャフト４６側への倒れ方向に作用する力を十分に受けることができ、カムハウジングの剛性や強度の向上を図ることができる。

さらに、吸気側カムハウジング６０に開口部６４を形成することにより剛性や強度の点で不利となるが、上記した本発明の実施の形態に係る３次元カム用カムハウジング構造によれば、前記モーメントに十分に耐え得る剛性や強度をカムハウジングに確保することができる。

また、吸気側カムハウジング６０の上部にフォークシャフト９０の駆動機構を取り付けることにより、該駆動機構を別体とした場合と比較して組み付け精度の向上を図ることができる。さらに、前記駆動機構自体を剛性部材として利用することができるため、剛性や強度をより一段と高めることができる。

また、フォークシャフト９０の駆動機構を平面視で吸気側カムシャフト４５を挟んでフォークシャフト９０の反対側の位置に振り分けて配置することにより、エンジン２をバランス良く取り付けることができる。

また、吸気側カムハウジング６０と排気側カムハウジング６１とを相互に連結する連結部材７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅの内部にそれぞれオイル連通路８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅを形成することにより、カムハウジングの剛性や強度の向上をさらに図ることができる。

また、吸気側カムシャフト４５と吸気側支持部６２ａとの間にオイルサプライリング３５を設け、オイルサプライリング３５の外周面と吸気側支持部６２ａの内周面と間に吸気側カムハウジング４５の内部のオイル通路８３ａの一部を構成するオイル路３８を形成し、オイル通路８３ａをフォークシャフト９０の軸受部６５ａの軸受穴６６に連通させることにより、吸気側カムハウジング６０にドリル等でオイル経路を加工したりして吸気側カムハウジング６０の剛性や強度を損なうことなく、軸受部６５ａへ至るオイル経路を容易に製造することができると共に、できるだけ短く形成することができる。

また、オイルサプライリング３５及び吸気側カムシャフト４５にオイル路３８から吸気側カムシャフト４５の内部に向かうオイル孔３１，３３，３９が径方向に形成されているため、フォークシャフト９０に対するオイルの供給だけでなく、吸気側カムシャフト４５に対するオイルの供給を容易且つ確実に行うことができる。

また、オイル路３８をオイルサプライリング３５の外周部を円弧状に切り欠くことにより形成することにより、フォークシャフト９０へ向かうオイルの流れを円滑にすることができる。

なお、上記した実施の形態の説明では、第３の吸気側支持部６２ｃが第２補強部材７７ｂ及び第３補強部材７７ｃを介して第２及び第３の排気側支持部７２ｂ，７２ｃの２個の排気側支持部に連結されている場合について例示して説明したが、これは本発明をこの場合に限定する趣旨ではなく、吸気側支持部と排気側支持部のいずれか一方の支持部が、補強部材を介して２個以上の他方の支持部に連結されている限り、各種変更が可能である。

また、上記した本発明の実施の形態におけるすべての構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

３１ オイル孔
３３ カムシャフトリングオイル孔
３５ オイルサプライリング
３８ オイル路
３９ オイルサプライリングオイル孔
４０ シリンダヘッド
４１ カムハウジング
４５ 吸気側カムシャフト
４６ 排気側カムシャフト
６０ 吸気側カムハウジング
６１ 排気側カムハウジング
６２ａ〜６２ｅ 吸気側支持部
６４ 開口部
６５ａ〜６５ｅ 軸受部
６６ 軸受穴
７０ａ〜７７ｄ 補強部材
７２ａ〜７２ｄ 排気側支持部
７８ａ〜７８ｅ 連結部材
８０ メインオイル通路（排気側カムハウジングのオイル通路）
８２ａ〜８２ｅ オイル連通路
８３ａ〜８３ｅ （吸気側カムハウジングの）オイル通路
９０ フォークシャフト
９４ カムフォーク

Claims (10)

1. 吸気側カムシャフトを上方から軸支する複数の吸気側支持部と排気側カムシャフトを上方から軸支する複数の排気側支持部とがシリンダヘッドの上部に設けられた３次元カム用カムハウジング構造において、
   前記吸気側支持部と前記排気側支持部のいずれか一方の支持部は、補強部材を介して２個以上の他方の支持部に連結されていることを特徴とする３次元カム用カムハウジング構造。
2. 前記一方の支持部は、前記カムシャフトの軸方向において２個の前記他方の支持部の間に配置され、前記補強部材を介して前記２個の他方の支持部にそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項１に記載の３次元カム用カムハウジング構造。
3. 前記吸気側支持部の上方には、３次元カムを前記吸気側カムシャフトに沿ってスライド駆動させるカムフォークを有するフォークシャフトを軸支する軸受部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元カム用カムハウジング構造。
4. 前記複数の吸気側支持部を相互に一体に連結する吸気側カムハウジングを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の３次元カム用カムハウジング構造。
5. 前記複数の排気側支持部を相互に一体に連結する排気側カムハウジングを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の３次元カム用カムハウジング構造。
6. 前記吸気側カムハウジングには、前記カムフォークのスライド範囲に開口部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の３次元カム用カムハウジング構造。
7. 前記複数の吸気側支持部を相互に一体に連結する吸気側カムハウジングと前記複数の排気側支持部を相互に一体に連結する排気側カムハウジングとは連結部材を介して相互に連結され、前記吸気側カムハウジングの内部及び前記排気側カムハウジングの内部にはそれぞれオイル通路が形成され、前記連結部材の内部には前記吸気側カムハウジングのオイル通路と前記排気側カムハウジングのオイル通路とを連通するオイル連通路が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項又は請求項６に記載の３次元カム用カムハウジング構造。
8. 前記吸気側カムシャフトと前記吸気側支持部との間にオイルサプライリングが設けられ、該オイルサプライリングの外周面と前記吸気側支持部の内周面と間に前記吸気側カムハウジングの内部のオイル通路の一部を構成するオイル路が形成され、前記オイル通路は、前記吸気側支持部の上方に形成されたフォークシャフトを軸支する軸受部に連通していることを特徴とする請求項７に記載の３次元カム用カムハウジング構造。
9. 前記オイルサプライリング及び前記カムシャフトには前記オイル路から前記カムシャフトの内部に向かうオイル孔が径方向に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の３次元カム用カムハウジング構造。
10. 前記オイル路は、前記オイルサプライリングの外周部を円弧状に切り欠くことにより形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の３次元カム用カムハウジング構造。