JP6972812B2 - オイルコントロールバルブの取付構造及び自動二輪車 - Google Patents

Description

本発明は、オイルコントロールバルブの取付構造及び自動二輪車に関する。

従来より、車両用のエンジンにおいては、回転数に応じて吸排気バルブの開閉タイミングを調整する可変バルブタイミング機構を採用したものが存在する（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、油圧式の可変バルブタイミング機構が開示されている。特許文献１のエンジンは、いわゆるＤＯＨＣ（Double OverHead Camshaft）式のエンジンであり、吸気側及び排気側にそれぞれカムシャフトが設けられている。

特許文献１において、吸気側のカムシャフトの端部には、油圧アクチュエータが設けられている。油圧アクチュエータには、シリンダヘッド内のオイル通路を介してオイルコントロールバルブが接続されている。油圧アクチュエータに供給されるオイルの流量をオイルコントロールバルブで調整することにより、カムシャフトとクランクシャフトとの間の位相差が変化し、バルブタイミングが変更される。

特許第４４０８７４７号公報

ところで、特許文献１では、油圧アクチュエータの分だけシリンダヘッドが車幅方向に突出しており、オイルコントロールバルブは、突出したシリンダヘッドの下方で且つシリンダブロックの右後方に配置されている。また、オイルコントロールバルブを構成する筐体部分が、エンジンの幅方向に突出している。

更に、特許文献１では、車体の骨格を成す左右一対のメインフレームの間にエンジンが挟まれるように配置されている。すなわち、オイルコントロールバルブは、上面視でメインフレームとエンジンとの間に挟まれて配置されている。このため、メインフレームの左右幅が大きくなってしまい、車両全体としての大型化、更には重量増加の要因と成り得る。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、車両の大型化を防止することができるオイルコントロールバルブの取付構造及び自動二輪車を提供することを目的とする。

本発明の一態様のオイルコントロールバルブの取付構造は、エンジンの可変バルブタイミング機構に対する油圧を制御するオイルコントロールバルブの取付構造であって、前記エンジンを支持する車体フレームが、ヘッドパイプから後方に延びる左右一対のメインフレームと、前記ヘッドパイプから下方に延びる左右一対のエンジン懸架部と、を含んで構成され、前記オイルコントロールバルブは、側面視で前記メインフレームと前記エンジン懸架部との間に形成されるスペース内で、シリンダヘッドの側面に取り付けられ、前記オイルコントロールバルブの少なくとも一部は、正面視で前記エンジン懸架部に重なり、前記オイルコントロールバルブは、前記エンジンとは独立して設けられ、前記可変バルブタイミング機構及び前記オイルコントロールバルブは、外部配管によって接続され、正面視で、前記オイルコントロールバルブの一部は、前記エンジン懸架部よりも外側に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、車両の大型化を防止することができる。

本実施の形態に係る自動二輪車の概略構成を示す右側面図である。 本実施の形態に係るエンジン及び車体フレームを示す右側面図である。 本実施の形態に係るエンジン及び車体フレームを示す正面図である。 図２のオイルコントロールバルブ周辺の部分拡大図である。 図４のＡ矢視図である。 図４のＢ矢視図である。 図６のシリンダヘッドカバーを省略し、シリンダヘッド周辺を左前上方から見た斜視図である。 カムシャフトハウジング及び配管接続部を上方から見た分解斜視図である。 配管接続部及びその周辺構成を図６のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。 シリンダヘッド単体を上方から見た平面図である。 カムシャフトハウジング単体を下方から見た平面図である。 カムシャフトの軸受部分の周辺構成を下方から見た分解斜視図である。 可変バルブタイミング機構の周辺構成をシリンダヘッドカバー側から見た平面図である。 可変バルブタイミング機構の周辺構成をシリンダヘッド側から見た平面図である。

以下、本発明の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、本発明をスポーツタイプの自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明を他のタイプの自動二輪車や、バギータイプの自動三輪車、自動四輪車等に適用してもよい。また、方向について、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥ、車両上方を矢印ＵＰ、車両下方を矢印ＬＯ、車両左方向を矢印Ｌ、車両右方向を矢印Ｒでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。

図１から図３を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車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概略構成を示す右側面図である。図２は、本実施の形態に係るエンジン及び車体フレームを示す右側面図である。図３は、本実施の形態に係るエンジン及び車体フレームを示す正面図である。

図１から図３に示すように、自動二輪車１は、電装系等の各部を搭載する車体フレーム２にパワーユニットの一部としてのエンジン３を懸架して構成される。エンジン３は、例えば、並列４気筒エンジンで構成される。図２及び図３に示すように、エンジン３は、クランクシャフト（不図示）等が収容されるエンジンケース３０の上部に、シリンダヘッド３１及びシリンダヘッドカバー３２を取り付けて構成される。

エンジン３は、シリンダ（エンジンケース３０の上半部分）の軸方向が鉛直方向に対して前側にやや傾斜するように配置されている。また、エンジンケース３０の下部には、オイルパン３３が設けられる。エンジンケース３０の左方にはマグネトカバー３４が設けられ、エンジンケース３０の右方にはクラッチカバー３５が設けられている。

また、クラッチカバー３５の下方において、エンジンケース３０の内部には、オイルパン３３からオイルポンプ（不図示）によって汲み上げられるオイルの通路の一部を構成するオイルギャラリ３０ａ（メインギャラリと呼ばれてもよい）が形成されている。オイルギャラリ３０ａは、エンジンケース３０の車幅方向に延びるように形成されている。

車体フレーム２は、アルミ鋳造で形成されるツインスパータイプのフレームであり、上記のようにエンジン３を懸架することで、車体全体として剛性が得られるように構成される。車体フレーム２は、全体として、前方から後方に向かって延在し、後端側で下方に向かって湾曲した形状を有している。

具体的に車体フレーム２は、ヘッドパイプ２０から後下方に向かって延びる左右一対のメインフレーム２１と、ヘッドパイプ２０から下方に延びる左右一対のエンジン懸架部２２（ダウンフレームと呼ばれてもよい）と、メインフレーム２１の後端から下方に向かって延びる左右一対のボディフレーム２３と、を含んで構成される。

メインフレーム２１は、中空断面形状を有し、その後半部分がタンクレール２１ａを構成する。タンクレール２１ａの上部には、燃料タンク１０が配置される。エンジン懸架部２２は、エンジン３の前側部分（シリンダヘッド３１）を支持する。エンジン懸架部２２は、基端から先端（上方から下方）に向かうに従って前後幅が小さくなるように側面視略三角形状に形成されている。左右一対のメインフレーム２１及びエンジン懸架部２２は、エンジン３の上部（特にシリンダヘッドカバー３２）の左右を囲んでいる。

ボディフレーム２３は、上下端部でエンジンケース３０の後部を支持する。また、ボディフレーム２３の鉛直方向の略中央部分には、スイングアーム１１を揺動可能に支持するピボット部２３ａが形成されている。ボディフレーム２３の上端には、後上方に向かって延びるシートレール（不図示）及びバックステー２４が設けられている。シートレールには、燃料タンク１０の後部に連なるライダーシート１２及びピリオンシート１３が設けられる。

このように構成される車体フレーム２及びエンジン３には、車体外装としての各種カバーが装着される。具体的には、車体前半部がフロントカウル２５によって覆われ、車体側面がサイドカウル２６によって覆われる。また、シートレールがリヤカウル２７によって覆われ、エンジン３の前下方がアンダーカウル２８によって覆われる。

ヘッドパイプ２０には、ステアリングシャフト（不図示）を介して左右一対のフロントフォーク１４が操舵可能に支持される。フロントフォーク１４の下部には前輪１５が回転可能に支持されており、前輪１５の上方はフロントフェンダ１５ａによって覆われる。

スイングアーム１１は、ピボット部２３ａから後方に向かって延びている。スイングアーム１１とボディフレーム２３の間には、リヤサスペンション１６が設けられている。リヤサスペンション１６は、一端がボディフレーム２３の上端側に接続され、他端がリヤサスペンションリンク１６ａを介してスイングアーム１１の前側下方に接続される。スイングアーム１１の後端には後輪１７が回転可能に支持される。後輪１７の上方は、リヤカウル２７の後部に設けられるリヤフェンダ１７ａによって覆われる。

また、シリンダヘッド３１の各排気ポートには、排気システムとして、エキゾーストパイプ１８及びマフラ１９が接続される。エキゾーストパイプ１８は、各排気ポートから下方に向かって複数本（本実施の形態では４本）延び、エンジン３の前下方で後方に屈曲した後、１本にまとめられる。

また、本実施の形態に係るエンジン３には、油圧式の可変バルブタイミング（ＶＶＴ：Variable Valve Timing）機構４、５（図７参照）が採用されている。可変バルブタイミング機構４、５は、エンジン３の内部を循環するオイルによって駆動される。詳細は後述するが、可変バルブタイミング機構４、５は、シリンダヘッド３１及びシリンダヘッドカバー３２の内部に配置されており、カムシャフトの軸端に設けられる排気側アクチュエータ４０と吸気側アクチュエータ５０（以下、総じて油圧アクチュエータと呼ぶことがある）とを含んで構成される（図７、１３、１４参照）。

可変バルブタイミング機構４、５に供給されるオイルの流量（油圧）は、オイルコントロールバルブ６によって調整される。オイルコントロールバルブ６は、エンジン３の側面に配置されており、上流端がオイル配管６２を介してエンジンケース３０に接続され、下流端が複数のオイル配管６３−６６を介してシリンダヘッドカバー３２の上部に接続される。なお、オイルコントロールバルブ６の詳細については後述する。

ところで、油圧式の可変バルブタイミング機構を備えるエンジンにおいては、レイアウトの関係上、オイルコントロールバルブの配置箇所が限られている。例えば、可変バルブタイミング機構は、カムシャフトの端部に設けられるため、オイルコントロールバルブもその周辺に配置されることが好ましい。例えば、エンジンの側面において、車体フレームとシリンダヘッドとの間にオイルコントロールバルブを配置することが考えられる。

しかしながら、車体フレームとエンジンとの間にオイルコントロールバルブが介在することで、車両全体が車幅方向（左右方向）に大きくなってしまうおそれがある。また、車両の左右幅が大きくなることで、搭乗者が車体フレームを跨いで地面に足を着く際に、両足間でエンジン回りの車体フレームが嵩張って地面に両足が届き難くなるという、いわゆる「足着き性」が悪化するおそれもある。

また、オイルコントロールバルブをエンジンに内蔵することも考えられるが、エンジン内の配置スペースや内部のオイル通路の確保等、オイルコントロールバルブの配置自由度が限られるため、エンジンの設計工数増加の要因と成り得る。

そこで、本件発明者は、エンジン３と、エンジン３を支持する車体フレーム２との位置関係に着目して本発明に想到した。具体的に本実施の形態では、図２に示すように、側面視でメインフレーム２１とエンジン懸架部２２とが二股に分かれている。すなわち、側面視でメインフレーム２１とエンジン懸架部２２との間にエンジン３の一部（シリンダヘッド３１）が露出するスペースＳが形成される。そして、当該スペースＳ内で、シリンダヘッド３１の側面にオイルコントロールバルブ６を配置している。

この構成によれば、車幅方向でオイルコントロールバルブ６がエンジンと車体フレーム２との間に介在しないため、車両全体が幅方向に大型化するのを抑制することが可能である。特に、オイルコントロールバルブ６の少なくとも一部が、図３に示す正面視で車体フレーム２（エンジン懸架部２２）に重なっている。これにより、車両幅を抑えつつも、車幅方向におけるオイルコントロールバルブ６の突き出し量を最小限に抑えることが可能である。この結果、車体フレーム２とエンジン３との間にオイルコントロールバルブ６が介在する場合に比べて、車体フレーム２が車幅方向に突き出すことを防止することができ、車両の小型化が可能である。

このように、フレーム幅を抑えたまま、可変バルブタイミング機構４、５を搭載するエンジン３を実現することができ、フレーム幅短縮による強度・剛性の向上、軽量化、更には車両のコンパクト化に伴って、搭乗者の足つき性を向上することが可能である。また、上記スペースＳ内にオイルコントロールバルブ６を配置したことで、外装カバーを取り外すだけでオイルコントロールバルブ６を外部に露出させることが可能である。この結果、オイルコントロールバルブ６へのアクセスを容易にし、組み付け性やメンテナンス性を向上することが可能である。

また、本実施の形態では、エンジン３とは別体の独立したオイルコントロールバルブ６をエンジン３（シリンダヘッド３１）の側面に配置し、オイルコントロールバルブ６とエンジン３とを、外部配管としてのオイル配管６２−６６で接続する構成とした。

この構成によれば、オイル配管６２−６６によって可変バルブタイミング機構４、５に対するオイル通路を構成することができ、エンジン３内部のオイル通路を簡略化することが可能である。この結果、オイルコントロールバルブ６やその周辺部品の配置自由度、及びエンジン設計の自由度を向上することが可能である。

次に、図２から図６を参照して、本実施の形態に係るオイルコントロールバルブの取付構造について詳細に説明する。図４は、図２のオイルコントロールバルブ周辺の部分拡大図である。図５は、図４のＡ矢視図、すなわち、シリンダヘッドを前下方から見た図である。図６は、図４のＢ矢視図、すなわち、シリンダヘッドカバーを前上方から見た図である。

上記したように、オイルコントロールバルブ６は、エンジン３側方のスペースＳ内でシリンダヘッド３１の右側面に取り付けられている。図２及び図３に示すように、オイルコントロールバルブ６は、可変バルブタイミング機構４、５に対する油圧を制御する、いわゆる流量制御弁であり、例えばスプール式の電磁弁で構成される。

図４に示すように、オイルコントロールバルブ６は、排気側及び吸気側の各弁体（スプール弁）を収容する収容部６０と、エンジン３に対する取付部となるホルダ部６１（後述するようにマニホールド部と呼ばれてもよい）とを前後で連結して構成される。収容部６０が、ホルダ部６１に対して後下方に位置している。収容部６０は、２つの円柱を平行に並べ、それぞれの円筒面が連なった形状を有している。また、収容部６０は、各円柱の軸方向が前方に向かうに従って上方に傾斜するように配置されている。

図４及び図５に示すように、ホルダ部６１は、金属等によって略直方体形状に形成されたブロック体で構成される。ホルダ部６１内には、収容部６０に連通する複数のオイル通路（不図示）が形成されており、前下方に位置する一側面に複数のオイル配管６２−６６を取り付けるための取付穴（不図示）が形成されている。すなわち、ホルダ部６１は、複数のオイル配管を接続するためのマニホールド部を構成する。

具体的にホルダ部６１には、継手Ｖを介して合計５つのオイル配管６２−６６が接続される。１つは、オイルギャラリ３０ａとオイルコントロールバルブ６を接続するオイル配管６２である。残りの４つは、オイルコントロールバルブ６と後述する配管接続部７とを接続するオイル配管６３−６６である。

上記したように、オイル配管６２の上流端は、継手Ｖを介してオイルギャラリ３０ａに接続されている。また、図５に示すように、ホルダ部６１の下面側から見て、オイル配管６２の下流端は、ホルダ部６１の上下左右方向略中央に接続されている。残り４つのオイル配管６３−６６のうち、オイル配管６２より左側、すなわち車両内側の２つのオイル配管６３、６４は、排気側のオイル配管を示しており、オイル配管６２より右側、すなわち車両外側の２つのオイル配管６５、６６は、吸気側のオイル配管を示している。

具体的に排気側の２つのオイル配管６３、６４は、上流端がホルダ部６１の左側に偏って上下に並んで接続されている。上側が遅角用のオイル配管６３であり、下側が進角用のオイル配管６４である。一方、吸気側の２つのオイル配管６５、６６は、上流端がホルダ部６１の右側に偏って上下に並んで接続されている。上側が遅角用のオイル配管６６であり、下側が進角用のオイル配管６５である。

図２及び図３に示すように、４つのオイル配管６３−６６は、右側のエンジン懸架部２２の外側（右方及び前方）を回り込むようにして上方に曲げられ、シリンダヘッドカバー３２の上部に接続される。オイル配管６３−６６がエンジン懸架部２２の外側を回り込むことで、エンジン３とエンジン懸架部２２との隙間をできるだけ小さくすることができる。この結果、車体フレーム２が車幅方向に大型化するのを防止することが可能である。また、外部配管を採用したことで車体フレーム２の外側からの配管取り回しが容易になっている。

図６に示すように、シリンダヘッド３１の上部には、４つのオイル配管６３−６６の下流端を接続するための配管接続部７が設けられている。配管接続部７は、前後に延びる長尺体で形成される。配管接続部７には、４つのオイル配管６３−６６の下流端が継手Ｖを介して接続される。具体的に４つのオイル配管６３−６６は、前方から排気側遅角用のオイル配管６３、排気側進角用のオイル配管６４、吸気側進角用のオイル配管６５、吸気側遅角用のオイル配管６６の順に並んで配置されている。

配管接続部７は、シリンダヘッドカバー３２に対して着脱可能に構成されている。具体的にシリンダヘッドカバー３２の上部には、配管接続部７の形状に対応した開口（不図示）が形成されており、当該開口から配管接続部７へのアクセスが可能になっている。これにより、予め配管接続部７に４つのオイル配管６３−６６を取り付けておくことで、シリンダヘッドカバー３２に対するオイル配管６３−６６の組み付け性を向上することが可能である。なお、詳細は後述するが、配管接続部７は、シリンダヘッドカバー３２内のカムシャフトハウジング８（図７参照）に接続される。

オイルコントロールバルブ６は、例えば、所定方向に延在する弁体（スプール弁）をその軸方向に進退させることで、オイル通路の切換え及びオイル流量の制御を実施する。この結果、オイルギャラリ３０ａから１つのオイル配管６２を介してオイルコントロールバルブ６を経由したオイルは、４つのオイル配管６３−６６を通じて、シリンダヘッドカバー３２内の可変バルブタイミング機構４、５（図７参照）に供給される。これにより、後述する排気側アクチュエータ４０又は吸気側アクチュエータ５０（共に図１３参照）が駆動され、排気バルブ又は吸気バルブの開閉タイミングを変更することが可能である。

このように構成されるオイルコントロールバルブ６は、シリンダヘッド３１の右側面からホルダ部６１にボルトＢ（図４参照）を挿通してシリンダヘッド３１にねじ込むことで取り付けられる。本実施の形態に係るオイルコントロールバルブ６の取付構造によれば、メインフレーム２１とエンジン懸架部２２とによって形成されるスペースＳにオイルコントロールバルブ６を配置したことで、デッドスペースを有効活用すると共に、オイルコントロールバルブ６が車幅方向に突出するのを抑制することが可能である。この結果、車両の大型化を防止することが可能である。

また、オイルコントロールバルブ６の上流側及び下流側にそれぞれ外部配管としてオイル配管６２−６６を接続したことにより、エンジン内部のオイル通路を簡略化することが可能である。これにより、例えば、可変バルブタイミング機構４、５（油圧アクチュエータ）の有無に応じて車両の仕様変更が容易となり、エンジン３の設計工数を削減することが可能である。また、可変バルブタイミング機構４、５に対するオイル供給系統の配置自由度も高めることが可能である。

次に、図７から図９を参照して、本実施の形態に係る可変バルブタイミング機構及びその周辺構成について説明する。図７は、図６のシリンダヘッドカバーを省略し、シリンダヘッド周辺を左前上方から見た斜視図である。図８は、カムシャフトハウジング及び配管接続部を上方から見た分解斜視図である。図９は、配管接続部及びその周辺構成を図６のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。

図７に示すように、シリンダヘッド３１とシリンダヘッドカバー３２（図６参照）との合わせ面３６（シリンダヘッドカバー３２に対するシリンダヘッド３１の合わせ面３６）上には、可変バルブタイミング機構４、５の一部を構成する排気カムシャフト４１及び吸気カムシャフト５１（以下、総じてカムシャフトと呼ぶことがある）が設けられている。排気カムシャフト４１及び吸気カムシャフト５１は、車幅方向に延びており、前後に並んで配置されている。車両前側に位置する排気カムシャフト４１には、排気バルブ（不図示）に対応する箇所に排気カム４２が設けられている。同様に、車両後側に位置する吸気カムシャフト５１には、吸気バルブ（不図示）に対応する箇所に吸気カム５２が設けられている。なお、各カムの個数及び配置位置は適宜変更が可能である。

排気カムシャフト４１及び吸気カムシャフト５１は、合わせ面３６上に形成される半円形状の窪み３８（図１０参照）に受容されて支持される。すなわち、当該窪み３８が、排気カムシャフト４１及び吸気カムシャフト５１を支持する軸受部分の一部を構成する。なお、詳細は後述するが、排気カムシャフト４１及び吸気カムシャフト５１は、上記窪み３８に滑り軸受として半割メタルベアリング９（図１２参照）を介し、上方からカムシャフトハウジング８で挟持固定することによって回転可能に支持される。

排気カムシャフト４１の右側の軸端部には、車両外側から排気側アクチュエータ４０、排気カムスプロケット４３が一体回転可能に取り付けられている。同様に吸気カムシャフト５１の右側の軸端部には、車両外側から吸気側アクチュエータ５０、吸気カムスプロケット５３が一体回転可能に取り付けられている（図７では不図示、図１３、１４参照）。排気カムスプロケット４３、吸気カムスプロケット５３及びクランクシャフトのスプロケット（共に不図示）には、カムチェーン（不図示）が巻き掛けられる。これにより、クランクシャフトの回転が排気カムシャフト４１及び吸気カムシャフトに伝達可能となる。

排気側アクチュエータ４０及び吸気側アクチュエータ５０は、中空円柱形状のケース４４、５４（図７では排気側のみ図示）内にベーン付きのロータ（不図示）を収容して構成される。各ロータは、ケース４４、５４に対して相対回転可能に排気カムシャフト４１又は吸気カムシャフト５１に取り付けられる。また、ケース４４、５４内には、複数の隔壁によって複数の油圧室（共に不図示）が形成されており、各油圧室にロータの各ベーンが収容される。各油圧室は、それぞれベーンによって進角室と遅角室とに仕切られる。

進角室及び遅角室は、各カムシャフト及びカムシャフトハウジング８に形成されたオイル通路に連通されている。例えば排気側において、油圧により進角室の容積が拡大すると、ケース４４に対してロータが相対的に進角側に回転される。これにより、ロータに固定された排気カムシャフト４１が回転して、バルブタイミングが進角側に変化する。一方、油圧によって遅角室の容積が拡大すると、ケース４４に対してロータが相対的に遅角側に回転される。これにより、ロータに固定された排気カムシャフト４１が回転して、バルブタイミングが遅角側に変化する。吸気側も同様である。なお、各カムシャフト及びカムシャフトハウジング８のオイル通路については後述する。

カムシャフトハウジング８の上部には、４つのオイル配管６３−６６が接続された配管接続部７が取り付けられる。図８に示すように、配管接続部７は、前後に延びる長尺体で形成される。配管接続部７の前後の両端部には、一段下がったフランジ部７０が形成されている。各フランジ部７０には、カムシャフトハウジング８に取り付けるための取付穴７０ａが上下に貫通するように形成されている。また、配管接続部７の上面には、上下に貫通する４つの貫通口７ａ−ｄが前後に並んで形成されている。各貫通口７ａ−ｄには、オイル配管６３−６６を接続するための継手Ｖ（共に図７参照）が取り付けられる。

カムシャフトハウジング８は、シリンダヘッド３１との間でカムシャフトの軸受部分を形成するものである。カムシャフトハウジング８は、後述するシリンダヘッド３１の隔壁部３７（図１１参照）に対応して前後に延びる長尺体で形成される。詳細は後述するが、カムシャフトハウジング８、排気カムシャフト４１及び吸気カムシャフト５１の右端側を前後に跨ぐ長さを有している。すなわち、カムシャフトハウジング８は、各カムシャフトの軸方向に対して交差する方向に延在している。カムシャフトハウジング８には、各カムシャフトに対応した半円形状の窪み８０が裏面側から形成されている。この窪み８０は、シリンダヘッド３１側の窪み３８と協働して各カムシャフトの軸受部分を構成する。

カムシャフトハウジング８の前後の両端部には、一段下がったフランジ部８１が形成されている。各フランジ部８１には、シリンダヘッド３１に取り付けるための取付穴８１ａが上下に貫通するように形成されている。また、カムシャフトハウジング８の上面には、配管接続部７を取り付けるための取付座部８２が形成されている。取付座部８２は、配管接続部７に対応して前後に延びる長尺体で形成され、カムシャフトハウジング８の上面でやや左側に偏って形成されている。取付座部８２の前後の両端部には、取付穴７０ａに対応してボルト穴８２ａが形成されている。

また、取付座部８２の上面には、４つの貫通口７ａ−ｄに対応して、４つの円形凹部８２ｂが形成されている。各円形凹部８２ｂの略中央には、裏面側のオイル通路（図８では不図示）に連通する連通孔８３ａ−ｄが形成されている。各円形凹部８２ｂには、当該円形凹部８２ｂの内径に対応したサイズのＯリング８３（図９参照）が取り付けられる。取付座部８２の上面側の外周部分には、一段下がった環状の段部８２ｃが形成されている。環状の段部８２ｃには、当該段部８２ｃの外径に対応したサイズのＯリング８４（図９参照）が取り付けられる。

また、取付座部８２より左側のカムシャフトハウジング８の上面において、前後の両端部には、それぞれ上方に立ち上がるボス８５が形成されている。ボス８５の上面には、シリンダヘッドカバー３２をボルトＢ（図６参照）で固定するためのボルト穴８５ａが形成されている。なお、カムシャフトハウジング８の裏面側の構成については後述する。

このように構成される配管接続部７及びカムシャフトハウジング８は、各円形凹部８２ｂにＯリング８３を取り付け、図９に示すように環状の段部８２ｃにもＯリング８４を取り付けた状態で各取付穴７０ａにボルト（不図示）を挿通し、ボルト穴８２ａにねじ込むことで一体固定される。これにより、貫通口７ａ−ｄと連通孔８３ａ−ｄとが連通される。また、Ｏリング８３によって配管接続部７とカムシャフトハウジング８とのシール性が確保され、Ｏリング８４によってシリンダヘッドカバー３２とカムシャフトハウジング８とのシール性が確保される。

また上記したように、シリンダヘッドカバー３２が取り付いた状態（図６参照）においては、配管接続部７が、シリンダヘッドカバー３２の上面から露出されている。このため、シリンダヘッドカバー３２を取り外すことなく、配管接続部７（又はカムシャフトハウジング８）へのアクセスが容易となり、オイル配管６３−６６の組み付け性及びメンテナンス性が向上されている。また、配管接続部７の貫通口７ａ−ｄの内径を変更するだけで、オイル流量の変更、すなわち可変バルブタイミング機構４、５の性能（応答性）を変更することができ、設計変更が容易となる。

次に、図１０及び図１２を参照して、カムシャフトの軸受構造について説明する。図１０は、シリンダヘッド単体を上方から見た平面図である。図１２は、カムシャフトの軸受部分の周辺構成を下方から見た分解斜視図である。

図１０に示すように、シリンダヘッド３１の内部には、前後に延びる隔壁部３７によって２つの空間が形成されている。車両外側である右側の空間はカムチェーン室Ｒ１を構成し、車両内側である左側の空間は動弁室Ｒ２を構成する。隔壁部３７の上面（上記した合わせ面３６）には、左右方向に軸方向を有する半円形状の窪み３８が前後に２つ並んで形成されている。当該２つの窪み３８は、上記したように、排気カムシャフト４１及び吸気カムシャフト５１の軸受部分を構成する（図１３参照）。また、隔壁部３７の前後の両端部には、カムシャフトハウジング８の取付穴８１ａに対応してボルト穴３７ａが形成されている。

ところで、上記した特許文献１では、カムシャフトの端部に可変バルブタイミング機構（油圧アクチュエータ）が設けられることから、可変バルブタイミング機構の分だけエンジン全体が車幅方向に大きくなってしまうことが想定される。

そこで、本件発明者は、シリンダヘッドをエンジンケースに固定するためのボルト締結穴の位置に着目して本発明に想到した。具体的に本実施の形態では、図１０に示すように、シリンダヘッド３１をエンジンケース３０（図２参照）に連結固定するためのボルト締結穴３９が隔壁部３７に２つ形成されている。より具体的に各ボルト締結穴３９は、隔壁部３７の上面からシリンダ（不図示）の軸方向に沿って各窪み３８の一部を貫通するように形成されている。

すなわち、図１０に示す上面視において、ボルト締結穴３９が前後方向及び左右方向で窪み３８に重なるように形成される。このように、隔壁部３７の一部（窪み３８）をボルト締結穴３９用の壁として活用したことで、ボルト締結穴３９を形成するための座面（その他専用のボス等）を別途シリンダヘッド３１に設ける必要がなくなる。よって、カムシャフトの軸端に油圧アクチュエータを配置しつつも、シリンダヘッド３１、すなわちエンジン全体が車幅方向に大型化するのを防止することができる。また、ボルト締結穴３９の上端側には、同心の座ぐり穴３９ａが形成されている。このため、ボルト（不図示）の頭が窪み３８の上側に突出することがない。

上記のように、シリンダヘッド３１の大型化防止を優先した結果、窪み３８の一部がボルト締結穴３９及び座ぐり穴３９ａによって切り欠かれることになる。この場合、各カムシャフトの軸受部分、すなわち、カムシャフトを支える面積が小さくなることで、カムシャフトを安定的に支持することができなくなるおそれがある。また、カムシャフトは、ボールベアリング等の転がり軸受によって支持されることもある。しかしながら、ボールベアリングは高価であるため、コストの観点からあまり好ましくない。

そこで、更に本実施の形態では、図１２に示すように、上下割の半割メタルベアリング９を介して各カムシャフトを支持する構成とした。半割メタルベアリング９は、例えば金属等の板材で形成される円筒部材を上下２つの上半部９０と下半部９１に分割して形成される。すなわち、上半部９０と下半部９１とが協働して１つの円筒状の滑り軸受を形成する。

この構成によれば、半割メタルベアリング９を採用したことで、安価な構成でカムシャフトの軸受構造を実現することが可能である。また、ボルト締結穴３９及び座ぐり穴３９ａによって切り欠かれた窪み３８を半割メタルベアリング９で覆い、当該切り欠き部分を半割メタルベアリング９で補完することができる。よって、カムシャフトを支える面積を確保することができ、安定的にカムシャフトを支持することが可能である。また、後述する潤滑構造により、各カムシャフト及び可変バルブタイミング機構４、５に対するオイル供給を安価な構成で実現することが可能である。

次に、図１１から図１４を参照して、本実施の形態に係る可変バルブタイミング機構の潤滑構造について説明する。図１１は、カムシャフトハウジング単体を下方から見た平面図である。図１３は、可変バルブタイミング機構の周辺構成をシリンダヘッドカバー側から見た平面図である。具体的に図１３Ａはシリンダヘッドに下側の半割メタルベアリング（下半部）を取り付けた図であり、図１３Ｂは図１３Ａに可変バルブタイミング機構を取り付けた図であり、図１３Ｃは図１３Ｂに上側のメタルベアリング（上半部）を取り付けた図である。図１４は、可変バルブタイミング機構の周辺構成をシリンダヘッド側から見た平面図である。具体的に図１４Ａはカムシャフトハウジングに上半部を取り付けた図であり、図１４Ｂは図１４Ａに可変バルブタイミング機構を取り付けた図であり、図１４Ｃは図１４Ｂに下半部を取り付けた図である。

図１１に示すように、カムシャフトハウジング８は前後方向でほぼ対称な形状を有している。図１１及び図１２に示すように、カムシャフトハウジング８の窪み８０には、径方向に一段窪んだ段部８６が形成されている。段部８６は、窪み８０の右側部分に形成され、左側の端部に半円弧状の端面８６ａを有している。当該段部８６は、上側の半割メタルベアリング９（以下、上半部９０と呼ぶ）を収容する収容部を構成する。

また、カムシャフトハウジング８の裏面側には、上記した各連通孔８３ａ−ｄに連なる複数のオイル溝が形成されている。具体的に排気側遅角用の連通孔８３ａ及び吸気側遅角用の連通孔８３ｄ（両外側２つの連通孔８３ａ、ｄ）は、それぞれ段部８６の内周面に連通している。排気側進角用の連通孔８３ｂ及び吸気側進角用の連通孔８３ｃ（内側２つの連通孔８３ｂ、ｃ）は、それぞれ、カムシャフトハウジング８の下面において、前後方向の略中央部分に前後に並んで連通している。

また、段部８６の内周面には、当該内周面に沿う２つの円弧溝８７、８８が段部８６の軸方向に並んで形成されている。遅角用の連通孔８３ａ、ｄは、左側の円弧溝８７に連なっている。進角用の連通孔８３ｂ、ｃは、カムシャフトハウジング８の下面中央に形成されるＬ字溝８９に連なっており、Ｌ字溝８９の下流端が右側の円弧溝８８に連なっている。Ｌ字溝８９は、カムシャフトハウジング８の下面において、進角用の連通孔８３ｂ、ｃから右側に延び、前方又は後方に向かって直角に屈曲した後、右側の円弧溝８８に接続される。

図１２、図１３Ａ−Ｃ、図１４Ａ−Ｃに示すように、半割メタルベアリング９は、上半部９０に対して下半部９１の方が軸方向（車幅方向）に長くなるように形成されている。具体的に下半部９１の軸方向の長さは、隔壁部３７の左右幅より大きく、カムシャフトハウジング８の左右幅と略同一である。これに対し、上半部９０の軸方向の長さは、段部８６の左右幅と略同一である。

また、上半部９０には、カムシャフトハウジング８の円弧溝８７、８８に対応して、厚み方向に貫通する２つの貫通孔９２、９３が形成されている。２つの貫通孔９２、９３は、軸方向に並んで配置されている。左側の円弧溝８７と貫通孔９２とが連通し、右側の円弧溝８８と貫通孔９３とが連通している。なお、上半部９０の周方向における貫通孔９２、９３の位置は、円弧溝８７、８８に連通する位置であればどこであってもよい。

また、排気カムシャフト４１の円筒面には、上半部９０の貫通孔９２、９３の位置に対応して、進角用及び遅角用の２つの環状溝４５、４６が軸方向に並んで形成されている（図１３Ｂ及び図１４Ｂ参照）。左側に位置する進角用の環状溝４５の底部には、排気側アクチュエータ４０の遅角室（不図示）に連通する連通孔４７が形成されている。右側に位置する進角用の環状溝４６の底部には、排気側アクチュエータ４０の進角室（不図示）に連通する連通孔４８が形成されている。

同様に、吸気カムシャフト５１の円筒面には、上半部９０の貫通孔９２、９３の位置に対応して、進角用及び遅角用の２つの環状溝５５、５６が軸方向に並んで形成されている（図１３Ｂ及び図１４Ｂ参照）。左側に位置する進角用の環状溝５５の底部には、吸気側アクチュエータ５０の遅角室（不図示）に連通する連通孔５７が形成されている。右側に位置する進角用の環状溝５６の底部には、吸気側アクチュエータ５０の進角室（不図示）に連通する連通孔５８が形成されている。

このように構成される可変バルブタイミング機構４、５をシリンダヘッド３１に組み付ける場合、図１３及び図１４に示すように、先ず、隔壁部３７の右側の端面と下半部９１の右側の端面とが一致するように、下半部９１を窪み３８に取り付ける。そして、環状溝４５、４６、５５、５６と下半部９１とが対応するように、排気側及び吸気側にそれぞれ可変バルブタイミング機構４、５を配置する。このとき、排気カム４２及び吸気カム５２（カムシャフトの左端側）は動弁室Ｒ２内に収容される。一方、排気側アクチュエータ４０、排気カムスプロケット４３、吸気側アクチュエータ５０及び吸気カムスプロケット５３は、カムチェーン室Ｒ１内に収容される。

そして、環状溝４５、４６、５５、５６と上半部９０の貫通孔９２、９３とが対応するように上半部９０を各カムシャフトに取り付ける。その後、上方からカムシャフトハウジング８を配置し、ボルトで固定することにより、各カムシャフトが半割メタルベアリング９を介してシリンダヘッド３１とカムシャフトハウジング８との間に支持される。なお、組み付けの順序は上記内容に限定されず、適宜変更が可能である。

図１２及び図１４ａに示すように、上半部９０が段部８６に収容された状態においては、上半部９０の軸方向左側の端面９０ａが段部８６の端面８６ａに当接する。これにより、上半部９０の軸方向左側への移動が規制される。また、下半部９１の周方向の端面９１ａは、カムシャフトハウジング８の下面（より具体的には図１２のハッチング部分８ａ）に当接する。これにより、下半部９１の周方向（回転方向）の移動が規制される。上半部９０の周方向の端面９０ｂは、下半部９１の周方向の端面９１ａに当接するため、上半部９０の周方向の移動も規制される。このように半割メタルベアリング９の位置決めがなされることで、車両の振動等によって上半部９０と下半部９１とが連れ回りしたり、半割メタルベアリング９の位置がずれたりするのを防止することが可能である。

このように構成される可変バルブタイミング機構４、５の潤滑構造によれば、カムシャフトハウジング８、半割メタルベアリング９及びカムシャフトの各部材に形成されるオイル通路によって、オイルコントロールバルブ６からのオイルを可変バルブタイミング機構４、５に供給するためのオイル供給経路が形成される。よって、カムシャフトの軸受部分の潤滑をしつつも、油圧アクチュエータに対する進角及び遅角用のオイル供給を安価な構成で実現することが可能である。

なお、上記実施の形態では、並列４気筒のエンジン３を例にして説明したが、この構成に限定されない。例えば、エンジン３は、単気筒、２気筒以上の多気筒エンジンで構成されてもよく、各気筒の配置も適宜変更が可能である。

また、上記実施の形態では、車体フレーム２をツインスパータイプのフレームで構成したが、この構成に限定されない。車体フレーム２は、例えば、ダイヤモンドタイプのフレームであってもよい。

また、上記実施の形態では、オイルコントロールバルブ６がシリンダヘッド３１の右側面に配置される構成としたが、この構成に限定されない。オイルコントロールバルブ６は、シリンダヘッド３１の左側面に配置されてもよい。

また、上記実施の形態では、収容部６０の軸方向が前方に向かうに従って上方に傾斜するように配置される場合について説明したが、この構成に限定されない。収容部６０の軸方向は、例えば水平に向いてもよく、その向きは適宜変更が可能である。

また、上記実施の形態では、ホルダ部６１の下面に外部配管が接続される構成としたが、この構成に限定されない。外部配管は、ホルダ部の前面又は上面に接続されてもよい。接続箇所に応じて、配管長を短縮することが可能である。

また、上記実施の形態では、シリンダヘッド３１（カムシャフトハウジング８）に対して配管接続部７が着脱可能に構成される場合について説明したが、この構成に限定されない。配管接続部７とカムシャフトハウジング８とは一体的に構成されてもよい。

また、上記実施の形態では、排気側及び吸気側の双方に油圧アクチュエータが設けられる場合について説明したが、この構成に限定されない。排気側及び吸気側のいずれか一方にのみ油圧アクチュエータが設けられてもよい。

また、上記実施の形態では、油圧アクチュエータがカムシャフトの右端部に設けられる構成としたが、この構成に限定されない。油圧アクチュエータは、カムシャフトの左端部に設けられてもよい。

また、上記実施の形態では、可変バルブタイミング機構に対するオイル供給経路が進角用と遅角用の双方に形成される場合について説明したが、この構成に限定されない。進角用及び遅角用のいずれか一方にのみオイル供給経路が形成されてもよい。

また、上記実施の形態では、上半部９０に対して下半部９１の方が、軸方向に長く形成される構成としたが、この構成に限定されない。下半部９１に対して上半部９０の方が、軸方向に長く形成されてもよい。

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、可変バルブタイミング機構を備えても、大型化を防止することができるという効果を有し、特に、自動二輪車に適用可能なエンジンに有用である。

１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
２０ ヘッドパイプ
２１ メインフレーム
２２ エンジン懸架部
３ エンジン
３１ シリンダヘッド
３２ シリンダヘッドカバー
３６ 合わせ面
３７ 隔壁部
３８ 窪み（軸受部分）
３９ ボルト締結穴（締結穴）
４、５ 可変バルブタイミング機構
４０ 排気側アクチュエータ（油圧アクチュエータ）
４１ 排気カムシャフト（カムシャフト）
５０ 吸気側アクチュエータ（油圧アクチュエータ）
５１ 吸気カムシャフト（カムシャフト）
６ オイルコントロールバルブ
６２−６６ オイル配管（外部配管）
７ 配管接続部
８ カムシャフトハウジング
８ａ カムシャフトハウジングの端面
８０ 窪み（軸受部分）
８６ 段部（収容部）
９ 半割メタルベアリング（滑り軸受）
９０ 上半部
９０ａ 上半部の軸方向の端面
９０ｂ 上半部の周方向の端面
９１ 下半部
９１ａ 下半部の周方向の端面
９２、９３ 貫通孔
Ｓ スペース
Ｒ１ カムチェーン室
Ｒ２ 動弁室

Claims (7)

1. エンジンの可変バルブタイミング機構に対する油圧を制御するオイルコントロールバルブの取付構造であって、
   前記エンジンを支持する車体フレームが、
   ヘッドパイプから後方に延びる左右一対のメインフレームと、
   前記ヘッドパイプから下方に延びる左右一対のエンジン懸架部と、を含んで構成され、
   前記オイルコントロールバルブは、側面視で前記メインフレームと前記エンジン懸架部との間に形成されるスペース内で、シリンダヘッドの側面に取り付けられ、
   前記オイルコントロールバルブの少なくとも一部は、正面視で前記エンジン懸架部に重なり、
   前記オイルコントロールバルブは、前記エンジンとは独立して設けられ、
   前記可変バルブタイミング機構及び前記オイルコントロールバルブは、外部配管によって接続され、
   正面視で、前記オイルコントロールバルブの一部は、前記エンジン懸架部よりも外側に位置していることを特徴とするオイルコントロールバルブの取付構造。
2. 前記外部配管の下流端は、シリンダヘッドカバーの上部に接続されることを特徴とする請求項１に記載のオイルコントロールバルブの取付構造。
3. 前記外部配管は、前記エンジン懸架部の外側を回り込むようにして前記シリンダヘッドカバーに接続されることを特徴とする請求項２に記載のオイルコントロールバルブの取付構造。
4. 前記外部配管を接続する配管接続部を備え、
   前記配管接続部は、前記シリンダヘッドカバーに対して着脱可能に構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のオイルコントロールバルブの取付構造。
5. 複数の前記外部配管が前記オイルコントロールバルブに接続されており、
   正面視で、前記エンジン懸架部と重なる箇所で前記オイルコントロールバルブに接続されている前記外部配管は、前記エンジン懸架部の下方を通り、前記シリンダヘッドカバーの上部に接続され、
   正面視で、前記エンジン懸架部よりも外側の箇所で前記オイルコントロールバルブに接続されている前記外部配管は、前記エンジン懸架部の側方を通り、前記シリンダヘッドカバーの上部に接続されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のオイルコントロールバルブの取付構造。
6. 前記オイルコントロールバルブの前記外部配管の接続面は、前記エンジン懸架部の後方において、前記エンジン懸架部に対して斜め下方に向けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のオイルコントロールバルブの取付構造。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載のオイルコントロールバルブの取付構造を備えることを特徴とする自動二輪車。

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