JP2008025428A - Engine with cam phase variable device - Google Patents
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
- F01L2001/0475—Hollow camshafts
Abstract
Description
本発明は、クランクシャフトとカムシャフトとの回転角度(位相)の相互関係を変化させるためのカム位相可変装置を備えたエンジンに関するものである。 The present invention relates to an engine provided with a cam phase varying device for changing a mutual relationship between rotation angles (phases) of a crankshaft and a camshaft.
クランクシャフトとチェーンにて連動連結されるカムスプロケットに一体結合されたアウタロータと、カムシャフトに一体結合されたインナロータとを、所定角度範囲を相対回動可能なように組み合わせることにより、クランクシャフトとカムシャフトとの位相の相互関係を変化させるようにしたカム位相可変(Variable Timing Control:以下VTCと略称す)装置が、既に実用に供されている(特許文献1を参照されたい)。このVTC装置においては、カムシャフトの軸端にインナロータが固着され、アウタロータの一方の軸方向端壁に設けられた軸受孔に、カムシャフトにおけるインナロータ接続部が回転自在に支持されている。
しかるに、カムシャフトは、シリンダヘッドに固定されたカムホルダによって支持されるが、回転体であるVTC装置のアウタロータと固定体であるカムホルダとの軸方向端面同士の干渉を避けるために、カムホルダの端面からアウタロータを離して配置する必要がある。 However, the camshaft is supported by a cam holder fixed to the cylinder head. In order to avoid interference between the axial end surfaces of the outer rotor of the VTC device that is a rotating body and the cam holder that is a fixed body, the camshaft is separated from the end surface of the cam holder. It is necessary to dispose the outer rotor separately.
他方、アウタロータの軸方向端壁の軸受孔は、アウタロータとインナロータとの間に封入したエンジンオイルの流出を抑制するために、カムシャフトにおけるインナロータ接続部を挿通する部分の軸方向寸法をある程度大きくする必要がある。また、カムホルダも、カムホルダをシリンダヘッドに締結するためのボルトを挿通する孔や、エンジンオイルを流通させる油路を形成する都合上、やはり軸方向寸法をあまり小さくすることはできない。そして、これらの条件を満たすように設計した場合、カムホルダの端面からのVTC装置の突出量が大きくならざるを得ず、このためにエンジン全長の増大を余儀なくされていた。 On the other hand, the bearing hole in the axial end wall of the outer rotor increases the axial dimension of the portion of the camshaft through which the inner rotor connecting portion is inserted in order to suppress the outflow of engine oil sealed between the outer rotor and the inner rotor. There is a need. Also, the cam holder cannot have a very small axial dimension for the purpose of forming a hole through which a bolt for fastening the cam holder to the cylinder head and an oil passage through which engine oil flows. And when it designed so that these conditions might be satisfy | filled, the protrusion amount of the VTC apparatus from the end surface of a cam holder had to become large, and, for this reason, the engine full length had to be increased.
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、カム軸方向寸法を低減し得るVTC装置付きエンジンを提供することにある。 The present invention has been devised to solve such problems of the prior art, and a main object of the present invention is to provide an engine with a VTC device that can reduce the cam axial dimension.
このような課題を解決するために本発明は、カムホルダ12に支持されたカムシャフト(吸気カムシャフト1)と該カムシャフトにクランクシャフト9の回転力を伝達するカムスプロケット11との間に、クランクシャフトの位相に対するカムシャフトの位相を変化させるべく、カムシャフトにおけるカムホルダからの突出部に固着されたインナロータ23と、該インナロータを所定の角度範囲で回動自在に受容し且つカムスプロケットと一体をなすアウタロータ21とを有するVTC装置6が設けられたエンジンEにおいて、アウタロータのカムホルダ側の面に凸部25aを形成すると共に、カムホルダのアウタロータ側の面における凸部と対向する位置に凸部に対応する凹部42を形成するものとした(請求項1)。
また、上記構成のVTC装置付きエンジンにおいて、カムホルダのアウタロータ側の面におけるカムシャフト挿通孔(軸受孔14)の周囲に環状の凹部42が設けられ、アウタロータの少なくとも一部(凸部25a)が凹部に没入しているものとした(請求項2)。
更に、上記構成のVTC装置付きエンジンにおいて、前記アウタロータの軸受部に前記カムホルダ側へ突出した環状の凸部25aを設けると共に、カムホルダのアウタロータ側の面におけるカムシャフト挿通孔(軸受孔14)の周囲に凸部に対応した環状の凹部42を設けるものとした(請求項3)。
特に、カムホルダにおける凹部の径方向外側に、油路またはボルト孔の少なくともいずれか一方を設けものとすると良い(請求項4)。
In order to solve such problems, the present invention provides a crankshaft between a camshaft (intake camshaft 1) supported by a
In the engine with the VTC device having the above-described configuration, an
Further, in the engine with the VTC device having the above-described configuration, an
In particular, it is preferable to provide at least one of an oil passage or a bolt hole on the radially outer side of the recess in the cam holder.
このような本発明の請求項1〜3の構成によれば、カムシャフト挿通孔の軸方向寸法を確保した上でアウタロータをカムホルダ側に極力寄せることができるので、エンジンのカム軸方向寸法を小さくすることが可能となり、車体へのエンジン搭載性等を向上する上に多大な効果を奏することができる。
特に請求項3の構成によれば、アウタロータの軸受け剛性を高めつつ、カムホルダの凹部を最低限の領域に設ければ良いので、カムホルダの剛性低下を抑制し得る。
また請求項4の構成によれば、カムホルダの軸方向寸法を増大せずに油路またはボルト孔を設けることができるので、エンジンのカム軸方向寸法のより一層の低減に寄与し得る。
According to such a configuration of
In particular, according to the configuration of the third aspect, it is only necessary to provide the concave portion of the cam holder in the minimum region while increasing the bearing rigidity of the outer rotor, so that a decrease in the rigidity of the cam holder can be suppressed.
According to the fourth aspect of the present invention, since the oil passage or the bolt hole can be provided without increasing the axial dimension of the cam holder, it can contribute to further reduction of the cam axial dimension of the engine.
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明が適用される直列4気筒DOHC型エンジンを示している。このエンジンEのシリンダヘッドには、吸気カムシャフト1によって駆動される2つの吸気弁2と、排気カムシャフト3によって駆動される2つの排気弁4とが、4つの気筒のそれぞれについて設けられている。
FIG. 1 shows an in-line four-cylinder DOHC engine to which the present invention is applied. The cylinder head of the engine E is provided with two intake valves 2 driven by the
吸気カムシャフト1の軸端には、吸気弁2の開閉時期を無段階に進角または遅角するためのVTC装置6が設けられている。
A
これらの吸気カムシャフト1並びに排気カムシャフト3は、コネクティングロッド7を介して4つのピストン8が接続されたクランクシャフト9に対し、チェーン/スプロケット機構10を介して連動連結されており、クランクシャフト9の1/2の回転速度で回転駆動される。
The
次に、吸気カムシャフト1の軸端に設けられたVTC装置6について図2、3を参照して説明する。このVTC装置6は、エンジンEのクランクシャフト9の位相に対する吸気カムシャフト1の位相を所定角度だけ連続的に変化させるためのものであり、クランクシャフト9の駆動力を吸気カムシャフト3に伝達するためのカムスプロケット11と吸気カムシャフト9との間に設けられている。
Next, the
VTC装置6は、シリンダヘッド(図示せず)に固定されたカムホルダ12に支持された吸気カムシャフト1におけるカムホルダ12からの突出部に設けられており、タイミングチェーンが巻き掛けられるカムスプロケット11と一体結合されたアウタロータ21と、ボルト22をもって吸気カムシャフト1と一体結合されたインナロータ23とからなっている。
The
アウタロータ21は、略有底円筒形に形成されたカップ体21aと、カップ体21aの内側に受容されたベーンハウジング21bと、カムスプロケット11をその外周に一体形成されてカップ体21aの開口端面に接合されたスプロケットディスク21cとからなり、これらが複数のボルト24をもって相互に一体結合されている。そしてカップ体21aの底壁25の中心に形成された軸受孔26に吸気カムシャフト1の軸端を挿通し、且つ吸気カムシャフト1と一体をなすインナロータ23をベーンハウジング21b内に所定角度範囲を回動変位可能に受容している。
The
ベーンハウジング21bの内周には、吸気カムシャフト1と同心をなす扇形凹部27が、複数(本実施例では4つ)形成されている。そしてインナロータ23の外周から放射状に突出する複数の(本実施例では4つ)べーン28が、所定角度範囲内を回動し得るように、各扇形凹部27内に受容されている。これにより、各べーン28の一方の周方向端面と各扇形凹部27との間に進角室29が、各べーン28の他方の周方向端面と扇形凹部27との間に遅角室30が、それぞれ画成される。
On the inner periphery of the
各べーン28の外周面には、対応する扇形凹部27の内周面に摺接するシール部材31がそれぞれ設けられている。また、ベーンハウジング21bの内周面には、インナロータ23の外周面に摺接する4つのシール部材32が設けられている。
A
吸気カムシャフト1、インナロータ23及びカムホルダ12の内部には、各進角室29及び各遅角室30に連通する油路(図示せず)が形成されており、エンジンオイルの一部を各進角室29及び各遅角室30に対して公知のスプール弁などを用いて選択的に供給することにより、扇形凹部27内にてベーン28を移動させてアウタロータ21とインナロータ23との相対角度を変化させ、これによってクランクシャフト9の位相に対する吸気カムシャフト1の位相を変化させるようになっている。
Oil passages (not shown) communicating with each
このVTC装置6は既に周知のものであり、その作動要領については本発明の本質とは無関係なので、ここではこれ以上の説明は省略する(必要ならば特許文献1等を参照されたい)。
Since this
このように構成されたVTC装置6にあっては、エンジン寸法の増大を抑制すべく、できる限りカムホルダ12に近接配置できることが望ましい。しかし単純にVTC装置6を軸方向内側に向けて押し込むと、カップ体21aの底壁25がカムホルダ12と干渉することになるので、カムホルダ12並びにカップ体21aの底壁25の少なくともいずれか一方を薄くすれば、VCT装置6の突出量を減少させることができる。ところが、カムホルダ12には、シリンダヘッドにカムホルダ12を固定するための締結ボルトを挿通するための、あるいはエンジンオイルを流通させる油路のための孔41が設けられ、これらの孔41に対応する部分を薄くすることには限界がある。また、カップ体21aの底壁25に設けられた軸受孔26は、吸気カムシャフト1におけるインナロータ23の接続部と摺接し、しかもカムスプロケット11に加わるチェーンのテンションを支持する必要があり、摺接面の面圧を抑制するためにもカップ体21aの底壁25を薄くすることには限界がある。
In the
そこで、本発明においては、カップ体21aの底壁25を、内周側よりも外周側を薄肉にして軸受孔26の周囲にカムホルダ12側へ突出する軸方向凸部25aを形成すると同時に、カムホルダ12におけるカップ体21aの底壁25との対向面における吸気カムシャフト1のジャーナル部13を支持する軸受孔14の周囲に、環状凹部42を形成するものとした。そしてカップ体21aの底壁25の内周側の部分、つまり軸方向凸部25aを、この環状凹部42内に没入させるものとした。このようにして、吸気カムシャフト1におけるインナロータ23との接続部を支持する軸受孔26の軸方向寸法を確保した上で、吸気カムシャフト1の軸線上でVTC装置6を最大限内方へ押し込むことにより、VTC装置6のエンジン本体からの突出量の抑制を図っている。
Therefore, in the present invention, the
また、油路やボルト挿通のための孔41は、カムホルダ12における環状凹部42の径方向外側に設けることにより、カムホルダ12の軸方向寸法の増大を抑制するものとした。
Further, the
なお、吸気カムシャフト1内には、カップ体21aの底壁25の軸受孔26並びにジャーナル部13にエンジンオイルの一部を流して潤滑するように、油路43が形成されているが、この油路43からの流量が大きいと、VTC装置6を作動させるための油量が減少し、VTC装置6の作動応答性が低下する心配がある。そこでこのような不都合を起こさないようにするためには、図4に示すように、カムホルダ12における吸気カムシャフト用軸受孔14にシール付き軸受44を設けると良い。
An
E エンジン
1 吸気カムシャフト
6 VTC装置
9 クランクシャフト
11 カムスプロケット
12 カムホルダ
21 アウタロータ
23 インナロータ
25a 凸部
42 環状凹部
Claims (4)
前記カム位相可変装置が、前記カムシャフトにおける前記カムホルダからの突出部に固着されたインナロータと、該インナロータを所定の角度範囲で回動自在に受容し且つ前記カムスプロケットと一体をなすアウタロータとを有し、
前記アウタロータの前記カムホルダ側の面に凸部を形成すると共に、
前記カムホルダの前記アウタロータ側の面における前記凸部と対向する位置に前記凸部に対応する凹部を形成することを特徴とするカム位相可変装置付きエンジン。 A cam phase varying device for changing the phase of the camshaft relative to the phase of the crankshaft is provided between a camshaft supported by the cam holder and a cam sprocket that transmits the rotational force of the crankshaft to the camshaft. Engine,
The cam phase varying device includes an inner rotor fixed to a protruding portion of the camshaft from the cam holder, and an outer rotor that rotatably receives the inner rotor within a predetermined angular range and is integrated with the cam sprocket. And
While forming a convex portion on the surface of the outer rotor on the cam holder side,
An engine with a cam phase varying device, wherein a concave portion corresponding to the convex portion is formed at a position facing the convex portion on the outer rotor side surface of the cam holder.
前記カム位相可変装置が、前記カムシャフトにおける前記カムホルダからの突出部に固着されたインナロータと、該インナロータを所定の角度範囲で回動自在に受容し且つ前記カムスプロケットと一体をなすアウタロータとを有し、
前記カムホルダの前記アウタロータ側の面におけるカムシャフト挿通孔の周囲に環状の凹部が設けられ、
前記アウタロータの少なくとも一部が前記凹部に没入していることを特徴とするカム位相可変装置付きエンジン。 A cam phase varying device for changing the phase of the camshaft relative to the phase of the crankshaft is provided between a camshaft supported by the cam holder and a cam sprocket that transmits the rotational force of the crankshaft to the camshaft. Engine,
The cam phase varying device includes an inner rotor fixed to a protrusion of the camshaft from the cam holder, and an outer rotor that rotatably receives the inner rotor within a predetermined angle range and that is integral with the cam sprocket. And
An annular recess is provided around the camshaft insertion hole on the outer rotor side surface of the cam holder,
An engine with a cam phase varying device, wherein at least a part of the outer rotor is immersed in the recess.
前記カム位相可変装置が、前記カムシャフトにおける前記カムホルダからの突出部に固着されたインナロータと、該インナロータを所定の角度範囲で回動自在に受容し且つ前記カムスプロケットと一体をなすアウタロータとを有し、
前記アウタロータの軸受部に前記カムホルダ側へ突出した環状の凸部を設けると共に、
前記カムホルダの前記アウタロータ側の面におけるカムシャフト挿通孔の周囲に前記凸部に対応した環状の凹部を設けることを特徴とするカム位相可変装置付きエンジン。 A cam phase varying device for changing the phase of the camshaft relative to the phase of the crankshaft is provided between a camshaft supported by the cam holder and a cam sprocket that transmits the rotational force of the crankshaft to the camshaft. Engine,
The cam phase varying device includes an inner rotor fixed to a protrusion of the camshaft from the cam holder, and an outer rotor that rotatably receives the inner rotor within a predetermined angle range and that is integral with the cam sprocket. And
While providing an annular convex portion protruding toward the cam holder on the bearing portion of the outer rotor,
An engine with a cam phase varying device, wherein an annular recess corresponding to the protrusion is provided around a cam shaft insertion hole on a surface of the cam holder on the outer rotor side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006197726A JP2008025428A (en) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | Engine with cam phase variable device |
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JP2006197726A JP2008025428A (en) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | Engine with cam phase variable device |
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JP (1) | JP2008025428A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010138860A (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Mitsubishi Motors Corp | Variable valve gear |
-
2006
- 2006-07-20 JP JP2006197726A patent/JP2008025428A/en active Pending
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JP2010138860A (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Mitsubishi Motors Corp | Variable valve gear |
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