JP2012072766A - 内燃エンジンの２つのカムシャフトの間の伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのカムシャフトを備えたエンジンの２つのカムシャフトを接続するトランスミッションにおいて、耐久性を有し、重量とコストの増加を抑制できるトランスミッションを提供する。
【解決手段】２つのカムシャフト４０を互いに連結するトランスミッション７は、１対の関節接続された平行四辺形機構Ｌ１，Ｌ２からなり、各平行四辺形機構Ｌ１，Ｌ２は、カムシャフト４０の端部とともに回転可能で、連結ロッドＲ１，Ｒ２により互いに連結された２つのクランク部材Ｃ１，Ｃ２からなる。クランク部材は、カムシャフト４０に偏心して装着され、それぞれの連結ロッドＲ１，Ｒ２の端部に形成された円形開口に回転可能に受け入れられる円形ディスクで形成されている。２つのクランク部材Ｃ１，Ｃ２は同一のカムシャフトとともに回転可能であり、所定の角度だけ互いに離れている。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン弁を駆動する１対のカムシャフトと、ドライブシャフトをカムシャフトの一方に接続するトランスミッションと、２つのカムシャフトの各端部に接続するトランスミッションとからなる形式の内燃エンジンに関する。

上に示したタイプのエンジンでは、２つのカムシャフトを接続するトランスミッションは例えばギヤトランスミッション、チェーントランスミッション、又は歯付きベルトである。ギアトランスミッションは、特に２つのカムシャフトの軸間の距離がリミットバルブより大きく、ギアトランスミッションの全体寸法と重量が限界を超える場合には使用することができない。歯付ベルトは、簡易で安価であるが、寿命がエンジンや該エンジンが搭載される車両の寿命よりもかなり低く、車両の寿命の間に１回又はそれ以上のベルト交換を暗示している。最後にチェーントランスミッションは、液圧ベルト引張装置が必要であり、重量とコストを増加し、隙間が生じ、歯付ベルトよりも長い耐久性を有するが、この観点からも限界がある。

ＧＢ−Ａ−７１３９３８

本発明の目的は、前記従来技術の全ての欠点を克服した前記タイプの内燃エンジンを提供することである。

前記目的を達成するために、本発明は、第１カムシャフトを第２カムシャフトに接続するトランスミッションは１対の平行四辺形機構からなり、該各平行四辺形機構は２つのクランク部材からなり、該クランク部材は、カムシャフトの端部とともに回転可能であり、連結ロッドにより互いに連結されていること、クランク部材は、円形ディスクで形成され、該円形ディスクは、カムシャフトに偏心して装着され、それぞれの連結ロッドの両端に形成された円形開口に回転可能に受け入れられること、２つのクランク部材は、同一のカムシャフトとともに回転可能であり、所定の角度だけ互いに離れていることを特徴としている。

内燃エンジンに２対の偏心ディスクと２つのそれぞれの連結ロッドとを備えたこのタイプの機構の適用は、ドライブシャフトとカムシャフトの間の連結トランスミッションに関して以前から公知である（ＧＢ−Ａ−７１３９３８）。これに対し、２つのカムシャフトを互いに接続するこのタイプのトランスミッションの使用は、公知でない。この
適用により、これまで使用されてきた機構に対して種々の利点を得ることができる。ギヤトランスミッションに関して、本発明によるトランスミッションは、簡単で安価な方法で連結することができ、２つのカムシャフトの軸間の距離が比較的大きいときでも、空間が最小になる。歯付ベルトの解決手段に関して、本システムは、エンジンと該エンジンが搭載される車両の寿命に等しいかそれより長い運転期間を確保することができる。さらに、チェーン解決手段に関しては、本発明による装置は、補助的装置もメンテナンス動作も必要としない。運転期間中、隙間を生じない、さらに、カムシャフト上でトランスミッションを組み立てることにより、カムシャフトのタイミング調整を自動的に得られる。システムはまた、チェーントランスミッションシステムより静かである。最後に、本発明による装置は、異なるモデルの車両を製造する場合に、スケールの相当な縮小を得るのに適していることを考慮すべきである。カムシャフトの軸間の距離に拘わらず、本装置の部品は、距離に合わせて提供することが必要な連結ロッドを除いて、実際に変化しない。他の部品は如何なるタイプのエンジンに対しても同一である。

本発明のさらなる特徴及び利点は、単に非限定的な実施例である添付素面を参照してなされる説明から明確になる。
本発明によるトランスミッションを備えた内燃エンジンの概略斜視図。 トランスミッションのカバーを取り外した図１のエンジンの詳細の部分概略部分断面図。 図２の詳細の断面図。 本発明によるトランスミッションの分解斜視図。 図２と同様に、カバーを取り外した本発明によるトランスミッションの前面図。 代案の実施例を示す図３の変形例。 図６の変形例によるトランスミッションの分解斜視図。 図５，６のトランスミッションの斜視図。

内燃エンジンは、図１に符号１で全体的に概略示され、エンジンブロック２とシリンダヘッド３からなり、シリンダヘッド３にはエンジン弁を制御するように意図された２つの回転可能なカムシャフトが装着され、そのうち軸４のみが図示されている。エンジンは、エンジンの一端に配置された公知のタイプのトランスミッション５、例えばチェーントランスミッションを有し、２つのカムシャフトの一方とドライブシャフトのエンジンから外側に突出するそれぞれの端部を互いに回転可能に接続している。簡略化するために、図１はドライブシャフトの軸６を示している。

本発明によると、トランスミッション７がエンジンの他の側に設けられ、その特徴は以下に説明するが、２つのカムシャフトのそれぞれの端部を互いに接続している。

トランスミッション７の第１実施形態を示す図２に見られるように、このトランスミッションはケーシングに収容され、該ケーシングはカムシャフトが装着されているシリンダヘッドの構造（又はシリンダヘッドの上の上部構造）と１部品で鋳造により形成された部分７ａであり、シリンダヘッドはカバー（不図示）により部分的に構成され、該カバーはシリンダヘッド（又はシリンダヘッドに装着される上部構造）の周囲の前面７ｂで結合されねじ止めされている。ねじ込まれた状態では、カバーは閉鎖チャンバ７０を形成し、該閉鎖チャンバ７０はトランスミッションの要素を収容し、オイルで満たされ、ダクト（不図示）を介してエンジン潤滑回路と連通している。

図２，３は、参照符号４０で示す２つのカムシャフトの一方とベアリングカム４００を断面的に示し、カムシャフトはチャンバ７０に面する端面４０ａを有する。図２，３には示されていない他方のカムシャフトも同様である。

トランスミッション７は、２つのカムシャフト４０を互いに連結するのに使用され、１対の関節平行四辺形機構Ｌ１，Ｌ２を有する。各関節平行四辺形機構Ｌ１，Ｌ２は、２つのクランク部材Ｃ１，Ｃ２を有する。該クランク部材Ｃ１，Ｃ２はそれぞれ２つのカムシャフト４０とともに回転可能であり、連結ロッド（それぞれＲ１とＲ２で示されている）により互いに連結されている。２つのクランク部材Ｃ１，Ｃ２は、２つのカムシャフト４０の端面４０ａに偏心して装着された２つの円形ディスクで形成されている。このディスクＣ１，Ｃ２は、連結ロッドＲ１，Ｒ２の端部に形成された円形開口９に、低摩擦係数の材料からなるブッシュ８を介在させて、回転可能に受け入れられている。

図５に明瞭に見られるように、２つのクランク部材Ｃ１，Ｃ２は、カムシャフト４０とともに回転可能であり、安定機構（non-labile mechanism）を得るために、角度Ａ例えば約１２０°だけお互いに離れた位置でカムシャフト４０に固定されている。

２つの連結ロッドＲ１，Ｒ２は、金属平板の形態であって、互いに平行であり、それぞれ狭い中間部１０と２つの円形の広い端部１１とを有する８字形状を有し、端部１１には円形ディスクＣ１，Ｃ２が回転可能に装着される円形開口９が形成されている。

ディスクＣ１，Ｃ２はそれぞれ、ねじ１３が係合する偏心円形孔１２を有し、ねじ１３はそれぞれカムシャフト４０の端面４０ａに形成されたねじ軸孔１４にねじ込まれ、対応のディスクＣ１，Ｃ２をカムシャフト４０に固定している。

図４を参照すると、２つのディスクＣ１，Ｃ２は同一のカムシャフト４０に固定するように意図され、前面部で互いに連結されている。このために、ディスクＣ１は、偏心ピン１５を有し、該偏心ピン１５はディスクＣ２に対向する面の対応する空間（図には示されていない）に受け入れられる。これにより、２つのディスクＣ１，Ｃ２は同じシャフト４０に固定され、前述の角度Ａに相当する所定の角度位置にロックされている。さらに、ディスクの面は軽量化のための空間１６を有している。

組み立て時、ディスクＣ１，Ｃ２を連結ロッドＲ１，Ｒ２のそれぞれの座にベアリング８を介して装着する。そして、ねじ１３をディスクＣ１，Ｃ２の孔１２を通してカムシャフト４０の孔１４に係合するが、固定しない。この状態で、オペレータは、その目的のために使用可能な公知の器具を介して、カムシャフトの正しい角度タイミング調整を確認してもよい。カムシャフトが位置決めされ、正しい角度位置に維持されると、ねじ１３を締め込んで、２つのカムシャフト４０の連結を安定させる。

エンジンの運転中、ドライブシャフトの回転はトランスミッション５を介してカムシャフトの一方に伝達され、一方カムシャフトから他方のカムシャフトへの回転は前述したトランスミッションシステムを介して伝達される。

図６−８は、図２−５のものと類似したトランスミッションを示す。この図では、対応する部分には同一符号を使用して示されている。この第２実施形態と前述したものとの間の唯一の実質的な相違は、同一のカムシャフトに関連する２つのディスクＣ１，Ｃ２が例えば焼結又は鍛造の単一の部品の一部であるという事実にある。また、図７は２つのワッシャ１７を示し、該ワッシャはねじ１７の頭部の下に装着される。

当然ながら、本発明の原理を既存しないかぎり、構成の詳細や実施形態は、本発明の保護の範囲から逸脱することなく、これまで説明し図示してきたものに対して広範囲に変更してもよい。

例えば、ローラベアリングはスライドベアリング８の代わりに使用してもよい。

５ トランスミッション
６ ドライブシャフト
７ トランスミッション
９ 円形開口
４０ カムシャフト
Ｃ１．Ｃ２ クランク部材
Ｌ１，Ｌ２ 平行四辺形機構
Ｒ１，Ｒ２ 連結ロッド

Claims (5)

1. ドライブシャフト（６）と、エンジン弁を駆動する少なくとも１つのカムシャフト（４０）と、ドライブシャフト（６）を前記少なくとも１つのカムシャフト（４０）に連結するトランスミッション（５，７）とからなる内燃エンジンであって、
   前記トランスミッションは１対の平行四辺形機構（Ｌ１，Ｌ２）を有し、
   前記各平行四辺形機構は、連結ロッド（Ｒ１，Ｒ２）により互いに連結された２つのクランク部材（Ｃ１，Ｃ２）からなり、前記連結ロッド（Ｒ１，Ｒ２）の両端は前記クランク部材（Ｃ１，Ｃ２）に関節接続され、
   前記各平行四辺形機構の前記クランク部材は、円形ディスク（Ｃ１．Ｃ２）で形成され、該円形ディスク（Ｃ１，Ｃ２）は、それぞれのカムシャフト（４０）に偏心して装着され、それぞれの連結ロッド（Ｒ１、Ｒ２）の両端に形成された円形開口（９）に回転可能に受け入れられ、
   前記２つのクランク部材（Ｃ１，Ｃ２）は、同一のカムシャフト（４０）とともに回転可能であり、所定の角度（Ａ）だけ互いに離れている内燃エンジンにおいて、
   前記エンジンは２つのカムシャフト（４０）を有し、
   前記トランスミッション（５，７）は、ドライブシャフト（６）を前記カムシャフト（４０）の第１シャフトに連結する第１トランスミッション部（５）を有し、該第１トランスミッション部（５）は、前記カムシャフト（４０）の一端に配置され、
   前記トランスミッション（５，７）は、前記２つのカムシャフト（４０）のそれぞれの端部を互いに連結する第２トランスミッション部（７）をさらに有し、該第２トランスミッション部（７）は、前記第１トランスミッション（５）が配置されているカムシャフトの端部と反対側のカムシャフトの端部に配置され、
   前記第２トランスミッション部（７）は、前記１対の平行四辺形機構（Ｌ１，Ｌ２）により構成され、該各平行四辺形機構は、前記クランクシャフト（４０）の端部とともに回転可能な２つのクランク部材（Ｃ１，Ｃ２）と、前記２つのクランク部材（Ｃ１，Ｃ２）に両端が関節連結された連結ロッド（Ｒ１，Ｒ２）とを有する、
   ことを特徴とする内燃エンジン。
2. 前記各連結ロッド（Ｒ１，Ｒ２）は、狭い中間部（１０）と、２つの広い端部（１１）とを備えたほぼ８字形状の板により形成され、前記端部は前記開口（９）を有し、該開口（８）に前記それぞれの偏心ディスク（Ｃ１，Ｃ２）が回転可能に装着されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 同一のカムシャフト（４）に関連する前記２つの偏心ディスク（Ｃ１，Ｃ２）は、単一の部品で形成されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
4. 同一のカムシャフト（４）に関連する前記２つの偏心ディスク（Ｃ１，Ｃ２）は、所定の角度位置で互いに結合された２つの別個の要素から形成されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
5. 前記各偏心ディスク（Ｃ１，Ｃ２）はそれぞれの開口（９）にローラ又はスライドベアリング（８）を介して回転可能に装着されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジン。

Images