JP2703595B2 - 二回転体間の駆動継ぎ手 - Google Patents

二回転体間の駆動継ぎ手

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JP2703595B2 JP63503935A JP50393588A JP2703595B2 JP 2703595 B2 JP2703595 B2 JP 2703595B2 JP 63503935 A JP63503935 A JP 63503935A JP 50393588 A JP50393588 A JP 50393588A JP 2703595 B2 JP2703595 B2 JP 2703595B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、平行であるが側方へは移動可能な回転軸心
を有する二回転体間の駆動継ぎ手に係り、第１回転体が
中空に形成され、第２回転体がその内部に配置された駆
動継ぎ手に関する。本発明は、特に二回転体がそれぞれ
軸であり、第１回転体が中空軸で、殆どの場合中実で連
動のための駆動部材として用いられる第２回転体が第１
部材の内部に配置された継ぎ手に適用される。したがっ
て本発明は、特に、内燃エンジンの弁の操作に関する英
国特許GB2066361B号や欧州特許出願EP−Ａ−0179581号
明細書に開示されたような機構に関する。そしてこれら
は、作動中に、その作動状況の変化に適応するように弁
開閉時期を変化させることができるものであり、同一軸
心の回転軸を利用したものである。英国特許GB2066361B
号は、４個の排気弁に対して４個のシリンダーの４個の
吸気弁を有する４気筒直列形エンジンを示している。こ
の弁配列により、一つのシリンダーのカム軸受けと、こ
れに隣接したシリンダーのカム軸受けとの間に空間が残
され、この空間は、両シリンダーの短いカム軸を駆動す
る可変速角度機構のために利用される。欧州特許出願EP
−Ａ−0179581号明細書もまた、中空のカム軸が、その
内部に装着された中実軸によって駆動されるという弁駆
動機構を開示しており、二軸の軸心は常に平行を保った
ままであるが、それぞれについては半径方向へ移動可能
である。各軸はラジアルアームを有しており、この２本
のアームは軸方向に互いに離れて位置している。第１の
アームには軸方向の位置合わせピンの一端が固定され、
このピンの他端は、二軸の軸心が径方向へ移動するのに
適応するために、第２のアームに形成された径方向の溝
を上下に摺動可能な矩形ブロックの中央に係合してい
る。
ところが、現在の小形エンジンの構造は、各シリンダ
ーに一つの吸気弁及び一つの排気弁を有するエンジン
や、各シリンダーに二つの吸気弁及び二つの排気弁を有
するエンジンの両方において、シリンダーの中心に沿っ
た吸気弁及び排気弁を有するものが増加している。ま
た、GB2066361B号におけるように、弁駆動用カムがロッ
カーアームやレバーに作用する代わりにバケットタペッ
トに直接作用することもしばしばである。このような構
造では、可変角速度機構のためにほんの僅かな空間しか
残らない。同様に、EP−Ａ−0179581号で２本のラジア
ルアーム間に必要な軸方向の隙間（ピンによって連結さ
れている）は、小形エンジンでは殆ど残せないほどの空
間を必要とする。
本発明は、異なった形状の構成要素の可能性を見出だ
すことから生じたものであり、弁開閉時期を変える際し
て能力の低下を招くことなく、駆動継ぎ手について軸方
向へさらに小型化を可能にするものである。本発明は特
許請求の範囲によって定義され、その範囲は本明細書に
開示された範囲内に含まれたものとして理解されるべき
である。以下に、添付図面を参照した実施例によって本
発明を説明する。
第１図は、内燃エンジンの一部をカム軸の軸心を通る
平面で切断した断面図； 第２図は、カム軸とそれに連結された駆動部材を、カ
ム軸とその駆動軸とが一致した状態でカム軸の軸心に直
角の平面で切断した断面図； 第３図は、カム軸に保持された２個のカムを示す同様
の図； 第４図は、カム軸と駆動軸の軸心が最も離れた状態を
示す第２図と同様の断面図； 第５図は、第２図の部分拡大断面図； 第６図は、第４図のVI−VI線断面において変形例を示
す図である。
第２図から第５図の断面図において、部材を確定する
ために通常用いられるハッチングは、引き出し線や他の
詳細が識別し難くならないようにするために省略されて
いる。第１図は、英国特許GB2066361B号に示されたもの
と同様に、短く中空に形成されたカム軸１の形で第１部
材を有するエンジンを示している。カム軸１は、バケッ
トタペット９および10を通じて２個の弁７および８を駆
動する２個のカム５および６を有しており、これらバケ
ットタペットはそれぞれ弁用バネ11および12によってカ
ム側に付勢されている。
中空のカム軸１内には中実の駆動軸３として形成され
た第２部材が通されている。模式的に示されているよう
に、この軸はエンジンのクランクシャフト15からチェー
ンのような接続手段16によって駆動されている。またこ
れは、カム軸１の固定された軸心19との関係において軸
３の可動軸心20が常にこれら軸心の平行を崩すことなく
移動するために、同調して移動する軸受け17によって保
持されている。後に説明するように、この移動を果たす
ための機構18はエンジン速度に反応し、その作用自体
は、各周期内で実質的に同一の角速度で回転する軸３か
らそれに伝達された駆動力に反応して、カム軸１を各周
期内で波のように変化する種々のパターンで回転させる
ことによって、弁７および８の開閉時期を変化させると
いうことが、（例えば英国特許GB2066361B号に記載され
ているように）ある程度は知られている。
実質的にラジアルアームとして形成された駆動部材２
は、ウッドラフ形継ぎ手21によって軸３に接続されてい
る。部材２の外端22は部分的な円筒形状を有しており、
この部分的円筒形状の外形とは、ブロック４に形成され
た穴31と形成された凹部に回動自在に係合する円弧状の
外形である。そして上記ブロック４は、カム軸１に装着
されたフランジ24に形成された径方向溝23内に摺動自在
に装着されている。フランジ24の大部分の内径、すなわ
ち第２図および第４図に示すように径方向溝23以外の部
分で且つ溝の両側の肩部28を除いた部分におけるその内
径はカム軸１上でフランジ24が形成されていない部分の
径と等しいが、一方、フランジの外リム25の径はカム軸
１上のフランジ部分以外の部分の外面26の径よりも相当
大きくされている。
仮に、駆動軸３が等角速度で回転し、カム軸１および
軸３の軸心19および20が第２図に示すように一致してい
るとすると、カム軸１もまた等角速度で回転する。とこ
ろが、第４図に示すように、もし移動機構18が軸心20を
軸心19から距離ｄだけ離れて位置させるように動作した
とすると、部材２の外端22と、ブロック４のこれに対応
する穴31との係合により、カム軸１の回転中における図
示された瞬間状態では、ブロックは、第２図での状態よ
りも径方向の外方へ位置しようとする。仮に、軸３とカ
ム軸１がそれぞれの軸心20および19を第４図に示した位
置に保ちながら一方向に同時に回転すると、その回転し
ている間に、ブロック４は図に示したところから180゜
のところまではカム軸１の径方向内方へ移動し、残りの
180゜を回転する場合には再び径方向外方へ移動すると
いうことは、いわゆる当業者にとっては明らかであろ
う。第２図に軸心19と20が一致して示された位置は、こ
れらの軸心が採ることができる一方端の位置を表してお
り、また、エンジンスピードが高速で且つ能率的運転が
カム軸１にその駆動軸３と同調して回転することを要求
するときに、機構18がそれら軸心に典型的に採らせる一
方端の位置を表している。第４図は、軸心19と20が最も
離れた位置にある正反対の状態を示している。エンジン
スピードが最も低速のときに最適のバルブタイミングを
生じさせるこの状態において、カム軸１と駆動軸３の相
互の回転動作は最も異なる。もし軸３が矢印27の方向に
等速で回転しているとすると、カム軸１は、カム軸が図
に示された位置にあるとき最小値の角速度で駆動され
る。この最小値は、徐々に増加して180゜で最大値とな
り、その後減少して360゜で再び最小値となる。
図面に示された２つの特徴は特に注意されるべきであ
る。第１に、第１図と第２図との組み合わせによって最
も良く示されるように、アーム2,ブロック４および摺動
溝23が、すべて、軸心19,20に直角に位置する共通平面3
0上に在ることである。これにより軸方向への小型化が
明らかに促進され、特に、本発明におけるアーム２と摺
動溝23に相当するもの同士が軸方向に分離していなけれ
ばならない欧州特許出願EP−Ａ−0179581号に示された
ような構造と対比して、はっきりと相違を示している。
第２に、第５図に示すように、ブロック４の円筒穴31の
外形が単なる円弧状であることである。ブロックの内周
端34からアーム端部22の曲率中心33までの径方向の距離
32は、その曲率半径35よりも十分に小さいものである。
穴31の曲面の中心33に対する角度は、アーム端部22を保
持するために180゜よりも大きいが、360゜よりは十分に
小さい。このような構造の利点は、例えば、ピンの一端
が、本発明におけるブロックに相当するものに形成され
た完全な穴に回動自在に嵌合するEP−Ａ−0179581号と
比較して、軸心19からブロック４への実際の径を小さく
でき、したがって、軸方向だけでなく径方向にも小型化
できることである。
駆動部材２の端部22及びブロック４のこれに相当する
形状の凹部は、第1,2,4および５図に示された部分円筒
形状の代わりに、部分的な球形状としてもよい。第６図
は、アーム２の部分球状端部36が、先の図における部分
円筒形状のアーム端部に代わって、ブロック４内で部分
球形状の穴37と回転継ぎ手を構成する変形例を示してい
る。軸３とカム軸１の継ぎ手をこのように形成すること
の利点は、軸方向の小型化をもたらすことと、軸方向に
短い長さの範囲内で比較的大きな領域にわたって端部36
とこれに相当する形状の穴37との係合を許容すること
と、二軸間の継ぎ手に生じるねじれを避けることと、使
用時に二軸間に生じる相互作用において結果として生じ
る軸方向成分を避けることを含んでいる。
第２図に示すように、フランジ24の内径は、ブロック
４が径方向の最も内部に位置するとき、即ち、第４図に
示した位置から180゜の位置にあるときに、ブロック４
の案内と支持をより確実にするように、摺動溝23の壁面
に隣接した突出部28によって深められている。その逆
に、軸３は、この軸が完全に偏心した位置にあるとき、
即ち、軸とカム軸とが第４図に示した距離ｄだけ離れた
ときに、軸と突出部28との間の隙間を確保するために、
29に示すように機械加工されている。
部材２と軸３の間にウッドラフ形継ぎ手の代用物を使
用することは勿論可能である。例えば、第６図に示した
ように、部材の内端に形成された円筒栓38を軸３に形成
された円筒穴39に圧入してもよい。
第１図に示されたように、カム軸１によってそれぞれ
駆動される弁７および８は、吸気弁と排気弁であるが、
本発明は、一本のカム軸が一あるいはそれ以上の同種の
弁を駆動するツインカムエンジンにも勿論使用すること
ができる。

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】平行であるが側方へは移動可能な回転軸心
    （19,20）を有する第1,第２回転体（1,3）間の駆動継ぎ
    手にして、第１回転体は中空に形成され且つ第２回転体
    はその内部に配置され、上記回転体のいずれか一方
    （３）はラジアルアーム（２）を有し、径方向摺動溝
    （23）が上記回転体のいずれか他方（１）に形成され、
    ブロック（４）が上記径方向摺動溝内に摺動自在に装着
    され、上記ブロックと上記ラジアルアームの外端（23,3
    6）とでロータリージョイントが構成され、上記ラジア
    ルアーム（２）、ブロック（４）および径方向摺動溝
    （23）のすべてが、二つの回転軸心（19,20）に直角に
    位置する共通平面と一致し、上記第１回転体（１）は、
    少なくとも一つのカムを有する中空のカム軸であり、上
    記第２回転体（３）は該カム軸を駆動する駆動軸であ
    り、上記ラジアルアーム（２）、上記径方向摺動溝（2
    3）およびブロック（４）によって与えられる機械的リ
    ンク機構が、上記二つの回転体（1,3）間における唯一
    の駆動リンク機構である駆動継ぎ手。
  2. 【請求項２】上記ラジアルアーム（２）は第２回転体
    （３）に形成され、上記径方向摺動溝（23）は第１回転
    体（１）に形成されたことを特徴とする請求項１記載の
    駆動継ぎ手。
  3. 【請求項３】上記アーム（２）の外端（22,36）は軸心
    に平行に見たときに円弧状であり、同様に見たときに円
    弧状の外形となる凹部（31,37）はブロックに形成さ
    れ、該凹部と上記ラジアルアームの外端とでロータリー
    ジョイントが形成されることを特徴とする請求項２記載
    の駆動継ぎ手。
  4. 【請求項４】上記凹部（31）の曲率中心（33）がブロッ
    クの最内端（34）から隔てられた径方向の距離（32）
    が、該凹部の曲率半径よりも小さく形成されたことを特
    徴とする請求項３記載の駆動継ぎ手。
  5. 【請求項５】上記アームの外端（36）と、上記凹部（3
    7）のこれに相当する形状が部分球面状に形成されたこ
    とを特徴とする請求項３記載の駆動継ぎ手。
  6. 【請求項６】上記アームの外端（22）と、上記凹部（3
    1）のこれに相当する形状が部分円筒状に形成されたこ
    とを特徴とする請求項３記載の駆動継ぎ手。
  7. 【請求項７】上記第１軸（１）はフランジ部（24）を有
    し、摺動溝（23）は該フランジ部内に形成されたことを
    特徴とする請求項２記載の駆動継ぎ手。
  8. 【請求項８】上記フランジ部（24）の最小半径は上記第
    １軸（１）の上記フランジ部（24）以外の部分の相当す
    る半径と略同一であり、その最大半径は上記第１軸
    （１）の他部の相当する半径より十分大きいことを特徴
    とする請求項７記載の駆動継ぎ手。
  9. 【請求項９】上記アーム（２）と第２軸（３）との間の
    接続手段が、該アームに形成された円筒栓（38）と、軸
    に形成されたこれに相当する形状の凹部（39）とで構成
    されることを特徴とする請求項２記載の駆動継ぎ手。
  10. 【請求項１０】上記アーム（２）と第２軸（３）との間
    の接続手段が、該アームに形成されたウッドラフキー
    （21）と、軸に形成されたこれに相当する形状の凹部と
    で構成されることを特徴とする請求項２記載の駆動継ぎ
    手。
  11. 【請求項１１】中空のカム軸（１）と、該カム軸を駆動
    する駆動軸（３）と、該各軸間に請求項１記載の駆動継
    ぎ手とを有し、さらに上記カム軸（１）に形成されたカ
    ム（5,6）によって直接駆動されるバケットタペット
    （9,10）と協働する弁（7,8）を有する内燃エンジン。
JP63503935A 1987-05-14 1988-05-13 二回転体間の駆動継ぎ手 Expired - Fee Related JP2703595B2 (ja)

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