JP2745310B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

エンジンの動弁装置

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JP2745310B2
JP2745310B2 JP27425988A JP27425988A JP2745310B2 JP 2745310 B2 JP2745310 B2 JP 2745310B2 JP 27425988 A JP27425988 A JP 27425988A JP 27425988 A JP27425988 A JP 27425988A JP 2745310 B2 JP2745310 B2 JP 2745310B2
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valve
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F01L1/34406Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18DOHC [Double overhead camshaft]

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はダブルオーバヘッドカムシャフト(DOHC)式
のエンジンの動弁装置に関する。
(従来技術) エンジンのシリンダヘッドに配置された吸・排気弁を
シリンダヘッド上方に配置された2本のカムシャフトに
よって開閉作動させるようにしたいわゆるDOHCエンジン
においては、例えば実開昭61−9501号公報に記載されて
いるように、一方のカムシャフトにのみ駆動用のスプロ
ケット(ベルト駆動の場合はプーリ)を設け、他方のカ
ムシャフトは両カムシャフトを連結するギヤを介して駆
動することが従来から行われている。このような構成に
よれば、2本のカムシャフトをそれぞれ別個に駆動する
場合に比べて動弁装置がコンパクトになる。
ところで、エンジンにおいては、運転状態によって吸
排気のタイミングを可変としたいという要求がある。例
えば過給機付エンジンにおいては、高回転時に吸排気の
オーバーラップ期間を長くすることによって、過給機に
よって加圧された空気で燃焼室内のダイリューションガ
スを掃気し燃焼室温度を下げてノッキングの発生を抑制
することができる。ノッキングが抑制できれば高圧縮比
が実現でき、燃費向上が図れる。しかし、低回転時にも
オーバーラップ期間が長いままだと、過給圧がかからず
吸気通路内が負圧になるため吸気系への吹き返しが発生
する。したがって、このようなエンジンにおいては高回
転時にはオーバーラップを長くし、一方、低回転時には
オーバーラップを短くできるようバルブタイミングを可
変にすることが要求される。ただ、オーバーラップを長
くするということは、吸気弁開時期を早めるか、排気弁
閉時期を遅らせるか、あるいはその両方を行うかである
が、単に吸気弁開時期を早めただけでは今一つ十分に掃
気を行うことが難しいし、排気弁閉時期を遅らせるだけ
では充填効率が上がりにくい。したがって、これらの要
求を同時に満たすためには吸気側および排気側のバルブ
タイミングを同時に変えることが必要である。
バルブタイミングを可変とするための機構としては、
例えば、クランクシャフトから回転を伝達する駆動用プ
ーリとカムシャフトとの間にヘリカルスプライン等を利
用した位相可変手段を設け、油圧等でこの位相可変手段
を作動させてカムシャフトの位相を変えるようにするこ
とが考えられる。しかしながら、一方のカムシャフトに
駆動用プーリを設け、このカムシャフトから他方のカム
シャフトに連結ギヤによって回転を伝達するようにした
動弁装置においては、駆動用プーリとカムシャフトとの
間に上記のような位相可変手段を設けることによって、
一方のカムシャフトの位相を進めさせ他方を遅らせると
いうようなことはできない。ベルト駆動式の動弁装置の
場合にはテンショナーを利用してカムシャフト間の位相
を変えるという手段も考えられるが、この場合も構造が
複雑になることは免れない。また、ギヤ駆動方式の場合
にはそのような手段を用いることもできない。
(発明の目的) 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
両方のカムシャフトの位相を逆方向に変更することので
きる構造簡単でコンパクトなエンジンの動弁装置を得る
ことを目的とする。
(発明の構成) 本発明は、クランクシャフトからの回転を伝達する回
転伝達手段(例えばプーリ)によってカムシャフトの一
方を駆動するようにし、他方のカムシャフトについて
も、前記一方のカムシャフトを介して駆動するのではな
く、やはり前記回転伝達手段に駆動連結するようにすれ
ば、それぞれの駆動連結部に逆方向に作動する位相可変
手段を組み込んで両方のカムシャフトの位相を逆方向に
変える機構をコンパクトに形成できることを見いだした
ものであって、その構成はつぎのとおりである。すなわ
ち、本発明に係るエンジンの動弁装置は、吸気弁あるい
は排気弁のいずれか一方を開閉作動させる第1カムシャ
フトと、前記吸気弁あるいは排気弁の他方を開閉作動さ
せる第2カムシャフトと、前記第1カムシャフト上に配
置された第1の回転体にエンジンの回転を伝達する第1
回転伝達手段と、前記第1カムシャフト上に配置された
第2の回転体から前記第2カムシャフトへ回転を伝達す
る第2回転伝達手段と、前記第1の回転体と前記第1カ
ムシャフトとの間に設けられ、前記第1の回転体から前
記第1カムシャフトへ回転を伝達するとともに、それら
相互の位相を可変とする第1位相可変手段と、前記第1
の回転体と前記第2の回転体との間に設けられ、前記第
1の回転体から前記第2の回転体へ回転を伝達するとと
もに、それら相互の位相を可変とする第2位相可変手段
とから成ることを特徴としている。
ここで、第1位相可変手段と第2位相可変手段は、第
1カムシャフト上の相互に重合する位置に配置すること
ができる。また、第2回転伝達手段は例えばギヤ駆動式
とすることができる。また、第1および第2の位相可変
手段はヘリカルスプラインにより構成することができ
る。
また、油圧にて軸方向に移動する環状のピストンを設
け、該ピストンの内周に、第1の回転体から第1カムシ
ャフトへ回転を伝達するとともに、それら相互の位相を
可変とする第1位相可変手段を設け、該ピストンの外周
に、第1の回転体から第2の回転体へ回転を伝達すると
ともに、それら相互の位相を可変とする第2位相可変手
段を設けたものとすることができる。
(作用) エンジン出力軸の回転は第1回転伝達手段によって第
1カムシャフトに伝達される。また、第2カムシャフト
には第2回転伝達手段を介して前記第1回転伝達手段か
ら回転が伝達される。その際、例えば油圧で位相可変機
構を作動させることにより、第1カムシャフトは第1位
相可変手段により第1回転伝達手段に対して位相が可変
となる。また、第2回転伝達手段は第2位相可変手段に
より第1回転伝達手段に対して位相が可変となる。第1
カムシャフトおよび第2回転伝達手段は両位相可変手段
により互いに逆方向に位相を変えることが可能である。
これにより、吸気弁と排気弁のバルブタイミングを、エ
ンジン運転状態に応じ一方を進み側に他方を遅れ側に変
更することができる。
(実施例) 以下、実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例の全体図である。
この実施例の動弁装置は、吸気側および排気側の2本
のカムシャフト1,2を備えている。そして、排気側カム
シャフト2の端部には筒状のスペーサ3が固定され、こ
のスペーサ3の外側に駆動用プーリ4が装着されてい
る。プーリ4のボス部5基端には排気側カムシャフト2
に回転自在に装着された筒状の連結部材6の一端が挿入
されている。プーリ4と連結部材6は、ボス部5と連結
部材6との間に装着されたリテーナリング7によって軸
方向の相対的な動きが規制されている。プーリ4と連結
部材6とは回転方向にはフリーである。そして、この連
結部材6の他端には第1ギヤ8がスプライン結合されロ
ックナット9によって固定されている。この第1ギヤ8
には吸気側カムシャフト1の先端に固定された第2ギヤ
10が噛合連結されている。
プーリ4のボス部5先端側の内周にはストレートスプ
ライン11が形成され、また、前記ボス部5に挿入された
連結部材6の端部内周にはヘリカルスプライン12が形成
されている。一方、スペーサ3の外周には、前記連結部
材6内周のヘリカルスプライン12とは逆方向のヘリカル
スプライン13が形成されている。そして、先端部外周に
前記プーリ4のボス部5内周のストレートスプライン11
に嵌合するストレートスプライン14を有し、中央部外周
に前記連結部材6内周のヘリカルスプライン12に嵌合す
るヘリカルスプライン15を有し、また、中央部内周に前
記スペーサ3外周のヘリカルスプライン13に嵌合するヘ
リカルスプライン16を有する環状のピストン17が、プー
リ4および連結部材6とスペーサ3との間に装着されて
いる。ピストン17は前記連結部材6の内側段部18との間
に装着されたリターンスプリング19によって先端側に付
勢されている。
排気側カムシャフト2には、軸心に沿ってオイル通路
20が形成されている。筒状のスペーサ3は止め部材21を
介し固定ボルト22で排気側カムシャフト2に固定されて
いる。そして、この固定ボルト22には上記オイル通路20
に連通する軸方向の貫通穴23が設けられている。
プーリ4のボス部5先端には、ピストン17の頭部に面
して、前記オイル通路20からの油圧を導く圧力室24が形
成されている。オイル通路20を介して圧力室24に油圧が
供給されリターンスプリング19を圧縮してピストン17が
軸方向に移動すると、このピストン17の内周および外周
に形成された逆方向のヘリカルスプライン16,15とスプ
ライン結合するスペーサ3および連結部材6は、第2図
に破線で示すようにピストン17に対し互いに逆方向に位
相がずれる。これにより、排気側カムシャフト2の方
は、ピストン17と同位相で回転するプーリ4に対し位相
が変わり、一方、吸気側カムシャフト1の方は、一組の
ギヤ10,9を介して連結部材6に駆動連結されており、し
たがって、プーリ4に対し排気カムシャフト2とは逆の
方向に位相が変わる。
この実施例の場合、エンジン高回転時は、油圧がオン
することにより、第3図に示すように排気弁閉時期が遅
れ側に移行し吸気弁開時期が進み側に移行する。
この実施例においては、上記のように駆動用プーリ4
のボス部5とスペーサ3との間の空間を利用して内外逆
方向のヘリカルスプライン16,15およびストレートスプ
ライン14を有する環状のピストン17を配置することで位
相可変機構を構成しているので、動弁装置が大型化する
ことはない。
なお、上記実施例の場合は排気側カムシャフトの方に
駆動用プーリを設けたものについて説明したが、吸気側
カムシャフトの方にプーリを設けたものに対しても本発
明は同様に適用することができる。
本発明はその他いろいろな態様で実施することができ
る。
(発明の効果) 本発明は以上のように構成されているので、DOHC式動
弁装置において、吸気側および排気側の両カムシャフト
の位相をエンジン運転状態に応じて自在に変え、各運転
状態で最適なバルブタイミングを得るようにすることが
できる。しかも、この可変バルブタイミングの機構を構
造簡単でかつコンパクトなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体図、第2図は同実施例
の作動説明図、第3図は同実施例におけるバルブタイミ
ングの説明図である。 1:吸気側カムシャフト、2:排気側カムシャフト、3:スペ
ーサ、4:駆動用プーリ、6:連結部材、8:第1ギヤ、10:
第2ギヤ、11,14:ストレートスプライン、12,13,15,16:
ヘリカルスプライン、17:ピストン、20:オイル通路。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気弁あるいは排気弁のいずれか一方を開
    閉作動させる第1カムシャフトと、前記吸気弁あるいは
    排気弁の他方を開閉作動させる第2カムシャフトと、前
    記第1カムシャフト上に配置された第1の回転体にエン
    ジンの回転を伝達する第1回転伝達手段と、前記第1カ
    ムシャフト上に配置された第2の回転体から前記第2カ
    ムシャフトへ回転を伝達する第2回転伝達手段と、前記
    第1の回転体と前記第1カムシャフトとの間に設けら
    れ、前記第1の回転体から前記第1カムシャフトへ回転
    を伝達するとともに、それら相互の位相を可変とする第
    1位相可変手段と、前記第1の回転体と前記第2の回転
    体との間に設けられ、前記第1の回転体から前記第2の
    回転体へ回転を伝達するとともに、それら相互の位相を
    可変とする第2位相可変手段とから成ることを特徴とす
    るエンジンの動弁装置。
  2. 【請求項2】前記第1位相可変手段と前記第2位相可変
    手段が前記第1カムシャフト上の相互に重合する位置に
    配置されている請求項1記載のエンジンの動弁装置。
  3. 【請求項3】前記第2回転伝達手段はギヤ駆動式である
    請求項1記載のエンジンの動弁装置。
  4. 【請求項4】前記第1位相可変手段および前記第2位相
    可変手段はヘリカルスプラインにより構成したものであ
    る請求項1記載のエンジンの動弁装置。
  5. 【請求項5】吸気弁あるいは排気弁のいずれか一方を開
    閉作動させる第1カムシャフトと、前記吸気弁あるいは
    排気弁の他方を開閉作動させる第2カムシャフトと、前
    記第1カムシャフト上に配置された第1の回転体にエン
    ジンの回転を伝達する第1回転伝達手段と、前記第1カ
    ムシャフト上に配置された第2の回転体から前記第2カ
    ムシャフトへ回転を伝達する第2回転伝達手段と、油圧
    にて軸方向に移動する環状のピストンと、前記ピストン
    の内周に設けられ、前記第1の回転体から前記第1カム
    シャフトへ回転を伝達するとともに、それら相互の位相
    を可変とする第1位相可変手段と、前記ピストンの外周
    に設けられ、前記第1の回転体から前記第2の回転体へ
    回転を伝達するとともに、それら相互の位相を可変とす
    る第2位相可変手段とから成ることを特徴とするエンジ
    ンの動弁装置。
JP27425988A 1988-10-29 1988-10-29 エンジンの動弁装置 Expired - Lifetime JP2745310B2 (ja)

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EP89120119A EP0367192B1 (en) 1988-10-29 1989-10-30 Valve driving mechanism for internal combustion engine
DE68925342T DE68925342T2 (de) 1988-10-29 1989-10-30 Ventilantriebsvorrichtung für Brennkraftmaschine

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JPH02123209A JPH02123209A (ja) 1990-05-10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58191311U (ja) * 1982-06-17 1983-12-19 日産自動車株式会社 カムシヤフト装置

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