JP2896709B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのカムシャフトに可変バルブタイ
ミング機構を付設したエンジンの動弁装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来より、エンジンの動弁機構でカムシャフトの駆動
を行うについて、このカムシャフトの駆動機構に可変バ
ルブタイミング機構を装着し、クランクシャフトとカム
シャフトとの回転位相を変更して排気バルブもしくは吸
気バルブのバルブタイミングを運転状態に対応して変化
させるようにした技術が、例えば、特開昭58−185914号
公報および特開昭63−162910号公報、特開平２−102305
号公報に見られるように知られている。

上記先行例においては、直流モータによって可変バル
ブタイミング機構を作動させてカムシャフトの位相を変
更するようにしているもの、および電磁コイルへの通電
によってカムシャフトの位相を変更してバルブタイミン
グを変更するようにした可変バルブタイミング機構等が
開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のような可変バルブタイミング機構を
備えた動弁装置では、その電磁コイルなどの一部の部品
は固定側すなわちシリンダヘッドに固定して配置する必
要があるが、可変バルブタイミング機構をコンパクトに
設置することから、カムシャフトもしくはその延長シャ
フト部材の外周部に配設した回転体内に、電磁コイルを
有する可変バルブタイミング機構を内蔵した際に、上記
電磁コイルの固定構造が複雑となると共に、組み立てが
煩雑となる問題を有する。

すなわち、カムシャフトと可変バルブタイミング機構
を一体に設置した際には、このカムシャフトをシリンダ
ヘッドに組み付けて軸受キャップを取り付けて、このカ
ムシャフトを支承するものであるが、その組み付けに伴
って該カムシャフトに設置した可変バルブタイミング機
構の電磁コイルをシリンダブロック側に固定する作業を
別途に行わなければならず、組立て効率の向上を図る際
の障害となっている。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、可変バルブタイミ
ング機構を回転体の内部に配設してコンパクト化を得る
について電磁コイルの固定を簡単な構造で容易に組立て
られるようにしたエンジンの動弁装置を提供することを
目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の動弁装置は、カム
シャフトもしくはその延長シャフト部材の外周部に配設
した回転体内に、電磁コイルを有する可変バルブタイミ
ング機構を設け、上記カムシャフトもしくはその延長シ
ャフト部材をシリンダヘッドに軸受支持する軸受キャッ
プに、前記電磁コイルに付設した係合部材が係合する係
止部を設けて構成したものである。

具体的には、前記係止部は、軸受キャップからカムシ
ャフトのカム部を跨いで延設されて、電磁コイルの係合
部材と係合する構造に形成するか、または、軸受キャッ
プに設けた耐磨耗性部材で形成している。

また、前記電磁コイルに接続した電気コードを、係合
部材の前記軸受キャップの係止部と係合する係合部の近
傍から導出するのが好適である。

（作用および効果） 上記のような動弁装置では、カムシャフトもしくはそ
の延長シャフト部材の外周部に配設した回転体内に、電
磁コイルを有する可変バルブタイミング機構を設けてコ
ンパクト化を得ると共に、上記カムシャフトもしくはそ
の延長シャフト部材を軸受支持する軸受キャップに電磁
コイルの係合部材と係合する係止部を設けたことで、軸
受キャップの組付け時にその係止部を係合部材に容易に
係合させて電磁コイルの回り止めを行うことが簡単な構
成で実施でき、組立て効率の向上を得ることができるも
のである。

前記係止部を軸受キャップからカムシャフトのカム部
を跨いで延設した際には、カム部との干渉を避けて形成
でき、また、軸受キャップに耐摩耗性部材で係止部を設
けたものでは、係止部材との係合において摩耗を低減し
耐久性を向上している。

さらに、電磁コイルの電気コードを係合部材の係止部
と係合する係合部の近傍から導出したものでは、組付け
時に電気コードを引っ張ることで、軸受キャップの係止
部に対して係合部材の係合部の位置を合せることがで
き、組付け作業性の向上が図れ、また、電気コードの長
さを必要最小限とすることができる。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を詳細に説明す
る。

実施例１ 第１図は第１の実施例のDOHC動弁装置を備えたＶ型エ
ンジン１における一方のバンクのシリンダヘッド４の要
部平面図、第２図はその要部側面図であって、このバン
クにおいては各気筒が４弁構造（吸気側２弁、排気側２
弁）で備えられると共に、各気筒の吸・排気バルブを開
閉作動するカム部2a,3aを備えた一対のカムシャフト2,3
がシリンダヘッド４の上方に相互に平行に配設され、シ
リンダヘッド４の軸受部５に軸受キャップ６（第２図参
照）を締結することによって支承されている。

また、吸気側カムシャフト２および排気側カムシャフ
ト３のそれぞれの一端部（前端部）の外周には、回転体
としての吸気側カム間ギヤ７および排気側カム間ギヤ８
がそれぞれ配設され、両カム間ギヤ7,8は相互に噛合さ
れ、排気側カム間ギヤ８は排気側カムシャフト３に直接
取り付けられている。

一方、吸気側カム間ギヤ７は吸気側カムシャフト２に
は直接取り付けられず、排気側カムシャフト３のカム間
ギヤ８より幅が大きく形成されたボス部7aが中空状に形
成され、その内部には可変バルブタイミング機構20が配
設されている。上記両側のカム間ギヤ7,8はシリンダヘ
ッド４の端部に形成されたギヤ室９に収容されている。

さらに、吸気側カム間ギヤ７の前端部には、該カム間
ギヤ７と一体的に吸気側カムシャフト２の軸方向に沿っ
て延びるアダプタ15が配設されている。このアダプタ15
の前端部はシリンダヘッド４の前端面に臨み、この前端
部にはクランクシャフト（図示せず）からの動力が伝達
されるカムプーリ16が取り付けられている。また、上記
アダプタ15は吸気側カム間ギヤ７に連接された後端部が
フランジ状に形成され、前端部との間の中間部分がシリ
ンダヘッド４の前端軸受部5aに軸受支持されるジャーナ
ル部15aに形成されている。

上記カムプーリ16は、前記アダプタ15に固着される中
心部が円板状に形成され、その外周部分が後方に屈曲し
て、前記アダプタ15のジャーナル部15aの外周位置にタ
イミングベルト（図示せず）が掛けられるギヤ部16aが
配置されている。なお、前記カムプーリ16はスプロケッ
ト状に形成されて、タイミングチェーンによって動力が
伝達されるようにしてもよい。

一方、前記吸気側カムシャフト２の端部外周には前記
可変バルブタイミング機構20が配設されるが、この吸気
側カムシャフト２の前方には可変バルブタイミング機構
20のハブ21（後述する）を挾持する筒状の延長シャフト
部材17が同軸上に設けられ、このシャフト部材17は端部
からその中心を貫通してカムシャフト２に締結される締
結ボルト18によって取り付けられている。そして、この
シャフト部材17は前記アダプタ15の内孔に回動可能に嵌
合され、シリンダヘッド４の前端軸受部5aにアダプタ15
を介して支持されている。

また、上記締結ボルト18の軸部外周には、オイル通路
31が形成され、シリンダヘッド４内にカムシャフト２と
平行に形成されたオイルギャラリ32から冷却用および潤
滑用オイルが導入される。

一方、前述の可変バルブタイミング機構20は電磁作動
式であり、その概略構造を説明すれば、前記吸気側カム
シャフト２に固着されたハブ21は円板部から円周の複数
箇所に軸方向後方に斜めに形成された係合片21aを有す
る。また、カム間ギヤ７のボス部7a内周面には縦溝に沿
って軸方向に移動可能にアドバンシングプレート22が係
合され、このアドバンシングプレート22の内周はドラム
23の外周のネジ部に螺合しており、該ドラム23の相対回
転によって軸方向に移動され、上記斜めの係合片21aと
の係合位置の変更によってハブ21すなわち吸気側カムシ
ャフト２の位相を変更するものである。

その駆動機構は、上記ドラム23の内側（カムシャフト
２の外側）に電磁コイル24が配設されている。また、上
記電磁コイル24には係合部材25から固着され、該係合部
材25が第２図および第３図に示すような係合構造によっ
てシリンダヘッド４側に固定されて、回り止めが行われ
ている。

すなわち、前記電磁コイル２に固着された係合部材25
は第３図のように、電磁コイル２に沿って環状に形成さ
れた固定部の一部が半径方向に突出し先端が後方に屈曲
した係合部25aに形成されている。一方、吸気側カムシ
ャフト２の可変バルブタイミング機構20に隣接する軸受
部５に締結されて該カムシャフト２のジャーナル部2bを
支承する軸受キャップ６には、その頭部から隣接するカ
ム部2aを跨がって可変バルブタイミング機構20側に延
び、その先端が前記係合部材25の係合部25aと係合する
係止部6aが設けられている。この係合部6aは係合部25a
の両側に回転中心方向の突出して、上記係合部25aの保
持で電磁コイル24の回転を規制して回り止めを行う。ま
た、上記軸受キャップ６はアルミニウム合金で、係合部
6aも基本的に同質であるが、この係止部6a（接触部分）
にはアルマイト処理が施されて耐摩耗性が向上されてい
る。

また、前記電磁コイル24に接続された電気コード28
（第１図）は係合部材25を貫通して導出され、シリンダ
ヘッド４の上面を覆うヘッドカバー（図示せず）のグロ
メットを通って配線されている。

そして、上記電磁コイル24への通電によってドラム23
の回転に抵抗を与えて該ドラム23を進角方向に相対回転
させるものであり、このドラム23の回転角度はストップ
プレート26で制限され、可変位相角が調整される。な
お、上記ドラム23は渦巻状のスプリング27によって遅角
方向に復帰回転される。上記電磁コイル24への通電は運
転状態に応じて制御され、吸気側カムシャフト２の回転
位相の変更で吸気バルブの開閉時期を可変として排気バ
ルブとのオーバーラップ期間を変更するものである。

上記構造により、クランクシャフトの回転に伴ってタ
イミングベルトを介してカムプーリ16が駆動されると、
アダプタ15、カム間ギヤ7,8を経て排気側カムシャフト
３がそのまま回転され、吸気側カムシャフト２には可変
バルブタイミング機構20を介して所定の位相で回転が伝
達される。

また、組み立て時においては、吸気側カムシャフト２
に可変バルブタイミング機構20を内蔵したカム間ギヤ７
を嵌挿し、上記カムシャフト２の端部にシャフト部材17
を締結ボルト18によって締結してハブ21を吸気側カムシ
ャフト２に固定する。上記のように可変バルブタイミン
グ機構20を装着した吸気側カムシャフト２をシリンダヘ
ッド４の各軸受部５にセットし、各軸受部５に軸受キャ
ップ６を取り付けて該カムシャフト２を支持する。その
際、可変バルブタイミング機構20に隣接する部分の軸受
部５に取り付ける軸受キャップ６は係止部6aを備え、該
軸受キャップ６を組み付けるときにその係止部6a内に前
記電磁コイル24の係合部材25の係合部25aを係合させて
から締結することで、電磁コイル24の回り止め構造を形
成してある。

実施例２ 第４図は本例のDOHC動弁装置を備えたＶ型エンジン１
における他方のバンクのシリンダヘッド４の要部平面
図、第５図はその要部断面図である。この実施例は、前
例に対して吸気側と排気側とが反対となった他方のバン
クを示すものであり、対応する構造には同一符号を付し
ている。

シリンダヘッド４の各気筒における構造は前例と同様
であり、各気筒の吸・排気バルブを開閉作動するための
一対のカムシャフト2,3が配設されている。そして、吸
気側カムシャフト２に可変バルブタイミング機構20が、
排気側カムシャフト３にカムプーリ16がそれぞれ配設さ
れている。

前例の可変バルブタイミング機構20では、ハブ21が前
端側に位置するように配置されているが、本例の可変バ
ルブタイミング機構20では位相変更方向が逆になること
から、同一構成の可変バルブタイミング機構20を設置し
て共用化するために、この例のバルブタイミング機構20
は前例と逆向き、すなわちハブ21が気筒側に位置するよ
うに装着されている。上記可変バルブタイミング機構20
の構造は前連におけるものと同一であり、その説明は省
略する。

前記吸気側カムシャフト２および排気側カムシャフト
３のそれぞれの一端部（前端部）には、前例同様に相互
に噛合されたカム間ギヤ7,8が配設され、排気側カム間
ギヤ８は排気側カムシャフト３に直接取り付けられてい
る。

一方、吸気側カムシャフト２の先端部は、前記カム間
ギヤ７が配設されるギヤ室９の部分で切断され、その軸
方向の延長部の外周にカム間ギヤ７が配設される。上記
吸気側カムシャフト２の先端部はギヤ室９の背部に設置
されたシリンダヘッド４の軸受部５に支承されている
が、この軸受部５に支承されている部分の前後にフラン
ジ状に突出するスラスト受け2c,2cが配設され、該吸気
側カムシャフト２の軸方向の荷重を受けて移動を規制す
るようにしている。

さらに、上記排気側カムシャフト３の前端部はシリン
ダヘッド４から突出し、この前端部にクランクシャフト
（図示せず）からの動力が伝達されるカムプーリ16が取
り付けられている。

上記のように吸気側カム間ギヤ７の内部には可変バル
ブタイミング機構20が配設されるが、その中心部分には
前例より長く形成された筒状のシャフト部材17が嵌挿さ
れ、反対側のハブ21をカムシャフト２先端との間に挾持
するように締結ボルト18によってカムシャフト２に締結
されている。上記シャフト部材17の反対側の吸気側カム
シャフト２の先端部は、前記スラスト受け2cを構成する
ことからフランジ状に大きく形成され、上記ハブ21と広
い面積で接触して挾持することで、高い取付剛性を得て
いる。

また、上記シャフト部材17は可変バルブタイミング機
構20から前方に突出したジャーナル部17aが、シリンダ
ヘッド４のギヤ室９の前方に配置された前端軸受部5aに
軸受支持され、その先端部側はシリンダブロック４の全
面に取り付けられたキャップ部材14で覆われている。

また、上記締結部材18の軸部外周にはオイル通路31が
形成され、このカムシャフト２内部に前端軸受部5aの部
分からオイル導入孔31aによって導入されたオイルが、
可変バルブタイミング機構20の冷却用および潤滑用に供
給される。

そして、前記可変バルブタイミング機構20の電磁コイ
ル24の先端側には係合部材25が固着され、該係合部材25
が第５図および第６図に示すような係合構造によってシ
リンダヘッド４側に固定されて、回り止めが行われてい
る。

すなわち、前記電磁コイル２に固着された係合部材25
は前例と同様に、電磁コイル２に沿って環状に形成され
た固定部の一部が半径方向に突出し先端部が前方に屈曲
した係合部25aに形成されている。一方、前記シャフト
部材17を軸受支持するシリンダブロック４の前端軸受部
5aには、上記前端軸受部5aの上半部分を構成する前端軸
受キャップ11が取り付けられる。この前端軸受キャップ
11には、その上部内面に係止部11aが設けられている。
上記係止部11aは軸受キャップ11（アルミニウム合金
製）とは別体に鋼鉄等の耐摩耗性部材で形成され、取付
ねじ12によって軸受キャップ11に取り付けられている。
この係止部11aの形状は、前例の係止部6aの先端形状と
同様であり、係合部材25の係合部25aの両側に突出係合
して、電磁コイル24の回転を規制して回り止めを行うも
のである。

また、前記電磁コイル24に接続された電気コード28
（第５図）は係合部材25の係合部25a近傍を貫通して導
出され、一方、前記軸受キャップ11の全面部分に形成さ
れた開口にグロメット38が装着され、上記電気コード28
がこのグロメット38を通って引き出される。

上記構造により、クランクシャフトの回転に伴ってタ
イミングベルトを介してカムプーリ16が駆動されると、
排気側カムシャフト３がそのまま回転され、カム間ギヤ
7,8から可変バルブタイミング機構20を介して吸気側カ
ムシャフト２には可変バルブタイミング機構20を介して
所定の位相で回転が伝達される。

また、組み立て時においては、吸気側カムシャフト２
にシャフト部材17を締結ボルト18によって締結して可変
バルブタイミング機構20を内蔵したカム間ギヤ７を装着
し、この吸気側カムシャフト２をシリンダヘッド４の各
軸受部５にセットし、各軸受部５に軸受キャップを取り
付けて該カムシャフト２を支持する。その際、前端軸受
キャップ11は係止部11a内に前記電磁コイル24の係合部
材25の係合部25aを係合させてから固定するものである
が、前面のグロメット38から導出されている電気コード
28を引っ張ることで係合部材25の係合部25aが係止部11a
に対応する位置に合致することになり、両者の位置合せ
および係合が簡単に行え、電磁コイル24の回り止め構造
を形成してなる。

なお、前記カム間ギヤ7,8をチェーン駆動用のスプロ
ケット等によって構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における動弁装置を備え
たＶ型エンジンの一方のシリンダヘッドの要部平面図、 第２図はその要部側面図、 第３図は係合部材と係止部との係合関係を示す端面図、 第４図は本発明の第２実施例における動弁装置を備えた
Ｖ型エンジンの一方のシリンダヘッドの要部平面図、 第５図は要部断面図、 第６図は係合部材と係止部との係合関係を示す端面図で
ある。 １……エンジン、2,3……カムシャフト、４……シリン
ダヘッド、5,5a……軸受部、6,11……軸受キャップ、6
a,11a……係止部、7,8……カム間ギヤ（回転体）、17…
…シャフト部材、18……締結ボルト、20……可変バルブ
タイミング機構、21……ハブ、24……電磁コイル、25…
…係合部材、25a……係合部、28……電気コード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−185914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−162910（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−102305（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−185607（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−206307（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−59709（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−130110（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01L 1/00 - 1/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクシャフトの動力が伝達されて回転
   する回転体をカムシャフトもしくはその延長シャフト部
   材の外周部に配設すると共に、電磁コイルを備え該電磁
   コイルの作動に伴ってカムシャフトの回転位相に変更す
   る可変バルブタイミング機構を上記回転体内に設け、上
   記カムシャフトもしくはその延長シャフト部材をシリン
   ダヘッドに軸受支持する軸受キャップに、前記可変バル
   ブタイミング機構の電磁コイルに付設した係合部材が係
   合する係止部を設けたことを特徴とするエンジンの動弁
   装置。
2. 【請求項２】前記係止部が、軸受キャップからカムシャ
   フトのカム部を跨いで延設されて、電磁コイルの係合部
   材と係合することを特徴とする請求項１記載のエンジン
   の動弁装置。
3. 【請求項３】前記係止部が、軸受キャップに設けた耐摩
   耗性部材で形成されていることを特徴とする請求項１記
   載のエンジンの動弁装置。
4. 【請求項４】前記電磁コイルに接続された電気コード
   が、係合部材の前記軸受キャップの係止部と係合する係
   合部の近傍から導出されていることを特徴とする請求項
   １記載のエンジンの動弁装置。