JP2896711B2 - エンジンの動弁装置の組付方法 - 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
ミング機構を付設するエンジンの動弁装置の組付方法に
関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの動弁装置で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弁も
しくは吸気弁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62−1916
06号公報に見られるように公知である。

また、前記カムシャフトの駆動を行うについて、クラ
ンクシャフトからタイミングベルトなどによって一方の
カムシャフトのみ駆動し、他方のカムシャフトは一方の
カムシャフトからカム間ギヤ等を介して駆動するように
した技術も知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のような動弁装置の組付けを行うにお
いて、カムシャフトの端部側に可変バルブタイミング機
構を配設し、その内側部分で他方のカムシャフトに動力
を伝達するカム間駆動輪を配設する組付け作業が、シー
ル構造との関係などで煩雑となるものである。

すなわち、上記カムシャフトに可変バルブタイミング
機構およびカム間駆動輪を予め組み付けてから、このカ
ムシャフトをシリンダヘッドに装着し軸受キャップで固
定するものでは、カムシャフトに対する可変バルブタイ
ミング機構およびカム間駆動輪の組付け性は良好である
が、軸受部へのシール部材の配設との関係などからカム
シャフトをシリンダヘッドにセットして軸受キャップで
固定した後に、可変バルブタイミング機構を組み付ける
ようにした場合に問題がある。前記カム間駆動輪は可変
バルブタイミング機構の本体に対して固定し、かつカム
間駆動輪は軸受キャップより内側に配設することから、
予めカムシャフトに挿通させたカム間駆動輪の内周側に
可変バルブタイミング機構の本体を挿入する作業が、こ
のカム間駆動輪を同心位置に合わせつつ行う必要がある
ことから特に煩雑で効率が悪いものとなっている。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、カム間駆動輪と可
変バルブタイミング機構の組付け性を改善するようにし
たエンジンの動弁装置の組付方法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の組付方
法は、DOHC式エンジンの一方のカムシャフトに、他方の
カムシャフトに動力を伝達するカム間駆動輪を設けると
共に、バルブタイミングが変更可能な可変バルブタイミ
ング機構を配設するについて、上記一方のカムシャフト
に前記カム間駆動輪および該カム間駆動輪を固定するロ
ックナットを挿通させた状態で該カムシャフトをシリン
ダヘッドに戴置し、シリンダヘッドの軸受部に軸受キャ
ップを取り付けて該軸受キャップとシリンダヘッドで形
成された筒部内に前記カム間駆動輪を支持し、その後前
記可変バルブタイミング機構の機構本体をカムシャフト
と軸受キャップとの間に挿入し、該機構本体にカム間駆
動輪を前記ナットの締め付けによって取り付けると共
に、可変バルブタイミング機構をカムシャフト端部に取
り付けるものである。

また、前記可変バルブタイミング機構の機構本体をカ
ムシャフトに挿入する前に、軸受キャップとシリンダヘ
ッドとによって形成されたリング状凹部に、上記機構本
体との間のシールを行うリング状のシール部材を嵌合さ
せておくのが好適である。

（作用および効果） 上記のような動弁装置の組付方法では、可変バルブタ
イミング機構の機構本体をカムシャフトに装着する前
に、該カムシャフトに挿通したカム間駆動輪を軸受キャ
ップとシリンダヘッドで形成された筒部内に支持してい
ることで、上記機構本体を組み付けるときにカム間駆動
輪の位置調整が不要で、良好な組付け性を得ることがで
きる。

また、前記可変バルブタイミング機構の機構本体をカ
ムシャフトに挿入する前に、シリンダヘッドに取り付け
た軸受キャップに対してシール部材を嵌合させること
で、このシール部材を適正な状態に装着でき、組付け性
を改善しつつ良好なシール性が確保できるものである。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第１
図に本発明の一実施例による組付方法を適用する動弁装
置を備えたＶ型エンジンの概略正面構成を示し、第２図
に第１バンク（第１図では左側）の動弁装置の要部断面
側面構造を、第３図はその要部断面平面構造をそれぞれ
示す。

Ｖ型エンジン１は中央下部のシリンダブロック２上に
第１シリンダヘッド３および第２シリンダヘッド４が傾
斜配設されて第１および第２バンク1A,1Bが構成され、
各シリンダヘッド3,4上に動弁装置としてそれぞれ２本
のカムシャフト5,6が設置される。中央側は吸気用のカ
ムシャフト６で外側が排気用のカムシャフト５であり、
その駆動はクランクシャフト７からタイミングベルト８
を介して行われる。すなわち、シリンダブロック２下部
に配設されたクランクシャフト７の端部のクランクプー
リ7aと、両バンク1A,1Bの排気側のカムシャフト5,5の端
部の駆動力伝達輪9,9（カムプーリ）にアイドラ11a〜11
dを介してタイミングベルト８が掛けられ、吸気側のカ
ムシャフト６に対してはカム間駆動輪12,13（カム間ギ
ヤ）によって駆動力が伝達され、エンジン回転に同期し
て駆動される。

図示のエンジンの場合、各気筒に４弁（吸気２弁、排
気２弁）ずつ配設され、例えば、排気側カムシャフト５
の各カム部5aによって排気弁10（第２図参照）が開閉駆
動される。

具体的に説明すれば、前記排気用カムシャフト５の先
端の軸部の外周には前記駆動力伝達輪９が設置される
が、該駆動力伝達輪９は、排気用カムシャフト５の回転
位相の変更で排気弁10の開閉時期を可変として吸気弁４
とのオーバーラップ期間を変更する可変バルブタイミン
グ機構16の機構本体15側に取り付けられる。

また、上記排気用カムシャフト５の外周に配設される
排気側カム間駆動輪12は、前記機構本体15の後端部側に
ロックナット14の締結によって取り付けられている。こ
の排気側カム間駆動輪12と噛合する吸気側カム間駆動輪
13が吸気側のカムシャフト６の端部に固着され、回転力
の伝達を行う。上記吸気側カム間駆動輪13にはバックラ
ッシュ低減用のフリクションギヤ17が付設される。

そして、上記のような排気側および吸気側カムシャフ
ト5,6は、シリンダヘッド３上面に装着されるものであ
って、該シリンダヘッド３には各カムシャフト5,6の前
端部を支承するための端部軸受部21a,21bが設けられ、
この両側の端部軸受部21a,21bに対しては軸受キャップ1
8（第２図参照）が上方から取り付けられ、また、カム
シャフト5,6の中間部を支承する中間軸受部22が配設さ
れ、この中間軸受部22にはカムキャップ19が取り付けら
れる。

前記排気側の端部軸受部21aは、前記可変バルブタイ
ミング機構16の機構本体15を介して排気用カムシャフト
５を支承するものであって、この機構本体15は前部がフ
ランジ状に広がって形成され、後部は排気用カムシャフ
ト５に沿って筒状に延び、この筒状部分の中間部が上記
端部軸受部21aおよび軸受キャップ18による軸受部分に
支承されるジャーナル部15aに形成され、該ジャーナル
部15aの前方段部が前方から上記端部軸受部21aおよび軸
受キャップ18による軸受部分に当接している。また、上
記ジャーナル部15aより後方には前記排気側カム間駆動
輪12が嵌挿されるものであり、後端部外周に前記ロック
ナット14を螺合する螺合部15b（ネジ）が形成されてい
る。

一方、前記排気側カム間駆動輪12は、前記機構本体15
のジャーナル部15aより後方に嵌挿される中心側のボス
部12aを有し、該ボス部12aは前方に筒状に伸びて先端部
が機構本体15のジャーナル部15aの後端段部に当接した
状態で固着されるものである。また、この排気側カム間
駆動輪12のボス部12a先端は、前記軸受キャップ18はシ
リンダヘッド３の端部軸受部21aの後端部内周側に段状
に形成された筒部Ｇ内に挿入されている。そして、上記
構造によって、シリンダヘッド３の端部軸受部21aに対
して機構本体15の前後のスラスト移動が規制される。

さらに、上記機構本体15と排気側カム間駆動輪12のボ
ス部12aとの間には、相互の位相を合せる位置決めピン2
3と溝12bが形成されている。すなわち、機構本体15の後
部外周に位置決めピン23が立設される一方、排気側カム
間駆動輪12のボス部12aにこの位置決めピン23と係合す
る縦溝12bが所定の位置に形成されている。

また、前記軸受キャップ18とシリンダヘッド３の端部
軸受部21aの前端内周側のリング状凹部Ｆには、リング
状のシール部材24が挿入されている。さらに、前記軸受
キャップ18には前方に伸びるフランジ部18aが連接さ
れ、このフランジ部18aの先端にはシリンダヘッド３の
前方を覆うベルトカバー41が配設される。一方、軸受キ
ャップ18の後端部からシリンダヘッド３の上方を覆うよ
うにヘッドカバー42が配設されている。

上記のような機構本体15の内部に位置する排気用カム
シャフト５の先端軸部において、このカムシャフト５の
先端軸部が上記機構本体15の内面と当接する受け部5b
が、機構本体15の前記ジャーナル部15aとロックナット1
4が螺合する螺合部5bとの間に所定幅で形成されてい
る。すなわち、この受け部5bは機構本体15の内周面に小
さなクリアランスで接し、その他のカムシャフト５の先
端部はこれよりクリアランスが大きくなるように小径に
形成されている。

なお、上記排気用カムシャフト５の途中には、工具に
よって回転操作が可能なように、六角部5cが形成されて
いる。

ここで、前記可変バルブタイミング機構16は油圧作動
式であり、エンジンの図示しないオイルポンプからのエ
ンジン潤滑油がカムシャフト５の他端部から運転状態に
応じて送給されるので、この可変バルブタイミング機構
16の詳細構造を説明する。

排気用カムシャフト５の先端軸部が嵌挿された機構本
体15のフランジ状の前端部には、筒状の前ケース25が固
着され、両者の接合フランジに前記駆動力伝達輪９（カ
ムプーリ）の内周部分が固定されている。前ケース25の
先端部にはリング部材26が装着され、このリング部材26
の先端に蓋部材38が固着されている。

また、上記排気用カムシャフト５の先端には、筒状の
スペーサ27が止め部材28を介して取付ボルト29によって
一体に固定されている。この取付ボルト29は可変バルブ
タイミング機構16をカムシャフト５に取り付けることに
なる。

そして、前ケース25の内側には、前記スペーサ27との
間にリング状ピストン30が組み込まれている。該ピスト
ン30は軸方向に二分割された構造で、両分割部は円周方
向に等間隔で配置された複数のピン31によって相互に固
定されている。ピストン30の内側および外側には、互い
に逆方向のヘリカルスプラインが形成されている。そし
て、ピストン30内側のヘリカルスプラインに対応して前
記スペーサ27の外側にヘリカルスプラインが形成され、
また、ピストン30外側のスプラインに対応して前ケース
25内周にヘリカルスプラインが形成されている。また、
上記ピストン30は前記機構本体15の端面との間に装着さ
れたスプリング36により先端側に付勢されている。

さらに、前記排気用カムシャフト５と可変バルブタイ
ミング機構16のスペーサ27との間には、相互の位相を合
せるノックピン32と溝27aが形成されている。すなわ
ち、カムシャフト５先端に軸方向に突出したノックピン
32が立設される一方、スペーサ27の内周部分にノックピ
ン32と係合する縦溝27aが所定の位置に形成されてい
る。

一方、排気用カムシャフト５には、軸心に沿って図示
しないオイル通路が形成され、前記取付ボルト29の内部
を貫通して先端内方からリング部材26の溝部を通ってピ
ストン30の頭部に油圧を導き、油圧の導入時にピストン
30がスプリング36を圧縮して軸方向に移動すると、この
ピストン30の内周および外周に形成された逆方向のヘリ
カルスプラインと嵌合するスペーサ27は前ケース25すな
わち駆動力伝達輪９に対して相対的に回転する。これに
より、排気用カムシャフト５と駆動力伝達輪９との位相
すなわちバルブタイミングが変わる。

次に、シリンダヘッド３に対する上記動弁装置の組付
けを説明すれば、まず、排気用カムシャフト５の端部に
ロックナット14および排気側カム間駆動輪12を挿通した
後に、この排気用カムシャフト５をシリンダヘッド３に
仮セットする。そして、上記排気側カム間駆動輪12と吸
気用カムシャフト６に固着した吸気側カム間駆動輪13と
の位相合せを行った後、この吸気用カムシャフト６をシ
リンダヘッド３にセットする。上記位相合せは、予め排
気側カム間駆動輪12と吸気側カム間駆動輪13とに形成し
たポンチマークを合せることで行う。

続いて、シリンダブロック３の端部軸受部21a,21bに
対して軸受キャップ18を組み付けると共に、中間軸受部
22にカムキャップ19を取り付けて、前記各カムシャフト
5,6をシリンダヘッド３に固定する。このとき、前記ロ
ックナット14および排気側カム間駆動輪12は軸受キャッ
プ18より後方に位置しているが、組み付けられた軸受キ
ャップ18とシリンダブロック３の端部軸受部21aとによ
って、軸受キャップ18の後部側に筒部Ｇが形成され、こ
の筒部Ｇに上記排気側カム間駆動輪12のボス部12aの先
端部を挿入して、該カムシャフト５の外周に隙間を有す
るように同心状に支持しておく。

このとき、上記筒部Ｇとボス部12aの外周との間には
ある程度のクリアランスが設定されて、カム間駆動輪12
が若干移動可能であり、後述の機構本体15の挿入時に誤
差吸収可能に設けられている。

また、同様に軸受キャップ18とシリンダブロック３の
端部軸受部21aとによって、軸受キャップ18の前部側に
リング状凹部Ｆが形成され、このリング状凹部Ｆに前方
からリング状のシール部材24（オイルシール）を圧入嵌
合する。

その後、前記可変バルブタイミング機構16の機構本体
15をカムシャフト５の先端部に、軸受キャップ18の内周
側に挿入する。機構本体15の先端部は前記排気側カム間
駆動輪12が同心状に支持されていることから、その内方
にも簡易に挿入される。その際、機構本体15の先端の位
置決めピン23を排気側カム間駆動輪12の溝12bに係合す
るように、機構本体15すなわち可変バルブタイミング機
構16を回転させつつ排気側カム間駆動輪12との位相合せ
を行い、機構本体15の挿入により先端の螺合部15bのネ
ジにロックナット14が螺合可能となるとその仮締めを行
う。

また、上記機構本体15の挿入に伴い排気側カム間駆動
輪12との位相合せの後、排気用カムシャフト５の先端の
ノックピン32がスペーサ27に接触し、カムシャフト５の
六角部5cに工具を適用して回転させつつ、スペーサ27の
溝27aにノックピン32を係合させることで、排気用カム
シャフト５と可変バルブタイミング機構16との位相合せ
を行う。その際、可変バルブタイミング機構16の蓋部材
38、取付ボルト29および止め部材28は外されており、上
記ノックピン32溝27aとの係合を前方から目視確認する
ものであり、両者の係合を確認してから止め部材28を介
して取付ボルト29を締め付ける。

そして、前記ロックナット14に治具をセットして、該
ロックナット14の回転を固定する。その後、トルクレン
チを使用して取付ボルト29を所定のトルクで本締めし、
これによって可変バルブタイミング機構16をカムシャフ
ト５に取り付けると共に、ロックナット14の本締めも行
って排気側カム間駆動輪12を機構本体15に締結する。続
いて、蓋部材38を取り付けて、組付けを完了する。

前記油圧の導入は図示しないバルブ機構を操作するコ
ントローラの制御によって行い、エンジン負荷（例えば
スロットル開度）とエンジン回転数に基づいて、高回転
高負荷領域で可変バルブタイミング機構16に油圧を導入
し、この油圧導入時には、排気弁の開閉タイミングを遅
らせて排気弁と吸気弁の両方とも開いているオーバーラ
ップ期間を大きくするものである。また、低負荷低回転
領域で可変バルブタイミング機構16への油圧の導入を停
止し、排気弁の開閉タイミングを進めて吸気弁との両者
が同時に開いているオーバーラップ期間を小さくするも
のである。

なお、上記実施例では、排気用カムシャフト５に可変
バルブタイミング機構16を接地して排気弁の開閉タイミ
ングを変更するようにしているが、この可変バルブタイ
ミング機構を吸気用カムシャフト６に設置して吸気弁の
開閉タイミングを変更するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による組付方法を適用する動
弁装置を備えたＶ型エンジンの概略正面図、 第２図は第１のバンクの動弁装置の要部断面側面図、 第３図はその要部断面平面図である。 １……エンジン、3,4……シリンダヘッド、5,6……カム
シャフト、９……駆動力伝達輪、12,13……カム間駆動
輪、14……ロックナット、15……機構本体、16……可変
バルブタイミング機構、21a……軸受部、18……軸受キ
ャップ、24……シール部材、Ｆ……リング状凹部、Ｇ…
…筒部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−23505（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−191606（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−123209（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−245408（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−248608（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01L 1/00 - 1/34

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】DOHC式エンジンの一方のカムシャフトに、
   他方のカムシャフトに動力を伝達するカム間駆動輪を設
   けると共に、バルブタイミングが変更可能な可変バルブ
   タイミング機構を配設するエンジンの動弁装置におい
   て、上記一方のカムシャフトに前記カム間駆動輪および
   該カム間駆動輪を固定するロックナットを挿通させた状
   態で該カムシャフトをシリンダヘッドに戴置し、シリン
   ダヘッドの軸受部に軸受キャップを取り付けて該軸受キ
   ャップとシリンダヘッドで形成された筒部内に前記カム
   間駆動輪を支持し、その後前記可変バルブタイミング機
   構の機構本体をカムシャフトと軸受キャップとの間に挿
   入し、該機構本体にカム間駆動輪を前記ロックナットの
   締め付けによって取り付けると共に、可変バルブタイミ
   ング機構をカムシャフト端部に取り付けることを特徴と
   するエンジンの動弁装置の組付方法。
2. 【請求項２】前記可変バルブタイミング機構の機構本体
   をカムシャフトに挿入する前に、軸受キャップとシリン
   ダヘッドとによって形成されたリング状凹部に、上記機
   構本体との間のシールを行うリング状のシール部材を嵌
   合させておくことを特徴とする請求項１記載ののエンジ
   ンの動弁装置の組付方法。