JP3138863B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

エンジンの動弁装置

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JP3138863B2
JP3138863B2 JP2067198A JP2067198A JP3138863B2 JP 3138863 B2 JP3138863 B2 JP 3138863B2 JP 2067198 A JP2067198 A JP 2067198A JP 2067198 A JP2067198 A JP 2067198A JP 3138863 B2 JP3138863 B2 JP 3138863B2
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JP
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camshaft
exhaust
rotation transmission
transmission wheel
valve
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公一 枦山
潤一 沖田
耕一 畑村
良治 阿部
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、DOHC(ダブルオー
バヘッドカムシャフト)式のエンジンにおいて、クラン
クシャフトの回転位相に対して、カムシャフトの回転位
相をエンジンの運転状態に応じて変化させる様に制御す
るエンジンの動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の動弁装置として、実開昭
61−27908号公報や、USP405566に記載
されている様なものが提案されている。すなわち、DO
HC式のエンジンにおいて、クランクシャフトからの駆
動力を受けるプーリを一方のカムシャフトのみに設け
て、一方のカムシャフトをまず駆動し、その駆動力を別
のギヤや、チェーンにより他方のカムシャフトに伝達
し、他方のカムシャフトを駆動する様な動弁機構を基本
構造として、クランクシャフトの回転位相に対して、カ
ムシャフトの回転位相をエンジンの運転状態に応じて変
化させる位相可変手段を設けて、エンジンの出力向上、
燃費改善等々の要求を満たすものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところでこうした従来
技術に記載されている基本構造の動弁機構は、元来各カ
ムシャフトごとにクランクシャフトからの駆動力を受け
るプーリを設けていたのを1つにすることによりシリン
ダーヘッド周りをコンパクトにするという目的と、クラ
ンクシャフトが2回転する間に1回転する様に構成され
るため、必然的に大きくなるプーリを1つにすることに
より、カムシャフト間を狭め、吸排気のバルブの挟角を
できるだけ狭角にして、シリンダー内の燃焼室の表面積
を小さくすることにより燃焼効率を高め出力、燃費を向
上するという目的のために構成されているものである。
しかし、上記した従来技術のものでは、位相可変手段
が、カムシャフトの側方のシリンダーヘッド内レイア
ウトされたり、カムシャフト間にレイアウトされたりし
ているため、カムシャフト周りのレイアウトスペースが
必然的大きくなっていた。またカムシャフトの軸方向に
大きく突出して位相可変手段などを設けた場合などは、
動弁装置が大型化してしまうため、シリンダーヘッド周
りをコンパクトにすることができないという問題があっ
た。また、カムシャフト間を狭め燃焼効率を高め出力、
燃費を向上することができない等の問題もあった。
【0004】本発明は、こうした課題を対策するために
考えられたもので、シリンダーヘッド周りをカムシャフ
トの径方向、軸方向ともに、コンパクトにしつつ、カム
シャフト間を広げることなく位相可変手段をレイアウト
したエンジンの動弁装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1のエン
ジンの動弁装置は、吸気弁あるいは排気弁のいずれか一
方を開閉させる第1カムシャフトと、第1カムシャフト
と並設され、吸気弁あるいは排気弁のいずれか他方を開
閉させる第2カムシャフトと、第1カムシャフト上の端
に配設され、クランクシャフトの回転駆動力を受ける
第1の回転伝達輪と、第1カムシャフト側軸受部分を挟
んで第1の回転伝達輪が配設される端部とは反対側の第
1カムシャフト上に、第1カムシャフトに対して回転自
在に装着されるとともに、第1の回転駆動輪よりも小径
に設定された第2の駆動側回転伝達輪と、第2カムシャ
フト上に固定された状態で配設されるとともに、第2の
駆動側回転伝達輪から出力された駆動力を受ける、第2
の駆動側回転伝達輪と同径に設定された第2の従動側回
転伝達輪と、第1ムシャフト上で第1の回転伝達輪の
径内部に配設され、第1の回転伝達輪から出力された駆
動力を受けて、第1のカムシャフトの回転位相と第2の
駆動側回転伝達輪の回転位相との位相差を可変とする位
相可変手段と、前記第1カムシャフト側軸受部分におい
て、第1カムシャフトに回転自在に装着されるととも
に、第2の駆動側回転伝達輪に固定されて、第1の回転
伝達輪から出力された駆動力を受ける筒状の動力伝達部
材とを有することを特徴とする。
【0006】 本発明の請求項2のエンジンの動弁装置
は、請求項1のものにおいて、前記筒状の動力伝達部材
を、第1の回転伝達輪に固定し、該第1の回転伝達輪
を、プーリとしたことを特徴とするものである。
【0007】 本発明の請求項3のエンジンの動弁装置
は、請求項1のものにおいて、前記第2の駆動側回転伝
達輪と第2の従動側回転伝達輪とは、互いに噛合連結さ
れるギヤにて構成したことを特徴とするものである。
【0008】 本発明の請求項4のエンジンの動弁装置
は、請求項1のものにおいて、前記筒状の動力伝達部材
を、第1の回転伝達輪に固定することを特徴とするもの
である。
【0009】 本発明の請求項5のエンジンの動弁装置
は、シリンダヘッドに設けられるカムシャフトを有し、
該カムシャフトとして排気弁を開閉させる排気側カムシ
ャフトと、排気側カムシャフトと並設され、吸気弁を開
閉させる吸気側カムシャフトとを備えるとともに、排気
側カムシャフト上の端部に配設され、クランクシャフト
の回転駆動力を受ける駆動用プーリと、排気側カムシャ
フト軸受部分を挟んで動用プーリが配設される端部
反対側の排気側カムシャフト上に、排気側カムシャフ
トに対して回転自在に装着されるとともに、駆動用プー
リよりも小径に設定された第1ギヤと、吸気側カムシャ
フト上に固定された状態で配設されるとともに、第1ギ
ヤに噛合連結され、第1ギヤと同径に設定された第2ギ
ヤと、排気側カムシャフト上で駆動用プーリの径内部に
配設され、駆動用プーリから出力された駆動力を受け
て、排気カムシャフトの回転位相と第1ギヤの回転位
相との位相差を可変とする位相可変手段と、前記排気側
カムシャフト軸受部分において、排気側カムシャフトに
回転自在に装着されるとともに、第1ギヤに固定され
て、駆動用プーリから出力された駆動力を受ける筒状の
動力伝達部材とを有することを特徴とするものである。
【0010】 本発明の請求項6のエンジンの動弁装置
は、請求項5のものにおいて、前記上記筒状の動力伝達
部材を、駆動用プーリに固定することを特徴とするもの
である。
【0012】
【発明の効果】本発明の請求項1、2および4のエンジ
ンの動弁装置によれば、第2の駆動側回転伝達輪を第1
カムシャフト側軸受部分を挟んで前記第1の回転伝達輪
が配設される端部から反対側の第1カムシャフト上に配
設する一方、位相可変手段をもともと大きい第1の回転
伝達輪の径内部に配設したため、第2の駆動側回転伝達
輪と従動側回転伝達輪の径を小型化することができ、各
カムシャフトの間隔が狭められる。従って、燃焼効率を
高め出力、燃費を向上することが可能になる。また、シ
リンダーヘッド周りのカムシャフトの径方向、軸方向共
に、コンパクトにすることができるといった効果も奏す
る。
【0013】 また、第2の駆動側回転伝達輪に対して、
第1カムシャフトの回転駆動力とは別の回転駆動力を第
1カムシャフト上に配置された筒状の動力伝達部材によ
って伝達することができるため、第1カムシャフトと第
2の駆動側回転伝達輪との回転位相が異なるような動弁
装置であっても、第1カムシャフトと第2カムシャフト
との間隔を広げることがなく、動弁装置をよりコンパク
トに構成できるといった効果を奏する。
【0014】 本発明の請求項3のエンジンの動弁装置に
よれば、チェーンなどの巻掛手段を使用するものなどに
比して、第1カムシャフトと第2カムシャフトとの間隔
を狭められるため、さらに有効に間隔を狭められるとい
った効果を奏する。
【0015】 本発明の請求項5、6のエンジンの動弁装
置によれば、排気側カムシャフト軸受部分を挟んで前記
駆動用プーリが配設される端部とは反対側の排気側カム
シャフト上に配設する一方、位相可変手段をもともと大
きい駆動用プーリの径内部に配設したため、第1ギヤと
第2ギヤの径を小型化することができ、各カムシャフト
の間隔が狭められる。従って、燃焼効率を高め出力、燃
費を向上することが可能になる。また、シリンダーヘッ
ド周りのカムシャフトの径方向、軸方向共に、コンパク
トにすることができるといった効果も奏する。さらに、
チェーンなどの巻掛手段を使用するものなどに比して、
排気側カムシャフトと吸気側カムシャフトとの間隔を狭
められるため、さらに有効に間隔を狭められるといった
効果も奏する。
【0016】 また、第1ギヤに対して、排気側カムシャ
フトの回転駆動力とは別の回転駆動力を排気側カムシャ
フト上に配置された筒状の動力伝達部材によって伝達す
ることができるため、排気側カムシャフトと第1ギヤと
の回転位相が異なるような動弁装置であっても、排気側
カムシャフトと吸気側カムシャフトとの間隔を広げるこ
とがなく、動弁装置をよりコンパクトに構成できるとい
った効果を奏する。
【0017】
【実施例】以下、実施例を図面に基づいて説明する。図
1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。このプーリ4は
ボス部5先端において前記スペーサ3の先端外周に摺接
し、また、そのボス部5の其端側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に固定され
ている。そして、この連結部材6の他端には第1ギヤ7
がスプライン結合され、ロックナット8によって固定さ
れている。この第1ギヤ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9が噛合連結されている。
【0018】 プーリ4のボス部5の内側には、前記スペ
ーサ3との間に環状のピストン10が組み込まれてい
る。ピストン10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11に
よって相互に固定されている。ピストン10の内側およ
び外側には図3に示すように互いに逆方向のヘリカルス
プライン12、13が形成されている。そして、ピスト
ン10の内側のスプライン12に対して前記スペーサ3
の外周にヘリカルスプライン14が形成され、また、ピ
ストン10の外側のスプライン13に対してプーリ4の
ボス部5内周にヘリカルスプライン15が形成されてい
る。ピストン10は前記連結部材6の端面との間に装着
されたスプリング16により先端側に付勢されている。
【0019】 排気側カムシャフト2には、軸心に沿って
オイル通路17が形成されている。筒状のスペーサ3は
止め部材18を介し固定ボルト19によって排気側カム
シャフト2に固定されている。そして、この固定ボルト
19には上記オイル通路17に連通する軸方向の貫通穴
20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10の頭部に面して、前記オイル通路17から
の油圧を導く圧力室21が設けられている。オイル通路
17を介してこれら圧力室21に油圧が供給されスプリ
ング16を圧縮してピストン10が軸方向に移動する
と、このピストン10の内周および外周に形成された逆
方向のスプライン12、13と嵌合するスペーサ3およ
びプーリ4は、一方が他方に対して図4に破線で示すよ
うに相対的に回転する。これにより、スペーサ3と一体
の排気側カムシャフト2とプーリ4との位相が変わる。
【0020】 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図5に示すように排気弁閉時
期が遅れ側に移行する。一方、吸気弁開時期は変化しな
い。したがって、高回転時には低回転時に比べて吸排気
のオーバーラップが大きくなる。
【0021】 この実施例は、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
逆方向のスプライン12、13を有する環状のピストン
10を配置することで位相可変手段を構成しているの
で、動弁装置が大型化することはない。
【0022】 なお、上記実施例の場合は排気側カムシャ
フトの方を位相可変としたが排気側カムシャフトの位相
は固定とし吸気カムシャフトの位相を可変とすることも
できる。その場合は、図6に示すように高回転時に吸気
弁開時期が進み側に移行するよう吸気カムシャフトの位
相を変化させる。
【0023】 また、本発明は位相可変手段を駆動用プー
リと連結ギヤとの間に設ける形で実施することも可能で
ある。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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体図
【図2】一実施例において位相可変手段を構成するピス
トンの構造説明図
【図3】一実施例において位相可変手段を構成するピス
トンの構造説明図
【図4】一実施例の作動説明図
【図5】一実施例におけるバルブタイミングの説明図
【図6】他の実施例のバルブタイミング説明図である。
【符号の説明】
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 7 第1ギヤ 9 第2ギヤ 10 ピストン 12、13、14、15 ヘリカルスプライン 17 オイル通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 良治 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−23505(JP,A) 特開 昭63−131808(JP,A) 特開 昭63−19450(JP,A) 実開 昭60−173602(JP,U) 米国特許3714932(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01L 1/34

Claims (6)

    (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
    閉させる第1カムシャフトと、 第1カムシャフトと並設され、吸気弁あるいは排気弁の
    いずれか他方を開閉させる第2カムシャフトと、 第1カムシャフト上の端部に配設され、クランクシャフ
    トの回転駆動力を受ける第1の回転伝達輪と、 第1カムシャフト側軸受部分を挟んで第1の回転伝達輪
    が配設される端部とは反対側の第1カムシャフト上に、
    第1カムシャフトに対して回転自在に装着されるととも
    に、第1の回転駆動輪よりも小径に設定された第2の駆
    動側回転伝達輪と、 第2カムシャフト上に固定された状態で配設されるとと
    もに、第2の駆動側回転伝達輪から出力された駆動力を
    受ける、第2の駆動側回転伝達輪と同径に設定された第
    2の従動側回転伝達輪と、 第1ムシャフト上で第1の回転伝達輪の径内部に配設
    され、第1の回転伝達輪から出力された駆動力を受け
    て、第1のカムシャフトの回転位相と第2の駆動側回転
    伝達輪の回転位相との位相差を可変とする位相可変手段
    と、前記 第1カムシャフト側軸受部分において、第1カムシ
    ャフトに回転自在に装着されるとともに、第2の駆動側
    回転伝達輪に固定されて、第1の回転伝達輪から出力さ
    れた駆動力を受ける筒状の動力伝達部材とを有すること
    を特徴とするエンジンの動弁装置。
  2. 【請求項2】 前記 筒状の動力伝達部材は、第1の回転伝
    達輪に固定され、該第1の回転伝達輪は、プーリである
    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 第2の駆動側回転伝達輪と第2の従動
    側回転伝達輪とは、互いに噛合連結されるギヤにて構成
    され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 筒状の動力伝達部材は、第1の回転伝
    達輪に固定され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。
  5. 【請求項5】 シリンダヘッドに設けられるカムシャフト
    を有し、 該カムシャフトとして排気弁を開閉させる排気側カムシ
    ャフトと、排気側カムシャフトと並設され、吸気弁を開
    閉させる吸気側カムシャフトとを備えるとともに、 排気側カムシャフト上の端部に配設され、クランクシャ
    フトの回転駆動力を受ける駆動用プーリと、 排気側カムシャフト軸受部分を挟んで駆動用プーリが配
    設される端部とは反対側の排気側カムシャフト上に、排
    気側カムシャフトに対して回転自在に装着されるととも
    に、駆動用プーリよりも小径に設定された第1ギヤと、 吸気側カムシャフト上に固定された状態で配設されると
    ともに、第1ギヤに噛合連結され、第1ギヤと同径に設
    定された第2ギヤと、 排気側カムシャフト上で駆動用プーリの径内部に配設さ
    れ、駆動用プーリから出力された駆動力を受けて、排気
    側カムシャフトの回転位相と第1ギヤの回転位相との位
    相差を可変とする位相可変手段と、前記 排気側カムシャフト軸受部分において、排気側カム
    シャフトに回転自在に装着されるとともに、第1ギヤに
    固定されて、駆動用プーリから出力された駆動力を受け
    る筒状の動力伝達部材とを有することを特徴とするエン
    ジンの動弁装置。
  6. 【請求項6】 前記 筒状の動力伝達部材は、駆動用プーリ
    に固定されることを特徴とする請求項5記載のエンジン
    の動弁装置。
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