JP3344278B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents
内燃機関の動弁装置Info
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Description
に同機関の気筒に設けられた吸気・排気バルブの開閉タ
イミングを可変制御するバルブタイミング変更機構を有
する内燃機関の動弁装置に関するものである。
ば特開平2−123208号公報に記載された装置が知
られている。そして、この公報記載の装置も含め、こう
した動弁装置は一般に、図5に例示する構成となってい
る。なお、同図5は上記動弁装置を気筒配列方向から見
た部分断面図である。
の燃焼室61に通じる吸気ポート62及び排気ポート6
3、これら各ポート62,63を開閉する吸気バルブ6
4及び排気バルブ65、各バルブ64,65を開閉する
ため吸気側カムシャフト66及び排気側カムシャフト6
7が設けられている。そして、両カムシャフト66,6
7は、シリンダヘッド1a及びベアリングキャップ(図
示略)により回転可能に支持されている。
カム8,9(同図ではその1つずつを示す)を有し、そ
れらカム8,9が吸気バルブ64、排気バルブ65の上
端部にそれぞれ当接する。一方、それら吸気バルブ6
4、排気バルブ65に設けられた各バルブスプリング6
8,69は、それぞれ吸気バルブ64及び排気バルブ6
5を吸気ポート62、排気ポート63を閉鎖する方向に
付勢する。したがって、クランクシャフトから伝達され
た回転力によって両カムシャフト66,67が回転する
ことにより、各カム8,9によってその上端部が押し下
げられているバルブ64,65は、その対応するポート
62,63を開放し、同カム8,9による押し下げが解
除されたバルブ64,65は、バルブスプリング68,
69の付勢力によってその対応するポート62,63を
閉鎖する。
ンクシャフトからの動力が伝達されるドライブギヤ16
が同シャフト67と同一回転軸を有して設けられてお
り、吸気側カムシャフト66にはドリブンギヤ17が上
記ドライブギヤ16に噛合連結され同シャフト66と同
一の回転軸心を有して設けられている。
これと同一の回転軸心を有してバルブタイミング変更機
構(図示せず)が設けられている。このバルブタイミン
グ変更機構としては一般にベーン式又はリングギヤ式の
ものがある。そして上記バルブタイミング変更機構に対
する油圧制御に基づき、これらカムシャフト66とドリ
ブンギヤ17との相対回転位相、すなわちバルブタイミ
ングが変更される。
弁装置にあっては、上記カムシャフト66,67の回転
に伴い、それぞれ各カム8,9がバルブスプリング6
8,69の反力(付勢力)に抗してバルブ64,65を
駆動し、各ポート62,63を開閉するため、各カムシ
ャフト66,67の回転に必要とされるトルクはその開
閉動作に同期して周期的に変動する。このときの主に吸
気側の動作について、図6に基づき説明する。
ルブ64を押し下げ始めると、吸気側カムシャフト66
の回転に伴いバルブスプリング68の反力が漸増するこ
とにより同シャフト66の回転に必要とされるトルクは
漸増する。そして図6(b)に示すようにカム8が吸気
バルブ64を全開し、バルブスプリング68の反力が最
大となる位置において、上記トルクは最大となる。そし
てさらに上記シャフト66の回転に伴い吸気バルブ64
を閉じ始めると、バルブスプリング68の反力が漸減す
ることにより上記トルクは漸減する。そして図6(c)
に示すように、吸気バルブ64が閉じ終えると、バルブ
スプリング68の反力が最小となり、上記トルクも最小
になる。
に必要とされるトルクが周期的に変化することにより、
同トルク変動も周期的に変化する。このトルク変動の大
きさは、上記吸気バルブ64が開き始めるとき(図6
(a))及び同バルブ64が閉じ終えたとき(図6
(c))に大きくなる。特に吸気バルブ64が閉じ終え
たときには、バルブスプリング68の動作がカムシャフ
ト66の回転に追従できなくなる場合があり、上記トル
ク変動の大きさは最大となる。このことは、特にエンジ
ンの回転数が高くなる場合において顕著となる。そして
これらトルク変動に伴い周期的な振動が発生する。
記バルブタイミング変更機構が設けられている場合に
は、同バルブタイミング変更機構に対する油圧制御に基
づき上記カムシャフト66とドリブンギヤ17とが相対
回転可能となっている。したがって、上記トルク変動に
伴う周期的な振動、特に吸気バルブ64が閉じ終えたと
きの上記最大となるトルク変動に伴う振動により、これ
ら相対回転するカムシャフト66とドリブンギヤ17と
の摺動面に表面損傷が生じることがある。
のであり、その目的は、相対回転するギヤ及びカムシャ
フト間の摺動面への、カムシャフトの周期的な振動に起
因する表面損傷の発生を好適に低減することのできる内
燃機関の動弁装置を提供することにある。
に、請求項1記載の発明は、内燃機関の複数のバルブを
それぞれ開閉駆動する複数のカムと一体構成されるカム
シャフトと、該カムシャフトと同一の回転軸心を有して
相対回転可能に同カムシャフトに被嵌されるとともに前
記機関の出力軸に駆動連結される駆動機構と、外部から
供給される液圧に基づきこれら駆動機構とカムシャフト
との相対回転位相を変更し、前記バルブの開閉タイミン
グを可変とするバルブタイミング変更機構とを備える内
燃機関の動弁装置において、前記カムシャフトは、前記
駆動機構との摺動面において、前記複数のカムのバルブ
閉じ終え位置が位置する前記カムシャフトの回転位相と
一致する周方向の位置にそれぞれ開口して液体を前記摺
動面に供給する複数の液体通路を有してなることをその
要旨とするものである。
体通路からカムシャフトと駆動機構との摺動面に対して
供給される液体(油)のダンピング作用により、上記カ
ムシャフトに生じる周期的な振動を緩衝し、上記摺動面
における表面損傷を好適に低減することができる。
変動が最大となる位置に対応して液体が供給されるた
め、同トルク変動に起因する振動を効率的に緩衝し、表
面損傷を有効に低減することができる。
燃機関の動弁装置において、前記カムシャフトと前記駆
動機構との摺動面の少なくとも一方は、前記液体通路に
連通する円周状の溝を有してなることをその要旨とする
ものである。
りカムシャフトと駆動機構との摺動面の全周に対して液
体が供給されるため、上記カムシャフトに対する周期的
なトルク変動に起因する振動を均等に緩衝し、安定して
表面損傷の低減を図ることができる。
明を内燃機関としてのV型6気筒エンジンの動弁装置に
具体化した一実施の形態について説明する。
概略平面図である。同図3において、エンジン1のクラ
ンクシャフト2の前端には、クランクタイミングプーリ
3が同クランクシャフト2と一体回転可能に取付けられ
ている。シリンダブロック1cは、上記クランクシャフ
ト2を中心としてV字状に分岐する態様で設けられてお
り、この分岐されたシリンダブロック1cの各上面にそ
れぞれシリンダヘッド1a,1bが設けられている。そ
して、上記シリンダヘッド1aを含む右側に分岐した部
分(図3の上側)が右バンク4を構成し、同シリンダヘ
ッド1bを含む左側に分岐した部分(図3の下側)が左
バンク5を形成している。
つの気筒がそれぞれ3つずつ配設されている。前記シリ
ンダヘッド1a,1b上面には、それぞれ各気筒の配列
方向に互いに平行に、吸気側カムシャフト6及び排気側
カムシャフト7が配設されている。各吸気側カムシャフ
ト6には吸気バルブ(図示せず)を開閉するためのカム
8a,8b,8cが1気筒当たり2つずつの対をなして
形成されており、同じく排気側カムシャフト7には排気
バルブ(図示せず)を開閉するためのカム9が1気筒当
たり2つずつの対をなして形成されている。
離間配置される複数の軸受10によって回転可能に支持
されている。また、各カムシャフト6,7はスラスト軸
受11によって前後方向(軸方向)への移動が規制され
ている。
シャフト7に伝達するため、同シャフト7の前端(図3
の左側)にはカムタイミングプーリ12がそれぞれそれ
らシャフト7と一体回転可能に取付けられている。クラ
ンクタイミングプーリ3及び両カムタイミングプーリ1
2には、タイミングベルト13が掛装されており、タイ
ミングベルト13を介してクランクシャフト2の回転が
両排気側カムシャフト7に伝達されるようになってい
る。
排気側カムシャフト7及び吸気側カムシャフト6の後端
側(図3の右側)にはそれぞれドライブギヤ16及びド
リブンギヤ17が設けられており、上記両シャフト6,
7はこれらギヤ16,17を介して駆動連結されてい
る。そして、排気側カムシャフト7の回転がギヤ16,
17を介して吸気側カムシャフト6に伝達されることに
より、両カムシャフト6,7は互いに反対方向に回転駆
動されるようになっている。
ャフト6の前記ドリブンギヤ17の更に後端側(図3の
右側)にベーン式のバルブタイミング変更機構(以下、
「VVT機構」という)15が設けられている。そし
て、同機構15では、ドリブンギヤ17と吸気側カムシ
ャフト6とを相対回動させることにより、吸気バルブ
(図示せず)の開閉タイミングを変更する。
形態における吸気側カムシャフト6及びVVT機構15
の構造について詳述する。図1(a)は、吸気側カムシ
ャフト6の平面構造、並びに同シャフト6に設けられた
VVT機構15及びドリブンギヤ17の断面構造を示
す。
には拡径部21が設けられており、この拡径部21の外
周に前記ドリブンギヤ17が相対回動可能に被嵌されて
いる。
って上記ドリブンギヤ17に一体に連結されたハウジン
グ28と、このハウジング28内に回動自在に収容さ
れ、ナット54によって上記吸気側カムシャフト6に一
体に締結されたベーン体29とによって構成されてい
る。
筒状を呈しており、その底面28aをベーン体29の先
端側側面が摺動するようになっている。そして、このハ
ウジング28とドリブンギヤ17とは、上記ボルト53
による連結によって、吸気側カムシャフト6を回転軸と
した一体回転が可能となっている。また、ベーン体29
は、上記ナット54による締結によって、吸気側カムシ
ャフト6と一体回転が可能となっている。
ベーン体29のハウジング28内への収容は、ハウジン
グ28内に形成される凹部24にベーン体29のベーン
22が収容される態様でなされており、このように凹部
24をベーン22にて各々区画することによりベーン2
2の両側に進角側油圧室18、遅角側油圧室19が形成
される。そして、形成された各油圧室18,19に対す
る油圧制御に基づきこれらハウジング28とベーン体2
9との相対回転位相が変更されることによってカムシャ
フト6とドリブンギヤ17との相対回転位相、すなわち
バルブタイミングが変更される。ここで、上記各油圧室
18,19に対する油圧制御に基づきベーン体29がカ
ムシャフト6の回転方向と同方向に回動すると、カムシ
ャフト6の回転位相がドリブンギヤ17に対して進み、
バルブタイミングが進められ(進角制御)、一方、ベー
ン体29がカムシャフト6の回転方向と逆方向に回動す
ると、カムシャフト6の回転位相がドリブンギヤ17に
対して遅れ、バルブタイミングが遅らされる(遅角制
御)。
フト6内には上記各油圧室18,19に油を供給する進
角側・遅角側油圧通路P1,P2が形成されている。そ
して、エンジンの運転に伴なってオイルポンプ41が駆
動されると、オイルパン42に貯留されている油がオイ
ルストレーナ43を介してオイルポンプ41内に吸引さ
れるとともに、同ポンプ41により加圧吐出された油が
オイルコントロールバルブ(以下、「OCV]という)
44を介して上記各油圧通路P1,P2に供給される。
このとき、各油圧通路P1,P2への油の供給態様は、
上記進角側若しくは遅角側への所望の制御方向に応じて
OCV44により選択的に切り替えられる。ちなみに、
OCV44は図示しない電子制御装置を通じてその開度
がデューティ制御されることにより各油圧室18,19
に供給される油圧を制御する周知の油圧制御弁である。
カムシャフト6には吸気バルブ(図示せず)を開閉する
ためのカム8a,8b,8cが2つずつの対をなして形
成されている。
ついて、図1(b)、図1(c)、図1(d)及び図1
(e)に基づき詳細に説明する。なお、図1(b)は図
1(a)のB−B線に沿った拡径部21及びドリブンギ
ヤ17の断面図、図1(c)は同C−C線に沿ったカム
8cの断面図、図1(d)は同D−D線に沿ったカム8
bの断面図、図1(e)は同E−E線に沿ったカム8a
の断面図をそれぞれ示す。
するトルク変動は周期的に変化しており、特にカム8
a,8b,8cがそれぞれ吸気バルブを閉じ終え、前記
バルブスプリング(図示略)の反力が最小になるとき、
同トルク変動は最大となる。このことは特にエンジンの
回転数が高くなり、バルブスプリングの動作が同シャフ
ト6の回転に追従できなくなるとき顕著である。そし
て、VVT機構15が設けられるカムシャフト6におい
ては、ドリブンギヤ17とカムシャフト6とは相対回転
可能に設けられているため、上記トルク変動に起因する
周期的な振動、特に上記最大となるトルク変動に起因す
る振動により、ドリブンギヤ17とカムシャフト6との
摺動面に表面損傷が生じることがあることも前述した。
そこで、本実施の形態においては図1(b)に示すよう
に、カムシャフト6の前記拡径部21外周に沿って油溝
31を設けるとともに、カムシャフト6内部にはこの油
溝31に対して軸心方向から延びて開口する3本の緩衝
油路32を設けている。そして、これら緩衝油路32が
油溝31に対して開口する位置は、前述のように吸気側
カムシャフト6に対して各カム8a,8b,8cがそれ
ぞれ最大のトルク変動を生じさせる点、すなわちカム8
a,8b,8cにより押し下げられたバルブが閉じ終え
るa点(図1(e))、b点(図1(d))及びc点
(図1(c))の各角度に対応した位置となっている。
(a)に併せて示すように、カムシャフト6内に軸線方
向に設けられる3本(同図2(a)には1本のみ図示)
の連通油路33によって行われる。これら連通油路33
は、前記油圧通路P1,P2の一方(本実施の形態にお
いては遅角側油圧通路P2)の一部を兼ねている。した
がってエンジン1の運転に伴なって前記オイルポンプ4
1が駆動されると、同オイルパン42に貯留されている
油がオイルストレーナ43を介してオイルポンプ41内
に吸引されるとともに、同ポンプ41により加圧吐出さ
れた油がOCV44を介して遅角側油圧通路P2並びに
緩衝油路32に供給される。
作用を説明する。前述のように、本実施の形態において
は、周期的にトルク変動の生じる吸気側カムシャフト6
の前記拡径部21外周に沿って油溝31が設けられてい
る。また、吸気側カムシャフト6に生じるトルク変動が
最大となる各カム8a,8b,8cが吸気バルブを閉じ
る角度に対応して、カムシャフト6内部にはこの油溝3
1に対して軸心方向から連通・開口する3本の緩衝油路
32が設けられている。したがって、カムシャフト6に
上記周期的なトルク変動が生じた場合、ドリブンギヤ1
7と同カムシャフト6との相対回転に係る摺動面には、
前記油圧通路P2及び緩衝油路32を通じて油溝31内
に油が供給される。したがって、この油溝31内の油の
ダンピング作用により上記周期的なトルク変動に起因す
る振動は均等に緩衝され、前述の表面損傷の低減が図ら
れる。
ク変動が最大となる各カム8a,8b,8cが吸気バル
ブを閉じる角度に対応して、同カムシャフト6内の緩衝
油路32から油が上記油溝31に供給されているため、
上記最大となるトルク変動に起因する振動はより効率的
に緩衝され、前述の表面損傷もより有効に低減されるよ
うになる。
低減により、ドリブンギヤ17の振動も低減されるた
め、ドライブギヤ16とドリブンギヤ17との間の噛合
不良による騒音の発生も併せて低減される。
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 ・周期的なトルク変動に起因する振動を均等に緩衝し、
表面損傷を安定して低減することができる。
動を効率的に緩衝し、表面損傷を更に有効に低減するこ
とができる。 ・ドライブギヤ16とドリブンギヤ17との間の噛合不
良による騒音の発生をも併せて低減することができる。
のではなく、次のように変更してもよい。 ・本実施の形態においては、緩衝油路32に油を供給す
る油路として遅角側油圧通路P2の一部を利用したが、
これに対して進角側油圧通路P1の一部を利用してもよ
い。また、別途、供給用の油路を設けてもよい。
31を吸気側カムシャフト6に設けたが、これは対向す
るドリブンギヤ17側に設けてもよい。また、その両方
に設けてもよい。
けたが、これは必ずしもなくてもよい。 ・本実施の形態においては、吸気側カムシャフト6に生
じるトルク変動が最大となる位置に対応して、同カムシ
ャフト6内の緩衝油路32から油を供給したが、この位
置は任意であってもよい。またこの場合、緩衝油路32
の数は2本以下でも、4本以上でもよい。2本以下とす
れば吸気側カムシャフト6の加工が容易となり、4本以
上とすればダンピング作用を強化することができる。
のベーン22の両側に油圧室を設けるようにしたが、片
側にのみ油圧室を設ける構成に変更することができる。
これには例えば、前記進角側油圧室18、同油圧室18
に油を供給するための進角側油圧通路P1及びその周辺
構造を省略するとともに、進角側油圧室18の該当する
空間内に、ベーン体29を遅角回転方向に付勢するコイ
ルスプリング、板バネ等の付勢部材を配設する。
は、遅角側油圧室19内への油の供給を停止して、前記
付勢部材によりベーン体29を進角回転方向に回転させ
る。逆に、バルブタイミングを遅らせる場合には、遅角
側油圧室19の油圧力によってベーン体29を遅角回転
方向に回転させる。そしてこの場合においても同様に、
緩衝油路32に油を供給する油路として遅角側油圧通路
P2の一部を利用する。またこの場合、進角側・遅角側
の関係は逆であってもよい。
6にVVT機構15を設ける場合について示したが、図
4に示すように、排気側カムシャフト7に同VVT機構
15を設ける構成を採用してもよい。
8をドリブンギヤ17を介してクランクシャフト2に駆
動連結し、ベーン体29を吸気側カムシャフト6に連結
する構成とした。これに対して、ベーン体29をドリブ
ンギヤ17を介してクランクシャフト2に駆動連結し、
ハウジング28を吸気側カムシャフト6に連結する構成
としてもよい。
の開閉タイミングを変更する構成に限らず、VVT機構
15を吸気側カムシャフト6及び排気側カムシャフト7
の双方に設け、吸気バルブ及び排気バルブの双方のバル
ブ開閉タイミングを変更するようにしてもよい。
らずリングギヤ式のものなども適宜採用することができ
る。 ・カムタイミングプーリ12をスプロケットに変更し、
タイミングベルト13をタイミングテェーンに変更した
構成を採用するようにしてもよい。
てV型6気筒のエンジンにこの発明を適用する場合につ
いて示したが、本発明はその他の、例えばV型8気筒、
V型12気筒、あるいは直列3気筒、直列4気筒、直列
6気筒等の各エンジンにも同様に適用することができ
る。
明によれば、上記液体通路からカムシャフトと駆動機構
との摺動面に対して供給される液体(油)のダンピング
作用により、上記カムシャフトに生じる周期的な振動を
緩衝し、上記摺動面における表面損傷を好適に低減する
ことができる。
変動が最大となる位置に対応して液体が供給されるた
め、同トルク変動に起因する振動を効率的に緩衝し、表
面損傷を有効に低減することができる。
りカムシャフトと駆動機構との摺動面の全周に対して液
体が供給されるため、上記カムシャフトに対する周期的
なトルク変動に起因する振動を均等に緩衝し、安定して
表面損傷の低減を図ることができる。
分断面図。
造を示す断面図。
造を示す平面図。
面図。
ムシャフト、8,8a,8b,8c,9…カム、15…
VVT機構、16…ドライブギヤ、17…ドリブンギ
ヤ、21…拡径部、31…油溝、32…緩衝油路、33
…連通油路。
Claims (2)
- 【請求項1】 内燃機関の複数のバルブをそれぞれ開閉
駆動する複数のカムと一体構成されるカムシャフトと、
該カムシャフトと同一の回転軸心を有して相対回転可能
に同カムシャフトに被嵌されるとともに前記機関の出力
軸に駆動連結される駆動機構と、外部から供給される液
圧に基づきこれら駆動機構とカムシャフトとの相対回転
位相を変更し、前記バルブの開閉タイミングを可変とす
るバルブタイミング変更機構とを備える内燃機関の動弁
装置において、 前記カムシャフトは、前記駆動機構との摺動面におい
て、前記複数のカムのバルブ閉じ終え位置が位置する前
記カムシャフトの回転位相と一致する周方向の位置にそ
れぞれ開口して液体を前記摺動面に供給する複数の液体
通路を有してなることを特徴とする内燃機関の動弁装
置。 - 【請求項2】 請求項1記載の内燃機関の動弁装置にお
いて、前記カムシャフトと前記駆動機構との摺動面の少なくと
も一方は、前記液体通路に連通する円周状の溝を有して
なる ことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12732697A JP3344278B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 内燃機関の動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12732697A JP3344278B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 内燃機関の動弁装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10317921A JPH10317921A (ja) | 1998-12-02 |
JP3344278B2 true JP3344278B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=14957173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12732697A Expired - Fee Related JP3344278B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 内燃機関の動弁装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3344278B2 (ja) |
-
1997
- 1997-05-16 JP JP12732697A patent/JP3344278B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH10317921A (ja) | 1998-12-02 |
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