JP4165750B2 - Engine valve timing control unit mounting structure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンに設けられたバルブの開閉タイミングを制御するバルブタイミング制御装置の取付構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のものとしては、例えば特許文献1に記載されたようなものがある。この特許文献1には、以下のような構造が開示されている。
【0003】
すなわち、内燃機関のシリンダヘッドにカムシャフトが回転自在に支持され、このカムシャフトの先端部に内部ロータが設けられ、そのカムシャフト及び内部ロータに所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロータ、フロントプレート、キャップ、リアプレート及びタイミングスプロケット等で回転伝達部材が設けられている。そして、その内部ロータには6枚のベーンが組み付けられ、外部ロータに組み付けたロック機構等により、弁開閉時期制御装置が構成されている。
【0004】
なお、そのタイミングスプロケットには、周知のように、クランクスプロケットから樹脂又はゴム製のタイミングベルトを介して所定の方向に回転動力が伝達されるように構成されている。
【0005】
また、そのカムシャフトは、吸気弁を開閉する周知のカム部を有しており、内部にはカムシャフトの軸方向に延びる進角通路と遅角通路が設けられ、これら両通路は、切換弁の異なる接続ポートに接続されている。この切換弁は、ソレノイドへ通電することにより、スプールをスプリングの付勢力に抗して移動させることができ、非通電時には、内燃機関により駆動されるオイルポンプに接続された供給ポートが前記一方の接続ポートに連通すると共に、他方の接続ポートが排出ポートに連通するように構成されている。また、通電時には、前記と逆に、スプールが移動されることにより、前記供給ポートが前記他方の接続ポートに連通すると共に、前記一方の接続ポートが前記排出ポートに連通するように構成されている。
【0006】
ソレノイドの非通電時には、遅角通路に作動油である内燃機関の潤滑油が供給されて各ベーンにより区画された遅角用油室に送られ、通電時には進角通路に作動油が供給されて進角用油室に送られる。
【0007】
これにより、非通電時と通電時とでは、内部ロータと外部ロータとが相対的に所定角度回動することにより、クランクシャフト側とカムシャフト側との位相を変化させることができて、吸気弁の開閉時期を制御することができる。
【0008】
【特許文献1】
特開平11ー022426号公報。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、内部ロータや外部ロータがカムシャフトの端部に装着されていた。ところが、種々の理由から、このような内部ロータ及び外部ロータをカムシャフトの周りに装着しようとするとすると、装置の外径が大きくなり、エンジンの大型化を招くという問題点があった。
【0010】
そこで、この発明は、カムシャフトの周りに装着しても、バルブタイミング制御装置の外径、即ち、外部ロータの外径を極力抑えつつ、能力を確保することができるバルブタイミング制御装置の取付構造を提供することを課題としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、エンジンのバルブを開閉するカム部が設けられたカムシャフトと、該カムシャフトの周囲に配置されて、クランクシャフトと前記カムシャフトとの回転角の位相を変化させるバルブタイミング制御装置とを備えたバルブタイミング制御装置の取付構造であって、前記バルブタイミング制御装置は、前記カム部のベース円半径及びカムノーズ高さを加算した値より僅かに大きい直径の真円形状の貫通孔を中央に設け、前記カムシャフトは、前記バルブタイミング制御装置の前記貫通孔を嵌合するボス部と、該ボス部に隣接して径方向に突設されたフランジ部とを有し、前記ボス部に前記貫通孔が嵌合された状態で、前記フランジ部に前記バルブタイミング制御装置が取付けられたことを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記バルブタイミング制御装置は、カムシャフトに設けられた内部ロータと、該内部ロータの周囲に回動可能に設けられた外部ロータとを有し、該外部ロータにクランクシャフトからの駆動力が入力される被駆動部を設け、前記内部ロータに前記貫通孔が形成されると共に、該内部ロータが前記フランジ部に取付けられるようにしたことを特徴とする。
【0013】
ここで、クランクシャフトからの駆動力が入力される被駆動部とは、チェーン等を介してクランク軸から直に駆動力を受ける構造以外に、アイドラ軸或いは他方のカム軸経由で受けるものも含む。
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加え、前記内部ロータに雌ねじ部を有するとともに、前記フランジ部に雄ねじ貫通孔を有し、前記内部ロータが前記フランジ側から取付ボルトにより固定されていることを特徴とする。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一つに記載の構成に加え、少なくとも一対設けられた前記カムシャフトの一方に前記バルブタイミング制御装置が設けられ、該バルブタイミング制御装置の外部ロータに他方のカムシャフトを駆動させるカムシャフト駆動部を設けたことを特徴とする。
【0016】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の構成に加え、前記カムシャフト駆動部の外径が前記被駆動部の外径より小さいことを特徴とする。
【0017】
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の構成に加え、前記外部ロータが、前記ボス部の外周部に配置された前記内部ロータに摺動可能に配置されると共に、前記外部ロータと別体に形成された前記カムシャフト駆動部が前記フランジ部に摺動可能に取付けられ、前記カムシャフト駆動部と前記フランジ部との間のクリアランスが、前記内部ロータと前記外部ロータとの間のクリアランスより小さいことを特徴とする。
【0018】
請求項7に記載の発明は、請求項4又は5に記載の構成に加え、前記外部ロータが、前記ボス部の外周部に配置された前記内部ロータに摺動可能に配置されると共に、前記外部ロータと一体に形成された前記カムシャフト駆動部が前記フランジ部に摺動可能に取付けられ、前記カムシャフト駆動部と前記フランジ部との間のクリアランスが、前記外部ロータと前記内部ロータとの間のクリアランスより小さいことを特徴とする。
【0019】
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7の何れか一つに記載の構成に加え、前記カムシャフトの前記フランジ部のボルト取付側において、前記カムシャフトの周方向に関してカムノーズからずれた位相位置に前記取付ボルトの取付位置が設定されていることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【0021】
[発明の実施の形態1]
図1乃至図6には、この発明の実施の形態1を示す。
【0022】
まず構成を説明すると、この実施の形態1の自動二輪車に搭載されたエンジンは、4バルブ2気筒の4サイクルエンジンで、このエンジンにはバルブタイミング制御装置が配置され、車体に対して、図示省略のクランクシャフトが車幅方向に沿うように配置されている。
【0023】
具体的には、図1はエンジンの上部側(シリンダヘッド吸気側)を示す断面図で、この図1中、符号11は車幅方向に沿って配置された吸気側のカムシャフトである。このカムシャフト11は、シリンダヘッド12にカムキャップ13を図5に示すボルト20等により取り付けることにより、これらで形成される図1に示すジャーナル部14,15,16,17に回転自在に支持されている。このカムシャフト11には、複数のカム部11aが形成されることにより、これらカム部11aにより計4個所の吸気バルブ18が押圧されて、スプリング19の付勢力に抗して押し下げられることにより、吸気ポートが所定のタイミングで開かれるように構成されている。
【0024】
また、そのシリンダヘッド12は、隣接するジャーナル部15,16に配置されたスタッドボルト21及びナット22により、図示省略のシリンダブロックに取り付けられる一方、前記カムキャップ13には、ねじ23を介してヘッドカバー24が装着され、このヘッドカバー24の周縁部24aと、シリンダヘッド12の上部周縁部12aとがガスケット25を介して合わされてシールされるようになっている。
【0025】
そして、そのカムシャフト11には、2つの気筒A,Bの間に、バルブタイミング制御装置が配設されている。
【0026】
すなわち、そのカムシャフト11には、車幅方向の略中央部分に、ボス部11bが形成されると共に、このボス部11bの図1中右側の隣接した位置には所定の径のフランジ部11cが径方向に突設されている。
【0027】
そして、このカムシャフト11のボス部11bの外周部には、バルブタミング制御装置のリング状の内部ロータ26が配置されている。この内部ロータ26は、バルブタイミング制御装置の中央となる中心位置に、切欠き等が存在しない真円形状の貫通孔26fを有している。この貫通孔26fの直径は、図4に示すように、カム部11aのベース円11nの半径L1及びカムノーズ11pの高さL2を加算した値L1+L2より、僅かに大きい値となっている。この貫通孔26fの直径は、具体的には、例えばL1+L2より大きく2×L2より小さい範囲としてもよい。
【0028】
なお、図4中、二点鎖線aは、比較のためにカム部11a全体を貫通孔26f内に配置した状態を示し、破線bは貫通孔26fをボス部11bに嵌合して装着した状態を示し、軸方向から見てカムノーズ11pの先端部分が貫通孔26fに重なった状態を示している。この貫通孔26fの直径は、同時に、ボス部11bの外側に嵌合可能な大きさとなっており、貫通孔26fにボス部11bが嵌合された状態となっている。
【0029】
また、この内部ロータ26のフランジ部11c側の端面には、3箇所に軸方向に形成された雌ねじ部26aが設けられており、フランジ部11cの雌ねじ部26aに対応する部位には、雄ねじ貫通孔11mが設けられている。このフランジ部11cの雄ねじ貫通孔11mは、カムシャフト11の周方向に関してカムノーズ11pからずれた位相位置に設定されている。
【0030】
そして、内部ロータ26は、カムシャフト11の軸と平行な方向に沿う計3個の取付ボルト27により、前記フランジ部11cのボス部11側の側面に密着した状態で取り付けられている。この取付ボルト27は、フランジ部11c側から雄ねじ貫通孔11mに挿入され、雄ねじ部27aが内部ロータ26の雌ねじ部26aに螺合されると共に、頭部27bがフランジ部11cの雄ねじ貫通孔11mに形成された凹部11d内に収容されるようになっている。
【0031】
また、この内部ロータ26の外側には、略リング状の外部ロータ28が、内部ロータ26の外周面と摺動可能なクリアランスを有して、カムシャフト11軸を中心に相対回転可能に配置されている。
【0032】
この外部ロータ28の図1中右側には、カムシャフト駆動部としての吸気側ギヤ部材31が、フランジ部11cの外周面と摺動可能なクリアランスを有して、カムシャフト11軸を中心に相対回転可能に取付けられている。このクリアランスは外部ロータ28と内部ロータ26との間のクリアランスより小さいものとなっている。
【0033】
そして、外部ロータ28の図1中左側には、遮蔽板32が配置され、吸気側ギア部材31と共にボルト33により共締めされている。この吸気側ギヤ部材31と遮蔽板32とで、内部ロータ26の側面部を両側から摺動可能に挟むようにして、それら外部ロータ28,吸気側ギヤ部材31及び遮蔽板32の三者が一体となって、内部ロータ26の周囲を所定角度相対回転可能に配置されている。
【0034】
その外部ロータ28には、周囲に被駆動部としてのスプロケット部28aが形成されている。このスプロケット部28aは吸気側ギア部材31より大きい径を有している。図3に示すように、このスプロケット部28aと、クランクシャフト側に設けられたクランクスプロケット34とにタイミングチェーン35が架けられている。このタイミングチェーン35は、一方側に固定側チェーンガイド37が設けられ、他方側に可動側チェーンガイド38が設けられ、この可動側チェーンガイド38がチェーンテンショナ39により回動されて所定の張力となるように調整されている。
【0035】
そして、その吸気側ギヤ部材31は、図2及び図3に示すように、同一径の排気側ギヤ部材41に噛み合い、この排気側ギヤ部材41の回転により、排気側のカムシャフト91が同期して回転されるように構成されている。このカムシャフト91には、排気バルブ93を開閉するカム部91aが形成されると共に、長手方向の中間部に前記排気側ギア部材41及びシザーズギア42が取付けられている。この排気側ギア部材41とシザーズギア42とは、段付きボルト40により取付けられている。また、その排気側ギア部材41には、外部ロータ28との干渉を防止するための面取り部41aが形成されている。
【0036】
以下に、内部ロータ26と外部ロータ28とを相対回転させる油圧機構について説明する。
【0037】
まず、外部ロータ28には、図3、図4に示すように、計8個所に凹所28bが形成され、これら凹所28bと内部ロータ26の外周面26bとの間で、計8個所の油圧室43が形成されている。これら各油圧室43は、ベーン46により、進角側油圧室44と遅角側油圧室45とに区画されている。このベーン46は、内部ロータ26に形成された保持溝26cに基端部46a側が保持されて、内部ロータ26の半径方向に対して進退動自在に配設されると共に、この保持溝26c内に配設されている図示省略のばねにより外側に向けて付勢されることにより、このベーン46の先端部46bが外部ロータ28の凹所28bの底壁28cに摺接されるように構成されている。
【0038】
そして、その進角側油圧室44に連通して、オイルを供給・排出する進角側オイル通路48と、遅角側油圧室45に連通して、オイルを供給・排出する遅角側オイル通路49とが設けられている。
【0039】
その進角側オイル通路48は、図1、図3及び図4に示すように、前記吸気側ギヤ部材31に形成されて前記進角側油圧室44に臨む進角通路31a、この進角通路31aに連通してカムシャフト11のフランジ部11cに形成された進角通路11e、この進角通路11eに連通してカムシャフト11の軸方向に沿って形成された進角通路11f、この進角通路11fに連通してカムシャフト11に形成された進角通路11g、この進角通路11gに連通してジャーナル部16に形成された進角通路16aを有している。さらに、図5及び図6に示すように、この進角通路16aからシリンダヘッド12外方に向けて形成された進角通路12bに連通され、この進角通路12bが切換弁76に接続されている。
【0040】
一方、遅角側オイル通路49は、前記内部ロータ26に形成されて前記遅角側油圧室45に臨む遅角通路26d、この遅角通路26dに連通してカムシャフト11のボス部11bに形成された遅角通路11h、この遅角通路11hに連通してカムシャフト11の軸方向に沿って形成された遅角通路11i、この遅角通路11iに連通してカムシャフト11に形成された遅角通路11j、この遅角通路11jに連通してジャーナル部15に形成された遅角通路15aを有している。さらに、図5及び図6に示すように、この遅角通路15aからシリンダヘッド12に形成された遅角通路12cに連通され、この進角通路12cが切換弁76に接続されている。
【0041】
このように、カムシャフト11の軸方向に形成された進角通路11fと遅角通路11iとは、それぞれ内部ロータ26と外部ロータ28との配設位置を中心とした両側に左右に振り分けられて設けられ、カムシャフト11の同一軸線上に形成されている。これら進角通路11f及び遅角通路11iは、それぞれカムシャフト11の両端部側からドリル等により孔が途中まで開けられ、それぞれ蓋体77が配設されることにより形成されている。この際、その進角通路11fと遅角通路11iとして用いられる左右一対の通路の長さが諸事情により異なる場合に、短い方の通路が進角通路11fとされている。
【0042】
また、前記切換弁76は、図5及び図6に示すように、ソレノイド79によりスプール80が図6中左右方向に進退動されるように構成され、そのスプール80が図6中二点鎖線に示す位置まで移動させられることにより、エンジンにより駆動されるオイルポンプからオイルが供給されるオイル供給孔81が、進角側オイル通路48の進角通路12bに連通されることにより、進角側オイル通路48にオイルが供給され、反対に、遅角側オイル通路49の遅角通路12cがドレン開口12dと連通され、図6中、二点鎖線の矢印に示すように、このドレン開口12dからシリンダヘッド12内に遅角側油圧室45内のオイルが排出されるように構成されている。そのドレン開口12dの位置は、図5に示す、ジャーナル部14,15,16,17におけるカムシャフト11下端より高い位置に設定されている。図5中符号Oは水平線である。
【0043】
さらに、スプール80が図6中実線に示す位置まで移動させられることにより、オイル供給孔81が、遅角側オイル通路49の遅角通路12cに連通されて、その遅角側オイル通路49にオイルが供給され、反対に、進角側オイル通路48の進角通路12bがドレン開口12dと連通され、図6中、実線の矢印に示すように、このドレン開口12dからシリンダヘッド12内に進角側油圧室44内のオイルが排出されるように構成されている。
【0044】
一方、前記外部ロータ28に取り付けられた前記遮蔽板32は、内部ロータ26の保持溝26cの側方を覆い、オイルがその保持溝26cの側部開口から漏れないように構成されると共に、この遮蔽板32と内部ロータ26との間には、この内部ロータ26と外部ロータ28との相対回転をロック又はロック解除するストッパピン83が図1中左右方向に移動可能に設けられている。
【0045】
このストッパピン83は、進角側オイル通路48中のオイルが図4に示す連通路26eを介して供給されることにより、油圧を受けて図示省略のスプリングの付勢力に抗して図1中右方向に移動させられる。これにより、ストッパピン83の係止突部83aが遮蔽板32の係止孔32aから離脱させられて、内部ロータ26と外部ロータ28とのロック解除が行われるように構成されている。
【0046】
さらに、内部ロータ26等に隣接するジャーナル部15,16以外の、ジャーナル部14,17には、カムキャップ13にオイル通路13aが形成され、このオイル通路13aを介してジャーナル部14,17にオイルが供給されて潤滑されるように構成されている。
【0047】
次に、作用について説明する。
【0048】
上記構成のバルブタイミング制御装置を、図4に示す状態から進角させる場合には、ソレノイド79によりスプール80を図6中二点鎖線に示す位置まで移動させることにより、進角側オイル通路48を介して進角側油圧室44にオイルが供給され、反対に、遅角側油圧室45内のオイルが遅角側オイル通路49を介してドレン開口12dから排出される。
【0049】
また、進角側オイル通路48にオイルが供給されると、ストッパピン83にオイルが供給され、遮蔽板32の係止孔32aからストッパピン83の係止突部83aが離脱して、内部ロータ26側と外部ロータ28側とのロック状態が解除される。
【0050】
これにより、各油圧室43内におけるベーン46の位置が図4中二点鎖線に示す位置まで移動し、進角側油圧室44の容積が拡大し、遅角側油圧室45の容積が縮小する。
【0051】
これで、内部ロータ26と外部ロータ28とが相対回転することにより、クランクシャフト側とカムシャフト11側との回転角の位相が変化して進角させられる。
【0052】
一方、遅角させる場合には、ソレノイド79によりスプール80を図6中実線に示す位置まで移動させ、遅角側オイル通路49を介して遅角側油圧室45内のオイルが供給され、反対に、進角側油圧室44内のオイルが進角側オイル通路48を介してドレン開口12dから排出させられる。
【0053】
これにより、各油圧室43内におけるベーン46の位置が図4中実線に示す位置まで移動し、遅角側油圧室45の容積が拡大し、進角側油圧室44の容積が縮小する。
【0054】
これで、内部ロータ26と外部ロータ28とが上記と逆方向に相対回転することにより、クランクシャフト側とカムシャフト11側との回転角の位相が変化して遅角される。
【0055】
このように進角又は遅角させることにより、吸気バルブ18を所定のタイミングで開閉させることができる。
【0056】
このようなものにおいては、バルブタイミング制御装置が、中央に所定の貫通孔26fを有し、この貫通孔26fをカムシャフト11のボス部11bに嵌合させた状態でフランジ部11cに固定されるので、バルブタイミング制御装置をカムシャフト11の周囲に固定することが可能である。また、バルブタイミング制御装置の貫通孔26fをカム部11aのベース円11nの半径L1及びカムノーズ11pの高さL2を加算した値より僅かに大きい直径としているので、カムシャフト11にバルブタイミング制御装置を固定する際、貫通孔26fをカム部11aが通過でき、カムシャフト11にバルブタイミング制御装置を取付けることができる。それと同時に、貫通孔26fの直径を最小限に抑えることにより、バルブタイミング制御装置の外径を抑えて機能を確保し易く、進角側油圧室44又は遅角側油圧室45に油圧を供給することによりバルブタイミング制御装置を作動させる際、外部ロータ28の外径を大きくすることなくベーン46の油圧の受圧面積を広く確保することができる。
【0057】
さらに、内部ロータ26に雌ねじ部26aを有するとともに、フランジ部11cに雄ねじ貫通孔11mを設けて、内部ロータ26がフランジ11c側から取付ボルト27により固定されるので、内部ロータ26側から取付ボルト27により固定する場合に比べ、内部ロータ26に形成される孔を小さくすることができ、内部ロータ26の径を小さくし易い。
【0058】
この内部ロータ26には、オイルが通る複数の通路11g、11h等が設けられており、スペース的に制約がある内部ロータ26に取付ボルト27を貫通させるための大きな孔を形成しようとすると、内部ロータ26が大きくなる。特に、取付ボルト27の頭部27bを収容する凹部11dが設けられる場合、雌ねじ部26aに比べて雄ねじ貫通孔11mの一部が著しく大きくなり、内部ロータ26が大型化してバルブタイミング制御装置が大型化することになる。そのため、内部ロータ26に雄ねじ貫通孔11mより径の小さい雌ねじ部26aを設ければ、その分だけ内部ロータ26の小型化を図ることができるのである。
【0059】
また、カムシャフト11にバルブタイミング制御装置が設けられ、このバルブタイミング制御装置の外部ロータ28に排気側のカムシャフト91を駆動させる吸気側ギア部材31を設けたので、外部ロータ28の有効利用を図ることができる。
【0060】
さらに、吸気側ギア部材31と排気側ギア部材41とを噛合させて排気側カムシャフト91に駆動力を伝達するようにしているため、タイミングチェーン等を吸気側と排気側とに跨らせて掛ける場合より、吸気側のカムシャフト11と排気側のカムシャフト91とを接近して配置することができる。しかも、吸気側ギヤ部材31をスプロケット28aより小さくしているため、より、両シャフトを接近させることができる。
【0061】
その結果、カムシャフト11、91に対応して配置される図示しない吸気側のバルブと排気側のバルブ間の距離や角度を小さくして、良好な燃焼室形状を得ることが可能である。
【0062】
さらに、吸気側ギア部材31とフランジ部11cとの間のクリアランスが、内部ロータ26と外部ロータ28との間のクリアランスより小さいので、排気側のカムシャフト91を駆動する吸気側ギア部材31をカムシャフト11に精度よく装着することができる。そのため、同軸度に関してスプロケット28a側よりも吸気側ギア部材31側を精度良く組み付けることができ、吸気側ギア部材31のギア噛合音を低減することができる。
【0063】
また、カムシャフト11の周方向に関して、カムノーズ11pからずれた位相位置に取付ボルト27の取付位置が設定されているので、内部ロータ26を小さくするために取付ボルト27の位置をカムシャフト11の位置に近づけて、カムノーズに干渉するような位置にしたとしても、内部ロータ26の取付け、即ち、バルブタイミング制御装置の取付け作業を容易に行うことができる。
【0064】
なお、上記の実施の形態1では、吸気側ギア部31が外部ロータ28と別体に形成されて、ボルト33により固定されたものについて説明したが、吸気側ギア部31と外部ロータ28とを一体に形成することも可能であり、このようにしても、上記実施の形態1と全く同様の効果を得ることができる。
【0065】
[発明の実施の形態2]
図7には、この発明の実施の形態2を示す。
【0066】
この実施の形態2は、複数の気筒A,Bの外側位置に内部ロータ26及び外部ロータ28(バルブタイミング制御装置)が配置されている。
【0067】
すなわち、カムシャフト11の、図中右側部分が気筒の外側まで延長され、内部ロータ26及び外部ロータ28の外側の右側端部11kがジャーナル部86により回転自在に支持されると共に、この内部ロータ26及び外部ロータ28と気筒A,Bとの間がジャーナル部87により回転自在に支持されている。このジャーナル部87には、スタッドボルト21及びナット22が設けられている。
【0068】
そして、両ジャーナル部86,87に、実施の形態1と同様に、進角側オイル通路48と遅角側オイル通路49とが左右に振り分けられている。
【0069】
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0070】
[発明の実施の形態3]
図8乃至図10には、この発明の実施の形態3を示す。
【0071】
この実施の形態3は、タイミングチェーン35が排気側のカムシャフト91に掛けられている点で実施の形態1と相違している。
【0072】
すなわち、図9に示す排気側では、シリンダヘッド12にカムキャップ13を介して排気側のカムシャフト91が回転自在に支持され、このカムシャフト91に形成されたカム部91aにより、複数の排気バルブ93がスプリング94の付勢力に抗して開かれるようになっている。
【0073】
そして、このカムシャフト91の中央部には、一対の気筒A,Bの間にフランジ部91bが形成され、このフランジ部91bにスプロケット部材92が複数のボルト95により取り付けられている。
【0074】
このスプロケット部材92には、前記タイミングチェーン35が掛けられるスプロケット部92aが形成されると共に、このスプロケット部92aに隣接してギヤ部92bが形成され、このスプロケット部材92の側面部には、シザーズギヤ96が段付きボルト98により取り付けられている。
【0075】
一方、図8に示す吸気側では、外部ロータ28の外周面部に、スプロケット部28aの代わりにギヤ部28dが形成されており、実施の形態1の吸気側ギヤ部材31の代わりにリング状部材97が配設されている。このリング状部材97は、吸気側ギヤ部材31より幅が狭く形成されると共に、進角通路97aが形成されている。
【0076】
そして、この吸気側の外部ロータ28のギヤ部28dと、前記排気側のスプロケット部材92のギヤ部92bとが噛み合っている。
【0077】
かかる構成において、クランクシャフトが駆動されると、タイミングチェーン35を介して排気側のカムシャフト91が回転される。これと同時に、この排気側のカムシャフト91のスプロケット部材92のギヤ部92と、吸気側のカムシャフト11の外部ロータ28のギヤ部28dとが噛み合っているため、そのスプロケット部材92及び外部ロータ28等を介して吸気側のカムシャフト11も回転されることとなる。
【0078】
このようなものにあっては、バルブタイミング制御装置が設けられた吸気側において、油圧室43の容積を確保するため所定の幅を必要とする外部ロータ28の側部に、強度確保のため所定の幅を必要とする吸気側ギヤ部材31を配設する必要がないことから、幅の狭いリング状部材97を配置できると共に、カムシャフト11のフランジ部11cの幅も狭くできることから、この部分の幅Hを狭くすることができる。従って、エンジン全体の車幅方向の幅を狭くコンパクトにすることができる。
【0079】
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるため、重複した説明を省略する。
【0080】
【発明の効果】
以上詳述の通り、請求項1又は2に記載の発明によれば、バルブタイミング制御装置が、中央に所定の貫通孔を有し、この貫通孔をカムシャフトのボス部に嵌合させた状態でフランジ部に固定されるので、バルブタイミング制御装置をカムシャフトの外周囲に固定することが可能であり、また、バルブタイミング制御装置の貫通孔がカムのベース円半径及びカムノーズ高さを加算した値より僅かに大きい直径となっているので、カムシャフトにバルブタイミング制御装置を固定する際、貫通孔をカムが確実に通過でき、カムシャフトにバルブタイミング制御装置を取付けることができると同時に、貫通孔の直径を最小限に抑えることにより、バルブタイミング制御装置の外径を抑えて機能を確保し易く、例えば、油圧室に油圧を供給することにより作動するバルブタイミング制御装置のようなものでは、外径を大きくすることなく油圧の受圧面積を広く確保する等が可能になる。
【0081】
更に、請求項3に記載の発明によれば、内部ロータに雌ねじ部を有するとともに、フランジ部に雄ねじ貫通孔を有し、内部ロータがフランジ側から取付ボルトにより固定されるので、内部ロータ側から固定する場合に比べ、例えば、取付ボルトの頭部を格納する凹部を形成する必要がない等、内部ロータに形成される孔を小さくすることができ、内部ロータの径を小さくし易い。
【0082】
また、請求項4又は5に記載の発明によれば、少なくとも一対設けられた前記カムシャフトの一方にバルブタイミング制御装置が設けられ、このバルブタイミング制御装置の外部ロータに他方のカムシャフトを駆動させるカムシャフト駆動部を設けたので、被駆動部の外径よりカムシャフト駆動部を小さくすることが可能であり、そのため、他方のカムシャフトに装着される従動部もカムシャフト駆動部と同じく小さくすることができ、一対のカムシャフト間の距離を小さくすることができる。その結果、複数のバルブ間の距離や角度を小さくすることが可能となり、良好な燃焼室形状を得易い。
【0083】
更に、請求項6又は7に記載の発明によれば、カムシャフト駆動部とフランジ部との間のクリアランスが、内部ロータと外部ロータとの間のクリアランスより小さいので、同軸度に関して被駆動部側よりもカムシャフト駆動部側を精度良く組み付けることができ、カムシャフト駆動部にギア等の噛合して伝達する要素を用いた場合に噛合い音を低減することができる。
【0084】
また、請求項8に記載の発明によれば、カムシャフトの周方向に関してカムノーズからずれた位相位置に取付ボルトの取付位置が設定されているので、カムノーズよりカムシャフトに近い位置に取付ボルトが配置されていても、バルブタイミング制御装置の取付け作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係るバルブタイミング制御装置のシリンダヘッド側の縦断面図である。
【図2】同実施の形態1に係るバルブタイミング制御装置のシリンダヘッド側の横断面図である。
【図3】同実施の形態1に係るタイミングチェーン等を示す説明図である。
【図4】同実施の形態1に係る内部ロータ及び外部ロータを示す断面図である。
【図5】同実施の形態1に係るジャーナル部へのオイルの供給構造を示す断面図である。
【図6】同実施の形態1に係るスプール等を示す断面図である。
【図7】この発明の実施の形態2に係る図1に相当する断面図である。
【図8】この発明の実施の形態3に係る図1に相当する断面図である。
【図9】同実施の形態3に係る排気側の図8に相当する断面図である。
【図10】同実施の形態3に係る図3に相当する側面図である。
【符号の説明】
11 カムシャフト(吸気側)
11a カム部
11b ボス部
11c フランジ部
11e,11f,11g 進角通路
11h,11i,11j 遅角通路
11m 雄ねじ貫通孔
11n ベース円
11p カムノーズ
12 シリンダヘッド
12b 進角通路
12c 遅角通路
13 カムキャップ
13a オイル通路
15,16 ジャーナル部(隣接するジャーナル部)
14,17 ジャーナル部(隣接するジャーナル部以外のもの)
18 吸気バルブ
21 スタッドボルト
22 ナット
26 内部ロータ
26f 貫通孔
26a 雌ねじ部
26d 遅角通路
27 ボルト
27a 雄ねじ部
27b 頭部
28 外部ロータ
28a スプロケット部(被駆動部)
28d ギヤ部
31 吸気側ギヤ部材(カムシャフト駆動部)
31a 進角通路
32 遮蔽板
35 タイミングチェーン
41 排気側ギヤ部材
43 油圧室
44 進角側油圧室
45 遅角側油圧室
46 ベーン
48 進角側オイル通路
49 遅角側オイル通路
76 切換弁
83 ストッパピン
91 カムシャフト(排気側)
91a カム部
92 スプロケット部材
93 排気バルブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting structure for a valve timing control device that controls the opening and closing timing of a valve provided in an engine.
[0002]
[Prior art]
As this kind of conventional thing, there exists a thing as described in
[0003]
In other words, a camshaft is rotatably supported by a cylinder head of an internal combustion engine, an internal rotor is provided at a tip portion of the camshaft, and the camshaft and the internal rotor are externally rotatably mounted within a predetermined range, A rotation transmission member is provided by a front plate, a cap, a rear plate, a timing sprocket, and the like. And six vanes are assembled | attached to the internal rotor, and the valve opening / closing timing control apparatus is comprised by the lock mechanism etc. which were assembled | attached to the external rotor.
[0004]
As is well known, the timing sprocket is configured such that rotational power is transmitted from the crank sprocket through a resin or rubber timing belt in a predetermined direction.
[0005]
Further, the camshaft has a known cam portion for opening and closing the intake valve, and an advance angle passage and a delay angle passage extending in the axial direction of the camshaft are provided in the camshaft. Are connected to different connection ports. The switching valve can move the spool against the urging force of the spring by energizing the solenoid, and when not energized, the supply port connected to the oil pump driven by the internal combustion engine The communication port communicates with the connection port, and the other connection port communicates with the discharge port. When energized, the supply port communicates with the other connection port and the one connection port communicates with the discharge port by moving the spool, contrary to the above. .
[0006]
When the solenoid is not energized, the retarding passage is supplied with the lubricating oil of the internal combustion engine, which is the working oil, and is sent to the retarding oil chamber partitioned by each vane, and when energized, the operating oil is supplied to the advancement passage. It is sent to the advance oil chamber.
[0007]
As a result, the phase between the crankshaft side and the camshaft side can be changed by rotating the internal rotor and the external rotor relatively by a predetermined angle between the non-energized state and the energized state. Can be controlled.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-11-022426.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional one, the internal rotor and the external rotor are mounted on the end portion of the camshaft. However, for various reasons, when such an inner rotor and an outer rotor are to be mounted around the camshaft, the outer diameter of the device increases, resulting in an increase in the size of the engine.
[0010]
Therefore, the present invention provides a valve timing control device mounting structure capable of ensuring the capability while suppressing the outer diameter of the valve timing control device, that is, the outer diameter of the external rotor, as much as possible even when mounted around the camshaft. It is an issue to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the invention described in
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the valve timing control device includes an internal rotor provided on the camshaft and an externally provided around the internal rotor. And a driven portion to which a driving force from a crankshaft is inputted to the external rotor, the through-hole is formed in the internal rotor, and the internal rotor is attached to the flange portion. It is characterized by that.
[0013]
Here, the driven part to which the driving force from the crankshaft is input includes not only the structure that receives the driving force directly from the crankshaft via a chain or the like, but also that that is received via the idler shaft or the other camshaft. .
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the internal rotor has a female screw portion, the flange portion has a male screw through hole, and the inner rotor is attached to the mounting bolt from the flange side. It is fixed by.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects, the valve timing control device is provided on at least one of the camshafts provided in a pair, and the valve timing control is performed. A camshaft drive section for driving the other camshaft is provided in the external rotor of the apparatus.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, the outer diameter of the camshaft drive section is smaller than the outer diameter of the driven section.
[0017]
According to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth or fifth aspect, the outer rotor is slidably disposed on the inner rotor disposed on an outer peripheral portion of the boss portion, and the The camshaft drive portion formed separately from the external rotor is slidably attached to the flange portion, and a clearance between the camshaft drive portion and the flange portion is defined between the internal rotor and the external rotor. It is characterized by being smaller than the clearance between.
[0018]
According to a seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth or fifth aspect, the outer rotor is slidably disposed on the inner rotor disposed on an outer peripheral portion of the boss portion, and the The camshaft drive unit formed integrally with the external rotor is slidably attached to the flange unit, and a clearance between the camshaft drive unit and the flange unit is defined between the external rotor and the internal rotor. It is characterized by being smaller than the clearance between them.
[0019]
According to an eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to seventh aspects, the camshaft is displaced from the cam nose with respect to a circumferential direction of the camshaft on a bolt mounting side of the flange portion of the camshaft. The mounting position of the mounting bolt is set at the phase position.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0021]
1 to 6 show a first embodiment of the present invention.
[0022]
First, the configuration will be described. The engine mounted on the motorcycle of the first embodiment is a four-cycle, two-cylinder, four-cycle engine. This engine is provided with a valve timing control device and is not shown in the figure relative to the vehicle body. The crankshaft is arranged along the vehicle width direction.
[0023]
Specifically, FIG. 1 is a sectional view showing the upper side (cylinder head intake side) of the engine. In FIG. 1,
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
That is, the
[0027]
A ring-shaped
[0028]
In FIG. 4, a two-dot chain line a indicates a state in which the
[0029]
Further, on the end face of the
[0030]
The
[0031]
Further, on the outside of the
[0032]
On the right side in FIG. 1 of the
[0033]
A shielding
[0034]
The
[0035]
As shown in FIGS. 2 and 3, the intake
[0036]
Hereinafter, a hydraulic mechanism that relatively rotates the
[0037]
First, as shown in FIGS. 3 and 4, the
[0038]
The advance angle
[0039]
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the advance
[0040]
On the other hand, the retard
[0041]
In this way, the
[0042]
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the switching
[0043]
Further, when the
[0044]
On the other hand, the shielding
[0045]
This
[0046]
Further, in the
[0047]
Next, the operation will be described.
[0048]
When the valve timing control device having the above configuration is advanced from the state shown in FIG. 4, the advance
[0049]
Further, when oil is supplied to the advance
[0050]
As a result, the position of the
[0051]
As a result, the relative rotation between the
[0052]
On the other hand, when retarding, the
[0053]
As a result, the position of the
[0054]
As a result, the
[0055]
By advancing or retarding in this way, the
[0056]
In such a configuration, the valve timing control device has a predetermined through
[0057]
Further, the
[0058]
The
[0059]
Further, since the valve timing control device is provided on the
[0060]
Further, since the intake
[0061]
As a result, it is possible to obtain a good combustion chamber shape by reducing the distance and angle between the intake side valve and the exhaust side valve (not shown) arranged corresponding to the
[0062]
Further, since the clearance between the intake
[0063]
Since the mounting position of the mounting
[0064]
In the first embodiment, the intake
[0065]
[Embodiment 2 of the Invention]
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
[0066]
In the second embodiment, an
[0067]
That is, the right side portion of the
[0068]
Further, as in the first embodiment, the advance angle
[0069]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0070]
Embodiment 3 of the Invention
8 to 10 show a third embodiment of the present invention.
[0071]
The third embodiment is different from the first embodiment in that the
[0072]
That is, on the exhaust side shown in FIG. 9, an
[0073]
A
[0074]
The
[0075]
On the other hand, on the intake side shown in FIG. 8, a
[0076]
The
[0077]
In such a configuration, when the crankshaft is driven, the
[0078]
In such a case, on the intake side where the valve timing control device is provided, the side of the
[0079]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, a duplicate description is omitted.
[0080]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the invention described in
[0081]
Further, according to the invention described in claim 3, since the internal rotor has the internal thread portion and the flange portion has the external thread through hole, and the internal rotor is fixed by the mounting bolt from the flange side, the internal rotor side Compared to the case of fixing, for example, it is not necessary to form a recess for storing the head of the mounting bolt, and the hole formed in the internal rotor can be made small, and the diameter of the internal rotor can be easily reduced.
[0082]
According to the invention described in claim 4 or 5, a valve timing control device is provided on at least one of the camshafts provided at least one pair, and the other camshaft is driven by an external rotor of the valve timing control device. Since the camshaft drive section is provided, the camshaft drive section can be made smaller than the outer diameter of the driven section. Therefore, the driven section mounted on the other camshaft is also made the same as the camshaft drive section. And the distance between the pair of camshafts can be reduced. As a result, the distance and angle between the plurality of valves can be reduced, and a good combustion chamber shape can be easily obtained.
[0083]
Furthermore, according to the invention described in claim 6 or 7, since the clearance between the camshaft drive portion and the flange portion is smaller than the clearance between the internal rotor and the external rotor, As a result, the camshaft drive part side can be assembled with higher accuracy, and the engagement sound can be reduced when an element such as a gear that engages and transmits the camshaft drive part is used.
[0084]
According to the invention described in claim 8, since the mounting position of the mounting bolt is set at a phase position shifted from the cam nose in the circumferential direction of the camshaft, the mounting bolt is disposed at a position closer to the camshaft than the cam nose. Even if this is done, the valve timing control device can be easily attached.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view on a cylinder head side of a valve timing control apparatus according to
FIG. 2 is a cross-sectional view on the cylinder head side of the valve timing control device according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a timing chain and the like according to the first embodiment.
4 is a cross-sectional view showing an inner rotor and an outer rotor according to the first embodiment. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structure for supplying oil to a journal portion according to the first embodiment.
6 is a cross-sectional view showing a spool and the like according to the first embodiment. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1 according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1 according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 8 on the exhaust side according to the third embodiment.
FIG. 10 is a side view corresponding to FIG. 3 according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Camshaft (intake side)
11a Cam part
11b Boss
11c Flange
11e, 11f, 11g Advance passage
11h, 11i, 11j retarded passage
11m male screw through hole
11n base yen
11p cam nose
12 Cylinder head
12b Advance passage
12c retarded passage
13 Cam cap
13a Oil passage
15,16 Journal part (adjacent journal part)
14,17 Journal section (other than the adjacent journal section)
18 Intake valve
21 Stud bolt
22 Nut
26 Internal rotor
26f Through hole
26a Female thread
26d retarded passage
27 volts
27a Male thread
27b head
28 External rotor
28a Sprocket part (driven part)
28d gear section
31 Intake gear member (camshaft drive)
31a Advance passage
32 Shield plate
35 Timing chain
41 Exhaust gear member
43 Hydraulic chamber
44 Advance hydraulic chamber
45 Delay side hydraulic chamber
46 Vane
48 Advance oil passage
49 Delay side oil passage
76 Switching valve
83 Stopper pin
91 Camshaft (exhaust side)
91a Cam part
92 Sprocket parts
93 Exhaust valve
Claims (8)
前記バルブタイミング制御装置は、前記カム部のベース円半径及びカムノーズ高さを加算した値より僅かに大きい直径の真円形状の貫通孔を中央に設け、
前記カムシャフトは、前記バルブタイミング制御装置の前記貫通孔を嵌合するボス部と、該ボス部に隣接して径方向に突設されたフランジ部とを有し、
前記ボス部に前記貫通孔が嵌合された状態で、前記フランジ部に前記バルブタイミング制御装置が取付けられたことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。A valve comprising a camshaft provided with a cam portion for opening and closing a valve of an engine, and a valve timing control device arranged around the camshaft to change a phase of a rotation angle between the crankshaft and the camshaft A timing control device mounting structure,
The valve timing control device is provided with a circular through hole having a diameter slightly larger than a value obtained by adding a base circle radius and a cam nose height of the cam portion in the center,
The camshaft has a boss portion that fits the through hole of the valve timing control device, and a flange portion that protrudes in a radial direction adjacent to the boss portion,
An engine valve timing control device mounting structure, wherein the valve timing control device is attached to the flange portion in a state where the through hole is fitted to the boss portion.
前記カムシャフト駆動部と前記フランジ部との間のクリアランスが、前記内部ロータと前記外部ロータとの間のクリアランスより小さいことを特徴とする請求項4又は5に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。The outer rotor is slidably disposed on the inner rotor disposed on the outer peripheral portion of the boss portion, and the camshaft drive portion formed separately from the outer rotor slides on the flange portion. Installed and possible
The engine valve timing control device according to claim 4 or 5, wherein a clearance between the camshaft drive portion and the flange portion is smaller than a clearance between the inner rotor and the outer rotor. Mounting structure.
前記カムシャフト駆動部と前記フランジ部との間のクリアランスが、前記外部ロータと前記内部ロータとの間のクリアランスより小さいことを特徴とする請求項4又は5に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。The outer rotor is slidably disposed on the inner rotor disposed on the outer peripheral portion of the boss portion, and the camshaft drive unit formed integrally with the outer rotor is slidable on the flange portion. Mounted on and
6. The valve timing control device for an engine according to claim 4, wherein a clearance between the camshaft driving portion and the flange portion is smaller than a clearance between the outer rotor and the inner rotor. Mounting structure.
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