JP4223342B2 - Engine having valve timing control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸気又は排気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を有するエンジン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プーリ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、そのタイミングプーリには、周知のように、クランクプーリ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、エンジンは四輪車用エンジンと比較すると、より小型化が求められており、上記のようなバルブタイミング制御装置を備えたエンジンにおいて、より効果的にコンパクトにするための改良が望まれている。
【0010】
そこで、この発明は、バルブタイミング制御装置を備え、より小型化を図ることができるエンジン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、一方のカムシャフトと他方のカムシャフトからなる一対のカムシャフトが設けられ、該一方のカムシャフトに内部ロータが設けられると共に、該内部ロータの周囲に外部ロータが回動可能に設けられ、該内部ロータと外部ロータとの間の油圧室にオイルを供給することにより、前記カムシャフトを中心とする円周方向に前記内部ロータと外部ロータとが相対回転するように構成され、前記油圧室と前記一方のカムシャフトとを接続し、径方向の外側に延びるオイル通路を設けると共に、前記外部ロータに、クランクシャフトからの駆動力が伝達される被駆動部及び前記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、前記被駆動部が、前記外部ロータに対して径方向外側で且つ前記一方のカムシャフトの軸方向の同じ位置にあると共に、前記カムシャフト駆動部が、前記オイル通路に対して径方向外側で且つ前記一方のカムシャフトの軸方向の同じ位置にあるバルブタイミング制御装置を有するエンジンとしたことを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の発明は、一方のカムシャフトと他方のカムシャフトからなる一対のカムシャフトが設けられ、該一方のカムシャフトに内部ロータが設けられると共に、該内部ロータの周囲に外部ロータが回動可能に設けられ、該内部ロータと外部ロータとの間の油圧室にオイルを供給することにより、前記カムシャフトを中心とする円周方向に前記内部ロータと外部ロータとが相対回転するように構成され、前記他方のカムシャフトに、クランクシャフトからの駆動力が伝達される被駆動部と、該被駆動部に隣接して前記一方のカムシャフトの前記外部ロータに駆動力を出力するカムシャフト駆動部とを有し、前記一方のカムシャフトに、前記他方のカムシャフトからの駆動力が伝達される被駆動部を有し、該被駆動部が、前記外部ロータに対して径方向外側で且つ前記一方のカムシャフトの軸方向の同じ位置にあるバルブタイミング制御装置を有するエンジンとしたことを特徴とする。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加え、前記カムシャフト駆動部の外径を、前記被駆動部の外径より小さくしたことを特徴とする。
【0014】
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、エンジンが多気筒で、該気筒の間に前記内部ロータ及び外部ロータが配置されたことを特徴とするバルブタイミング制御装置を有するエンジン。
【0015】
請求項5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、エンジンが多気筒で、該気筒の外側に前記内部ロータ及び外部ロータが配置されたことを特徴とする。
【0016】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の構成に加え、前記被駆動部が前記カムシャフト駆動部より前記気筒寄りに配置されたことを特徴とする。
【0017】
請求項7に記載の発明は、請求項5に記載の構成に加え、前記カムシャフト駆動部が前記被駆動部より前記気筒寄りに配置されたことを特徴とする。
【0018】
【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。
【0019】
[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。
【0020】
まず構成を説明すると、この実施の形態1の鞍乗り型車両である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。
【0021】
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「一方のカムシャフト」としての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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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中右側に所定の径のフランジ部11cが形成されている。
【0025】
そして、このカムシャフト11のボス部11bの外側に、バルブタミング制御装置のリング状の内部ロータ26が嵌合されると共に、この内部ロータ26がカムシャフト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に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の凹部11d内に収容されるようになっている。
【0026】
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がカムシャフト11軸を中心に相対回転可能に嵌合され、この外部ロータ28の図1中右側には吸気側ギヤ部材31が、又、左側には遮蔽板32がボルト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。
【0027】
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、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、他方の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。これにより、クランクシャフトからの駆動力がスプロケット部28aに伝達されるようになっている。
【0028】
そして、その吸気側ギヤ部材31は、図3及び図4に示すように、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、「他方のカムシャフト」である排気側のカムシャフト91が同期して回転駆動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ヤ部材41及びシザーズギヤ42が取り付けられている。この排気側ギヤ部材41とシザーズギヤ42とは、段付きボルト40により取り付けられている。また、その排気側ギヤ部材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。さらに、その吸気側ギヤ部材31の外径は、前記スプロケット部28aの外径より小さく形成されている。
【0029】
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。
【0030】
まず、外部ロータ28には、図3及び図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。
【0031】
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。
【0032】
その進角側オイル通路48は、図1乃至図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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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ている。このスプール80は、円柱形状の柱状体80aと、この柱状体80aの先端部に設けられてケース82内を摺動する前側プレート80bと、後端部側に設けられてケース82内を摺動する後側プレート80cとを有している。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
次に、作用について説明する。
【0042】
エンジンが駆動されると、クランクスプロケット34及びタイミングチェーン35を介して、外部ロータ28のスプロケット部28aが所定の速度で回転させられ、この駆動がバルブタイミング制御装置を介して内部ロータ26、吸気側のカムシャフト11に伝達される。これにより、カムシャフト11のカム部11aが吸気側バルブ18が所定のタイミングで開閉させられる。
【0043】
また、これと同時に、外部ロータ28と一体に回転する吸気側ギヤ部材31により、排気側ギヤ部材41が回転され、この排気側ギヤ部材41を介して排気側のカムシャフト91が所定の速度で回転され、図示省略の排気バルブが所定のタイミングで開閉させられることとなる。る
そして、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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
このようなものにおいては、進角側オイル通路48のカムシャフト11に設けられた進角通路11fと、遅角側オイル通路49のカムシャフト11に設けられた遅角通路11iとは、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設けられたため、従来と異なり二本の通路を隣接して平行に形成する必要がないことから、成形を簡単にできる。また、自動二輪車用のエンジンでは、スペース的な制約から、そのジャーナル部15,16にスタッドボルト21及びナット22が位置している場合があるが、この発明では、進角通路11fと遅角通路11iとを左右に振り分けるため、一つのジャーナル部15又は16に一方の通路のみを形成すればよいことから、強度等を確保することができると共に、成形もし易い。
【0052】
また、ここでは、進角通路11fと遅角通路11iとが分けて設けられることにより、諸事情により、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異なる場合があり、かかる場合には、短い方の通路を進角通路11fとすることにより、進角させる場合の応答性を良好にできる。
【0053】
さらに、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を設けることにより、バルブタイミング制御装置の不使用時には、内部ロータ26と外部ロータ28とをロックしておくことができ、油圧が上昇するまでの間は両者が相対回転することが防がれ、クランクシャフトとカムシャフト11との回転角の位相が不用意にずれるようなことがない。しかも、バルブタイミング制御装置の使用時には、経路の短い方の進角通路11f側から油圧で作動することにより、ロック解除を早めて装置の作動を早めることができる。
【0054】
さらにまた、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ため、バルブタイミング制御装置の作動の影響を受けず、隣接するジャーナル部15,16以外のジャーナル部14,17内のオイルが抜けるような心配がなく潤滑状態を維持できる。
【0055】
しかも、ドレン開口12dがジャーナル部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ため、進角側オイル通路48又は遅角側オイル通路49の一方が、排出側に設定されている場合でも、ジャーナル部15又は16においてオイルが完全に抜けてしまうことなく、潤滑状態を維持できる。
【0056】
また、外部ロータ28に、クランクシャフトからの駆動力が伝達されるスプロケット部28aと、排気側のカムシャフト91を駆動させる排気側ギヤ部材41とを設けたため、外部ロータ28を利用して排気側ギヤ部材41を設けることができると共に、一対のカムシャフト11,91を極力接近させて配設することができ、より良好な燃焼室形状を得ることができる。
【0057】
すなわち、タイミングチェーン35を吸気側の外部ロータ28のスプロケット部28aに掛け、吸気側ギヤ部材31から排気側ギヤ部材41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35を吸気側と排気側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とを接近して配置できる。その結果、吸気バルブ18の軸方向と図示省略の排気バルブの軸方向とを接近させて平行に近づけることができ、燃焼室の頂面を平面に近づけること等ができ、より良好な燃焼室形状を得ることができる。ちなみに、タイミングチェーン35を吸気側と排気側に跨らせて掛ける場合には、吸気側と排気側とのそれぞれにスプロケットを配設する必要があり、これらスプロケットが互いに干渉しないようにある程度、離間させる必要があるため、吸気側のカムシャフト11と排気側のカムシャフト91とを上記と異なり接近して配置することができない。
【0058】
さらに、吸気側ギヤ部31の外径を、スプロケット部28aの外径より小さくしたため、一対のカムシャフト11,91をより接近させることができる。
【0059】
さらにまた、複数の気筒A,Bの間の位置に内部ロータ26及び外部ロータ28(バルブタイミング制御装置)を配置したため、端部側に配置するものと比較すると、外観品質等を向上させることができる。例えば、カムシャフト11の端部側に配置すると、車幅方向の端部側にバルブタイミング制御装置が突出することとなり、エンジンの車体両側に露出する部分の形状が異なり、バランスが悪くなり、外観品質に影響を与えることとなる。これに対して、複数の気筒A,Bの間の位置に内部ロータ26及び外部ロータ28(バルブタイミング制御装置)を配置すると、側部に突出することがなく、バランスがよく、外観品質を確保することができる。
【0060】
[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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
また、この実施の形態2では、被駆動部であるスプロケット部28aが、カムシャフト駆動部である吸気側ギヤ部材31より、気筒B寄りに配置されている。従って、その分、クランクシャフトを短くでき、自動二輪車のバンク角を大きくとることができる。
【0065】
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。
【0066】
なお、上記とは反対に、カムシャフト駆動部である吸気側ギヤ部材31を、被駆動部であるスプロケット部28aより、気筒B寄りに配置することもできる。これによれば、排気側のカムシャフト91を短くできることから、エンジンヘッド周りの周辺部品との隙間を大きくすることができる。
【0067】
[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。
【0068】
この実施の形態3は、タイミングチェーン35が「他方のカムシャフト」である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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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が掛けられて駆動力が伝達される「被駆動部」としてのスプロケット部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「一方のカムシャフト」である吸気側のカムシャフト11の外部ロータ28に駆動力を出力する「カムシャフト駆動部」としてのギヤ部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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
[発明の実施の形態4]
図11及び図12には、この発明の実施の形態4を示す。
【0078】
この実施の形態4は、ドレン孔12eの形状が実施の形態1と相違している。
【0079】
すなわち、ドレン孔12eは、図12に示すように左右に一対形成され、これらドレン孔12eのドレン開口12fからシリンダヘッド12内にオイルが排出され、このドレン開口12fの位置が、カムシャフト11の下端より高い位置に設定されている。
【0080】
このようなものにおいても、ドレン開口12fがカムシャフト11の下端より高い位置に設定されているため、ジャーナル部15,16の一方が、排出側に設定されてる場合でも、このジャーナル部15,16の潤滑状態を確保することができる。
【0081】
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。
【0082】
なお、この実施の形態では、吸気側にバルブタイミング制御装置を設けているが、排気側に設けてもよいことは勿論である。
【0083】
また、ドレン開口12dの位置を、カムシャフト11の下端より高い位置に設定して、カムシャフト11のジャーナル部15,16における潤滑状態を確保するようにしているが、これに限らず、オイル通路のドレン開口12d側の途中部分を、カムシャフト11の下端より高い位置に設定することもできる。さらに、オイル排出側のジャーナル部15又は16に、オイル供給側より低い圧力でオイルを供給することにより、潤滑状態を確保するようにすることもできる。
【0084】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項1に記載された発明によれば、油圧室と一方のカムシャフトとを接続し、径方向の外側に延びるオイル通路を設けると共に、外部ロータに、クランクシャフトからの駆動力が伝達される被駆動部及び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、被駆動部が、外部ロータに対して径方向外側で且つ一方のカムシャフトの軸方向の同じ位置にあると共に、カムシャフト駆動部が、オイル通路に対して径方向外側で且つ一方のカムシャフトの軸方向の同じ位置にあるようにしたため、外部ロータを利用してカムシャフト駆動部を設けることができると共に、一対のカムシャフトを極力接近させて配設することができ、より良好な燃焼室形状を得ることができ、エンジンの小型化を図ることができる。
【0085】
請求項2に記載された発明によれば、一対のカムシャフトの一方に内部ロータが設けられると共に、内部ロータの周囲に外部ロータが回動可能に設けられ、他方のカムシャフトに、クランクシャフトからの駆動力が伝達される被駆動部と、この被駆動部に隣接して一方のカムシャフトの外部ロータに駆動力を出力するカムシャフト駆動部とを有し、一方のカムシャフトに、他方のカムシャフトからの駆動力が伝達される被駆動部を有し、この被駆動部が、外部ロータに対して径方向外側で且つ一方のカムシャフトの軸方向の同じ位置にあるようにしたため、上記効果に加え、エンジンのカムシャフト方向の幅を狭くできる。
【0086】
請求項3に記載された発明によれば、カムシャフト駆動部の外径を、被駆動部の外径より小さくしたため、一対のカムシャフトをより接近させることができる。
【0087】
請求項4に記載された発明によれば、複数の気筒の間に内部ロータ及び外部ロータを配置したため、端部側に配置するものと比較すると、外観品質等を向上させることができる。
【0088】
請求項6に記載された発明によれば、被駆動部がカムシャフト駆動部より気筒寄りに配置されたため、その分、クランクシャフトを短くでき、例えば自動二輪車であればバンク角を大きくとることができる。
【0089】
請求項7に記載された発明によれば、被駆動部を有するカムシャフトにおいて、カムシャフト駆動部が被駆動部より気筒寄りに配置されているため、カムシャフト駆動部を介して駆動される側のカムシャフトを短くできることから、エンジンヘッド周りの周辺部品との隙間を大きくすることができる。
【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。
【図11】この発明の実施の形態4に係るスプール等を示す断面図である。
【図12】同実施の形態4に係るスプール等を示す断面図である。
【符号の説明】
11 カムシャフト(一方のカムシャフト)
11a カム部
11c フランジ部
11e,11f,11g 進角通路
11h,11i,11j 遅角通路
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
14,17 ジャーナル部
18 吸気バルブ
21 スタッドボルト
22 ナット
26 内部ロータ
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(他方のカムシャフト)
91a カム部
92 スプロケット部材
92a スプロケット部(被駆動部)
92b ギヤ部(カムシャフト駆動部)
93 排気バルブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine having a valve timing control device that controls opening and closing timings of intake or exhaust valves.
[0002]
[Prior art]
As this kind of conventional thing, there exists a thing as described in patent document 1, for example. This patent document 1 discloses the following structure.
[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 pulley, 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 pulley is configured such that rotational power is transmitted in a predetermined direction from the crank pulley via a resin or rubber timing belt.
[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, the engine is required to be smaller than the engine for a four-wheeled vehicle, and an improvement to make the engine more effective and compact is desired in the engine equipped with the valve timing control device as described above. Yes.
[0010]
Therefore, an object of the present invention is to provide an engine that includes a valve timing control device and can be further downsized.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the invention according to claim 1 is provided with a pair of camshafts including one camshaft and the other camshaft, the one camshaft being provided with an internal rotor, An outer rotor is rotatably provided around the rotor, and by supplying oil to a hydraulic chamber between the inner rotor and the outer rotor, the inner rotor and the outer are arranged in a circumferential direction around the camshaft. Configured to rotate relative to the rotor, Connecting the hydraulic chamber and the one camshaft, and providing an oil passage extending outward in the radial direction; A driven part in which driving force from a crankshaft is transmitted to the external rotor as well as Camshaft drive unit for driving the other camshaft The And the driven part is radially outward with respect to the external rotor and at the same position in the axial direction of the one camshaft. In addition, the camshaft drive section is radially outside the oil passage and at the same position in the axial direction of the one camshaft. The engine is characterized by having a valve timing control device.
[0012]
The invention described in claim 2 Consists of one camshaft and the other camshaft A pair of camshafts is provided, an internal rotor is provided on the one camshaft, and an external rotor is rotatably provided around the internal rotor, and is provided in a hydraulic chamber between the internal rotor and the external rotor. By supplying oil, the inner rotor and the outer rotor are configured to rotate relative to each other in the circumferential direction around the camshaft, and the driving force from the crankshaft is transmitted to the other camshaft. And a camshaft drive unit that outputs a drive force to the external rotor of the one camshaft adjacent to the driven unit. The one camshaft has a driven portion to which the driving force from the other camshaft is transmitted, and the driven portion is radially outward with respect to the external rotor and the one cam In the same axial position of the shaft The engine is characterized by having a valve timing control device.
[0013]
The invention described in claim 3 is characterized in that, in addition to the configuration described in claim 1 or 2, the outer diameter of the camshaft drive section is made smaller than the outer diameter of the driven section.
[0014]
The invention according to claim 4 is characterized in that, in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 3, the engine is a multi-cylinder, and the internal rotor and the external rotor are arranged between the cylinders. An engine having a valve timing control device.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects, the engine is a multi-cylinder engine, and the internal rotor and the external rotor are disposed outside the cylinder. And
[0016]
According to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, the driven portion is arranged closer to the cylinder than the camshaft driving portion.
[0017]
According to a seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, the camshaft drive unit is disposed closer to the cylinder than the driven unit.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0019]
Embodiment 1 of the Invention
1 to 6 show a first embodiment of the present invention.
[0020]
First, the configuration will be described. The engine mounted on the motorcycle which is the saddle-ride type vehicle of the first embodiment is a four-cycle, two-cylinder, four-cycle engine, and this engine is provided with a valve timing control device. On the other hand, a crankshaft (not shown) is arranged along the vehicle width direction.
[0021]
Specifically, FIG. 1 is a cross-sectional view showing the upper side (cylinder head intake side) of the engine. In FIG. 1,
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
That is, the
[0025]
A ring-shaped
[0026]
Further, a substantially ring-shaped
[0027]
The
[0028]
As shown in FIGS. 3 and 4, the intake
[0029]
Hereinafter, a hydraulic mechanism that relatively rotates the
[0030]
First, as shown in FIGS. 3 and 4, the
[0031]
The advance angle
[0032]
As shown in FIGS. 1 to 4, the advance
[0033]
On the other hand, the retard
[0034]
In this way, the
[0035]
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the switching
[0036]
When the
[0037]
Further, when the
[0038]
On the other hand, the shielding
[0039]
This
[0040]
Further, in the
[0041]
Next, the operation will be described.
[0042]
When the engine is driven, the
[0043]
At the same time, the exhaust-
When the valve timing control device having the above configuration is advanced from the state shown in FIG. 4, the advance side oil passage is moved by moving the
[0044]
Further, when oil is supplied to the advance
[0045]
As a result, the position of the
[0046]
As a result, the relative rotation between the
[0047]
On the other hand, when retarding, the
[0048]
As a result, the position of the
[0049]
As a result, the
[0050]
By advancing or retarding in this way, the
[0051]
In such a configuration, the
[0052]
Further, here, the
[0053]
Further, by providing a
[0054]
Furthermore, an
[0055]
Moreover, since the
[0056]
Further, since the
[0057]
That is, since the
[0058]
Furthermore, since the outer diameter of the intake
[0059]
Furthermore, since the
[0060]
[Embodiment 2 of the Invention]
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
[0061]
In the second embodiment, an
[0062]
That is, the right side portion of the
[0063]
Further, as in the first embodiment, the advance angle
[0064]
Further, in the second embodiment, the
[0065]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0066]
Contrary to the above, the intake-
[0067]
Embodiment 3 of the Invention
8 to 10 show a third embodiment of the present invention.
[0068]
The third embodiment is different from the first embodiment in that the
[0069]
That is, on the exhaust side shown in FIG. 9, an
[0070]
A
[0071]
The
[0072]
On the other hand, on the intake side shown in FIG. 8, a
[0073]
The
[0074]
In such a configuration, when the crankshaft is driven, the
[0075]
In such a case, on the intake side where the valve timing control device is provided, the side of the
[0076]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, a duplicate description is omitted.
[0077]
[Embodiment 4 of the Invention]
11 and 12 show a fourth embodiment of the present invention.
[0078]
In the fourth embodiment, the shape of the
[0079]
That is, as shown in FIG. 12, a pair of
[0080]
Even in such a case, since the
[0081]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, a duplicate description is omitted.
[0082]
In this embodiment, the valve timing control device is provided on the intake side, but it is needless to say that the valve timing control device may be provided on the exhaust side.
[0083]
Further, the position of the
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1, The hydraulic chamber and one camshaft are connected to provide an oil passage extending outward in the radial direction, Driven part where the driving force from the crankshaft is transmitted to the external rotor as well as Camshaft drive for driving the other camshaft The Provided, and the driven part is radially outward with respect to the external rotor and at the same position in the axial direction of one camshaft. At the same time, the camshaft drive section is radially outside the oil passage and at the same position in the axial direction of one camshaft. As a result, the camshaft drive unit can be provided using an external rotor, and a pair of camshafts can be arranged as close as possible, and a better combustion chamber shape can be obtained. Can be miniaturized.
[0085]
According to the invention described in claim 2, the internal rotor is provided on one of the pair of camshafts, the external rotor is rotatably provided around the internal rotor, and the other camshaft is connected to the crankshaft. A driven part to which the driving force is transmitted and a camshaft driving part that outputs the driving force to the external rotor of one camshaft adjacent to the driven part. The one camshaft has a driven portion to which the driving force from the other camshaft is transmitted. The driven portion is radially outward with respect to the external rotor and the axial direction of the one camshaft. In the same position Therefore, in addition to the above effects, the width of the engine in the camshaft direction can be reduced.
[0086]
According to the third aspect of the present invention, since the outer diameter of the camshaft drive portion is smaller than the outer diameter of the driven portion, the pair of camshafts can be brought closer to each other.
[0087]
According to the invention described in claim 4, since the internal rotor and the external rotor are disposed between the plurality of cylinders, the appearance quality and the like can be improved as compared with those disposed on the end side.
[0088]
According to the sixth aspect of the present invention, since the driven portion is disposed closer to the cylinder than the camshaft driving portion, the crankshaft can be shortened accordingly. For example, in the case of a motorcycle, the bank angle can be increased. it can.
[0089]
According to the seventh aspect of the present invention, in the camshaft having the driven portion, the camshaft driving portion is disposed closer to the cylinder than the driven portion, so that the camshaft driving portion is driven through the camshaft driving portion. Since the camshaft can be shortened, the gap between the peripheral parts around the engine head can be increased.
[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 Embodiment 1 of the present invention.
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.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a spool and the like according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a spool and the like according to the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Camshaft (one camshaft)
11a Cam part
11c Flange
11e, 11f, 11g Advance passage
11h, 11i, 11j retarded passage
12 Cylinder head
12b Advance passage
12c retarded passage
13 Cam cap
13a Oil passage
15,16 Journal Department
14,17 Journal Department
18 Intake valve
21 Stud bolt
22 Nut
26 Internal rotor
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 (the other camshaft)
91a Cam part
92 Sprocket parts
92a Sprocket part (driven part)
92b Gear (camshaft drive)
93 Exhaust valve
Claims (7)
前記油圧室と前記一方のカムシャフトとを接続し、径方向の外側に延びるオイル通路を設けると共に、前記外部ロータに、クランクシャフトからの駆動力が伝達される被駆動部及び前記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、前記被駆動部が、前記外部ロータに対して径方向外側で且つ前記一方のカムシャフトの軸方向の同じ位置にあると共に、前記カムシャフト駆動部が、前記オイル通路に対して径方向外側で且つ前記一方のカムシャフトの軸方向の同じ位置にあることを特徴とするバルブタイミング制御装置を有するエンジン。A pair of camshafts comprising one camshaft and the other camshaft are provided, an internal rotor is provided on the one camshaft, and an external rotor is rotatably provided around the internal rotor. By supplying oil to the hydraulic chamber between the rotor and the outer rotor, the inner rotor and the outer rotor are configured to rotate relative to each other in a circumferential direction around the camshaft.
The hydraulic chamber and the one camshaft are connected to each other, an oil passage extending radially outward is provided, and a driven portion to which a driving force from a crankshaft is transmitted to the external rotor and the other camshaft A camshaft drive section for driving the camshaft drive section, wherein the driven section is radially outside the outer rotor and at the same position in the axial direction of the one camshaft, and the camshaft drive section is An engine having a valve timing control device, wherein the engine is located radially outside the oil passage and at the same position in the axial direction of the one camshaft .
前記他方のカムシャフトに、クランクシャフトからの駆動力が伝達される被駆動部と、該被駆動部に隣接して前記一方のカムシャフトの前記外部ロータに駆動力を出力するカムシャフト駆動部とを有し、
前記一方のカムシャフトに、前記他方のカムシャフトからの駆動力が伝達される被駆動部を有し、該被駆動部が、前記外部ロータに対して径方向外側で且つ前記一方のカムシャフトの軸方向の同じ位置にあることを特徴とするバルブタイミング制御装置を有するエンジン。 A pair of camshafts comprising one camshaft and the other camshaft are provided, an internal rotor is provided on the one camshaft, and an external rotor is rotatably provided around the internal rotor. By supplying oil to the hydraulic chamber between the rotor and the outer rotor, the inner rotor and the outer rotor are configured to rotate relative to each other in a circumferential direction around the camshaft.
A driven portion to which the driving force from the crankshaft is transmitted to the other camshaft; and a camshaft driving portion that outputs the driving force to the external rotor of the one camshaft adjacent to the driven portion. I have a,
The one camshaft has a driven portion to which a driving force from the other camshaft is transmitted, and the driven portion is radially outward with respect to the external rotor and the one camshaft An engine having a valve timing control device characterized by being at the same position in the axial direction .
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