JP6252388B2

JP6252388B2 - エンジンの動弁装置

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Publication number: JP6252388B2
Application number: JP2014143325A
Authority: JP
Inventors: 大祐吉元; 周一横田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: DE102015008925B4; JP2016017516A; US20160010517A1; DE102015008925A1; US9719381B2

Description

本発明は、エンジンの動弁装置に関し、特に、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転方向の位相を変化させるカムシャフト位相可変装置を有するエンジンの動弁装置に関する。

一般に、エンジンには、吸、排気バルブを、クランクシャフトの回転と同期したタイミング（即ち、クランクシャフトと回転方向の位相が同一のタイミング）で開閉させる動弁装置が設置されている。しかしながら、このような動弁装置を備えたエンジンでは、吸気バルブ及び排気バルブの最適な開閉タイミングが、例えばエンジン回転数やエンジン負荷等のエンジンの運転状態などによって変化することが知られている。そこで、近年、エンジンの運転状態などに応じて吸気バルブ、排気バルブの開閉タイミングを変化させるため、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転方向の位相を変化させるカムシャフト位相可変装置を備えた動弁装置を有するエンジンが提案されている。

従来のこの種のエンジンの動弁装置は、特許文献１又は特許文献２に開示されているように、カムシャフトに対して回転方向に相対変位可能で軸方向に相対変位不能な従動部材と、カムシャフトに一体に回転可能に設けられて従動部材に対して回転方向及び軸方向に相対変位可能なガイド部材と、従動部材とガイド部材との間に配設される遠心ウェイトと、従動部材とガイド部材とを互いに接近する方向に付勢する付勢部材と、がカムシャフトにそれぞれ組み付けられて構成されている。そして、エンジンの回転に伴う遠心力の作用で遠心ウェイトが付勢部材の付勢力に抗して径方向外方へ移動することで、ガイド部材が従動部材に対して回転方向及び軸方向に相対変位し、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させ、バルブの開閉タイミングを変更させるようにしている。

特開２０１０−３１８５５号公報特開２０１３−７２９３号公報

ところで、上記したカムシャフト位相可変装置は、カムが回転する時に遠心ウェイトに作用する遠心力や従動部材及びガイド部材と遠心ウェイトとの間に発生する摩擦力にバラツキがあるとうまく作動しない。そのため、バルブ開閉タイミングを切り替えるエンジンの回転数を所定の範囲に維持するためには、各構成部品の加工精度を高めると共に、組み付けた後に遠心ウェイトや付勢部材等を調整して該回転数の確認及び調整作業を行う必要がある。

しかしながら、上記した従来のエンジンの動弁装置では、カムシャフト位相可変装置の各構成部品をそれぞれ単体でカムシャフトに組み付け、その組み付けた状態で回転数の確認及び調整を行う必要がある。そのため、カムシャフトに対する各構成部品の組み付け及び分解作業を何度も繰り返し行ったり、或いは、構成部品の交換作業を部品単体で行ったりする必要があり、そのような作業に手間を要する。

また、構成部品の交換作業を部品単体で行うと、互いに接触する部品間の摩擦力等が変わることで、切り替え回転数、耐久性、再現性等の性能にばらつきが生じ、性能保証をし難くなるという問題もある。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、切り替え回転数の確認及び調整や構成部品の交換作業、及び性能保証を容易に行うことのできるエンジンの動弁装置を提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、エンジンのバルブを開閉させるカムシャフトのクランクシャフトに対する回転方向の位相を変化させるカムシャフト位相可変装置を有するエンジンの動弁装置であって、該カムシャフト位相可変装置の構成部品を保持した状態で前記カムシャフトに着脱可能に設けられるホルダーを備えていることを特徴とする。

また、本発明に係るエンジンの動弁装置において、前記カムシャフト位相可変装置の構成部品は、前記カムシャフトに対して回転方向に相対変位可能で軸方向に相対変位不能な従動部材と、前記カムシャフトと一体に回転可能に設けられ、前記従動部材に対して回転方向及び軸方向に相対変位可能なガイド部材と、前記従動部材と前記ガイド部材との間に配設される遠心ウェイトと、前記従動部材と前記ガイド部材とを互いに接近する方向に付勢する付勢部材と、を備えていてもよい。

このようにホルダーを備えることにより、カムシャフト位相可変装置の各構成部品をホルダーに保持させた後、そのホルダーをカムシャフトに組み付けることができる。そのため、カムシャフト位相可変装置の各構成部品を保持したホルダーをカムシャフトに組み付ける前の段階で、各構成部品の動作の確認や調整作業を行うことができるため、掛かる作業を容易且つ確実に行うことができる。また、この段階で構成部品単体に不具合が見つかった場合、該部品単体の交換作業を容易且つ迅速に行うことができ、互いに接触する部品間の摩擦力が変わることなどの理由で切り替え回転数、耐久性、再現性等の性能にばらつきが生じるのを防止することができるため、性能保証をし易くなる。

また、本発明に係るエンジンの動弁装置において、前記ホルダーにはスプラインキーが設けられ、前記ガイド部材は該スプラインキーに沿って軸方向に移動可能なように該ホルダーに保持されていてもよい。

このようにガイド部材が軸方向に移動可能なスプラインキーをカムシャフトと別体のホルダーに形成することにより、スプラインキーにカムシャフトと異なる耐摩耗性の高い材料を使用することができるため、耐久性の向上を図ることができる。

また、本発明に係るエンジンの動弁装置において、前記ホルダーは、前記カムシャフトの軸端に回転不能に取り付けられていてもよい。

この構成を備えることにより、動弁装置やカムシャフト位相可変装置に所定の性能を確実に発揮させることができる。

また、本発明に係るエンジンの動弁装置において、前記カムシャフト内にはオイル通路が設けられ、前記ホルダーには前記カムシャフト位相可変装置の構成部品に対するオイル供給路が該オイル通路に連通するように形成されていてもよい。

また、本発明に係るエンジンの動弁装置において、前記オイル供給路は、前記オイル通路より通路断面積が小さく、前記ホルダーに設けられたスプラインキーにオイルを供給可能な位置に形成されていてもよい。

このようにカムシャフト内のオイル通路に連通するようにホルダーにオイル供給路を形成することにより、カムシャフトに供給されたエンジンオイルをカムシャフト位相可変装置の所要箇所へ安定して供給し、カムシャフト位相可変装置を潤滑することができるため、カムシャフト位相可変装置を安定性良く作動させると共に、カムシャフト位相可変装置の構成部品の耐摩耗性の向上を図ることができる。

本発明によれば、バルブ開閉タイミングを切り替えるエンジンの回転数の確認及び調整や構成部品の交換作業、及び性能保証を容易に行うことができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る動弁装置を備えたエンジンを示す断面図である。本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁装置におけるカムシャフト位相可変装置を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁装置におけるカムシャフト位相可変装置を示す分解斜視図である。本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁装置におけるカムシャフト位相可変装置のホルダーを示す斜視図である。本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁装置におけるカムシャフト位相可変装置を示す側面図である。図５のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁装置におけるカムシャフト位相可変装置を示す正面図である。図７のＢ−Ｂ断面図である。図７のＣ−Ｃ断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るエンジンの動弁装置について説明する。

まず、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る動弁装置を備えたエンジンについて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る動弁装置を備えたエンジンを示す断面図である。

エンジン１０は例えば４サイクル並列四気筒エンジンであり、主に、ヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、及びエンジンケース１４により構成されている。このエンジンケース１４は、上下方向に三分割されており、シリンダブロック１３が一体に形成されたアッパーエンジンケース１４ａと、センターエンジンケース１４ｂと、ロアーエンジンケース１４ｃと、を有して構成されている。

シリンダブロック１３は直立よりやや前傾して配置され、アッパーエンジンケース１４ａとセンターエンジンケース１４ｂとの合わせ面内側に軸受部１５がそれぞれ上下に分割して形成されている。これらの軸受部１５には、エンジン１０の幅方向に延びるクランクシャフト１６が回転自在に支持されている。

クランクシャフト１６には、コンロッド１７の大端部１７ａが連結され、コンロッド１７の小端部１７ｂにはピストン１８が連結されている。ピストン１８は、シリンダブロック１３内において略上下方向に摺動自在に収納されている。シリンダヘッド１２とピストン１８との間の空間には燃焼室１９が形成され、その中央部には外方から点火プラグ２０がねじ結合されている。

ピストン１８の往復ストロークはクランクシャフト１６により回転運動に変換され、センターエンジンケース１４ｂとロアーエンジンケース１４ｃとによって形成される空間内の図示しないクラッチ機構及びミッション機構からドライブチェーンを介して駆動輪である後輪に伝達される。

エンジン１０は、シリンダヘッド１２の内部に配設された吸気バルブ２１、排気バルブ２２を開閉駆動する動弁装置２３を備えている。この動弁装置２３は、本実施の形態ではＤＯＨＣ（ＤｏｕｂｌｅＯｖｅｒＨｅａｄＣａｍｓｈａｆｔ）型式である。

動弁装置２３は、カムドライブスプロケット２４が一体に回転可能に設けられる前記クランクシャフト１６と、シリンダヘッド１２及びヘッドカバー１１間に配設される吸気側カムシャフト２５及び排気側カムシャフト２６と、吸気側カムシャフト２５と排気側カムシャフト２６の少なくともいずれか一方の軸端に設けられるカムシャフト位相可変装置４０と、カムドライブスプロケット２４とカムシャフト位相可変装置４０とに巻き回されるカムチェーン２７と、を備えて構成されている。

吸気側カムシャフト２５及び排気側カムシャフト２６は、車両幅方向に延びると共に、それぞれが車両前後方向に離間して平行に配置されている。吸気側カムシャフト２５には吸気カム２８が一体に形成され、排気側カムシャフト２６には排気カム２９が一体に形成されている。吸気側カムシャフト２５及び排気側カムシャフト２６は、シリンダヘッド１２の軸受部３０と、この軸受部３０に取り付けられたカムハウジング３１により回転自在に軸支されている。

次に、図２〜図９を参照しつつ、本発明の実施の形態におけるカムシャフト位相可変装置４０について詳細に説明する。なお、以下の説明では、吸気側カムシャフト２５にカムシャフト位相可変装置４０を設置した場合について例示して説明する。ここで、図２はカムシャフト位相可変装置４０を示す斜視図、図３はカムシャフト位相可変装置４０を示す分解斜視図、図４はカムシャフト位相可変装置４０のホルダーを示す斜視図、図５はカムシャフト位相可変装置４０を示す側面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７はカムシャフト位相可変装置４０を示す正面図、図８は図７のＢ−Ｂ断面図、図９は図７のＣ−Ｃ断面図である。

このカムシャフト位相可変装置４０は、吸気側カムシャフト２５の軸端２５ａに対してボルト４１を介して着脱可能に構成されるホルダー４２と、このホルダー４２にそれぞれ保持される、従動部材４３、従動部材４３に対向して設けられるガイド部材４４、従動部材４３とガイド部材４４との間に介装される遠心ウェイト４５、従動部材４３とガイド部材４４とを互いに接近する方向に付勢する付勢部材４６、及びサークリップ４７と、を備えて構成されている。

図８及び図９に示されているように、吸気側カムシャフト２５の内部には軸方向に円柱形状の空洞部３２が形成され、この空洞部３２の軸端部にはボルト４１が螺挿可能なネジ穴３３が形成され、空洞部３２のネジ穴３３以外の部分は主オイル通路３４として使用されている。

吸気側カムシャフト２５の軸端２５ａには、ネジ穴３３を挟んで対称な位置に２本の円柱形状の副オイル通路３５が軸方向に沿って形成されており、各副オイル通路３５は主オイル通路３４の先端から外周部に向かって斜めに形成された２本の接続孔３６を介して主オイル通路３４と連通している。また、吸気側カムシャフト２５の軸端２５ａには、ネジ穴３３の径方向外側にピン穴３７が副オイル通路３５と平行を成すように形成され、このピン穴３７にノックピン３８が挿着可能となっている。

ボルト４１は、ネジ穴３３に螺挿可能に形成されるネジ部４８と、ネジ部４８より大径の頭部４９と、を備えている。頭部４９の先端側には六角溝５０が形成され、頭部４９の基端側に鍔部５１が形成されている。

図２、図３、図８、及び図９に示されているように、ホルダー４２は、例えば炭素鋼等により形成されており、外径の異なる円筒形状を有する大径部５２と中径部５３と小径部５４とが順次連設されて構成されている。ホルダー４２の外周面には、大径部５２と中径部５３の間に第１外周段差部５５が形成され、中径部５３と小径部５４の間に第２外周段差部５６が形成されている。

大径部５２は扁平な円筒形状を有し、その軸孔５２ａに吸気側カムシャフト２５の軸端２５ａが嵌挿可能となっている。

中径部５３は大径部５２より外径及び内径共に小さい円筒形状を有しており、その軸孔５３ａにボルト４１のネジ部４８が挿通可能となっている。内周側の大径部５２と中径部５３の間には第１内周段差部５７が形成され、第１内周段差部５７に、大径部５２の内部に嵌挿された吸気側カムシャフト２５の軸端２５ａが当接可能となっている。図４に良く示されているように、第１内周段差部５７には、軸孔５３ａを挟んで径方向に２本の細溝５８が形成されていると共に、各細溝５８に直交する径方向に長溝５９が形成されている。

中径部５３の外周面には、第２外周段差部５６から軸方向に向かってスプラインキー６０が形成され、スプラインキー６０と第１外周段差部５５の間には円周面６１が全周に亘って帯状に形成されている。この円周面６１には中径部５３の中心線を挟んで対向する位置に２個のオイル供給路６２が径方向に向かって穿設されている。各オイル供給路６２は、それぞれ副オイル通路３５に連通するように形成され、オイル供給路６２の通路断面積（オイルの流れ方向に直交する方向の断面積）が副オイル通路３５より小さくなるように細く形成されている。

小径部５４は中径部５３より外径が小さく且つ内径が大きい円筒形状を有しており、その軸孔５４ａにボルト４１の頭部４９が嵌合可能となっている。内周側の中径部５３と小径部５４の間には第２内周段差部６３が形成され、第２内周段差部６３に、ボルト４１の頭部４９の鍔部５１が当接可能となっている。また、小径部５４の外周面にはスリット溝６４が全周に亘って形成されている。

図３に良く示されているように、従動部材４３は、ドーナツ型の板状部材により形成され、ホルダー４２の大径部５２と中径部５３の円周面６１とに掛けて組み付けられる。従動部材４３は、円形状の中心孔６５を有し、この中心孔６５は、ホルダー４２の大径部５２が嵌合可能な第１嵌合孔６６と、中径部５３の円周面６１が嵌合可能な第２嵌合孔６７と、を備えている。第１嵌合孔６６と第２嵌合孔６７の間には段差部６８が形成され、この段差部６８は第１外周段差部５５に当接可能となっている。

従動部材４３の外周面には吸気側カムドリブンスプロケット６９が形成され、吸気側カムドリブンスプロケット６９とクランクシャフト１６のカムドライブスプロケット２４とにカムチェーン２７が巻き回される。これにより、クランクシャフト１６の回転はカムチェーン２７により従動部材４３に伝達され、従動部材４３のクランクシャフト１６に対する回転方向の位相は同一となる。

従動部材４３のガイド部材４４に対向する面には、複数の長円形状のガイド溝７０が放射状に形成されている。このガイド溝７０は、遠心ウェイト４５を案内するものであり、溝深さが一定に形成されていると共に従動部材４３の径方向に対して周方向一方側に所定角度傾斜して形成されている（図６の下半部分参照）。

ガイド部材４４は、従動部材４３より小径のドーナツ型の板状部材により形成され、ホルダー４２の中径部５３のスプラインキー６０に組み付けられる。ガイド部材４４は、円形状の中心孔７１を有し、この中心孔７１の内周面にはスプラインキー６０に係合可能なスプライン溝７２が軸方向に形成されている。

ガイド部材４４の従動部材４３に対向する面には、従動部材４３のガイド溝７０に対応して複数のガイド溝７３が放射状に形成されている。このガイド溝７３は、遠心ウェイト４５を案内するものであり、ガイド部材４４の径方向に沿って形成されている。このガイド溝７３には、ガイド部材４４の径方向外側へ向かうに従って深さが浅くなる勾配が設けられており、この勾配は、ガイド部材４４の径方向外側へ向かうに従って急峻になるように形成されている。このガイド溝７３の勾配によって、従動部材４３のガイド溝７０とガイド部材４４のガイド溝７３とは、径方向外側へ向かうに従って互いの溝底部が接近するように構成されている。

遠心ウェイト４５は、鋼やタングステン等の比重の大きな材料により形成され、ボール形状を有している。遠心ウェイト４５は、従動部材４３のガイド溝７０とガイド部材４４の各ガイド溝７３との間に保持され、ガイド溝７０及び７３と同数設けられている。

付勢部材４６は、中心には貫通孔７４を有する２枚の円板状の皿ばねにより構成され、２枚重ねた状態でホルダー４２の第２外周段差部５６と小径部５４のスリット溝６４との間に組み付けられる。各付勢部材４６の貫通孔７４の周囲には放射状に複数の切欠部７５が径方向外側に向かって形成されている。なお、付勢部材４６は、従動部材４３及びガイド部材４４を互いに接近する方向に付勢する部材であれば、波板ばねや渦巻ばね等、皿ばね以外の部材により構成されていてもよい。

サークリップ４７は、円環状を有し、ホルダー４２の小径部５４のスリット溝６４に組み付けられる。付勢部材４６とサークリップ４７との間には円環形状のシム７６が介装され、シム７６は付勢部材４６の貫通孔７４周囲の切欠部７５形成箇所に当接可能となっている。

次に、上記した構成を備えたカムシャフト位相可変装置４０を吸気側カムシャフト２５に組み付ける手順について説明する。

まず、従動部材４３の中心孔６５にホルダー４２を小径部５４側から挿入する。そして、従動部材４３の段差部６８をホルダー４２の第１外周段差部５５に当接させ、従動部材４３を、ホルダー４２の大径部５２と中径部５３の円周面６１とに掛けて組み付ける。

次いで、従動部材４３の各ガイド溝７０に遠心ウェイト４５を収容した状態でガイド部材４４の中心孔７１にホルダー４２を挿入し、ガイド部材４４のスプライン溝７２にホルダー４２のスプラインキー６０を係合させる。そして、ガイド部材４４を従動部材４３に重ね合わせ、各遠心ウェイト４５をそれぞれ従動部材４３の各ガイド溝７０とガイド部材４４の各ガイド溝７３との間に保持させる。

次いで、２枚重ねた状態の付勢部材４６の貫通孔７４にホルダー４２の小径部５４を挿入する。そして、付勢部材４６の外周部をガイド部材４４の外周部に当接させ、付勢部材４６を、ホルダー４２の第２外周段差部５６と小径部５４のスリット溝６４との間に組み付ける。

次いで、ホルダー４２の小径部５４をシム７６に挿入した上で、小径部５４のスリット溝６４にサークリップ４７を嵌め込み、付勢部材４６を軸方向から押圧する。

これにより、従動部材４３とガイド部材４４は、付勢部材４６により軸方向に押圧され、両部材のガイド溝７０、７３間に遠心ウェイト４５を保持した状態でホルダー４２上に組み付けられる。

次いで、上記したようにカムシャフト位相可変装置４０の各構成部品である、従動部材４３、ガイド部材４４、遠心ウェイト４５、付勢部材４６、及びサークリップ４７を保持したホルダー４２の大径部５２の軸孔５２ａに、吸気側カムシャフト２５の軸端２５ａを嵌合させて第１内周段差部５７に当接させる。この時、図３に示すように、吸気側カムシャフト２５のピン穴３７に一端側を挿入したノックピン３８の他端側をホルダー４２の長溝５９に挿入する。これにより、吸気側カムシャフト２５とホルダー４２間の回転方向の動きが拘束される。また、吸気側カムシャフト２５側に形成された２本の副オイル通路３５とホルダー４２側に形成された２本の長溝５９とがそれぞれ連通するように位置決めされ、主オイル通路３４から２本の接続孔３５及び副オイル通路３５を介して長溝５９から２本のオイル供給路６２に至るオイル流路が形成される。

次いで、このような嵌合状態において、ホルダー４２の小径部５４の軸孔５４ａ側からボルト４１のネジ部４８を挿入し、鍔部５１が第２内周段差部６３に当接するまで六角溝５０に工具（図示省略）を装着してネジ部４８を吸気側カムシャフト２５のネジ穴３３に螺挿する。これにより、カムシャフト位相可変装置４０の各構成部品を保持したホルダー４２は吸気側カムシャフト２５の軸端２５ａに固定される。そして、従動部材４３は吸気側カムシャフト２５に対して回転方向に相対変位可能で軸方向に相対変位不能に組み付けられ、ガイド部材４４は吸気側カムシャフト２５と一体に回転可能に設けられると共に従動部材４３に対して回転方向及び軸方向に相対変位可能に組み付けられる。

次に、本発明の実施の形態に係るエンジン１０の動弁装置２３の作用について説明する。

図８及び図９に示すように、エンジン１０が低回転域にあるときには、遠心ウェイト４５に作用する遠心力が小さいため、遠心ウェイト４５はガイド部材４４のガイド溝７３の勾配と付勢部材４６の付勢力との作用で、ガイド溝７０及び７３の径方向内側端の初期位置に留まっている。このため、吸気側カムシャフト２５はクランクシャフト１６と回転方向の位相が同一となり、この吸気側カムシャフト２５に一体に形成された吸気カム２８は、組み付け時の位相で吸気バルブ２１を駆動する。これにより、吸気バルブ２１と排気バルブ２２は、バルブオーバーラップの大きな低中速用バルブタイミングとなり、中速トルクが向上する。

一方、エンジン１０が高回転域に至ると、遠心ウェイト４５に作用する遠心力が大きくなるため、遠心ウェイト４５は従動部材４３のガイド溝７０とガイド部材４４のガイド溝７３内を径方向外側へ向かって移動する。これにより、ガイド部材４４は、ガイド溝７３の勾配の作用で、付勢部材４６の付勢力に抗して、吸気側カムシャフト２５の軸方向外側（図８及び図９中の矢印Ｐ方向）へ移動する。このとき、従動部材４３のガイド溝７０は径方向に対して周方向一方側に傾斜しているので、ガイド部材４４は、従動部材４３に対してガイド溝７０の傾斜方向（吸気側カムシャフト２５の回転方向の反対方向）に相対回転する。

これにより、吸気側カムシャフト２５はクランクシャフト１６に対して回転方向の位相が変化する。この時の吸気側カムシャフト２５の位相の変化は、吸気側カムシャフト２５の回転方向の反対方向（遅角側）である。従って、この吸気側カムシャフト２５に一体に形成された吸気カム２８は、組み付け時の位相よりも遅角側へ変化した位相で吸気バルブ２１を駆動する。この結果、吸気バルブ２１と排気バルブ２２は、バルブオーバーラップが小さな高速用バルブタイミングとなり、エンジン１０の出力及び燃費が向上し、有害物質の排出が抑制される。

その後、エンジン１０の回転数が低下すると、遠心ウェイト４５に作用する遠心力が小さくなるため、遠心力によってガイド部材４４を吸気側カムシャフト２５の軸方向外側（図８及び図９中の矢印Ｐ方向）に移動させる力よりも付勢部材４６による付勢力の方が勝り、付勢部材４６の付勢力の作用でガイド部材４４が従動部材４３側へ移動する。これにより、遠心ウェイト４５はガイド溝７０及び７３の径方向内側へ移動して、ガイド部材４４及び遠心ウェイト４５は、図８及び図９に示す初期位置に復帰する。遠心ウェイト４５の初期位置への復帰に伴い、ガイド部材４４は、従動部材４３に対して進角側に相対回転し、吸気側カムシャフト２５はクランクシャフト１６に対して進角側へ位相を変化させる。この結果、吸気バルブ２１と排気バルブ２２は、バルブオーバーラップが大きな低中速用バルブタイミングとなり、上記したように中速トルクが向上する。

また、上記したようにエンジン１０の動弁装置２３が作用している時、軸受部３１及びカムハウジング３２のオイル溝（図示省略）に導入されたエンジンオイルは、図９中の矢印Ｑで示すように、主オイル通路３４内へ流入し、２本の接続孔３５及び副オイル通路３５を介して長溝５９から２本のオイル供給路６２に至り、カムシャフト位相可変装置４０（特に、ガイド部材４４とホルダー４２との摺動面、及びガイド溝７０及び７３内の遠心ウェイト４５等）へ供給され、カムシャフト位相可変装置４０を潤滑する。その後、エンジンオイルは、従動部材４３のガイド溝７０に形成されたオイル排出孔（図示省略）を介して、カムシャフト位相可変装置４０外へ排出される。

上記したように本発明の実施の形態に係るエンジン１０の動弁装置２３によれば、カムシャフト位相可変装置４０の各構成部品をホルダー４２に保持させた後、そのホルダー４２を吸気側カムシャフト２５に組み付けることができる。そのため、カムシャフト位相可変装置４０の各構成部品を保持したホルダー４２を吸気側カムシャフト２５に組み付ける前の段階で、各構成部品の動作の確認や調整作業を行うことができるため、掛かる作業を容易且つ確実に行うことができる。また、この段階で構成部品単体に不具合が見つかった場合、該部品単体の交換作業を容易且つ迅速に行うことができ、互いに接触する部品間の摩擦力が変わることなどの理由で切り替え回転数、耐久性、再現性等の性能にばらつきが生じるのを防止することができるため、性能保証をし易くなる。

また、仮に、カムシャフト位相可変装置４０の各構成部品を保持したホルダー４２を吸気側カムシャフト２５に組み付けた後に動作の確認及び調整作業を行う必要が生じた場合であっても、吸気側カムシャフト２５に対して１本のボルト４１で簡単にホルダー４２を着脱することができるため、作業の簡素化を図ることができる。

また、上記した本発明の実施の形態に係るエンジン１０の動弁装置２３によれば、吸気側カムシャフト２５と別体のホルダー４２に、ガイド部材４４が摺動可能なスプラインキー６９が形成されており、スプラインキー６９に吸気側カムシャフト２５と異なる耐摩耗性の高い材料を使用することができるため、耐久性の向上を図ることができる。

さらに、ホルダー４２は、ボルト４１やノックピン３８により、吸気側カムシャフト２５の軸端２５ａに回転不能に取り付けることができるため、動弁装置２３やカムシャフト位相可変装置４０に所定の性能を確実に発揮させることができる。

さらに、吸気側カムシャフト２５の主オイル通路３４及び副オイル通路３５がホルダー４２のオイル供給路６２と連通しており、吸気側カムシャフト２５に供給されたエンジンオイルをカムシャフト位相可変装置４０のガイド部材４４とホルダー４２との摺動面やガイド溝７０及び７３内の遠心ウェイト４５等へ安定して供給し、カムシャフト位相可変装置４０を潤滑することができる。したがって、カムシャフト位相可変装置４０を安定性良く作動させることができると共に、カムシャフト位相可変装置４０の構成部品の耐摩耗性の向上を図ることができる。

さらに、上記した本発明の実施の形態に係るエンジン１０の動弁装置２３によれば、簡単な構造で確実に吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更することができ、バルブタイミングの変更に関する動作特性を安定化させて信頼性及び応答性の向上を図ることができる。

なお、上記した本発明の実施の形態では、カムシャフト位相可変装置４０を吸気側カムシャフト２５に設置した場合について説明したが、これは本発明をこの場合に限定する趣旨ではない。すなわち、例えば、排気側カムシャフト２６にカムシャフト位相可変装置４０を設置し、エンジン高回転時に排気側カムシャフト２６の回転方向の位相をクランクシャフト１６に対して進角側に変化させて、吸気バルブ２１と排気バルブ２２のバルブタイミングを、バルブオーバーラップの小さな高速用バルブタイミングに変更するように構成したり、或いは、吸気側カムシャフト２５と排気側カムシャフト２６の両方にカムシャフト位相可変装置４０を設置して、エンジン高回転時に吸気バルブ２１と排気バルブ２２のバルブタイミングを、バルブオーバーラップの小さな高速用バルブタイミングに変更するように構成したりしてもよい。

なお、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係るエンジンの動弁装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１０エンジン
１６クランクシャフト
２１吸気バルブ
２３動弁装置
２５吸気側カムシャフト
３４主オイル通路
３５副オイル通路
４０カムシャフト位相可変装置
４２ホルダー
４３従動部材
４４ガイド部材
４５遠心ウェイト
４６付勢部材
６０スプラインキー
６２オイル供給路

Claims

エンジンのバルブを開閉させるカムシャフトのクランクシャフトに対する回転方向の位相を変化させるカムシャフト位相可変装置を有するエンジンの動弁装置であって、
該カムシャフト位相可変装置の構成部品を保持した状態で前記カムシャフトに着脱可能に設けられるホルダーを備え、
前記カムシャフト位相可変装置の構成部品は、
前記カムシャフトに対して回転方向に相対変位可能で軸方向に相対変位不能な従動部材と、
前記カムシャフトと一体に回転可能に設けられ、前記従動部材に対して回転方向及び軸方向に相対変位可能なガイド部材と、
前記従動部材と前記ガイド部材との間に配設される遠心ウェイトと、
前記従動部材と前記ガイド部材とを互いに接近する方向に付勢する付勢部材と、
を備えていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
前記ホルダーにはスプラインキーが設けられ、前記ガイド部材は該スプラインキーに沿って軸方向に移動可能なように該ホルダーに保持されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの動弁装置。
前記ホルダーは、前記カムシャフトの軸端に回転不能に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの動弁装置。
前記カムシャフト内にはオイル通路が設けられ、前記ホルダーには前記カムシャフト位相可変装置の構成部品に対するオイル供給路が該オイル通路に連通するように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの請求項に記載のエンジンの動弁装置。
前記オイル供給路は、前記オイル通路より通路断面積が小さく、前記ホルダーに設けられたスプラインキーにオイルを供給可能な位置に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの動弁装置。