JPH02153207A - Ｄｏｈｃエンジンのカム軸スラスト規制構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｄ　ＯＨＣエンジンのカム軸スラスト規制構
造、特に、それぞれに３気筒分のカムを備えた２本のカ
ム軸をヘリカルギヤによって互いに駆動連結したＤ　Ｏ
ＨＣエンジンのカム軸に設けられるスラストフランジお
よびその受け部の構造に関する。

（従来技術） 吸気用のカム軸と排気用のカム軸をともにシリンダヘッ
ド上部に配置してなるいわゆるＤ　ＯＩ−Ｉ　Ｃエンジ
ンにおいては、通常、例えば実開昭６２−７６２０５号
公報に記載されているように、両カム軸が一対のヘリカ
ルギヤによって相互に駆動連結され、プーリ等を介して
一方のカム軸に出力軸の回転を伝達することで両カム軸
の調時駆動が行われる。この場合、ヘリカルギヤを介す
る回転伝達によって発生するスラストを規制する必要が
あるため、カム軸に環状のスラストフランジが設置ｊら
れ、このスラストフランジを嵌合する溝を有するスラス
ト受け部がカムキャップとエンジン本体とに上下２分割
して設けられる。

ところで、上記のようなり　ＯＨＣエンジンのカム軸に
おけるスラストフランジの潤滑手段上しては、スラスト
フランジの周囲に外部から潤滑油を供給する方法が一般
的であるが、このように外部から潤滑油を供給するので
はそのための潤滑経路を外部に別途膜けなければならな
いということから、カム軸の軸心部にオイル通路を形成
し、このオイル通路に連通してスラストフランジを径方
向に貫通する貫通穴を設けるようにすることが試みられ
ている。しかしながら、このようにスラストフランジを
径方向に貫通ずる貫通穴を設けた場合は、スラストフラ
ンジの剛性が低下する。特に、各カム軸が３気筒分のカ
ムを備えたエンジン、例えば３気筒エンジンや■型６気
筒エンジンの場合には、各カム軸の３気筒分のカムのリ
フトは互いに殆どオーバラップしないため、各気筒のカ
ムのバルブリフトに伴うカム軸駆動トルクの変動が、例
えば第４図（ａ）、（ｂ）に示すようにそのままの形で
出てしまう。第４図の（ａ）は３気筒分のカムを備えた
吸気用カム軸に発生する駆動トルク変動を示し、（ｂ）
は同じく３気筒分のカムを備えた排気用カム軸に発生す
る駆動トルク変動を示している。そして、このようなエ
ンジンでは、各気筒の排気側トルク変動のピークと一つ
前の気筒の吸気側トルク変動のピークとがほぼ同位相と
なり、相互に駆動連結された２本のカム軸の駆動トルク
変動が相互に助長される形となるため、各カム軸のトル
ク変動は第４図（ｃ）に示すように大きくなる。そして
、このトルク変動がヘリカルギヤを介してスラスト荷重
に変換される。したがって、このようなエンジンにおい
ては、上記のようにスラストフランジに貫通穴を設ける
ことによる剛性の低下はきわめて大きな問題である。

しかも、カッ・軸の軸受部およびスラスト受け部は、通
常、シリンダヘッドの上部にカムキャップをボルトアッ
プした上下２分割の構造上されるが、この場合、スラス
ト受け部は、そのフランジ嵌合溝のスラスト面を上下完
全に一致させることが難しいことから、カムキャップ側
とシリンダヘッド側とでフランジ嵌合溝の巾に差をつけ
、実質的には上半分あるいは下半分でスラストを受ける
ようにする。その場合に、スラストフランジに径方向の
貫通穴を設けると、この貫通穴が水平位置にきて上下割
面と一致したときにスラストに対する剛性が大きく低下
する。特に、このときスラスト荷重が最大となるような
位置関係に貫通穴が設けられていたのでは、スラストフ
ランジの剛性の低下は著しい。

しかしながら、スラストフランジに上記のような潤滑の
ための貫通穴を設けるについて、貫通穴の方向について
は従来特に考慮が払われていなかった。

（発明の目的） 本発明は」１記問題点に鑑みてなされたものであって、
それぞれに３気筒分のカムを備えた２本のカム軸をヘリ
カルギヤを介して駆動連結したＤＯＨＣエンジンにおい
て、上記カム軸に設けるスラスト規制部の潤滑性の向上
と剛性の確保を両立させることを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、３気筒分のカムを備えた２本のカム軸をヘリ
カルギヤで駆動連結したＤｏ）（Ｃエンジンのカム軸ス
ラスト規制部における上記問題点を見い出し、最大スラ
スト荷重がかかる時にスラスト受け部の上下割面と潤滑
のための貫通穴の方向とを一致させないような構成を実
現したものである。すなイつち、本発明に係るＤＯＨＣ
エンジンのカム軸スラスト規制構造は、それぞれに３気
筒分のカムを備えた２本のカム軸が両カム軸に設けたヘ
リカルギヤの噛み合いによって相互に駆動連結され、前
記カム軸のスラストフランジに対応してフランジ嵌合溝
を構成するスラスト受け部がカムキャップ側とエンジン
本体側とに上下２分割して設けられたＤＯＨＣエンジン
において、前記スラスト受け部のフランジ嵌合溝を、前
記カムキャップ側に形成された上側部分が前記エンジン
本体側に形成された下側部分より巾が大きくなるよう設
定するとともに、前記カム軸の軸心部に少なくとも前記
スラストフランジが位置する部位まで達するオイル通路
を形成し、かつ、該オイル通路と連通して前記スラスト
フランジを径方向に貫通する貫通穴を、前記カム軸の軸
心と前記カムの開き側ランプ部とを結ぶ線に平行となる
ように設けたことを特徴としている。

（作用） ２本のカム軸はヘリカルギヤで互いに駆動連結されてお
り、一方のカム軸にクランク軸の回転を伝達することで
両カム軸が調時駆動される。その際、各カム軸のカムに
よって吸排気弁が開閉作動するときの駆動トルクはヘリ
カルギヤを介して合成され、その合成されたトルクに応
じたスラスト荷重が各カム軸に発生する。そして、それ
らカム軸のスラスト荷重がスラストフランジを介しスラ
スト受け部で受け止められる。スラスト受け部のフラン
ジ嵌合溝は上方のカムキャップ側が下方ののエンジン本
体側より巾が大きくされており、このため、スラスト荷
重は実質的にスラストフランジの端面の半分がエンジン
本体側フランジ嵌合溝の側面に当接することによって受
け止められる。

スラストフランジの潤滑は、カム軸の軸心部に形成され
たオイル通路を通り、さらにこのオイル通路と連通して
スラストフランジを径方向に貫通する貫通穴を介して供
給されるオイルによって行われる。

３気筒分のカムを備えるカム軸では、各カムによって発
生する駆動トルク変動がほぼそのままの形で表れ、それ
によってスラスト荷重が発生ずる。

本発明の構成では、貫通穴はカム軸の軸心とそのカム軸
のいずれかの気筒のカムの開き側ランプ部とを結ぶ線に
平行となるように設けられているため、この基準とされ
たカムによって弁が開き始めるときに発生する最大スラ
スト荷重は、貫通穴がスラスト受け部の上下割面の方向
と重ならない方向に位置した状態で受１ノ止められるこ
とになる。

また、１本のカム軸に３気筒分のカムが設けられている
ため、上記の方向に貫通穴を設（）たことてこの貫通穴
はそのほかの二つの気筒のカムに対しても、それぞれの
カムによる最大スラスト荷重発生時に貫通穴がスラスト
受け部の割面の方向と重ならないような位置関係となる
。したがって、カム軸に大きなスラスト荷重が発生ずる
ときには必ずスラストフランジの貫通穴がスラスト受け
部の上下割面の方向とずれていることになり、そのため
貫通穴を設けることによるスラストフランジの剛性の低
下が最小限に抑えられる。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はＶ型６気筒エンジンに適用した本発明の一実施
例におけるカム軸駆動部の平面図、第２図は第１図の■
−■断面で見たカム軸の全体図、第３図は第２図の■−
■断面図である。

この実施例において、エンジンの各バンクのシリンダヘ
ッド１上部には吸気用カム軸２および排気用カム軸３が
配設されており、吸気用カム軸２は、１気筒について二
つずつの吸気カム４ａ　　４ｂを３気筒分、また、排気
用カム軸３は、１気筒について二つずつの排気カム５ａ
、５ｂをやはり３気筒分備えている。そして、これら２
本のカム軸２．３のエンジンフロント側（第１図で右側
）端部には、シリンダヘッド１の内側で互いに噛み合う
ヘリカルギヤ６．７がそれぞれ設けられ、また、排気用
カム軸３は、ヘリカルギヤ７の前側がさらにシリンダヘ
ッドｌ外に突出し、その先端には駆動プーリ８が設けら
れている。駆動プーリ８と図示しないクランク軸プーリ
との間にはタイミングベルト９が巻き掛けられていて、
このタイミングベルト９を介し排気用カム軸３が調時駆
動され、さらに、一対のヘリカルギヤ６，７を介し吸気
用カム２が駆動される。また、吸気用カム軸２には、ヘ
リカルギヤ６の前側に、フリクションギヤ１０がヘリカ
ルギヤ６に対し相対回転自在に設けられている。フリク
ションギヤ１０は排気用カム軸３のヘリカルギヤ７と噛
合し、スプリング１１により吸気用カム軸２のヘリカル
ギヤ６に押しイ：ｊＯられている。このフリクションギ
ヤ１０は薄ｌ」で歯数が吸気側の上記ヘリカルギヤの１
東数より一枚多く設けられており、これによってフリク
ションギヤＩＯを回転方向に付勢し、ヘリカルギヤ６７
間のバックラッシュを少なくして歯打ち音を低減する。

シリンダヘッドｌにはカムキャップ１２がボルト結合さ
れ、それによって各カム軸２．３が支承されている。そ
して、吸気用カム軸２について説明すると、第２図に示
すようにカム軸２の後端部には環状のスラストフランジ
Ｉ３が設けられ、方、シリンダヘッドｌとカムキャップ
１２には上記スラストフランジＩ３に対応する位置にフ
ランジ嵌合溝１４を構成するスラスト受け部Ｉ５が設け
られている。上記嵌合溝１４は、カムキャップ１２側に
形成された上側部分の１］がシリンダヘッド１側に形成
された下側部分の巾より大きくされており、したがって
、実質的にはスラスト受け部１５の下半分がスラストフ
ランジを介しカム軸２のスラストを受け止める。

カム軸２には、軸心部のほぼ全長にイつたってオイル通
路１６が形成され、このオイル通路１６から各カム軸受
部１７に潤滑用オイルを導くオイル穴１８が設けられて
いる。また、上記スラストフランジ１３には、上記オイ
ル通路１６と連通してスラストフランジＩ３を径方向に
貫通する貫通穴１９が設けられている。この貫通穴１９
は、第３図に示すように、カム軸２の軸心からヘリカル
ギヤ６に最も近い第１番目の気筒（＃ｌ）のカム４ａ、
４ｂのリフト開始の位置、つまり開き側ランプ部に向か
う線に平行となるようにされている。

このため、この第１番目の気筒のカム４ａ、４ｂのリフ
ト開始時において、スラストフランジＩ３の貫通穴１９
は、第３図のようにスラスト受け部１５の上下割面２０
に対して直角に近い位置関係となる。したがって、この
第１番目の気筒のカム４ａ、４ｂｌこよる最大スラスト
荷重発生時においてスラストフランジの剛性の低下は最
小限に抑えられる。ヘリカルギヤ６とカム４ａ、４ｂの
位置関係から言うと、ヘリカルギヤ６にカム４ａ、４ｂ
が近いほどカムシャフトの捩れによってトルク変動が吸
収される度合が小さいので、その分スラスト力が大きく
なる。つまり、ヘリカルギヤ６に最も近い気筒のカム４
ａ、４ｂによって発生ずるスラスト荷重は他の気筒のカ
ムによるものよりも大きい。そこで、上記のようにこの
最も大きいスラスト荷重に対して剛性の低下が最小限と
なる方向に貫通穴１９の方向が設定されている。また、
このように第１番目の気筒のカム４ａ、４ｂの開き側ラ
ンプ部に向ける方向に貫通穴Ｉ９・を設けると、他の気
筒（＃２．＃３）のカム４ａ、４ｂに対しても、それぞ
れのカム４ａ、４ｂによる最大スラスト荷重発生時にス
ラスト受け＄１５の上下割面２０と貫通穴Ｉ９が少なく
とも同方向に重なるようなことはない。

以上のスラスト規制構造は排気用カム軸３についても同
様とされている。

なお、本発明は上記実施例におけるようなＶ型６気筒エ
ンジンのほか、直列３気筒エンジンに対しても適用する
ことができる。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、それぞれに
３気筒分のカムを備えた２本のカム軸をヘリカルギヤを
介して駆動連結したＤＯＨＣエンジンにおいて、その特
有の大きなスラスト荷重に対しスラストフランジの剛性
の低下を最小限に抑えながら、潤滑のための貫通穴をス
ラストフランジに設けることができ、したがって、スラ
スト規制部の潤滑経路の簡潔化を図り、しかも剛性を確
保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるカム軸駆動部の平面
図、第２図は第１図の■−■断面で見たカム軸の全体図
、第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図、第４図は３
気筒分のカムを備えたカム軸における駆動トルク変動の
特性図である。 Ｉニジリンダヘッド、２：吸気用カム軸、３：排気用カ
ム軸、４ａ、４ｂ：吸気カム、５ａ、５ｂ＝排気カム、
６，７：ヘリカルギヤ、１２：カムキャップ、１３ニス
ラストフランジ、１４：フランジ嵌合溝、１５コスラス
ト受け部、１６；才イル通路、 貫通穴、 」二上割面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれに３気筒分のカムを備えた２本のカム軸
   が両カム軸に設けたヘリカルギヤの噛み合いによって相
   互に駆動連結され、前記カム軸のスラストフランジに対
   応してフランジ嵌合溝を構成するスラスト受け部がカム
   キャップ側とエンジン本体側とに上下２分割して設けら
   れたＤＯＨＣエンジンにおいて、前記スラスト受け部の
   フランジ嵌合溝を、前記カムキャップ側に形成された上
   側部分が前記エンジン本体側に形成された下側部分より
   巾が大きくなるよう設定するとともに、前記カム軸の軸
   心部に少なくとも前記スラストフランジが位置する部位
   まで達するオイル通路を形成し、かつ、該オイル通路と
   連通して前記スラストフランジを径方向に貫通する貫通
   穴を、前記カム軸の軸心と該カム軸のいずれかのカムの
   開き側ランプ部とを結ぶ線に平行となるように設けたこ
   とを特徴とするＤＯＨＣエンジンのカム軸スラスト規制
   構造。