JPH02500296A - 二回転体間の駆動継ぎ手 - 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】 二回転体間の駆動継ぎ手に関する乃至における改良物本発明は、平行であるが側 方へは移動可能な回転軸心を有する二回転体間の駆動継ぎ手に係り、第１回転体 が中空に形成され、第２回転体がその内部に配置された駆動継ぎ手に関する。本 発明は、特に二回転体がそれぞれ軸であり、第１回転体が中空軸で、殆どの場合 中実で連動のための駆動部材として用いられる第２回転体が第１部材の内部に配 置された継ぎ手に適用される。したがって本発明は、特に、内燃エンジンの弁の 操作に関する英国特許ＣＢ２０６６３６１Ｂ号や欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０１７ ９５８１号明細書に開示されたような機構に関する。そしてこれらは、作動中に 、その作動状況の変化に適応するように弁開閉時期を変化させることができるも のであり、同一軸心の回転軸を利用したものである。英国特許ＣＢ２０６６３６ １Ｂ号は、４個の排気弁に対して４個のシリンダーの４個の吸気弁を有する４気 筒直列形エンジンを示している。この弁配列により、一つのシリンダーのカム軸 受けと、これに隣接したシリンダーのカム軸受けとの間に空間が残され、この空 間は、両シリンダーの短いカム軸を駆動する可変角速度機構のｋめに利用される 。欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０１７９５８１号明細書もまあ中空のカム軸が、その 内部に装着されに中実軸によって駆動されるという弁駆動機構を開示しており、 二軸の軸心は常に平行を保ったままであるが、それぞれについては半径方向へ移 動可能である。各軸はラジアルアームを有しており、この２本のアームは軸方向 に互いに離れて位置している。第１のアームには軸方向の位置合わせピンの一端 が固定され、このピンの他端は、二輪の軸心が径方向へ移動するのに適応するた めに、第２のアームに形成された径方向の溝を上下に摺動可能な矩形ブロックの 中央に係合している。

ところが、現在の小形エンジンの構造は、各シリンダーに一つの吸気弁及び一つ の排気弁を有するエンジンや、各シリンダーに二つの吸気弁及び二つの排気弁を 有するエンジンの両方において、シリンダーの中心に沿った吸気弁及び排気弁を 有するものが増加している。また、　０８２０６６３６１８号におけるように、 弁駆動用カムがロッカーアームやレバーに作用する代わりにパケットタペットに 直接作用することもしばしばである。このような構造では、可変角速度機構のた めにほんの僅かな空間しか残らない。同様に、ＥＰ　−Ａ　−０１７９５８１号 で２本のラジアルアーム間に必要な軸方向の隙間（ビンによって連結されている ）は、小形エンジンでは殆ど残せないほどの空間を必要とする。

本発明は、異なった形状の構成要素の可能性を見出だすことから生じたものであ り、弁開閉時期を変えるに際して能力の低下を招くことなく、駆動継ぎ手につい て軸方向へさらに小型化を可能にするものである。本発明は特許請求の範囲によ って定義され、その範囲は本明細書に開示された範囲内に含まれたものとして理 解されるべきである。以下に、添付図面を参照した実施例によって本発明を説明 する。

第１図は、内燃エンジンの一部をカム軸の軸心を通る平面で切断した断面図； 第２図は、カム軸とそれに連結された駆動部材を、カム軸とその駆動軸とが一致 した状態でカム軸の軸心に直角の平面で切断した断面図： 第３図は、カム軸に保持された２個のカムを示す同様の図：第４図は、カム軸と 駆動軸の細心が最も離れた状態を示す第２図と同様の断面図： 第５図は、第２図の部分拡大断面図： 第６図は、第４図の■−■線断面において変形例を示す図である。

第２図から第５図の断面図において、部材を確定するために通常用いられるハツ チングは、引き出し線や他の詳細が識別し難くならないようにするために省略さ れている。第１図は、英国特許０８２０６６３６１８号に示されたものと同様に 、短く中空に形成されたカム軸ｌの形で第１部材を宵するエンジンを示している 。カム軸ｌは、パケットタペット９および１０を通じて２個の弁７および８を駆 動する２個のカム５および６を有しており、これらパケットタペットはそれぞれ 弁用バネ１１および１２によってカム側に付勢されている。

中空のカム軸ｌ内には中実の駆動軸３として形成された第２部材が通されている 。模式的に示されているように、この軸はエンジンのクランクシャフト１５から チェーンのような接続手段１６によって駆動されている。またこれは、カム軸１ の固定された軸心１９との関係において軸３の可動軸心２０が常にこれら軸心の 平行を崩すことなく移動するために、同調して移動する軸受け１７によって保持 されている。後に説明するように、この移動を果１こす１こめの機構１８はエン ジン速度に反応し、その作用自体は、各周期内で実質的に同一の角速度で回転す る軸３からそれに伝達された駆動力に反応して、カム軸ｌを各周期内で波のよう に変化する種々のパターンで回転させることによって、弁７および８の開閉時期 を変化させるということが、（例えば英国特許０８２０６６３６１８号に記載さ れているように）ある程度は知られている。

実質的にラジアルアームとして形成された駆動部材２は、ウッドラフ形継ぎ手２ １によって軸３に接続されている。部材２の外端２２は部分的な円筒形状を有し ており、この部分的円筒形状の外形とは、ブロック４に形成された穴３１として 形成された凹部に回動自在に係合する円弧状の外形である。そして上記ブロック ４は、カム軸ｌに装着されｔこフランジ２４に形成された径方向溝２３内に摺動 自在に装着されている。フランジ２４の大部分におけるその内径はカム軸ｌの他 部の径と等しいが、一方、フランジの外リム２５の径はカム軸ｌの他部の外面２ ６の径よりも相当大きくされている。

仮に、駆動軸３が等角速度で回転し、カム軸ｌおよび軸３の軸心１９および２０ が第２図に示すように一致しているとすると、カム軸１もま１こ等角速度で回転 する。ところが、第４図に示すように、もし移動機構１８が軸心２０を軸心１９ から距離ｄだけ離れて位置させるように動作したとすると、部材２の外端２２と 、ブロック４のこれ１こ対応する穴３１との係合により、カム軸ｌの回転中にお ける図示された瞬間状態では、ブロックは、第２図での状態よりも径方向の外方 へ位置しようとする。仮に、軸３とカム軸１がそれぞれの軸心２０および１９を 第４図に示した位置に保ちながら一方向に同時に回転すると、その回転している 間に、ブロック４は図に示したところから１８０°のところまではカム軸Ｉの径 方向内方へ移動し、残りの１８０°を回転する場合には再び径方向外方へ移動す るということは、いわゆる当業者にとっては明らかであろう。第２図に軸心１９ と２０が一致して示された位置は、これらの軸心が採ることができる一方端の位 置を表しており、また、エンジンスピードが高速で且つ能率的運転がカム軸ｌに その駆動軸３と同調して回転することを要求するときに、機構１８がそれら軸心 に典型的に採らせ名−万端の位置を表している。第４図は、軸心１９と２０が最 も離れた位置にある正反対の状態を示している。エンジンスピードが最も低速の ときに最適のバルブタイミングを生じさせるこの状態において、カム軸ｌと駆動 軸３の相互の回転動作は最も異なる。もし軸３が矢印２７の方向に等速で回転し ているとすると、カム軸ｌは、カム軸が図に示された位置にあるとき最小値の角 速度で駆動される。

この最小値は、徐々に増加して＋８０°で最大値となり、その後減少して３６０ °で再び最小値となる。

図面に示された２つの特徴は特に注意されるべきである。第１に、第１図と第２ 図との組み合わせによって最も良く示されるように、アーム２．ブロック４およ び摺動溝２３が、すべて、軸心１９，２０に直角に位置する共通平面３０上に在 ることである。これにより軸方向への小型化が明らかに促進され、特に、本発明 におけるアーム２と摺動溝２３に相当するもの同士が軸方向に分離していなけれ ばならない欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０１７９５８１号に示されたような構造と対 比して、はっきりと相違を示している。第２に、第５図に示すように、ブロック ４の円筒穴３１の外形が単なる円弧状であることである。ブロックの内周端３４ からアーム端部２２の曲率中心３３までの径方向の距離３２は、その曲率半径３ ５よりも十分に小さいものである。穴３１の曲面の中心３３に対する角度は、ア ーム端部２２を保持するために１８０°よりも大きいが、３６０°よりは十分に 小さい。このような構造の利点は、例えば、ピンの一端が、本発明におけるブロ ックに相当するものに形成された完全な穴に回動自在に嵌合するＥＰ　−Ａ　− ０１７９５８１号と比較して、軸心１９からブロック４への実際の径を小さくで き、したがって、軸方向だけでなく径方向にも小型化できることである。

駆動部材２の端部２２及びブロック４のこれに相当する形状の凹部は、第１．２ ．４および５図に示されｆこ部分円筒形状の代わりに、部分的な球形状としても よい。第６図は、アーム２の部分球状端部３６が、先の図における部分円筒形状 のアーム端部に代わって、ブロック４内で部分球形状の穴３７と回転継ぎ手を構 成する変形例を示している。軸３とカム軸ｌの継ぎ手をこのように形成すること の利点は、軸方向の小型化をもたらすことと、軸方向に短い長さの範囲内で比較 的大きな領域にわたって端部３６とこれに相当する形状の穴３７との係合を許容 することと、二軸間の継ぎ手に生じるねじれを避けることと、使用時に二軸間に 生じる相互作用において結果として生じる軸方向成分を避けることを含んでいる 。

第２図に示すように、フランジ２４の内径は、ブロック４が径方向の最も内部に 位置するとき、即ち、第４図に示した位置から１８０°の位置にあるときに、ブ ロック４の案内と支持をより確実にするように、摺動溝２３の壁面に隣接した突 出部２８によって深められている。その逆に、軸３は、この軸が完全に偏心した 位置にあるとき、即ち、軸とカム軸とが第４図に示した距離ｄだけ離れたときに 、軸と突出部２８との間の隙間を確保するために、２９に示すように機械加工さ れている。

部材２と軸３の間にウッドラフ形継ぎ手の代用物を使用することは勿論可能であ る。例えば、第６図に示したように、部材の内端に形成された円筒栓３８を軸３ に形成された円筒穴３９に圧入してもよい。

第１図に示されｆ二ように、カム軸ｌによってそれぞれ駆動される弁７および８ は、吸気弁と排気弁であるが、本発明は、一本のカム軸が−あるいはそれ以上の 同種の弁を駆動するツインカムエンジンにも勿論使用することができる。

国際調査報告 国際調査報告 （ｉｉｌ　Ｉ（ｂＪＬＩ３／ｂ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．平行であるが側方へは移動可能な回転軸心（１９，２０）を有する第１，第 ２回転体（１，３）間の駆動継ぎ手にして、第１回転体は中空に形成され且つ第 ２回転体はその内部に配置され、上記回転体のいずれか一方（３）はラジアルア ーム（２）を有し、径方向摺動溝（２３）が上記回転体のいずれか他方（１）に 形成され、ブロック（４）が上記径方向摺動溝内に摺動自在に装着され、上記ブ ロックと上記ラジアルアームの外端（２２，３６）とでロータリージョイントが 構成される駆動継ぎ手において、 上記ラジアルアーム（２）、ブロック（４）および径方向摺動溝（２３）のすべ てが、二つの回転軸心（１９，２０）に直角に位置する共通平面を有することを 特徴とする駆動継ぎ手。
2. ２．上記ラジアルアーム（２）は第２回転体（３）に形成され、上記径方向摺動 溝（２３）は第１回転体（１）に形成されたことを特徴とする請求項１記載の駆 動継ぎ手。
3. ３．上記各回転体は軸であり、第２軸（３）は継ぎ手を構成する駆動部材であり 、第１軸（１）は被駆動部材であることを特徴とする請求項２記載の駆動継ぎ手 。
4. ４．上記アーム（２）の外端（２２，３６）は軸心に平行に見たときに円弧状で あり、同様に見たときに円弧状の外形となる凹部（３１，３７）はブロックに形 成され、該凹部と上記ラジアルアームの外端とでロータリージョイントが形成さ れることを特徴とする請求項３記載の駆動継ぎ手。
5. ５．上記凹部（３１）の曲率中心（３３）がブロックの最内端（３４）から隔て られた径方向の距離（３２）が、該凹部の曲率半径よりも小さく形成されたこと を特徴とする請求項４記載の駆動継ぎ手。
6. ６．上記アームの外端（３６）と、上記凹部（３７）のこれに相当する形状が部 分球面状に形成されたことを特徴とする請求項４記載の駆動継ぎ手。
7. ７．上記アームの外端（２２）と、上記凹部（３１）のこれに相当する形状が部 分円筒状に形成されたことを特徴とする請求項４記載の駆動継ぎ手。
8. ８．上記第１軸（１）はフランジ部（２４）を有し、摺動溝（２３）は該フラン ジ部内に形成されたことを特徴とする請求項３記載の駆動継ぎ手。
9. ９．上記フランジ部（２４）の最小半径は上記第１軸（１）の他部の相当する半 径と略同一であり、その最大変形は上記第１軸（１）の他部の相当する半径より 十分大きいことを特徴とする請求項８記載の駆動継ぎ手。
10. １０．上記アーム（２）と第２軸（３）との間の接続手段が、該アームに形成さ れた円筒栓（３８，第６図）と、軸に形成されたこれに相当する形状の凹部（３ ９）とで構成されることを特徴とする請求項３記載の駆動継ぎ手。
11. １１．上記アーム（２）と第２軸（３）との間の接続手段が、該アームに形成さ れたウッドラフキー（２１）と、軸に形成されたこれに相当する形状の凹部とで 構成されることを特徴とする請求項３記載の駆動継ぎ手。
12. １２．上記第１および第２回転体（１，３）と、該各回転体間に請求項１記載の 駆動継ぎ手を有する内燃エンジンにおいて、上記第１回転体（１）は中空のカム 軸であり、第２回転体（３）は該カム軸を駆動することを特徴とする内燃エンジ ン。
13. １３．上記カム軸（１）に形成されたカム（５，６）によって直接駆動されるバ ケットタペットあるいはこれの相当物と協働する弁（７，８）を有する請求項１ ２記載のエンジン。
14. １４．実質的に添付図面に示された請求項１記載の駆動継ぎ手。