JPH0311363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、吸気バルブのバルブタイミングを自
動的に変更する機能を備えた自動車用エンジン等
の動弁装置に関するものである。

(ロ) 従来技術 一般的な往復動エンジンにおいて吸気バルブの
閉じる時期を遅目に設定したもの（第１図の一点
鎖線ａ参照）は、標準的なバルブタイミングを有
するもの（第１図の破線ｂ参照）に比べて、高速
回転域で高いエンジントルクを得ることができる
が、低速回転域でエンジントルクの落込みが大き
くなるという傾向がある。そのため、高速回転域
側でのみバルブタイミングを遅角させることがで
きれば、中、低速回転域における性能を低下させ
ることなしに高速回転域における出力特性を改善
することが可能である。

しかして、このような特性を得べて開発された
動弁装置に関する先行技術として、先に出願した
実願昭56−59075号（実開昭57−171106号公報参
照）に示されるように、タイミングベルトプーリ
をカムシヤフトに対して円周方向に所要角度だけ
空回り可能に取付け、前記シヤフトに前記プーリ
をバルブタイミングが早くなる方向に回動付勢す
るスプリング部材を設けたものがある。すなわ
ち、このものは、カムシヤフトを駆動するのに必
要なトルクは、エンジンの回転速度の増加に略比
例して増大するという傾向に着目して案出された
もので、高速回転域では前記スプリング部材のた
わみが大きくなつてバルブタイミングが自動的に
遅角するようになつている。ところが、このよう
な構成のものは、カムシヤフト側にスプリング部
材の取付部やストツパ等を設けなければならない
ため、プーリだけでなくカムシヤフトをも新たに
設計しなければならず、遅角機能を有さない標準
エンジンとの共通部品化率が低下してコストアツ
プを招くとともに、既存のエンジンに簡単に適用
することができないという不都合がある。

(ハ) 考案の目的 本考案は、このような事情に着目してなされた
もので、エンジントルクを全回転速度域にわたつ
て高い値に維持することができ、しかも、構造が
簡単である上に耐久性が高く既存のエンジン等に
も簡単に適用することが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。

(ニ) 考案の構成 本考案は、かかる目的を達成するために、動弁
装置を構成するプーリ、スプロケツトまたはギヤ
ー等の伝動部材を、クランクシヤフトあるいはカ
ムシヤフトに固定される内転体と、この内転体に
軸心を一致させて配設した外転体と、この外転体
を前記内転体に円周方向に弾性遊動可能に連結す
る弾性体と、前記外転体の前記内転体に対する遊
動を所要角度範囲内に規制するストツパとを具備
してなるものにしている。そして、前記弾性体
を、内周部を内転体に接着するとともに外周部を
外転体に接着してなるブロツク状のものにし、こ
の弾性体の初期形状を、トルク伝達開始時に該弾
性体に径方向の圧縮力が作用する方向に前記内周
部と前記外周部との位相を異ならせたものにした
ことを特徴とする。しかして、伝動部材の内転体
をクランクシヤフト側に装着する場合には、弾性
体の外周部を内周部よりも回転進み側に位置させ
ておけばよく、内転体をカムシヤフト側に装着す
る場合には、弾性体の外周部を内周部よりも回転
遅れ側に位置させておけばよい。(ホ) 実施例 以下、本考案の一実施例を第２図〜第８図を参
照して説明する。

エンジンのクランクシヤフト１とカムシヤフト
２とにそれぞれ伝動部材たるタイミングプーリ
３，４を軸装するとともに、これら両プーリ３，
４間にタイミングベルト５を張設し、前記クラン
クシヤフト１の矢印Ｘ方向の回転力を前記プーリ
３、ベルト５およびプーリ４を介して前記カムシ
ヤフト２に伝達するようにしている。なお、駆動
側のタイミングプーリ３は、通常のものであり、
キー６を介して前記クランクシヤフト１に固定さ
れている。一方、従動側のタイミングプーリ４は
前記カムシヤフト２に固定された内転体７と、こ
の内転体７に軸心を一致させて配設した外転体８
と、この外転体８を前記内転体７に円周方向に弾
性遊動可能に連結する複数の弾性体９と、前記外
転体８の前記内転体７に対する遊動を所要角度範
囲内に規制するストツパ１１とを具備してなる。
前記内転体７は、前記カムシヤフト２の端部外周
に嵌合するハブ７ａと、このハブ７ａの外周から
放射状に突設した複数本のリブ７ｂと、これら各
リブ７ｂの外方端を連結する外輪部７ｃとからな
るもので、前記ハブ７ａは、キー１２およびボル
ト１３を用いて前記カムシヤフト２に固定されて
いる。また、前記外転体８は、前記内転体７の外
周囲に遊嵌したリング状のもので、その外周に前
記タイミングベルト５が噛合する歯８ａを有して
いる。また、前記弾性体９は、ゴムをブロツク状
に成形してなるもので、前記内転体７の外周面と
前記外転体８の内周に圧入した中間リング１４の
内周面とにそれぞれ焼付接着してある。なお、こ
の弾性体９は、外転体８に接着された外周部９ｂ
が内転体７に接着された内周部９ｃよりも位相が
遅れるような正面視平行四辺形的な形状をなして
おり円周方向に等角間隔をあけて複数個設けてあ
る。すなわち、この実施例では、内転体７を従動
側のカムシヤフト２に装着しているため、トルク
伝達を行つていない状態での各弾性体９の初期形
状は、その外周部９ｂが内周部９ｃよりも回転遅
れ側に位置するように設定してある。また、前記
ストツパ１１は、前記各弾性体９の回転進み側の
端面９ａに対向させて前記内転体７の外周面から
突設した突起状のもので、前記弾性体９が回転方
向へ変形した場合に前記端面９ａが該ストツパ１
１に当接するようになつている。

このような構成のものであれば、カムシヤフト
２を駆動するのに必要なトルクが小さい低速回転
域においては、従動側のタイミングプーリ４の弾
性体９が第４図に示すようにほとんど変形しない
状態に保たれており、吸気バルブのバルブタイミ
ングは最も早い状態に維持されることになる。そ
して、エンジンの回転速度が上昇し、カムシヤフ
ト２を駆動するのに必要なトルクが所定値を越え
てさらに増大してくると、前記タイミングプーリ
４の外転体８が弾性体９を変形させつつ内転体７
に対して位相が進む方向に変位しはじめ、バルブ
タイミングが次第に遅れてくる。そして、最高速
回転時には、第５図に示すように前記弾性体９の
端面９ａがストツパ１１に当接する位置まで、前
記外転体８が変位することになり、バルブタイミ
ングは最も遅れた状態になる。第６図は、本実施
例におけるクランクシヤフト１の回転速度とバル
ブタイミングとの関係を示したものであり、第７
図は、低速回転域におけるバルブタイミング
と、高速回転域におけるバルブタイミングとの
違いを示したものである。

このように、本考案に係る動弁装置によれば弾
性体９の変形特性を適当に選択することによつ
て、吸気バルブのバルブタイミングを低速回転域
から高速回転域に移行するのに伴つて遅角するよ
うに制御することができるので、第１図の実線Ｃ
で示すように、全回転速度範囲にわたつて高いエ
ンジントルクを得ることができる。しかも、本動
弁装置は、プーリ４にのみ工夫をこらすことによ
つてバルブタイミングを制御するようにしている
ので、カムシヤフト２等に特別な加工を施す必要
が一切ない。そのため、バルブタイミングの制御
機能を有さない標準エンジンとの間の共通部品化
率を高めてコストダウンを図ることができるとと
もに、既存のエンジンにもプーリを交換する手間
だけで簡単に適用することができるという利点が
ある。

なお、前記実施例では伝動部材がカムシヤフト
側のタイミングプーリである場合について説明し
たが、本考案はかならずしもこのようなものに限
られないのは勿論であり、例えば、クランクシヤ
フト側のプーリに適用してもよい。あるいは、ま
た、プーリに代えて、チエーンを張設するための
スプロケツトやギヤー等にも同様に適用が可能で
ある。

また、ダブルオーバーヘツドカムシヤフト形エ
ンジンに適用する場合は、吸気用カムシヤフトに
のみ本案のプーリを取り付けてもよく、また、吸
気用および排気用カムシヤフトの両方に取り付け
てもよい。

また、トルク伝達を行つていない状態での弾性
体の初期形状は、必ずしもその回転方向両端面が
完全に平行をなすようなものである必要はなく、
要するに、トルク伝達開始時に該弾性体に径方向
の圧縮力が作用するように前記内周部と前記外周
部との位相が異ならせてあればよい。しかして、
弾性体の初期形状をこのようなものにしておけ
ば、例えば、第９図に示すような弾性体９′を採
用した場合よりも、弾性体をコンパクトなものに
することができ、耐久性を向上させることも容易
になる。すなわち、第９図ａに示すように、外周
部と内周部とが同一位相になるようにその初期形
状を設定した長方形的な弾性体９′は、外転体に
トルクが働くと該弾性体に径方向の圧縮力が作用
せず一気に第９図ｂに示すような形状に変形して
しまうため、トルク増大に対する抵抗力が弱い。
そのため、弾性体９′は硬目の材料により構成す
る必要が生じるが、硬目の弾性体９′は耐久性に
劣る傾向があり、また、一定の範囲で無理なく変
形させようとすると、弾性に富む弾性体よりも大
きなものになりがちである。それに対して、初期
形状を、その外周部９ｂが内周部９ｃよりも回転
遅れ側に位置するように設定した図示実施例にお
ける弾性体９の場合には、第８図ａに示す状態か
らトルクが増加すると、まず、高さが漸増して第
８図ｂに示す長方形的な形状にまで変形ししかる
後に、高さが漸減して第８図ｃに示す形状にまで
至ることになる。

なお、実際には、内転体７および外転体８より
も弾性体９の方が変形し易いため、弾性体９の見
掛け上の高さに変化はなく、該弾性体９に径方向
の圧縮力が作用することになる。そのため、第９
図に示すものに比べてトルク増大に対する抵抗力
が強く、比較小形のもので優れた変形特性を得る
ことが可能であり、耐久性も向上する。

このような作用効果を、クランクシヤフト側に
装着した伝動部材において発揮させるには、弾性
体の外周部を内周部よりも回転進み側に位置させ
ておけばよいことはいうまでもない。

さらに、弾性体の個数も４個に限らず、３個あ
るいは、５、６個設けてもよい。

また、ストツパも、図示実施例のものに限られ
ないのは勿論であるが、前記のように弾性体の端
面を係止し得るものにしておけば、騒音が少ない
上に、金属同志を当接させる場合のように摩滅に
より位相ずれの限度が変化してしまうという不都
合が生じない。

また、ストツパは各弾性体毎に設けなくてもよ
いのは勿論であるが、複数設けておくほうが、安
全である。

(ヘ) 効果 本考案は、以上のような構成であるから、エン
ジントルクを全回転速度域にわたつて高い値に維
持することができ、しかも、構造が簡単で既存の
エンジン等にも容易に適用することができるエン
ジンの動弁装置を提供できるものである。

特に、本発明では、弾性体を、内周部を内転体
に接着するとともに外周部を外転体に接着してな
るブロツク状のものにしているので、この弾性体
が、内転体と外転体との相対的な位相を伝達トル
クの増減に応じて制御する役割だけでなく、内転
体と外転体とを相互に連結する役割をも担うこと
になる。そのため、例えば、特開昭55−81213号
公報に示されるようなコイルスプリングを使用し
た遠心制御式のものに比べて構造の簡略化を図る
ことができる。すなわち、この公報に記載されて
いるものは、内転体のボス部外周に、外転体を相
対回動可能に嵌合させて保持するとともに、この
内転体と外転体との間に遠心力により外方に拡開
する振り子を設け、この振り子の回動動作を案内
カム溝とピンにより内転体と外転体との相対位相
偏位に変換するようにしている。そして、この振
り子をコイルスプリングの付勢力と遠心力とによ
り適宜回動させて外転体の内転体に対する位相を
運転状態に応じて変化させるようになつている。
しかして、このようなものでは部品点数が多くコ
ンパクト化が難しいため、通常のプーリ、スプロ
ケツトあるいはギヤー等の伝動部材に比べて大き
な配設スペースが必要になる虞があるが、本考案
の構成によれば、通常の伝動部材と同等の形態を
なさしめることが容易である。

しかも、本考案では、弾性体の初期形状を、ト
ルク伝達開始時に該弾性体に径方向の圧縮力が作
用する方向に内周部と外周部との位相を異ならせ
たものにしているので、前述したように長方形状
のブロツク状弾性体を使用する場合に比べてより
柔軟性のあるコンパクトな弾性体を使用すること
ができる。そのため、伝動部材全体のコンパクト
化を図りつつ弾性体の耐久性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、エンジントルクと回転速度との関係
を示す説明図である。第２図〜第８図は本考案の
一実施例を示し、第２図は一部切欠した正面図第
３図は第２図における−線に沿う拡大断面
図、第４図、第５図は作用説明図、第６図は遅角
特性を示す特性説明図、第７図はバルブタイミン
グを示す図、第８図ａ，ｂ，ｃは弾性体に関する
作用説明図である。第９図ａ，ｂは比較例を示す
第８図相当の説明図である。 １……クランクシヤフト、２……カムシヤフ
ト、４……伝動部材（タイミングプーリ）、７…
…内転体、８……外転体、９……弾性体、９ｂ…
…外周部、９ｃ……内周部、１１……ストツパ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. クランクシヤフトの回転力を吸気バルブ開閉用
   のカムシヤフトに、これら両シヤフトにそれぞれ
   支持させたプーリ、スプロケツトまたはギヤー等
   の対をなす伝動部材を介して伝達するようにした
   ものにおいて、少なくとも一方の伝動部材を、前
   記シヤフトに固定される内転体と、この内転体に
   軸心を一致させて配設した外転体と、この外転体
   を前記内転体に円周方向に弾性遊動可能に連結す
   る弾性体と、前記外転体の前記内転体に対する遊
   動を所要角度範囲内に規制するストツパとを具備
   してなるものにし、前記弾性体を、内周部を内転
   体に接着するとともに外周部を外転体に接着して
   なるブロツク状のものにし、この弾性体の初期形
   状を、トルク伝達開始時に該弾性体に径方向の圧
   縮力が作用する方向に前記内周部と前記外周部と
   の位相を異ならせたものにしたことを特徴とする
   エンジンの動弁装置。