JPH03294609A - ダブルオーバーヘッドカムシャフトエンジン - 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」 本発明は自動車等に搭載されているエンジンの改良に係
わり、特に、カムシャフトがシリンダーの頭上に配置さ
れ、更にカムシャフトが２本形成されているダブルオー
バーへラドカム（ＤＯＨＣ）シャフトエンジンの特性の
改良に関するものである。

そして本発明は、ＤＯＨＣエンジンの出力特性を改良し
、より中、低速ｌ・ルクの大きい高出力エンジンを可能
とするものである。

「従来の技術」 自動車等に搭載するエンジンには、このエンジンの燃焼
室やシリンダー内のガス交換を行うために、バルブ・シ
ステム（動弁機構）が採用されている９古くは、吸・排
気バルブがシリンダーに沿って並んでいるサイド・バル
ブ（ＳＶ）型式が使用されていた。しかしながら、燃焼
室形状がバルブの部分だけ横に広がるため平面的になり
、圧縮比が上がらず、熱効率も悪いという問題点があっ
た。そこで、バルブをシリンダーの頭に位置させなオー
バーヘッドバルブ（ＯＨＶ）型式が開発された。しかし
ながら、この○ＨＶ型式でもブツシュロッドを使用する
ためにブツシュロッドの慣性質量が増加し、回転に限度
が生じるという問題点があった。そこで高性能エンジン
を実現するために、カムシャツ）・をシリンダーの頭上
に位置させてしゴうオーバーヘッドカムシャツ１−（Ｏ
ＨＣ）エンジンが開発された。このＯＨＣ型式は、ブツ
シュロッドの様な往復運動部材がなくなり、高速回転に
も対応することができる。このＯＨＣ型式には、カムシ
ャフトが１本のシングルオーバーヘッドカムシャツ１〜
（ＳＯＨＣ）と、カムシャツ１〜が２本のダブルオーバ
ーヘッドカムシャツｌ〜（ＤＯＨＣ）が存在する。ＳＯ
ＨＣ型式は、左右のバルブの頭をロッカーアーム等を介
して押圧しなければならず、バルブの追従性が悪化する
という問題点がある。これに対してＤＯＨＣ型式は１気
筒４バルブが可能となり、バルブ面積を大きく取り、吸
気効率を向上させることができるという利点がある。

［発明が解決しようとする課題」 しかしながら上記ＤＯＨＣ型式は、高速回転高性能を追
求する場合には最適であるが、低速回転時には、トルク
が不足してしまうという問題点があった。

このなめ、自動車の低速加速性能が低下しなり、登板時
に力不足となって走行速度が低下する等の問題点があっ
た９ そこで、低速回転時から高速回転時に至るまでフラット
な特性を有するＤＯＨＣエンジンの出現が望まれていた
。

［課題を解決するための手段」 本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、吸入バルブ
側カムと排気バルブ側カムとを有するダブルオーバーヘ
ッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）エンジンにおいて、この
エンジンのクランクシャツ１〜の回転力を前記バルブ側
力ムシャフ１〜と前記排気バルブ側力ムシャフ■・とに
伝達するためのタイミングチェーン又はベルトを備えて
おり、前記排気バルブ側カムシャフトと前記クランクシ
ャフト間のタイミングチェーン又はベルトに当接する様
に形成され、前記排気バルブ側カムシャフトの作用角を
変化させるための第１の位置調整手段と、前記排気バル
ブ側力ムシャフ１〜と前記吸入バルブ側カムシャフト間
のタイミングチェーン又はベルトに当接する様に形成さ
れ、前記吸入バルブ側カムシャフトの作用角を変化させ
るための第２の位置調整手段と、前記吸入バルブ側カム
シャフトと前記クランクシャフト間における前記タイミ
ングチェーン又はベルトの張力を調整するための張力調
整手段と、前記ＤＯＨＣエンジンの回転数に基づいて、
前記第１の位置調整手段と前記第２の位置調整手段と張
力調整手段とを制御するための演算手段とから構成され
ている。

まな本発明は、吸入バルブ側カムと排気バルブ側カムと
を有するダブルオーバーヘッドカムシャツ１−（ＤＯＨ
Ｃ）エンジンにおいて、このエンジンのクランクシャツ
１〜の回転力を前記バルブ側カムシャフトと前記排気バ
ルブ側カムシャフトとに伝達するためのタイミングチェ
ーン又はベルトを備えており、前記吸入バルブ側力ムシ
ャフ１〜と前記排気バルブ側カムシャフトとに、遠心式
可変カムが採用されており、この遠心式可変カムに備え
られなウェイ１〜によりカム位置が変化する様になって
おり、前記吸入バルブ側力ムシャフ１〜と前記クランク
シャフト間には、これらに配設された前記タイミングチ
ェーン又はベルトの張力を調整するための張力調整手段
が形成されており、前記ＤＯＨＣエンジンの回転数に基
づいて、前記吸入バルブ側力ムシャフ１〜及び前記排気
バルブ側カムシャフトの作用角を制御することを特徴と
している。

「作用」 以上の様に構成された本発明は、排気バルブ側カムシャ
フトとクランクシャ７１〜間のタイミングチェーン又は
ベルトに当接する様に構成されな第１の位置調整手段が
、排気バルブ側カムシャフトの作用角を変化させること
ができ、排気バルブ側カムシャフトと吸入バルブ側カム
シャフト間のタイミングチェーン等に当接する様に構成
された第２の位置調整手段が、吸入バルブ側カムシャフ
トの作用角を変化させることができる９そして張力調整
手段が、吸入バルブ側カムシャフトとクランクシャフト
間におけるタイミングチェーン等の張力を調整すること
ができる。更に演算手段が、ＤＯＨＣエンジンの回転数
に基づき、第１の位置調整手段と第２の位置調整手段と
張力調整手段とを制御することができる。

更に本発明は、吸入バルブ側カムシャフトと排気バルブ
側カムシャフトとが、遠心式可変力ムシャフＩ〜から構
成されており、遠心力によって移動するウェイトによっ
てカム位置を変化させることができる。そして張力調整
手段が、吸入バルブ側カムシャフトとクランクシャフト
間のタイミングチェーン又はベルトの張力を調整するこ
とができる。従って、ＤＯＨＣエンジンの回転数に基づ
いて、吸入バルブ側カムシャフト及び排気バルブ側カム
シャフトの作用角を制御することができる。

「実施例」 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図及び
第２図に示す様に本実施例のＤＯＨＣエンジンは、エン
ジン本体１と、吸入バルブ側カム２と、排気バルブ側カ
ム３と、クランクシャツＩ〜４と、ベルト５と、排気バ
ルブ側カムシャフト６と、吸入バルブ側力ムシャフ１〜
７と、第１の位置調整手段８と、第２の位置調整手段９
と、張力調整手段１０と、演算手段１１とからなってい
る。

エンジン本体１は、通常の自動車用ガソリンエンジンで
あるが、如何なるエンジンであってもよい。

本エンジンはＤＯＨＣエンジンであるので、吸入バルブ
側カム２と排気バルブ側カム３とを有し、これらに接続
された排気バルブ側カムシャフト６と吸入バルブ側カム
シャフト７とが、シリンダーの頭上に位置する様になっ
ている。吸入バルブ側カム２は、燃料の吸入側バルブを
押圧して燃料室に燃料ガスを供給するためのものであり
、排気バルブ側カム３は、排気側バルブを押圧して燃料
室から排気ガスを排出させるためのものである。クラン
クシャフト４は、エンジンの回転をベルト５を介して吸
入バルブ側カム２と排気バルブカム３とに伝達するため
のものである。従ってベルｌ−５は、クランクシャフト
４と吸入バルブ側カムシャフト７と排気バルブ側カムシ
ャフト６とに渡って張設されており、エンジンの回転を
伝達している。

排気バルブ側力ムシャフ１−６は、排気バルブ側カム３
に接続されなシャフトであり、この排気バルブ側カムシ
ャフト６には、排気バルブ側プーリー６１が形成されて
いる。同様に吸入バルブ側カムシャフト７は吸入バルブ
側カム２に接続されなシャツ１〜であり、この吸入バル
ブ側力ムシャフ１〜７には、吸入バルブ側プーリー７１
が接続されている。第１の位置調整手段８は、排気バル
ブ側力ムシャフｌ−６の作用角を変化させるためのもの
で、本実施例ではザーボモータが採用されている。この
第１の位置調整手段８は、排気バルブ側プーリー６１と
クランクシャツ１〜４とに渡って張設されなベルト５に
当接する様に構成されている。そして第１の位置調整手
段８が、ベルト５を押圧してベルト５の位置を変化させ
、排気バルブ側力ムシャフｌ〜６の作用角を調整するこ
とができる。そして第２の位置調整手段９は、吸入バル
ブ側カムシャフト７の作用角を変化させるためのもので
、本実施例ではサーボモータが採用されている。この第
２の位置調整手段っは、排気バルブ側プーリー６１と吸
入バルブ側プーリー７１とに渡って張設されたベルト５
に当接する様に構成されている。

そして第２の位置調整手段９が、ベルト５を押圧してベ
ルト５の位置を変化させ、吸入バルブ側カムシャフト７
の作用角を調整することができる。

張力調整手段１０は、吸入バルブ側プーリー７１とクラ
ンクシャフト４に渡って張設されているベルト５の張力
を調整するためのものである。本実施例の張力調整手段
１０はサーボモータからなっており、ベルｌ−５との当
接位置を調整してベルＩ・５のなるみを防止するもので
ある。

演算手段１０は第３図に示す様に、ＤＯＨＣ本体１の回
転数に基づいて、第１の位置調整手段８と第２の位置調
整手段つと張力調整手段１０を制御するためのものであ
る。ＤＯＨＣ本体１の回転数は、適宜の回転数計等によ
り検出することができる。即ち、ＤＯＨＣエンジンの回
転数が低い場合には、第２の位置調整手段９を降下させ
ることにより、ベルト５の位置を下げる様にする。そし
て、第１の位置調整手段８を引き込めて、ベルト５の位
置を第１の位置調整手段側に移動させる。

この結果エンジン本体１は低速回転時において、吸入バ
ルブ側カム２及び排気バルブ側カム３の作用角が変化し
て、オーバーラツプが少なくなる。

従って、低速時にも１〜ルクが増加して粘りのある走行
を実現することができる。なお張力調整手段１０は、ベ
ルト５がたるまない様に制御される。

そしてエンジンの高速回転時には、第２の位置調整手段
９を引き上げて、ベルｌ−５の位置をノーマルな状態に
回復させると共に、第１の位置調整手段８を押上で、ベ
ルト５の位置を内側に押し込ませる様になっている９こ
の結果、吸入バルブ側カム２及び排気バルブ側カム３の
作用角が、高速回転に適切な位置になる様になっている
。

なお上記実施例は、ベルト５を使用しているが、第２図
に示す様にタイミングチェーン５１を使用することもで
きる。

才な本明細書において、ベルト５又はタイミングベルト
５１の張設は、プーリーやギア等を介してカムシャフト
を駆動させることを含むものである。

次に、遠心式可変カムを使用しなりＯＨＣエンジンを第
４図に基づいて説明する。本実施例は、ＤＯＨＣエンジ
ン本体１と、吸入バルブ側遠心式可変カム１２と、排気
バルブ側遠心式可変カム１３と、クランクシャフト４と
、タイミングチェーン５１と、張力調整手段１ｏとから
なっている。

吸入バルブ側遠心式可変カム１２は、ウェイト１２１．
１２１が取り付けられており、吸入バルブ側力ムシャフ
ｌ−７が回転すると、ウェイト１２１ニ働く遠心力によ
り、カム位置が変化するものである。排気バルブ側遠心
式可変カム１３は、ウェイト１３１．１３１が取り付け
られており、排気バルブ側カムシャフト６が回転すると
、ウェイト１３１に働く遠心力により、カム位置が変化
する様になっている。従って、前述した演算手段１０を
用いた制御方法と同様な特性を有する様に、排気バルブ
側遠心式可変カム１３及び吸入バルブ側遠心式可変カム
１２を作成すれば、エンジン本体１の回転数が低い場合
でも、大きなトルクが得られるＤＯＨＣエンジンが実現
する。なお、タイミングチェーン５１がたるむ場合があ
るので、張力調整手段１０により、なるみを防止する。

なお、本実施例の張力調整手段１０は、単に一方向に押
圧する通常の張力調整手段１０を採用することもできる
。

「効果」 以上の様に構成された本発明は、排気バルブ側カムシャ
フトと前記クランクシャフト間のタイミングチェーン又
はベルトに当接する様に形成され、前記排気バルブ側力
ムシャフ１〜の作用角を変化させるための第１の位置調
整手段と、前記排気バルブ側カムシャフトと前記吸入バ
ルブ側カムシャフト間のタイミングチェーン又はベルト
に当接する様に形成され、前記吸入バルブ側力ムシャフ
１〜の作用角を変化させるための第２の位置調整手段と
、前記吸入バルブ側カムシャフトと前記クランクシャフ
ト間における前記タイミングチェーン又はベルトの張力
を調整するための張力調整手段と、前記ＤＯＨＣエンジ
ンの回転数に基づいて、前記第１の位置調整手段と前記
第２の位置調整手段と張力調整手段とを制御するための
演算手段とから構成されているので、エンジンの回転数
が下がると吸入バルブ側カムと排気バルブ（１１１１カ
ムの作用角が変化し、低速時でも大きなトルクを得るこ
とができるという効果がある。そして高速回転時には、
前記カムの作用角が高速回転時用に復帰するので、高速
回転時から低速回転詩才で、フラットなｌ−ルク特性の
ＤＯＨＣエンジンを提供することができるという効果が
ある。特に、低速回転時の１〜ルクが増加するので、粘
りのある走行を行うことができるという効果がある。

また本発明は、前記吸入バルブ側力ムシャフ１〜と前記
排気バルブ側力ムシャフ１〜とに、遠心式可変カムが採
用されており、この遠心式可変カムに備えられたウェイ
トによりカム位置が変化する様になっており、前記吸入
バルブ側力ムシャフ１〜と前記クランクシャフト間には
、これらに配設された前記タイミングチェーン又はベル
トの張力を調整するための張力調整手段が形成されてい
るので、前記ＤＯＨＣエンジンの回転数に基づいて、前
記吸入バルブ側カムシャフト及び前記排気バルブ側カム
シャフトの作用角を制御することをかできるという効果
がある。この場合には、マイコン等からなる演算手段が
不要となるので、ローコス１〜でトルク特性のフラット
なりＯＨＣエンジンを提供することができるという効果
がある。即ちエンジンの回転数が変化すると、カムシャ
ツ１〜も変化し、全作用角は同じであるが作用する位置
が変化するエンジンを提供することができる。従って、
オーバーラツプが適当に変化して、低速から高速までフ
レキシブルな特性を有するＤＯＨＣエンジンを提供する
ことができるという卓越した効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は本実施例の
斜視図であり、第２図は本実施例を説明する図、第３図
は本実施例の構成を示す図、第４図は本実施例の変形例
を説明する図である。 １　・　・ ２　・　・ ３　・　・ ４　・　・ ５　・　・ ６　・　・ ７　・　・ ８　・　・ ９　・　・ １０　・ １２　・ １３　・ エンジン本体 吸入バルブ側カム 排気バルブ側カム クランクシャフト間 ルト 排気バルブ側カムシャフト 吸入バルブ側力ムシャフ１〜 第１の位置調整手段 第２の位置調整手段 張力調整手段　１１・・演算手段 吸入バルブ側遠心可変カム 排気バルブ側遠心可変カム 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入バルブ側カムと排気バルブ側カムとを有する
   ダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）エンジ
   ンにおいて、このエンジンのクランクシャフトの回転力
   を前記バルブ側カムシャフトと前記排気バルブ側カムシ
   ャフトとに伝達するためのタイミングチェーン又はベル
   トを備えており、前記排気バルブ側カムシャフトと前記
   クランクシャフト間のタイミングチェーン又はベルトに
   当接する様に形成され、前記排気バルブ側カムシャフト
   の作用角を変化させるための第１の位置調整手段と、前
   記排気バルブ側カムシャフトと前記吸入バルブ側カムシ
   ャフト間のタイミングチェーン又はベルトに当接する様
   に形成され、前記吸入バルブ側カムシャフトの作用角を
   変化させるための第２の位置調整手段と、前記吸入バル
   ブ側カムシャフトと前記クランクシャフト間における前
   記タイミングチェーン又はベルトの張力を調整するため
   の張力調整手段と、前記ＤＯＨＣエンジンの回転数に基
   づいて、前記第１の位置調整手段と前記第２の位置調整
   手段と張力調整手段とを制御するための演算手段とから
   なることを特徴とするダブルオーバーヘッドカムシャフ
   トエンジン。
2. （２）吸入バルブ側カムと排気バルブ側カムとを有する
   ダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）エンジ
   ンにおいて、このエンジンのクランクシャフトの回転力
   を前記バルブ側カムシャフトと前記排気バルブ側カムシ
   ャフトとに伝達するためのタイミングチェーン又はベル
   トを備えており、前記吸入バルブ側カムシャフトと前記
   排気バルブ側カムシャフトとに、遠心式可変カムが採用
   されており、この遠心式可変カムに備えられたウェイト
   によりカム位置が変化する様になっており、前記吸入バ
   ルブ側カムシャフトと前記クランクシャフト間には、こ
   れらに配設された前記タイミングチェーン又はベルトの
   張力を調整するための張力調整手段が形成されており、
   前記ＤＯＨＣエンジンの回転数に基づいて、前記吸入バ
   ルブ側カムシャフト及び前記排気バルブ側カムシャフト
   の作用角を制御することを特徴とするダブルオーバーヘ
   ッドカムシャフトエンジン。