JPH04153506A - エンジンのカムシャフト駆動装置 - 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、エンジンのカムシャフト駆動装置に関するも
のである。

（従来の技術） ンリノダヘット側に吸気用カムシャフトと排気用カムシ
ャフトとを所定間隔をもって平行配置してなるＤＯＨＣ
エノノノにおし１ては、該各カムシャフトをギヤ駆動：
；よって同期回転させるようになっており、その具体的
方法としては、例えば実開昭６１−１７１８０７号公報
に開示されるように各カムシャフトに設けられた一対の
カムギヤを直接噛合させる方法とか、これら一対のカム
ギヤをその中間位置に配置しｆニアイトルギャ（通常、
ノリンダヘット側に支承される）を介して間接的に噛合
させる方法等が知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、近年、自動車用エンジンにおいてはその軽量
化の要請から、剛性がさほと要求されない部材はこれを
軽量のアルミ合金等の非鉄系材料て構成することが広く
行なわれており、ノリンダヘット部分もその一つである
。

一方、カムシャフト駆動用のカムギヤはその耐久性等の
観点から、従来通り鉄系材料で構成されるのが一般的で
ある。

ところが、このようにカムンヤフトを支承するシリンダ
ヘッド部分（シリンダヘッドそれ自体の他、該シリンダ
ヘッドに締着固定されるカムキャリアを含む）が熱膨張
係数の大きいアルミ合金で、また該カムンヤフトに取り
付けられるカムギヤとが熱膨張係数が比較的小さい鉄系
材質、例えば鋼又は鋳鉄でそれぞれ構成されていると、
この両者の熱膨張係数の差が故に、エンジン温度の上昇
時においては一対のカムシャフトの軸間距離の増大変化
量と各カムギヤの径寸法の増大変化量との間に差が生じ
、一対のカムギヤ間においてはそのバックラッシュか適
正量以上に大きくなり、その結果、該各カムギヤの耐久
性が損なわれるとか、噛合騒音が増大する等の問題が生
しることとなる。

尚、このようなシリンダヘッド部とカムギヤとの材質の
相違（即ち、熱膨張係数の相違）に基づく不具合は、各
カムギヤか直接噛合する構成のものにおいてのみならず
、アイドルギヤを介して間接的に噛合する構成のものに
おいても該アイドルギヤがンリンダヘッド側に支承され
ている限り同様に起こる問題である。

そこで本発明では、一対のカムシャフトをンリンダヘッ
ド側に支承せしめるとともに、該シリンダヘッド部分と
上記各カムンヤフトに設けられる各カムギヤとを熱膨張
係数の異なる材質で構成した構造のカムシャフト駆動装
置において、エンジン温度の変化にかかわらず各カムギ
ヤのバックラッシュを常時適正値に維持しもってその耐
久性の向上及び噛合騒音の増大防止を図らんとしてなさ
れたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明ではかかる課題を解決するための具体的手段とし
て、エノノンのノリンダヘッド側に所定間隔をもって平
行配置された吸気用カムシャフトと排気用カムシャフト
にそれぞれカムギヤを配置してこれらを相互に非噛合状
態で対向させる一方、上記各カムシャフトにそれぞれ揺
動アームを枢支せしめ且つこれら一対の揺動アームの先
端部相互間を連結ピンにより相対回動可能に連結すると
ともに、該連結ピンには上記各カムギヤに対して同時に
噛合するアイドルギヤを取り付け、さらに上記各カムギ
ヤとアイドルギヤ及び各揺動アームをほぼ同等の熱膨張
係数を有する材質でそれぞれ構成したことを特徴として
いる。

（作用） かかる構成とすることにより、カムギヤ側においては、
該カムギヤとアイドルギヤとこの両者を連結する揺動ア
ームとがともにほぼ同等の熱膨張係数をもつ材質で構成
されていることから、エンジン温度の上昇に伴う熱膨張
にもかかわらずこれら王者間におけるギヤ径方向の位置
関係はほとんど変化けず、該カムギヤとアイドルギヤと
の間におけるバックラッシュはエンノン低温時において
設定した適正値のまま維持されることになる。

一方、エンジン温度の上昇に伴い、シリンダヘッド部が
執膨張しこれに支承された一対のカムシャフトの軸間距
離が増大変化するとともに、該各カムシャフトに設けら
れた各カムギヤもそれぞれその径方向に膨張変化する。

この場合、シリンダヘッド部とカムギヤとの間に熱膨張
係数に差があることから、一対のカムギヤのピッチ円相
互の間隔寸法はエンノン低温時の間隔寸法よりも増大す
ることとなるが、このピッチ円相互の間隔寸法の増大分
は、揺動アームが揺動してアイドルギヤが各カムギヤに
対してその相対位置関係を変化させることにより吸収さ
れ、各カムギヤとアイドルギヤとの間のバックラッシュ
は適正値のまま維持されることとなる。

（発明の効果） 従って、本発明のエノノノのカムシャフト駆動装置によ
れば、エンジン温度の変化に伴うシリンダヘッド部とカ
ムギヤとの間の熱膨張差が揺動アームの揺動変位により
吸収されるとともに、各カムギヤとアイドルギヤとの間
の噛合状態がこれらと揺動アームとの熱膨張係数をほぼ
同等に設定することによって常時適正状態に維持される
ことから、エンジン温度の変化にかかわらず各カムギャ
のバックラッシュを常時適正値に維持でき、その結果、
該カムギヤの耐久性が向上し且つその噛合騒音の増大が
確実に防止できるものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を説明
する。

第１図及び第２図には、本発明の実施例にかかるカムシ
ャフト駆動装置が適用された自動車用ＤＯＨＣエンジン
のエンジン上部が示されており、該各図において符号１
は吸気用カムシャフト、２は排気用カムンヤフトである
。これら一対のカムシャフト１．２は、ンリンダヘット
６の上端面に締着固定されるカムキャリア３により、所
定間隔をもって平行状態で支承されている。尚、このカ
ムキャリア３は、上記ノリンダヘッド６に締着固定され
て上記各カムノヤフ）１．２をその下側から支承するロ
ア部材４と、該ロア部材４の上面側に締着固定されて上
記各カムシャフト１．２をその上面側から抱持するアッ
パ一部材５とからなる二分割構造とされ、ともにアルミ
合金製とされている（尚、第１図はアッパ一部材５を取
り外した状態を示している）。

上記各カムンヤフト１．２の軸方向同位置には、それぞ
れ同径のカムギヤ１１．１２が固着されている。この各
カムギヤは、所定間隔をもって非噛合状態で対向するよ
うにその径寸法が設定されるとともに、そのいずれか一
方、例えば吸気用カムンヤフト１側の第１カムギヤ１１
がクランクギヤ（図示省略）によって駆動される。

そして、このクランクギヤによって駆動される第１カム
ギヤ１１と排気用カムシャフト２側の第２カムギヤ１２
とを同期回転させるために、これらの間にはアイドルギ
ヤ１３が配置されている。

この場合、この実施例においては、本発明を適用してこ
のアイドルギヤ１３を従来のようにノリンダヘッド６あ
るいはカムキャリア３に支承せしめるのではなく、上記
各吸気用カムシャフトｌと排気用カムシャフト２に対し
て揺動変位可能に支承せしめている。

即ち、この実施例においては、上記吸気用カムシャフト
１及び排気用カムシャフト２に、上記各カムギヤ１１．
１２のピッチ円の半径寸法と上記アイドルギヤ１３のピ
ッチ円の半径寸法との和に相当する寸法のアーム長を有
する第１揺動アーム２１と第２揺動アーム２２とを、該
各カムギヤ１１．１２を軸方向に挟んだ状態でその両側
にそれぞれ一個づつ取り付けるとともに、これら各カム
ギヤ１１．１２の一方側に位置する揺動アーム２１．２
２の先端部２１ａ、２２ａと、他方側に位置する各揺動
アーム２１．２２の先端＄２１ａ、２２ａとをそれぞれ
重ね合わせてこれら相互間を上記各カムシャフト１．２
と平行に配置された連結ピン２３によって相対回動可能
に連結し、この連結ピノ２３の軸方向中央部に上記アイ
ドルギヤ１３を上記各カムギヤ１１．１２に噛合させた
状態で取り付けている。

さらに、この実施例においては、本発明を適用して、上
記各カムギヤＩ＋、！２とアイドルギヤ１３及び各揺動
アーム２１．２２をともに鯛又は鋳鉄製としている。

このように各カムシャフト１．２の各カムギヤ１１．１
２にそれぞれ噛合するアイドルギヤ１３を揺動アーム２
１．２２を介して揺動可能に支承廿しぬるとともに、各
カムギヤＩ＋、１２とアイドルギヤ１３及び各揺動アー
ム２１．２２を同一材質で構成することにより、後述す
るように、エンジン温度の変化にかかわらず各カムギヤ
１１１２とアイドルギヤ１３との間のバックラッノユを
常時適正値に・維持することかできる。

即ち、先ず各カムギヤ１１．＋２とアイドルギヤ１３と
の間における執膨張の影響であるが、エンジン温度の上
昇に伴って各カムギヤ＋１．１２、アイドルギヤ１３と
もそれぞれ熱膨張してその径寸法が増大変位するが、こ
れら両者間に跨がって配置された揺動アーム２１．２２
がこれらと同じ鋼又は鋳鉄製とされていることがら該揺
動アーム２１．２２も該各カムギヤ１１．１２及びアイ
ドルギヤ１３の熱膨張に追従してこれと同し量だけ熱膨
張する。従って、熱膨張量の如何にかかわらず、各揺動
アーム２１．２２のアーム長は常に各カムギヤ１１．１
２とアイドルギヤ１３との軸間距離と同寸法に維持され
、その結果、各カムギヤ１１】２とアイドルギヤ１３と
の間のバックラッシュはエンジン低温時に設定した適正
値に維持されるものである。

次に、カムキャリア３の熱膨張に伴う第１カムギヤ１１
と第２カムギヤ１２の軸間距離の変化による影響である
が、この場合、該カムキャリア３と各カムギヤ１１．１
２とが同じ材質で構成されておればその熱膨張量が同じ
であるためエンジン温度の変化にかかわらず各カムギヤ
１１．１２のピッチ円相互の間隔寸法りは常に一定に維
持されるためなんら影響は生じない。

ところが、カムキャリア３はアルミ合金製とされるのに
対して、各カムギヤ１１．＋２は鋼又は鋳鉄製とされて
いることから、この両者の熱膨張係数の差によって熱膨
張量が異なり、その結果、エノノンの温度変化に伴って
各カムギヤ１１．１２のピッチ円間の間隔寸法しか変化
し、例えばアイドルギヤ１３か従来のようにカムキャリ
ア３側に固定配置されている場合にはこれらの間のバッ
クラッシュが変動することになる。

しかしながら、この実施例においては上記アイドルギヤ
１３を各揺動アーム２１．２２によって各カムシャフト
１．２側に揺動支持しているため、上記間隔寸法りの変
化（即ち、各カムギヤ１ｊ、１２の軸間距離の変化）は
、各揺動アーム２１．２２が揺動して上記アイドルギヤ
１３を各カムギヤ１１．１２に適正状態で噛合させたま
ま上下方向に移動させることにより吸収される。従って
、この間隔寸法りの変化にかかわらず上記各揺動アーム
２１．２２によって規定されている各カムギヤ１】、１
２とアイドルギヤ１３との間の適正なバックラッシュは
なんら影響を晋けることなくそのまま維持されるもので
ある。

このように、この実施例のカムシャフト駆動装置によれ
ば、エンジン温度の変化にかかわらず各カムギヤとアイ
ドルギヤ１３と間のバックラッシュがエンジン低温時に
設定した適正値に確実に保持されることから、バックラ
ッシュの過大による各カムギヤ１１．１２の耐久性の低
下、あるいは噛合騒音の増大等の不具合の発生が未然に
且つ確実に防止されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかるカムシャフト駆動装置
の要部平面図、第２図は第１図のＤ−■要部断面図であ
る。 １・・・・吸気用カムシャフト ２・・・・排気用力Ｌノヤフト ３・・・・カムキャリア ４・・・・ロア部材 ５・・・・アッパ一部材 ６・・・・ノリ／ダヘット １１・・・第１カムギヤ １２・・・第２カムギヤ １３・・・アイドルギヤ ２０・・・アームアセンブリー ２１・・・第１揺動アーム ２２・・・第２揺動アーム ２３−・・連結ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンのシリンダヘッド側に所定間隔をもって平
   行配置された吸気用カムシャフトと排気用カムシャフト
   にそれぞれカムギヤを配置してこれらを相互に非噛合状
   態で対向させる一方、上記各カムシャフトにそれぞれ揺
   動アームを枢支せしめ且つこれら一対の揺動アームの先
   端部相互間を連結ピンにより相対回動可能に連結すると
   ともに、該連結ピンには上記各カムギヤに対して同時に
   噛合するアイドルギヤを取り付け、さらに上記各カムギ
   ヤとアイドルギヤおよび各揺動アームをほぼ同等の熱膨
   張係数を有する材質でそれぞれ構成したことを特徴とす
   るエンジンのカムシャフト駆動装置。