JPH06317113A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジャーナル部の潤滑を支障なく行いながらバ
ルブタイミングの切換応答性を向上できるようにしたエ
ンジンの動弁装置を提供する。 【構成】 カム軸１３とこれを駆動するプーリとの位相
を変化させる油圧機構を上記カム軸１３に装着し、該カ
ム軸１３の内部に形成されジャーナル部１３ｂに開口す
る軸内油圧通路１３ｃを介して油圧を上記油圧機構に供
給することによりバルブの開閉タイミングを制御するよ
うにした場合に、上記軸内油圧通路１３ｃの上記開口と
シリンダブロック側に形成されたブロック側油圧通路と
を連通させるヘッド側油圧通路１９をシリンダヘッド１
に形成する。そして上記ジャーナル部１３ｂに連通する
潤滑油通路１９ａを上記ヘッド側油圧通路１９から分岐
させて形成する。さらに上記ヘッド側油圧通路１９の上
記分岐部より上記ジャーナル部側に位置する上流路１９
ｄ，下流路１９ｅ部分に上記油圧の供給遮断を行う切換
弁２０を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変バルブタイミング
機構を備えたエンジンの動弁装置に関し、詳しくはカム
軸とプーリ等との位相を油圧機構によって変化させ、も
ってバルブの開閉タイミングを変化させるようにした場
合の、特にバルブタイミング切換時の応答性を向上でき
るようにした油圧通路の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近ではバルブの開閉タイミングを変化
させるようにした、いわゆる可変バルブタイミング機構
を備えた動弁装置が提供されている。この可変バルブタ
イミング機構として、従来、例えば特開平２−２９８６
１４号公報に示されたものがあり、これは図１０に示す
構造になっている。この可変バルブタイミング機構１５
は、カム軸４１の一端に固着されたインナシャフト１６
の外方に駆動用プーリ１７を配置し、該プーリ１７と上
記インナシャフト１６との間に両者に螺合するピストン
１８を挿入配置し、該ピストン１８を油圧で進退させる
ことによってバルブタイミングを低，中速時と高速時と
で変化させるように構成されている。また上記カム軸４
１のジャーナル部４１ａには油圧導入用の溝４１ｂが形
成されており、該溝４１ｂには、上記ピストン１８が位
置する油圧室１５ａ内に連通する軸内油圧通路４１ｃが
連通している。また上記溝４１ｂには油圧供給通路４２
の供給路４２ａ及び排出路４２ｂが接続されており、該
排出路４２ｂには開閉弁４３が配設されている。上記従
来装置では、上記開閉弁４３を閉じると、上記油圧が上
記供給路４２ａ溝４１ｂ，軸内油圧通路４１ｃを介して
ピストン１８に作用し、これによりカム軸４１とプーリ
１７との位相が変化し、バルブの開閉タイミングが例え
ば高速時のタイミングに切り換えられる。また上記開閉
弁４３を開けると、上記油圧が開放され、ピストン１８
が元の位置に戻り、バルブの開閉タイミングは低，中速
時のタイミングとなる。一方、上記ジャーナル部４１ａ
には開閉弁４３の状態に関係なく常に油が供給されてい
るので、該ジャーナル部４１ａ部分は支障なく潤滑され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来構造
ではバルブタイミングの切換応答性が低いという問題が
ある。例えば低，中速時のタイミングに切り換える場
合、開閉弁４３を開にして油圧のピストン１８への作用
を開放し、油圧室１５ａ内の作動油を油圧通路４２の排
出路４２ｂを介して排出する訳であるが、供給路４２ａ
を介して常に油が供給されているので、上記作動油の排
出に時間がかかり、そのため切換が遅くなる。この点は
上記供給路４２ａを細くして油の供給量を減少させれば
若干改善できるがこのようにすると逆に高速時のタイミ
ングに切換る場合の応答性が低下する。

【０００４】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、ジャーナル部の潤滑を支障なく行いながらバル
ブタイミングの切換応答性を向上できるようにしたエン
ジンの動弁装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、カム軸とこれ
を駆動するプーリ又はスプロケットとの位相を変化させ
る油圧機構を上記カム軸に装着し、該カム軸の内部に形
成されジャーナル部に開口する軸内油圧通路を介して油
圧を上記油圧機構に供給することによりバルブの開閉タ
イミングを制御するようにしたエンジンの動弁装置にお
いて、上記軸内油圧通路の上記開口とシリンダブロック
側に形成されたブロック側油圧通路とを連通させるヘッ
ド側油圧通路をシリンダヘッドに形成するとともに、上
記ジャーナル部に連通する潤滑油通路を上記ヘッド側油
圧通路から分岐させて形成し、該ヘッド側油圧通路の上
記分岐部より上記ジャーナル部側部分に上記油圧の供給
遮断を行う切換弁を配設したことを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明に係る動弁装置では、ヘッド側油圧通路
から分岐形成された潤滑油通路を介して潤滑油が常に供
給され、従ってカム軸のジャーナル部は常時支障なく潤
滑される。また切換弁を油圧供給側に切換ると、油圧が
ブロック側油圧通路，ヘッド側油圧通路，及び軸内油圧
通路を介して油圧機構に作用し、また遮断側に切換る
と、上記油圧機構への油圧が開放される。このように本
発明では、バルブタイミング制御用の油圧通路と潤滑用
の潤滑油通路とを別個独立に設け、シリンダヘッド側の
油圧通路に切換弁を設けたので、従来のように作動油の
排出に時間がかかるということはない点，及び油圧通路
の径を大きくして多量の作動油を供給できる点からバル
ブタイミングの切換応答性を向上できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１ないし図４は本発明の第１実施例によるエンジ
ンの動弁装置を説明するための図であり、図１〜図３は
図４のＩ−Ｉ〜ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は該実施
例装置の平面図である。

【０００８】図において、１は本実施例装置を備えたエ
ンジンのシリンダヘッドであり、該シリンダヘッド１の
シリンダブロック（図示せず）との下側合間１ａには各
燃焼室を構成する複数の燃焼凹部１ｂが並列に配置形成
されており、該シリンダヘッド１の各燃焼凹部１ｂ，１
ｂ間部分の高さ方向略中央付近に形成された締結座面１
ｃ部分が、燃焼凹部１ｂの４隅部分に位置するように配
置されたヘッドボルト２によって上記シリンダブロック
に締結されている。また上記燃焼凹部１ｂには、二叉状
の排気ポート３の２つの排気弁口３ａ、及び三叉状の吸
気ポート４の３つの吸気弁口４ａが上記燃焼凹部１ｂの
周縁に沿うように開口しており、またその中心部にはプ
ラグねじ孔１ｇが開口している。このプラグねじ孔１ｇ
は気筒軸線に対して排気側に傾斜するように形成された
プラグ挿入孔１ｈによって外方に導出されている。な
お、９は上記プラグねじ孔１ｇに螺挿された点火プラグ
である。

【０００９】上記各排気弁口３ａには排気弁５の弁頭５
ａが、上記各吸気弁口４ａには吸気弁６の弁頭６ａがそ
れぞれ配置されている。これらの各弁５，６の弁軸５
ｂ，６ｂは、所定のバルブ挟み角をなすようにシリンダ
ヘッド１のヘッドカバー（図示せず）との合面１ｄ側に
延びており、その上端にはそれぞれ排気，吸気リフタ
７，８が装着されている。この各リフタ７，８はシリン
ダヘッド１に形成されたガイド穴１ｅ，１ｆ内に摺動自
在に挿入されており、その天壁内面が上記弁軸の上端面
に当接している。また上記各弁５，６を閉方向に付勢す
る弁ばね１０，１１の上部はそれぞれ上記排気，吸気リ
フタ７，８内に位置している。

【００１０】上記排気リフタ７の上方には排気カム軸１
２が、吸気リフタ８の上方には吸気カム軸１３が互いに
平行に配置されている。上記排気カム軸１２には各気筒
あたり２つの排気ノーズ１２ａが形成されており、また
この両排気ノーズ１２ａ，１２ａ間部分には排気ジャー
ナル１２ｂが形成されている。上記各排気ノーズ１２ａ
が上記各排気リフタ７に摺接し、また各排気ジャーナル
１２ｂが排気軸受１４で軸支されている。この排気軸受
１４は、シリンダヘッド１に一体形成された排気キャリ
ア部１４ａと、これにキャップボトル１４ｃで着脱可能
に締結された排気キャップ１４ｂとで構成されている。

【００１１】また上記吸気カム軸１３には気筒あたり３
つの吸気ノーズ１３ａが形成されており、さらに各気筒
間部分に吸気ジャーナル１３ｂが形成されている。上記
各吸気ノーズ１３ａは上記各吸気リフタ８に摺接し、ま
た各吸気ジャーナル１３ｂは吸気軸受２２で軸支されて
いる。この各吸気軸受２２は、上記シリンダヘッド１と
別体に形成されたキャリアユニット２３の吸気キャリア
部２３ａと、これに着脱可能に締結された吸気キャップ
２４とで構成されている。

【００１２】上記キャリアユニット２３は、上，下面が
平坦に形成されたブロック状の上記各吸気キャリア部２
３ａを吸気カム軸１３と平行形成された一対の連結リブ
２３ｂで互いに連結して一体化してなるもので、平面視
略梯子状をなしている。そして上記各吸気キャリア部２
３ａは、上記各吸気キャップ２４と共にキャップボルト
２５でシリンダヘッド１の軸受ボス部１ｉに締結されて
いる。

【００１３】また上記吸気カム軸１３の一端には、吸気
弁６の開閉タイミングを変化させるための可変バルブタ
イミング機構１５が装着されている。該機構１５は、吸
気カム軸１３の一端に取付ボルト１６ａで固着されたイ
ンナシャフト１６と、これの外方に配置されたプーリ１
７と、該プーリ１７とインナシャフト１６との間に螺合
挿入され、かつ復帰ばね１８ａで図示左方に付勢された
スライドピストン１８とからなり、該ピストン１８を油
圧及び上記復帰ばね１８ａで進退させることによりカム
軸１３とプーリ１７との位相を変化させるようになって
いる。

【００１４】また上記スライドピストン１８に油圧を作
用させる油圧室１５ａは、上記取付ボルト１６ａ及びカ
ム軸１３の端部に形成された軸内油圧通路１３ｃ，及び
連通孔１３ｄを介して、カム軸１３の左端のジャーナル
部１３ｂに環状に形成された導入溝１３ｅに連通してい
る。また上記カム軸１３の上記左端のジャーナル部１３
ｂには、上記導入溝１３ｅに外側にて隣接するよう潤滑
溝１３ｆが環状に形成されている。この潤滑溝１３ｆを
外側に配置したのは、カム軸１３の左端に取り付けられ
た可変バルブタイミング機構１５の重量によって潤滑条
件がより厳しくなるジャーナル部１３ｂの外側部分をよ
り確実に潤滑するためである。

【００１５】そして上記導入溝１３ｅには、上記キャリ
アユニット２３の左端の吸気キャリア部２３ａに形成さ
れた連絡通路２３ｃを介して上記シリンダヘッド１の左
端部に形成されたヘッド側油圧通路１９が連通してい
る。このヘッド側油圧通路１９の上流端はシリンダブロ
ックに形成されたブロック側油圧通路に連通し、その途
中部分には潤滑油通路１９ａが分岐形成されており、こ
の潤滑油通路１９ａは上記吸気キャリア部２３ａに形成
された連絡通路２３ｄを介して上記ジャーナル部１３ｂ
の潤滑溝１３ｆに連通している。

【００１６】そして上記ヘッド側油圧通路１９の上記分
岐部より下流側部分にはバルブ穴１９ｂが形成されてお
り、さらに該バルブ穴１９ｂをシリンダヘッド１の油溜
室１ｊに連通させる排出通路１９ｃが形成されている。
上記バルブ穴１９ｂ内には切換弁２０の弁体２７が油密
にかつ摺動可能に挿入されている。この切換弁２０は、
上記弁体２７を（図１に示す位置に）後退させると、上
記油圧通路１９の上流路１９ｄを、第１溝２７ａ，連通
孔２７ｂ，及び第２溝２７ｃを介して下流路１９ｅに連
通させ、また同図右方に前進させると、上記上流路１９
ｄを閉じるとともに、下流路１９ｅを、第２溝２７ｃ，
連通孔２７ｂ，及び第１溝２７ａを介して上記排出通路
１９ｃに連通させるようになっている。

【００１７】次に本実施例装置の作用について説明す
る。まず、カム軸１３の左端のジャーナル部１３ｂの潤
滑は、油圧ポンプからの潤滑油が、ブロック側油圧通
路，ヘッド側油圧通路１９，潤滑油通路１９ａ，及び吸
気キャリア部２３ａの連絡通路２３ｄを介して潤滑溝１
３ｆに供給され、これにより行われる。なお、他のジャ
ーナル部の潤滑については、潤滑油を右端のジャーナル
部に開口する潤滑油通路を介してカム軸内に供給し、該
カム軸内から各ジャーナル部に供給することにより、従
来と同様にして行われる。

【００１８】また、バルブタイミングの切換は以下のよ
うにして行われる。切換弁２０の弁体２７が図示の位置
に後退すると、ヘッド側油圧通路１９の上流路１９ｄが
弁体２７の第１溝２７ａ，連通孔２７ｂ，及び第２溝２
７ｃを介して下流路１９ｅに連通する。これにより油圧
が上流路１９ｄ，下流路１９ｅから連絡通路２３ｃ，軸
内油圧通路１３ｃを介して油圧室１５ａに供給され、ス
ライドピストン１８が図１右方に移動し、その結果プー
リ１７とカム軸１３との位相が変化し、バルブタイミン
グは例えば高速時のタイミングになる。

【００１９】一方、切換弁２０の弁体２７が前進する
と、ヘッド側油圧通路１９の上流路１９ｄは弁体２７で
閉じられ、かつ下流路１９ｅは第２溝２７ｃ，連絡孔２
７ｂ，及び第１溝２７ａを介して排出通路１９ｃに連通
する。これにより上記油圧室１５ａ内の作動油は直ちに
油溜室１ｊに排出され、スライドピストン１８が復帰ば
ね１８ａによって元の位置に戻り、その結果バルブタイ
ミングは例えば低，中速時のタイミングになる。

【００２０】このように本実施例では、潤滑油通路１９
ａをヘッド側油圧通路１９から分岐独立させて設けたの
で、バルブタイミングの切換状態の如何に関わらず、潤
滑油が左端のジャーナル部１３ｂに常に供給され、該部
分の潤滑を支障なく行うことができる。また上記ヘッド
側油圧通路１９の上記分岐部より下流側に切換弁２０を
設け、作動油の供給停止時には、上流路１９ｄを遮断す
るとともに、下流路１９ｅを排出通路１９ｃに連通させ
るようにしたので、油圧室１５ａ内の油圧を瞬時に低下
させ、かつこの作動油を直ちに排出でき、また油圧通路
１９の径を大きく設定することによって多量の作動油を
供給でき、従ってそれだけバルブタイミング切換時の応
答性を向上できる。

【００２１】図５ないし図９は本発明の第２実施例を説
明するための図であり、図５，図６はそれぞれ左端のジ
ャーナル部の平面図，断面図、図７は該実施例エンジン
の断面側面図、図８は吸気カムノーズ部分の平面図、図
９はその断面図であり、図中第１図ないし図４と同一符
号は同一又は相当部分を示す。

【００２２】本実施例では、点火プラグ９を装着するプ
ラグねじ孔１ｇ及びプラグ挿入孔１ｈは気筒軸と同一直
線をなすように、つまり傾斜することなく形成されてい
る。上記プラグ挿入孔１ｈにはプラグ挿入パイプ３０が
螺挿装着されており、該プラグ挿入パイプ３０とシリン
ダヘッド１とのシールは該パイプ３０のシール面３０ａ
部分で行われている。このプラグ挿入パイプ３０を取り
外すことにより、これに隣接する中央吸気カム１３ｆと
リフタ８のアウタパッドとの間にシックネスゲージを挿
入して行うクリアランスの計測が可能となる。

【００２３】また吸気カム軸１３は吸気キャリア２９と
これにキャップボルト２５で着脱可能に締結された吸気
キャップ２８とで構成された吸気軸受３１で軸支されて
いる。上記吸気キャリア２９は、シリンダヘッド１の右
吸気カム１３ｅ，中央吸気カム１３ｆ間部分に形成され
た第１キャリア部２９ａと、中央吸気カム１３ｆ，左吸
気カム１３ｇ間部分に形成された第２キャリア部２９ｂ
とで構成されている。また上記吸気キャップ２８は、上
記第１，第２キャリア部２９ａ，２９ｂを覆う第１，第
２キャリア部２８ａ，２８ｂをリブ２８ｃで接続して一
体化したものであり、上記第２キャップ部２８ｂと第２
キャリア部１９ｂとの間に、両者の位置ずれを防止する
ためのピンリング２６ｃが挿入配置されている。また上
記リブ２８ｃの内側縁は上記プラグ挿入パイプ３０に近
接している。ここで図８，図９においてＣ１〜Ｃ３はリ
フタ用ガイド孔１ｆの中心、Ｄ１〜Ｄ３は吸気カム１３
ｅ〜１３ｇの中心であり、またＣ２は気筒中心と一致し
ている。同図に示すように、吸気リフタ８が挿入配置さ
れたガイド孔１ｆは、気筒中心Ｃ２位置、及びこれに対
して同一の距離ａを開けた位置、つまり左右対象に配置
されているのに対し、中央吸気カム１３ｆ（Ｄ２）及び
右吸気カム１３ｅ（Ｄ１）はガイド孔１ｆに対して距離
ｄだけ右側に、左吸気カム１３ｇ（Ｄ３）は距離ｄだけ
左側にそれぞれ偏位している。これにより、中央吸気カ
ム１３ｆと左吸気カム１３ｇとの間隔ｂは中央吸気カム
１３ｆと右吸気カム１３ｅとの間隔ｂ′より２ｄだけ広
くなっている。本実施例ごは、この間隔の広い部分に上
述の位置ずれ防止用ピンリング２６ｃを配置している。

【００２４】また本実施例の吸気カム軸１３の左端には
可変バルブタイミング機構１５が装着されており、また
図５に示すように、上記左端のジャーナル部１３ｂには
左端に油圧導入用溝１３ｅが、右側に潤滑用溝１３ｆが
それぞれ凹説されており、該ジャーナル部１３ｂの下側
部分は、シリンダヘッド１に一体形成された吸気キャリ
ア部２８によって支持されている。この吸気キャリア部
２８には、油圧導入用溝１３ｅ，潤滑用溝１３ｆのそれ
ぞれに連通するように油圧導入孔２８ａ，潤滑油導入孔
２８ｂがそれぞれ開口している。上記油圧導入孔２８ａ
は、下流路１９ｅ，上流路１９ｄを介して、また上記潤
滑油導入孔２８ｂは潤滑油通路１９ａを介してそれぞれ
ヘッド側油圧通路１９に連通し、さらにブロック側油圧
通路に連通している。また上記下流路１９ｅと上流路１
９ｄとの間に形成されたバルブ孔１９ｂには切換弁の弁
体２７が挿入されており、該バルブ孔１９ｂには排出通
路（図示せず）が接続されている。

【００２５】本実施例装置においても上記第１実施例と
同様に、カム軸１３の左端のジャーナル部１３ｂを支障
なく潤滑でき、また作業油の排出及び供給を迅速に行う
ことができ、バルブタイミングの切換応答性を向上でき
る。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明に係るエンジンの動
弁装置によれば、ジャーナル部に潤滑油を供給する潤滑
油通路と、油圧機構に作動油を供給する油圧通路とを分
岐独立に設り、作動油の供給遮断を行う切換弁を配置し
たので、ジャーナル部を支障無く潤滑しながら，バルブ
タイミングの切換応答性を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図４のI-I 線断面図である。

【図２】図４のII-II 線断面図である。

【図３】図４のIII-III 線断面図である。

【図４】本発明の第１実施例によるエンジンの動弁装置
を示す平面図である。

【図５】本発明の第２実施例によるエンジンの動弁装置
の左端のジャーナル部の平面図である。

【図６】上記第２実施例装置のジャーナル部の断面正面
図である。

【図７】上記第２実施例エンジンの断面正面図である。

【図８】上記第２実施例エンジンの吸気ノーズ部分の平
面図である。

【図９】上記第２実施例エンジンの吸気ノーズ部分の断
面側面図である。

【図１０】従来の動弁装置の可変バルブタイミング機構
部分を示す断面平面図である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ６ 吸気弁（バルブ） １３ カム軸 １３ｂ ジャーナル部 １３ｃ 軸内油圧通路 １５ 可変バルブタイミング機構（油圧機構） １７ プーリ １９ ヘッド側油圧通路 １９ａ 潤滑油通路 １９ｄ，１９ｅ 上流路，下流路（分岐部よりジャーナ
ル部側部分） ２０ 切換弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｇ 8503−3Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カム輔とこれを駆動するプーリ又はスプ
   ロケットとの位相を変化させる油圧機構を上記カム軸に
   装着し、該カム軸の内部に形成されジャーナル部に開口
   する軸内油圧通路を介して油圧を上記油圧機構に供給す
   ることによりバルブの開閉タイミングを制御するように
   したエンジンの動弁装置において、上記軸内油圧通路の
   上記開口とシリンダブロック側に形成されたブロック側
   油圧通路とを連通させるヘッド側油圧通路をシリングヘ
   ッドに形成し、上記ジャーナル部に連通する潤滑油通路
   を上記ヘッド側油圧通路から分岐させて形成し、該ヘッ
   ド側油圧通路の上記分岐部より上記ジャーナル部側部分
   に上記油圧の供給遮断を行う切換弁を配設したことを特
   徴とするエンジンの動弁装置