JPH0667809U - 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動軸に対する各構成部品の組み付け作業と
加工作業の容易化を図る。 【構成】 多気筒機関の前後方向に配設された駆動軸２
１の外周に、カム２６を有するカムシャフト２２が相対
回転可能に設けられている。また、駆動軸側のフランジ
部３２とカムシャフト側のフランジ部２７との間に、設
けられた環状ディスク２９を駆動軸２１に対して偏心揺
動させることにより駆動軸２１とカムシャフト２２との
角速度を変化させるようにした。更に、前記駆動軸２１
を各気筒毎に分割すると共に、環状ディスク２９等の組
み付け後に、各分割部位６０，６１…を接続部材６２で
接続するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の運転状態に応じて吸気・排気弁の開閉時期を可変制御す る吸排気弁駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の従来の装置としては種々提供されているが、その一つとして例えば実 開昭５７−１９８３０６号公報等に記載されているものが知られている。

【０００３】 図１０及び図１１に基づいて概略を説明すれば、図中２はカムシャフト１の外 周に回転自在に設けられて、吸気バルブ１６をバルブスプリング１７のばね力に 抗して開作動させるカムであって、このカム２はカム軸受用ブラケット３とカム シャフト１にキー４を介して固設されたフランジ部５とにより軸方向の位置決め がなされている。また、カム２の一側部にはＵ字溝６を有するフランジ部７が形 成されている一方、前記フランジ部５にもＵ字溝８が形成され、両フランジ部５ ，７間に円環状のディスク９が介装されている。このディスク９は、両側の対向 位置に前記両Ｕ字溝６，８に係止するピン１０，１１が設けられていると共に、 外周が制御環１２に回転自在に支持されている。この制御環１２は、外周の突起 １２ａを介してシリンダヘッド側の支持孔１３に揺動自在に支持されていると共 に、該突起１２ａの反対側に有する歯車部１２ｂがロッカシャフト１４外周の歯 車環１４ａに噛合している。

【０００４】 そして、制御環１２は、歯車環１４ａ及び歯車部１２ｂを介して図外の駆動機 構により機関運転状態に応じて一方あるいは他方向へ揺動するようになっている 。即ち、ディスク９の中心Ｃが図１０に示す位置にある場合は、カムシャフト１ とディスク９との回転中心が一致し、したがってディスク９は、ピン１１とＵ字 溝８を介してカムシャフト１に同期回転する一方、カム２はピン１０とＵ字溝６ を介してカムシャフト１に同期回転する。

【０００５】 また、機関運転状態の変化に伴い、駆動機構によってロッカアーム１５を軸支 するロッカシャフト１４を回動させると、制御環１２が突起１２ａを支点として 揺動し、これによってディスク９の中心Ｃがカムシャフト１の中心に対し前記回 動方向に偏心する。このため、ピン１０，１１が、夫々Ｕ字溝６，８に沿って各 フランジ部５，７の径方向に移動しする。

【０００６】 依って、カムシャフト１の１回転毎に、ディスク９の回転位相がカムシャフト １に対して変化し、同時にカム２の回転位相もディスク９に対して変化する。し たがって、カム２は、カムシャフト１に対し、ディスク９のカムシャフト１に対 する位相差の２倍の位相差で回転する。この結果、バルブタイミングをカム２の 位相差に応じて可変にすることができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記のような吸排気弁駆動制御装置を多気筒機関に適用する場合に は、ディスク９や制御環１２等の各構成部品が各気筒毎に必要となり、したがっ て、装置の組み立て時には、一本状のカムシャフト１に前記各構成部品を該カム シャフトの端部から夫々組み付けるようになっている。

【０００８】 然し乍ら、前記カムシャフト１は、前述のように機関前後方向に沿った長尺な 一本状に形成されているため、各ディスク９等の構成部品をカムシャフト１の一 端側から順次組み付けなければならない。したがって、カムシャフト１に対する 各構成部品の組み付け作業や加工作業が煩雑になり、組み付け及び加工作業能率 の低下を招いている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので、多気筒機関のクラン ク軸に同期回転する駆動軸と、該駆動軸と同軸上に相対回転可能に配設され、か つ外周面で吸排気弁を駆動するカムと、該カムの端部に有するフランジ部に対向 配置され、かつ前記駆動軸に連結固定されたフランジ部と、前記両フランジ部の 間に配設されて、駆動軸の軸心に対して偏心揺動自在な環状ディスクと、該環状 ディスクの両側部に互いに反対方向に突設されて、前記両フランジ部に形成され た各係合溝内に夫々係入するピンと、前記環状ディスクを機関運転状態に応じて 揺動させる駆動機構とを備えた吸排気弁駆動制御装置であって、前記駆動軸を、 機関の各気筒毎に分割形成すると共に、該各分割端部を、装置の組み付け時に軸 方向から連結したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】

前記構成の本考案によれば、環状ディスクの中心が駆動軸の中心と合致してい る場合は、カムは前記環状ディスク等を介して駆動軸に同期して位相差なしで回 転する。

【００１１】 一方、機関運転状態の変化に伴い駆動機構によって環状ディスクが一方向へ揺 動すると、その中心が駆動軸の中心と偏心する。したがって、両方のピンが、駆 動軸側のフランジ部の係合溝とカム側のフランジ部の係合溝に対して径方向へ駆 動軸の１回転毎に移動する。つまり、例えば駆動軸側の係合溝とピンの摺動位置 が駆動軸の中心に接近する場合は、カム側の係合溝とピンの摺動位置が逆に駆動 軸中心から離間するため、環状ディスクの角速度が駆動軸に対して小さくなり、 カムの角速度も環状ディスクに対して小さくなる。依って、カムは駆動軸に対し て２重に減速された形になり、斯かる減速作用により所望のバルブタイミングを 得ることができる。尚、環状ディスクを前記とは逆の位置に偏心させた場合は、 カムは駆動軸に対して２重に増速される。

【００１２】 また、駆動軸を各気筒毎に分割形成したことにより、各気筒毎に設けられる環 状ディスクやフランジ部等の各構成部品を個々の分割端部側から夫々組み付ける ことが可能になる。したがって、組み付け作業や加工作業自体も容易になる。

【００１３】

【実施例】 図１は本考案に係る吸排気弁駆動制御装置を４気筒の内燃機関に適用した一実 施例を示し、図中２１は機関のクランク軸からスプロケットを介して回転力が伝 達される駆動軸、２２は該駆動軸２１の外周に一定の隙間をもって配置され、か つ駆動軸２１の中心Ｘと同軸上に設けられたカムシャフトである。

【００１４】 前記駆動軸２１は、図１に示すように各気筒毎に軸直角方向から４分割されて いると共に、該各分割部位６０，６１…が３つの接続部材６２によって軸方向か ら接続されて、機関前後方向に沿って１本状に延出している。具体的に説明すれ ば、前記各分割部位６０，６１…は、中空筒状を呈し、各両端部６０ａ，６０ｂ 、６１ａ，６１ｂの内周面にスプライン溝６３…が夫々形成されていると共に、 一端部６０ａ，６１ａの外周にスプライン凸部６４が形成されている。一方、各 接続部材６２は、略円筒状を呈し、中央の外周面に各分割部位６０，６１の軸方 向の位置決めを行う円環状の突起部６５が一体に設けられていると共に、該突起 部６５の両側外周面全体には前記各分割部位６０，６１…のスプライン溝６３… と嵌合するスプライン突部６６，６６が形成されている。

【００１５】 前記カムシャフト２２は、中空状に形成され、図外のシリンダヘッド上端部に 有するカム軸受５２，５３に回転自在に支持されていると共に、図２に示すよう に外周の所定位置に吸気弁２３をバルブスプリング２４のばね力に抗してバルブ リフター２５を介して開作動させる複数のカム２６…が一体に設けられている。 また、カムシャフト２２は、駆動軸２１と同様に長手方向の所定位置で軸直角方 向から各気筒毎に分割されていると共に、一方側の分割端部にフランジ部２７が 設けられている。また、この両分割端部間にスリーブ２８と環状ディスク２９が 配置されている。前記フランジ部２７は、図４にも示すように中空部から半径方 向に沿った細長い矩形状の係合溝３０が形成されていると共に、その外周面の円 周方向に環状ディスク２９の一側面に摺接する突起面２７ａが一体に設けられて いる。

【００１６】 前記スリーブ２８は、小径な一端部２８ｂがカムシャフト２２の前記他方側の 分割端部内に回転自在に挿入している共に、内周面に前記各分割部位６０，６１ …のスプライン凸部６４に嵌合するスプライン凹部６７が形成されて、これによ って、駆動軸２１に結合されている。また、スリーブ２８の他端部に設けられた フランジ部３２は、図５にも示すように前記係止溝３０と反対側に半径方向に沿 った細長い矩形状の係合溝３３が形成されていると共に、外周面に環状ディスク ２９の他側面に摺接する突起面２８ａが一体に設けられている。

【００１７】 前記環状ディスク２９は、略ドーナツ板状を呈し、内径がカムシャフト２２の 内径と略同径に形成されて、駆動軸２１の外周面との間に環状の隙間部Ｓが形成 されていると共に、小巾の外周部２９ａが環状ベアリング３４を介して制御環３ ５の内周面に回転自在に支持されている。また、直径線上の対向位置に貫通形成 された保持孔２９ｂ，２９ｃには、各係合溝３０，３３に係入する一対のピン３ ６，３７が設けられている。この各ピン３６，３７は、互いにカムシャフト軸方 向へ逆向きに突出しており、基部が保持孔２９ｂ，２９ｃ内に回転自在に支持さ れていると共に、先端部の両側縁に図４及び図５に示すように前記係合溝３０， ３３の対向内面３０ａ，３０ｂ、３３ａ，３３ｂと当接する２面巾状の平面部３ ６ａ，３６ｂ、３７ａ，３７ｂが形成されている。

【００１８】 前記制御環３５は、図１〜図３に示すように略円環状を呈し、外周の一端部に 有するボス部３５ａ及び該ボス部３５ａを貫通した枢支ピン３８を支点として図 ２中上下に揺動自在に設けられている一方、該ボス部３５ａと反対側の外周面に レバー部３５ｂが半径方向に沿って突設されている。また、この制御環３５は、 レバー部３５ｂを介して駆動機構３９により揺動するようになっている。

【００１９】 前記駆動機構３９は、図２及び図６に示すようにシリンダヘッドの所定部位に 対向して形成された第１，第２シリンダ４０，４１と、該各シリンダ４０，４１ 内から出没自在に設けられて各先端縁で前記レバー部３５ａの円弧状先端を上下 方向から挾持する油圧ピストン４２及びリテーナ４３と、前記第１シリンダ４０ 内の受圧室４０ａに油圧を給排して油圧ピストン４２を進退動させる油圧回路４ ４とを備えている。

【００２０】 前記第２シリンダ４１内に設けられたリテーナ４３は、略有底円筒状に形成さ れ、第２シリンダ４１内に弾装されたコイルスプリング４５のばね力で進出方向 （レバー部方向）に付勢されている。

【００２１】 前記油圧回路４４は、一端部がオイルパン４６内に、他端部が受圧室４０ａに 夫々連通した油通路４７と、該油通路４７のオイルパン４６側に設けられたオイ ルポンプ４８と、該オイルポンプ４８の下流側に設けられた３ポート２位置型の 電磁切換弁４９とから主として構成されている。前記電磁切換弁４９は、機関回 転数や吸入空気量等の信号に基づいて現在の機関運転状態を検出するコントロー ラ５０からのＯＮ−ＯＦＦ信号によって流路を切り換え作動し、ＯＮ信号によっ て油通路４７全体を連通する一方、ＯＦＦ信号によって油通路４７とドレン通路 ５１を連通するようになっている。

【００２２】 以下、本実施例の作用について説明する。

【００２３】 まず、コントローラ５０から電磁切換弁４９にＯＮ信号が出力されると、オイ ルポンプ４８から油通路４７に圧送された作動油はそのまま受圧室４０ａに供給 される。したがって、該受圧室４０ａの内圧上昇に伴い油圧ピストン４２が図２ ，図６の実線で示すようにコイルスプリング４５のばね力に抗してレバー部３５ ｂを押し下げるので、制御環３５つまり環状ディスク２９の回転中心Ｙと駆動軸 ２１の中心Ｘが合致する。この場合は、環状ディスク２９と駆動軸２１との間に 回転位相は生じず、またカムシャフト２２の中心と環状ディスク２９の中心Ｙも 合致しているため、両者２２，２９間の回転位相差も生じない。したがって、駆 動軸２１の回転に伴い連結軸３１を介してスリーブ２８が同期回転すると共に、 スリーブ側の係合溝３３とピン３７，環状ディスク２９，ピン３６，カムシャフ ト２２側の係合溝３０を介してカムシャフト２２も同期回転する。

【００２４】 次に、機関運転状態の変化に伴い電磁切換弁４９にＯＦＦ信号が出力されて、 油通路４７の上流側を遮断すると共に、油通路４７の下流側とドレン通路５１を 連通する。このため、受圧室４０ａ内の作動油は、油通路４７を逆流してドレン 通路５１からオイルパン４６内に戻され、したがって、受圧室４０ａの内圧低下 に伴い油圧ピストン４２がバルブスプリング２４及びコイルスプリング４５のば ね力でリテーナ４３を介して後退移動する。これにより、制御環３５は、図２， 図６の一点鎖線で示すようにリテーナ４３により押し上げられて枢支ピン３８を 支点として上方へ揺動し、環状ディスク２９の中心Ｙが駆動軸２１の中心Ｘと偏 心する。したがって、スリーブ２８の係合溝３３とピン３７並びにカムシャフト ２２の係合溝３０とピン３６との摺動位置が駆動軸２１の１回転毎に移動し、環 状ディスク２９の角速度が変化して不等角速度回転になる。

【００２５】 即ち、例えば係合溝３３とピン３７の摺動位置が駆動軸２１の中心Ｘに接近す る場合は、係合溝３０とピン３６の摺動位置が中心Ｘから離れる関係になる。こ の場合は、環状のディスク２９は、駆動軸２１に対して角速度が小さくなり、環 状ディスク２９に対しカムシャフト２２の角速度も小さくなる。したがって、カ ムシャフト２２は、駆動軸２１に対して２重に減速された状態になる。

【００２６】 一方、機関運転状態がさらに変化して前述とは逆に油圧ピストン４２によりレ バー部３５ｂが押し下げられ環状ディスク２９が図２，図６の２点鎖線で示すよ うに中心合致位置よりもさらに下方へ揺動して、係合溝３３とピン３７の摺動位 置が駆動軸２１の中心Ｘから離れ、係合溝３０とピン３６の作動位置が中心Ｘに 接近する関係になると、逆にカムシャフト２２は、駆動軸２１に対して２重に増 速された状態になる。

【００２７】 この結果、該夫々の角速度の変化に基づきカムシャフト２２及びカム２６と駆 動軸２１との回転位相差は、図７Ｂに示すように変化し、バルブタイミングは同 図Ａに示すようにバルブリフトを一定のままカムシャフト２２の位相差に応じて 変化する。

【００２８】 つまり、カムシャフト２２の角速度が相対的に大きい場合は、駆動軸２１に対 する回転位相は両者２１，２２が等速になるまで進み、やがてカムシャフト２２ の角速度が相対的に小さくなると回転位相は両者２１，２２が等速になるまで遅 れる。そして、図７Ｂで示すように回転位相差の最大，最小点の途中に同位相点 （Ｐ点）が存在し、同図の破線で示す回転位相の変化では、Ｐ点よりも前の吸気 弁２３の開弁時期が遅れ、Ｐ点より後の閉弁時期は進み、図７Ａの破線で示すよ うに弁の作動角が小さくなる。一方、図７Ｂの一点鎖線で示す回転位相の変化で は、Ｐ点よりも前では開弁時期は進み、Ｐ点より後の閉弁時期は遅れ、図７Ａの 一点鎖線で示すように弁の作動角が大きくなる。尚、図７Ａの実線は中心Ｘ，Ｙ が合致している場合である。

【００２９】 また、この実施例では、カムシャフト２２と共に、駆動軸２１を各気筒毎に分 割したため、装置の組み立て時には、環状ディスク２９や制御環３５等の各構成 部品を各分割部位６０，６１の対向端部６０ｂ，６１ａ間に配置したり、スリー ブ２８…を一端部６０ａ，６１ａにスプライン凹凸部６４，６７を介してスプラ イン結合させる。その後、各分割部位６０，６１間に、接続部材６２をスプライ ン突部６６，６６とスプライン溝６３との嵌合を得て介装させれば、各分割部位 ６０，６１が強固に接続され、一本状の駆動軸２１となる。したがって、駆動軸 ２１に対する各構成部品の組み付け作業が極めて容易になると共に、各構成部品 や駆動軸２１の加工作業が容易になる。

【００３０】 更に、両分割部位６０，６１と接続部材６２や該分割部位６０，６１に対する スリーブ２８を夫々スプライン結合によって連結したため、その連結作業も容易 であるばかりか、強固な結合状態が得られ、特に捩り剛性の低下が防止される。

【００３１】 しかも、両分割部位６０，６１を、溶接等ではなく接続部材６２によって接続 したので、駆動軸２１の曲げ剛性の低下も十分に防止できる。

【００３２】 また、駆動軸２１の分割化により６気筒や８気筒等の種々の多気筒機関に共用 化できる。

【００３３】 図８は本考案の第２実施例を示し、この実施例では、駆動軸２１の分割部位６ ０，６１の一端部６０ａ，６１ｂ外周にフランジ部３２を一体に設けたものであ る。したがって、スリーブ２８やスプライン凹凸部６４，６６が不要になり、製 造作業が容易になると共に、コストの低廉化が図れる。

【００３４】 図９は本考案の第３実施例を示し、接続部材６２…の突起部６５の外周面にフ ランジ部３２を一体に設けた。したがって、この場合もスリーブ２８やスプライ ン凹凸部６４，６６が不要になり、製造作業性が良好になると共に、コストの低 廉化が図れる。

【００３５】 尚、本考案は前記実施例の構成に限定されるものではなく、例えばフランジ部 ３２の内周面に直接スプライン溝等を形成して、分割部位６０，６１の一端部６ ０ａ，６１ａや接続部材６２にスプライン結合させることも可能である。また、 この装置を、吸気側と排気側に両方側あるいは排気側のみに適用することも可能 である。

【００３６】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、本考案によれば、とりわけ駆動軸を各気筒毎に 分割形成して、環状ディスクや制御環等の各構成部品を両分割部位間に組み付け た後に、該各分割部位を接続するようにしたため、駆動軸に対する各構成部品の 組み付け作業や駆動軸等の加工作業が容易になる。

【００３７】 また、駆動軸の分割化により、部品の共用化が図れ、コストの低廉化が図れる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の要部を示す一部破断図。

【図２】図１のＡ矢視図。

【図３】本実施例の要部を示す平面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。

【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図。

【図６】本実施例の駆動手段を示す概略図。

【図７】本実施例の駆動軸とカムシャフトとの回転位相
差とバルブリフト量の特性図。

【図８】本考案の第２実施例を示す要部断面図。

【図９】本考案の第３実施例を示す要部断面図。

【図１０】従来の吸排気弁駆動制御装置の断面図。

【図１１】図１０のＤ−Ｄ線断面図。

【符号の説明】

２１…駆動軸 ２２…カムシャフト ２７…フランジ部 ２９…環状ディスク ３０，３３…係合溝 ３２…フランジ部 ３６，３７…ピン ３９…駆動機構 ６０，６１…分割部位 ６２…接続部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒機関のクランク軸と同期回転する
   駆動軸と、該駆動軸と同軸上に相対回転可能に配設さ
   れ、かつ外周面で吸排気弁を駆動するカムと、該カムの
   端部に有するフランジ部に対向配置され、かつ前記駆動
   軸に連結固定されたフランジ部と、前記両フランジ部の
   間に配設されて、駆動軸の軸心に対して偏心揺動自在な
   環状ディスクと、該環状ディスクの両側部に互いに反対
   方向に突設されて、前記両フランジ部に形成された各係
   合溝内に夫々係入するピンと、前記環状ディスクを機関
   運転状態に応じて揺動させる駆動機構とを備えた吸排気
   弁駆動制御装置であって、前記駆動軸を、機関の各気筒
   毎に分割形成すると共に、該各分割端部を、装置の組み
   付け時に軸方向から連結したことを特徴とする内燃機関
   の吸排気弁駆動制御装置。