JPH1082307A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

エンジンの動弁装置

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JPH1082307A
JPH1082307A JP29048697A JP29048697A JPH1082307A JP H1082307 A JPH1082307 A JP H1082307A JP 29048697 A JP29048697 A JP 29048697A JP 29048697 A JP29048697 A JP 29048697A JP H1082307 A JPH1082307 A JP H1082307A
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JP
Japan
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camshaft
transmission wheel
rotation transmission
valve
pulley
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JP29048697A
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Ryoji Abe
良治 阿部
Noriyuki Iwata
典之 岩田
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Mazda Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members

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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 並設された2本のカムシャフトの間の位相を
変化させる機構を、カムシャフト間の距離を広げること
なくコンパクトに構成できるようにする。 【解決手段】 ヘリカルスプライン13を有するスペー
サ3を排気側カムシャフト2の端部に固定し、スペーサ
3の外側にエンジン出力軸からの回転駆動力を受けるプ
ーリ4を装着する。また、上記ヘリカルスプライン13
とは逆方向のヘリカルスプライン12を内周に有する連
結部材6を排気側カムシャフト2に回転自在に装着し、
その一端をプーリ4のボス部5基端に挿入し、他端を第
1ギヤ8に固定する。そして、各ヘリカルスプライン1
2,13と協働するヘリカルスプライン15,16を外
周および内周に備えた環状のピストン17を、プーリ4
および連結部材6とスペーサ3との間に装着し、ピスト
ン17の頭部に面して、オイル通路20からの油圧を導
く圧力室24を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はダブルオーバヘッド
カムシャフト(DOHC)式のエンジンの動弁装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】エンジンのシリンダヘッドに配置された
吸・排気弁をシンリンダヘッド上方に配置された2本の
カムシャフトによって開閉作動させるようにしたいわゆ
るDOHCエンジンにおいては、例えば実開昭61−9
501号公報に記載されているように、一方のカムシャ
フト(第1カムシャフト)にのみ駆動用のスプロケット
(ベルト駆動の場合はプーリ)を設け、他方のカムシャ
フト(第2カムシャフト)は両カムシャフトを連結する
ギヤを介して駆動することが従来から行われている。こ
のような構成によれば、2本のカムシャフトをそれぞれ
別個に駆動する場合に比べてカムシャフトの軸間距離を
小さくでき、動弁装置がコンパクトになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンに
おいては、運転状態によって吸排気のタイミングを可変
としたいという要求がある。それは、エンジンの回転数
などに応じて例えば吸排気行程のオーバーラップ量を変
化させることにより、エンジン性能を高めることが可能
であるためである。
【0004】バルブタイミングを可変とするための機構
としては、例えば、クランクシャフトから回転を伝達す
る駆動用プーリとカムシャフトとの間にヘリカルスプラ
イン等を利用した位相可変手段を設け、油圧等でこの位
相可変手段を作動させてカムシャフトの位相を変えるよ
うにすることが考えられる。しかしながら、上記実開昭
61−9501号公報記載のような、第1カムシャフト
に駆動用プーリを設け、この第1カムシャフトから第2
カムシャフトに連結ギヤによって回転を伝達するように
した動弁装置においては、単に駆動用プーリとカムシャ
フトとの間に上記のような位相可変手段を設けるだけで
は、一方のカムシャフトと同時に他方のカムシャフトの
位相も同じ方向に変化してしまうため、オーバーラップ
量を変化させるということはできない。したがって、そ
のような動弁装置において各カムシャフト間のオーバー
ラップ量を変化させようとした場合、第1カムシャフト
と第2カムシャフトとの間に位相可変機構を別途設けた
り、第2カムシャフト側の回転体と第2カムシャフトの
軸部との間に別途位相可変機構を別途設けたりする構造
が考えられるが、それらいずれの構造を採用しても、各
カムシャフトの軸間距離を小さくし、ヘッド回りをコン
パクトにできるという上記動弁装置の利点を損なうこと
になってしまう。
【0005】このように、各カムシャフトの軸間距離を
小さくし、ヘッド回りをコンパクトにできる構造の動弁
装置において、その利点を損なうことなく各カムシャフ
ト間のオーバーラップ量を変化させることのできるよう
にすることは、従来困難であった。
【0006】したがって、各カムシャフトの軸間距離を
小さくして、ヘッド回りをコンパクトにでき、かつ、各
カムシャフト間のオーバーラップ量を変化させることの
できるようにすることが課題である。本発明の目的は、
この課題を解決することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によるエンジンの
動弁装置は、吸気弁あるいは排気弁のいずれか一方を開
閉させる第1カムシャフトと、第1カムシャフトと並設
され、吸気弁あるいは排気弁のいずれか他方を開閉させ
る第2カムシャフトと、第1カムシャフトの端部に嵌合
い状態で配設され、エンジン出力軸の回転駆動力を受
け、該回転駆動力を第1カムシャフトに伝達する第1の
回転伝達輪と、第1カムシャフトの軸上に嵌合い状態で
配設され、第1の回転伝達輪で受けたエンジン出力軸の
駆動力を第2カムシャフトへ伝達する第2の回転伝達輪
と、第1カムシャフトの軸上に嵌合い状態で配設され、
第1の回転伝達輪と第2の回転伝達輪との間で相互の回
転位相を可変とする位相可変手段とを備えたものであ
る。この場合、エンジン出力軸の回転駆動力は第1の回
転伝達輪から第1カムシャフトに伝達される。また、第
1の回転伝達輪で受けた駆動力が第2の回転伝達輪を介
して第2カムシャフトに伝達される。その際、例えば油
圧で位相可変機構を作動させることにより、第1の回転
伝達輪と第2の回転伝達輪との相互の回転位相が変化す
る。それにより、第2カムシャフトの回転位相を変化さ
せることができる。また、第1の回転伝達輪,第2の回
転伝達輪および位相可変手段からなる伝達機構を第1カ
ムシャフト側にのみ配置するため、第1カムシャフトと
第2カムシャフトとの軸間距離の拡大を抑えることがで
きる。
【0008】また、この動弁装置は、第2の回転伝達輪
に、第1カムシャフトの軸上を嵌合い状態で第1の回転
伝達輪と重合する位置まで延びる筒状の連結部材を一体
的に連結し、この連結部材と第1の回転伝達輪との間に
位相可変手段を配設したものとするのがよい。こうして
第2の回転伝達輪に一体的に連結した連結部材を第1の
回転伝達輪と重合する位置まで延ばし、第1の回転伝達
輪の内側に位相可変手段を配設することにより、第1の
回転伝達輪,第2の回転伝達輪および位相可変手段のそ
れぞれを、相互の重なりを考慮することなく自由なサイ
ズに設定しつつ、各カムシャフトの軸間距離に規制を与
えることなくコンパクトに動弁装置を構成できる。
【0009】また、前記位相可変手段はヘリカルスプラ
インにより構成するのがよい。例えば、カムシャフトの
駆動部分がハウジング部分とベーン部分に分離し、ハウ
ジングとベーンで油圧室を形成するベーン式位相可変機
構のように、回転方向に直接位相可変機構を駆動するも
のであると、回転体にイナーシャがあることにより、動
弁時のカムシャフトのタペット反力が大きくなって、こ
の時の回転方向の反力を受けることで位相変動が生じる
が、位相可変手段がヘリカルスプラインであると、動弁
時の反力をスプラインで受けるために、位相の変動を少
なくでき、制御精度を高めることができる。
【0010】本発明の動弁装置は、例えば第1の回転伝
達輪をプーリとし、第2の回転伝達輪をギヤとするのが
よく、そうすることにより、チェーンとスプロケットと
により伝達装置を構成するものに比して、よりコンパク
トな構成を実現でき、さらに、バックラッシュ量も少な
いため、制御精度を高めることができる。
【0011】この動弁装置において、前記第1および第
2のカムシャフトは、例えば第1カムシャフトが排気側
カムシャフトで、第2カムシャフトが吸気側カムシャフ
トである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明による動弁装置の一
例を図面に基づいて説明する。
【0013】第1図は本発明による動弁装置の全体図で
ある。
【0014】この動弁装置は、吸気側および排気側の2
本のカムシャフト1,2を備えている。そして、排気側
カムシャフト2の端部には筒状のスペーサ3が固定さ
れ、このスペーサ3の外側に駆動用プーリ4が装着され
ている。プーリ4のボス部5基端には排気側カムシャフ
ト2に回転自在に装着された筒状の連結部材6の一端が
挿入されている。プーリ4と連結部材6は、ボス部5と
連結部材6との間に装着されたリテーナリング7によっ
て軸方向の相対的な動きが規制されている。プーリ4と
連結部材6とは回転方向にはフリーである。そして、こ
の連結部材6の他端には第1ギヤ8がスプライン結合さ
れロックナット9によって固定されている。この第1ギ
ヤ8には吸気側カムシャフト1の先端に固定された第2
ギヤ10が噛合連結されている。
【0015】プーリ4のボス部5先端側の内周にはスト
レートスプライン11が形成され、また、前記ボス部5
に挿入された連結部材6の端部内周にはヘリカルスプラ
イン12が形成されている。一方、スペーサ3の外周に
は、前記連結部材6内周のヘリカルスプライン12とは
逆方向のヘリカルスプライン13が形成されている。そ
して、先端部外周に前記プーリ4のボス部5内周のスト
レートスプライン11に嵌合するストレートスプライン
14を有し、中央部外周に前記連結部材6内周のヘリカ
ルスプライン12に嵌合するヘリカルスプライン15を
有し、また、中央部内周に前記スペーサ3外周のヘリカ
ルスプライン13に嵌合するヘリカルスプライン16を
有する環状のピストン17が、プーリ4および連結部材
6とスペーサ3との間に装着されている。ピストン17
は前記連結部材6の内側段部18との間に装着されたリ
ターンスプリング19によって先端側に付勢されてい
る。排気側カムシャフト2には、軸心に沿ってオイル通
路20が形成されている。筒状のスペーサ3は止め部材
21を介し固定ボルト22で排気側カムシャフト2に固
定されている。そして、この固定ボルト22には上記オ
イル通路20に連通する軸方向の貫通穴23が設けられ
ている。
【0016】プーリ4のボス部5先端には、ピストン1
7の頭部に面して、前記オイル通路20からの油圧を導
く圧力室24が形成されている。オイル通路20を介し
て圧力室24に油圧が供給されリターンスプリング19
を圧縮してピストン17が軸方向に移動すると、このピ
ストン17の内周および外周に形成された逆方向のヘリ
カルスプライン16,15とスプライン結合するスペー
サ3および連結部材6は、第2図に破線で示すようにピ
ストン17に対し互いに逆方向に位相がずれる。これに
より、排気側カムシャフト2の方は、ピストン17と同
位相で回転するプーリ4に対し位相が変わり、一方、吸
気側カムシャフト1の方は、一組のギヤ10,9を介し
て連結部材6に駆動連結されており、したがって、プー
リ4に対し排気カムシャフト2とは逆の方向に位相が変
わる。
【0017】この動弁装置の場合、エンジン高回転時
は、油圧がオンすることにより、第3図に示すように排
気弁閉時期が遅れ側に移行し吸気弁開時期が進み側に移
行する。
【0018】この例では、上記のように駆動用プーリ4
のボス部5とスペーサ3との間の空間を利用して内外逆
方向のヘリカルスプライン16,15およびストレート
スプライン14を有する環状のピストン17を配置する
ことで位相可変機構を構成しているので、動弁装置が大
型化することはない。
【0019】なお、上記の例では、排気側カムシャフト
の方に駆動用プーリを設けたものについて説明したが、
吸気側カムシャフトの方にプーリを設けたものに対して
も本発明は同様に適用することができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、エンジン出力軸の回転
駆動力を第1カムシャフトに伝達する第1の回転伝達輪
と、第1の回転伝達輪から第2カムシャフトに駆動力を
伝達する第2の回転伝達輪との相互の回転位相を変化さ
せて第2カムシャフトの回転位相を変化させる機構を、
第1カムシャフトと第2カムシャフトとの軸間距離を広
げることなくコンパクトに構成することができる。
【0021】また、第2の回転伝達輪に一体的に連結し
た連結部材を第1の回転伝達輪側へ延ばし、第1の回転
伝達輪と重合する位置で連結部材との間に位相可変手段
を配設することにより、コンパクト性を高めることがで
きる。
【0022】また、位相可変手段をヘリカルスプライン
により構成することにより、コンパクトでも回転変動に
強いものとし、制御精度を高めることができる。
【0023】また、第1の回転伝達輪をプーリとし、第
2の回転伝達輪をギヤとすることにより、コンパクト性
を高めつつ、制御精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による動弁装置の一例の全体図である。
【図2】同上動弁装置の作動説明図である。
【図3】同上動弁装置におけるバルブタイミングの説明
図である。
【符号の説明】
1 吸気側カムシャフト 2 排気側カムシャフト 3 スペーサ 4 駆動用プーリ 6 連結部材 8 第1ギヤ 10 第2ギヤ 11,14 ストレートスプライン 12,13,15,16 ヘリカルスプライン 17 ピストン 20 オイル通路 24 圧力室

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気弁あるいは排気弁のいずれか一方を
    開閉させる第1カムシャフトと、 前記第1カムシャフトと並設され、吸気弁あるいは排気
    弁のいずれか他方を開閉させる第2カムシャフトと、 前記第1カムシャフトの端部に嵌合い状態で配設され、
    エンジン出力軸の回転駆動力を受け、該回転駆動力を前
    記第1カムシャフトに伝達する第1の回転伝達輪と、 前記第1カムシャフトの軸上に嵌合い状態で配設され、
    前記第1の回転伝達輪で受けた前記エンジン出力軸の駆
    動力を前記第2カムシャフトへ伝達する第2の回転伝達
    輪と、 前記第1カムシャフトの軸上に嵌合い状態で配設され、
    前記第1の回転伝達輪と前記第2の回転伝達輪との間で
    相互の回転位相を可変とする位相可変手段とを備えたこ
    とを特徴とするエンジンの動弁装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の回転伝達輪には前記第1カム
    シャフトの軸上を嵌合い状態で前記第1の回転伝達輪と
    重合する位置まで延びる筒状の連結部材が一体的に連結
    され、前記第1の回転伝達輪と前記連結部材との間に前
    記位相可変手段が配設されている請求項1記載のエンジ
    ンの動弁装置。
  3. 【請求項3】 前記位相可変手段はヘリカルスプライン
    により構成されている請求項1記載のエンジンの動弁装
    置。
  4. 【請求項4】 前記第1カムシャフトは排気弁を開閉さ
    せるカムシャフトであり、前記第2カムシャフトは吸気
    弁を開閉させるカムシャフトである請求項1記載のエン
    ジンの動弁装置。
  5. 【請求項5】 吸気弁あるいは排気弁のいずれか一方を
    開閉させる第1カムシャフトと、 前記第1カムシャフトと並設され、吸気弁あるいは排気
    弁のいずれか他方を開閉させる第2カムシャフトと、 前記第1カムシャフトの端部に嵌合い状態で配設され、
    エンジン出力軸の回転駆動力を受け、該回転駆動力を前
    記第1カムシャフトに伝達するプーリと、 前記第1カムシャフトの軸上に嵌合い状態で配設され、
    前記プーリで受けた前記エンジン出力軸の駆動力を前記
    第2カムシャフトへ伝達するギヤと、 前記第1カムシャフトの軸上に嵌合い状態で配設され、
    前記プーリと前記ギヤとの間で相互の回転位相を可変と
    する位相可変手段とを備えたことを特徴とするエンジン
    の動弁装置。
  6. 【請求項6】 前記第1カムシャフトは排気弁を開閉さ
    せるカムシャフトであり、前記第2カムシャフトは吸気
    弁を開閉させるカムシャフトである請求項5記載のエン
    ジンの動弁装置。
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