JPH11173121A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフトを
駆動連結するギヤの噛合不良の発生を抑えて騒音を低減
する。 【解決手段】吸気バルブを開閉駆動するカムを備えた吸
気側カムシャフト３は複数のカムジャーナル７ａ，７ｂ
により回転可能に支持される。カムシャフト３の端部に
はギヤ１２が設けられ、同ギヤ１２は排気側カムシャフ
トの端部に設けられたギヤに駆動連結される。カムシャ
フト３の端部にはバルブタイミング変更機構１５が片持
ち状態で配置されている。バルブタイミング変更機構１
５側における２つのカムジャーナル７ａ，７ｂの軸心Ｌ
１，Ｌ２はオフセットされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の運転中
に同機関の気筒に設けられた吸気・排気バルブの開閉タ
イミングを可変制御するバルブタイミング変更機構を有
する内燃機関の動弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の動弁装置としては、例え
ば特許第２６２０１２９号公報に記載された装置が知ら
れている。そして、この公報記載の装置も含め、こうし
た動弁装置は一般に、図５に例示する構成となってい
る。すわなち、シリンダヘッド（図示略）には吸気バル
ブ及び排気バルブを開閉するためのカムを備えた吸気側
カムシャフト３０及び排気側カムシャフト（図示略）が
設けられている。吸気側カムシャフト３０は、その軸方
向に所定間隔をおいて設けられた複数のカムジャーナル
３１，３２等により回転可能に支持されている。排気側
カムシャフトも同様にその軸方向に所定間隔をおいて設
けられた複数のカムジャーナルにより回転可能に支持さ
れる。複数のカムジャーナル３１，３２は、それらの軸
心が一致するように配置されている。カムジャーナル３
１，３２と吸気側カムシャフト３０との間には直径方向
において所定のクリアランスが設けられている。

【０００３】吸気側カムシャフト３０の端部にはギヤ３
３が設けられ、同ギヤ３３は排気側カムシャフトの端部
に設けたギヤ（図示略）に駆動連結されている。さら
に、吸気側カムシャフト３０の先端には、該カムシャフ
ト３０の回転位相を変更することによりバルブの開閉タ
イミングを可変とするバルブタイミング変更機構（以
下、ＶＶＴ機構という）３４が片持ち状態で設けられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした動
弁装置にあっては、吸気側カムシャフト３０にＶＶＴ機
構３４が片持ち状態で設けられているため、吸気側カム
シャフト３０及びＶＶＴ機構３４の重心がＶＶＴ機構３
４側に偏っている。そのため、吸気側カムシャフト３０
の回転に伴い、図５に二点鎖線で示すように吸気側カム
シャフト３０には前記クリアランスの範囲内で振れが発
生する。この吸気側カムシャフト３０の振れによって同
シャフト３０のギヤ３３と排気側カムシャフトのギヤと
の噛合不良が発生し、これに伴って騒音が発生するとい
う問題がある。

【０００５】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、吸気側カムシャフト及び排気側
カムシャフトを駆動連結するギヤの噛合不良の発生を抑
えて騒音を低減することができる内燃機関の動弁装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、内燃機関の吸気バルブを開
閉駆動するカムを備えた吸気側カムシャフト及び排気バ
ルブを開閉駆動するカムを備えた排気側カムシャフトを
それぞれ複数のカムジャーナルにより回転可能に支持す
るとともに、吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフ
トをギヤにより駆動連結し、少なくとも一方のカムシャ
フトには該カムシャフトの回転位相を変更することによ
りバルブの開閉タイミングを可変とするバルブタイミン
グ変更機構を片持ち状態で配置した内燃機関の動弁装置
において、バルブタイミング変更機構を設けたカムシャ
フトを回転可能に支持するカムジャーナルのうち、少な
くともバルブタイミング変更機構側における２つのカム
ジャーナルの軸心をオフセットさせたことをその要旨と
するものである。

【０００７】この構成によれば、バルブタイミング変更
機構が片持ち状態で設けられたカムシャフトの重心はバ
ルブタイミング変更機構側に偏るが、少なくともバルブ
タイミング変更機構側における２つのカムジャーナルの
軸心がオフセットされている。そのため、バルブタイミ
ング変更機構が設けられたカムシャフトの回転に伴う同
シャフトの振れの発生が抑えられ、排気側カムシャフト
及び吸気側カムシャフトを駆動連結するギヤの噛合不良
が発生しにくく、よって騒音が低減される。

【０００８】請求項２に記載の発明は、内燃機関の吸気
バルブを開閉駆動するカムを備えた吸気側カムシャフト
及び排気バルブを開閉駆動するカムを備えた排気側カム
シャフトをそれぞれ複数のカムジャーナルにより回転可
能に支持するとともに、吸気側カムシャフト及び排気側
カムシャフトをギヤにより駆動連結し、少なくとも一方
のカムシャフトには該カムシャフトの回転位相を変更す
ることによりバルブの開閉タイミングを可変とするバル
ブタイミング変更機構を片持ち状態で配置した内燃機関
の動弁装置において、バルブタイミング変更機構を設け
たカムシャフトを回転可能に支持するカムジャーナルの
うち、少なくともバルブタイミング変更機構側における
２つのカムジャーナル間において同カムシャフトにバラ
ンスウェイトを設けたことをその要旨とするものであ
る。

【０００９】この構成によれば、バルブタイミング変更
機構が設けられたカムシャフトは、少なくともバルブタ
イミング変更機構側における２つのカムジャーナル間に
おいてバランスウェイトを備えているため、そのバルブ
タイミング変更機構を設けたカムシャフトの重心が同シ
ャフトの中間部側に移動する。そのため、バルブタイミ
ング変更機構が設けられたカムシャフトの回転に伴う同
シャフトの振れの発生が抑えられ、排気側カムシャフト
及び吸気側カムシャフトを駆動連結するギヤの噛合不良
が発生しにくく、よって騒音が低減される。

【００１０】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
内燃機関としてのエンジンの動弁装置に具体化した第１
実施形態を図１〜図３に従って説明する。

【００１１】図１は３気筒エンジンを上方から見た概略
平面図である。エンジン１のシリンダブロック内には図
示しない合計３つの気筒が配設されている。シリンダヘ
ッド２上面には、それぞれ各気筒の配列方向に互いに平
行に、吸気側カムシャフト３及び排気側カムシャフト４
が配設されている。吸気側カムシャフト３には吸気バル
ブ（図示せず）を開閉するためのカム５が１気筒当たり
２つずつの対をなして形成されており、同じく排気側カ
ムシャフト４には排気バルブ（図示せず）を開閉するた
めのカム６が１気筒当たり２つずつの対をなして形成さ
れている。

【００１２】吸気側カムシャフト３は、その軸心方向に
沿って所定間隔をおいて離間配置される複数（本実施形
態では４つ）のカムジャーナル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ
によって回転可能に支持されている。排気側カムシャフ
ト４も、その軸心方向に沿って所定間隔をおいて離間配
置される複数（本実施形態においては４つ）のカムジャ
ーナル８によって回転可能に支持されている。

【００１３】エンジン１のクランクシャフト（図示略）
の回転を排気側カムシャフト４に伝達するため、同シャ
フト４の前端（図１の右側）にはカムタイミングプーリ
９がシャフト４と一体回転可能に取付けられている。カ
ムタイミングプーリ９とクランクタイミングプーリ（図
示略）との間には、タイミングベルト１０が掛装されて
おり、タイミングベルト１０を介してクランクシャフト
の回転が排気側カムシャフト４に伝達されるようになっ
ている。

【００１４】また、各シリンダヘッド２上面の排気側カ
ムシャフト４及び吸気側カムシャフト３の後端側（図１
の左側）にはそれぞれドライブギヤ１１及びドリブンギ
ヤ１２が設けられており、上記両シャフト４，３はこれ
らギヤ１１，１２を介して駆動連結されている。そし
て、排気側カムシャフト４の回転がドライブギヤ１１，
ドリブンギヤ１２を介して吸気側カムシャフト３に伝達
されることにより、両カムシャフト４，３は互いに反対
方向に回転駆動されるようになっている。

【００１５】本実施の形態においては、吸気側カムシャ
フト３の前記ドリブンギヤ１２の更に後端側（図１の左
側）にベーン式のバルブタイミング変更機構（以下、
「ＶＶＴ機構」という）１５が、片持ち状態で設けられ
ている。そして、同機構１５では、ドリブンギヤ１２と
吸気側カムシャフト３とを相対回動させることにより、
吸気バルブ（図示せず）の開閉タイミングを変更する。

【００１６】図２は吸気側カムシャフト３及びカムジャ
ーナル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを示しており、同図２に
おいてバルブタイミング変更機構１５に最も近い位置の
カムジャーナル７ａ及び最も遠い位置のカムジャーナル
７ｄは、カムジャーナル７ｂ，７ｃの配置位置よりも若
干下方に配置されている。すなわち、図３に示すよう
に、カムジャーナル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと吸気側カ
ムシャフト３との間にはカムシャフト３の直径方向にお
いて所定のクリアランスが設けられている。また、カム
ジャーナル７ａの軸心Ｌ１はカムジャーナル７ｂの軸心
Ｌ２に対してほぼ前記クリアランスに匹敵する距離Ｄだ
け下方にオフセットされている。さらに、カムジャーナ
ル７ｄの軸心はカムジャーナル７ａの軸心Ｌ１と一致し
ており、カムジャーナル７ｃの軸心はカムジャーナル７
ｂの軸心と一致している。

【００１７】次に、上記のように構成された動弁装置の
作用を説明する。前述のように、本実施の形態において
は、吸気側カムシャフト３にＶＶＴ機構１５が片持ち状
態で設けられているため、吸気側カムシャフト３及びＶ
ＶＴ機構１５の重心がＶＶＴ機構１５側に偏っている。
そのため、吸気側カムシャフト３の回転に伴い、吸気側
カムシャフト３には図５に二点鎖線で示したように前記
クリアランスの範囲内で振れが発生しようとする。とこ
ろが、カムジャーナル７ａ，７ｄとカムジャーナル７
ｂ，７ｃとはそれらの軸心Ｌ１，Ｌ２を距離Ｄだけオフ
セットして配置されている。その結果、吸気側カムシャ
フト３の回転に伴う同シャフト３の振れの発生が抑えら
れ、排気側カムシャフト４及び吸気側カムシャフト３を
駆動連結するドライブギヤ１１及びドリブンギヤ１２の
噛合不良が発生しにくく、よって騒音が低減される。

【００１８】以上詳述したように、本実施の形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 ・排気側カムシャフト４に設けたドライブギヤ１１と吸
気側カムシャフト３に設けたドリブンギヤ１２の噛合不
良の発生を抑え、よって騒音を低減することができる。

【００１９】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を図４に従って説明する。なお、重複説明を避ける
ため、図３において説明したものと同じ要素について
は、同じ参照番号が付されている。

【００２０】本実施形態の動弁装置における吸気側カム
シャフト３は、その軸方向に所定間隔をおいて配置され
た複数のカムジャーナル１６により回転可能に支持され
ている。複数のカムジャーナル１６の軸心は一致してお
り、各カムジャーナル１６と吸気側カムシャフト３との
間にはカムシャフト３の直径方向において所定のクリア
ランスが設けられている。そして、吸気側カムシャフト
３には互いに隣接した２つのカムジャーナル１６間にお
いて複数のバランスウェイト１７が固設されている。

【００２１】本実施の形態においては、吸気側カムシャ
フト３は、互いに隣接した２つのカムジャーナル１６間
に複数のバランスウェイト１７を備えているため、吸気
側カムシャフト３及びＶＶＴ機構１５の重心が吸気側カ
ムシャフト３の中間部側に移動する。そのため、吸気側
カムシャフト３の回転に伴う同シャフト３の振れの発生
が抑えられ、排気側カムシャフト４及び吸気側カムシャ
フト３を駆動連結するドライブギヤ１１及びドリブンギ
ヤ１２の噛合不良が発生しにくく、よって騒音が低減さ
れる。

【００２２】以上詳述したように、本実施の形態によっ
ても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施の形態は上記に限定されるものではなく、
次のように変更してもよい。

【００２３】・第１実施形態では、カムシャフト３を回
転可能に支持するカムジャーナル７ａ，７ｄの軸心とカ
ムジャーナル７ｂ，７ｃの軸心とをオフセットさせた
が、少なくともバルブタイミング変更機構１５側におけ
る２つのカムジャーナル７ａ，７ｂの軸心をオフセット
させるようにしてもよい。この場合にも第１実施形態と
同様の効果が得られる。

【００２４】・第２実施形態では、互いに隣接した２つ
のカムジャーナル１６間に複数のバランスウェイト１７
を設けたが、少なくともバルブタイミング変更機構１５
側における２つの隣接したカムジャーナル１６間にのみ
バランスウェイト１７を設けてもよい。この場合にも第
２実施形態と同様の効果が得られる。

【００２５】・各実施形態では、吸気側カムシャフト３
にＶＶＴ機構１５を設ける場合について示したが、排気
側カムシャフト４に同ＶＶＴ機構１５を設ける構成を採
用してもよい。

【００２６】・吸気側バルブまたは排気側バルブの一方
の開閉タイミングを変更する構成に限らず、ＶＶＴ機構
１５を吸気側カムシャフト３及び排気側カムシャフト４
の双方に設け、吸気バルブ及び排気バルブの双方のバル
ブ開閉タイミングを変更するようにしてもよい。

【００２７】・ＶＶＴ機構としてはベーン式のものに限
らずリングギヤ式のものなども適宜採用することができ
る。・カムタイミングプーリ９をスプロケットに変更
し、タイミングベルト１０をタイミングテェーンに変更
した構成を採用するようにしてもよい。

【００２８】・本実施の形態においては、内燃機関とし
て３気筒のエンジンにこの発明を適用する場合について
示したが、本発明はその他の、例えばＶ型６気筒、Ｖ型
８気筒、Ｖ型１２気筒、あるいは直列４気筒、直列６気
筒等の各エンジンにも同様に適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、少なくともバルブタイミング変更機構側に
おける２つのカムジャーナルの軸心をオフセットするこ
とにより、バルブタイミング変更機構が設けられたカム
シャフトの回転に伴う同シャフトの振れの発生を抑え、
排気側カムシャフト及び吸気側カムシャフトを駆動連結
するギヤの噛合不良の発生を抑制して騒音を低減するこ
とができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、少なくとも
バルブタイミング変更機構側における２つのカムジャー
ナル間においてバランスウェイトを設けることにより、
バルブタイミング変更機構を設けたカムシャフトの重心
を同シャフトの中間部側に移動させ、バルブタイミング
変更機構が設けられたカムシャフトの回転に伴う同シャ
フトの振れの発生を抑え、排気側カムシャフト及び吸気
側カムシャフトを駆動連結するギヤの噛合不良の発生を
抑制して騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の動弁装置を示す平面図

【図２】同じくカムシャフト及びカムジャーナルを示す
平面図

【図３】同じくカムシャフト及びカムジャーナルの拡大
断面図

【図４】第２実施形態の動弁装置を示す平断面図

【図５】従来の動弁装置を示す平面図

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、３…吸気側カムシャフ
ト、４…排気側カムシャフト、５，６…カム、７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄ，１６…カムジャーナル、１１…ドライ
ブギヤ、１２…ドリブンギヤ、１５…バルブタイミング
変更機構、１７…バランスウェイト、Ｌ１，Ｌ２…軸
心。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気バルブを開閉駆動するカ
   ムを備えた吸気側カムシャフト及び排気バルブを開閉駆
   動するカムを備えた排気側カムシャフトをそれぞれ複数
   のカムジャーナルにより回転可能に支持するとともに、
   吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフトをギヤによ
   り駆動連結し、少なくとも一方のカムシャフトには該カ
   ムシャフトの回転位相を変更することにより前記バルブ
   の開閉タイミングを可変とするバルブタイミング変更機
   構を片持ち状態で配置した内燃機関の動弁装置におい
   て、 前記バルブタイミング変更機構を設けたカムシャフトを
   回転可能に支持するカムジャーナルのうち、少なくとも
   バルブタイミング変更機構側における２つのカムジャー
   ナルの軸心をオフセットさせた内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 内燃機関の吸気バルブを開閉駆動するカ
   ムを備えた吸気側カムシャフト及び排気バルブを開閉駆
   動するカムを備えた排気側カムシャフトをそれぞれ複数
   のカムジャーナルにより回転可能に支持するとともに、
   吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフトをギヤによ
   り駆動連結し、少なくとも一方のカムシャフトには該カ
   ムシャフトの回転位相を変更することにより前記バルブ
   の開閉タイミングを可変とするバルブタイミング変更機
   構を片持ち状態で配置した内燃機関の動弁装置におい
   て、 前記バルブタイミング変更機構を設けたカムシャフトを
   回転可能に支持するカムジャーナルのうち、少なくとも
   バルブタイミング変更機構側における２つのカムジャー
   ナル間において同カムシャフトにバランスウェイトを設
   けた内燃機関の動弁装置。