JPS59113229A - エンジンのバルブ駆動装置 - 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】 こノ発明は、エンジンのバルブ駆動装置に関するもので
ある。

一般に、エンジンのバルブ駆動装置は、カムシャフトを
クランクシャフト番こよりチェーン等の伝達部材を介し
て回転し、これにより吸、排気弁をピストンの動きに連
動して最適なタイミングで開閉駆動するための装置であ
る。

ところで、上記吸ｐ排気弁の開閉時期（以下バルブタイ
ミングと称す）は、エンジンの吸、排気効率を良好とす
るために、排気弁が閉じる前に吸気弁が開くように、い
わゆるオーバーラツプして設定されているか、このオー
バーラツプ計は、エンジンの出力、燃費を向上させるた
めには低負荷時、高負荷時等の運転状態によって変更す
るのが望ましく、そのため、従来、このようなオーバー
ラツプ級を変更できるよう番こした装置として特公昭５
２−３５８１６号公報に示されるように、カムシャフト
を駆動するタイミングチェーンの張りを変えて吸、排気
弁の開閉時期をエンジン回転数に応じて変化させるよう
にしたものがあった。

しかるにこのような従来の装置では、タイミングチェー
ンｌこよりカムシャフトの回転を制御しているのでエン
ジンの全ての気筒のパルプタイミングを同時に変更でき
るという利点はあるが、該装置ではタイミングチェーン
の張りを変えてこれを行なっているので、タイミングチ
ェーンに無理な力が加わり、しかもパルプタイミングの
変化量はあまり大きくできず、その制御において信頼性
に乏しいという欠点があった。さらに、上記従来の装置
においては、パルプタイミングが変わるだけであり、各
弁の開口期間を変化させることはできないという大きな
問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、高い信頼
性で確実にパルプタイミングを変更できるだけでなく−
ｑ！ｒ弁の開口期間をも運転状態によって変更すること
ができるエンジンのパルプ［０装置を提供することを目
的としている。

即ち本発明は、各々の回転中心が偏心した２つのホイー
ルをリンクにより連結して一方のホイールを等速回転さ
せた場合、他方のホイールは不等速回転を行うという点
に着目してなされたもので、クランクホイールとカムホ
イールとの間に、互いにリンク部材で連結された第１．
第２中間ホイールを配設し、上記クランクホイールと第
１中間ホイールとの間に第１伝達部材を掛け、上記カム
ホイールと第２中間ホイールとの間に第２伝達部材を掛
け、偏心量変更装置により上記第１．第２中間ホイール
の回転中心のずれをエンジン運転状態によって変化させ
て吸、排気弁の開閉タイミングを変更できるようにした
ものである。

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図及び第２図は、本発明の一実施例にょる４サイク
ル直列４気筒エンジンのパルプ駆動装置を示し、図にお
いて、１はカムシャフトであり、該カムシャフトの一端
にはカムホイール２が連結され、このカムホイール２が
回転してカムシャフト１か回転すると該カムシャフト１
はその所定個所１こ形成されたカム１ａによりロッカア
ーム３゜アジャストスクリュ４を介して吸気弁５及び排
気弁６を開閉駆動するよう構成されている。一方クラン
クシャフト７ａの上記カムホイール２と同シ側の一端に
は該クランクシャフト７ａによって回転駆動されるクラ
ンクホイール７が連結さレテいる。そして上記カムホイ
ール２とクランクホイール７との中間には、第１中間ホ
イールである駆動ホイール８及び第２中間ホイールであ
る従動ホイール９が配設されており、上記クランクホイ
ール７と駆動ホイール８との間には第１伝達部材である
面付きベルト１０が掛けられており、さらに上記カムホ
イール２と従動ホイール９との間には第２伝達部材であ
る歯付きベルト１１が掛けられている。そして上記各ホ
イール間において、今、エンジンは４サイクル４気筒で
あることから各ホイール径の比は、クランクホイール、
駆動ホイール。

従動ホイール、カムホイールの順に２：１：１：４に設
定されている。

ここで、上記駆動ホイール８にはその回転中６番こ筒状
の回転中空軸８ａが一体形成されており、該回転中を軸
８ａはスライド支持部材１２に回転自在に軸支され、ま
た該スライド支持部材１２は支持体１７により第１図左
右にスライド自在に支持されている。一方、上記従動ホ
イール９はその回転中心１こ回転軸９λが固定されてお
り、該回転軸９ａの一端は上記駆動ホイール８の回転中
空軸８ａ内を挿通して軸受１３により、またその他端は
軸受１４により軸支されている。そして上記駆動、従動
ホイール８．９のそれぞれの対向する面にはロッドＢｂ
、ｇｂ　　が植設され、該両ロッド８ｂ、ｇｂ　はリン
ク部材１５により回転自在に連結されている。このよう
にして上記駆動ホイール８は、従動ホイール９に連結さ
れた状態で１回転中空軸８ａと該軸内を挿通する回転軸
９ａとの隙間の範囲内でスライド可能となっている。

さら１こ、上記スライド支持部材１２は、その一端が偏
心量変更装置１６のピストンロッド１６ｍ（７）先端に
連結されており、該偏心量変更装置１６はエンジン運転
状態に応じてピストン１６ｂの両側ニ圧油を導入しその
ピストン１６ｂ及びピストンロッド１６ａが前後動する
ようになっており、これにより該装置［１６は上記駆動
ホイール８を前後動せしめてこれと従動ホイール９との
回転中心間のずれを変更できるようになっている。

次に動作について説明する。

まずクランクシャフト７ａによってクランクホイールア
が回転駆動されると、歯付きベルト１０を介して駆動ホ
イール８が等速回転し、これによりリンク部材１５を介
して従動ホイール９が上記駆動ホイール８と同方向に回
転され、また該従動ホイール９の回転がカムホイール２
に伝達され。

このようにして、上記クランクシャフト７ａが２回転す
る間に上記カムシャフト１は１回転し、これにより各気
筒の吸、排気弁５．６はそれぞれ開閉作動を行なう。ま
たこのとき、各気筒の吸、排気弁５，６のパルプタイミ
ングにはそれぞれオーバーラツプが設定されている。そ
してこの場合上記駆動ホイール８と従動ホイール９との
回転中心間にずれがあると、上記従動ホイール９は不等
速で回転し、その１回転中に速く回転したり遅く回転し
たりすることとなり、このような上記従動ホイール９の
不等速な回転はそのまま歯付ベルト１１を介してカムホ
イール２に伝達され、従ってホイール径の比からカムシ
ャフト１は、その１回転中に第３図に示すような特性で
１回転角度の進み。

遅れを４周期発生することとなる。

ここで第３図は、上記駆動、従動ホイール８゜９の回転
中心間のずれである偏心ｔｅを変化させたときの、クラ
ンクシャフト７ａの回転角に対するカムシャフト１の回
転角の進み、遅れ特性を示したものであり、図中曲線Ａ
、Ｂ、Ｃは偏心量ｅがそれぞれ（Ｌ　ｅＬ　ｅ２＋　　
（ｅｌ＜ｅ２）のときの特性である。なお、横軸はクラ
ンクシャフト７ａの回転角度を示して２す、カムシャフ
ト１の回転角度は図示の角度の１／２となる。また同図
中θｓｉｎ〜θ４ｉｎ　　は偏心量ｅ　−Ｑの場合の第
１ないし＄４気筒の吸気弁の開口期間であり、θｔｅｘ
は同じ（ｅ−０の場合の第４気筒におをブる排気弁の開
口期間である。

また第４．５図は第４気筒におりる吸、排気弁のパルプ
タイミング特性を示し１図中曲線り、Ｅ。

Ｆは各々偏心量ｅが０．　ｅｌ、　ｅ２　　の場合の特
性である。

今、説明の便宜のため第４気筒の吸、排気弁の動きをも
って本実施例装置の動作をさらに詳細に説明する。

まずエンジンの筒回転高負荷時には偏心ｌｉｅは偏心量
変更装置１６により０となり、オーバーラツプする角度
は最大となって第３．第５図に示すようにθｅｏ’とな
る。このオーバーラツプ角θｅｏ’は、吸気弁が開き始
めるカムシャフトの基準からの角度θ、′と排気弁が閉
じ終わる角度θ、′との間の角度であり、θｅｏ’　−
（θ１−θ？）０である。この状態のパルプタイミング
特性を第４図に一点鎖線の曲線りで示す。

次にエンジンの負荷もしくは回転が低下していくと、そ
れに応じて、偏心量変更装置１６がスライド支持部材１
２をスライドせしめて駆動、従動ホイール８．９の偏心
量ｅを増加させる。この偏心量Ｃがｅｌになるとカムシ
ャフト１の進み、遅れ特性は第３゛図に破線Ｂで示す特
性となり、この場合、吸気弁の開き始めは上記高負荷時
の場合に比してθ２ｔ’遅れ、閉じ終わりは０３１°進
み、該吸気弁の開口期間θｔｉｎ’は高負荷時の開口期
間θａｉｎに比べ（θ２１＋θ３Ｉ）０短かくなる。ま
た排気弁についても同様に、その開き始めは上記高回転
・高負荷時の場合に比してθ４＋’遅れ、閉じ終わりは
０１１°進み、開口期間θ４ｅＸ’　は高負荷時の開口
期間θ４ｅｘに比べ（θ４＋十０１１）０短かくなる。

この状態のパルプタイミング特性を第４図に破線の曲線
Ｅで示す。このように各弁の開口期間が短かくなる結果
、第５図に示すように、そのオーバーラツプ角θｅｉ’
も上記偏心Ｍｅ−０のときのオーバーラツプ角θｅｏ’
に比べ少なくなる。

さらにエンジンが低回転、低負荷状態になると、上記偏
心量ｅは偏心量変更装置１６により最大値ｅ２にせられ
る。すると上記カムシャフト１の進み、遅れ特性は第３
図に実線Ｃで示す特性となり。

この場合も上記同様に吸気弁の開口期間θ４　ｉｎ’は
高負荷時の開口期間θ４ｉｎｌこ比べ（θ２２＋θ８．
）０短かくなり、また排気弁の開口期間θ４ｅ３Ｃ’も
（θ４．十〇１．）０短かくなる。そしてこの状態にお
けるパルプタイミング特性は第４図に実線の曲線Ｆで示
すものとなり、上記高負荷時に比べさらにその開口期間
は短かくなっている。この結果、第５図に示すようにそ
のオーバーラツプ角θｅ！０も、上記偏心量ｅ−ｅｌの
ときのオーバーラツプ角θｅＩ′よりもさらに少なくな
っている。

なお上記動作は、他の全ての気筒の吸、排気弁において
も同様に行われる。

このような本実施例装置では、エンジンの運転状態によ
って吸・排気弁の開閉タイミングを高い信頼性で制御す
ることができ、しかも上記吸、排気弁の開口期間をも変
更することができる。さらに、これらの開閉タイミング
と開口期間を全気筒にわたって同時に変化させることが
できる。

なお、上記実施例では１本発明を０）ＩＣタイプのエン
ジンに適用した場合について説明したが、これはＤｔＪ
ＨＣタイプのエンジンにおいても適用できることは勿論
であり、この場合は、吸、＃１：気弁のどちらか一方の
開閉タイミングを制御するようにしても良い。

また、上記実施例においては、各ホイール径の比をクラ
ンクホイール、駆動ホイール、従動ホイール、カムホイ
ールの順に２：１：１：４としたか、各ホイール径の比
はこれに限るものではなく。

今、４サイクルＮ気筒エンジンに本発明を適用する場合
、カムホイールと従動ホイールとの比がＮ：１でカムホ
イールとクランクホイールとの比が２：１であれば良く
、この場合駆動ホイールと従動ホイールのホイール径は
等しくなくても良い。

以上のように、この発明によれば、クランクホイールと
カムホイールとの間１こ第１　、？４２　中ｆ？Ｊ！ホ
イールを配設し、クランクホイールと第１中間ホイール
との間に第１伝達部材を掛け、カムホイールと第２中間
ホイールとの間に第２伝達部材を掛けて、上記第１中間
ホイールと第２中間ホイールとをリンク部材で連結し、
該雨中間ホイールの回転中心のずれをエンジンの運転状
態によって変化させて吸気弁あるいは排気弁の開閉タイ
ミングを変更する偏心量変更装置を設けたので、高い信
頼性で上記吸、排気弁の開閉タイミングが変更でき、し
かも該吸、排気弁の開口期間をも変更できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるエンジンのパル１駆動
装置の概略構成図、第２図はその中間ホイール部分の斜
視図、第３図はクランクシャフトの回転角に対するカム
シャフトの回転角の進み、遅れ特性を示す図、第４図、
第５図はともに上記装置のパルプタイミング特性を示す
図である。 １・・・カムシャフト、２・・・カムホイール、５・・
・吸気弁、６・・・排気弁、７・・・クランクホイール
、７ａ・・・クランクシャフト、８・・・駆動ホイール
（第１中間ホイール）、９・・・従動ホイール（第２中
間ホイール）、１０・・・歯付きベルト（第１伝達部材
）。 １１・・・歯付きベルト（第２伝達部材）、１５・・・
リンク部材、１６・・・偏心量変更装置。 特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　カムシャフトに連結されたカムホイールと、
   クランクシャフトによって回転駆動されるクランクホイ
   ールと、該クランクホイールと第１中間ホイールとの間
   にかけられた第１伝達部材と、上記カムホイールと第２
   中間ホイールとの間にかけられたｓ２伝達部材と、上記
   第１．第２中間ホイールを連結するリンク部材と、上記
   第１．第２中間ホイールの間の回転中心のずれをエンジ
   ン運転状態によって変化させ吸気弁或いは排気弁の開閉
   タイミングを変更する偏心量変更装置とを備えたことを
   特徴とするエンジンのパルプ駆動装置。