JPS62206209A - 機関カム軸駆動機構 - 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】 産業上の利用分野 本発明は内燃１１ｆｌｌにおける可変弁開１１１調時に
関するもので、１９８６年１１月８日出願の［「１■変
弁ｍｒｆＩａ時（ＶＡＲＩＡＢＬＥ　Ｖ＾ＬＶＥ　ＴＩ
ＭＩＮＧ　）　Ｊと称する同時係属米国出願第７９６．
６６１号に記載の機構の実施例である。

従来の技術 弁の事象の期間、即ち弁が開いたままでいる（機関クラ
ンク軸の回転の度で表示した）ナイクルの部分が機関速
度に伴って変化できるような弁開閉調時を達成するため
、これまでに各棟の提案がなされている。これは、この
事象の最適期間が機関速度に伴って変化するため、妥協
する必要を回避している。

発明が解決しようとする問題点 予め定められた輪郭のカムが一定の角速度で回転する在
来の機関においては、弁事象の期間が不変である。可変
弁開閉調時を達成するため、初期の提案では、機関速度
に伴いカムの有効輪郭を変更することまたは一定の輪郭
のカムを可変角速度で回転させることの何れかが試みら
れている。本発明は、これらの諸提案の第二番目のもの
の改良である。

本発明は、可変弁開閉ｖＡｔｋｉを達成するようにして
カム軸の回転運動に振動を付加することによりカム軸を
回転させる機構にて、簡単且つ頑丈な構造から成り、カ
ム軸をクランク軸から回転させる駆動列が遭遇ずる過剰
な振動応力を回避するため平衡を保ち得るようにした機
構を得ようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明の第一態様によれば、関連する弁が開かれている
時間を変化させるためカムの回転に可変振動が付加され
るような方法でカムを駆動する機構が得られる。このｖ
１構は、Ｉｍ関クランク軸と同期して回転でき且つカム
の軸線に対して横の方向に移動可能なブロック内に軸受
で支えられた歯車またはスプロケットと、歯車またはス
ズ１コケツトに関して直線的な半径方向の運動をするよ
うに案内されるスライダ部材と、スライダ部材上のラッ
クと、カムを駆動するために３！結され且つラックの歯
と係合するピニオンとを含む。

前記の歯車またはスプロケットを回転させるのに役立つ
駆動列に作用する慣性力の侶衡を保たせるため、なるべ
くなら、スライダ部材の第二ラツクに係合するピニオン
で釣合い錘を駆動することが望ましい。

本発明の第二態様によれば、関連する弁が間かれている
時間を変化させるためカムの回転に１■変振動が付加さ
れるような方法で、逆位相で作動する内燃機関の別々の
シリンダに関連する二つの同軸の弁作動カムを駆動する
機構にして、ｍ１１１クランク軸と同期して回転でき且
つカムの軸線に対して横方向に移動（＋Ｊ能なブロック
内に軸受で支えられた歯車またはスプロケットと、歯車
またはスプロケツ！・に関して直線的な半径方向の運動
をするように案内されるスライダ部材と、スライダ部材
上の二つのラックと、それぞれのカムと共に回転するよ
うに固着され且つそれぞれのラックの歯と係合するピニ
オンとを含む機構が得られる。

本発明の更に別の態様によれば、数対のシリンダが逆位
相で作動する内燃機関の別々のシリンダに関連する複数
の同軸の弁作動カムを駆動し、関連する弁が開かれてい
る期間を変化させるためカムの回転に可変振動が付加さ
れるような方法でカムが駆動されるようにした機構にて
、機関クランク軸と同期して回転でき且つカムの軸線に
対して横方向に移動可能なブロック内に軸受で支えられ
た歯車またはスプロケットと、歯車またはスプロケット
に関して直線的な半径方向の運動をするように各々が案
内される複数のスライダ部材と、各スライダ部材上の二
つのラックと、それぞれの力ムと共に回転するように固
着され且つラックの歯と係合するピニオンとを含み、逆
位相で作動するシリンダの対応するカムのピニオンが共
通のそれぞれのスライダ部材のラックと、または逆位相
で作用する別のスライダ部材のラックと係合できるよう
にした機構が得られる。

実施例および作用 ここで本発明を、添付図面につき、例示として更に説明
する。

第１図に示す機構は、４セツトのカム１２，１２ａ、１
２’　、１２ａ’　で形成される４シリンダ機関または
エンジン・ブロックのカム軸１０を含み、カムの各セッ
トはシリンダのそれぞれ一つに関連づけられている。カ
ム・セット１２．１２’は軸１４．１４’　に固定され
、他方、セット１２ａ、１２ａ’は軸１４．１４’の周
りに軸受で支えられ、従ってセット１２ａ、１２ａ’　
はそれぞれカム・セット１２．１２’　と相対的な限ら
れた程度の回転を受けることができる。

クランク軸（図示せず）からカムのセットに至る駆動は
、ブロック１８内に軸受で支えられたはめ歯１６を経由
する。ブロックは２個の部片１８ａ、１８ｂから成り、
カム軸軸線に対して横方向の軸線に沿いシリンダ・ヘッ
ドと相対的に滑動できる。ロッド２０で代表される制御
機構は、弁闇閑調時を変化させる目的でブロック１８を
位行決めするのに役立つ。はめ歯１６は、適当に張力を
かけられ、機関クランク軸で駆動される別のはめ歯（図
示せず）の周りを通る歯付きチェーン２２によって駆動
される。

はめ歯１６は、互いに直角に配設され且つ各々が二つの
スライダ３６．３７のそれぞれ一つを案内するのに役立
つ二つの滑り面３２．３４を画定するため内部に機械加
工される。各スライダは一般に四角なわくの形状をなし
、その平行な二つの内側面上の二つのラック３８と、こ
の四角いわくから突出するアーム４０とで形成されてい
る。アームは滑り面３２．３４の一方のかみ合うように
釘形された凹所内に受容され、従ってスライダは、はめ
１ｆ１１８の回転軸線に関して半径方向に動くことがで
きる。

わく上のラック３８の各々は上記セット１２゜１２ａ、
１２’　、１２ａ’の別々の一つに関連づけられ、その
セットをそれぞれ、各々がその特定のラックと係合し且
つそれぞれのカム・セットと共に回転するように固定さ
れたピニオン・セグメント４２．４２ａ、４２’　、４
２ａ’によって駆動する。ピニオン・セグメント４２．
４２’はそれぞれ軸１４．１４’の延長部と共に回転す
るように固定されるが、ピニオン・セグメント４２ａ。

４２ａ′はカム・セット１２ａ、１２ａ’の延長部と共
に回転するように固定される。ピニオン・セグメントの
各々は、ピニオンの対の相互に関連する限定された回転
を可能にするため、１８０゜未満の角度にわたって延び
る。また８対のピニオン４２．４２ａと４２’　、４２
ａ’　とは互いに軸線方向にずらされ、従って各セット
の何れかのピニオンがスライダ３６．３７の一方に係合
すると他方は他のスライダ３７．３６に係合する。

はめ歯１６の軸線が軸１４とカム・セット１２との軸線
と同軸になると、今度はカム・セットとスライダ３６．
３７とはめ歯１６との全てが一定の角速度で一致して回
転し、スライダは滑り面に沿って半径方向に動かない。

はめ１ｌｉ１１６の軸線が軸１４とカム・セットとの軸
線に対して整合せず、または偏心にされると、今度は、
はめ歯１６が回転するにつれ、スライダ３７．３８がそ
れらのそれぞれの滑り而３２，３４に沿って振動する。

スライダのこの振動はラックピニオン結合によりそれぞ
れのカム・セット１２ａ、１２ａ’に伝達され、従って
これらもまた、それらが回転すると同時にそれら自体の
軸線の周りに振動する。カムの合成された運動は、変化
する角速度を伴った回転である。これは、はめ＠１６の
偏心により定められる範囲まで弁ｆＪｔｌ　ＩＩ　”Ａ
時を変化させる、という効果を有する。

従って、はめ歯１６がカム・セット１２と同軸になる高
い機関速度における事象の最適調時にカムを適合させる
ことが可能である。低い機関速度の場合には、はめ歯が
軸線から離れてＳ象の調時を変化させ、一定の調時を伴
う機関に対すると同様の進んだ性能を付与する。本発明
はこのように、広い作動範囲にわたる機関性能の最適化
を可能にさせる。

スライダの振動によってカム・セットを前進お゛よび後
退させるには０１成りのトルクが必要とされ、これによ
ってはめ歯１６に反力が生成される。しかし、逆位相で
作動する二つのカム・セットに各スライダが連結されて
いるので、別々のカムからの反力は概ね互いに平衡を保
たれ、従って受容できない程の強い力をチェーン２２が
受けることはない。

スライダに一つのカム・セットしか連結されていないい
かなる実施例においても、慣性力を打ち消すため、疑似
の軸または錘を同時に駆動することにより平衡保持を達
成することが０■能である。

上述の如く、この機構は各カム・セットを個別に調時し
、これが分割カム軸の必要をもたらしている。あるし１
はまた、カム軸の回転毎に更に数多くの振動を付加する
ように設計された本発明の単一機構により単一カム軸を
駆動することもげ能である。しかしこの方法は、それに
より機構の複雑さが増大し、機構に作用する慣性力か（
ｉ７成り増大するので、余り望ましくない。

第１図に示すような機構は、カム軸を中央で駆動するた
めに何等対策がなされていない現行の機関設計には使用
することができない。シリンダ・ヘッドに対するだけの
修正を施した現行のｇ１関に本発明を適用し得るために
は第２図に示す実施例を使用すれば良い。

この実施例は概して第１図のそれに類似しており、従っ
て詳細には説明しない。本質的な差異は、クランク軸か
らの駆動装置が、在来のように、機関の前端にあるとい
うことである。ブロック１１８に軸受で支えられるはめ
ｍ１１２を駆動する軸１１１にカム軸プーリ１１０＄接
続される。このブロックは二つの部片で作られるが、こ
れは第１図のブロック１８に類似している。但しこのブ
ロック１１８は、シリンダ・ヘッド上で滑動できない代
りに、軸１１１の軸線の周りに回転できる。

ブロック１１８の回転は、ナックル１２０により概略的
に表示される制御ユニットによって行われる。

はめ歯１６を支えるブロックが旋回されると、弁事象の
位相が、その期間と共に変化される。カム軸線に対する
ブロック１１８の旋回軸線の角度関係に従い、この旋回
運動によって、事象の期間を変化させると同時に全事象
の前進と後退とを生じさせることができる。

別個の２組の完全な組立体が必要となるツイン・カム機
関の場合、この特徴は、それにより弁の時間短縮とは別
に吸気および排気カム間の位相のオーバラップを変化さ
せることができ、そのため更に低いＩＩＩＩＩＩ速度に
おける弁開１１調時が−ｍ最適化されるので、望ましい
ものである。単一カム軸の場合、弁のオーバラップの変
化は事象変化の直接の結果であり、最適要件を満たすも
のではない。

とくに、単一カム機関については、振動に対する最適位
置が存在し、これにより吸気および排気事象聞に最善の
妥協が定められる。ツイン・カムについては、吸気およ
び排気弁間で両位相が転移し←弁オーバラップ）、機関
の作動範囲を通じて性能を最適化するように、事象の時
間を独立に調整することができる。

本発明をその好適な実施例について図示し説明したが、
それに対して本発明の範囲を逸脱することなく数多くの
変更および修正をなし得ることは当業者にとり明らかと
なろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例によるｍｓの分解図を示し
、第２図は代替実施例の類似の図を示す。 １２．１２’　、１２ａ、１２ａ’　　：カム１８：６
１１車またはスプロケット １８．１１８ニブロツク ３６．３７：スライダ ３８ニラツク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）関連する弁の開き時間を変化させるため、機関ク
   ランク軸によるカムの回転と共存する可変振動をカムに
   加える方法で少なくとも一つのカムを駆動する機関カム
   軸駆動機構にて、機関クランク軸と同期して回転でき且
   つ歯車の軸線をカムの軸線に関して偏心的に位置させる
   ためカムの軸線に対して横方向に移動可能なブロック内
   に軸受で支えられた歯車またはスプロケットと、歯車と
   共に回転でき、且つ歯車に関して直線的な半径方向の運
   動をするように取り付けられたスライダ部材と、スライ
   ダ部材上のラックと、カムにそれを駆動するために連結
   され且つラックと係合できるピニオンとを含み、それに
   より、歯車の軸線の横方向移動に続く歯車の回転がスラ
   イダとカムとをクラン軸速度で回転させ且つスライダの
   半径方向への滑動の際のラックによるピニオンの動きに
   応答して歯車に対するカムの付加的な回転を生じさせる
   ようにした機関カム軸駆動機構。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の機構が、前記の歯
   車またはスプロケットを回転させるのに役立つ駆動列に
   作用する慣性力の平衡を保たせるため、スライダ部材の
   第二ラックに係合する第二ピニオンで駆動される釣合い
   錘を包含するようにした機構。
3. （３）特許請求の範囲第１項に記載の機構が、スライダ
   部材上の二つのラックと、それぞれのカムと共に回転す
   るように固着され且つそれぞれのラックと係合する一対
   のピニオンとを包含するようにした機構。
4. （４）特許請求の範囲第１項に記載の機構が、関連する
   弁が開かれている時間を変化させるため数対のシリンダ
   が逆位相で作動する内燃機関の別々のシリンダに関連す
   る同軸に取り付けられた複数のカムの回転に可変振動を
   付加する装置と、歯車またはスプロケットに関して直線
   的な半径方向の運動をするように案内される第二スライ
   ダ部材と、第二スライダ上の二つのラックと、それぞれ
   のカムの各々と共に回転するように固着され且つそれぞ
   れのラックの歯と係合するピニオンとを包含し、互いに
   反対の位相で作動するシリンダの対応するカムのピニオ
   ンが共通のそれぞれのスライダ部材のラックと、または
   反対の位相で作動する別のスライド部材のラックと係合
   できるようにした機構。