JPS6397830A - エンジンのカム軸駆動式補機装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はエンジンのカム軸駆動式補機装置に関し、特
に補機装置を駆動するカム軸の回転変動を緩和できるカ
ム軸駆動式補機装置に関する。

（従来の技術） 周知のように、エンジンの一形式として、高圧縮比を得
やすく、燃焼室が簡素化できるものとして、シリンダヘ
ッド側に吸・排気バルブを配置したものが多用されてい
る。

この種のエンジンでは、燃焼室の上方に設けられた吸・
排気バルブをシリンダヘッドに組込まれたカム軸で直接
開閉するものが提供されており、例えば実開昭６０−１
８３２０６号公報にその一例が開示されている。

同号報に示されている吸・排気バルブの開閉機構は、カ
ム軸の一端側に固設されたカム軸駆動プーリと、エンジ
ンのクランク軸に固設されたクランクプーリとをタイミ
ングベルトで連結し、カム軸を回転駆動することで吸・
排気バルブを開閉させるが、このような吸・排気バルブ
の開閉機構には以下に説明する問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） すなわち、上記公報に開示されているバルブの開閉機構
では、カム軸の長手方向に沿って設けられた複数のカム
が、所定のタイミングでバルブスプリングが介装された
タペットを、バルブスプリングに抗して押し下げること
により吸・排気バルブを開閉弁させるが、この時にカム
軸にはバルブの開閉弁に伴う反力が作用し、反力を受け
たカム軸にはねじり変動が生ずる。

このねじり変動は、カム軸が一回転する間に、複数のカ
ムが所定の周期で吸・排気バルブを開閉するので一定の
周期で繰返されることになる。

第３図は、４気筒のエンジンで吸・排気バルブを各気筒
にそれぞれ１個ずつ設けた場合のカム軸のねじり変動の
測定結果を図示している。

ところで、このようなねじり変動がカム軸に生ずると、
カム軸を回転駆動するタイミングベルトの歯に大きな剪
断荷重が加わるという問題がある。

この発明はこのような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、吸・排気バルブを開閉す
るために回転駆動されるカム軸のねじり変動を緩和する
ことにより、カム軸を駆動するタイミングベルトの剪断
荷重を低減できるエンジンのカム軸駆動式補機装置を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明では、カム軸によ
り駆動される吸・排気バルブを有するエンジンにおいて
、前記カム軸の一端側にタイミングベルトが捲回される
カム軸駆動プーリと他端側に補機駆動用プーリとがそれ
ぞれ設けられ、この補機駆動用プーリとベルト部材を介
して連結される補機と、この補機を前記吸・排気バルブ
の開閉による前記カム軸のねじり変動を打ち消すべく逆
位相のねじり変動を発生するように制御する補機制御手
段とで構成した。

（作　用） 上記構成のカム軸駆動式補機装置によれば、補機制御手
段によりカム軸には吸・排気バルブの開閉に伴うねじり
変動と逆位相のねじり変動が加えられるので、これらを
合成したねじり変動は、それぞれの変動の山と谷とが重
合して相殺され、変動の大きさが大幅に緩和される。

（実施例） 以下、この発明の好適な実施例について、添附図面に基
づいて詳細に説明する。

第１図および第２図は、この発明に係るエンジンのカム
軸駆動式補機装置の一実施例を示している。

同図に示す補機装置は、カム軸１０により駆動される吸
・排気バルブを有するエンジンに適用されるものであっ
て、カム軸１０はエンジンの気筒配列方向に沿って延び
、その上方をヘッドカバー１１によって覆われるととも
に、シリンダブロック１２に軸受メタルを介して回転可
能に支持されている。

カム軸１０の一端には、図外のクランク軸と連結された
タイミングベルト１４が捲回されるカム゛軸駆動プーリ
１６が固設されている。

また、カム軸１０には、その長手方向に沿って各気筒に
設けられる吸・排気バルブの数に対応した複数のカム１
８．１８・・・・・・が突設され、各カム１８．１８・
・・・・・は吸・排気バルブの開閉タイミングに合せて
突設位置が異なっている。

そして、各カム１８．１８の下方には、吸・排気バルブ
に結合されるタペット２０がそれぞれ設けられ、タペッ
ト２０にはそれぞれバルブスプリング２２．２２が捲装
されている。

以上の如く構成されたカム軸１０にタイミングベルト１
４を介して、これを回転駆動すると、カム１８が所定の
タイミングでタペット２０をパルプスプリング２２に抗
して押し下げることで吸・排気バルブのｒＭｒＭが行な
われるが、この時に、パルプスプリング２２の弾発力や
タペット２０の上面との摩擦力などによってカム軸１０
は反力を受け、前述したように第３図示すような一定周
期のねじり変動が生じる。

そこで、この実施例ではカム軸１０によって駆動される
補ｔ１１２４を有効に活用し、第３図に示したねじり変
動を打ち消すべく、これと逆位相のねじり変動を発生す
るように補機２４を制御するようにした。

具体的には、上記カム軸１０の他端側に補機駆動用プー
リ２６を固設し、このプーリ２６とシリンダブロック２
８の側面に取付けられた補機２４の駆動用プーリ３０と
をベルト３２によって連結し、補機２４の駆動によって
カム軸１０に加えられるねじり変動が、第４図に示す状
態になるようにコントロールする。

このようにすれば、カム軸１０に生ずるねじり変動は、
吸・排気バルブの開閉に伴う第３図に示したものと、補
器２４の駆動による第４図に示したものとの合成となり
、これらがほぼ同じ周期でしかも逆位相となっているの
で、山と谷とが重合し打ち消しあって、合成ねじり変動
は、第５図に示すように振幅が大幅に低減する。

上記の如く駆動を制御できる補器２４の具体例としては
、例えばパワーステアリング装置の油圧ポンプが挙げら
れ、第４図に示したねじり゛変動はこの油圧ポンプの駆
動を制御することで得られたものである。

なお、第４図に示した如きねじり変動を発生させる補機
２４の他の例としては、カム軸１０で駆動される燃料ポ
ンプ、バキュームポンプなども利用でき、タイミングを
問わない補機であればよい。

（発明の効果） 以上、実施例で説明したように、この発明に係るエンジ
ンのカム軸駆動式補機装置によれば、カム軸で駆動する
補機のねじり変動を、吸・排気バルブの開閉に伴うねじ
り変動と逆位相になるように制御するので、カム軸のね
じり変動の大きさを低減ないしは緩和し、これによりタ
イミングベルトの歯に加わる剪断荷重を少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を用いたエンジンの要部断面図、第
２図は第１図の側面図、第３図は吸・排気バルブの開閉
に伴うカム軸のねじり変動を示す説明図、第４図は補機
の駆動により生ずるねじり変動を示す説明図、第５図は
第３図と第４図にそれぞれ示したねじり変動を合成した
場合の説明図である。 １０・・・・・・カム軸　　　　１２・・・・・・シリ
ンダヘッド１４・・・・・・タイミングベルト １６・・・・・・かカム軸駆動プーリ １８・・・・・・カ　ム　　　　２０・・・・・・タペ
ット２２・・・・・・バルブスプリング ２４・・・・・・補　機 ２８・・・・・・シリンダブロック ３０・・・・・・プーリ　　　　３２・・・・・・ベル
ト特許出願人　　　　　　　　　マツダ　株式会社代　
理　人　　　　　　　　　弁理士　−色健輔同　　　　
　　　　　　　弁理士　松本雅利第３図 一一一一時Ｍ □時開 □時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カム軸により駆動される吸・排気バルブを有するエンジ
   ンにおいて、前記カム軸の一端側にタイミングベルトが
   捲回されるカム軸駆動プーリと他端側に補機駆動用プー
   リとがそれぞれ設けられ、この補機駆動用プーリとベル
   ト部材を介して連結される補機と、この補機を前記吸・
   排気バルブの開閉による前記カム軸のねじり変動を打ち
   消すべく逆位相のねじり変動を発生するように制御する
   補機制御手段とを有することを特徴とするエンジンのカ
   ム軸駆動式補機装置。