KR920008915B1

KR920008915B1 - Dohc 엔진의 캠축드러스트 규제구조

Info

Publication number: KR920008915B1
Application number: KR1019890017335A
Authority: KR
Inventors: 시게끼 나까다니; 나오히데 코시모도; 히로유끼 스기모도
Original assignee: 마쯔다 가부시기가이샤; 후루다 노리마사
Priority date: 1988-12-03
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1992-10-12
Also published as: JPH02153207A; KR900010192A; JP2539260B2; US4957079A

Abstract

내용 없음.

Description

DOHC 엔진의 캠축드러스트 규제구조

제1도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 캠축구동부의 평면도.

제2도는 제1도의 II-II 단면에서 본 캠축의 전체도.

제3도는 제2도의 III-III단면도.

제4도는 3기통분의 캠을 구비한 캠축에 있어서의 구동토오크 변동의 특성도.

제5도는 캠의 밸브리프트에 수반되는 캠축구동토오크의 변동을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린터헤드 2 : 흡기용 캠축

3 : 배기용 캠축 4a,4b : 흡기캠

5a, 5b : 배기캠 6, 7 : 헬리컬기어

13 : 캠캡 14 : 드러스트플랜지

15 : 플랜지끼워맞춤흠 16 : 드러스트 받침부

17 : 오일통로 20 : 관통구멍

21 : 상하분할면

본 발명은, DOHC(Double Over Head Cam shaft)엔진의 캠축드러스트 규제구조, 특히 각각에 3기통분의 캠을 구비한 2개의 캠축을 헬리컬기어에 의해서 서로 구동연결한 DOHC 엔진의 캠축에 형성되는 드러스트플랜지 및 그 받침부의 구조에 관한 것이다.

흡기용 캠축과 배기용의 캠축을 다같이 실린더헤드 상부에 배치해서 이루어진 소위 DOHC 엔진에 있어서는, 통상, 예를 들면 일본국 실개소 62-76205호 공부에 기재되어 있는 바와 같이, 양캠이 1쌍의 헬리컬기어에 의해서 상호 구동연결되고, 폴리등을 개재해서 한쪽의 캠축에 전달하므로서 양캠축의 조시(潮時) 구동이 행하여 진다. 이 경우, 헬리컬기어를 개재하는 회전전달에 의해서 발생하는 드러스트를 규제할 필요가 있기 때문에, 캠축에 환형상의 드러스트 플랜지가 형성되고, 이 드러스트플랜지를 끼워맞추는 흠을 가진 드러스트 받침부가 캠캡과 엔진본체로 상하 2분할되어 배설된다.

그런데, 상기한 바와 같은 DOHC 엔진의 캠축에 있어서의 드러스트 플랜지의 윤활수단으로서는, 드러스트플랜지의 주위에 외주로부터 윤활유를 공급하는 방법이 일반적이나, 이와 같이 외부로부터 윤활유를 공급하는 것으로는 그 때문에 윤활경로를 외부에 별도로 형성하지 않으면 안되기 때문에, 캠축의 축심부에 오일통로를 형성하고, 이 오일통로에 연통해서 드러스트플랜지를 직경방향으로 관통하는 관통구멍을 형성하도록 하는 일이 시도되고 있다. 그러나, 이와 같이 드러스트플랜지를 직경방향으로 관통하는 관통구멍 형성하였을 경우는, 드러스트 플랜지의 강성이 저하한다. 특히 캠축이 2기통분의 캠을 갖춘 엔진, 예를 들면 3기통 엔진이나 V형 6기통엔진의 경우에는, 각 캠축의 3기통분의 캠의 리프트는 서로 거의 오우버랩하지 않기 때문에, 각기 통의 캠의 밸브리프트에 수반되는 캠축구동토오크의 변동이, 예를 들면 제5a,b도에 도시한 바와 같이 그대로의 모양으로 나오게 된다.

제5a도는 3기통분의 캠을 구비한 흡기용 캠축에 발생하는 구동 토오크 변동을 나타내고, b도는 마찬가지로 3기통분의 캠을 갖춘 배기용 캠축에 발생하는 구동토오크변동을 나타내고 있다. 그리고, 이와 같은 엔진에서는, 각기통의 배기쪽 토오크 변동의 피이크와 하나 앞기통의 흡기쪽 토오크변동의 피이크가 거의 동일위상으로되고, 상호 구동연결된 2개의 캠축의 구동 토오크 변동이 상호 조장되는 모양으로 되기 때문에, 각 캠축의 토오크변동은 제5c도에 도시한 바와 같이 크게된다. 그리고, 이 토오크 변동이 헬리컬기어를 개재해서 드러스트 하중으로 변환된다. 까라서, 이와 같은 엔진에 있어서는, 상기한 바와 같이 드러스트 플랜지에 관통 구멍을 형성하므로 말미암은 강성의 저하는 매우 큰 문제이다.

또한, 캠축의 베어링부 및 드러스트 받침부는, 통상, 실린더헤드의 상부에 캠캡을 볼트 결합한 상하 2분할의 구조로 되나, 이 경우, 드러스트 받침부는, 그 플랜지 끼워맞춤홈의 드러스트면을 상하 완전 일치시키는 일이 어렵기 때문에, 캠캡쪽과 실린더 헤드쪽에서 플랜지끼워맞춤홈의 폭에 차이를 붙여서 실질적으로 상반분 혹은 하반부에서 드러스트를 받도록 한다. 그 경우에, 드러스트 플랜지에 직경방향의 관통구멍을 형성하면, 이 관통구멍이 수평위치에 와서 상하분할면과 일치되었을 때에 드러스트에 대한 강성이 크게 저하한다.

특히, 이때 드러스트 하중이 최대가 될 수 있는 위치관계에 관통구멍이 형성되어 있다고 치면, 드러스트 플랜지의 강성저하는 두드러진다.

그러나, 드러스트 플랜지에 상기한 바와 같은 윤활을 위한 관통구멍을 형성하는데 있어서, 관통구멍의 방향에 대해서는 종래 특별히 두루 고려를 하고 있지 않았다.

본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진것으로서, 각각에 3기통분의 캠을 갖춘 2개의 캠축을 핼리컬기어를 개재해서 구동연결된 엔진에 있어서, 상기 캠축에 형성하는 드러스트 규제부의 윤활성 향상과 강성의 확보를 양립시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 3기통분의 캠을 갖춘 2개의 캠축을 헬리컬기어로 구동 연결한 DOHC 엔진의 캠축 드러스트 규제부에 있어서의 상기 문제점을 발견하고, 최대 드러스트 하중이 걸릴때에 드러스트 받침부의 상하 분할면과 윤활을 위한 관통 구멍의 방향을 일치시키지 않게 하는 구성을 실현시킨 것이다. 즉, 본 발명에 관한 DOHC 엔진의 캠축 드러스트 구제 구조는, 각각에 3기통분의 캠을 갖춘 2개의 캠축이 양캠축에 형성한 헬리컬기어의 맞물림에 의해서 상호 구동연결되고, 상기 캠축의 드러스트 플랜지에 대응해서 플랜지 끼워 맞춤홈을 구성하는 드러스트 받침부가 캠캡쪽과 엔진본체쪽으로 상하 2분할 되게 형성된 DOHC 엔진에 있어서, 상기 드러스트 받침부의 플랜지 끼워맞춤홈을, 상기 캠캡쪽에 형성된 위쪽부분의 상기 엔진본체쪽에 형성된 아래쪽 부분보다 폭이 크게되도록 설정하는 동시에, 상기 캠축의 축심부에 적어도 상기 드러스트 플랜지가 위치하는 부위까지 달하는 오일 통로를 형성하고, 또한, 이 오일통로와 연통해서 상기 드러스트플랜지를 직경방향으로 관통하는 관통구멍을 상기 캠축의 축심과 상기 캠의 열리는쪽 램프부를 연결하는 선에 평행이 되도록 형성한 것을 특징으로 하고 있다.

2개의 캠축은 헬리컬기어로 서로 구성연결되어 있으며, 한쪽의 캠축에 크랭크축의 회전을 전달하므로서 양캠축이 조시구동된다. 그때, 각 캠축의 캠에 의해서 흡배기 밸브가 개폐작동할때의 구동토오크는 헬리컬기어를 개재해서 합성되고, 그 합성된 토오크에 대응한 드러스트 하중이 각 캠축에 발생한다. 그리고, 이들 캠축의 드러스트 하중이 드러스트 플랜지를 개재해서 드러스트 받침부에서 받아내게 된다. 드러스트 받침부의 플랜지 끼워 맞춤홈은 위쪽의 캠캡쪽이 아래쪽의 엔진본체쪽보다 폭이 크게되어 있으며, 이 때문에, 드러스트 하중은 실질적으로 드러스트플랜지의 끝면의 반분이 엔진본체쪽 플랜지 끼워 맞춤홈의 측면에 당접하므로서 받아내게 된다.

드러스트 플랜지의 윤활은, 캠축의 축심부에 형성된 오일통로를 통과하고, 또 이 오일통로와 연통해서 드러스트 플랜지를 직경방향으로 관통하는 관통구멍을 개재해서 공급되는 오일에 의해서 행하여 진다.

3기통분의 캠을 갖춘 캠축에서는, 각 캠에 의해서 발생하는 구동토오크 변동이 거의 그대로의 모양으로 나타나고, 그것에 의해서 드러스트 하중이 발생한다. 본 발명의 구성에서는 관통구멍은 캠축의 축심과 그 캠축의 어느 하나의 기통의 캠이 열리는쪽 램프부를 연결하는 선에 평행이 되도록 형성되어 있기 때문에, 이 기준으로 된 캠에 의해서 밸브가 열리기 시작할때에 발생하는 최대드러스트하중은, 관통구멍이 드러스트 받침부의 상하 분할면의 방향과 포개지지 않는 방향으로 위치한 상태에서 받아내게되는 것이다. 또 1개의 캠축에 3기통분의 캠이 형성되어 있기 때문에, 상기의 방향으로 관통구멍을 형성하므로서 그 관통구멍은 그 외의 2개의 기통의 캠에 대해서도, 각각의 캠에 의한 최대 드러스트 하중 발생시에 관통구멍이 드러스트 받침부의 분할면의 방향과 포개지지 않는 위치관계가 된다. 따라서, 캠축에 큰 드러스트 하중이 발생할때에는 반드시 드러스트 플랜지의 관통구멍이 드러스트 받침부의 상하분할면의 방향과 어긋나 있는 것으로 되며, 그 때문에 관통구멍을 형성하므로 말미아믄 드러스트 플랜지의 강성저하를 최소한으로 억제된다.

이하 실시예를 도면에 의거해서 설명한다.

제1도는 V형 6기통엔진에 적용한 본 발명의 일실시예에 있어서의 한쪽의 실린더뱅크의 실린더 헤드의 평면도, 제2도는 제1도의 A-A 단면도, 제3도는 제1도의 B-B 단면도, 제4도는 제1도의 C-C 단면도이다.

이 실시예에 있어서, 엔진의 각 뱅크의 실린더 헤드(1)상부에는 흡기용 캠축(2) 및 배기용 캠축(3)이 배설되어 있으며, 흡기용 캠축(2)는, 1기통에 대해서 2개씩의 흡기캠(4a),(4b)를 3기통분, 또, 배기용 캠축(3)은, 1기통에 대해서 2개씩의 배기캠(5a),(5b)를 역시 3기통분 갖추고 있다. 그리고, 이들 2개의 캠축(2),(3)의 엔진 앞쪽(제1도에서 좌측)단부에는, 실린더헤드(1)의 안쪽에서 서로 맞물리는 헬리컬기어(6), (7)이 각각 형성되고, 또, 배기용 캠축(3)은 헬리컬기어(7)의 앞쪽이 또 실린더헤드(1)밖으로 돌출하고, 그 선단에는 구동풀리(도시생략)과 배설되어 있다. 구동풀리와 도시생략의 크랭크축 풀리와의 사이에는 타이밍벨트가 두루걸쳐저 있어서, 이 타이밍벨트를 개재해서 배기용캠축(3)이 조시 구동되고, 또, 1쌍의 헬리컬기어(6),(7)을 개재해서 흡기용 캠(2)가 구동된다. 또 흡기용 캡축(2)에는 헬리컬기어 6의 앞쪽에, 프릭션 기어(8)이 헬리컬기어(6)에 대하여 상대회전자재하게 배설되어 프릭션 기어(8)은 배기용 캠축(3)의 헬리컬기어(7)과 맞물려서, 스프링(9)에 의해 흡기용캠축(2)의 헬리컬기어(6)에 압압되어 있다 이 프릭션기어(8)은 얇은 폭이고 이빨수가 흡기쪽의 상기 헬리컬기어의 이빨수보다 1개 많이 형성되어 있으며, 이에 의해서 프릭션기어(8)을 회전방향으로 부세하여, 헬리컬기어(6),(7)간의 백래시를 적게해서 이빨때리는 소리를 저감시킨다.

상기 실린더헤드(1)의 상면에는, 각기통에 대응해서 대략중심에 플러그구멍(10)이 형성되고, 또, 각기통에는 2개의 흡기밸브가 장착되는 흡기밸브구멍(11),(11), 2개의 배기밸브가 장착되는 배기밸브구멍(12),(12)가 각각 형성되어 있다.

또, 실린더헤드(1)에는 캠캡(13)이 볼트결합되고, 그에 의해서 각 캠축(2),(3)이 지지되어 있다. 그리고, 배기용 캠축(3)에 대해서 설명하면, 제2도에 도시한 바와 같이 캠축(3)의 후단부에는 환형상의 드러스트플랜지(14)가 형성되고, 한편, 실린더헤드(1)과 캠캡(13)에는 상기 드러스트 플랜지(14)에 대응하는 위치에 플랜지끼워 맞춤홈(15)를 구성하는 드러스트 받침부(16)이 형성되어 있다. 상기 끼워맞춤홈(15)는, 캠캡(13)쪽에 형성된 위쪽부분의 폭이 실린더 헤드(1)쪽에 형성된 아래쪽 부분의 폭보다 크게되어 있으며, 따라서, 실질적으로는 드러스트 받침부(16)의 하반부가 드러스트 플랜지를 개재해서 캠축(3)의 드러스트를 받아낸다.

캠축(3)에는, 축심부의 거의 전체길에 걸쳐서 오일통로(17)이 형성되고, 이 오일통로(17)로부터 각 캠베어링부(18)에 윤활용 오일을 인도하는 오일구멍(19)가 형성되어 있다. 또, 상기 드러스트 플랜지(14)에는, 상기 오일 통로(17)과 연통해서 드러스트 플랜지(14)를 직경방향으로 관통하는 관통구명(20)이 형성되어 있다. 이 관통구멍(20)은, 제3도에 도시한 바와 같이, 캠축(3)의 축심으로부터 헬리컬기어(6)에 가장 가까운 제1번째의 기통(#1)의 캠(5a),(5b)의 리프트개시의 위치, 즉 열리는쪽 램프부를 향하는 선에 평행이 되게 되어 있다. 이 때문에, 이 제1번째의 기통의 캠(5a),(5b)의 리프트개시시에 있어서, 드러스트 플랜지(14)의 관통구멍(20)은, 제3도와 같이 드러스트 받침부(16)의 상하분할면(21)에 대해서 직각에 가까운 위치관계로 된다. 따라서, 이 제1번째의 기통의 캠(5a),(5b)에 의한 최대 드러스트 하중 발생시에 있어서 드러스트 플랜지의 강성저하는 최소한으로 억제된다. 헬리컬기어(7)과 캠(5a),(5b)의 위치관계로부터 말하면, 헬리컬기어(7)에 캠(5a),(5b)가 가까울수록 캠축의 비틀림에 의해서 토오크 변동이 흡수되는 정도가 작으므로, 그만큼 드러스트힘이 크게 된다. 변동이 흡수되는 정도가 작으므로, 그만큼 드러스트힘이 크게 된다. 즉, 헬리컬기어(7)에 가장 가까운 기통의 캠(5a),(5b)에 의해서 발생하는 드러스트 하중은 다른기통의 캠에 의한 것보다도 크다. 그리하여, 상기한 바와 같이 이 가장 큰 드러스트 하중에 대해서 강성 저하가 최소한으로되는 방향으로 관통구멍(20)의 방향이 설정되어 있다. 또 이와 같이 제1번째의 기통의 캠(5a),(5b)의 열리는쪽 램프부를 향하는 방향으로 관통구멍(20)을 형성하면, 다른 기통(#2,#3)의 캠(5a),(5b)에 대해서도, 각각의 캠(5a),(5b)에 의한 최대드러스트 하중 발생시에 드러스트 받침부(16)의 상하분할면(21)과 간통구멍(20)이 적어도 동일방향으로 포개지는 일은 없다.

이상의 드러스트 규제구조는 흡기용 캠축(2)에 대해서도 마찬가지로 되어 있다.

또한 본 발명은 상기 실시예에 있어서와 같은 V형 6기통엔진외에, 직렬 3기통엔진에 대해서도 적용할 수 있다.

상기한 바와 같은 실린더헤드 구조에 대응해서, 각 캠베어링을 윤활하는 오일 공급 계통이 형성되어 있다. 실린더헤드(1)에 하부에, 캠축(2)와 평행방향으로 형성된 오일통로(23)은, 실린더헤드(1)의 중간부분에서부터 앞끝부분의 드러스트받침부(16)의 아래쪽까지 연장되도록 형성되어 있다. 이 오일통로(23)은 일단부가 오일통로(24)에 의해서 실린더 블록의 오일통로(도시생략)와 연결되어 있다. 이 오일통로(23)의 타단부로부터, 드러스트 받침부(16)방향으로 신장하는 오일통로(25)가 형성되어 있다. 이 오일통로(25)의 상단부에 접속된 오일통로(26)이, 드러스트받침부(16)의 상하분할면(21)과 평행으로 형성되어 있다. 이 오일통로(26)과 마찬가지방향으로 뻗는 오일통로(27)이, 오일통로(26)과 끼워맞춤홈(15)에 개구되어 있다.

또, 오일통로(25)의 도중에서부터, 오일통로(26)과 평행하게, 또한 캠축(2)의 아래쪽에서부터 캠축(3)의 아래쪽으로 뻗어있는 오일통로(28)이 실린더헤드(1)에 형성되어 있다. 오일통로(29)는, 오일통로(28)의 도중과, 드러스트 받침부(16)의 끼워맞춤홈(15)에 접속되어 있다.

실린더 블록으로부터 공급되는 오일은, 오일통로(24),(23),(25),(26),(27)을 통과해서, 흡기용캠축(2)의 끼워 맞춤홈(15)에, 오일통로(24),(23),(25),(28),(29)를 통과해서, 배기용캠축(3)의 끼워맞춤홈(15)에 도입된다. 끼워맞춤홈(15)에 도입된 오일은, 관통구멍(20)을 통과해서 오일통로(17)로 인도되고, 그 오일통로(17)로부터 오일구멍(19)를 통과해서, 각 캠베어링부(18)에 공급된다.

오일통로(30),(31)은, 각각 오일통로(28),(26)으로부터 캠축(2),(3)으로 평행하게 형성되고, 오일통로(32),(33)을 개재해서, 배기 밸브구멍(12), 흡기밸브구멍(11)에 연통하고 있다. 배기밸브구멍(12)에는, 배기밸브(34)의 밸브스템(34a)가 삽입되어 있다. (35)는 배기통로이다.

또한, 배기용캠축(3)의 후단부의 실린더헤드(1)에는, 분배기(distributor)(22)의 설치부(1a)가 형성되어 있다.

본 발명은 이상과 같이 구성되어 있으므로, 각각에 3기통분의 캠을 갖춘 2개의 캠축을 갖춘 2개의 캠축을 헬리컬기어를 개재해서 구동연결된 DOHC 엔진에 있어서, 그 특유의 큰 드러스트 하중에 대하여 드러스트 플랜지의 강성저하를 최소한으로 억제하면서, 윤활을 위한 관통구멍을 드러스트 플랜지에 형성할 수 있으며, 따라서, 드러스트 규제부의 윤활경로의 간소화를 도모하고, 또한 강성을 확보하는 것이 가능하게 된다.

Claims

각각에 3기통분의 캠을 갖춘 2개의 캠축이 양캠축에 형성한 헬리컬기어의 맞물림에 의해서 상호구동 연결되고, 상기 캠축의 드러스트플랜지에 대응해서 플랜지 끼워맞춤홈을 구성하는 드러스트 받침부가 캠캡쪽과 엔진본체쪽으로 상하 2분할해서 형성된 DOHC 엔진에 있어서, 상기 드러스트 받침부의 플랜지 끼워맞춤홈을, 상기 캠캡쪽에 형성된 위쪽부분이 상기 엔진본체쪽에 형성된 아래쪽 부분보다 폭이 크게되도록 설정함과 동시에, 상기 캠축의 축심부에 적어도 상기 드러스트플랜지가 위치하는 부위까지 달하는 오일통로를 형성하고, 또한 이 오일통로와 연통해서 상기 드러스트 플랜지를 직경방향으로 관통하는 관통구멍을, 상기 캠축의 축심과 이 캠축의 어느하나의 캠의 열리는 쪽 램프부를 연결하는 선에 팽행이 디ㅗ도록 형성한 것을 툭징으로 하는 DOHC 엔진의 캠축드러스트 규제구조.