JPH04209907A

JPH04209907A - エンジンの動弁装置の組付方法

Info

Publication number: JPH04209907A
Application number: JP2339570A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Hirose; 広瀬　一郎; Masahiro Chiyoushi; 調枝　昌博; Koichi Hatamura; 耕一畑村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-31
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JP2887622B2

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、エンジンのカムシャフトに可変バルブタイミ
ング機構を付設するエンジンの動弁装置の組付方法に関
するものである。

（従来の技術）従来より、エンジンの動弁装置でカムシャフトの駆動機
構に可変バルブタイミング機構を装着し、クランクシャ
フトとカムシャフトとの回転位相を変更して排気弁もし
くは吸気弁のバルブタイミングを運転状態に対応して変
化させるようにした技術が、例えば、特開昭６２−１９
１８０６号公報に見られるように公知である。

また、前記カムシャフトの駆動を行うについて、クラン
クシャフトからタイミングベルトなどによって一方のカ
ムシャフトのみ駆動し、他方のカムシャフトは一方のカ
ムシャフトからカム間ギヤ等を介して駆動するようにし
た技術も知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかして、上記のような動弁装置の組付けを行うにおい
て、カムシャフトの端部側に可変ノ１ルブタイミング機
構を配設し、その内側部分で他方のカムシャフトに動力
を伝達するカム間駆動輪を配設する組付は作業か、各部
の位相合せを確実に行うこととの関係などで煩雑となる
ものである。

すなわち、吸気弁と排気弁との開閉タイミングを合せる
には、両側のカムシャフトの位相を各カムシャフトに取
り付けるカム間駆動輪の噛合における位相合せで行い、
また、このカムシャフトに装着する可変バルブタイミン
グ機構を上記カム間駆動輪とカムシャフトとの両方に位
相合せを行う必要がある。そして、上記可変バルブタイ
ミング機構の装着過程で２カ所の位相合せを行うについ
て、例えば、ピンと溝との係合による位置決めで位相を
合せる場合には、両者が確実に係合している状態でロッ
クナツトおよび締結部材の綿め付けを行わないと、ピン
等の変形によって位相がすれたまま組付けを行ってしま
う恐れがあり、所定のエンジン性能か得られないことに
なる。

また、上記位相合せの確認および組付けにおける作業性
が良好に行えるようにして処理能率を高めるについて、
前記可変バルブタイミング機構を挿入締結する作業か、
複数の位相合せを伴うことから特に煩雑で効率が悪いも
のとなっている。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、カムシャフトへのカ
ム間駆動輪と可変バルブタイミング機構の位相合せと組
付は性を改善するようにしたエンジンの動弁装置の組付
方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明の動弁装置の組付方法
は、ＤＯＨＣ式エンジンの一方のカムシャフトに、他方
のカムシャフトに動力を伝達するカム間駆動輪とバルブ
タイミングを変更する可変バルブタイミング機構を配設
するについて、この一方のカムシャフトに、他方のカム
シャフトのカム間駆動輪と位相合せしたカム間駆動輪と
該カム間駆動輪を固定するロックナツトとを挿通し、さ
らに上記一方のカムシャフトに可変バルブタイミング機
構を挿入する時、ます、上記機構本体とカム間駆動輪と
の位置決めで可変バルブタイミング機構とカム間駆動輪
との位相合せを行い、続いて、上記可変バルブタイミン
グ機構と一方のカムシャフトとの位相合せを行ってから
、前記ロックナツトでカム間駆動輪を前記機構本体に取
り付けると共に、一方のカムシャフト端部に上記可変バ
ルブタイミング機構を取り付けるものである。

また、前記可変バルブタイミング機構の機構本体とカム
間駆動輪との位相合せを行ってロックナツトで該カム間
駆動輪を上記機構本体に仮締めし、続いて前記可変バル
ブタイミング機構と一方のカムシャフトとの位相合せを
行った後、該可変バルブタイミング機構を締結部材の締
め付けで一方のカムシャフト端部に取り付ける際に、上
記ロックナツトの本締めを行うのが好適である。

（作用および効果）上記のような動弁装置の組付方法では、一方のカムシャ
フトに挿通し他方のカム間駆動輪と位相合せしたカム間
駆動輪に対して、可変バルブタイミング機構を挿入する
時に、まず、内部側で可変バルブタイミング機構とカム
間駆動輪との位相合せを行うのに続いて、この可変バル
ブタイミング機構とカムシャフトとの位相合せを端部側
で行って組み付けるようにしたことて、先ず前段の位相
合せが完了していないと次の位相合せが行えず、しかも
、後段の位相合せは前端側でその状態が目視確認可能で
あり、全体として不完全な位相合せのままでの組み付け
によって、位置決め部材などの変形等を生じることなく
正確な位相合せを行って、作業性良く所定のエンジン性
能を確保することができる。

また、可変バルブタイミング機構の機構本体をカム間駆
動輪と位相合せ後にロックナツトで仮締めし、続いて可
変バルブタイミング機構をカムシャフトと位相合せ後に
締結部材で締め付ける際に上記ロックナツトの本締めを
も同時に行うことで、作業性の低いロックナツトの締め
付けを容品に行うことができ、良好な組付は性を得るこ
とができるものである。

（実施例）以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図に本発明の一実施例による組付方法を適用する動
弁装置を備えたＶ型エンジンの概略正面構成を示し、第
２図に第１バンク（第１図では左側）の動弁装置の要部
断面側面構造を、第３図はその要部断面平面構造をそれ
ぞれ示す。

Ｖ型エンジン１は中央下部のシリンダブロック２上に第
１シリンダヘツド３および第２シリンダヘツド４か傾斜
配設されて第１および第２バンクＩＡ、ＩＢが構成され
、各シリンダヘッド３，４上に動弁装置としてそれぞれ
２本のカムシャフト５．６が設置される。中央側は吸気
用のカムシャフト６で外側が排気用のカムシャフト５で
あり、その駆動はクランクシャフト７からタイミングベ
ルト８を介して行われる。すなわち、シリンダブロック
２下部に配設されたクランクシャフト７の端部のクラン
クプーリ７ａと、両バンクＩＡ、１Ｂの排気側のカムシ
ャフト５，５の端部の駆動力伝達輪９，９（カムプーリ
）にアイドラｌｌａ〜１１ｄを介してタイミングベルト
８か掛けられ、吸気側のカムシャフト６に対してはカム
間駆動輪１２、ｌｊ（カム間ギヤ）によって駆動力が伝
達され、エンジン回転に同期して駆動される。

図示のエンジンの場合、各気筒に４弁（吸気２弁、排気
２弁）ずつ配設され、例えば、排気側カムシャフト５の
各カム部５ａによって排気弁１０（第２図参照）が開閉
駆動される。

具体的に説明すれば、前記排気用カムシャフト５の先端
の軸部の外周には前記駆動力伝達輪９が設置されるが、
該駆動力伝達輪９は、排気用カムシャフト５の回転位相
の変更で排気弁１０の開閉時期を可変として吸気弁４と
のオーバーラツプ期間を変更する可変バルブタイミング
機構１６の機構本体１５側に取り付けられている。

また、上記排気用カムシャフト５の外周に配設される排
気側カム間駆動輪１２は、前記機構本体１５の後端部側
にロックナツト１４の締結によって取り付けられている
。この排気側カム間駆動輪１２と噛合する吸気側カム間
駆動輪１３が吸気側のカムシャフト６の端部に固着され
、回転力の伝達を行う。上記吸気側カム間駆動輪１３に
はバックラッシ゛ユ低減用のフリクションギヤ１７か付
設される。

そして、上記のような排気側および吸気側カムシャフト
５，６は、シリンダヘッド３上面に装着されるものであ
って、該シリンダヘッド３には各カムシャ７）５，６の
前端部を支承するための端部軸受部２１ａ、２１ｂが設
けられ、この両側の端部軸受部２１ａ、２１ｂに対して
は軸受キャップ１８（第２図参照）が上方がら取り付け
られ、また、カムシャフト５．６の中間部を支承する中
間軸受部２２が配設され、この中間軸受部２２にはカム
キャップ１９が取り付けられる。

前記排気側の端部軸受部２１ａは、前記可変バルブタイ
ミング機構１６の機構本体１５を介して排気用カムシャ
フト５を支承するものであって、この機構本体１５は前
部がフランジ状に広がって形成され、後部は排気用カム
シャフト５に沿って筒状に伸び、この筒状部分の中間部
が上記端部軸受部２１ａおよび軸受キャップ１８による
軸受部分に支承されるジャーナル部１５ａに形成され、
該ンヤーナル部１５ａの前方段部か前方から上記端部軸
受部２１ａおよび軸受キャップ１８による軸受部分に当
接している。また、上記ジャーナル部１５ａより後方に
は前記排気側カム間駆動輪１２が嵌挿されるものであり
、後端部外周に前記ロックナツト１４を螺合する螺合部
１５ｂ（ネジ）が形成されている。

一方、前記排気側カム間駆動輪１２は、前記機構本体１
５のジャーナル部１５ａより後方に嵌挿される中心側の
ボス部１２ａを有し、該ボス部１２ａは前方に筒状に伸
びて先端部か機構本体１５のジャーナル部１５ａの後端
段部に当接した状態で固着されるものである。また、こ
の排気側カム間駆動輪１２のボス部１２ａ先端は、前記
軸受キャップ１８とシリンダヘッド３の端部軸受部２１
ａの後端部内周側に段状に形成された筒部Ｇ内に挿入さ
れている。そして、上記構造によって、シリンダヘッド
３の端部軸受部２１ａに対して機構本体１５の前後のス
ラスト移動か規制される。

さらに、上記機構本体１５と排気側カム間駆動輪１２の
ボス部１２ａとの間には、相互の位相を合せる位置決め
ピン２３と溝１２ｂか形成されている。すなわち、機構
本体１５の後部外周に位置決めピン２３か立設される一
方、排気側カム間駆動輪１２のボス部１２ａにこの位置
決めピン２３と係合する縦溝１２ｂが所定の位置に形成
されている。

また、前記軸受キャップ１８とシリンダヘッド３の端部
軸受部２−１ａの前端内周側のリング状凹部Ｆには、リ
ング状のシール部材２４が挿入されている。さらに、前
記軸受キャップ１８には前方に伸びるフランジ部１８ａ
が連接され、このフランジ部１８ａの先端にはシリンダ
ヘッド３の前方を覆うベルトカバー４１が配設される。

一方、軸受キャップ１８の後端部からシリンダヘッド３
の上方を覆うようにヘッドカバー４２が配設されている
。

上記のような機構本体１５の内部に位置する排気用カム
シャフト５の先端軸部において、このカムシャフト５の
先端軸部か上記機構本体１５の内面と当接する受は部５
ｂが、機構本体１５の前記ジャーナル部１５ａとロック
ナツト１４が螺合する螺合部５ｂとの間に所定幅で形成
されている。

すなわち、この受は部５ｂは機構本体１５の内周面に小
さなりリアランスで接し、その他のカムシャフト５の先
端軸部はこれよりクリアランスか大きくなるように小径
に形成されている。

なお、上記排気用カムシャフト５の途中には、工具によ
って回転操作か可能なように、六角部５Ｃか形成されて
いる。

ここで、前記可変バルブタイミング機構１６は油圧作動
式であり、エンジンの図示しないオイルポンプからのエ
ンジン潤滑油がカムシャフト５の他端部から運転状態に
応じて送給されるもので、この可変バルブタイミング機
構１６の詳細構造を説明する。

排気用カムシャフト５の先端軸部が嵌挿された機構本体
１５のフランジ状の前端部には、筒状の前ケース２５が
固着され、両者の接合フランジに前記駆動力伝達輪９（
カムプーリ）の内周部分が固定されている。前ケース２
５の先端部にはリング部材２６が装着され、このリング
部材２６の先端に蓋部材３８が固着されている。

また、上記排気用カムシャフト５の先端には、筒状のス
ペーサ２７か止め部材２８を介し締結部材２９（取付ボ
ルト）によらて一体に固定されている。この締結部材２
９は可変バルブタイミング機構１６をカムシャフト５に
取り付けることになる。

そして、前ケース２５′の内側には、前記スペーサ２７
との間にリング状ピストン３０が組み込まれいている。

該ピストン３０は軸方向に二分割された構造で、両分割
部は円周方向に等間隔で配置された複数のピン３１によ
って相互に固定されている。ピストン３０の内側および
外側には、互いに逆方向のヘリカルスプラインが形成さ
れている。

そして、ピストン３０内側のヘリカルスプラインに対応
して前記スペーサ２７の外側にヘリカルスプラインが形
成され、また、ピストン３０外側のスプラインに対応し
て前ケース２５内周にヘリカルスプラインが形成されて
いる。また、上記ピストン３０は前記機構本体１５の端
面との間に装着されたスプリング３６により先端側に付
勢される。

さらに、前記排気用カムシャフト５と可変バルブタイミ
ング機構１６のスペーサ２７との間には、相互の位相を
合せるノックピン３２と溝２７ａか形成されている。す
なわち、カムシャフト５先端に軸方向に突出したノック
ピン３２が立設される一方、スペーサ２７の内周部分に
ノックピン３２と係合する縦溝２７ａが所定の位置に形
成されている。

一方、排気用カムシャフト５には、軸心に沿って図示し
ないオイル通路が形成され、前記締結部材２９の内部を
貫通して先端内方からリング部材２６の溝部を通ってピ
ストン３０の頭部に油圧を導き、油圧の導入時にはピス
トン３０がスプリング３６を圧縮して軸方向に移動する
と、このピストン３０の内周および外周に形成された逆
方向のヘリカルスプラインと嵌合するスペーサ２７は前
ケース２５すなわち駆動力伝達輪９に対して相対的に回
転する。これにより、排気用カムシャフト５と駆動力伝
達輪９との位相すなわちバルブタイミングか変わる。

次に、シリンダヘッド３に対する上記動弁装置の組付け
を説明すれば、ます、ｖ１気用カムシャフト５の端部に
ロックナツト］４および排気側カム間駆動輪１２を挿通
した後に、この排気用カムシャフト５をシリンダヘッド
３に仮セットする。そして、上記排気側カム間駆動輪１
２と吸気用カムシャフト６に固着した吸気側カム間駆動
輪１３との位相合せを行った後、この吸気用カムシャフ
ト６をシリンダヘッド３にセットする。上記位相合せは
、予め排気側カム間駆動輪１２と吸気側カム間駆動輪１
３とに形成したポンチマークを合せることで行う。

続いて、シリンダブロック３の端部軸受部２１ａ、２１
ｂに対して軸受キャップ１８を組み付けると共に、中間
軸受部２２にカムキャップ１９を取り付けて、前記各カ
ムシャフト５，６をシリンダヘッド３に固定する。この
とき、前記ロックナツト１４および排気側カム間駆動輪
１２は軸受キャップ１８より後方に位置しているが、組
み付けられた軸受キャップ１８とシリンダブロック３の
端部軸受部２１ａとによって、軸受キャップ１８の後部
側に筒部Ｇが形成され、この筒部Ｇに上記排気側カム間
駆動輪１２のボス部１２ａの先端部を挿入して、該カム
シャフト５の外周に隙間を有するように同心状に支持し
ておく。

また、同様に軸受キャップ１８とシリンダブロック３の
端部軸受部２１ａとによりモ、軸受キャップ１８の前部
側にリング状凹部Ｆが形成され、このリング状凹部Ｆに
前方からリング状のシール部材２４（オイルシール）を
圧入嵌合する。

その後、前記可変バルブタイミング機構１６の機構本体
１５をカムシャフト５の先端部に、軸受キャップ１８の
内周側に挿入する。機構本体１５の先端部は前記排気側
カム間駆動輪１２が同心状に支持されていることから、
その内方にも簡易に挿入される。その際、機構本体１５
の先端の位置決めピン２３を排気側カム間駆動輪１２の
溝１２ｂに係合するように、機構本体１５すなわち可変
バルブタイミング機構１６を回転させつつ排気側カム間
駆動輪１２との位相合せを行い、機構本体１５の挿入に
より先端の螺合部１５ｂのネジにロックナツト１４が螺
合可能となるとその仮締めを行う。

また、上記機構本体１５の挿入に伴い排気側カム間駆動
輪１２との位相合せの後、排気用カムシャフト５の先端
のノックピン３２がスペーサ２７に接触し、カムシャフ
ト５の六角部５ｃに工具を適用して回転させつつ、スペ
ーサ２７の？ｇ　２７　ａにノックピン３２を係合させ
ることで、排気用カムシャフト５と可変バルブタイミン
グ機構１６との位相合せを行う。その際、可変バルブタ
イミング機構１６の蓋部材３８、締結部材２９および止
め部材２８は外されており、上記ノックピン３２と溝２
７ａとの係合を前方から目視確認するものであり、両者
の係合を確認してから止め部材２８を介して締結部材２
９を締め付ける。

そして、前記ロックナラトコ４に治具をセットして、該
ロックナツト１４の回転を固定する。その後、トルクレ
ンチを使用して締結部材２９を所定のトルクで本締めし
、これによって可変バルブタイミング機構１６をカムシ
ャフト５に取り付けると共に、ロックナツト１４の本締
めも行って排気側カム間駆動輪１２を機構本体１５に締
結する。

続いて、蓋部材３８を取り付けて、組付けを完了する。

前記油圧の導入は図示しないバルブ機構を操作するコン
トローラの制御によって行い、エンジン負荷（例えばス
ロットル開度）とエンジン回転数に基づいて、高回転高
負荷領域で可変バルブタイミング機構１６に油圧を導入
し、この油圧導入時には、排気弁の開閉タイミングを遅
らせて排気弁と吸気弁の両方とも開いているオーバーラ
ツプ期間を大きくするものである。また、低負荷低回転
領域で可変バルブタイミング機構１６への油圧の導入を
停止し、排気弁の開閉タイミングを進めて吸気弁との両
者が同時に開いているオーバーラツプ期間を小さくする
ものである。

なお、上記実施例では、排気用カムシャフト５に可変バ
ルブタイミング機構１６を設置して排気弁の開閉タイミ
ングを変更するようにしているが、この可変バルブタイ
ミング機構を吸気用カムシャフト６に設置して吸気弁の
開閉タイミングを変更するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の組付方法を適用する動弁装
置を備えたＶ型エンジンの概略正面図、第２図は第１の
バンクの動弁装置の要部断面側面図、第３図はその要部断面平面図である。１・・・・・・エンジン、３，４・・・・・・シリンダ
ヘッド、５゜６・・・・・・カムシャフト、９・・・・
・・駆動力伝達輪、１２゜１３・・・・・カム間駆動輪
、１２ｂ・・・・・・溝、１４・・・・・・ロックナツ
ト、１５・・・・・・機構本体、１６・・・・・可変バ
ルブタイミング機構、２３・・・・・・位置決めピン、
２７ａ・・・・・・溝、２９・・・・・・締結部材、３
２・・・・・・ノックピン。第２図第３図／ｌｊ　　　　　１３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＤＯＨＣ式エンジンの一方のカムシャフトに、他
方のカムシャフトに動力を伝達するカム間駆動輪を設け
ると共に、バルブタイミングが変更可能な可変バルブタ
イミング機構を配設するエンジンの動弁装置において、
前記一方のカムシャフトに、他方のカムシャフトのカム
間駆動輪と位相合せしたカム間駆動輪と該カム間駆動輪
を固定するロックナットとを挿通し、さらに上記一方の
カムシャフトに可変バルブタイミング機構を挿入する時
、まず、上記機構本体とカム間駆動輪との位置決めで可
変バルブタイミング機構とカム間駆動輪との位相合せを
行い、続いて、上記可変バルブタイミング機構と一方の
カムシャフトとの位相合せを行ってから、前記ロックナ
ットでカム間駆動輪を前記機構本体に取り付けると共に
、一方のカムシャフト端部に上記可変バルブタイミング
機構を取り付けることを特徴とするエンジンの動弁装置
の組付方法。
（２）前記可変バルブタイミング機構の機構本体とカム
間駆動輪との位相合せを行って、ロックナットで該カム
間駆動輪を上記機構本体に仮締めし、続いて前記可変バ
ルブタイミング機構と一方のカムシャフトとの位相合せ
を行った後、該可変バルブタイミング機構を締結部材の
締め付けで一方のカムシャフト端部に取り付ける際に、
上記ロックナットの本締めを同時に行うことを特徴とす
る請求項１記載のエンジンの動弁装置の組付方法。