JPH0639045Y2 - 内燃機関の可変バルブタイミング動弁装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、４サイクル内燃機関の運転状態に応じて吸排
気弁の開弁時期を適正に調整し、特に吸排気弁の開弁時
期と開弁期間とを共に適正に調整することができる内燃
機関の動弁装置に関するものである。

従来技術 ４サイクルエンジンにおいては、高速域でバルブの開放
開始時期を早めかつバルブの閉塞時期を遅らせることに
よりバルブオーバラップ期間（吸、排気バルブが同時に
開放されている期間）を長期化し、吸、排気の慣性効果
を利用し、吸、排気効率を高めて期間の高出力化を図
り、また低速域にては、バルブの開放時期を遅らせると
ともにバルブの閉塞時期を早めることにより、バルブオ
ーバラップ期間も短縮化し、排気再循環、吸気の吹き抜
けを防止して、期間出力低下を避けるために、従来で
は、種々の可変バルブタイミング動弁装置が提供されて
きた。

本出願人は、偏心シャフトを用いて吸排気弁の開弁時期
および開弁期間を適正に調整することができる可変バル
ブタイミング動弁装置を出願した（特願平1-174238
号）。

前記出願に係る第１図ないし第２図に図示された可変バ
ルブタイミング動弁装置では、４サイクルエンジン01の
シリンダヘッド02にバルブ03が上下に開閉自在に設けら
れ、このバルブ03の頂端に設けられた弁駆動部材たるス
リッパー04とシリンダヘッド02とに圧縮コイルスプリン
グ05が介装されており、バルブ03は圧縮コイルスプリン
グ05のセット荷重により常時閉塞されるように付勢され
ている。

また左右一対のカムホルダー06に内方から外方に向かっ
て中空カムシャフト07がそれぞれ挿入されて、カムホル
ダー06に中空カムシャフト07が回転自在に枢支され、中
空カムシャフト07はバルブ03の上方に位置し、中空カム
シャフト07と一体のカム08がスリッパー04に接触しうる
ようになっている。

さらにカムドライブシャフト011の中央部にカムギャー0
14が一体に嵌着され、カムドライブシャフト011のロー
ラ保持窓012に偏心シャフト016の偏心軸部017が位置す
るようにカムドライブシャフト011の中心軸孔に偏心シ
ャフト016の内端部が回転自在に嵌合され、カムドトラ
イブシャフト011のローラ保持窓012にローラ013が装入
され、カムギャー014の係合突起015に偏心カラー018の
一方の挟持片019が係合するようにローラ013の包絡外周
面に偏心カラー018が回転自在に嵌合され、カムドライ
ブシャフト011より突出した偏心シャフト016が一方の中
空カムシャフト07の中心軸孔に回転自在に嵌合されると
ともに、偏心カラー018の挟持片020に一方の中空カムシ
ャフト07の係合突起09が係合するように、カムドライブ
シャフト011の一端が一方の中空カムシャフト07の内側
大径筒状部010に回転自在に嵌合され、他方の中空カム
シャフト07の係合突起09が偏心カラー018の挟持片020に
係合するように他方の中空カムシャフト07の内側大径筒
状部010にカムドライブシャフト011の他端が回転自在に
嵌合されている。

そしてバルブ03に対する偏心シャフト016の偏心軸部017
の位置関係によりカム08がカムドライブシャフト011お
よびカムギャー014に対して周期的に相対的角度関係が
変化するメカニズムは特開昭63-1707号公報記載のもの
は同一である。

なお他方の中空カムシャフト07の中心軸孔に中空軸021
が嵌合され、この中空軸021はプラグ022でカムシャフト
07内に密封されている。

そこで、エンジン01が低速回転状態で運転されている場
合には、図示されないコントロールユニットからの制御
信号によって、偏心シャフト016と一体のコントロール
ドリブンギャ023が回転駆動され、偏心シャフト016の偏
心軸部017がバルブ03より最も速く離れた個所に駆動さ
れた後、その状態で保持されると、特開昭63-1707号公
報に記載された動弁装置の原理と同様な原理により、バ
ルブ03の開放開始時期が遅れるとともに、バルブ03の閉
塞時期が早められ、バルブオーバラップ期間が短縮さ
れ、低速性能に適した状態となる。

そして、エンジン01の回転速度が増速して最高速回転状
態になった場合、図示されないコントロールユニットか
らの制御信号によって、偏心シャフト016と一体のコン
トロールドリブンギャ023が回転駆動され、偏心シャフ
ト016の偏心軸部017がバルブ03に最も接近した個所に駆
動された後、その状態で保持されると、前記したと同様
な原理により、バルブ03の開放開始時期が早められると
ともに、バルブ03の閉塞時期が遅れ、バルブオーバラッ
プ期間が延長されて、高速性能に適した状態となる。

解決しようとする課題 ところが、前記した動弁装置では、カムドライブシャフ
ト011に偏心シャフト016を嵌合した後、カムドライブシ
ャフト011のローラ保持窓012にローラ013を組込み、カ
ムドライブシャフト011の中央部にカムギャー014を嵌着
してから、その両側のローラ013の組込み部に偏心カラ
ー018を嵌合し、偏心シャフト016に一方の中空カムシャ
フト07を遊嵌するとともに、カムドライブシャフト011
の両端に１対の中空カムシャフト07を嵌合することによ
って、組立てていたが、カムドライブシャフト011のロ
ーラ保持窓012よりローラ013が脱落し易いための、前記
した組立作業に手間がかかった。

課題を解決するための手段および作用 本考案は、このような難点を克服した内燃機関の可変バ
ルブタイミング動弁装置の改良に係り、吸気弁および排
気弁のいずれか一方または両方に対しカムを一体に形成
したカムシャフトと、該カムに接触して開閉駆動する弁
駆動部材とを備えた４サイクル内燃機関において、前記
カムシャフトはその両端外周部がカムホルダーに回転自
在に枢支され、前記カムシャフトの一端凹部の円周面に
減摩ブッシュを介して偏心シャフトの回転眞円軸部が相
対的に回転自在に嵌合され、該偏心シャフトの偏心軸部
に減摩ブッシュを介して偏心カラーが回転自在に嵌合さ
れるとともに、前記偏心シャフトの回転眞円軸部にクラ
ンクシャフトの半分の回転速度で回転駆動されるカム駆
動部材が回転自在に嵌合され、前記偏心カラーは前記カ
ムシャフトと前記カム駆動部材に係合されたことを特徴
とするものである。

本考案は前記したように構成されているため、前記偏心
シャフトの偏心軸部に減摩ブッシュを介して偏心カラー
を回転自在に嵌合するとともに、該偏心シャフトの回転
眞円軸部に前記カムシャフトの一端凹部の円周面を減摩
ブッシュを介して嵌合し、前記偏心カラーを前記カムシ
ャフトと前記カム駆動部材に係合してから、前記カムシ
ャフトの両端外周部をカムホルダーに回転自在に枢支す
ることによって、可変バルブタイミング動弁装置を短時
間内に容易に組立てることができる。

実施例 以下、第３図ないし第６図に図示された本発明の一実施
例について説明する。

４サイクルエンジン１のシリンダヘッド２にはバルブ３
が上下に開閉自在に設けられ、このバルブ３の頂端に設
けられた弁駆動部材たるスリッパー４とシリンダヘッド
２とに圧縮コイルスプリング５が介装されており、バル
ブ３は圧縮コイルスプリング５のセット荷重により常時
閉塞されるように付勢されている。

また左右一対のカムホルダー６にシリンダヘッド２の内
側から外側に向かって中空カムシャフト７がそれぞれ挿
入されて、カムホルダー６に中空カムシャフト７が回転
自在に枢支され、中空カムシャフト７はバルブ３の上方
に位置し、中空カムシャフト７と一体のカム８がスリッ
パー４に接触ししうるようになっている。

さらに偏心シャフト11には、回転眞円大径軸部12が一体
に形成されるとともに、この回転眞円大径軸部12を挟ん
で両側に偏心軸部13と回転眞円小径軸部14とが一体に形
成され、この回転眞円大径軸部12にカム駆動部材たるカ
ムギャ16がニードルベアリング18を介して回転自在に嵌
合され、このカムギャ16にはバックラッシュ除去機能を
有する副ギャ19が嵌合され、この副ギャ19に座金20が当
てがわれてサークリップ21がカムギャ16の溝に係合され
ている。

さらにまたカムギャ16の係合突起17に偏心カラー23の挟
持片24が係合するように、偏心シャフト11の回転眞円大
径軸部12を挟んで偏心軸部13にブッシュ22介して偏心カ
ラー23が回転自在に嵌合されるとともに、カム８の係合
突起10に偏心カラー23の挟持片25が係合するように、偏
心カラー23の外側方に中空カムシャフト７の軸受部９か
ブッシュ26を介して回転眞円小径軸部14に回転自在に嵌
合されている。

しかも左方の中空カムシャフト７の中心軸孔には中空軸
27が嵌合され、この中空軸27はプラグ28でもって中空カ
ムシャフト７内に密封されている。

このように組上げられた状態で、カムホルダー６がシリ
ンダヘッド２に一体に装着されている。

またバルブ３に対する偏心シャフト11の偏心軸部13の位
置関係によりカム８がカムギャ16に対して周期的に相対
的角度関係が変化するメカニズムは、特開昭63-1707号
公報記載のものと同一である。

さらにシリンダヘッド２の略中央に位置したカムギャ16
はギャトレン36を介して図示されないクランクシャフト
に連結されており、カムギャ16はクランクシャフトの1/
2の回転速度で回転駆動されるように成っている。

さらにまた偏心シャフト11のスプライン軸端部15にコン
トロールドリブンギヤ29が一体に嵌着され、このコント
ロールドリブンギヤ29に噛み合うようにシリンダヘッド
２にコントロールドライブギヤ30が回転自在に枢着さ
れ、このコントロールドライブギヤ30に一体に結合され
たドリブンプーリ31とドライブプーリ32とにケーブル33
が装渡され、ドライブプーリ32はサーボモータ34の回転
軸（図示されず）に一体に嵌着され、このサーボモータ
34はコントロールユニット35によって制御されるように
なっている。

しかもコントロールユニット35はエンジン１の回転数N
e、スロットル開度θth、吸気負圧PBの入力を受けて、
燃料噴射量を調整し、エンジン１の運転状態を制御する
とともに、低速回転状態では偏心シャフト11の偏心軸部
13の中心がバルブ３より離れた個所に位置し、高速回転
状態では偏心軸部13の中心がバルブ３に接近した個所に
位置するように、サーボモータ34を動作させて、ドライ
ブプーリ32、ケーブル33、ドリブンプーリ31、コントロ
ールドライブギヤ30、コントロールドリブンギヤ29を介
し偏心シャフト11を回転させるようになっている。

第３図ないし第６図に図示の実施例は前記したように構
成されているため、エンジン１が低速回転状態で運転さ
れている場合には、コントロールユニット35からの制御
信号によって、偏心シャフト11の偏心軸部13がバルブ３
より最も速く離れた個所に回転保持され、特開昭63-170
7号公報に記載された動弁装置の原理と同様な原理によ
り、バルブ３の開放開始時期が遅れるとともに、バルブ
３の閉塞時期が早められ、バルブオーバラップ期間が短
縮される。

そして、エンジン１の回転速度が増速して最高速回転状
態になると、コントロールユニット35からの制御信号に
よって、偏心シャフト11の偏心軸部13がバルブ３に最も
接近した個所に回転保持され、前記したと同様な原理に
より、バルブ３の開放開始時期が早められるとともに、
バルブ３の閉塞時期が遅れ、バルブオーバラップ期間が
延長され、高速性能に適した状態となる。

また圧縮コイルスプリング５のスプリング反力を受ける
カム８は中空カムシャフト７と一体化され、かつ中空カ
ムシャフト７の両端がカムホルダー６に回転自在に枢支
されるため、中空カムシャフト７は曲げ変形を起こしに
くい。

さらに圧縮コイルスプリング５のスプリング反力を受け
るカム８と一体の中空カムシャフト７は、その両端部に
てカムホルダー６に回転自在に枢支され、中空カムシャ
フト７と偏心シャフト11との間には前記スプリング反力
による大きな摩擦力が生じないため、前記偏心機構によ
るカムドライブシャフト11に対する中空カムシャフト７
およびカム８の相対的回転加減速運動が円滑に遂行され
うる。

さらにまた偏心シャフト11の回転眞円大径軸部12と偏心
軸部13と回転眞円小径軸部14とに、ニードルベアリング
18を介してカムギャ16とブッシュ22を介して偏心カラー
23とブッシュ26を介して中空カムシャフト７の軸受部９
とをそれぞれ嵌合させるようになっているため、中空カ
ムシャフト７と偏心シャフト11とカムギャ16と偏心カラ
ー23との組立てを頗る容易に行なうことができ、生産性
を向上させることができる。

考案の効果 このように本考案においては、部品点数が削除されると
共に可変バルブタイミング動弁装置を短時間内に容易に
組立てることができるので、４サイクル内燃機関の生産
性を大巾に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願前に出願された本出願人に係る動弁装置
の要部縦断側面図、第２図はその要部分解斜視図、第３
図は本考案に係る内燃機関の可変バルブタイミング動弁
装置の一実施例を図示した要部縦断側面図、第４図はそ
の縦断平面図、第５図は第３図のV-V線に沿って裁断し
た横断面図、第６図はその分解斜視図である。 １……４サイクルエンジン、２……シリンダヘッド、３
……バルブ、４……スリッパー、５……圧縮コイルスプ
リング、６……カムホルダー、７……中空カムシャフ
ト、８……カム、９……軸受部、10……係合突起、11…
…偏心シャフト、12……回転眞円大径軸部、13……偏心
軸部、14……回転眞円小径軸部、15……スプライン軸端
部、16……カムギャ、17……係合突起、18……ニードル
ベアリング、19……副ギャ、20……座金、21……サーク
リップ、22……ブッシュ、23……偏心カラー、24,25…
…挟持片、26……ブッシュ、27……中空軸、28……プラ
グ、29……コントロールドリブンギヤ、30……コントロ
ールドライブギヤ、31……ドリブンプーリ、32……ドラ
イブプーリ、33……ケーブル、34……サーボモータ、35
……コントロールユニット、36……ギャトレン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気弁および排気弁のいずれか一方または
   両方に対しカムを一体に形成したカムシャフトと、該カ
   ムに接触して開閉駆動する弁駆動部材とを備えた４サイ
   クル内燃機関において、前記カムシャフトはその両端外
   周部がカムホルダーに回転自在に枢支され、前記カムシ
   ャフトの一端凹部の円周面に減摩ブッシュを介して偏心
   シャフトの回転眞円軸部が相対的に回転自在に嵌合さ
   れ、該偏心シャフトの偏心軸部に減摩ブッシュを介して
   偏心カラーが回転自在に嵌合されるとともに、前記偏心
   シャフトの回転眞円軸部にクランクシャフトの半分の回
   転速度で回転駆動されるカム駆動部材が回転自在に嵌合
   され、前記偏心カラーは前記カムシャフトと前記カム駆
   動部材に係合されたことを特徴とする内燃機関の可変バ
   ルブタイミング動弁装置。