JPH0734831A - 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動軸の捩り剛性を向上させると共に、該駆
動軸と軸受部との潤滑性能と、係合溝とピンとの間の潤
滑性能を向上させる。 【構成】 カムシャフト２と該カムシャフト２の挿通孔
２ｂ内に同軸上に設けられた駆動軸１との間に、環状デ
ィスク１１を設け、該環状ディスク１１の偏心動に伴い
駆動軸１とカムシャフト２の角速度変化による回転位相
を変化させて吸気弁の開閉時期を制御するようになって
いる。カムシャフト２と軸受部９の内部に、駆動軸１の
外周面１ａと軸受部９の内周面９ａとの間に潤滑油を供
給する径方向通路３７を形成すると共に、軸受部９の内
周面９ａに径方向通路３７と空間部Ｓとを連通する軸方
向通路３８を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の運転状態に
応じて吸気・排気弁の開閉時期を可変制御する吸排気弁
駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の装置としては種々提供さ
れているが、その一つとして例えば特開平３−１６８３
０９号公報等に記載されているものが知られている。

【０００３】概略を説明すれば、クランク軸に同期して
回転駆動される駆動軸の外周に、動弁カムを有するカム
シャフトが回転自在に嵌装され、該駆動軸とカムシャフ
トとの間に駆動軸に対して偏心動可能な偏心部材が介装
されている。

【０００４】また、前記駆動軸とカムシャフトは、前記
偏心部材に形成された半径方向溝と、この溝に係合する
係合突起とからなる連結機構を介して連結されており、
前記偏心部材の偏心動により前記駆動軸に対するカムシ
ャフトの回転位相を周期的に変化させて吸気・排気弁の
開閉時期を可変制御するようになっている。

【０００５】更に、前記カムシャフトの端部を支承する
カムホルダは、該カムシャフトを介して駆動軸を支持し
ていると共に、端面外周部に前記駆動軸と同心上の内周
面を有する受け部が突設されている。

【０００６】更にまた、前記内周面と同径の外周面に対
して偏心した内孔を有するカラー部材を、前記受け部の
内周面に回転自在に嵌装すると共に、該カラー部材の前
記内孔に、前記駆動軸を隙間を介して包囲する円環状の
偏心板が回転自在に嵌着されている。この偏心板は、前
記連結機構を介して駆動軸とカムシャフトに連結され、
一方、前記カラー部材は駆動部材によって回転するよう
になっている。

【０００７】また、前記駆動軸の内部には、前記カムホ
ルダとカムシャフト及び駆動軸との間に半径方向の油孔
を介して潤滑油を供給する潤滑油供給通路が軸方向に沿
って形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、前記従来の
吸排気弁駆動制御装置にあっては、前述のように駆動軸
の内部軸方向に潤滑油供給通路が形成されているため、
該駆動軸の剛性、特に捩り剛性が低下してしまう。この
結果、駆動軸からカムシャフトへの回転トルクの伝達性
が低下するばかりか、大きな捩り振動が発生し易い。

【０００９】また、駆動軸内に長尺なドリリング加工を
しなければならないばかりか、カムシャフトと駆動軸の
両方に半径方向の油孔を形成するようになっているた
め、斯かる孔開け加工作業が煩雑となり、製造作業能率
の低下とコストの高騰を招いている。

【００１０】また、連結機構の半径方向溝と係合突起と
の間の潤滑性が不十分であるため、偏心板の偏心動時に
おいて、比較的大きな摺動摩擦抵抗が発生して、該偏心
板の円滑な偏心動が得られなくなるばかりか、両者間に
摩耗や打音等の発生する惧れがある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の実
情に鑑みて案出されたもので、とりわけ、カムシャフト
及び軸受部の内部略径方向に、一端がシリンダヘッド内
に形成された油通路に連通し、他端が該軸受部の内周面
と駆動軸の外周面との間に開口した潤滑油供給通路を形
成すると共に、軸受部の内周面と駆動軸の外周面との間
に、一端が前記潤滑油供給通路に開口し、他端が駆動軸
の外周面と環状ディスクの内周面との間に有する前記空
間部に開口した軸方向通路を形成したことを特徴として
いる。

【００１２】

【作用】オイルメインギャラリから油通路に流入した潤
滑油は、潤滑油通路を通って軸受部の内周面と駆動軸の
外周面との間の潤滑に供され、さらに軸方向通路を通っ
て環状ディスクの揺動を許容する空間部内に流入する。
ここで、一旦貯留された後、遠心力によって環状ディス
クの両側面を伝って各係合溝と各ピンとの間や該環状デ
ィスクの外周面に供給されて、夫々の摺動部位への潤滑
に供されることになる。

【００１３】また、駆動軸の内部に潤滑油通路を形成す
る必要がなくなるので、該駆動軸の内部を中実に形成す
ることが可能となり、該駆動軸の剛性が向上する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。

【００１５】図１〜図５は本発明に係る吸排気弁駆動制
御装置の一実施例を示し、図２の１は図外の機関のクラ
ンク軸からスプロケットを介して回転力が伝達される駆
動軸、２は該駆動軸１の外周に一定の隙間をもって配置
され、かつ駆動軸１の中心Ｘと同軸上に設けられたカム
シャフトであって、前記駆動軸１は、機関前後方向に延
設されており、内部が中実状に形成されている。

【００１６】前記各カムシャフト２は、各気筒毎に軸直
角方向から分割形成され、夫々内部軸方向に駆動軸１が
挿通する挿通孔２ａが形成されていると共に、シリンダ
ヘッド３上端部に有する夫々１対のカム軸受４，４に回
転自在に支持されている。また、この各カムシャフト２
は、図３にも示すように外周面に一対のカム２ａ，２ａ
が一体に設けられており、このカム２ａ，２ａは、１気
筒当たり２つの吸気弁５，５をバルブスプリング６，６
のばね力に抗して直動型バルブリフター７，７を介して
開作動させるようになっている。さらに、各カムシャフ
ト２は、一方側の分割端部に第１フランジ部８が夫々設
けられていると共に、該一方側分割端部の挿通孔２ａ内
周面に駆動軸１を軸受する軸受部９が設けられている。
また、前記フランジ部８と隣接するカムシャフト２の分
割他端部との間に、スリーブ１０と環状ディスク１１が
配設されている。前記軸受部９は、円環状を呈し、挿通
孔２ｂの内周面に一体に設けられていると共に、内周面
９ａが駆動軸１の外周面１ａに摺接して軸支している。

【００１７】前記フランジ部８は、半径方向に沿った細
長い矩形状の係合溝１２が形成されていると共に、その
外周面の円周方向に環状ディスク１１の一側面に摺接す
る突起面８ａが一体に設けられている。

【００１８】前記スリーブ１０は、小径な一端部１０ａ
がカムシャフト２の前記他方側の分割端部内に回転自在
に挿入している共に、略中央位置に直径方向に貫通した
連結軸１３を介して駆動軸１に連結固定されている。ま
た、スリーブ１０の他端部には、前記環状ディスク１１
を介して第１フランジ部８と対向する第２フランジ部１
４が一体に設けられている。この第２フランジ部１４
は、前記係合溝１２と反対側に半径方向に沿った細長い
矩形状の係合溝１５が形成されていると共に、外周面に
環状ディスク１１の他側面に摺接する突起面１４ａが一
体に設けられている。

【００１９】前記環状ディスク１１は、略ドーナツ板状
を呈し、内径がカムシャフト２の内径と略同径に形成さ
れて、駆動軸１の外周面１ａとの間に環状の空間部Ｓが
形成されていると共に、小巾の外周部１１ａがプレーン
ベアリング１６を介してディスクハウジング１７の内周
面に回転自在に支持されている。また、直径線上の対向
位置に軸方向へ貫通形成された保持孔には、各係合溝１
２，１５に係入する一対のピン１８，１９が設けられて
いる。この各ピン１８，１９は、互いにカムシャフト軸
方向へ逆向きに突出しており、基部が保持孔１１ａ，１
１ｂ内に回転自在に支持されていると共に、先端部の両
側縁に前記係合溝１２，１５の対向内面と当接する２面
巾状の平面部１８ａ，１８ｂ、１９ａ，１９ｂが形成さ
れている。

【００２０】前記ディスクハウジング１７は、図３に示
すように略円環状を呈し、外周の一端部に有するボス部
１７ａ及び該ボス部１７ａを貫通した枢支ピン２０を支
点として上下に揺動自在に設けられている一方、該ボス
部１７ａと反対側の外周面にレバー部１７ｂが半径方向
に沿って突設されている。また、この制御環１７は、レ
バー部１７ｂを介して駆動機構２１により揺動するよう
になっている。

【００２１】前記駆動機構２１は、図３及び図５に示す
ようにシリンダヘッド３の所定部位に対向して形成され
た第１，第２シリンダ２２，２３と、該各シリンダ２
２，２３内から出没自在に設けられて各先端縁で前記レ
バー部１７ｂの円弧状先端を上下方向から挾持する油圧
ピストン２４及びリテーナ２５と、前記第１シリンダ２
２内の受圧室２２ａに油圧を給排して油圧ピストン２４
を進退動させる油圧回路２６とを備えている。

【００２２】前記リテーナ２５は、略有底円筒状に形成
され、第２シリンダ２３内に弾装されたコイルスプリン
グ２７のばね力で進出方向（レバー部方向）に付勢され
ている。

【００２３】前記油圧回路２６は、一端部がオイルパン
２８内に、他端部が受圧室２２ａに夫々連通した油通路
２９と、該油通路２９のオイルパン２８側に設けられた
オイルポンプ３０と、該オイルポンプ３０の下流側に設
けられた３ポート２位置型の電磁切換弁３１とから主と
して構成されている。この電磁切換弁３１は、機関回転
数や吸入空気量等の信号に基づいて現在の機関運転状態
を検出するコントローラ３２からのＯＮ−ＯＦＦ信号に
よって流路を切り換え作動し、ＯＮ信号によって油通路
２９全体を連通する一方、ＯＦＦ信号によって油通路２
９とドレン通路３３を連通するようになっている。

【００２４】また、前記カムシャフト２を軸支する一方
側のカム軸受４には、図１及び図２に示すように前記オ
イルポンプ３０の下流側に接続されたオイルメインギャ
ラリ３４から分岐した油通路である分岐通路３５を介し
て潤滑油が供給されている。即ち、カム軸受４のカムブ
ラケット４ｂの内周面に、前記分岐通路３５と連通する
円弧状の油溝３６が形成されており、この油溝３６内の
潤滑油によってカム軸受４の内周面とカムシャフト２の
外周面との間を潤滑するようになっている。

【００２５】更に、前記カムシャフト２と軸受部９の内
部には、図１及び図２に示すように潤滑油供給通路であ
る径方向通路３７が径方向に沿って貫通形成されてい
る。この径方向通路３７は、一端開口３７ａがカムシャ
フト２の回転中に適宜前記油溝３６と連通する一方、他
端開口３７ｂが駆動軸１の外周面１ａと軸受部９の内周
面９ａとの間に臨んでいる。また、この軸受部９の内周
面９ａには、軸方向通路３８が形成されている。この軸
方向通路３８は、一端部が前記径方向通路３７の他端開
口３７ｂに接続されている一方、他端部が前記空間部Ｓ
に臨んでいる。

【００２６】また、前記ディスク１１は、図４に示すよ
うに内周面１１ｃと保持孔１１ａ，１１ｂとの間に、空
間部Ｓと保持孔１１ａ，１１ｂとを連通する小径な油孔
３９，４０が径方向に沿って形成されていると共に、該
油孔３９，４０から９０°の角度位置に油通路孔４１，
４２が直径方向に沿って貫通形成されている。この油通
路孔４１，４２は、内端開口４１ａ，４２ａが空間部Ｓ
内に臨み、外端開口４１ｂ，４２ｂが環状ディスク１１
の外周面１１ｄとベアリング１６の内周面との間に臨ん
でいる。

【００２７】更に、環状ディスク１１の内周面１１ｃに
は、一端が前記油孔３９，４０の内端部に連通し、他端
が各フランジ部８，１１の対向面に臨む小巾の油通路溝
４３，４４が軸方向に沿って互いに反対向きに形成され
ている。

【００２８】以下、本実施例の作用について説明する。
まず、吸気弁の開閉時期制御つまりバルブタイミング制
御作用を簡単に説明する。

【００２９】コントローラ３２から電磁切換弁３１にＯ
Ｎ信号が出力されると、オイルポンプ３０から圧送され
た作動油が受圧室２２ａに供給され、油圧ピストン２４
が図３及び図５の実線で示すようにレバー部１７ｂを押
し下げる。このため、環状ディスク１１の回転中心Ｙと
駆動軸１の中心Ｘが一致し、この場合は、駆動軸１とカ
ムシャフト２との回転位相差が生ぜず、吸気弁５は所定
の開閉時期に制御される。

【００３０】また、機関運転状態の変化に伴い電磁切換
弁３１にＯＦＦ信号が出力されて、受圧室２２ａへの作
動油の供給を停止すると共に、該受圧室２２ａ内の作動
油をドレン通路３３からオイルパン２８に排出する。し
たがって、油圧ピストン２４がリテーナ２５を介してコ
イルスプリング２７のばね力で後退動するため、ディス
クハウジング１７は図３及び図５の一点鎖線で示すよう
に押し上げられて上方へ揺動し、環状ディスク１１の中
心Ｙが駆動軸１の中心Ｘから偏心する。

【００３１】したがって、係合溝１２とピン１８並びに
係合溝１５とピン１９との摺動位置が駆動軸１の１回転
毎に移動して環状ディスク１１の角速度が変化して不等
角速度回転になる。この結果、両係合溝１２，１５とピ
ン１８，１９との相対位置変化に伴いカムシャフト２が
駆動軸１に対して２重に減速された状態になり、両者
１，２の回転位相差が変化して、バルブタイミングが可
変制御される。

【００３２】そして、本実施例では、オイルメインギャ
ラリ３４から分岐通路３５に流入した潤滑油は、油溝３
６内に流入して、カムシャフト２とカム軸受４との間の
潤滑に供される。また、この油溝３６に溜まった潤滑油
は、カムシャフト２の回転位置に応じて適宜油溝３６と
連通した径方向通路３７を通って他端開口３７ｂから軸
方向通路３８に流入し、駆動軸１の外周面１ａと軸受部
９の内周面９ａとの間の潤滑作用を行う。

【００３３】更に、軸方向通路３８から空間部Ｓ内に流
入した潤滑油は、該空間部Ｓで一旦貯留されて、そのま
ま環状ディスク１１の遠心力によって内周面１１ｃから
各油孔３９，４０を通って各保持孔１１ａ，１１ｂ内周
と各ピン１８，１９の外周面との間を潤滑する。一方、
同時に油通路孔４１，４２を通って環状ディスク１１の
外周面１１ｄとベアリング１６の内周面との間を潤滑す
る。

【００３４】また一方、油通路溝４３，４４に案内され
ながら、遠心力により環状ディスク１１の内周縁から両
側面と両フランジ部１２，１４との間の隙間を伝って、
係合溝１２，１５と各ピン１８，１９との間に流入し、
ここでピン１８，１９の平面部１８ａ，１８ｂ、１９
ａ，１９ｂと係合溝１２，１５の対向内面との間を潤滑
する。

【００３５】このように、本実施例では、カムシャフト
２とカム軸受４，軸受部９と駆動軸１，保持孔１１ａ，
１１ｂとピン１８，１９の基部並びに環状ディスク１１
とベアリング１６，各係合溝１２，１５とピン１８，１
９との各摺動部を効率良く潤滑することが可能になる。
したがって、駆動軸１やカムシャフト２の円滑な回転及
び環状ディスク１１の円滑な偏心動が得られる。この結
果、バルブタイミングの可変制御応答性が向上すると共
に、制御精度が向上する。

【００３６】しかも、潤滑油供給通路である径方向通路
３７を駆動軸１ではなくカムシャフト２と軸受部９内に
形成したため、駆動軸１の内部を中実化することが可能
になり、該駆動軸１の剛性、特に捩り剛性が高くなる。
この結果、駆動軸１からカムシャフト２への回転トルク
の伝達性が向上すると共に、捩り振動の発生も抑制でき
る。

【００３７】また、径方向通路３７や軸方向通路３８等
を軸受部９の内部径方向及び外周面の軸方向に形成する
だけであるから、その孔開け加工や切削加工作業が容易
になると共に、コストの低廉化が図れる。

【００３８】更に、空間部Ｓを利用して環状ディスク１
１や各ピン１８，１９等への潤滑も行うため、複雑な油
圧回路を形成する必要がなく、この点でも製造作業能率
が向上する。

【００３９】尚、径方向通路３７の一端開口３７ａを直
接分岐通路３５に臨設することも可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、駆動軸と軸受部との間の潤滑性能が向上するこ
とは勿論のこと、潤滑油供給通路を駆動軸の内部ではな
く、カムシャフト及び軸受部の内部に略半径方向に沿っ
て形成したため、駆動軸を中実化できるので、該駆動軸
の剛性の向上が図れる。この結果、駆動軸からカムシャ
フトへの回転トルクの伝達性が向上すると共に、捩り振
動の発生も抑制できる。

【００４１】また、潤滑油供給通路をカムシャフト及び
軸受部の略半径方向に沿って形成するだけであるから、
その孔開け加工作業能率の向上が図れると共に、コスト
の低廉化が図れる。

【００４２】しかも、潤滑油供給通路から軸方向通路を
通って空間部内に流入した潤滑油は、遠心力によって環
状ディスクの両側面を伝って各係合溝と各ピンとの間に
流入して潤滑する。このため、潤滑油供給通路による駆
動軸の潤滑性は勿論のこと、各ピンと各係合溝との潤滑
性も向上するため、環状ディスクの常時円滑な偏心動が
得られると共に、各ピンと各係合溝との間の摩耗や打音
の発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図２のＡ−Ａ線断面
図。

【図２】本発明の一実施例の要部を示す一部破断図。

【図３】図２のＢ矢視図。

【図４】本実施例の要部断面図。

【図５】本実施例の駆動機構を示す概略図。

【符号の説明】

１…駆動軸 １ａ…外周面 ２…カムシャフト ２ｂ…挿通孔 ３…シリンダヘッド ４…カム軸受 ５…吸気弁 ８，１４…フランジ部 ９…軸受部 ９ａ…内周面 １１…環状ディスク １２，１５…係合溝 １８，１９…ピン ２１…駆動機構 ３７…径方向通路（潤滑油供給通路） ３７ａ…一端開口 ３７ｂ…他端開口 ３８…軸方向通路 Ｓ…空間部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の回転に同期して回転する内部中実
   な駆動軸と、該駆動軸を内部軸方向に形成された挿通孔
   に相対回動可能に挿通し、かつ外周に吸排気弁を直接駆
   動するカムを有するカムシャフトと、該カムシャフトの
   端部に有するフランジ部に対向配置され、かつ前記駆動
   軸に連結固定されたフランジ部と、前記両フランジ部の
   間に配設されて、駆動軸の軸心に対して内周側の空間部
   を介して偏心揺動可能な環状ディスクと、該環状ディス
   クの両側部に互いに反対方向に突設されて、前記両フラ
   ンジ部に形成された各係合溝内に夫々係入するピンと、
   前記環状ディスクを機関運転状態に応じて揺動させる駆
   動機構と、前記カムシャフトの挿通孔の内周に形成され
   て、前記駆動軸を軸受する軸受部とを備えた吸排気弁駆
   動装置において、 前記カムシャフト及び軸受部の内部略径方向に、一端が
   シリンダヘッド内に形成された油通路に連通し、他端が
   該軸受部の内周面と駆動軸の外周面との間に開口した潤
   滑油供給通路を形成すると共に、軸受部の内周面と駆動
   軸の外周面との間に、一端が前記潤滑油供給通路に開口
   し、他端が駆動軸の外周面と環状ディスクの内周面との
   間に有する前記空間部に開口した軸方向通路を形成した
   ことを特徴とする内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。