JPH09170411A - 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を少なくするとともに、偏心カム２
１の回転に伴う制御環１０の動作を円滑なものとする。 【解決手段】 機関と同期回転する駆動軸２の外周に、
気筒毎に分割した円筒状カムシャフト３が配設され、環
状ディスク９の偏心位置に応じてカムシャフト３が不等
速回転する。環状ディスク９は制御環１０により回転自
在に保持される。偏心ブッシュ２２と偏心カム２１とに
よって制御環１０が支持されており、偏心カム２１の回
転に伴って環状ディスク９が偏心する。偏心ブッシュ２
２を支持する固定シャフト１７は、カムシャフト３を支
持するカムブラケット５に固定され、偏心カム２１を備
えた制御シャフト１８はカムブラケット５の軸受孔に保
持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、駆動軸外周に配
置した円筒状カムシャフトを、駆動軸に対し不等速回転
させることで、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁・排
気弁の開閉時期や作動角を可変制御する吸排気弁駆動制
御装置に関し、特に、各気筒毎に設けられる環状ディス
クの中心を、偏心カムを備えた制御シャフトでもって軸
直角方向に偏心させるようにした内燃機関の吸排気弁駆
動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸気弁・排気弁の開閉時期や作動角を可
変制御する装置は、従来から種々の形式のものが提供さ
れているが、その一つとして例えば実開昭５７−１９８
３０６号公報や特開平６−１８５３２１号公報に記載さ
れているように、不等速軸継手の原理を応用したものが
知られている。これは、機関の回転に同期して回転する
駆動軸の外周に、各気筒毎に分割した円筒状のカムシャ
フトを設け、かつ該カムシャフトの端部のフランジ部と
駆動軸側のフランジ部とにそれぞれ半径方向に沿った係
合溝を形成するとともに、両フランジ部間に介在する環
状ディスクに各係合溝に係合する一対のピンを設けた構
成であって、上記環状ディスクを制御環でもって回転自
在に保持するとともに、該制御環を介して環状ディスク
をカムシャフトに対し偏心させることができるように
し、その偏心量を制御することにより、バルブリフト特
性が変化するようになっている。

【０００３】また、上記特開平６−１８５３２１号公報
には、制御環を軸直角方向に移動させるために、偏心カ
ムを用いた構成が開示されている。すなわち、制御環に
円形のカム嵌合孔が開口形成されており、制御シャフト
に形成された偏心カムがこのカム嵌合孔に回転可能に嵌
合している。そして、制御シャフトの回転位置をアクチ
ュエータにより制御することにより、制御環を移動させ
る構成となっている。このものでは、上記制御シャフト
は、カムシャフトの軸受部分とは別に設けたフレーム状
の枠体によって回転可能に支持されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置にあっては、シリンダヘッド上部の構成が複雑
となり、部品点数も増加してしまう。また、偏心カムに
よって動かされる制御環を、偏心カムに類似した偏心ブ
ッシュを介して移動可能に支持しようとした場合には、
偏心ブッシュを支持する固定シャフトと、上記偏心カム
を有する制御シャフトとの相対的な位置関係が精度よく
保たれていないと、制御環の円滑な動作が得られない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、複数
気筒に亙って配設され、かつ機関の回転に同期して回転
する駆動軸と、この駆動軸の外周に相対回転可能に嵌合
し、かつ各気筒毎に分割されているとともに、それぞれ
が吸排気弁を駆動するカムを外周に有する円筒状のカム
シャフトと、各カムシャフトの端部に鍔状に設けられ、
かつ半径方向に沿って係合溝が形成された第１フランジ
部と、上記第１フランジ部にそれぞれ対向するように上
記駆動軸側に設けられ、かつ半径方向に沿って係合溝が
形成された第２フランジ部と、上記両フランジ部の間に
それぞれ配設された環状ディスクと、この環状ディスク
の両側部に互いに反対方向に突設されて、上記両フラン
ジ部の各係合溝内に夫々係合する各一対のピンと、上記
環状ディスクを回転自在に保持するとともに、円形のカ
ム嵌合孔およびブッシュ嵌合孔が開口形成された制御環
と、内周面が固定シャフトの外周に回転可能に嵌合する
とともに、外周面が上記制御環のブッシュ嵌合孔に回転
可能に嵌合し、上記制御環を軸直角方向に沿って移動可
能に支持する偏心ブッシュと、上記制御環のカム嵌合孔
に回転可能に嵌合した偏心カムを有し、その回転によっ
て上記制御環を軸直角方向に沿って移動させる制御シャ
フトと、を備えてなる内燃機関の吸排気弁駆動制御装置
において、上記カムシャフトをシリンダヘッド側の半円
形軸受部と該軸受部に対向して取り付けられるカムブラ
ケットとの間で回転可能に支持するとともに、上記固定
シャフトを上記カムブラケットに固定し、かつ上記制御
シャフトを上記カムブラケットの軸受孔によって回転可
能に支持したことを特徴としている。

【０００６】この構成においては、カムシャフトを回転
可能に支持するカムブラケットを利用して、制御シャフ
トおよび固定シャフトが支持されることになり、シリン
ダヘッド上部の構成が簡素となる。また、制御シャフト
と固定シャフトとが同一の部材に支持されるので、両者
の相対的な位置関係が精度よく得られる。

【０００７】また、請求項２においては、上記固定シャ
フトが複数のカムブラケットを互いに連結している。

【０００８】これにより各カムブラケットのカムシャフ
ト軸方向への倒れ変形が抑制される。

【０００９】また、請求項３においては、上記固定シャ
フトおよびカムブラケットが、共通のボルトでもってシ
リンダヘッドに固定されている。つまり、カムブラケッ
トをシリンダヘッドに固定するボルトでもって、固定シ
ャフトがカムブラケットに固定されている。

【００１０】さらに、請求項４においては、上記固定シ
ャフトが、シリンダヘッドのプラグポスト側となるカム
ブラケット側部に固定されている。これによりカムシャ
フトよりもプラグポスト側に固定シャフトが配置され
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る吸排気弁駆
動制御装置の好ましい実施の形態を図１〜図３に基づい
て説明する。

【００１２】この実施例は直列多気筒内燃気筒の吸気弁
に適用した例であり、図１に示すように、シリンダヘッ
ド１の上部に、全気筒に亙って伸びる１本の駆動軸２が
配設されている。この駆動軸２は、一端に図示せぬスプ
ロケットを有し、タイミングチェーンを介してクランク
シャフトに連動している。駆動軸２の外周には、各気筒
毎に分割されたカムシャフト３が相対回転可能に嵌合し
ており、各カムシャフト３の端部に、第１フランジ部４
が設けられている。各カムシャフト３は、図示せぬ吸気
弁を駆動する一対のカム３ａを有し、かつその一対のカ
ム３ａの中間位置においてシリンダヘッド１のカムブラ
ケット５によって回転自在に支持されている。詳しく
は、図２に示すように、シリンダヘッド１側の半円形軸
受部６と該軸受部６に対向して取り付けられたカムブラ
ケット５との間でカムシャフト３が支持されている。そ
して、駆動軸２には、短いスリーブ７が固定されてお
り、各スリーブ７の端部に、それぞれ第１フランジ部４
と対向するように、第２フランジ部８が形成されてい
る。両フランジ部４，８の間には、円環状をなす環状デ
ィスク９が介装されており、この環状ディスク９は、制
御環１０の円形の開口部１０ａ内に回転自在に嵌合保持
されている。

【００１３】上記第１フランジ部４および第２フランジ
部８には、それぞれ半径方向に沿った係合溝１１，１２
が形成されている。両係合溝１１，１２は、互いに１８
０゜異なる位置に配置されている。そして、環状ディス
ク９には、互いに１８０゜異なる位置にそれぞれ保持孔
１３，１４が貫通形成されているとともに、それぞれ
に、第１ピン１５，第２ピン１６が回転可能に嵌合して
いる。これらのピン１５，１６は、互いに逆向きに突出
しており、第１ピン１５の先端部が第１フランジ部４の
係合溝１１に摺動可能に係合しているとともに、第２ピ
ン１６の先端部が第２フランジ部８の係合溝１２に摺動
可能に係合している。なお、係合溝１１，１２に摺接す
る各ピン１５，１６の先端部の側面は、平行な一対の平
面に加工されている。

【００１４】上記環状ディスク９を保持する制御環１０
は、駆動軸２と直交する面に沿った板状をなしており、
駆動軸２に平行に配置された固定シャフト１７および制
御シャフト１８によって軸直角方向に沿って移動可能な
ように支持されている。すなわち、制御環１０の開口部
１０ａの上部に、図３に示すように、それぞれ円形をな
すカム嵌合孔１９とブッシュ嵌合孔２０とが開口形成さ
れており、カム嵌合孔１９に制御シャフト１８が、ブッ
シュ嵌合孔２０に固定シャフト１７がそれぞれ挿通され
ている。そして、制御シャフト１８には、円形の偏心カ
ム２１が各気筒毎に固設されており、この偏心カム２１
の外周面が上記カム嵌合孔１９に摺動可能に嵌合してい
る。また、固定シャフト１７とブッシュ嵌合孔２０との
間には、偏心ブッシュ２２が介装されている。この偏心
ブッシュ２２は、互いに真円形をなす外周面と内周面と
が偏心しているものであって、その内周面が固定シャフ
ト１７に回転可能に嵌合し、かつ外周面が上記ブッシュ
嵌合孔２０に回転可能に嵌合している。従って、偏心カ
ム２１を備えた制御シャフト１８が回転すると、制御環
１０が図の上下に揺動し、環状ディスク９の中心が駆動
軸２およびカムシャフト３の中心から偏心するようにな
っている。

【００１５】上記制御シャフト１８は、図１に示すよう
に、駆動軸２と平行に配設され、かつ全気筒に亙って連
続しており、その一端が油圧モータ等の図示せぬアクチ
ュエータに連結されている。そして、この制御シャフト
１８は、図１および図２に示すように、カムブラケット
５の上部に設けた軸受孔２３によって回転可能に支持さ
れている。詳しくは、上記カムブラケット５は、上記軸
受孔２３の中心を通る平面に沿って上部ブラケット５ａ
と下部ブラケット５ｂとに分割されており、両者間に上
記軸受孔２３が形成されている。これらの上部ブラケッ
ト５ａおよび下部ブラケット５ｂは、それぞれの両側部
を通る一対のボルト２４，２４によってシリンダヘッド
１に共締めされている。

【００１６】また固定シャフト１７は、この実施例では
やはり全気筒に亙って連続しており、各カムブラケット
５に対応する部位に、図２に示すように、平行な一対の
平面を備えた平面部１７ａが形成されている。そして、
この平面部１７ａを貫通するボルト２６によって各カム
ブラケット５に固定されている。詳しくは、カムブラケ
ット５の下部ブラケット５ｂに、該下部ブラケット５ｂ
上面より一段低く形成されたシャフト支持部２５が側方
に延長形成されており、その上面に上記固定シャフト１
７が固定されている。また、この実施例では、上記ボル
ト２６は、固定シャフト１７を貫通し、下部ブラケット
５ｂに螺合している。

【００１７】従って、この実施例においては、カムシャ
フト３をシリンダヘッド１との間で支持するカムブラケ
ット５によって、制御シャフト１８および固定シャフト
１７の双方が同時に支持されるので、部品点数が少なく
なり、シリンダヘッド１の構成を簡素化できる。また、
固定シャフト１７と制御シャフト１８とが共通の部品つ
まり同じカムブラケット５に支持されるので、両者の相
対的な位置関係の精度が高くなり、偏心カム２１の回転
に伴う制御環１０の偏心動作を円滑なものとすることが
できる。さらに、複数のカムブラケット５同士が固定シ
ャフト１７でもってカムシャフト３軸方向に連結される
形となるため、カムブラケット５がカムシャフト３軸方
向に倒れようと変形する所謂倒れ振動を抑制でき、機関
の騒音低減の上で有利となる。

【００１８】次に、図４に基づいて異なる実施例を説明
する。

【００１９】この図４の実施例においては、固定シャフ
ト１７の平面部１７ａがボルト２６によって各カムブラ
ケット５に固定されているが、特に、上記ボルト２６が
固定シャフト１７とともにシャフト支持部２５を貫通し
ており、その先端部がシリンダヘッド１に螺合してい
る。つまり、固定シャフト１７およびカムブラケット５
がボルト２６によってシリンダヘッド１に共締めされて
いる。

【００２０】従って、この実施例においては、カムシャ
フト３両側のボルト２４に加えて固定シャフト１７固定
用のボルト２６がカムブラケット５をシリンダヘッド１
に固定支持するため、カムシャフト３の支持剛性が向上
し、吸排気弁の運動性が向上する。

【００２１】図５は、この発明のさらに異なる実施例を
示したもので、各気筒の中心に略相当するシリンダヘッ
ド１の中央部に、点火栓が挿入される筒状のプラグポス
ト２７が形成されており、上記固定シャフト１７は、こ
のプラグポスト２７側となるカムブラケット５側部に固
定されている。従って、シリンダヘッド１の幅を比較的
狭くすることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の吸排気弁駆動制御装置によれば、カム
シャフトを支持するカムブラケットを利用して、制御シ
ャフトおよび固定シャフトの双方が支持されるので、部
品点数が少なくなり、シリンダヘッドの構成を簡素化で
きる。また、偏心ブッシュを支持する固定シャフトと偏
心カムを備えた制御シャフトとが同じカムブラケットに
支持されるので、両者の相対的な位置関係の精度が高く
なり、偏心カムの回転に伴う制御環の偏心動作を円滑な
ものとすることができる。

【００２３】また請求項２の構成においては、複数のカ
ムブラケット同士を連結することにより、カムブラケッ
トがカムシャフト軸方向に倒れようと変形する所謂倒れ
振動を抑制でき、機関の騒音低減の上で有利となる。

【００２４】また請求項３の構成においては、固定シャ
フトを固定するためのボルトによってカムブラケットが
同時にシリンダヘッドに対し締結されるので、それだけ
カムシャフトの支持剛性が向上し、吸排気弁の運動性が
向上する。

【００２５】さらに請求項４の構成によれば、シリンダ
ヘッドの幅が大きくなることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【図４】本発明の異なる実施例を示す要部の切欠断面
図。

【図５】本発明のさらに異なる実施例を示す要部の断面
図。

【符号の説明】

１…シリンダヘッド ２…駆動軸 ３…カムシャフト ４…第１フランジ部 ５…カムブラケット ６…軸受部 ８…第２フランジ部 ９…環状ディスク １０…制御環 １７…固定シャフト １８…制御シャフト ２１…偏心カム ２２…偏心ブッシュ ２３…軸受孔 ２７…プラグポスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 吉彦 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数気筒に亙って配設され、かつ機関の
   回転に同期して回転する駆動軸と、 この駆動軸の外周に相対回転可能に嵌合し、かつ各気筒
   毎に分割されているとともに、それぞれが吸排気弁を駆
   動するカムを外周に有する円筒状のカムシャフトと、 各カムシャフトの端部に鍔状に設けられ、かつ半径方向
   に沿って係合溝が形成された第１フランジ部と、 上記第１フランジ部にそれぞれ対向するように上記駆動
   軸側に設けられ、かつ半径方向に沿って係合溝が形成さ
   れた第２フランジ部と、 上記両フランジ部の間にそれぞれ配設された環状ディス
   クと、 この環状ディスクの両側部に互いに反対方向に突設され
   て、上記両フランジ部の各係合溝内に夫々係合する各一
   対のピンと、 上記環状ディスクを回転自在に保持するとともに、円形
   のカム嵌合孔およびブッシュ嵌合孔が開口形成された制
   御環と、 内周面が固定シャフトの外周に回転可能に嵌合するとと
   もに、外周面が上記制御環のブッシュ嵌合孔に回転可能
   に嵌合し、上記制御環を軸直角方向に沿って移動可能に
   支持する偏心ブッシュと、 上記制御環のカム嵌合孔に回転可能に嵌合した偏心カム
   を有し、その回転によって上記制御環を軸直角方向に沿
   って移動させる制御シャフトと、 を備えてなる内燃機関の吸排気弁駆動制御装置におい
   て、 上記カムシャフトをシリンダヘッド側の半円形軸受部と
   該軸受部に対向して取り付けられるカムブラケットとの
   間で回転可能に支持するとともに、上記固定シャフトを
   上記カムブラケットに固定し、かつ上記制御シャフトを
   上記カムブラケットの軸受孔によって回転可能に支持し
   たことを特徴とする内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。
2. 【請求項２】 上記固定シャフトが複数のカムブラケッ
   トを互いに連結していることを特徴とする請求項１記載
   の内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。
3. 【請求項３】 上記固定シャフトおよびカムブラケット
   が、共通のボルトでもってシリンダヘッドに固定されて
   いることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機
   関の吸排気弁駆動制御装置。
4. 【請求項４】 上記固定シャフトが、シリンダヘッドの
   プラグポスト側となるカムブラケット側部に固定されて
   いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。