JPH11280414A - 可変バルブタイミング装置付ｄｏｈｃエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カム軸２をカムプーリ５に対し相対回転させ、
バルブ２３の開閉タイミングを変更して、出力向上、燃
費低減等の両立を図るＶＶＴ１０を装備し、吸気バルブ
２３及び排気バルブ２４の挟み角が狭い狭角型のＤＯＨ
ＣエンジンＥにおいて、主にカム軸２の１番ジャーナル
及びその軸受部４に加わる負担を低減することで、生産
コストの著しい上昇やエンジン全長の無用の増大を招く
ことなく、信頼性の向上を図る。 【解決手段】吸気側と排気側の２本のカム軸２，３を、
シリンダヘッド１のヘッドボルト孔２０，２０，…の中
心線方向から見て、該中心線に重なるようにエンジン幅
方向に互いに近づけて配置する。ＶＶＴ１０が配置され
た吸気側のカム軸２を、タイミングベルト９の緩み側ス
パンが進入するカムプーリ５を有する緩み側のカム軸と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カム軸に対するス
プロケットやタイミングプーリ等の回転位相を変えて、
バルブの開閉タイミングを変更するようにした可変バル
ブタイミング装置（以下、ＶＶＴという）付ＤＯＨＣエ
ンジンに関し、特に、吸排気性の向上及びコンパクト化
のためにバルブの挟み角を狭めたものの技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のＶＶＴ付エンジンと
して、例えば、特開平９−２５０３１０号公報に開示さ
れるように、吸気側のカム軸の一端部にアクチュエータ
を設け、このアクチュエータによりタイミングプーリと
カム軸とを相対的に回動させるようにしたものが知られ
ている。そして、一般に、上記アクチュエータとして、
吸気側カム軸の端部に回転一体に連結された内側回動部
材と、該内側回動部材に対し相対回転可能に外嵌合され
て連結される一方、タイミングプーリに回転一体に連結
された外側回動部材とを備え、上記内側回動部材を外側
回動部材に対し油圧力によって正逆両側に回動させるよ
うにした油圧式のものが用いられている。

【０００３】また、吸気バルブと排気バルブとの間のバ
ルブ挟み角を例えば４０度以下に狭めたＤＯＨＣエンジ
ンは従来から知られており、このものでは、バルブが上
下方向に延びるように配置されるので、吸気ポート及び
排気ポートの形状の自由度が高くなり、そのポート形状
の設計により流通抵抗を低減して、特に吸気性の向上を
図れるという利点がある。また、バルブ挟み角の狭角化
に伴い２本のカム軸同士の間隔が短縮されるので、シリ
ンダヘッドを幅方向に短縮でき、また、タイミングプー
リやスプロケットの張り出しが少なくなって、エンジン
幅方向のコンパクト化が図られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ＶＶＴ付エンジンでは、カム軸の端部にかなり重量のあ
るＶＶＴを片持ち支持する構造であるので、該ＶＶＴに
最も近いカム軸のいわゆる１番ジャーナルの軸受部に大
きな負担がかかり易く、バルブ挟み角を狭めたときに
は、以下のような信頼性の面での不具合が生じる。すな
わち、バルブ狭角化に伴いバルブが上下方向に延びるよ
うに配置されるため、バルブを開閉作動させるときにカ
ム軸を突き上げるバルブ反力が増大し、このことで、該
カム軸に対し作用するタイミングベルトの張力が大きく
なって、カム軸自体や軸受部への負担が過大なものにな
る虞れがある。

【０００５】また、２本のカム軸同士の間隔が短くなる
と、カム軸を支持する軸受部がシリンダヘッド上で相対
的にエンジンの幅方向内側に配置されることになるの
で、シリンダヘッドをシリンダブロックに締結するヘッ
ドボルトと上記軸受部との干渉の問題が生じる。そのた
め、上記１番ジャーナルの軸受部の負担を低減するため
にその軸受面の面積を拡大して、面圧を低下させようと
しても、上記の干渉の問題を回避しようとすれば、軸受
面を十分に拡大することはできない。

【０００６】これに対し、上記１番ジャーナル部分の軸
受径を拡大して軸受面積を増大させることも考えられる
が、この場合には、１番ジャーナルの軸受部のみを同一
のカム軸を支持する他の軸受部とは別に加工することに
なり、各軸受部の間で同心度を従来同様に高精度に維持
することが難かしい上、生産コストの著しい上昇を招く
という不具合がある。

【０００７】その他、例えば実開昭６３−１１２号公報
に開示されるように、カム軸の先端に支持されたＶＶＴ
を反対側からも回転自在に支持して両持ちの構造とする
ことも考えられるが、この構造では、エンジンの長手方
向の寸法が無用に大きくなるので、近年のエンジンに対
するコンパクト化の要請に鑑みると、実現は困難であ
る。

【０００８】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ＶＶＴを備えかつバ
ルブ挟み角を狭角化したＤＯＨＣエンジンにおいて、Ｖ
ＶＴやカム軸軸受部の配置に工夫を凝らし、主にカム軸
の１番ジャーナル及びその軸受部に加わる負担を低減す
ることで、生産コストの著しい上昇やエンジン全長の無
用の増大を招くことなく、信頼性の向上を図ることにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の解決手段では、シリンダヘッドの左
右両側に配設され、かつクランク軸上の駆動輪に共通の
無端伝動部材を介して駆動連結される従動輪が設けら
れ、クランク軸に同期して駆動されてそれぞれバルブを
開閉作動させる第１及び第２の２本のカム軸と、該第１
カム軸の端部に設けられ、該第１カム軸と上記従動輪と
を相対回転させて、上記第１カム軸のクランク軸に対す
る回転位相を変更するバルブタイミング可変手段とを備
えた可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエンジンを前
提とする。そして、上記第１及び第２の各カム軸は、シ
リンダの左右両側に形成されたヘッドボルト孔の中心線
方向から見て、該左右各側のヘッドボルト孔の中心線に
重なるように配置されており、上記第１カム軸は、無端
伝動部材の緩み側スパンが進入する従動輪を有する緩み
側のカム軸とする。

【００１０】ここで、上記緩み側スパンとは、無端伝動
部材が駆動輪と従動輪との間に張られて該駆動輪側から
従動輪側へ移動する側のことであり、この緩み側スパン
では、反対に従動輪から駆動輪側へ移動する張り側スパ
ンに較べて無端伝動部材の張力が小さくなる。

【００１１】したがって、上記請求項１の構成によれ
ば、第１及び第２の２本のカム軸は互いに近くに配置さ
れているので、吸気バルブと排気バルブの間のバルブ挟
み角を狭めて、吸排気の流通抵抗の低減、及びエンジン
幅方向のコンパクト化が可能になる。しかも、重量の大
きいバルブタイミング可変手段が緩み側のカム軸に設け
られているので、該バルブタイミング可変手段を反対の
張り側のカム軸に設けた場合に較べて、無端伝動部材の
張力増大によってカム軸や軸受部にかかる負担を小さく
することができ、よって、信頼性向上が図られる。

【００１２】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、第１カム軸を支持する全ての軸受部は互
いに同一の軸受径を有するものとする。このことで、全
ての軸受部を従来までと同様に同時に加工することがで
きるので、生産コストの著しい上昇を招くことなく、各
軸受部間の同心度を容易に維持することができる。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明における２本のカム軸は、バルブリフタを介して直
接バルブを駆動するものとする。このことで、ロッカー
アームを用いた場合に較べてカム軸へのバルブ反力が小
さくなり、カム軸や軸受部への負担が低減する上、エン
ジンのコンパクト化が容易になる。

【００１４】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
発明における２本のカム軸の間隔は、緩み側のカム軸に
設けられた従動輪の直径の１．１倍以下とする。このこ
とで、２本のカム軸の間隔が具体化される。そして、バ
ルブ狭角化に伴いバルブ反力によるカム軸への負担が確
実に大きくなるので、このような場合に、請求項３記載
の発明の如くカム軸や軸受部への負担を低減する作用が
特に有効になる。

【００１５】請求項５記載の発明では、請求項１又は請
求項３に記載の発明において、吸気バルブと排気バルブ
との間のバルブ挟み角は、４０°以下とする。このこと
で、バルブ挟み角が具体化され、請求項４記載の発明と
同様、カム軸や軸受部への負担を低減する作用が特に有
効になる。

【００１６】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
発明において、第２カム軸により開閉作動されるバルブ
は、バルブ軸のシリンダ中心線に対する傾き角が２０°
以下とする。

【００１７】すなわち、一般に、張り側の第２カム軸に
対しては、無端伝動部材の張力は緩み側の第１カム軸よ
りも下向きに作用する。このため、第２カム軸によって
開閉作動されるバルブが上下方向に延びるように配置さ
れていて、第２カム軸へのバルブ反力の上下方向成分が
大きくなると、上記無端伝動部材の張力による力とバル
ブ反力とが略正反対の向きに作用することになるので、
張り側の第２カム軸の負担は極めて大きくなってしま
う。従って、このような場合に、バルブタイミング可変
手段をカム軸及び軸受部の負担が小さい緩み側の第１カ
ム軸に配設することにより、エンジンのコンパクト化と
信頼性向上とが図られる。

【００１８】請求項７記載の発明では、請求項２記載の
発明におけるバルブタイミング可変手段は作動液の供給
を受けて作動する液圧式のものであり、第１カム軸内に
は、一端が該バルブタイミング可変手段に接続される一
方、他端がカム軸外周面に開口する作動液供給用の液路
が形成され、上記第１カム軸を支持する軸受部のうち、
上記バルブタイミング可変手段に最も近い軸受部の軸受
面には、上記液路の開口部に連通する周方向の開口溝が
形成されるとともに、該軸受部の軸受面は、上記開口溝
の形成されていない軸受部に較べ、カム軸軸線方向の幅
が大きくされている構成とする。

【００１９】この構成では、バルブタイミング可変手段
が液圧式のものに特定され、該バルブタイミング可変手
段に作動液を供給する構成が具体化される。また、軸受
部に液圧経路としての開口溝が形成されていても、その
分、軸受面の幅を大きくすることで、上記開口溝の形成
に伴う軸受面の圧力上昇を抑えることができる。

【００２０】請求項８記載の発明では、請求項１記載の
発明において、２本のカム軸に設けられた各従動輪と無
端伝動部材との係合範囲は、いずれも従動輪中心に対し
１２０度以内の角度範囲とする。

【００２１】このことで、無端伝動部材は、２つの従動
輪とクランク軸の駆動輪との間に張架されたときに、該
２つの従動輪間では略水平に延びるように張られてい
る。このため、各従動輪と無端伝動部材との係合範囲が
従動輪中心に対し１２０度以内の角度範囲であれば、該
各従動輪と駆動輪との間では、上記無端伝動部材は略上
下方向に延びるように張られていることになる。そのた
め、上記無端伝動部材から各従動輪に対し作用する力の
上下方向成分が大きくなり易く、第１カム軸及び軸受部
の負担はかなり大きくなってしまう。従って、このよう
な場合に、請求項１記載の発明の如くカム軸や軸受部へ
の負担を低減する作用が特に有効になる。

【００２２】請求項９記載の発明では、請求項１又は８
記載の発明における無端伝動部材の緩み側スパンには、
該緩み側スパンを押圧して無端伝動部材の張力を調整す
るテンショナが設けられている。そして、該テンショナ
により無端伝動部材に張力を加えたときに、加えない自
由状態と較べ、無端伝動部材と各従動輪との係合範囲の
変化量が従動輪中心に対する角度範囲で１０°以下にな
るものとする。

【００２３】このことで、無端伝動部材は、２つの従動
輪とクランク軸に設けられた駆動輪との間に張架された
ときに、自由状態であっても殆ど遊びのない状態になっ
ている。そのため、テンショナにより張力が加えられた
状態で、上記無端伝動部材は緩み側の第１カム軸の従動
輪と駆動輪との間に略上下方向に延びるように張られて
いることになるので、上記無端伝動部材から各従動輪に
対し作用する力の上下方向成分が大きくなり易く、第１
カム軸及び軸受部の負担はかなり大きくなってしまう。
従って、請求項８記載の発明と同様、カム軸や軸受部へ
の負担を低減する作用が特に有効なものになる。

【００２４】請求項１０記載の発明では、請求項１記載
の発明における無端伝動部材の緩み側スパンには、該緩
み側スパンを押圧して無端伝動部材の張力を調整するテ
ンショナが設けられている。そして、該テンショナによ
り無端伝動部材に張力を加えたときに、加えない自由状
態と較べ、無端伝動部材と各従動輪との係止範囲の変化
量が該各従動輪の係合部の１ピッチ長以下となるものと
する。

【００２５】このことで、請求項８又は９記載の発明と
同様、上記無端伝動部材から各従動輪に対し作用する力
の上下方向成分が大きくなり易く、第１カム軸及び軸受
部の負担がかなり大きくなってしまうので、カム軸や軸
受部への負担を低減する作用が特に有効なものになる。
また、上記無端伝動部材の遊びが極めて少ないので、従
動輪との係合時に１ピッチ長以上ずれることはなく、よ
って、組み付け時の間違いに起因するバルブタイミング
の狂いを回避できる。

【００２６】請求項１１記載の発明では、請求項１記載
の発明における緩み側スパンには、該緩み側スパンを押
圧して無端伝動部材の張力を調整するテンショナが設け
られている。そして、上記第１カム軸の従動輪とびクラ
ンク軸に設けられた駆動輪とに外接する接線の各接点間
の長さをＬ１とし、上記テンショナにより無端伝動部材
に張力を加えた状態で、上記接線の各接点間に張られた
無端伝動部材の長さをＬ２としたとき、該長さＬ１と長
さＬ２との差は、上記従動輪の係合部の１ピッチ長以下
になるものとする。

【００２７】すなわち、上記長さＬ１と長さＬ２との差
は、従動輪と駆動輪との間に張られた無端伝動部材の自
由状態での遊びの長さに相当する。従って、この発明で
は、請求項８ないし１０と同様、テンショナにより張力
が加えられた状態で、上記無端伝動部材が第１カム軸の
従動輪とクランク軸の駆動輪との間に略上下方向に延び
るように張られていることになり、該各請求項に記載の
発明と同様、第１カム軸及び軸受部の負担がかなり大き
くなってしまうので、該第１カム軸や軸受部への負担を
低減する作用が特に有効なものになる。また、請求項１
１記載の発明と同様、組み付け時の間違いに起因するバ
ルブタイミングの狂いを回避できる。

【００２８】請求項１２記載の発明では、請求項１記載
の発明におけるテンショナは、無端伝動部材を駆動輪や
従動輪に巻き掛けるときに位置固定される初期張力調整
用のものとする。このことで、無端伝動部材の張力はオ
ートテンショナを用いた場合に較べてピーク値が大きく
なるので、その張力による第１カム軸及び軸受部の負担
が大きくなり易い。従って、このような場合に、請求項
１記載の発明の如くカム軸や軸受部への負担を低減する
作用が特に有効になる。

【００２９】本発明の第２の解決手段では、バルブタイ
ミング可変手段を設けるカム軸を、該カム軸を支持する
軸受部とヘッドボルトとの干渉が回避されるようにエン
ジンの外側にオフセット配置した。

【００３０】具体的に、請求項１３記載の発明は、シリ
ンダヘッドの左右両側に配設され、かつクランク軸上の
駆動輪に共通の無端伝動部材を介して駆動連結される従
動輪が設けられ、クランク軸に同期して駆動されてそれ
ぞれバルブを開閉作動させる第１及び第２の２本のカム
軸と、該第１カム軸の端部に設けられ、該第１カム軸と
上記従動輪とを相対回転させて、第１カム軸のクランク
軸に対する回転位相を変更するバルブタイミング可変手
段とを備えた可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエン
ジンを前提とする。そして、上記第１カム軸は、シリン
ダの左右両側に形成されたヘッドボルト孔の中心線方向
から見て、該ヘッドボルト孔よりもエンジンの左右方向
外側に配置されており、上記第２カム軸は、上記ヘッド
ボルト孔の中心線方向から見て、該ヘッドボルト孔の中
心線に重なるか、又は該ヘッドボルト孔よりもエンジン
の左右方向内側に配置されており、上第１カム軸を支持
する軸受部のうち、バルブタイミング可変手段に最も近
い軸受部の軸受面は、他の軸受部に較べ、カム軸軸線方
向のエンジン内側に拡大されている構成とする。

【００３１】この構成によれば、重量の有るバルブタイ
ミング可変手段が設けられた第１カム軸は、シリンダヘ
ッドに設けられたヘッドボルト孔よりも外側に配置され
ているので、該第１カム軸を支持する軸受部の軸受面
を、ヘッドボルトとの干渉の問題を回避しつつ拡大する
ことができ、このことで、該軸受面に作用する圧力の上
昇を抑えて、第１カム軸や軸受部にかかる負担を小さく
することができる。しかも、上記バルブタイミング可変
手段に最も近い軸受部をカム軸軸線方向のエンジン内側
に拡大しているので、エンジンの長手方向寸法が大きく
なることはない。

【００３２】また、第２カム軸はヘッドボルト孔の中心
線に重なるか又はそれよりもエンジンの左右方向内側
に、すなわち上記第１カム軸に近づけて配置されている
ので、吸気バルブと排気バルブの間のバルブ挟み角を狭
めた狭角配置とすることができる。

【００３３】請求項１４記載の発明では、請求項１３記
載の発明において、第１カム軸を支持する全ての軸受部
は互いに同一の軸受径を有するものとする。このこと
で、請求項３記載の発明と同様の作用が得られる。

【００３４】請求項１５記載の発明では、請求項１４記
載の発明における第１カム軸は、ロッカーアームを介し
てバルブを駆動するものであり、該ロッカーアームのバ
ルブとの当接部分は、該ロッカーアームと第１カム軸と
の摺接位置よりもエンジンの左右方向内側に設けられて
いるものとする。このことで、第１カム軸により開閉作
動されるバルブは上下方向に延びるように配置され、か
つその配置上の自由度が高いので、ポート形状の設計に
よる吸排気の流通抵抗の低減作用を一層高めることがで
きる。

【００３５】請求項１６記載の発明では、請求項１５記
載の発明における第２カム軸は、ロッカーアームを介し
てバルブを駆動するものであり、該ロッカーアームのバ
ルブとの当接部分は、該ロッカーアームと上記第２カム
軸との摺接位置よりもエンジン幅方向外側に設けられて
いるものとする。このことで、第２カム軸により開閉作
動されるバルブについても、配置上の自由度が高まる。

【００３６】請求項１７記載の発明では、請求項１５又
は１６に記載の発明における第１カム軸は、吸気バルブ
を開閉作動させるものとする。このことで、吸気側の流
通抵抗の低減によりエンジン性能を有効に向上させるこ
とができる。

【００３７】請求項１８記載の発明は、シリンダヘッド
の左右両側に配設され、かつクランク軸上の駆動プーリ
に共通のタイミングベルトを介して駆動連結される従動
プーリが設けられ、クランク軸に同期して駆動されてそ
れぞれバルブを開閉作動させる第１及び第２の２本のカ
ム軸と、該第１カム軸の端部に設けられ、該第１カム軸
と上記従動プーリとを相対回転させて、第１カム軸のク
ランク軸に対する回転位相を変更するバルブタイミング
可変手段とを備えた可変バルブタイミング装置付ＤＯＨ
Ｃエンジンを前提とする。そして、上記第１カム軸は、
タイミングベルトの緩み側スパンが進入する従動プーリ
を有する緩み側のカム軸であり、上記タイミングベルト
の緩み側スパンには、該緩み側スパンを押圧してタイミ
ングベルトの張力を調整するテンショナが設けられ、該
第１カム軸の従動プーリ及び駆動プーリに外接する接線
の各接点間の長さをＬ１とし、上記テンショナによりタ
イミングベルトに張力を加えたときに上記各接点間に張
られたタイミングベルトの長さをＬ２としたとき、該長
さＬ１と長さＬ２との差はタイミングベルトの歯たけｔ
１以下とされている。そして、上記バルブタイミング可
変手段は、第１カム軸に回転一体に連結された内側回動
部材と、該内側回動部材に対し相対回転可能に外嵌合さ
れて連結される一方、上記従動プーリに回転一体に連結
されてカム軸軸線方向に延びる円筒状の外側回動部材と
を有し、上記外側回動部材外周の直径を長さＤ１とし、
上記従動プーリの歯底円の直径を長さＤ２としたとき、
Ｄ２−ｔ１≦Ｄ１＜Ｄ２＋ｔ１ の関係が満たされる構
成とする。

【００３８】この構成によれば、重量の有るバルブタイ
ミング可変手段が緩み側の第１カム軸に設けられている
ので、請求項１記載の発明と同様に信頼性向上が図られ
る。

【００３９】また、タイミングベルトの長さが、２つの
従動プーリと駆動プーリとの間に張架されたときに自由
状態であっても殆ど遊びがない長さなので、タイミング
ベルトをプーリに係合させて張架する作業は困難なもの
になるが、この発明では、上記バルブタイミング可変手
段の外側回動部材が第１カム軸の従動プーリにカム軸軸
線方向に延びるように配設されており、その外周径が上
記従動プーリの歯先円の直径よりも小さくかつ歯底円の
直径に近い値に設定されているので、上記タイミングベ
ルトを、まず、バルブタイミング可変手段のケーシング
に引っかけておいて、該タイミングベルトの歯と従動プ
ーリの歯とを合わせて係合させるようにすれば、上記の
タイミングベルトの張架作業を容易に行うことができ
る。

【００４０】請求項１９記載の発明では、請求項１１記
載の発明における無端伝動部材はタイミングベルトであ
り、バルブタイミング可変手段は、第１カム軸に回転一
体に連結された内側回動部材と、該内側回動部材に対し
相対回転可能に外嵌合されて連結される一方、上記従動
プーリに回転一体に連結されてカム軸軸線方向に延びる
円筒状の外側回動部材とを有するものである。そして、
上記外側回動部材外周の直径を長さＤ１とし、上記従動
プーリの歯底円の直径を長さＤ２とし、上記タイミング
ベルトの歯たけを長さｔ１としたとき、Ｄ２−ｔ１≦Ｄ
１＜Ｄ２＋ｔ１ の関係が満たされるものとする。

【００４１】このことで、請求項１８記載の発明と同様
の作用が得られ、タイミングベルトの張架作業を容易に
行うことができる。

【００４２】請求項２０記載の発明では、請求項１８又
は１９記載の発明において、外側回動部材外周の直径Ｄ
１と、第１カム軸に設けられた従動プーリの歯底円の直
径Ｄ２と、タイミングベルトの歯たけｔ１との間には、
Ｄ２−ｔ１≦Ｄ１＜Ｄ２ の関係が満たされるものとす
る。

【００４３】このことで、外側回動部材の外周径が従動
プーリの歯底円の直径よりも小さい値に設定されている
ので、タイミングプーリを外側回動部材に引っかける作
業が容易になり、よって、タイミングベルトの張架作業
のさらなる容易化が図られる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００４５】（実施形態１）図１〜図３は、本発明の実
施形態に係る可変バルブタイミング装置（以下、ＶＶＴ
という）付ＤＯＨＣエンジンＥを示し、このエンジンＥ
は直列４気筒ガソリンエンジンであって、４つの気筒が
車幅方向に一列に並ぶように車両のエンジンルーム内に
横置き配置されるものである。

【００４６】上記図２において、１はシリンダヘッドで
あり、このシリンダヘッド１の上部には、吸気バルブを
開閉作動させる吸気側のカム軸（第１カム軸）２と、排
気バルブを開閉作動させる排気側のカム軸（第２カム
軸）３とが、それぞれ５カ所の軸受部４，４，…により
回転可能に支持されている。上記２本のカム軸２，３の
エンジン前側の端部（同図の左端部）には、図３に示す
ように、それぞれカムプーリ（従動輪）５，６が取り付
けられ、該２つのカムプーリ５，６と、クランク軸７に
嵌合されたクランクプーリ（駆動輪）８との間にはタイ
ミングベルト（無端伝動部材）９が張架されていて、こ
のタイミングベルト９を介してクランク軸７の回転力が
カムプーリ５，６に伝達され、２本のカム軸２，３が回
転駆動されるようになっている。

【００４７】上記吸気側のカム軸２は、タイミングベル
ト９の緩み側スパンが進入するカムプーリ５を有する緩
み側のカム軸なので、該第１カム軸２に作用するタイミ
ングベルト９の張力は張り側のカム軸３よりも相対的に
小さい。そして、本発明では、上記吸気側のカム軸２の
端部に後述の如くカム軸２とカムプーリ５とを油圧力に
より相対回転させて、カム軸２のクランク軸７に対する
回転位相を変更するバルブタイミング可変手段としての
ＶＶＴ１０（図６参照）が設けられている。また、上記
タイミングベルト９の張り側スパン（図３の右側）には
アイドラプーリ１１が設けられる一方、緩み側スパンに
はベルト張力を調整するテンショナ１２が設けられてい
る。このテンショナ１２は、テンショナスプリング１３
により支点１４を中心に同図の右側に付勢されたもの
で、タイミングベルト９を上記カムプーリ５，６及びク
ランクプーリ８に取り付ける時にシリンダブロック１５
にボルト１６により位置固定される初期張力調整用のも
のである。

【００４８】尚、図２における１７，１７，…は、燃焼
室に連通されていて、図示しない点火プラグが装着され
るプラグホールである。

【００４９】上記吸気側及び排気側の２本のカム軸２，
３同士の間隔は、吸気側カムプーリ５の直径の１．１倍
以下とされている。具体的には、上記吸気側及び排気側
の２本のカム軸２，３は、図４に示すように、シリンダ
ヘッド１に形成されたヘッドボルト孔２０，２０，…の
中心線方向から見て、該中心線に重なるようにエンジン
幅方向（同図の上下方向）に互いに近づいて配置されて
いる。上記ヘッドボルト孔２０，２０，…は、シリンダ
ヘッド１をシリンダブロック１５の上面に締結するシリ
ンダボルトが螺合されるもので、１つのシリンダボア
（同図に仮想線で示す）の周りに等間隔に４つづつ配置
されるように形成されたものである。また、２１，２
１，…，２２，２２，…は、それぞれ吸気側及び排気側
のバルブ駆動系が収容される孔部である。

【００５０】この孔部２１，２２には、図５に示すよう
に、それぞれ吸気バルブ２３及び排気バルブ２４を閉状
態になる側（同図の上側）に付勢するバルブスプリング
２５と、バルブ軸の先端に連結されて上記バルブスプリ
ング２５による押圧付勢力を受けるバケット型のバルブ
リフタ２６とが収容されている。また、上記吸気バルブ
２３は、吸気ポート２７と燃焼室２８とを開閉する傘部
２３ａと、該傘部２３ａから図の上方に延び、スリーブ
を介して上記孔部２１内に至るバルブ軸２３ｂとにより
構成されており、一方、上記排気バルブ２４は、吸気バ
ルブ２３と同様に傘部２４ａとバルブ軸２４ｂとにより
構成されている。そして、上記両バルブ２３，２４は、
それぞれバルブリフタ２６を介してカム軸２，３により
直接駆動され、中心軸線ｘ１，ｘ２に沿って往復動する
ようになっており、このものでは、ロッカーアームを用
いたものに較べてカム軸２，３へのバルブ反力を小さく
することができ、コンパクト化も容易になる。

【００５１】また、上記吸気バルブ２３及び排気バルブ
２４は、それぞれ中心軸線ｘ１，ｘ２がシリンダ中心線
ｙに対し互いに反対の側に約１５度傾斜して配置されて
いて、それらの間の挟み角が約３０°と狭く設定されて
いる。すなわち、上記吸気バルブ２３及び排気バルブ２
４はそれぞれ上下方向に延びるように配置されており、
吸気ポート２７が燃焼室２８から滑らかに上方に延びる
ように形成されていて、吸気の流通抵抗の低減が図られ
ている。また、バルブ２３，２４が上下方向に延びるよ
うに配置されているので、該バルブ２３，２４を開閉作
動させるときにカム軸２，３に作用するバルブ反力の上
下方向成分は大きくなり易い。

【００５２】上記タイミングベルト９は、図３に示すよ
うに、吸気側及び排気側の２つのカムプーリ５，６の間
で略水平に延びる一方、上記各カムプーリ５，６とクラ
ンクプーリ８との間では上下方向に延びるように張られ
ており、上記各カムプーリ５，６との係合範囲はテンシ
ョナ１２により張力を加えられた状態でいずれもプーリ
中心に対して約１１０度の角度範囲とされている。その
ため、上記タイミングベルト９から各カムプーリ５，６
に対して作用する力は、それぞれ同図に実線の矢印で示
すように上下方向成分が大きくなっており、このことに
よって、同図に破線の矢印で示すようにバルブからの反
力がカム軸２，３に作用したときに、該カム軸２，３及
び軸受部４，４，…にかかる負担はかなり大きくなる。
特に、ベルト張り側に位置する排気側のカムプーリ６で
は、タイミングベルト９から排気側のカム軸３に作用す
る力は、該排気側カム軸３に作用するバルブ反力と略正
反対の向きになるので、カム軸３及び軸受部４，４，…
の負担は極めて大きい。

【００５３】また、上記タイミングベルト９は、２つの
カムプーリ５，６及びクランクプーリ８に張架されたと
きに、テンショナ１２により張力を加えられていない自
由状態であっても殆ど遊びのないような長さを有してい
る。すなわち、テンショナ１２により張力を加えた状態
と加えない自由状態との間で、上記タイミングベルト９
と各カムプーリ５，６との係合範囲の変化量は、プーリ
中心に対する角度範囲で１０°以下になっている。言い
換えると、各カムプーリ５，６の歯数が３６であるか
ら、上記タイミングベルト９と各カムプーリ５，６との
係合範囲の変化量は、該各カムプーリ５，６の歯（係合
部）の１ピッチ長以下となっている。

【００５４】より詳しくは、上記吸気側のカムプーリ５
及びクランクプーリ８に外接する接線（同図に仮想線で
示す）の各接点Ｐ１，Ｐ２長さをＬ１とし、テンショナ
１２によりタイミングベルト９に張力を加えた状態で、
上記接点Ｐ１と接点Ｐ２との間のタイミングベルト９の
長さをＬ２とすれば、上記長さＬ１と長さＬ２との差
は、上記カムプーリ５の歯の１ピッチ長以下になってい
る。

【００５５】このように、上記タイミングベルト９は遊
びが極めて少ないので、カムプーリ５，６との係合時に
１ピッチ長以上ずれることはなく、よって、組み付け時
の間違いに起因するバルブタイミングの狂いを回避でき
る。

【００５６】次に、上記ＶＶＴ１０の構成について詳細
に説明する。

【００５７】図６に示すように、シリンダヘッド１の上
部に設けられたシリンダヘッドカバー３０（図１参照）
の内部において、吸気側のカム軸２の先端部（同図の左
側の端部）には、１番ジャーナルの軸受部４よりも先端
側の外周部にカムプーリ５が上記カム軸２に対し相対回
転可能に取り付けられ、該カムプーリ５の外側には、Ｖ
ＶＴ１０が回転一体に連結されている。

【００５８】上記ＶＶＴ１０は、上記カム軸２の端面に
回転一体に連結されたロータ（内側回動部材）３１と、
そのロータ３１に対し相対的に所定角度だけ回動可能に
連結される一方、上記カムプーリ５に回転一体に連結さ
れた円筒状のケーシング（外側回動部材）３２とを備え
ている。上記ロータ３１は、図７及び図８に示すよう
に、円筒状のボス部の外周部から径方向外方に突出する
４つのベーンが概ね等間隔に設けられたもので、座金部
材３３及びボルト３４によりカム軸２に取り付けられて
一体回転するようになっている。一方、上記ケーシング
３２は中空円筒状に形成され、円盤状の蓋部材３５と共
にボルト３６により上記カムプーリ５に一体的に取り付
けられ、このカムプーリ５と一体回転するようになって
いる。

【００５９】また、上記ケーシング３２の外周径の長さ
Ｄ１は、カムプーリ５の歯底円の直径を長さＤ２とし、
かつタイミングベルト９の歯たけ（歯底から歯先までの
厚み）を長さｔ１としたとき、 Ｄ２−ｔ１≦Ｄ１＜Ｄ２ の関係が満たされる。つまり、上記ＶＶＴ１０のケーシ
ング３２の外径Ｄ１がカムプーリ５の歯底円の直径Ｄ２
よりも僅かに小さくなるように設定されている。

【００６０】尚、上記ケーシング３２外周径Ｄ１と、カ
ムプーリ５の歯底円直径Ｄ２と、タイミングベルト９の
歯たけｔ１との間の関係としては、 Ｄ２−ｔ１≦Ｄ１＜Ｄ２＋ｔ の関係が満たされるようにしてもよい。

【００６１】上記ロータ３１及びケーシング３２は、カ
ム軸２の軸線ｚ１を中心とする同心位置に位置づけら
れ、ロータ３１のベーンとケーシング３２の突出壁部と
が周方向に交互に配置されており、各ベーンの先端面が
ケーシング３２の内周面に摺接する一方、各突出壁部の
先端面がロータ３１のボス部の外周面に摺接している。
すなわち、上記カムプーリ５、ロータ３１及びケーシン
グ３２の間には、ロータ３１のベーンとケーシング３２
の突出壁部とにより周方向に並んで８つの受圧室（液圧
室）１０ａ，１０ｂ，１０ａ，１０ｂ，…が区画形成さ
れている。

【００６２】上記図７及び図８において、３７，３７，
…はベーン及び突出壁部の各先端面に設けられたオイル
シールである。また、図６において、３２ａはケーシン
グ３２と蓋部材３５との間のオイル漏れを防止するため
の環状のオイルシールであり、さらに、３２ｂは上記ケ
ーシング３２とカムプーリ５との間でのオイル漏れを防
止するための環状のオイルシールである。

【００６３】尚、上記カムプーリ５は、内周側部材５ａ
に外周側部材５ｂを嵌合したものであり、該外周側部材
５ｂは精密な歯形を有するように焼結により成型されて
いる。そのため、上記オイルシール３２ｂをケーシング
３２とカムプーリ５の外周側部材５ｂとの間に設けたの
では相性が悪く、オイル漏れの生じる虞れがある。そこ
で、上記オイルシール３２ｂは、ケーシング３２とカム
プーリ５の内周側部材５ａとの間をシールするように内
周側に設けられている。

【００６４】上記８つの受圧室１０ａ，１０ｂ，１０
ａ，１０ｂ，…のうち、ロータ３１の各ベーンに対しカ
ム軸２の回転側に位置づけられた４つの受圧室（遅角側
受圧室）１０ａ，１０ａ，…は、それぞれロータ３１の
ボス部内に形成された油路３１ａに連通されており、こ
の油路３１ａを介して供給される作動油圧が増大すれ
ば、ロータ３１がケーシング３２に対しカム軸２の回転
と反対側に回動され、これにより、吸気バルブ２３の作
動タイミングが遅角側に変更される。

【００６５】一方、上記ロータ３１の各ベーンに対して
遅角側受圧室１０ａ，１０ａ，…の反対側に位置づけら
れた４つの受圧室（進角側受圧室）１０ｂ，１０ｂ，…
は、それぞれ、ロータ３１のボス部内に形成された油路
３１ｂに連通されており、この油路３１ｂを介して供給
される作動油圧が増大すれば、ロータ３１はケーシング
３２に対しカム軸２の回転する側に回動され、吸気バル
ブ２３の作動タイミングが進角側に変更される。

【００６６】上述の如きＶＶＴ１０の作動油圧の制御
は、この実施形態では、エンジンＥのシリンダヘッドカ
バー３０の上面に配置された電磁式のオイルコントロー
ルバルブ（以下ＯＣＶという）４４により行われる。す
なわち、作動油は、シリンダブロック１５内のオイルギ
ャラリ（図示せず）から、図１に示すように、オイルジ
ョイント３８と、エンジン外周に設けられたオイルパイ
プ３９とを経由して、シリンダヘッドカバー３０上面に
設けられたバルブケース４０に送られる。そして、図６
に示すように、オイルジョイント４１を介してユニオン
ボルト４２内の油路に至り、ここからオイルフィルタ４
３を介して上記ＯＣＶ４４に供給される。

【００６７】上記ＯＣＶ４４は、図９に示すように、コ
イル４５及びプランジャ４６を有する電磁ソレノイド４
７と、一端部が上記プランジャ４６に連結される一方、
他端部がスプリング４８により押圧されるスプール４９
と、該スプール４９を収容するケーシング５０とを備
え、図示しないコントロールユニットからの出力信号を
印加された電磁ソレノイド４７により上記スプール４９
の位置が高精度にデューティ制御されて、供給される作
動油の流量及び方向を制御するものである。尚、同図に
おいて、５０ａは、ケーシング５０に形成され、供給さ
れる圧油を受け入れる供給ポート、５０ｂ，５０ｂはＶ
ＶＴ１０側に接続されて作動油を給排する一対のアクチ
ュエータポートであり、さらに、５０ｃ，５０ｃはＶＶ
Ｔ１０側から戻ってきた戻り油を排出するドレンポート
である。

【００６８】そして、上記ＯＣＶ４４により油圧制御さ
れた作動油は、後述の中間部材５２及び軸受部４内に形
成された油路によりカム軸２に供給され、そのカム軸２
内に形成された油路を流通してＶＶＴ１０の各油圧室１
０ａ，１０ｂ，…に供給されるようになっている。

【００６９】詳しくは、図６に示すように、上記バルブ
ケース４０には、カム軸間方向に延びてＯＣＶ４４を収
容する配設孔４０ａが形成され、その配設孔４０ａに直
交して略水平方向に延びるように形成されたインレット
孔４０ｂに上記ユニオンボルト４２やオイルフィルタ４
３が内設されている。また、上記バルブケース４０の配
設孔４０ａを隔てた反インレット孔側には、上下方向に
延びて下面に開口する嵌挿部４０ｃと、その嵌挿部４０
ｃを配設孔４０ａに連通する２つのポート４０ｄ，４０
ｅとが形成されている。さらに、配設孔４０ａの側方か
ら下方に亘って、シリンダヘッドカバー３０上面に臨ん
で開口するドレン孔４０ｆが形成されており、このドレ
ン孔４０ｆの下方に対向するシリンダヘッドカバー３０
の開口部３０ａに続く部位は、上記ＯＣＶ４４からリタ
ーンされる戻り油を開口部３０ａからシリンダブロック
内に還流させるドレン受け部３０ｂとされている。

【００７０】上記中間部材５２は、図１０に示すように
逆Ｔ字形状とされ、上端部がシリンダヘッドカバー３０
の開口部３０ａを貫通して上方に突出して、バルブケー
ス４０の嵌挿部４０ｃに嵌挿される一方、下端部が１番
ジャーナルの軸受部４の上面に取り付け固定されてい
る。すなわち、吸気側のカム軸２を支持する軸受部４，
４，…は、それぞれシリンダヘッド１の上面に設けられ
た半割状の下側軸受部５３（図４参照）と、この下側軸
受部５３の上面に配設され、セットボルト５４，５４に
より下側軸受部５３に締結された半割状のカムキャップ
５５とにより構成されている。そして、上記軸受部４，
４，…には互いに同一の軸受径を有する軸受面４ａが形
成されている。

【００７１】上記中間部材５２には、図６にも示すよう
に、バルブケース４０の嵌挿部４０ｃに嵌挿された状態
で２つのポート４０ｄ，４０ｅのうちの一方４０ｄによ
りＯＣＶ４４に連通する横向きの油路６１と、この油路
６１に連通して斜め下方に延びる油路６２と、上記他方
のポート４０ｅによりＯＣＶ４４に連通する横向きの油
路６３と、この油路６３に連通して上下方向に延びる油
路６４とが形成されている。また、１番ジャーナルのカ
ムキャップ５５には、図６に示すように、中間部材５２
の一方の油路６２に連通して上下方向に延びる油路６５
と、上記中間部材５２の他方の油路６４に連通して斜め
下方に延びる油路６６とが形成されている。

【００７２】そして、１番ジャーナルの軸受面４ａに
は、上記油路６５，６６にそれぞれ連通するようにカム
軸２の軸線ｚ１方向に互いに離れて周方向に開口する２
つの輪溝（開口溝）６７，６８が形成されるとともに、
上記軸受面４ａの軸線ｚ１方向の幅は上記輪溝６７，６
８の分だけ大きくされている。このことで、軸受面４ａ
の面積は輪溝６７，６８が形成されない場合と変わらな
いので、面圧の上昇が抑えられる。

【００７３】一方、カム軸２には、軸線ｚ方向に延びて
いて、一端（図６の左側端）がカム軸２の端面に開口
し、ＶＶＴ１０のロータ３１の油路３１ａに連通する一
方、他端（同図の右側端）がカム軸２の１番ジャーナル
部の外周面に開口し、上記軸受面４ａに形成された一方
の輪溝６７に連通する遅角側の油路（液路）７０が形成
されている。さらに、カム軸２には、上記油路７０と同
様に一端が上記ロータ３１の油路３１ｂに連通する一
方、他端が上記軸受面４ａに形成された他方の輪溝６８
に連通する進角側の油路（液路）７１が形成されてい
る。

【００７４】尚、上記図６において、７３はカム軸２に
設けられたセンシングプレート、７４はシリンダヘッド
カバー３０に設けられたカムアングルセンサである。ま
た、ＶＶＴ１０をカム軸２に固定するボルト３４内に
は、該ＶＶＴ１０から漏れた作動油をシリンダヘッド１
内に還流させるリターン通路７５が形成され、上記の漏
れ油をカム軸２内を介してシリンダヘッド１のリターン
通路７６へ導き、シリンダブロック１５内に還流させ
る。さらに、カムプーリ５とカムキャップ５２及びシリ
ンダヘッド１との間には、オイルシール７７が介設され
ている。

【００７５】このように構成されたＶＶＴ付エンジンＥ
においては、例えばアイドル運転状態のようなエンジン
Ｅの極低負領域において、吸気バルブ２３の作動タイミ
ングを遅角側に変更するときには、ＯＣＶ４４のデュー
ティ制御により遅角側の受圧室１０ａ，１０ａ，…への
作動油圧を増大させる。すなわち、オイルギャラリ側か
ら供給される作動油は、図６に矢印で示すように、ＯＣ
Ｖ４４からバルブケース４０のポート４０ｄ、中間部材
５２の油路６１，６２及びカムキャップ５５の油路６５
を流通して輪溝６７に至り、その輪溝６７に連通される
カム軸２内の遅角側の油路７０を流通して、ロータ３１
の油路３１ａから４つの遅角側受圧室１０ａ，１０ａ，
…に分配供給される。これにより、各遅角側受圧室１０
ａの作動油圧が増大することで、ロータ３１がケーシン
グ３２に対しカム軸２の回転と反対側に回動され、吸気
バルブ２３の作動タイミングが遅角側に変更されて、給
排気のオーバーラップ量が小さくなる。

【００７６】その際、進角側受圧室１０ｂ，１０ｂ，…
から排出された作動油は、ロータ３１内の油路３１ｂを
経て、同図に矢印で示すようにカム軸２内の進角側の油
路７１を流通し、この油路７１に連通される輪溝６８か
らカムキャップ５５内の油路６６に流通する。そして、
中間部材５２の油路６４，６３及びバルブケース４０の
ポート４０ｅを通ってＯＣＶ４４に戻り、ドレン孔４０
ｆから排出されて、シリンダヘッドカバー３０のドレン
受け部３０ｂから開口部３０ａを介してシリンダブロッ
ク１５側に還流される。

【００７７】反対に、例えばエンジンＥの運転状態が高
負荷域にあり、吸気バルブ２３の作動タイミングを進角
側に変更して給排気のオーバーラップ量を大きくしたい
ときには、ＯＣＶ４４のデューティ制御により、上記と
反対の作動油の流れによって進角側受圧室１０ｂ，１０
ｂ，…の作動油圧を増大させればよい。

【００７８】上記の構成により、この実施形態１では、
バルブ挟み角を狭めたＤＯＨＣエンジンＥにおいて、重
量のあるＶＶＴ１０を、吸気側及び排気側の２本のカム
軸２，３のうち、タイミングベルト９の張力の上下方向
成分が相対的に小さくなる緩み側の吸気側カム軸２に設
けたので、張り側の排気側カム軸３に設けた場合に較べ
てカム軸２や軸受部４，４，…にかかる負担を低減する
ことができ、よって、信頼性向上が図られる。

【００７９】すなわち、上記エンジンＥにおいては、吸
気バルブ２３と排気バルブ２４のバルブ挟み角が３０度
と狭く設定されており、上記各バルブ２３，２４がそれ
ぞれ上下方向に延びるように配置されているので、該バ
ルブ２３，２４からカム軸２，３へのバルブ反力の上下
方向成分が大きくなる。しかも、上記エンジンＥにおい
ては、２本のカム軸２，３にそれぞれ設けられたカムプ
ーリ５，６とクランクプーリ８との間で、タイミングベ
ルト９が上下方向に延びるように張られているので、タ
イミングベルト９から各カムプーリ５，６に対して作用
する力の上下方向成分も大きくなる。加えて、シリンダ
ブロック１５側に位置固定される初期張力調整用のテン
ショナ１２を用いているので、タイミングベルト９の張
力のピーク値が大きくなり易い。したがって、上記両カ
ム軸２，３、特にベルト張り側に位置する排気側のカム
軸３では、バルブ反力が作用したときの負担が極めて大
きくなってしまうので、この実施形態では、ＶＶＴ１０
を緩み側の吸気側カム軸２に設けて、上記カム軸２及び
軸受部４，４，…の負担を低減することの効果は極めて
有効なものになるのである。

【００８０】また、この実施形態１では、上記ＶＶＴ１
０を設けた吸気側カム軸２を支持する全ての軸受部４，
４，…は、互いに同一の軸受径を有するものとしたの
で、生産コストの著しい上昇を招くことなく、各軸受部
４の間の同心度を容易に維持することができる。

【００８１】さらに、上記エンジンＥにおいては、上記
タイミングベルト９が、２つのカムプーリ５，６とクラ
ンクプーリ８との間に張架されたときに殆ど遊びがない
長さとされているので、通常、タイミングベルト９をプ
ーリ５，６，８に係合させて張架する作業はかなり困難
な作業になる。そこで、この実施形態では、上記ＶＶＴ
１０のケーシング３２の外周径Ｄ１をカムプーリ５の歯
底円の直径Ｄ２よりも僅かに小さな値としている。この
ことで、まず、上記タイミングベルト９をＶＶＴ１０の
ケーシング３２に引っかけ、続いて、該タイミングベル
ト９の歯の位置とカムプーリ５の歯の位置とを合わせて
係合させるようにすれば、タイミングベルト９の張架作
業を極めて容易に行うことができる。

【００８２】（実施形態２）図１１及び図１２は、本発
明の実施形態２に係るＶＶＴ付ＤＯＨＣエンジンＥを示
し、このエンジンＥは、ＶＶＴ１０を設ける側のカム軸
３を、軸受部４，４，…とヘッドボルトとの干渉を回避
するためにエンジン幅方向外側にオフセット配置したも
のである。尚、この実施形態２におけるエンジンＥの主
要な構成は実施形態１の場合と同様なので、以下、同様
の部分には同一の符号を付して、異なる部分のみを説明
する。

【００８３】上記図１１において、上記ＶＶＴ１０は、
排気バルブ２４を開閉作動させる排気側のカム軸３に設
けられ、該カム軸３は、タイミングベルト９の張力が相
対的に高くなる張り側に位置づけられている。上記排気
側のカム軸３は、シリンダヘッド１に設けられたヘッド
ボルト孔２０，２０，…よりもエンジン幅方向外側（同
図の下側）に配置されていて、ＶＶＴ１０に最も近い１
番ジャーナルの軸受部４は、軸受面４ａの軸線ｚ２方向
の幅が大きくなるように、エンジンＥの長手方向内側
（同図の右側）に拡大されている。

【００８４】一方、吸気バルブ２３を開閉作動させる吸
気側のカム軸２は、ヘッドボルト孔２０，２０，…の中
心線方向から見て、該ヘッドボルト孔２０，２０，…に
重なるように、即ち上記排気側のカム軸３に近づけて配
置されている。このことで、図１２に示すように、吸気
側のカム軸２によりバルブリフタ２６を介して直接駆動
される吸気バルブ２３と、排気側のカム軸３により同様
に直接駆動される排気バルブ２４との間のバルブ挟み角
は約３０度と狭く設定されている。

【００８５】したがって、この実施形態２によれば、Ｖ
ＶＴ１０が設けられた排気側のカム軸３を支持する軸受
部４，４，…のうち、最も負担のかかる１番ジャーナル
の軸受部４をエンジン長手方向に拡大して、軸受面積を
大きくすることで、該軸受面４ａに作用する圧力を低減
させて、カム軸３や軸受部４にかかる負担を小さくする
ことができる。このため、ＶＶＴ１０をタイミングベル
ト９の張り側に配置されたカム軸に設けることも可能に
なる。しかも、上記１番ジャーナルの軸受部４をエンジ
ン長手方向の内側に拡大しているので、エンジンＥの長
手方向寸法の無用の増大を防止できる。

【００８６】（実施形態３）図１３及び図１４は、本発
明の実施形態３に係るＶＶＴ付ＤＯＨＣエンジンＥを示
し、このエンジンＥは、実施形態２の発明と同様にＶＶ
Ｔ１０を設ける側のカム軸２をエンジン幅方向外側にオ
フセット配置するとともに、吸気バルブ２３及び排気バ
ルブ２４をそれぞれロッカーアーム８０，８５を介して
駆動するものである。尚、この実施形態３におけるエン
ジンＥの主要な構成も実施形態１，２の場合と同様なの
で、以下、同様の部分には同一の符号を付して、異なる
部分のみを説明する。

【００８７】上記図１３において、上記ＶＶＴ１０は、
吸気バルブ２３を開閉作動させる吸気側のカム軸２に設
けられ、該カム軸２は、実施形態１と同様にタイミング
ベルト９の張力が相対的に低くなる緩み側に位置づけら
れている。また、上記吸気側のカム軸２は、実施形態２
の排気側カム軸３と同様、シリンダヘッド１に設けられ
たヘッドボルト孔２０，２０，…よりもエンジン幅方向
外側（同図の上側）に配置されていて、ＶＶＴ１０に最
も近い１番ジャーナルの軸受部４は、軸受面４ａの軸線
ｚ１方向の幅が大きくなるように、エンジンＥの長手方
向内側（同図の右側）に拡大されている。

【００８８】上記吸気側のカム軸２は、図１４にも示す
ように、ロッカーアーム８０を介して吸気バルブ２３を
駆動するものである。上記ロッカーアーム８０は、カム
軸２によりローラベアリング８１を介して上方から押圧
され、揺動支点８２を支点として上下に動作して、吸気
バルブ２３をバルブ軸２３ｂの軸線ｘ１に沿って上下に
往復動させる。また、上記ロッカーアーム８０の吸気バ
ルブ２３との当接部分８３は、カム軸２と摺接するロー
ラベアリング８１の位置（摺接位置）よりもエンジン幅
方向内側に設けられており、このことで、吸気バルブ２
３のバルブ軸２３ｂの軸線ｘ１は、シリンダ中心線ｙに
対し約１０°の狭い角度とされている。つまり、上記吸
気バルブ２３は上下方向に延びるように配置されてお
り、吸気ポート２７は燃焼室２８から滑らかに上方に延
びるように形成されている。

【００８９】一方、排気バルブ２４を開閉作動させる排
気側のカム軸３は、実施形態２の吸気側カム軸２と同
様、ヘッドボルト孔２０，２０，…に干渉するように配
置されていて、吸気側のカム軸２同様、揺動支点８６を
支点として動作するロッカーアーム８５を介して排気バ
ルブ２４を駆動するものである。上記ロッカーアーム８
５の排気バルブ２４との当接部分８７は、カム軸２と摺
接するローラベアリング８８の位置（摺接位置）よりも
エンジン幅方向外側に設けられて、排気バルブ２４のバ
ルブ軸２４ｂの軸線ｘ２は、シリンダ中心線ｙに対し約
２０°の角度とされている。

【００９０】したがって、上記実施形態３によれば、上
記実施形態２と同様の作用効果が得られる上、吸気バル
ブ２３の配置上の自由度が高く、実施形態１よりもさら
に上下方向に配置されているので、吸気ポート２７を上
記実施形態１よりも滑らかに燃焼室２８に連通するよう
に形成することができ、よって、吸気流通抵抗の低減作
用を一層高めることができる。

【００９１】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、その他種々の実施形態を包含するものであ
る。すなわち、上記各実施形態では、クランク軸７から
の回転入力をタイミングベルト９及びカムプーリ５，６
によりカム軸２，３に伝達するようにしているが、これ
に限らず、例えば、チェーン及びスプロケットにより伝
達するようにしてもよい。

【００９２】また、ＶＶＴの構成としては、油圧力によ
りカム軸２，３の軸線ｚ１，ｚ２方向に進退するピスト
ン部材を設け、このピストン部材の上記軸線ｚ１，ｚ２
方向の相対変位をヘリカルスプラインにより回転方向の
相対変位に変換して、カム軸２，３とカムプーリ５，６
とを相対回転させるものとしてもよい。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエンジ
ンによれば、吸気バルブ及び排気バルブの狭角化によ
り、吸排気の流通抵抗の低減、及びエンジン幅方向のコ
ンパクト化が図られる。しかも、重量の有るバルブタイ
ミング可変手段を緩み側のカム軸に設けることで、無端
伝動部材の張力増大によるカム軸や軸受部の負担を低減
することができ、よって、信頼性を高めることができ
る。

【００９４】請求項２記載の発明によれば、第１カム軸
を支持する全ての軸受部の軸受径を同一とすることで、
生産コストの著しい上昇を招くことなく、各軸受部の間
の同心度を容易に維持することができる。

【００９５】請求項３記載の発明によれば、カム軸への
バルブ反力を小さくして、カム軸や軸受部の負担を低減
することができる上、エンジンのコンパクト化が容易に
なる。

【００９６】請求項４又は請求項５記載の発明では、バ
ルブ反力によるカム軸への負担が大きくなるので、カム
軸や軸受部への負担を低減する効果が特に有効になる。

【００９７】請求項６記載の発明では、バルブタイミン
グ可変手段を緩み側の第１カム軸に配設することによる
効果が極めて大きい。

【００９８】請求項７記載の発明によれば、軸受部に液
路としての開口溝を形成していても、そのことによる軸
受面の圧力上昇を抑えることができる。

【００９９】請求項８〜１１のいずれか１つに記載の発
明では、無端伝動部材から各従動輪に作用する力の上下
方向成分が大きくなるので、カム軸や軸受部への負担を
低減する効果が特に有効になる。

【０１００】請求項１２記載の発明では、シリンダブロ
ック側に位置固定されテンショナを用いているので、無
端伝動部材の張力のピーク値が大きくなり易く、カム軸
や軸受部への負担を低減する効果が特に有効になる。

【０１０１】請求項１３記載の発明における可変バルブ
タイミング装置付ＤＯＨＣエンジンによれば、吸気バル
ブ及び排気バルブの狭角化により、吸排気の流通抵抗の
低減、及びエンジン幅方向のコンパクト化が図られ、し
かも、重量の有るバルブタイミング可変手段が設けられ
たカム軸を支持する軸受部を、ヘッドボルトとの干渉の
問題を回避しつつ軸受面の幅が大きくなるように拡大す
ることができるので、カム軸や軸受部にかかる負担を小
さくできる。また、エンジンの長手方向の寸法が大きく
なることもない。

【０１０２】請求項１４記載の発明によれば、請求項３
記載の発明と同様の効果が得られる。

【０１０３】請求項１５記載の発明によれば、バルブタ
イミング可変手段が設けられた第１カム軸側について、
バルブの配置上の自由度が高まり、吸排気の流通抵抗の
低減作用を一層高めることができる。

【０１０４】請求項１６記載の発明によれば、バルブタ
イミング可変手段が設けられていない第２カム軸側につ
いてもバルブ配置上の自由度が高まる。

【０１０５】請求項１７記載の発明によれば、吸気側の
流通抵抗の低減によりエンジン性能を有効に向上させる
ことができる。

【０１０６】請求項１８記載の発明における可変バルブ
タイミング装置付ＤＯＨＣエンジンよれば、請求項１記
載の発明と同様に信頼性向上が図られる上、タイミング
ベルトをプーリに係合させて張架する作業の容易化が図
られる。

【０１０７】請求項１９記載の発明によれば、請求項１
８記載の発明と同様にタイミングベルトの張架作業の容
易化が図られる。

【０１０８】請求項２０記載の発明によれば、タイミン
グベルトの張架作業のさらなる容易化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るエンジンＥの構成を
示す上面図である。

【図２】図１のエンジンＥのシリンダヘッド上部の構成
を示す上面図である。

【図３】カムプーリ及びクランクプーリにタイミングベ
ルトを張架した構成を示すエンジンＥの正面図である。

【図４】２本のカム軸を省略して、軸受部とヘッドボル
ト孔との位置関係を示す図２の拡大図である。

【図５】バルブの配置を示す説明図である。

【図６】ＶＶＴの構成を示す図１の VI-VI 線における
断面図である。

【図７】図６の VII-VII 線におけるＶＶＴの断面図で
ある。

【図８】図６の VIII-VIII 線におけるＶＶＴの断面図
である。

【図９】ＯＣＶの構成を示す説明図である。

【図１０】カムキャップ及び中間部材の構成を示す説明
図である。

【図１１】実施形態２に係る図４相当図である。

【図１２】実施形態２に係る図５相当図である。

【図１３】実施形態３に係る図４相当図である。

【図１４】実施形態３に係る図５相当図である。

【符号の説明】

Ｅ ＶＶＴ付ＤＯＨＣエンジン １ シリンダヘッド ２ 吸気側のカム軸（第１カム軸） ３ 排気側のカム軸（第２カム軸） ４ 軸受部 ４ａ 軸受面 ５，６ カムプーリ（従動輪） ７ クランク軸 ８ クランクプーリ（駆動輪） ９ タイミングベルト（無端伝動部材） １０ バルブタイミング可変装置（バルブタイ
ミング可変手段） １２ テンショナ ２０ ヘッドボルト孔 ２３ 吸気バルブ ２４ 排気バルブ ２６ バルブリフタ ３２ ＶＶＴのケーシング ６７，６８ 輪溝（開口溝） ７０ 遅角側の油路（液路） ７１ 進角側の油路（液路） ８０，８５ ロッカーアーム ８１，８８ ローラベアリング（カム軸とロッカーア
ームとの摺接位置） ｘ１ 吸気バルブのバルブ軸の軸線 ｘ２ 排気バルブのバルブ軸の軸線 ｙ シリンダ中心線 ｚ１ 吸気側のカム軸の軸線 ｚ２ 排気側のカム軸の軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 67/06 Ｆ０２Ｂ 67/06 Ｊ Ａ Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｋ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドの左右両側に配設され、
   かつクランク軸上の駆動輪に共通の無端伝動部材を介し
   て駆動連結される従動輪が設けられ、クランク軸に同期
   して駆動されてそれぞれバルブを開閉作動させる第１及
   び第２の２本のカム軸と、 上記第１カム軸の端部に設けられ、該第１カム軸と上記
   従動輪とを相対回転させて、上記第１カム軸のクランク
   軸に対する回転位相を変更するバルブタイミング可変手
   段とを備えた可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエン
   ジンにおいて、 上記第１及び第２の各カム軸は、シリンダの左右両側に
   形成されたヘッドボルト孔の中心線方向から見て、該左
   右各側のヘッドボルト孔の中心線に重なるように配置さ
   れており、 上記第１カム軸は、無端伝動部材の緩み側スパンが進入
   する従動輪を有する緩み側のカム軸であることを特徴と
   する可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエンジン。
2. 【請求項２】 請求項１において、 第１カム軸を支持する全ての軸受部は、互いに同一の軸
   受径を有することを特徴とする可変バルブタイミング装
   置付ＤＯＨＣエンジン。
3. 【請求項３】 請求項２において、 ２本のカム軸はバルブリフタを介して直接バルブを駆動
   するものであることを特徴とする可変バルブタイミング
   装置付ＤＯＨＣエンジン。
4. 【請求項４】 請求項３において、 ２本のカム軸の間隔は、第１カム軸に設けられた従動輪
   の直径の１．１倍以下とされていることを特徴とする可
   変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエンジン。
5. 【請求項５】 請求項１又は請求項３において、 吸気バルブと排気バルブとの間のバルブ挟み角は、４０
   °以下とされていることを特徴とする可変バルブタイミ
   ング装置付ＤＯＨＣエンジン。
6. 【請求項６】 請求項５において、 第２カム軸により開閉作動されるバルブは、バルブ軸の
   シリンダ中心線に対する傾き角が２０°以下とされてい
   ることを特徴とする可変バルブタイミング装置付ＤＯＨ
   Ｃエンジン。
7. 【請求項７】 請求項２において、 バルブタイミング可変手段は作動液の供給を受けて作動
   する液圧式のものであり、 第１カム軸内には、一端が該バルブタイミング可変手段
   に接続される一方、他端がカム軸外周面に開口する作動
   液供給用の液路が形成され、 上記第１カム軸を支持する軸受部のうち、上記バルブタ
   イミング可変手段に最も近い軸受部の軸受面には、上記
   液路の開口部に連通する周方向の開口溝が形成されると
   ともに、 上記軸受部の軸受面は、上記開口溝の形成されていない
   軸受部に較べ、カム軸軸線方向の幅が大きくされている
   ことを特徴とする可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣ
   エンジン。
8. 【請求項８】 請求項１において、 ２本のカム軸の２つの従動輪と無端伝動部材との係合範
   囲は、いずれも従動輪中心に対し１２０度以内の角度範
   囲とされていることを特徴とする可変バルブタイミング
   装置付ＤＯＨＣエンジン。
9. 【請求項９】 請求項１又は８において、 無端伝動部材の緩み側スパンには、該緩み側スパンを押
   圧して無端伝動部材の張力を調整するテンショナが設け
   られており、 上記テンショナにより無端伝動部材に張力を加えたとき
   に、加えない自由状態と較べ、無端伝動部材と各従動輪
   との係合範囲の変化量が従動輪中心に対する角度範囲で
   １０°以下であることを特徴とする可変バルブタイミン
   グ装置付ＤＯＨＣエンジン。
10. 【請求項１０】 請求項１において、 無端伝動部材の緩み側スパンには、該緩み側スパンを押
    圧して無端伝動部材の張力を調整するテンショナが設け
    られており、 上記テンショナにより無端伝動部材に張力を加えたとき
    に、加えない自由状態と較べ、無端伝動部材と各従動輪
    との係合範囲の変化量が該各従動輪の係合部の１ピッチ
    長以下であることを特徴とする可変バルブタイミング装
    置付ＤＯＨＣエンジン。
11. 【請求項１１】 請求項１において、 無端伝動部材の緩み側スパンには、該緩み側スパンを押
    圧して無端伝動部材の張力を調整するテンショナが設け
    られており、 上記第１カム軸の従動輪とクランク軸の駆動輪とに外接
    する接線の各接点間の長さをＬ１とし、 上記テンショナにより無端伝動部材に張力を加えた状態
    で、上記各接点間に張られた無端伝動部材の長さをＬ２
    としたとき、 上記長さＬ１と長さＬ２との差は、上記従動輪の係合部
    の１ピッチ長以下であることを特徴とする可変バルブタ
    イミング装置付ＤＯＨＣエンジン。
12. 【請求項１２】 請求項１において、 テンショナは、無端伝動部材を駆動輪及び従動輪に巻き
    掛けるときに位置固定される初期張力調整用のものであ
    ることを特徴とする可変バルブタイミング装置付ＤＯＨ
    Ｃエンジン。
13. 【請求項１３】 シリンダヘッドの左右両側に配設さ
    れ、かつクランク軸上の駆動輪に共通の無端伝動部材を
    介して駆動連結される従動輪が設けられ、クランク軸に
    同期して駆動されてそれぞれバルブを開閉作動させる第
    １及び第２の２本のカム軸と、 上記第１カム軸の端部に設けられ、該第１カム軸と上記
    従動輪とを相対回転させて、第１カム軸のクランク軸に
    対する回転位相を変更するバルブタイミング可変手段と
    を備えた可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエンジン
    において、 上記第１カム軸は、シリンダの左右両側に形成されたヘ
    ッドボルト孔の中心線方向から見て、該ヘッドボルト孔
    よりもエンジンの左右方向外側に配置されており、 上記第２カム軸は、上記ヘッドボルト孔の中心線方向か
    ら見て、該ヘッドボルト孔の中心線に重なるか、又は該
    ヘッドボルト孔よりもエンジンの左右方向内側に配置さ
    れており、 上記第１カム軸を支持する軸受部のうち、バルブタイミ
    ング可変手段に最も近い軸受部の軸受面は、他の軸受部
    に較べ、カム軸軸線方向のエンジン内側に拡大されてい
    ることを特徴とする可変バルブタイミング装置付ＤＯＨ
    Ｃエンジン。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、 第１カム軸を支持する全ての軸受部は、互いに同一の軸
    受径を有することを特徴とする可変バルブタイミング装
    置付ＤＯＨＣエンジン。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、 第１カム軸はロッカーアームを介してバルブを駆動する
    ものであり、 上記ロッカーアームのバルブとの当接部分は、該ロッカ
    ーアームと上記第１カム軸との摺接位置よりもエンジン
    幅方向内側に設けられていることを特徴とする可変バル
    ブタイミング装置付ＤＯＨＣエンジン。
16. 【請求項１６】 請求項１５において、 第２カム軸はロッカーアームを介してバルブを駆動する
    ものであり、 上記ロッカーアームのバルブとの当接部分は、該ロッカ
    ーアームと上記第２カム軸との摺接位置よりもエンジン
    幅方向外側に設けられていることを特徴とする可変バル
    ブタイミング装置付ＤＯＨＣエンジン。
17. 【請求項１７】 請求項１５又は１６において、 第１カム軸は吸気バルブを開閉作動させるものであるこ
    とを特徴とする可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエ
    ンジン。
18. 【請求項１８】 シリンダヘッドの左右両側に配設さ
    れ、かつクランク軸上の駆動プーリに共通のタイミング
    ベルトを介して駆動連結される従動プーリが設けられ、
    クランク軸に同期して駆動されてそれぞれバルブを開閉
    作動させる第１及び第２の２本のカム軸と、 上記第１カム軸の端部に設けられ、該第１カム軸と上記
    従動プーリとを相対回転させて、第１カム軸のクランク
    軸に対する回転位相を変更するバルブタイミング可変手
    段とを備えた可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエン
    ジンにおいて、 上記第１カム軸は、タイミングベルトの緩み側スパンが
    進入する従動プーリを有するものであり、 上記タイミングベルトの緩み側スパンには、該緩み側ス
    パンを押圧してタイミングベルトの張力を調整するテン
    ショナが設けられ、上記第１カム軸の従動プーリ及び駆
    動プーリに外接する接線の各接点間の長さをＬ１とし、
    上記テンショナによりタイミングベルトに張力を加えた
    ときに上記各接点間に張られたタイミングベルトの長さ
    をＬ２としたとき、上記長さＬ１と長さＬ２との差はタ
    イミングベルトの歯たけｔ１以下とされており、 上記バルブタイミング可変手段は、 第１カム軸に回転一体に連結された内側回動部材と、 上記内側回動部材に対し相対回転可能に外嵌合されて連
    結される一方、上記従動プーリに回転一体に連結されて
    カム軸軸線方向に延びる円筒状の外側回動部材とを有
    し、 上記外側回動部材外周の直径を長さＤ１とし、 上記従動プーリの歯底円の直径を長さＤ２としたとき、 Ｄ２−ｔ１≦Ｄ１＜Ｄ２＋ｔ１ の関係が満たされてい
    ることを特徴とする可変バルブタイミング装置付ＤＯＨ
    Ｃエンジン。
19. 【請求項１９】 請求項１１において、 無端伝動部材はタイミングベルトであり、 バルブタイミング可変手段は、 第１カム軸に回転一体に連結された内側回動部材と、 上記内側回動部材に対し相対回転可能に外嵌合されて連
    結される一方、上記従動プーリに回転一体に連結されて
    カム軸軸線方向に延びる円筒状の外側回動部材とを有
    し、 上記外側回動部材外周の直径を長さＤ１とし、 上記従動プーリの歯底円の直径を長さＤ２とし、 上記タイミングベルトの歯たけを長さｔ１としたとき、 Ｄ２−ｔ１≦Ｄ１＜Ｄ２＋ｔ１ の関係が満たされてい
    ることを特徴とする可変バルブタイミング装置付ＤＯＨ
    Ｃエンジン。
20. 【請求項２０】 請求項１８又は１９において、 外側回動部材外周の直径Ｄ１と、 第１カム軸に設けられた従動プーリの歯底円の直径Ｄ２
    と、 タイミングベルトの歯たけｔ１との間には、 Ｄ２−ｔ１≦Ｄ１＜Ｄ２ の関係が満たされていること
    を特徴とする可変バルブタイミング装置付ＤＯＨＣエン
    ジン。