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JP2001073718A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

エンジンの動弁装置

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Publication number
JP2001073718A
JP2001073718A JP24973699A JP24973699A JP2001073718A JP 2001073718 A JP2001073718 A JP 2001073718A JP 24973699 A JP24973699 A JP 24973699A JP 24973699 A JP24973699 A JP 24973699A JP 2001073718 A JP2001073718 A JP 2001073718A
Authority
JP
Japan
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camshaft
changing device
phase changing
exhaust
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24973699A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomotaka Takano
友孝 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP24973699A priority Critical patent/JP2001073718A/ja
Priority to US09/643,814 priority patent/US6325031B1/en
Priority to EP00119132A priority patent/EP1081341A3/en
Publication of JP2001073718A publication Critical patent/JP2001073718A/ja
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L1/0532—Camshafts overhead type the cams being directly in contact with the driven valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
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    • F01L2001/34486—Location and number of the means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34496—Two phasers on different camshafts

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気カム軸用位相変更装置と排気カム軸用位
相変更装置をエンジンの同じ一側部に配設する構造を採
りながら、両カム軸の軸間距離を短くできるようにす
る。 【解決手段】 吸気カム軸用位相変更装置１３と排気カ
ム軸用位相変更装置１４をエンジン１の同じ一側部に設
ける。排気カム軸用位相変更装置１４の入力部材１４ａ
をクランク軸にタイミングベルトによって接続する。排
気カム軸用位相変更装置１４の出力部材１４ｂを排気カ
ム軸１２に接続する。排気カム軸１２に吸気カム軸用位
相変更装置１３の入力部材１３ａをチェーン１９によっ
て接続する。吸気カム軸用位相変更装置１３の出力部材
１３ｂに吸気カム軸１３を接続する。タイミングベルト
７を、吸気カム軸用位相変更装置１３の外周部に回転自
在に支持させたプーリ２１に添接させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気カム軸と排気
カム軸の軸端部に、これらのカム軸の回転位相を変化さ
せる位相変更装置をそれぞれ装着したエンジンの動弁装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のエンジンの動弁装置とし
ては、例えば特許第２７３８７４５号公報に開示された
ものがある。この公報に示された動弁装置は、吸気カム
軸の一端部を吸気カム軸用位相変更装置を介してクラン
ク軸に接続し、吸気カム軸の他端部と排気カム軸とを排
気カム軸用位相変更装置を介して接続している。これら
の位相変更装置は、駆動力が伝達される入力部材と、こ
の入力部材とカム軸との間にヘリカルスプラインによっ
て軸線方向に移動自在かつ回動自在に介装した出力部材
とを備え、この出力部材を油圧で駆動することによっ
て、出力部材の往復運動が回動運動に変換されてカム軸
に伝達され、カム軸の回転位相が変化する構造を採って
いる。
【０００３】この従来の動弁装置は、クランク軸から吸
気カム軸用位相変更装置を介して吸気カム軸に駆動力が
伝達され、この吸気カム軸から排気カム軸用位相変更装
置を介して排気カム軸に駆動力が伝達される。前記吸気
カム軸用位相変更装置と排気カム軸用位相変更装置は、
吸気カム軸または排気カム軸の一端部と他端部とに振り
分けるようにして装着している。また、クランク軸から
吸気カム軸用位相変更装置への動力伝達はベルトを使用
し、排気カム軸用位相変更装置が介在する動力伝達系で
の動力伝達はチェーンを使用している。前記ベルトは、
吸気カム軸用位相変更装置の外周部に形成したプーリに
巻掛けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、吸気カム軸用
位相変更装置と排気カム軸用位相変更装置とをカム軸の
一端部と他端部とに設けると、エンジンの全長（カム軸
の軸線方向の長さ）が長くなってしまうという問題があ
った。このような不具合は、二つの位相変更装置をエン
ジンの同じ一側部に配設することによって解消すること
ができる。しかしながら、二つの位相変更装置が横に並
ぶように並設されると、クランク軸から吸気カム軸用位
相変更装置に動力を伝達するベルトを二つの位相変更装
置の間に通さなければならないため、ベルトを通す空間
を形成する分だけ両位相変更装置の間隔を拡げなければ
ならず、吸気カム軸と排気カム軸との間隔が広くなって
しまうという新たな問題が生じる。両カム軸の軸間距離
が長くなると、吸・排気弁のバルブ挟み角が大きくな
り、高出力化を図るために燃焼室を扁平に形成して圧縮
比を高くすることができなくなってしまう。ベルトと排
気カム軸用位相変更装置との干渉を避けるために、排気
カム軸用位相変更装置の位置を軸線方向にずらしたので
は、二つの位相変更装置を並べて軸線方向の小型化を図
ることはできなくなってしまう。
【０００５】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、吸気カム軸用位相変更装置と排気カ
ム軸用位相変更装置をエンジンの同じ一側部に配設する
構造を採りながら、両カム軸の軸間距離を短くすること
ができる動弁装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係るエンジンの動弁装置は、吸気カム軸用
位相変更装置と排気カム軸用位相変更装置をエンジンの
同じ一側部に設け、一方のカム軸に設けた位相変更装置
の入力部をクランク軸に第１の巻掛け式伝動手段によっ
て接続するとともに、この位相変更装置の出力部を前記
一方のカム軸に接続し、この一方のカム軸に他方のカム
軸の位相変更装置の入力部を第２の巻掛け式伝動手段に
よって接続するとともに、他方のカム軸の位相変更装置
の出力部に他方のカム軸を接続し、他方のカム軸の位相
変更装置の外周部に回転自在に支持させたプーリに第１
の巻掛け式伝動手段を添接させたものである。本発明に
よれば、二つの位相変更装置の間に第１の巻掛け式伝動
手段を通す空間を設けておく必要がなくなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るエンジンの動
弁装置の一実施の形態を図１ないし図４によって詳細に
説明する。図１は本発明に係る動弁装置を装備したエン
ジンの正面図、図２は動弁装置の位相変更装置部分を拡
大して示す平面図で、同図は一部を破断して描いてあ
る。図３はエンジン回転数とトルクの関係を示すグラ
フ、図４はバルブタイミングの変化を示すグラフであ
る。
【０００８】これらの図において、符号１で示すもの
は、この実施の形態によるＤＯＨＣ型多気筒エンジンで
ある。符号２はシリンダブロックを示し、３はシリンダ
ヘッド、４はヘッドカバー、５はクランク軸を示す。こ
のクランク軸５の一端部に固定したプーリ６にタイミン
グベルト７を巻掛け、このタイミングベルト７を介して
シリンダヘッド３の動弁装置８に動力を伝達する。前記
タイミングベルト７が本発明に係る第１の巻掛け式伝動
手段を構成している。前記クランク軸５と動弁装置８と
の間にテンショナー９を配設し、このテンショナー９で
タイミングベルト７に張力を付与している。
【０００９】動弁装置８は、図１および図２において右
側に位置する吸気カム軸１１と、左側に位置する排気カ
ム軸１２と、吸気カム軸１１の軸端部に軸装した吸気カ
ム軸用位相変更装置１３と、排気カム軸１２の軸端部に
軸装した排気カム軸用位相変更装置１４を備えている。
前記両位相変更装置１３，１４は、エンジン１の同じ一
側部にカム軸１１，１２の軸線と直交する方向に並べて
配設している。また、これらの位相変更装置１３，１４
は、従来からよく知られているベーンタイプのもので、
図２に示すように、ハウジングを構成する入力部材１３
ａ，１４ａと、この入力部材１３ａ，１４ａの内部に位
置する出力部材１３ｂ，１４ｂとをそれぞれ備え、供給
される油圧によって入力部材１３ａ，１４ａに対する出
力部材１３ｂ，１４ｂの回転位相を変化させる構造を採
っている。前記油圧は、図示していない油圧ポンプから
吸気カム軸側制御弁または排気カム軸側制御弁を介して
供給される。
【００１０】吸気カム軸用位相変更装置１３の入力部材
１３ａは、吸気カム軸１１の軸端部に回転自在に支持さ
せ、吸気カム軸１１と同一軸線上に位置する円筒軸１５
を固着している。この円筒軸１５は、先端部をシリンダ
ヘッド３内部の動弁カム室１６に延設し、吸気カム軸側
チェーンスプロケット１７を一体に形成している。この
チェーンスプロケット１７は、排気カム軸１２に一体に
形成した排気カム軸側チェーンスプロケット１８にチェ
ーン１９を介して接続している。このチェーン１９が本
発明に係る第２の巻掛け式伝動手段を構成している。チ
ェーン１９は、吸気カム軸１１と排気カム軸１２との間
に配設したチェーンテンショナー２０によって張力が付
与されている。前記両スプロケット１７，１８は、排気
カム軸１２と前記円筒軸１５とが同一回転数で回転する
ように歯数を設定している。また、前記入力部材１３の
外周部には、前記タイミングベルト７を添接させるプー
リ２１を軸受２２によって回転自在に支持させている。
【００１１】この吸気カム軸用位相変更装置１３の出力
部材１３ｂは、吸気カム軸１１の軸端部に固着してい
る。この出力部材１３ｂの回転位相が変化することによ
って、吸気カム軸１１の回転位相が同方向に変化し、図
示していない吸気バルブのバルブタイミングが変化す
る。この吸気カム軸用位相変更装置１３は、吸気カム軸
１１内の第１の油通路２３から油圧が供給されることに
よって、吸気バルブのバルブタイミングが中立位置に位
置付けられ、吸気カム軸１１の外周部に形成した第２の
油通路２４から油圧が供給されることによって、吸気バ
ルブのバルブタイミングが予め定めた角度だけ進角する
構造を採っている。前記第１の油通路２３と第２の油通
路２４は、吸気カム軸側制御弁を介して油圧ポンプに連
通させている。これらの油通路への油圧の供給・停止
は、前記制御弁によって切換えるようにしている。
【００１２】排気カム軸用位相変更装置１４の入力部材
１４ａは、排気カム軸１２の軸端部に回転自在に支持さ
せ、前記タイミングベルト７を巻掛けるプーリ２５を固
定している。このプーリ２５は、前記入力部材１４ａと
シリンダヘッド３との間に位置するように配設してい
る。この排気カム軸用位相変更装置１４の出力部材１４
ｂは、排気カム軸１２の軸端部に固着している。この出
力部材１４ｂの回転位相が変化することによって、排気
カム軸１２の回転位相が同方向に変化し、図示していな
い排気バルブのバルブタイミングが変化する。この排気
カム軸用位相変更装置１４は、排気カム軸１２内の第１
の油通路２６から油圧が供給されることによって排気バ
ルブのバルブタイミングが中立位置に位置付けられ、第
２の油通路２７から油圧が供給されることによって、排
気バルブのバルブタイミングが予め定めた角度だけ遅角
する構造を採っている。前記第１の油通路２６と第２の
油通路２７は、排気カム軸側制御弁を介して油圧ポンプ
に連通させている。これらの油通路への油圧の供給・停
止は、前記制御弁によって切換えるようにしている。
【００１３】上述したように構成した動弁装置８の動作
を図３および図４によって説明する。この動弁装置８の
前記両位相変更装置１３，１４は、エンジン１の負荷と
回転数に対応するように動作させる。この実施の形態で
は、エンジン１の運転域を図３中に符号Ａ〜Ｄで示すよ
うに四つの領域に分けて両位相変更装置１３，１４を制
御している。領域Ａは、アイドリング運転域を含む低負
荷低回転域を示し、領域Ｂは中負荷中回転域を示し、領
域Ｃは高負荷低回転域を示し、領域Ｄは高負荷高回転域
を示している。図３において実線で示す曲線はエンジン
１のトルクの変化を示し、破線で示す曲線はエンジン１
の負荷の変化を示している。図４は、横軸にクランク角
をとるとともに、縦軸に吸・排気バルブのバルブリフト
量をとり、エンジンが１回転するときのバルブリフト量
の変化を示している。
【００１４】エンジン運転域が領域Ａまたは領域Ｄにあ
るときには、両位相変更装置１３，１４にそれぞれ第１
の油通路２３，２６から油圧を供給し、図４に示すよう
に、吸気バルブと排気バルブのバルブタイミングを中立
位置に位置付ける。エンジン運転域が領域Ｂにあるとき
には、排気カム軸用位相変更装置１４に第２の油通路２
７から油圧を供給して排気カム軸１２の回転位相を遅角
させる。この制御を実施することにより、吸気カム軸用
位相変更装置１３を作動させなくても吸気カム軸１１の
実質的な回転位相が遅角し、図４に示すように、吸・排
気バルブのバルブタイミングが遅角側へ移行する。これ
は、排気カム軸１２の位相変更に伴なって吸気カム軸用
位相変更装置１３の入力部材１３ａの回転位相も遅角す
るからである。
【００１５】エンジン運転域が領域Ｃにあるときには、
排気カム軸用位相変更装置１４に第１の油通路２６から
油圧を供給するとともに、吸気カム軸用位相変更装置１
３に第２の油通路２４から油圧を供給する。この制御を
実施することにより、吸気カム軸１１の回転位相が進角
し、図４に示すように、吸気バルブのバルブタイミング
が進角側へ移行する。エンジン運転域が領域Ｄ（高負荷
高回転域）にあるときには、領域Ａにあるときと同様
に、両位相変更装置１３，１４にそれぞれ第１の油通路
２３，２６から油圧を供給する。このように二つの位相
変更装置１３，１４をそれぞれ制御することによって、
吸気カム軸１１と排気カム軸１２の回転位相をそれぞれ
変化させることができる。
【００１６】上述したように構成した動弁装置８は、タ
イミングベルト７を排気カム軸用位相変更装置１４の入
力部材１４ａに一体的に設けたプーリ２５と、吸気カム
軸用位相変更装置１３に回転自在に支持させたプーリ２
１とに巻掛けているから、二つの位相変更装置１３，１
４の間にタイミングベルト７を通す空間を設けておく必
要がなく、これらの位相変更装置１３，１４の間隔を狭
めることができる。このため、吸気カム軸１１と排気カ
ム軸１２の軸間距離を短くして吸・排気バルブのバルブ
挟み角を小さくすることができる。
【００１７】この実施の形態では、第１の巻掛け式伝動
手段としてタイミングベルト７を使用した例を示した
が、これをチェーンに替えても同等の効果を奏する。ま
た、第２の巻掛け式伝動手段を構成するチェーンもベル
トに替えることができる。さらに、吸気カム軸用位相変
更装置１３と排気カム軸用位相変更装置１４は、ベーン
式のものに限定されることはなく、例えばヘリカルスプ
ラインによって出力部材が移動する構造のものでもよ
い。加えて、この実施の形態では、排気カム軸用位相変
更装置１４を吸気カム軸用位相変更装置１３より動力伝
達系の上流側に設けた例を示したが、吸気カム軸用位相
変更装置１３を排気カム軸用位相変更装置１４より動力
伝達系の上流側に設けてもよい。この構造を採る場合に
は、吸気カム軸１１を排気カム軸とするとともに、排気
カム軸１２を吸気カム軸として動弁装置を構成する。こ
れとともに、両位相変更装置１３，１４も出力部材１３
ｂ，１４ｂの作動方向を変更する。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、二
つの位相変更装置の間に第１の巻掛け式伝動手段を通す
空間を設けておく必要がなくなるから、吸気カム軸用位
相変更装置と排気カム軸用位相変更装置をエンジンの同
じ一側部に配設する構造を採りながら、両カム軸の軸間
距離を短くすることができる。このため、本発明を適用
したエンジンは、吸・排気弁のバルブ挟み角を小さくす
ることができ、燃焼室を扁平に形成してエンジン出力の
向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る動弁装置を装備したエンジンの
正面図である。
【図２】 動弁装置の位相変更装置部分を拡大して示す
平面図である。
【図３】 エンジン回転数とトルクの関係を示すグラフ
である。
【図４】 バルブタイミングの変化を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
５…クランク軸、７…タイミングベルト、８…動弁装
置、１１…吸気カム軸、１２…排気カム軸、１３…吸気
カム軸用位相変更装置、１４…排気カム軸用位相変更装
置、１３ａ，１４ａ…入力部材、１３ｂ，１４ｂ…出力
部材、１９…チェーン、２１，２５…プーリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸気カム軸と排気カム軸の軸端部にこれ
    らのカム軸の回転位相を変化させる位相変更装置をそれ
    ぞれ装着したエンジンの動弁装置において、吸気カム軸
    用位相変更装置と排気カム軸用位相変更装置をエンジン
    の同じ一側部に設け、一方のカム軸に設けた位相変更装
    置の入力部をクランク軸に第１の巻掛け式伝動手段によ
    って接続するとともに、この位相変更装置の出力部を前
    記一方のカム軸に接続し、この一方のカム軸に他方のカ
    ム軸の位相変更装置の入力部を第２の巻掛け式伝動手段
    によって接続するとともに、他方のカム軸の位相変更装
    置の出力部に他方のカム軸を接続し、前記他方のカム軸
    の位相変更装置の外周部に回転自在に支持させたプーリ
    に前記第１の巻掛け式伝動手段を添接させたことを特徴
    とするエンジンの動弁装置。
JP24973699A 1999-09-03 1999-09-03 エンジンの動弁装置 Pending JP2001073718A (ja)

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JP24973699A JP2001073718A (ja) 1999-09-03 1999-09-03 エンジンの動弁装置
US09/643,814 US6325031B1 (en) 1999-09-03 2000-08-22 Engine cam shaft drive incorporating VVT
EP00119132A EP1081341A3 (en) 1999-09-03 2000-09-04 Engine with valve drive mechanism

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JP24973699A JP2001073718A (ja) 1999-09-03 1999-09-03 エンジンの動弁装置

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