JP5459057B2 - Engine valve gear - Google Patents
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Description
本発明は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転方向の位相を変化させるカムシャフト位相可変装置を備えて、吸気バルブ、排気バルブのバルブタイミングを変更可能なエンジンの動弁装置に関する。 The present invention relates to a valve operating apparatus for an engine that includes a camshaft phase varying device that changes a phase of a camshaft in a rotational direction with respect to a crankshaft and that can change valve timings of an intake valve and an exhaust valve.
一般に、エンジンには吸、排気バルブを、クランクシャフトの回転と同期したタイミング(即ち、クランクシャフトと回転方向の位相が同一のタイミング)で開閉させる動弁装置が設置されている。しかしながら、このような動弁装置を備えたエンジンでは、吸気バルブ及び排気バルブの最適なバルブタイミングが、エンジンの運転状態(例えばエンジン回転数やエンジン負荷)などによって変化することが知られている。そこで、近年、エンジンの運転状態などに応じて吸気バルブ、排気バルブのバルブタイミングを変化させるバルブタイミング可変装置を備えた動弁装置を有するエンジンが提案されている。 In general, an engine is provided with a valve operating device that opens and closes intake and exhaust valves at a timing synchronized with the rotation of the crankshaft (that is, at the same timing in the rotational direction as the crankshaft). However, in an engine equipped with such a valve operating device, it is known that the optimum valve timings of the intake valve and the exhaust valve change depending on the operating state of the engine (for example, the engine speed and engine load). Therefore, in recent years, an engine having a valve operating device including a valve timing variable device that changes the valve timing of the intake valve and the exhaust valve in accordance with the operating state of the engine has been proposed.
例えば特許文献1に記載のように、吸気バルブを駆動する吸気カムが一体に設けられた吸気側カムシャフトに対し、相対回転可能にディスク部材が支持され、このディスク部材に対しアウタクラッチ(電磁ソレノイド)が制動抵抗を付与することで、このディスク部材の吸気側カムシャフトに対する相対回転位相差を変化させ、これにより、吸気側カムシャフトの軸方向位置を変化させて吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変装置が開示されている。 For example, as described in Patent Document 1, a disk member is supported so as to be relatively rotatable with respect to an intake side camshaft integrally provided with an intake cam for driving an intake valve, and an outer clutch (electromagnetic solenoid) is supported on the disk member. ) Applies a braking resistance, thereby changing the relative rotational phase difference of the disk member with respect to the intake camshaft, thereby changing the axial position of the intake camshaft and changing the valve timing of the intake valve. A valve timing variable device is disclosed.
また、特許文献2のバルブタイミング可変制御装置では、カムシャフトが高回転すると端部が拡開するウェイト部を設け、このウェイト部の拡開端部の反対側に爪部を設け、この爪部がカムシャフトの凹部に係止することで、このカムシャフトを軸方向にスライドさせる。カムシャフトには軸方向に2つのカムプロフィールが設けられているので、これらのカムプロフィールが選択されることで吸気バルブ、排気バルブのバルブタイミングが変更される。 Further, in the variable valve timing control device of Patent Document 2, a weight portion whose end portion expands when the camshaft rotates at a high speed is provided, and a claw portion is provided on the opposite side of the expanding end portion of the weight portion. The camshaft is slid in the axial direction by engaging with the recess of the camshaft. Since the camshaft is provided with two cam profiles in the axial direction, the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are changed by selecting these cam profiles.
更に、特許文献3のバルブタイミング制御装置では、カムシャフトが高回転するときに低速用カムシャフトに作用する遠心力によって低速用ウェイトが開いて低速ロックピンが引き抜かれ、ドリブンスプロケット(クランクシャフト)に対してカムシャフトが相対回転した後、高速用ウェイトが開いて高速ロックピンがカムシャフトに挿入され、当該カムシャフトが高速用位相に変更され、これにより吸気バルブのバルブタイミングが変更される。 Further, in the valve timing control device of Patent Document 3, the low speed weight is opened by the centrifugal force acting on the low speed camshaft when the camshaft rotates at a high speed, and the low speed lock pin is pulled out, so that the driven sprocket (crankshaft) After the camshaft rotates relative to the camshaft, the high-speed weight is opened and the high-speed lock pin is inserted into the camshaft, and the camshaft is changed to the high-speed phase, thereby changing the valve timing of the intake valve.
ところが、特許文献1に記載のバルブタイミング可変装置では、吸気バルブのバルブタイミングを変更するためにディスク部材に制動抵抗を付与するアウタクラッチが電磁ソレノイドから構成されているので、バルブタイミング可変装置の大型化が避けられない。 However, in the valve timing variable device described in Patent Document 1, the outer clutch that applies a braking resistance to the disk member to change the valve timing of the intake valve is composed of an electromagnetic solenoid. Inevitable.
更に、特許文献1及び2のバルブタイミング可変制御装置では、カムシャフトが軸方向にスライドする方式であるため、このカムシャフトを収容するシリンダヘッド周りの寸法が大きくなり、エンジンの小型化の妨げとなる。 Furthermore, in the valve timing variable control devices of Patent Documents 1 and 2, since the camshaft slides in the axial direction, the size around the cylinder head that accommodates the camshaft increases, which hinders downsizing of the engine. Become.
また、特許文献3のバルブタイミング制御装置では、バルブスプリングの付勢力が吸気カムに作用することで、カムシャフトがドリブンスプロケット(クランクシャフト)に対して相対回転する構成であり、ドリブンスプロケットに対するカムシャフトの相対回転の禁止/許容を切り換えるだけであって、これらに積極的に相対回転を生じさせるものではない。従って、バルブタイミングが能動的に変更されるものではないので、バルブタイミングの切り換えに際し応答遅れが生じやすい。 Further, in the valve timing control device of Patent Document 3, the camshaft rotates relative to the driven sprocket (crankshaft) by the biasing force of the valve spring acting on the intake cam, and the camshaft with respect to the driven sprocket It is merely switching prohibition / permission of the relative rotation, and does not actively cause the relative rotation. Therefore, since the valve timing is not actively changed, a response delay tends to occur when the valve timing is switched.
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、バルブタイミングの変更に関し応答性が良好で、且つ装置の大型化を回避できるエンジンの動弁装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an engine valve operating device that has been made in consideration of the above-described circumstances, has good responsiveness with respect to a change in valve timing, and can avoid an increase in the size of the device.
また、本発明の他の目的は、エンジンの低回転時、特に冷機始動時にカムシャフトの回転方向の位相を遅角側に変化させて、エンジンからの有害物質の排出を抑制できるエンジンの動弁装置を提供することにある。 Another object of the present invention is an engine valve that can suppress emission of harmful substances from the engine by changing the phase in the rotational direction of the camshaft to the retard side when the engine is running at low speed, particularly when the engine is cold. To provide an apparatus.
本発明は、クランクシャフトと、このクランクシャフトの駆動力で回転し、エンジンのバルブを開閉させるカムを備えたカムシャフトと、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させるカムシャフト位相可変装置とを有するエンジンの動弁装置であって、前記カムシャフト位相可変装置は、前記クランクシャフトの回転が伝達され、前記カムシャフトに対して回転方向に相対変位可能で軸方向に相対変位不能な従動部材と、前記カムシャフトと回転一体に設けられ、前記従動部材に対して回転方向及び軸方向に相対変位可能なガイド部材と、前記従動部材と前記ガイド部材間に配設された遠心ウェイトと、前記従動部材及び前記ガイド部材を互いに接近する方向に付勢する付勢部材と、前記従動部材と前記ガイド部材間に作動油を導入して、その油圧が前記ガイド部材を前記従動部材から軸方向に離反させるように作用する油圧経路とを有し、前記遠心ウェイトが遠心力の作用で前記付勢部材の付勢力に抗して移動することで、または、前記遠心ウェイトが前記油圧経路からの油圧と遠心力の作用で前記付勢部材の付勢力に抗して移動することで、前記ガイド部材は、前記従動部材に対して回転方向及び軸方向に相対変位し、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させるように構成されたことを特徴とするものである。 The present invention relates to a crankshaft, a camshaft having a cam that rotates with the driving force of the crankshaft to open and close an engine valve, and a phase of the camshaft in a rotational direction relative to the crankshaft. A valve operating device for an engine having a camshaft phase varying device, wherein the camshaft phase varying device receives rotation of the crankshaft and is relatively displaceable in the rotational direction with respect to the camshaft; A follower member that is not relatively displaceable, a guide member that is rotatably integrated with the camshaft and that is relatively displaceable in the rotational direction and the axial direction with respect to the follower member, and disposed between the follower member and the guide member. A centrifugal weight, a biasing member that biases the driven member and the guide member toward each other, and the driven member Hydraulic oil is introduced between the guide members, and the hydraulic pressure acts so that the hydraulic pressure separates the guide member from the driven member in the axial direction, and the centrifugal weight is attached by the action of centrifugal force. The guide moves by moving against the urging force of the urging member, or by moving the centrifugal weight against the urging force of the urging member by the action of hydraulic pressure and centrifugal force from the hydraulic path. The member is configured to be relatively displaced in a rotational direction and an axial direction with respect to the driven member, and to change a phase of the rotational direction of the camshaft relative to the crankshaft. .
本発明によれば、遠心ウェイトが遠心力の作用で付勢部材の付勢力に抗して移動することで、ガイド部材が従動部材に対して回転方向に相対変位して、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させるため、簡単な構造で確実にバルブタイミングを変更でき、バルブタイミングの変更に関し動作特性が安定化して信頼性が向上すると共に、応答性も向上する。また、ガイド部材を従動部材に対して相対回転させることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させる構造であり、カムシャフトを軸方向にスライドさせる構造ではないので、シリンダヘッド周りを含めた装置の小型化を実現できる。 According to the present invention, the centrifugal weight moves against the urging force of the urging member by the action of the centrifugal force, so that the guide member is relatively displaced in the rotational direction with respect to the driven member, and the camshaft with respect to the crankshaft Since the phase in the rotation direction is relatively changed, the valve timing can be reliably changed with a simple structure, the operation characteristics are stabilized and the reliability is improved with respect to the change of the valve timing, and the responsiveness is also improved. In addition, by rotating the guide member relative to the driven member, the phase in the rotational direction of the camshaft relative to the crankshaft is changed relatively, and the camshaft is not slid in the axial direction. Miniaturization of the device including around the head can be realized.
更に、遠心ウェイトが油圧経路からの油圧と遠心力の作用で付勢部材の付勢力に抗して移動することで、ガイド部材が従動部材に対して回転方向に相対変位して、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させている。このため、遠心ウェイトは、油圧経路からの油圧が作用しない状況では遠心力が不足して動作しないエンジンの低回転時にも、遠心力の作用で付勢部材の付勢力に抗して移動することができる。この結果、エンジンの低回転時、特に冷機始動時にカムシャフトの回転方向の位相を遅角側に変化させて、エンジンからの有害物質の排出を抑制できる。 Further, the centrifugal weight moves against the urging force of the urging member by the action of the hydraulic pressure and the centrifugal force from the hydraulic path, so that the guide member is relatively displaced in the rotational direction with respect to the driven member, so that the The phase in the rotational direction of the camshaft is relatively changed. For this reason, the centrifugal weight moves against the urging force of the urging member by the action of the centrifugal force even when the engine does not operate due to insufficient centrifugal force when the hydraulic pressure from the hydraulic path does not act. Can do. As a result, emission of harmful substances from the engine can be suppressed by changing the phase of the rotational direction of the camshaft to the retard side when the engine is running at a low speed, particularly when the engine is cold.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るエンジンの動弁装置が適用された一実施の形態におけるエンジンを搭載する自動二輪車を示す左側面図である。図2、図3は、図1のエンジンを示すそれぞれ左側面図、縦断面図である。図4は、図3におけるエンジンの動弁装置の一部であるカムシャフト位相可変装置の周囲を拡大して示す断面図である。 FIG. 1 is a left side view showing a motorcycle equipped with an engine according to an embodiment to which a valve gear for an engine according to the present invention is applied. 2 and 3 are a left side view and a longitudinal sectional view, respectively, showing the engine of FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of a camshaft phase varying device that is a part of the valve gear of the engine in FIG.
図1に示すように、自動二輪車1は車体フレーム2を有し、その前方にヘッドパイプ3が設けられる。ヘッドパイプ3には、図示しないサスペンション機構を内装し前輪4を回動自在に支持する左右一対のフロントフォーク5やハンドルバー6等から構成されるステアリング機構7が設けられ、ハンドルバー6により前輪4が左右に回動自在に操舵される。
As shown in FIG. 1, the motorcycle 1 has a body frame 2, and a head pipe 3 is provided in front of the body frame 2. The head pipe 3 is provided with a steering mechanism 7 including a pair of left and right front forks 5, a handle bar 6 and the like which are provided with a suspension mechanism (not shown) and rotatably support the
一方、車体フレーム2は、例えばツインチューブ型のもので、ヘッドパイプ3の直後で左右方向に拡開された後、互いに平行に後斜下方に延びる左右一対のタンクレールを兼ねたメインフレーム8と、これらのメインフレーム8の後端部に接続され、略上下方へ向かって延びる左右一対のセンタフレーム9と、これらのセンタフレーム9の後上端から後方に延びる左右一対のシートレール10とを有して構成される。
On the other hand, the vehicle body frame 2 is, for example, of a twin tube type, and is expanded to the left and right immediately after the head pipe 3 and then serves as a
メインフレーム8の上方には燃料タンク11が配置され、シートレール10の上方には運転シート12が配置される。また、センタフレーム9の略中央下部にはピボット軸13が架設され、このピボット軸13にスイングアーム14がピボット軸13廻りにスイング自在に枢着されると共に、このスイングアーム14の後端に後輪15が回動自在に軸支される。そして、前輪4と後輪15間の車体中央下部で、燃料タンク11下方にエンジン16が配置される。
A fuel tank 11 is disposed above the
さらに、この自動二輪車1は車体の前部が流線形のカウリング17で覆われており、走行中の空気抵抗低減と、走行風圧からのライダの保護とが図られている。また、車両の進行方向に向かって左側のセンタフレーム9下部にはサイドスタンド18が設けられる。
Further, in the motorcycle 1, the front portion of the vehicle body is covered with a
図2及び図3に示すように、エンジン16は4サイクル並列四気筒エンジンであり、主にヘッドカバー19、シリンダヘッド20、シリンダブロック21、そしてエンジンケース22から外形が構成される。このエンジンケース22は分割式であり、例えば図における上下方向に三分割され、シリンダブロック21が一体に形成されたアッパエンジンケース22Aと、センタエンジンケース22Bと、ロアエンジンケース22Cとから構成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
シリンダブロック21は直立よりやや前傾して配置され、また、アッパエンジンケース22Aとセンタエンジンケース22Bとの合わせ面内側に軸受部24がそれぞれ上下に分割して形成される。これらの軸受部24に、エンジン16の幅方向に延びるクランクシャフト25が回転自在に支持される。
The
クランクシャフト25には、コンロッド26の大端部26Aが連結され、また、コンロッド26の小端部26Bにはピストン27が連結される。そして、シリンダブロック21内にはピストン27が、図における略上下方向に摺動自在に収納される。また、シリンダヘッド20とピストン27との間の空間には燃焼室28が形成され、その中央部には外方から点火プラグ29がねじ結合される。
The
ピストン27の往復ストロークはクランクシャフト25により回転運動に変換され、センタエンジンケース22Bとロアエンジンケース22Cとによって形成される空間内の図示しないクラッチ機構およびミッション機構23を経てドライブチェーン30(図1参照)を介して駆動輪である後輪15に伝達される。
The reciprocating stroke of the
上記エンジン16は、また、シリンダヘッド20の内部に配設された吸気バルブ31、排気バルブ32を開閉駆動する動弁装置33を備える。この動弁装置33は、本実施の形態ではDOHC(Double OverHead Camshaft)型式である。
The
この動弁装置33は、カムドライブスプロケット34を回転一体に備えた前述のクランクシャフト25と、シリンダヘッド20及びヘッドカバー19間に配設されると共に、吸気カム35が一体に形成され、吸気側カムドリブンスプロケット36を備える吸気側カムシャフト37と、シリンダヘッド20及びヘッドカバー19間に配設されると共に、排気カム38が一体に形成され、図示しない排気側カムドリブンスプロケットを回転一体に備えた排気側カムシャフト40と、カムドライブスプロケット34と吸気側カムドリブンスプロケット36及び排気側カムドリブンスプロケット(不図示)とに巻き回されて、クランクシャフト25の回転駆動力を吸気側カムシャフト37及び排気側カムシャフト40へ伝達し、これらのカムシャフト37及び40をクランクシャフト25の駆動力により回転させるカムチェーン41と、吸気側カムシャフト37と吸気側カムドリブンスプロケット36との間に配設されたカムシャフト位相可変装置42とを有して構成される。
This
吸気側カムシャフト37及び排気側カムシャフト40は、車両幅方向に延びると共に、それぞれが車両前後方向に離間して平行に配置される。これらの吸気側カムシャフト37及び排気側カムシャフト40は、シリンダヘッド20の図示しない軸受部と、この軸受部に取り付けられたカムハウジング43により回転自在に軸支される。また、シリンダヘッド20及びシリンダブロック21には、車両の進行方向へ向かって右側、即ちサイドスタンド18とは反対側の端部に、カムチェーン41を収容するカムチェーン室44が形成される。
The
カムチェーン41が巻き回される排気側カムドリブンスプロケット(不図示)が排気側カムシャフト40と回転一体に設けられることから、この排気側カムシャフト40の排気カム38は、クランクシャフト25により駆動されて、このクランクシャフト25と回転方向に同一の位相で回転駆動され、排気バルブ32を開閉駆動する。
Since an exhaust side cam driven sprocket (not shown) around which the
また、吸気側カムシャフト37と吸気側カムドリブンスプロケット36との間に設けられた前記カムシャフト位相可変装置42は、クランクシャフト25に対する吸気側カムシャフト37の回転方向の位相を相対的に変化させるものである。従って、吸気側カムシャフト37の吸気カム35は、クランクシャフト25により駆動されて、このクランクシャフト25と回転方向に同一の位相または異なった位相で回転駆動され、吸気バルブ31を開閉駆動する。尚、カムチェーン41は、チェーンガイド(不図示)に案内されると共に、チェーンテンショナ(不図示)によりその緩みが抑制される。
The camshaft
さて、図4に示すカムシャフト位相可変装置42は、エンジン16の運転状態に応じて、吸気バルブ31と排気バルブ32の少なくとも一方(本実施の形態では吸気バルブ31)のバルブタイミングを制御して、吸気バルブ31の開時期と排気バルブ32の開時期とが重なるバルブオーバーラップを調整するものである。例えば、エンジン16の高回転時または冷機始動時には、バルブオーバーラップを小さく設定して吸気の吹き抜けを防止し、出力及び燃費を向上させると共に、排気中への有害物質の排出を抑制する。また、エンジン16の低回転時にはバルブオーバーラップを大きく設定して、吸気の慣性を利用して吸気効率を高め、エンジン16の中速トルクを向上させる。
The camshaft
このカムシャフト位相可変装置42は、従動部材45、ガイド部材46、遠心ウェイト47、付勢部材48、筒状部材49及び油圧経路60を有して構成される。このうち、これらの筒状部材49、付勢部材48、ガイド部材46、遠心ウェイト47、従動部材45が吸気側カムシャフト37の軸端側から順次配設される。
The camshaft
従動部材45は、図4及び図5に示すように、外周面に動力受部としての前記吸気側カムドリブンスプロケット36が形成され、カムチェーン41を介してクランクシャフト25の回転が伝達されて駆動され、このクランクシャフト25に対する回転方向の位相が一定(つまり同一)に設けられる。更にこの従動部材45は、吸気側カムシャフト37に対して回転方向に相対変位可能で、軸方向に相対変位不能に設けられる。
4 and 5, the driven
また、ガイド部材46は、図4及び図6に示すように、その内周全面に形成されたスプライン溝50Bが、吸気側カムシャフト37のスプラインキー50Aにスプライン結合され、これにより吸気側カムシャフト37と回転一体で軸方向にスライド自在に設けられる。スプラインキー50Aは、吸気側カムシャフト37の外周面にその軸方向に延在して形成される。更にこのガイド部材46は、従動部材45に対して回転方向及び軸方向に相対変位可能に設けられる。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
遠心ウェイト47は、図4に示すように、従動部材45とガイド部材46のそれぞれのガイド溝51、52(後述)間に保持されて、従動部材45の回転をガイド部材46へ伝達する。また付勢部材48は、従動部材45とガイド部材46の少なくとも一方(本実施の形態ではガイド部材46)に、これらの従動部材45及びガイド部材46を互いに接近する方向に付勢する付勢力を与える。更に筒状部材49は、吸気側カムシャフト37の軸端に取り付けられて、保持部53及びストッパ部54を備える。また、油圧経路60は、従動部材45とガイド部材46との間に作動油を導入可能とする。
As shown in FIG. 4, the
更に詳説すると、従動部材45は、図4及び図5に示すように、吸気側カムドリブンスプロケット36の内周側に周壁部55が形成され、この周壁部55の内壁面56にガイド部材46の外周面が軸方向に摺接可能に設けられる。また、この従動部材45には、周壁部55の内側部分でガイド部材46に対向する面に、放射状のガイド溝51が複数形成される。このガイド溝51は、遠心ウェイト47を案内するものであり、溝深さが一定に形成されると共に、従動部材45の径方向に対し周方向一方側に角度θ(図5(B))だけ傾斜して形成される。
More specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the driven
ガイド部材46は、図4及び図6に示すように、従動部材45と対向する面に放射状のガイド溝52が複数形成される。このガイド溝52は、遠心ウェイト47を案内するものであり、ガイド部材46の径方向に沿って形成される。また、このガイド溝52には、ガイド部材46の径方向外方へ向かうに従って溝深さが浅くなる勾配が設けられると共に、この勾配は、ガイド部材46の径方向外方へ向かうに従って急峻になるように構成される。つまり、ガイド溝52の溝深さの勾配は、ガイド部材46の径方向内側が勾配αであり、外側が勾配β(β>α)に設定される。勾配αと勾配βは、ガイド溝52の底部のある一点(図6(B)の点X)付近で滑らかに変化するように構成されている。このガイド溝52の勾配α及びβによって、従動部材45のガイド溝51とガイド部材46のガイド溝52とは、径方向外側へ向かうに従って互いの溝底部が接近するように構成される。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
具体的には、ガイド部材46のガイド溝52は、径方向内側の勾配αの面が径方向外側の勾配βの面に所要の曲率Rの曲面を介して滑らかに連続している。図5(C)に示すように、ある点Xを通る曲面が所要の曲率Rで形成される曲面形状となっており、この曲面の両側(径方向内側と径方向外側)が勾配αと勾配βの面として構成されている。
Specifically, in the
図4に示す遠心ウェイト47は、鋼やタングステンなどのように比重の大きな材料にて構成され、ボール形状に形成される。また、付勢部材48は、本実施の形態では皿ばねが用いられているが、波板ばね、渦巻ばね(竹の子ばね)等であってもよい。
The
筒状部材49は、ボルト57を用いて吸気側カムシャフト37の軸端に結合され、この吸気側カムシャフト37から離れる外方側にストッパ部54、保持部53が順次設けられる。保持部53は、付勢部材48の座面58を支持して、ガイド部材46との間で付勢部材48を保持する。これにより、付勢部材48の付勢力がガイド部材46に付与される。また、ストッパ部54は、スプラインキー50Aに沿って移動するガイド部材46を当接可能とする。このストッパ部54によってガイド部材46の摺動範囲が規定される。
The
油圧経路60は、オイルパン61及びオイルポンプ62を備えてエンジン16の各部へ潤滑油を供給するエンジン潤滑系63のうち、動弁装置33へ潤滑油を導く動弁装置潤滑油路64から分岐されたものであり、この分岐箇所に切換弁としてのオイルコントロールバルブ65が配置されている。
The
ここで、オイルパン61に貯溜された潤滑油は、オイルポンプ62の動作によって、クランクシャフト25、コンロッド26、ピストン27等へ供給され、更に動弁装置潤滑油路64を経て、吸気側カムシャフト37、排気側カムシャフト40のジャーナル部や吸気バルブ31、排気バルブ32等へ供給されて、これらの各部品を潤滑する。
Here, the lubricating oil stored in the
油圧経路60は、動弁装置潤滑油路64と共にシリンダヘッド20に形成されたヘッド側油圧経路67と、吸気側カムシャフト37におけるカムシャフト位相可変装置42側端部の外周に形成されたリング溝68と、吸気側カムシャフト37におけるカムシャフト位相可変装置42側の内部に形成されたシャフト側油圧経路69とを有して構成される。ヘッド側油圧経路67は、上流端がオイルコントロールバルブ65の第2出口ポート65C(後述)に連通され、下流端が吸気側カムシャフト37のリング溝68に連通される。また、シャフト側油圧経路69は、上流端がリング溝68に連通されると共に、下流端がカムシャフト位相可変装置42の従動部材45とガイド部材46との相互に対向するそれぞれの面70(図5)、面71(図6)間に連通する。
The
オイルコントロールバルブ65は、図2及び図4に示すように、シリンダヘッド20の外壁面に設置される。更にこのオイルコントロールバルブ65は、図7に示すように、入口ポート65A、第1出口ポート69B、第2出口ポート65C及びドレインポート65Dを備え、エンジン16の制御ユニット(ECU)66によりその動作が制御される。
The
つまり、オイルコントロールバルブ65は、図4及び図7(B)に示すように、冷機始動時以外のエンジン16の通常運転時には、制御ユニット66により入口ポート65Aが第1出口ポート65Bに連通されて、入口ポート65Aからの潤滑油を動弁装置潤滑油路64へ供給する。このとき、動弁装置潤滑油路64内の油圧上昇時にはドレインポート65Dが入口ポート65Aに連通されて、過剰な潤滑油がオイルパン61へ排出される。上述の如く動弁装置潤滑油路64へ供給された潤滑油により、吸気側カムシャフト37、排気側カムシャフト40のそれぞれのジャーナル部などが潤滑される。
That is, in the
また、オイルコントロールバルブ65は、エンジン16の冷機始動時には、図7(A)に示すように、制御ユニット66により入口ポート65Aが第1出口ポート65B及び第2出口ポート65Cに連通されて、入口ポート65Aからの潤滑油を動弁装置潤滑油路64へ供給すると共に、その潤滑油の一部を分流し作動油として油圧経路60へ供給する。このときにも、動弁装置潤滑油路64または油圧経路60内の油圧上昇時に、ドレインポート65Dが入口ポート65Aに連通されて、過剰な潤滑油(作動油)がオイルパン61へ排出される。
Further, when the
冷機始動時に上述の如く動弁装置潤滑油路64へ供給された潤滑油により、吸気側カムシャフト37、排気側カムシャフト40の各ジャーナル部などが潤滑される。更に、冷機始動時に上述の如く油圧経路60へ供給された作動油が、カムシャフト位相可変装置42における従動部材45の面70(図5)とガイド部材46の面71(図6)との間に導入されて、その油圧がガイド部材46を従動部材45から軸方向へ離反させるように作用する。この結果、従動部材45のガイド溝51とガイド部材46のガイド溝52間に保持された遠心ウェイト47は、油圧経路60からの油圧が作用しない状態では遠心力が不足して動作しないエンジン16の低回転時でも、この冷機始動時には上記遠心力の作用で、付勢部材48の付勢力に抗して上記ガイド溝51、52内を径方向外方へ移動することが可能になる。
As described above, the journal oil and the like of the
ここで、制御ユニット66によるオイルコントロールバルブ65の制御手順を、図8を用いて説明する。制御ユニット66は、まず、エンジン16の回転数が所定値以下にあって、エンジン16が始動状態にあるか否かを判断する(S1)。このステップS1で、エンジン16が始動状態であるときに、制御ユニット66は、次に、エンジン16の冷却水温度が所定値以下にあって、エンジン16が冷機始動状態にあるか否かを判断する(S2)。
Here, the control procedure of the
制御ユニット66は、ステップS2においてエンジン16が冷機始動時であると判断したときに、図7(A)に示すように、オイルコントロールバルブ65の入口ポート65Aを第1出口ポート65B及び第2出口ポート65Cに連通させて、エンジン潤滑系63の潤滑油を動弁装置潤滑油路64へ導くと共に、作動油として油圧経路60へ導く。この油圧経路60に作動油が導かれることで、カムシャフト位相可変装置42における従動部材45とガイド部材46のそれぞれの対向面70、71間に作動油が供給される(S3)。
When the
制御ユニット66は、ステップS1においてエンジン16の回転数が所定値を超えていると判断し、またはステップS2においてエンジン16の冷却水温度が所定値を超えていると判断した場合には、エンジン16が冷機始動時以外であると判定して、オイルコントロールバルブ65の入口ポート65Aを第1出口ポート65Bに連通させ、第2出口ポート65Cには連通させない。これにより、入口ポート65Aからの潤滑油を作動油として、油圧経路60を介しカムシャフト位相可変装置42の従動部材45、ガイド部材46間へ供給することが遮断される(S4)。
When the
このように構成されたカムシャフト位相可変装置42にあっては、冷機始動時以外では遠心ウェイト47に遠心力が作用して、この遠心ウェイト47が付勢部材48の付勢力に抗して、従動部材45、ガイド部材46のそれぞれのガイド溝51、52内を径方向外方へ移動する。また冷機始動時には、油圧経路60からの油圧がガイド部材46を従動部材45から軸方向に離反させるように作用すると共に、遠心ウェイト47に遠心力が作用して、この遠心ウェイト47が付勢部材48の付勢力に抗して、前記ガイド溝51、52内を径方向外方へ移動する。
In the camshaft
これらいずれの場合も、ガイド部材46は、付勢部材48の付勢力に抗して、吸気側カムシャフト37の軸方向に沿って従動部材45から離反する方向に移動すると共に、従動部材45のガイド溝51の傾斜(角度θ)の作用で、従動部材45に対して回転方向に相対変位する。この結果、クランクシャフト25に対する吸気側カムシャフト37の回転方向の位相が相対的に変化して、吸気側カムシャフト37の吸気カム35による吸気バルブ31のバルブタイミングが変更される。
In any of these cases, the
次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.
(A)エンジン低回転時(冷機始動時を除く)
図9に示すように、エンジン16が低回転域(冷機始動時を除く)にあるときには、遠心ウェイト47に作用する遠心力が小さい。このときには、図7(B)に示すように、オイルコントロールバルブ65の入口ポート65Aと第2出口ポート65Cとが連通されず、従動部材45とガイド部材46との間に油圧経路60から作動油が導入されないので、ガイド部材46を従動部材45から軸方向に離反させる油圧が作用していない。このため、遠心ウェイト47はガイド部材46のガイド溝52の勾配αと付勢部材48の付勢力との作用で、ガイド溝51及び52の径方向内側端の初期位置に留まる。
(A) When the engine is running at low speed (except when starting the cold engine)
As shown in FIG. 9, when the
従って、吸気側カムシャフト37は、吸気側カムドリブンスプロケット36つまりクランクシャフト25と回転方向の位相が同一となり、この吸気側カムシャフト37に一体に形成された吸気カム35は、組み付け時の位相で吸気バルブ31を駆動する。これにより、吸気バルブ31と排気バルブ32は、バルブオーバーラップの大きなバルブタイミングとなり、中速トルクが向上する。
Accordingly, the
(B)エンジン高回転時
図10に示すように、エンジン16が高回転域に至ると(このときにも、オイルコントロールバルブ65の入口ポート65Aと第2出口ポート65Cとは連通されていない。)、遠心ウェイト47に作用する遠心力が大きくなり、この遠心ウェイト47は従動部材45のガイド溝51とガイド部材46のガイド溝52内を径方向外方へ向かって移動する。これにより、ガイド部材46は、ガイド溝52の勾配α及びβの作用で、付勢部材48の付勢力に抗して、吸気側カムシャフト37の軸方向外方側(矢印A方向)へ移動する。このとき、従動部材45のガイド溝51には径方向に対して周方向一方側に角度θ(図5(B))の傾斜が設けられているので、ガイド部材46は、ガイド溝51の傾斜方向(図10(B)及び(C)の矢印B方向)に従動部材45に対して上記角度θだけ相対回転する。なお、図10(B)及び(C)の矢印B方向の反対方向が、吸気側カムシャフト37の回転方向Rである。
(B) During High Engine Speed As shown in FIG. 10, when the
これにより、吸気側カムシャフト37は、ガイド部材46とのスプライン結合(スプラインキー50A、スプライン溝50B)の作用で、クランクシャフト25に対して回転方向の位相が変化する。このときの吸気側カムシャフト37の位相の変化は、吸気側カムシャフト37の回転方向Rの反対方向(遅角側)である。従って、この吸気側カムシャフト37に一体に形成された吸気カム35は、組み付け時の位相よりも遅角側へ変化した位相で吸気バルブ31を駆動する。この結果、吸気バルブ31と排気バルブ32は、バルブオーバーラップが小さなバルブタイミングとなり、エンジン16の出力及び燃費が向上し、有害物質の排出が抑制される。
Thus, the
エンジン16の回転数が低下すると(このときにも、オイルコントロールバルブ65の入口ポート65Aと第2出口ポート65Cとは連通されていない。)、遠心ウェイト47に作用する遠心力が小さくなるため、遠心力によってガイド部材46を矢印A方向に移動させる力よりも付勢部材48による付勢力の方が勝り、付勢部材48の付勢力の作用でガイド部材46が従動部材45側へ移動し、遠心ウェイト47がガイド溝51及び52の径方向内側へ移動して、ガイド部材46及び遠心ウェイト47は、やがて図9に示す原位置に復帰する。遠心ウェイト47の原位置への復帰に伴い、ガイド部材46は、従動部材45に対して進角側(図10(B)及び(C)の矢印B方向の反対方向)に相対回転し、スプライン結合の作用で、吸気側カムシャフト37はクランクシャフト25に対して進角側へ位相を変化させる。この結果、吸気バルブ31と排気バルブ32は、バルブオーバーラップが大きなバルブタイミングとなり、前述のごとく中速トルクが向上する。
When the rotational speed of the
(C)冷機始動時
エンジン16の冷機始動時には、図7(A)及び図10に示すように、制御ユニット66の制御によってオイルコントロールバルブ65の入口ポート65Aと第1出口ポート65B及び第2出口ポート65Cとが連通され、従動部材45とガイド部材46間に油圧経路60から作動時が導入されて、その油圧がガイド部材46を従動部材45から離反させるように作用する。従って、遠心ウェイト47は、油圧経路60からの油圧が作用しない状況では遠心力が不足して動作しないエンジン16の低回転時でも、この冷機始動時には遠心力の作用で、付勢部材48の付勢力に抗してガイド溝51、52内を径方向外方へ移動することが可能になる。
(C) At cold start At cold start of the
このため、エンジン16の冷機始動時には、遠心ウェイト47は、従動部材45のガイド溝51とガイド部材46のガイド溝52内を径方向外方へ向かって移動し、これにより、ガイド部材46は、ガイド溝52の勾配α及びβの作用で、付勢部材48の付勢力に抗して吸気側カムシャフト37の軸方向外方側(矢印A方向)へ移動する。このとき、従動部材45のガイド溝51には径方向に対して周方向一方側に角度θ(図5(B))の傾斜が設けられているので、ガイド部材46は、ガイド溝51の傾斜方向(図10(B)及び(C)の矢印B方向)に従動部材45に対して上記角度θだけ相対回転する。
For this reason, when the
これにより、吸気側カムシャフト37は、ガイド部材46とのスプライン結合の作用で、クランクシャフト25に対する回転方向の位相が、吸気側カムシャフト37の回転方向Rの反対方向(遅角側)に変化する。従って、吸気側カムシャフト37に一体成形された吸気カム35は、組付け時の位相よりも遅角側へ変化した位相で吸気バルブ31を駆動する。この結果、吸気バルブ31と排気バルブ32は、バルブオーバーラップが小さなバルブタイミングとなり、特に有害物質の排出が抑制される。
As a result, the
エンジン16の冷機始動が終了した際には、図7(B)に示すように、制御ユニット66がオイルコントロールバルブ65の入口ポート65Aと第2出口ポート65Cとの連通を遮断し、従動部材45とガイド部材46間に油圧経路60から作動油が供給されなくなる。従って、前述のエンジン16の低回転時または高回転時の場合と同様に、遠心ウェイト47には付勢部材48の付勢力が直接作用することになる。このため、遠心ウェイト47は、冷機始動終了時のエンジン16の回転数に基づく遠心力と付勢部材48の付勢力とが釣り合う位置まで、ガイド溝51、52内を径方向内方へ向かって移動する。この結果、吸気側カムシャフト37が進角側に変化し、この吸気側カムシャフト37の吸気カム35が、冷機始動時の場合によりも進角側に変化した位相で吸気バルブ31を駆動する。
When the cold start of the
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果(1)〜(14)を奏する。 Since it is configured as described above, according to the present embodiment, the following effects (1) to (14) are obtained.
(1)カムシャフト位相可変装置42は、遠心ウェイト47が遠心力の作用で付勢部材48の付勢力に抗して移動することで、ガイド部材46が従動部材45に対して回転方向に変位して、クランクシャフト25に対する吸気側カムシャフト37の回転方向の位相を相対的に変化させる。このため、簡単な構造で確実に吸気バルブ31のバルブタイミングを変更でき、バルブタイミングの変更に関し動作特性が安定化して信頼性が向上すると共に、応答性も向上する。
(1) In the camshaft
(2)ガイド部材46を従動部材45に対して相対回転させることで、クランクシャフト25に対する吸気側カムシャフト37の回転方向の位相を相対的に変化させる構造であり、吸気側カムシャフト37を軸方向にスライドさせる構造ではないので、シリンダヘッド20周りを含めた動弁装置33ひいてはエンジン16の小型化を実現できる。
(2) By rotating the
(3)エンジン16の冷機始動時には、遠心ウェイト47が油圧経路60からの油圧と遠心力の作用で付勢部材48の付勢力に抗して移動することで、ガイド部材46が従動部材45に対して回転方向に相対変位して、クランクシャフト25に対する吸気側カムシャフト37の回転方向の位相を相対的に変化させる。このため、遠心ウェイト47は、油圧経路60からの油圧が作用しない状況では遠心力が不足して動作しないエンジン16の回転時にも、この冷機始動時には遠心力の作用で付勢部材48の付勢力に抗してガイド溝51、52内を径方向外方へ移動することができる。この結果、エンジン16の冷機始動時に吸気側カムシャフト37の回転方向の位相を遅角側に変化させて、特にエンジン16からの有害物質の排出を抑制できる。
(3) When the
従って、エンジン16から延設されるエキゾーストパイプ39A(図1)及びマフラ39Bを備えてなるエンジン排気系に配設される図示しない触媒が機能を発揮する排気温度になるまでの間、排気中への有害物質の排出を好適に抑制できる。
Accordingly, the
(4)油圧経路60からの作動油は、図10に示すように、従動部材45の面70とガイド部材46の面71の間に導入される。これらの相互に対向する面70、71は、それぞれ従動部材45、ガイド部材46の周方向に延在し、これらの面70、71に油圧経路60からの作動油の油圧が作用する。従って、油圧経路60からの油圧が作用する面積が十分に確保されるので、ガイド部材46を従動部材45から軸方向に離反させる作用を低い油圧でも実現できる。
(4) The hydraulic oil from the
(5)クランクシャフト25の動力が直接伝達される従動部材45が吸気側カムシャフト37の軸方向に移動せず、クランクシャフト25の動力が直接伝達されないガイド部材46が吸気側カムシャフト37の軸方向に移動して、吸気バルブ31のバルブタイミングを変更する。吸気バルブ31のバルブタイミングを変更するために上記従動部材45を吸気側カムシャフト37の軸方向に移動させると、この従動部材45においてクランクシャフト25の動力が直接伝達される箇所に傾きが生じて、メカニカルロスが大きく発生してしまう。
(5) The driven
これに対し、本実施の形態では、クランクシャフト25の動力が直接伝達されないガイド部材46が吸気側カムシャフト37の軸方向に移動することに加え、このガイド部材46の内周全面が吸気側カムシャフト37とスプライン結合(スプラインキー50A、スプライン溝50B)されることから、カムシャフト位相可変装置42の作動時(バルブタイミング変更時)に上述の傾きが生じ難くなってメカニカルロスを低減でき、この結果、カムシャフト位相可変装置42の作動性が向上して、高精度な制御を実現できる。
On the other hand, in the present embodiment, the
(6)カムシャフト位相可変装置42の従動部材45が吸気側カムシャフト37の軸方向に移動しない構成であることから、クランクシャフト25の動力を吸気側カムシャフト37及び排気側カムシャフト40へ伝達する方式として、クランクシャフト25に設けられたカムドライブスプロケット34と、吸気側カムシャフト37に設けられた吸気側カムドリブンスプロケット36と、排気側カムシャフト40に設けられた排気側カムドリブンスプロケット(不図示)とにカムチェーン41を巻き回して動力を伝達するカムチェーン方式を採用できる。このため、動力伝達方式としてギアトレイン方式を用いる場合に比べ、カムシャフト位相可変装置42の軽量化を達成できる共に、メカニカルロスの低減も実現できる。
(6) Since the driven
(7)カムシャフト位相可変装置42では、吸気側カムシャフト37の軸端側から付勢部材48、ガイド部材46、遠心ウェイト47及び従動部材45が順次配設されている。このうちの従動部材45にカムチェーン41を介してクランクシャフト25の動力が伝達されるが、この従動部材45が吸気側カムシャフト37の軸方向内方側に配置されることで、従動部材45の吸気側カムドリブンスプロケット36及びカムチェーン41等を含む動力伝達系をエンジン16の中心に寄せて配設できる。このため、上記動力伝達系がエンジン16の外方へ膨出することを防止でき、エンジン16の小型化を実現できると共に、このエンジン16の重量をエンジン16の中心側に集中させることができる。
(7) In the camshaft
(8)従動部材45、ガイド部材46のそれぞれに放射状に形成されたガイド溝51、52は、径方向外方へ向かうに従って互いのガイド溝底部が近づくように形成されると共に、ガイド部材46のガイド溝52が径方向に形成され、従動部材45のガイド溝51が径方向に対して周方向一方側に傾斜(角度θ)して形成されている。そして、これらのガイド溝51、52間に保持される遠心ウェイト47が遠心力の作用で移動することで、ガイド部材46の相対回転を介して、吸気側カムシャフト37の回転方向の位相をクランクシャフト25に対して相対的に変化させている。
(8) The
このため、吸気側カムシャフト37の回転方向の位相をクランクシャフト25に対して相対的に変化させるために、ガイド部材46と吸気側カムシャフト37との係合部に送りねじ機構(後述)を設ける場合に比べて構造を簡素化でき、従って、信頼性及び耐久性を向上させることができる。
For this reason, in order to change the phase of the rotation direction of the
(9)従動部材45の外周に動力受部として吸気側カムドリブンスプロケット36が形成されたので、この吸気側カムドリブンスプロケット36の内周側に、遠心ウェイト47の最大位置を位置決めするための周壁部55を形成できる。仮に、ガイド部材46に周壁部を形成すると、遠心ウェイト47のストロークを確保する必要上、ガイド部材46自体が径方向に大型化する。更に、このガイド部材46には従動部材45が外嵌されるため、従動部材45の外形寸法が大きくなり、カムシャフト位相可変装置42が大型化してしまう。これに対し、従動部材45に周壁部55を形成することで、ガイド部材46側に周壁部を形成する場合に比べて従動部材45の外形寸法を抑制でき、カムシャフト位相可変装置42を小型化できる。
(9) Since the intake side cam driven
(10)従動部材45の周壁部55の内壁面56に沿ってガイド部材46が摺動するので、この従動部材45のガイド溝51とガイド部材46のガイド溝52との間に異物の侵入を防止でき、遠心ウェイト47の摺動抵抗の増大を回避できる。その結果、吸気バルブ31のバルブタイミング切替特性の変化や、カムシャフト位相可変装置42の性能劣化を未然に防止できる。
(10) Since the
(11)従動部材45には、遠心ウェイト47の受部となる周壁部55が形成されており、この周壁部55の軸方向寸法は、遠心ウェイト47の径よりも長尺に形成する必要がある。従って、仮に従動部材45のガイド溝51に勾配α、βを設けると、その分だけ従動部材45の軸方向寸法が増大することになり、カムシャフト位相可変装置42が大型化してしまう。これに対し、ガイド部材46のガイド溝52に勾配α、βが設けられたことで、従動部材45の軸方向寸法の増大を防止でき、カムシャフト位相可変装置42を小型化できる。
(11) The driven
(12)エンジン16の高回転時における吸気バルブ31のバルブタイミングは、吸気側カムシャフト37(つまり吸気カム35)の位相をエンジン16の低回転時に比べて遅角側へ変化させて得られる。従って、エンジン高回転時のバルブタイミングからエンジン低回転時のバルブタイミングへ復帰させる際には吸気側カムシャフト37を進角側へ位相変化させることとなり、吸気側カムシャフト37を回転方向の慣性力に抗して増速させる必要がある。このためには、遠心ウェイト47をガイド溝51及び52内で従動部材45及びガイド部材46の径方向内側へ速く押し戻さなければならない。
(12) The valve timing of the
本実施の形態のごとく、ガイド部材46のガイド溝52の溝底部の勾配が、ガイド部材46の径方向外側へ向かうに従って急峻になるように構成されたので(勾配α<勾配β)、遠心ウェイト47の上述の戻りを速くすることができる。また、付勢部材48の付勢力が作用するガイド部材46に、径方向外方へ向かって溝深さが浅くなる勾配を有するガイド溝52が形成されているので、付勢部材48の付勢力が強く作用して遠心ウェイト47の上述の戻りを更に速くすることができる。
As in the present embodiment, the gradient of the groove bottom portion of the
(13)吸気側カムシャフト37の一端部に筒状部材49がボルト57にて結合され、この筒状部材49の保持部53とガイド部材46との間に付勢部材48が介在されたので、ヘッドカバー19を取り外し、筒状部材49を取り外すだけで付勢部材48を交換できる。この結果、イニシャル荷重の異なる付勢部材48に交換することで、吸気バルブ31のバルブタイミング切替特性を容易に変更できる。
(13) Since the
(14)筒状部材49に形成されたストッパ部54によりガイド部材46の摺動範囲が規定されるので、遠心ウェイト47が、従動部材45のガイド溝51とガイド部材46のガイド溝52との間でガタツクことを防止できる。更に、遠心ウェイト47がガイド溝51やガイド溝52から飛び出して、従動部材45とガイド部材46との間に噛み込まれることを防止でき、これにより、カムシャフト位相可変装置42のロック(動作不良)を回避できる。
(14) Since the sliding range of the
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this.
例えば、従動部材45のガイド溝51に、溝深さの勾配α及びβを設け、ガイド部材46のガイド溝52を角度θだけ傾斜して形成してもよい。または、ガイド溝51とガイド溝52のいずれか一方に、溝深さの勾配α及びβを設け、且つ角度θの傾斜を設けてもよい。更に、従動部材45に形成された動力受部はスプロケットに限らず、ベルトプーリまたはギアであってもよい。
For example, the groove depths α and β may be provided in the
また、排気側カムシャフト40に、カムシャフト位相可変装置42と同様なカムシャフト位相可変装置を設置し、エンジン高回転時または冷機始動時に排気側カムシャフト40の回転方向の位相をクランクシャフト25に対し進角側に変化させて、吸気バルブ31と排気バルブ32のバルブタイミングを、バルブオーバーラップの小さなバルブタイミングに変更するように構成してもよい。また、これらの吸気側カムシャフト37と排気側カムシャフト40の両者にカムシャフト位相可変装置を設置して、エンジン高回転時または冷機始動時に吸気バルブ31と排気バルブ32のバルブタイミングを、バルブオーバーラップの小さなバルブタイミングに変更するように構成してもよい。
Further, a camshaft phase varying device similar to the camshaft
16 エンジン
25 クランクシャフト
31 吸気バルブ
32 排気バルブ
33 動弁装置
35 吸気カム
36 吸気側カムドリブンスプロケット
37 吸気側カムシャフト
40 排気側カムシャフト
41 カムチェーン
42 カムシャフト位相可変装置
45 従動部材
46 ガイド部材
47 遠心ウェイト
48 付勢部材
49 筒状部材
50A スプラインキー
50B スプライン溝
51、52 ガイド溝
53 保持部
55 周壁部
56 内壁面
60 油圧経路
63 エンジン潤滑系
64 動弁装置潤滑油路
65 オイルコントロールバルブ(切換弁)
67 ヘッド側油圧経路
68 リング溝
69 シャフト側油圧経路
70、71 面
16
67 Head side
Claims (10)
このクランクシャフトの駆動力で回転し、エンジンのバルブを開閉させるカムを備えたカムシャフトと、
前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させるカムシャフト位相可変装置とを有するエンジンの動弁装置であって、
前記カムシャフト位相可変装置は、
前記クランクシャフトの回転が伝達され、前記カムシャフトに対して回転方向に相対変位可能で軸方向に相対変位不能な従動部材と、
前記カムシャフトと回転一体に設けられ、前記従動部材に対して回転方向及び軸方向に相対変位可能なガイド部材と、
前記従動部材と前記ガイド部材間に配設された遠心ウェイトと、
前記従動部材及び前記ガイド部材を互いに接近する方向に付勢する付勢部材と、
前記従動部材と前記ガイド部材間に作動油を導入して、その油圧が前記ガイド部材を前記従動部材から軸方向に離反させるように作用する油圧経路とを有し、
前記遠心ウェイトが遠心力の作用で前記付勢部材の付勢力に抗して移動することで、または、前記遠心ウェイトが前記油圧経路からの油圧と遠心力の作用で前記付勢部材の付勢力に抗して移動することで、
前記ガイド部材は、前記従動部材に対して回転方向及び軸方向に相対変位し、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させるように構成されたことを特徴とするエンジンの動弁装置。 A crankshaft,
A camshaft having a cam that rotates with the driving force of the crankshaft and opens and closes a valve of the engine;
A valve operating device for an engine having a camshaft phase varying device that relatively changes a phase in a rotational direction of the camshaft with respect to the crankshaft;
The camshaft phase varying device is
A driven member to which the rotation of the crankshaft is transmitted and which is relatively displaceable in the rotational direction with respect to the camshaft and is not relatively displaceable in the axial direction;
A guide member provided integrally with the camshaft and capable of relative displacement in the rotational direction and the axial direction with respect to the driven member;
A centrifugal weight disposed between the driven member and the guide member;
An urging member that urges the driven member and the guide member in directions approaching each other;
A hydraulic path that introduces hydraulic oil between the driven member and the guide member, and the hydraulic pressure acts to separate the guide member from the driven member in the axial direction;
The centrifugal weight moves against the urging force of the urging member by the action of centrifugal force, or the urging force of the urging member by the action of the hydraulic pressure from the hydraulic path and the centrifugal force. By moving against
The engine, wherein the guide member is configured to be relatively displaced in a rotational direction and an axial direction with respect to the driven member, and to change a phase of the rotational direction of the camshaft relative to the crankshaft. Valve gear.
このクランクシャフトにより駆動されてエンジンのバルブを開閉するカムを備えたカムシャフトと、
このカムシャフトに設けられ、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させるカムシャフト位相可変装置とを有するエンジンの動弁装置において、
前記カムシャフト位相可変装置は、
前記クランクシャフトにより駆動されて、このクランクシャフトに対する回転方向の位相が一定に設けられた従動部材と、
前記カムシャフトと一体に回転すると共に、前記従動部材に対して相対回転可能に設けられたガイド部材と、
前記従動部材及びガイド部材の相互に対向する面にそれぞれ形成された放射状のガイド溝間に保持されて、前記従動部材の回転を前記ガイド部材へ伝達する遠心ウェイトと、
前記従動部材とガイド部材の少なくとも一方に、これらの従動部材及びガイド部材を互いに接近する方向に付勢する付勢力を与える付勢部材と、
前記従動部材と前記ガイド部材との相互に対向する面間に作動油を導入して、その油圧が前記ガイド部材を前記従動部材から軸方向に離反させるように作用する油圧経路と
を有し、
前記従動部材とガイド部材のガイド溝は、径方向外方に向かうに従って互いのガイド溝の底部が近づくように形成されると共に、少なくとも一方のガイド溝が径方向に対して周方向一方側に傾斜して形成され、
前記遠心ウェイトに遠心力が作用してこの遠心ウェイトが前記ガイド溝内を径方向外方へ移動することにより、または、前記油圧経路からの油圧が前記ガイド部材を前記従動部材から軸方向に離反するように作用すると共に遠心ウェイトに遠心力が作用して、この遠心ウェイトが前記ガイド溝内を径方向外方へ移動することにより、
前記ガイド部材が、前記付勢部材の付勢力に抗して軸方向に移動すると共に前記従動部材に対して回転方向に相対変位して、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転方向の位相を相対的に変化させるように構成されたことを特徴とするエンジンの動弁装置。 A crankshaft,
A camshaft having a cam driven by the crankshaft to open and close an engine valve;
In a valve operating apparatus for an engine having a camshaft phase varying device that is provided on the camshaft and relatively changes the phase in the rotational direction of the camshaft relative to the crankshaft,
The camshaft phase varying device is
A driven member driven by the crankshaft and having a constant rotational phase relative to the crankshaft;
A guide member that rotates integrally with the camshaft and is relatively rotatable with respect to the driven member;
A centrifugal weight that is held between radial guide grooves respectively formed on mutually facing surfaces of the driven member and the guide member, and transmits the rotation of the driven member to the guide member;
A biasing member that applies a biasing force to bias the driven member and the guide member toward each other in at least one of the driven member and the guide member;
A hydraulic path that introduces hydraulic oil between the mutually facing surfaces of the driven member and the guide member, and the hydraulic pressure acts to separate the guide member from the driven member in the axial direction;
The guide grooves of the driven member and the guide member are formed so that the bottoms of the guide grooves approach each other toward the outer side in the radial direction, and at least one guide groove is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the radial direction. Formed,
When centrifugal force acts on the centrifugal weight and the centrifugal weight moves radially outward in the guide groove, or the hydraulic pressure from the hydraulic path separates the guide member from the driven member in the axial direction. As the centrifugal weight acts on the centrifugal weight and the centrifugal weight moves radially outward in the guide groove,
The guide member moves in the axial direction against the urging force of the urging member and is relatively displaced in the rotational direction with respect to the driven member, so that the rotational direction phase of the camshaft relative to the crankshaft is relatively A valve operating apparatus for an engine, characterized in that the valve operating apparatus is configured to be changed dynamically.
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