JPH09280014A

JPH09280014A - 動弁カムシャフト構造

Info

Publication number: JPH09280014A
Application number: JP9214996A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Yoneda; 俊彦米田; Shigeatsu Uchiyama; 重敦内山; Koichi Suzuki; 幸一鈴木
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1996-04-15
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化しても強度を向上させることができる
動弁カムシャフト構造を提供する。【解決手段】カムシャフト１とこのカムシャフトにそ
の軸線方向に螺入されたボルト５とを備え、ここにバル
ブタイミングの遅角側油通路（Ｂ）と進角側油通路
（Ａ）とを形成する動弁カムシャフト構造において、前
記ボルト５のネジ部５ｂより先端側のカムシャフトに、
その軸に沿って油孔３５を設け、この油孔に対応して前
記ボルトの先端部に細径部５ｃを設けて、その細径部と
前記カムシャフトの油孔の内壁との間の空間を前記一方
の油通路（Ｂ）として形成すると共に、前記ボルトの中
心部にその軸に沿って中孔３７を設けて、この中孔を前
記他方の油通路（Ａ）として形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えばモータサイク
ルに採用されている動弁機構のカムシャフト構造に関
し、特にＶＶＴ（可変バルブタイミング機構）の制御用
油圧回路の一部を構成する動弁カムシャフト構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に動弁構造とは、クランクシャフト
の回転をベルト等を介してカムシャフトに伝え、このカ
ムシャフトに固定されたカムにより吸気バルブおよび排
気バルブをクランクシャフトの回転に同期させて開閉動
作する機構をいう。

【０００３】また、可変バルブタイミング機構とは、油
圧でカムシャフトとベルト等との相対回転角度位置を変
えることにより同期のタイミングを変える機構をいい、
この機構により最適燃焼、空燃比制御および排気ガスエ
ミッション等のため、負荷、運転状態に応じて吸気バル
ブおよび排気バルブの開閉タイミングを制御する。

【０００４】本発明に係る動弁カムシャフト構造は、上
記可変バルブタイミング機構のカムシャフト部分の構造
のことをいう。

【０００５】動弁カムシャフト構造として、未公開では
あるが、本願出願人は先に、図２に示すような構造のも
のを創案した。図において、（Ａ）はカム軸に沿った断
面図、（Ｂ）は一部断面斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ−
Ｘ断面図である。

【０００６】図２に示す動弁カムシャフト構造３５は、
カムシャフト３６とこのカムシャフト３６にその軸線方
向に螺入されたボルト３７とを備える。前記ボルト３７
の先端側のカムシャフト３６の中心部に、その軸に沿っ
て第１の油孔３８を設ける。前記ボルト３７の周囲のカ
ムシャフト３６に、そのボルト３７の軸に沿って第２の
油孔３９を設ける。前記カムシャフト３６の周囲に３個
の環状溝４０，４１，４２を設ける。中間の環状溝４１
は半径方向の連通孔７１を介して第１の油孔３８に連通
させ、さらに半径方向の連通孔７２を介して外側の環状
溝４２に連通させてバルブタイミングの遅角側油通路
（矢印Ｂ）として形成する。内側の環状溝４０は半径方
向の連通孔７３を介して第２の油孔３９に連通させてバ
ルブタイミングの進角側油通路（矢印Ａ）として形成す
る。

【０００７】図３及び図４は、図２の動弁カムシャフト
構造３５を適用した可変バルブタイミング機構の構成を
示す平面図および側面図である。

【０００８】この場合、シリンダヘッド４５には、２個
の吸気バルブ４６，４６の開閉を行うカムシャフト４７
と、２個の排気バルブ４８，４８の開閉を行うカムシャ
フト４９とが備わる（図４）。両カムシャフト４７，４
９には、各々プーリ５０，５１が同軸上に装着される
（図４参照）。両カムシャフト４７，４９は各プーリ５
０，５１とこれらに共通に掛け渡されたベルト５２とを
介してクランクシャフト（図示せず）に連結される。こ
の例では、前述の図２に示す動弁カムシャフト構造３５
が吸気側のカムシャフト４７に適用されている。

【０００９】吸気側のカムシャフト４７上には、油圧制
御バルブ５３が設けられ、シリンダブロック５４内に形
成された油供給通路５５から供給される油圧を制御す
る。即ち、前記油圧制御バルブ５３を介して油圧を動弁
カムシャフト構造３５の進角側油通路（矢印Ａ）に導入
すれば、吸気バルブ４６，４６を開弁するタイミングが
進むことになり、また遅角油通路（矢印Ｂ）に導入すれ
ば、吸気バルブ４６，４６を開弁するタイミングが遅れ
ることになって、これによりバルブタイミング制御が行
われる。

【００１０】これを図５および図６を参照してさらに詳
しく説明する。図５は進角時の油の流れ、図６は遅角時
の油の流れを示す。各図において、（Ａ）は平面構成、
（Ｂ）は立面構成を示す。油圧制御バルブ５３には、図
５及び図６に示すような、油供給孔５６と進角孔５７と
遅角孔５８と進角時のドレン孔５９と遅角時のドレン孔
６０とが設けられる。また、シリンダヘッド４５には、
進角孔５７に連通し、遅角時の油戻り孔ともなる第１共
通孔６１と、遅角孔５８に連通し、進角時の油戻り孔と
もなる第２共通孔６２とが設けられる。さらに、吸気側
のカムシャフト４７上のプーリ５０（図４）は、ケース
６３（図３）内に、同心状に内筒６４と中筒６５と外筒
６６とを備え、内筒６４と外筒６６との間の空間が中筒
６５のフランジ６７で遅角側の油室６８と進角側の油室
６９とに仕切られる構造のものである。この場合、中筒
６５は、その内面の突起８０が内筒６４の外面に軸方向
に形成されたスプライン溝（図示せず）内に嵌まり、そ
の外面の突起８１が外筒６６の内面の軸方向に形成され
たらせん溝（図示せず）内に嵌まる構造のものである。
また、外筒６６はカムシャフト４７と一体構造のもので
ある。従って、上記構成の可変バルブタイミング機構
によれば、油供給通路５５（図４）からの油圧が、図５
の黒塗り矢印のように、油圧制御バルブ５３の油供給孔
５６を介して進角孔５７に導入されれば、この油圧はシ
リンダヘッド４５の第１共通孔６１を介して動弁カムシ
ャフト構造３５の進角側油通路（矢印Ａ）を経て進角側
の油室６９に導入され、中筒６５が軸に沿って吸気バル
ブ４６方向に前記スプライン溝を介して直線移動し、こ
れに伴い外筒６６が前記らせん溝を介して回転する。従
って、外筒６６と一体のカムシャフト４７が吸気バルブ
４６，４６の開弁タイミングを進ませる方向に回転す
る。この際、中筒６５の移動により遅角側の油室６８か
ら押し出された油は、図５の白抜き矢印のように、シリ
ンダヘッド４５の第２共通孔６２を介して油圧制御バル
ブ５３のドレン孔５９から外部へ戻される。一方、図６
は遅角側へのタイミング制御の油の流れを示す。この場
合は図６の黒塗り矢印のように油圧制御バルブ５３の油
供給孔５６を介して遅角孔５８に導入される。この油圧
はシリンダヘッド４５の第２共通孔６２を介して動弁カ
ムシャフト構造の遅角側油通路（矢印Ｂ）を経て遅角側
の油室６８（図３）に導入され、中筒６５が軸に沿って
吸気バルブ４６から離れる方向に前記スプライン溝を介
して直線移動し、これに伴い外筒６６が前記らせん溝を
介して進角時とは逆方向に回転する。従って、外筒６６
と一体のカムシャフト４７が吸気バルブ４６，４６の開
弁タイミングを遅らせる方向に回転する。この際、中筒
６５の移動により進角側の油室６９から押し出された油
は、図６の白抜き矢印のように、第１共通孔６１を介し
て油圧制御バルブ５３のドレン孔６０から外部へ放出さ
れる。このようにしてバルブタイミング制御が行われ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の動弁カムシャフト構造は、カムシャフト中心部に油
孔を穿孔するとともにこの中心部の油孔の外側にさらに
進角側油通路又は遅角側油通路を構成する油孔を形成す
る構造のもので、強度を向上させることが難しく、また
強度を高めようとすれば径を大きくしなければならず、
小型化することも困難であった。

【００１２】また、径をなるべく小さくするために、図
２のように、油孔を斜めに形成すれば専用の加工機が必
要になり、構造が複雑になるとともに加工作業も面倒に
なる。

【００１３】本発明は、上記動弁カムシャフト構造の問
題に鑑みなされたものであって、小型化しても強度を向
上させることができ、しかも加工が容易にできる動弁カ
ムシャフト構造を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明においては、カムシャフトとこのカムシャフ
トにその軸線方向に螺入されたボルトとを備え、ここに
バルブタイミングの遅角側油通路と進角側油通路とを形
成する動弁カムシャフト構造において、前記ボルトのネ
ジ部より先端側のカムシャフトに、その軸に沿って油孔
を設け、この油孔に対応して前記ボルトの先端部に細径
部を設けて、その細径部と前記カムシャフトの油孔の内
壁との間の空間を前記一方の油通路として形成すると共
に、前記ボルトの中心部にその軸に沿って中孔を設け
て、この中孔を前記他方の油通路として形成したことを
特徴とする動弁カムシャフト構造を提供する。

【００１５】好ましい実施例においては、前記カムシャ
フトの周面に環状溝を３個設け、第１の環状溝は前記中
孔に連通し、第２・第３の環状溝を前記空間に連通させ
たことを特徴としている。

【００１６】別の好ましい実施例においては、前記カム
シャフトは前記各環状溝と前記油孔および中孔とをそれ
ぞれ連通させる半径方向の連通孔を有することを特徴と
している。

【００１７】

【作用】カムシャフト中心部にボルトを螺入するための
孔と同じ径又はそれより小さい径の油孔を形成し、前記
ボルトはこの油孔内に挿入される細径部をその先端に有
し、この細径部の中心に中孔が形成され、進角側油通路
と遅角側油通路のいずれか一方がこの細径部内に形成さ
れた中孔を通り、他方が、この細径部の外側とカムシャ
フトの間の空間を通る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の基本構成を示す
説明図である。

【００１９】カムシャフト１には、その軸線方向にボル
ト５が螺入され、そのボルト５のネジ部５ｂより先端側
に、その軸に沿ってネジ穴と略同径の油孔３５が形成さ
れる。この油孔３５の先端側にはそれより細径の油孔９
１が設けられる。一方、ボルト５には、ネジ部５ｂのそ
の先端部側に前記油孔３５に対応させた細径部５ｃが設
けられる。この細径部５ｃを含むボルト５には、その中
心軸に沿ってボルトを貫通する中孔３７が設けられる。
カムシャフト１の周面には３個の環状溝２，３，４が設
けられる。第１の環状溝２は、半径方向の連通孔３６を
介してボルト先端のカムシャフトに形成された細径の油
孔９１に連通し、さらにボルト５の中孔３７に連通す
る。これらの第１環状溝２→連通孔３６→細径油孔９１
→ボルトの中孔３７により、進角側油通路（矢印Ａ）が
形成される。第２の環状溝３は、半径方向の連通孔３８
を介してボルト５の細径部５ｃの外周の油孔３５に連通
し、さらに半径方向の連通孔３９を介して第３の環状溝
４に連通する。これらの第２環状溝３→連通孔３８→油
孔３５の内壁面とボルト５の細径部５ｃの外周面との間
の空間→連通孔３９→第３環状溝４により、遅角側油通
路（矢印Ｂ）が形成される。

【００２０】ボルト５の細径部５ｃの先端部には、シー
ル用突起５ｄが形成され、カムシャフト１の油孔３５の
内壁面に圧接し進角側通路と遅角側通路とを分離する。
この場合、突起５ｄの外周面にＯ−リング等のシール材
を設けてもよい。

【００２１】本実施例においては、図１（Ｄ）の断面図
から分るように、カムシャフト１の中心部に油孔３５を
形成し、その油孔内にボルト先端の細径部５ｃを挿入
し、この細径部５ｃの中心部に中孔３７を形成する。一
方の油通路としてこの中孔３７を用い、他の油通路とし
てボルト細径部５ｃの外面と油孔３５の内面との間の空
間を用いている。

【００２２】このような構成により、前述の図２の構造
のようにカムシャフトの中心部油孔の他にさらにその周
縁部に油孔通路を設ける必要がなくなり、カムシャフト
の強度を高めることができるとともにシャフトの径を小
さくすることができ、ヘッド部の小型化が図られる。

【００２３】上記実施例の動弁カムシャフト構造は、前
述した可変バルブタイミング機構（図３〜図６）におい
て、前述の動弁カムシャフト構造３５（図２）に代えて
組込まれ、バルブタイミング制御のために使用される。
この場合の可変バルブタイミング機構の動作は前述と同
様である。

【００２４】尚、上記実施例では、ボルト５の中孔３７
を進角側油通路とし、カムシャフト１の油孔３５の内壁
とボルト５の細径部５ｃとの間の空間を遅角側油通路と
したが、この逆であっても勿論かまわない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、進角側油通路と遅角側油通路のいずれか一方を、ボ
ルトのネジ部より先端側のカムシャフト中心部に設けた
油孔の内壁とボルトの細径部との間の空間により形成
し、他方をボルトの中孔により形成したため、進角側油
通路と遅角側油通路のいずれか一方をボルトの外側のカ
ムシャフトに形成する前述の改良前の動弁カムシャフト
構造に比して、カムシャフトの強度を向上させることが
でき、また、カムシャフトの径を小さくしてシリンダヘ
ッドの小型化を図ることができる。

【００２６】また、本発明においては、カムシャフトの
油孔をボルトのネジ穴の下穴を明ける時に一緒に明ける
ことができ、カムシャフト中心部の油孔の他にこの油孔
の外側にさらに明ける必要のある前述の改良前の動弁カ
ムシャフト構造に比して、構造および製作が簡単とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成の説明図で、（Ａ）は側面
の断面図、（Ｂ）は切欠き斜視図、（Ｃ）は（Ａ）図の
Ｘ−Ｘ線断面図、（Ｄ）は（Ａ）図のＹ−Ｙ線断面図で
ある。

【図２】先に提案した動弁カムシャフト構造の説明図
で、（Ａ）は側面の断面図、（Ｂ）は切欠き斜視図、
（Ｃ）は（Ａ）図のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】図２の動弁カムシャフト構造を適用した可変
バルブタイミング機構の平面図である。

【図４】図３の可変バルブタイミング機構の側面図で
ある。

【図５】図３及び図４の可変バルブタイミング機構の
進角時の油の流れを説明する図で、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は側面図である。

【図６】図３及び図４の可変バルブタイミング機構の
遅角時の油の流れを説明する図で、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１：カムシャフト、２，３，４：環状溝、５：ボルト、
５ａ：ボルト頭、５ｂ：ネジ部、５ｃ：細径部、５ｄ：
シール用突起、３５：油孔、３６，３８，３９：連通
路、３７：中孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カムシャフトとこのカムシャフトにその
軸線方向に螺入されたボルトとを備え、ここにバルブタ
イミングの遅角側油通路と進角側油通路とを形成する動
弁カムシャフト構造において、前記ボルトのネジ部より
先端側のカムシャフトに、その軸に沿って油孔を設け、
この油孔に対応して前記ボルトの先端部に細径部を設け
て、その細径部と前記カムシャフトの油孔の内壁との間
の空間を前記一方の油通路として形成すると共に、前記
ボルトの中心部にその軸に沿って中孔を設けて、この中
孔を前記他方の油通路として形成したことを特徴とする
動弁カムシャフト構造。
【請求項２】前記カムシャフトの周面に環状溝を３個
設け、第１の環状溝は前記中孔に連通し、第２・第３の
環状溝を前記空間に連通させたことを特徴とする請求項
１に記載の動弁カムシャフト構造。
【請求項３】前記カムシャフトは前記第１の環状溝と
前記中孔とを連通させる半径方向の連通孔および前記第
２、第３の環状溝と前記油孔とをそれぞれ連通させる半
径方向の連通孔を有することを特徴とする請求項２に記
載の動弁カムシャフト構造。