JP2009236010A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、カム駆動シャフトの剛性強度の低下を抑え、カムローブ油孔の制約を許容しつつ、十分な油量をカムローブの支持面と軸受間に供給させることを可能とした内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【解決手段】本発明の内燃機関の可変動弁装置は、カムローブ油孔26と合わさる、カム駆動シャフト10のシャフト油孔25の出口またはカムローブ油孔の入口の少なく一方に拡大部27を形成した。同構成により、カム駆動シャフト10が1回転する間にカムローブ16の回転速度が増減変化して、途中、シャフト油孔25とカムローブ油孔26との位置がずれても、拡大部27が合わせ面積を補う。つまり、シャフト油孔25とカムローブ油孔26との位置がずれても、両者の合わせ面積は確保され、十分な油量が軸受20へ供給できる。
【選択図】図6
【解決手段】本発明の内燃機関の可変動弁装置は、カムローブ油孔26と合わさる、カム駆動シャフト10のシャフト油孔25の出口またはカムローブ油孔の入口の少なく一方に拡大部27を形成した。同構成により、カム駆動シャフト10が1回転する間にカムローブ16の回転速度が増減変化して、途中、シャフト油孔25とカムローブ油孔26との位置がずれても、拡大部27が合わせ面積を補う。つまり、シャフト油孔25とカムローブ油孔26との位置がずれても、両者の合わせ面積は確保され、十分な油量が軸受20へ供給できる。
【選択図】図6
Description
本発明は、不等速回転の速度変化を用いてバルブの開弁期間の可変を行う内燃機関の可変動弁装置に関する。
自動車に搭載されるレシプロ式のエンジン(内燃機関)では、適切に吸気や排気のバルブのバルブ特性を制御するため、エンジンの運転状態に応じてバルブの開弁期間を可変させる方式の可変動弁装置が開発されている。
この方式の可変動弁装置の多くは、特許文献1に開示されているようにシリンダヘッドに組み付くカムシャフト(カム駆動シャフト)の外周面に、カムローブを回転自在に設け、これらカムローブとカムシャフト間にカムシャフトの回転を、偏心回転により所定周期で速度が変化する開弁期間可変機構が用いられている。この機構の多くは、カムシャフトの外周面に、カムシャフトの周りを偏心しながら回転するハーモニックリング(中間回転部材)を設けて、エンジンのクランク軸出力で駆動されるカムシャフトの一定角速度の回転を、ハーモニックリングで、それぞれ所定の周期で角速度が変わる不等速回転に変化させてから、カムローブのカム部へ伝えて、バルブを駆動する構造が用いられる。そして、同構造のハーモニックリングの偏心した軸心位置をカムシャフトの軸心位置から位相させることによって、バルブの最大リフトさせるときの速度を変化させ、エンジンの運転状態に応じた開弁期間が確保される。
この方式の可変動弁装置の多くは、特許文献1に開示されているようにシリンダヘッドに組み付くカムシャフト(カム駆動シャフト)の外周面に、カムローブを回転自在に設け、これらカムローブとカムシャフト間にカムシャフトの回転を、偏心回転により所定周期で速度が変化する開弁期間可変機構が用いられている。この機構の多くは、カムシャフトの外周面に、カムシャフトの周りを偏心しながら回転するハーモニックリング(中間回転部材)を設けて、エンジンのクランク軸出力で駆動されるカムシャフトの一定角速度の回転を、ハーモニックリングで、それぞれ所定の周期で角速度が変わる不等速回転に変化させてから、カムローブのカム部へ伝えて、バルブを駆動する構造が用いられる。そして、同構造のハーモニックリングの偏心した軸心位置をカムシャフトの軸心位置から位相させることによって、バルブの最大リフトさせるときの速度を変化させ、エンジンの運転状態に応じた開弁期間が確保される。
こうした機構のカムシャフトの軸受構造には、バルブ反力に耐えるよう、特許文献1に示されているようにエンジンの潤滑油を利用した滑り構造の軸受で、カムローブのカム部の近くの地点を回転自在に支えることが行われている。多くは、同文献1のようにカムシャフトの内部の油路からの潤滑油を、カムシャフトの周壁、カムローブの周壁にそれぞれ設けた複数個の油孔を通じ、カムローブの外周面に形成した支持面と軸受との間(滑り面部)へ導くことで、カムローブが回転自在に支えられる構造にしている。
ところで、レシプロエンジンでは、吸気効率や排気効率を高めるために、一対(複数)の吸気バルブや一対(複数)の排気バルブが用いられる傾向にあり(マルチバルブ)、近時ではそれが主流になりつつある。
こうしたエンジンでは、カムローブの軸受構造は、最小スペースで、一対のバルブからの反力を効果的に受けるために、特許文献1にも示されているようにカムローブの外周面に形成されている一対のカム部間を支持する軸受構造が用いられる。具体的には、カムローブの一対のカム部間の外周面に支持面を形成し、この支持面を軸受で支持し、カムシャフト内からの潤滑油を、同様に複数個の油孔を通じて、支持面と軸受との間へ導く構造が用いられる。
特開平10−169419号公報
こうしたエンジンでは、カムローブの軸受構造は、最小スペースで、一対のバルブからの反力を効果的に受けるために、特許文献1にも示されているようにカムローブの外周面に形成されている一対のカム部間を支持する軸受構造が用いられる。具体的には、カムローブの一対のカム部間の外周面に支持面を形成し、この支持面を軸受で支持し、カムシャフト内からの潤滑油を、同様に複数個の油孔を通じて、支持面と軸受との間へ導く構造が用いられる。
ところで、カムシャフトの回転を、偏心回転により、速度を変化させてカムローブへ伝える構造は、カムシャフトが1回転する間にカムローブの回転速度が増減変化する。このため、カムシャフトの油孔、カムローブの油孔は、この変化を受けて、カムシャフトが1回転する間で、両者がずれる挙動が生じる。このずれは、カムシャフトの回転角度で、90°および270°の地点で最も大きい。
ところが、こうしたずれは、油孔同士の合わせ面積を小さくさせるために、カムシャフトから軸受までに形成される油通路での潤滑油の流れを悪化させやすい。このため、軸受への給油量の不足をきたし、軸受に大きな負担を与えるおそれがある。
そこで、合わせ面積を十分に確保するために、カムシャフトの油孔やカムローブの油孔の径寸法を大きくすることが考えられる。
そこで、合わせ面積を十分に確保するために、カムシャフトの油孔やカムローブの油孔の径寸法を大きくすることが考えられる。
しかし、カムシャフトの油孔の径寸法を大きくすると、カムシャフトの軸受で支持される部分の剛性強度が著しく低下する問題があり、採用できない。
しかも、カムローブの油孔の径寸法も、軸受の制約により大きくできない。すなわち、カムローブのカム部間を支える軸受は、2個のバルブの場合、バルブ間のわずかな隙間のシリンダヘッド部分に形成された軸受台を用いる。そして、軸受キャップを併用して、カムローブの支持面を挟み込む構造が用いられる(特許文献1)。つまり、カムローブの油孔は、バルブ間といった狭幅の軸受台の内側を周回して潤滑油を供給する都合上、大きさが制約され、小さくできることはあっても径寸法を大きくすることはできない。
しかも、カムローブの油孔の径寸法も、軸受の制約により大きくできない。すなわち、カムローブのカム部間を支える軸受は、2個のバルブの場合、バルブ間のわずかな隙間のシリンダヘッド部分に形成された軸受台を用いる。そして、軸受キャップを併用して、カムローブの支持面を挟み込む構造が用いられる(特許文献1)。つまり、カムローブの油孔は、バルブ間といった狭幅の軸受台の内側を周回して潤滑油を供給する都合上、大きさが制約され、小さくできることはあっても径寸法を大きくすることはできない。
このため、偏心回転式の可変動弁装置は、軸受の潤滑が安定しにくい問題があり、十分な油量の確保が行える技術が求められている。
そこで、本発明の目的は、カム駆動シャフトの剛性強度の低下を抑え、カムローブ油孔の制約を許容しつつ、十分な油量をカムローブの支持面と軸受間に供給させることを可能とした内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
そこで、本発明の目的は、カム駆動シャフトの剛性強度の低下を抑え、カムローブ油孔の制約を許容しつつ、十分な油量をカムローブの支持面と軸受間に供給させることを可能とした内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、カムローブ油孔と合わさるカム駆動シャフトのシャフト油孔の出口または前記カムローブ油孔の前記カム駆動シャフトに臨む入口の少なくともどちらか一方に拡大部を形成した。
同構成により、カム駆動シャフトが1回転する間にカムローブの回転速度が増減変化して、途中、シャフト油孔とカムローブ油孔との位置がずれても、拡大部が合わせ面積を補う。
同構成により、カム駆動シャフトが1回転する間にカムローブの回転速度が増減変化して、途中、シャフト油孔とカムローブ油孔との位置がずれても、拡大部が合わせ面積を補う。
請求項2に記載の発明は、さらに油量確保に十分な性能をもつ拡大部が、簡単な構造で得られるよう、拡大部は、少なくともカム駆動シャフトおよびカムローブが相対変位する方向に拡大させてなる構成を用いた。
請求項1の発明によれば、カム駆動シャフトが1回転する間にカムローブの回転速度が増減変化して、途中、シャフト油孔とカムローブ油孔との位置がずれても、拡大部により、両者の合わせ面積が確保できる。
したがって、カムローブの回転速度が増減変化しても、十分な油量を軸受へ供給することができる。
したがって、カムローブの回転速度が増減変化しても、十分な油量を軸受へ供給することができる。
しかも、シャフト油孔の出口開口またはカムローブ油孔の入口開口を拡大させただけなので、シャフト油孔やカムローブ油孔の大部分は変更せずにすみ、カム駆動シャフトやカムローブは剛性強度を低下させずにすむ。
請求項2の発明によれば、簡単な構造で、油量確保に十分な性能をもたらす拡大部を得ることができる。
請求項2の発明によれば、簡単な構造で、油量確保に十分な性能をもたらす拡大部を得ることができる。
以下、本発明を図1〜図6に示す第1の実施形態にもとづいて説明する。
図1は内燃機関の例えば吸気側の動弁系に可変動弁装置を組み込んだ内燃機関の断面図を示している。同図を説明すると、図1中1は、内燃機関のシリンダブロック、例えば4気筒のレシプロ式ガソリンエンジン(以下、単にエンジンという)のシリンダブロック(図1にだけ図示)を示し、2は同シリンダブロック1の頭部に搭載されたシリンダヘッドを示している。
図1は内燃機関の例えば吸気側の動弁系に可変動弁装置を組み込んだ内燃機関の断面図を示している。同図を説明すると、図1中1は、内燃機関のシリンダブロック、例えば4気筒のレシプロ式ガソリンエンジン(以下、単にエンジンという)のシリンダブロック(図1にだけ図示)を示し、2は同シリンダブロック1の頭部に搭載されたシリンダヘッドを示している。
まず、エンジンの基本構造を説明すると、シリンダブロック1には、エンジンの前後方向に直列に並んで4つの気筒4(一部気筒だけ図示)が形成されている。これら気筒4内には、ピストン5がそれぞれ往復動動可能に収められている。ピストン5は、いずれも図示はしないが、コンロッドを介してクランクシャフトに接続してある。
シリンダヘッド2の下面には、気筒4に対応して、それぞれ燃焼室6が形成されている。燃焼室6には、一対の吸気ポート7、一対の排気ポート(図示しない)が形成されている。また燃焼室6には、吸気ポート7を開閉する一対(2つ)の吸気バルブ8(本願のバルブに相当)と、排気ポートを開閉する一対の排気バルブ(図示しない)が設けられている。なお、吸気バルブ8、排気バルブは、いずれもバルブスプリング9により閉じる常閉式である。さらに燃焼室6には、図示はしないが点火プラグがそれぞれ設けられていて、所定の燃焼サイクル(吸気行程、圧縮行程、爆発行程および排気行程の4サイクル)が繰り返されるようにしている。
シリンダヘッド2の下面には、気筒4に対応して、それぞれ燃焼室6が形成されている。燃焼室6には、一対の吸気ポート7、一対の排気ポート(図示しない)が形成されている。また燃焼室6には、吸気ポート7を開閉する一対(2つ)の吸気バルブ8(本願のバルブに相当)と、排気ポートを開閉する一対の排気バルブ(図示しない)が設けられている。なお、吸気バルブ8、排気バルブは、いずれもバルブスプリング9により閉じる常閉式である。さらに燃焼室6には、図示はしないが点火プラグがそれぞれ設けられていて、所定の燃焼サイクル(吸気行程、圧縮行程、爆発行程および排気行程の4サイクル)が繰り返されるようにしている。
またシリンダヘッド2の上部には、気筒4が並ぶ方向に沿って吸気用カムシャフト10(本願のカム駆動シャフトに相当)、排気用カムシャフト(図示しない)が設けられている。この吸気用カムシャフト10および排気用カムシャフトは、図示しないタイミングチェーン部材などを介して、クランクシャフト端(図示しない)に接続されていて、クランクシャフトから出力される軸出力にて回転駆動される構造となっている。また両カムシャフトは、例えば中空の軸部材から構成され、中空の内部を油路10aとしている。そして、エンジン内蔵のオイルポンプ(図示しない)から送られた潤滑油が、両カムシャフトの端部から油路10aへ供給されるようにしてある。
こうしたエンジンの吸気用カムシャフト10に、図1に示されるように可変動弁装置15が組み付けられている。可変動弁装置15には、カムシャフトの一定回転を不等速回転に変えて、吸気バルブ8や排気バルブの開弁期間を変化させる可変構造が用いられている。同可変構造は、気筒4毎、吸気用カムシャフト10の外周面に回転自在に嵌挿されたカムローブ16と、カムローブ16毎に組み付く偏心回転式の開弁期間可変機構28とを組み合わせて構成される。
図2には、このうち1気筒分のカムローブ16および開弁期間可変機構28の分解斜視図が示されている。
図2を参照して、この1気筒分で代表される可変構造の各部を説明すると、カムローブ16は、吸気用カムシャフト10の外周面に回転自在に嵌る筒形の本体部17と、この本体部17の外周面に形成された一対(複数)のカム部18と、カム部18間の外周部分に形成された支持面19とを有している。そして、支持面19が、一対の吸気バルブ8間のわずかな隙間を利用してシリンダヘッド2に設置された軸受20で回転自在に支持されている。具体的には軸受20は、一対の吸気バルブ8の基端に形成された受部、ここではバルブ基端に装着されたバルブリフタ8a間のわずかなシリンダ部分に設けられた、支持面19の下側を受ける軸受台21と、支持面19の上側を受ける軸受キャップ22と、図示はしないが軸受キャップ22を軸受台21に固定するボルト部材とで構成された滑り軸受けが用いてある。そして、支持面19の周りに滑り面23を形成している。
図2を参照して、この1気筒分で代表される可変構造の各部を説明すると、カムローブ16は、吸気用カムシャフト10の外周面に回転自在に嵌る筒形の本体部17と、この本体部17の外周面に形成された一対(複数)のカム部18と、カム部18間の外周部分に形成された支持面19とを有している。そして、支持面19が、一対の吸気バルブ8間のわずかな隙間を利用してシリンダヘッド2に設置された軸受20で回転自在に支持されている。具体的には軸受20は、一対の吸気バルブ8の基端に形成された受部、ここではバルブ基端に装着されたバルブリフタ8a間のわずかなシリンダ部分に設けられた、支持面19の下側を受ける軸受台21と、支持面19の上側を受ける軸受キャップ22と、図示はしないが軸受キャップ22を軸受台21に固定するボルト部材とで構成された滑り軸受けが用いてある。そして、支持面19の周りに滑り面23を形成している。
また軸受20の滑り面23と対応する吸気用カムシャフト10の周壁には、それぞれ、例えば図3および図6にも示されるように180°の間隔で2個のシャフト油孔25(図2では一部しか図示せず)が設けられている。さらにシャフト油孔25と対応してカムローブ16の支持面19の有る周壁には、それぞれ2個のカムローブ油孔26が設けられている。カムローブ油孔26は、狭幅の軸受台21を周回して潤滑油を供給するために、細く、具体的にはシャフト油孔25より小さな径寸法の油孔となっている。この油孔で形成される油通路により、吸気用カムシャフト10の油路10aへ供給された潤滑油が、シャフト油孔25、カムローブ油孔26を通じて、カムローブ16の支持面19と軸受20の滑り面23間へ導ける。つまり、潤滑油の供給により、軸受20は、支持面19との滑り面23との間に潤滑油の薄い膜を形成して、カムローブ16を回転自在に支持させる。
一対のカム部18のカム面は、一対のバルブリフタ8aと直接当接し、カム部18で一対の吸気バルブ8の駆動が行えるようにしている。
開弁期間可変機構28は、不等速機構30と、開弁期間を設定する期間設定部40とを組み合わせて構成してある。不等速機構30は、吸気用カムシャフト10の一定回転を不等速回転に変化させて、カムローブ16へ伝える機構である。具体的には不等速機構30は、オルダム継手で構成されている。
開弁期間可変機構28は、不等速機構30と、開弁期間を設定する期間設定部40とを組み合わせて構成してある。不等速機構30は、吸気用カムシャフト10の一定回転を不等速回転に変化させて、カムローブ16へ伝える機構である。具体的には不等速機構30は、オルダム継手で構成されている。
すなわち、同継手は、図1および図2に示されるように吸気用カムシャフト10の外周面に、同カムシャフト10の軸心に対し偏心して回転自在に嵌挿された偏心軸部31と、この偏心した偏心軸部31の外周面に回転自在に嵌挿されたハーモニックリング32(中間回転部材に相当)と、このハーモニックリング32とカムローブ16間のカムシャフト部分に設けられた駆動アーム部33と、カムローブ16の駆動アーム33側の端部に設けたカムシャフトの直径方向の一方向へ向かって突き出るボス部34とを有している。このうち駆動アーム部33は、カムシャフト部分の外周面に固定された固定環33aと、同固定環33aの外周面から、ボス部34とは180°ずれて直径方向へ突き出るアーム部33bとを有した部品で構成されている。またアーム部33bの先端側の端面とボス部34の端面とには、1組の中継ピン35a,35bの一方の端部が回転自在に嵌挿してある。このうちアーム部33bから突き出た中継ピン35aの端部は、ハーモニックリング32の端面に形成された直径方向に延びるスライド溝36aにスライド自在に嵌挿される。またボス部34から突き出た中継ピン35bの端部は、固定環33aの側方を通過して、スライド溝36aとは180度ずれた地点に形成された直径方向に延びるスライド溝36bにスライド自在に嵌挿されている。
これにより、吸気用カムシャフト10の回転が、駆動アーム部33から中継ピン35aを通じてハーモニックリング32へ伝達され、さらにハーモニックリング32から中継ピン35bおよびボス部34を通じてカムローブ16へ伝わるようにしている。つまり、吸気用カムシャフト10の回転は、図4(a)や図4(c)に示されるように偏心軸部31の周り(吸気用カムシャフト10の周り)を遅れや進みを生じながら偏心回転するハーモニックリング32の中継により、図4(b)中の実線あるいは破線で示されるような所定周期で速度が変化する回転となって、カムローブ16へ伝えられるようにしている。
開弁期間設定部40には、偏心軸部31に入力ギヤ部41を一体に設けた構造が用いられている。同入力ギヤ部41は、吸気用カムシャフト10の軸心と同一の軸心をもつ円形ギヤで構成され、入力ギヤ部41から開弁期間の設定を入力すると、偏心軸部31の軸心が、吸気用カムシャフト10の軸心の周りを偏心位相する。開弁期間設定部40の各部は、図4(a)〜(c)に示されるように吸気バルブ8の最大リフト時に関連付けて設定されていて、偏心軸部31の軸心位置βが、吸気用カムシャフト10の軸心位置αの上方(反バルブ側)に一直線に並んだ偏心位相0°にすると、吸気バルブ8を通過するカム部18は、ハーモニックリング32の速度変化から、吸気バルブ8の開弁速度が最大に早まり、さらに閉弁速度が最大に遅れるように変位する。反対に偏心軸部31の軸心位置βが、吸気用カムシャフト10の軸心位置αの下方(バルブ側)に一直線に並んだ偏心位相180°にすると、吸気バルブ8を通過するカム部18は、ハーモニックリング32の速度変化から、吸気バルブ8の開弁速度が最大に遅れ、さらに閉弁速度が最大に早まるように変位する。両位置間、すなわち0〜180°間では、偏心位相に応じて開弁速度、閉弁速度は変わる。こうした吸気バルブ8を通過するカム部18の速度の変化から、吸気弁8の開弁する期間(開弁期間)が可変される。
また図1に示されるように入力ギヤ部41は、コントロールシャフト42(操作部材)のギヤ部42aが噛み合わせてあり、コントロールシャフト42につながるアクチュエータ(図示しない)をエンジンの運転状態に応じて制御すると、ハーモニックリング32の偏心位置がエンジンの運転状態に応じ変化し、各気筒4の吸気バルブ8の開弁期間が調節できるようにしている。
一方、カムローブ16の軸受構造のうち、シャフト油孔25、カムローブ油孔26は、例えば図6に示されるようにカム部18の向きならって一直線上に連なるように配置されている。このうちシャフト油孔25のカムローブ16に臨む出口には、いずれも図1、図2および図3に示されるように拡大部27が形成されている。拡大部27は、シャフト油孔25の出口の開口を拡大させたもので、さらに述べれば少なくとも出口の吸気用カムシャフト10の周方向に沿う方向を拡大させた構造が用いられている。具体的には拡大部27は、例えば図3(a)の平面図や同図3(b)の断面図に示されるようにシャフト油孔25端に面取りを施して、シャフト油孔25の縁部全体を拡げ、出口端を大きくした構造が用いられている。この拡大部27にて、カムローブ16の回転速度の増減変化により、たとえシャフト油孔25とカムローブ油孔26との相互位置がずれても、双方の合わせ面積が補償されるようにしている。つまり、必要な油通路が確保される構造にしている。なお、シャフト油孔25の入口や中間部など他の部分については変更を加えていない。
つぎに作用について説明する。
このように構成されたエンジンの可変動弁装置15は、アクチュエータ(図示しない)により、図4(c)に示されるように吸気側の偏心軸部31の軸心位置βを吸気用カムシャフト10の軸心位置αより上側の偏心位相0°の地点に設定する。これにより、ハーモニックリング32の偏心位置は所定地点に位置決められる。
このように構成されたエンジンの可変動弁装置15は、アクチュエータ(図示しない)により、図4(c)に示されるように吸気側の偏心軸部31の軸心位置βを吸気用カムシャフト10の軸心位置αより上側の偏心位相0°の地点に設定する。これにより、ハーモニックリング32の偏心位置は所定地点に位置決められる。
すると、各気筒4の吸気バルブ8を通過するカム部18は、ハーモニックリング32の速度変化から、開弁時期は最大に早まり、閉弁時期は最大に遅れるように変位し、図5中の実線のように吸気バルブ8は、エンジンの高速運転に適した開弁期間の長い特性で開閉する。
反対にアクチュエータにより、図4(a)に示されるように吸気側の偏心軸部31の軸心位置βを吸気用カムシャフト10の軸心位置αより下側の偏心位相180°の地点に設定する。これにより、ハーモニックリング32の偏心位置は所定地点に位置決められる。
反対にアクチュエータにより、図4(a)に示されるように吸気側の偏心軸部31の軸心位置βを吸気用カムシャフト10の軸心位置αより下側の偏心位相180°の地点に設定する。これにより、ハーモニックリング32の偏心位置は所定地点に位置決められる。
すると、各気筒4の吸気バルブ8を通過するカム部18は、ハーモニックリング32の速度変化から、開弁時期は最大に遅れ、閉弁時期は最大に早まるように変位し、図5中の破線のように吸気バルブ8は、エンジンの低速運転に適した開弁期間の短い特性で開閉する。そして、偏心軸部31の偏心位相角度を0〜180°内で変えれば、吸気バルブ8の開弁期間は、図5中の破線で示す最小の開弁期間のバルブ特性と実線で示す最大の開弁期間のバルブ特性との間に可変される。
このとき、吸気用カムシャフト10の油路10aへ圧送された潤滑油は、2つのシャフト油孔25、2つのカムローブ油孔26から、それぞれ支持面19と軸受20の滑り面23間へ供給される。ここで、カムローブ16の回転速度は、吸気用カムシャフト10が1回転する間に増減しているから、例えば偏心軸部31の偏心位置βが吸気用カムシャフト10の軸心αより下方に位置している場合、シャフト油孔25とカムローブ油孔26とは、図6(a)〜図6(e)に示されるように最大リフト方向に対応するカムシャフト回転角0°、180°、360°の地点では、最大の合わせ面積で合わさるが、途中の回転角では、当該合わさる面積が小さくなる。特に速度の変化が大きくなるカムシャフト回転角90°、270°の地点では、激減する。
ここで、シャフト油孔25の出口には拡大部27が設けてある。この拡大部27は、不足するあわせ面積を補う役割を果たすから、従来のシャフト油孔とカムローブ油孔とが十分に連通できない状況、例えば図6(b),(d)のカムシャフト回転角90°、270°に示すような最もシャフト油孔25とカムローブ油孔26との位置ずれが多いときでも、十分な合わせ面積を確保できる。
したがって、カムローブ16の回転速度の増減変化に関わらず、シャフト油孔25およびカムローブ油孔26を通じて、十分な油量を軸受20へ供給することができ、軸受20の潤滑が安定して行える。特に同効果は、シャフト油孔25の出口開口を拡大させただけなので、吸気用カムシャフト10の剛性強度を低下させずにすむ。
しかも、同構造だと、バルブ間の軸受20でカムローブ16の支持面19を支持する構造をそのまま流用しながら、十分に油量が確保できるから、カムローブ油孔26やシャフト油孔25など制約の多い油孔を有する偏心回転式の可変動弁装置15には好適である。
しかも、同構造だと、バルブ間の軸受20でカムローブ16の支持面19を支持する構造をそのまま流用しながら、十分に油量が確保できるから、カムローブ油孔26やシャフト油孔25など制約の多い油孔を有する偏心回転式の可変動弁装置15には好適である。
そのうえ、少なくともシャフト油孔25の出口の吸気用カムシャフト10の周方向に沿う方向(カムシャフトおよびカムローブが相対変位する方向)を拡大させた拡大部27を用いると、簡単な構造でありながら、油量確保に十分な性能をもたらせることができる。
図7は、本発明の第2の実施形態を示す。
本実施形態は、図7(a)の平面図および同図(b)の断面図のようにシャフト油孔25の出口に、シャフト油孔25の径寸法より大きな段付き孔45を形成して、拡大部27を構成したものである。こうした拡大部27でも、第1の実施形態と同様な効果を奏する。
図7は、本発明の第2の実施形態を示す。
本実施形態は、図7(a)の平面図および同図(b)の断面図のようにシャフト油孔25の出口に、シャフト油孔25の径寸法より大きな段付き孔45を形成して、拡大部27を構成したものである。こうした拡大部27でも、第1の実施形態と同様な効果を奏する。
図8は、本発明の第3の実施形態を示す。
本実施形態は、図8(a)の平面図および同図(b)の断面図のようにシャフト油孔25の出口に、吸気用カムシャフト10の周方向(カムシャフトおよびカムローブが相対変位する方向)に延びる長孔47を形成して、拡大部27を構成したものである。こうした拡大部27でも、第1の実施形態と同様な効果を奏する。
本実施形態は、図8(a)の平面図および同図(b)の断面図のようにシャフト油孔25の出口に、吸気用カムシャフト10の周方向(カムシャフトおよびカムローブが相対変位する方向)に延びる長孔47を形成して、拡大部27を構成したものである。こうした拡大部27でも、第1の実施形態と同様な効果を奏する。
但し、図7および図8において第1の実施形態と同一部分は、同一符号を付してその説明を省略した。
なお、本発明は上述した第1〜3の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。上述した実施形態では、エンジンの吸気側に偏心回転式の可変動弁装置を設けた構造を挙げ、この可変動弁装置に本発明を採用したが、これに限らず、エンジンの排気側に設けた偏心回転式の可変動弁装置に本発明を採用してもよい。
なお、本発明は上述した第1〜3の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。上述した実施形態では、エンジンの吸気側に偏心回転式の可変動弁装置を設けた構造を挙げ、この可変動弁装置に本発明を採用したが、これに限らず、エンジンの排気側に設けた偏心回転式の可変動弁装置に本発明を採用してもよい。
また、上述した第1〜3の実施形態では、吸気用カムシャフト10に拡大部を設けたが、カムローブ16のカムローブ油孔26の入口に拡大部を設けてもよく、またシャフト油孔25の出口とカムローブ油孔26の入口の両方に設けても同様の効果を得ることができる。
2 シリンダヘッド
8 吸気バルブ(バルブ)
10 吸気用カムシャフト(カム駆動シャフト)
10a 油路
15 可変動弁装置
16 カムローブ
18 カム部
19 支持面
20 軸受
21 軸受台
22 軸受キャップ
23 滑り面
25 シャフト油孔
26 カムローブ油孔
27 拡大部
28 開弁期間可変機構
8 吸気バルブ(バルブ)
10 吸気用カムシャフト(カム駆動シャフト)
10a 油路
15 可変動弁装置
16 カムローブ
18 カム部
19 支持面
20 軸受
21 軸受台
22 軸受キャップ
23 滑り面
25 シャフト油孔
26 カムローブ油孔
27 拡大部
28 開弁期間可変機構
Claims (2)
- 吸気又は排気のバルブを有するシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドに回転自在に設けられた、内部に潤滑油を受け入れる油路を有するカム駆動シャフトと、
前記カム駆動シャフトの外周面に回転自在に外嵌された、外周面に前記バルブを駆動するカム部と支持面を有するカムローブと、
前記カムローブと前記カム駆動シャフトとの間に設けられ、前記カム駆動シャフトの回転を、偏心回転により所定周期で速度が変化する回転に変化させて前記カムローブへ伝え、同変化に基づき前記バルブの開弁期間を可変とした開弁期間可変機構と、
前記シリンダヘッドに設けられ、前記カムローブの支持面を回転自在に支持する軸受と、
前記軸受と対応して前記カム駆動シャフトの周壁に設けられ、前記油路の潤滑油を前記カムローブへ導くシャフト油孔と、
前記シャフト油孔と対応して前記カムローブの周壁に設けられ、前記シャフト油孔からの潤滑油を前記支持面と前記軸受間へ導くカムローブ油孔とを有し、
前記シャフト油孔の前記カムローブに臨む出口または前記カムローブ油孔の前記カム駆動シャフトに臨む入口の少なくともどちらか一方に拡大部を形成した
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 前記拡大部は、少なくとも前記カム駆動シャフトおよび前記カムローブが相対変位する方向に拡大させてなることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。
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