JP3329933B2 - 可変バルブタイミング装置 - Google Patents
可変バルブタイミング装置Info
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Description
ム方式エンジンの、2本のカムシャフトの位相を調整す
ることにより、バルブタイミングを可変とする可変バル
ブタイミング装置に関する。
可変化することは、広い回転範囲において高い発生トル
クを得る上で重要な技術である。
用化されている主な方法としては、カムシャフトとタイ
ミングギヤとをヘリカルスプラインを介して咬合し、タ
イミングギヤを軸方向に移動させることによりタイミン
グギヤとカムシャフトとの位相を変更するものがある。
成においては、ヘリカルスプラインのねじれ角を極端に
大きくすることは困難であり、通常クランク軸の角度に
おいて変化する角度を20°〜40°以上にすることは
できない。
せるための目的であれば、クランク軸の角度変化は20
°〜40°で十分である。しかしながら、高出力化を目
的として、通常サイクル(オットサイクルやディーゼル
サイクル)とミラーサイクルとを、実圧縮比をバルブ開
閉時期を変化させることによって変換させるためには、
クランク軸の角度で70°〜90°の変化が必要であ
り、この場合には上記のヘリカルスプライン方式では不
十分である。
たもので、通常サイクルとミラーサイクルとの変換を行
うために、クランク軸角度で70°〜90°の変化を可
能とし、実圧縮比を変えることの可能な可変バルブタイ
ミング装置を提供することを目的としている。
発明に係る可変バルブタイミグ装置の第1の発明におい
ては、ダブルオーバヘッドカム方式エンジンの、吸、排
気弁の開閉時期を可変にすることにより実圧縮比を可変
にした可変圧縮比エンジンにおいて、2本のカムシャフ
トを設け、第1カムシャフトで第1吸気弁および排気弁
を開閉作動させ、第2カムシャフトで第2吸気弁を開閉
作動させ、2本のカムシャフトを、サンギヤと、リング
ギヤと、プラネットギヤとからなる遊星歯車装置を介し
て連結し、該遊星歯車装置のプラネットギヤの支持軸
と、サンギヤ軸との相対位置関係を任意に変えて、2本
のカムシャフトの位相を調整することによりバルブタイ
ミングを可変にすることを特徴としており、第2の発明
においては、前記2本のカムシャフトの一方が前記サン
ギヤに固着し、前記カムシャフトの他方が前記リングギ
ヤに噛合する歯車に固着していることを特徴としてお
り、第3の発明においては、前記遊星歯車装置のプラネ
ットギヤの支持軸を保持するキャリァが、前記サンギヤ
軸を軸支するケースに回動自在に軸着され、回転駆動装
置に連結していることを特徴としている。
式エンジンの、2本のカム軸を、サンギヤと、リングギ
ヤと、プラネットギヤとからなる遊星歯車装置を介して
連結し、一方のカムシャフトをサンギヤに固着し、他方
のカムシャフトをリングギヤに噛合する歯車に固着し
た。そして、プラネットギヤを支持するキャリァをサン
ギヤ軸を軸支するケースに回動自在に軸着し、回転駆動
装置に連結したため、回転駆動装置によりキャリァを回
転させることによりリングギャが回動し、したがって、
他方のカムシャフトが回動して一方のカムシャフトに対
する位相を変化させることができる。
装置の実施例について、図面を参照して詳述する。
サイクルとの変換が可能な、ダブルオーバヘッドカム方
式エンジンの構造の一例を示しており、図1はシリンダ
ヘッド部分の平面断面図、図2はその側面断面図であ
る。
2吸気弁3と、第1排気弁4と第2排気弁5、および、
第1カムシャフト10と第2カムシャフト20とが装着
されている。第1カムシャフト10には第1吸気弁2、
第1排気弁4、および第2排気弁5を作動させるカム1
1、12、および13が設けられている。カム12は直
接第1排気弁4を作動し、カム11、および13はそれ
ぞれロッカアーム14、および15を介して第1吸気弁
2、および第2排気弁5を作動する。第2カムシャフト
20にはカム21が設けられており、直接第2吸気弁3
を作動する。第2カムシャフト20は可変バルブタイミ
ング装置により矢印のように回転可能であり、バルブタ
イミングをクランク軸角度にして70°〜90°変化さ
せることにより実圧縮比を可変とし、高出力化が可能と
なっている。
て説明する。図3は図1に示した第1、第2カムシャフ
ト10、20の端部に装着されるギヤトレインの正面図
であり、図4は図3のA−A断面図である。
1カムシャフト10に固着されたサンギヤであり、31
は第1カムシャフト10の先端にベアリング32を介し
て回転自在に装着されたリングギヤである。リングギヤ
31には内歯33と外歯34とが設けられている。35
はサンギヤ30と、リングギヤ31の内歯33とに噛合
するプラネットギヤであり、36はプラネットギヤ35
の支持軸、37は支持軸36を固着しているキャリァで
ある。キャリァ37はシリンダヘッド1に回動自在に軸
着されており、外周にはセクタ状のウォームホイール3
8が設けられている。ウォームホイール38は電動モー
タ40により駆動されるウォーム41と噛合している。
ャフト20には、リングギヤ31の外歯34に噛合する
歯車42とタイミングギヤ43とが固着されている。タ
イミングギヤ43はアイドルギヤ44を介してクランク
軸45に固着されたクランクギヤ46と噛合している。
グギヤ31の内歯33の歯数をZ2、歯車42の歯数を
Z3、リングギヤ31の外歯34の歯数をZ4とした場
合、Z1/Z2=Z3/Z4である。また、クランクギ
ヤ46とタイミングギヤ43との歯数比は1/2であ
る。したがって、第2カムシャフト20の回転数はクラ
ンク軸45の回転数の1/2となり、第2カムシャフト
20と第1カムシャフト10との回転数は同一となる。
シャフト10と第2カムシャフト20との位相を変更す
る場合には、電動モータ40でウォーム41を回転さ
せ、ウォームホイール38を所定の角度だけ回転させ
る。キャリヤ37はウォームホイール38と一体である
ため同時に回転し、プラネットギヤ35はサンギヤ30
の周囲を自転しながら公転し、リングギヤ31を回転さ
せる。したがって歯車42は回転し、第2カムシャフト
20の第1カムシャフト10に対する位相は変化する。
このときの歯車42とウォームホイール38との回転角
度比γは次式で求められる。 γ=〔(Z1+Z2)/Z2〕Z4/Z3 したがって、ウォームホイール38を小さな角度だけ回
動させるだけで、歯車42は大きな角度を回動すること
となり、第1カムシャフト10と第2カムシャフト20
との間に、容易に70°〜90°の位相差を与えること
ができる。
ルオーバヘッドカム方式のエンジンの2本のカムシャフ
トを、サンギヤと、リングギヤと、プラネットギヤとか
らなる遊星歯車装置を介して連結し、一方のカムシャフ
トをサンギヤに固着し、他方のカムシャフトをリングギ
ヤに噛合する歯車に固着した。そして、プラネットギヤ
を支持するキャリヤをサンギヤ軸を軸支するケースに回
動自在に軸着し、回転駆動装置に連結した。そのため、
キャリヤの回転に対してリングギヤに噛合する歯車の回
転は増速され、回転駆動装置を回転させ、キャリヤを少
しの角度だけ回動させることにより歯車は大きな角度を
回動する。したがって、一方のカムシャフトと他方のカ
ムシャフトとの位相差を、容易に70°〜90°変化さ
せることのできる可変バルブタイミング装置が得られ
る。
面断面図である。
インを示す正面図である。
ト、30‥‥サンギヤ、31‥‥リングギヤ、33‥‥
内歯、34‥‥外歯、35‥‥プラネットギヤ、37‥
‥キャリヤ、38‥‥ウォームホイール、40‥‥電動
モータ、41‥‥ウォーム、42‥‥歯車、43‥‥タ
イミングギヤ、46‥‥クランクギヤ。
Claims (3)
- 【請求項1】 ダブルオーバヘッドカム方式エンジン
の、吸、排気弁の開閉時期を可変にすることにより実圧
縮比を可変にした可変圧縮比エンジンにおいて、2本の
カムシャフトを設け、第1カムシャフトで第1吸気弁お
よび排気弁を開閉作動させ、第2カムシャフトで第2吸
気弁を開閉作動させ、2本のカムシャフトを、サンギヤ
と、リングギヤと、プラネットギヤとからなる遊星歯車
装置を介して連結し、該遊星歯車装置のプラネットギヤ
の支持軸と、サンギヤ軸との相対位置関係を任意に変え
て前記2本のカムシャフトの位相を調整することにより
バルブタイミングを可変にすることを特徴とする可変バ
ルブタイミング装置。 - 【請求項2】 前記2本のカムシャフトの一方が前記サ
ンギヤに固着し、前記カムシャフトの他方が前記リング
ギヤに噛合する歯車に固着していることを特徴とする請
求項1の可変バルブタイミング装置。 - 【請求項3】 前記遊星歯車装置のプラネットギヤの支
持軸を保持するキャリァが、前記サンギヤ軸を軸支する
ケースに回動自在に軸着され、回転駆動装置に連結して
いることを特徴とする請求項1または2の可変バルブタ
イミング装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1994
- 1994-03-07 JP JP06455094A patent/JP3329933B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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