(57)【要約】    【課題】カム軸方向寸法を低減し得るＶＴＣ装置付きエンジンを提供する。    【解決手段】カムホルダ１２に支持されたカムシャフト（吸気カムシャフト１）と該カムシャフトにクランクシャフト９の回転力を伝達するカムスプロケット１１との間に、クランクシャフトの位相に対するカムシャフトの位相を変化させるためのＶＴＣ装置６が設けられたエンジンＥにおいて、ＶＴＣ装置を、カムシャフトにおけるカムホルダからの突出部に固着されたインナロータ２３と、該インナロータを所定の角度範囲で回動自在に受容し且つカムスプロケットと一体をなすアウタロータ２１とを有するものとし、アウタロータのカムホルダ側の面に凸部２５ａを形成すると共に、カムホルダのアウタロータ側の面における凸部と対向する位置に凸部に対応する凹部４２を形成するものとする。【選択図】図２
2008025428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムホルダに支持されたカムシャフトと該カムシャフトにクランクシャフトの回転力を伝達するカムスプロケットとの間に、前記クランクシャフトの位相に対する前記カムシャフトの位相を変化させるためのカム位相可変装置が設けられたエンジンであって、
前記カム位相可変装置が、前記カムシャフトにおける前記カムホルダからの突出部に固着されたインナロータと、該インナロータを所定の角度範囲で回動自在に受容し且つ前記カムスプロケットと一体をなすアウタロータとを有し、
前記アウタロータの前記カムホルダ側の面に凸部を形成すると共に、
前記カムホルダの前記アウタロータ側の面における前記凸部と対向する位置に前記凸部に対応する凹部を形成することを特徴とするカム位相可変装置付きエンジン。
【請求項２】
カムホルダに支持されたカムシャフトと該カムシャフトにクランクシャフトの回転力を伝達するカムスプロケットとの間に、前記クランクシャフトの位相に対する前記カムシャフトの位相を変化させるためのカム位相可変装置が設けられたエンジンであって、
前記カム位相可変装置が、前記カムシャフトにおける前記カムホルダからの突出部に固着されたインナロータと、該インナロータを所定の角度範囲で回動自在に受容し且つ前記カムスプロケットと一体をなすアウタロータとを有し、
前記カムホルダの前記アウタロータ側の面におけるカムシャフト挿通孔の周囲に環状の凹部が設けられ、
前記アウタロータの少なくとも一部が前記凹部に没入していることを特徴とするカム位相可変装置付きエンジン。
【請求項３】
カムホルダに支持されたカムシャフトと該カムシャフトにクランクシャフトの回転力を伝達するカムスプロケットとの間に、前記クランクシャフトの位相に対する前記カムシャフトの位相を変化させるためのカム位相可変装置が設けられたエンジンであって、
前記カム位相可変装置が、前記カムシャフトにおける前記カムホルダからの突出部に固着されたインナロータと、該インナロータを所定の角度範囲で回動自在に受容し且つ前記カムスプロケットと一体をなすアウタロータとを有し、
前記アウタロータの軸受部に前記カムホルダ側へ突出した環状の凸部を設けると共に、
前記カムホルダの前記アウタロータ側の面におけるカムシャフト挿通孔の周囲に前記凸部に対応した環状の凹部を設けることを特徴とするカム位相可変装置付きエンジン。
【請求項４】
前記カムホルダにおける前記凹部の径方向外側に、油路またはボルト孔の少なくともいずれか一方が設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のカム位相可変装置付きエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトとカムシャフトとの回転角度（位相）の相互関係を変化させるためのカム位相可変装置を備えたエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クランクシャフトとチェーンにて連動連結されるカムスプロケットに一体結合されたアウタロータと、カムシャフトに一体結合されたインナロータとを、所定角度範囲を相対回動可能なように組み合わせることにより、クランクシャフトとカムシャフトとの位相の相互関係を変化させるようにしたカム位相可変（Variable Timing Control：以下ＶＴＣと略称す）装置が、既に実用に供されている（特許文献１を参照されたい）。このＶＴＣ装置においては、カムシャフトの軸端にインナロータが固着され、アウタロータの一方の軸方向端壁に設けられた軸受孔に、カムシャフトにおけるインナロータ接続部が回転自在に支持されている。
【特許文献１】特開２００２−２９５２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるに、カムシャフトは、シリンダヘッドに固定されたカムホルダによって支持されるが、回転体であるＶＴＣ装置のアウタロータと固定体であるカムホルダとの軸方向端面同士の干渉を避けるために、カムホルダの端面からアウタロータを離して配置する必要がある。
【０００４】
他方、アウタロータの軸方向端壁の軸受孔は、アウタロータとインナロータとの間に封入したエンジンオイルの流出を抑制するために、カムシャフトにおけるインナロータ接続部を挿通する部分の軸方向寸法をある程度大きくする必要がある。また、カムホルダも、カムホルダをシリンダヘッドに締結するためのボルトを挿通する孔や、エンジンオイルを流通させる油路を形成する都合上、やはり軸方向寸法をあまり小さくすることはできない。そして、これらの条件を満たすように設計した場合、カムホルダの端面からのＶＴＣ装置の突出量が大きくならざるを得ず、このためにエンジン全長の増大を余儀なくされていた。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、カム軸方向寸法を低減し得るＶＴＣ装置付きエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するために本発明は、カムホルダ１２に支持されたカムシャフト（吸気カムシャフト１）と該カムシャフトにクランクシャフト９の回転力を伝達するカムスプロケット１１との間に、クランクシャフトの位相に対するカムシャフトの位相を変化させるべく、カムシャフトにおけるカムホルダからの突出部に固着されたインナロータ２３と、該インナロータを所定の角度範囲で回動自在に受容し且つカムスプロケットと一体をなすアウタロータ２１とを有するＶＴＣ装置６が設けられたエンジンＥにおいて、アウタロータのカムホルダ側の面に凸部２５ａを形成すると共に、カムホルダのアウタロータ側の面における凸部と対向する位置に凸部に対応する凹部４２を形成するものとした（請求項１）。
また、上記構成のＶＴＣ装置付きエンジンにおいて、カムホルダのアウタロータ側の面におけるカムシャフト挿通孔（軸受孔１４）の周囲に環状の凹部４２が設けられ、アウタロータの少なくとも一部（凸部２５ａ）が凹部に没入しているものとした（請求項２）。
更に、上記構成のＶＴＣ装置付きエンジンにおいて、前記アウタロータの軸受部に前記カムホルダ側へ突出した環状の凸部２５ａを設けると共に、カムホルダのアウタロータ側の面におけるカムシャフト挿通孔（軸受孔１４）の周囲に凸部に対応した環状の凹部４２を設けるものとした（請求項３）。
特に、カムホルダにおける凹部の径方向外側に、油路またはボルト孔の少なくともいずれか一方を設けものとすると良い（請求項４）。
【発明の効果】
【０００７】
このような本発明の請求項１〜３の構成によれば、カムシャフト挿通孔の軸方向寸法を確保した上でアウタロータをカムホルダ側に極力寄せることができるので、エンジンのカム軸方向寸法を小さくすることが可能となり、車体へのエンジン搭載性等を向上する上に多大な効果を奏することができる。
特に請求項３の構成によれば、アウタロータの軸受け剛性を高めつつ、カムホルダの凹部を最低限の領域に設ければ良いので、カムホルダの剛性低下を抑制し得る。
また請求項４の構成によれば、カムホルダの軸方向寸法を増大せずに油路またはボルト孔を設けることができるので、エンジンのカム軸方向寸法のより一層の低減に寄与し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明が適用される直列４気筒ＤＯＨＣ型エンジンを示している。このエンジンＥのシリンダヘッドには、吸気カムシャフト１によって駆動される２つの吸気弁２と、排気カムシャフト３によって駆動される２つの排気弁４とが、４つの気筒のそれぞれについて設けられている。
【００１０】
吸気カムシャフト１の軸端には、吸気弁２の開閉時期を無段階に進角または遅角するためのＶＴＣ装置６が設けられている。
【００１１】
これらの吸気カムシャフト１並びに排気カムシャフト３は、コネクティングロッド７を介して４つのピストン８が接続されたクランクシャフト９に対し、チェーン／スプロケット機構１０を介して連動連結されており、クランクシャフト９の１／２の回転速度で回転駆動される。
【００１２】
次に、吸気カムシャフト１の軸端に設けられたＶＴＣ装置６について図２、３を参照して説明する。このＶＴＣ装置６は、エンジンＥのクランクシャフト９の位相に対する吸気カムシャフト１の位相を所定角度だけ連続的に変化させるためのものであり、クランクシャフト９の駆動力を吸気カムシャフト３に伝達するためのカムスプロケット１１と吸気カムシャフト９との間に設けられている。
【００１３】
ＶＴＣ装置６は、シリンダヘッド（図示せず）に固定されたカムホルダ１２に支持された吸気カムシャフト１におけるカムホルダ１２からの突出部に設けられており、タイミングチェーンが巻き掛けられるカムスプロケット１１と一体結合されたアウタロータ２１と、ボルト２２をもって吸気カムシャフト１と一体結合されたインナロータ２３とからなっている。
【００１４】
アウタロータ２１は、略有底円筒形に形成されたカップ体２１ａと、カップ体２１ａの内側に受容されたベーンハウジング２１ｂと、カムスプロケット１１をその外周に一体形成されてカップ体２１ａの開口端面に接合されたスプロケットディスク２１ｃとからなり、これらが複数のボルト２４をもって相互に一体結合されている。そしてカップ体２１ａの底壁２５の中心に形成された軸受孔２６に吸気カムシャフト１の軸端を挿通し、且つ吸気カムシャフト１と一体をなすインナロータ２３をベーンハウジング２１ｂ内に所定角度範囲を回動変位可能に受容している。
【００１５】
ベーンハウジング２１ｂの内周には、吸気カムシャフト１と同心をなす扇形凹部２７が、複数（本実施例では４つ）形成されている。そしてインナロータ２３の外周から放射状に突出する複数の（本実施例では４つ）べーン２８が、所定角度範囲内を回動し得るように、各扇形凹部２７内に受容されている。これにより、各べーン２８の一方の周方向端面と各扇形凹部２７との間に進角室２９が、各べーン２８の他方の周方向端面と扇形凹部２７との間に遅角室３０が、それぞれ画成される。
【００１６】
各べーン２８の外周面には、対応する扇形凹部２７の内周面に摺接するシール部材３１がそれぞれ設けられている。また、ベーンハウジング２１ｂの内周面には、インナロータ２３の外周面に摺接する４つのシール部材３２が設けられている。
【００１７】
吸気カムシャフト１、インナロータ２３及びカムホルダ１２の内部には、各進角室２９及び各遅角室３０に連通する油路（図示せず）が形成されており、エンジンオイルの一部を各進角室２９及び各遅角室３０に対して公知のスプール弁などを用いて選択的に供給することにより、扇形凹部２７内にてベーン２８を移動させてアウタロータ２１とインナロータ２３との相対角度を変化させ、これによってクランクシャフト９の位相に対する吸気カムシャフト１の位相を変化させるようになっている。
【００１８】
このＶＴＣ装置６は既に周知のものであり、その作動要領については本発明の本質とは無関係なので、ここではこれ以上の説明は省略する（必要ならば特許文献１等を参照されたい）。
【００１９】
このように構成されたＶＴＣ装置６にあっては、エンジン寸法の増大を抑制すべく、できる限りカムホルダ１２に近接配置できることが望ましい。しかし単純にＶＴＣ装置６を軸方向内側に向けて押し込むと、カップ体２１ａの底壁２５がカムホルダ１２と干渉することになるので、カムホルダ１２並びにカップ体２１ａの底壁２５の少なくともいずれか一方を薄くすれば、ＶＣＴ装置６の突出量を減少させることができる。ところが、カムホルダ１２には、シリンダヘッドにカムホルダ１２を固定するための締結ボルトを挿通するための、あるいはエンジンオイルを流通させる油路のための孔４１が設けられ、これらの孔４１に対応する部分を薄くすることには限界がある。また、カップ体２１ａの底壁２５に設けられた軸受孔２６は、吸気カムシャフト１におけるインナロータ２３の接続部と摺接し、しかもカムスプロケット１１に加わるチェーンのテンションを支持する必要があり、摺接面の面圧を抑制するためにもカップ体２１ａの底壁２５を薄くすることには限界がある。
【００２０】
そこで、本発明においては、カップ体２１ａの底壁２５を、内周側よりも外周側を薄肉にして軸受孔２６の周囲にカムホルダ１２側へ突出する軸方向凸部２５ａを形成すると同時に、カムホルダ１２におけるカップ体２１ａの底壁２５との対向面における吸気カムシャフト１のジャーナル部１３を支持する軸受孔１４の周囲に、環状凹部４２を形成するものとした。そしてカップ体２１ａの底壁２５の内周側の部分、つまり軸方向凸部２５ａを、この環状凹部４２内に没入させるものとした。このようにして、吸気カムシャフト１におけるインナロータ２３との接続部を支持する軸受孔２６の軸方向寸法を確保した上で、吸気カムシャフト１の軸線上でＶＴＣ装置６を最大限内方へ押し込むことにより、ＶＴＣ装置６のエンジン本体からの突出量の抑制を図っている。
【００２１】
また、油路やボルト挿通のための孔４１は、カムホルダ１２における環状凹部４２の径方向外側に設けることにより、カムホルダ１２の軸方向寸法の増大を抑制するものとした。
【００２２】
なお、吸気カムシャフト１内には、カップ体２１ａの底壁２５の軸受孔２６並びにジャーナル部１３にエンジンオイルの一部を流して潤滑するように、油路４３が形成されているが、この油路４３からの流量が大きいと、ＶＴＣ装置６を作動させるための油量が減少し、ＶＴＣ装置６の作動応答性が低下する心配がある。そこでこのような不都合を起こさないようにするためには、図４に示すように、カムホルダ１２における吸気カムシャフト用軸受孔１４にシール付き軸受４４を設けると良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明が適用されるエンジンの概略透明斜視図である。
【図２】本発明装置の取付部の図３中のII−II線に沿う水平断面図である。
【図３】本発明装置の垂直断面図である。
【図４】本発明装置の取付部の別の形態を示す水平断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ｅ  エンジン
１  吸気カムシャフト
６  ＶＴＣ装置
９  クランクシャフト
１１  カムスプロケット
１２  カムホルダ
２１  アウタロータ
２３  インナロータ
２５ａ  凸部
４２  環状凹部
【図１】
2008025428.tif 000003
【図２】
2008025428.tif 000004
【図３】
2008025428.tif 000005
【図４】
2008025428.tif 000006