(57)【要約】【課題】カムシャフトの周りに装着しても、バルブタイミング制御装置の外径を極力抑えつつ、能力を確保することができるバルブタイミング制御装置の取付構造を提供する。【解決手段】エンジンのバルブを開閉するカム部１１ａが設けられたカムシャフト１１と、カムシャフト１１の周囲に配置されて、クランクシャフトとカムシャフト１１との回転速度を変化させるバルブタイミング制御装置とを備えたバルブタイミング制御装置の取付構造であって、バルブタイミング制御装置は、中央に実質的に真円形状で、カム部１１ａのベース円１１ｎ半径及びカムノーズ１１ｐ高さを加算した値より僅かに大きい直径の貫通孔を有し、カムシャフト１１は、バルブタイミング制御装置の貫通孔２６ｆを嵌合するボス部１１ｂと、ボス部１１ｂに隣接して径方向に突設されたフランジ部１１ｃとを有し、ボス部１１ｂに貫通孔２６ｆが嵌合された状態で、フランジ部１１ｃにバルブタイミング制御装置が取付けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのバルブを開閉するカム部が設けられたカムシャフトと、該カムシャフトの周囲に配置されて、クランクシャフトと前記カムシャフトとの回転速度を変化させるバルブタイミング制御装置とを備えたバルブタイミング制御装置の取付構造であって、
前記バルブタイミング制御装置は、前記カム部のベース円半径及びカムノーズ高さを加算した値より僅かに大きい直径の真円形状の貫通孔を中央に設け、
前記カムシャフトは、前記バルブタイミング制御装置の前記貫通孔を嵌合するボス部と、該ボス部に隣接して径方向に突設されたフランジ部とを有し、
前記ボス部に前記貫通孔が嵌合された状態で、前記フランジ部に前記バルブタイミング制御装置が取付けられたことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。
【請求項２】
前記バルブタイミング制御装置は、カムシャフトに設けられた内部ロータと、該内部ロータの周囲に回動可能に設けられた外部ロータとを有し、該外部ロータにクランクシャフトからの駆動力が入力される被駆動部を設け、前記内部ロータに前記貫通孔が形成されると共に、該内部ロータが前記フランジ部に取付けられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。
【請求項３】
前記内部ロータに雌ねじ部を有するとともに、前記フランジ部に雄ねじ貫通孔を有し、前記内部ロータが前記フランジ側から取付ボルトにより固定されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。
【請求項４】
少なくとも一対設けられた前記カムシャフトの一方に前記バルブタイミング制御装置が設けられ、該バルブタイミング制御装置の外部ロータに他方のカムシャフトを駆動させるカムシャフト駆動部を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。
【請求項５】
前記カムシャフト駆動部の外径が前記被駆動部の外径より小さいことを特徴とする請求項４に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。
【請求項６】
前記外部ロータが、前記ボス部の外周部に配置された前記内部ロータに摺動可能に配置されると共に、前記外部ロータと別体に形成された前記カムシャフト駆動部が前記フランジ部に摺動可能に取付けられ、
前記カムシャフト駆動部と前記フランジ部との間のクリアランスが、前記内部ロータと前記外部ロータとの間のクリアランスより小さいことを特徴とする請求項４又は５に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。
【請求項７】
前記外部ロータが、前記ボス部の外周部に配置された前記内部ロータに摺動可能に配置されると共に、前記外部ロータと一体に形成された前記カムシャフト駆動部が前記フランジ部に摺動可能に取付けられ、
前記カムシャフト駆動部と前記フランジ部との間のクリアランスが、前記外部ロータと前記内部ロータとの間のクリアランスより小さいことを特徴とする請求項４又は５に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。
【請求項８】
前記カムシャフトの前記フランジ部のボルト取付側において、前記カムシャフトの周方向に関してカムノーズからずれた位相位置に前記取付ボルトの取付位置が設定されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つに記載のエンジンのバルブタイミング制御装置の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンに設けられたバルブの開閉タイミングを制御するバルブタイミング制御装置の取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のものとしては、例えば特許文献１に記載されたようなものがある。この特許文献１には、以下のような構造が開示されている。
【０００３】
すなわち、内燃機関のシリンダヘッドにカムシャフトが回転自在に支持され、このカムシャフトの先端部に内部ロータが設けられ、そのカムシャフト及び内部ロータに所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロータ、フロントプレート、キャップ、リアプレート及びタイミングスプロケット等で回転伝達部材が設けられている。そして、その内部ロータには６枚のベーンが組み付けられ、外部ロータに組み付けたロック機構等により、弁開閉時期制御装置が構成されている。
【０００４】
なお、そのタイミングスプロケットには、周知のように、クランクスプロケットから樹脂又はゴム製のタイミングベルトを介して所定の方向に回転動力が伝達されるように構成されている。
【０００５】
また、そのカムシャフトは、吸気弁を開閉する周知のカム部を有しており、内部にはカムシャフトの軸方向に延びる進角通路と遅角通路が設けられ、これら両通路は、切換弁の異なる接続ポートに接続されている。この切換弁は、ソレノイドへ通電することにより、スプールをスプリングの付勢力に抗して移動させることができ、非通電時には、内燃機関により駆動されるオイルポンプに接続された供給ポートが前記一方の接続ポートに連通すると共に、他方の接続ポートが排出ポートに連通するように構成されている。また、通電時には、前記と逆に、スプールが移動されることにより、前記供給ポートが前記他方の接続ポートに連通すると共に、前記一方の接続ポートが前記排出ポートに連通するように構成されている。
【０００６】
ソレノイドの非通電時には、遅角通路に作動油である内燃機関の潤滑油が供給されて各ベーンにより区画された遅角用油室に送られ、通電時には進角通路に作動油が供給されて進角用油室に送られる。
【０００７】
これにより、非通電時と通電時とでは、内部ロータと外部ロータとが相対的に所定角度回動することにより、クランクシャフト側とカムシャフト側との位相を変化させることができて、吸気弁の開閉時期を制御することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１ー０２２４２６号公報。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、内部ロータや外部ロータがカムシャフトの端部に装着されていた。ところが、種々の理由から、このような内部ロータ及び外部ロータをカムシャフトの周りに装着しようとするとすると、装置の外径が大きくなり、エンジンの大型化を招くという問題点があった。
【００１０】
そこで、この発明は、カムシャフトの周りに装着しても、バルブタイミング制御装置の外径、即ち、外部ロータの外径を極力抑えつつ、能力を確保することができるバルブタイミング制御装置の取付構造を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、エンジンのバルブを開閉するカム部が設けられたカムシャフトと、該カムシャフトの周囲に配置されて、クランクシャフトと前記カムシャフトとの回転速度を変化させるバルブタイミング制御装置とを備えたバルブタイミング制御装置の取付構造であって、前記バルブタイミング制御装置は、前記カム部のベース円半径及びカムノーズ高さを加算した値より僅かに大きい直径の真円形状の貫通孔を中央に設け、前記カムシャフトは、前記バルブタイミング制御装置の前記貫通孔を嵌合するボス部と、該ボス部に隣接して径方向に突設されたフランジ部とを有し、前記ボス部に前記貫通孔が嵌合された状態で、前記フランジ部に前記バルブタイミング制御装置が取付けられたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記バルブタイミング制御装置は、カムシャフトに設けられた内部ロータと、該内部ロータの周囲に回動可能に設けられた外部ロータとを有し、該外部ロータにクランクシャフトからの駆動力が入力される被駆動部を設け、前記内部ロータに前記貫通孔が形成されると共に、該内部ロータが前記フランジ部に取付けられるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、クランクシャフトからの駆動力が入力される被駆動部とは、チェーン等を介してクランク軸から直に駆動力を受ける構造以外に、アイドラ軸或いは他方のカム軸経由で受けるものも含む。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記内部ロータに雌ねじ部を有するとともに、前記フランジ部に雄ねじ貫通孔を有し、前記内部ロータが前記フランジ側から取付ボルトにより固定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、少なくとも一対設けられた前記カムシャフトの一方に前記バルブタイミング制御装置が設けられ、該バルブタイミング制御装置の外部ロータに他方のカムシャフトを駆動させるカムシャフト駆動部を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の構成に加え、前記カムシャフト駆動部の外径が前記被駆動部の外径より小さいことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の構成に加え、前記外部ロータが、前記ボス部の外周部に配置された前記内部ロータに摺動可能に配置されると共に、前記外部ロータと別体に形成された前記カムシャフト駆動部が前記フランジ部に摺動可能に取付けられ、前記カムシャフト駆動部と前記フランジ部との間のクリアランスが、前記内部ロータと前記外部ロータとの間のクリアランスより小さいことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項４又は５に記載の構成に加え、前記外部ロータが、前記ボス部の外周部に配置された前記内部ロータに摺動可能に配置されると共に、前記外部ロータと一体に形成された前記カムシャフト駆動部が前記フランジ部に摺動可能に取付けられ、前記カムシャフト駆動部と前記フランジ部との間のクリアランスが、前記外部ロータと前記内部ロータとの間のクリアランスより小さいことを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一つに記載の構成に加え、前記カムシャフトの前記フランジ部のボルト取付側において、前記カムシャフトの周方向に関してカムノーズからずれた位相位置に前記取付ボルトの取付位置が設定されていることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
［発明の実施の形態１］
図１乃至図６には、この発明の実施の形態１を示す。
【００２２】
まず構成を説明すると、この実施の形態１の自動二輪車に搭載されたエンジンは、４バルブ２気筒の４サイクルエンジンで、このエンジンにはバルブタイミング制御装置が配置され、車体に対して、図示省略のクランクシャフトが車幅方向に沿うように配置されている。
【００２３】
具体的には、図１はエンジンの上部側（シリンダヘッド吸気側）を示す断面図で、この図１中、符号１１は車幅方向に沿って配置された吸気側のカムシャフトである。このカムシャフト１１は、シリンダヘッド１２にカムキャップ１３を図５に示すボルト２０等により取り付けることにより、これらで形成される図１に示すジャーナル部１４，１５，１６，１７に回転自在に支持されている。このカムシャフト１１には、複数のカム部１１ａが形成されることにより、これらカム部１１ａにより計４個所の吸気バルブ１８が押圧されて、スプリング１９の付勢力に抗して押し下げられることにより、吸気ポートが所定のタイミングで開かれるように構成されている。
【００２４】
また、そのシリンダヘッド１２は、隣接するジャーナル部１５，１６に配置されたスタッドボルト２１及びナット２２により、図示省略のシリンダブロックに取り付けられる一方、前記カムキャップ１３には、ねじ２３を介してヘッドカバー２４が装着され、このヘッドカバー２４の周縁部２４ａと、シリンダヘッド１２の上部周縁部１２ａとがガスケット２５を介して合わされてシールされるようになっている。
【００２５】
そして、そのカムシャフト１１には、２つの気筒Ａ，Ｂの間に、バルブタイミング制御装置が配設されている。
【００２６】
すなわち、そのカムシャフト１１には、車幅方向の略中央部分に、ボス部１１ｂが形成されると共に、このボス部１１ｂの図１中右側の隣接した位置には所定の径のフランジ部１１ｃが径方向に突設されている。
【００２７】
そして、このカムシャフト１１のボス部１１ｂの外周部には、バルブタミング制御装置のリング状の内部ロータ２６が配置されている。この内部ロータ２６は、バルブタイミング制御装置の中央となる中心位置に、切欠き等が存在しない真円形状の貫通孔２６ｆを有している。この貫通孔２６ｆの直径は、図４に示すように、カム部１１ａのベース円１１ｎの半径Ｌ１及びカムノーズ１１ｐの高さＬ２を加算した値Ｌ１＋Ｌ２より、僅かに大きい値となっている。この貫通孔２６ｆの直径は、具体的には、例えばＬ１＋Ｌ２より大きく２×Ｌ２より小さい範囲としてもよい。
【００２８】
なお、図４中、二点鎖線ａは、比較のためにカム部１１ａ全体を貫通孔２６ｆ内に配置した状態を示し、破線ｂは貫通孔２６ｆをボス部１１ｂに嵌合して装着した状態を示し、軸方向から見てカムノーズ１１ｐの先端部分が貫通孔２６ｆに重なった状態を示している。この貫通孔２６ｆの直径は、同時に、ボス部１１ｂの外側に嵌合可能な大きさとなっており、貫通孔２６ｆにボス部１１ｂが嵌合された状態となっている。
【００２９】
また、この内部ロータ２６のフランジ部１１ｃ側の端面には、３箇所に軸方向に形成された雌ねじ部２６ａが設けられており、フランジ部１１ｃの雌ねじ部２６ａに対応する部位には、雄ねじ貫通孔１１ｍが設けられている。このフランジ部１１ｃの雄ねじ貫通孔１１ｍは、カムシャフト１１の周方向に関してカムノーズ１１ｐからずれた位相位置に設定されている。
【００３０】
そして、内部ロータ２６は、カムシャフト１１の軸と平行な方向に沿う計３個の取付ボルト２７により、前記フランジ部１１ｃのボス部１１側の側面に密着した状態で取り付けられている。この取付ボルト２７は、フランジ部１１ｃ側から雄ねじ貫通孔１１ｍに挿入され、雄ねじ部２７ａが内部ロータ２６の雌ねじ部２６ａに螺合されると共に、頭部２７ｂがフランジ部１１ｃの雄ねじ貫通孔１１ｍに形成された凹部１１ｄ内に収容されるようになっている。
【００３１】
また、この内部ロータ２６の外側には、略リング状の外部ロータ２８が、内部ロータ２６の外周面と摺動可能なクリアランスを有して、カムシャフト１１軸を中心に相対回転可能に配置されている。
【００３２】
この外部ロータ２８の図１中右側には、カムシャフト駆動部としての吸気側ギヤ部材３１が、フランジ部１１ｃの外周面と摺動可能なクリアランスを有して、カムシャフト１１軸を中心に相対回転可能に取付けられている。このクリアランスは外部ロータ２８と内部ロータ２６との間のクリアランスより小さいものとなっている。
【００３３】
そして、外部ロータ２８の図１中左側には、遮蔽板３２が配置され、吸気側ギア部材３１と共にボルト３３により共締めされている。この吸気側ギヤ部材３１と遮蔽板３２とで、内部ロータ２６の側面部を両側から摺動可能に挟むようにして、それら外部ロータ２８，吸気側ギヤ部材３１及び遮蔽板３２の三者が一体となって、内部ロータ２６の周囲を所定角度相対回転可能に配置されている。
【００３４】
その外部ロータ２８には、周囲に被駆動部としてのスプロケット部２８ａが形成されている。このスプロケット部２８ａは吸気側ギア部材３１より大きい径を有している。図３に示すように、このスプロケット部２８ａと、クランクシャフト側に設けられたクランクスプロケット３４とにタイミングチェーン３５が架けられている。このタイミングチェーン３５は、一方側に固定側チェーンガイド３７が設けられ、他方側に可動側チェーンガイド３８が設けられ、この可動側チェーンガイド３８がチェーンテンショナ３９により回動されて所定の張力となるように調整されている。
【００３５】
そして、その吸気側ギヤ部材３１は、図２及び図３に示すように、同一径の排気側ギヤ部材４１に噛み合い、この排気側ギヤ部材４１の回転により、排気側のカムシャフト９１が同期して回転されるように構成されている。このカムシャフト９１には、排気バルブ９３を開閉するカム部９１ａが形成されると共に、長手方向の中間部に前記排気側ギア部材４１及びシザーズギア４２が取付けられている。この排気側ギア部材４１とシザーズギア４２とは、段付きボルト４０により取付けられている。また、その排気側ギア部材４１には、外部ロータ２８との干渉を防止するための面取り部４１ａが形成されている。
【００３６】
以下に、内部ロータ２６と外部ロータ２８とを相対回転させる油圧機構について説明する。
【００３７】
まず、外部ロータ２８には、図３、図４に示すように、計８個所に凹所２８ｂが形成され、これら凹所２８ｂと内部ロータ２６の外周面２６ｂとの間で、計８個所の油圧室４３が形成されている。これら各油圧室４３は、ベーン４６により、進角側油圧室４４と遅角側油圧室４５とに区画されている。このベーン４６は、内部ロータ２６に形成された保持溝２６ｃに基端部４６ａ側が保持されて、内部ロータ２６の半径方向に対して進退動自在に配設されると共に、この保持溝２６ｃ内に配設されている図示省略のばねにより外側に向けて付勢されることにより、このベーン４６の先端部４６ｂが外部ロータ２８の凹所２８ｂの底壁２８ｃに摺接されるように構成されている。
【００３８】
そして、その進角側油圧室４４に連通して、オイルを供給・排出する進角側オイル通路４８と、遅角側油圧室４５に連通して、オイルを供給・排出する遅角側オイル通路４９とが設けられている。
【００３９】
その進角側オイル通路４８は、図１、図３及び図４に示すように、前記吸気側ギヤ部材３１に形成されて前記進角側油圧室４４に臨む進角通路３１ａ、この進角通路３１ａに連通してカムシャフト１１のフランジ部１１ｃに形成された進角通路１１ｅ、この進角通路１１ｅに連通してカムシャフト１１の軸方向に沿って形成された進角通路１１ｆ、この進角通路１１ｆに連通してカムシャフト１１に形成された進角通路１１ｇ、この進角通路１１ｇに連通してジャーナル部１６に形成された進角通路１６ａを有している。さらに、図５及び図６に示すように、この進角通路１６ａからシリンダヘッド１２外方に向けて形成された進角通路１２ｂに連通され、この進角通路１２ｂが切換弁７６に接続されている。
【００４０】
一方、遅角側オイル通路４９は、前記内部ロータ２６に形成されて前記遅角側油圧室４５に臨む遅角通路２６ｄ、この遅角通路２６ｄに連通してカムシャフト１１のボス部１１ｂに形成された遅角通路１１ｈ、この遅角通路１１ｈに連通してカムシャフト１１の軸方向に沿って形成された遅角通路１１ｉ、この遅角通路１１ｉに連通してカムシャフト１１に形成された遅角通路１１ｊ、この遅角通路１１ｊに連通してジャーナル部１５に形成された遅角通路１５ａを有している。
さらに、図５及び図６に示すように、この遅角通路１５ａからシリンダヘッド１２に形成された遅角通路１２ｃに連通され、この進角通路１２ｃが切換弁７６に接続されている。
【００４１】
このように、カムシャフト１１の軸方向に形成された進角通路１１ｆと遅角通路１１ｉとは、それぞれ内部ロータ２６と外部ロータ２８との配設位置を中心とした両側に左右に振り分けられて設けられ、カムシャフト１１の同一軸線上に形成されている。これら進角通路１１ｆ及び遅角通路１１ｉは、それぞれカムシャフト１１の両端部側からドリル等により孔が途中まで開けられ、それぞれ蓋体７７が配設されることにより形成されている。この際、その進角通路１１ｆと遅角通路１１ｉとして用いられる左右一対の通路の長さが諸事情により異なる場合に、短い方の通路が進角通路１１ｆとされている。
【００４２】
また、前記切換弁７６は、図５及び図６に示すように、ソレノイド７９によりスプール８０が図６中左右方向に進退動されるように構成され、そのスプール８０が図６中二点鎖線に示す位置まで移動させられることにより、エンジンにより駆動されるオイルポンプからオイルが供給されるオイル供給孔８１が、進角側オイル通路４８の進角通路１２ｂに連通されることにより、進角側オイル通路４８にオイルが供給され、反対に、遅角側オイル通路４９の遅角通路１２ｃがドレン開口１２ｄと連通され、図６中、二点鎖線の矢印に示すように、このドレン開口１２ｄからシリンダヘッド１２内に遅角側油圧室４５内のオイルが排出されるように構成されている。そのドレン開口１２ｄの位置は、図５に示す、ジャーナル部１４，１５，１６，１７におけるカムシャフト１１下端より高い位置に設定されている。図５中符号Ｏは水平線である。
【００４３】
さらに、スプール８０が図６中実線に示す位置まで移動させられることにより、オイル供給孔８１が、遅角側オイル通路４９の遅角通路１２ｃに連通されて、その遅角側オイル通路４９にオイルが供給され、反対に、進角側オイル通路４８の進角通路１２ｂがドレン開口１２ｄと連通され、図６中、実線の矢印に示すように、このドレン開口１２ｄからシリンダヘッド１２内に進角側油圧室４４内のオイルが排出されるように構成されている。
【００４４】
一方、前記外部ロータ２８に取り付けられた前記遮蔽板３２は、内部ロータ２６の保持溝２６ｃの側方を覆い、オイルがその保持溝２６ｃの側部開口から漏れないように構成されると共に、この遮蔽板３２と内部ロータ２６との間には、この内部ロータ２６と外部ロータ２８との相対回転をロック又はロック解除するストッパピン８３が図１中左右方向に移動可能に設けられている。
【００４５】
このストッパピン８３は、進角側オイル通路４８中のオイルが図４に示す連通路２６ｅを介して供給されることにより、油圧を受けて図示省略のスプリングの付勢力に抗して図１中右方向に移動させられる。これにより、ストッパピン８３の係止突部８３ａが遮蔽板３２の係止孔３２ａから離脱させられて、内部ロータ２６と外部ロータ２８とのロック解除が行われるように構成されている。
【００４６】
さらに、内部ロータ２６等に隣接するジャーナル部１５，１６以外の、ジャーナル部１４，１７には、カムキャップ１３にオイル通路１３ａが形成され、このオイル通路１３ａを介してジャーナル部１４，１７にオイルが供給されて潤滑されるように構成されている。
【００４７】
次に、作用について説明する。
【００４８】
上記構成のバルブタイミング制御装置を、図４に示す状態から進角させる場合には、ソレノイド７９によりスプール８０を図６中二点鎖線に示す位置まで移動させることにより、進角側オイル通路４８を介して進角側油圧室４４にオイルが供給され、反対に、遅角側油圧室４５内のオイルが遅角側オイル通路４９を介してドレン開口１２ｄから排出される。
【００４９】
また、進角側オイル通路４８にオイルが供給されると、ストッパピン８３にオイルが供給され、遮蔽板３２の係止孔３２ａからストッパピン８３の係止突部８３ａが離脱して、内部ロータ２６側と外部ロータ２８側とのロック状態が解除される。
【００５０】
これにより、各油圧室４３内におけるベーン４６の位置が図４中二点鎖線に示す位置まで移動し、進角側油圧室４４の容積が拡大し、遅角側油圧室４５の容積が縮小する。
【００５１】
これで、内部ロータ２６と外部ロータ２８とが相対回転することにより、クランクシャフト側とカムシャフト１１側との回転角の位相が変化して進角させられる。
【００５２】
一方、遅角させる場合には、ソレノイド７９によりスプール８０を図６中実線に示す位置まで移動させ、遅角側オイル通路４９を介して遅角側油圧室４５内のオイルが供給され、反対に、進角側油圧室４４内のオイルが進角側オイル通路４８を介してドレン開口１２ｄから排出させられる。
【００５３】
これにより、各油圧室４３内におけるベーン４６の位置が図４中実線に示す位置まで移動し、遅角側油圧室４５の容積が拡大し、進角側油圧室４４の容積が縮小する。
【００５４】
これで、内部ロータ２６と外部ロータ２８とが上記と逆方向に相対回転することにより、クランクシャフト側とカムシャフト１１側との回転角の位相が変化して遅角される。
【００５５】
このように進角又は遅角させることにより、吸気バルブ１８を所定のタイミングで開閉させることができる。
【００５６】
このようなものにおいては、バルブタイミング制御装置が、中央に所定の貫通孔２６ｆを有し、この貫通孔２６ｆをカムシャフト１１のボス部１１ｂに嵌合させた状態でフランジ部１１ｃに固定されるので、バルブタイミング制御装置をカムシャフト１１の周囲に固定することが可能である。また、バルブタイミング制御装置の貫通孔２６ｆをカム部１１ａのベース円１１ｎの半径Ｌ１及びカムノーズ１１ｐの高さＬ２を加算した値より僅かに大きい直径としているので、カムシャフト１１にバルブタイミング制御装置を固定する際、貫通孔２６ｆをカム部１１ａが通過でき、カムシャフト１１にバルブタイミング制御装置を取付けることができる。それと同時に、貫通孔２６ｆの直径を最小限に抑えることにより、バルブタイミング制御装置の外径を抑えて機能を確保し易く、進角側油圧室４４又は遅角側油圧室４５に油圧を供給することによりバルブタイミング制御装置を作動させる際、外部ロータ２８の外径を大きくすることなくベーン４６の油圧の受圧面積を広く確保することができる。
【００５７】
さらに、内部ロータ２６に雌ねじ部２６ａを有するとともに、フランジ部１１ｃに雄ねじ貫通孔１１ｍを設けて、内部ロータ２６がフランジ１１ｃ側から取付ボルト２７により固定されるので、内部ロータ２６側から取付ボルト２７により固定する場合に比べ、内部ロータ２６に形成される孔を小さくすることができ、内部ロータ２６の径を小さくし易い。
【００５８】
この内部ロータ２７には、オイルが通る複数の通路１１ｇ、１１ｈ等が設けられており、スペース的に制約がある内部ロータ２６に取付ボルト２７を貫通させるための大きな孔を形成しようとすると、内部ロータ２６が大きくなる。特に、取付ボルト２７の頭部２７ｂを収容する凹部１１ｄが設けられる場合、雌ねじ部２６ａに比べて雄ねじ貫通孔１１ｍの一部が著しく大きくなり、内部ロータ２６が大型化してバルブタイミング制御装置が大型化することになる。そのため、内部ロータ２６に雄ねじ貫通孔１１ｍより径の小さい雌ねじ部２６ａを設ければ、その分だけ内部ロータ２６の小型化を図ることができるのである。
【００５９】
また、カムシャフト１１にバルブタイミング制御装置が設けられ、このバルブタイミング制御装置の外部ロータ２８に排気側のカムシャフト９１を駆動させる吸気側ギア部材３１を設けたので、外部ロータ２８の有効利用を図ることができる。
【００６０】
さらに、吸気側ギア部材３１と排気側ギア部材４１とを噛合させて排気側カムシャフト９１に駆動力を伝達するようにしているため、タイミングチェーン等を吸気側と排気側とに跨らせて掛ける場合より、吸気側のカムシャフト１１と排気側のカムシャフト９１とを接近して配置することができる。しかも、吸気側ギヤ部材３１をスプロケット２８ａより小さくしているため、より、両シャフトを接近させることができる。
【００６１】
その結果、カムシャフト１１、９１に対応して配置される図示しない吸気側のバルブと排気側のバルブ間の距離や角度を小さくして、良好な燃焼室形状を得ることが可能である。
【００６２】
さらに、吸気側ギア部材３１とフランジ部１１ｃとの間のクリアランスが、内部ロータ２６と外部ロータ２８との間のクリアランスより小さいので、排気側のカムシャフト９１を駆動する吸気側ギア部材３１をカムシャフト１１に精度よく装着することができる。そのため、同軸度に関してスプロケット２８ａ側よりも吸気側ギア部材３１側を精度良く組み付けることができ、吸気側ギア部材３１のギア噛合音を低減することができる。
【００６３】
また、カムシャフト１１の周方向に関して、カムノーズ１１ｐからずれた位相位置に取付ボルト２７の取付位置が設定されているので、内部ロータ２６を小さくするために取付ボルト２７の位置をカムシャフト１１の位置に近づけて、カムノーズに干渉するような位置にしたとしても、内部ロータ２６の取付け、即ち、バルブタイミング制御装置の取付け作業を容易に行うことができる。
【００６４】
なお、上記の実施の形態１では、吸気側ギア部３１が外部ロータ２８と別体に形成されて、ボルト３３により固定されたものについて説明したが、吸気側ギア部３１と外部ロータ２８とを一体に形成することも可能であり、このようにしても、上記実施の形態１と全く同様の効果を得ることができる。
【００６５】
［発明の実施の形態２］
図７には、この発明の実施の形態２を示す。
【００６６】
この実施の形態２は、複数の気筒Ａ，Ｂの外側位置に内部ロータ２６及び外部ロータ２８（バルブタイミング制御装置）が配置されている。
【００６７】
すなわち、カムシャフト１１の、図中右側部分が気筒の外側まで延長され、内部ロータ２６及び外部ロータ２８の外側の右側端部１１ｋがジャーナル部８６により回転自在に支持されると共に、この内部ロータ２６及び外部ロータ２８と気筒Ａ，Ｂとの間がジャーナル部８７により回転自在に支持されている。このジャーナル部８７には、スタッドボルト２１及びナット２２が設けられている。
【００６８】
そして、両ジャーナル部８６，８７に、実施の形態１と同様に、進角側オイル通路４８と遅角側オイル通路４９とが左右に振り分けられている。
【００６９】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００７０】
［発明の実施の形態３］
図８乃至図１０には、この発明の実施の形態３を示す。
【００７１】
この実施の形態３は、タイミングチェーン３５が排気側のカムシャフト９１に掛けられている点で実施の形態１と相違している。
【００７２】
すなわち、図９に示す排気側では、シリンダヘッド１２にカムキャップ１３を介して排気側のカムシャフト９１が回転自在に支持され、このカムシャフト９１に形成されたカム部９１ａにより、複数の排気バルブ９３がスプリング９４の付勢力に抗して開かれるようになっている。
【００７３】
そして、このカムシャフト９１の中央部には、一対の気筒Ａ，Ｂの間にフランジ部９１ｂが形成され、このフランジ部９１ｂにスプロケット部材９２が複数のボルト９５により取り付けられている。
【００７４】
このスプロケット部材９２には、前記タイミングチェーン３５が掛けられるスプロケット部９２ａが形成されると共に、このスプロケット部９２ａに隣接してギヤ部９２ｂが形成され、このスプロケット部材９２の側面部には、シザーズギヤ９６が段付きボルト９８により取り付けられている。
【００７５】
一方、図８に示す吸気側では、外部ロータ２８の外周面部に、スプロケット部２８ａの代わりにギヤ部２８ｄが形成されており、実施の形態１の吸気側ギヤ部材３１の代わりにリング状部材９７が配設されている。このリング状部材９７は、吸気側ギヤ部材３１より幅が狭く形成されると共に、進角通路９７ａが形成されている。
【００７６】
そして、この吸気側の外部ロータ２８のギヤ部２８ｄと、前記排気側のスプロケット部材９２のギヤ部９２ｂとが噛み合っている。
【００７７】
かかる構成において、クランクシャフトが駆動されると、タイミングチェーン３５を介して排気側のカムシャフト９１が回転される。これと同時に、この排気側のカムシャフト９１のスプロケット部材９２のギヤ部９２と、吸気側のカムシャフト１１の外部ロータ２８のギヤ部２８ｄとが噛み合っているため、そのスプロケット部材９２及び外部ロータ２８等を介して吸気側のカムシャフト１１も回転されることとなる。
【００７８】
このようなものにあっては、バルブタイミング制御装置が設けられた吸気側において、油圧室４３の容積を確保するため所定の幅を必要とする外部ロータ２８の側部に、強度確保のため所定の幅を必要とする吸気側ギヤ部材３１を配設する必要がないことから、幅の狭いリング状部材９７を配置できると共に、カムシャフト１１のフランジ部１１ｃの幅も狭くできることから、この部分の幅Ｈを狭くすることができる。従って、エンジン全体の車幅方向の幅を狭くコンパクトにすることができる。
【００７９】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、重複した説明を省略する。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述の通り、請求項１又は２に記載の発明によれば、バルブタイミング制御装置が、中央に所定の貫通孔を有し、この貫通孔をカムシャフトのボス部に嵌合させた状態でフランジ部に固定されるので、バルブタイミング制御装置をカムシャフトの外周囲に固定することが可能であり、また、バルブタイミング制御装置の貫通孔がカムのベース円半径及びカムノーズ高さを加算した値より僅かに大きい直径となっているので、カムシャフトにバルブタイミング制御装置を固定する際、貫通孔をカムが確実に通過でき、カムシャフトにバルブタイミング制御装置を取付けることができると同時に、貫通孔の直径を最小限に抑えることにより、バルブタイミング制御装置の外径を抑えて機能を確保し易く、例えば、油圧室に油圧を供給することにより作動するバルブタイミング制御装置のようなものでは、外径を大きくすることなく油圧の受圧面積を広く確保する等が可能になる。
【００８１】
更に、請求項３に記載の発明によれば、内部ロータに雌ねじ部を有するとともに、フランジ部に雄ねじ貫通孔を有し、内部ロータがフランジ側から取付ボルトにより固定されるので、内部ロータ側から固定する場合に比べ、例えば、取付ボルトの頭部を格納する凹部を形成する必要がない等、内部ロータに形成される孔を小さくすることができ、内部ロータの径を小さくし易い。
【００８２】
また、請求項４又は５に記載の発明によれば、少なくとも一対設けられた前記カムシャフトの一方にバルブタイミング制御装置が設けられ、このバルブタイミング制御装置の外部ロータに他方のカムシャフトを駆動させるカムシャフト駆動部を設けたので、被駆動部の外径よりカムシャフト駆動部を小さくすることが可能であり、そのため、他方のカムシャフトに装着される従動部もカムシャフト駆動部と同じく小さくすることができ、一対のカムシャフト間の距離を小さくすることができる。その結果、複数のバルブ間の距離や角度を小さくすることが可能となり、良好な燃焼室形状を得易い。
【００８３】
更に、請求項６又は７に記載の発明によれば、カムシャフト駆動部とフランジ部との間のクリアランスが、内部ロータと外部ロータとの間のクリアランスより小さいので、同軸度に関して被駆動部側よりもカムシャフト駆動部側を精度良く組み付けることができ、カムシャフト駆動部にギア等の噛合して伝達する要素を用いた場合に噛合い音を低減することができる。
【００８４】
また、請求項８に記載の発明によれば、カムシャフトの周方向に関してカムノーズからずれた位相位置に取付ボルトの取付位置が設定されているので、カムノーズよりカムシャフトに近い位置に取付ボルトが配置されていても、バルブタイミング制御装置の取付け作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るバルブタイミング制御装置のシリンダヘッド側の縦断面図である。
【図２】同実施の形態１に係るバルブタイミング制御装置のシリンダヘッド側の横断面図である。
【図３】同実施の形態１に係るタイミングチェーン等を示す説明図である。
【図４】同実施の形態１に係る内部ロータ及び外部ロータを示す断面図である。
【図５】同実施の形態１に係るジャーナル部へのオイルの供給構造を示す断面図である。
【図６】同実施の形態１に係るスプール等を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る図１に相当する断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係る図１に相当する断面図である。
【図９】同実施の形態３に係る排気側の図８に相当する断面図である。
【図１０】同実施の形態３に係る図３に相当する側面図である。
【符号の説明】
１１  カムシャフト（吸気側）
１１ａ  カム部
１１ｂ  ボス部
１１ｃ  フランジ部
１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ  進角通路
１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ  遅角通路
１１ｍ  雄ねじ貫通孔
１１ｎ  ベース円
１１ｐ  カムノーズ
１２  シリンダヘッド
１２ｂ  進角通路
１２ｃ  遅角通路
１３  カムキャップ
１３ａ  オイル通路
１５，１６  ジャーナル部（隣接するジャーナル部）
１４，１７  ジャーナル部（隣接するジャーナル部以外のもの）
１８  吸気バルブ
２１  スタッドボルト
２２  ナット
２６  内部ロータ
２６ｆ  貫通孔
２６ａ  雌ねじ部
２６ｄ  遅角通路
２７  ボルト
２７ａ  雄ねじ部
２７ｂ  頭部
２８  外部ロータ
２８ａ  スプロケット部（被駆動部）
２８ｄ  ギヤ部
３１  吸気側ギヤ部材（カムシャフト駆動部）
３１ａ  進角通路
３２  遮蔽板
３５  タイミングチェーン
４１  排気側ギヤ部材
４３  油圧室
４４  進角側油圧室
４５  遅角側油圧室
４６  ベーン
４８  進角側オイル通路
４９  遅角側オイル通路
７６  切換弁
８３  ストッパピン
９１  カムシャフト（排気側）
９１ａ  カム部
９２  スプロケット部材
９３  排気バルブ
【図１】
2005054591.tif 000003
【図２】
2005054591.tif 000004
【図３】
2005054591.tif 000005
【図４】
2005054591.tif 000006
【図５】
2005054591.tif 000007
【図６】
2005054591.tif 000008
【図７】
2005054591.tif 000009
【図８】
2005054591.tif 000010
【図９】
2005054591.tif 000011
【図１０】
2005054591.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月26日(2004.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
この内部ロータ２６には、オイルが通る複数の通路１１ｇ、１１ｈ等が設けられており、スペース的に制約がある内部ロータ２６に取付ボルト２７を貫通させるための大きな孔を形成しようとすると、内部ロータ２６が大きくなる。特に、取付ボルト２７の頭部２７ｂを収容する凹部１１ｄが設けられる場合、雌ねじ部２６ａに比べて雄ねじ貫通孔１１ｍの一部が著しく大きくなり、内部ロータ２６が大型化してバルブタイミング制御装置が大型化することになる。そのため、内部ロータ２６に雄ねじ貫通孔１１ｍより径の小さい雌ねじ部２６ａを設ければ、その分だけ内部ロータ２６の小型化を図ることができるのである。