JP2001303912A - 立体カム用シム及び弁開閉用立体カム機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】立体カムに接触するシムの表側表面と裏側表面
の硬度比を所定範囲とし、立体カムとの衝突に対するシ
ムの耐衝撃性を高め、シムの耐久性を改善する。 【解決手段】シムである追従接触片のカム接触面に対す
る半円柱面の適正な硬度比は、衝撃値及び引張強さの両
方の特性が共に高い範囲である０．４〜０．８５の範囲
である。カム接触面表面は高い硬度を維持し、これに対
して半円柱面表面の硬度を硬度比で０．４〜０．８５の
範囲で低くなるように追従接触片を表面硬化処理する。
即ち、耐摩耗性を損なわずに高速回転時の立体カムへの
追従性不良が長い期間継続しても耐久性が低下しない追
従接触片を得ることができる。従って、半円柱面の靭性
が高められるので、立体カムとの衝突に対する追従接触
片の耐衝撃性が高められ、そのため耐久性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のバルブ
を駆動する立体カムと接触する立体カム用シム及び弁開
閉用立体カム機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２に示すように、特公平７−４５８
０３号公報では、低回転用カムプロフィルから高回転用
カムプロフィルを軸方向に連続的に変化させた立体カム
１００を備えたカムシャフト１０１と、立体カム１００
のカムプロフィルに基づいて往復動することによりバル
ブ１０２を開閉する直打式バルブリフタ１０３とを備え
た弁開閉用立体カム機構が開示されている。

【０００３】直打式バルブリフタ１０３は、その頂部１
０４に嵌合された座部材（サドル）１０５と，座部材１
０５に設けられた半円筒内面座１０５Ａと、半円筒内面
座１０５Ａに揺動可能に嵌合されて立体カム１００の回
転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カム１０
０に接触する立体カム用シムとしての追従接触片１０６
とを備えている。

【０００４】また、図１３及び図１４に示すように、特
開平１０−１９６３２９号公報では、右側の低回転用カ
ムプロフィルから左側の高回転用カムプロフィルまでの
カムプロフィルを軸方向に連続的に変化させた立体カム
２が、カムシャフト１に配置されている。

【０００５】立体カム２は、低回転用カムプロフィルに
おいても高回転用カムプロフィルにおいても同一半径で
あるベース円部２aと，円錐面のように傾斜しているノ
ーズ部２ｂとからなる。カムシャフト１の端部には、内
燃機関の回転数等の運転状況に応じてカムシャフト１を
軸方向へ連続的に変位させる変位装置３が連結されてい
る。

【０００６】カムシャフト１の下方には、立体カム２の
カムプロフィルに基づいて上下方向に往復動することに
よりバルブ４を開閉する直打式バルブリフタ１０が配置
されている。直打式バルブリフタ１０は、円板状の端壁
部１１とこの端壁部１１から下方へ延びる円筒状の側壁
部１３とからなる倒立カップ状のリフタ本体１４を備え
ている。なお、側壁部１３は、図示しないシリンダヘッ
ドに形成されたリフタガイド穴に上下摺動可能にガイド
される。

【０００７】端壁部１１には、立体カム用シムである追
従接触片２１の長手方向の移動を規制する追従接触機構
１７が設けられている。以下、この追従接触機構１７に
ついて、詳述する。端壁部１１の上面中央部には、立体
カム２の軸線とは直角方向に長い隆起部１８が一体的に
形成されている。隆起部１８には、隆起部１８と同一方
向に延びる半円筒内面座１９が凹設されている。半円筒
内面座１９の両端は、突き抜けるように開放されてい
る。

【０００８】半円筒内面座１９の長手方向略中央部に
は、係合凹部２０が形成されている。また、半円筒内面
座１９には、半円筒内面座１９に揺動（ロール運動）可
能に接触する半円柱面２２と，立体カム２に接触する平
らな接触面２３とを含む、半割り円柱状の追従接触部２
１が揺動可能に嵌合されている。半円柱面２２の長手方
向略中央部には扇形の係合突部２４が一体的に形成され
ており、この係合突部２４が係合凹部２０に係合して揺
動可能に挟まれている。

【０００９】そして、追従接触部２１は、小角度の揺動
により、立体カム２の回転に伴う接触線角度の変化に追
従しながら、接触面２３において立体カム２に接触する
ようになっている。この際、立体カム２は、追従接触部
２１の接触面２３をその長手方向に摺接していく。ま
た、係合凹部２０が係合突部２４を挟むことにより追従
接触部２１の長手方向の移動を規制しているので、追従
接触部２１は半円筒内面座１９から外れない。

【００１０】図１２乃至図１４に示す追従接触片１０６
及び２１の表面硬化処理としては、追従接触片１０６及
び２１の材料となる浸炭用鋼に浸炭焼入れ・焼戻しが行
われる。更に、上記表面硬化処理後に軟窒化処理を追従
する場合もあるが、いずれも処理を簡単にするため、硬
化層は追従接触片１０６及び２１の全表面に形成され
る。

【００１１】一方、特開平１１−１９３７０５号公報で
は、従来型カム機構（カム軸方向にカムプロフィルが変
化しない通常の直打式動弁系の立体カムを備える機構）
の円板形シムの表側表面に硬化層を形成する技術が開示
されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１２及び
図１３に示すカムシャフト１０１及び１を高速で回転さ
せると、ある回転数以上でバルブ１０２及び４、バルブ
リフタ１０３及び１０等の往復動部品は立体カム１００
及び２に追従できずに分離・衝突する。この衝突が最も
激しいのは、図１５に示すように、立体カム２の揚程期
間末期である。なお、図１５は、図１３に示す従来例を
用いたものである。

【００１３】追従接触片２１が立体カム２へ衝突する位
置は、追従接触片２１の中心Ｐ１から若干外れた位置で
ある。追従接触片２１は、立体カム２と衝突する位置を
支点Ｐ２にして、追従接触片２１の両側から作用する慣
性力Ｐ３により谷状に曲がる。最も大きな引張力を受け
るのは、追従接触片２１における支点Ｐ１（半円柱面２
２側）の反対側でかつ半円柱面２２の頂部２２Ａであ
る。

【００１４】追従接触片２１には、立体カム２との接触
面２３の耐摩耗性を高めるための硬化層が、全表面にわ
たって０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの深さで形成されてい
る。また、上述したように、追従接触片２１では、その
半円柱面２２の頂部２２Ａに、大きな衝撃力によって曲
げモーメントが作用する。従って、追従接触片２１の頂
部２２Ａでは、その硬化層が脆いために、耐久性が低下
するという問題があった。

【００１５】一方、従来型カム機構における円板形シム
の表面硬化処理が、図１２乃至図１４に示す追従接触片
１０６及び２１にそのまま適用できないのは、追従接触
片１０６及び２１では曲げモーメントを受ける断面形状
部分における断面係数が小さいためである。即ち、追従
接触片１０６及び２１は上記大きな衝撃力に対処できる
ように靭性を高くした方が良く、そのため追従接触片２
１の頂部２２Ａに厚い硬化層を形成しない方が有利だか
らである。

【００１６】また、特開平１１−１９３７０５号公報の
技術は、シムの表側表面の硬度を高めて耐摩耗性を向上
させることを目的としているが、シムの裏側表面の硬度
については特定されていない。即ち、特開平１１−１９
３７０５号公報の技術は、立体カムとの衝突に対するシ
ムの耐衝撃性を高めて耐久性を向上させるものではな
い。

【００１７】そこで、本発明は、上記事情を考慮し、立
体カムに接触する立体カム用シムの表側表面と裏側表面
の硬度比を所定の範囲とすることによって、立体カムと
の衝突に対する立体カム用シムの耐衝撃性を高め、立体
カム用シムの耐久性を改善する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
立体カム用シムは、バルブを駆動する立体カムに接触す
る表側表面の硬度と，裏側表面の少なくとも一部の硬度
との比を０．４〜０．８５の範囲とすることを特徴とす
る。ここで、硬度比の範囲を０．４〜０．８５としたの
は、以下の理由からである。立体カム用シムの表側表面
に対する裏側表面の硬度比を０．８５以下に設定する
と、衝撃値が高くなるので、内燃機関の高速回転時の立
体カムへの追従性不良が長い期間継続しても耐久性が低
下することがない。

【００１９】また、硬度比０．４は、浸炭されていない
部分の標準的な焼入れ・焼戻しで得られる下限である。
そして、硬度比が０．４よりも低くなると、引張強さが
低下するので、強度不足となる。即ち、硬度比が０．４
以下になると、立体カム用シムの変形に対する耐久性が
低下する。従って、立体カム用シムの表側表面に対する
裏側表面の適正な硬度比は、衝撃値及び引張強さの両方
の特性が共に高い範囲である０．４〜０．８５の範囲と
なる。本発明において、上記硬度比のより好ましい範囲
は０．４５〜０．８５であり、さらに好ましい範囲は
０．５〜０．８である。

【００２０】本発明の請求項１に係る立体カム用シムに
おいては、表側表面が高い硬度を維持し、これに対して
裏側表面の硬度を硬度比で０．４〜０．８５の範囲で低
くなるように表面硬化処理する。即ち、本発明の請求項
１に係る立体カム用シムによれば、立体カムに対する耐
摩耗性を損なわずに、内燃機関の高速回転時の立体カム
への追従性不良が長い期間継続しても耐久性が低下しな
い立体カム用シムを得ることができる。従って、本発明
の請求項１に係る立体カム用シムによれば、立体カム用
シムの裏側表面の靭性が高められるので、立体カムとの
衝突に対する立体カム用シムの耐衝撃性が高められ、そ
のため耐久性が向上する。

【００２１】また、バルブを駆動する立体カムに接触す
るフラット状の表側表面と，前記表側表面に連続して形
成される曲面状の裏側表面とを備える立体カム用シムに
おいて、前記表側表面の硬度と，前記裏側表面の少なく
とも一部の硬度との比を０．４〜０．８５の範囲とする
と共に、前記裏側表面の少なくとも一部が、前記バルブ
の開閉時に前記立体カムが前記表側表面と接触する方向
については前記バルブの揚程期間末期に前記立体カムが
前記表側表面に接触する近傍に対応する部分を含み、前
記表側表面から前記裏側表面の頂部までの高さ方向につ
いては前記頂部から前記表側表面までの高さにおける引
張応力が作用する範囲近傍を含むように構成しても良
い。この場合には、立体カム用シムの裏側表面の少なく
とも一部（最小範囲）を、バルブが閉じる時に立体カム
が表側表面と接触する側の長手方向中央位置から長手方
向全長に対する比で０．１５に対応する部分と略等し
く、表側表面から裏側表面の頂部までの高さ方向につい
ては頂部から表側表面までの高さにおける引張応力が作
用する範囲近傍例えば約０．６の範囲としたので、立体
カム用シムの耐衝撃性を向上しつつ、立体カム用シムの
裏側表面の靭性を高める部分が必要最小限となる。即
ち、本実施形態によれば、立体カム用シムの裏側表面に
対する仕上げ加工などの硬化層除去処理の範囲を最小限
にできる。

【００２２】また、請求項１乃至３のいずれか１項に係
る発明において、薄膜状の硬化層を前記表側表面及び裏
側表面の表面に形成させても良い。この場合には、硬化
層は薄いので、耐衝撃性を損うことがない。さらに、内
燃機関のバルブタイミングを調整する弁開閉用立体カム
機構に、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の立体カ
ム用シムを設けるようにしても良い。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６に基づいて、
本発明の一実施形態である立体カム用シム及び弁開閉用
立体カム機構について説明する。本実施形態の弁開閉用
立体カム機構は、図１３に示す従来例と略同様の弁開閉
用立体カム機構である。図１は本実施形態の弁開閉用立
体カム機構の要部を示す断面図、図２Ａは図１に示す追
従接触片の側面図である。なお、図１において、図１３
に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明は省
略する。

【００２４】図１及び図２に示すように、立体カム用シ
ムとしての追従接触片３０は、立体カム２と接触するフ
ラット状のカム接触面３１と，リフタ本体１４の半円筒
内面座１９と接触する略半円断面状の半円柱面３２とを
有する。なお、追従接触片３０の材質は、浸炭用鋼であ
る。

【００２５】半円柱面３２の長手方向中央部には扇形の
係合突部３４が形成されており、この係合突部３４が係
合凹部２０に係合することによって追従接触片３０は半
円筒内面座１９に対する長手方向の移動が規制される。
図２に示すように、係合突部３４は、その追従接触片３
０のカム接触面３１側に偏心しており、半円柱面３２の
頂部３３下面と略一致している。なお、図１に示すよう
に、リフタ本体１４は、その側壁部１３がシリンダヘッ
ド２６に形成されたリフタガイド穴２８に上下摺動可能
にガイドされている。

【００２６】ところで、図１に示すカムシャフト１が許
容範囲の上限を超えて回転すると、立体カム２への追従
不良によって大きな衝撃力が追従接触片３０の半円柱面
３２に作用するため、耐衝撃性を高くする必要がある。
一方、追従接触片３０のカム接触面３１は、立体カム２
に接触するので、高い耐摩耗性が要求される。

【００２７】そのため、追従接触片３０は、そのカム接
触面３１の硬度を高く保ちつつ半円柱面３２の硬度をカ
ム接触面３１の硬度よりも低くしている。ここで、追従
接触片３０の表側表面であるカム接触面３１の硬度と，
追従接触片３０の裏側表面である半円柱面３２の硬度と
の比を０．４〜０．８５の範囲とした。これは、追従接
触片３０の半円柱面３２の靭性を高め、立体カム２との
衝突に対する追従接触片３０の耐衝撃性を向上させ、追
従接触片３０の耐久性を改善するためである。

【００２８】以下、図３及び図４に基づいて、硬度比の
範囲を０．４〜０．８５とした理由を詳述する。なお、
図３は均質な試験片で測定された構造用鋼の焼入れ後の
焼戻し温度による機械的性質の変化を示し、図４はクロ
ムモリブデン鋼を材料とした追従接触片３０におけるカ
ム接触面３１の硬度をＨｖ８００程度に維持して、半円
柱面３２の硬度を変化させた場合の引張強さ及び衝撃値
を示す。

【００２９】鋼の耐摩耗性は硬度で決まるため、図３に
示すように、耐摩耗性を向上させるには焼戻し温度が低
い方が良い。一方、焼戻し温度が低いと、伸び，絞り，
衝撃値が小さくなるので、脆くなる。

【００３０】立体カム２と接触する追従接触片３０のカ
ム接触面３１は、高い耐摩耗性が必要なため、浸炭焼入
れ・焼戻しによってカム接触面３１の全表面の硬度を高
くする。一方、リフタ本体１４に形成された半円筒内面
座１９と接触する追従接触片３０の半円柱面３２は、そ
の接触面積が広いため、面圧が低く摩耗することがな
い。さらに、半円柱面３２には上述したように立体カム
２への追従性不良によって長手方向と幅方向の中央位置
付近に大きな衝撃力によって曲げモーメントが作用する
ので、追従接触片３０のカム接触面３１と同じような硬
化層が形成されると、脆くなるために耐久性が低い。従
って、追従接触片３０のカム接触面３１は耐摩耗性を高
くするために硬度を高くすると共に、追従接触片３０の
半円柱面３２は衝撃値を高めるために硬度を低くする必
要がある。

【００３１】図４に示すように、カム接触面３１に対す
る半円柱面３２の硬度比を０．８５以下に設定すると、
衝撃値が高くなるので、高速回転時の立体カム２への追
従性不良が長い期間継続しても耐久性が低下することが
ない。また、硬度比０．４は、浸炭されていない部分の
標準的な焼入れ・焼戻しで得られる下限である。そし
て、硬度比が０．４よりも低くなると、引張強さが低下
するので、強度不足となる。即ち、硬度比が０．４以下
になると、追従接触片３０の変形に対する耐久性が低下
する。

【００３２】従って、カム接触面３１に対する半円柱面
３２の適正な硬度比は、図４に示すように、衝撃値及び
引張強さの両方の特性が共に高い範囲である０．４〜
０．８５の範囲となる。本実施形態において、上記硬度
比のより好ましい範囲は０．４５〜０．８５であり、さ
らに好ましい範囲は０．５〜０．８である。

【００３３】なお、図４で示される硬度比に対する衝撃
値・引張強さの特性は、材料をクロムモリブデン鋼とし
た例であるが、浸炭焼入れに適した鋼材であれば同様に
適用できる。即ち、浸炭焼入れに適した鋼材であれば、
硬度の絶対値は変化するが、硬度比を０．４〜０．８５
にすることによって同様な効果が得られる。

【００３４】ニッケルクロムモリブテン鋼で追従接触片
３０を製作した場合の硬度比に対する衝撃値・引張強さ
の特性を、図４中の硬度比０．４５の１点に示す。カム
接触面３１の硬度約Ｈｖ７００に対して半円柱面３２の
硬度を硬度比で０．４５低く設定することにより、衝撃
値及び引張強さの両方の特性が共に高い。即ち、追従接
触片３０の材料をニッケルクロムモリブテン鋼に変更す
る場合でも、高速回転時の立体カム２への追従性不良が
長い期間継続しても耐久性の低下が防止される。

【００３５】表１に基づき、上記硬度比の処理条件につ
いて説明する。なお、表１は、追従接触片３０の半円柱
面３２における浸炭焼入れの有無，及び焼戻し温度と、
カム接触面３１に対する半円柱面３２の硬度比との関係
を示す。硬度比０．６以上は、浸炭焼入れ後の焼戻し工
程において、追従接触片３０の半円柱面３２の温度を追
従接触片３０のカム接触面３１よりも高くした。硬度比
０．５以下は、半円柱面３２のみに浸炭防止処理を施
し、その後に追従接触片３０を浸炭焼入れ・焼戻した。

【００３６】

【表１】

【００３７】半円柱面３２の硬度をカム接触面３１の硬
度に対して硬度比で０．４〜０．８５に低くする方法に
ついて、説明する。この表面硬化処理方法としては、第
１に半円柱面３２を防浸炭メッキした後に追従接触片３
０全体を浸炭焼入れ・焼戻しする方法、第２に半円柱面
３２を防浸炭メッキしないで、焼戻し温度をカム接触面
３１よりも半円柱面３２を高くする方法がある。上記第
２の表面硬化処理方法としては、例えば半円柱面３２の
みに対し高周波加熱処理を施すなどの手段を用いる。

【００３８】また、図５に示すように、浸炭焼入れ・焼
戻しによる硬度は、追従接触片３０の表面側が高く内部
が低い。従って、表面硬化処理方法の第３としては、追
従接触片３０の全表面を浸炭焼入れ・焼戻しした後に、
半円柱面３２の仕上げ加工（切削加工）を行い、加工代
を選定することによって適正な硬度を得ることもでき
る。なお、図５は、追従接触片３０の深さに対する硬度
比の関係を示す図である。

【００３９】引続き、高速回転時の立体カム２への追従
性不良の場合における、追従接触片３０の半円柱面３２
表面に対する引張応力が大きく作用する範囲について説
明する。図６に示すように、追従接触片３０に強い衝撃
力が作用して変形が生じるのは、長手方向中央位置（図
２Ｂ乃至Ｄでは、Ｐ１）からバルブを開く時に立体カム
２が接触する側の点Ｌ１と，バルブを閉じるときに立体
カム２が接触する側の点Ｌ２の範囲で、長手方向全長に
対する比では約０．１と約０．１５である。なお、図６
は、追従接触片３０に強い衝撃力が作用した場合におけ
る、追従接触片３０の変形の大きさを示す図である。

【００４０】また、高速回転時の立体カム２への追従性
不良の場合において、追従接触片３０が谷形状に曲げら
れる（図１５参照）ことから、半円柱面３２の頂部３３
から半径に対する比で約０．６の範囲で引張力が作用す
る。即ち、引張応力の範囲が頂部３３側の約０．６の範
囲であり、圧縮応力の範囲がカム接触面３１側の約０．
４である（図２Ａ参照）。ここで、引張応力及び圧縮応
力の範囲の比が６：４になるのは、本実施形態の追従接
触片３０は図２Ａに示されるように略半円柱状に形成さ
れているからである。そのため、追従接触片の形状を変
更することにより、上記引張応力及び圧縮応力の範囲の
比が若干変動する。

【００４１】従って、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、
追従接触片３０の半円柱面３２表面において、カム接触
面３１に対して硬度を低くする最小範囲Ａ１（図２Ｃ及
び図２Ｄの破線参照）は、追従接触片３０の長手方向に
おける点Ｌ１乃至点Ｌ２の範囲でかつ追従接触片３０の
径方向における頂部３３側の約０．６の範囲である（図
２Ａ参照）。

【００４２】即ち、半円柱面３２の硬度をカム接触面３
１の硬度に対して低くする範囲を、半円柱面３２の最小
範囲Ａ１としても、半円柱面３２の全表面から最小範囲
Ａ１までの範囲にわたって変化させる場合と同じ効果が
得られることになる。半円柱面３２に対して部分的に硬
度を低くする方法は、上述した第１乃至第３の表面硬化
処理方法のうちの半円柱面３２に対する処理を、少なく
とも半円柱面３２の最小範囲Ａ１に対して部分的に行
う。

【００４３】本実施形態において、追従接触片３０のカ
ム接触面３１表面は高い硬度を維持し、これに対して半
円柱面３２表面の硬度を硬度比で０．４〜０．８５の範
囲で低くなるように表面硬化処理したので、立体カム２
に対する耐摩耗性を損なわずに、高速回転時の立体カム
２への追従性不良が長い期間継続しても耐久性が低下し
ない追従接触片３０を得ることができる。即ち、本実施
形態によれば、追従接触片３０の半円柱面３２の靭性が
高められるので、立体カム２との衝突に対する追従接触
片３０の耐衝撃性が高められ、そのため耐久性が向上す
る。

【００４４】また、本実施形態において、半円柱面３２
表面の少なくとも一部（最小範囲Ａ１）を、追従接触片
３０の長手方向については立体カム２と追従接触片３０
がバルブの閉じる直前で接触する近傍に対応する部分
で、追従接触片３０の高さ方向については追従接触片３
０の半円柱面３２表面の頂部３３からカム接触面３１表
面方向へ追従接触片３０高さの約０．６の範囲としたの
で、追従接触片３０の耐衝撃性を向上しつつ、追従接触
片３０の半円柱面３２表面の靭性を高める部分が必要最
小限となる。即ち、本実施形態によれば、半円柱面３２
に対する仕上げ加工などの硬化層除去処理の範囲を最小
限にできる。

【００４５】なお、例えば上記表面硬化処理後における
追従接触片３０の全表面に、立体カム２に対するカム接
触面３１の耐摩耗性を更に向上させるための例えば浸窒
処理による薄膜状の硬化層を形成しても良い。この場合
の硬化層は薄い（例えば、表面硬度層の平均的な硬度を
有する深さが０．０５ｍｍ以下）ので、耐衝撃性を損う
ことがない。

【００４６】また、上記実施形態ではリフタ本体１４に
半円筒内面座１９を設けた例であるが、例えば追従接触
片３０の半円柱面３２をリフタ本体１４の頂面凹部１４
Ａに嵌合する座部材（サドル）４０の半円筒内面座４１
に装着するように構成したものであっても、同様に適用
でき、上記実施形態と同一の作用効果が得られる。

【００４７】さらに、追従接触片３０のその他の変形例
を、図８乃至図１１に示す。図８の変形例は、追従接触
片３０の係合突部３４の位置を、図２に示す実施形態に
おける追従接触片３０の長手方向中央からバルブが開く
時に立体カム２が接触する側に移動させたものである。
図９の変形例は、図８の変形例において、係合突部３４
を半円柱面３２と同心で形成したものである。

【００４８】図１０の変形例は、係合突部３４を半円柱
面３２と同心で、かつ追従接触片３０の長手方向中央に
形成したものである。図１１の変形例においては、追従
接触片３０の長手方向へのズレは図１２の座部材１０５
にて、長手方向両端で規制されるものである。即ち、本
発明に係る立体カム用シムとしての追従接触片は、その
長手方向の移動を規制する構造，形状，寸法などを変え
た変形例、及び図８乃至図１１に示す変形例などにも同
様に適用でき、図１に示す例と同様の作用効果を発揮す
る。なお、図７乃至図１１において、図１または図２に
対応する部分には同一符号を付してその詳細説明は省略
する。

【００４９】上記各実施形態では立体カム用シムを追従
接触片３０とした例であるが、本発明の立体カム用シム
は従来型カム機構（カム軸方向にカムプロフィルが変化
しない通常の直打式動弁系の立体カムを備える機構）に
用いる円板形の立体カム用シムなどにも同様に適用でき
る。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
立体カム用シムの表側表面は高い硬度を維持し、これに
対して立体カム用シムの裏側表面の硬度を硬度比で０．
４〜０．８５の範囲で低くなるように表面硬化処理する
ので、立体カムに対する耐摩耗性を損なわずに、内燃機
関の高速回転時の立体カムへの追従性不良が長い期間継
続しても耐久性が低下しない立体カム用シムを得ること
ができる。従って、本発明によれば、立体カム用シムの
裏側表面の靭性が高められるので、立体カムとの衝突に
対する立体カム用シムの耐衝撃性が高められ、そのため
耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の弁開閉用立体カム機
構の要部を示す断面図である。

【図２】図１に示す追従接触片の図であり、図２Ａは側
面図，図２Ｂは平面図，図２Ｃは正面図，図２Ｄは底面
図ある。

【図３】均質な試験片で測定された構造用鋼の焼入れ後
の焼戻し温度による機械的性質の変化を示す図である。

【図４】クロムモリブデン鋼を材料とした追従接触片に
おけるカム接触面の硬度をＨｖ８００程度に維持して、
半円柱面の硬度を変化させた場合の引張強さ及び衝撃値
を示す図である。

【図５】追従接触片の深さに対する硬度比の関係を示す
図である。

【図６】追従接触片３０に強い衝撃力が作用した場合に
おける、追従接触片３０の変形の大きさを示す図であ
る。

【図７】図１に示す例に、さらに座部材（サドル）を設
けた他の実施形態における断面図である。

【図８】追従接触片のその他の変形例を示す図である。

【図９】追従接触片のその他の変形例を示す図である。

【図１０】追従接触片のその他の変形例を示す図であ
る。

【図１１】追従接触片のその他の変形例を示す図であ
る。

【図１２】従来例に係る弁開閉用立体カム機構を示す斜
視図である。

【図１３】他の従来例に係る弁開閉用立体カム機構を示
す斜視図である。

【図１４】図１３に示す追従接触片がリフタ本体から離
れた状態の斜視図である。

【図１５】立体カムの揚程期間末期において、追従接触
片が受ける力を説明する図である。

【符号の説明】

１ カムシャフト ２ 立体カム ３ 変位装置 ４ バルブ １４ リフタ本体 １９ 半円筒内面座 ２０ 係合凹部 ３０ 追従接触片（立体カム用シム） ３１ カム接触面 ３２ 半円柱面 ３３ 頂部 ３４ 係合突部 ３６ 最小範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺澤 真夕 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 谷 裕文 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 中野 修司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA19 BB05 CA20 DA01 EA02 EA24 FA17 FA19 GA05 3G018 AB07 BA04 DA00 DA81 DA82 GA27

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブを駆動する立体カムに接触する表
   側表面の硬度と，裏側表面の少なくとも一部の硬度との
   比を０．４〜０．８５の範囲とすることを特徴とする立
   体カム用シム。
2. 【請求項２】 バルブを駆動する立体カムに接触するフ
   ラット状の表側表面と，前記表側表面に連続して形成さ
   れる曲面状の裏側表面とを備える立体カム用シムにおい
   て、 前記表側表面の硬度と，前記裏側表面の少なくとも一部
   の硬度との比を０．４〜０．８５の範囲とすると共に、 前記裏側表面の少なくとも一部が、前記バルブの開閉時
   に前記立体カムが前記表側表面と接触する方向について
   は前記バルブの揚程期間末期に前記立体カムが前記表側
   表面に接触する近傍に対応する部分を含み、前記表側表
   面から前記裏側表面の頂部までの高さ方向については前
   記頂部から前記表側表面までの高さにおける引張応力が
   作用する範囲近傍を含むことを特徴とする立体カム用シ
   ム。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記バルブの揚程期
   間末期に前記立体カムが前記表側表面と接触する方向の
   範囲を、前記バルブが閉じる時に前記立体カムが前記表
   側表面に接触する側の長手方向中央位置から長手方向全
   長に対する比で０．１５に対応する部分の近傍とし、 前記表側表面から前記裏側表面の頂部までの高さ方向の
   範囲を、前記頂部から前記表側表面への高さに対する
   ０．６の範囲近傍とすることを特徴とする立体カム用シ
   ム。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項におい
   て、薄膜状の硬化層を前記表側表面及び裏側表面の表面
   に形成することを特徴とする立体カム用シム。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   立体カム用シムを備えた、内燃機関のバルブタイミング
   を調整する弁開閉用立体カム機構。