JP2016169667A - Position regulation mechanism of cam unit of internal combustion engine - Google Patents

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Atsuhisa Tamano
篤央 玉野
寿行 矢野
Hisayuki Yano
寿行 矢野
横山 友
Tomo Yokoyama
友 横山
亨 佐久間
Toru Sakuma
亨 佐久間
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    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position regulation mechanism of a cam unit of an internal combustion engine which enables improvement of holding power when a position of the cam unit is regulated and inhibits resistance when the cam unit is moved.SOLUTION: A position regulation mechanism of a cam unit of an internal combustion engine includes: a cam shaft 110 including a hollow part 111 formed in an axial direction; a cam unit 120 which fits in the cam shaft 110 so as to slide in an axial direction and includes recessed parts 122 formed on a surface facing the cam shaft 110; a position regulation member 130 engaged with the recessed part 122; and a spring 140 which biases the position regulation member 130 to a side such that the position regulation member 130 engages with the recessed part 122. The position regulation member 130 includes: a hemispherical part 131 which engages with the recessed part 122; and a cylindrical part 132 which covers the spring 140. An engine oil which biases the position regulation member 130 to the side such that the position regulation member 130 engages with the recessed part 122 is supplied to the hollow part 111.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関のカムユニットの位置規制機構の技術に関する。   The present invention relates to a technique of a position restriction mechanism for a cam unit of an internal combustion engine.

内燃機関のカムユニットは、内燃機関の1つの気筒に対応する複数のカムが形成されたものである。例えば、多弁式のエンジンは、1つの気筒あたり複数の吸気弁及び排気弁を備え、1つの気筒あたりに複数のカムを備えている。   The cam unit of the internal combustion engine has a plurality of cams corresponding to one cylinder of the internal combustion engine. For example, a multi-valve engine includes a plurality of intake valves and exhaust valves per cylinder, and a plurality of cams per cylinder.

カムユニットの位置規制機構は、吸排気弁の動弁特性を切り替えるために、カムシャフトに対して軸方向に摺動可能なカムユニットの軸方向における位置を規制する機構として公知である(例えば、特許文献1)。以下に、特許文献1に代表される従来のカムユニットの位置規制機構を位置規制機構200として説明する。   The cam unit position regulating mechanism is known as a mechanism for regulating the axial position of a cam unit that can slide in the axial direction with respect to the cam shaft in order to switch the valve operating characteristics of the intake and exhaust valves (for example, Patent Document 1). A conventional cam unit position restricting mechanism represented by Patent Document 1 will be described below as a position restricting mechanism 200.

図3を用いて、位置規制機構200の構成について説明する。
なお、図3では、位置規制機構200の構成を側面断面視にて模式的に表している。また、以下では、図3に記載される軸方向又は径方向に従って説明する。
The configuration of the position restriction mechanism 200 will be described with reference to FIG.
In addition, in FIG. 3, the structure of the position control mechanism 200 is typically represented by the side surface sectional view. Moreover, below, it demonstrates according to the axial direction or radial direction described in FIG.

位置規制機構200は、内燃機関としてのエンジン(図示略)の吸排気弁の動弁特性を切り替えるために、カムシャフト210に対して軸方向に摺動可能なカムユニット220の軸方向における位置を規制する機構である。   The position regulating mechanism 200 determines the position in the axial direction of the cam unit 220 slidable in the axial direction with respect to the camshaft 210 in order to switch the valve operating characteristics of an intake / exhaust valve of an engine (not shown) as an internal combustion engine. It is a mechanism to regulate.

位置規制機構200は、カムシャフト210と、カムユニット220と、位置規制部材230、230と、ばね240と、を備えている。   The position restriction mechanism 200 includes a cam shaft 210, a cam unit 220, position restriction members 230 and 230, and a spring 240.

カムシャフト210には、軸方向に沿って中空部211が形成されている。カムシャフト210には、軸方向の所定位置に径方向に沿って貫通孔212が形成されている。なお、所定位置とは、カムシャフト110にカムユニット120が位置を規制して設けられた場合の、カムユニット220の略中央部が対向する位置である。貫通孔212は、中空部211に対して直交する方向に形成されており、中空部211と連通している。   A hollow portion 211 is formed in the camshaft 210 along the axial direction. A through hole 212 is formed in the camshaft 210 along a radial direction at a predetermined position in the axial direction. The predetermined position is a position where the substantially central portion of the cam unit 220 faces when the cam unit 120 is provided on the camshaft 110 with its position regulated. The through hole 212 is formed in a direction orthogonal to the hollow portion 211 and communicates with the hollow portion 211.

カムユニット220は、1つの気筒に対応する複数のカムが外周面に形成された略円筒状部材である。カムユニット220には、カムシャフト210が貫通する貫通孔221が形成されている。   The cam unit 220 is a substantially cylindrical member in which a plurality of cams corresponding to one cylinder are formed on the outer peripheral surface. The cam unit 220 is formed with a through hole 221 through which the cam shaft 210 passes.

カムユニット220は、カムシャフト210に嵌装されており、カムシャフト210に対して軸方向に摺動可能に構成されている。なお、カムユニット220は、カムシャフト210の周方向に対して相対回転不能に構成されている。   The cam unit 220 is fitted to the camshaft 210 and is configured to be slidable in the axial direction with respect to the camshaft 210. The cam unit 220 is configured so as not to rotate relative to the circumferential direction of the cam shaft 210.

カムユニット220の貫通孔221の内周面における軸方向の略中央部には、凹部222、222が互いに軸方向に位置をずらして形成されている。凹部222、222は、貫通孔221の内周面における周方向に沿って形成される円周溝であり、例えばその断面形状がV字状に形成されている。凹部222は、後述する位置規制部材230が係合可能に形成されている。   Concave portions 222, 222 are formed in the axial direction on the inner peripheral surface of the through hole 221 of the cam unit 220 so as to be displaced from each other in the axial direction. The concave portions 222 and 222 are circumferential grooves formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the through hole 221, and for example, the cross-sectional shape thereof is formed in a V shape. The recess 222 is formed so that a position restricting member 230 described later can be engaged therewith.

位置規制部材230は、カムユニット120の凹部222に係合し、カムシャフト110の軸方向におけるカムユニット220の位置を規制する球状部材である。つまり、位置規制部材230は、カムユニット220の軸方向位置を位置決めする部材である。   The position restricting member 230 is a spherical member that engages with the recess 222 of the cam unit 120 and restricts the position of the cam unit 220 in the axial direction of the camshaft 110. That is, the position regulating member 230 is a member that positions the axial position of the cam unit 220.

位置規制部材230は、カムシャフト210の貫通孔212の一端側と他端側にそれぞれ配置されており、貫通孔212の延出方向に摺動可能に構成されている。位置規制部材230は、貫通孔212の径よりも若干小さい径の球形状に形成されている。   The position restricting member 230 is disposed on one end side and the other end side of the through hole 212 of the camshaft 210, and is configured to be slidable in the extending direction of the through hole 212. The position regulating member 230 is formed in a spherical shape having a diameter slightly smaller than the diameter of the through hole 212.

位置規制部材230は、貫通孔212の端部側(カムシャフト210の径方向外側)へ摺動することで、貫通孔212に嵌合しつつカムユニット220の凹部222に係合することが可能となっている。   The position restricting member 230 can be engaged with the recess 222 of the cam unit 220 while being fitted to the through hole 212 by sliding to the end side of the through hole 212 (outside in the radial direction of the camshaft 210). It has become.

位置規制部材230、230は、カムユニット220の凹部222に係合することで、カムシャフト210の軸方向におけるカムユニット220の位置を規制することができ、一方の凹部222に係合した場合と他方の凹部222に係合した場合とで、カムユニット220を異なる軸方向位置に規制することが可能となっている。   The position regulating members 230, 230 can regulate the position of the cam unit 220 in the axial direction of the camshaft 210 by engaging with the recess 222 of the cam unit 220. The cam unit 220 can be restricted to different axial positions when engaged with the other recess 222.

つまり、カムユニット220は、カムシャフト210における一方の規制位置と他方の規制位置との2箇所の規制位置にて、その軸方向位置が規制される。   That is, the cam unit 220 is restricted in its axial position at two restriction positions, one restriction position and the other restriction position on the camshaft 210.

ばね240は、貫通孔212内における位置規制部材230、230の内側に配置されており、位置規制部材230を凹部222に係合させる側、即ち貫通孔212の端部側(カムシャフト210の径方向外側)に向けて付勢するものである。   The spring 240 is disposed inside the position restricting members 230 and 230 in the through hole 212, and is on the side where the position restricting member 230 is engaged with the recess 222, that is, the end side of the through hole 212 (the diameter of the camshaft 210. It is biased toward the outer side.

図4を用いて、位置規制機構200の作用について説明する。
なお、図4(A)では、位置規制機構200の位置規制時の状態を側面断面視にて模式的に表している。また、図4(B)では、位置規制機構200の移動時の状態を側面断面視にて模式的に表している。さらに、以下では、図4に記載される軸方向又は径方向に従って説明する。
The operation of the position regulating mechanism 200 will be described with reference to FIG.
In FIG. 4A, the state of the position restriction mechanism 200 at the time of position restriction is schematically shown in a side sectional view. FIG. 4B schematically shows the state of the position regulating mechanism 200 when it is moved in a side sectional view. Further, in the following, description will be given according to the axial direction or radial direction described in FIG.

図4(A)には、位置規制機構200において、カムユニット220がカムシャフト210の一方の規制位置にて位置を規制されている状態を示している。このとき、位置規制部材230は、ばね240による付勢力によって径方向外側に向けて押圧されている。   FIG. 4A shows a state in which the position of the cam unit 220 is restricted at one restriction position of the camshaft 210 in the position restriction mechanism 200. At this time, the position restricting member 230 is pressed outward in the radial direction by the urging force of the spring 240.

径方向外側に押圧される位置規制部材230は、カムユニット220の凹部232に係合している。凹部232に位置規制部材230が係合されているカムユニット220は、カムシャフト210に対して軸方向の位置が規制されている。   The position restricting member 230 pressed outward in the radial direction is engaged with the recess 232 of the cam unit 220. The cam unit 220 in which the position restricting member 230 is engaged with the recess 232 is restricted in the axial position with respect to the cam shaft 210.

位置規制機構200では、カムユニット220は、一方の規制位置から他方の規制位置へ移動可能に構成されている。図4(B)には、位置規制機構200において、カムユニット220がカムシャフト210の一方の規制位置から他方の規制位置に向けて移動している途中の状態を示している(図4(B)中の白抜き矢印の向き)。   In the position restriction mechanism 200, the cam unit 220 is configured to be movable from one restriction position to the other restriction position. FIG. 4B shows a state in which the cam unit 220 is moving from one restriction position of the camshaft 210 toward the other restriction position in the position restriction mechanism 200 (FIG. 4B). ) Direction of white arrow in the middle).

このとき、位置規制部材230は、貫通孔221の内周面における一方の凹部222と他方の凹部222との間に位置しており、貫通孔221の内周面に押圧されて貫通孔212の内側へ摺動した状態となっている。位置規制部材230が貫通孔212の内側へ摺動した状態では、位置規制部材230が凹部222に係合している状態よりもばね240が縮小されている。   At this time, the position restricting member 230 is located between the one concave portion 222 and the other concave portion 222 on the inner peripheral surface of the through hole 221, and is pressed by the inner peripheral surface of the through hole 221. It is in a state of sliding inward. When the position restricting member 230 is slid inside the through hole 212, the spring 240 is reduced as compared with a state where the position restricting member 230 is engaged with the recess 222.

従って、位置規制部材230が一方の凹部222と他方の凹部222との間に位置しているときの、位置規制部材230による貫通孔221の内周面に対する押圧力は、位置規制部材230が凹部222に係合しているときの、位置規制部材230による凹部222に対する押圧力よりも大きくなる。   Accordingly, when the position restricting member 230 is positioned between the one recessed portion 222 and the other recessed portion 222, the pressing force on the inner peripheral surface of the through hole 221 by the position restricting member 230 is such that the position restricting member 230 is recessed. The pressing force applied to the concave portion 222 by the position restricting member 230 when engaged with 222 is larger.

この、カムユニット220がカムシャフト210の一方の規制位置から他方の規制位置に向けて移動する途中に大きくなる、位置規制部材230によるカムユニット220に対する押圧力が、カムユニット220の移動時における抵抗となる。   The pressing force applied to the cam unit 220 by the position restricting member 230, which increases during the movement of the cam unit 220 from one restricting position of the cam shaft 210 toward the other restricting position, is a resistance when the cam unit 220 moves. It becomes.

ここで、例えばエンジンを小型化する場合には、カムシャフト210の径を小さくする必要がある。カムシャフト210の径を小さくすると、ばね240を収容する貫通孔212の長さが短くなるため、ばね240の長さも短くする必要がある。   Here, for example, when the engine is downsized, it is necessary to reduce the diameter of the camshaft 210. When the diameter of the camshaft 210 is reduced, the length of the through hole 212 that accommodates the spring 240 is shortened, so that the length of the spring 240 needs to be shortened.

また、位置規制機構200においては、位置規制部材230によるカムユニット220の保持力を確保する一方で、カムユニット220の移動時における抵抗は小さくする必要がある。   Further, in the position restriction mechanism 200, it is necessary to reduce the resistance when the cam unit 220 moves while ensuring the holding force of the cam unit 220 by the position restriction member 230.

しかし、前述のようにカムシャフト210の小径化に伴ってばね240の長さを短くした場合に、カムユニット220の保持力を確保しつつ、カムユニット220の移動時における抵抗を小さくすることが可能なばね240を構成することが困難であった。   However, when the length of the spring 240 is shortened as the camshaft 210 is reduced in diameter as described above, it is possible to reduce the resistance when the cam unit 220 is moved while securing the holding force of the cam unit 220. It was difficult to construct a possible spring 240.

特に、カムユニット220の移動時に位置規制部材230が貫通孔212の内側へ摺動してばね240が縮小された際に線間接触が生じることがないばね240を用いながら、カムユニット220の保持力の確保とカムユニット220の移動時における抵抗の抑制とを両立させることが困難であった。   In particular, when the cam unit 220 is moved, the position regulating member 230 slides inward of the through hole 212 and the spring 240 is contracted. It has been difficult to achieve both the securing of force and the suppression of resistance when the cam unit 220 moves.

特表2011−529552号公報Special table 2011-529552 gazette

本発明の解決しようとする課題は、カムユニットの位置規制時には保持力を確保することができ、カムユニットの移動時には抵抗を抑制することができる内燃機関のカムユニットの位置規制機構を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a position restriction mechanism for an internal combustion engine cam unit that can secure a holding force when the position of the cam unit is restricted and can suppress resistance when the cam unit is moved. It is.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項1においては、軸方向に中空部が形成されるカムシャフトと、前記カムシャフトに対して軸方向に摺動可能に嵌装されるとともに、該カムシャフトに対向する面に凹部が形成されるカムユニットと、前記凹部に係合する位置規制部材と、前記位置規制部材を前記凹部に係合させる側に向けて付勢する弾性部材と、を備え、前記位置規制部材は、前記凹部に係合する半球部と、前記弾性部材を被装する円筒部と、を備え、前記中空部には、前記位置規制部材を前記凹部に係合させる側に向けて付勢する流体が供給されるものである。   That is, in claim 1, a camshaft having a hollow portion formed in the axial direction and a cam shaft that is slidably fitted in the axial direction with respect to the camshaft, and a concave portion is formed on a surface facing the camshaft. A cam unit that is formed; a position restricting member that engages with the recess; and an elastic member that biases the position restricting member toward the side that engages the recess. A hemispherical portion that engages with the recess, and a cylindrical portion that covers the elastic member, and the hollow portion is supplied with a fluid that urges the position regulating member toward the side that engages with the recess. It is what is done.

本発明の内燃機関のカムユニットの位置規制機構によれば、カムユニットの位置規制時には保持力を確保することができ、カムユニットの移動時には抵抗を抑制することができる。   According to the position restriction mechanism for the cam unit of the internal combustion engine of the present invention, the holding force can be secured when the position of the cam unit is restricted, and the resistance can be suppressed when the cam unit is moved.

位置規制機構の構成を示した模式図。The schematic diagram which showed the structure of the position control mechanism. 位置規制機構の作用を示した模式図。The schematic diagram which showed the effect | action of the position control mechanism. 従来の位置規制機構の構成を示した模式図。The schematic diagram which showed the structure of the conventional position control mechanism. 従来の位置規制機構の作用を示した模式図。The schematic diagram which showed the effect | action of the conventional position control mechanism.

図1を用いて、位置規制機構100の構成について説明する。
なお、図1では、位置規制機構100の構成を側面断面視にて模式的に表している。また、説明を分かり易くするため、図1の下方には、位置規制部材130を斜視にて模式的に表している。さらに、以下では、図1に記載される軸方向又は径方向に従って説明する。
The configuration of the position regulating mechanism 100 will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, the configuration of the position regulating mechanism 100 is schematically shown in a side sectional view. Further, for easy understanding, the position restricting member 130 is schematically shown in perspective in the lower part of FIG. Further, in the following, description will be given according to the axial direction or radial direction described in FIG.

位置規制機構100は、本発明の内燃機関のカムユニットの位置規制機構に係る実施形態である。位置規制機構100は、内燃機関としてのエンジン(図示略)の吸排気弁の動弁特性を切り替えるために、カムシャフト110に対して軸方向に摺動可能なカムユニット120の軸方向における位置を規制する機構である。   The position restriction mechanism 100 is an embodiment according to the position restriction mechanism of the cam unit of the internal combustion engine of the present invention. The position regulating mechanism 100 determines the position in the axial direction of the cam unit 120 that is slidable in the axial direction with respect to the camshaft 110 in order to switch the valve operating characteristics of an intake / exhaust valve of an engine (not shown) as an internal combustion engine. It is a mechanism to regulate.

本実施形態のエンジンは、多弁式のエンジンであって、1つの気筒あたり複数の吸気弁及び排気弁を備え、1つの気筒あたり複数のカムを備えている。   The engine of the present embodiment is a multi-valve engine, and includes a plurality of intake valves and exhaust valves per cylinder, and a plurality of cams per cylinder.

位置規制機構100は、カムシャフト110と、カムユニット120と、位置規制部材130、130と、弾性部材としてのばね140と、を備えている。   The position restriction mechanism 100 includes a camshaft 110, a cam unit 120, position restriction members 130 and 130, and a spring 140 as an elastic member.

カムシャフト110は、軸受150を介してシリンダヘッド(図示略)に回転自在に支持されている。   The camshaft 110 is rotatably supported by a cylinder head (not shown) via a bearing 150.

カムシャフト110には、軸方向に沿って中空部111が形成されている。中空部111には、オイルポンプ(図示略)からクランクジャーナル(図示略)を経由してエンジンオイルが供給されている。なお、オイルポンプの吐出圧力は、エンジン回転数に比例する。そのため、中空部111に供給されるエンジンオイルの油圧は、エンジン回転数に比例する。   A hollow portion 111 is formed in the camshaft 110 along the axial direction. Engine oil is supplied to the hollow portion 111 from an oil pump (not shown) via a crank journal (not shown). The discharge pressure of the oil pump is proportional to the engine speed. Therefore, the hydraulic pressure of the engine oil supplied to the hollow portion 111 is proportional to the engine speed.

カムシャフト110には、軸方向の所定位置に径方向に沿って貫通孔112が形成されている。なお、所定位置とは、カムシャフト110にカムユニット120が位置を規制して設けられた場合の、カムユニット120の略中央部が対向する位置である。   A through-hole 112 is formed in the camshaft 110 along a radial direction at a predetermined position in the axial direction. The predetermined position is a position where the substantially central portion of the cam unit 120 faces when the cam unit 120 is provided on the camshaft 110 with its position regulated.

貫通孔112は、中空部111に対して直交する方向に形成されており、中空部111と連通している。そのため、貫通孔112には、エンジンオイルが供給される。   The through hole 112 is formed in a direction orthogonal to the hollow portion 111 and communicates with the hollow portion 111. Therefore, engine oil is supplied to the through hole 112.

カムシャフト110には、軸方向の軸受150に支持される位置に径方向に沿って貫通孔113が形成されている。貫通孔113は、中空部111とカムシャフト110の外周面との間に形成されており、中空部111と連通している。そのため、貫通孔113には、エンジンオイルが供給される。   A through hole 113 is formed in the camshaft 110 along the radial direction at a position supported by the axial bearing 150. The through hole 113 is formed between the hollow portion 111 and the outer peripheral surface of the camshaft 110 and communicates with the hollow portion 111. Therefore, engine oil is supplied to the through hole 113.

カムユニット120は、1つの気筒に対応する吸排気弁を開閉するための複数のカムが、外周面に形成された略円筒状部材である。カムユニット120には、カムシャフト110が貫通する貫通孔121が形成されている。カムユニット120は、カムシャフト110に対して軸方向に摺動可能に嵌装されている。   The cam unit 120 is a substantially cylindrical member in which a plurality of cams for opening and closing the intake and exhaust valves corresponding to one cylinder are formed on the outer peripheral surface. The cam unit 120 is formed with a through hole 121 through which the cam shaft 110 passes. The cam unit 120 is fitted to the camshaft 110 so as to be slidable in the axial direction.

貫通孔121の内周面は、カムユニット120においてカムシャフト110の外周面に対向する面となる。なお、カムユニット120は、カムシャフト110の周方向に対して相対回転不能に構成されている。   The inner peripheral surface of the through hole 121 is a surface facing the outer peripheral surface of the camshaft 110 in the cam unit 120. The cam unit 120 is configured so as not to rotate relative to the circumferential direction of the camshaft 110.

カムユニット120の貫通孔121の内周面における軸方向の略中央部には、凹部122、122が互いに軸方向に位置をずらして形成されている。凹部122、122は、貫通孔121の内周面における周方向に沿って形成される円周溝であり、例えばその断面形状がV字状に形成されている。   Concave portions 122, 122 are formed in the axially substantially central portion of the inner peripheral surface of the through hole 121 of the cam unit 120 so as to be displaced from each other in the axial direction. The recesses 122, 122 are circumferential grooves formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the through hole 121. For example, the cross-sectional shape thereof is formed in a V shape.

凹部122は、後述する位置規制部材130の半球部131が係合可能に形成されている。なお、本実施形態のカムユニット120には、2つの凹部122が形成されているが、これに限定されることはない。   The concave portion 122 is formed so that a hemispherical portion 131 of a position regulating member 130 described later can be engaged. In addition, although the two recessed parts 122 are formed in the cam unit 120 of this embodiment, it is not limited to this.

位置規制部材130は、カムユニット120の凹部122に係合し、カムシャフト110の軸方向におけるカムユニット120の位置を規制する部材である。つまり、位置規制部材130は、カムユニット120の軸方向位置を位置決めする部材である。   The position regulating member 130 is a member that engages with the recess 122 of the cam unit 120 and regulates the position of the cam unit 120 in the axial direction of the cam shaft 110. That is, the position regulating member 130 is a member that positions the axial position of the cam unit 120.

位置規制部材130は、カムシャフト110の貫通孔112の一端側と他端側にそれぞれ配置されており、貫通孔112の延出方向に摺動可能に構成されている。位置規制部材130は、半球部131と、円筒部132と、を備えている。   The position restricting member 130 is disposed on one end side and the other end side of the through hole 112 of the camshaft 110, and is configured to be slidable in the extending direction of the through hole 112. The position regulating member 130 includes a hemispherical part 131 and a cylindrical part 132.

貫通孔112に嵌装された位置規制部材130において、半球部131は貫通孔112の端部側(カムシャフト110の径方向外側)に配置されている。半球部131は、半球面を貫通孔112の端部側(カムシャフト110の径方向外側)に向けた姿勢で配置されており凹部122に係合可能に形成されている。半球部131は、貫通孔112の径よりも若干小さい略の半球形状に形成されている。   In the position restricting member 130 fitted in the through hole 112, the hemispherical part 131 is disposed on the end side of the through hole 112 (outside in the radial direction of the camshaft 110). The hemispherical portion 131 is arranged in a posture in which the hemispherical surface is directed toward the end portion side of the through hole 112 (outside in the radial direction of the camshaft 110), and is formed so as to be engageable with the concave portion 122. The hemispherical portion 131 is formed in a substantially hemispherical shape that is slightly smaller than the diameter of the through hole 112.

貫通孔112に嵌装された位置規制部材130において、円筒部132は、半球部131よりも貫通孔112の内側(カムシャフト110の径方向内側)に配置されており、ばね140を被装するものである。円筒部132は、貫通孔112の径よりも若干小さい径の外径である円筒形状に形成されている。   In the position regulating member 130 fitted in the through hole 112, the cylindrical portion 132 is disposed inside the through hole 112 (in the radial direction of the camshaft 110) with respect to the hemispherical portion 131, and covers the spring 140. Is. The cylindrical portion 132 is formed in a cylindrical shape having an outer diameter slightly smaller than the diameter of the through hole 112.

円筒部132の貫通孔112方向の長さは、半球部131が凹部122に係合している状態で、円筒部132の内側端がカムシャフト110の中空部111の内周面と略同一位置となるように形成されている。なお、円筒部132は、半球部131と一体的に形成されている。   The length of the cylindrical portion 132 in the direction of the through hole 112 is such that the inner end of the cylindrical portion 132 is substantially at the same position as the inner peripheral surface of the hollow portion 111 of the camshaft 110 when the hemispherical portion 131 is engaged with the concave portion 122. It is formed to become. The cylindrical part 132 is formed integrally with the hemispherical part 131.

位置規制部材130は、貫通孔112の端部側(カムシャフト110の径方向外側)へ摺動することで、貫通孔112に嵌合しつつカムユニット120の凹部122に係合することが可能となっている。   The position restricting member 130 can be engaged with the recess 122 of the cam unit 120 while being fitted to the through hole 112 by sliding to the end side of the through hole 112 (the radially outer side of the camshaft 110). It has become.

位置規制部材130、130は、カムユニット120の凹部122に係合することで、カムシャフト110の軸方向におけるカムユニット120の位置を規制することができ、一方の凹部122に係合した場合と他方の凹部122に係合した場合とで、カムユニット120を異なる軸方向位置に規制することが可能となっている。   The position regulating members 130 and 130 can regulate the position of the cam unit 120 in the axial direction of the camshaft 110 by engaging with the concave portion 122 of the cam unit 120. The cam unit 120 can be restricted to different axial positions when engaged with the other recess 122.

つまり、カムユニット120は、カムシャフト110における一方の規制位置と他方の規制位置との2箇所の規制位置にて、その軸方向位置が規制される。   That is, the cam unit 120 is restricted in its axial position at two restriction positions, one restriction position and the other restriction position on the camshaft 110.

ばね140は、貫通孔112内における位置規制部材130、130の内側に配置されており、位置規制部材130を凹部122に係合させる側、即ち貫通孔112の端部側(カムシャフト110の径方向外側)に向けて付勢するものである。ばね140の両端部は、位置規制部材130の円筒部132の内部に収納されている。   The spring 140 is disposed inside the position restricting members 130, 130 in the through hole 112, and is on the side where the position restricting member 130 is engaged with the recess 122, that is, the end side of the through hole 112 (the diameter of the camshaft 110. It is biased toward the outer side. Both ends of the spring 140 are housed inside the cylindrical portion 132 of the position regulating member 130.

図2を用いて、位置規制機構100の作用について説明する。
なお、図2(A)では、位置規制機構100の位置規制時の状態を側面断面視にて模式的に表している。また、図2(B)では、位置規制機構100の移動時の状態を側面断面視にて模式的に表している。さらに、以下では、図2に記載される軸方向又は径方向に従って説明する。
The operation of the position regulating mechanism 100 will be described with reference to FIG.
In FIG. 2A, the state of the position restriction mechanism 100 at the time of position restriction is schematically shown in a side sectional view. In FIG. 2B, the state of the position regulating mechanism 100 during movement is schematically shown in a side sectional view. Further, in the following, description will be given according to the axial direction or radial direction described in FIG.

図2(A)には、位置規制機構100において、カムユニット120がカムシャフト110の一方の規制位置にて位置を規制されている状態を示している。このとき、位置規制部材130は、ばね140による付勢力と、中空部111から貫通孔112に供給されるエンジンオイルの油圧による付勢力とによって径方向外側に向けて押圧されている。   FIG. 2A shows a state in which the position of the cam unit 120 is restricted at one restriction position of the camshaft 110 in the position restriction mechanism 100. At this time, the position regulating member 130 is pressed outward in the radial direction by the biasing force by the spring 140 and the biasing force by the hydraulic pressure of the engine oil supplied from the hollow portion 111 to the through hole 112.

より詳細には、位置規制部材130は、位置規制部材130の半球部131の底面(円筒部132が連結されている内側の面)にばね140による付勢力と、中空部111から貫通孔112に供給されるエンジンオイルの油圧による付勢力とが作用し、径方向外側に押圧されている(図2(A)に示す黒抜き矢印)。   More specifically, the position restricting member 130 includes a biasing force by the spring 140 on the bottom surface of the hemispherical portion 131 of the position restricting member 130 (the inner surface to which the cylindrical portion 132 is coupled), and the hollow portion 111 to the through hole 112. The urging force by the hydraulic pressure of the supplied engine oil acts and is pressed radially outward (black arrow shown in FIG. 2 (A)).

径方向外側に押圧された位置規制部材130は、カムユニット120の凹部122に係合している。凹部122に位置規制部材130が係合されているカムユニット120は、カムシャフト110に対して軸方向の位置が規制されている。   The position regulating member 130 pressed outward in the radial direction is engaged with the recess 122 of the cam unit 120. The cam unit 120 in which the position regulating member 130 is engaged with the recess 122 is regulated in the axial direction with respect to the cam shaft 110.

凹部122に係合されている位置規制部材130は、ばね140による付勢力に加えて、中空部111から貫通孔112、即ち位置規制部材130の円筒部132内に供給されるエンジンオイルの油圧による付勢力により凹部122に押圧されているので、カムユニット120の位置規制時における保持力を確保することが可能となっている。   The position restricting member 130 engaged with the recess 122 is in addition to the urging force of the spring 140, and is based on the oil pressure of the engine oil supplied from the hollow portion 111 into the through hole 112, that is, the cylindrical portion 132 of the position restricting member 130. Since the concave portion 122 is pressed by the urging force, it is possible to ensure the holding force when the position of the cam unit 120 is restricted.

位置規制機構100では、カムユニット120は、一方の規制位置から他方の規制位置へ移動可能に構成されている。図2(B)には、位置規制機構100において、後述する移動手段によって、カムユニット120がカムシャフト110の一方の規制位置から他方の規制位置に向けて移動している途中の状態を示している(図2(B)中の白抜き矢印の向き)。   In the position restriction mechanism 100, the cam unit 120 is configured to be movable from one restriction position to the other restriction position. FIG. 2B shows a state in which the cam unit 120 is moving from one restricting position of the camshaft 110 toward the other restricting position by the moving means described later in the position restricting mechanism 100. (The direction of the white arrow in FIG. 2B).

このとき、位置規制部材130は、貫通孔121の内周面における一方の凹部122と他方の凹部122との間に位置しており、貫通孔121の内周面に押圧されて貫通孔112の内側へ摺動した状態となっている。位置規制部材130が貫通孔112の内側へ摺動した状態では、位置規制部材130が凹部122に係合している状態よりもばね140が縮小されている。   At this time, the position restricting member 130 is located between the one concave portion 122 and the other concave portion 122 on the inner peripheral surface of the through hole 121, and is pressed against the inner peripheral surface of the through hole 121. It is in a state of sliding inward. When the position restricting member 130 is slid inside the through hole 112, the spring 140 is contracted more than when the position restricting member 130 is engaged with the recess 122.

このとき、位置規制部材130、130の円筒部132、132は、カムシャフト110の中空部111内に延出しており、一方の位置規制部材130の円筒部132の内側端と、他方の位置規制部材130の円筒部132の内側端とが互いに近接した状態となっている。中空部111内に延出する円筒部132、132の周面により中空部111が遮断され、中空部111における円筒部132、132の内部と連通する部分の断面積が縮小される。   At this time, the cylindrical portions 132 and 132 of the position restricting members 130 and 130 extend into the hollow portion 111 of the camshaft 110, and the inner end of the cylindrical portion 132 of one position restricting member 130 and the other position restricting member 130. The inner end of the cylindrical portion 132 of the member 130 is close to each other. The hollow portion 111 is blocked by the peripheral surfaces of the cylindrical portions 132 and 132 extending into the hollow portion 111, and the cross-sectional area of the portion of the hollow portion 111 that communicates with the inside of the cylindrical portions 132 and 132 is reduced.

そのため、中空部111から円筒部132、132に供給されるエンジンオイル量が減少し、位置規制部材130の半球部131の底面に作用する油圧が低下する。   Therefore, the amount of engine oil supplied from the hollow portion 111 to the cylindrical portions 132 and 132 decreases, and the hydraulic pressure acting on the bottom surface of the hemispherical portion 131 of the position regulating member 130 decreases.

位置規制部材130の半球部131の底面に作用する油圧が低下することによって、位置規制部材130を径方向外側に押圧する付勢力のうちでエンジンオイルの油圧によるものが低減される(図2(B)に示す黒抜き矢印)。   By reducing the hydraulic pressure acting on the bottom surface of the hemispherical portion 131 of the position regulating member 130, the urging force that presses the position regulating member 130 radially outward is reduced by the oil pressure of the engine oil (FIG. 2 ( Black arrow shown in B).

位置規制部材130の径方向外側の付勢力が低減することによって、カムユニット120のカムシャフト110の一方の規制位置から他方の規制位置への移動時における、位置規制部材130によるカムユニット120に対する押圧力が小さくなるため、カムユニット120をカムシャフト110の一方の規制位置から他方の規制位置に向けて少ない抵抗力で移動させることが可能となる。   The biasing force on the radially outer side of the position restricting member 130 is reduced, so that the position restricting member 130 pushes the cam unit 120 when the cam shaft 120 moves from one restricting position to the other restricting position. Since the pressure is reduced, the cam unit 120 can be moved from one restricted position of the camshaft 110 toward the other restricted position with a small resistance.

なお、本実施形態では、移動手段については、特に限定しない。例えば、カムユニット120における軸方向の一方の端面を、軸方向の突出量が周方向位置によって変化するように形成し、このような端面に対し進出又は後退が可能な電磁弁のプランジャを、軸方向と直交する方向から当接させることにより、カムユニット120の軸方向の移動を実現しても良い。   In the present embodiment, the moving means is not particularly limited. For example, one end surface in the axial direction of the cam unit 120 is formed such that the amount of protrusion in the axial direction varies depending on the circumferential position, and a plunger of an electromagnetic valve that can advance or retract with respect to such an end surface is The movement of the cam unit 120 in the axial direction may be realized by abutting from the direction orthogonal to the direction.

位置規制機構100の効果について説明する。
位置規制機構100によれば、カムユニット120の位置規制時には保持力を確保することができ、カムユニット120の移動時には抵抗を抑制することができる。
The effect of the position restriction mechanism 100 will be described.
According to the position restriction mechanism 100, a holding force can be secured when the position of the cam unit 120 is restricted, and resistance can be suppressed when the cam unit 120 moves.

すなわち、位置規制機構100によれば、カムユニット120の位置規制時には、ばね140による付勢力と、中空部111から貫通孔112に供給されるエンジンオイルの油圧による付勢力とが位置規制部材130に作用し、カムユニット120の保持力を確保することができる。   That is, according to the position restriction mechanism 100, when the position of the cam unit 120 is restricted, the urging force by the spring 140 and the urging force by the hydraulic pressure of the engine oil supplied from the hollow portion 111 to the through hole 112 are applied to the position restriction member 130. It acts, and the holding force of the cam unit 120 can be ensured.

そのため、例えばエンジンを小型化し、カムシャフト110の径を小さくする場合に、ばね140の長さが短くなったとしてもカムユニット220の保持力を確保することが可能となる。   Therefore, for example, when the engine is downsized and the diameter of the camshaft 110 is reduced, the holding force of the cam unit 220 can be ensured even if the length of the spring 140 is shortened.

また、位置規制機構100によれば、カムユニット120の移動時には、中空部111から貫通孔112に供給されるエンジンオイルが減少し、油圧による付勢力が低減され、カムユニット120の移動の際の抵抗を抑制することができる。   Further, according to the position regulating mechanism 100, when the cam unit 120 is moved, the engine oil supplied from the hollow portion 111 to the through hole 112 is reduced, the urging force due to the hydraulic pressure is reduced, and the cam unit 120 is moved. Resistance can be suppressed.

さらに、位置規制機構100によれば、ばね140により付勢する位置規制部材130におけるカムユニット120の凹部122と係合する部分を半球形状の半球部131としたため、従来の位置規制機構200の球形状の位置規制部材230と比較して、ばね140の長さを長く設計することができ、ばね140の設計の自由度を高めることが可能となる。   Furthermore, according to the position restricting mechanism 100, the portion of the position restricting member 130 biased by the spring 140 that engages with the concave portion 122 of the cam unit 120 is the hemispherical hemispherical portion 131. The length of the spring 140 can be designed to be longer than that of the shape position regulating member 230, and the degree of freedom in designing the spring 140 can be increased.

100 位置規制機構
110 カムシャフト
111 中空部
112 貫通孔
120 カムユニット
121 貫通孔
122 凹部
130 位置規制部材
131 半球部
132 円筒部
140 ばね(弾性部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Position control mechanism 110 Cam shaft 111 Hollow part 112 Through-hole 120 Cam unit 121 Through-hole 122 Recess 130 Position control member 131 Hemisphere part 132 Cylindrical part 140 Spring (elastic member)

Claims (1)

軸方向に中空部が形成されるカムシャフトと、
前記カムシャフトに対して軸方向に摺動可能に嵌装されるとともに、該カムシャフトに対向する面に凹部が形成されるカムユニットと、
前記凹部に係合する位置規制部材と、
前記位置規制部材を前記凹部に係合させる側に向けて付勢する弾性部材と、
を備え、
前記位置規制部材は、前記凹部に係合する半球部と、前記弾性部材を被装する円筒部と、を備え、
前記中空部には、前記位置規制部材を前記凹部に係合させる側に向けて付勢する流体が供給される、
内燃機関のカムユニットの位置規制機構。
A camshaft having a hollow portion formed in an axial direction;
A cam unit that is slidably fitted in the axial direction with respect to the camshaft, and has a recess formed on a surface facing the camshaft;
A position restricting member that engages with the recess;
An elastic member that urges the position regulating member toward the side to be engaged with the recess;
With
The position regulating member includes a hemispherical portion that engages with the concave portion, and a cylindrical portion that covers the elastic member,
The hollow portion is supplied with a fluid that urges the position regulating member toward the side that engages the concave portion.
Position control mechanism for cam unit of internal combustion engine.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108386244A (en) * 2016-12-26 2018-08-10 丰田自动车株式会社 Variable valve actuator for air for engine

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