JP2017044109A - Variable valve mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変動弁機構に関し、さらに詳しくは、内燃機関の出力軸(クランクシャフト)の動力により吸気バルブと排気バルブを開閉させる動弁機構であって、少なくとも吸気バルブと排気バルブの一方の開閉タイミングを調節することができる可変バルブタイミング機構を備えた可変動弁機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism, and more specifically, a valve mechanism that opens and closes an intake valve and an exhaust valve by power of an output shaft (crankshaft) of an internal combustion engine, and includes at least one of the intake valve and the exhaust valve. The present invention relates to a variable valve mechanism having a variable valve timing mechanism capable of adjusting an opening / closing timing.
内燃機関の動弁機構には、例えば特許文献1に開示されているように、可変バルブタイミング機構を備えたものがある。
As a valve mechanism of an internal combustion engine, for example, as disclosed in
ここで、一般的な可変動弁機構では、図2に示すように、内燃機関の出力軸の動力を受けて回転駆動される回転伝達部材1と、内燃機関の吸気バルブと排気バルブのいずれか一方を開閉させるためのカムが設けられたカムシャフト2と、回転伝達部材1とカムシャフト2との間に設けられて、回転伝達部材1から入力された回転駆動力をカムシャフト2に出力するとともに、回転伝達部材1とカムシャフト2との回転位相を調節する可変バルブタイミング機構3とを備えている。
Here, in a general variable valve mechanism, as shown in FIG. 2, any one of a
図2に示した可変動弁機構は、回転伝達部材として、スプロケット1が採用されている。このスプロケット1と内燃機関の出力軸に設けられたスプロケットとには、タイミングチェーンが巻き掛けられており、内燃機関の出力軸の動力を受けて、スプロケット1が回転駆動されるようになっている。カムシャフト2は、内燃機関の吸気バルブと排気バルブとに対応して設けられている。そして、スプロケット1の中心には軸孔10が形成されており、この軸孔10にカムシャフト2が挿通される。したがって、スプロケット1とカムシャフト2の回転中心軸は、同軸上に配置される。スプロケット1の軸孔10の内径はカムシャフト2の外径よりもわずかに大きく、スプロケット1の軸孔10の内周面とカムシャフト2の外周面との間にはクリアランス6が形成されている。
The variable valve mechanism shown in FIG. 2 employs a
さらに、可変動弁機構の可変バルブタイミング機構3は、スプロケット1の回転位相とカムシャフト2の回転位相とを所定の範囲内で調整するもので、カムシャフト2の一端に固定される出力部材(以下、カムギヤという)30を有している。図2に示した可変バルブタイミング機構3は、スプロケット1に結合されたギヤスプロケット31と、カムギヤ30とギヤスプロケット31との間に設けられたプラネタリギヤ32と、プラネタリギヤ32に接続されモータによって駆動される偏心軸33とを含んでいる。カムギヤ30は、スプロケットに形成された凹部11内に収容されている。カムギヤ30の外周面とスプロケット1の凹部11の内周面との間には、互いに干渉しないようにクリアランス8が形成されている。
Further, the variable
カムシャフト2の一端には、カムシャフト2の一端面の中心に開口しカムシャフト2の軸方向に延びるように雌ねじ穴20が形成されている。また、可変バルブタイミング機構3のカムギヤ30は、その中心にセンタ孔35が形成されている。図2に示した締結部材は、センタボルト5により構成されている。センタボルト5は、その軸部がカムギヤ30のセンタ孔35に挿通され、雄ねじ部50がカムシャフト2の雌ねじ穴20に螺合されることにより、カムギヤ30をカムシャフト2の一端に、両回転中心軸が同軸上となるように締結している。すなわち、スプロケット1、カムシャフト2、および可変バルブタイミング機構3の出力部材30の回転中心軸は同軸上に位置している。
A
上述したように構成された可変動弁機構にあっては、カムギヤ30をセンタボルト5でカムシャフト2の一端に締結する際、センタボルト5を軸周りに回転させる反力によって、カムギヤ30の回転中心軸がカムシャフト2の回転中心軸とずれ、その結果、スプロケット1の回転中心軸がカムシャフト2の回転中心軸とずれて偏心し、図2に示したように、スプロケット1の軸孔の内周面がカムシャフトの外周面に干渉して、可変バルブタイミング機構3によりスプロケット1に対してカムシャフト2が相対的に回転する際に摩擦が生じ、回転位相の調整に影響を及ぼす可能性があるという問題があった。
In the variable valve mechanism configured as described above, when the
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、回転伝達部材と、その軸孔に挿通されたカムシャフトとのクリアランスを容易に且つ精度よく保持した状態で可変バルブタイミング機構の出力部材をカムシャフトの一端に締結部材により締結することができ、しかも、内燃機関を作動させる際には、回転伝達部材とカムシャフトとの相対的な回転を阻害することがないように構成された可変動弁機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The output member of the variable valve timing mechanism is provided with the clearance between the rotation transmission member and the camshaft inserted through the shaft hole easily and accurately. A variable motion that can be fastened to one end of the camshaft by a fastening member and that does not hinder the relative rotation of the rotation transmitting member and the camshaft when the internal combustion engine is operated. An object is to provide a valve mechanism.
本発明は、上記目的を達成するため、内燃機関の出力軸の動力を受けて回転駆動される回転伝達部材と、前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブの少なくとも一方を開閉させるためのカムが設けられたカムシャフトと、前記回転伝達部材から入力された回転駆動力を前記カムシャフトに出力するとともに、前記回転伝達部材と前記カムシャフトとの回転位相を調節する可変バルブタイミング機構とを備え、前記回転伝達部材は、その中心に形成された軸孔に前記カムシャフトがクリアランスを有する状態で挿通され、前記可変バルブタイミング機構は、前記カムシャフトの一端に、該カムシャフトと同軸上に締結部材により締結される出力部材を有してなる可変動弁機構であって、前記クリアランスを埋める保持材を有しており、該保持材は、前記回転伝達部材と前記カムシャフトとの相対的な回転より前記クリアランスから離脱する材料で構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is provided with a rotation transmission member that is rotationally driven by receiving the power of the output shaft of the internal combustion engine, and a cam for opening and closing at least one of the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine. And a variable valve timing mechanism that outputs a rotational driving force input from the rotation transmission member to the camshaft and adjusts a rotation phase between the rotation transmission member and the camshaft, The rotation transmitting member is inserted into a shaft hole formed in the center thereof with the camshaft having a clearance, and the variable valve timing mechanism is connected to one end of the camshaft by a fastening member coaxially with the camshaft. A variable valve mechanism having an output member to be fastened, having a holding material that fills the clearance, and the holding material is Characterized in that it is composed of a material disengaged from the clearance from the relative rotation between the cam shaft and the rotation transmitting member.
本発明によれば、回転伝達部材の軸孔の内周面とこの軸孔に挿通されたカムシャフトの外周面との間に形成されるクリアランスが保持材により埋められているので、かかるクリアランスが確実に保持された状態で、可変バルブタイミング機構の出力部材がカムシャフトの一端に締結部材により締結され固定され、したがって、回転伝達部材とカムシャフトと出力部材との回転中心軸が同軸上に配置された状態で組み付けられた可変動弁機構を得ることができる。そして、内燃機関を運転するときに、可変バルブタイミング機構の回転伝達部材とカムシャフトとが相対的に回転して位相を調整されることにより、保持材が回転伝達部材の軸孔の内周面とカムシャフトの外周面とから剥離してクリアランスから離脱するため、可変バルブタイミング機構の回転伝達部材に対してカムシャフトが相対的に回転するのを妨げることがない可変動弁機構を得ることができる。 According to the present invention, since the clearance formed between the inner peripheral surface of the shaft hole of the rotation transmitting member and the outer peripheral surface of the camshaft inserted through the shaft hole is filled with the holding material, the clearance is reduced. The output member of the variable valve timing mechanism is fastened and fixed to one end of the camshaft by a fastening member while being securely held, and therefore the rotation center axis of the rotation transmission member, the camshaft and the output member is arranged coaxially. Thus, the variable valve mechanism assembled in the above state can be obtained. When the internal combustion engine is operated, the rotation transmission member of the variable valve timing mechanism and the camshaft are relatively rotated to adjust the phase, so that the holding material is the inner peripheral surface of the shaft hole of the rotation transmission member And the camshaft from the outer peripheral surface of the camshaft and depart from the clearance, so that a variable valve mechanism that does not prevent the camshaft from rotating relative to the rotation transmission member of the variable valve timing mechanism can be obtained. it can.
本発明の可変動弁機構の実施の一形態を図1に基づいて詳細に説明する。以下の説明では、同じ構成要素または相当する構成要素に対して同一符号を付するものとする。 An embodiment of a variable valve mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the following description, the same components or corresponding components are denoted by the same reference numerals.
図1には、実施の一形態として、回転伝達部材がスプロケット1であり、可変バルブタイミング機構3の出力部材がカムギヤ3である場合が示されている。
FIG. 1 shows a case where the rotation transmission member is a
スプロケット1は、内燃機関の出力軸に設けられたスプロケットとの間にタイミングチェーンが巻き掛けられ、内燃機関の出力軸の動力を受けて回転駆動される。スプロケット1の中心には、カムシャフトを挿通する軸孔10が形成されている。また、スプロケット1には、カムギヤ30を収容する凹部11が形成されている。
A timing chain is wound between the
内燃機関の各気筒には吸気バルブと排気バルブとがそれぞれ同じ側に設けられており、カムシャフト2は、吸気バルブ側と排気バルブ側とに設けられる。図1に示した実施の形態のカムシャフト2は、吸気側と排気側とのいずれか一方のみが示されている。なお、本発明の可変動弁機構は、吸気側のカムシャフト2と排気側のカムシャフト2の双方にスプロケット1をそれぞれ設けてタイミングチェーンを巻き掛ける構成を含むことができ、また、吸気側のカムシャフトと排気側のカムシャフト2のいずれか一方のみにスプロケット1を設けて、このスプロケット1にタイミングチェーンを巻き掛けるとともに、両カムシャフト2、2をギヤ接続して、スプロケット1が設けられた一方の側のカムシャフト2で内燃機関の動力を受け、ギヤ接続された両カムシャフト2を回転駆動させる構成を含むことができる。また、カムシャフト2は、吸気バルブ及び排気バルブの両方を駆動するものとしてもよい。さらに、本発明における回転伝達部材1は、スプロケットに限定されることはなく、内燃機関の出力軸に設けられたプーリとの間にタイミングベルトが巻き掛けられるプーリや、内燃機関の出力軸に設けられたギヤとタイミングギヤを介して噛合されるギヤとすることもできる。
Each cylinder of the internal combustion engine is provided with an intake valve and an exhaust valve on the same side, and the
図1に示した可変バルブタイミング機構3は、電動モータによって制御される遊星歯車機構により構成されている。遊星歯車機構は、センタボルト5によってカムシャフト2の一端に締結される出力部材としてのカムギヤ30と、スプロケット1に結合されたギヤスプロケット31と、カムギヤ30とギヤスプロケット31との間に設けられたプラネタリギヤ32と、プラネタリギヤ32に接続され電動モータによって駆動される偏心軸33とを含んでいる。カムギヤ30の外径は、スプロケット1の凹部11の内径よりもわずかに小さく設定されており、カムギヤ30の外周面とスプロケット1の凹部11の内周面との間には、クリアランス8が形成されている。
The variable
図1に示した実施の形態における締結部材は、センタボルト5により構成されている。センタボルト5の軸部は、カムギヤ30のセンタ孔35に挿通され、カムシャフト2の一端面の中心にそのカムシャフト2の軸方向に延びるように形成された雌ねじ穴20に対して軸部に形成された雄ねじ部50が螺合される。スプロケット1の軸孔10にカムシャフト2が挿通され、センタボルト5がカムギヤ30のセンタ孔35に挿通されてカムシャフト2の雌ねじ穴20に締結されることにより、スプロケット1とカムシャフト2と可変バルブタイミング機構3のカムギヤ30との回転中心軸が同軸上に配置される。
The fastening member in the embodiment shown in FIG. The shaft portion of the
スプロケット1の軸孔10の内径は、カムシャフト2の外径よりもわずかに大きく設定されている。そのため、スプロケット1の軸孔10の内周面と、カムシャフト2の外周面との間には、クリアランス6が形成されている。また、センタボルト5の軸部の外径は、カムギヤ30のセンタ孔35の内径よりもわずかに小さく設定されている。そのため。センタボルト5の軸部の外周面と、カムギヤ30のセンタ孔35の内周面との間には、クリアランス9が形成されている。
The inner diameter of the
本実施の形態の可変動弁機構は、組み付けられたときに、スプロケット1の軸孔10の内周面と、カムシャフト2の外周面との間に形成されるクリアランス6が保持材7により埋められている。この保持材7は、例えば塗布するときには流動性を有し、時間の経過、乾燥または焼き固めにより固化する合成樹脂などにより構成することができる。そして、保持材7は、スプロケット1とカムシャフト2との相対的な回転より剥離してクリアランス6から離脱する材料で構成されている。
When the variable valve mechanism of the present embodiment is assembled, the
なお、可変バルブタイミング機構3は、カムギヤ30に相当する出力部材を有するものであれば、上述したように電動モータによって制御されるものに限定されることはなく、例えば油圧によって制御されるベーンロータを有するものや、ヘリカルスプラインを有するものなど、公知の構成の可変バルブタイミング機構を採用することができる。
As long as the variable
さらに、締結部材5は、カムシャフト2の一端面の中心にそのカムシャフト2の軸方向に延び、カムギヤ30のセンタ孔35に挿通されるように突設され、雄ねじ部が形成された軸部と、この軸部の雄ねじ部に螺合されるナットにより構成することもできる。
Further, the
このように構成された可変動弁機構を有する内燃機関は、運転した際に可変バルブタイミング機構3によってスプロケット1とカムシャフト2とを相対的に回転させて回転位相を調整する。これにより、スプロケット1の軸孔10の内周面とカムシャフト2の外周面との間のクリアランス6を埋めていた保持材7が剥離し、クリアランス6から離脱して外に排出される。そのため、保持材7がスプロケット1とカムシャフト2との相対的な回転を阻害することがない。
When the internal combustion engine having the variable valve mechanism configured as described above is operated, the
次に上述した構成の可変動弁機構を組み立てる方法を説明する。当該方法は、概略、内燃機関の出力軸の動力を受けて回転駆動される回転伝達部材1と、内燃機関の吸気バルブと排気バルブのいずれか一方を開閉させるためのカムが設けられたカムシャフト2と、回転伝達部材1から入力された回転駆動力をカムシャフト2に出力するとともに、回転伝達部材1とカムシャフト2との回転位相を調節する可変バルブタイミング機構3とを備え、回転伝達部材1は、その中心に形成された軸孔10にカムシャフト2が挿通され、可変バルブタイミング機構3は、カムシャフト2の一端に、このカムシャフト2と同軸上に締結部材5により締結される出力部材30を有してなる可変動弁機構の組み立てるためのもので、回転伝達部材1とカムシャフト2との相対的な回転よりクリアランスから離脱する材料で構成されてなる保持材7を、回転伝達部材1の軸孔10の内周面とカムシャフト2の外周面との少なくとも一方に付着させ、回転伝達部材1の軸孔10にカムシャフト2を挿通した際に、クリアランス6を保持材7で埋めた状態で、可変バルブタイミング機構3の出力部材30をカムシャフト2の一端に締結部材5により締結することを特徴とする。
Next, a method for assembling the variable valve mechanism having the above-described configuration will be described. The method generally includes a
この実施の形態では、可変動弁機構を組み立てるに先立って、流動性を有する状態の保持材7を回転伝達部材であるスプロケット1の軸孔10の内周面に塗布し、固化させる。保持材7を固化させるためには、保持材7の材質に応じて、時間経過、加熱または焼き固め、固化剤の添加などによる化学反応等、特に限定されることはなく、適宜選択することができる。また、保持材7を塗布する対象は、カムシャフト2の外周面でもよく、また、回転伝達部材1の軸孔10の内周面とカムシャフト2の外周面との双方に塗布することもできる。
In this embodiment, prior to assembling the variable valve mechanism, the holding
保持材7が固化した後に、スプロケット1の軸孔10にカムシャフト2を挿通する。このとき、スプロケット1の軸孔10の内周面に塗布され固化した保持材7が、カムシャフト2の外周面との間のクリアランス6を埋めている。この状態で、センタボルト5の軸部を出力部材30のセンタ孔35に挿通して、出力部材30をスプロケット1の凹部11に挿入し、カムシャフト2の一端面に形成された雌ねじ穴20にセンタボルト5の雄ねじ部50を螺合して締結する。そして、スプロケット1と出力部材30とに可変バルブタイミング機構3の他の構成部品であるギヤスプロケット31、プラネタリギヤ32、偏心軸33等を組み付ける。
After the holding
スプロケット1の軸孔10の内周面とカムシャフト2の外周面との間を保持材7で埋めることによりスプロケット1とカムシャフト2のクリアランス6を正確に保持した状態でセンタボルト5により出力部材30をカムシャフト2の一端に締結することができる。そのため、センタボルト5を軸周りに回転させる反力によってカムギヤ30の回転中心軸がカムシャフト2の回転中心軸とずれることがなく、したがって、スプロケット1の回転中心軸がカムシャフト2の回転中心軸とずれて偏心することがないので、スプロケット1とカムシャフト2と出力部材30との回転中心軸を正確にかつ容易に軸合わせして可変バルブタイミング機構3の出力部材30以外の構成部品を組み付けることができる。その結果、スプロケット1の軸孔10の内周面がカムシャフト2の外周面に干渉することがなく、
可変バルブタイミング機構3によりスプロケット1に対してカムシャフト2が相対的に回転する際に摩擦が生じるのを防止することができ、可変バルブタイミング機構3によるスプロケット1に対するカムシャフト2の回転位相の調整に影響を及ぼす可能性をなくすことができる。
The gap between the inner peripheral surface of the
The variable
なお、可変動弁機構を組み立てる方法は、保持材7を塗布してから固化する前に、回転伝達部材1の軸孔10にカムシャフト2を挿通し、その後、保持材7を固化させることを含むことができ、また、回転伝達部材1の軸孔10にカムシャフト2を挿通してから保持材7を回転伝達部材1の軸孔10の内周面とカムシャフト2の外周面との間に流し込み、その後保持材7を固化させることを含むこともできる。
The variable valve mechanism is assembled by inserting the
1:スプロケット(回転伝達部材)、 2:カムシャフト、 3:可変バルブタイミング機構、 10:軸孔、 30:出力部材、 5:センタボルト(締結部材)、 6:スプロケットの軸孔の内周面とカムシャフトの外周面との間のクリアランス、 7:保持材
1: sprocket (rotation transmission member), 2: camshaft, 3: variable valve timing mechanism, 10: shaft hole, 30: output member, 5: center bolt (fastening member), 6: inner peripheral surface of shaft hole of sprocket Between the outer periphery of the camshaft and the
Claims (1)
前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブの少なくとも一方を開閉させるためのカムが設けられたカムシャフトと、
前記回転伝達部材から入力された回転駆動力を前記カムシャフトに出力するとともに、前記回転伝達部材と前記カムシャフトとの回転位相を調節する可変バルブタイミング機構とを備え、
前記回転伝達部材は、その中心に形成された軸孔に前記カムシャフトがクリアランスを有する状態で挿通され、
前記可変バルブタイミング機構は、前記カムシャフトの一端に、該カムシャフトと同軸上に締結部材により締結される出力部材を有してなる可変動弁機構であって、
前記クリアランスを埋める保持材を有しており、該保持材は、前記回転伝達部材と前記カムシャフトとの相対的な回転より前記クリアランスから離脱する材料で構成されていることを特徴とする可変動弁機構。 A rotation transmission member that is driven to rotate by receiving the power of the output shaft of the internal combustion engine;
A camshaft provided with a cam for opening and closing at least one of an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine;
A variable valve timing mechanism that outputs a rotational driving force input from the rotation transmission member to the camshaft and adjusts a rotation phase between the rotation transmission member and the camshaft;
The rotation transmitting member is inserted in a state where the camshaft has a clearance in a shaft hole formed at the center thereof,
The variable valve timing mechanism is a variable valve mechanism having an output member that is fastened to one end of the camshaft by a fastening member coaxially with the camshaft.
And a holding member that fills the clearance. The holding member is made of a material that is separated from the clearance by relative rotation between the rotation transmission member and the camshaft. Valve mechanism.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11261765B1 (en) | 2020-08-25 | 2022-03-01 | Borgwamer Inc. | Control valve assembly of a variable cam timing phaser |
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2015
- 2015-08-25 JP JP2015166042A patent/JP2017044109A/en active Pending
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