JP2019052560A - Vehicular valve cam - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両用バルブカムに関する。 The present invention relates to a vehicle valve cam.
車両用のバルブカム100は、本願の図面の図1に例示するバルブ機構1に採用され、車両用のエンジンの吸排気ポート2に設けられた吸排気用のバルブ3を駆動する機能を備えている。従来から用いられているローラ式のバルブカム100は、図6、図7に示すように、カムシャフト9の回転とともに軸回りに回転するベース部101と、このベース部101から径方向外向きに突出して形成されたカムノーズ102と、このカムノーズ102に形成された貫通孔に挿通され、両端部がカムノーズ102に支持されて軸回りに回転可能な回転軸103a、および、この回転軸103aに設けられたローラ103bを有するローラ部103と、を備え、図7に示すように、このローラ103bが吸排気バルブ側(タペット8)に当接する構成となっている。
A
図6、図7に示すバルブカム100は、カムシャフト9の回転とともにベース部101が軸周りに回転し(図7中の矢印r4参照)、この回転に伴って、ローラ103bが軸周りに回転しながら吸排気バルブ側(タペット8)に当接する(図7中の矢印r5参照)。このため、ローラ部103を備えていないバルブカムと比較して、バルブカム100と吸排気バルブ側(タペット8)との間の摩擦力を低減することができる。
In the
その反面、ローラ103bの両端がカムノーズ102に支持された構造のため、ベース部101のカム軸方向幅W2よりもローラ103bのカム軸方向幅W21の方が必然的に小さくなる。このため、ローラ部103を備えていないバルブカムと比較して、吸排気バルブ側(タペット8)に作用する面圧が大きくなる。しかも、潤滑不足やローラ103bの固着が生じた際に、そのカム軸方向幅の小さなローラ103bが吸排気バルブ側(タペット8)に摺動接触し、ローラ部103を備えていないバルブカムよりも却って摩耗が生じやすくなる虞があった。
On the other hand, since both ends of the
そこで、例えば、特許文献1に示す動弁装置においては、バルブとともに往復動するバルブリフタ側に、このバルブの軸方向外向きに延設された一対のローラを有する構成とし、単一のローラ式における不具合の発生の低減を図っている(特許文献1の段落0015、図1など参照)。 Therefore, for example, in the valve operating apparatus shown in Patent Document 1, the valve lifter side that reciprocates together with the valve has a pair of rollers extending outward in the axial direction of the valve. The occurrence of defects is reduced (see paragraph 0015 of FIG. 1 and FIG. 1).
特許文献1に係る動弁装置においては、高速で往復動する吸排気バルブ側に一対のローラが設けられているため、吸排気バルブの重量が増大し、カムの動作に対するバルブの追随性が低下する虞がある。 In the valve operating device according to Patent Document 1, since a pair of rollers are provided on the intake and exhaust valve side that reciprocates at high speed, the weight of the intake and exhaust valve increases, and the followability of the valve to the operation of the cam decreases. There is a risk of doing.
そこで、この発明は、吸排気バルブの動作応答性を確保しつつ、摩耗に起因する不具合の発生を防止することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent the occurrence of problems due to wear while ensuring the operation responsiveness of the intake and exhaust valves.
上記の課題を解決するために、この発明においては、車両の吸排気バルブを駆動する車両用バルブカムにおいて、カムシャフトの回転とともに軸周りに回転するベース部と、前記ベース部から径方向外向きに突出して形成されたカムノーズと、前記カムノーズに形成された貫通孔に挿通され、軸回りに回転可能な回転軸、該回転軸の一端側に設けられた第一ローラ、および、前記回転軸の前記一端側とは反対側の他端側に設けられた第二ローラを有するローラ部と、を備え、前記第一ローラおよび前記第二ローラが、前記吸排気バルブ側に当接することを特徴とする車両用バルブカムを構成した。 In order to solve the above problems, according to the present invention, in a vehicle valve cam for driving an intake / exhaust valve of a vehicle, a base portion that rotates about an axis along with the rotation of the cam shaft, and radially outward from the base portion A protruding cam nose, a rotating shaft that is inserted through a through-hole formed in the cam nose and is rotatable about an axis, a first roller provided on one end side of the rotating shaft, and the rotating shaft A roller portion having a second roller provided on the other end side opposite to the one end side, wherein the first roller and the second roller abut on the intake / exhaust valve side. A vehicle valve cam was constructed.
前記構成においては、前記第一ローラおよび前記第二ローラのカム軸方向幅の和が、前記ベース部のカム軸方向幅以上である構成とするのが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the sum of the widths in the cam shaft direction of the first roller and the second roller is greater than or equal to the width in the cam shaft direction of the base portion.
前記各構成においては、前記第一ローラとバルブ側部材との間の摩擦力と、前記第二ローラと前記バルブ側部材との間の摩擦力とが異なっている構成とすることができる。 In each said structure, it can be set as the structure from which the frictional force between said 1st roller and valve | bulb side member differs from the frictional force between said 2nd roller and said valve | bulb side member.
この構成においては、前記第一ローラと前記第二ローラが軸周りに相対回転不能となっている構成とすることができる。 In this configuration, the first roller and the second roller can be configured to be relatively unrotatable around the axis.
上記の摩擦力が異なっている構成においては、前記摩擦力の差が、前記第一ローラと前記バルブ側部材、および、前記第二ローラと前記バルブ側部材との間の摩擦係数の差に起因するもの、あるいは、前記摩擦力の差が、前記第一ローラと前記第二ローラのカム軸方向幅の差に起因するもの、のいずれとすることもできる。 In the configuration in which the frictional force is different, the difference in the frictional force is caused by a difference in friction coefficient between the first roller and the valve side member and between the second roller and the valve side member. Or a difference in frictional force due to a difference in camshaft width between the first roller and the second roller.
上記のように、前記第一ローラと前記第二ローラが軸周りに相対回転不能とする代わりに、前記第一ローラと前記第二ローラが軸周りに相対回転可能となっており、前記第一ローラとバルブ側部材との間の摩擦力と、前記第二ローラと前記バルブ側部材との間の摩擦力との差に対応して、前記第一ローラと前記第二ローラを相対回転させる構成とすることもできる。 As described above, instead of making the first roller and the second roller relatively unrotatable around the axis, the first roller and the second roller are relatively rotatable around the axis. A configuration in which the first roller and the second roller are rotated relative to each other in accordance with a difference between a frictional force between the roller and the valve-side member and a frictional force between the second roller and the valve-side member. It can also be.
この発明では、車両用バルブカムのカムノーズに、回転軸の両端に一対のローラを有するローラ部を設けた構成を採用した。このようにすると、吸排気バルブの重量増を招くことなく、一対のローラによるバルブ側部材との摩擦を低減することができ、吸排気バルブの動作応答性を確保しつつ、摩耗に起因する不具合の発生を防止することができる。 In this invention, the structure which provided the roller part which has a pair of roller in the both ends of the rotating shaft was employ | adopted for the cam nose of the valve cam for vehicles. In this way, the friction between the pair of rollers and the valve side member can be reduced without increasing the weight of the intake / exhaust valve, and the malfunction caused by wear while ensuring the operation responsiveness of the intake / exhaust valve. Can be prevented.
この発明に係る車両用バルブカム10(以下において、バルブカム10と略称する。)を採用したバルブ機構1を図1に示す。このバルブ機構1は、車両用のエンジンの吸排気ポート2に設けられており、バルブカム10で吸排気用のバルブ3を駆動している。
FIG. 1 shows a valve mechanism 1 employing a vehicle valve cam 10 (hereinafter abbreviated as a valve cam 10) according to the present invention. The valve mechanism 1 is provided in an intake /
このバルブ3は、バルブヘッド3aからバルブステム3bが延設された形状をなしている。そして、このバルブステム3bが、シリンダヘッド4に設けられたバルブガイド5に挿通され、その軸方向に案内される。バルブステム3bの上端部側にはバルブスプリング6、スプリングシート7、および、タペット8が設けられている。バルブ3は、バルブスプリング6によって、バルブカム10に向けて付勢されている。
The
バルブスプリング6の下端側はシリンダヘッド4側に、上端側はスプリングシート7側にそれぞれ固定されている。すなわち、このバルブスプリング6が伸縮する際には、シリンダヘッド4に対して、バルブ3、および、このバルブ3に設けられたタペット8などを軸周りに回転させる力が作用する。この回転によって、タペット8とバルブカム10の後述する各ローラ13b、13cとの当接箇所が常に変化し、このタペット8の偏摩耗が防止される。
The lower end side of the
バルブカム10は、図2に示すように、ベース部11、カムノーズ12、および、ローラ部13を主要な構成要素としている。
As shown in FIG. 2, the
ベース部11は、エンジンのクランクシャフトの回転力を受けて回転するカムシャフト9に設けられており、このカムシャフト9とともに軸周りに回転する。このベース部11のカム軸方向幅はW1である。
The
カムノーズ12は、ベース部11から径方向外向きに突出するように、このベース部11と一体に形成されている。このカムノーズ12の径方向先端側は、ベース部11と比較してカム軸方向に薄肉の薄肉部14となっており、この薄肉部14には貫通孔(図示せず)が形成されている。
The
ローラ部13は、カムノーズ12に形成された貫通孔に挿通される回転軸13a、この回転軸13aの一端側に設けられた第一ローラ13b、および、回転軸13aの前記一端側とは反対側の他端側に設けられた第二ローラ13cを有する。図3に示すように、回転軸13aと第一ローラ13bは予め一体化されており、この一体化された状態で回転軸13aを前記貫通孔に挿通する。そして、この回転軸13aの前記他端側に第二ローラ13cを圧入して、カムノーズ12に対し、このローラ部13を回転自在とする。この圧入により、第一ローラ13bと第二ローラ13cは、軸周りに相対回転不能となる。
The
この貫通孔の内面と回転軸13aとの間に軸受を介在させることにより、ローラ部13の回転抵抗をさらに小さくすることもできる。また、ローラ部13のカムノーズ12への取り付けに際し、各ローラ13b、13cとカムノーズ12の薄肉部14との間にスペーサを設けることにより、各ローラ13b、13cとカムノーズ12が直接接触するのを防止してローラ部13の回転抵抗を一層小さくすることもできる。
By interposing a bearing between the inner surface of the through hole and the rotating
第一ローラ13bのカム軸方向幅W11と第二ローラ13cのカム軸方向幅W12は、ほぼ同じである。また、第一ローラ13bのカム軸方向幅W11と第二ローラ13cのカム軸方向幅W12の和S(W11+W12)は、ベース部11のカム軸方向幅W1よりも大きい(W11+W12>W1)。このようにすると、万が一、第一ローラ13bおよび第二ローラ13cの潤滑不足や各ローラ13b、13cの固着が生じて、このローラ13b、13cが吸排気バルブ側(タペット8)に摺動接触した場合でも、所定の接触幅を確保することができ、バルブ機構(特にタペット8の上面)の摩耗を極力防止することができる。
A camshaft width W 11 of the
この和Sは、少なくともベース部11のカム軸方向幅W1と同程度(W11+W12=W1)とするのが好ましい。このようにすれば、バルブ機構の摩耗防止作用が発揮され得るためである。 This sum S is preferably at least as large as the cam shaft width W 1 of the base portion 11 (W 11 + W 12 = W 1 ). This is because the wear preventing action of the valve mechanism can be exhibited.
第一ローラ13bの表面と第二ローラ13cの表面には、それぞれ異なる素材が採用されており、各表面とタペット8との間の摩擦係数(静摩擦係数、動摩擦係数)はそれぞれ異なっている。このため、図4に示すように、両ローラ13b、13cをタペット8に当接させた状態でバルブカム10を軸周りに回転すると、各ローラ13b、13cとタペット8との間の摩擦力の違いに起因して、タペット8を軸周りに回転させる回転力が発生する。
Different materials are employed for the surface of the
例えば、図1の構成においては、バルブカム10が図1(図4)中の矢印r1の方向に回転すると、タペット8に当接する各ローラ13b、13cは、図4中のr2、r3の方向にそれぞれ同じ回転速度で回転する。このバルブカム10によるバルブ3の押し込みに際し、タペット8(バルブ3)が図4中の矢印R1の方向に回転する場合、第一ローラ13bとタペット8との間の摩擦係数を、第二ローラ13cとタペット8との間の摩擦係数よりも大きくするのが好ましい。
For example, in the configuration of FIG. 1, when the
このようにすると、両ローラ13b、13cによるバルブ3の押し込み時に、摩擦力が相対的に大きい第一ローラ13bと、摩擦力が相対的に小さい第二ローラ13cとの摩擦力の差に起因して、タペット8(バルブ3)を図4中の矢印R1の方向に回転させる回転力が生じ、バルブ3の押し込みをスムーズに行うことができる。また、タペット8を回転させることにより、タペット8の周囲のオイルをタペット8とタペットガイドの摺動面との間に巻き込むことができ、オイルによる潤滑効果を高めることができる。
In this way, when the
なお、バルブ3の戻り時は、タペット8(バルブ3)が図4中の矢印R2の方向に回転し、摩擦力が相対的に大きい第一ローラ13bとタペット8(バルブ3)の回転方向が相対的に逆方向になるが、この戻り時は、押し込み時と比較して両者の間の面圧が低い状態であるため、両者の間の摩擦によって、バルブ3の回転に問題が生じることはない。
When the
あるいは、第一ローラ13bと第二ローラ13cに同じ素材を採用しつつ、第一ローラ13bのカム軸方向幅W13と、第二ローラ13cのカム軸方向幅W14とを異ならせることによって、各ローラ13b、13cとタペット8との間の摩擦力を異ならせてもよい。
Alternatively, while employing the same material on the
両ローラ13b、13cの素材や表面状態が同等であれば、各ローラ13b、13cとタペット8との間の接触面積が大きいほど摩擦力は大きくなる。そこで、図5に示すように、第一ローラ13bのカム軸方向幅W13を、第二ローラ13cのカム軸方向幅W14よりも大きくすると、両ローラ13b、13cによるバルブ3の押し込み時に、第二ローラ13c側よりも第一ローラ13b側に相対的に大きな摩擦力が作用して、図4で示したのと同様に、タペット8(バルブ3)を図4中の矢印R1の方向に回転させることができる。
If the materials and surface states of the
なお、上記と同様に、バルブ3の戻り時は、タペット8(バルブ3)が図4中の矢印R2の方向に回転し、摩擦力が相対的に大きい第一ローラ13bとタペット8(バルブ3)の回転方向が相対的に逆方向になるが、この戻り時は、押し込み時と比較して両者の間の面圧が低い状態であるため、両者の間の摩擦によって、バルブ3の回転に問題が生じることはない。
Similarly to the above, when the
なお、上記においては、各ローラ13b、13cとタペット8との摩擦係数を異ならせることにより、あるいは、各ローラ13b、13cのカム軸方向幅W13、W14を異ならせることにより、各ローラに作用する摩擦力を異ならせる構成としたが、各ローラ13b、13cの摩擦係数とカム軸方向幅W13、W14をともに異ならせてもよい。あるいは、これ以外の構成によって、各ローラ13b、13cに作用する摩擦力を異ならせてもよい。
In the above, each of the
上記においては、第一ローラ13bと第二ローラ13cを軸周りに相対回転不能とした構成について説明したが、例えば、回転軸13aと第二ローラ13cとの間に軸受を介在させて、第一ローラ13bと第二ローラ13cを軸周りに相対回転可能とした構成とすることもできる。
In the above description, the configuration in which the
このようにすると、バルブ3がその往復動に伴って軸周りに回転したときに、このバルブ3(タペット8)と当接する各ローラ13b、13cがそれぞれ自在にその軸周りに回転し、各ローラ13b、13cとバルブ3(タペット8)との間の摩擦力を極力小さくすることができる。これにより、バルブ機構の摩耗を一層防止できる可能性がある。
In this way, when the
上記において説明したバルブカム10は、この発明を説明するための単なる例示に過ぎず、吸排気バルブ3の動作応答性を確保しつつ、摩耗に起因する不具合の発生を防止する、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、構成要素の形状などに適宜変更を加えることができる。なお、上記のバルブカム10は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの全てのレシプロエンジンに適用することができ、汎用性が高い。また、新規のエンジンだけでなく、既存のバルブ機構にも容易に適用することができる。
The
1 バルブ機構
2 吸排気ポート
3 バルブ
3a バルブヘッド
3b バルブステム
4 シリンダヘッド
5 バルブガイド
6 バルブスプリング
7 スプリングシート
8 タペット
9 カムシャフト
10 車両用バルブカム(バルブカム)
11 ベース部
12 カムノーズ
13 ローラ部
13a 回転軸
13b 第一ローラ
13c 第二ローラ
14 薄肉部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
カムシャフトの回転とともに軸周りに回転するベース部と、
前記ベース部から径方向外向きに突出して形成されたカムノーズと、
前記カムノーズに形成された貫通孔に挿通され、軸回りに回転可能な回転軸、該回転軸の一端側に設けられた第一ローラ、および、前記回転軸の前記一端側とは反対側の他端側に設けられた第二ローラを有するローラ部と、
を備え、前記第一ローラおよび前記第二ローラが、前記吸排気バルブ側に当接することを特徴とする車両用バルブカム。 In a vehicle valve cam that drives a vehicle intake and exhaust valve,
A base that rotates about the axis as the camshaft rotates,
A cam nose formed to protrude radially outward from the base portion;
A rotating shaft that is inserted into a through-hole formed in the cam nose and can rotate about the axis, a first roller provided on one end side of the rotating shaft, and other side opposite to the one end side of the rotating shaft A roller portion having a second roller provided on the end side;
And the first roller and the second roller are in contact with the intake / exhaust valve side.
請求項1に記載の車両用バルブカム。 2. The vehicular valve cam according to claim 1, wherein a sum of cam shaft direction widths of the first roller and the second roller is equal to or greater than a cam shaft direction width of the base portion.
請求項1または2に記載の車両用バルブカム。 The vehicle according to claim 1, wherein a frictional force between the first roller and the valve side member is different from a frictional force between the second roller and the valve side member. Valve cam for use.
請求項3に記載の車両用バルブカム。 4. The vehicle valve cam according to claim 3, wherein the first roller and the second roller are not rotatable relative to each other around an axis.
請求項3または4に記載の車両用バルブカム。 The difference in the frictional force is caused by a difference in friction coefficient between the first roller and the valve-side member, and between the second roller and the valve-side member. Or the valve cam for vehicles of 4.
請求項3から5のいずれか1項に記載の車両用バルブカム。 The vehicular valve cam according to any one of claims 3 to 5, wherein the difference in the frictional force is caused by a difference in cam shaft width between the first roller and the second roller. .
請求項1または2に記載の車両用バルブカム。 The first roller and the second roller are rotatable relative to each other around an axis, and the frictional force between the first roller and the valve side member and between the second roller and the valve side member are 3. The vehicle valve cam according to claim 1, wherein the first roller and the second roller are rotated relative to each other in accordance with a difference from a frictional force.
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JP2017175731A JP2019052560A (en) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Vehicular valve cam |
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