JP3661431B2 - ３次元カム用揺動フォロワ機構 - Google Patents
３次元カム用揺動フォロワ機構 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3661431B2 JP3661431B2 JP23559898A JP23559898A JP3661431B2 JP 3661431 B2 JP3661431 B2 JP 3661431B2 JP 23559898 A JP23559898 A JP 23559898A JP 23559898 A JP23559898 A JP 23559898A JP 3661431 B2 JP3661431 B2 JP 3661431B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam
- swing
- follower
- dimensional cam
- enlarged
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2307/00—Preventing the rotation of tappets
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の回転に応じて変化する３次元カムのリフト量をバルブリフタに伝達する３次元カム用揺動フォロワ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の吸気バルブあるいは排気バルブの開閉弁タイミングを内燃機関の運転状態に応じて可変とする可変バルブタイミング機構が知られている。この可変バルブタイミング機構の一種として、図１４に示すごとく回転軸方向に移動可能な３次元カム３０２を用いてバルブ３０３のリフト量を可変とすることで開閉弁タイミングを調整するもの（特開平１０−１９６３３３号公報等）が知られている。
【０００３】
このような３次元カムを用いた可変バルブタイミング機構では、カム面３０２ａの傾斜角度が回転に応じて変化するので、バルブリフタ３０４の頂面３０４ａに３次元カム３０２の回転方向に平行に伸びるガイド溝３０５を形成して、このガイド溝３０５内に、カム面３０２ａの傾斜角度の変化に応じて揺動可能な半円柱状の揺動フォロワ３０６を配置し、３次元カム３０２とバルブリフタ３０４との十分な接触状態を維持して耐久性を向上させていた。
【０００４】
また、このような構成においては、３次元カム３０２のカム面３０２ａは、半円柱状の揺動フォロワ３０６のカム摺動面３０６ａに対して、揺動フォロワ３０６の軸方向（図示矢印Ｚ方向）に摺動する。このため、図示したごとく、半円柱状の揺動フォロワ３０６の中央部には拡大部３０６ｂが形成されるとともに、ガイド溝３０５内にも拡大溝３０５ａが形成され、拡大部３０６ｂが拡大溝３０５ａに挿入される。このことにより、拡大部３０６ｂと拡大溝３０５ａとの各スラスト面３０６ｃ，３０５ｂが当接し、揺動フォロワ３０６の軸方向の移動を規制する構成とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１５〜図１７の例で示すごとく、３次元カム３０２が高回転状態となった場合に、一瞬、バルブリフタ３０４と３次元カム３０２との接触が途切れて再度バネの圧力Ｆにて元の接触状態に戻るバルブリフタ３０４の異常挙動（例えば、バウンスなどの現象）が生じることがある。このような異常挙動が生じると、揺動フォロワ３０６には再接触時に大きな衝撃が加わり、揺動フォロワ３０６にクラック等が生じるおそれがある。
【０００６】
これは、図１６の断面図（図１５におけるＸ−Ｘ断面）に示すごとく、図示矢印Ｙ方向に３次元カム３０２が高速回転している場合、カムノーズ３０２ｂ近傍にてバルブリフタ３０４を押し下げる速度が速いため、図示のごとくバルブリフタ３０４を押し上げようとするバネの圧力Ｆに抗して、揺動フォロワ３０６がカム面３０２ａから離れてしまう。
【０００７】
そして、３次元カム３０２がバルブリフタ３０４を閉じ側に移動させる位相になった時に、図１７に示すごとく、わずかにガイド溝３０５から浮き上がった状態の揺動フォロワ３０６がカム面３０２ａに衝突する。この衝突位置は、揺動フォロワ３０６の中央部ではなく、この中央部よりもカム閉じ側（３次元カムがバルブリフタを閉じ側に移動させる際に３次元カムと揺動フォロワとが接触する側）である。このように、揺動フォロワ３０６がガイド溝３０５から浮き上がった状態で、しかも揺動フォロワ３０６の中央部でなく、カム閉じ側に偏った位置にて衝撃力Ｇを受けることになる。なお、３次元カムがバルブリフタを開き側に移動させる際に３次元カムと揺動フォロワとが接触する側は、以下、「カム開き側」と称する。
【０００８】
更に、前述したごとく、揺動フォロワ３０６は単にガイド溝３０５内に配置されているのみでなく、揺動フォロワ３０６の拡大部３０６ｂがガイド溝３０５の拡大溝３０５ａに挿入されている。このため衝撃力Ｇは拡大溝３０５ａ内の拡大部３０６ｂを中心に回転させるモーメントを生じ、一点鎖線で示す拡大部３０６ｂの付け根部分Ｑに非常に大きな曲げ応力がかかる。このことにより、拡大部３０６ｂの付け根部分Ｑにクラック等の破壊が生じることが考えられ、３次元カム用揺動フォロワ機構の耐久性を低下させるおそれがある。
【０００９】
本発明は、揺動フォロワの拡大部の付け根部分に破壊が生じることのない耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の３次元カム用揺動フォロワ機構は、内燃機関のバルブリフタ上に形成されたガイド溝と、該ガイド溝内に揺動可能に支持され、回転軸方向にプロフィールが異なる３次元カムのカム面に対して接触することにより前記内燃機関の回転に応じて変化する前記３次元カムのリフト量を前記バルブリフタに伝達する揺動フォロワとを備えた３次元カム用揺動フォロワ機構であって、前記ガイド溝は一部に拡大溝を有し、前記揺動フォロワは前記拡大溝に対応する位置に拡大部を有し、前記拡大溝に前記拡大部が収納されることにより前記揺動フォロワは揺動軸方向の移動が規制されると共に、前記拡大溝および前記拡大部の位置は、前記３次元カムの回転に伴って生じる前記バルブリフタの閉弁時の衝撃的荷重作用位置に略一致させたことを特徴とする。
【００１１】
すなわち、揺動フォロワの拡大部の位置を、バルブリフタの閉弁時に３次元カムからの衝撃力が作用する位置（衝撃的荷重作用位置）に略一致させたものである。このことにより、拡大部の付け根部分に大きな曲げ応力がかかることが無いので、揺動フォロワの破壊が防止でき耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構とすることができる。
【００１２】
請求項２記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、前記３次元カムの回転軸は、前記揺動フォロワの揺動軸方向のほぼ中央部に対向するように配置されると共に、前記拡大溝および前記拡大部は、前記バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記中央部から各々シフトした位置に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させる構成としては、拡大溝および拡大部の形成位置を、バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと揺動フォロワとが接触する側、すなわちカム閉じ側へシフトさせることによっても実現できる。このことにより、前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００１４】
請求項３記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、前記３次元カムの回転軸は、前記バルブリフタを開き側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記揺動フォロワの揺動軸方向の中央部からシフトした位置にて前記揺動フォロワに対向するように配置されると共に、前記拡大溝および前記拡大部は、各々ほぼ前記中央部に形成されたことを特徴とする
拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させる構成は、拡大溝および拡大部の位置と、３次元カムからの衝撃力が作用する位置との相対的な関係であるので、略一致させる構成としては、３次元カムの回転軸を、揺動フォロワの揺動軸方向の中央部から、バルブリフタを開き側に移動させる際に３次元カムと揺動フォロワとが接触する側、すなわちカム開き側へシフトした位置にて揺動フォロワに対向するように配置してもよい。
【００１５】
このことによっても前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。請求項４記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、前記３次元カムの回転軸は、前記バルブリフタを開き側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記揺動フォロワの揺動軸方向の中央部からシフトした位置にて前記揺動フォロワに対向するように配置されると共に、前記拡大溝および前記拡大部は、前記バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記３次元カムの回転軸位置から各々シフトした位置に形成されたことを特徴とする。
【００１６】
このように、３次元カムの回転軸をカム開き側へシフトさせ、更に拡大溝および拡大部を３次元カムの回転軸よりもカム閉じ側へシフトして配置することで、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させてもよく、前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００１７】
請求項５記載の３次元カム用揺動フォロワ機構は、内燃機関のバルブリフタ上に形成されたガイド溝と、該ガイド溝内に揺動可能に支持され、回転軸方向にプロフィールが異なる３次元カムのカム面に対して接触することにより前記内燃機関の回転に応じて変化する前記３次元カムのリフト量を前記バルブリフタに伝達する揺動フォロワとを備えた３次元カム用揺動フォロワ機構であって、前記ガイド溝は一部に拡大溝を有し、前記揺動フォロワは前記拡大溝に対応する位置に拡大部を有し、前記拡大溝に前記拡大部が収納されることにより前記揺動フォロワは揺動軸方向の移動が規制されると共に、前記３次元カムの回転軸は、前記揺動フォロワの揺動軸方向のほぼ中央部にて、あるいは前記バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ前記中央部よりシフトした位置にて、前記揺動フォロワに対向するように配置され、前記拡大溝および前記拡大部は、前記バルブリフタを開き側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記中央部から各々シフトした位置に形成されたことを特徴とする。
【００１８】
ここでは、前記請求項１〜４と異なり、３次元カムの回転軸は中央部あるいはカム閉じ側とし、拡大溝および拡大部の位置はカム開き側として、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置から離している。
【００１９】
このように衝撃的荷重作用位置が拡大部の付け根部分から離れると、今度は揺動フォロワ自身の弾性変形量が大きくなって、拡大部の付け根部分にかかる衝撃が緩衝され、曲げ応力も大きくならないので、拡大部の付け根部分の破壊を防止することができる。このようにして、耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は実施の形態１としての３次元カム用揺動フォロワ機構を適用したバルブ駆動機構を示し、図２は、図１の構成が適用された車両用ガソリンエンジン（以下、エンジンと称する）１の概略構成を示している。このエンジン１のバルブ駆動方式はＤＯＨＣ４バルブタイプである。
【００２１】
エンジン１を構成するシリンダブロック２には複数のシリンダ３が設けられ、各シリンダ３にはピストン４が配置されている。各ピストン４はクランクケース５に支持されるクランクシャフト６に対しそれぞれコンロッド７にて連結されている。またクランクシャフト６の一端にはクランクシャフトタイミングプーリ８が設けられている。
【００２２】
シリンダブロック２の上側に設けられるシリンダヘッド９には、吸気側カムシャフト１０が複数のジャーナル軸受２２にて回転可能にかつ回転軸方向（図１図示矢印方向）に移動可能に支持されている。この吸気側カムシャフト１０には各シリンダ３に２つずつの吸気側カム１１が一体的に設けられている。更に、シリンダヘッド９には複数のジャーナル軸受にて排気側カムシャフト１２が回転可能にかつ回転軸方向に移動不可能に支持されている。この排気側カムシャフト１２には各シリンダ３に２つずつの排気側カム１３が一体的に設けられている。
【００２３】
吸気側カムシャフト１０の一端にはカムシャフトタイミングプーリ１４およびシャフト駆動機構１５が一体的に設けられている。一方、排気側カムシャフト１２の一端には、カムシャフトタイミングプーリ１６が設けられている。各カムシャフトタイミングプーリ１４，１６は前記クランクシャフトタイミングプーリ８にタイミングベルト１７で連結されている。このような構成により、クランクシャフト６が回転すると吸気側カムシャフト１０および排気側カムシャフト１２が回転駆動されるようになっている。
【００２４】
各シリンダ３には、吸気バルブ１８が２個ずつ配設されている。この吸気バルブ１８は、吸気側カム１１に対してバルブリフタ１９を介してそれぞれ駆動連結されている。各バルブリフタ１９は、シリンダヘッド９に設けられている図示しないリフタボア内に回転不能かつ摺動可能に支持されている。
【００２５】
更に、各シリンダ３には、排気バルブ２０が２個ずつ配設されている。この排気バルブ２０は、排気側カム１３に対してバルブリフタ２１を介してそれぞれ駆動連結されている。各バルブリフタ２１は、シリンダヘッド９に設けられている図示しないリフタボア内に摺動可能に支持されている。
【００２６】
吸気側カムシャフト１０に支持されている吸気側カム１１は３次元カムであり、そのカム面１１ａのカムプロフィールがその回転軸方向に連続無段階に変化するように形成されている。一方、排気側カムシャフト１２に支持されている排気側カム１３はカムプロフィールがその回転軸方向に変化しない通常のカムである。
【００２７】
図３の拡大斜視図および図４の分解斜視図に示すように、バルブリフタ１９は円筒状に形成され、その側面１９ａには案内部材１９ｂが突出状態で設けられている。この案内部材１９ｂは、シリンダヘッド９のリフタボア内周面に設けられた案内溝（図示していない）に挿入されることにより、バルブリフタ１９をリフタボア内で回動不能にかつ軸方向に摺動可能にガイドしている。
【００２８】
バルブリフタ１９の上面１９ｃにはカムフォロアホルダ２４が一体的に形成され、同カムフォロアホルダ２４にはカムフォロア２５（揺動フォロワに相当する）がその幅方向に揺動可能に支持されている。バルブリフタ１９はシリンダヘッド９との間に圧縮状態で配置しているバネ１８ａ（図１）により吸気側カム１１側へ付勢されているので、カムフォロア２５のカム摺動面２５ａは、吸気側カム１１のカム面１１ａ側へ押圧されて、カム面１１ａに対して摺動状態に接触されるとともに、カムフォロア２５はカム面１１ａに従って揺動する。
【００２９】
カムフォロア２５は、図４の分解斜視図および図５（Ａ）の平面図、（Ｂ）の左側面図、および（Ｃ）の正面図に示すごとく、半円柱状の本体２５ｂと、この本体２５ｂにおける揺動軸方向（図４矢印Ｂ方向）の中央部から一端側に偏った位置に本体２５ｂよりも大径に形成された拡大部２５ｃとを有している。この本体２５ｂの円柱状外周面が、図３に示したごとく、バルブリフタ１９のカムフォロアホルダ２４に配置した場合、カムフォロア２５の揺動時に、カムフォロアホルダ２４に形成された断面半円形のガイド溝２４ａに対して摺動する摺動面２５ｄとなる。
【００３０】
また、カムフォロア２５の拡大部２５ｃは、この拡大部２５ｃに対応してガイド溝２４ａの中央部（矢印Ｂ方向での中央部）から一端側に偏って形成された拡大溝２４ｂ内に収納されている。このことにより、拡大部２５ｃのスラスト面２５ｅと、拡大溝２４ｂのスラスト面２４ｃとが当接することになり、カムフォロア２５が矢印Ｂにて示す揺動軸方向へ移動することを阻止できる。すなわち、バルブリフタ１９のカムフォロアホルダ２４に配置されたカムフォロア２５は、揺動軸周りに揺動可能であるが、揺動軸方向へは移動が不能とされている。
【００３１】
なお、カムフォロア２５の拡大部２５ｃとガイド溝２４ａの拡大溝２４ｂとは、図３に示したごとく３次元カム用揺動フォロワ機構においては、カム閉じ側となるように配置される。
【００３２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の作用効果が得られる。
（イ）．図６の断面図（図３のＡ−Ａ断面に相当、ただし吸気側カム１１の回転位相は異なる）に示すごとく、吸気側カム１１が高回転状態となった場合に、バルブリフタ１９が一瞬、吸気側カム１１から離れて、カムフォロア２５のカム摺動面２５ａと吸気側カム１１のカム面１１ａとの接触が途切れ、そして吸気側カム１１のカムノーズ１１ｂがカム閉じ側となって、再度、図７の断面図に示すごとくの接触状態に戻る異常挙動が発生する。
【００３３】
この異常挙動時に、わずかにガイド溝２４ａから浮き上がった状態のカムフォロア２５がカム面１１ａに衝突する。この衝突位置は、図７に示したごとく、カムフォロア２５のカム閉じ側であり、同じ位置には拡大部２５ｃが設けられている。このことにより、カム面１１ａからカムフォロア２５に与えられる衝撃力Ｇは、直接的に拡大部２５ｃに加わる。
【００３４】
したがって、一点鎖線で示す拡大部２５ｃの付け根部分Ｐには大きな曲げ応力が加わることがなく、この付け根部分Ｐにクラック等の破壊が生じることが防止できる。このように耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を提供することができる。
【００３５】
（ロ）．また、カムフォロア２５の重心は拡大部２５ｃの位置から離れているので、図７に示すごとくカムフォロア２５にバルブリフタ１９から離れるように力が加わっても、拡大部２５ｃが重心から外れているために、カムフォロア２５全体が図７において反時計回りに回転しようとする。このため拡大部２５ｃが拡大溝２４ｂから抜けにくくなる。したがって、衝撃力Ｇの作用位置Ｓ１が拡大部２５ｃの位置から少々外れることがあっても、衝撃力Ｇに対しては拡大部２５ｃの付け根部分Ｐではわずかに歪むだけで、本体２５ｂの両端の内のいずれかがガイド溝２４ａに接触して衝撃力Ｇを分散する。このことによっても、付け根部分Ｐにクラック等の破壊が生じることが防止でき、耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を提供することができる。
【００３６】
［実施の形態２］
実施の形態２としての３次元カム用揺動フォロワ機構を図８に、分解斜視図を図９に示す。本実施の形態２が前記実施の形態１と異なる点は、カムフォロア１２５における拡大部１２５ｃの位置が、図１０（Ａ）の平面図、（Ｂ）の左側面図、および（Ｃ）の正面図に示すごとく、中央部よりもカム開き側にシフトされて形成され、これに対応して拡大溝１２４ｂもカム開き側にシフトされている点である。他の構成は実施の形態１と同じである。なお、本実施の形態２の図においては、実施の形態１と同一機能部分には、実施の形態１の符号に「１００」を加えた符号を付してある。
【００３７】
このように構成されているため、図１１に示すごとく異常挙動時に吸気側カム１１１のカム面１１１ａに衝突する作用位置Ｓ２からは、拡大部１２５ｃは遠く離れている。
【００３８】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．上述したごとく、衝撃作用位置Ｓ２に対して、拡大部１２５ｃが中央部を挟んで反対側であるカム開き側に離れると、カムフォロア１２５の本体１２５ｂにおいて、衝撃作用位置Ｓ２と拡大部１２５ｃの付け根部分Ｒと距離が長くなる。このことにより、カムフォロア１２５の本体１２５ｂの弾性変形量が大きくなって、付け根部分Ｒでの衝撃力Ｇが緩衝され、曲げ応力も大きくならないので破壊が生じるおそれがなくなる。こうして耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構とすることができる。
【００３９】
（ロ）．拡大部１２５ｃは、衝撃作用位置Ｓ２に一致させなくてもよいので、十分にカムフォロア１２５の中央部からカム開き側に離して配置することができる。このため前記実施の形態１の（ロ）にて説明した拡大部１２５ｃが拡大溝１２４ｂから抜けにくくなる作用効果が特に顕著に生じ、衝撃力Ｇの緩衝作用がより顕著となる。
【００４０】
［実施の形態３］
実施の形態３としての３次元カム用揺動フォロワ機構の断面図を図１２，１３に示す。本実施の形態３が前記実施の形態１，２と異なる点は、カムフォロア２２５およびバルブリフタ２１９については、図１５〜１７に示した従来の構成と同じであるとともに、従来と異なり、吸気側カムシャフト２１０および吸気側カム２１１の回転軸Ｖが、カムフォロア２２５の中央部から外れてカム開き側に偏って配置されている点である。なお、本実施の形態３の図においては、実施の形態１と同一機能部分には、実施の形態１の符号に「２００」を加えた符号を付してある。
【００４１】
このように構成されているため、図１３に示すごとく異常挙動時に吸気側カム２１１のカム面２１１ａに衝突する作用位置Ｓ３は、拡大部２２５ｃの付け根部分Ｔに一致させることができる。
【００４２】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）と同じ作用効果を生じる。
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１と前記実施の形態３とを組み合わせて、すなわち実施の形態１のごとく拡大部をカム閉じ側にシフトさせ、実施の形態３のごとく吸気側カムの回転軸をカム開き側にシフトさせることにより、衝撃作用点と拡大部とをほぼ一致させるようにしてもよい。
【００４３】
・また、実施の形態３のごとく吸気側カムの回転軸をカム開き側にシフトさせ、この吸気側カムの回転軸位置よりも拡大部をカム閉じ側にシフトさせることで、衝撃作用点と拡大部とをほぼ一致させるようにしてもよい。
【００４４】
・前記実施の形態２のごとく拡大部をカム開き側にシフトさせるとともに、吸気側カムの回転軸についてはカム閉じ側にシフトさせることにより、衝撃作用点と拡大部とを更に遠く離して、実施の形態２の効果を更に高めてもよい。
【００４５】
・前記実施の形態１〜３では、吸気側カムを３次元カムとして形成して、対応するバルブリフタにカムフォロアを設けていたが、排気側カムを３次元カムとして各実施の形態にて述べたと同じ構成としてもよい。この場合、シャフト駆動機構１５と同じシャフト駆動機構が排気側カムシャフト側にも設けられ、排気側カムシャフトは軸方向にも移動可能とされる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の３次元カム用揺動フォロワ機構は、揺動フォロワの拡大部の位置を、バルブリフタの閉弁時に３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させている。このため、拡大部の付け根部分に大きな曲げ応力がかかることが無いので、揺動フォロワの破壊が防止でき耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構とすることができる。
【００４７】
請求項２記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させる構成として、拡大溝および拡大部の形成位置をカム閉じ側へシフトさせることとしている。このことにより、前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００４８】
請求項３記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させる構成として、３次元カムの回転軸をカム開き側へシフトした位置にて揺動フォロワに対向する構成としている。このことによっても前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００４９】
請求項４記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、３次元カムの回転軸をカム開き側へシフトさせ、更に拡大溝および拡大部を３次元カムの回転軸位置からカム閉じ側へシフトして配置することで、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させている。このことにより前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００５０】
請求項５記載の３次元カム用揺動フォロワ機構は、前記請求項１〜４と異なり、３次元カムの回転軸は中央部あるいはカム閉じ側とし、拡大溝および拡大部の位置はカム開き側として、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置から離している。このようにして衝撃作用位置が拡大部の付け根部分から離れると、揺動フォロワ自身の弾性変形量が大きくなって、拡大部の付け根部分にかかる衝撃が緩衝され、曲げ応力も大きくならないので、拡大部の付け根部分の破壊を防止することができる。このようにして、耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１におけるバルブ駆動機構の構成説明図。
【図２】 図１の構成が組み込まれている車両用ガソリンエンジンの概略構成図。
【図３】 実施の形態１としての３次元カム用揺動フォロワ機構の斜視図。
【図４】 実施の形態１の３次元カム用揺動フォロワ機構の分解斜視図。
【図５】 実施の形態１のカムフォロアの構成説明図。
【図６】 実施の形態１の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図７】 実施の形態１の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図８】 実施の形態２としての３次元カム用揺動フォロワ機構の斜視図。
【図９】 実施の形態２の３次元カム用揺動フォロワ機構の分解斜視図。
【図１０】 実施の形態２のカムフォロアの構成説明図。
【図１１】 実施の形態２の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図１２】 実施の形態３の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図１３】 実施の形態３の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図１４】 従来の３次元カム用揺動フォロワ機構の構成説明図。
【図１５】 従来の３次元カム用揺動フォロワ機構の構成説明図。
【図１６】 従来の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図１７】 従来の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【符号の説明】
１…エンジン、２…シリンダブロック、３…シリンダ、４…ピストン、５…クランクケース、６…クランクシャフト、７…コンロッド、８…クランクシャフトタイミングプーリ、９…シリンダヘッド、１０…吸気側カムシャフト、１１…吸気側カム、１１ａ…カム面、１１ｂ… カムノーズ、１２…排気側カムシャフト、１３…排気側カム、１４…カムシャフトタイミングプーリ、１５…シャフト駆動機構、１６…カムシャフトタイミングプーリ、１７…タイミングベルト、１８…吸気バルブ、１８ａ…バネ、１９…バルブリフタ、１９ａ…側面、１９ｂ…案内部材、１９ｃ…上面、２０…排気バルブ、２１…バルブリフタ、２２…ジャーナル軸受、２４…カムフォロアホルダ、２４ａ…ガイド溝、２４ｂ…拡大溝、２４ｃ…スラスト面、２５…カムフォロア、２５ａ…カム摺動面、２５ｂ…本体、２５ｃ…拡大部、２５ｄ…摺動面、２５ｅ…スラスト面、１１１…吸気側カム、１１１ａ…カム面、１２４ｂ…拡大溝、１２５…カムフォロア、１２５ｂ…本体、１２５ｃ…拡大部、２１０…吸気側カムシャフト、２１１…吸気側カム、２１１ａ…カム面、２１９…バルブリフタ、２２５…カムフォロア、２２５ｃ…拡大部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の回転に応じて変化する３次元カムのリフト量をバルブリフタに伝達する３次元カム用揺動フォロワ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の吸気バルブあるいは排気バルブの開閉弁タイミングを内燃機関の運転状態に応じて可変とする可変バルブタイミング機構が知られている。この可変バルブタイミング機構の一種として、図１４に示すごとく回転軸方向に移動可能な３次元カム３０２を用いてバルブ３０３のリフト量を可変とすることで開閉弁タイミングを調整するもの（特開平１０−１９６３３３号公報等）が知られている。
【０００３】
このような３次元カムを用いた可変バルブタイミング機構では、カム面３０２ａの傾斜角度が回転に応じて変化するので、バルブリフタ３０４の頂面３０４ａに３次元カム３０２の回転方向に平行に伸びるガイド溝３０５を形成して、このガイド溝３０５内に、カム面３０２ａの傾斜角度の変化に応じて揺動可能な半円柱状の揺動フォロワ３０６を配置し、３次元カム３０２とバルブリフタ３０４との十分な接触状態を維持して耐久性を向上させていた。
【０００４】
また、このような構成においては、３次元カム３０２のカム面３０２ａは、半円柱状の揺動フォロワ３０６のカム摺動面３０６ａに対して、揺動フォロワ３０６の軸方向（図示矢印Ｚ方向）に摺動する。このため、図示したごとく、半円柱状の揺動フォロワ３０６の中央部には拡大部３０６ｂが形成されるとともに、ガイド溝３０５内にも拡大溝３０５ａが形成され、拡大部３０６ｂが拡大溝３０５ａに挿入される。このことにより、拡大部３０６ｂと拡大溝３０５ａとの各スラスト面３０６ｃ，３０５ｂが当接し、揺動フォロワ３０６の軸方向の移動を規制する構成とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１５〜図１７の例で示すごとく、３次元カム３０２が高回転状態となった場合に、一瞬、バルブリフタ３０４と３次元カム３０２との接触が途切れて再度バネの圧力Ｆにて元の接触状態に戻るバルブリフタ３０４の異常挙動（例えば、バウンスなどの現象）が生じることがある。このような異常挙動が生じると、揺動フォロワ３０６には再接触時に大きな衝撃が加わり、揺動フォロワ３０６にクラック等が生じるおそれがある。
【０００６】
これは、図１６の断面図（図１５におけるＸ−Ｘ断面）に示すごとく、図示矢印Ｙ方向に３次元カム３０２が高速回転している場合、カムノーズ３０２ｂ近傍にてバルブリフタ３０４を押し下げる速度が速いため、図示のごとくバルブリフタ３０４を押し上げようとするバネの圧力Ｆに抗して、揺動フォロワ３０６がカム面３０２ａから離れてしまう。
【０００７】
そして、３次元カム３０２がバルブリフタ３０４を閉じ側に移動させる位相になった時に、図１７に示すごとく、わずかにガイド溝３０５から浮き上がった状態の揺動フォロワ３０６がカム面３０２ａに衝突する。この衝突位置は、揺動フォロワ３０６の中央部ではなく、この中央部よりもカム閉じ側（３次元カムがバルブリフタを閉じ側に移動させる際に３次元カムと揺動フォロワとが接触する側）である。このように、揺動フォロワ３０６がガイド溝３０５から浮き上がった状態で、しかも揺動フォロワ３０６の中央部でなく、カム閉じ側に偏った位置にて衝撃力Ｇを受けることになる。なお、３次元カムがバルブリフタを開き側に移動させる際に３次元カムと揺動フォロワとが接触する側は、以下、「カム開き側」と称する。
【０００８】
更に、前述したごとく、揺動フォロワ３０６は単にガイド溝３０５内に配置されているのみでなく、揺動フォロワ３０６の拡大部３０６ｂがガイド溝３０５の拡大溝３０５ａに挿入されている。このため衝撃力Ｇは拡大溝３０５ａ内の拡大部３０６ｂを中心に回転させるモーメントを生じ、一点鎖線で示す拡大部３０６ｂの付け根部分Ｑに非常に大きな曲げ応力がかかる。このことにより、拡大部３０６ｂの付け根部分Ｑにクラック等の破壊が生じることが考えられ、３次元カム用揺動フォロワ機構の耐久性を低下させるおそれがある。
【０００９】
本発明は、揺動フォロワの拡大部の付け根部分に破壊が生じることのない耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の３次元カム用揺動フォロワ機構は、内燃機関のバルブリフタ上に形成されたガイド溝と、該ガイド溝内に揺動可能に支持され、回転軸方向にプロフィールが異なる３次元カムのカム面に対して接触することにより前記内燃機関の回転に応じて変化する前記３次元カムのリフト量を前記バルブリフタに伝達する揺動フォロワとを備えた３次元カム用揺動フォロワ機構であって、前記ガイド溝は一部に拡大溝を有し、前記揺動フォロワは前記拡大溝に対応する位置に拡大部を有し、前記拡大溝に前記拡大部が収納されることにより前記揺動フォロワは揺動軸方向の移動が規制されると共に、前記拡大溝および前記拡大部の位置は、前記３次元カムの回転に伴って生じる前記バルブリフタの閉弁時の衝撃的荷重作用位置に略一致させたことを特徴とする。
【００１１】
すなわち、揺動フォロワの拡大部の位置を、バルブリフタの閉弁時に３次元カムからの衝撃力が作用する位置（衝撃的荷重作用位置）に略一致させたものである。このことにより、拡大部の付け根部分に大きな曲げ応力がかかることが無いので、揺動フォロワの破壊が防止でき耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構とすることができる。
【００１２】
請求項２記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、前記３次元カムの回転軸は、前記揺動フォロワの揺動軸方向のほぼ中央部に対向するように配置されると共に、前記拡大溝および前記拡大部は、前記バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記中央部から各々シフトした位置に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させる構成としては、拡大溝および拡大部の形成位置を、バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと揺動フォロワとが接触する側、すなわちカム閉じ側へシフトさせることによっても実現できる。このことにより、前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００１４】
請求項３記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、前記３次元カムの回転軸は、前記バルブリフタを開き側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記揺動フォロワの揺動軸方向の中央部からシフトした位置にて前記揺動フォロワに対向するように配置されると共に、前記拡大溝および前記拡大部は、各々ほぼ前記中央部に形成されたことを特徴とする
拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させる構成は、拡大溝および拡大部の位置と、３次元カムからの衝撃力が作用する位置との相対的な関係であるので、略一致させる構成としては、３次元カムの回転軸を、揺動フォロワの揺動軸方向の中央部から、バルブリフタを開き側に移動させる際に３次元カムと揺動フォロワとが接触する側、すなわちカム開き側へシフトした位置にて揺動フォロワに対向するように配置してもよい。
【００１５】
このことによっても前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。請求項４記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、前記３次元カムの回転軸は、前記バルブリフタを開き側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記揺動フォロワの揺動軸方向の中央部からシフトした位置にて前記揺動フォロワに対向するように配置されると共に、前記拡大溝および前記拡大部は、前記バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記３次元カムの回転軸位置から各々シフトした位置に形成されたことを特徴とする。
【００１６】
このように、３次元カムの回転軸をカム開き側へシフトさせ、更に拡大溝および拡大部を３次元カムの回転軸よりもカム閉じ側へシフトして配置することで、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させてもよく、前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００１７】
請求項５記載の３次元カム用揺動フォロワ機構は、内燃機関のバルブリフタ上に形成されたガイド溝と、該ガイド溝内に揺動可能に支持され、回転軸方向にプロフィールが異なる３次元カムのカム面に対して接触することにより前記内燃機関の回転に応じて変化する前記３次元カムのリフト量を前記バルブリフタに伝達する揺動フォロワとを備えた３次元カム用揺動フォロワ機構であって、前記ガイド溝は一部に拡大溝を有し、前記揺動フォロワは前記拡大溝に対応する位置に拡大部を有し、前記拡大溝に前記拡大部が収納されることにより前記揺動フォロワは揺動軸方向の移動が規制されると共に、前記３次元カムの回転軸は、前記揺動フォロワの揺動軸方向のほぼ中央部にて、あるいは前記バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ前記中央部よりシフトした位置にて、前記揺動フォロワに対向するように配置され、前記拡大溝および前記拡大部は、前記バルブリフタを開き側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記中央部から各々シフトした位置に形成されたことを特徴とする。
【００１８】
ここでは、前記請求項１〜４と異なり、３次元カムの回転軸は中央部あるいはカム閉じ側とし、拡大溝および拡大部の位置はカム開き側として、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置から離している。
【００１９】
このように衝撃的荷重作用位置が拡大部の付け根部分から離れると、今度は揺動フォロワ自身の弾性変形量が大きくなって、拡大部の付け根部分にかかる衝撃が緩衝され、曲げ応力も大きくならないので、拡大部の付け根部分の破壊を防止することができる。このようにして、耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は実施の形態１としての３次元カム用揺動フォロワ機構を適用したバルブ駆動機構を示し、図２は、図１の構成が適用された車両用ガソリンエンジン（以下、エンジンと称する）１の概略構成を示している。このエンジン１のバルブ駆動方式はＤＯＨＣ４バルブタイプである。
【００２１】
エンジン１を構成するシリンダブロック２には複数のシリンダ３が設けられ、各シリンダ３にはピストン４が配置されている。各ピストン４はクランクケース５に支持されるクランクシャフト６に対しそれぞれコンロッド７にて連結されている。またクランクシャフト６の一端にはクランクシャフトタイミングプーリ８が設けられている。
【００２２】
シリンダブロック２の上側に設けられるシリンダヘッド９には、吸気側カムシャフト１０が複数のジャーナル軸受２２にて回転可能にかつ回転軸方向（図１図示矢印方向）に移動可能に支持されている。この吸気側カムシャフト１０には各シリンダ３に２つずつの吸気側カム１１が一体的に設けられている。更に、シリンダヘッド９には複数のジャーナル軸受にて排気側カムシャフト１２が回転可能にかつ回転軸方向に移動不可能に支持されている。この排気側カムシャフト１２には各シリンダ３に２つずつの排気側カム１３が一体的に設けられている。
【００２３】
吸気側カムシャフト１０の一端にはカムシャフトタイミングプーリ１４およびシャフト駆動機構１５が一体的に設けられている。一方、排気側カムシャフト１２の一端には、カムシャフトタイミングプーリ１６が設けられている。各カムシャフトタイミングプーリ１４，１６は前記クランクシャフトタイミングプーリ８にタイミングベルト１７で連結されている。このような構成により、クランクシャフト６が回転すると吸気側カムシャフト１０および排気側カムシャフト１２が回転駆動されるようになっている。
【００２４】
各シリンダ３には、吸気バルブ１８が２個ずつ配設されている。この吸気バルブ１８は、吸気側カム１１に対してバルブリフタ１９を介してそれぞれ駆動連結されている。各バルブリフタ１９は、シリンダヘッド９に設けられている図示しないリフタボア内に回転不能かつ摺動可能に支持されている。
【００２５】
更に、各シリンダ３には、排気バルブ２０が２個ずつ配設されている。この排気バルブ２０は、排気側カム１３に対してバルブリフタ２１を介してそれぞれ駆動連結されている。各バルブリフタ２１は、シリンダヘッド９に設けられている図示しないリフタボア内に摺動可能に支持されている。
【００２６】
吸気側カムシャフト１０に支持されている吸気側カム１１は３次元カムであり、そのカム面１１ａのカムプロフィールがその回転軸方向に連続無段階に変化するように形成されている。一方、排気側カムシャフト１２に支持されている排気側カム１３はカムプロフィールがその回転軸方向に変化しない通常のカムである。
【００２７】
図３の拡大斜視図および図４の分解斜視図に示すように、バルブリフタ１９は円筒状に形成され、その側面１９ａには案内部材１９ｂが突出状態で設けられている。この案内部材１９ｂは、シリンダヘッド９のリフタボア内周面に設けられた案内溝（図示していない）に挿入されることにより、バルブリフタ１９をリフタボア内で回動不能にかつ軸方向に摺動可能にガイドしている。
【００２８】
バルブリフタ１９の上面１９ｃにはカムフォロアホルダ２４が一体的に形成され、同カムフォロアホルダ２４にはカムフォロア２５（揺動フォロワに相当する）がその幅方向に揺動可能に支持されている。バルブリフタ１９はシリンダヘッド９との間に圧縮状態で配置しているバネ１８ａ（図１）により吸気側カム１１側へ付勢されているので、カムフォロア２５のカム摺動面２５ａは、吸気側カム１１のカム面１１ａ側へ押圧されて、カム面１１ａに対して摺動状態に接触されるとともに、カムフォロア２５はカム面１１ａに従って揺動する。
【００２９】
カムフォロア２５は、図４の分解斜視図および図５（Ａ）の平面図、（Ｂ）の左側面図、および（Ｃ）の正面図に示すごとく、半円柱状の本体２５ｂと、この本体２５ｂにおける揺動軸方向（図４矢印Ｂ方向）の中央部から一端側に偏った位置に本体２５ｂよりも大径に形成された拡大部２５ｃとを有している。この本体２５ｂの円柱状外周面が、図３に示したごとく、バルブリフタ１９のカムフォロアホルダ２４に配置した場合、カムフォロア２５の揺動時に、カムフォロアホルダ２４に形成された断面半円形のガイド溝２４ａに対して摺動する摺動面２５ｄとなる。
【００３０】
また、カムフォロア２５の拡大部２５ｃは、この拡大部２５ｃに対応してガイド溝２４ａの中央部（矢印Ｂ方向での中央部）から一端側に偏って形成された拡大溝２４ｂ内に収納されている。このことにより、拡大部２５ｃのスラスト面２５ｅと、拡大溝２４ｂのスラスト面２４ｃとが当接することになり、カムフォロア２５が矢印Ｂにて示す揺動軸方向へ移動することを阻止できる。すなわち、バルブリフタ１９のカムフォロアホルダ２４に配置されたカムフォロア２５は、揺動軸周りに揺動可能であるが、揺動軸方向へは移動が不能とされている。
【００３１】
なお、カムフォロア２５の拡大部２５ｃとガイド溝２４ａの拡大溝２４ｂとは、図３に示したごとく３次元カム用揺動フォロワ機構においては、カム閉じ側となるように配置される。
【００３２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の作用効果が得られる。
（イ）．図６の断面図（図３のＡ−Ａ断面に相当、ただし吸気側カム１１の回転位相は異なる）に示すごとく、吸気側カム１１が高回転状態となった場合に、バルブリフタ１９が一瞬、吸気側カム１１から離れて、カムフォロア２５のカム摺動面２５ａと吸気側カム１１のカム面１１ａとの接触が途切れ、そして吸気側カム１１のカムノーズ１１ｂがカム閉じ側となって、再度、図７の断面図に示すごとくの接触状態に戻る異常挙動が発生する。
【００３３】
この異常挙動時に、わずかにガイド溝２４ａから浮き上がった状態のカムフォロア２５がカム面１１ａに衝突する。この衝突位置は、図７に示したごとく、カムフォロア２５のカム閉じ側であり、同じ位置には拡大部２５ｃが設けられている。このことにより、カム面１１ａからカムフォロア２５に与えられる衝撃力Ｇは、直接的に拡大部２５ｃに加わる。
【００３４】
したがって、一点鎖線で示す拡大部２５ｃの付け根部分Ｐには大きな曲げ応力が加わることがなく、この付け根部分Ｐにクラック等の破壊が生じることが防止できる。このように耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を提供することができる。
【００３５】
（ロ）．また、カムフォロア２５の重心は拡大部２５ｃの位置から離れているので、図７に示すごとくカムフォロア２５にバルブリフタ１９から離れるように力が加わっても、拡大部２５ｃが重心から外れているために、カムフォロア２５全体が図７において反時計回りに回転しようとする。このため拡大部２５ｃが拡大溝２４ｂから抜けにくくなる。したがって、衝撃力Ｇの作用位置Ｓ１が拡大部２５ｃの位置から少々外れることがあっても、衝撃力Ｇに対しては拡大部２５ｃの付け根部分Ｐではわずかに歪むだけで、本体２５ｂの両端の内のいずれかがガイド溝２４ａに接触して衝撃力Ｇを分散する。このことによっても、付け根部分Ｐにクラック等の破壊が生じることが防止でき、耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を提供することができる。
【００３６】
［実施の形態２］
実施の形態２としての３次元カム用揺動フォロワ機構を図８に、分解斜視図を図９に示す。本実施の形態２が前記実施の形態１と異なる点は、カムフォロア１２５における拡大部１２５ｃの位置が、図１０（Ａ）の平面図、（Ｂ）の左側面図、および（Ｃ）の正面図に示すごとく、中央部よりもカム開き側にシフトされて形成され、これに対応して拡大溝１２４ｂもカム開き側にシフトされている点である。他の構成は実施の形態１と同じである。なお、本実施の形態２の図においては、実施の形態１と同一機能部分には、実施の形態１の符号に「１００」を加えた符号を付してある。
【００３７】
このように構成されているため、図１１に示すごとく異常挙動時に吸気側カム１１１のカム面１１１ａに衝突する作用位置Ｓ２からは、拡大部１２５ｃは遠く離れている。
【００３８】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．上述したごとく、衝撃作用位置Ｓ２に対して、拡大部１２５ｃが中央部を挟んで反対側であるカム開き側に離れると、カムフォロア１２５の本体１２５ｂにおいて、衝撃作用位置Ｓ２と拡大部１２５ｃの付け根部分Ｒと距離が長くなる。このことにより、カムフォロア１２５の本体１２５ｂの弾性変形量が大きくなって、付け根部分Ｒでの衝撃力Ｇが緩衝され、曲げ応力も大きくならないので破壊が生じるおそれがなくなる。こうして耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構とすることができる。
【００３９】
（ロ）．拡大部１２５ｃは、衝撃作用位置Ｓ２に一致させなくてもよいので、十分にカムフォロア１２５の中央部からカム開き側に離して配置することができる。このため前記実施の形態１の（ロ）にて説明した拡大部１２５ｃが拡大溝１２４ｂから抜けにくくなる作用効果が特に顕著に生じ、衝撃力Ｇの緩衝作用がより顕著となる。
【００４０】
［実施の形態３］
実施の形態３としての３次元カム用揺動フォロワ機構の断面図を図１２，１３に示す。本実施の形態３が前記実施の形態１，２と異なる点は、カムフォロア２２５およびバルブリフタ２１９については、図１５〜１７に示した従来の構成と同じであるとともに、従来と異なり、吸気側カムシャフト２１０および吸気側カム２１１の回転軸Ｖが、カムフォロア２２５の中央部から外れてカム開き側に偏って配置されている点である。なお、本実施の形態３の図においては、実施の形態１と同一機能部分には、実施の形態１の符号に「２００」を加えた符号を付してある。
【００４１】
このように構成されているため、図１３に示すごとく異常挙動時に吸気側カム２１１のカム面２１１ａに衝突する作用位置Ｓ３は、拡大部２２５ｃの付け根部分Ｔに一致させることができる。
【００４２】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）と同じ作用効果を生じる。
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１と前記実施の形態３とを組み合わせて、すなわち実施の形態１のごとく拡大部をカム閉じ側にシフトさせ、実施の形態３のごとく吸気側カムの回転軸をカム開き側にシフトさせることにより、衝撃作用点と拡大部とをほぼ一致させるようにしてもよい。
【００４３】
・また、実施の形態３のごとく吸気側カムの回転軸をカム開き側にシフトさせ、この吸気側カムの回転軸位置よりも拡大部をカム閉じ側にシフトさせることで、衝撃作用点と拡大部とをほぼ一致させるようにしてもよい。
【００４４】
・前記実施の形態２のごとく拡大部をカム開き側にシフトさせるとともに、吸気側カムの回転軸についてはカム閉じ側にシフトさせることにより、衝撃作用点と拡大部とを更に遠く離して、実施の形態２の効果を更に高めてもよい。
【００４５】
・前記実施の形態１〜３では、吸気側カムを３次元カムとして形成して、対応するバルブリフタにカムフォロアを設けていたが、排気側カムを３次元カムとして各実施の形態にて述べたと同じ構成としてもよい。この場合、シャフト駆動機構１５と同じシャフト駆動機構が排気側カムシャフト側にも設けられ、排気側カムシャフトは軸方向にも移動可能とされる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の３次元カム用揺動フォロワ機構は、揺動フォロワの拡大部の位置を、バルブリフタの閉弁時に３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させている。このため、拡大部の付け根部分に大きな曲げ応力がかかることが無いので、揺動フォロワの破壊が防止でき耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構とすることができる。
【００４７】
請求項２記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させる構成として、拡大溝および拡大部の形成位置をカム閉じ側へシフトさせることとしている。このことにより、前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００４８】
請求項３記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させる構成として、３次元カムの回転軸をカム開き側へシフトした位置にて揺動フォロワに対向する構成としている。このことによっても前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００４９】
請求項４記載の３次元カム用揺動フォロワ機構においては、請求項１記載の構成に対して、３次元カムの回転軸をカム開き側へシフトさせ、更に拡大溝および拡大部を３次元カムの回転軸位置からカム閉じ側へシフトして配置することで、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置に略一致させている。このことにより前記請求項１と同じ作用効果を生じさせることができる。
【００５０】
請求項５記載の３次元カム用揺動フォロワ機構は、前記請求項１〜４と異なり、３次元カムの回転軸は中央部あるいはカム閉じ側とし、拡大溝および拡大部の位置はカム開き側として、拡大溝および拡大部の位置を３次元カムからの衝撃力が作用する位置から離している。このようにして衝撃作用位置が拡大部の付け根部分から離れると、揺動フォロワ自身の弾性変形量が大きくなって、拡大部の付け根部分にかかる衝撃が緩衝され、曲げ応力も大きくならないので、拡大部の付け根部分の破壊を防止することができる。このようにして、耐久性の高い３次元カム用揺動フォロワ機構を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１におけるバルブ駆動機構の構成説明図。
【図２】 図１の構成が組み込まれている車両用ガソリンエンジンの概略構成図。
【図３】 実施の形態１としての３次元カム用揺動フォロワ機構の斜視図。
【図４】 実施の形態１の３次元カム用揺動フォロワ機構の分解斜視図。
【図５】 実施の形態１のカムフォロアの構成説明図。
【図６】 実施の形態１の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図７】 実施の形態１の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図８】 実施の形態２としての３次元カム用揺動フォロワ機構の斜視図。
【図９】 実施の形態２の３次元カム用揺動フォロワ機構の分解斜視図。
【図１０】 実施の形態２のカムフォロアの構成説明図。
【図１１】 実施の形態２の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図１２】 実施の形態３の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図１３】 実施の形態３の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図１４】 従来の３次元カム用揺動フォロワ機構の構成説明図。
【図１５】 従来の３次元カム用揺動フォロワ機構の構成説明図。
【図１６】 従来の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【図１７】 従来の３次元カム用揺動フォロワ機構の動作説明図。
【符号の説明】
１…エンジン、２…シリンダブロック、３…シリンダ、４…ピストン、５…クランクケース、６…クランクシャフト、７…コンロッド、８…クランクシャフトタイミングプーリ、９…シリンダヘッド、１０…吸気側カムシャフト、１１…吸気側カム、１１ａ…カム面、１１ｂ… カムノーズ、１２…排気側カムシャフト、１３…排気側カム、１４…カムシャフトタイミングプーリ、１５…シャフト駆動機構、１６…カムシャフトタイミングプーリ、１７…タイミングベルト、１８…吸気バルブ、１８ａ…バネ、１９…バルブリフタ、１９ａ…側面、１９ｂ…案内部材、１９ｃ…上面、２０…排気バルブ、２１…バルブリフタ、２２…ジャーナル軸受、２４…カムフォロアホルダ、２４ａ…ガイド溝、２４ｂ…拡大溝、２４ｃ…スラスト面、２５…カムフォロア、２５ａ…カム摺動面、２５ｂ…本体、２５ｃ…拡大部、２５ｄ…摺動面、２５ｅ…スラスト面、１１１…吸気側カム、１１１ａ…カム面、１２４ｂ…拡大溝、１２５…カムフォロア、１２５ｂ…本体、１２５ｃ…拡大部、２１０…吸気側カムシャフト、２１１…吸気側カム、２１１ａ…カム面、２１９…バルブリフタ、２２５…カムフォロア、２２５ｃ…拡大部。
Claims (5)
- 内燃機関のバルブリフタ上に形成されたガイド溝と、
該ガイド溝内に揺動可能に支持され、回転軸方向にプロフィールが異なる３次元カムのカム面に対して接触することにより前記内燃機関の回転に応じて変化する前記３次元カムのリフト量を前記バルブリフタに伝達する揺動フォロワと、
を備えた３次元カム用揺動フォロワ機構であって、
前記ガイド溝は一部に拡大溝を有し、前記揺動フォロワは前記拡大溝に対応する位置に拡大部を有し、前記拡大溝に前記拡大部が収納されることにより前記揺動フォロワは揺動軸方向の移動が規制されると共に、
前記拡大溝および前記拡大部の位置は、前記３次元カムの回転に伴って生じる前記バルブリフタの閉弁時の衝撃的荷重作用位置に略一致させたことを特徴とする３次元カム用揺動フォロワ機構。 - 前記３次元カムの回転軸は、前記揺動フォロワの揺動軸方向のほぼ中央部に対向するように配置されると共に、
前記拡大溝および前記拡大部は、前記バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記中央部から各々シフトした位置に形成されたことを特徴とする請求項１記載の３次元カム用揺動フォロワ機構。 - 前記３次元カムの回転軸は、前記バルブリフタを開き側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記揺動フォロワの揺動軸方向の中央部からシフトした位置にて前記揺動フォロワに対向するように配置されると共に、
前記拡大溝および前記拡大部は、各々ほぼ前記中央部に形成されたことを特徴とする請求項１記載の３次元カム用揺動フォロワ機構。 - 前記３次元カムの回転軸は、前記バルブリフタを開き側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記揺動フォロワの揺動軸方向の中央部からシフトした位置にて前記揺動フォロワに対向するように配置されると共に、
前記拡大溝および前記拡大部は、前記バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記３次元カムの回転軸位置から各々シフトした位置に形成されたことを特徴とする請求項１記載の３次元カム用揺動フォロワ機構。 - 内燃機関のバルブリフタ上に形成されたガイド溝と、
該ガイド溝内に揺動可能に支持され、回転軸方向にプロフィールが異なる３次元カムのカム面に対して接触することにより前記内燃機関の回転に応じて変化する前記３次元カムのリフト量を前記バルブリフタに伝達する揺動フォロワと、
を備えた３次元カム用揺動フォロワ機構であって、
前記ガイド溝は一部に拡大溝を有し、前記揺動フォロワは前記拡大溝に対応する位置に拡大部を有し、前記拡大溝に前記拡大部が収納されることにより前記揺動フォロワは揺動軸方向の移動が規制されると共に、
前記３次元カムの回転軸は、前記揺動フォロワの揺動軸方向のほぼ中央部にて、あるいは前記バルブリフタを閉じ側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ前記中央部よりシフトした位置にて、前記揺動フォロワに対向するように配置され、
前記拡大溝および前記拡大部は、前記バルブリフタを開き側に移動させる際に前記３次元カムと前記揺動フォロワとが接触する側へ、前記中央部から各々シフトした位置に形成されたことを特徴とする３次元カム用揺動フォロワ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23559898A JP3661431B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | ３次元カム用揺動フォロワ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23559898A JP3661431B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | ３次元カム用揺動フォロワ機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000064816A JP2000064816A (ja) | 2000-02-29 |
| JP3661431B2 true JP3661431B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=16988385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23559898A Expired - Fee Related JP3661431B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | ３次元カム用揺動フォロワ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3661431B2 (ja) |
-
1998
- 1998-08-21 JP JP23559898A patent/JP3661431B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000064816A (ja) | 2000-02-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3787462B2 (ja) | 内燃機関の動弁装置 | |
| JP4741541B2 (ja) | エンジンの動弁装置 | |
| JP2000080907A (ja) | ３次元カム用バルブリフタおよび可変動弁装置 | |
| EP0420139B1 (en) | Multi-valve engine | |
| US5060605A (en) | Valve drive mechanism for vehicle engine | |
| US20080264369A1 (en) | Valve-actuating system for an internal combustion engine, engine incorporating same, and method of using same | |
| JP4469341B2 (ja) | 可変動弁機構 | |
| US5870984A (en) | Variable engine valve driver | |
| JP3661431B2 (ja) | ３次元カム用揺動フォロワ機構 | |
| US20010027762A1 (en) | Variable valve mechanism of internal combustion engine | |
| US7938089B2 (en) | Valve actuating mechanism for an internal combustion engine, and cylinder head incorporating same | |
| JPH01182512A (ja) | 多弁式エンジンの動弁装置 | |
| JP4345616B2 (ja) | エンジンの可変動弁装置 | |
| JP3690130B2 (ja) | ３次元カム用揺動フォロワ機構 | |
| WO2021131190A1 (ja) | 可変動弁機構 | |
| JP3319980B2 (ja) | 内燃機関の動弁装置 | |
| JPH0617628A (ja) | エンジンのバルブタイミング可変装置 | |
| JPH04301105A (ja) | ４サイクルエンジンの動弁装置 | |
| JP4123372B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
| JP4271380B2 (ja) | 内燃エンジンの可変動弁機構 | |
| JP4267806B2 (ja) | 可変動弁機構 | |
| EP0990774B1 (en) | Three-dimensional cam device and method of making a three-dimensional cam for a valve drive system for engines | |
| JP2009133289A (ja) | エンジンの動弁装置 | |
| JPH0565815A (ja) | ４サイクルエンジンの動弁装置 | |
| JP2514912B2 (ja) | エンジンの動弁装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050301 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050314 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090401 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100401 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110401 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120401 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130401 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140401 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |