JP4082109B2 - Assembled camshaft for internal combustion engine - Google Patents

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    • F01L2303/01—Tools for producing, mounting or adjusting, e.g. some part of the distribution

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、カムが設けられるシャフトチューブに、カムシャフトの駆動力が入力されるエンドピースを結合して構成される内燃機関の組立式カムシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
組立式カムシャフトとして、特開平０５−１７１９０５号公報に記載のような、エンジン組立時にカムシャフトを固定したり、あるいはエンジン整備時にカムシャフト回転位置を調整したりするなど、カムシャフト回転位置を定めるための工具係合部を、シャフトチューブ上に備えるものが知られている。同公報に記載の組立式カムシャフトでは、外周面が六角状の工具係合体がシャフトチューブとは別体に設けられ、この工具係合体をシャフトチューブに嵌め合わせることで、カムシャフトの工具係合部が形成される。そして、工具係合体付きのシャフトチューブにエンドピースが結合され、このエンドピースにスプロケットやプーリが取り付けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の組立式カムシャフトには、次のような問題がある。すなわち、このカムシャフトでは、第１に、工具係合部をシャフトチューブ上で、シャフトチューブとは別体の工具係合体により形成することとしているので、カムシャフト部品点数が多くなってしまう。第２に、工具係合部をシャフトチューブ外周に固定される工具係合体により形成することとしているので、工具係合体が大型となり、使用される工具も大型となり、この大型の工具を使用するための比較的に大きなスペースをエンジンの内部に確保することが必要となる。そして、第３に、このカムシャフトでは、エンドピースにスプロケット等を取り付けるためのボルトを締め付ける際に生じるトルクが、シャフトチューブとエンドピースとの結合部にかかることとなり、これらの部材の結合強度を高く設定しなければならない。
【０００４】
そこで、本発明は、カムシャフトに工具係合部を設けるに当たっての、このような問題を解決しうる内燃機関の組立式カムシャフトを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明では、内燃機関の組立式カムシャフトを、カムが設けられる中空円筒状のシャフトチューブと、このシャフトチューブに結合され、カムシャフトの駆動力が入力されるエンドピースと、を含んで構成し、前記エンドピースにおいて、カムシャフト回転位置を定めるための工具係合部を、シャフトチューブ結合部から軸方向にずらした部位に設けるとともに、このカムシャフトをシリンダヘッド上に支持するためのジャーナル部を、シャフトチューブ結合部と前記工具係合部との間に設け、前記工具係合部が、カムシャフトに設けられる駆動力伝達要素の収納部内に配置されるようにした。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、前記エンドピースにおいて、シャフトチューブ結合部と前記ジャーナル部との間にカムシャフトの軸方向位置決め部を設けることとした。
【０００７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、組立式カムシャフトにおいて、工具係合部をエンドピースの一部として設けることとしたので、カムシャフト部品点数を削減することができる。また、工具係合部をシャフトチューブ結合部から軸方向にずらした部位に設けることとしたので、スプロケット等を取り付けるためのボルトを締め付ける際に、このシャフトチューブ結合部にトルクがかかることがなく、シャフトチューブとエンドピースとの結合強度を低く設定することが許容される。
【０００８】
また、請求項１に係る発明によれば、比較的に小型の工具を使用することを可能とするとともに、エンドピースにおいて、カムシャフトをシリンダヘッド上に支持するためのジャーナル部を、シャフトチューブ結合部と工具係合部との間に設け、比較的に広い空間が確保されたスプロケット等、駆動力伝達要素の収納部内に配置されるようにしたので、工具の操作が容易となる。
請求項２に係る発明によれば、エンドピースにおいて、シャフトチューブ結合部とジャーナル部との間にカムシャフトの軸方向位置決め部を設けることとしたので、このジャーナル部に供給されたオイルをオイルパンに効率よく還元させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関としての自動車用エンジン（以下「エンジン」という。）１の上面図であり、ロッカーカバー未装着の状態を示している。このエンジン１は、本実施形態に係る組立式カムシャフト（以下「カムシャフト」という。）２を備えている。
【００１０】
エンジン１において、シリンダヘッド３は、図示しないシリンダブロック上に固定されており、その上端面に形成されたロッカーカバー合わせ面３０１に、ガスケットを介してロッカーカバーが取り付けられる。カムシャフト２は、ジャーナル部（図１では、第１ジャーナル部２０１のみを示す。）がこのシリンダヘッド３に形成された半円状の軸支持面上に載置されるとともに、カムブラケット（図示せず）がエンジン上方からシリンダヘッド３に取り付けられて、各ジャーナル部を押さえることで、エンジン１における上下及び左右方向の移動が規制される。
【００１１】
ここで、カムシャフト２の全体図である図２を参照して、カムシャフト２の構成について説明する。同図は、カムシャフト２を、スプロケット４を取り外した状態で示している。
カムシャフト２は、カムを備えるカムシャフト本体２１と、このカムシャフト本体２１とスプロケット４との間に介装されるエンドピース２２とを含んで構成される。
【００１２】
カムシャフト本体２１において、カムは、中空円筒状のシャフトチューブ２１１にカムロブピース２１２ａ〜２１２ｈを固定することで設けられる。これらカムロブピース２１２ａ〜２１２ｈは、シャフトチューブ２１１の所定の位置に、位相を合わせて配置し、シャフトチューブ２１１を内部より放射状に拡大させることで固定する（この固定方法を「拡管固定」という。）。なお、カムロブピース２１２ａ〜２１２ｈは、シャフトチューブ２１１の所定の位置に圧入することで固定してもよい。
【００１３】
エンドピース２２は、全体として概ね円筒状であり、一端において、シャフトチューブ２１１の内径よりも若干大きな外径を有するシャフトチューブ結合部２２１が形成され、このシャフトチューブ結合部２２１に隣接して、円盤型のカラー部２２２が形成されている。また、このエンドピース２２は、シャフトチューブ結合部２２１の反対側がスプロケット取付部２２３とされており、このスプロケット取付部２２３に隣接して、工具係合部としての六角部２２４が形成されている。この六角部２２４は、鍛造によるエンドピース２２の作製時に同時に形成することができる。そして、カラー部２２２と六角部２２４との間には、カムシャフト２のエンジン前面側の第１ジャーナルを構成するジャーナル部２０１が形成されている。
【００１４】
図２において、シャフトチューブ２１１及びカムロブピース２１２ａ〜２１２ｈを含んで構成されるカムシャフト本体２１と、エンドピース２２とは、エンドピース２２のシャフトチューブ結合部２２１を、シャフトチューブ２１１に対して同軸に圧入することで結合されている。ここに、カムシャフト本体２１とエンドピース２２とのサブアッセンブリが完成される。このサブアッセンブリは、シリンダヘッド３の軸支持面（図１では、エンドピース２２のジャーナル部２０１に対する軸支持面３０２のみを示す。）上に載置され、カムブラケットにより固定される。なお、シャフトチューブ２１１とエンドピース２２との結合は、圧入に代え、溶接によることも可能である。
【００１５】
図１において、シリンダヘッド３には、エンドピース２２のジャーナル部２０１を受ける軸支持面３０２に隣接して、カラー部２２２を受ける溝が形成されている。カラー部２２２は、この溝に挿入されて、カムシャフト２の軸方向の移動を規制する。従って、エンドピース２２のカラー部２２２は、カムシャフト２の軸方向位置決め部を構成する。
【００１６】
エンドピース２２のスプロケット取付部２２３にスプロケット４がボルトにより締結され、カムシャフト２にスプロケット４が取り付けられる。このスプロケット４には、クランクスプロケットとの間にタイミングチェーン６が掛け渡される。エンジン１の駆動力は、このチェーン６を介してスプロケット４、エンドピース２２及びカムシャフト本体２１に伝達される。
【００１７】
本実施形態に係るカムシャフト２によれば、次のような効果を得ることができる。
第１に、カムシャフト２では、エンドピース２２に工具係合部としての六角部２２４が一体に形成されている。このため、六角部２２４を設けるための部材を別に用意する必要がないので、コストを削減することができるとともに、エンジン１の軽量化を図ることができる。
【００１８】
第２に、六角部２２４をエンドピース２２に形成することで、この六角部２２４の工具係合面の幅ｗ（図３）を小さくすることが可能となり、これに伴って工具もより小さなものが使用されることとなる。このため、工具を動かすために必要なスペースが小さくて済むので、エンジン１の小型化を図ることができる。特に、本実施形態では、六角部２２４がジャーナル部２０１よりもエンジン前面側に設けられ、スプロケット収納部内に配置されている。このため、工具を操作する際に邪魔になるものがなく、操作が容易に行えるという効果を得ることもできる。
【００１９】
第３に、六角部２２４がエンドピース２２において、シャフトチューブ結合部２２１よりもスプロケット取付部２２３側にずらして設けられている。このため、スプロケット取付時に、ボルト５を締め付ける際のトルクがシャフトチューブ２１１とエンドピース２２との結合部にかかることがないので、これらの部材２１１，２２の結合強度を低く設定することが可能となる。
【００２０】
ところで、カムシャフト２のジャーナル部２０１の潤滑は、シャフトチューブ２１１及びエンドピース２２に形成されたオイル孔を介して行われる。図１のように、エンドピース２２には、その中心軸上を貫通して、シャフトチューブ２１１の内部と連通する孔２２５が設けられている。エンドピース２２のオイル孔２２６は、この貫通孔２２５の壁面と、ジャーナル部２０１の表面との間を貫通させて設けられている。なお、貫通孔２２５の一側には、スプロケット取付用ボルト５と噛み合う螺子部が形成されている。
【００２１】
図３は、図２のａ−ａ断面図、すなわち、エンドピース２２の六角部２２４における断面図である。
図示しないオイルパンに貯蔵されているオイルは、エンジン１により駆動されるオイルポンプにより、シャフトチューブ２１１及びエンドピース２２の内部を介してジャーナル部２０１に供給される。このオイルは、ジャーナル部２０１及びカラー部２２２を潤滑する一方、余剰分がスプロケット収納部内に排出される。そして、排出された余剰オイルは、スプロケット収納部を滴下し、オイルパンに還元される。
【００２２】
以上では、カムシャフト２にエンジン１の駆動力を伝達する要素としてスプロケット４（及びタイミングチェーン６）を使用する場合を例に説明したが、この要素としてプーリや、カムギヤを使用するエンジンにおいても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関としての自動車用エンジンの上面図
【図２】同上エンジンに設置される組立式カムシャフトの全体図
【図３】図２のａ−ａ断面図
【符号の説明】
１…内燃機関としての自動車用エンジン、２…組立式カムシャフトとしてのカムシャフト、２１…カムシャフト本体、２０１…ジャーナル部、２１１…シャフトチューブ、２１２ａ〜２１２ｈ…カムロブピース、２２…エンドピース、２２１…エンドピースのシャフトチューブ結合部、２２２…軸方向位置決め部としてのカラー部、２２３…スプロケット取付部、２２４…工具係合部としての六角部、３…シリンダヘッド、４…スプロケット、５…ボルト、６…タイミングチェーン。[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an assembly type camshaft of an internal combustion engine configured by connecting an end piece to which a driving force of a camshaft is input to a shaft tube provided with a cam.
[0002]
[Prior art]
As an assembly-type camshaft, the camshaft rotation position is determined by fixing the camshaft at the time of engine assembly or adjusting the camshaft rotation position at the time of engine maintenance, as described in JP-A-05-171905. There is known a tool engaging portion for providing a shaft tube on a shaft tube. In the assembly type camshaft described in the publication, a tool engagement body having a hexagonal outer peripheral surface is provided separately from the shaft tube, and the tool engagement of the camshaft is performed by fitting the tool engagement body to the shaft tube. Part is formed. And an end piece is couple | bonded with the shaft tube with a tool engagement body, and a sprocket and a pulley are attached to this end piece.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional assembly type camshaft has the following problems. That is, in this camshaft, first, since the tool engaging portion is formed on the shaft tube by a tool engaging body separate from the shaft tube, the number of camshaft parts increases. Secondly, since the tool engaging portion is formed by a tool engaging body fixed to the outer periphery of the shaft tube, the tool engaging body becomes large, and the tool to be used becomes large, so that this large tool is used. It is necessary to secure a relatively large space inside the engine. Thirdly, in this camshaft, torque generated when tightening a bolt for attaching a sprocket or the like to the end piece is applied to the coupling portion between the shaft tube and the end piece, and the coupling strength of these members is increased. Must be set high.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an assembly type camshaft for an internal combustion engine that can solve such a problem in providing a tool engaging portion on the camshaft.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the assembly type camshaft of the internal combustion engine is coupled to the hollow cylindrical shaft tube provided with the cam, and the end where the driving force of the camshaft is input. configured to include a piece, wherein the at endpiece, a tool engagement portion for defining a cam shaft rotational position, is provided on site shifted axially from the shaft tube connecting portion, the camshaft on the cylinder head A journal portion for supporting the camshaft is provided between the shaft tube coupling portion and the tool engagement portion, and the tool engagement portion is disposed in a storage portion of a driving force transmission element provided on the camshaft. did.
[0006]
In the invention according to claim 2 , in the end piece, an axial positioning portion of the camshaft is provided between the shaft tube coupling portion and the journal portion.
[0007]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the tool engaging portion is provided as a part of the end piece in the assembly type camshaft, the number of camshaft parts can be reduced . Also, since the provision of the tool engagement portion at a site offset in the axial direction from the shaft tube connecting portion, when tightening the bolts for attaching the sprockets or the like, without torque exerted on the shaft tube connecting portion It is permissible to set the coupling strength between the shaft tube and the end piece low.
[0008]
Further, according to the invention of claim 1, as well as allows the use of small tools relatively, in the end piece, the journal portion for supporting the camshaft on the cylinder head, a shaft tube connecting Since it is arranged between the housing and the tool engaging portion and is arranged in the housing portion of the driving force transmitting element such as a sprocket having a relatively large space, the operation of the tool is facilitated.
According to the second aspect of the present invention, in the end piece, since the cam shaft axial positioning portion is provided between the shaft tube coupling portion and the journal portion, oil supplied to the journal portion is supplied to the oil pan. Can be reduced efficiently.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a top view of an automobile engine (hereinafter referred to as “engine”) 1 as an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and shows a state where a rocker cover is not attached. The engine 1 includes an assembly type camshaft (hereinafter referred to as “camshaft”) 2 according to the present embodiment.
[0010]
In the engine 1, the cylinder head 3 is fixed on a cylinder block (not shown), and a rocker cover is attached to a rocker cover mating surface 301 formed on the upper end surface of the cylinder head 3 via a gasket. In the camshaft 2, a journal portion (only the first journal portion 201 is shown in FIG. 1) is placed on a semicircular shaft support surface formed in the cylinder head 3, and a cam bracket (see FIG. (Not shown) is attached to the cylinder head 3 from above the engine and presses each journal portion, whereby movement in the vertical and horizontal directions in the engine 1 is restricted.
[0011]
Here, the configuration of the camshaft 2 will be described with reference to FIG. The figure shows the camshaft 2 with the sprocket 4 removed.
The camshaft 2 includes a camshaft main body 21 having a cam and an end piece 22 interposed between the camshaft main body 21 and the sprocket 4.
[0012]
In the camshaft main body 21, the cam is provided by fixing cam lobe pieces 212 a to 212 h to a hollow cylindrical shaft tube 211. These cam lobe pieces 212a to 212h are arranged at predetermined positions of the shaft tube 211 in phase, and are fixed by radially expanding the shaft tube 211 from the inside (this fixing method is referred to as “expanded tube fixing”). . The cam lobe pieces 212a to 212h may be fixed by press-fitting into predetermined positions of the shaft tube 211.
[0013]
The end piece 22 is generally cylindrical as a whole, and at one end, a shaft tube coupling portion 221 having an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the shaft tube 211 is formed, and adjacent to the shaft tube coupling portion 221, a disk A mold collar 222 is formed. The end piece 22 has a sprocket mounting portion 223 opposite to the shaft tube coupling portion 221, and a hexagonal portion 224 as a tool engaging portion is formed adjacent to the sprocket mounting portion 223. The hexagonal portion 224 can be formed simultaneously with the production of the end piece 22 by forging. And between the collar part 222 and the hexagon part 224, the journal part 201 which comprises the 1st journal of the engine front side of the camshaft 2 is formed.
[0014]
In FIG. 2, the camshaft main body 21 including the shaft tube 211 and the cam lobe pieces 212 a to 212 h and the end piece 22 have the shaft tube coupling portion 221 of the end piece 22 coaxial with the shaft tube 211. Combined by press-fitting. Here, the subassembly of the camshaft body 21 and the end piece 22 is completed. This subassembly is placed on the shaft support surface of the cylinder head 3 (in FIG. 1, only the shaft support surface 302 for the journal portion 201 of the end piece 22 is shown) and fixed by a cam bracket. The shaft tube 211 and the end piece 22 can be joined by welding instead of press fitting.
[0015]
In FIG. 1, the cylinder head 3 is formed with a groove that receives the collar portion 222 adjacent to the shaft support surface 302 that receives the journal portion 201 of the end piece 22. The collar portion 222 is inserted into this groove and restricts the movement of the camshaft 2 in the axial direction. Accordingly, the collar portion 222 of the end piece 22 constitutes an axial positioning portion of the camshaft 2.
[0016]
The sprocket 4 is fastened to the sprocket attachment portion 223 of the end piece 22 with a bolt, and the sprocket 4 is attached to the camshaft 2. A timing chain 6 is spanned between the sprocket 4 and the crank sprocket. The driving force of the engine 1 is transmitted to the sprocket 4, the end piece 22 and the camshaft main body 21 through the chain 6.
[0017]
According to the camshaft 2 according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
First, in the camshaft 2, a hexagonal portion 224 as a tool engaging portion is formed integrally with the end piece 22. For this reason, it is not necessary to separately prepare a member for providing the hexagonal portion 224, so that the cost can be reduced and the engine 1 can be reduced in weight.
[0018]
Secondly, by forming the hexagonal portion 224 on the end piece 22, it becomes possible to reduce the width w (FIG. 3) of the tool engaging surface of the hexagonal portion 224, and the tool is accordingly smaller. Will be used. For this reason, the space required for moving the tool can be small, and the engine 1 can be downsized. In particular, in the present embodiment, the hexagonal portion 224 is provided on the engine front side of the journal portion 201 and is disposed in the sprocket storage portion. For this reason, there is nothing in the way when operating the tool, and an effect that the operation can be easily performed can be obtained.
[0019]
Third, the hexagonal portion 224 is provided in the end piece 22 so as to be shifted from the shaft tube coupling portion 221 to the sprocket mounting portion 223 side. For this reason, when the sprocket is attached, the torque when tightening the bolt 5 is not applied to the coupling portion between the shaft tube 211 and the end piece 22, so that the coupling strength of these members 211 and 22 can be set low. Become.
[0020]
Incidentally, the lubrication of the journal portion 201 of the camshaft 2 is performed through the oil holes formed in the shaft tube 211 and the end piece 22. As shown in FIG. 1, the end piece 22 is provided with a hole 225 that penetrates the central axis and communicates with the inside of the shaft tube 211. The oil hole 226 of the end piece 22 is provided so as to penetrate between the wall surface of the through hole 225 and the surface of the journal part 201. A screw portion that meshes with the sprocket mounting bolt 5 is formed on one side of the through hole 225.
[0021]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line aa in FIG. 2, that is, a cross-sectional view at the hexagonal portion 224 of the end piece 22.
Oil stored in an oil pan (not shown) is supplied to the journal unit 201 via the shaft tube 211 and the end piece 22 by an oil pump driven by the engine 1. The oil lubricates the journal part 201 and the collar part 222, while surplus is discharged into the sprocket storage part. And the discharged | emitted excess oil dripped at a sprocket storage part and is returned to an oil pan.
[0022]
In the above, the case where the sprocket 4 (and the timing chain 6) is used as an element for transmitting the driving force of the engine 1 to the camshaft 2 has been described as an example, but the same applies to an engine using a pulley or cam gear as this element. The effect of can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of an automobile engine as an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an overall view of an assembly camshaft installed in the engine. FIG. Figure [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Automotive engine as an internal combustion engine, 2 ... Cam shaft as an assembly-type cam shaft, 21 ... Cam shaft main body, 201 ... Journal part, 211 ... Shaft tube, 212a-212h ... Cam lobe piece, 22 ... End piece, 221 ... End tube shaft tube coupling part 222 ... Collar part as axial positioning part 223 ... Sprocket mounting part 224 ... Hexagon part as tool engaging part 3 ... Cylinder head 4 ... Sprocket 5 ... Bolt 6 ... Timing chain.

Claims (2)

カムが設けられる中空円筒状のシャフトチューブと、このシャフトチューブに結合され、カムシャフトの駆動力が入力されるエンドピースと、を含んで構成され、
前記エンドピースが、カムシャフト回転位置を定めるための工具係合部を、シャフトチューブ結合部から軸方向にずらした部位に備えるとともに、このカムシャフトをシリンダヘッド上に支持するためのジャーナル部を、シャフトチューブ結合部と前記工具係合部との間に備え、
前記工具係合部が、カムシャフトに設けられる駆動力伝達要素の収納部内に配置される内燃機関の組立式カムシャフト。A hollow cylindrical shaft tube provided with a cam, and an end piece coupled to the shaft tube to which a driving force of the cam shaft is input;
The end piece is provided with a tool engaging portion for determining a camshaft rotation position in a portion shifted in the axial direction from the shaft tube coupling portion, and a journal portion for supporting the camshaft on the cylinder head, Provided between the shaft tube coupling portion and the tool engaging portion,
An assembly type camshaft of an internal combustion engine, wherein the tool engaging portion is disposed in a housing portion of a driving force transmission element provided on the camshaft. 前記エンドピースが、シャフトチューブ結合部と前記ジャーナル部との間にカムシャフトの軸方向位置決め部を備える請求項１に記載の内燃機関の組立式カムシャフト。The assembly type camshaft of the internal combustion engine according to claim 1 , wherein the end piece includes a camshaft axial positioning portion between a shaft tube coupling portion and the journal portion.
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