JP5105131B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
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Description
こうした可変動弁装置には、パイプ部材で形成されたアウタカムシャフト内にインナカムシャフトを回動可能に収めて、エンジンのクランク出力により駆動されるシャフト部材とし、アウタカムシャフトの外周部に固定式の基準カムとシャフト軸心周りに回動可能な可動カムとを設け、可動カムとインナカムシャフトとの間をシャフト直径方向から挿入されるピン状部材で、アウタカムシャフトとインナカムシャフト間での相対変位を許しながら接続する構造を採用して、アクチュエータの出力によりインナカムシャフトを相対変位させ、インナカムシャフトに接続されたピン状部材からの出力によって、可動カムの位相を基準カムに対して可変させて、バルブの開いている期間を変化(スプリット可変)させるものがある(特許文献1,2を参照)。
後者のねじ部材をねじ込む構造だと、インナカムシャフトのねじ部締め付け力が加わり、インナカムシャフトの変形や撓みを生み、上記同様、フリクションを生じさせたりする。また、片持ちであり、応力集中し易いためにねじ部近傍強度の向上が必要となり、コンパクトな設計ができないという問題が加わる。
請求項3に記載の発明は、可動カムが、アウタシャフトの外周部に回動可能に嵌る筒形のボス部を有し、ピン状部材が、シャフト部材の直径方向から、ボス部、アウタカムシャフト、インナカムシャフトを貫通するように遊挿されるとともに、長さ寸法がボス部の外径よりも短く設定され、抜止め部が、ボス部に設けられ、ピン状部材がその軸心方向に沿って当該可動カムの外側へ抜けることを規制することとした。
請求項5に記載の発明は、止め具がリング状に構成されるものとした。
それ故、可動カムとインナカムシャフトは、上記変形や撓みを要因とした部品間のフリクションの発生だけでなく、他部品の変形を抑えつつ接続できる。この結果、安定した可変性能が確保できると共に、エンジンのフリクションの増大を抑制し、部品の異常磨耗を防止することができる。また、ピン状部材に働く応力位置を変化させることで、ピン状部材のサイズをコンパクトにすることができる。
図1は内燃機関、例えば3気筒(複数気筒)のレシプロエンジン(以下、単にエンジンという)の平面を示し、図2は図1中のI−I線に沿う断面を示していて、同図中1は同エンジンのシリンダブロック、2は同シリンダブロック1の頭部に搭載されたシリンダヘッドを示している。
図6および図7は、本発明の第2の実施形態を示す。
それに加え、アウタカムシャフト17aの長孔26から潤滑油が染み出すことによって、ピン部材24と通孔52のクリアランスδに流れ込み、ピン部材24が軸方向に変位する際の潤滑とすることが可能であり、ピン部材24と通孔間の磨耗を抑制することができる。さらに述べると、ピン部材24の回動による磨耗も考えられるが、これも上記潤滑によって抑制することできる。
図8及び図9に示すように、本実施形態では、カムローブ22とインナカムシャフト17bとを接続するピン部材24の両端部をかしめ加工せずに、大径部54を形成しないようにしている。また、ピン部材24の全長を、ボス部22bの外径寸法より若干短くしている。そして、ピン部材24を、シャフト直径方向から、ボス部22b、アウタカムシャフト17aの長孔26、インナカムシャフト17bを遊挿して貫通させ、ボス部22bの外周部に、本発明の抜止め部材である止め具65(ピン部材24とは別体)を組み付けて、止め具65により、ピン部材24がその軸方向に沿ってカムローブ22の外側へ抜け出ないような構造としている。
本実施形態は、第3の実施形態の変形例で、バンド部材66(止め具65)に応力が集中するのを避けるようにしたものである。すなわち、通常の端面が平坦なピン部材24だと、二重シャフト17の回転に伴いピン部材24が軸方向に変位すると、ピン部材24端の角部がバンド部材66の内面に繰り返し当接する挙動が生じ、バンド部材66の一部だけに応力が集中しやすくなる。応力集中は、バンド部材66の変形や破断を引き起こし、その結果、変形によるバンド抜けや、バンド抜けや破断によるピン部材24の抜けが生じる。さらに述べると、抜けたピン部材24がエンジンに噛み込んでエンジンの破損に繋がる虞もある。そのため部品の信頼性の確保の点から応力集中は避けたい。
本実施形態は、第3の実施形態や第4の実施形態の変形例で、止め具としてバンド部材を用いたのではなく、例えばワイヤ部材をC字形に成形したスナップ部材67を用い、同スナップ部材67をボス部22bの外周部に嵌めることによって、ピン部材24が抜けを規制するようにしたものである。このようにしても第3の実施形態と同様の効果を有する。
図12及び13に示すように、本実施形態では、二重シャフト17の両端に、第1のカム位相可変機構70及び第2のカム位相可変機構71が設けられている。第1のカム位相可変機構70は二重シャフト17の前端部に設けられている。詳しくは、第1のカム位相可変機構70のハウジング70aにタイミングスプロケット39が固定されているとともに、第1のカム位相可変機構70のベーンロータ70bにアウタカムシャフト17aが固定されている。
第8の実施形態のセンサ用ターゲット130は、インナカムシャフト17bに固定されているのではなく、カムローブ22に固定されている。詳しくは、センサ用ターゲット130は二重シャフト17の後端を覆う蓋状に形成されており、その外周に鍔状に突出部131が設けられている。突出部131は、カムローブ22の後端部が隙間なく嵌入されることで、センサ用ターゲット130が固定される。この場合、突出部131がピン部材24cの両端の少なくとも一部を夫々覆うようにすることで、センサ用ターゲット130がピン部材24cの抜け止めとなる。特に、この第8の実施形態では、ボルトを用いずにセンサ用ターゲット90を固定できるので、組み立てが容易となる。
15 可変動弁装置
17 二重シャフト(シャフト部材)
17a アウタカムシャフト
17b インナカムシャフト
20 基準カム
21 接続構造(接続手段)
22 カムローブ(可動カム)
22b ボス部
24 ピン部材(ピン状部材)
50 抜け止め部(抜止め部材)
52,53 通孔
54 大径部
60 逃がし部
61 三角状部
62 テーパ面部
65 止め具(抜止め部)
68 球面部
82、91 カムピース
100、126、130 センサ用ターゲット(被検出体)
120、129、131 突出部(抜止め部)
Claims (6)
- パイプ部材で形成されたアウタカムシャフト内にインナカムシャフトを回動可能に収めて構成され、内燃機関のクランク出力により駆動可能なシャフト部材と、
前記アウタカムシャフトの外周部に設けられた基準カムおよび当該アウタカムシャフトの軸心周りに回動可能に設けられた可動カムと、
前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとの相対変位を許しながら前記可動カムと前記インナカムシャフトとを接続する接続手段と、を有し、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとの相対変位にて、前記可動カムの位相が前記基準カムを基準に可変可能となるように構成した内燃機関の可変動弁装置であって、
前記接続手段は、
前記シャフト部材の直径方向から、前記可動カム、前記アウタカムシャフト、前記インナカムシャフトを貫通するように遊挿され、前記シャフト間の相対変位を前記可動カムに伝えるピン状部材と、前記ピン状部材の抜けを規制する抜止め部とを有して構成され、
前記ピン状部材は、
前記抜止め部によって抜けが規制された状態で、前記ピン状部材の軸心方向に変位可能であることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 前記ピン状部材は、長さ寸法が前記可動カム、前記アウタカムシャフトおよび前記インナカムシャフトを貫通する貫通区間より長く設定され、
前記抜止め部は、前記ピン状部材の端部に設けられた状態のまま、前記シャフト部材の直径方向に変位可能に配置され、
前記抜止め部と同抜止め部と接離する前記貫通区間の端とには、両者間に荷重が加わると、前記抜止め部を前記貫通区間の端から逃がす逃がし部が形成され、
前記抜止め部が前記貫通区間の端から逃げるにしたがい、前記ピン状部材が軸方向に変位するようにしてあることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記可動カムは、前記アウタシャフトの外周部に回動可能に嵌る筒形のボス部を有し、
前記ピン状部材は、前記シャフト部材の直径方向から、前記ボス部、前記アウタカムシャフト、前記インナカムシャフトを貫通するように遊挿されるとともに、長さ寸法が前記ボス部の外径よりも短く設定され、
前記抜止め部は、前記ボス部に設けられ、前記ピン状部材がその軸心方向に沿って当該可動カムの外側へ抜けることを規制することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記抜止め部は、前記ボス部の外周部に嵌る止め具から構成されることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の可変動弁装置。
- 前記止め具は、リング状に構成されることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の可変動弁装置。
- 前記ピン状部材の端部は、球面状に形成されることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の可変動弁装置。
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