JP6115240B2 - Cam structure - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの動弁機構を構成するローラ付きのカム構造に関する。 The present invention relates to a cam structure with a roller that constitutes a valve mechanism of an engine.
エンジンの動弁機構を構成するカムの一種として、ローラ付きのカム構造が知られている。例えば特許文献1,2には、ベース円部とバルブリフト部とを有するベースカムにローラが取り付けられたカム構造が開示されている。ローラは、バルブリフト部の先端に形成された切欠部に設けられており、その外周面の一部がバルブリフト部の外周面よりも外側に突出するように取り付けられている。さらに特許文献2に記載のカム構造では、カムシャフトとカムローブとがピンにより連結されており、切欠部におけるローラの外周面に対向する対向面が曲面で形成されている。
2. Description of the Related Art A cam structure with a roller is known as a kind of cam constituting an engine valve mechanism. For example,
このようなローラ付きのカムは、カムシャフトに組み付けられ、エンジンのクランクシャフトと連動してカムシャフトとともに回転し、バルブの基端部に設けられるタペットを駆動する。ローラ付きのカムは、カムシャフトの回転に伴ってまずはバルブリフト部がタペットと接触してタペットを押圧し、続いてタペットとの接触位置がバルブリフト部からローラへと移り、今度はローラがタペットを押圧する。ローラは、タペット上を回転しながら移動してタペットを押圧する。 Such a cam with a roller is assembled to the camshaft, rotates together with the camshaft of the engine, and drives a tappet provided at the base end of the valve. For cams with rollers, as the camshaft rotates, the valve lift first contacts the tappet and presses the tappet, then the position of contact with the tappet moves from the valve lift to the roller. Press. The roller moves while rotating on the tappet and presses the tappet.
これにより、ローラ付きのカムは、ローラがタペット上を転がりながら移動してタペットを押圧する分、ローラが付いていないカムに比べて摩擦を低減して燃費を向上させることができる。また、ローラ自体がタペット上で回転するため、低回転域でのカム駆動トルクを低減することができるなど、優れた効果が得られるとされている。 Thereby, the cam with the roller can reduce the friction and improve the fuel consumption as compared with the cam without the roller, as the roller moves while rolling on the tappet and presses the tappet. Further, since the roller itself rotates on the tappet, it is said that excellent effects can be obtained, such as reduction of cam driving torque in a low rotation range.
ところで、ローラ付きのカム構造では、ローラの回転部分(摺動部)へ潤滑油(エンジンオイル)を供給して摩擦を低減する必要があり、特許文献1,2のカム構造にはローラ潤滑用の構造が設けられている。特許文献1のカム構造は、カムシャフトの内部に軸方向に形成された給油孔と、ベースカムの径方向に形成された給油孔とが連通するように設けられ、潤滑油がこれらの給油孔を流通してローラに供給されるようになっている。 By the way, in the cam structure with a roller, it is necessary to reduce friction by supplying lubricating oil (engine oil) to the rotating part (sliding part) of the roller. The structure is provided. The cam structure of Patent Document 1 is provided so that an oil supply hole formed in the axial direction inside the camshaft and an oil supply hole formed in the radial direction of the base cam communicate with each other, and lubricating oil passes through these oil supply holes. It is distributed and supplied to the rollers.
また、特許文献2のカム構造は、カムシャフトの内部に潤滑油が流通する油路が設けられ、この油路と連通する油孔がカムシャフトとカムローブとを連結するピンに形成されている。ピンに形成された油孔は、ローラが取り付けられる切欠部の対向面に位置する端部で開口している。これにより、カムシャフト内を流通してピンの油孔から切欠部へ供給された潤滑油は、切欠部の対向面のエッジ部で掻き揚げられ、ローラの回転によりローラ部に供給されるとともに、切欠部で潤滑油を適度に保持できるとされている。
Further, in the cam structure of
しかしながら、ローラに供給されるエンジンオイルはオイルポンプにより圧送されるため、カムシャフト内を流通するエンジンオイルがローラの摺動部へ大量に供給されると、エンジンオイルの油圧低下を招くおそれがある。エンジンオイルの油圧低下を防止するためには、ローラの摺動部へ供給されるエンジンオイルの流量を適度に制限することが考えられる。 However, since the engine oil supplied to the roller is pumped by an oil pump, if a large amount of engine oil flowing through the camshaft is supplied to the sliding portion of the roller, the oil pressure of the engine oil may be reduced. . In order to prevent a decrease in engine oil pressure, it is conceivable to appropriately limit the flow rate of the engine oil supplied to the sliding portion of the roller.
一方で、ローラの摺動部へ供給されるエンジンオイルが不足してしまうと、摩擦増大によって焼付きを起こす可能性がある。特に、アイドル運転時や始動時のようにエンジン回転速度が極低い状態では、オイルポンプの能力が低くなり、ローラの摺動部へ適切な量のエンジンオイルが供給されないおそれがある。そのため、オイルポンプの能力が低い状態でもローラの摺動部へ供給されるエンジンオイルが不足しないようにし、確実に摩擦を低減する必要がある。 On the other hand, if the engine oil supplied to the sliding portion of the roller is insufficient, there is a possibility that seizure will occur due to increased friction. In particular, when the engine rotational speed is extremely low, such as during idling or starting, there is a risk that the capacity of the oil pump will be low and an appropriate amount of engine oil will not be supplied to the sliding portion of the roller. For this reason, it is necessary to ensure that the engine oil supplied to the sliding portion of the roller is not insufficient even when the capacity of the oil pump is low, and to reduce friction reliably.
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、ローラ付きのカム構造に関し、エンジンオイルの油圧低下を防止しながら、ローラの摺動部の摩擦を低減することができるようにした、カム構造を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。 One of the purposes of the present invention was devised in view of the above-mentioned problems. Regarding the cam structure with a roller, it is possible to reduce the friction of the sliding portion of the roller while preventing a decrease in engine oil pressure. It is to provide a cam structure that can be made. The present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later, and other effects of the present invention are to obtain a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned.
(1)ここで開示するカム構造は、エンジンのクランクシャフトと連動して回転する中空のカムシャフトと、前記カムシャフトに組み付けられるカムローブと、を備えたカム構造である。前記カムローブが、前記カムシャフトの取付孔を有するベース円部とバルブリフト部とから形成されたベースカムと、前記バルブリフト部の先端部に形成された切欠部に設けられ、前記取付孔の中心軸と平行な軸を持ち前記ベースカムに対して回転自在なローラと、を有する。また、前記カムシャフト及び前記ベースカムには、前記カムシャフトの中空内部と前記切欠部とを連通し、前記中空内部を流通するオイルを前記ローラの摺動部へ供給するためのオイル通路が設けられ、前記オイル通路は、前記ローラの外周面に対向する前記切欠部の対向面に開口した油溜り部と、該油溜り部よりも前記中空内部側に形成され前記油溜り部よりも流路断面積が小さい絞り部と、前記絞り部よりも前記中空内部側において前記カムシャフトの外周面を貫通するように形成された給油部と、を有し、前記絞り部は、少なくとも前記給油部と前記油溜り部との間において前記カムシャフトの外周面又は前記取付孔に凹設された溝であることを特徴としている。 (1) The cam structure disclosed here is a cam structure including a hollow camshaft that rotates in conjunction with an engine crankshaft, and a cam lobe that is assembled to the camshaft. The cam lobe is provided in a base cam formed from a base circular portion having a mounting hole for the camshaft and a valve lift portion, and a notch formed in a tip portion of the valve lift portion, and a central axis of the mounting hole And a roller having an axis parallel to the base cam and rotatable relative to the base cam. The camshaft and the base cam are provided with an oil passage through which the hollow interior of the camshaft communicates with the notch and supplies oil flowing through the hollow interior to the sliding portion of the roller. The oil passage is formed in an oil reservoir opening on a facing surface of the notch portion that faces the outer peripheral surface of the roller, and is formed on the hollow inner side of the oil reservoir portion and is separated from the oil reservoir by a flow passage. A throttle portion having a small area, and an oil supply portion formed so as to penetrate the outer peripheral surface of the camshaft on the hollow inner side of the throttle portion, and the throttle portion includes at least the oil supply portion and the oil supply portion. It is a groove formed in the outer peripheral surface of the camshaft or the mounting hole between the oil reservoir and the oil reservoir .
(2)前記油溜り部は、前記ベースカムに形成されるとともに、前記絞り部は、前記カムシャフトに形成されることが好ましい。すなわち、前記オイル通路は、前記カムシャフトに形成された前記絞り部と前記ベースカムに形成された前記油溜り部とが組み合わされて形成されることが好ましい。
(3)前記油溜り部は、前記取付孔に開口するように前記ベースカムに形成された貫通孔であることが好ましい。
(2) It is preferable that the oil reservoir portion is formed on the base cam and the throttle portion is formed on the camshaft. In other words, the oil passage is preferably formed by combining the throttle portion formed in the camshaft and the oil reservoir portion formed in the base cam.
(3) the oil reservoir is preferably in the mounting hole is a through hole formed in said base cam to open.
(4)また、前記カムシャフトを支持する支持部を備えることが好ましい。この場合、前記カムシャフトの前記支持部が取り付けられる部分には、前記カムシャフトの外周面と前記支持部の内周面との接触部にオイルを供給する貫通孔部が設けられ、前記貫通孔部は、前記絞り部よりも流路断面積が大きいことが好ましい。 ( 4 ) Moreover, it is preferable to provide the support part which supports the said camshaft. In this case, a portion of the camshaft to which the support portion is attached is provided with a through-hole portion that supplies oil to a contact portion between the outer peripheral surface of the camshaft and the inner peripheral surface of the support portion. It is preferable that the section has a larger channel cross-sectional area than the throttle section.
開示のカム構造によれば、カムシャフトの中空内部とベースカムの切欠部とを連通するオイル通路の絞り部によって、ローラ側に供給されるオイルの流量を制限することができ、エンジンオイルの油圧低下を防止することができる。これにより、オイルポンプの駆動仕事を低減することができ、さらに燃費を向上させることができる。 According to the disclosed cam structure, the flow rate of oil supplied to the roller side can be limited by the throttle portion of the oil passage that connects the hollow interior of the camshaft and the notch portion of the base cam, and the oil pressure of the engine oil is reduced. Can be prevented. Thereby, the drive work of an oil pump can be reduced and a fuel consumption can be improved further.
また、オイル通路に絞り部を設けることで、アイドル運転時や始動時のようにエンジンの回転速度が極低くエンジンオイルの油圧が低い場合に、カムシャフトの中空内部を流通するオイルがオイル通路に流入できない(すなわち絞り部を通過できない)場合が生じうる。これに対して、開示のカム構造であれば、オイル通路の油溜り部にオイルを蓄えることができるため、このような油圧低下時であっても油溜り部から切欠部へオイルを供給することができる。これにより、エンジンオイルの油圧低下を防止しながら、ローラの摺動部の摩擦を低減することができる。 In addition, by providing a throttle in the oil passage, when the engine rotation speed is extremely low, such as during idling or starting, the oil flowing through the hollow inside of the camshaft enters the oil passage when the engine oil pressure is low. There may be a case where it cannot flow (that is, cannot pass through the throttle). On the other hand, with the disclosed cam structure, oil can be stored in the oil reservoir of the oil passage, so that oil is supplied from the oil reservoir to the notch even when the hydraulic pressure is reduced. Can do. Thereby, the friction of the sliding part of a roller can be reduced, preventing the fall of engine oil pressure.
以下、図面を用いて実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
[1.構成]
[1−1.全体構造]
図3に示すように、本実施形態にかかるカム構造10は、車両に搭載されるエンジン(何れも図示略)の動弁機構1を構成する部品の一つであり、エンジンのクランクシャフト(図示略)と連動して回転するカムシャフト20と、カムシャフト20に組み付けられるカムローブ30とを備えている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment.
[1. Constitution]
[1-1. Overall structure]
As shown in FIG. 3, the
動弁機構1は、カム構造10と、カム構造10によって駆動される有蓋円筒型のタペット11と、図示しないシリンダヘッドに固定される固定部12と、タペット11と固定部12との間に介設されたスプリング13とを備えて構成されている。タペット11はバルブリフターとも呼ばれ、カムシャフト20の回転運動を往復運動に変換するものである。タペット11には、エンジンの各気筒における吸気バルブ又は排気バルブ(以下、バルブ2という)の基端部が接続されている。タペット11の頂面の中心線上には、カムシャフト20の軸心が位置している。なお、動弁機構1の動作については後述する。
The valve mechanism 1 includes a
図1(a)及び(b)に示すように、カムシャフト20は中空のパイプで構成され、エンジンのクランクシャフトからタイミングチェーンやタイミングベルト(何れも図示略)を介して回転が伝達されて回転する。カムシャフト20の中空内部には、オイルポンプ(図示略)で圧送されたエンジンオイル(潤滑油,以下、単にオイルという)が流通する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
カムシャフト20は、支持部40によりエンジン本体に支持されており、支持部40に対して回転する。そのため、カムシャフト20の支持部40が取り付けられる部分には、カムシャフト20の外周面と支持部40の内周面との接触部にオイルを供給するための貫通孔部44が設けられている。カムシャフト20の中空内部を流通するオイルは、この貫通孔部44を通じてカムシャフト20と支持部40との接触部に供給され、この接触部を潤滑する。
The
カムシャフト20の軸方向には、バルブ2を開閉するためのカムローブ30が、バルブ2の個数に応じて複数固定されている。カムローブ30は、何れも同様の構成を有しているため、ここでは一つのカムローブ30を示し、その構造について説明する。
A plurality of
カムローブ30は、カム本体であるベースカム31と、ベースカム31に取り付けられるローラ32とから構成される。ベースカム31は、ベース円部31aとバルブリフト部31bとから形成されており、外周面が周方向全体に亘って連続している。ベース円部31aは、ベースカム31の円形の部分を意味し、中央にカムシャフト20が取り付けられる円形の孔部31h(以下、カムシャフト取付孔31hという)が形成されている。言い換えると、ベース円部31aは、カムシャフト20(カムシャフト取付孔31h)の軸心からの距離が一定の部分に対応する。なお、ベース円部31aとタペット11の頂面との間には僅かな隙間が設けられており、バルブ2の不要な開閉動作が防止される。
The
バルブリフト部31bは、ベース円部31aから突出した部分であり、タペット11を押圧してバルブ2を開閉動作させる部分である。図1(b)には、ベース円部31aとバルブリフト部31bとの境界線を二点鎖線で示している。バルブリフト部31bの図1(b)における右側は、カムローブ30が図中の矢印Cの方向に回転したときにベース円部31aの次にタペット11の頂面に対向する部分であり、バルブリフトの立上り部31b1(バルブ2が開く側)である。
The
反対に、バルブリフト部31bの図1(b)における左側は、カムローブ30が図中の矢印Cの方向に回転したときに、ローラ32がタペット11の頂面に対向した後にタペット11の頂面に対向する部分であり、バルブリフトの立下り部31b2(バルブ2が閉じる側)である。バルブリフト部31bの立上り部31b1及び立下り部31b2の各基端部31dは、ベース円部31aとバルブリフト部31bとの境界線上にある。
On the other hand, the left side of the
バルブリフト部31bは、その先端部(カムトップ部)31cに切欠部31nを有する。切欠部31nは、バルブリフト部31bの先端部31cからベース円部31aの一部にかけて、ベースカム31の幅方向(カムシャフト20が挿通される方向)の中間部(ここでは中心)に、立上り部31b1から立下り部31b2までを貫通するように切り欠いて形成された空間である。ベースカム31に欠成された切欠部31nの幅方向両側には、対向する一対のヨーク部31y,31yが形成される。対向する一対のヨーク部31y,31yは、図1(b)に示すように軸方向から見て切欠部31nと同一形状をなし、図1(a)に示すように軸方向に直交する方向から見て同一の幅を有している。
The
対向する一対のヨーク部31y,31yには、幅方向に貫通した孔部31m,31mが一直線上に設けられている。孔部31mは、その中心軸がベース円部31aに形成されたカムシャフト取付孔31hの軸心と平行になるように形成されている。この孔部31mには、ローラ32をベースカム31に取り付けるためのローラシャフト33が挿通され、かしめによりベースカム31に組み付けられて固定される。以下、この孔部31mをローラシャフト取付孔31mという。
A pair of opposing
ローラ32は、ベースカム31に対して回転自在となるように、バルブリフト部31bの先端部31cに形成された切欠部31nに設けられる。ローラ32は、その中心にローラシャフト33が挿通される貫通孔32hを有し、この貫通孔32hがベースカム31のヨーク部31y,31yに形成されたローラシャフト取付孔31mと重なるように切欠部31nに配置される。このときローラ32は、二つのヨーク部31y,31yとの隙間が略同等となるように、切欠部31nの幅方向中心部に配置される。そして、カムシャフト20の中心軸(カムシャフト取付孔31hの中心軸)と平行になるように、ローラシャフト33がローラシャフト取付孔31mと貫通孔32hとに挿通され、ローラ32がベースカム31に取り付けられる。
The
ローラ32は、外周面の一部がバルブリフト部31bの先端部31cの外周面よりも外側に突出するように取り付けられる。また、ローラ32の外周面と対向する切欠部31nの対向面31fは、ローラ32側(バルブリフト部31bの先端側)に曲がった曲面形状をなし、対向面31fの曲率半径はローラ32の外周面の曲率半径よりも大きく設定されている。
The
ローラ32は、ベースカム31に固定されたローラシャフト33に対して回転する。そのため、ローラ32の貫通孔32hの内周面とローラシャフト33の外周面との接触面は滑りながら動く部分(摺動部)となり、適切な潤滑が必要となる。そこで本カム構造10は、この摺動部へ潤滑油としてのオイルを供給するためのオイル通路34を備えている。
The
[1−2.オイル通路の構造]
次に、本実施形態に係るカム構造10のオイル通路34について、図1(a),(b)及び図2を用いて説明する。オイル通路34は、カムシャフト20の中空内部を流通するオイルをローラ32の摺動部へ供給するための流路であり、カムローブ30がカムシャフト20に組み付けられた状態でカムシャフト20の中空内部とベースカム31に形成された切欠部31nとが連通するように設けられている。つまり、カムシャフト20とベースカム31とには、予めオイル通路34を構成する部分がそれぞれ形成されており、カムシャフト20とカムローブ30とが組み付けられることで一つの流路(すなわちオイル通路34)を形成するようになっている。
[1-2. Oil passage structure]
Next, the
本実施形態のオイル通路34は、流路断面積の異なる二つの部分から構成されている。一つは、ローラ32側へ供給されるオイルの流量を制限するための絞り部34aであり、もう一つは、オイルを蓄えておくための油溜り部34bである。絞り部34aはカムシャフト20に設けられており、油溜り部34bはベースカム31に設けられている。
The
絞り部34aは、カムシャフト20の外周面を貫通する貫通孔として形成されており、一端がカムシャフト20の中空内部に開口し、他端がカムシャフト20の外周面に開口している。絞り部34aは、油溜り部34bよりもカムシャフト20の中空内部側(オイル通路34の上流側)に設けられ、カムシャフト20の中空内部からローラ32側へ供給されるオイルが最初に流入してくる部分である。絞り部34aの流路断面積は、油溜り部34bの流路断面積よりも小さく形成されている。なお、絞り部34aの流路断面積は、上記したカムシャフト20と支持部40との接触部を潤滑するための貫通孔部44の流路断面積よりも小さい。
The
一方、油溜り部34bは、一端が切欠部31nの対向面31fに開口し、他端がカムシャフト取付孔31hに開口している。つまり、油溜り部34bはカムシャフト取付孔31hから切欠部31nの対向面31fまでを貫通する貫通孔として形成されている。油溜り部34bは、絞り部34aを流通してきたオイルが流入してローラ32側へ漏れ出ていく部分であるとともに、オイルの粘度によってローラ32側へ漏出しなかったオイルが蓄えられる部分でもある。なお、カムシャフト20とカムローブ30との組み付け時には、これら絞り部34aと油溜り部34bとが連通状態となって一つのオイル通路34を形成するように組み付けられる。
On the other hand, the
[2.作用・動作]
まず、本カム構造10を備えた動弁機構1の動作について、図3を用いて説明する。図3に示すように、エンジンのクランクシャフトと連動してカムシャフト20が矢印Cの方向に回転すると、カムシャフト20とともにカムローブ30が回転する。このとき、ベースカム31のベース円部31aがタペット11の頂面と対向している間(すなわち図3の状態となる前)は、上記のようにベース円部31aとタペット11の頂面との間に隙間が設けられているため、ベース円部31aからタペット11への押圧力は生じない。したがって、バルブ2は開閉動作をせず、スプリング13の弾性力により全閉状態に保持される。
[2. Action / Operation]
First, operation | movement of the valve mechanism 1 provided with this
その後、カムローブ30がさらに回転して、タペット11の頂面がベースカム31のベース円部31aからバルブリフト部31bに乗り移ると、タペット11はバルブリフト部31bに押圧される。このため、スプリング13の弾性力に抗して、バルブ2がタペット11とともに押し下げられて開き始める(バルブリフトが立ち上がり始める)。
Thereafter, when the
さらにカムローブ30が回転し、タペット11の頂面がバルブリフト部31bからローラ32に乗り移って図3の状態となると、ローラ32がタペット11の頂面上を図中の矢印Dの方向に回転しながら移動する。つまり、ローラ32がタペット11を押圧することになる。これにより、スプリング13の弾性力に抗してバルブ2がさらに押し下げられ、バルブリフトが増加し、ついには最大のバルブリフトとなる。
When the
その後は、反対にタペット11の頂面がローラ32からバルブリフト部31bに乗り移り、スプリング13の弾性力によりバルブ2は押し上げられて閉まり始める(バルブリフトが立ち下がり始める)。そして、タペット11の頂面がバルブリフト部31bからベース円部31aに乗り移ると、タペット11への押圧力はなくなり、バルブ2は全閉となる。動弁機構1は、このような動作をカムシャフト20の回転中に繰り返す。
Thereafter, the top surface of the
次に、カム構造10におけるローラ32の摺動部への潤滑について、図4(a)〜(c)を用いて説明する。図4(a)に示すように、エンジンオイルの油圧が高い場合は、オイルポンプにより圧送されたオイルは、図中白抜き矢印で示すようにカムシャフト20の中空内部を流通し、矢印で示すようにオイル通路34を通って切欠部31nに供給される。
Next, lubrication of the sliding portion of the
ローラ32は、タペット11の頂面に乗り移ると回転するため、図4(b)に示すように、ローラ32の回転によるくさび効果によって、切欠部31nに供給されたオイルがローラ32の内周面とローラシャフト33の外周面との間に引き込まれる。これにより、ローラ32の内周面とローラシャフト33の外周面との間に油膜Fが形成され、この油膜Fによってローラ32の摺動部の摩擦が低減される。
Since the
ここで、オイル通路34の上流側(すなわち、カムシャフト20の中空内部側)には流路断面積の小さい絞り部34aが設けられているため、この絞り部34aによりオイルの流量が制限される。このため、オイルポンプの能力が比較的高くエンジンオイルの油圧が高い場合に、大量のオイルがローラ32側へ供給されて油圧が低下してしまうことを防いで、適度な量のオイルを切欠部31nに供給することができる。また、絞り部34aの下流側に位置する油溜り部34bには、切欠部31nに漏出しきらなかったオイルが蓄えられる。
Here, since the
油溜り部34bに蓄えられたオイルは、アイドル運転時や始動時のようにエンジンの回転速度が極低回転であり、エンジンオイルの油圧が低い場合に活用される。図4(c)に示すように、エンジンオイルの油圧が低い場合であってもオイルポンプにより圧送されたオイルは、図中白抜き矢印で示すようにカムシャフト20の中空内部を流通するが、オイル通路34の絞り部34aを通過することができない。
The oil stored in the
そのため、この場合は油溜り部34bに蓄えられたオイルが、ローラ32とタペット11との接触時(すなわち、切欠部31nが油溜り部34bの下方に位置するとき)に、切欠部31nへ漏れ出す。そして、図4(b)に示すくさび効果により、上記と同様、ローラ32の摺動部に油膜Fが形成されて摩擦が低減される。すなわち、油溜り部34bは、エンジンオイルの油圧変動の有無にかかわらず、過不足なく安定したオイル供給を実現するためのバッファー(変化を均すもの)として機能する。
Therefore, in this case, the oil stored in the
[3.効果]
したがって、本実施形態に係るカム構造10によれば、カムシャフト20の中空内部とベースカム31の切欠部31nとを連通するオイル通路34の絞り部34aによって、ローラ32側に供給されるオイルの流量を制限することができ、エンジンオイルの油圧低下を防止することができる。これにより、オイルポンプの駆動仕事を低減することができ、さらに燃費を向上させることができる。
[3. effect]
Therefore, according to the
また、オイル通路34に絞り部34aを設けることで、アイドル運転時や始動時のようにエンジンの回転速度が低くエンジンオイルの油圧が低い場合に、カムシャフト20の中空内部を流通するオイルがオイル通路34に流入できない(絞り部34aを通過できない)場合が生じうる。これに対して、本カム構造10であれば、オイル通路34の油溜り部34bにオイルを蓄えることができるため、このような油圧低下時であっても油溜り部34bから切欠部31nへオイルを供給することができる。これにより、エンジンオイルの油圧低下を防止しながら、ローラ32の摺動部の摩擦を低減することができる。
Further, by providing the
また、流路断面積の異なる絞り部34aと油溜り部34bとが、それぞれカムシャフト20とベースカム31とに形成されているため、カムシャフト20とカムローブ30とを圧入等で組み付ける場合に、カムシャフト20の軸方向の精度の高低にかかわらず、オイル流通性を確保することができる。つまり、組付け性の向上と潤滑性の向上とを両立することができる。また、カムシャフト20とベースカム31とにそれぞれ絞り部34aと油溜り部34bとを形成するため、容易に加工することができる。
In addition, since the
特に本実施形態では、油溜り部34bがカムシャフト取付孔31hと切欠部31nとにそれぞれ開口するようにベースカム31に形成された貫通孔である。また、絞り部34aがカムシャフト20の外周面を貫通する貫通孔である。そして、これら二つの貫通孔が組み合わされて一つのオイル通路34を構成するため、加工が容易であるとともに、オイル通路34を形成するための工数を抑制することができる。
Particularly in this embodiment, the
また、カムシャフト20の支持部40が取り付けられる部分には、カムシャフト20の外周面と支持部40の内周面との接触部にオイルを供給するための貫通孔部44が設けられており、カムシャフト20と支持部40との接触部にはこの貫通孔部44を通じてオイルが供給される。なお、カムシャフト20と支持部40とは強く接触しているため、貫通孔部44を絞り部34aの流路断面積よりも大きく形成することでカムシャフト20と支持部40との接触部の摩擦を確実に低減することができる。なお、カムシャフト20と支持部40との接触部は、ローラ32の摺動部に比べて接触が強いため、オイル漏れがほとんど発生せずエンジンオイルの油圧は低下し難い。
Further, a through-
[4.変形例]
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、カム構造10に設けられるオイル通路34の変形例を図5及び図6に示す。これらは、上述したカム構造10のうちオイル通路34の形状のみが異なるため、同一の構成については上記の実施形態と同一の符号を付して説明は省略する。
[4. Modified example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, a modification of the
[4−1.第一変形例]
図5に示すように、この変形例(第一変形例)にかかるカム構造10のオイル通路35は、ローラ32側へ供給されるオイルの流量を制限するための絞り部35aと、オイルを蓄えておくための油溜り部35bとに加え、絞り部35aにオイルを供給する給油部35cを備えている。絞り部35a及び給油部35cはカムシャフト20に設けられ、油溜り部35bはベースカム31に設けられている。なお、油溜り部35bは上記実施形態の油溜り部34bと同一であるため、その説明は省略する。
[4-1. First modification]
As shown in FIG. 5, the
給油部35cは、カムシャフト20の外周面を貫通する貫通孔として形成されており、一端がカムシャフト20の中空内部に開口し、他端がカムシャフト20の外周面に開口している。給油部35cは、絞り部35a及び油溜り部35bよりもカムシャフト20の中空内部側(オイル通路35の最上流部)に設けられ、カムシャフト20の中空内部からローラ32側へ供給されるオイルが最初に流入してくる部分である。給油部35cの大きさは任意であり、後述する絞り部35aの溝幅と同等か、溝幅よりもやや大きいことが好ましい。また、給油部35cの周方向位置も任意であり、カムローブ30の向きに関わらず加工が可能である。
The
絞り部35aは、少なくとも給油部35cと油溜り部35bとの間においてカムシャフト20の外周面に凹設された溝である。なおここでは、カムシャフト20の外周面を一周するように形成された環状溝として構成されている。溝の大きさ(つまり、溝の幅及びカムシャフト20の外周面からの深さ)は、絞り部35aの流路断面積に相当し、油溜り部35bの流路断面積よりも小さくなるように設定されている。
The
給油部35cは、絞り部35aの一部と重なる位置に穿孔されている。カムシャフト20とカムローブ30との組み付け時には、カムシャフト20の外周面に形成された溝としての絞り部35aが油溜り部35bと重なり、給油部35c,絞り部35a及び油溜り部35bによって一つのオイル通路35が形成されるように組み付けられる。
The
つまり、本変形例にかかるカム構造10のオイル通路35は、上流側(カムシャフト20の中空内部側)から給油部35c,絞り部35a,油溜り部35bの順に設けられており、カムシャフト20の中空内部を流通するオイルは、給油部35cを通って絞り部35aへ流入し、カムシャフト20の外周面の絞り部35aで流量が制限され、油溜り部35bへ流れる。そして、油溜り部35bから切欠部31nにオイルが供給されて、ローラ32の摺動部に油膜が形成される。
That is, the
したがって、本変形例にかかるカム構造10によれば、上記実施形態と同様、カムシャフト20の中空内部とベースカム31の切欠部31nとを連通するオイル通路35の絞り部35aによって、ローラ32側に供給されるオイルの流量を制限することができ、エンジンオイルの油圧低下を防止することができる。また、オイル通路35の油溜り部35bにオイルを蓄えることができるため、エンジンオイルの油圧低下時であっても油溜り部35bから切欠部31nへオイルを供給することができる。これにより、エンジンオイルの油圧低下を防止しながら、ローラ32の摺動部の摩擦を低減することができる。
Therefore, according to the
また、本変形例においても、カムシャフト20に絞り部35aが設けられ、ベースカム31に油溜り部35bが設けられているため、容易に加工することができる。
さらに、ここでは絞り部35aがカムシャフト20の外周面に凹設された溝であるため、上記実施形態のように絞り部34aを貫通孔として形成する場合と比較して、絞り部35aを形成する回転方向位置をカムローブ30の向きに合わせる必要がない。また、給油部35cの回転方向位置も任意に設定可能であるため、オイル通路35の加工をより簡単にすることができる。
Also in this modification, the
Furthermore, since the
なお、ここでは絞り部35aがカムシャフト20の外周面を一周するように溝が形成されているが、少なくとも給油部35cと油溜り部35bとの間において絞り部35aが形成されていればよい。また、カムシャフト20の外周面ではなく、ベースカム31に形成されていてもよい。つまり、絞り部35aが、少なくとも給油部35cと油溜り部35bとの間において、ベースカム31に形成されたカムシャフト取付孔31hに凹設された溝として構成されていてもよい。このように構成されたオイル通路35であっても、上記した効果と同様の効果を得ることができる。
Here, although the groove is formed so that the
[4−2.第二変形例]
図6に示すように、この変形例(第二変形例)にかかるカム構造10のオイル通路36は、ローラ32側へ供給されるオイルの流量を制限するための絞り部36aと、オイルを蓄えておくための油溜り部36bと、絞り部36aにオイルを供給する給油部36cとを備えて構成されている。給油部36cはカムシャフト20に設けられ、絞り部36a及び油溜り部36bはベースカム31に設けられている。
[4-2. Second modification]
As shown in FIG. 6, the
給油部36cは、上記の第一変形例と同様、カムシャフト20の外周面を貫通する貫通孔として形成されており、一端がカムシャフト20の中空内部に開口し、他端がカムシャフト20の外周面に開口している。給油部36cは、絞り部36a及び油溜り部36bよりもカムシャフト20の中空内部側(オイル通路36の最上流部)に設けられ、カムシャフト20の中空内部からローラ32側へ供給されるオイルが最初に流入してくる部分である。給油部36cは、後述する絞り部36aの流路断面積よりも大きい。
The
絞り部36a及び油溜り部36bは、何れもベースカム31に形成され、一つの貫通孔を構成する。つまり、一端がカムシャフト取付孔31hに開口し、他端が切欠部31nに開口するようにベースカム31に形成された貫通孔が、長手方向で異なる径を有する段付き孔となっている。絞り部36aは、この段付き孔のうちカムシャフト20の中空内部側に位置し、カムシャフト取付孔31hに開口する。
The
油溜り部36bは、絞り部36aよりもローラ32側に位置し、絞り部36aよりも流路断面積が大きく、切欠部31nに開口する。カムシャフト20とカムローブ30との組み付け時には、給油部36cと絞り部36aとが連通するように回転方向位置が合わせられる。すなわち、給油部36c,絞り部36a及び油溜り部36bによって一つのオイル通路36が形成されるように組み付けられる。
The
つまり、本変形例にかかるカム構造10のオイル通路36は、上流側(カムシャフト20の中空内部側)から給油部36c,絞り部36a,油溜り部36bの順に設けられており、カムシャフト20の中空内部を流通するオイルは、給油部36cを通って絞り部36aへ流入し、絞り部36aで流量が制限され、油溜り部36bへ流れる。そして、油溜り部36bから切欠部31nにオイルが供給されて、ローラ32の摺動部に油膜が形成される。
That is, the
したがって、本変形例にかかるカム構造10によれば、上記実施形態と同様、カムシャフト20の中空内部とベースカム31の切欠部31nとを連通するオイル通路36の絞り部36aによって、ローラ32側に供給されるオイルの流量を制限することができ、エンジンオイルの油圧低下を防止することができる。また、オイル通路36の油溜り部36bにオイルを蓄えることができるため、エンジンオイルの油圧低下時であっても油溜り部36bから切欠部31nへオイルを供給することができる。これにより、エンジンオイルの油圧低下を防止しながら、ローラ32の摺動部の摩擦を低減することができる。
Therefore, according to the
また、本変形例にかかるカム構造10によれば、カムローブ30のみの追加加工で従来のカム構造を本発明のカム構造10に変化させることができる。そのため、製造コストを削減することができる。さらに、本変形例のオイル通路36は、カムローブ30に絞り部36aが設けられているため、絞り部36aの流路長さをカムシャフト20の外周面の厚みと異なる長さに設定することができる。つまり、絞り部36aで制限されるオイルの絞り量を調整することができる。また、上記実施形態や第一変形例で示した油溜り部34b,35bに比べて、油溜り部36bの容積を小さくすることができる。
Moreover, according to the
[4−3.その他]
上記実施形態及び各変形例では、ベースカム31に形成された切欠部31nが、バルブリフト部31bの先端部31cの幅方向中間部のうち中央に位置している場合を例示しているが、切欠部31nの位置は中央に限られず、片寄って設けられていてもよい。また、切欠部31nがバルブリフト部31bの先端部31cからベース円部31aの一部にかけて形成されているベースカム31を例示しているが、バルブリフト部31bのみを欠成して設けられていてもよい。また、切欠部31nの対向面31fの形状も上記したものに限られず、平面であってもよい。
[4-3. Others]
In the above embodiment and each modified example, the case where the
また、ベースカム31の具体的な形状(リフト量及び作用角)はエンジンの仕様により適宜設定可能である。また、ローラ32の大きさやローラ32のベースカム31に対する突出量も図示したものに限られず、適宜設定可能である。
The specific shape (lift amount and working angle) of the
また、上記実施形態及び各変形例では、ローラ32がベースカム31に固定されたローラシャフト33に対して回転するカム構造10を説明したが、ローラ32とローラシャフト33とが固定され、ローラシャフト33がベースカム31に対して回転するカム構造であってもよい。また、ローラ32がローラシャフト33に対して回転自在であり、さらにローラシャフト33もベースカム31に対して回転自在であってもよい。このような場合であっても、切欠部31nにオイルが供給されることにより摺動部に油膜が形成され、摩擦を低減することができる。
In the above embodiment and each modification, the
1 動弁機構
2 バルブ(吸気バルブ又は排気バルブ)
10 カム構造
11 タペット
20 カムシャフト
30 カムローブ
31 ベースカム
31a ベース円部
31b バルブリフト部
31c 先端部
31f 対向面
31h カムシャフト取付孔
31m ローラシャフト取付孔
31n 切欠部
31y ヨーク部
32 ローラ
32h 貫通孔
33 ローラシャフト
34,35,36 オイル通路
34a,35a,36a 絞り部
34b,35b,36b 油溜り部
35c,36c 給油部
40 支持部
44 貫通孔部
1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記カムシャフトに組み付けられるカムローブと、を備えたカム構造であって、
前記カムローブが、前記カムシャフトの取付孔を有するベース円部とバルブリフト部とから形成されたベースカムと、前記バルブリフト部の先端部に形成された切欠部に設けられ、前記取付孔の中心軸と平行な軸を持ち前記ベースカムに対して回転自在なローラと、を有し、
前記カムシャフト及び前記ベースカムには、前記カムシャフトの中空内部と前記切欠部とを連通し、前記中空内部を流通するオイルを前記ローラの摺動部へ供給するためのオイル通路が設けられ、
前記オイル通路は、前記ローラの外周面に対向する前記切欠部の対向面に開口した油溜り部と、該油溜り部よりも前記中空内部側に形成され前記油溜り部よりも流路断面積が小さい絞り部と、前記絞り部よりも前記中空内部側において前記カムシャフトの外周面を貫通するように形成された給油部と、を有し、
前記絞り部は、少なくとも前記給油部と前記油溜り部との間において前記カムシャフトの外周面又は前記取付孔に凹設された溝である
ことを特徴とする、カム構造。 A hollow camshaft that rotates in conjunction with the engine crankshaft;
A cam structure including a cam lobe assembled to the cam shaft,
The cam lobe is provided in a base cam formed from a base circular portion having a mounting hole for the camshaft and a valve lift portion, and a notch formed in a tip portion of the valve lift portion, and a central axis of the mounting hole A roller having a shaft parallel to the base cam and rotatable with respect to the base cam,
The camshaft and the base cam are provided with an oil passage for communicating the hollow interior of the camshaft and the notch, and supplying oil flowing through the hollow interior to the sliding portion of the roller,
The oil passage is formed in an oil reservoir opening on an opposed surface of the cutout portion facing the outer peripheral surface of the roller, and is formed on the hollow inner side of the oil reservoir and formed in a flow passage cross-sectional area than the oil reservoir. A small throttle part, and an oil supply part formed so as to penetrate the outer peripheral surface of the camshaft on the hollow inner side of the throttle part,
The cam structure according to claim 1, wherein the throttle portion is a groove formed in an outer peripheral surface of the camshaft or the mounting hole at least between the oil supply portion and the oil reservoir portion .
前記絞り部は、前記カムシャフトに形成される
ことを特徴とする、請求項1記載のカム構造。 The oil reservoir is formed on the base cam,
The cam structure according to claim 1, wherein the throttle portion is formed on the camshaft.
ことを特徴とする、請求項2記載のカム構造。 The oil reservoir section is characterized said a through hole formed in the base cam <br/> it so as to open into the mounting hole, the cam structure of claim 2 wherein.
前記カムシャフトの前記支持部が取り付けられる部分には、前記カムシャフトの外周面と前記支持部の内周面との接触部にオイルを供給する貫通孔部が設けられ、
前記貫通孔部は、前記絞り部よりも流路断面積が大きい
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載のカム構造。 A support portion for supporting the camshaft;
A portion of the camshaft to which the support portion is attached is provided with a through-hole portion that supplies oil to a contact portion between the outer peripheral surface of the camshaft and the inner peripheral surface of the support portion,
The cam structure according to any one of claims 1 to 3 , wherein the through-hole portion has a flow path cross-sectional area larger than that of the throttle portion.
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