JP6937712B2 - 内燃機関のカムシャフト構造 - Google Patents

内燃機関のカムシャフト構造 Download PDF

Info

Publication number
JP6937712B2
JP6937712B2 JP2018036198A JP2018036198A JP6937712B2 JP 6937712 B2 JP6937712 B2 JP 6937712B2 JP 2018036198 A JP2018036198 A JP 2018036198A JP 2018036198 A JP2018036198 A JP 2018036198A JP 6937712 B2 JP6937712 B2 JP 6937712B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
balance weight
combustion engine
internal combustion
journal portion
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.)
Active
Application number
JP2018036198A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019152110A (ja
Inventor
崇拓 今福
崇拓 今福
根来 正明
正明 根来
拓也 中野
拓也 中野
嘉司弘 澤海
嘉司弘 澤海
大 小池
大 小池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2018036198A priority Critical patent/JP6937712B2/ja
Publication of JP2019152110A publication Critical patent/JP2019152110A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6937712B2 publication Critical patent/JP6937712B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

本発明は、内燃機関のカムシャフト構造に関するものである。
従来、例えば特許文献1に見られるように、シャフトの軸方向に、排気弁を駆動するカム山31と、クランクシャフトからの動力が入力される入力部である従動歯車82と、ケース部材に回転自在に支持されるジャーナル部32と、バランスウエイト51,52とが配置された内燃機関のカムシャフト構造が知られている。
このようなカムシャフト構造によれば、バランスウエイトが設けられていることによって、内燃機関の振動を抑制することができる。
特許第3730064号公報
上述した従来の内燃機関のカムシャフト構造では、バランスウエイトに穴が設けられており、この穴にシャフトの端部が圧入されていた。
このような構造であると、バランスウエイトの穴の外周には、シャフト端部の圧入に耐え得るだけの所定の肉厚を有するリング部分(例えば同文献図6において符号52aで示されるリング状部分)が必要になる。そのため、その分バランスウエイトがラジアル方向に大型化し、結果としてシリンダヘッドも大型化するという難点があった。
本発明が解決しようとする課題は、シリンダヘッドの大型化を抑制することができる内燃機関のカムシャフト構造を提供することである。
上記課題を解決するために本発明の内燃機関のカムシャフト構造は、
シャフトの軸方向に、吸気弁または排気弁を駆動するカム山と、クランクシャフトからの動力が入力される入力部と、ケース部材に回転自在に支持されるジャーナル部と、バランスウエイトとが配置された内燃機関のカムシャフト構造において、
軸方向に関し、前記ジャーナル部の外側に、片持ち配置となるカム山を設けるとともに、少なくとも当該カム山を設けた側のシャフトの端部を筒状とし、前記バランスウエイトには軸部を一体に設け、この軸部を前記筒状部に圧入することで、シャフトの端部にバランスウエイトを取り付けたことを特徴とする。
この内燃機関のカムシャフト構造によれば、
軸方向に関し、前記ジャーナル部の外側に、片持ち配置となるカム山が設けられるとともに、少なくとも当該カム山が設けられた側のシャフトの筒状端部に対して、軸部が一体的に設けられたバランスウエイトの当該軸部が圧入されることで、シャフトの端部にバランスウエイトが取り付けられるから、従来技術で必要とされた前記リング部分が不要となる。
リング部分が不要となった分、バランスウエイトをラジアル方向に小型化でき、結果としてシリンダヘッドの大型化を抑制することができる。
この内燃機関のカムシャフト構造においては、
前記シャフトは筒状であり、前記バランスウエイトの軸部は、軸方向に関し、前記ジャーナル部まで伸びている構成とすることができる。
このように構成すると、前記シャフトを筒状とすることで軽量化を図りつつ、バランスウエイトの軸部を、軸方向に関し、前記ジャーナル部まで伸ばすことによって、片持ち配置となっているカム山が受けるバルブスプリング反力を、シャフトとバランスウエイトの軸部とで共同して、カム山位置からジャーナル部までの間に亘って分散吸収することができる。
したがって、カムシャフト構造の軽量化を図りつつ強度を向上させることができる。
この内燃機関のカムシャフト構造においては、
前記シャフトは筒状であり、前記バランスウエイトの軸部は、軸方向に関し、前記ジャーナル部を超える位置まで伸びており、ジャーナル部の内周面と対向する軸部の外周面の径は、ジャーナル部の内周面の径よりも小さい構成とすることができる。
このように構成すると、バランスウエイトの軸部のシャフトへの圧入に伴うジャーナル部の変形を防止してカムシャフト構造の強度を向上させることができる。
この内燃機関のカムシャフト構造においては、
前記バランスウエイトの軸部は、軸方向に関し、前記カム山と前記ジャーナル部との間と、前記ジャーナル部を超えた位置とにおいて、前記シャフトに対してタイト圧入されてシャフトと一体化される構成とすることができる。
このように構成すると、圧入に伴うカム山やジャーナル部の歪みを防止しつつ、片持ち支持となるカム山側のシャフトの振れをジャーナル部とその両側のタイト圧入部とに分散させて低減することができる。
この内燃機関のカムシャフト構造においては、
前記バランスウエイトの軸部の外径は、前記カム山と前記ジャーナル部との間の位置の外径に比べて、前記ジャーナル部を超えた位置の外径の方が小さくなっている構成とすることができる。
このように構成すると、圧入に伴う圧入痕の影響を少なくして、カム山とジャーナル部との間の位置におけるシャフトとバランスウエイトの軸部との結合強度を高めることができる。
この内燃機関のカムシャフト構造においては、
前記バランスウエイトの軸部は筒状であり、その穴は貫通穴である構成とすることができる。
このように構成すると、カムシャフト構造のさらなる軽量化を図ることができる。
この内燃機関のカムシャフト構造においては、
前記吸気弁または排気弁は1つの燃焼室に対して複数設けられ、それら吸気弁または排気弁を駆動するカム山も1つの燃焼室に対して吸気弁または排気弁と同数設けられ、
前記吸気弁または排気弁は、その弁軸線同士が燃焼室から前記カム山に向かって開く放射状となっており、
前記片持ち配置となるカム山は、前記複数のカム山の間に位置するジャーナル部がケース部材によって支持されることで片持ち状態となっている構成とすることができる。
吸気弁または排気弁が1つの燃焼室に対して複数設けられ、それら吸気弁または排気弁を駆動するカム山も1つの燃焼室に対して吸気弁または排気弁と同数設けられ、
吸気弁または排気弁が、その弁軸線同士が燃焼室からカム山に向かって開く放射状となっており、
片持ち配置となるカム山が、複数のカム山の間に位置するジャーナル部がケース部材によって支持されることで片持ち状態となっている構成となっている場合、
弁軸線同士が平行になっている場合に比べて、前記ジャーナル部から片持ち配置となっているカム山までの距離が、弁軸同士が平行である場合に比べて長くなるため、シャフトおよびジャーナル部に対する負荷は大きくなる。
これに対し、この発明によれば、バランスウエイトの軸部を前記ジャーナル部まで伸ばすことによる補強効果とバランスウエイトによる制振性とが相俟って、前記ジャーナル部の負荷低減を図ることができ、結果として、カムシャフト構造の軽量化を図ることができる。
本発明に係る内燃機関のカムシャフト構造の実施の形態を用いた内燃機関のシリンダヘッド部を示す概略図(図2における1−1断面図に相当する図)。 同じく概略平面図。 本発明に係る内燃機関のカムシャフト構造の実施の形態を示す図で、(a)は左側面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図、(c)は図(b)の部分拡大図。 バランスウエイトを示す図で、(a)は左側面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図。
以下、本発明に係る内燃機関のカムシャフト構造の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、同一部分ないし相当する部分には、同一の符号を付してある。
図1〜図3に示すように、この実施の形態の内燃機関のカムシャフト構造1は、
シャフト10の軸方向に、吸気弁または排気弁を駆動するカム山11,12と、クランクシャフト(図示せず)からの動力が入力される入力部13と、ケース部材としてのシリンダヘッド2に回転自在に支持されるジャーナル部14,15と、バランスウエイト20とが配置されている。
シャフト10は筒状となっており(図3参照)、軸方向に関し、ジャーナル部14の外側に、片持ち配置となるカム山11が設けられている。
図4にも示すように、バランスウエイト20には軸部22が一体に設けられており、この軸部22がシャフト10の筒状部16に圧入されることで、シャフト10の端部10cにバランスウエイト20が取り付けられている。
この内燃機関のカムシャフト構造1によれば、
軸方向に関し、前記ジャーナル部14の外側に、片持ち配置となるカム山11が設けられるとともに、少なくとも当該カム山11が設けられた側のシャフト10の筒状端部10cに対して、軸部22が一体的に設けられたバランスウエイト20の当該軸部22が圧入されることで、シャフト10の端部10cにバランスウエイト20が取り付けられるから、従来技術で必要とされたリング部分(例えば特許文献1である特許第3730064号公報の図6において符号52aで示されるリング部分)が不要となる。
リング部分が不要となった分、バランスウエイト20をラジアル方向に小型化でき、結果としてケース部材であるシリンダヘッド2の大型化を抑制することができる。
前述したようにシャフト10は筒状であり、図3に示すように、バランスウエイト20の軸部22も筒状である。そして、バランスウエイト20の軸部22は、軸方向に関し、前記ジャーナル部14まで伸びている。
このように構成すると、シャフト10およびバランスウエイト20の軸部22をいずれも筒状とすることで軽量化を図りつつ、バランスウエイト20の軸部22を、軸方向に関し、前記ジャーナル部14まで伸ばすことによって、片持ち配置となっているカム山11が受けるバルブスプリング反力F(図1、図3(b)参照)を、シャフト10とバランスウエイト20の軸部22とで共同して、カム山11位置からジャーナル部14までの間に亘って分散吸収することができる。
したがって、カムシャフト構造1の軽量化を図りつつ強度を向上させることができる。
図3に示すように、バランスウエイト20の軸部22は、軸方向に関し、ジャーナル部14を超える位置P2まで伸びており、図3(c)に示すように、ジャーナル部14の内周面14sと対向する軸部22の外周面22sの径22d1は、ジャーナル部14の内周面14sの径14d1よりも小さい。
このように構成すると、バランスウエイト20の軸部22のシャフト10への圧入に伴うジャーナル部14の変形を防止してカムシャフト構造1の強度を向上させることができる。
バランスウエイト20の軸部22のシャフト10への圧入に伴ってジャーナル部14が変形(拡径)すると、軸受け部4(図1)との間の抵抗が増大して耐久性が低下するおそれがあるが、この実施の形態によれば、そのようなおそれを防止することができる。
図3に示すように、バランスウエイト20の軸部22は、軸方向に関し、カム山11とジャーナル部14との間P3と、ジャーナル部14を超えた位置P2とにおいて、シャフト10に対してタイト圧入されてシャフト10と一体化されている。なお、タイト圧入というのは、このカムシャフト構造が採用される内燃機関が作動動する上で、バランスウエイト20の軸部22とシャフト10との間に両者を相対的に回動させようとする力(トルク)が作用しても両者が相対的に回動しないようにしっかりと圧入されているという意味である。
このように構成すると、圧入に伴うカム山11やジャーナル部14の歪みを防止しつつ、片持ち支持となるカム山11側のシャフト10の振れをジャーナル部14とその両側のタイト圧入部P3,P2とに分散させて低減することができる。
図3(b)(c)に示すように、バランスウエイト20の軸部22の外径は、カム山11とジャーナル部14との間の位置P3の外径22d3に比べて、ジャーナル部14を超えた位置P2の外径22d2の方が小さくなっている。
このように構成すると、圧入に伴う圧入痕の影響を少なくして、カム山11とジャーナル部14との間の位置P3におけるシャフト10とバランスウエイト20の軸部22との結合強度を高めることができる。
バランスウエイト20の軸部22は筒状であり、その穴22hは貫通穴である。
このように構成すると、カムシャフト構造1のさらなる軽量化を図ることができる。
図1に示すように、吸気弁7は1つの燃焼室Cに対して複数(図示のものは2つ)設けられ、それら吸気弁7を駆動するカム山(11,12)も1つの燃焼室Cに対して吸気弁7と同数(図示のものは2つ)設けられている。この実施の形態では、図2に示すように、排気弁8も1つの燃焼室Cに対して複数(図示のものは2つ)設けられ、それら排気弁8、8を駆動するカム山(31,32)も1つの燃焼室Cに対して排気弁8と同数(図示のものは2つ)設けられている。30が排気側カムシャフトである。
図1に示すように、吸気弁7,7は、その弁軸線7a、7a同士が燃焼室Cからカム山11,12に向かって開く放射状となっている。なお、図2に示す排気弁8の弁軸線同士は平行になっている。
片持ち配置となるカム山11は、カム山11,12の間に位置するジャーナル部14がケース部材2によって支持されることで片持ち状態となっている。
上記のような構成、すなわち、吸気弁7が1つの燃焼室Cに対して複数設けられ、それら吸気弁7を駆動するカム山も1つの燃焼室Cに対して吸気弁7と同数設けられ、
吸気弁7が、その弁軸線7a同士が燃焼C室からカム山11,12に向かって開く放射状となっており、
片持ち配置となるカム山11が、複数のカム山11,12の間に位置するジャーナル部14がケース部材2によって支持されることで片持ち状態となっている構成となっている場合、
図2に示すように、ジャーナル部14から片持ち配置となっているカム山11までの距離L2が、弁軸同士が平行である場合のジャーナル部から片持ち配置となっているカム山までの距離(例えば図2において、排気側カムシャフト30におけるのジャーナル部34から片持ち配置となっているカム山31までの距離L1)に比べて長くなるため、シャフト10およびジャーナル部14に対する負荷は大きくなる。
これに対し、この実施の形態によれば、図3に示したようにバランスウエイト20の軸部22をジャーナル部14まで伸ばすことによる補強効果とバランスウエイト20による制振性とが相俟って、ジャーナル部14の負荷低減を図ることができ、結果として、カムシャフト構造の軽量化を図ることができる。
なお、上記の例では、吸気弁側について述べたが、排気弁が同様の構成となっている場合にも同様に適用することができる。
つまり、複数の排気弁の弁軸線同士が燃焼室から複数のカム山に向かって開く放射状となっており、片持ち配置となるカム山が、複数のカム山の間に位置するジャーナル部がケース部材によって支持されることで片持ち状態となっている構成の場合には、バランスウエイトの軸部が軸方向に関し、ジャーナル部まで伸びている構成とすることによって、上記と同様の効果すなわち、バランスウエイトの軸部をジャーナル部まで伸ばすことによる補強効果とバランスウエイトによる制振性とが相俟って、前記ジャーナル部の負荷低減を図ることができ、結果として、カムシャフト構造の軽量化を図ることができるという効果が得られる。
図1、図2において、5は吸気側シャフト10のジャーナル部15の軸受け部、6は入力部13にボルト6bで固定される従動スプロケット、7r、7rは吸気弁7のロッカーアームである。
5eは排気側シャフト30のジャーナル部35の軸受け部、6eは入力部13eにボルト6bで固定される排気側従動スプロケット、8r、8rは排気弁8のロッカーアームである。
従動スプロケット6,6eはチェーン6cで駆動される。
なお、従動スプロケット6,6eに変えて従動ギアを設けることもできる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
例えば、
この実施の形態では、シャフト10は筒状となっているが、少なくともカム山11が設けられる側のシャフト10の端部のみを筒状とすることもできる。また、バランスウエイト20の軸部22が圧入される範囲のみを筒状とすることもできる。
この実施の形態のカム山11,12は吸気弁を駆動するが、排気弁を駆動するカム山とすることもできる。
1:内燃機関のカムシャフト構造、2:ケース部材、7:吸気弁、10:シャフト、11:カム山、13:入力部、14:ジャーナル部、14s:ジャーナル部14の内周面、16:筒状部、20:バランスウエイト、22:軸部、22s:軸部22の外周面、22h:穴。

Claims (7)

  1. シャフト(10)の軸方向に、吸気弁(7)または排気弁を駆動するカム山(11)と、クランクシャフトからの動力が入力される入力部(13)と、ケース部材(2)に回転自在に支持されるジャーナル部(14)と、バランスウエイト(20)とが配置された内燃機関のカムシャフト構造において、
    軸方向に関し、前記ジャーナル部(14)の外側に、片持ち配置となるカム山(11)を設けるとともに、少なくとも当該カム山(11)を設けた側のシャフト(10)の端部を筒状(16)とし、前記バランスウエイト(20)には軸部(22)を一体に設け、この軸部(22)を前記筒状部(16)に圧入することで、シャフト(10)の端部(10c)にバランスウエイト(20)を取り付けたことを特徴とする内燃機関のカムシャフト構造。
  2. 請求項1において、
    前記シャフト(10)は筒状であり、前記バランスウエイト(20)の軸部(22)は、軸方向に関し、前記ジャーナル部(14)まで伸びていることを特徴とする内燃機関のカムシャフト構造。
  3. 請求項1において、
    前記シャフト(10)は筒状であり、前記バランスウエイト(20)の軸部(22)は、軸方向に関し、前記ジャーナル部(14)を超える位置(P2)まで伸びており、ジャーナル部(14)の内周面(14s)と対向する軸部(22)の外周面(22s)の径(22d1)は、ジャーナル部(14)の内周面(14s)の径(14d1)よりも小さいことを特徴とする内燃機関のカムシャフト構造。
  4. 請求項3において、
    前記バランスウエイト(20)の軸部(22)は、軸方向に関し、前記カム山(11)と前記ジャーナル部(14)との間(P3)と、前記ジャーナル部(14)を超えた位置(P2)とにおいて、前記シャフト(10)に対してタイト圧入されてシャフト(10)と一体化されることを特徴とする内燃機関のカムシャフト構造。
  5. 請求項4において、
    前記バランスウエイト(20)の軸部(22)の外径は、前記カム山(11)と前記ジャーナル部(14)との間の位置(P3)の外径(22d3)に比べて、前記ジャーナル部(14)を超えた位置(P2)の外径(22d2)の方が小さくなっていることを特徴とする内燃機関のカムシャフト構造。
  6. 請求項1から5のうちいずれか一項において、
    前記バランスウエイト(20)の軸部(22)は筒状であり、その穴(22h)は貫通穴であることを特徴とする内燃機関のカムシャフト構造。
  7. 請求項2から6のうちいずれか一項において、
    前記吸気弁(7)または排気弁は1つの燃焼室に対して複数設けられ、それら吸気弁(7)または排気弁を駆動するカム山も1つの燃焼室に対して吸気弁(7)または排気弁と同数設けられ、
    前記吸気弁(7)または排気弁は、その弁軸線同士が燃焼室から前記カム山(11,12)に向かって開く放射状となっており、
    前記片持ち配置となるカム山(11)は、前記複数のカム山(11,12)の間に位置するジャーナル部(14)がケース部材(2)によって支持されることで片持ち状態となっていることを特徴とする内燃機関のカムシャフト構造。
JP2018036198A 2018-03-01 2018-03-01 内燃機関のカムシャフト構造 Active JP6937712B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018036198A JP6937712B2 (ja) 2018-03-01 2018-03-01 内燃機関のカムシャフト構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018036198A JP6937712B2 (ja) 2018-03-01 2018-03-01 内燃機関のカムシャフト構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019152110A JP2019152110A (ja) 2019-09-12
JP6937712B2 true JP6937712B2 (ja) 2021-09-22

Family

ID=67948557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018036198A Active JP6937712B2 (ja) 2018-03-01 2018-03-01 内燃機関のカムシャフト構造

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6937712B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019152110A (ja) 2019-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6244390B2 (ja) 同心カムシャフト位相器のフレックスプレート
JP5888283B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP6004013B2 (ja) 可変圧縮比内燃機関
KR101990728B1 (ko) 내연 기관의 가변 압축비 기구
KR20060043782A (ko) 오일 펌프 구동 기구
US20060064872A1 (en) Camshaft and assembling method thereof
CN102498268B (zh) 用于可变地调整内燃机换气阀配气正时的装置
US7669568B2 (en) Valve timing controller
JP6937712B2 (ja) 内燃機関のカムシャフト構造
US20060037576A1 (en) Balancer shaft arrangement for engine
KR101990727B1 (ko) 내연 기관의 가변 압축비 기구
JP7131445B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP2019085910A5 (ja)
JP7414401B2 (ja) 回転力伝達機構
JP5359332B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP2008133749A (ja) カムシャフトの軸受構造及び軸受方法
JP7208753B2 (ja) プレート部材
JP4563983B2 (ja) エンジンの回転角検出装置
JP2013047472A (ja) 車両用カムシャフトの軸受構造
JP2018048595A (ja) 内燃機関用リンク機構のアクチュエータ
JP5107197B2 (ja) クランク軸にスプライン嵌合する部材の係合構造
JP4359313B2 (ja) ベルト駆動機構
JP2019173710A (ja) ポンプ軸支持構造
JP2017190726A (ja) エンジン用カムシャフト
JP2008095620A (ja) 内燃機関の可変動弁装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201130

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: 20210824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210831

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6937712

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150