JPH0754615A - Cam device for internal combustion engine - Google Patents

Cam device for internal combustion engine

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Publication number
JPH0754615A
JPH0754615A JP5220688A JP22068893A JPH0754615A JP H0754615 A JPH0754615 A JP H0754615A JP 5220688 A JP5220688 A JP 5220688A JP 22068893 A JP22068893 A JP 22068893A JP H0754615 A JPH0754615 A JP H0754615A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cam
vicinity
tappet roller
stress
outer peripheral
Prior art date
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Pending
Application number
JP5220688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoichi Kuroda
良一 黒田
Kenji Shikauchi
健志 鹿内
Kiyoshi Katsuragi
潔 桂木
Genji Yasuma
源司 安間
Masanari Yoshizaki
昌成 吉崎
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.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yanmar Diesel Engine Co Ltd filed Critical Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Publication of JPH0754615A publication Critical patent/JPH0754615A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce contact stress in lateral direction both end parts to prevent pitching damage or abnormal abrasion by forming a recessed part over at least from cam nose tip part vicinity to a flank in the vicinity of the outer peripheral part of the cam side surface of the cam device driving the intake valve, etc., of an internal combustion engine. CONSTITUTION:In a fuel cam 6, a groovelike recessed part 13 so as to be formed along the outer peripheral surface of the fuel cam 6 is formed on an outer peripheral surface vicinity position over from the tip part or the part vicinity of a nose 11. Surface pressure by the contact surface with a tappet roller is absorbed by the elastic force of an end vicinity part because of the thin wall of the end vicinity part to lessen the contact surface stress on the end side. Consequently pitching damage or abnormal abrasion due to the stress in both the end parts can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の給・排気
弁やユニットインジェクタ等の燃料噴射ポンプを駆動す
るカム装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cam device for driving a fuel injection pump such as a supply / exhaust valve of an internal combustion engine or a unit injector.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は、この種のカム装置の一例とし
て燃料カムの構造を示したもので、(1)はユニットイ
ンジェクタ、(2)は、このユニットインジェクタ
(1)を駆動する燃料弁腕、(3)は、その弁腕(2)
を駆動するプッシュロッド、(4)は、プッシュロッド
(3)下端のタペットローラで、このタペットローラ
(4)が、カム軸(5)上の燃料カム(6)外周に接触
している。
2. Description of the Related Art FIG. 11 shows the structure of a fuel cam as an example of this type of cam device. (1) is a unit injector, (2) is a fuel valve for driving this unit injector (1). Arm, (3) is its valve arm (2)
A push rod (4) for driving the push rod (4) is a tappet roller at the lower end of the push rod (3), and the tappet roller (4) is in contact with the outer periphery of the fuel cam (6) on the cam shaft (5).

【0003】図12で示すように、燃料カム(6)のカ
ム軸(5)軸方向の幅L1は、タペットローラ(4)の幅
L2よりも僅かに大きくしてあるのが通常である。また、
この燃料カム(6)の両側に、給・排気カム(7)
(7)が設けられ、これに、給・排気用弁腕(8)
(8)下端のタペットローラ(9)(9)が接触してい
る。
As shown in FIG. 12, the width L 1 of the fuel cam (6) in the cam shaft (5) axial direction is the width of the tappet roller (4).
It is usually slightly larger than L 2 . Also,
On both sides of this fuel cam (6), supply / exhaust cams (7)
(7) is provided with the supply / exhaust valve arm (8)
(8) The tappet rollers (9) and (9) at the lower end are in contact with each other.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】内燃機関のカム特に上
記のような燃料カム(6)においては、機関の出力増大
に伴う燃料噴射圧力の増大によって、タペットローラ
(4)とカム(6)との間の接触面圧が非常に高くなっ
ており、このために、この接触部分の応力が増大する傾
向にある。特に、この接触応力は、上記のようにタペッ
トローラ(4)の幅L2よりもカム(6)の幅L1が大きく
なっている場合において、そのタペットローラ(4)の
幅方向の両端部分において著しくなっている。即ち、図
13で示すように、カム(6)の接触面の幅方向の中央
及び中間部分おいては殆どフラットで略同じ応力となっ
ているが、その両端部分において急激に応力が増大して
いる。
In the cam of the internal combustion engine, especially in the fuel cam (6) as described above, the tappet roller (4) and the cam (6) are separated by the increase of the fuel injection pressure with the increase of the output of the engine. The contact surface pressure between the two is very high, which tends to increase the stress in this contact area. In particular, when the width L 1 of the cam (6) is larger than the width L 2 of the tappet roller (4) as described above, this contact stress is generated at both end portions in the width direction of the tappet roller (4). Has become noticeable in. That is, as shown in FIG. 13, the contact surface of the cam (6) is almost flat and has substantially the same stress at the center and the middle portion in the width direction, but the stress is rapidly increased at both end portions thereof. There is.

【0005】このために、従来においては、そのカム
(6)両端部分の接触応力のために、ピッチング等の損
傷や異常摩耗を発生させるという不都合があった。
For this reason, conventionally, there has been a disadvantage that contact stress at both ends of the cam (6) causes damage such as pitching and abnormal wear.

【0006】この発明は、これら従来の問題を解消し
て、特にカムとタペットローラとの接触面において、幅
方向両端部分の接触応力を低減して、ピッチング等の損
傷を防止するようにすることを目的とするものである。
According to the present invention, these conventional problems are solved, and particularly, in the contact surface between the cam and the tappet roller, the contact stress at both widthwise end portions is reduced to prevent damage such as pitching. The purpose is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明では、カム側面の外周部近傍に、少なくと
もそのカムのノーズ先端部付近からフランクにかけて窪
みを形成したことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that a recess is formed in the vicinity of the outer peripheral portion of the side surface of a cam, at least from the vicinity of the nose tip of the cam to the flank. Is.

【0008】また、上記の窪みは、この出願の請求項2
の発明では、カムの外周面において、少なくとも、その
カムのノーズ先端部付近からフランク部分にかけて、タ
ペットローラとの接触面よりも外側に形成するようにし
ている。
[0008] Further, the above-mentioned recess is the second aspect of the present application.
In the invention, the outer peripheral surface of the cam is formed outside the contact surface with the tappet roller at least from the vicinity of the nose tip of the cam to the flank portion.

【0009】同じくこの発明の課題を解決するため、こ
の出願の請求項3の発明では、カムとそれに接触するタ
ペットローラとからなるカム装置において、前記カムの
軸方向の両端付近における外周部分の弾性係数を中央部
よりも小さくしてなることを特徴とする。
In order to solve the problem of the present invention, in the invention of claim 3 of the present application, in a cam device including a cam and a tappet roller that comes into contact with the cam, elasticity of an outer peripheral portion near both ends in the axial direction of the cam. It is characterized in that the coefficient is smaller than that in the central portion.

【0010】同様に、この出願の請求項4の発明では、
カムとそれに接触するタペットローラとからなるカム装
置において、前記タペットローラが内輪と外輪とからな
るとともに、それら内・外輪の接触面の両端部にそれぞ
れ切欠きを形成して、それらの切欠きによってタペット
ローラ両側面に窪みを形成したことを特徴としている。
Similarly, in the invention of claim 4 of this application,
In a cam device composed of a cam and a tappet roller that comes into contact with the cam, the tappet roller is composed of an inner ring and an outer ring, and notches are formed at both end portions of the contact surfaces of the inner and outer rings, respectively. It is characterized by forming recesses on both sides of the tappet roller.

【0011】[0011]

【作用】上記のように、この出願の請求項1及び2の発
明では、幅方向両端部分に形成した窪みにより、この両
端部分の応力が吸収されて、その応力を大幅に低減する
ことができる。また、この出願の請求項3の発明では、
同様に両端部分の弾性係数が中央部側よりも低くなって
いることから、この弾性によって、応力を吸収すること
が可能となる。
As described above, in the inventions of claims 1 and 2 of the present application, the depressions formed at both end portions in the width direction absorb the stress at the both end portions, and the stress can be greatly reduced. . Further, in the invention of claim 3 of this application,
Similarly, since the elastic modulus of both end portions is lower than that of the central portion side, it is possible to absorb the stress by this elasticity.

【0012】更に、請求項4の発明では、上記のように
窪みを形成するのみならず、タペットローラの内輪と外
輪にそれぞれ切欠きを設けて、この切欠きによって窪み
を形成するようにしているから、例えば外輪部分の厚み
が非常に薄い場合であっても、容易にかかる窪みを形成
することが可能となる。
Further, according to the invention of claim 4, not only is the recess formed as described above, but notches are provided in the inner ring and the outer ring of the tappet roller, and the recess is formed by the notches. Therefore, even if the outer ring portion is very thin, for example, it is possible to easily form the depression.

【0013】[0013]

【実施例】前記図11及び図12と同じ図1及び図2の
燃料カム(6)において、その燃料カム(6)のノーズ
(11)先端部若しくは先端部付近からフランク(12)部
分にかけて、その燃料カム(6)の外周面に沿うような
溝状の窪み(13)を、同じく外周面近傍位置に形成した
ものである。これにより、前記タペットローラ(4)と
の接触面による面圧は、このように端部近傍部分が薄肉
となっているため、その弾性力によって吸収され、図3
のように、その端部側の接触面応力を、従来よりも大幅
に少なくしている。なお、この図3において、中央部付
近は、前記図13に比較してやや高くなっているが、特
に問題となるものではない。
EXAMPLE In the same fuel cam (6) shown in FIGS. 1 and 2 as that shown in FIGS. 11 and 12, the nose (11) of the fuel cam (6) or a portion near the tip to the flank (12) is A groove-like recess (13) along the outer peripheral surface of the fuel cam (6) is also formed at a position near the outer peripheral surface. As a result, the surface pressure due to the contact surface with the tappet roller (4) is absorbed by the elastic force of the thin portion near the end portion as described above,
As described above, the contact surface stress on the end side is significantly reduced as compared with the conventional case. In addition, in FIG. 3, the vicinity of the central portion is slightly higher than that in FIG. 13, but this does not cause any particular problem.

【0014】図4及び図5は、前記タペットローラ
(4)との接触面である中央部の幅L1よりも外側におい
て、同様に、ノーズ(11)の先端若しくは先端部付近か
らフランク(12)部分にかけて、その外周面に所定深さ
の溝状の窪み(15)(15)を形成したものである。この
場合においては、窪み(15)(15)は、タペットローラ
(4)との接触面を避けてその外側に形成しているの
で、その接触面の面圧が大きく増大するのを避けること
ができる。図6は、この場合の接触面の応力を示してお
り、両端部付近の応力は従来よりも遙かに小さくなり、
また、接触部分の面圧は略従来例と同じである。
4 and 5, outside the width L 1 of the central portion which is the contact surface with the tappet roller (4), similarly, from the tip of the nose (11) or near the tip, flank (12) ) Portion, the groove-like depressions (15) (15) having a predetermined depth are formed on the outer peripheral surface thereof. In this case, since the recesses (15) (15) are formed outside the contact surface with the tappet roller (4), it is possible to avoid a large increase in the contact pressure of the contact surface. it can. FIG. 6 shows the stress on the contact surface in this case. The stress in the vicinity of both ends is much smaller than in the conventional case,
Further, the contact surface pressure is substantially the same as that of the conventional example.

【0015】上記の実施例において、窪み(13)(15)
は、例えば円板状の刃物で掘削することで容易に加工す
ることができる。
In the above embodiment, the depressions (13) (15)
Can be easily processed, for example, by excavating with a disc-shaped blade.

【0016】図7は、この出願の請求項3の発明にした
がって実施される実施例であって、タペットローラ
(4)の外周面の両端部にそれぞれ段部(17)(17)を
形成し、この段部(17)(17)部分に、タペットローラ
(4)本体の材質よりも弾性係数の小さい材料からなる
柔軟材のリング(16)を設けて、このリング(16)の弾
性によって、応力を吸収するようにしたものである。
FIG. 7 shows an embodiment implemented according to the invention of claim 3 of the present application, in which stepped portions (17) and (17) are formed at both ends of the outer peripheral surface of the tappet roller (4), respectively. In this step portion (17) (17), a flexible material ring (16) made of a material having a smaller elastic coefficient than the material of the tappet roller (4) main body is provided, and by the elasticity of the ring (16), It is designed to absorb stress.

【0017】また、図8では、リングに替えて、タペッ
トローラ(4)の本体部分の両側に同じく弾性係数の小
さい柔軟材からなる円板材(18)(18)を接合して、同
様の効果を発生させるようにしたものである。これらタ
ペットローラ(4)の製造は、例えば、タペットローラ
(4)本体部分とリング(12)若しくは円板材(18)を
それぞれの材質からなるもので成型して焼結することに
よって、一体形成することが考えられる。
Further, in FIG. 8, instead of the ring, the same effect is obtained by joining the disc members (18) and (18) made of a flexible material having a small elastic coefficient to both sides of the main body of the tappet roller (4). Is generated. The tappet roller (4) is manufactured integrally by, for example, molding the main body portion of the tappet roller (4) and the ring (12) or the disc material (18) with respective materials and sintering them. It is possible.

【0018】更に、これらのように別材質のものを結合
することに変えて、幅方向の両端側に行くに従って弾性
係数の小さくなる傾斜機能材料を用いることも可能であ
る。この場合には、弾性係数の変化を適切に設定するこ
とによって、略完全にフラットな応力発生分布を実現す
ることが可能となる。
Further, instead of connecting different materials as described above, it is possible to use a functionally graded material whose elastic coefficient becomes smaller toward both ends in the width direction. In this case, it is possible to realize a substantially completely flat stress generation distribution by appropriately setting the change in the elastic coefficient.

【0019】図9及び図10は、前記図1及び図2の窪
み(13)と同様の窪み(20)(20)を、二重輪構造のタ
ペットローラ(4)外側面に形成したものである。この
場合の窪み(20)(20)は、内輪(21)と外輪(22)
に、それぞれ両者の接触面側の両端部分に傾斜状若しく
は図10のようなR形状の切欠き(23)を形成しておい
て、両者を嵌合することで一体に形成したものである。
FIGS. 9 and 10 show recesses (20) (20) similar to the recesses (13) shown in FIGS. 1 and 2 formed on the outer surface of the tappet roller (4) having a double wheel structure. is there. In this case, the recesses (20) (20) are the inner ring (21) and the outer ring (22).
In addition, inclined or R-shaped notches (23) as shown in FIG. 10 are formed at both end portions on the contact surface side of both, and they are integrally formed by fitting them.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、カム
若しくはタペットローラの側面或いは外周面に、それぞ
れ両端部分の応力を緩和する窪みを形成しているため、
従来のように両端部分の応力による、ピッチング損傷や
異常摩耗を防止することができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, since the depressions for relieving the stress at both end portions are formed on the side surface or the outer peripheral surface of the cam or the tappet roller, respectively.
As in the conventional case, there is an effect that it is possible to prevent pitting damage and abnormal wear due to the stress on both end portions.

【0021】特にこの発明では、タペットローラの幅よ
りもカムの幅が大きいものにおいて、請求項1の発明で
はカムの側面に窪みを形成し、請求項2の発明ではその
タペットローラとの接触部分を避けた両側に窪みを形成
しているために、タペットローラ接触部分の面圧は従来
と略変わらないものとすることができる利点がある。
In particular, in the present invention, in the case where the width of the cam is larger than the width of the tappet roller, the invention of claim 1 forms a recess on the side surface of the cam, and the invention of claim 2 forms the contact portion with the tappet roller. Since the depressions are formed on both sides avoiding the above, there is an advantage that the surface pressure at the contact portion of the tappet roller can be made substantially the same as that of the conventional case.

【0022】更に、請求項3の発明においては、端部部
分に弾性係数の小さい材料を用いるか或いはこの端部側
の弾性係数を小さくすることで、両端部分の応力を緩和
するようにしているから、窪みのような切欠きを形成す
る必要がないという利点がある。
Further, according to the third aspect of the invention, the stress at both end portions is relieved by using a material having a small elastic coefficient for the end portion or reducing the elastic coefficient on the end portion side. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to form a notch such as a depression.

【0023】加えて、この出願の請求項4の発明では、
内輪と外輪からなるタペットローラにおいて、その内輪
と外輪に形成した切欠きを互いに合わせることによって
窪みを形成するものであるから、例えば外輪の厚みが薄
くて窪みを形成することができないような場合であって
も、容易に窪みを形成して応力を緩和できるという効果
がある。
In addition, in the invention of claim 4 of this application,
In a tappet roller composed of an inner ring and an outer ring, a recess is formed by aligning the notches formed in the inner ring and the outer ring with each other, so that, for example, when the outer ring is thin and the recess cannot be formed. Even if there is, there is an effect that the depression can be easily formed to relieve the stress.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例を示す燃料カム部分の斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view of a fuel cam portion showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の燃料カムの横断面図である。2 is a cross-sectional view of the fuel cam of FIG.

【図3】図1の実施例における接触部分の応力の測定結
果を示す応力の分布配置のグラフである。
FIG. 3 is a graph of stress distribution arrangement showing the measurement result of stress at the contact portion in the embodiment of FIG.

【図4】この発明の別の実施例を示す燃料カムの要部の
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a main part of a fuel cam showing another embodiment of the present invention.

【図5】同じく燃料カムの側面図である。FIG. 5 is a side view of the same fuel cam.

【図6】図4の実施例における接触面幅方向の接触面の
応力の分布を示すグラフである。
6 is a graph showing the distribution of stress on the contact surface in the contact surface width direction in the example of FIG.

【図7】この発明の別の実施例を示すタペットローラの
断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a tappet roller showing another embodiment of the present invention.

【図8】この発明の他の実施例を示すタペットローラの
断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a tappet roller showing another embodiment of the present invention.

【図9】この出願の請求項4の発明にしたがって実施さ
れるタペットローラ部分の要部横断面図である。
FIG. 9 is a lateral cross-sectional view of a main part of a tappet roller portion implemented according to the invention of claim 4 of the present application.

【図10】同じくその別の実施例を示すタペットローラ
部分の縦断面図である。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a tappet roller portion showing another embodiment of the same.

【図11】燃料カムによるユニットインジェクタの駆動
機構を示す要部の側面図である。
FIG. 11 is a side view of an essential part showing a drive mechanism of a unit injector by a fuel cam.

【図12】図11の側面図である。FIG. 12 is a side view of FIG. 11.

【図13】従来におけるカムとタペットローラの接触面
幅方向における接触面の応力の分布を示すグラフであ
る。
FIG. 13 is a graph showing the distribution of stress on the contact surface in the contact surface width direction of the conventional cam and tappet roller.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(4) タペットローラ (6) 燃料カム (12) 柔軟部材 (13) 窪み (15) 窪み (18) 柔軟部材 (20) 窪み (21) 内輪 (22) 外輪 (23) 切欠き (4) Tappet roller (6) Fuel cam (12) Flexible member (13) Recess (15) Recess (18) Flexible member (20) Recess (21) Inner ring (22) Outer ring (23) Notch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安間 源司 大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマーディ ーゼル株式会社内 (72)発明者 吉崎 昌成 大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマーディ ーゼル株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Genji Amma 1-32 Chayamachi, Kita-ku, Osaka City Yanmar Diesel Co., Ltd. (72) Masanari Yoshizaki 1-32 Chayamachi, Kita-ku, Osaka Yanmar Diesel Within the corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カム側面の外周部近傍に、少なくともそ
のカムのノーズ先端部付近からフランクにかけて窪みを
形成したことを特徴とする内燃機関のカム装置。
1. A cam device for an internal combustion engine, wherein a recess is formed in the vicinity of an outer peripheral portion of a side surface of the cam, at least from a vicinity of a tip end portion of the cam to a flank.
【請求項2】 カムとそれに接触し且つそのカムより幅
の小さいタペットローラとからなるカム装置において、
少なくとも前記カム外周面のノーズ先端部付近からフラ
ンク部におけるタペットローラとの接触面よりも幅方向
の両外側部分に、窪みを形成したことを特徴とする内燃
機関のカム装置。
2. A cam device comprising a cam and a tappet roller which is in contact with the cam and has a width smaller than that of the cam,
A cam device for an internal combustion engine, wherein recesses are formed at least in the vicinity of the tip of the nose on the outer peripheral surface of the cam and on both outer sides in the width direction with respect to the contact surface with the tappet roller in the flank.
【請求項3】 カムの幅方向の両端付近における外周部
分の弾性係数を中央部よりも小さくしてなることを特徴
とする内燃機関のカム装置。
3. A cam device for an internal combustion engine, wherein an elastic coefficient of an outer peripheral portion near both ends in the width direction of the cam is smaller than that of a central portion.
【請求項4】 カムとそれに接触するタペットローラと
からなるカム装置において、前記タペットローラが内輪
と外輪とからなるとともに、それら内・外輪の接触面の
両端部にそれぞれ切欠きを形成して、それらの切欠きに
よってタペットローラ両側面に窪みを形成したことを特
徴とする内燃機関のカム装置。
4. A cam device comprising a cam and a tappet roller in contact therewith, wherein the tappet roller comprises an inner ring and an outer ring, and notches are formed at both ends of the contact surfaces of the inner and outer rings, respectively. A cam device for an internal combustion engine, wherein depressions are formed on both side surfaces of the tappet roller by the notches.
JP5220688A 1993-08-11 1993-08-11 Cam device for internal combustion engine Pending JPH0754615A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63133721A (en) * 1986-11-26 1988-06-06 Casio Comput Co Ltd Block address detection circuit

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63133721A (en) * 1986-11-26 1988-06-06 Casio Comput Co Ltd Block address detection circuit

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