JPH10196322A - Cam control device for engine - Google Patents

Cam control device for engine

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Publication number
JPH10196322A
JPH10196322A JP1977197A JP1977197A JPH10196322A JP H10196322 A JPH10196322 A JP H10196322A JP 1977197 A JP1977197 A JP 1977197A JP 1977197 A JP1977197 A JP 1977197A JP H10196322 A JPH10196322 A JP H10196322A
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JP
Japan
Prior art keywords
cam
camshaft
helical spline
engine
fitted
Prior art date
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Pending
Application number
JP1977197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Hiranuma
智 平沼
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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Publication of JPH10196322A publication Critical patent/JPH10196322A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device to be comparatively small and simple in structure as a device to control the rotation phase of the cam of the cam shaft of an engine. SOLUTION: A cam gear 9 to which a rotation force is transmitted from the crank shaft of an engine is fitted in a camshaft 2 through a first helical spline 5. An intake and exhaust cam body 12 is fitted in the cam shaft 2 through a second helical spline 6 in the same direction as that of the first helical spline 5 and a unit injector cam body 19 is fitted in the camshaft 2 through a third helical spline 7 in a reverse direction to the first helical spline 5. A piston 8 fixed on the camshaft 2 is fitted in a hydraulic cylinder 10 formed integrally with the internal part of the cam gear 9. The camshaft 2 is axially displaceable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのカムシ
ャフトにおけるカムの回転位相を制御するための装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for controlling a rotation phase of a cam on a camshaft of an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンのカムシャフトにおけるカムの
回転位相を制御するため、従来は、特開平7−2692
1号公報に例示されているように、エンジンのカムプー
リとカムシャフトとをヘリカルスプライン軸及びヘリカ
ルスプライン孔の係合により連結し、カムシャフトと一
体化されてシリンダ部材内に配置されたピストン部材に
油圧を作用させ、カムシャフトをその軸方向に変位させ
ることによって、カムプーリと相対的にカムシャフトを
回転変位させるようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to control the rotation phase of a cam on a camshaft of an engine, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
As exemplified in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1 (1993), a cam pulley and a cam shaft of an engine are connected by engagement of a helical spline shaft and a helical spline hole, and a piston member integrated with the cam shaft and disposed in a cylinder member. By applying hydraulic pressure to displace the camshaft in its axial direction, the camshaft is rotationally displaced relative to the cam pulley.

【0003】しかしながら、この場合には、油圧シリン
ダがカムプーリ等とは別体に設置されているため、カム
軸移動手段をふくめたバルブタンミング制御装置の全体
構造が大型となって、各部の収容スペースが特に厳しい
車両用ディーゼルエンジンにあっては不具合であり、ま
た、カムシャフトの回転に伴いピストン部材は定置シリ
ンダ部材に対して常時回動しているため、ピストン部材
外周のシール部材によるシール性能が悪化するおそれが
あると同時に、ピストン部材に一体形成されたスラスト
規制部材とシリンダ部材内面との間には、回転スラスト
荷重に対応するためのスラストメタル等を特別に設置す
る必要があって、構造が複雑となる欠点があった。
However, in this case, since the hydraulic cylinder is installed separately from the cam pulley and the like, the overall structure of the valve tamping control device including the camshaft moving means becomes large, and the housing of each part is increased. This is a problem for diesel engines for vehicles where space is particularly tight. In addition, the piston member always rotates with respect to the stationary cylinder member as the camshaft rotates. At the same time, there is a need to specially install a thrust metal or the like between the thrust regulating member integrally formed on the piston member and the inner surface of the cylinder member to cope with the rotational thrust load. There was a disadvantage that the structure became complicated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、エンジンの
カムシャフトにおけるカムの回転位相を制御する装置と
して、比較的小型で構造の簡単なものを提供しようとす
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a device for controlling the rotation phase of a cam on a camshaft of an engine, which is relatively small and has a simple structure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
るエンジンのカム制御装置は、カムシャフトの外周面と
ヘリカルスプライン部により嵌合し上記カムシャフトに
回転力を伝達する駆動部材と、上記カムシャフトをその
軸方向に変位させるアクチュエータとを有し、上記アク
チュエータは、上記駆動部材の少なくとも一部により形
成されて上記駆動部材と一体的に回動するシリンダ部材
と、上記カムシャフトに連結されて上記シリンダ部材内
に嵌装されたピストン部材と、同ピストン部材を上記カ
ムシャフトの軸方向に変位させる付勢手段とをそなえて
いる。
According to the present invention, there is provided a cam control device for an engine according to the present invention, wherein a driving member that fits with an outer peripheral surface of a camshaft by a helical spline portion and transmits a rotational force to the camshaft; An actuator for displacing the camshaft in the axial direction, wherein the actuator is connected to the camshaft and a cylinder member formed by at least a part of the driving member and rotating integrally with the driving member. A piston member fitted in the cylinder member, and biasing means for displacing the piston member in the axial direction of the camshaft.

【0006】すなわち、カムシャフトとそのカムシャフ
トに回転力を伝達する駆動部材とがヘリカルスプライン
部により嵌合しているので、アクチュエータによりカム
シャフトをその軸方向に変位させることによって、カム
シャフトの回転位相を変化させることができる一方、駆
動部材の少なくとも一部によりアクチュエータのシリン
ダ部材が形成され、シリンダ部材が駆動部材と一体的に
回動するように構成されているため、アクチュエータを
ふくんだエンジンのカム制御装置を容易に小型化するこ
とができると共に、カムシャフトを回転させる駆動部材
の少なくとも一部により形成されたシリンダ部材と、カ
ムシャフトに連結されてシリンダ部材内に嵌装されたピ
ストン部材との間には、カムの回転位相を制御する一時
的な場合を除けば相対的回転が生じないので、シリンダ
部材及びピストン部材間のシール性能を容易に高めるこ
とができ、かつ、シリンダ部材及びピストン部材間には
スラストメタル等の軸受構造を不要とすることができ
る。
That is, since the camshaft and the driving member for transmitting the rotational force to the camshaft are fitted by the helical spline portion, the camshaft is displaced in the axial direction by the actuator to rotate the camshaft. While the phase can be changed, at least a part of the driving member forms a cylinder member of the actuator, and the cylinder member is configured to rotate integrally with the driving member. And a piston member connected to the camshaft and fitted in the cylinder member, and the cam control device can be easily miniaturized. Except for the temporary case of controlling the cam rotation phase Since pairs rotation does not occur, the sealing performance between the cylinder member and the piston member can be easily enhanced, and, between the cylinder member and the piston member can be made unnecessary bearing structure such as a thrust metal.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の実施形
態例について説明する。図1において、燃料噴射ポンプ
及び燃料噴射弁が一体化されて、燃料噴射弁の作動が電
磁式アクチュエータにより制御されるユニットインジェ
クタをそなえた多シリンダディーゼルエンジンのシリン
ダヘッド1上に、カムシャフト2が各カムブラケット3
及びギヤブラケット4によって回動自在に支持され、カ
ムシャフト2の外周面には、一方向に傾斜した第1ヘリ
カルスプライン部5と、第1ヘリカルスプライン部5と
同方向に傾斜した第2ヘリカルスプライン部6と、第1
ヘリカルスプライン部5と逆方向に傾斜して、第2ヘリ
カルスプライン部6と交叉する第3ヘリカルスプライン
部7とがそれぞれ形成され、第1ヘリカルスプライン部
5に隣接するカムシャフト2の端部にピストン8が固定
されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention shown in the drawings will be described below. In FIG. 1, a camshaft 2 is provided on a cylinder head 1 of a multi-cylinder diesel engine having a unit injector in which a fuel injection pump and a fuel injection valve are integrated and an operation of the fuel injection valve is controlled by an electromagnetic actuator. Each cam bracket 3
A first helical spline portion 5 inclined in one direction and a second helical spline inclined in the same direction as the first helical spline portion 5 are rotatably supported by the gear bracket 4 and the outer peripheral surface of the camshaft 2. Part 6 and the first
A third helical spline section 7 that crosses the second helical spline section 6 is formed in a direction opposite to the helical spline section 5, and a piston is provided at an end of the camshaft 2 adjacent to the first helical spline section 5. 8 is fixed.

【0008】また、カムシャフト2の第1ヘリカルスプ
ライン部5には、内孔に同方向のヘリカルスプライン部
をそなえたカムギヤ9が嵌合して、後記のようにカムシ
ャフト2の軸方向への変位が拘束されており、図示しな
いエンジンクランクシャフトからアイドルギヤ等を経て
カムギヤ9に伝達された回転力により、カムシャフト2
は矢印Aの方向へ回転させられるようになっていると共
に、カムギヤ9の内部に形成された油圧シリンダ10に
ピストン8が嵌装されて、ピストン8及び油圧シリンダ
10により油圧アクチュエータ11が構成され、この油
圧アクチュエータ11の作動によってカムシャフト2は
その軸方向に変位できるようになっている。
Further, a cam gear 9 having a helical spline portion in the same direction as the inner hole is fitted into the first helical spline portion 5 of the camshaft 2, and the cam gear 9 extends in the axial direction of the camshaft 2 as described later. The displacement is constrained, and the rotational force transmitted from the engine crankshaft (not shown) to the cam gear 9 via the idle gear and the like causes the camshaft 2 to rotate.
Is adapted to be rotated in the direction of arrow A, and a piston 8 is fitted into a hydraulic cylinder 10 formed inside the cam gear 9 to form a hydraulic actuator 11 by the piston 8 and the hydraulic cylinder 10. The camshaft 2 can be displaced in the axial direction by the operation of the hydraulic actuator 11.

【0009】一方、カムシャフト2の各第2ヘリカルス
プライン部6には、内孔に同方向のヘリカルスプライン
部をそなえた各エンジンシリンダ用吸排カム本体12が
それぞれ嵌合していて、吸排カム本体12に形成された
吸気弁用カム13及び排気弁用カム14に、吸気弁駆動
用ロッカー15のローラ16及び排気弁駆動用ロッカー
17のローラ18がそれぞれ圧接されている。
On the other hand, each of the second helical spline portions 6 of the camshaft 2 is fitted with an engine cylinder intake / discharge cam body 12 having a helical spline portion having the same direction in an inner hole. A roller 16 of an intake valve driving rocker 15 and a roller 18 of an exhaust valve driving rocker 17 are pressed against an intake valve cam 13 and an exhaust valve cam 14 formed at 12, respectively.

【0010】また、カムシャフト2の各第3ヘリカルス
プライン部7には、内孔に同方向のヘリカルスプライン
部をそなえた各エンジンシリンダ用ユニットインジェク
タカム本体19がそれぞれ嵌合し、ユニットインジェク
タカム本体19に形成されたユニットインジェクタカム
20に、ユニットインジェク駆動用ロッカー21のロー
ラ22がそれぞれ圧接されている。
Each of the third helical spline portions 7 of the camshaft 2 is fitted with a unit injector cam body 19 for each engine cylinder having a helical spline portion having the same direction in the inner hole. Rollers 22 of a unit injector drive locker 21 are pressed against unit injector cams 20 formed at 19 respectively.

【0011】このとき、吸排カム本体12及びユニット
インジェクタカム本体19は、それぞれ相互に当接する
と共に、カムブラケット3の両側端面にそれぞれ設けら
れたスラストメタル3´、または、ギヤブラケット4の
側端面に設けられたスラストメタル4´へ摺動自在に当
接することにより、カムシャフト2の軸方向への変位が
拘束され、図1に示す各範囲Sがそれぞれ各シリンダに
対応することとなる。
At this time, the suction / discharge cam main body 12 and the unit injector cam main body 19 are in contact with each other, and the thrust metal 3 ′ provided on both side end surfaces of the cam bracket 3 or the side end surface of the gear bracket 4 respectively. By slidably contacting the provided thrust metal 4 ', the displacement of the camshaft 2 in the axial direction is restricted, and each range S shown in FIG. 1 corresponds to each cylinder.

【0012】また、図2に示されているように、カムシ
ャフト2の軸方向に対する第1ヘリカルスプライン部5
の傾斜角をβ1、第2ヘリカルスプライン部6の傾斜角
をβ2、第3ヘリカルスプライン部7の傾斜角をβ3と
し、また、第1ヘリカルスプライン部5におけるピッチ
サークル直径をD1、第2ヘリカルスプライン部6にお
けるピッチサークル直径をD2、第3ヘリカルスプライ
ン部7におけるピッチサークル直径をD3とすると、油
圧アクチュエータ11の作用によるカムシャフト2の軸
方向変位量Lに対して、カムシャフト2及びカムギヤ9
間の相対的回動角α1(度)は、 となり、カムシャフト2及び吸排カム本体12間の相対
的回動角α2(度)は、 となり、カムシャフト2及びユニットインジェクタカム
本体19間の相対的回動角α3(度)は、 となるが、α1=α2、すなわち、(1)式及び(2)
式から、 が成立するように設定されている。
As shown in FIG. 2, the first helical spline portion 5 in the axial direction of the camshaft 2 is provided.
Is β1, the inclination angle of the second helical spline section 6 is β2, the inclination angle of the third helical spline section 7 is β3, the pitch circle diameter in the first helical spline section 5 is D1, and the second helical spline is Assuming that the pitch circle diameter in the portion 6 is D2 and the pitch circle diameter in the third helical spline portion 7 is D3, the camshaft 2 and the cam gear 9
The relative rotation angle α1 (degree) between And the relative rotation angle α2 (degree) between the camshaft 2 and the suction / discharge cam main body 12 is: And the relative rotation angle α3 (degree) between the camshaft 2 and the unit injector cam body 19 is Where α1 = α2, that is, equation (1) and equation (2)
From the formula, Is set to hold.

【0013】なお、図3に詳しく示されているように、
カムギヤ9は、ギヤブラケット4の側端面に設けられた
スラストメタル30へ摺動自在に当接すると共に、ケー
シング31に固定されたスラストベアリング32のスラ
ストメタル33へ摺動自在に当接して、カムシャフト2
の軸方向への変位が拘束されており、スラストベアリン
グ32に形成された環状の内溝34、35及びカムギヤ
9の壁面内に形成された油路36、37を通じて、外方
からピストン8の両面へそれぞれ矢印X、Yのように圧
油が給排され、油圧シリンダ10内でピストン8をカム
シャフト2の軸方向へ摺動させる油圧アクチュエータ1
1の作動により、カムシャフト2はその軸方向に変位す
ることができる。
As shown in detail in FIG.
The cam gear 9 slidably abuts a thrust metal 30 provided on a side end surface of the gear bracket 4 and slidably abuts a thrust metal 33 of a thrust bearing 32 fixed to a casing 31 to form a camshaft. 2
Of the piston 8 from the outside through annular inner grooves 34 and 35 formed in the thrust bearing 32 and oil passages 36 and 37 formed in the wall surface of the cam gear 9. The hydraulic actuator 1 is supplied with pressure oil as shown by arrows X and Y, and slides a piston 8 in the hydraulic cylinder 10 in the axial direction of the camshaft 2.
By the operation of 1, the camshaft 2 can be displaced in its axial direction.

【0014】次に、上記装置の作用効果について説明す
る。油圧アクチュエータ11の上記作動によりカムシャ
フト2がその軸方向に、例えば、図1の左方へLだけ変
位すると、第1ヘリカルスプライン部5におけるカムシ
ャフト2及びカムギヤ9の嵌合により、カムシャフト2
はカムギヤ9に対して矢印Aの進角方向へ角度α1だけ
回動させられ、また、第2ヘリカルスプライン部6にお
けるカムシャフト2及び吸排カム本体12の嵌合によ
り、吸排カム本体12はカムシャフト2に対して矢印A
と逆の遅角方向へ角度α2だけ回動させられるが、上記
のようにα1=α2であって、カムシャフト2の回動角
α1と吸排カム本体12の回動角α2とが相殺される結
果、カムギヤ9に対する吸排カム本体12の回転位相は
全く変わらないこととなり、従って、吸排カム本体12
に形成された吸気弁用カム13及び排気弁用カム14の
回転位相はカムギヤ9に対して常に一定に保たれてい
る。
Next, the operation and effect of the above device will be described. When the camshaft 2 is displaced by L in the axial direction, for example, leftward in FIG. 1 by the above operation of the hydraulic actuator 11, the camshaft 2 and the cam gear 9 are fitted into the first helical spline portion 5, so that the camshaft 2
Is rotated relative to the cam gear 9 in the advance direction of the arrow A by an angle α1, and the fitting of the camshaft 2 and the suction / discharge cam body 12 in the second helical spline portion 6 causes the suction / discharge cam main body 12 to rotate. Arrow A for 2
However, as described above, α1 = α2, and the rotation angle α1 of the camshaft 2 and the rotation angle α2 of the suction / discharge cam main body 12 are offset. As a result, the rotation phase of the suction / discharge cam main body 12 with respect to the cam gear 9 does not change at all, and accordingly, the suction / discharge cam main body 12
The rotation phases of the intake valve cam 13 and the exhaust valve cam 14 formed at the same time are always kept constant with respect to the cam gear 9.

【0015】他方、上記のように、第1ヘリカルスプラ
イン部5におけるカムシャフト2及びカムギヤ9の嵌合
により、カムシャフト2はカムギヤ9に対して矢印Aの
進角方向へ角度α1だけ回動させられるが、第3ヘリカ
ルスプライン部7におけるカムシャフト2及びユニット
インジェクタカム本体19の嵌合により、ユニットイン
ジェクタカム本体19はカムシャフト2に対して矢印A
の進角方向へ角度α3だけ回動させられ、その結果、ユ
ニットインジェクタカム本体19はカムギヤ9に対して
矢印Aの方向へ角度α=α1+α3、すなわち、(1)
式及び(3)式から、 だけ回動させられ、従って、ユニットインジェクタカム
本体19に形成されたユニットインジェクタカム20は
角度α(度)だけ進められることとなる。
On the other hand, as described above, by fitting the camshaft 2 and the cam gear 9 in the first helical spline portion 5, the camshaft 2 is rotated by an angle α1 in the advance direction of the arrow A with respect to the cam gear 9. However, due to the fitting of the camshaft 2 and the unit injector cam body 19 in the third helical spline section 7, the unit injector cam body 19
The unit injector cam body 19 is rotated relative to the cam gear 9 in the direction of arrow A by an angle α = α1 + α3, that is, (1).
From equation (3) and equation (3), And the unit injector cam 20 formed on the unit injector cam main body 19 is advanced by the angle α (degree).

【0016】また、油圧アクチュエータ11の作用によ
りカムシャフト2がその軸方向に、例えば、図1の右方
へLだけ変位すると、上記と全く逆に作用して、吸排カ
ム本体12に形成された吸気弁用カム13及び排気弁用
カム14の回転位相はカムギヤ9に対して常に一定に保
たれているが、ユニットインジェクタカム本体19に形
成されたユニットインジェクタカム20は角度αだけ遅
れることとなる。
When the camshaft 2 is displaced by L in the axial direction, for example, rightward in FIG. 1 by the action of the hydraulic actuator 11, it acts in the completely opposite manner as described above and is formed on the suction / discharge cam main body 12. The rotation phases of the intake valve cam 13 and the exhaust valve cam 14 are always kept constant with respect to the cam gear 9, but the unit injector cam 20 formed on the unit injector cam main body 19 is delayed by the angle α. .

【0017】すなわち、油圧アクチュエータ11の作用
によりカムシャフト2をその軸方向に適宜変位させれ
ば、吸気弁用カム13及び排気弁用カム14の回転位相
をカムギヤ9に対して常に一定に保持したままで、ユニ
ットインジェクタカム20を適宜進角または遅角させる
ことができ、従って、ユニットインジェクタカム20か
らローラ22及びロッカー21を経てユニットインジェ
クタが駆動されるとき、クランク角に対するユニットイ
ンジェクタの略梯形送油率パターンを随時進角または遅
角させると共に、ユニットインジェクタにおける燃料噴
射時期を適宜選定すれば、燃料噴射タイミングと送油率
とをそれぞれ独立に制御できることとなって、エンジン
の燃焼特性、例えば、エンジンの高速運転時における燃
焼効率の改善や、エンジンのアイドル運転時における排
気中のNOx及び燃焼騒音の低減等を容易に実現させる
ことが可能となる。
That is, if the camshaft 2 is appropriately displaced in the axial direction by the action of the hydraulic actuator 11, the rotational phases of the intake valve cam 13 and the exhaust valve cam 14 are always kept constant with respect to the cam gear 9. As it is, the unit injector cam 20 can be advanced or retarded appropriately, so that when the unit injector is driven from the unit injector cam 20 via the roller 22 and the rocker 21, the unit injector cam 20 is substantially trapezoidally fed with respect to the crank angle. If the oil rate pattern is advanced or retarded as needed, and the fuel injection timing in the unit injector is appropriately selected, the fuel injection timing and the oil feed rate can be controlled independently, and the combustion characteristics of the engine, for example, Improvement of combustion efficiency during high-speed operation of the engine, Jin it is possible to easily realize the reduction of NOx and combustion noise in the exhaust during the idle operation.

【0018】また、カムギヤ9と油圧アクチュエータ1
1の油圧シリンダ10とが一体化されていて、カムギヤ
9及び油圧アクチュエータ11の全体構造を容易に小型
軽量化することができるので、とくに車両用ディーゼル
エンジンのように周囲のスペースが限定されている場合
の利点が大きい。
The cam gear 9 and the hydraulic actuator 1
One hydraulic cylinder 10 is integrated, and the entire structure of the cam gear 9 and the hydraulic actuator 11 can be easily reduced in size and weight. Therefore, the surrounding space is limited, especially as in a diesel engine for vehicles. The benefits are great.

【0019】さらに、カムギヤ9と油圧アクチュエータ
11の油圧シリンダ10とが一体化されているため、カ
ムシャフト2に対しユニットインジェクタカム20の回
転位相が一定で、カムシャフト2及びカムギヤ9が同速
回転しているディーゼルエンジン1の通常運転時には、
油圧アクチュエータ11におけるピストン8と油圧シリ
ンダ10との間には相対変位が全くなく、また、ディー
ゼルエンジン1の運転中に、カムシャフト2に対してユ
ニットインジェクタカム20の回転位相を制御すること
はきわめて一時的であり、かつ、それによるピストン8
と油圧シリンダ10との間の相対的変位も比較的少ない
ので、ピストン8の外周面と油圧シリンダ10の内周面
との間におけるシール性能及び耐久性を簡単に高めるこ
とができると同時に、ピストン8の各側面とそれに対向
する油圧シリンダ10の各端面、もしくは、図示しない
ピストン8のストッパとの間に、それぞれスラストメタ
ル等の軸受け構造を設ける必要はとくになく、このた
め、油圧アクチュエータ11を比較的簡単な構成とする
ことができる。
Further, since the cam gear 9 and the hydraulic cylinder 10 of the hydraulic actuator 11 are integrated, the rotation phase of the unit injector cam 20 with respect to the camshaft 2 is constant, and the camshaft 2 and the cam gear 9 rotate at the same speed. During normal operation of the diesel engine 1
There is no relative displacement between the piston 8 and the hydraulic cylinder 10 in the hydraulic actuator 11, and it is extremely difficult to control the rotation phase of the unit injector cam 20 with respect to the camshaft 2 during operation of the diesel engine 1. Piston 8 which is temporary and thereby
The relative displacement between the hydraulic cylinder 10 and the hydraulic cylinder 10 is relatively small, so that the sealing performance and durability between the outer peripheral surface of the piston 8 and the inner peripheral surface of the hydraulic cylinder 10 can be easily increased, and at the same time, the piston It is not particularly necessary to provide a bearing structure such as a thrust metal between each side face of the hydraulic cylinder 8 and each end face of the hydraulic cylinder 10 opposed thereto or a stopper of the piston 8 (not shown). A simple configuration can be achieved.

【0020】また、カムシャフト2の矢印A方向回動
時、ヘリカルスプライン部6での嵌合により吸排気行程
で各吸排カム本体12には図1の右方へスラスト力F1
が作用するのに対して、ヘリカルスプライン部7での嵌
合により燃料噴射時に各ユニットインジェクタカム本体
19には図1の左方へ大きなスラスト力F2が作用し、
各吸排カム本体12に作用するスラスト力F1はカムブ
ラケット3の側端面におけるスラストメタル3´、また
は、ギヤブラケット4の側端面におけるスラストメタル
4´により支持されると共に、各ユニットインジェクタ
カム本体19に作用するスラスト力F2はカムブラケッ
ト3の側端面におけるスラストメタル3´により支持さ
れている。
When the camshaft 2 rotates in the direction of the arrow A, the intake and exhaust cam main body 12 has a thrust force F1 to the right in FIG.
On the other hand, a large thrust force F2 acts to the left of FIG. 1 on each unit injector cam body 19 at the time of fuel injection due to the fitting at the helical spline portion 7,
The thrust force F1 acting on each intake / discharge cam main body 12 is supported by the thrust metal 3 'on the side end surface of the cam bracket 3 or the thrust metal 4' on the side end surface of the gear bracket 4, and is applied to each unit injector cam main body 19. The acting thrust force F2 is supported by the thrust metal 3 'on the side end surface of the cam bracket 3.

【0021】他方、ヘリカルスプライン部7での嵌合に
より燃料噴射時にカムシャフト2には反作用として図1
の右方へ大きなスラスト力F2が作用すると共に、カム
ギヤ9によるカムシャフト2の駆動のため、ヘリカルス
プライン部5での嵌合によりカムシャフト2には図1の
右方へ特に大きなスラスト力F3が作用するので、図1
に示すようにカムシャフト2の端部にはスラスト力(F
2+F3)が作用することとなる結果、圧油によりピス
トン8に図1の左方へ押圧力(F2+F3)を作用させ
る必要がある。なお、各吸排カム本体12に作用するス
ラスト力F1の反作用としてカムシャフト2へ作用する
スラスト力F1は、スラスト力F2と比較して格段に小
さいため、これを無視している。
On the other hand, the fitting in the helical spline portion 7 causes a reaction on the camshaft 2 during fuel injection as shown in FIG.
A large thrust force F2 acts on the right side of FIG. 1 and a particularly large thrust force F3 on the right side of FIG. Works, so Figure 1
As shown in the figure, the thrust force (F
2 + F3) acts, so that it is necessary to apply a pressing force (F2 + F3) to the piston 8 to the left in FIG. Since the thrust force F1 acting on the camshaft 2 as a reaction of the thrust force F1 acting on each intake / discharge cam main body 12 is much smaller than the thrust force F2, this is ignored.

【0022】従って、その反作用として油圧シリンダ1
0には図1の右方へ押圧力(F2+F3)が作用するこ
ととなるが、ヘリカルスプライン部5での嵌合によりカ
ムギヤ9には図1の左方へスラスト力F3が作用し、こ
のスラスト力F3はスラストメタル30を介してギヤブ
ラケット4の側端面により支持されているので、油圧シ
リンダ10が一体化されたカムギヤ9においては、押圧
力(F2+F3)のうちの押圧力F3とギヤブラケット
4側端面へのスラスト力F3とが相殺されることとな
り、このため、カムギヤ9に作用する残余の押圧力F2
はスラストメタル33を介してスラストベアリング32
により支持される。
Therefore, as a reaction, the hydraulic cylinder 1
1, a pressing force (F2 + F3) acts to the right in FIG. 1, but the fitting in the helical spline portion 5 causes a thrust force F3 to act on the cam gear 9 to the left in FIG. Since the force F3 is supported by the side end surface of the gear bracket 4 via the thrust metal 30, in the cam gear 9 integrated with the hydraulic cylinder 10, the pressing force F3 of the pressing force (F2 + F3) and the gear bracket 4 The thrust force F3 applied to the side end face is canceled, and therefore, the remaining pressing force F2 acting on the cam gear 9
Is the thrust bearing 32 through the thrust metal 33
Supported by

【0023】この場合、スラスト力F2はスラスト力F
3と比較してかなり小さいため、スラストベアリング3
2に作用する負荷を容易に軽減させることができて、ス
ラストベアリング32を容易に小型化できる等の特別な
長所がある。
In this case, the thrust force F2 is equal to the thrust force F
Thrust bearing 3
2 can be easily reduced, and the thrust bearing 32 can be easily downsized.

【0024】また、スラストベアリング32に形成され
た環状の内溝34、35及びカムギヤ9の壁面内に形成
された油路36、37を通じて、外方からピストン8の
両面へそれぞれ油圧が導かれ、長大なカムシャフト2に
は油圧アクチュエータ11を作動させるための油路の加
工を施す必要がなく、比較的小さいカムギヤ9及びスラ
ストベアリング32に油路を形成させればよいため、そ
れらの工数が比較的少なくてすむという実用的効果がえ
られる。
Also, hydraulic pressure is guided from outside to both surfaces of the piston 8 through annular inner grooves 34 and 35 formed in the thrust bearing 32 and oil passages 36 and 37 formed in the wall surface of the cam gear 9, respectively. It is not necessary to machine the oil passage for operating the hydraulic actuator 11 on the long camshaft 2 and the oil passage may be formed in the relatively small cam gear 9 and the thrust bearing 32. A practical effect that only a small amount is required is obtained.

【0025】なお、上記実施形態例では、カムシャフト
に回転力を伝達する駆動部材としてカムギヤが用いられ
ているが、これをコグベルトやチェインにより回転力が
加えられるプーリやスプロケット等に置き換えてもよい
ことはいうまでもない。
In the above embodiment, a cam gear is used as a drive member for transmitting a rotational force to the camshaft. However, the cam gear may be replaced with a cog belt or a pulley or a sprocket to which a rotational force is applied by a chain. Needless to say.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明にかかるエンジンのカム制御装置
にあっては、カムシャフトに回転力を伝達する駆動部材
の少なくとも一部によりアクチュエータのシリンダ部材
が形成され、シリンダ部材が駆動部材と一体的に回動す
るように構成されているため、アクチュエータをふくん
だエンジンのカム制御装置を容易に小型化することがで
きると共に、カムシャフトを回転させる駆動部材の少な
くとも一部により形成されたシリンダ部材と、カムシャ
フトに連結されてシリンダ部材内に嵌装されたピストン
部材との間に通常は相対的回転が生じないので、シリン
ダ部材及びピストン部材間のシール性能を容易に高める
ことができ、かつ、シリンダ部材及びピストン部材間に
はスラストメタル等の軸受構造を不要として、アクチュ
エータの構造を簡単にすることができる。
According to the cam control device for an engine according to the present invention, the cylinder member of the actuator is formed by at least a part of the drive member for transmitting the rotational force to the camshaft, and the cylinder member is integrated with the drive member. , The cam control device of the engine including the actuator can be easily reduced in size, and the cylinder member formed by at least a part of the driving member for rotating the cam shaft And the piston member connected to the camshaft and fitted into the cylinder member does not normally rotate relative to each other, so that the sealing performance between the cylinder member and the piston member can be easily improved, and There is no need for a bearing structure such as thrust metal between the cylinder and piston members, simplifying the structure of the actuator. It can be.

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

【図1】本発明の実施形態例における要部縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part in an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施形態例の一部構造説明図。FIG. 2 is a partial structural explanatory view of the embodiment.

【図3】上記実施形態例の要部縦断面拡大図。FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダヘッド 2 カムシャフト 3 カムブラケット 4 ギヤブラケット 5 第1ヘリカルスプライン部 6 第2ヘリカルスプライン部 7 第3ヘリカルスプライン部 8 ピストン 9 カムギヤ 10 油圧シリンダ 11 油圧アクチュエータ 12 吸排カム本体 13 吸気弁用カム 14 排気弁用カム 19 ユニットインジェクタカム本体 20 ユニットインジェクタカム 32 スラストベアリング 34、35 内溝 36、37 油路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder head 2 Camshaft 3 Cam bracket 4 Gear bracket 5 1st helical spline part 6 2nd helical spline part 7 3rd helical spline part 8 Piston 9 Cam gear 10 Hydraulic cylinder 11 Hydraulic actuator 12 Suction and discharge cam main body 13 Cam for intake valve 14 Exhaust valve cam 19 Unit injector cam body 20 Unit injector cam 32 Thrust bearing 34, 35 Inner groove 36, 37 Oil passage

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カムシャフトの外周面とヘリカルスプラ
イン部により嵌合し上記カムシャフトに回転力を伝達す
る駆動部材と、上記カムシャフトをその軸方向に変位さ
せるアクチュエータとを有し、上記アクチュエータは、
上記駆動部材の少なくとも一部により形成されて上記駆
動部材と一体的に回動するシリンダ部材と、上記カムシ
ャフトに連結されて上記シリンダ部材内に嵌装されたピ
ストン部材と、同ピストン部材を上記カムシャフトの軸
方向に変位させる付勢手段とをそなえたエンジンのカム
制御装置。
1. A driving member fitted to an outer peripheral surface of a camshaft by a helical spline portion and transmitting a rotational force to the camshaft, and an actuator for displacing the camshaft in an axial direction thereof, wherein the actuator is ,
A cylinder member formed by at least a part of the drive member and rotating integrally with the drive member; a piston member connected to the camshaft and fitted in the cylinder member; An engine cam control device including an urging means for displacing the cam shaft in an axial direction.
【請求項2】 請求項1において、上記付勢手段は油圧
により上記ピストン部材を変位させる油圧作動手段であ
って、上記駆動部材をエンジン本体に支持する軸受部材
及び上記駆動部材にそれぞれ形成された油路を通って上
記油圧が上記シリンダ部材内に導かれるように構成され
たエンジンのカム制御装置。
2. The device according to claim 1, wherein the biasing means is a hydraulic operating means for displacing the piston member by hydraulic pressure, and is formed on a bearing member for supporting the driving member on an engine body and on the driving member, respectively. An engine cam control device configured to guide the oil pressure into the cylinder member through an oil passage.
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Effective date: 20020604