JP6406306B2 - Camshaft for engine - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン用カムシャフトに関する。 The present invention relates to an engine camshaft.
従来、エンジンの吸気バルブや排気バルブを駆動するカムシャフトには、カムシャフトの軸部が中実に形成されたもの(中実タイプ)と、カムシャフトの軸部が長さ方向全体に亘って中空に形成されたもの(中空タイプ)とが存在し、特許文献1には、中空タイプのカムシャフトの一例が開示されている。 Conventionally, camshafts that drive engine intake valves and exhaust valves have solid camshaft shafts (solid type), and camshaft shafts are hollow throughout their length. (Patent Document 1) discloses an example of a hollow type camshaft.
特許文献1に記載のカムシャフトによれば、中実タイプのカムシャフトと比べてある程度の軽量化を図ることができるものの、捩り剛性に配慮されたものではない。すなわち、エンジン用カムシャフトは一定方向に回転するものであり、常に回転方向に応力が働くため、軽量化する場合には、回転方向の捩り剛性をできるだけ大きく確保する方が望ましい。しかしながら、特許文献1に記載のカムシャフトの軸部に形成された中空部は、当該軸部の周方向全体において同じ形状を有している。このため、特許文献1に記載のカムシャフトにおいては、回転方向の捩り剛性を確保しながら、効果的に軽量化することが難しい。
According to the camshaft described in
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、カムシャフトの回転時における軸部の捩り剛性を確保しながら、カムシャフトを効果的に軽量化することができるエンジン用カムシャフトを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an engine camshaft that can effectively reduce the weight of a camshaft while ensuring torsional rigidity of a shaft portion during rotation of the camshaft. The purpose is to provide.
上記の課題を解決するために、本発明は、軸部と当該軸部の外周に設けられたカム部とを備え、クランクシャフトの回転力を受けて一定方向に回転するエンジン用カムシャフトであって、前記軸部の一方側の端部には、当該軸部を前記一定方向に回転させる回転駆動機構が連結される駆動機構連結部が設けられており、前記軸部は除肉部を有し、前記除肉部は、前記軸部の外周面に開口して前記軸部の軸方向に沿って延びる孔部であり、当該孔部は、前記駆動機構連結部に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、前記軸部の中心線に対して傾斜していることを特徴とするエンジン用カムシャフトを提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention is an engine camshaft that includes a shaft portion and a cam portion provided on an outer periphery of the shaft portion, and that rotates in a predetermined direction by receiving the rotational force of the crankshaft. In addition, a driving mechanism connecting portion to which a rotation driving mechanism that rotates the shaft portion in the predetermined direction is connected is provided at one end of the shaft portion , and the shaft portion has a thinning portion. The thinning portion is a hole opening in the outer peripheral surface of the shaft portion and extending along the axial direction of the shaft portion, and the hole portion gradually rotates in the direction of rotation delay as it approaches the drive mechanism connecting portion. An engine camshaft is provided so as to be inclined with respect to the center line of the shaft portion .
ここで、本発明における「除肉部」とは、同一外径を有する軸部における長さ方向の一部の断面積が当該一部以外の部分の断面積よりも小さくなるように当該一部の外周面または内周面(軸部の径方向中心部に当該軸部の長さ方向に延びる中空部が形成されている場合の内周面)に形成された孔部(凹部および貫通孔を含む)または切欠き部を言う。 Here, the “thickening part” in the present invention is a part of the shaft part having the same outer diameter so that a part of the cross-sectional area in the length direction is smaller than a cross-sectional area of a part other than the part. Hole portions (recesses and through-holes) formed on the outer peripheral surface or inner peripheral surface (inner peripheral surface in the case where a hollow portion extending in the length direction of the shaft portion is formed at the radial center of the shaft portion) Including) or notch.
本発明によれば、カムシャフトの回転時における軸部の捩り剛性を確保しながら、カムシャフトを効果的に軽量化することができる。 According to the present invention, the camshaft can be effectively reduced in weight while ensuring the torsional rigidity of the shaft portion when the camshaft rotates.
詳しく説明すると、本発明では、軸部が除肉部を有するので、除肉部を有さない場合と比べて、除肉部の容積に相当する重量分だけ、カムシャフトを軽量化することができる。 More specifically, in the present invention, since the shaft portion has the thinning portion, the camshaft can be reduced in weight by a weight corresponding to the volume of the thinning portion as compared with the case where the thinning portion is not provided. it can.
この場合、除肉部は、軸部の外周面に開口して軸部の軸方向に沿って延びる孔部であるので、除肉部を容易に形成することができる。 In this case , since the thinning portion is a hole that opens in the outer peripheral surface of the shaft portion and extends along the axial direction of the shaft portion, the thinning portion can be easily formed.
しかも、上記のように駆動機構連結部に近づくにつれて回転遅れ方向にずれるように孔部が軸部の中心線に対して傾斜している場合には、孔部が軸部の中心線に対して上記傾斜の方向とは反対側に傾斜している場合、および、孔部が軸部の軸方向と平行に延びている場合よりも、軸部における上記孔部以外の部分が、上記一定方向回転時における軸部の捩りに対して強く抵抗する傾向があるので、これにより、軸部の上記一定方向(正転方向)の捩り剛性を確保しつつ、カムシャフトを軽量化することが可能になる。 Moreover, when the hole is inclined with respect to the center line of the shaft part so as to shift in the rotation delay direction as approaching the drive mechanism connecting part as described above, the hole part is relative to the center line of the shaft part. The portion other than the hole portion in the shaft portion rotates in the fixed direction than when the tilted direction is opposite to the direction of the tilt and when the hole portion extends parallel to the axial direction of the shaft portion. they tend to resist strongly to torsion of the shaft portion at the time of, by this, while ensuring the torsional rigidity of the fixed direction (forward direction) of the shaft portion, to be capable of a camshaft to lighter Become.
他の一の局面にかかる本発明は、軸部と当該軸部の外周に設けられたカム部とを備え、クランクシャフトの回転力を受けて一定方向に回転するエンジン用カムシャフトであって、前記軸部の一方側の端部には、当該軸部を前記一定方向に回転させる回転駆動機構が連結される駆動機構連結部が設けられており、前記軸部は、径方向中心部で当該軸部の長さ方向に延びる中空部を備えた円筒形状を有し、かつ除肉部を有しており、前記除肉部は、前記軸部の内周面から径方向外側に凹むように形成されて前記軸部の軸方向に沿って延びる孔部であり、当該孔部は、前記駆動機構連結部に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、前記軸部の中心線に対して傾斜していることを特徴とするエンジン用カムシャフトを提供する。 This onset bright according to another aspect, a cam portion provided on the outer periphery of the shaft portion and the shaft portion, a camshaft for an engine that rotates in a predetermined direction by receiving a rotational force of the crankshaft , the end of one side of the shank, the rotation drive mechanism for rotating the shaft in the predetermined direction is provided with a driving mechanism connecting part connected, the shaft portion is a radially central portion It has a cylindrical shape with a hollow portion extending in the length direction of the shaft portion , and has a thinning portion, and the thinning portion is recessed radially outward from the inner peripheral surface of the shaft portion. The hole is formed along the axial direction of the shaft part, and the hole part gradually shifts in the rotation delay direction as it approaches the drive mechanism connecting part with respect to the center line of the shaft part. Provided is an engine camshaft characterized by being inclined.
この構成の場合も、上記と同様に、カムシャフトの回転時における軸部の捩り剛性を確保しながら、カムシャフトを効果的に軽量化することができる。特に、上記軸部は、径方向中心部で当該軸部の長さ方向に延びる中空部を有しているので、この中空部を有さない場合に比べると、中空部の容積に相当する重量分だけ、カムシャフトのより一層の軽量化を図ることができる。 In the case of this configuration as well, the camshaft can be effectively reduced in weight while securing the torsional rigidity of the shaft portion when the camshaft is rotated. In particular, the shaft portion has a hollow portion extending in the length direction of the shaft portion at the center portion in the radial direction, so that the weight corresponding to the volume of the hollow portion compared to the case without the hollow portion. Accordingly, the camshaft can be further reduced in weight.
以上説明したように、本発明によれば、カムシャフトの回転時における軸部の捩り剛性を確保しながら、カムシャフトを効果的に軽量化することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to effectively reduce the weight of the camshaft while ensuring the torsional rigidity of the shaft portion during rotation of the camshaft.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<カムシャフトを備えるエンジンの構造>
本発明の実施形態に係るカムシャフトを備えるエンジンは、直列4気筒の4サイクルディーゼルエンジンであり、図1に示されるように、シリンダブロック(図示略)と、このシリンダブロックの上に組み付けられたシリンダヘッド72とを備えている。図1に示されるエンジンでは、図示は省略するが、左側から順に、第1気筒、第2気筒、第3気筒、第4気筒の4つの気筒が並んでいる。
<Engine structure with camshaft>
An engine including a camshaft according to an embodiment of the present invention is an in-line four-cylinder four-cycle diesel engine, and is assembled on a cylinder block (not shown) and the cylinder block as shown in FIG. And a
上記シリンダヘッド72は、気筒毎に、燃焼室に連通する2つの排気ポートおよび2つの吸気ポートと、各排気ポートを燃焼室から遮断するための排気バルブと、各吸気ポートを燃焼室から遮断するための吸気バルブとを備えており(いずれも図示略)、さらに、各排気バルブを駆動して各排気ポートを所定のタイミングで開閉させる排気バルブ駆動機構78と、各吸気バルブを駆動して各吸気ポートを所定のタイミングで開閉させる吸気バルブ駆動機構73と、後述の排気カムシャフト2を回転自在に支持する4つの軸受部24〜27と、後述の吸気カムシャフト3を回転自在に支持する4つの軸受部74〜77とを備えている。
The
排気バルブ駆動機構78および吸気バルブ駆動機構73は、それぞれ、排気カムシャフト2および吸気カムシャフト3を備えており、これら排気カムシャフト2および吸気カムシャフト3は、チェーンおよびスプロケット等から構成される周知の動力伝達機構を介してクランクシャフトに連結されている。さらに、排気バルブ駆動機構78および吸気バルブ駆動機構73は、それぞれ、排気バルブを閉方向に付勢するリターンスプリング(図示略)および吸気バルブを閉方向に付勢するリターンスプリング(図示略)を備えている。上記排気カムシャフト2および上記吸気カムシャフト3は、それぞれ、クランクシャフトの駆動力により、リターンスプリングの付勢力に抗して排気バルブおよび吸気バルブを開弁させる。これら排気カムシャフト2および吸気カムシャフト3は、本発明の「エンジン用カムシャフト」に相当する。
The exhaust
<排気カムシャフトの構造>
図1〜3に示されるように、上記排気カムシャフト2は、気筒列方向に延びる円柱状の軸部5と、この軸部5の外周に一体に設けられた8つのカム部(図1の左側から順に、第1カム部6、第2カム部7、第3カム部8、第4カム部9、第5カム部10、第6カム部11、第7カム部12、および第8カム部13)と、上記軸部5の外周に一体に設けられ、上記軸受部24〜27にそれぞれ回転自在に支持されるジャーナル部20〜23(図2参照)と、タイミングチェーンが巻き掛けられるスプロケット(図示略)が取り付けられ、上記軸部5の一方側の端部に一体に設けられるスプロケット取付部4と、上記軸部5の他方側の端部に一体に設けられ、燃料ポンプの駆動軸(図示略)が連結されるオルダムカップリング部15とを備えている。排気カムシャフト2は、クランクシャフトの回転力を受けて一定方向に回転するものであり、図1に示される例では、排気カムシャフト2は、左側から見て時計回り方向(右回り方向)に回転する。なお、上記スプロケットは、本発明の「回転駆動機構」に相当し、上記スプロケット取付部4は、本発明の「駆動機構連結部」に相当する。
<Exhaust camshaft structure>
As shown in FIGS. 1 to 3, the
上記排気カムシャフト2において、上記第1カム部6と上記第2カム部7は、各々、第1気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部20を介して互いに隣接している(図2〜4参照)。そして、これら第1カム部6、第2カム部7、およびジャーナル部20は、第1気筒の上方かつ排気側に位置している。同様に、上記第3カム部8と上記第4カム部9は、各々、第2気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部21を介して互いに隣接している。そして、これら第3カム部8、第4カム部9、およびジャーナル部21は、第2気筒の上方かつ排気側に位置している。上記第5カム部10と上記第6カム部11は、各々、第3気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部22を介して互いに隣接している。そして、これら第5カム部10、第6カム部11、およびジャーナル部22は、第3気筒の上方かつ排気側に位置している。上記第7カム部12と上記第8カム部13は、各々、第4気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部23を介して互いに隣接している。そして、これら第7カム部12、第8カム部13、およびジャーナル部23は、第4気筒の上方かつ排気側に位置している。上記カム部6〜13は、それぞれ、ベース円から径方向外側に突出する1つのノーズ部6a〜13a(図2参照)を備えている。
In the
なお、本実施形態におけるエンジンは、各気筒の爆発順序が、第1気筒→第3気筒→第4気筒→第2気筒とされており、これに伴い、排気カムシャフト2のカム部6〜13は、排気カムシャフト2の90°回転ごとに、上記の爆発順序で排気バルブを開弁するように、互いに位相差を有して設けられている(図2参照)。
In the engine according to the present embodiment, the explosion order of each cylinder is set as follows: first cylinder → third cylinder → fourth cylinder → second cylinder, and accordingly, the
上記排気カムシャフト2の軸部5は、上記スプロケット取付部4と第1カム部6との間の区間に孔部16、上記第2カム部7と上記第3カム部8との間の区間に孔部17、上記第4カム部9と上記第5カム部10との間の区間に回転角度調節部18、上記第6カム部11と上記第7カム部12との間の区間に孔部19およびカムシャフト識別リング14を有している。
The
上記孔部16は、図5に示されるように、軸部5の径方向一方側の所定位置で開口する第1孔部16aと、軸部5の径方向他方側の所定位置で開口する第2孔部16bとを備えている。上記第1孔部16aおよび上記第2孔部16bは、各々、軸部5の長さ方向(軸方向)に沿って延びており、軸部5の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている(図7(a)参照)。
As shown in FIG. 5, the
より具体的には、孔部16aおよび孔部16bは、各々、軸部5の外周面において、軸部5の長さ方向に沿って延びる長方形の両端部に半円を組み合わせた形状で開口する開口部16e(図7(a)参照)と、この開口部16eと略同じ形状で当該開口部16eの開口面積よりも小さい面積を有する略平坦な底部16dと、上記開口部16eと上記底部16dとを繋ぐ周壁部16cとを有している。上記底部16dは長さ方向全体に亘って略同じ深さを有しており、周壁部16cと底部16dとの境界部は曲面状に形成されている。
More specifically, each of the
図1,2,4に示されるように、第1孔部16aおよび第2孔部16bは、各々、スプロケット取付部4に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、軸部5の中心線CL1に対して傾斜している。上記中心線CL1に対する第1孔部16aおよび第2孔部16bの傾斜角度、つまり、第1孔部16aの長さ方向が上記中心線CL1に対してなす角度、および、第2孔部16bの長さ方向が上記中心線CL1に対してなす角度は、各々、0°より大きく90°より小さい範囲で任意に設定可能であり、特に限定はされない。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
そして、第1孔部16aは、軸部5の中心線CL1に対して第2孔部16bとは反対側の位置で、第2孔部16bと同一の大きさで同一形状に形成され、上記中心線CL1に対する傾斜角度が第2孔部16bの傾斜角度と同じに設定されている。また、図7(a)に示されるように、第1孔部16aは、第1カム部6のノーズ部6aの頂点側に形成され、具体的には、第1孔部16aの長さ方向中央部は、第1カム部6のノーズ部6aの頂点と回転角度(位相)が略同じ位置に形成されている。第2孔部16bは、第1カム部6のノーズ部6aとは反対側に形成され、具体的には、第2孔部16bの長さ方向中央部は、第1カム部6のノーズ部6aの頂点とは回転角度(位相)が略180°異なる位置に形成されている。上記第1孔部16aおよび上記第2孔部16bは、本発明の「除肉部」に相当する。
The
上記孔部17は、図5に示されるように、軸部5の径方向一方側の所定位置で開口する第1孔部17aと、軸部5の径方向他方側の所定位置で開口する第2孔部17bとを備えている。上記第1孔部17aおよび上記第2孔部17bは、各々、軸部5の長さ方向に沿って延びており、軸部5の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている(図7(b)参照)。
As shown in FIG. 5, the
より具体的には、第1孔部17aおよび第2孔部17bは、各々、軸部5の外周面において、軸部5の長さ方向に沿って延びる長方形の両端部に半円を組み合わせた形状で開口する開口部17e(図7(b)参照)と、この開口部17eよりも狭い幅で軸部5の長さ方向に沿って延びてその長さ方向両端部から中央部にかけて次第に深くなる(径方向中心に近づく)、換言すれば、軸部5の長さ方向中央部から長さ方向両端部にかけて次第に浅くなるように形成され、長さ方向両端部が上記開口部17eと連続する断面略V字状のスロープ部17d(図5参照)と、このスロープ部17dの幅方向両端部から立ち上がり、上記開口部17eの幅方向端部と連続する側壁部17cとを有している。上記スロープ部17dの底部(V字の下端部)は曲面状に形成されている。
More specifically, each of the
図1,2,4に示されるように、第1孔部17aおよび第2孔部17bは、各々、スプロケット取付部4に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、軸部5の中心線CL1に対して傾斜している。上記中心線CL1に対する第1孔部17aおよび第2孔部17bの傾斜角度は、0°より大きく90°より小さい範囲で任意に設定可能であり、特に限定はされない。また、上記中心線CL1に対する第1孔部17aおよび第2孔部17bの傾斜角度は、上記第1孔部16aおよび第2孔部16bの傾斜角度と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
そして、第1孔部17aは、軸部5の中心線CL1に対して第2孔部17bとは反対側の位置で、第2孔部17bと同一の大きさで同一形状に形成され、上記中心線CL1に対する傾斜角度が第2孔部16bの傾斜角度と同じに設定されている。また、図7(b)に示されるように、第1孔部17aの長さ方向中央部は、第3カム部8のノーズ部8aの頂点に対して回転が略90°遅れた位置に形成され、第2孔部17bの長さ方向中央部は、第3カム部8のノーズ部8aの頂点に対して回転が略90°進んだ位置に形成されている。上記第1孔部17aおよび上記第2孔部17bは、本発明の「除肉部」に相当する。
The
上記回転角度調節部18は、軸部5の外周から径方向外側に断面6角形状(正6角形)に突出する部分である。この回転角度調節部18は、エンジン点検時等にスパナと係合されて用いられるものである。すなわち、エンジンの点検時等において、スパナの先端開口部に回転角度調節部18を係合させてスパナを回転させることにより、軸部5を回転させて排気バルブで排気ポートを閉じることができ、これにより、エンジン点検時等に排気ポートから埃などの異物が侵入するのを防止することができる。
The rotation
上記孔部19は、図5に示されるように、軸部5の径方向一方側の所定位置で開口する第1孔部19aと、軸部5の径方向他方側の所定位置で開口する第2孔部19bとを備えている。第1孔部19aおよび第2孔部19bは、軸部5の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されており、より具体的には、上記孔部17aおよび孔部17bと同様に断面略V字状に形成されているが、カムシャフト識別リング14との干渉を避けるために、上記孔部17aおよび孔部17bよりも軸部5の長さ方向に短く形成されている。
As shown in FIG. 5, the
さらに、図1,2,4に示されるように、第1孔部19aおよび第2孔部19bは、各々、スプロケット取付部4に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、軸部5の中心線CL1に対して傾斜している。上記中心線CL1に対する第1孔部19aおよび第2孔部19bの傾斜角度は、0°より大きく90°より小さい範囲で任意に設定可能であり、特に限定はされない。また、上記中心線CL1に対する第1孔部19aおよび第2孔部19bの傾斜角度は、上記第1孔部16aおよび第2孔部16bの傾斜角度と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
Further, as shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
また、第1孔部19aの長さ方向中央部は、第6カム部11のノーズ部11a(図2参照)の頂点に対して回転が略90°進んだ位置に形成され、第2孔部19bの長さ方向中央部は、第6カム部11のノーズ部11aの頂点に対して回転が略90°遅れた位置に形成されている。上記第1孔部19aおよび上記第2孔部19bは、本発明の「除肉部」に相当する。
The central portion in the length direction of the
上記カムシャフト識別リング14は、軸部5の外周から径方向外側にリング状に突出する部分である。軸部5の長さ方向におけるカムシャフト識別リング14の配設位置は、車種別に異なっており、エンジンの組み立て時にカムシャフト識別センサがカムシャフト識別リング14の位置を読み取ることにより、エンジン組み立て装置が排気カムシャフト2の対応車種等を識別できるようになっている。
The
なお、図5に示されるように、スプロケット取付部4の径方向中心部には、その軸方向(長さ方向)に延びる孔部45が形成されている。また、オルダムカップリング部15には、その内部を軸方向(長さ方向)に貫く孔部43が形成され、さらに、軸部5のうち、オルダムカップリング部15側の端部からジャーナル部23に対応する部分に亘って、その長さ方向に延びて上記孔部43と連通する孔部44が形成されている。
As shown in FIG. 5, a
<吸気カムシャフトの構造>
図1に示されるように、上記吸気カムシャフト3は、気筒列方向に延びる円柱状の軸部48と、この軸部48の外周に一体に設けられた8つのカム部(図1の左側から順に、第1カム部30、第2カム部31、第3カム部32、第4カム部33、第5カム部34、第6カム部35、第7カム部36、および第8カム部37)と、上記軸部48の外周に一体に設けられ、上記軸受部74〜77にそれぞれ回転自在に支持されるジャーナル部49〜52(図6参照)と、タイミングチェーンが巻き掛けられるスプロケット(図示略)が取り付けられ、上記軸部48の一方側の端部に一体に設けられるスプロケット取付部28と、燃料ポンプの駆動軸(図示略)が連結され、上記軸部48の他方側の端部に一体に設けられるオルダムカップリング部90とを備えている。吸気カムシャフト3は、クランクシャフトの回転力を受けて一定方向に回転するものであり、図1に示される例では、吸気カムシャフト3は、左側から見て時計回り方向(右回り方向)に回転する。
<Structure of intake camshaft>
As shown in FIG. 1, the
上記吸気カムシャフト3において、上記第1カム部30と上記第2カム部31は、各々、第1気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部49(図6参照)を介して互いに隣接している。そして、これら第1カム部30、第2カム部31、およびジャーナル部49は、第1気筒の上方かつ吸気側に位置している。上記第3カム部32と上記第4カム部33は、各々、第2気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部50を介して互いに隣接している。そして、これら第3カム部33、第4カム部34、およびジャーナル部50は、第2気筒の上方かつ吸気側に位置している。上記第5カム部34と上記第6カム部35は、各々、第3気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部51を介して互いに隣接している。そして、これら第5カム部34、第6カム部35、およびジャーナル部51は、第3気筒の上方かつ吸気側に位置している。上記第7カム部36と上記第8カム部37は、各々、第4気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部52を介して互いに隣接している。そして、これら第7カム部36、第8カム部37、およびジャーナル部52は、第4気筒の上方かつ吸気側に位置している。上記カム部30〜37は、それぞれ、ベース円から径方向外側に突出する1つのノーズ部30a〜37a(図1,6参照)を備えている。
In the
なお、上述のように、各気筒の爆発順序が、第1気筒→第3気筒→第4気筒→第2気筒となっていることに伴い、吸気カムシャフト3のカム部30〜37は、吸気カムシャフト3の90°回転ごとに、上記の爆発順序で吸気バルブを開弁するように、互いに位相差を有して設けられている。
As described above, the
上記吸気カムシャフト3の軸部48は、上記スプロケット取付部28と第1カム部30との間の区間に孔部38、上記第2カム部31と上記第3カム部32との間の区間にカムシャフト識別リング53および孔部39、上記第4カム部33と上記第5カム部34との間に回転角度調節部40、上記第6カム部35と上記第7カム部36との間の区間に孔部41、上記第8カム部37と上記オルダムカップリング部90との間の区間に孔部42を有している。
The
上記孔部38は、図6に示されるように、軸部48径方向一方側の所定位置で開口する第1孔部38aと、軸部48の径方向他方側の所定位置で開口する第2孔部38bとを備えている。上記第1孔部38aおよび上記第2孔部38bは、各々、軸部48の長さ方向に沿って延びており、排気カムシャフト2の上記孔部16と同様に、軸部48の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。
As shown in FIG. 6, the
さらに、第1孔部38a(図1,6参照)および第2孔部38b(図6参照)は、各々、スプロケット取付部28に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、軸部48の中心線CL2に対して傾斜している。上記中心線CL2に対する第1孔部38aおよび第2孔部38bの傾斜角度は、0°より大きく90°より小さい範囲で任意に設定可能であり、特に限定はされない。
Further, the
また、第1孔部38aは、第1カム部30のノーズ部30aの頂点側に形成され、具体的には、第1孔部38aの長さ方向中央部は、第1カム部30のノーズ部30aの頂点と回転角度(位相)が略同じ位置に形成されている。第2孔部38bは、第1カム部30のノーズ部30aとは反対側に形成され、具体的には、第2孔部38bの長さ方向中央部は、第1カム部30のノーズ部30aの頂点とは回転角度(位相)が略180°異なる位置に形成されている。上記第1孔部38aおよび上記第2孔部38bは、本発明の「除肉部」に相当する。
The
上記孔部39は、図6に示されるように、軸部48の径方向一方側の所定位置で開口する第1孔部39aと、軸部48の径方向他方側の所定位置で開口する第2孔部39bとを備えている。上記第1孔部39aおよび上記第2孔部39bは、各々、軸部48の長さ方向に沿って延びており、排気カムシャフト2の上記孔部17と同様に、軸部48の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。なお、第1孔部39aおよび第2孔部39bは、カムシャフト識別リング53との干渉を避けるために、排気カムシャフト2の上記孔部17aおよび孔部17bよりも短く形成されている。
As shown in FIG. 6, the
さらに、第1孔部39a(図1,6参照)および第2孔部39b(図6参照)は、各々、スプロケット取付部28に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、軸部48の中心線CL2に対して傾斜している。上記中心線CL2に対する第1孔部39aおよび第2孔部39bの傾斜角度は、0°より大きく90°より小さい範囲で任意に設定可能であり、特に限定はされない。
Further, the
また、第1孔部39aは、第3カム部32のノーズ部32a(図1参照)の頂点に対して回転が略90°進んだ位置に形成され、第2孔部39bは、第3カム部32のノーズ部32aの頂点に対して回転が略90°遅れた位置に形成されている。上記第1孔部39aおよび上記第2孔部39bは、本発明の「除肉部」に相当する。
Further, the
上記孔部41は、図6に示されるように、軸部48の径方向一方側の所定位置で開口する第1孔部41aと、軸部48の径方向他方側の所定位置で開口する第2孔部41bとを備えている。第1孔部41aおよび第2孔部41bは、各々、軸部48の長さ方向に延びており、排気カムシャフト2の上記孔部19と同様に、軸部48の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。
As shown in FIG. 6, the
さらに、第1孔部41a(図1,6参照)および第2孔部41b(図6参照)は、各々、スプロケット取付部28に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、軸部48の中心線CL2に対して傾斜している。上記中心線CL2に対する第1孔部41aおよび第2孔部41bの傾斜角度は、0°より大きく90°より小さい範囲で任意に設定可能であり、特に限定はされない。
Further, the
また、第1孔部41aの長さ方向中央部は、第6カム部35のノーズ部35a(図1参照)の頂点に対して回転が略90°遅れた位置に形成され、第2孔部41bの長さ方向中央部は、第6カム部35のノーズ部35aの頂点に対して回転が略90°進んだ位置に形成されている。上記第1孔部41aおよび上記第2孔部41bは、本発明の「除肉部」に相当する。
The central portion in the length direction of the
上記孔部42は、図6に示されるように、軸部48の径方向一方側の所定位置で開口する第1孔部42aと、軸部48の径方向他方側の所定位置で開口する第2孔部42bとを備えている。第1孔部42aおよび第2孔部42bは、各々、軸部48の長さ方向に延びており、上記孔部41と同様に、軸部48の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。
As shown in FIG. 6, the
さらに、第1孔部42a(図1,6参照)および第2孔部42b(図6参照)は、各々、スプロケット取付部28に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、軸部48の中心線CL2に対して傾斜している。軸部48の中心線CL2に対する第1孔部42aおよび第2孔部42bの傾斜角度は、0°より大きく90°より小さい範囲で任意に設定可能であり、特に限定はされない。
Further, the
なお、第1孔部42aおよび第2孔部42bは、上記孔部41aおよび孔部41bよりも軸部48の長さ方向に短く形成されている。また、第1孔部42aは、第8カム部37のノーズ部37aの頂点とは回転角度(位相)が略180°異なる位置に形成され、第2孔部42bは、第8カム部37のノーズ部37aの頂点とは回転角度が略同じ位置に形成されている。上記第1孔部42aおよび上記第2孔部42bは、本発明の「除肉部」に相当する。
The
なお、図1に符号61、60、62で示される孔部は、それぞれ、第1気筒に対応する吸気バルブの軸部が挿通される孔部、排気バルブの軸部が挿通される孔部、燃料噴射弁が設けられる孔部である。同様に、符号64、63、65で示される孔部は、それぞれ、第2気筒に対応する吸気バルブの軸部が挿通される孔部、排気バルブの軸部が挿通される孔部、燃料噴射弁が設けられる孔部である。また、符号67、66、68で示される孔部は、それぞれ、第3気筒に対応する吸気バルブの軸部が挿通される孔部、排気バルブの軸部が挿通される孔部、燃料噴射弁が設けられる孔部である。そして、符号91、69、71で示される孔部は、第4気筒に対応する吸気バルブの軸部が挿通される孔部、排気バルブの軸部が挿通される孔部、燃料噴射弁が設けられる孔部である。
In addition, the hole portions indicated by
なお、図6に示されるように、スプロケット取付部28の径方向中心部には、その軸方向(長さ方向)に延びる孔部46が形成されている。また、オルダムカップリング部90には、その内部を軸方向(長さ方向)に貫く孔部47が形成されている。
As shown in FIG. 6, a
<本実施形態の作用効果>
本実施形態に係る排気カムシャフト2によれば、以下の作用効果を奏することができる。なお、吸気カムシャフト3においても、同様の作用効果が奏されるが、重複するのでその説明は省略する。
<Operational effects of this embodiment>
According to the
すなわち、本実施形態によれば、排気カムシャフト2の回転時における軸部5の捩り剛性を確保しながら、排気カムシャフト2を効果的に軽量化することができる。
That is, according to the present embodiment, the
詳しく説明すると、本実施形態では、軸部5が孔部38a,38b,39a,39b,41a,41bを有するので、これら孔部を有さない場合と比べて、孔部の容積に相当する重量分だけ、排気カムシャフト2を軽量化することができる。
More specifically, in the present embodiment, since the
また、上記孔部16a等は、スプロケット取付部4に近づくにつれて回転遅れ方向にずれるように軸部5の中心線CL1に対して傾斜しているので、孔部が軸部の中心線に対して上記傾斜の方向とは反対側に傾斜している場合、および、孔部が軸部の軸方向と平行に延びている場合と比べて、軸部5における上記孔部以外の部分が、排気カムシャフト2の上記一定方向(正回転方向)回転時における軸部5の捩りに対して強く抵抗する傾向がある。そのため、排気カムシャフト2の回転時における軸部5の捩り剛性を確保しながら、排気カムシャフト2を効果的に軽量化することができる。
Further , since the
また、本実施形態によれば、上記孔部38a等は、軸部5の外周面に開口して軸部5の軸方向に沿って延びる孔部であるので、容易に形成することができる。
Moreover, according to this embodiment, since the said
<他の実施形態>
以上、排気カムシャフト2および吸気カムシャフト3の実施形態について説明したが、以下のように実施形態を変更することも可能である。
<Other embodiments>
Although the embodiments of the
例えば、吸気カムシャフト3については、以下のように実施形態を変更することができ、排気カムシャフト2についても同様の変更が可能である。
For example, the embodiment of the
すなわち、上記実施形態に係る吸気カムシャフト3では、第1孔部38aの深さと第2孔部38bの深さとが同じに設定されているが(図6参照)、第2孔部38bの深さが第1孔部38aの深さよりも浅く設定されてもよい。この場合には、軸部48に生じる応力に応じた適切な深さに孔部38a,38bを形成することができ、軸部48の変形を抑制することができる。
That is, in the
また、上記実施形態では、吸気カムシャフト3の孔部38(第1孔部38aおよび第2孔部38b)は非貫通孔とされているが、図8(a)に示される孔部380のように、軸部48を径方向に貫通する孔部としてもよく、吸気カムシャフト3の孔部42についても同様の変更が可能である。この場合においても、孔部380の径方向一方側部分および径方向他方側部分は、各々、径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成される。この場合には、孔部を非貫通孔とした場合よりも孔部の容積を増加させて、吸気カムシャフト3のより一層の軽量化を図ることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the hole 38 (the
また、上記実施形態では、排気カムシャフト2の孔部38は、軸部48の径方向一方側の所定位置で開口する非貫通孔の第1孔部38aと、軸部48の径方向他方側の所定位置で開口する非貫通孔の第2孔部38bとで構成されているが、図8(b)に示される孔部381のように、軸部48の径方向一方側で開口して径方向他方側に向かって延びる非貫通孔のみで形成してもよい。この場合には、孔部381は、径方向一方側から径方向他方側に向かって次第に窄まるように形成される。なお、その孔部381は、図8(b)に示されるように、径方向中心部を超える位置まで延びていてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、吸気カムシャフト3の軸部48は、径方向中心部が中実に形成されているが、図9に示されるように、軸部48の径方向中心部が中空に形成されてもよい。図9に示される例では、軸部48は、その径方向中心部に、当該軸部48の長さ方向に延びてその両端部が上記スプロケット取付部28の孔部46および上記オルダムカップリング部90の孔部47と連通する断面円形状の中空部91を備えることにより、円筒状に形成されている。そして、この中空部91は、上記孔部38a,38b,39a,39b,41a,41b,42a,42bと連通している(図9,10(a),(b)参照)。
In the above embodiment, the
この場合には、中空部91を形成しない場合と比べて、中空部91の容積に相当する重量分だけ、吸気カムシャフト3のより一層の軽量化を図ることができる。
In this case, it is possible to further reduce the weight of the
なお、上記図9に示される吸気カムシャフト3をさらに以下のように変更することも可能である。図11,12に示される例では、上記孔部39(第1孔部39a,第2孔部39b),孔部41(第1孔部41a,第2孔部41b)に代えて、それぞれ、孔部390(第1孔部390a,第2孔部390b),孔部410(第1孔部410a,第2孔部410b)が形成されている。そして、上記孔部38a等のうち、孔部38a,38b,42a,42bのみが中空部91と連通しており、孔部390a,390b,410a,410bは、中空部91と連通していない。具体的には、孔部390を構成する第1孔部390aおよび第2孔部390b、孔部410を構成する第1孔部410aおよび第2孔部410bの各々の深さが、孔部38a,38bおよび孔部42aおよび孔部42bの各々の深さよりも浅く、かつ、中空部91に到達しない深さに設定されている。
The
この場合には、中実軸部を切削加工する際に生じる切子を上記孔部38a,38b,42a,42bを通じて外部に速やかに排出することができ、その結果、切削加工の効率を高めることができる。そして、第2カム部31と第3カム部32との間、および、第6カム部35と第7カム部36との間において、孔部39a,39b,41a,41bと中空部91とが連通することによる軸部48の強度低下を防止することができる。
In this case, the facets generated when the solid shaft portion is cut can be quickly discharged to the outside through the
また、図9,10に示される実施形態では、吸気カムシャフト3の軸部48は、外周面に開口する孔部38a等を有しているが、図13,14に示されるように、孔部38,39,41,42に代えて、軸部48の内周面から径方向外側に凹むように形成されて軸部48の軸方向に沿って延びる孔部382(第1孔部382a,第2孔部382b),孔部392(第1孔部392a,第2孔部392b),孔部411(第1孔部411a,第2孔部411b),孔部421(第1孔部421a,第2孔部421b)を形成してもよい。この場合においても、孔部382,392,411,421は、各々、スプロケット取付部28に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、軸部48の中心線に対して傾斜している。図13,14に示される例では、これらの孔部382,392,411,421は、各々、軸部48の外周面には開口しない非貫通孔である。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 9 and 10, the
図13,14に示される吸気カムシャフト3においても、スプロケット取付部28に近づくにつれて回転遅れ方向にずれるように孔部382,392,411,421が軸部48の中心線に対して傾斜しているので、軸部48の上記一定方向(正転方向)への捩り剛性を確保しつつ、吸気カムシャフト3を大きく軽量化することが可能になる。
Also in the
なお、上記各実施形態に係る排気カムシャフト2、吸気カムシャフト3は、直列4気筒のディーゼルエンジンに適用されているが、他の気筒数のディーゼルエンジンに適用されてもよく、また、ガソリンエンジンに適用されてもよい。
The
1 エンジン
2 排気カムシャフト
3 吸気カムシャフト
5 排気カムシャフトの軸部
6〜13 排気カムシャフトのカム部
16,17,19, 排気カムシャフトの孔部
30〜37 吸気カムシャフトのカム部
38,39,41,42,380,381,382,390,392,410,411,421 吸気カムシャフトの孔部
48 吸気カムシャフトの軸部
91 中空部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記軸部の一方側の端部には、当該軸部を前記一定方向に回転させる回転駆動機構が連結される駆動機構連結部が設けられており、
前記軸部は除肉部を有し、
前記除肉部は、前記軸部の外周面に開口して前記軸部の軸方向に沿って延びる孔部であり、当該孔部は、前記駆動機構連結部に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、前記軸部の中心線に対して傾斜していることを特徴とするエンジン用カムシャフト。 An engine camshaft comprising a shaft portion and a cam portion provided on the outer periphery of the shaft portion, and receiving a rotational force of the crankshaft and rotating in a predetermined direction,
A driving mechanism connecting portion to which a rotation driving mechanism for rotating the shaft portion in the predetermined direction is connected to one end portion of the shaft portion,
The shaft portion has a meat removal portion,
The said thinning part is a hole which opens in the outer peripheral surface of the said shaft part, and extends along the axial direction of the said shaft part, and the said hole part shifts | deviates to a rotation delay direction gradually as the said drive mechanism connection part is approached. As described above , the engine camshaft is inclined with respect to the center line of the shaft portion .
前記軸部の一方側の端部には、当該軸部を前記一定方向に回転させる回転駆動機構が連結される駆動機構連結部が設けられており、
前記軸部は、径方向中心部で当該軸部の長さ方向に延びる中空部を備えた円筒形状を有し、かつ除肉部を有しており、
前記除肉部は、前記軸部の内周面から径方向外側に凹むように形成されて前記軸部の軸方向に沿って延びる孔部であり、当該孔部は、前記駆動機構連結部に近づくにつれて次第に回転遅れ方向にずれるように、前記軸部の中心線に対して傾斜していることを特徴とするエンジン用カムシャフト。 An engine camshaft comprising a shaft portion and a cam portion provided on the outer periphery of the shaft portion, and receiving a rotational force of the crankshaft and rotating in a predetermined direction,
A driving mechanism connecting portion to which a rotation driving mechanism for rotating the shaft portion in the predetermined direction is connected to one end portion of the shaft portion,
The shaft portion has a cylindrical shape including a hollow portion extending in a length direction of the shaft portion at a radial center portion , and has a thinning portion ,
The thinning portion is a hole portion that is formed to be recessed radially outward from the inner peripheral surface of the shaft portion and extends along the axial direction of the shaft portion, and the hole portion is connected to the drive mechanism connecting portion. progressively delayed rotation so as to shift in the direction, features and to Rue engine camshaft to be inclined with respect to the center line of the shaft portion closer.
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