(57)【要約】【課題】シャフトと、そのシャフトが緩挿されたカムベース部とをピンの圧入により固定する場合において、シャフトの回転時に、カムベース部のベース円に振れが生じることを抑えることのできる内燃機関の可変動弁機構を提供する。【解決手段】この可変動弁機構は、クランクシャフトと共に回転するインナシャフト１０Ｂと、インナシャフト１０Ｂが緩挿される挿入孔３６が設けられたカムベース部３１と、カムベース部３１の外周面からの突出量を変更可能なカムロブ部とを備えている。挿入孔３６に緩挿されたインナシャフト１０Ｂとカムベース部３１との固定は、カムベース部３１の径方向中心に向かって挿入されるピン４０の圧入によって行われる。挿入孔３６の中心軸ＮＣは、カムベース部３１の中心軸ＢＣに対してピン４０の挿入側とは反対の側に偏心している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトと共に回転するシャフトと、前記シャフトが緩挿される挿入孔が設けられており外周面がカムのベース円を構成するカムベース部と、前記カムベース部に設けられて前記カムベース部の外周面からの突出量を変更可能なカムロブ部と、を備えており、前記挿入孔に緩挿された前記シャフトと前記カムベース部との固定が、前記カムベース部の径方向中心に向かって挿入されるピンの圧入によって行われる内燃機関の可変動弁機構であって、
前記挿入孔の中心軸は、前記カムベース部の中心軸に対して前記ピンの挿入側とは反対の側に偏心している
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランクシャフトと共に回転するシャフトと、このシャフトに固定されており外周面がカムのベース円を構成するカムベース部と、カムベース部に設けられて当該カムベース部の外周面からの突出量を変更可能なカムロブ部とを備える内燃機関の可変動弁機構が知られている（例えば特許文献１など）。この可変動弁機構では、カムベース部の外周面からの突出量、つまりベース円からのカムロブ部の突出量を変更することにより、ベース円に対するカムの高さが変化するようになり、これにより吸気バルブや排気バルブといった機関バルブのリフト量が変化する。
【０００３】
こうした可変動弁機構において、シャフトにカムベース部を組み付ける方法としては、例えば次のようなものが考えられる。
図７に示すように、シャフト１１０を緩挿するための挿入孔１３６をカムベース部１３１に設ける。なお、同図７に示す挿入孔１３６の内径とシャフト１１０の外径との差は実際の大きさを示すものではなく、誇張して描かれている。そして、挿入孔１３６に緩挿されたシャフト１１０とカムベース部１３１とを、例えば特許文献２に記載されているようなピン、つまりカムベース部１３１の径方向中心に向かって挿入されるピン４０で固定する。なお、こうしたピン４０による固定では、シャフト１１０とカムベース部１３１との位相ずれ等を抑えるために、ピン４０をシャフト１１０及びカムベース部１３１に圧入することにより、それらシャフト１１０及びカムベース部１３１を固定することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０１７９４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４９３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、カムベース部１３１に設けられた挿入孔１３６に対してシャフト１１０を容易に挿入するには、挿入孔１３６とシャフト１１０の外周面との間にクリアランスを設けて、シャフト１１０を挿入孔１３６に緩挿することが望ましい。
【０００６】
しかし、このようにしてクリアランスを設けると、カムベース部１３１にピン４０を圧入する際に、挿入孔１３６の壁面がシャフト１１０の外周面に当接するまで、カムベース部１３１はピン４０の挿入方向Ｐに動いてしまう。そのため、カムベース部１３１の中心軸ＢＣ、つまりカムのベース円の中心軸ＢＣは、シャフト１１０の中心軸ＳＣに対して、ピン４０が挿入される側とは反対の側にずれてしまう。
【０００７】
このようにしてカムベース部１３１の中心軸ＢＣがシャフト１１０の中心軸ＳＣからずれてしまうと、シャフト１１０の回転時には、カムベース部１３１のベース円に振れが生じるため、カム形状に応じた機関バルブの開閉駆動が困難となり、例えば内燃機関の燃費や出力などに悪影響を与えるおそれがある。
【０００８】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シャフトと同シャフトが緩挿されたカムベース部とをピンの圧入により固定する場合において、シャフトの回転時に、カムベース部のベース円に振れが生じることを抑えることのできる内燃機関の可変動弁機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する内燃機関の可変動弁機構は、クランクシャフトと共に回転するシャフトと、このシャフトが緩挿される挿入孔が設けられており外周面がカムのベース円を構成するカムベース部と、このカムベース部に設けられて同カムベース部の外周面からの突出量を変更可能なカムロブ部とを備えている。また、挿入孔に緩挿されたシャフトとカムベース部との固定は、カムベース部の径方向中心に向かって挿入されるピンの圧入によって行われる。そして、カムベース部に設けられた挿入孔の中心軸は、カムベース部の中心軸に対してピンの挿入側とは反対の側に偏心している。
【００１０】
同構成によれば、シャフトが緩挿された状態のカムベース部に対してピンを圧入すると、挿入孔の壁面がシャフトの外周面に当接するまで、カムベース部はピンの挿入方向に動く。
【００１１】
ここで、同構成では、挿入孔の中心軸は、カムベース部の中心軸に対してピンの挿入側とは反対の側に予め偏心されている。逆にいえば、カムベース部の中心軸は、挿入孔の中心軸に対してピンの挿入側に予め偏心されている。従って、ピンの圧入によってカムベース部が動くと、挿入孔に緩挿されたシャフトの中心軸に近づく方向へとカムベース部の中心軸は移動するため、ベース円の中心軸とシャフトの中心軸とのずれが抑えられる。従って、シャフトと、このシャフトが緩挿されたカムベース部とをピンの圧入により固定する場合において、シャフトの回転時に、カムベース部のベース円に振れが生じることを抑えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】可変動弁機構の一部を示す斜視図。
【図２】軸方向に直交する可変動弁機構の断面を示す図であって、カムロブ部が高位置にロックされているときの状態を示す模式図。
【図３】軸方向に直交する可変動弁機構の断面を示す図であって、カムロブ部が低位置にロックされているときの状態を示す模式図。
【図４】軸方向に直交するカムベース部及びインナシャフトの断面図。
【図５】軸方向に直交するカムベース部の断面図。
【図６】ピンが圧入された状態でのカムベース部及びインナシャフトの軸方向に直交する断面図。
【図７】従来のカムベース部及びインナシャフトの軸方向に直交する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、内燃機関の可変動弁機構の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、この可変動弁機構は、車両等に搭載される内燃機関の動弁系に使用される。可変動弁機構は、カムシャフト１０や、カムシャフト１０に設けられた複数のカムユニット３０（図１では１つのみ図示）等で構成されている。
【００１４】
カムシャフト１０は、隣り合うカムユニット３０の間に設けられてシリンダヘッドの軸受に回転支持される円筒状のアウタシャフト１０Ａと、アウタシャフト１０Ａの内部に挿入されており各カムユニット３０と共に回転する円柱状のインナシャフト１０Ｂとで構成されている。このインナシャフト１０Ｂは、内燃機関のクランクシャフトと共に回転する。ちなみに、インナシャフト１０Ｂの中心部には、カムシャフト１０の軸方向（以下、軸方向という）に延びる油路が形成されている。
【００１５】
そして、インナシャフト１０Ｂと共にカムユニット３０が回転することにより、ロッカーアーム等を介した機関バルブの開閉動作が行われる。なお、そうした機関バルブとしては、内燃機関の吸気バルブや排気バルブが挙げられる。
【００１６】
カムユニット３０は、アウタシャフト１０Ａよりも外径が大きくインナシャフト１０Ｂが貫通しているカムベース部３１や、カムベース部３１に設けられて同カムベース部３１の外周面からの突出量を変更可能な２つのカムロブ部３３や、カムベース部３１をインナシャフト１０Ｂに固定するためのピン４０等を備えている。
【００１７】
カムベース部３１は、略円柱状であり、その外周面はカムのベース円を構成している。このカムベース部３１は、軸方向において３つの円柱体に分割されており、それら円柱体の直径は全て等しくされている。隣り合う円柱体は締結ピン３８によって固定されており、また、隣り合う円柱体の間には軸方向に所定の間隔が空けられたスリット３２が設けられている。カムベース部３１には、そうしたスリット３２が２つ設けられており、各スリット３２にはカムロブ部３３がそれぞれ収納されている。２つのカムロブ部３３は、それぞれ別のロッカーアームを駆動することにより２つの機関バルブが開閉動作される。なお、２つのカムロブ部３３の構造は同一である。
【００１８】
図２に示すように、カムロブ部３３は、カムベース部３１を貫通するインナシャフト１０Ｂを避けるように湾曲した略Ｕ字形状をなしている。このカムロブ部３３の一端には、軸方向に延びる支持シャフト５０が貫通しており、この支持シャフト５０の両端はカムベース部３１に支持されている。カムロブ部３３は、支持シャフト５０を支点にして揺動する。
【００１９】
同図２に示すように、カムロブ部３３は、カムベース部３１の外周面から最大限に突出した高位置と、図３に示すように、カムベース部３１の外周面から突出しない低位置との間を揺動可能に構成されている。
【００２０】
カムロブ部３３の他端には、ロックピン５１が挿入されている。また、スリット３２の壁面には、上記高位置に対応した高位置ロック孔３４と、上記低位置に対応した低位置ロック孔３５とが形成されている。
【００２１】
先の図２に示すように、ロックピン５１が高位置ロック孔３４に係合することにより、カムロブ部３３が高位置でロックされると、カムロブ部３３はロッカーアームを駆動するようになり、機関バルブは開閉動作する。
【００２２】
先の図３に示すように、ロックピン５１が低位置ロック孔３５に係合することにより、カムロブ部３３が低位置でロックされると、カムロブ部３３によるロッカーアームの駆動が停止されて機関バルブの開閉動作は停止する。
【００２３】
そして、ロックピン５１が高位置ロック孔３４及び低位置ロック孔３５のいずれにも係合していない場合には、カムシャフト１０の回転と機関バルブからの反力により、カムロブ部３３は高位置と低位置の間を揺動する。
【００２４】
なお、ロックピン５１の係合や各ロック孔３４，３５からの離脱は、適宜の油圧回路などを使って行われる。
次に、軸方向に直交するカムベース部３１及びインナシャフト１０Ｂの断面構造について説明する。
【００２５】
図４に示すように、カムベース部３１には、インナシャフト１０Ｂを緩挿するための挿入孔３６が軸方向に貫通して設けられている。この挿入孔３６の内径Ｄ１は、インナシャフト１０Ｂの外径Ｄ２よりも大きくされており、挿入孔３６とインナシャフト１０Ｂの外周面との間にはクリアランスＣ１が設けられている［Ｃ１＝（Ｄ１−Ｄ２）／２］。
【００２６】
このようにインナシャフト１０Ｂを挿入孔３６に対して緩挿可能にしておくことにより、クリアランスＣ１をほぼ「０」にする場合と比較して、挿入孔３６へのインナシャフト１０Ｂの挿入を容易に行うことができる。なお、図４及び図６に記載されている挿入孔３６とインナシャフト１０Ｂの外周面との間のクリアランスは、実際の大きさよりも誇張して大きく描かれている。
【００２７】
カムベース部３１には、圧入孔３７が形成されている。この圧入孔３７は、カムベース部３１の外周面から挿入孔３６に向けて径方向に貫通しており、上記ピン４０が圧入される。
【００２８】
インナシャフト１０Ｂには、有底の係止穴１１が形成されている。この係止穴１１は、インナシャフト１０Ｂの外周面から径方向の中心部近傍に向けて形成されており、上記ピン４０の先端部が圧入される。上記圧入孔３７及び係止穴１１の内径は、ピン４０の圧入部における外径よりもやや小さくされている。
【００２９】
図５に示すように、カムベース部３１に設けられた挿入孔３６の中心軸ＮＣは、カムベース部３１の中心軸ＢＣに対して、圧入孔３７の配設側とは反対の側に、つまりピン４０の挿入側とは反対の側に偏心するように、挿入孔３６の形成位置は設定されている。なお、そうした偏心量としては、上記クリアランスＣ１を設定することが好ましいが、他の偏心量にしてもよい。
【００３０】
次に、図６を参照して、本実施形態の作用を説明する。
図６に示すように、適宜の治具等で固定されたインナシャフト１０Ｂに対して、カムベース部３１が挿入される。挿入孔３６に緩挿されたインナシャフト１０Ｂとカムベース部３１との固定は、カムベース部３１の径方向中心に向かって挿入されるピン４０の圧入によって行われる。
【００３１】
インナシャフト１０Ｂが挿入孔３６に緩挿されている状態で、カムベース部３１に対してピン４０が圧入されると、挿入孔３６の壁面がインナシャフト１０Ｂの外周面に当接するまで、つまり上述したクリアランスＣ１の分だけ、カムベース部３１はピン４０の挿入方向Ｐに動く。
【００３２】
ここで、上記カムベース部３１では、挿入孔３６の中心軸ＮＣは、カムベース部３１の中心軸ＢＣに対して、ピン４０の挿入側とは反対の側に予め偏心されている。逆にいえば、カムベース部３１の中心軸ＢＣは、挿入孔３６の中心軸ＮＣに対してピン４０の挿入側に予め偏心されている。従って、ピン４０の圧入によってカムベース部３１が挿入方向Ｐに動くと、挿入孔３６に緩挿されたインナシャフト１０Ｂの中心軸ＳＣに近づく方向へとカムベース部３１の中心軸ＢＣが移動するようになり、これによりカムのベース円の中心軸ＢＣとインナシャフト１０Ｂの中心軸ＳＣとのずれが抑えられるようになる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）挿入孔３６の中心軸ＮＣは、カムベース部３１の中心軸ＢＣに対して、ピン４０の挿入側とは反対の側に予め偏心されている。そのため、挿入孔３６にインナシャフト１０Ｂが緩挿されている状態でカムベース部３１に対してピン４０を圧入しても、カムのベース円の中心軸ＢＣとインナシャフト１０Ｂの中心軸ＳＣとのずれは抑えられるようになる。従って、インナシャフト１０Ｂが緩挿されたカムベース部３１と、同インナシャフト１０Ｂとをピン４０の圧入により固定する場合において、カムシャフト１０（インナシャフト１０Ｂ）の回転時に、カムベース部３１のベース円に振れが生じることを抑えることができるようになる。
【００３４】
（２）カムシャフト１０（インナシャフト１０Ｂ）の回転時に、カムベース部３１のベース円に振れが生じることを抑えることができるため、カムロブ部３３のカム形状に応じた機関バルブの開閉駆動が好適に行われるようになる。従って、カムのベース円に振れが生じる場合と比較して、例えばそうしたベース円の振れに起因した内燃機関の燃費悪化や出力低下などを抑えることができる。
【００３５】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・カムロブ部３３が低位置でロックされる場合には、機関バルブの開閉動作は停止するようにした。この他、カムロブ部３３が低位置でロックされる場合には、高位置でロックされる場合よりも低いリフト量で機関バルブが開閉動作するようにしてもよい。
【００３６】
・カムベース部３１の外周面からのカムロブ部３３の突出量を変更するに際して、カムロブ部３３を揺動させるようにしたが、他の態様で突出量を変更するようにしてもよい。例えばカムロブ部３３を、カムベース部３１の直径方向に動かすことにより突出量を変化させてもよい。
【００３７】
・インナシャフト１０Ｂとカムベース部３１とを固定するピン４０の数は、適宜変更することができる。
・２つのカムロブ部３３の突出量を異ならせてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０…カムシャフト、１０Ａ…アウタシャフト、１０Ｂ…インナシャフト、１１…係止穴、３０…カムユニット、３１…カムベース部、３２…スリット、３３…カムロブ部、３４…高位置ロック孔、３５…低位置ロック孔、３６…挿入孔、３７…圧入孔、３８…締結ピン、４０…ピン、５０…支持シャフト、５１…ロックピン、１１０…シャフト、１３１…カムベース部、１３６…挿入孔、ＢＣ…（カムベース部の）中心軸、ＮＣ…（挿入孔の）中心軸、ＳＣ…（インナシャフトの）中心軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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