JPH0130568Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術の分野 本考案は内燃機関の可変バルブタイミング機構
に関する。

技術の背景 内燃機関の吸気弁、排気弁等の開閉弁の開閉時
期およびリフト量を機関の運転状態に応じて変化
させるために、例えば１気筒あたり異なつたカム
プロフイールの吸気カムを２個設け、低速時には
低速用吸気カムに、そして高速時には高速用カム
に切り換えて吸気弁を作動させ、燃費特性および
出力の向上を図るようにしたカムピース移動型可
変バルブタイミング機構は従来から知られてい
る。

この種の可変バルブタイミング機構において、
カムを切換える時期は当該カムが開閉弁を閉じ始
める時点から次に開閉弁が開き始める時点までの
短時間内に素早く切換を完了することが必要であ
る。特に、低速用カムから高速用カムへ切換える
場合はエンジン回転数が上昇する時すなわち車両
が加速している状態でカムピースを素早く移動さ
せる必要がある。このようにカムピースを素早く
移動させるために、従来より、カムピースはボー
ルスライドベアリングを介してカム軸に装着され
ている。

ところで、カムピースの外側（カム面）はロツ
カアームと摺動するためすべりに対して高い耐摩
耗性を要求される。一方、カムピースの内側のボ
ール溝はボールとの高い接触面圧に耐え、ボール
の転がりに対して疲労、剥離等が発生しない事が
要求される。ところが従来、カムピースは単一材
料で作られていたため、すべりに対して耐摩耗性
のある鋳鉄を用いるとボール溝の硬さが不足して
運転中にボール溝に圧痕が発生するおそれがあつ
た。また、カムピースを高い接触面圧に耐える軸
受鋼で作るとカム面とロツカアームの当りが悪く
ピツチングが発生するという問題があつた。

考案の目的 本考案は、上述のようなカムピース移動型可変
バルブタイミング機構において、カムピースの外
側をすべりに対して耐摩耗性を有する鋳鉄等で作
り、内側を高面圧に耐える軸受鋼などで作り複合
化する事により、ボール溝の圧痕を防止すると共
にカムピース表面の当りや耐摩耗性を改善するこ
とを目的とする。

考案の構成 このような目的を実現するために、本考案で
は、１つの開閉弁について異なつたカムプロフイ
ールの少なくとも２個の駆動カムを有するカムピ
ースをスライドベアリングを介して軸方向に移動
可能であるが回転方向には移動しないようにカム
軸に装着し、前記カムピースを軸方向に移動させ
ることで前記少なくとも２個の駆動カムを択一的
に切り換えて開閉弁を動作させるようにした内燃
機関の可変バルブタイミング機構において、前記
カムピースは、前記スライドベアリングに接触す
る内面を含む内側は高い接触面圧に耐える金属材
料より成り、外側は耐摩耗性の高い金属材料より
成り、これら内側部分と外側部分は一体的に結合
されていることを特徴とする可変バルブタイミン
グ機構が提案される。

実施例 以下、添付図面を参照して本考案の実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図はスライドベアリング機構を採用したカ
ムピース移動型可変バルブタイミング機構を示す
ものである。第１図において、１はエンジンのシ
リンダヘツド、２は吸気ポート、３は吸気バル
ブ、４はバルブリテーナ、５はバルブスプリン
グ、６はラツシユアジヤスタ、７はロツカアーム
である。エンジンのクランク軸（図示せず）の回
転に同期して回転するカム軸１０にはスライドベ
アリング２０を介して吸気カムピース１２が相対
回転不能であるが軸方向には移動可能に支持され
ている。

第２図に詳細に示すように、カム軸１０の外周
面には円周方向に等間隔で軸方向にのびた溝１０
ａが形成されており、一方、吸気カムピース１２
の内周面にも円周方向に等間隔で軸方向にのびた
溝１２ａが形成されている。スライドベアリング
２０は多数のボール２１と、これらのボール２１
を回転可能に保持する多数の穴を備えた円筒形の
保持器２２とで構成されている。スライドベアリ
ング２０のボール２１はカム軸１０の溝１０ａと
吸気カムピース１２の溝１２ａとの間にあらかじ
め予圧が与えられるように挿入される。

吸気カムピース１２は第３図および第４図に示
すように互いにカムプロフイールの異なる低速用
カム１３ａと高速用カム１３ｂとを軸方向に間隔
をおいて備えており、高速用カム１３ｂの側部に
は円形の鍔１３ｃが設けてある。これらの低速用
カム１３ａおよび高速用カム１３ｂはそれらの基
礎円部は互いに共通でリフト部は異なるプロフイ
ールを有する。即ち、エンジンの高速運転域では
低速運転域よりも吸気バルブ３（第１図）の開弁
時間を長くすると共にリフト量を多くすることに
より多量の吸入空気の取入を可能にし、出力の向
上および燃費の低減を図るものである。第３図は
高速用カム１３ｂがロツカアーム７に接触してい
る状態（カムピース１２がカム軸１０に対して左
端に移動した状態）を示し、第４図は低速用カム
１３ａがロツカアーム７に接触している状態（カ
ムピース１２がカム軸１０に対して右端に移動し
た状態）を示している。このように、吸気カムピ
ース１２は鍔部１３ｃに係合した図示しないフオ
ークにより低速用カム１３ａと高速用カム１３ｂ
の間隔に相当する距離だけ軸方向に移動されるの
である。

第２図、第３図および第４図に示すように、カ
ムピース１２は、多数のボール２１に接触するカ
ムピース１２の内面（ボール溝１２ａ）を含む内
側１２１と、ロツカアーム７（第１図）に接触す
る低速用カム１３ａや高速用カム１３ｂを含む外
側１２２とがそれぞれ別個の材質で構成されてい
る。すなわち、内側１２１は高い接触面圧に耐え
る金属材料、例えば軸受鋼などで製作され、外側
１２２は耐摩耗性の高い金属材料、例えば鋳鉄な
どで製作されている。そして、これらの内側部分
１２１と外側部分１２２とは、溶接接合により、
又は内側部分１２１を外側部分に圧入することに
より一体的に結合されている。

第３図のストローク左端位置においてスライド
ベアリング２０の左端ボール２１ａに当接する止
め輪３１、および第４図のストローク右端位置に
おいてスライドベアリング２０の右端ボール２１
ｂに当接する止め輪３２がそれぞれ軸部材である
カム軸１０の外周部に取り付けられる。これらの
止め輪３１，３２はリング溝に嵌め込まれる通常
の形式のものであるが、その外径はあまり大きく
なく、スライドベアリング２０の保持器２２には
当接しないものとする。また、第３図のストロー
ク左端位置においてスライドベアリング２０の保
持器右端２２ａに当接する止め輪３３、および第
４図のストローク右端位置においてスライドベア
リング２０の保持器左端２２ｂに当接する止め輪
３４をそれぞれ軸嵌合部材である吸気カムピース
１２の内周部に取り付ける。これらの止め輪３
３，３４もリング溝に嵌め込まれる通常の形式の
ものであるが、その内径は前記止め輪３１，３２
の外径よりも大きいものとする。

このような構造によると、第３図又は第４図の
いずれの位置においても止め輪３１，３２，３
３，３４はスライドベアリング２０のストツパと
なるので、吸気カムピース１２にラジアル荷重や
トルクが作用してスライドベアリング２０を軸方
向へ移動させようとしても動くことはできない。
吸気カムピース１２が第３図の位置から第４図の
位置へ右方向に移動する際、あるいは逆に第４図
の位置から第３図の位置へ左方向に移動する際、
スライドベアリング２０のボール２１は移動の全
ストロークにわたり転動することができるので吸
気カムピース１２は円滑にかつ迅速に移動するこ
とができる。移動の途中で吸気カムピース１２の
止め輪３３，３４はカム軸１０の止め輪３１，３
２をそれぞれ越える。また、移動ストロークの終
端において保持器端部２２ａ又は２２ｂが止め輪
３３又は３４に当接しかつ端部ボール２１ａ又は
２１ｂが止め輪３１又は３２に当接してストツパ
となる。

このように軸嵌合部材（吸気カムピース）１２
の移動ストロークの両端位置においてスライドベ
アリング２０の動きを止めておくことにより、軸
嵌合部材（吸気カムピース）１２の移動に伴うス
ライドベアリング２０の必要な移動代を常に確保
しておくことができる。従つて、スライドベアリ
ング２０は常に一定のスライド量が確保されてお
り、ボール２１は全移動ストロークにわたつてす
べることはなく確実に転動する。また、カム軸１
０のアツセンブリをエンジンに組み付ける際にも
カムピース１２の脱落が防止され組付作業性が向
上する。なお、第３図および第４図に示した実施
例において、止め輪３１，３２を保持器端部２２
ａ，２２ｂに当接せしめ、止め輪３３，３４を端
部ボール２１ａ，２１ｂに当接させるようにして
もよい。

考案の効果 従来の均一材料でカムピースを形成させたとき
は、摺動に対するすべり摩耗ところがりに対する
接触摩耗との両者に耐えうる材料は非常に見出し
にくく、様々な表面硬化処理を試行して、相性の
よい表面処理法を試行錯誤で見出す必要があつ
た。これに対し、本考案で採用したカムピース１
２によれば、ころがり摩耗に適した材料（既知）
とすべり摩耗に適した材料（既知）とを組合せる
ことにより、短時間で試行錯誤なく最適材料を選
択することができる。また、カムピース１２の熱
処理など特殊加工が不要で、より安価になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のスライドベアリングを有する
カムピース移動型可変バルブタイミング機構を示
す図、第２図はスライドベアリング機構の詳細断
面図、第３図および第４図はカムピースの移動状
態を示す軸方向断面図である。 ３……吸気バルブ、１０……カム軸、１２……
吸気カムピース、２０……スライドベアリング、
１２１……カムピースの内側部分、１２２……カ
ムピースの外側部分。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １つの開閉弁３について異なつたカムプロフイ
   ールの少なくとも２個の駆動カム１３ａ，１３ｂ
   を有するカムピース１２をスライドベアリング２
   ０を介して軸方向に移動可能であるが回転方向に
   は移動しないようにカム軸１０に装着し、前記カ
   ムピース１２を軸方向に移動させることで前記少
   なくとも２個の駆動カムを択一的に切り換えて開
   閉弁を動作させるようにした内燃機関の可変バル
   ブタイミング機構において、前記カムピース１２
   は、前記スライドベアリング２０に接触する内面
   を含む内側１２１は高い接触面圧に耐える金属材
   料より成り、外側１２２は耐摩耗性の高い金属材
   料より成り、これら内側部分１２１と外側部分１
   ２２は一体的に結合されていることを特徴とする
   可変バルブタイミング機構。