JP4082109B2

JP4082109B2 - 内燃機関の組立式カムシャフト

Info

Publication number: JP4082109B2
Application number: JP2002201395A
Authority: JP
Inventors: 洋介前
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: JP2004044445A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、カムが設けられるシャフトチューブに、カムシャフトの駆動力が入力されるエンドピースを結合して構成される内燃機関の組立式カムシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
組立式カムシャフトとして、特開平０５−１７１９０５号公報に記載のような、エンジン組立時にカムシャフトを固定したり、あるいはエンジン整備時にカムシャフト回転位置を調整したりするなど、カムシャフト回転位置を定めるための工具係合部を、シャフトチューブ上に備えるものが知られている。同公報に記載の組立式カムシャフトでは、外周面が六角状の工具係合体がシャフトチューブとは別体に設けられ、この工具係合体をシャフトチューブに嵌め合わせることで、カムシャフトの工具係合部が形成される。そして、工具係合体付きのシャフトチューブにエンドピースが結合され、このエンドピースにスプロケットやプーリが取り付けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の組立式カムシャフトには、次のような問題がある。すなわち、このカムシャフトでは、第１に、工具係合部をシャフトチューブ上で、シャフトチューブとは別体の工具係合体により形成することとしているので、カムシャフト部品点数が多くなってしまう。第２に、工具係合部をシャフトチューブ外周に固定される工具係合体により形成することとしているので、工具係合体が大型となり、使用される工具も大型となり、この大型の工具を使用するための比較的に大きなスペースをエンジンの内部に確保することが必要となる。そして、第３に、このカムシャフトでは、エンドピースにスプロケット等を取り付けるためのボルトを締め付ける際に生じるトルクが、シャフトチューブとエンドピースとの結合部にかかることとなり、これらの部材の結合強度を高く設定しなければならない。
【０００４】
そこで、本発明は、カムシャフトに工具係合部を設けるに当たっての、このような問題を解決しうる内燃機関の組立式カムシャフトを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明では、内燃機関の組立式カムシャフトを、カムが設けられる中空円筒状のシャフトチューブと、このシャフトチューブに結合され、カムシャフトの駆動力が入力されるエンドピースと、を含んで構成し、前記エンドピースにおいて、カムシャフト回転位置を定めるための工具係合部を、シャフトチューブ結合部から軸方向にずらした部位に設けるとともに、このカムシャフトをシリンダヘッド上に支持するためのジャーナル部を、シャフトチューブ結合部と前記工具係合部との間に設け、前記工具係合部が、カムシャフトに設けられる駆動力伝達要素の収納部内に配置されるようにした。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、前記エンドピースにおいて、シャフトチューブ結合部と前記ジャーナル部との間にカムシャフトの軸方向位置決め部を設けることとした。
【０００７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、組立式カムシャフトにおいて、工具係合部をエンドピースの一部として設けることとしたので、カムシャフト部品点数を削減することができる。また、工具係合部をシャフトチューブ結合部から軸方向にずらした部位に設けることとしたので、スプロケット等を取り付けるためのボルトを締め付ける際に、このシャフトチューブ結合部にトルクがかかることがなく、シャフトチューブとエンドピースとの結合強度を低く設定することが許容される。
【０００８】
また、請求項１に係る発明によれば、比較的に小型の工具を使用することを可能とするとともに、エンドピースにおいて、カムシャフトをシリンダヘッド上に支持するためのジャーナル部を、シャフトチューブ結合部と工具係合部との間に設け、比較的に広い空間が確保されたスプロケット等、駆動力伝達要素の収納部内に配置されるようにしたので、工具の操作が容易となる。
請求項２に係る発明によれば、エンドピースにおいて、シャフトチューブ結合部とジャーナル部との間にカムシャフトの軸方向位置決め部を設けることとしたので、このジャーナル部に供給されたオイルをオイルパンに効率よく還元させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関としての自動車用エンジン（以下「エンジン」という。）１の上面図であり、ロッカーカバー未装着の状態を示している。このエンジン１は、本実施形態に係る組立式カムシャフト（以下「カムシャフト」という。）２を備えている。
【００１０】
エンジン１において、シリンダヘッド３は、図示しないシリンダブロック上に固定されており、その上端面に形成されたロッカーカバー合わせ面３０１に、ガスケットを介してロッカーカバーが取り付けられる。カムシャフト２は、ジャーナル部（図１では、第１ジャーナル部２０１のみを示す。）がこのシリンダヘッド３に形成された半円状の軸支持面上に載置されるとともに、カムブラケット（図示せず）がエンジン上方からシリンダヘッド３に取り付けられて、各ジャーナル部を押さえることで、エンジン１における上下及び左右方向の移動が規制される。
【００１１】
ここで、カムシャフト２の全体図である図２を参照して、カムシャフト２の構成について説明する。同図は、カムシャフト２を、スプロケット４を取り外した状態で示している。
カムシャフト２は、カムを備えるカムシャフト本体２１と、このカムシャフト本体２１とスプロケット４との間に介装されるエンドピース２２とを含んで構成される。
【００１２】
カムシャフト本体２１において、カムは、中空円筒状のシャフトチューブ２１１にカムロブピース２１２ａ〜２１２ｈを固定することで設けられる。これらカムロブピース２１２ａ〜２１２ｈは、シャフトチューブ２１１の所定の位置に、位相を合わせて配置し、シャフトチューブ２１１を内部より放射状に拡大させることで固定する（この固定方法を「拡管固定」という。）。なお、カムロブピース２１２ａ〜２１２ｈは、シャフトチューブ２１１の所定の位置に圧入することで固定してもよい。
【００１３】
エンドピース２２は、全体として概ね円筒状であり、一端において、シャフトチューブ２１１の内径よりも若干大きな外径を有するシャフトチューブ結合部２２１が形成され、このシャフトチューブ結合部２２１に隣接して、円盤型のカラー部２２２が形成されている。また、このエンドピース２２は、シャフトチューブ結合部２２１の反対側がスプロケット取付部２２３とされており、このスプロケット取付部２２３に隣接して、工具係合部としての六角部２２４が形成されている。この六角部２２４は、鍛造によるエンドピース２２の作製時に同時に形成することができる。そして、カラー部２２２と六角部２２４との間には、カムシャフト２のエンジン前面側の第１ジャーナルを構成するジャーナル部２０１が形成されている。
【００１４】
図２において、シャフトチューブ２１１及びカムロブピース２１２ａ〜２１２ｈを含んで構成されるカムシャフト本体２１と、エンドピース２２とは、エンドピース２２のシャフトチューブ結合部２２１を、シャフトチューブ２１１に対して同軸に圧入することで結合されている。ここに、カムシャフト本体２１とエンドピース２２とのサブアッセンブリが完成される。このサブアッセンブリは、シリンダヘッド３の軸支持面（図１では、エンドピース２２のジャーナル部２０１に対する軸支持面３０２のみを示す。）上に載置され、カムブラケットにより固定される。なお、シャフトチューブ２１１とエンドピース２２との結合は、圧入に代え、溶接によることも可能である。
【００１５】
図１において、シリンダヘッド３には、エンドピース２２のジャーナル部２０１を受ける軸支持面３０２に隣接して、カラー部２２２を受ける溝が形成されている。カラー部２２２は、この溝に挿入されて、カムシャフト２の軸方向の移動を規制する。従って、エンドピース２２のカラー部２２２は、カムシャフト２の軸方向位置決め部を構成する。
【００１６】
エンドピース２２のスプロケット取付部２２３にスプロケット４がボルトにより締結され、カムシャフト２にスプロケット４が取り付けられる。このスプロケット４には、クランクスプロケットとの間にタイミングチェーン６が掛け渡される。エンジン１の駆動力は、このチェーン６を介してスプロケット４、エンドピース２２及びカムシャフト本体２１に伝達される。
【００１７】
本実施形態に係るカムシャフト２によれば、次のような効果を得ることができる。
第１に、カムシャフト２では、エンドピース２２に工具係合部としての六角部２２４が一体に形成されている。このため、六角部２２４を設けるための部材を別に用意する必要がないので、コストを削減することができるとともに、エンジン１の軽量化を図ることができる。
【００１８】
第２に、六角部２２４をエンドピース２２に形成することで、この六角部２２４の工具係合面の幅ｗ（図３）を小さくすることが可能となり、これに伴って工具もより小さなものが使用されることとなる。このため、工具を動かすために必要なスペースが小さくて済むので、エンジン１の小型化を図ることができる。特に、本実施形態では、六角部２２４がジャーナル部２０１よりもエンジン前面側に設けられ、スプロケット収納部内に配置されている。このため、工具を操作する際に邪魔になるものがなく、操作が容易に行えるという効果を得ることもできる。
【００１９】
第３に、六角部２２４がエンドピース２２において、シャフトチューブ結合部２２１よりもスプロケット取付部２２３側にずらして設けられている。このため、スプロケット取付時に、ボルト５を締め付ける際のトルクがシャフトチューブ２１１とエンドピース２２との結合部にかかることがないので、これらの部材２１１，２２の結合強度を低く設定することが可能となる。
【００２０】
ところで、カムシャフト２のジャーナル部２０１の潤滑は、シャフトチューブ２１１及びエンドピース２２に形成されたオイル孔を介して行われる。図１のように、エンドピース２２には、その中心軸上を貫通して、シャフトチューブ２１１の内部と連通する孔２２５が設けられている。エンドピース２２のオイル孔２２６は、この貫通孔２２５の壁面と、ジャーナル部２０１の表面との間を貫通させて設けられている。なお、貫通孔２２５の一側には、スプロケット取付用ボルト５と噛み合う螺子部が形成されている。
【００２１】
図３は、図２のａ−ａ断面図、すなわち、エンドピース２２の六角部２２４における断面図である。
図示しないオイルパンに貯蔵されているオイルは、エンジン１により駆動されるオイルポンプにより、シャフトチューブ２１１及びエンドピース２２の内部を介してジャーナル部２０１に供給される。このオイルは、ジャーナル部２０１及びカラー部２２２を潤滑する一方、余剰分がスプロケット収納部内に排出される。そして、排出された余剰オイルは、スプロケット収納部を滴下し、オイルパンに還元される。
【００２２】
以上では、カムシャフト２にエンジン１の駆動力を伝達する要素としてスプロケット４（及びタイミングチェーン６）を使用する場合を例に説明したが、この要素としてプーリや、カムギヤを使用するエンジンにおいても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関としての自動車用エンジンの上面図
【図２】同上エンジンに設置される組立式カムシャフトの全体図
【図３】図２のａ−ａ断面図
【符号の説明】
１…内燃機関としての自動車用エンジン、２…組立式カムシャフトとしてのカムシャフト、２１…カムシャフト本体、２０１…ジャーナル部、２１１…シャフトチューブ、２１２ａ〜２１２ｈ…カムロブピース、２２…エンドピース、２２１…エンドピースのシャフトチューブ結合部、２２２…軸方向位置決め部としてのカラー部、２２３…スプロケット取付部、２２４…工具係合部としての六角部、３…シリンダヘッド、４…スプロケット、５…ボルト、６…タイミングチェーン。

Claims

カムが設けられる中空円筒状のシャフトチューブと、このシャフトチューブに結合され、カムシャフトの駆動力が入力されるエンドピースと、を含んで構成され、
前記エンドピースが、カムシャフト回転位置を定めるための工具係合部を、シャフトチューブ結合部から軸方向にずらした部位に備えるとともに、このカムシャフトをシリンダヘッド上に支持するためのジャーナル部を、シャフトチューブ結合部と前記工具係合部との間に備え、
前記工具係合部が、カムシャフトに設けられる駆動力伝達要素の収納部内に配置される内燃機関の組立式カムシャフト。
前記エンドピースが、シャフトチューブ結合部と前記ジャーナル部との間にカムシャフトの軸方向位置決め部を備える請求項１に記載の内燃機関の組立式カムシャフト。