JP2008196462A

JP2008196462A - カムキャップ

Info

Publication number: JP2008196462A
Application number: JP2007035424A
Authority: JP
Inventors: Atsunori Kumagai; 厚法熊谷; Shoichi Tateyama; 昇一舘山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-08-28

Abstract

【課題】エンジンの始動時からカムシャフトの軸受の潤滑に必要な十分量の潤滑油を供給可能なカムキャップを提供する。
【解決手段】シリンダヘッドカバー３０に形成された軸受３２と協働してカムシャフト４０を回転自在に支持するためのカムキャップ１０であって、潤滑油を保持し、かつ、保持した潤滑油をカムシャフト４０へ供給可能な潤滑油捕集機構としての多孔質材２０をカムキャップ１０の支持面１１の両側にカムシャフト４０に対向して備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関におけるカムシャフトの支持に用いるカムキャップに関する。

内燃機関の各種の摺動部には、潤滑油の供給が必要であるが、例えば、特許文献１は、カムシャフトを潤滑するためにカムシャフトの中心部に形成する油孔の容積が拡大して油圧の応答遅れが発生するのを防止するべく、油孔に潤滑油を浸透保持する発泡材を設ける技術を開示している。特許文献２は、バルブタイミング変更装置に用いられるスプロケットとこれに噛み合うタイミングチェーンとの間の潤滑を良好にするために、スプロケットを浸透保持する多孔質金属で形成する技術を開示している。特許文献３は、カム一体化ギアのカムシャフトが挿通されるシャフト孔の表面を多孔質金属で形成して、潤滑を良好にする技術を開示している。
特開２００４−８４５０１号公報特開２００４−００３４９７号公報特開２００３−３５３５６号公報

ところで、カムシャフトは、シリンダヘッドに形成された軸受とこの軸受と協働してカムシャフトを支持するカムキャップにより回転自在に支持される。また、シリンダヘッドカバーに軸受が一体的に形成され、この軸受とカムキャップとによりカムシャフトが回転自在に支持されるタイプも知られている。
上記のように支持されるカムシャフトの潤滑は、オイルシャワーなどで供給された潤滑油により潤滑される。
しかしながら、エンジンの始動時にはオイルポンプによる供給が十分でなく、潤滑油が不足するため、フリクションが比較的高く、エンジンの始動後に時間が経過しないと十分な潤滑油が供給されないという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、エンジンの始動時からカムシャフトの軸受の潤滑に必要な十分量の潤滑油を供給可能にするカムキャップを提供することにある。

本発明に係るカムキャップは、シリンダヘッドに形成された軸受又はシリンダヘッドカバーに形成された軸受と協働してカムシャフトを回転自在に支持するためのカムキャップであって、潤滑油を保持し、かつ、保持した潤滑油を前記カムシャフトへ供給可能な潤滑油捕集機構を備えている、ことを特徴としている。
この構成によれば、潤滑油捕集機構により潤滑油が保持されているので、この保持された潤滑油がエンジンの始動時からカムシャフトの潤滑に使用される。

上記構成において、前記潤滑油捕集機構は、潤滑油を浸透保持する多孔質材を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、エンジンの始動時からカムシャフトの潤滑に使用するために、多孔質材により潤滑油を浸透保持することができる。

上記構成において、前記潤滑油捕集機構は、前記カムシャフトの外周面に対向配置されると共に前記カムシャフトを支持する支持面に前記カムシャフトの回転方向において隣接して設けられている、構成を採用できる。
この構成によれば、潤滑油捕集機構は支持面に隣接しているので、潤滑油捕集機構により保持された潤滑油は、支持面に容易に供給される。また、潤滑油捕集機構を支持面に隣接させているので、カムキャップの支持面の面積が小さくなり、フリクションが低減される。

上記構成において、前記カムシャフトを支持する支持面に通じる潤滑油孔を備え、前記潤滑油捕集機構は、保持した潤滑油が前記潤滑油孔へ導かれるように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、潤滑油捕集機構に保持された潤滑油は、常時油孔へ導かれて、エンジンの始動時から軸受の必要な潤滑が可能となる。

本発明によれば、エンジンの始動時からカムシャフトの軸受の潤滑に必要な十分量の潤滑油を供給可能になる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は本発明の第１の実施形態を示す図であって、図１はカムキャップ周辺の断面図及び図２はシリンダヘッドカバーの裏面図である。

シリンダヘッドカバー３０は、図１及び図２に示すように、その裏面から複数のリブ３１が突出して形成されており、このリブ３１の先端部に図示しない２本のカムシャフトを支持するための円弧状の軸受３２が複数形成されている。この軸受３２は、カムキャップ１０と協働してカムシャフト４０を回転自在に支持する。

カムキャップ１０は、図１に示すように、ボルトＢＴにより、シリンダヘッドカバー３０の裏面に固定されている。
このカムキャップ１０は、カムシャフト４０を支持するための円弧状の支持面１１を備えており、カムシャフト４０の軸線方向に直交する方向において、この支持面１１の両側に隣接して潤滑油捕集機構としての多孔質材２０が設けられている。

多孔質材２０は、カムシャフト４０の外周面と僅かな隙間をおいて対向しており、例えば、アルミニウム、鉄などの金属やセラミックスを発泡させた発泡材料からなる。この多孔質材２０には、潤滑油が浸透し、潤滑油を保持する機能があり、浸透した潤滑油は多孔質材２０中を移動することができる。

多孔質材２０の形成方法は、例えば、加工されたカムキャップ１０を所定形状の金型に収容すると共に、金型内の支持面１１の両側に対応する部分に多孔質材２０を形成するための発泡剤を含む材料を充填する。この状態で、金型を加熱して発泡剤を発泡させると、多孔質材２０が形成されると共にこの多孔質材２０が支持面１１の両側に結合される。尚、この方法以外にも、多孔質材２０を耐熱性の接着剤を用いて支持面１１の両側に結合することも可能である。

多孔質材２０には、エンジン始動後に図示しないシャワーパイプから噴射される潤滑油等が飛散する等して、潤滑油が浸透保持される。このため、エンジンを停止後、再び始動するときには、多孔質材２０には、潤滑油が浸透保持された状態にある。

したがって、この多孔質材２０が隣接配置された支持面１１には、多孔質材２０からエンジン始動時から潤滑油が供給される。これにより、エンジンの始動時からカムシャフト４０の軸受３２の潤滑に必要な十分量の潤滑油を供給可能となる。

図３及び図４は本発明の第２の実施形態を示す図であって、図３はカムキャップ周辺の断面図及び図４はカムキャップの拡大図である。
図３において、カムキャップ１１０は、シリンダヘッド５０に図示しないボルトで固定されており、その円弧状の支持面１１１とシリンダヘッド５０に形成された軸受５１とが協働して２本のカムシャフト１４０をそれぞれ回転自在に支持している。

また、図３において、シリンダヘッド５０を覆うシリンダヘッドカバー３０Ａの裏面には、潤滑油ＯＬを噴射するためのシャワーパイプ２００が設置されており、このシャワーパイプ２００から噴射される潤滑油ＯＬが図示しないカムに吹き付けられると共に、カムキャップ１１０にも飛散する。

カムキャップ１１０は、図４に示すように、カムシャフト１４０を支持する支持面１１１に通じる潤滑油孔１１２がその上面１１３に向けて貫通している。また、上面１１３には、潤滑油捕集機構としての多孔質材１２０が設けられている。

潤滑油孔１１２は、シャワーパイプ２００から噴射される潤滑油ＯＬをカムシャフト１４０へ導くために形成されている。
カムキャップ１１０の上面１１３は、潤滑油ＯＬが潤滑油孔１１２に向けて集まりやすいように傾斜している。

多孔質材１２０は、潤滑油孔１１２の周囲を囲むように配置されており、例えば、アルミニウム、鉄などの金属やセラミックスを発泡させた発泡材料からなる。この多孔質材１２０には、潤滑油が浸透し、潤滑油を保持する機能があり、浸透した潤滑油は多孔質材１２０中を移動することができる。

多孔質材１２０の形成方法は、例えば、加工されたカムキャップ１１０を所定形状の金型に収容すると共に、金型内の上面１１３に対応する部分に多孔質材２０を形成するための発泡剤を含む材料を充填する。この状態で、金型を加熱して発泡剤を発泡させると、多孔質材１２０が形成されると共にこの多孔質材１２０が上面１１３に結合される。尚、この方法以外にも、多孔質材１２０を耐熱性の接着剤を用いて支持面１１３の両側に結合することも可能である。

多孔質材１２０には、エンジン始動後にシャワーパイプ２００から噴射される潤滑油ＯＬ等が飛散する等して、潤滑油が浸透保持される。このため、エンジンを停止後、再び始動するときには、多孔質材１２０には、潤滑油が浸透保持された状態にある。

したがって、この多孔質材１２０に浸透保持された潤滑油ＯＬは、図４に示すように、傾斜する上面１１３に沿って潤滑油孔１１２に移動し、潤滑油孔１１２を通じて軸受５１等に潤滑油ＯＬが供給される。これにより、エンジンの始動時からカムシャフト１４０の軸受５１の潤滑に必要な十分量の潤滑油を供給可能となる。

上記第１の実施形態では、多孔質材２０をカムキャップ１０の支持面１１の両側に設けた場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、支持面１１の片側だけに設ける構成としてもよい。
また、上記実施形態では、多孔質材を用いて潤滑油捕集機構を構成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、例えば、多孔質材に代えて溝、凹凸等の潤滑油を貯留する機能により潤滑油捕集機構を実現することも可能である。

上記した第１の実施形態のカムキャップは、２本のカムシャフトに共通に用いられる構成のものについて説明したが、これに限定されず、別々に分離して各カムシャフトのそれぞれについて用いられる構成のものについて本発明を適用することも可能である。

上記実施形態では、シャワーパイプ２００をシリンダヘッドカバーの裏面に設けた場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、シャワーパイプ２００を設けない場合にも本発明を適用できる。

本発明の第１の実施形態に係るカムキャップ周辺の断面図である。シリンダヘッドカバーの裏面図である。本発明の第２の実施形態に係るカムキャップ周辺の断面図である。カムキャップの拡大図である。

符号の説明

１０…カムキャップ
１１…支持面
２０…多孔質材（潤滑油捕集機構）
３０…シリンダヘッドカバー
３１…リブ部
３２…軸受
４０…カムシャフト
５０…シリンダヘッド
５１…軸受
１１０…カムキャップ
１１１…支持面
１１２…潤滑油孔
１２０…多孔質材（潤滑油捕集機構）
１４０…カムシャフト
２００…シャワーパイプ
ＯＬ…潤滑油
ＢＴ…ボルト

Claims

シリンダヘッドに形成された軸受又はシリンダヘッドカバーに形成された軸受と協働してカムシャフトを回転自在に支持するためのカムキャップであって、
潤滑油を保持し、かつ、保持した潤滑油を前記カムシャフトへ供給可能な潤滑油捕集機構を備えている、ことを特徴とするカムキャップ。
前記潤滑油捕集機構は、潤滑油を浸透保持する多孔質材を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のカムキャップ。
前記潤滑油捕集機構は、前記カムシャフトの外周面に対向配置されると共に前記カムシャフトを支持する支持面に前記カムシャフトの軸線に直交する向において隣接して設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカムキャップ。
前記カムシャフトを支持する支持面に通じる潤滑油孔を備え、
前記潤滑油捕集機構は、保持した潤滑油が前記潤滑油孔へ導かれるように形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカムキャップ。