JP2580820Y2 - カム軸の軸受け装置 - Google Patents

カム軸の軸受け装置

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JP2580820Y2 JP1992047652U JP4765292U JP2580820Y2 JP 2580820 Y2 JP2580820 Y2 JP 2580820Y2 JP 1992047652 U JP1992047652 U JP 1992047652U JP 4765292 U JP4765292 U JP 4765292U JP 2580820 Y2 JP2580820 Y2 JP 2580820Y2
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徹 佐藤
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、内燃機関の動弁用や、
燃料噴射ポンプのプランジャ駆動用などに使用される、
カム軸を支持するための軸受け装置の改良に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年はエンジンの高出力化に伴い、シリ
ンダ数を増加させたり、シリンダボアを拡大したりする
傾向にあることから、各シリンダの吸排気弁を開閉駆動
するカム軸の全長は長くなる傾向にある。また、ディー
ゼルエンジンの場合には、多気筒化に伴い、燃料供給に
使用される列型燃料噴射ポンプのプランジャの数も多く
なるので、プランジャ駆動用のカム軸の全長も長くなる
傾向にある。
【0003】このように、カム軸の全長が長くなると、
カム軸の両端に設ける2個の軸受けだけでは負荷容量が
不足し、この両端の軸受けの耐久性を充分に確保するの
が困難となるため、これらの軸受けの他に、別の軸受け
をカム軸の中間部に設ける必要が生じる。そこで、軸受
けを3個以上使用してカム軸を支持する場合には、図3
において、シリンダヘッド11に軸支されるカム軸12とし
て例示するように、このカム軸12の両側部と中間部に、
カム軸の回転摺動抵抗と曲げ振動を吸収するのに充分な
負荷容量を有する、ボールベアリング13a〜13cを設け
て軸支するのが一般的である。
【0004】その場合、カム軸12の中間部に設けられた
ボールベアリング13bの内径Bは、それぞれのカム14の
最大外径Aよりも大きくなければ取り付けることができ
ず、更に、カム軸12を挿入する側のシリンダヘッド11の
マウント部11aの内径Fは、前記ボールベアリング13b
の外径Eよりも大きくなければ、カム軸12を組み付ける
ことができないことが理解される。
【0005】従って、このボールベアリング13a〜13c
を取り付けたカム軸12を収容するシリンダヘッド11の収
容空間の幅Gは、前記マウント部11aの内径Fによって
規定されることとなり、必要以上に大きな収容空間を確
保しなければならないことから、シリンダヘッド、ひい
てはシリンダブロックのサイズまでが大きくなり、エン
ジン全体の大型化、及び重量増加を招くという問題があ
る。
【0006】そこで、エンジンの小型・軽量化を図るた
めに、図4に示すように、カム軸12の中間部には、ボー
ルベアリング13bなどの軸受け部材を設けず、単にそれ
ぞれのカム14の最大外径Aよりも大きい外径Bを有する
ジャーナル部12aとして形成し、このジャーナル部12a
を軸支するローラーベアリング15をシリンダヘッド11側
に取り付けることによって、カム軸12の収容空間を可及
的に減少させることも考えられる。
【0007】このように構成することによって、カム軸
12を挿入する側のシリンダヘッド11のマウント部11aの
内径Cは、前記ジャーナル部12aを挿通するのに必要な
だけの、比較的に小径で済むようになり、このマウント
部11aの内径Cによって規定されるカム軸12の収容空間
の幅Dを可及的に低減することができるからである。
【0008】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにすると、図3に示すカム軸12中間部のボールベアリ
ング13bで吸収していたカム軸12の曲げ振動を、このロ
ーラーベアリング15が吸収できず、結局、カム軸12側の
ジャーナル部12a自体が、その応力を受けることになっ
て、ジャーナル部12aに磨耗が生じ易くなる。
【0009】そこで、カム軸12自体の耐磨耗性を向上さ
せるために、このカム軸12の母材に硬度の高い材料を使
用したり、或いは、高周波焼き入れなどによって、カム
軸12自体の硬度を向上させるなどの手段が考えられる
が、そのようにすると、以下の問題が生じることが判明
した。即ち、硬度の上昇によって、切削加工時における
カムプロフィルの加工性が著しく悪化して生産性が低下
し、それと共に切削工具の耐久性も低下して加工コスト
が上昇するという問題や、更に、カム14の摺動面の硬度
の上昇によって、これに当接するタペットなどの関連部
品の磨耗が増加するなど、様々な不具合が発生するので
ある。
【0010】本考案は以上の問題点に鑑みて、カム軸の
ジャーナル部や、カムに当接する関連部品の耐久性を損
なうことなく、軸受けを含むカム軸の最大外径を可及的
に小径化し、以てエンジンの小型・軽量化に寄与し得る
カム軸の軸受け装置を提供することを目的とするもので
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本考案のカム軸の軸受け装置は、カム軸の両側に第一
軸受け部材を設けると共に、前記カム軸の中間部のジャ
ナール部を軸支する第二軸受け部材を、このカム軸を支
持する支持体に取り付けるローラーベアリングとし、該
ローラーベアリングに摺接する前記ジャナール部の周面
に高硬度の環状部材を設けたことを特徴としている。
して、更に、前記第1軸受け部材をボールベアリングで
構成する。また、前記ローラーベアリングの内径を、前
記カム軸のカムの最大外径よりも大きく、かつ、両端の
ボールベアリングのうちの少なくとも一方の外径より小
さく形成する。
【0012】この軸受け装置は、内燃機関の動弁用のカ
ム軸や、燃料噴射ポンプのプランジャ駆動用のカム軸な
ど、種々のカム軸を支持する装置に使用することができ
るため、前記した支持体として、シリンダヘッド又はシ
リンダブロックなどのエンジン本体や、燃料噴射ポンプ
本体などを適用することができる。なお、前記第一軸受
け部材にはボールベアリングを使用することが好まし
く、更に、前記環状部材としては、高硬度のセラミック
などの材料を使用すると好ましいものであるが、本考案
はこれに限定されるものではない。
【0013】
【作 用】本考案のカム軸の軸受け装置は以上の構成を
有しており、カム軸の両側に設けた第一軸受け部材以外
の軸受けである第二軸受け部材を、支持体側に設けるこ
とによって、カム軸自体には3個以上の軸受け部材を設
ける必要がなくなるため、軸受けを含むカム軸の最大外
径を可及的に小径化することができる。
【0014】また、前記第二軸受け部材に軸支されるカ
ム軸のジャーナル部の周面には、高硬度の環状部材を設
けているため、カム軸自体の曲げ振動によって、このジ
ャーナル部に磨耗が発生することを防止できる。
【0015】
【実 施 例】次に図面を参照して本考案の一実施例を
説明する。本実施例のカム軸の軸受け装置は、図1及び
図2に示すように、支持体(シリンダヘッド)1に、動
弁用のカム軸2を軸支する場合を示している。このカム
軸2の一端には、タイミングベルトを介して、クランク
軸の回転運動が伝達されるタイミングギア6が設けられ
ており、更に、このカム軸2の両側部には、圧入によっ
て固定された第一軸受け部材(ボールベアリング)3が
設けられている。また、これらのボールベアリング3の
間には、各シリンダの吸気弁を開閉するための吸気弁駆
動用カム4a、排気弁を開閉するための排気弁駆動用カム
4b、及びシリンダヘッド1に圧入された第二軸受け部材
(ローラーベアリング)5に軸支されるジャーナル部2a
が配置されている。
【0016】更に本実施例では、その外周面が、製造時
において鏡面状の摺動面として形成された高硬度のセラ
ミック製の環状部材7を、前記ジャーナル部2aの周面に
圧入しており、この環状部材7の外周面において、前記
ローラーベアリング5と摺接するように構成されてい
る。本実施例のカム軸の軸受け装置は、このように構成
されているため、クランク軸の回転運動がタイミングギ
ア6に伝達されると、両側部のボールベアリング3及び
中間部のローラーベアリング5に軸支されるカム軸2
は、殆ど回転摺動抵抗を伴わずに滑らかに回転する。
【0017】また、このカム軸2に発生する微妙な捩じ
り振動によって、ローラーベアリング5に支持されるジ
ャーナル部2aには、この部位の磨耗を促進させるような
応力が生じるが、このジャーナル部2aには前記した如く
高硬度の環状部材7が設けられているために、実際には
殆ど磨耗することがなく、カム軸2の両側部に逃げた応
力はボールベアリング3によって吸収される。
【0018】なお、本実施例のカム軸の軸受け装置によ
ると、図4に示した従来例同様に、軸受け部材を含むカ
ム軸2全体の最大外径を可及的に低減することができる
ので、これを支持するシリンダヘッド1や、このシリン
ダヘッド1が組み付けられるシリンダブロックを小型化
することができ、以てエンジン全体の小型・軽量化を図
ることができる。
【0019】
【考案の効果】本考案のカム軸の軸受け装置は、カム軸
の両側に第一軸受け部材を設けると共に、前記カム軸の
中間部のジャナール部を軸支する第二軸受け部材を、こ
のカム軸を支持する支持体に取り付けるローラーベアリ
ングとし、該ローラーベアリングに摺接する前記ジャナ
ール部の周面に高硬度の環状部材を設けたことを特徴と
するので、以下の効果を奏することができる。
【0020】1)前記カム軸の両側に設けた第一軸受け
部材と、カム軸の支持体側に設けられ、中間部のジャナ
ール部を支持するローラーベアリングの第二軸受け部材
とでカム軸を支持するので、カム軸を両端と中間部の3
点以上で支持できるのでカム軸の曲げ振動を吸収でき
る。 2)そして、中間部の第二軸受け部材をローラーベアリ
ングで構成し支持体側に配設したので、カム軸側には第
二軸受け部材であるローラーベアリングのローラーと外
輪を嵌合する必要がなくなり、ジャーナル部部分のカム
軸側の最大径を小さくすることができ、それに伴い第一
軸受け部材を含むカム軸全体の最大外径を小径化するこ
とができる。 3)また、このローラーベアリングとジャーナル部の嵌
め合いをルーズ嵌め合いとすることができるので、カム
軸の収容空間の片側からカム軸をその軸方向に挿入し
て、容易に組立てができる。 4)しかも、滑り軸受けに対して回転抵抗が非常に小さ
いローラーベアリングで支持できるので、回転摺動摩擦
抵抗を著し小さくできる。 5)その上 、前記第二軸受け部材に軸支されるカム軸の
ジャーナル部の周面には、高硬度の環状部材を設けてい
るため、カム軸自体を高硬度材で作成することなく、
ム軸自体の曲げ振動によって、このジャーナル部に摩耗
が発生することを防止できる。しかも、カム軸自体を高
硬度材で構成した場合に発生する切削加工時のカムプロ
フィルの加工性の悪化や生産性の低下、切削工具の耐久
性の低下や加工コストの上昇、タペット等の関連部品の
摩耗の増加等を防止することができる。 従って、カム軸
の回転摺動抵抗と曲げ振動を著しく減少すると共に、カ
ム軸自体の耐摩耗性を向上でき、更に、カム軸側を全体
として小径にして、カム軸を挿入する支持部の収容空間
を小さく形成することができるので、エンジンの小型・
軽量化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例のカム軸の軸受け装置の一部
を断面にした平面図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】従来のカム軸の軸受け装置の一部を断面にした
平面図である。
【図4】従来のカム軸の軸受け装置の一部を断面にした
平面図である。
【符号の説明】
1 支持体(シリンダヘッド) 2 カム軸 2a ジャーナル部 3 第一軸受け部材(ボールベアリング) 5 第二軸受け部材(ローラーベアリング) 7 環状部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−37214(JP,A) 特開 平4−12102(JP,A) 実開 昭57−123905(JP,U) 実開 昭59−39702(JP,U) 実開 昭60−121554(JP,U) 実公 平3−32725(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01L 1/04

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カム軸の両側に第一軸受け部材を設ける
    と共に、前記カム軸の中間部のジャナール部を軸支する
    第二軸受け部材を、このカム軸を支持する支持体に取り
    付けるローラーベアリングとし、該ローラーベアリング
    摺接する前記ジャナール部の周面に高硬度の環状部材
    を設けたことを特徴とするカム軸の軸受け装置。
  2. 【請求項2】 前記第1軸受け部材をボールベアリング
    で構成したことを特徴とするカム軸の軸受け装置。
  3. 【請求項3】 前記ローラーベアリングの内径(B)
    を、前記カム軸のカムの最大外径(A)よりも大きく、
    かつ、両端の転がり軸受けのうちの少なくとも一方の外
    径(C)より小さく形成したことを特徴とする請求項1
    記載のカム軸の軸受け装置。
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