JP2675273B2

JP2675273B2 - カムシャフトの給油構造

Info

Publication number: JP2675273B2
Application number: JP7055629A
Authority: JP
Inventors: 浩中原
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JPH08246832A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本出願にかかる発明は、エンジ
ン、例えば自動車，特に自動二輪車に適したカムシャフ
トおよびその周辺部位の給油構造（この明細書において
単に「カムシャフトの給油構造」という）に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
自動二輪車，自動車を中心として、エンジンの高性能化
が促進され、とりわけ軽量で且つ高性能なエンジンが要
求される自動二輪車の場合、オーバーヘッドカム型エン
ジン、特にダブルオーバーヘッドカム型エンジンが多用
されている。

【０００３】この種のカムシャフトを有するエンジン、
例えばダブルオーバーヘッドカム型エンジンでは、シリ
ンダヘッド上に吸気用のカムシャフトと排気用のカムシ
ャフトが平行に配設され、吸気バルブと排気バルブがそ
れぞれのカムシャフト上のカムによって駆動される。

【０００４】上記各カムシャフト上に形成されているカ
ムは、カム面がバルブリフタ（タペット）に摺接・押圧
して適宜タイミングでバルブ（排気バルブあるいは吸気
バルブ）を開閉動作させる。

【０００５】従って、エンジンが円滑に回転するために
は、カムシャフト、つまり、上記カムシャフトの支持部
分（ジャーナル部とも呼ばれている；カムシャフトの軸
受部とこれを支持するシリンダヘッド側の軸受面からな
る）、およびカムとバルブリフタ（タペット）との摺接
部分に、必要量の潤滑オイル（単にオイルともいう）が
供給される必要がある。

【０００６】従来、上記カムシャフトの支持部分、およ
びカムとバルブリフタ（タペット）との摺接部分へのオ
イルの供給は、図７に図示するように、カムシャフト１
上方に、オイル供給管２２を別に配設し、このオイル供
給管２２に上記カムシャフト１の支持部分Ｂおよび上記
カムＣとバルブリフタ（タペット）Ｌとの摺接部分へオ
イルを供給するためのオイル供給穴１ｃをそれぞれ設け
て、強制的にオイルを供給しようとする手法がある。

【０００７】しかし、上記構成では、カムシャフト１上
に、オイル供給管２２を配設するため、エンジンの全高
が高くなってしまい、自動二輪車あるいは自動車に搭載
した場合には、この高くなった分が、デザイン的にある
いは構造上の制限となってしまう。

【０００８】また、別の給油手法として、図８に図示す
るように、カムシャフト１内に長手方向に延びるオイル
供給通路１ｂを形成するとともに、このオイル供給通路
１ｂから、半径方向外方へ延び外周面に至るオイル供給
穴１ｃを、上記カムシャフト１の支持部分Ｂと上記カム
Ｃ全ての部分に設けて、これらの必要な部分へオイルを
供給するものがある。

【０００９】しかし、この構成の場合には、カムシャフ
ト１自体が硬い鋳鉄製であることから、生産コストを配
慮した製造技術上、直径２ｍｍより小さい径の穴を開け
ることは困難である。

【００１０】従って、この場合、全オイル供給穴１ｃの
合計断面積が、オイルポンプ側から供給されるオイル流
路の断面積を上回り、潤滑システム全体のバランスを損
なうとともに、カムシャフト部分へのオイルの供給圧力
が低下してしまう。

【００１１】また、図９に図示するように、オイル供給
穴１ｃを軸受部１ａのみに形成して、オイルの供給圧力
を所定圧力に保つようにすることも考えられるが、それ
ではオイルが部分的に不足する箇所ができる。

【００１２】なお、この種の先行技術として、本出願人
の出願にかかる実開昭６１−５３５０７号，実願平５−
６５５０２号がある。

【００１３】本願発明は、このような現況に鑑みおこな
われたもので、製造技術上簡単に実施でき、しかもエン
ジンの全高を高くすることがなく、必要な箇所に必要な
量のオイルが適正にバランス良く供給できるカムシャフ
トの給油構造を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本請求項１記載の発明に
かかるカムシャフトの給油構造は、複数の軸受部によっ
て回転自在に支持されているカムシャフトに、長手方向
に沿って内部にオイル供給通路を形成し、このオイル供
給通路から外周面に連通するオイル供給穴を形成すると
ともに、このオイル供給穴とシリンダ側の軸受面との間
にカム側へオイルを導く隙間を、供給側から離れた部位
では大きくするとともに、最も小さい隙間は通常の軸受
機構のクリアランスのみで形成し、大きな隙間はカムシ
ャフトのオイル供給穴の一部がシリンダの軸受面から露
呈させることによって形成して、カムシャフトの所定の
軸受部とカム周辺にオイルを供給するよう構成したカム
シャフトの給油構造において、上記カムシャフトが排気
用と吸気用の２本のカムシャフトからなり、排気用ある
いは吸気用のいずれか１本のカムシャフトのオイル供給
通路へは直接シリンダヘッド側からオイルを供給し、残
りの１本のカムシャフトのオイル供給通路へは上記１本
のカムシャフトを経てオイルを間接的に供給するよう構
成し、上記直接シリンダヘッド側からオイルの供給をう
けるカムシャフト側の隙間を、上記間接的に供給するカ
ムシャフト側の隙間より、小さくしたことを特徴とす
る。

【００１５】本請求項２記載の発明にかかるカムシャフ
トの給油構造は、請求項１記載のカムシャフトの給油構
造において、カムシャフトに形成されているカムのうち
カムチェーン側に最も近いカムに、カムシャフトの内部
のオイル供給通路から外周面に連通する第２のオイル供
給穴を設けると、カムチェーンの張力によってカムシャ
フトが多少変形してカムチェーン側に最も近いカム近傍
の隙間を狭めるような状況になっても、該カムチェーン
側に最も近いカムにも、円滑にオイルを供給することが
できる。

【００１６】

【作用】しかして、本請求項１記載の発明にかかるカム
シャフトの給油構造によれば、排気用と吸気用の各カム
シャフトにバランス良くオイルを供給することができ
る。そして、カムシャフトの支持部分（軸受部と軸受
面）及びカム周辺部位には、カムシャフトの軸受部とシ
リンダ側の軸受面との間の隙間から吐出するオイルによ
って潤滑され、しかも、給油側から離れた部位では上記
隙間が大きくなっているため、圧力の高いところでは小
さな隙間から、また圧力の低下したところでは大きな隙
間から、ほぼ均一のオイルが供給される結果、全体にバ
ランス良くオイルが供給される。また、上記隙間を、通
常の軸受機構のクリアランスのみで形成した最も小さい
隙間と、カムシャフトのオイル供給穴の一部がシリンダ
の軸受面から露呈させて形成する大きな隙間（大きい隙
間）で構成すると、最小の隙間から隙間の大きい隙間が
露呈程度を調整するだけで任意に形成できるため、従来
の給油構造の如きドリルで穿設して形成するオイル給油
穴に比べて簡単に加工がおこなえ且つ所定の給油量に設
定することが容易となり、加工工数も低減できる。

【００１７】

【実施例】以下、本願発明の実施例にかかるカムシャフ
トの給油構造を図面を参照しながら具体的に説明する。

【００１８】図１は本願発明の実施例にかかるカムシャ
フトの給油構造を示すダブルオーバーヘッドカム型４気
筒エンジンのシリンダヘッドカバーとベアリングキャッ
プを取り除いた状態での平面図、図２は図１に示す吸気
側のカムシャフトのカムチェーン近傍部位の構成を示す
図１のＩ−Ｉ矢視部分側断面図、図４は図１に示す排気
側のカムシャフトのカムチェーン側の構成を示す図１の
II−II矢視部分側断面図である。

【００１９】図１において、１はカムシャフトで、１Ａ
は吸気用のカムシャフト、１Ｂは排気用のカムシャフ
ト、２はシリンダヘッドである。

【００２０】上記吸気用のカムシャフト１Ａと排気用の
カムシャフト１Ｂは、共に長手方向略全域にわたるオイ
ル供給通路１ｂが内部に形成され、両端はオイルが流出
しないよう閉塞されている。そして、これら吸気用のカ
ムシャフト１Ａと排気用のカムシャフト１Ｂは、それぞ
れシリンダヘッド２上に回転自在に並設されている。つ
まり、各カムシャフト１Ａ，１Ｂには、適宜間隔で軸受
部１ａがそれぞれ５箇所設けられ、この軸受部１ａが、
シリンダヘッド２側に凹設された軸受面２ａ上に回転自
在に支持されている。また、各カムシャフト１Ａ，１Ｂ
の一端（図１において右端）には、図示しないチェーン
を介してクランク軸（図示せず）によって駆動されるカ
ムチェーン用のスプロケット３が固設されている。

【００２１】そして、この実施例では、吸気用のカムシ
ャフト１Ａの図１において右端の軸受部（第１軸受部と
いう）１ａ₁には、オイル流入穴１ｄが周方向に４箇所
形成されている。このオイル流入穴１ｄには、シリンダ
ヘッド２の上面に形成されている吐出口２ｂから、図示
しないベアリングキャップに形成された連通路を介して
加圧されたオイルが供給されるよう構成されている。そ
して、上記吐出口２ｂは、基端が潤滑オイルポンプ（図
示せず）につながるオイル供給流路につながり、このオ
イル供給路から、加圧されたオイルが供給されるよう構
成されている。つまり、上記オイル流入穴１ｄのあるカ
ムシャフト１Ａの第１軸受部１ａ₁は、シリンダヘッド
２の第１軸受面２ａ₁と図示しないベアリングキャップ
の軸受面で回転自在に支持されるが、この図示しないベ
アリングキャップの軸受面に、半リング状の供給路４ａ
（図３参照）と、該供給路４ａと上記吐出口２ｂをつな
ぐ図示しない連通路が、形成されることによって、この
シリンダヘッド２上面の吐出口２ｂから上記オイル流入
穴１ｄに加圧されたオイルが供給される。

【００２２】また、このカムシャフト１Ａの第１軸受部
１ａ₁を除く各軸受部１ａには、内部のオイル供給通路
１ｂと外周面を連通するオイル供給穴１ｃが形成され、
軸受部１ａとそこに当接するシリンダヘッド２側の軸受
面２ａ（図１において二本の破線で囲まれた「くびれ」
状の部分参照）からなる支持部分にオイルを供給するよ
う構成されている。そして、上記オイル供給穴１ｃは、
加工が容易な直径２ｍｍ以上のドリルによって穿設した
ものでよい。

【００２３】そして、上記カムシャフト１Ｂの、図１に
おいて右端の軸受部（第１軸受部という）１ａ₁´に
は、オイル流入穴１ｄが周方向に４箇所形成され、この
オイル流入穴１ｄには、上記カムシャフト１Ａの半リン
グ状の供給路４ａ（図３参照）から連通路を介してオイ
ルが供給される。つまり、上記オイル流入穴１ｄのある
カムシャフト１Ｂの第１軸受部１ａ₁´は、シリンダヘ
ッド２の第１軸受面２ａ₁´とベアリングキャップ４
（図４参照）の軸受面で回転自在に支持されるが、この
ベアリングキャップ４の軸受面に、半リング状の供給路
４ａ（図４参照）と、該供給路４ａと上記カムシャフト
１Ａ側の半リング状の供給路４ａ（図３参照）をつなぐ
図示しない連通路が、形成されることによって、該カム
シャフト１Ａ側を経てやや圧力の低下したオイルが供給
される。また、このカムシャフト１Ｂの第１軸受部１ａ
₁´を除く各軸受部１ａ（１ａ₂´〜１ａ₅´）には、
内部のオイル供給通路１ｂと外周面を連通するオイル供
給穴１ｃが形成され、軸受部１ａとそこに当接するシリ
ンダヘッド２側の軸受面２ａからなる支持部分にオイル
を供給するよう構成されている。上記オイル供給穴１ｃ
も、加工が容易な直径２ｍｍ以上のドリルによって穿設
したものでよい。

【００２４】ところで、図２あるいは図３に図示するよ
うに、上記カムシャフト１Ａの第１軸受部１ａ₁では、
カムシャフト１Ａに形成されているオイル流入穴１ｄの
一部（カムＣ₁側よりの一部）が、軸受面２ａから下方
に露呈するよう、軸受面２ａを図１に破線で図示するよ
うに切り欠いて、図２，図３に図示するようにオイル供
給穴１ｃ（図２参照）を軸受面２ａから位置的にずらし
ている。そして、図２に図示するように、カムシャフト
１Ａの第２軸受部１ａ₂では、カムシャフト１Ａに形成
されているオイル供給穴１ｃが軸受面２ａ上にあって、
オイルは第２軸受部１ａ₂と軸受面２ａの隙間、つまり
軸受機構の通常のクリアランスのみで構成されている隙
間から供給されるよう構成されている。なお、図２，図
３_,図４において、４はベアリングキャップである。

【００２５】さらに、図示しないが、カムシャフト１Ａ
の第３軸受部１ａ₃，第４軸受部１ａ_{4 ,}第５軸受部１
ａ₅でも、上記第２軸受部１ａ₂の場合と同様に、それ
ぞれ軸受面２ａとの隙間は、軸受機構の通常のクリアラ
ンスのみで構成されている。

【００２６】従って、この実施例においてオイルの供給
側に近いこの吸気用のカムシャフト１Ａでは、支持部分
近傍のカムＣ₁は、供給されるオイルの圧力がカムシャ
フト１Ｂ側に比して高いため、第１軸受部１ａ₁を除い
て、全て軸受機構の通常のクリアランスからなる隙間よ
り突出（流出）するオイルで給油されることになる。

【００２７】但し、下流側の軸受部（第２軸受部１ａ₂
以降の軸受部）１ａにおいてオイル供給量が不足する懸
念のある場合には、図５に図示するように、オイル供給
穴１ｃの外周面を面取りすることによって、あるいはオ
イル供給穴１ｃを軸受面２ａから位置的にずらすことに
よって、より大きな隙間を形成すればよい。また、この
場合には、下流側のオイル供給穴１ｃほど外周面の面取
り程度を大きくする等して、各軸受部１ａでのオイルの
供給量を均一にしてもよい。

【００２８】また、図４に図示するように、上記排気用
のカムシャフト１Ｂの第１軸受部１ａ₁´では、カムシ
ャフト１Ｂに形成されているオイル流入穴１ｄが軸受面
２ａ（２ａ₁´）上にあって、第１軸受部１ａ₁´と軸
受面２ａ₁´の隙間は、軸受機構の通常のクリアランス
のみで構成され、従って、隣接するカムＣ₁へは、圧力
が低いカムシャフト１Ｂではオイルはこの隙間から少量
しか供給されない。そこで、このカムシャフト１Ｂで
は、この第１軸受部１ａ₁´に隣接するカムＣ₁に内部
のオイル供給通路１ｂから外周面に至る第２のオイル供
給穴１ｃ´を穿設して形成し、この第２のオイル供給穴
１ｃ´から供給されるオイルで上記カムＣ₁が潤滑され
るよう構成されている。なお、このオイル供給穴１ｃ´
は加工の容易な最小径である直径２ｍｍ程度の径となっ
ている。

【００２９】そして、カムシャフト１Ｂの第２軸受部１
ａ₂´では、図４あるいは図５に図示するように、オイ
ル供給穴１ｃが形成されるとともにその外周面が面取り
されることによって、オイル供給穴１ｃがシリンダヘッ
ド２の軸受面２ａから露呈するようにして、大きな隙間
が形成されている。なお、図４において、４はベアリン
グキャップである。

【００３０】また、図示しないが、カムシャフト１Ｂの
第３軸受部１ａ₃´，第４軸受部１ａ₄´_,第５軸受部
１ａ₅´でも、上記第２軸受部１ａ₂´の場合と同様
に、オイル供給穴１ｃの外周面を面取りすることによっ
て、積極的に隙間が形成されている。

【００３１】このため、図５に拡大して詳細に図示する
ように、各軸受部１ａのオイル供給穴１ｃからのオイル
は両方に分かれて両側のカムＣを潤滑することができる
よう構成されている。

【００３２】そして、上記全ての隙間の合計断面積が、
上記吐出口２ｂの断面積を上回ることがないよう設定さ
れている。

【００３３】しかして、このように構成された本実施例
にかかるカムシャフトの給油構造によれば、以下のよう
にカムシャフトの支持部分とカム周辺を潤滑する。

【００３４】即ち、エンジン運転中は、図示しない潤滑
オイルポンプにつながるオイル供給流路から加圧された
オイルが供給され、このオイルは図１に示すシリンダヘ
ッド２上面の吐出口２ｂから、図示しないベアリングキ
ャップの連通路および半リング状の供給路４ａ（図３参
照）を介して、吸気用のカムシャフト１Ａのオイル流入
穴１ｄから内部のオイル供給通路１ｂに供給される。こ
のため、オイル供給通路１ｂ内へ流入するオイルによっ
てカムシャフト１Ａの第１軸受部１ａ₁は供給される。
また、この際、図２に図示するように、第１軸受部１ａ
₁では、オイル流入穴１ｄの一部が軸受面２ａから下方
に露出しているため、ここからオイルが突出して隣接す
るカムＣ₁へオイルが供給される。

【００３５】そして、第２軸受部１ａ₂から第５軸受部
１ａ₅までの各軸受部１ａでは、上記軸受機構の通常の
クリアランスからなる隙間から、各軸受部１ａに隣接し
たカムＣにオイルが供給されが、このカムシャフト１Ａ
が供給側に設けられ比較的オイルの圧力が高いため、必
要且つ十分な潤滑がおこなわれる。

【００３６】一方、排気用のカムシャフト１Ｂへは、上
記吸気用のカムシャフト１Ａ（正確にはカムシャフト１
Ａの第１軸受部１ａ₁の一部）を経て間接的にオイルが
供給される。このため、オイルの圧力はカムシャフト１
Ａのオイルの圧力に比べてやや低下している。そして、
カムシャフト１Ｂでは、オイル流入穴１ｄを経て内部の
オイル供給通路１ｂに供給される。このため、オイル供
給通路１ｂ内へ流入するオイルによってカムシャフト１
Ｂの第１軸受部１ａ₁´は潤滑される。

【００３７】そして、カムシャフト１Ｂの第１軸受部１
ａ₁´に隣接するカムＣ₁は、そこに形成されている第
２のオイル供給穴１ｃ´から供給されるオイルによって
潤滑される。従って、オイルの圧力は比較的低いが、十
分な量のオイルによって潤滑されることになる。

【００３８】また、カムシャフト１Ｂの第２軸受部１ａ
₂´から第５軸受部１ａ₅´までの各軸受部１ａでは、
外周面が面取りされた各オイル供給穴１ｃから両側にオ
イルが供給されて各両側のカムＣにオイルを供給するこ
とができる。そして、この第２軸受部１ａ₂´から第５
軸受部１ａ₅´でも、オイルの圧力はカムシャフト１Ａ
に比べて低いが、上述のようにオイル供給穴１ｃを面取
りすることによって大きな隙間が形成されているため、
十分な量のオイルによって潤滑されることになる。

【００３９】このように、このカムシャフトの給油構造
は、圧力が低くなる下流側のカムシャフト（１Ｂ）で隙
間を大きくしてオイルの供給量を増やすよう配慮してい
るため、上流側（供給側）にある吸気用のカムシャフト
１Ａとその下流側にある排気用のカムシャフト１Ｂへ
も、バランスよく給油することができる。

【００４０】また、一般に、カムシャフト１は、カムチ
ェーンの張力によって、スプロケット３が付設されてい
る図１において右端で下方（図１において紙面直角方向
の奥方）へ湾曲させるような応力が作用して、図６に誇
張して図示するような状態になり、第２軸受部１ａ₂´
のオイル供給穴１ｃのカムＣ₁側への給油が損なわれる
が、排気側のカムシャフト１Ｂでは第１軸受部１ａ₁´
に近接したカムＣ₁に第２のオイル供給穴１ｃ´が形成
されているため、このような応力が作用している状況下
においても、第１軸受部１ａ₁´および近傍のカムＣ₁
において円滑な潤滑がおこなわれる。

【００４１】

【発明の効果】本願発明にかかるカムシャフトの給油構
造によれば、カムシャフトへの小径の穿設加工を可及的
に無くすことによって簡単に製造することができ、しか
もオイル供給穴の径に関係なくオイルを供給するための
隙間を自在に設定することが可能となる。従って、カム
シャフトの給油構造のための加工が容易になるととも
に、加工工数を削減される。

【００４２】しかも、エンジンの全高を高くすることが
なく、供給側もその下流側もオイルの供給圧力の変化に
かかわらずバンラスの良い潤滑をおこなうことができ
る。

【００４３】特に、請求項１記載のカムシャフトの給油
構造によれば、一箇所からオイルが供給される吸気用と
排気用の２本のカムシャフトにおいてそれぞれ均一なバ
ランスの良い潤滑をおこなうことができる。

【００４４】また、請求項２記載のカムシャフトの給油
構造によれば、特に必要な箇所には積極的に潤滑するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例にかかるカムシャフトの給
油構造を示すダブルオーバーヘッドカム型４気筒エンジ
ンのシリンダヘッドカバーとベアリングキャップを取り
除いた状態での平面図である。

【図２】図１に示す吸気側のカムシャフトのカムチェ
ーン近傍部位の構成を示す図１のＩ−Ｉ矢視部分側断面
図である。

【図３】図２に示す第１軸受部近傍の詳細な構成を示
す図２の二点鎖線Ｘで囲んだ部分の拡大図である。

【図４】図１に示す排気側のカムシャフトのカムチェ
ーン側の構成を示す図１のII−II矢視部分側断面図であ
る。

【図５】図３に示す第２軸受部近傍の詳細な構成を示
す図３の二点鎖線Ｙで囲んだ部分の拡大図である。

【図６】図４に示す排気用のカムシャフトにカムチェ
ーン側からの張力が作用して変形した状態を誇張して図
示した部分側断面図である。

【図７】従来のカムシャフトの給油構造を示すカムシ
ャフトの一部とその上方のオイル供給管を表した部分側
断面図である。

【図８】従来のカムシャフトの給油構造を示すカムシ
ャフトの一部を表した部分側断面図である。

【図９】従来のカムシャフトの給油構造を示すカムシ
ャフトの一部を表した部分側断面図である。

【符号の説明】

１…カムシャフト１Ａ…吸気用のカムシャフト１Ｂ…排気用のカムシャフト１ａ…軸受部１ｂ…オイル供給通路１ｃ…オイル供給穴１ｃ´…第２のオイル供給穴２…シリンダヘッド２ａ…軸受面Ｃ…カム

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の軸受部によって回転自在に支持さ
れているカムシャフトに、長手方向に沿って内部にオイ
ル供給通路を形成し、このオイル供給通路から外周面に
連通するオイル供給穴を形成するとともに、このオイル
供給穴とシリンダ側の軸受面との間にカム側へオイルを
導く隙間を、供給側から離れた部位では大きくするとと
もに、最も小さい隙間は通常の軸受機構のクリアランス
のみで形成し、大きな隙間はカムシャフトのオイル供給
穴の一部がシリンダの軸受面から露呈させることによっ
て形成して、カムシャフトの所定の軸受部とカム周辺に
オイルを供給するよう構成したカムシャフトの給油構造
において、上記カムシャフトが排気用と吸気用の２本のカムシャフ
トからなり、排気用あるいは吸気用のいずれか１本のカ
ムシャフトのオイル供給通路へは直接シリンダヘッド側
からオイルを供給し、残りの１本のカムシャフトのオイ
ル供給通路へは上記１本のカムシャフトを経てオイルを
間接的に供給するよう構成し、上記直接シリンダヘッド側からオイルの供給をうけるカ
ムシャフト側の隙間を、上記間接的に供給するカムシャ
フト側の隙間より、小さくしたことを特徴とするカムシ
ャフトの給油構造。
【請求項２】前記カムシャフトに形成されているカム
のうちカムチェーン側に最も近いカムに、カムシャフト
の内部のオイル供給通路から外周面に連通する第２のオ
イル供給穴を設けたことを特徴とする請求項１記載のカ
ムシャフトの給油構造。