JP4001035B2 - カムシャフトの軸受構造 - Google Patents
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロアジャーナルの軸受面の一部に座ぐり部が形成されたカムシャフトの軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３及び図４に示すように、ＯＨＣエンジンのシリンダヘッド１に装着されるカムシャフト２は、シリンダヘッド１に設けられたロアジャーナル３と、その上部に装着される図示しないアッパージャーナルとの間に挟持され、軸支される。ロアジャーナル３は、カムシャフト２の軸方向に所定間隔を隔てて複数配置されている。
【０００３】
各ロアジャーナル３には、シリンダヘッド１側からオイルが供給され、カムシャフト２との間が潤滑される。なお、一箇所のロアジャーナル３にのみオイルを供給し、他のロアジャーナル３にはカムシャフト２を介してオイルが供給されるタイプも知られている。また、上記シリンダヘッド１は、当該ヘッド１を貫通するヘッドボルト（図示せず）により、シリンダボディーに装着される。
【０００４】
ところで、近年、エンジンの小型軽量化・高出力化等の要請により、各気筒のボアピッチが狭くなると共に、ヘッドボルトの数が多くなり、且つバルブ数も増大している。このため、ヘッドボルトとロアジャーナル３とが近接配置されるようになり、シリンダヘッド１に形成されるヘッドボルト用の座ぐりの形成位置が、ロアジャーナル３の軸受面と干渉するタイプが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
このタイプでは、図５に示すように、シリンダヘッド１にヘッドボルトの座面４を成形する際に、シリンダヘッド１の上方から切削工具をヘッドボルトの座面４まで移動すると、その切削工具の移動経路上にラップするロアジャーナル３の軸受面５の一部が切り欠かれ、ロアジャーナル３にエッジがシャープな座ぐり部６が成形される。
【０００６】
なお、図５中、ハッチングはシリンダヘッド１の上端面を示し、４はヘッドボルトの座面（軸受面５より下方に位置する）であり、７はヘッドボルトが挿通される穴であり、８はインジェクタの装着穴であり、９はアッパジャーナルを取り付けるボルトの螺合穴であり、Ｘは吸排弁または排気弁のステム穴である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２１８８３６号公報（段落０００６、０００７、図２１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記座ぐり部６と軸受面５との連接部には、切削工具によってシリンダヘッド１にヘッドボルトの座面４を成形する際に、切削工具が軸受面５の一部を円弧状に切り欠くことで、図６〜図８に示すように、円弧状のシャープなナイフエッジ１０が形成される。
【０００９】
このナイフエッジ１０は、カムシャフト２の表面に斜めに接し、シャフト２の回転に伴ってシャフト２の表面に対する相対的な接触点が、軸受面５の幅方向に次々と移動するため、シャフト２の表面に付着したオイルを削ぎ（剥ぎ）落とす（ナイフエッジ作用）。このため、カムシャフト２が潤滑不良となり得る。
【００１０】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ナイフエッジに起因するオイルの掻き落としを防止できるカムシャフトの軸受構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、カムシャフトを支持するロアジャーナルに、その軸受面の一部を切り欠くように座ぐり部が形成されたカムシャフトの軸受構造であって、上記軸受面と座ぐり部との連接部に、カムシャフトの表面から離間するように窪まされた逃げ部を形成し、該逃げ部と上記軸受面とを繋ぐエッジの一部を、カムシャフトの回転方向に沿って形成したものである。
【００１２】
また、上記エッジの残部を、カムシャフトの回転方向と直交方向に沿って形成することが好ましい。
【００１３】
また、上記ロアジャーナルは、上記逃げ部を設けることで減少した軸受面の面積の相当分、軸受面の幅が広く設定されることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
本実施形態に係るカムシャフトの軸受構造は、図３〜図６にて説明したＯＨＣエンジンのシリンダヘッド１に適用されるものであるため、既述した部品と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。すなわち、シリンダヘッド１には、吸気及び排気カムシャフト２の軸方向に所定間隔を隔ててロアジャーナル３が複数形成されており、各ロアジャーナル３には、その軸受面５の一部を切り欠くように座ぐり部６が形成されている。
【００１６】
詳しくは、ロアジャーナル３の軸受面５の基本形状は、図１（ａ）に示すように上面から見て略長方形状で、図１（ｂ）に示すように側面から見て半円状となっている。かかる軸受面５には、図１（ａ）に示すように、上面から見た角部（隅部）に位置させて、座ぐり部６が形成されている。座ぐり部６は、カムシャフト２の回転方向Ａが対向する軸受面５の幅方向の端部に位置させて、シャフト２の軸方向にずらされて形成されている。
【００１７】
軸受面５と座ぐり部６との連接部には、図２にも示すように、カムシャフト２の表面から離間するように窪まされた逃げ部１１が形成されている。逃げ部１１は、軸受面５（すなわちシャフト２の表面）に対して数ミリ（１ミリ程度）程度平行に１段下げて形成されている。逃げ部１１と軸受面５とを繋ぐエッジの一部には、カムシャフト２の回転方向Ａに沿って第１エッジ１１ａが形成されている。エッジの残部には、カムシャフト２の回転方向Ａと直交方向に沿って第２エッジ１１ｂが形成されている。
【００１８】
すなわち、逃げ部１１は、図１（ａ）に示すように、上面から見て、シャフト２の回転方向Ａに沿った第１エッジ１１ａと、これを直交する第２エッジ１１ｂと、各エッジ１１ａ、１１ｂの端部を繋ぐ座ぐり部６の加工面とからなる、略直角三角形状に形成されている。また、第１及び第２エッジ１１ａ、１１ｂには、アール加工や面取り加工を施してもよいが、施さなくても構わない。
【００１９】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２０】
図１〜図２に示すように、カムシャフト２は、ロアジャーナル３とそれに被せられた図示しないアッパジャーナルとの間に挟まれて軸支され、矢印Ａの方向に回転される。
【００２１】
すると、カムシャフト２の表面に付着したオイルは、シャフト２の回転に伴って、先ず、逃げ部１１の第１エッジ１１ａにさしかかる。ここで、第１エッジ１１ａは、シャフト２の回転方向Ａに沿って形成されているため、シャフト２の表面に付着したオイルを幅方向（シャフト２の軸方向）に掻き落とすことはない。
【００２２】
その後、カムシャフト２の表面に付着したオイルは、シャフト２の回転に伴って、逃げ部１１の第２エッジ１１ｂにさしかかる。ここで、第２エッジ１１ｂは、シャフト２の回転方向Ａと直交方向に沿って形成されているため、シャフト２の表面に付着したオイルを同時に掻き落とすことになるが、図７〜図８に示す従来タイプのようにオイルを軸受面５の幅方向に斜めに徐々欠き落とすのではなく、オイルを略鉛直下方に同時に掻き落とす。よって、掻き落とされたオイルは、重力の作用とも相俟って逃げ部１１内に一時的に貯留される。従って、潤滑性が確保される。
【００２３】
すなわち、本実施形態では、図７〜図８に示す従来タイプのような円弧状のシャープなナイフエッジ１０が存在しないため、ナイフエッジ作用（シャフト２の回転に伴ってシャフト２の表面に対する相対的な接触点が軸受面５の幅方向に次々と移動することで、シャフト２の表面に付着したオイルが斜めに掻き落とされる作用）による、シャフト２の表面のオイルの掻き落としは生じない。そして、第２エッジ１１ｂにより略鉛直下方に掻き落されたオイルは、幅方向へのスラスト力が与えられていないため、重力の作用とも相俟ってその下方の逃げ部１１内に一時的に貯留され、シャフト２に対する潤滑を行う。
【００２４】
また、本実施形態にてオイルを掻き落とす第２エッジ１１ｂは、シャフト２の軸方向と直交方向に形成されているため、図７〜図８に示す従来タイプにてオイルを掻き落とすナイフエッジ１０（シャフト２の軸方向に対して斜めに円弧状に形成されている）と比べて、掻き落とし部材として機能する長さが短くなる。よって、本実施形態の方が、従来タイプよりもオイルの掻き落とし量自体が少なくなる。
【００２５】
ところで、本実施形態に係る軸受構造では、ロアジャーナル３に逃げ部１１を凹設しているため、かかる逃げ部１１のない従来タイプと比べると、逃げ部１１の面積分だけシャフト２の表面に接触する軸受面積が小さくなり、面圧が高くなる。よって、軸受面５における面圧を等しくするために、逃げ部１１によって減少した面積分に相当する分、軸受面５の幅を広く設定している。すなわち、軸受面が形成されるリブ１２の幅は、図１に示す本実施形態の幅Ｌ１の方が図７に示す従来タイプの幅Ｌ２よりも幅広となっている。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るカムシャフトの軸受構造によれば、ナイフエッジに起因するオイルの掻き落としを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るカムシャフトの軸受構造の説明図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】上記軸受構造の斜視図である。
【図３】シリンダヘッドの斜視図である。
【図４】シリンダヘッド及びカムシャフトの斜視図である。
【図５】シリンダヘッドの平面図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】従来例を示すカムシャフトの軸受構造の説明図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のII−II線断面図である。
【図８】上記軸受構造の斜視図である。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド
２ カムシャフト
３ ロアジャーナル
５ 軸受面
６ 座ぐり部
１１ 逃げ部
１１ａ エッジの一部としての第１エッジ
１１ｂ エッジの残部としての第２エッジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロアジャーナルの軸受面の一部に座ぐり部が形成されたカムシャフトの軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３及び図４に示すように、ＯＨＣエンジンのシリンダヘッド１に装着されるカムシャフト２は、シリンダヘッド１に設けられたロアジャーナル３と、その上部に装着される図示しないアッパージャーナルとの間に挟持され、軸支される。ロアジャーナル３は、カムシャフト２の軸方向に所定間隔を隔てて複数配置されている。
【０００３】
各ロアジャーナル３には、シリンダヘッド１側からオイルが供給され、カムシャフト２との間が潤滑される。なお、一箇所のロアジャーナル３にのみオイルを供給し、他のロアジャーナル３にはカムシャフト２を介してオイルが供給されるタイプも知られている。また、上記シリンダヘッド１は、当該ヘッド１を貫通するヘッドボルト（図示せず）により、シリンダボディーに装着される。
【０００４】
ところで、近年、エンジンの小型軽量化・高出力化等の要請により、各気筒のボアピッチが狭くなると共に、ヘッドボルトの数が多くなり、且つバルブ数も増大している。このため、ヘッドボルトとロアジャーナル３とが近接配置されるようになり、シリンダヘッド１に形成されるヘッドボルト用の座ぐりの形成位置が、ロアジャーナル３の軸受面と干渉するタイプが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
このタイプでは、図５に示すように、シリンダヘッド１にヘッドボルトの座面４を成形する際に、シリンダヘッド１の上方から切削工具をヘッドボルトの座面４まで移動すると、その切削工具の移動経路上にラップするロアジャーナル３の軸受面５の一部が切り欠かれ、ロアジャーナル３にエッジがシャープな座ぐり部６が成形される。
【０００６】
なお、図５中、ハッチングはシリンダヘッド１の上端面を示し、４はヘッドボルトの座面（軸受面５より下方に位置する）であり、７はヘッドボルトが挿通される穴であり、８はインジェクタの装着穴であり、９はアッパジャーナルを取り付けるボルトの螺合穴であり、Ｘは吸排弁または排気弁のステム穴である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２１８８３６号公報（段落０００６、０００７、図２１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記座ぐり部６と軸受面５との連接部には、切削工具によってシリンダヘッド１にヘッドボルトの座面４を成形する際に、切削工具が軸受面５の一部を円弧状に切り欠くことで、図６〜図８に示すように、円弧状のシャープなナイフエッジ１０が形成される。
【０００９】
このナイフエッジ１０は、カムシャフト２の表面に斜めに接し、シャフト２の回転に伴ってシャフト２の表面に対する相対的な接触点が、軸受面５の幅方向に次々と移動するため、シャフト２の表面に付着したオイルを削ぎ（剥ぎ）落とす（ナイフエッジ作用）。このため、カムシャフト２が潤滑不良となり得る。
【００１０】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ナイフエッジに起因するオイルの掻き落としを防止できるカムシャフトの軸受構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、カムシャフトを支持するロアジャーナルに、その軸受面の一部を切り欠くように座ぐり部が形成されたカムシャフトの軸受構造であって、上記軸受面と座ぐり部との連接部に、カムシャフトの表面から離間するように窪まされた逃げ部を形成し、該逃げ部と上記軸受面とを繋ぐエッジの一部を、カムシャフトの回転方向に沿って形成したものである。
【００１２】
また、上記エッジの残部を、カムシャフトの回転方向と直交方向に沿って形成することが好ましい。
【００１３】
また、上記ロアジャーナルは、上記逃げ部を設けることで減少した軸受面の面積の相当分、軸受面の幅が広く設定されることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
本実施形態に係るカムシャフトの軸受構造は、図３〜図６にて説明したＯＨＣエンジンのシリンダヘッド１に適用されるものであるため、既述した部品と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。すなわち、シリンダヘッド１には、吸気及び排気カムシャフト２の軸方向に所定間隔を隔ててロアジャーナル３が複数形成されており、各ロアジャーナル３には、その軸受面５の一部を切り欠くように座ぐり部６が形成されている。
【００１６】
詳しくは、ロアジャーナル３の軸受面５の基本形状は、図１（ａ）に示すように上面から見て略長方形状で、図１（ｂ）に示すように側面から見て半円状となっている。かかる軸受面５には、図１（ａ）に示すように、上面から見た角部（隅部）に位置させて、座ぐり部６が形成されている。座ぐり部６は、カムシャフト２の回転方向Ａが対向する軸受面５の幅方向の端部に位置させて、シャフト２の軸方向にずらされて形成されている。
【００１７】
軸受面５と座ぐり部６との連接部には、図２にも示すように、カムシャフト２の表面から離間するように窪まされた逃げ部１１が形成されている。逃げ部１１は、軸受面５（すなわちシャフト２の表面）に対して数ミリ（１ミリ程度）程度平行に１段下げて形成されている。逃げ部１１と軸受面５とを繋ぐエッジの一部には、カムシャフト２の回転方向Ａに沿って第１エッジ１１ａが形成されている。エッジの残部には、カムシャフト２の回転方向Ａと直交方向に沿って第２エッジ１１ｂが形成されている。
【００１８】
すなわち、逃げ部１１は、図１（ａ）に示すように、上面から見て、シャフト２の回転方向Ａに沿った第１エッジ１１ａと、これを直交する第２エッジ１１ｂと、各エッジ１１ａ、１１ｂの端部を繋ぐ座ぐり部６の加工面とからなる、略直角三角形状に形成されている。また、第１及び第２エッジ１１ａ、１１ｂには、アール加工や面取り加工を施してもよいが、施さなくても構わない。
【００１９】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２０】
図１〜図２に示すように、カムシャフト２は、ロアジャーナル３とそれに被せられた図示しないアッパジャーナルとの間に挟まれて軸支され、矢印Ａの方向に回転される。
【００２１】
すると、カムシャフト２の表面に付着したオイルは、シャフト２の回転に伴って、先ず、逃げ部１１の第１エッジ１１ａにさしかかる。ここで、第１エッジ１１ａは、シャフト２の回転方向Ａに沿って形成されているため、シャフト２の表面に付着したオイルを幅方向（シャフト２の軸方向）に掻き落とすことはない。
【００２２】
その後、カムシャフト２の表面に付着したオイルは、シャフト２の回転に伴って、逃げ部１１の第２エッジ１１ｂにさしかかる。ここで、第２エッジ１１ｂは、シャフト２の回転方向Ａと直交方向に沿って形成されているため、シャフト２の表面に付着したオイルを同時に掻き落とすことになるが、図７〜図８に示す従来タイプのようにオイルを軸受面５の幅方向に斜めに徐々欠き落とすのではなく、オイルを略鉛直下方に同時に掻き落とす。よって、掻き落とされたオイルは、重力の作用とも相俟って逃げ部１１内に一時的に貯留される。従って、潤滑性が確保される。
【００２３】
すなわち、本実施形態では、図７〜図８に示す従来タイプのような円弧状のシャープなナイフエッジ１０が存在しないため、ナイフエッジ作用（シャフト２の回転に伴ってシャフト２の表面に対する相対的な接触点が軸受面５の幅方向に次々と移動することで、シャフト２の表面に付着したオイルが斜めに掻き落とされる作用）による、シャフト２の表面のオイルの掻き落としは生じない。そして、第２エッジ１１ｂにより略鉛直下方に掻き落されたオイルは、幅方向へのスラスト力が与えられていないため、重力の作用とも相俟ってその下方の逃げ部１１内に一時的に貯留され、シャフト２に対する潤滑を行う。
【００２４】
また、本実施形態にてオイルを掻き落とす第２エッジ１１ｂは、シャフト２の軸方向と直交方向に形成されているため、図７〜図８に示す従来タイプにてオイルを掻き落とすナイフエッジ１０（シャフト２の軸方向に対して斜めに円弧状に形成されている）と比べて、掻き落とし部材として機能する長さが短くなる。よって、本実施形態の方が、従来タイプよりもオイルの掻き落とし量自体が少なくなる。
【００２５】
ところで、本実施形態に係る軸受構造では、ロアジャーナル３に逃げ部１１を凹設しているため、かかる逃げ部１１のない従来タイプと比べると、逃げ部１１の面積分だけシャフト２の表面に接触する軸受面積が小さくなり、面圧が高くなる。よって、軸受面５における面圧を等しくするために、逃げ部１１によって減少した面積分に相当する分、軸受面５の幅を広く設定している。すなわち、軸受面が形成されるリブ１２の幅は、図１に示す本実施形態の幅Ｌ１の方が図７に示す従来タイプの幅Ｌ２よりも幅広となっている。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るカムシャフトの軸受構造によれば、ナイフエッジに起因するオイルの掻き落としを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るカムシャフトの軸受構造の説明図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】上記軸受構造の斜視図である。
【図３】シリンダヘッドの斜視図である。
【図４】シリンダヘッド及びカムシャフトの斜視図である。
【図５】シリンダヘッドの平面図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】従来例を示すカムシャフトの軸受構造の説明図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のII−II線断面図である。
【図８】上記軸受構造の斜視図である。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド
２ カムシャフト
３ ロアジャーナル
５ 軸受面
６ 座ぐり部
１１ 逃げ部
１１ａ エッジの一部としての第１エッジ
１１ｂ エッジの残部としての第２エッジ
Claims (3)
- カムシャフトを支持するロアジャーナルに、その軸受面の一部を切り欠くように座ぐり部が形成されたカムシャフトの軸受構造であって、上記軸受面と座ぐり部との連接部に、カムシャフトの表面から離間するように窪まされた逃げ部を形成し、該逃げ部と上記軸受面とを繋ぐエッジの一部を、カムシャフトの回転方向に沿って形成したことを特徴とするカムシャフトの軸受構造。
- 上記エッジの残部を、カムシャフトの回転方向と直交方向に沿って形成した請求項１記載のカムシャフトの軸受構造。
- 上記ロアジャーナルは、上記逃げ部を設けることで減少した軸受面の面積の相当分、軸受面の幅が広く設定された請求項１〜２記載のカムシャフトの軸受構造。
Priority Applications (5)
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| JP2003082021A JP4001035B2 (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | カムシャフトの軸受構造 |
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| US10/805,895 US7093980B2 (en) | 2003-03-25 | 2004-03-22 | Bearing structure for camshaft |
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