JP5234704B2 - Roller bearing, camshaft support structure and internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、自動車エンジン用のカムシャフト、クランクシャフト、およびロッカーシャフト等を支持するころ軸受、ころ軸受を採用したカムシャフト支持構造および内燃機関に関するものである。 The present invention relates to a roller bearing that supports a camshaft, a crankshaft, a rocker shaft, and the like for an automobile engine, a camshaft support structure that employs a roller bearing, and an internal combustion engine.
自動車用エンジンのカムシャフトを支持する従来の軸受が、例えば、特開2005−90696号公報(特許文献1)に記載されている。図17を参照して、同公報に記載されているカムシャフト101は、カムローブ101aと、ころ軸受102により支持される円筒状のジャーナル部101bと、端部大径部101cとを有している。
A conventional bearing that supports a camshaft of an automobile engine is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-90696 (Patent Document 1). Referring to FIG. 17, the
ここで、ジャーナル部101bの外径寸法は、カムローブ101aの外径の最大寸法および端部大径部101cの外径寸法より小さくなっている。そのため、ジャーナル部101bに配置されて、カムシャフト101を回転自在に支持するころ軸受102は、カムシャフト101の軸方向から挿入することができない。
Here, the outer diameter of the
そこで、ころ軸受102は、複数のころ103と、周方向に二分された略半円筒状の保持体104,105と、シリンダヘッド108およびキャップ109の間に配置される周方向に二分された略半円筒状のレース板106,107とを有している。また、図18を参照して、レース板107は円周方向両端部それぞれに径方向外側に突出する2つの突起107aを有し、キャップ109は突起107aに対応するくぼみ109aを有する。
Accordingly, the roller bearing 102 is substantially divided into a plurality of
そして、この突起107aとくぼみ109aとを係合させることによって、ころ軸受102の回転時に、レース板107とキャップ109との間での周方向および軸方向の相対移動を禁止することができると記載されている。なお、レース板106とシリンダヘッド108との間も同様の構成である。
上記公報に記載されているころ軸受102において、突起107aは、レース板107の内径面に径方向外側への力を加えて外径面を押し出すことによって形成される。その結果、ころ103の軌道面となるレース板107の内径面には、くぼみが形成されることとなる。これは、ころ103がくぼみ上を通過する際に振動が発生したり、ころ103の表面が早期に剥離する等、ころ103のスムーズな回転を阻害する原因となる。
In the roller bearing 102 described in the above publication, the
なお、この問題は、カムシャフトを支持するころ軸受のみならず、クランクシャフトやロッカーシャフトを支持する軸受にも同様に起こりうる。 This problem can occur not only in the roller bearing that supports the camshaft but also in the bearing that supports the crankshaft and the rocker shaft.
そこで、この発明の目的は、自動車用エンジンのカムシャフト等を支持する軸受であって、ころがスムーズに回転可能なころ軸受を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a roller bearing that supports a camshaft or the like of an automobile engine and that allows the roller to rotate smoothly.
さらに、このようなころ軸受をカムシャフトを支持する軸受として採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いカムシャフト支持構造および内燃機関を提供することを目的とする。 Furthermore, it is an object of the present invention to provide a camshaft support structure and an internal combustion engine that are excellent in durability and reliability by adopting such a roller bearing as a bearing for supporting a camshaft.
この発明に係るころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成され外輪と、外輪の内径面に形成された軌道面に沿って配置される複数のころとを備える。そして、外輪部材は、その円周方向端部の軌道面から外れた位置にハウジングと係合する係合片を有する。 A roller bearing according to the present invention includes an outer ring formed by connecting a plurality of arc-shaped outer ring members in a circumferential direction, and a plurality of rollers disposed along a raceway surface formed on an inner diameter surface of the outer ring. The outer ring member has an engagement piece that engages with the housing at a position away from the raceway surface at the circumferential end.
上記構成のように、外輪を複数の外輪部材に分割することにより、カムシャフトのように、軸受を軸方向から挿入することのできない場所にも適用することが可能となる。また、ハウジングに係合する係合片を設けることによって、軸受回転時に、外輪がハウジング内で回転するのを防止することができる。 By dividing the outer ring into a plurality of outer ring members as in the above configuration, the bearing can be applied to a place where the bearing cannot be inserted from the axial direction, such as a camshaft. Further, by providing the engagement piece that engages with the housing, it is possible to prevent the outer ring from rotating within the housing when the bearing rotates.
また、係合片を軌道面から外れた位置すなわち軸方向端部に設けることにより、係合片の形成によって生じる凹み等の外輪部材の変形が、ころの回転に及ぼす影響を極小化することができる。これにより、ころがスムーズに回転可能なころ軸受を得ることができる。 Further, by providing the engagement piece at a position off the raceway surface, that is, at the end in the axial direction, the influence of deformation of the outer ring member such as a dent caused by the formation of the engagement piece on the rotation of the roller can be minimized. it can. Thereby, the roller bearing which a roller can rotate smoothly can be obtained.
好ましくは、係合片は、外輪部材の円周方向の一方側端部にのみ形成されている。各外輪部材の回転を防止するためには、ハウジングと係合する係合片を円周方向の一方側端部にのみ設ければ足りる。このように、係合片を設ける位置を減らすことによって、軌道面の凹みが減少してころの回転が安定すると共に、製造工数を削減して製品コストを抑えることが可能となる。 Preferably, the engagement piece is formed only at one end portion in the circumferential direction of the outer ring member. In order to prevent the rotation of each outer ring member, it is sufficient to provide an engagement piece that engages with the housing only at one end in the circumferential direction. In this way, by reducing the positions where the engagement pieces are provided, the recess of the raceway surface is reduced and the rotation of the rollers is stabilized, and the manufacturing cost can be reduced and the product cost can be reduced.
好ましくは、係合片は、外輪部材の円周方向端部を径方向外側に折り曲げた係合爪である。このように外輪部材の円周方向端部を径方向外側に折り曲げて係合爪を形成することにより、ころの軌道面となる外輪部材の内径面を平滑な状態に保つことができる。その結果、ころがスムーズに回転可能なころ軸受を得ることができる。 Preferably, the engagement piece is an engagement claw in which a circumferential end of the outer ring member is bent radially outward. By thus bending the circumferential end of the outer ring member radially outward to form the engaging claw, the inner diameter surface of the outer ring member serving as the raceway surface of the roller can be kept smooth. As a result, a roller bearing in which the rollers can rotate smoothly can be obtained.
この発明に係るカムシャフト支持構造は、カムシャフトと、カムシャフトを収容するハウジングと、カムシャフトをハウジングに対して回転自在に支持するころ軸受を備える。ころ軸受に注目すると、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、外輪の内径面に形成された軌道面に沿って配置される複数のころとを備える。そして、外輪部材は、その円周方向端部の軌道面から外れた位置にハウジングと係合する係合片を有する。 The camshaft support structure according to the present invention includes a camshaft, a housing that houses the camshaft, and a roller bearing that rotatably supports the camshaft with respect to the housing. Paying attention to the roller bearing, it includes an outer ring formed by connecting a plurality of arc-shaped outer ring members in the circumferential direction, and a plurality of rollers arranged along a raceway surface formed on the inner diameter surface of the outer ring. The outer ring member has an engagement piece that engages with the housing at a position away from the raceway surface at the circumferential end.
この発明に係る内燃機関は、ハウジングと、ハウジング内に設けられたシリンダと、シリンダに連通する吸気路および排気路を開閉する弁と、弁の開閉のタイミングを制御するカムシャフトと、カムシャフトを回転自在に支持するころ軸受とを備える。ころ軸受に注目すると、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、外輪の内径面に形成された軌道面に沿って配置される複数のころとを備える。そして、外輪部材は、その円周方向端部の軌道面から外れた位置にハウジングと係合する係合片を有する。 An internal combustion engine according to the present invention includes a housing, a cylinder provided in the housing, a valve for opening and closing an intake passage and an exhaust passage communicating with the cylinder, a camshaft for controlling timing of opening and closing the valve, and a camshaft. And a roller bearing that is rotatably supported. Paying attention to the roller bearing, it includes an outer ring formed by connecting a plurality of arc-shaped outer ring members in the circumferential direction, and a plurality of rollers arranged along a raceway surface formed on the inner diameter surface of the outer ring. The outer ring member has an engagement piece that engages with the housing at a position away from the raceway surface at the circumferential end.
上記構成のように外輪がハウジング内で回転するのを防止し、かつ、ころがスムーズに回転可能なころ軸受をカムシャフトを回転自在に支持する軸受として採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いカムシャフト支持構造および内燃機関を得ることができる。 Adopting a roller bearing that prevents the outer ring from rotating in the housing and smoothly rotates the roller as a bearing that rotatably supports the camshaft, as described above, provides excellent durability and reliability. High camshaft support structure and internal combustion engine can be obtained.
この発明によれば、外輪がハウジング内で回転するのを防止し、かつ、ころがスムーズに回転可能なころ軸受を得ることができる。また、このようなころ軸受をカムシャフトを支持する軸受として採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いカムシャフト支持構造および内燃機関を得ることができる。 According to this invention, it is possible to obtain a roller bearing in which the outer ring is prevented from rotating in the housing and the rollers can rotate smoothly. In addition, by adopting such a roller bearing as a bearing for supporting the camshaft, it is possible to obtain a camshaft support structure and an internal combustion engine that have excellent durability and high reliability.
図9および図10を参照して、この発明の一実施形態に係る内燃機関11を説明する。なお、図9はこの発明の一実施形態に係る内燃機関11のシリンダの1つを示す断面図、図10は内燃機関11に使用されるカムシャフト19を示す図である。
An
まず、図9を参照して、内燃機関11は、ハウジングとしてのシリンダブロック12およびシリンダヘッド13と、往復運動を回転運動に変換する運動変換機構と、混合気の吸気および燃焼ガスの排気を行う給排気機構と、点火装置としてのスパークプラグ20とを備えるレシプロエンジンである。
First, referring to FIG. 9, the
運動変換機構は、シリンダブロック12に収容され、シリンダブロック12内に設けられたシリンダ12aの内部を往復運動するピストン14と、フライホイール(図示せず)やクラッチ(図示せず)を介してトランスミッション(図示せず)に接続されるクランクシャフト15と、一端がピストン14に接続され他端がクランクシャフト15に接続されて、ピストン14の往復運動をクランクシャフト15の回転運動に変換するコンロッド16とを備える。
The motion conversion mechanism is housed in the
給排気機構は、シリンダヘッド13に形成され、シリンダ12aに連通する吸気路13aおよび排気路13bと、シリンダ12aおよび吸気路13aの間に配置される弁としての吸気バルブ17と、シリンダ12aおよび排気路13bの間に配置される弁としての排気バルブ18と、吸気バルブ17および排気バルブ18の開閉のタイミングを制御するカムシャフト19とを備える。
The air supply / exhaust mechanism is formed in the
吸気バルブ17は、バルブステム17aと、バルブステム17aの一方側端部に設けられたバルブヘッド17bと、吸気バルブ17を吸気路13aを閉鎖する方向に付勢するバルブスプリング17cとを含み、バルブステム17aの他方側端部には、カムシャフト19が接続される。なお、排気バルブ18は、吸気バルブ17と同様の構成であるので、説明を省略する。
The
図10を参照して、内燃機関11に使用されるカムシャフト19は、軸部19aと、複数のカム19bとを含む。軸部19aは、後述するこの発明の一実施形態に係る針状ころ軸受21によって回転自在に支持される。このカムシャフト19は、クランクシャフト15とタイミングベルト(図示せず)によって連結されて、クランクシャフト15の回転に伴って回転する。
Referring to FIG. 10,
カム19bは、吸気バルブ17または排気バルブ18それぞれと接続されているので、バルブ17,18と同数設けられる。また、カム19bは、図9に示すように、相対的に径の大きい長径部19cと相対的に径の小さい短径部19dとを含み、複数のカム19bは、図10に示すように、長径部19cの位置を円周方向にずらして配置される。これにより、複数のカム19bそれぞれに接続されるバルブ17,18をタイミングをずらして開閉することが可能となる。
Since the
なお、内燃機関11は、カムシャフト19が、シリンダヘッド13の上側に配置され、かつ、吸気バルブ17側と排気バルブ18側とにそれぞれ設けられるDOHC(Double Over Head Camshaft)方式のエンジンである。
The
次に、この内燃機関の作動原理を説明する。 Next, the operating principle of this internal combustion engine will be described.
まず、この内燃機関11は、ピストン14がシリンダ12a内で最も上昇した位置(上死点)と最も降下した位置(下死点)との間を移動する工程を1工程とすると、吸気工程、圧縮工程、燃焼工程、および排気工程の4工程からなる4サイクルエンジンである。
First, in this
吸気工程では、吸気バルブ17が開いた状態、かつ、排気バルブ18が閉じた状態で、ピストン14が上死点から下死点まで移動する。これにより、シリンダ12a内部(ピストン14の上側の空間を指す、以下同じ)の容積が増加して内部の圧力が低下するので、混合気が吸気路13aからシリンダ12a内部に流入する。なお、混合気とは、空気(酸素)と霧状にしたガソリンの混合物を指す。
In the intake process, the
圧縮工程では、吸気バルブ17および排気バルブ18が閉じた状態で、ピストン14が下死点から上死点まで移動する。これにより、シリンダ12a内部の容積が減少して内部の圧力が上昇する。
In the compression process, the
燃焼工程では、吸気バルブ17および排気バルブ18が閉じた状態で、スパークプラグ20を点火する。これにより、圧縮状態の混合気が燃焼することによって急激に膨張してピストン14を上死点から下死点まで押し下げる。この力をコンロッド16を介してクランクシャフト15に回転運動として伝達することによって、駆動力が発生する。
In the combustion process, the
排気工程では、吸気バルブ17が閉じた状態、かつ、排気バルブ18が開いた状態で、ピストン14が下死点から上死点まで移動する。これにより、シリンダ12a内部の容積が減少して、燃焼ガスが排気路13bに流出する。なお、この工程でピストン14が上死点に達した後は、吸気工程に戻る。
In the exhaust process, the
なお、上記の各工程において、「吸気バルブ17が開いた状態」とは、カム19bの長径部19cが吸気バルブ17に当接して、吸気バルブ17をバルブスプリング17cに逆らって下方に押し下げられた状態を指し、「吸気バルブ17が閉じた状態」とは、カム19bの短径部19dが吸気バルブ17に当接して、吸気バルブ17がバルブスプリング17cの復元力によって上方に押し上げられた状態を指す。また、排気バルブ18についても同様であるので、説明は省略する。
In each of the above steps, “the state in which the
上記の各工程において、駆動力が発生するのは燃焼工程のみであり、その他の工程では、他のシリンダで発生した駆動力によってピストン14が往復運動する。そのため、クランクシャフト15の円滑な回転を維持する観点からは、複数のシリンダで燃焼行程のタイミングをずらすことが望ましい。
In each of the above processes, the driving force is generated only in the combustion process, and in the other processes, the
次に、図1〜図8を参照して、この発明の一実施形態に係るころ軸受としての針状ころ軸受21と、この針状ころ軸受21を使用したカムシャフト支持構造を説明する。なお、図1、図7および図8はこの発明の一実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前後の状態を示す図、図2〜図6はこの発明の一実施形態に係る針状ころ軸受21の各構成要素を示す図である。
Next, with reference to FIGS. 1-8, the
まず、図1を参照して、この発明の一実施形態に係るカムシャフト支持構造は、カムシャフト19と、カムシャフト19を収容するハウジングとしてのシリンダヘッド13およびベアリングキャップ13cと、カムシャフト19をハウジングに対して回転自在に支持する針状ころ軸受21とを備える。
First, referring to FIG. 1, a camshaft support structure according to an embodiment of the present invention includes a
針状ころ軸受21は、円弧形状の外輪部材22a,22bを円周方向に複数連ねて形成される外輪22と、外輪22の内径面に沿って配置される複数のころとしての針状ころ23と、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有し、複数の針状ころ23の間隔を保持する保持器24とを備える。
The
なお、カムシャフト19を支持する軸受としては、針状ころ軸受21が採用されるのが一般的である。針状ころ軸受21は、針状ころ23と軌道面とが線接触するので、軸受投影面積が小さい割に高負荷容量と高剛性が得られる利点を有している。したがって、負荷容量を維持しつつ、軸部19bの径方向の厚み寸法を削減することができる点で好適である。
As a bearing for supporting the
図2〜図4を参照して、外輪部材22aを説明する。なお、図2は外輪部材22aの側面図、図3は図2をIII方向から見た図、図4は図2をIV方向から見た図である。また、外輪部材22bは外輪部材22aと同一の形状であるので、説明は省略する。
The
まず、図2を参照して、外輪部材22aは、中心角180°の半円形状であって、円周方向の一方側端部にシリンダヘッド13と係合するように径方向外側に折り曲げられた係合片としての係合爪22cと、軸方向の両端部に径方向内側に突出して保持器24の軸方向への移動を規制する鍔部22dとを有する。そして、この2つの外輪部材22a,22bを円周方向に連ねて円環形状の外輪22を形成する。また、外輪22の内径面の軸方向中央部は、針状ころ23の軌道面として機能する。
First, referring to FIG. 2, the
また、図3を参照して、外輪部材22aの円周方向一方側端部には、軸方向の両端部に係合爪22cが2つ設けられており、2つの係合爪22cの間には円周方向に凹んだ略V字型の凹部22eが形成されている。なお、2つの係合爪22cは、外輪部材22aの軌道面となる軸方向中央部を避けて両端部に、かつ、針状ころ軸受21の回転軸線と平行な直線上に配置される。好ましくは、2つの係合爪22cの間の長さLは、針状ころ23の有効長さlより長く設定されている。なお、本明細書中「ころの有効長さ」とは、ころ長さから両端の面取り部の長さを除いた長さを指すものとする。
Also, referring to FIG. 3, two engaging
また、図4を参照して、外輪部材22aの円周方向他方側端部には、軸方向両端部に係合爪22cの軸方向幅と同一幅の2つの平坦部22fと、2つの平坦部22fの間に先端が円弧形状で円周方向に突出した略V字型の凸部22gとが設けられている。なお、凹部22eは、外輪部材22a,22bを円周方向に連ねたときに隣接する外輪部材の凸部22gを受け入れる。
Further, referring to FIG. 4, at the other circumferential end of
さらに、図3および図4を参照して、外輪部材22aの外径面には、径方向外側から径方向内側に貫通する油穴22hが設けられている。この油穴22hは、ハウジングに設けられた油路(図示せず)に対応する位置に設けられて、潤滑油を針状ころ軸受21内部に供給する。なお、油穴22hの大きさ、位置、個数は、ハウジングに設けられた油路の大きさ、位置、個数に依存する。
Further, referring to FIGS. 3 and 4, an
上記構成の外輪部材22aは、炭素鋼等の鋼板をプレス加工して形成されるシェル外輪である。具体的には、外輪部材22aの全体形状や、係合爪22cおよび鍔部22dをプレス加工によって形成した後、硬度等の所定の機械的性質を得るために熱処理を施して、完成品を得る。
The
次に、図5および図6を参照して、保持器24を説明する。なお、図5は保持器24の側面図、図6は保持器24の分割部分を含む部分断面図である。図5および図6を参照して、保持器24は、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有する略C型形状であって、針状ころ23を収容するポケット24cが円周方向の等間隔に設けられている。また、この保持器24は、樹脂材料を射出成型して形成される。
Next, the
また、分割部分の円周方向一方側の切断端面24aには凹部24dが、他方側の切断端面24bには凹部24dに対応する凸部24eが設けられており、凹部24dおよび凸部24eが係合することにより、円環形状の保持器24を得ることができる。なお、この実施形態においては、凸部24eの先端部分の幅が根元部分より大きく、凹部24dは開口部分の幅が最奥部より小さく設定されている。これにより、凹部24dと凸部24eの係合を確実なものとしている。
The
上記構成の針状ころ軸受21は、係合爪22cがハウジングと係合するので、軸受回転中に外輪22がハウジング内で回転するのを確実に防止することができる。また、係合爪22cは、外輪部材22a,22bの円周方向端部を曲げ加工によって径方向外側に折り曲げて形成しているので、軌道面を平滑な状態に保つことができる。これにより、針状ころ23が軌道面上をスムーズに回転可能となる。
In the
さらに、係合爪22cを外輪部材22aの軌道面からはずれた位置に設けることにより、係合爪22cの曲げ加工等による外輪部材22a,22bの微小な変形が針状ころ23の回転に与える影響を極小化することができる。その結果、針状ころ23の回転がさらにスムーズとなる。
Furthermore, by providing the engaging
次に、図1、図7および図8を参照して、針状ころ軸受21をカムシャフト19に組み込む手順を説明する。
Next, a procedure for incorporating the
まず、保持器24のポケット24cそれぞれに針状ころ23を組み込む。次に、保持器24の弾性を利用して分割部分を広げ、カムシャフト19に組み込む。さらに、凹部24dと凸部24eとを係合させて、保持器24が外れないようにする。
First, the
次に、シリンダヘッド13の上に、一方側の外輪部材22a、保持器24を組み込んだカムシャフト19、他方側の外輪部材22b、およびベアリングキャップ13cの順に組込み、シリンダヘッド13とベアリングキャップ13cとをボルト等で固定する。このとき、外輪部材22aの凹部22eと外輪部材22bの凸部22g、外輪部材22aの凸部22gと外輪部材22bの凹部22eとがそれぞれ突合するように配置する。
Next, on the
また、外輪部材22aの係合爪22cは、シリンダヘッド13のベアリングキャップ13cとの当接面に設けられた係合溝13dと係合するように配置し、外輪部材22bの係合爪22cは、ベアリングキャップ13cのシリンダヘッド13との当接面に設けられた係合溝13dと係合するように配置する。これにより、外輪部材22a,22bが、軸受回転中にハウジング内部で回転するのを防止することができる。
Further, the engaging
ここで、一般的にシリンダヘッド13とベアリングキャップ13cとの突合面は、カムシャフト19の軸線方向、すなわち軸受の回転軸線と平行な面となる。そこで、外輪部材22a,22bの円周方向端部に設けた2つ係合爪22cを針状ころ軸受21の回転軸線と平行な直線状に配置することにより、係合爪22cをシリンダヘッド13とベアリングキャップ13cとの間に係合させることができる。
Here, the abutting surface of the
上記の組み込み手順とすることにより、カムシャフト19と、外輪22と、保持器24と、ハウジングとが同心円状に配置され、針状ころ23が安定して回転可能な針状ころ軸受21得ることができる。また、上記構成の針状ころ軸受21は、外輪22を2つの外輪部材22a,22bに分割し、保持器24を円周方向の一箇所で分割したことにより、支持部分の径方向から組み込むことが可能となるので、カムシャフト19の軸部19bを支持する軸受として採用することができる。
By using the above assembling procedure, the
なお、外輪部材22a,22bの突合部分は、カムシャフト19を円周方向に負荷領域と非負荷領域に区分した場合に、非負荷領域に配置するのが望ましい。外輪部材22a,22bの突合部分は、温度上昇による膨張を考慮して円周方向および軸方向にある程度の隙間が設けられている。したがって、突合部分が負荷領域に配置されると、突合部分を通過する針状ころ23の円滑な回転が阻害される恐れがあるからである。
The abutting portions of the
なお、本明細書中「負荷領域」とは、外輪部材22a,22bの円周方向において、相対的に大きな荷重が負荷される領域を指すものとする。また、「非負荷領域」とは、外輪部材22a,22bの円周方向において、相対的に小さな荷重しか負荷されない領域を指すものとする。
In the present specification, the “load region” refers to a region where a relatively large load is applied in the circumferential direction of the
上記の実施形態においては、カムシャフト19を支持する軸受として針状ころ軸受21を採用した例を示したが、この発明は、他のころ軸受、例えば、円筒ころ軸受や棒状ころ軸受にも適用することができる。
In the above embodiment, an example in which the
また、上記の実施形態における針状ころ軸受21は、外輪22と、針状ころ23と、保持器24とを含む例を示したが、これに限ることなく、保持器24を省略した総ころ形式のころ軸受であってもよい。
Moreover, although the
また、上記の実施形態における外輪22は、円周方向の二箇所で外輪部材22a,22bに分割した例を示したが、これに限ることなく、任意の個数に分割することが可能である。例えば、中心角120°の外輪部材を円周方向に3つ連ねて外輪を形成してもよい。さらには、互いに中心角の異なる複数の外輪部材を組み合わせて円環形状の外輪を形成してもよい。同様に、保持器24についても任意の形態のものを採用することができる。
Moreover, although the outer ring | wheel 22 in said embodiment showed the example divided | segmented into the
また、上記の実施形態における外輪部材22aは、鋼板をプレス加工して製造したシェル外輪の例を示したが、これに限ることなく、切削加工によって製造した削り出し外輪であってもよい。また、上記の実施形態における保持器24は、生産効率が高く、かつ、弾性変形能の高い樹脂製保持器の例を示したが、これに限ることなく、切削加工による削り出し保持器でもよく、または、鋼板をプレス加工したプレス保持器であってもよい。
Moreover, although the
また、上記の実施形態における係合爪22cは、外輪部材22a,22bの円周方向端部を径方向外側に折り曲げて形成した例を示したが、これに限ることなく、ハウジングに係合可能な任意の形状の係合片とすることができる。
Moreover, although the
また、上記の実施形態における係合爪22cは、各外輪部材22a,22bの円周方向の両側端部のうち一方側端部にのみ設けた例を示したが、これに限ることなく、外輪部材22aの円周方向両端部に係合爪22cを設けて、外輪部材22bには設けないこととしてもよい。また、係合爪22cは、二箇所に設けた例を示したが、これに限ることなく、少なくとも一箇所以上設けられていればよい。
Moreover, although the
また、上記の実施形態における鍔部22dは、外輪部材22a,22bの円周方向の全域に設けた例を示したが、これに限ることなく、円周方向の一部に部分的に設けてもよい。その際、鍔部の場所や個数は任意に設定することができるが、カムシャフト19に組み込んだときに、非負荷領域に配置されるのが望ましい。
Moreover, although the
また、上記の実施形態における針状ころ軸受21は、カムシャフト19を支持する軸受としてだけではなく、クランクシャフトやロッカーシャフト等を支持する軸受としても広く使用することが可能である。
The
また、上記の実施形態における内燃機関11は、カムシャフト19が吸気バルブ17側と排気バルブ18側とにそれぞれ設けられ、カム19bがバルブ17,18に直接接続されるDOHC方式の例を示したが、これに限ることなく、1つのカムシャフトがロッカーアームを介して吸気バルブおよび排気バルブと接続されるSOHC(Single Over Head Camshaft)方式であってもよいし、カムシャフトがクランクシャフトの横に配置され、プッシュロッドおよびロッカーアームを介してバルブと接続されるOHV(Over Head Valve)方式であってもよい。
Further, the
さらに、この発明は、上記の実施形態における内燃機関11に限られず、カムシャフトを有するあらゆる形態の内燃機関に適用することが可能である。また、この発明は、単気筒の内燃機関にも適用可能であるが、図10に示すような多気筒エンジンに採用されるカムシャフト19の軸部19bのように、軸方向から針状ころ軸受21を挿入できない箇所を支持する軸受として好適である。
Furthermore, the present invention is not limited to the
上記の実施形態において、外輪部材22a,22bが有する係合片の例として径方向外側に折り曲げられた係合爪22cの例を示したが、これに限ることなく、ハウジングと係合して外輪部材の回転を防止可能なあらゆる形態を採用することができる。例えば、図11〜図16を参照して、この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受31を説明する。なお、図11、図15、および図16この発明の他の実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前後の状態を示す図、図12〜図14はこの発明の他の実施形態に係る外輪部材32aを示す図である。また、針状ころ軸受31の基本構成は針状ころ軸受21と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。
In the above embodiment, the example of the engaging
まず、図11を参照して、針状ころ軸受31は、円弧形状の外輪部材32a,32bを円周方向に複数連ねて形成される外輪32と、外輪32の内径面に沿って配置される複数の針状ころ33と、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有し、複数の針状ころ33の間隔を保持する保持器34とを備え、カムシャフト19をハウジング13に対して回転自在に支持する。
First, referring to FIG. 11,
外輪部材32aは、中心角180°の半円形状であって、円周方向の一方側端部にシリンダヘッド13と係合する係合片32cと、軸方向の両端部に径方向内側に突出して保持器34の軸方向への移動を規制する鍔部32dとを有する。なお、外輪部材32bも同様の構成であるので、説明は省略する。
The
この係合片32cは、外輪部材32aの円周方向の一方側端部における接線方向に突出する。また、針状ころ33の軌道面となる外輪部材32aの軸方向中央部から外れた位置、すなわち、外輪部材32aの軸方向両端部に配置される。
The
さらに、図15および図16を参照して、上記構成の針状ころ軸受31をカムシャフト19に組み込んだ場合、外輪部材32aの係合片32cは、隣接する外輪部材32bの円周方向他方側端部の外径面に覆い被さるような状態でハウジング13の係合溝13dに係合する。外輪部材32bの係合片32cについても同様である。
Further, referring to FIGS. 15 and 16, when the
上記構成とすることにより、外輪部材32a,32bがハウジング13,13a内で回転するのを防止することができる。さらに、外輪部材32a,32bの円周方向端部に係合片32cを形成するために曲げ加工を必要としないので、係合片32cの形成によって針状ころ33の軌道面となる外輪部材32a,32bが変形することがない。その結果、針状ころ33がスムーズに回転可能な針状ころ軸受31を得ることができる。
By setting it as the said structure, it can prevent that the
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
この発明は、自動車用エンジンのカムシャフトを支持するころ軸受、カムシャフト支持構造、および内燃機関に有利に利用される。 The present invention is advantageously used for a roller bearing that supports a camshaft of an automobile engine, a camshaft support structure, and an internal combustion engine.
11 内燃機関、12 シリンダブロック、12a シリンダ、13,108 シリンダヘッド、13a 吸気路、13b 排気路、13c ベアリングキャップ、13d 係合溝、14 ピストン、15 クランクシャフト、16 コンロッド、17,18 バルブ、17a,18a バルブステム、17b,18b バルブヘッド、17c,18c バルブスプリング、19,101 カムシャフト、19a 軸部、19b カム、19c 長径部、19d 短径部、101a カムローブ、101b ジャーナル部、101c 端部大径部、20 スパークプラグ、21,31 針状ころ軸受、22,32 外輪、22a,22b,32a,32b 外輪部材、22c,32c 係合爪、22d,32d 鍔部、22e,24d,32e 凹部、22f,32f 平坦部、22g,24e,32g 凸部、22h,32h 油穴、23,33 針状ころ、24,34 保持器、24a,24b 切断端面、24c ポケット、102 ころ軸受、103 ころ、104,105 保持体、106,107 レース板、107a 突起、109 キャップ、109a くぼみ。 11 Internal combustion engine, 12 Cylinder block, 12a Cylinder, 13, 108 Cylinder head, 13a Intake passage, 13b Exhaust passage, 13c Bearing cap, 13d Engagement groove, 14 Piston, 15 Crankshaft, 16 Connecting rod, 17, 18 Valve, 17a , 18a Valve stem, 17b, 18b Valve head, 17c, 18c Valve spring, 19, 101 Cam shaft, 19a Shaft, 19b Cam, 19c Long diameter part, 19d Short diameter part, 101a Cam lobe, 101b Journal part, 101c Large end Diameter portion, 20 spark plug, 21, 31 needle roller bearing, 22, 32 outer ring, 22a, 22b, 32a, 32b outer ring member, 22c, 32c engaging claw, 22d, 32d flange, 22e, 24d, 32e recess, 22f, 3 f Flat part, 22g, 24e, 32g Convex part, 22h, 32h Oil hole, 23, 33 Needle roller, 24, 34 Cage, 24a, 24b Cutting end face, 24c Pocket, 102 Roller bearing, 103 Roller, 104, 105 Holder, 106, 107 Lace board, 107a Protrusion, 109 Cap, 109a Recess.
Claims (5)
前記外輪の内径面に形成された軌道面に沿って配置される複数のころとを備え、
前記外輪部材は、その円周方向端部のうちの前記軌道面から軸方向端部側に外れた位置にハウジングと係合する係合片を有し、
前記係合片は、前記外輪部材の円周方向端部における前記軌道面を平滑な状態に保ちながら、前記外輪部材の円周方向端部から径方向外側に向かって延在するように設けられている、ころ軸受。 An outer ring formed by connecting a plurality of arc-shaped outer ring members in the circumferential direction;
A plurality of rollers disposed along the raceway surface formed on the inner diameter surface of the outer ring,
The outer ring member has an engagement piece that engages with the housing at a position out of the circumferential end of the outer ring member from the raceway surface toward the axial end .
The engaging piece is provided so as to extend radially outward from the circumferential end of the outer ring member while keeping the raceway surface at the circumferential end of the outer ring member in a smooth state. Has a roller bearing.
前記カムシャフトを収容するハウジングと、
前記カムシャフトを前記ハウジングに対して回転自在に支持するころ軸受を備えるカムシャフト支持構造であって、
前記ころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、前記外輪の内径面に形成された軌道面に沿って配置される複数のころとを備え、前記外輪部材は、その円周方向端部のうちの前記軌道面から軸方向端部側に外れた位置に前記ハウジングと係合する係合片を有し、
前記係合片は、前記外輪部材の円周方向端部における前記軌道面を平滑な状態に保ちながら、前記外輪部材の円周方向端部から径方向外側に向かって延在するように設けられている、カムシャフト支持構造。 A camshaft,
A housing that houses the camshaft;
A camshaft support structure comprising a roller bearing that rotatably supports the camshaft with respect to the housing,
The roller bearing includes an outer ring formed by connecting a plurality of arc-shaped outer ring members in a circumferential direction, and a plurality of rollers disposed along a raceway surface formed on an inner diameter surface of the outer ring. The member has an engagement piece that engages with the housing at a position out of the raceway surface on the axial end side of the circumferential end ,
The engaging piece is provided so as to extend radially outward from the circumferential end of the outer ring member while keeping the raceway surface at the circumferential end of the outer ring member in a smooth state. The camshaft support structure.
前記ハウジング内に設けられたシリンダと、
前記シリンダに連通する吸気路および排気路を開閉する弁と、
前記弁の開閉のタイミングを制御するカムシャフトと、
前記カムシャフトを回転自在に支持するころ軸受とを備える内燃機関であって、
前記ころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、前記外輪の内径面に形成された軌道面に沿って配置される複数のころとを備え、前記外輪部材は、その円周方向端部のうちの前記軌道面から軸方向端部側に外れた位置に前記ハウジングと係合する係合片を有し、
前記係合片は、前記外輪部材の円周方向端部における前記軌道面を平滑な状態に保ちながら、前記外輪部材の円周方向端部から径方向外側に向かって延在するように設けられている、内燃機関。 A housing;
A cylinder provided in the housing;
A valve for opening and closing an intake passage and an exhaust passage communicating with the cylinder;
A camshaft for controlling the opening and closing timing of the valve;
An internal combustion engine comprising a roller bearing that rotatably supports the camshaft;
The roller bearing includes an outer ring formed by connecting a plurality of arc-shaped outer ring members in a circumferential direction, and a plurality of rollers disposed along a raceway surface formed on an inner diameter surface of the outer ring. The member has an engagement piece that engages with the housing at a position out of the raceway surface on the axial end side of the circumferential end ,
The engaging piece is provided so as to extend radially outward from the circumferential end of the outer ring member while keeping the raceway surface at the circumferential end of the outer ring member in a smooth state. An internal combustion engine.
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