JPH08100615A - 内燃機関におけるカム軸の軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】カム軸の軸受打音の発生を防止することを目的
とする。 【構成】軸受打音が発生する第２の受軸部１８外周面の
半周に、周方向に沿う油溝３０を形成し、この油溝３０
に潤滑油を保持するようにし、油溝３０に保持した潤滑
油の油膜のダンピング効果により、第２の受軸部１８が
チェーン張力によって第２のジャーナル２４のシリンダ
ヘッド側支持部２７ｂ側に叩きつけられた場合の軸受打
音の発生を抑制するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関におけるカム
軸の軸受構造に関し、特に、軸受打音の発生を防止する
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公昭５５−９５２３号公報並び
に実開昭５９−１６４９０号公報に示されるように、オ
ーバヘッドカム型式の内燃機関（以下、エンジンと言
う）においては、吸気バルブ用と排気バルブ用の一対の
オーバヘッドカム軸が設けられ、各カム軸に固定取付さ
れたカム伝動車としてのカムスプロケットには巻掛け伝
動帯としてのタイミングチェーンが巻き掛けられてい
る。

【０００３】前記カム軸の複数位置に設定された受軸部
は、夫々複数の軸受（ジャーナル）により支持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
カム軸の軸受構造において、従来、軸受打音による異音
発生が問題となっている。この異音発生のメカニズムを
図６及び図７に基づいて説明する。タイミングチェーン
Ａの張力は、図６の矢印ａ方向に印加され、チェーン張
力によってジャーナルＢにより支持されるカム軸受軸部
Ｃは図６の矢印ｂで示す如くジャーナルＢのシリンダヘ
ッド側支持部Ｄに押し下げられる。バルブリフト時に
は、バルブスプリングＥによるリフト反力により、カム
軸受軸部Ｃは、図７の矢印ｃで示す如くジャーナルＢの
カムブラケットＦ側に押し上げられる。そして、バルブ
Ｇの着座により、前記リフト反力が抜け、これにより、
チェーン張力によってカム軸受軸部ＣはジャーナルＢの
シリンダヘッド側支持部Ｄに叩きつけられ、カム軸受軸
部ＣがジャーナルＢのシリンダヘッド側支持部Ｄを叩く
ことによって軸受打音が発生する。

【０００５】この現象は、カム軸の第２受軸部、即ち、
カムスプロケット取付位置近傍の第１のジャーナルによ
り支持される第１の受軸部に隣接して、第２のジャーナ
ルにより支持される第２の受軸部において発生する。即
ち、カム軸の前端部のカムスプロケットに掛かるチェー
ン張力によりカム軸を曲げる力が加わり、この力は第１
の受軸部を支点として第２の受軸部に大きな曲げを発生
させるからである。

【０００６】このような軸受打音による異音発生を防止
するため、従来では、ジャーナルと受軸部のクリアラン
スの縮小化、ジャーナルと受軸部の加工精度の向上を図
る、或いはジャーナルへの給油量を増大するといった方
策が採られている。しかし、ジャーナルと受軸部のクリ
アランスの縮小化は、ジャーナルの焼付、フリクション
増加による燃費の悪化を来し、受軸部の加工精度の向上
は、加工コスト増加、生産性悪化を来すという問題点を
生起する。

【０００７】又、ジャーナルへの給油量の増大は、給油
を行うオイルポンプ容量を増加させる必要があり、フリ
クションが増加すると共に、シリンダヘッドへの給油量
が増えるため、ブローバイガス中のオイル量が増加して
オイル処理に問題が発生する。本発明は以上のような従
来の問題点に鑑み、カム軸の所定位置の軸受により支持
される受軸部外周面に、カム軸内油孔に導入された油が
導かれる独特の形態の油溝を設けて油膜を形成すること
により、油膜によるダンピング効果を得て、軸受打音の
発生を防止することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、先端部に巻掛け伝動帯が巻き掛けられるカム
スプロケットが固定取付され、クランク軸の回転が前記
巻掛け伝動帯を含む巻掛け伝動帯機構を介して伝達され
るカム軸を備え、該カム軸の複数位置に設定された受軸
部を夫々複数の軸受により支持してなる内燃機関におい
て、前記カム軸先端側に位置する受軸部外周面の略半周
に、周方向に沿う油溝を形成し、前記カム軸内部にその
中心軸に沿って形成された油通路と連通する油孔を前記
油溝が形成された受軸部に形成して該受軸部外周面の油
溝形成面に開口した。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記油溝が形成さ
れた受軸部を、カム伝動車取付位置近傍の第１の軸受に
より支持される第１の受軸部に隣接して、第２の軸受に
より支持される第２の受軸部とした。請求項３記載の発
明は、前記油溝が形成された受軸部に隣接する受軸部外
周面の全周に、周方向に沿う油溝を形成し、カム軸内部
にその中心軸に沿って形成された油通路と連通する油孔
を前記全周の油溝が形成された受軸部外周面の油溝形成
面に開口すると共に、全周の油溝が形成された受軸部を
支持する軸受に設けられた給油通路を該軸受内周面の前
記全周の油溝に対応する位置に開口した。

【００１０】請求項４記載の発明は、前記略半周の油溝
のカムに対する位相を、カムによって作動されるバルブ
の着座時に軸受のシリンダヘッド側部分に前記油溝の大
部分が位置するように設定した。

【００１１】

【作用】カムに加わる伝動帯（巻掛け伝動帯）張力が印
加され、伝動帯張力によって受軸部は軸受のシリンダヘ
ッド側に押し下げられる。バルブリフト時には、バルブ
スプリングによるリフト反力により、受軸部は軸受の反
シリンダヘッド側に押し上げられる。バルブの着座によ
り、前記リフト反力が抜け、これにより、伝動帯張力に
よって受軸部は軸受のシリンダヘッド側に叩きつけら
れ、受軸部が軸受のシリンダヘッド側を叩くことによっ
て軸受打音が発生する。

【００１２】請求項１記載の発明において、カム軸先端
側に位置する軸受の受軸部外周面の略半周に、周方向に
沿う油溝を形成し、この油溝に潤滑油を保持させるよう
にしたから、油溝に保持した潤滑油の油膜のダンピング
効果により、受軸部が伝動帯張力によって軸受のシリン
ダヘッド側に叩きつけられた場合の軸受打音の発生を効
果的に抑制することができる。

【００１３】請求項２記載の発明において、大きな曲げ
力が作用する第２の軸受において軸受打音が発生するの
を効果的に防止できる。請求項３記載の発明において、
給油部から受軸部の油溝までの油路長さを短くすること
ができ、油溝への給油圧力を高くすることができるの
で、油溝に保持する潤滑油の圧力を高めることができ、
油膜による高いダンピング効果を得ることができる。

【００１４】請求項４記載の発明において、半周の油溝
によって十分に油膜のダンピング作用が得られ、オイル
ポンプ容量の増大やシリンダヘッドへの給油量増加によ
るブローバイガス中のオイル処理の問題が発生しないと
いう利点がある。

【００１５】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。先ず、図３及び図４に基づいて、バルブ開閉機
構の構成について説明する。これらの図において、吸気
バルブ用カム１により作動されるロッカアーム２及び排
気バルブ用カム３により作動されるロッカアーム４夫々
の一端部はピボット５により夫々支承され、他端部は吸
気バルブ６及び排気バルブ７夫々の弁軸端部に当接され
る。

【００１６】吸気バルブ６用と排気バルブ７用の一対の
オーバヘッドカム軸８，９が設けられ、各カム軸８，９
には夫々カムスプロケット１０，１１が固定取付されて
いる。そして、一対のカムスプロケット１０，１１と小
径のアイドラスプロケット１２とにはタイミングチェー
ン１３が巻き掛けられ、大径のアイドラスプロケット１
４と図示しないクランク軸に固定取付されたクランクス
プロケットとにチェーン１５が巻き掛けられている。

【００１７】１６はチェーンテンショナである。次に、
前記カム軸８，９の軸受構造を、図１の排気バルブ用カ
ム軸９を例にとって説明すると、カム軸９の複数位置
（５位置）に設定された第１〜第５の受軸部１７〜２１
は、夫々第１〜第５の軸受（ジャーナル）２２〜２６に
より支持される。

【００１８】前記各ジャーナル２２〜２６はシリンダヘ
ッド２７側の支持部２７ａ〜２７ｅに夫々カムブラケッ
ト２８をボルト２９で締結することにより形成される。
カム２５はカム軸９の各受軸部１８〜２１の両側部位に
形成される。かかる構成において、前記カム軸９先端側
に位置する受軸部、即ち、カムスプロケット１１取付位
置近傍の第１のジャーナル２２により支持される第１の
受軸部１７に隣接して、第２のジャーナル２３により支
持される第２の受軸部１８の外周面の半周（１８０度）
には、周方向に沿う油溝３０（図２参照）が形成されて
いる。

【００１９】この場合、油溝３０は第２の受軸部１８の
外周面の軸方向の中間位置において半周に延びて形成さ
れる。前記カム軸９内部にはその中心軸に沿って延びる
油通路３１が形成されており、この油通路３１と連通す
る油孔３２が前記第２の受軸部１８に形成され、該油孔
３２は第２の受軸部１８外周面の油溝３０の形成面に開
口される（図２参照）。

【００２０】この場合、油孔３２は油通路３１と直交し
て、その一端部が第２の受軸部１８に形成されている油
通路３１の軸方向中間部に連通し、他端部が油溝３０の
周方向の中間部に開口される。一方、前記第２の受軸部
１８に隣接する第３の受軸部１９外周面の全周には、周
方向に沿う油溝３３が形成されている。

【００２１】この場合、油溝３３は第３の受軸部１９の
外周面の軸方向の中間位置において全周に延びて形成さ
れる。前記油通路３１と連通する油孔３４が前記第３の
受軸部１９に形成され、該油孔３４は第３の受軸部１９
外周面の油溝３３の形成面に開口される。この場合、油
孔３４は油通路３１と直交して、その一端部が第３の受
軸部１９に形成されている油通路３１の軸方向中間部に
連通し、他端部が油溝３３の周方向の中間部に開口され
る。

【００２２】第３の受軸部１９を支持する第３のジャー
ナル２４のシリンダヘッド側支持部２７ｃには給油通路
３５が形成されており、該給油通路３５は第３のジャー
ナル２４内周面の前記全周の油溝３３に対応する位置に
開口される。尚、油通路３１と連通する油孔３６は第４
の受軸部２０及び第５の受軸部２１にも形成され、各油
孔３６は第４の受軸部２０及び第５の受軸部２１外周面
に開口される。

【００２３】かかる構成において、給油通路３５を介し
て供給される潤滑油は第３のジャーナル２４内周面から
第３の受軸部１９外周面の油溝３３に達し、ここから油
孔３４を介して油通路３１へと供給される。第３のジャ
ーナル２４内周面と第３の受軸部１９外周面との間に供
給された潤滑油は、この軸受部分の潤滑を行う。

【００２４】油通路３１に供給された潤滑油は油孔３６
から、第４のジャーナル２５内周面と第４の受軸部２０
外周面との間及び第５のジャーナル２６内周面と第５の
受軸部２１外周面との間に夫々供給され、これら軸受部
分の潤滑を行う。一方、油通路３１に供給された潤滑油
は油孔３２から、第２の受軸部１８外周面の油溝３０に
供給されると共に、該油溝３０から第２のジャーナル２
３内周面と第２の受軸部１８外周面との間に供給され、
この軸受部分の潤滑を行う。

【００２５】又、第２の受軸部１８外周面の油溝３０に
は潤滑油が保持され、保持された潤滑油により、第２の
受軸部１８外周面には油膜が形成される。ここで、軸受
打音による異音発生のメカニズムは従来例の項で説明し
た通りであり、バルブの着座によってリフト反力が抜
け、これにより、チェーン張力によって受軸部はジャー
ナルのシリンダヘッド側に叩きつけられ、受軸部がジャ
ーナルのシリンダヘッド側を叩くことによって軸受打音
が発生する。

【００２６】即ち、打音はバルブが下側にリフトしてバ
ルブに着座する時（ランプ時）に発生する。従って、第
２の受軸部１８の油溝３０のカム３に対する位相を、バ
ルブ７の着座時に第２のジャーナル２４のシリンダヘッ
ド側支持部２７ｂに前記油溝３０の大部分が位置するよ
うに設定すると、油溝３０に保持された潤滑油による油
膜のダンピング作用によって、第２の受軸部１８がチェ
ーン張力によって第２のジャーナル２４のシリンダヘッ
ド側支持部２７ｂ側に叩きつけられた場合の打音の発生
が抑制される。

【００２７】図５（Ａ）は吸気バルブ６の着座時におけ
るカム位置を示し、同図（Ｂ）は排気バルブ７の着座時
におけるカム位置を示しており、夫々バルブ着座時に、
ジャーナルのシリンダヘッド側支持部に前記油溝３０の
大部分が位置するように設定してある。かかる構成によ
ると、軸受打音が発生する第２の受軸部１８外周面の半
周に、周方向に沿う油溝３０を形成し、この油溝３０に
潤滑油を保持するようにしたから、油溝３０に保持した
潤滑油の油膜のダンピング効果により、第２の受軸部１
８がチェーン張力によって第２のジャーナル２４のシリ
ンダヘッド側支持部２７ｂ側に叩きつけられた場合の軸
受打音の発生を抑制することができる。

【００２８】この場合、従来のようにジャーナルと受軸
部のクリアランスの縮小化、ジャーナルと受軸部の加工
精度の向上を図る、或いはジャーナルへの給油量を増大
するといった方策を採る必要がなくなり、ジャーナルの
焼付、フリクション増加による燃費の悪化、加工コスト
増加、生産性悪化、シリンダヘッドへの給油量増加によ
るブローバイガス中のオイル処理の問題等が生起するの
を防止することができる。

【００２９】又、かかる構成によると、受軸部側に油溝
を形成するようにしたから、ジャーナル側に油溝を形成
する場合と比較して、油溝の加工性に優れている。更
に、第２の受軸部１８の油溝３０のカム３に対する位相
を、打音の発生するバルブの着座時にジャーナルのシリ
ンダヘッド側支持部に前記油溝３０の大部分が位置する
ように設定したから、半周のみ油溝３０によって十分に
油膜のダンピング作用が得られる。因に、全周の油溝で
は、油漏れ量が多く、オイルポンプ容量の増大やシリン
ダヘッドへの給油量増加によるブローバイガス中のオイ
ル処理の問題が発生し、思わしくない。

【００３０】又、油溝３０を設けた第２の受軸部１８に
隣接する第３の受軸部１９を支持する第３のジャーナル
２４側から給油を行うようにしたから、給油部から第２
の受軸部１８の油溝３０までの油路長さを短くすること
ができ、油溝３０への給油圧力を高くすることができる
ので、油溝３０に保持する潤滑油の圧力を高めることが
でき、油膜による高いダンピング効果を得ることができ
る。

【００３１】尚、上記実施例においては、先端部にタイ
ミングチェーンが巻き掛けられるカムスプロケットが固
定取付され、クランク軸の回転が前記タイミングチェー
ンを含むチェーン機構を介して伝達されるカム軸を備え
た内燃機関に本発明を適用した例について説明したが、
先端部にタイミングベルトが巻き掛けられるベルト車が
固定取付され、クランク軸の回転が前記タイミングベル
トを含むベルト機構を介して伝達されるカム軸を備えた
内燃機関に本発明を適用することもできることは言うま
でもない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、カム軸先端側に位置する軸受の受軸部外周
面の略半周に、周方向に沿う油溝を形成し、この油溝に
潤滑油を保持させるようにしたから、油溝に保持した潤
滑油の油膜のダンピング効果により、受軸部が伝動帯張
力によって軸受のシリンダヘッド側に叩きつけられた場
合の軸受打音の発生を効果的に抑制することができ、軸
受の焼付、フリクション増加による燃費の悪化、加工コ
スト増加、生産性悪化、シリンダヘッドへの給油量増加
によるブローバイガス中のオイル処理の問題等が生起す
るのを防止することができ、製作性にも優れている。

【００３３】請求項２記載の発明によると、カム伝動車
取付位置近傍の第１の軸受により支持される第１の受軸
部に隣接して、第２の軸受により支持される第２の受軸
部に油溝を形成するようにしたから、大きな曲げ力が作
用する第２の軸受における軸受打音を効果的に防止でき
る。請求項３記載の発明によると、油溝を設けた受軸部
に隣接する受軸部を支持する軸受側から給油を行うよう
にしたから、給油部から受軸部の油溝までの油路長さを
短くすることができ、油溝への給油圧力を高くすること
ができるので、油溝に保持する潤滑油の圧力を高めるこ
とができ、油膜による高いダンピング効果を得ることが
できる。

【００３４】請求項４記載の発明によると、受軸部の油
溝のカムに対する位相を、打音の発生するバルブの着座
時に軸受のシリンダヘッド側部分に前記油溝の大部分が
位置するように設定したから、半周の油溝によって十分
に油膜のダンピング作用が得られ、オイルポンプ容量の
増大やシリンダヘッドへの給油量増加によるブローバイ
ガス中のオイル処理の問題が発生しないという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１〜４記載の発明の一実施例を示す側
面断面図

【図２】 同上実施例における第２の受軸部の断面図

【図３】 バルブ開閉機構を示す断面図

【図４】 同上のバルブ開閉機構におけるカム軸駆動構
造を示す断面図

【図５】 同上実施例の作用を説明する断面図

【図６】 従来の軸受打音発生のメカニズムを説明する
図

【図７】 従来の軸受打音発生のメカニズムを説明する
図

【符号の説明】

８，９ カム軸 １０，１１ カムスプロケット（カム伝動車） １３ タイミングチェーン（巻掛け伝動帯） １７ 第１の受軸部 １８ 第２の受軸部 １９ 第３の受軸部 ２２ 第１のジャーナル ２３ 第２のジャーナル ３０ 油溝 ３１ 油通路 ３２ 油孔 ３３ 油溝 ３４ 油孔 ３５ 給油通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部に巻掛け伝動帯が巻き掛けられるカ
   ム伝動車が固定取付され、クランク軸の回転が前記巻掛
   け伝動帯を含む巻掛け伝動帯機構を介して伝達されるカ
   ム軸を備え、該カム軸の複数位置に設定された受軸部を
   夫々複数の軸受により支持してなる内燃機関において、 前記カム軸先端側に位置する受軸部外周面の略半周に、
   周方向に沿う油溝を形成し、 前記カム軸内部にその中心軸に沿って形成された油通路
   と連通する油孔を前記油溝が形成された受軸部に形成し
   て該受軸部外周面の油溝形成面に開口したことを特徴と
   する内燃機関におけるカム軸の軸受構造。
2. 【請求項２】前記油溝が形成された受軸部は、カム伝動
   車取付位置近傍の第１の軸受により支持される第１の受
   軸部に隣接して、第２の軸受により支持される第２の受
   軸部であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関に
   おけるカム軸の軸受構造。
3. 【請求項３】前記油溝が形成された受軸部に隣接する受
   軸部外周面の全周に、周方向に沿う油溝を形成し、カム
   軸内部にその中心軸に沿って形成された油通路と連通す
   る油孔を前記全周の油溝が形成された受軸部外周面の油
   溝形成面に開口すると共に、全周の油溝が形成された受
   軸部を支持する軸受に設けられた給油通路を該軸受内周
   面の前記全周の油溝に対応する位置に開口したことを特
   徴とする請求項１又は２記載の内燃機関におけるカム軸
   の軸受構造。
4. 【請求項４】前記略半周の油溝のカムに対する位相を、
   カムによって作動されるバルブの着座時に軸受のシリン
   ダヘッド側部分に前記油溝の大部分が位置するように設
   定したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１
   つに記載の内燃機関におけるカム軸の軸受構造。