JPH10151U - カム軸の軸受け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】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。 【構成】支持体に形成されたカム軸を収容する収容空間
の壁に開口した貫通孔にカム軸を軸方向から挿入して配
設するカム軸の軸受け装置であって、カム軸の両側を第
一軸受け部材で軸支すると共に、これらの第一軸受け部
材間のジャーナル部を第二軸受け部材で受けて、この第
二軸受け部材を前記カム軸を支持する前記支持体に設け
て構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

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４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】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、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13 b 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11 a 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】 本考案は以上の問題点に鑑みて、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。 また、本考案は、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、上記軸受け装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【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、支持体に形成され たカム軸を収容する収容空間の壁に開口した貫通孔にカム軸を軸方向から挿入し て配設するカム軸の軸受け装置であって、カム軸の両側を第一軸受け部材で軸支 すると共に、これらの第一軸受け部材間のジャーナル部を第二軸受け部材で受け て、この第二軸受け部材を前記カム軸を支持する前記支持体に設けたことを特徴 とする構成である。

【０００８】 また、前記第一軸受け部材をボールベアリングで、前記第二軸受け部材をロー ラーベアリングでそれぞれ構成したことを特徴とする。 そして、前記第二軸受け部材の内径Ｂを、前記カム軸のカムの最大外径Ａより も大きく、かつ、前記カム軸の両側に設けた第一軸受け部材のうちの少なくとも 一方の外径Ｃよりも小さく形成したことを特徴とする。

【０００９】 その上、前記第二軸受け部材に摺接する前記ジャーナル部の周面に、高硬度の 環状部材を設けたことを特徴とする。 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。

【００１０】 なお、前記第一軸受け部材にはボールベアリングを使用し、第二軸受け部材に はローラーベアリングを使用すると好ましく、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。

【００１１】

【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。

【００１２】 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。

【００１３】

【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。 本考案に係るカム軸の軸受け装置の第１実施例は、図１に示すように、このカ ム軸12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が設けられており、更に、このカム軸12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）13ａ、13ｃが設けられ ている。

【００１４】 また、これらのボールベアリング13ａ、13ｃ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や排気弁を開閉するための排気弁駆動用のカム14、 及びシリンダヘッド11に圧入された第二軸受け部材（ローラーベアリング）15に 軸支されるジャーナル部12a が配置されている。 そして、カム軸12の中間部は、ボールベアリング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12 a 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。

【００１５】 本第１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に伝達されると、両側部のボールベアリング 13ａ、13ｃ及び中間部のローラーベアリング15に軸支されるカム軸12は、殆ど回 転摺動抵抗を伴わずに滑らかに回転する。 また、この構成によって、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。

【００１６】 そのため、カム軸12の収容空間を可及的に減少でき、エンジンの小型・軽量化 を図ることができる。 そして、本考案に係るカム軸の軸受け装置の第２実施例は、図２及び図３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。

【００１７】 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。

【００１８】 更に本第２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。 本第２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。

【００１９】 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。

【００２０】 つまり、第１実施例の図１に示すカム軸12の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が、これを防止できる。 また、カム軸12自体の耐磨耗性を向上させるために、このガム軸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を用いた場合に発生する問題、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、様々な不具合の発生を防止できる。

【００２１】 従って、本実施例のカム軸の軸受け装置によると、軸受け部材を含むカム軸12 、２全体の最大外径Ｃ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11、１や、このシリンダヘッド11、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。

【００２２】

【考案の効果】

本考案のカム軸の軸受け装置は、支持体に形成されたカム軸を収容する収容空 間の壁に開口した貫通孔にカム軸を軸方向から挿入して配設するカム軸の軸受け 装置であって、カム軸の両側を第一軸受け部材で軸支すると共に、これらの第一 軸受け部材間のジャーナル部を第二軸受け部材で受けて、この第二軸受け部材を 前記カム軸を支持する前記支持体に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。

【００２３】 前記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型化する ことができ、以てエンジンの小型・軽量化に寄与することができる。 そして、第二軸受け部材の内径Ｂを、カム軸のカムの最大外径Ａよりも大きく 、かつ、前記カム軸の両側に設けた第一軸受け部材のうちの少なくとも一方の外 径Ｃよりも小さく形成したことにより、容易にカム軸の収容空間にカム軸を挿入 することができる。

【００２４】 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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１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】本考案の第２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３】図１の要部拡大図である。

【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、11 支持体（シリンダヘッド） ２、12 カム軸 2a、12a ジャーナル部 ３、13a 、13c 第一軸受け部材（ボールベアリング） ５、15 第二軸受け部材（ローラーベアリング） ７ 環状部材

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体に形成されたカム軸を収容する収
   容空間の壁に開口した貫通孔にカム軸を軸方向から挿入
   して配設するカム軸の軸受け装置であって、カム軸の両
   側を第一軸受け部材で軸支すると共に、これらの第一軸
   受け部材間のジャーナル部を第二軸受け部材で受けて、
   この第二軸受け部材を前記カム軸を支持する前記支持体
   に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】 前記第一軸受け部材をボールベアリング
   で、前記第二軸受け部材をローラーベアリングでそれぞ
   れ構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。
3. 【請求項３】 前記第二軸受け部材の内径（Ｂ）を、前
   記カム軸のカムの最大外径（Ａ）よりも大きく、かつ、
   前記カム軸の両側に設けた第一軸受け部材のうちの少な
   くとも一方の外径（Ｃ）よりも小さく形成したことを特
   徴とする請求項１又は２記載のカム軸の軸受け装置。
4. 【請求項４】 前記第二軸受け部材に摺接する前記ジャ
   ーナル部の周面に、高硬度の環状部材を設けたことを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカム軸の軸受
   け装置。