JPS5947522A - 回転軸支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転軸を支持する回転軸支持装置に関し、特
に、回転軸の回転振ＵＪおよびそれに伴う騒音を防止す
るようにしだものに関する。

一般に、エンジンの吸排気・くルブを開閉１枢＃するだ
めのカムシャフトをシリンダヘッドに支持する構造とし
て、例オーば実開昭５３−７１１１０号公報等に開示さ
れているように、シリンダヘッドの各軸受部に直接カム
シャフトの各ジャーナル部を回転自在に嵌め込み、該軸
受部内周面とジャーナル部外円面とを両１０３間の所定
の１浦間に潤滑油の油膜を介在させながら摺接せしめる
ようにしたいわゆる平軸受構造が採用されている。

ところで、このようなカムシャフトを装置ｒｉ！ｉＬ／
たシリンダヘッドを、カムシャフトの両側でその軸方向
等間隔位置にて数対（例えば４気筒エンジンでＨ５対）
のヘッドボルトによりシリンダブロックに収り付ける１
摩に、各ヘッドボルトを同じ締イ＼Ｊけトルクで締め付
けると、シリンダヘッド両端部のヘッドボルトによる締
付は面圧が中央部のヘッドボルトによるそれよりも高く
なることによりシリンダヘッドの圧縮変形度が中央部と
両’ｉ！ｊ部とで異なってシリンダヘッドの両端部が沈
み中央部が浮き上った状態になる。その結果、シリンダ
ヘッドの各軸受部の軸受中心を結んた課とカムシャフト
の軸心とにずれが生じてカムシャフトの回転抵抗が増大
するという問題がある。

この問題を解決するために、通常、シリンダヘッド中央
部における軸受部内径を両端部におけるそれよりも若干
寸法だけ大径にすることにより、シリンダヘッド中央の
１１１１１１ｒ７部とカムシャフトとの干渉を防止する
ようになされている。しかし、その場合、上記シリンダ
ヘッド中央における軸受部内周面とカムシャフトのジャ
ーナル部外周面との間の隙間が平軸受構造における連継
の隙間以上であるだめ、カムシャフトの高速回転時に振
動や騒音か発生するという不具合が生じる。

まだ、上記のようなカムシャフト支持部分の例に限らず
、平Ｉ咄受構造において軸受部内周面と回転軸のジャー
ナル部外周面との隙間が製作誤差や熱膨張差等により増
大変化したときにも、回転振動や騒音が発生する虞れが
ある。

そこで、本発明はかかる点に鑑み、上記した平軸受構造
において、回転軸のジャーナル部ト該ジャーナル部を嵌
合支持する軸受部との間の隙間を、塑性変形能、含油性
、耐摩耗性等を有する特殊な材料で充塞することにより
、上記隙間を可及的に小さく実質零にするようにして、
回転軸の回転振ωＪや騒音等を低減できるようにするこ
とを目的とするものである。

この目的のだめ、本発明の描或は、回転軸を回転自在Ｇ
て支承する軸受部の内周面または該軸受部内周面と摺動
する回転軸のジャーナル部外周面に、軟質金属を含有す
る１１１１．１熱合成樹脂よりなり適度の空孔を有する
溶射層が１１ツ成されたものであり、このことによって
軸受部と回転軸ジャーナル部との間、の隙間を可及的に
小さくするようにしだものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基ついて詳細に説明
する。

第１図ないし鵠４図は４気筒エンジンのカムシャフト支
持構造部分に適用した第１実施例を示し、１はエンジン
を構成するシリンダヘッドであって、該シリンダヘッド
１の上面にはカム部２ａ、　　２ａ。

°°を有するカムシャフト２をその両端部および中央部
で直接回転自在に支承するだめの３つの軸受部６，３．
・・・が形成されている。該各軸受部６ば、シリンダヘ
ッド１と一体的に形成され上面にカムシャフト２のジャ
ーナル部２ｂの外周面下半部に摺接する断面半円弧状凹
面４ａを有する軸受本体４と、該軸受本体４に上方から
被さるようＦ、、配置され下面にカムシャフト２のジャ
ーナル部２ｂの外周面上半部に摺接する断面半円弧状凹
面５ａを有スルキャンプ部５とからなる半割型のもノニ
ヨって構成され、上記軸受本体４上にカムシャフト２の
ジャーナル部２ｂを載置してその上からキャンプ部５を
被せ、該キャップ部５を、軸受本体４両側に形成された
ねじ穴４ｂ、４ｂと螺合する取付ボルト（図示せず）に
よって軸受本体４に一体的に固定することによって組み
立てられる。

尚、第１図中、６，６．　　・はカムシャフト２の両側
でその軸方向等間隔位置にてシリンダヘッド１をシリン
ダブロック（図示せず）に取り付けるだめの５対のヘッ
ドボルト、７，７．・・・は吸排気バルブ挿通用のパル
プ孔である。また、第２図中、８はカムシャフト２の一
端に収り付けられたクイミングプーリである。

そして、上記軸受部３，６．・・のうちシリンダヘッド
１の中央部に位置する軸受部ろ（第２図右側のもの）の
内径は両端部に位置する軸受部６゜６（同左側のもの）
の内径より若干寸法だけ犬ｒイに設けられており、上記
各ヘッドボルト６を同じ締付はトルクで締め付けだ場合
のシリンダヘッド１中央部の浮上りに基因する上記中央
側軸受）ｑζ６とカムシャフト２との干渉を防止するよ
うにしている。

さらに、上記シリンダヘッド１中央部に位置する軸受部
６（内径が大径のもの）の内周面、すなわち軸受本体４
およびキャンプ部５の各円弧状四面４ａ、５ａには所定
膜厚の溶射層９が形成されている。該溶射層９は、第４
図に拡大詳示するように、アルミニウム、銅、その他ア
ルミニウムに近似した物性を持つ金属等の軟質金属９ａ
、９ａ。

・・を含有する芳香族系環状ポリエステル樹脂等の耐熱
合成樹脂９ｂ、９ｂ、・・よりなり、かつその内部に適
度の空孔９ｃ、９ｃ、・・・（例えば空孔率４０〜６０
％）を有する多孔質のものである。

ここで、上記溶射層９の作製方法について説明すると、
例えば、ワーク表面（シリンダヘッド１中央部に位置す
る軸受部６の軸受本体４およびキヤツプ部５の各凹面４
ａ、５ａ）をブラスト処理したのち洗浄して凹凸状態に
し、この凹凸表面に対して軟質金属粉末と耐熱合成樹脂
粉末との混合物を約３０００°Ｃのプラズマ温度のもと
てプラズマ溶射することにより、溶射と同時に自然に気
孔９ｃ、９ｃ、・・が発生して多孔質溶射層９が形成さ
れる。

この溶射層９を形成する際、溶射ノズルとワーク表面と
の距離は適度の空孔率（４０〜６０％）を得るだめに３
００〜５００＋＋＋＋＋＋程度が好適である。

まだ、金属および合成樹脂の各粉末の粒径は１０〜５０
重程度が好ましく、との粒径以外では両粉末成分の混合
が均一に行われず、溶射層９での各成分の分布が不均一
になって必要な特性が得られなくなる。

さらに、溶射１１″！９中の耐熱合成樹脂の成分割合は
、１０暇量％未満であるかあるいは９０重量％を越える
と、目的とする特性が得られないので、１０〜９０重７
７に形の範囲が利用可能範囲であり、そのうち４０〜６
０重量％が最適である。このことにより軟質金属の成分
割合は９０〜１０重［１）１％、好ましくは６０−、−
４．０市量形に設定される。尚、合成（厨脂成分の成分
割合が増えると空孔率か増加する傾向がある。

そして、このようにして形成された多孔質溶射層９は、
例えば合成樹脂成分が６０取１且％（金、；惧成分が４
０重量％）で空孔率が５０％である場合、約４００Ｋｇ
４ｒｌの加圧力で加圧すると加圧方向と直交する方向に
はみ出すことなく層厚の３０〜４０％か潰れて圧縮変形
するという特性（塑性変形能）を有する。寸だ、このよ
うに加圧後も空孔９ｃ。

９ｃ、・・・が残存して潰れ率が適度な範囲にあれば、
ワーク表面に強固に固着して良好な削剥１１（１性、含
有性および耐摩耗性を有する。さらに、この溶射１肖９
は比較内軟かく、例乏、ばグラインダやナイフ等の簡単
な切削加工によって容易に削除可能である。

しだがって、上記実施例においては、シリンダヘッド１
中央部に位ＩＩ“ｒｔする軸受部６の内周面に塑性変形
能を有する多孔質溶射層９が形成されているだめ、該溶
射層９は、カムシャフト２の取付ケ時の軸受部６の軸受
本体４とキャップ部５との締結およびシリンダヘッド１
のシリンダブロックへの取付は時のシリンダヘッド１中
央部の浮上りに伴って軸受部６内円面とカムシャフト２
のジャーナル部２ｂ外周面との間で圧縮されて該外周面
形状通りに塑性変形し外周面に密接する。このことによ
り、潤滑油の油膜形成のために最低必要な隙間より若干
大きくなっている上記シリンダヘッド１中央部の軸受部
６内円面とカムシャフト２のジャーナル部２ｂ外周面と
の間の隙間は実質的に零と極めて小さくなり、よってカ
ムシャフト２の高車回転時の回転振動や騒音を低減する
ことができる。

なお、カムシャフト２が高速で回転する１祭、そのジャ
ーナル部２ｂの振動により多孔質溶射層９を塑性変形さ
せて、ジャーナル部２ｂと多孔質溶射層９との間に若干
の間隙を生じるが、この間隙は多孔質溶射層を設けてい
ない従来の間隙より２（販めて小さいので、カムシャフ
ト２の振動およびこれに伴う騒音を著しく政派すること
かできる。

また、上記溶射層９が適度の空孔９ｃ、９ｃ。

・・・を有する多孔質の被膜であるだめに該空孔９ｃ。

９ｃ、・・・に潤滑油か合糸され、カムシャフト２の回
転時そのジャーナル部２ｂか軸受部乙に焼き付くことは
なく、耐焼付性および［耐摩耗性を向上することができ
る。

さらに、上記溶射層９は軟質金属９ａ、９ａ。

・・・を含有する耐熱合成樹脂９ｂ、９ｂ、・・・より
なるものであるので優れた耐熱性を有し、カムシャフト
２回転時のジャーナル部２ｂとの摺接による摩擦熱やエ
ンジンからの発熱等か作用しても変質することはなく、
よって血・１久性を向上することができる。

尚、上記実施例では、多孔質溶射層９を軸受部乙の内周
面に形成したが、カムシャフト２のジャーナル部２ｂ外
周面に形成してもよく、上記実施例と同様の作用効果を
奏することができる。

第５図は第２実施例を示しく尚、第２図および第３図と
同じ部分については同じ符号を付してそのｌ−′ｌＹ細
な説明を省略する）、エンジンのクランクシャフト支持
１１４分に適用したものである。

すなわち、本実施例では、軸受部５は、シリングブロッ
ク（図示せず）の下部に一体的に形成された軸受本体４
′と、該軸受本体４′に対応して配置されるキャップ部
５′とからなるず割型のものであり、上記軸受本体４′
とキャンプ部５′との間にクランクシャフト１０のジャ
ーナル部１０ａを配置し、取付ボルトをキャップ部５′
のボルト挿通孔５’ｂを挿通させて軸受本体４１のねじ
穴４１ｂに螺合することによりキャップ部５′を軸受本
体４′に固定してｄ丁［み立てられる。

まだ、上記軸受部６′の内周面すなわち軸受本体４′お
よびキャンプ部５′の各断面半円弧状凹面４′ａ。

５’ａで構成される面と、クランクシャフト１０の３ジ
ヤ一ナル部１　’Ｏａ外周面との間には所定寸法の間隙
が設けられ、該間隙には断面半円弧状の金属薄板よりな
る一対の生別状軸受メタル１１．１１が円周方向に摺動
可能に嵌合されており、該各軸受メタル１１の外周面（
軸受部６′内周面に摺接する而）に上記第１実１；ｉｉ
ｉ、例と同様の多孔質溶射層９か形成されている。

しだがって、本実施例でも、溶射層９の持つ塑性変形能
によってクランクシャフト１０の回転振動およびそれに
伴う騒音を低減することかできるＯまだ、多孔質溶射層
９を各軸受メタル１１の外周面に変えて軸受部６１の内
周面（軸受本体４′およびキャップ部５′の各四面４’
ａ、５’ａ）Ｋ形成してもよいのｌ−ｉ占うまでもない
。

尚、本発明は上記２つの実施例に限定されるものではな
く、種々の変形例をも包含するものであり、例えばエン
ジンのコネクチングロッドとクランクシャフトとの連結
部分にも適用でき、さらにはエンジン以外で使用される
各種の回転軸支持部分に°も適用できるのは勿論である
。

以上説明したように、本発明によれば、回転軸のジャー
ナル部外周面または該ジャーナル部を回転自在に支承す
る軸受部内周面に、軟質金、（弔を含有する耐熱合成樹
脂よりなる多孔質溶射層を形成したことにより、上記多
孔質溶射層の持つ塑性変形能を利用して軸受部内周面と
回転軸のジャーナル部外周面との間の下型な隙間をＭｆ
及的に小さくすることができるので、回転軸の回転振動
およびそれに伴う騒音を著しく低減することができる。

寸だ、上記多孔質溶射層の持つ含油性によって回転軸の
耐焼付性および耐摩耗性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図ないし＠４
図は第１実施例を示し、第１図はエンジンのシリングヘ
ッドの平面図、第２図はカムシャ７）を収り伺けだ状態
のシリングヘッドの拡大縦断面図、第３図は第２図の■
−■線断面図、第°４図は要部拡大説明図、第５図は第
２実施例を示し、エンジンのクランクシャフト支持部分
の縦断面図である。′ ２・・・カムシャフト、２ｂ・・・ジャーナル部、６゜
６′・・・軸受部、４．４’・・軸受本体、４ａ、４’
ａ・・・凹面、５．５’、、キャップ部、５ａ、５１ａ
１１．凹面、９・・・溶射層、９ａ・・軟質金属、９ｂ
−９，耐熱合成樹脂、９ｃ・・・空孔、１０−・クラン
クシャフト、１゜ａ・・・ジャーナル部、１１・・軸受
メタル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１）　　回転軸を回転自在に支承する軸受部の内周面
   まだは該軸受部内周面と摺動する回転軸のジャーナル部
   外周面に、軟質金属を含有する耐熱合成樹脂よりなり適
   度の空孔を有する溶射層が形成されていることを特徴と
   する回転軸支持装置。　　　！