JP2000314304A - カムシャフトの軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転がり軸受１６の採用によりメカニカルロス
の低減化を図りつつ、シャフト支持部１４をカムシャフ
ト１０と別部材として低コスト化を図る。 【解決手段】 カムシャフト１０へ回転力を伝達するス
プロケット（又はプーリ）１３と、カムシャフト１０の
前端との間に、転がり軸受１６を介して機関本体の軸受
部１１に回転可能に支持されるシャフト支持部１４を設
ける。シャフト支持部１４を、カムシャフト１０とは異
なる対摩耗性に優れた材料の別部材とし、取付ボルト１
２によりスプロケット１３とともにカムシャフト１０の
前端に共締め固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸，排
気弁を作動するカムシャフトの軸受構造に関し、特に、
機関本体の軸受部に転がり軸受を介して回転可能に支持
されるカムシャフトの軸受構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、内燃機関のカムシャフトを機
関本体へ回転可能に支持する軸受構造の一例として、カ
ムシャフトのジャーナル部の外周を、機関本体の軸受部
により直接的に支持する滑り軸受構造が知られている。
しかしながら、この場合、ジャーナル部の外周が軸受部
に直接的に接触するため、メカニカルロスの点で不利で
ある。

【０００３】このようなメカニカルロスを低減するため
に、機関本体の軸受部とカムシャフトとの間に、ニード
ルベアリング等の円筒状の転がり軸受を介装した軸受構
造が公知である。例えば特開平８−１２８３０６号公報
に記載されたカムシャフトでは、一対のカム部の間にジ
ャーナル部が設けられ、このジャーナル部と軸受部との
間に円筒状の転がり軸受を介装するために、ジャーナル
部を前後に分割可能な構造としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
報に記載された構造では、カムシャフトがジャーナル部
で前後に分割する複雑な構造となるとともに、ジャーナ
ル部を含むカムシャフト全体を、転がり軸受との接触に
耐え得る強度の高い材料とするか、あるいはジャーナル
部の外周にインナレース等を設定する必要があり、構造
の複雑化，コストの上昇等を招聘してしまう。

【０００５】ところで、カムシャフトの一端には、ボル
ト等を介してスプロケット又はプーリが取り付けられ、
このスプロケット又はプーリを介してカムシャフトに回
転力が伝達される。従って、カムシャフトの中でも、回
転力が伝達されるスプロケット又はプーリ近傍の軸受部
分でフリクションが大きくなる傾向にあり、この軸受部
分に転がり軸受を用いることが望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の課題に鑑みてなされたものである。すなわち、請求
項１の発明に係るカムシャフトの軸受構造は、内燃機関
の吸気弁又は排気弁を作動させるカムシャフトへ回転力
を伝達するスプロケット又はプーリと、このスプロケッ
ト又はプーリ側のカムシャフトの一端と、の間に、転が
り軸受を介して機関本体の軸受部に回転可能に支持され
るシャフト支持部が設けられ、このシャフト支持部は、
少なくともカムシャフトとは異なる材料の別部材であ
り、かつ、スプロケット又はプーリとともにカムシャフ
トの一端へ固定されることを特徴としている。

【０００７】この請求項１の発明によれば、転がり軸受
の採用によりメカニカルロスの低減化を図りつつ、転が
り軸受に支持されるシャフト支持部をカムシャフトと別
部材としたため、シャフト支持部のみを転がり軸受との
接触に耐え得る強度の高い材料とすればよく、インナー
レース等を設定することなく、カムシャフトを例えば鋳
鉄等により安価に成形することができ、低コスト化を図
ることができる。

【０００８】また、シャフト支持部をスプロケット又は
プーリとカムシャフトの一端との間に設けているため、
転がり軸受によって支持されるシャフト支持部が、回転
力が伝達されるスプロケット又はプーリに隣設配置され
る。この結果、カムシャフトのフリクションを有効に抑
制することができる。

【０００９】しかも、シャフト支持部はスプロケット又
はプーリとともにカムシャフトの一端へ固定されるた
め、取付が容易であり、かつ、構造の簡素化，部品点数
の低減化を図ることができる。

【００１０】なお、上記転がり軸受としては、ニードル
ベアリング等のころ軸受の他、一般的な玉軸受を用いる
ことができる。

【００１１】上記シャフト支持部は、例えば請求項２の
発明のように、スプロケット又はプーリとともに取付ボ
ルトによってカムシャフトの一端に共締め固定される。

【００１２】この場合、スプロケット又はプーリをカム
シャフトへ取り付けるための取付ボルトにより、シャフ
ト支持部をカムシャフトへ固定することができる。

【００１３】あるいはシャフト支持部は、請求項３の発
明のように、予めスプロケット又はプーリと一体的に形
成される。

【００１４】この場合、シャフト支持部がスプロケット
と別部材の場合に比して、シャフト支持部の分の部品点
数が削減されるとともに、スプロケットとカムシャフト
との角度バラツキを抑制することが可能となる。

【００１５】請求項３の発明をより具体化した請求項４
の発明では、上記シャフト支持部を含むスプロケット又
はプーリがカムシャフトの一端に圧入により固定される
ことを特徴としている。

【００１６】この場合、スプロケット又はプーリ用の取
付ボルトが不要となり、部品点数を更に削減することが
でき、更なる構造の簡素化を図ることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、転がり
軸受の採用によりメカニカルロスの低減化を図りつつ、
転がり軸受に支持されるシャフト支持部をカムシャフト
と別部材としたため、インナーレース等を設定すること
なく、カムシャフトを例えば鋳鉄等により安価に成形す
ることができ、低コスト化を図ることができる。

【００１８】また、転がり軸受によって支持されるシャ
フト支持部が、回転力が伝達されるスプロケット又はプ
ーリに隣設配置されるため、カムシャフトのフリクショ
ンを効果的に抑制することができる。

【００１９】更に、シャフト支持部をスプロケット又は
プーリとともにカムシャフトの一端に固定できるため、
組付が容易であり、かつ、構造の簡素化，部品点数の低
減化を図ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施例に係
るカムシャフト１０の機関前側の軸受構造を示してい
る。

【００２１】内燃機関の吸気弁又は排気弁を作動させる
カムシャフト１０は、機関前後方向（図１の左右方向）
へ延びており、その前端（図１の左端）には、取付ボル
ト１２によってスプロケット（又はプーリ）１３が固定
されている。このカムシャフト１０は、スプロケット１
３に巻き掛けられる図外のチェーン又はタイミングベル
トを介して図外のクランクシャフトから回転力が伝達さ
れ、機関と連動して回転するようになっている。

【００２２】そして、本実施例では、スプロケット１３
とカムシャフト１０の前端との間に、機関本体としての
シリンダヘッドの軸受部１１に回転可能に支持される略
円筒状のシャフト支持部１４が設けられ、かつ、このシ
ャフト支持部１４の外周面と、軸受部１１の内周面１１
ａの内周との間に、円筒状の転がり軸受１６が介装され
ている。

【００２３】シャフト支持部１４は、この実施例ではカ
ムシャフト１０やスプロケット１３と別部材で構成され
ており、スプロケット１３とともに取付ボルト１２によ
ってカムシャフト１０の一端に共締め固定されている。
シャフト支持部１４は、転がり軸受１６との接触に耐え
得るクロムモリブデン鋼等の対摩耗性，剛性の高い材料
で成形されている。一方、カムシャフト１０は、転がり
軸受１６との接触に耐え得る構造とする必要がないの
で、鋳鉄等の比較的安価な材料で形成されている。

【００２４】転がり軸受１６は、ここでは円筒状のアウ
タレース１６ａに多数のニードル１６ｂが回転可能に取
り付けられたニードルベアリングが用いられている。ま
た、前述のように、シャフト支持部１４を、転がり軸受
１６との接触に耐え得る材料としたため、転がり軸受１
６はインナレースを省略した構造とすることが可能とな
り、シャフト支持部１４の外周が直接的にニードル１６
ｂと摺接している。

【００２５】シャフト支持部１４には、軸受部１１及び
転がり軸受１６の前面を受ける前側フランジ部１５が形
成されるとともに、カムシャフト１０の前端には、軸受
部１１及び転がり軸受１６の後面を受ける後側フランジ
部１０ａが形成されており、これらによって、スラスト
方向の支持が行われている。

【００２６】また、シャフト支持部１４のカムシャフト
１０に対する相対回転を防止するために、カムシャフト
１０の前面には回り止めピン１７が打ち込まれており、
かつ、シャフト支持部１４の後面には回り止めピン１７
が嵌合する嵌合部１４ａが形成されている。

【００２７】組付に際しては、予め転がり軸受１６を軸
受部１１の内周面１１ａ又はシャフト支持部１４の外周
面に取り付けた上で、スプロケット１３，シャフト支持
部１４，カムシャフト１０を図１に示すように軸受部１
１に組み付ける。そして、取付ボルト１２をスプロケッ
ト１３，シャフト支持部１４を挿通してカムシャフト１
０の一端に螺合させ、この取付ボルト１２を締め付ける
ことにより、シャフト支持部１４がスプロケット１３と
ともにボルト１２のフランジ部１２ａとカムシャフト１
０の一端との間で共締め固定され、カムシャフト１０に
強固に締結固定される。

【００２８】このような本実施例によれば、円筒状の転
がり軸受１６の採用によりメカニカルロスの低減化を図
りつつ、転がり軸受１６に回転可能に支持されるシャフ
ト支持部１４をカムシャフト１０と別部材としたため、
シャフト支持部１４のみを転がり軸受１６との接触に耐
え得る強度の高い材料とすればよく、インナレース等を
用いることなく、カムシャフト１０を例えば鋳鉄等によ
り安価に成形することができ、低コスト化を図ることが
できる。

【００２９】また、転がり軸受１６によって支持される
シャフト支持部１４が、回転力が伝達されるスプロケッ
ト１３の近傍に隣設して配置されるため、カムシャフト
１０のフリクションを効果的に抑制することができる。
より具体的には、図１に示す前端部以外のカムシャフト
１０の軸受部分には、本実施例のように転がり軸受１６
を用いた軸受構造を採用することが難しいが、軸受部分
のフリクションは、チェーン又はタイミングベルトの張
力が作用する前端部で特に大きく、この部分に転がり軸
受１６を用いた本実施例の軸受構造を採用することで、
十分なフリクション低減効果を得ることができる。

【００３０】しかも、スプロケット１３を取り付けるた
めの取付ボルト１２を用いてシャフト支持部１４をカム
シャフト１０の一端へ固定することができるので、組付
が容易で、かつ、部品点数の低減化，構造の簡素化を図
ることができる。

【００３１】加えて、組付前にカムシャフト１０とシャ
フト支持部１４とを回り止めピン１７を介して仮固定し
て共加工を施せば、シャフト支持部１４をカムシャフト
１０と別部材としているにもかかわらず、高い同軸度を
得ることができる。

【００３２】図２は、本発明の第２実施例に係るカムシ
ャフトの軸受構造を示している。なお、以下に示す実施
例において、既に述べた実施例と同じ構成部分には同じ
参照符号を付して重複する説明を適宜省略する。

【００３３】この実施例では、転がり軸受１６に回転可
能に支持されるシャフト支持部２４と、軸受部１１や転
がり軸受１６の前面を受ける前側フランジ部２５とを、
スプロケット（又はプーリ）２３の後面側に一体的に形
成している。また、カムシャフト１０の前端部に、取付
ボルト１２が螺合する円筒部１０ｂを延長形成し、この
円筒部１０ｂの外周に、シャフト支持部２４，前側フラ
ンジ部２５を含めたスプロケット２３が外嵌するように
構成されている。

【００３４】組付に際しては、転がり軸受１６を予め軸
受部１１の内周面１１ａ又はシャフト支持部１４の外周
面に取り付けた上で、図２に示すようにスプロケット２
３とカムシャフト１０とを軸受部１１に組み付け、取付
ボルト１２によりスプロケット２３をカムシャフト１０
の一端に共締め固定すればよい。

【００３５】この第２実施例によれば、上記第１実施例
と同様の効果が得られることに加え、シャフト支持部２
４をスプロケット２３と一体化したため、シャフト支持
部をスプロケットと別部材とした場合に比して、シャフ
ト支持部の分の部品点数が削減されるとともに、スプロ
ケット２３とカムシャフト１０との角度バラツキを抑制
することが可能となる。

【００３６】図３は、本発明の第３実施例に係るカムシ
ャフトの軸受構造を示している。この実施例は、基本的
には第２実施例と同様であるが、第２実施例のように取
付ボルト１２を用いるのではなく、シャフト支持部２
４，前側フランジ部２５を含むスプロケット２３を、圧
入によりカムシャフト１０の前端へ固定している。より
具体的には、スプロケット２３に形成された取付穴２３
ａを、カムシャフト１０の前端に形成された円筒部１０
ｂの外周に圧入して固定している。

【００３７】この実施例によれば、第２実施例と同様の
効果が得られることに加え、取付ボルト分の部品点数を
更に削減することができ、更なる構造の簡素化を図るこ
とができる。また、スプロケット２３の一部２３ｃによ
り取付穴２３ａの一端が閉塞された構造となっているた
め、カムシャフト１０内に形成される潤滑油路２８を塞
ぐ栓を別途設ける必要もない。

【００３８】但し、この実施例のように圧入固定を採用
した場合、組付後に転がり軸受１６を取り外すことはで
きない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るカムシャフトの軸受
構造を示す断面図。

【図２】本発明の第２実施例に係るカムシャフトの軸受
構造を示す断面図。

【図３】本発明の第３実施例に係るカムシャフトの軸受
構造を示す断面図。

【符号の説明】

１０…カムシャフト １１…軸受部 １２…取付ボルト １３…スプロケット １４…シャフト支持部 １６…転がり軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA19 BA31 BA33 CA19 CA22 CA23 CA31 CA46 CA52 EA02 EA05 FA27 FA29 GA00 GA01 3J101 AA14 AA24 AA32 AA42 AA52 AA62 AA72 BA77 EA04 FA41 FA44 FA46 FA55 GA21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気弁又は排気弁を作動させ
   るカムシャフトへ回転力を伝達するスプロケット又はプ
   ーリと、このスプロケット又はプーリ側のカムシャフト
   の一端と、の間に、転がり軸受を介して機関本体の軸受
   部に回転可能に支持されるシャフト支持部が設けられ、 このシャフト支持部は、少なくともカムシャフトとは異
   なる材料の別部材であり、かつ、スプロケット又はプー
   リとともにカムシャフトの一端へ固定されることを特徴
   とするカムシャフトの軸受構造。
2. 【請求項２】 上記シャフト支持部は、取付ボルトによ
   ってスプロケット又はプーリとともにカムシャフトの一
   端に共締め固定されることを特徴とする請求項１に記載
   のカムシャフトの軸受構造。
3. 【請求項３】 上記シャフト支持部は、予めスプロケッ
   ト又はプーリと一体的に形成されることを特徴とする請
   求項１に記載のカムシャフトの軸受構造。
4. 【請求項４】 上記シャフト支持部を含むスプロケット
   又はプーリが、カムシャフトの一端に圧入により固定さ
   れることを特徴とする請求項３に記載のカムシャフトの
   軸受構造。