JPH068704U - カム軸の軸受け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 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、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。 【構 成】 カム軸２の両側に第一軸受け部材３を設け
ると共に、これらの第一軸受け部材３間のジャーナル部
2aにおいて、このジャーナル部2aを軸支する第二軸受け
部材５を、このカム軸２を支持する支持体１に設け、こ
の第二軸受け部材５に摺接する前記ジャーナル部2aの周
面に高硬度の環状部材７を設けたことを特徴とするカム
軸の軸受け装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

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３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】 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13ｂ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11ａ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】 そこで、エンジンの小型・軽量化を図るために、図４に示すように、カム軸12 の中間部には、ボールベアリング13ｂ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12ａ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 側に取り付けることによって、カム軸12の収容空間を可及的に減少させることも 考えられる。

【０００７】 このように構成することによって、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からである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このようにすると、図３に示すカム軸12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。

【０００９】 そこで、カム軸12自体の耐磨耗性を向上させるために、このカム軸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が考えられるが、そのようにすると、以下の 問題が生じることが判明した。 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、様々な不具合が発生 するのである。

【００１０】 本考案は以上の問題点に鑑みて、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、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。

【００１１】

【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、カム軸の両側に第 一軸受け部材を設けると共に、これらの第一軸受け部材間のジャーナル部におい て、このジャーナル部を軸支する第二軸受け部材を、このカム軸を支持する支持 体に設け、この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構成である。

【００１２】 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。 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。

【００１３】

【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。

【００１４】 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。

【００１５】

【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。本実施例のカム軸の軸受け 装置は、図１及び図２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。 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。

【００１６】 更に本実施例では、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。

【００１７】 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。

【００１８】 なお、本実施例のカム軸の軸受け装置によると、図４に示した従来例同様に、 軸受け部材を含むカム軸２全体の最大外径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１や、このシリンダヘッド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。

【００１９】

【考案の効果】

本考案のカム軸の軸受け装置は、カム軸の両側に第一軸受け部材を設けると共 に、これらの第一軸受け部材間のジャーナル部において、このジャーナル部を軸 支する第二軸受け部材を、このカム軸を支持する支持体に設け、この第二軸受け 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 とするので、以下の効果を奏することができる。

【００２０】 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径化する 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。 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】本考案の一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】図１の要部拡大図である。

【図３】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。

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

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カム軸の両側に第一軸受け部材を設ける
   と共に、これらの第一軸受け部材間のジャーナル部にお
   いて、このジャーナル部を軸支する第二軸受け部材を、
   このカム軸を支持する支持体に設け、この第二軸受け部
   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カム軸の軸受け装置。