JPH075202Y2 - カムシヤフトのスラスト軸受構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は，エンジンのカムシャフトのスラスト軸受構造
に関するものである。

〔従来の技術〕

ダブルオーバヘッドカムシャフト式エンジンのなかに
は，吸気側カムシャフトにタイミングベルトに噛み合う
タイミングプーリが取り付けられており，吸気側カムシ
ャフトをタイミングベルトで駆動し，他方，排気側カム
シャフトへは吸気側カムシャフトからはすば歯車を介し
て回転を伝えるようにしたものがある。

このようなダブルオヘーバヘッドカムシャフト式エンジ
ンを開示した従来技術文献としては，例えば，本出願人
が昭和60年８月19日付けで出願した実願昭60−126292号
がある。

前述のようなダブルオーバヘッドカムシャフト式エンジ
ンにおいては，先にも述べたように，はすば歯車が用い
られているので，吸気側カムシャフトにも排気側カムシ
ャフトにも軸方向に荷重が掛かる。従って，吸気側カム
シャフトと排気側カムシャフトとを支持するのにスラス
ト軸受が用いられている。

スラスト軸受を開示した従来技術文献としては，前述の
実願昭60−126292号や実開昭54−165607号がある。

第５図は，従来のカムシャフトのスラスト軸受構造の下
面図である。第５図は，具体的には，上記したようなダ
ブルオーバヘッドカムシャフト式エンジンの吸気側カム
シャフトを支持するカムキャップの下面図である。

第５図において,1はカムキャップ全体を表しており,2は
摺動面である。二点鎖線はカムキャップ１に取り付けら
れた吸気側カムシャフト15の位置を表している。第５図
のカムキャップ１は，第６図のような吸気側カムシャフ
ト15を回転可能に且つ軸方向には不動に支持するもので
ある。第５図と第６図とにおいて，矢印Ｆは，エンジン
の前方を表している。また，矢印Ｒは吸気側カムシャフ
ト15の回転方向を表している。

第６図において,11はジャーナル部,12と13とはスラスト
被支持部である。吸気側カムシャフト15の内部にはオイ
ル通路22が穿設されており，ジャーナル部11にはオイル
通路22に連通するオイル孔23と，オイル孔23に整合する
オイル溝24とが穿設されている。矢印Ｚはオイルの流れ
を表している。

第５図において，符号４と符号５が付されている部分
で，吸気側カムシャフト15のスラスト被支持部12,13が
カムキャップ１に当接し，吸気側カムシャフト15の軸方
向の移動が阻止されるようになっている。第６図につい
て述べたオイル通路22は，符号４が付されている当接部
分と符号５が付されている当接部分とに潤滑のためのオ
イルを供給するためのものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

第５図に示されている従来のカムシャフトのスラスト軸
受構造にあっては，騒音が発生するという問題があっ
た。これは次の理由による。

第５図において，カムシャフト15のスラスト被支持部1
2,13とカムキャップ１との間には僅ではあるが隙間が存
在している。他方，エンジン作動中，カムシャフト15は
トルク変動を受けるので，軸線方向に往復運動しようと
する。このため，符号４と符号５とが付されている部分
において，カムシャフト15のスラスト被支持部12,13と
カムキャップ１とが衝撃的に当接する。これが，第５図
に示されている従来のカムシャフトのスラスト軸受構造
では騒音が発生する理由である。

本考案は，このような従来の技術の問題点を解決するも
のであり，本考案の技術的課題は，カムシャフトのスラ
スト被支持部とカムキャップとの衝撃的な当接を防止
し，上記騒音を低減することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この技術的課題を達成するために，本考案にあっては次
のような手段が講じられている。

即ち，エンジンのシリンダヘッドに取り付けられてカム
シャフトを回転可能に支持するカムキャップを有し，該
カムキャップの両側面に前記カムシャフトのスラスト被
支持部が当接することにより前記カムシャフトがその軸
線方向に微小クリアランス分しか動かないように支持さ
れるカムシャフトのスラスト軸受構造において， 前記カムキャップの摺動面に穿設されその一端が前記カ
ムキャップの一方の側面に開口し他端が前記摺動面内で
終了しているオイル溝と， 前記カムシャフトの外周面に設けられ該オイル溝と交差
している周方向溝と， 一端が該周方向溝に開口し他端がオイル供給通路に開口
するオイル孔と， を具備することを特徴とする手段である。

〔作用〕

上記手段によれば，オイル孔の働きにより，オイル供給
通路からのオイルが周方向溝に供給され，周向溝に供給
されたイルは，周方向溝と交差するオイル溝に供給され
る。ここで，オイル溝の一端はカムキャップの一方の側
面に開口し，他端は摺動面内で終了しているので，ほと
んどのオイルは，カムキャップの両側面のうちオイル溝
が開口されている方の側面に供給される。

このためオイル溝が開口されている方の側面では，カム
キャップとスラスト被支持部との間の油圧は非常に大き
くなり，この油圧によってカムシャフトのスラスト被支
持部とカムキャップとの間に間隔（微小クリアランス）
が保たれ，他方の側面では，カムシャフトのスラスト被
支持部とカムキャップとが実質的に当接した状態が保た
れる。

この結果，カムシャフトは上述の間隔を縮める方向にし
か軸方向移動できない状態に保持されると共に，上述の
間隔を縮める方向に力が作用する場合にも，その力は油
圧によって緩衝せしめられる。

〔実施例〕

第１図は，本考案の一実施例に係るカムシャフトのスラ
スト軸受構造の下面図である。

具体的には第１図は，ダブルオーバヘッドカムシャフト
式エンジンの吸気側カムシャフトを支持するカムキャッ
プの下面図である。

第１図において,1はカムキャップ全体を表しており,2は
摺動面である。二点鎖線はカムキャップ１に取り付けら
れた吸気側カムシャフト15の位置を表している。

第１図のカムキャップ１は，第２図のような吸気側カム
シャフト15を回転可能に且つ軸方向には微小クリアラン
ス分しか動かないように支持するものである。第１図と
第２図とにおいて，矢印Ｆは，エンジンの前方を表して
いる。また，矢印Ｒは，吸気側カムシャフト15の回転方
向を表している。

第１図において，カムキャップ１にはボルト孔31が左右
に一つづつ，合計二つ穿設されている。ボルト孔31に図
示しないボルトを貫通させることにより，カムキャップ
１は図示しないシリンダヘッドに固定される。なお，位
置決めのためのノックピン（図示しない）を嵌挿させる
ために，ボルト孔31の周囲にはノックピンのためのノッ
クピン受容部32が設けられている。

第２図は，先に述べた第１図のカムキャップによって支
持される吸気側カムシャフトの一部分の側面図である。

第２図において,11はジャーナル部,12と13とはスラスト
被支持部である。吸気側カムシャフト15の内部には軸線
方向に延びるオイル通路22が穿設されており，ジャーナ
ル部11にはオイル通路22に連通するオイル孔23と，オイ
ル孔23に整合するオイル溝24とが穿設されている。オイ
ル溝24はジャーナル部11の周方向に延びている。矢印Ｚ
はオイルの流れを表している。オイル通路22は吸気側カ
ムシャフト15を貫通しているが，その先端部分にプラグ
33が取り付けられており，オイルが外部に流出しないよ
うにされている。

吸気側カムシャフト15の先端には，図示しないタイミン
グベルトが巻回されるタイミングプーリ（図示しない）
が取り付けられている。また，第２図から分かるよう
に，ジャーナル部11とスラスト被支持部12,13との繋ぎ
め34にはアールが付けられている。

第１図に戻って，吸気側カムシャフト15のスラスト被支
持部12,13は第１図においても同じ符号が付されてい
る。第１図においては，符号４と符号５が付されている
部分で，吸気側カムシャフト15のスラスト被支持部12,1
3がカムキャップ１に当接し，吸気側カムシャフト15の
軸方向の移動が阻止されるようになっている。第２図に
ついて述べたオイル通路22は，符号４が付されている当
接部分と符号５が付されている当接部分とに潤滑のため
のオイルを供給するものであり，本考案のオイル供給通
路に相当する。

第１図において,35はオイルシールである。オイルシー
ル35は円環状をなし，スラスト被支持部12の外周とカム
キャップ１とに当接している。オイルシール35は，符号
４が付されている部分に供給されたオイルが外部に漏れ
ないようにするためのものである。

第１図のカムキャップ１及び第２図の吸気側カムシャフ
ト15は，第４図のようなエンジンに取り付けられている
ものである。第４図は，第１図のカムシャフトのスラス
ト軸受構造が備えられているダブルオーバヘッドカムシ
ャフト式エンジンの上面図である。第４図は，具体的に
はシリンダヘッドカバーを取り除いて上から見た図であ
る。

第４図において,15は吸気側カムシャフト,16は排気側カ
ムシャフトである。吸気側カムシャフト15の先端にはタ
イミングプーリ10が取り付けられており，タイミングプ
ーリ10が図示しないタイミングベルトで駆動されること
により，吸気側カムシャフト15は駆動される。矢印Ｒは
吸気側カムシャフト15の回転方向を表している。矢印Ｆ
はエンジンの前方である。

吸気側カムシャフト15から排気側カムシャフト16へはは
すば歯車17,18を介して回転を伝達するようにされてい
る。矢印Ｓは排気側カムシャフト16の回転方向を表して
いる。

第４図のエンジンにおいては，はすば歯車17,18が用い
られているので，吸気側カムシャフト15にも排気側カム
シャフトシャフト16にも軸方向に荷重が掛かる。従っ
て，吸気側カムシャフト15と排気側カムシャフト16とを
支持するのにスラスト軸受21,20が用いられている。ス
ラスト軸受21のカムキャップ１の下面図が，先に述べた
第１図であり，また，スラスト軸受20のカムキャップ９
の下面図が，後記する第３図である。

第４図において,36は，カムキャップ１（或いは，カム
キャップ９）をシリンダヘッド41に固定しているボルト
である。また,42は吸気側カムシャフト15と排気側カム
シャフト16とに取り付けられているカムである。このカ
ムによって図示しない吸排気弁が駆動される。

第４図において，吸気側カムシャフト15も排気側カムシ
ャフト16もトルク変動を受けて軸線方向に衝撃的に往復
運動しようとする。また，はすば歯車17,18の歯の方向
と吸気側カムシャフト15の回転方向（矢印Ｒ）とから考
えて，エンジン作動中，吸気側カムシャフト15は矢印Ｂ
方向に力が掛かる傾向があり，排気側カムシャフト16は
矢印Ｃ方向に押圧される傾向がある。従って，第１図に
おいて，符号４が付されている部分は隙間が殆ど零であ
るが，符号５が付されている部分は隙間が大きくなる傾
向がある。また，第４図の吸気側カムシャフト15を例に
して言うと，吸排気側（図示しない）が閉じるときには
弁ばね（図示しない）によってカム42が突き上げられる
ために，吸排気弁が閉じる毎に吸気側カムシャフト１は
矢印Ｃ方向に移動しようとする。この点に関連して，第
１図で言うと，エンジン作動中，油圧によって常に矢印
Ｂ方向に吸気側カムシャフト15を押しつけておこうとす
るのが本実施例の思想である。これについて詳細に説明
する。

第１図から分かるように，カムキャップ１の摺動面２に
は，オイル溝51が穿設されている。オイル溝51は吸気側
カムシャフト15の軸線方向Ｐ−Ｐに対してある角度θを
持って延びている。オイル溝51は，第１図から分かるよ
うに，その一端52はカムキャップ１の内側面53に開口さ
れているが，他端54はカムキャップ１の外側面56に開口
されてはおらず，摺動面２の中で終了している。ここで
カムキャップ１の内側面53というのは，カムキャップ１
においてシリンダヘッドの内側になる面という意味であ
り，外側面56というのは，カムキャップ１においてシリ
ンダヘッドの外側になる面という意味である。

第１図と第２図とを見比べると分かるように，オイル溝
51とオイル溝24とは交差するので，エンジン作動中，オ
イル溝51にはオイル溝24を介して常にオイルが供給され
ている。しかしながら，先に述べたように，オイル溝51
の一端52はカムキャップ１の内側面53に開口されている
が，他端54はカムキャップ１の外側面56に開口されてい
ないので，殆どのオイルは矢印Ｗのように流れて，符号
５が付されている当接部分に供給される。従って，斯か
る部分の油圧は非常に大きいものになる。言い換えれ
ば，油圧によって，符号５が付されている部分では，吸
気側カムシャフト15のスラスト被支持部13とカムキャッ
プ１の間に或る間隔が保たれ，符号４が付されている部
分では，スラスト被支持部12とカムキャップ１とが実質
的に当接した状態が保たれることになる。

このため，吸気側カムシャフト15に軸線方向に矢印B,C
方向に大きな力が加わったとしても，吸気側カムシャフ
ト15は，上述の間隔を縮めるＣ方向にしか移動できない
ので,B方向への移動によるカムキャップ１とスラスト被
支持部12との衝撃的な当接が生じることはない。また,C
方向への力は上述の油圧によって緩衝されるので，カム
キャップ１とスラスト被支持部13との衝撃的な当接も生
じない。

従って，本実施例によれば，吸気側カムシャフト15から
発生する騒音が低減される。

なお，上記した事柄は，排気側カムシャフト16について
も同様である。第３図は，排気側カムシャフトについて
のスラスト軸受構造の下面図である。具体的には第３図
は，第４図のスラスト軸受20のカムキャップ９の下面図
である。

第３図において,9はカムキャップ全体を表しており,2は
摺動面である。第３図のカムキャップ９は，排気側カム
シャフト16を回転可能に且つ軸方向には不動に支持する
ものである。矢印Ｆは，エンジンの前方を表している。
矢印Ｓは，排気側カムシャフト16の回転方向を表してい
る。

第３図において,12,13は排気側カムシャフト16のスラス
ト被支持部である。排気側カムシャフト16にも第２図の
ようなオイル通路とオイル孔とオイル溝とが設けられて
いる（第２図の符号22,23,24参照）が，これらは第３図
では省略されている。

第３図においては，符号４と符号５が付されている部分
で，排気側カムシャフト16のスラスト被支持部12,13が
カムキャップ９に当接し，排気側カムシャフト16の軸方
向の移動が阻止されている。第３図において，第１図の
ようなオイルシール（第１図の符号35参照）は用いられ
ていない。なぜならば，第３図のものはシリンダヘッド
カバーの中に配置されているからである（第４図参
照）。

第３図において,51はカムキャップ９の摺動面２に設け
られているオイル溝である。オイル溝51は，排気側カム
シャフト16の軸線方向Ｐ−Ｐ方向にある角度θを持って
設けられている。オイル溝51の一端52はカムキャップ９
の内側面53に開口されているが，他端54はカムキャップ
９の外側面56に開口されてはいない。

第３図のものでも，オイル溝51と排気側カムシャフト16
のオイル溝（図示しない）とは交差するので，オイル溝
51には，エンジン作動中常にオイルが供給されている。
しかしながら，先に述べたように，オイル溝51の一端52
はカムキャップ９の内側面53に開口されているが，他端
54はカムキャップ９の外側面56に開口されてはいないの
で，殆どのオイルは矢印Ｗで示されるように，符号５が
付されている部分に供給される。言い換えれば，油圧に
よって，符号５が付されている部分では，排気側カムシ
ャフト16のスラスト被支持部13とカムキャップ９との間
に或る間隔が保たれ，符号４が付されている部分では，
スラスト被支持部12とカムキャップ９とが実質的に当接
した状態が保たれることになる。

このため，排気側カムシャフト16に矢印B,C方向に大き
な力が加わっても，前述の第１図の実施例と同様にカム
キャップ９とスラスト被支持部12及び13との衝撃的な当
接も生じない。

従って，本実施例によれば，排気側カムシャフト16から
発生する騒音も低減される。

第１図に戻って，オイル溝51の他端54はカムキャップ１
の外側面56に開口されてはいないので，オイルは殆どオ
イルシール35の方には流れない。従って，本実施例によ
れば，オイルがオイルシール35からより一層漏れ難くな
る。この点も本実施例の特徴である。なお，符号４が付
されている当接部分は，排気側カムシャフト15のジャー
ナル部11と摺動面２との間の隙間から滲み出るオイルで
充分潤滑され得る。

最後に，本実施例においてオイル溝51はカムシャフト15
又は16の軸線方向Ｐ−Ｐに対してある角度θを持って設
けられているが，これは次の理由による。

即ち，オイル溝51がカムシャフト15又は16の軸線方向と
平行に設けられている場合には，オイル溝51が存在する
部分ではカムキャップ１或いはカムキャップ９がカムシ
ャフト15或いは16を支持する能力が大幅に低下すること
が考えられる。すると，その部分は早期に摩耗を起こす
ことになる。これに対して，オイル溝51をカムシャフト
15或いは16の軸線方向に対してある角度を持たせておけ
ば，摺動面２の殆どの部分についてオイル溝51がある代
わりに，オイル溝51によってカムキャップ１或いはカム
キャップ９の荷重負担能力が減少する分は少ないので，
カムキャップ１或いはカムキャップの摺動面２が早期に
摩耗することはない。これが，オイル溝51がカムシャフ
ト15又は16の軸線方向に対してある角度を持って設けら
れている理由である。

以上，本考案の特定の実施例について説明したが，本考
案はこの実施例に限定されるものではなく，実用新案登
録請求の範囲内において種々の実施態様が包含されるも
のである。

〔考案の効果〕

本考案によれば，オイル溝の一端がカムキャップの一方
の側面に開口し，他端が摺動面内で終了しているので，
オイル溝が開口されている方の側面に作用する油圧によ
り，オイル溝が開口されている方の側面では，カムシャ
フトのスラスト被支持部とカムキャップとの間隔が保た
れ，他方の側面では，カムキャップとスラスト被支持部
とが実質的に当接した状態が保たれる。

従って，カムシャフトは上述の間隔を縮める方向にしか
軸方向移動できない状態に保持されると共に，その方向
に加わる力は油圧によって緩衝せしめられるので，カム
キャップとスラスト被支持部との衝撃的な当接は生じな
くなり，カムシャフトのスラスト軸受け構造の騒音が低
減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は，本考案の一実施例に係るカムシャフトのスラ
スト軸受構造の下面図， 第２図は，第１図のカムキャップによって支持される吸
気側カムシャフトの側面図， 第３図は，排気側カムシャフトについてのスラスト軸受
構造の下面図， 第４図は，第１図のカムシャフトのスラスト軸受構造が
備えられているダブルオーバヘッドカムシャフト式エン
ジンの上面図， 第５図は，従来のカムシャフトのスラスト軸受構造の下
面図， 第６図は，第５図のカムキャップによって支持される吸
気側カムシャフトの側面図である。 １……カムキャップ ２……摺動面 ９……カムキャップ 12,13……スラスト被支持部 15……吸気側カムシャフト 16……排気側カムシャフト 41……シリンダヘッド 51……オイル溝 52……オイル溝の一端 53……カムキャップの内側面（カムキャップの一方の側
面） 54……オイル溝の他端 56……カムキャップの外側面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンのシリンダヘッドに取り付けられ
   てカムシャフトを回転可能に支持するカムキャップを有
   し，該カムキャップの両側面に前記カムシャフトのスラ
   スト被支持部が当接することにより前記カムシャフトが
   その軸線方向に微小クリアランス分しか動かないように
   支持されるカムシャフトのスラスト軸受構造において， 前記カムキャップの摺動面に穿設されその一端が前記カ
   ムキャップの一方の側面に開口し他端が前記摺動面内で
   終了しているオイル溝と， 前記カムシャフトの外周面に設けられ該オイル溝と交差
   している周方向溝と， 一端が該周方向溝に開口し他端がオイル供給通路に開口
   するオイル孔と， を具備することを特徴とするカムシャフトのスラスト軸
   受構造。